JPH0559985A - 内燃エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの空燃比制御装置

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JPH0559985A
JPH0559985A JP3245226A JP24522691A JPH0559985A JP H0559985 A JPH0559985 A JP H0559985A JP 3245226 A JP3245226 A JP 3245226A JP 24522691 A JP24522691 A JP 24522691A JP H0559985 A JPH0559985 A JP H0559985A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は運転モードの変更時においても所望
の空燃比でフィードバック制御を行なうことができる内
燃エンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は、エンジンの運転モードが変更され
たときは所定期間空燃比補正係数の変化速度を小さく設
定し、さらに前記所定期間とは燃料噴射弁から噴射され
た燃料が燃焼ガスとなって排気濃度センサに到達するま
での期間とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの空燃比制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、排気ガス濃度に略比例する出
力特性を有する排気濃度センサを内燃エンジンの排気系
に設け、該排気濃度センサにより検出された混合気の供
給空燃比をエンジンの運転状態に応じて設定される目標
空燃比にフィードバック制御する空燃比制御装置が周知
技術として知られている。
【０００３】この種の空燃比制御装置においては、空燃
比補正係数を算出し、該空燃比補正係数を介して前記供
給空燃比が前記目標空燃比と一致するように空燃比のフ
ィードバック制御が行なわれている。
【０００４】また、前記空燃比補正係数は、エンジンの
運転状態等に応じて比例制御（Ｐ項制御）、積分制御
（Ｉ項制御）又は微分制御（Ｄ項制御）を行なって得ら
れるＰ項ＫＬＡＦＰ、Ｉ項ＫＬＡＦＩ、Ｄ項ＫＬＡＦＤ
を夫々加算して算出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記空燃比
制御装置においては、上述の如く空燃比補正係数が運転
状態等に応じて設定されるため、かかる運転状態等に応
じて決まる運転モードが変わると空燃比補正係数も変動
することとなる。
【０００６】しかし、運転モードの変更による空燃比の
変動が生じた場合、排気濃度センサが前記空燃比の変動
を検出するまでの間に時間遅れ（追従遅れ）があるた
め、かかる運転モードの変更時に定常状態に最適な空燃
比補正係数の変化速度を使用してフィードバック制御を
行なった場合においては、空燃比が所望空燃比から大き
く変位し、排気ガス中の有害成分が増大して排気特性の
悪化を招来し、運転性能が低下するという問題点があっ
た。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たものであって、運転モードの変更時においても所望の
空燃比でフィードバック制御を行なうことができる内燃
エンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、混合気の実空燃比を検出する空燃比検出手
段と、内燃エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
手段と、該運転状態検出手段により検出されたエンジン
の運転状態に基づいて目標空燃比を算出する空燃比算出
手段と、前記空燃比検出手段により検出された実空燃比
を前記空燃比算出手段により算出された目標空燃比にフ
ィードバック制御するための空燃比補正係数を算出する
補正係数算出手段とを備えた内燃エンジンの空燃比制御
装置において、エンジンの運転モードが変更されたか否
かを判別するモード変更判別手段と、該モード変更判別
手段によりエンジンの運転モードが変更されたと判別さ
れたときは所定期間前記空燃比補正係数の変化速度を小
さく設定する補正係数変更手段とを有していることを特
徴としている。
【０００９】また、本発明は、エンジンがアイドル状態
にあるか否かを検出するアイドル状態検出手段と、吸気
弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変
更するバルブタイミング変更手段と、該バルブタイミン
グ変更手段の作動状態を検出する作動状態検出手段と、
燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射時期を決定する噴
射時期決定手段とを備え、前記運転モードは、少なくと
も前記アイドル状態検出手段により検出される運転モー
ドと、前記作動状態検出手段により検出される運転モー
ドと、前記空燃比算出手段により算出される目標空燃比
に基づいて決定される運転モードと、前記噴射時期決定
手段により決定される運転モードとを含み、前記モード
変更判別手段は、前記各運転モードのうち、少なくとも
１つ又は複数の組合わせにより判別される。
【００１０】さらに、前記空燃比検出手段が、排気ガス
濃度に略比例する出力特性を有する排気濃度センサから
なり、前記所定期間は前記燃料噴射弁から噴射された燃
料が燃焼ガスとなって前記排気濃度センサに到達するま
での期間であることを特徴としている。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、エンジンの運転モードが変
更されたときは所定期間空燃比補正係数の変化速度を小
さく設定するので、運転モードの変更によりエンジンの
運転状態が変化しても空燃比が所望空燃比から大幅に変
位することなくフィードバック制御を行なうことが可能
となる。
【００１２】また、運転モードとして少なくともアイド
