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WO1992004538A1 - Procede de regulation du rapport air-carburant dans un moteur a combustion interne et systeme prevu a cet effet - Google Patents

Procede de regulation du rapport air-carburant dans un moteur a combustion interne et systeme prevu a cet effet Download PDF

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WO1992004538A1
WO1992004538A1 PCT/JP1991/001184 JP9101184W WO9204538A1 WO 1992004538 A1 WO1992004538 A1 WO 1992004538A1 JP 9101184 W JP9101184 W JP 9101184W WO 9204538 A1 WO9204538 A1 WO 9204538A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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fuel ratio
air
learning
correction value
correction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1991/001184
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Junichi Furuya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Electronic Control Systems Co Ltd filed Critical Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority to DE4192104A priority Critical patent/DE4192104C1/de
Publication of WO1992004538A1 publication Critical patent/WO1992004538A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
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    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2487—Methods for rewriting

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling an air-fuel ratio of an internal combustion engine, and in particular, an air-fuel ratio sensor is provided upstream and downstream of an exhaust purification catalyst device, and the air-fuel ratio is increased based on the detection values of these two air-fuel ratio sensors.
  • the present invention relates to a method and apparatus for performing feedback control with high accuracy.
  • the basic fuel supply amount ⁇ ⁇ is calculated by correcting the value based on the engine temperature, etc., and is set by a signal from an air-fuel ratio sensor (oxygen sensor) that detects the air-fuel ratio of the mixture by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the feedback correction is performed using the air-fuel ratio feedback correction coefficient (air-fuel ratio correction amount), and the correction using the battery voltage is also performed to finally set the fuel supply amount ,,.
  • a predetermined amount of fuel is injected and supplied to the engine by outputting a drive pulse signal having a pulse width corresponding to the set fuel supply amount ,, to the fuel injection valve at a predetermined timing.
  • the air-fuel ratio feedback correction based on the signal from the air-fuel ratio sensor is performed so that the air-fuel ratio is controlled near the target air-fuel ratio (the stoichiometric air-fuel ratio).
  • This is an exhaust purification catalyst device (3) that is interposed in the exhaust system and oxidizes CO and HC (hydrocarbon) in the exhaust and reduces and purifies NOx. This is because the conversion efficiency (purification efficiency) of the main catalyst is set to function effectively in the exhaust state during stoichiometric air-fuel ratio combustion.
  • the generated electromotive force (output voltage) of the air-fuel ratio sensor has a characteristic that changes abruptly near the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the reference voltage (slice level) SL corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio to determine whether the air-fuel ratio of the mixture is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. For example, when the air-fuel ratio is lean (rich), the air-fuel ratio feedback correction coefficient multiplied by the basic fuel supply amount TP is increased by a large proportional amount in the first time when the air-fuel ratio is changed to lean (rich).
  • the air-fuel ratio feedback correction coefficient ⁇ is set by integral control in which the proportional component is omitted.
  • one air-fuel ratio sensor is provided in a collective portion of the exhaust manifold as close to the combustion chamber as possible in order to enhance responsiveness.
  • the exhaust gas temperature is high in this part, the characteristics of the air-fuel ratio sensor are liable to change due to thermal effects and deterioration.
  • due to insufficient mixing of exhaust gas for each cylinder it was difficult to detect the average air-fuel ratio of all cylinders, and the detection accuracy of the air-fuel ratio was difficult, which resulted in poor air-fuel ratio control accuracy. .
  • the air-fuel ratio sensor on the downstream side is
  • it is downstream of the exhaust gas purification catalytic converter, it is hardly affected by the exhaust component balance (c ⁇ , HC, NOx, C02, etc.), and is poisoned by toxic components in the exhaust. Due to the small amount, it is hard to be affected by property changes due to poisoning.
  • the mixed state of exhaust gas is good, high accuracy and stable detection performance can be obtained as compared with an air-fuel ratio sensor on the upstream side, for example, which can detect the average air-fuel ratio of all cylinders.
  • the two air-fuel ratio feedback correction coefficients which are respectively set by the same calculation based on the detection values of the two air-fuel ratio sensors, are combined, or the air-fuel ratio sensor set by the upstream air-fuel ratio sensor is used. Variations in the output characteristics of the upstream air-fuel ratio sensor by correcting the control constants (proportion or integral) of the fuel ratio feedback correction coefficient, the comparison voltage of the output voltage of the upstream air-fuel ratio sensor, and the delay time Is compensated by the air-fuel ratio sensor on the downstream side, and high-precision air-fuel ratio feedback control is performed.
  • the required level related to air-fuel ratio correction during feedback control is significantly different from that during non-feedback control.
  • the following problems occur at the start of feedback control when shifting from non-feedback control to feedback control.
  • the feedback control speed by the air-fuel ratio sensor on the downstream side is usually set smaller than the feedback control speed by the air-fuel ratio sensor on the upstream side. This is because the correction of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor on the downstream side only fine-tunes the dispersion of the output characteristics by the air-fuel ratio sensor on the upstream side, so the feedback control speed must be increased. If set, hunting will occur. Only however, if the feedback control speed by the downstream air-fuel ratio sensor is set to a low value, the air-fuel ratio correction amount controlled by the feedback control (for example, the air-fuel ratio feedback control by the upstream air-fuel ratio sensor). Takes a long time to reach the required value, and hence a long time to reach the target air-fuel ratio. During this time, the fuel consumption, drivability, and exhaust emission causess deterioration of
  • the air-fuel ratio feedback control when the engine rotation state transitions to a different region, the air-fuel ratio may still deviate significantly from the target air-fuel ratio. In this case as well, the fuel efficiency, drivability, and exhaust gas This will lead to worsening of the mission.
  • the average value of the second air-fuel ratio correction amount based on the downstream air-fuel ratio sensor is sequentially calculated as a learning correction value, stored for each operating region, and the fuel supply is performed using the learning correction value. It has been proposed that the air-fuel ratio can always be controlled stably by correcting and setting the amount (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-97851).
  • the second air-fuel ratio correction amount based on the downstream air-fuel ratio sensor gradually corrects the deviation of the first air-fuel ratio correction amount. Therefore, if the control cycle of the second air-fuel ratio correction amount is shortened, the overshoot of the air-fuel ratio increases, so that it is set to be much longer than the control cycle of the first air-fuel ratio correction amount. ing. Therefore, if the operation area for storing the learning correction value is made smaller, the time during which the area stays in each area is shortened, and the learning does not progress easily because the control cycle is long as described above.
  • the required value of the learning correction value is the continuous rotation condition (eg, the presence or absence of EGR), the basic value of the proportional component (for vehicles with manual transmission, In order to avoid this, the proportional component of a certain area is made particularly small). Therefore, if the operating area for storing the learning correction value is made large, the learning accuracy will be impaired.
  • the operating range for storing the learning correction value was set by compromising the two goals of promoting the progress of learning and improving the accuracy of learning.However, it is difficult to achieve both of these goals.
  • the characteristics of the exhaust emission deteriorated and the operability deteriorated due to the variation in the air-fuel ratio.
  • the present invention has been made to solve such a conventional problem, and the learning speed of a learning correction value for correcting a second air-fuel ratio correction amount based on a downstream-side air-fuel ratio sensor, that is, a learning speed,
  • the goal is to achieve both the promotion of learning progress and the improvement of learning accuracy by increasing the correction rate of the learning according to the degree of progress of the learning.
  • Another object of the present invention is to promote the progress of learning in all areas and suppress the learning progress gap between areas by using uniform learning that reflects part of the learning results performed for each driving area in all areas. .
