JPH0670383B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。

（従来の技術） 電子制御の燃料噴射式機関はその燃料計量精度の高さか
ら実際に広く採用されており、噴射弁から機関吸気系に
供給される噴射量制御においては機関負荷（たとえば吸
入空気量Qa）と機関回転数Ｎとに基づく基本的な燃料噴
射量（基本パルス幅）Tp（＝Ｋ・Qa/N、ただしＫは定
数。）を他の運転変数に応じて補正するようにした次式
（１）を基本として噴射量（噴射パルス幅）Tiが演算さ
れる（たとえば、1985年11月（株）鉄道日本社発行「自
動車工学」第34巻第11号第28頁等参照）。

Ti＝Tp×COEF×LAMBDA＋Ts …（１） ただし、COEF:各種補正係数の総和 LAMBDA:空燃比補正係数 Ts:無効パルス幅 である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、吸気系の付着、浮遊燃料（噴射燃料の一部が
シリンダ内に達するまでの間に吸気管や吸入ポートの内
壁面に付着し、あるいは浮遊している燃料のこと）の量
が過渡時には燃料遅れとして生じ、これが空燃比の制御
精度に影響する。

そこで、吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量MFHを演算
し、この平衡量MFHとこの平衡量に対し一次遅れで変化
する吸気系の付着、浮遊燃料（この燃料のことを以下
「付着量」という）MFとの差値MFH−MFとこの差値を燃
料噴射量の補正にどの程度反映させるかを示す基本分量
割合KMFATとに基づいて付着速度（単位周期当たりの付
着量のこと）VMFを求め、しかもその付着速度VMFと上記
の付着量MFとを燃料噴射に同期して加算し、該加算値で
付着量MFを更新するものを本出願人が先に提案しており
（特願昭60−243605号参照）、この装置によれば、付着
量と関係する要因を検出するのではなく、付着量そのも
のに基づいて補正を行うので、空燃比に直接影響する変
数を取り扱うことになり、従来に比べて加減速に拘わら
ず応答性の良好な空燃比特性を得ることができることに
なった。なお、以下の説明の便宜上前回演算された値で
あることを意味する添字「−１」を記号に付す。

これを過渡補正量KATHOSにつき数式で表現したのが次式
である。

KATHOS＝VMF×GHF …（7A） VMF＝KMFAT（MFH−MF） …（7B） ただし、VMF:付着速度 GHF:補正率 KMFAT:基本分量割合 ここに、基本分量割合KMFATは平衡量MFHとこの平衡量に
対し１次遅れで変化する付着量の演算値の間に偏差が生
じた場合に、付着量の演算値を単位周期当たり（１噴射
当たり）にどの程度の割合で接近させるかを表す値であ
り、そのときに要求される接近の程度は運転状態により
相違する。そこで、基本的な運転変数（機関負荷，回転
数，冷却水温）に基づいてKMFATの値を異ならせるよう
にしている。

また、KMFATをこれら運転変数のみで求めた場合、負荷
変化量が所定値以上となる急加速または急減速の初期に
補正量が不足する（加速では目標空燃比の混合気よりも
希薄となり、減速では逆に濃くなる。）ことを特願昭61
−42858号で明らかにし、このような補正不足を解消す
るよう当出願において絞り弁開度の所定時間毎の変化量
（負荷変化量相当）を求め、この変化量が所定値以上と
なる急加減速時にKMFATを増量するようにした実施例を
示した。

しかしながら、実験を行ってみると急加速と相違して緩
加速では補正不足の傾向がみられた。これは、絞り弁開
度の変化量を検出する場合に緩加速では単位周期当たり
の変化量が小さいので、分解能が極端に悪くなくためと
解った。急加速においてはその変化が大きいので、マッ
プ上の変化として現れるが、緩加速では負荷に相当する
変化が小さく、このような微小な変化に対してはマップ
上の変化として出てこないので、制御に反映されないか
らである。

