JP3453819B2

JP3453819B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3453819B2
Application number: JP28736593A
Authority: JP
Inventors: 淳一田賀; 友巳渡辺; 知嗣力武; 宏高木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 2003-10-06
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: JPH07119518A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの空燃比制御
装置、特に燃焼室に供給される混合気の空燃比にほぼ比
例した出力を発生するリニアＯ₂センサなどの空燃比セ
ンサを排気系に設置すると共に、該空燃比センサの出力
に基づいて上記空燃比を目標値にフィードバック制御す
るようにしたエンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用などのエンジンにおいては、燃
費性能の向上などを目的として、燃焼室に供給される混
合気の空燃比を所定の目標値に維持する空燃比制御が行
われる。この空燃比制御は、排気通路に排気ガス中の残
存酸素濃度を検出するＯ₂センサを設置すると共に、該
センサの出力が所定の目標値（例えば理論空燃比；燃料
／空気＝１４．７）よりもリッチ状態（燃料が過濃な状
態）を示すときには燃料供給量を減量し、またセンサ出
力が目標空燃比よりもリーンな状態（燃料が希薄な状
態）を示すときには燃料供給量を増量することにより、
上記空燃比を目標値に収束させるように行われる。その
場合に、上記Ｏ₂センサとしては、空気過剰率（空燃比
／理論空燃比）λの値が１を境として出力が急変する所
謂ラムダセンサが一般に使用されている。

【０００３】一方、近年においては、燃費性能の一層の
向上を図るために、リーンバーン方式のエンジンが実用
化されつつある。このリーンバーン式エンジンにおいて
は、空燃比制御の目標値を運転領域によって異なる値に
設定するようにしたものがあり、この場合、特定の運転
領域において、上記目標値として上記理論空燃比よりも
かなりリーンな値（例えば、空燃比＝２２．０）が採用
される。したがって、このようなエンジンの空燃比制御
に際しては、空燃比センサとして、空燃比にほぼ比例し
た出力を発生するリニア空燃比センサ、一般的にはリニ
アＯ₂センサが使用されることになる。

【０００４】しかしながら、例えばリニアＯ₂センサを
用いて空燃比のフィードバック制御を行う場合には、目
標空燃比の変更時にフィードバック目標値を同時に変更
するようにすると、次のような問題を発生することにな
る。

【０００５】つまり、リーンバーン領域（以下、Ｌｂ領
域という）において空燃比のフィードバック制御が行わ
れているものとすると、燃焼室に供給される混合気の空
燃比は、リニアＯ₂センサの出力に基づいて所定の目標
値（例えば、２２．０）を維持するようにフィードバッ
ク制御される。そして、この状態から運転状態が変化し
て、理論空燃比（λ＝１）を目標値とする運転領域（以
下、λ１領域という）に移行したとすると、燃焼室に供
給される混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料
供給量が調整されることになるが、その場合に燃焼室に
供給された燃料が燃焼し、その際に発生した排気ガスが
排気通路におけるリニアＯ₂センサの設置位置に到達す
るまでにタイムラグが生じることになる。この場合、ゾ
ーン移行時におけるリニアＯ₂センサの付近の雰囲気は
リーン状態であるから、空燃比を変更された新たな目標
値に収束させようとして、燃料供給量が大幅に増量され
ることになる。そして、この増量された燃料による排気
ガスが排気通路を経てリニアＯ₂センサに到達したとき
には、その周辺の雰囲気がオーバーリッチ状態となるか
ら、燃料供給量が今度は大幅に減量されることになる。
その結果、空燃比が過度にハンチングすることになっ
て、目標値への収束性がきわめて悪化することになるの
である。

【０００６】この問題に対しては、例えば特開昭６２−
１８２４５６号公報に開示されているように、目標空燃
比の変更時に、所定期間が経過するまで変更前の目標値
を用いて空燃比のフィードバック制御を行うようにした
ものがある。

【０００７】しかし、燃焼室から排出された排気ガスは
排気通路を通過する過程で混合するため、リニアＯ₂セ
ンサの出力値は、実際には、設定空燃比よりもなまった
値を示すことになる。このため、例えば目標空燃比の変
更後の排気ガスがリニアＯ₂センサの設置位置に到達す
るタイミングでフィードバック目標値を切り換えるよう
にしたとしても、センサ出力値がフィードバック目標値
に適切に対応せず、その結果、空燃比変動が発生するこ
とになって、目標空燃比の変更時におけるフィードバッ
ク制御の追従性を確保する上で改善すべき余地が残るこ
とになる。

