JP6316471B1 - エンジン制御装置およびエンジン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸素センサの出力特性を補正し、空燃比フィードバック制御を行うエンジン制御装置を得る。【解決手段】エンジンの運転状態情報を検出する各種センサと、酸素センサと、運転状態情報および酸素センサの出力電圧値に基づいてエンジンへの燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御手段とを備えたエンジン制御装置であって、空燃比フィードバック制御手段は、各種センサの検出結果に基づく運転状態情報に応じて出力電圧値を補正するための係数を算出し、係数による補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施し、エンジンへの燃料噴射量を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの排ガス中の酸素濃度に感応して理論空燃比付近でセンサ出力電圧が大きく変化する酸素センサを、単気筒または複数気筒に備えた車両用等のエンジン制御に関し、特に、酸素センサの出力電圧に基づき燃料噴射量を調整することにより、実空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するようにしたエンジン制御装置およびエンジン制御方法に関するものである。

従来のエンジン制御においては、理論空燃比付近でセンサ出力電圧が大きく変化する酸素センサを用いて、リッチ状態であるかリーン状態であるかの判定結果のみに基づく空燃比フィードバック制御を実施していた。

近年、排ガス規制強化に伴い、過渡運転状態においても、素早く理論空燃比に収束させることが必要となっている。そのため、酸素センサの出力値としての出力電圧を空燃比データに変換し、空燃比データから実際の空燃比である実空燃比を算出し、この実空燃比と目標空燃比である理論空燃比との偏差、つまり、空燃比偏差に基づき、空燃比フィードバック制御を行うことが考えられてきた（例えば、特許文献１参照）。

特に、二輪車においては、二輪車用の排ガスの実空燃比をリニアに測定するリニア空燃比センサがない。このため、上述したような空燃比偏差に基づき、空燃比フィードバック制御を行うことが必要となっている。

一方、酸素センサを用いた空燃比フィードバック制御の場合には、理論空燃比以外の領域に対して適応することができない理由として、以下のことが考えられる。本来、酸素センサは、理論空燃比付近を測定することを目的としている。従って、酸素センサは、理論空燃比付近では、出力が急変するものの、理論空燃比付近からはなれると、空燃比変化に対する酸素出力の変化量が小さくなる。この結果、酸素センサ出力電圧の微小なバラツキであっても、空燃比の検出結果が大きく異なる可能性があるという点があげられる。

酸素センサ出力電圧のバラツキが発生する主な要因として、酸素センサの温度特性が挙げられる。酸素センサの温度が変化すると、酸素センサの温度特性によって、理論空燃比以外の酸素センサ出力電圧が変化してしまう。このことから、理論空燃比以外では、空燃比を正確に測定することが困難となっていた。

酸素センサの温度特性を考慮するには、酸素センサの温度を検出する必要がある。しかしながら、通常は、温度を検出するためのセンサは、酸素センサには搭載されていない。

そして、酸素センサの温度を考慮する方法としては、エンジン回転速度およびスロットル開度に基づいて、センサ温度を推定することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２によると、推定した酸素センサ温度に基づいて、酸素センサ出力電圧から変換された空燃比（以下、測定空燃比と称す）の値を補正することが考えられている。

この方法は、エンジンの運転領域により排気温度が変化し、それによりセンサ温度が変化することを考慮したものである。

特許第５８５１５６９号公報 特許第４６０７１６３号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献２のように、推定した酸素センサ温度に基づいて測定空燃比を補正するには、測定空燃比が実空燃比となるように補正係数を持つ必要がある。しかしながら、酸素センサ出力電圧と空燃比の関係は、線形ではない。このため、補正係数を求める処理が複雑化するおそれがあった。

例えば、測定空燃比と酸素センサ温度推定値で求められるマップデータで、補正係数を決めることが考えられる。しかしながら、このマップデータは、測定空燃比に応じて補正係数が大きく変化する。このため、測定空燃比や酸素センサ温度推定値に若干の誤差が発生するだけで、補正後の空燃比が大きく変化してしまう。この結果、その補正された空燃比を用いて空燃比フィードバック制御を行うと、目標空燃比への収束が遅くなる、あるいはフィードバック制御が発振するといったおそれがあった。

また、実空燃比は、刻一刻と変化する。このため、測定空燃比に応じて補正係数を算出すると、計算遅れが発生してしまい、測定空燃比を実空燃比と一致させることは困難となるおそれがあった。

また、酸素センサ温度を推定するためには、様々な運転状態における酸素センサ温度を測定し、データとして持っておく必要がある。さらに、酸素センサ温度を測定するためには、実験車両に酸素センサ温度を測定するための温度センサを後付けする必要がある。このため、開発車両が変わる毎に、このような後付けのセンサを準備することは、非常に手間が掛り、実務的には困難であった。

また、酸素センサ温度の変化が、酸素センサ出力電圧に出るのにも遅れが生じる。このため、この遅れを補正するための制御の追加も必要となる可能性があり、空燃比フィードバック制御処理の複雑化を招くおそれがあった。

さらに、酸素センサ温度推定値のズレ、あるいは補正後の空燃比のズレが許容できない場合には、再度、各データの設定をやり直すことによるロスが発生するおそれや、追加で制御を入れることにより、空燃比フィードバック制御処理の複雑化を招くおそれがあった。

本発明は、上記の課題を鑑み、酸素センサ温度の推定を不要とした上で、酸素センサの出力特性を補正し、空燃比フィードバック制御を行うエンジン制御装置およびエンジン制御方法を得ることを目的とする。

本発明に係るエンジン制御装置は、エンジン温度、エンジン回転速度、スロットル開度を含むエンジンの運転状態情報を検出する各種センサと、エンジンの排ガス中の酸素濃度に感応して出力電圧値が変化する酸素センサと、運転状態情報および出力電圧値に基づいてエンジンへの燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御手段とを備えたエンジン制御装置であって、空燃比フィードバック制御手段は、直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、各種センサの検出結果に基づく運転状態情報に応じて出力電圧値を補正するための係数である酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、酸素センサ出力電圧補正係数による補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施し、エンジンへの燃料噴射量を調整するものである。

