JP2003155947A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧の変動に対する空燃比の制御特性を改
善する。 【解決手段】 フィードバック実行条件が成立し、且つ
見込み補正フラグＸＯＴＰ＝０（見込み補正せず）の場
合には、目標空気過剰率λＴＧを設定する（ステップ１
０１〜１０３）。この後、吸気管圧力センサ１７により
検出された吸気管圧力より大気圧を演算し（ステップ１
０４）、その大気圧に応じたフィードバックゲインを設
定する（ステップ１０５）。そして、制御モードフラグ
Ｆ１＝１（前回が見込み制御で今回がフィードバック制
御）の場合、又はフィードバック制御中にフィードバッ
クゲインが切り替えられた場合には、そのフィードバッ
クゲインを用いて積分項ＺＩの初期値を演算し、積分項
ＺＩを演算する（ステップ１０６〜１０９）。この後、
この積分項ＺＩを用いて空燃比補正係数ＦＡＦを演算す
る（ステップ１１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排出ガ
スの空燃比をほぼリニアに検出する空燃比センサの出力
信号に基づいて空燃比を目標空燃比に合わせるようにフ
ィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空燃比フィードバック制御に用
いられる空燃比センサは、大気側と排出ガス側との酸素
分圧（酸素濃度）の差に応じた起電力を発生し、この起
電力によって空燃比が検出される。高地走行中は、空燃
比センサに作用する大気側の酸素分圧が低下し、排出ガ
ス側の酸素分圧との差が少なくなるため、空燃比センサ
により検出される空燃比が実際よりもリッチに検出され
てしまい、フィードバック特性が悪化する欠点がある。

【０００３】この欠点を解消するため、例えば特許文献
１（特公平５−８５７４２号公報）に示すように、目標
空燃比を理論空燃比よりリーン側に設定して運転するリ
ーンバーンシステムでは、大気圧を大気圧検出手段によ
り検出し、大気圧の低下に応じて目標空燃比をリッチ側
に補正するようにしたものがある。

【０００４】

【特許文献１】特公平５−８５７４２号公報（第１頁
等）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特許文献１は、目
標空燃比を理論空燃比よりリーン側に設定するリーンバ
ーンシステムに対する高地補正であり、空燃比を理論空
燃比付近で制御する通常のエンジンに対しては、目標空
燃比を変動させると、却ってフィードバック特性が悪化
してしまう。

【０００６】また、限界電流式の空燃比センサは、リッ
チ状態の排出ガスに長時間さらされると、センサ部の酸
素濃度が極端に少なくなって酸欠状態に陥ってしまい、
センサ出力が実際の空燃比よりリーンになって、フィー
ドバック特性が悪化する欠点がある。

【０００７】本発明はこれらの事情を考慮してなされた
ものであり、従ってその目的は、空燃比の制御特性を改
善できて、エミッションやドライバビリティを向上する
ことができる内燃機関の空燃比制御装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、内燃機関の排出ガスの空燃比をほぼリニ
アに検出する空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比
を目標空燃比に合わせるようにフィードバック制御する
ものにおいて、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前
記大気圧検出手段により検出した大気圧に応じて空燃比
制御のフィードバックゲインを可変設定するゲイン設定
手段とを備えた構成としたものである（請求項１）。

【０００９】前記ゲイン設定手段は、前記大気圧が低下
するほど前記空燃比制御のフィードバックゲインを増大
させるようにしても良い（請求項２）。

【００１０】

【作用】本発明によれば、大気圧を大気圧検出手段によ
り検出し、その大気圧に応じて空燃比制御のフィードバ
ックゲインをゲイン設定手段により可変設定する。これ
により、空燃比を理論空燃比近傍で制御する通常のエン
ジンでも、大気圧変動時のフィードバック特性を改善で
きる（請求項１）。

