JPS63314342A - 内燃機関の空燃比の学習制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、空燃比フィードバック制御機能をもつ電子制
御燃料噴射装置を有する自動車用内燃機関の空燃比の学
習制御装置に関し、特に高度などによる空気密度変化に
良好に対応することのできる空燃比の学習制御装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来、空燃比フィードバック制御機能をもつ電子制御燃
料噴射装置を有する内燃機関においては、特開昭６０−
９０９４４号公報、特開昭６１−１９０１４２号公報な
どに示されているような空燃比の学習制御装置が採用さ
れている。

これは、機関に吸入される空気量に関与する機関運転状
態のパラメータ（例えば機関吸入空気流量と機関回転数
）から算出される基本燃料噴射量を機関排気系に設けた
Ｏｘセンサからの信号に基づいて比例・積分制御などに
より設定されるフィードバック補正係数により補正して
燃料噴射量を演算し、空燃比を目標空燃比にフィードバ
ック制御するものにおいて、空燃比フィードバック制御
中のフィードバック補正係数の基準値からの偏差を予め
定めた機関運転状態のエリア毎に学習して学習補正係数
を定め、燃料噴射量の演算にあたって、基本燃料噴射量
をエリア別学習補正係数により補正して、フィードバッ
ク補正係数による補正なしで演算される燃料噴射量によ
り得られるベース空燃比を目標空燃比に一致させるよう
にし、空燃比フィードバック制御中はこれをさらにフィ
ードバック補正係数により補正して燃料噴射量を演算す
るものである。

これによれば、空燃比フィードバック制御中は過渡運転
時におけるフィードバック制御の追従遅れをなくすこと
ができ、空燃比フィードバック制御停止時においては所
望の空燃比を正確に得ることができる。

また、スロットル弁開度αと機関回転数Ｎとから基本燃
料噴射ｆｆ１Ｔｐを定めるシステム（例えばαとＮとか
らマツプを参照して吸入空気流量Ｑを求め、Ｔｐ−に−
Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）なる式よりＴｐを演算するシステム
）、あるいは、エアフローメータを有して吸入空気流量
Ｑを検出し、これと機関回転数Ｎとから基本燃料噴射量
Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎを演算するシステムで、エアフローメ
ータとしてフラップ式（体積流量検出式）のものを用い
るものなどでは、基本燃料噴射量の算出に空気密度の変
化が反映されないが、上記の学習制御によれば、学習が
良好に進行するという前提に立つ限りにおいては、高度
あるいは吸気温による空気密度の変化にも対応できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、急に高地（山）へ登る場合について考えてみる
と、山登り走行時は過渡運転パターンのため、機関運転
状態のエリア別に学習する方式では、学習のためのエリ
アが定まらず、また学習できたとしてもそのエリアが限
られ、大多数のエリアでは学習がほとんど進行しない。

これにより、山の頂上付近の平坦地などで普通走行に入
ると、空燃比フィードバック制御の制御遅れにより、ま
た空燃比フィードバック制御停止時はベース空燃比が目
標空燃比から大きくずれてオーバーリッチ状態となり、
運転性不良、エンストあるいは再始動性悪化等を生じて
しまうという問題点があった。

これは、空気密度の変化を空燃比フィードバック制御中
のフィードバック補正係数の基準値からの偏差から学習
して補正する必要があるが、学習した偏差の中には燃料
噴射弁やス空ットルボディ等の部品バラツキ等による機
関運転状態に依存するベース空燃比のズレ分も含まれる
ため、空気密度変化分との分離が不可能であり、本来−
律に学習できるはずの空気密度変化分を機関運転状態の
エリア毎に学習しなければならず、急に高地へ登る等し
た場合は、各エリア毎の学習ができず、実質学習が進行
しないことによるものである。

ところで学習の前提は空燃比フィードバック制御が行わ
れていることであるが、空燃比フィードバック制御を行
うためには、空燃比を検出する０！センサが正常に機能
していることが必要である。

Ｏオセンサが故障して空燃比の検出が行われない場合に
は、従来これを検出してフィードバック補正係数をクラ
ンプして空燃比フィードバック制御を停止するようにし
ているが、この場合も登板時における空気密度変化分の
学習を行えないため前記空燃比のオーバーリッチ化によ
る問題を発生することとなる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、空燃比検出
手段の異常時においても空気密度変化分を高速に学習可
能で、山登り走行時などにおいて良好に空燃比の学習制
御を行うことのできる内燃機関の空燃比の学習制御装置
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〉 本発明は、上記の目的を達成するため、学習補正係”数
を主に高度補正用で空気密度変化分を一律に学習するた
めの一律学習補正係数と、部品バラツキ分などをエリア
別に学習するためのエリア別学習補正係数とに分け、空
気密度変化分のみを学習できる条件、すなわち、スロッ
トル弁の開度変化に対しシステムのバラツキの無くなる
領域であるところの、各機関回転数でスロットル弁の開
度変化に対し吸入空気流量がほぼ変化しなくなる領域に
おいて、空気密度変化分を一律に学習して、一律学習補
正係数を書換え、他の領域において、部品バラツキ分な
どをエリア別に学習して、エリア別学習補正係数を書換
える構成としたものである。

また、空燃比検出手段の異常時には、山登り走行は主に
高回転、高負荷領域であるため、この領域での運転が継
続する場合は登板とみなして、所定時間毎に、一律学習
補正係数を所定値ずつ修正する構成としたものである。