【０００８】そこで、上記の点を考慮して、目標空燃比
を変更する際に、所定の遅延時間を設けた上で、フィー
ドバック目標値として、変更後の目標空燃比を前回値を
反映させて加重平均処理した値を用いることが考えられ
ている。

【０００９】これによれば、リニアＯ₂センサの出力値
の時間的変化に対応してフィードバック目標値が変化す
ることになり、目標空燃比の変更時における過大な空燃
比変動が防止されるものと期待される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、遅延量や加重平均係数などの制御定数を一律
に設定するようにしていたため、次のような不具合を発
生することが判明した。

【００１１】すなわち、例えばリニアＯ₂センサを例に
とると、排気ガス中の残存酸素濃度と空燃比とが正確に
比例するわけではなく、図８の実線の特性曲線で示すよ
うに、空燃比が大きくなるほど残存酸素濃度の増加度合
が小さくなる傾向を示す。

【００１２】仮に、空燃比が２２．０の混合気が燃焼し
たときに生成される排気ガスと、空燃比が１４．７の混
合気が燃焼したときに生成される排気ガスとが１：１の
比率で混合したときの残存酸素濃度をＤａとすると、リ
ニアＯ₂センサの出力値から求められる空燃比の検出値
Ｓは、濃度Ｄａを通る横線が上記特性曲線と交差すると
ころにくる。

【００１３】一方、そのときの空燃比の実際値Ｒは、空
燃比が１４．７に対応する特性曲線上の点と、空燃比が
２２．０に対応する特性曲線上の点とを破線で結んだと
きに、この破線に上記濃度Ｄａを通る横線が交差すると
ころに位置することから、空燃比の検出値Ｓが実際値Ｒ
よりも相対的にリッチな値を示すことになって、過渡時
に次のような不具合を発生することになる。

【００１４】つまり、上記例の場合、例えば運転状態が
Ｌｂ領域からλ１領域に変化したときに、図９に示すよ
うに、ゾーン移行時から所定時間Ｔ０の経過後に最終目
標空燃比を前回値を反映させて加重平均処理することに
より、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）を実線で示すように変化
させたとする。この場合、リニアＯ₂センサの出力から
求められる測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）は破線で示すように
上記目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）よりもリッチ側の値を示す
ことになる。したがって、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）が最
終目標空燃比になる前に測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）が最終
目標空燃比となり、鎖線で示すように実空燃比Ａ／Ｆ
（ｒ）が最終目標空燃比に中々収束しなくなる。

【００１５】一方、運転状態がλ１領域からＬｂ領域に
変化したときに、図１０に示すように、ゾーン移行時か
ら所定時間Ｔ０の経過後に、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）を
実線で示すように変化させたとする。この場合において
も、リニアＯ₂センサの出力から求められる測定空燃比
Ａ／Ｆ（ｓ）は破線で示すように上記目標空燃比Ａ／Ｆ
（ｏ）よりもリッチ側の値を示すことになる。このた
め、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）が最終目標空燃比に到達し
たとしても測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）が最終目標空燃比と
はならず、鎖線で示すように実空燃比Ａ／Ｆ（ｒ）が最
終目標空燃比を大幅にオーバーシュートしてしまうこと
になる。

【００１６】この発明は、燃焼室に供給される混合気の
空燃比にほぼ比例した出力を発生するリニア空燃比セン
サを用いて空燃比をフィードバック制御するようにした
ものにおいて、目標空燃比の変更時における上記の実情
に対処するもので、フィードバック制御による空燃比の
ずれを防止することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１の発明（以下、第１発明という）は、燃焼室に供給さ
れる混合気の空燃比にほぼ比例した出力を発生するリニ
ア空燃比センサを排気系に設置すると共に、複数の目標
空燃比が実現されるように上記リニア空燃比センサの出
力に基づいて上記空燃比をフィードバック制御するよう
にしたエンジンにおいて、目標空燃比の変更時に、目標
空燃比を徐々に変更すると共に、目標空燃比をリーン側
からリッチ側に変更する場合に、リッチ側からリーン側
に変更する場合に比べて上記変更速度を速くする目標空
燃比変更手段を設け、かつ、目標空燃比の設定値を前回
値を反映させて加重平均する加重平均処理手段を設ける
と共に、目標空燃比変更手段を、上記加重平均処理に用
いる加重平均係数を変更することで目標空燃比の変更速
度を変更するように構成したことを特徴とする。