  • a first air-fuel ratio which is provided in an exhaust passage upstream of an exhaust purification catalyst device provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and whose output value changes in response to the concentration of a specific gas component in exhaust gas that changes according to the air-fuel ratio.
  • a second air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and having an output value that changes in response to the concentration of the specific gas component in the exhaust gas that changes with the air-fuel ratio;
  • a method or apparatus for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine further comprising the step of: A learning-by-area learning progress storage step or means for measuring and recording the progress of learning of the learning correction value for each operating area for each operating area;
  • the correction rate for each learning of the learning correction value for each area by the learning correction value correction step for each area or the means is determined according to the learning progress stored for each driving area by the learning progress storage for each area or means.
  • the first air-fuel ratio correction amount setting step or means sets the first air-fuel ratio correction amount based on the value detected by the first air-fuel ratio sensor.
  • the area-based learning correction value correction step or means the area-based learning correction value of the corresponding operating region stored in the area-based learning correction value storage step or means is corrected based on the output of the second air-fuel ratio sensor. Corrected and rewritten.
  • the correction amount is set based on the learning correction value correction rate setting step or the correction rate set by the means according to the learning progress degree stored by the learning learning degree storage step or means.
  • the second air-fuel ratio correction amount is calculated by the second air-fuel ratio correction amount calculation step or means based on the output from the second air-fuel ratio sensor and the learning correction value for each area, and the first air-fuel ratio correction amount is calculated.
  • the final air-fuel ratio correction amount is calculated by the air-fuel ratio correction amount calculation step or means based on the fuel ratio correction amount and the second air-fuel ratio correction amount.
  • the correction rate for each learning of the learning correction value for each area is set in accordance with the progress of the learning, so that in the early stage when the learning progress is low, the correction rate is increased and the learning progresses. Promote, late stage of learning progress In this case, the accuracy of learning can be increased by reducing the correction rate.
  • the learning correction values for all areas stored in the learning correction value storage steps for each area or the means are corrected by subtracting the correction added by the uniform learning correction value correcting means.
  • the uniform learning correction value stored in the uniform learning correction value storage step or means by the uniform learning correction value correction step or means is corrected with a value obtained by adding the value obtained by averaging the learning correction values for each area. Rewritten learning is performed.
  • the second area learning correction value correction step or means uniformly applies the area-specific learning correction value stored in the area-specific learning correction value storage step or means. Corrected and rewritten with the value reduced by the correction value.
  • Area-specific learning according to the learning progression level in which uniform learning in such a wide driving area and area-specific learning in each of the subdivided driving areas for maintaining improved learning accuracy are performed simultaneously while matching.
  • the learning progress degree storing step or means for each area is provided.
  • a configuration in which steps or means are provided may be adopted.
  • setting the correction rate according to the learning progress rate for uniform learning also promotes similar learning progress.
  • c effect of learning accuracy can be obtained also with different learning progress SL billion step or means the area, provided with a area-based learning correction value correction factor setting step or means, the uniform learning progress degree storage step or means Alternatively, a uniform learning correction value correction rate setting step or means may be provided.
  • Fig. 1 is a block diagram showing the configuration and functions of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a fuel injection amount setting routine of the embodiment. It is one.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the air-fuel ratio feedback correction coefficient setting routine.
  • FIG. 5 is a map in which the uniform learning correction coefficient, the learning correction value for each area, and the learning progress rate for each area are rewritably stored during the air-fuel ratio feedback control of the embodiment.
  • FIG. 6 is a time chart showing how the uniform learning correction coefficient is updated during the air-fuel ratio feedback control of the embodiment.
  • Fig. 7 is a time chart showing how the learning correction value for each area is updated.
  • the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention described above is constituted by the steps or means shown in FIG. 2 to 7 show the configuration and operation of the embodiment of the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
  • an intake passage 12 of an engine 11 is provided with an air flow meter 13 for detecting an intake air flow rate Q and a throttle valve 14 for controlling the intake air flow rate Q in conjunction with an accelerator pedal.
  • an electromagnetic fuel injection valve 15 is provided for each cylinder.
  • the fuel injection valve 15 is driven to open by an injection pulse signal from a control unit 16 incorporating a microcomputer, and is injected from a fuel pump (not shown) to inject fuel controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator. Supply.
  • a water temperature sensor 17 for detecting a cooling water temperature Tw in the cooling jacket of the engine 11 is provided.
  • a first air-fuel ratio sensor 19 that detects the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas at the manifold collecting portion is provided.
  • a three-way catalyst 20 is provided in an exhaust pipe on the downstream side of the first air-fuel ratio sensor 19 as an exhaust purification catalyst device for purifying by oxidizing C ⁇ and HC in exhaust and reducing NO x .
  • a second air-fuel ratio sensor 21 having the same function as the first air-fuel ratio sensor is provided downstream of the three-way catalyst 20.
  • a crank angle sensor 22 is built in a display (not shown in FIG. 2), and a crank unit angle signal output from the crank angle sensor 22 in synchronization with the engine rotation is counted for a predetermined time. Or the period of the crank reference angle signal is measured to detect the engine speed N 0
  • FIG. 3 shows a fuel injection amount setting routine, which is performed at predetermined intervals (for example, 10 ms).
  • step (denoted by S in the figure) 1 based on the intake air flow rate Q detected by the air flow meter 13 and the engine speed N calculated based on the signal from the crank angle sensor 22, the unit the basic fuel injection quantity T P corresponding to the intake air amount is calculated by the following equation.
  • T P K Q / N (K is a constant)
  • step 2 various correction coefficients C 0 EF are set based on the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 17, and the like.
  • step 3 the air-fuel ratio feedback correction coefficient set by the air-fuel ratio feedback correction coefficient setting routine described later is read.
  • step 4 a voltage correction amount T S is set based on the battery voltage value. Set. This is for correcting a change in the injection flow rate of the fuel injection valve 15 due to a change in the battery voltage.
  • step 5 the final fuel injection amount (fuel supply amount) T, is calculated according to the following equation.
  • step 6 the calculated fuel injector T, is set in the output register.
  • a drive pulse signal having a pulse width of the calculated fuel injection amount is given to the fuel injection valve 15 to perform fuel injection.
  • the routine for controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio by setting the fuel supply amount using the air-fuel ratio feedback correction coefficient ⁇ read in step 3 as described above provides the air-fuel ratio feedback. Constitute a control step or means.
  • step 11 it is determined whether or not the operating condition is for performing the feedback control of the air-fuel ratio.
  • the operating conditions are the same as the operating conditions for learning a uniform learning correction value PH0SM and an individual learning correction value PHOSSx described later. However, accuracy may be improved by performing learning in consideration of steady conditions. If the above operating conditions are not satisfied, this routine ends. In this case, the air-fuel ratio feedback correction coefficient is clamped to the value at the end of the previous air-fuel ratio feedback control or a fixed reference value, and the air-fuel ratio feedback control is stopped.
  • step 12 the signal voltage V 02 from the first air-fuel ratio sensor 19 and The signal voltage V ′ 02 from the second air-fuel ratio sensor 21 is input.
  • step 13 the signal voltage V of the first air-fuel ratio sensor 19 input in step 11. 2 is compared with the reference value SL corresponding to the target air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio), and it is determined whether the air-fuel ratio is reverse from rich to rich or from rich to lean.
