专利名称：发动机空燃比控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机空燃比控制系统。更具体地说，本发明涉及配置成在起动发动机之后立即以浓空燃比运行发动机，然后开始空燃比的反馈控制，使得空燃比朝着理论配比点快速收敛的空燃比控制系统。
背景技术：
目前，存在计算和控制发动机的燃油喷射量的许多发动机空燃比控制系统。例如，日本特许公开专利公报No.9-177580和日本特许公开专利公报No.10-110645公开计算和控制发动机的燃油喷射量的发动机空燃比控制系统。这些发动机空燃比控制系统把空燃比设置为在起动发动机之后立即被加浓，之后随着时间的过去逐渐降低，使得空燃比逐渐朝着理论配比值收敛。更具体地说，利用目标空燃比修正系数计算和控制发动机的燃油喷射量，目标空燃比修正系数的组成值包括稳定燃油量增长因子，稳定燃油量增长因子被设置成使得在起动发动机之后，立即使空燃比变浓，并且随着时间的过去逐渐降低，使得空燃比逐渐朝着理论配比值收敛。稳定燃油量增长因子的计算包括对发动机转速和负载的补偿。此外，设置空燃比反馈修正系数，使得当空燃比反馈控制条件被满足时，根据来自空燃比传感器的信号，空燃比朝着理论配比值收敛。
在这样的发动机空燃比控制系统中，在确定空燃比传感器有效之后，稳定燃油量增长因子被设置为0，稳定燃油量增长因子被降低以便达到0的数量(即，此时的稳定燃油量增长因子的值)被加入空燃比反馈修正系数中，从而增大空燃比反馈修正系数的值。随后，启动空气燃油量反馈控制，之后把未燃烧燃油量补偿值(未燃烧燃油量均衡值)加入目标空燃比修正系数的计算中。未燃烧燃油量补偿值用于确保使用重质燃油时的稳定性，并被设置成当使用重质燃油时，使等效比λ等于0。
鉴于上面所述，显然需要一种改进的发动机空燃比控制系统。本发明解决了本领域中的这种需要以及根据本公开内容，对本领域的技术人员来说明显的其它需要。
发明内容
已发现在上述发动机空燃比控制系统中，设置稳定燃油量增长因子，以便在空燃比传感器变得有效之前获得浓空燃比，从而确保足够的燃油量被提供给发动机。当空燃比传感器变得有效，并且开始空燃比反馈控制时，利用空燃比反馈修正系数把等效比λ调整为1，但是该调整受空燃比反馈控制的增益限制。从而，如果当系统开始空燃比反馈控制时，稳定燃油量增长因子较大，那么在空燃比收敛于理论配比值之前，空燃比将一直较浓。
另外，由于从确保重质燃油的稳定性的观点设置在开始空燃比反馈控制之后加入的未燃烧燃油量补偿值，因此如果使用轻质燃油，那么空燃比将变浓。从而，在利用空燃比反馈修正系数把等效比λ调整为1之前，排气排放物将处于恶化状态。
鉴于这些问题，提出了本发明。本发明的一个目的是提供一种能够使空燃比快速收敛于理论配比点(值)的发动机空燃比控制系统。
为了实现上述目的，提供一种发动机空燃比控制系统，所述系统主要包括空燃比设置部分，空燃比传感器检测部分，目标空燃比修正部分和空燃比反馈控制部分。空燃比设置部分被配置成根据至少一个发动机运转条件，设置发动机的空燃比。空燃比传感器检测部分被配置成确定空燃比传感器的状态。目标空燃比修正部分被配置成设置目标空燃比修正系数，以紧跟在发动机被起动之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低空燃比，从而逐渐收敛于理论配比值，同时当确定空燃比传感器有效时，目标空燃比修正系数以比确定空燃比传感器有效之前的先前降低速率高的速率降低。空燃比反馈控制部分被配置成当空燃比反馈控制条件被满足时，根据来自空燃比传感器的信号，设置空燃比反馈修正系数以执行空燃比反馈控制，该空燃比反馈控制使空燃比收敛于理论配比值。空燃比反馈控制部分还被配置成在空燃比反馈控制条件被满足后，使空燃比反馈修正系数保持在基准值规定的时间量，并在规定时间量已过去之后开始空燃比反馈控制。
