JPH02191850A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPH02191850A
JPH02191850A JP1068089A JP1068089A JPH02191850A JP H02191850 A JPH02191850 A JP H02191850A JP 1068089 A JP1068089 A JP 1068089A JP 1068089 A JP1068089 A JP 1068089A JP H02191850 A JPH02191850 A JP H02191850A
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learning
intake air
air
fuel ratio
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Kunihiro Abe
邦宏 阿部
Masanori Sakamoto
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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、学習制御機能を有するエンジンの空燃比制御
装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題J一般に、
自動車などの車輌における空燃比問罪では、電子制御式
燃料噴射装置(EGf)にて基本燃料噴fJ4flTp
を各種補正量によって補正し燃料噴射間を決定している
この基本燃料噴射ff1Tpは、吸入空気ff1Qとエ
ンジン回転数Nに応じた理論空燃比を得るための燃料噴
t)J過であり、 To =KXQ/N (K :定数) によって算出される。そして、この以本燃料噴射吊Tp
を、エンジンの各種運転条件に応じて各種補正係数で補
正することにより、実際の燃料噴射量■iが設定される
上記各種補正係数は、その時点での運転条件に適合する
空燃比となるように各種増量補正する各種増m分補正係
数C0EF、理論空燃比への空燃比フィードバック補正
係数α、電圧補正係数T3などであり、これらの各種補
正係数によって設定された燃料噴射量Tiで空燃比が制
御される。すなわら、上記燃料lln躬吊T1は、 Ti−1”pXαX C0EF+ T Sによって設定
される。
ここで、空燃比を理論空燃比に保つには、排気管に臨ま
された02センサなどの排気センサにより排出ガス中に
含まれている酸素濃度を測定し、吸入混合気の空燃比を
算出すると共に、この算出された空燃比の理論空燃比か
らのずれ量に応じた補正量により空燃比フィードバック
制御を行なう。
しかしながら、空燃比フィードバック制御による目標空
燃比への制御においては、目標値と実空燃比との偏差が
ある範囲内にないと、目標値への収束に時間がかかる。
さらに、運転領域が急激に変化した場合や、空燃比制御
系の構成部品の経時変化によるIt、II御比出力ずれ
など、条件によってはA−パーシュートやハンチングを
生じ、空燃比フィードバック系が不安定となって制御不
能となる恐れがある。従って、この空燃比フィードバッ
ク副部の収束性を高めるため、また、各部品の劣化ある
いは個々の部品毎の特性のバラツキを補tffi −J
゛るため、さらには、空燃比フィードバック制御の出来
ない領域での空燃比を良好に補正するため、空燃比のず
れ昂を学習値とする学習制御によってさらに精密な空燃
比制御が実現されている。すなわち、学習による補正係
数をK BLIICとすると、上記燃料噴銅但Tiは、 Ti =Tp xaxCOEFxKBLRC+TSとな
り、この学習補正された燃料1111射51Tiによっ
て空燃比が制御される。
このような、学習による空燃比制御は、例えば、特開昭
60=93150号公報に開示されており、この先行技
術においては、エンジン回転数及び負荷等のエンジン運
転条件からこれに対応させてRAM上のマツプに記憶さ
せた学習補正係数が、学習により所定割合以上更新され
、且つ初期値に対して同一方面にずれている場合にのみ
、そのずれ石に応じて上記基本燃料噴射ITp 4i:
i出する際の定数Kを補正して空燃比フィードバック制
御中のみならず、空燃比フィードバック制御の行われな
い領域での空燃比をも補正しようとするものである。
しかしながら、上記学と補正係数を記憶するマツプには
大きなメモリを必要とし、しかもマツプの領域によって
は学習頻度が少ないため、推定によって補正をせねばな
らず、制御の精密さに欠けるという問題があった。
また、空燃比を左右する要因には複数のパラメータがあ
り、例えば、特開昭61−72843号公報には、11
圓負荷に応じて区分された複数の学習値が、全運転領域
に対して共通な共通学習項と各運転領域ごとに対応する
個別学習項とを有し、空燃比フィードバック補正係数に
基づいて上記個別学習項の値を補正した後、全ての個別
学習項の平均値と基準値との偏差を求め、この偏差を各
個別学習項から減すると共に共通学習項に加算して相補
的に補正し、且つ上記共通学習項の補正範囲を上記個別
学習項の補正範囲よりも広く設定した技術が開示されて
いる。
ここで、空燃比を左右する要因は主として吸入空気量な
どの吸入空気量計測系とインジェクタあるいはプレッシ
ャーレギュレータなどの燃料噴射系との2つの要因があ
り、この2つの要因に劣化が生じる場合、例えば、第9
図に示すように、吸入空気量センサなどの吸入空気量計
測系の経時劣化とインジェクタあるいはプレッシャーレ
ギュレータなどの燃料噴射系の経時劣化とはその劣化特
性が異なり、吸入空気ff1Qに対し燃料噴射系の劣化
による空燃比のずれは、略−様に変化し、吸入空気聞計
測系の劣化による空燃比のずれは吸入空気量の増大に伴
い増加(”る傾向にあり、所定吸入空気を以上で1よ燃
