JP3966177B2

JP3966177B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3966177B2
Application number: JP2002369926A
Authority: JP
Inventors: 寿飯田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2003176744A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射量の変化が空燃比の検出値に現れるまでの遅れを考慮して空燃比をフィードバック制御する機能を備えた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】
近年の電子制御化されたエンジン制御では、排気管に設けられた酸素センサ（又は空燃比センサ）の出力に基づいて、排ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量をフィードバック補正することで、排ガス浄化用の三元触媒の排ガス浄化率を高めるようにしている。このシステムでは、加速時等の過渡運転時（燃料噴射量が急変する時）に、定常運転時と同じ空燃比フィードバック制御を行うと、却って空燃比制御の精度が悪化する（この理由は後述する）。
【０００３】
そこで、特開昭５８−２７８４７号公報に示すように、加速時に、フィードバック制御を停止するようにしたものがある。しかし、加速時でも、比較的緩い加速時には、フィードバック制御を停止すると、却って空燃比のずれが大きくなる。
【０００４】
そこで、特公平７−２６５７２号公報では、定常運転からの加速／減速時を緩やかな過渡運転状態と判断し、減速直後の加速時と加速直後の減速時を急な過渡運転状態と判断し、緩やかな過渡運転状態の時には、フィードバック制御を継続して空燃比のずれを少なくし、急な過渡運転状態の時には、フィードバック制御を所定期間、停止又は制限するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５８−２７８４７号公報（第２項、第５図）。
【特許文献２】
特公平７−２６５７２号公報（第２項、第３、４図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射弁から噴射した燃料の一部は、吸気ポート内壁や吸気弁等に付着した後、徐々に蒸発して燃焼室内に吸入されるため、燃料の供給遅れが生じる。更に、エンジンから排出された排ガスが酸素センサの位置まで到達してその空燃比が検出されるまでには、排ガス流動に伴う時間遅れやセンサ応答性による時間遅れ（以下「空燃比の検出遅れ」という）が生じる。このため、燃料噴射量の変化が空燃比の検出値に現れるまでには、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分だけ遅れが生じる（この遅れはエンジン回転の例えば４〜６回転分にもなる）。このため、空燃比の検出値に基づいて算出されるフィードバック補正量は燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分だけ燃料噴射量に対して遅れを持つことになる。従って、このような過去の燃料噴射量に対するフィードバック補正量で現在の燃料噴射量を補正すると、燃料噴射量が急変する過渡運転時には、フィードバック補正量の変化が遅れて、フィードバック制御が誤った方向に働いてしまい、空燃比制御の精度が悪化する。
【０００７】
上記従来の技術（特開昭５８−２７８４７号公報、特公平７−２６５７２号公報）では、このような燃料の供給遅れや空燃比の検出遅れによるフィードバック補正量の遅れが全く考慮されず、見込みでフィードバック制御を一律に停止又は制限するだけであるから、過渡運転時の燃料噴射量の変化に空燃比制御が追従することができず、近年の益々厳しくなる排ガス規制に十分に対応することができない。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れを考慮した空燃比のフィードバック制御を行うことができて、空燃比制御精度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。
【０００９】
【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、排ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射量を空燃比フィードバック制御手段によりフィードバック補正する。この際、空燃比フィードバック制御手段は、空燃比の検出値に基づいてフィードバック補正量を算出するフィードバック補正量算出手段と、フィードバック補正量を制限するフィードバック補正量制限手段と、燃料噴射量の変化と空燃比の検出値に現れるまでの遅れとに基づいて遅れ修正量を算出する遅れ修正量算出手段の各演算結果に基づいて最終的なフィードバック補正量を算出する。また、空燃比フィードバック制御手段は、フィードバック補正量制限手段がフィードバック補正量を制限する際に用いるガード値を遅れ修正量で修正している。