また、本発明に係るエンジン制御方法は、エンジン温度、エンジン回転速度、スロットル開度を含むエンジンの運転状態情報を検出する各種センサと、エンジンの排ガス中の酸素濃度に感応して出力電圧値が変化する酸素センサと、運転状態情報および出力電圧値に基づいてエンジンへの燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御手段とを備えたエンジン制御装置において、空燃比フィードバック制御手段により実行されるエンジン制御方法であって、直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、各種センサの検出結果に基づく運転状態情報に応じて出力電圧値を補正するための係数である酸素センサ出力電圧補正係数を算出する第１ステップと、酸素センサ出力電圧補正係数による補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて空燃比フィードバック制御補正量を算出する第２ステップと、空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施し、エンジンへの燃料噴射量を調整する第３ステップとを有するものである。

本発明によれば、直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、車両の運転状態に応じて変化する酸素センサ出力電圧を補正し、空燃比フィードバック制御を行う構成を備えている。この結果、酸素センサ温度の推定を不要とした上で、酸素センサの出力特性を補正し、空燃比フィードバック制御を行うエンジン制御装置およびエンジン制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置がエンジンに取り付けられた状態を示す構成図である。 本発明の実施の形態１に用いられる酸素センサの出力特性を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置内のコントロールユニットの機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に用いられる酸素センサの出力電圧を空燃比に置き換えた場合の特性を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る実空燃比を切り替えた場合の、酸素センサ温度の変化を示す図である。 本発明の実施の形態１において、酸素センサ出力電圧補正係数を調整する際の、エンジン回転速度、酸素センサ温度、酸素センサ出力電圧、空燃比フィードバック補正量、実空燃比の各遷移状態について説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る空燃比フィードバック制御手段の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る空燃比フィードバック制御手段の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明のエンジン制御装置およびエンジン制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置がエンジンに取り付けられた状態を示す構成図である。図１において、コントロールユニット１は、エンジン制御装置の主要部を構成するＣＰＵおよびメモリを含むマイクロコンピュータからなる。そして、このコントロールユニット１は、エンジン１９の全体の動作を制御するためのプログラムやマップデータを格納している。

エンジン１９に吸入空気Ａを導入する吸気管１４には、吸気温センサ２、スロットル弁３、スロットルポジションセンサ４、吸気圧センサ５、および燃料噴射モジュール８が設けられている。

ここで、吸気温センサ２は、エンジン１９への吸入空気Ａの温度（吸気温）Ｔａを計測するセンサである。スロットル弁３は、スロットルアクチュエータ４Ａにより開閉駆動される弁である。スロットルポジションセンサ４は、スロットル弁３の開度θを計測するセンサである。吸気圧センサ５は、スロットル弁３の下流の吸気圧Ｐａを計測するセンサである。さらに、燃料噴射モジュール８は、燃料を噴射するためのインジェクタである。

また、エンジン１９には、エンジン温度センサ６、クランク角センサ７、および点火プラグ９Ａが設けられている。ここで、エンジン温度センサ６は、エンジン１９の壁面温度または冷却水の温度Ｔｗ（以下、この温度ＴＷのことを、エンジン温度ＴＷと称す）を計測するセンサである。クランク角センサ７は、エンジン回転速度Ｎｅおよびクランク位置に対応したクランク角信号ＳＧＴ（パルス）を出力するセンサである。さらに、点火プラグ９Ａは、点火コイル９により駆動されるプラグである。

さらに、エンジン１９からの排ガスＡｈを排出する排気管１０には、酸素センサ１１、および三元触媒コンバータ１２（以下、単に「三元触媒１２」と称す）が設けられている。ここで、酸素センサ１１は、空燃比センサとして機能するセンサである。さらに、三元触媒１２は、排ガスＡｈを浄化するための三元触媒コンバータである。

酸素センサ１１からの酸素センサ出力電圧ＶＡＦは、排ガスＡｈ中の酸素濃度に感応して変化する。

酸素センサ１１は、試験管状のジルコニア素子の両面に白金電極が設けられた構成からなる。さらに、酸素センサ１１は、各白金電極を保護するために、白金電極の外側がセラミックスでコーティングされた構成を有している。すなわち、酸素センサ１１は、高温で内外面の酸素濃度差があると起電力を発生する、というジルコニア素子の性質を用いている。

図２は、本発明の実施の形態１に用いられる酸素センサ１１の出力特性を示す説明図である。図２において、横軸は、実空燃比であり、縦軸は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦである。また、図２において、実線は、基準温度Ｔｓｔにおける出力特性、破線は、基準温度Ｔｓｔよりも低温の場合の出力特性、２点鎖線は、基準温度Ｔｓｔよりも高温の場合の出力特性、をそれぞれ示している。

酸素センサ出力電圧ＶＡＦ［Ｖ］は、理論空燃比（＝１４．７）を境界として急変する。具体的には、酸素センサ出力電圧ＶＡＦ［Ｖ］は、理論空燃比よりもリッチ側では起電力が高く、理論空燃比よりもリーン側では起電力が低くなる特性を有している。また、理論空燃比を境界とした酸素センサ出力電圧ＶＡＦの変化量は、センサ素子温度が高くなるほど小さくなる。

酸素センサ１１および各種センサ２、４〜７による検出信号は、エンジン１９の運転状態を示す情報（運転状態情報）として、コントロールユニット１に入力される。コントロールユニット１は、各種の運転状態情報（吸気温Ｔａ、スロットル開度θ、吸気圧Ｐａ、エンジン温度Ｔｗ、エンジン回転速度Ｎｅ、クランク角信号ＳＧＴ、酸素センサ出力電圧ＶＡＦ）に基づいて、各種アクチュエータ４、８、９に対する駆動信号を出力する。