従って、本発明に係る空燃比の学習制御装置は、第１図
に示すように、下記のＡ〜０の手段を含んで構成される
。

（＾）機関に吸入される空気量に関与するパラメータを
少くとも含む機関運転状態を検出する機関運転状態検出
手段 （Ｂ）機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気
の空燃比を検出する空燃比検出手段（Ｃ）前記機関運転
状態検出手段により検出された前記パラメータに基づい
て基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段 （Ｄ）機関運転状態の全エリアについて前記基本燃料噴
射量を一律に補正するための一律学習補正係数を記憶し
た書換え可能な一律学習補正係数記憶手段 （Ｅ）機関運転状態のエリア毎に前記基本燃料噴射量を
補正するためのエリア別学習補正係数を記憶した書換え
可能なエリア別学習補正係数記憶手段（Ｆ）実際の機関
運転状態に基づいて前記エリア別学習補正係数記憶手段
から対応する機関運転状態のエリアのエリア別学習補正
係数を検索するエリア別学習補正係数検索手段 （Ｇ）前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目
標空燃比とを比較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけ
るように前記基本燃料噴射量を補正するためのフィード
バック補正係数を所定の量増減して設定するフィードバ
ック補正係数設定手段（Ｈ）前記基本燃料噴射量設定手
段で設定した基本燃料噴射量、前記一律学習補正係数記
憶手段に記憶されている一律学習補正係数、前記エリア
別学習補正係数検索手段で検索したエリア別学習補正係
数、及び前記ライ−ドパツク補正係数設定手段で設定し
たフィードバック補正係数に基づいて燃料噴射量を演算
する燃料噴射量演算手段（１）前記燃料噴射量演算手段
で演算した燃料噴射量に相当する駆動パルス信号に応じ
オンオフ的に燃料を機関に噴射供給する燃料噴射手段（
Ｊ）各機関回転数でスロットル弁の開度変化に対し吸入
空気流量の変化が所定割合以下となる所定の領域を検出
する一律学習領域検出手段（Ｋ）前記一律学習領域検出
手段により前記所定の領域であることが検出されたとき
、前記フィードバック補正係数の基準値からの偏差を学
習しこれを減少させる方向に前記一律学習補正係数記憶
手段の一律学習補正係数を修正して書換える一律学習補
正係数修正手段 （Ｌ）前記一律学習領域検出手段により前記所定の領域
であることが検出されないとき、機関運転状態のエリア
毎に前記フィードバック補正係数の基準値からの偏差を
学習しこれを減少させる方向に前記エリア別学習補正係
数記憶手段のエリア別学習補正係数を修正して書換える
エリア別学習補正係数修正手段 （Ｍ）前記空燃比検出手段の異常を検出する異常検出手
段 （Ｎ）前記異常検出手段による空燃比検出手段の異常検
出時は、前記フィードバック補正係数を一定に保持して
空燃比フィードバック制御を停止させるフィードバック
制御停止手段 （Ｏ）機関運転状態を判別し所定以上の高負荷領域に連
続してある時間を計時する高回転・高負荷領域計時手段 （Ｐ）前記異常検出手段により空燃比検出手段の異常が
検出されて′いるときは前記高回転・高負荷領域計時手
段の計時中、所定時間毎に、前記一律学習補正係数記憶
手段の一律学習補正係数を所定値ずつ修正する第２の一
律学習補正係数修正手段く作用〉 基本燃料噴射量設定手段Ｃは、目標空燃比に対応する基
本燃料噴射量を機関に吸入される空気量に関与するパラ
メータに基づいて設定し、エリア別学習補正係数検索手
段Ｆは、エリア別学習補正係数記憶手段Ｅから、実際の
機関運転状態に対応するエリアのエリア別学習補正係数
を検索し、フィードバック補正係数設定手段Ｇは、実際
の空燃比と目標空燃比とを比較し実際の空燃比を′目標
空燃比に近づけるようにフィードバック補正係数を例え
ば比例・積分制御に基づいて所定の量増減して設定する
。そして、燃料噴射量演算手段Ｈは、基本燃料噴射量を
一律学習補正係数記憶手段りに記憶されている一律学習
補正係数で補正し、またエリア別学習補正係数で補正し
、更にフィードバック補正係数で補正することにより、
燃料噴射量を演算する。そして、この燃料噴射量に相当
する駆動パルス信号により、燃料噴射手段ｌが作動する
。

一方、一律学習領域検出手段Ｊは、各機関回転数でスロ
ットル弁の開度変化に対し吸入空気流量がほぼ変化しな
くなる所定の領域か否かを検出していて、前記所定の領
域である場合は、一律学習補正係数修正手段Ｋにより、
フィードバック補正係数の基準値からの偏差を学習し、
これを減少させる方向に一律学習補正係数を修正して一
律学習補正係数記憶手段りのデータを書換える。こうし
て、空気密度変化分のみを学習できる条件、すなわち、
スロットル弁の開度変化に対しシステムのバラツキの無
くなる領域であるところの、各機関回転数でスロットル
弁の開度変化に対し吸入空気流量がほぼ変化しなくなる
領域において、空気密変度化分を優先して一律に学習す
る。尚、この領域でも部品バラツキが存在しないわけで
はないが、スロットル弁の高開度域であり、低開度域に
較べ、部品バラツキのうち主なものである燃料噴射弁の
パルス巾−噴射流量特性やスロットル弁開度に対する吸
気量特性等のバラツキが極めて小さく、空気密度分に吸
収させて学習することが可能である。