【００１０】
このようにすれば、空燃比の検出値に基づいて算出されるフィードバック補正量が、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分だけ燃料噴射量に対して遅れを持っていても、このフィードバック補正量の遅れを遅れ修正量によって修正して、燃料噴射量の変化にフィードバック補正量を応答性良く追従させることができ、空燃比を精度良く制御することができる。また、燃料の供給遅れや空燃比の検出遅れによるフィードバック補正量の遅れを適正に修正することができる。
【００１２】
ところで、燃料噴射量（燃料噴射時間）は、基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）にフィードバック補正量や、加減速補正量、水温補正量等の各種の補正量を乗算して算出される。従って、フィードバック補正量に対する遅れ修正量は、基本燃料噴射量との関係で設定することが好ましい。また、基本燃料噴射量は、エンジン１回転当たりの吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度等の負荷パラメータに基づいて算出されるため、基本燃料噴射量の代用情報として、負荷パラメータを用いても良い。或は、加減速補正及びフィードバック補正を施す前の燃料噴射量も、基本燃料噴射量の代用情報として用いることができる。
【００１３】
この点を考慮し、請求項２のように、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れに相当する時間だけ過去に溯った時点の基本燃料噴射量（又はこれと相関関係のあるパラメータ）と、現在の基本燃料噴射量（又はこれと相関関係のあるパラメータ）とを比較して遅れ修正量を算出すると良い。現在のフィードバック補正量は、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分、過去に溯った時点の基本燃料噴射量に対するものであるため、過去の基本燃料噴射量（又はこれと相関関係のあるパラメータ）と現在の基本燃料噴射量（又はこれと相関関係のあるパラメータ）とを比較して遅れ修正量を算出すれば、過去の基本燃料噴射量に対するフィードバック補正量を、現在の基本燃料噴射量に対するフィードバック補正量に精度良く修正することができる。
【００１４】
ところで、暖機運転中（低温始動時）は、噴射燃料の吸気ポート等ヘの付着量（ウエット量）が多いため、燃料の供給遅れが大きくなってフィードバック補正量の遅れが大きくなる。
【００１５】
この点を考慮して、請求項３のように、少なくとも内燃機関の暖機運転中に、遅れ修正量を用いて最終的なフィードバック補正量を算出するようにすると良い。このようにすれば、フィードバック補正量の遅れが大きくなる暖機運転中に、遅れ修正量によってフィードバック補正量の遅れを適正に修正できる。
【００１６】
また、定常運転時は、燃料噴射量がほぼ一定又は変化が少ないため、フィードバック補正量の遅れの影響が少ないが、過渡運転時は、燃料噴射量が比較的大きく変化するため、フィードバック補正量の遅れを修正しないと、空燃比制御の精度が悪化する。
【００１７】
この点を考慮して、請求項４のように、少なくとも過渡運転中に、遅れ修正量を用いて最終的なフィードバック補正量を算出するようにすると良い。このようにすれば、過渡運転時に、遅れ修正量によって適正化されたフィードバック補正量を用いて空燃比を精度良く制御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図５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の下流側には、吸入空気量ＧＡを検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度ＴＡ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。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７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が設けられ、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燃料噴射弁２０（燃料噴射手段）が取り付けられている。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２１の途中には、排ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置されている。この触媒２２の上流側には、排ガスの空燃比のリッチ／リーンを検出する酸素センサ２３（空燃比検出手段）が設けられている。尚、酸素センサ２３に代えて、排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を用いるようにしても良い。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ２４や、エンジン回転数ＮＥを検出するクランク角センサ２５が取り付けられている。
