專利名稱：發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及配置成在起動發(fā)動機之后立即以濃空燃比運行發(fā)動機，然后開始空燃比的反饋控制，使得空燃比朝著理論配比點快速收斂的空燃比控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，存在計算和控制發(fā)動機的燃油噴射量的許多發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。例如，日本特許公開專利公報No.9-177580和日本特許公開專利公報No.10-110645公開計算和控制發(fā)動機的燃油噴射量的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。這些發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)把空燃比設置為在起動發(fā)動機之后立即被加濃，之后隨著時間的過去逐漸降低，使得空燃比逐漸朝著理論配比值收斂。更具體地說，利用目標空燃比修正系數(shù)計算和控制發(fā)動機的燃油噴射量，目標空燃比修正系數(shù)的組成值包括穩(wěn)定燃油量增長因子，穩(wěn)定燃油量增長因子被設置成使得在起動發(fā)動機之后，立即使空燃比變濃，并且隨著時間的過去逐漸降低，使得空燃比逐漸朝著理論配比值收斂。穩(wěn)定燃油量增長因子的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償。此外，設置空燃比反饋修正系數(shù)，使得當空燃比反饋控制條件被滿足時，根據(jù)來自空燃比傳感器的信號，空燃比朝著理論配比值收斂。
在這樣的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)中，在確定空燃比傳感器有效之后，穩(wěn)定燃油量增長因子被設置為0，穩(wěn)定燃油量增長因子被降低，以便達到0的數(shù)量(即，此時的穩(wěn)定燃油量增長因子的值)被加入空燃比反饋修正系數(shù)中，從而增大空燃比反饋修正系數(shù)的值。隨后，啟動空氣燃油量反饋控制，之后把未燃燒燃油量補償值(未燃燒燃油量均衡值)加入目標空燃比修正系數(shù)的計算中。未燃燒燃油量補償值用于確保使用重質(zhì)燃油時的穩(wěn)定性，并被設置成當使用重質(zhì)燃油時，使等效比λ等于0。
鑒于上面所述，顯然需要一種改進的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。本發(fā)明解決了本領域中的這種需要以及根據(jù)本公開內(nèi)容，對本領域的技術(shù)人員來說明顯的其它需要。

發(fā)明內(nèi)容
已發(fā)現(xiàn)在上述發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)中，設置穩(wěn)定燃油量增長因子，以便在空燃比傳感器變得有效之前獲得濃空燃比，從而確保足夠的燃油量被提供給發(fā)動機。當空燃比傳感器變得有效，并且開始空燃比反饋控制時，利用空燃比反饋修正系數(shù)把等效比λ調(diào)整為1，但是該調(diào)整受空燃比反饋控制的增益限制。從而，如果當系統(tǒng)開始空燃比反饋控制時，穩(wěn)定燃油量增長因子較大，那么在空燃比收斂于理論配比值之前，空燃比將一直較濃。
另外，由于從確保重質(zhì)燃油的穩(wěn)定性的觀點設置在開始空燃比反饋控制之后加入的未燃燒燃油量補償值，因此如果使用輕質(zhì)燃油，那么空燃比將變濃。從而，在利用空燃比反饋修正系數(shù)把等效比λ調(diào)整為1之前，排氣排放物將處于惡化狀態(tài)。
鑒于這些問題，提出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠使空燃比快速收斂于理論配比點(值)的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，提供一種發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要包括空燃比設置部分，空燃比傳感器檢測部分，目標空燃比修正部分和空燃比反饋控制部分?？杖急仍O置部分被配置成根據(jù)至少一個發(fā)動機運轉(zhuǎn)條件，設置發(fā)動機的空燃比。空燃比傳感器檢測部分被配置成確定空燃比傳感器的狀態(tài)。目標空燃比修正部分被配置成至少根據(jù)基本目標空燃比修正系數(shù)和穩(wěn)定燃油量增長因子設置目標空燃比修正系數(shù)，基本目標空燃比修正系數(shù)用于當發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域中工作時，使空燃比變濃，穩(wěn)定燃油量增長因子被設置成緊跟在發(fā)動機被起動之后，使空燃比變濃，之后隨著時間的過去逐漸降低空燃比，從而逐漸收斂于理論配比值，同時當確定空燃比傳感器有效時，穩(wěn)定燃油量增長因子以比確定空燃比有效之前的先前降低速率更高的速率降低?？杖急确答伩刂撇糠直慌渲贸僧斂杖急确答伩刂茥l件被滿足時，根據(jù)來自空燃比傳感器的信號，設置使空燃比收斂于理論配比值的空燃比反饋修正系數(shù)。目標空燃比修正部分還被配置成當空燃比達到理論配比值并且開始空燃比反饋控制時，或者當發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時，通過把根據(jù)此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子設置的未燃燒燃油量補償值加入目標空燃比修正系數(shù)中，同時把穩(wěn)定燃油量增長因子設置為0，修正目標空燃比修正系數(shù)。
結(jié)合附圖，根據(jù)公開本發(fā)明的優(yōu)選實施例的下述詳細說明，對本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的這些及其它目的、特征、方面和優(yōu)點將變得顯而易見。


現(xiàn)在參見構(gòu)成原始公開內(nèi)容的一部分的附圖圖1是配有根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機的簡化整體示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，由發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)執(zhí)行的用于實現(xiàn)起動后空燃比控制的步驟的控制例程的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，由發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)執(zhí)行的用于確定空燃比傳感器是否有效的控制例程的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，由發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)執(zhí)行的用于確定是否應啟動λ控制的控制例程的流程圖；圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的起動后空燃比控制的第一時間圖；
圖6是圖解說明其中在根據(jù)本實施例進行控制的時候，產(chǎn)生KMR請求的情況的時間圖；圖7是圖解說明常規(guī)的起動后空燃比控制的時間圖；圖8是圖解說明其中在根據(jù)參考例子進行控制的時候，產(chǎn)生KMR請求的情況的時間圖。
具體實施例方式
下面參考附圖，說明本發(fā)明的選擇實施例。根據(jù)本公開內(nèi)容，對本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的實施例的下述說明顯然只是用于舉例說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明由附加的權(quán)利要求及其等同限定。
首先參見圖1，圖1示意圖解說明了配有根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機1。如圖1中所示，空氣通過空氣濾清器2進入進氣管3被吸入發(fā)動機1中，進氣管3具有調(diào)節(jié)進氣歧管5的氣流的電子節(jié)氣門4。進氣歧管5把氣流分成幾股氣流，以便把進氣傳送給發(fā)動機1的每個氣缸的燃燒室。燃油噴射閥6設置在進氣歧管5的每個通道(分路)中，使得每個氣缸具有一個燃油噴射閥6。把燃油噴射閥6布置成使得根據(jù)需要，它們直接面對相應氣缸的燃燒室也是可接受的。
