JPH07180580A

JPH07180580A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH07180580A
Application number: JP32855693A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Sato; 立男佐藤; Yoshio Takahashi; 芳雄高橋; Masayoshi Nishizawa; 公良西沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料の切換時にも空燃比の適切な補正を可能
として、燃焼の安定性を向上させる。【構成】排気検出手段５０の出力に基づいて目標空燃
比と一致するように燃料供給量を演算するフィードバッ
ク制御手段５１と、少なくとも重質燃料と軽質燃料との
燃料性状に応じた特性に従って壁流補正量を算出する手
段５２と、この壁流補正量に基づいて前記燃料供給量を
補正する手段５３と、この補正燃料量をエンジンの吸気
管に供給する手段５４と、前記空燃比のフィードバック
制御をしないエンジンの特定運転状態を検出する手段５
５と、燃焼のばらつきを検出する手段５６と、前記特定
運転状態時にこの燃焼のばらつきに基づいてエンジン安
定限界の空燃比になるように燃料量を制御する手段５７
と、この燃焼のばらつきに対応した制御係数に基づいて
前記壁流補正量を修正する手段５８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの空燃比制御装
置に関し、とくに燃料の性状による空燃比の変動を補正
するものである。

【０００２】

【従来の技術】とくにガソリンエンジンのように、燃焼
室に直接ではなく、吸気管に燃料を供給し、空気と予混
合するエンジンにあって、加減速時など、吸気管の内壁
に付着した燃料の壁流分の変動によって、実際にエンジ
ンに供給される空燃比が大きく変化し、動力性能や排気
組成に大きな影響を与えることがある。

【０００３】このため、特開平４−１３４２３７号公報
や特開平４−２２４２５５号公報にもあるように、予め
壁流分を学習により、空燃比の補正項として取り込んで
おくことで、空燃比のフィードバック制御の安定性と応
答性を高め、過渡運転時にも排気組成等を良好に維持す
るようにしている。

【０００４】この場合、燃料の壁流分は、エンジンの暖
機状態によって変動し、低温時に比べて高温時には壁流
分が減少する。したがって、壁流分の学習値は、エンジ
ンの冷却水温等をパラメータとして変化し、空燃比のフ
ィードバック制御における補正要素としての学習値は、
低温時ほど大きな値になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンに
供給される燃料の種類として、重質燃料と軽質燃料とが
あり、軽質燃料は重質燃料に比べて蒸発しやすく、軽質
燃料の供給時には相対的に壁流分が減少する傾向にあ
る。

【０００６】したがって、燃料を切換えたときには、切
換前の燃料を基準とした学習値を採用すると、実際の空
燃比が要求される空燃比からずれることがあり、とくに
学習を行う条件が、空燃比制御の安定性を維持する目的
から、エンジンの特定の運転条件に制限されている関係
で、燃料の切換直後に学習が進まず、この間、適正な壁
流補正ができないことがあった。

【０００７】本発明はこのような問題に対して、燃料の
切換時にも空燃比の適切な補正を可能として、燃焼の安
定性を向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで第１の発明は、図
１に示すように、排気中の酸素濃度を測定する排気検出
手段５０と、排気検出手段５０の出力に基づいて目標空
燃比と一致するように燃料供給量を演算するフィードバ
ック制御手段５１と、少なくとも重質燃料と軽質燃料と
の燃料性状に応じた特性に従って吸気管の内壁に付着す
る燃料量に応じた壁流補正量を算出する手段５２と、こ
の壁流補正量に基づいて前記燃料供給量を補正する手段
５３と、この補正燃料量をエンジンの吸気管に供給する
手段５４とを備えたエンジンの空燃比制御装置におい
て、前記空燃比のフィードバック制御をしないエンジン
の特定運転状態を検出する手段５５と、燃焼のばらつき
を検出する手段５６と、前記特定運転状態時にこの燃焼
のばらつきに基づいてエンジン安定限界の空燃比になる
ように燃料量を制御する手段５７と、この燃焼のばらつ
きに対応した制御係数に基づいて前記壁流補正量を修正
する手段５８とを備える。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、燃料
タンクのフィラーキャップの脱着を検出する手段６０
と、フィラーキャップの脱着が検出されないときはエン
ジン停止時の壁流補正量の修正値を記憶し、これを再始
動時の修正値として出力する手段６１を備える。

