JP2000257488A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】学習領域の数を特に増やすことなく、低開度領
域におけるスロットル開度の変化に応じて空燃比を高精
度に制御すること。 【解決手段】エンジン１の空燃比制御装置の電子制御装
置（ＥＣＵ）３０は、スロット開度とエンジン回転速度
とに基づいて基本燃料噴射量を決定し、スロットル開度
とエンジン回転速度とから設定される複数の学習領域毎
に算出される学習値に基づいてその基本燃料噴射量を補
正することによりエンジン１に供給される可燃混合気の
空燃比が所定の理論空燃比となるようにフィードバック
制御する。ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ５の低開度
領域でスロットル開度が変化したときに、スロットル開
度の単位時間当たりの変化量と、スロットル開度と、エ
ンジン回転速度とに基づいて低開度領域における学習理
論値を予測的に算出する。ＥＣＵ３０は、更に、算出さ
れた学習理論値に基づいて基本燃料噴射量を補正する。

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、エンジンに供給
される可燃混合気の空燃比をフィードバック制御する空
燃比制御装置に係る。詳しくは、スロットルバルブ開度
とエンジン回転速度とに基づいて決定される基本燃料噴
射量を空燃比に基づいて学習補正するようにしたエンジ
ンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの運転状態に応じて
エンジンに供給される燃料噴射量を制御するようにした
燃料噴射制御装置がある。この種の制御装置の一つのタ
イプとして、エンジンの吸気通路に設けられたスロット
ルバルブの開度（スロットル開度）とエンジン回転速度
とから決定される基本燃料噴射量に基づいて燃料噴射量
を制御するようにしたものがある。この種のタイプを、
いわゆる「スロットル・スピードタイプ」と称される。
このタイプの制御装置では、操作されるスロットル開度
によって燃料噴射量が直接変化することから、エンジン
の加速応答性を向上させることができる。その一方で、
スロットルボディを含むエンジン構成部品の個体ばらつ
き又は寸法ばらつき、それら構成部品の経年変化等によ
り、エンジンに供給される基本燃料噴射量に誤差が生じ
て可燃混合気の空燃比にズレが生じることがあるため、
このズレを修正する必要があった。

【０００３】特開昭５９−１２０７３４号公報は、「ス
ロットル・スピードタイプ」の燃料噴射量制御装置にお
いて、エンジン構成部品の個体ばらつき等及び経年変化
による空燃比のズレを修正することのできる装置を開示
している。即ち、この装置では、エンジンに燃料を噴射
供給するインジェクタを駆動するための基本パルス幅
（基本燃料噴射量）をスロットル開度信号及びエンジン
回転速度信号に基づいて算出する。それとは別に、スロ
ットルバルブ前後の差圧信号及びエンジン回転速度信号
に基づいて第２の基本パルス幅（第２の基本燃料噴射
量）を算出する。更に、基本パルス幅と第２の基本パル
ス幅との偏差値をエンジンの定常運転時に算出する。そ
して、算出された偏差値に基づいてスロットル開度デー
タをシフトすることにより、常に最適混合比を保つ学習
機能を持つようにしている。

【０００４】しかしながら、上記公報の装置では、最適
混合比を保つ学習機能を持つために、スロットルバルブ
前後の差圧を検出するための差圧センサを特別に設けな
ければならなず、構成が複雑になるという問題があっ
た。しかも、近時の燃料噴射制御では、その制御精度を
向上させるために空燃比をフィードバック制御する空燃
比制御が主流となっており、その制御中に学習機能を確
保するための学習補正が行われている。即ち、この種の
空燃比制御装置は、エンジンの排気通路に設けられた酸
素濃度センサを用いて可燃混合気の空燃比を、エンジン
の運転状態に応じて設定される目標空燃比にフィードバ
ック制御するようにしている。そのために、酸素濃度セ
ンサの出力から得られる実際の空燃比と、所定の目標空
燃比とに基づいて算出される空燃比補正係数を用いて基
本燃料噴射量を補正する。更に、エンジン運転時に空燃
比補正係数と所定の理論空燃比との差を学習値として算
出し、この学習値を用いて基本燃料噴射量を補正するよ
うにしている。例えば、特開昭６２−２０３９５１号公
報、特開平４−２０３２３７号公報及び特開平４−２０
３２３７号等は、この種の空燃比制御を含む制御の一例
を開示している。