  • step 14 If it is determined that the reversal has occurred, proceed to step 14, and store the uniform learning correction value PH0SM for learning correction of the proportional correction amount PH0S of the air-fuel ratio feedback correction coefficient, which is the second air-fuel ratio correction amount. It is searched from the uniform learning correction value map (recorded on the RAM of the microcomputer built in Control Unit 16). Further, a value PH0SMC of a counter which counts the learning progress of the uniform learning correction value every time the output of the second air-fuel ratio sensor 21 is inverted is read.
  • the corresponding operation from the area-specific learning correction value map (also stored in RAM) in which the area-based learning correction value of the proportional correction amount PH0S is stored. Search the learning-specific learning correction value P HOSSx stored in the area X. Further, the learning progress degree PHOSSCx of the corresponding operation region X is read from the learning progress map for each area which counts and stores the learning progress degree of the learning correction value for each area every time the output of the second air-fuel ratio sensor 21 is inverted.
  • one uniform learning correction value PH0SM is stored in the entire operation region where learning is performed.
  • learning correction values for each learning operation are stored in each of nine operation areas divided into three by the engine speed N and the basic fuel injection amount TP, respectively.
  • the learning progress of the learning correction value for each area is stored in each of the driving regions that are divided in the same manner as the learning correction value map for each area.
  • the RAM for storing the uniform learning correction value PH0SM and the error correction value P HOSSx for each other constitutes a key learning correction value storage step or means and an error learning correction value storage step or means for each error.
  • step 15 the second air-fuel ratio signal voltage V '02 and the target air-fuel ratio from the sensor 21 (the stoichiometric air-fuel ratio) is compared with the corresponding reference value SL, the air-fuel ratio from Li one down KARARI Tutsi or Li Tutsi Determine if it is time to flip to lean o
  • step 16 the uniform learning progress PHOSMC retrieved in step 14 is counted up, and the uniform learning progress PHOSMC is corrected and rewritten.
  • the function of step 16 and the RAM storing the uniform learning progress PHOSMC constitute a uniform learning progress storage step or means.
  • step 17 the correction rate MDPH0S of the uniform learning correction value is retrieved from the uniform learning correction value correction rate map stored in R0M and set according to the uniform learning progress degree PHOSMC updated in step 16. That is, the function of step 17 and the ROM storing the correction rate MDPH0S of the uniform learning correction value constitute a uniform learning correction value correction rate setting step or means.
  • step 18 the learning correction value P HOSSx for each area searched at step 14 is set as the current value PHOSPo.
  • step 19 the correction amount DPH0SP of the uniform learning correction value PH0SM is calculated by the following equation.
  • DPH0SP DPH0S (PH0SP. + PH0SP-]) I 2
  • PH0SP-! Is area-based learning correction value PHOSSx when the output V '02 of the previous second air-fuel ratio sensor 21 has been inverted, M is a positive constant (Ku 1).
  • the correction amount DPH0SP is calculated for each area at the time of reversal.
  • the positive value P HOSSx is set as a value of a predetermined ratio of the value obtained by averaging calculation.
  • the uniform learning correction value PH0SM searched in step 14 is added with the correction amount DPHOSP calculated in step 17 to uniformly learn.
  • the correction value PH0SM is corrected, and the uniform learning correction value PH0SM stored in RAM is updated with the correction value. That is, the function of step 20 constitutes a uniform learning correction value correction step or means.
  • step 21 the learning correction value P HOSSx for each area in all the driving regions of the learning correction value map for each area is corrected and rewritten with a value obtained by subtracting the correction amount DPHOSP. That is, the function of step 21 constitutes a second learning correction value correction step or means for each area.
  • step 22 the learning correction value P HOSSx for each area calculated in step 21 is set as PH0SP-, for the calculation in next step 19.
  • step 23 the progress PHOSSCx of the learning by area in the relevant driving region is counted up, and the progress PHOSSCx of the corresponding driving region in the learning map by region is rewritten with this value. That is, the function of step 23 and the RAM in which the learning progress degree PHOSSCx for each area is recorded constitute a learning progress degree storage step or means for each area.
  • step 15 If it is determined in step 15 that it is not a reversal, jump from step 16 to step 23 and proceed to step 24.
  • step 24 the area-based learning correction value correction rate DPH0S is retrieved and set from the area-based learning progress degree map stored in the ROM according to the area-based learning progress degree PHOSSCx updated in step 23. That is, the function of step 24 and the correction rate DPH0S of the learning correction value for each area are described.
  • the learned ROM constitutes a learning correction value correction rate setting step or means for each area.
  • step 25 the output V '02 of the second air-fuel ratio sensor 21 is compared with a reference value SL is determined Li pitch. Lean air-fuel ratio.
  • step 26 the learning-specific learning value is obtained by subtracting the predetermined value DPHOSR from the learning-specific learning correction value P HOSSx searched in step 14. Correct the correction value P HO SSx.
  • step 27 the learning correction value PHOSSx for each area is calculated by adding a predetermined value DPHOSL to the learned correction value PHOSSx for each area. Fix it.
  • step 28 the area-based learning correction value PHOSSx stored in the operation area corresponding to the area-specific learning correction value map is rewritten and updated with the area-specific learning correction value P HOSSx corrected in step 26 or 27. That is, the steps 26 and 27 described above and the function of this step 28 constitute a learning-specific correction correction value correction step or means.
  • step 29 the uniform learning correction value PH0SM updated as described above and the learning correction value for each area PHOSSx are added to calculate a proportional correction amount PHOS as a second air-fuel ratio correction amount. That is, the function of step 25 and step 29 constitutes a second air-fuel ratio correction amount calculation step or means.
  • step 30 the routine proceeds to step 30, where the first air-fuel ratio sensor 19 performs a rich / lean determination. Then, at the time of inversion of the lean ⁇ Li Tutsi proceeds to step 31, the air-fuel ratio Fi one Doba' click correction coefficient ⁇ in the decreasing direction to provide at re Tutsi inversion for setting proportional portion P R from the reference value P R0 of the second Air-fuel ratio Update the correction amount P HOS with the reduced value. Then updated with the value obtained by subtracting the proportional part P R a air-fuel ratio feature Doba' click correction factor from the current value in step 32.
  • step 33 the proportional value in the increasing direction given at the time of the lean inversion for setting the air-fuel ratio feedback correction coefficient is the reference value P L.
  • the second air-fuel ratio correction amount P HOS is added to the value.
  • step 34 the air-fuel ratio feedback correction coefficient H is updated with a value obtained by adding the proportional value PL to the current value.
  • step 13 If it is determined in step 13 that the output of the first air-fuel ratio sensor 19 is not at the time of reversal, the process proceeds to step 35, where a rich / lean determination is performed. Then, at the time of the rich, the process proceeds to step 36 to update the air-fuel ratio feedback correction coefficient with a value obtained by reducing the integral I R from the current value, and at the time of the lean, the process proceeds to step 37 to add the integral I and the integral I. Update with values.
  • the function of setting the air-fuel ratio feedback correction coefficient ⁇ excluding the corrections in steps 31 and 33 in the steps 30 to 37 is the first air-fuel ratio correction amount by the first air-fuel ratio sensor 19. Compute the operation steps or means. Also, the steps 30 to 37 including the steps 31 and 33 constitute an air-fuel ratio correction amount calculation step or means.
  • the learning-based correction value for each area and the uniform learning correction value are corrected by learning using a correction rate corresponding to the learning progress rate. Therefore, when the learning progress rate is low, the correction rate is increased. Thus, learning can be accelerated. After the learning has sufficiently progressed, the correction rate can be reduced to increase the learning accuracy, and both the promotion of the learning progress and the improvement in accuracy can be achieved. And such good air-fuel ratio Because feedback control can be maintained, the function of reducing the emission of pollutants such as CO, HC, and NOx can be maintained well over a long period of time.
