(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、空燃比の固定制御値と前記空燃比検出手段の検出値に基づいて設定されるフィードバック補正値とにより空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御する理論空燃比制御手段と、該理論空燃比へのフィードバック制御中に前記フィードバック補正値と基準値との偏差を少なくとも所定割合学習値として記憶して固定制御値側に汲み入れることにより固定制御値を理論空燃比相当値に収束させる学習を行う学習制御手段と、該学習制御手段で得られた学習結果を用いて空燃比を理論空燃比よりリーンな空燃比にフィードフォワード制御するリーン空燃比制御手段と、を含んで構成された内燃機関の空燃比制御装置において、
前記理論空燃比へのフィードバック制御中における空燃比がリッチ又はリーンのいずれかに偏在する偏在度を判定するリッチ・リーン偏在度判定手段と、前記偏在度判定手段で空燃比のリッチ又はリーンへの偏在度が所定以上偏在しているときに、前記リーン空燃比制御手段による制御を禁止するリーン空燃比制御禁止手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記リッチ・リーン偏在度判定手段は、空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間を基準時間と比較してリッチ・リーンの偏在度を判定し、前記リーン空燃比制御禁止手段は、前記空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間が基準時間以上であることをリーン空燃比制御禁止条件として含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記リーン空燃比制御禁止手段は、前記空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間が基準時間以上である頻度が所定以上であるときにリーン空燃比制御を禁止することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記リーン空燃比制御禁止手段によるリーン空燃比制御の禁止後、前記リッチ・リーン偏在度判定手段による判定結果に基づいて、空燃比のリッチ又はリーンへの偏在度が所定以上偏在していることが解消されたときに前記リーン空燃比制御の禁止を解除するリーン空燃比禁止解除手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の空燃比を制御する装置に関し、特に空燃比を理論空燃比近傍と、理論空燃比よりリーンな空燃比とに切り換えて制御する装置において、該リーン空燃比制御をより安定した条件で行うようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用内燃機関においては、空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御することが行われるが、燃費向上を目的として所定の条件で空燃比を理論空燃比よりリーンな空燃比に制御するように切り換えるものがある。
この種の空燃比制御装置として、特開昭６３−１７６６４３号に示されるものについて説明する。このものでは、空燃比制御系の経時劣化等による過渡時の空燃比ずれを抑制すべく、前記理論空燃比近傍へのフィードバック制御中に、空燃比フィードバック補正係数を平均化した値を基準値に近づけるように空燃比の固定制御値を増減して該固定制御値を理論空燃比相当値に収束させるという所謂学習制御を行っている。そして、この理論空燃比相当値に学習された固定制御値に対して所定のリーン空燃比制御条件で所定の補正係数を乗じることにより、所定のリーン空燃比相当の制御値にフィードフォワード制御するものである。
【０００３】
このように学習結果を用いる方式とすれば、フィードフォワード制御によるリーン空燃比制御時にも、空燃比制御系の経時劣化等による影響が抑制され、精度の高いリーン空燃比制御を行うことができ、運転性能，排気浄化性能を良好に維持することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような学習結果使用方式による従来のリーン空燃比制御においては、学習の精度に対する吟味が不十分であり、例えば、理論空燃比フィードバック制御に使用される空燃比センサが劣化した場合には、学習の信頼性が失われるため、該学習結果を使用したリーン空燃比制御の精度も悪化してしまうという問題が発生していた。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、理論空燃比フィードバック制御中に行われる学習の信頼性が高いときのみ、該学習結果に基づいたリーン空燃比制御を行わせるようにして精度向上を図った内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
