JPH01203629A - 内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法

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JPH01203629A
JPH01203629A JP2592988A JP2592988A JPH01203629A JP H01203629 A JPH01203629 A JP H01203629A JP 2592988 A JP2592988 A JP 2592988A JP 2592988 A JP2592988 A JP 2592988A JP H01203629 A JPH01203629 A JP H01203629A
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air
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井出 温
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に該制御に適用されるフィードバック補正係
数の平均値をエンジン負荷及びエンジン温度に応じて適
切に算出するようにした制御方法に関する。
(従来の技術) 従来、内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法と
して、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(以下「
フィードバック補正係数Jという)の平均値を、前記空
燃比フィードバック制gg運転領域の複数の運転領域毎
に算出し、該算出された平均値を用いて前記エンジンに
供給する混合気の空燃比を適正に制御するようにしたも
のが知られている。
また、このような制御方法において、前記平均値が極低
温時及び高温時に異常になることを防止するために前記
平均値の算出を、吸気温が所定範囲内の温度であるとき
に行うようにしたものも公知である(例えば特開昭60
−60231号公報)、。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、内燃エンジンには、燃料タンク内に発生
した気化燃料が大気に放出されるのを防止するために、
エンジンの運転時に該気化燃料が供給されるタイプのも
のがあり、このタイプの内燃エンジンに前記従来の制御
方法を適用した場合には、前記フィードバック補正係数
の平均値を前記複数の各運転領域において適正な値に算
出できず、したがって空燃比の適正な制御が行えないと
いう問題点を有していた。
即ち、一般にエンジン温度、例えば吸気温が高い場合に
は、吸気管を含む燃料供給系の温度が高いために、プレ
ッシャ・レギュレータ(以下[調圧弁」という)を介し
て燃料タンクに戻される燃料も高温となり、燃料タンク
内の温度が上昇することにより、該燃料タンク内に多量
の気化燃料が発生する。この場合、前記タイプの内燃エ
ンジンにおいては、該多量の気化燃料が、燃料噴射弁等
の燃料供給装置からの本来の供給燃料とともにエンジン
に供給されるため、全体的な供給燃料量が増大し、供給
空燃比もリッチ化し、これに応じて前記フィードバック
補正係数及び該係数に基づき算出される前記平均値は上
記供給空燃比のリッチ化を補正すべく、リーン側に変動
する。この平均値のリーン側への変動の度合は、エンジ
ンの負荷状態によって異なり、例えば吸入空気量が少な
いアイドル運転状態では供給空燃比の変化量が大きいた
めに、エンジン温度が比較的低くても高いのに対し、吸
入空気量が多いアイドル運転状態以外の運転状態では供
給空燃比の変化量が小さいためにエンジン温度が比較的
高くても、低い傾向にある。
しかしながら、前記従来の制御方法は前記平均値を算出
すべき吸気温の所定範囲を、前記複数の運転領域に対し
て一律に設定しているため、上述のようなエンジンの負
荷状態に応じた平均値の変動の度合の相違に対処し得な
いことにより、前記複数の各運転領域において適正な前
記平均値を算出できず、したがって、空燃比の適正な制
御が行えない。特に、フィードバック制御時に算出され
た前記平均値を、次回のフィードバック制御開始時等に
前記フィードバック補正係数の初期値として適用する場
合において、前回のフィードバック制帥時のエンジン温
度が高く、且つ次のフィードバック制御時のエンジン温
度が低いときには、前記フィードバック補正係数の初期
値がリーン側の値に設定されることにより、供給空燃比
が大幅にリーン化するとともに、リーン化の度合が高い
ときにはエンジンストールを招いてしまう。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、フィードバック補正係数の平均値の算出
領域をエンジン負荷及びエンジン温度に応じ適切に設定
し、もってエンジンへの供給空燃比を適正に制御できる
ようにした内燃エンジンの空燃比フィードバック制御力
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の平均値を少なくとも用いて前