料噴射系の劣化による空燃比のずれ量よりも吸入空気量
計測系の劣化による空燃比のずれ山の方が大きくなる。
従って、吸入空気量計測系における吸入空気量センサの
経時劣化に起因する吸入空気量の棹出誤差と、燃料噴射
系に13けるインジェクタあるいはプレッシャーレギュ
レータの経時劣化に起因する実際の燃料噴射団の誤差と
は、運転領域によりその劣化特性の相違によって大きさ
が異なる。従って、複数のパラメータによって学習制御
を行なう場合、運転領域によって学習値が異なり、例え
ば、上記吸入空気量センサなどの吸入空気量計測系の劣
化に起因する空燃比のずれと上記インジェクタあるいは
プレッシャーレギュレータなどの燃料噴射系の経時劣化
に起因する空燃比のずれを補正する学習は、それぞれが
異なる方向に学習され、−律に学習を行なうと学習値が
バラツキ、かえって制御性を悪化させるという問題があ
った。
[発明の目的] 本発明は、上記事情に嵩みでなされたもので、複数の学
習を運転領域によって分け、学習頻度の相違にかかわら
ず全体の学習値の分布を平滑化して学習値のバラツキを
なくし学習精度を高めると共に、学習値の記憶領域が小
さくでき、排気エミッシもンの改善、燃費向上を図るこ
とができるエンジンの空燃比制御装置を提供することを
目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明によるエンジンの空燃比
制御装置は、吸入空気量計測系の特性変化に基づく空燃
比のずれ量による吸入空気■計測系学習領域と、燃料噴
射系の特性変化に基づく空燃比のずれωによる燃料噴射
系学習領域とを、エンジン運転領域に応じて選択指定す
る学習指定手段と、上記学習指定手段の吸入空気量計測
系学習領域指定により、排気センサの出力信号に基づい
て算出される空燃比と目標空燃比とのずれ量から、上記
吸入空気量計測系の補正量を学習する吸入空気量計測系
学習手段と、上記学習指定手段の燃料噴射系学習領域指
定により、排気センサの出力信号に基づいて算出される
空燃比と目標空燃比とのずれ出から、上記燃料噴射系の
補正量を学習する燃料lIl射系学系学習手段エンジン
回転数と上記吸入空気ff1.?を側糸からの出力信号
に基づき算出される吸入空気量と該吸入空気量に応じ上
記吸入空気量計測系学習手段にて設定される吸入空気量
計測系学習補正係数とから、基本燃料噴射優を設定する
基本燃料噴射量設定手段と、上記基本燃料噴射量をエン
ジン負荷に応じ上記燃料噴射系学習手段にて設定される
燃料噴射系!i!習補正補正係数り補正して燃料噴射量
を設定する燃料噴射量設定手段とを備えている。
[作用] 上記構成により、排気センサの出力信号に基づいて算出
される空燃比と目標空燃比とのずれ語から、吸入空気f
fi ff1811系の補正量を学習する吸入空気量計
測系学と領域と燃料噴射系の補正量を学習する燃料噴射
系学習領域とが、エンジン運転領域に応じて学習指定手
段により選択的に指定され、これに伴い、吸入空気量計
測系学習手段と燃料噴射系学習手段との学習がエンジン
運転状態に応じ選択的に行われて、学習領域のオーバう
ツブがなくなり学習精度が高められ、また基本燃料Im
割吊設定手段で基本燃料噴射沿を設定する際に吸入空気
量に応じ上記吸入空気量計測系学習手段によって設定さ
れる吸入空気量計測系学習補正係数にて吸入空気計測系
による誤差の補正が行われ、燃料噴射が設定手段で!!
籾噴射量を設定する際にエンジン負荷に応じ上記燃料噴
射系学習手段によって設定される燃料噴射系学習補正係
数により15 FI Ila射系による誤差の補正が行
われて空燃比が適正に制御される。
[発明の実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は制御装置の機
能ブロック図、第2図はエンジン制御系の概略図、第3
図は制御装置の回路ブロック図、第4図は空燃比υI御
手順を示すフローチャート、第5図は学習値更新手順を
示す7日−チ17−ト、第6図はフィードバックi、I
J御判定マツプの説明図、第7図は定常状態判定のマト
リックス、学習指定マツプ、吸入空気量計測系学習値テ
ーブル、及び、燃料噴射系学習値テーブルの説明図、第
8図は02センサ出力と空燃比フィードバック補正係数
との説明図、第9図は吸入空気Q計測系及び燃料噴射系
の劣化特性を示1説明図である。
(エンジン制御系の構成) 図中の符号1はエンジン本体で、このエンジン本体1の
燃焼室1aに連通ずる吸気ボート2と排気ボート3に吸
入管4、排気管5が連通され、この吸入管4の上流側に
エアクリーナ6が連通さへている。また、上記吸入管4
の中途にスロットルバルブ7が介装され、さらに、上記
吸入管4の上記吸気ボー1〜2の直上流にインジェクタ
8が臨まされている。このインジェクタ8はエンジンの
各気筒に配設され、燃料タンク8eから燃料ポンプ8d
によって圧送される燃料が、燃料フィルタ8Cを経てプ
レッシャーレギュレータ8aに至り、上記スロットルバ
ルブ7下流の吸入管4内の圧力と燃料圧力との差圧が一
定に保たれてデリバリバイブ8bから上記インジェクタ
8に供給される。
また、上記排気管5の中途に触媒コンバータ9が介装さ
れている。
また、上記エンジン本体1のクランクシャフト1bに外
周に所定クランク角度に突起(スリットでもよい)を形
成したクランクロータ10が固設され、このクランクロ
ータ10の外周にクランク角セン号11が対設され、さ
らに、上記スロットルバルブ7にスロットルポジション
センサ12およびスロットルバルブ7の全開状態を検出
するアイドルスイッチ12aが連設され、また、上記吸
入管4の上記エアクリーナ6の直下流側に吸入空気ろ1
センサ(図においてはホットワイヤ式エアフローメータ
)13が連通されており、この吸入空気にセンサ13な
どの吸入空気は計測系によって算出される吸入空気量に
見合った燃料が、上記インジェクタ8、燃料ポンプ8d