结合附图，根据公开本发明的优选实施例的下述详细说明，对本领域的技术人员来说，本发明的这些及其它目的、特征、方面和优点将变得显而易见。
现在参见构成原始公开内容的一部分的附图图1是配有根据本发明的优选实施例的发动机空燃比控制系统的内燃机的简化整体示意图；图2是根据本发明的优选实施例，由发动机空燃比控制系统执行的用于实现起动后空燃比控制的步骤的控制例程的流程图；图3是根据本发明的优选实施例，由发动机空燃比控制系统执行的用于确定空燃比传感器是否有效的控制例程的流程图；图4是根据本发明的优选实施例，由发动机空燃比控制系统执行的用于确定是否应启动λ控制的控制例程的流程图；图5是图解说明根据本发明的优选实施例的起动后空燃比控制的第一时间图；图6是图解说明常规的起动后空燃比控制的时间图。
具体实施例方式
下面参考附图，说明本发明的选择实施例。根据本公开内容，对本领域的技术人员来说，本发明的实施例的下述说明显然只是用于举例说明本发明，而不是对本发明的限制，本发明由附加的权利要求及其等同限定。
首先参见图1，图1示意图解说明了配有根据本发明的第一实施例的发动机空燃比控制系统的内燃发动机1。如图1中所示，空气通过空气滤清器2进入进气管3被吸入发动机1中，进气管3具有调节进气歧管5的气流的电子节气门4。进气歧管5把气流分成几股气流，以便把进气传送给发动机1的每个气缸的燃烧室。燃油喷射阀6设置在进气歧管5的每个通道(分路)中，使得每个气缸具有一个燃油喷射阀6。把燃油喷射阀6布置成使得根据需要，它们直接面对相应气缸的燃烧室也是可接受的。
每个燃油喷射阀6是配置成当其螺线管被通电时打开，当通电停止时关闭的电磁燃油喷射阀(喷射器)。
发动机控制单元(ECU)12控制节气门4和燃油喷射阀6的操作，以便调节发动机1的空燃比。从而，发动机控制单元12发出电控节气门4的驱动脉冲信号，和电激励螺线管并停止每个燃油喷射阀6的驱动脉冲信号。燃油泵(未示出)对燃油加压，加压燃油被调压器调节到规定压力，并被传递给燃油喷射阀6。从而，驱动脉冲信号的脉冲宽度控制燃油喷射量。
火花塞7设置在发动机1的每个气缸的燃烧室中，用于产生点燃空气-燃油混合气，使空气-燃油混合气燃烧的火花。
来自发动机1的每个燃烧室的排气通过排气歧管8被排放。EGR通道9从排气歧管8通向进气歧管5，使得一部分的排气可通过EGR阀10被回流到进气歧管5。排气净化催化转化器11在排气歧管8的下游的某一位置被设置在排气管中。
发动机控制单元12最好包括具有如下所述通过调节节气门4控制进气量，以及控制燃油喷射阀6的燃油喷射量的空燃比控制程序，以及操纵发动机1的其它程序的微计算机。发动机控制单元12最好包括其它常规组件，例如输入接口电路，输出接口电路，模-数转换器，存储装置，比如ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)等。发动机控制单元12接收来自各个传感器的输入信号，并执行计算机处理(后面说明)以便控制节气门4和/或燃油喷射阀6的操作，从而调节空燃比。根据本公开内容，对本领域的技术人员来说，发动机控制单元12的精确结构和算法显然可以是实现本发明的功能的硬件和软件的任意组合。换句话说，说明书和权利要求中使用的“装置加功能”子句应包括可被用于实现“装置加功能”子句的功能的任何结构或硬件和/或算法或软件。
