JPH0544553B2

JPH0544553B2 -

Info

Publication number: JPH0544553B2
Application number: JP2627285A
Authority: JP
Inventors: Matsuo Amano; Takao Sasayama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1993-07-06
Also published as: JPS61187552A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は内燃機関の燃料制御方法に係り、特に
リーンセンサを使用した希薄混合気燃焼制御に好
適な空燃比制御方法に関する。

〔発明の背景〕

大気汚染の防止による環境保全やエネルギー資
源の枯渇に関心が高まるにつれ、自動車用ガソリ
ンエンジンの運転状態を総合的に制御して排気ガ
スの状態を良好にし、燃費の改善が図れるように
した制御装置が望まれるようになり、そのため、
マイクロコンピユータを用い、冷却水温センサ、
排気ガス中の酸素濃度に応じた出力を出すO₂セ
ンサなどエンジンの運転状態を表わす各種のデー
タを与えるセンサからの信号を取り込み、燃料供
給量や点火時期及びアイドル回転数や排気ガス還
流量など種々の制御を行つて、常に最適なエンジ
ンの運転状態が得られるようにした、電子式エン
ジン制御装置が使用されるようになつてきた。

このようなエンジン制御装置を燃料噴射タイプ
の内燃機関に適用したシステムの一例が特開昭55
−134721号公報により提案されている。

この種の制御技術によれば、機械部品、センサ
やアクチユエータのばらつき、経時変化及び環境
変化などにより、噴射パルスが最適の空燃比状態
を得る値からずれた場合にも、排ガス中の特定成
分濃度をO₂センサで検出し、検出値に応じたフ
イードバツク制御により補正して、噴射パルスは
最適値に制御される。上記した制御は、機関の運
転状態が定常状態であるか、ゆるやかに変化して
いる状態では有効に作用するが、急激に運転状態
が変化するような過渡運転状態においては、空燃
比のフイードバツク補正が運転状態に追従できな
いため、機関の空燃比状態が最適値から大きくず
れる。このため、排ガス中の有害成分の低減を計
るための触媒コンバータの浄化効率が大幅に悪化
する。

このため、空燃比が大きくずれた場合に、噴射
パルスを最適値にする方法として学習制御が提案
されている。学習制御の一例として、特開昭57−
26229号公報がある。この方式では機関がアイド
ル運転状態にある際の排ガス中の特定成分濃度に
よつて決まる空燃比補正係数の平均値を求め、該
平均値が所定範囲内に収まるように誤差補正量を
学習制御によつて定め、機関がアイドルとは異な
る所定回転速度の運転状態にある際の排ガス中の
特定成分濃度によつて決まる空燃比補正係数の平
均値を求め、その平均値が所定範囲内に収まるよ
うな誤差補正量を学習制御により求め、アイドル
時とアイドル以外の各々の誤差補正量から回転速
度に応じて変動する成分を回転速度の関数として
求めて、全体の誤差補正量を定めている。

また、燃費向上のため、高効率燃焼による希薄
混合気燃焼が提案されている。この希薄空燃比に
制御する方法として、機関の負荷、回転数が所定
の範囲にあるとき、理論空燃比よりも熱効率が良
く、しかも排ガス中の有害成分の少ない希薄（リ
ーン）空燃比に切り換えて空燃比を制御する方法
が提案され、理論空燃比あるいはリツチ空燃比か
らリーン空燃比に切り換える場合の減速シヨツク
逆の場合の加速シヨツクをなくすために、空燃比
切り換えの境界領域にヒステリシスを与え、機関
負荷に応じて、リーン空燃比を二段階に変化させ
ていた。しかし、この様な方法では、ヒステリシ
スを付けた分だけリーン空燃比領域が狭くなつて
十分な燃費向上が得られないことや、二段階のリ
ーン空燃比を設けているために、排ガス中の有害
成分、特にNO_xの低減等の効果が得られない等
の問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明のリーン空燃比領域を広くでき、燃費向
上が得られる燃料制御方法を提供することであ
る。

