JPS6341635A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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） 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いるが、加速時には通常の噴射
量に加え割込み噴射を行うことにより加速性の向上を図
っている（１９８６年１月（株）鉄道旧本社発行「自動
車工学」第３５巻第１号第１１２．１１３頁等参照。）
。たとえば、冷却水温が低いほど、また加速程度が大き
いほど多くの燃料量が供給されるように、紋り弁開度の
変化量と冷却水温とをパラメータとして割込み噴射量（
噴射パルス幅）を演算するのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような加速割込み噴射では、燃料性
状や大気圧、吸気温などの相違までは考慮されていない
ので、これら要因に基づく噴射量の誤差により加速直後
に失火が発生し、あるいはＣＯなと有害排出物の増加を
招くことがある。

たとえば、燃料には揮発性が大きく相違する重質燃料と
軽質燃料とがあり、これらガソリン性状の相違により空
燃比に換算して約２以上の相違が生じる。このため、軽
質燃料にマツチングしてあると、重質燃料に対してはそ
れだけ揮発性に劣るので加速時には希薄な混合気しか得
られずに失火を生じ、逆に重質燃料にマツチングしたの
では過濃な混合気となり、失火を生じあるいはＣＯ等の
（［出量の増加を招くことになる。

この発明はこのような従来例の問題、αに着目してなさ
れたもので、割込み噴射量の演算に学習機能を付与した
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図に示すように加速時であるかどう
かを判別する手段１と、加速時が判別されたときに割込
み噴射量ＴＩＩを運転状態に応じて演算する手段２と、
この演算された割り込み噴射１ＴＩＩに応じた駆動信号
にて燃料噴射弁を駆動する手段３を備える内燃機関の空
燃比制御装置において、運転状態に応じて目標空燃比を
演算する手段４と、実際の空燃比を検出する手段５と、
割込み噴射後所定区間内であるがどうかをｔｌｌ別する
手段６と、この所定区間内であることが判別されたとぎ
に前記目標空燃比と実空燃比に基づいて割込み学習値Ｇ
ＡＫＴＩＩを演算する手段７を設けた。

（作用） 吸気系で行った割込み噴射により空燃比がどうなったか
は排気系に眞けた検出手段５にて検出されるので、割込
み噴射が空燃比に及ぼした結果を検出するには噴射後の
所定区間（所定のクランク角区間または機関回転速度に
て定まる所定の時間）でなければならないが、これが判
別手段６にて判別される。そして、割込み学習値演算手
段７では実空燃比が目標空燃比から外れているか否かを
その比あるいは偏差から求め、次の割込み噴射時には目
標空燃比から外れることがないように、割込み学習値Ｇ
ＡＫＴＩＩが書き替えられる。

この結果、この学習値ＧＡＫＴＩＩに基づいて演Ｗ、さ
れる割込み噴射量ＴＴＩが微妙に調整され、これにより
改定時以降の誤差要因である燃料性状の相違、大気圧や
吸気温の相違等が生じることがあっても、これらの相違
を問わず、良好な空燃比を得て運転性や排気エミッショ
ンを向上することがでトる。

見、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（ＳＰ１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（ＴＶ　Ｏとも称す。）を採用
したｆｆｉ関にこの発明を適用しｒこ場合の機械的なｈ
１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［
こ紋り弁開度センサ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。）２６．２７が設けられ、一方吸気ボ
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３
３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（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、これら信号に基づ渉最適な燃料噴射パ
ルス幅Ｔ！が演Ｗ、される。

次に、噴射パルス幅Ｔ（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１１０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
全体につぎ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−〕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
ＫＡＴ　ＨＯＳ　、　フィードバック補正量ＬＡＭＢＤ
Ａ、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、第９図がそれ
ぞれ割込みルーチン、割込み噴射パルス幅ＴＩＩ演算の
ルーチン、第１０図、第１１図が割込み噴射に関する学
習内容と割込み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な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、この発明の特徴は割込み噴射後所定区間内である
かどうかを判別し、この所定区間内であることが判別さ
れたときにこの区間内で得られる目標空燃比と実空燃比
に基づいて割込み学習値を演算するよう塾こした点１こ
ある。すなわち、これらを実行する第１０図の学習ルー
チンを設けたことである。そして、学習ルーチン−にて
演Ｗ、すれた学習係数ＧＡＫＴＩＩに基づいて、第８図
、第９図に示す割込みルーチンが実行され、後述する割
込み噴射パルス幅ＴＩＩが演算される。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
字し−１」を記号に付している。