、プレッシャーレギュレータ8aなどの燃料噴射系によ
って上記吸気ボート2に供給され、上記エンジン本体1
の燃焼!18に混合気が吸入される。
さらに、上記エンジン本体1に形成された冷却水通路1
Cに冷却水温センサ14が臨まされ、上記排気管5の上
記触媒コンバータ9の直上流に排気センサの一例である
02センサ15が臨まされている。
このエンジン制御系の電源はバッテリ16により供給さ
れ、上記各センサ11〜15及び制御装置20を、上記
バッテリ16の電圧を図示しない定電圧回路により降圧
、安定化した電圧で動作させる。
(制御ll装置の回路構成) 上記制御装置20は、CPLI (中央演算処II装置
)21とROM22とRAM23と不揮発性RAM23
aと入力インターフェイス24および出力インターフェ
イス25とがパスライン26を介して互いに接続されて
おり、上記入力インターフェイス24には、上記各セン
サ11〜15およびアイドルスイッチ12aが接続され
ていると共に、バッテリ16の電圧をモニターする電圧
検出回路16aが接続されている。さらに、上記出力イ
ンターフェイス25に上記インジェクタ8が駆動回路2
7を介して接続されている。
上記1<0M22には制御プログラムなどの固定データ
が記憶されており、また、RAM23にはデータ処理し
た後の上記各センサからの出力値及び上記CPLJ 2
1にて演算処理されたデータが格納される。また、上記
不揮発性RAM23aには、後述する吸入空気量計測系
学習値テーブルT Q LR及び燃料噴射系学習値テー
ブルTFLRが格納されており、例えばバッテリバック
アップなどにより、エンジンキーOFFの状態において
も記憶されたデータが保持されるようになっている。
上記CPtJ 21では上記ROM22に記憶されてい
る制御プログラムに従い、上記RAM23及び上記不揮
発性RAM23aに記憶されている各種データに基づぎ
燃料噴射量を演算し、この燃料11射量に相応する駆動
パルス信号を駆動回路27を介してインジェクタ8へ所
定タイミングに出力する。
(制御装置の機能構成) 第1図に示すように制御装置20は、吸入空気量算出手
段30、エンジン回転数算出手段31、各種増量分補正
係数設定手段32、電圧補正係数設定手段33、基本燃
料噴tJJjl設定手段34、空燃比フィードバック制
御判定手段35、空燃比フィードバック補正係数設定手
段36、学習条件判別手段37、学習指定手段38、学
習指定マツプMP1、吸入空気量計測系学習手段39、
吸入空気聞計測系学習値テーブルT Q LR1燃料噴
射系学習手段40、燃料噴射系学習値テーブルTFLR
,。
燃料噴(ト)吊設定手段41、駆動子fgi42から構
成される。
上記吸入空気ffi算出手段30は、吸入空気量センサ
13の出力信号を読込み、吸入空気IQを算出する。
エンジン回転数算出手段31は、クランク角センサ11
からの出力信号に基づきエンジン回転数Nを算出づる。
上記各種増量分補正係数設定手段32では、冷却水温セ
ンサ14からの冷却水1!TV信号、アイドルスイッチ
12aからのアイドルスイッチ、スロットルポジション
センサ12からのスロットル開度θ信号を読込み、水温
補正、アイドル後増量補正、スロットル全開増a補正、
加減速補正等に係る各種増量分補正係数C0FFを設定
する。
上記電圧補正係数設定手段33では、バッテリ16の端
子電圧に応じて、インジェクタ8の無効噴射時間(パル
ス幅)を図示しないテーブルから読取り、この無効噴射
時間を補間する電圧補正係数TSを設定する。
基本燃料噴射伍設定手段34では、上記吸入空気量算出
手段30にて算出した吸入空気ff1Q、上記エンジン
回転数算出手段31にて算出したエンジン回転数N、お
よび後述する吸入空気囚計測系学習手段39にて、その
ときの吸入空気量Qをパラメータとして吸入空気量計測
系学習値テーブルTQLRから検索し補間計算して求め
た吸入空気R計測系学習補正係数K BLRCIから基
本燃料噴射量Tpを Tp−Kx(Q/N)xKBLRcl   −(1)(
K二定数) により算出Jる。
上記空燃比フィードバック制御判定手段35では、02
センサ15の出力信号を読込み、該02センサ15が不
活性状態のとき、空燃比フィードバック補正係数設定手
段36に対して空燃比フィードバック制御中止信号を出
力すると共に、02センサ15が活性領域にあっても、
空燃比フィードバック制御条件が成立するか判定し、上
記空燃比フィードバック補正係数設定手段36に空燃比
フィードバックυ1111を行うか否かを指示する。上
記02センサ15の活性状態の判定は、例えば、所定時
間当りの02センサ出力電圧最大値E WAXと出力電
圧最小値EHINとの差が設定値未満の場合、02セン
サ15が不活性状態と判定し、設定値以上であれば02
t7ンサ15が活性状態であると判定する。また、上記
02センサ15が活性状態であっても空燃比フィードバ
ック制御条件が成立するかの判定は、エンジン回転数N
と、例えば基本燃料噴射ff1T+)に基づくエンジン
負荷データLとをパラメータとして第6図に示す空燃比
フィードバック制御判定マツプから、エンジン回転数N
が設定回転数No  (例えば、4500rl)l)以
上、あるいは上記負荷データLが設定負荷10以上のと
ぎ(スロットル略全開領域)、空燃比フィードバック制
御中止信号を上記空燃比フィードバック補正係数設定手
段36に出力し、これ以外のとき、且つ、上記02セン
サ15が活性状態にあるときのみ、空燃比フィードバッ
ク制御条件成立として上記空燃比フィードバック補正係
数設定手段36に空燃比フィードバック制御開始の指示
をする。
上記空燃比フィードバック補正係数設定手段36では、
上記空燃比フィードバック制御判定手段35にて空燃比
フィードバック&11111条件成立と判定された場合
、02センサ15の出力電圧(出力信号)とスライスレ
