JPS6338635A - 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） この発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。

（従来の技術） 電子制御の燃料噴射式ｌｆｉ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Ｑａ）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）Ｔｐ（＝に−Ｑａ／Ｎ、た
だしＫは定数。）を他の運転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」第３４巻第１１号第２８
頁等参照）。

Ｔｉ＝ＴｐＸＣＯＥＦＸＬＡＭＢＤＡ＋Ｔｓ・・・（１
） ただし、Ｃ０ＥＦ：各種補正係数の総和ＬＡＭＢＤＡ：
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間運照） 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Ｃ以下「ｓｐｒ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
ートの内壁面に付着し、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
が空燃比力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。）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、吸気系燃
料の付着量を直接取り扱うこととしたので、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。　　しかしながら、実験を行
ってみると、吸気系燃料の挙動は一様ではなく、比較的
速い時定数で変化する燃料と比較的遅い時定数で変化す
る燃料とにほぼ分けることができることがわかった。

これは、第９図に示す単位周期当たり（１噴射当たり）
の付着量（この付着量を以下「付着速度」と称士。）Ｖ
　Ｍ　Ｆ　（実線で示す。）の変化に対し吸気系燃料の
挙動を一様であるとしてその時定数をマツチングしたの
であるが、部分的にはマツチングするもののマツチング
しきれない部分が生じるために判明したものである。

すなわち、吸気系燃料を比較的速い時定数で変化するも
の（破線で示す。）と比較的遅い時定数で変化するもの
（１点鎖線で示す。）とに分け、これら挙動の相違する
複数の燃料に対しそれぞれマツチングを行い、それぞれ
の燃料に対して得られる付着速度に基づいて実験を行っ
たところ、実際と良く合致したのである。なお、以下の
説明の便宜上、速い時定数を有する燃料に関して添字「
１」を、遅い時定数を有する燃料に関して添字「２」を
付す。

また、前回演算された値であることを意味する添字「−
１」を記号に付す。

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、吸気系燃料を時定数の相違する複数の燃料とし
で扱い、それぞれの燃料に対して別個に過渡補正量を演
算する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。

（問題点を解決するための手段） 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を演算する手段１と、吸気系燃
料の平衡付着量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を
演算する手段と、この過渡補正量゛にて前記基本噴射量
を補正演算する手段４とを備える内燃機関の空燃比制御
装置を前提として、前記吸気系燃料のうち比較的速い時
定数で変化する燃料と比較的遅い時定数で変化する燃料
とに対してそれぞれ過渡補正量を演算する手段を設けた
。

たとえば、過渡補正量演算手段は、吸気系燃料の平衡付
着量ＭＦＨを運転状態に応じて演算する手段２と、この
平衡付着ＪＩＭ　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（ＭＦ−＋）との偏差に
基づいて過渡補正量としての付着速度ＶＭＦを前体する
手段３と、この付着速度ＶＭＦを前回演算された付着量
ＭＦ−ｌに加算して今回の付着量ＭＦを演算する手段５
とから構成されるので、時定数の相違する複数燃料に対
してそれぞれ複数の平衡付着量演算手段２　Ａ、２　Ｂ
、付着速度演算手段３　Ａ、３　Ｂ、付着量演算手段５
Ａ、５　Ｂが設けられる。

（作用） このように構成すると、吸気系燃料が時定数の相違する
複数燃料であるのだから、それぞれについてマツチング
をイテえばよいので、マツチングが容易となり、これに
よりマツチングにおける精度が向上する。この結果、過
渡時の燃料遅れを補正する因子である付着速度ＶＭＦが
過渡時の全体にわたって良く実際と合致し、これにより
フラットな空燃比特性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
ではなく、絞り弁開度α（ＴＶＯとも称す。）を採用し
た機関にこの発明を適用した場合の８１械的な構成を表
している。

したがって、この例では絞り弁開度αと機関回転数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
絞９弁閏度センサ２５が設けられている。

また、絞り弁２１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個のアイドルアップ用の電磁
弁（Ｓ■と称す。）２６．２７が設けられ、−７４％ボ
ートにはスワールコントロールバルブ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Ｔ…は水温センサ３
３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、実空燃比信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、該コントロールユ
ニット３５内で、これら信号に基づ！に最適な燃料噴射
パルス幅Ｔｉが演算される。

