JPH03258944A

JPH03258944A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH03258944A
Application number: JP2055826A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uchida; 正明内田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1991-11-19

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）この発明はエンジンの空燃比についてフィードバック制
御を行なう装置、特に学習機能を導入するものに贋する
。

（従来の技術）触媒コンバータの上流と下流にそれぞれ＃素上ンサ（０
２センサ）を設けた、いわゆるダブルｏ２センサシステ
ムの装置がある（ＵＳパテント３９３９６５４参照）。

これを第１６図で説明すると、同図は上流側０２センサ
出力ＶＦＯに基づいて空燃比フィードバック補正係数α
を計算するためのルーチンで、所定時間ごとに行なわれ
る。

Ｓｌでは、上流側０２センサによる空燃比のフィードバ
ック制御条件（図では「前０２Ｆ／ＢＪで略記する。第
５図、第１１図において同じ）が成立しているかどうか
をみて、そうであればＳ２に進む。

たとえば、冷却水温Ｔｗが所定値以下のとき、始動時、
始動直後や暖機のための燃料増量中、上流側０２センサ
の出力信号が一度も反転していないとき、燃料カット中
等はいずれもフィードバック制御条件の成立しない場合
であり、それ以外の場合に空燃比フィードバック制御条
件が成立する。

Ｓ２では、埋ｉｔ空燃比相当のスライスレベルＳＬをル
ックアップする。

Ｓ３〜Ｓ５ではセンサ出力ＶＦＯとスライスレベルｓ４
の比較により、空燃比が理論空燃比を境゛にして反転し
たかどうかを判定する。置体的には、今回の比較結果と
前回の比較結果を用いて、４つの場合分けを行う、なお
、ＶＦＯ≧ＳＬである場合にリッチ側にあると、この逆
にＶＦＯ＜ＳＬでシーン側にあるとＮ断さ・れる。

８６〜Ｓ９では上記の判定結果に応じて空燃比フィード
バック補正係数αを計算する。まとめると次のようにな
る。

（ｉ）Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６で１まリーンからリッチに反転
した直後にあると判断し、αから比例ｆｉＰＲを差し引
＜（ａ＝ａ−ｐＲ）。これにて、空燃比はステップ的に
リーン側に戻される。

（ｉｉ）Ｓ３→Ｓ４→ｓ７では今回もリッチであると判
断し、ａから積分分ＩＲを差し引＜Ｃａ＝ａ−Ｉ　Ｒ）
、これにて空燃比は徐々にり一ン側に戻される。

（ｉｉｉ）Ｓ３→Ｓ５→ｓ８では、リッチからり−ンに
反転した直後にあると判断し、ａに比例分ＰＬを加える
（ａ＝ａ十Ｐ、−）。これにて、空燃比はステップ的に
リッチ側に戻される。

（ｉｖ）Ｓ　３−Ｓ　５−３９では今回もリーンである
と判断し、ａに積分分ＩＬを加える（ａ　＝　Ｑ　＋Ｉ
　Ｌ）。

これにて、空燃比は徐々にリッチ側に戻される。

第１７図は下流ｆＩＩＩＯ２センサ出力ＶＲＯに基づい
て前記スライスレベルＳＬを修正するためのルーチンで
、所定時開ごとに実行される。

Ｓ２１では、下流側０２センサによる空燃比のフィード
バック制御条件（図ではｒａ０２Ｆ／ＢＪで略記する。

第６図、第１２図において同じ）が成立しているかどう
かを判定し、フィードバック制御条件が満たされていれ
ばＳ２２に進む。

Ｓ２２ではセンサ出力ＶＲＯと理論空燃比相当のスライ
スレベルＳＬ２をＪｌ［Ｌ、ＶＲＯ≧ＳＬ２であればリ
ッチ側にあると判断してＳ２３に進み、この逆にＶＲＯ
＜ＳＬ２であれぼり−ン側にあると判断してＳ２５に進
む、上記のスライスレベルＳＬと別個にスライスレベル
ＳＬ２を設けているのは、触媒コンバータの上流、下流
で生ガスの影響により、０２センサの出力特性やセンサ
の劣化速度が異なること等を考慮するためである。

Ｓ２３では上流ｌＩ！０２センサ出力ＶＦＯと比較する
側のスライスレベルＳＬから一定値Δを差し引き（ＳＬ
＝ＳＬ−Δ）、Ｓ２５ではスライスレベルＳＬに一定値
Δを加える（　Ｓ　Ｌ　＝　ＳＬ十△）。

たとえば、Ｓ２５での操作を行うと、スライスレベルＳ
Ｌが、第４図の上段において、左側から右側へと上昇す
る。この上昇により、リーン側にある時間がＴＬからＴ
Ｌ’へと長くなる（この逆にリッチ側にある時間はＴＲ
からＴＲ′へと短くなる）ので、制御空燃比がリッチ側
に戻される。つまり空燃比をリッチ側にシフトさせる制
御が行なわれる。

