JPH05106485A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過渡運転時の噴射噴射量を、初期補正項と減
衰項とよりなる過渡補正値によって制御する燃料噴射量
制御装置に関し、過渡初期と過渡終期とで夫々所定区間
を設けて空燃比の目標値に対するズレを検出するように
した内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することを目
的とする。 【構成】 加速期間の初期に相当する第１の判定期間か
（ステップ２０２）、加速期間の終期に相当する第２の
判定期間かをチェックし（ステップ２１０）、第１の判
定期間、第２の判定期間の夫々においてＯ₂ センサの出
力値ＸＯＸがリーンを示しているときはアップカウント
し、リッチを示しているときはダウンカウントする（ス
テップ２０３〜２０５，２１１〜２１３）。第１の判定
期間の最後のカウンタ値ＣＤＰＣ１からマップを参照し
て得た値ｄＫＤＰＣ１に基づいて即時補正学習値ＫＤＰ
Ｃ１を得る（ステップ２０６〜２０８）。また、第２の
判定期間の最後のカウンタ値ＣＤＰＣ２とリーン判定値
Ｌ、リッチ判定値Ｒとを大小比較し、テーリング補正学
習値ＫＤＰＣ２を得る（ステップ２１４〜２１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射量制
御装置に係り、特に過渡運転時の噴射燃料量を、初期補
正項と減衰項とよりなる過渡補正値によって制御する燃
料噴射量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機
関では、機関回転数と吸気管圧力（又は吸入空気量）と
から基本燃料噴射時間を演算し、機関排気通路に設けた
酸素濃度検出センサにより検出した排気ガス中の酸素濃
度値に応じて上記基本燃料噴射時間を補正し、その補正
後の燃料噴射時間だけ燃料噴射弁による燃料噴射を実行
して、機関燃焼室に供給される混合気の空燃比を目標値
とするようフィードバック制御を行なっていることは周
知の通りである。

【０００３】ここで、燃料噴射弁から噴射された燃料は
すべて内燃機関の吸気通路を通る空気流に混合されるわ
けではなく、実際には噴射燃料の一部が吸気弁及びその
付近の壁面に付着し、その壁面付着量はサージタンク内
圧やポート部壁面温度、燃料の蒸発し易さ（燃料性状）
などによる燃料の気化率の違いや、内燃機関が定常で運
転されている時、夫々の運転条件の理論空燃比で燃焼さ
せるために供給しなければならない燃料噴射量の多少等
により異なる。

【０００４】そして、特に加速等の過渡運転時にあって
は、吸気管圧力が急激に変化するため、上記の燃料の壁
面付着量が過渡運転直後に大きく変化し、その後徐々に
定常値に近付く傾向を示す。そのため、前記した空燃比
フィードバック制御をしていても、過渡運転時は空燃比
を目標値に制御することができない。

【０００５】そこで、従来より前記した空燃比フィード
バック制御を実行しても、なお過渡的に増減が必要な燃
料噴射量を要求する要因は上記の燃料壁面付着量にある
と考え、また過渡運転の期間を吸気管圧力の変化が大き
い過渡初期と、比較的に変化が少ない過渡終期に分けら
れることに着目し、過渡運転直後に算出される初期補正
項と、過渡運転検出後初期補正項を減衰させる減衰項と
から過渡補正値を形成すると共に、過渡運転開始から終
了までの機関燃焼状態により上記過渡補正値を学習する
ようにした燃料噴射量制御装置が知られている（特開昭
６３−６８７４３号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の燃料噴射量制御装置では、燃料の壁面付着量は燃料性
状や吸気ポート付近の炭素微粒子等の堆積物（すなわち
デポジット）の付着量によって左右され、しかも上記燃
料性状が過渡初期の空燃比のズレに影響を与え、上記デ
ポジット付着量が過渡終期の空燃比のズレに影響を与え
るという事実を考慮しておらず、全過渡期間中の燃焼状
態に基づいて過渡補正値を一律に学習しているため、過
渡初期又は過渡終期で空燃比が目標値よりズレてしま
う。

【０００７】例えば、加速時の前記過渡補正項は図１８
（Ａ）にａ₁ で示す如く、加速運転直後の時刻ｔ₁ で最
大値で、時刻ｔ₂ までは吸入空気量が変化している最中
であり、初期補正項が用いられ、時刻ｔ₂ 以降から加速
運転終了までは比較的小なる減衰係数で徐々に減衰する
減衰項が用いられる。一方、車両は製造後殆ど運転され
たことがなく、よってデポジットが付着していない新車
と、過去の運転回数が所定以上で、デポジットが付着し
ている車両（これを「デポジット車」というものとす
る）に分けることができる。

【０００８】新車の場合、エンジンの排気通路に設けら
れた前記酸素濃度検出センサの出力値ＸＯＸは図１８
（Ｃ）に示す如くになり、デポジット車のそれは同図
（Ｅ）に示す如くになる。同図（Ｃ），（Ｅ）中、ハイ
レベルが空燃比がリーンであることを示しており、ロー
レベルがリッチであることを示している。前記した従来
の燃料噴射量制御装置では減衰項を学習するが、その学
習値を得るための判定期間の設定は、時刻ｔ₂ 以降、前
記出力値ＸＯＸがリッチを示す期間ダウンカウントし、
リーンを示す期間アップカウントするカウンタＣＤＰＣ
２（図１８（Ｄ），（Ｆ）に示す）のうち、図１８
（Ｄ）に示す新車のカウンタＣＤＰＣ２がゼロとなる時
刻ｔ₄ までとしている。