【００２１】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２６に入力される。このＥＣＵ２６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された制御プログラムを実行することで、各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁２０の燃料噴射量や噴射時期を制御すると共に、点火コイル２７を介して点火プラグ２８の点火時期を制御する。この際、ＥＣＵ２６は、排ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように燃料噴射弁２０の燃料噴射量をフィードバック補正する空燃比フィードバック制御手段として機能する。
【００２２】
空燃比フィードバック制御中に、酸素センサ２３の出力に基づいて算出されるフィードバック補正量は、燃料の供給遅れや空燃比の検出遅れにより、燃料噴射量の変化に対して遅れを持っている。特に、暖機運転中（低温始動時）は、噴射燃料の吸気ポート等ヘの付着量が多いため、燃料の供給遅れが大きくなってフィードバック補正量の遅れが大きくなる。また、加速時等の過渡運転時には、燃料噴射量が大きく変化するため、フィードバック補正量の遅れが大きくなる。
【００２３】
そこで、ＥＣＵ２６は、図２のプログラムを実行することで、暖機運転中に、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れに応じた遅れ修正量を算出すると共に、図３のプログラムを実行することで、暖機運転中の加速時に、遅れ修正量を用いてフィードバック補正量を修正する。以下、図２及び図３の各プログラムの具体的処理内容を説明する。
【００２４】
図２の遅れ修正量算出プログラムは、燃料噴射毎に起動される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１〜１０４で、遅れ修正量の算出実行条件として、次の（ａ）〜（ｄ）の条件が成立しているか否かを判定する。
【００２５】
（ａ）フィードバック制御実施中であること（ステップ１０１）
（ｂ）始動時冷却水温ＴＨＷＳＴが低温始動水温、例えば４０℃未満であること（ステップ１０２）
（ｃ）現在の冷却水温ＴＨＷが所定温度範囲、例えば−４０℃＜ＴＨＷ＜６０℃であること（ステップ１０３）
（ｄ）始動後経過時間が所定時間未満、例えば１２０秒未満であること（ステップ１０４）
ここで、（ｂ）〜（ｄ）は、暖機運転が実行される条件である。
【００２６】
上記（ａ）〜（ｄ）の条件が全て成立した時に、遅れ修正量の算出実行条件が成立するが、いずれか１つでも満たさない条件があれば、遅れ修正量算出の実行条件が不成立となる。
【００２７】
もし、遅れ修正量の算出実行条件が不成立であれば、ステップ１０５に進み、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを「１．０」に設定して本プログラムを終了する。この場合、後述する基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬは修正されない。
【００２８】
一方、遅れ修正量の算出実行条件が成立している場合には、ステップ１０４からステップ１０６に進み、現在よりも所定噴射回数ｋ前の過去の基本燃料噴射時間ＴＰ（ｎ−ｋ）と現在の基本燃料噴射時間ＴＰ（ｎ）を用いて遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを次式により算出して本プログラムを終了する。
【００２９】
ＦＡＦＦＩＸ＝ＴＰ（ｎ−ｋ）／ＴＰ（ｎ）
ここで、過去の基本燃料噴射時間ＴＰ（ｎ−ｋ）の時期を決める所定噴射回数ｋは、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れとを合計した遅れ時間に相当する噴射回数に設定される。燃料の供給遅れは、主として吸気ポート内壁等に付着する燃料（ウエット）により生じ、空燃比の検出遅れは、排ガス流動に伴う時間遅れとセンサ応答性による時間遅れによって生じる。尚、所定噴射回数ｋは、予め実験値等で設定した固定値としても良いが、燃料の供給遅れや空燃比の検出遅れに影響を及ぼすパラメータ（冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、吸気管圧力ＰＭ、スロットル開度ＴＡ等）に応じてマップ等により設定しても良い。このステップ１０６の処理が特許請求の範囲でいう遅れ修正量算出手段としての役割を果たす。
【００３０】
図３のフィードバック補正量修正プログラムは、燃料噴射毎に起動される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、フィードバック制御実施中であるか否かを判定する。もし、フィードバック制御が停止中であれば、ステップ２０２に進み、フィードバック補正量ＦＡＦを「１．０」に設定して本プログラムを終了する。