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、エンジン温度を検出し、前記空燃比フィード
バック制御運転領域の複数の運転領域毎に前記係数の平
均値を算出すると共に前記運転領域に応じた所定温度以
上の運転時に前記係数の平均値の算出を停止するように
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図は本発明の制御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lは例えば4気筒の内燃エン
ジンを示し、エンジンlには吸気管2が接続され、吸気
管2の上流側にはエアクリ−ナ10が、途中にはスロッ
トル弁3がそれぞれ設けられている。スロットル弁3に
はスロットル弁開度センサ(以下「θTllセンサ」と
いう)4が連結されてスロットル弁r3のブ’f’ 1
211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rECU」という)5に送るようにされている
吸気管2のエンジンlとスロットル弁3間には燃料噴射
弁6が設けられている。この燃料噴射弁6は吸気管2の
図示しない吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられてお
り、各噴射弁は管路20、燃料フィルタ2I及び燃料ポ
ンプ22を介して燃料タンク23に接続されていると共
にE CU 5に電気的に接続されて、ECU3がらの
信号によって燃t’+噴射の開弁時間が、即ち液体燃料
の供給量が制御される。
符号24は調圧弁であり、該調圧弁24のケーシング内
部はダイヤフラム24bにより負圧室24cと燃料室2
4dとに画成され、負圧室24cは負圧通路25を介し
て吸気管2内のスロットル弁3下流側に接続されている
とともに、燃料室24dは管路26を介して前記管路2
0に、戻し管路27を介して燃料タンク23にそれぞれ
接続されている。前記ダイヤフラム24bには弁体24
aが固着されている。該弁体24aは、前記負圧室24
c内に介装されたスプリング24eの(;J勢力及び吸
気管2内の絶対圧の和と前記燃料室24d内の燃料圧と
のバランスによって、前記戻し通路27の開11端に形
成された弁座24fを開閉する。即ち、調圧弁24は、
燃料圧に応じて弁体24aが開閉して燃料タンク23へ
の還流燃料量を調節することにより、燃料噴射弁6に供
給される燃料圧と吸気W2内の絶対圧との差を所定の一
定値に保持するようになっている。
燃料タンク23内の上部空間は気化燃料通路28を介し
て、吸気管2のスロットル弁3近傍と接続され、該気化
燃料通路28の途中には2ウエイバルブ29が配置され
ている。2ウエイバルブ29は燃料タンク23内の温度
の上昇等により、燃料タンク23内の上部空間の圧力、
即ち気化燃料圧が設定圧に達したときにその正圧バルブ
29aが開弁じ、気化燃料が吸気管2側へ供給される一
方、燃料タンク23が冷却されて該燃料タンク23内の
上部空間の負圧が設定圧を超えると、その負圧バルブ2
9bが開弁し、吸気管2側から気化燃料が燃料タンク2
3へ戻されるようになっている。
また気化燃料は、エンジン1の運転に伴って吸気管2内
に発生する負圧により、該吸気管2を介してエンジンl
に供給される。
一方、吸気管2の負圧通路25より下流側には管7を介
して吸気管内絶対圧センサ(以下「PB^センサ」とい
う)8が設けられており、このPB^センサ8によって
電気的信号に変換された絶対圧信号は前記ECU3に送
られる。
吸気管2のPn^センサ8より下流側には吸気温センサ
(以下「T^センサ」という)9が設けられ、エンジン
1に吸入される吸気温を検出し、その検出値信号をEC
U3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(以下r 
T wセンサJという)15が設けられ、このTwセン
サ15はサーミスタ等から成り、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EC
IJ5に供給する。
エンジン回転数センサ(以下r N eセンサJという
)16がエンジンl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おり、TDC信号、即ちエンジ
ンlのクランク軸の180°回転毎に所定のクランク角
度位置で1パルスを出力し、このパルス(以下rTDc
信号パルス」という)をECU3に供給する。
エンジン1の排気管17には三元触媒18が配置され、
排気ガス中の[IC,Go、NOx成分の浄化作用を行
なう。排気管I7の三元触媒18より上流側には排気ガ
ス濃度検出器としてのo2センサ19が挿着され、排気
ガス中の酸素濃度を検出しその検出値信号をECU3に
供給する。
ECU3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rcPUJという)5b、C:
r’U5bで実行される各種演算プログラム及び演算結
果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。
CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づ
いて、フィードバック制御運転領域やオーブンループ制
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、次式(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TOLITを演算する。
Tour=TiXKo2XKt+に2・・・(t)ここ
にTiは基本燃料噴射時間を示し、例えば吸気管内絶対
圧PB^及びエンジン回転数Neに応じて、前述の記憶
手段5cに記憶された図示しないTiマツプから算出さ
れる。KO2は後述するKO2算出サブルーチン(第2
図)より算出されるフィードバック補正係数である。又
、Kl及びに2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緒特
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To
orに基づいて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信号を出
力回路5dを介して燃料噴射弁6に供給する。
第2図はフィードバック補正係数KO2の算出サブルー
チンのフローチャートを示す。本プログラムは’r D
 C信号パルスの発生毎に、これと同期して実行される
まず、吸気管内絶対圧PBA、エンジン回転数Ne、エ
ンジン冷却水温Tw及びスロットル弁開度Ornを読み
込む(ステップ2o1)。次に、前回の制御がフィード
バック制御であったが否かを判別しくステップ202)
、この答が否定(No)のときには前回が補正係数KO
2の保持モードであったが否かを判別する(ステップ2
o3)。この答が1す定(Yes)のときには、ステッ
プ204に進み、周知の積分制御により補正係数KO2
を算出して本プログラムを終了する。
前記ステップ203の答が否定(No)のときには、今
回がアイドル運転領域(以下「アイドル域」という)に
あるか否かを判別する(ステップ205)。
このアイドル域にあるか否かの判別は、例えばエンジン
回転数Ne及び吸気管内絶対圧Pa^がそれぞれの所定
値より小さいか否かを判別することにより行われる。こ
の答が肯定(Yes)のときには、補正係数KO2の初
期値を、アイドル域において後述のようにして算出され
たアイドル域用のKO2の平均値KRεFOに設定しく
ステップ206)、次いで前記ステップ204に進み、
積分制御を実行して本プログラムを終了する。
前記ステップ205の答が否定(No)、即ち今回がア
イドル域にないときには、補正係数KO2の初期値を、
アイドル域以外のフィードバック制御運転領域(以下「
オフアイドル域」という)において、後述のように算出
されたオフアイドル域用のKO2の平均値KREFIと
値1.0より大なるリッチ化所定値CR(例えば1.1
) ト(7)fl¥Kgp+ptXCRに設定しくステ
ップ207) 、次いで前記ステップ204を実行して
本プログラムを終了する。
前記ステップ202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、前回がア
イドル域であったか否かを判別する(ステップ208)
。この答が肯定(Yes)、今回がアイドル域にあるか
否かを判別する(ステップ209)。この答が否定(N
o)、即ち今回ループがアイドル域からオフアイドル域
へ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207に進み、補正係数KO2の初期値設定を行
い、次いで前記ステップ204を実行して本プログラム
を終了する。
前記ステップ209の答が肯定(Yes)のときには、
スロットル弁3が前回ループにおいて全開状態であった
か否かを判別する(ステップ21O)。
この答が肯定(Yes)のときには、スロットル弁3が
今回ループにおいて全開状態にあるか否かを判別する(
ステップ211)。この答が否定(No)、即ち前回ル
ープ及び今回ループともにアイドル域にあり、且つ今回
ループがスロットル弁3が全開状態から開弁状態に移行
した直後の最初のループであるときには、例えばダウン
カウンタから成るtFBTタイマのカウント値を所定時
間シper(例えば4秒)にセットして、これをスター
トさせ(ステップ2I2)、次いで補正係数KO2の初
期値を、後述のようにして算出されたKO2の平均値K
RεF2に設定しくステップ213) 、前記ステップ
204を実行して本プログラムを終了する。
前記ステップ208の答が否定(NO)、即ち前回がオ
フアイドル域にあったとき、又は011記ステツプ21
0の答が否定(No)若しくは前記ステップ211の答
が肯定(yes)、即ち今回ループがスロットル弁3が
全閉状態から開弁状態に移行した直後の最初のループで
