JPH0579374A - 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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JPH0579374A
JPH0579374A JP3267181A JP26718191A JPH0579374A JP H0579374 A JPH0579374 A JP H0579374A JP 3267181 A JP3267181 A JP 3267181A JP 26718191 A JP26718191 A JP 26718191A JP H0579374 A JPH0579374 A JP H0579374A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は多くの補正係数を乗算して補正する
ことなく容易に所望の空燃比を得る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】 エンジン回転数と負荷状態に応じて算出され
る第１の目標空燃比と、車輌発進時に算出される第２の
目標空燃比と、エンジン低水温時に算出される第３の目
標空燃比と、エンジン高負荷時に算出される第４の目標
空燃比と、エンジン高水温時に算出される第５の目標空
燃比のうち最も燃料リッチな値が最終目標空燃比となる
ように構成した。

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、燃料
噴射時間（燃料噴射量）ＴＯＵＴ′は、供給空燃比が目
標空燃比となるように各種補正係数により補正される。
すなわち、上記空燃比制御装置においては、目標空燃比
が種々のエンジン運転状態に応じて変化するため、エン
ジンの冷却水温ＴＷや吸気温度ＴＡ等各種エンジンの運
転状態に応じて夫々補正係数を算出し、数式（１′）に
示すようにこれら各種補正係数を基本噴射時間ＴｉＭ
（所定のマップ検索により読み出される）に乗算するこ
とにより燃料噴射時間ＴＯＵＴ′を算出している。
【０００４】 ＴＯＵＴ′＝ＴｉＭ×（ＫＴＷ×ＫＴＡ×ＫＷＯＴ×……） ×ＫＬＡＦ×ＫＣＭＤＭ …（１′） ここで、ＫＴＷは水温補正係数、ＫＴＡは吸気温補正係
数、ＫＷＯＴは高負荷時補正係数、ＫＬＡＦは空燃比補
正係数である。また、ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数
であって、一般にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対
圧ＰＢＡに応じて設定される目標空燃比係数ＫＣＭＤに
空気密度補正係数ＫＥＴＣを乗算することにより算出さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記空燃比制
御装置においては、冷却水温ＴＷや吸気温度ＴＡ等の補
正係数がエンジンの運転状態に応じて大きく変化するに
もかかわらず、燃料噴射時間ＴＯＵＴ′はこれら多くの
各補正係数の乗算により算出されるため、前記燃料噴射
時間ＴＯＵＴ′は最適値から変位する虞がある。特に広
域フィードバック制御においては、車輌停止時から発進
する時（アイドル時を含む）等についても燃料噴射時間
を補正する必要があるため、乗算項の数が増加し、前記
燃料噴射時間ＴＯＵＴ′を種々の運転状態に応じた最適
値に設定することは益々困難になるという問題点があ
る。
【０００６】また、運転性能やエンジンの保護、さらに
燃費を向上させるためには空燃比の精密な制御が必要と
なるが、かかる制御を行うためには補正係数を乗算する
ためのマップが複雑となる。例えば、エンジン冷却水温
が低いとき（暖機時等）は、運転性能を確保するために
一般に目標空燃比をリッチ方向に変更する必要があり、
したがって高水温時と低水温時とで異なるマップを選択
してマップ検索をしなければならず処理が複雑化すると
いう問題点がある。
【０００７】さらに、空燃比をリーン状態からリッチ状
態に移行させる場合においては、エンジンの損傷を避け
るため空燃比の急変を回避すべく高負荷時を除いて混合
気を一旦理論空燃比に設定し、その後所望のリッチ空燃
比に移行させる必要があり、この間の処理（マップ検
索）が複雑であるという問題点がある。
【０００８】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、多くの補正係数を乗算して補正する処理
を要することなく容易に所望の空燃比を得ることができ
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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃エンジンの排気系に排気濃度センサを設
け、該排気濃度センサにより検出される混合気の空燃比
をエンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比に
フィードバック制御する内燃エンジンの空燃比制御装置
において、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と、エンジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手段
と、該負荷状態検出手段により検出された負荷状態と前
記回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に基