【００３１】
一方、上記ステップ２０１で、フィードバック制御実施中と判定されば、ステップ２０３に進み、
基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを読み込む。この基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬは、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正する前のフィードバック補正量であり、ＥＣＵ２６が、図示しない空燃比制御プログラムを実行することで、酸素センサ２３の出力に基づいて算出する。この機能が特許請求の範囲でいうフィードバック補正量算出手段としての役割を果たす。
【００３２】
そして、次のステップ２０４で、図２の遅れ修正量算出プログラムで算出した遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを読み込んだ後、ステップ２０５に進み、この遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸが加速判定値、例えば０．９５より小さいか否かを判定する。もし、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸ（＝ＴＰ（ｎ−ｋ）／ＴＰ（ｎ））が０．９５より小さければ、基本燃料噴射量ＴＰの増加量（ＴＰ（ｎ）−ＴＰ（ｎ−ｋ））が比較的大きいため、加速中と判断して、ステップ２０６に進み、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを用いて基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを次式により修正して、フィードバック補正量ＦＡＦを求める。
【００３３】
ＦＡＦ＝１−（１−ＦＡＦＣＡＬ）×ＦＡＦＦＩＸ
この後、ステップ２０７に進み、フィードバック補正量ＦＡＦが下限ガード値ｋＦＡＦＬ（例えば０．７５）以上か否かを判定し、フィードバック補正量ＦＡＦが下限ガード値ｋＦＡＦＬよりも小さければ、ステップ２０８に進み、フィードバック補正量ＦＡＦを下限ガード値ｋＦＡＦＬでガード処理して（ＦＡＦ＝ｋＦＡＦＬ）、本プログラムを終了する。
【００３４】
一方、フィードバック補正量ＦＡＦが下限ガード値ｋＦＡＦＬ以上であれば、ステップ２０７からステップ２０９に進み、フィードバック補正量ＦＡＦが上限ガード値ｋＦＡＦＨ（例えば１．２５）以下か否かを判定し、フィードバック補正量ＦＡＦが上限ガード値ｋＦＡＦＨよりも大きければ、ステップ２１０に進み、フィードバック補正量ＦＡＦを上限ガード値ｋＦＡＦＨでガード処理して（ＦＡＦ＝ｋＦＡＦＨ）、本プログラムを終了する。
【００３５】
尚、フィードバック補正量ＦＡＦが下限／上限ガード値の範囲内（ｋＦＡＦＬ≦ＦＡＦ≦ｋＦＡＦＨ）であれば、フィードバック補正量ＦＡＦをそのまま採用して、本プログラムを終了する。これらステップ２０７〜２１０の処理が特許請求の範囲でいうフィードバック補正量制限手段としての役割を果たす。
【００３６】
その後、上記ステップ２０５で、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸが０．９５以上と判定されれば、加速中でないと判断して、ステップ２１１に進み、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを修正せずにそのままフィードバック補正量ＦＡＦとした後（ＦＡＦ＝ＦＡＦＣＡＬ）、このフィードバック補正量ＦＡＦを下限／上限ガード値ｋＦＡＦＬ，ｋＦＡＦＨでガード処理して（ステップ２０７〜２１０）、本プログラムを終了する。
【００３７】
以上説明した本実施形態（１）の空燃比制御の効果（図５参照）を従来の空燃比制御（図４参照）と比較して説明する。図４及び図５は、暖機運転中に減速リッチ状態（フィードバック補正量ＦＡＦが下限ガード値ｋＦＡＦＬに張り付いている状態）で、加速した時の基本燃料噴射時間ＴＰ、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸ、フィードバック補正量ＦＡＦ、空気過剰率λの挙動を示している。
【００３８】
図４に示す比較例は、フィードバック補正量の遅れを修正する機能がなく、加速時にも、定常運転時と同じ空燃比フィードバック制御を実施する例である。燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＰ）の変化が空燃比検出値（空気過剰率λ）に現れるまでには、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分だけ遅れが生じるため、空燃比検出値（空気過剰率λ）に基づいて算出されるフィードバック補正量ＦＡＦは、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れの分だけ燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＰ）に対して遅れを持つことになる。このため、過去の少量の基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＰ）に対して算出したフィードバック補正量ＦＡＦを、現在の増量した基本燃料噴射量に乗算して、燃料噴射量（噴射時間）を減量補正することになる。その結果、燃料噴射量が過剰に減量補正されて、空気過剰率λがオーバーリーン状態となってしまい、エミッションの悪化やドライバビリティの低下を招くことになる。