〔発明の概要〕

本発明はこの目的を達成する為に、エンジン状
態がリーン空燃比領域に入つてもすぐにはリーン
空燃比フイードバツク制御には移行せず、理論空
燃比における学習を実行し、且つ所定時間を経過
後（実施例ではリーン領域に入つてエンジンが何
回転かした後、つまり設定された遅延回転数だけ
回転した後）リーン空燃比フイードバツク制御に
移行するように構成した。

これによつて、リーン空燃比領域に入つた直後
にリーン空燃比フイードバツク制御を開始した場
合に発生するオーバーシユート現象（つまり燃料
の補正がリーンになりすぎて失火してしまう現
象）を解消できる。その結果空燃比を失火限界付
近の値にまで制御でき、リーンバーン領域が広が
つて燃費が向上する。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。

第１図はエンジの制御系全体を概括的に示した
一部断面図で、吸入空気はエアクリーナ２、スロ
ツトルチヤンバ４、吸収管６を通り、シリンダ８
に供給される。シリンダ８内で燃焼したガスは、
シリンダ８から排気管１０を通り、大気中へ排出
される。

スロツトラチヤンバ４には、燃料を噴射するた
めのインジエクタ１２が設けられており、このイ
ンジエクタ１２から噴出した燃料はスロツトルチ
ヤンバ４の空気通路内で霧化され、吸収空気と混
合して混合気を形成し、この混合気は吸収管６を
通つて、吸気弁２０の開弁により、シリンダ８の
燃焼室へ供給される。

インジエクタ１２の出口近傍には絞り弁１４が
設けられている。絞り弁１４は、アクセルベダル
と機械的に連動するように構成され、運転者によ
り駆動される。

スロツトルチヤンバ４の絞り弁１４の上流には
空気通路２２が設けられ、この空気通路２２には
電気的発熱体からなる熱線式空気流量計、即ち流
量センサ２４が配設され、空気流速に応じて変化
する電気信号AFが取り出される。この発熱体
（ホツトワイヤ）からなる流量センサ２４はバイ
パス空気通路２２内に設けられているので、シリ
ンダ８からのバツクフアイア時に生じる高温ガス
から保護されると共に、吸入空気中のごみなどに
よつて汚染されることからも保護される。このバ
イパス空気通路２２の出口はベンチユリの最狭部
近傍に開口され、その入口はベンチユリの上流側
に開口されている。

インジエクタ１２には、燃料タンク３０からフ
ユーエルポンプ３２を介して加圧された燃料が常
時供給され、制御回路６０からの噴射信号がイン
ジエクタ１２に与えられたとき、インジエクタ１
２から吸入管６の中に燃料が噴射される。

吸気弁２０から吸入された混合気はピストン５
０により圧縮され、点火プラグ（図示してない）
によるスパークにより燃焼し、この燃焼は運動エ
ネルギに変換される。シリンダ８は冷却水５４に
より冷却される。この冷却水の温度は水温センサ
５６で計測され、この計測値TWはエンジン温度
として利用される。

排気管１０の集合部には、理論空燃比でオンオ
フ動作する入センサと希薄混合気領域の酸素濃度
に比例した出力を発生するリーンセンサーを一体
化したO₂センサ１４２がある。

また、図示しないクランク軸にはエンジンの回
転に応じて基準クランク角度毎に及び一定角度
（例えば0.5度）毎に基準角信号及びポジシヨン信
号を出すクランク角センサが設けられている。

このクランク角センサの出力、水温センサ５６
の出力信号TW、O₂センサ１４２の二つの出力信
号及び発熱体２４からの電気信号AFはマイクロ
コンピユータやメモリなどからなる制御回路６０
に入り、インジエクタ１２や点火コイル６２を制
御する入力となる。

さらに、スロツトルチヤンバ４には絞り弁１４
を跨いで吸気管６に連通するバイパス２６が設け
られ、このバイパス２６には開閉制御されるバイ
パスバルブ６１が設けられている。

このバイパスバルブ６１は絞り弁１４をう回し
て設けられたバイパス２６に臨ませられ、パルス
電流によつて開閉制御され、そのソフト量により
バイパス２６の断面積を変更するもので、このリ
フト量は制御回路６０の出力によつて駆動部が駆
動され制御される。即ち、制御回路６０によつて
駆動部の制御のため開閉周期信号が発生され、駆
動部はこの開閉周期信号によつてバイパスバルブ
６１のソフト量を調節する。