ル状態運転モード、バルブタイミングの作動状態により
決まる運転モード、目標空燃比により決まる運転モー
ド、及び燃料の噴射時期により決まる運転モードを有す
ることにより、これら複数の運転モードに対して所望の
空燃比補正係数を使用したフィードバック制御が可能と
なる。
【００１３】さらに、前記所定期間を燃料噴射弁から噴
射された燃料が燃焼ガスとなって排気濃度センサに到達
するまでの期間とすることにより、運転モード変更時に
おける排気濃度センサの追従遅れに起因する空燃比の変
動を回避することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
【００１５】図１は本発明に係る内燃エンジンの空燃比
制御装置の一実施例を示す全体構成図である。
【００１６】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であ
る。このエンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブタイ
ミングが、エンジンの高速回転領域に適した高速バルブ
タイミング（高速Ｖ／Ｔ）と、低速回転領域に適した低
速バルブタイミング（低速Ｖ／Ｔ）との２段階に切換可
能に構成されている。
【００１７】エンジン１の吸気管２の途中にはスロット
ルボディ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′
が配されている。また、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、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。
【００１８】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の途中に各気筒毎に設けられ、
図示しない燃料ポンプに接続されるとともにＥＣＵ５に
電気的に接続され、当該ＥＣＵ５からの信号により燃料
噴射の開弁時間が制御される。
【００１９】また、吸気管２のスロットル弁３′の下流
側には分岐管７が設けられ、該分岐管７の先端には絶対
圧（ＰＢＡ）センサ８が取付けられている。該ＰＢＡセ
ンサ８はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２
内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信号
に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２０】また、分岐管７の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ９が装着され、該ＴＡセンサ
９により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換され、
ＥＣＵ５に供給される。
【００２１】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。
【００２２】また、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の所定位置には気筒判別（ＣＹＬ）
センサ１１、ＴＤＣセンサ１２、クランク角（ＣＲＫ）
センサ１３が夫々取付けられている。
【００２３】ＣＹＬセンサ１１は、クランク軸２回転
（７２０°）毎に特定の気筒の所定のクランク角度位置
でパルス信号（以下、「ＣＹＬ信号パルス」という）を
出力し、該ＣＹＬ信号パルスをＥＣＵ５に供給する。
【００２４】ＴＤＣセンサ１２は、エンジン１のクラン
ク軸の１８０°回転毎に所定のクランク角度位置で信号
パルス（以下、「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、該ＴＤＣ信号パルスをＥＣＵ５に供給する。
【００２５】ＣＲＫセンサ１３は、ＴＤＣ信号パルスの
周期、すなわち１８０°より短い一定のクランク角周期
（例えば、３０°周期）でパルス信号（以下、「ＣＲＫ
信号パルス」という）を出力し、該ＣＲＫ信号パルスを
ＥＣＵ５に供給する。
【００２６】エンジン１の各気筒の点火プラグ１４は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。
【００２７】また、エンジン１の排気管１５の途中には
排気ガス濃度に略比例する出力特性を有する広域酸素濃
度センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」と称する）１６が設
けられており、該ＬＡＦセンサ１６により検出された排
気ガス中の酸素濃度は電気信号に変換されてＥＣＵ５に
供給される。
【００２８】また、ＥＣＵ５の出力側には、前記バルブ
タイミングの切換制御を行うための電磁弁１７が接続さ
れ、該電磁弁１７の開閉動作がＥＣＵ５により制御され
る。電磁弁１７は、バルブタイミングの切換を行う切換
機構（図示せず）の油圧を高／低に切換えるものであ
り、該油圧の高／低に対応してバルブタイミングが高速
Ｖ／Ｔと低速Ｖ／Ｔに切換えられる。前記切換機構の油
圧は、油圧（ＰＯＩＬ）センサ１８によって検出され、
その電気信号がＥＣＵ５に供給される。
【００２９】ＥＣＵ５は上述の各種センサからの入力信
号波形を整形して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と、中央演算処理回路（以下「ＣＰ
Ｕ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行される各種演
算プログラムや後述する各種マップ及び演算結果等を記
憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段５ｃと、前記
燃料噴射弁６、点火プラグ１４及び電磁弁１７に駆動信
号を供給する出力回路５ｄとを備えている。
【００３０】しかして、ＥＣＵ５（ＣＰＵ５ｂ）は上述