第１８図はインジェクタに出力する燃料噴射パルス幅Ｔ
ｉ［ｍｓｌを演算するためのルーチンで、所定のクラン
ク角ごと（たとえば３６０°ＣＡごと）に実行される。

Ｓ３１では吸入空気ｔＱ＆と回転数Ｎｅからマツプを参
照して、基本噴射パルス幅Ｔｐ（＝に−Ｑａ／Ｎｅ、た
だしＫは定数）［ｍＳ］を求める。

Ｓ３２では１と各種補正係数（たとえば水温増量補正係
数Ｋ　ＴＶ）との和ＣＯを計算する。

Ｓ３３ではインジェクタに出力すべき燃料噴射パルス幅
Ｔｉを、Ｔｉ＝Ｔｐ−Ｃｏ・Ｑ＋Ｔｓにより決定する。

なお、Ｔｓ［ｓ＋ｓ］は無効パルス幅である。

Ｓ３４ではＴｉをセットする。

（発明が解決しようとするｆｉＭ）ところで、第４図の上段において、リッチ側にある時間
とリーン側にある時間の比をＨとすれば、下流側０２セ
ンサ出力に基づきスライスレベルＳＬをΔだけ上昇させ
たのは、この時間比Ｈを小さくするためであった。

しかしなから、こうした１ＩＩＩｒ＆であると、上流側
０２センサが応答性の良いものである場合に、下流ＩＩ
！０２センサに基づくスライスレベルＳＬの修正効果が
思わしくないという事態を生ずる。

その理由はこうである。同図に示す上流＠ｏ２センサの
応答波形は生のものであり（ただし、波形そのものはモ
デル化している）、その立ち上がり、立ち下が９が急激
であるほど、応答性が良いのであるが、こうした応答性
の良いセンサでは、スライスレベルＳＬを大きく変化さ
せても時間比Ｈのほうがあまり変化してくれないからで
ある。

このため、空燃比をシフトさせることのでさる範囲が狭
く、空燃比誤差のばらつき吸収能力に限界が生じる。

また、下流側０２センサには大きな応答遅れを生ずるの
にもかかわらず、下流側０２センサ出力を用いてのスラ
イスレベルＳＬの修正ｆＩｔ運転条件によらず一律であ
るため、上流［１＋０２センサに基づく空燃比フィード
バック制御により、運転条件ごとに異なる空燃比誤差を
精度良く取りさることは困難である。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、第１の発明では、上流側ｏ２センサ出力を平均化
処理し、この平均化処理されたセンサ出力とスライスレ
ベルを比較させるとともに、このスライスレベルに小領
域ごとの学習値を導入することにより、運転条件ごとに
異なる空燃比誤差の解消を図る装置を提供することを巨
的とする。

第２の発明では、上流′１ＩＩＯ２センサの劣化程度に
応じてこのセンサ出力の平均化処理を強くすることによ
り、センサ劣化に伴うエミッシヨンの悪化防止を図る装
置を提供することを百的とする。

