JPH116457A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常学習値の収束を早めて、空燃比が目標安
定度相当値よりも過剰にリッチになったり、反対にリー
ンなったりしないようにする。 【解決手段】 ベース学習値が収束する前はベース学習
値を、またベース学習値が収束した後は通常学習値を選
択手段２５が選択し、リーン運転時の安定度に基づくフ
ィードバック制御条件の非成立時に前記選択されたほう
の学習値でリーン運転時の初期設定の空燃比を空燃比補
正手段２７が補正する。リーン運転時の安定度に基づく
フィードバック制御条件の成立時かつベース学習値が収
束する前にまずベース学習値を更新手段３０が更新し、
リーン運転時の安定度に基づくフィードバック制御条件
の成立時かつベース学習値が収束した後にベース学習値
の収束値を初期値として通常学習値を更新手段３１が更
新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの空燃比
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃費を改善すると同時にＮＯ
ｘを低減するため、空気と燃料の比率である空燃比を理
論空燃比よりも希薄なリーン空燃比となるように燃料供
給量を制御し、リーン運転時にエンジンの安定度（燃焼
変動量）がその安定度の制御目標値よりも悪化すると、
空燃比をリッチ側に補正（あるいは点火時期やＥＧＲ率
を燃焼の安定する側に補正）して燃焼の安定性を確保す
るようにしたエンジンの運転方法が、特開昭５８−１６
０５３０号公報によって提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、安定許容限
界まで余裕がある領域では、安定度が空燃比の変化に対
して比較的平坦な特性を示すのであるが、空燃比が安定
許容限界に近づくほど空燃比の変化に対して安定度が急
峻に変化するようになるので、安定許容限界近傍で目標
を越えて行き過ぎる過補正が生じやすく、この過補正に
より安定度が許容限界を超えてしまったのではヘジテー
ションやスタンブルが避けられない。したがって、リー
ン運転時に安定度に基づくフィードバック制御を行うだ
けの従来装置では、安定許容限界近傍に近づけようとす
ればするほど、過補正を抑制して制御安定性を高めるた
めフィードバック制御の応答速度を遅くする必要があ
り、この場合には過渡運転条件などで安定度に基づくフ
ィードバック制御を十分に行うことができないことがあ
った。

【０００４】そこで、このような運転領域においても安
定許容限界近傍での制御を可能とするため、安定度に基
づくフィードバック制御に学習制御を併用することが考
えられる。これを説明すると、定常時（安定度に基づく
フィードバック制御条件である）に安定度に基づくフィ
ードバック制御を十分行った後（図２の左側参照）で
は、空燃比のフィードバック補正量（図２では単に補正
量で示す）により目標安定度での制御が可能となり、こ
のフィードバック補正量を学習値として記憶しておく。
そして、リーン運転時でも安定度に基づくフィードバッ
ク制御条件が成立しない運転時（たとえば緩加速時）に
なると、この学習値を補正量として用いることで（図２
の右側参照）、安定度に基づくフィードバック制御が行
われなくても目標安定度での制御が可能となるのであ
る。なお、図２において点火時期をＡＤＶ、空燃比をＡ
／Ｆで略記している。

【０００５】しかしながら、その一方でパージガスの影
響など何らかの原因によって学習値が不適当な値になっ
たとき、安定度に基づくフィードバック制御の応答が遅
いため、安定度が良好な状態に収束するまでのあいだ燃
焼不安定に伴う不快感を運転者に与えることになる。

【０００６】このようなパージガスの影響などにより学
習値が不適当な値になったときの安定度の悪化を防止す
るため、通常時の学習値とは別にベース学習値を導入
し、 １）始動後にリーン運転とパージガスの導入を禁止し
て、理論空燃比を目標値とする空燃比のフィードバック
制御を行い、その空燃比フィードバック制御中にベース
学習値を更新する、 ２）ベース学習値の収束後にパージガスの導入を開始し
て通常時の学習値を更新する、 ３）リーン運転時になると、空燃比をよりリッチ側にす
るほうの学習値を選択し、この選択された学習値を用い
て空燃比をオープン制御するようにしたものがあるので
（特開平７−２１７４７０号公報参照）、このものを、
上記の安定度に基づくフィードバック制御に学習制御を
併用するものに適用して、 １）始動後にパージガスの導入を禁止して安定度に基づ
くフィードバック制御を行い、そのフィードバック制御
中にベース学習値を更新する、 ２）ベース学習値の収束後にパージガスの導入を開始し
て通常時の学習値（以下通常学習値という）を更新す
る、 ３）ベース学習値の収束前はベース学習値を、またベー
ス学習値の収束後は通常学習値を選択し、この選択され
た学習値を用いてリーン運転時の安定度に基づくフィー
ドバック制御条件の非成立時に空燃比をオープン制御す
ることが考えられる。

【０００７】しかしながら、安定度に基づくフィードバ
ック制御は前述のようにその応答速度を遅くする必要が
あるので、特開平７−２１７４７０号公報のように、学
習値の中心値を初期値として通常学習値を更新してゆく
のでは、通常学習値が収束するまでに長い時間を要し、
そのあいだ空燃比が目標安定度相当値よりも過剰にリッ
チになったり、反対にリーンなったりしてしまう（空燃
比が目標安定度相当値より過剰にリッチになったときは
燃費の悪化とＮＯｘ排出量の増大が、また空燃比が目標
安定度相当値より過剰にリーンになったときは燃焼不安
定に伴う運転性の悪化が生じる）。

【０００８】そこで本発明は、ベース学習値の収束値を
通常学習値の初期値として設定することにより、通常学
習値の収束を早め、これによって空燃比が目標安定度相
当値よりも過剰にリッチになったり、反対にリーンなっ
たりしないようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図２３
に示すように、リーン運転時の空燃比を初期設定する手
段２１と、通常学習値ＬＲＬＤＭＬを記憶する手段２２
と、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬを記憶する手段２３と、
このベース学習値ＢＳＬＤＭＬが収束したかどうかを判
定する手段２４と、この判定結果よりベース学習値ＢＳ
ＬＤＭＬが収束する前はベース学習値を、またベース学
習値が収束した後は前記通常学習値を選択する手段２５
と、リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御
を行う条件かどうかを判定する手段２６と、この判定結
果よりリーン運転時の安定度に基づくフィードバック制
御条件の非成立時に前記選択されたほうの学習値で前記
リーン運転時の初期設定の空燃比を補正する手段２７
と、リーン運転時にこの補正された空燃比となるように
エンジンへの燃料供給量を制御する手段２８と、エンジ
ンの安定度ＦＩＬＤＭＰを検出する手段２９と、前記判
定結果よりリーン運転時の安定度に基づくフィードバッ
ク制御条件の成立時かつ前記ベース学習値ＢＳＬＤＭＬ
が収束する前に前記エンジンの安定度ＦＩＬＤＭＰが安
定度の制御目標値ＬＬＳＬと一致するように前記ベース
学習値ＢＳＬＤＭＬを更新する手段３０と、前記判定結
果よりリーン運転時の安定度に基づくフィードバック制
御条件の成立時かつ前記ベース学習値ＢＳＬＤＭＬが収
束した後に前記ベース学習値ＢＳＬＤＭＬの収束値を初
期値として前記エンジンの安定度ＦＩＬＤＭＰが安定度
の制御目標値ＬＬＳＬと一致するように前記通常学習値
ＬＲＬＤＭＬを更新する手段３１とを設けた。

【００１０】第２の発明では、第１の発明において前記
通常学習値が学習領域毎の値である。

【００１１】第３の発明では、第２の発明において前記
ベース学習値ＢＳＬＤＭＬの収束値をすべての学習領域
の通常学習値の初期値として設定する。

【００１２】第４の発明では、第２の発明において前記
ベース学習値ＢＳＬＤＭＬを１データで構成するととも
に、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬの収束値に、ベース学習
値ＢＳＬＤＭＬの更新を行う領域と前記通常学習値の各
学習領域との運転条件の差に応じたリッチ化マージンＩ
ＮＴＭＧＮを加えた値を前記通常学習値の初期値として
学習領域毎に設定する。

【００１３】第５の発明では、第１から第４までのいず
れか一つの発明において前記ベース学習値がパージカッ
ト時の学習値、前記通常学習値がパージカット時とパー
ジカット時でないときを含む学習値である。

