JP2009024598A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷態時において、暖機完了後に設定した空燃比学習値を用いて燃料噴射量を学習補正した場合であっても、空燃比の過剰補正とならず適正な空燃比制御を実行できるようにする。
【解決手段】エンジン回転数ＮEと基本燃料噴射量Ｔpとに基づきマップ参照により空燃比学習値ＫLRを検索し、空燃比学習値ＫLRから空燃比学習補正係数ＫBLRCを設定する(S6)。次いで冷却水温Ｔｗと暖機判定水温Ｔｏとを比較し、Ｔｗ＜Ｔｏの冷態始動或いは暖機途上と判定したときは、冷却水温Ｔｗに基づき空燃比学習補正係数ＫBLRCを補正して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定する(S9)。そして基本燃料噴射量Ｔpを空燃比学習補正係数ＫBLRCで補正すると共に、空燃比学習補正係数ＫBLRCで学習補正して、インジェクタ１１に対する燃料噴射量Ｔｉを設定する(S11)。
【選択図】図３

Description

本発明は、排気ガス中の実空燃比と目標空燃比との定常的なずれ量に基づいて学習される空燃比学習値を用いて冷態時の燃料噴射量を補正するエンジンの空燃比制御装置に関する。

周知のように、吸入空気量センサやインジェクタ等の燃料系部品の製造時のバラツキや経時劣化に起因して生じる空燃比のずれを有したまま空燃比フィードバック制御を行った場合、目標空燃比（例えば理論空燃比）に対する実際の空燃比の収束性が悪くなる。そのため、空燃比制御においては、各部品の製造上のバラツキや経時劣化を補償し、空燃比フィードバック制御による空燃比の収束性を良好にする空燃比学習制御を併せて採用している。空燃比学習制御は暖機運転完了後の空燃比フィードバック制御時に行われ、各部品の製造上のバラツキや経時劣化を補償する空燃比学習値がエンジン運転領域毎に学習される。

又、空燃比フィードバック制御は、Ｏ2センサや空燃比センサ等の排気センサで検出した排気ガス中の酸素濃度に基づき排気ガス中の空燃比（実空燃比）を検出し、この空燃比が目標空燃比となるように、基本燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック補正係数が設定される。

排気センサはある温度以上にならないと活性しないため、冷態始動、及びその後の暖機運転途中、すなわち、排気センサが活性するまでは空燃比フィードバック制御を行うことができず、その間の空燃比制御はオープンループとなる。

しかし、空燃比学習値は、各部品の製造上のバラツキや経時劣化を補償するものであるため、排気センサが不活性状態においても読込まれてオープンループ制御に反映させることが好ましい。

例えば特許文献１（特開平３−６４６４３号公報）には、暖機完了後に設定した空燃比学習値を冷態時の燃料噴射制御に反映し、その際、予め設定されている所定値と空燃比学習値とを比較し、空燃比学習値が所定値未満の場合は下限ガード値に変更し、所定値以上の場合はそのまま暖機完了後の空燃比学習値をオープンループ制御に反映させる技術が開示されている。
特開平３−６４６４３号公報

ところで、冷態時は、筒内の空気充填効率、筒内の空気密度、シリンダ内壁面の燃料付着量、及びフリクション等がエンジン温度の上昇と共に変化する。そのため、引用文献１に開示されているように、暖機完了後に設定した空燃比学習値を、冷態時の燃料噴射制御に一律に反映させた場合、空燃比学習値が固定値であるため空燃比が過剰補正されてしまう可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑み、冷態時において、暖機完了後に学習した空燃比学習値で燃料噴射量を学習補正した場合であっても、空燃比の過剰補正とならず適正な空燃比制御を実行することのできるエンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明によるエンジンの空燃比制御装置は、排気ガス中の実空燃比と目標空燃比とに基づき該実空燃比を該目標空燃比に収束させる空燃比フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段と、前記実空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれ量を求め、該ずれ量に基づき空燃比学習値をエンジン運転領域毎に学習する空燃比学習値設定手段と、エンジン運転状態に基づいて設定した基本燃料噴射量を、少なくとも前記空燃比フィードバック補正係数で補正すると共に前記空燃比学習値で学習補正してインジェクタに対する燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを備え、前記空燃比学習値設定手段は、エンジン温度検出手段で検出したエンジン温度と暖機判定温度とを比較して冷態時と判定した場合、前記エンジン温度に基づき前記空燃比学習値の反映率を設定し、該反映率で前記空燃比学習値を補正して新たな空燃比学習値を設定することを特徴とする。

