JPH0227134A - 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〉 本発明は電子制御燃料噴射装置を有する内燃機関の空燃
比制御装置に関し、詳しくは、機関に吸入される混合気
の空燃比を検出し、この検出結果に基づいて燃料噴射量
をフィードバック制御するよう構成された空燃比制御装
置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置は、機関吸気系に電磁
式燃料噴射弁を備え、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
と機関回転速度）に基づいて基本燃料噴射量を設定し、
これに空燃比フィードバック制御のためのフィードバッ
ク補正係数を乗じるなどして、最終的な燃料噴射量を求
め、この燃料噴射量に対応するパルス中の駆動パルス信
号を機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁
に出力することにより、燃料噴射量を制御して、機関に
最適な量の燃料を噴射供給するようにしている。

空燃比フィードバンク制御については、機関排気系に酸
素センサを設け、該酸素センサによって検出される機関
排気中の酸素濃度を介してこれと密接な関係にある機関
吸入混合気の空燃比を検出し、検出された空燃比を目標
空燃比である理論空燃比と比較してリッチ・リーンを判
定し、これに基づいてフィードバック補正係数を変化さ
せることにより、空燃比を理論空燃比にフィードバック
制御している。

具体的には、第７図に示すように、酸素センサの出力電
圧を目標空燃比である理論空燃比相当のスライスレベル
電圧と比較して、出力電圧大のときにリッチ、出力電圧
小のときにリーンと判定し、この判定結果に基づいて比
例・積分（ＰＩ）制御によりフィードバック補正係数を
設定して制御する。即ち、例えばリッチ（リーン）のと
きは、フィードバック補正係数を始めに比例定数２分減
少（増大）させ、それから時間同期又は回転同期で積分
定数１分ずつ減少（増大）させて、空燃比を理論空燃比
に近づけるように制御する（特開昭６０−２４０８４０
号公報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、酸素センサの応答性は一般的に悪いため、酸
素センサの出力電圧がスライスレベル電圧をよぎるとき
には実際の空燃比は目標空燃比よりリッチ側或いはリー
ン側へ大きく変化してしまっている。このため、オーバ
゛−シュートやアンダーシュート量が大きくなり、結果
的に空燃比の変動中が大きく、目標空燃比への収束性が
悪（なって、サージトルクによる運転性の悪化や排気中
におけるＣｏ、ＨＣ，ＮＯｘ等の排出量の増大を招く惧
れがある。

かかる問題点を解決するため、本出願人は先に、検出さ
れた空燃比（酸素センサ出力電圧）の目標空燃比（スラ
イスレベル電圧）からの偏差と、検出された空燃比（酸
素センサ出力電圧）の微分値とに基づいて空燃比の動向
を予測してフィードバック補正係数を設定するよう構成
した空燃比制御装置を提案した（特願昭６２−２２６６
０７号参照）。

ところで、前記フィードバック補正係数なしで演算され
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
に一致させるべく、フィードバック補正係数の基準値か
らの偏差を学習して学習補正係数を定め、この学習補正
係数で燃料噴射量を補正演算することが従来から行われ
ている。

しかしながら、目標空燃比に対するリッチ・リーン判定
のみによってフィードバック補正係数を比例・積分制御
する場合は、上記従来の学習補正係数設定で問題がなか
ったが、前述のように空燃比の偏差と微分値とに基づい
てフィードバック補正係数を設定するよう構成した場合
には、酸素センサの出力が目標空燃比である理論空燃比
付近で急変する特性であるからリッチ・リーン反転時に
設定されるフィードバック補正係数が細かく変動し、こ
のためフィードバック補正係数の基準値に対する偏差に
バラツキが生じ、第８図に示すように学習補正係数の収
束性が悪いという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、空燃比
の目標空燃比からの偏差と空燃比変化の微分値とに基づ
いてフィードバック補正係数を設定する構成のものにお
いて、学習補正係数を速やかに収束させ得ると共に、過
渡運転時の空燃比変動に影響されずに学習頻度の少ない
運転状態でも学習収束度を向上し得るようにすることを
目的とする。

く課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、下記Ａ〜■
の手段を含んで内燃機関の空燃比制御装置を構成する。

