JP3478713B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関し、特に内燃機関の高負荷運転時における
混合気の空燃比を適切に制御する内燃機関の空燃比制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の所定のフィードバ
ック制御領域においては、機関の排気系に設けられた排
気ガス濃度検出器の出力に応じて機関に供給する混合気
の空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御すると
共に、機関が高負荷状態になったときには混合気の空燃
比をリッチ化し、いわゆる燃料冷却により機関温度や触
媒温度の過度の上昇を防止する手法が知られている（特
開平２−２９１４４２号公報等）。

【０００３】このような手法では一般に、高負荷増量係
数ＫＷＯＴを用い、これを燃料噴射時間ＴＯＵＴに乗算
することにより、機関の高負荷運転時に混合気をリッチ
化するようにしている。その際、高負荷増量係数ＫＷＯ
Ｔは、例えば機関回転数ＮＥ、吸気管内圧力ＰＢＡ等の
パラメータから算出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、高負荷増量係数ＫＷＯＴを、機関に使用さ
れる燃料の組成が一定であることを前提として算出して
いるため、例えば天然ガスのように採取地域毎に組成が
異なる燃料を使用する場合には、算出された高負荷増量
係数ＫＷＯＴが不適切な値となることがある。また、機
関間で特性にばらつきがある場合も同様である。そのた
め、機関の高負荷運転時における混合気の空燃比が目標
値からずれ、リッチ化制御等の空燃比制御が適切に行わ
れない場合があるという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、燃料の組成のば
らつき等にかかわらず、機関の高負荷運転時における混
合気の空燃比を適切に制御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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の内燃機関の空燃比制御装置は、内
燃機関の排気系に設けられた空燃比検出手段と、該空燃
比検出手段の出力に基づいて空燃比補正係数を算出し、
該空燃比補正係数を用いて前記混合気の空燃比をフィー
ドバック制御するフィードバック制御手段と、前記機関
が搭載される車両の定速走行時に前記空燃比補正係数の
第１の平均値を学習する学習手段と、前記機関の高負荷
運転時に前記学習手段により学習された第１の平均値に
基づいて前記混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】この構成により、内燃機関の排気系に設け
られた空燃比検出手段の検出出力に基づいて空燃比補正
係数が算出され、該空燃比補正係数を用いて前記混合気
の空燃比がフィードバック制御され、前記機関が搭載さ
れる車両の定速走行時に前記空燃比補正係数の第１の平
均値が学習され、前記機関の高負荷運転時に前記学習さ
れた第１の平均値に基づいて前記混合気の空燃比が制御
される。

【０００８】一般に、空燃比補正係数の平均値には、燃
料の組成のばらつきや機関間の特性のばらつきの影響が
反映される。特に、機関運転状態が比較的安定している
車両の定速走行時に学習される前記第１の平均値は、か
かる影響をより正確に反映する。よって、前記第１の平
均値に基づいて前記混合気の空燃比を制御することによ
り、燃料の組成や機関間の特性のばらつきに起因する増
量燃料量のばらつきを小さくすることができる。従っ
て、燃料の組成のばらつき等にかかわらず、機関の高負
荷運転時における混合気の空燃比を適切に制御すること
ができる。

【０００９】本発明の請求項２の内燃機関の空燃比制御
装置は、上記請求項１記載の構成において、前記機関の
アイドリング以外の運転状態時に前記空燃比補正係数の
第２の平均値を算出する算出手段と、該算出手段により
算出された前記第２の平均値に基づいて前記学習手段に
より学習された前記第１の平均値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１０】この構成により、前記機関のアイドリング
以外の運転状態時に前記空燃比補正係数の第２の平均値
が算出され、該算出された第２の平均値に基づいて前記
第１の平均値が補正される。ここで前記第２の平均値
を、例えば前記機関のアイドリング以外の運転状態時で
あれば車両の定速走行時でなくても算出されるようにす
れば、その算出頻度は前記第１の平均値のそれよりも高
くなる。よって、第２の平均値に基づいて第１の平均値
を補正することにより、第１の平均値の学習精度を向上
することができ、燃料の組成のばらつき等にかかわら
ず、機関の高負荷運転時における混合気の空燃比をより
適切に制御することができる。

