JPH0745839B2 - 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が運算さ
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、吸入空気量を調整する絞り弁開度αと回転数
Ｎから吸入空気量を予測する方式（以下これをα−Ｎ方
式と称す。）でかつ燃料噴射弁が機関シリンダから遠く
離れた吸気通路の集合部に１個または複数の噴射弁が取
り付けられる（以下「SPI（シングルポイントインジェ
クション）」と称す。）ときは、噴射パルス幅制御に吸
入空気量の計量に伴う誤差と燃料遅れに伴う誤差との２
つの因子が複雑に絡み、これが噴射パルス幅の制御精度
を低下させることになる。

ここで、過渡時にも定常時と変わらない空燃比を得るた
めには、噴射弁部を通過する空気量に比例させて燃料量
を供給しなければならない。

まず、空気量の計量について考えると、エアフローメー
タにより空気量を計量するＬ−ジェトロニック方式で
は、このセンサで過渡時に流れる空気量をも計測できる
ので、噴射弁部の空気量としてエアフローメータで検出
される空気量を、エアフロメータの応答遅れ補正を行っ
た後で用いればよい。

しかしながら、α−Ｎ方式では絞り弁開度より絞り弁部
の定常時の空気量を求めることができるだけで、過渡時
に流れる絞り弁部の空気量を求めることができない。た
とえば、絞り弁部の定常時の空気量Qthは Qth＝ｇ×Ａ｛（２κ／（κ−１））×Pa×ρ ×（（Pm/Pa）^2/κ−（Pm/Pa）^{（κ−１）／κ）}｝^1/2
…（11） ただし、A:絞り弁部の流路面積 Pa:大気圧 Pm:吸気管負圧 ρ：空気密度 κ：定数 の式で与えられることが知られており、絞り弁開度から
絞り弁部の流路面積Ａを求めれば、（11）式よりQthが
求まるのであるが、（11）式はあくまで定常時の空気量
であり、過渡時の空気量でないのである。したがって、
過渡時にも（11）式を用いたのでは、過渡時の空気量計
量に誤差が生じる。

これに対処するため、α−Ｎ方式かつSPIにおいては噴
射弁部の空気量を次のようにして求めるものを提案した
（特願昭61−181102号）。

この第１の先願装置（詳細は本願の実施例のほうで後述
する）では、絞り弁開度TVOから絞り弁部の平衡流量Qh
を求め、このQhからシリンダ空気流量Qcylを、 Qcyl＝Qh×K2＋Qcy1_-1×（１−K2） …（12） ただしK2:加重平均係数 の式（一次遅れの式）により計算する。シリンダ空気流
量Qcylは定常時においてQhと一致するのであるが、たと
えば加速時にQhがステップ的に増加しても、Qcylのほう
が応答が遅れるので、Qhの一次遅れでQcylを近似するわ
けである。

ただし、（12）式は絞り弁下流に存在するマニホールド
内の空気容積を考慮していない。そのため、たとえば加
速時にはこのマニホールド内の空気変化量ΔCMの分だけ
Qcylよりも噴射弁部空気量（絞り弁部空気量に等しい）
Qainjのほうが多くなる（減速時は逆に少なくなる）。
つまり、Qainjは Qainj＝Qcyl＋ΔCM …（13） の式で求めることができるのである。

ここで、ΔCMは、 ΔCM＝（Qcyl−Qcyl_-1）×K1×Tref …（14） ただし、K1:マニホールド係数 Tref:Ref信号の周期 の式で与えることができる。シリンダ空気流量の変化量
（Qcyl−Qcyl_-1）は加速（あるいは減速）の程度を考慮
するもので、加速の程度が大きくなるほど、（Qcyl−Cc
yl_-1）の値が大きくなり、大きな値のΔCMを与えるので
ある。

このようにして噴射弁部空気量Qainjを求めることで、
α−Ｎ方式かつSPIにおいても、空気量センサを設ける
ことなく、かつ過渡時においても、噴射弁部を通過する
空気量を精度良く求めることができるのである。

また、上記第１の先願装置では基本噴射パルス幅Tpを Tp＝Qainj×TFBYA×Ｋ …（15） ただし、TFBYA:目標空燃比 K:噴射パルス変換係数 の式により与えることで、過渡時にも定常時と変わらな
い目標空燃比を得ることができるはずである。

一方、噴射弁から噴かれたすべての燃料が空気流にのっ
てシリンダに吸入するのではなく、噴射燃料の一部は、
噴射弁下流の吸気管壁に付着して液体となり、壁面に沿
って流れるいわゆる燃料壁流を形成する。こうした燃料
壁流が存在しても、定常時であれば、噴射燃料から燃料
壁流として奪われる分と、シリンダに燃料壁流の状態で
流れ込む分とが一致するので、燃料遅れは生じない。

ここで、燃料壁流量は、吸入負圧、回転数、温度に依存
し、吸入負圧が強くなるほど少なくなる。このため、強
い吸入負圧の状態から大気圧の状態へと移行する加速時
には、噴射燃料のうちから燃料壁流の増加に奪われるこ
とになり、そのぶんシリンダに流入する燃料量が不足し
て空燃比がリーン側に傾く（減速時には空燃比がリッチ
側に傾く）。過渡時には、燃料壁流に伴う燃料遅れが生
じるわけである。

これに対処するため、吸気系の付着、浮遊燃料の平衡量
M0を機関負荷、機関回転数および機関温度をパラメータ
として演算し、その平衡量M0とその時点での吸気系の付
着、浮遊燃料の予測変数Ｍとの差値（M0−Ｍ）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
補正係数DKとに基づいて過渡補正量DMを求め、しかもそ
の過渡補正量DMと前記付着、浮遊燃料の予測変数Ｍとを
燃料噴射に同期して加算し、該加算値で予測変数Ｍ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）、この第２の先願装置によれば、燃料遅れの
原因となる吸気系の付着、浮遊燃料の挙動を精度良くと
らえることができることになった。