【０００９】これにより、この判定区間（ｔ₂ 〜ｔ₄ ）
により学習して得られた加速時の過渡補正値（図１８
（Ａ）のａ₁ ）によって空燃比フィードバック制御の補
正を行なうことにより、新車の空燃比は図１８（Ｂ）に
破線ｂ₁ で示す如く変化し、加速直後でも空燃比を所望
の範囲内に収めることができる。

【００１０】しかし、デポジット車の場合は新車に比べ
て前記壁面付着量が多いため、前記加速時の過渡補正値
ａ₁ を用いて空燃比フィードバック制御の補正により加
速直後の燃料噴射量の増量を行なっても、酸素濃度検出
センサの出力値ＸＯＸは図１８（Ｅ）に示す如く、新車
の出力値ＸＯＸがリッチからリーンへ反転する時刻ｔ ₃
よりも早い時刻でリーンへ反転してしまう。このため、
デポジット車のカウンタＣＤＰＣ２は図１８（Ｆ）に示
す如くになり、時刻ｔ₂ 〜ｔ₄ の判定区間によりリーン
判定され、その結果、従来装置では過渡補正値を図１８
（Ａ）にａ₂ で示す如く、上記リーン判定に基づいて初
期補正項と減衰項とを等倍に補正した値を得る。

【００１１】そして、従来装置ではこの過渡補正値ａ₂
でもって空燃比フィードバックの補正を行なうため、空
燃比は図１８（Ｂ）に実線ｂ₃ で示す如く、補正前の過
渡補正値ａ₁ を用いたときの空燃比ｂ₂ における時刻ｔ
₄ 付近の過渡なリーンは抑えられるものの、加速直後に
おいて過補正となり、オーバーリッチとなる。これは判
定区間の時間偏差を無くす方向に学習が進むためであ
る。以上はデポジットの有無による空燃比のズレについ
ての説明であるが、燃料性状の違いによっても、同様に
して空燃比がずれる。ただし、この場合は加速直後にお
いて燃料増量要求値に大きな差が生じ、加速直後の空燃
比のずれを補正すると、加速終期において過補正とな
る。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
過渡初期と過渡終期とで夫々判定区間を設けて空燃比の
目標値に対するズレを検出することにより、上記の課題
を解決した内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は図１に示す如き原理構成とする。同図中、
内燃機関１０の排気通路１２に設けた酸素濃度検出セン
サ１３の出力値に基づいて、第１の学習手段１４は内燃
機関１０の過渡運転期間の初期に相当する第１の期間中
に第１の学習値を算出し、第２の学習手段１５はこの過
渡運転期間の終期に相当する第２の期間中に第２の学習
値を算出する。上記の第１及び第２の学習値は空燃比を
目標値へ近付けるようにするための学習値である。

【００１４】第１の算出手段１６は上記の第１の学習値
に基づいて初期補正項を算出する。第２の算出手段１７
は上記の第２の学習値に基づいて減衰項を算出する。燃
料噴射補正手段１８は上記の初期補正項と減衰項とを加
算して得た過渡補正値を、内燃機関１０の吸気通路１１
の空気量に対して燃料噴射を行なう燃料噴射弁１９の燃
料噴射時間に反映させる。

【００１５】

【作用】本発明では第１の学習手段１４と第２の学習手
段１５とにより、過渡運転期間の初期と終期の夫々にお
いて、空燃比の目標値に対するズレがなくなるようにす
るための学習値を別々に演算し、これにより得られた第
１の学習値から前記初期補正項を算出し、また第２の学
習値から前記減衰項を算出するようにしている。このた
め、初期補正項により過渡運転期間の初期の第１の期間
における空燃比のズレを補正でき、また減衰項により過
渡運転期間の終期の第２の期間における空燃比のズレを
補正できる。

【００１６】

【実施例】図２は本発明の一実施例のシステム構成図を
示す。本実施例は内燃機関１０として多気筒（例えば４
気筒又は６気筒）の火花点火式エンジンに適用した例
で、任意の一気筒の縦断面図等を示している。この実施
例は後述するマイクロコンピュータ２１によって燃料噴
射制御等が行なわれる。

【００１７】図２において、エアクリーナ２２の下流側
にはスロットルバルブ２３を介してサージタンク２４が
設けられている。エアクリーナ２２の近傍には吸気温を
検出する吸気温センサ２５が取付けられ、またスロット
ルバルブ２３には、アクセルペダルに連動して変化する
スロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）及びア
イドル状態を検出するスロットルポジションセンサ２６
が取付けられている。また、サージタンク２４にはダイ
ヤフラム式のバキュームセンサ２７が取付けられてい
る。

【００１８】サージタンク２４は任意の一気筒のインテ
ークマニホルド２８（前記吸気通路１１に相当）及び吸
気弁２９を介してエンジン３０（前記内燃機関１０に相
当する）の燃焼室３１に連通されている。インテークマ
ニホルド２８内に一部が突出するよう各気筒毎に燃料噴
射弁３２（前記燃料噴射弁１９に相当）が配設されてい
る。この燃料噴射弁３２はインテークマニホルド２８を
通る空気流中に燃料をマイクロコンピュータ２１により
指示された時間噴射する。

【００１９】燃焼室３１は排気弁３３及びエキゾースト
マニホルド３４を介して触媒装置３５に連通されてい
る。３６は点火プラグで、一部が燃焼室３１に突出する
ように設けられている。また、３７はピストンで、図
中、上下方向に往復運動する。