また、コントロールユニット１は、エンジン１９の制御状態や警告情報などを車両の運転者に知らせる装置として、表示装置１３が接続されている。

コントロールユニット１は、運転状態に基づき、吸気管１４に対する適切な燃料噴射時期および燃料噴射量を演算して、燃料噴射モジュール８に対する駆動信号を出力する。

また、コントロールユニット１は、運転状態に基づき、適切な点火時期を演算して、点火信号を点火コイル９に出力することで、点火プラグ９Ａに火花放電用の高電圧を印加して、エンジン１９の燃焼室内の混合気を爆発燃焼させる。

エンジン１９からの排ガスＡｈは、排気管１０から大気中に排出される。そして、この排気管１０には、排気浄化用の三元触媒１２が設けられている。三元触媒１２は、排ガスＡｈの有毒成分を低減させる有効な装置であり、ＨＣまたはＣＯの酸化反応と、ＮＯｘの還元反応とが同時に行われる。

図３は、本発明の実施の形態１に係るエンジン制御装置内のコントロールユニット１の機能構成を示すブロック図である。図３において、各種センサ１５は、図１内の各センサ２、４〜７を含み、運転状態情報として、吸気温Ｔａ、スロットル開度θ、吸気圧Ｐａ、エンジン温度Ｔｗ、エンジン回転速度Ｎｅ、クランク角信号ＳＧＴをコントロールユニット１に入力する。同様に、酸素センサ１１は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦをコントロールユニット１に入力する。

コントロールユニット１は、点火時期制御手段（図示せず）に加えて、燃料噴射制御手段に関連した空燃比フィードバック制御手段２０を備えている。そして、コントロールユニット１は、各種センサ１５からの運転状態情報、および酸素センサ出力電圧ＶＡＦに基づいて、エンジン１９への燃料噴射量を調整するようになっている。

コントロールユニット１内の空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦを用いて実空燃比を理論空燃比に一致させるように、空燃比フィードバック制御を行う。

空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ出力電圧の補正係数を算出する補正係数算出手段２２、酸素センサ出力電圧を補正する出力電圧補正手段２３、比例ゲイン演算手段２４、積分ゲイン演算手段２５、および空燃比フィードバック制御の補正量を演算する制御補正量演算手段２６を備えている。

補正係数算出手段２２は、各種センサからの運転状態情報を基に、酸素センサ１１の温度特性を考慮し、酸素センサ出力電圧ＶＡＦを補正するための補正係数Ｋｇａｉｎを算出する。

今回、酸素センサ出力電圧ＶＡＦを補正する方法として、係数を用いている理由について説明する。実際に、ある一定運転状態（例えば、ギア３速、エンジン回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］）で、酸素センサ１１に内蔵されているヒータをＰＷＭデューティ駆動させることにより、酸素センサ１１の温度変化を模擬し、実空燃比−酸素センサ出力電圧特性を確認した。

その結果、ＰＷＭデューティ１００％で駆動した状態で測定した実空燃比−酸素センサ出力電圧特性と、ＰＷＭデューティ２０％で駆動した状態で測定した実空燃比−酸素センサ出力電圧特性に係数（例えば、０．８７）を掛けた特性が一致することを確認した。

また、以下の酸素センサ電圧を求める式（ネルンストの式）からも、酸素センサ温度と酸素センサ出力電圧が比例関係にあることが分かる。

このような確認の結果、酸素センサ出力電圧ＶＡＦを補正する方法として、係数を用いている。

一方、酸素センサ出力電圧を空燃比に置き換えた測定空燃比に対し、酸素センサ温度で補正する場合について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１に用いられる酸素センサの出力電圧を空燃比に置き換えた場合の特性を示す説明図である。図４において、横軸は、実空燃比であり、縦軸は、測定空燃比である。

基準温度Ｔｓｔで酸素センサ１１を用いて空燃比を測定した場合、実空燃比と測定空燃比は、一致する。それに対し、基準温度Ｔｓｔよりも高温側で酸素センサ１１を用いて空燃比を測定すると、図４に示すように、基準温度Ｔｓｔのときよりも測定空燃比の変化が小さくなってしまう。

高温での測定空燃比を基準温度Ｔｓｔの測定空燃比に一致させるためには、測定空燃比毎に別々の係数を掛けて補正しなければならない。従って、もし酸素センサ１１の温度特性を考慮して測定空燃比を補正する場合には、酸素センサ温度と測定空燃比に応じて補正する必要がある。この結果、空燃比フィードバック制御処理の複雑化を招くおそれがあった。

このような問題に鑑み、本発明は、酸素センサの温度変化が大きい運転状態に着目して、酸素センサ出力電圧の補正係数を算出する点を技術的特徴としている。そこで、いくつかの車両運転状態の具体例をピックアップして、以下に説明する。

１つ目の車両運転状態として、エンジンが始動した直後か否かに着目した。エンジンが始動した直前は、酸素センサの周辺温度は、常温である。このため、酸素センサ１１の温度も低く、エンジン始動後は、排気温度の影響を受けて、酸素センサ温度も上昇していくことが考えられる。

２つ目の車両運転状態として、車両が加速、減速しているか否かに着目した。車両の加速または減速に着目して酸素センサ電圧を補正している理由としては、以下の点が挙げられる。実際に、ある一定運転状態（例えば、ギア３速、エンジン回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］）で走行した場合と、加減速を繰り返し行った場合とで、酸素センサ温度に差（約１００℃）があることが分かったからである。

３つ目の車両運転状態として、燃料カット中であるか否かに着目した。燃料カット中は、エンジン内部での燃焼が無い。このため、排気温度が低下し、酸素センサ１１の温度も低くなる。一方、燃料カットが終了した後は、排気温度も上昇し、この排気温度の影響を受けて、酸素センサ温度も上昇すると考えられる。

