JPH0821279A

JPH0821279A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0821279A
Application number: JP15110894A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Nishioka; 太西岡; Tetsushi Hosogai; 徹志細貝; Hiromasa Ishino; 弘昌石野; Kenji Oka; 憲児岡; Tetsuo Okano; 哲男岡野; Shuji Terao; 秀志寺尾
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-23
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3582100B2

Abstract

(57)【要約】【目的】目標空燃比をエンジンの運転状態に応じて変
更する際、簡単な構成で、空燃比検出手段の応答遅れに
起因する過度のフィードバック補正の発生を防ぐ。【構成】ＥＣＵ２０は、運転状態に応じて複数種の目
標空燃比を設定し、この目標空燃比とリニアＯ₂センサ
１４により検出される空燃比との偏差に基づいて燃料噴
射弁１３による燃料噴射量のフィードバック制御を行う
とともに、上記目標空燃比の変更直後所定期間は、それ
以外の期間に比べてフィードバック補正量の変化を制限
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの運転状態に
応じて目標空燃比を変更するエンジンの空燃比制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの燃費を向上させる手段
として、燃焼室内の成層化や燃料噴射時期の調整による
燃料の気化・霧化の促進を行って燃焼性を高めながら、
特定運転領域において理論空燃比よりもリーン側の空燃
比で希薄燃焼を行うものが知られている。さらに近年
は、エンジンの運転状態に応じて複数種の目標空燃比を
設定し、この目標空燃比と酸素センサの検出結果（すな
わち実際の空燃比）との偏差に基づきフィードバック制
御する装置も数々提供されるに至っている。

【０００３】ところが、このように酸素センサ等を用い
て燃料フィードバック制御を行う装置では、目標空燃比
が例えば図８の実線８０に示すようにリーン側からリッ
チ側へ瞬時に変化するのに伴って燃料噴射量を増加させ
ても、酸素センサの出力には、同図一点鎖線８２に示す
ようなむだ時間要素（燃料噴射量を増加させたことが酸
素センサに影響を及ぼすまでのロスタイムにかかる要
素；期間Ａ１）と、一次遅れ要素（上記影響が酸素セン
サに及んでからこれに酸素センサが反応して実際に出力
が変化するまでのロスタイムにかかる要素；期間Ａ２）
とによる応答遅れが発生するため、この期間中に上記酸
素センサ出力を拾うとこれに基づいて過多のフィードバ
ック補正量を設定することになり、図８二点鎖線８４に
示すように実際の空燃比を余分にリッチ側へはみ出させ
てしまうおそれがある。このような過度のフィードバッ
ク補正を回避する手段として、フィードバックゲインを
小さく設定することが考えられるが、このようにフィー
ドバックゲインを設定すると、目標空燃比が一定の通常
状態におけるフィードバック応答性を害してしまうおそ
れが生じる。

【０００４】そこで、特開昭６２−２５１４４１号公報
には、原目標空燃比に、上記酸素センサ等を含むフィー
ドバック制御系の一次遅れ要素を加味するための応答遅
れ処理を施し、このように処理を施した後の空燃比を実
際の目標空燃比として設定するようにしたものが示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置におい
て、上記フィードバック制御系の一次遅れ特性はエンジ
ンの運転状態に応じて大きく変動し、また、酸素センサ
のばらつきや経年変化によっても変動するものであるた
め、このような一次遅れ特性を的確に加味して常に適切
な目標空燃比を定めることは事実上困難である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、エンジ
ンの空燃比制御装置において、簡単な構成で、空燃比検
出手段の応答遅れに起因する過度のフィードバック補正
の発生を防ぐ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する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、運転状態に応じて複数種の目
標空燃比を設定し、この目標空燃比に基づいて燃料噴射
量の制御を行うエンジンの空燃比制御装置において、実
際の空燃比に対応する値を検出する空燃比検出手段と、
この空燃比検出手段により検出される空燃比と上記目標
空燃比との偏差に基づいて燃料噴射量のフィードバック
制御を行う空燃比制御手段とを備えるとともに、上記目
標空燃比の変更直後所定期間はフィードバック補正量の
変化を制限するように上記空燃比制御手段を構成したも
のである（請求項１）。

【０００８】上記空燃比制御手段としては、目標空燃比
の変更後上記空燃比検出手段により検出される空燃比と
上記目標空燃比との偏差が所定値以上にある期間内で上
記フィードバック補正量の変化を制限するものが好適で
ある（請求項２）。

