(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの暖機完了後に理論空燃比の得られる基本噴射量を運転条件に応じて演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に実空燃比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比となるように第１の増量補正量を演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に増量補正量の基本値が冷却水温が低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量を演算する手段と、
実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック補正量を空燃比検出手段の出力に基づいて演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件の成立時かどうかを判定する手段と、
この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の非成立時には前記第１の増量補正量により前記基本噴射量を補正して、また空燃比フィードバック制御条件の成立時には前記第１の増量補正量により前記基本噴射量を補正する代わりに前記第２の増量補正量と前記空燃比フィードバック補正量により前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と
を設け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】
エンジンの暖機完了後に理論空燃比の得られる基本噴射量を運転条件に応じて演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に増量補正量の基本値が冷却水温が低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量を演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に実空燃比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比となるように演算される第１の増量補正量と前記第２の増量補正量との差を第３の増量補正量として演算する手段と、
実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック補正量を空燃比検出手段の出力に基づいて演算する手段と、
エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件の成立時かどうかを判定する手段と、
この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の非成立時には前記第２の増量補正量と前記第３の増量補正量との合計により前記基本噴射量を補正して、また空燃比フィードバック制御条件の成立時には前記第１の増量補正量により前記基本噴射量を補正する代わりに前記第２の増量補正量と前記空燃比フィードバック補正量により前記基本噴射量を補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と
を設け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】
前記第１の増量補正量は冷却水温が低くなるほど大きくなる値であることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
前記第１の増量補正量をエンジンの負荷に応じて補正することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】
前記第１の増量補正量をエンジンの負荷と回転数に応じて補正することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】
前記空燃比検出手段がＯ2センサであり、このＯ2センサが活性化を完了したタイミングで前記空燃比フィードバック条件の成立時と判定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項７】
前記空燃比フィードバック補正量は積分分と比例分の和であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気管に設けた三元触媒では、排気の空燃比が理論空燃比付近にあるとき排気中の有害三成分であるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘをＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2等の無害成分に転化（つまりＣＯ、ＨＣの酸化とＮＯｘの還元とを行なう）できるため、空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲（ウインドウ）で振れるように排気管に設けたＯ2センサ出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行っている（特開昭５８−２５５３３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンが不安定となる冷間始動時には、始動後増量補正係数ＫＡＳと水温増量補正係数ＫＴＷにより燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させている。ここで、ＫＡＳは始動時の冷却水温に応じた値を初期値として始動後時間とともに一定の割合で減少して０となる値、ＫＴＷは冷却水温が低くなるほど大きくなる値である。冷間始動時の燃料増量補正の一例を図２４に示すと、始動時に通常の噴射量より若干多くなるように始動時噴射パルス幅ＴＩＳＴを与えた後で、ＫＡＳによる燃料増量分とＫＴＷによる燃料増量分を基本噴射パルス幅Ｔｐに加えている。なお、同図では簡単のため、クランキングの後でアイドル状態を保たせた場合で示している（このときＴｐが一定）。
