JPH0791284A

JPH0791284A - エンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH0791284A
Application number: JP5236375A
Authority: JP
Inventors: 幸大 ▲よし▼沢; Yukihiro Yoshizawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-04
Also published as: US5485821A

Abstract

(57)【要約】【目的】常に適切な比率の２つの壁流補正量を得る。【構成】書き換え可能な記憶装置３２，３３は、少な
くとも吸気管内の燃料付着部の温度に対応して低周波壁
流補正量Ｋｌと高周波壁流補正量Ｋｈとをそれぞれ記憶
する。算出手段４０は酸素濃度の検出値にもとづき２つ
の壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈの適正値からのずれ量をそれぞ
れ算出し、このずれ量を許容範囲内に収めるようにこの
ずれ量が算出されたときの燃料付着部温度の検出値に対
応して各記憶装置３２，３３に記憶されている２つの壁
流補正量Ｋｌ，Ｋｈを更新手段４１が別々に更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの燃料噴射制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】過渡時の空燃比変化をみると加速時は噴
射燃料の一部が燃料壁流として奪われ、また減速時にな
ると燃料壁流からの蒸発量が増えるので、加速時には空
燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれ、減速時にはリ
ッチ側にずれる。

【０００３】このような過渡時の空燃比変動を抑制する
ため、過渡時の燃料補正量（以下で壁流補正量という）
を運転条件に対応させて記憶しておき、過渡時に燃料噴
射量をフィードフォワード的に制御することが一般に行
われており、また実際の過渡時の空燃比のずれから壁流
補正量の適正値からのずれ量を算出してこのずれを小さ
くするように壁流補正量を学習更新し、過渡時の空燃比
制御の精度をより向上させる技術も一般的である。

【０００４】さらに、特開昭６３−４１６３４号公報に
記載のものは、過渡時の空燃比変動が、比較的遅い時定
数で変化する空燃比変動と比較的速い時定数で変化する
空燃比変動との組み合わせであることにもとづき、時定
数の遅い低周波分（以下で低周波壁流補正量という）と
時定数の速い高周波分（以下で高周波壁流補正量とい
う）とに分けて空燃比補正を行っている。このものは、
高周波壁流補正量と低周波壁流補正量についてそれぞれ
別個に適正値からのずれ量を検出し、低周波壁流補正量
と高周波壁流補正量とをそれぞれ別個に学習更新してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料壁流の
生成量は吸気管内の燃料付着部温度の影響を受け、その
温度が低いほど燃料壁流が生成され易くなる。このため
大雑把にみれば低周波壁流補正量も高周波壁流補正量も
燃料付着部温度が低くなるほどその必要量が大きくな
る。細かくみれば、速い時定数で変化する空燃比変動は
その要因の中に燃料壁流とは関係のない燃料噴射量の算
出遅れなどの影響をもともと含んでおり、遅い時定数で
変化する空燃比変動はほとんど燃料壁流が生成されるこ
とにもとづくので、高周波壁流補正量の必要量は燃料付
着部温度が低くなると微増し、低周波壁流補正量の必要
量は燃料付着部温度が低くなると大きく増加する。ま
た、燃料性状についても同様のことがいえ、使用燃料が
標準ガソリンから重質ガソリンに切換えられた場合、重
質ガソリンの揮発性が低く燃料壁流が生成され易いこと
に起因して、２つの壁流補正量の必要量とも大きくな
り、特に低周波壁流補正量の必要量が大きくなる。

【０００６】これら応答の異なる２つの空燃比変動を抑
制するためには、前述の特開昭６３−４１６３４号にあ
るように、低周波壁流補正量と高周波壁流補正量とをそ
れぞれ別個に学習更新させるのがよい。

【０００７】しかしながら、この従来技術では、２つの
壁流補正量をエンジンの運転条件（回転速度と負荷）に
対応させて記憶しているため、学習時とその学習値の使
用時とで燃料付着部温度が異なると、２つの壁流補正量
の比率が適正な比率とは大きく異なったものとなる可能
性が高い。

【０００８】このような場合、たとえば低周波壁流補正
量が過小で、高周波壁流補正量が過大であるときは、図
１５上段のように加速初期にオーバーリッチの鋭いピー
クが生じ、また空燃比が理論空燃比に落ち着くまでの時
間が長引く。

【０００９】そこでこの発明は、応答の相違する２つの
壁流補正量をいずれも学習値として導入する一方、学習
値を記憶するためのパラメータとして少なくとも燃料付
着部温度を用いることにより、常に適切な比率の２つの
壁流補正量を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、運転条件信号に応じた基本噴射量Ｔｐを算出
する手段３１と、少なくとも吸気管内の燃料付着部の温
度に対応して比較的遅い時定数で変化する低周波壁流補
正量Ｋｌと比較的速い時定数で変化する高周波壁流補正
量Ｋｈとをそれぞれ記憶する書き換え可能な記憶装置３
２，３３と、前記吸気管内の燃料付着部の温度（たとえ
ばバルブ温度）を検出するセンサ３４と、この燃料付着
部温度の検出値を用いて過渡時に前記各記憶装置３２，
３３から各壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを検索する手段３５，
３６と、この検索された２つの壁流補正量で前記基本噴
射量Ｔｐを補正して過渡時の燃料噴射量を算出する手段
３７と、この燃料噴射量を吸気管に供給する装置３８
と、排出ガス中の酸素濃度を検出するセンサ（空燃比セ
ンサやＯ₂センサ）３９と、この酸素濃度の検出値にも
とづき２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈの適正値からのずれ
量をそれぞれ算出する手段４０と、このずれ量を許容範
囲内に収めるように前記ずれ量が算出されたときの前記
燃料付着部温度の検出値に対応して前記各記憶装置３
２，３３に記憶されている２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈ
を別々に更新する手段４１とを設けた。