ベル電圧とを比較して、比例積分#J111により空燃
比フィードバック補正係数αを設定する。なお、空燃比
フィードバック補正係数設定手段36は、上記空燃比フ
ィードバック制御判定手段35にて、02センサ15が
不活性状態、あるいは、スロットル略全問領域と判定さ
れて空燃比フィードバック制御中止を指示された場合、
上記空燃比フィードバック補正係数αをα−1,0に設
定して空燃比フィードバック制御を中止する。
上記学習条件判別手段37では、02 t?ンサ15の
出力電圧を読込み、所定時間当りの02センサ15の出
力電圧最大値E HAXと出力電圧最小値EHINとの
差が設定電圧値EO(例えば300ay)以上r(EH
AX−E旧N ≧Eo ) 、カつ、冷却水温センサ1
4の冷却水N T Vl信号を読込み冷却水mTwが設
定値Two(例えば、60℃)以上で(Tw≧TwO)
、かつ、負荷データL(基本燃料噴射!Tp )とエン
ジン回転数Nとをパラメータとして構成したマトリック
ス(第7図(a)参照)において、上記基本燃料噴射聞
設定手段34にて設定された基本燃料噴射量Tpによる
負荷データLと、上記エンジン回転数算出手段31にて
算出されたエンジン回転数Nとからマトリックス中の区
画を決定し、この区画が前回選択された区画と同じで、
かつ、この区画領域内において、上記02センサ15の
出力電圧がn回反転したときエンジン定常状態であり、
このとき学習条件が成立したと判別する。
上記学習指定手段38では、上記学習条件判別手段37
にて学習条件が成立し!こと判別されると、基本燃料噴
射ffi設定手段34にて設定された基本燃料噴+ff
1Tpによる負荷データと、上記エンジン回転数算出手
段31にて算出されたエンジン回転数Nとをパラメータ
としてROM22に記憶されている学習指定マツプMP
1  (第7図(b)参照)からエンジン運転領域が燃
料噴射系学習値更新領域(燃料噴射系学習領域)か、吸
入空気量計測系学習値更新領域(@大空気量計測系学習
領域)であるのかを特定し、現在の運転領域が燃料噴射
系学習値更新領域の場合には、燃料噴射系学習手段40
へ学習を指示し、一方、現在の運転領域が吸入空気層計
測系学習値更新領域の場合には、吸入空気量計測系半間
手段39へ学習を指示する。
上記吸入空気量計測系学習値テーブルT Q LRは、
不揮発性RAM23a上に構成され、ff17図(c)
に示すように、吸入空気量レンジQOQl 、 Q1Ω
」−2Ω」−Q」−、−、Q n−I Q nに対応す
るアドレスat 、 a2 、 a3 、・・・、an
を有しており、各アドレスに後述する吸入空気量計測系
学習値KQLRが格納されている。なお、各アドレス中
の吸入空気量計測系学習値K QLRは、イニシャル値
としてKOLR−1,0がストアされている。
上記吸入空気同計測系学習手段39は、学習指。
定手段38からの学苫指示により、1なわち学習条件判
別手段37で学習条件成立と判定され、かつ、学習指定
手段38にて学習指定マツプMPIからエンジン運転領
域が吸入空気量計測系学習値更新領域と判定された場合
、上記空燃比フィードバック補正係数設定手段36にて
設定された空燃比フィードバック補正係数αと基準値と
の偏差量を求め、この偏差量を、基準値との偏差の符号
子−により上記吸入空気量計測系学習値テーブルTQL
IIの吸入空気fiQをパラメータとした該当アドレス
に格納されている吸入空気量計測系学習値KQLHに所
定割合加算あるいは減算して該吸入空気量計測系学習値
K QLRを更新する。さらに、上記吸入空気量計測系
学習手段39では、所定タイミング毎にそのときの吸入
空気IQをパラメータとして吸入空気量計測系学習値テ
ーブルT QLRから吸入空気量計測系学習値K QL
Rを検索し、補間針nにより吸入空気量計測系学習補正
係数K BLRCIを設定し、前述の様に基本燃料噴射
聞設定手段34での基本燃料噴射揚Tp設定の際に用い
られ、吸入空気量レンジの劣化による算出誤差が補正さ
れる。
上記燃料噴射系学習値テーブルl” rLRは、不揮発
性RAM23a上に上記吸入空気量計測系学習値テーブ
ルT QLRとは別に構成され、第7図(d)に示すよ
うに基本燃料噴射量レンジT pOT pl。
TpI  Ta2.  Ta2  Ta2.  ・・・
、工1七」−」二Mに対応するアドレスbl、b2.b
3.・・・、bnを有しており、各アドレスに後述する
燃料噴射系学習(lffK FLRが格納されている。
なお、各アドレス中の燃料噴射系学習値K FLRは、
イニシャル値としてKFLR−1,0がストアされてい
る。
上記燃料@射系学習手段40は、学習指定手段38から
の学習指示により、寸なわら、学習条件判別手段37で
学習条件成立と判定され、かつ、学習指定手段38にて
学習指定マツプMP1からエンジン運転領域が燃料噴射
系学習値更新領域と判定された場合、上記空燃比フィー
ドバック補正係数設定手段36にて設定された空燃比フ
ィードバック補正係数αと基準値との偏差量を求め、こ
の偏差量を、基準値との偏差の符号子−により上記燃料
噴射系学習値テーブルT FLRの該当アドレス(上記
学習条件判別手段37においてエンジン定常状態判定の
際に特定されたマトリックス中の区画に対応する基本燃
料噴射量レンジを有するアドレス)に格納されている燃
料噴射系学習値KFLHに所定割合加粋あるいは減算し
て、上記燃料噴射系学習値K FLRを更新する。ざら
に、燃料噴射系学習手段40では、所定タイミング毎に
そのときの基本燃料噴射ff1Tpをパラメータとして
燃料噴射系学習値テーブルT FLRから燃料噴射系学
習値K FLRを検索し、補間計算により燃料噴射系学
習補正係数K BLRC2を設定する。この燃料噴射系
学習補正係数K BLRC2を後述する燃料噴射量Ti
算出に用いることで、燃料噴射系の劣化による惇出誤差
が補正される。
すなわち、吸入空気層センサ13などの吸入空気量計測