【０００４】
こうした燃料増量の行われる冷間始動時には、従来より上記の空燃比フィードバック制御を停止していたのであるが、始動後できるだけ早く空燃比フィードバック制御に入ったほうが三元触媒の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、ＫＴＷによる燃料増量が行われている途中でもＯ2センサ出力が活性化した段階でＫＴＷを０にリセット（つまりＫＴＷによる燃料増量を停止）して空燃比フィードバック制御を開始することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、図２５に示したようにＫＴＷによる燃料増量の停止により実空燃比（最上段参照）がリッチ側よりリーン側へと一気に変化してしまう。このリーン側への空燃比の変化はＯ2センサ出力に現れるので、空燃比フィードバック制御の開始とともに空燃比を理論空燃比に戻そうと空燃比フィードバック補正係数α（最下段参照）が積分分ＩＬにより大きくなる側に変化していくものの、αが追いつくまで（つまり実空燃比がふたたび理論空燃比付近へと落ち着くまで）は実空燃比が大きくリーン化したままでありエンジン安定性や運転性が悪くなる。
【０００６】
エンジンの暖機完了前にＫＴＷによる燃料増量を停止したとき実空燃比が一気にリーン化する点を図１１を参照して詳述すると、同図は冷却水温がエンジンの暖機完了後の温度（たとえば８０℃以上）よりも低い一定の温度条件での特性である。エンジンの暖機完了後にはベース空燃比（Ｔｐより定まる空燃比）が理論空燃比になるように、後述する（１）式の定数Ｋが設定されるものの、冷間始動直後から暖機完了までの間（エンジン冷間時）は暖機完了後よりも未燃分が増えるためベース空燃比が理論空燃比とならず理論空燃比よりもリーン側にくるので、エンジン冷間時にσPi（図示平均有効圧Ｐｉの変動率）やＰｉサージ（図示平均有効圧から人間が最も敏感に不快と感ずる周波数帯である３〜７Ｈｚの成分を抽出したもの）からみてエンジンの安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合しなければならない。したがって、エンジン暖機完了前にＫＴＷが０にリセットされると、ベース空燃比（このとき理論空燃比よりもリーン側にある）にまで一気にリーン化されてしまうのである。
【０００７】
ここで、未燃分とは燃焼に寄与しない燃料分のことで、たとえばピストンリングからクランクケース内に流れ込みオイルに溶け込む燃料分、燃焼せずにそのままＨＣとして排出される燃料分、シリンダ壁面に付着している燃料分等がある。また、空燃比がリーンなるほどＰｉが変動し（ばらつき）、σPi、Ｐｉサージが大きくなる。
【０００８】
実際には、現在市販されているエンジンにおいてＯ2センサの活性化のタイミングで空燃比フィードバック制御を始める際のＫＴＷによる燃料増量率は今のところわずかであり、Ｏ2センサの活性化のタイミングでＫＴＷを０にリセットしても理論空燃比からのリーン側へのずれは小さなものに収まっている。しかしながら、大容量の電気ヒーターによりＯ2センサの加熱を積極的に行うこと等により空燃比フィードバック制御の開始をさらに早めたいとの要求があるときには、ＫＴＷによる燃料増量を停止したときの空燃比のリーン化の程度も大きくなり、エンジン安定性や運転性が悪くなる。
【０００９】
そこで本発明は、エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件が成立したタイミングで従来のＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始するとともに、そのタイミングよりエンジンの暖機完了までのあいだ未燃分の増加分に対応する燃料増量を新たに行うこと等により、エンジン冷間時より早期に空燃比フィードバック制御を開始する場合にも、エンジン安定性や運転性が悪くならないようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図２２に示すように、エンジンの暖機完了後に理論空燃比の得られる基本噴射量Ｔｐを運転条件に応じて演算する手段２１と、エンジンの暖機完了前に実空燃比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比となるように第１の増量補正量ＫＴＷを演算する手段２２と、エンジンの暖機完了前に増量補正量の基本値ＫＵＢ０が冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量ＫＵＢを演算する手段２３と、実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック補正量αを空燃比検出手段の出力に基づいて演算する手段２４と、エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件の成立時かどうかを判定する手段２５と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の非成立時には前記第１の増量補正量ＫＴＷにより前記基本噴射量Ｔｐを補正して、また空燃比フィードバック制御条件の成立時には前記第１の増量補正量ＫＴＷにより前記基本噴射量Ｔｐを補正する代わりに前記第２の増量補正量ＫＵＢと前記空燃比フィードバック補正量αにより前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を演算する手段２６と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２７とを設けた。