每個燃油噴射閥6是配置成當其螺線管被通電時打開，當通電停止時關閉的電磁燃油噴射閥(噴射器)。
發(fā)動機控制單元(ECU)12控制節(jié)氣門4和燃油噴射閥6的操作，以便調(diào)節(jié)發(fā)動機1的空燃比。從而，發(fā)動機控制單元12發(fā)出電控節(jié)氣門4的驅(qū)動脈沖信號，和電激勵螺線管并停止每個燃油噴射閥6的驅(qū)動脈沖信號。燃油泵(未示出)對燃油加壓，加壓燃油被調(diào)壓器調(diào)節(jié)到規(guī)定壓力，并被傳遞給燃油噴射閥6。從而，驅(qū)動脈沖信號的脈沖寬度控制燃油噴射量。
火花塞7設置在發(fā)動機1的每個氣缸的燃燒室中，用于產(chǎn)生點燃空氣-燃油混合氣，使空氣-燃油混合氣燃燒的火花。
來自發(fā)動機1的每個燃燒室的排氣通過排氣歧管8被排放。EGR通道9從排氣歧管8通向進氣歧管5，使得一部分的排氣可通過EGR閥10被回流到進氣歧管5。排氣凈化催化轉(zhuǎn)化器11在排氣歧管的下游的某一位置被設置在排氣管中。
發(fā)動機控制單元12最好包括具有如下所述通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門4控制進氣量，以及控制燃油噴射閥6的燃油噴射量的空燃比控制程序，以及操縱發(fā)動機1的其它程序的微計算機。發(fā)動機控制單元12最好包括其它常規(guī)組件，例如輸入接口電路，輸出接口電路，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，存儲裝置，比如ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存取存儲器)等。發(fā)動機控制單元12接收來自各個傳感器的輸入信號，并執(zhí)行計算機處理(后面說明)以便控制節(jié)氣門4和/或燃油噴射閥6的操作，從而調(diào)節(jié)空燃比。根據(jù)本公開內(nèi)容，對本領域的技術(shù)人員來說，發(fā)動機控制單元12的準確結(jié)構(gòu)和算法顯然可以是實現(xiàn)本發(fā)明的功能的硬件和軟件的任意組合。換句話說，說明書和權(quán)利要求中使用的“裝置加功能”子句應包括可被用于實現(xiàn)“裝置加功能”子句的功能的任何結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。
上面提及的各種傳感器包括(但不限于)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13，空氣流量計14，節(jié)氣門傳感器15，冷卻液溫度傳感器16和空燃比傳感器(氧傳感器)17。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13被配置和安排成根據(jù)曲軸或凸輪軸的旋轉(zhuǎn)，檢測發(fā)動機1的曲軸轉(zhuǎn)角，另外還檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne?？諝饬髁坑?4被配置和安排成檢測進氣管3內(nèi)的進氣量Qa。節(jié)氣門傳感器15被配置和安排成檢測節(jié)氣門4的開度TVO(對于節(jié)氣門傳感器15來說，為當節(jié)氣門4被完全關閉時，打開的怠速開關也是可接受的)。冷卻液溫度傳感器16被配置和安排成檢測發(fā)動機1的冷卻液的溫度TW。空燃比傳感器(氧傳感器)17被安排在排氣歧管的集氣管部分中，被配置成發(fā)出指示空燃比是濃(rich)還是稀的信號。代替使用標準的氧傳感器作為空燃比傳感器17，使用能夠產(chǎn)生正比于空燃比的信號的寬量程空燃比傳感器也是可接受的。另外，空燃比傳感器17可配有當發(fā)動機被起動時，升高檢測元件的溫度，以便較早激活傳感器的內(nèi)部加熱元件。發(fā)動機控制單元12還接收來自啟動開關18的信號。
發(fā)動機控制單元12主要形成本發(fā)明的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)。從而，發(fā)動機控制單元12被配置成包含空燃比設置部分，空燃比傳感器檢測部分，目標空燃比修正部分和空燃比反饋控制部分?？杖急仍O置部分被配置成根據(jù)至少一個發(fā)動機工作條件，設置發(fā)動機的空燃比。空燃比傳感器檢測部分被配置成確定空燃比傳感器17的狀態(tài)。目標空燃比修正部分被配置成至少根據(jù)基本目標空燃比修正系數(shù)kstb和穩(wěn)定燃油量增長因子(factor)KSTB，設置目標空燃比修正系數(shù)TFBYA，基本目標空燃比修正系數(shù)kstb用于當發(fā)動機1在高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域中工作時，使空燃比變濃，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被設置成在發(fā)動機1被起動之后，立即使空燃比變濃，之后隨著時間的過去逐漸降低空燃比，從而逐漸收斂于理論配比值，同時，當確定空燃比傳感器17有效(active)時，穩(wěn)定燃油量增長因子以比在確定空燃比傳感器17有效之前的先前降低速率更高的速率降低?？杖急确答伩刂撇糠直慌渲贸僧斂杖急确答伩刂茥l件被滿足時，根據(jù)來自空燃比傳感器17的信號，設置使空燃比朝著理論配比值收斂的空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA。目標空燃比修正部分還被配置成當空燃比達到理論配比值并且開始空燃比反饋控制時，或者當發(fā)動機1進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時，通過把根據(jù)此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置的未燃燒燃油量補償值KUB加入目標空燃比修正系數(shù)中，同時把穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置為0，修正目標空燃比修正系數(shù)TFBYA。
就本發(fā)明來說，由于在空燃比傳感器17被確定為有效之后，以比確定空燃比傳感器17有效之前更高的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB(即，由于降低速率被增大)，因此能夠以考慮到發(fā)動機的工作性能所允許的最大速度把等效比λ調(diào)整到1，而不受空燃比反饋控制的正常增益(即在正常工作區(qū)中的有效增益)的限制。
另外，雖然當空燃比達到理論配比值時空燃比反饋控制被啟動，不過當空燃比達到理論配比值時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB隨著燃油的性質(zhì)和狀態(tài)而變化。于是，系統(tǒng)了解所述變化，并據(jù)此設置未燃燒燃油量補償值KUB。從而，未燃燒燃油量補償值KUB可被設置成考慮到燃油的性質(zhì)和狀態(tài)的最佳值，并且即使使用輕質(zhì)燃油，也能夠避免排氣排放物的惡化。
同時，如果在設置未燃燒燃油量補償值KUB時，沒有考慮其中發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域的情況，那么在當穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB正被降低時，發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域的情形下，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB有可能降低到0，并且由于空燃比未達到理論配比值，未燃燒燃油量補償值KUB可能未被設置，從而導致空燃比變得稀于所需的空燃比。但是，就本發(fā)明來說，由于根據(jù)當發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置未燃燒燃油量補償值KUB，并且設置的未燃燒燃油量補償值KUB被加入到目標空燃比修正系數(shù)TFBYA中，因此在這種情形下，發(fā)動機1以濃空燃比可靠地運轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在說明發(fā)動機控制單元12進行的燃油噴射量Ti的計算。
首先，發(fā)動機控制單元12讀入空氣流量計14檢測的進氣量Qa，和曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne，并利用下面所示的等式，計算與理論配比的空燃比對應的基本燃油噴射量(基本噴射脈沖寬度)Tp。在下面的等式中，項K是常數(shù)。