上記のようにして上記第１の先願装置では、噴射弁部空
気量Qainjを演算し、これと目標空燃比TFBYAに基づいて
基本噴射量Tpを演算するとともに、上記第２の先願装置
から引き継いだ壁流補正を行うことで、空気量の計量に
伴う誤差と、燃料遅れに伴う誤差とを明確に分離して把
握することが可能となったわけである。

さて、構成部品のばらつきがあったり経時変化や燃料性
状の相違があると、これらは空燃比精度を低下させる要
因となるので、上記第１の先願装置においても、学習機
能を付与することが考えられる。具体的には、機関停止
後もその値（学習補正係数）が消失しないようにメモリ
にバックアップしておき、始動後に空燃比のフィードバ
ック制御が開始される前からその値をメモリより読み出
し、 Te＝（Tp＋DM）×αｍ×LAMBDA …（21） ただし、Tp:基本噴射量 DM:過渡補正量 αm:学習補正係数 LAMBDA:空燃比フィードバック補正係数 の式で有効パルス幅Teを演算する一方で、更新のタイミ
ングになると、 新αｍ＝旧αｍ＋（▲▼−１）×Ｚ …（2
2） ただし、新αm:更新後の学習補正係数 旧αm:更新前の学習補正係数 ▲▼：空燃比フィードバック補正量の平均
値 Z:書き替え率 の式によって更新し、更新後の値を更新前の値と入れ替
えるわけである。

しかしながら、（22）式のように、フィードバック制御
周期の数サイクル分の周期にわたるフィードバック補正
係数LAMBDAの平均値（▲▼）を採用するの
では、LAMBDAの平均値を得るために所定のサンプル数が
必要であり、このサンプル数を確保するための最低の期
間が必要となるので、学習補正係数αｍの書き替えの速
度を速くすることができない。書き替えの速度が遅い
と、特に運転の急変する領域では学習補正係数の精度も
悪くなる。

この発明はこうした点に着目してなされたもので、学習
補正係数の不足率を演算し、この不足率に基づいて学習
補正係数を書き替える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、運転状態に応じて
基本的な燃料噴射量Tpを演算する手段１と、目標空燃比
TFBYAを演算する手段２と、実空燃比AFBYAを検出する手
段３と、これら空燃比の偏差に基づいて空燃比フィード
バック補正量LAMBDAを演算する手段４と、機関回転数、
機関負荷および機関温度に基づいて吸気系燃料の定常運
転条件下での付着量（この付着量を「平衡付着量」と称
す。）MFHを演算する手段５と、この平衡付着量MFHとこ
の平衡付着量に対して一次遅れで変化する付着量の演算
値との偏差（MFH−MF）を演算する手段６と、この偏差
（MFH−MF）を燃料噴射量の補正にどの程度反映させる
かを示す分量割合KMFを、機関回転数、機関負荷および
機関温度に基づいて演算する手段７と、この分量割合KM
Fと前記偏差（MFH−MF）とに基づいて単位周期当たり
（１噴射当たり）の付着量（この付着量を以下「付着速
度」と称す。）VMFを演算する手段８と、この付着速度V
MFと前回演算された付着量MFとを燃料噴射に同期して加
算し、該加算値で付着量MFを更新する手段９と、この付
着速度VMFと前記空燃比フィードバック補正量LAMBDAと
で前記基本噴射量Tpを補正して燃料噴射量を演算する手
段10と、この噴射量に応じた噴射信号に基づいて燃料を
供給する燃料噴射弁11とを備える内燃機関の空燃比制御
装置において、機関停止後もその値が消失しないメモリ
から読み出した定常時学習補正係数KBLRCで前記基本噴
射量Tpを修正する一方で、前記目標空燃比TFBYA,前記実
空燃比AFBYAおよび前記空燃比フィードバック補正量LAM
BDAに基づいて定常時学習補正係数KBLRCの不足率Ｒを演
算し、この不足率Ｒに基づいて定常時学習補正係数KBLR
Cを定常時の更新のタイミングで更新する手段12と、機
関停止後もその値が消失しないメモリから読み出した過
渡時学習補正係数KBTLRCで前記付着速度VMFを修正する
一方で、前記不足率R,前記基本噴射量Tpおよび前記付着
速度VMFに基づいて過渡時学習補正係数KBTLRCの不足率R
TRを演算し、この不足率RTRに基づいて過渡時学習補正
係数KBTLRCを過渡時の更新のタイミングで更新する手段
13とのいずれか一方または双方を設けた。

（作用） 構成部品のばらつきがあったり経時劣化や燃料性状の相
違があると、これらは空燃比精度を低下させる要因とな
るので、学習機能を付与する場合に、フィードバック制
御周期の数サイクル分の周期にわたるフィードバック補
正量の平均値を採用するのでは、フィードバック補正量
の平均値を得るために所定のサンプリング期間が必要と
なるので、学習補正係数の書き替えの速度を速くするこ
とができない。

これに対して本発明では、定常時学習補正係数KBLRCに
ついて、目標空燃比TFBAY,実空燃比AFBYAおよび空燃比
フィードバック補正量LAMBDAに基づいてKBLRCの不足率
Ｒが演算されると、Ｒ−１がKBLRCの誤差そのものにな
り、KBLRCの誤差そのものに基づいてKBLRCが書き替えら
れるのであるから、KBLRCの精度が向上する。同様にし
て、過渡時学習補正係数KBTLRCについても、上記の不足
率R,基本パルス幅Tpおよび付着速度VMFに基づいてKBTLR
Cの不足率RTRが演算されると、RTR−１がKBTLRCの誤差
そのものになり、KBTLRCの誤差そのものに基づいてKBTL
RCが書き替えられるのであるから、KBTLRCの精度が向上
する。

このようにして、KBLRC、KBTLRCのいずれか一方または
双方とも学習精度が向上すると、希薄燃焼を行わせる等
空燃比が急変する場合においても目標空燃比からの空燃
比誤差が少なくなり、また学習精度がよいので、学習補
正係数の書き替えの速度を速くすることができる。