本発明によれば、冷態時において、暖機完了後に学習した空燃比学習値で燃料噴射量を学習補正した場合であっても、この空燃比学習値がエンジン温度に基づいて設定された反映率で補正されているため、空燃比の過剰補正とならず、適正な空燃比制御を実行することができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１にエンジンの全体構成図、図２にエンジン制御系の回路構成図を示す。

図１の符号１はエンジンで、本実施形態では水平対向型４気筒エンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクに、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。

エンジン１の吸気系としては、シリンダヘッド２の各吸気ポート２ａに吸気マニホルド３が連通され、この吸気マニホルド３に、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介して吸気通路６が連通されている。この吸気通路６のエアチャンバ４の直上流に、電子制御スロットル５を構成するスロットル弁５ａが介装されている。このスロットル弁５ａにスロットルアクチュエータ１０が連設されており、スロットル弁５ａはスロットルアクチュエータ１０にて開閉動作される。更に、吸気通路６の上流にエアクリーナ７が介装され、その上流にエアインテークチャンバ８に連通されている。

又、各気筒の吸気ポート２ａの直上流に臨まされている吸気マニホルド３の開口端にインジェクタ１１がそれぞれ配設され、この各インジェクタ１１が燃料供給路１２を介して燃料タンク１３に連通されている。燃料タンク１３には、インタンク式の燃料ポンプ１４が配設されており、燃料ポンプ１４からの燃料が、燃料供給路１２に介装された燃料フィルタ１５を経てインジェクタ１１及びプレッシャレギュレータ１６に圧送され、プレッシャレギュレータ１６から燃料タンク１３にリターンされて、各インジェクタ１１への燃料圧力が所定の圧力に調圧される。尚、符号１７は各気筒に設けられた点火プラグである。

一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通する排気マニホルド２０の集合部に排気管２１が連通され、この排気管２１の上流に触媒２２が介装され、更にこの排気管２１の下流にマフラ２３が連通されている。

ここで、エンジン運転状態を検出するセンサ類について説明する。吸気通路６のエアクリーナ７の直下流には、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ２４が介装され、又、スロットル弁５ａに、このスロットル弁５ａの開度を検出するスロットル開度センサ２５が連設されている。又、エンジン１の左右バンクを連通する冷却水通路２７に、エンジン温度を冷却水温から検出するエンジン温度検出手段としての冷却水温センサ２８が臨まされている。更に、触媒２２の上流に排気センサの一例であるＯ2センサ２９が配設されている。

又、エンジン１のクランクシャフト３０に軸着するクランクロータ３１の外周に、クランク角を検出するクランク角センサ３２が対設され、更に、クランクシャフト３０に対して１／２回転するカムシャフト３３に連設するカムロータ３４に、現在の燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒を判別する気筒判別センサ３５が対設されている。

次に、エンジン１を制御する電子制御系の構成について説明する。電子制御スロットル５に設けられているスロットルアクチュエータ１０、インジェクタ１１等のアクチュエータ類に対する制御量の演算や制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、アイドル制御等のエンジン制御は、図２に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０によって行われる。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、カウンタ・タイマ群４５、及びＩ／Ｏインターフェイス４６がバスラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心に構成されており、又、各部に安定化電源を供給する定電圧回路４７、Ｉ／Ｏインターフェイス４６に接続される駆動回路４８及びＡ／Ｄ変換器４９等の周辺回路が内蔵されている。

尚、カウンタ・タイマ群４５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割り込みを発生させる定期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。

定電圧回路４７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー５０の第１のリレー接点を介してバッテリ５１に接続されると共に、直接、バッテリ５１に接続されている。イグニッションスイッチ５２がＯＮされて電源リレー５０の接点が閉になるとＥＣＵ４０内の各部へバッテリ５１からの電源が供給される一方、イグニッションスイッチ５２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ４４に対してはバックアップ用の電源が供給される。更に、バッテリ５１には、燃料ポンプリレー５３のリレー接点を介して燃料ポンプ１４が接続されている。尚、電源リレー５０の第２のリレー接点には、バッテリ５１から各アクチュエータに電源を供給する電源線が接続されている。

