JPH076441B2

JPH076441B2 - 内燃エンジンの空燃比制御方法

Info

Publication number: JPH076441B2
Application number: JP25604187A
Authority: JP
Inventors: 修中山; 和正飯田; 裕彦岩本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-10-11
Filing date: 1987-10-11
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH01100349A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、内燃エンジンの空燃比制御方法に関し、特
に、種々異なる性状の燃料を使用しても何れの燃料に対
しても好適な空燃比制御方法に関する。

（従来の技術及びその問題点）内燃エンジンに使用される燃料の性状が地域、時期によ
り一定しない場合がある。特に、有鉛ガソリンから無鉛
ガソリンの使用に切り換えられる過程にある国等ではオ
クタン価が種々異なる燃料をいずれも使用したいという
要請がある。オクタン価の低い燃料の使用を想定してマ
ッチングさせたエンジンは点火時期が遅れがってに設定
されているために、これにオクタン価の高い燃料を使用
すると、本来その燃料によって得られる出力が得られな
い。一方、オクタン価の高い燃料の使用を想定してマッ
チングさせたエンジンは点火時期が進みがってに設定さ
れているために、オクタン価の低い燃料を使用すると、
ノッキングを起こしてエンジンを損傷させる虞がある。

斯かる不都合を回避するためにオクタン価セレクトスイ
ッチを設け、使用する燃料のオクタン価に応じてオクタ
ン価セレクトスイッチを切り換え、使用する燃料のオク
タン価に対応する基本点火時期マップを選択すると共
に、ノックセンサをエンジンに取り付け、ノック発生量
に応じてリタード量を決定し、前記基本点火時期マップ
から読み出し演算される基本点火時期を補正するように
して使用燃料に好適な点火時期制御（ノックコントロー
ル）が行われているものが知られている。

一方、オクタン価の低い燃料を使用した場合、点火時期
を上述のように遅れがってに設定するだけでは排気温度
が上昇してしまい、排気系部品に損傷を与える虞があ
る。そこで、基本燃料噴射量マップについても使用する
燃料のオクタン価に応じてオクタン価セレクトスイッチ
を切り換え、使用する燃料のオクタン価に対応する基本
燃料噴射量マップを選択し、基本燃料噴射量を低オクタ
ン価燃料に対してはリッチ側に、高オクタン価燃料に対
してはリーン側に対応する値に設定するようにしてい
る。

しかしながら、マニアル（人為的操作）によりオクタン
価セレクトスイッチを操作して基本点火時期マップ及び
基本燃料噴射量マップを選択するようにすると、往々に
してスイッチの操作間違いや操作忘れ等が生じ易く、空
燃比制御において次のような問題が生じる。即ち、例え
ば、高オクタン価燃料使用時に低オクタン価燃料を使用
しているものとしてオクタン価セレクトスイッチを低オ
クタン価側に切り換えると、点火時期制御については、
ノックコントロールにより点火時期が徐々に進角側に切
り換えられ、やがてノックセンサによりノック発生が検
出される直前まで点火時期が進角されることになり、オ
クタン価セレクトスイッチの操作間違いを補償すること
が出来る。一方、空燃比制御については、従来ノックセ
ンサによる空燃比の補正が行われていないのでオクタン
価セレクトスイッチの操作間違いによりエンジンには過
剰の燃料が供給されることになる。この場合、低オクタ
ン価燃料用に空燃比はリッチ側に設定されているのでエ
ンジンに損傷を与えることはないが、逆に、低オクタン
価燃料使用時に高オクタン価燃料を使用しているものと
してオクタン価セレクトスイッチを高オクタン価側に切
り換えると、ノックコントロールにより点火時期が徐々
に遅角側に切り換えられ、ノックセンサによりノック発
生が検出されることがない点火時期までやがて遅角され
る。この場合、高オクタン価燃料が使用されているもの
として空燃比はリーン側に設定されているので、ノック
コントロールにより点火時期が遅角されると排気ガス温
度が上昇し、排気系部品に損傷を与える虞がある。特
に、高速走行高負荷運転を継続させると、斯かる損傷の
可能性が高い。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもの
で、オクタン価の異なる種々の性状の燃料の使用が可能
で、使用される燃料の性状に最適な点火時期制御と同時
に空燃比制御ができ、ノック発生の防止と共に排気温度
の上昇の防止を図った内燃エンジンの空燃比制御方法を
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）上述の目的を達成するために本発明に依れば、内燃エン
ジンの所定クランク角度回転毎に検出されるノック発生
量に応じて点火進角値が順次補正され、該補正された点
火進角値に基づいて点火時期が電子的に制御されると共
に、燃料噴射弁により燃料が噴射供給される内燃エンジ
ンの空燃比制御方法において、少なくともエンジン回転
数及びエンジン負荷に応じて予め記憶され、各々が第１
及び第２の燃料性状を有する燃料の使用時に好適な第１
及び第２の基本点火時期マップからエンジン回転数検出
値及びエンジン負荷検出値に応じて基本点火時期を夫々
読み出し、これらの２つの基本点火時期からノック発生
量検出値に応じて前記点火進角値が順次補正されると共
に、少なくともエンジン回転数及びエンジン負荷に応
じ、前記第１の燃料性状を有する燃料の使用時に好適な
空燃比補正マップ値を予め記憶し、この空燃比補正マッ
プ値からエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出値
に応じた空燃比補正値を読み出し、該空燃比補正値を、
前記第１の基本点火時期マップからエンジン回転数検出
値及びエンジン負荷検出値に応じて読み出した基本点火
時期と前記補正された点火進角値との偏差に応じて補正
し、斯く補正された空燃比補正値に応じて燃料噴射供給
量を補正することを特徴とする内燃エンジンの空燃比制
御方法が提供される。