の各種エンジンパラメータ信号に基いて、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、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ＴＯＵＴを演
算する。
【００３１】 ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ …（１） ここで、ＴｉＭはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧
ＰＢＡとに応じて設定される基本燃料噴射時間であっ
て、このＴｉＭ値を決定するためのＴｉＭマップとし
て、低速Ｖ／Ｔ用（ＴｉＭＬマップ）と高速Ｖ／Ｔ用
（ＴｉＭＨマップ）の２つのマップが記憶手段５ｃ（Ｒ
ＯＭ）に記憶されている。
【００３２】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、エンジンの運転状態に応じて設定される目標空燃比
係数ＫＣＭＤに燃料冷却補正係数ＫＥＴＶを乗算するこ
とによって算出される。また、該燃料冷却補正係数ＫＥ
ＴＶは、燃料を実際に噴射することによる冷却効果によ
って吸入空気量が変化することを考慮して燃料噴射量を
予め補正するための係数であり、目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄの値に応じて設定される。
【００３３】ＫＬＡＦは空燃比補正係数であり、空燃比
フィードバック制御中はＬＡＦセンサ１６によって検出
された空燃比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。
【００３４】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補正係数及び補正変数であっ
て、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じた燃費特性や
加速特性等の諸特性の最適化が図られるような所定値に
設定される。
【００３５】図２は、ＣＹＬセンサ１１から出力される
ＣＹＬ信号パルス、ＴＤＣセンサ１２から出力されるＴ
ＤＣ信号パルス、ＣＲＫセンサ１３から出力されるＣＲ
Ｋ信号パルスの発生タイミングを夫々示すタイムチャー
トである。
【００３６】ＴＤＣ信号パルスは、各気筒（＃１〜＃４
ＣＹＬ）の吸入行程開始時のＴＤＣ（上死点）前の所定
クランク角度位置（例えば、５°ＢＴＤＣ）で発生す
る。すなわち、ＴＤＣ信号パルスは各気筒の基準クラン
ク角度位置を表わすものであって、クランク軸の１８０
°回転毎に発生する。
【００３７】ＣＹＬ信号パルスは、特定の気筒（例え
ば、＃１ＣＹＬ）の吸入行程開始を示すＴＤＣ信号パル
ス発生位置よりも前の所定クランク角度位置（例えば、
１０°ＢＴＤＣ）で発生し、ＣＹＬ信号パルス発生直後
のＴＤＣ信号発生に特定の気筒番号（例えば、＃１ＣＹ
Ｌ）をセットする。
【００３８】ＣＲＫ信号パルスは、クランク軸が２回転
する間に等間隔で例えば２４個の信号パルス、すなわ
ち、例えば３０°のクランク角間隔で信号パルスを発生
する。そして、ＥＣＵ５は、ＣＲＫ信号パルスの発生時
間間隔を計測してＣＲＭＥ値を算出し、さらに前記ＣＲ
ＭＥ値をＴＤＣ信号パルスの発生時間間隔に亘って加算
してＭＥ値を算出し、該ＭＥ値の逆数であるエンジン回
転数ＮＥを算出する。
【００３９】また、ＥＣＵ５は、ＴＤＣ信号パルス、Ｃ
ＲＫ信号パルスに基づき各気筒の基準クランク角度位置
からのクランク角度ステージ（以下、「ステージ」とい
う）を検出する。すなわち、ＴＤＣ信号パルスＴ１が発
生した直後に検出されるＣＲＫ信号パルスＣ１がＣＹＬ
信号パルスにより判別される排気工程終了時のＴＤＣ位
置で発生した場合、ＥＣＵ５は該ＣＲＫ信号パルスＣ１
により＃１ＣＹＬの＃０ステージを検出し、さらにその
後に出力されるＣＲＫ信号パルスにより＃１ステージ、
＃２ステージ、…、＃１１ステージを順次検出する。
【００４０】さらに、ＥＣＵ５は特定のステージを検出
するＣＲＫ信号パルスに同期して噴射ステージＦＩＳＴ
Ｇを検出する。すなわち、例えば＃３ステージを検出す
るＣＲＫ信号パルスＣ２に同期してカウントアップされ
るカウンタにより＃０噴射ステージＦＩＳＴＧを検出
し、さらにその後に出力されるＣＲＫ信号パルスと同期
してカウントアップされるカウンタにより＃１噴射ステ
ージ、＃２噴射ステージ、…＃１１噴射ステージを順次
検出する。
【００４１】図３は燃料噴射の噴射時期決定ルーチンを
示すフローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信
号パルスの発生と同期して実行される。
【００４２】まず、ステップＳ１で燃料噴射の終了時期
を算出する。
【００４３】燃料噴射の終了時期は、吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡ及びエンジン冷却水温ＴＡに基づいて決定され、具
体的には燃料噴射終了時期算出ルーチン（図示せず）を
実行することにより決定される。
【００４４】次に、数式（１）に基づいて算出された燃
料噴射時間ＴＯＵＴがＣＲＭＥ値（１ステージ間隔に相
当する時間（図２参照））より大きいか否かを判別する
（ステップＳ２）。そして、その答が否定（ＮＯ）の場
合、すなわちＴＯＵＴ≦ＣＲＭＥの場合はステップＳ６
に進む一方、ステップＳ２の答が肯定（ＹＥＳ）のとき
は、燃料噴射時間ＴＯＵＴからＣＲＭＥ値を減算した時
間を新たな燃料噴射時間ＴＯＵＴとし（ステップＳ
３）、さらにこの新たな燃料噴射時間ＴＯＵＴに対応す
る噴射ステージＦＩＳＴＧ(n)を算出し（ステップＳ
４）、次いでこの噴射ステージＦＩＳＴＧ(n)が「０」
になったか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００４５】そして、その答が肯定（ＹＥＳ）になると
ステップＳ６に進む一方、その答が否定（ＮＯ）のとき
はステップＳ２に戻る。すなわち、ステップＳ３で新た
に算出される燃料噴射時間ＴＯＵＴがＣＲＭＥ値より小
