JP2621088B2

JP2621088B2 - 内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法

Info

Publication number: JP2621088B2
Application number: JP24699588A
Authority: JP
Inventors: 一成利光; 久仁夫埜口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPH0295746A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方
法に関し、特にエンジン運転状態が燃料供給停止状態か
らフィードバック制御運転領域に移行したときにおける
内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法に関す
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来、エンジンの空燃比フィードバック制御運転領域
における運転時に、当該エンジンの排気系に配置される
排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化する係数を用い
て前記エンジンに供給する混合気の空燃比を制御する内
燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法が公知であ
る（特開昭58−160528号公報）。

該従来の制御方法によれば、エンジンがフィードバッ
ク制御運転領域又はフィードバック制御運転領域以外の
いずれかの領域において運転されているかを検出すると
共に、フィードバック制御運転領域での運転時に得られ
た前記係数の平均値を算出し、運転状態が前記フィード
バック制御運転領域以外の運転領域から前記フィードバ
ック制御運転領域に移行したときには前記係数として前
記係数の平均値に所定値を乗算又は加算した値を用いて
前記移行先の領域におけるフィードバック制御を開始す
ることにより、フィードバック制御の開始時における前
記係数の初期値の適正化を図ることができる。

しかしながら、上記従来の制御方法は、前記係数の平
均値に乗算又は加算される所定値が、エンジン水温にか
かわらず設定されるため、エンジン水温の変化に応じた
制御を行う上で改善の余地を残していた。例えば、エン
ジン水温が低いときには、燃料の粘性が高水温時よりも
高いために、吸気管の内壁に付着する燃料の量は低水温
時に比しより多いものとなり、付着量の程度はエンジン
水温に左右される。一方、フィードバック制御領域への
移行時の前のエンジンの運転状態如何によっても吸気管
内壁の付着燃料の量は影響を受け、フューエルカット復
帰後は燃料が付着し易い。

しかして、上記のようにエンジン水温にかかわらず一
律に前記所定値を設定するときは、特にフューエルカッ
ト状態からの移行時に、空燃比のリーン化を適切に補正
できず、良好な排気ガス特性を確保するのが困難であ
り、低水温時に当該移行が行われた場合には、過不足の
ない初期値補正ができない結果、問題はエンジン運転性
にも波及する。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたもので、
運転状態が燃料供給停止状態からフィードバック制御運
転領域に移行したときに当該移行先の領域における空燃
比を、エンジン水温に対して適切に設定し、もって良好
な排気ガス特性が得られるようにした内燃エンジンの空
燃比フィードバック制御方法を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、内燃エンジンの空
燃比フィードバック制御運転領域における運転時に、当
該エンジンの排気系に配置される排気ガス濃度検出器の
出力に応じて変化する係数を用いて前記エンジンに供給
する混合気の空燃比フィードバック制御する内燃エンジ
ンの空燃比フィードバック制御方法において、エンジン
の燃料供給停止状態を検出したときは前記フィードバッ
ク制御を停止すると共に、前記フィードバック制御運転
領域での運転時に得られた前記係数の平均値を算出し、
運転状態が前記燃料供給停止状態から前記フィードバッ
ク制御運転領域に移行したときには前記係数として前記
係数の平均値をエンジン水温に応じた所定値で補正した
値を初期値として用いて前記移行先の領域におけるフィ
ードバック制御を開始するようにしたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の方法を適用した燃料供給制御装置の
全体構成図であり、符号１は例えば４気筒４サイクルの
内燃エンジンを示し、エンジン１には吸気管集合部2aを
介して吸気管２が接続されている。吸気管２の集合部上
流にはスロットルボディ３が設けられ、内部にスロット
ル弁３′が設けられている。スロットル弁３′にはスロ
ットル弁開度センサ（θ_THセンサ）４が連設されてスロ
ットル弁３′の弁開度を電気的信号に変換し、電子コン
トロールユニット（以下「ECU」という）５に送るよう
にされている。

前記吸気管２のスロットルボディ３より上流側にはメ
イン噴射用の主燃料噴射弁６が設けられている。該主燃
料噴射弁６は内燃エンジン１のアイドル運転以外の運転
時に該内燃エンジン１の全気筒に燃料を供給するための
ものである。

一方、吸気管２のスロットルボディ３より下流側には
補助燃料噴射弁6aが設けられ、内燃エンジン１が十分に
暖められた状態におけるアイドル運転時に該エンジン１
の全気筒に燃料を供給するようにしている。

また、吸気管２の前記補助燃料噴射弁6aより下流側に
は、管７を介して吸気管内絶対圧センサ（P_BAセンサ）
８が設けられており、このP_BAセンサ８により電気信号
に変換された絶対圧信号は前記ECU5に供給される。ま
た、その下流には吸気温センサ（T_Aセンサ）９が取付け
られており、これは吸気温度を検出し対応する電気信号
をECU5に供給する。

エンジン１本体にはエンジン冷却水温センサ（Twセン
サ）10が設けられている。該Twセンサ10はサーミスタ等
からなり、冷却水が充満したエンジン気筒周壁内に挿着
されて、その検出水温信号をECU5に供給する。また、エ
ンジン回転数センサ（Neセンサ）11がエンジン１の図示
しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付けられて
いる。該Neセンサ11はエンジン１のクランク軸180゜回
転毎に所定のクランク角度位置で、即ち各気筒の吸気行
程開始時の上死点（TDC）に関し所定クランク角度前の
クランク角度位置でクランク角度位置信号（以下「TDC
信号」という）を出力するものであり、このTDC信号はE
CU5に送られる。