【０００５】一般に、上記の空燃比制御においては、所
定の運転パラメータに従ってエンジンの運転状態が複数
の学習領域に区画され、それら各学習領域に応じて学習
値が算出され、各学習値が不揮発性メモリに記憶される
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した
「スロットル・スピードタイプ」の燃料噴射量制御装置
に対して上記空燃比制御を採用することが考えられる。
この場合には、スロットル開度及びエンジン回転速度に
従ってエンジンの運転状態が複数の学習領域に区画さ
れ、それら各学習領域に応じて学習値が算出され、メモ
リに記憶されることになる。

【０００７】しかし、この場合に、スロットルバルブの
低開度領域では、エンジン構成部品の個体ばらつき等や
経年変化による影響度が高開度領域に比べて大きくなる
傾向があり、空燃比制御の学習値が適正値からずれるお
それがある。これは、一つの学習領域が比較的広く、学
習領域の設定数が少ないことによるものである。この場
合、例えば、低開度領域に対して一つの学習領域が設定
されることになり、その領域内でスロットル開度が変化
しても、その変化が学習値による基本燃料噴射量の補正
に反映され難いことになる。このことが、空燃比のズレ
を比較的大きなものにしている。

【０００８】上記不具合に対処するために、個々の学習
領域の範囲を比較的狭くすることにより、学習領域の設
定数を増やすことが考えられる。しかし、この場合は、
使用頻度の少ない学習領域では学習値が更新され難くな
り、学習値の精度が低くなる。このため、使用頻度の少
ない学習領域に対する学習値が基本燃料噴射量の補正に
用いられた場合、その学習値の精度が低いことにより、
空燃比にズレが生じるおそれがある。

【０００９】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、いわゆるスロットル・スピード
タイプの燃料噴射量制御で空燃比の学習補正を行うもの
において、学習領域の数を特に増やすことなく、低開度
領域におけるスロットル開度の変化に応じて空燃比を高
精度に制御することを可能にしたエンジンの空燃比制御
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、スロットルバルブ開度と
エンジン回転速度とに基づいて決定される基本燃料噴射
量を、スロットルバルブ開度とエンジン回転速度とから
設定される複数の学習領域毎に算出される学習値に基づ
いて補正することによりエンジンに供給される可燃混合
気の空燃比が所定の理論空燃比となるようにフィードバ
ック制御するようにしたエンジンの空燃比制御装置にお
いて、スロットルバルブの低開度領域でスロットルバル
ブ開度が変化したときに、スロットルバルブ開度の単位
時間当たりの変化量と、スロットルバルブ開度と、エン
ジン回転速度とに基づいて低開度領域における学習値の
理論値を予測的に算出するための予測算出手段と、算出
された学習値の理論値に基づいて基本燃料噴射量を補正
するための基本燃料噴射量補正手段とを備えたことを趣
旨とする。

【００１１】上記発明の構成によれば、スロットルバル
ブの低開度領域でスロットルバルブ開度が変化したとき
には、予測学習算出手段により、スロットルバルブ開度
の単位時間当たりの変化量、スロットルバルブ開度及び
エンジン回転速度に基づいて低開度領域における学習値
の理論値が予測的に算出される。そして、基本燃料噴射
量補正手段により基本燃料噴射量が、算出された学習値
の理論値に基づいて補正されることにより、エンジンに
供給される可燃混合気が所定の理論空燃比となるように
フィードバック制御されることになる。従って、低開度
領域では、スロットルバルブ開度が多少変化しても、通
常の学習値に代わって、スロットルバルブ開度の変化に
応じて予測的に算出される学習値の理論値に基づき、基
本燃料噴射量が適合性良く補正されることになる。

【００１２】上記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、低
開度領域で既に算出された学習値が高開度領域で既に算
出された学習値から所定値以上ずれているときにのみ低
開度領域における学習値の理論値の算出を許容するため
の算出許容手段を備えたことを趣旨とする。

【００１３】上記発明の構成によれば、低開度領域の学
習値の高開度領域の学習値からのずれが所定値以上と大
きいときのみ低開度領域における学習値の理論値の算出
が算出許容手段により許容され、上記学習値のずれが所
定値未満と小さいときには低開度領域における学習値の
理論値の算出が許容されない。従って、低開度領域にお
いて既に算出された学習値を基本燃料噴射量の補正に使
用できる場合には、その学習値が有効に使用されること
になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のエンジンの空燃比
制御装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１５】図１には、自動車に搭載されたエンジンシ
ステムの概略構成を示す。エンジン１は周知の構造を有
する多気筒タイプのものであり、この実施の形態では、
１番気筒＃１〜４番気筒＃４の４つの気筒を有するエン
ジン１が採用される。エンジン１は、吸気通路２を通じ
て供給される燃料及び空気、即ち可燃混合気を、各気筒
＃１〜＃４の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排
気ガスを排気通路３を通じて排出させることにより、ピ
ストン（図示しない）を駆動させクランクシャフト４を
回転させて動力を得るものである。