なお、分解能を良くするには絞り弁開度センサからの信
号をＡ−Ｄ変換するビット数を上げればよいのである
が、ビット数を上げるとそれだけコスト高となる。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、運転状態に応じて演算される基本的な分量割合
に対し、微小負荷変化量に基づく補正を前出願に増して
精度良く施すようにした空燃比制御装置を提供すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明では、第１図に示すように、機関の運転状態
を、少なくとも機関回転数、機関負荷及び機関温度を含
むパラメータから検出する運転状態検出手段１と、機関
の運転状態に基づいて燃料の基本噴射量Tpを演算する基
本噴射量演算手段２と、機関負荷の微小変化量を積算し
つつ所定周期で減衰する値を演算する積算減衰値演算手
段３と、機関回転数、機関負荷及び機関温度に基づいて
吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量MFHを演算する平衡量
演算手段４と、平衡量演算手段４で演算した付着、浮遊
燃料の平衡量MFHとこの平衡量MFHに対し一次遅れで変化
する付着量MFとの差値MFH−MFを演算する差値演算手段
５と、差値演算手段５で演算した差値MFH−MFを燃料噴
射量の補正にどの程度反映させるかを示す基本分量割合
KMFATを、機関回転数、機関負荷及び機関温度に基づい
て演算する基本分量割合演算手段６と、前記積算減衰値
が所定値以上で前記基本分量割合KMFATを増量する分量
割合増量手段７と、分量割合増量手段７で増量した分量
割合KMFと前記差値MFH−MFとに基づいて付着速度VMFを
演算する付着速度演算手段８と、付着速度演算手段８で
演算した付着速度VMFと前記付着量MFとを燃料噴射に同
期して加算し、該加算値で付着量MFを更新する付着量演
算手段９と、前記基本噴射量Tpと前記付着速度VMFとに
基づいて燃料噴射量Tiを演算して噴射信号を出力する燃
料噴射量演算手段10と、前記噴射信号に基づいて機関に
燃料を供給する燃料供給手段11とを備えた。

（作用） このように構成すると、たとえば緩加速が長く続くとき
は、増量された分量割合KMFがなだらかな台形状に変化
し、この台形状の面積に相当して付着速度Ｖが増量され
ることから、緩加速が長く続くときでも、補正不足とな
らず、空燃比がわずかに理論空燃比からリーン側に外れ
ることがない。同様にして、緩加速が長く続くときに
も、空燃比がわずかにリッチ側に外れることがことがな
い。

以下実施例を用いて説明する。

（実施例） 第２図は吸気絞り弁21の上流の吸気通路22に全気筒分を
賄う１個の燃料噴射弁24を設け（SPI装置）、かつ装置
の簡素化をねらって機関負荷信号として空気量ではな
く、絞り弁開度α（TVOとも称す。）を採用した機関に
この発明を適用した場合の機械的な構成を表している。

したがって、この例ではαとＮを基本変数として噴射パ
ルス幅を制御することになる（以下これをα−Ｎ方式と
称す。）。

このため、空気量センサは設けられておらず、替わりに
絞り弁開度センサ25が設けられている。また、絞り弁21
をバイパスする通路23には始動時の制御を高めるため並
列に２個のアイドルアップ用の電磁弁（SVと称す。）2
6,27が設けられ、一方吸気ポートにはスワールコントロ
ールバルブ28が設けられている。

なお、機関回転数Ｎはディストリビュータ31内蔵のクラ
ンク角センサ32にて、冷却水温Twは水温センサ33にて、
また実際の空燃比を検出するセンサとして酸素センサ34
が設けられる等従来装置と変わるところはなく、これら
クランク角信号（Ref信号（基準信号）と角度信号），
水温信号，実空燃比信号は上記絞り弁開度信号とともに
コントロールユニット35に入力され、該コントロールユ
ニット35内で、これら信号に基づき最適な燃料噴射パル
ス幅Tiが演算される。

次に、基本パルス幅Tpと噴射パルス幅Tiの演算内容につ
いては、第３図（同図（Ａ）〜同図（Ｃ）からなる。以
下同じ。）ないし第９図及び第13図を参照しながら説明
するが、ここでは先に本発明にかかる部分を説明し、そ
の後にシステムの全体につき概説することとする。すな
わち、これらの図に示す制御内容は全体として１つの空
燃比制御システムを構成するもので、これらの内訳は、
第３図及び第13図が噴射パルス幅演算のメインルーチ
ン、第４図ないし第７図がそれぞれメインルーチンにて
使用される変数（過渡補正量KATHOS,フィードバック補
正量LAMBDA,目標空燃比TFBYA,吸気温補正係数KTA）を求
めるためのサブルーチン、第８図が第４図において使用
される変数（KMF）を求めるためのサブルーチンであ
る。同図の番号は処理番号を表す。なお、このような制
御はマイクロコンピュータにてコントロールユニット35
を構成することにより容易に行わせることが可能であ
る。この場合、各変数の演算は下表に示す制御周期にて
実行される。