【００１１】第２の発明は、図２０に示すように、運転
条件信号に応じた基本噴射量Ｔｐを算出する手段３１
と、少なくとも吸気管内の燃料付着部の温度に対応して
比較的遅い時定数で変化する低周波壁流補正量Ｋｌと比
較的速い時定数で変化する高周波壁流補正量Ｋｈとをそ
れぞれ記憶する書き換え可能な記憶装置３２，３３と、
前記吸気管内の燃料付着部の温度（たとえばバルブ温
度）を検出するセンサ３４と、この燃料付着部温度の検
出値を用いて過渡時に前記各記憶装置３２，３３から各
壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを検索する手段３５，３６と、こ
の検索された２つの壁流補正量で前記基本噴射量Ｔｐを
補正して過渡時の燃料噴射量を算出する手段３７と、こ
の燃料噴射量を吸気管に供給する装置３８と、排出ガス
中の酸素濃度を検出するセンサ（空燃比センサやＯ₂セ
ンサ）３９と、この酸素濃度の検出値から算出した実際
の空燃比と目標空燃比との偏差（たとえばｗ）を算出す
る手段５１と、この空燃比偏差を前記低周波壁流補正量
Ｋｌと高周波壁流補正量Ｋｈの両者に割り振る配分率
ｘ，ｙを、前記燃料付着部温度が低くなるほど両者の割
合Ｋｌ／Ｋｈが大きくなるように前記燃料付着部温度の
検出値に応じて算出する手段５２と、この配分率ｘ，ｙ
で割り振られた空燃比偏差（低周波壁流補正量について
ｗ・ｘ、高周波壁流補正量についてｗ・ｙ）を用いて、
前記空燃比偏差ｗが算出されたときの前記燃料付着部温
度の検出値に対応して前記各記憶装置３２，３３に記憶
されている２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを別々に更新す
る手段５３とを設けた。

【００１２】

【作用】第１の発明で、２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを
別々に学習更新させるようにし、エンジンの経時変化や
使用燃料の燃料性状の変化に応じた壁流補正量Ｋｌ，Ｋ
ｈを得る。そして、２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを少な
くとも燃料付着部温度に対応させて記憶することによ
り、壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈがそのときの燃料壁流の生成
状態に適合したものとして記憶されることとなり、過渡
時には常に適切な壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈを得ることが可
能となって２つの壁流補正量の比率（Ｋｈ／Ｋｌ）も適
切なものとなる。これにより、加速初期のオーバーリッ
チのピークが抑制され、さらに空燃比の収束が早まる。

【００１３】次に、空燃比の変動が大きくなる要因とし
て特に重要な燃料性状の変化に着目すると、たとえば使
用燃料が標準ガソリンから重質ガソリンに変化した場
合、壁流補正量の全体（低周波壁流補正量＋高周波壁流
補正量）の必要量が増加し、特に低周波壁流補正量の必
要量が大幅に増加する。つまり、壁流補正量全体の必要
量が増加するにしたがって２つの壁流補正量の比率とし
ては低周波壁流補正量の割合が大きくなる。また、この
傾向は燃料付着部温度が低いほど強くなる。

【００１４】第２の発明では、まず、全体的な空燃比偏
差ｗに応じた学習修正量を低周波壁流補正量Ｋｌと高周
波壁流補正量Ｋｈに配分率ｘ，ｙで割り振るようにして
いる。これにより、壁流補正量全体の必要量が増加する
にしたがって低周波壁流補正量の割合を大きくすること
が可能となる。つぎに、燃料付着部温度が低くなるほど
低周波壁流補正量に対する配分率ｘを大きく設定してい
る。これにより、燃料性状が重質に変化した際に燃料付
着部温度が低いほど低周波壁流補正量の割合がより大き
くなる傾向に適合させることができる。また、２つの壁
流補正量Ｋｌ，Ｋｈを少なくとも燃料の付着部温度に対
応させて記憶することにより、常にそのときの燃料壁流
の生成状態に適合した過渡補正が行えることは第１の発
明と同様である。

【００１５】また、高周波壁流補正量と低周波壁流補正
量について別個に適正値からのずれ量を検出する必要が
ないので、全体的な空燃比偏差から１つの壁流補正量に
ついて学習更新を行うような一般的な過渡補正制御を採
用しているエンジンにそのまま適用することが可能であ
る。

【００１６】

【実施例】図２において、燃料の噴射は、量が多いとき
も少ないときも吸気ポートに設けた一か所のインジェク
タ４から供給するので、量の調整はコントロールユニッ
ト２１によりその噴射時間で行う。噴射時間が長くなれ
ば噴射量が多くなり、噴射時間が短くなれば噴射量が多
くなる。混合気の濃さつまり空燃比は、一定量の吸入空
気に対する燃料噴射量が多くなればリッチ側にずれ、燃
料噴射量が少なくなればリーン側にずれる。

