JPS6338634A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃（幾関の空燃比制御ＶＣ置に関する。

（従来の技り 電子制御の燃料噴射式機関はその燃料計量精度の高さか
ら実際に広く採用されており、噴射弁から機関吸気系に
供給される噴射量制御においては機関負荷（たとえば吸
入空気量Ｑ　ａ）と機関回転数Ｎとに基づく基本的な燃
料噴射量（基本パルス幅）Ｔｌｌ（＝に−Ｑａ／Ｎ、た
だしＫは定数。）を他の運ｒｉ：変数に応じて補正する
ようにした次式（１）を基本として噴射量（噴射パルス
幅）Ｔｉが演算される（たとえば、１９８５年１１月（
株）鉄道旧本社発行［自動車工学Ｊ第３４巻１５１１号
第２８頁等参照）。

Ｔｉ＝ＴｐＸＣＯＥＦＸＬＡＭＢＤＡ＋Ｔｓ・・・（１
） ただし、ＣＯＥ　Ｆ：各種補正係数の総和Ｌ　Ａ　Ｍ　
Ｂ　Ｄ　Ａ　：空燃比補正係数Ｔｓ：無効パルス幅 である。

（発明が解決しようとする問題煮） ところで、燃料噴射弁が機関シリングから遠く離れた吸
気通路の集合部に１個または複数の噴射弁が取り付けら
れる装置（以下１’−８ＰＩ装置」と称す。）では、噴
射燃料の一部がシリングに達するまでの間に吸気管や吸
入ボートの内装面に付着し、あるいは吸入されずに吸気
管内に浮遊している燃料量（これら燃料量を以下「付着
量」と総称する。）が過渡時には燃料遅れとして生じ、
これが空燃比の制御精度に大きく影響する。

そこで、吸気系燃料の定常運転条件での付着量（この付
着量を以下「平衡付着量」と称す。）Ｍ　Ｆ　Ｈとこの
平衡付着量に対して１次遅れで変化する付着量の演算値
との偏差に基づいて過渡補正量ＫＡＴＨＯＳを求め、こ
の過渡補正量にて供給燃料量を補正するようにした装置
を本出願人が先に提案しており、この装置によれば吸気
系燃料の付着量と関係する要因を検出するのではなく、
付着量そのものに基づいてＭ正を行うので、空燃比に直
接影響する変数を取り扱うことになり、従来に比べて加
減速に拘わらず応答性の良好な空燃比特性を得ることが
できることになった。なお、以下の説明の便宜上前回前
！７．された値であることを意味する添字「−１」を記
号に付す。　これを過渡補正量Ｋ　Ａ　Ｔ　Ｈ○Ｓにつ
き数式で表現したのが次式である。

ＫＡＴＨＯ８＝ＶＭＦＸＧＨＦ　　　　＝・（７＾）Ｖ
ＭＦ＝ＫＭＦ（ＭＦＨ−ＭＰ　　、）・・・（７Ｂ） ただし、ＶＭＦ：付着速度 Ｇ　ＨＦ　：補正率 ＫＭＦ：分量割合 ここに、分量割合ＫＭＦは平衡付着量Ｍ　Ｆ　Ｈとこの
平衡付着量に対し１次遅れで変化する付着量の演算値の
間に偏差が生じた場合に、付着量の演算値を単位周期当
な！）（１噴射当たり）にどの程度の割合で接近させる
のかを表す値であり、そのときに要求される接近の程度
は運転状態により相違する。そこで、基本的な運転変数
（機関負荷１回転数、冷却水温）に基づいてＫＭＦの値
を異ならせるようにしている。

また、ＫＭＦをこれら運転変数のみで求めた場合、加速
または減速の初朋に補正量が不足する（加速では目標空
燃比の混合気よりも希薄となり、減速では逆に濃くなる
。）ことをＶｆ、ｌｌ’ｆ＠６１−４２８５８号で明ら
かにし、このような補正不足を解消するよう当出願にお
いて絞り弁開度の所定時間毎の変化量を求め、この変化
量に基づきＫＭＦを大きく補正するようにした実施例を
示した。

しかしながら、実験を行ってみると急加速と相違して緩
加速では補正不足の傾向がみられた。これは、絞り弁開
度の変化量を検出する場合に緩加速では単位周期当たり
の変化量が小さいので、分解能が極端に悪くなるためと
解った。急加速においてはその変化が大きいので、マツ
プ上の変化として現れるが、緩加速では負荷に相当する
変化が小さく、このような微少な変化に対してはマツプ
上の変化として出てこないので、制御に反映されないか
らである。また、低回転域においては微少な絞り弁開度
の変化でも負荷としては大き（変化するので、その傾向
が者しい。

なお、分解能を良くするには絞り弁開度センサからの信
号をＡ−Ｄ変換するビット数を上げればよいのであるが
、ビット数を上げるとそれだけコスト高となる。

さらに、ＫＭＦを低回転域においてマツチングを行うと
、高回転域においてはＫＭＦが要求よりも大きい時間が
長くなり過ぎ補正過多の傾向がみられた。これは低回転
域のほうが空気１変化が大きいので、付着量が奪われや
すいからである。

