CN102536485A - 内燃机的空燃比控制装置及空燃比控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机的空燃比控制装置及空燃比控制方法，其中，燃料量决定单元（61）根据预先存储于存储单元（63）的第1对应关系（71）和第2对应关系（73），决定与运行状态相应的运行状态基准系数（TBASE）以及运行状态修正系数（FO2RAM），而且根据空燃比传感器（56）的输出决定使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数（FAF、FRLAF、FLLAF），利用包含该决定的运行状态基准系数（TBASE）、运行状态修正系数（FO2RAM）、以及反馈修正系数（FAF、FRLAF、FLLAF）的计算公式决定燃料指令值。

Description

内燃机的空燃比控制装置及空燃比控制方法

技术领域

本发明涉及内燃机的空燃比控制装置以及方法。特别是涉及用空燃比传感器对混合气体的空燃比进行反馈控制的内燃机的空燃比控制装置以及空燃比控制方法。

背景技术

向来，从减少排气中的HC含量和NOx含量、确保输出考虑，要求对每一运行区域将空燃比控制于所希望的数值。作为实现这样的控制的技术，日本特开昭57－105530号公报以及日本特开2006－226234号公报公开了利用在排气系统中配置的氧气传感器，通过操作喷射器对混合气体的空燃比进行反馈控制的技术（氧气反馈控制）。

氧气传感器是在理论空燃比附近输出特性发生变化的传感器，即使是监视氧气传感器的输出，也只能够检测出混合气体是稀状态还是浓状态，而不能够检测出空燃比的数值。因此在已有的氧气反馈控制的情况下，采取一边监视氧气传感器的输出表示的是稀状态还是浓状态，一边使修正燃料供给量用的反馈修正系数慢慢变化的方法，不能够像通常的反馈控制那样，设定为根据偏差使反馈修正系数改变。从而，在实施氧气反馈控制期间能够实现的空燃比限于氧气传感器的输出特性发生变化的理论空燃比附近。

但是，有时候把某一运行区域的空燃比设定于理论空燃比以外。特别是在摩托车等骑乘型车辆的情况下，为了确保输出和保护发动机，根据运行区域设定各种目标空燃比，因此能够实施氧气反馈控制的运行区域特别有限。在这样的情况下，如果采用使反馈修正系数慢慢变化的控制方法，则在像氧气反馈控制开始时和运行区域急剧改变时那样的氧气反馈控制所要求的修正量急剧变化的情况下，会发生实际空燃比不能够很好地跟踪所要求的空燃比，有可能导致排气劣化和发动机输出劣化这样的第1问题。

又，通过控制能够实现的空燃比被限定于理论空燃比时，为确保输出和保护发动机，在要求理论空燃比以外的空燃比的运行区域，能够进行空燃比的反馈控制的运行区域受到限制，例如在发动机劣化等空燃比偏离所希望的数值的情况下，不能对燃料量进行修正，有可能导致非氧气反馈控制模式的排气劣化和发动机输出劣化等情况。

而在日本特开2006－226234号公报中，公开了一边利用氧气反馈控制监视氧气传感器的输出，一边改变反馈修正系数，对基本燃料量进行修正，以此进行发动机运行控制，使空燃比接近理论空燃比，学习空燃比接近理论空燃比时的反馈修正系数，在非氧气反馈控制模式，用学习的反馈修正系数对基本燃料量进行修正的技术。

但是，像已有的技术那样学习氧气反馈控制中的反馈修正系数的方式中，像骑乘型车辆那样相应于运行状态，目标空燃比有各种各样的设定值的发动机中，相应于运行状态，目标空燃比时时刻刻发生变化，因此反馈修正系数除了受劣化等引起的空燃比偏离的影响外，还会受目标空燃比与理论空燃比的偏差的影响。从而就有下述第2问题，即从反馈修正系数不能够正确地检测出发动机的劣化等引起的空燃比偏差，恐怕也不能够防止非氧气反馈控制模式的排气和输出特性的劣化。

发明内容

因此，本发明的第1目的在于，在氧气反馈控制开始时和氧气反馈控制所要求的修正量急剧变化时，缩短空燃比向理论空燃比接近所需要的时间，以此抑制排气和发动机的输出特性的劣化。而且本发明的第2目的在于，在非氧气反馈控制模式中，根据氧气反馈控制模式的实施中得到的氧气反馈修正系数，正确地检测出目标空燃比与实际空燃比之间的偏差，对实施非氧气反馈控制模式时的空燃比进行修正，以此减少排气与发动机输出特性的劣化。

本发明的内燃机的空燃比控制装置，具备检测内燃机的运行状态的运行状态检测单元、在排气中的空燃比接近理论空燃比时输出特性发生变化的空燃比传感器、能够对内燃机提供燃料，能够调整燃料供给量的燃料供给单元、决定表示所述燃料供给单元应该提供的燃料供给量的燃料指令值的燃料量决定单元、以及预先存储对于每一运行状态决定表示作为每一运行状态的基准的燃料供给量的运行状态基准系数的第1对应关系、以及对于每一运行状态求对于每一运行状态修正燃料供给量，以使所述空燃比传感器所示的空燃比为理论空燃比用的运行状态修正系数的第2对应关系的存储单元；所述燃料量决定单元具有根据存储于所述存储单元的所述第1对应关系和第2对应关系，决定与所述运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数以及所述运行状态修正系数，而且根据所述空燃比传感器的输出决定使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数，利用包含该决定的运行状态基准系数、运行状态修正系数、以及反馈修正系数的计算公式，决定所述燃料指令值的反馈控制模式。

如果采用上述结构，则在存储单元中预先存储对于每一运行状态求关于空燃比为理论空燃比的燃料供给量的运行状态修正系数的第2对应关系。在反馈控制模式决定燃料指令值时，运行状态基准系数利用该运行状态修正系数和使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数进行修正。这样用运行状态修正系数对运行状态基准系数进行修正时，能够与运行状态无关地，在反馈控制模式开始后迅速地使空燃比向理论空燃比接近。借助于此，能够抑制从反馈控制模式开始到空燃比接近理论空燃比为止所需要的时间由运行状态引起的偏差，而且能够缩短该时间。也就是说，通过将受运行状态影响的系数与反馈修正系数分离开来，不必利用反馈使受运行状态影响的部分收敛，能够缩短向理论空燃比接近的时间，能够解决第1问题。

也可以还具备根据所述反馈控制模式时决定的所述反馈修正系数计算抑制所述内燃机随时间劣化的影响用的劣化学习修正系数的学习值计算单元；所述存储单元对所述劣化学习修正系数进行更新存储，所述燃料量决定单元具有根据存储于所述存储单元的所述第1对应关系，决定与所述运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数，读出所述存储单元中存储的所述劣化学习修正系数，利用包含所述运行状态基准系数和所述劣化学习修正系数的计算公式，与所述空燃比传感器的输出无关地决定所述燃料指令值的非反馈控制模式。

在本发明中，反馈修正系数可以说是即使用运行状态修正系数对运行状态基准系数进行修正，为了使空燃比接近理论空燃比也还要追加的修正系数，例如由于随着时间而劣化等因素的发生。在非反馈控制模式决定燃料指令值时，用根据反馈修正系数计算出的劣化学习修正系数对运行状态基准系数进行修正，因此能够维持与随时间的经过而劣化无关地将空燃比使用于运行状态。也就是说，由于使用对劣化的影响进行修正的修正系数，能够抑制随着时间的经过而劣化造成的排气中的空燃比变化。

也可以所述学习值计算单元对于每一运行状态计算所述劣化学习修正系数，所述存储单元对于每一运行状态存储表示运行状态与所述劣化学习修正系数的关系的第3对应关系。

如果采用上述结构，则在反馈修正系数因运行状态而不同的状况下，能够与其相应，利用劣化学习修正系数对运行状态基准系数进行修正。

也可以所述学习值计算单元计算将对应于运行状态存储于所述存储单元的多个劣化学习修正系数相应于运行区域加权的加权平均值，根据所述加权平均值计算所述劣化学习修正系数的代表值，所述存储单元更新存储所述学习值计算单元计算出的所述代表值，所述燃料量决定单元在所述非反馈控制模式时将所述代表值适用于包含所述劣化学习修正系数的所述计算公式，计算出所述燃料指令值。