（実施例） 第２図は吸気絞り弁21の上流の吸気通路22に全気筒を賄
う１個の燃料噴射弁24を設け（SPI）、かつ絞り弁開度
α（TVOとも称す。）と回転数Ｎから吸入空気量を予測
する（α−Ｎ方式）ようにした機関の機械的な構成を表
している。

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
をバイアスする通路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10図及び第12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12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、また第８図（同図（Ａ），同
図（Ｂ）からなる。以下同じ。）ないし第10図が学習内
容と学習値の書き替えを示すルーチンである。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。

ところで、α−Ｎ方式でかつSPIのときは、噴射パルス
幅制御に吸入空気量の計量に伴う誤差と燃料遅れに伴う
誤差との２つの因子が複雑に絡み、これが噴射パルス幅
の制御精度を低下させることになるので、その解消策と
して、前述したように、第１の先願装置（特願昭61−18
1102号）を提案しており、この装置によれば、α−Ｎ方
式かつSPIにおいても、空気量の計量に伴う誤差と、燃
料遅れに伴う誤差とを明確に分離して把握することが可
能となっている。

再度、空気量の計量について述べると、空気量センサに
より吸入空気量を計量しているときは、過渡時に流れる
空気量をも計測できるので、SPIにおける噴射弁部の空
気量として噴射弁のすぐ上流側に位置するセンサで検出
される空気量を、センサの応答遅れ補正を行った後で用
いればよい。

しかしながら、α−Ｎ方式では絞り弁開度より絞り弁部
の平衡流量を求めることができるだけで、過渡時に絞り
弁部を通過する空気量を求めることはできない。絞り弁
部の定常時の空気量Qthは前述の（11）式で与えられる
ので、絞り弁開度から絞り弁部の流路面積Ａを求めれ
ば、Qthが求まるのであるが、この空気量Qthはあくまで
定常時の値であり、過渡時の空気量でないので、過渡時
にも定常時の値を用いたのでは、過渡時の空気量計量に
誤差が生じるのである。これに対処するため、前記第１
の先願装置では、次のようにして噴射弁部空気量Q_AINJG
を演算している。このQ_AINJGの演算部分は本願でもそっ
くり同じである（第３図（Ａ）と第３図（Ｂ）に示
す）。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」を記号に付している。

絞り弁開度TVOから絞り弁部の定常流量である平衡空気
量Q_H（％、シリンダ容積当たり）を求め（第３図（Ｂ）
のステップ53,55）、このQ_Hからシリンダへの空気量Q
_CYL（％、シリンダ容積当たり）を、 Q_CYL＝Q_H×K2＋Q_CYL-1×（１−K2） …（6C） の式（一次遅れの式）により求める（第３図（Ｂ）のス
テップ57）。シリンダへの空気量Q_CYLは定常時において
平衡空気量Q_Hと一致するのであるが、たとえば加速時に
平衡空気量Q_Hがステップ的に増加しても、シリンダへの
空気量Q_CYLのほうが応答に遅れるので、平衡空気量Q_Hの
一次遅れでシリンダへの空気量Q_CYLを近似するわけであ
る。

ただし、（6C）式は絞り弁下流に存在するマニホールド
内の空気容積を考慮していない。そのため、たとえば加
速時にはこのマニホールド内の空気変化量DCMの分だけQ
_CYLよりも噴射弁部空気量（絞り弁部空気量に等しい）Q
_AINJC（cc、１シリンダ当たり）のほうが多くなる（減
速時は逆に少なくなる）。つまり、Q_AINJCは Q_AINJC＝Q_CYL×V_CYL＋DCM …（6B） の式で求めることができるのである（第３図（Ｂ）のス
テップ61）。

なお、Q_CYLは１シリンダ当たりの値であるため、（6B）
式ではシリンダ容積V_CYL（cc）をかけることによって流
量単位に変換している。

ここで、マニホールド空気変化量CDMは、 DCM＝（Q_CYL−Q_CYL-1）×KMANIO×Tref …（6E） ただし、KMANIO:マニホールド係数 Tref:Ref信号の周期 の式で与えることができる（第３図（Ｂ）のステップ5
9）。シリンダ空気量の変化量（Q_CYL−Q_CYL-1）は加速
（あるいは減速）の程度を考慮するもので、加速の程度
が大きくなるほど、（Q_CYL−Q_CYL-1）の値が大きくな
り、大きな値のDCMを与えるのである。

また、Q_AINJCは Q_AINJG＝Q_AINJC×KTA …（6A） ただし、KTA:吸気温補正係数 の式で質量流量単位に変換する（（第３図（Ｂ）のステ
ップ63）。

このようにして噴射弁部空気量Q_AINJG（mg、１シリンダ
当たり）を求めることで、α−Ｎ方式かつSPIにおいて
も、空気量センサを設けることなく、かつ過渡時におい
ても、噴射弁部を通過する空気量を精度良く求めること
ができるのである。

また、噴射弁部空気量から基本パルス幅Tp（ms）を Tp＝Q_AINJG×TFBYA×Ｋ …（５） ただし、TFBYA:目標空燃比 K:噴射弁特性に基づく定数 の式により与えることで、目標空燃比を得ることができ
るはずである。

一方、噴射弁から噴かれたすべての燃料が空気流にのっ
てシリンダに吸入するのではなく、噴射燃料の一部は、
噴射弁21下流の吸気管壁に付着して液体となり、燃料壁
流を形成する。こうした燃料壁流が存在しても、定常時
であれば、噴射燃料から燃料壁流として奪われる分と、
シリンダに燃料壁流の状態で流れ込む分とが一致するの
で、燃料遅れは生じない。

この場合、燃料壁流量は、吸入負圧、回転数、温度に依
存し、定常では吸入負圧が強くなるほど少なくなる。こ
のため、強い吸入負圧の状態から大気圧の状態へと移行
する加速時には、噴射燃料のうちから燃料壁流の増加に
奪われることになり、そのぶんシリンダに流入する燃料
量が不足して空燃比がリーン側に傾く（減速時には空燃
比がリッチ側に傾く）。過渡時には、燃料壁流に伴う燃
料遅れが生じるわけである。