４つ目の車両運転状態として、空燃比がリッチあるいはリーンである場合に着目した。空燃比がリッチあるいはリーンである場合に着目して酸素センサ電圧を補正している理由としては、以下の点が挙げられる。図５は、本発明の実施の形態１に係る実空燃比を切り替えた場合の、酸素センサ温度の変化を示す図である。実際に、ある一定運転状態（例えばギア３速、エンジン回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］）で、実空燃比を１４．７として走行した場合と、実空燃比を１３として走行した場合とでは、図５に示すように、酸素センサ温度に差があることが分かったからである。

なお、今回は、酸素センサ１１の温度変化が大きい運転状態に着目して、酸素センサ出力電圧を補正することを検討した。ただし、酸素センサ力電圧の補正を行うに当たっては、係数を用いているので、特に、温度変化が大きい場合に限定することなく、温度変化が小さい場合であっても、補正することが可能である。

出力電圧補正手段２３は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦと酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎを用いて、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐを算出する。

図２に示すように、酸素センサ出力電圧ＶＡＦに酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎを掛けることにより、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐが算出され、基準温度Ｔｓｔでの酸素センサ出力電圧ＶＡＦに一致させる事ができることが分かる。

比例ゲイン演算手段２４は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づいて、空燃比フィードバック制御の比例項に対応した比例ゲインＧｐを演算する。

なお、ここでは、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づいて空燃比フィードバック制御の比例項に対応した比例ゲインＧｐを演算する手法を採用する場合について説明した。しかしながら、この手法以外にも、例えば、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐから実空燃比を算出し、実空燃比と目標空燃比との差分である空燃比偏差より、比例ゲインＧｐを演算する手法を採用することも可能である。

積分ゲイン演算手段２５は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づいて、空燃比フィードバック制御の積分項に対応した積分ゲインＧｉを演算する。

なお、ここでは、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づいて空燃比フィードバック制御の積分項に対応した積分ゲインＧｉを演算する手法を採用する場合について説明した。しかしながら、この手法以外にも、例えば、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐから実空燃比を算出し、実空燃比と目標空燃比との差分である空燃比偏差より、積分ゲインＧｉを演算する手法を採用することも可能である。

空燃比フィードバック制御補正量演算手段２６は、比例ゲインＧｐと積分ゲインＧｉに基づき、空燃比フィードバック制御補正量Ｋｆｂを決定する。

また、コントロールユニット１は、空燃比フィードバック制御手段２０のほかに、基本燃料噴射量演算手段２１、最終燃料噴射量演算手段２７、および燃料噴射駆動手段２８を備えている。基本燃料噴射量演算手段２１は、各種センサからの情報を基に基本燃料噴射量Ｔｂａｓｅを決定する演算手段である。

基本燃料噴射量演算手段２１は、クランク角信号ＳＧＴに基づくエンジン回転速度Ｎｅと、スロットルポジションセンサ４からのスロットル開度θとに基づく運転領域に応じて決定される燃料噴射量を演算する。あるいは、基本燃料噴射量演算手段２１は、エンジン回転速度Ｎｅと吸気圧センサ５からの吸気圧Ｐａとに基づく運転領域に応じて決定される燃料噴射量を演算する。

さらに、基本燃料噴射量演算手段２１は、吸気温センサ２からの吸気温Ｔａによる燃料噴射量補正、エンジン温度センサ６からのエンジン温度Ｔｗによる燃料噴射量補正、および各種運転状態に応じた燃料噴射量補正を実行し、基本燃料噴射量Ｔｂａｓｅを決定する。

最終燃料噴射量演算手段２７は、基本燃料噴射量Ｔｂａｓｅと空燃比フィードバック制御補正量Ｋｆｂから最終燃料噴射量Ｔｄｒｖを決定する演算手段である。具体的には、最終燃料噴射量演算手段２７は、空燃比フィードバック制御補正量Ｋｆｂにて基本燃料噴射量Ｔｂａｓｅを補正し、最終燃料噴射量Ｔｄｒｖを算出する。また、燃料噴射駆動手段２８は、最終燃料噴射量Ｔｄｒｖを用いて、燃料噴射モジュール８を駆動する。

次に、図６を基に、酸素センサ電圧補正係数をどのように決定するかについて、具体的に説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、酸素センサ出力電圧補正係数を調整する際の、エンジン回転速度、酸素センサ温度、酸素センサ出力電圧、空燃比フィードバック補正量、実空燃比の各遷移状態について説明する図である。

図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）の横軸は、時刻を表す。図６（ａ）の縦軸は、エンジン回転速度、図６（ｂ）の縦軸は、酸素センサ温度、図６（ｃ）の縦軸は、酸素センサ出力電圧補正係数、図６（ｄ）の縦軸は、酸素センサ出力電圧、図６（ｅ）の縦軸は、空燃比フィードバック補正量、図６（ｆ）の縦軸は、実空燃比、をそれぞれ示している。

なお、通常、空燃比フィードバック補正量を決定する際には、実験車両に後付けのリニア空燃比センサを取り付けて実空燃比を測定している。

先ず、時刻ｔ１において、図６（ａ）に示す通り、ある一定運転状態（例えば、ギア３速、エンジン回転速度５０００［ｒ／ｍｉｎ］）において、空燃比フィードバック制御を実施する。なお、この運転状態を基準運転状態とし、酸素センサの温度を基準温度とする。

このような基準運転状態で、図６（ｆ）のように実空燃比が理論空燃比に素早く収束するように、比例ゲイン、積分ゲインを決定し、図６（ｅ）の通り、空燃比フィードバック補正量が決定される。