Tp＝K×Qa/Ne發(fā)動機控制單元12隨后讀入單獨設置的目標空燃比修正系數(shù)TFBYA空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA。發(fā)動機控制單元12隨后利用下面所示的等式計算最終燃油噴射量(噴射脈沖寬度)Ti。
Ti＝Tp×TFBYA×ALPHA目標空燃比修正系數(shù)TFBYA空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的基準值(與理論配比的空燃比對應的值)都為1。
燃油噴射量(噴射脈沖寬度)Ti的計算還包括基于節(jié)氣門開度TVO的瞬時補償，和基于電池電壓的無效噴射脈沖寬度的算術(shù)相加，不過為了簡潔起見，省略了這些因素。
一旦計算了燃油噴射量Ti，發(fā)動機控制單元12在與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)同步的規(guī)定正時，把脈沖寬度與燃油噴射量Ti的值對應的驅(qū)動脈沖信號發(fā)送給每個氣缸的燃油噴射閥6，從而進行燃油噴射。
下面說明目標空燃比修正系數(shù)TFBYA的設置。
通過把基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0乘以補償系數(shù)THOS，計算目標空燃比修正系數(shù)TFBYA。
TFBYA＝TFBYA0×THOS基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0是利用基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載(例如目標扭矩)的曲線圖，分配給根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負載確定的每個工作區(qū)的目標空燃比。在標準(理論配比)工作區(qū)(除高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)之外的其它區(qū)域)中，基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0等于1，因為發(fā)動機1在理論配比的空燃比下運轉(zhuǎn)。同時，在高轉(zhuǎn)速/高負載(濃)工作區(qū)(KMR區(qū))中，TFBYA0大于1，因為發(fā)動機在空燃比變濃的條件運轉(zhuǎn)。
利用下面所示的等式計算補償系數(shù)THOS?；鶞手禐?，并且諸如穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB和未燃燒燃油量補償值KUB之類的值被加入到基準值中，以便計算補償系數(shù)KHOS以及根據(jù)需要計算其它因子(為了簡潔起見未示出)。
THOS＝1+KSTB+KUB+...
穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被設置成使得在發(fā)動機1被起動之后，立即使空燃比變濃，并且之后隨著時間的過去，逐漸降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值?？扇〉氖?，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的計算被設置成補償發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載(例如目標扭矩)，除了當發(fā)動機1怠速時之外。穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB使空燃比更濃的程度還取決于冷卻液溫度，即，冷卻液溫度越低，那么使空燃比越濃。
在穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被設為0之后，就以這樣的方式設置未燃燒燃油量補償值KUB，使得即使使用重質(zhì)燃油，也能夠確保穩(wěn)定性。未燃燒燃油量補償值KUB被設計成當使用重質(zhì)燃油時，使λ等于1。
下面說明空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的設置。
按照下述方式增大和降低空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA。當空燃比反饋控制條件被滿足時(至少一個條件是空燃比傳感器17有效)，發(fā)動機控制單元12開始檢查來自空燃比傳感器17的輸出信號，確定空燃比是濃還是稀。如果達到濃-稀轉(zhuǎn)變點(即，如果當前輸出值為稀，但是前一輸出值為濃)，那么發(fā)動機控制單元12使空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA增大被設為比較大的值的比例量(比例增益)P(即ALPHA＝ALPHA+P)。之后，只要空燃比繼續(xù)為稀，那么發(fā)動機控制單元12就把空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA增大一個很小的積分量(積分增益)I(即，ALPHA＝ALPHA+I)。
相反，如果達到稀-濃轉(zhuǎn)變點(即，如果當前輸出值為濃，但是前一輸出值為稀)，那么發(fā)動機控制單元12使空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA降低被設為比較大的值的比例量(比例增益)P(即ALPHA＝ALPHA-P)。之后，只要空燃比繼續(xù)為濃，那么發(fā)動機控制單元12就把空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA降低一個很小的積分量(積分增益)I(即，ALPHA＝ALPHA-I)。
當空燃比反饋控制條件未被滿足時，把空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA保持為基準值1，或者保持在結(jié)束空燃比反饋控制時它所具有的最終值。
圖2是表示從起動發(fā)動機1之后(即當啟動開關狀態(tài)從ON(接通)變到OFF(斷開))立即開始到開始空燃比反饋控制為止的空燃比控制的步驟的流程圖。圖5是對應于相同控制步驟的時間圖。
在步驟S1，發(fā)動機控制單元12利用下面所示的等式，計算將被用于計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的基本值kstb?；局祂stb被這樣設置，使得在起動發(fā)動機之后，立即使空燃比變濃，之后，逐漸降低空燃比，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值。除當發(fā)動機怠速時之外，基本值kstb的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償。
kstb＝(KSTBC+KAS)×KNE項KSTBC被設置成這樣的值，使得緊接在起動發(fā)動機之后，空燃比濃，之后，逐漸降低空燃比，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值。
項KAS被逐漸降低，使得緊接在起動發(fā)動機之后，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的值從發(fā)動機啟動時它所具有的增大值收斂于KSTBC。
項KNE是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載，修正kstb的發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償系數(shù)或量值。當發(fā)動機在怠速時，KNE被設為1，當發(fā)動機不在怠速時，KNE被設為大于1的值。發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載越大，KNE就被設為更大的值。實踐中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量(KNE)被計算為KSTBC和KAS的一部分，不過這里為了便于理解，被表示成與KSTBC和KAS獨立的發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償系數(shù)KNE。
在步驟S2，發(fā)動機控制單元12把縮減(reduction)系數(shù)DRTKSTB設為1(DRTKSTB＝1)。