EGR制御弁９０は排気管１０と吸気管６との
間の通路を制御し、排気管１０から吸入管６への
EGR量が制御される。

従つて、第１図のインジエクタ１２を制御して
空燃比（Ａ／Ｅ）制御と燃料増量及び減量制御と
を行い、バイパスバルブ６１とインジエクタ１２
によりアイドル時のエンジン回転数制御（ISC）
を行うことができ、さらにEGR量の制御を行な
うことができる。

第２図はマイクロプロセツサを用いた制御回路
６０の全体構成図で、セントラル・プロセツシン
グ・ユニツト１０２（以下CPUと記す）とリー
ド・オンリ・メモリ１０４（以下ROMと記す）
とランダム・アクセス・メモリ１０６（以下
RAMと記す）と入力回路１０８とから構成され
ている。上記CPU１０２はROM１０４内に記憶
された各種のプログラムにより、入出力回路１０
８からの入力データを演算し、その演算結果を再
び入出力回路１０８へ戻す。これらの演算に必要
な中間的な記憶はRAM１０６を使用する。CPU
１０２，ROM１０４，ROM１０６、入出力回
路１０８間の各種データのやり取りはデータ・バ
スとコントロール・バスとアイドル・バスからな
るバスライン１１０によつて行なわれる。

入出力回路１０８には第１のアナログ・デイジ
タル・コンバータ１２２（以下ADC１と記す）
と第２のアナログ・デイジタル・コンバータ１２
４（以下ADC２と記す）と角度信号処理回路１
２６と１ビツト情報を入出力する為のデイスクリ
ート入出力回路１２８（以下DIOと記す）との入
力手段を持つ。

ADC１にはバツテリ電圧検出センサ１３２
（以下VBSと記す）と冷却水温センサ５６（以下
TWSと記す）と大気温センサ１３６（以下TAS
と記す）とλセンサ１４３（以下λSと記す）と
スロツトルセンサ１４０（以下θTHSと記す）と
リーンセンサ１４４（以下LEANSと記す）との
出力がマルチ・プレクサ１６２（以下MPXと記
す）に加えられ、MPX１６２により、この内の
２つを選択してアナログ・デイジタル・変換回路
１６４（以下ADCと記す）へ入力する。ADC１
６４の出力であるデイジタル値はレジスタ１６６
（以下REGと記す）に保持される。

また流量センサ２４（以下AFSと記す）は
ADC２・１２４へ入力され、アナログ・デイジ
タル・変換回路１７２（以下ADCと記す）を介
してデイジタル変換されレジスタ１７４（以下
REGと記す）へセツトされる。

角度センサ１４６（以下ANGLSと記す）から
は基準クランク角、例えば180゜クランク角（４気
筒の場合）を示す信号（以下REFと記す）と微
少角、例えば１度クランク角を示す信号（以下
POSと記す）とが出力され、角度信号処理回路
１２６へ加えられ、ここで波形整形される。

DIO１２８には絞り弁１４が全閉位置に戻つて
いるときに動作するアイドル・スイツチ１４８
（以下IDLE−SWと記す）とトツプ・ギア・スイ
ツチ１５０（以下TOP−SWと記す）とスター
タ・スイツチ１５２（以下START−SWと記す）
とが入力される。

次にCPUの演算結果に基づくパルス出力回路
及び制御対象について説明する。インジエクタ制
御回路１１３４（以下INJCと記す）は演算結果
のデイジタル値をパルス出力に変換する回路であ
る。従つて燃料噴射量に相当したパルス幅を有す
るパルスINJがINJC１１３４で作られ、ANDゲ
ート１１３６を介してインジエクタ１２へ印加さ
れる。

点火パルス発生回路１１３８（以下IGNCと記
す）は点火時期をセツトするレジスタ（以下
ADVと記す）と点火コイルの一次電流通電開始
時間をセツトするレジスタ（以下DWLと記す）
とを有し、CPUよりこれらデータがセツトされ
る。セツトされたデータに基づいてパルスIGN
を発生し、点火コイルに一次電流を供給するため
の増幅器６２へANDゲート１１４０を介してこ
のパルスIGNを加える。