前記所定の領域以外の場合は、エリア別学習補正係数修
正手段りにより、機関運転状態のエリア毎にフィードバ
ック補正係数の基準値からの偏差を学習し、これを減少
させる方向に機関運転状態のエリアに対応するエリア別
学習補正係数を修正してエリア別学習補正係数記憶手段
Ｅのデータを書換える。こうして、部品バラツキ分など
をエリア別に学習する。

また、空燃比検出手段（０８センサ）の異常時は、これ
を異常検出手段Ｍによって検出し、フィードバック制御
停止手段Ｎにより空燃比フィードバック制御を停止する
と共に、この状態で所定以上の高回転・高負荷領域が検
出された領域が連続するときは高回転・高負荷領域計時
手段０によってその連続時間を計時し、第２の一律学習
補正領域修正手段Ｐにより所定時間毎に一律学習補正係
数が所定値ずつ修正される。

したがって、空燃比検出手段Ｂの異常時でも登板時等に
一律学習補正係数の推定学習が行われ、確実な空気密度
分の学習が可能となる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ２゜スロッ
トルボディ３及び吸気マニホールド４を介して空気が吸
入される。

スロットルボディ３内には図示しないアクセルペダルと
連動するスロットル弁５が設けられていると共に、その
上流に燃料噴射手段としての燃料噴射弁６が設けられて
いる。この燃料噴射弁６はソレノイドに通電されて開弁
し通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、
後述するコントロールユニット１４からの駆動パルス信
号により通電されて開弁じ、図示しない燃料ポンプから
圧送されてプレッシャレギュレータにより所定の圧力に
調整された燃料を噴射供給する。尚、この例はシングル
ポイントインジェクションシステムであるが、吸気マニ
ホールドのブランチ部又は機関の吸気ボートに各気筒毎
に燃料噴射弁を設けるマルチポイントインジェクシ目ン
システムであってもよい。

機関ｌの燃焼室には点火栓７が設けられている。

この点火栓７はコントロールユニット１４からの点火信
号に基づいて点火コイル８にて発生する高電圧がディス
トリビュータ９を介して印加され、これにより火花点火
して混合気を着火燃焼させる。

機関１からは、排気マニホールド１０．排気ダクト１１
．三元触媒１２及びマフラー１３を介して排気が排出さ
れる。

コントロールユニット１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インクフェイスを含ん
で構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセン
サからの入力信号を受け、後述の如く演算処理して、燃
料噴射弁６及び点火コイル８の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、スロットル弁５にポテンシ
ッメータ式のスロットルセンサ１５が設けられていて、
スロットル弁５の開度αに応じた電圧信号を出力する。

スロットルセンサ１５内にはまたスロットル弁５の全閉
位置でＯＮとなるアイドルスイッチ１６が設けられてい
る。

また、ディス、トリビエータ９に内蔵されてクランク角
センサ１７が設けられていて、クランク角２゜毎のポジ
シラン信号と、クランク角１８ｏ°毎（４気筒の場合）
のリファレンス信号とを出力する。

ここで、単位時間当りのポジシラン信号のパルス数ある
いはリファレンス信号の周期を測定することにより機関
回転数Ｎを算出可能である。

また、機関冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１８、車
速ｖｓｐを検出する車速センサ１９等が設けられている
。

これらスロットルセンサ１５．クランク角センサ１７な
どが機関運転状態検出手段である。

また、排気マニホールド１０にＯｚセンサ２ｏが設けら
れている。この０２センサ２０は混合気を目標空燃比で
ある理論空燃比付近で燃焼させたときを境として起電力
が急変する公知のセンサである。

従って０２センサ２０は空燃比（リッチ・リーン）検出
手段である。

更に、コントロールユニット１４にはその動作電源とし
てまた電源電圧の検出のためバッテリ２１がエンジンキ
ースイッチ２２を介して接続されている。

また、コントロールユニット１４内のＲＡＭの動作−電
源としては、エンジンキースイッチ２２ＯＦＦ後も記憶
内容を保持させるため、バッテリ２１をエンジンキース
イッチ２２を介することなく適当な安定化電源を介して
接続してある。

ここにおいて、コントロールユニット１４に内蔵された
マイクロコンピュータのＣＰＵは、第３図〜第９図にフ
ローチャートとして示すＲＯＭ上のプログラム（燃料噴
射量演算ルーチン、フィードバック制御ゾーン判定ルー
チン、比例・積分制御ルーチン、学習ルーチン、　　Ｋ
ＡＬ、学習サブルーチン、　　Ｋ、Ａ、学習サブルーチ
ン、　　）’：Ａｔ、を自動修正ルーチン）に従って演
算処理を行い、燃料噴射を制御する。

尚、基本燃料噴射量設定手段、エリア別学習補正係数検
索手段、空燃比フィードバンク制御領域検出手段、フィ
ードバック補正係数設定手段、燃料噴射量演算手段、一
律学習領域検出手段、一律学習補正係数修正手段、エリ
ア別学習補正係数修正手段、異常検出手段、フィードバ
ック制御停止手段、高回転・高負荷領域計時手段及び第
２の一律学習補正係数修正手段としての機能は、前記プ
ログラムにより達成される。また、一律学習補正係数記
憶手段、エリア別学習補正係数記憶手段としては、ＲＡ
Ｍを用いる。