【００１１】更に、請求項２では、大気圧が低下するほ
ど空燃比制御のフィードバックゲインを増大させる。こ
れにより、高地走行時のエミッションやドライバビリテ
ィが改善される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図１１に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエ
ンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機
関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エ
アクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下
流側に吸気温度Ｔａｍを検出する吸気温センサ１４が設
けられ、この吸気温センサ１４の下流側にスロットルバ
ルブ１５とスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開
度センサ１６とが設けられている。更に、スロットルバ
ルブ１５の下流側には、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気
管圧力センサ１７が設けられ、この吸気管圧力センサ１
７の下流側にサージタンク１８が設けられている。この
サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を
導入する吸気マニホールド１９が接続され、この吸気マ
ニホールド１９の各気筒の分岐管部にそれぞれ燃料を噴
射するインジェクタ２０が取り付けられている。

【００１３】また、エンジン１１には各気筒毎に点火プ
ラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１には、点火
回路２２で発生した高圧電流がディストリビュータ２３
を介して供給される。このディストリビュータ２３に
は、７２０℃Ａ（クランク軸２回転）毎に例えば２４個
のパルス信号を出力するクランク角センサ２４が設けら
れ、このクランク角センサ２４の出力パルス間隔によっ
てエンジン回転数Ｎｅを検出するようになっている。ま
た、エンジン１１には、エンジン冷却水温Ｔｈｗを検出
する水温センサ３８が取り付けられている。

【００１４】一方、エンジン１１の排気ポート（図示せ
ず）には、排気マニホールド２５を介して排気管２６
（排気通路）が接続され、この排気管２６の途中に、排
出ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減さ
せる三元触媒等の触媒２７が設けられている。この触媒
２７の上流側には、排出ガスの空燃比に応じたリニアな
空燃比信号を出力する空燃比センサ２８が設けられ、ま
た、触媒２７の下流側には、排出ガス中の空燃比がリッ
チかリーンかによって出力が反転する酸素センサ２９が
設けられている。

【００１５】上述した各種のセンサの出力は電子制御回
路３０内に入力ポート３１を介して読み込まれる。電子
制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構
成され、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バック
アップＲＡＭ３５を備え、各種センサ出力から得られた
エンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量ＴＡＵ
や点火時期Ｉｇ等を演算し、その演算結果に応じた信号
を出力ポート３６からインジェクタ２０や点火回路２２
に出力する。

【００１６】更に、この電子制御回路３０は、触媒２７
上流側の空燃比センサ２８に基づいて目標空燃比と実空
燃比との偏差を小さくするように空燃比を制御する。以
下、この電子制御回路３０による空燃比制御の内容を具
体的に説明する。

【００１７】まず、図２に基づいて空燃比補正係数ＦＡ
Ｆを演算するＦＡＦ演算ルーチンの処理の流れを説明す
る。このＦＡＦ演算ルーチンは、燃料噴射タイミングで
繰り返し実行される。処理が開始されると、まず、ステ
ップ１０１で、フィードバック実行条件が成立したか否
かを判定する。ここで、フィードバック実行条件として
は、エンジン冷却水温Ｔｈｗが所定温度以上であるこ
と、空燃比センサ２８及び酸素センサ２９が十分に活
性化されていること等があり、これらの条件が全て満た
されたときにフィードバック実行条件が成立して、ステ
ップ１０２に進み、見込み補正フラグＸＯＴＰが０（見
込み補正せず）であるか否かを判定し、ＸＯＴＰ＝０の
場合に、ステップ１０３以降の処理に進む。

【００１８】上述したフィードバック実行条件が不成立
の場合、又は見込み補正フラグＸＯＴＰ＝１（見込み補
正実行）の場合には、ステップ１１２に進んで、空燃比
補正係数ＦＡＦを１．０に設定し、続くステップ１１３
で、制御モードフラグＦ１を見込み制御（オープンルー
プ制御）を示す“１”にセットし、本ルーチンを終了す
る。

【００１９】一方、フィードバック実行条件が成立し、
且つ、見込み補正フラグＸＯＴＰ＝０（見込み補正せ
ず）の場合には、目標空気過剰率λＴＧを後述する図３
のλＴＧ設定ルーチンによって設定する。