エンジン１の排気管12には三元触媒13が配置されてお
り、排気ガス中のHC,CO,NOx等の成分の浄化を行う。排
気濃度センサとしてのO₂センサ14は排気管12の三元触媒
13より上流側に装着されており、排気ガス中の酸素濃度
を検出してその検出値に応じた信号を出力しECU5に供給
する。また、ECU5には大気圧を検出する大気圧（P_A）セ
ンサ15、車速を検出する車速（Ｖ）センサ16が接続され
ており、これらの検出信号が供給される。

ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧
レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタ
ル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a,中央
演算処理回路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行さ
れる各種演算プログラム演算結果等を記憶する記憶手段
5c、前記主燃料噴射弁６と補助燃料噴射弁6aにそれぞれ
駆動信号を供給する出力回路5d等から構成される。

CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に応じ、
後述の制御プログラム（第２図乃至第６図）に基づい
て、フューエルカット（燃料遮断）運転領域、エンジン
の負荷に応じて複数設定された空燃比フィードバック制
御域、例えば第７図のようにO₂フィードバック（F/B）
領域を負荷に応じて２つの領域II₁とII₂とに分割した場
合における当該領域II₁,II₂やオープン制御域等の種々
のエンジン運転状態を判別すると共に、判別したエンジ
ン運転状態に応じて前記TDC信号に同期して主燃料噴射
弁６と補助燃料噴射弁6aを開弁すべき燃料噴射時間を算
出する。

主燃料噴射弁６の燃料噴射時間T_OUTMは次式（１）に
基づいて演算される。

T_OUTM＝Ti_M×K_O2×K_WOT×K_LS×K_TW ×K_AST×K₁＋K₂ …（１）ここに、Ti_Mは主燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間を
示し、例えば吸気管内絶対圧P_BA及びエンジン回転数Ne
に応じてそれぞれ決定される。K_O2はエンジン１がフィ
ードバック制御域にあるときO₂センサ14の出力、即ち実
際の排気ガス中の酸素濃度に応じて設定され、エンジン
１がオープン制御域にあるとき所定値（例えば値1.0又
はエンジン１がフィードバック運転領域にあるとき前記
TDC信号の発生毎に適用されたK_O2値の平均値K_REF）に設
定されるO₂フィードバック補正係数である。

K_WOTはエンジン１がスロットル弁全開域（第７図の領
域III）、即ち高負荷運転状態にあるときに値1.0より大
きい所定値に設定されるリッチ化係数、K_LSはエンジン
１がリーン化域（第７図の領域VI）、即ち低負荷運転状
態にあるときに値1.0未満の所定値に設定されるリーン
化係数である。

また、K_TWは実際のエンジン冷却水温Twに応じて設定
される水温増量係数、K_ASTはエンジン１の始動後に適用
される始動後増量係数である。

K₁及びK₂は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて
演算されるその他の補正係数及び補正変数であり、エン
ジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の
諸特性の最適化が図られるような所要値に設定される。

CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T_OUTMに
基づいて主燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回
路5dを介して主燃料噴射弁６に供給する。

また、CPU5bはエンジン１のアイドル運転時（第７図
の領域Ｉでの運転時）には補助燃料噴射弁6aからの燃料
供給制御を行う。補助燃料噴射弁6aの燃料噴射時間も所
定の演算式に従って演算され、これに基づいて補助燃料
噴射弁6aの噴射が制御される。

第２図は本発明の制御方法の実行手順を示す制御プロ
グラムのフローチャートであり、本プログラムは前記TD
C信号の発生する毎に実行される。

まず、ステップ201では、エンジン回転数Neが、低回
転オープンループ制御領域（第７図の領域IV）であるか
どうかを判断するための所定回転数N_LOP（例えば600rp
m）より低いか否かを判別し、その答が肯定（Yes）、即
ち低回転のときは、O₂フィードバック補正係数K_O2を値
1.0に設定し（ステップ202）、オープン制御を行う。ス
テップ201の答が否定（No）、即ちNe≧N_LOPが成立する
ときは、エンジン回転数Neが、高回転オープンループ制
御領域（第７図の領域Ｖ）であるかどうかを判断するた
めの所定回転数N_HOP（例えば3500rpm）より高いか否か
を判別し（ステップ203）、その答が否定（No）、即ちN
o≦N_HOPが成立するときは直接ステップ204に進む一方、
答が肯定（Yes）、即ち高回転の場合は、リーン化係数K
_LSが値1.0より小さいか否かを判別する（ステップ20
5）。該ステップ205の答が否定（No）のときには前記ス
テップ202を実行し本プログラムを終了し、答が肯定（Y
es）のときはステップ204に進む。

ステップ204では主燃料噴射弁６の燃料噴射時間T_OUTM
が所定時間T_WOT（例えば8m秒）より大きいか否かを判別
する。この判別はエンジン１がスロットル弁全開域にあ
るか否かを判別するためのものである。この答が否定
（No）、即ちT_OUTM≦T_WOTが成立するときには、直接後
述のステップ207に進む一方、答が肯定（Yes）、即ちT
_OUTM＞T_WOTが成立するときにはダウンカウンタから成る
t_DLYタイマのカウント値が０に等しいか否かを判別する
（ステップ206）。該t_DLYタイマは、エンジン１がスロ
ットル弁全開域に移行したときに所定時間t_DLYにセット
されスタートさせるタイマであり、その所定時間t_DLYは
図示しないt_DLY算出サブルーチンにより設定される。