ＴＩＩ＝（Ｑｕｏ　　Ｑｕｏ−１） ＸＫｏ　ｎｏ　ｘＫＴＷＴ　Ｉ　Ｉ ＸＧＡＫＴ　Ｉ　Ｉ　＋Ｔｓ　　　　＝１９−Ｃ）ただ
し、（Ｑ＋＋ｏ　−Ｑｏｏ　−＋　）は加速程度に応じ
る基本的な値、ＫＱ　ＨＯ、Ｋ　ＴＷＴ　Ｉ　Ｉはこの
基本値を補正する係数、Ｔｓは無効パルス幅である。こ
こに示す学習係数ＧＡＫＴＩＩを導入した、αがこの発
明の要部であり、以下に説明するところである。

まず、割込み噴射後所定区間内であるかどうかを判別す
るのは空燃比センサの検出遅れを考慮するものである。

第１４図は噴射パルス幅とセンサが検出する実空燃比特
性を示し、基準信号（たとえば１８０°周期の信号）に
同期して定期的に立ち」二がる同期パルス（通常の噴射
パルス）の途中に、非同期に割込みパルス（割込み噴射
によるパルス）が入ると、この割込み噴射の空燃比への
影響は割込み噴射後検出遅れ期間をおいた後生じている
。

この割込み噴射による空燃比への影響が生じる区間（以
下「所定区間」と称す。）はクランク角単位で、あるい
はそのと鰺の８１関回転数によりほぼ定めることかで外
る。

そこで、この例では所定区間の始点、終点判別用タイマ
Ａ、Ｂを割込みパルスの立ち上がりを基準として起動し
く第８図のステップ１３３）、その後のＲｅｆ信号をカ
ウントさせる（第１２図のステップ１８１）。そして、
これらタイマＡ、Ｂのカウント値ＮＡ、Ｎｎと、始点、
終点に対応付けた基準値Ｎ！５．Ｎεとの比較から始点
、終点を判別する。すなわち、Ｎｏ≦Ｎ、かつＮＡ＞Ｎ
５であることより始点が判別され、またＮＡ＞Ｎ５かっ
ＮＢ≧ＮＥであることより終点が判別される（第１０図
のステップ１．５２，１５３．１５３，１５７）。

こうして始点と終点が判別されると、次にはこの開の区
間（所定区間）における目標空燃比と実空燃比に基づい
て割込み学習係数ＧＡＫＴＩＩを演算することである。

ここに、学習の目的は割込み噴射により変動する実空燃
比ＡＦＢＹＡが目標空燃比ＴＦＢＹＡから外れないよう
にすることである。このため、目標空燃比を基準とする
実空燃比との比あるいは偏差を学習演算に取り込めばよ
いことになる。そこで、この例ではその比を採用して、
不足率Ｒを次式（９−Δ）にて定義する（ステップ１５
１）。

Ｒ＝（ＴＦＢＹＡ／ＡＦＢＹＡ） Ｘ　Ｌ　Ａ　Ｍ　Ｂ　ＤΔ　・・・（９−＾）ただし、
Ｌ　Ａ　Ｍ　Ｂ　Ｄ　Ａは空燃比フィードバック制御系
に使用されるフィードバック補正係数である。

なお、多気筒機関における所定区間は気筒数に比例して
長くなるので、この区間の平均値を採用する。すなわち
、所定区間にわたってＲを積算するとともに、積算する
回数をカウントし、Ｒの積算値ΣＲＴＲＷを積算回数Ｃ
ＮＴＷにて除すことによりＲの平均値ＲＴＲＷ（＝ΣＲ
ＴＲＷ／ＣＮＴＷ）を求める（ステップ１５５〜１５８
）。なお、記号の後の「−１」は前回演算時の値を示す
。