如果采用上述结构，则在非反馈控制模式时即使是成为不容易实施反馈控制模式的运行状态，也能够适用反映相应于其他运行状态取得的新的劣化学习修正系数的代表值决定燃料指令值。

也可以所述反馈修正系数具有闭回路修正值、实时学习值、以及长期学习值，所述闭回路修正值设定为能够使空燃比向接近理论空燃比的方向变化，在所述空燃比传感器的输出反转时能够使该变化的正负反转，所述实时学习值设定为在所述闭回路修正值反转时没有跨过规定的基准值的期间使空燃比向接近理论空燃比的方向变化，而且一旦所述闭回路修正值在反转时跨越规定的基准值，就保持该时刻的值，所述长期学习值设定为在所述实时学习值达到规定的阈值时加上规定值，而且所述实时学习值设定为在进行该加法运算时减去所述规定值。这时也可以所述学习值计算单元根据所述长期学习值计算所述劣化学习修正系数。

如果采用上述结构，则只将反馈修正系数的一部分使用于计算劣化学习修正系数的目的，因此即使是反馈修正系数发生突发性变动，也能够实现很好的抑制，使该变动不在劣化学习修正系数反映出。

也可以所述存储单元形成在内燃机的点火开关断开的期间也能够继续存储所述劣化学习修正系数的结构。

如果采用上述结构，则点火开关接通后，马上就能够利用劣化学习修正系数进行修正。

也可以具备检测所述内燃机的燃烧是否不稳定的燃烧状态检测单元，所述燃料量决定单元在所述燃烧状态检测单元检测出燃烧不稳定的情况下，对所述劣化学习修正系数进行缩小修正。

如果采用上述结构，则能够很好避免由于利用劣化学习修正系数进行了过度修正而导致燃烧状态不稳定的事态。

也可以具备检测所述内燃机的燃烧是否不稳定的燃烧状态检测单元，所述燃料量决定单元具有在所述运行状态检测单元检测出运行状态处于空转运行区域时，决定与该空转运行区域对应的所述运行状态基准系数和使所述空燃比传感器的输出为表示稀状态的值用的空转修正系数，用包含该决定的运行状态基准系数和空转修正系数的计算公式决定所述燃料指令值的空转模式，所述燃料量决定单元在所述空转模式时由所述燃烧状态检测单元判断为燃烧不稳定的情况下，对所述空转修正系数进行缩小修正。

如果采用上述结构，则在燃烧状态特别不容易稳定的空转运行区域能够实施与其他运行状态差别化的空燃比控制。在该空转模式时可以考虑燃烧状态是否不稳定，缩小空转修正系数，能够很好地避免由于利用空转修正系数进行了过度修正而导致燃烧状态不稳定的事态。

也可以所述燃料量决定单元在所述反馈控制模式开始时根据所述运行状态检测单元检测出的运行状态求所述运行状态修正系数，使所述运行状态修正系数慢慢向求出的值变化。

如果采用上述结构，则能够很好地抑制伴随模式的移动或切换，燃料供给量急剧变化，内燃机的输出急剧变化的情况。

本发明的内燃机的空燃比控制方法，所述内燃机具备能够对内燃机提供燃料，调整燃料供给量的燃料供给单元，该方法预先存储对于每一运行状态决定表示作为每一运行状态的基准的燃料供给量的运行状态基准系数的第1对应关系、以及对于每一运行状态求对于每一运行状态修正燃料供给量，以使空燃比传感器所示的空燃比为理论空燃比用的运行状态修正系数的第2对应关系，根据预先存储的所述第1对应关系，决定与运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数，根据预先存储的所述第2对应关系，决定与运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态修正系数，根据排气中的空燃比接近理论空燃比时输出特性发生变化的空燃比传感器的输出，决定使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数，利用包含决定的运行状态基准系数、运行状态修正系数、以及反馈修正系数的计算公式，决定表示所述燃料供给单元应该提供的燃料供给量的燃料指令值。

即使是利用上述方法，利用包含根据空燃比传感器的输出决定的反馈修正系数的计算公式决定燃料指令值时，可以与上述控制装置一样利用运行状态修正系数进行修正，因此能够使空燃比迅速接近理论空燃比。

附图说明

图1是搭载本发明的实施形态的空燃比控制装置的摩托车从右侧观看时的侧视图。

图2是示意性地表示图1所示的发动机的进气系统以及排气系统的结构的概况图。

图3是表示图1所示的摩托车上搭载的空燃比控制装置的结构的方框图。

图4是表示图3所示的空燃比控制装置执行的空燃比控制方法的主要处理步骤的流程图。

图5A是图3所示的存储部存储的运行状态基准系数映射的示意图。图5B是图3所示的存储部存储的运行状态修正系数映射的示意图。

图6是表示实施图4所示的氧气反馈控制模式时和实施非氧气反馈控制模式时的燃料指令值的决定方法的一个例子的时序图。

图7是图3所示的存储部存储的实时学习值映射的示意图。

图8是表示实施图4所示的氧气反馈控制模式时和实施非氧气反馈控制模式时的燃料指令值的决定方法的一个例子的时序图。

图9是图3所示的存储部存储的长期学习值映射的示意图。

图10是用于说明图3所示的燃烧状态判定部的第1判定部进行的燃烧状态是否稳定的判断处理的说明图。

图11A是用于说明图3所示的燃烧状态判定部的第2判定部进行的燃烧状态是否稳定的判断处理的说明图，示出了燃烧状态稳定时的典型例。图11B是用于说明图3所示的燃烧状态判定部的第2判定部进行的燃烧状态是否稳定的判断处理的说明图，示出了燃烧状态不稳定时的典型例。

图12是表示实施图4所示的空转模式时的燃料指令值的决定方法的一个例子的时序图。

图13是表示图4所示的氧气反馈控制模式的刚开始后的运行状态修正系数的设定方法的变形例的时序图。

图14是表示图4所示的氧气反馈控制模式正在实施时的燃料指令值的决定方法的变形例的时序图。

图15是运行状态修正量映射的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，以适用于作为一种骑乘型车辆的摩托车的内燃机空燃比控制装置为例，对本发明的实施形态进行说明。方向以骑在摩托车上的驾驶员所见的方向为基准，所有附图中相同或相对应的要素标以相同的符号并省略其重复说明。

图1是搭载本发明的实施形态的空燃比控制装置的摩托车1从右侧观看时的侧视图。摩托车1具备前轮2和后轮3。前轮2可旋转地支持于前叉4，前叉4通过可旋转地支持于头管（head pipe）6的转向轴（未图示）与手柄（handle）5连接。手柄5的右侧的把手（grip）是节流阀把手5a。左右成对的主车架7从头管6向后下方延伸，枢轴车架8从主车架7的后部向下方延伸。摇动臂9的前端部枢轴支承于枢轴车架8上，后轮3可旋转地支持于摇动臂9的后端部。在主车架7的上方而且在手柄5的后方，设置燃料箱10，在燃料箱10的后方设置驾驶员骑乘用的座位11。在主车架7的下方，搭载多缸四冲程发动机12。发动机12的输出通过未图示的变速器和传动链传递给后轮3。

图2是示意性地表示图1所示的发动机12的进气系统以及排气系统的结构的概况图。图2只表示一个汽缸，其他汽缸也具有相同的结构。如图2所示，发动机12具备汽缸体21和汽缸盖22，汽缸体21具有多个汽缸23。各汽缸23中容纳有可滑动的活塞24，各活塞24的上侧形成作为内燃机的燃烧部分的燃烧室25。汽缸盖22具有对各燃烧室25提供进气用的进气口26和从燃烧室25排出排气用的排气口27。进气口26通过进气门28开闭，排气口27通过排气门29开闭。发动机12是水冷式发动机，汽缸体21和汽缸盖22具有使冷却水流通用的水套30。

进气口26依序连接进气管31、节流装置32、以及空气滤清器33。空气滤清器33用内装的过滤器34对从外部取入的空气进行净化。节流装置32具备主节流阀35和子节流阀36，从空气滤清器33向燃烧室25提供的新空气量根据开度调整。主节流阀35通过缆线与节流阀把手5a连接。驾驶员通过对节流阀把手5a进行转动操作，对主节流阀35的开度进行机械变更。子节流阀36利用电动机等阀执行器37驱动。阀执行器37的动作由发动机控制单元60（以下称为“ECU”）进行控制。