【００２０】ここで、目標空気過剰率λＴＧ＝目標空燃
比／理論空燃比であり、目標空気過剰率λＴＧを設定す
ることで、目標空燃比を設定することになる。次のステ
ップ１０４では、吸気管圧力センサ１７の出力信号に基
づいて大気圧を後述する図４の大気圧演算ルーチンによ
って演算する。そして、この大気圧に基づいて、次のス
テップ１０５で、フィードバックゲインＫ１〜Ｋ４，Ｋ
Ａを後述する図５のフィードバックゲイン設定ルーチン
によって設定する。

【００２１】この後、ステップ１０６で、制御モードフ
ラグＦ１が“１”であるか否か、つまり前回が見込み制
御で今回がフィードバック制御に切り替えられたか否か
を判定し、「Ｎｏ」の場合、つまり前回も今回もフィー
ドバック制御である場合には、ステップ１０７に進ん
で、フィードバックゲインが前回と同じか否かを判定す
る。これらステップ１０６，１０７の判定処理は、次の
ステップ１０８の積分項ＺＩの初期値演算を行うか否か
を判断するためのものであり、積分項ＺＩの初期値演算
を行うタイミングは、前回が見込み制御で今回がフィー
ドバック制御に切り替えられたとき、又はフィードバッ
ク制御実行中にフィードバックゲインが切り替えられた
ときである。積分項ＺＩの初期値演算は、次式により行
われる。

【００２２】ＺＩ＝ＦＡＦ（ｉ）＋Ｋ２・ＦＡＦ（ｉ−
１）＋Ｋ３・ＦＡＦ（ｉ−２）＋Ｋ４・ＦＡＦ（ｉ−
３）−Ｋ１・λ（ｉ） ここで、（ｉ）は今回値を示し、（ｉ−１）は前回値、
（ｉ−２）は前々回値、（ｉ−３）は前々々値を示して
いる。また、Ｋ１〜Ｋ４はフィードバックゲインであ
り、λは空燃比センサ２８により検出した空気過剰率で
ある。このようにして、見込み制御からフィードバック
制御に切り替えられる毎に、或は、フィードバック制御
実行中にフィードバックゲインが切り替えられる毎に、
上式により積分項ＺＩの初期値を演算することで、制御
切替時やフィードバックゲイン切替時の制御特性を向上
させる。

【００２３】そして、次のステップ１０９で、実空気過
剰率λ（ｉ）と目標空気過剰率λＴＧとの偏差とフィー
ドバックゲインＫＡを用いて積分項ＺＩを次式により演
算する。 ＺＩ＝ＺＩ（ｉ−１）＋ＫＡ｛λ（ｉ）−λＴＧ｝ この積分項ＺＩを用いて、次のステップ１１０で、空燃
比補正係数ＦＡＦを次式により演算する。 ＦＡＦ（ｉ）＝ＺＩ（ｉ）＋Ｋ１・λ（ｉ）＋Ｋ２・Ｆ
ＡＦ（ｉ−１）＋Ｋ３・ＦＡＦ（ｉ−２）＋Ｋ４・ＦＡ
Ｆ（ｉ−３）

【００２４】この式により、実空気過剰率λ（ｉ）と目
標空気過剰率λＴＧとの偏差を小さくするようにＦＡＦ
（ｉ）が設定される。この後、ステップ１１１で、制御
モードフラグＦ１をフィードバック制御を示す“０”に
セットし、本ルーチンを終了する。

【００２５】次に、前述した図２のステップ１０３で実
行される目標空気過剰率λＴＧ設定ルーチンの処理内容
を図３に基づいて説明する。本ルーチンの処理が開始さ
れると、まずステップ１２１で、エンジン回転数Ｎｅ、
吸気管圧力ＰＭ等の運転状態パラメータに応じて図７に
示す目標空気過剰率λＴＧ設定マップから目標空気過剰
率λＴＧを検索して求める。この後、ステップ１２２
で、目標空気過剰率λＴＧを次式によりなまし処理す
る。 λＴＧ＝λＴＧ（ｉ−１）＋１／ｎ・λＴＧ ここで、λＴＧ（ｉ−１）は、前回のλＴＧであり、１
／ｎはなまし定数である。