系と、インジェクタ8あるいはプレッシャーレギュレー
タ8aなどの燃料噴射系のいずれが劣化しても結果的に
空燃比のずれが生じるが、これら2つのパラメータを同
一運転領域において別々に学習し、燃料噴!1)Jia
T +を設定すると、その劣化特性の相違からそれぞれ
が別々の方向に学旨し、一方はリッチ方向の補正、もう
一方はり一ン方向の補正というように互いに相反する補
正となって、かえって制御性が悪化する可能性がある。
ざらに、結果的に空燃比が理論空燃比に保たれても、燃
料噴fJ41Tiのみを補正すると、基本燃料噴射ff
1Tpは上記吸入空気量計測系の劣化によってずれたま
まであり、上記基本燃料噴射量Tpを負荷データとして
用いる他の1i11 ill、例えば、点火時期制御な
どに狂いが生じてしまう。従って、エンジン回転数Nと
負荷データしく基本燃料噴射量Tp)とに基づくエンジ
ン運転領域を吸入空気量計測系の学習領域と燃料噴射系
の学習領域とに分け、吸入空気ff1Qの算出誤差を補
正する学習補正、及び、燃料噴射fi1Tiの噴射量l
誤差を補正する学習補正を行うようにすれば、基本燃料
噴射量Tp及び燃料噴射ff1Tiの精度が向上でき、
しかも、学習のためのメモリ領域を比較的小さくするこ
とができる。
上記吸入空気量計測系においては、上記吸入空気atセ
ンサ13の劣化、例えば、ホットワイヤ式エアフローメ
ータのホットワイヤのカーボン付着などによる吸入空気
量検出精度の低下などは、例えば第9図に示すように、
その劣化特性は、一般に吸入空気ff1Qの大きい領域
程劣化によるずれが大きい。一方、燃料噴射系において
は、例えば、インジェクタ8の機械的摩耗による応答時
間の変化あるいは噴射ノズル部のカーボン滞積に伴う開
口面積の縮小、また、プレッシャーレギュレータ8aの
ダイアフラムの劣化による受圧面積の変化に伴う燃料圧
力の変化あるいは燃料ポンプ8dの劣化による燃料圧力
の低下など、その劣化特性は、吸入空気ff1Qにかか
わらず略一定であり、従って、劣化による変化率は、吸
入空気11Qの小さい領域、すなわら、燃料噴射量の小
さい領域においてむしろ大きく、吸入空気量の大ぎい領
域すなわち燃料噴射量の大きい領域においては、相対的
に変化率は小ざい。従って、第7図(b)に示すように
エンジン負荷データし、すなわち、基本燃料噴射量Tp
と、エンジン回転数Nとをパラメータとする運転領域を
01線を境として、上記吸入空気量計測系学習手段39
と上記燃料噴射系学習手段40との学習領域に分けて学
習補正を行うことにより、学習頻瓜の相違にかかわらず
学習値の分布が平滑化され学習値のバラツキが解消され
学習精度を高めることができる。さらに、上記吸入空気
量計測系学習手段39にて得られる吸入空気R計測系学
習値K BLRClで基本燃料噴射量Tp段設定際に吸
入空気量計測系の劣化による算出誤差が補正され、かつ
、上記燃料噴射系学習手段40にて得られる燃料噴射系
学習I K BLRC2で燃料噴射量T1設定の際に燃
料噴射系の劣化による算出誤差が補正され、その結果、
上記吸入空気量計測系および燃料噴射系の劣化によるベ
ース空燃比の理論空燃比λ−1,0からのずれが解消さ
れ、制御性を大幅に向上することができる。
上記燃料噴射量設定手段41では、上記基本燃料噴射量
設定手段34にて設定した基本燃料噴射。
ff1Tpを、上記各種増量分補正係数設定手段32、
電圧補正係数設定手段33、空燃比フィードバック補正
係数設定手段36でそれぞれ設定した各種増量分補正係
数COF F 、電圧補正係数Ts、空燃比フィードバ
ック補正係数α、及び上記燃料噴射系学習手段40で学
習した燃料噴射系学習補正係数K BLItC2で補正
して燃料噴射fllT+をTi=TpxCOEFxαx
KBLRC2+Ts  −(2)により設定し、この燃
料噴射量Tiに相応する駆動パルス信号を駆動手段42
を介して所定タイミングでインジェクタ8に出力する。
(動作) 次に、上記制御装置20による空燃比制御手順を第4図
に示(フローチャートに従って説明する。
まず、ステップ5100で、クランク角センサ11、吸
入空気量センサ13からの出力を読み込み、エンジン回
転数N、吸入空気ff1Qを算出する。
次いで、ステップ5101へ進み、上記ステップ510
0にて算出した吸入空気IQをパラメータとして吸入空
気量計測系学習値テーブルT QLRから吸入空気量計
測系学習IaK QLRを検索し、補間計算により吸入
空気量計測系学習補正係数K BLRCIを求める。
次いで、ステップ5102へ進み、上記ステップ510
0にて算出したエンジン回転数N1吸入空気IQ、およ
び、上記ステップ5101にて求めた吸入空気伍計測系
学習補正係数K BLRClから基本燃料噴射量TE)
を前記(1)式 %式% により算出して、ステップ5103へ進む。
ステップ5103では、冷却水温センサ14からの冷i
Jl水Pa T w信号、アイドルスイッチ12aから
のアイドルスイッチ、および、スロットルポジションセ
ンサ12からのスロットル間度θ信号を読込み、ステッ
プ5104で、水温補正、アイドル後増量補正、スロッ
トル全開地回補正、加減速補正等に係る各種増量分補正
係数C0FFを設定する。
次いで、ステップ3105でバッテリ16の端子電圧を
読込み、インジェクタ8の無効噴射時間常補間する電圧
補正係数TSを設定して、ステップ8106へ進む。
ステップ8106では、02センサ15の出力(電圧)
信号を読込んで、所定時間当りの02センサ15の出力
電圧最大値E WAXと出力電圧最小値EHIMとの差
を求め、その差が設定値以上の場合、上記02 t?ン
サ15は活性であるとは判定してステップ5107へ進
む。一方、所定時間当りの02レンサ15の出力電圧最
大値E HAXと出力電圧最小値EHINとの差が設定
値未満の場合、上記02センサ15は不活性であると判
定してステップ5109へ進み、空燃比フィードバック