【０００９】より具体的には、上記フィードバック補正
量に少なくとも積分要素を含ませるとともに、この積分
要素の加算値を予め設定された範囲でクリップするもの
が好適である（請求項３）。

【００１０】また本発明は、運転状態に応じて複数種の
目標空燃比を設定し、この目標空燃比に基づいて燃料噴
射量の制御を行うエンジンの空燃比制御装置において、
実際の空燃比に対応する値を検出する空燃比検出手段
と、この空燃比検出手段により検出される空燃比と上記
目標空燃比との偏差に基づいて燃料噴射量のフィードバ
ック制御を行う空燃比制御手段とを備えるとともに、上
記目標空燃比の変更直後所定期間は上記目標空燃比の増
減方向と同方向へのフィードバック補正量の増減を制限
するように上記空燃比制御手段を構成したものである
（請求項４）。

【００１１】より具体的には、上記目標空燃比をリーン
側に変更した直後は上記フィードバック補正量の減量を
制限し、上記目標空燃比をリッチ側に変更した直後は上
記フィードバック補正量の増量を制限するように上記空
燃比制御手段を構成したものが好適である（請求項
５）。

【００１２】ここで、上記燃料噴射量の制限量として上
記目標空燃比の変更時に設定されたフィードバック補正
量を用いるように上記空燃比制御手段を構成すること
が、より好ましい（請求項６）。

【００１３】また、上記空燃比制御手段としては、目標
空燃比の変更後上記空燃比検出手段により検出される空
燃比と上記目標空燃比との偏差が所定値以上にある期間
内で上記フィードバック補正量の増減を制限するものが
好適である（請求項７）。

【００１４】

【作用】請求項１記載の装置によれば、空燃比検出手段
により検出される実際の空燃比と目標空燃比との偏差に
基づいて燃料噴射量がフィードバック制御されるととも
に、上記目標空燃比の変更直後所定期間はフィードバッ
ク補正量が制限されることにより、上記空燃比検出手段
の応答遅れに起因する過度のフィードバック補正が防が
れる。しかも、目標空燃比が変更されてからしばらくし
た後はフィードバック補正量の制限が解除されるので、
目標空燃比が一定の通常状態における燃料フィードバッ
ク特性は良好に維持される。

【００１５】ここで、請求項２記載の装置では、目標空
燃比が変更された後、上記空燃比検出手段により検出さ
れる空燃比と上記目標空燃比との偏差が所定値以上にあ
る期間内で上記フィードバック補正量が制限され、この
期間の経過後はフィードバック補正量の制限が解除され
る。

【００１６】より具体的に、請求項３記載の装置では、
上記フィードバック補正量の積分要素の加算値が予め設
定された範囲でクリップされることにより、フィードバ
ック補正量が有効に制限される。

【００１７】一方、請求項４記載の装置によれば、空燃
比検出手段により検出される実際の空燃比と目標空燃比
との偏差に基づいて燃料噴射量がフィードバック制御さ
れるとともに、上記目標空燃比の変更直後所定期間は上
記目標空燃比の増減方向と同方向への上記フィードバッ
ク補正量の増減を制限することにより、上記空燃比検出
手段の応答遅れに起因する過度のフィードバック補正
（すなわち目標空燃比の増減方向と同方向への過度のフ
ィードバック補正）が防がれる一方、上記目標空燃比の
変更直後であっても、上記目標空燃比の増減方向と逆方
向へのフィードバック補正量の増減は制限されないの
で、上記空燃比検出手段の応答遅れとは関係のない方向
へのフィードバック補正は実行される。また、目標空燃
比が変更されてからしばらくした後はフィードバック補
正量の制限が解除されるため、目標空燃比が一定の通常
状態における燃料フィードバック特性も良好に維持され
る。

【００１８】より具体的に、請求項５記載の装置では、
上記目標空燃比をリーン側に変更した直後は上記フィー
ドバック補正量の減量を制限し、上記目標空燃比をリッ
チ側に変更した直後は上記フィードバック補正量の増量
を制限することにより、空燃比検出手段の応答遅れに起
因する過度のフィードバック補正が防がれる。

【００１９】ここで、請求項６記載の装置では、上記フ
ィードバック補正量の制限量として上記目標空燃比の変
更時に設定されたフィードバック補正量を用いることに
より、目標空燃比変更時よりも大きなフィードバック補
正量が設定されることが防止され、よって過度のフィー
ドバック補正が防がれる。

【００２０】また、請求項７記載の装置では、目標空燃
比が変更された後、上記空燃比検出手段により検出され
る空燃比と上記目標空燃比との偏差が所定値以上にある
期間内で上記フィードバック補正量が制限され、この期
間の経過後はフィードバック補正量の制限が解除され
る。