これに対処するため、前記第２の先願装置（特願昭60−
243605号）では、次のようにして燃料壁流に関する補正
量を演算している。この演算部分は本願でも引き継いで
おり、基本的な考え方はそっくり同じである（第４図に
示す）。

ただし、前記第２の先願装置とは記号と名称が異なって
いるため、本願の記号と名称を用いて繰り返すと、吸気
系燃料の定常運転条件下での付着量（この付着量を「平
衡付着量」と称す。）MFHを機関負荷、機関回転数、機
関温度をパラメータとして演算し（第４図のステップ10
1）、この平衡付着量MFHとこの平衡付着量に対し一次遅
れで変化する付着量MFとの差値（MFH−MF）を求める。

ここで、平衡付着量MFHの挙動を簡単に述べると、MFHは
簡単にはマップ値であるから、絞り弁開度がステップ的
に増加する加速時にはこの絞り弁開度変化に合わせてMF
Hもステップ的に増加するのに対し、実際の付着量はほ
ぼ一次遅れで応答する。この実際の付着量の挙動を一次
遅れで近似したものが付着量MFである。したがって、加
速時には（MFH−MF）のずれが生じ、このずれ分だけの
燃料が燃料壁流の増加ぎ奪われてしまうので、このずれ
分に対応して燃料増量してやる必要があるわけである。

しかしながら、実際には上記ずれ分のすべてを補正量と
したときは燃料過多となるので、 VMF＝（MFH−MF）×KMF …（7B） の式によって計算したVMFを壁流補正量としてやること
になる（第４図のステップ103）。（7B）式のKMFはずれ
分（つまりMFH−MF）を燃料噴射量の補正にどの程度反
映させるかを示す値（分量割合）になるのである。ま
た、噴射はRef信号同期であるから、（7B）式のVMFは単
位周期当たり（１噴射当たり）の付着量を意味するの
で、付着速度という名称をVMFにつけたわけである。

一方、付着速度VMFは燃料噴射に同期して前記付着量MF
に加算し、該加算値で付着量MFを更新する（第12図のス
テップ183）。今回計算したVMFが今回の噴射時に与えら
れるのであるから、その噴射直後（つまり次回噴射時）
のMFは、MF_-1Ref（今回の噴射直前でのMF）に今回のVMF
を加えた値に変更しておかなければならないのである。

なお、減速時は燃料性状の相違を考慮する必要があるこ
とから補正率GHF（加速時は1.0）により、 KATHOS＝VMF×GHF …（7A） の式で計算した値を最終的な壁流補正値（名称としては
過渡補正量である）KATHOSとし（第４図のステップ10
6）、このKATHOSを基本噴射パルス幅Tpに加算している
（第12図のステップ181）。

このようにして過渡補正量KATHOSを求めることで、燃料
遅れの原因となる吸気系燃料の挙動を精度良くとらえる
ことができるのである。

本願でも、このようにしてα−Ｎ方式かつSPIにおいて
噴射弁部空気量Q_AINJGを演算し、この噴射弁部空気量Q
_AINJGと目標空燃比TFBYAとから基本パルス幅Tpを演算す
るとともに、前記第２の先願装置から引き継いだ壁流補
正を行うことで、空気量の計量に伴う誤差と、燃料遅れ
に伴う誤差とを明確に分離して把握することが可能とな
ったわけである。

さて、構成部品のばらつきがあったり経時変化や燃料性
状の相違があると、これらは空燃比精度を低下させる要
因となるので、上記第１の先願装置においても、学習機
能を付与することが考えられる。具体的には、機関停止
後もその値が消失しないようにメモリにバックアップし
ておき、始動後に空燃比のフィードバック制御が開始さ
れる前からその値をメモリより読み出し、 Te＝（Tp＋VMF）×αｍ×LAMBDA …（23） ただし、Tp:基本パルス幅 VMF:付着速度 αm:学習補正係数 LAMBDA:空燃比フィードバック補正係数 の式で有効パルス幅Teを演算する一方で、更新のタイミ
ングになると、学習補正係数αｍを前述の（22）式によ
って更新し、更新後の値を更新前の値と入れ替えるわけ
である。

しかしながら、前述の（22）式のように、フィードバッ
ク制御周期の数サイクル分の周期にわたるフィードバッ
ク補正量LAMBDAの平均値（▲▼）を採用す
るのでは、LAMBDAの平均値を得るために所定のサンプル
数が必要であり、このサンプル数を確保するための最低
の期間が必要となるので、学習補正係数の書き替えの速
度を速くすることができない。

これに対処するため、コントロールユニット35では、学
習補正係数の不足率を演算し、この不足率に基づいて学
習補正係数を書き替える。すなわち、第８図ないし第10
図に示すルーチンを新たに設け、これらの機能を達成さ
せるのである。

詳細には、計量に伴う誤差と燃料遅れに伴う誤差とを明
確に分離するため基本パルス幅Tpと燃料遅れ補正量とし
ての過渡補正量KATHOSとに分けているのであるから、学
習補正係数についてもそれぞれに対して別個に導入し
（Tpに対する学習補正係数としてKBLRC、KATHOSに対す
る学習補正係数としてKBTLRC）、機関停止後もそれらの
値が喪失しないようにメモリにバックアップしておき、
始動後に空燃比のフィードバック制御が開始される前か
らそれらの値をメモリより読み出し、 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:定常時の学習補正係数 KBTLRC:過渡時の学習補正係数 の式により実効パルス幅Teを求める（第12図のステップ
181）。

定常時学習補正係数KBLRCから詳述すると、次式（9B）
にてKBLRCの不足率Ｒを演算し、この不足率Ｒに基づい
てKBLRCを定常時の更新のタイミングで次式（9A）によ
り更新し、更新後の値を更新前の値と入れ替える（第８
図（Ａ）のステップ132〜144）。ただし、学習補正係数
の更新に関しては、記号の前に付す「旧」で前回演算時
の値を、「新」で今回演算時の値を示す。