【００１０】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、燃料タンクのフィラーキャップの脱着を検出する
手段６０と、フィラーキャップの脱着が検出されたとき
には重質燃料の特性に基づいて算出した壁流補正量を修
正値として出力する手段６２とを備える。

【００１１】第４の発明は、第１から第３の発明におい
て、前記壁流補正量の修正手段５８が、燃焼のばらつき
に対応した制御係数に基づいて算出した補間係数を用
い、重質燃料と軽質燃料とに対応した特性から補間計算
により壁流補正量の修正値を算出する。

【００１２】

【作用】第１の発明では、エンジンの特定運転状態のと
きに、燃焼のばらつきに基づき安定限界制御が行われ
る。この場合、供給される燃料が、軽質燃料では壁流分
が少なく、重質燃料では壁流分が増え、同一の燃料量を
供給したときでも、実際に燃焼室で燃焼する燃料量は燃
料性状によって相違し、燃焼の安定性が変動する。した
がって、この変動率制御により算出される制御係数は、
同一の運転条件（例えば温度条件が同一）ならば、壁流
分の大小に対応、すなわち燃料の性状に対応したものと
なる。このため、重質燃料と軽質燃料との特性に基づい
て設定された壁流補正量を、この燃料性状に対応して修
正することにより、燃料に応じた適正な壁流補正量を求
めることができ、給油により燃料の切換があったとして
も、常に空燃比を精度よく目標値に制御し、排気組成の
改善が図れる。

【００１３】第２の発明では、フィラーキャップの脱着
がないときは、同一燃料が使用されているものと判断
し、前回の壁流補正量の修正値を用いて制御に入るの
で、再始動の直後から、直ちに精度の高い空燃比制御を
行える。

【００１４】第３の発明では、燃料の給油があったとき
は、燃料の切換を予測し、かつ重質燃料の特性にしたが
って壁流補正量を用いるので、仮に、軽質燃料が給油さ
れていたとしても、実際にエンジンに供給される燃料が
不足することがなく、安定した燃焼を確保できる。

【００１５】第４の発明では、燃料として、重質燃料と
軽質燃料とが交ざった状態でも、これら間の特性にした
がって、適正な壁流補正量を算出することができ、適正
な空燃比の制御が行える。

【００１６】

【実施例】図２は本発明の実施例を示すもので、エンジ
ン本体１には吸気管３が接続され、エアクリーナ２から
の吸入空気が、絞弁８の開度に応じてエンジン本体１に
供給される。吸気管３には絞弁８の下流に位置して燃料
噴射弁４が設けられ、後述するようにして、吸入空気量
に応じて燃料が噴射される。エンジン本体１の排気管５
には排気中のＣＯ，ＨＣを酸化すると共に、ＮＯを還元
する三元触媒６が設置される。

【００１７】エンジン本体１に供給される燃料量を制御
するためのコンロールユニット２０が備えられ、このコ
ンロールユニット２０には、吸入空気量を検出するエア
フローメータ７からの信号Ｑａ、絞弁８の開度を検出す
る絞弁開度センサ９からの信号ＴＶＯ、エンジン回転数
を検出するクランク角センサ１０からの信号Ｎ、エンジ
ン冷却水温を検出する水温センサ１１からの信号Ｔｗ、
さらには排気中の酸素濃度を検出する排気センサ１２か
らの信号Ｖｓがそれぞれ入力し、さらにまた、エンジン
の始動状態を検出するスタートスイッチ１３からの信号
と、燃料タンクのフィラーキャップの脱着を検出するフ
ィラーキャップ脱着検出センサ１４からの信号も入力
し、これらの各信号に基づいて、運転状態に応じた目標
空燃比となるように、燃料噴射弁４に制御信号Ｓｉを出
力し、エンジンに供給される燃料量を制御する。この場
合、通常の運転時には、排気センサ１２の出力に基づい
て、空燃比のフィードバック制御により、目標空燃比と
なるように燃料の供給量が制御されるが、始動後、暖機
が完了するまでの間など、クランク角センサ１０からの
出力に基づいて、燃焼のばらつきを表す燃焼圧力変動率
または回転変動率が一定の範囲に収まるように、空燃比
を安定限界に制御し、このときに求めた制御係数に基づ
いて、燃料の壁流補正量を算出し、燃料の性状が異なっ
ても、常に適正な空燃比の学習制御を行うようになって
いる。