そして、この平均値ＲＴＲＷに基づいて学習値の書き替
えを行う（ステップ１６０）。この書き替えの内容を示
すのが第１１図であり、劃込み学習係数ＧＡＫＴＩＩを
次式（９−Ｂ）に従って書き替える（ステップ１７３）
。

ＧＡＫＴ　Ｉ　Ｉ　＝ＧＡＫＴ　Ｉ　Ｉ−１Ｘ（１＋（
ＲＴＲＷ−１）ＸＸ＋ｌ＋）・・・（９−１１） ここに、式（９−Ｂ）の意味するところは、（ＲＴ　Ｒ
Ｗ−１）が不足分を示し、この不足分のＸｕ＋（Ｏから
１の間の定数）倍ずつ前回の学習係数（Ｇ　Ａ　Ｋ　Ｔ
ＩＩ　　ｌ）が書き替えられるということである。

また、書き替え率Ｘｕ＋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、書き替えの方法自体は公知であり、第１
１図に示すようにそのときの冷却水温ＴＩＩＩ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（ＧＡＫＴＩＩ−１）として読み出し、この旧デー
タを用いて新データ（ＧＡＫＴＩＩ）を演算し、この新
データを前記選定アドレスに格納する（ステップ１７１
〜１７４）。第１３図は、このようにして冷却水温Ｔｕ
Ｉに対して割り付けられたテーブルの内容を示す線図で
ある。これは学習ＲＡＭの内容であり、燃料性状等に応
じて微妙に変化する。

次に、割込み噴射は非同期の制御であるため、通常の同
期噴射制御とは別個のルーチンで実行されるのが常であ
り、第８図がその割込みルーチンである。このルーチン
において、そのときの冷却水温Ｔｕｌに応じて第１３図
を内容とする学習係数ＧＡＫＴＩＩを読み出し、次式（
９−Ｃ）にて割込み噴射パルス幅ＴＩＩを演算する（ス
テップ１３２、第９図のステップ１４１〜１４４）。

ＴＩＩ＝＜Ｑｏｏ　　ＱｎＯ−＋） ＸＫｏ　Ｈｏ　ＸＫＴＷＴ　Ｉ　Ｉ ＸＧＡＫＴ　Ｉ　Ｉ　十Ｔｓ　　　　−（９−Ｃ）ただ
し、Ｑｏｏ：リニヤライズ空気量 ＫＯ）ｔｏ：負荷補正係数 ＫＴＷＴＩＩ：水温補正係数 Ｔｓ：無効パルス幅 である。

ここに、リニヤライズ空気量ＱＨＯ（定常運転条件下で
の基本的な空気量を意味する。）の変化量（ＱＨＯ，Ｑ
！１Ｏ−１）を基本値とするのは、運転者の意思を反映
する絞り弁開度変化量と、機関の運転性を決定する空燃
比とは必ずしも相関を有するものでなく、絞り弁開度変
化量に応じた割込み噴射量を供給すると却って空燃比の
大きな変動を生じてしまうので、これを避けるためであ
る。また、加速であるかどうかの判別も絞り弁開度変化
量に基づ（のではなく、空気変化量（Ｑ　ＨＯＱ　ｏ　
。

−１）が基準レベルＬＷＡＲＩを越えた場合に初めて割
込み噴射を実行するようにしている（ステップ１３１，
１３４）。

次に、このように構成された場合の割込み噴射パルス幅
制御についで説明する。割込み噴射による空燃比への影
響は空燃比センサの応答遅れの点より噴射後の所定区間
になって初めて現れるが、この所定区間は割込みパルス
の立ち上がりにて起動されるタイマＡ、Ｂのカウント値
ＮＡ、ＮＩＩと基準値Ｎ５ｔＮＥとの比較にて判別され
る（ステップ１５２、ｉ　５３．．１５７）。

そして、この所定区間における実空燃比が目標空燃比か
ら大きく外れていると、過度に希薄あるいは過濃な混合
気となって失火を生じあるいはＣＯなと有害排出量の増
加を招く。そこで、実空燃比が目標空燃比から外れない
よう仮に適切な割込み噴射パルス幅ＴＩＩを設定するこ
とができたとしても、設定時以降に生ずる空燃比の誤差
要因に対しては対処することができない。たとえば、噴
射パルス幅自体は同一でも重質燃料であるか軽質燃料で
あるかの燃料性状の相違があると、実質的な燃料量が変
わってくるので、マツチングに使用した燃料と相違する
分が空燃比のずれとして生じてしまうのである。したが
って、従来例によれば、燃料性状の相違あるいは高地と
低地との差により生じる大気圧や吸気温の相違があると
、空燃比の変動が生じざるを得ながったといえる。