バイパスバルブ６１の開弁率は制御回路（以下
ISCCと記す）１１４２からANDゲート１１４４
を介して加えられるパルスISCによつて制御され
る。ISCC１１４２はパルス幅をセツトするレジ
スタISCDとパルス周期をセツトするレジスタ
ISCPとを持つている。

EGR制御弁９０を制御するEGR量制御パルス
発生回路１１７８（以下EGRCと記す）にはパル
スのデユーテイを表わす値をセツトするレジスタ
EGRDとパルスの周期を表わす値をセツトするレ
ジスタEGRPとを有している。このEGRCの出力
パルスEGRはANDゲート１１５６を介してトラ
ンジスタ９０に加えられる。

また、１ビツトの入出力信号は回路DIO１２８
により制御される。入力信号としてはIDLE−
SW信号、START−SW信号、TOP−SW信号が
ある。また、出力信号としては燃料ポンプを駆動
するためのパルス出力信号がある。このDIOは端
子を入力端子として使用するかを決定するための
レジスタDDR１９２と、出力データをラツチす
るためのレジスタDOUT１９４とが設けられて
いる。

モードレジスタ１１６０は入出力回路１０８内
部の色々な状態を指令する命令を保持するレジス
タ（以下MODと記す）であり、例えばこのモー
ドレジスタ１１６０に命令セツトすることにより
ANDゲート１１３６，１１４０，１１４４，１
１５６を総て動作状態にさせたり、不動作状態に
させたりする。このようにMODレジスタ１１６
０に命令をセツトすることにより、INJCや
IGNC，ISCCの出力の停止や起動を制御できる。

DIO１２８にはフエーエル・ポンプ３２を制御
するための信号DIO１が出力される。

まず、第１図及び第２図で示したEECでは、
インジエクタ１２による燃料の噴射が、エンジン
の回転に同期して周期的に断続して行なわれ、燃
料噴射量の制御は、１回の噴射動作におけるイン
ジエクタ１２の開弁時間、つまり噴射時間T_iの制
御によつて行なわれている。

そこで、本発明の一実施例では、この噴射時間
T_iを次のように定めている。

T_i＝α・T_p・K_l・（１＋β）・１／λ・COEF＋T_s ……(1) T_p＝ｋ・Q_A／Ｎ ……(2) ここで、ｋ；インジエクタによつて決まる係数 T_p；基本燃料噴射時間 α；空燃比補正係数 β；リーンフイードバツク操作量 K_l；学習係数 λ；空気過剰率 COEF；各種補正係数の和 Q_A；吸入空気流量Ｎ；エンジン回転数 T_s；バツテリ電圧補正時間すなわち、エンジンの吸入空気流量Q_Aと回転
数Ｎから(2)式により基本燃料噴射時間T_pを定め、
大まかに理論空燃比（Ａ／Ｆ＝14.7）が得られる
ようにし、O₂センサ１４２の信号λS１４３によ
り空燃比補正係数αのフイードバツク制御による
空燃比の補正を行ない、さらに正確な理論空燃比
を得られるようにした上で、さらに学習係数K_lに
よつて、空燃比制御に関係する各種アクチユエー
タやセンサの特製のばらつきや経年変化の補正を
行なわせるようにする。

リーン空燃比領域では、空気過剰率λの設定と
LEANS１４４によるリーンフイードバツク操作
量βによる制御を行う。

まず、学習係数K_lについて説明する。λセンサ
λS１４３は排ガス中の酸素の有無に応じて、二
値信号（高、低レベル電圧）を出力する。この二
値信号に基づいて、空燃比補正係数αをステツプ
的に増減し、その後、漸増又は漸減して空燃比制
御を行うことは周知である。λセンサの出力信号
λS１４３によつて、空燃比のリツチ又はリーン
を検出して動く空燃比補正係数αの状態を第３図
に示す。

ここで、λセンサの信号が反転したときの空燃
比補正係数αで、空燃比がリーンからリツチに変
化した時点での極値をα_nax、リツチからリーンに
変化した時点での極値をα_nioとする。ここで、空
燃比補正係数の最大値α_naxが上限値（UL）を越
えているか、又は、最小値α_nioが下限値（LL）
より下にあるときに、空燃比補正係数値1.0から
の偏差K_lを学習量とする。この学習量K_lの演算は
λセンサ１４３によるフイードバツク補正を行つ
ている全領域で実施する。