【００２０】３８はディストリビュータで、イグナイタ
で発生させた高電圧を各気筒の点火プラグ３６へ分配供
給すると共に、そのシャフトの回転からクランク角度基
準位置とクランク角度とを夫々検出する。

【００２１】また、３９は水温センサで、エンジンブロ
ック４０を貫通して一部がウォータジャケット内に突出
するように設けられ、エンジン冷却水の水温を検出して
水温センサ信号を出力する。更に、酸素濃度検出センサ
（Ｏ₂ センサ）４１は前記酸素濃度検出センサ１３に相
当し、、その一部がエキゾーストマニホルド３４（前記
排気通路１２に相当）を貫通突出するように配置され、
触媒装置３５に入る前の排気ガス中の酸素濃度を検出す
る。

【００２２】このような構成の燃料噴射制御装置の各部
の動作を制御するマイクロコンピュータ２１は図３に示
す如きハードウェア構成とされている。同図中、図２と
同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図３において、マイクロコンピュータ２１は中央処
理装置（ＣＰＵ）５０，処理プログラムを格納したリー
ド・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）５１，作業領域として使
用されるランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２，
エンジン停止後もデータを保持するバックアップＲＡＭ
５３，入力インタフェ−ス回路５４，マルチプレクサ付
きＡ／Ｄコンバータ５６及び入出力インタフェ−ス回路
５５等から構成されており、それらはバス５７を介して
互いに接続されている。

【００２３】Ａ／Ｄコンバータ５６は吸気温センサ２５
からの吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ２
６からの検出信号、バキュームセンサ２７からの吸気管
圧力（ＰＭ）検出信号、水温センサ３９からの水温検出
信号、Ｏ₂ センサ４１からの酸素濃度検出信号を入力イ
ンタフェ−ス回路５４を通して順次切換えて取り込み、
それをアナログ・ディジタル変換してバス５７へ順次送
出する。

【００２４】入出力インタフェ−ス回路５５はスロット
ルポジションセンサ２６からの検出信号、ディストリビ
ュータ３８からの機関回転数（ＮＥ）に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス５７を介してＣＰＵ
５０へ入力する一方、バス５７から入力された各信号を
燃料噴射弁３２などへ送出してそれらを制御する。これ
により、燃料噴射弁３２は各噴射タイミングで燃料噴射
時間ＴＡＵの間燃料噴射が実行される。

【００２５】上記構成のマイクロコンピュータ２１内の
ＣＰＵ５０はＲＯＭ５１内に格納されたプログラムに従
い、以下説明するフローチャートの処理を実行し、前記
した第１及び第２の学習手段１４及び１５と、第１及び
第２の算出手段１６及び１７と、燃料噴射補正手段１８
をソフトウェア処理にて実現する。

【００２６】次に、本発明装置の一実施例の要部を構成
する制御プログラムとして、予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤ
算出ルーチン、学習ルーチン、壁面付着補正量ＦＭＷ演
算ルーチン及び燃料噴射時間ＴＡＵ算出ルーチンについ
て説明する。

【００２７】図４は上記の予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤの
算出ルーチンのフローチャートを示す。この予測吸気管
圧力ＰＭＦＷＤの算出ルーチンは例えば８msec毎に割り
込み起動されるルーチンで、起動後まずディストリビュ
ータ３８により検出された機関回転数ＮＥ，スロットル
ポジションセンサ２６により検出されたスロットル開度
ＴＡ，及びバキュームセンサ２７で検出された現在の吸
気管圧力ＰＭ₀ がＣＰＵ５０に取り込まれる（ステップ
１０１）。

【００２８】続いて、図５に示すマップから上記取り込
んだ機関回転数ＮＥとスロットル開度ＴＡとに対応する
定常状態での吸気管圧力ＰＭＴＡを算出し（ステップ１
０２）、更に図６に示すマップから上記機関回転数ＮＥ
と定常状態での吸気管圧力ＰＭＴＡ（スロットル開度Ｔ
Ａでも可）とに対応する重み付け係数ｎを算出する（ス
テップ１０３）。

【００２９】次にレジスタＰＭＳＭ１に記憶されている
前回演算した加重平均値ＰＭＳＭ_{i- 1} を読み出した後
（ステップ１０４）、次式に基づいて今回の加重平均値
ＰＭＳＭ_i を算出し（ステップ１０５）、その値をレジ
スタＰＭＳＭ１に記憶し直す（ステップ１０６）。

【００３０】 ＰＭＳＭ_i ＝｛（ｎ−１）ＰＭＳＭ_i-1 ＋ＰＭＴＡ｝／ｎ (1) 続いて、現時点から吸気管圧力予測時点までの時間Ｔms
ecを図４のルーチンの演算周期Δｔ（＝８msec）で除算
することにより演算回数Ｔ／Δｔを算出する（ステップ
１０７）。この予測時間Ｔmsecは、図７に示すように、
現時点から吸入空気量確定までの時間すなわち現時点か
ら吸気弁が閉じるまでの時間を採用することができ、各
気筒独立に燃料を噴射しない場合には燃料噴射弁３２か
ら燃焼室３１までの燃料の飛行時間等も考慮して決定さ
れるが、現時点から予測先までのクランク角が同一であ
ってもこの予測時間Ｔmsecは機関回転数が速くなると短
くなるので機関回転数等の運転条件によって可変するこ
とが好ましい（例えば、機関回転数が速くなるに従って
短くする）。