（作用）第１及び第２の燃料性状を有する燃料の使用時に好適な
第１及び第２の基本点火時期マップからエンジン回転数
検出値及びエンジン負荷検出値に応じて基本点火時期が
夫々読み出され、これらの２つの基本点火時期からノッ
ク発生量検出値に応じて点火進角値が順次補正される。
従って、実際に使用される燃料の燃料性状が上述の第１
及び第２のいずれの燃料性状と異なる場合でも点火進角
値がノック発生量検出値に応じて順次補正されるため
に、使用される燃料に好適な点火進角値が設定されるこ
とになる。一方、第１の燃料性状を有する燃料の使用時
に好適な空燃比補正マップ値だけが予め記憶されてお
り、この空燃比補正マップ値に記憶されている各空燃比
補正値は対応する第１の基本点火時期マップの各基本点
火時期に好適な値に設定されている。そして、この空燃
比補正マップからエンジン回転数検出値及びエンジン負
荷検出値に応じた空燃比補正値が読み出され、該空燃比
補正値を、前記第１の基本点火時期マップからエンジン
回転数検出値及びエンジン負荷検出値に応じて読み出し
た基本点火時期と補正された点火進角値との偏差に応じ
て補正することにより、斯く補正された空燃比補正値は
前記補正された点火進角値に対応する好適な値に設定さ
れたことになり、実際に使用される燃料の燃料性状に適
正な空燃比に制御され、排気温度の上昇が防止される。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

先ず、第１図及び第２図を参照して本発明方法を実行す
る内燃エンジンの制御装置の構成を説明する。第１図の
符号10は多気筒内燃エンジン、例えば４気筒ガソリンエ
ンジンを示し、符号12は各気筒の吸気ポートに接続され
る吸気通路を示す。吸気通路12の大気側開口端部にはエ
アクリーナ13が取り付けられると共に、カルマン渦式の
エアフローセンサ14が取り付けられている。このエアフ
ローセンサ14は電子コントロールユニット（ECU）16の
入力側に電気的に接続され、カルマン渦発生周期信号ｆ
を電子コントロールユニット16に供給する。吸気通路12
途中にはスロットル弁18が配設され、各気筒の前記吸気
ポート近傍の吸気通路12には燃料噴射弁20が夫々配設さ
れ、各燃料噴射弁20は電子コントロールユニット16の出
力側に接続されて電子コントロールユニット16からの駆
動新号により駆動される。

電子コントロールユニット16の入力側には種々のエンジ
ン運転パラメータセンサ、例えば、前記スロットル弁18
の弁開度θｔを検出するスロットルセンサ19、エアクリ
ーナ13内に取り付けられ、吸気温度Taを検出する吸気温
センサ21、各気筒の所定クランク角度位置（例えば、吸
気行程上死点前75゜）を検出するクランク角度位置セン
サ22、エンジ10の冷却水温度Twを検出するエンジン水温
センサ23、大気圧Paを検出する大気圧センサ24、エンジ
ン10に供給される燃料のオクタン価に応じ、人為的操作
により２位置、例えばプレミアムオクタン価（例えば、
RON95）位置とレギュラオクタン価（例えば、RON91）位
置とに切り換えられるオクタン価セレクトスイッチ（OS
S）25、エンジン10のシリンダブロックに取り付けら
れ、ノック発生レベルを検出するノックセンサ26等のセ
ンサが接続され、これらのセンサは検出信号を電子コン
トロールユニット16に供給する。

エンジン10の各気筒には点火栓30が取り付けられ、この
点火栓30はディストリビュータ29、及び点火コイルによ
り２次高電圧を発生させるイグナイタ装置28を介して電
子コントロールユニット16の入力側に接続されている。
このイグナイタ装置28は電子コントロールユニット16か
らの点火信号により２次高電圧を発生させ、この２次高
電圧はディストリビュータ29により各気筒の点火栓30に
所定の順序で順次供給される。