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

）ないし！ｎｌ？Ｉ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Ｉ
ＫΔＴＨＯ３，フィードバック補正ｉＬＡＭＢＤＡ、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、ｆｊＳ８図が第４図において使用
される変数（付着速度ＶＭＦ）を求めるだめのサブルー
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、各変数の演算は下表に示す
制御周期にて的速い時定数で変化する燃料と比較的遅い
時定数で変化する燃料とに対して過渡補正量を演算する
複数の手段を設けたことである。具体的にはｆ：ｔＳ８
図に示すルーチンを新たに付加した点にある。すなわち
、ステップ１３１，１３３，１３６がそれぞれ第１図の
手段２　Ａ、３　Ａ、５　Ａの各機能に、またステップ
１３１，１３４，１３７が同図の手段２Ｂ。

３Ｂ、５Ｂの各機能に相当する。

複数の燃料に対してこれらステップにて実行されるとこ
ろは単一の燃料に対して実行されるところと同様であり
、それぞれの燃料に対し噴射弁部の空気量ＱＡＩＮＪＩ
Ｒ関回転数Ｎ、冷却水温ＴＷをパラメータとしてそれぞ
れ平衡付着ｉ１　Ｍ　Ｐ　Ｈ＋　ｒＭ　Ｆ　Ｈ２並びに
分量割合Ｋ　Ｍ　Ｆ　Ｉ　ｒ　Ｋ　Ｍ　Ｆ　２を演算す
るとともに、これらの値と前回演算された付着量ＭＦ＋
　−＋　ｔＭＦ２−　＋　との偏差に基づいて付着速度
ＶＭＦ、、ＶＭＦ２を演算するのである（ステップ１３
１〜１３４）。

そして、燃料全体に対する付着速度ＶＭＦはこれらＶＭ
ＦＩ　、ＶＭＦ２の和として演算する（ステップ１３５
）。

なお、複数の燃料に対する今回の付着量Ｍ　Ｆ　Ｉ　４
ＭＦ２は、ＶＭＦＩ、ＶＭＦ２を面間演ＷされたＭＦ＋
　−１、ＭＦ２−１に加算して演算される（ステップ１
３６，１３７）。

次に、過渡時におけるこの実施例による乍用を第９図を
参照しながら説明すると、同図には吸気系燃料、この吸
気系燃料のうち速い時定数を有する燃料、同じく遅い時
定数を有する燃料に対してそれぞれ得られる付着速度’
Ｊ　Ｍ　Ｆ　ｒ　Ｖ　Ｍ　Ｆ　（Ｖ　ＭＦ２を重ねて示
している。

そしてこれら王者の間の関係は次式にて与えられる。

ＶＭＦ＝ＶＭＦＩ　　＋ＶＭＦ２　　　　　・・・（９
）すなわち、吸気系燃料が挙！Ｉ！ＩＩＪ（時定数）の
相違する複数の燃料であると認識しない限り、マツチン
グに際して一種類の時定数を用いて図示のＶＭＦ特性を
得ることは困難であり、部分的には一致しても必ず不一
致となる部分が生じ、この部分で空燃比精度がやや不良
とならざるを得ない。また、時定数の相違する複数の燃
料に対し過渡時の全体にわたってほぼ同程度の精度を得
ようとしてもどだい困難なことであり、マツチングを大
変にしてしまうだけである。

これに対し、この発明によれＩ！、時定数の相違する複
数の燃料のそれぞれに対し、たとえば過渡初期には速い
時定数を有する燃料に対してマツチングを行い、それ以
降では遅い時定数を有する燃料に対してマツチングを行
えばよい。すなわち、複数の燃料のそれぞれは一様な挙
動を示すので、マ・ンチングが容易となり、これ（こよ
りマンチング精度を向上することができるのである。

この結果、過渡時の燃料遅れを補正する直接の因子であ
る付着速度ＶＭＦが過渡時の全体にわたって良く実際と
合致し、これによりフラットな空燃比特性を実現するこ
とがでさることになった。

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１，４の機能に相当する。

ここに、ＳＰ■装置ではシリングに流入する空気量Ｑ（
’ＹＬと噴射弁部を通過する空気量ＱＡＩＮＪとが必ず
しも一致せず、かつ噴射弁から噴かれた燃料がシリング
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
渡補正量ＫＡＴＨＯ８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８！！
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十Ｔｓ）とな
る（ステップ６９．７０）。

Ｔｅ＝（ＴｐＸＫＢＬＲＣ＋ＫＡＴＨＯ８ｘＫＢＴＬＲ
Ｃ）ｘＬＡＭＢＤＡ ・・・（４） ただし、 Ｔｐ：基本パルス幅 ＫＡＴＨＯ８：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Ｔｐを用いてい
るが、その内窒はＬ゛−ジェトロニック方式と相違して
下式（５）にで演算される。