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、運転状態に応じて演算される基本的な分量割合
に対し、運転変化量に基づく補正を前出願に増して精度
良く施すようにした空燃比制御装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するだめの手段） この発明では、第１図に示すように、 運転状態に応じた基本的な燃料噴射量Ｔｐを前体する′
Ｊ′一段１と、吸気系燃料の平衡付着Ｉ　Ｍ　Ｐ　Ｈを
運転状態に応じて演算する手段２と、この平衡付着量に
対して１次遅れで変化する付着量ＭＦを演算する手段６
と、これら平衡付着量ＭＦＨと付着ｆｆｉＭＦの演算値
との偏差に基づ（基本的な分量割合ＫＭＦＡＴを運転状
態に応じて演算する手段３と、前記偏差と基本分量割合
ＫＭＦＡＴに基づいて単位周期当たりの付着量（この付
着量を以下「付着速度」と称す。）ＶＭＦを演算する手
段４と、この付着速度ＶＭＦにて前記基本噴射量Ｔｐを
補正演算する手段５とを備える内燃機関の空燃比制御装
置を＃提として、運転変化を検出する手段７と、この運
転変化量を演算する手段８と、この変化量に基づいて前
記基本分量割合ＫＭＦＡＴを補正演算する手段９とを付
加して設けた。

なお、付着量演算子Ｐｉ６ではｉｉｔ記付着速度ＶＭＦ
と何回演算された付着量ＭＦ−１とから今回の付着量Ｍ
Ｆを演算する。

（作用） このようにｖｔ成すると、微細な運転変化であっても、
たとえばこの運転変化量が積算されることにより検出さ
れ、これが補正制御に反映されることになる。この結果
、急加速と緩加速の両立あるいは低回転域と高回転域の
両立等、過渡初期の空燃比の高精度化を実現することが
できる。

以下実施例を用いて説明する。

（実施例） 第２図は吸気絞り弁２１の上流の吸気通路２２に全気筒
分を賄う１個の燃料噴射弁２４を設け（ＳＰＩ装置）、
かつ装置の簡素化をねらって機関負荷信号として空気量
ではな（、絞り弁開度α（Ｔ■Ｏとも称す。）を採用し
た機関にこの発明を適用した場合の機械的な構成を表し
ている。

したがって、この例ではαとＮを基本変数として噴射パ
ルス幅を制御することになる（以下これをα−Ｎ方式と
称す。）。

このため、空気量センサは設けられておらず、替わりに
紋り弁６３度センサ２５が設けられている。

また、絞り弁２■をバイパスする通路２３には始動時の
制御を高めるため並列に２個のアイドルアンプ用の電磁
弁（Ｓ■と称す。）２Ｅ５，２７が設けらｈ、ｔｊｎ＆
％ホー）にはスワールフントロールパルプ２８が設けら
れている。

なお、機関回転数Ｎはディストリビュータ３１内蔵のク
ランク角センサ３２にて、冷却水温Ｔｕ＋は水温センサ
３３にて、また実際の空燃比を検出するセンサとして酸
素センサ３４が設けられる等従来装置と変わるところは
なく、これらクランク角信号（基準信号と角度信号）、
水温信号、実空燃比イボ号は上記絞り弁開度信号ととも
にコントロールユニット３５に入力され、該コン）ＣＦ
−シュニット３５内で、これら信号に基づき最適な燃料
噴射パルス幅Ｔｉが演算される。

次に、噴射パルス幅Ｔｉの演算内官については、第３図
（同図（Ａ）〜同図（Ｃ）からなる。以下同じ。

）ないし第９図を参照しながら説明するが、ここでは先
に本発明にかかる部分を説明し、その後にシステムの全
体につき概説することとする。すなわち、これらの図に
示す制御内容は全体として１つの空燃比制御システムを
構成するもので、これらの内訳は、第３図が噴射パルス
幅演算のメインルーチン、第４図ないし第７図がそれぞ
れメインルーチンにて使用される変数（過渡補正量Ｋ　
Ａ　ＴＨＯＳ　、　フィードバック補正量ＬＡＭＢＤＡ
、目標空燃比ＴＦＢＹＡ、吸気温補正係数ＫＴＡ）を求
めるためのサブルーチン、第８図が第４国において使用
される変数（Ｋ　Ｍ　Ｆ　）を求めるためのサブルーチ
ンである。同図の番号は処理番号を表す。なお、このよ
うな制御はマイクロコンピュータにてコントロールユニ
ット３５を構成することにより容易に行なわせることが
可能である。この場合、各変数の演伴は下表に示す制御
周朋にて実行される。

さて、この発明の特徴は運転変化量に基づき、平衡付着
量Ｍ　Ｆ　Ｈとこの平衡付着量に対し１次遅れで変化す
る付着量の演算値（ＭＦ−＋）との偏差に基づく基本的
な分量割合ＫＭＦＡＴを補正演算するようにしたことで
ある。すなわも、運転変化量が二吸少である場合にはこ
れを検出することができないが、微少変化であっても変
化に変わりはなく、微少変化量も積もればやがては分量
割合ＫＭＦに対する誤差を生じさせる。そこで、微少変
化量でも積もる場合があることを２￥慮し、微少変化量
の積算値に対する補正率を導入するのである。