さくなるまでステップＳ２〜Ｓ５のフローを繰り返し、
ＴＯＵＴ≦ＣＲＭＥになるとステップＳ６に進む。つま
り、ステップＳ３で燃料噴射時間ＴＯＵＴからＣＲＭＥ
値を逐次減算すると共に、噴射ステージＦＩＳＴＧ(n)
もステップＳ３に対応して逐次減算し、ＴＯＵＴ≦ＣＲ
ＭＥが成立するＴＯＵＴ値に対応する噴射ステージＦＩ
ＳＴＧ(n)により燃料の噴射開始時期が決定されること
となる。
【００４６】しかして、ステップＳ６では今回ループ時
の噴射ステージＦＩＳＴＧ(n)と前回ループ時の噴射ス
テージＦＩＳＴＧ(n-1)とが同一ステージか否かを判別
する。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは噴射時
期の変更による運転モードの変更はないと判断して、本
プログラムを終了する。一方、ステップＳ６の答が否定
（ＮＯ）のときは噴射時期の変更により運転モードが変
更された場合であり、ステップＳ７に進んでフラグＦＷ
ＯＴが「１」に設定されているか否かを判別し、エンジ
ンが所定の高負荷運転状態（例えば、スロットル弁３′
の弁開度が全開状態）にあるか否かを判断する。そし
て、その答が肯定（ＹＥＳ）の場合は所定の高負荷運転
状態にあると判断され、噴射時期用ホールドカウンタＮ
ＦＩを第１の所定値ＮＣ１に設定して（ステップＳ８）
本プログラムを終了する。また、その答が否定（ＮＯ）
の場合は高負荷運転状態以外の場合と判断され、前記噴
射時期用ホールドカウンタＮＦＩを第２の所定値ＮＣ２
に設定して（ステップＳ９）本プログラムを終了する。
【００４７】ここで、上記第１の所定値ＮＣ１及び第２
の所定値ＮＣ２は噴射時期が変更されたときに燃料噴射
弁６から噴射された燃料が燃焼ガスとなってＬＡＦセン
サに到達する期間（ＴＤＣ信号パルスの発生回数）に設
定されるが、エンジンが所定の高負荷運転状態以外にあ
るときは噴射時期の変更による空燃比の変動が前記所定
の高負荷運転状態の運転状態にあるときに比べ長期間に
亘ると考えられるため、高負荷運転時以外のときの第２
の所定値ＮＣ２は高負荷運転時のときの第１の所定値Ｎ
Ｃ１よりも大きな値に設定される。すなわち、例えばＮ
Ｃ１＝２０、ＮＣ２＝３０に設定される。
【００４８】図４は空燃比補正係数ＫＬＡＦの算出ルー
チンを示すフローチャートであって、本プログラムはＴ
ＤＣ信号パルスの発生と同期して実行される。
【００４９】まず、ステップＳ１１ではエンジン回転数
ＮＥや吸気管内絶対圧ＰＢＡ等エンジンの運転状態に応
じて所定のマップ検索により算出された目標空燃比係数
ＫＣＭＤと、ＬＡＦセンサ１７により検出された空燃比
の当量比（14.7／(A/F)）（以下、「検出空燃比係数」
という）とを夫々算出し、前回ループ時の目標空燃比係
数ＫＣＭＤ(n-1)と今回ループの検出空燃比係数ＫＡＣ
Ｔ(n)との空燃比偏差ΔＫＡＦを算出する。尚、前記検
出空燃比係数ＫＡＣＴは、吸気管内絶対圧ＰＢＡと、エ
ンジン回転数ＮＥ及び大気圧ＰＡの変動により排気圧が
変動することに鑑み、これらの運転パラメータに応じて
補正された値に算出される。
【００５０】次にステップＳ１２では目標空燃比補正係
数ＫＬＡＦ等の初期化を行なう。すなわち、後述する初
期化ルーチンによりエンジンの運転状態に応じて空燃比
係数ＫＬＡＦ等の初期化を行なう。
【００５１】次いで、ステップＳ１３に進み、間引きＴ
ＤＣ変数ＮＩＴＤＣが「０」か否かを判別する。この間
引きＴＤＣ変数ＮＩＴＤＣは、ＴＤＣ信号パルスがエン
ジン運転状態に応じて設定された間引き数ＮＩだけ発生
する毎に空燃比補正係数ＫＬＡＦの更新を行なうための
変数であって、ステップＳ１３の答が否定（ＮＯ）、即
ちＮＩＴＤＣ＞０のときには、ＮＩＴＤＣ値を「１」だ
けデクリメントし（ステップＳ１４）、前記空燃比偏差
の今回値ＤＫＡＦ(n)を前回値ＤＫＡＦ(n-1)として（ス
テップＳ１５）本プログラムを終了する。
【００５２】また、ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＮＩＴＤＣ＝０のときには、ステップＳ１６
以下のフローを実行してＫＬＡＦ値の更新を行なう。
【００５３】すなわち、ステップＳ１３の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときには、ＫＰマップ、ＫＩマップ、ＫＤマッ
プ、ＮＩマップを検索して変化速度、すなわち比例項
（Ｐ項）係数ＫＰ、積分項（Ｉ項）係数ＫＩ、微分項
（Ｄ項）係数ＫＤ及び前記間引き数ＮＩの算出を行なう
（ステップＳ１６）。ＫＰマップ、ＫＩマップ、ＫＤマ
ップ及びＮＩマップは、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内
絶対圧ＰＢＡ等によって決定される複数のエンジン運転
領域毎に所定のマップ値が与えられており、これらのマ
ップ検索によりエンジンの運転状態に応じたマップ値が
読み出され、あるいは補間法により算出される。尚、前
記ＫＰマップ、ＫＩマップ及びＫＤマップは定常運転状
態、運転モードの変更時、減速運転状態等エンジンの各
運転状態に応じて最適値が設定されるようにこれら専用
のマップが予め記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されてい
る。
【００５４】次に、ステップＳ１７では、数式（２）〜
（４）に基づいてＰ項ＫＬＡＦＰ、Ｉ項ＫＬＡＦＩ及び
Ｄ項ＫＬＡＦＤを算出する。
【００５５】 ＫＬＡＦＰ＝ΔＫＡＦ(n)×ＫＰ …（２） ＫＬＡＦＩ＝ＫＬＡＦＩ＋ΔＫＡＦ(n)×Ｋ１ …（３） ＫＬＡＦＤ＝（ＤＫＡＦ(n)−ＤＫＡＦ(n-1)）×ＫＤ …（４） ステップＳ１８ではＩ項ＫＬＡＦＩのリミットチェック
を行なう。即ち、ＫＬＡＦＩ値と所定上下限値ＬＡＦＩ
Ｈ，ＬＡＦＩＬとの大小関係を比較し、その結果ＫＬＡ
ＦＩ項が上限値ＬＡＦＩＨを越えるときにはその上限値
ＬＡＦＩＨに設定し、下限値ＬＡＦＩより小さいときに
は、その下限値ＬＡＦＩＬに設定する。
【００５６】ステップＳ１９では、Ｐ項ＫＬＡＦＰ、Ｉ