さて、この発明の特徴は機関負荷の微小変化量を積算し
つつ所定周期で減衰する値を演算し、この積算減衰値が
所定値以上で上記の基本分量割合KMFATを増量するよう
にしたことである。すなわち、基本分量割合KMFATを用
いるだけだと、緩加速や緩減速が長く継続される場合に
補正不足が生じる。そこで、微小変化量でも積もる場合
があることを考慮するため、緩加速や緩減速が長く継続
される場合に対応する値として、負荷の微小変化量を積
算しつつ減衰させる値を作り出し、この値に対応する補
正率（後述するKMFDBT）で補正不足を解消する向きに上
記の基本分量割合KMFATを補正（つまり増量補正）して
やるのである。

まず、この例ではブースト圧BOOSTに基づきその変化量
を演算する（ステップ135）。

（ｉ）DBOST＝DBOST_−１＋（BOOST−BOOSTO） …（7G） ただし、BOOST:今回演算時のブースト圧 BOOSTO:前回演算時のブースト圧 である。ここに、式（7G）の第２項が刻々の微小変化量
であり、これが順次加算されていくのである。このた
め、今回演算された積算値（DBOST）を次回演算時のた
め前回演算された積算値（DBOST_−１）として格納す
る。

そして、この積算値DBOSTが基準値（判定レベルLHDBT）
以上に積もれば評価の対象として、積算値DBOSTに基づ
きブースト補正率KMFDBTを求める（ステップ137,13
8）。第11図がこの補正率KMFDBTの内容を表す線図であ
る。具体的な求め方としてはDBOSTをパラメータとする
テーブル検索による。

なお、緩加速と緩減速とでKMFDBTの値を相違させ、加速
の場合の値を大きくすることにより加速性を向上するこ
とができる。

これで、補正率KMFDBTが求まったので、この補正率KMFD
BTに基づき基本分量割合KMFATを補正する（ステップ14
0）。

KMF＝KMFAT（％）×KMFDBT（％） （7D−Ａ） 次に、DBOSTは積算値となるので、そのままでは制御毎
に段々と大きくなるばかりで扱い辛くなる。要は積算値
を得ることが目的ではなく、基準となる期間を設け、こ
の間における積算値を基準期間との関係で評価すること
である。したがって、データとして古くなった積算値は
処分しなければならない。そこで、基準信号（Ref信
号）に同期してDBOSTを徐々に減衰させる（第９図のス
テップ141〜143）。

（ii）加速（DBOST≧０）の場合 DBOST＝DBOST_−１×TGEN …（7H） （iii）減速（DBOST＜０）の場合 DBOST＝DBOST_−１×TGENG …（7I） ただし、TGEN:加速時の減衰係数（定数） TGENG:減速時の減衰係数（定数） である。ここに、常識（ｉ）〜（iii）の相互の関係は
式（ｉ）が初回に演算される値、式（ｉ），（iii）が
その後に演算される値である。この結果DBOSTは微小変
化量が積算されつつ所定周期毎に減衰される値となる。

これら第８図，第９図のルーチンにて実行されるところ
を第１図と対応づけると、ステップ131が第１図の手段
６の、ステップ134,135,136,141,142,143が第１図の手
段３の、ステップ137,138,139,140が第１図の手段７の
機能にそれぞれ相当する。

なお、この例では実際にブースト圧を検出するセンサを
持たないので、ブースト圧BOOSTはAADNV（吸気系の総流
路面積AAを機関回転数Ｎで除した値に相当する量）をパ
ラメータとするテーブル検索にて求めるものである。第
10図はこのテーブルの内容を説明する線図である。この
意味でこの例のBOOSTは厳密にはブースト圧相当量であ
る。

また、補正の対象とされる基本分量割合KMFATは、運転
状態の代表値としてのAADNVと冷却水Twをオパラメータ
としてマップ検索にて求められる（ステップ131）。