【００１４】第６の発明では、第１から第５までのいず
れか一つの発明において前記安定度検出値がエンジンの
回転変動量である。

【００１５】

【発明の効果】第１の発明では、ベース学習値の更新よ
り通常学習値の更新へと移行するとき、学習値の中心値
からでなく、ベース学習値の収束値を初期値として通常
学習値の更新を開始するので、学習値の中心値より通常
学習値の更新を開始する場合にくらべて、学習値が要求
値により近い値となることから、通常学習値の更新速度
がもともと遅くても、通常学習値の収束を早めることが
でき、これによって、空燃比が目標安定度相当値よりも
過剰にリッチになったり、反対にリーンなったりするこ
とがない。

【００１６】また、ベース学習値より通常学習値に移行
する場合においてベース学習値の収束値が学習値の中心
値から外れているときでも、学習値の中心値を初期値と
して通常学習値の更新を開始する従来装置では、ベース
学習値より通常学習値への移行時に空燃比がステップ的
に切換わり、これによって移行前後でトルク段差を生じ
て運転者に不快感を与えることになるのであるが、第１
の発明では、ベース学習値より通常学習値への移行時の
空燃比段差がなくなり、これによって移行前後でのトル
ク段差に伴う運転者への不快感を回避することができ
る。

【００１７】第２の発明では、学習値を学習領域毎の値
としたので、リーン運転時において安定度に基づくフィ
ードバック制御時でない場合の目標安定度への制御精度
が向上する。

【００１８】第４の発明では、ベース学習値の更新を行
う領域と通常学習値の各学習領域との運転条件の差に応
じたリッチ化マージンをベース学習値の収束値に加算し
た値を通常学習値の初期値として学習領域毎に設定する
ので、１データであるベース学習値を更新したときの運
転領域とそのベース学習値が格納される通常学習値の学
習領域とが離れていても、ベース学習値より通常学習値
への移行当初に空燃比がサージ限界よりもリーン側に外
れることがない。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本体
で、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通ってシリ
ンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空
燃比となるようにコントロールユニット（図ではＣ／Ｕ
で略記）２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエ
ンジン１の吸気ポートに向けて噴射される。

【００２０】コントロールユニット２にはディストリビ
ュータに内蔵されるクランク角センサ４からのＲｅｆ信
号と１度信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信
号、三元触媒１０の上流側に設置したＯ₂センサ３から
の空燃比（酸素濃度）信号、さらには水温センサ１５か
らの冷却水温信号、スロットルセンサからのスロットル
バルブ開度信号、トランスミッションのギヤ位置センサ
からのギヤ位置信号、車速センサ１６からの車速信号等
が入力し、これらに基づいて運転状態を判断しながら条
件に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。

【００２１】排気管９には三元触媒１０が設置され、理
論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中の
ＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。なお、この三
元触媒１０はリーン空燃比のときはＨＣ、ＣＯを酸化す
るが、ＮＯｘの還元効率は低い。しかし、空燃比がリー
ン側に移行すればするほどＮＯｘの発生量は少なくな
り、所定の空燃比以上では三元触媒１０で浄化するのと
同じ程度にまで下げることができ、同時に、リーン空燃
比になるほど燃費が改善される。反面、リーン空燃比で
の運転時には、運転条件によって燃焼が不安定になりや
すい。

【００２２】したがって、負荷のそれほど大きくない所
定の運転領域においてリーン空燃比による運転を行い、
同時にエンジンの安定度（燃焼変動量）を検出し、この
安定度がその制御目標値と一致するようにリーン空燃比
での安定度に基づくフィードバック制御を行うことで、
安定性を確保することができる。

【００２３】この場合、安定許容限界まで余裕がある領
域では、安定度が空燃比（あるいは点火時期）の変化に
対して比較的平坦な特性を示すのであるが、空燃比（あ
るいは点火時期）が安定許容限界に近づくほど空燃比
（あるいは点火時期）の変化に対して安定度が急峻に変
化するようになるので、従来装置のように、安定許容限
界近傍で目標を行き過ぎる過補正が生じやすく、この過
補正により安定度が許容限界を超えてしまったのではヘ
ジテーションやスタンブルが避けられない。したがっ
て、安定許容限界近傍に近づけようとすればするほど、
過補正を抑制して制御安定性を高めるため安定度に基づ
くフィードバック制御の応答速度を遅くする必要のある
従来装置では、過渡運転条件などで安定度に基づくフィ
ードバック制御を十分に行うことができない。

【００２４】そこで、このような運転領域においても安
定許容限界近傍での制御を可能とするため、安定度に基
づくフィードバック制御に学習制御を併用することが考
えられる。これを説明すると、定常時（安定度に基づく
フィードバック制御条件である）に安定度に基づくフィ
ードバック制御を十分行った後（図２の左側参照）で
は、空燃比のフィードバック補正量により目標安定度で
の制御が可能となり、このフィードバック補正量を学習
値として記憶しておく。そして、リーン運転時でも安定
度に基づくフィードバック制御条件が成立しない運転時
（たとえば緩加速時）になると、この学習値を補正量と
して用いることで（図２の右側参照）、安定度に基づく
フィードバック制御が行われなくても目標安定度での制
御が可能となるのである。

【００２５】しかしながら、その一方でパージガスの影
響など何らかの原因によって学習値が不適当な値になっ
たとき、安定度に基づくフィードバック制御の応答が遅
いため、安定度が良好な状態に収束するまでのあいだ燃
焼不安定に伴う不快感を運転者に与えることになる。

【００２６】このようなパージガスの影響などにより学
習値が不適当な値になったときの安定度の悪化を防止す
るため、始動後にリーン運転とパージガスの導入を禁止
して、理論空燃比を目標値とする空燃比のフィードバッ
ク制御を行い、その空燃比フィードバック制御中にベー
ス学習値を更新し、ベース学習値の収束後にパージガス
の導入を開始して通常学習値を更新するようにした従来
装置があるので、この従来装置を、上記の安定度に基づ
くフィードバック制御に学習制御を併用するものに適用
して、始動後にパージガスの導入を禁止して安定度に基
づくフィードバック制御を行い、そのフィードバック制
御中にベース学習値を更新し、ベース学習値の収束後に
パージガスの導入を開始して通常学習値を更新するよう
にすることが考えられる。

【００２７】しかしながら、前述のように安定度に基づ
くフィードバック制御はその応答速度を遅くする必要が
あるので、従来装置のように、学習値の中心値を初期値
として通常学習値を更新してゆくのでは、通常学習値が
収束するまでに長い時間を要し、そのあいだ空燃比が目
標安定度相当値よりも過剰にリッチになったり、反対に
リーンなったりしてしまう。

【００２８】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、ベース学習値の収束値を通常学習値の初期値とし
て設定する。

【００２９】コントロールユニット２で実行されるこの
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。

【００３０】図３のフローチャートは所定の空燃比とな
るように制御するための目標燃空比Ｔｄｍｌを算出する
ためのもので、一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）にあ
るいはバックグランドジョブで実行する。以下のフロー
チャートで一定時間毎にあるいはバックグランドジョブ
で実行する場合、図に単に１０ｍｓ毎と記し、制御周期
については省略する。

【００３１】ステップ１ではリーン運転条件かどうかを
フラグ＃ＦＬＥＡＮにより判断する。＃ＦＬＥＡＮ＝１
のときはリーン運転条件、＃ＦＬＥＡＮ＝０のときは非
リーン運転条件である。リーン運転条件の判定について
は説明しないが、特開平６−２７２５９１号公報などに
開示されている公知のものでかまわない。

【００３２】リーン運転条件のときはステップ２に進
み、理論空燃比よりも薄い空燃比のマップ値を、所定の
マップ（ＭＤＭＬＬマップ）を回転数Ｎｅと負荷Ｔｐと
で参照することにより求める。