制御係数αをα=1.0に固定し、空燃比フィードバッ
ク制御を中止してステップ5110へ進む。
ステップ5107では、例えば、上記ステップ5100
にて算出したエンジン回転数Nと、上記ステップ510
2にて設定した基本燃料噴射ITpに基づくエンジン負
荷データLとをパラメータとして、空燃比フィードバッ
ク制御条件が成立するか否かを判定する。エンジン回転
数Nが設定回転数No  (例えば、4500rpm>
よりも低く (N<No )、かつ、上記負荷データL
が設定負荷LOよりも低い(L<LO)運転状態のとき
、空燃比フィードバック制御条件成立としてステップ3
108へ進む。
一方、エンジン回転数Nが設定回転数N0以上(N≧N
O)、あるいは上記負荷データLが設定負荷10以上(
し≧103のとき、すなわちスロットル略全問領域にお
いては、運転領域が空燃比フィードバック制御中止領域
にあると判定され、ステップS10’Jへ進み、空燃比
フィードバック補正係数αをα=1.0G、:同定し、
空燃比フィードバック制御を中止してステップ5110
へ進む。
尚、上記ステップS?06における02センサ15の活
性、不活性の判定は、冷却水温センサ14からの冷N1
水瀉7’w信月を読込み、この冷却水温TWが設定値以
下のとき(エンジン冷態状態のとぎ)上記02センサ1
5が不活性状態と判定しても良く、さらに、上記ステッ
プ5107における空燃比フィードバック制御条件成立
の判定は、スロットル全開領域判定としてスロットルn
度θに基づく判定を行うようにしても良い。
ステップ8108では、上記02センサ15の出力電圧
とスライスレベルとを比較して比例積分υfIllによ
り空燃比フィードバック補正係数αを設定してステップ
5ttoへ進む。
ステップ5110では、上記ステップ5102にて設定
した基本燃料噴射&1rpをパラメータとして燃料噴射
系学習値テーブルT FLRから燃料噴射系学習値K 
FLRを検索し、補間計算により燃料噴射系学習補正係
数K BLRC2を求める。
次いで、ステップ8111′c−1上記ステツプ510
2にて設定された基本燃料噴射ff1Tp 、上記ステ
ップ5104にて設定された各種増量分補正係数C0F
F、上記ステップ5105にて設定された電圧補正係数
Ts。
上記ステップ8108あるいは5109にて設定された
空燃比フィードバック補正係数α、および、上記ステッ
プ5110にて求めた燃料噴射系学習補正係数KBLR
C2から燃料噴射ff1Tiを前記(2)式%式% により設定し、ステップ5112へ進む。
そして、ステップ5112で、上記燃料噴射世Tiに相
応づる駆動パルス信号が駆動手段42を介して、所定タ
イミングでインジェクタ8に出力される。
尚、上記吸入空気聞センサ13の劣化に起因する吸入空
気量の算出誤差の補正は、吸入空気量算出手段30(ス
テップ8100に対応)での吸入空気flQの騨出にl
113いて吸入空気IQそのものを補正しても良い。
(学習値更新手順) 次に、学習値更新について第5図のフローチャートを基
に説明する。
まず、ステップ5200で、02センサ15の出力(f
fl圧信号)を読込んで、ステップ5201で、所定時
間当りの上記02センサ15の出力電圧最大値E HA
Xと出力電圧最小値E)118との差と、設定値EO(
例えば、30011V)とを比較し、EHAX−EHI
N<EOの場合には、ルーチンを終了し、EHAX−E
HIN≧EOの場合には、ステップ5202へ進む。
ステップ5202で冷却水温センサ14からの冷却水I
Tw信号を読込み、ステップ5203で冷却水温Tw 
トFla定(aTwo(例エバ、60℃)トラ比較し、
Tw<Twoの場合にはルーチンを終了し、7w≧Tw
oの場合には、ステップ5204へ進む。
ずなわら、上記ステップ8201.5203にてO2セ
ンザ15の活性状態判定が行われ、EHAX−EH[N
≧EOで、かつ、Tw≧7wOのとき02センサ15が
活性状態と判定されてステップ5204へ進むステップ
3204では、クランク角センサ11の出力信号を読込
みエンジン回転数Nを算出する。
次いで、ステップ5205で前記(1)式に基づき基本
燃料噴射量Tpを設定し、これを負荷データLとする。
次いで、ステップ8206へ進み、上記ステップ520
4にて算出したエンジン回転数Nおよびステップ520
5にて設定した負荷データLが、それぞれ定常状態判定
領域にあるか否か、1なわち、第7図(a)に示すマト
リックス範囲内(No≦N≦Nn、LO≦L≦In)に
あるか否かが判定される。
上記エンジン回転数NおJ:び負荷データLがマトリッ
クス範囲内にあり、学習値更新制御対象範囲にあると判
定されると、上記エンジン回転数Nと負荷データLによ
ってマトリックス中の区画位置が、例えば、第7図(a
)の区画D1のようにマトリックス中で特定され、ステ
ップ8207へ進む。
一方、上記エンジン回転数Nあるいは負荷データLがマ
トリックス馳囲外であり、学習値更新制御対象緒囲外の
とぎには、ルーチンを終了する。
ステップ5207では、前回のルーチンで特定したマト
リックス中の区画位置と今回特定した区画位置とを比較
してエンジン定常運転状態か否かを判定する。すなわち
、前回のルーチンで特定した区画位置と今回特定した区
画位置とが同一でない場合、非定常運転状態と判定して
学習値の更新を行わずステップ3208へ進み、今回の
ルーチンにおいて特定したマトリックス中の区画位tを
前回の区画位置データとしてRAM23にストアしてス
テップ5209へ進み、カウンタをクリア(C0UNT
←φ)してルーチンを終了する。
なお、初回のルーチンにおいては、前回の区画位置デー
タがないので、ステップ3206からステップ820B
ヘジヤンプし、ステップ5209を経てルーチンを終了
する。
一方、上記ステップ5201において、今回のルーチン
で特定したマトリックス中の区画位置と前回の区画位!