第４図に、学習量K_lを書き込むテーブルを示
す。このテーブルは基本燃料噴射時間T_pとエン
ジン回転数Ｎとで決まる分割点にK_lを書き込むよ
うにしている。この学習タイミングは、分割点が
変らないときで、空燃比補正係数の最大値α_nax、
最小値α_nioが上限値又は下限値の範囲外にあると
きの回数がｎ回になつたときに行う。この第４図
に示すテーブルを学習マツプと定義する。第４図
に示すような分割領域毎に学習を行うが、学習マ
ツプの全領域にわたつて学習することはない。こ
のため、未学習の分割領域は学習している領域を
参考にして作成する必要がある。この作成法につ
いて説明する。

第５図に学習マツプ作成のために、学習マツプ
の分割領域と同じ領域数を持つバツフアマツプと
比較マツプの構成を示す。

第６図に学習マツプ作成ルーチンをブロツク図
で示す。(1)では、学習マツプと比較マツプは全て
クリアされており、バツフアマツプに学習量を書
き込んで行く。但し、この時点では、バツフアマ
ツプに二重書き込みはしない。(2)でバツフアマツ
プの書き込み個数がＣ個になつたら、バツフアマ
ツプの内容を比較マツプに転送し、(3)でバツフア
マツプに書き込んであるＣ個の内容を参考にし
て、バツフオマツプの未学習の領域を作成し、そ
の内容を学習マツプに転送する。(4)では比較マツ
プの内容をバツフアマツプに再転送する。この時
点から、燃料噴射時間の計算に学習マツプの学習
量K_lの値を使用する。(5)以降では、学習値を学習
マツプとバツフアマツプの両方に書き込み、バツ
フアマツプと比較マツプの内容を比較する。この
比較した内容の違いが、ある個数になると、(6)に
おいて、(2)から(4)までのルーチンを繰り返し行う
ことになる。

次に学習係数（学習量）K_lの学習ルーチンの一
実施例を第７図によつて説明する。このフローチ
ヤートにしたがつた処理はエンジン始動後、ステ
ツプ300からステツプ338まで、所定の周期で繰り
返される。まず、ステツプ302でO₂フイードバツ
ク制御に入つているか否かを判定し、結果がYes
の場合はステツプ304に進む。結果がNoの場合は
ステツプ338に進む。ステツプ304では、O₂セン
サの信号がλ＝１（理論空燃比Ａ／Ｆ＝14.7）を
よぎつたか否かを判定する。結果がNoの場合は
ステツプ338に向い、周知の積分処理（図示せず）
を行うことになる。結果がYesなら、ステツプ
306に進み、O₂センサの反転状態をチエツクす
る。空燃比がリーンからリツチになつたら、ステ
ツプ308に進み、空燃比補正係数の最大値α_naxが
上限値以上かをチエツクし、上限値以上ならステ
ツプ310で、α_naxと１との偏差を学習量K_lとする。
一方、ステツプ306で空燃比がリツチからリーン
になつたら、ステツプ312に進み、空燃比係数の
最小値α_nioが下限値以下かをチエツクし、下限値
以下なら、ステツプ314でα_nioと１との偏差を学
習量K_lとする。ステツプ310、314からステツプ
316に進む。ステツプ316では、第４図に示すエン
ジン回転数の回転軸と燃料噴射時間の負荷軸より
学習マツプの分割点を計算する。ステツプ318で
は、一周期前に計算した分割点と今回の分割点が
変化しているかどうかを見る。分割点が変化して
いない場合は、ステツプ320でカウンタをインク
リメントする。ステツプ322では、カウンタがｎ
になつたらステツプ324で、バツフアマツプの分
割点の値をK_lに加算し、リミツタチエツクする。
ステツプ326で学習マツプを作成中ならステツプ
336に進む。作成中でないなら、ステツプ328で最
初の学習マツプ作成が完了のチエツクを行う。完
了していれば、ステツプ330で学習マツに学習値
K_lを格納し、空燃比補正係数αを1.0にする。最
初の学習マツプ作成が完了していないならば、ス
テツプ332でバツフアマツプの分割領域は既に学
習しているなら、二重書き込しないで、ステツプ
336に進む。学習していないなら、ステツプ334で
バツフアマツプに学習値K_lを格納し、ステツプ
334でカウンタをクリヤする。