まず、この例ではブースト圧ＢＯＯ３Ｔに基づきその変
化量を演算する（ステップ１３５）。

（ｉ　）ＤＢＯ８Ｔ＝ＤＢＯ８Ｔ−＋ ＋（ＢＯＯ３Ｔ−ＢＯＯ３ＴＯ） ・・・（７Ｇ） ただし、 ＢＯＯ８Ｔ：今回演算時のブースト圧 ＢＯＯ８ＴＯ：前回前算時のブースト圧である。ここに
、式（７Ｇ）の第２項が朗々の微少変化量であり、これ
が順次加ヰされていくのである。

このため、今回演算された積算値（ＤＢＯ３Ｔ）を次回
演算時のため前回演算された積算値（ＤＢＯ８Ｔ−＋）
として格納する。

そして、この積算値ＤＢＯ８Ｔが基準値（判定レベルＬ
　ＨＤ　Ｂ　Ｔ　）以上に積もれば評価の対象として、
積算値ＤＢＯ３Ｔに基づきブースト補正率ＫＭＦＤＢＴ
を求める（ステップ１３７，１３８）。

Ｐｔ５１１図がこの補正率ＫＭＦＤＢＴの内容を表す線
図である。具体的な求め方としてはＤＢＯ８Ｔをパラメ
ータとするテーブル検索による。

なお、加速と減速とでＫＭＦＤＢＴの値を相違させ、加
速の場合の値を大きくすることにより加速性を向上する
ことができる。

これで、補正率ＫＭＦＤＢＴが求まったので、この補正
率Ｋ　Ｍ　Ｆ　Ｄ　Ｂ　Ｔに基づき基本分量割合ＫＭＦ
ＡＴを補正する（ステップ１４０）。

ＫＭＦ＝ＫＭＦＡＴ（％）ｘＫＭＦＤＢＴ（％）・・・
（７Ｄ−Δ） 次に、ＤＢＯ８Ｔは積算値となるので、そのままでは制
御毎に段々と大きくなるばかりで扱い卒くなる。要は積
算値を得ることが目的ではなく、基準となる期間を設け
、この開における積算値を基準期間との関係で評価する
ことである。したがって、データとして古くなった積算
値は処分しなければならない。そこで、基準信号（Ｒｅ
ｆ信号）に同期してＤＢＯ３Ｔを徐々に滅貨させる（第
９図のステップ１４１〜１４３）。

（ｉｉ）加速（Ｄ　Ｂ　ＯＳ　Ｔ２Ｏ）の場合ＤＢＯＳ
Ｔ＝ＤＢＯＳＴ−Ｉ　ＸＴＧＥＮ・・・（７Ｈ） （ｉｉｉ）減速（ＤＢＯ８Ｔ＜０）の場合ＤＢＯ８Ｔ＝
ＤＢＯ８Ｔ−＋　ＸＴＧＥＮＧ・・・（７Ｉ） ただし、　ＴＧＥＮ：加速時の滅貨係数（定数）ＴＧＥ
ＮＧ：減速時の滅貨係数（定数）である。ここに、上式
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の相互の関係は式（ｉ）が初回に演
算される値、式（ｉｉ）、（ｉｉｉ）がその後に演算さ
れる値である。この結果ＤＢＯ８Ｔは微少変化量が積算
されつつ所定周期毎に減衰される値となる。

これら第８図、第９図のルーチンにて実行されるところ
をｆ５１図と対応つけると、ステップ１３４が同図の手
段７．ステップ１３５〜１３９，１４１〜１４３が同図
の手段８．ステップ１４０が同図の手段９の機能にそれ
Ｐｊｔ相当する。

なお、この例では実際にブースト圧を検出するセンサを
持たないので、ブースト圧ＢＯＯ８ＴはＡＡＤＮＶ（吸
気系の総流路面積ＡＡを機関回伝数Ｎで除した値に相当
する量）をパラメータとするテーブル検索にて求めるも
のである。第１０図はこのテーブルの内容を説明する線
図である。この意味でこの例のＢＯＯ３Ｔは厳密にはブ
ースト圧相当量である。

また、補正の対象とされる基本分量割合Ｋ　Ｍ　ＦＡＴ
は、運転状態の代表値としてのＡＡＤＮＶと冷却水温Ｔ
ｌ１１をパラメータとしてマツプ検索にて求められる（
ステップ１．３１）。

このように構成した場合の作用を緩加速につき第１２図
を参照しながら説明すると、緩加速における微少変化量
（Ｂ○０３Ｔ−ＢＯＯ８ＴＯ）がわずかであっても、こ
の微少変化量が積算されるので、図示のように積算値Ｄ
ＢＯ３Ｔは徐々に大きくなる。そしてこのＤＩ３０ＳＴ
に基づいて基本分１割合ＫＭＦＡＴが補正されると、緩
加速時においてら分量割合ＫＭＦ（実線で示す。）が変
化している。すなわち、運転変化量が微少で無視し得る
開はよいのであるが、微少変化量でも現実には補正不足
や過剰を生じさせるので、微少変化であっても補正のパ
ラメータとして取り込むことにより、補正精度が不良と
なることがないようにしたのである。したがって、緩加
速においても補正精度が向上するので、急加速と緩加速
の両立性を図ることができる。