【００１１】具体的には、例えば前記第２の平均値と前
記第１の平均値との偏差が大きいときに前記第２の平均
値に基づいて前記第１の平均値が補正されるようにす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１３】図１は，本発明の実施の形態に係る内燃機
関（以下「エンジン」という）及びその空燃比制御装置
の全体構成を示す図である。エンジン１の吸気管２の途
中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３
にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されて
おり、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出
力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」とい
う）５に供給する。

【００１４】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の
開弁時間が制御される。

【００１５】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７
を介して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられ
ており、この絶対圧センサ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（ＴＡ）センサ９が取付けられており、
吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣ
Ｕ５に供給する。

【００１６】エンジン１の本体には、サーミスタ等から
なるエンジン水温（ＴＷ）センサ１０が装着され、該セ
ンサ１０はエンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出し対応
する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。エンジン
回転数（ＮＥ）センサ１１及び気筒判別（ＣＹＬ）セン
サ１２はエンジン１の図示しないカム軸周囲又はクラン
ク軸周囲に取付けられている。エンジン回転数センサ１
１はエンジン１のクランク軸の１８０度回転毎に所定の
クランク角度位置でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」
という）を出力し、気筒判別センサ１２は特定の気筒の
所定のクランク角度位置で信号パルスを出力するもので
あり、これらの各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１７】エンジン１の排気管１３には、三元触媒
（触媒コンバータ）１４が配置されており、該三元触媒
１４は排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化
を行う。排気管１３の三元触媒１４の上流側には、排気
濃度検出器としての酸素濃度センサ１６（以下「Ｏ２セ
ンサ１６」という）が装着されており、このＯ２センサ
１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に応
じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。

【００１８】ＥＣＵ５にはエンジン１が搭載される車両
の走行速度（車速ＶＰ）を検出する車速センサ１９が接
続されており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００１９】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、演算結果及び各種マップ・テーブル等を記憶する記
憶手段５ｃ、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出
力回路５ｄ等から構成される。

【００２０】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、下記数式１に基づき、前記ＴＤＣ
信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯ
ＵＴを演算する。

【００２１】

【数１】 ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＷＯＴ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ ここに、ＴＩは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このＴＩ値を決定するためのＴＩ
マップが記憶手段５ｃに記憶されている。

【００２２】ＫＷＯＴはエンジン１の高負荷運転時に供
給混合気の空燃比をリッチ化するための高負荷増量係数
であり、後述する図２のＫＷＯＴ算出処理により算出さ
れる。

【００２３】ＫＯ２は、Ｏ２センサ１６の出力に基づい
て算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィードバ
ック制御中はＯ２センサ１６によって検出された空燃比
（酸素濃度）が目標空燃比に一致するように設定され、
オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた所定
値に設定される。

【００２４】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値に設定さ
れる。

【００２５】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出した結
果に基づいて、燃料噴射弁６を駆動する信号を、出力回
路５ｄを介して出力する。

【００２６】なお、Ｏ２センサ１６は本発明における空
燃比検出手段を構成し、ＥＣＵ５は、本発明におけるフ
ィードバック制御手段、学習手段、空燃比リッチ化手
段、算出手段、及び補正手段を構成する。

【００２７】図２は、高負荷増量係数ＫＷＯＴ算出処理
のフローチャートを示し、本処理はＴＤＣ信号パルスの
発生と同期して実行される。

【００２８】まず、高負荷増量係数ＫＷＯＴを不図示の
ＫＷＯＴマップから検索する（ステップＳ２０１）。Ｋ
ＷＯＴマップはエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧
ＰＢＡをパラメータとする例えば２０×１０のマトリッ
クスによるマップであり、エンジン回転数ＮＥが高いほ
ど高負荷増量係数ＫＷＯＴが大きい値を執り、また吸気
管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど高負荷増量係数ＫＷＯＴ
が大きい値を執るように設定されている。高負荷増量係
数ＫＷＯＴは該マップからエンジン回転数ＮＥ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡに応じて検索され、必要により４点補
間等によって算出される。