【００２１】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図６に基づいて
説明する。

【００２２】図１に示すエンジンは、その本体１に複数
の気筒を有し、各気筒の燃焼室２には、吸気ポート４お
よび排気ポート５が開口している。吸気ポート４及び排
気ポート５にはこれを開閉する吸気弁６および排気弁７
が設けられ、上記燃焼室２の頂部には点火プラグ８が設
けられている。

【００２３】このエンジンの吸気通路９は上記吸気ポー
ト４に通じ、この吸気通路９には吸入空気量を検出する
エアフローメータ１１、アクセル操作に応じて作動する
スロットル弁１２、及び燃料噴射弁１３が設けられてい
る。

【００２４】排気ポート５には排気通路１０が通じてい
る。この排気通路１０には触媒装置１５が設けられ、そ
の上流に、空燃比検出手段としてリニアＯ₂ センサ１４
が設けられている。このリニアＯ₂ センサ１４は、空燃
比に対応する排気ガス中の酸素濃度に応じて出力が略リ
ニアに変化するものである。

【００２５】上記点火プラグ８には、ディストリビュー
タ１６および点火コイル１７が接続され、上記ディスト
リビュータ１６には、クランク角センサ１８及び気筒判
別センサ１９が設けられている。上記クランク角センサ
１８は一定クランク角毎にクランク角信号を出力し、気
筒判別センサ１９は上記クランク角センサ１８の出力の
オンオフと一定の相対関係を保ってオンオフするように
構成されており、これらのセンサ１８，１９の出力によ
り気筒判別が可能とされ、またクランク角センサ１８の
出力からエンジン回転数が検出可能とされている。

【００２６】上記エアフローメータ１１をはじめとする
各センサ類の出力信号は、マイクロコンピュータ等から
なるＥＣＵ（エンジン制御用のコントロールユニット；
空燃比制御手段）２０に入力されるようになっている。
このＥＣＵ２０は、各気筒の燃料噴射弁１３に噴射パル
ス信号を出力し、そのパルス幅に相当する時間だけ燃料
噴射弁１３を開弁させるように構成されており、従って
この噴射パルスのパルス幅が燃料噴射量に対応し、噴射
パルス出力のタイミングが噴射タイミングとなってい
る。

【００２７】より具体的に、上記ＥＣＵ２０は、図１に
示すような要求噴射量演算手段２１、トレーリング噴射
可能量演算手段２２、判別手段２３、及び燃料噴射制御
手段２４を備えている。

【００２８】上記要求噴射量演算手段２１は、運転状態
に応じた要求燃料噴射量、例えばエアフローメータ１１
および回転数センサ１９等からの信号に基づいて所定空
燃比が得られるような噴射量を演算する。この実施例で
は、図５に示すように、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジ
ン負荷Ｐｅがそれぞれ一定値Ｎ１，Ｐ１未満の低速低負
荷領域（例えばアイドル領域）では目標空燃比を理論空
燃比（第２の空燃比）とし（すなわち空気過剰率λを１
とし）、エンジン回転数Ｎｅが一定値Ｎ２（＞Ｎ１）以
上もしくはエンジン負荷Ｐｅが一定値Ｐ２（＞Ｐ１）以
上の高速または高負荷領域では、目標空燃比を理論空燃
比よりも低い第３の空燃比とし（すなわち空気過剰率λ
を１よりも小さくし）、上記第２の領域と第３の領域と
に挾まれた中間領域では、目標空燃比を上記理論空燃比
よりも高い第１の空燃比とする（すなわち空気過剰率λ
を１よりも大きくする）とともに、この目標空燃比と上
記リニアＯ₂ センサ１４により検出される実際の空燃比
との偏差に基づいてフィードバック補正することにより
要求燃料噴射量を求めるように構成されている。なお、
その具体的な演算動作については後述する。

【００２９】トレーリング噴射可能量演算手段２２は、
後に詳述するようにトレーリング側噴射タイミングによ
る噴射可能な量を演算するものである。両演算手段２
１，２２による演算は、リーディング側噴射タイミング
での噴射量を演算するリーディング側噴射量演算時に行
われ、上記要求燃料噴射量とトレーリング噴射可能量と
の大小が判別手段２３により判別される。