节流装置32或进气管31上设置喷射燃料箱10内贮存的燃料用的燃料喷射装置38。因此，在进气门28将进气口26打开时，燃料喷射装置38喷射的燃料与通过节流装置32的新的空气混合得到的混合气体，通过进气口26提供给燃烧室25。汽缸盖22上，对每一汽缸安装使在燃烧室25内产生火花的火花塞39，火花塞39对在燃烧室25内压缩的混合气体进行点火使其燃烧。借助于此，活塞24向下运动，对通过连杆40连接于活塞24的曲轴（未图示）进行旋转驱动。燃料喷射装置38和火花塞39的动作也由ECU 60控制。在这种发动机12中，总共四个燃料喷射装置38对应于各汽缸设置，而且相互独立进行控制，因此能够对每个汽缸调整向燃烧室25提供的混合气体的空燃比。还可以对各汽缸分别设置两个以上的燃料喷射装置38，又，燃料喷射装置38也可以配置为能够直接向燃烧室25内喷射燃料。

排气口27依序连接排气管41、三元催化剂管42、以及消声器43。在排气门29将排气口27打开时，点火燃烧后的汽缸23以及燃烧室25内的气体通过排气口27、排气管41、三元催化剂管42、以及消声器43向车外排出。

空气滤清器33通过二次空气供给管46连接于排气口27，能够使新的空气绕过节流装置32以及燃烧室25，然后将其提供给排气口27（以下将提供给排气口27的新的空气称为“二次空气”）。通过将二次空气提供给排气口27，能够使排气再度燃烧以减少排气中的CO和HC。在二次空气供给管46中设置对二次空气供给管46进行开闭的二次空气供给阀47、以及阻止来自排气口27的排气逆向流动的止回阀48。该二次空气供给阀47的动作也由ECU 60控制。

在排气管41中设置氧气传感器56（空燃比传感器）。氧气传感器56将在三元催化剂管42受到催化剂作用的前阶段的排气的氧浓度所对应的信号输出到ECU 60。排气的氧浓度相应于提供给燃烧室25的混合气体的空燃比而改变。另一方面，氧气传感器56的输出特性（例如输出电压）在二次空气供给阀47关闭的情况下向燃烧室25提供的混合气体的空燃比接近理论空燃比时急剧变化。因此ECU 60能够根据氧气传感器56的输出是高值还是低值，判断提供给燃烧室25的混合气体的空燃比是浓状态还是稀状态。还有，在二次空气供给阀47打开的情况下，能够根据二次空气的提供判断空燃比是浓状态还是稀状态。

图3是表示图1所示的摩托车1上搭载的空燃比控制装置100的总体结构的方框图。如图3所示，空燃比控制装置100具备上述ECU 60、阀执行器37、燃料喷射装置38、二次空气供给阀47、以及氧气传感器56。又，空燃比控制装置100具备点火开关51、曲轴角传感器52、节流阀位置传感器53、水温传感器54、以及进气压力传感器55。

点火开关51由驾驶员操作。点火开关51接通时，ECU 60得到供电能够动作，发动机12能够动作。曲轴角传感器52检测曲轴的旋转角度。ECU 60根据曲轴角传感器52的输出能够测定发动机转速（也就是曲轴的转速）。曲轴角传感器52能够作为检测发动机转速用的传感器起作用。节流阀位置传感器53检测主节流阀35的开度（以下简称“节流阀开度”）。水温传感器54检测冷却水的温度，进气压力传感器55检测进气压力。

ECU 60根据这些传感器和开关51～56的输出，根据运行状态控制燃料喷射装置38和二次空气供给阀47的动作，以此对空燃比进行控制。还有，为了控制空燃比，可以控制子节流阀36的阀执行器37的动作，在控制燃料供给量的同时也对空气供给量进行控制。

ECU 60作为对空燃比进行控制的功能部分，具有燃料量决定部61、燃料控制部62、存储部63、学习值计算部64、燃料状态判定部65、二次空气控制部91、以及节流阀控制部92。

燃料量决定部61决定表示燃料喷射装置38应该提供的燃料供给量的燃料指令值TAU。还有，燃料指令值TAU可以是燃料喷射量，也可以是燃料喷射装置38进行燃料喷射动作的时间。燃料控制部62对燃料喷射装置38的动作进行控制，以将燃料量决定部61决定的燃料指令值TAU所表示的燃料供给量提供给燃烧室25。存储部63存储燃料量决定部61决定燃料指令值TAU用的系数和数据。学习值计算部64计算劣化学习修正系数及其代表值。燃烧状态判定部65判断燃烧状态是否稳定。燃烧状态判定部65具有第1判定部81和第2判定部82，这第1和第2判定部81、82如下所述用互不相同的方法判断燃烧状态是否稳定。二次空气控制部91控制二次空气控制阀47的动作，以将二次空气控制管46打开或关闭。运行状态处于空转运行区域时，或运行状态即使并非处于空转运行区域，也没有由未燃烧燃料与二次空气形成的排气系统爆发的可能性时（非减速运行时等），二次空气控制阀47动作以将二次空气供给管46打开。节流阀控制部92对阀执行器37的动作进行控制，以使子节流阀36的开度为目标开度。

如图4所示，燃料量决定部61判断运行状态是否处于空转运行区域（步骤S1），如果运行状态并非处于空转运行区域（S1判定为否），就对规定的反馈开始条件是否成立进行判定（步骤S2）。如果反馈开始条件不成立（S2判定为否），就按照非氧气反馈控制模式（以下称为“非FB模式”）决定燃料指令值TAU（步骤S3）。如果反馈开始条件成立（S2判定为是），就转移到氧气反馈控制模式（以下称为“FB模式”），在规定的反馈结束条件成立之前的时间，按照FB模式决定燃料指令值TAU（步骤S4）。如果运行状态处于空转运行区域（S1判定为是），就按照空转模式决定燃料指令值TAU（步骤S5）。

燃料量决定部61在满足发动机转速未满规定转速的条件时，判断为运行状态处于空转运行区域。节流阀开度未满规定开度这一条件也同时满足时，也可以判断为运行状态处于空转运行区域。反馈开始条件包含满足减少有害排出物质优先的运行状态这样的条件。从而FB模式以减少有害排出物质比增加发动机输出的要求优先的运行状态、例如恒速行驶状态、或缓慢加减速状态等实施。又，非FB模式以增加发动机输出的要求比减少有害排出物质优先的运行状态、例如急剧加减速状态等实施。发动机要求的输出可以根据节流阀开度、进气管压力、以及发动机转速等推定。又，反馈开始条件中也可以包含没有进行所谓蒸散气体净化等条件。

在FB模式中，燃料量决定部61实施以氧气传感器56的输出为依据的闭回路控制使空燃比接近理论空燃比，以决定燃料指令值TAU。在这里，非FB模式中的预先设定的空燃比设定为不同于理论空燃比的值，对每一运行状态分别进行设定。非FB模式中，燃料量决定部61实施不使用氧气传感器56的输出进行的开回路控制，以使空燃比为预先设定的空燃比，而决定燃料指令值TAU。在空转模式中，二次空气控制部91对二次空气供给阀47的动作进行控制，以打开二次空气供给管46。然后，燃料量决定部61决定燃料指令值TAU，以使氧气传感器56检测出的二次空气供给后的排气空燃比为稀状态。燃料指令值TAU用下述式（1）决定。

TAU＝TBASE×（1＋FKI＋FFB）×FO2RAM×FBLAF    …（1）。

在这里，TBASE是运行状态基准系数，FKI是环境修正系数，FO2RAM是运行状态修正系数，FFB是反馈修正系数，FBLAF是劣化系数。本实施形态的FB模式中，利用劣化系数FBLAF进行的修正无效。从而，只要使用上述式（1），就将劣化系数FBLAF设定为1。实施非FB模式时，利用运行状态修正系数FO2RAM以及反馈修正系数FFB进行的修正无效，将劣化学习修正系数或其代表值FDLAF代入劣化系数FBLAF中。因此只要使用上述式（1），就将FO2RAM设定为1，将反馈修正系数FFB设定为0，将劣化系数FBLAF设定为劣化学习修正系数或其代表值FDLAF。实施空转模式时，利用运行状态修正系数FO2RAM以及反馈修正系数FFB进行的修正无效，将空转修正系数FILAF代入劣化系数FBLAF。因此，只要使用上述式（1），就将运行状态修正系数FO2RAM的值设定为1，将反馈修正系数FFB设定为0，将劣化系数FBLAF设定为空转修正系数FILAF。