【００１１】
第２の発明では、図２３に示すように、エンジンの暖機完了後に理論空燃比の得られる基本噴射量Ｔｐを運転条件に応じて演算する手段２１と、エンジンの暖機完了前に増量補正量の基本値ＫＵＢ０が冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量ＫＵＢを演算する手段２３と、エンジンの暖機完了前に実空燃比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比となるように演算される第１の増量補正量ＫＴＷと前記第２の増量補正量ＫＵＢとの差を第３の増量補正量ＫＴＷ２として演算する手段３１と、実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック補正量αを空燃比検出手段の出力に基づいて演算する手段２４と、エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件の成立時かどうかを判定する手段２５と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の非成立時には前記第２の増量補正量ＫＵＢと前記第３の増量補正量ＫＴＷ２との合計により前記基本噴射量Ｔｐを補正して、また空燃比フィードバック制御条件の成立時には前記第１の増量補正量ＫＴＷにより前記基本噴射量Ｔｐを補正する代わりに前記第２の増量補正量ＫＵＢと前記空燃比フィードバック補正量αにより前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を演算する手段３２と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２７とを設けた。
【００１２】
第３の発明では、図２８に示すように、エンジンの暖機完了後に理論空燃比の得られる基本噴射量Ｔｐを運転条件に応じて演算する手段２１と、エンジンの暖機完了前に実空燃比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比となるように第１の増量補正量ＫＴＷを演算する手段２２と、実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック補正量αを空燃比検出手段の出力に基づいて演算する手段２４と、エンジンの暖機完了前に空燃比フィードバック制御条件の成立時かどうかを判定する手段２５と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の非成立時には前記第１の増量補正量ＫＴＷにより前記基本噴射量Ｔｐを補正して、また空燃比フィードバック制御条件の成立時には前記第１の増量補正量ＫＴＷを所定の減量割合Ｄで修正した値と前記空燃比フィードバック補正量αにより前記基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を演算する手段４１と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段２７とを設けると共に、前記所定の減量割合の基本値Ｄ０が、冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値である。
【００１３】
第３の発明では、第１または第２の発明において前記第１の増量補正量（ＫＴＷ０）が、冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値である。
【００１４】
第４の発明では、第３の発明において前記第１の増量補正量（ＫＴＷ０）をエンジンの負荷に応じて補正する。
【００１５】
第５の発明では、第３の発明において前記第１の増量補正量（ＫＴＷ０）をエンジンの負荷と回転数に応じて補正する。
【００２０】
第９の発明では、第３の発明において前記所定の減量割合の基本値Ｄ０をさらにエンジンの負荷に応じても補正する。
【００２１】
第１０の発明では、第３の発明において前記所定の減量割合の基本値Ｄ０をさらにエンジンの負荷と回転数に応じても補正する。
【００２３】
第６の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において前記空燃比検出手段がＯ2センサであり、このＯ2センサが活性化を完了したタイミングで前記空燃比フィードバック条件の成立時と判定する。
【００２４】
第７の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において前記空燃比フィードバック補正量αが積分分と比例分の和である。
【００２５】
第１の発明では、空燃比フィードバック制御条件が成立したタイミングで第１の増量補正量による燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始するとともに、第１の増量補正量による燃料増量を停止したタイミングより冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量による燃料増量を新たに行うので、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がすみやかに理論空燃比付近へと収束する。
【００２６】
同様にして第２の発明では、空燃比フィードバック制御条件が成立したタイミングからも冷却水温ＴＷが低くなるほど大きくなる値であり、さらにエンジンの負荷と回転数に応じて補正される、第２の増量補正量による燃料増量を継続するとともに、第３の増量補正量による燃料増量のほうはそのタイミングで停止して空燃比フィードバック制御を開始するので、この発明でも空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がすみやかに理論空燃比付近へと収束する。
【００２７】