次に第３図〜第９図のフローチャートを参照しつつコン
トロールユニット１４内のマイクロコンピュータの演算
処理の様子を説明する。

第３図の燃料噴射量演算ルーチンにおいて、ステップ１
（図にはＳｌと記してある。以下同様）ではスロットル
センサ１５からの信号に基づいて検出されるスロットル
弁開度αとクランク角センサ１７からの信号に基づいて
算出される機関回転数Ｎとを読込む。

ステップ２ではスロットル弁開度αと機関回転数Ｎとに
応じた吸入空気流量Ｑを予め実験等により求めて記憶し
てあるＲＯＭ上のマツプを参照し実際のα、Ｎに対応す
るＱを検索して読込む。

ステップ３では吸入空気流ｔＱと機関回転数Ｎとから単
位回転当りの吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐ
＝に−Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を演算する。ここで、ステッ
プ１〜３の部分が基本燃料噴射量設定手段に相当する。

ステップ４ではスロットルセンサ１５からの信号に基づ
いて検出されるスロットル弁開度αの変化率あるいはア
イドルスイッチ１６のＯＮからＯＦＦへの切換わりによ
る加速補正係数、水温センサ１８からの信号に基づいて
検出される機関冷却水温ＴＷに応じた水温補正係数１機
関回転数Ｎと基本燃料噴射量（負荷）Ｔｐとに応じた混
合比補正係数などを含む各種補正係数Ｃ０ＥＦを設定す
る。

ステップ５では一律学習補正係数記憶手段としてのＲＡ
Ｍの所定アドレスに記憶されている一律学習補正係数Ｋ
　ＡＬＴを読込む。尚、一律学習補正係数ＫＡＬ７は学
習が開始されていない時点では初期値Ｏとして記憶され
ており、これが読込まれる。

ステップ６では機関運転状態を表わす機関回転数Ｎと基
本燃料噴射量（負荷）Ｔｐとに対応してエリア別学習補
正係数ＫＭＡＰを記憶してあるエリア別学習補正係数記
憶手段としてのＲＡＭ上のマツプを参照し、実際のＮ、
Ｔｐに対応するＫ　ＭＡＰを検索して読込む。この部分
がエリア別学習補正係数検索手段に相当する。尚、エリ
ア別学習補正係数に、□のマツプは、機関回転数Ｎを横
軸、基本燃料噴射量ＴＰを縦軸として、８×８程度の格
子により機関運転状態のエリアを分け、各エリア毎にエ
リア別学習補正係数ＫＭＡＰを記憶させてあり、学習が
開始されていない時点では、全て初期値０を記憶させで
ある。

ステップ７では後述する第５図の比例・積分制御ルーチ
ンによって設定されているフィードバック補正係数ＬＡ
ＭＢＤＡを読込む。尚、このフィードバツク補正係数Ｌ
ＡＭＢＤＡの基準値は１である。

ステップ８ではバッテリ２１の電圧値に基づいて電圧補
正分子ｓを設定する。これはバッテリ電圧の変動による
燃料噴射弁の噴射流量変化を補正するためのものである
。

ステップ９では燃料噴射量Ｔｉを次式に従って演算する
。この部分が燃料噴射量演算手段に相当する。

Ｔｉ＝Ｔｐ−ＣＯＥＦ・（ＬＡＭＢＤＡ　＋　Ｋ　ａｔ
ｔ　＋　Ｋ　、ａｐ）　十Ｔ　ｓステップ１０では演算
されたＴｉを出力用レジスタにセットする。これにより
、予め定められた機関回転同期（例えば各回転毎）の燃
料噴射タイミングになると＜Ｔｉのパルス巾をもつ駆動
パルス信号が燃料噴射弁６に与えられて、燃料噴射が行
われる。

第４図はフィードバック制御ゾーン判定ルーチンで、原
則として第１０図にハツチングを付して示す低回転かつ
低負荷の空燃比フィードバック制御領域の場合に空燃比
フィードバック制御を行い、原則として高回転又は高負
荷の場合に空燃比フィードバック制御を停止するための
ものである。

ステップ２１では機関回転数Ｎから比較Ｔｐを検索し、
ステップ２２では実際の基本燃料噴射量Ｔｐ（実Ｔｐ）
と比較’ｒｐとを比較する。

実Ｔｐ≦比較Ｔｐの場合、すなわち低回転かつ低負荷の
場合は、ステップ２３へ進んでディレータイマ（クロッ
ク信号によりカウントアツプされるもの）をリセットし
た後、ステップ２６へ進んでλｃｏｎ　ｔフラグを１に
セットする。これは低回転かつ低負荷の場合に空燃比フ
ィードバック制御を行わせるためである。

実Ｔｐ〉比較Ｔｐの場合、すなわち高回転又は高負荷の
場合は、原則として、ステップ２７へ進んでλｃｏｎｔ
フラグを０にする。これは空燃比フィードバック制御を
停止し、別途リッチな出力空燃比を得て、排気温度の上
昇を抑制し、機関１の焼付きや触媒１２の焼損゛などを
防止するためである。