结果，决定FB模式中的燃料指令值TAU用的计算式由下式（2）表示，非FB模式中的计算式用下式（3）表示，空转模式中的计算式用下式（4）表示。如下式（2）所示，在FB模式中，燃料指令值TAU用包含运行状态基准系数TBASE、运行状态修正系数FO2RAM、反馈修正系数FFB的计算式求出。

TAU＝TBASE×（1＋FKI＋FFB）×FO2RAM            …（2）；

TAU＝TBASE×（1＋FKI）×FDLAF                   …（3）；

TAU＝TBASE×（1＋FKI）×FILAF                    …（4）。

首先对与任何模式都有关系的运行状态基准系数TBASE以及环境修正系数FKI进行说明。运行状态基准系数TBASE表示与每一运行状态相应的燃料供给量、即作为每一运行状态的基准的燃料供给量。运行状态基准系数TBASE考虑到例如发动机输出特性的确保、发动机保护的必要性、增加输出的要求、有害排气物质的减少等各种要求的平衡，对每一运行状态在作为目标的空燃比比理论空燃比更属于浓的区域的范围内设定为各种各样的数值。在本实施形态中，运行状态基准系数TBASE为表示对于每一运行状态得到作为目标的空燃比所需要的燃料供给量、或喷射该燃料供给量的燃料所需要的燃料喷射装置的工作时间的数值。

存储部63预先存储对于每一预先状态预先求出运行状态基准系数TBASE作成的运行状态基准系数映射71（参照图5A）。如图5A所示，利用运行状态基准系数映射71，使运行状态基准系数TBASE与由发动机转速和节流阀开度规定的多个运行区域一一关联。在图5A中，“####”表示运行状态基准系数TBASE，实际上是存储于运行状态基准系数映射71的值。图中为了方便罗列相同的记号，每一运行区域各存储不同的数值。括弧内的数值是为了方便将提供运行状态基准系数TBASE的燃料的情况下的空燃比的数值记在一起的数值。如该数值所示，在摩托车1的情况下，对于每一运行状态，以各种空燃比为目标，例如作为目标的空燃比为浓状态。

还有，在存储部63，只要存储与运行状态相应的运行状态基准系数TBASE的对应关系就足够了，因此表示该对应关系的形式不限于映射，也可以用计算式等其他形式存储对应关系。下述环境修正系数映射72以及运行状态修正系数映射73也一样。而作为运行状态，除了发动机转速和节流阀开度外，也可以使用行驶速度、变速比、以及进气压力中的任意一个。而且也可以使用它们的变化率。

环境修正系数FKI是根据冷却水温度和进气压力等行驶环境对运行状态基准系数TBASE进行修正用的系数。燃料量决定部61可以根据水温传感器54和进气压力传感器55的输出，用预先在存储部63存储的环境修正系数映射72，对每一运行状态求环境修正系数FKI。环境修正系数FKI是与相对于基准环境的环境变化量相应的修正系数，在基准环境下为0。环境修正系数FKI，在环境相对于基准环境有变化的情况下，为了与用基准环境的运行状态基准系数TBASE设定的空燃比相同，需要对运行状态基准系数TBASE进行燃料增量修正的情况下，设定正的修正量，需要对运行状态基准系数TBASE进行燃料减量修正的情况下，设定负的修正量。

下面对三种控制模式中实施FB模式时的空燃比的控制方法进行说明。运行状态修正系数FO2RAM是对每一运行状态修正燃料供给量以使空燃比达到理论空燃比用的修正系数。更详细地说，是在不存在产品的个体差异或随着时间而劣化的情况的理想的某种运行状态中，为了使被提供与该运行状态相应的运行状态基准系数TBASE所表示的数量的燃料的情况下的空燃比达到理论空燃比，对该运行状态基准系数TBASE进行修正用的修正系数。

存储部63预先存储对于基准环境中的每一运行状态预先求运行状态修正系数FO2RAM作成的运行状态修正系数映射73。如图5B所示，运行状态修正系数映射73规定为与决定运行状态基准系数TBASE相同的参数，具体地说，规定与发动机转速和节流阀开度相应的运行状态修正系数FO2RAM。将图5A中的括弧内的数值与图5B中所示的数值加以比较就能够知道，运行状态修正系数FO2RAM，是被提供运行状态基准系数TBASE所示的量的燃料时的空燃比除以理论空燃比（14.7）得到的数值，即被提供运行状态基准系数TBASE所示的量的燃料时的空气过剩率。

反馈修正系数FFB是在有产品个体差异或产品随时间劣化的情况下根据氧气传感器56的输出使空燃比逐步接近理论空燃比用的修正系数。如下式（5）所示，反馈修正系数FFB具有闭回路修正值FAF以及学习值FLAF，其中学习值FLAF分为实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF。其结果是，反馈修正系数FFB由闭回路修正值FAF、实时学习值FRLAF、以及长期学习值FLLAF构成。形成反馈修正系数FFB的三个值FAF、FRLAF、FLLAF在实施FB模式期间可以可变地设定。

FFB＝FAF＋FLAF＝FAF＋FRLAF＋FLLAF              …（5）。

图6例示使用摩托车1不久没有发生随时间而劣化的情况的产品存在个体差异的情况下，初次实施FB模式的状况。还有，环境修正系数FKI采用一定值（图8、图13和图14中也相同）。实施FB模式时，二次空气供给阀47动作以将二次空气供给管46关闭。从非FB模式转移到FB模式时，求与那时候的运行状态相应的运行状态基准系数TBASE和运行状态修正系数FO2RAM。将运行状态基准系数TBASE乘以求得的运行状态修正系数FO2RAM以进行修正。运行状态修正系数FO2RAM是空气过剩率，因此空燃比立即从在非FB模式下作为目标的空燃比变成接近理论空燃比的数值。

刚利用该运行状态修正系数FO2RAM进行了修正后，由于处在学习值FRLAF、FLLAF的学习机会还没有到来的状况，因此形成反馈修正系数FFB的三个值为0。其后，将闭回路修正值FAF可变地设定，以每当氧气传感器56的输出反转就使增减倾向反转，而实时学习值FRLAF的值缓慢变化。图6的例示示出，虽然刚利用运行状态修正系数FO2RAM进行了修正，就能够使空燃比改变至向理论空燃比接近，但是由于燃料喷射装置38的个体差异以及氧气传感器56的滞后特性等原因，氧气传感器的输出表示出稀状态依然不变的情况。因此实时学习值FRLAF的值慢慢减少，使氧气传感器56的输出能够表示出稀状态。

闭回路修正值FAF在氧气传感器56的输出从表示浓状态变成表示稀状态的时刻，从该时刻的值增加规定的跳跃值。接着，闭回路修正值FAF以一定的增加率慢慢增加，直到氧气传感器56的输出变成表示浓状态。接着，在氧气传感器56的输出从表示稀状态变成表示浓状态的时刻，闭回路修正值FAF从该时刻的值减少规定的跳跃值。接着，闭回路修正值FAF以一定的减少率慢慢减少，直到氧气传感器56的输出变成表示稀状态。闭回路修正值FAF的减少率和增加率最好是设定为比实时学习值FRLAF的变化率大的值。因为如果不这样设定，则在闭回路修正值FAF与实时学习值FRLAF的增减相反时，不能够使氧气传感器56的输出改变（也参照图8）。

由于使其这样改变，在使闭回路修正值FAF减少时，增加了与实时学习值FRLAF的减少相当的份额，因此氧气传感器56的输出较早反转，在使闭回路修正值FAF增加时，减去与实时学习值FRLAF的减少相当的份额，因此在氧气传感器56的输出反转之前需要时间（也参照图8）。由于这样做，闭回路修正值FAF的增减继续反转下去，闭回路修正值FAF将向FB模式转移时刻的值0接近。