このように構成した場合の作用を緩加速につき第12図を
参照しながら説明すると、緩加速における負荷の微小変
化量（BOOST−BOOSTO）がわずかであっても、この微小
変化量が積算されるので、図示のように積算値DBOSTは
徐々に大きくなり、緩加速がやむと徐々に減少して０に
なる。このなだらかな台地状のDBOSTに基づいて基本分
量割合KMFATが増量補正されると、増量後の分量割合KMF
（実線で示す。）もなだらかな台地状の波形で変化す
る。

緩加速が短い時間しか続かないあいだはその緩加速にお
ける負荷の微小変化量を無視してさしつかえないのであ
るが、緩加速が長く続くときは、現実には補正不足を生
じ、空燃比が理論空燃比よりもわずかにリーン側にずれ
ていく。このような緩加速が長く続く場合に、この例で
は、負荷の微小変化の積算減衰値を過渡補正のパラメー
タとして取り込むことにより、緩加速が長く続くときで
も、補正精度が不良となることがないようにしたのであ
る。

これに対して従来例では、負荷の微小変化量を過渡補正
に反映させるという考慮がなされておらず、したがって
上記のように緩加速が長く続くときにも基本分量割合KM
FAT（破線で示す。）が変化することがなく、この破線
と実線のあいだの差が結果的に補正不足として現れたの
である。

また、積算値DBOSTを時間同期で減衰させたときは、補
正率KMFDBTを低回転域においてマッチングを行った場合
に高回転域でKMFDBTが要求よりも大きくなり補正過多の
傾向を生じるが、DBOSTの減衰をRef信号に同期させてい
るこの例では、高回転域での補正率KMFDBTの値が低回転
域より小さくなるので、補正率KMFDBTを低回転域におい
てマッチングを行った場合における高回転域でも補正過
多となることがなく、これによって回転域の差に基づく
補正誤差を無くすことができる。

次に、この例ではブースト圧の積算値DBOSTに基づく補
正だけでなく、さらに、付着速度VMF,機関回転数Ｎに基
づいても基本分量割合KMFATを補正するようにしている
（ステップ132,133,140）。

KMF＝（KMFAT＋KMFVMF）×KMFN×KMFDBT…（7D） ただし、KMFVMF:付着速度補正率（％） KMFN:回転補正率（％） である。なお、KMFVMFはVMFをKMFNはＮをそれぞれパラ
メータとしてテーブル検索にて求められる。

これらVMF,Nに基づく補正は先願でも実行されている。
基本分量割合KMFATはもともと長周期成分の補正分とい
う意味合いを持つが、それでも回転数Ｎに応じて誤差を
生じてくる。これを解消するために導入されたのがＮに
基づく補正率KMFNである。

また、低温時の過渡時においては付着量が不活発である
ため、過渡初期に補正不足となる傾向が生じる。これを
解消するのがVMFに基づく補正率KMFVMFであり、過渡開
始より数秒間の補正不足を補うことができる。

次に、システム全体を概説すると、第３図のルーチンは
基本パルス幅Tpの、第13図は最終的な噴射パルス幅TIの
演算を行う部分で、第３図が第１図の手段２の、第13図
が第１図の手段10の機能に相当する。

ここに、SPI装置ではシリンダに流入する空気量Ｑ_CYLと
噴射弁部を通過する空気量Ｑ_AINJとが必ずしも一致せ
ず、かつ噴射弁から噴かれた燃料がシリンダに達するの
に供給遅れをもたざるを得ないという相違があり、この
システムではこれら２点が考慮されている。ただし、こ
れらはそれぞれにつき独立して演算される（空気量につ
いてはＱ_AINJを、燃料遅れについては過渡補正量KATHOS
を求める。）これは、考え方を単純化して制御誤差の対
象が空気量の計量誤差であるのか燃料遅れによるものな
のかを明確にするためである。これにより、設定時の精
度が格段に向上する。さらに、設定時以降の経時変化や
燃料性状の相違にても精度低下の要因となるので、これ
らの要因に対しては学習機能を付与している。

これを数式で表現すると、実効パルス幅Teは下式（４）
にて演算される。（第13図のステップ151）。なお、無
効パルス幅をTsとしてTeと和がTI（＝Te＋Ts）となる
（ステップ69,第13図のステップ151）。