【００１７】したがって、吸入空気量との比が一定値と
なるように燃料の基本噴射量を決定してやれば運転条件
が違っても同じ空燃比が得られる。燃料の噴射がエンジ
ンの１回転について１回行われるときは、１回転で吸い
込んだ空気量に対して基本噴射パルス幅Ｔｐをそのとき
の吸入空気量とエンジン回転数とから求めるのである。
通常このＴｐにより決定される空燃比は理論空燃比付近
になっている。

【００１８】排気管５にはエンジンから排出されてくる
ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘといった三つの有害成分を処理する
三元触媒６が設けられる。この三元触媒６が三成分を同
時に効率よく処理できるのは、エンジンに供給している
混合気の空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲にあ
るときだけである。この範囲より空燃比が少しでもリッ
チ側にずれると触媒の転換効率が低下してＣＯ，ＨＣの
排出量が増し、逆にリーン側にずれるとＮＯｘが多く排
出される。

【００１９】このため、コントロールユニット２１で
は、三元触媒６の能力を十分に発揮できる理論空燃比の
近くに空燃比平均値が維持されるよう、排出ガス中の酸
素濃度を広域にわたって検出する空燃比センサ１２から
の出力信号にもとづいて燃料噴射量をフィードバック補
正する。

【００２０】コントロールユニット２１ではまた、図３
と図４に示したように、壁流補正量を時定数の速い高周
波分と時定数の遅い低周波分に分けて過渡時の空燃比補
正を行うのであるが、低周波壁流補正量と高周波壁流補
正量の割合をいずれも学習値として導入する一方、学習
値を記憶するためのパラメータとして吸気管内の燃料付
着部温度とエンジン回転数を採用し、さらに過渡時に算
出した空燃比偏差に応じた学習更新量を両者に割り振る
配分率を吸気管内の燃料付着部温度に応じて算出し、こ
の配分率で割り振られた学習更新量を用いて２つの学習
値を別々に更新することで、過渡時の空燃比変動を許容
範囲内に収める。

【００２１】こうした制御のため、吸気バルブのバルブ
温度Ｔｂを検出するセンサ（図示せず）からの信号が、
単位クランク角度ごとの信号とクランク角度の基準信号
とを出力するクランク角度センサ１０、空燃比センサ１
２、吸入空気量を検出するエアフローメータ７からの信
号とともにコントロールユニット２１に入力されてい
る。

【００２２】図３は燃料噴射パルス幅を算出するための
フローチャートで、これは一定時間（たとえば２ｍｓ）
ごとに実行される。

【００２３】ステップ１，２でまず空燃比センサ１２か
らの実空燃比〔Ａ／Ｆ〕、エンジン回転数Ｎｅ、バルブ
温度Ｔｂを読み込む。

【００２４】ここで、バルブ温度Ｔｂは吸気管内の燃料
付着部温度を代表させている。燃料付着部温度を直接測
定するのが困難なときは、特開平１−３０５１４２号公
報に記載されているように、冷却水温度Ｔｗと吸気温度
Ｔａにもとづいて燃料付着部の平衡温度Ｔｈを求め、こ
れの一次遅れとして燃料付着部の温度予測値Ｔｆを求め
ることができる。

【００２５】また、簡易な方法として、始動時の初期値
を適当に選び、冷却水温度に１次遅れで近づけると、そ
の値が燃料付着部の温度変化に近い変化を示すことが確
かめられているので、次の式で算出した値Ｔｂ１を燃料
付着部の温度予測値として扱うこともできる。なお、
（３）式の計算は１秒ごとに実行するルーチンで行う
（図３のルーチンとは独立）。

【００２６】Ｔｂ１＝Ｔｂ１_-1sec＋（Ｔｗ−Ｔｂ１_-1sec）×Ｔｂ１ｈ …（３）ただし、Ｔｂ１；燃料付着部の温度予測値Ｔｂ１_-1sec；１秒前のＴｂ１Ｔｗ；冷却水温度Ｔｂ１ｈ；補正割合ステップ３では空燃比〔Ａ／Ｆ〕が空燃比変動のリッチ
限界〔Ａ／Ｆ〕ｒと空燃比変動のリーン限界〔Ａ／Ｆ〕
ｌのあいだにあるかどうかをみる。つまり、〔Ａ／Ｆ〕
ｒ≦〔Ａ／Ｆ〕≦〔Ａ／Ｆ〕ｌの範囲が許容範囲であ
る。たとえば１３．５をリッチ限界〔Ａ／Ｆ〕ｒに、１
５．５をリーン限界〔Ａ／Ｆ〕ｌに設定する。

【００２７】この判定より空燃比〔Ａ／Ｆ〕が許容範囲
内にあればステップ５，６に進み、、また許容範囲を外
れていれば、学習値更新のルーチンを開始した後にステ
ップ５，６に進み、エンジン回転数Ｎｅとバルブ温度Ｔ
ｂからマップを参照して低周波壁流補正量Ｋｌと高周波
壁流補正量Ｋｈを求める。

【００２８】２つの壁流補正量はいずれも学習値で、書
き換え可能なマップ（ＲＡＭ上に作成）に格納してい
る。初期設定時には標準ガソリンに対してマッチングし
たデータをこれらのマップに書き込む。学習値はエンジ
ン停止後もデータが消失しないようにバッテリバックア
ップする。２つの壁流補正量ＫｌとＫｈのマップ内容を
図６と図７に示すと、傾向としてはバルブ温度Ｔｂが低
くなるほど値が大きくなり、同じバルブ温度Ｔｂでもエ
ンジン回転数Ｎｅが高くなるほど値が小さくなってい
る。