このようにして、ザソリンエンジンなど内燃機
関における燃料制御方式に係り、特に、燃料制御
系のセンサ、アクチユエータなどの特性のばらつ
きや経年変化に対して特別な調整を要せずに常に
標準的な特性が得られる。

学習量K_lは空燃比補正係数の最大値α_nax、最小
値α_nioの1.0から偏差で説明しているが、これに限
定するものではなく、最大値α_naxで1.02からの偏
差、最小値α_nioでは0.98からの偏差でもよい。

次に、第６図で説明した学習マツプの作成ルー
チンを第８図のフローチヤートによつて説明す
る。ステツプ350で、最初の学習マツプを作成し
たか否かを判定する。作成がまだなら、ステツプ
354に進み、バツフアマツプの書き込み個数のチ
エツクを行う。個数がｍ個になつたら、ステツプ
356に進むが、ｍ個に達しないなら、ステツプ370
に向う。ステツプ350で最初の学習マツプを作成
したなら、ステツプ352でバツフアマツプと比較
マツプのデータの違いをチエツクする。バツフア
マツプと比較マツプでその内容にｌ個の違いがあ
るなら、ステツプ356に進み、定常学習マツプの
作成を行う。その内容にｌ個の違いがないから、
ステツプ370に向う。

ステツプ356で、マツプ作成中のフラゲをセツ
トし、学習結果の書き込みを禁止する。ステツプ
358で、バツフアマツプの内容を比較マツプに転
送し、ステツプ360で、バツフアマツプを使用し
て、定常学習マツプの作成を行う。ステツプ362
で、作成したバツフアマツプの内容を学習マツプ
に転送し、ステツプ364で、比較マツプの内容を
バツフアマツプに転送する。ステツプ366で学習
マツプを作成したというフラグをセツトする。こ
のフラグは、ステツプ350での判定に使用する。
ステツプ368では、ステツプ356でセツトした、マ
ツプ作成中フラグをリセツトする。

第９図は、本発明に使用するリーンセンサの特
性を示す。空気過剰率λとリーンセンサの出力電
圧は図に示すような比例関係がある。

第１０図はエンジン回転数とエンジ負荷によつ
て定義される運転状態図を示す。ここで、λ＞１
の領域はリーンバーン領域であるが、λ＝１の領
域でもある。λ＝１の領域はλセンサによるフイ
ードバツク領域であるので、学習処理を行うこと
になる。先に説明した第４図の学習マツプはエン
ジン回転数とエンジン負荷で定義しているので、
この学習マツプを利用してλ＞１のリーンバーン
領域の設定も合わせて行うことができる。

第１１図は本発明の一実施例を示す学習ルーチ
ンを示す。第７図に示す学習ルーチンにステツプ
3351とステツプ3352を追加したものである。ステ
ツプ3351は希薄燃焼前処理フラグがセツトされて
いれば、ステツプ3352で学習フラグをセツトして
ステツプ336に進む。希薄燃焼前処理フラグは第
１２図で説明するが、リーンバーン領域に入るた
びにセツトし、ステツプ3352の学習フラグのセツ
トを確認して、所定のリーン空燃比の運転に入る
ことになる。これらのステツプを入れることによ
り、リーンバーン領域に移行する前に、常にλ＝
１の学習処理を行うことになる。