（課題を解決するための手段）第１の発明は、第１図（Ａ）に示すように、エンジンの
負荷（たとえば吸入空気量Ｑａ）と回転数Ｎｅをそれぞ
れ検出するセンサ３１，３２と、これらの検出値に応じ
て基本噴射量Ｔｐを計算する手段３３と、触媒コンバー
タ上流の排気通路に介装され＃ス空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ（たとえば０２センサ）３４と、この
センサ出力ＶＦＯを平均化処理する手段３５と、少なく
ともエンジンの負荷と回転数から定まる運転条件に応じ
て区分けされた複数の小領域と同数の番地を有し、各小
領域に対応して目標空燃比（理論空燃比）相当のスライ
スレベルの学習値ＭＳＬを格納する手段３６と、現在の
運転条件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手
段３７と、現在の運転条件の属する小領域に対応する番
地に格納されている前記スライスレベルの学習値ＭＳＬ
を読み出す手段３８と、この学習値ＭＳＬと前記平均化
処理されたセンサ出力ＭＶＦＯとの比較により空燃比が
反転したかどうかを判定する手Ｆｉ３９と、この判定結
果に応じて空燃比が目標空燃比（埋！ｉｉ！２燃比）の
近傍へと制御Ｉされるように空燃比フィードバック補正
１ａを計算する手段４０と、この空燃比フィードバック
補正ｌａにて前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射ｌ
ｌＴ　ｉを決定する手段４１と、この噴射量Ｔｉを燃料
噴射装置４３に出力する手段４２と、前記触媒コンバー
タ下流の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第２のセンサ（たとえば０２センサ）４４と、この
センサ出力ＶＲＯと目標空燃比（理論空燃比）相当の第
２のスライスレベルＳＬ２との比較により空燃比がリッ
チ、り一ンのいずれの側にあるかを判定する手段４５と
、前記小領域判定手段３７による判定時の運転条件の属
する小領域に対応する番地に格納されている前記スライ
スレベルの学習値ＭＳＬを読み出し、この読み出した学
習値ＭＳＬを前記リッチ、リーンの判定結果に応じて更
新する手段４６とを設けた、第２の発明は、第１図（Ｂ）に示すように、エンジンの
負荷（たとえば吸入空気量Ｑａ）と回転数Ｎｅをそれぞ
れ検出するセンサ３１．３２と、これらの検出値に応じ
て基本噴射１１　Ｔ　ｐを計算する手段３３と、触媒コ
ンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃比に応じた
出力をする第１のセンサ（たとえば０２センサ）３４と
、このセンサ出力ＶＦＯを平均化処理する手段３５と、
少なくともエンジンの負荷と回転数から定まる運転条件
に応じて区分けされた複数の小領域と同数の番地を有し
、各小領域に対応して目標空燃比（理論空燃比）相当の
スライスレベルの学習値ＭＳＬを格納する手段３６と、
現在の運転条件が前記いずれの小領域に属するかを判定
する手段３７と、現在の運転条件の属する小領域に対応
する番地に格納されている前記スライスレベルの学習値
ＭＳＬを読み出す手段３８と、この学習値ＭＳＬと前記
平均化処理されたセンサ出力ＭＶＦＯとの比較により空
燃比が反転したかどうかを判定する手段３９と、この判
定結果に応じて空燃比が目標空燃比（理論空燃比）の近
傍へと制御されるように空燃比フィードバック補正量ａ
を計算する手段４０と、この空燃比フィードバック補正
量ａにて前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射ＩＴｉ
を決定する手段４１と、この噴射量Ｔｉを燃料噴射装置
４３に出力する手段４２と、前記触媒コンバータ下流の
排気通路に介１１され＃真空燃比に応じた出力をするｖ
Ｊ２のセンサ（たとえば０２センサ）４４と、このセン
サ出力ＶＲＯと目標空燃比（理論空燃比）相当の第２の
スライスレベルＳＬ２との比較により空燃比がリッチ、
リーンのいずれの側にあるかを判定する手段４５と、前
記小領域判定手段３７による判定時の運転条件の属する
小領域に対応する番地に格納されている前記スライスレ
ベルの学習値ＭＳＬを読み出し、この読み出した学習値
ＭＳＬを前記リッチ、り一ンの判定結果に応じて更新す
る手段４６と、前記上流側空燃比センサ３４の劣化の程
度を計測する手段４７と、この劣化程度が強くなるほど
前記平均化処理の度合を強くする手段４８とを設けた。

（作用）第１の発明では、上流１１１空燃比センサ出力ＶＦＯが
平均化処理されることより、その出力波形の立ち上が９
と立ち下刃ｒ９が緩やかとなる。

このため、スライスレベルを変化させた場合の、リッチ
にある時間とり−ンにある時間の比が大きく変化する。

その上、現在の運転条件の属する小領域に対応した、ス
ライスレベルの学習値ＭＳＬが読み出されて使用される
と、学習値ＭＳＬは小領域の境界でステップ的に変化す
るため、補正係数ａがその要求値に良く一致する。

第２の発明では、上流側空燃比センサ３４の劣化の程度
が計ｉＭされ、劣化を生じていないあいだは、加重平均
を行うことなく上流側空燃比センサ出力ＶＦＯをそのま
ま用いて空燃比制御が実行される。

これに対して、上流側空燃比センサ３４の劣化程度が強
くなると、このセンサ出力ＶＦＯの加重平均が強くされ
、出力波形の立ち上がりと立ち下がりが緩やかにされる
。

（実施例）第２図は各発明に共通する一実施例のシステム図である
１図において、吸入空スはエアクリーナから吸気管３を
通ってエンジン１のシリンダに吸入され、燃料はコント
ロールユニット２１からの噴射信号に基づきインジェク
タ（燃料噴！ｔｉＩ装置）４上りエンジン１の吸スポー
トに向けて噴射される。

シリング内で燃焼したガスは徘ス管５の下流に位置する
触媒コンバータ６に導入され、ここで燃焼ガス中の有害
成分（Ｃｏ、ＨＣ，Ｎｏに）が三元触媒に上り清浄化さ
れて排出される。

吸入空ス量Ｑａはエア７０−メータ７により検出され、
アクセルペダルと連動するスロットル弁８によってその
流量が制御される。エンジンの回転数Ｎｅはクランク角
センサ１０により検出され、つを−クジャケットの冷却
水温Ｔｗは水温センサ１１により検出される。

触媒コンバータ６の上流と下流の＃ス管にそれぞれ設け
られる０２センサ（空燃比センサ）１２Ａ。

１２Ｂは、理論空燃比を境にして急変する特性を有し、
理論空燃比の混合気よりもリッチであるかリーンである
かのいわゆる２値を出力する。なお、Ｏ２センサに限ら
ず、全域空燃比センサやリーンセンサなどであっても構
わない。