づいて目標空燃比を算出する第１の空燃比算出手段と、
車輌が停止状態から発進を開始したか否かを判別する発
進時判別手段と、該発進時判別手段の判別結果に応じて
目標空燃比を算出する第２の空燃比算出手段と、エンジ
ンの水温が所定温度より低いか否かを判別する低水温判
別手段と、該低水温判別手段の判別結果に応じて目標空
燃比を算出する第３の空燃比算出手段とを備え、前記第
１乃至第３の空燃比算出手段により算出された夫々の目
標空燃比のうちの最大値が最終目標空燃比に設定される
ことを特徴としている。
【００１０】また、より好ましくは、上記内燃エンジン
の空燃比制御装置に加えて、エンジンが所定の高負荷状
態にあるか否かを判別する高負荷状態判別手段と、該高
負荷状態判別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出
する第４の空燃比算出手段とを備え、前記第１乃至第４
の空燃比算出手段により算出された夫々の目標空燃比の
うちの最大値が最終目標空燃比に設定されることを特徴
とするのもよく、さらにはエンジンの水温が所定温度よ
り高いか否かを判別する高水温判別手段と、該高水温判
別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出する第５の
空燃比算出手段とを備え、前記第１乃至第５の空燃比算
出手段により算出された夫々の目標空燃比のうちの最大
値が目標空燃比に設定されることを特徴とするのも望ま
しい。
【００１１】さらに、上記空燃比制御装置においては、
燃料のエンジンへの供給が停止状態にあるか否かを判別
する燃料供給停止判別手段と、該燃料供給停止判別手段
により燃料供給が停止状態にないと判別されたときは燃
料供給開始後の期間を計測する計測手段とを備え、該計
測手段により所定期間が経過したときに目標空燃比が算
出される。
【００１２】また、上記空燃比制御装置においては、車
輌の速度を検出する車速検出手段と、エンジンに対する
負荷状態の変化を検出する負荷変化検出手段とを備え、
前記車速検出手段により検出される速度が所定速度以下
であって前記エンジン回転数検出手段により検出された
回転数が所定回転数以下且つ前記負荷変化検出手段によ
り検出される負荷状態の変化が所定値以下のときに目標
空燃比が算出される。
【００１３】さらに、前記発進時判別手段は、エンジン
のアイドル運転状態にあるか否かを判別するアイドル運
転状態判別手段を含んでいる。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、１回のループ演算で最適目
標空燃比を容易に算出することができる。
【００１５】また、目標空燃比の算出は燃料供給停止
（フューエルカット）後、所定時間経過した後実行され
る。
【００１６】さらに、上記目標空燃比の算出は車速検出
手段、回転数検出手段及び負荷変化検出手段の検出結果
に基づき所定条件にあるときに実行される。
【００１７】また、発進開始判別手段には、アイドル運
転状態判別手段を含むので、アイドル時においても発進
時に適応した目標空燃比が算出される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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からの電気信号により
燃料噴射の開弁時間が制御される。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられ
ている。
【００２７】ＮＥセンサ１１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信号パル
ス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＹ
Ｌセンサ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位置で
ＴＤＣ信号パルスを出力し、これらの各ＴＤＣ信号パル
スはＥＣＵ５に供給される。
【００２８】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３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。
【００２９】変速機１４は、車輪（図示せず）とエンジ
ン１との間に介装され、前記車輪は変速機１４を介して
エンジン１により駆動される。
【００３０】前記車輪には車速（ＶＳＰ）センサ１５が
取り付けられ、該ＶＳＰセンサ１５により検出された車
速ＶＳＰは電気信号に変換され、ＥＣＵ５に供給され
る。
【００３１】エンジン１の排気管１６の途中には広域酸
素濃度センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」と称する）１７
が設けられており、該ＬＡＦセンサ１７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ＥＣＵ
５に供給される。
【００３２】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１８が接続され、該
電磁弁１８の開閉動作がＥＣＵ５により制御される。電
磁弁１８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とに切換えられる。前記切換機構の油圧
は、油圧（ＰＯＩＬ）センサ１９によって検出され、そ