電子コントロールユニット16は、後述する点火時期及び
燃料噴射量等を演算する中央演算装置（CPU）、後述す
る種々の演算プログラム等を記憶するROM、データを一
時的に格納記憶するRAM、エンジン10の作動停止後も必
要なデータを保存記憶し、バッテリによりバックアップ
される不揮発性RAM、I/Oインターフェイス、A/D変換器
（いずれも図示せず）、ノック検出回路16a等で構成さ
れている。電子コントロールユニット16は前述の種々の
センサにより検出されるエンジン運転パラメータ値に応
じ、後述する手順により点火時期を演算し、演算した点
火時期に基づき前記点火信号を出力すると共に、燃料噴
射量を演算して燃料噴射弁20に開弁駆動信号を出力す
る。

前記ノック検出回路16aはバンドパスフィルタ（BPF）3
2、ノイレベル検出器33、比較器34、及び積分器35等か
ら構成され、バンドパスフィルタ32の入力にはノックセ
ンサ26が接続され、出力には比較器34の一方の入力に接
続されると共に、ノイズレベル検出器33の入力に接続さ
れている。ノイズレベル検出器33の出力は前記比較器34
の他方に接続されている。比較器34の出力は積分器35の
入力に接続され、積分器35の出力は前述の図示しないA/
D変換器の入力に接続されている。

次に、上述のように構成される内燃エンジンの制御装置
の作用を説明する。

先ず、第３図を参照してノックセンサ26及びノック検出
回路16aによるエンジン10のノックレベルの検出方法を
説明すると、クランク角度位置センサ22は各気筒の所定
クランク角度位置（吸気行程上死点前（BTDC）75゜）を
検出する毎にハイレベルに反転させ、所定クランク角度
（例えば、70℃）に亘ってハイレベルを保持する所定ク
ランク角度位置信号STGを出力している（第３図（ａ）
参照）。エンジン10のシリンダブロックを伝播してくる
振動を検出したノックセンサ26の出力信号はバンドパス
フィルタ32によりフィルタリングされる（第３図
（ｃ））。バンドパスフィルタ32の出力はノイズ信号と
ノック信号が混在しており、比較器34はこのノック信号
とノイズ信号とを分離して所定閾値以上のノック信号が
入力している間に亘りハイレベル信号を出力する（第３
図（ｄ））。積分器35は、比較器34から供給されるハイ
レベル信号を所定時間毎に検出し、該ハイレベル信号を
検出する毎に一定値宛増加するノックレベル信号Vnを発
生させ、該信号レベルを保持する。積分器35は前記所定
クランク角度位置信号STGに同期するリセット信号（第
３図（ｆ）によりリセットされるように構成されている
ので、積分器35のノックレベル信号Vnは隣接するBTDC75
゜位置間に発生したノックのノックレベルに対応してい
る。積分器35の出力レベルは前記所定クランク角度位置
信号STGの発生に前記A/D変換器によりデジタル信号に変
換され前記CPUにより読み取られる。

次に、第４図乃至第11図を参照して、電子コントロール
ユニット16により実行される点火時期制御手順を説明す
る。

第４図及び第５図に示すプログラムフローチャートは、
実際に使用される燃料の性状及びエンジン10の運転状態
に最適な点火時期を演算する手順を示し、電子コントロ
ールユニット16は、このプログラムをクランク角度位置
センサ22が前記所定クランク角度位置（BTDC75゜）を検
出する毎に実行する。

先ず、電子コントロールユニット16は前述の種々のセン
サの信号値、即ち、カルマン渦発生周期信号ｆ、スロッ
トル弁開度θｔ、吸気温度Ta、冷却水温度Tw、大気圧P
a、ノックレベルVn後の信号値の読み込み、これらの値
を前記記憶装置に記憶すると共にオクタン価セレクトス
イッチ25のオンオフ状態を検出してこれを記憶装置に記
憶する（ステップ40）。次いで、ステップ41に進み、エ
ンジン回転数Ne及び吸気量A/Nを演算する。エンジン回
転数Neは前回STG信号の入力発生から今回STG信号の発生
時点までの時間間隔から演算され、吸気量A/Nは、カル
マン渦発生信号ｆとエンジン回転数Neとから求められる
吸気容量流量に大気圧Pa及び吸気温度Taから得られる空
気密度を乗算して一吸気行程当たりの質量流量として求
められる。これらのエンジン回転数Ne及び吸気量A/Nは
前記記憶装置RAMに格納記憶される。

次に、電子コントロールユニット16は、エンジン10がノ
ック発生可能運転領域、即ち、ノック制御ゾーンで運転
されているか否かを判別する（ステップ43）。このノッ
ク制御ゾーンを表す運転領域は、スロットル弁18の弁開
度θｔ、吸気量A/N等のエンジ負荷を表すパラメータ値
とエンジン回転数Neとで規定され、通常運転時にノック
が発生し得る所定のエンジン運転領域である。ステップ
43の判別結果が否定（No）の場合、即ち、エンジン10が
上述の領域以外の領域で運転されている場合にはノック
発生の心配がないので、後述するノック制御量θ_Ｋを06
に設定し（ステップ45）。後述する第５図のステップ64
に進む。

ステップ43の判別結果が肯定（Yes）の場合、即ち、エ
ンジン10がノック制御ゾーンで運転されている場合には
ノックレベルVnが所定閾値V_RTHより大であるか否かを判
別する（ステップ46）。この判別結果が否定の場合には
今回リタード変化量θｎ（ｔ）に０を設定して（ステッ
プ48）、後述するステップ54に進む。