これに対して、この実施例ではこの所定区間における実
空燃比ＡＦＢＹＡが目標空燃比ＴＦＢＹＡから外れてい
ると、これが平均値ＲＴＲＷに取り込まれ、次回割込み
噴射時には目標空燃比がらのずれが生じないように学習
される（ステップ１５５　＝　１６０　、第１１図のス
テップ１７１〜１７４）。たとえば、目標空燃比よりも
希薄であると、不足率Ｒ（またはＲＴＲＷ）＞１となる
ので噴射パルス幅ＴＩＩが大きくなって燃料増量される
し、逆に目標空燃比よりも過濃になると燃料減量される
。なお、実際の目標空燃比、実空燃比にはこれらの逆数
（目楳燃空比、実燃空比）を採用しているので、ＴＦＢ
ＹＡ、ＡＦＢＹＡの位置が分母９分子で入れ替わってい
る。

すなわち、噴射パルス幅Ｔｌｌ Ｔｌ　Ｉ＝（Ｑｕｏ　　Ｑ＋＋ｏ−１）ＸＫｏ　ｎｏ　
ＸＫＴＷＴ　Ｉ　ｒ ＸＧＡＫＴ　Ｉ　Ｉ　十Ｔｓ　　　　・（９−Ｃ）にお
いて、学習係数ＧＡＫＴＩＩは燃料性状等に相違があり
、これにより実空燃比が目標空燃比を外れると、微妙に
変化して実空燃比が目標空燃比に近づくようにするので
ある。

この結果、設定時以降の誤差要因である燃料性状の相違
あるいは大気圧や吸気温の相違等が生じることがあって
も、これらの相違を問わず、良好な空燃比を得て運転性
や排気エミッションを向上することができる。

次に、この例ではさらに、学習値の書き替えにおいて係
数Ｔ　ＲＴ　ＲＷ（約０．８〜０．９の定数）を導入し
、 ＧＡＫＴＩ　Ｉ＝ＧＡＫＴＩ　Ｉ−＋ Ｘ（１＋（ＲＴ　ＲＷ／Ｔ　ＲＴ　ＲＷ−１）ＸＸ　田
）　　　　　　　・・・（９−Ｂ−八）としている（第
１１図のステップ１７３）。これは曲成（９−８）だと
、初回に噴射量が少なくて失火することがあるので、こ
れを避けるため空燃比をやや濃い目に保たせるためであ
る。

また、しばらく運転を行っていないために、初回のＲが
希薄限界レベルＬ　Ｌ　Ｉ−を越えて希薄になっている
ことも考えられ、この場合には失火することが目にみえ
ているので平均値ＲＴＲＷを求めるまでもなく噴射量が
多くされるように所定値ＤＧＡ　Ｋ　Ｌ　Ｌ　（定数）
だけ大きくする書き替えを即座に行っている（ステップ
１５４，１６１）。

さらに、学習マツプに書き替える値がそれほど変動しな
い場合には書き替えなくとも安定した空燃比特性を得る
ことができるので、空燃比の安定する領域の」二限値Ｌ
　２と下限値Ｌｌ（Ｌｌ、＜Ｌ２）を設定し、平均値Ｒ
ＴＲＷがこの幅を越えた場合に初めて書き替えるように
している（ステップ１５９．１．６０）。

次に、システムの全体を概説すると、第３図のルーチン
は下式（４）にて最終的に噴射パルス幅Ｔ１の演算を行
う部分である。

ここに、ＳＰＩ装置ではシリンダに流入する空気量Ｑ　
ＣＹ　Ｌと噴射弁部を通過する空気量ＱＡＩＮＪ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
グ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ＱＡＩＮＪを、燃料遅れについては
過渡補正量ＫＡＴＨＯ８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（ステップ７０）。なお、無効パルス
幅をＴｓとしてＴｅとの和がＴｉ（＝Ｔｅ十Ｔｓ）とな
る（ステップ６９．７０）。