【００３３】ステップ３では学習値を参照する。この学
習値の参照については図４、図５のフローチャートによ
り説明する。

【００３４】図４、図５において、まずステップ１１で
はフラグ＃ＦＢＬＬＴＤよりベース学習値ＢＳＬＤＭＬ
が収束したかどうかをみる。図１４で後述するように、
＃ＦＢＬＬＴＤ＝０はベース学習値ＢＳＬＤＭＬが未収
束であることを、また＃ＦＢＬＬＴＤ＝１はベース学習
値ＢＳＬＤＭＬが収束したことを表す。したがって、Ｂ
ＳＬＤＭＬが未収束のときは原則としてステップ１１よ
りステップ１５に進んでベース学習値ＢＳＬＤＭＬを、
またＢＳＬＤＭＬが収束したあとは、図１０で後述する
安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの更新許可状態にある
かぎり、原則として図４のステップ１１、図５のステッ
プ２１より図５のステップ２４またはステップ２７に進
んで学習領域毎の通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）をそれ
ぞれ選択する。

【００３５】なお、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬは図１４
で後述するように、運転領域に関係のない１データであ
る。また、通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の学習領域
は、後述する図１６に示すように、回転数Ｎｅと負荷Ｔ
ｐをパラメータとして複数の領域に分割され、学習領域
毎に独立の学習値が格納されている。ＬＲＬＤＭＬ
（ｋ）のｋは、図１６に示す０から１５までの各学習領
域を区別するためにつけた番号である。

【００３６】ただし、次の〜の条件のときは参照学
習値が若干異なる。

【００３７】〈１〉ベース学習値が未収束の場合（図４
でステップ１２以降に進む場合） ＢＳＬＤＭＬの更新領域にあるものの安定化燃空比補
正係数ＬＬＤＭＬ（後述する）の更新許可状態にないと
きはステップ１２、１４よりステップ１８に進んでＢＳ
ＬＤＭＬに誤差マージンＬＲＭＧＮを加えた値を参照学
習値に入れる。

【００３８】ＬＬＤＭＬの更新許可状態であるがＢＳ
ＬＤＭＬの更新領域にないときはステップ１２、１３よ
りステップ１６、１７に進んでそのときの回転数Ｎｅと
負荷Ｔｐの属する学習領域の通常学習値ＬＲＬＤＭＬ
（ｋ）を選択し、このＬＲＬＤＭＬ（ｋ）を参照学習値
に入れる。

【００３９】ＬＬＤＭＬの更新許可状態でなくかつＢ
ＳＬＤＭＬの更新領域でもないときはステップ１２、１
４よりステップ１９に進んで学習値の中心値である１０
０％を参照学習値に入れる。

【００４０】〈２〉ベース学習値が収束した後（図５の
ステップ２１以降に進む場合） ＢＳＬＤＭＬより所定値ＳＬＬＤＭＬ＃を差し引いた
値よりもそのときの通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）のほ
うが大きい場合（ＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤＭＬ＃≦ＬＲ
ＬＤＭＬ（ｋ））にＬＬＤＭＬの更新許可状態にないと
きは、ステップ２２、２３よりステップ２５に進んで、
ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）に誤差マージンＬＲＭＧＮを加えた
値を参照学習値に入れる。

【００４１】ＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤＭＬ＃よりもＬ
ＲＬＤＭＬ（ｋ）が小さくなった場合（ＢＳＬＤＭＬ−
ＳＬＬＤＭＬ＃＞ＬＲＬＤＭＬ（ｋ））にＬＬＤＭＬの
更新許可状態にないときは、ステップ２２、２６よりス
テップ２８に進んでＢＳＬＤＭＬに誤差マージンＬＲＭ
ＧＮを加えた値を参照学習値に入れる。

【００４２】ここで、の場合に通常学習値を選択せず
にベース学習値を選択するようにしたのは、この場合に
まで通常学習値を選択したのでは、空燃比がリーンにな
り過ぎるので、これを避けるためである。

【００４３】、、の場合に誤差マージンＬＲＭＧ
Ｎを加えるようにしたのは次の理由からである。

【００４４】次の２つの運転条件 １）第一の運転条件：リーン運転時において安定度に基
づくフィードバック制御を行いつつ学習値を更新してい
るとき、 ２）第二の運転条件：同じリーン運転時でも安定度に基
づくフィードバック制御時でなく記憶手段に格納されて
いる学習値で初期設定の空燃比を補正するときを考え
る。なお、このときの学習値は正確には、ベース学習値
の収束前であれば図４にしたがって参照される学習値、
ベース学習値の収束後になると図５にしたがって参照さ
れる学習値である。しかしながら、簡単にはベース学習
値の収束前はベース学習値、ベース学習値の収束後は通
常学習値で考えればよい。

【００４５】この場合に、目標空燃比を一定として吸入
空気量を変化させたときの空燃比誤差（以下単に空燃比
誤差という）が運転条件によらず一律の大きさであると
き、あるいは空燃比誤差がまったくないとき（理想的な
状態のとき）には、第二の運転条件での安定度が第一の
運転条件での安定度と一致する（つまり、第二の運転条
件において空燃比が目標安定度へと制御される）のであ
るが、空燃比誤差が運転条件（たとえば負荷や回転数）
により異なるときは、２つの運転条件のあいだの空燃比
誤差の差分だけ第二の運転条件での安定度が第一の運転
条件での安定度からずれる。このずれにより第二の運転
条件での安定度が第一の運転条件での安定度よりも悪く
なった（つまり空燃比が目標安定度相当値よりもリッチ
になった）とき、燃焼変動が増大して運転者へ与える不
快感が増すのである。

【００４６】さらに詳述すると、図６の左側に吸入空気
量に対して空燃比誤差が右下がりで変化する例を示す
（吸入空気量が小さい領域では空燃比誤差がプラスであ
ったものが、吸入空気量の増加とともに空燃比誤差がマ
イナス側へと変化している）。この場合に、定常の位置
（黒丸で示す）が上記の第一の運転条件、緩加速の位置
（白丸で示す）が上記の第二の運転条件にそれぞれ相当
し、空燃比誤差の特性が右下がりであることから、２つ
の位置の間に空燃比誤差の差分が存在する。定常の位置
においても、安定度に基づくフィードバック制御を行う
こともなくかつ学習も進んでなければ空燃比誤差により
安定度が目標安定度より外れることになるが、定常の位
置では安定度に基づくフィードバック制御が行われるこ
とから、図６右側上段に示したように、空燃比誤差が存
在しても安定度が目標安定度へと制御され、このときの
フィードバック補正量が学習値として格納される。

【００４７】これに対して、定常の位置よりも空燃比誤
差がマイナスで大きくなる緩加速の位置では、定常の位
置との空燃比誤差の差分だけ空燃比が初期設定の空燃比
よりリーン側にずれるので、この差分だけずれた初期設
定の空燃比を、定常の位置で格納した学習値を補正量と
して補正すると、図６右側下段に示したように、空燃比
が目標安定度相当値よりも過剰にリーンになってしまう
のである。

【００４８】なお、このことは、図６左側において空燃
比誤差の特性が右上がりとなる（ただし、定常の位置、
緩加速の位置ともプラス側にあり、かつ定常の位置より
も緩加速の位置のほうがよりプラス側にあるとする）と
きも同様であり、このときは、第一の運転条件との空燃
比誤差の差分だけ第二の運転条件での空燃比が目標安定
度相当値よりも過剰にリッチになる。

【００４９】そこで、リーン運転での安定度に基づくフ
ィードバック制御の非成立時にそのときの運転条件と学
習代表点との空燃比誤差の差分だけ学習値をエンジンの
発生するトルクが増加する側にシフトさせるため、誤差
マージンＬＲＭＧＮを導入する。学習値（ＢＳＬＤＭ
Ｌ、ＬＲＬＤＭＬ）はこの値が大きくなるほど空燃比が
リッチ側に向かう値であり、誤差マージンＬＲＭＧＮは
２つの運転条件（上記の第一の運転条件と第二の運転条
件）の間の空燃比誤差の差分に相当し、ＬＲＭＧＮには
０または正の値を与えているので、ＬＲＭＧＮを加算す
ることは、リーン運転時の初期設定の空燃比をリッチ側
にシフトすることになるのである。