【００１８】また、本願の請求項２の発明（以下、第２
発明という）は、燃焼室に供給される混合気の空燃比に
ほぼ比例した出力を発生するリニア空燃比センサを排気
系に設置すると共に、複数の目標空燃比が実現されるよ
うに上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記空燃
比をフィードバック制御するようにしたエンジンにおい
て、目標空燃比の変更時に、目標空燃比を徐々に変更す
ると共に、目標空燃比をリーン側からリッチ側に変更す
る場合に、リッチ側からリーン側に変更する場合に比べ
て上記変更速度を速くする目標空燃比変更手段を設け、
かつ、目標空燃比の変更時期を遅延させる遅延手段と、
目標空燃比をリーン側からリッチ側に変更する場合に、
リッチ側からリーン側に変更する場合に比べて上記遅延
時間を短くする遅延時間補正手段とを設けたことを特徴
とする。

【００１９】そして、本願の請求項３の発明（以下、第
３発明という）は、燃焼室に供給される混合気の空燃比
にほぼ比例した出力を発生するリニア空燃比センサを排
気系に設置すると共に、複数の目標空燃比が実現される
ように上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記空
燃比をフィードバック制御するようにしたエンジンにお
いて、目標空燃比の変更時に、目標空燃比を徐々に変更
すると共に、目標空燃比をリーン側からリッチ側に変更
する場合に、リッチ側からリーン側に変更する場合に比
べて上記変更速度を速くする目標空燃比変更手段を設
け、かつ、目標空燃比の設定値を前回値を反映させて加
重平均する加重平均処理手段を設けると共に、目標空燃
比変更手段を、上記加重平均処理に用いる加重平均係数
を変更することで目標空燃比の変更速度を変更するよう
に構成し、さらに、目標空燃比の変更時期を遅延させる
遅延手段と、目標空燃比をリーン側からリッチ側に変更
する場合に、リッチ側からリーン側に変更する場合に比
べて上記遅延時間を短くする遅延時間補正手段とを設け
たことを特徴とする。

【００２０】

【作用】上記の構成によれば次のような作用が得られ
る。

【００２１】すなわち、第１〜第３発明のいずれにおい
ても、リニア空燃比センサを用いた空燃比のフィードバ
ック制御時において、目標空燃比の変更時に、目標空燃
比が徐々に変更されると共に、その変更速度が、目標空
燃比をリーン側からリッチ側に変更する場合に、リッチ
側からリーン側に変更する場合に比べて速くされること
になるので、目標空燃比がリニア空燃比センサの出力特
性にほぼ一致することになって、フィードバック制御に
よる空燃比のずれが防止され、良好な空燃比制御性能が
得られることになる。

【００２２】そして、第１、第３発明によれば、上記の
作用が目標空燃比を変更する際に用いる加重平均係数を
変更するだけで実現されることになる。

【００２３】さらに、第２、第３発明によれば、目標空
燃比をリーン側からリッチ側に変更する場合には、リッ
チ側からリーン側に変更する場合に比べて、新たな目標
空燃比へ変更する時期が短くされることになるので、目
標空燃比がリニア空燃比センサの出力特性にさらに精度
よく対応することになって、フィードバック制御による
空燃比のずれがより確実に防止され、さらに良好な空燃
比制御性能が得られることになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２５】図１に示すように、この実施例に係るエン
ジン１は、吸、排気弁２，３を介して燃焼室４に通じる
吸気通路５及び排気通路６を有する。吸気通路５には、
上流側から、エアクリーナ７、エアフローセンサ８、ス
ロットルバルブ９、サージタンク１０及び燃料噴射弁１
１が設けられている。一方、上記排気通路６には三元触
媒式の触媒コンバータ１２が設けられていると共に、こ
の触媒コンバータ１２の上流側にリニアＯ₂センサ１３
が設置されている。ここで、リニアＯ₂センサ１３は排
気ガス中の残存酸素濃度を検出し、その濃度にほぼ比例
した出力電圧を発生するようになっている。