ステップ46の判別結果が肯定の場合、ステップ50に進
み、今回リタード変化量θｎ（ｔ）を次式（１）により
演算する。

θｎ（ｔ）＝（Vn−V_RTH）×K1 …（１）ここに、K1は所定係数である。式（１）により演算され
る今回リタード変化量θｎ（ｔ）は所定の許容最大値θ
_RMAX1と比較され（ステップ51）、この所定許容最大値
θ_RMAX1より小である場合にはなにもせずに前記ステッ
プ54へ、大である場合にはこの所定許容最大値θ_RMAX1
に設定し直して（ステップ52）、ステップ54に進む。リ
タード量を急激に変化させることはドライバビリティ上
好ましくなく、上限を設けてこれを規制している。

ステップ54では今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）を次式（２）
により演算する。

θ_Ｒ（ｔ）＝θ_Ｒ（ｔ−１）＋θｎ（ｔ） …（２）ここに、θ_Ｒ（ｔ−１）は前回当該プログラムの実行時
に演算された前回リタード量であり、今回リタード量は
この前回リタード量θ_Ｒ（ｔ−１）に今回リタード変化
量θｎ（ｔ）を加えた値である。

次いで、ステップ55に進み、前回後述するステップ56を
実行してから所定時間τ（例えば、0.2〜1.0秒）が経過
したか否かを判別する。所定時間τが経過していなけれ
ば、即ち、判別結果が否定の場合、前述のステップ54で
設定した今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）に変更を加えずにス
テップ58に進み、ステップ55の判別結果が肯定の場合、
ステップ54で設定した今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）から所
定の微小リタード量ΔR_Rだけ減算してこれを今回リター
ド量θ_Ｒ（ｔ）として設定し直したあと、ステップ58に
進む。

θ_Ｒ（ｔ）＝θ_Ｒ（ｔ）−ΔR_R …（３）ステップ58乃至61では斯く設定した今回リタード量θ_Ｒ
（ｔ）が所定の範囲内にあるか否かを判別する。即ち、
ステップ58では上限値θ_RMAX2以下か否かを判別し、ス
テップ60では下限値０以上か否かを判別する。そして、
今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）が上限値θ_RMAX2を超える場
合には上限値θ_RMAX2に、下限値０を下回る場合には下
限値０に夫々設定し直した後（ステップ59,61）、これ
をノック制御量θ_Ｋとして記憶装置に記憶する。

θ_Ｋ＝θ_Ｒ（ｔ） …（４）電子コントロールユニット16は上述のようにして設定さ
れたノック制御量θ_Ｋを使用し、点火時期θ_Ａを次式
（５）により演算する（ステップ64）。

θ_Ａ＝θ_Ｂ＋θ_AT−θ_Ｋ …（５）ここに、θ_Ｂは基本点火時期であり、その設定方法につ
いては後述する。θ_ATは、吸気温センサ21が検出する吸
気温度Ta、エンジン水温センサ23が検出するエンジン冷
却水温度Tw等に応じて設定される補正値である。第６図
は、例えば吸気温度Taのみにより補正値θ_ATが設定され
る場合の吸気温度Taと補正値θ_ATとの関係を示し、吸気
温度Taが所定温度Tao（例えば、−15℃）以下の場合、
或いは所定温度Ta1（例えば、35℃）以上の場合には点
火時期を進角させる補正値θ_ATが設定される。

前記基本点火時期θ_Ｂは次式（６）により設定される。

θ_Ｂ＝K_NK・θ_Ｐ＋（１−K_NK）・θ_Ｒ …（６）ここに、θ_P,θ_Ｒはプレミアムオクタン価ガソリン（こ
れを以下単に「RON 95」という）及びレギュラオクタン
価ガソリン（これを以下単に「RON 91」という）用に夫
々準備されている点火時期マップから読み出し演算され
る点火時期である。第７図は前記電子コントロールユニ
ット16の記憶装置に記憶されているRON 95用点火時期マ
ップを示し、例えば、公知の４点補間法を用いて、前記
ステップ41で演算記憶されたエンジン回転数Ne及び吸気
量A/Nに応じた点火時期θ_Ｐが読み出し演算される。図
示しないRON 91用点火時期マップも第７図に示すRON 95
用点火時期マップと類似しており、点火時期θ_Ｐと同様
に記憶装置に記憶されたRON 91用点火時期マップからエ
ンジン回転数Ne及び吸気量A/Nに応じた点火時期θ_Ｒが
読み出し演算される。直、RON 95用点火時期マップ及び
RON 91用点火時期マップの同一のエンジン回転数Ne及び
吸気量A/Nに対応する各値は、RON 95用点火時期マップ
から読み出した値がRON 91用点火時期マップから読み出
した値より大きい値、即ち、より進角側の値に設定され
ている。