在步驟S3，如下面的等式中所示，發(fā)動機控制單元12通過把基本值kstb乘以縮減系數(shù)DRTKSTB(這里DRTKSTB＝1)，計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB?；局祂stb被這樣設置，使得緊跟在起動發(fā)動機1之后，使空燃比變濃，之后，逐漸降低空燃比，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值。除當發(fā)動機怠速時之外，基本值kstb的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償。
KSTB＝kstb×DRTKSTB這里，由于DRTKSTB＝1，因此穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB等于基本值kstb。
在步驟S4，發(fā)動機控制單元12確定空燃比傳感器17是否有效。
根據(jù)圖3中所示的流程圖執(zhí)行活動性確定。在步驟S101，發(fā)動機控制單元12確定空燃比傳感器17的輸出VO2是否等于或大于預定的濃活動性水平SR#。如果步驟S101的結(jié)果為YES(“是”)，那么發(fā)動機控制單元102進入步驟S102，確定在條件VO2≥SR#持續(xù)被滿足的情況下，是否過去了預定量的時間T1#。如果步驟S102的結(jié)果為YES，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S103，確定自從啟動開關(ST/SW)變成OFF以來，是否已過去規(guī)定量的時間T2#。如果步驟S103的結(jié)果為YES，即，如果步驟S101-S103的確定結(jié)果都為YES，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S104，在步驟S104，活動性檢測標志F1被設置為1，指示空燃比傳感器17已被確定為有效。
從而，在步驟S4中，發(fā)動機控制單元12確定活動性檢測標志F1是否為1。
如果步驟S4的結(jié)果為NO(“否”)，即，如果活動性檢測標志F1的值為0，那么發(fā)動機控制單元12返回步驟S1，并重復步驟S1-S3中的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的計算。
在從緊跟在起動發(fā)動機之后一直到確定空燃比傳感器17有效為止的期間，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被設置成使空燃比加濃到與冷卻液溫度相符的程度(即，冷卻液溫度越低，那么使空燃比越濃)。在該初始濃空燃比設置之后，隨著時間的過去，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被逐漸降低，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值，同時，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載修正穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB(即，穩(wěn)定燃油量增長因子的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償)。由于根據(jù)等式TFBYA＝TFBYA0×(1+KSTB+KUB+...)計算目標空燃比修正系數(shù)TFBYA，因此在此期間，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA由穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB確定(即，TFBYA≈1+KSTB)，因為在正常工作區(qū)域中，TFBYA0＝1，并且一開始KUB等于0。從而，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA按照和穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB相同的方式被設置，即，根據(jù)冷卻液溫度被設置成濃值，隨后使之逐漸收斂于理論配比值。在此期間，空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA被保持為基準值1。
如果步驟S4的結(jié)果為YES，即，如果活動性檢測標志F1為1(即，如果空燃比傳感器17被確定為有效)，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S5。
在步驟S5，類似于步驟S1，利用下面的等式計算基本值kstb，以便計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB。
kstb＝(KSTBC+KAS)×KNE在步驟S6，發(fā)動機控制單元12把縮減系數(shù)DRTKSTB降低規(guī)定值DKSTB#。由于每個規(guī)定量的時間執(zhí)行一次步驟S6，因此每單位時間，縮減系數(shù)DRTKSTB被遞增地減小(參見下面的等式)，直到它從1降低到0為止。
DRTKSTB＝DRTKSTB-DKSTB#在步驟S7，類似于步驟S3，發(fā)動機控制單元12通過把基本值kstb乘以縮減系數(shù)DRTKSTB(它處在從1降低到0的過程中)，計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，如下面的等式中所示。
KSTB＝kstb×DRTKSTB由于在空燃比傳感器17被確定為有效之后，DRTKSTB的值逐漸從1(在傳感器被確定為有效之前的DRTKSTB的值)降低到0，因此與空燃比傳感器17被確定為有效之前相比，在空燃比傳感器17被確定為有效之后，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被降低的速率較大。
在步驟S8，發(fā)動機控制單元12確定是否存在KMR請求。KMR請求是進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域(KMR區(qū)域)的請求，在高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域中，基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0大于0，并且在濃空燃比下運轉(zhuǎn)發(fā)動機。如果步驟S8的結(jié)果為NO(即，不存在KMR請求)，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S9。
在步驟S9，發(fā)動機控制單元12確定空燃比反饋控制(λ控制)的啟動條件是否被滿足。根據(jù)圖4的流程圖，確定空燃比反饋控制(λ控制)的啟動條件是否被滿足。在步驟S201，發(fā)動機控制單元12確定空燃比傳感器17的活動性確定標志F1的值是否為1。如果步驟S201的結(jié)果為YES，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S202，在步驟S202，發(fā)動機控制單元12確定空燃比傳感器17的輸出VO2是否已達到與理論配比的空燃比對應的值SST#(VO2≤SST#)。
如果步驟S202的結(jié)果為YES，那么發(fā)動機控制單元12確定空燃比反饋控制(λ控制)的條件被滿足，并進入步驟S204，在步驟S204，它把λ控制啟動標志F2設為1。如果步驟S202的結(jié)果為NO，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S203，確定自從確定空燃比傳感器17有效以來(即自從F1＝1以來)，是否已過去規(guī)定量的時間T3#。這里同樣地，如果結(jié)果為YES，那么發(fā)動機控制單元12確定空燃比反饋控制(λ控制)的條件被滿足，并進入步驟S204，在步驟S204，它把λ控制啟動標志F2設為1。
從而，在步驟S9中，發(fā)動機控制單元12確定λ控制啟動標志F2的值是否為1。
如果步驟S9的結(jié)果為否，即，如果λ控制啟動標志F2的值為0，那么發(fā)動機控制單元12返回步驟S5，重復步驟S5-S7。