（八）機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段 （Ｂ）該機関運転状態検出手段で検出した機関運転状態
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 （Ｃ）機関排気成分を検出しこれにより機関に吸入され
る混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段（Ｄ）検出
された空燃比の目標空燃比からの偏差を演算する偏差演
算手段 （Ｅ）検出された空燃比の微分値を演算する微分値演算
手段 （Ｆ）前記偏差と前記微分値とに基づいて前記基本燃料
噴射量をフィードバック補正するためのフィードバック
補正係数を設定するフィードバック補正係数設定手段 （Ｇ）該フィードバック補正係数設定手段で設定された
フィードバック補正係数と前回の学習補正係数とを加重
平均して新たに学習補正係数を設定する学習補正係数設
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
噴射量と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と前記学習補正係数設定手段
で設定した学習補正係数とに基づいて燃料噴射量を演算
する燃料噴射量演算手段（Ｉ）演算された燃料噴射量に
対応する駆動パルス信号によりオン・オフ的に機関に燃
料を噴射供給する燃料噴射手段 また、上記構成に加え、前記学習補正係数設定手段Ｇの
加重平均演算における前回の学習補正係数に対する重付
けを低負荷時に比べ高負荷時に減少設定すると共に、過
渡運転後の初期定常運転状態において前記重付けを減少
補正する重付は可変設定手段Ｊを設けた。

〈作用〉 機関運転状態検出手段Ａによって検出された機関運転状
態に基づき、基本燃料噴射量設定手段Ｂは目標空燃比に
ほぼ対応する基本燃料噴射量を設定する。

一方、空燃比検出手段Ｃによって空燃比が検出され、偏
差演算手段りは空燃比の目標空燃比からの偏差を演算し
、微分値演算手段Ｅは検出された空燃比の微分値（変化
速度）を演算する。

これらの偏差と微分値とにより空燃比の動向を予測し得
るから、フィードバック補正係数設定手段Ｆはこれらの
偏差と微分値とに基づいてフィードバック補正係数を設
定する。

学習補正係数設定手段Ｇは、フィードバック補正係数設
定手段Ｆで設定されたフィードバック補正係数と前回の
学習補正係数とを加重平均して新たに学習補正係数を設
定する。

燃料噴射量演算手段Ｈは、前記各設定手段ＢＦ、　Ｇに
よって設定された基本燃料噴射量、フィードバック補正
係数及び学習補正係数に基づいて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■が作動する。

また、重付は可変設定手段Ｊは、学習補正係数設定手段
Ｇの加重平均演算における前回の学習補正係数に対する
重付けを低負荷時に比べ高負荷時に減少設定して、高負
荷時には新たに設定されたフィードバック補正係数によ
り重付けして学習速度を早めると共に、過渡運転後の初
期定常運転状態において前記重付けを減少補正して過渡
運転における空燃比変動の影響を回避する。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第２図において、機関１にはエアクリーナ２から吸気ダ
クト３．スロットル弁４及び吸気マニホールド５を介し
て空気が吸入される。吸気マニホ−ルド５のブランチ部
には各気筒毎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。燃料噴射弁６はソレノイドに通電されて
開弁じ、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１２からの駆動パ
ルス信号により通電されて開弁し、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、この例はマルチポイントインジェクションシステム
であるが、スロットル弁４の上流等に全気筒共通に単一
の燃料噴射弁を設けるシングルポイントインジェクショ
ンシステムであっても良い。

機関１の燃焼室には点火栓７が設けられていて、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。

そして、機関１からは、排気マニホールド８゜排気ダク
ト９．三元触媒１０及びマフラー１１を介して排気が排
出される。三元触媒１０は、排気成分中のＣｏ、ＨＣを
酸化し、またＮＯｘを還元して、他の無害な物質に転換
する排気浄化装置であり、その転換効率は吸入混合気の
空燃比と密接な関係にある。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭＲＡＭ、
Ａ／Ｄ変換器及び人出力インクフエ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（演算処理して、燃料噴射弁
６の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式の
エアフローメータ１３が設けられていて、吸入空気流量
Ｑに応じた電圧信号を出力する。

また、クランク角センサ１４が設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０°毎の基準信号とクランク角
１°又は２°毎の単位信号とを出力する。ここで、基準
信号の周期、あるいは所定時間内における単位信号の発
生数を計測することにより、機関回転速度Ｎを算出可能
である。