項ＫＬＡＦＩ、Ｄ項ＫＬＡＦＤを夫々加算して空燃比補
正係数ＫＬＡＦを算出し、次いで空燃比偏差の今回算出
値ＤＫＡＦ(n)を前回値ＤＫＡＦ(n-1)とし（ステップＳ
２０）、さらに間引きＴＤＣ変数ＮＩＴＤＣをステップ
Ｓ１６で算出された間引き数ＮＩに設定する（ステップ
Ｓ２１）。
【００５７】次に、ステップＳ２２でＫＬＡＦのリミッ
トチェックを行なう。すなわち、ステップＳ１９で算出
されたＫＬＡＦ値と所定の上下限値ＫＬＡＦＨ，ＫＬＡ
ＦＬとの大小関係を比較し、ＫＬＡＦ値が上限値ＫＬＡ
ＦＨを越えるときはＫＬＡＦ値をその上限値ＫＬＡＦＨ
に設定し、ＫＬＡＦ値が下限値ＫＬＡＦＬより小さいと
きは、ＫＬＡＦ値をその下限値ＫＬＡＦＬに設定する。
【００５８】次に、ステップＳ２３ではＫＬＡＦの学習
値ＫＲＥＦを算出し、本プログラムを終了する。この学
習値はステップＳ１８及びステップＳ２２のリミットチ
ェックによりＫＬＡＦＩ値及びＫＬＡＦ値が所定の上下
限値の範囲にあるときに数式（５）に基づき算出され
る。すなわち、学習値ＫＲＥＦの演算はＫＬＡＦＩＬ＜
ＫＬＡＦ＜ＫＬＡＦＩＨ及びＫＬＡＦＬ＜ＫＬＡＦ＜Ｋ
ＬＡＦＨが成立するときに実行される。
【００５９】
【数１】 ここで、ＣＲＥＦはエンジン運転状態に応じて１〜６５
５３６の範囲で適切な値に設定される変数、ＫＲＥＦ(n
-1)は学習値ＫＲＥＦの前回算出値である。
【００６０】数式（５）によれば、学習値ＫＲＥＦは、
積分項ＫＬＡＦＩの平均値として算出されるが、積分項
ＫＬＡＦＩは定常状態では補正係数ＫＬＡＦと略等しく
なる。従って学習値ＫＲＥＦはＫＬＡＦ値の平均値とみ
なすことができる。
【００６１】図５〜図７は、図４のステップＳ１２で実
行される空燃比補正係数の初期化ルーチンを示すフロー
チャートである。
【００６２】図５において、まず、前回ループ時のスロ
ットル弁開度θＴＨと今回ループ時のスロットル弁開度
θＴＨとの弁開度差ΔＴＨ（θＴＨセンサ４によって検
出される）が所定弁開度差ΔＴＨＸ（例えば、２°）よ
り大きいか否かを判別し（ステップＳ３１）、次いで前
回ループ時の吸気管内絶対圧ＰＢＡと今回ループ時の吸
気管内絶対圧ＰＢＡとの圧力差ΔＰＢＡ（ＰＢＡセンサ
８によって検出される）が所定圧力差ΔＰＢＸ（例え
ば、４３mmHg）より大きいか否かを判別する（ステップ
Ｓ３２）。そして、ステップＳ３１又はステップＳ３２
の答のうち少なくとも一方が否定（ＮＯ）のときは前回
ループ時と今回ループ時とでスロットル弁３′の弁開度
θＴＨ又は／及び吸気管内絶対圧ＰＢＡの減速側への変
化量が大きく、所定の減速状態にあると判断して減速時
用ホールドカウンタＮＤＥＣを第３の所定値ＮＣ３にセ
ットし、ステップＳ３４に進む。ここで、第３の所定値
ＮＣ３としてはエンジンが所定の減速状態から定常運転
状態に移行し、さらにＬＡＦセンサ１６により検出され
る実空燃比がリッチ状態からリーン方向に移行して実空
燃比が目標空燃比に収束するまでの期間、例えば、ＮＣ
３＝３０に設定される。尚、これによりエンジンが所定
の減速状態にあるときはＮＤＥＣ＝ＮＣ３に設定された
状態を維持することとなる。
【００６３】一方、ステップＳ３１又はステップＳ３２
の答が共に肯定（ＹＥＳ）のときは所定の減速状態には
ないと判断してそのままステップＳ３４に進み、エンジ
ンがアイドル運転状態にあるか否かを判別する。ここ
で、アイドル運転状態にあるか否かは、エンジン回転数
ＮＥが低回転数（例えば９００ｒｐｍ以下）であってス
ロットル弁３′の弁開度θＴＨ（θＴＨセンサ４により
検出される）がアイドル時の所定弁開度θｉｄｌ以下に
あるか、あるいはエンジン回転数ＮＥが前記低回転数で
あって吸気管２内の絶対圧ＰＢＡ（ＰＢＡセンサ８によ
り検出される）が所定値よりも低負荷側にあるときアイ
ドル運転状態にあると判別される。そして、その答が肯
定（ＹＥＳ）のときはモードフラグＦＭＯＤを「６」に
セットしてステップＳ４５（図６）に進む。
【００６４】一方、ステップＳ３４の答が否定（ＮＯ）
のときはフラグＦＶＴＥＣが「１」にセットされている
か否かを判別し、バルブタイミングが高速Ｖ／Ｔに設定
されているか否かを判断する（ステップＳ３６）。そし
て、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはステップＳ３７に
進み、目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定上限値ＫＣＭＤＨ
（例えば、1.13）より大きいか否かを判別する。そし
て、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは混合気が燃料リッ
チにある場合であり、モードフラグＦＭＯＤを「５」に
セットしてステップＳ４５に進む。また、ステップＳ３
７の答が否定（ＮＯ）のときはモードフラグＦＭＯＤ
「４」にセットしてステップＳ４５（図６）に進む。
【００６５】一方、ステップＳ３６の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわちバルブタイミングが低速Ｖ／Ｔに設定さ
れていると判断された場合は、ステップＳ４０に進み目
標空燃比係数ＫＣＭＤが所定下限値ＫＣＭＤＬ（例え
ば、0.98）より大きいか否かを判別する。そして、その
答が否定（ＮＯ）のときは混合気の空燃比がリーンバー
ン状態にある場合であり、モードフラグＦＭＯＤを
「１」にセットしてステップＳ４５（図６）に進む。一
方、ステップＳ４０の答が肯定（ＹＥＳ）のときはステ
ップＳ４２に進み、目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定上限
値ＫＣＭＤＨ（例えば、1.13）より大きいか否かを判別
する。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは混合気
が燃料リッチにあると判断してモードフラグＦＭＯＤを
「３」にセットし、ステップＳ４５に進む。一方、ステ
ップＳ４２の答が否定（ＮＯ）のときは混合気が略理論
空燃比にある場合であり（例えば、0.98＜ＫＣＭＤ＜1.