また、ＫＭＦＤＢＴの導入により、ＫＭＦを低回転域に
す３いてマツチングを行った場合に高回転域において時
間が長くなると、ＫＭＦが要求よりも大きくなり補正過
多の傾向がみられる等の回転数の相違に基づく誤差を無
くすことができ、低回転と高回転の両立をも図ることが
できる。

これに対して従来例（破線で示す。）では、微少変化１
を制御に反映させるという２￥慮がなされておらず、し
たがって緩加速では分量割合ＫＭＦが変化することもな
く、このずれが結果的に補正不足として現れたのである
。

次に、この例ではブースト圧の積算値ＤＢＯ３Ｔに基づ
く補正だけでなく、さらに、付着速度■ＭＦ、ＰＩｉ関
回転数Ｎに基づいても基本分量割合ＫＭＦＡＴを補正す
るようにしている（ステップ１３２．１３３，１４０）
。

ＫＭＦ＝（ＫＭＦＡＴ十ＫＭＦＶＭＦ）ｘＫＭＦＮｘＫ
ＭＦＤＢＴ　　・・・（７Ｄ）ただし、ＫＭＦＶＭＦ：
付着速度補正率（％）ＫＭＦＮ：回転補正率（％） である。なお、ＫＭＦＶＭＦはＶＭＦ　　、をＫＭＦＮ
はＮをそれぞれパラメータとしてテーブル検索にて求め
られる。

これらＶＭＦ、Ｎに基づく補正は先願でも実行されてい
る。基本分量割合ＫＭＦＡＴはもともと長周期成分の補
正量という意味合いを持つが、それでも回転数Ｎに応じ
て誤差を生じてくる。これを解消するために導入された
のがＮに基づく補正率ＫＭＦＮである。なお、ＫＭＦＮ
も長周期成分の補正量である。

また、低温時の過渡時においては付着量が不活発である
ため、過渡初期に補正不足となる傾向が生じる。これを
解消するのがＶＭＦに基づく補正率ＫＭＦＶＭＦであり
、過渡開始よりｔ＆秒間の補正不足を補うことができる
。

次に、システムの全体を概説すると、第３図のルーチン
は下式（４）にて最終的に噴射パルス幅Ｔｉの演算を行
う部分で、第１図の手段１，５の機能に相当する。

ここに、ＳＰＩ装置ではシリングに流入する空気ｆｆ１
ＱｃｙＬと噴射弁部を通過する空気量ＱＡＩＮ　Ｊとが
必ずしも一致せず、かつ噴射弁から噴かれｒ−燃料がシ
リングに達するのに供給遅れをもたざるを得ないという
相違があり、このシステムではこれら２点が考慮されて
いる。ただし、これらはそれぞれにつき独立して演算さ
れる（空気量についてはＱＡＩＮＪを、燃料遅れについ
ては過渡補正ｆｉＫＡＴＨＯ３を求める。）。これは、
考え方を単純化して制御誤差の対象が空気量の計量誤差
であるのか燃料遅れによるものなのかを明確にするため
である。これにより、設定時の精度が格段に向上する。

さらに、設定時以降の経時変化や燃料性状の相違にても
精度低下の要因となるので、これらの要因に対しては学
習機能を付与している。

これを数式で表現すると、実効パルス幅Ｔｅは下式（４
）にて演算される（ステップ７０）。なお、無効パルス
幅をＴＳとしてＴｅとの和がＴｉ（＝Ｔｅ＋Ｔｓ）とな
る（ステップ６９．７０）。

Ｔｅ＝（’「ｐＸＫＢＬＲｃ＋ＫＡＴＨＯ８ＸＫＢＴＬ
ＲＣ）ＸＬＡＭＢＤＡ ・・・（４） ただし、 Ｔ１〕二基本パルス幅 Ｋ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳ　：過渡補正量 ＬＡＭＢＤＡ：空燃比補正係数 ＫＢＬＲＣ：定常時学習補正係数 ＫＢＴＬＲＣ：過渡時学習補正係数 である。ここには、基本パルス幅としてＴ　ｐを用いで
いるが、その内容はＬ−ノエトロニツク方式と相違して
下式（５）にて演算される。

Ｔ　ｐ　”　Ｑ　Ａ　Ｉ　Ｎ　；　（）、　Ｘ　Ｔ　Ｆ
　Ｂ　Ｙ　Ａ　Ｘ　Ｋ・・（５）ただし、ＱＡ＋　ＮＪ
ｃ：噴射弁部空気量（ｔａｇ）ＴＦＢＹＡ：目標空燃比 に：噴射弁特性に基づく定数（＋ｎｓ／ｍｇ）である。

まず、噴射弁部の空気ｆｆ１ＱＡ＋Ｎ、＋であるが、空
気量センサを持たない本実施例ではこれを直接に求める
ことは困難であるので、Ｑ　ＣＹ　Ｌに基づいて求めら
れる。すなわち、ＱＡＩＮＪはＱｃｙＬとその変化ｆｔ
ｄＱ　ｃ　Ｙ　Ｌ　／　ｄｔとがら次式（３）％式％ にて近似的に求められることを考慮して、次式群（６Δ
）〜（６Ｆ）にて求められる。

ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　Ｇ　＝ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　ＣＸＫＴ
Ａ　　−（６Ａ）ＱＡ　ＩＮＪＣ＝ＱＣＹＬ　ＸＶＣＹ
Ｌ＋ＤＣＭ　　　　　　・・・（６Ｂ） ＱＣＹＬ　＝ＱＨＸＫ２ 十ＱｃｙＬ−Ｉ　Ｘ（Ｉ　　Ｋ２） ・・・（６Ｃ） Ｑｕ＝Ｑｏｏ　　ＸＫＦＬＡＴ　　　　　　　　　−（
６Ｄ）ＤＣＭ＝（Ｑｃｙｔ、　　ＱＣＹＬ−１）Ｘ　Ｋ
　Ｍ　Ａ　Ｎ　　Ｉ　ＯＸ　Ｔ　ｒｅｆ＝ｉ６Ｅ）Ｋ　
Ｔ　Ａ　＝　Ｋ　Ｔ　、Ａ　ＯＸ　Ｋ　Ｔ　Ａ　Ｑ　ｃ
　ｙ　＋−・・・（６Ｆ） ただし、 ＱＡＩＮＪＧ：噴射弁部空気量／シリング（ｍｇ） ＱＡＩＮＪＣ：噴射弁部空気量／シリング（ＣＣ） ＱＣＹＬニジリングへの空気量／シリング容積（％） Ｖ　ｃ　Ｙ　Ｌ　ニジリング容積（ｃｃ）ＤＣＭ：マニ
ホールド空気変化量（Ｃｃ）ＫＴＡ：吸気温補正係数（
ｍｇ／ｃｃ）Ｑ■：平衡空気量／シリング容積（％）Ｋ
２：ＱＣＹＬの変化割合／演算 Ｑ　ｎ　□　：リニャライズ空気量／シリング容積（％
） ＫＦＬＡＴ：７ラソト空燃比係数（９６）ＫＭＡＮ　Ｉ
○：マ二ホールド係数 Ｔｒｅｒ：Ｒｅｆイゴ号の周期（μ５）ＫＴＡＯ：基本
吸気温補正係数（ｍｇ／ｃｃ）ＫＴＡＱＣＹ　Ｌ　：吸
気温補正の負荷補正率（％ン である。

これらの弐群（６＾）〜（６Ｆ）は、各種の補正や規格
化（シリング当たり、シリング容（真当たり等に換作し
ている。）のために複雑になってはいるが、基本的には
、ＱＡＩＮＪ（！は定常項（ＱＣＹＬＸＶＣＹＬ）と過
渡項（ＤＣＭ）との和で求められる。

ただし、この値ＱＡ＋ｓＪｃは体積単位であるため、吸
気温度変化により変わり得るので、ＫＴＡを補正係数と
して質量重付に変換している（ステップ６１〜６３）。

また、Ｑ　ＣＹ　Ｌはに２を平滑化の定数としてＱｌｌ
ｌＱＣＹＬ−１を変数、Ｋ２を重ミドスル重ミ付は平均
値にて求められる（ステップ５４〜５７）。

次に、Ｑｎｏ、ＫＦＪ、ＡＴ等の変数は吸気系の流路面
積と機関回転数から求められる。これは、吸気系より空
気量センサを廃してコスト低減、メンテナンスの容易化
を図るようにしたためである。

したがって、流路面積は次式（６Ｇ）、（６１（）にて
求められる（ステップ４１〜５２）。

ＡＡＤＮＶ＝ＡＡＸＴｒｅｆ／Ｖ　Ｃ１’　Ｌ　−（６
Ｇ）ＡＡ＝ＡＴＶ○＋ＡＩ　＋Ａ　Ａ　Ｃ・・・（６Ｈ
）ただし、ＡＡＤＮＶ：流路面積／（回転数×シリング
容ｆｆｆ　）（１＋”　／　ｒｐｍ　’　ｃＣ）ＡＡ：
総流路面１ｆｆ（ｃａｎ２） ＡＴＶＯ：絞り弁流路面積（Ｃｍ２　）ＡＩ：５Ｖ２６
の流路面積（ｃｍ２） ＡＡＣ：５Ｖ２７の流路面積（ｃａｎ２）である。

すなわち、このシステムは負荷信号として紋９弁開度Ｔ
ＶＯに基づく流路面積ＡＴＶＯを採用するものであるが
、絞り弁２１をバイパスする通路２３がある場合には、
これらの面積ＡＩ、ＡＡ、Ｃをら考慮する必要があり、
したがって総流路面積ノ〜Ａは絞り弁開度に基づく流路
面積Ａ　Ｔ　Ｖ　Ｏとバイパス通路の流路面積（ＡＩあ
るいはＡＡＣ）との不ｎで与えられている（ステップ４
１〜４９）。なお、これら５Ｖ２６．２７は２位置弁で
ある。これはデユーティ制御の電磁弁を使用する替わり
に４段階制御を行わせてコスト低減を図るためである。