【００１６】吸気通路２に設けられたスロットルバルブ
５は、同通路２を流れて各気筒＃１〜＃４に吸入される
空気量（吸気量）Ｑａを調節するために開閉されるもの
である。このバルブ５は、運転席に設けられたアクセル
ペダル６の操作に連動して作動するものである。スロッ
トルバルブ５に対して設けられたスロットルセンサ２１
は、このバルブ５の開度（スロットル開度）ＴＡを検出
し、その検出値に応じた電気信号を出力するものであ
る。

【００１７】各気筒＃１〜＃４に対応する吸気ポートに
設けられた複数のインジェクタ７は、各気筒＃１〜＃４
に対応して燃料を噴射供給するためのものである。これ
らインジェクタ７は、共通するデリバリパイプ８に設け
られる。デリバリパイプ８は、燃料タンク９から圧送さ
れる燃料を、各インジェクタ７へ分配するためのもので
ある。

【００１８】各気筒＃１〜＃４に対応してエンジン１に
設けられた複数の点火プラグ１０は、ディストリビュー
タ１１から分配される点火信号を受けて作動する。ディ
ストリビュータ１１は、イグナイタ１２から出力される
高電圧をクランクシャフト４の回転角、即ち「クランク
角（°ＣＡ）」の変化に対応して各点火プラグ１０へ分
配するものである。各点火プラグ１０の作動時期、即ち
点火時期は、イグナイタ１２から出力される高電圧の出
力タイミングにより決定される。従って、イグナイタ１
２を制御することにより、各気筒＃１〜＃４における各
点火プラグ１３による点火時期が制御される。

【００１９】排気通路３に設けられた酸素センサ２３
は、各気筒＃１〜＃４から同通路３へ排出される排気ガ
ス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その検出値に応じた電気
信号を出力するものである。

【００２０】ディストリビュータ１１に設けられた回転
速度センサ２４は、クランクシャフト４の角速度、即
ち、エンジン回転速度ＮＥを検出し、その検出値に応じ
た電気信号を出力するものである。ディストリビュータ
１１には、クランクシャフト４の回転に連動して回転す
ると共に外周に複数の歯を有するロータ（図示しない）
が内蔵される。回転速度センサ２４は、このロータと、
ロータの外周に対向配置された電磁ピックアップ（図示
しない）とを備える。このロータの回転に伴って電磁ピ
ックアップが各歯の通過を検出する毎に、回転速度セン
サ２４からは一つのパルス信号が出力される。この実施
の形態では、クランク角が３０°ＣＡ進む毎に、回転速
度センサ２４から一つのパルス信号が出力されることに
なる。同じく、ディストリビュータ１１には、ロータの
回転に応じてクランク角の変化を所定の割合で検出する
ための気筒判別センサ２５が設けられる。この実施の形
態では、１番気筒＃１〜４番気筒＃４の全てが順次に燃
焼行程を終了するまでにクランクシャフト４が２回転す
るものとして、７２０°ＣＡ毎の割合で、気筒判別セン
サ２５から基準位置信号ＧＳとしての一つのパルス信号
が出力されるようになっている。

【００２１】エンジン１に設けられ水温センサ２６は、
エンジン１の内部を流れる冷却水の温度（冷却水温）Ｔ
ＨＷを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する
ものである。

【００２２】この実施の形態において、上記のスロット
ルセンサ２１、酸素センサ２３、回転速度センサ２４、
気筒判別センサ２５及び水温センサ２６等は、エンジン
１の運転状態を検出するための運転状態検出手段を構成
する。

【００２３】前述した各インジェクタ７、デリバリパイ
プ８及び燃料タンク９等は燃料供給装置を構成する。燃
料タンク９に内蔵された電動式の燃料ポンプ１３は、同
タンク９に貯溜された燃料を汲み上げ、吐出するもので
ある。燃料ポンプ１３の吐出ポート側に接続された燃料
パイプ１４は、燃料フィルタ１５を介してデリバリパイ
プ８に接続される。ここで、燃料ポンプ１３が作動する
ことにより、燃料タンク９内の燃料は、同ポンプ１３か
ら燃料パイプ１４へと吐出され、燃料フィルタ１５で異
物が除去された後、デリバリパイプ８へと圧送され、各
インジェクタ７へ分配される。各インジェクタ７に圧送
された燃料は、それらインジェクタ７の作動に伴い吸気
ポートへと噴射さ、各気筒＃１〜＃４へと供給される。