ここで、高回転又は高負荷の場合であっても、ステップ
２４でディレータイマの値を所定値と比較することによ
り、高回転又は高負荷に移行した後、所定時間（例えば
１０秒間）経過するまでは、ステップ２６へ進んでλ、
ｃｏｎ　ｔフラグを１にセットし続け、空燃比フィード
バック制御を続けるようにする。

これは、山登り走行は高負荷領域で行われるため、一律
学習補正係数ＫＡＬＴについての学習の機会を増すため
である。

但し、ステップ２５での判定で機関回転数Ｎが所定値（
例えば３８００ｒｐｍ　）を越えた場合、あるいはこの
越えた状態が所定時間続いた場合は、安全のため空燃比
フィードバック制御を停止する。

第５図は比例・積分制御ルーチンで、所定時間（例えば
１抛Ｓ）毎に実行され、これによりフィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡが設定される。従ってこのルーチンが
フィードバック補正係数設定手段に相当する。

ステップ２０１ではλｃｏｎｔフラグの値を判定し、０
の場合はこのルーチンを終了する。この場合は、フィー
ドバック補正係数ＬＡＭＢＤＡは前回値（又は基準値１
）にクランプされ、空燃比フィードバック制御が停止さ
れる。

λｃｏｎｔフラグが１の場合は、ステップ２０２へ進ん
でＯｔセンサ２０の出力電圧Ｖ。２を読込み、次のステ
ップ２０３で理論空燃比相当のスライスレベル電圧ｖ、
、。、と比較することにより空燃比のリッチ・リーンを
判定する。

空燃比がリーン（Ｖ　ａｔ　＜　Ｖ　ｔ−ｔ　）のとき
は、ステップ２０３からステップ２０４へ進んでリーン
又はリッチ状態継続時間計時用のタイマをカウントアツ
プしステップ２０５で前記タイマのカウント値Ｃが所定
価００以上となったか否かを判定する。所定値以上の時
はリーン状態の継続時間が長過ぎる、ため０３．センサ
２０が異常であると判定してステップ２０６へ進み異常
判定用の異常フラグを１にセットし、フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡはクランプして空燃比フィードバッ
ク制御を停止する。

ステップ２０５でＣｏｃｏのときはステップ２０７へ進
んでリッチからリーンへの反転時（反転直後）であるか
否かを判定し、反転時には０□センサ２０が正常である
と判定し、ステップ２０８へ進んでカウント値Ｃ及び異
常フラグを０にリセットした後ステップ２０９へ進んで
フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを前回値に対し所
定の比例定数２分増大させる。反転時以外はステップ２
１０へ進んでフィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを前
回値に対し所定の積分定数１分増大させ、こうしてフィ
ードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを一定の傾きで増大さ
せる。尚、Ｐ＞＞■である。

空燃比がリッチ（Ｖｏｗ＞Ｖ、。ｆ）のときは、リーン
の場合と同様、ステップ２１１で前記カウンタをカウン
トアツプし、ステップ２１２で所定値Ｃ０との大小を判
定してＣ２Ｏ４のときはステップ２１３で異常フラグを
１にセットする。

Ｃ＜００の場合はステップ２１２からステップ２１４へ
進んでリーンからリッチへの反転時（反転直後）である
か否かを判定し、反転時にはステップ２１５でカウント
値Ｃ１異常フラグを０にリセットした後ステップ２１６
へ進んでフィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを前回値
に対し所定の比例定数、２分減少させる。反転時以外は
ステップ２１７へ進んでフィードバック補正係数ＬＡＭ
ＢＤＡを前回値に対し所定の積分定数１分減少させ、こ
うしてフィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを一定の傾
きで減少させる。

ここでステップ２０４．　２０５及びステップ２１１゜
２１２の部分が異常検出手段に相当しステップ２０６゜
２１３を経て空燃比フィードバック制御を停止する機能
がフィードバック制御停止手段に相当する。

第６図は学習ルーチン、第７図はＫ　ＡＬ？学習サブル
ーチン、第８図はＫ　ＭＡＰ学習サブルーチンである。

第６図のステップ４１ではλｃｏｎｔフラグの値を判定
し、０の場合は、ステップ４２へ進んでカウント値ＣＡ
ＬＴ＊　ＣＮＡＰをクリアした後、このルーチンを終了
する。これは空燃比フィードバック制御が停止されてい
るときは学習を行うことができないからである。

λｃｏｎｔフラグが１の場合、すなわち空燃比フィード
バック制御中は、ステップ４３以降へ進んで一律学習補
正係数ＫＡＬＴについての学習（以下ＫＡＬア学習とい
う）とエリア別学習補正係数Ｋ　ＭＡＰについての学習
（以下ＫＭＡ、学習という）との切換えを行う。

すなわち、ＫＡＬＴ学習は第１１図にハツチングを付し
て示すように各機関回転数Ｎでスロットル弁開度αの変
化に対し吸入空気流量Ｑがほとんど変化しなくなる所定
の高負荷領域（以下Ｑフラット領域という）で優先的に
行い、Ｋ、Ａ、学習はその他の領域で行うので、ステッ
プ４３では機関回転数Ｎから比較α、を検索し、ステッ
プ４４では実際のスロットル弁開度α（実α）と比較α
、とを比較する。このステップ４３．４４の部分が一律
学習領域検出手段に相当する。