【００３１】次に、レジスタＰＭＳＭ１に記憶されてい
る値を加重平均値ＰＭＳＭ_i-1 とした後（ステップ１０
８）、演算回数Ｔ／Δｔ回上記(1) 式の演算を繰り返し
て実行し（ステップ１０９）、この演算した値をレジス
タＰＭＳＭ２に記憶する（ステップ１１０）。

【００３２】このように加重平均値を繰り返して実行す
ることにより、最新の加重平均値は定常運転状態での吸
気管圧力値に近づくので、加重平均値の演算回数を上記
のように定めることにより現時点からＴmsec先の吸気管
圧力（現時点より定常状態に近い状態での吸気管圧力）
に近い値を演算することができる。

【００３３】続いてレジスタＰＭＳＭ２に記憶された値
（演算による予測時点での吸気管圧力ＰＭＳＭ２）から
レジスタＰＭＳＭ１に記憶された値（演算による現時点
での吸気管圧力ＰＭＳＭ１）を減算して差ΔＰを求め
（ステップ１１１）、次のステップ１１２において測定
された現在の吸気管圧力（現在の測定値）ＰＭ₀ と差Δ
Ｐとを加算した値を予測値ＰＭＦＷＤとする。

【００３４】次に学習値演算ルーチンについて説明す
る。図８は本発明の一実施例の要部の学習値演算ルーチ
ンを示すフローチャートで、前記した第１の学習手段１
４及び第２の学習手段１５を夫々実現する。図８に示す
学習値演算ルーチンが例えばクランクシャフト１回転毎
に起動されると、まず加速か否かの判定が行なわれる
（ステップ２０１）。この加速判定方法としては例え
ば、後述の減衰係数ＱＴＲＮ _i-1 が正のとき加速と判定
する。加速でないと判定されたときはこのルーチンを抜
け、加速であると判定されたときは学習を行なうべく次
のステップ２０２へ進んで第１の判定区間か否かのチェ
ックを行なう。

【００３５】ここで、この第１の判定区間は、加速と判
定された時点ｔ₁₁から設定値に達するまで、所定値ずつ
カウントアップして単調増加する、図９（Ａ）に示す加
速カウンタＣＤＰＣの値が、加速判定直後の値ＣＤＰＣ
〔１〕となった時刻ｔ₁₂から所定の値ＣＤＰＣ〔２〕と
なる時刻ｔ₁₃までの、加速期間の初期の期間である。上
記の所定の値ＣＤＰＣ〔２〕は新車のＯ₂ センサの出力
値がリッチを示す期間ダウンカウントし、リーンを示す
期間アップカウントする後述のカウンタＣＤＰＣ１が上
記時刻ｔ₁₂からカウントし始めた後、初期値と同じ
“０”になる時刻ｔ ₁₃に対応して予め定められている。

【００３６】また、後述する第２の判定区間は、上記時
刻ｔ₁₃より短時間後の、前記加速カウンタＣＤＰＣの値
がＣＤＰＣ〔３〕となる時刻ｔ₁₄から前記設定値ＣＤＰ
Ｃ〔４〕となる時刻ｔ₁₅までの、加速期間の終期の期間
である。なお、上記の設定値ＣＤＰＣ〔４〕は新車のＯ
₂ センサの出力値がリッチを示す期間ダウンカウント
し、リーンを示す期間アップカウントする後述のカウン
タＣＤＰＣ２が上記時刻ｔ₁₄からカウントし始めた後、
初期値と同じ“０”になる時刻ｔ₁₅に対応して予め定め
られている。上記の第１の判定区間は後述の即時項ＦＭ
ＷＡが算出されている期間にほぼ対応し、また上記の第
２の判定区間はそれ以後の期間に対応する。

【００３７】ステップ２０２により第１の判定区間と判
定されたときは、続いてＯ₂ センサ４１の出力値ＸＯＸ
がリーンを示す値“１”か、リッチを示す値“０”であ
るかを判定し（ステップ２０３）、リーンを示している
ときは第１のカウンタＣＤＰＣ１を“１”だけカウント
アップし（ステップ２０４）、リッチを示しているとき
は第１のカウンタＣＰＤＣ１を“１”だけダウンカウン
トする（ステップ２０５）。

【００３８】続いて加速カウンタＣＤＰＣの値が前記所
定値ＣＤＰＣ〔２〕になったかどうか判定し（ステップ
２０６）、ＣＤＰＣ〔２〕に達していないときはこのル
ーチンを終了する。そして、クランクシャフト１回転毎
に、第１の判定区間において第１のカウンタＣＤＰＣ１
のアップカウント又はダウンカウントを、Ｏ₂ センサ４
１の出力値ＸＯＸに応じて繰り返す（ステップ２０１〜
２０６）。

【００３９】その後、加速カウンタＣＤＰＣの値がＣＤ
ＰＣ〔２〕に等しくなったとステップ２０６で判定され
ると、図１０に示すマップを時刻ｔ₁₃における第１のカ
ウンタＣＤＰＣ１の値に基づいて参照し、補正値ｄＫＤ
ＰＣ１を算出する（ステップ２０７）。この補正値ｄＫ
ＤＰＣ１は図１０からわかるように、第１のカウンタＣ
ＤＰＣ１の値が“０”のときは“０”で、ＣＤＰＣ１＞
０のときは非直線的に増加し、ＣＤＰＣ１＜０のときは
非直線的に減少する値である。