これによって３つの発明ではエンジン冷間時に空燃比フィードバック制御を開始してもその開始直後の空燃比のリーン化を回避することが可能になることから、エンジンの暖機完了前における空燃比フィードバック制御の開始タイミングを早くすることができ、排気性能を一段と改善することができる。
【００２８】
第６の発明では第１の増量補正量の基本値ＫＴＷ０をエンジンの負荷と回転数に応じて、第８の発明では第２の増量補正量の基本値ＫＵＢ０をエンジンの負荷と回転数に応じて、第１２の発明では所定の減量割合の基本値Ｄ０をエンジンの負荷と回転数に応じてそれぞれ補正するので、アイドル状態に限らず、アクセルペダルを大きく踏み込んだときのように高回転高負荷状態になっても、第６の発明では第１の増量補正量ＫＴＷに、第８の発明では第２の増量補正量ＫＵＢに、第１０の発明では所定の減量割合Ｄにそれぞれ過不足が生じることがない。
【００３０】
第６の発明では、Ｏ2センサが活性化を完了したタイミングで前記空燃比フィードバック条件の成立時と判定するので、大容量の電気ヒーターによりＯ2センサの加熱を積極的に行うこと等によりＯ2センサの活性化完了タイミングを早めるほど、排気性能を一段と改善することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体で、その吸気通路８にはスロットルバルブ５の下流に位置して燃料噴射弁７が設けられ、コントロールユニット２からの噴射信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供給する。
【００３２】
排気通路９には三元触媒１０が設置される。三元触媒１０は、排気の空燃比が理論空燃比付近にあるときＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘを同時にＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2等の無害成分に転化できるため、コントロールユニット２では空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲で振れるように排気管に設けたＯ2センサ出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う。
【００３３】
コントロールユニット２ではまた、エンジンが不安定となる冷間始動時に、始動後増量補正係数ＫＡＳと水温増量補正係数ＫＴＷにより燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させる。
【００３４】
エンジンの暖機完了後（たとえば冷却水温が８０℃以上）にはベース空燃比（Ｔｐにより定まる空燃比）が理論空燃比となるように後述する（１）式の定数Ｋが設定されるが、エンジン冷間時（エンジンの冷間始動直後から暖機終了までの間）は未燃分がエンジン暖機完了後より増えるため、図１１に示したようにベース空燃比が理論空燃比とならず理論空燃比よりもリーン側にくるので、エンジン冷間時にσPiやｐｉサージからみてエンジン安定度を満足する空燃比となるように冷却水温ＴＷに応じてＫＴＷを適合するわけである。
【００３５】
こうした燃料増量と上記の空燃比フィードバック制御との各制御を行うため、コントロールユニット２にはクランク角センサ４からのＲｅｆ信号（４気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごとに発生）と１°信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信号、排気通路９の三元触媒１０の上流側に設置したＯ2センサ３からの空燃比（酸素濃度）信号、水温センサ１１からのエンジン冷却水温信号等が入力されている。
【００３６】
さて、上記ＫＴＷによる燃料増量の行われる冷間始動時には、従来より空燃比フィードバック制御を停止していたのであるが、始動後できるだけ早く空燃比フィードバック制御に入ったほうが三元触媒の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、大容量の電気ヒーターによりＯ2センサの加熱を積極的に行うこと等によりＯ2センサの早期活性化を図り、ＫＴＷによる燃料増量が行われている途中でもＯ2センサ出力が活性化した段階でＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始することが考えられる。
【００３７】
しかしながら、ＫＴＷによる燃料増量の停止により実空燃比がリッチ側よりリーン側へと一気に変化してしまう。一方、空燃比フィードバック制御の開始とともにこのリーン化した空燃比を理論空燃比に戻そうと空燃比フィードバック補正係数αが積分分ＩＬにより大きくなる側に変化していくものの、実空燃比がふたたび理論空燃比付近へと落ち着くまでは実空燃比が大きくリーン化したままとなり、エンジン安定性や運転性が悪くなる。
【００３８】
これに対処するため第１実施形態では、Ｏ2センサ３が活性化を完了したタイミングで従来のＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始するとともに、Ｏ2センサ３が活性化を完了したタイミングよりエンジンの暖機完了までのあいだ未燃分の増加分に対応する燃料増量を新たに行う。
【００３９】
コントロールユニット２で実行されるこの制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００４０】
図２のフローチャートは、燃料噴射弁に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算するためのもので、１０ｍｓジョブ（あるいはバックグランドジョブ）で実行する。
【００４１】
ステップ１では、エアフローメータ６からの吸入空気量Ｑａとクランク角センサ４により検出されるエンジン回転数Ｎｅとから
Ｔｐ＝（Ｑａ／Ｎｅ）×Ｋ                                  …（１）
ただし、Ｋ：定数