【００２９】なお、Ｋｌ，Ｋｈのマップは、シリンダ空
気相当パルス幅（エンジン負荷相当量で後述する）Ａｖ
ｔｐとバルブ温度Ｔｂをパラメータとして図８，図９
（第２実施例）に示したように割り付けることもでき
る。このときは図８，図９のように、同じバルブ温度Ｔ
ｂでもＡｖｔｐが大きくなるほど大きくなる値が初期設
定時に入る。同様にして、図１０，図１１（第３実施
例）のようにＡｖｔｐの代わりに吸入空気量を用いるこ
ともできる。

【００３０】ステップ７では、燃料噴射パルス幅ＴｉをＴｉ＝（Ａｖｔｐ＋Ｋｌ＋Ｋｈ）・Ｃｏ・α＋Ｔｓ …（４）ただし、Ａｖｔｐ；シリンダ空気相当パルス幅Ｋｌ；低周波壁流補正量（学習値）Ｋｈ；高周波壁流補正量（学習値）Ｃｏ；１と各種補正係数の和 α；空燃比フィードバック補正係数Ｔｓ；無効パルス幅の式で計算する。

【００３１】（４）式は定常、過渡をともに含んだ一般
式で、過渡時に限って壁流補正量ＫｌとＫｈがＡｖｔｐ
に加算される。なお、過渡時であるかどうかはシリンダ
空気相当パルス幅Ａｖｔｐの変化量が所定値を越えたか
どうかで判断する。

【００３２】（４）式のシリンダ空気相当パルス幅Ａｖ
ｔｐはＡｖｔｐ＝Ｔｐ×Ｆｌｏａｄ＋Ａｖｔｐ_n-1×（１−Ｆｌｏａｄ） …（５）ただし、Ｔｐ；基本噴射パルス幅Ａｖｔｐ_n-1；前回のＡｖｔｐＦｌｏａｄ；加重平均係数の式で、また（５）式の基本噴射パルス幅Ｔｐは、Ｔｐ＝（Ｑｓ／Ｎｅ）×Ｋ＃×Ｋｔｒｍ …（６）ただし、Ｑｓ；エアフローメータ出力をリニアライズし
て求めた吸入空気量Ｎｅ；エンジン回転数Ｋ＃；基本空燃比を定める定数Ｋｔｒｍ；インジェクタの流量特性より定まる定数の式で求まる値で、いずれも公知である。

【００３３】図４は前述した学習更新ルーチンを示すフ
ローチャートで、図３のステップ４で開始した後は図３
のルーチンとは独立に一定周期（たとえば１０ｍｓ）で
実行する。

【００３４】ステップ１１，１２で更新の開始にあたっ
て空燃比〔Ａ／Ｆ〕、エンジン回転数Ｎｅ、バルブ温度
Ｔｂを読み込み、変数Ｆに初期値の０を代入する。

【００３５】ステップ１３で空燃比〔Ａ／Ｆ〕が理論空
燃比〔Ａ／Ｆ〕ｓｔ（たとえば１４．５）に一致するか
どうかみて、一致するとステップ１４に進んで変数Ｆの
値を１だけ増やす。ステップ１５で変数Ｆの値が４にな
ったかどうかみて、４になっていなければ、過渡に伴う
空燃比変動が終了していないと判断し、ステップ１３に
戻り、空燃比が理論空燃比に一致するかどうかをみる。
一致していれば変数Ｆの値を１増やして、ステップ１５
に進み、変数Ｆの値が４になったかどうかをみる。つま
り、Ｆの値が４となるまで理論空燃比になったときだけ
変数Ｆの値を１づつ増やすことを繰り返す。

【００３６】これを加速時の波形でみると、図１２で示
したように、更新開始のタイミングでＦの値が０にな
り、その後に空燃比〔Ａ／Ｆ〕が理論空燃比〔Ａ／Ｆ〕
ｓｔを横切るタイミング（黒丸で示す）でＦの値が１づ
つ増していくわけである。

【００３７】ステップ１５でＦの値が４になると、過渡
に伴う空燃比変動が終了したと判断してステップ１６，
１７に進み、更新開始の直前に理論空燃比を横切ったタ
イミング（図１２のＡ点）からＦ＝４となったタイミン
グ（図１２のＢ点）までの区間（この区間が過渡に伴う
空燃比変動区間）について、空燃比〔Ａ／Ｆ〕が理論空
燃比よりリーン側にある２つの領域（図１２において空
燃比波形と理論空燃比を表す水平線に囲まれた部分のこ
と）の面積（図１２のＳｌとＳｌ_n-1）の合計をリーン
面積Ｓ_L（＝Ｓｌ＋Ｓｌ_n-1）として、また空燃比〔Ａ／
Ｆ〕がリッチ側にある２つの領域の面積（図１２のＳｒ
とＳｒ_n-1）の合計をリッチ面積Ｓ_R（＝Ｓｒ＋Ｓ
ｒ_n-1）としてそれぞれ算出し、リーン面積Ｓ_Lからリッ
チ面積Ｓ_Rを差し引いた値を空燃比偏差ｗとして求め
る。このようにして空燃比偏差ｗを求める方法も公知で
ある。