闭回路修正值FAF改变跳跃值大小时，一旦跨越FB模式转移时刻的值（即0），其后实时学习值FRLAF以及长期学习值FLLAF就保持那时的值，闭回路修正值FAF与上面所述一样处理，一边对氧气传感器56的输出进行监视，一边使其变动。还有，在图6的例示中，实时学习值FRLAF达到阈值±F1之前氧气传感器56的输出正在发生变化，因此长期学习值FLLAF没有发生变化（也就是说，保持FB模式转移时刻的值0）。对实时学习值FRLAF发生超过阈值±F1的变化的情况，将在后面参照图8进行说明。

这样，在本实施形态中，在FB模式和非FB模式的任何一个中，表示适合运行状态的燃料供给量的运行状态基准系数TBASE都是从运行状态基准系数映射71求出的。在FB模式中，利用在该开始时刻得到由运行状态基准系数TBASE表示的量的燃料供应的情况下的空燃比的空气过剩率表示的运行状态修正系数FO2RAM，对运行状态基准系数TBASE进行修正。也就是说，在某一运行状态下，非FB模式中作为目标的空燃比所对应的燃料供给量与该运行状态下的理论空燃比所对应的燃料供给量之间的偏差的修正由运行状态修正系数FO2RAM担负。换句话说，反馈修正系数FAF不担负该空燃比的不同造成的燃料供给量偏差的修正。与该偏差相当的修正量，由于是在制作运行状态基准系数映射71的阶段能够预先想到的，因此通过将担负该修正量的修正的运行状态修正系数FO2RAM与运行状态基准系数映射71一样预先存储，能够在FB模式开始时立即对空燃比的不同造成的偏差进行修正，借助于此，能够反映控制模式的变化，立即使空燃比向着接近理论空燃比的方向改变。

如图6所示，实施闭回路控制期间运行状态急剧改变时，有时候会与其相应运行状态基准系数TBASE发生急剧改变。向来，运行状态基准系数TBASE一旦发生急剧改变，由于反馈修正系数的缓慢变化空燃比恢复，直到接近理论空燃比，因此到恢复为止需要很长时间。相比之下，在本实施形态中，与运行状态基准系数TBASE一起，运行状态修正系数FO2RAM跟踪运行状态的变化而变化。因此，由于运行状态的急剧变化，运行状态基准系数TBASE急剧发生变化，因此，即使是空燃比有可能偏离理论空燃比，也能够立即与此对应对运行状态基准系数TBASE进行修正，能够将空燃比继续保持于理论空燃比附近。还有，使运行状态修正系数FO2RAM跟踪运行状态的变化而变化，在该变化后立即读出存储部63中与该运行状态对应的实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF，急剧变成或慢慢变成读出的实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF的值。变成读出的值以后，根据个体差异造成的修正需要与上面所述一样使实时学习值FRLAF改变。

控制模式从FB模式向非FB模式转移时，在存储部63将实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF更新存储。如图所示，由于FB模式的实施中运行状态的变化而造成运行状态基准系数TBASE和运行状态修正系数FO2RAM发生变化的情况下，将运行状态发生变化之前瞬间设定的值与该变化之前瞬间的运行状态相关存储，又将FB模式结束之前瞬间设定的值与运行状态相关存储。对长期学习值FLLAF的更新存储将在下面叙述。

图7是存储部63存储的实时学习值映射74。如上所述，实时学习值FRLAF对于每一运行状态各自更新存储。具体地说，存储部63将由发动机转速和进气负压（或节流阀开度）规定的每一运行区域的实时学习值FRLAF的对应关系作为实时学习值映射74加以存储。还有，运行区域的个数不限于图中所示，可以适当变更。存储部63形成即使是点火开关51断开也能够继续保存实时学习值映射74的结构。

回到图6，一旦点火开关51断开后点火开关51接通，其后FB模式开始的情况下，燃料量决定部61刚利用运行状态修正系数FO2RAM进行修正后，长期学习值FLLAF的学习机会还没有到来，因此，以闭回路修正值FAF一起，使长期学习值FLLAF为0。另一方面，燃料量决定部61从前一次FB模式实施后更新存储实时学习值FRLAF的实时学习值映射74，读出与那时的运行状态相应的实时学习值FRLAF，设定为读出的值。实时学习值映射74能够与这次的FB模式之前点火开关51有否接通断开无关地从实时学习值映射74读出数值。通过这样利用运行状态修正系数FO2RAM对前一次以前的FB模式中更新存储的实时学习值FRLAF进行修正后立即进行设定，能够反映产品的个体差异，比实施前一次的FB模式时更快地使空燃比接近理论空燃比。

这样，形成反馈修正系数FFB的三个值FAF、FRLAF、FLLAF中，闭回路修正值FAF以外的值FRLAF、FLLAF（即学习值FLAF）担负从FB模式开始时到氧气传感器56的输出最初发生变化为止的修正，换句话说，这两个值担负在利用运行状态修正系数FO2RAM进行修正后弥补使其达到氧气传感器56的输出变化的份额的修正。该弥补修正被认为有必要根据节流装置32和燃料供给装置38等的个体差异和劣化进行。下面参照图8和图9对着眼于反馈修正系数FFB、特别是学习值FLAF（即实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF）所担负的修正的特性的燃料供给量的决定方法进行说明。

图8例示摩托车1使用后经过长时间而产生随时间劣化的情况下（同时还有产品的个体差异的情况下）实施FB模式和非FB模式的状况。这样长期使用摩托车1时，有时候进气门28、节流装置32或燃料喷射装置38会出现劣化的情况。于是，按照运行状态基准系数映射71，根据与运行状态对应的运行状态基准系数TBASE决定燃料指令值TAU，也有不能够提供燃料指令值TAU所示的量的燃料，或得不到根据节流阀开度预想的进气量，不能够得到在运行状态基准系数映射71的制成阶段预想的目标空燃比的情况。在这样的情况下，虽然能够稳定行驶，没有障碍，但是发动机12的输出特性比预想的特性有所偏高或偏低，排气中的HC量和NOx量也可能比预料到的要差。排气中的HC量和NOx量一旦劣化，也会加快三元催化剂管42内的催化剂的劣化。另一方面，反馈修正系数FFB担负使空燃比接近理论空燃比时由于个体差异和随时间的劣化而需要的修正。着眼于这点，本实施形态的非FB模式中，即使是由于劣化而可能得不到当初设想的目标空燃比，也可以用以实施FB模式期间设定的反馈修正系数FFB的值为依据的劣化学习修正系数对运行状态基准系数TBASE进行修正，进行弥补劣化所造成的偏差的修正。

还有，为了说明方便，对于图8所例示的运行区域，在时序图的起点，由于还没有学习实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF的机会，因此在实时学习值映射74和长期学习值映射75中，作为与该运行状态对应的值，输入0。

在这样的状况下，FB模式一旦开始，与上面所述相同，运行状态基准系数TBASE通过乘以运行状态修正系数FO2RAM进行修正。图8例示了即使是利用该运行状态修正系数FO2RAM进行修正，也由于劣化，不能够使空燃比改变到接近理论空燃比的程度的状况。

在刚利用运行状态修正系数FO2RAM进行修正后，参照实时学习值映射74和长期学习值映射75读出的值也是0，因此形成反馈修正系数FFB的三个值为0。其后闭回路修正值FAF与上面所述相同，在氧气传感器输出反转时使增减反转地变化。又，图示的例子中，刚利用运行状态修正系数FO2RAM进行了修正后，氧气传感器56的输出表示浓状态，因此实时学习值FRLAF慢慢减少，直到闭回路修正值FAF的跳跃值跨越基准值。

实时学习值FRLAF继续减少达到阈值－F1时，实时学习值FRLAF的数值被加上规定值，另一方面，长期学习值FLLAF从当前值（即0）变成减去该规定值的数值。这样，在实时学习值FRLAF达到阈值时，使实时学习值FRLAF与长期学习值FLLAF之和不变地，将长期学习值FLLAF减去规定值；在进行该减法运算时，将实时学习值FRLAF加上规定值（参照图8中的实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF的倾向）。这样，每当实时学习值FRLAF达到阈值，就将作为学习值FLAF的全部的值在实时学习值FRLAF与长期学习值FLLAF之间分配，同时实时学习值FRLAF继续慢慢变化直到闭回路修正值FAF在跳跃时能够跨越基准值。一旦闭回路修正值FAF在跳跃时跨越基准值，其后与上面所述一样，一边对氧传感器56的输出进行监视，一边使闭回路修正值FAF增减，以此使空燃比在理论空燃比附近稳定地推移。