【００２４】この実施の形態で、電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）３０は、前述したスロットルセンサ２１、酸素セン
サ２３、回転速度センサ２４、気筒判別センサ２５及び
水温センサ２６等から出力される各種信号を入力する。
ＥＣＵ３０は、これらの入力信号に基づき、空燃比制御
を含む燃料噴射制御及び点火時期制御等を実行するため
に、各インジェクタ７及びイグナイタ１２等をそれぞれ
制御する。この実施の形態において、ＥＣＵ３０は、請
求項１及び請求項２の発明の予測学習手段、基本燃料噴
射量補正手段及び算出許容手段に相当する。

【００２５】周知のように、ＥＣＵ３０は中央処理装置
（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム
アクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部
入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ３０は、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外
部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続して
なる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、エンジンの空
燃比制御等に関する所定の制御プログラムを予め記憶し
たものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶
するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶した
データを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介
して入力される各種センサ２１，２３〜２６の検出信号
に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種
制御等を実行する。

【００２６】ここで 点火時期制御とは、エンジン１の
運転状態に応じてイグナイタ１２を制御することによ
り、各点火プラグ１０による点火時期を制御することで
ある。燃料噴射制御とは、エンジン１の運転状態に応じ
て各インジェクタ７から噴射される燃料量（燃料噴射
量）及びその噴射タイミングを制御することである。こ
の実施の形態において、ＥＣＵ３０は、スロットル開度
ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて基本燃料噴射
量ＴＡＵＢＳＥを算出し、その基本燃料噴射量ＴＡＵＢ
ＳＥを各種条件に応じて補正することにより、最終燃料
噴射量ＴＡＵを決定する。空燃比制御とは、少なくとも
酸素センサ２３の検出値に基づいてエンジン１に供給さ
れる燃料及び空気の可燃混合気の空燃比をフィードバッ
ク制御することである。以下、空燃比制御について簡単
に説明する。図２には、空燃比制御で酸素センサ２３に
より検出される酸素濃度Ｏｘ、ＥＣＵ３０による空燃比
の判定及び空燃比補正係数ＦＡＦの挙動をそれぞれ示
す。

【００２７】ＥＣＵ３０は、エンジン１に供給される可
燃混合気の空燃比が所定の目標空燃比となるよう、酸素
センサ２３で検出される酸素濃度（出力電圧）Ｏｘの値
に基づいて空燃比補正係数ＦＡＦを算出する。更に、Ｅ
ＣＵ３０は、算出された空燃比補正係数ＦＡＦの値に基
づいて各インジェクタ７からエンジン１へ供給される燃
料量を制御する。ここで、ＥＣＵ３０は、空燃比がリッ
チのときには、空燃比補正係数ＦＡＦを、各インジェク
タ７から供給される燃料量を減少させる減算値（図２に
右下がりの直線で示す。）として算出する。ＥＣＵ３０
は、空燃比がリーンのときには、空燃比補正係数ＦＡＦ
を、各インジェクタ７から供給される燃料量を増加させ
る加算値（図２に右上がりの直線で示す。）として算出
する。即ち、ＥＣＵ３０は、酸素センサ２３により検出
される酸素濃度Ｏｘに係る出力電圧を、所定の基準電圧
と比較することにより、空燃比がリッチであるか、リー
ンであるかを判定する。そして、ＥＣＵ３０は、空燃比
がリッチであると判定したときに一定の割合で空燃比補
正係数ＦＡＦを減らし、空燃比がリーンであると判定し
たときに一定の割合で空燃比補正係数ＦＡＦを増やす。
空燃比の判定がリーンからリッチへ、又は、リッチから
リーンへ変わったときは、ＥＣＵ３０は、空燃比補正係
数ＦＡＦを階段状にスキップさせる。このスキップは、
空燃比のフィードバック制御の応答性を上げ、空燃比を
より理論空燃比に近付けるための演算手法である。

【００２８】この実施の形態では、ＥＣＵ３０は、空燃
比の学習補正を行う。即ち、ＥＣＵ３０は、上記の基本
燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを、スロットル開度ＴＡ及びエ
ンジン回転速度ＮＥにより設定され区画される複数の学
習領域毎に算出される学習値に基づいて補正することに
より、空燃比が所定の理論空燃比になるようにフィード
バック制御する。

【００２９】次に、ＥＣＵ３０が実行する各種制御のう
ち、学習制御を含む空燃比制御のための処理内容につい
て説明する。図３に空燃比制御に関するフローチャート
を示す。図４に学習値ＫＧ及びその理論値（学習理論
値）ＫＧＴＡの算出に関するフローチャートを示す。