【００２９】次いで、スロットル弁開度θＴＨが閾値Ｔ
ＨＷＯＴより大きいか否かを判別し（ステップＳ２０
２）、その判別の結果、θＴＨ≦ＴＨＷＯＴであるとき
は吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＷＯＴ（例えば６
６０ｍｍＨｇ）より大きいか否かを判別する（ステップ
Ｓ２０３）。その結果、前記ステップＳ２０２でθＴＨ
＞ＴＨＷＯＴであるとき、または前記ステップＳ２０３
でＰＢＡ＞ＰＢＷＯＴであるときは、エンジン１が高負
荷運転状態にあると判断してステップＳ２０４以下の処
理を実行する一方、前記ステップＳ２０２でθＴＨ≦Ｔ
ＨＷＯＴであり且つ前記ステップＳ２０３でＰＢＡ≦Ｐ
ＢＷＯＴであるときは、ステップＳ２１０以下の処理を
実行する。

【００３０】ステップＳ２０４では、不図示のＸＷＯＴ
テーブルを用いてエンジン水温ＴＷに応じてリッチ化係
数ＸＷＯＴを検索する。ＸＷＯＴテーブルは、エンジン
水温ＴＷが高いほどリッチ化係数ＸＷＯＴが大きい値を
執るように設定されている。

【００３１】次いで、下記数式２により、新たな高負荷
増量係数ＫＷＯＴを求める（ステップＳ２０５）。

【００３２】

【数２】ＫＷＯＴ＝ＫＷＯＴ×ＸＷＯＴ 次いで、上記算出された高負荷増量係数ＫＷＯＴが上限
値ＫＷＯＴＸより小さいか否かを判別し（ステップＳ２
０６）、その判別の結果、ＫＷＯＴ≧ＫＷＯＴＸである
ときは、ＫＷＯＴ値を上限値ＫＷＯＴＸに設定して（ス
テップＳ２０７）、ステップＳ２０８に進む一方、ＫＷ
ＯＴ＜ＫＷＯＴＸであるときは直ちに前記ステップＳ２
０８に進み、下記数式３により高負荷増量係数ＫＷＯＴ
を補正する。

【００３３】

【数３】ＫＷＯＴ＝ＫＷＯＴ×ＫＣＲＳ ここにＫＣＲＳは第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳから求め
られる補正値である。補正値ＫＣＲＳ及び第１の平均値
ＫＲＥＦＣＲＳの算出手法については図３〜図５を参照
して後述する。

【００３４】次いで、燃料噴射時間ＴＯＵＴが高負荷増
量係数ＫＷＯＴにより増量補正されるべきことを「１」
で示す増量補正フラグＦＷＯＴを「１」に設定し（ステ
ップＳ２０９）、本処理を終了する。

【００３５】一方、ステップＳ２１０では、増量補正フ
ラグＦＷＯＴを「０」に設定して、ＫＷＯＴ値を「１．
０」に設定し（ステップＳ２１１）、本処理を終了す
る。

【００３６】本処理によれば、エンジン１の高負荷運転
時には、燃料噴射時間ＴＯＵＴを増量補正するための高
負荷増量係数ＫＷＯＴが算出され、その際、高負荷増量
係数ＫＷＯＴが補正値ＫＣＲＳによって補正される。

【００３７】図３は、ＫＯ２フィードバック制御処理の
フローチャートを示す図であり、本処理はＴＤＣ信号パ
ルスの発生と同期して実行される。

【００３８】まず、前回の空燃比制御がオープンループ
制御あったか否かを判別し（ステップＳ３０１）、その
判別の結果、前回の空燃比制御がオープンループ制御で
なかったときは、前回の制御領域がアイドル運転領域で
あったか否かを判別する（ステップＳ３０２）。アイド
ル運転領域であるか否かは、エンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡから判別される。その判別の結果、
前回の制御領域がアイドル運転領域であったときは、今
回の制御領域がアイドル運転領域であるか否かを判別す
る（ステップＳ３０３）。