また、実際の制御では総流路面積ＡＡを向＠数Ｎで除し
た値ＡＡ／Ｎ（ステ・／プ５２においてＡＡ　Ｘ　Ｔ　
ｒｅｆの部分が相当する。）を採用している。

これはＡＡそのままであると、Ｎの変化に対し急変する
領域をもつので、これをパラメータとして使用すると、
この急変置載において精度力Ｃ低下する。しかしながら
、精度を高めようとたとえばマツプの格子点を増すこと
はそれだけ前体時間を艮くすることにもなる。そこで、
ＡＡ／Ｎを採用することにより、こうした制御上の問題
を解決したものである。

したがって、このＡＡＤＮＶ（＝ＡＡＸＴｒｅｆ／ＶＣ
ＹＬ）を用いてリニヤライズ空気量ＱＨＯが求められる
（ステップ５３）。なお、フラット空燃比係数ＫＦＬＡ
ＴはＱＨａ、Ｎをパラメータとしてマツプから、絞り弁
流路面積ＡＴＶＯはＴＶＯをパラメータとしてテーブル
から求められる（ステップ５４．４２）。

また、１１９本吸気温補正係数ＫＴＡＯと吸気温の負荷
補正率ＫＴＡＱ　ｃｙ　Ｉ−についても、それぞれ吸気
温ＴＡ＋ＱＣＹＬをパラメータとして検索され、これら
の積にて吸気温補正係数ＫＴＡが求められている（第７
図のステップ８１〜８３）。

以上の演算により噴射弁部の空気量ＱＡＩＮＪが求めら
れたので、次には過渡時に生じる燃料遅れに関する補正
量を求めることである。この補正量がステップ６６にて
使用されるＫ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳであり、具体的には第４
図に示すルーチンにて演算される。

この例では、吸気系燃料の平衡付着量Ｍ　Ｆ　Ｉ−（・
とこの平衡付着量に対し１次遅れで変化する付着量の演
算値との偏差に基づいて求める。これを数式で表すと次
式群（７Δ）〜（７Ｅ）にて与えられる。

ＫＡＴＨＯ３＝ＶＭＦＸＧＨＦ　　　　　　　−（７八
）ＶＭＦ＝（ＭＦＨ−ＭＦ−ｒ　）ＸＫＭＦ・・・（７
Ｂ） ＭＦ＝ＭＦ−＋　十ＶＭＦ　　　　　−（７Ｃ）ＫＭＦ
＝（ＫＭＦＡＴ＋ＫＭＦＶＭＦ）ＸＫＭＦＮＸＫＭＦＤ
ＢＴ ・・・（７Ｄ） Ｇ　Ｅ−Ｉ　Ｆ　＝　Ｇ　ＨＦ　Ｑ　ｃ　ｙ　ＬＸ　Ｇ
　ＨＦ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａ・・・（７Ｅ） ただし、Ｋ　Ａ　Ｔ　）（ＯＳ　：過渡補正ｆｆ１（／
’３）ＶＭＦ：付着速度（μＳ／噴射） Ｍ　Ｆ　Ｈ：平衡付着量（μＳ） ＭＦ：付着量（μＳ） ＫＭＦ：分量割合（％） ＫＭＦＡＴ：基本分量割合（％） ＫＭＦＶＭＦ：分量割合の付着速度補 正率（９６） Ｋ　Ｍ　Ｆ　Ｎ　：分量割合の回Ｖ：補正率（％）ＫＭ
ＦＤＢＴ：分量割合のブースト補 正率（％） ＧＨＦ：補正率（％） ＧＨＦＱｃｙＬ：６２速補正率（％） Ｇ　！（Ｆ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａ　：空燃比補正率（％）で
ある。

すなわち、付着速度ＶＭＦは平衡付着量Ｍ　Ｆ　Ｈと前
回演算された付着量ＭＦ　　、との偏差（ＭＦｌ（−Ｍ
ＦＩ）にこの付着量の演算値が単位周期当たり（１噴射
当たり）にどの程度の割合で接近するかを表す係数ＫＭ
Ｆを′Ｘ！、算することにより求められる（ステップ１
０３）。

ここに、平衡付着量ＭＦＨは噴射弁部を通過する空気量
ＱＡＩＮＪ＋機関回転数Ｎ、冷却水温Ｔｕ＋に基づき、
３次元マツプの検索と直線近似の補間計算との組み合わ
せにより演算される。すなわち、実際に冷却水温Ｔｕ＋
が採りうる温度変化幅の範囲内で予め設定された異なる
６個の基準温度Ｔｌｌｌ０−Ｔｕｂｓ　（Ｔｕ＋ｏ　＞
−＞Ｔｗ５）毎にＱＡＩＮＪとＮをパラメータとして基
準温度Ｔ田ｎ（ｎ＝０〜５）における平衡付着ｉＭＦＨ
Ｔｕ＋ｎを付与する都合６個の平衡付着量データを実測
にて用意する。そして、実水温Ｔ…の上下の基準温度Ｔ
　Ｌｕｎ１　Ｔ　ｕ＋ｎ＋　ｌにおける平衡付７Ｊ呈Ｍ
ＦＨＴｉｕｎ、ＭＦＨＴｗｎ＋１　を用い、Ｔ　Ｉ、ｌ
ｌ＋　Ｔ　ｕｒｎ、　Ｔ　ｕ＋ｎ＋　１による補間計算
にてＭＦＨを最終的に求めるのである（ステップ１０１
）。