【００１８】なお、コンロールユニット２０は、ＣＰＵ
２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３及びＩ／Ｏポート２４な
どからなる、マイクロコンピュータで構成される。

【００１９】コンロールユニット２０で実行される上記
した制御動作のうち、まず、燃料噴射量を算出する基本
動作について、図３によって説明する。

【００２０】ステップ１でスタートスイッチ１３がＯＮ
からＯＦＦになったかどうか、つまりスタート動作が完
了した直後かどうかを判断し、完了直後ならば、ステッ
プ２〜７に進む。つまり、空燃比のフィードバック制御
のフラグＮ１＝０とし、空燃比の燃焼圧力変動率または
回転変動率による安定限界制御のためのカウンタＮ２＝
０とし、また、カウンタＮ３の設定定数ＮＶとしてＮＶ
Ｏをセットした上で、ステップ５において、燃料タンク
のフィラーキャップが外されたかどうかを判断する。後
述するように、フィラーキャップが外されたときは、そ
れまでと性状の異なる重質燃料か軽質燃料のいずれか
が、給油されたものとみなして、前記変動率に基づく安
定限界制御の制御係数βを、重質燃料を基準とした値、
つまりβ＝１．０にセットし、これに対してフィラーキ
ャップが外されないときは、燃料がそれまでと変わらな
いものとみなして、β＝βｍとして、記憶されていた前
回制御時の安定限界制御の制御係数βｍを用いる。

【００２１】そして、ステップ８に移るが、ステップ８
のサブルーチンＡとは、図４、図５に示すルーチンであ
り、ここでは、排気センサ出力に基づく空燃比のフィー
ドバック制御（ラムダコントロール）時と、燃焼圧力ま
たは回転変動率による安定限界制御（変動率フィードバ
ック制御）時の、それぞれの制御係数αとβを算出する
もので、燃焼圧力または回転変動率によるフィードバッ
ク制御は、燃料の性状が、重質または軽質に切換わった
ときの壁流分の変化に対応する補正値（壁流補正量）を
求めるためのもので、重質と軽質燃料が混ざっている状
態でも適正な補正値を算出し、この算出した補正値は学
習値として記憶され、燃料が切換えられない間は、エン
ジン停止時に格納されていた学習値が、次の始動時に用
いられる。

【００２２】図４、図５において、ステップ２１では、
運転状態が、排気センサ１２の出力に基づいて空燃比を
フィードバック制御（ラムダコントロール）しているか
どうかを判定する。この判定は、排気センサ１２による
フィードバック制御が開始される前のアイドルかどうか
を判断することにより行う。

【００２３】フィードバック制御中ならば、ステップ２
２で排気センサ１２の出力ＯＳＲＩ（酸素濃度）をデジ
タル変換して取り込み、ステップ２３でこれを所定のス
ライスレベルＳＬと比較し、スライスレベルＳＬ以下の
ときは、空燃比がリーンであると判断し、フラグＦ＝０
とし、また以上のときは、空燃比がリッチであると判断
し、フラグＦ＝１とする（ステップ２４，２５）。

【００２４】ステップ２６ではフラグＦ＝１から反転し
たかどうかを判断し、反転したときは、ステップ２７に
進み、フラグＦ＝０かどうかを見る。もし、フラグＦ＝
０ならば、空燃比がリッチからリーンに変わったものと
判断し、ステップ２９に進み、空燃比の制御係数αを、
α＝α＋Ｐ_Lとして、Ｐ・Ｉ（比例積分）制御の比例分
を加え、空燃比を目標値（理論空燃比）に向けてステッ
プ的に濃くする補正を行う。これに対して、ステップ２
７でフラグＦ＝０でないときは、リーンからリッチに切
換わったものと判断し、ステップ３０でα＝α−Ｐ_Rと
して、空燃比を目標値に向けてステップ的に薄くする。