新KBLRC＝旧KBLRC×（１＋（Ｒ−１）×Ｘ） …（9A） Ｒ＝（TFBYA/AFBYA）×LAMBDA …（9B） ただし、R:定常時学習補正係数の不足率 X:定常時の書き替え率 TFBYA:目標空燃比 AFBYA:実空燃比 LAMBDA:フィードバック補正係数 である。

（9A）式において、たとえばＲ＝1.0となれば空燃比が
目標値に一致したことになる。結局のところＲ＝1.0と
なるように学習補正係数を書き替えていく。したがっ
て、（9A）式の意味するところは、（Ｒ−１）が学習補
正係数KBLRCの誤差を示し、この誤差のＸ（０から１の
間の定数）倍ずつ学習補正係数が書き替えられるという
ことである。たとえは基本パルス幅Tpの誤差によりLAMB
DAの初期値が1.2、Ｘが0.5である場合のLAMBDAと学習補
正係数KBLRCの変化を第11図に示す。なお、書き替え率
Ｘは1.0（100％書き替え）であるとオーバーシュートや
ハンチングを生じるので、これを回避するために導入さ
れる値（たとえば50％）である。

なお、目標空燃比TFBYAと実空燃比AFBYAの値は、理論空
燃比を1.0とする相対値で、TFBYAがたとえば1.0より小
さい値であれば、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で
あることを表す。したがって、希薄燃料を行わせるとき
は、TFBYAをたとえば0.8とすればよいわけである。

上記の式（9B）は、上記の（４）式から次のようにして
導出されるものである。定常時の有効パルス幅Teは、
（４）式において過渡補正量KATHOSを除く（つまりKATH
OS＝０）ことより、 Te＝Tp×KBLRC×LAMBDA …（９−１） の式で表されるため、旧Teと新Teはそれぞれ 旧Te＝Tp×旧KBLRC×旧LAMBDA …（９−２） 新Te＝Tp×新KBLRC×新LAMBDA ＝Tp×新KBLRC …（９−３） となる。ただし、（９−２），（９−３）式において定
常時はTpが一定よりTpについては新と旧を考えない。ま
た、今回に実空燃比AFBYAが目標空燃比TFBYAになったと
して（９−３）式では新LAMBDA＝1.0としている。

旧Teと実空燃比AFBYA、新Teと目標空燃比TFBYAの各関係
は、 AFBYA＝旧Te/Qa …（９−４） TFBYA＝新Te/Qa …（９−５） として表される。ただし、（９−４），（９−５）式の
Qaは空気流量である。

ここで、燃料噴射量（定常、過渡とも含める）の不足率
をR0とすると R0＝TFBYA/AFBYA …（９−６） の式で表されるため、この式に（９−４）、（９−５）
式のAFBYA、TFBYAを代入し、さらに（９−２）、（９−
３）式の旧Te、新Teをも代入すると、R0は次のようにな
る。

R0＝新Te/旧Te …（９−７） ＝（新KBLRC/旧KBLRC）／旧LAMBDA …（９−８） 上記の式（９−４）、（９−５）式からQaを消去する
と、 旧KBLRC×旧LAMBDA/AFBYA＝新KBLRC/TFBYA…（９−９） の式が得られるので、これを新KBLRCについて整理す
る。

新KBLRC＝旧KBLRC×旧LAMBDA ×（TFBYA/AFBYA） …（９−10） ここで、定常時学習補正係数KBLRCの不足率をＲとする
と、 Ｒ＝新KBLRC/旧KBLRC （９−11） の式で表されるので、これを（９−10）式に代入して、
新KBLRC/旧KBLRCを消去すると、 Ｒ＝（TFBAY/AFBYA）×旧LAMBDA …（９−12） となり、上記の（9B）式が得られた。

ところで、（９−11）式と（９−８）式からは、 Ｒ＝R0/旧LAMBDA …（９−13） の式が得られる。この（９−13）式は、燃料噴射量の不
足率R0から定常時学習補正係数KBLRCの不足率Ｒを分離
できたことを意味し、Ｒ−１はKBLRCの誤差そのものに
なる。したがって、上記の（9A）式によれば、KBLRCの
不足率Ｒから得られるKBLRCの誤差そのものを用いてKBL
RCを書き替えているわけである。

なお、理論空燃比を目標値として制御する場合にはTFBY
A,AFBYAがいずれも1.0に近く、LAMBDAが1.0を中心とし
て演算されるので、定常時学習補正係数の誤差は（LAMB
DA−1.0）と（TFBYA−AFBYA）の和でほぼ近似すること
ができ、この場合には次式（9G）にて学習補正係数を求
めても前式（9A），（9B）とほぼ同様の結果が得られ
る。この式（9G）によれば、演算時時間を短縮すること
ができる。

新KBLRC＝旧KBLRC ＋｛LAMBDA＋（TFBYA−AFBYA）−1.0｝×Ｘ …（9G） 次に、過渡時学習補正係数KBTLRCは、次式（9I）にてKB
TLRCの不足率RTRを演算し、この不足率RTRに基づいてKB
TLRCを過渡時の更新のタイミングで次式（9H）により更
新し、更新後の値を更新前の値と入れ替える（第８図
（Ａ）のステップ132、第８図（Ｂ）のステップ145〜15
1）。

新KBTLRC＝旧KBTLRC ×（１＋（RTR−１）×K_KAT） …（9H） RTR＝（Ｒ（Tp＋KATHOS）−Tp）/KATHOS …（9I） ただし、R:定常時学習補正係数の不足率 RTR:過渡時学習補正係数の不足率 X_KAT:過渡時の書き替え率 Tp:基本パルス幅 KATHOS:過渡補正量 である。