K_NKはノック学習補正値であり、後述する学習補正値K_NK
設定ルーチンにより０〜1.0の範囲の値に設定される。
このノック学習補正値K_NKの値が大きくなる程、式
（６）により演算される基本点火時期θ_ＢはRON 95用点
火時期マップから読み出した値により近い値、即ち、よ
り進角側の値に設定されることになる。

ノック学習補正値K_NKは第８図に示す学習補正値K_NK設定
ルーチンにより演算設定され、電子コントロールユニッ
ト16は、先ず、第８図のステップ80において、ノック学
習補精緻K_NKを新たな値に更新すべき学習条件が成立し
たか否かを判別する。この学習条件としては、エンジン
10の作動が安定しており、しかもエンジン10がノック発
生可能運転領域で運転されている必要があり、この学習
条件が成立するか否かは、例えば、エンジン水温センサ
23により検出される冷却水温度が所定値（例えば、80
℃）以上であり、且つ、エアフローセンサ14,スロット
ルセンサ19,クランク角度位置センサ22等により検出さ
れる吸気量A/N,スロットル弁開度θt,エンジン回転数Ne
等から、エンジン10が所定のノック発生運転領域で運転
されているか否かにより判別される。上述の学習条件が
成立しない場合には何もせずに当該ルーチンを終了す
る。

一方、ステップ80の判別結果が肯定で前記学習条件が成
立したとき、ステップ81に進み、第４図及び第５図にお
いて設定された今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）が所定上限値
θ_R2以上であるか否かが判別され、この判別結果が否定
の場合にはステップ83に進み、今回リタード量θ
_Ｒ（ｔ）が前記所定上限値θ_R2より小さい所定下限値θ
_R1以下であるか否かを判別する。この判別結果も否定の
場合、即ち、今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）が上下限値間の
値を示すとき（第９図（ａ）に示すt1時点以前）、ノッ
ク学習補正値K_NKになんら変更を加えずに当該ルーチン
を終了する。

エンジン10にノックが発生して今回リタード量θ
_Ｒ（ｔ）が所定上限値θ_R2を超えたとき、即ち、ステッ
プ81の判別結果が肯定の場合、ステップ82に進み、前記
ステップ81の判別結果が肯定となりこのステップを始め
て実行した時点から第１の所定積算時間間隔τ１が経過
したか否かを判別する。未だこの所定時間間隔τ１が経
過していない場合にはノック学習補正値K_NKは変更され
ず、前回値が保持される。そして、ステップ80及び81の
判別がいずれも肯定である状態が継続すると、ステップ
82の判別が繰り返し実行され、所定時間間隔τ１が経過
する毎にステップ86に進み、ノック学習補正値の前回値
K_NK（ｔ−１）から第１の所定積算ゲインG_K1宛減算さ
れ、前回値より小さい値を新たな今回ノック学習補正値
K_NK（ｔ）とする（第９図（ｂ）のt1時点からt2時点
間）。

そして、再び今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）が前記上限値θ
_R2と下限値θ_R1間の値を示すとき（第９図（ａ）に示す
t2時点とt3時点間）、ノック学習補正値K_NKは再び前回
値に保持される（第９図（ｂ）に示すt2時間とt3時点
間）。引き続きエンジン10にノックが発生しなければ、
前述した通り今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）は所定時間τ毎
に所定の微小リタード量ΔR_R宛減算され次第により小さ
い値に減少するので、やがて所定下限値θ_R1以下に降下
し、前記ステップ81の判別結果が否定、ステップ83の判
別結果が肯定になる。

ステップ83の判別結果が肯定になると、電子コントロー
ルユニット16はステップ84を実行し、今度はステップ83
の判別結果が肯定となり当該ステップ84を始めて実行し
た時点から第２の所定積算時間間隔τ２が経過したか否
かを判別する。未だこの所定時間間隔τ２が経過してい
ない場合にはノック学習補正値K_NKは変更されず、前回
値が保持される。そして、ステップ80及び83の判別結果
がいずれも肯定で、且つステップ81の判別結果が否定で
ある条件が継続すると、ステップ84の判別が繰り返し実
行され、所定時間間隔τ２が経過する毎にステップ88に
進み、ノック学習補正値の前回値N_NK（ｔ−１）から第
２の所定積算ゲインG_K2宛加算され、前回値より大きい
値を新たな今回ノック学習補正値K_NK（ｔ）とする（第
９図（ｂ）のt3時点からt4時点間）。そして、再び今回
リタード量θ_Ｒ（ｔ）が前記上限値θ_R2と下限値θ_R1間
の値を示すとき（第９図（ａ）に示すt4時点以降）、ノ
ック学習補正値K_NKは再び前回値に保持される（第９図
（ｂ）に示すt4時点以降）。尚、ノック学習補正値K_NK
は、電子コントロールユニット16に内蔵される前述の不
揮発性RAMに格納記憶され、エンジン10が停止してもそ
の記憶値は保持される。