FB模式一旦结束，与上面所述相同地在存储部63对实时学习值FRLAF进行更新存储。由学习值计算部64将长期学习值FLLAF照原样作为劣化学习修正系数处理，将作为劣化学习修正系数的长期学习值FLLAF更新存储于存储部63。在实施FB模式的过程中的运行状态发生变化的情况下，对于每一运行状态，将运行状态发生变化之前瞬间设定的值加以存储，而且对于每一运行状态存储FB模式结束之前瞬间设定的值。

然后，在下一次以后的FB模式开始时，从存储部63读出实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF。借助于此，在下一次以后的FB模式开始时，能够以一开始后就增加利用劣化进行的修正的形式，实施监视氧气传感器56的输出的闭回路控制。

图9是在存储部63存储的长期学习值映射75的示意图。如上所述，对于每一运行状态，分别更新存储作为劣化学习修正系数的长期学习值FLLAF。具体地说，存储部63以长期学习值映射75的形式存储由发动机转速以及进气负压（或节流阀开度）规定的每一运行区域的长期学习值FLLAF的对应关系。还有，运行区域的个数不限于图中所示的个数，可以适当变更，存储部63形成即使是点火开关51断开也能够继续保存长期学习值映射75的结构。

这样，在FB模式结束，更新存储长期学习值映射75时，学习值计算部64利用下式（6），根据作为劣化学习修正系数的长期学习值，计算出劣化学习修正系数的代表值存储于存储部63。

FDLAF＝1＋｛FLLAF（00）×w（00）＋FLLAF（01）×w（01）＋…＋FLLAF（35）×w（35）｝/｛w（00）＋w（01）＋…＋w（35）｝  …（6）。

在这里，FDLAF是劣化学习修正系数的代表值；FLLAF（i）是与i区域（根据图9的例示，i＝00～35）相关的长期学习值（劣化学习修正系数）；w（i）是与i区域相关的权重系数。

这样，劣化学习修正系数的代表值FDLAF是1与每一运行区域相关的多个长期学习值FLLAF（01）、长期学习值FLLAF（02）、…的加权平均值相加的和。摩托车1不再使用后不久，长期学习值FLLAF在任何运行区域都没有更新存储时，上述式（6）的加权平均值这一项为0，因此代表值FDLAF为1。于是，如上述式（3）所示，即使是非FB模式，以劣化学习修正系数为依据的修正也是无效的。另一方面，摩托车1使用时间长，如图9的例示所示，在各种运行区域输入长期学习值FLLAF时，代表值FDLAF可以设定为与1不同的值。在这种情况下，在非FB模式中，以劣化学习修正系数为依据的修正有效。

还有，加也可以权系数w（i）越是在发动机转速小的时候越是设定为大值，而进气负压或节流阀开度越是小的时候越是设定为大值。借助于此，空气量越是小的时候燃料修正的灵敏度越高，能够更正确地进行对付劣化的修正。

又，通过加大反映劣化修正的非FB模式的运行区域附近的FB模式内的运行区域的权重系数w（i），能够实现有效利用类似的运行区域的劣化信息控制权重系数。例如在低负荷区域为非氧气模式的车辆中，将FB模式内的低负荷区域的权重系数w（i）设定得大即可。

每当FB模式结束就进行代表值的计算。又，只要是点火开关51断开也能够继续保存长期学习值映射75的结构，在点火开关51断开时也可以将代表值从存储部63中擦除，在这种情况下，点火开关51一旦接通，立即就能参照保存着的长期学习值映射75计算出代表值。

还有，在图8中例示了由于劣化，空燃比向浓侧移动的情况，而且例示了因此劣化学习修正系数变成比1小的值的情况，而在由于劣化使空燃比向稀侧移动的情况下，长期学习值变成正值，因此劣化学习修正系数的代表值变成比1大的值。这样，如果采用本实施形态的空燃比控制装置，则即使是由于劣化，空燃比向浓侧和稀侧中的任何一侧移动，与此相应，也能够将空燃比维持于作为目标的数值。

如图8所示，从FB模式向非FB模式移动时，求与这时的运行状态相应的运行状态基准系数TBASE以及环境修正系数FKI，同时从存储部63读出劣化学习修正系数，用上述式（3），通过用环境修正系数FKI以及代表值修正运行状态基准系数TBASE，决定燃料指令值TAU。

如上所述，劣化学习修正系数是照原样使用长期学习值FLLAF的系数，长期学习值FLLAF在FB模式中使空燃比接近理论空燃比时担负因劣化而需要进行的修正。因此，即使是由于劣化，根据用运行状态基准系数映射71求出的运行状态基准系数TBASE决定燃料指令值TAU，或是在运行状态基准系数映射71的作成阶段不能够得到预想的目标空燃比的情况下，也能够用劣化学习修正系数对运行状态基准系数TBASE进行修正以决定燃料指令值TAU，这样能够应对劣化得到预想的目标空燃比。借助于此，即使是摩托车1长期使用，也能够很好地防止发动机12的输出特性偏离预想的特性。又能够很好地防止排气中的HC量和NOx量偏离预想的量，借助于此，能够延长三元催化剂管42内的催化剂的寿命。

劣化学习修正系数的代表值根据与每一运行区域相关的多个劣化学习修正系数的加权平均值进行计算。由于这样对每一运行区域求劣化学习修正系数，即使是发生每一运行区域由于劣化产生的影响的程度存在差异的状况，也能够应对这样的状况。而且由于采用加权平均，即使是非FB模式选择不容易实施FB模式的运行区域，非FB模式的该运行区域的燃料指令值的决定，也可以使用反映其他运行区域取得的新的长期学习值的劣化学习修正系数。

又，劣化学习修正系数只根据形成反馈修正系数FFB的学习值FLAF中的一部分值算出。换句话说，在计算劣化学习修正系数时，设置不敏感带。由于设置这样的不敏感带，因此能够很好地抑制实施FB模式时的突发性的反馈修正系数FFB的变动反映于劣化学习修正系数的情况。还有，如图所示，在非反馈控制模式中，也是在运行状态处于高负荷区域时，可以使利用劣化学习修正系数进行的修正为无效。

如果只是由于设置不敏感带，可以只用闭回路修正系数FAF和学习值FLAF这两个值构成反馈修正系数FFB，也可以将实施FB模式时的学习值FLAF乘以小于1的比率得到的值、或从学习值FLAF减去规定值得到的值作为劣化学习修正系数更新存储。

在本实施形态中，不采用这样的方法，为了控制，将学习值FLAF分离为实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF这样的两个值，不改变实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF之和地分配这两项的合计值。因此，能够将作为不敏感带起作用的部分作为数据存储于存储部63。借助于此，如上所述，能够在下一次以后实施FB模式时读出该数据（实时学习值FRLAF），用该数据能够决定燃料指令值TAU，因此能够使空燃比迅速接近理论空燃比。

而且由于即使点火开关51断开也能够继续保存长期学习值映射75，因此点火开关51接通后立即实施非FB模式时，此后能够有效地利用劣化学习修正系数或代表值进行修正。

下面对实施空转模式时的燃料供给量的决定方法进行说明。在实施本实施形态的空转模式时，燃烧状态判定部65的第1判定部81和第2判定部82分别用不同的方法判断燃烧状态是否稳定。

图10是用于说明第1判定部81进行的燃烧状态是否稳定的判断方法的说明图。图10的横轴表示时间，纵轴表示发动机转速。第1判定部81在实施空转模式时，在规定时间Δt1经过期间继续取得发动机转速瞬时值，在规定时间Δt1经过的时刻取得的数值中提取最大值和最小值，计算出该最大值与最小值之偏差Δω。然后判断该偏差Δω是否在阈值以上。该规定时间Δt1，在判定为运行状态处于空转运行区域的状况下，设定为四冲程发动机12能够进行一个以上的循环运行所需要的充分长的时间、即对多缸发动机的行为全面进行监视所需要的充分长的时间。

偏差Δω未满阈值时，即发动机转速的行为稳定地变化时，第一判定部81判定为燃烧状态稳定。偏差Δω在阈值以上时，即发动机转速的行为有很大振幅时，第1判定部81判定为燃烧状态不稳定。

图11A和图11B是用于说明第2判定部82进行的燃烧状态是否稳定的判断方法的说明图，图11A是燃烧状态稳定时的典型例，图11B是燃烧状态不稳定时的典型例。在图11A和图11B中，横轴表示曲轴角，纵轴表示发动机转速。

