JP2613591B2 - 内燃エンジンの空燃比制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃エンジンの空燃比制御方法に関する。

背景技術 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等を目的とし
て、排気ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検
出し、この酸素濃度センサの出力信号に応じてエンジン
への供給混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック
制御する空燃比制御装置がある。

このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度セン
サとして被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を発生
するものがある。例えば、平板状の酸素イオン伝導性固
体電解質部材の両主面に電極対を設けて固体電解質部材
の一方の電極面が気体滞留室の一部をなしてその気体滞
留室が被測定気体と導入孔を介して連通するようにした
限界電流方式の酸素濃度センサが特開昭52−72286号公
報に開示されている。この酸素濃度センサにおいては、
酸素イオン伝導性固体電解質部材と電極対とが酸素ポン
プ素子として作用して間隙室側電極が負極になるように
電極間に電流を供給すると、負極面側にて気体滞留室内
気体中の酸素ガスがイオン化して固体電解質部材内を正
極面側に移動し正極面から酸素ガスとして放出される。
このときの電極間に流れ得る限界電流値は印加電圧に拘
らずほぼ一定となりかつ被測定気体中の酸素濃度に比例
するのでその限界電流値を検出すれば被測定気体中の酸
素濃度を測定することができる。しかしながら、かかる
酸素濃度センサを用いて空燃比を制御する場合に排気ガ
ス中の酸素濃度からは混合気の空燃比が理論空燃比より
リーンの範囲でしか酸素濃度に比例した出力が得られな
いので目標空燃比をリッチ領域に設定した空燃比制御は
不可能であった。また空燃比がリーン及びリッチ領域に
て排気ガス中の酸素濃度に比例した出力が得られる酸素
濃度センサとしては２つの平板状の酸素イオン伝導性固
体電解質部材各々に電極対を設けて２つの固体電解質部
材の一方の電極面各々が気体滞留室の一部をなしてその
気体滞留室が被測定気体と導入孔を介して連通し一方の
固体電解質部材の他方の電極面が大気室に面するように
したセンサが特開昭59−192955号に開示されている。こ
の酸素濃度センサにおいては一方の酸素イオン伝導性固
体電解質部材と電極対とが酸素濃度比検出電池素子とし
て作用し他方の酸素イオン伝導性固体電解質部材と電極
対とが酸素ポンプ素子として作用するようになってい
る。酸素濃度比検出電池素子の電極間の発生電圧が基準
電圧以上のとき酸素ポンプ素子内を酸素イオンが気体滞
留室側電極に向って移動するように電流を供給し、酸素
濃度比検出電池素子の電極間の発生電圧が基準電圧以下
のとき酸素ポンプ素子内を酸素イオンが気体滞留室側と
は反対側の電極に向って移動するように電流を供給する
ことによりリーン及びリッチ領域の空燃比において電流
値は酸素濃度に比例するのである。

このような酸素濃度比例型の酸素濃度センサを用いて
空燃比制御を行なう場合、従来の酸素濃度に比例しない
タイプの酸素濃度センサを用いた空燃比制御の場合と同
様に、吸気管内圧力等のエンジン負荷に関するエンジン
運転パラメータに応じて空燃比制御の基準値を設定し、
酸素濃度センサの出力に応じて目標空燃比に対する基準
値の補正を行なって出力値を得てその出力値によって供
給混合気の空燃比を制御するようになっている。

ところで、このような酸素濃度比例型の酸素濃度セン
サを用いても検出特性の経時変化、センサの劣化により
設定された基準値が目標空燃比に対応しなくなり誤差が
生じてくることが普通である。よって、酸素濃度センサ
の出力とは別に基準値の誤差を補正する補正値を算出し
て運転状態に対応させて記憶データとして記憶し、出力
値算出の際に記憶データから該補正値を運転状態に応じ
て検索して基準値を補正することが考えられる。しかし
ながら、運転状態によっては、特に低冷却水温時には基
準値の誤差を補正する補正値を正確に算出することがで
きず、このとき算出した補正値を用いて基準値を補正す
ると、反って空燃比制御精度が低下して排気浄化性能が
悪化する可能性がある。