Ｉ／Ｏインターフェイス４６の入力ポートには、イグニッションスイッチ５２、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量を検出するアクセルポジションセンサ２６、クランク角センサ３２、気筒判別センサ３５、車速を検出する車速センサ３６等が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器４９を介して、吸入空気量センサ２４、スロットル開度センサ２５、冷却水温センサ２８、Ｏ２センサ２９等が接続されていると共に、バッテリ５１の端子電圧ＶBが入力されてモニタされる。

一方、Ｉ／Ｏインターフェイス４６の出力ポートには、電源リレー５０や燃料ポンプリレー５３の各リレーコイル、スロットル弁５ａを開閉動作させるスロットルアクチュエータ１０、インジェクタ１１等が駆動回路４８を介して接続されている。

ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェイス４６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ４３に格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ４４に格納されている、後述する空燃比学習値マップ等の各種学習値データ、ＲＯＭ４２に記憶されている、後述する各学習補正係数反映率テーブル等の固定データ等に基づき、各アクチュエータに対する制御量を演算し、スロットル弁５ａの開度を制御するスロットル開度制御、インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量を制御する燃料噴射制御、点火プラグ１７の点火時期を制御する点火時期制御、アイドル運転時のエンジン回転数が目標エンジン回転数を維持するようにスロットル弁５ａの開度を制御するアイドル制御等のエンジン制御を行う。更に、Ｏ2センサ２９が活性した後は、空燃比フィードバック制御を実施し、Ｏ2センサ２９で検出した排気ガス中の空燃比が目標空燃比に収束するように燃料噴射量を補正する。

ＥＣＵ４０で実行される燃料噴射制御は、具体的には、図３に示す燃料噴射量設定ルーチンに従って処理される。

このルーチンは、イグニッションスイッチ５２をＯＮした後の設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、クランク角センサ３２の出力信号に基づいて算出したエンジン回転数ＮEと、吸入空気量センサ２４の出力信号に基づいて算出した吸入空気量Ｑに基づき、基本燃料噴射量（基本燃料噴射パルス幅）Ｔpを算出する（Ｔp＝Ｋ・Ｑ／ＮE、但し、Ｋはインジェクタ特性補正定数）。

次いで、ステップＳ２で、Ｏ2センサ２９からの出力信号に基づきＯ2センサ２９の活性判定を行う。Ｏ2センサ２９が活性状態にあるか否かは、例えば、Ｏ2センサの反転周期に基づいて判定する。すなわち、Ｏ2センサ２９が不活性状態では排気ガス中の実際の空燃比（実空燃比）の変化に対する応答性が鈍いため、活性状態に比し反転周期が長くなる。従って、Ｏ2センサ２９の出力値の反転周期と、予め設定した活性判定用反転周期とを比較し、反転周期が活性判定用反転周期よりも短くなったとき活性と判定する。或いは、反転周期の反転回数をカウントし、予め設定した時間内の反転回数が活性判定用反転回数を超えたとき活性と判定する。

そして、Ｏ2センサ２９が活性したと判定した場合、ステップＳ３へ進み、未だ不活性状態にあると判定した場合、ステップＳ４へ進む。ステップＳ３では、ＲＡＭ４３の所定アドレスにストアされている空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを読み出し、ステップＳ５へ進む。この空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡは、図示しない周知の空燃比フィードバック制御ルーチンによって設定される。この空燃料フィードバック制御ルーチンでは、比例積分制御（ＰＩ制御）、或いは比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）等を用いて、Ｏ2センサ２９で検出した空燃比がリッチからリーン側へ反転したときは、実空燃比をリッチ側へ補正する空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ（ＬＡＭＢＤＡ＞1.0）を設定し、又、Ｏ2センサ２９で検出した空燃比がリーンからリッチ側へ反転されたときは、実空燃比をリーン側へ補正する空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ（ＬＡＭＢＤＡ＜1.0）を設定する。従って、Ｏ2センサ２９で検出した空燃比が反転する領域が目標空燃比（本実施形態では理論空燃比）となる。