【００２５】一方、ステップ２６でフラグＦ＝１が反転
しないとき、つまり、前の状態が継続しているときは、
ステップ２８でフラグＦ＝０かどうかを判断し、もしそ
うならば、継続して空燃比がリーンであるから、ステッ
プ３１でα＝α＋Ｉ_Lとして、積分分を加えながら、空
燃比を徐々に目標値に向けて濃くしていく。

【００２６】これに対して、ステップ２８でフラグＦ＝
０でないときは、ステップ３２に移り、α＝α−Ｉ_Rと
して、空燃比を徐々に薄くなるように補正する。

【００２７】このようにして、検出した酸素濃度に基づ
いてフィードバック制御係数αを補正したら、次にステ
ップ３３で、回転変動率に基づく安定限界制御の制御定
数βを、β＝１．０とする。これは、酸素濃度に基づい
ての空燃比のフィードバック制御時（ラムダコントロー
ル時）には、燃焼圧力または回転変動率に基づく安定限
界制御を行わないためで、βの値をβ＝１．０に固定す
る。

【００２８】そして、ステップ３４でフラグＮ１＝１と
して、空燃比フィードバック制御中（ラムダコントロー
ル中）であることを指示する。なお、現在までラムダコ
ントロールをしていないときは、フラグＮ１＝０とす
る。

【００２９】これに対して、前記ステップ２１で、空燃
比フィードバック中ではないと判断したとき、つまり、
ラムダコントロールに入る前のアイドル運転中であれ
ば、ステップ４１に移行し、フラグＮ１＝０かどうかを
見て、現在までにラムダコントロールに入っていないと
きに、ステップ４２に移り、ここで、回転変動率または
燃焼圧力変動率に基づいての安定限界制御（変動率フィ
ードバック制御）中かどうかを判断する。

【００３０】回転変動率または燃焼圧力変動率に基づく
安定限界制御は、エンジンの安定限界を維持する範囲内
で空燃比を薄くするように制御、つまり、燃焼圧力また
は回転数の変動率を検出しながら、この変動率が所定の
範囲内に収まる（安定性が悪化すれば変動率は大きくな
る）希薄限界の空燃比を求めるもので、通常の空燃比フ
ィードバック制御時には中止している。

【００３１】なお、ステップ４１でＮ１＝０のときはス
テップ６６に移り、安定限界制御の制御係数βを、β＝
１．０として、この制御を中止する。

【００３２】ステップ４２で安定限界制御中でなけれ
ば、ステップ６４，６５に移行し、カウンタ値Ｎ２を設
定定数ＮＣと比較し、それ以下ならば、Ｎ＝０にリセッ
トし、最初に戻る。

【００３３】一方、安定限界制御中ならば、ステップ４
３に移り、カウンタＮ２のカウンタ値を設定定数ＮＣと
比較し、ＮＣ＜ＮＣならば、ステップ４４でＮ２＝Ｎ２
＋１として、ステップ４６で再びＮ２＜ＮＣかどうかを
判断する。

【００３４】この設定定数ＮＣは、図６にも示すよう
に、安定限界制御の制御周期を規定するもので、制御周
期に達するまでは、前回に求めたものと同一の制御係数
βを用いることで、制御の安定性を維持する。

【００３５】もし、Ｎ２＜ＮＣならば、ステップ６７に
移り、ラムダコントロールの制御係数であるαを、α＝
１として、最初に戻る。

【００３６】これに対して、Ｎ２が設定定数ＮＣに達し
たならば、ステップ４９以降へと進む。ステップ４９で
は、直前の（１／２）ＮＣ回転間の燃焼圧力または回転
変動率が基準値よりも大きいかどうかを見て、大きいと
きはエンジンが不安定、小さいときは安定と判断し、そ
れぞれステップ５０と５１で、フラグＦ２＝０とフラグ
Ｆ２＝１とする。なお、フラグＦ２＝０のときは、空燃
比が安定限界値よりも薄く（燃焼が不安定）、フラグＦ
２＝１のときは逆に濃い（燃焼が安定）ことを意味す
る。