９はスロットル弁８の開度を検出するセンサ、１３は／
７クセンサ、１４は車速センサである。

上記エア７０−メータ７．クランク角センサ１０、水温
センサ１１，２つの０２センサ１２Ａ、１２Ｂなどから
の出力はコントロールユニット２１に入力され、コント
ロールユニット２１からは、インジェクタ４に対して燃
料噴射信号が出力される。

ｔｌＩＪ３図ハフントロールユニット２１のブロック図
を示し、ＣＰＵ２３では、第５図と第６図に示すところ
にしたがって、また後述する第１１図ないし第１４図に
示すところにしたがって、学習機能付きの空燃比フィー
ドバック制御を行う、Ｉ１０ボート２２は第１図（Ａ）
と第１図（Ｂ）の出力手段４２の機能を果たす。

第４図の上段は上流側０２センサ出力ＶＦＯの応答波形
で、立ち上がり、立ち下がりが急激であることは応答性
の良好なことを示している。しかしなから、こうした特
性であると、スライスレベルＳＬを上下させても、リッ
チにある時間とり−ンにある時間の比Ｈはそれほど変化
しない。

この場合、下段に示すように、出力波形の立ち上がり、
立ち下がりを緩やかにすると、上段と同じにスライスレ
ベルＳＬをΔだけ上昇させても、時間比Ｈは大きく変化
する。

そこで、この例では、センサ出力ＶＦＯに平均化処理を
施すことにより、出力波形を緩やかにし、この緩やかに
したセンサ出力とスライスレベルを比較させる。

第５図はセンサ出力ＶＦＯの平均化処理と、その平均化
処理されたセンサ出力に基づく空燃比フィードバック制
御ルーチンで、回転同期で実行される。

Ｓ４１は第１図（Ａ）の平均化処理手段３５の機能を果
たす部分で、ここでは上ｔｌｆＭＯ２センサ出力ＶＦＯ
を用いて次式によりセンサ出力ＶＦＯの加重平均値ＭＶ
ＦＯを求める。

ＭＶＦＯ＝（１−１／Ｋ）ＭＶＦＯ＋（１／Ｋ）ＶＦＯ・・・■ ただし、１／には加重係数で、１以下の数値（−定値）
である。

この場合、加重平均を計算することは、電気回路的に述
べると、フィルタをかけることに相当し、１／Ｋが小さ
くなるほど（Ｋの値が大きくなるほど）、センサ出力の
応答波形が緩やかとなって−く。

Ｓ４２ではフィードバック制御域にあるかどうかみて、
この制御域にある場合に８４３に進む。

Ｓ４３〜Ｓ４５は第１図（Ａ）の反転樗定手段３９の機
能を果たす部分で、ここでは加重平均値ＭＶＦＯとメモ
リよりルックアップしたスライスレベルＳＬとの比較に
より、空燃比がこのＳＬを境にして反転したかどうかを
判定する。

なお、Ｓ４４．Ｓ４５の「ＦＲＬＪは前回のＭＶＦＯと
ＳＬの比較結果を記憶しであるフラグであり、ＦＲＬ＝
Ｒは前回リッチにあったことを、ＦＲＬ＝Ｌは前回リー
ンにあったことを意味している。Ｓ４６．Ｓ５４では反
転した直後であるため、この７ラグＦＲＬの錬を入れ換
えている。

Ｓ４７と３５５の「木」は第６図のルーチンを起動する
指示を行なうことを示す、この表記は第１１図でも使用
する。

第６図は下流＠０２センサ出力ＶＲＯに基づいて、上流
側○：センサ出力ＶＦＯと比較する側のスライスレベル
の学習値ＭＳＬを更新するためのルーチンで、この処理
は上流側０２センサ出力ＶＦＯが反転するごとに実行さ
れる。

Ｓ７１は第１図（Ａ）の現在の小領域判定手段３７の機
能を果たす部分で、ここでは現在の運転条件がいずれの
小領域に属するかを判定する。

この小領域とは、ｔｌＩＪ７図に示すように、少なくと
もエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（たとえばＴｐ）
から定まる運転条件に応じて複数に区分けされた小さな
各運転領域をいう、小領域の総数はメモリ容量との関係
で過当な数とする。第７図ではエンジンの負荷と回転数
のばか冷却水温をもパラメータとして区分けしである。

Ｓ？２は第１図（Ａ）の学習値読出し手段３８の機能を
果たす部分である。ここでは学習値の７７プを参照する
ことにより、現在の運転条件の属する小領域に対応する
番地に格納されて警・るスライスレベルの学習値ＭＳＬ
をルックアップする。

この学習値のマツプ内容を第８図に示すと、このマツプ
は、第７図で示した複数の小領域と同数の番地を有し、
各小領域ごとに別個の学習値を格納している。学習値の
マツプはＲＡＭ２５から構！ｔ、される。