【００４０】前述したように、第１のカウンタＣＤＰＣ
１の値は、Ｏ₂ センサ４１の出力値ＸＯＸがリーンを示
しているときアップカウント、リッチを示しているとき
ダウンカウントしているから、空燃比が目標空燃比より
リーン側にずれているときは正の値を示し、補正値ｄＫ
ＤＰＣ１を正として燃料噴射量を増量させ、他方、空燃
比が目標空燃比よりリッチ側にずれているときは負の値
を示し、補正値ｄＫＤＰＣ１を負として燃料噴射量を減
量させるようにするためである。

【００４１】補正値ｄＫＤＰＣ１の算出が終わると、次
に前回の即時補正学習値ＫＤＰＣ１に上記補正値ｄＫＤ
ＰＣ１を加算して、新たな即時補正学習値ＫＤＰＣ１を
算出する（ステップ２０８）。この即時補正学習値ＫＤ
ＰＣ１は、加速期間の初期において空燃比を目標値に近
付けるための前記第１の学習値に相当し、その初期値は
“０”である。この即時補正学習値ＫＤＰＣ１の算出が
終ると、第１のカウンタＣＤＰＣ１をゼロクリアして
（ステップ２０９）、このルーチンを終了する。その
後、図８の学習値演算ルーチンが再び起動され、ステッ
プ２０２で第１の判定区間でないと判定されたときは、
第２の判定区間か否か判定され（ステップ２１０）、第
２の判定区間でもないときはこのルーチンを終了し、第
２の判定区間に入ったときはＯ₂ センサ４１の出力値Ｘ
ＯＸが“１”か否か判定される（ステップ２１１）。

【００４２】ＸＯＸが“１”のとき（空燃比がリーンを
示しているとき）は第２のカウンタＣＤＰＣ２を“１”
だけカウントアップし（ステップ２１２）、“０”のと
き（空燃比がリッチを示しているとき）は第２のカウン
タＣＤＰＣ２を“１”だけダウンカウントする（ステッ
プ２１３）。ステップ２１２又は２１３のカウントが終
わると、続いて加速カウンタＣＤＰＣの値が前記所定値
ＣＤＰＣ〔４〕になったか否か判定され（ステップ２１
４）、ＣＤＰＣ〔４〕に達するまでＯ₂ センサ４１の出
力値ＸＯＸに応じた第２のカウンタＣＤＰＣ２のアップ
カウント又はダウンカウントが繰り返される（ステップ
２０１，２０２，２１０〜２１４）。

【００４３】加速カウンタＣＤＰＣの値がＣＤＰＣ
〔４〕に等しくなると（この時の時刻はｔ₁₅である）、
ステップ２１４からステップ２１５に進み、時刻ｔ₁₅に
おける第２のカウンタＣＤＰＣ２の値がリーン判定値Ｌ
より大であるか否か判定される。ＣＤＰＣ２＞Ｌのとき
は空燃比がリーンであると判定され、前回のテーリング
補正学習値ＫＤＰＣ２に“１”を加算して新たなテーリ
ング補正学習値ＫＤＰＣ２とする（ステップ２１６）。

【００４４】他方、ステップ２１５でＣＤＰＣ２≦Ｌと
判定されたときは、その第２のカウンタ値ＣＤＰＣ２が
リッチ判定値Ｒより小であるか否か判定される（ステッ
プ２１７）。ＣＤＰＣ２＜Ｒのときは空燃比がリッチで
あると判定され、前回のテーリング補正学習値ＫＤＰＣ
２に“１”を減算して新たなテーリング補正学習値ＫＤ
ＰＣ２とする（ステップ２１８）。ステップ２１６又は
２１８のテーリング補正学習値ＫＤＰＣ２の更新が終わ
ると、第２のカウンタ値ＣＤＰＣ２をゼロクリアして
（ステップ２１９）、このルーチンを終了する。また、
ステップ２１７でＣＤＰＣ２≧Ｒと判定されたときは、
空燃比は目標値であると判断して、テーリング補正学習
値ＫＤＰＣ２の更新は行なわず、前回の値を保持したま
まステップ２１９のゼロクリア処理を行なう。

【００４５】上記のテーリング補正学習値ＫＤＰＣ２
は、加速期間の終期において空燃比を目標値に近付ける
ための前記第２の学習値に相当し、その初期値は“０”
である。このようにして、図８の学習ルーチンにより加
速期間の初期において即時補正学習値ＫＤＰＣ１が得ら
れ、加速期間の終期においてテーリング補正学習値ＫＤ
ＰＣ２が得られる。

【００４６】なお、図９（Ｃ），（Ｄ）及び（Ｅ）は新
車の場合のＯ₂ センサ４１の出力値ＸＯＸ、カウンタ値
ＣＤＰＣ１及びＣＤＰＣ２を示し、同図（Ｆ），（Ｇ）
及び（Ｈ）はデポジット車の場合のＯ₂ センサ４１の出
力値ＸＯＸ、カウンタ値ＣＤＰＣ１及びＣＤＰＣ２を示
す。図９（Ｃ）〜（Ｈ）からわかるように、新車の場合
は時刻ｔ₁₃におけるカウンタ値ＣＤＰＣ１及び時刻ｔ₁₅
におけるカウンタ値ＣＤＰＣ２はいずれも“０”であ
り、空燃比は目標値である。これに対し、デポジット車
の場合は時刻ｔ₁₃におけるカウンタ値ＣＤＰＣ１及び時
刻ｔ₁₅におけるカウンタ値ＣＤＰＣ２はいずれも正であ
り、空燃比がリーンであることを示している。