ないときには、前記ステップ212でスタートさせたt
 FBTタイマのカウント値t、 FBTが値0に等し
いか否かを判別する(ステップ214)。
この答が肯定(Yes)、即ちスロットル弁3が全開状
態から開弁状態に移行した後、所定時間tFBTが経過
したときには、フラグF richが値lに等しいか否
かを判別する(ステップ215)。このフラグP ro
coはエンジンlがフィードバック制御運転領域にあり
、且つスロットル弁開度OTl+が所定値0 丁11C
11(例えば2度)より小さい状態から大きい状態へ移
行した直後にのみ値lにセットされ、他の場合には値O
にクリアされるものである。
前記ステップ215の答が肯定(Yes)、即ちF 丁
11CI+= 1が成立するときには、前記ステップ2
07に進み、補正係数KO2の初期値を設定した後、前
記ステップ204を実行して本プログラムを終了する。
一方、前記ステップ215の答が否定(No)、即ちF
 TIICII = Oが成立するときには、02セン
サ19の出力レベルが反転したか否かを判別する(ステ
ップ216)。この答が否定(No)のときには前記ス
テップ204を実行する一力、肯定(Yes)のときに
は周知の比例制御により補正係数KO2を算出して(ス
テップ217)、本プログラムを終了する。
以上のようにして、第2図のサブルーチンによって算出
された補正係数KO2の値を使用してKO2の平均値K
REFを算出し、メモリに記憶する。この平均値KRε
Fは今回ループが該当するフィードバック制御運転領域
に応じて、後述するKRIliF算出サルブルーチン(
第3図)に基づき、次式(2)に従って各領域毎にKR
EFO,KR訂l又はKREF2が算出される。
KREpn=Ko2・(C:l!tpn/A) +Ki
+:pn’  −(A−CR+pn)  /A  ・=
  (2)なお、後述するように、平均値KREFO及
びKREFIは比例項動作直後において、平均値KRE
F2は1゛DC信号パルスの発生毎に、吸気温T^がそ
れぞれの所定の温度範囲にあるときに算出される。
ここに、Aは定数、Cu:pn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
、KREFn’は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KREFO値である。
変数Cu:pnの値によってKREpn’値に対するK
O2値の割合が変化するので、このCv、pn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
の仕様に応じて前記■〜Aの範囲で適当な値に設定する
ことにより、各領域毎に最適なKREFO(KREFO
,KuptまたはKitpz)を得ることができる。
第3図はこの平均値KREFを算出するサブルーチンの
フローチャートであり、本サブルーチンはTI)C信号
パルスの発生毎に実行される。
まず、第2図のサブルーチンでその作動が制御されてい
る前記t FBTタイマのカウント値jFBTが値Oに
等しいか否かを判別する(ステップ301)。
この答が否定(NO)のときには、前記変数C2εFを
、平均値KREF2算出用の第3の値CREF2に設定
しくステップ302) 、次いで後述するステップ31
5で適用される吸気温判別値TAKAR8PをKREF
2算出用の第3の値TAKAI!SP2 (例えば50
℃)に設定した後(ステップ303) 、Kkl:p’
値を前回までに得られたKRεF2値に設定して(ステ
ップ304)、後述のステップ315に進む。
以上のように平均値KRεF2は、LFIITタイマの
カウント値tFBτが値Oに等しくないとき、即ちエン
ジンlがアイドル域にあり、且つスロットル弁3が全開
状態から開弁状態へ移行した後、所定時間tFBTが経
過するまでの間に算出されるとともに、このときの吸気
温判別値TAKAR8Pとして第3の値TAKAR8P
2が適用される。
前記ステップ301の答が肯定(Yes)、即ちt F
BT= Oが成立したときには、今回ループにおいて比
例項(P項)が発生したか否か、即ち比例制御が実行さ
れたか否かを判別する(ステップ305)。
この答が否定(No)、即ち今回ループにおいて比例制
御が実行されていないときには、そのまま本プログラム
を終了し、平均値KREFの算出を行わないようにする
一方、前記ステップ305の答が肯定(Yes)、即ち
今回ループにおいて比例制御が実行されているときには
、エンジンIがアイドル域にあるか否かを判別する(ス
テップ306)。このステップ306の答が肯定(Ye
s)のときには、前記変数CREFを平均値KREFO
算出用の第1の値CRUFOに設定しくステップ307
)、次いで前記吸気温判別値TAKAR8Pを、前記第
3の値TAKAR8P2より小なるKRUFO算出用の
第1の値T^に^Rspo (例えば40℃)に設定し
だ後(ステップ308)、KRεF′値を前回までに得
られたKREFO値に設定する(ステップ309)。次
いで補正係数KO2が上限値Koum+ (例えば1.