しかして、前記ステップ206の答が肯定（Yes）、即ち
エンジン１がスロットル分全開域に移行した後、所定時
間t_DLYが経過したときには前記ステップ202を実行しオ
ープン制御を行う。

前記ステップ206の答が否定（No）、即ちt_DLYが０に
等しくないときにはステップ207に進む。即ち、エンジ
ン１がスロットル弁全開域に移行した場合でも該移行
後、前記所定時間t_DLYが経過するまでは前記ステップ20
2によるオープン制御は行わない。これはエンジン１の
運転状態がスロットル弁全開域の境界を行来するように
微細に変化する場合、該変化を吸収して安定した空燃比
制御を行うためである。

以上のステップ201,203〜206は、O₂フィードバック制
御を行う場合におけるO₂フィードバック領域判定処理の
一環である。

第３図は後述するステップ212の判別に適用されるt
_CATタイマの作動サブルーチンのフローチャートであ
る。本サブルーチンはエンジン１がスロットル弁全開域
にあるときに、前記TDC信号の発生に同期して実行され
る。

まず、吸気管内絶対圧P_BAが所定値P_BACATより大きい
か否かを判別する（ステップ301）。この判別はエンジ
ン１がスロットル弁全開域にあるか否かを判別するため
のものである。この答が否定（No）、即ちP_BA≦P_BACAT
が成立する低負荷のときには、ダウンカウンタから成る
t_WOTCATタイマを第１の所定時間t_WOTCATにセットしてス
タートさせ（ステップ302）、本プログラムを終了す
る。

なお、該所定時間t_WOTCATについては、気圧に応じて
持ち替えれば、より適切な制御ができる。

前記ステップ301の答が肯定（Yes）、即ちP_BA＞P
_BACATが成立するときは前記ステップ302でスタートさせ
たt_WOTCATタイマのカウント値が０に等しいか否かを判
別する（ステップ303）。即ち、吸気管内絶対圧P_BAが所
定値P_BACATより大きい状態が第１の所定時間t_WOTCAT以
上継続したか否かを判別する。この判別は、スロットル
弁全開域においてP_BA＞P_BACATなる状態、即ち燃料が吸
気管壁等に付着し易い状態が継続した時間の長短を判定
することにより、エンジン１がスロットル弁全開域を離
脱するときに多量の燃料が吸気管壁等に付着しているか
否かを判別するためのものである。

前記ステップ303の答が肯定（Yes）、即ち高負荷であ
るP_BA＞P_BACATの状態が第１の所定時間t_WOTCAT以上接続
し、したがって吸気管壁等に多量の燃料が付着している
と推定されるときには、ダウンカウンタから成るt_CATタ
イマを第２の所定時間t_CATにセットしてスタートさせ、
本プログラムを終了する。前記ステップ303の答が否定
（No）、即ちP_BA＞P_BACATの状態が第１の所定時間t
_WOTCAT以上継続しておらず、したがって吸気管壁等に多
量の燃料が付着しているとは推定されないときには、ス
テップ304をスキップし、本プログラムを終了する。

第２図の制御プログラムに戻り、ステップ207ではリ
ーン化係数K_LSが値1.0より小さいか否か、即ちエンジン
１がリーン化域（低負荷運転状態）にあるか否かを判別
する。この答が否定（No）、即ちエンジン１がリーン化
域にないときには、第１及び第２のフラグFt_CAT1及びFt
_CAT2うちの第２のフラグFt_CAT2が値１に等しいか否かを
判別する（ステップ208）。

上記各フラグは、いずれもイニシャル時に値１に設定
されるフラグであって、第１のフラグFt_CAT1は、その値
が１のとき後述の如くリーン化域内O₂フィードバック継
続領域で前記t_CATタイマをセットし（後述のステップ21
5,216）、第２のフラグFt_CAT2については、その値が１
のとき上記第１のフラグFt_CAT1を値１にセットするのに
用いられる。即ち、前記ステップ208の判別の結果、こ
の答が肯定（Yes）のときには前記第１のフラグFt_CAT1
を値１にセットし（ステップ210）、否定（No）のとき
には第１のフラグFt_CAT1を値０にセットして（ステップ
209）、ステップ211に進む。

ステップ211ではフィードバック制御を行う。即ち、
前記ステップ207の答が否定（No）の場合には、O₂フィ
ードバック領域にあると判断し、前述のフラグセットを
経た後、フィードバック制御を実行して本プログラムを
終了する。該ステップ211での処理内容には、フューエ
ルカットが検出された場合においてフィードバック制御
が停止された後、該フューエルカットから復帰したとき
の、即ちフィードバック制御開始のときの補正係数K_O2
の初期化処理が含まれ、かかる初期化処理を含むK_O2算
出処理を行い、O₂センサ14の出力に応じてK_O2を算出し
エンジン１に供給される混合気の空燃比を設定値となる
ように制御すると共に、該係数K_O2の平均値K_REFを算出
する（ステップ211）。