又、ステップＳ４へ進むと、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡをＬＡＭＢＤＡ＝1.0に設定して、ステップＳ５へ進む。従って、この場合、空燃比制御はオープンループ制御となる。

そして、ステップＳ３或いはステップＳ４から、ステップＳ５へ進むと、冷却水温センサ２８で検出した冷却水温Ｔｗに基づいて設定した冷却水温補正、アクセルポジションセンサ２６で検出したアクセル開度あるいはスロットル開度センサ２５で検出したスロットル開度θに基づいて設定した加減速補正及び全開増量補正等に係わる各種増量分補正係数ＣＯＥＦを設定し、ステップＳ６へ進む。尚、以下に説明するステップＳ６〜Ｓ９での処理が空燃比学習値設定手段に対応している。

ステップＳ６では、先ず、バックアップＲＡＭ４４に格納されている空燃比学習値マップを、エンジン回転数ＮEとエンジン負荷の代用である基本燃料噴射量Ｔpとをパラメータとして参照し、最も近い格子点に格納されている空燃比学習値ＫLRを検索し、この空燃比学習値ＫLRから補間計算により空燃比学習補正係数ＫBLRCを設定する。

空燃比学習値マップはエンジン回転数ＮEと基本燃料噴射量Ｔpを格子軸とし、このエンジン回転数ＮEの格子軸（ＮE格子軸）と基本燃料噴射量Ｔpの格子軸（Ｔp格子軸）との各格子点に空燃比学習値ＫLRが格納されている。この空燃比学習値ＫLRは、完全暖機完了後の定常運転時における、Ｏ2センサ２９の出力値（出力電圧）と目標空燃比（理論空燃比）との定常的なずれ量に基づいて、運転領域毎に学習される。尚、未更新の格子点にはイニシャル値（ＫLR＝1.0）が格納されている。この場合、ＫLR＜１（ＫBLRC＜１）はリーン補正、ＫLR＞１（ＫBLRC＞１）はリッチ補正となる。又、Ｏ2センサ２９が活性していない場合、学習は行われない。

この空燃比学習値ＫLRにより定常的なずれ量が学習補正されるため、空燃比フィードバック制御における空燃比の収束性が良好となる。又、エンジン運転領域が格子点にある場合は、ＫLR＝ＫBLRCとなる。従って、ＮE格子軸とＴp格子軸とをより細密に設定すれば、全運転領域でＫLR＝ＫBLRCとすることもできる。そのため、空燃比学習値ＫLRは空燃比学習補正係数ＫBLRCを含む概念であり、全運転領域でＫLR＝ＫBLRCが成立する場合、空燃比学習補正係数ＫBLRCは空燃比学習値ＫLRで読み換えることができる。

その後、ステップＳ７へ進むと、冷却水温Ｔｗを読込み、続くステップＳ８で、冷却水温Ｔｗと暖機判定水温Ｔｏとを比較する。そして、Ｔｗ＜Ｔｏの暖機中と判定したときは、ステップＳ９へ進み、又、Ｔｗ≧Ｔｏの暖機完了と判定したときはステップＳ１０へ進む。

ステップＳ９では冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを設定して、ステップＳ１０へ進む。冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCは、図４、図５に示す冷態時空燃比学習補正係数設定サブルーチンで設定される。

このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ１１でアイドル運転中か否かを調べる。アイドル運転中か否かは、スロットル開度センサ２５或いはアクセルポジションセンサ２６からの出力値を読込み、スロットル弁５ａの全閉状態、或いはアクセルペダルの開放状態が検出された場合はアイドル運転と判定し、ステップＳ１２へ進む。又、スロットル弁５ａの開状態、或いはアクセルペダルの踏込みを検出した場合は非アイドル運転と判定して、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１２へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCの値を調べ、ＫBLRC＝１のイニシャル値（学習補正無し）の場合はステップＳ１４へ進み、ＫBLRC≠１（学習補正有り）の場合はステップＳ１５へ進む。ステップＳ１４へ進むと、冷却水温Ｔｗに基づき、アイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示すアイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTを設定し、ステップＳ１６へ進む。

図６（ａ）にアイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルに格納されているアイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTの特性を示す。同図に示すように、アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTは、冷却水温Ｔｗの変化に拘わらず、ＤIDST＝1.0に固定されている。本来、空燃比学習補正係数ＫBLRCが、ＫBLRC＝１の学習補正無しの状態であるため、アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTによる補正は行う必要がないためである。