在當λ控制啟動標志F2為0的期間，即，從確定空燃比傳感器17有效的時候一直到開始空燃比反饋控制的期間，發(fā)動機控制單元12降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，直到它達到0為止，以比確定空燃比傳感器17有效之前，降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的速率更大的速率(DKSTTB#)進行所述降低。由于根據(jù)等式TFBYA＝TFBYA0×(1+KSTB+KUB+...)計算目標空燃比修正系數(shù)TFBYA，因此在此期間，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA由穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB確定(即，TFBYA≈1+KSTB)，因為在正常工作區(qū)域中(即，不存在KMR請求)，TFBYA0等于1，并且一開始KUB等于0。換句話說，由于目標空燃比修正系數(shù)TFBYA主要由穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB確定(因為KUB＝0)，因此目標空燃比修正系數(shù)TFBYA按照相同的方式被降低。從而，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA按照和穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB相同的方式被設置，即，根據(jù)冷卻液溫度被設置成濃值，隨后使之逐漸收斂于理論配比值。在此期間，空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA被保持為基準值1。
當步驟S9的結(jié)果變成YES時，即，當λ控制啟動標志F2變?yōu)?時(即，當空燃比反饋控制的開始條件被滿足時)，發(fā)動機控制單元12進入步驟S10-S14，開始空燃比反饋控制。
在步驟S10，發(fā)動機控制單元12把當前的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB除以發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償系數(shù)KNE，以便從當前的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB中消除基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的修正，并把所得到的值(KSTB/KNE)保存為學習值KSTBLMD(KSTBLMD＝KSTB/KNE)。學習值KSTBLMD將被用作未燃燒燃油量補償值KUB的基本值。在怠速期間，KNE等于1，KSTBLMD等于KSTB。
在步驟S11，發(fā)動機控制單元12檢測當前的冷卻液溫度TW，并將其保存為λ控制啟動冷卻液溫度TW0(TW0＝TW)。
在步驟S12，發(fā)動機控制單元12利用下面的等式，計算未燃燒燃油量補償值KUBKUB＝KSTBLMD×KUBDTW×KUBICN換句話說，穩(wěn)定燃油量增長因子的學習值KSTBLMD被乘以補償系數(shù)KUBDTW和KUBICN，以便設置未燃燒燃油量補償值KUB。
利用下面的等式計算補償系數(shù)KUBDTWKUBDTW＝(KBUZTW#-TW)/(KUBZTW#-TW0)項KBUZTW#是進行未燃燒燃油的補償時的最大冷卻液溫度。
從而，當最初開始λ控制時，項KUBDTW等于1，因為TW等于TW0。在開始λ控制之后，隨著冷卻液溫度TW增大，項KUBDTW降低，當冷卻液溫度TW達到最大值KUBZTW#時，項KUBDTW達到0。
補償系數(shù)KUBICN是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和氣缸進氣注入效率ITAC，利用圖MKUBIN的線性插值而獲得的值。
在步驟S13，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被無條件地設為0(KSTB＝0)。
從而，由于利用等式TFBYA＝TFBYA0×(1+KSTB+KUB+...)計算目標空燃比修正系數(shù)TFBYA，因此，只要基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0等于1，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA就近似等于1+KUB(即，TFBYA≈1+KUB)。
在步驟S14，發(fā)動機控制單元12開始空燃比反饋控制(λ控制)。更具體地說，發(fā)動機控制單元12執(zhí)行比例和積分控制，以便增大和降低空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的設置值。
同時，如果步驟S8的結(jié)果為YES，即，如果在空燃比傳感器17被確定為有效之后，并在空燃比反饋控制啟動條件(F2＝1)被滿足之前的期間，產(chǎn)生KMR請求(即，如果系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0大于1的高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域)，那么發(fā)動機控制單元12進入步驟S15-S19。
在步驟S15，類似于步驟S10，發(fā)動機控制單元12把當前的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB除以發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償系數(shù)KNE，以便從當前的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB中消除基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的修正，并把所得到的值(KSTB/KNE)保存為學習值KSTBLMD(KSTBLMD＝KSTB/KNE)。
在步驟S16，類似于步驟S11，發(fā)動機控制單元12檢測當前的冷卻液溫度TW，并將其保存為λ控制啟動冷卻液溫度TW0(TW0＝TW)。
在步驟S17，類似于步驟S12，發(fā)動機控制單元12利用下面的等式，計算未燃燒燃油量補償值KUBKUB＝KSTBLMD×KUBDTW×KUBICN換句話說，穩(wěn)定燃油量增長因子的學習值KSTBLMD被乘以補償系數(shù)KUBDTW和KUBICN，以便設置未燃燒燃油量補償值KUB。
在步驟S18，類似于步驟S13，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被無條件地設為0(KSTB＝0)。
從而，由于利用等式TFBYA＝TFBYA0×(1+KSTB+KUB+...)計算目標空燃比修正系數(shù)TFBYA，并且由于存在使TFBYA0大于1的KMR請求，因此，TFBYA近似等于TFBYA0×1+KUB(即，TFBYA≈TFBYA0(1+KUB))。
在步驟S19，發(fā)動機控制單元12等待KMR請求不再存在，并且等待空燃比反饋控制啟動條件(F2＝1)被滿足。在等待期間，空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA被保持為1。當KMR請求不再存在，并且空燃比反饋控制啟動條件(F2＝1)被滿足時，發(fā)動機控制單元12啟動空燃比反饋控制(λ控制)，其中它根據(jù)來自空燃比傳感器17的信號進行比例和積分控制，以便增大和降低空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的設置值。
現(xiàn)在將對比圖7的時間圖中所示的常規(guī)起動后空燃比控制(“起動后”意味著在起動發(fā)動機之后進行的控制)，說明本實施例中由發(fā)動機控制單元12執(zhí)行的控制例程(圖5)。
在常規(guī)的起動后空燃比控制(圖7)中，在確定空燃比傳感器17有效之后，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被設為0，穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被降低，以便達到0的數(shù)量(即，此時的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的值)被加入空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA中，從而增大ALPHA的值。之后，啟動空燃比反饋控制(λ控制)，未燃燒燃油量補償值KUB被新近加入到目標空燃比修正系數(shù)TFBYA的計算中。
空燃比朝著理論配比值的收斂受空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的變化影響。從而，由于空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的變化由積分增益(I)支配，因此如果由于其它區(qū)域的需求，積分增益不能被設置成足夠小，那么朝著理論配比值的收斂將變慢。