また、機関１のウォータジャケットに冷却水温Ｔｗを検
出する水温センサ１５が設けられている。

これらエアフローメータ１３．クランク角センサ１４な
どが機関運転状態検出手段に相当する。

また、排気マニホールド８の集合部に空燃圧検出手段と
しての酸素センサ１６が設けられ、排気中の酸素濃度を
介して吸入混合気の空燃比を検出する。

酸素センサ１６は、例えば有底円筒状で閉塞端部が排気
中に臨ませられ濃淡電池用固体電解質として用いられる
酸素イオン伝導体であるジルコニア（ＺｒＯｚ）チュー
ブの内側の大気と外側の排気との酸素濃度の比により起
電力を発生させるものである。

そして、ジルコニアチューブの外側の面に酸化触媒とし
て機能する白金を蒸着してなる白金触媒層を設け、−船
釣に理論空燃比よりもリッチ混合気で燃焼させたときに
僅かに存在する０２とＣＯなどの未燃成分とを結合させ
て外側の酸素濃度を略ゼロにすることにより内外の酸素
濃度比を大きくして大きな起電力を発生させる一方、リ
ーン混合気では酸素濃度差が小さく殆ど電圧が発生せず
、第３図に示すように理論空燃比付近で起電力が急変す
る周知のものである。

更に、スロットル弁４には、スロットル弁４の開度ＴＶ
Ｏをポテンショメータによって検出するスロットルセン
サ１７が付設されている。

ここにおいて、コントロールユニット１２に内蔵された
マイクロコンピュータのＣＰＵは、第４図〜第６図のフ
ローチャートとして示すＲＯＭ上のプログラムに従って
演算処理を行い、燃料噴射を制御する。本実施例におい
て、コントロールユニット１２による基本燃料噴射量設
定手段、燃料噴射量演算手段、フィードバック補正係数
設定手段。

偏差演算手段、微分値演算手段、学習補正係数設定手段
１重付は可変設定手段としての機能は、前記フローチャ
ートに示されるようにソフトウェア的に備えられている
。

第４図のフローチャートに示すルーチンは、空燃比フィ
ードバック制御ルーチンであり、所定微小時間（例えば
１０ｍ５）毎に実行される。

まず、ステップ１では酸素センサ１６からの出力電圧Ｖ
ｏ’ｚを入力し、次のステップ２では前記出力電圧■。

２の微分値ΔＥを下式に基づいて演算する。

ここで、ＶＯ２−”、　ＶＯ２−”、　ＶＯ２−ｌｏは
、それぞれ３０ｍ５前、　２０ｍ５前、　１０ｍ５前に
おける酸素センサ１６の出力電圧Ｖ。２である。このよ
うに、３０ｍ５　、２０＋ｎｓ　、　１０ｍ５の３種の
ゲート時間において求めた出力電圧■。２の変化量（微
分値ΔＥ）を平均して最終的に微分値へＥを求めるよう
にすれば、出力電圧Ｖ　ｏＺがノイズや燃料分配性の影
響を受けて乱れても、その乱れが微分値ΔＥに大きく影
響することを回避できるものである。

そして、ステップ３では、ステップ２で演算した微分値
ΔＥが正の値であるか負の値であるかを判別し、正であ
って酸素センサ１６の出力電圧■。２が増大傾向を示し
ていると判定されるとステップ４へ進んでフラグの正負
を判別する。微分値ΔＥの正判定の初回には後述するよ
うにフラグは負であるため、ステップ５へ進んで下式の
加重平均演算に従って最小値■。２ＭＩＮを設定する。

て、次回も微分値へＥが正であってもステップ５をジャ
ツブして最小値■。２ＭＩＮの演算が行われないように
する。即ち、出力電圧■。２が下降傾向から上昇傾向に
反転し、微分値ΔＥの初回正判定がなされると、そのと
きが出力電圧Ｖ。２変化の谷のピークであると判断して
最小値Ｖ。２ＭＩＮを演算するものである。