【００２６】この実施例においては、上記吸気通路５が
サージタンク１０の下流側に設けられた隔壁１４によっ
てメイン通路５ａとサブ通路５ｂとに画成されていると
共に、上記隔壁１４の下流端側に配置されて上記サブ通
路５ｂを開閉するシャッタ弁１５と、該シャッタ弁１５
を駆動するダイヤフラム式のアクチュエータ１６と、該
アクチュエータ１６に対する作動圧の給排を切り換える
電磁三方弁１７とが備えられている。上記アクチュエー
タ１６には、ダイヤフラム１６ａによって画成された第
１、第２圧力室１６ｂ，１６ｃが設けられていると共
に、このうち第１圧力室１６ａには、サージタンク１０
から電磁三方弁１７に導かれた負圧通路１８から分岐さ
れた分岐通路１９を介して吸気負圧が常時供給されるよ
うになっている。一方、第２圧力室１６ｂには上記電磁
三方弁１７との間に介設された制御通路２０を介して、
吸気負圧が導入されるようになっている。そして、電磁
三方弁１７をＯＮとしたときに、制御通路２０を介して
大気圧が第２圧力室１６ｂに導入され、これによって該
アクチュエータ１６が作動して、図の鎖線で示すように
上記シャッタ弁１５が開動してサブ通路５ｂが開通する
ことになる。

【００２７】さらに、このエンジン１には電子制御式の
コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）３０が備
えられている。このＥＣＵ３０には、吸気温度を検出す
る吸気温センサ３１からの吸気温信号、エアフローセン
サ８からの空気流量信号、スロットルバルブ９の開度を
検出するスロットル開度センサ３２からのスロットル開
度信号、リニアＯ₂センサ１３からの空燃比信号、エン
ジン回転数を検出する回転センサ３３からのエンジン回
転数信号、エンジン水温を検出する水温センサ３４から
の水温信号などが入力される。そして、ＥＣＵ３０は、
上記各信号に基づいて、上記シャッタ弁１５の開閉状態
と、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量とを制御するよう
になっている。

【００２８】ここで、ＥＣＵ３０が行うシャッタ弁１５
の開閉制御と燃料噴射制御の概略を説明すると、前者の
シャッタ弁１５の開閉制御は次のように行われる。

【００２９】つまり、ＥＣＵ３０はエンジン回転数Ｎｅ
とスロットル開度θとに基づいて、現在の運転領域が図
２に示すいずれの領域に属するか否かを判定する。そし
て、低回転軽負荷側に設定された開領域に属すると判定
したときには、上記電磁三方弁１７をＯＮとする。これ
により、シャッタ弁１５が開いて、エアクリーナを介し
て取り入れたれた空気が、サージタンク１０を経てメイ
ン通路５ａ及びサブ通路５ｂの両方を通って燃焼室４に
吸入されることになる。一方、ＥＣＵ３０は、運転領域
が上記閉領域を除いた残りの領域に設定された閉領域に
属すると判定したときには、上記電磁三方弁１７をＯＦ
Ｆとする。これにより、シャッタ弁１５が閉動してサブ
通路５ｂが遮断されることになって、サージタンク１０
を通過した空気がメイン通路５ａのみを通って燃焼室４
に吸入されることになる。

【００３０】一方、後者の燃料噴射制御は次のように行
われる。

【００３１】ＥＣＵ３０は、エンジン回転数Ｎｅとエア
フローセンサ８からの信号が示す空気流量Ｑから１サイ
クルあたりに燃焼室４に吸入される空気量、すなわち充
填効率Ｃｅを演算すると共に、この充填効率Ｃｅに基づ
いて所定の目標空燃比を実現する基本噴射時間Ｔｐを設
定する。

【００３２】ここで、図３に示すように、エンジン回転
数Ｎｅとスロットル開度θが示す運転領域が、高負荷側
に設定されたエンリッチ領域（以下、Ｅｒ領域という）
に属すると判定されたときには、例えば空燃比が１２．
０となるように基本噴射時間Ｔｐが設定され、また低回
転軽負荷側に設定されたＬｂ領域に属すると判定された
ときには、空燃比が２２．０となるように上記基本噴射
時間Ｔｐが設定されることになる。そして、残りのλ１
領域に属すると判定されたときには、理論空燃比である
１４．７となるように基本噴射時間Ｔｐが設定される。