Ｓ７４で前回と同じ小領域にあれば、Ｓ７５に進み、カ
ウンタ値ｊを１だけインクリメントする。

このカウンタ値ｊは空燃比反転の回数を表す。

Ｓ７６ではｊと所定の反転回数（たとえば５回）ｎとを
比較し、ｊ＞ｎであれば、運転条件が同じ小領域に所定
の反転回数（所定の期間）継続して滞在したと判断して
、Ｓ７７に進む、Ｓ７４で前回と同じ小領域になければ
、Ｓ８３でカウンタ値ｊをリセッ　トす、る。

これは、運転条件が同一の小領域に所定の期間継続して
滞在することを学習の条件とするものである。同じ小領
域にあることを条件にするのは、小１ｉ域が大きく離れ
ると、これに応じて空燃比に及ぼす吸入空スや燃料の状
態が大きく異なるからである。

また、所定の反転回数ｎは下流側０２センサの応答遅れ
時間を代表させている。これは、フィードバラ９補正像
敗αにて補正された燃料量から形成される混合スが、燃
焼して排気管に排出され、下流ｌ１ｌＩｏ２センサ１２
Ｂに達するまでに所定の期間τの応答遅れを有するので
、下流側０２センサ出力から得られる現在の空燃比は二
のτ以前の運転条件が属する小領域に対するものである
からである。

上流＠０２センサ出力の反転回数の代わりに、エンジン
回転数、吸入空気量や燃料量の積算量、経過時間等でも
構わない、たとえば、第６図を時間同期で起動すればｊ
は経過時間を、回転同期で起動すればｊはエンジン回転
数を、さらに単位吸入空気量ごとあるいは単位燃料量ご
とに起動すれば、ｊは吸入空気量の積算値あるいは燃料
量の積算値を表すことになる。

Ｓ７７、Ｓ７９．Ｓ８０．Ｓ８２は第１図（Ａ）の学習
値更新手段４６の機能を果たす部分である。

Ｓ７７では下流側０２センサ出力ＶＲＯと理論空燃比相
当のスライスレベル５Ｌ２（一定値で、たとえば５００
＋ａｍＶ）との比較により、空燃比がリッチ側にあると
判断した場合はＳ７９に進む。

Ｓ７９では次式によりスライスレベルの学習値ＭＳＬを
更新する。

ＭＳＬ＝ＭＳＬ−ＤＳＬＲ・・・■ この場合、一定値ＤＳＬＲだけ差し引くのは、次の理由
による。Ｓ７９に進むのはリッチ側にあると判断される
場合であるから、リッチにある時間とリーンにある時間
の比Ｈを大きくして空燃比をリーン側にシフトしなけれ
ばならない、そのためには、スライスレベルＳＬを下降
させれば良いからである。

一方、Ｓ７７でリーン側にあれば、Ｓ８２に進み、ここ
では次式により、スライスレベルの学習値ＭＳＬを更新
する。

ＭＳＬ＝ＭＳＬ十ＤＳＬＬ・・・■ ただし、０式においてＤＳＬＬも一定値である。

一般的にはＤＳＬＬ＞ＤＳＬＲとする。

Ｓ８０では更新された学習値ＭＳＬを同じ小領域に対応
する番地に格納する。

説明を飛ばしたＳ７８．Ｓ８１では次式に上り、スライ
スレベルＳＬ２にヒステリシスを設けてし）る。

ＳＬ２’＝ＭＳＬ２−ΔＳＬ・・・■ ＳＬ２＝ＭＳＬ２＋ΔＳＬ・・・■ ただし、■、■式のＭＳＬ２は理論空燃比（１標空燃比
）相当のスライスレベル＜一定値＞、ΔＳＬ２はヒステ
リシスの幅を定める値（たとえば２５−Ｖ）である。

第５図に戻り、Ｓ４８．Ｓ５６でも、学習値ＭＳＬをそ
のままスライスレベルＳＬとするのではなく、次式によ
りヒステリシスを設けている。

ＳＬ＝ＭＳＬ−ΔＳＬ・・−■ Ｓ　Ｌ　＝ＭＳ　Ｌ十ΔＳＬ・・・■ Ｓ４９〜Ｓ５３．Ｓ５７〜Ｓ６１は第１図（Ａ）の空燃
比フィードバック補正量計算手段４０の機能を果たす部
分である。

このうち、Ｓ４９．Ｓ５１．Ｓ５７．Ｓ５９では、上記
５４３〜Ｓ４５での判定結果に応じて比例分と積分分の
各マツプを参照することにより、比例分ＰＲ，ＰＬと積
分分ＩＲｔ！ｌ、をそれぞれ求める。

なお、Ｓ５２とＳ６０でｒｉｐの負荷補正」、ｆｉＬの
負荷補正」としであるのは、マツプ値いＲとｉＬ）にエ
ンジン負荷（たとえば燃料噴射パルス幅Ｔｉ）を乗じた
値を積分分Ｉ　Ｒ，Ｉ　Ｌとして求めていることを示す
、この表記は後述する第１１図でも使用する。