13）、モードフラグＦＭＯＤを「２」にセットしてステ
ップＳ４５（図６）に進む。
【００６６】このようにアイドル運転状態、バルブタイ
ミングの設定状態、及び混合気の目標空燃比に応じて異
なるモードフラグＦＭＯＤをセットし、ステップＳ４５
（図６）以降のフローを実行する。
【００６７】しかして、ステップＳ４５では、前回ルー
プ時にフラグＦＦＢが「１」にセットされていたか否
か、すなわち前回ループ時にエンジンの運転状態がフィ
ードバック制御領域にあったか否かを判別する。エンジ
ンの運転状態がフィードバック制御領域にあるか否かは
エンジン回転数ＮＥ及びエンジン冷却水温ＴＷに基づい
て決定され、具体的にはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行されるフィードバック制御ルーチン（図示せ
ず）に基づいて決定される。換言すれば、前回ＴＤＣ信
号パルスの発生時に実行されたフィードバック制御ルー
チンにより、前回ループ時にフラグＦＦＢが「１」にセ
ットされていたか否かが判断される。そして、ステップ
Ｓ４５の答が否定（ＮＯ）のときはエンジン運転状態が
前回ループ時にフィードバック制御領域になく、今回ル
ープでフィードバック制御領域に移行した場合であり、
今回ループ時の空燃比偏差ΔＫＡＦ(n)を前回ループ時
の空燃比偏差ΔＫＡＦ(n−1)に設定し、さらに間引きＴ
ＤＣ変数ＮＩＴＤＣを「０」にリセットしてステップＳ
５０に進む。
【００６８】一方、ステップＳ４５の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、エンジンの運転状態が前回ループ時に既
にフィードバック制御領域にある場合であり、ステップ
Ｓ４７に進み今回ループ時のモードフラグＦＭＯＤ(n)
が前回ループ時のモードフラグＦＭＯＤ(n-1)と同一で
あるかを判別する。
【００６９】そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは
モードフラグＦＭＯＤの変更がなかった場合であり、ス
テップＳ５１（図７）に進む。一方、ステップＳ４７の
答が否定（ＮＯ）のときは今回ループ時のモードフラグ
ＦＭＯＤが「１」にセットされているか否かを判別し
（ステップＳ４８）、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは
リーンバーン制御に変更された場合であり、空燃比が変
動してもオーバーリッチにはならないと判断してステッ
プＳ５１（図７）に進む一方、ステップＳ４８の答が否
定（ＮＯ）のときはモードフラグＦＭＯＤの変更があ
り、しかもリーンバーン制御への変更でない場合であ
り、空燃比補正係数用ホールドカウンタＮＬＡＦを第４
の所定値ＮＣ４にセットして（ステップＳ４９）ステッ
プＳ５０に進む。
【００７０】ここで、第４の所定値ＮＣ４としては、目
標空燃比変更時に噴射された燃料がＬＡＦセンサ１６に
到達するまでの期間、例えばＮＣ４＝２０にセットされ
る。次いで、ステップＳ５０ではモードフラグＦＭＯＤ
の設定状態に応じて表１に示すようにＩ項ＫＬＡＦＩ及
び空燃比補正係数ＫＬＡＦをＫＲＥＦで初期化する。
【００７１】
【表１】 次に、ステップＳ５１に進み空燃比補正係数用ホールド
カウンタＮＬＡＦが「０」か否かを判別する。尚、該空
燃比補正係数用ホールドカウンタＮＬＡＦは、間引きＴ
ＤＣ変数ＮＩＴＤＣが「０」に設定されていることから
ＴＤＣ信号パルスの発生と同期してカウントダウンされ
る。そして、その答が否定（ＮＯ）の場合は所定のモー
ド変更の過渡時にある場合であり、空燃比補正係数ＫＬ
ＡＦを小さく設定すべくフラグＦＬＡＦを「１」にセッ
トして（ステップＳ５２）メインルーチン（図４）に戻
る。
【００７２】一方、ステップＳ５１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）の場合、すなわち所定のモード変更がない場合又は
所定のモード変更がなされてから所定期間（例えば、２
０ＴＤＣに相当する期間）経過した場合は、ステップＳ
５３に進み、噴射時期用ホールドカウンタＮＦＩが
「０」か否かを判別する。噴射時期用ホールドカウンタ
ＮＦＩは前回ループ時と今回ループ時とで噴射時間（噴
射ステージ）が異なる場合に前述した図３のステップＳ
８，Ｓ９において第１の所定値ＮＣ１、又は第２の所定
値ＮＣ２にセットされたものであり、空燃比補正係数用
ホールドカウンタＮＬＡＦと同様、ＴＤＣ信号パルスの
発生と同期してカウントダウンされる。そして、ステッ
プＳ５３の答が否定（ＮＯ）のときは噴射時期変更の過
渡時にあると判断してフラグＦＬＡＦを「１」にセット
し（ステップＳ５２）、メインルーチン（図４）に戻
る。
【００７３】一方、ステップＳ５３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは運転モードの変更はないと判断してステッ
プＳ５４に進み、減速時用ホールドカウンタＮＤＥＣが
「０」か否かを判別する（ステップＳ５４）。この減速
用ホールドカウンタＮＤＥＣはエンジンが所定の減速状
態にあるときに前述の前記ステップＳ３３（図５）で第
３の所定値ＮＣ３（例えば、３０）にセットされたもの
であり、所定の減速状態にあるときはＮＤＥＣ＝ＮＣ３
に設定されているが定常運転に移行するとＴＤＣ信号パ
ルスの発生と同期して「１」ずつカウントダウンされ
る。そして、ステップＳ５４の答が否定（ＮＯ）のとき
は減速時用ホールドカウンタＮＤＥＣが減算所定値ＮＤ
ＥＣＸより大きいか否かを判別する（ステップＳ５