Ｔｐ＝ＱＡＩ　Ｎ　Ｊ　Ｇ　ＸＴＦ　ＢｙＡｘＫ−（ｓ
）ただし、ＱＡＩＮＪに：噴射弁部空気ｆｉｔ（ｍｇ）
ＴＦＢＹＡ：目標空燃比 に：噴射弁特性に基づく定数（ｍｓ／−ｇ）である。

まず、噴射弁部の空気量ＱＡＩＮＪ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、ＱＣＹＬに基づいて求められる。すな
わち％ＱＡＩＮＪはＱ　ｃ　ｙＬとその変化ｆｌｄＱ　
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（６＾
）〜（６Ｆ）にて求められる。

ＱＡＩＮＪＧ＝ＱＡＩＮＪＣＸＫＴＡ　　°・・（６＾
）ＱＡ＋ＮＪｃ＝ＱｃｙＬＸＶｃｙｔ。

＋ＤＣＭ　　　　　　・・・（６Ｂ） ＱＣＹＬ　＝Ｑ）ｌＸＫ２ ＋ＱＣＹＬ−Ｉ　Ｘ（１−に２） ・・・（６Ｃ） Ｑ　ｕ　＝Ｑ　Ｉｉ。Ｘ　Ｋ　Ｆ　Ｌ　Ａ　Ｔ　　　　
　　・・・（６Ｄ）ＤＣＭ＝（Ｑｌ：ＹＬ　　　ＱＣＹ
Ｌ−＋　　）Ｘ　Ｋ　Ｍ　Ａ　Ｎ　　ｒ　ＯＸ　Ｔ　ｒ
ｅｆ’−（６Ｅ）Ｋ　Ｔ　Ａ　＝　Ｋ　Ｔ　Ａ　ＯＸ　
Ｋ　Ｔ　、Ａ　Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌ・・・（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（％） ＶＣＹＬニジリング容積（ｅＣ） 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（％）Ｋ２：ＱＣＹＬの変化割合／演算 ＱＨＯ：リニヤライズ空気量／シリング容積（％） Ｋ　Ｆ　Ｌ　Ａ　Ｔ　ニアラント空燃比係数（９６）Ｋ
ＭＡＮ　Ｉ　Ｏ：マニホールｌ’係数Ｔ　ｒｅｆ：Ｒｅ
ｆ倍信号周期（／ｊ　５）ＫＴＡＯ：基本＠、気温補正
係数（ｍｇ／ｃｃ）ＫＴＡＱＣＹＬ：吸気温補正の負荷
補正率（％） 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、シリング容積当たり等に換算して
いる。）のために複雑になってはいるが、基本的には、
ＱＡ　Ｉ　Ｎ　Ｊ　（！は定常項（Ｑｃｙ＋−ＸＶｃ　
ｙ　＋−）と過渡項（ＤＣＭ）との和で求められる。

ただし、この値ＱＡＩＮＪ（！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
として質量単位に変換している（ステップ６１〜６３）
。

また、ＱＣＹＬはに２を平滑化の定数としてＱ□ＩＱｃ
ＹＬ−１を変数、Ｋ２を重みとする重み付は平均値にて
求められる（ステップ５５〜５７）。

次に、Ｑ　ｏ　ｏ　＝　Ｋ　Ｆ　Ｌ　Ａ　Ｔ等の変数は
吸気系の流路面積から求められる。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）、（６１１）にて求められる（ステップ
４１〜５２）。

ＡＡＤＮＶ＝ＡＡＸＴｒｅｆ／Ｖ　ＣＹ　Ｌ　−（６Ｇ
）ＡＡ＝ＡＴＶＯ＋Ａ　Ｉ　＋ＡＡＣ・・・（６１１）
ただし、ＡＡＤＮＶ：流路面積／（回転数×シリング容
積）（０ｍ２／　ｒｐｍ−ｃｃ）ＡＡ：総流路面積（Ｃ
噛２） ＡＴＶＯ：絞り弁流路面積（０ｍ２　）ＡＩＳＶ２６の
流路面積（０ｍ２） ＡＡＣ：５Ｖ２７の流路面積（ｃＩ１１２）である。