次に、時刻ｔ２において、図６（ａ）に示す通り、別の運転状態（例えば、ギア３速、エンジン回転速度３０００［ｒ／ｍｉｎ］）で空燃比フィードバックを行い、実空燃比が理論空燃比に収束する挙動を確認する。

このとき、図６（ｂ）に示す通り、酸素センサの温度が低温側に変化するので、図６（ｄ）のように、酸素センサ出力電圧の振幅が大きくなる。酸素センサ出力電圧の振幅が大きくなると、実空燃比が過度なリーンまたは過度なリッチであると誤認識されてしまう。このため、比例ゲインおよび積分ゲインのリッチ化するゲインおよびリーン化するゲインがそれぞれ大きくなるため、空燃比フィードバック補正量の振幅も大きくなる。その結果、図６（ｆ）で示す通り、実空燃比の振幅も大きくなってしまう。

次に、時刻ｔ３において、図６（ｆ）の実空燃比の挙動を見ながら、図６（ｃ）のように、酸素センサ出力電圧補正係数を調整する。その結果、図６（ｆ）のように、実空燃比の振幅を基準運転状態の挙動と同等にすることができる。

以下、図１〜図６とともに、フローチャートを参照しながら、空燃比フィードバック制御手段２０の動作について、詳細に説明する。図７および図８は、本発明の実施の形態１に係る空燃比フィードバック制御手段の動作を示すフローチャートである。なお、これら図７、図８の処理は、所定の制御周期毎、またはクランク角信号ＳＧＴに同期して行われるもととする。

図７において、まず、空燃比フィードバック制御手段２０は、ステップＳ１において、エンジン１９の運転状態を示す各センサの信号を読み込む。すなわち、空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ１１および各種センサ１５（吸気温センサ２、スロットルポジションセンサ４、吸気圧センサ５、エンジン温度センサ６、クランク角センサ７）からの出力信号（クランク角信号ＳＧＴから演算されるエンジン回転速度Ｎｅなど）を読込む。

次に、ステップＳ２において、空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦに基づき、酸素センサ１１が活性化してから一定時間経過しているか否かを判断する。そして、酸素センサ１１が活性化してから一定時間経過していないと判断された場合には、ステップＳ３に進む。

酸素センサ１１が活性化しているか否かを判断する方法としては、以下のようなものが考えられる。酸素センサ出力電圧が所定電圧範囲内である状態で一定時間が経過した場合に、酸素センサ１１が活性化していると判定することができる。また、酸素センサ１１にヒータが搭載されている場合には、ヒータを駆動して所定時間経過した場合に、酸素センサ１１が活性化していると判定してもよい。あるいは、酸素センサ電圧の状態とヒータの駆動状態を組み合わせて、酸素センサ１１が活性しているか否か判定してもよい。

ステップＳ３に進んだ場合には、空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ１１が活性化した後に空燃比フィードバック制御するときに備えて、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック開始時用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿１ｓｔに、酸素センサ活性時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ａｃｔを代入し、ステップＳ９へ進む。

一方、先のステップＳ２において、酸素センサ１１が活性化してから一定時間経過していると判断された場合には、ステップＳ４に進む。

そして、ステップＳ４において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジンの運転状態から、以下の条件１および条件２がともに成立しているか否かを判定する。
［条件１］空燃比フィードバック制御条件が成立した初回か否か。
［条件２］空燃比フィードバック制御条件成立前にリーン状態が一定時間継続しているか否か。

空燃比フィードバック制御手段２０は、条件１、条件２がともに成立していると判定した場合には、ステップＳ５に進む。そして、ステップＳ５において、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック制御前に空燃比がリーン状態で一定時間継続していることで、酸素センサ温度が変化していることに備えて、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック開始時用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿１ｓｔに、リーン状態継続用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｌｅａｎを代入し、ステップＳ９へ進む。

一方、ステップＳ４において、条件１または条件２の少なくともいずれか一方が成立していないと判定された場合には、ステップＳ６に進む。

そして、ステップＳ６において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジンの運転状態から、以下の条件１、条件３がともに成立しているか否かを判定する。
［条件１］空燃比フィードバック制御条件が成立した初回か否か。
［条件３］空燃比フィードバック制御条件成立前にリッチ状態が一定時間継続しているか否か。

空燃比フィードバック制御手段２０は、条件１、条件３がともに成立していると判定した場合には、ステップＳ７に進む。そして、ステップＳ７において、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック制御前に空燃比がリッチ状態で一定時間継続していることで、酸素センサ温度が変化していることに備えて、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック開始時用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿１ｓｔに、リッチ状態継続用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｒｉｃｈを代入し、ステップＳ９へ進む。

一方、ステップＳ６において、条件１または条件３の少なくともいずれか一方が成立していないと判定された場合には、ステップＳ８に進む。

そして、ステップＳ８において、空燃比フィードバック制御手段２０は、時間経過により酸素センサの温度が飽和することを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック開始時用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿１ｓｔが１．０となるように漸減または漸増し、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９に進んだ場合には、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジン温度センサからのエンジン温度が一定値より低いか否かを判断する。そして、エンジン温度が一定値より低いと判断された場合には、ステップＳ１０に進む。

そして、ステップＳ１０において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジン温度が低いことで、排気温度が低く、酸素センサ温度が低くなることを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔに、低エンジン温度時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｅｔを代入し、ステップＳ１６へ進む。

ここで、低エンジン温度時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｅｔは、エンジン温度に応じて求まるマップデータで決めても良い。

一方、ステップＳ９において、エンジン温度センサからのエンジン温度が一定値より高いと判断された場合には、ステップＳ１１に進む。

そして、ステップＳ１１において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジン回転速度の変動量が、あらかじめ決められた判定値よりも小さいか否かを判断する。エンジン回転速度の変動量が判定値よりも小さいと判断された場合には、ステップＳ１２に進む。