【００３３】次いで、ＥＣＵ３０は空燃比のフィードバ
ック制御条件が成立しているか否かを判定する。すなわ
ち、ＥＣＵ３０は図３に斜線を付して示したＬｂ領域も
しくはλ１領域のいずれかの領域に運転領域が属すると
共に、水温センサ３４からの信号が示すエンジン水温が
所定値以上になったときにフィードバック条件が成立し
たと判定して、フィードバック制御を実行する。

【００３４】すなわち、ＥＣＵ３０はリニアＯ２センサ
１３の出力電圧を所定のマップに照らし合わせて測定空
燃比Ａ／Ｆ（ｓ）に換算した上で、この測定空燃比Ａ／
Ｆ（ｓ）と目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）（１４．７もしくは
２２．０）とを比較する。そして、測定空燃比Ａ／Ｆ
（ｓ）が目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）よりもリーンであると
判定したときには、燃料が増量するようにフィードバッ
ク補正係数Ｃｆｂを設定する一方、測定空燃比Ａ／Ｆ
（ｓ）が目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）よりもリッチであると
判定したときには、燃料が減量するようにフィードバッ
ク補正係数Ｃｆｂを設定する。さらに、必要ならばその
他の補正係数を求めて、これらの補正係数を基本噴射時
間Ｔｐに乗算した上で、無効噴射時間Ｔｖを考慮して最
終噴射時間Ｔｉを決定する。そして、この最終噴射時間
Ｔｉに応じた駆動信号を燃料噴射弁１１に出力する。

【００３５】そして、この実施例においては、エンジン
１の運転領域がＬｂ領域からλ１領域もしくはλ１領域
からＬｂ領域に移行したときには、図４のフローチャー
トで示すように目標空燃比が次のように変更されるよう
になっている。

【００３６】すなわち、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１で
ゾーン移行か否かを判定し、ＹＥＳと判定するとステッ
プＳ２を実行してエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度
θとを、基本遅延量のマップに照らし合わせることによ
り基本遅延量Ｄｂを設定する。このマップは、エンジン
回転数Ｎｅについては、図５（ａ）に示すようにエンジ
ン回転数Ｎｅが高いほど基本遅延量Ｄｂが小さくなるよ
うに設定され、またスロットル開度θについても、図５
（ｂ）に示すようにスロットル開度θが大きいほど基本
遅延量Ｄｂも小さくなるように設定されている。

【００３７】次に、ＥＣＵ３０はステップＳ３で上記ゾ
ーン移行がＬｂ領域からλ１領域への移行か否かを判定
し、ＹＥＳと判定するとステップＳ４で所定の第１遅延
補正量Ｄ１を読み込んだ上で、ステップＳ５を実行して
第１遅延補正量Ｄ１を上記ステップＳ２で求めた基本遅
延量Ｄｂに加算することにより最終遅延量Ｄｅを決定す
ると共に、ステップＳ６で後述する加重平均処理に用い
る加重平均係数Ｋとして第１係数値Ｋ１をセットする。
一方、ＥＣＵ３０は上記ステップＳ３においてＮＯと判
定したとき、すなわちλ１領域からリーン領域への移行
であると判定したときには、ステップＳ７で所定の第２
遅延補正量Ｄ２を読み込んだ上で、ステップＳ８を実行
して第２遅延補正量Ｄ２を上記ステップＳ２で求めた基
本遅延量Ｄｂに加算することにより最終遅延量Ｄｅを決
定し、またステップＳ９で加重平均係数Ｋとして第２係
数値Ｋ２をセットする。

【００３８】その場合に、上記第１遅延補正量Ｄ１は第
２遅延補正量Ｄ２よりも小さな値に設定されていると共
に、第１係数値Ｋ１については第２係数値Ｋ２よりも大
きな値に設定されている。

【００３９】したがって、運転領域が図３の矢印ｘで示
すように目標空燃比を２２．０とするＬｂ領域から目標
空燃比を１４．７とするλ１領域へ移行したときには、
矢印ｙで示すように運転領域がλ１領域からＬｂ領域へ
移行する場合に比べて最終遅延量Ｄｅが小さな値に設定
されると共に加重平均係数Ｋが大きな値に設定されるこ
とになる。