【００３９】
この不具合を具体例で説明すると、加速前の基本燃料噴射量が例えば３ｍｇ／回転の状態の時にフィードバック補正量が例えば０．８で目標空燃比に制御されている状態から、加速を開始して基本燃料噴射量が例えば１０ｍｇ／回転に急増すると、燃料噴射量が１０×０．８＝８ｍｇ／回転に補正され、１０−８＝２ｍｇ／回転も減量されてしまう。しかし、現在のフィードバック補正量（０．８）は、過去の少量の基本燃料噴射量（３ｍｇ／回転）に対して算出したものであるから、本来の適正な減量補正量は、３×（１−０．８）＝０．６ｍｇ／回転である。従って、２−０．６＝１．４ｍｇ／回転が過剰に減量されてしまい、オーバーリーン状態となる。
【００４０】
これに対し、図５に示す本実施形態（１）の空燃比制御では、燃料の供給遅れと空燃比の検出遅れに相当する時間だけ過去に溯った時点の基本燃料噴射時間と現在の基本燃料噴射時間とを比較して遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを算出し、この遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを用いて基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを修正して、最終的なフィードバック補正量ＦＡＦを求める。このようにすれば、基本燃料噴射時間が増加すると、直ちに、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸが減少してフィードバック補正量ＦＡＦが増加するようになり、基本燃料噴射時間の変化に対するフィードバック補正量ＦＡＦの遅れが無くなる。このため、暖機運転中の加速時にフィードバック制御を継続して行っても、燃料噴射量の変化にフィードバック補正量ＦＡＦを応答性良く追従させることができて、加速時の燃料噴射量の減量補正を適正化することができ、空燃比（空気過剰率λ）がオーバーリーン状態となることを防止できて、エミッションやドライバビリティを向上させることができる。
【００４１】
尚、本実施形態（１）では、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを過去の基本燃料噴射量と現在の基本燃料噴射量とを比較して算出したが、基本燃料噴射量は、エンジン１回転当たりの吸入空気量、吸気管圧力、スロットル開度等の負荷パラメータに基づいて算出されるため、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸの算出データとして用いる基本燃料噴射量の代用情報として、負荷パラメータを用いたり、或は、加減速補正及びフィードバック補正を施す前の燃料噴射量を用いても良い。
【００４２】
また、本実施形態（１）では、加速時のみ、フィードバック補正量を遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正するようにしたが、減速時にもフィードバック補正量を遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正するようにしても良い。
【００４３】
［実施形態（２）］
次に、本発明の実施形態（２）を図６及び図７に基づいて説明する。前記実施形態（１）では、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで直接、修正することで、最終的なフィードバック補正量ＦＡＦを求めるようにしたが、本実施形態（２）では、フィードバック補正量のガード値を遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正して、修正したガード値を用いてフィードバック補正量をガード処理するようにしている。
【００４４】
以下、この処理を行う図６のフィードバック補正量修正プログラムの処理内容を説明する。本プログラムも、燃料噴射毎に起動される。本プログラムでは、まず、フィードバック制御実施中に、酸素センサ２３の出力に基づいて算出した基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬと、前述した図２の遅れ修正量算出プログラムによって算出した遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを読み込んで、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸが加速判定値、例えば０．９５より小さいか否かにより加速中であるか否かを判定する（ステップ３０１〜３０５）。