そして、ステップＳ１２において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジン回転速度の変動量が小さいことで、車両が定常走行していることを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔに、定常走行用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｃｏｎｓｔを代入し、ステップＳ１６へ進む。

ここで、定常走行用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｃｏｎｓｔは、運転領域によって排気温度が変化することを考慮し、吸入空気量とエンジン回転速度に応じて求まるマップデータで決めてもよい。なお、吸入空気量は、運転状態情報として取得したスロットル開度あるいは吸気圧から求めることができる。

一方、ステップＳ１１において、エンジン回転速度の変動量が判定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１３に進む。

そして、ステップＳ１３において、空燃比フィードバック制御手段２０は、燃料カット中か否かを判断する。燃料カット中であると判断された場合には、ステップＳ１４に進む。

そして、ステップＳ１４において、空燃比フィードバック制御手段２０は、燃料カット中であることから、燃料カット中に排気温度が低下し、酸素センサ温度も低下することを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔに、燃料カット時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｆｃを代入し、ステップＳ１６へ進む。

ここで、燃料カット時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｆｃは、燃料カット時間に応じて決めてもよい。

一方、ステップＳ１３において、燃料カット中でないと判断された場合には、ステップＳ１５に進む。

そして、ステップＳ１５において、空燃比フィードバック制御手段２０は、燃料カット中でなく、エンジン回転速度の変動量が判定値以上であることから、過渡状態で、酸素センサ温度が変化することを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔに、エンジン回転変動時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ａｃｃを代入し、ステップＳ１６へ進む。

ここで、エンジン回転変動時用の補正係数Ｋｇａｉｎ＿ａｃｃは、エンジン回転速度の変動量に応じて求まるマップデータで決めてもよい。

なお、今回、Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔは、運転状態に応じて、Ｋｇａｉｎ＿ｅｔ、Ｋｇａｉｎ＿ｃｏｎｓｔ、Ｋｇａｉｎ＿ｆｃ、Ｋｇａｉｎ＿ａｃｃを切り替えて求めたが、この方法には限定されない。これとは別の方法の一例として、先ず、Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔへＫｇａｉｎ＿ｃｏｎｓｔを代入し、その後、エンジン温度が一定値より低いと判断した場合には、
Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ＝Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ×Ｋｇａｉｎ＿ｅｔ
を算出し、その次に、エンジン回転速度の変動量が判定値以上であると判定された場合には、
Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ＝Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ×Ｋｇａｉｎ＿ａｃｃ
を算出し、最後に、燃料カット中であると判断された場合には、
Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ＝Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔ×Ｋｇａｉｎ＿ｆｃ
を算出し、目標酸素センサ電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔを求めてもよい。

ステップＳ１６に進んだ場合には、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジンが停止状態であるエンストモードでなく、かつ、エンジン始動中である始動モードでない状態であるか否かを判断する。エンストモードでも始動モードでもないと判断された場合には、ステップＳ１７に進む。

そして、ステップＳ１７において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンストモードでも始動モードでもないことから、エンジンの運転状態に応じた排気温度により酸素センサ温度が変化することを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、通常用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｎｍｌが目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔとなるように、漸減または漸増し、ステップＳ１９へ進む。

なお、通常用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｎｍｌが目標の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｔｇｔとなるように漸減または漸増させる速度は、酸素センサ１１の周囲温度が変化する影響を受けて、酸素センサ１１自体の温度が変化する速度に依存する。酸素センサの温度変化は、排気温度、排気量、排気の流速により変わる。そこで、漸減または漸増する速度は、吸入空気量とエンジン回転速度に応じて求まるマップデータから決めてもよい。

一方、ステップＳ１６において、エンストモードである、または始動モードであると判断された場合には、ステップＳ１８に進む。

そして、ステップＳ１８において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンストモードまたは始動モードであることから、エンジン始動前に、酸素センサの周囲が常温であることによりセンサ温度が低下し、エンジン始動後に排気温度によりセンサ温度が上昇することを考慮して、補正係数の設定を行う。具体的には、空燃比フィードバック制御手段２０は、通常用の酸素電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｎｍｌに、エンジン始動時用の酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎ＿ｓｔａｒｔを代入し、ステップＳ１９へ進む。

そして、ステップＳ１９において、空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ出力電圧補正係数Ｋｇａｉｎを
Ｋｇａｉｎ＝Ｋｇａｉｎ＿１ｓｔ×Ｋｇａｉｎ＿ｎｍｌ
として算出し、図８のステップＳ２０へ進む。

そして、ステップＳ２０において、空燃比フィードバック制御手段２０は、酸素センサ出力電圧ＶＡＦが０．４５［Ｖ］以上であるか否かを判断する。０．４５［Ｖ］以上と判断された場合には、ステップＳ２１に進む。

そして、ステップＳ２１において、空燃比フィードバック制御手段２０は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐを
ＶＡＦｔｍｐ＝（ＶＡＦ−０．４５）×Ｋｇａｉｎ＋０．４５［Ｖ］
として算出し、ステップＳ２３へ進む。

一方、ステップＳ２０において、酸素センサ出力電圧ＶＡＦが０．４５［Ｖ］より小さいと判断された場合には、ステップＳ２２に進む。

そして、ステップＳ２２において、空燃比フィードバック制御手段２０は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐを
ＶＡＦｔｍｐ＝０．４５−（０．４５−ＶＡＦ）×Ｋｇａｉｎ［Ｖ］
として算出し、ステップＳ２３へ進む。

そして、ステップＳ２３において、空燃比フィードバック制御手段２０は、エンジンの運転状態から、空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判断する。空燃比フィードバック制御条件が成立していれば、ステップＳ２４に進む。

そして、ステップＳ２４において、空燃比フィードバック制御手段２０は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づき比例ゲインＧｐを演算し、ステップＳ２５へ進む。さらに、ステップＳ２５において、空燃比フィードバック制御手段２０は、補正後酸素センサ出力電圧ＶＡＦｔｍｐに基づき積分ゲインＧｉを演算し、ステップ２６へ進む。