第10図はリタード量θ_Ｒ（ｔ）と前記積算時間間隔τ1,
τ２及び前記積算ゲインG_K1,G_K2の関係を示す。本実施
例では積算ゲインG_K1及びG_K2の絶対値を等しい値に設定
し、リタード量θ_Ｒ（ｔ）が下限値θ_R1以下のときに設
定される積算時間間隔τ２は、上限値θ_R2以上のときに
設定される積算時間間隔τ１より大きい値に設定され、
積算ゲインG_K2を加算する時間間隔を、積算ゲインG_K1を
減算する時間間隔より長く設定することにより修正ゲイ
ンを変化させている。また、リタード量θ_Ｒ（ｔ）が上
下限値θ_R2及びθ_R1間の値であるときにはノック学習補
正値K_NKが前回値に保持される不感帯を設けており、こ
れらにより制御の安定性を図っている。

なお、修正ゲインを変化させる方法としては上述の実施
例を限定されず、積算時間間隔のτ1,τ２を同じ値にし
ておいて、積算ゲインのG_K2値をG_K1値より小さい値に設
定すれば上述と同じ効果が得られる。又、上述の実施例
では不感帯を設け、今回リタード量θ_Ｒ（ｔ）が所定上
下限値θ_R2,θ_R1間の値であるとき、ノック学習補正値K
_NKを保持するようにしたが、場合によってはこの不感帯
を設けなくてもよい。

上述のノック学習補正値K_NKの初期値はオクタン価セレ
クトスイッチ（OSS）25が切り換えられた時、OSS25の切
換位置により設定される。第11図を参照してより具体的
に説明すれば、電子コントロールユニット16は、先ず、
OSS25が切り換えられてOSS25の出力が反転したか否かを
判別し（ステップ90）、判別結果が否定の場合にはノッ
ク学習補正値K_NKの書き換えを行わず、現在値を保持す
る。ステップ90の判別結果が肯定の場合にはOSS25がオ
ン状態であるか否かを判別し（ステップ91）、肯定、即
ち、オン状態のとき、ノック学習補正値K_NKに初期値と
して、プレミアムオクタン価ガソリンが使用されている
ことを意味する値１を設定する（ステップ92）。一方、
ステップ91の判別結果が否定、即ち、OSS25がオフ状態
にあるとき、ノック学習補正値K_NKに初期値として、レ
ギュラオクタン価ガソリンが使用されていることを意味
する値０を設定する（ステップ94）。このノック学習補
正値K_NKの初期値は前記不揮発性RAMに記憶される。

尚、上述のステップ91の判定において、オン又はオフ状
態が所定時間（例えば、１秒）継続したときに始めてOS
S25がオン又はオフ状態にあると判定してもよい。又、
例えば整備時に不揮発性RAMのバッテリィバックアップ
ラインが取り外された場合には、前記不揮発性RAMのバ
ッテリィバックアップラインの接続時に上述と同様にOS
S25のオンオフ状態を判別してノック学習補正値K_NKの初
期値を設定するようにしてもよい。

斯くして、基本添加時期θ_Ｂはノック学習補正値K_NKに
より、使用される燃料の性状に最適な値に設定されるこ
とになる。

第５図のステップ64に戻り、電子コントロールユニット
16は、上述のようにして演算設定した点火時期θ_Ａに基
づき、前記エキサイタ28に点火信号を出力し、点火時期
θ_Ａに対応するクランク角度位置で混合切を点火させ
る。

次に、本発明に係る空燃比制御方法を第12図乃至第14図
を参照して説明する。第12図のフローチャートは燃料噴
射弁20の開弁駆動時間T_INJの演算手順を示し、電子コン
トロールユニット16は、先ず、空燃比をノック制御量θ
_Ｋ及びノック学習補正値K_NKに応じたリッチ化補正を行
うべき運転領域で運転されているか否かを判別する（ス
テップ100）。第13図は上述のリッチ化運転領域を示
し、エンジン10がこのリッチ化運転領域で運転されてい
るか否かは、検出されるエンジン回転数Neが所定回転数
N_AFR以上であり、且つ、エンジン負荷が所定値以上であ
るか否かにより判別される。

エンジン10がこのリッチ化運転領域で運転されている場
合にはステップ101に進み、後述する偏差Δθを値０に
設定し、リッチ化運転領域で運転されている場合にはス
テップ102に進み、偏差Δθを次式（７）により演算す
る（ステップ102）。

Δθ＝θ_Ｋ＋（θ_Ｐ−θ）−θ_AF …（７）ここに、θ_Ｋは前述した第５図のステップ63で設定した
ノック制御量、θ_Ｐは前述しRON95用点火時期マップか
ら読み出し演算された点火時期、θ_AFは所定閾値であ
る。θはノック学習補正値K_NKを反映させた進角補正量
であり、前述の式（５）に類似の次式（８）により求め
られる。