そして、ステップＳ１６へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCにアイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤIDST）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。尚、この場合、ＤIDST＝1.0であるため、ステップＳ１４，Ｓ１６の処理を行わず、ステップＳ１２からそのままルーチンを抜けて、図３のステップＳ１０へ進むようにしても良い。

又、ステップＳ１２からステップＳ１５へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCがリッチ側の補正係数に設定されているか、リーン側の補正係数に設定されているかを調べる。そして、ＫBLRC＜１のリーン側の補正係数に設定されている場合は、ステップＳ１７へ進み、ＫBLRC＞１のリッチ側の補正係数に設定されている場合は、ステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１７へ進むと、冷却水温Ｔｗに基づき、アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示すアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLを設定し、ステップＳ１９へ進む。

図６（ｂ）にアイドルリーン学習補正係数反映率テーブルに格納されているアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLの特性を示す。定常運転時に設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCは空燃比リーン側に設定されているため、この空燃比学習補正係数ＫBLRCを冷態時に適用すると、空燃比がリーン側へ過剰補正される可能性がある。その過剰補正を修正するため、アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルには、冷却水温Ｔｗが低いほど比較的大きな値のアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLが格納されている。尚、このアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLは、冷却水温Ｔｗが暖機判定水温Ｔｏに近づくに従い、ＤIDL＝1.0に収束される。

そして、ステップＳ１９へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCにアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤIDL）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。

又、ステップＳ１５からステップＳ１８へ進むと、冷却水温Ｔｗに基づき、アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示すアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRを設定し、ステップＳ２０へ進む。

図６（ｃ）にアイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルに格納されているアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRの特性を示す。定常運転時に設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCは空燃比リッチ側に設定されているが、この空燃比学習補正係数ＫBLRCを冷態時に適用しても、増量不足となり、空燃比が冷態時の要求空燃比に対してリーン側へ補正されてしまう可能性がある。その増量不足を修正するため、アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルには、冷却水温Ｔｗに応じて比較的小幅に増量された値のアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRが格納されている。尚、このアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRは、冷却水温Ｔｗが暖機判定水温Ｔｏに近づくに従い、ＤIDR＝1.0に緩やかに収束される。

そして、ステップＳ２０へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCにアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤIDR）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。

又、ステップＳ１１で非アイドル運転と判定されて、ステップＳ１３へ分岐すると、空燃比学習補正係数ＫBLRCの値を調べ、ＫBLRC＝１のイニシャル値（学習補正無し）の場合はステップＳ２１へ進み、ＫBLRC≠１（学習補正有り）の場合はステップＳ２２へ進む。ステップＳ２１へ進むと、冷却水温Ｔｗに基づき、非アイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示す非アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤAIDSTを設定し、ステップＳ２３へ進む。

図７（ａ）に非アイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルに格納されている非アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤAIDSTの特性を示す。同図に示すように、非アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤAIDSTは、冷却水温Ｔｗの変化に拘わらず、上述したアイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤIDSTと同様の理由から、ＤIDST＝1.0に固定されている。

そして、ステップＳ２３へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCに非アイドルストイキオ学習補正係数反映率ＤAIDSTを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤAIDST）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。尚、この場合、ＤAIDST＝1.0であるため、ステップＳ２１，Ｓ２３の処理を行わず、ステップＳ１２からそのままルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進むようにしても良い。

又、ステップＳ１３からステップＳ２２へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCがリッチ側の補正係数に設定されているか、リーン側の補正係数に設定されているかを調べる。そして、ＫBLRC＜１のリーン側の補正係数に設定されている場合は、ステップＳ２４へ進み、ＫBLRC＞１のリッチ側の補正係数に設定されている場合は、ステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２４へ進むと、冷却水温Ｔｗに基づき、非アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示す非アイドルリーン学習補正係数反映率ＤAIDLを設定し、ステップＳ２６へ進む。