比較の結果、実α≧比較α、（ＱフランＨＪＩ域）の場
合は、原則としてステップ４８．４９へ進ませ、カウン
ト値ＣＭＡＰをクリアした後、第７図のＫＡＬＴ学習サ
ブルーチンを実行させる。

但し、シングルポイントインジェクションシステムの場
合、スロットル弁開度が極めて大きい領域では吸気流速
が遅くなり、各気筒への分配性が悪化するので、分配悪
化領域を機関回転数に対するスロットル弁開度で割付け
ておき、それ以上のスロットル弁開度でＫ　ＡＬ？学習
を禁止する。このため、ステップ４５で機関回転数Ｎか
ら比較α２を検索し、ステップ４６で実αと比較α２と
を比較して、実α〉比較α２の場合は、ステップ５０．
５１へ進ませ、カウント値ＣＩＩＬ？をクリアした後、
第８図のＫＭＡＰ学習サブルーチンへ移行させる。

また、シングルポイントインジェクションシステムの場
合、燃料噴射弁６から機関１の燃焼室までの距離が長く
、急加速中は壁流燃料の影響で、正確なＫ　、Ｌ７学習
ができないので、急加速した時は所定時間すなわち壁流
が定常となるまで待ってＫ　Ａｔｔ学習を行う。このた
め、ステップ４７で加速後所定時間経過したか否かを判
定し、経過していない場合は、ステップ５０．５１へ進
ませ、カウント値ＣＡＬＴをクリアした後、第８図のに
、４Ａ、学習サブルーチンへ移行させる。

ステップ４４での判定で、実αく比較α１の場合は、ス
テップ５０．５１へ進ませ、カウント値ＣＡＬＴをクリ
アした後、第８図のＫＭＡＰ学習サブルーチンへ移行さ
せる。

次に第７図のＫ　Ａｔ、を学習サブルーチンについて説
明する。このＫＡＬア学習サブルーチンが一律学習補正
係数修正手段に相当する。

ステップ６１で０□センサ２０の出力が反転すなわちフ
ィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの増減方向が反転し
たか否かを判定し、このサブルーチンを繰返して反転す
る時に、ステップ６２で反転回数を表わすカウント値Ｃ
ＡＬＴを１アツプし、例えばｃＡＬＴ＝３となった段階
で、ステップ６３からステップ６４へ進んで現在のフィ
ードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの基準値１からの偏差
（ＬＡＭＢＤＡ−１）をΔＬＡ河ＢＯＡ　。

として一時記憶し、学習を開始する。

そして、ＣＡＬＴ＝４以上となると、ステップ６３から
ステップ６５へ進んでそのときのフィードバック補正係
数ＬＡＭＢＤＡの基準値１からの偏差（ＬＡＭＢＤＡ＝
１）をΔＬＡＭＢＤＡ、として一時記憶する。このとき
記憶されているΔＬＡＭＢＤＡ　＋　とΔＬＡＭＢＤＡ
、とは第１２図に示すように前回（例えば３回目）の反
転から今回（例えば４回目）の反転までのフィードバッ
ク補正係数ＬＡＭＢＤＡの基準値ｌからの偏差の上下の
ピーク値である。

このようにしてフィードバック補正係数ＬＡＭＢＩ）Ａ
の基準値１からの偏差の上下のピーク値ΔＬＡＭＢＤＡ
　、　。

ΔＬＡＭＢＤＡｚが求まると、ステップ６６に進んで、
それらの平均値ΔＬＡＭＢＤＡ　（次式参照）を求める
。

τｍ＝　（ΔＬＡＭＢＤＡ　＋＋ΔＬＡＭＢＤＡｚ　）
　／　２次にステップ６７に進んでＲＡＭの所定アドレ
スに記憶されている現在の一律学習補正係数Ｋ　Ａｔｔ
（初期（１ｉ０）を読出す。

次にステップ６８に進んで次式に従って現在の一律学習
補正係数修正手段にフィードバック補正係数の基準値か
らの偏差の平均値τＬＡＭＢＤＡを所定割合加算するこ
とによって新たな一律学習補正係数修正手段を演算し、
ＲＡＭの所定アドレスあ一律学習補正係数のデータを修
正して書換える。

ＫＡＬＴ　　’−ＫＡＬｔ　　＋　Ｍａｔｔ　　　・　
ΔＬＡＭＢＤ八（ＭＡＬアは加算割合定数で、０　＜　
Ｍａｔｔ　＜　１　）この後は、ステップ６９で次の学
習のためΔＬＡＭＢＤＡｔをΔＬＡＭＢＤＡ　ｒに代入
する。

そして、ステップ７０でＫ　Ａｔｔ学習カウンタをｌア
ップする。尚、このＫ　ＡＬＴ学習カウンタは、エンジ
ンキースイッチ２２（又はスタートスイッチ）の投入時
に実行されるイニシャライズルーチンによってＯにされ
ているもので、エンジンキースイッチ２２の投入後から
のＫＡＬＴ学習の回数をカウントしている。

次に第８図のＫＭＡＰ学習サブルーチンについて説明す
る。このＫ１４ＡＰ学習サブルーチンがエリア別学習補
正係数修正手段に相当する。

ステップ８１で機関運転状態を表わす機関回転数Ｎと基
本燃料噴射量Ｔｐとが前回と同一エリアにあるか否かを
判定し、エリアが変わった場合は、ステップ８２に進ん
でカウント値Ｃ□、をクリアした後、このサブルーチン
を終了する。