の電気信号がＥＣＵ５に供給される。
【００３３】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１３及び電磁弁１８に駆動信
号を供給する出力回路５ｄとを備えている。
【００３４】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、数式（１）に基づき前記ＴＤＣ信
号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＵ
Ｔを演算し、その結果を記憶手段５ｃ（ＲＡＭ）に記憶
する。
【００３５】 ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ …（１） ここに、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。
【００３６】ＫＣＭＤＭは、後述する図２のフローチャ
ートに基づいて算出される修正目標空燃比係数であり、
種々のエンジン運転状態に応じて設定される目標空燃比
係数ＫＣＭＤに空気密度補正係数ＫＥＴＣを乗算するこ
とによって算出される。
【００３７】また、目標空燃比係数ＫＣＭＤは、具体的
には数式（２）に基づいて算出される。
【００３８】 ＫＣＭＤ＝ＫＢＳ×ＫＳＰ×ＫＬＳ×ＫＤＥＣ …（２） ここで、ＫＢＳは目標空燃比係数の基準値であって、通
常はエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じてマトリックス状にマップ値ＫＢＳＭが与えられたＫ
ＢＳマップから読み出されるが、車輌の発進時や低水温
時あるいは所定の高負荷運転時においては適宜補正さ
れ、これらの運転状態に適合した値に設定される。ま
た、ＫＢＳマップは高速Ｖ／Ｔ選択時に使用される高速
Ｖ／Ｔ用（ＫＢＳＨ）マップと、低速Ｖ／Ｔ選択時に使
用される低速Ｖ／Ｔ用（ＫＢＳＬ）マップとが記憶手段
５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されている。
【００３９】ＫＳＰは車速補正係数であって、車速に応
じサージング等が生じないような所定値に設定される。
具体的には、所定の高負荷運転時には「1.0」に、それ
以外のときは後述するＫＳＰマップの検索により所定値
に設定される。
【００４０】ＫＬＳはリーン化補正係数であって、フュ
ーエルカット（燃料供給停止）直前のリーン化係数によ
る運転領域に応じた所定値に設定される。
【００４１】ＫＤＥＣは減速時補正係数であって、エン
ジンの減速状態に応じた所定値に設定される。すなわ
ち、エンジンの減速時には「1.0」以下に、それ以外の
ときは「1.0」に設定される。
【００４２】また、前記空気密度補正係数ＫＥＴＣ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
空気密度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ＫＣＭＤに応
じた値に設定される。なお、数式（１）から明らかなよ
うに、修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭが増加すれば燃料
噴射時間ＴＯＵＴは増加するので、ＫＣＭＤＭ値は空燃
比Ａ／Ｆの逆数に比例する値となる。
【００４３】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１７の出力電圧に
基づき検出された空燃比の当量比（以下、「検出空燃比
係数」という）ＫＡＣＴが目標空燃比係数ＫＣＭＤ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。
【００４４】以下、目標空燃比係数（ＫＣＭＤ）（修正
目標空燃比係数（ＫＣＭＤＭ））の算出手順について詳
述する。
【００４５】図２はＫＣＭＤＭ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ＴＤＣ信号パルス
の発生と同期して実行される。
【００４６】まず、エンジン１がフューエルカット中か
否かを判別する（ステップＳ１）。フューエルカット中
であるか否かは、エンジン回転数ＮＥやスロットル弁
３′の弁開度θＴＨに基づいて判断され、具体的にはフ
ューエルカット判別ルーチン（図示せず）の実行により
判別される。
【００４７】そして、その答が肯定（ＹＥＳ）の場合
は、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭＤＦＣ（例
えば、1.0）に設定して（ステップＳ２）ステップＳ１
２に進む。
【００４８】一方、ステップＳ１の答が否定（ＮＯ）の
場合は、フューエルカット直後か否かを判別する（ステ
ップＳ３）。このフューエルカット直後か否かの判別
は、フューエルカットの終了と同時にタイマをスタート
させ、そのタイマが所定時間（例えば５００ms）カウン
トされたか否かにより判断される。そして、その答が肯
定（ＹＥＳ）の場合、すなわち、エンジンがフューエル
カット直後の場合は、ＫＣＭＤの前回値ＫＣＭＤ(n-1)
と、検出空燃比係数の前回算出値ＫＡＣＴ(n-1)との偏
差の絶対値が所定値ΔＫＰＦＣ（例えば、0.14）より大
きいか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００４９】尚、この検出空燃比係数ＫＡＣＴは、吸気
管内絶対圧ＰＢＡと、エンジン回転数ＮＥ及び大気圧Ｐ