の式により基本噴射パルス幅Ｔｐ［ｍｓ］を演算する。ここで、（１）式のＫの値はエンジン暖機完了後にＴｐにより定まる空燃比（ベース空燃比）が理論空燃比となるように設定している。
【００４２】
ステップ２では目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡ［％］を演算する。このＴＦＢＹＡの演算については、図３のフローチャートにより説明する。
【００４３】
図３のフローチャートは１０ｍｓジョブで実行する。ステップ１１では、始動後増量補正係数ＫＡＳ［％］を演算する。たとえば冷却水温ＴＷから図４を内容とするテーブルを検索して初期値ＫＡＳ０を求め、その初期値ＫＡＳ０［％］を始動後時間とともに０となるまで一定の割合で減少させる。
【００４４】
ステップ１２では水温増量補正係数ＫＴＷ［％］と未燃分増量補正係数ＫＵＢ［％］を演算する。これらＫＴＷとＫＵＢの演算については図５のフローチャートにより説明する。
【００４５】
図５のフローチャートは１０ｍｓジョブで実行する。ステップ２１では空燃比フィードバック制御条件（図ではＦ／Ｂ条件で略記）の判定を行うが、このための具体的な内容は図６に示す。空燃比フィードバック制御条件の判定は図６のステップ３１〜３５の内容を一つずつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときに空燃比フィードバック制御を許可し、一つでも反するときは空燃比フィードバック制御を禁止する。すなわち、
ステップ３１：始動時
ステップ３２：高負荷時
ステップ３３：減速時（フュエルカット時）
ステップ３４：Ｏ2センサ出力に異常があるとき
ステップ３５：Ｏ2センサが未活性状態にあるとき
にはステップ３７で空燃比フィードバック制御を禁止し、そうでないときステップ３６に移行して空燃比フィードバック制御を許可する。
【００４６】
ここで、始動時はＯ2センサ３が活性前の状態にあり、空燃比フィードバック制御を行うことができないこと、出力空燃比（理論空燃比よりもリッチ側の空燃比）で運転される高負荷時に空燃比フィードバック制御を行ったのでは出力空燃比にすることができないこと、燃料カットの行われる減速時に空燃比フィードバック制御を行っても制御するだけ無駄になること、Ｏ2センサ３が未活性状態で空燃比フィードバック制御を行ったのでは空燃比フィードバック補正係数αに誤差が生じてしまうことのため、これらの条件では空燃比フィードバック制御を禁止するわけである。
【００４７】
なお、Ｏ2センサ３が活性化したかどうかは、Ｏ2センサ出力が所定の範囲に収まっているかどうかにより判定する。たとえば冷間始動直後より空燃比フィードバック制御を行ったときＯ2センサ出力はほぼ２５０ｍＶ当たりから徐々に振れ出し、活性化を完了した状態で最大値をほぼ９００ｍＶ、最小値をほぼ５０ｍＶとして大きく振れるので、２５０ｍＶより少し高いところに上限値ＲＨ、２５０ｍＶより少し低いところに下限値ＲＬを設けておけば、Ｏ2センサ出力＜ＲＬまたはＯ2センサ出力≧ＲＨの場合に活性化の終了と判断できるのである。
【００４８】
このようにして空燃比フィードバック制御条件を判定したら、図５に戻り、空燃比フィードバック制御条件の非成立時にはステップ２２、２３で冷却水温ＴＷより図７を内容とするテーブルを検索して水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図８を内容とするマップを検索して水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲKTWを求め、ステップ２４において
ＫＴＷ＝ＫＴＷ０×ＲKTW                                    …（２）
の式により水温増量補正係数ＫＴＷを計算するとともに、ステップ２５において未燃分増量補正係数ＫＵＢに０を入れる。このときはＫＵＢがないのと同じであり、従来と同様にＫＴＷによる燃料増量を行うのである。
【００４９】
これに対して、空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ２６でＫＴＷに０を入れるとともに、ステップ２７、２８では冷却水温ＴＷより図９を内容とするテーブルを検索して未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢ０を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図１０を内容とするマップを検索して未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲKUBを求め、ステップ２９において
ＫＵＢ＝ＫＵＢ０×ＲKUB                                    …（３）
の式により未燃分増量補正係数ＫＵＢを計算する。
【００５０】
ここで、エンジン冷間時は未燃分がエンジン暖機完了後よりも増えるためベース空燃比が図１１のように理論空燃比とならない（理論空燃比よりもリーン側にくる）ことを前述したが、エンジン冷間時に未燃分が増えた状態でも空燃比が理論空燃比となるようにＫＵＢを適合するのである。
【００５１】
詳細には、冷却水温ＴＷだけをパラメータとしてＫＴＷを演算する従来例と相違して、負荷と回転数をもパラメータとしてＫＴＷを演算するのは次の理由からである。従来のＫＴＷはアイドル条件でのエンジンの安定度を主に考慮し、高回転、高負荷側ではそもそも安定度は問題ないと考え、冷却水温だけに対して適合していたのであるが、実際には図１１に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧（つまりエンジン負荷）が違えばＫＴＷに対する要求値も違ってくる。したがって、スロットルバルブ５が全閉位置にあるときの吸入負圧（たとえばＡ点の吸入負圧）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもアクセルペダルを踏み込むことによりスロットルバルブ５が所定開度まで開いた状態での吸入負圧（たとえばＢ点の吸入負圧）になると、ＫＴＷが不足することになってしまうのである。