図７（ｂ）に非アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルに格納されている非アイドルリーン学習補正係数反映率ＤAIDLの特性を示す。定常運転時に設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCは空燃比リーン側に設定されているため、この空燃比学習補正係数ＫBLRCを冷態時のしかも、非アイドル運転（車両走行中）に適用すると、空燃比が冷態時の要求空燃比に対してリーン側へ過剰補正される可能性がある。その過剰補正を修正するため、非アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルには、冷却水温Ｔｗが低いほど、上述したアイドルリーン学習補正係数反映率ＤIDLよりも高い値の非アイドルリーン学習補正係数反映率ＤAIDLが格納されている。尚、この非アイドルリーン学習補正係数反映率ＤAIDLは、冷却水温Ｔｗが暖機判定水温Ｔｏに近づくに従い、ＤAIDL＝1.0に収束される。

そして、ステップＳ２６へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCに非アイドルリーン学習補正係数反映率ＤAIDLを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤAIDL）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。

又、ステップＳ２２からステップＳ２５へ分岐すると、冷却水温Ｔｗに基づき、非アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルを補間計算付きで参照して、空燃比学習補正係数ＫBLRCを反映させる度合いを示す非アイドルリッチ学習補正係数反映率ＤAIDRを設定し、ステップＳ２７へ進む。

図７（ｃ）に非アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルに格納されている非アイドルリッチ学習補正係数反映率ＤAIDRの特性を示す。定常運転時に設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCは空燃比リッチ側に設定されているが、この空燃比学習補正係数ＫBLRCを冷態時でしかも非アイドル運転（車両走行中）に適用しても、増量不足となり、空燃比が冷態時の要求空燃比に対してリーン側へ補正されてしまう可能性がある。その増量不足を修正するため、非アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルには、冷却水温Ｔｗに応じて、上述したアイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルに格納されているアイドルリッチ学習補正係数反映率ＤIDRよりも、冷却水温Ｔｗが低温側へ移行するに従い増量された値の非アイドルリッチ学習補正係数反映率ＤAIDRが格納されている。尚、この非アイドルリッチ学習補正係数反映率ＤAIDRは、冷却水温Ｔｗが暖機判定水温Ｔｏに近づくに従い、ＤAIDR＝1.0に収束される。

その後、ステップＳ２７へ進むと、空燃比学習補正係数ＫBLRCに非アイドルリッチ学習補正係数反映率ＤAIDRを乗算して、冷態時の空燃比学習補正係数ＫBLRCを新たに設定し（ＫBLRC←ＫBLRC・ＤAIDR）、ルーチンを抜け、図３のステップＳ１０へ進む。

尚、上述した図６、図７の各学習補正係数反映率テーブルに格納されている各学習補正係数反映率ＤIDST，ＤIDL，ＤIDR，ＤAIDST，ＤAIDL，ＤAIDRは、エンジンの暖機状態により変化する、筒内の空気充填効率、空気密度、シリンダ内壁面の燃料付着量、機関フリクション等に基づき、運転領域毎に予め実験などから求められている。

そして、図３のステップＳ１０へ進むと、バッテリ５１の端子電圧ＶBに基づきインジェクタ１１の無効噴射時間を補間する電圧補正係数ＴSを設定する。その後、ステップＳ１１へ進み、ステップＳ１で算出した基本燃料噴射量Ｔpを、ステップＳ３で読出し、或いはステップＳ４で設定した空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ、及びステップＳ５で設定した各種増量分補正係数ＣＯＥＦにより空燃比補正すると共に、ステップＳ６或いはステップＳ９で設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCにて学習補正し、更に、ステップＳ１０で設定した電圧補正係数ＴSにて電圧補正して、最終的な燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）Ｔiを設定する（Ｔi←Ｔp・ＣＯＥＦ・ＫBLRC・ＬＡＭＢＤＡ＋ＴS）。

そして、ステップＳ１２へ進み、燃料噴射量Ｔiを噴射タイマにセットしてルーチンを抜ける。噴射タイマにセットされた燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）Ｔｉは、気筒判別センサ３５の割り込み信号に基づき判別された燃料噴射対象気筒のインジェクタ１１に対し、所定タイミングで出力され、当該インジェクタ１１から燃料噴射量Ｔiに相応する量の燃料が噴射される。