【００４５】
もし、加速中（ＦＡＦＦＩＸ＜０．９５）であれば、ステップ３０６に進み、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸを用いてフィードバック補正量の下限ガード値ｋＦＡＦＬ（例えば０．７５）を次式により修正し、修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬ’を求める。
【００４６】
ｋＦＡＦＬ’＝１．０−（１．０−ｋＦＡＦＬ）×ＦＡＦＦＩＸ
この後、ステップ３０７に進み、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬ’以上か否かを判定する。もし、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬよりも小さければ、ステップ３０８に進み、修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬ’を最終的なフィードバック補正量ＦＡＦに設定する（ＦＡＦ＝ｋＦＡＦＬ’）。
【００４７】
一方、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが、修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬ’以上の場合には、ステップ３０７からステップ３０９に進み、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが通常の上限ガード値ｋＦＡＦＨ以下か否かを判定する。もし、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが上限ガード値ｋＦＡＦＨよりも大きいければ、ステップ３１０に進み、上限ガード値ｋＦＡＦＨを最終的なフィードバック補正量ＦＡＦに設定する（ＦＡＦ＝ｋＦＡＦＨ）。
【００４８】
尚、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが修正後の下限／上限ガード値の範囲内（ｋＦＡＦＬ’≦ＦＡＦＣＡＬ≦ｋＦＡＦＨ）であれば、ステップ３１１に進み、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬをそのまま最終的なフィードバック補正量ＦＡＦとして採用する（ＦＡＦ＝ＦＡＦＣＡＬ）。
【００４９】
その後、上記ステップ３０５で、加速中でない（ＦＡＦＦＩＸ≧０．９５）と判定された時には、ステップ３１２に進み、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが通常の下限ガード値ｋＦＡＦＬ以上か否かを判定し、この下限ガード値ｋＦＡＦＬよりも小さければ、ステップ３１３に進み、下限ガード値ｋＦＡＦＬを最終的なフィードバック補正量ＦＡＦに設定する（ＦＡＦ＝ｋＦＡＦＬ）。
【００５０】
一方、基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬが下限ガード値ｋＦＡＦＬ以上の場合には、ステップ３０９に進み、上限ガード値ｋＦＡＦＨを用いて基本フィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬをガード処理して、最終的なフィードバック補正量ＦＡＦＣＡＬを設定する（ステップ３１０，３１１）。この場合、ステップ３０７〜３１３の処理が特許請求の範囲でいうフィードバック補正量制限手段としての役割を果たす。
【００５１】
以上説明した本実施形態（２）の空燃比制御の効果を図７に基づいて説明する。図７は、暖機運転中に減速リッチ状態（フィードバック補正量ＦＡＦが下限ガード値ｋＦＡＦＬに張り付いている状態）で、加速した時の基本燃料噴射時間ＴＰ、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸ、下限ガード値ｋＦＡＦＬ’、フィードバック補正量ＦＡＦ、空気過剰率λの挙動を示している。
【００５２】
本実施形態（２）では、下限ガード値ｋＦＡＦＬ’を遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正する。前記実施形態（１）と同じく、遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸは、基本燃料噴射時間が増加すると、直ちに減少するため、下限ガード値ｋＦＡＦＬは、基本燃料噴射時間が増加すると、直ちに遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸによって増加方向に修正される。その結果、基本燃料噴射時間が増加すると、直ちにフィードバック補正量ＦＡＦが修正後の下限ガード値ｋＦＡＦＬ’でガード処理され、基本燃料噴射時間の変化に対するフィードバック補正量ＦＡＦの遅れが無くなる。このため、暖機運転中の加速時にフィードバック制御を継続して行っても、燃料噴射量の変化にフィードバック補正量ＦＡＦを応答性良く追従させることができて、空燃比（空気過剰率λ）がオーバーリーン状態となることを防止でき、エミッションやドライバビリティを向上させることができる。