2)より大きいか否か(ステップ31O)、下限値Ko
2I!1pt(例えば0.8)より小さいか否か(ステ
ップ311)をそれぞれ判別し、このステップ310又
は311の答のいずれか一力が肯定(YeS)、即ちK
O2>Kom:pn又はKO2< KO2REFLのい
ずれかが成立するときには、そのまま本プログラムを終
了し、平均値KREFの算出を停止する一力、前記ステ
ップ310及び311の答がいずれも否定(No)、即
ちKozu:rt≦KO2≦KO2R):Fl+が成立
するときには、後述のステップ315以下に進む。
即ち、平均値KREFOは、エンジンlがアイドル域に
あって比例制御が実行されているとき且つ補正係数KO
2が所定範囲内にあるときに算出されるとともに、この
ときの吸気温判別値TAKAI!SPとして第1の値T
AKAR8Poが適用される。
前記ステップ306の答が否定(No)のときには、前
記変数CRεFを平均値KREFI算出用の第2の値C
RεFlに設定しくステップ312)、次いで前記吸気
温判別値T^に^RAPを、前記第1の値T^に^R3
POより大なるKREFI算出用の第2の値TAxAR
srt(例えば50℃)に設定した後(ステップ313
)、KRBF’値を前回までに得られたKREFI値に
設定しくステップ314) 、後述のステップ315に
進む。
即ち、平均値KRεFlは、エンジン1がオフアイドル
域にあって比例制御が実行されているときに算出される
とともに、このときの吸気温判別値TAKAR8Pとし
て第2の値TAcAisrtが適用される。
前記ステップ315では吸気温T^が前記ステップ30
3、308又は313で設定された吸気温判別値T^に
^R8I”より大きいか否かを判別する。この答が肯定
(Yes)、即ちT^〉T八に八R8Fが成立するとき
には、そのまま本プログラムを終了し、平均値K11p
の算出を停止する一方、否定(No)、即ちT^≦T^
に^i!SPが成立するときにはステップ316に進み
、前記ステップ302.307又は312で設定された
変数Cy;、v及び前記ステップ304.309又は3
14で設定されたKR訂’値を前記式(2)に適用して
平均値KnP、Fを算出し、本プログラムを終了する。
以上のように吸気温T^が吸気温判別値T^に八R8P
より高い場合には、平均値KREFの算出が停止される
とともに、吸気温判別値T^に^R8Pは、エンジンl
がアイドル域にあるときにはオフアイドル域にあるとき
よりも低温側に設定される。前述したように、アイドル
域においては、エンジンの高温時における気化燃料の供
給によって平均値K l!EFが変動し易いので、上述
のように平均値KREFの算出領域をより低温側に縮少
することによって、エンジンの高温時における平均値K
gεVのリーン側への変動を防止することができる。−
力、平均値KREFの変動が比較的少ないオフアイドル
域においては、平均値KREFの算出領域をより高温側
に拡大することにより、より広範囲のエンジン温度域に
おいてKREF値を適正な値に算出できる。
したがって、エンジンの各運転領域において平均値KR
εFを適正に算出でき、エンジンlへの供給空燃比を適
正に制御することができる。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明によれば次のような効果を奏
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
、エンジン温度を検出し、空燃比フィードバック制御運
転領域の複数の運転領域fσに空燃比のフィードバック
補正係数の平均値を算出するとともに、前記運転領域に
応じた所定温度以上の運転時に前記係数の平均値の算出
を停止するようにしたので、前記平均値の算出領域を、
各運転領域においてエンジン温度に対して適切に設定で
き、したがって前記平均値を適正な値に算出できること
により、エンジンへの供給空燃比を適正に制御できる。
また、前記所定温度をエンジンが低負荷領域にあるほど
、より小さく設定することにより、エンジンの高温時に
前記係数の平均値の変動し易い低負荷領域の平均値の算
出領域をより低温側に縮少できるので、エンジンへの供
給空燃比をより適正に制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御力法を実施するための燃料供給制
御装置の全体構成図、第2図はフィーげバック補正係数
KO2の算出サブルーチンを示すフローチャー1・、第
3図はKO2の平均値KREFの算出サブルーチンを示
すフローチャートである。 ■・・・内燃エンジン、5・・・電子コントロールユニ
ット(ECU)、9・・・吸気温(T^)センサ、12
・・・排気管、19・・・02センサ(排気ガス濃度検
出器) 、 KO2・・・フィードバック補正係数(係
数)、KREF・・・KO2の平均値。 出願人  木IT(技研工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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の平均
    値を少なくとも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、エンジン温度を検出
    し、前記空燃比フィードバック制御運転領域の複数の運
    転領域毎に前記係数の平均値を算出すると共に前記運転
    領域に応じた所定温度以上の運転時に前記係数の平均値
    の算出を停止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。 2、前記所定温度を、前記エンジンが低負荷領域にある
    ほどより小さく設定す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。
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