【００３８】壁流の影響を受けて加速時には、その加速
の程度や燃料性状の違いに関係なく、図１２に示した空
燃比変化（つまり空燃比が許容範囲を外れてリーンにな
ったあと理論空燃比を横切ってリッチ側に落ち込み、そ
の反動でその後再び理論空燃比を横切ってリーン側に移
った後落ち着く）がみられるので、４つの領域（斜線で
示した領域）の区間を加速区間とみなして、その加速区
間で空燃比がリーン、リッチのどちらにずれたかをみて
いるわけである。なお、減速時は図１２の上下をひっく
りかえした波形になる。

【００３９】図１２に示した各領域の面積は定常、過渡
に関係なく、公知の手法により常時計算している。たと
えば、図５に示したように、空燃比〔Ａ／Ｆ〕が続けて
リーン側にあるとき（ステップ２２，２３，２５と進む
とき）は、領域の面積ＳｌｌをＳｌｌ＝Ｓｌｌ_n-1＋（１／２）×｜〔Ａ／Ｆ〕−〔Ａ／Ｆ〕_n-1｜×ΔＴ …（７）ただし、Ｓｌｌ_n-1；前回のＳｌ〔Ａ／Ｆ〕_n-1；前回の〔Ａ／Ｆ〕 ΔＴ；制御周期（たとえば２ｍｓ）の式で積算して求め（図５のステップ２５）、空燃比が
リーン側からリッチ側へと理論空燃比を横切ったタイミ
ングで（ステップ２２，２４，３０と進むとき）、すで
に変数Ｓｌに入っている値を変数Ｓｌ_n-1に移し、Ｓｌ
ｌの値を変数Ｓｌに移す（図５のステップ３０，３
１）。同様にして、空燃比〔Ａ／Ｆ〕が続けてリッチ側
にあるとき（ステップ２２，２４，２９と進むとき）
は、領域の面積ＳｒｒをＳｒｒ＝Ｓｒｒ_n-1＋（１／２）×｜〔Ａ／Ｆ〕−〔Ａ／Ｆ〕_n-1｜×ΔＴ …（８）ただし、Ｓｒｒ_n-1；前回のＳｌの式で積算して求め（図５のステップ２９）、空燃比が
リッチ側からリーン側へと理論空燃比を横切ったタイミ
ングで（ステップ２２，２３，２６と進むとき）、すで
に変数Ｓｒに入っている値を変数Ｓｒ_n-1に移し、Ｓｒ
ｒの値を変数Ｓｒに移す（図５のステップ２６，２
７）。

【００４０】このようにして、リーン側、リッチ側のい
ずれの領域についても、各領域の面積の最新値と前回値
（リーン側についてＳｌとＳｌ_n-1、リッチ側について
ＳｒとＳｒ_n-1）を保存しておくと、Ｆ＝４となったタ
イミングでＳ_L＝Ｓｌ＋Ｓｌ_n-1 …（９）Ｓ_R＝Ｓｒ＋Ｓｒ_n-1 …（１０）の式によりリーン面積Ｓ_Lとリッチ面積Ｓ_Rを求めること
ができるのである。

【００４１】図４に戻り、ステップ１８，１９では空燃
比偏差ｗに応じた学習更新量Ｋ・ｗを低周波壁流補正量
と高周波壁流補正量に割り振る配分率としての重み係数
ｘとｙ（＝１−ｘ）を、バルブ温度Ｔｂから図１３，図
１４を内容とするテーブルを参照して求める。なお、Ｋ
は空燃比偏差と壁流補正量とを整合させるための係数で
ある。

【００４２】図１３，図１４のように低周波壁流補正量
に対する重み係数ｘはバルブ温度Ｔｂが低くなるほど大
きくなる（高周波壁流補正量に対する重み係数ｙはこの
逆に小さくなる）ように設定する。

【００４３】ステップ２２では、重み係数ｘとｙで割り
振られた学習更新量（Ｋ・ｗ・ｘとＫ・ｗ・ｙ）を用い
て、２つの学習値を別々に更新する（図４のステップ２
２）。これを式に書けばＫｌ_NEW＝Ｋｌ_OLD＋Ｋ・ｗ・ｘ …（１１）Ｋｈ_NEW＝Ｋｈ_OLD＋Ｋ・ｗ・ｙ …（１２）ただし、Ｋｌ_NEW；更新後の低周波壁流補正量Ｋｈ_NEW；更新後の高周波壁流補正量Ｋｌ_OLD；更新前の低周波壁流補正量Ｋｈ_OLD；更新前の高周波壁流補正量である。

【００４４】（１１），（１２）式の右辺のＫｌ_OLDと
Ｋｈ_OLDは、更新の開始タイミングでのエンジン回転数
Ｎｅとバルブ温度Ｔｂから定まるマップ値であり（図４
のステップ２０，２１）、そのマップ値の入っていたと
ころに（１１），（１２）式の左辺のＫｌ_NEWとＫｈ_NEW
を格納することになる。