【００５３】
尚、上記実施形態（２）では、加速時に下限ガード値ｋＦＡＦＬを遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正するようにしたが、減速時に上限ガード値ｋＦＡＦＨを遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸで修正するようにしても良い。
【００５４】
また、前記各実施形態（１），（２）では、暖機運転中の過渡運転時（加速時）にフィードバック補正量の遅れの影響が大きくなるという事情を考慮して、暖機運転中の過渡運転時にフィードバック補正量の遅れを修正するようにしたが、フィードバック補正量の遅れを修正する期間は、これに限定されず、例えば、暖機運転中又は過渡運転中に、常にフィードバック補正量の遅れを修正するようにしたり、或は、フィードバック制御実施中に、常時、フィードバック補正量の遅れを修正するようにしても良い。
【００５５】
また、フィードバック補正量による増量又は減量が大きい時に、燃料噴射量の変化に対するフィードバック補正量の遅れの影響が大きくなるという事情を考慮して、フィードバック補正量の修正実施開始条件を、フィードバック補正量が所定範囲外になった時（増量側又は減量側に所定値以上変化した時）とし、フィードバック補正量の修正終了条件を、フィードバック制御の停止又は遅れ修正量ＦＡＦＦＩＸが所定範囲内になった時（フィードバック補正量の遅れが小さくなった時）としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御システム全体の概略構成図。
【図２】遅れ修正量算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート。
【図３】実施形態（１）におけるフィードバック補正量修正プログラムの処理の流れを示すフローチャート。
【図４】比較例の空燃比制御を行った場合の一例を示すタイムチャート。
【図５】実施形態（１）の空燃比制御を行った場合の一例を示すタイムチャート。
【図６】本発明の実施形態（２）におけるフィードバック補正量修正プログラムの処理の流れを示すフローチャート。
【図７】実施形態（２）の空燃比制御を行った場合の一例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、
１２…吸気管、
２０…燃料噴射弁（燃料噴射手段）、
２１…排気管、
２２…触媒、
２３…酸素センサ（空燃比検出手段）、
２６…ＥＣＵ（空燃比フィードバック制御手段、フィードバック補正量算出手段、フィードバック補正量制限手段、遅れ修正量算出手段）。

Claims

内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射手段と、排ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記排ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように前記燃料噴射手段の燃料噴射量を乗算項でフィードバック補正する空燃比フィードバック制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいてフィードバック補正量を算出するフィードバック補正量算出手段と、
前記フィードバック補正量を制限するフィードバック補正量制限手段と、
燃料噴射量の変化と前記燃料噴射量の変化が前記空燃比検出手段の空燃比検出値に現れるまでのフィードバック補正量の遅れとに基づいて遅れ修正量を算出する遅れ修正量算出手段とを備え、
前記空燃比フィードバック制御手段は、前記フィードバック補正量算出手段、前記フィードバック補正量制限手段及び前記遅れ修正量算出手段の各演算結果に基づいて最終的なフィードバック補正量を算出するとともに、前記フィードバック補正量制限手段が前記フィードバック補正量を制限する際に用いるガード値を前記遅れ修正量で修正する手段を有することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
前記遅れ修正量算出手段は、前記遅れに相当する時間だけ過去に溯った時点の基本燃料噴射量又はこれと相関関係のあるパラメータと、現在の基本燃料噴射量又はこれと相関関係のあるパラメータとを比較して前記遅れ修正量を算出す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。
前記空燃比フィードバック制御手段は、少なくとも内燃機関の暖機運転中に、前記遅れ修正量を用いて最終的なフィードバック補正量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
前記空燃比フィードバック制御手段は、少なくとも内燃機関の過渡運転中に、前記遅れ修正量を用いて最終的なフィードバック補正量を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。