上面提及的各种传感器包括(但不限于)曲轴转角传感器13，空气流量计14，节气门传感器15，冷却液温度传感器16和空燃比传感器(氧传感器)17。曲轴转角传感器13被配置和安排成根据曲轴或凸轮轴的旋转，检测发动机1的曲轴转角，另外还检测发动机转速Ne。空气流量计14被配置和安排成检测进气管3内的进气量Qa。节气门传感器15被配置和安排成检测节气门4的开度TVO(对于节气门传感器15来说，为当节气门4被完全关闭时，打开的怠速开关也是可接受的)。冷却液温度传感器16被配置和安排成检测发动机1的冷却液的温度TW。空燃比传感器(氧传感器)17被安排在排气歧管的集气管部分中，被配置成发出指示空燃比是浓还是稀的信号。代替使用标准的氧传感器作为空燃比传感器17，使用能够产生正比于空燃比的信号的宽量程空燃比传感器也是可接受的。另外，空燃比传感器17可配有当发动机被起动时，升高检测元件的温度，以便较早激活传感器的内部加热元件。发动机控制单元12还接收来自启动开关18的信号。
发动机控制单元12主要形成本发明的发动机空燃比控制系统。从而，发动机控制单元12被配置成包含空燃比设置部分，空燃比传感器检测部分，目标空燃比修正部分和空燃比反馈控制部分。空燃比设置部分被配置成根据至少一个发动机工作条件，设置发动机1的空燃比，例如，如下所述根据至少一个发动机工作条件，设置发动机1的基本燃油喷射量(基本喷射脉冲宽度)Tp。空燃比传感器检测部分被配置成确定空燃比传感器17的状态。目标空燃比修正部分被配置成至少根据稳定燃油量增长因子(factor)KSTB，设置目标空燃比修正系数TFBYA，稳定燃油量增长因子KSTB被设置成在发动机1被起动之后，立即使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低空燃比，从而逐渐收敛于理论配比值，同时如下所述，当确定空燃比传感器17有效(active)时，稳定燃油量增长因子KSTB以比在确定空燃比传感器17有效之前的先前降低速率更高的速率降低。空燃比反馈控制部分被配置成当空燃比反馈控制条件被满足时，根据来自空燃比传感器17的信号，设置空燃比反馈修正系数ALPHA，以执行空燃比反馈控制，该空燃比反馈控制使空燃比朝着理论配比值收敛。空燃比反馈控制部分还被配置成在空燃比反馈控制条件被满足后，使空燃比反馈修正系数ALPHA保持在基准值规定时间量，并在规定时间量已过去之后开始空燃比反馈控制。目标空燃比修正部分还被进一步配置成当开始空燃比反馈控制时，通过把振据此时有效的稳定燃油量增长因子KSTB设置的未燃烧燃油量补偿值KUB加入目标空燃比修正系数TFBYA中，同时把稳定燃油量增长因子KSTB设置为0，修正目标空燃比修正系数TFBYA，如下所述。
如下所述，借助本发明，能够以考虑到发动机的工作性能所允许的最大速度把等效比λ调整到1，而不受空燃比反馈控制的正常增益(即在正常工作区中的有效增益)的限制。另外，即使当发动机1处于空燃比较浓的区域时开始反馈控制，也可防止由空燃比反馈修正系数ALPHA的过修正引起的过冲。
现在说明发动机控制单元12进行的燃油喷射量Ti的计算。
首先，发动机控制单元12读入空气流量计14检测的进气量Qa，和曲轴转角传感器13检测的发动机转速Ne，并利用下面所示的等式，计算与理论配比的空燃比对应的基本燃油喷射量(基本喷射脉冲宽度)Tp。在下面的等式中，项K是常数。
Tp＝K×Qa/Ne发动机控制单元12随后读入单独设置的目标空燃比修正系数TFBYA和空燃比反馈修正系数ALPHA。发动机控制单元12随后利用下面所示的等式计算最终燃油喷射量(喷射脉冲宽度)Ti。