【００２６】次のステップ１２３で、後述する見込み制
御カウンタＣＯＴＰが所定値ＫＯＴＰＢに達したか否か
を判定し、達していなければ、ステップ１２４に進ん
で、目標空気過剰率補正量λＴＧＤを０に設定して本ル
ーチンを終了するが、見込み制御カウンタＣＯＴＰが所
定値ＫＯＴＰＢに達していれば、ステップ１２５に進ん
で、目標空気過剰率補正量λＴＧＤを次式により算出す
る。 λＴＧＤ＝λＴＧＤ（ｉ−１）＋ＫλＴＧＤ ここで、λＴＧＤ（ｉ−１）は前回のλＴＧＤであり、
ＫλＴＧＤは１回当たりの補正量（定数）である。

【００２７】そして、次のステップ１２６で、目標空気
過剰率λＴＧを次式により算出し、リッチ側に補正す
る。 λＴＧ＝λＴＧ−λＴＧＤ

【００２８】この後、目標空気過剰率λＴＧをガード処
理するために、目標空気過剰率λＴＧがガード値ＫλＴ
ＧＬ以上であるか否かを判定し、λＴＧ≧ＫλＴＧＬで
あれば、そのλＴＧをそのまま用いるが、λＴＧ＜Ｋλ
ＴＧＬであれば、ステップ１２８に進んで、目標空気過
剰率λＴＧをガード値ＫλＴＧＬに設定し、次のステッ
プ１２９で、次式により目標空気過剰率補正量λＴＧＤ
を算出する。 λＴＧＤ＝λＴＧ−ＫλＴＧ

【００２９】以上の処理により、見込み制御中は、見込
み制御カウンタＣＯＴＰが所定値ＫＯＴＰＢに達する毎
に、λＴＧ≧ＫλＴＧＬの範囲内で、目標空気過剰率λ
ＴＧが順次リッチ側に更新される。

【００３０】次に、前述した図２のステップ１０４で実
行される大気圧演算ルーチンの処理内容を図４に基づい
て説明する。本ルーチンは、特許請求の範囲でいう大気
圧検出手段として機能し、所定時間毎又は所定クランク
角毎に繰り返し処理される。処理が開始されると、まず
ステップ１３１にて、スロットル開度センサ１６から出
力されるスロットル開度信号ＬＳを読み込む。続くステ
ップ１３２で、エンジン１１の運転状態が定常状態であ
るか否かを判定する。この定常状態の判定は、例えば、
ＲＡＭ３３に格納した吸気管圧力ＰＭの変化量｜ΔＰＭ
｜が所定値以下であるか否か、或は｜ＰＭ−ＰＭＡＶ｜
（但しＰＭＡＶは吸気管圧力のなまし処理値）が所定値
以下であるか否かによって判断する。

【００３１】このステップ１３２で定常状態であると判
断された場合には、ステップ１３３に進んで、ＲＡＭ３
３に格納したエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ０より
小さいか否かを判断し、Ｎｅ＜Ｎ０と判断された場合に
は、ステップ１３４に移る。一方、上記ステップ１３２
で定常状態でないと判断された場合や、ステップ１３３
でＮｅ≧Ｎ０と判断された場合には、後述するステップ
１３９に移行する。

【００３２】上述したように、定常状態で且つＮｅ＜Ｎ
０の場合には、ステップ１３４に進んで、第８図に示す
マップを用いてエンジン回転数Ｎｅに応じた吸気管圧力
補正値ＰＭＡＤＤを求める。そして、次のステップ１３
５で、前記ステップ１３１で読み込んだスロットル開度
信号ＬＳがハイレベルであるか否か、つまり、スロット
ル開度θが所定開度θ０以上であるか否かを判断する。
このステップ１３５でＬＳがハイレベルであると判断さ
れた場合には、ステップ１３６に進み、前回の処理で算
出された検出大気圧ＰＭＯが吸気管圧力ＰＭと吸気管圧
力補正値ＰＭＡＤＤとの和より大きいか否かを判断し、
ＰＭＯ＞ＰＭ＋ＰＭＡＤＤと判断された場合には、続く
ステップ１３８で、上記吸気管圧力ＰＭと吸気管圧力補
正値ＰＭＡＤＤとの和を検出大気圧ＰＭＯに代入する。