【００３７】ステップ５２でカウンタＮ３＝１にセット
し、ステップ５３でフラグＦ２が反転したかどうかを見
て、反転しないとき、つまり前の状態と同じときは、ス
テップ５６に移り、フラグＦ２＝０かどうか、つまり、
エンジンが不安定の状態かどうかを判定し、安定のとき
は、さらに空燃比を薄くすることができるので、ステッ
プ６３に移り、安定限界制御の制御係数βを、β＝β−
ＩＩ_Rとして、空燃比を薄くする方向に補正する。

【００３８】これに対して、ステップ５６で不安定のと
きは、β＝β＋ＩＩ_Lとして、空燃比を濃くする方向に
補正する。

【００３９】次に、前記ステップ５３でフラグＦ２が反
転したとき、つまりエンジンの状態が安定から不安定ま
たは不安定から安定に切り換わったときは、ステップ５
４でカウンタＮ３の設定値であるＮＶを設定定数ＮＶＬ
と比較し、もし、ＮＶ≦ＮＶＬのときは、ステップ５５
でｋ＝ｆ（β）として、図７のように設定されたテーブ
ルから、このときのβに基づいて補間係数ｋを求め、カ
ウンタＮ２をリセット（Ｎ２＝０）し、また、安定限界
制御の制御係数として、切換わったときのβを、安定限
界となる値βｍとして出力する（ステップ５８，５
９）。

【００４０】この補間係数ｋに基づいて、後述するよう
に、重質燃料用と軽質燃料用との吸気通路内壁面に対す
る平衡付着量のマップから、補間計算により、壁流補正
量ＫＡＴＯＨＯＳを算出する。

【００４１】前記ステップ５４でＮＶ≦ＮＶＬでないと
きは、ステップ５７に移り、ＮＶ＝（１／２）ＮＶとし
てから、ステップ６１でフラグＦ２＝０かどうかを判断
する。フラグＦ２＝０ではないときは、エンジンが安定
していると判断し、前述のステップ６３に移行し、空燃
比を薄くする方向にβを補正を行い、また、不安定のと
きは、ステップ６２に移行し、空燃比を濃くするように
βの補正を行う。

【００４２】一方、前記したステップ４３で、カウンタ
Ｎ２＜ＮＣでないときは、ステップ４５以降に進み、カ
ウンタＮ３を、Ｎ３＝Ｎ３＋１として、ステップ４７で
Ｎ３＜ＮＶかどうかを判断する。

【００４３】ここで、図５に示すように、制御定数βを
補正する期間を（１／２）ＮＶに規定し、この期間中、
βを連続的に修正することを可能として、この期間がす
ぎたら、前記制御周期ＮＣの１／２の期間が経過するま
で、βの値はそのままを維持し、制御の安定性を保つ意
味から、過剰な修正がかかるのを防止する。

【００４４】ステップ４７でＮ３がＮＶよりも大きくな
れば、Ｎ２＝０とし（ステップ４８）、次の周期に入る
までβの修正を停止することにし、そうでなければ、β
の修正を継続するため、ステップ６０で、フラグＦ２＝
０かどうかにより、エンジンが安定か不安定を判断す
る。もし、安定ならば、ステップ６３に移り、空燃比が
薄くなるようにβを補正し、これに対して不安定のとき
はステップ６２で、空燃比を濃くするようにβの補正を
行う。

【００４５】このようにして、エンジン始動後、排気セ
ンサ１２による空燃比のフィードバック制御が開始され
るまでの間に、燃焼のばらつきを表す燃焼圧力または回
転数の変動率に基づいてエンジンが安定限界内に維持さ
れるように、燃料供給量をフィードバック制御し、この
とき、算出した制御係数βから補間係数ｋを求め（ステ
ップ５５）、この補間係数ｋにより、図３のステップ９
以下により、燃料性状の変更に伴う壁流分の補正を行
う。

【００４６】エンジンの始動直後などの低温状態では、
実際にエンジンに供給される空燃比は、壁流分による影
響を大きく受け、壁流分の学習値を、燃料の性状によ
り、重質燃料と軽質燃料とに分けていても、実際に燃料
タンクに入っている燃料が、給油時に切換わった場合、
燃料によって蒸発特性が大きく相違するため、どちらの
学習値を用いるかにより空燃比の誤差が大きくなり、ま
た、両方の燃料が混合した状態でも、選択した学習値が
正確に対応せず、空燃比の誤差がでる。