また、上記学習の信頼性をより良く判定できるようにすることを第二の目的とする。
【０００６】
更に、学習信頼性の低下によるリーン空燃比制御の禁止後、学習の信頼性が回復したときには、リーン空燃比制御を復帰して良好なリーン空燃比制御が実行される機会を確保できるようにすることを第三の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は図１に示すように、
機関に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、空燃比の固定制御値と前記空燃比検出手段の検出値に基づいて設定されるフィードバック補正値とにより空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御する理論空燃比制御手段と、該理論空燃比へのフィードバック制御中に前記フィードバック補正値と基準値との偏差を少なくとも所定割合学習値として記憶して固定制御値側に汲み入れることにより固定制御値を理論空燃比相当値に収束させる学習を行う学習制御手段と、該学習制御手段で得られた学習結果を用いて空燃比を理論空燃比よりリーンな空燃比にフィードフォワード制御するリーン空燃比制御手段と、を含んで構成された内燃機関の空燃比制御装置において、
前記理論空燃比へのフィードバック制御中における空燃比がリッチ又はリーンのいずれかに偏在する偏在度を判定するリッチ・リーン偏在度判定手段と、前記偏在度判定手段で空燃比のリッチ又はリーンへの偏在度が所定以上偏在しているときに、前記リーン空燃比制御手段による制御を禁止するリーン空燃比制御禁止手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、前記リッチ・リーン偏在度判定手段は、空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間を基準時間と比較してリッチ・リーンの偏在度を判定し、前記リーン空燃比制御禁止手段は、前記空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間が基準時間以上であることをリーン空燃比制御禁止条件として含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、前記リーン空燃比制御禁止手段は、前記空燃比のリッチ継続時間又はリーン継続時間が基準時間以上である頻度が所定以上であるときにリーン空燃比制御を禁止することを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、図１に鎖線で示すように前記リーン空燃比制御禁止手段によるリーン空燃比制御の禁止後、前記リッチ・リーン偏在度判定手段による判定結果に基づいて、空燃比のリッチ又はリーンへの偏在度が所定以上偏在していることが解消されたときに前記リーン空燃比制御の禁止を解除するリーン空燃比禁止解除手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
請求項１に係る発明では、理論空燃比制御手段により理論空燃比近傍にフィードバック制御を行い、かつ、学習制御手段により空燃比の固定制御値を理論空燃比相当値に収束する学習を行っているときに、リッチ・リーン偏在度判定手段により空燃比のリッチ又はリーンへの偏在度を判定する。
【００１１】
そして、前記判定結果に基づいて空燃比がリッチ又はリーンの一方に所定以上偏っているときには、前記空燃比の学習制御の信頼性が低いと判断し、リーン空燃比制御禁止手段が前記学習結果に基づくリーン空燃比制御を禁止する。
これにより、学習の信頼性が高いときのみリーン空燃比制御が行われるので、精度が向上する。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、前記リーン空燃比偏在度判定手段によってリッチ又はリーンの継続時間を基準時間と比較してリッチ・リーンの偏在度を判定し、リーン制御禁止手段は、リッチ又はリーンの継続時間が基準時間以上であることをリーン空燃比制御禁止の条件に含ませたため、学習の信頼性が失われる大きな要因として例えば空燃比検出手段が劣化したときにリッチ又はリーンにへばりつくような異常が発生し、それによって学習結果も異常となるような場合などを容易に捉えてリーン空燃比制御を禁止させることができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、前記リッチ又はリーンの継続時間が基準時間以上である頻度が所定以上であるときにリーン空燃比制御を禁止するようにしたため、過渡的にリッチ又はリーン継続時間が増大したときなどはリーン空燃比制御を禁止しないことにより、良好なリーン空燃比制御の実行機会が増大する。