発明の概要 そこで、本発明の目的は、基準値の誤差を補正する補
正値を正確に算出して酸素濃度比例型の酸素濃度センサ
を用いた高精度の空燃比制御により良好な排気浄化性能
を得ることができる空燃比制御方法を提供することであ
る。

本発明の空燃比制御方法は、排気系に設けられ排気ガ
ス中の酸素濃度に比例した出力を発生する酸素濃度セン
サを備えた内燃エンジンの負荷に関する複数のエンジン
運転パラメータに応じて空燃比制御の基準値を設定し、
少なくとも酸素濃度センサの出力値と基準値の誤差を補
正するための補正値とに応じて前記基準値を補正して目
標空燃比に対する出力値を決定し、該出力値に応じて供
給混合気の空燃比を制御する空燃比制御方法であって、
エンジン吸気温が低いほどエンジン冷却水温の基準温度
を高く設定し、その設定した基準温度以上にエンジン冷
却水温が上昇したときに補正値を算出して更新すること
を特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図ないし第３図は本発明の空燃比制御方法を適用
した電子制御燃料噴射装置を示している。本装置におい
て、酸素濃度センサ検出部１はエンジン２の排気管３の
三元触媒コンバータ５より上流に配設され、酸素濃度セ
ンサ検出部１の入出力がECU（Electronic Control Uni
t）４に接続されている。

酸素濃度センサ検出部１の保護ケース11内には第２図
に示すようにほぼ直方体状の酸素イオン伝導性固体電解
質部材12が設けられている。酸素イオン伝導性固体電解
質部材12内には気体滞留室13が形成されている。気体滞
留室13は固体電解質12外部から被測定気体の排気ガスを
導入する導入孔14に連通し、導入孔14は排気管３内にお
いて排気ガスが気体滞留室13内に流入し易いように設置
される。また酸素イオン伝導性固体電解質部材12には大
気を導入する大気基準室15が気体滞留室13と壁を隔てる
ように形成されている。気体滞留室13と大気基準室15と
の間の壁部及び大気基準室15とは反対側の壁部には電極
対17a,17b,16a,16bが各々形成されている。固体電解質
部材12及び電極対16a,16bが酸素ポンプ素子18として作
用し、固体電解質部材12及び電極対17a,17bが電池素子1
9として作用する。また大気基準室15の外壁面にはヒー
タ素子20が設けられている。

酸素イオン伝導性固体電解質部材12としては、ZrO
₂（二酸化ジルコニウム）が用いられ、電極16aないし17
bとしてはPt（白金）が用いられる。

第３図に示すようにECU4には差動増幅回路21、基準電
圧源22、抵抗23からなる酸素濃度センサ制御部が設けら
れている。酸素ポンプ素子18の電極16b及び電池素子19
の電極17bはアースされている。電池素子19の電極17aに
は差動増幅回路21が接続され、差動増幅回路21は電池素
子19の電極17a,17b間の電圧と規準電圧源22の出力電圧
との差電圧に応じた電圧を出力する。規準電圧源22の出
力電圧は理論空燃比に相当する電圧（0.4〔Ｖ〕）であ
る。差動増幅回路21の出力端は電流検出抵抗23を介して
酸素ポンプ素子18の電極16aに接続されている。電極検
出抵抗23の両端が酸素濃度センサの出力端であり、マイ
クロコンピュータからなる制御回路25に接続されてい
る。