另外，由于從發(fā)動機的運轉(zhuǎn)性能來看，未燃燒燃油量補償值KUB被設置成適應重質(zhì)燃油，因此如果使用輕質(zhì)燃油，那么空燃比將臨時漂移向加濃的值，直到反饋控制導致空燃比收斂為止。從而，存在排氣排放物未被充分減少的時候。
相反，就本實施例執(zhí)行的控制(圖5)來說，在確定空燃比傳感器17有效之后，以比在確定空燃比傳感器17有效之前降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的速率更高的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，并且把空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA保持為基準值(1)，直到空燃比達到理論配比值為止。在空燃比達到理論配比值的時候，啟動空燃比反饋控制(λ控制)。另外，當啟動空燃比反饋控制時，根據(jù)此時有效(ineffect)穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置未燃燒燃油量補償值KUB，并將其加入到目標空燃比修正系數(shù)TFBYA中。同時，把穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置為0。
從而，在從確定空燃比傳感器有效一直到啟動空燃比反饋控制為止的期間，空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA被保持為1，目標空燃比修正系數(shù)TFBYA(實際上穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB)被減小，直到λ等于1為止。從而，可快速使空燃比達到理論配比值，而與空燃比反饋修正系數(shù)ALPHA的增益無關。
另外，雖然當空燃比達到理論配比值時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB根據(jù)燃油的性質(zhì)和狀態(tài)(重質(zhì)或輕質(zhì))而變化，不過系統(tǒng)了解所述變化，并據(jù)此設置未燃燒燃油量補償值KUB。從而，未燃燒燃油量補償值KUB可被設置成考慮到燃油的性質(zhì)和狀態(tài)的最佳值，即使使用輕質(zhì)燃油，也能夠避免排氣排放物的惡化。
圖8圖解說明其中控制沒有考慮當在確定空燃比傳感器17有效之后，以更高的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的時候，發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域的可能性的情況。在這種情況下，如果在確定空燃比傳感器17有效之后，正在降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB時，發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域(KMR區(qū))，那么穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB將降低到0，未燃燒燃油量補償值KUB將不被設置(KUM將仍然等于0)，因為將存在KMR請求(基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA0將大于1)，發(fā)動機將不在理論配比的空燃比下運轉(zhuǎn)。從而，空燃比將稀一定的數(shù)量，該數(shù)量與未燃燒燃油量補償值KUB不足的數(shù)量相對應，系統(tǒng)將不能獲得在KRM區(qū)中工作所需的濃空燃比。此外，在這種情況下，如果KMR請求不再存在，并且發(fā)動機回到怠速，那么基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA將被設為1，并且空燃比將變得稀于理論配比的空燃比，從而導致一旦開始空燃比反饋控制，空燃比向理論配比值的收斂將更慢(更遲)。
相反，就本發(fā)明來說，根據(jù)當空燃比達到理論配比值并且開始空燃比反饋控制時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，或者當發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域(KMR區(qū))時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB(無論哪一個時間點首先出現(xiàn))設置未燃燒燃油量補償值KUB，并將其加入到目標空燃比修正系數(shù)TFBYA中，同時把穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設為0。
圖6是圖解說明其中在根據(jù)本實施例進行控制的時候，產(chǎn)生KMR請求的情況的時間圖。
如果在空燃比傳感器17被確定為有效之后，在以比確定空燃比傳感器17有效之前，降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的速率更高的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的期間，發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域(KRM區(qū))，那么系統(tǒng)立即根據(jù)此時(即，剛好在發(fā)動機進入KMR區(qū)之前)的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設置未燃燒燃油量補償值KUB，并把未燃燒燃油量補償值KUB加入目標空燃比修正系數(shù)TFBYA中，同時把穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB設為0。
從而，比較圖6和圖8可清楚地看出，在發(fā)動機在KMR區(qū)中時，足夠大的未燃燒燃油量補償值KUB可被加入到目標空燃比修正系數(shù)TFBYA中，并且能夠達到所需的空燃比(濃空燃比)。另外，當KMR請求不再存在并且發(fā)動機回到怠速狀態(tài)時，可使空燃比很快達到理論配比值，因為基本目標空燃比修正系數(shù)TFBYA被設為1。
就本實施例來說，如果穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被這樣設置，使得緊跟在起動發(fā)動機之后使空燃比變濃，之后逐漸降低空燃比，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值，并且穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償，那么根據(jù)通過從穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB中除去基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的修正而獲得的值(KSTB/KNE)，設置未燃燒燃油量補償值KUB。從而，本實施例獲得有益的效果。即，當空燃比反饋控制(λ控制)開始時，如果此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB被學習(保存)并被原樣(即，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償)用于計算未燃燒燃油量補償值KUB，那么計算的未燃燒燃油量補償值KUB將比所需的更大，對于空燃比反饋控制來說，收斂到理論配比的空燃比需要更長的時間。從而，空燃比將長時間較濃。但是，在本實施例中，根據(jù)通過從穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB中除去發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償而獲得的值(KSTB/KNE)，設置未燃燒燃油量補償值KUB。從而，能夠防止其中由于因根據(jù)包括對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負載的補償?shù)牟徽_學習值來設置未燃燒燃油量補償值KUB，導致未燃燒燃油量補償值KUB過大，因此空燃比變濃的情形。