前回と同一エリアの場合は、ステップ８３でＯｔセンサ
２０の出力が反転すなわちフィードバック補正係数ＬＡ
ＭＢＤＡの増減方向が反転したか否かを判定し、このサ
ブルーチンを繰返して反転する毎に、ステップ８４で反
転回数を表わすカウント値Ｃ，ｔａｐを１アツプし、例
えばＣＭＡＰ＝３となった段階で、ステップ８５からス
テップ８６へ進んで現在のフィードバック補正係数ＬＡ
ＭＢＤＡの基準値１からの偏差（ＬＡＭＢＤＡ　−１）
をΔＬＡＭＢＤＡ　＋　として一時記憶し、学習を開始
する。

そして、ＣＮＡＦ＝４以上となると、ステップ８５から
ステップ８７へ進んで、そのときのフィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡの基準値１からの偏差（ＬＡＭＢＤＡ
−１）をΔＬＡＭＢＤＡｔとして一時記憶する。

このようにしてフィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの
基準値１からの偏差の上下のピーク値ΔＬＡＭＢＤＡ、
。

ΔＬＡＭＢＤＡ、が求まると、ステップ８８に進んでそ
れらの平均値−に口ＩＭＢＤＡを求める。

次にステップ８９に進んでＲＡＭ上のマツプに現在のエ
リアに対応して記憶してあるエリア別学習補正係数ＫＭ
ＡＰ　　（初期値０）を検索して読出す。

次にステップ９０に進んでＫＡＬＴ学習カウンタの値を
所定値と比較し、所定値未満のときはステップ９１で加
算割合定数（重み付は定数）ＭＭＡＰをＯを含む比較的
小さな値Ｍ６にセットする。また、所定値以上のときは
ステップ９２で加算割合定数（重み付は定数）　ＭＭＡ
Ｐを比較的大きな値Ｍ、（但し、Ｍｌ〈〈ＭＡＬＴ）に
セットする。

次にステップ９３に進んで次式に従って現在のエリア別
学習補正係数ＫＭＡＰにフィードバック補正係数の基準
値からの偏差の平均値τＬＡＭＢ■を所定割合加算する
ことによって新たなエリア別学習補正係数ＫＭＡＰを演
算し、ＲＡＭ上のマツプの同一エリアのエリア別学習補
正係数のデータを修正して書換える。

Ｋ、Ａｒ−に□、　＋Ｍ、Ａ、　　・ΔＬＡＭＢＤＡこ
の後は、ステップ９４で次の学習のためΔＬＡＭＢＯａ
ｔをΔＬＡＭＢＤＡ　、に代入する。

前述の加算割合定数（重み付は定数）について、ＭＡＬ
Ｔ　＞＞ＭＭａｐとするのは、空気密度変化に係るＫ　
ＡＬＴ学習を先に進行させた上で、エリア別のＫＭＡＰ
学習をさせるためである。また、エンジンキースイッチ
２２（又はスタートスイッチ）投入後のＫＡＬア学習の
回数に応じてＭＭＡＰＯ値を変化させるのは、ＫＡＬア
学習を経験するまで、ＫＭＡＦ学習の進行を抑え、極端
な場合はＭＭＡＰ＝Ｏとして、Ｋ□２学習を禁止するた
めである。

第９図はＫ　ＡＬＴ自動修正ルーチンで、これが高回転
・高負荷領域計時手段及び第２の一律学習補正係数修正
手段に相当する。

ステップ１０１では第５図のルーチンで行った０□セン
サの異常判定結果を示す異常フラグの値を判定する。異
常フラグがＯの場合、すなわち０２センサ２０が正常で
あると判定されているときは、ステップ１０３へ進んで
タイマ値ＴＩＭをＯにしてこのルーチンを終了する。

異常フラグが１と判定されているとき、すなわち０．セ
ンサ２０が異常であると判定されているときはステップ
１０３へ進んで現在の運転状態が所定以上の高回転・高
負荷領域であるか否かを判定する。ここで、この領域は
、第１０図で示した空燃比フィードバック制御領域の一
部を含む（０□センサ２０正常時に高地走行時に一律学
習補正係数ＫＡＬアの学習が行われる可能性がある中回
転・中負荷領域を含む）ように設定されている。

ステップ１０３で所定以上の高回転・高負荷領域と判定
されたときは、ステップ１０４へ進んでタイマ値ＴＩＭ
をカウントアツプする。

従って、ステップ１０２〜１０４の部分が高回転・高負
荷領域計時手段に相当する。

タイマ値ＴＩＭをカウントアツプした後は、ステップ１
０５へ進んでタイマ値ＴＩＭが所定値以上か否かを判定
する。所定値未満の場合はこのルーチンを終了する。

タイマ値ＴＩＭが所定値以上になったときは、ステップ
１０５からステップ１０６へ進んで次式に従って現在の
一律学習補正係数Ｋ　ＡＬＴから所定値βを減算するこ
とにより新たな一律学習補正係数修正手段を設定し、Ｒ
ＡＭの所定アドレスの一律学習補正係数のデータを修正
して書換える。