【００４０】次いで、ＥＣＵ３０はステップＳ１０を実
行して上記最終遅延量Ｄｅに対応する遅延時間が経過し
たか否かを判定して、ＹＥＳと判定するとステップＳ１
１に進んで次の関係式に従って目標空燃比Ａ／Ｆ
（ｏ）を前回値を反映させて加重平均処理する。

【００４１】 A/F(ｏ)＝A/F(ｏ)(ｉ)・Ｋ＋A/F(ｏ)(ｉ−１)・(１−Ｋ) … ここで、例えばＬｂ領域からλ１領域への移行時におい
ては、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）の今回値Ａ／Ｆ（ｏ）
（ｉ）として１４．７がセットされると共に、加重平均
係数Ｋとして第１係数値Ｋ１が使用されることになる。
また、λ１領域からＬｂ領域への移行時においては、目
標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）の今回値Ａ／Ｆ（ｏ）（ｉ）とし
て２２．０がセットされると共に、加重平均係数Ｋとし
て第２係数値Ｋ２が使用される。したがって、Ｌｂ領域
からλ１領域への移行時には、λ１領域からＬｂ領域へ
移行する場合に比べて、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）が速く
変化することになる。

【００４２】次に、実施例の作用を説明する。

【００４３】今、図３の矢印ｘで示すように、運転領域
がＬｂ領域からλ１領域へ変化したとすると、図６に示
すように上記最終遅延量Ｄｅに対応する遅延時間Ｔ１が
経過した後、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）が実線で示すよう
に徐々にリッチ側に変化することになる。その場合に、
目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）の変更処理が早期に開始される
と共に、その変更速度が速くなる。これにより、図の破
線で示すリニアＯ₂センサ１３の出力から求められる測
定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）に精度よく対応して目標空燃比Ａ
／Ｆ（ｏ）が変化することになり、それに伴って実空燃
比Ａ／Ｆ（ｒ）も測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）に対応して変
化することになって、従来に比べて空燃比のずれが殆ど
生じることがない。

【００４４】一方、図３の矢印ｙで示すように、運転領
域がλ１領域からＬｂ領域へ変化したとすると、図７に
示すように上記最終遅延量Ｄｅに対応する遅延時間Ｔ２
が経過した後、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）が実線で示すよ
うに徐々にリーン側に変化することになる。その場合
に、目標空燃比Ａ／Ｆ（ｏ）の変更処理が、Ｌｂ領域か
らλ１領域への移行時に比べて相対的に遅れて開始され
ると共に、その変更速度が遅くなる。これにより、図の
破線で示すリニアＯ₂センサ１３の出力から求められる
測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）に精度よく対応して目標空燃比
Ａ／Ｆ（ｏ）が変化することになり、それに伴って実空
燃比Ａ／Ｆ（ｒ）も測定空燃比Ａ／Ｆ（ｓ）に対応して
変化することになって、この場合においても従来に比べ
て空燃比のずれが殆ど生じることがなくなる。

【００４５】以上のようにして、Ｌｂ領域からλ１領域
への移行時と、λ１領域からＬｂ領域への移行時のいず
れにおいても、良好な空燃比制御精度が得られることに
なる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、リニアＯ
₂センサなどのリニア空燃比センサを用いた空燃比のフ
ィードバック制御時において、目標空燃比の変更時に、
目標空燃比が徐々に変更されると共に、その変更速度
が、目標空燃比をリーン側からリッチ側に変更する場合
に、リッチ側からリーン側に変更する場合に比べて速く
されることになるので、目標空燃比がリニア空燃比セン
サの出力特性にほぼ一致することになって、フィードバ
ック制御による空燃比のずれが防止され、良好な空燃比
制御性能が得られることになる。

【００４７】そして、実施例のように、目標空燃比をリ
ーン側からリッチ側に変更する場合には、リッチ側から
リーン側に変更する場合に比べて、新たな目標空燃比へ
変更する時期を短くすることにより、目標空燃比がリニ
ア空燃比センサの出力特性にさらに精度よく対応するこ
とになって、フィードバック制御による空燃比のずれが
より確実に防止され、さらに良好な空燃比制御性能が得
られることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの制御システム図である。