また、請求項４に係る発明では、一旦、リーン空燃比制御禁止手段によりリーン空燃比制御が禁止されても、その後に正常な学習が復帰するような一時的な異常の場合には、かかる正常な学習状態をリッチ又はリーンへの偏在が解消されたと判断してリーン空燃比制御を復活させることにより、良好なリーン空燃比制御の実行機会が可及的に増大する。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例の構成を示す図２において、機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Ｑを制御する絞り弁14と、該絞り弁14の開度を検出すると共に所定以下の開度でＯＮとなるアイドルスイッチを含むスロットルセンサ15が設けられ、それより下流のマニホールド部分には気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁16が設けられる。
更に、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられる。一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段としての空燃比センサ19が設けられ、その下流側の排気管に排気中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する排気浄化触媒としての三元触媒20が設けられる。
【００１５】
燃料噴射弁16は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット21からの噴射パルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を噴射供給する。
また、図２で図示しないディストリビュータには、クランク角センサ22が内蔵されており、該クランク角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントして、又は、気筒間位相差に相当するクランク角毎に出力されるクランク角基準信号Ｒｅｆの周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
【００１６】
次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチンを図３〜図14の中のフローチャートに従って説明する。尚、理論空燃比制御手段, 学習制御手段, リーン空燃比制御手段, リーン空燃比制御禁止手段, リッチ・リーン偏在度判定手段, リーン空燃比制御禁止解除手段は、コントロールユニットが後述する各ルーチンにおいて、ソフトウエア機能により備える。
【００１７】
図３は、理論空燃比フィードバック制御中に、空燃比フィードバック補正係数αを設定するメインルーチンを示し、該ルーチンにおいて同時に空燃比の固定制御値を理論空燃比相当値に収束させる学習を行い、更に、該学習の信頼性を判断してリーン空燃比制御の禁止及び禁止解除の判定を行う。
図において、ステップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、リーン空燃比制御中であるか否かを、後述するリーン空燃比制御許可フラグＦＬＥＡＮの値によって判定する。
【００１８】
前記ステップ１において、ＦＬＥＡＮ＝１でリーン空燃比制御中と判定されたときは、ステップ２へ進み、空燃比フィードバック補正係数αを１としてクランプして、このルーチンを終了する。
ステップ１でＦＬＥＡＮ＝０でリーン空燃比制御中でないと判定されたときは、ステップ３へ進み、理論空燃比フィードバック制御中であるか否かを判定する。具体的には、空燃比センサ19が正常に機能し、水温17で検出される冷却水温度Ｔｗが所定値以上であるか否か等の理論空燃比フィードバック制御実行条件が満たされているか否かで判定する。
【００１９】
そして、理論空燃比フィードバック制御中でないと判定されたときは、ステップ４へ進み空燃比フィードバック補正係数αを１にクランプして、このルーチンを終了するが、理論空燃比フィードバック制御中と判定されたときは、ステップ３へ進み空燃比フィードバック補正係数αの設定等を行う。
図４は、前記ステップ３のサブルーチンを示す。