５）。ここで、減算所定値ＮＤＥＣＸは前記第３の所定
値ＮＣ３からカウントダウンされて生じる値、例えば２
０に設定される。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）の場
合は、エンジンが減速時から定常運転への過渡状態にあ
ると判断してフラグＦＬＡＦを「１」にセットし（ステ
ップＳ２４）、メインルーチン（図４）に戻る。
【００７４】一方、ステップＳ５５の答が否定（ＮＯ）
のときは、ステップＳ５６に進み、今回ループ時の空燃
比偏差ΔＫＡＦ(n)が前回ループ時の空燃比偏差ΔＫＡ
Ｆ(n-1)より小さいか否かを判別する。そして、その答
が肯定（ＹＥＳ）のときは実空燃比がリッチ側に変位し
ている場合であり、フラグＦＬＡＦを「１」にセットし
てメインルーチン（図４）に戻る。
【００７５】一方、ステップＳ５６の答が否定（ＮＯ）
のときは実空燃比がリッチ状態からリーン方向に移行し
ている場合であり、ステップＳ５７に進んで、空燃比偏
差ΔＫＡＦが所定偏差ΔＫＡＦＸより小さいか否かを判
別する。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはフラ
グＦＬＡＦを「１」にセットし、メインルーチン（図
４）に戻る。一方、ステップＳ５７の答が否定（ＮＯ）
のときは混合気が目標空燃比係数ＫＣＭＤに略等しいと
判断して減速時ホールドカウンタＮＤＥＣを「０」にリ
セットし、フラグＦＬＡＦを「０」にセットして（ステ
ップＳ５９）メインルーチン（図４）に戻る。
【００７６】尚、ステップＳ５１，Ｓ５３，Ｓ５４のい
ずれの答も肯定（ＹＥＳ）となったときは安定した通常
の定常運転状態にあると判断され、フラグＦＬＡＦを
「０」にセットして（ステップＳ５９）メインルーチン
（図４）に戻る。
【００７７】図８はエンジンが所定の減速状態から定常
運転状態への移行時におけるフラグＦＬＡＦの設定状態
を示す説明図である。
【００７８】すなわち、エンジンが所定の減速状態から
定常運転状態に移行するとＬＡＦセンサ１６の出力を示
すＫＡＣＴ曲線が急峻な上昇カーブを描き、極大点（Ｐ
点）に到達する。そして、その後下降カーブを描きなが
ら目標空燃比係数ＫＣＭＤに収束しようとする。
【００７９】しかして、エンジンが所定の減速状態にあ
る間は減速時用ホールドカウンタＮＤＥＣが第３の所定
値ＮＣ３（＝３０）にセットされてフラグＦＬＡＦが
「１」に設定されている。そして、エンジンが定常運転
状態に移行すると減速時用ホールドカウンタＮＤＥＣが
第３の所定値ＮＣ３（＝３０）から「１」ずつカウント
ダウンされ、次いで前記減速時用ホールドカウンタＮＤ
ＥＣが減算所定値ＮＤＥＣＸ（＝２０）に達した後、今
回の空燃比偏差ΔＫＡＦ(n)と前回の空燃比偏差ΔＫＡ
Ｆ(n-1)とが比較される。そして、ΔＫＡＦ(n)＜ΔＫＡ
Ｆ(n-1)の場合は検出空燃比係数ＫＡＣＴが急峻な上昇
カーブを描きながら矢印Ａ方向に移行している場合、す
なわち実空燃比がリーン状態からリッチ方向に移行して
いる場合であり、フラグＦＬＡＦを「１」の状態に維持
する。そして、その後、検出空燃比係数ＫＡＣＴは点Ｐ
を越えて矢印Ｂに示す方向に移行する。すなわち、ΔＫ
ＡＦ(n)＞ΔＫＡＦ(n-1)となって実空燃比がリッチ状態
からリーン方向に移行することとなる。
【００８０】そして、空燃比偏差ΔＫＡＦが所定偏差Δ
ＫＡＦＸの範囲内になるとエンジンの運転状態は略定常
状態になったと判断してＮＤＥＣを「０」にし、さらに
フラグＦＬＡＦを「０」に切り替え定常状態における空
燃比補正係数の変化速度（ＰＩＤ項係数）によるフィー
ドバック制御に移行する。すなわち、減速時用ホールド
カウンタＮＤＥＣは第３の所定値ＮＣ３（図中、Ｔに相
当する期間）に設定されるが、フラグＦＬＡＦは減速状
態から定常状態に移行し、さらに実空燃比がリッチ状態
からリーン方向に移行して空燃比偏差ΔＫＡＦが所定範
囲内になるＦＬＡＦ＝０に切り替え通常のフィードバッ
ク補正係数の変化速度による運転に移行するのである。
【００８１】尚、フラグＦＬＡＦの設定状態による空燃
比補正係数の変化速度の変更は前述したようにメインル
ーチン（図４）のステップＳ１６におけるマップ検索に
より夫々のフラグＦＬＡＦの設定状態に応じて設定され
る。すなわち、フラグＦＬＡＦが「０」にセットされて
いる場合は、定常運転状態のときに使用されるＰ項係数
ＫＰ、Ｉ項係数ＫＩ、Ｄ項係数ＫＤが読み出され、一方
フラグＦＬＡＦが「１」にセットされている場合は、運
転モード変更時はエンジン減速時に適合したＰ項係数Ｋ
Ｐ、Ｉ項係数ＫＩ、Ｄ項係数ＫＤが読み出される。これ
により、運転モードの変更時又は減速時において空燃比
が所望空燃比から変位するのを回避することができ、排
気特性の悪化、運転状態の低下を防止している。特にエ
ンジン減速時から定常運転移行時におけるオーバーリー
ン化を防止することができる。
【００８２】また、上記実施例においては空燃比偏差Δ
ＫＡＦが所定範囲ΔＫＡＦＸ内になってからフラグＦＬ
ＡＦの「１」から「０」への切り替えを行なっている
が、実空燃比がリッチ状態からリーン方向に移行した時
点、すなわち、図８の二点鎖線で示すように検出空燃比
係数ＫＡＣＴが点Ｐを越えた時点でＦＬＡＦの「１」か
ら「０」への切り替えを行なっても空燃比のオーバーリ
ーン対策として有効である。
【００８３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る内燃エ
ンジンの空燃比制御装置は、エンジンの運転モードが変