【００５０】具体的には、ＬＲＭＧＮは図７に示したよ
うに、リーン運転時でも安定度に基づくフィードバック
制御時でない場合の負荷Ｔｐと学習代表点（図６左側に
示す定常の位置あるいは第一の運転条件のこと）の負荷
ＬＲＴＰとの差の絶対値｜Ｔｐ−ＬＲＴＰ｜をパラメー
タとし、｜Ｔｐ−ＬＲＴＰ｜が０のとき最小値の０とな
り、｜Ｔｐ−ＬＲＴＰ｜が大きくなるほど大きくなる値
である。

【００５１】なお、図６左側に示したように、（ｉ）定
常の位置で空燃比誤差がマイナス側にありかつ定常の位
置より緩加速の位置の空燃比誤差のほうがマイナスで大
きい場合に、緩加速の位置で学習値を参照してこれを補
正量とするとき、空燃比が定常の位置との空燃比誤差の
差分だけ目標安定度相当値を超えて過度にリーン側にな
る。これを逆にいえば、（ｉｉ）定常の位置で空燃比誤
差がマイナス側にありかつ定常の位置より緩加速の位置
の空燃比誤差のほうがマイナスで小さい場合（図示しな
い）には、緩加速の位置で学習値を参照してこれを補正
量とするとき、空燃比が定常の位置との空燃比誤差の差
分だけ目標安定度相当値よりもリッチ側（つまり燃焼変
動が収まる側）になるので、この場合には運転者への不
快感を増すことにならない。したがって、燃焼変動の増
大に伴う運転者への不快感を解消するために空燃比をリ
ーン側にシフトしなければならないのは、上記（ｉ）の
場合だけである。しかしながら、コントロールユニット
では、上記（ｉ）の場合であるのか、上記（ｉｉ）の場
合であるのかを区別することができないので、（ｉ）、
（ｉｉ）の場合とも、空燃比をリッチ側にシフトするた
め、図７のように、ＴｐとＬＲＴＰの差の絶対値をパラ
メータとしているのである。

【００５２】なお、予め（ｉ）、（ｉｉ）の場合を区別
できるときは、（ｉ）の場合に限って空燃比をリーン側
にシフトし、（ｉｉ）の場合には、逆に空燃比をリッチ
側にシフトすることで、（ｉｉ）の場合にも、空燃比を
目標安定度相当値へと制御できることになる。

【００５３】図６左側に示した定常の位置（学習代表
点）は、リーン運転領域での負荷が中程の条件を選んで
設定する。その理由は次の通りである。誤差マージンが
大きいと、空燃比が大きく変化してしまうので、誤差マ
ージンはできれば小さいほど望ましいこと、また、２つ
の位置（定常の位置と緩加速の位置）の間の空燃比誤差
の差分が多くなるほど誤差マージンを大きくする必要が
あることから、定常の位置がリーン運転領域での負荷の
中程にあるときがトータルでみて２つの位置の間の空燃
比誤差の差分（したがって誤差マージン）が最小になる
と推測されるからである。

【００５４】運転条件に応じて空燃比誤差が変化する場
合に、運転条件の代表として図６左側には吸入空気量を
挙げたが、エンジン回転数に応じても空燃比誤差が変化
することが考えられるので、図７に示したように、誤差
マージンは回転数Ｎｅと学習代表点の回転数ＬＲＮＥと
の差の絶対値｜Ｎｅ−ＬＲＮＥ｜をもパラメータとして
おり、｜Ｎｅ−ＬＲＮＥ｜が大きくなるほどＬＲＭＧＮ
の値を大きくしている。

【００５５】このようにして、誤差マージンＬＲＭＧＮ
により第二の運転条件でその第二の運転条件と第一の運
転条件との空燃比誤差の差分だけ学習値をリッチ側にシ
フトするので、第一の運転条件と第二の運転条件との間
に空燃比誤差の差分が存在する場合でも、空燃比を目標
安定度相当値へと制御できる。たとえば、図８は図６の
右側の特性を改めて書き直したもので、緩加速時（第二
の運転条件）に学習値を参照してこれを補正量とすると
き、空燃比が定常時（第一の運転条件）との空燃比誤差
の差分だけ目標安定度相当値を超えて過度にリーン側に
なるのであるが、本実施形態では、緩加速時と定常時の
２つの運転条件の間の空燃比誤差の差分だけリッチ側に
シフトされることから（図８右側参照）、２つの運転条
件の間に空燃比誤差の差分が存在しても、空燃比を目標
安定度相当値へと制御できるのである。

【００５６】このようにして学習値を参照したら図３の
ステップ４に戻り、その参照学習値をリーン運転条件の
ときのマップ燃空比に乗算することにより、つまり Ｔｄｍｌ＝Ｍｄｍｌ×参照学習値 …（１） の式により目標燃空比Ｔｄｍｌを算出する。

【００５７】安定度に基づくフィードバック制御時にエ
ンジン回転変動量が大きくなるほど参照学習値が大きく
なるため、燃焼変動量が増大するのにしたがってこの目
標燃空比Ｔｄｍｌが大きくなり、つまり目標燃空比はリ
ッチ側にシフトされていく。なお、リーン運転条件にな
いときは、ステップ５で理論空燃比あるいはそれよりも
濃い値のマップ燃空比を、上記ＭＤＭＬＬマップと同じ
ように所定のマップ（ＭＤＭＬＳマップ）にしたがって
参照し、このマップ燃空比Ｍｄｍｌをステップ６におい
てそのままＴｄｍｌに入れる。

【００５８】なお、ここでは図示しないが、空燃比を緩
やかに切換えることによりトルクの急変を防いで、運転
性能の安定性を確保するため、目標燃空比Ｔｄｍｌに対
して、空燃比切換時のダンパ操作を行って燃空比補正係
数ＤＭＬを求めるようにしてもかまわない（特開平６−
２７２５９１号公報参照）。

【００５９】次に、図９のフローチャートは安定度を検
出するためのもので、図３とは独立にＲｅｆ信号の入力
毎に実行する。Ｒｅｆ信号は、４気筒エンジンのときク
ランク角で１８０°毎に、６気筒エンジンのときクラン
ク角で１２０°毎に発生する信号である。

【００６０】ステップ３１、３２ではＲｅｆ信号周期Ｔ
ＲＥＦを計測し、これの逆数に定数Ｋ１を掛けることに
よってエンジン回転数Ｒ０に変換する。ステップ３３で
はクランク角センサの誤差により特定の周波数に生じる
ノイズを除去するためバンドリジェクトフィルタ処理を
行う。続いて人体に振動として感じられる車両共振周波
数成分を抽出するバンドパスフィルタ処理をステップ３
４において、さらに絶対値処理をステップ３５において
行い、その結果をステップ３６においてフィルタ出力Ｆ
ＩＬＯＵＴとする。バンドパスフィルタ処理により、エ
ンジン回転数の時系列データからＤＣ成分と高周波成分
を除去して車両共振周波数帯の変動成分のみを残すので
ある。また、絶対値処理によりその変動の大きさを取り
出している。したがって、フィルタ出力ＦＩＬＯＵＴ
は、エンジン回転変動のうち車両共振周波数帯に含まれ
る変動成分の大きさを表す。

【００６１】ステップ３７ではこのフィルタ出力ＦＩＬ
ＯＵＴに加重平均処理を行い、その結果を安定度指標Ｆ
ＩＬＤＭＰとする。

【００６２】図１０、図１１のフローチャートは安定度
補正量としての安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬを算出
するためのもので、図９とは独立に実行する。ただし、
図１０のステップ４２の操作を実行する直前に図９にし
たがって安定度指標ＦＩＬＤＭＰが得られていることが
前提である。

【００６３】図１０のステップ４１で安定化燃空比補正
係数ＬＬＤＭＬの更新が許可されているかどうかを判定
するが、このための具体的な内容は図１１に示す。この
判定は図１１のステップの内容を一つずつチェックする
ことにより行い、各項目のすべてが満たされたときにＬ
ＬＤＭＬの更新を許可し、一つでも反するときはＬＬＤ
ＭＬの更新を不許可とする。