就本實施例來說，通過確定通過從穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB中除去基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的修正而獲得的初始值(KSTB/KNE)，并且隨后對該初始值應用補償操作，設置未燃燒燃油量補償值KUB，使得隨著冷卻液溫度的增大，未燃燒燃油量補償值KUB降低。從而，當冷卻液溫度增大時，可按照恰當?shù)姆绞浇档臀慈紵加土垦a償值KUB。
就本實施例來說，在空燃比傳感器被確定為有效之后，以比確定空燃比傳感器有效之前，降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的速率更高的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的期間，通過把穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB乘以其值隨著時間的過去而降低的縮減系數(shù)DRTKSTB，修正穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB。從而，即使在穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB正被降低的時候，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和/或負載發(fā)生變化，計算的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB也包括對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負載的補償，從而能夠在仍然實現(xiàn)穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的降低(縮減)的同時，補償發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或負載的變化。
換句話說，在確定空燃比傳感器17有效之后，當以比確定空燃比傳感器17有效之前，降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的速率更大的速率降低穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的期間，如果系統(tǒng)被設計成通過從等于當確定空燃比傳感器17有效時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的初始值中反復(遞增)減去規(guī)定值，來實現(xiàn)在此期間的穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB的降低，那么不能實現(xiàn)對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負載的補償。即，就這樣的系統(tǒng)來說，在確定空燃比傳感器17有效之后，不能再考慮發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負載的變化。但是，就本實施例來說，因為在空燃比傳感器17被確定為有效之前和之后，按照相同的方式計算穩(wěn)定燃油量增長因子的基本值kstb，并通過把基本值kstb乘以縮減系數(shù)DRTKSTB來計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，因此在空燃比傳感器17被確定為有效之前和之后，都能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償。從而，能夠恰當?shù)亟档头€(wěn)定燃油量增長因子KSTB，同時還補償發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負載。不必說，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償未被包括在KSTB的計算中的情況下，也能夠使用相同的降低方法(即，使用縮減系數(shù)DRTKSTB的方法)。
就本實施例來說，通過把縮減系數(shù)DRTKSTB乘以基本值kstb，計算穩(wěn)定燃油量增長因子KSTB，基本值kstb被這樣設置，使得緊跟在發(fā)動機1被起動之后，使空燃比變濃，之后空燃比逐漸被降低，使得空燃比逐漸收斂于理論配比值，基本值kstb的計算包括對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的補償。在空燃比傳感器17被確定為有效之前，縮減系數(shù)DRTKSTB被設為1，并在空燃比傳感器17被確定為有效之后，以恒定的速率從1降低到0。從而，僅僅通過改變縮減系數(shù)DRTKSTB，就能實現(xiàn)在空燃比傳感器17被確定為有效之前和在空燃比傳感器17被確定為有效之后所需的不同控制方案。
就本實施例來說，能夠準確地確定空燃比傳感器17是否有效，因為所述確定是根據(jù)空燃比傳感器17的輸出(VO2)和自起動發(fā)動機以來過去的時間量(T2#)做出的。
就本實施例來說，如果在自確定空燃比傳感器17有效以來已過去規(guī)定的時間量(T3#)之后，空燃比傳感器17的輸出還沒有達到與理論配比的空燃比對應的值(SST#)，那么開始空燃比反饋控制，而不管空燃比。從而，即使由于某一原因，空燃比繼續(xù)較濃，也能夠可靠地開始反饋控制，并通過反饋控制可使空燃比達到理論配比值。
如同這里用于描述上述實施例的，下述方向術(shù)語“向前，向后，上面，向下，垂直，水平，下面和橫向”以及任何其它類似的方向術(shù)語指的是配備本發(fā)明的車輛的方向。因此，應相對于配備本發(fā)明的車輛解釋這里用于描述本發(fā)明的這些術(shù)語。這里用于描述某一組件，部分，裝置等執(zhí)行的操作或功能的術(shù)語“檢測”包括不需要物理檢測的組件，部分，裝置等，而是包括執(zhí)行所述操作或功能的確定、測量、建模、預測或計算等。這里使用的術(shù)語“配置成”描述包括構(gòu)成和/或編程為實現(xiàn)所需功能的硬件和/或軟件的設備的組件、部件或部分。此外，權(quán)利要求中表示成“裝置加功能”的術(shù)語應包括可被用于實現(xiàn)本發(fā)明的該部分的功能的任何結(jié)構(gòu)。這里使用的程度術(shù)語，比如“充分地”，“大約”和“近似地”意味著修飾術(shù)語的合理偏離量，使得不會顯著改變最終結(jié)果。例如，這些術(shù)語可被解釋成包括修飾術(shù)語的至少±5％的偏離，如果該偏離不會否定它所修飾的詞語的含義。
雖然選擇了精選的實施例來圖解說明本發(fā)明，不過根據(jù)本公開內(nèi)容，對本領域的技術(shù)人員來說，在不脫離附加權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，顯然能夠做出各種改變和修改。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的前述說明只是例證性的，而不是對由附加權(quán)利要求及其等同限定的本發(fā)明的限制。從而，本發(fā)明的范圍并不局限于公開的實施例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，包括空燃比設置部分，被配置成根據(jù)至少一個發(fā)動機運轉(zhuǎn)條件，設置發(fā)動機的空燃比；空燃比傳感器檢測部分，被配置成確定空燃比傳感器的狀態(tài)；目標空燃比修正部分，被配置成至少根據(jù)基本目標空燃比修正系數(shù)和穩(wěn)定燃油量增長因子設置目標空燃比修正系數(shù)，所述基本目標空燃比修正系數(shù)用于當發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域中工作時，使空燃比變濃，所述穩(wěn)定燃油量增長因子被設置成緊跟在發(fā)動機被起動之后，使空燃比變濃，之后隨著時間的過去逐漸降低空燃比，從而逐漸收斂于理論配比值，同時當確定所述空燃比傳感器有效時，所述穩(wěn)定燃油量增長因子以比確定空燃比有效之前的先前降低速率高的速率降低；和空燃比反饋控制部分，被配置成當空燃比反饋控制條件被滿足時，根據(jù)來自所述空燃比傳感器的信號，設置使所述空燃比收斂于所述理論配比值的空燃比反饋修正系數(shù)，所述目標空燃比修正部分還被配置成當所述空燃比達到所述理論配比值并且開始空燃比反饋控制時，或者當發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時，通過把根據(jù)此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子設置的未燃燒燃油量補償值加入所述目標空燃比修正系數(shù)中，同時把所述穩(wěn)定燃油量增長因子設置為0，修正所述目標空燃比修正系數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過把用于補償發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量，計算所述穩(wěn)定燃油量增長因子。