【００３３】尚、ステップ１３８で、ＰＭＯ≦ＰＭ＋Ｐ
ＭＡＤＤと判断された場合には、後述するステップ１８
０に移行する。以上説明したステップ１３５，１３６，
１３８の処理により、運転車両が高地に移動して大気圧
が低下するに従って、検出大気圧ＰＭＯが小さくなるよ
うに更新される。

【００３４】一方、前述したステップ１３５で、スロッ
トル開度信号ＬＳがハイレベルでないと判断された場合
には、ステップ１３７に進み、ＰＭＯ≦ＰＭ＋ＰＭＡＤ
Ｄであるか否かを判断し、ＰＭＯ≦ＰＭ＋ＰＭＡＤＤと
判断された場合には、ステップ１３８で、上記吸気管圧
力ＰＭと吸気管圧力補正値ＰＭＡＤＤとの和を検出大気
圧ＰＭＯに代入する。尚、ステップ１３７でＰＭＯ≦Ｐ
Ｍ＋ＰＭＡＤＤと判定された場合には、後述するステッ
プ１３９に移行する。以上説明したステップ１３５，１
３７，１３８の処理により、運転車両が高地から低地に
移動して大気圧が上昇するに従って、検出大気圧ＰＭＯ
が大きくなるように更新される。

【００３５】以上のようにして検出大気圧ＰＭＯを更新
した後、検出大気圧ＰＭＯをガード処理するために、ス
テップ１３９に進み、検出大気圧ＰＭＯが７６０ｍｍＨ
ｇより高いか否かを判断し、ＰＭＯ＞７６０の場合に
は、ステップ１４０に進んで、検出大気圧ＰＭＯに７６
０ｍｍＨｇを代入し、本ルーチンを終了する。

【００３６】一方、ステップ１３９でＰＭＯ≦７６０と
判断された場合には、ステップ１４１に進み、検出大気
圧ＰＭＯが５５０ｍｍＨｇより小さいか否かを判断し、
ＰＭＯ＜５５０の場合には、ステップ１４２に進み、検
出大気圧ＰＭＯに５５０ｍｍＨｇを代入して、本ルーチ
ンを終了する。一方、ステップ１４１でＰＭ≧５５０と
判断された場合には、検出大気圧ＰＭＯをガード処理す
ることなく、本ルーチンを終了する。

【００３７】このようにして、ステップ１３１〜１３８
にて、検出大気圧ＰＭＯが吸気管圧力ＰＭを基に演算さ
れ、続くステップ１３９〜１４２の処理により、上記演
算された検出大気圧ＰＭＯが、日本国内の走行可能な海
抜２７００ｍにおける大気圧５５０ｍｍＨｇから海抜０
ｍにおける大気圧７６０ｍｍＨｇまでの範囲に納まるよ
う、ガード処理され、検出大気圧ＰＭＯが７６０ｍｍＨ
ｇを上回った場合には７６０ｍｍＨｇに設定され、５５
０ｍｍＨｇを下回った場合には５５０ｍｍＨｇに設定さ
れる。

【００３８】次に、前述した図２のステップ１０５で実
行されるゲイン設定ルーチンの処理内容を図５に基づい
て説明する。本ルーチンは、特許請求の範囲でいうゲイ
ン設定手段として機能し、上記図４の大気圧演算ルーチ
ンで算出した大気圧ＰＭＯに応じてフィードバックゲイ
ンＫ１〜Ｋ４，ＫＡを可変設定する処理を行う。このゲ
イン設定ルーチンでは、ステップ１５１〜１５３の処理
により、大気圧が次の４つのグループのいずれに該当す
るか否かを判定する。 大気圧＞７００ｍｍＨｇ ７００ｍｍＨｇ≧大気圧＞６５０ｍｍＨｇ ６５０ｍｍＨｇ≧大気圧＞６００ｍｍＨｇ ６００ｍｍＨｇ≧大気圧