制御回路25には例えば、ポテンショメータからなり、
絞り弁26の開度に応じたレベルの出力電圧を発生する絞
り弁開度センサ31と、絞り弁26下流の吸気管27に設けら
れて吸気管27内の絶対圧に応じたレベルの出力電圧を発
生する絶対圧センサ32と、エンジンの冷却水温に応じた
レベルの出力電圧を発生する水温センサ33と、大気吸入
圧口28近傍に設けられて吸気温に応じたレベルの出力を
発生する吸気温センサ34と、エンジン２のクランクシャ
フト（図示せず）の回転に同期したパルス信号を発生す
るクランク角センサ35とが接続されている。またエンジ
ン２の吸気バルブ（図示せず）近傍の吸気管27に設けら
れたインジェクタ36が接続されている。

制御回路25は電流検出抵抗23の両端電圧をディジタル
信号に変換する差動入力のA/D変換器40と、絞り弁開度
センサ31、絶対圧センサ32、水温センサ33及び吸気温セ
ンサ34の各出力レベルを変換するレベル変換回路41と、
レベル変換回路41を経た各センサ出力の１つを選択的に
出力するマルチプレクサ42と、このマルチプレクサ42か
ら出力される信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器43と、クランク角センサ35の出力信号を波形整形して
TDC信号として出力する波形整形回路44と、波形整形回
路44からのTCD信号の発生間隔をクロックパルス発生回
路（図示せず）から出力されるクロックパルス数によっ
て計測するカウンタ45と、インジェクタ36を駆動する駆
動回路46と、プログラムに従ってディジタル演算を行な
うCPU（中央演算回路）47と、各種の処理プログラム及
びデータが予め書き込まれたROM48と、RAM49とを備えて
いる。A/D変換器40、43、マルチプレクサ42、カウンタ4
5、駆動回路46、CPU47、ROM48及びRAM49は入出力パス50
によって互いに接続されている。CPU47には波形整形回
路44からTDC信号が供給される。また制御回路25内には
ヒータ電流供給回路51が設けられている。ヒータ電流供
給回路51は例えば、スイッチング素子からなり、CPU47
からのヒータ電流供給指令に応じてスイッチング素子が
オンとなりヒータ素子20の端子間に電圧を印加させるこ
とによりヒータ電流が供給されてヒータ素子20が発熱す
るようになっている。なお、RAM49はイグニッションス
イッチ（図示せず）のオフ時にも記憶内容が消滅しない
ようにバックアップされる。

かかる構成においては、A/D変換器40から酸素ポンプ
素子18を流れるポンプ電流値I_Pが、A/D変換器43から絞
り弁開度θth、吸気管内絶対圧P_BA、冷却水温T_W及び吸
気温T_Aの情報が択一的に、またカウンタ45から回転パル
スの発生周期内における計数値を表わす情報がCPU47に
入出力パルス50を介して各々供給される。CPU47はROM48
に記憶された演算プログラムに従って上記の各情報を読
み込み、それらの情報を基にしてTDC信号に同期して燃
料供給ルーチンにおいて所定の算出式からエンジン２へ
の燃料供給量に対応するインジェクタ36の燃料噴射時間
T_OUTを演算する。そして、その燃料噴射時間T_OUTだけ駆
動回路46がインジェクタ36を駆動してエンジン２へ燃料
を供給せしめるのである。

燃料噴射時間T_OUTは例えば、次式から算出される。

T_OUT＝Ti×K_O2×K_REF×K_WOT×K_TW＋T_ACC＋T_DEC ……（１） ここで、Tiはエンジン回転数Neと吸気管内絶対圧P_BAと
に応じてROM48からのデータマップ検索により決定され
る空燃比制御の基準値である基準噴射時間、K_O2は酸素
濃度センサの出力レベルに応じて設定する空燃比のフィ
ードバック補正係数、K_REFはエンジン回転数Neと吸気管
内絶対圧P_BAとに応じてRAM49からのデータマップ検索に
より決定される空燃比フィードバック制御自動補正係
数、K_WOTは高負荷時の燃料増量補正係数、K_TWは冷却水
温係数である。またT_ACCは加速増量値、T_DECは減速減量
値である。これらTi、K_O2、K_REF、K_WOT、K_TW、T_ACC、T
_DECは燃料供給ルーチンのサブルーチンにおいて設定さ
れる。