上記の式（9I）は次のようにして導出される。過渡時の
有効パルス幅Teは、（４）式そのままであるから、旧Te
と新Teはそれぞれ、 旧Te＝（旧Tp×新KBLRC＋旧KATHOS×旧KBTLRC） ×旧LAMBDA …（９−16） 新Te＝（新Tp×新KBLRC＋新KATHOS×新KBTLRC） ×新LAMBDA ＝新Tp×新KBLRC＋新KATHOS×新KBTLRC …（９−17） の式で表される。ただし、（９−17）式では今回に実空
燃比が目標空燃比になったとして新LAMBDA＝1.0として
いる。

旧Teと実空燃比AFBYAの関係、新Teと目標空燃比TFBYAの
関係は、（９−４）、（９−５）式と変わらず、 AFBYA＝旧Te/Qa …（９−18） TFBYA＝新Te/Qa …（９−19） である。

燃料噴射量の不足率をここでもR0とすると、 R0＝TFBAY/AFBYA …（９−６） ＝新Te/旧Te …（９−７） であるから、（９−７）式に（９−16）の旧Teと（９−
17）式のTeを代入する。

R0＝（新Tp×新KBLRC＋新KATHOS ×新KBTLRC）／｛（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS ×旧KBTLRC）×旧LAMBDA｝ （９−20） また、（９−６）と（９−20）式からR0を消去する。

新Tp×新KBLRC＋新KATHOS×新KBTLRC ＝（TFBYA/AFBYA）×旧LAMBDA ×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS ×旧KBTLRC） …（９−21） ここで、（９−12）式より（９−21）式は、 新Tp×新KBLRC＋新KATHOS×新KBTLRC ＝Ｒ ×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS ×旧KBTLRC） …（９−22） となるため、（９−22）式を新KBTLRCについて整理す
る。

新KBTLRC＝ ｛Ｒ×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS×旧KBTLRC） −新Tp×新KBLRC｝／新KATHOS …（９−23） ここで、過渡時学習補正係数KBTLRCの不足率をRTRとす
ると、 RTR＝新KBTLRC/旧KBTLRC …（９−24） の式で表されるため、（９−24）式に（９−23）式の新
KBLRCを代入する。

RTR＝ ｛Ｒ×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS×旧KBTLRC） −新Tp×新KBLRC｝／（新KATHOS ×旧KBTLRC） …（９−25） ここで、基本パルス幅Tp,定常時学習補正係数KBLRC,過
渡補正量KATHOSについては、新と旧でほぼ等しいとして
次式（９−26）を得る。

RTR＝ ｛Ｒ×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS×旧KBTLRC） −旧Tp×旧KBLRC｝／（旧KATHOS ×旧KBTLRC） …（９−26） ゆえに、この式（９−26）はRTRの厳密な式であり、こ
の式を用いてRTRを求めるならば、ベストである。しか
し、実用上は、学習の方向が同じてあること、学習補正
係数の誤差（RTR−１）の検出精度との関係とから、旧K
BLRC,旧KBTLRCをほぼ1.0とおいても差し支えなく、した
がって、実用上のRTRの演算式として、 RTR＝ ｛Ｒ×（旧Tp＋旧KATHOS） −旧Tp｝／（旧KATHOS） …（９−27） となり、上記の（9N）式が導かれた。

ところで、（９−13）式と（９−26）式とからは、 RTR＝ ｛R0×（旧Tp×旧KBLRC＋旧KATHOS×旧KBTLRC） ／旧LAMBDA−旧Tp×旧KBLRC｝ ／（旧KATHOS×旧KBTLRC） …（９−28） の式が得られる。この（９−28）式でも、燃料噴射量の
不足率R0から過渡時学習補正係数KBTLRCの不足率RTRを
分離できたことを意味し、RTR−１はKBTLRCの誤差その
ものになる。上記の（9H）式によれば、KBTLRCの不足率
RTRから得られるKBTLRCの誤差そのものを用いてKBTLRC
を書き替えるのである。

次に、第９図は第８図（Ａ）のステップ141の、また第1
0図は第８図（Ｂ）のステップ150の内容を示す各サブル
ーチンである。すなわち、定常時にはそのときの機関回
転数Ｎと機関シリンダへ流入する空気量Q_CYLに対応する
アドレスを選定し、そのアドレスにあるデータを旧デー
タGTEIOとして読み出し、次式（9A−Ａ）にて新データG
TEIを演算し、このデータGTEIを前記選定アドレスに格
納する（ステップ106〜163）。

GTEI＝GTEIO×（１＋（Ｒ−１）×Ｘ） …（9A−Ａ） 過渡時についても同様であり（ステップ170〜173）、旧
データGKATOが次式（9H−Ａ）にて新データKGATに書き
替えられる（ステップ172）。

GKAT＝GKATO×（１＋（RTR−１）×X_KAT）…（9H−Ａ） ただし、定常時の選定アドレスが回転数ＮとQ_CYLとに対
して割り付けてあるのに対し、過渡時の選定アドレスは
冷却水温TwとQ_CYLとに対して割り付けている（ステップ
160,170）。これは、過渡時には回転数Ｎよりも冷却水
温Twのほうに学習値を依存させたいためである。

また、従来例と同様に、フィードバック補正係数LAMBDA
の変化特性を考慮してR,RTRの平均値，▲▼を
採用している。すなわち、平均値の求めかた自体はと
▲▼とで同様であるので、まとめて説明すると、
学習開始より制御周期毎にアップカウントを起動して制
御周期の回数をカウントさせるとともに、制御周期毎に
演算した不足率ＲまたはRTRを積算させ、カウンタ値
（制御周期の回数）CNTRまたはCNTRTRがそれぞれ判定レ
ベルGAKNまたはGAKNTR以上となると、Ｒの積算値（Σ
Ｒ）またはRTRの積算値（ΣRTR）をカウンタ値CNTRまた
はCNTRTRで除算することによりもとめるのである（ステ
ップ133〜137,140,145〜148,149）。