【００３９】その結果、前記ステップＳ３０２の判別の
結果、前回の制御領域がアイドル運転領域でなかったと
き、または前記ステップＳ３０３の判別の結果、今回の
制御領域がアイドル運転領域であるときは、いずれもス
テップＳ３０４に進み、Ｏ２センサ１６の出力レベルが
基準値ＶＲＥＦに対して大小関係が反転したか否かを判
別する。その判別の結果、Ｏ２センサ１６の出力レベル
が基準値ＶＲＥＦに対して大小関係が反転したときは、
ステップＳ３０５以下で比例制御（Ｐ項制御）やＫＯ２
値の平均値算出等の処理を実行する一方、Ｏ２センサ１
６の出力レベルが反転しないときは、ステップＳ３１５
以下で積分制御（Ｉ項制御）を実行する。

【００４０】ステップＳ３０５では、Ｏ２センサ１６の
出力レベルと基準値ＶＲＥＦとの大小比較に基づき、前
回算出されたＫＯ２値に対して加算比例項ＰＲを加算、
または減算比例項ＰＬを減算する等の処理を実行し、続
くステップＳ３０６ではＫＯ２値のリミットチエックを
行う。

【００４１】次いで、制御領域がアイドル運転領域であ
るか否かを判別し（ステップＳ３０７）、その判別の結
果、制御領域がアイドル運転領域であるときは第３の平
均値ＫＲＥＦ０を算出してステップＳ３１１に進む一
方、制御領域がアイドル運転領域でないときは、第２の
平均値ＫＲＥＦ１を算出し（ステップＳ３０９）、第１
の平均値ＫＲＥＦＣＲＳを後述する図４の処理により算
出して（ステップＳ３１０）、ステップＳ３１１に進
む。ここで、各平均値ＫＲＥＦ０、１、ＣＲＳはいずれ
も補正係数ＫＯ２の平均値であり、下記数式４により算
出される。なお、ＫＲＥＦＣＲＳ値にあっては後述する
図４のステップＳ４０６で同式により算出される。

【００４２】

【数４】ＫＲＥＦ（ｎ）＝ＣＲＥＦ×ＫＯ２／Ａ＋（Ａ
−ＣＲＥＦ）×ＫＲＥＦ（ｎ−１）／Ａ ここで、（ｎ）、（ｎ−１）はそれぞれ今回値、前回値
であることを示すために付されている。また、Ａは例え
ば１００００（１６進）に設定される定数である。ＣＲ
ＥＦは０〜Ａの間に設定されるなまし係数であるが、各
平均値ＫＲＥＦ０、１、ＣＲＳの算出毎にエンジン水温
ＴＷに応じて例えば２段階にＣＲＥＦ値を持ち替えるよ
うにしてもよい。ＫＯ２としては、比例制御実行直後
（すなわちＯ２センサ１６の出力の反転直後において比
例項を加減算した直後）の補正係数値が用いられる。

【００４３】次いで、各平均値ＫＲＥＦ０、１、ＣＲＳ
のリミットチェックを行い（ステップＳ３１１）、本処
理を終了する。

【００４４】一方、前記ステップＳ３０１の判別の結
果、前回の空燃比制御がオープンループ制御であったと
きは、今回の制御領域がアイドル運転領域であるか否か
を判別し（ステップＳ３１２）、その判別の結果、今回
の制御領域がアイドル運転領域であるときは、補正係数
ＫＯ２を第３の平均値ＫＲＥＦ０に設定して（ステップ
Ｓ３１３）、ステップＳ３１５に進む一方、今回の制御
領域がアイドル運転領域でないときは、補正係数ＫＯ２
を（第２の平均値ＫＲＥＦ１×ＣＲ）に設定して（ステ
ップＳ３１４）、ステップＳ３１５に進む。ここに、値
ＣＲは、エンジン自体の排気ガス特性や排気浄化装置の
排気浄化特性に応じてエンジン１の総合的排気ガス特性
が改善されるような値に設定される。

【００４５】また、前記ステップＳ３０３の判別の結
果、今回の制御領域がアイドル運転領域でないとき、す
なわちアイドル運転領域からアイドル運転領域外に移行
したときは、前記ステップＳ３１４を実行してステップ
Ｓ３１５に進む。