なお、３次元マツプと補間計算）こよる手法では高い精
度を得ることができるが、精度は程々にしでも演算速度
を高めたい場合には２つのテーブルを用いて求める手法
もあり、これを次式（７Ｆ）に示す。

ＭＦＨＴｕ＋ｎ＝ＭＦＨＱｎＸＭＦＨＮｎ　　−（７Ｆ
）ただし、ＭＦＨＱｎ：ＱＡＩ　Ｎ　Ｊに基づく係数Ｍ
ＦＨＮｎ：Ｎに基づく係数 であり、Ｍ　Ｆ　ＨＱ　ｎはＱＡＩＮＪ　をＭＦＨＮｎ
ｌ、ｔＮをパラメータとしてそれぞれテーブル検索によ
り求められる。

なお、Ｔ＋＋＋＞Ｔｗ（１のとき、およびＴｕｂ＜Ｔｗ
ｎのときは補間計算を行うことができないので、ＭＦＨ
＝ＭＦＨＴｗｏ　とする。また、燃料カット中はＭ　Ｆ
　Ｈ＝　Ｆ　ＣＭ　Ｆ　Ｈ（一定値）とする。

−力、今回演算される付着量ＭＦは前回演算された付着
量ＭＦ−１に今回求めた付着速度ＶＭＦを加算した値で
ある（ステップ１０４）。

次に、分量割合ＫＭＦは一定値でもよいが、この例では
ＡＡＤＮＶ、ＴＷをパラメータとしてマツプ検索により
基本値ＫＭＦＡＴを求め、さらに■Ｎｉ　Ｆ　、　Ｎ　
、ブースト圧変化量の積η、値ＤＢＯ３Ｔに基づく補正
を行っている。すなわち、基本値ＫＭＦＡＴに対する補
正係数が３つの係数ＫＭＦＶＭＦ、ＫＭＦＮ、ＫＭＦＤ
１３Ｔであり、これらは過渡初期における２燃比が７ラ
ツトな特性となるように導入される。

特にＤ　Ｂ　Ｏ３Ｔに基づく補正がこの発明の特徴部分
であるとして前述したところである。

次に、補正率Ｇ　ＨＦは燃料性状の相違等を考慮する値
である。これは揮発性の高い燃料にあっては、減速時の
吸入負圧の発達により急速に気化して機関シリングへと
吸入されてしまうため、揮発性の低い燃料と比較してそ
の仕付着量が少なくなる。

このため、減速時にはそれだけ付着量を少なく見積もる
必要があり、逆に補正係数（ＧＨＦＱｃＹＬ）としては
少ない値を付与すればよいことになる。すなわち、加速
時（Ｖ　Ｍ　Ｆが正の場合）は補正を行わないが（Ｇ　
ＨＦ　Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌ　＝　１　、　Ｏ）、減速時（Ｖ
　Ｍ　Ｆが負の場合）には１以下の数値を採用するので
ある。なお、目標空燃比Ｔ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａに応じても
補正するようにしてあり、減速補正率Ｇ　ＨＦＱＣＹＬ
はＱＣＹＬを、空燃比補正率Ｇ　ＨＦ　Ｆ　ＢＹ　Ａ　
１．ｔ　Ｔ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａをパラメータとしてテーブ
ル検索にて求められる。

このようにして求めたＶＭＦとＧＨＦを用いて最終的に
過渡補正量Ｋ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳが求められる（ステップ
１０６）。

次に、第３図（Ｃ）のステップ６８．６４で使用される
空燃比補正係数Ｌ　Ａ　Ｍ　Ｂ　Ｄ　Ａ　、目標空燃比
ＴＦＢＹＡは従来例でも演算されているところであり、
そのルーチンがそれぞれ第５図、第６図である。

すなわち、ＬＡＭＢＤＡは空燃比のフィードバンク制御
における補正係数である。第５図はＰＩＤ制御の例であ
り、実空燃比（具体的には酸素センサ出力Ｉｐ）と空燃
比の目標値（具体的には目標値のセンサ出力相当１ＴＩ
Ｆ）との偏差ＥＲに基づいて得られる比例分（Ｐ）、積
分分（１）、微分分（Ｄ）を加算する次式（８Ａ）〜（
８Ｄ）にてＬ　Ａ　Ｍ　Ｂ　Ｄ　Ａが求められる（ステ
ップ１１１〜１１８）。

ＬＡＭＢＤＡ＝Ｐ十Ｉ　十Ｄ　　　　　・・・（８＾）
Ｐ＝ＫＰ−ＥＲ・・・（８Ｂ） Ｉ＝Ｉ　　ｌ　＋に、　−ＥＲ・・・（８Ｃ）Ｄ＝ＫＤ
　・（ＥＲ−ＥＲ−＋）　　　・・・（８Ｄ）ただし、
ＫＰ：比例デイン に１：積分ゲイン に、）：微分ゲイン である。