一方、酸素ポンプ素子18へのポンプ電流の供給が開始
されると、そのときエンジン２に供給された混合気の空
燃比がリーン領域であれば、電池素子19の電極17a,17b
間に発生する電圧が基準電圧源22の出力電圧より低くな
るので差動増幅回路21の出力レベルが正レベルになり、
この正レベル電圧が抵抗23及び酸素ポンプ素子18の直列
回路に供給される。酸素ポンプ素子18には電極16aから
電極16bに向ってポンプ電流が流れるので気体滞留室13
内の酸素が電極16bにてイオン化して酸素ポンプ素子18
内を移動して電極16aから酸素ガスとして放出され、気
体滞留室13内の酸素が汲み出される。

気体滞留室13内の酸素の汲み出しにより気体滞留室13
内の排気ガスと大気基準室15内の大気の間に酸素濃度差
が生じる。この酸素濃度差に応じた電圧Vsが電池素子19
の電極17a,17b間に発生し、この電圧Vsは差動増幅回路2
1の反転入力端に供給される。差動増幅回路21の出力電
圧は電圧Vsと基準電圧源22の出力電圧との差電圧に比例
した電圧となるのでポンプ電流値は排気ガス中の酸素濃
度に比例し、ポンプ電流値は抵抗23の両端電圧として出
力される。

リッチ領域の空燃比のときには電圧Vsが基準電圧源22
の出力電圧を越える。よって、差動増幅回路21の出力レ
ベルが正レベルから負レベルに反転する。この負レベル
により酸素ポンプ素子18の電極16a,16b間に流れるポン
プ電流が減少し、電流方向が反転する。すなわち、ポン
プ電流は電極16bから電極16a方向に流れるので外部の酸
素が電極16aにてイオン化して酸素ポンプ素子18内を移
動して電極16bから酸素ガスとして気体滞留室13内に放
出され、酸素が気体滞留室13内に汲み込まれる。従っ
て、気体滞留室13内の酸素濃度が常に一定になるように
ポンプ電流を供給することにより酸素を汲み込んだり、
汲み出したりするのでポンプ電流値I_Pはリーン及びリッ
チ領域にて排気ガス中の酸素濃度に各々比例するのであ
る。このポンプ電流値I_Pに応じて上記したフィードバッ
ク補正係数K_O2がK_O2算出サブルーチンにおいて設定され
る。

次に、本発明の空燃比制御方法に係わるK_O2算出サブ
ルーチンの手順を第４図に示したCPU47の動作フロー図
に従って説明する。

かかる手順において、CPU47は第４図に示すように酸
素濃度センサの活性化が完了したか否かを判別する（ス
テップ61）。この判別は例えば、ヒータ素子20へのヒー
タ電流供給開始からの経過時間、又は冷却水温Twによっ
て決定される。酸素濃度センサの活性化が完了したなら
ば、吸気温T_Aを読み込みその吸気温T_Aに応じた基準温度
T_Wo2を設定する（ステップ62）。ROM48には第６図に示
すような特性で吸気温T_Aに対応する基準温度T_WO2をT_Wo2
データマップとして予め記憶されており、読み込んだ吸
気温T_Aに対応する基準温度T_Wo2をT_Wo2データマップから
検索する。温度T_Wo2の設定後、各情報に応じて目標空燃
比AF_TARを設定し（ステップ63）、ポンプ電流値I_Pを読
み込み（ステップ64）、読み込んだポンプ電流値I_Pが表
わす検出空燃比AF_ACTをROM48内に予め記憶されたAFデー
タマップから求める（ステップ65）。目標空燃比AF_TAR
は例えば、ROM48内に予め記憶されたAFデータマップと
は別のデータマップからエンジン回転数Ne及び吸気管内
絶対圧P_BAに応じて検索され設定される。設定された目
標空燃比AF_TARが14.2から15.2までの範囲の値であるか
否かを判別する（ステップ66）。AF_TAR＜14.2、又はAF
_TAR＞15.2の場合には、理論空燃比近傍以外の目標空燃
比AF_TARに対してフィードバック制御するために冷却水
温Twを読み込みその冷却水温Twが基準温度T_Wo2より大で
あるか否かを判別する（ステップ67）。