【００３９】大気圧が〜のいずれに該当するか判定
されると、それぞれ該当するステップ１５４〜１５７に
進み、フィードバックゲインＩＫを予め設定されたマッ
プから求める。この際、大気圧が低下するほど、フィー
ドバックゲインＩＫが増大するように設定される。尚、
ステップ１５４において、ＩＫ７００（１，２，３，
４，Ａ）は大気圧＞７００ｍｍＨｇの場合のフィードバ
ックゲインＫ１〜Ｋ４，ＫＡを示す（ステップ１５５〜
１５７においても同様である）。

【００４０】次に、図６に基づいて見込み制御ルーチン
の処理の流れを説明する。まず、ステップ２０１で、空
燃比センサ２８から出力される空燃比信号を読み込み、
続くステップ２０２で、空燃比を空気過剰率λに次式に
より変換する。 空気過剰率λ＝空燃比／理論空燃比

【００４１】次のステップ２０３では、空気過剰率λが
１．０以下（リッチ）であるか否かを判定し、λ＞１．
０（リーン）であれば、ステップ２０４に進み、見込み
制御カウンタＣＯＴＰを０にクリアし、続くステップ２
０７で、見込み補正フラグＸＯＴＰを０（見込み補正せ
ず）に設定した後、ステップ２０８で、見込み補正係数
ＦＯＴＰを１．０に設定し、本ルーチンを終了する。

【００４２】一方、前述したステップ２０３で、λ≦
１．０（リッチ）の場合には、ステップ２０５に進ん
で、見込み制御カウンタＣＯＴＰを次式によりカウント
アップする。 ＣＯＴＰ＝ＣＯＴＰ＋ＫＣＯＴＰ×（１．０−λ）×Ｑ
Ａ

【００４３】ここで、ＫＣＯＴＰは定数、（１．０−
λ）はリッチ度合、ＱＡは吸入空気量である。従って、
見込み制御カウンタＣＯＴＰのカウントアップ量は、リ
ッチ度合が強いほど、また吸入空気量が多いほど、大き
くなる。そして、次のステップ２０６で、見込み制御カ
ウンタＣＯＴＰが所定値ＫＯＴＰＡに達したか否かを判
定し、ＣＯＴＰ＜ＫＯＴＰＡであれば、ステップ２０７
に進み、見込み補正フラグＸＯＴＰを０（見込み補正せ
ず）に設定した後、ステップ２０８で、見込み補正係数
ＦＯＴＰを１．０に設定し、本ルーチンを終了する。

【００４４】これに対し、上述したステップ２０６で、
ＣＯＴＰ≧ＫＯＴＰＡの場合には、ステップ２０９に進
み、見込み補正フラグＸＯＴＰが０（見込み補正せず）
であるか否か、つまり前回見込み補正を行わなかったか
否かを判定し、ＸＯＴＰ＝０であれば、ステップ２１０
に進み、ＸＯＴＰ＝１（見込み補正実行）に設定し、空
燃比制御モードを見込み制御に切り替える。つまり、λ
≦１．０（リッチ）の状態が見込み制御カウンタＣＯＴ
Ｐ≧ＫＯＴＰＡとなるまで続いた時に、空燃比制御モー
ドが見込み制御に切り替えられる。そして、次のステッ
プ２１１で、見込み補正係数ＦＯＴＰの初期値を次式に
より算出する。 ＦＯＴＰ＝１．０−（ＦＡＦＡＶ−１．０）ここで、Ｆ
ＡＦＡＶは、所定時間内のフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆの平均値である。そして、次のステップ２１２で、そ
のときの目標空気過剰率λＴＧをλＴＧＡとして記憶
し、本ルーチンを終了する。