3.按照權(quán)利要求2所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成根據(jù)通過從所述穩(wěn)定燃油量增長因子中除去所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量而獲得的量值，設置所述未燃燒燃油量補償值。
4.按照權(quán)利要求3所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過確定通過從所述穩(wěn)定燃油量增長因子中除去所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量而獲得的初始值，隨后對所述初始值應用補償操作，使得當冷卻液溫度增大時所述未燃燒燃油量補償值降低，來設置所述未燃燒燃油量補償值。
5.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過乘以隨著時間的過去而降低的縮減系數(shù)，以更高的速率計算所述穩(wěn)定燃油量增長因子。
6.按照權(quán)利要求2所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過把縮減系數(shù)乘以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量的計算值，計算所述穩(wěn)定燃油量增長因子，同時在所述空燃比傳感器被確定為有效之前，所述縮減系數(shù)被設為1，在所述空燃比傳感器被確定為有效之后，所述縮減系數(shù)以恒定的速率從1降低到0。
7.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述空燃比傳感器檢測部分還被配置成根據(jù)所述空燃比傳感器的輸出和自從起動發(fā)動機以來過去的時間量，確定所述空燃比傳感器是否有效。
8.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成在自確定所述空燃比傳感器有效以來過去規(guī)定的時間量之后，啟動所述空燃比反饋控制，而不考慮空燃比。
9.按照權(quán)利要求3所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過乘以隨著時間的過去而降低的縮減系數(shù)，以更高的速率計算所述穩(wěn)定燃油量增長因子。
10.按照權(quán)利要求3所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成通過把縮減系數(shù)乘以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量的計算值，計算所述穩(wěn)定燃油量增長因子，同時在所述空燃比傳感器被確定為有效之前，所述縮減系數(shù)被設為1，在所述空燃比傳感器被確定為有效之后，所述縮減系數(shù)以恒定的速率從1降低到0。
11.按照權(quán)利要求3所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述空燃比傳感器檢測部分還被配置成根據(jù)所述空燃比傳感器的輸出和自從起動發(fā)動機以來過去的時間量，確定所述空燃比傳感器是否有效。
12.按照權(quán)利要求3所述的發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)，其中所述目標空燃比修正部分還被配置成在自確定所述空燃比傳感器有效以來過去規(guī)定的時間量之后，啟動所述空燃比反饋控制，而不考慮空燃比。
13.一種控制發(fā)動機空燃比的方法，包括根據(jù)至少一個發(fā)動機運轉(zhuǎn)條件，設置發(fā)動機的空燃比；確定空燃比傳感器的狀態(tài)；至少根據(jù)基本目標空燃比修正系數(shù)和穩(wěn)定燃油量增長因子設置目標空燃比修正系數(shù)，所述基本目標空燃比修正系數(shù)用于當發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域中工作時，使空燃比變濃，所述穩(wěn)定燃油量增長因子被設置成緊跟在發(fā)動機被起動之后，使空燃比變濃，之后隨著時間的過去逐漸降低空燃比，從而逐漸收斂于理論配比值，同時當確定所述空燃比傳感器有效時，所述穩(wěn)定燃油量增長因子以比確定空燃比有效之前的先前降低速率高的速率降低；和當空燃比反饋控制條件被滿足時，根據(jù)來自所述空燃比傳感器的信號，設置使所述空燃比收斂于所述理論配比值的空燃比反饋修正系數(shù)，當所述空燃比達到所述理論配比值并且開始空燃比反饋控制時，或者當發(fā)動機進入高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時，通過把根據(jù)此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子設置的未燃燒燃油量補償值加入所述目標空燃比修正系數(shù)中，同時把所述穩(wěn)定燃油量增長因子設置為0，修正所述目標空燃比修正系數(shù)。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中所述穩(wěn)定燃油量增長因子的設置使用補償發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載的發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中所述未燃燒燃油量補償值的設置以通過從所述穩(wěn)定燃油量增長因子中除去所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量而獲得的量值為基礎。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中所述未燃燒燃油量補償值的設置由通過從所述穩(wěn)定燃油量增長因子中除去所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量獲得初始值，隨后對所述初始值應用補償操作，使得當冷卻液溫度增大時所述未燃燒燃油量補償值降低來確定。
17.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中通過乘以隨著時間的過去而降低的縮減系數(shù)，以更高的速率確定所述穩(wěn)定燃油量增長因子的設置。
18.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中通過把縮減系數(shù)乘以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速/負載補償量的計算值，設定所述穩(wěn)定燃油量增長因子的設置，同時在所述空燃比傳感器被確定為有效之前，所述縮減系數(shù)被設為1，在所述空燃比傳感器被確定為有效之后，所述縮減系數(shù)以恒定的速率從1降低到0。
19.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中根據(jù)所述空燃比傳感器的輸出和自從起動發(fā)動機以來過去的時間量，確定所述空燃比傳感器是否有效。
全文摘要
發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)在起動發(fā)動機之后立即使用濃空燃比，以使空燃比快速收斂于理論配比值。當確定空燃比傳感器有效時，以比空燃比傳感器有效之前更高的速率降低目標空燃比修正系數(shù)的穩(wěn)定燃油量增長因子。當空燃比對應于理論配比的空燃比時，啟動空燃比反饋控制。之后，當空燃比反饋控制開始或者發(fā)動機進入利用濃空燃比工作的高轉(zhuǎn)速/高負載區(qū)域時，無論哪一個首先發(fā)生，根據(jù)此時的有效穩(wěn)定燃油量增長因子設置未燃燒燃油量補償值，并把未燃燒燃油量補償值加入目標空燃比修正系數(shù)中，同時穩(wěn)定燃油量增長因子被設為0。
文檔編號F02D41/06GK1755086SQ200510106958
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者加藤浩志 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社