Ｔｅ＝（ＴｐＸＫＢＬＲＣ＋ＫＡＴＨＯ８ｘＫＢＴＬＲ
Ｃ）ＸＬＡＭＢＤＡ ・・・（４） ただし、 Ｔｐ：基本パルス幅 ＫＡＴＨＯ３：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−ジェトロニッタ方式と相違して下
式（５）にて演算される。

Ｔｌｌ”ＱＡ　ｌｐｉ　Ｊ　Ｇ　ＸＴＦＢＹＡＸＫ＝１
５）ただし、ＱＡＩＮＪＧ：噴射弁部空気量（珀ｇ）Ｔ
ＦＢＹＡ：目標空燃比 に：噴射弁特性に基づく定数（ｍｓ／「ｎｇ）である。

まず、噴射弁部の空気量ＱＡＩＮＪ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、ＱＣＹＬに基づいて求められる。すな
わち、ＱＡＩＮＪはＱｃｙ、とその変化量ｄＱ　ｃ　ｙ
　＋−／　ｄｔとがら次式（３）％式％ にて近似的に求められることを考慮して、次式群（６Δ
）〜（６Ｆ）にて求められる。

ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　Ｇ　＝ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　ｃＸＫＴ
Ａ−（６Δ）ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　（！＝ＱＣＹＬ　ＸＶ
ＣＹＬ十ＤＣＭ　　　　　　・・・（６Ｂ） ＱＣＹＩ−＝ＱＨＸＫ２ ＋ＱＣＹＬ−Ｉ　Ｘ（１−に２） ・・・（６Ｃ） Ｑ　Ｈ＝　Ｑ　）ｌ　ＯＸ　Ｋ　Ｆ　Ｉ−Ａ　Ｔ　　　
　　−（６Ｄ）ＤＣＭ＝（ＱＣＹＩ−ＱＣＹＬ−１） ＸＫＭＡＮ　Ｉ　０ＸＴｒｅｆ−（６Ｅ）Ｋ　Ｔ　Ａ　
＝　Ｋ　Ｔ　Ａ　ＯＸ　Ｋ　Ｔ　Ａ　Ｑ　ｃ　ｙ　＋−
・・・（６Ｆ） ただし、 ＱＡＩＮＪＧ：噴射弁部空気量／シリング（Ｗｇ） ＱＡＩＮＪＣ：噴射弁部空気量／シリング（ｃｃ） Ｑ　ｃ　ｖ　ｌ−ニジリングへの空気量／シリング容積
（％） ＶＣＹＬニジリンダ容積（ｃｃ） ＤＣＭ：マニホールド空気変化量（ｃｃ）ＫＴＡｒ吸気
温補正係数（【ｎｇ／ｃｃ）Ｑ　ｕ　：平衡空気量／シ
リンダ容積（％）Ｋ２：ＱＣＹＬの変化割合／演算 Ｑ　ｏ　ｏ　：リニャライズ空気量／シリング容積（％
） ＫＦＬＡＴ：フラット空燃比係数（％）ＫＭＡＮ　Ｉ　
Ｏ：マニホールド係数 Ｔ　ｒｅｆ：　Ｒｅｆ倍信号周期（μ５）ＫＴＡＯ：基
本吸気温補正係数（＋ｎｇ／ｃｃ）ＫＴＡＱＣＹＬ：吸
気温補正の負荷補正率（％） である。

これらの弐群（６Δ）〜（６Ｆ）は、各種の補正や規格
化（シリング当たり、シリンダ容積当たり等に換算して
いる。）のために複雑になってはいるが、基本的には、
ＱＡＩＮＪｃは定常項（ＱＣＹＬＸＶＣＹＬ）と過渡項
（ＤＣＭ）との和で求められる。

ただし、この値ＱＡ＋ＮＪｃ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、ＱＣＹＬはに２を平滑化の定数としてＱｕ＋Ｑｃ
ｙ＋−−１を変数、Ｋ２を重みとす７＋　重ミ付は平均
値にて求められる（第３図（Ｂ）のステップ５５〜５７
）。