Ｉ　Ｒ＝　ｉ　ＲＸ　Ｔ　ｉ−■ Ｉ　Ｌ＝　ｉＬＸ　Ｔ　ニー■ エンジン負荷は、Ｔｉに限らずＴｐ十〇ＦＳＴ等でも構
わない、ただし、Ｔｐは基本噴射パルス幅、０ＦＳＴは
オフセット量である。

こうした負荷補正が必要となるのは、ａ　ｆ）ＩＩＪ御
周期が長くなる運転域ではαの振幅が大きくなって、三
元触媒の排気浄化性能が落ちることがあるので、ａの振
幅をａの制御周期によらずほぼ一定とするためである。

Ｓ５０．Ｓ５３．Ｓ５８，５６１ｔｌｌＪｔ例分、！−
Ｍ分分を用いて空燃比フィードバック補正係数ａを計算
する。

こうして求めたａからは第１８図にしたがって燃料噴射
パルス幅Ｔ１が決定される。第１８図のＳ３１にて第１
図（Ａ）の基本噴射量計算手段３３の機能が、Ｓ３２．
Ｓ３３にて第１図（Ａ）の燃料噴射量決定手段４１の機
能が果たされる。

ここで、この例の作用を説明する。

この例では上流＠０２センサ出力ＶＦＯが平均化処理さ
れることより、その出力波形が第４図において、上段か
ら下段へと変化する。このため、下段ではスライスレベ
ルＳＬを上昇させた場合の、リッチにある時間とリーン
にあるＦｔｆ開の比Ｈが大幅に小さくなっている。この
ことは、上段と同じタケスライスレベルを変化させても
、制御空燃比が大さくシフトされる、つまりスライスレ
ベルの変更に伴う空燃比シフト感度が大きくなることを
意味する。

この結果、上流側０２センサの応答性が良好なものであ
っても、このセンサに基づく空燃比のフィードバック制
御による空燃比誤差のばらつき吸収能力が増し、理論空
燃比からの誤差が応答良く解消される。

その上、この例では学習領域を小さく区分けしであるこ
とから、運転条件ごとに異なる空燃比誤差を精度良く補
正することができる。

たとえば、ｊＩＩ１９図に運転途中で車速を大きくした
場合の変化を示すと、重速変化の前後で運転条件はＡ−
Ｏ１３−＋Ｃと異なる小領域を移行する。

学習機能を持たない単なる空燃比フィードバック制御で
、このような車速変化に対して補正係数ａの追い付きを
よくするには、ａの変化速度を大きく、することである
、これは、ちょうどａの傾きを図示の破線で示すように
大きくすることに相当する。しかしなから、傾きを大き
くすると、過渡時の追い付きはよくなるものの、過渡前
後の定常状態ではこの変化速度の大きい分ハンチングも
大きくなる。

これに対して、この例では異なる小Ｍ域ごとに別々の学
習値ＭＳＬを備えており、現在の運転条件の属する小領
域に対応した学習値ＭＳＬが読み出すれて使用されるこ
とは、ａが小領域の境界で図示のようにステップ的に変
化することを意味するので、良くａの要求値に一致Ｌ　
′Ｃｙｓる。

また、学習値の更新は所定の期間つまり下流側０２セン
サ出力の応答遅れを考慮して定められているので、学習
精度が保証される。

さらに、学習値の更新を上流側０２センサ出力ＶＦＯの
反転ごとに行なうようにしているので、上流１１０２セ
ンサによる空燃比フィードバック制御と下流側０２セン
サによる学習制御との整合がとれる。たとえば、上流＠
０２センサ出力が反転直後にない状態では、上流１１０
２センサ出力自体も巨像！！燃比に追いついていないの
であるから、その状態で学習値を更新しても整合がとれ
ないのである。なお、上記の学習効果により上流＠０２
センサ出力の反転周期が短くなるので、これに応じて更
新の頻度がさらに高くなり、制御精度が向上する。

第１０図はこの例のエミッション特性を従来例との比較
の上に示したものである。同図で、Ｂは下流＠０２セン
サ出力で上流側０２センサ出力と比較する側のスライス
レベルを修正した場合（従来例）、Ｃはさらに上流側０
２センサ出力に平均化処理を行った場合、Ｄはその上に
小領域ごとの学習Ｉ！能を加えた場合（本発明〉の各特
性である。なお、Ａは下流に０２センサを設けていない
タイプの特性である。

第１１図〜第１４図は第２の発明の一実施例で、このう
ち第１１図と第１２図がそれぞれ第５図と第６図に対応
する。この例は、上流側０２センサに生ずる劣化を考慮
するものである。