Tw≦T_Wo2ならば、検出空燃比AF_ACTから許容値DAF₁を差
し引いた値が目標空燃比AF_TARより大であるか否かを判
別する（ステップ68）。AF_ACT−DAF₁＞AF_TARのときには
検出空燃比AF_ACTが目標空燃比AF_TARよりリーンでありAF
_ACT−（AF_TAR＋DAF₁）を今回の偏差ΔAF_nとしてRAM49に
記憶させ（ステップ69）、AF_ACT−DAF₁≦AF_TARのときに
は検出空燃比AF_ACTに許容値DAF₁を加算した値が目標空
燃比AF_TARより小であるか否かを判別する（ステップ7
0）。AF_ACT＋DAF₁＜AF_TARのときには検出空燃比AF_ACTが
目標空燃比AF_TARよりリッチでありAF_ACT−（AF_TAR−DAF
₁）を今回の偏差ΔAF_nとしてRAM49に記憶させ（ステッ
プ71）、AF_ACT＋DAF₁≧AF_TARのときには検出空燃比AF
_ACTが目標空燃比AF_TARに対して許容値DAF₁内にあり今回
の偏差ΔAF_nを０としてRAM49に記憶させる（ステップ7
2）。

Tw＞T_Wo2ならば、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧
P_BAとから定まる現在の運転領域における空燃比フィー
ドバック制御自動補正係数K_REFを算出して更新するため
のK_REF算出サブルーチンを実行し（ステップ73）、その
後、ステップ68を実行して偏差ΔAF_nを算出する。

ステップ69、ステップ71又はステップ72において偏差
ΔAF_nを算出すると、ROM48に予め記憶されたK_OPデータ
マップから比例制御係数K_OPをエンジン回転数Neと偏差
ΔAF（＝AF_ACT−AF_TAR）とに応じて検索し（ステップ7
4）、その比例制御係数K_OPに偏差ΔAF_nを乗算すること
により今回の比例分K_O2Pnを算出する（ステップ75）。
また、ROM48に予め記憶されたK_OIデータマップから積分
制御係数K_OIをエンジン回転数Neに応じて検索し（ステ
ップ76）、前回の積分分K_{O2I n-1}をRAM49から読み出し
（ステップ77）、積分制御係数K_OIに偏差ΔAF_nを乗算し
かつ前回の積分分K_{O2I n-1}を加算することにより今回の
積分分K_O2Inを算出する（ステップ78）。更に前回の偏
差ΔAF_n-1をRAM49から読み出し（ステップ79）、前回の
偏差ΔAF_n-1から今回の偏差ΔAF_nを減算しかつ所定値の
微分制御係数K_ODを乗算することにより今回の微分分K
_O2Dnを算出する（ステップ80）、そして、算出した比例
分K_O2Pn、積分分K_O2In及び微分分K_O2Dnを加算すること
により空燃比フィードバック補正係数K_O2を算出する
（ステップ81）。

例えば、AF_ACT＝11、AF_TAR＝９、DAF₁＝１の場合、空
燃比がリーンと判別され、ΔAF_n＝１を用いて比例分K
_O2Pn、積分分K_O2In及び微分分K_O2Dnが算出される。AF
_ACT＝７、AF_TAR＝９、DAF₁＝１の場合、空燃比がリッチ
と判別され、ΔAF_n＝−１を用いて比例分K_O2Pn、積分分
K_O2In及び微分分K_O2Dnが算出される。またAF_ACT＝11、A
F_TAR＝10、DAF₁＝１の場合、検出空燃比AF_ACTが目標空
燃比AF_TARに対して許容値DAF₁内にありΔAF_n＝０とさ
れ、この状態が継続すれば、K_O2Pn＝K_O2Dn＝０となり、
積分分K_O2Inのみによるフィードバック制御となる。な
お、比例制御係数K_OPをエンジン回転数Neと偏差ΔAFと
に応じて設定することにより比例制御係数K_OPが検出空
燃比と目標空燃比との偏差及び吸入混合気速度を考慮し
た値となるので空燃比の変化に対する応答性の向上を図
ることができる。