そして、ステップＳ２６において、空燃比フィードバック制御手段２０は、ステップ２５で得られた積分ゲインを使い、積分ゲインの総和演算を下式
ＳＧｉ（ｎ）＝ＳＧｉ（ｎ−１）＋Ｇｉ
として行い、ステップＳ２７に進む。

そして、ステップＳ２７において、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック制御補正量Ｋｆｂを
Ｋｆｂ＝１．０＋Ｇｐ＋ＳＧｉ
として演算し、一連処理を終了する。

一方、ステップＳ２３において、空燃比フィードバック制御条件が不成立と判断された場合には、ステップＳ２８に進む。そして、ステップＳ２８において、空燃比フィードバック制御手段２０は、空燃比フィードバック制御補正値Ｋｆｂを１．０、積分ゲインの総和値ＳＧｉを０とし、一連処理を終了する。

以上のように、実施の形態１によれば、空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。より具体的には、直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、車両の運転状態に応じて変化する排気温度の影響を受けて変化する酸素センサ出力電圧を補正し、空燃比フィードバック制御を行うことができる構成を備えている。

この結果、複数の計算を行うことによる誤差、推定温度と実温度のズレ、酸素センサ出力電圧のズレなどが累積することなく、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、酸素センサ出力電圧補正係数を実験車両で決める際に、車両運転状態に応じて実空燃比の挙動を確認しながら、補正係数を決めることを行っている。すなわち、空燃比フィードバック制御のアウトプット結果（実空燃比）を確認しながら、入力（酸素センサ出力電圧）を調整することとなる。この結果、空燃比フィードバック制御における演算誤差や応答遅れなど含めて、補正係数を決めることができ、従来の方法に比べて、精度よく、少ない工数で、簡単に、酸素センサ出力電圧補正係数を決めることができる。

また、実施の形態１によれば、複数の計算やデータの保有が不要となる。このため、空燃比フィードバック制御処理の複雑化の防止、マイコンの容量低減、処理負荷の軽減といった効果が得られる。

また、実施の形態１によれば、直接的に酸素センサ温度を推定することが不要となる。このため、酸素温度推定に用いるデータ測定のために実験車両を準備することや、酸素センサ温度を測定する試験工数が不要となるため、開発期間を短縮することができる。

また、実施の形態１によれば、酸素センサ出力電圧を補正することで、空燃比フィードバック制御の最上流である入力を補正することとなり、その他の空燃比フィードバック制御を変更する必要がない。このため、従来の資産を有効に活用しながら、酸素センサの温度特性を考慮することができる。

さらに、実施の形態１によれば、すでに車両に搭載されている酸素センサを用いて空燃比フィードバックを実施することができる。この結果、車両コストの変化なしに、空燃比フィードバック制御の精度を向上させることができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報に基づき、車両の運転状態がエンジン始動直後であると判断した場合には、エンジン始動直後用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、エンジン始動直後に排気温度または酸素センサに内蔵されたヒータの何れか、または両方の熱により、酸素センサが温度上昇し、酸素センサ温度が飽和するまでの間、酸素センサの温度特性を補正することにより、空燃比フィードバック制御において理論空燃比への収束を早くすることができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報に基づき、車両の運転状態が加速中であると判断した場合には、加速用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、車両の加速時にエンジンへの供給燃料を増量し、実空燃比がリッチとなることにより排気温度が低下し、酸素センサの温度が低下した場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報に基づき、車両の運転状態が減速中であると判断した場合には、減速用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、車両の減速時にエンジンへ吸入される空気が減り、排気温度が変化し、酸素センサの温度が変化した場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報に基づき、車両の運転状態が燃料カット中である判断した場合には、燃料カット時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、燃料カットにより排気温度が低下し、酸素センサの温度が低くなった後、燃料カットが終了し、空燃比フィードバックを再開した場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報から取得したエンジン温度に応じて酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、車両のエンジンの壁面温度により排気温度が変化し、酸素センサ温度が変化した場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報から取得したエンジン回転速度よりエンジン回転速度の変動量を算出し、エンジン回転速度の変動量が大きいと判断した場合には、エンジン回転変動時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、車両のエンジン回転速度の変動が大きいことにより排気温度が変化し、酸素センサの温度が変化した場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、運転状態情報から取得した吸入空気量とエンジン回転速度によって決まる運転領域に応じて酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、運転領域毎に変化する排気温度により、酸素センサ温度が変化する場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、酸素センサが活性化しているか否かの判定を行い、活性化していると判定した場合には、酸素センサ活性化判定時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、排気による熱、または酸素センサに内蔵されたヒータによる熱、の何れかまたは両方の熱により、酸素センサが温度上昇し活性化判定した後、酸素センサ温度が飽和するまでの間、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、空燃比フィードバック制御開始前に、酸素センサの電圧に応じて、実際の排気管内の空燃比である実空燃比がリッチであるかリーンであるかの判定を行い、実空燃比がリーンである状態が一定時間継続したと判断した場合には、空燃比フィードバック制御開始前リーン用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、空燃比フィードバック制御を開始する前の実空燃比によって排気温度が変化し、酸素センサ温度が変化する場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

さらに、実施の形態１によれば、空燃比フィードバック制御開始前に、酸素センサの電圧に応じて、実空燃比がリッチであるかリーンであるかの判定を行い、実空燃比がリッチである状態が一定時間継続したと判断した場合には、空燃比フィードバック制御開始前リッチ用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施する構成を備えている。この結果、空燃比フィードバック制御を開始する前の実空燃比によって排気温度が変化し、酸素センサ温度が変化する場合であっても、酸素センサの温度特性を補正することにより、精度よく空燃比フィードバック制御を行うことができる。