次に、Ｑｕｏ、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（６Ｇ）、　（６８）にて
求められる（ステップ４１〜５２）。

ＡＡＤＮＶ＝ＡＡＸＴｒｅｆ／Ｖ　ｃｙ　＋−−（６Ｇ
）ＡＡ＝ＡＴＶＯ＋ＡＩ＋ＡＡＣ・・・（６１１）ただ
し、ＡＡＤＮＶ：流路面積／（回転数×シリング容積）
（ｃ＋ｎ２　／　ｒｐｍ　争ｃｃ）ＡＡ：総流路面積（
０ｍ２） ＡＴＶＯ：絞り弁流路面積（ｃａｎ２）ＡＩ：５Ｖ２６
の流路面積（０ｍ２） ＡＡＣ：５Ｖ２７の流路面積（ｃ＋ｎ２）である。

すなわち、このシステムは負荷信号として紋り弁開度Ｔ
ＶＯに基づく流路面積ＡＴＶＯを採用するものであるが
、紋り弁２１をバイパスする通路２３がある場合には、
これらの面積Ａ１．ＡＡＣ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（Ａ　ＩあるいはＡ
ＡＣ）との和で与えられている（ステップ４１〜４９）
。なお、これら５Ｖ２６，２７は２位置弁である。これ
はデユ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ＡＡＸＴｒｅｆ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ツ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、Ａ
Ａ／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（＝ＡＡＸＴｒｅｆ／ＶＣ
ＹＬ）を用いてリニヤライズ空気量Ｑ　ＨＯが求められ
る（ステップ５３）。なお、フラット空燃比係数に、　
Ｆ　Ｌ　Ａ　ＴはＱｕｏ＋Ｎをパラメータとしてマツプ
から、紋り弁流路面積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ＫＴＡＯと吸気温の負荷補正
率ＫＴＡＱｃｙ＋−についても、それぞれ吸気温ＴＡＩ
ＱＣＹＬ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ＱＡＩＮＪ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Ｋ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳ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、吸気系燃料の定常運転条件下での付着量（
この付着量を以下「平衡付着量」と称す。）ＭＦＨとこ
の平衡付着量の変化に対して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（７八）〜（７Ｅ）にて与えられる。

Ｋ　　Ａ　　Ｔ　　Ｉ−（ＯＳ　　＝　■　Ｍ　Ｆ　　
Ｘ　Ｇ　　ＨＦ　　　　　　　・　（７八）ｖＭＦ＝（
ＭＦＨ−ＭＦ−＋　）ｘＫＭＦ・・・（７Ｂ） ＭＦ＝ＭＦ　　ｌ＋ＶＭＦ　　　　　・・・（７Ｃ）Ｋ
ＭＦ＝（ＫＭＦＡＴ十ＫＭＦＶＭＦ）ｘＫＭＦＮｘＫＭ
ＦＤＢＴ ・・・（７Ｄ） Ｇ　ＨＦ　＝　Ｇ　ＨＦ　Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌ　Ｘ　Ｇ　Ｈ
Ｆ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａ・・・（７Ｅ） ただし、Ｋ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳ　：過渡補正量（μＳ）Ｖ
ＭＦ：付着速度（μＳ／噴射） Ｍ　Ｆ　Ｈ：平衡付着量（μＳ） ＭＦ：今回演算時の付着量（μＳ） ＫＭＦ：分量割合（％） 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（％） Ｇ　ＨＦ　：補正率（％） ＧＨＦＱＣＹＬ：減速補正率（％） ＧＨＦＦＢＹＡ：空燃比補正率（％） である。

すなわち、付着速度■ＭＦ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ＭＦＩ］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−１）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１．
０３）、　　ここに、平衡付着量ＭＦＨは噴射弁部を通
過する空気量ＱＡＩＮＪ＋磯関回転数Ｎ、冷却水温Ｔａ
ｒに基づき、３次元マツ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
却水温下田が採すウ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Ｔｕ＋ｏ−Ｔａｂ５（下田０
〉・・・＞Ｔｕｂｓ）毎にＱＡＩＮＪ　とＮをパラメー
タとして基準温度Ｔ＋１Ｉｎ（ｎ＝０〜５）における平
衡付着量Ｍ　Ｆ　ｌ（Ｔ　ｕＩ＋１を付与する都合６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ＴＩＩ＋１１．ＴｌｌＩｎ＋１
における平衡付着ｊｉ　Ｍ　Ｆ　ＨＴ　ｕ＋ｎ、Ｍ　Ｆ
　ＨＴ＋ｕｎ＋　ｌを用い、ＴｕＩ、Ｔｕ１１１＋　Ｔ
　ｕ＋ｎ＋１による補間計算にてＭ　Ｆ　ｉ−（を最終
的に求めるのである（ステップ１０１）。