【００３０】ＥＣＵ３０は、図３に示すルーチンを所定
期間毎に周期的に実行する。先ずステップ１００で、Ｅ
ＣＵ３０は各種センサ２１，２３，２４，２６の検出信
号に基づき、スロットル開度ＴＡ、酸素濃度Ｏｘ、エン
ジン回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷの値をそれぞれ読
み込む。

【００３１】次に、ステップ１１０で、ＥＣＵ３０は、
読み込まれたスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度
ＮＥの値に基づいて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを算
出、決定する。ＥＣＵ３０は、この基本燃料噴射量ＴＡ
ＵＢＳＥの算出を、予め定められた関数データを参照す
ることにより行う。

【００３２】次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ３０は、
読み込まれた酸素濃度Ｏｘの値に基づいて前述したよう
に空燃比補正係数ＦＡＦの値を算出する。

【００３３】次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ３０は、
読み込まれたスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度
ＮＥの値に基づき、後に詳述する学習値ＫＧ又は学習理
論値ＫＧＴＡを算出する。学習値ＫＧ及び学習理論値Ｋ
ＧＴＡは、スロットルボディを含むエンジン構成部品の
個体ばらつき又は寸法ばらつき、それら構成部品の経年
変化等により、エンジンに供給されるべき基本燃料噴射
量ＴＡＵＢＳＥに誤差が生じて可燃混合気の空燃比に生
じるズレを補正するためのものである。

【００３４】次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ３０は、
読み込まれた冷却水温ＴＨＷの値に基づき、エンジン１
の暖機状態に応じて基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥを補正
するための暖機補正係数ＫＴＨＷを算出する。

【００３５】次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ３０は、
上記のように算出された基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥ、
空燃比補正係数ＦＡＦ、学習値ＫＧ又は学習理論値ＫＧ
ＴＡ、暖機補正係数ＫＴＨＷに基づき、次式（１）に従
って最終燃料噴射量ＴＡＵの値を算出する。 ＴＡＵ＝ＴＡＵＢＳＥ＊ＦＡＦ＊（ＫＧ or ＫＧＴＡ）＊ＫＴＨＷ …（１） ここで、学習値ＫＧ及び学習理論値ＫＧＴＡは選択的に
採用されるものであり、特に学習理論値ＫＧＴＡは、所
定の条件成立時にスロットルバルブ５の低開度領域、即
ちスロットル開度ＴＡの値が相対的に小さい領域で選択
的に採用されることになる。

【００３６】その後、ステップ１６０で、ＥＣＵ３０
は、算出された最終燃料噴射量ＴＡＵの値に基づいて各
インジェクタ７を制御することにより、エンジン１の各
気筒＃１〜＃４に供給される燃料量を制御する。即ち、
各気筒＃１〜＃４に供給される燃料と空気の可燃混合気
の空燃比を制御する。

【００３７】ここで、上記ステップ１３０における学習
値ＫＧ又は学習理論値ＫＧＴＡの算出について図４に従
って詳しく説明する。

【００３８】処理がこのルーチンへ移行すると、ステッ
プ２００で、ＥＣＵ３０は学習制御条件が成立したか否
かを判断する。ここで、学習制御条件とは、冷却水温Ｔ
ＨＷが所定値（例えば「８０℃」）以上あってエンジン
１が完全な暖機状態にあること、空燃比フィードバック
制御中であること等を含むものである。これら学習制御
条件が成立していない場合、ＥＣＵ３０は、そのままそ
の後の処理を一旦終了する。学習制御条件が成立してい
る場合には、ＥＣＵ３０は、処理をステップ２１０へ移
行する。

【００３９】ステップ２１０で、ＥＣＵ３０は、今回読
み込まれたスロットル開度ＴＡの値がスロットル開度Ｔ
Ａの低開度領域における下限値ＫＴＡＬ以上、上限値Ｋ
ＴＡＨ以下の範囲にあるか否かを判断する。ここで、ス
ロットル開度ＴＡの値が上記低開度領域の範囲にない場
合、ＥＣＵ３０は、通常の学習制御を実行するために処
理をステップ２９０へ移行する。通常の学習制御とは、
スロット開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとから設定さ
れる複数の学習領域毎に学習値ＫＧを算出することであ
る。この実施の形態では、対応する学習領域に対応して
過去算出された複数の空燃比補正係数ＦＡＦの値の平均
値をその学習領域における学習値ＫＧとして算出する。
一方、スロットル開度ＴＡの値が上記低開度領域の範囲
にある場合、ＥＣＵ３０は処理をステップ２２０へ移行
する。