【００２０】
ステップ11では、空燃比センサ19の信号に基づいて空燃比のリッチ・リーン判定を行う。
そして、リーンと判定されたときは、ステップ12で前回の判定結果もリーンであったか否かを判定する。
前回はリッチと判定された場合、つまり空燃比が反転した場合は、ステップ13で前回のリッチ継続回数 (空燃比センサ19により継続してリッチと判定された回数でリッチ継続時間に相当する) ＮR を該リッチ継続回数計数カウンタｎR の最終値から読み込んでセットし、ステップ14で、該リッチ継続回数計数カウンタｎR の値を０にリセットする。
【００２１】
ステップ15では、前記リッチ継続回数ＮR に基づいてリーン空燃比制御禁止の正否及び該禁止後の解除の正否を判定する。
図５は、前記ステップ15のサブルーチンを示す。
ステップ41では、前回の判定により現在リーン空燃比制御禁止中であるか否かを後述するリーン空燃比制御禁止フラグＦＬＥＡＮＮＧの値によって判定する。
【００２２】
そして禁止中でないと判定されたときは、ステップ42で前記リッチ継続時間ＮR が所定値ＮR0以上であるか否かを判定するＮR ＜ＮR0と判定されたときは、ステップ47へ進み同判定結果の判定回数ＮＧR を計数するカウンタの値を０にリセットしてこのルーチンを終了するが、ＮR ≧ＮR0と判定されたときは、ステップ43で前記カウンタの値ＮＧR をインクリメントする。
【００２３】
ステップ44では、前記判定回数ＮＧR が所定値ＮＧR0以上であるか否かを判定する。
そして、ＮＧR ≧ＮＧR0と判定されたときは、他の条件が満たされてもリーン空燃比制御を禁止すべきであると判断し、ステップ45で前記リーン空燃比制御禁止フラグＦＬＥＡＮＮＧの値を１にセットする。
【００２４】
つまり、リッチ継続時間が所定時間以上となる頻度が所定以上である場合は、空燃比センサ19等の異常により空燃比がリッチ側に偏在していると判断し、この状態で後述するように学習された学習値を用いてリーン空燃比制御を行うと好ましくないと判断して、リーン空燃比制御を禁止するのである。
ステップ46では、後述するリーン空燃比制御禁止後に禁止解除判定用に使用されるカウンタＯＫR を０にリセットする。
【００２５】
また、このようにしてリーン空燃比制御禁止すべきと判定された後は、次回のステップ41でリーン空燃比制御禁止中と判定されてステップ48へ進み、新たな空燃比のリッチ継続時間ＮR を前記所定値ＮR0と比較し、引続きＮR ≧ＮR0と判定されれば、ステップ49でリーン空燃比制御禁止状態を維持すべく解除用のカウンタＯＫR を０にリセットする。
【００２６】
一方、ステップ48でＮR ＜ＮR0と判定されたときは、ステップ50でカウンタＯＫR をインクリメントする。
そして、ステップ51で前記カウンタＯＫR の値を所定値ＯＫR0と比較して、ＯＫR ≧ＯＫR0となれば、空燃比のリッチ側の偏在が無くなり理論空燃比フィードバック制御の正常動作が復帰したと判断して、ステップ52で前記リーン空燃比制御禁止フラグＦＬＥＡＮＮＧを０にリセットし、ステップ53で次回計数のためＮＧR を０にリセットする。
【００２７】
かかるリーン空燃比制御禁止の正否判定を行った後図４に戻り、ステップ16では、前記空燃比の固定制御値を理論空燃比相当値に収束する空燃比学習を行う。なお、かかる空燃比学習は、当該理論空燃比フィードバック制御中のみに行われ、リーン空燃比制御中は空燃比フィードバック制御が行われないので空燃比学習は停止される。
【００２８】
図６は、前記ステップ16における空燃比学習のサブルーチンを示す。このルーチンは、前記クランク角センサ19の基準信号Ｒｅｆに同期して実行される。
図において、ステップ61では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量ＴP とを読み込み、それらからステップ62で学習領域ポインターＰＬを算出する。学習領域ポインターは、図７に示したように、学習値のマップと対応させて、各エリアに異なる値を入れたものを考えればよい。いま仮に、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量ＴP とが夫々Ｎ１≦Ｎ≦Ｎ２, ＴP １≦ＴP ≦ＴP ２にあれば (但し、Ｎ１とＮ２及びＴP １とＴP ２とは、エリアを格子状に区分する機関回転速度と基本燃料噴射量) 、学習領域ポインターＰＬはＰＬ＝５となるわけである。
【００２９】
この学習領域ポインターＰＬは、運転条件が同一の学習エリアにあるか否かをみるために使うものである。
ステップ63, 64, 65, 66, 68では、次の条件を満足するか否かを判定する。
▲１▼  ＰＬ＝ＰＬ0 であること。ＰＬ0 は、前回の学習領域ポインターで、ＰＬ＝ＰＬ0 であれば、運転条件が今回も同じ学習エリアにあることになる。