【００６４】すなわち、 ステップ５１：フラグ＃ＦＬＥＡＮ＝１（リーン運転条
件）である、 ステップ５２：負荷Ｔｐの５０ｍｓ前からの変化量の絶
対値｜ΔＴｐ｜が所定値ＬＬＤＴＰ＃以下である、 ステップ５３：回転数Ｎｅの５０ｍｓ前からの変化量の
絶対値｜ΔＮｅ｜が所定値ＬＬＤＮＥ＃以下である、 ステップ５４：スロットルバルブ開度ＴＶＯの５０ｍｓ
前からの変化量の絶対値｜ΔＴＶＯ｜が所定値ＬＬＤＴ
ＶＯ＃以下である、 ステップ５５：どの気筒も燃料カット中でない、 ステップ５６：クランク角センサに異常（図ではＮＧで
略記）がない、 ステップ５７：フラグ＃ＦＣＮＳＴ＝１（緩加速時や定
常時）である ときに、ステップ５８でＬＬＤＭＬの更新を許可し、そ
うでなければステップ５９に移行してＬＬＤＭＬの更新
を許可しない。

【００６５】上記のステップ５１〜５７はＬＬＤＭＬの
更新（安定度の検出を含む）を精度良く行うための条件
である。本実施形態のように燃焼変動と回転変動の相関
を利用して回転変動より燃焼変動を推定する方式では、
加減速によりエンジン回転が上下すると、その加減速に
伴う回転変化分が燃焼変動に伴う回転変動と分離できず
に燃焼変動の大きさを実際よりも大きく推定してしまう
ことが懸念されるので、上記のステップ５２、５３、５
４、５７により非定常時（急加速時や急減速時）にはＬ
ＬＤＭＬの更新を禁止するのである。なお、ステップ５
７のフラグ＃ＦＣＮＳＴは車速の変化量ΔＶＳＰと所定
値ＬＬＣＤＶＨの比較によりΔＶＳＰ＜ＬＬＣＤＶＨ
（緩加速時や定常時）のとき“１”となり（図１２参
照）、ΔＶＳＰ≧ＬＬＣＤＶＨ（急加速時）のとき
“０”となるフラグである。

【００６６】このようにしてＬＬＤＭＬの更新を許可す
るかどうかを判定したら、図１０のステップ４１に戻
り、ＬＬＤＭＬの更新を許可するときだけステップ４２
以降に進む。

【００６７】ステップ４２では、安定度指標ＦＩＬＤＭ
Ｐ（図９のステップ３７ですでに得られている）を読み
込み、ステップ４３において負荷と回転数より所定のマ
ップを参照して安定度目標値ＬＬＳＴを求め、これらの
値を用いステップ４４において ＬＬＤＭＬ（ｎｅｗ）＝ＬＬＤＭＬ（ｏｌｄ） ＋ＧＬＬＦＢ＃×（ＦＩＬＤＭＰ−ＬＬＳＬ） …（２） ただし、ＬＬＤＭＬ（ｎｅｗ）：更新後の安定化燃空比
補正係数 ＬＬＤＭＬ（ｏｌｄ）：更新前の安定化燃空比補正係数 ＧＬＬＦＢ＃：ゲイン の式により安定化燃空比補正係数（始動時に１００％に
初期設定）ＬＬＤＭＬを更新する。

【００６８】（２）式より安定化燃空比補正係数ＬＬＤ
ＭＬは、安定度指標ＦＩＬＤＭＰが安定度目標値ＬＬＳ
Ｔを超えて大きくなるほど、つまり燃焼が悪化するほど
大きくなる値である。

【００６９】（２）式のゲインＧＬＬＦＢ＃は安定度に
基づくフィードバック制御の応答速度を定める値であ
り、従来装置と同じに、過補正を抑制して制御安定性を
高めるため比較的小さな値としている（フィードバック
制御の応答速度を遅くしている）。

【００７０】ステップ４５では下限リミッタＬＤＭＬＭ
Ｎと上限リミッタＬＤＭＬＭＸを読み込み、ステップ４
６においてＬＬＤＭＬのリミッタ処理を行う。ここで
は、図１３に示したように、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬ
を基準として所定値ＬＲＣＨＧ＃を差し引いた値を下限
リミッタＬＤＭＬＭＮ、ＢＳＬＤＭＬより所定値ＬＲＣ
ＨＧ＃を加えた値を上限リミッタＬＤＭＬＭＸとしてい
る。

【００７１】図１０のステップ４７では学習値の更新を
行う。これについては図１４のフローチャートにより説
明する。

【００７２】まず、ステップ７１で学習カウンタ（始動
時に０に初期設定）ＣＢＳＬＤＭと所定値ＮＢＳＬＤＭ
＃を比較する。学習カウンタＣＢＳＬＤＭはベース学習
値ＢＳＬＤＭＬを更新した回数を計測するためのもので
ある。ＣＢＳＬＤＭ＜ＮＢＳＬＤＭ＃のときはベース学
習値ＢＳＬＤＭＬが収束していないと判断してステップ
７２に進み、フラグ＃ＦＢＬＬＴＤに“０”を入れる。
フラグ＃ＦＢＬＬＴＤ＝０によりＢＳＬＤＭＬが未収束
であることを表すわけである。これに対して＃ＦＢＬＬ
ＴＤ＝１は、後述するようにＢＳＬＤＭＬが収束したこ
とを表す。

【００７３】ステップ７３、７４では負荷Ｔｐが所定の
領域（ＬＬＣＴＰＬ≦Ｔｐ≦ＬＬＣＴＰＨ）にあるかど
うか、回転数Ｎｅが所定の領域（ＬＬＣＮＥＬ≦Ｎｅ≦
ＬＬＣＮＥＨ）にあるかどうかみて、両方が所定の領域
にあるときはステップ７５でフラグ＃ＦＬＲＬＬＣに
“１”を入れる。フラグ＃ＦＬＲＬＬＣ＝１によりベー
ス学習値の更新領域（図１５参照）にあることを表すわ
けである。これに対して、負荷と回転数のいずれかが所
定の領域にないときはフラグ＃ＦＬＲＬＬＣ＝０である
（後述する）。

【００７４】ステップ７６、７７では、そのときの安定
化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬをベース学習値ＢＳＬＤＭ
Ｌに入れるとともに、学習カウンタＣＢＳＬＤＭをイン
クリメントする。

【００７５】つまり、エンジン始動後最初にリーン運転
状態になり、安定度に基づくフィードバック制御を開始
したとき、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬが未収束であれば
通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の更新を行う前にパージ
をカットしてベース学習値ＢＳＬＤＭＬの更新を行うの
で、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬはパージの影響を受けず
に、エンジンの特性のみで決まる安定化燃空比補正係数
ＬＬＤＭＬの要求値へと収束する。また、ベース学習値
ＢＳＬＤＭＬが収束したら以降はベース学習値の更新は
行わず、通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の更新へと進む
ことになる。

【００７６】ただし、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬが収束
するまではパージをカットし続けなければならないた
め、できるだけ短時間でベース学習値ＢＳＬＤＭＬを収
束させる必要がある。そこで、ベース学習値ＢＳＬＤＭ
Ｌは通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）のように学習マップ
をもたせず、運転条件によらず１データで構成してい
る。

【００７７】一方、運転条件によらず同一のベース学習
値ＢＳＬＤＭＬを更新し、また参照するため、ベース学
習値ＢＳＬＤＭＬの更新時と参照時との運転条件が大き
く異なる場合には参照時の空燃比制御精度が悪化するこ
とが懸念される。しかしながら、ベース学習値ＢＳＬＤ
ＭＬの更新時と運転条件が大きく異なる場合にベース学
習値ＢＳＬＤＭＬを参照するのは、パージガスの導入の
影響などにより不安定状態になったとき（具体的にはベ
ース学習値の収束後においてＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤＭ
Ｌ＃＞ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）かつＬＬＤＭＬの更新許可状
態でないとき図５のステップ２８でＢＳＬＤＭＬが参照
される）だけであり、その参照期間も一時的であるの
で、大きな問題となることはない。

【００７８】また、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬはバック
アップメモリに格納する。今回運転時に更新されたＢＳ
ＬＤＭＬがそのまま次回運転時まで保持されるわけであ
る。ＢＳＬＤＭＬの初期設定値は学習値の中心値である
１００％である。