【００４７】次に壁面付着補正量ＦＭＷの演算ルーチン
について説明する。図１１は本発明の一実施例の他の要
部の壁面付着補正量ＦＭＷ演算ルーチンを示すフローチ
ャートで、前記した第１の算出手段１６及び第２の算出
手段１７を夫々実現する。図１１に示すＦＭＷ演算ルー
チンはできる限り噴射開始直前の予測吸気管圧力ＰＭＦ
ＷＤを用いて壁面付着補正量ＦＷＤを算出することと、
算出したＦＭＷを確実に燃料噴射時間ＴＡＵに反映させ
るため、ＦＭＷ演算ルーチンは燃料噴射開始前９０℃Ａ
で実行される。

【００４８】具体的には、燃料噴射開始前９０℃ＡのＮ
Ｅソフト割り込みにてＦＭＷ算出要求フラグＸＦＭＷを
操作し、メインルーチンでこのフラグＸＦＭＷを見てＦ
ＭＷ演算ルーチンを起動する。すなわち、９０℃Ａ時間
は、割り込みでのフラグ操作から、メインルーチンでＦ
ＭＷ，ＴＡＵが算出されるまでの余裕時間であり、最悪
の場合、メインルーチン周回１回分の余裕時間が必要と
なる。しかし、もしメインルーチン周回時間が長く９０
℃Ａ時間の余裕ではたりない場合は、メインルーチンか
ら複数回このルーチンをコールする等、プログラム側で
対策する。

【００４９】上記の如く、燃料噴射開始前９０℃Ａでこ
のＦＭＷ演算ルーチンが起動されると、まず壁面付着変
化量ＤＬＱＭＷを算出する（ステップ３０１）。すなわ
ち、図４のルーチンで算出した予測吸気管圧力ＰＭＦＷ
Ｄを基に図１２に示すテーブルを参照して壁面付着量Ｑ
ＭＷ_i を算出する。これは壁面付着量が吸入空気量が確
定する吸気弁２９の閉弁時のＰＭ（又はＰＭＦＷＤ）で
決まると想定しているからである。しかる後に前回この
ルーチン起動時に求められた壁面付着量ＱＭＷ _i-1 をＱ
ＭＷ_i から減算して壁面付着変化量ＤＬＱＭＷを算出す
る。図１２に示すテーブルは予測吸気管圧力ＰＭＦＷＤ
が大なるほど壁面付着量ＱＭＷが大であることを示して
いる。

【００５０】次にステップ３０２に進み各種の補正係数
を算出する。この各種補正係数としては、即時補正係数
ｔＫＭＷ１、減衰係数ＫＭＷ２及び水温補正係数ＫＴＨ
ＷＢがある。このうち、即時補正係数ｔＫＭＷ１の算出
は、機関回転数ＮＥから図１３のテーブルを参照して求
めた即時補正係数マップ値ｔＫＭＷ１Ａと、機関冷却水
温ＴＨＷから図１４のテーブルを参照して求めた即時補
正係数の水温による補正係数ｔＫＭＷ１ＡＷとを乗算
し、その乗算結果をｔＫＭＷ１とする。また、減衰係数
ＫＭＷ２は機関回転数ＮＥから図１５のテーブルを参照
して算出する。更に水温補正係数ＫＴＨＷＢは機関冷却
水温ＴＨＷに基づいて図１６に示すテーブルを参照して
算出する。

【００５１】ところで、吸入空気量が小から大へ変化し
た時には平衡状態に移行すべく燃料噴射量の内の所定量
が壁面に付着する。この平衡状態になるまでの燃料の壁
面付着量は今回の処理周期における燃料付着量ＱＭＷ_i
と前回の処理周期における燃料付着量ＱＭＷ_i-1 との差
から算出することができる。しかし、燃料付着補正分
（ＱＭＷ_i −ＱＭＷ_i-1 ）＝ＤＬＱＭＷが一挙に付着さ
れるわけではなく少しずつ平衡状態に移行する。

【００５２】そのため、ステップ３０２の各種補正係数
の演算が終了すると、今回の処理周期で付着される燃料
補正分の割合ｔＫＭＷ１から今回の処理周期で付着され
る燃料補正分を、即時項ＦＭＷＡとして（ＱＭＷ_i −Ｑ
ＭＷ_i-1 ）×ｔＫＭＷ１なる乗算式より求め（ステップ
３０３）、さらに前回の付着しようとしてまだ付着して
いない燃料補正分を、テーリング項ＦＭＷＢとしてＱＴ
ＲＮ_i-1 ×ＫＭＷ２なる乗算式より求める（ステップ３
０４）。

【００５３】これら２つの燃料補正分ＦＭＷＡとＦＭＷ
Ｂを足しあわせると、今回の処理周期で燃料補正する量
を求めることができるが、さらに、この燃料補正する量
に機関冷却水温と回転数による補正係数を掛け合わせる
必要がある。そこで、前記ステップ３０２で算出した水
温補正係数ＫＴＨＷＢに、前記図８の学習値演算ルーチ
ンで算出した即時補正学習値ＫＤＰＣ１及びテーリング
補正学習値ＫＤＰＣ２を別々に加算して、即時補正係数
ＫＦＭＷＡとテーリング補正係数ＫＦＭＷＢとを算出す
る（ステップ３０５，３０６）。

【００５４】そして、前記した２つの燃料補正分ＦＭＷ
Ａ及びＦＭＷＢと、上記の機関冷却水温と回転数による
補正係数ＫＦＭＷＡ及びＫＦＭＷＢとのうち、ＦＭＷＡ
とＫＦＭＷＡとを乗算した値と、ＦＭＷＢとＫＦＭＷＢ
とを乗算した値を足し合わせることによって、前記過渡
補正値として壁面付着補正量ＦＭＷを算出する（ステッ
プ３０７）。従って、壁面付着補正量ＦＭＷは次式によ
って算出される。