すなわち、このシステムは負荷信号として絞り弁開度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、ＡＡＣをも考慮する必要があり、し
たがって総流路面積Ａ　Ａは絞り弁開度に基づく流路面
積ＡＴＶＯとバイパス通路の流路面積（ＡＩあるいはＡ
ＡＣ）との和で与えられている（ステップ４１〜４つ）
。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を回転数Ｎで除し
た値Ａ　Ａ／Ｎ　（ステップ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の変化に対しで、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
、この急変領域において精度が低下する。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
はそれだけ演算時間を長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Ｑ　ｕ　Ｏが求めら
れる（ステップ５３）。なお、７ラント空燃比係数Ｋ　
Ｆ　Ｌ　Ａ　ＴはＱＨＯ，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、基本吸気温補正係数ＫＴＡＯと吸気温の負荷補正
率Ｋ　Ｔ　Ａ　Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌについても、それぞれ吸
気温ＴＡＩＱＣＹＬをパラメータとして検索され、これ
らの積にて＠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ｆｔ一部の空気量ＱＡ　Ｉ　Ｎ　
Ｊ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ＫＡＴＨＯ８であり、具体的には
第・を図、第８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とこの平衡付１ｆ
ｉに対して１次遅れで変化する付着１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。

ＫＡＴＨＯ８＝（ＶＭＦＩ　＋ＶＭＦ２　）ＸＧＨＦ　
　　　　・・・（７＾−Ａ）Ｋ　Ａ　Ｔ　Ｈ○Ｓ、＝Ｖ
ＭＦ、ＸＧＨＦ・・・（７＾−Ｂ） ＫＡＴＨＯ８２＝ＶＭＦ２　　ＸＧＨＦ・・・（７八−
Ｃ） ＶＭＦＩ　　＝（ＭＦＨＩ　　−ＭＦＩ　−＋　　）Ｘ
ＫＭＦ＋　　　　　・・・（７Ｂ−＾）ＶＭＦ２　＝（
ＭＦＩ２−ＭＦ２−１　　）ＸＫＭＦ２　　　　　・・
・（７Ｂ−Ｂ）ＭＦＩ　　＝ＭＦ＋　−＋　　＋ＶＭＦ
＋　　・・・（７Ｃ−＾）ＭＦ２　＝ＭＦ２−１　＋Ｖ
ＭＦ２’・・・（７Ｃ−［３）ＫＭＦ、＝（ＫＭＦＡＴ
。

＋ＫＭＦＶＭＦ＋　　）ＸＫＭＦＮ＋ ・・・　（７Ｄ−八） Ｋ　Ｍ　Ｆ　２　　＝　（Ｋ　Ｍ　Ｆ　Ａ　Ｔ　２＋　
Ｋ　Ｍ　Ｆ　Ｖ　Ｍ　Ｆ　２　　）　Ｘ　、Ｋ　Ｍ　Ｆ
　Ｎ　２、・・（７Ｄ　−［１） Ｇ　ＨＦ　”　Ｇ　ＨＦ　Ｑ　ｃ　ｙ　ＬＸ　Ｇ　ＨＦ
　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａ・・・（７Ｅ） ただし、ＫＡＴＨＯ３：全体の過渡補正量（μ５）ＫＡ
ＴＨＯＳＩ　：速い時定数で変化する燃料に対する過渡 補正量（μ５） ＫＡＴＨＯＳ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する
過渡 補正量（μＳ） ＶＭＦ：全体の付着速度（μＳ／噴射）ＶＭＦ、：速い
時定数で変化する燃料 に対する付着速度（μＳ／噴射） ＶＭＦ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する付着速
度（μＳ／噴射） ＭＰＩ！＋：速い時定数で変化する燃料に対する平衡付
着量（μＳ） ＭＦＩＩ２：遅い時定数で変化する燃料に対する平衡付
着量（μＳ） ＭＦＩ：速い時定数で変化する燃料に 対する付着量（μＳ） ＭＦ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する付着量（
μＳ） ＫＭＦ、：速い時定数で変化する燃料 に対する分量割合（％） ＫＭＦ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する分量割
合（％） ＫＭＦＡＴＩ　：速い時定数で変化する燃料に対する基
本分量割合（％） ＫＭＦＡＴ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する基
本分量割合（％） ＫＭＦＶＭＦＩ　：速い時定数で変化する燃料に対する
分量割合の 付着速度補正率（％） ＫＭＦＶＭＦ２：遅い時定数で変化す る燃料に対する分量割合の 付着速度補正率（％）５ ＫＭＦＮＩ　：速い時定数で変化する燃料に対する分量
割合の回璧 補正率（％） ＫＭＦＮ２　：遅い時定数で変化する燃料に対する分量
割合の回転 補正率（％） ＧＨＦ：補正率（％） ＧＨＦＱｃｙｔ、：減速補正率（％） Ｇ　ＨＦ　Ｆ　Ｂ　Ｙ　Ａ　：空燃比補正率（％）であ
る。