なお、定常時であるか過渡時であるかは、機関負荷の変
化量を示す付着速度VMFと過渡判定レベルLKATとの比較
にて判別することができるが（ステップ132）、定常時
にはフィードバック制御を停止する運転域（アイドル時
等）もあるので、このような運転時には学習を行わない
（ステップ139）。また、機関冷間時（冷却水温Twが判
定レベルTwGAK以下）も空燃比が濃くされる等特別の運
転域であるため学習を中止する（ステップ138）。

さらに、過渡時において、カウンタ値CNTRTRが判定レベ
ルGAKNTRに達しない前に定常時に移ることがあるが、こ
のときには、判定レベルに達しない前であってもそれま
での積算値から得られる平均値にて過渡時の学習マップ
を書き替えるようにしている（ステップ133,143,14
4）。

次に、このように構成した場合の作用を説明する。

この例では、定常時学習補正係数KBLRCについて、目標
空燃比TFBYA,実空燃比AFBYAおよび空燃比のフィードバ
ック補正係数LAMBDAに基づいて上記の（9B）式によりKB
LRCの不足率Ｒが演算されると、Ｒ−１がKBLRCの誤差そ
のものになり、KBLRCの誤差そのものでKBLRCを書き替え
るのであるから、KBLRCの精度が向上する。同様にし
て、過渡時学習補正係数KBTLRCについても、上記の不足
率R,基本パルス幅Tpおよび過渡補正量KATHOSに基づいて
上記の（9I）式によりKBTLRCの不足率RTRが演算される
と、RTR−１がKBTLRCの誤差そのものになり、KBTQRCの
誤差そのものでKBTLRCを書き替えるのであるから、KBTL
RCの精度が向上する。

このようにして、KBLRC、KBTLRCとも学習精度が向上す
ると、希薄燃焼を行わせる等空燃比が急変する場合にお
いても目標空燃比からの空燃比誤差が少なくなり、また
学習精度がよいので、学習補正係数の書き替えの速度を
大幅に速くすることができる。

なお、燃料噴射量の不足率R0には、（９−８）式のよう
に定常時学習補正補正係数KBLRCのほかにフィードバッ
ク補正係数LAMBDAも含まれるため、KBLRCの誤差そのも
のがわからず、したがってR0−１に基づいてKBLRCを書
き替えたのでは、KBLRCの値が収束せずに発振してしま
う場合がある。同様にして、過渡時のR0には、（９−2
8）式のように過度時学習補正係数KBTLRCのほか、フィ
ードバック補正係数LAMBDA、定常時学習補正補正係数KB
LRC、基本パルス幅Tpおよび過渡補正量KATHOSによって
も決まるため、KBTLRCの誤差そのものがわからず、R0−
１に基づいてKBTLRCを書き替えたのでは、KBTLRCが収束
することができない場合が生じる。

なお、過渡時の書き替え率X_KATについてはKBTLRCの値が
増大する場合に、その値が減少する場合よりも大きくし
て敏感に応答させることにより、加速性の向上を図るこ
とができる。

実施例では過渡時学習補正係数KBTLRCの不足率RTRを演
算する際のパラメータとしてKATHOSで説明したが、燃料
性状の相違を考慮しないときは、KATHOS＝VMFより付着
速度VMFを用いることができる。実施例ではまた、定常
時及び過渡時ともに学習を行う例を示したが、いずれか
一方だけ学習を行う場合においても、学習を行う一方の
運転域において学習精度が向上することはいうまでもな
い。

次に、システムの全体を概説すると、第３図のルーチン
は基本パルス幅Tpの、第12図は最終的な噴射パルス幅Ti
の演算を行う部分である。

ここに、α−Ｎ方式かつSPIでは、前述したように、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とが過渡時において一致せず、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
し、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12図のステップ181）。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12図のステップ181）。

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:定常時の学習補正係数 KBTLRC:過渡時の学習補正係数 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に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） ただし、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（％） V_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／シリンダ容器（％） 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:Res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61〜63）。

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（第
３図（Ｂ）のステップ55〜57）。

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） （cm²/rpm・cc） AA:総流路面積（cm²） ATVO:絞り弁流路面積（cm²） AI:SV26の流路面積（cm²） AAC:SV27の流路面積（cm²） 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
（過渡補正量）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、吸気系燃料の平衡付着量MFHとこの平衡付
着量に対して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（7A）
〜（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:平衡付着量（μｓ） MF:今回演算時の付着量（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は単位周期当たり（１噴射当た
り）の付着量を意味し、平衡付着量MFHとこの平衡付着
量に対して１次遅れで変化する付着量の演算値との偏差
（MFH−MF）にこの付着量の演算値が単位周期当たりに
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、平衡付着量MFHは基本的な運転変数Q_AINJ,Nの他
冷却水温Twにも依存するのでパラメータが合計３つとな
り、パラメータが１つ多すぎるためにこのままでは３次
元マップとすることができない。そこで、この例では３
次元マップのの検索と直線近似の補間計算との組み合わ
せによりこの問題を解決している。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ｎ（ｎ＝４または５）個の基準温度Tw₀〜Twn
（Tw₀＞…＞Twn）毎にQ_AINJとＮをパラメータとして基
準温度Twnにおける平衡付着量MFHTwnを付与する都合ｎ
個の平衡付着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Twk（ｋは０からｎまでの整
数）,Twk₊₁における平衡付着量MFHTwk,MFHTwk₊₁を用
い、Tw,Twk,Twk₊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はパラメータとして
それぞれテーブル検索により求められる。第９図，第10
図はMFHQn,MFHNnの内容を説明す線図である。

なお、Tw＞Tw₀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＝MFHTw₀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12図のステップ183）。

次に、分量割合KMF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ハイバス値DB
OST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ものである。すなわち、緩加速
ではわずかに補正不足がみられ、回転数の相違により誤
差を生じる等実験を行ってみるとわずかなずれが生じる
ものであり、これらを個々に解消しようとするものであ
る。