１ コントロールユニット、２ 吸気温センサ、３ スロットル弁、４ スロットルポジションセンサ、４Ａ スロットルアクチュエータ、５ 吸気圧センサ、６ エンジン温度センサ、７ クランク角センサ、８ 燃料噴射モジュール、９ 点火コイル、９Ａ 点火プラグ、１０ 排気管、１１ 酸素センサ、１２ 三元触媒コンバータ、１３ 表示装置、１４ 吸気管、１５ 各種センサ、１９ エンジン、２０ 空燃比フィードバック制御手段、２１ 基本燃料噴射量演算手段、２２ 酸素センサ出力電圧補正係数算出手段、２３ 酸素センサ出力電圧補正手段、２４ 比例ゲイン演算手段、２５ 積分ゲイン演算手段、２６ 空燃比フィードバック制御補正量演算手段、２７ 最終燃料噴射量演算手段、２８ 燃料噴射駆動手段、ＶＡＦ 酸素センサ出力値、Ｇｉ 積分ゲイン、Ｇｐ 比例ゲイン、Ｋｆｂ 空燃比フィードバック制御補正量、Ｔａ 吸気温、Ｔｗ エンジン温度、ＳＧＴ クランク角信号、θ スロットル開度、Ｋｇａｉｎ 酸素センサ電圧補正係数、Ｔｂａｓｅ 基本燃料噴射量、Ｔｄｒｖ 最終燃料噴射量。

Claims (15)

1. エンジン温度、エンジン回転速度、スロットル開度を含むエンジンの運転状態情報を検出する各種センサと、
   前記エンジンの排ガス中の酸素濃度に感応して出力電圧値が変化する酸素センサと、
   前記運転状態情報および前記出力電圧値に基づいて前記エンジンへの燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御手段と
   を備えたエンジン制御装置であって、
   前記空燃比フィードバック制御手段は、直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、前記各種センサの検出結果に基づく前記運転状態情報に応じて前記出力電圧値を補正するための係数である酸素センサ出力電圧補正係数を算出し、前記酸素センサ出力電圧補正係数による補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて算出した空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施し、前記エンジンへの燃料噴射量を調整する
   エンジン制御装置。
2. 前記空燃比フィードバック制御手段は、
   前記運転状態情報に応じて前記酸素センサ出力電圧補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記酸素センサ出力電圧補正係数を基に前記補正後の酸素センサ出力電圧値を算出する出力電圧補正手段と、
   前記補正後の酸素センサ出力電圧値に基づいて比例ゲインを決定する比例ゲイン演算手段と、
   前記補正後の酸素センサ出力電圧値に基づいて積分ゲインを決定する積分ゲイン演算手段と、
   前記比例ゲインと前記積分ゲインに基づいて、前記空燃比フィードバック制御補正量を決定する補正量演算手段と
   を有する
   請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報に基づき、車両の運転状態がエンジン始動直後であると判断した場合には、エンジン始動直後用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報に基づき、車両の運転状態が加速中であると判断した場合には、加速用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２または３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報に基づき、車両の運転状態が減速中であると判断した場合には、減速用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２から４のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報に基づき、車両の運転状態が燃料カット中であると判断した場合には、燃料カット時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２から５のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報から取得したエンジン温度に応じて、前記酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２から６のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
8. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報から取得したエンジン回転速度よりエンジン回転速度の変動量を算出し、前記エンジン回転速度の変動量があらかじめ設定した判定値よりも大きいと判断した場合には、エンジン回転変動時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２から７のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
9. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報から取得した吸入空気量と前記エンジン回転速度によって決まる運転領域に応じて前記酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
   請求項２から８のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
10. 前記補正係数算出手段は、前記酸素センサが活性化しているか否かの判定を行い、活性化していると判定した場合には、酸素センサ活性化判定時用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
    請求項２から９のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
11. 前記補正係数算出手段は、空燃比フィードバック制御開始前に、前記酸素センサの電圧に応じて、実際の排気管内の空燃比である実空燃比がリッチであるかリーンであるかの判定を行い、前記実空燃比がリーンである状態が一定時間継続したと判断した場合には、空燃比フィードバック制御開始前リーン用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
    請求項２から１０のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
12. 前記補正係数算出手段は、空燃比フィードバック制御開始前に、前記酸素センサの電圧に応じて、実際の排気管内の空燃比である実空燃比がリッチであるかリーンであるかの判定を行い、前記実空燃比がリッチである状態が一定時間継続したと判断した場合には、空燃比フィードバック制御開始前リッチ用の酸素センサ出力電圧補正係数を算出する
    請求項２から１１のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
13. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報から取得したスロットル開度から前記吸入空気量を求める
    請求項９に記載のエンジン制御装置。
14. 前記補正係数算出手段は、前記運転状態情報から取得した吸気圧から前記吸入空気量を求める
    請求項９に記載のエンジン制御装置。
15. エンジン温度、エンジン回転速度、スロットル開度を含むエンジンの運転状態情報を検出する各種センサと、
    前記エンジンの排ガス中の酸素濃度に感応して出力電圧値が変化する酸素センサと、
    前記運転状態情報および前記出力電圧値に基づいて前記エンジンへの燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御手段と
    を備えたエンジン制御装置において、前記空燃比フィードバック制御手段により実行されるエンジン制御方法であって、
    直接的に酸素センサ温度を推定して求めることなしに、前記各種センサの検出結果に基づく前記運転状態情報に応じて前記出力電圧値を補正するための係数である酸素センサ出力電圧補正係数を算出する第１ステップと、
    前記酸素センサ出力電圧補正係数による補正後の酸素センサ出力電圧値を用いて空燃比フィードバック制御補正量を算出する第２ステップと、
    前記空燃比フィードバック制御補正量に基づいて空燃比フィードバック制御を実施し、前記エンジンへの燃料噴射量を調整する第３ステップと
    を有するエンジン制御方法。

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