!1とが同一と判定されると、ステップ5210へ進み
、02センサ15の出力電圧が読込まれ、この出力電圧
がリッチ側とリーン側とに交互に反転しているかが判定
される。
上記02センサ15の出力電圧の反転がない場合には、
ルーチンを終了し、出力電圧の反転がある場合は、ステ
ップ5211へ進んでカウンタのカウント値がカウント
アツプされる。
次いで、ステップ5212では、上記カウンタのカウン
ト値がn(例えば、3)より小さい場合ルーチンを終了
し、一方、カウント値がn以上の場合には定常状態と判
定されてステップ5213へ進む。
りなわら、ステップ3207.5210.8212にて
定常状態判定が行われ、負荷データし及びエンジン回転
数Nによる運転状態が略同−であり、且つ、この時02
センサ15の出力電圧の反転がn回以上あった場合のみ
、エンジン定常運転状態と判定されて、学習値の更新が
行われる。
上記のステップで定常状態と判定されてステップ521
3へ進むと、カウンタがクリアされ、次いでステップ5
214へ進んで、02センサ15の出力電圧を基準電圧
と比較し比例積分制御により空燃比フィードバック補正
係数αを設定し、この空燃比フィードバック補正係数α
の平均raaが算出され、この平均値τと基準値αOと
の偏差量Δαが算出される(第8図参照)。すなわち、
空燃比フィードバック補正係数αにおいて、例えば4回
スキップ16間の最大値α1.C5と最小値α3.C1
の平均値iを、a−(α1+α5→−α3+α7)/4
により求め、この平均値iの基準値α0 (=1.0)
に対Jる偏差mlαを算出してステップ5215へ進む
ステップ5215では、エンジン回転数Nと負荷データ
L(基本燃料噴射ff1Tp )とをパラメータとして
ROM22にメモリされている学習指定マツプMP1 
 (第7図(b)参照)からエンジン運転領域が燃料噴
射系学習値更新領域か吸入空気量計測系学習値更新領域
かを特定する。エンジン回転数Nと負荷データLとによ
るエンジン運転領域(N、L)が学習指定マツプMP1
においてG1線を含むエンジン高回転、高負荷側にある
場合lN、L)≧G1 )には、吸入空気量計測系学習
値更新領域と判定されてステップ8216へ進み、その
ときの吸入空気ff1Qをパラメータとして吸入空気ω
al 1111系学習値テーブルT OLRの該当アド
レスから吸入空気量計測系学習値KQLRを検索し、ス
テップ5211へ進み、上記ステップ8216で検索し
た吸入空気量計測系学習1IIK QLRと上記ステッ
プ5214で峰出した偏差量Δαとから、次式%式% にJ、り新たな吸入空気量計測系学習値K QLRを設
定し、吸入空気か計測系学習値テーブルT QLRにJ
3りる該当アドレスの吸入空気量計測系学習値KO■を
更新する。
なお、上式における係数M1は、学習値更新時、吸入空
気吊計測系の劣化特性に基づいて偏差間Δαを加える割
合を決定する定数(加重平均の蛋み)であり、予め設定
された値がROM22に格納されている。
一方、上記ステップ5215において、エンジン回転数
Nと負荷データLとによるエンジン運転領域(N、L)
が学習指定マツプMPIにおいてG1線よりもエンジン
低回転、低負荷側にある場合((N、L)<G1 )に
は、燃料噴射系学習値更新領域と判定されてステップ8
218へ進む。ステップ3218では、そのときの基本
燃料噴1)J&tTp(=Kx (Q/N ) xKB
LRCl )をパラメータとして燃料噴射系学習値テー
ブルT FLRの該当アドレスから燃料噴射系学習値K
 FLRを検索し、ステップ5219へ進み、上記ステ
ップ3218にて検索した燃料噴射系学習値K FLR
と上記ステップ5214で算出した偏差量Δαとから、
次式 %式% により新たな燃料噴(ト)系学習値K rLRを設定し
、燃料噴射系学習値テーブルT ELHにおける該当ア
ドレスの燃料噴射系学習値KFL11を更新する。
ここで、上式における係数M2は、学習値更新時、燃料
噴射系の劣化に基づいて偏差FfiAαを加える割合を
決定する定数(加重平均の重み)であり、予め設定され
た値がROM22に格納されている。
したがって、以上から明らかな様に、燃料噴射系の劣化
の影響が大ぎい吸入空気IQの少ない領域、すなわち、
エンジン回転数Nおよび負荷データしによるエンジン運
転領域が学習指定マツプMP1のG1線よりも低回転、
低負荷側にある場合には、燃料噴射系テーブルT EL
Hにおける燃料噴射系学習値K FLHの更新を行うこ
とにより、燃料噴射系の劣化による誤差を補正ずべく学
習がなされ、また、吸入空気量計測系の劣化の影響が大
きい吸入空気ff1Qの多い領域、づなわち、エンジン
運転領域が学習指定マツプMP1の01線を含むエンジ
ン^回転、高負荷側にある場合には、吸入空気量計測系
テーブルTQLRにおける吸入空気量計測系学習値K 
QLRの更新を行うことにより、吸入空気量計測系の劣
化による誤差を補正すべく学習がなされるので、吸入空
気it計測系学習領域と燃料噴射系学習領域とのオーバ
ラップが解消され、同一学習領域において個々に相反す
る学習値を持つことがなくなって学習精度が高められ、
&II all性が向上する。
さらに、本実施例では、基本燃料噴射量Tp段設定際に