なお、ハイパス値DBOSTは下式（7G）〜（7I）にて求め
られ、その内容はブースト圧BOOSTの微小変化量を積算
するとともにRef信号に同期して徐々に減衰する値であ
る。

（１）セット時（初回） DBOST＝DBOST_-1＋（BOOST−BOOSTO） …（7G） （２）減衰時（DBOST≧０）（２回目以降） DBOST＝DBOST_-1×TGEN …（7H） （３）減衰時（DBOST＜０）（２回目以降） DBOST＝DBOST_-1×TGENG …（7I） ただし、BOOST:ブースト圧 BOOSTO:前回のブースト圧 TGEN:加速時の減衰係数（定数） TGENG:減速時の減衰係数（定数） なお、ブースト圧BOOSTはAADNVを、また分量割合の付着
速度補正率KMFVMFはVMF_-1を、分量割合の回転補正率KMF
NはＮを、分量割合のブースト補正率KMFDBTはDBOSTの絶
対値をパラメータとしてテーブル検索にて求められる。

次に、補正率GHFは燃料性状の相違等を考慮する値であ
る（ステップ105）。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E
R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＋K₁・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
結果が排気系に設けたセンサ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、この内容がこの発明に
かかる部分であり、前述した通りである。すなわち、第
８図は第３図（Ｃ）のステップ65,67にて使用される学
習補正係数を求めるためのサブルーチンである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明では運転状態に応じて基
本的な燃料噴射量を演算する手段と、目標空燃比を演算
する手段と、実空燃比を検出する手段と、これら空燃比
の偏差に基づいて空燃比フィードバック補正量を演算す
る手段と、機関回転数、機関負荷および機関温度に基づ
いて吸気系燃料の平衡付着量を演算する手段と、この平
衡付着量とこの平衡付着量に対して一次遅れで変化する
付着量の演算値との偏差を演算する手段と、この偏差を
燃料噴射量の補正にどの程度反映させるかを示す分量割
合を、機関回転数、機関負荷および機関温度に基づいて
演算する手段と、この分量割合と前記偏差とに基づいて
付着速度を演算する手段と、この付着速度と前回演算さ
れた付着量とを燃料噴射に同期して加算し、該加算値で
付着量を更新する手段と、この付着速度と前記空燃比フ
ィードバック補正量とで前記基本噴射量を補正して燃料
噴射量を演算する手段と、この噴射量に応じた噴射信号
に基づいて燃料を供給する燃料噴射弁とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、機関停止後もその値が消
失しないメモリから読み出した定常時学習補正係数で前
記基本噴射量を修正する一方で、前記目標空燃比，前記
実空燃比および前記空燃比フィードバック補正量に基づ
いて定常時学習補正係数の不足率を演算し、この不足率
に基づいて定常時学習補正係数を定常時の更新のタイミ
ングで更新する手段と、機関停止後もその値が消失しな
いメモリから読み出した過渡時学習補正係数で前記付着
速度を修正する一方で、前記不足率，前記基本噴射量お
よび前記付着速度に基づいて過渡時学習補正係数の不足
率を演算し、この不足率に基づいて過渡時学習補正係数
を過渡時の更新のタイミングで更新する手段とのいずれ
か一方または双方を設けたので、希薄燃焼を行わせる等
空燃比が急変する場合においても目標空燃比からの空燃
比誤差が少なくなり、かつ学習精度がよい分だけ学習補
正係数の書き替えの速度を速くすることができる。

【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α−Ｎ方式か
つSPIの機関の機械的な構成を表す概略図、第３図ない
し第10図および第12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11図は
この実施例におけるフィードバック補正係数LAMBDAに対
する学習補正係数KBLRCの変化を示す波形図である。 １……基本噴射量演算手段、２……目標空燃比演算手
段、３……実空燃比検出手段、４……空燃比フィードバ
ック補正量演算手段、５……平衡付着量演算手段、６…
…偏差演算手段、７……分量割合演算手段、８……付着
速度演算手段、９……付着量演算手段、10……燃料噴射
量演算手段、11……燃料噴射弁、12……定常時学習手
段、13……過渡時学習手段、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（実空燃比検
出手段）、35……コントロールユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転状態に応じて基本的な燃料噴射量を演
   算する手段と、 目標空燃比を演算する手段と、 実空燃比を検出する手段と、 これら空燃比の偏差に基づいて空燃比フィードバック補
   正量を演算する手段と、 機関回転数、機関負荷および機関温度に基づいて吸気系
   燃料の平衡付着量を演算する手段と、 この平衡付着量とこの平衡付着量に対して一次遅れで変
   化する付着量の演算値との偏差を演算する手段と、 この偏差を燃料噴射量の補正にどの程度反映させるかを
   示す分量割合を、機関回転数、機関負荷および機関温度
   に基づいて演算する手段と、 この分量割合と前記偏差とに基づいて付着速度を演算す
   る手段と、 この付着速度と前回演算された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手段と、 この付着速度と前記空燃比フィードバック補正量とで前
   記基本噴射量を補正して燃料噴射量を演算する手段と、 この噴射量に応じた噴射信号に基づいて燃料を供給する
   燃料噴射弁と を備える内燃機関の空燃比制御装置において、 機関停止後もその値が消失しないメモリから読み出した
   定常時学習補正係数で前記基本噴射量を修正する一方
   で、前記目標空燃比，前記実空燃比および前記空燃比フ
   ィードバック補正量に基づいて定常時学習補正係数の不
   足率を演算し、この不足率に基づいて定常時学習補正係
   数を定常時の更新のタイミングで更新する手段と、 機関停止後もその値が消失しないメモリから読み出した
   過渡時学習補正係数で前記付着速度を修正する一方で、
   前記不足率，前記基本噴射量および前記付着速度に基づ
   いて過渡時学習補正係数の不足率を演算し、この不足率
   に基づいて過渡時学習補正係数を過渡時の更新のタイミ
   ングで更新する手段と のいずれか一方または双方に設けたことを特徴とする内
   燃機関の空燃比制御装置。