【００３０】燃料噴射制御手段２４は、リーディング側
およびトレーリング側の２回の噴射タイミングを設定す
るとともに、各噴射タイミングでの燃料噴射量を制御す
るものであり、特に、上記要求燃料噴射量が上記噴射可
能量以下のときにはトレーリング側噴射タイミングによ
る燃料噴射のみ行い、上記要求燃料噴射量が上記噴射可
能量より大きいときにはリーディング側噴射タイミング
とトレーリング側噴射タイミングとに分割して燃料噴射
を行う。

【００３１】次に、このＥＣＵ２０の行う具体的な空燃
比制御動作を説明する。

【００３２】図３のフローチャートに示すように、まず
各種信号を取込み（ステップＳ１）、吸入空気量等に応
じて要求噴射量Ｔａを演算する（ステップＳ２）。この
要求噴射量Ｔａは、前記図５に示した目標空燃比が理論
上得られるような基本噴射量にフィードバック補正を施
すことにより求められ、そのフィードバック補正量は、
上記目標空燃比と、リニアＯ₂センサにより検出される
実際の空燃比との偏差に基づいて算出される。その演算
内容については後に詳述する。

【００３３】次に、トレーリング噴射可能量Ｔapを演算
する（ステップＳ３）。このトレーリング噴射可能量Ｔ
apは、予め設定されているトレーリング側噴射の噴射開
始角Ｃ１および許容最大噴射終了角Ｃ２と、クランク角
１８０°毎のクランク角信号の周期Ｔsgとから、クラン
ク角によるトレーリング噴射可能な期間(Ｃ２−Ｃ１)を
パルス幅（時間）に換算し、かつバッテリー電圧に応じ
た無効噴射時間Ｔｖを減じることにより求める。すなわ
ち、このトレーリング噴射可能量Ｔapは次式で与えられ
る。

【００３４】

【数１】Ｔap＝Ｔsg×(Ｃ２−Ｃ１)／１８０−Ｔｖ次に、リーディング要求噴射量Ｔalを演算する（ステッ
プＳ４）。このリーディング要求噴射量Ｔalは、上記要
求噴射量Ｔａからトレーリング噴射可能量Ｔapを差し引
いた量(Ｔａ−Ｔap)と０とのうちの大きい方を選択す
る。つまり、上記要求噴射量Ｔａがトレーリング噴射可
能量Ｔapより大きい場合はその差をリーディング要求噴
射量Ｔalとし、上記要求噴射量Ｔａがトレーリング噴射
可能量Ｔapより小さい場合はリーディング要求噴射量Ｔ
alを０とする。

【００３５】このリーディング要求噴射量Ｔalが０より
大きい場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、リーディング要
求噴射量Ｔalに無効時間Ｔｖを加えた値をリーディング
噴射のパルス幅Ｔilとし(ステップＳ６)、リーディング
側噴射タイミングを燃料噴射時期に設定する。上記リー
ディング要求噴射量Ｔalが０の場合（ステップＳ５でＮ
Ｏ）は、リーディング噴射のパルス幅Ｔilを０とする
（ステップＳ７）。

【００３６】次に、トレーリング要求噴射量Ｔatを求め
る（ステップＳ８）。このトレーリング要求噴射量Ｔat
は、要求噴射量Ｔａからリーディング要求噴射量Ｔalを
減じた値である。従って、要求噴射量Ｔａがトレーリン
グ噴射可能量Ｔapより小さいとき（Ｔil＝０とすると
き)には要求噴射量Ｔａをトレーリング要求噴射量Ｔat
とし、要求噴射量Ｔａがトレーリング噴射可能量Ｔapよ
り大きいときはトレーリング噴射可能量Ｔapをトレーリ
ング要求噴射量Ｔatとする。

【００３７】このトレーリング要求噴射量Ｔatが前記ト
レーリング噴射可能量Ｔapより小さい場合（ステップＳ
９でＹＥＳ）には、トレーリング要求噴射量Ｔatに無効
時間Ｔｖを加えた値をトレーリング側噴射のパルス幅Ｔ
itとし(ステップＳ１０)、トレーリング要求噴射量Ｔat
が前記トレーリング噴射可能量Ｔap以上の場合（ステッ
プＳ９でＮＯ）には、トレーリング噴射可能量Ｔapに無
効時間Ｔｖを加えた値をトレーリング側噴射のパルス幅
Ｔitとする(ステップＳ１０´)。

【００３８】以上の内容をタイムチャートに示すと図４
のようになる。なお、本発明ではこのように燃料噴射時
期を２回に分割するものに限らず、１回で全必要量を噴
射するものであってもよい。