【００４０】ステップ２２０で、ＥＣＵ３０は、低開度
領域で既に算出された学習値ＫＧ１と高開度領域で既に
算出された学習値ＫＧ４との差の絶対値が所定値、即ち
学習値ＫＧの下限値ＫＫＧＬ以上あるか否かを判断す
る。つまり、低開度領域の学習値ＫＧ１が高開度領域の
学習値ＫＧ４から下限値ＫＫＧＬ以上ずれているか否か
を判断する。ここで、下限値ＫＫＧＬとして、例えば
「０．０８〜０．１」を当て填めることができる。低開
度領域の学習値ＫＧ１が高開度領域の学習値ＫＧ４から
下限値ＫＫＧＬ以上ずれていない場合、ＥＣＵ３０は通
常の学習制御を実行するために処理をステップ２９０へ
移行する。低開度領域の学習値ＫＧ１が高開度領域の学
習値ＫＧ４から下限値ＫＫＧＬ以上ずれている場合、Ｅ
ＣＵ３０は処理を前述したステップ２３０へ移行する。

【００４１】ステップ２３０で、ＥＣＵ３０は、単位時
間当たりのスロットル開度ＴＡの変化量ΔＴＡが所定の
過渡判定基準値ＫＴＡＦＴ以上であるか否かを判断す
る。即ち、エンジン１が過渡運転状態（加速運転又は減
速運転の状態）にあるか否か、つまりは、スロットル開
度ＴＡの値に変化があるか否かを判断する。過渡運転状
態にない場合、ＥＣＵ３０は通常の学習制御を実行する
ために処理をステップ２９０へ移行する。過渡運転状態
にある場合、ＥＣＵ３０は処理を前述したステップ２４
０へ移行する。

【００４２】ステップ２４０で、ＥＣＵ３０は、エンジ
ン回転速度ＮＥの値がその上限値ＫＮＥ以下であるか否
かを判断する。即ち、この実施の形態では、エンジン回
転速度ＮＥがその上限値ＫＮＥに達した場合、エンジン
１に対する燃料供給が遮断される（燃料カットされる）
ことから、ここでは、燃料カットが行われないか否かを
判断することになる。燃料カットが行われる場合、ＥＣ
Ｕ３０は通常の学習制御を実行するために処理をステッ
プ２９０へ移行する。燃料カットが行われない場合、Ｅ
ＣＵ３０は処理をステップ２５０へ移行する。

【００４３】ステップ２５０で、ＥＣＵ３０は、スロッ
トル開度ＴＡの変化量ΔＴＡに対する変化量補正係数Ｆ
ＫＧの値を算出する。ＥＣＵ３０は、この算出を、例え
ば、表１に示すような関数データ（二次元マップ）を参
照することにより行う。

【００４４】

【表１】

【００４５】次に、ステップ２５１で、ＥＣＵ３０は、
スロットル開度ＴＡの大きさに対応した開度補正係数Ｆ
ＫＧＴＡの値を算出する。ここで、図５に示すように、
あるスロットル開度ＴＡからスロットルバルブ５を開く
場合、学習理論値ＫＧＴＡの算出タイミング毎に変化量
ΔＴＡに対する学習理論値ＫＧＴＡの変化量は徐々に小
さくなり、あるスロットル開度ＴＡからスロットルバル
ブ５を閉じる場合、学習理論値ＫＧＴＡの算出タイミン
グ毎に変化量ΔＴＡに対する学習理論値ＫＧＴＡの変化
量は徐々に大きくなる。そこで、このステップ２５１で
は、上記の学習理論値ＫＧＴＡの変化量の違いを補正す
るために開度補正係数ＦＫＧＴＡを算出するのである。
ＥＣＵ３０は、この算出を、スロットル開度ＴＡに応じ
て予め定められた関数データ（一次元マップ）を参照す
ることにより行う。

【００４６】次に、ステップ２５２で、ＥＣＵ３０は、
エンジン回転速度ＮＥの大きさに対応した回転速度補正
係数ＦＫＧＮＥの値を算出する。ここで、図６に示すよ
うに、ある同一スロットル開度ＴＡでもエンジン回転速
度ＮＥが高くなるほど学習値ＫＧと要求学習値ＫＧＴＡ
との差が大きくなる。そこで、このステップ２５２で
は、エンジン回転速度ＮＥの違いを補正するために回転
速度補正係数ＦＫＧＮＥを算出するのである。ＥＣＵ３
０は、この算出を、エンジン回転速度ＮＥに応じて予め
定められた関数データ（一次元マップ）を参照すること
により行う。