【００７９】ステップ７８ではベース学習値ＢＳＬＤＭ
Ｌに入れたと同じ安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの値
をすべての学習領域の通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）に
入れる。通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の学習領域は、
図１６のように、回転数Ｎｅと負荷Ｔｐをパラメータと
して複数の領域に分割され、学習領域毎に独立の学習値
が格納されている。通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）のｋ
は、後述する図１６に示す０から１５までの各学習領域
を区別するためにつけた番号である。したがって、ステ
ップ７８の操作によりすべての学習領域の通常学習値Ｌ
ＲＬＤＭＬ（ｋ）にベース学習値の収束値が初期値とし
て格納されることになる。

【００８０】ＣＢＳＬＤＭ＜ＮＢＳＬＤＭ＃かつベース
学習値の更新領域であることが継続するときは、ステッ
プ７５〜７８を繰り返し、やがてＣＢＳＬＤＭ≧ＮＢＳ
ＬＤＭ＃になると、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬが収束し
たことを表すためステップ８０に進んでフラグ＃ＦＢＬ
ＬＴＤに“１”を入れ、その後にステップ８１、８２に
進んで学習領域毎に通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の更
新を行う。回転数Ｎｅと負荷Ｔｐが図１６に示した５の
学習領域に属するときは、その判定した５の学習領域の
通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（５）にだけ安定化燃空比補正
係数ＬＬＤＭＬを入れるのである。

【００８１】ここで、通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）の
学習領域は、図１６に示したように全運転領域を回転数
Ｎｅと負荷Ｔｐをパラメータとして複数の領域に分割し
たもので、学習領域毎に独立の学習値が格納されてい
る。ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）は学習領域毎の学習値を表して
いる。ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）のｋは各学習領域を区別する
ためにつけた番号で、１６個の学習領域があるときｋは
０から１５までの整数を取り得る一方、ＣＢＳＬＤＭ＜
ＮＢＳＬＤＭ＃でもベース学習値ＢＳＬＤＭＬの更新領
域でないときはステップ７３または７４よりステップ７
９に進みフラグ＃ＦＢＬＤＴＤに“０”を入れる。

【００８２】このときは、さらにステップ８１、８２の
操作を行う。この操作によりＬＬＤＭＬの値が通常学習
値に入り、結果として参照学習値にもＬＬＤＭＬが入る
（図４のステップ１１、１２、１３、１６、１７参
照）。つまり、図１４のフローチャートでは、安定化燃
空比補正係数ＬＬＤＭＬをいったんは必ず学習値として
格納する処理を行わせるため、このときにもステップ８
１、８２の操作へと進ませているのである。図１４、図
４、図５より、結果的には学習値が同時に参照学習値に
入り、また空燃比補正は参照学習値しか使用しない（図
３のステップ３、４参照）ので、これで通常のフィード
バック制御と同様の働きになる。ＢＳＬＤＭＬの収束前
（つまりＬＬＤＭＬの更新許可状態にあるがＢＳＬＤＭ
Ｌの更新領域にないとき）は、通常学習値をダミーとし
て使っているわけである。

【００８３】図１７のフローチャートは、このようにし
て求めた目標燃空比Ｔｄｍｌを使って燃料噴射パルス幅
を算出して出力する制御動作内容を示すもので、図３に
続いて実行する。

【００８４】まずステップ８１で目標燃空比Ｔｄｍｌを
用いて、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを、 Ｔｆｂｙａ＝Ｄｍｌ＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ …（３） の式により算出する。

【００８５】ここで、Ｋｔｗは冷却水温に応じた燃料増
量分、Ｋａｓは始動直後の燃料増量分である。なお、
（３）式のＴｆｂｙａの単位は％であるが、後述する
（４）式のＴｆｂｙａの単位は無名数である。

【００８６】次に、ステップ８２でエアフローメータの
出力をＡ／Ｄ変換し、リニアライズして吸入空気流量Ｑ
を算出する。そして、ステップ８３でこの吸入空気流量
Ｑとエンジン回転数Ｎｅとから、ほぼ理論空燃比の得ら
れる基本噴射パルス幅Ｔｐを、Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎとして
求める。なおＫは定数である。

【００８７】そして、ステップ８４でこのＴｐをもとに
して、シーケンシャル噴射における一回の燃料噴射パル
ス幅Ｔｉを、 Ｔｉ＝（Ｔｐ＋Ｋａｔｈｏｓ）×Ｔｆｂｙａ ×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ …（４） の式で計算する。

【００８８】ここで、Ｋａｔｈｏｓは過渡補正量、αは
空燃比フィードバック補正係数、αｍはαに基づいて演
算される空燃比学習補正係数、Ｔｓは噴射弁が噴射信号
を受けてから実際に開弁するまでの作動遅れを補償する
ための無効パルス幅である。また、（４）式はシーケン
シャル噴射（４気筒ではエンジン２回転毎に１回、各気
筒の点火順序に合わせて噴射）における式であるため、
Ｔｓの前に数字の２が入っている。ただし、リーン条件
のときには、αとαｍは所定の値に固定されている。

【００８９】なお、前述したように基本噴射パルス幅Ｔ
ｐをエンジン負荷として用いている。ここでは簡単のた
めこのＴｐを用いているが、このＴｐに対して吸気管容
積を考慮して加重平均した値を、Ｔｐに代えて用いるこ
ともできる。

【００９０】次にステップ８５、８６で燃料カットの判
定を行い、ステップ８７、８８で燃料カット条件ならば
無効噴射パルス幅Ｔｓを、そうでなければＴｉを出力レ
ジスタにストアすることでクランク角センサの出力にし
たがって所定の噴射タイミングでの噴射に備える。

【００９１】図１８のフローチャートはパージ弁の開閉
制御を行うためのもので、図３、図１０、図１７とは独
立に実行する。

【００９２】パージ弁の開閉制御は、ステップ９１、９
２、９３、９４の内容を一つずつチェックすることによ
り行い、各項目のすべてを満たすとき、パージ弁を開
き、一つでも反するときはパージ弁を閉じる。

【００９３】すなわち、 ステップ９１：アイドルスイッチがＯＮでない、 ステップ９２：冷却水温Ｔｗが所定の範囲（ＴＷＣＰＬ
≦Ｔｗ≦ＴＷＣＰＨ）にある、 ステップ９３：負荷Ｔｐが所定の領域（ＴＰＣＰＬ≦Ｔ
ｐ≦ＴＰＣＰＨ）にある、 ステップ９４：フラグ＃ＦＢＬＬＴＤ＝１である（ＢＳ
ＬＤＭＬの収束後） ときにステップ９５でパージ弁を開き、そうでなければ
ステップ９６に移行してパージ弁を閉じる。つまり、ベ
ース学習値ＢＳＬＤＭＬの更新はパージカット中に行
う。パージ時にベース学習値ＢＳＬＤＭＬの更新を禁止
するのは、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬにより基本の空燃
比に関係する部品（燃料噴射弁やエアフローメータ）の
流量特性のバラツキや経時劣化に伴う空燃比誤差のみを
吸収したいためである。

【００９４】ここで、本実施形態の作用を説明する。図
１９に示したように、リーン運転の開始後しばらくパー
ジカットを行った後でキャニスタからのパージガスが導
入され、そのパージ中に運転条件が学習領域１から学習
領域２へと移り、学習領域１に戻ってくる場合を考え
る。ただし、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬに中心値の１０
０％が、また学習領域毎の通常学習値ＬＲＬＤＭＬ
（ｋ）にすべての学習領域で中心値の１００％が入って
いるとする。なお、図１９の学習領域１、学習領域２は
学習領域が異なることを意味させているにすぎず、学習
領域１、２の通常学習値がＬＲＬＤＭＬ（１）、ＬＲＬ
ＤＭＬ（２）ということではない。

【００９５】ベース学習値ＢＳＬＤＭＬ、通常学習値Ｌ
ＲＬＤＭＬ（ｋ）、安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの
すべてが１００％であるとき必ず安定な状態になるよう
にリーン運転時の空燃比（および点火時期）を初期設定
していることから、ｔ１のリーン運転の開始タイミング
では、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にくる（安定
度指標ＦＩＬＤＭＰが安定度目標値ＬＬＳＬより小さく
なる）ので、ベース学習値が小さくなる側に更新され、
ｔ２のタイミングの直前でベース学習値がａの値に収束
し、このときの空燃比は目標空燃比と一致している（第
３段目の実線参照）。