Ａ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が算出される。
【００５０】ステップＳ４の答が肯定（ＹＥＳ）、すな
わち前記偏差が所定値ΔＫＰＦＣより大きいときは、フ
ューエルカット直後か否かを示すフラグＦＰＦＣを
「１」に設定して（ステップＳ５）ステップＳ２に進
み、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭＤＦＣに設
定してステップＳ１２に進む。
【００５１】一方、ステップＳ３，Ｓ４の答が共に否定
（ＮＯ）の場合はフラグＦＰＦＣを「０」に設定し、ス
テップＳ７〜Ｓ１１のフローを実行して種々の運転状態
に応じた目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する。
【００５２】すなわち、ステップＳ７ではＫＢＳマップ
を検索し、エンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ
に応じた基準マップ値ＫＢＳＭを算出する。
【００５３】すなわち、図３のフローチャートに示すよ
うに、まず、ステップＳ７０１でＶＳＰセンサ１５によ
り検出される車速ＶＳＰが所定速度ＶＸ（例えば１０Km
／h）より大きいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）の場合は、ＮＥセンサ１１により検出されるエンジ
ン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＸ（例えば、９００rp
m）より大きいか否かを判別し（ステップＳ７０２）、
さらにその答が肯定（ＹＥＳ）のときは前回ループ時の
吸気管内絶対圧ＰＢＡ(n-1)と今回ループ時の吸気管内
絶対圧ＰＢＡ(n)との偏差ΔＰＢＡが所定値ΔＰＢＸ
（例えば、２０mmHg）より大きいか否か、すなわちエン
ジンが低負荷側に急変したか否かを判別する（ステップ
Ｓ７０３）。そして、ステップＳ７０１乃至Ｓ７０３の
答が全て肯定（ＹＥＳ）のときは変速機１４がシフトチ
ェンジ中であると判断して第１のディレイタイマｔｍＤ
ＬＹＢＳを所定時間Ｔ１（例えば、３００ms）に設定し
（ステップＳ７０４）、目標空燃比係数ＫＣＭＤの基準
値ＫＢＳを前回ループ時のＫＢＳ値にホールドさせ（ス
テップＳ７０５）、さらにエンジンがシフトチェンジ中
であることを示すべくフラグＦＣＨを「１」に設定して
（ステップＳ７０６）メインルーチン（図２）に戻る。
【００５４】一方、ステップＳ７０１，Ｓ７０２，Ｓ７
０３の答のうち少なくとも一つが否定（ＮＯ）となった
ときは、ステップＳ７０７に進み、第１のディレイタイ
マｔｍＤＬＹＢＳが前記所定時間Ｔ１を経過したか否か
を判別する。そして、その答が否定（ＮＯ）のときは前
述したステップＳ７０５に進む一方、その答が肯定（Ｙ
ＥＳ）の場合はフラグＦＣＨを「０」にセットしてシフ
トチェンジが終了したことを示した後（ステップＳ７０
８）、フラグＦＨＩＣ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Ｓ７０９）。そし
て、ステップＳ７０９の答が肯定（ＹＥＳ）のときは、
バルブタイミングが高速Ｖ／Ｔに設定されている場合で
あり、ＫＢＳＨマップを検索してＫＢＳＭ値を読み出し
（ステップＳ７１０）、記憶手段５ｃ（ＲＡＭ）に記憶
して（ステップＳ７１１）メインルーチン（図２）に戻
る。また、ステップＳ７０９の答が否定（ＮＯ）のとき
は、バルブタイミングが低速Ｖ／Ｔに設定されている場
合があり、ＫＢＳＬマップを検索してＫＢＳＭ値を読み
出し（ステップＳ７１２）、記憶手段５ｃ（ＲＡＭ）に
記憶して（ステップＳ７１３）メインルーチン（図２）
に戻る。
【００５５】次に、ステップＳ８（図２）では、車輌が
停止状態から発進を開始したか否かを判別し、車輌発進
時と判別されたときは、前記基準値ＫＢＳを車輌発進時
に適合した値に置き換える。
【００５６】すなわち、図４のフローチャートに示すよ
うに、まず、ステップＳ８０１でフラグＦＣＨが「１」
にセットされているか否かを判別する。そしてその答が
肯定（ＹＥＳ）の場合は、変速機１４がシフトチェンジ
中の場合であり、発進時補正を行うことなくメインルー
チン（図２）に戻る。
【００５７】一方、ステップＳ８０１の答が否定（Ｎ
Ｏ）の場合は、ステップＳ８０２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。前記アイドル
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
態にあると判断される。
【００５８】そして、ステップＳ８０２の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）の場合はステップＳ８０５に進む一方、ステップ
Ｓ８０２の答が否定（ＮＯ）の場合はステップＳ８０３
に進み、車速パルスＷＰが所定値ＷＰＸより大きいか否
かを判別し、車輌が停止状態にあるとみなされるか否か
を判断する。
【００５９】そして、ステップＳ８０３の答が否定（Ｎ
Ｏ）の場合は車輌が停止状態にあるとみなされ、第２の
ディレイタイマｔｍＤＬＹＷＬＦを所定時間Ｔ２（例え
ば、１００ｍｓ）に設定して該第２のディレイタイマｔ
ｍＤＬＹＷＬＦをスタートさせ（ステップＳ８０４）、
ステップＳ８０５に進む。
【００６０】ステップＳ８０５ではステップＳ７０９又
はＳ７１１で読み出されたマップ値ＫＢＳＭが所定値Ｋ