【００４５】一方、上述したステップ２０９でＸＯＴＰ
＝１（見込み補正実行）であれば、ステップ２１３に進
み、目標空気過剰率λＴＧが変化したか否かを判定し、
変化していなければ、本ルーチンを終了するが、変化し
ていれば、ステップ２１４に進み、見込み補正係数ＦＯ
ＴＰを次式にて算出する。 ＦＯＴＰ＝１．０＋（λＴＧＡ−λＴＧ） ここで、λＴＧＡは前回の処理で記憶した目標空気過剰
率であり、λＴＧは現在の目標空気過剰率である。そし
て、次のステップ２１２で、そのときの目標空気過剰率
λＴＧをλＴＧＡとして記憶し、本ルーチンを終了す
る。

【００４６】上述した各ルーチンによって空燃比制御を
行った場合の挙動を図９及び図１０のタイムチャートに
示している。図９はフィードバック制御から見込み制御
へ切り替える際の挙動を示すタイムチャートであり、図
１０は高負荷域・リッチ域でのフィードバック特性を示
すタイムチャートである。エンジン負荷（エンジン回転
数Ｎｅ，吸気管圧力ＰＭ）が上昇するに従って、目標空
気過剰率λＴＧがリッチ側に補正され、それに伴ってフ
ィードバック補正係数ＦＡＦが増大する。フィードバッ
ク制御中は見込み補正係数ＦＯＴＰが１．０に維持さ
れ、見込み制御に切り替えられると、見込み補正係数Ｆ
ＯＴＰの初期値が図６のステップ２１１により算出され
る。見込み制御は、目標空気過剰率λＴＧが変化する毎
に見込み補正係数ＦＯＴＰが図６のステップ２１４によ
って更新される。

【００４７】以上説明した実施例では、図１１に示すよ
うに、大気圧に応じて空燃比センサ２８の出力電流値が
変化することを考慮し、吸気管圧力センサ１７により検
出した吸気管圧力ＰＭから大気圧を演算し、その大気圧
に応じて空燃比制御のフィードバックゲインを可変設定
するようにしたので、空燃比を理論空燃比近傍で制御す
る通常のエンジンでも、大気圧変動時のフィードバック
特性を改善できて、エミッションやドライバビリティを
向上することができる。尚、上記実施例では、吸気管圧
力センサ１７の出力信号を用いて大気圧を演算するよう
にしたが、大気圧を検出する大気圧センサを設けるよう
にしても良いことは言うまでもない。

【００４８】ところで、限界電流式の空燃比センサ２８
は、リッチ状態の排出ガスに長時間さらされると、セン
サ部の酸素濃度が極端に少なくなって酸欠状態に陥って
しまい、センサ出力が実際の空燃比よりリーンになる。
この状態では、空燃比フィードバックが益々リッチ側に
働く悪循環に陥り、エミッションやドライバビリティが
著しく悪化する。

【００４９】そこで、上記実施例では、λ≦１．０（リ
ッチ）の状態が見込み制御カウンタＣＯＴＰ≧ＫＯＴＰ
Ａとなるまで続いた時に、空燃比制御モードをフィード
バック制御から見込み制御に切り替えるようにしてい
る。これにより、上述したように空燃比センサ２８が酸
欠状態になったとしても、空燃比フィードバックがリッ
チ側に働く悪循環を招かずに済み、空燃比を適正な方向
に補正することが可能となる。

【００５０】ところで、排出ガス浄化用の触媒２７の温
度上昇による溶損を防止するために高負荷域では空燃比
をリッチ側に制御する手法が一般的である。従来は、高
負荷域ではフィードバック制御せずに見込み制御のみで
空燃比をリッチ側に制御していた。しかし、高負荷域で
も、エミッション低減・燃費向上という観点から、リッ
チ域で正確なフィードバック制御を行いたいという要求
が増えている。この場合に問題となるのは、触媒２７の
温度上昇と目標空燃比との関係である。つまり、エミッ
ション低減・燃費向上のためには、目標空燃比をなるべ
くリーン側に設定したいが、触媒２７の温度上昇抑制の
ためには、目標空燃比をリッチ側に設定する必要があ
る。