なお、３次元マツ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。

ＭＦＨＴｕ＋ｎ＝ＭＦＨＱｎＸＭＦＨＮｎ　−（７Ｆ）
ただし、ＭＦＨＱｎ：ＱＡＩ　Ｎ　Ｊに基づく係数ＭＰ
ＨＮｎ：Ｎに基づく係数 であり、Ｍ　Ｆ　ＨＱ　ｎはＱＡＩＮＪ　をＭ　Ｆ　Ｉ
−Ｉ　Ｎ　ｎ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、Ｔ＋ｕ＞ＴｕＩｏのとき、およびＴｕＩ＜Ｔｕｎ
のときは補間計算を行うことができないので、ＭＦＨ”
ＭＦＨＴｕ＋ｏ　とする。また、燃料カット中はＭ　Ｆ
　Ｈ＝　Ｆ　ＣＭ　Ｆ　Ｈ（一定値）とする。

一方、今回液Ｗ、される付着量ＭＦは前回演算された付
着量ＭＦ　　ｌに今回求めた付着速度■ＭＦを加算して
求めた値である（ステップ１０４）。

次に、分量割合ＫＭＦは一定値でもよいが、この例では
Ａ　Ａ　Ｄ　Ｎ　Ｖ　、Ｔｕをパラメータとしてマツプ
検索により基本値ＫＭＦＡＴを求め、さらにＶＭ　Ｆ　
、Ｎ　、ブースト圧変化量のバイパス値ＤＢＯ８Ｔ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７ラツＦ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、ハイハス値Ｄ　Ｂ　ＯＳ　Ｔ　ハ下式（７Ｇ）−
（７１）にて求められ、その内容はブースト圧ＢＯＯ３
Ｔの微少変化量を積算するとともにＲｅ「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） ＤＢＯ８Ｔ＝ＤＢＯ８Ｔ−＋ 十（ＢＯＯ８Ｔ−Ｌ３００ＳＴＯ） ・・・（７Ｇ） （２）減衰時（Ｄ　Ｂ　ＯＳ　Ｔ２Ｏ）（２回目以降）
ＤＢＯ３Ｔ＝ＤＢＯ８Ｔ−＋　ＸＴＧＥＮ・・・（７１
１） （３）減衰時（Ｄ　Ｂ　ＯＳ　Ｔ　＜　Ｏ）（２回目以
降）ＤＢＯ８Ｔ＝ＤＢＯ３Ｔ　　　ＩＸＴＧＥＮＧ・・
・（７Ｉ） ただし、ＢＯＯ８Ｔニブ−スト圧 ＢＯＯ３ＴＯ：前回（７）７’−Ｘ）圧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。

なお、ブースト圧ＢＯＯ３ＴはＡＡＤＮＶを、また分量
割合の付着速度補正率ＫＭＦＶＭＦは■ＭＦ　　ｌを、
分量割合の回転補正率ＫＭＦＮはＮを、分量割合のブー
スト補正率ＫＭＦＤＢＴはＤＢＯ８Ｔ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。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グへと吸
入されてしまうため、揮発性の低い燃料と比較してその
分村着量が少なくなる。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（Ｇ
　ＨＦ　ＱＣｙ　ｔ　）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（＼ＩＭＦが正の場
合）は補正を行わないが（ＧＨＦＱＣＹＬ　＝１．０）
、減速時（Ｖ　Ｍ　Ｆ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Ｇ　ＨＦＱＣ
ＹＬはＱＣＹＬを、空燃比補正率ＧＨＦＦＢＹＡはＴＦ
ＢＹＡ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Ｇ　ＨＦを用いて最終的
に過渡補正量ＫＡＴＨＯ３が求められる（ステップ１０
６）。