第１２図において、Ｓ　９１　、Ｓ　９２とＳ９５．Ｓ
９６では、Ｓ７９とＳ８２で更新した学習値を下限値−
ｉｎあるいは上限値−ａｘに制限する。これは学習値に
より制御し得る範囲を限ることで、空燃比制御を安定さ
せるためである。

ただし、Ｓ９１．Ｓ９５でＭＳＬ＜ｗｉｎＳ　ＭＳＬ＞
　ｗａｘという＊態が生ずることより、上流ｍＯ２セン
サに劣化が生じていることが考えられる。このための対
策として、Ｓ９３．Ｓ９７で第１３図のルーチンを起動
する。

第１３図は空燃比をシフトさせうるＩｌ！整範囲を広げ
るためのルーチンで、学習値ＭＳＬが下限値５ｈｉｎを
下回りあるいは上限値−ａｘを上回るごとに実行される
。

５１０１，５１０４は、第１１図の８６４．第１２図の
Ｓ９４．Ｓ９８．Ｓ９９とともに、第１図（Ｂ）の劣化
程度計測手段４７のｌｆ！能を果たす部分である。

５１０１ではカウンタ値ｆを１だけインクリメントする
。このカウンタ値２は、学習値ＭＳＬが口ｉｎを下回り
あるいは■にを越えた回数、つまり劣化の程度を表す。

５１０２と８１０３は第１図（Ｂ）の平均化強化手数４
８の機能を果たす部分である。

５１０２では２と所定の回数−とを比較し、２が、を越
えると、上流１１０２センサに劣化が生じていると判断
して５１０３に進む。

５１０３では、■式のＫの値を１だけ大きくする。これ
に上り、前記平均化処理されたセンサ出力ＭＶＦＯの立
ち上がり、立ち下がりがさらに緩やかとなる。

５１０４ではカウンタ値２をリセットする。

第１４図はバッテリ上がり等を生じた場合の初期化ルー
チンである。５１１１で、バフテリ上がり等によりコン
ピュータが初期状態にあると判断すれば、５１１２に進
み、ここでＫの値を初期値の１に戻す。

この例によれば、上流＠０２センサに劣化を生じていな
いあいだ（ｗｉｎ　＜　Ｍ　Ｓ　Ｌ　＜　ｗａｘ）は、
加重平均を行うことなく上流＠０２センサ出力をそのま
ま用いて空燃比制御の応答性を確保し、上流［１１０２
センサに劣化を生じてきたら（Ｍ　ＳＬ　＜　ｓｉｎあ
るいはＭ　Ｓ　Ｌ　＞　ｗａｘ）、上流側０２センサ出
力の加重平均を強くして、空燃比シフトの調整範囲を広
げ（スライスレベルＳＬの変更に伴う空燃比シフトの感
度を上げる）、排気エミッションの悪化を防止するので
ある。

第１５図にＫの値を相違させた場合のエミッタ。

ン特性を示す。なお、Ｋ＝１の場合が加重平均をしてい
ない場合である。ただし、加重平均の度合を強くする（
Ｋの値を大きくする）と、空燃比をシフトしうるｌｌＩ
整範囲は広くなるのであるが、その反面で上流側０２セ
ンサの応答遅れを大きくし浄化性能を弱くすることにも
なるので、加重平均の度合を強くすることに対して制限
を課すこともできる。

（発明の効果）第１の発明では、上流側空燃比センサ出力を平均化処理
し、この平均化処理したセンサ出力と小領域に対応して
格納しであるスライスレベルの学習値を比較することに
より空燃比が反転したかどウカを判定させるとともに、
この学習値を所定の学習条件を満たす場合に、小領域ご
とに更新することにしたため、上流側空燃比センサが応
答良く変化する場合でも、運転条件ごとに異なる微小な
空燃比誤差を解消して、制御精度を向上することができ
る。