【００４５】上記の重み係数ｘ，ｙについては、同じバ
ルブ温度のときのＫｌ，Ｋｈとの関係が、ｘ(Ｔ)／ｙ(Ｔ)＞Ｋｌ(Ｔ)_SET／Ｋｈ(Ｔ)_SET …（１３）ただし、ｘ(Ｔ)；Ｔｂ＝Ｔのときのｘｙ(Ｔ)；Ｔｂ＝ＴのときのｙＫｌ(Ｔ)_SET；標準ガソリンにマッチングした当初設定
の低周波壁流補正量であってＴｂ＝Ｔにおける平均的な
値Ｋｈ(Ｔ)_SET；標準ガソリンにマッチングした当初設定
の高周波壁流補正量であってＴｂ＝Ｔにおける平均的な
値となるように設定される。また、バルブ温度が低くなる
と低周波壁流補正量の必要量が大きく増加する特性に適
合させると、バルブ温度が低くなるほど低周波壁流補正
量Ｋｌの割合が大きくなる（すなわちＫｌ(Ｔ)_SET／Ｋ
ｈ(Ｔ)_SETが大きくなる）ような設定となるので、重み
係数ｘ，ｙについても、バルブ温度が低くなるほどｘの
割合が大きくなるようにしてすべての温度域で（１３）
式が成立するようにする。

【００４６】このような設定をすることにより、使用燃
料が標準ガソリンから重質ガソリンに変化した場合に、
（１１）式と（１２）式による２つの壁流補正量の別々
の更新によって、Ｋｌ_NEW／Ｋｈ_NEW＞Ｋｌ_OLD／Ｋｈ_OLD …（１４）とすることができる。すなわち、更新後には更新前より
低周波分の割合が大きくなる。

【００４７】この例の作用を説明すると、まず標準ガソ
リンの使用時は、２つの壁流補正量Ｋｌ，Ｋｈをあらか
じめマッチングによって求め、それらの値をバルブ温度
Ｔｂとエンジン回転数に対応させてマップ上に記憶して
いるので、常に燃料壁流の生成度合に応じた過渡時の補
正を行うことができる。次に、重質ガソリンが使用され
たときは、重質ガソリンの揮発性の低さに起因して、２
つの壁流補正量ともその必要量が増大する。ここで標準
ガソリンにマッチングした当初設定の壁流補正量のマッ
プ値を加速時に使用すると、必要量に対して補正量が不
足するので空燃比がリーン側に偏り、空燃比偏差ｗが正
の値となる。この空燃比偏差に応じた学習更新量Ｋ・ｗ
を２つの壁流補正量に配分して新たな壁流補正量を求め
ることになるのであるが、重質ガソリンの使用時は、標
準ガソリンの使用時にくらべて特に低周波壁流補正量の
必要量が大きくなり、全体に占める低周波壁流補正量の
割合が大きくなる特性に適合させなければならない。こ
こで配分率ｘ，ｙを（１３）式の関係を満たすように設
定しておけば、更新によって低周波壁流補正量の割合が
大きくなり、空燃比偏差が許容範囲内に収まったとき
（補正量の全体量が重質ガソリンに適合した大きさとな
ったとき）に２つの壁流補正量の比率が重質ガソリンに
適合した値となる。学習が進んで高周波分の比率が重質
ガソリンに適した値になると、図１６の上段に示したよ
うに、加速初期にオーバーリッチのピークが生じること
がなくなるほか、低周波分の比率が適切になることで空
燃比が落ち着くまでの時間が短くなるのである。

【００４８】これに対して従来装置では、重質ガソリン
の使用時でも、低周波壁流補正量Ｋｌと高周波壁流補正
量Ｋｈの両者の割合Ｋｌ／Ｋｈが標準ガソリンの値から
変化することがないので、図１６と同じ加速条件におい
て、図１５の上段のように、重質ガソリンに対しては高
周波分の比率の大きくなり過ぎで加速初期にオーバーリ
ッチのするどいピークが生じ、低周波分の比率の小さく
なり過ぎからは理論空燃比へと戻るのが遅れて空燃比が
落ち着くまでの時間が長くなっている。

【００４９】図１５と図１６の下段には噴射パルス幅を
示す。同じ加速条件であるから両者の合計（Ｋｌ＋Ｋ
ｈ）は従来装置でもこの例でも同じである。しかしなが
ら、従来装置では、学習の進んだ段階でも高周波壁流補
正量Ｋｈと低周波壁流補正量Ｋｌの両者の割合Ｋｌ／Ｋ
ｈが標準ガソリンに適した値のままであるのに対し、こ
の例では重質ガソリンの性状に合わせて、従来装置より
も両者の割合Ｋｌ／Ｋｈが大きくなっているのがわか
る。

【００５０】また、図１３，図１４で示したように、重
み係数ｘとｙをバルブ温度Ｔｂに応じて設定しているの
で、バルブ温度Ｔｂが相違しても、重質ガソリンに合わ
せて低周波分の比率、高周波分の比率を過不足なく与え
ることができる。

【００５１】図１７と図１８は第４の実施例で、これは
酸素濃度を検出するセンサとしてＯ₂センサを用いたも
のである。

【００５２】Ｏ₂センサの出力Ｖ_O2［Ｖ］（リッチ側で
約１Ｖ、リーン側で約０Ｖ）からは、理論空燃比よりも
リッチ側にあるのかリーン側にあるのかだけしかわから
ないので、先の３つの実施例とは次の３点で相違する。