【００４６】ステップＳ３１５では、Ｏ２センサ１６の
出力レベルと基準値ＶＲＥＦとの大小比較及びＴＤＣ信
号パルスのカウント数に基づき、前回算出されたＫＯ２
値に対して加算積分項ＩＲを加算、または減算積分項Ｉ
Ｌを減算する等の処理を実行し、続くステップＳ３１６
でＫＯ２値のリミットチエックを行って、本処理を終了
する。

【００４７】本処理により、第３の平均値ＫＲＥＦ０が
Ｐ項発生直後におけるアイドル運転領域で算出され、第
２の平均値ＫＲＥＦ１がＰ項発生直後におけるアイドル
運転領域外で算出され、第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳが
第２の平均値ＫＲＥＦ１の算出タイミングにおいて後述
する図４の処理により算出される。

【００４８】図４は、図３のステップＳ３１０で実行さ
れる第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳ算出処理のフローチャ
ートを示す。

【００４９】まず、第２の平均値ＫＲＥＦ１と第１の平
均値ＫＲＥＦＣＲＳとの偏差（｜ＫＲＥＦ１−ＫＲＥＦ
ＣＲＳ｜）が所定値ＤＫＲＣＲＳより小さいか否かを判
別し（ステップＳ４０１）、その判別の結果、｜ＫＲＥ
Ｆ１−ＫＲＥＦＣＲＳ｜＜ＤＫＲＣＲＳであるときは、
エンジン回転数ＮＥが下限値ＮＥＣＲＲＦＬと上限値Ｎ
ＥＣＲＲＦＨとの間の範囲内にあるか否かを判別し（ス
テップＳ４０２）、その判別の結果、ＮＥＣＲＲＦＬ＜
ＮＥ＜ＮＥＣＲＲＦＨであるときは、吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが下限値ＰＢＣＲＲＦＬと上限値ＰＢＣＲＲＦＨと
の間の範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ４０
３）、その判別の結果、ＰＢＣＲＲＦＬ＜ＰＢ＜ＰＢＣ
ＲＲＦＨであるときは、車両の定速走行状態（クルーズ
状態）であることを「１」で示すクルーズフラグＦＣＲ
Ｓが「１」に設定されているか否かを判別し（ステップ
Ｓ４０４）、その判別の結果、クルーズフラグＦＣＲＳ
が「１」に設定されているときは、第１の平均値ＫＲＥ
ＦＣＲＳを新たに算出、すなわち学習すべきことを
「１」で示す学習実行フラグＦＣＲＳＲＥＦを「１」に
設定し（ステップＳ４０５）、第１の平均値ＫＲＥＦＣ
ＲＳを上記数式４により算出して（ステップＳ４０
６）、本処理を終了する。

【００５０】なお、クルーズフラグＦＣＲＳは後述する
図６のクルーズ判定処理で設定される。また、前記ステ
ップＳ４０１〜Ｓ４０３の判別に際し、ヒステリシスを
設けるようにしてもよい。

【００５１】一方、前記ステップＳ４０２でＮＥＣＲＲ
ＦＬ＜ＮＥ＜ＮＥＣＲＲＦＨが成立しないとき、前記ス
テップＳ４０３でＰＢＣＲＲＦＬ＜ＰＢ＜ＰＢＣＲＲＦ
Ｈが成立しないとき、または前記ステップＳ４０４でク
ルーズフラグＦＣＲＳが「０」に設定されているとき
は、いずれの場合もステップＳ４０８に進み、学習実行
フラグＦＣＲＳＲＥＦを「０」に設定して本処理を終了
する。

【００５２】また、前記ステップＳ４０１の判別の結
果、｜ＫＲＥＦ１−ＫＲＥＦＣＲＳ｜≧ＤＫＲＣＲＳで
あるときは、ＫＲＥＦＣＲＳ値の補正処理を下記数式５
により行い（ステップＳ４０７）、本処理を終了する。