このように、ステップ５での加重平均演算が行われてフ
ラグが正に設定されている状態から、微分値ΔＥが負に
反転したとき、即ち、最小値Ｖ。２が上昇傾向から下降
傾向に移行する山のピーク時には、ステップ３からステ
ップ７へ進み、ここでフラグが正であると判定されるこ
とでステップ８へ進み、該ステップ８で下式の加重平均
演算に従って最大値Ｖ。、ＭＡＸが設定され、次のステ
ップ９ではフラグが負に設定される。

そして、微分値ΔＥが負である状態が継続する場合には
ステップ７でフラグが負の判定がなされて、ステップ８
での最大値■。！ＭＡＸ演算は行われない。

また、このように微分値ΔＥが負である状態から正に反
転したときには、ステップ３からステップ４へ、更に、
ステップ４からステップ５へ進むことで、出力電圧■。

２の谷のピークが検出されて最小値■。２を求める演算
が行われる。

このように、加重平均演算によって出力電圧■。２の最
大値■。ＺＭＡＸと最小値■。２ＭＩＮとを求めるよう
にすれば、出力電圧■。２に空燃比とは無関係な乱れが
生じても、この乱れに最大値■。ＺＭＡＸ及び最小値■
。２ＭＩＮの演算が影響されることを回避し得る。

尚、酸素センサ１６の出力電圧■。２特性の変化が徐々
であるため、上記のように微小時間毎に加重平均演算に
よって最大値■。ＺＭＡＸ及び最小値■。２旧Ｎを求め
ないで、再始動時の初期にのみ最大値Ｖ、２ＭＡＸ及び
最小値■。２ＭＩＮを求め、機関運転中はこの始動初期
に求めた値に基づいて平均値ＳＬを設定し、機関が停止
される毎に最大値■。ＺＭＡＸ及び最小値■。、ＭＩＮ
をクリアするようにしても良く、また、前述の始動初期
において最大値Ｖ。２ＭＡχ及び最小値■。２ＭＩＮを
求めるときにも加重平均演算を施しても良い。

そして、ステップ１０では、上記のようにして求めた酸
素センサ１６出力電圧■。２の最大値■。ＺＭＡＸと最
小値■。２ＭＩＮとの単純平均値ＳＬを求める。

従フて、ここで求められる平均値ＳＬは、酸素センサ１
６の出力電圧Ｖ。２特性が変化して初期に比べ例えば最
大値■。ＺＭＡＸが低下するなどした場合に、その変化
に応じて変化するものである。

次のステップ１１では、機関の初期状態においてそれぞ
れ求めた最大値■。ＺＭＡＸ及び平均値ＳＬと、現状の
最大値■。ＺＭＡＸ及び平均値ＳＬとに基づいて、酸素
センサ１６出力の微分値ΔＥの空燃比リッチ側における
補正係数Ｒｒ　ａ　ｔ　ｉ。７を下式に基づいて演算す
る。

それぞれ求めた最小値Ｖ。２ＭＩＮ及び平均値ＳＬと、
現状の最小値■。２ＭＩＮ及び平均値ＳＬとに基づいて
、酸素センサ１６出力電圧■。２の微分値ΔＥの空燃比
リーン側における補正係数Ｌ　ｒａｔｉ。ゎを下式に基
づいて演算する。

このように、酸素センサ１６の出力電圧Ｖ。２特性の機
関初期状態からの変化に基づいて微分値ΔＥを補正すれ
ば、例えば初期状態から出力電圧■。２の空燃比変化に
対する傾き（変化速度）が鈍った場合でも、精度良く目
標空燃比への収束度を微分値ΔＥから求めることができ
るものである。

そして、ステップ１３では、ステップ１０で演算した平
均値ＳＬと、ステップ１で読込んだ酸素センサ１６の出
力電圧■。２とを比較して、現在の吸入混合気の空燃比
が前記平均値ＳＬで規定される目標空燃比よりもリッチ
であるかリーンであるか否かを判定する。

ステップ１３において、ＶＯ２＞ＳＬであって空燃比か
目標空燃比に対してリッチであると判別されると、ステ
ップ１４へ進んで現在の出力電圧■。２と平均値ＳＬと
の偏差Ｅ（←Ｖ、２−３Ｌ）を演算する。そして、次の
ステップ１５では、下式に示すように、現状のリッチ側
偏差の最大に対する実際の偏差Ｅの割合を求め、この割
合を目標空燃比に対するリッチ側偏差を表すＲファジィ
量Ｕとする。