【００９６】一方、本実施形態ではベース学習値を更新
する際に、従来装置と相違して、ベース学習値に格納さ
れる安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの値と同じ値がす
べての学習領域の通常学習値に格納されることから、図
示しないが、学習領域１、２の各通常学習値もベース学
習値と同じ変化をたどり、ｔ２のタイミングの直前でａ
の値になる。

【００９７】ベース学習値が収束したｔ２のタイミング
で通常学習値の更新に移行してパージが開始されると、
空燃比は一時的に目標空燃比よりもリッチになり、その
分だけ安定度がよくなる（ふたたび安定度指標ＦＩＬＤ
ＭＰが安定度目標値ＬＬＳＬより小さくなる）ので、学
習領域１の通常学習値がベース学習値の収束値であるａ
よりさらに小さくなる側に更新されてゆき、ｔ３のタイ
ミングからは学習値の下限リミッタであるｂに制限され
る（第３段目の実線参照）。このように本実施形態で
は、同じ学習領域１においてベース学習値の更新より通
常学習値の更新へと移行するとき、学習値の中心値であ
る１００％からでなく、ベース学習値の収束値であるａ
を初期値として通常学習値の更新を開始するので、学習
値の中心値である１００％より通常学習値の更新を開始
する場合より通常学習値が要求値により近い値となるこ
とから、通常学習値の収束が早まり、これによって、空
燃比が目標安定度相当値よりも過剰にリッチになった
り、反対にリーンなったりすることがないのである。

【００９８】なお、図示のパージガス濃度の変化に対し
て目標空燃比を維持するためには通常学習値が要求値の
ように急激に変化しなけばならないが、上記（２）式の
ゲインが、過補正を抑制して制御安定性を高めるため比
較的小さな値としているので、要求値に対して通常学習
値に応答遅れが生じている。

【００９９】ｔ４よりｔ５までの期間は運転条件が定常
でなくなる（ＬＬＤＭＬの更新許可状態でなくなる）こ
とから、安定度に基づくフィードバック制御条件の非成
立時の制御（図ではオープン制御で示す）に移り、図
４、図５のフローにしたがってベース学習値か通常学習
値のいずれかが参照される。ｔ４よりｔ５までの期間で
はＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤＭＬ＃＞ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）
であることから、図５のステップ２２、２６、２８と流
れ、ベース学習値ＢＳＬＤＭＬの収束値であるａに誤差
マージンＬＲＭＧＮが加算された値が参照される（第３
段目の実線参照）。

【０１００】ｔ５のタイミングで学習領域１より学習領
域２へと切換わるときには学習領域１の通常学習値がｂ
の値のまま保持され、今度は学習領域２の通常学習値の
更新へと移る。このときの学習領域２の通常学習値には
ベース学習値ＢＳＬＤＭＬの収束値と同じ値であるａが
入っている。

【０１０１】ただし、ｔ５よりｔ６までの期間は運転条
件が定常でない（ＬＬＤＭＬの更新許可状態でない）の
で、安定度に基づくフィードバック制御条件の非成立時
の制御となり、図４、図５のフローにしたがって学習値
が参照される。ｔ５よりｔ６までの期間では、ＢＳＬＤ
ＭＬ−ＳＬＬＤＭＬ＃＜ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）となるの
で、図５のステップ２２、２３、２５と流れ、学習領域
２の通常学習値の初期値であるａに誤差マージンＬＲＭ
ＧＮが加算された値が参照される（第３段目の実線参
照）。

【０１０２】定常となるｔ６のタイミングよりベース学
習値の収束値であるａの値を初期値として学習領域２の
通常学習値が更新されていくが、学習領域２でもパージ
ガスの影響を受けて空燃比がリッチになるので、学習領
域２の通常学習値がａより小さくなる側に更新されてゆ
き、ｔ７のタイミングで要求値と一致している（第３段
目の実線参照）。このように、ベース学習値の収束値で
あるａの値を、学習領域２の通常学習値の初期値として
も設定しているので、学習値の中心値である１００％よ
り学習領域２の通常学習値の更新を開始する場合より、
通常学習値が要求値により近い値となり、不要に空燃比
をリッチにすることがない。これによってＮＯｘの増加
を抑えることができる。

【０１０３】運転条件が定常でなくなる（ＬＬＤＭＬの
更新許可状態でなくなる）ｔ８のタイミングでの通常学
習値の値であるｃが学習領域２の通常学習値として保持
され、ｔ８よりｔ９までは安定度に基づくフィードバッ
ク制御条件の非成立時の制御に移り、図４、図５のフロ
ーにしたがって学習値が参照される。このときはＢＳＬ
ＤＭＬ−ＳＬＬＤＭＬ＃＜ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）より図５
のステップ２２、２３、２５と流れ、ｔ８のタイミング
で保持された学習領域２の通常学習値の値であるｃに誤
差マージンＬＲＭＧＮが加算された値が参照されるわけ
である（第３段目の実線参照）。

【０１０４】ｔ９のタイミングで学習領域１に戻ると、
学習領域１の通常学習値の更新に移る。このときの学習
領域１の通常学習値にはｔ４のタイミングで保持された
学習領域１の通常学習値であるｂの値が入っている。

【０１０５】ただし、ｔ９よりｔ１０までの期間は運転
条件が定常でない（ＬＬＤＭＬの更新許可状態でない）
ので、安定度に基づくフィードバック制御条件の非成立
時の制御により図４、図５のフローにしたがって学習値
が参照される。このときは、ＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤＭ
Ｌ＃＞ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）より図５のステップ２２、２
６、２８と流れ、ベース学習値の初期値であるａに誤差
マージンＬＲＭＧＮが加算された値が参照される（第３
段目の実線参照）。

【０１０６】定常となるｔ１０のタイミングより、ｔ４
のタイミングで保持された下限リミッタの値であるｂを
初期値として学習領域１の通常学習値が更新される。ｔ
４のタイミングでのパージガス濃度よりもｔ１０でのパ
ージガス濃度のほうが小さくなっているので、ｔ１０の
タイミングより学習領域１の通常学習値の更新を再開す
る当初は、そのパージガス濃度の減少分だけ空燃比が一
気にリーン化する。このリーン化により安定度が悪くな
る（安定度指標ＦＩＬＤＭＰが安定度目標値ＬＬＳＬよ
り大きくなる）ので、学習領域１の通常学習値がｂの値
より大きくなる側（空燃比をリッチにする側）に変化し
てゆき、ｔ１１のタイミングで要求値と一致している
（第３段目の実線参照）。

【０１０７】なお、図１９の第３段目において、オープ
ン時マージンとあるのがＬＲＭＧＮ、オープン時学習値
選択ゲタとあるのがＳＬＬＤＭＬ＃、オープン時学習値
選択スライスレベルとあるのがＢＳＬＤＭＬ−ＳＬＬＤ
ＭＬ＃のことである。

【０１０８】このようにして本実施形態では、同じ学習
領域１においてベース学習値の更新より通常学習値の更
新へと移行するとき、学習値の中心値である１００％か
らでなく、ベース学習値の収束値を初期値として通常学
習値の更新を開始するので、学習値の中心値である１０
０％より通常学習値の更新を開始する場合に比べて、学
習値が要求値により近い値となることから、通常学習値
の更新速度がもともと遅いものであっても、通常学習値
の収束を早めることができ、これによって、空燃比が目
標安定度相当値よりも過剰にリッチになったり、反対に
リーンなったりすることがない。

【０１０９】また、同じ学習領域においてベース学習値
より通常学習値に移行する場合においてベース学習値の
収束値が１００％から外れているときでも、学習値の中
心値である１００％を初期値として通常学習値の更新を
開始する従来装置では、ベース学習値より通常学習値へ
の移行時に空燃比がステップ的に切換わり、これによっ
て移行前後でトルク段差を生じて運転者に不快感を与え
ることになるのであるが、本実施形態では、ベース学習
値より通常学習値への移行時の空燃比段差をなくすこと
ができ、これによって移行前後でのトルク段差に伴う運
転者への不快感を回避することができる。

【０１１０】図２０のフローチャートは第２実施形態
で、第１実施形態の図１４に対応する。図１４と異なる
のはステップ１０１だけである。なお、図１４と同一の
部分には同一のステップ番号をつけている。