一方、ステップ66において14.2≦AF_TAR≦15.2と判別
された場合には理論空燃比の目標空燃比AF_TARに対して
フィードバック制御するためにλ＝1PID制御サブルーチ
ンを実行する（ステップ82）。

次に、λ＝1PID制御サブルーチンにおいては、第５図
に示すように冷却水温Twを読み込みその冷却水温Twが温
度T_Wo2より大であるか否かを判別する（ステップ10
1）。Tw≦T_Wo2ならば、検出空燃比AF_ACTから許容値DAF₂
を差し引いた値が目標空燃比AF_TARより大であるか否か
を判別する（ステップ102）。

AF_ACT−DAF₂＞AF_TARのときには検出空燃比AF_ACTが目標
空燃比AF_TARよりリーンでありAF_ACT−（AF_TAR＋DAF₂）
を今回の偏差ΔAF_nとしてRAM49に記憶させ（ステップ10
3）、AF_ACT−DAF₂≦AF_TARのときには検出空燃比AF_ACTに
許容値DAF₂を加算した値が目標空燃比AF_TARより小であ
るか否かを判別する（ステップ104）。AF_ACT＋DAF₂＜AF
_TARのときには検出空燃比AF_ACTが目標空燃比AF_TARより
リッチでありAF_ACT−（AF_TAR−DAF₂）を今回の偏差ΔAF
_nとしてRAM49に記憶させ（ステップ105）、AF_ACT＋DAF₂
≧AF_TARのときには検出空燃比AF_ACTが目標空燃比AF_TAR
に対して許容値DAF₂内にあり今回の偏差ΔAF_nを０とし
てRAM49に記憶させる（ステップ106）。

Tw＞T_Wo2ならば、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧
P_BAとから定まる現在の運転領域における空燃比フィー
ドバック制御自動補正係数K_REFを算出して更新するため
のK_REF算出サブルーチンを実行し（ステップ107）、そ
の後、ステップ102を実行して偏差ΔAF_nを算出する。

ステップ103、ステップ105又はステップ106において
偏差ΔAF_nを算出すると、ROM48に予め記憶されたK_OPデ
ータマップから比例制御係数K_OPをエンジン回転数Neと
偏差ΔAF（＝AF_ACT−AF_TAR）とに応じて検索し（ステッ
プ108）、その比例制御係数K_OPに偏差ΔAF_nを乗算する
ことにより今回の比例分K_O2Pnを算出する（ステップ10
9）。また、ROM48に予め記憶されたK_OIデータマップか
ら積分制御係数K_OIをエンジン回転数Neに応じて検索し
（ステップ110）、前回の積分分K_{O2I n-1}をRAM49から読
み出し（ステップ111）、積分制御係数K_OIに偏差ΔAF_n
を乗算しかつ前回の積分分K_{O2I n-1}を加算することによ
り今回の積分分K_O2Inを算出する（ステップ112）。更に
前回の偏差ΔAF_n-1をRAM49から読み出し（ステップ11
3）、前回の偏差ΔAF_n-1から今回の偏差ΔAF_nを減算し
かつ所定値の微分制御係数K_ODを乗算することにより今
回の微分分K_O2Dnを算出する（ステップ114）。そして、
算出した比例分K_O2Pn、積分分K_O2In及び微分分K_O2Dnを
加算することにより空燃比フィードバック補正係数K_O2
を算出する（ステップ115）。