Ｒファジィ量Ｕ← （Ｖ、２ＭＡχ　−ＳＬ） 即ち、前記Ｒファジィ量Ｕは、偏差Ｅが最大であるとき
に１であり、リッチ側偏差量が小さ（なるほどゼロに近
づく値である。

ここで、空燃比のリッチ・リーン判定と、前記偏差Ｅ及
びＲファジィ量Ｕを演算するのに用いられる平均（ＪＳ
Ｌは、前述のステップ１０で現状の最大値Ｖ。２ＭＡＸ
と最小値■。ｚＭＩＮとに基づいて演算したものである
ため、酸素センサー６が劣化してその出力電圧■。２特
性が全体に低下したり、理論空燃比付近での変化割合が
変化したりしても、リッチ・リーン判定が正しく行われ
かつ前記Ｒファシィ量Ｕが空燃比リッチ化傾向を略正し
く示すことになる。

即ち、酸素センサ１６の初期状態における最大値ＶＯ２
ＭＡＸと最小値■。２ＭＩＮとの平均ＳＬをスライスレ
ベル電圧として、酸素センサ１６が劣化してからもこの
スライスレベル電圧を用いて前記偏差Ｅを求めるように
すると、例えば出力電圧■。２が全体的に低下した場合
、本来のリッチ状態でリーン判定されると共に、す・ソ
チ判定時にお１７Ａであたかもリッチ側の空燃比ズレが
少なくなったようＧこ誤判定され、目標空燃比（理論空
燃比）よりもり−ン側に制御されるようになってしまう
。

しかしながら、本実施例では、酸素センサ１６の出力電
圧■。２特性の変化、即ち出力電圧■。□の最大値■。

２ＭＡＸと最小値■。、ＭＩＮとを監視し、その平均値
ＳＬをリッチ・リーンの判定レベル及びＲファジィ量Ｕ
演算の基準としているため、す・ノチ傾向を略正しく捉
えることができるものであり、これによって、たとえ酸
素センサ１６の出力電圧■。□特性に変化があっても目
標空燃比付近に収束変長くフィードバック制御させるこ
とができるものである。

また、次のステップ１６では、ステップ２で演算した微
分値ΔＥにステップ１１で演算した補正係数Ｒｒ　ａ　
ｔ　ｉ。。を乗算して補正し、最終的な微分値ΔＥを設
定する。

ここで、初期状態よりも最大値■。２ＭＡＸ−３Ｌが小
さくなったときには、出力電圧■。２の変化巾が小さく
なっている状態であるから、微分値ΔＥを初期状態のと
きよりも増大補正して変化巾の減少に対応できるように
し、逆に、初期状態よりも最大値■。２ＭＡＸ　−Ｓ　
Ｌが大きく、即ち、出力電圧ＶＯ２の変化ｌ］が大きく
なったときには、微分値ΔＥを減少補正してあたかもゆ
っくり変化しているようにし、変化巾の増大に対応させ
るものである。

ステップ１３でリッチ判定されると以上のような処理を
行うが、ステップ１３で■。２〈ＳＬと判定され空燃比
がリーンであるときにも同様な処理を行う。

即ち、空燃比がリーンであると判定されるとステップ１
７へ進み、平均値ＳＬから出力電圧■。２を減算して偏
差Ｅを求める一方、ステップ１８においてステップ１５
と同様にして目標空燃比に対するリーン側偏差を表すＬ
ファジィ量Ｕを演算する。

また、次のステップ１９では、ステップ１２で演算した
補正係数Ｌ　ｒａｔｉｏ、、を用いて前述のステップ１
６と同様にして微分値ΔＥの補正演算を行い最終値ΔＥ
”を求め、酸素センサ１６の劣化による変化中の変化に
対応させる。

一方、ステップ１３で■。２崎ＳＬであって現在の空燃
比が略目標空燃比であると判定された場合には、ステッ
プ２０へ進んでステップ２で演算した微分値ΔＥを最終
値へＥ″　としてそのまま設定すると共に、次のステッ
プ２１で偏差Ｅをゼロに設定する。