【００５３】イ）空燃比が許容範囲内にあるかどうか
は、空燃比フィードバック補正係数αがリッチ限界（下
限値）αｒ（たとえば９０％）とリーン限界（上限値）
αｌ（たとえば１１０％）のあいだにあるかどうかで判
断する（図１７のステップ３１，３２）。

【００５４】ロ）空燃比が理論空燃比に一致するかどう
かは、Ｏ₂センサ出力Ｖ_O2が理論空燃比相当のスライス
レベルＶｓｔ（たとえば０．５Ｖ）と一致するかどうか
で判断する（図１８のステップ４１，４２）。

【００５５】ハ）リーン側、リッチ側にある領域の面積
に代えて、図１９に示すように、過渡区間（空燃比フィ
ードバック補正係数αが２周期するＡ−Ｂの区間）のリ
ーン時間の合計ｔ_L（＝ｔｌ_n-1＋ｔｌ）と、リッチ時間
の合計ｔ_R（＝ｔｒ_n-1＋ｔｒ）を算出して両者の差を空
燃比偏差ｗ１（＝ｔ_L−ｔ_R）とする（図１８のステップ
４３，４４）。

【００５６】この空燃比偏差ｗ１からは第１実施例と同
様にして、２つの学習値をＫｌ_NEW＝Ｋｌ_OLD＋Ｋ１・ｗ１・ｘ …（１５）Ｋｈ_NEW＝Ｋｈ_OLD＋Ｋ１・ｗ１・ｙ …（１６）ただし、Ｋ１；空燃比偏差と壁流補正量とを整合させる
ための係数の式で別々に更新する（図１８のステップ１８，１９，
２０，２１，４５）。

【００５７】なお、個々のリーン時間（ｔｌ_n-1は前回
値、ｔｌは最新値）とリッチ時間（ｔｒ_n-1は前回値、
ｔｒは最新値）は常時計測する。

【００５８】この第４の実施例では、空燃比センサより
安価なＯ₂センサを用いているため、先の３つの実施例
より制御精度は若干落ちるものの、先の３つの実施例よ
り低コストである。

【００５９】実施例では、壁流補正量のマップ値を当初
設定時に標準ガソリンにマッチングしている場合に重質
ガソリンが使用されるとどうなるかを説明したが、壁流
補正量のマップ値を当初設定時に重質ガソリンにマッチ
ングしている場合に標準ガソリンが使用される場合も同
様である。たとえば、燃料が標準ガソリンに変更された
後の加速時は、空燃比がリッチ側に偏って空燃比偏差が
負の値となり、（１３）式の関係を満たすような配分率
ｘ，ｙで負の更新量が配分される（すなわち減算され
る）ため、更新によって低周波壁流補正量の割合が小さ
くなり、空燃比偏差が許容範囲内に収まったとき（補正
量の全体量が標準ガソリンに適合した大きさとなったと
き）に２つの壁流補正量の比率が標準ガソリンに適合し
た値となる。

【００６０】

【発明の効果】第１の発明は、運転条件信号に応じた基
本噴射量を算出する手段と、少なくとも吸気管内の燃料
付着部の温度に対応して比較的遅い時定数で変化する低
周波壁流補正量と比較的速い時定数で変化する高周波壁
流補正量とをそれぞれ記憶する書き換え可能な記憶装置
と、前記吸気管内の燃料付着部の温度を検出するセンサ
と、この燃料付着部温度の検出値を用いて過渡時に前記
各記憶装置から各壁流補正量を検索する手段と、この検
索された２つの壁流補正量で前記基本噴射量を補正して
過渡時の燃料噴射量を算出する手段と、この燃料噴射量
を吸気管に供給する装置と、排出ガス中の酸素濃度を検
出するセンサと、この酸素濃度の検出値にもとづき２つ
の壁流補正量の適正値からのずれ量をそれぞれ算出する
手段と、このずれ量を許容範囲内に収めるように前記ず
れ量が算出されたときの前記燃料付着部温度の検出値に
対応して前記各記憶装置に記憶されている２つの壁流補
正量を別々に更新する手段とを設けたので、２つの壁流
補正量の比率が適切なものとなり、これによって過渡初
期にオーバーリッチのピークが生じることがなくなるほ
か、空燃比が理論空燃比に落ち着くまでの時間を短縮す
ることができる。

【００６１】第２の発明では、運転条件信号に応じた基
本噴射量を算出する手段と、少なくとも吸気管内の燃料
付着部の温度に対応して比較的遅い時定数で変化する低
周波壁流補正量と比較的速い時定数で変化する高周波壁
流補正量とをそれぞれ記憶する書き換え可能な記憶装置
と、前記吸気管内の燃料付着部の温度を検出するセンサ
と、この燃料付着部温度の検出値を用いて過渡時に前記
各記憶装置から各壁流補正量を検索する手段と、この検
索された２つの壁流補正量で前記基本噴射量を補正して
過渡時の燃料噴射量を算出する手段と、この燃料噴射量
を吸気管に供給する装置と、排出ガス中の酸素濃度を検
出するセンサと、この酸素濃度の検出値から算出した実
際の空燃比と目標空燃比との偏差を算出する手段と、こ
の空燃比偏差に応じた学習更新量を前記低周波壁流補正
量と高周波壁流補正量の両者に割り振る配分率を、前記
燃料付着部温度が低くなるほど前者の割合が大きくなる
ように前記燃料付着部温度の検出値に応じて算出する手
段と、この配分率で割り振られた空燃比偏差を用いて、
前記空燃比偏差が算出されたときの前記燃料付着部温度
の検出値に対応して前記各記憶装置に記憶されている２
つの壁流補正量を別々に更新する手段とを設けたので、
各壁流補正量について別個に適正値からのずれ量を検出
する必要がなく、全体的な空燃比偏差から１つの壁流補
正量について学習更新を行うような一般的な過渡補正制
御を採用しているエンジンにそのまま適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２】第１実施例のシステム図である。