このように、本実施形態では、冷態時の空燃比制御において、完全暖機完了後の定常運転時に設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCを、エンジンの運転状態（アイドル、非アイドル）、空燃比学習補正係数ＫBLRCの値（イニシャル値、リッチ補正、リーン補正）、及び冷却水温Ｔｗに応じて設定した学習補正係数反映率ＤIDST，ＤIDL，ＤIDR，ＤAIDST，ＤAIDL，ＤAIDRで補正して、冷態時における空燃比学習補正係数ＫBLRCを可変設定するようにしたので、空燃比の過剰補正が抑制される。その結果、冷態始動時の空燃比リーン化が抑制され、良好な始動性能を得ることができ、耐エンスト性能を向上させることができる。更に、暖機途上においては、要求空燃比と実際の空燃比とのズレが抑制されるため、排気エミッションの低減、及びアイドル安定性の向上を実現させることができるばかりでなく、走行性能を改善させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば排気センサは、Ｏ2センサ２９に限らず、実空燃比をリニアに検出する空燃比センサであっても良い。又、エンジン温度検出手段は、冷却水温センサ２８に限らず、エンジンの潤滑油温を検出する油温センサであっても良い。或いはエンジン温度を直接検出するものであっても良い。又、本発明による空燃比制御は、リーンバーンエンジンに適用することも可能である。

エンジンの全体構成図 エンジン制御系の回路構成図 燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャート 冷態時空燃比学習補正係数設定サブルーチンを示すフローチャート（その１） 冷態時空燃比学習補正係数設定サブルーチンを示すフローチャート（その２） （ａ）はアイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルの概念図、（ｂ）はアイドルリーン学習補正係数反映率テーブルの概念図、（ｃ）はアイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルの概念図 （ａ）は非アイドルストイキオ学習補正係数反映率テーブルの概念図、（ｂ）は非アイドルリーン学習補正係数反映率テーブルの概念図、（ｃ）は非アイドルリッチ学習補正係数反映率テーブルの概念図

符号の説明

１…エンジン、
５…電子制御スロットル、
５ａ…スロットル弁、
１０…スロットルアクチュエータ、
１１…インジェクタ、
２４…吸入空気量センサ、
２５…スロットル開度センサ、
２６…アクセルポジションセンサ、
２８…冷却水温センサ、
２９…Ｏ2センサ、
ＤAIDL…非アイドルリーン学習補正係数反映率、
ＤAIDR…非アイドルリッチ学習補正係数反映率、
ＤAIDST…非アイドルストイキオ学習補正係数反映率、
ＤIDL…アイドルリーン学習補正係数反映率、
ＤIDR…アイドルリッチ学習補正係数反映率、
ＤIDST…アイドルストイキオ学習補正係数反映率、
ＫBLRC…空燃比学習補正係数、
ＫLR…空燃比学習値、
ＬＡＭＢＤＡ…空燃比フィードバック補正係数、
ＮE…エンジン回転数、
Ｑ…吸入空気量、
Ｔi…燃料噴射量、
Ｔp…基本燃料噴射量、
Ｔｏ…暖機判定水温

Claims (3)

1. 排気ガス中の実空燃比と目標空燃比とに基づき該実空燃比を該目標空燃比に収束させる空燃比フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段と、
   前記実空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれ量を求め、該ずれ量に基づき空燃比学習値をエンジン運転領域毎に学習する空燃比学習値設定手段と、
   エンジン運転状態に基づいて設定した基本燃料噴射量を、少なくとも前記空燃比フィードバック補正係数で補正すると共に前記空燃比学習値で学習補正してインジェクタに対する燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と
   を備え、
   前記空燃比学習値設定手段は、エンジン温度検出手段で検出したエンジン温度と暖機判定温度とを比較して冷態時と判定した場合、前記エンジン温度に基づき前記空燃比学習値の反映率を設定し、該反映率で前記空燃比学習値を補正して新たな空燃比学習値を設定する
   ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
2. 前記反映率は、冷態時の運転状態がアイドル運転にある場合と非アイドル運転にある場合とで異なる特性に設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
3. 前記反映率は、前記空燃比学習値が空燃比をリッチ側へ補正する値に設定されている場合と、該空燃比学習値が空燃比をリーン側へ補正する値に設定されている場合とで異なる特性に設定されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンの空燃比制御装置。

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