Te＝（Tp×KBLRC＋KATHOS×KBTLRC）×LAMBDA …（４） ただし、Tp:基本パルス幅 KATHOS:過渡補正量 LAMBDA:空燃比補正係数 KBLRC:定常時学習補正係数 KBTLRC:過渡時学習補正係数 である。ここには、基本パルス幅としてTpを用いている
が、その内容はＬ−ジェトロニック方式と相違して下式
（５）にて演算される。

Tp＝Ｑ_AINJG×TFBYA×Ｋ …（５） ただし、Ｑ_AINJG：噴射弁部空気量（mg） TFBYA:目標空燃比 K:噴射弁特性に基づく定数（ms/mg） である。

まず、噴射弁部の空気量Ｑ_AINJであるが、空気量センサ
を持たない本実施例ではこれを直接に求めることは困難
であるので、Ｑ_CYLに基づいて求められる。すなわち、
Ｑ_AINJはＱ_CYLとその変化量dQ_CYL/dtとから次式（３） Ｑ_AINJ＝Ｑ_CYL＋ｃ・dQ_CYL/dt …（３） にて近似的に求められることを考慮して、次式群（6A）
〜（6F）にて求められる。

Ｑ_AINJG＝Ｑ_AINJC×KTA …（6A） Ｑ_AINJC＝Ｑ_CYL×Ｖ_CYL＋DCM …（6B） Ｑ_CYL＝Ｑ_Ｈ×K2＋Ｑ_CYL−１×（１−K2） …（6C） Ｑ_Ｈ＝Ｑ_H0×KFLAT …（6D） DCM＝（Ｑ_CYL−Ｑ_CYL−１）×KMANIO×Tref …（6E） KTA＝KTA0×KTAQ_CYL …（6F） だだし、Ｑ_AINJG：噴射弁部空気量／シリンダ（mg） Ｑ_AINJC：噴射弁部空気量／シリンダ（cc） Ｑ_CYL：シリンダへの空気量／シリンダ容積（％） Ｑ_CYL：シリンダ容積（cc） DCM:マニホールド空気変化量（cc） KTA:吸気温補正係数（mg/cc） Ｑ_Ｈ：平衡空気量／シリンダ容積（％） K2:Q_CYLの変化割合／演算 Ｑ_H0：リニヤライズ空気量／シリンダ容積（％） KFLAT:フラット空燃比係数（％） KMANIO:マニホールド係数 Tref:Ref信号の周期（μｓ） KTA0:基本吸気温補正係数（mg/cc） KTAQ_CYL：吸気温補正の負荷補正率（％） である。

これらの式群（6A）〜（6F）は、各種の補正や規格化
（シリンダ当たり、シリンダ容積当たり等に変換してい
る。）のために複雑になってはいるが、基本的には、Ｑ
_AINJCは定常項（Ｑ_CYL×Ｖ_CYL）と過渡項（DCM）との和
で求められる。ただし、この値Ｑ_AINJCは体積単位であ
るため、吸気温度変化により変わり得るので、KTAを補
正係数として質量単位に変換している（ステップ61〜6
3）。

また、Ｑ_CYLはK2を平滑化の定数としてＱ_Ｈ,Q_CYL−１を
変数、K2を重みとする重み付け平均値にて求められる
（ステップ54〜57）。

次に、Ｑ_H0,KFLAT等の変数は吸気系の流路面積と機関回
転数から求められる。これは、吸気系より空気量センサ
を廃してコスト低減、メンテナンスの容易化を図るよう
にしたためである。したがって、流路面積は次式（6
G），（6H）にて求められる（ステップ41〜52）。

AADNV＝AA×Tref/V_CYL …（6G） AA＝ATVO＋AI＋AAC …（6H） ただし、AADNV:流路面積／（回転数×シリンダ容積） （cm^２/rpm・cc） AA:総流路面積（cm^２） ATVO:絞り弁流路面積（cm^２） AI:SV26の流路面積（cm^２） AAC:SV27の流路面積（cm^２） である。

すなわち、このシステムは負荷信号として絞り弁開度TV
Oに基づく流路面積ATVOを採用するものであるが、絞り
弁21をバイパスする通路23がある場合には、これらの面
積AI,ACCをも考慮する必要があり、したがって総流路面
積AAは絞り弁開度に基づく流路面積ATVOとバイパス通路
の流路面積（AIあるいはAAC）との和で与えられている
（ステップ41〜49）。なお、これらSV26,27は２位置弁
である。これはデューティ制御の電磁弁を使用する替わ
りに４段階制御を行わせてコスト低減を図るためであ
る。