【００４７】そこで、燃料性状による壁流分の補正を正
確にするため、ステップ９では、前記補間係数ｋによ
り、図８に示すような、重質燃料と軽質燃料とについて
それぞれの特性を設定した平衡付着量のマップから、次
式に基づいて平衡付着量ＭＦＨＱＴを補間計算により算
出する。

【００４８】ＭＦＨＱＴ＝ｋ×ＭＦＨＱＴＨ＋（１−ｋ）×ＭＦＨＱＴＬ…（１）ただし、ＭＦＨＱＴＨは重質燃料の平衡付着量、ＭＦＨ
ＱＴＬは軽質燃料の平衡付着量を示すもので、そのとき
の水温に関連する壁温予測値ＴＷＦを基にして、図７か
ら読み込んだ値を用いて、（１）式により算出する。

【００４９】この場合、ｋ＝１ならば、ＭＦＨＱＴは重
質燃料のＭＦＨＱＴＨと一致し、逆にｋ＝０ならば、軽
質燃料のＭＦＨＱＴＬと一致し、燃料が混合した状態で
は、前述のβから、算出したｋにより、これらの間の値
が選択される。

【００５０】なお、ＭＦＨＱＴＨとＭＦＨＱＴＬは、共
に温度が低いときほど大きくなり、また、蒸発の少ない
重質燃料の方が相対的に大きな値となる。

【００５１】ステップ１０では、このＭＦＨＱＴに基づ
いて、壁流補正量ＫＡＴＨＯＳを算出する。このＫＡＴ
ＨＯＳは平衡付着量ＭＦＨＱＴから、壁面付着燃料の剥
離量を差し引いたものに相当するが、ＭＦＨＱＴに依存
した値となる。

【００５２】このようにして壁流補正量ＫＡＴＨＯＳを
算出したら、ステップ１１で燃料噴射量ＴＩ（燃料噴射
パルス幅）を次式により計算する。

【００５３】ＴＩ＝（Ｔｐ＋ＫＡＴＨＯＳ）×ＴＦＢＹＡ×（α＋ＫＢＬＲＣ−１＋β） ×２＋Ｔｓ…（２）ただし、Ｔｐ：吸入空気量と回転数から算出される基本
燃料噴射量、ＴＦＢＹＡ：理論空燃比のときに１とな
り、かつ水温補正値等が加わる目標空燃比、ＫＢＬＲ
Ｃ：空燃比制御の基本学習値、Ｔｓ：応答遅れによる無
効パルス幅をそれぞれ示す。

【００５４】なお、この（２）式自体は本出願人によ
り、数多く出願された燃料制御装置等の内容から既に公
知である。

【００５５】この場合、酸素濃度に基づく空燃比のフィ
ードバック制御時には、βが１．０となり、また、燃焼
圧力または回転変動率に基づく安定限界制御時にはαが
１．０となる。

【００５６】そして、ステップ１２で、この燃料噴射量
に基づく噴射信号Ｓｉにより燃料噴射弁４を駆動し、燃
料をエンジン本体１に供給する。

【００５７】次に全体的な作用について説明する。

【００５８】いま、エンジンが始動され、運転状態が排
気センサ１２の出力に基づく空燃比のフィードバック制
御条件でないとき、つまり、冷間始動により温度が低い
アイドル運転条件などのときは、燃焼圧力または回転変
動率による安定限界を求めるフィードバック制御に移行
し、上記のようにして制御係数βが算出される。

【００５９】この制御係数に基づいて補間係数ｋが算出
され、この補間係数ｋを用いて、重質燃料と軽質燃料と
の平衡付着量のマップから、補間計算により平衡付着量
ＭＦＨＱＴが算出される。

【００６０】前記制御係数βは、エンジン燃焼が安定し
ているときほど小さな値になり、それに応じて空燃比は
相対的に薄くなり、逆に燃焼が不安定になるほど大きな
値（最大で１．０）となり、空燃比は相対的に濃くな
る。燃料の壁流分が多い重質燃料を基準とすると、蒸発
により壁流分の少ない軽質燃料では、同一燃料を噴射し
ても、エンジンに供給される燃料が増え、それだけ燃焼
安定性が高まるため、安定限界を求めるβの値は相対的
に減少する。