前記ステップ207の答が肯定（Yes）、即ちK_LS＜1.0が
成立し、したがってエンジン１がリーン化域にあるとき
には、前述のt_CATタイマのカウント値が０に等しいか否
かを判別する（ステップ213）。この答が否定（No）、
即ちカウント値が０に等しくなく、したがってスロット
ル弁全開域においてP_BA＞P_BACATなる状態が第１の所定
時間t_WOTCAT以上継続し、且つエンジン１がスロットル
弁全開域を離脱した後、第２の所定時間t_CATが経過して
いないときには、ステップ213において車速Ｖが所定値V
_CAT（例えば19.2km/h）より大きいか否か、ステップ214
においてエンジン回転数Neが所定値N_CAT（例えば2,800r
pm）より大きいか否かを判別する。このステップ213及
びステップ3214の判別は三元触媒13の温度が高い状態に
あるか否かを判別するものである。このステップ213及
び214の答がいずれも肯定（Yes）、即ちＶ＞V_CAT且つNe
＞N_CATが成立するときには、三元触媒13が高温状態にあ
るとして前記第１のフラグFt_CAT1が値１に等しいか否か
を判別する（ステップ215）。この答が肯定（Yes）のと
きにはt_CATタイマを第２の所定時間t_CATにセットして再
スタートさせると共に第２のフラグFt_FCAT2を値０にセ
ットし（ステップ216,217）、ステップ211を実行する。
前記ステップ215の答が否定（No）のときにはステップ2
16,217をスキップし直接ステップ211へ進む。

ステップ211の処理においてフィードバック制御が行
われるので、上述のようにして、スロットル弁全開域に
おいてP_BA＞P_BACATなる状態が第１の所定時間t_WOTCAT以
上継続し、且エンジン１がスロットル弁全開域を離脱し
た後、第２の所定時間t_CATが経過する前にリーン化域に
移行した場合には、該リーン化域においてもフィードバ
ック制御が実行されることとなる。

この場合、エンジン１がスロットル弁全開域からフィ
ードバック制御域を経てリーン化域に移行したときに
は、ステップ208及び211の実行により、第１のフラグFt
_CAT1が値１にセットされ、ステップ215及び216の実行に
より、t_CATタイマのセット及びスタートが繰り返される
ので、エンジン１がリーン化域に留まる限り、ステップ
212の答が否定（No）となり、フィードバック制御が繰
り返し実行されることとなる。

また、リーン化域においてアクセルペダルが短時間踏
み込まれた場合のように、エンジン１がリーン化域から
一旦フィードバック制御域に移行し、再びリーン化域へ
復帰したときには、リーン化域においてステップ217の
実行により第２のフラグFt_CAT2が値０にセットされ、フ
ィードバック制御においてステップ208及び209の実行に
より第１のフラグFt_CAT1が値０にセットされることか
ら、復帰後のリーン化域においてはステップ215の答が
否定（No）となってステップ216が実行されず、したが
ってリーン化域からの離脱後、第２の所定時間t_CATが経
過するまでフィードバック制御が継続されることとな
り、これによりこのときにも空燃比のオーバーリッチ化
を防止できる。

このステップ212の答が肯定（Yes）のとき、即ちt_CAT
＝０が成立し、したがってスロットル分全開域において
P_BA＞P_BACATなる状態が第１の所定時間t_WOTCAT以上継続
していないとき又はエンジン１がスロットル弁全開域を
離脱後、第２の所定時間t_CAT以上経過したときには、ス
テップ218以下に進みオープン制御を行い、リーン化係
数K_LSにより空燃比をリーン化制御する。

即ち、まず、ステップ218では第１のフラグFt_CAT1及
び第２のフラグF_CAT2を値０にセットし、次いでt_CATタ
イマのカウント値を０にセットする（ステップ219）。
次にステップ220で本ループを所定時間t_D継続して通過
したか否かを判別し、その答が否定（No）のときにはO₂
フィードバック補正係数K_O2を前回ループで得られた値
に保持し、オープン制御を実行する一方（ステップ22
1）、肯定（Yes）のときにはO₂フィードバック補正係数
K_O2をフィードバック制御時に算出された平均値K_REFに
設定してオープン制御を行い（ステップ222）、本プロ
グラムを終了する。O₂フィードバック補正係数K_O2を平
均値K_REFに設定する際に、所定の待ち時間t_Dを設けてい
るのはエンジン１がフィードバック制御域からオープン
制御域へ移行したときの空燃比の過渡的な変化を防止す
るためである。

また、前記ステップ213又は214の答が否定（No）、即
ちＶ≦V_CAT又はNe≦N_CATが成立するときには三元触媒13
が高温状態になく、アフタファイアが発生する可能性は
少ないので、この場合にも前記ステップ218以下を実行
し、リーン化係数K_LSを適用したオープン制御による空
燃比のリーン化制御を行う。

第４図は、第２図のメインルーチン中の前記ステップ
211において実行されるK_O2初期化処理を含むK_O2算出サ
ブルーチンのフローチャートを示す。

まず、前回の制御がフィードバック制御であったか否
かを判別し（ステップ401）、ステップ401の答が否定
（No）、即ち前回の制御がオープンループ制御であり、
したがって今回ループがオープンループ制御領域からフ
ィードバック制御領域に移行した直後の最初のループで
あるときには、ステップ402に進む。

ステップ402では補正係数K_O2の保持制御中であるか否
かを判別する。この制御はエンジンの所定の減速時ある
いは変速ギヤの作動時等に補正係数K_O2の変動を防止す
るためのものである。このステップ402の答が肯定（Ye
s）のときには、周知の積分項（Ｉ項）の加算処理によ
る積分制御によって補正係数K_O2を算出し（ステップ40
3）、続くステップ404において前記ステップ403を算出
された補正係数K_O2のリミットチェックを行い、次いで
後述のK_REF2算出処理を行い（ステップ405）、本プログ
ラムを終了する。