また、実際の制御では総流路面積AAを回転数Ｎで除した
値AA/N（ステップ52においてAA×Trefの部分が相当す
る。）を採用している。これはAAそのままであると、Ｎ
の変化に対し急変する領域をもつので、これをパラメー
タとして使用すると、この急変領域において精度が低下
する。しかしながら、精度を高めようとたとえばマップ
の格子点を増すことはそれだけ演算時間を長くすること
にもなる。そこで、AA/Nを採用することにより、こうし
た制御上の問題を解決したものである。

したがって、このAADNV（＝AA×Tref/V_CYL）を用いてリ
ニヤライズ空気量Ｑ_H0が求められる（ステップ53）。な
お、フラット空燃比係数KFLATはＱ_H0,Nをパラメータと
してマップから、絞り弁流路面積ATVOはTVOをパラメー
タとしてテーブルから求められる（ステップ54,42）。

また、基本吸気温補正係数KTA0と吸気温の負荷補正率KT
AQ_CYLについても、それぞれ吸気温Ｔ_Ａ,Q_CYLをパラメー
タとして検索され、これらの積にて吸気温補正係数KTA
が求められている（第７図のステップ81〜83）。

以上の演算により噴射弁部の空気量Ｑ_AINJが求められた
ので、次には過渡時に生じる燃料遅れに関する補正量を
求めることである。この補正量がステップ66にて使用さ
れるKATHOSであり、具体的には第４図に示すルーチンに
て演算される。

この例では、吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量MFHとこ
の平衡量に対し１次遅れで変化する付着量の演算値との
偏差に基づいて求める。これを数式で表すと次式群（7
A）〜（7E）にて与えられる。

KATHOS＝VMF×GHF …（7A） VMF＝（MFH−MF）×KMF …（7B） MF＝MF_−1Ref×VMF …（7C） KMF＝（KMFAT＋KMFVMF）×KMFN×KMFDBT …（7D） GHF＝GHFQ_CYL×GHFFBYA …（7E） ただし、KATHOS:過渡補正量（μｓ） VMF:付着速度（μs/噴射） MFH:平衡量（μｓ） MF:付着量（μｓ） KMFAT:基本分量割合（％） KMFVMF:分量割合の付着速度補正率（％） KMFN:分量割合の回転補正率（％） KMFDBT:分量割合のブースト補正率（％） GHF:補正率（％） GHFQ_CYL：減速補正率（％） GHFFBYA:空燃比補正率（％） である。

すなわち、付着速度VMFは平衡量MFHと前回演算された付
着量MF_−1Ref（MF_−1Refは１噴射前のMFの値である）と
の差値（MFH−MF_−1Ref）にこの付着量の演算値が単位
周期当たり（１噴射当たり）にどの程度の割合で接近す
るかを表す係数KMFを乗算することにより求められる
（ステップ103）。

ここに、平衡量MFHは噴射弁部を通過する空気量
Ｑ_AINJ，機関回転数N,冷却水温Twに基づき、３次元マッ
プの検索と直線近似の補間計算との組み合わせにより演
算される。すなわち、実際に冷却水温Twが採りうる温度
変化幅の範囲内で予め設定された異なる６個の基準温度
Tw_０〜Tw_５（Tw_０＞…＞Tw_５）毎にＱ_AINJとＮをパラメ
ータとして基準温度Twn（ｎ＝０〜５）における平衡量M
FHTwnを付与する都合６個の平衡量データを実測にて用
意する。そして、実水温Twの上下の基準温度Twn,Twn
_＋１における平衡量MFHTwn,MFHTwn_＋１を用い、Tw,Twn,
Twn_＋１による補間計算にてMFHを最終的に求めるのであ
る（ステップ101）。

なお、３次元マップと補間計算による手法では高い精度
を得ることができるが、精度は程々にしても演算速度を
高めたい場合には２つのテーブルを用いて求める手法も
あり、これを次式（7F）に示す。