【００３０】
▲２▼  ＴW ≧学習開始水温ＴW ＬＲＣであること。
▲３▼   (ＶＯ2-OLD −ＳＬＯ2 ) ・ (ＳＬＯ2 −ＶＯ2 ) ＞０であること。
ここで、ＶＯ2 は今回の空燃比センサ出力 (空燃比がリッチ側にあるときは、略１. ０Ｖ, リーン側にあるときは、略０Ｖ) 、ＶＯ2-OLD は、前回の空燃比センサの出力、ＳＬＯ2 はスライスレベル (略０．５Ｖに設定) のことで、▲３▼の条件成立時とは、ＶＯ2-OLD −ＳＬＯ2 ＞０、かつ、ＳＬＯ2 −ＶＯ2 ＞０ (前回はリッチで今回はリーンのとき) か、または、ＶＯ2-OLD −ＳＬＯ2 ＜０、かつ、ＳＬＯ2 −ＶＯ2 ＜０ (前回はリーンで今回はリッチのとき) である。つまり、▲３▼の条件成立時とは、リッチ側からリーン側への、または、この逆にリーン側からリッチ側への反転時のことである。
【００３１】
▲４▼  ＣＪＲＣ≧ＮＪＲＣであること。ＣＪＲＣは、▲１▼〜▲３▼の条件成立時から、１ずつ大きくなるカウント値、ＮＪＲＣは所定値 (例えば２以上の値) である。▲４▼の条件は、▲１▼から▲３▼の条件全てが成立してから更に一定時間経過したか否かをみているわけである。
上記の▲１▼，▲２▼の条件のいずれかを満たさないときは、ステップ68でカウント値ＣＪＲＣに初期値の０を入れる。
【００３２】
▲１▼〜▲４▼の全ての条件を満足する場合に学習条件が成立したと判断し、空燃比フィードバック補正係数αの半周期最小値とαの半周期最大値とを過去の所定回数ＮＬＲＣにわたって記憶しておいたデータを用いて、ステップ69でそれらの最小値ａと最大値ｂとを
ａ＝Ｍｉｎ (α1 ，α2 ，…，αNLRC)                   ・・・ (１)
ｂ＝Ｍａｘ (α1 ，α2 ，…，αNLRC)                   ・・・ (２)
の式で求める。例えば、図８に示したように、半周期最小値と半周期最大値に交互に順番を振ったとき、最小値ａはα1 , α3 , …, αi , αNLRCの中の最も小さい値、最大値ｂはα2 , α4 , …, αi+1 の中の最も大きい値である。なお、図８では、ノイズ対策のためにヒステリシスを設けたスライスレベルＳＬＯ2 を誇張して描いてあり、実際には図８に示されるほどの段差はない。空燃比センサ出力も斜めに変化するように描いてあるが、実際にはもっと急変する波形になる。
【００３３】
上記の所定回数ＮＬＲＣは上記の所定値ＮＪＲＣ以下に設定しなければならない。
ステップ69では、更に上記 (１) と (２) 式の最小値ａと最大値ｂを用いて、空燃比フィードバック補正係数αの平均値αAVE を
αAVE ＝ (ａ＋ｂ) ／２                            ・・・ (３)
の式で計算し、ステップ70でこの平均値ＡＬＰAVE と学習の中心値１. ０との偏差に基づいて学習値αm を、
αm ＝αm ＋Ｇ1 ・ (αAVE −１. ０)               ・・・ (４)
ただし、Ｇ1 ；正の比例定数
の式で更新する。 (４) 式の右辺のＬαは学習領域ポインターＰＬが指し示す学習エリアに入っている学習値で、 (４) 式右辺のαm の値を同じ学習エリアに格納するわけである。
【００３４】
例えば、平均値ＡＬＰAVE が１. ０より小さい (空燃比平均値がリッチ側にある) とき、が値αm が現在より小さい値に修正されると、燃料噴射量が少なくなる方向へ修正され、その結果、空燃比がリッチ側へと戻される。
学習が進行するのに伴って空燃比は理論空燃比に近づき、平均値αAVE と学習値は、機関の停止後もその値が消失しないように、バッテリーバックアップしておく。
【００３５】
ステップ71では後処理として、学習領域ポインターＰＬと空燃比センサ出力ＶＯ2 とを夫々前回値を表す変数ＰＬOLD ，ＶＯ2-OLD に移す。
以上の学習を行った後、図４に示したルーチンのステップ17へ進み、空燃比フィードバック補正係数αを、現在値に比例定数ＰL を加算した値で更新する。
また、図４のステップ12で、前回もリーンであったと判定された場合は、ステップ18で前記リーン継続回数カウンタｎL をインクリメントした後、ステップ19で空燃比フィードバック補正係数αを、積分定数ＩL ずつ加算した値で更新する。
【００３６】
一方、ステップ11で空燃比がリッチと判定された場合は、ステップ20以降へ進み、リーンと判定された場合と同様にしてリッチへの反転時は前記リーン継続回数カウンタｎL の値をリーン継続回数ＮL としてセットし、図６で示した空燃比学習を行いつつ、空燃比フィードバック補正係数αを現在値から比例定数ＰR を減算した値で更新し、以後はリッチ継続回数をカウンタｎR でカウントしつつ空燃比フィードバック補正係数αを積分定数ＩR ずつ減算した値で更新する。