【００５２】
同様にして、図１２のように同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なると、ＫＴＷに対する要求値が違ってくるので、スロットルバルブ５が全閉位置かつアイドル時の回転数（たとえばＣ点の回転数）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でも高回転（たとえばＤ点の回転数）のときＫＴＷの精度が落ちる。なお、回転数に対する空燃比の特性は一様でなく、右上がりのときと左上がりのときの両方がある。
【００５３】
なお、図１１はエンジン冷間時に冷却水温と回転数を一定に保ったまま吸入負圧を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の、また図１２はエンジン冷間時に冷却水温と吸入負圧を一定に保ったまま回転数を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の各特性を示したものである。
【００５４】
そこで、本発明では、たとえば、アイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を適合した後で、基本値ＫＴＷ０を適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、エンジン安定度を満足する空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲKTWを適合するのである。
【００５５】
また、図１１に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧が違えばＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ａ点の吸入負圧で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもＢ点の吸入負圧になると、ＫＵＢが不足することになってしまい、また図１２のように、同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なればＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ｃ点の回転数で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でもＤ点の回転数のとき、ＫＵＢの精度が低下するので、本発明では、たとえば、アイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢ０を適合するとともに、基本値ＫＵＢ０を適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、理論空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲKUBを適合するのである。
【００５６】
図８、図１０にＲKTW、ＲKUBの一例を示したが、ＲKTW、ＲKUBの各特性はエンジンの機種毎に異なるので、最終的にはエンジンの機種毎に適合する。なお、図１１、図１２においては見やすくするためＡ点、Ｂ点やＣ点、Ｄ点から少し離してＫＴＷ、ＫＵＢを示している。したがって、冷却水温と吸入負圧、回転数が同一の条件でＫＵＢ＜ＫＴＷとなることはいうまでもない。
【００５７】
上記の吸入負圧については、エアフローメータからの吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅより所定のマップを検索することにより求めることができる。吸入負圧を吸気マニホールドのコレクタ部に設けた圧力センサにより検出することもできる。また、吸入負圧に代えて、基本噴射パルス幅Ｔｐ（あるいはＱａ）を用いることもできる。
【００５８】
このようにしてＫＴＷとＫＵＢの演算を終了したら、図３に戻りステップ１３、１４で高水温時の増量補正係数ＫＨＯＴ［％］、混合比割り付け補正係数ＫＭＲ［％］を従来と同様に演算し、ステップ１５において各種補正係数の演算結果を用いて
ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＵＢ＋ＫＨＯＴ＋ＫＭＲ      …（４）
の式により目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡ［％］を計算する。
【００５９】
（４）式のＴＦＢＹＡは１００％を中心とする値で、たとえばエンジン冷間始動後かつＫＡＳの働きが終了した後で空燃比フィードバック制御の非成立時はＴＦＢＹＡ＝１００＋ＫＴＷの式により、また空燃比フィードバック制御の成立時になると、ＴＦＢＹＡ＝１００＋ＫＵＢの式によりＴＦＢＹＡを演算することになる。このとき、図７、図８、図９、図１０よりＫＴＷ、ＫＵＢがある値をとってＴＦＢＹＡが１００％を超える値となり、Ｔｐが増量されることによって燃料増量が行われるのである。
【００６０】
このＴＦＢＹＡの演算の終了により図２に戻りステップ３で空燃比フィードバック補正係数α［％］を演算する。このαの演算については図１３のフローチャートにより説明する。燃料噴射がＲｅｆ信号同期であり、燃料噴射の結果でαが変化するため、図１３のフローチャートはＲｅｆ信号に同期して実行する。
【００６１】
ステップ４１では空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうかみて非成立時であればステップ４２で空燃比フィードバック補正係数αを１００％に固定（クランプ）する。前述したように、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうかは図６のフローにより得られている結果を流用する。