【００６１】したがって、このβを基準にして求めた補
間係数ｋにより、平衡付着量ＭＦＨＱＴを算出し、さら
に壁流補正量ＫＡＴＨＯＳを求めれば、これは、そのと
きの燃料性状に対応したものとなる。

【００６２】エンジンの始動暖機後に、空燃比のフィー
ドバック制御に移行し、燃焼圧力または回転変動率によ
る安定限界制御が中止されても、壁流補正量ＫＡＴＨＯ
Ｓは平衡付着量ＭＦＨＱＴに依存しているので、基本学
習値とは別に、そのときの燃料の性状に対応した壁流補
正量により、燃料の噴射量が補正されるため、実際の空
燃比は応答よく、目標値に収束する。

【００６３】そして、エンジンを停止させ、次に再び始
動するときは、前記βとしては前回の運転時に求められ
ていた安定限界値βｍを用いて、直ちに制御に入るの
で、再始動時にも適正なフィードバック制御に移行でき
る。

【００６４】また、燃料の給油のために、フィラーキャ
ップを外すと、これを検出してβの値は、β＝１．０に
切換えられ、全てのデータがリセットされる。このた
め、このβに基づいて算出される補間係数ｋも、ｋ＝
１．０となり、平衡付着量のマップは、重質燃料の平衡
付着量ＭＦＨＱＴＨが選ばれ、これに基づいて制御が開
始される。

【００６５】前述のように、重質燃料は軽質燃料よりも
壁流分が多く、それだけエンジンに供給される空燃比が
相対的に薄くなるが、重質燃料を基準にして再始動する
と、つまり壁流分を見越して燃料を相対的に多めに補正
することで、そのときの燃料が重質または軽質のいずれ
であっても、確実な燃焼を実現できる。もし、重質燃料
が給油されていたにもかかわらず、軽質燃料を基準とし
た壁流補正量により再始動したとすれば、壁流分によ
り、エンジンに供給される燃料が不足し、燃焼が不安定
になってしまう。したがって、燃料の給油を検出した
ら、βを１．０とすることにより、このような問題を確
実に回避できる。

【００６６】また、β＝１．０に設定されたとしても、
このβの値は、燃焼圧力または回転変動率に基づく安定
限界制御により、始動後に順次補正されていくため、仮
に軽質燃料が給油されたときでも、βは比較的短時間の
うちに、適正な値に収束していき、これに基づいて補間
係数ｋが修正され、燃料の性状に対応した壁流補正量に
補正される。

【００６７】このようにして、給油により燃料が性状が
切換わっても、常に安定した適正な空燃比の制御が行え
るのであり、排気組成の悪化を防止することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように第１の発明は、排気中の酸
素濃度を測定する排気検出手段と、排気検出手段の出力
に基づいて目標空燃比と一致するように燃料供給量を演
算するフィードバック制御手段と、少なくとも重質燃料
と軽質燃料との燃料性状に応じた特性に従って吸気管の
内壁に付着する燃料量に応じた壁流補正量を算出する手
段と、この壁流補正量に基づいて前記燃料供給量を補正
する手段と、この補正燃料量をエンジンの吸気管に供給
する手段とを備えたエンジンの空燃比制御装置におい
て、前記空燃比のフィードバック制御をしないエンジン
の特定運転状態を検出する手段と、燃焼のばらつきを検
出する手段と、前記特定運転状態時にこの燃焼のばらつ
きに基づいてエンジン安定限界の空燃比になるように燃
料量を制御する手段と、この燃焼のばらつきに対応した
制御係数に基づいて前記壁流補正量を修正する手段とを
備えため、エンジンの特定運転状態のときに行う燃焼の
ばらつきに基づく安定限界制御により算出される制御係
数は、壁流分の大小に対応、すなわち燃料の性状に対応
したものとなり、したがって、重質燃料と軽質燃料との
特性に基づいて設定された壁流補正量を、この燃料性状
に対応して修正することにより、燃料に応じた適正な壁
流補正量を求めることができ、給油により燃料の切換が
あったとしても、常に空燃比を精度よく目標値に制御
し、排気組成の改善が図れる。