  • the function can be improved as much as possible.
  • learning is performed using only the learning correction value for each area without setting a uniform learning correction value.Even if the learning of the learning correction value for each area is performed at a correction rate according to the degree of progress, a sufficiently high effect is obtained. Is obtained. In addition, a sufficiently high effect can be obtained even if only the learning of the uniform learning correction value is executed at a correction rate according to the degree of progress.
  • FIG. 6 and FIG. 7 show how the uniform learning correction value P H0SM and the learning correction value P H0SS x for each area are updated, respectively.
  • the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine has improved air-fuel ratio feedback control performance, and in particular, has excellent exhaust purification performance when applied to a vehicle internal combustion engine. Can also contribute to the improvement of

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Description

明 細 書
内燃機関の空燃比制御方法及び装置
〈技術分野〉
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 センサを排気浄化触媒装置の上流側及び下流側に備え、 これら 2つ の空燃比センサの検出値に基づいて空燃比を高精度にフィ一ドバッ ク制御する方法及び装置に関する。
く背景技術〉
従来の一般的な内燃機関の空燃比制御装置としては例えば特開昭 6 0 — 2 4 0 8 4 0号公報に示されるようなものがある。
このものの概要を説明すると、 機関の吸入空気流量 Q及び回転数 Nを検出してシリ ンダに吸入される空気量に対応する基本燃料供給 量 T P ( = K ■ Q/N ； Kは定数） を演算し、 この基本燃料供給量 Τ Ρ を機関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の検出によ つて混合気の空燃比を検出する空燃比センサ （酸素センサ） からの 信号によって設定される空燃比フィ一ドバッ ク補正係数 （空燃比補 正量） を用いてフィー ドバッ ク補正を施し、 バッテリ電圧による補 正等をも行って最終的に燃料供給量 Τ , を設定する。
そして、 このようにして設定された燃料供給量 Τ , に相当するパ ルス巾の駆動パルス信号を所定タイ ミ ングで燃料噴射弁に出力する こ とにより、 機関に所定量の燃料を噴射供給するようにしている。 上記空燃比センサからの信号に基づく空燃比フィ一ドバッ ク補正 は空燃比を目標空燃比 （理論空燃比） 付近に制御するように行われ る。 これは、 排気系に介装され、 排気中の C O， H C (炭化水素） を酸化すると共に N Ox を還元して浄化する排気浄化触媒装置 （三 元触媒） の転化効率 （浄化効率） が理論空燃比燃焼時の排気状態で 有効に機能するように設定されているからである。
前記、 空燃比センサの発生起電力 （出力電圧） は理論空燃比近傍 で急変する特性を有しており、 この出力電圧 V。 と理論空燃比相当 の基準電圧 （スライスレベル） S Lとを比較して混合気の空燃比が 理論空燃比に対してリ ッチかリーンかを判定する。 そして、 例えば 空燃比がリーン （リ ッチ） の場合には、 前記基本燃料供給量 T P に 乗じる空燃比フィ一 ドバッ ク補正係数ひをリーン （リ ッチ） に転じ た初回に大きな比例分 Ρを増大 （減少） した後、 所定の積分分 Iず っ徐々に増大 （減少） していき燃料供給量 Τ , を増量 （減量） 補正 することで空燃比を目標空燃比 （理論空燃比） 近傍に制御する。 尚、 比例分を省略した積分制御で空燃比フィ一 ドバッ ク補正係数 αを設 定するものもある。
ところで、 上記のような通常の空燃比フィ一 ドバッ ク制御装置で は 1個の空燃比センサを応答性を高めるため、 できるだけ燃焼室に 近い排気マ二ホールドの集合部分に設けている。 しかし、 この部分 は排気温度が高いため空燃比センサが熱的影響や劣化により特性が 変化し易い。 また、 気筒毎の排気の混合が不十分であるため全気筒 の平均的な空燃比を検出しにく く空燃比の検出精度に難があり、 引 いては空燃比制御精度を悪く していた。
この点に鑑み、 排気浄化触媒装置の下流側にも空燃比センサを設 け、 2つの空燃比センサの検出値を用いて空燃比をンィ ― ドバッ ク 制御するものが提案されている （特開昭 5 8— 4 8 7 5 6号公報参
"昭、、ノ） σ―
即ち、 下流側の空燃比センサは燃焼室から離れているため応答性 には難があるが、 排気浄化触媒装置の下流であるため、 排気成分バ ラ ンスの影響 （ c〇， H C， N O x , C 0 2 等） を受け難く、 排気 中の毒性成分による被毒量が少ないため被毒による特性変化も受け にく い。 しかも排気の混合状態がよいため全気筒の平均的な空燃比 を検出できる等上流側の空燃比センサに比較して、 高精度で安定し た検出性能が得られる。
そこで、 2つの空燃比センサの検出値に基づいて前記同様の演算 によって夫々設定される 2つの空燃比フィ一ドバッ ク補正係数を組 み合わせたり、 或いは上流側の空燃比センサにより設定される空燃 比フィ ー ドバッ ク補正係数の制御定数（ 比例分や積分分） 、 上流側 の空燃比センサの出力電圧の比較電圧や遅延時間を補正すること等 によって上流側空燃比センサの出力特性のばらつきを下流側の空燃 比センサによって補償して高精度な空燃比フィ一ドバック制御を行 うようにしている。
しかし、 上記のように 2個の空燃比センサによる空燃比制御装置 においては、 フィ ー ドバッ ク制御時の空燃比補正に係わる要求レべ ルが、 非フィ一 ドバッ ク制御時と大き く離れることがあり、 特に非 フィ ー ドバッ ク制御時からフィ一ドバッ ク制御時に移行する際のフ ィ一ドバッ ク制御開始時点では次のような問題が発生する。
即ち、 上記の場合、 通常下流側の空燃比センサによるフィ一ドバ ッ ク制御速度は上流側の空燃比センサによるフィ一ドバッ ク制御速 度に比較して小さ く設定されている。 これは、 下流側の空燃比セン サによる空燃比の補正は上流側の空燃比センサによる出力特性のば らっきを微調整する程度のものであるから、 フィー ドバッ ク制御速 度を大き く設定するとハンチングを生じてしまうためである。 しか し、 このように下流側空燃比センサによるフィー ドバッ ク制御速度 を小さ く設定すると、 該フィ一ドバッ ク制御で制御される空燃比補 正量 （例えば上流側空燃比センサによる空燃比フィ一ドバッ ク補正 係数の比例分の補正量） が要求値に達するのに時間を要し、 延いて は目標空燃比に達するのに時間を要して、 この間の燃費， 運転性， 排気ェミ ツショ ンの悪化等を招く。