【００４７】その後、ステップ２６０で、ＥＣＵ３０
は、高開度領域の学習値ＫＧ４が低開度領域の学習値Ｋ
Ｇ１よりも大きいか否かを判断する。その判断が肯定の
場合、ＥＣＵ３０は処理をステップ２７０へ移行する。
そして、ステップ２７０で、ＥＣＵ３０は、前回算出さ
れた学習理論値ＫＧＴＡＯ、今回算出された変化量補正
係数ＦＫＧ、開度補正係数ＦＫＧＴＡ及び回転速度補正
係数ＦＫＧＮＥの値に基づいて今回の学習理論値ＫＧＴ
Ａを次式（２）に従って算出し、その後の処理を一旦終
了する。 ＫＧＴＡ＝ＫＧＴＡＯ＊（１＋ＦＫＧ）＊ＦＫＧＴＡ＊ＦＫＧＮＥ …（２） ここで、エンジン１の運転開始後、ステップ２００で学
習制御条件が最初に成立したときには、従来の学習値Ｋ
Ｇ（低開度領域の学習値ＫＧ１）を前回の学習理論値Ｋ
ＧＴＡＯとして用い、その後は、１回前の学習理論値Ｋ
ＧＴＡを前回の学習理論値ＫＧＴＡＯとして用いるよう
にしている。

【００４８】一方、ステップ２６０の判断が否定の場
合、ＥＣＵ３０は処理をステップ２８０へ移行する。そ
して、ステップ２８０で、ＥＣＵ３０は、前回算出され
た学習理論値ＫＧＴＡＯ、今回算出された変化量補正係
数ＦＫＧ、開度補正係数ＦＫＧＴＡ及び回転速度補正係
数ＦＫＧＮＥの値に基づいて今回の学習理論値ＫＧＴＡ
を次式（３）に従って算出し、その後の処理を一旦終了
する。 ＫＧＴＡ＝ＫＧＴＡＯ＊（１−ＦＫＧ）＊ＦＫＧＴＡ＊ＦＫＧＮＥ …（３） 上記のように学習値ＫＧと学習理論値ＫＧＴＡの算出が
行われる。

【００４９】以上説明したように、この実施の形態のエ
ンジンの空燃比制御装置によれば、スロットルバルブ５
の低開度領域で、例えば、エンジン１の過渡運転時にス
ロット開度ＴＡが多少変化したときには、ＥＣＵ３０に
より、スロットル開度ＴＡの単位時間当たりの変化量Δ
ＴＡ、スロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度ＮＥに
基づいて低開度領域における学習理論値ＫＧＴＡが予測
的に算出される。そして、その学習理論値ＫＧＴＡに基
づき基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥがＥＣＵ３０により補
正され、エンジン１に供給される可燃混合気が所定の理
論空燃比となるようにフィードバック制御される。従っ
て、低開度領域では、スロットル開度ＴＡが多少変化し
ても、通常の学習値ＫＧに代わって、スロットル開度Ｔ
Ａの変化に応じて予測的に算出された学習理論値ＫＧＴ
Ａに基づき、基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥが適合性良く
補正されることになる。このため、いわゆるスロットル
・スピードタイプの燃料噴射量制御で空燃比の学習補正
を行う空燃比制御装置において、低開度領域におけるス
ロットル開度ＴＡの変化に応じて空燃比を高精度に制御
することができるようになる。

【００５０】即ち、従来の学習制御では、低開度領域に
おける一つの学習領域が比較的広く、エンジン構成部品
の個体ばらつき等や経年変化による影響度が高開度領域
に比べて大きくなり、従来の学習値ＫＧ１が適正値から
ずれるおそれがあった。このため、低開度領域でスロッ
トル開度ＴＡが多少変化しても、その変化が学習値ＫＧ
１による基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥの補正に反映され
難くなり、空燃比のズレが比較的大きくなる傾向があっ
た。しかし、この実施の形態の空燃比制御装置によれ
ば、低開度領域において、スロットル開度ＴＡの変化の
大小に拘わらず、理論的な学習理論値ＫＧＴＡが逐次予
測的に算出され、基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥの補正に
適用されることになる。このため、スロットル開度ＴＡ
が多少変化したときでも、その変化を反映して空燃比を
適正に補正することができるようになる。しかも、個々
の学習領域の範囲を比較的狭くして学習領域の設定数を
特別増やす必要がない。従って、使用頻度の少ない学習
領域で学習値が更新されずにその学習精度が低下するお
それもない。