【００５３】

【数５】ＫＲＥＦＣＲＳ（ｎ）＝ＣＲＥＦＣＲＳ２×Ｋ
ＲＥＦ１／Ａ＋（Ａ−ＣＲＥＦＣＲＳ２）×ＫＲＥＦＣ
ＲＳ（ｎ−１）／Ａ ここで、（ｎ）、（ｎ−１）はそれぞれ今回値、前回値
であることを示すために付されている。また、Ａは例え
ば１００００（１６進）に設定される定数、ＣＲＥＦＣ
ＲＳ２は０〜Ａの間に設定されるなまし係数である。

【００５４】ここで第２の平均値ＫＲＥＦ１は、エンジ
ン１のアイドリング以外の運転状態時であれば、車両の
定速走行時でなくても算出されるため、その算出頻度は
第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳのそれよりも高い。よっ
て、第２の平均値ＫＲＥＦ１との偏差に基づき補正する
ことにより、第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳの学習精度を
向上することができる。

【００５５】本処理によれば、上述したように、第１の
平均値ＫＲＥＦＣＲＳは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡが所定の範囲内で且つ車両が定速走行
状態のときに学習され、第２の平均値ＫＲＥＦ１との偏
差が大きいときはＫＲＥＦ１値により補正される。

【００５６】図３及び図４の処理の実行後は、得られた
第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳから補正値ＫＣＲＳを求め
る。補正値ＫＣＲＳは、ＴＤＣ信号パルスの発生に同期
した図示しない処理により、ＫＣＲＳテーブルを用いて
検索される。

【００５７】図５に、このＫＣＲＳテーブルを示す。Ｋ
ＣＲＳテーブルは、４点の変数を持つ折れ線で与えら
れ、ＫＲＥＦＣＲＳ値が大きいほどＫＣＲＳ値が大きい
値を執るように設定されている。４つの設定点の間で
は、直線補間等によりＫＣＲＳ値が求められる。

【００５８】このようにして求めた補正値ＫＣＲＳが、
前述したＫＷＯＴ値の算出処理（図２）を介して燃料噴
射時間ＴＯＵＴの算出式（上記数式１）に反映される。

【００５９】また、図４の処理により学習された第１の
平均値ＫＲＥＦＣＲＳは、イグニッションキーをオフし
た後も学習値として不揮発性のメモリに保持され、次回
のイグニッションキーのオン時にＫＣＲＳ値の検索に用
いられる。

【００６０】図６は、クルーズ判定処理のフローチャー
トを示し、本処理はタイマ処理（例えば８０ｍｓ毎）に
より実行される。

【００６１】まず、エンジン１の状態が始動モードであ
るか否かを判別し（ステップＳ６０１）、その判別の結
果、始動モードであるときは、車速センサ１９等のフェ
ールセーフが実行中であるか否かを判別し（ステップＳ
６０２）、その判別の結果、フェールセーフが実行中で
ないときは、車速ＶＰの平均値ＶＰＡＶＥを下記数式６
により算出する（ステップＳ６０３）。

【００６２】

【数６】ＶＰＡＶＥ（ｎ）＝（Ａ−ＣＣＲＳ）×ＶＰ／
Ａ＋ＣＣＲＳ×ＶＰＡＶＥ（ｎ−１）／Ａ ここで、（ｎ）、（ｎ−１）はそれぞれ今回値、前回値
であることを示すために付されている。また、Ａは例え
ば１００００（１６進）に設定される定数、ＣＣＲＳは
０〜Ａの間に設定されるなまし係数である。

【００６３】次いで、車速平均値ＶＰＡＶＥが下限値Ｖ
ＣＲＳＬ（例えば５ｋｍ）〜上限値ＶＣＲＳＨ（例えば
２５５ｋｍ）の範囲内にあるか否かを判別する（ステッ
プＳ６０４）。

【００６４】その結果、前記ステップＳ６０１でエンジ
ン１が始動モードであるとき、前記ステップＳ６０２で
フェールセーフが実行中であるとき、または前記ステッ
プＳ６０４でＶＣＲＳＬ＜ＶＰＡＶＥ＜ＶＣＲＳＨが成
立しないときは、いずれの場合もステップＳ６１２に進
み、ダウンカウントタイマｔｍＤＶＣＲＳに所定時間Ｔ
ＤＶＣＲＳ（例えば１．２５ｓｅｃ）をセットしてスタ
ートさせ、次いでダウンカウントタイマｔｍＣＲＳに所
定時間ＴＣＲＳ（例えば２ｓｅｃ）をセットしてスター
トさせて（ステップＳ６１３）、クルーズフラグＦＣＲ
Ｓを「０」に設定し（ステップＳ６１４）、本処理を終
了する。