【００３７】
次に、バックグラウンドジョブで行われる運転状態に基づいた各空燃比制御条件の判別ルーチンについて図９のフローチャートに従って説明する。
ステップ81では、リーン空燃比制御運転条件であるか否かを判定する。図10は、前記ステップ81におけるリーン空燃比制御運転条件を判断するサブルーチンを示すフローチャートであり、図９の制御周期とは独立に一定の周期で実行する。
【００３８】
アイドルスイッチ、冷却水温度ＴW ，基本燃料噴射量ＴP 、機関回転速度Ｎについては、ステップ91〜ステップ99において次の条件
▲５▼  アイドルスイッチがＯＦＦであること。
▲６▼  冷却水温度ＴW ≧所定値ＴW ＬＬであること。
▲７▼  所定値ＴP ＬＬ≦ＴP ≦所定値ＴP ＬＨであること。
【００３９】
▲８▼  所定値ＮＥＬＬ≦Ｎ≦所定値ＮＥＬＨであること。
▲９▼  ＦＬＥＡＮＮＧ＝０であること。
を満足するか否かをみて、全ての条件を満足するときは、ステップ100 で、リーン空燃比制御許可フラグＦＬＥＡＮを１にセットし、１つでも条件を満足しないときは、ステップ101 でＦＬＥＡＮを０にセットしてリーン空燃比制御を禁止する。
【００４０】
ここで、本発明に係る構成として、前記▲９▼に示す条件が含まれており、前記したように理論空燃比フィードバック制御中に空燃比がリッチ又はリーンの一方の側に偏在するような場合にはＦＬＥＡＮＮＧ＝１にセットされているので、リーン空燃比制御条件が満たされず、リーン空燃比制御が禁止されることとなる。
図９に戻って、ステップ82では、図10で設定されたフラグＦＬＥＡＮの値をみて、ＦＬＥＡＮ＝１であれば、リーン運転条件にあると判断してステップ83へ進み、図11に示したリーン空燃比制御用燃空比マップＭＫＭＲＬ及びリーン空燃比制御用点火時期マップＭＡＤＶＬ (図示せず) を、また、ＦＬＥＡＮ＝０の場合は、ステップ84で図12に示した理論空燃比フィードバック制御用燃空比マップＭＫＭＲＳ及び理論空燃比フィードバック制御用マップＭＡＤＶＳ (図示せず) を選択する。理論空燃比フィードバック制御用とリーン空燃比制御用との２つのマップを運転条件に応じて切り換えるわけである。
【００４１】
ステップ85では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量ＴP とを読み込み、ステップ86で選択されたマップからマップ値を参照し、その参照した結果を目標燃空比相当係数及び目標点火時期のマップ値を表す変数ＴＫＭＲ，ＴＡＤＶに入れる。図11と図12とに示したように、マップの値は、１．０が理論空燃比相当量で、１．０より値が小さいとリーン側の空燃比となるのである。
【００４２】
ステップ87では、再度ＦＬＥＡＮの値を判定し、１であれば、ステップ88では、ＫＭＲの前回値から燃空比移行ステップ量ΔＫＭＲを差し引いた値 (つまりＫＭＲ−ΔＫＭＲ) と変数ＴＫＭＲの値とを比較して大きい方を、ステップ87でＦＬＥＡＮ＝０であれば、ステップ89ではＫＭＲ＋ΔＫＭＲと変数ＴＫＭＲの値とを比較して小さい方の値をＫＭＲの今回値とする。これは、理論空燃比フィードバック制御からリーン空燃比制御への移行期間とリーン空燃比制御から理論空燃比フィードバック制御への移行期間とは、図13に示したように、移行前のマップ値からステップ量ΔＫＭＲずつ移行後のマップ値へと移行させることで、空燃比切換時の空燃比変化を滑らかにするためである。尚、ΔＫＭＲは、一定値であるが、スロットル開度の単位時間当りの変化量を検出し、変化量が大きいときほど大きな値を設定するようにしてもよい。
【００４３】
尚、点火時期についても同様である。
最後に、上記の空燃比制御条件判断結果に応じて選択された燃空比マップの使用により、目標空燃比に応じて燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量Ｔi を設定するルーチンを、図14に示したフローチャートに従って説明する。このルーチンは所定の周期例えば10ms毎に実行される。
【００４４】
ステップ111 では、目標空燃比相当量ＴＦＢＹＡを次式により設定する。
ＴＦＢＹＡ＝ＫＭＬ＋ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ            ・・・ (５)
機関の始動からその直後にかけては、リーン空燃比制御は勿論、理論空燃比フィードバック制御も開始せず、前記 (５) 式の水温増量補正係数ＫＴＷと始動後増量補正係数ＫＡＳとにより燃料増量して燃焼状態をよくすると共に排気温度を高めて暖機を促進し、ＫＡＳ＝ＫＴＷ＝０となる暖機後には、 (５) 式の燃空比補正係数ＫＭＲと高水温増量補正係数ＫＨＯＴとで空燃比を制御するわけである。