【００５１】そこで、上記実施例では、目標空燃比（目
標空気過剰率λ）を徐々にリッチ側に設定する運転領域
（図１０のＡ領域）では、目標空燃比をエミッション低
減・燃費向上を図る空燃比に設定し、明らかに触媒２７
の温度上昇が考えられる運転領域（図１０のＢ領域）で
は、目標空燃比を経過時間に応じてリッチ側へ徐々に変
化させることで、高負荷域・リッチ域でも正確なフィー
ドバック制御が可能となると共に、触媒２７の温度上昇
抑制とエミッション低減・燃費向上とを両立させること
ができる。

【００５２】以上説明した実施例では、大気圧に応じて
空燃比制御のフィードバックゲインを変えるようにした
が、図１２及び図１３に示す比較例では、検出した大気
圧に応じて空燃比センサ２８の出力信号を補正するよう
にしている。即ち、図１２に示す空燃比制御ルーチンで
は、まずステップ３０１で、空燃比センサ２８の電流値
を検出し、次のステップ３０２で大気圧を検出する。こ
の大気圧検出は、前記実施例のように吸気管圧力センサ
１７により検出した吸気管圧力ＰＭから大気圧を演算し
ても良いし、大気圧センサを設けて大気圧を直接検出す
るようにしても良い。

【００５３】そして、次のステップ３０３では、検出し
た大気圧に応じて、図１３のマップからセンサ出力補正
率を算出し、続くステップ３０４で、空燃比センサ２８
の出力電流値にセンサ出力補正率を乗算し、その値から
空燃比（空気過剰率）を算出する。これ以降の処理は、
前記実施例と同じで良い。このように、大気圧に応じて
空燃比センサ２８の出力信号を補正するようにしても、
前記実施例のように大気圧に応じて空燃比制御のフィー
ドバックゲインを可変設定するのとほぼ同様の効果が得
られる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、大気圧を検出し、その大気
圧に応じて空燃比制御のフィードバックゲインを可変設
定するようにしたので、空燃比を理論空燃比近傍で制御
する通常のエンジンでも、大気圧変動時のフィードバッ
ク特性を改善できる。

【００５５】更に、請求項２では、大気圧が低下するほ
ど空燃比制御のフィードバックゲインを増大させるよう
にしたので、高地走行時の大気圧低下による空燃比のず
れを精度良く補正することができて、高地走行時のエミ
ッションやドライバビリティを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すエンジン制御システム
全体の概略構成図

【図２】ＦＡＦ演算ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート

【図３】λＴＧ演算ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート

【図４】大気圧演算ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート

【図５】ゲイン設定ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート

【図６】見込み制御ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート

【図７】目標空気過剰率λＴＧ設定マップのデータを概
念的に示す図

【図８】エンジン回転数ＮｅとＰＭＡＤＤとの関係を示
す図

【図９】フィードバック制御から見込み制御へ切り替え
る際の挙動を示すタイムチャート

【図１０】高負荷域・リッチ域でのフィードバック特性
を示すタイムチャート

【図１１】大気圧と空燃比センサの出力電流値との関係
を説明する図

【図１２】比較例における空燃比制御の流れの一部を示
すフローチャート

【図１３】大気圧とセンサ出力補正率との関係を示す図

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１５…スロットルバル
ブ、１６…スロットル開度センサ、１７…吸気管圧力セ
ンサ、２０…インジェクタ、２４…クランク角センサ、
２６…排気管、２７…触媒、２８…空燃比センサ、２９
…酸素センサ、３０…電子制御回路（大気圧検出手段，
ゲイン設定手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA24 DA04 DA10 EB11 EB13 FA01 FA02 FA10 FA11 FA20 FA29 FA38 3G301 HA15 JA03 JA20 JA21 KB05 LA01 MA01 MA11 MA18 ND01 ND05 ND42 NE01 PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PD03Z PD04Z PD08A PD08Z PD09Z PE03Z PE08Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排出ガスの空燃比をほぼリニ
   アに検出する空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比
   を目標空燃比に合わせるようにフィードバック制御する
   内燃機関の空燃比制御装置において、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段により検出した大気圧に応じて空燃
   比制御のフィードバックゲインを可変設定するゲイン設
   定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記ゲイン設定手段は、前記大気圧が低
   下するほど前記空燃比制御のフィードバックゲインを増
   大させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。