MFHTwn＝MFHQn×MFHNn …（7F） ただし、MFHQn:Q_AINJに基づく係数 MFHNn:Nに基づく係数 であり、MFHQnはＱ_AINJをMFHNnはＮをパラメータとして
それぞれテーブル検索により求められる。

なお、Tw＞Tw_０のとき、およびTw＜Twnのときは補間計
算を行うことができないので、MFH＝MFHTw_０とする。ま
た、燃料カット中はMFH＝FCMFH（一定値）とする。

一方、今回演算される付着量MFは前回の噴射直後に演算
された付着量MF_−1Refに今回の噴射直前に求めた付着速
度VMFを加算した値である（第13図のステップ153）。

次に、分量割合MFFは一定値でもよいが、この例ではAAD
NV,Twをパラメータとしてマップ検索により基本値KMFAT
を求め、さらにVMF,N,ブースト圧変化量の積算値DBOST
に基づく補正を行っている。すなわち、基本値KMFATに
対する補正係数が３つの係数KMFVMF,KMFN,KMFDBTであ
り、これらは過渡初期における空燃比がフラットな特性
となるように導入される。

特にDBOSTに基づく補正がこの発明の特徴部分であると
して前述したところである。

次に、補正率GHFは燃料性状の相違等を考慮する値であ
る。これは揮発性の高い燃料にあっては、減速時の吸入
負圧の発達により急速に気化して機関シリンダへと吸入
されてしまうため、揮発性の低い燃料と比較してその分
付着量が少なくなる。

このため、減速時にはそれだけ付着量を少なく見積もる
必要があり、逆に補正係数（GHFQ_CYL）としては少ない
値を付与すればよいことになる。すなわち、加速時（VM
Fが正の場合）は補正を行わないが（GHFQ_CYL＝1.0）、
減速時（VMFが負の場合）には１以下の数値を採用する
のである。なお、目標空燃比TFBYAに応じても補正する
ようにしてあり、減速補正率GHFQ_CYLはＱ_CYLを、空燃比
補正率GHFFBYAはTFBYAをパラメータとしてテーブル検索
にて求められる。

このようにして求めたVMFとGHFを用いて最終的に過渡補
正量KATHOSが求められる（ステップ106）。

次に、第３図（Ｃ）のステップ68,64で使用される空燃
比補正係数LAMBDA,目標空燃比TFBYAは従来例でも演算さ
れているところであり、そのルーチンがそれぞれ第５
図，第６図である。

すなわち、LAMBDAは空燃比のフィードバック制御におけ
る補正係数である。第５図はPID制御の例であり、実空
燃比（具体的には酸素センサ出力Ip）と空燃比の目標値
（具体的には目標値のセンサ出力相当量Ｔ_IP）との偏差
ERに基づいて得られる比例分（Ｐ），積分分（Ｉ），微
分分（Ｄ）を加算する次式（8A）〜（8D）にてLAMBDAが
求められる（ステップ111〜118）。

LAMBDA＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ …（8A） Ｐ＝Ｋ_Ｐ・ER …（8B） Ｉ＝Ｉ_−１＋Ｋ_Ｉ・ER …（8C） Ｄ＝Ｋ_Ｄ・（ER−ER_−１） …（8D） ただし、Ｋ_Ｐ：比例ゲイン Ｋ_Ｉ：積分ゲイン Ｋ_Ｄ：微分ゲイン である。

なお、偏差ERは下式（8E）で与えられる（ステップ11
4）。

ER＝Ip−Ｔ_{IP−（ｎ＋１）} …（8E） ここに、同式（8E）の第２項は（ｎ＋１）回前に（ただ
し、ｎは気筒数である。）Ref信号が入力したときのセ
ンサ出力Ipを示す。これは吸気系にて設定した空燃比の
結果が排気形に設けたセンサ34に検出されるまでに時間
的遅れがあり、これを考慮したものである。

また、目標空燃比TFBYAはTw,Q_CYL,Nをパラメータとして
演算される（第６図のステップ91〜95）。なお、同図の
ステップ95はTFBYAに上限値と下限値とを設けたもの
で、フェイルセーフとしての機能を付与したものであ
る。