ここに、時定数の相違する燃料が複数あるとはいえ各燃
料に対してそれぞれ演算さね、るところは、同様である
ので、以下には速い時定数で変化する燃料についてだけ
説明する。

付着速度ＶＭＦ、は平衡付着量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）
ＭＦＩとの偏差（ＭＦＨ＋　−ＭＦ＋　−＋　）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ＫＭＦ、を釆算す
ることにより求められる（ステップ１３３，１３４）。

そして、各燃料に対する付着速度ＶＭＦＩ、ＶＭＦ２を
加算して全体の燃料に対する付着速度ＶＭＦ（＝ＶＭＦ
Ｉ　＋ＶＭＦ２）を求める（ステップ１０３，１３５）
。

ここに、平衡付着量ＭＦＨＩは噴射弁部を通過する空気
量ＱＡＩＮＪ？Ｗ関回転数Ｎ、冷却水温Ｔ田に基づき、
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ＴＷが
採すウ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Ｔ１１１０−　Ｔｉｌ＋り　（ＴＷＯ＞　
−＞　Ｔｕｂ５　）毎にＱＡＩＮＪとＮをパラメータと
して基準温度Ｔｕｒｎ（ｎ＝ｏ〜５）における平衡付着
ｊｌ１ＭＦＨＴｗｎを付与する都合６個の平衡付着量デ
ータを実測にて泪意する。そして、実水温ＴＩｌ＋の上
下の基準温度Ｔ　ｔｕｎ＋　Ｔ　ｗｎ＋　１における平
衡付着量Ｍ　Ｆ　Ｉ−Ｉ　Ｔｗｎ、Ｍ　Ｆ　ＨＴｗｎ＋
１を用い、ＴｗｗＴｉｗｎ、Ｔｗｎ＋１による補間計算
にてＭＦ　）−１、を最終的に求めるのである（ステッ
プ１０１．１３１）。

なお、３次元マツプと補間計算による手法では高い精度
を得ることができるが、精度は程々にしても演算速度を
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。

ＭＦ　Ｈ＋　　Ｔｗｎ＝ＭＦ　Ｈ＋　　ＱｎＸＭＦ　ｆ
（＋　　Ｎｎ・・・（７Ｆ） ただし、ＭＦＨ＋　Ｑｎ：ＱＡＩ　Ｎ　Ｊに基づく係数
ＭＦＨＩＮｎ：Ｎに基づく係数 であり、ＭＦＨＩＱｎはＱＡＩＮＪをＭＦＨＩ　Ｎｎは
Ｎ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、Ｔｉ１ｌ＞Ｔｌｌｌ０のとき、およびＴｕｂ＜Ｔ
ｗｎのときは補間計算を行うことができないので、ＭＦ
Ｈｌ　＝ＭＦＨ１Ｔｗｏ　とする。また、燃料カット中
はＭＦＩ（、＝ＦＣＭＦＨ（一定値）とする。

一方、今回演算されるＭＦ＋は前回演算された付着量Ｍ
ＦＩ−，に今回求めた付着速度ＶＭＦＩを加算した値で
ある（ステップ１０４，１３６，１３７）。

次に、分量割合ＫＭＦｌは一定値でもよいが、この例で
はＡ　Ａ　Ｄ　Ｎ　Ｖ　、Ｔｔｗ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ＶＭ　
Ｆ　＋　＋Ｈに基づく補正を行っている。すなわち、基
本値ＫＭＦＡＴＩに対する補正係数が２つの係数ＫＭＦ
ＶＭＦＩ　、ＫＭＦＮ＋であり、これらは過渡初期にお
ける空燃比が７うｙトな特性となるように導入されるも
のである。すなわち、緩加速ではわずかに補正不足がみ
られ、回転数の相違により誤差を生じる等実験を行って
みるとわずかなずれが生じるものであり、これらを個々
に解消しようとするものである。