ＢＳＷＬＦ（例えば、1.1）より小さいか否かを判別す
る。そして、その答が否定（ＮＯ）の場合は発進時補正
することなくメインルーチン（図２）に戻る一方、その
答が肯定（ＹＥＳ）の場合はＫＢＳ値をＫＢＳＷＬＦ値
に置き換え（ステップＳ８０６）、メインルーチン（図
２）に戻る。
【００６１】また、ステップＳ８０３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、すなわち車輌が停止状態にないとみなされないと
きはステップＳ８０７に進み、第２のディレイタイマｔ
ｍＤＬＹＷＬＦが所定時間Ｔ２経過して「０」になった
か否かを判別する。そして、その答が否定（ＮＯ）のと
きは車輌発進時と判断してステップＳ８０５に進み、ス
テップＳ８０６を経てメインルーチン（図２）に戻る。
一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは車輌は発進時に
ないと判断して発進時補正をすることなくメインルーチ
ン（図２）に戻る。これにより空燃比係数ＫＣＭＤの基
準値ＫＢＳは少なくともＫＢＳＷＬＦ値より大きな値
（より燃料リッチな値）に設定される。
【００６２】次に、ステップＳ９（図２）では、低水温
時に空燃比がリーン化するのを防止すべくＫＢＳ値に対
する低水温補正を行う。
【００６３】すなわち、図５のフローチャートに示すよ
うに、まず、ステップＳ９０１では、エンジン水温ＴＷ
が所定温度ＴＷＬより低いか否かを判別する。所定温度
ＴＷＬとしては空燃比がリーン化を開始する水温、例え
ば７０℃に設定される。そして、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＴＷ＜ＴＷＬのときは、エンジン水温ＴＷ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてＫＴＷＬＡＦマップを
検索し、低水温時の目標空燃比係数ＫＴＷＬＡＦを読み
出す（ステップＳ９０２）。
【００６４】ＫＴＷＬＡＦマップは、具体的には図６に
示すように、吸気管内絶対圧ＰＢＡが設定圧ＰＢＬＡＦ
１以下の場合に適用されるＫＴＷＬＡＦ１（同図（ａ）
の破線）と、吸気管内絶対圧ＰＢＡが設定圧ＰＢＬＡＦ
２以上の場合に適用されるＫＴＷＬＡＦ２（同図（ａ）
の実線）が設定されたものであり、エンジン水温ＴＷＬ
ＡＦ１〜ＴＷＬＡＦ４のそれぞれに対して、ＫＴＷＬＡ
Ｆ１１，２１〜ＫＴＷＬＡＦ１４，２４が設定されてい
る。従ってステップＳ９０２において、ＰＢＡ≧ＰＢＬ
ＡＦ２又はＰＢＡ≦ＰＢＬＡＦ１が成立する場合には、
エンジン水温ＴＷに応じてＫＴＷＬＡＦ２又はＫＴＷＬ
ＡＦ１を読み出し（設定温度以外は補間による）、ＰＢ
ＬＡＦ１＜ＰＢＡ＜ＰＢＬＡＦ２が成立する場合には、
エンジン水温に応じてＫＴＷＬＡＦ２及びＫＴＷＬＡＦ
１を読み出し、ＰＢＡ値に応じて補間を行うことによ
り、ＫＴＷＬＡＦ値を算出する。なお、ＫＴＷＬＡＦマ
ップの設定値はいずれも理論空燃比相当の値よりリッチ
側の値であり、基準値ＫＢＳＭをＫＴＷＬＡＦ値に設定
することにより、低水温時の燃料増量（リッチ空燃比
化）が行われることとなる。
【００６５】次に、ステップＳ９０３では、前記ＫＢＳ
Ｍ値がステップＳ９０２で読み出されたＫＴＷＬＡＦ値
より小さいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）のと
きは、目標空燃比係数ＫＣＭＤの基準値ＫＢＳを前記Ｋ
ＢＳＭ値に設定し（ステップＳ９０４）、メインルーチ
ン（図２）に戻る。一方、ステップＳ９０３の答が肯定
（ＹＥＳ）のときは基準値ＫＢＳをステップＳ９０２で
読み出されたＫＴＷＬＡＦ値に設定して（ステップＳ９
０５）メインルーチン（図２）に戻る。これにより基準
値ＫＢＳは少なくともＫＢＳＭ値（マップ値）よりも大
きな値（より燃料リッチな値）に設定される。
【００６６】尚、ステップＳ９０１の答が否定（ＮＯ）
の場合は、エンジンが低水温時でないため水温補正をす
ることなくメインルーチン（図２）に戻る。
【００６７】次に、ステップＳ１０（図２）ではエンジ
ンが所定の高負荷運転状態か否かを判別し、前記高負荷
運転状態のときは基準値ＫＢＳを高負荷運転状態に適合
した値に設定する。
【００６８】すなわち、図７のフローチャートに示すよ
うに、ステップＳ１００１では、フラグＦＷＯＴ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）にあるか否かを判別する。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、ＫＷＯＴマップを検索して高負荷基準マ
ップ値ＫＷＯＴを読み出す（ステップＳ１００２）。Ｋ
ＷＯＴマップはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡに応じてマップ値ＫＷＯＴを有しており、ＫＷＯＴ
マップを検索することにより（あるいは補間法により）
ＫＷＯＴ値が読み出される。尚、ＫＷＯＴマップは、高
速Ｖ／Ｔ選択時に使用される高速Ｖ／Ｔ用（ＫＷＯＴ
Ｈ）マップと、低速Ｖ／Ｔ選択時に使用される低速Ｖ／
Ｔ用（ＫＷＯＴＬ）マップとが記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）
に記憶されている。
【００６９】次にステップＳ１００３では前記高負荷基
準マップＫＷＯＴが前記基準値ＫＢＳ以上か否かを判別
する（ステップＳ１００３）。その答が否定（ＮＯ）、