第２の発明では、上流側空燃比センサの劣化程度を計測
し、この劣化程度が強くなるほど前記平均化処理の度合
を強くしたため、上流側空燃比センサの劣化程度に合わ
せて、有害排出成分を浄化することできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）と第１図（Ｂ）は各発明のクレーム対応図
、第２図は各発明に共通する一実施例の制御システム図
、第３図はこの実施例のコントロールユニットのブロッ
ク図、第４図は空燃比がリーン気味となる場合にスライ
スレベルの変更により空燃比をシフトさせる方法を説明
するための上流側０２センサ出力の波形図、１１１５図
と第６図はそれぞれ第１の発明の一実施例の制御動作を
説明するための流れ図、ｌ／１１７図はこの実施例の小
領域を説明するための運転領域図、第８図はこの実施例
のスライスレベルの学習値ＭＳＬのマツプ内容を説明す
るための領域図、第９図はこの実施例の作用を説明する
ための波形図、１１１１０図はこの実施例の排気エミッ
ションの特性図である。第１１図ないし第１４図は第２の発明の一実施例の制御
動作を説明するための流れ図、第１５図はこの実施例の
排気エミッションの特性図である。４＠１６図ないし第１８図はそれぞれ従来例の制御動作
を説明するための流れ図である。４・・・インジェクタ（燃料噴射装置）、５・・・排気
管、６・・・触媒フンバータ、７・・・エア７０−メー
タ（エンジン負荷センサ）、１０・・・クランク角セン
サ（エンジン回転数センサ）、１１・・・水温センサ、
１２Ａ・・・上流側０２センサ（上流側空燃比センサ）
、１２Ｂ・・・下流側０２センサ（下流側空燃比センサ
）、２１・・・コントロールユニット、３１・・・エン
ジン負荷センサ、３２・・・エンジン回転数センサ、３
３・・・基本噴射量計算手段、３４・・・上流側空燃比
センサ（第１のセンサ）、３５・・・平均化処理手段、
３６・・・学習値格納手数、３７・・・現在の小領域判
定手段、３８・・・学習値読出し手段、３９・・・反転
判定手段、４０・・・空燃比フィードパ７り補正量計算
手段、４１・・・燃料噴射量決定手段、４２・・・出力
手段、４３・・−燃料噴射装置、４４・・・下流側空燃
比センサ（第２のセンサ）、４５−・・リッチ、リーン
判定手段、４６・・・学習値更新手段、４７・・・劣化
程度計測手段、４８・・・平均化強化手段。第４図第図第８図第１０図ＮＯｘ・：　Ａ＠：Ｂ（’Ｌ東例）第１３図第１４図第１５図・：に−３＠：に−２０：に＝Ｉｒ前０２刀口１１平均安１１ノ第１７図第１８図

Claims

【特許請求の範囲】１、エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサ
と、これらの検出値に応じて基本噴射量を計算する手段
と、触媒コンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃
比に応じた出力をする第１のセンサと、このセンサ出力
を平均化処理する手段と、少なくともエンジンの負荷と
回転数から定まる運転条件に応じて区分けされた複数の
小領域と同数の番地を有し、各小領域に対応して目標空
燃比相当のスライスレベルの学習値を格納する手段と、
現在の運転条件が前記いずれの小領域に属するかを判定
する手段と、現在の運転条件の属する小領域に対応する
番地に格納されている前記スライスレベルの学習値を読
み出す手段と、この学習値と前記平均化処理されたセン
サ出力との比較により空燃比が反転したかどうかを判定
する手段と、この判定結果に応じて空燃比が目標空燃比
の近傍へと制御されるように空燃比フィードバック補正
量を計算する手段と、この空燃比フィードバック補正量
にて前記基本噴射量を補正しで燃料噴射量を決定する手
段と、この噴射量を燃料噴射装置に出力する手段と、前
記触媒コンバータ下流の排気通路に介装され排気空燃比
に応じた出力をする第２のセンサと、このセンサ出力と
目標空燃比相当の第２のスライスレベルとの比較により
空燃比がリッチ、リーンのいずれの側にあるかを判定す
る手段と、前記小領域判定手段による判定時の運転条件
の属する小領域に対応する番地に格納されている前記ス
ライスレベルの学習値を読み出し、この読み出した学習
値を前記リッチ、リーンの判定結果に応じて更新する手
段とを設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装
置。２、エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサ
と、これらの検出値に応じて基本噴射量を計算する手段
と、触媒コンバータ上流の排気通路に介装され排気空燃
比に応じた出力をする第１のセンサと、このセンサ出力
を平均化処理する手段と、少なくともエンジンの負荷と
回転数から定まる運転条件に応じて区分けされた複数の
小領域と同数の番地を有し、各小領域に対応して目標空
燃比相当のスライスレベルの学習値を格納する手段と、
現在の運転条件が前記いずれの小領域に属するかを判定
する手段と、現在の運転条件の属する小領域に対応する
番地に格納されている前記スライスレベルの学習値を読
み出す手段と、この学習値と前記平均化処理されたセン
サ出力との比較により空燃比が反転したかどうかを判定
する手段と、この判定結果に応じて空燃比が目標空燃比
の近傍へと制御されるように空燃比フィードバック補正
量を計算する手段と、この空燃比フィードバック補正量
にて前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を決定する手
段と、この噴射量を燃料噴射装置に出力する手段と、前
記触媒コンバータ下流の排気通路に介装され排気空燃比
に応じた出力をする第２のセンサと、このセンサ出力と
目標空燃比相当の第２のスライスレベルとの比較により
空燃比がリッチ、リーンのいずれの側にあるかを判定す
る手段と、前記小領域判定手段による判定時の運転条件
の属する小領域に対応する番地に格納されている前記ス
ライスレベルの学習値を読み出し、この読み出した学習
値を前記リッチ、リーンの判定結果に応じて更新する手
段と、前記上流側空燃比センサの劣化の程度を計測する
手段と、この劣化程度が強くなるほど前記平均化処理の
度合を強くする手段とを設けたことを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置。