第2判定部82计算各汽缸的膨胀行程开始时附近（例如15°）取得的第1转速ωA与膨胀行程结束时附近（例如135°）取得的第2转速ωB的差值。算出该差值时，从第2转速ωB减去第1转速ωA。在经过规定的循环数之前，每一循环计算差值。接着，从该规定数目的差值中提取最大值和最小值。然后，实施将提取的最大值和最小值之偏差除以滤波器系数的钝化处理，以此计算偏差变化系数。

参照图11A，进行正常燃烧时，从膨胀行程开始到接近结束为止的时间，发动机转速以向上凸的上升倾向变化，因此上述差值取较大的正值。这样的燃烧继续进行时，偏差变化系数取较大的正值。另一方面，参照图11B，一旦发生弱火或熄火的情况，从膨胀行程开始到结束的期间，发动机转速看不出有显著的上升倾向，在极端情况下，如图所示，发动机转速以降低的倾向变化。在这种情况下，上述差值即使为正值也是接近0的数值，在极端情况下为负值。这样的燃烧继续进行时，偏差变化系数取0附近的正值或0以下的值。

因此，第2判定部82判断某一汽缸的偏差变化系数是否阈值以上。阈值被设定为正值。如果偏差变化系数为阈值以上，则第2判定部82判定该汽缸的燃烧稳定地进行。如果偏差变化系数未满阈值，则第2判定部82判定该汽缸的燃烧不稳定。

图12是表示实施空转模式时的燃料指令值TAU的决定方法的一个例子的时序图。如图12所示，一旦运行状态处于空转运行区域，则二次空气控制部91控制二次空气供给阀47的动作，使二次空气供给管46开放，同时第1判定部81和第2判定部82开始判断燃烧状态是否稳定。

燃料量决定部61从运行状态基准系数映射71求与空转运行区域对应的运行状态基准系数TBASE，而且从存储部63读出空转修正系数FILAF，利用上述式（4），用空转修正系数FILAF对运行状态基准系数TBASE进行修正，决定燃料指令值TAU。还有，在图12的例示中，当初作为空转修正系数FILAF的值，在存储部63存储为1。

然后，监视氧气传感器56的输出包含二次空气在内是显示浓状态还是显示稀状态。也就是说，判断转移到空转模式后是否经过了规定时间Δt2，如果在经过规定时间Δt2之前氧气传感器56的输出变成显示稀状态的输出，则不对空转修正系数FILAF进行修正，继续实施空转模式。即使是实施空转模式期间，在氧气传感器56的输出变成表示稀状态的输出后再度变成表示浓状态的输出的情况下，与上面所述相同，判断从变成表示该浓状态的输出开始经过规定时间Δt2为止的期间氧气传感器56的输出是否变成表示稀状态的输出。

在规定时间Δt2内，氧气传感器56的输出没有变成表示稀状态的输出的情况下，燃料量决定部61进行修正，将空转修正系数FILAF减少规定的量。燃料量决定部61进行这种减少修正时，再度判断在经过规定时间Δt2之前氧气传感器56的输出是否变成表示稀状态的输出。一边监视氧气传感器56的输出一边进行这样的处理，在氧气传感器56的输出变成表示稀状态的输出之前，每个规定时间Δt2就减少上述量，继续进行减少修正。这样，即使是在空转运行区域，也能够较好地抑制由于劣化包含二次空气在内的空燃比过浓的情况。还有，这样的减少修正只以燃烧状态被判定为稳定的汽缸为对象实施。

这种减少修正也有可能成为弱火或熄火的远因。因此燃烧状态判定部65判定燃烧状态不稳定时，一直到判定为稳定的这段时间，每经过规定时间Δt3使空转修正系数FILAF逐步增加规定增加量，以此进行缩小劣化系数FBLAF（空转修正系数FILAF）的修正。第1判定部81判定为燃烧状态不稳定时，第1判定部81正在全面判断发动机12的燃烧状态是否稳定，因此一律对各汽缸的空转修正系数FILAF进行缩小修正。第2判定部82判定为燃烧状态不稳定时，第2判定部82正在着眼于各汽缸的膨胀行程判断燃烧状态是否稳定，因此缩小修正只对判定为不稳定的汽缸的空转修正系数FILAF进行。通过进行这样的缩小修正，能够很好地防止利用劣化系数FBLAF（空转修正系数FILAF）进行的过度修正的发生。但是这些缩小修正一旦达到当初作为空转修正系数FILAF的值设定的初始值（图示的例子中为1），就不使空转修正系数FILAF的值进一步增加。这样能够很好地抑制包含二次空气在内的空燃比的浓化。

图13是表示求FB模式刚开始后的运行状态修正系数FO2RAM的方法的变形例的时序图。如图13所示，从非FB模式转移到FB模式时，也可以根据这时的运行状态从运行状态基准系数映射71求运行状态基准系数TBASE，从运行状态修正系数映射73求运行状态修正系数FO2RAM后，运行状态修正系数FO2RAM慢慢变成从实施非FB模式时设定的值（图示的例子中为1）求出的值。这一缓慢变化也可以利用不允许发生超过规定变化率的变化的过滤处理实现，也可以利用一次延迟处理实现，其方法没有特别限定。而且也可以在变成求运行状态修正系数FO2RAM的值之前的期间，将反馈修正系数FFB保持于实施非FB模式时设定的值，设定为在变成求运行状态修正系数FO2RAM的值的时刻，从存储部63读出实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF的值。

借助于此，能够抑制在改变模式时燃料供给量急剧变化，发动机12的输出急剧变化的情况。这时运行状态修正系数FO2RAM的变化率最好是比实时学习值FRLAF的变化率大。这样能够抑制发动机12的输出急剧变化的情况下，同时又能够使空燃比迅速接近理论空燃比。

图14是表示实施非FB模式时的燃料指令值决定方法的变形例的时序图。如图14所示，燃烧状态不稳定时的劣化系数的缩小修正，不仅是在实施空转模式时，而且也可以在实施非FB模式时执行。在非FB模式中，使代入劣化系数FBLAF的劣化学习修正系数或其代表值FDLAF逐步增加规定增加量，向初始值（也就是1）接近，以此进行劣化系数FBLAF（也就是劣化学习修正系数或其代表值FDLAF）的缩小修正。还有，在非FB模式中，由于劣化，空燃比向稀侧移动的情况下，将劣化学习修正系数或其代表值FDLAF设定为比初始值大的值。在这样的情况下，如果判定为燃烧状态不稳定，就使劣化学习修正系数或其代表值FDLAF逐步减少规定减少量以使其接近初始值，以此进行劣化学习修正系数或其代表值FDLAF的缩小修正。这样，即使在非FB模式中也能够很好防止劣化系数FBLAF引起的过度修正。

图15是运行状态修正燃料量映射173的变形例的示意图。将图15与图5A和图5B加以比较可知，这运行状态修正燃料量映射173是使运行状态基准系数TBASE乘以图5B所示的运行状态修正系数FO2RAM的乘积与每一运行状态相关的映射。存储这样的运行状态修正燃料量映射173以取代运行状态修正系数映射73的情况下，燃料量决定部61在实施FB模式时用下式（7）取代上述式（1）和式（2）决定燃料指令值TAU。

TAU＝TO2RAM×（1＋FKI＋FFB）                    …（7）。

在这里，TO2RAM是运行状态修正燃料量，是图5A所示的运行状态基准系数TBASE与图5B所示的运行状态修正系数FO2RAM的积。这样，一旦从非FB模式转移到FB模式，燃料量决定部61也可以将参考的映射从运行状态基准系数映射71切换到增加了利用运行状态修正系数FO2RAM（即空气过剩率）进行修正的求运行状态修正燃料量用的运行状态修正燃料量映射173。

以上对本发明的实施形态进行了说明，但是上述结构和控制方法只不过是一个例子，在本发明的范围内可以适当变更。

在上述实施形态中，将长期学习值原封不动作为劣化学习修正系数，但是也可以根据长期学习值对每一运行状态计算出不同于长期学习值的数值的劣化学习修正系数。又，学习值计算部计算出劣化学习修正系数的代表值，在非反馈控制模式中，在除高负荷区域以外的运行区域一律使用该代表值计算燃料指令值，但是也可以将对每一运行状态求出的学习修正系数，根据运行状态使用于上述式（3），计算出燃料指令值。又可以将非FB模式中使用的劣化学习修正系数或其代表值使用于空转模式。