第１２図は本発明の燃料演算ルーチンを示す。
ステツプ402はλ＝１における学習マツプ作成が
完了して、燃料の演算に学習値K_lが使用可能かど
うかをチエツクする。使用可能な場合はステツプ
404以降のリーンバーン領域移行の前処理を行う。
ステツプ404では、加減速の判定を行う。リーン
パーン領域からの加減速はすみやかにリツチ領域
（λ≦１）にする必要がある。加減速でないなら、
ステツプ406に進み、リーンバーン領域とリツチ
領域の切り換え時に生ずるシヨツクなくすために
遅延時間がセツトされているかどうか判定を行
う。この遅延時間のセツトは、リーンバーン領域
からリツチ領域に変更したときに行う。（ステツ
プ490）セツトした遅延時間が経過しているなら、
ステツプ408で、第１０図に示すリーンバーン
（希薄燃焼）領域のチエツクを行い、リーンバー
ン領域なら、ステツプ410で希薄燃焼前処理フラ
グをセツトする。このフラグは第１１図のステツ
プ3351で使用する。ステツプ412では、第１１図
のステツプ3352でセツトする学習フラグを見て、
現時点での学習チエツクを行う。学習済ならステ
ツプ414でリーンバーン制御フラグのチエツクを
行う。リーンバーン制御フラグがされていないな
ら、ステツプ416で、(1)式に示す空気過剰率λの
セツト行い、空燃比補正係数αを1.0にする。ス
テツプ418では、セツトした空気過剰率λに対応
するリーンセンサの出力電圧（第９図）を設定す
る。この設定電圧になるように、リーンセンサの
フイードバツク制御（第１３図で説明）を行う。
ステツプ420では、希薄燃焼制御遅延回転数をセ
ツトする。これは、エンジンには大きなむだ時間
を持つているので、制御性の上で有効に作用す
る。すなわち、遅延回転数をセツトすることによ
り、設定空燃比のオーバシユートをなくし、整定
時間を最小にした制御ができ、失火限界空燃比付
近まで空燃比を設定できる。ステツプ422で希薄
燃焼制御フラグをセツトして、リーンバーン領域
移行の前処理を行う。ステツプ414で、希薄燃焼
制御フラグがセツトされていれば、ステツプ416
から422までをスキツプし、ステツプ424で燃焼噴
射時間の計算を実行する。

ステツプ402で学習マツプが未作成なら、ステ
ツプ424では、λ≦１のリツチ領域の燃焼演算を
行うことになる。又、ステツプ404で加減速なら、
ステツプ426で加速補正処理を行い、ステツプ428
で希薄燃焼制御フラグがセツトされていれば遅延
時間をセツトし、このフラグがセツトしていない
なら（加減速の前にリーンバーン制御をしていな
い）スキツプして、ステツプ432で希薄燃焼前処
理フラグとリセツトし、ステツプ434で学習フラ
グをリセツトする。これからステツプ436で希薄
燃焼制御フラグをリセツトし、ステツプ438で空
気過剰率λを1.0にし、ステツプ440でリーンフイ
ードバツク操作量βを０にする。ステツプ442で
積分ワークエリアをクリア（第１３図で説明）
し、ステツプ424に進む。

ステツプ406で遅延時間がセツトされていれば
ステツプ436に進み、リツチ処理λ≦１を遅延時
間が０になるまで続ける。又、ステツプ408でリ
ーンバーン領域でないか、あるいはリーンバーン
領域でなくなつたら、ステツプ428に進む。

ステツプ412では、リーンバーン領域でも、現
時点での学習をしていないから、ステツプ436に
進む。

これにより、リーンバーン領域に入つたら、そ
の前にλ＝１の学習処理を行い、次に、遅延回転
数が経過してからリーンバーン制御を行い、リー
ンバーン領域になつたら、遅延時間をセツトして
空燃比切り換え時のシヨツクをなくすようにした
リーンバーン制御が行えることになる。

さて、(1)式に示すリーンフイードバツク操作量
βは差分形の比例積分制御方式から計算される。

β＝Ｋ｛e_o＋Στ／T_Ie_o｝ ……(3) ここでＫ：比例デザイン τ：サンプリング周期 T_I：積分時間 e_o：偏差 (3)式より、 β＝Ke_o＋ΣK_Ie_o ……(4) 但し K_I＝K〓／T_I ……(5) リーンフイードバツク操作量βは(4)式により計
算され、比例ゲインＫ、積分時間T_I、サンプリ
ング周期τはエンジンのむだ時間や時定数から決
定される。