前記ステップ402の答が否定（No）のときには、ステ
ップ406に進み、このステップ406では今回が補助燃料噴
射弁6aの作動域（第７図の領域Ｉ）（AUX域）にあるか
否かを判別し、この答が肯定（Yes）、即ち今回ループ
がオープンループ制御領域からフィードバック制御領域
中の補助燃料噴射弁6aの作動域へ移行した直後の最初の
ループであるときには、補正係数K_O2の初期値を、補助
噴射弁6aの作動域において後述のようにして算出された
補助噴出弁6aの作動域用のK_O2の平均値K_REF0と所定係数
C_R0との積K_REF0×C_R0に設定しすると共に、t_O2LMTタイ
マを所定時間にリセットし、及びこれをスタートさせ
（ステップ407）、前記ステップ403以下を実行して、本
プログラムを終了する。

前記ステップ406の答が否定（No）、即ち今回ループ
がオープンループ制御領域からフィードバック制御領域
中の主燃料噴射弁６の作動域へ移行した直後の最初のル
ープであるときには、前回がフューエルカットを行って
いたか否かを判別する（ステップ408）。即ちエンジン
がフューエルカット状態からフィードバック制御領域に
移行したときにあたるかどうかを判断する。ステップ40
8の答が否定（No）、即ち前回がフューエルカット状態
でなかったときには補正係数K_O2の初期値を、主燃料噴
射弁６の作動域において後述のようにして算出された主
燃料噴射弁６の作動域（メイン域）用のK_O2の平均値K
_REF1に設定する（ステップ409）。

次いでステップ403以下の制御を行う。これにより、
エンジンがオープンループ制御領域からフィードバック
制御領域中の主燃料噴射弁６の作動域に移行したとき
に、補正係数K_O2を該主燃料噴射弁６の作動域に適合す
る値に速やかに設定でき、このときの過渡応答性を向上
させることができる。

前記ステップ408の答が肯定（Yes）、即ち前回フュー
エルカット状態であり、かかる状態からフィードバック
制御領域へ移行したときには、ステップ410以下へ進
み、エンジン冷却水温に応じた所定の係数C_R1を用い
て、フェーエルカット（F/C）領域からO₂フィードバッ
ク制御への移動時のK_O2の初期化処理を行う。即ち、ス
テップ410で係数C_R1の選択処理を実行し、次いで選択さ
れたC_R1を用いてK_REF1値を補正することにより補正係数
K_O2の初期値を設定する（ステップ411）。

第５図は、上記ステップ410,411において実行されるC
_R1選択処理を含む上述のK_O2初期化処理のためのサブル
ーチンを示すフローチャートである。

まず、ステップ501では、エンジン水温Twが所定温度T
_WO2CR（例えば40℃）より高いか否かを判別し、その答
が肯定（Yes）、即ちTw＞T_WO2CRが成立する高水温域に
あるときには、補正係数K_O2の初期値を、平均値K_REF1と
リッチ化補正用の所定の補正係数C_R10（例えば1.1）と
の積K_REF1×C_R10に設定し（ステップ502）、本プログラ
ムを終了する。前記ステップ501のの答が否定（No）、
即ちT_W≦T_WO2CRが成立し、従ってエンジン水温が低温域
にあるときには、補正係数K_O2の初期値を、平均値K_REF1
と、前記補正係数C_R10より大なる所定のリッチ化補正係
数C_R11（例えば1.3）との積K_REFZ×C_R11に設定し（ステ
ップ503）、本プログラムを終了する。

以上により、フューエルカット領域からフィードバッ
ク領域へ移行した時は、K_O2の初期値として算出K_REF1に
対しそのときのエンジン水温に応じてリッチ化補正して
得た値を用いてフィードバック制御が開始されることに
なり、該移行時における空燃比のルーン化による排気ガ
ス特性の低下が回避される。即ち、フューエルカット復
帰後は吸気管内壁に燃料が付着し易く、混合気がリーン
化する傾向にあるが、これを上述のリッチ化補正係数C
_R1に対応する分だけリッチ化することにより、燃料付着
に起因するリッチ化を防止することができる。

しかも、この場合、前記係数C_R1はエンジン水温に応
じた値のものが適用され、低水温時ほど初期値をリッチ
化させるよう、より大なる係数C_R11を選択適用してK
_REF1値を補正している。即ち、低水温時には、燃料の粘
性が大きいことから前記付着量が更に増大し、加えて、
燃焼状態を不安定であるため、エンジン出力等運転性に
与える影響もより大きくなる。そこで、かかる場合に
は、リッチ化の度合いを更に大きくすることとしてお
り、このように、フューエルカット状態からフィードバ
ック領域へ移行したときには、K_o2をリッチ方向に初期
設定すると共に、当該初期設定値をエンジン水温Twに応
じて吸気管内壁への付着燃料が多い低温度ほど大きく設
定することにより、O₂フィードバック制御開始時のNO_X
の発生及び運転性の悪化を防止することができる。第４
図に戻り、ステップ410,411で上述のようにして初期化
処理を行ったならば、エンジン水温に応じて得た前記積
値K_REF1×C_R0またはK_REF1×C_R11を初期値として前記ス
テップ403以下を実行し、本プログラムを終了する。

前記ステップ401の答が肯定（Yes）、即ち前回の制御
がフィードバック制御であったときには、前回が補助燃
料噴射弁6aの作動域（AUX域）であったか否かを判別し
（ステップ412）、このステップ412の答が肯定（Yes）
のときには前記ステップ406と同様に今回が補助燃料噴
射弁6aの作動域にあるか否かを判別し（ステップ41
3）、その答が肯定（Yes）、即ちエンジンが前回及び今
回ともに補助燃料噴射弁6aの作動域であるときにはO₂セ
ンサ14の出力VO₂レベルが反転したか否かを判別する
（ステップ414）。