【００５１】図７にスロットル開度ＴＡの変化に対する
本実施の形態の学習理論値ＫＧＴＡ及び従来の学習値Ｋ
Ｇの挙動の一例を示す。図７からも明らかなように、従
来の学習値ＫＧでは、各学習領域毎に変化することか
ら、その要求値との差が比較的大きくなっている。これ
に対し、本実施の形態の学習理論値ＫＧＴＡでは、その
算出タイミング（例えば、１３．３ｍｓ）毎、即ちスロ
ットル開度ＴＡの変化量ΔＴＡに対する単位時間毎に変
化することから、要求値との差が比較的小さくなってい
ることが分かる。

【００５２】この実施の形態の空燃比制御装置によれ
ば、低開度領域の学習値ＫＧ１の高開度領域の学習値Ｋ
Ｇ４からのずれが所定の下限値ＫＫＧＬ以上と大きいと
きのみ、低開度領域における学習理論値ＫＧＴＡの算出
がＥＣＵ３０により許容される。一方、上記両学習値Ｋ
Ｇ１，ＫＧ４のずれが所定の下限値ＫＫＧＬ未満と小さ
いときには、低開度領域における学習理論値ＫＧＴＡの
算出が許容されない。従って、低開度領域で既に算出さ
れた従来の学習値ＫＧ１を基本燃料噴射量ＴＡＵＢＳＥ
の補正に使用できる場合には、その学習値ＫＧ１が有効
に使用されることになる。このため、低開度領域でも従
来の学習値ＫＧを使用した空燃比制御を学習値ＫＧの学
習状況に応じて適宜に実行することができるようにな
る。

【００５３】尚、この発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
いわゆるスロットル・スピードタイプの燃料噴射量制御
で空燃比の学習補正を行う空燃比制御装置において、学
習領域の数を特別増やすことなく、低開度領域における
スロットル開度の変化の多少に応じて空燃比を高精度に
制御することができるという効果を発揮する。

【００５５】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、低開度領域において
も従来の学習値を使用した空燃比制御を学習値の学習状
況に応じて適宜に実行することができるという効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態に係り、エンジンシステムを示す
概略構成図である。

【図２】同じく、酸素濃度、空燃比の判定及び空燃比補
正係数の挙動を示すタイムチャートである。

【図３】同じく、空燃比制御に関するフローチャートで
ある。

【図４】同じく、学習値及び学習理論値の算出に関する
フローチャートである。

【図５】同じく、スロットル開度の変化量に対する学習
理論値の変化量の関係を示すグラフである。

【図６】同じく、スロットル開度に対する学習理論値の
変化量の関係をエンジン回転速度の違いに応じて示すグ
ラフである。

【図７】同じく、スロットル開度の変化に対する学習理
論値及び従来の学習値の挙動の一例を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

１ エンジン ５ スロットルバルブ ３０ ＥＣＵ（予測算出手段、基本燃料噴射量
補正手段、算出許容手段） ＴＡ スロットル開度 ΔＴＡ スロットル開度の変化量 ＮＥ エンジン回転速度 ＫＧ 学習値 ＫＧＴＡ 学習理論値 ＴＡＵＢＳＥ 基本燃料噴射量 ＴＡＵ 最終燃料噴射量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 俊雄 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 高木 定夫 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 井上 靖英 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA03 BA09 BA13 CA03 DA12 EB18 EB20 FA10 FA29 FA33 3G301 HA01 HA06 JA18 KA08 LB02 MA01 MA14 ND28 PA11Z PD02A PE01Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルバルブ開度とエンジン回転速
   度とに基づいて決定される基本燃料噴射量を、前記スロ
   ットルバルブ開度と前記エンジン回転速度とから設定さ
   れる複数の学習領域毎に算出される学習値に基づいて補
   正することによりエンジンに供給される可燃混合気の空
   燃比が所定の理論空燃比となるようにフィードバック制
   御するようにしたエンジンの空燃比制御装置において、 スロットルバルブの低開度領域で前記スロットルバルブ
   開度が変化したときに、前記スロットルバルブ開度の単
   位時間当たりの変化量と、前記スロットルバルブ開度
   と、前記エンジン回転速度とに基づいて前記低開度領域
   における学習値の理論値を予測的に算出するための予測
   算出手段と、 前記算出された学習値の理論値に基づいて前記基本燃料
   噴射量を補正するための基本燃料噴射量補正手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジンの空燃比制御
   装置において、 前記低開度領域で既に算出された学習値が高開度領域で
   既に算出された学習値から所定値以上ずれているときに
   のみ前記低開度領域における学習値の理論値の算出を許
   容するための算出許容手段を備えたことを特徴とするエ
   ンジンの空燃比制御装置。