【００６５】一方、前記ステップＳ６０４でＶＣＲＳＬ
＜ＶＰＡＶＥ＜ＶＣＲＳＨが成立するときは、タイマｔ
ｍＤＶＣＲＳの値が「０」に達したか否かを判別し（ス
テップＳ６０５）、未だ「０」に達していないときは直
ちに本処理を終了する一方、タイマｔｍＤＶＣＲＳの値
が「０」に達したときは、ダウンカウントタイマｔｍＤ
ＶＣＲＳに所定時間ＴＤＶＣＲＳをセットしてスタート
させ（ステップＳ６０６）、車速平均値ＶＰＡＶＥの変
動量（車速変動量）ＤＶＣＲＳを算出する（ステップＳ
６０７）。車速変動量ＤＶＣＲＳは、例えば車速平均値
ＶＰＡＶＥの今回値と前回値（記憶値ＶＰＡＶＥＢＦ）
との偏差に基づき算出される。

【００６６】次いで、記憶値ＶＰＡＶＥＢＦを今回のＶ
ＰＡＶＥ値に設定し（ステップＳ６０８）、車速変動量
ＤＶＣＲＳが所定値ＤＶＣＲＳＬＭＴ（例えば０．８ｋ
ｍ／ｈ／ｓｅｃ相当）より小さいか否かを判別する（ス
テップＳ６０９）。その判別の結果、ＤＶＣＲＳ≧ＤＶ
ＣＲＳＬＭＴであるときは前記ステップＳ６１３に進む
一方、ＤＶＣＲＳ＜ＤＶＣＲＳＬＭＴであるときは、タ
イマｔｍＣＲＳの値が「０」に達したか否かを判別する
（ステップＳ６１０）。その判別の結果、未だ「０」に
達していないときは前記ステップＳ６１４に進む一方、
タイマｔｍＣＲＳの値が「０」に達したときは、クルー
ズフラグＦＣＲＳを「１」に設定し（ステップＳ６１
１）、本処理を終了する。

【００６７】本処理によれば、上述したように、車速Ｖ
Ｐの平均値ＶＰＡＶＥが所定範囲内である状態を所定時
間ＴＤＶＣＲＳ継続した後、車速平均値ＶＰＡＶＥの変
動量ＤＶＣＲＳが所定値ＤＶＣＲＳＬＭＴより小さい状
態を所定時間ＴＣＲＳ継続したときに、クルーズフラグ
ＦＣＲＳが「１」に設定される。従って、上述した図４
のステップＳ４０６では、車両走行が安定した状態にの
み第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳの学習がなされる。これ
により、第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳの信頼性を高くす
ることができる。

【００６８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、空燃比フィードバック制御中の車両の定速走行時に
第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳが学習され（図３、図
４）、該第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳから補正値ＫＣＲ
Ｓが求められ（図５）、エンジン１の所定高負荷運転時
に該補正値ＫＣＲＳにより高負荷増量係数ＫＷＯＴが補
正され（図２）、該高負荷増量係数ＫＷＯＴによって供
給混合気の空燃比がリッチ化される（上記数式１）。

【００６９】第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳの学習は、エ
ンジン１の運転状態が比較的安定している車両の定速走
行時になされるようにしたので、第１の平均値ＫＲＥＦ
ＣＲＳは燃料の組成のばらつきやエンジン間の特性のば
らつきの影響を正確に反映したものとなる。よって、高
負荷増量係数ＫＷＯＴを補正値ＫＣＲＳで補正したこと
により、燃料の組成や機関間の特性のばらつきに起因す
る高負荷増量係数ＫＷＯＴのばらつきを小さくすること
ができ、空燃比の目標値からのずれを吸収することがで
きる。従って、燃料の組成のばらつき等にかかわらず、
エンジン１の高負荷運転時における混合気のリッチ化制
御を適切に行うことができ、エンジン１の温度や触媒温
度の過度の上昇を適切に防止することができる。