【００６２】
空燃比フィードバック制御条件の成立時にはステップ４３でＯ2センサ出力ＯＳＲ１［ｍＶ］を読み込み、これをステップ４４においてスライスレベルＳＬ［ｍＶ］と比較する。ＯＳＲ１＞ＳＬのときはリッチであると判断してステップ４５に進み、前回はリーンであったかどうかをみる。この結果、前回リーンで今回リッチのときはステップ４６、４７に進んで空燃比フィードバック補正係数αから比例分ＰＲ［％］だけ減量し、前回、今回ともリッチであるときにはステップ４８、４９に進んでαから積分分ＩＲ［％］だけ減量する。ＯＳＲ１≦ＳＬのときにはステップ４４よりステップ５０に進み、前回はリッチであったかどうかをみて、前回リッチで今回リーンのときは、ステップ５１、５２でαを比例分ＰＬ［％］だけ増量し、前回、今回ともリーンであるときにはステップ５３、５４でαを積分分ＩＬ［％］だけ増量する。なお、上記の比例分ＰＲ、ＰＬ、積分分ＩＲ、ＩＬはＮｅとＴｐにより所定のマップを検索して求めている。
【００６３】
このようにしてαの演算を終了したら図２のステップ４に戻り、
0003978248.tif 000002
ただし、ＫＡＴＨＯＳ：過渡補正量［ｍｓ］
Ｔｓ：無効噴射パルス幅［ｍｓ］
の式により燃料噴射パルス幅Ｔｉ［ｍｓ］を算出する。
【００６４】
ここで、（５）式のＫＡＴＨＯＳは、噴射燃料のすべてがシリンダに吸入されるわけでなく、噴射燃料の一部がたとえば吸気ポートや吸気弁に付着し、液状のまま応答遅れをもってシリンダに流入する、いわゆる燃料壁流分を考慮した補正量、Ｔｓは噴射信号を受けてから燃料噴射弁７が開くまでの作動遅れを考慮するための無効噴射パルス幅で、いずれも公知のものである。
【００６５】
（５）式のＴｉはＲｅｆ信号に同期した別のルーチン（図示しない）によりＲｅｆ信号の入力毎に燃料噴射弁駆動用の出力レジスタに転送される。エンジン２回転ごとに１回、各気筒とも排気行程を噴射タイミングとする燃料噴射（つまりシーケンシャル噴射）が行われるのである。
【００６６】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００６７】
図２５に示した従来例と同じ条件で本実施形態でも冷間始動を行ったときの実空燃比、空燃比フィードバック補正係数αなどの変化を図１４に示す。なお、ＫＴＷ、ＫＵＢは始動からの冷却水温ＴＷの上昇につれて小さくなっていく値であり、さらに負荷と回転数が変化することによっても変化する値であるが、図では簡単のため一定値で示している。
【００６８】
本実施形態では、Ｏ2センサの活性化完了タイミングでＫＴＷを０にリセットして空燃比フィードバック制御を開始するとともに、ＫＴＷを０にリセットしたタイミングよりＫＵＢによる燃料増量を新たに行うので、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がすみやかに理論空燃比付近へと収束している。これによって、エンジン冷間時に空燃比フィードバック制御を開始しても、開始直後の空燃比のリーン化を回避することが可能になることから、空燃比フィードバック制御の開始タイミングを早くすることができ、排気性能を一段と改善することができる。
【００６９】
本実施形態ではまた、負荷と回転数に応じた補正率ＲKTWにより水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を、また負荷と回転数に応じた補正率ＲKUBにより未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢ０を補正するので、アイドル状態に限らず、アクセルペダルを大きく踏み込んだときのように高回転高負荷状態になっても、ＫＴＷ、ＫＵＢに過不足が生じることがない。
【００７０】
図１５、図１６のフローチャートは第２実施形態、図１５、図２０は第３実施形態で、２つの実施形態に共通する図１５は第１実施形態の図３に、また図１６と図２０は第１実施形態の図５に対応する。なお、第１実施形態の図３、図５と同一部分には同一のステップ番号をつけて、その詳細説明は省略する。
【００７１】
まず第２実施形態は、図１９に示したように、第１実施形態のＫＴＷと第１実施形態の未燃分増量補正係数ＫＵＢの差を新たに第２の水温増量補正係数ＫＴＷ２として構成し、空燃比フィードバック制御条件の非成立時には、このＫＴＷ２とＫＵＢの合計をＫＴＷとするともに、空燃比フィードバック制御条件の成立時にＫＴＷ２＝０としたものである。詳細には、図１６のフローチャートは図１５のステップ６１のサブルーチンである。図１６において、空燃比フィードバック制御条件に関係なく（つまりステップ２１より前のステップ２７、２８、２９で）、図５のステップ２７、２８、２９と同じに第１実施形態の未燃分増量補正係数ＫＵＢを求めておき、空燃比フィードバック制御条件の非成立時にはステップ２１よりステップ７１、７２、７３に進んで冷却水温ＴＷから図１７を内容とするテーブルを検索して第２水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ２を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図１８を内容とするマップを検索して第２水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲKTW2を求めたあと、
ＫＴＷ２＝ＫＴＷ２０×ＲKTW2                              …（６）
の式により第２水温増量補正係数ＫＴＷ２を計算し、このＫＴＷ２とＫＵＢの和をステップ７４において水温増量補正係数ＫＴＷとする。これに対して、空燃比フィードバック制御条件の成立時にはステップ２１よりステップ７５に進んでＫＴＷ２＝０としてからステップ７４の操作を実行する。
【００７２】