θ＝θ_Ｂ＋θ_AT ＝K_NK・θ_Ｐ＋（１−K_NK）・θ_Ｒ＋θ_AT …（８）従って、上式（７）において（θ_Ｐ−θ）はプレミアム
オクタン価ガソリン用に設定されている点火時期θ_Ｐに
対して実際に進角すべき点火時期学習値θとの差を表し
ている。尚、上述の式（７）において、Δθが負数にな
る場合にはΔθは０に設定される。即ち、式（７）の右
辺第１及び第２項（θ_Ｋ＋（θ_Ｐ−θ））が閾値θ_AFよ
り小さい時にはΔθ値は０に設定される。この閾値θ_AF
は点火時期制御量に対応して空燃比を補正しない不感帯
を設けたことに対応する。

次に、電子コントロールユニット16はA/F補正係数K_AFを
次式（９）により演算する（ステップ104）。

K_AF＝K_AFP＋Δθ・K_AFK …（９）ここに、K_AFPはプレミアムオクタン価ガソリン（RON9
5）用に準備されているA/F補正マップから読み出し演算
されるA/F補正係数である。第14図は前記電子コントロ
ールユニット16の記憶装置に記憶されているRON 95用A/
F補正マップを示し、公知の４点補間法を用いて、前記
第４図のステップ41で演算記憶されたエンジン回転数Ne
及び吸気量A/Nに応じたA/F補正係数K_AFPが読み出し演算
される。

式（７）〜（９）から判明するように、A/F補正係数K_AF
は、RON95用ガソリンに適用されるA/F補正係数K_AFPをΔ
θ・K_AFK項によりリッチ化補正するものであり、Δθ・
K_AFK項は、RON95用ガソリンに適用される点火時期θ_Ｐ
を基準として、この値θ_Ｐと、進角学習補正値を反映さ
せ、しかも吸気温度Ta等で補正された進角値θとの偏
差、及びこれにリアルタイムに変化するノック発生量に
応じて設定されるノック制御量θ_Ｋを加えた値に基づい
て設定されているので、点火時期設定値に正確に対応し
ていることになる。このため、点火時期制御に使用した
ノッ制御量θ_Ｋ、ノック学習補正値K_NK等がそのまま空
燃比制御にも適用でき、空燃比のリッチ化補正のための
演算を改めて行う必要がなく、プログラムの簡略化を図
ることができる。

又、式（７）〜（９）から判明するように、A/F補正係
数K_AFは、RON95用ガソリンに適用されるA/F補正係数K
_AFPマップだけを電子コントロールユニット16の記憶装
置に記憶しておけばよく、RON91用ガソリンのためにA/F
補正係数マップを別個に記憶しておく必要がなく、A/F
補正係数マップが１個で済み、その分空燃比制御に必要
なプログラムがコンパクトになる。

式（９）により演算されたA/F補正係数K_AFは、ステップ
106により上限値チェックが行われる。即ち、ステップ1
06ではA/F補正係数値K_AFが所定上限値K_AFMAX以上である
か否か判別され、この所定上限値K_AFMAX以下の場合には
A/F補正係数K_AFの値を変更することなくステップ108に
進み、以上である場合にはステップ107においてA/F補正
係数値K_AFを該上限値K_AFMAXに設定し直してステップ108
に進む。

ステップ108では上述のようにして設定されたA/F補正係
数K_AFを用い、燃料噴射弁20の開弁駆動時間T_INJが次式
（10）により演算される。

T_INJ＝T_B・K_AF・K2＋Tb …（10）ここに、T_Bは基本駆動時間であり、電子コントロールユ
ニット16の記憶装置ROMに記憶されている基本駆動時間
マップからエンジン回転数Ne及び吸気量A/Nに応じて読
み出し演算される。K2はエンジン冷却水温補正、O₂フィ
ードバック補正、加速補正等の他の補正係数であり、Tb
はバッテリィ電圧等に応じて設定される噴射弁作動無駄
時間補正値である。

電子コントロールユニット16は斯くして演算設定した開
弁駆動時間T_INJに基づき燃料噴射弁20に駆動信号を出力
して点火時期のリタード量に最適な空燃比に対応する燃
料量をエンジン10に噴射供給することが出来る。

尚、上述の実施例ではA/F補正係数K_AFは、RON95用ガソ
リンに適用されるA/F補正係数K_AFPをΔθ・K_AFK項によ
りリッチ化補正するものであったが、これに代えてRON9
1用ガソリンに適用される点火時期θ_Ｒを基準として、R
ON91用ガソリンに適用されるA/F補正マップを準備し、
このマップからエンジン回転数検出値Ne及び吸気量検出
値A/Nに応じたA/F補正係数K_AFRを読み出し、このA/F補
正係数K_AFRを、値θ_Ｒと、進角学習補正値を反映させ、
しかも吸気温度Ta等で補正された進角値θとの偏差に応
じた値Δθ・K_AFK′によりリーン化補正するようにして
もよい。