前記ステップ413の答が否定（No）、即ち今回ループ
が、エンジンが補助燃料噴射弁6aの作動域から主燃料噴
射弁６の作動域に移行した直後の最初のループであると
きには、車速Ｖが所定値V₁（例えば15km/h）より小さい
か否かを判別し（ステップ415）、その答が肯定（Ye
s）、即ち低車速のときは、補正係数K_O2の初期値を、補
助燃料噴射弁6aの作動域から主燃料噴射弁６の作動域へ
の移行後の所定時間内に主燃料噴射弁６の作動域におい
て後述のようにして算出されたK_O2の平均値K_REF2に設定
し、ダウンカウンタから成るt_FBTHタイマを所定時間
（例えば2.5秒）にリセットし、及びこれをスタートさ
せ（ステップ416）、前記ステップ403以下を実行し本プ
ログラムを終了する。

前記ステップ415の答が否定（No）で高車速の場合に
は、前記ステップ409及びステップ403以下を実行し本プ
ログラムを終了する。

前記ステップ412の答が否定（No）のときには今回が
主燃料噴射弁６の作動域（メイン域）にあるか否かを判
別し（ステップ417）、該ステップ417の答が否定（N
o）、即ち今回ループが、エンジンが主燃料噴射弁６の
作動域から補助燃料噴射弁6aの作動域に移行した直後の
最初のループであるときには、前記ステップ407及びス
テップ403以下を実行し本プログラムを終了する。

一方、該ステップ417の答が肯定（Yes）、即ちエンジ
ンが前回及び今回とも主燃料噴射弁６の作動域にあると
きにはステップ418へ進み、前記ステップ414と同様、O₂
センサ14の出力VO₂レベルが反転したか否かを判別す
る。

ここで、該ステップ418の答が否定（No）のときに
は、ステップ419のC_R2選択処理及びステップ420のK_O2初
期化処理に進み、所定の増減用の係数C_R2を用いて、O₂
フィードバック領域を負荷に応じた複数の領域に分割し
た場合におけるその内の一の領域から他の領域への移行
時のK_O2の初期化処理を行う。

第６図は、上記ステップ419及び420において実行され
るC_R2選択処理を含む上述のK_O2初期化処理のためのサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

まず、ステップ601では、前記t_FBTHタイマのカウント
値が０に等しいか否かを判別し、その答が否定（No）の
ときには、O₂フィードバック領域内を第７図に示すよう
に高負荷領域（II₁）と低負荷領域（II₂）とに分割した
場合の一方の領域から他方の領域への移行時に実行すべ
きK_O2の初期化処理は行わず（ステップ602）、本プログ
ラムを終了する。即ち、t_FBTHタイマは、補助燃料噴射
弁6aの作動域から主燃料噴射弁６の作動域への切換え時
に初期値として適用するK_REF2値のためのK_REFに演算タ
イマであり、従って、K_REF2の算出期間中は本プログラ
ムに従うK_O2値の初期化は停止される。

ステップ601の答が肯定（Yes）、即ちt_FBTHタイマが
作動中でないときは、エンジン１の運転状態がフィード
バック制御領域内において高負荷領域から低負荷領域へ
移行したか、あるいは低負荷領域から高負荷領域へ移行
したかをみるためステップ603以下の処理を実行する。

即ち、前回の運転状態が、吸気管内絶対圧P_BAが所定
の判別値P_BO2H（例えば500mmHg）より大きい状態であっ
たか否かを判別し（ステップ603）、その答が肯定（Ye
s）、即ちP_BA＞P_BO2Hが成立し前回が高負荷であったと
きには、今回の運転状態が、吸気管内絶対圧P_BAが前記
判別値P_BO2Hより小さいか否かを判別し（ステップ60
4）、該ステップ604の答が肯定（Yes）のとき、即ち今
回が低負荷であったときには、減速状態であると判別
し、補正係数K_O2の初期値を、平均値K_REF1とリーン化補
正用の所定係数C_R20（例えば0.96）との積K_REF1×C_R20
に設定し（ステップ605）、本プログラムを終了する。

これにより、高負荷領域から低負荷領域へ移行した時
は、K_O2の初期値として算出K_REF1に対してリーン化補正
を行って得た値K_REF1×C_R20を用いて空燃比のフィード
バック制御が開始されることになり、該移行時の吸気管
壁付着燃料の吸入による空燃比のリッチ化を防止でき、
CO,HCの発生を低減させることができる。即ち、高負荷
から低負荷への移行時には、吸気管内絶対圧P_BAの減少
によって多量の付着燃料が燃焼室に吸入され易くなり、
減速時には混合気は濃くなるが、吸気管内絶対圧P_BAに
よる上述のようなK_O2の初期化を行うことによって、か
かる減速オーバーリッチ化の傾向を緩和することができ
る。

前記ステップ604の答が否定（No）のとき、即ち前回
も今回も吸気管内絶対圧P_BAが前記判別値P_BO2H以上の状
態の場合には、前記ステップ602を実行し本プログラム
を終了する。即ち、高負荷状態から低負荷状態への移行
時ではないため、前記係数C_R20を用いた初期化処理を行
わない。