平均値ＳＬと出力電圧Ｖ。２との比較による空燃比判定
に基づき前述のようにしてファジィ量Ｕと微分値ΔＥ′
　とを設定すると、次のステップ２２に進んでフィード
バック補正係数αを設定する。

ステップ２２では、まず、微分値ΔＥ′を、正の最大値
ＰＢ、正の中間値ＰＭ、正の最小値ＰＳセロＺ、負の最
小（ｉＮｓ、負の中間値ＮＭ、負の最大値ＮＢの７段階
の値に変換する一方、ステップ１５若しくはステップ１
９で求めたファジィ量Ｕを１〜０〜１の範囲における７
段階値に変換し、これらの段階値（空燃比の収束度及び
偏差）に基づいて予め設定されているマツプからフィー
ドバック補正係数αの段階値を設定し、この段階値から
今回のフィードバック補正係数αを設定する。

ここで、例えば前記段階値がゼロであるときにはフィー
ドバック補正係数αを１（基準値）とし、段階値の正負
及び大小に応じて前記１から増減演算してフィードバッ
ク補正係数αを設定する。

次のステップ２３では、今回ステップ２２で求めたフィ
ードバック補正係数αと、前回までにおける学習補正係
数ＫＢＬＲＣとを下式に従って加重平均することによっ
て新たに学習補正係数ＫＢＬＲＣを設定する。

前記学習補正係数ＫＢＬＲＣは、燃料噴射量Ｔｉの演算
にあたって、基本燃料噴射量Ｔｐを該学習補正係数ＫＢ
ＬＲＣにより補正して、フィードバック補正係数αなし
で演算される燃料噴射量Ｔｉ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するためのものであ
るが、フィードバック補正係数αの基準値（１）からの
偏差を学習するのではなく、前述のように前回の学習補
正係数ＫＢＬＲＣと今回新たに設定されたフィードバッ
ク補正係数αとの加重平均によって学習補正係数ＫＢＬ
ＲＣを求める構成であれば、学習補正係数ＫＢＬＲＣの
収束性を高めることができる。

即ち、上記のステップで既に説明したように、本実施例
では空燃比の偏差Ｅと微分値ΔＥとからフィードバック
補正係数αを設定する構成であり、然も酸素センサ１６
は目標空燃比である理論空燃比付近で出力電圧■。２が
急変する特性であるから、空燃比の反転時にはフィード
バック補正係数αが細かく変動することになり、フィー
ドバック補正係数αの基準値に対する偏差にバラツキが
生じるが、前記のような加重平均演算によって学習補正
係数ＫＢＬＲＣを設定する構成であれば、フィードバッ
ク補正係数αの細かな変動に学習補正係数ＫＢＬＲＣが
影響されることを抑止できる。従って、本実施例の場合
、第８図に示すように学習補正係数ＫＢＬＲＣの収束性
が増し、これに伴ってフィードバック補正係数αも収束
性良く安定することとなる。

また、ステップ２４では、次回における微分値ΔＥの演
算に用いるため、今回入力した出力電圧■。２を１０ｍ
５前のデータＶ。２−１０として設定し、今回１０ｍ５
前のデータＶ。２−１０として扱ったものを２０ｍ５前
のデータ■。２−２０として設定し、更に・、今回２０
ｍ５前のデータＶ。２−２０　として扱ったものを３０
ｍ５前のデータ■。２−３０　として設定する。

尚、上記ステップ２３の加重平均の式における重付は定
数Ｘは、第５図のフローチャートに示すルーチンに従っ
て設定される。

このルーチンは、所定微小時間（例えば１０ｍ５）毎に
実行されるものであり、まず、ステップ３１ではスロッ
トルセンサ１７によって検出されるスロットル弁４の開
度ＴＶＯを入力し、次のステップ３２では前回入力値と
の比較により本ルーチン実行周期当たりの開度変化率Δ
ＴＶＯを演算する。

そして、ステップ３３では、ステップ３２で演算した開
度変化率ΔＴＶＯが所定値（例えば１°）を越えるか否
かを判別し、所定値以上であって機関が過渡運転状態で
あると認められるときにはステップ３４へ進む。