【００３９】次に、上記ステップＳ２におけるフィード
バック補正量の演算内容を図６のフローチャートに基づ
いて説明する。なお、同図においてＫはサンプル番号で
あり、このサンプル番号Ｋは所定のサンプリング周期が
経過する度に１ずつ更新される。

【００４０】まず、エンジンの運転状態に基づいて設定
される目標空燃比 caf(K)と、リニアＯ₂センサ１４によ
り検出される空燃比 lafs(K)との偏差daf(K)（＝ caf
(K)−lafs(K)）を演算する（ステップＳ１１）。

【００４１】次に、上記偏差daf(K)に基づき、フィード
バック補正量の比例要素cfbp(K)＝Ｋp×daf(K)を演算す
る（ステップＳ１２）。ここでＫpは比例ゲインであ
る。

【００４２】次に、上記偏差daf(K)に基づき、フィード
バック補正量の積分要素 cfbi(K)＝cfbi(K-1)＋Ｋi×cl
ip(daf(K)，−α，α）を演算する（ステップＳ１
３）。ここで、Ｋiは積分ゲイン、「clip(daf(K)，−
α，α)」はdaf(K)を下限値−α（α＞０）及び上限値
αでクリップした値であり、具体的にdaf(K)＞αの場合
にはclip(daf(K)，−α，α)＝α、−α≦daf(K)≦αの
場合にはclip(daf(K)，−α，α)＝daf(K)、clip(daf
(K)，−α，α)＝daf(K)＜−αの場合には−αとなる。
すなわち、この積分要素は偏差に応じた値を前回値に加
算することにより求められ、しかもこの実施例では、上
記加算値が所定の範囲でクリップされる。

【００４３】次に、上記偏差daf(K)に基づき、フィード
バック補正量の微分要素（偏差の変化に応じた値）cfbd
(K)＝Ｋd×(daf(K)−daf(K-1))を演算する（ステップＳ
１４）。ここでＫdは微分ゲインである。

【００４４】そして、上記ステップＳ１２〜１４で求め
られた各要素に基づき、最終的なフィードバック補正量
cfb(K)＝cfbp(K)＋cfbi(K)＋cfbd(K)を求める（ステッ
プＳ１５）。以上の演算動作をサンプル番号Ｋが更新さ
れる度に（すなわち一定のサンプリング周期が経過する
度に）行い、これによって求めたフィードバック補正量
cfb(K)を基本噴射量に加算することにより、燃料の要求
噴射量のフィードバック補正を実行する。

【００４５】以上のように、この装置では、エンジンの
運転状態に基づいて設定される目標空燃比 caf(K)と、
リニアＯ₂センサ１４により検出される空燃比 lafs(K)
との偏差daf(K)に基づいて要求噴射量のフィードバック
制御を行う際、そのフィードバック補正量の積分要素cf
bi(K)の加算値に対応する偏差daf(K)を制限値−α，α
でクリップしているため、運転状態に応じて目標空燃比
が瞬時に変更された後、上記偏差daf(K)が−α≦daf(K)
≦αの範囲に収まるまでの期間は上記クリップの分だけ
フィードバック補正量cfb(K)が制限されることになる。
このため、上記目標空燃比変更の際にリニアＯ₂センサ
１４の出力に前記図８の一点鎖線８２で示したような応
答遅れが生じても、これに起因して同図二点鎖線８４に
示すように過度のフィードバック補正がなされることが
防がれ、簡単な構成で、より適切な燃料フィードバック
制御が実現される。しかも、上記偏差daf(K)が−α≦da
f(K)≦αの範囲に収まった後はフィードバック補正の制
限が解除されるため、この期間では従来と同様に良好な
フィードバック特性が確保される。

【００４６】なお、この実施例では、フィードバック補
正を制限する「所定期間」として、偏差daf(K)が一定以
上である期間を設定しているが、これに代え、目標空燃
比が変更されてから予め定められた一定期間が経過した
後にフィードバック補正の制限を解除するようにしても
よい。ただし、上記のように偏差daf(K)が一定以上の期
間だけフィードバック補正の制限を行うようにすれば、
目標空燃比の度合に応じたフィードバック補正制限期間
を設定することができる利点がある。

【００４７】次に、第２実施例を説明する。

【００４８】この実施例では、前記図６に示したフロー
チャートに代え、図７のフローチャートに示されるよう
なフィードバック補正量cfb(K)の演算が実行される。

【００４９】まず、前記第１実施例のステップＳ１と同
様、目標空燃比 caf(K)とリニアＯ₂センサ１４による検
出空燃比 lafs(K)との偏差daf(K)（＝ caf(K)−lafs
(K)）を演算する（ステップＳ２１）。