【００６９】第２の発明は、燃料タンクのフィラーキャ
ップの脱着を検出する手段と、フィラーキャップの脱着
が検出されないときはエンジン停止時の壁流補正量の修
正値を記憶し、これを再始動時の修正値として出力する
手段を備えるため、フィラーキャップの脱着がないとき
は、同一燃料が使用されているものと判断し、前回運転
時の壁流補正量の修正値を用いて制御に入るので、再始
動の直後から、直ちに精度の高い空燃比制御を行える。

【００７０】第３の発明は、燃料タンクのフィラーキャ
ップの脱着を検出する手段と、フィラーキャップの脱着
が検出されたときには重質燃料の特性に基づいて算出し
た壁流補正量を修正値として出力する手段とを備えた
め、燃料の給油があったときは、燃料の切換を予測し、
かつ重質燃料の特性にしたがった壁流補正量を用いるの
で、仮に、軽質燃料が給油されていたとしても、実際に
エンジンに供給される燃料が不足することがなく、換言
すると安全サイドに制御され、安定した燃焼を確保でき
る。

【００７１】第４の発明は、前記壁流補正量の修正手段
が、燃焼のばらつきに対応した制御係数に基づいて算出
した補間係数を用い、重質燃料と軽質燃料とに対応した
特性から補間計算により壁流補正量の修正値を算出する
ようにしたため、燃料として、重質燃料と軽質燃料とが
交ざった状態でも、これら中間の特性にしたがって、適
正な壁流補正量を算出することができ、常に精度の高い
空燃比制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例を示す概略構成図である。

【図３】燃料噴射量の演算動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】空燃比フィードバック制御と安定限界制御の制
御動作の一部を示すフローチャートである。

【図５】同じく空燃比フィードバック制御と安定限界制
御の制御動作の残り部分を示すフローチャートである。

【図６】安定限界制御による制御係数βの変化特性を示
す説明図である。

【図７】制御係数βと補間係数ｋの関係を示す説明図で
ある。

【図８】重質燃料と軽質燃料との壁流補正量の特性を予
測壁温との関係で示す特性図である。

【符号の説明】

５０排気検出手段５１空燃比フィードバック制御手段５２壁流補正量算出手段５３燃料供給量補正手段５４燃料供給手段５５特定運転状態検出手段５６燃焼のばらつき検出手段５７安定限界制御手段５８壁流補正量修正手段６０フィラーキャップ脱着検出手段６１修正値記憶手段６２修正値出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４０Ｆ３６４Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気中の酸素濃度を測定する排気検出手段
と、排気検出手段の出力に基づいて目標空燃比と一致するよ
うに燃料供給量を演算するフィードバック制御手段と、少なくとも重質燃料と軽質燃料との燃料性状に応じた特
性に従って吸気管の内壁に付着する燃料量に応じた壁流
補正量を算出する手段と、この壁流補正量に基づいて前記燃料供給量を補正する手
段と、この補正燃料量をエンジンの吸気管に供給する手段とを
備えたエンジンの空燃比制御装置において、前記空燃比のフィードバック制御をしないエンジンの特
定運転状態を検出する手段と、燃焼のばらつきを検出する手段と、前記特定運転状態時にこの燃焼のばらつきに基づいてエ
ンジン安定限界の空燃比になるように燃料量を制御する
手段と、この燃焼のばらつきに対応した制御係数に基づいて前記
壁流補正量を修正する手段とを備えたことを特徴とする
エンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】燃料タンクのフィラーキャップの脱着を検
出する手段と、フィラーキャップの脱着が検出されないときはエンジン
停止時の壁流補正量の修正値を記憶し、これを再始動時
の修正値として出力する手段を備えたことを特徴とする
請求項１に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】燃料タンクのフィラーキャップの脱着を検
出する手段と、フィラーキャップの脱着が検出されたときには重質燃料
の特性に基づいて算出した壁流補正量を修正値として出
力する手段とを備えたことを特徴とする請求項１または
２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】前記壁流補正量の修正手段は、燃焼のばら
つきに対応した制御係数に基づいて算出した補間係数を
用い、重質燃料と軽質燃料とに対応した特性から補間計
算により壁流補正量の修正値を算出することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの空燃
比制御装置。