また、 空燃比フィ一ドバッ ク制御中でも機関の連転状態が異なる 領域に遷移したときには、 やはり空燃比が目標空燃比から大きくず れることがあり、 この場合にも、 燃費， 運転性， 排気ェミ ッショ ン の悪化等を招く。
そこで、 下流側の空燃比センサに基づく第 2の空燃比補正量の平 均的な値を逐次学習補正値として演算し運転領域毎に記億しておき、 該学習補正値を用いて燃料供給量を補正して設定することにより、 常に安定した空燃比制御を行えるようにしたものが提案されている (特開昭 6 3 — 9 7 8 5 1号公報等参照） 。
ところで、 前記下流側の空燃比センサに基づく第 2の空燃比補正 量は、 第 1 の空燃比補正量のずれを徐々に補正するものである。 そ こで、 第 2の空燃比補正量の制御周期を短くすると空燃比のオーバ 一シュー トが大き くなるため、 第 1 の空燃比補正量の制御周期に比 較して非常に長く設定されている。 したがって前記学習補正値を記 憶する運転領域を細かくすると、 各領域に留まる時間が短くなり、 しかも上記のように制御周期が長いから学習がなかなか進行しない ことになる。
一方、 学習補正値の要求値は連転条件 （E G Rの有無等） ， 比例 分の基本値 （マニュアルトランスミ ッショ ン搭載車ではサージを回 避するため、 ある領域の比例分を特別小さ く している） 等により大 幅に異なるため、 学習補正値を記憶する運転領域を大き くすると学 習の精度を損ねることになる。
したがって、 従来は、 学習の進行促進と学習の精度向上との 2つ の目標を折衷して学習補正値を記憶する運転領域を設定しているが、 これらの目標を両立させることが困難であり、 排気ェミ ッシヨ ン特 性の悪化や空燃比のばらつきによる運転性の悪化を招いていた。
本発明は、 このような従来の問題点を解消すべくなされたもので、 下流側の空燃比センサに基づく第 2の空燃比補正量を補正するため の学習補正値の学習の速度つまり学習毎の修正率を、 当該学習の進 行度に応じて えていく ことにより、 学習の進行促進と学習の精度 向上とを両立することを目的とする。
また、 かかる良好な学習を行う結果、 運転領域が変化した当初か ら空燃比を適正に制御して C 0 , H C， N O x等の汚染物質の排出 量を低減することを目的とする。
また、 長期的に空燃比の適正な制御機能を維持して汚染物質排出 量を低減する機能を良好に維持することを目的とする。
また、 運転領域毎になされる学習結果の一部を全領域に反映した 一律学習を併用することにより、 全領域で学習の進行を促進し領域 間の学習進行格差を抑制することを目的とする。
更に、 前記一律学習における修正率も該一律学習の進行度に応じ て変えていく ことにより学習の進行促進と学習精度向上をより高め ることを目的とする。
〈発明の開示〉
上記目的を達成するための本発明に係る内燃機関の空燃比制御方 法又は装置は、
内燃機関の排気通路に備えられた排気浄化触媒装置の上流側の排 気通路に設けられ、 空燃比によって変化する排気中特定気体成分の 濃度に感応して出力値が変化する第 1 の空燃比センサと、
前記排気浄化触媒の下流側の排気通路に設けられ、 空燃比によつ て変化する排気中特定気体成分の濃度に感応して出力値が変化する 第 2の空燃比センサと、 を備える一方、
前記空燃比センサからの出力値に応じて第 1 の空燃比捕正量を演 算する第 1 の空燃比補正量演算ステツプ又は手段と、
該空燃比センサからの出力値に応じて第 2の空燃比補正量を演算 する第 2の空燃比補正量演算ステツプ又は手段と、
これら第 1 の空燃比補正量と第 2の空燃比補正量とに基づいて最 終的な空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算ステツプ又は手段 と、
前記最終的な空燃比補正量に基づいて空燃比を目標空燃比にフィ 一ドバッ ク制御する空燃比フィ一ドバッ ク制御ステップ又は手段と、 前記第 2の空燃比補正量を複数に区分された運転領域毎に補正す るためのェリァ別学習補正値を書き換え可能に記憶するエリァ別学 習補正値記憶ステツプ又は手段と、
前記ェリァ別学習補正値記憶ステツプ又は手段に記憶された対応 する運転領域のェリァ別学習補正値を、 第 2の空燃比センサの出力 に基づいて修正した値で書き換えるエリァ別学習補正値修正ステツ プ又は手段と、
を含んで構成された内燃機関の空燃比制御方法又は装置であって、 更に、 前記エリァ別学習補正値修正ステップ又は手段によるエリ ァ別学習補正値の学習の進行度を運転領域毎に計測して記億するェ リァ別学習進行度記憶ステツプ又は手段と、
前記ェリァ別学習補正値修正ステツプ又は手段によるエリア別学 習補正値の学習毎の修正率を、 前記ェリァ別学習進行度記憶ステツ プ又は手段で運転領域毎に記憶された学習進行度に応じて設定して なるエリァ別学習補正値修正率設定ステツプ又は手段と、
を含んで構成される。
かかる構成において、 第 1 の空燃比補正量設定ステツプ又は手段 は、 第 1 の空燃比センサからの検出値に基づいて、 第 1 の空燃比補 正量を設定する。
一方、 エリア別学習補正値修正ステップ又は手段により、 エリア 別学習補正値記憶ステツプ又は手段で記憶された対応する運転領域 のエリア別学習補正値が、 第 2の空燃比センサの出力に基づき、 修 正して書き換えられる。
その際の修正量は、 ェリァ別学習進行度記憶ステツプ又は手段で 記憶された学習進行度に応じて、 ェリァ別学習補正値修正率設定ス テップ又は手段により設定された修正率に基づいて設定される。 そして、 第 2の空燃比補正量演算ステップ又は手段により、 第 2 の空燃比センサからの出力とエリァ別学習補正値とに基づいて第 2 の空燃比補正量が演算され、 前記第 1 の空燃比補正量と第 2 の空燃 比補正量とに基づいて空燃比補正量演算ステツプ又は手段により最 終的な空燃比補正量が演算される。
このように、 エリァ別学習補正値の学習毎の修正率が学習の進行 度に応じて設定されることにより、 学習進行度の低い初期には、 修 正率を大き く して学習の進行を促進させ、 学習進行度が進んだ後期 には、 修正率を小さ く して学習精度を高めることができる。
また、 上記構成の空燃比制御方法又は装置に、
前記第 2の空燃比補正量を全運転領域で一律に補正するための一 律学習補正値を書き換え可能に記億する一律学習補正値記憶ステツ プ又は手段と、
前記一律学習補正値記億ステツプ又は手段で記憶された一律学習 補正値を、 前記エリァ別学習補正値を平均化演算した値を加算して 修正した値で書き換える一律学習補正値修正ステツプ又は手段と、 前記ェリァ別学習補正値記憶ステツプ又は手段で記憶された全て の運転領域のエリ了別学習補正値を、 前記一律学習補正値修正手段 によって加算された修正分を減算した値で、 修正して書き換える第 2のエリァ別学習補正値修正ステツプ又は手段と、
を含んで構成してもよい。
このものでは、 一律学習補正値修正ステツプ又は手段により一律 学習補正値記憶ステツプ又は手段で記憶された一律学習補正値が、 ェリァ別学習補正値を平均化演算した値を加算した値で修正して書 き換えられる学習が行われる。 同時に、 前記一律学習補正値の学習 時には、 第 2のエリァ別学習補正値修正ステツプ又は手段によって、 ェリァ別学習補正値記憶ステツプ又は手段で記憶された全運転領域 のェリァ別学習補正値が一律学習補正値の修正分減少した値で修正 して書き換えられる。
かかる広い運転領域における一律学習と、 学習精度向上を維持す るための細分化された運転領域毎のェリア別学習とをマツチングさ せつつ同時に行う学習を、 前記学習進行度に応じたエリァ別学習と 併用することで、 学習の進行促進と学習精度向上をより高めること ができる。