Ti＝Tp×TFBYA×ALPHA目标空燃比修正系数TFBYA和空燃比反馈修正系数ALPHA的基准值(与理论配比的空燃比对应的值)都为1。
燃油喷射量(喷射脉冲宽度)Ti的计算还包括基于节气门开度TVO的瞬时补偿，和基于电池电压的无效喷射脉冲宽度的算术相加，不过为了简洁起见，省略了这些因素。
一旦计算了燃油喷射量Ti，发动机控制单元12在与发动机旋转同步的规定正时，把脉冲宽度与燃油喷射量Ti的值对应的驱动脉冲信号发送给每个气缸的燃油喷射阀6，从而进行燃油喷射。
下面说明目标空燃比修正系数TFBYA的设置。
通过把基本目标空燃比修正系数TFBYA0乘以补偿系数THOS，计算目标空燃比修正系数TFBYA。
TFBYA＝TFBYA0×THOS基本目标空燃比修正系数TFBYA0是利用基本目标空燃比修正系数TFBYA0与发动机转速和负载(例如目标扭矩)的曲线图，分配给根据发动机转速和发动机负载确定的每个工作区的目标空燃比。在标准(理论配比)工作区(除高转速/高负载区之外的其它区域)中，基本目标空燃比修正系数TFBYA0等于1，因为发动机在理论配比的空燃比下运转。同时，在高转速/高负载(浓)工作区(KMR区)中，TFBYA0大于1，因为发动机在空燃比浓(rich)的条件运转。
利用下面所示的等式计算补偿系数THOS。基准值为1，并且诸如稳定燃油量增长因子KSTB和未燃烧燃油量补偿值KUB之类的值被加入到基准值中，以便计算补偿系数THOS以及根据需要计算其它因子(为了简洁起见未示出)。
THOS＝1+KSTB+KUB+...
稳定燃油量增长因子KSTB被设置成使得在发动机1被起动之后，立即使空燃比变浓，并且之后随着时间的过去，逐渐降低稳定燃油量增长因子KSTB，使得空燃比逐渐收敛于理论配比值。可取的是，稳定燃油量增长因子KSTB的计算被设置成补偿发动机转速和负载(例如目标扭矩)。稳定燃油量增长因子KSTB使空燃比更浓的程度还取决于冷却液温度，即，冷却液温度越低，那么使空燃比越浓。
一旦稳定燃油量增长因子KSTB被设置为0，就以这样的方式设置未燃烧燃油量补偿值KUB，使得即使使用重质燃油，也能够确保稳定性。未燃烧燃油量补偿值KUB被设计成当使用重质燃油时，使λ等于1。
下面说明空燃比反馈修正系数ALPHA的设置。
按照下述方式增大和降低空燃比反馈修正系数ALPHA。当空燃比反馈控制条件被满足时(至少一个条件是空燃比传感器17有效)，发动机控制单元12开始检查来自空燃比传感器17的输出信号，确定空燃比是浓还是稀。如果达到浓-稀转变点(即，如果当前输出值为稀，但是前一输出值为浓)，那么发动机控制单元12使空燃比反馈修正系数ALPHA增大被设为比较大的值的比例量(比例增益)P(即ALPHA＝ALPHA+P)。之后，只要空燃比继续为稀，那么发动机控制单元12就把空燃比反馈修正系数ALPHA增大一个很小的积分量(积分增益)I(即，ALPHA＝ALPHA+I)。
相反，如果达到稀-浓转变点(即，如果当前输出值为浓，但是前一输出值为稀)，那么发动机控制单元12使空燃比反馈修正系数ALPHA降低被设为比较大的值的比例量(比例增益)P(即ALPHA＝ALPHA-P)。之后，只要空燃比继续为浓，那么发动机控制单元12就把空燃比反馈修正系数ALPHA降低一个很小的积分量(积分增益)I(即，ALPHA＝ALPHA-I)。
当空燃比反馈控制条件未被满足时，把空燃比反馈修正系数ALPHA保持为基准值1，或者保持在结束空燃比反馈控制时它所具有的最终值。