次に、第１３図でリーンフイードバツク操作量
βの演算フローを説明する。ステツプ502で、第
１２図のステツプ422でセツトする希薄燃焼制御
フラグはセツトされたかどうかをチエツクし、セ
ツトされていれば、ステツプ504で遅延回転数が
０ならステツプ508以降の演算を行う。ステツプ
508では、リーンセンサの出力電圧の取込を行い。
ステツプ510でリーンセンサの出力電圧と設定電
圧との偏差e_oを計算し、ステツプ512で(4)(5)式に
示すK_Iと偏差e_oの積を行う。ステツプ514で(4)の
第２項の演算のため、ステツプ512のK_I・e_oの量
を積分ワークに加算する。ステツプ516で加算さ
れた積分ワークの上下限チエツクを行う。ステツ
プ518で(4)式第１項の比例ゲインと偏差e_oの積を
行い、ステツプ520で(4)式のリーンフイードバツ
ク操作量βの計算を実行し、ステツプ522で上下
限リミツトチエツクを行う。ステツプ524で(1)式
に示す（１＋β）項の演算を行う。

以上の本発明によるプログラムを実行処理する
ことにより、本発明の目的が達成されることにな
る。

本発明の実施例は第１図に示すようにインジエ
クタ１２の燃料量を少なくすることによりリーン
バーン制御を行うが、本発明はこれに限定するも
のではなく、エアクリーナ２から吸気管６にバイ
パスするような空気量制御方式でも本発明を実施
できる。

以上詳述したように、本実施例の空燃比制御方
法は、内燃機関の機関負荷とエンジン回転数に応
じて、空燃比をリツチ空燃比および理論空燃比か
らリーン空燃比に切り換える空燃比制御方式にお
いて、リーン空燃比領域に入つたら、λセンサを
使用した学習処理を行うと共に、リーンフイード
バツク制御に入る前に遅延回転数を設け、又、リ
ーン空燃比領域から加減速運転やリーン空燃比領
域外になつたら遅延時間を設定することに特徴が
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リーン空燃比領域にヒステリ
シスを設けることなく、又、常に学習処理をする
ので機関の経年変化を遂次補償して、リーンセン
サのフイードバツク制御をリーン空燃比領域に入
つた後、所定時間経過後に開始するように構成す
ることにより、失火限界付近まで空燃比を設定で
きるので、その分燃費が向上し排ガス中なNO_x
の発生も低く抑える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するエンジンの構成図、
第２図は制御回路を示す図、第３図はλセンサに
よる空燃比補正係数αの動き、第４図は学習マツ
プの構成図、第５図は学習、バツフア及び比較マ
ツプの配置図、第６図は各マツプの実行処理を示
すブロツク図、第７図は学習処理プログラムのフ
ローチヤート、第８図は学習マツプ作成プログラ
ムを示すフローチヤート、第９図はリーンセンサ
の特性図、第１０図は空燃比領域図、第１１図は
本発明の実施例を示す学習処理プログラムのフロ
ーチヤート、第１２図は本発明の燃料演算処理プ
ログラムを示すフローチヤート、第１３図は本発
明のリーンフイードバツク処理プログラムを示す
フローチヤートを示す。１２……インジエクタ、２４……流量センサ、
６０……制御回路、１４２……O₂センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃機関の運転パラメータに応じて空燃比を
少なくとも通常空燃比とリーン空燃比とに切り替
えて制御する方法において以下のステツプから構
成されていることを特徴とするエンジンの空燃比
制御方法、 (a) O2センサの出力に基づいて、空燃比を前記
通常空燃比近傍に維持するように通常フイード
バツク制御し、このフイードバツク制御に用い
られる空燃比補正係数に基づいて学習係数を演
算する第１のステツプ（300〜338）、 (b) 前記通常空燃比の制御と前記リーン空燃比の
制御のいずれか一方を選択する第２のステツプ
（400〜410、3351）、 (c) 第２のステツプで前記リーン空燃比の制御が
選択された後に、前記学習係数が既に演算され
ているかを判断する第３のステツプ（412、
3352）、 (d) 第３のステツプで前記学習係数が既に演算さ
れていると判断された後に、前記リーン空燃比
の制御が選択されてから所定時間が経過してい
るか判断する第４のステツプ（504、506）、 (e) 第４のステツプで所定時間が経過していると
判断された際は、リーンフイードバツク制御を
実行すると共に前記学習係数に基づいて空燃比
がリーンとなるように燃料噴射量を演算する第
５のステツプ（508〜524）。