なお、分量割合の付着速度補正率ＫＭＦＶＭＦ１はＶＭ
Ｆ、−、を、分量割合の回転補正率ＫＭＦＮ、はＮをパ
ラメータとしてテーブル検索にて求められる。

次に、補正率Ｇ　Ｉ（Ｆ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
その分位着量が少なくなる。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
（Ｇ　ＨＦ　ＱＣＹＬ）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（ＶＭＦが正の場合
）は補正を行わないが（Ｇ　ＨＦ　Ｑ　ｃ　Ｙ　Ｌ　＝
　１．０　）、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ＧＨＦＱ　ＣＹ　ＬはＱＣＹＬを、空燃比補正
率Ｇ　ＨＦ　ＦＢ　Ｙ　Ａ　ハ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Ｇ　）−（Ｆを用いて最
終的に過渡補正ｉＫＡＴＨＯ８（＝ＶＭＦＸＧＨＦ）が
求められる（ステップ１０６）。

このように、ＫＡＴＯＨ８の演算につき、この発明では
時定数の相違する複数燃料として演算した点に特徴があ
り、これは前述した通りである。

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ＬＡＭＢＤＡ、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ック制御
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ｒｐ）と空燃
比の目標値（具体的には目標値のセンサ出力相当ｊｔＴ
＋ｐ）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（８＾）〜
（８Ｄ）にてＬ　Ａ　Ｍ　Ｂ　Ｄ　Ａが求められる（ス
テップ１１１〜１１８）。

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

なお、偏差ＥＲは下式（８Ｅ）で与えられる（ステップ
１１４）。

ＥＲ＝Ｉｐ　　Ｔａｐ−（ｎ＋Ｉ）　　　　−（８Ｅ）
ここに、開式（８Ｅ）の第２項は（ｎ＋１）同市に（た
だし、口は気筒数である。）Ｒｅｆ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、これを考慮したものである。

また、目標空燃比ＴＦＢＹＡはＴｖａｔＱ　ｃ　ｙ　ｔ
、　ｒＮをパラメータとして演算される（第６図のステ
ップ９１〜９５）。なお、同図のステップ９５はＴＦＢ
ＹＡ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。

次に、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）と燃料遅れ補正ｊｉ　（
Ｋ　Ａ　Ｔ　Ｉ−１ＯＳ　）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でいる。すなわち、定常時の学習補
正係数ＫＢＬＲＣについては空燃比補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａの演算ルーチンにて、過渡時の学習補正係数ＫＢＴＬ
ＲＣにつν・ては過渡補正量ＫＡＴＨＯ３の演算ルーチ
ンにて演算される（第５図のステップ１１９，１２０、
ｆ５４図のステ７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（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ＬＡＭＢＤＡ
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１１９，１２０．１０７〜１１
０）。

なお、付着速度ＶＭＦと基準値Ｌ１との比較により定常
時（ＶＭＦ＜Ｌ＋）であるのか過渡時（■ＭＦ≧Ｌ＋）
であるのかを判別し、ＫＢＬＲＣに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ｉ燃料の平衡
付着量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を演算する
手段と、この過渡補正量にて前記基本噴射量を補正演算
する手段と備える内燃機関の空燃比制御装置において、
前記吸気系燃料のうち比較的速い時定数で変化する燃料
と比較的遅い時定数で変化する燃料とに対してそれぞれ
過渡補正量を演算する手段を設けたので、時定数の相違
する複数の吸気系燃料のそれぞれについてマツチングを
行えばよく、この結果過渡時の燃料遅れを補正する因子
である過渡補正量が過渡時の全体にわたって良く実際と
今致し、これによりフラットな空燃比特性を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念構成図、第２図はＳＰ工装置に
適用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＠８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９図
はこの実施例の作泪を説明する波形図である。 １・・・基本噴射量演算手段、２．２　Ａ、２　Ｂ・・
・平衡付着量演算手段、３．３　Ａ、３　Ｂ・・・付着
速度演算手段、４・・・噴射量補正演算手段、５．５　
Ａ、５　Ｂ・・・付着量演算手段、２１・・・吸気絞り
弁、２２・・・吸気通路、２３・・・バイパス通路、２
４・・・燃料噴射弁、２５・・・絞り弁開度センサ、３
４・・・酸素センサ（空燃比センサ）、３５・・・コン
トロールユニット。 第 １１図 第８図

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
   渡補正量を演算する手段と、この過渡補正量にて前記基
   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、前記吸気系燃料のうち比較的速い
   時定数で変化する燃料と比較的遅い時定数で変化する燃
   料とに対してそれぞれ過渡補正量を演算する手段を設け
   たことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。