【００５０】次に、目標空燃比 caf(K)に基づき、リニ
アＯ₂センサ１４の出力のモデル値（理論的に推測され
る値）を演算する（ステップＳ２２）。このモデル値は
次に示すモデル式を用いて演算する。

【００５１】

【数２】 cafm(K)＝Ｋm×cafm(K-1)＋(１−Ｋm)・caf(K-7) ここで、Ｋmは０＜Ｋm＜１の範囲で予め設定されたフィ
ルタ定数である。この式は、理論空燃比の変更に伴うリ
ニアＯ₂センサ１４の応答についてのむだ時間がサンプ
リング周期のほぼ７倍に相当することを前提とし、７回
前に設定されている理論空燃比caf(K-7)と前回求めたモ
デル値cafm(K-1)とを適当な配分で加算することによ
り、今回のモデル値cafm(K)を求めんとするものであ
る。

【００５２】そして、上記目標空燃比caf(K)と、上記出
力モデル値cafm(K)との偏差 dcaf(K)＝caf(K)−cafm(K)
を演算する（ステップＳ２３）。

【００５３】このモデル偏差dcaf(K)が予め設定された
上限値α（＞０）よりも大きい場合（ステップＳ２４で
ＹＥＳ）、すなわち、出力モデル値cafm(K)が目標空燃
比caf(K)に対して一定以上の度合でリッチ気味にある場
合には、フィードバック補正量の増加を制限するべくフ
ィードバック補正量ホールドタイマcfbhld(K)を正の整
数（フローチャート例では＋５）に設定する（ステップ
Ｓ２５）。逆に、上記偏差dcaf(K)が予め設定された下
限値−αよりも大きい場合（ステップＳ２６でＹＥ
Ｓ）、すなわち、出力モデル値cafm(K)が目標空燃比caf
(K)に対して一定以上の度合でリーン気味にある場合に
は、フィードバック補正量の減少を制限するべくフィー
ドバック補正量ホールドタイマcfbhld(K)を負の整数
（フローチャート例では−５）に設定する（ステップＳ
２７）。

【００５４】従って、目標空燃比を増加方向に変更した
直後は原則として上記ステップＳ２４に該当し、逆に目
標空燃比を増加方向に変更した直後は原則として上記ス
テップＳ２６に該当することになる。

【００５５】フィードバック補正量ホールドタイマ cfb
hld(K)を正の整数（フローチャート例では＋５）に設定
した場合において、上記モデル偏差dcaf(K)が一定値β
（０＜β＜α）まで低下した場合には（ステップＳ２８
でＹＥＳ）、上記フィードバック補正量ホールドタイマ
cfbhld(K)を１ずつ減少させる（ステップＳ２９）。逆
に、フィードバック補正量ホールドタイマ cfbhld(K)を
負の整数（フローチャート例では−５）に設定した場合
において、上記モデル偏差dcaf(K)が一定値−βまで増
加した場合には（ステップＳ３０でＹＥＳ）、上記フィ
ードバック補正量ホールドタイマcfbhld(K)をサンプリ
ング周期経過毎に１ずつ増加させる（ステップＳ３
２）。すなわち、モデル偏差dcaf(K)が−β以上β以下
の範囲内に収まるまではフィードバック補正量ホールド
タイマcfbhld(K)を初期値に維持し、上記範囲内に収ま
った時点からフィードバック補正量ホールドタイマcfbh
ld(K)の絶対値を１ずつカウントダウンする。

【００５６】そして、このフィードバック補正量ホール
ドタイマcfbhld(K)が正でかつ実際の偏差 daf(K)が０以
上である場合、あるいは、フィードバック補正量ホール
ドタイマcfbhld(K)が負でかつ実際の偏差 daf(K)が０以
下である場合には（ステップＳ３３）、今回のフィード
バック補正量cfb(K)を前回のフィードバック補正量cfb
(K-1)に維持し、それ以上フィードバック補正値cfb(K)
を増減させないようにする（ステップＳ３４）。これに
対し、フィードバック補正量ホールドタイマcfbhld(K)
が切れて０である場合、または、フィードバック補正量
ホールドタイマcfbhld(K)が０より大きくても実際の偏
差 daf(K)が負である場合、あるいはフィードバック補
正量ホールドタイマcfbhld(K)が０より小さくても実際
の偏差 daf(K)が正である場合には（ステップＳ３３で
ＮＯ）、次式に基づいてフィードバック補正量cfb(K)を
演算する（ステップＳ３５）。