图2是表示从起动发动机1之后(即当启动开关状态从ON(接通)变到OFF(断开))立即开始到开始空燃比反馈控制为止的空燃比控制的步骤的流程图。图5是对应于相同控制步骤的时间图。
在步骤S1中，在起动发动机1之后，发动机控制单元12确定空燃比传感器17是否有效。
根据图3中所示的流程图执行活动性确定。在步骤S101中，发动机控制单元12确定空燃比传感器17的输出VO2是否等于或大于预定的浓活动性水平SR#。如果步骤S101的结果为YES(“是”)，那么发动机控制单元102进入步骤S102，确定在条件VO2≥SR#持续被满足的情况下，是否过去了预定量的时间T1#。如果步骤S102的结果为YES，那么发动机控制单元12进入步骤S103，确定自从启动开关(ST/SW)变成OFF以来，是否已过去规定量的时间T2#。如果步骤S103的结果为YES，即，如果步骤S101-S103的确定结果都为YES，那么发动机控制单元12进入步骤S104，在步骤S104，活动性检测标志F1被设置为1，指示空燃比传感器17已被确定为有效。
从而，在步骤S1中，发动机控制单元12确定活动性检测标志F1是否为1。
在活动性检测标志F1为0，即从起动发动机1之后立即开始一直到空燃比传感器17被确定为有效的期间，稳定燃油量增长因子KSTB被设置成使空燃比加浓到与冷却液温度相符的程度(即，冷却液温度越低，那么使空燃比越浓)。在该初始浓空燃比设置之后，随着时间的过去，稳定燃油量增长因子KSTB被逐渐降低，使得空燃比逐渐收敛于理论配比值。由于目标空燃比修正系数TFBYA至少部分由稳定燃油量增长因子KSTB确定(因为KUB＝0)，因此目标空燃比修正系数TFBYA按照相同的方式被调节，即，根据冷却液温度被设置成浓值，随后使之逐渐收敛于理论配比值。在此期间，空燃比反馈修正系数ALPHA被保持为基准值1。
当活动性检测标志F1改变为1时，即，当空燃比传感器17被确定为有效时，发动机控制单元12进入步骤S2。
在步骤S2中，发动机控制单元12开始以比在确定空燃比传感器17有效之前，发动机控制单元12降低稳定燃油量增长因子KSTB的速率更高的速率，降低稳定燃油量增长因子KSTB。更具体地说，每单位时间，稳定燃油量增长因子KSTB被降低规定的减少量(DKSSTB#)(参见下面的等式)KSTB＝KSTB-DKSSTB#在步骤S3，发动机控制单元12确定空燃比反馈控制(λ控制)的启动条件是否被满足。根据图4的流程图进行关于空燃比反馈控制(λ控制)的条件是否被满足的确定。在步骤S201，发动机控制单元12确定空燃比传感器17的活动性确定标志F1的值是否为1。如果步骤S201的结果为YES，那么发动机控制单元12进入步骤S202，在步骤S202，发动机控制单元12确定空燃比传感器17的输出VO2是否已达到与理论配比的空燃比对应的值SST#(VO2≤SST#)。
如果步骤S202的结果为YES，那么发动机控制单元12确定空燃比反馈控制(λ控制)的条件被满足，并进入步骤S204，在步骤S204，它把λ控制启动标志F2设为1。如果步骤S202的结果为NO，那么发动机控制单元12进入步骤S203，确定自从确定空燃比传感器17有效以来(即自从F1＝1以来)，是否已过去规定量的时间T3#。这里同样地，如果结果为YES，那么发动机控制单元12确定空燃比反馈控制(λ控制)的条件被满足，并进入步骤S204，在步骤S204，它把λ控制启动标志F2设为1。
从而，在步骤S3中，发动机控制单元12确定λ控制启动标志F2是否为1。