吸入空気υ計測系学習補正係数K BLItClを用い
て補正を行い、燃料噴射ff1Ti設定の際に燃料噴射
系学習補正係数K BLRC2を用いて補正を行うよう
にしているので、燃料噴射ff1T+の演算過程におい
て、吸入空気場計測系の劣化による誤差と燃料噴射系の
劣化による誤差とが共に補正され、且つ、基本燃料1射
ffi’lをエンジン負荷データとして用いる他の制御
、例えば点火時期制御などにおいてもll差が解消され
る。
なお、本実施例では、エンジン負荷データLを基本燃料
鳴射hk T pとしているが、これに代え、例えば、
燃料噴射ff1Tiを負荷データとして用いるようにし
てもよい。
また、燃料噴射系学習値テーブルT FLRのパラメー
タを基本燃料噴射間Tpに代え、燃料噴射量Tiとして
もよい。
さらに、本実施例では、吸入空気旭計測系学習値テーブ
ル7QLR1燃料噴射系学習値テーブルTFLRの各ア
ドレスにストアされている学習値KQLR,KFLRの
イニシャル値を1.0としているが、必ずしもイニシャ
ル値として1.0と設定づる必要はなく、例えば、両学
習1iaKQLR、KFLRのイニシャル値を0.0と
しても良く、この場合、前記(1)式は TI) =KX (Q/N) X (1−1−KBLR
Cl  )となり、前記(2)式は Ti=丁p xCOEFxax (1+KBLRC2)
+Tsとなる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、吸入空気間3fI
Ill系の特性を学習づ゛る吸入空気は計測系学習領域
と燃料噴射系の特性を学習する燃料11躬系学習領域と
を、エンジン運転状態に応じ選択するようにしたので学
習fIA域のオーバラップがなくなり、同一学習領域に
おいて個々に相反する学困値を持つことがなくなって、
学習精度が高められると共に、制御性が向上し、排気エ
ミッションの改善、燃費向上を図ることができるなど優
れた効果が秦される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は制御HHの機
能ブロック図、第2図はエンジン制御系の概略図、第3
図は制御装置の回路ブ【」ツク図、第4図は空燃比制御
手順を示すフローチャート、m5図μ学Wi値更新手順
を示すフローチャート、第6図はフィードバック制御判
定マツプの説明図、第7図は定常状態判定のマトリック
ス、学習指定マツプ、吸入空気量計測系学習値テーブル
、及び、燃Fl鳴射系学習値デープルの説明図、第8図
は02セン1す出力と空燃比フィードバック補正係数と
の説明図、第9図は吸入空気量計測系及び燃料噴射系の
劣化特性を示す説明図である。 8.8a、8d−・・燃料IIl!j射系、13・・・
吸入空気量計測系、 15・・・排気センサ、  20・・・制御装置、34
・・・基本燃料+111ffi設定手段、38・・・学
習指定手段、 39・・・吸入空気量計測系学習手段、40・・・燃料
噴射系学習手段、 41・・・燃料噴射量設定手段。 第4図 第5図 第8図 第9図 第6図 エンヅノ回転& N 第7図 (暴不ヌ1料唄帖量Tpl

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 吸入空気量計測系の特性変化に基づく空燃比のずれ量に
    よる吸入空気量計測系学習領域と、燃料噴射系の特性変
    化に基づく空燃比のずれ量による燃料噴射系学習領域と
    を、エンジン運転領域に応じて選択指定する学習指定手
    段と、 上記学習指定手段の吸入空気量計測系学習領域指定によ
    り、排気センサの出力信号に基づいて算出される空燃比
    と目標空燃比とのずれ間から、上記吸入空気量計測系の
    補正量を学習する吸入空気量計測系学習手段と、 上記学習指定手段の燃料噴射系学習領域指定により、排
    気センサの出力信号に基づいて算出される空燃比と目標
    空燃比とのずれ量から、上記燃料噴射系の補正量を学習
    する燃料噴射系学習手段と、エンジン回転数と上記吸入
    空気量計測系からの出力信号に基づき算出される吸入空
    気量と該吸入空気量に応じ上記吸入空気量計測系学習手
    段にて設定される吸入空気量計測系学習補正係数とから
    、基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴射量設定手段と
    、 上記基本燃料噴射量をエンジン負荷に応じ上記燃料噴射
    系学習手段にて設定される燃料噴射系学習補正係数によ
    り補正して燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と
    を備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007077849A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Honda Motor Co Ltd 吸入空気量検出手段の補正装置
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