【００５７】

【数３】cfbp(K)＝Ｋp×daf(K) cfbi(K)＝cfbi(K-1)＋Ｋi・dcaf(K) cfbd(K)＝Ｋd×(daf(K)−daf(K-1)) cfb(K)＝cfbp(K)＋cfbi(K)＋cfbd(K) 以上のように、この実施例では、目標空燃比の変更によ
り偏差がプラス方向に一定以上大きくなった場合（すな
わち目標空燃比がリーン側に変更された場合）、その後
所定期間（フィードバック補正量ホールドタイマcfbhld
(K)が０までカウントダウンされていない間）は噴射量
を減少させる方向のフィードバック補正量の増加を規制
し、逆に目標空燃比の変更により偏差がマイナス方向に
一定以上大きくなった場合（すなわち目標空燃比がリッ
チ側に変更された場合）には、しばらくの間は噴射量を
増加させる方向のフィードバック補正量の増加を規制し
ているので、前記第１実施例と同様、応答遅れに起因し
て過度のフィードバック補正が実行されるのを防ぐこと
ができる。しかも、上記目標空燃比の増減方向と逆方向
に偏差が発生した場合には、フィードバック補正を規制
することなく、適正な制御を確保することができる。ま
た、フィードバック補正量ホールドタイマcfbhld(K)が
切れた後はフィードバック補正の制限を解除するので、
従来と同様の良好なフィードバック制御特性を確保する
ことができる。

【００５８】なお、この第２実施例では、目標空燃比が
リーン側に変更された場合には燃料噴射量減少方向への
フィードバック補正を制限し、かつ、目標空燃比がリッ
チ側に変更された場合には燃料噴射量増加方向へのフィ
ードバック補正を制限するようにしたものを示している
が、例えばリーン側への過剰フィードバック補正の方が
リッチ側への過剰フィードバック補正よりも不都合が生
じやすいエンジンの場合には、リーン側へのフィードバ
ック補正のみ制限するようにしてもよい。また、逆の場
合には、リッチ側へのフィードバック補正のみ制限する
ようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。

【００６０】請求項１記載の装置では、空燃比検出手段
により検出される実際の空燃比と目標空燃比との偏差に
基づいて燃料噴射量をフィードバック制御するととも
に、上記目標空燃比の変更直後所定期間はフィードバッ
ク補正量の変化を制限するようにしているので、簡単な
構成で、上記空燃比検出手段の応答遅れに起因する過度
のフィードバック補正を容易に防ぐことができる一方、
目標空燃比を変更してからしばらくした後はフィードバ
ック補正量の制限を解除することにより、目標空燃比が
一定の通常状態における燃料フィードバック特性は良好
に維持することができる効果がある。

【００６１】ここで、請求項２記載の装置では、目標空
燃比変更直後、上記空燃比検出手段により検出される空
燃比と上記目標空燃比との偏差が所定値以上にある期間
内で上記フィードバック補正量の変化を制限するように
しているので、フィードバック補正の制限期間を実際の
目標空燃比の変更度合に応じた期間に合せることができ
る効果がある。

【００６２】より具体的に、請求項３記載の装置では、
上記フィードバック補正量の積分要素の加算値を予め設
定された範囲でクリップするだけの簡単な構成で、フィ
ードバック補正量を有効に制限することができる効果が
ある。

【００６３】一方、請求項４記載の装置では、空燃比検
出手段により検出される実際の空燃比と目標空燃比との
偏差に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御すると
ともに、上記目標空燃比の変更直後所定期間は上記目標
空燃比の増減方向と同方向への上記フィードバック補正
量の増減を制限するようにしたものであるので、上記空
燃比検出手段の応答遅れに起因する過度のフィードバッ
ク補正（すなわち目標空燃比の増減方向と同方向への過
度のフィードバック補正）を防ぐ一方、上記目標空燃比
の変更直後であっても、上記目標空燃比の増減方向と逆
方向へのフィードバック補正量の増減は制限しないこと
により、上記空燃比検出手段の応答遅れとは関係のない
方向へのフィードバック制御は維持してより適正な空燃
比のフィードバック制御を行うことができる。また、目
標空燃比が変更されてからしばらくした後はフィードバ
ック補正量の制限を解除することにより、目標空燃比が
一定の通常状態における燃料フィードバック特性も良好
に維持することができる。

【００６４】より具体的に、請求項５記載の装置では、
上記目標空燃比をリーン側に変更した直後は上記フィー
ドバック補正量の減量を制限し、上記目標空燃比をリッ
チ側に変更した直後は上記フィードバック補正量の増量
を制限するようにしているので、空燃比検出手段の応答
遅れに起因する過度のフィードバック補正をより確実に
防ぐことができる効果がある。