【０１１１】ベース学習値は学習領域毎の値でなく１デ
ータであるため、ベース学習値を更新したときの運転領
域とそのベース学習値が格納される通常学習値の学習領
域とが離れるほど通常学習値の初期値としての精度が悪
くなる。そこで、第２実施形態ではベース学習値より通
常学習値への移行当初に、この初期値の精度悪化分の影
響を受けて空燃比がサージ限界よりもリーン側に外れな
いように、ベース学習値の収束値に所定のリッチ化マー
ジンを加えた値を、通常学習値の初期値として設定する
ようにしたものである。

【０１１２】第１実施形態と相違する部分を具体的に説
明すると、図２０のステップ１０１ではサブルーチンを
実行する。このサブルーチンについては図２１のフロー
チャートにより説明する。

【０１１３】ステップ１１１では、領域番号ｋに０を入
れ、ステップ１１２でこの領域に対するリッチ化マージ
ンＩＮＴＭＧＮ（ｋ）を、図２２を内容とするマップを
参照して求め、このリッチ化マージンＩＮＴＭＧＮ
（ｋ）をステップ１１３において安定化燃空比補正係数
ＬＬＤＭＬに加算した値を、リッチ化マージンＩＮＴＭ
ＧＮ（ｋ）を参照したと同じ領域の通常学習値ＬＲＬＤ
ＭＬ（ｋ）に入れる。

【０１１４】図２２のように、リッチ化マージンＩＮＴ
ＭＧＮ（ｋ）の領域は、図１６に示した通常学習値の学
習領域と同じに区分けしかつ領域番号も通常学習値と同
じにしており、各領域ごとに独立の値が入っている。Ｉ
ＮＴＭＧＮ（ｋ）の大きさは、ベース学習値の更新を行
う領域と通常学習値の各学習領域との運転条件の差によ
って決める必要があるからである。

【０１１５】ステップ１１４ではｋと１５を比較し、ｋ
≦１５のときはステップ１１５でｋをインクリメント
し、ステップ１１２、１１３の操作を繰り返す。やが
て、ｋ＞１５になれば、図２１のサブルーチンを終了す
る。なお、ステップ１１２、１１３の操作をすべての学
習領域に対して行う前に図２０の制御間隔である１０ｍ
ｓが経過することはない。

【０１１６】このようにして第２実施形態では、ベース
学習値の更新を行う領域と通常学習値の各学習領域との
運転条件の差に応じたリッチ化マージンをベース学習値
の収束値に加算し、その加算値を通常学習値の初期値と
して設定するので、１データであるベース学習値を更新
したときの運転領域とそのベース学習値が格納される通
常学習値の学習領域とが離れていても、ベース学習値よ
り通常学習値への移行当初に空燃比がサージ限界よりも
リーン側に外れることがない。

【０１１７】上記の（２）式（ＬＬＤＭＬの更新の式）
は、積分制御方式で説明したが、比例制御方式あるいは
比例積分方式でもかまわない。

【０１１８】実施形態では、ベース学習値ＢＳＬＤＭ
Ｌ、通常学習値ＬＲＬＤＭＬ（ｋ）を記憶する手段がバ
ックアップメモリ（たとえばバックアップＲＡＭ）であ
る場合で説明したが、単なるＲＡＭでもかまわない。こ
の場合でも、リーン運転時かつ安定度に基づくフィード
バック制御時にベース学習値が収束した後に、リーン運
転時でも安定度に基づくフィードバック制御時でなくな
った場合に、そのベース学習値の収束値を初期値として
通常学習値の更新を開始することで、通常学習値の収束
を早めることができる。

【０１１９】実施形態では、通常学習値を学習領域毎の
値としたものであるが、１データで構成することもでき
る。

【０１２０】最後に、図１において１１はリーンＮＯｘ
触媒である。この触媒を用いた制御では、この触媒の吸
蔵物質に限界まで吸着されたＮＯｘをいったん離脱させ
る必要があるときに、排気中の未燃成分であるＨＣ，Ｃ
Ｏの量がすべてのＮＯｘ（吸蔵物質から離脱されるＮＯ
ｘと排気中のＮＯｘの両方）を過不足なく還元するため
の必要量を超えるように空燃比をリッチ化し、そのあと
直ちに所定のリカバー速度で理論空燃比へと戻すのであ
るが、本発明と直接関係しないので、説明は省略する
（特願平７−１０１１４９号参照）。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御システム図である。

【図２】安定度学習制御の原理を説明するための特性図
である。

【図３】目標燃空比Ｔｄｍｌの算出を説明するためのフ
ローチャートである。

【図４】学習値の参照を説明するためのフローチャート
である。

【図５】学習値の参照を説明するためのフローチャート
である。

【図６】空燃比誤差の差分による安定度学習制御への影
響を表す特性図である。

【図７】誤差マージンＬＲＭＧＮの特性図である。

【図８】誤差マージンＬＲＭＧＮの効果を説明するため
の特性図である。

【図９】安定度の検出を説明するためのフローチャート
である。

【図１０】安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの算出を説
明するためのフローチャートである。

【図１１】安定化燃空比補正係数ＬＬＤＭＬの更新許可
の判定を説明するためのフローチャートである。

【図１２】フラグ＃ＦＣＮＳＴを説明するための波形図
である。

【図１３】学習リミッタの算出を説明するためのフロー
チャートである。

【図１４】学習値の更新を説明するためのフローチャー
トである。

【図１５】ベース学習値の更新領域の説明図である。

【図１６】通常学習値の領域図である。

【図１７】燃料噴射パルス幅の算出とその出力とを説明
するためのフローチャートである。

【図１８】パージ弁制御を説明するためのフローチャー
トである。

【図１９】第１実施形態の作用を説明するための波形図
である。

【図２０】第２実施形態の学習値の更新を説明するため
のフローチャートである。

【図２１】図２０のサブルーチンを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図２２】第２実施形態のリッチ化マージンＩＮＴＭＧ
Ｎ（ｋ）の領域図である。

【図２３】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ コントロールユニット ４ クランク角センサ ６ エアフローメータ ７ 燃料噴射弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リーン運転時の空燃比を初期設定する手段
   と、 通常学習値を記憶する手段と、 ベース学習値を記憶する手段と、 このベース学習値が収束したかどうかを判定する手段
   と、 この判定結果よりベース学習値が収束する前はベース学
   習値を、またベース学習値が収束した後は前記通常学習
   値を選択する手段と、 リーン運転時に安定度に基づくフィードバック制御を行
   う条件かどうかを判定する手段と、 この判定結果よりリーン運転時の安定度に基づくフィー
   ドバック制御条件の非成立時に前記選択されたほうの学
   習値で前記リーン運転時の初期設定の空燃比を補正する
   手段と、 リーン運転時にこの補正された空燃比となるようにエン
   ジンへの燃料供給量を制御する手段と、 エンジンの安定度を検出する手段と、 前記判定結果よりリーン運転時の安定度に基づくフィー
   ドバック制御条件の成立時かつ前記ベース学習値が収束
   する前に前記エンジンの安定度が安定度の制御目標値と
   一致するように前記ベース学習値を更新する手段と、 前記判定結果よりリーン運転時の安定度に基づくフィー
   ドバック制御条件の成立時かつ前記ベース学習値が収束
   した後に前記ベース学習値の収束値を初期値として前記
   エンジンの安定度が安定度の制御目標値と一致するよう
   に前記通常学習値を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. 【請求項２】前記通常学習値は学習領域毎の値であるこ
   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。
3. 【請求項３】前記ベース学習値の収束値をすべての学習
   領域の通常学習値の初期値として設定することを特徴と
   する請求項２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
4. 【請求項４】前記ベース学習値を１データで構成すると
   ともに、ベース学習値の収束値に、ベース学習値の更新
   を行う領域と前記通常学習値の各学習領域との運転条件
   の差に応じたリッチ化マージンを加えた値を前記通常学
   習値の初期値として学習領域毎に設定することを特徴と
   する請求項２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
5. 【請求項５】前記ベース学習値はパージカット時の学習
   値、前記通常学習値はパージカット時とパージカット時
   でないときを含む学習値であることを特徴とする請求項
   １から４までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比
   制御装置。
6. 【請求項６】前記安定度検出値はエンジンの回転変動量
   であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか
   一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。