一方、前記ステップ603の答が否定（No）、即ちP_BA≦
P_BO2Hが成立し、従って前回のP_BA値がP_BO2H以下の状態
であった場合には、更に続くステップ606において、前
回P_BA値を、前記判別値P_BO2Hよりも小さい所定の判別値
P_BO2L（例えば470mmHg）と比較し、P_BA値が該判別値P
_BO2Lより小さい状態であったか否かの判別する。その答
が否定（No）のときは前記ステップ602を実行して本プ
ログラムを終了する一方、ステップ606の答が肯定（Ye
s）、即ちP_BA＜P_BO2Lが成立し前回が低負荷であったと
きには、今回の運転状態が、吸気管内絶対圧P_BAが前回
判別値P_BO2Lより大きいか否かを判別し（ステップ60
7）、該ステップ407の答が肯定（Yes）のとき、即ち今
回が高負荷であったときには、補正係数K_O2の初期値
を、平均値K_REF1とリッチ化補正用の所定係数C_R21（例
えば1.03）との積K_REF1×C_R21に設定し（ステップ60
8）、本プログラムを終了する。

このように、上述とは逆にエンジン１がフィードバッ
ク制御領域内の低負荷領域から高負荷領域へ移行した時
は、K_O2の初期値として算出K_REF1に対してリッチ化補正
を行って得た値K_REF1×C_R21を用いてフィードバック制
御が開始され、これにより、低負荷から高負荷への移行
時には、燃料の供給遅れによる空燃比のリーン化が防止
され、NOxの発生を低減させることができる。即ち、加
速を行うべくアクセルを踏み込んでスロットル弁３′の
開度を増したときは、空気は非常に軽いので直ぐ入ると
ころ、燃料はこれに比し遅れ、このためリーン化し易い
のであるが、かような燃料の供給遅れによる空燃比のリ
ーン化も回避することができる。

前記ステップ607の答が否定（No）、即ち前回も今回
も吸気管内絶対圧P_BAが前記判別値P_BO2L以下の状態にあ
る場合には、前記ステップ604と同様に、低負荷状態か
ら高負荷状態への移行時ではないとして、前記ステップ
602を実行し係数C_R21を用いた初期化処理は行わない。
従って、増減用の係数C_R21を用いたK_O2の初期化は、t
_FBTHタイマのカウント値が０の条件の下、予め負荷に応
じて分割設定した少くとも２つの領域のうちの一方から
他方への移行時にのみ行われ、それぞれ高負荷状態また
は低負荷状態からの移行に対応してK_O2の平均値K_REF1に
係数C_R20またはC_R21を乗算補正した値をK_O2の初期値と
して適用する。

以上のようにして、減速時のK_O2の適切な初期化を行
うことができ、他方、加速時には、減速時の適正空燃比
から加速時の適正空燃比にするため加速時のK_O2初期化
を行うこともできる。即ち、減速時のK_O2初期化におけ
る空燃比のリーン化によるNOxの増加を防ぐため、低負
荷状態から高負荷状態になったときには、逆に、K_REF1
にリッチ化補正のための係数C_R21を掛け、加速時の適切
なK_O2の初期化を行い、エミッション特性の向上を図る
ことができる。

しかも、この場合、既述した対策手法のように空燃比
の制御をリーン側に移行させ、更にリーン化によるNOx
の増加を防止するため点火時期を送らせるなどして燃費
の低下を招くこともない。従って、CO等の低減によるエ
ミッション特性の改善が行え、かつ、これを空燃比制御
をリーンバイアスさせ点火時期を遅らせることなく実現
することができる。即ちエミッション特性と燃費特性と
の両者を同時に満足させ得る。

更に、初期値として、平均値K_REF1に対する増減を行
った値を用いるので、即ち学習値である平均値K_REF1は
システム全体の誤差を補正するため用いられるものであ
るところ、このような平均値K_REF1を使用し、これに対
する増減を行うようにしているから、燃料供給系の設定
バラツキを補正することもできる。

以上の第６図における処理は、前記第５図の場合と同
様、K_O2初期化時、前条件に応じた係数を乗算して、即
ちフィードバック開始項補正係数を選択し適用して、空
燃比の変動を抑えるための処理の一つである。

第４図に戻り、ステップ419,420で上述のようにして
初期化処理を行ったならば、前記積値K_REF1×C_R20また
はK_REF1×C_R21を初期値として前記ステップ403以下を実
行し、本プログラムで終了する。

前記ステップ418の答が肯定（Yes）、即ちO₂センサ14
の出力レベルが反転したときには、周知の比例項（Ｐ
項）の加算処理による比例制御によって補正係数K_O2を
算出し（ステップ421）、続くステップ422において前記
ステップ421で算出されたK_O2のリミットチェックを行
い、次いで、K_REF0,K_REF1算出処理を実行し（ステップ4
23）、本プログラムを終了する。また、前記ステップ41
4の答が否定（No）、即ちエンジンが前回及び今回とも
補助燃料噴射弁6aの作動域にある場合においてO₂センサ
14の出力レベルが反転していないときには、前記ステッ
プ403以下を実行し、本プログラムを終了する一方、そ
の答が肯定（Yes）のときは前記ステップ421以下を実行
し本プログラムを終了する。

以上のようにして算出された補正係数K_O2の値を使用
してK_O2の平均値K_REFがステップ405,423において算出さ
れ、メモリに記憶される。

この場合、平均値K_REFの算出は、今回ループが該当す
るフィードバック制御領域に応じて、図示しないK_REF算
出サブルーチンに基づき、各領域毎にK_REF0,K_REF1また
はK_REF2の算出が行われ、K_REF0及びK_REF1については次
式（２）に従ってK_REF(i₎（ｉ＝0,1）が算出され、ま
た、K_REF2について次式（３）に従って算出される。