空燃比フィードバック補正係数K_O2の算出後、検出空
燃比AF_ACTから目標空燃比AF_TAR差し引いた値の絶対値が
0.5以下であるか否を判別する（ステップ116）。｜AF
_ACT−AF_TAR｜≦0.5ならば、補正係数K_O2を所定値K₁に等
しくし（ステップ117）、(-1)ⁿが０より大であるか否か
を判別し（ステップ118）、(-1)ⁿ＞０のときには補正係
数K_O2に所定値P₁を加算した値を補正係数K_O2とし（ステ
ップ119）、(-1)ⁿ≦０のときには補正係数K_O2から所定
値P₂を減算した値を補正係数K_O2する（ステップ120）。
｜AF_ACT−AF_TAR｜＞0.5ならば、ステップ115において算
出した補正係数K_O2を保持する。所定値K₁は例えば、空
燃比を14.7に制御するときの補正係数K_O2の値である。

よって、目標空燃比AF_TARが理論空燃比付近の値の時
に｜AF_ACT−AF_TAR｜≦0.5の状態が継続するならば、TDC
信号の発生毎K_O2＋P₁とK_O2−P₂とが交互に空燃比フィー
ドバック補正係数K_O2として設定される。この係数K_O2を
用いて式（１）によって燃料噴射時間T_OUTが算出され、
燃料噴射時間T_OUTだけインジェクタ36によって燃料がエ
ンジン２に噴射されるのでエンジンに供給される混合気
の空燃比はTDC信号に応じてほぼ14.7を中心にリッチ及
びリーンに小振動し、三元触媒による排気浄化効率の向
上を図るためにパータベーションが起きるのである。

ステップ62において、吸気温T_Aに対応する冷却水温Tw
判別用の基準温度T_Wo2を設定することは、低吸気温ほど
吸気管内壁の燃料付着量が多くなり、補正係数K_TWによ
って燃料増量補正をしているが、空燃比フィードバック
制御自動補正係数K_REFの算出に補正係数K_O2を用いるの
で運転状態に応じて燃料付着量が変動し酸素濃度センサ
による供給混合気の空燃比検出精度が低下し補正係数K
_O2の精度も低下するためである。

よって、Tw＞T_Wo2のときに算出した補正係数K_O2を用い
て空燃比フィードバック制御自動補正係数K_REFを算出し
て更新するのである。

次いで、K_REF算出サブルーチンにおいて、CPU47は先
ず、第７図に示すように検出空燃比AF_ACTから目標空燃
比AF_TARを差し引いた値の絶対値が所定値DAF₃（例え
ば、１）以下か否かを判別する（ステップ121）。｜AF
_ACT−AF_TAR｜＞DAF₃の場合、K_REF算出サブルーチンの実
行を中止して元のルーチンの実行に戻る。｜AF_ACT−AF
_TAR｜≦DAF₃の場合、空燃比フィードバック制御自動補
正係数K_REFをK_REFデータマップから検索するためにエン
ジン回転数Ne及び吸気管内絶対圧P_BAに応じて定まる運
転領域、すなわちK_REFデータマップの記憶装置（i,j）
が前回の記憶位置(i,j)_n-1と同一であるか否かを判別す
る（ステップ122）。記憶位置（i,j）のｉはエンジン回
転数Neの大きさに対応して1,2……ｘまでに分類され、
ｊは吸気管内絶対圧P_BAの大きさに対応して1,2……ｙま
でに分類される。（i,j）＝(i,j)_n-1ならば、補正係数K
_REFの暫定的な補正係数をなすR_REFを算出してRAM49に記
憶させる（ステップ123）。補正係数R_REFは次式によっ
て算出される。

R_REF＝C_REF・（K_O2−1.0）＋R_REFn-1 ……（３） ここで、C_REFは収束係数である。R_REFn-1は前回算出さ
れた補正係数であり、RAM49から読み出される。