ステップ３４では、重付は定数Ｘの補正係数Ｘ　ｒａｔ
ｉＱを設定するためのカウントダウンタイマー値Ｔｍを
所定時間（例えば５００ｍ５）に設定し、次のステップ
３５では前記補正係数Ｘ　ｒ　ｌ　ｔ　ｉ。をゼロとす
る。

一方、ステップ３３で開度変化率ΔＴＶＯが所定値（例
えば１°）以下であると判定され、機関が定常運転状態
であるときにはステップ３６へ進み、前記タイマー値Ｔ
ｍを本ルーチンの実行周期（１０ｍｓ）だけ減算して新
たなタイマー値Ｔｍとして設定する。次のステップ３７
では、ステップ３６で減算した結果のタイマー値Ｔｍが
ゼロ以下であるか否かを判別し、セロ以下であるときに
はステップ３８へ進んでタイマー値Ｔｍをゼロとするが
、セロを越えると判断されたときにはステップ３８をジ
ャツブしてステップ３９へ進む。

ステップ３９では、タイマー値Ｔｍに基づいてマツプか
ら補正係数Ｘ　ｒａｔｉｏを検索して求める。ここで、
タイマー値Ｔｍがステップ３４で設定される所定値であ
るときに補正係数Ｘ　ｒａｔｉｏはゼロに設定され、タ
イマー値Ｔｍが前記所定値から減少するに従って増大し
て１　　（１００％）に近づき、タイマー値Ｔｍがゼロ
となったときに補正係数ｘｒ□、０が１に設定されるよ
うにしである。

従って、安定した定常運転状態においては補正係数Ｘ　
ｒａｔ＝。は１であるが、かかる状態から過渡運転に移
行すると補正係数Ｘ　ｒ　ａ　ｔ　ｉ。はゼロに設定さ
れ、この補正係数Ｘ　ｒａ　ｔ　ｉ。で補正設定される
重付は定数Ｘをゼロとすることにより、最新のフィード
バック補正係数αを学習補正係数ＫＢＬＲＣとして学習
速度を早めるようにする。そして、過渡運転から定常運
転に戻ったときには過渡運転時の空燃比（壁流）変動の
影響が残っているため、直ちに補正係数Ｘ　ｒ　ＩＩ　
ｔ　ｉ　ｏを定常運転時用の１にするのではなく、前記
空燃比変動を学習しないように補正係数Ｘｒ□、０を徐
々に１に近づけて、この１に近づく間前記重付は定数Ｘ
を減少補正することにより、より最新データに重付けが
なされるようにする。

次のステップ４０では、後述するようにして設定される
基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎとによって区分さ
れる複数の運転状態毎に設定されている重付は定数Ｘの
基本値ＸＢＡＳＥをマツプから検索して求め、ステップ
４１ではこの基本値ｘＩｌＡ３Ｅに前記補正係数χｒａ
ｔｉｏを乗算して重付は定数Ｘを設定する。このように
して設定された重付は定数Ｘが前述のステップ２３にお
ける加重平均演算において用いられるものである。

ここで、基本燃料噴射量ＴＰと機関回転速度Ｎとに対応
して設定される基本値ＸＢＡ、Ｅのマツプでは、学習頻
度の少ない高負荷時はど小さな値を設定してあ′す、こ
れによって学習頻度の少ない高負荷運転状態においても
学習速度が確保できるようにしである。

第６図のフローチャートに示すルーチンは、所定微小時
間（例えば１０ｍ５）毎に実行される燃料噴射量設定ル
ーチンであり、まず、ステップ５１ではエアフローメー
タ１３によって検出された吸入空気流量Ｑを入力し、次
のステップ５２ではクランク角センサ１４によって検出
される機関回転速度Ｎと前記吸入空気流量Ｑとに基づい
て基本燃料噴射量Ｔｐ（←ＫＸＱ／Ｎ　；　Ｋは定数）
を演算する。

尚、上記のようにエアフローメータ１３によって検出さ
れる吸入空気流量Ｑに基づき基本燃料噴射量Ｔｐを演算
する他、エアフローメータ１３の代わりに吸気圧力ＰＢ
を検出する吸気圧センサを設け、該吸気圧センサによっ
て検出される吸気圧力ＰＢに基づいて基本燃料噴射量Ｔ
ｐを演算するようにしても良い。