【００５５】 ＦＭＷ＝ＦＭＷＡ×ＫＦＭＷＡ＋ＦＭＷＢ×ＫＦＭＷＢ (2) (2) 式中、ＦＭＷＡ×ＫＦＭＷＡが前記初期補正項に相
当する即時補正項で、過渡運転時の燃料噴射量に直ちに
反映される。また、(2) 式中、ＦＭＷＢ×ＫＦＭＷＢが
前記減衰項に相当するテーリング補正項で、燃料噴射毎
に燃料噴射量を減衰係数ＫＭＷ２に従って徐々に変化さ
せる。

【００５６】上記のステップ３０７によるＦＭＷ算出終
了後、減衰係数ＱＴＲＮ_i を次式に基づいて演算し、そ
の演算結果を次回の処理周期における壁面付着補正量Ｆ
ＭＷの減衰係数ＱＴＲＮ_i に更新している。ここで、Ｑ
ＴＲＮ_i-1 は前回の処理周期における減衰係数である。

【００５７】 ＱＴＲＮ_i ＝｛ＤＬＱＭＷ×（１−ｔＫＭＷ１）／ｔＫＮＦＭＷ｝＋ ｛ＱＴＲＮ_i-1 ×（１−ＫＭＷ２／ｔＫＮＦＭＷ）｝ (3) ただし、(3) 式中、ｔＫＮＦＭＷは７２０℃Ａ間の演算
回数で、内燃機関が４気筒の場合“２”，６気筒の場合
は“３”なる値の定数である。

【００５８】すなわち、４気筒２グループの燃料噴射を
行なう場合は、７２０℃Ａ毎のＱＭＷの変化量ＤＬＱＭ
Ｗを基に算出するＦＭＷを２組、すなわち３６０℃Ａ毎
に完全に独立して求め、また６気筒３グループでは２４
０℃Ａ毎にＦＭＷを算出する。

【００５９】しかし、テーリング項の減衰項ＱＴＲＮの
みはメモリ容量の節約のためグループ間で共用するよう
にしている。このため、ＱＴＲＮ値は３０℃Ａ毎に更新
されることになり、ＱＴＲＮの増加分ＤＬＱＭＷ×（１
−ｔＫＭＷ１）及び、減少分ＱＴＲＮ_i-1 ×ＫＭＷ２
共、ＱＴＲＮをグループ毎に独立でもった場合に比べ、
時間当たりのＱＴＲＮへの反映量が４気筒２グループで
は２倍になる。これを補うため、３６０℃Ａ毎のＱＴＲ
Ｎ更新時の増加分、減少分共、１／２にしてから、ＱＴ
ＲＮに反映させることにしている。同様に、６気筒３グ
ループでは１／３にするのである。

【００６０】次に前記燃料噴射補正手段１８を実現する
ＴＡＵ計算ルーチンについて図１７と共に説明する。所
定クランク角周期でＴＡＵ計算ルーチンが起動される
と、マイクロコンピュータ２１内のＣＰＵ５０は機関回
転数ＮＥ，吸気管圧力ＰＭ及び図１１のＦＭＷ演算ルー
チンで算出した壁面付着補正量ＦＭＷを夫々取り込んだ
後（ステップ４０１）、ＰＭ／ＮＥから基本燃料噴射時
間ＴＰを算出する（ステップ４０２）。

【００６１】続いて、基本燃料噴射時間ＴＰに暖機増
量、空燃比フィードバック補正係数他種々の補正係数β
を乗算し、その乗算結果に壁面付着補正量ＦＭＷを加算
して燃料噴射時間ＴＡＵを算出する（ステップ４０
３）。次に噴射タイミングか否か判定し（ステップ４０
４）、噴射タイミングであれば上記燃料噴射時間ＴＡＵ
の持続時間を有する駆動パルスがマイクロコンピュータ
２１より燃料噴射弁３２に供給され、ＴＡＵの時間燃料
噴射弁３２を開弁して燃料噴射を実行させる（ステップ
４０５）。

【００６２】この場合、４気筒では例えば２気筒ずつ３
６０℃Ａ毎に燃料噴射が行なわれ、６気筒では例えば２
気筒ずつ２４０℃Ａ毎に燃料噴射が行なわれる。このと
き、前記壁面付着補正量ＦＭＷは２気筒ずつ同じ値をＴ
ＡＵに反映するのに対し、基本燃料噴射時間ＴＰは各気
筒毎に値が異なる。

【００６３】このようにして、本実施例によれば、新車
の場合は図９（Ｉ）にＩで示す如く従来と同様の壁面付
着補正量ＦＭＷが算出されて、図１７に示したＴＡＵ計
算ルーチンに基づき燃料噴射が行なわれる結果、空燃比
（Ａ／Ｆ）は図９（Ｂ）に破線III で示す如く目標値で
ある理論空燃比に制御される。

【００６４】また、デポジット車の場合は壁面付着補正
量ＦＭＷは図９（Ｉ）にIIで示す如くに算出され、加速
期間の初期においてはIIａで示す如く即時補正学習値Ｋ
ＤＰＣ１が主として反映された値となり、加速期間の終
期においてはIIｂで示す如くテーリング補正学習値ＫＤ
ＰＣ２が主として反映された値となる。