（i,j）≠(i,j)_n-1ならば、新たな運転領域に移行し
たので前回算出した補正係数R_REFn-1をRAM49から読み出
しその補正係数R_REFn-1を補正係数K_REFとして前回の記
憶位置(i,j)_n-1に記憶させ補正係数K_REFを更新する（ス
テップ124）。そして補正係数R_REFを算出RAM49に記憶さ
せる（ステップ125）。この補正係数R_REFは次式によっ
て算出される。

R_REF＝C_REF・（K_O2−1.0）＋R_REF0 ……（４） ここで、R_REF0は補正係数R_REFの新たな運転領域におけ
る記憶値K_REFである。同一の運転領域が継続するなら
ば、ステップ125で算出された補正係数R_REFが次回のK
_REF算出サブルーチン実行時にステップ123において補正
係数R_REFn-1として用いられる。

かかるK_REF算出サブルーチンにおいては、｜AF_ACT−A
F_TAR｜≦DAF₃の場合のみ補正係数R_REFが補正係数K_O2が
1.0になるように算出され、運転領域が変化すると、前
の運転領域の補正係数K_REFが更新されていわゆる学習制
御が行なわれる。｜AF_ACT−AF_TAR｜≦DAF₃の場合のみ補
正係数R_REFを算出することは、定常運転領域でも酸素濃
度が大きく変動するときがあり、このとき算出された空
燃比フィードバック補正係数K_O2は補正係数としての制
度が高くないので式（３）又は（４）によって補正係数
R_REFを得ると補正係数K_REFが誤修正されるからである。
例えば、エンジンが高負荷運転から定常運転に移行した
直後には高負荷時の燃料増量分の酸素濃度検出が行なわ
れるので算出される補正係数K_O2は運転状態に対して遅
れたものになり補正係数K_REFが誤修正されるから｜AF
_ACT−AF_TAR｜≦DAF₃の場合のみ学習制御が行なわれるの
である。

発明の効果 以上の如く、本発明の空燃比制御方法においては、エ
ンジン吸気温が低いほどエンジン冷却水温の基準温度を
高く設定し、その設定した基準温度以上にエンジン冷却
水温が上昇したときに基準値の誤差補正用の補正値を算
出して更新するので低冷却水温時の吸気管内壁の燃料付
着量の変動によるかかる補正値のばらつきを防止するこ
とができる。よって、酸素濃度比例型の酸素濃度センサ
を用いた高精度の空燃比制御により良好な排気浄化性能
を得ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空燃比制御方法を適用した電子制御燃
料噴射装置を示す図、第２図は酸素濃度センサ検出部内
を示す図、第３図はECU内の回路を示す回路図、第４
図、第５図及び第７図はCPUの動作を示すフロー図、第
６図は吸気温T_A−温度T_Wo2特性を示す図である。 主要部分の符号の説明 １……酸素濃度センサ検出部 ３……排気管 ４……ECU 12……酸素イオン伝導性固体電解質部材 13……気体滞留室 14……導入孔 15……大気基準室 18……酸素ポンプ素子 19……電池素子 25……制御回路 27……吸気管 36……インジェクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 信之 和光市中央１丁目４番１号 株式会社本 田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−60231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−44434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−66828（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−111036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−31646（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に
   比例した出力を発生する酸素濃度センサを備えた内燃エ
   ンジンの負荷に関する複数のエンジン運転パラメータに
   応じて空燃比制御の基準値を設定し、少なくとも前記酸
   素濃度センサの出力値と基準値の誤差を補正するための
   補正値とに応じて前記基準値を補正して目標空燃比に対
   する出力値を決定し、該出力値に応じて供給混合気の空
   燃比を制御する空燃比制御方法であって、エンジン吸気
   温が低いほどエンジン冷却水温の基準温度を高く設定
   し、その設定した基準温度以上にエンジン冷却水温が上
   昇したときに前記補正値を算出して更新することを特徴
   とする空燃比制御方法。
2. 【請求項２】前記補正値は前記基準値に乗算される補正
   係数K_REFであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の空燃比制御方法。