更されたか否かを判別するモード変更判別手段と、該モ
ード変更判別手段によりエンジンの運転モードが変更さ
れたと判別されたときは所定期間前記空燃比補正係数の
変化速度を小さく設定する補正係数変更手段とを有して
いるので、運転モードが変更されても空燃比が所望空燃
比から大きくずれるのが回避され、運転性能の低下防止
を図ることができる。
【００８４】また、上記空燃比制御装置は、前記運転モ
ードが、少なくとも前記アイドル状態検出手段により検
出される運転モードと、前記作動状態検出手段により検
出される運転モードと、前記空燃比算出手段により算出
される目標空燃比に基づいて決定される運転モードと、
前記噴射時期決定手段により決定される運転モードとを
有し、前記モード変更判別手段は、前記各運転モードの
うち、少なくとも１つ又は複数の組合わせにより判別さ
れることとしたので、これら種々の運転モードに応じて
これら運転モードの変更時に適合した空燃比補正係数を
利用してフィードバック制御を行なうことができる。
【００８５】さらに、前記空燃比検出手段が、排気ガス
濃度に略比例する出力特性を有する排気濃度センサから
なり、前記所定期間は前記燃料噴射弁から噴射された燃
料が燃焼ガスとなって前記排気濃度センサに到達するま
での期間とすることにより、運転モード変更時の排気濃
度センサによる追従遅れに起因した空燃比の所望空燃比
からの変位を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃エンジンの空燃比制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。
【図２】ＣＹＬ信号パルスとＴＤＣ信号パルスとＣＲＫ
信号パルスの発生タイミングを示すフローチャートであ
る。
【図３】噴射時期の決定ルーチンを示すフローチャート
である。
【図４】空燃比補正係数の算出ルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図５】空燃比補正係数の初期化ルーチン（１／３）を
示すフローチャートである。
【図６】空燃比補正係数の初期化ルーチン（２／３）を
示すフローチャートである。
【図７】空燃比補正係数の初期化ルーチン（３／３）を
示すフローチャートである。
【図８】エンジンが減速状態から定常運転状態に移行し
たときののフィードバック補正係数の設定状態を示す説
明図である。
【符号の説明】
１ エンジン ５ ＥＣＵ（空燃比算出手段、補正係数算出手段、補正
係数変更手段、噴射時期決定手段、アイドル状態検出手
段） ６ 燃料噴射弁 ８ ＰＢＡセンサ（運転状態検出手段） １０ ＴＷセンサ（運転状態検出手段） １３ ＣＲＫセンサ（運転状態検出手段） １６ ＬＡＦセンサ（排気濃度センサ） １７ 電磁弁（バルブタイミング変更手段）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 混合気の実空燃比を検出する空燃比検出
    手段と、内燃エンジンの運転状態を検出する運転状態検
    出手段と、該運転状態検出手段により検出されたエンジ
    ンの運転状態に基づいて目標空燃比を算出する空燃比算
    出手段と、前記空燃比検出手段により検出された実空燃
    比を前記空燃比算出手段により算出された目標空燃比に
    フィードバック制御するための空燃比補正係数を算出す
    る補正係数算出手段とを備えた内燃エンジンの空燃比制
    御装置において、 エンジンの運転モードが変更されたか否かを判別するモ
    ード変更判別手段と、該モード変更判別手段によりエン
    ジンの運転モードが変更されたと判別されたときは所定
    期間前記空燃比補正係数の変化速度を小さく設定する補
    正係数変更手段とを有していることを特徴とする内燃エ
    ンジンの空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 エンジンがアイドル状態にあるか否かを
    検出するアイドル状態検出手段と、吸気弁及び排気弁の
    少なくとも一方のバルブタイミングを変更するバルブタ
    イミング変更手段と、該バルブタイミング変更手段の作
    動状態を検出する作動状態検出手段と、燃料噴射弁から
    噴射される燃料の噴射時期を決定する噴射時期決定手段
    とを備え、 前記運転モードは、少なくとも前記アイドル状態検出手
    段により検出される運転モードと、前記作動状態検出手
    段により検出される運転モードと、前記空燃比算出手段
    により算出される目標空燃比に基づいて決定される運転
    モードと、前記噴射時期決定手段により決定される運転
    モードとを含み、 前記モード変更判別手段は、前記各運転モードのうち、
    少なくとも１つ又は複数の組合わせにより判別されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンの空燃比制
    御装置。
  3. 【請求項３】 前記空燃比検出手段が、排気ガス濃度に
    略比例する出力特性を有する排気濃度センサからなり、
    前記所定期間は前記燃料噴射弁から噴射された燃料が燃
    焼ガスとなって前記排気濃度センサに到達するまでの期
    間であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
    内燃エンジンの空燃比制御装置。
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