即ちＫＷＯＴ≦ＫＢＳのときは基準値ＫＢＳの変更は行
わず（ステップＳ１００４）、次いで車速補正係数ＫＳ
Ｐを「1.0」に設定して（ステップＳ１００６）メイン
ルーチン（図２）に戻る。一方、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＫＷＯＴ＞ＫＢＳＭのときはＫＢＳ＝ＫＷＯ
Ｔとし（ステップＳ１００５）、次いで、車速補正係数
ＫＳＰを「1.0」に設定して（ステップＳ１００６）メ
インルーチン（図２）に戻る。これにより高負荷運転状
態においては、基準値ＫＢＳはＫＢＳＭ値、ＫＢＳＷＬ
Ｆ値、ＫＴＷＬＡＦ値、ＫＷＯＴ値のうち最大値（最も
燃料リッチな値）が選択されて設定されることとなる。
【００７０】また、ステップＳ１００１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわち、エンジンが高負荷運転状態以外のとき
はＫＳＰマップを検索して車速補正係数ＫＳＰを読み出
し（ステップＳ１００７）、メインルーチン（図２）に
戻る。ＫＳＰマップは、具体的には図８に示すように、
車速ＶＳＰＯ〜ＶＳＰ３に応じてマップ値ＫＳＰＯ〜Ｋ
ＳＰ３が与えられたものであり、車速ＶＳＰに応じてマ
ップ検索することにより、あるいは補間法により車速補
正係数ＫＳＰが読み出される。尚、この図８から明らか
なように、車速ＶＳＰが低車速であるほど車速補正係数
ＫＳＰは大きな値に設定される。
【００７１】次に、ステップＳ１１（図２）では、エン
ジンが高水温運転状態か否かを判別し、前記高水温運転
状態のときは基準値ＫＢＳを高水温運転状態に適合した
値に設定する。
【００７２】すなわち、図９のフローチャートに示すよ
うに、ステップＳ１１０１では、前述したステップＳ８
０２（図４）の手法と同様にしてエンジンがアイドル運
転状態にあるか否かを判別する。そしてその答が肯定
（ＹＥＳ）の場合はメインルーチン（図２）に戻る一
方、その答が否定（ＮＯ）の場合はステップＳ１１０２
に進み、エンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷＨより低いか
否かを判別する。所定温度ＴＷＨとしては空燃比がリッ
チ化を開始する水温、例えば１０７℃に設定される。そ
して、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはエンジン水温
（ＴＷ）が高くないため、高水温時補正を行うことなく
メインルーチン（図２）に戻る。一方、ステップＳ１１
０２の答が否定（ＮＯ）のときはステップＳ１１０３に
進みＫＴＷＲマップを検索し、高水温時の目標空燃比係
数ＫＴＷＲを読み出す（ステップＳ１１０３）。ＫＴＷ
Ｒマップは、具体的には図１０に示すように、ＫＴＷＲ
０値を１．０として水温ＴＷＨ０〜ＴＷＨ３に応じたマ
ップ値ＫＴＷＲ０〜ＫＴＷＲ３が与えられたものであ
り、水温ＴＷＨに応じてマップ検索することにより、あ
るいは補間法によりＫＴＷＲ値が読み出される。尚、こ
の図１０から明らかなように、水温（ＴＷ）が高いとき
ほどＫＴＷＲ値は大きな値に設定される。
【００７３】次に、ステップＳ１１０４では、上述のス
テップＳ７〜Ｓ１０の実行により算出されたＫＢＳ値が
前記ＫＴＷＲ値より小さいか否かを判別する。そして、
その答が否定（ＮＯ）、すなわちＫＢＳ≧ＫＴＷＲが成
立するときはＫＢＳ値は少なくともＫＴＷＲ値よりリッ
チな値に設定されているためそのままメインルーチン
（図２）に戻る。一方、ステップＳ１１０４の答が肯定
（ＹＥＳ）のときはＫＢＳ値をＫＴＷＲ値に置き換えて
高水温時補正を行い、メインルーチン（図２）に戻る。
【００７４】次に、ステップＳ１２（図２）では上述の
如くして得られたＫＢＳ値及びＫＳＰ値にリーン化補正
係数ＫＬＳ及び減速時補正係数ＫＤＥＣを乗算して目標
空燃比係数ＫＣＭＤを算出する（数式（２）参照）。
【００７５】次に、ステップＳ１３ではＫＥＴＶマップ
を検索して空気密度補正係数ＫＥＴＣを読みだす。ＫＥ
ＴＶマップは、具体的には図１１に示すように、エンジ
ン回転数ＮＥが所定の高回転数（例えば、３０００rp
m）以上のときに選択される高回転用マップ値ＫＥＴＶ
Ｈ０〜６と、所定の低回転数（例えば、２５００rpm）
以下のときに選択される低回転用マップ値ＫＥＴＶＬ０
〜６とが目標空燃比係数ＫＣＭＤに体して設定されてお
り、設定値以外のＫＣＭＤ値に対しては補間法によって
ＫＥＴＶ値が算出される。図中、実線は低回転時のマッ
プ曲線、破線は高回転時のマップ曲線を示し、その交点
座標（ＫＣＭＤ３，ＫＥＴＶ３）は（ＫＣＭＤ３，ＫＥ
ＴＶ３）＝（14.7，1.0）を示している。尚、上述のＫ
ＥＴＶマップでは高回転数と低回転数とで異なるマップ
を使用しているが、エンジンの負荷状態すなわち、高負
荷状態と低負荷状態とで異なるマップが選択可能となる
ように構成してもよい。
【００７６】このように空燃比補正係数ＫＣＭＤに対応
した所望のＫＥＴＶ値を算出することにより燃料噴射時
の冷却効果による吸入空気密度の変動に対応した目標空
燃比係数ＫＣＭＤの補正が可能となる。
【００７７】次に、ステップＳ１４ではＫＣＭＤのリミ
ット処理を行い、ＫＣＭＤの前回値と今回値との差が、
エンジン運転状態に応じて設定される上限値を超えない
ようにしてＫＣＭＤ値の急激な変更を回避する。
【００７８】そして、最後にステップＳ１５では、ＫＣ
ＭＤ値とＫＥＴＶ値とを乗算して修正目標空燃比係数Ｋ
ＥＭＤＭを算出し、本プログラムを終了し、前記数式