次に、第３図（Ｃ）のステップ65,67で使用される学習
補正係数KBLRC,KBTLRCであるが、この例では、空気量
（Ｑ_AINJ）と燃料遅れ補正量（KATHOS）とを分離して求
めるようにしたのに伴い、学習補正についてもそれぞれ
に分離して独立に行うことにしている。すなわち、定常
時の学習補正係数KBLRCについては空燃比補正係数LAMBD
Aの演算ルーチンにて、過渡時の学習補正係数KBTLRCに
ついては過渡補正量KATHOSの演算ルーチンにて演算され
る（第５図のステップ119,120、第４図のステップ107〜
110）。

学習補正は、基本的には目標値との偏差に基づく制御量
を予め加えておくことにより次回の演算時に偏差が生じ
ないようにするものであり、KBLRCはLAMBDAに、KBTLRC
はこのLAMBDAとさらに実空燃比AFBYAと目標空燃比TFBYA
の偏差Ｂとに基づいて演算される（ステップ119,120、1
07〜110）。

なお、付着速度VMFと基準値Ｌ_１との比較により定常時
（VMF＜Ｌ_１）であるのか過渡時（VMF≧Ｌ_１）であるの
かを判別し、KBLRCについては定常時にのみ、KBTLRCに
ついては過渡時にのみ学習が行われるようにしている
（ステップ119,107）。

（発明の効果） 以上説明したように、吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量
とこの平衡量に対し一次遅れで変化する付着量との差値
を燃料噴射量の補正にどの程度反映させるかを示す基本
分量割合を、機関回転数、機関負荷及び機関温度に基づ
いて演算する一方で、機関負荷の微小変化量を積算しつ
つ所定周期で減衰する値を演算し、この積算減衰値が所
定値以上で上記の基本分量割合を増量するようにしたの
で、緩加速や緩減速が長く続くときでも補正不足となら
ず、空燃比が理論空燃比から外れることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念構成図、第２図はSPI装置に適
用したこの発明の一実施例の機械的な構成を表す概略
図、第３図ないし第９図および第13図は第２図中のコン
トロールユニット内で実行される動作内容を説明する流
れ図、第10図，第11図はそれぞれこの実施例のブースト
圧BOOST,ブースト補正率KMFDBTの内容を説明する線図、
第12図はこの実施例の作用を説明する波形図である。 １……運転状態検出手段、２……基本噴射量演算手段、
３……積算減衰値演算手段、４……平衡量演算手段、５
……差値演算手段、６……基本分量割合演算手段、７…
…分量割合増量手段、８……付着速度演算手段、９……
付着量演算手段、10……燃料量噴射量演算手段、11……
燃料供給手段、21……吸気絞り弁、22……吸気通路、23
……バイパス通路、24……燃料噴射弁、25……絞り弁開
度センサ、34……酸素センサ（空燃比センサ）、35……
コントロールユニット。

フロントページの続き (72)発明者 内田 正明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 高畑 敏夫 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 久保 博雅 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−199938（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−15828（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の運転状態を、少なくとも機関回転
   数、機関負荷及び機関温度を含むパラメータから検出す
   る運転状態検出手段と、機関の運転状態に基づいて燃料
   の基本噴射量を演算する基本噴射量演算手段と、機関負
   荷の微小変化量を積算しつつ所定周期で減衰する値を演
   算する積算減衰値演算手段と、機関回転数、機関負荷及
   び機関温度に基づいて吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量
   を演算する平衡量演算手段と、平衡量演算手段で演算し
   た付着、浮遊燃料の平衡量とこの平衡量に対し一次遅れ
   で変化する付着量との差値を演算する差値演算手段と、
   差値演算手段で演算した差値を燃料噴射量の補正にどの
   程度反映させるかを示す基本分量割合を、機関回転数、
   機関負荷及び機関温度に基づいて演算する基本分量割合
   演算手段と、前記積算減衰値が所定値以上で前記基本分
   量割合を増量する分量割合増量手段と、分量割合増量手
   段で増量した分量割合と前記差値とに基づいて付着速度
   を演算する付着速度演算手段と、付着速度演算手段で演
   算した付着速度と前記付着量とを燃料噴射に同期して加
   算し、該加算値で付着量を更新する付着量演算手段と、
   前記基本噴射量と前記付着速度とに基づいて燃料噴射量
   を演算して噴射信号を出力する燃料噴射量演算手段と、
   前記噴射信号に基づいて機関に燃料を供給する燃料供給
   手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御
   装置。