（発明の効果）以上詳述したように本発明の内燃エンジンの空燃比制御
方法に依れば、少なくともエンジン回転数及びエンジン
負荷に応じて予め記憶され、各々が第１及び第２の燃料
性状を有する燃料の使用時に好適な第１図及び第２の基
本点火時期マップからエンジン回転数検出値及びエンジ
ン負荷検出値に応じて基本点火時期を夫々読み出し、こ
れらの２つの基本点火時期からノック発生量検出値に応
じて点火進角値が順次補正されると共に、少なくともエ
ンジン回転数及びエンジン負荷に応じ、第１の燃料性状
を有する染料の使用時に好適な空燃比補正マップ値を予
め記憶し、この空燃比制御マップ値からエンジン回転数
検出値及びエンジン負荷検出値に応じた空燃比補正値を
読み出し、該空燃比補正値を、第１の基本点火時期マッ
プからエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出値に
応じて読み出した基本点火時期と前記補正された点火進
角値との偏差に応じて補正し、斯く補正された空燃比補
正値に応じて燃料噴射供給量を補正するようにしたの
で、性状の異なる種々の燃料を使用しても、使用した燃
料の性状に最適な点火時期が設定されると同時に燃料噴
射供給量も燃料の性状に最適な空燃比に対応する値に設
定することができ、エンジンノックが防止されると共に
点火時期のリタードにより生じる排気ガス温度の上昇も
確実に防止することが出来る。又、空燃比補正マップは
第１の燃料性状を有する燃料に対応するもの１つだけで
よく、空燃比制御プログラムを簡略化することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃エンジンの空燃比制御方法を
実施する内燃エンジンの制御装置の全体構成を示すブロ
ック図、第２図は、第１図に示す電子コントロールユニ
ット16に内蔵されるノック検出回路16aの構成を示すブ
ロック図、第３図は、第２図に示すノック検出回路16a
の作動を説明するためのタイミングチャート、第４図及
び第５図は、第１図に示す電子コントロールユニット16
により実行され、点火時期設定手順を説明するためのフ
ローチャート、第６図は吸気温度と点火時期補正値θ_AT
との関係を示すグラフ、第７図はエンジン回転数Ne及び
吸気量A/Nに応じて基本点火時期θ_Ｐが読み出されるプ
レミアムオクタン価ガソリン用基本点火時期マップの構
成図、第８図はノック学習補正値K_NK設定ルーチンのフ
ローチャート、第９図はリタード制御量θ_Ｒ（ｔ）及び
ノック学習補正値K_NKの各時間変化の関係を示すタイミ
ングチャート、第10図はリタード制御量θ_Ｒ（ｔ）と積
算時間間隔τ1,τ２及び積算ゲインG_K1,G_K2の関係を示
すグラフ、第11図はノック学習補正値K_NKの初期値の設
定手順を示すプログラムフローチャート、第12図は電子
コントロールユニット16により実行され、燃料噴射弁20
の開弁駆動時間T_INJの設定手順を説明するためのフロー
チャート、第13図は空燃比補正運転領域を示すグラフ、
第14図はエンジン回転数Ne及び吸気量A/Nに応じてA/F補
正係数K_AFPが読み出されるプレミアムオクタン価ガソリ
ン用A/F補正マップの構成図である。 10……内燃エンジン、14……エアフローセンサ、16……
電子コントロールユニット、16a……ノック検出回路、2
0……燃料噴射弁、22……クランク角度位置センサ、25
……オクタン価セレクトスイッチ、26……ノックセン
サ、28……イグナイタ装置、30……点火栓、33……ノイ
ズレベル検出器、34……比較器、35……積分器。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｐ 5/153

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの所定クランク角度回転毎に
検出されるノック発生量に応じて点火進角値が順次補正
され、該補正された点火進角値に基づいて点火時期が電
子的に制御されると共に、燃料噴射弁により燃料が噴射
供給される内燃エンジンの空燃比制御方法において、少
なくともエンジン回転数及びエンジン負荷に応じて予め
記憶され、各々が第１及び第２の燃料性状を有する燃料
の使用時に好適な第１及び第２の基本点火時期マップか
らエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出値に応じ
て基本点火時期を夫々読み出し、これらの２つの基本点
火時期からノック発生量検出値に応じて前記点火進角値
が順次補正されると共に、少なくともエンジン回転数及
びエンジン負荷に応じ、前記第１の燃料性状を有する燃
料の使用時に好適な空燃比補正マップ値を予め記憶し、
この空燃比補正マップ値からエンジン回転数検出値及び
エンジン負荷検出値に応じた空燃比補正値を読み出し、
該空燃比補正値を、前記第１の基本点火時期マップから
エンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出値に応じて
読み出した基本点火時期と前記補正された点火進角値と
の偏差に応じて補正し、斯く補正された空燃比補正値に
応じて燃料噴射供給量を補正することを特徴とする内燃
エンジンの空燃比制御方法。
【請求項２】前記点火進角値の初期値は、第１及び第２
の基本点火時期マップの内から人為的に選択されたマッ
プからエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出値に
応じて読み出された基本点火時期であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの空燃比制
御方法。
【請求項３】前記点火進角値はノック発生量と共に、吸
気温度及びエンジン冷却水温度を含むエンジン運転パラ
メータの内の少なくとも一つに応じて設定されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの
空燃比制御方法。