また、 上記一律学習補正値記憶ステップ又は手段， 一律学習補正 値修正ステツプ又は手段， 第 2のエリァ別学習補正値修正ステツプ 又は手段を追加した装置において、 前記ェリァ別学習進行度記憶ス テップ又は手段と、 ェリァ別学習補正値修正率設定ステツプ又は手 段とを設ける代わりに前記一律学習補正値記憶ステツプ又は手段に よる学習の進行度を計測して記億する一律学習進行度記憶ステツプ 又は手段と、 前記一律学習補正値修正ステツプ又は手段による一律 学習補正値の修正率を、 前記一律学習進行度記憶ステツプ又は手段 で記憶された学習進行度に応じて設定してなる一律学習補正値修正 率設定ステツプ又は手段とを設けた構成としてもよい。
このようにエリァ別学習に対して学習進行度に応じた修正率の設 定を行う代わりに一律学習に対して学習進行度に応じた修正率の設 定を行っても同様の学習進行促進と学習精度向上の効果が得られる c また、 前記エリア別学習進行度記億ステップ又は手段と、 エリア 別学習補正値修正率設定ステツプ又は手段とを設けると共に、 前記 一律学習進行度記憶ステツプ又は手段と、 一律学習補正値修正率設 定ステツプ又は手段とを設ける構成としてもよい。
このように、 エリァ別学習と一律学習との双方に対して修正率の 設定を行えば、 学習進行促進と学習精度向上の効果はより高められ る
〈図面の簡単な説明〉
第 1 図は本発明の構成， 機能を示すブロッ ク図である。
第 2図は本発明の一実施例の構成を示す図である。
第 3図は同上実施例の燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチヤ 一トである。
第 4図は同じく空燃比フィ一ドバック補正係数設定ルーチンを示 すフローチヤ一 トである。
第 5図は同上実施例の空燃比フィ一ドバッ ク制御時に一律学習補 正係数， エリア別学習補正値， エリア別学習進行度を夫々書換可能 に記憶するマップである。
第 6図は同上実施例の空燃比フィ一ドバッ ク制御時に一律学習補 正係数が更新される様子を示すタイムチヤ一ト。
第 7図は同じくエリァ別学習補正値が更新される様子を示すタイ ムチャー トである。
〈実施例〉
既述した本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、 第 1図に示 した各ステップ又は手段により構成される。 また、 内燃機関の空燃 比制御装置の実施例の構成及び作用が第 2図〜第 7図に示される。
一実施例の構成を示す第 2図において、 機関 1 1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及びァクセルペダル と連動して吸入空気流量 Qを制御する絞り弁 14が設けられ、 下流の マ二ホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁 15が設けられる。 燃料噴射弁 15は、 マイクロコンピュータを内蔵したコン トロール ュニッ ト 16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ユレ一夕により所定圧力 に制御された燃料を噴射供給する。 更に、 機関 11の冷却ジャケッ ト 内の冷却水温度 T wを検出する水温センサ 17が設けられる。 一方、 排気通路 18にはマ二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第 1 の空燃比センサ 19が 設けられる。 該第 1 の空燃比センサ 19の下流側の排気管に排気中の C 〇， H Cの酸化と N O x の還元を行って浄化する排気浄化触媒装置 としての三元触媒 20が設けられる。 更に該三元触媒 20の下流側に第 1空燃比センサと同一の機能を持つ第 2の空燃比センサ 21が設けら れ 。
また、 第 2図で図示しないディス ト リ ビュー夕には、 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、 クランク基準角信号の周期を計測して機関回転数 Nを検出す 0
次に、 コン トロールュニッ ト 16による空燃比制御ルーチンを第 2 図及び第 3図のフローチャー トに従って説明する。 第 3図は燃料噴 射量設定ルーチンを示し、 このルーチンは所定周期 （例えば 10ms ) 毎に行われる。
ステップ （図では S と記す） 1 では、 エアフローメータ 13によつ 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数 Nとに基づき、 単位回転当たりの吸入空 気量に相当する基本燃料噴射量 T P を次式によって演算する。
T P = K Q / N ( Kは定数）
ステップ 2では、 水温センサ 17によって検出された冷却水温度 T w等に基づいて各種補正係数 C 0 E Fを設定する。
ステップ 3では、 後述する空燃比フィ一ドバッ ク補正係数設定ル —チンにより設定された空燃比フィ一ドバッ ク補正係数 を読み込 む。
ステップ 4では、 バッテリ電圧値に基づいて電圧補正分 T S を設 定する。 これは、 バッテリ電圧変動による燃料噴射弁 15の噴射流量 変化を補正するためのものである。
ステップ 5では、 最終的な燃料噴射量 （燃料供給量） T , を次式 に従って演算する。
T I = T P X C O E F X O; + T S
ステップ 6では、 演算された燃料噴射弁 T , を出力用レジス夕に セッ 卜す 。
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 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。
このようにステップ 3で読み込んだ空燃比フィ一ドバッ ク補正係 数 αを用いて燃料供給量を設定することにより、 空燃比を目標空燃 比に制御する上記ル一チンが、 空燃比フイー ドバッ ク制御ステップ 又は手段を構成する。
次に、 空燃比フィ一ドバック補正係数設定ルーチンを第 4図に従 つて説明する。 このルーチンは機関回転に同期して実行される。 ステップ 11では、 空燃比のフィ一ドバック制御を行う運転条件で あるか否かを判定する。 前記運転条件は、 後述する一律学習補正値 PH0SM及びェリァ別学習補正値 PHOSSx の学習を行う運転条件と同 一である。 但し、 学習を定常条件を加味して行うようにして精度向 上を図ってもよい。 前記運転条件を満たしていないときには、 この ルーチンを終了する。 この場合、 空燃比フィー ドバッ ク補正係数ひ は前回の空燃比フィ一ドバッ ク制御終了時の値若しく は一定の基準 値にクランプされ、 空燃比フィ一ドバッ ク制御は停止される。
ステップ 12では、 第 1 の空燃比センサ 19からの信号電圧 V02及び 第 2の空燃比センサ 21からの信号電圧 V' 02を入力する。
ステツプ 13では、 ステツプ 11で入力した第 1 の空燃比センサ 19の 信号電圧 V。2と目標空燃比 （理論空燃比） 相当の基準値 S L とを比 較し、 空燃比がリーンからリ ツチ又はリ ツチからリーンへの反転時 か否かを判定する。
反転時と判定されたときはステツプ 14へ進み、 第 2の空燃比補正 量である空燃比フィ ― ドバッ ク補正係数 の比例分補正量 PH0S を 学習補正するための一律学習補正値 PH0SMを記憶させた一律学習補 正値マップ （コン トロールュニッ ト 16内蔵のマイクロコンピュータ の R AMに記億） から検索する。 また、 該一律学習補正値の学習進 行度を第 2の空燃比センサ 21の出力反転毎にカウン トするカウンタ の値 PH0SMC を読み込む。 また、 機関回転速度 Nと基本燃料噴射量 T P とに基づいて同じく比例分補正量 PH0S のエリア別学習補正値 を記憶させたェリア別学習補正値マップ （同じく R AMに記憶） か ら対応する運転領域 Xに記憶されたェリァ別学習補正値 P HOSSx を 検索する。 また、 エリア別学習補正値の学習進行度を第 2の空燃比 センサ 21の出力反転毎にカウン ト して記憶するェリァ別学習進行度 マップから対応する運転領域 Xの学習進行度 PHOSSCxを読み込む。