【００７０】また、第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳを、エ
ンジン１のアイドリング以外の運転状態時に算出した第
２の平均値ＫＲＥＦ１との偏差に基づき補正するように
したので、第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳの学習精度を向
上することができ、信頼性の一層高いＫＲＥＦＣＲＳ値
に基づいて混合気のリッチ化制御をより適切に行うこと
ができる。

【００７１】なお、本実施の形態では、第１の平均値Ｋ
ＲＥＦＣＲＳに基づいて空燃比をリッチ化する場合を例
に採り説明したが、これに限るものでなく、空燃比を理
論空燃比または理論空燃比よりもリーン化する場合につ
いても本発明を適用することにより、同様の効果を得る
ことができる。

【００７２】なお、本実施の形態に係る空燃比制御装置
に使用される燃料の種類は特に限定されないが、天然ガ
ス等のように組成の変動が大きい燃料を使用する場合に
本発明の効果は特に大きい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る内燃機関の空燃比制御装置によれば、内燃機関の
排気系に設けられた空燃比検出手段と、該空燃比検出手
段の出力に基づいて空燃比補正係数を算出し、該空燃比
補正係数を用いて前記混合気の空燃比をフィードバック
制御するフィードバック制御手段と、前記機関が搭載さ
れる車両の定速走行時に前記空燃比補正係数の第１の平
均値を学習する学習手段と、前記機関の高負荷運転時に
前記学習手段により学習された第１の平均値に基づいて
前記混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え
たので、燃料の組成のばらつきや機関間の特性のばらつ
きに起因する増量燃料量のばらつきを小さくすることが
できる。従って、燃料の組成のばらつき等にかかわら
ず、機関の高負荷運転時における混合気の空燃比を適切
に制御することができる。

【００７４】本発明の請求項２の内燃機関の空燃比制御
装置によれば、前記機関のアイドリング以外の運転状態
時に前記空燃比補正係数の第２の平均値を算出する算出
手段と、該算出手段により算出された前記第２の平均値
に基づいて前記学習手段により学習された前記第１の平
均値を補正する補正手段とを備えたので、第１の平均値
の学習精度向上することができ、燃料の組成のばらつき
等にかかわらず、機関の高負荷運転時における混合気の
空燃比をより適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の空燃比制
御装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】同形態に係る高負荷増量係数ＫＷＯＴ算出処理
のフローチャートを示す図である。

【図３】同形態に係るＫＯ２フィードバック制御処理の
フローチャートを示す図である。

【図４】同形態に係る図３のステップＳ３１０で実行さ
れる第１の平均値ＫＲＥＦＣＲＳ算出処理のフローチャ
ートを示す図である。

【図５】同形態における補正値ＫＣＲＳテーブルを示す
図である。

【図６】同形態に係るクルーズ判定処理のフローチャー
トを示す図である。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン ４ スロットル弁開度（θＴＨ）センサ ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）（フィードバ
ック制御手段、学習手段、空燃比リッチ化手段、算出手
段、及び補正手段） ６ 燃料噴射弁 ８ 吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ １１ エンジン回転数（ＮＥ）センサ １６ Ｏ２センサ（空燃比検出手段） １９ 車速（ＶＰ）センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細貝 誠一 埼玉県和光市中央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62−203951（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−240743（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339147（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203238（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−200053（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた空燃比検
   出手段と、 該空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比補正係数を算
   出し、該空燃比補正係数を用いて前記混合気の空燃比を
   フィードバック制御するフィードバック制御手段と、 前記機関が搭載される車両の定速走行時に前記空燃比補
   正係数の第１の平均値を学習する学習手段と、 前記機関の高負荷運転時に前記学習手段により学習され
   た第１の平均値に基づいて前記混合気の空燃比を制御す
   る空燃比制御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】 前記機関のアイドリング以外の運転状態
   時に前記空燃比補正係数の第２の平均値を算出する算出
   手段と、該算出手段により算出された前記第２の平均値
   に基づいて前記学習手段により学習された前記第１の平
   均値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。