【００４５】
ステップ112 では、基本燃料噴射量ＴP をエアフローメータ13によって検出された吸入空気流量Ｑとクランク角センサ22からの信号に基づいて算出した機関回転速度Ｎとに基づき演算する。
ＴP ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ    （Ｋは定数）
ステップ113 では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量ＴP とから学習マップを参照して、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量ＴP が属する学習エリアの乗算項の学習値αm を求め、加算項の学習値αTSを同様にして、前記学習ポインターＰＬ＝０から求める (図15参照) 。
【００４６】
この学習値αm , αTSは、理論空燃比フィードバック制御時及びリーン空燃比制御時とも読み出して使用する。
ステップ114 では、燃料噴射弁16に出力される燃料噴射量Ｔi を次式により設定する。
Ｔi ＝ＴP ・ＴＦＢＹＡ・ (α＋αm −１. ０) ＋ＴS ＋αTS
ステップ115 では、前記燃料噴射量Ｔi に相当する噴射パルス幅を出力用レジスタにセットする。
【００４７】
これにより、予め定められた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料噴射量Ｔi のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明してきたように請求項１に係る発明によれば、理論空燃比フィードバック制御中に空燃比がリッチ又はリーンの一方に所定以上偏っているときには、並行して行われる空燃比の学習制御の信頼性が低いと判断してリーン空燃比制御を禁止するようにしたため、学習の信頼性が高いときのみリーン空燃比制御が行われることとなり、リーン空燃比制御の精度が向上する。
【００４９】
また、請求項２に係る発明では、リッチ又はリーンの継続時間が基準時間以上であることをリーン空燃比制御禁止の条件に含ませたため、学習結果が異常となるような場合などを容易に捉えてリーン空燃比制御を禁止させることができる。また、請求項３に係る発明では、前記リッチ又はリーンの継続時間が基準時間以上である頻度が所定以上であるときにリーン空燃比制御を禁止するようにしたため、良好なリーン空燃比制御の実行機会が増大する。
【００５０】
また、請求項４に係る発明では、一旦、リーン空燃比制御禁止手段によりリーン空燃比制御が禁止されても、その後に正常な学習が復帰した場合にはリーン空燃比制御を復活させることにより、良好なリーン空燃比制御の実行機会が可及的に増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図３】同上実施例のメインルーチンを示すフローチャート。
【図４】前記図３のメインルーチンの中の空燃比フィードバック補正係数α設定等のサブルーチンを示すフローチャート。
【図５】前記図４の中のリーン空燃比制御禁止及び禁止解除のサブルーチンを示すフローチャート。
【図６】図４の中の空燃比学習のサブルーチンを示すフローチャート。
【図７】同上空燃比学習による乗算項学習値と加算項学習値とを示す線図。
【図８】同じく空燃比学習制御の方法を示すタイムチャート。
【図９】同上実施例のリーン空燃比制御と理論空燃比制御との燃空比補正係数及び点火時期進角値を設定するルーチンのフローチャート。
【図１０】図９の中のリーン空燃比制御判定のサブルーチンを示すフローチャート。
【図１１】同上実施例に使用されるリーン空燃比制御用目標燃空比のマップ。
【図１２】同じく理論空燃比制御用目標空燃比のマップ。
【図１３】同じく理論空燃比制御とリーン空燃比制御との切換時の燃空比制御値の変化を示すタイムチャート。
【図１４】同上実施例の燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャート。
【図１５】同じく学習領域ポインタとその検索方法を示す図。
【符号の説明】
11    機関
13    エアフローメータ
14    絞り弁
15    スロットルセンサ
16    燃料噴射弁
19    空燃比センサ
21    コントロールユニット
22    クランク角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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