【図２】シャッタ弁の開閉領域を示すマップの説明図
である。

【図３】空燃比制御領域を示すマップの説明図であ
る。

【図４】ゾーン移行時における目標空燃比の変更処理
を示すフローチャート図である。

【図５】エンジン回転数とスロットル開度とをパラメ
ータとする基本遅延量のマップの説明図である。

【図６】実施例によるＬｂ領域からλ１領域への移行
時における目標空燃比とリニアＯ₂センサから求めた測
定空燃比との関係を示すタイムチャート図である。

【図７】実施例によるλ１領域からＬｂ領域への移行
時における目標空燃比とリニアＯ₂センサから求めた測
定空燃比との関係を示すタイムチャート図である。

【図８】リニアＯ₂センサによる残存酸素濃度と空燃
比との対応関係を示す特性図である。

【図９】従来におけるＬｂ領域からλ１領域への移行
時に生じる問題点を示す目標空燃比とリニアＯ₂センサ
から求めた測定空燃比との関係を示すタイムチャート図
である。

【図１０】従来におけるλ１領域からＬｂ領域への移
行時に生じる問題点を示す目標空燃比とリニアＯ₂セン
サから求めた測定空燃比との関係を示すタイムチャート
図である。

【符号の説明】

１エンジン１１燃料噴射弁１３リニアＯ₂センサ３０ＥＣＵ３２スロットル開度センサ３３回転センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木宏広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開平７−103033（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−38843（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−103437（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−226252（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−189336（ＪＰ，Ａ) 特開平６−101541（ＪＰ，Ａ) 特開平５−133260（ＪＰ，Ａ) 特開平５−306641（ＪＰ，Ａ) 特開平４−81539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室に供給される混合気の空燃比にほ
ぼ比例した出力を発生するリニア空燃比センサを排気系
に設置すると共に、複数の目標空燃比が実現されるよう
に上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記空燃比
をフィードバック制御するようにしたエンジンの空燃比
制御装置であって、目標空燃比の変更時に、目標空燃比
を徐々に変更すると共に、目標空燃比をリーン側からリ
ッチ側に変更する場合に、リッチ側からリーン側に変更
する場合に比べて上記変更速度を速くする目標空燃比変
更手段が設けられており、かつ、目標空燃比の設定値を
前回値を反映させて加重平均する加重平均処理手段が設
けられていると共に、目標空燃比変更手段は、上記加重
平均処理に用いる加重平均係数を変更することで目標空
燃比の変更速度を変更するように構成されていることを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】燃焼室に供給される混合気の空燃比にほ
ぼ比例した出力を発生するリニア空燃比センサを排気系
に設置すると共に、複数の目標空燃比が実現されるよう
に上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記空燃比
をフィードバック制御するようにしたエンジンの空燃比
制御装置であって、目標空燃比の変更時に、目標空燃比
を徐々に変更すると共に、目標空燃比をリーン側からリ
ッチ側に変更する場合に、リッチ側からリーン側に変更
する場合に比べて上記変更速度を速くする目標空燃比変
更手段が設けられており、かつ、目標空燃比の変更時期
を遅延させる遅延手段と、目標空燃比をリーン側からリ
ッチ側に変更する場合に、リッチ側からリーン側に変更
する場合に比べて上記遅延時間を短くする遅延時間補正
手段とが設けられていることを特徴とするエンジンの空
燃比制御装置。
【請求項３】燃焼室に供給される混合気の空燃比にほ
ぼ比例した出力を発生するリニア空燃比センサを排気系
に設置すると共に、複数の目標空燃比が実現されるよう
に上記リニア空燃比センサの出力に基づいて上記空燃比
をフィードバック制御するようにしたエンジンの空燃比
制御装置であって、目標空燃比の変更時に、目標空燃比
を徐々に変更すると共に、目標空燃比をリーン側からリ
ッチ側に変更する場合に、リッチ側からリーン側に変更
する場合に比べて上記変更速度を速くする目標空燃比変
更手段が設けられており、かつ、目標空燃比の設定値を
前回値を反映させて加重平均する加重平均処理手段が設
けられていると共に、目標空燃比変更手段は、上記加重
平均処理に用いる加重平均係数を変更することで目標空
燃比の変更速度を変更するように構成されており、さら
に、目標空燃比の変更時期を遅延させる遅延手段と、目
標空燃比をリーン側からリッチ側に変更する場合に、リ
ッチ側からリーン側に変更する場合に比べて上記遅延時
間を短くする遅延時間補正手段とが設けられていること
を特徴とするエンジンの空燃比制御装置。