尚、 第 5図に示すように前記一律学習補正値マップには、 学習を 行う全運転領域で 1 個の一律学習補正値 PH0SMが記憶される。 ェリ ァ別学習補正値マップには、 機関回転速度 Nと基本燃料噴射量 T P とによって夫々 3分され計 9個に区分された各運転領域に夫々ェリ ァ別学習補正値が記憶される。 エリア別学習進行度マップには、 ェ リァ別学習補正値マップと同一に区分された各運転領域にェリァ別 学習補正値の学習進行度が記憶される。 ここで、 これら一律学習補正値 PH0SM及びェリァ別学習補正値 P HOSSx を記憶する R AMがー律学習補正値記憶ステツプ又は手段及 びェリァ別学習補正値記憶ステツプ又は手段を構成する。
ステップ 15では、 第 2の空燃比センサ 21からの信号電圧 V' 02と 目標空燃比 （理論空燃比） 相当の基準値 S Lとを比較し、 空燃比が リ一ンからリ ツチ又はリ ツチからリーンへの反転時か否かを判定す る o
反転時と判定された時にはステツプ 16へ進み、 ステツプ 14で検索 した一律学習進行度 PHOSMC をカウン トアツプして、 一律学習進行 度 PHOSMC を修正して書き換える。 即ち、 このステップ 16の機能と 該一律学習進行度 PHOSMC を記憶した RAMとで一律学習進行度記 憶ステツプ又は手段が構成される。
ステツプ 17では、 ステツプ 16で更新された一律学習進行度 PHOSMC に応じて、 R 0Mに記憶された一律学習補正値修正率マップから一 律学習補正値の修正率 MDPH0Sを検索して設定する。 即ち、 このステ ップ 17の機能と、 一律学習補正値の修正率 MDPH0Sを記憶した R OM とで一律学習補正値修正率設定ステツプ又は手段が構成される。 ステツプ 18では、 ステツブ 14で検索されたェリァ別学習補正値 P HOSSx を今回の値 PHOSPo としてセッ トする。
ステツプ 19では、 一律学習補正値 PH0SMの修正量 DPH0SPを次式に より演算する。
DPH0SP = DPH0S ( PH0SP。 + PH0SP -】） I 2
ここで、 PH0SP-!は前回第 2の空燃比センサ 21の出力 V' 02が反 転した時のエリア別学習補正値 PHOSSx であり、 Mは正の定数 （く 1 ) である。 つまり、 該修正量 DPH0SPは反転時毎にエリア別学習補 正値 P HOSSx を平均化演算した値の所定割合分の値として設定され ステツプ 20では、 ステツプ 14で検索した一律学習補正値 PH0SMに 前記ステツブ 17で演算した修正量 DPHOSPを加算した値で一律学習補 正値 PH0SMを修正し、 該修正値で R AMに記憶される一律学習補正 値 PH0SMを更新する。 即ち、 このステップ 20の機能が一律学習補正 値修正ステツプ又は手段を構成する。
次いで、 ステップ 21では、 エリア別学習補正値マップの全運転領 域のエリア別学習補正値 P HOSSx を、 前記修正量 DPHOSPを減算した 値で修正して書き換える。 即ち、 このステップ 21の機能が第 2のェ リァ別学習補正値修正ステツプ又は手段を構成する。
ステツブ 22では、 前記ステツブ 21で演算されたェリァ別学習補正 値 P HOSSx を次回のステツプ 19での演算のため P H0SP-,としてセッ 卜する。
ステツプ 23では、 当該運転領域のエリァ別学習の進行度 PHOSSCx をカウン トアップし、 この値でェリァ別学習マップの対応する運転 領域の進行度 PHOSSCxを書き換える。 即ち、 このステップ 23の機能 と該エリァ別学習進行度 PHOSSCxを記億した R AMとでェリァ別学 習進行度記憶ステツプ又は手段が構成される。
ステツプ 15で非反転時と判定された時は、 ステツプ 16〜ステツプ 23をジャンプしてステツプ 24へ進む。
ステツプ 24では、 ステツプ 23で更新されたェリア別学習の進行度 PHOSSCxに応じて、 R OMに記憶されたェリァ別学習進行度マッブ からエリア別学習補正値修正率 DPH0S を検索して設定する。 即ち、 このステップ 24の機能と、 エリア別学習補正値の修正率 DPH0S を記 憶した R OMとでエリァ別学習補正値修正率設定ステツプ又は手段 が構成される。
ステップ 25では、 第 2の空燃比センサ 21の出力 V' 02を基準値 S Lと比較して空燃比のリ ッチ. リーンを判別する。
そして、 空燃比がリ ツチ （V' o 2 > S L ) と判定されたときには ステツプ 26へ進み、 ステツプ 14で検索されたェリァ別学習補正値 P HOSSx から所定値 DPHOSRを差し引いた値でェリァ別学習補正値 P HO SSx を修正する。
また、 空燃比がリーン （V' o 2 < S L ) と判定されたときにはス テツプ 27へ進み、 検索されたエリア別学習補正値 PHOSSx に所定値 DPHOSLを加算した値でェリァ別学習補正値 PHOSSx を修正する。
ステツプ 28ではステップ 26又は 27で修正されたェリァ別学習補正 値 P HOSSx でェリァ別学習補正値マップの対応する運転領域に記憶 されたエリア別学習補正値 PHOSSx を書き換え更新する。 即ち、 前 記ステツプ 26, 27とこのステツプ 28の機能とでェリァ別学習補正値 修正ステツプ又は手段が構成される。
ステツプ 29では、 以上のようにして更新演算された一律学習補正 値 PH0SMとエリア別学習補正値 PHOSSx とを加算して第 2の空燃比 補正量としての比例分補正量 PHOS を演算する。 即ち、 ステップ 25 と、 このステツプ 29との機能で第 2の空燃比補正量演算ステツプ又 は手段が構成される。
次にステツブ 30へ進み、 第 1 の空燃比センサ 19による リ ッチ， リ ーン判定を行う。 そして、 リーン→リ ツチの反転時にはステツプ 31 へ進んで、 空燃比フィ一ドバッ ク補正係数 α設定用のリ ツチ反転時 に与える減少方向の比例分 P R を基準値 P R0から前記第 2の空燃比 補正量 P HOS を減少した値で更新する。 次いで、 ステップ 32で空燃 比フィー ドバッ ク補正係数 を現在値から前記比例分 P R を減じた 値で更新する。
又、 リ ッチ→リーンの反転時にはステップ 33へ進み、 空燃比フィ ― ドバッ ク補正係数 設定用のリーン反転時に与える増加方向の比 例分 を基準値 P L。に第 2の空燃比補正量 P HOS を加算した値で 更新する。 次いで、 ステツプ 34で空燃比フィ一ドバッ ク補正係数ひ を現在値に前記比例分 P L を加算した値で更新する。
また、 ステツプ 13で第 1 の空燃比センサ 19の出力が反転時でない と判定された時には、 ステップ 35へ進んでリ ッチ， リーン判定を行 う。 そして、 リ ツチ時はステツプ 36へ進んで空燃比フィ一ドバッ ク 補正係数 を現在値から積分分 I R を減少した値で更新し、 リーン 時はステップ 37へ進んで積分分 I し を加算した値で更新する。
ここで、 ステップ 30〜ステップ 37の部分でステップ 31， ステップ 33による補正を除いて空燃比フィ一ドバッ ク補正係数 αを設定する 機能が第 1 の空燃比センサ 19による第 1 の空燃比補正量演算ステツ プ又は手段を構成する。 また、 ステップ 31 , ステップ 33を含めてス テップ 30〜ステツプ 37の部分が空燃比補正量演算ステツプ又は手段 を構成する。
かかる構成とすれば、 ェリァ別学習補正値及び一律学習補正値の 学習による修正を、 学習進行度に応じた修正率を用いて実行するた め、 学習進行度が低い段階では、 修正率を大き く して学習の進行を 促進することができる。 また、 学習が十分進行してからは、 修正率 を小さ く して学習精度を高めることができ、 学習の進行促進と精度 向上を両立させることができる。 そして、 このように良好な空燃比 フィー ドバッ ク制御を維持できるため、 C O , H C , N O x等の汚 染物質の排出量の低減機能を長期にわたって良好に維持できるもの である。