ＫＡＩ４　’−ＫＡｔｔ−β この後は、ステップ１０７に進んでタイマ値ＴＩＭを０
にして、このルーチンを終了する。

従って、ステップ１０５，１０６の部分が第２の一律学
習補正係数修正手段に相当する。

このように高回転又は高負荷領域での運転が連続し、空
燃比フィードバック制御の停止状態が続く場合は、ベタ
踏み登板と判定して、所定時間毎に一律学習補正係数Ｋ
ＡＬアを所定値ずつ減少させることで、０□センサ２０
の異常により空燃比の検出が行えないときにオートマチ
ックトランスミッション車等でベタ踏み登板を行う場合
でも確実に空気密度変化分を推定学習でき、運転性やエ
ミッションの悪化を防止できる。

また、前記高回転・高負荷領域が所定時間以上連続しな
いときは低地走行と判定して一律学習補正係数を修正し
ないため、修正により空燃比がリッチ化することを防止
できる。

尚、高回転・高負荷領域の判定は、上記の他アクセルペ
ダルの所定以上の開度領域の判定で行ってもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、空気密度変化分を
Ｑフラン）？ｉＩ域で一律に優先して学習するため、空
気密度変化分を高速に学習可能となり、山登り走行時な
どにおいても空気密度変化に対し良好な空燃比の学習制
御が可能となるという効果が得られる。また、゛空燃比
検出手段の異常により空燃比を検出できないときは空燃
比フィードバック制御を停止する一方、オートトランス
ミッション車等でベタ踏み登板をする場合でも、これを
検知して、空気密度変化分を推定学習でき、これによっ
て空気密度変化に対しさらに良好に対応することができ
、運転性、エミッション等を大巾に改善することができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図〜第９図は
演算処理内容を示すフローチャート、第１０図は空燃比
フィードバック制御領域を示す図、第１１図は一律学習
補正係数についての学習領域を示す図、第１２図はフィ
ードバック補正係数の変化の様子を示す図である。 ■・・・機関　　５・・・スロットル弁　　６・・・燃
料噴射弁１４・・・コントロールユニット　　１５・・
・スロットルセンサ　　１７・・・クランク角センサ　
　２０・・・０□センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第６図 第７図 機・関回転攻 スロ・ノトルキＶＡ度α

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関に吸入される空気量に関与するパラメータを少くと
   も含む機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と
   、 機関排気成分を検出しこれにより機関吸入混合気の空燃
   比を検出する空燃比検出手段と、 前記機関運転状態検出手段により検出された前記パラメ
   ータに基づいて基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射
   量設定手段と、 機関運転状態の全エリアについて前記基本燃料噴射量を
   一律に補正するための一律学習補正係数を記憶した書換
   え可能な一律学習補正係数記憶手段と、 機関運転状態のエリア毎に前記基本燃料噴射量を補正す
   るためのエリア別学習補正係数を記憶した書換え可能な
   エリア別学習補正係数記憶手段と、実際の機関運転状態
   に基づいて前記エリア別学習補正係数記憶手段から対応
   する機関運転状態のエリアのエリア別学習補正係数を検
   索するエリア別学習補正係数検索手段と、 前記空燃比検出手段により検出された空燃比と目標空燃
   比とを比較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけるよう
   に前記基本燃料噴射量を補正するためのフィードバック
   補正係数を所定の量増減して設定するフィードバック補
   正係数設定手段と、前記基本燃料噴射量設定手段で設定
   した基本燃料噴射量、前記一律学習補正係数記憶手段に
   記憶されている一律学習補正係数、前記エリア別学習補
   正係数検索手段で検索したエリア別学習補正係数、及び
   前記フィードバック補正係数設定手段で設定したフィー
   ドバック補正係数に基づいて燃料噴射量を演算する燃料
   噴射量演算手段と、 前記燃料噴射量演算手段で演算した燃料噴射量に相当す
   る駆動パルス信号に応じオンオフ的に燃料を機関に噴射
   供給する燃料噴射手段と、 各機関回転数でスロットル弁の開度変化に対し吸入空気
   流量の変化が所定割合以下となる所定の領域を検出する
   一律学習領域検出手段と、 前記一律学習領域検出手段により前記所定の領域である
   ことが検出されたとき、前記フィードバック補正係数の
   基準値からの偏差を学習しこれを減少させる方向に前記
   一律学習補正係数記憶手段の一律学習補正係数を修正し
   て書換える一律学習補正係数修正手段と、 前記一律学習領域検出手段により前記所定の領域である
   ことが検出されないとき、機関運転状態のエリア毎に前
   記フィードバック補正係数の基準値からの偏差を学習し
   これを減少させる方向に前記エリア別学習補正係数記憶
   手段のエリア別学習補正係数を修正して書換えるエリア
   別学習補正係数修正手段と、 前記空燃比検出手段の異常を検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段による空燃比検出手段の異常検出時は
   、前記フィードバック補正係数を一定に保持して空燃比
   フィードバック制御を停止させるフィードバック制御停
   止手段と、 機関運転状態を判別し所定以上の高回転、高負荷領域に
   連続してある時間を計時する高回転、高負荷領域計時手
   段と、 前記異常検出手段により空燃比検出手段の異常が検出さ
   れているときは前記高回転・高負荷領域計時手段の計時
   中、所定時間毎に、前記一律学習補正係数記憶手段の一
   律学習補正係数を所定値ずつ修正する第２の一律学習補
   正係数修正手段と、を含んで構成されることを特徴とす
   る内燃機関の空燃比の学習制御装置。