【００６５】ここで、請求項６記載の装置では、上記フ
ィードバック補正量の制限量として上記目標空燃比の変
更時に設定されたフィードバック補正量を用いるように
しているので、目標空燃比変更時よりも大きなフィード
バック補正量が設定されることをより確実に防止し、過
度のフィードバック補正を防ぐことができる。

【００６６】また、請求項７記載の装置では、目標空燃
比が変更された後、上記空燃比検出手段により検出され
る空燃比と上記目標空燃比との偏差が所定値以上にある
期間内で上記フィードバック補正量の増減を制限するよ
うにしているので、フィードバック補正の制限期間を実
際の目標空燃比の変更度合に応じた期間に合せることが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるエンジンの全体構
成図である。

【図２】上記エンジンに装備されたＥＣＵの機能構成を
示すブロック図である。

【図３】上記ＥＣＵにより行われる要求噴射量演算動作
を示すフローチャートである。

【図４】上記要求噴射量の設定内容を説明するためのタ
イムチャートである。

【図５】上記ＥＣＵにより設定される目標空燃比とエン
ジンの運転領域との関係を示すグラフである。

【図６】上記ＥＣＵにより行われるフィードバック補正
量の演算動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例において行われるフィード
バック補正量の演算動作を示すフローチャートである。

【図８】従来の空燃比制御装置における目標空燃比の変
化とリニアＯ₂センサの出力信号と実際の空燃比との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン本体２燃焼室１３燃料噴射弁１４リニアＯ₂センサ２０ＥＣＵ（空燃比制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡憲児広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者岡野哲男広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者寺尾秀志広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転状態に応じて複数種の目標空燃比を
設定し、この目標空燃比に基づいて燃料噴射量の制御を
行うエンジンの空燃比制御装置において、実際の空燃比
に対応する値を検出する空燃比検出手段と、この空燃比
検出手段により検出される空燃比と上記目標空燃比との
偏差に基づいて燃料噴射量のフィードバック制御を行う
空燃比制御手段とを備えるとともに、上記目標空燃比の
変更直後所定期間はフィードバック補正量の変化を制限
するように上記空燃比制御手段を構成したことを特徴と
するエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】請求項１記載のエンジンの空燃比制御装
置において、目標空燃比の変更後上記空燃比検出手段に
より検出される空燃比と上記目標空燃比との偏差が所定
値以上にある期間内で上記フィードバック補正量の変化
を制限するように上記空燃比制御手段を構成したことを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】請求項２記載のエンジンの空燃比制御装
置において、上記フィードバック補正量に少なくとも積
分要素を含ませるとともに、この積分要素の加算値を予
め設定された範囲でクリップするように上記空燃比制御
手段を構成したことを特徴とするエンジンの空燃比制御
装置。
【請求項４】運転状態に応じて複数種の目標空燃比を
設定し、この目標空燃比に基づいて燃料噴射量の制御を
行うエンジンの空燃比制御装置において、実際の空燃比
に対応する値を検出する空燃比検出手段と、この空燃比
検出手段により検出される空燃比と上記目標空燃比との
偏差に基づいて燃料噴射量のフィードバック制御を行う
空燃比制御手段とを備えるとともに、上記目標空燃比の
変更直後所定期間は上記目標空燃比の増減方向と同方向
へのフィードバック補正量の増減を制限するように上記
空燃比制御手段を構成したことを特徴とするエンジンの
空燃比制御装置。
【請求項５】請求項４記載のエンジンの空燃比制御装
置において、上記目標空燃比をリーン側に変更した直後
は上記フィードバック補正量の減量を制限し、上記目標
空燃比をリッチ側に変更した直後は上記フィードバック
補正量の増量を制限するように上記空燃比制御手段を構
成したことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】請求項４または５記載のエンジンの空燃
比制御装置において、上記燃料噴射量の制限量として上
記目標空燃比の変更時に設定されたフィードバック補正
量を用いるように上記空燃比制御手段を構成したことを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項７】請求項４〜６のいずれかに記載のエンジ
ンの空燃比制御装置において、目標空燃比の変更後上記
空燃比検出手段により検出される空燃比と上記目標空燃
比との偏差が所定値以上にある期間内で上記フィードバ
ック補正量の増減を制限するように上記空燃比制御手段
を構成したことを特徴とするエンジンの空燃比制御装
置。