この第２実施形態においても、空燃比フィードバック制御条件の成立時には第１実施形態と同じにＫＴＷ＝ＫＵＢとなるので、第１実施形態と同じ作用、効果が生じる。
【００７３】
次に第３実施形態は、空燃比フィードバック制御条件に関係なく（つまりステップ２１より前のステップ２２、２３、２４で）、図５のステップ２２、２３、２４と同じに第１実施形態の水温増量補正係数ＫＴＷを求め、空燃比フィードバック制御条件の成立時になるとステップ２１よりステップ８１、８２、８３に進んで、ＫＴＷを０にリセットするのではなく、冷却水温ＴＷから図２１を内容とするテーブルを検索して減量割合の基本値Ｄ０を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図２２を内容とするマップを検索して減量割合の負荷回転補正率ＲDを求めたあと、
Ｄ＝Ｄ０×ＲD                                            …（７）
の式により減量割合Ｄを計算し、ステップ８４において
ＫＴＷ＝Ｄ×ＫＴＷ                                        …（８）
の式により、すでにステップ２４で求めている値（（７）式右辺のＫＴＷ）に減量割合Ｄを乗算した値を改めて水温増量補正係数ＫＴＷ（（７）式左辺のＫＴＷ）とおくようにしたものである。
【００７４】
ここで、減量割合Ｄは、０より大きく１より小さい値で、図２３に示したように上記の（８）式右辺のＤ×ＫＴＷが第１実施形態のＫＵＢと一致するように冷却水温ＴＷに応じてＤ０の値を、吸入負圧と回転数Ｎｅに応じてＲDの値をそれぞれ適合すれば、第１実施形態と同じ作用、効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の制御システム図である。
【図２】燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算を説明するためのフローチャートである。
【図３】目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡの演算を説明するためのフローチャートである。
【図４】始動後増量補正係数ＫＡＳの初期値ＫＡＳ０の特性図である。
【図５】水温増量補正係数ＫＴＷと未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャートである。
【図６】空燃比フィードバック制御条件の判定を説明するためのフローチャートである。
【図７】水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０の特性図である。
【図８】水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲKTWの特性図である。
【図９】未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢ０の特性図である。
【図１０】未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲKUBの特性図である。
【図１１】吸入負圧に対する水温増量補正係数ＫＴＷと未燃分増量補正係数ＫＵＢの適合を説明するための空燃比特性図である。
【図１２】回転数に対する水温増量補正係数ＫＴＷと未燃分増量補正係数ＫＵＢの適合を説明するための空燃比特性図である。
【図１３】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第１実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図１５】第２と第３の各実施形態の目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第２実施形態の水温増量補正係数ＫＴＷと未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１７】第２実施形態の第２水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ２０の特性図である。
【図１８】第２実施形態の第２水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲKTW2の特性図である。
【図１９】第２実施形態の未燃分増量補正係数ＫＵＢと第２水温増量補正係数ＫＴＷ２の適合を説明するための空燃比特性図である。
【図２０】第３実施形態の水温増量補正係数ＫＴＷの演算を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第３実施形態の減量割合の基本値ｄ０の特性図である。
【図２２】第３実施形態の減量割合の負荷回転補正率ＲDの特性図である。
【図２３】第３実施形態の減量係数Ｄの適合を説明するための空燃比特性図である。
【図２４】従来例の冷間始動時の燃料増量補正の一例を示す特性図である。
【図２５】従来例の作用を説明するための波形図である。
【図２６】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２７】第２の発明のクレーム対応図である。
【図２８】第３の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１  エンジン本体
２  コントロールユニット
３  Ｏ2センサ
４  クランク角センサ
６  エアフローメータ
７  燃料噴射弁
１０  三元触媒
【図１】
0003978248.tif 000003
【図２】
0003978248.tif 000004
【図３】
0003978248.tif 000005
【図４】
0003978248.tif 000006
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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