（１）に基づき燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出を行う。
【００７９】このように上記空燃比制御装置において
は、１回のループ中で発進時補正、低水温補正、高負荷
補正のなされた目標空燃比係数ＫＣＭＤ（修正目標空燃
比係数ＫＣＭＤＭ）が算出され、処理工程の簡略化を図
ることができる。
【００８０】また、〔従来の技術〕の項で述べたように
（数式（１′）参照）多くの補正係数を乗算することな
く目標空燃比係数ＫＣＭＤが算出されるので、より最適
化された燃料噴射時間ＴＯＵＴを得ることができる。
【００８１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、内燃エ
ンジンの排気系に排気濃度センサを設け、該排気濃度セ
ンサにより検出される混合気の空燃比をエンジンの運転
状態に応じて設定された目標空燃比にフィードバック制
御する内燃エンジンの空燃比制御装置において、エンジ
ンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの負
荷状態を検出する負荷状態検出手段と、該負荷状態検出
手段により検出された負荷状態と前記回転数検出手段に
より検出されたエンジン回転数に基づいて目標空燃比を
算出する第１の空燃比算出手段と、車輌が停止状態から
発進を開始したか否かを判別する発進時判別手段と、該
発進時判別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出す
る第２の空燃比算出手段と、エンジンの水温が所定温度
より低いか否かを判別する低水温判別手段と、該低水温
判別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出する第３
の空燃比算出手段とを備え、前記第１乃至第３の空燃比
算出手段により算出された夫々の目標空燃比のうちの最
大値が最終目標空燃比に設定されるので、第１乃至第３
の空燃比算出手段により算出された目標空燃比のうち最
もリッチな空燃比が最終目標空燃比に設定されることと
なり、従来に比べ目標空燃比の算出処理を簡略化し、最
適目標空燃比を選択することができると共に、燃料噴射
時間についてもその最適値を得ることができる。
【００８２】さらに、上記内燃エンジンの空燃比制御装
置に加えて、エンジンが所定の高負荷状態にあるか否か
を判別する高負荷状態判別手段と、該高負荷状態判別手
段の判別結果に応じて目標空燃比を算出する第４の空燃
比算出手段と、エンジンの水温が所定温度より高いか否
かを判別する高水温判別手段と、該高水温判別手段の判
別結果に応じて目標空燃比を算出する第５の空燃比算出
手段とを備え、前記第１乃至第５の空燃比算出手段によ
り算出された夫々の目標空燃比のうちの最大値が目標空
燃比に設定されることにより、より運転状態に適合した
最適目標空燃比を選択することができ、容易かつ迅速に
運転条件の最適化を図ることができる。
【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
一実施例を示すブロック構成図である。
【図２】ＫＣＭＤＭの算出ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図３】ＫＢＳＭの算出ルーチンを示すフローチャート
である。
【図４】発進時補正ルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図５】低水温時補正ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図６】ＫＴＷＬＡＦマップ図である。
【図７】高負荷時補正ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図８】ＫＰＳマップ図である。
【図９】高水温時補正ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図１０】ＫＴＷＲマップ図である。
【図１１】ＫＥＴＶマップ図である。
【符号の説明】
１ 内燃エンジン ５ ＥＣＵ（第１〜第４の空燃比算出手段、高負荷状態
判別手段、低水温判別手段、燃料供給停止判別手段、計
測手段、負荷変化検出手段、アイドル状態判別手段） ８ ＰＢＡセンサ（負荷状態検出手段） １１ ＮＥセンサ（回転数検出手段） １５ ＶＰＳセンサ（車速検出手段） １７ ＬＡＦセンサ（排気濃度センサ）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１０月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７５】 次に、ステップＳ１３ではＫＥＴＣマッ
プを検索して空気密度補正係数ＫＥＴＣを読みだす。Ｋ
ＥＴＣマップは、具体的には図１１に示すように、エン
ジン回転数ＮＥが所定の高回転数（例えば、３０００rp
m）以上のときに選択される高回転用マップ値ＫＥＴＣ
Ｈ０〜６と、所定の低回転数（例えば、２５００rpm）
以下のときに選択される低回転用マップ値ＫＥＴＣＬ０
〜６とが目標空燃比係数ＫＣＭＤに体して設定されてお
り、設定値以外のＫＣＭＤ値に対しては補間法によって
ＫＥＴＣ値が算出される。図中、実線は低回転時のマッ
プ曲線、破線は高回転時のマップ曲線を示し、その交点
座標（ＫＣＭＤ３，ＫＥＴＣ３）は（ＫＣＭＤ３，ＫＥ
ＴＣ３）＝（14.7，1.0）を示している。尚、上述のＫ
ＥＴＣマップでは高回転数と低回転数とで異なるマップ