【００６５】すなわち、図９（Ｉ）からわかるように、
壁面付着補正量ＦＭＷは新車の場合のＦＭＷを一律に等
倍したものではなく、加速期間の初期と終期において別
々に求めた即時補正学習値ＫＤＰＣ１とテーリング補正
学習値ＫＤＰＣ２とを別々に反映させているため、加速
期間の終期において空燃比ズレを生じ安いデポジット車
の場合でも最適な壁面付着補正量ＦＭＷを算出できる。

【００６６】このため、空燃比はデポジット車の場合で
も図９（Ｂ）に実線IVで示す如くに制御され、加速直後
においてオーバーリッチとなることはなく、また加速期
間内においてオーバーリーンとなることもない。

【００６７】なお、同じ車両でも、使用する燃料が蒸発
しにくくなるほど、特に加速直後の増量要求値が大とな
り、加速終期での増量要求値は燃料性状の相違によって
殆ど差はないが、この燃料性状の相違に対しても本実施
例によれば加速初期と加速終期とで別々に壁面付着補正
量ＦＭＷを算出しているので、最適な燃料噴射量制御が
できる。また、同じ燃料性状の燃料を使用しても、デポ
ジット量が多くなるほど、加速期間の後半に壁面付着燃
料が機関燃料室に吸入される割合が低くなるため、特に
加速終期で燃料増量要求値が大となるが、上記と同様に
本実施例によれば最適な燃料噴射量制御ができる。

【００６８】なお、本発明は加速初期の学習を燃料性状
差による学習とし、加速終期の学習をデポジット差の学
習とする実施例に限定されるものではなく、加速期間の
初期で即時補正項の学習補正を行ない、加速期間の終期
でテーリング補正項の学習補正を行なってもよい。ただ
し、加速直後に空燃比がリーンにならないよう、即時補
正項の学習を速やかに行なう必要がある。また、本発明
は減速運転時にも適用することができる。更に、前記実
施例における「期間」として、「所定クランク角」でな
く、「所定時間」としてもよい。

【００６９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、過渡運転
期間の初期と終期の夫々について別々に得た学習値か
ら、初期補正項と減衰項とを別々に算出し、これらを加
算して得た過渡補正値を燃料噴射時間に反映して空燃比
のズレを補正するようにしたため、デポジット付着量の
多少や燃料性状の相違などがあっても、空燃比のズレが
殆どない最適な燃料噴射量制御ができる等の特長を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図３】図２中のマイクロコンピュータのハードウェア
構成を示す図である。

【図４】本発明の一実施例の要部の予測吸気管圧力ＰＭ
ＦＷＤの算出ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図４に示すＰＭＦＷＤ算出ルーチンで用いるマ
ップの一例を示す図である。

【図６】図４に示すＰＭＦＷＤ算出ルーチンで用いるマ
ップの他の例を示す図である。

【図７】吸気管圧力の予測時点を説明する図である。

【図８】本発明の一実施例の要部の学習値演算ルーチン
を示すフローチャートである。

【図９】本発明の一実施例の作動を説明するタイムチャ
ートである。

【図１０】図８の学習値演算ルーチンで用いるマップの
一例を示す図である。

【図１１】本発明の一実施例の要部の壁面付着補正量Ｆ
ＭＷの演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図１２】図１１のルーチンで用いる壁面付着量ＱＭＷ
の算出用テーブルの一例を示す図である。

【図１３】図１１のルーチンで用いる即時補正係数マッ
プ値ｔＫＭＷ１Ａの算出用テーブルの一例を示す図であ
る。

【図１４】図１１のルーチンで用いる即時補正係数の水
温補正係数ｔＫＭＷ１ＡＷの算出用テーブルの一例を示
す図である。

【図１５】図１１のルーチンで用いるテーリング項の減
衰係数ＫＭＷ２の算出用テーブルの一例を示す図であ
る。

【図１６】図１１のルーチンで用いる水温補正係数ＫＴ
ＨＷＢの算出用テーブルの一例を示す図である。

【図１７】本発明の一実施例の要部の燃料噴射時間（Ｔ
ＡＵ）の計算ルーチンを示すフローチャートである。

【図１８】従来装置の作動説明用タイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １１ 吸気通路 １２ 排気通路 １３，４１ 酸素濃度検出センサ １４ 第１の学習手段 １５ 第２の学習手段 １６ 第１の算出手段 １７ 第２の算出手段 １８ 燃料噴射補正手段 １９，３２ 燃料噴射弁 ２１ マイクロコンピュータ ５０ 中央処理装置（ＣＰＵ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の過渡運転期間の初期に相当す
   る第１の期間中、該内燃機関の機関排気通路に設けた酸
   素濃度検出センサの出力値に基づいて、該内燃機関の燃
   焼室に供給される混合気の空燃比を目標値に近付けるよ
   うな第１の学習値を算出する第１の学習手段と、 前記内燃機関の過渡運転期間の終期に相当する第２の期
   間中、前記酸素濃度検出センサの出力値に基づいて前記
   空燃比を目標値に近付けるような第２の学習値を算出す
   る第２の学習手段と、 前記第１の学習手段よりの前記第１の学習値に基づいて
   初期補正項を算出する第１の算出手段と、 前記第２の学習手段よりの前記第２の学習値に基づいて
   減衰項を算出する第２の算出手段と、 前記第１及び第２の算出手段からの前記初期補正項と前
   記減衰項とを加算して得た過渡補正値を前記内燃機関の
   吸気通路の空気流に対して燃料噴射を行なう燃料噴射弁
   の燃料噴射時間に反映させる燃料噴射補正手段とを有す
   ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。