K_REF(i₎＝K_O2P・（C_REF(i₎/A）＋ K_REF(i₎₍n_-1)・（Ａ−C_REF(i₎）/A …（２） K_REF2＝Ｋ_O2P/I・（C_REF2/A）＋ K_REF2(n_-1)・（Ａ−C_REF2）/A …（３）上記（２）式による平均値K_REF0及びK_REF1は比例項
（Ｐ項）動作直後において、即ちO₂センサ14の出力レベ
ルの反転時にのみ算出され、一方平均値K_REF2はTDC信号
パルス発生毎に、即ち全域で算出される。

即ち、上記において、値K_O2Pは比例項動作直後のK_O2
の値、値Ｋ_O2P/Iは毎回のK_O2の値であり、また、Ａは定
数、C_REF(i₎及びC_REF2は各領域毎に実験的に設定される
変数で１〜Ａのうち適当な値に設定されるものである。
K_REF(i₎₍n_-1)及び_REF2(n_-1)は、それぞれ今回ループが
該当する運転領域において前回までに得られたK_O2の平
均値である。

変数C_REF(i₎及びC_REF2の値によって、前回値に対する
K_O2値の割合が変化するので、かかる変数の値を、対象
とされる空燃比フィードバック制御装置、エンジン等の
使用に応じて前記１〜Ａの範囲で適当な値に設定するこ
とにより、最適なK_REF（K_REF0,K_REF1またはK_REF2）を得
ることができる。

上述のようにして各領域において平均値K_REFが算出さ
れ、エンジン１がフューエルカット状態からフィードバ
ック制御運転領域へ移行したときには、前記ステップ42
3で算出され記憶されたK_REF1値と既述したエンジン水温
に応じた所定係数C_R1とを用いてK_O2の初期値化処理が行
われ、移行時のエンジン１への供給空燃比が適正に制御
される。

上記実施例では、吸気管集合部上流のスロットル弁上
流側に燃料噴射弁を設けたDPIタイプのエンジンに適用
した場合を説明したが、本発明は通常のMPIのものに適
用することは妨げない。特に、DPIタイプのものに適用
するときは、燃料噴射弁から燃焼室までの距離が長いこ
とによる付着燃料の影響を排除し、DPIタイプにおける
空燃比制御の精度向上により大なる効果がある。

（発明の効果）本発明によれば、内燃エンジンの空燃比フィードバッ
ク制御運転領域における運転時に、当該エンジンの排気
系に配置される排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化
する係数を用いて前記エンジンに供給する混合気の空燃
比をフィードバック制御する内燃エンジンの空燃比フィ
ードバック制御方法において、エンジンの燃料供給停止
状態を検出したときは前記フィードバック制御を停止す
ると共に、前記フィードバック制御運転領域での運転時
に得られた前記係数の平均値を算出し、運転状態が前記
燃料供給停止状態から前記フィードバック制御運転領域
に移行したときには前記係数として前記係数の平均値を
エンジン水温に応じた所定値で補正した値を初期値とし
て用いて前記移行先の領域におけるフィードバック制御
を開始するようにしたものであるから、燃料供給停止状
態からフィードバック制御運転領域に移行したときに、
前記係数をリッチ方向に初期設定する場合でも、当該移
行先の領域における空燃比をエンジン水温に対応して過
不足なく適切に設定することができ、もって良好な排気
ガス特性の確保が図れると共に、初期値設定をエンジン
水温に応じて吸気管内壁付着燃料が多い低温時ほど大き
く設定することによって、フィードバック制御開始時の
NOx成分の発生及び運転性の悪化を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用された内燃エンジンの燃料
供給制御装置の全体構成図、第２図は本発明の制御方法
の実行手順を示す制御プログラムのフローチャート、第
３図はt_ACTタイマの作動サブルーチンのフローチャー
ト、第４図は第２図のプログラム中において実行される
K_O2初期化処理を含むK_O2算出サブルーチンを示すフロー
チャート、第５図は第４図のプログラムにおける係数C
_R1を用いたK_O2初期値化の手順を示すフローチャート、
第６図は第４図のプログラムにおける係数C_R2を用いたK
O₂初期値化の手順を示すフローチャート、第７図はエン
ジンの運転領域を示す図である。１……内燃エンジン、５……電子コントロールユニット
（ECU）、６……主燃料噴射弁、10……エンジン冷却水
温センサ、12……排気管、14……O₂センサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの空燃比フィードバック制御
運転領域における運転時に、当該エンジンの排気系に配
置される排気ガス濃度検出器の出力に応じて変化する係
数を用いて前記エンジンに供給する混合気の空燃比をフ
ィードバック制御する内燃エンジンの空燃比フィードバ
ック制御方法において、エンジンの燃料供給停止状態を
検出したときは前記フィードバック制御を停止すると共
に、前記フィードバック制御運転領域での運転時に得ら
れた前記係数の平均値を算出し、運転状態が前記燃料供
給停止状態から前記フィードバック制御運転領域に移行
したときには前記係数として前記係数の平均値をエンジ
ン水温に応じた所定値で補正した値を初期値として用い
て前記移行先の領域におけるフィードバック制御を開始
することを特徴とする内燃エンジンの空燃比フィードバ
ック制御方法。
【請求項２】低水温時には前記初期値をリッチ化させる
ことを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンの空燃比
フィードバック制御方法。