尚、 本実施例では、 エリア別学習補正値と一律学習補正値との双 方を学習進行度に応じて学習する構成としたため、 前記機能を可及 的に向上できる。 しかし、 一律学習補正値を設定することなく、 ェ リァ別学習補正値のみで学習を行う もので、 ェリァ別学習補正値の 学習を進行度に応じた修正率で実行するだけでも、 十分高い効果が 得られる。 また、 一律学習補正値の学習のみを進行度に応じた修正 率で実行しても十分高い効果を得られる。
第 6図及び第 7図は、 夫々一律学習補正値 P H0SM及びェリァ別学 習補正値 P H0SSx が更新されていく様子を示したものである。
く産業上の利用可能性〉
以上のように、 本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、 空燃 比フィー ドバック制御性能が向上し、 特に、 車両用内燃機関に適用 した場合には排気浄化性能に優れるため、 環境条件の改善にも多い に寄与できるものである。

Claims

言青求 の 範 面
(1) 内燃機関の排気通路に備えられた排気浄化触媒装置の上流側 の排気通路に設けられ、 空燃比によって変化する排気中特定気体分 の濃度に感応して出力値が変化する第 1 の空燃比センサと、 前記排 気浄化触媒の下流側の排気通路に設けられ、 空燃比によって変化す る排気中特定気体成分の濃度に感応して出力値が変化する第 2の空 燃比センサと、 を備える一方、
前記第 1 の空燃比センサからの出力値に応じて第 1 の空燃比補正 量を演算する第 1 の空燃比補正量演算ステツプと、
前言？第 2の空燃比センサからの出力値に応じて第 2の空燃比補正 量を演算する第 2の空燃比補正量演算ステップと、
これら第 1 の空燃比補正量と第 2の空燃比補正量とに基づいて最 終的な空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算ステツプと、 前記最終的な空燃比補正量に基づいて空燃比を目標空燃比にフィ 一ドバッ ク制御する空燃比フィ一ドバッ ク制御ステップと、
前記第 2の空燃比補正量を複数に区分された運転領域毎に補正す るためのエリァ別学習補正値を書き換え可能に記憶するエリァ別学 習捕正値記億ステツプと、
前記ェリァ別学習補正値記憶ステツプに記憶された対応する運転 領域のェリァ別学習補正値を、 第 2の空燃比センサの出力に基づい ご修正した値で書き換えるエリァ別学習補正値修正ステツプと、 を含んで構成された内燃機関の空燃比制御方法であって、 前記ェリァ別学習補正値記憶ステツプの運転領域毎に、 ェリァ別 学習補正値の学習の進行度を計測して記憶するェリァ別学習進行度 記憶ステップと、 前記ェリァ別学習補正値修正ステツプによるエリァ別学習補正値 の学習毎の修正率を、 前記ェリァ別学習進行度記憶ステツプで運転 領域毎に記憶された学習進行度に応じて設定してなるエリァ別学習 補正値修正率設定ステツプと、
を設けて構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。
(2) 前記第 2の空燃比補正量を全運転領域で一律に補正するため の一律学習補正値を書き換え可能に記憶する一律学習補正値記億ス テツブと、
前記一律学習補正値記憶ステツプで記憶された一律学習補正値を、 前記ェリァ別学習補正値を平均化演算した値を加算して修正した値 で書き換える一律学習補正値修正ステップと、
前記ェリァ別学習補正値記億ステツプで記億された全ての運転領 域のェリア別学習補正値を、 前記一律学習補正値修正ステツプによ つて加算された修正分を減算した値で、 修正して書き換える第 2の ェリァ別学習補正値修正ステツプと、
を含んで構成したことを特徴とする請求項 1 に記載の内燃機関の 空燃比制御方法。
(3) 前記エリア別学習進行度記億ステップと、 エリア別学習補正 値修正率設定ステツブに代えて又はこれらステップと共に、 前記一 律学習補正値記憶ステツプによる学習の進行度を計測して記憶する 一律学習進行度記億ステツプと、 前記一律学習補正値修正ステツプ による一律学習補正値の修正率を、 前記一律学習進行度記憶ステツ プで記憶された学習進行度に応じて設定してなる一律学習補正値修 正率設定ステツプとを含んで構成したことを特徵とする請求項 2に 記載の内燃機関の空燃比制御方法。
(4) 内燃機関の排気通路に備えられた排気浄化触媒装置の上流側 の排気通路に設けられ、 空燃比によって変化する排気中特定気体分 の濃度に感応して出力値が変化する第 1 の空燃比センサと、
前記排気浄化触媒の下流側の排気通路に設けられ、 空燃比によつ て変化する排気中特定気体成分の濃度に感応して出力値が変化する 第 2の空燃比センサと、
前記第 1 の空燃比センサからの出力値に応じて第 1 の空燃比補正 量を演算する第 1 の空燃比補正量演算手段と、
前記第 2の空燃比センサからの出力値に応じて第 2の空燃比補正 量を演算する第 2の空燃比補正量演算手段と、
これら第 1 の空燃比補正量と第 2の空燃比補正量とに基づいて最 終的な空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段と、
前記最終的な空燃比補正量に基づいて空燃比を目標空燃比にフィ ― ドバッ ク制御する空燃比フィ一ドバッ ク制御手段と、
前記第 2の空燃比補正量を複数に区分された運転領域毎に補正す るためのェリァ別学習補正値を書き換え可能に記憶するエリァ別学 習補正値記憶手段と、
前記ェリァ別学習補正値記憶手段に記憶された対応する運転領域 のエリァ別学習補正値を、 第 2の空燃比センサの出力に基づいて修 正した値で書き換えるエリァ別学習補正値修正手段と、
を含んで構成された内燃機関の空燃比制御装置であって、 前記ェリァ別学習補正値記憶手段の運転領域毎に、 ェリァ別学習 補正値の学習の進行度を計測して記億するエリァ別学習進行度記憶 手段と、
前記ェリァ別学習補正値修正手段によるエリァ別学習補正値の学 習毎の修正率を、 前記ェリァ別学習進行度記憶手段で運転領域毎に 記憶された学習進行度に応じて設定してなるエリァ別学習補正値修 正率設定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
(5) 前記第 2の空燃比補正量を全運転領域で一律に補正するため の一律学習補正値を書き換え可能に記憶する一律学習補正値記憶手 段と、
前記一律学習補正値記憶手段で記憶された一律学習補正値を、 前 記ェリァ別学習補正値を平均化演算した値を加算して修正した値で 書き換える一律学習補正値修正手段と、
前記ェリァ別学習補正値記憶手段で記憶された全ての運転領域の エリァ別学習補正値を、 前記一律学習補正値修正手段によって加算 された修正分を減算した値で、 修正して書き換える第 2のェリァ別 学習補正値修正手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項 4に記載の内燃機関の 空燃比制御装置。
(6) 前記エリ了別学習進行度記億手段と、 エリア別学習補正値修 正率設定手段に代えて又はこれら手段と共に、 前記一律学習補正値 記憶手段による学習の進行度を計測して記億する一律学習進行度記 憶手段と、 前記一律学習補正値修正手段による一律学習補正値の修 正率を、 前記一律学習進行度記憶手段で記憶された学習進行度に応 じて設定してなる一律学習補正値修正率設定手段とを含んで構成し たことを特徵とする請求項 5に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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