を使用しているが、エンジンの負荷状態すなわち、高負
荷状態と低負荷状態とで異なるマップが選択可能となる
ように構成してもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７６】 このように空燃比補正係数ＫＣＭＤに対
応した所望のＫＥＴＣ値を算出することにより燃料噴射
時の冷却効果による吸入空気密度の変動に対応した目標
空燃比係数ＫＣＭＤの補正が可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７８】 そして、最後にステップＳ１５では、Ｋ
ＣＭＤ値とＫＥＴＣ値とを乗算して修正目標空燃比係数
ＫＣＭＤＭを算出し、本プログラムを終了し、前記数式
（１）に基づき燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出を行う。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】ＫＥＴＣマップ図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃エンジンの排気系に排気濃度センサ
    を設け、該排気濃度センサにより検出される混合気の空
    燃比をエンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃
    比にフィードバック制御する内燃エンジンの空燃比制御
    装置において、 エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジ
    ンの負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、該負荷状
    態検出手段により検出された負荷状態と前記回転数検出
    手段により検出されたエンジン回転数に基づいて目標空
    燃比を算出する第１の空燃比算出手段と、車輌が停止状
    態から発進を開始したか否かを判別する発進時判別手段
    と、該発進時判別手段の判別結果に応じて目標空燃比を
    算出する第２の空燃比算出手段と、エンジンの水温が所
    定温度より低いか否かを判別する低水温判別手段と、該
    低水温判別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出す
    る第３の空燃比算出手段とを備え、前記第１乃至第３の
    空燃比算出手段により算出された夫々の目標空燃比のう
    ちの最大値が最終目標空燃比に設定されることを特徴と
    する内燃エンジンの空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃エンジンの空燃比制
    御装置に加えて、エンジンが所定の高負荷状態にあるか
    否かを判別する高負荷状態判別手段と、該高負荷状態判
    別手段の判別結果に応じて目標空燃比を算出する第４の
    空燃比算出手段とを備え、前記第１乃至第４の空燃比算
    出手段により算出された夫々の目標空燃比のうちの最大
    値が最終目標空燃比に設定されることを特徴とする内燃
    エンジンの空燃比制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の内燃エンジンの空燃比制
    御装置に加えて、エンジンの水温が所定温度より高いか
    否かを判別する高水温判別手段と、該高水温判別手段の
    判別結果に応じて目標空燃比を算出する第５の空燃比算
    出手段とを備え、前記第１乃至第５の空燃比算出手段に
    より算出された夫々の目標空燃比のうちの最大値が目標
    空燃比に設定されることを特徴とする内燃エンジンの空
    燃比制御装置。
  4. 【請求項４】 燃料のエンジンへの供給が停止状態にあ
    るか否かを判別する燃料供給停止判別手段と、該燃料供
    給停止判別手段により燃料供給が停止状態にないと判別
    されたときは燃料供給開始後の期間を計測する計測手段
    とを備え、該計測手段により所定期間が経過したときに
    目標空燃比が算出されることを特徴とする請求項１乃至
    請求項３のいずれかに記載の内燃エンジンの空燃比制御
    装置。
  5. 【請求項５】 車輌の速度を検出する車速検出手段と、
    エンジンに対する負荷状態の変化を検出する負荷変化検
    出手段とを備え、前記車速検出手段により検出される速
    度が所定速度以下であって前記エンジン回転数検出手段
    により検出された回転数が所定回転数以下且つ前記負荷
    変化検出手段により検出される負荷状態の変化が所定値
    以下のときに目標空燃比が算出されることを特徴とする
    請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内燃エンジン
    の空燃比制御装置。
  6. 【請求項６】 前記発進時判別手段が、エンジンのアイ
    ドル運転状態にあるか否かを判別するアイドル運転状態
    判別手段を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５
    のいずれかに記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。
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