即ち、ステップ５３で吸気圧センサによって検出した吸
気圧力ＰＢを入力する。次のステップ５４では、まず、
前記吸気圧力ＰＢに基づいてマツプから基本体積効率Ｋ
ＰＢを検索して設定すると共に、予め吸気圧力ＰＢと機
関回転速度Ｎとによって区分される運転状態毎に微小補
正係数ＫＦＬＡＴを記憶したマツプから現在のＰＢとＮ
とに基づいて該当する微小補正係数ＫＦＬＡＴを検索し
て設定し、前記基本体積効率Ｋ　Ｐｇに該微小補正係数
ＫＦＬＡＴを乗算して新気の体積効率Ｑ。７Ｌを求める
。

そして、次のステップ５５では、下式に従って基本燃料
噴射量Ｔｐを演算する。

Ｔ　ｐ’−ＫｃｏＮＸ　Ｑｃｖ＋、　Ｘ　ＫＴＡＸ　Ｐ
　Ｂここで、Ｋ　ＣＯＷは定数、ＫＴＡは吸気温度が低
下するに従って増大設定される吸気温度補正係数である
。

以上のように、エアフローメータ１３で検出した吸入空
気流量Ｑ或いは吸気圧センサで検出した吸気圧力ＰＢに
基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算すると、次のステッ
プ５６では次式によりこの基本燃料噴射量Ｔｐに補正を
加えて最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算する。

Ｔｉ＋−ＴｐＸ（α＋ＫＢＬＲＣ）　ＸＣ０ＥＦ＋Ｔ　
ｓここて、Ｃ０ＥＦは機関冷却水温度等に機関運転状態
に基づく各種補正係数であり、Ｔｓはバッテリ電圧によ
る補正骨である。

以上のようにして演算された燃料噴射量Ｔｉに相当する
パルス巾をもつ駆動パルス信号が所定の噴射時期に燃料
噴射弁６に出力され、Ｔｉ相当の燃料が機関１に噴射供
給される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、検出された空燃
比の目標空燃比に対する偏差と微分値とに基づいて空燃
比フィードバック補正係数を設定するものにおいて、学
習補正係数を速やかに収束させることができると共に、
過渡運転時の空燃比変動に影響されるたとなく学習頻度
の少ない運転状態でも学習収束度を向上させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における空燃比検出手段とじての酸素センサの出力特
性を示すグラフ、第４図〜第６図はそれぞれ同上実施例
における制御ルーチンを示すフローチャート、第７図は
従来のフィードバック制御特性を説明するためのタイム
チャート、第８図は従来制御における問題点及び本発明
の詳細な説明するためのタイムチャートである。 １・・・機関　　６・・・燃料噴射弁　　１２・・・コ
ントロールユニット　　１３・・・エアフローメータ１
４・・・クランク角センサ　　１５・・・水温センサ１
６・・・酸素センサ 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 Ｏ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段と
   、 該機関運転状態検出手段で検出した機関運転状態に基づ
   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、 機関排気成分を検出しこれにより機関に吸入される混合
   気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、検出された空
   燃比の目標空燃比からの偏差を演算する偏差演算手段と
   、 検出された空燃比の微分値を演算する微分値演算手段と
   、 前記偏差と前記微分値とに基づいて前記基本燃料噴射量
   をフィードバック補正するためのフィードバック補正係
   数を設定するフィードバック補正係数設定手段と、 該フィードバック補正係数設定手段で設定されたフィー
   ドバック補正係数と前回の学習補正係数とを加重平均し
   て新たに学習補正係数を設定する学習補正係数設定手段
   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
   と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と前記学習補正係数設定手段で設定
   した学習補正係数と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、演算された燃料噴射量に対応する
   駆動パルス信号によりオン・オフ的に機関に燃料を噴射
   供給する燃料噴射手段と、 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
   制御装置。
2. （２）前記学習補正係数設定手段の加重平均演算におけ
   る前回の学習補正係数に対する重付けを低負荷時に比べ
   高負荷時に減少設定すると共に、過渡運転後の初期定常
   運転状態において前記重付けを減少補正する重付け可変
   設定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関の空燃比制御装置。