又，在上述实施形态中，用上述式（2）决定实施FB模式时的燃料指令值TAU，但是本发明不限于此，只要采用实质上包含预先存储的运行状态基准系数和运行状态修正系数以及依序变化的反馈修正系数的计算式即可。

例如除了乘以各系数以外，也可以将运行状态修正系数FO2RAM与反馈修正系数FFB的相加值与运行状态基准系数TBASE相乘。而且也包含将各系数分别相加的情况。又，在上述实施形态中，将运行状态基准系数TBASE与环境修正系数FKI分开使用，但是也可以将包含它们的系数作为运行状态基准系数使用。而且在本发明中也包含不使用环境修正系数FKI的情况。

又，本实施形态中所示的反馈修正系数FFB随时间的经过而变化只是一个例子，只要是随着时间变化，修正系数向接近理想空燃比的方向变化的结构即可，也可以是其他随时间变化的情况。例如也可以将实时学习值FRLAF与长期学习值FLLAF合成一个值使用，又可以将闭回路修正值FAF与实时学习值FRLAF和长期学习值FLLAF合成一个值使用。又，在本实施形态中，使FB模式中使用的学习值在非FB模式中得到反映，但是本发明不限于此，权利要求中只包含FB模式中的动作。

又，在本实施形态中，将运行状态基准系数TBASE、环境修正系数FKI、运行状态修正系数FO2RAM预先作为映射存储，但是也存储从运行状态求各系数用的计算式。又，燃料量决定部61也可以通过执行存储部63中存储的程序作为软件实现。又可以使用电路作为硬件实现。

又，在本实施形态中，使用燃料喷射装置38作为调整空燃比的手段，但是只要能够进行反馈控制的空燃比调整手段存在，也可以利用其他空燃比调整手段进行内燃机的空燃比控制。例如除了燃料供给量以外，也考虑控制空气供给量。例如也可以将利用节流阀控制部控制子节流阀的开度的控制一起进行，以此进行空燃比的控制。又，在本实施形态中，判定随时间的劣化，实施反映出判断的随时间的劣化的空燃比控制，但是本发明不限于空燃比控制，也可以只作为随时间劣化量判定装置使用。例如通过显示随时间劣化量，能够在车辆检查等时使人了解到零部件的更换时间。

又，本发明适合适用于具有内燃机的车辆中的，像摩托车那样的高转速车辆，低负荷车辆，又适合适用于骑乘型车辆为代表的小型轻型车辆，除了摩托车以外，也适合使用于在不平整地面行驶的同样的车辆。

本发明在反馈控制开始时、反馈控制所要求的修正量急剧变化时，使空燃比接近理论空燃比所需要的时间短，因此有能够抑制排气和发动机输出特性劣化的效果，适用于摩托车等骑乘型车辆是有益的。 

Claims (11)

1.一种内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，具备

检测内燃机的运行状态的运行状态检测单元、

在排气中的空燃比接近理论空燃比时输出特性发生变化的空燃比传感器、

能够对内燃机提供燃料，调整燃料供给量的燃料供给单元、

决定表示所述燃料供给单元应该提供的燃料供给量的燃料指令值的燃料量决定单元、以及

预先存储对每一运行状态决定表示作为每一运行状态的基准的燃料供给量的运行状态基准系数的第1对应关系、以及对每一运行状态求对每一运行状态修正燃料供给量，以使所述空燃比传感器所示的空燃比为理论空燃比用的运行状态修正系数的第2对应关系的存储单元，

所述燃料量决定单元具有根据存储于所述存储单元的所述第1对应关系和所述第2对应关系，决定与所述运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数以及所述运行状态修正系数，而且根据所述空燃比传感器的输出决定使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数，利用包含该决定的运行状态基准系数、运行状态修正系数、以及反馈修正系数的计算公式，决定所述燃料指令值的反馈控制模式。

2.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

还具备根据所述反馈控制模式时决定的所述反馈修正系数计算抑制所述内燃机随时间劣化的影响用的劣化学习修正系数的学习值计算单元，

所述存储单元对所述劣化学习修正系数进行更新存储，

所述燃料量决定单元具有根据存储于所述存储单元的所述第1对应关系，决定与所述运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数，读出所述存储单元中存储的所述劣化学习修正系数，利用包含所述运行状态基准系数和所述劣化学习修正系数的计算公式，与所述空燃比传感器的输出无关地决定所述燃料指令值的非反馈控制模式。

3.根据权利要求2所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

所述学习值计算单元对于每一运行状态计算所述劣化学习修正系数，所述存储单元对于每一运行状态存储表示运行状态与所述劣化学习修正系数的关系的第3对应关系。

4.根据权利要求3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

所述学习值计算单元计算将对应于运行状态存储于所述存储单元的多个劣化学习修正系数相应于运行区域加权的加权平均值，根据所述加权平均值计算所述劣化学习修正系数的代表值，

所述存储单元更新存储所述学习值计算单元计算出的所述代表值，

所述燃料量决定单元在所述非反馈控制模式时将所述代表值适用于包含所述劣化学习修正系数的所述计算公式，计算出所述燃料指令值。

5.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

所述反馈修正系数具有闭回路修正值、实时学习值、以及长期学习值，

所述闭回路修正值设定为能够使空燃比向接近理论空燃比的方向变化，在所述空燃比传感器的输出反转时能够使该变化的正负反转，

所述实时学习值设定为在所述闭回路修正值反转时没有跨过规定的基准值的期间使空燃比向接近理论空燃比的方向变化，而且一旦所述闭回路修正值在反转时跨越规定的基准值，就保持该时刻的值，

所述长期学习值设定为在所述实时学习值达到规定的阈值时加上规定值，而且所述实时学习值设定为在进行该加法运算时减去所述规定值。

6.根据权利要求5所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，所述学习值计算单元根据所述长期学习值计算所述劣化学习修正系数。

7.根据权利要求2所述的内燃机空燃比控制装置，其特征在于，所述存储单元形成在内燃机的点火开关断开的期间也能够继续存储所述劣化学习修正系数的结构。

8.根据权利要求2所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

具备检测所述内燃机的燃烧是否不稳定的燃烧状态检测单元，

所述燃料量决定单元在所述燃烧状态检测单元检测出燃烧不稳定的情况下，对所述劣化学习修正系数进行缩小修正。

9.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，

具备检测所述内燃机的燃烧是否不稳定的燃烧状态检测单元，

所述燃料量决定单元具有在所述运行状态检测单元检测出运行状态处于空转运行区域时，决定与该空转运行区域对应的所述运行状态基准系数和使所述空燃比传感器的输出为表示稀状态的值用的空转修正系数，用包含该决定的运行状态基准系数和空转修正系数的计算公式决定所述燃料指令值的空转模式，

所述燃料量决定单元在所述空转模式时由所述燃烧状态检测单元判断为燃烧不稳定的情况下，对所述空转修正系数进行缩小修正。

10.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，所述燃料量决定单元在所述反馈控制模式开始时根据所述运行状态检测单元检测出的运行状态求所述运行状态修正系数，使所述运行状态修正系数慢慢向求出的值变化。

11.一种内燃机的空燃比控制方法，所述内燃机具备能够对内燃机提供燃料，调整燃料供给量的燃料供给单元，其特征在于，

预先存储对每一运行状态决定表示作为每一运行状态的基准的燃料供给量的运行状态基准系数的第1对应关系、以及对每一运行状态求对每一运行状态修正燃料供给量，以使空燃比传感器所示的空燃比为理论空燃比用的运行状态修正系数的第2对应关系，

根据预先存储的所述第1对应关系，决定与运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态基准系数，

根据预先存储的所述第2对应关系，决定与运行状态检测单元检测出的运行状态相应的所述运行状态修正系数，

根据排气中的空燃比接近理论空燃比时输出特性发生变化的空燃比传感器的输出，决定使空燃比接近理论空燃比用的反馈修正系数，

利用包含决定的运行状态基准系数、运行状态修正系数、以及反馈修正系数的计算公式，决定表示所述燃料供给单元应该提供的燃料供给量的燃料指令值。

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