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＋
ｐ）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（８＾）〜（
８Ｄ）にてＬ　Ａ　Ｍ　Ｂ　Ｄ　Ａが求められる（ステ
ップ１１１〜１１８）。

ＬＡＭＢＤＡ＝Ｐ＋　Ｉ　十Ｄ　　　　　・・・（８Δ
）Ｐ＝ＫＰ−ＥＲ出（８Ｂ） Ｉ　＝　Ｉ　　ｌ　十に、　−Ｅｒ（・（８Ｃ）Ｄ＝Ｋ
Ｄ・（ＥＲ−ＥＲｌ）　　　・・・（８Ｄ）ただし、Ｋ
Ｐ：比例ゲイン に１：積分ゲイン ＫＤ：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
１１４）。

ＥＲ”　Ｉｐ　　Ｔ＋　ｐ−（ｎ＋　Ｉ　）　　　　・
＝（８Ｅ）ここに、開式（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Ｉ　１１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３
４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Ｔｕ＋＋Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌ
　ＩＮ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ＴＦＢＹ
Ａに上限値と下限値とを設けもので、７エイルセー７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（ＱＡＩＮＪ＞と燃料遅れ補正量（ＫＡ
ＴＨＯ８）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ＬＡＭＢＤＡ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ＫＡＴＨＯ８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１
０７〜１１０）。

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、ＫＢＬ　ＲＣハＬ　Ａ　Ｍ
　Ｂ　Ｄ　Ａ　１ｍ、Ｋ　Ｂ　Ｔ　Ｉ−ＲＣハコｔｙ＞
　Ｉ−ＡＭＢＤＡ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１１９，１２０．１０７〜１１ｏ）。

なお、付着速度ＶＭＦと基準値Ｌ　、どの比較により定
常時（ＶＭＦ＜Ｌｌ）であるのが過渡時いＩＭＦ≧Ｊ−
、＋　）であるのかを判別し、Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣ）：つ
いては定常時にのみ、ＫＢＴＬＲＣについては過渡時に
のみ学習が行な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、この発明では割込み噴射後所定区
間内であるがどうかを判別し、この所定区間であること
が判別されたときに目標空燃比と実空燃比に基づいて割
込み学習値を演算するようにしたので、割込み噴射によ
り変化する実空燃比が目標空燃比がら外れている場合に
は、次の割込み噴射時にはずれが生じないように学習が
行なゎれ、これにより設定時以降の誤差要因である燃料
性状の相違あるいは大気圧や吸気温の相違等が生じるこ
とがあっても、これらの相違を問わず、良好な空燃比を
得て運転性や排気エミッションを向」ニすることができ
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ＳＰＩ装置に
適用したこの発明の一実施例の磯十戒的な構成を表す概
略図、第３図ないし第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
１３図はこの実施例１こおける学習係数ＧＡＫＴＩＩの
内容を説明する一例の特性線図、第１４図は噴射パルス
幅と空燃比変化を示す波形図である。 １・・・加速時判別手段、２・・・割込み噴射量演算手
段、３・・・駆動手段、４・・・目標空燃比演算手段、
５・・・実２燃比検出手段、６・・・所定区間判別手段
、７・・・割込み学習値演算手段、２１・・・吸気絞り
弁、２２・・・吸気通路、２３・・・バイパス通路、２
４・・・燃料噴射弁、２５・・・絞り弁開度センサ、３
４・・・酸素センサ（空燃比センサ）、３５・・・コン
トロールユニット。 特許出願人　日産自動車株式会社 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加速時であるかどうかを判別する手段と、加速時が判別
   されたときに割込み噴射量を運転状態に応じて演算する
   手段と、この演算された割り込み噴射量に応じた駆動信
   号にて燃料噴射弁を駆動する手段とを備える内燃機関の
   空燃比制御装置において、運転状態に応じて目標空燃比
   を演算する手段と、実際の空燃比を検出する手段と、割
   込み噴射後所定区間内であるかどうかを判別する手段と
   、この所定区間内であることが判別されたときに前記目
   標空燃比と実空燃比に基づいて割込み学習値を演算する
   手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御制
   御装置。