なす３、偏差ＥＲは下式（８Ｅ）で与えられる（ステッ
プ１１４）。

ＥＲ＝Ｉｐ−Ｔ＋　ｐ−（ｎ＋　１　）　　　　・・’
（８Ｅ）ここに、開式（８Ｅ）の１２項は（ｎ＋１　）
回前に（ただし、ｎは気筒数である。）Ｒｅｒ信号が入
力したときのセンサ出力Ｉｐを示す。これは吸気系にて
設定した空燃比の結果が排気系に設けたセンサ３４に検
出されるまでに時間的遅れがあり、これを考１ざしたも
のである。

また、目標空燃比ＴＦＢＹＡはＴ田？ＱＣＹＬ＋Ｎをパ
ラメータとして演算される（第６図の又テッブ９１〜９
５）。なお、同図のステップ９５はＴＦＢＹＡに上限値
と下限値とを設けもので、７エイルセー７としての機能
を付与したものである。

犬に、第３図（Ｃ）のステップ６５．６７で使用される
学習補正係数ＫＢＬＲＣ，ＫＢＴＬＲＣであるが、この
例では、空気量（ＱＡＩＮＪ）と燃料遅れ補ＪＥ量（Ｋ
ＡＴＨＯＳ）とを分離して求めるようにしたのに伴い、
学習補正についてもそれぞれに分離して独立に行うこと
にしている。すなわち、定常時の学習補正係数ＫＢＬＲ
Ｃについては空燃比補正係数ＬＡＭＢＤＡの演算ルーチ
ンにて、過渡時の学習補正係数ＫＢＴＬＲＣについては
過渡補正量Ｋ　Ａ　Ｔ　ＨＯＳの演算ルーチンにて演算
される（第５図のステップ１１９，１２０、第４図のス
テップ１０７〜１１０）。

学習補正は、基本的には目標値との偏差に基づく制御量
を予め加えておくことにより次回の演算時に偏差が生じ
ないようにするものであり、ＫＢＬＲＣはＬ　Ａ　Ｍ　
Ｂ　Ｄ　Ａに、ＫＢＴＬＲＣはこのＬＡＭＢＤＡとさら
に実空燃比ＡＦＢＹＡと目標空燃比ＴＦＢＹＡの偏差Ｂ
とに基づいて演算される（ステップ１．１９，１２０．
１０７〜１１０）。

なお、（；Ｉ４速度ＶＭＦと基準値し１どの比較により
定常時（ＶＭＦ＜Ｌｌ）であるのが過渡時（■ＭＦ≧Ｌ
１）であるのかをｆｒＩ別し、Ｋ　Ｂ　Ｌ　ＲＣｉ：つ
いては定常時にのみ、ＫＢＴＬＲＣについては過渡時に
のみ学習が行なわれるようにしている（ステップ１１９
，１０７）。

（発明の効果°） 以上説明したように、この発明では平衡付着量とこの平
衡付着量に対し１次遅れで変化する付着量の演算値との
偏差に基づく基本的な分量割合を、運転変化量に基づい
て補正演算するようにしたので、微細な運転変化であっ
てもこの変化量をパラメータとすることにより微細な変
化が補正制御に反映され、これにより急加速と緩加速の
両立あるいは低回転域と高回転域の両立等、過渡初期の
空燃比の高精度化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念ｈ１成図、第２図は５ＰＩｖｃ
置に適泪したこの発明の一実施例の機械的な構成を表す
概略図、第３図ないし第９図は第２図中のコントロール
ユニット内で実行される動作内容を説明する流れ図、第
１０図、第１１図はそれぞれこの実施例のブースト圧Ｂ
ＯＯ３Ｔ、ブースト補正率ＫＭＦＤＢＴの内容を説明す
る線図、第１２図はこの実施例の作用を説明する波形図
である。 ｌ・・・基本噴射量演算手段、２・・・平衡付着量演算
手段、３・・・基本分＋ｉ＊合演算手段、４・・・付着
速度演算手段、５・・・噴射量補正演算手段、６・・・
付着量演算手段、７・・・運転変化検出手段、８・・・
運転変化量＠算手段、９・・・補正演算手段、２１・・
・吸気絞り弁、２２・・・吸気通路、２３・・・バイパ
ス通路、２４・・・燃料噴射弁、２５・・・絞り弁開度
センサ、３４・・・酸素センサ（空燃比センサ）、３５
・・・コントロールユニント。 （外１名） 同 ＠発明者　久保　博雅　神祭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運転状態に応じた基本的な燃料噴射量を演算する手段と
   、吸気系燃料の平衡付着量を運転状態に応じて演算する
   手段と、この平衡付着量に対して１次遅れで変化する付
   着量を演算する手段と、これら平衡付着量と付着量の演
   算値との偏差に基づく基本的な分量割合を運転状態に応
   じて演算する手段と、前記偏差と基本分量割合に基づい
   て付着速度を演算する手段と、この付着速度にて前記基
   本噴射量を補正演算する手段とを備える内燃機関の空燃
   比制御装置において、運転変化を検出する手段と、この
   運転変化量を演算する手段と、この変化量に基づいて前
   記基本分量割合を補正演算する手段とを設けたことを特
   徴とする内燃機関の空燃比制御装置。