【図３】燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出を説明するための
流れ図である。

【図４】学習値（ＫｌとＫｈ）の更新を説明するための
流れ図である。

【図５】領域の面積（Ｓｌ、Ｓｌ_n-1，Ｓｒ，Ｓｒ_n-1）
の計算を説明するための流れ図である。

【図６】低周波壁流補正量Ｋｌのマップ内容を示す特性
図である。

【図７】高周波壁流補正量Ｋｈのマップ内容を示す特性
図である。

【図８】第２実施例の低周波壁流補正量Ｋｌのマップ内
容を示す特性図である。

【図９】第２実施例の高周波壁流補正量Ｋｈのマップ内
容を示す特性図である。

【図１０】第３実施例の低周波壁流補正量Ｋｌのマップ
内容を示す特性図である。

【図１１】第３実施例の高周波壁流補正量Ｋｈのマップ
内容を示す特性図である。

【図１２】加速時の空燃比変化とこれに対する変数Ｆの
値の変化を示す波形図である。

【図１３】重み係数ｘのテーブル内容を示す特性図であ
る。

【図１４】重み係数ｙのテーブル内容を示す特性図であ
る。

【図１５】従来例の加速時の空燃比と燃料噴射パルス幅
の各変化を示す波形図である。

【図１６】第１実施例の加速時の空燃比と燃料噴射パル
ス幅の各変化を示す波形図である。

【図１７】第４実施例の燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出を
説明するための流れ図である。

【図１８】第４実施例の学習値（ＫｌとＫｈ）の更新を
説明するための流れ図である。

【図１９】第４実施例のリーン時間（ｔｌ_n-1，ｔｌ）
とリッチ時間（ｔｒ_n-1，ｔｒ）を説明するための波形
図である。

【図２０】第２の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

４インジェクタ６三元触媒７エアフローメータ８吸気絞り弁１０クランク角度センサ１２空燃比センサ（酸素濃度センサ）２１コントロールユニット３１基本噴射量算出手段３２低周波壁流補正量記憶装置３３高周波壁流補正量記憶装置３４燃料付着部温度センサ３５低周波壁流補正量検索手段３６高周波壁流補正量検索手段３７燃料噴射量算出手段３８燃料供給装置３９酸素濃度センサ４０ずれ量算出手段４１壁流補正量更新手段５１空燃比偏差算出手段５２配分率算出手段５３壁流補正量更新手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転条件信号に応じた基本噴射量を算出す
る手段と、少なくとも吸気管内の燃料付着部の温度に対応して比較
的遅い時定数で変化する低周波壁流補正量と比較的速い
時定数で変化する高周波壁流補正量とをそれぞれ記憶す
る書き換え可能な記憶装置と、前記吸気管内の燃料付着部の温度を検出するセンサと、この燃料付着部温度の検出値を用いて過渡時に前記各記
憶装置から各壁流補正量を検索する手段と、この検索された２つの壁流補正量で前記基本噴射量を補
正して過渡時の燃料噴射量を算出する手段と、この燃料噴射量を吸気管に供給する装置と、排出ガス中の酸素濃度を検出するセンサと、この酸素濃度の検出値にもとづき２つの壁流補正量の適
正値からのずれ量をそれぞれ算出する手段と、このずれ量を許容範囲内に収めるように前記ずれ量が算
出されたときの前記燃料付着部温度の検出値に対応して
前記各記憶装置３２，３３に記憶されている２つの壁流
補正量を別々に更新する手段とを設けたことを特徴とす
るエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】運転条件信号に応じた基本噴射量を算出す
る手段と、少なくとも吸気管内の燃料付着部の温度に対応して比較
的遅い時定数で変化する低周波壁流補正量と比較的速い
時定数で変化する高周波壁流補正量とをそれぞれ記憶す
る書き換え可能な記憶装置と、前記吸気管内の燃料付着部の温度を検出するセンサと、この燃料付着部温度の検出値を用いて過渡時に前記各記
憶装置から各壁流補正量を検索する手段と、この検索された２つの壁流補正量で前記基本噴射量を補
正して過渡時の燃料噴射量を算出する手段と、この燃料噴射量を吸気管に供給する装置と、排出ガス中の酸素濃度を検出するセンサと、この酸素濃度の検出値から算出した実際の空燃比と目標
空燃比との偏差を算出する手段と、この空燃比偏差を前記低周波壁流補正量と高周波壁流補
正量の両者に割り振る配分率を、前記燃料付着部温度が
低くなるほど両者の割合が大きくなるように前記燃料付
着部温度の検出値に応じて算出する手段と、この配分率で割り振られた空燃比偏差を用いて、前記空
燃比偏差が算出されたときの前記燃料付着部温度の検出
値に対応して前記各記憶装置に記憶されている２つの壁
流補正量を別々に更新する手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの燃料噴射制御装置。