在λ控制启动标志F2为0的期间，即从确定空燃比传感器17有效的时刻开始一直到启动空燃比反馈控制为止，发动机控制单元12降低稳定燃油量增长因子KSTB，直到它达到0为止，以比在确定空燃比传感器17有效之前，降低稳定燃油量增长因子KSTB的速率更高的速率(DKSSTB#)执行所述降低。由于目标空燃比修正系数TFBYA主要由稳定燃油量增长因子KSTB确定(因为KUB＝0)，因此目标空燃比修正系数TFBYA按照相同的方式被降低。在此期间，空燃比反馈修正系数ALPHA被保持在基准值1。
当λ控制启动标志F2变成1时，即，当空燃比反馈控制的启动条件被满足时，发动机控制单元12进入步骤S4-S6。
在步骤S4中，发动机控制单元12将稳定燃油量增长因子KSTB无条件地设置为0(KSTB＝0)。
在步骤S5中，发动机控制单元12将未燃烧燃油量补偿值KUB设置为规定值(一个非常适合重质燃油的值)。由于目标空燃比修正系数TFBYA按照方程式TFBYA＝TFBYA0×(1+KSTB+KUB+...)被计算，所以只要TFBYA0为1，则目标空燃比修正系数TFBYA就近似等于1+KUB(TFBYA≈1+KUB)。
在步骤S6，发动机控制单元12开始空燃比反馈控制(λ控制)。更具体地说，发动机控制单元12执行比例和积分控制，以便增大和降低空燃比反馈修正系数ALPHA的设置值。
现在将对比图6的时间图中所示的常规起动后空燃比控制(“起动后”意味着在起动发动机之后进行的控制)，说明本实施例中由发动机控制单元12执行的控制例程(图5)。
使用常规起动后空燃比控制(图6)，取决于设置常数的值，有时不能充分地降低排气排放物。
首先，由于当空燃比反馈控制(λ控制)开始时稳定燃油量增长因子KSTB被加到空燃比反馈修正系数ALPHA的初始值，所以当空燃比反馈控制开始并且未燃烧燃油量补偿KUB被加入(如果未燃烧燃油量补偿值也包括在稳定燃油量增长因子KSTB中)时，则空燃比将被过修正(过补偿)。通过将未燃烧燃油量补偿值KUB设置为0，可避免这样的情况，但如果在空燃比反馈修正系数ALPHA收敛后控制变为开环，则因为没有修正(补偿)量，这可能会出现问题。
第二，由于当开始空燃比的反馈控制时在此时的稳定燃油量增长因子KSTB的值被用作ALPHA的初始值，所以如果KSTB的值较大，则ALPHA限制器将限制ALPHA的初始值，因此可能不能进行ALPHA的充分修正。因此，有可能空燃比将变得太稀。
第三，由于在空燃比反馈控制开始后空燃比反馈修正系数ALPHA的值的变化由积分增益(I)控制，因为积分增益将不小于KSTB和KUB的斜率，如果由于其它区域的需要积分增益较小，则由加入稳定燃油量增长因子KSTB所引起的增加之后ALPHA朝理论配比值的收敛将较慢。
相反，由本实施例所执行的控制(图5)被描述如下。
在本实施例中，在已确定空燃比传感器17有效之后空燃比反馈控制(λ控制)的开始被延迟，并且在从空燃比传感器17被确定有效直到空燃比反馈控制开始期间，空燃比反馈修正系数ALPHA被钳位在1，目标空燃比修正系数TFBYA(实际上稳定燃油量增长因子KSTB)被减小直到λ等于1为止。因此，可使空燃比迅速变为理论配比值而与空燃比反馈修正系数ALPHA的增益无关。
此外，在本实施中，由于空燃比传感器17被确定有效，所以当空燃比传感器17的输出表示λ等于1或当规定的时间量过去时开始空燃比反馈控制。当反馈控制开始时稳定燃油量增长因子KSTB被设置为0，但在其被设置为0之前稳定燃油量增长因子KSTB的值不被加入到空燃比反馈修正系数ALPHA的初始值。采用该方法，因为该系统被这样配置，即不开始空燃比反馈控制直到空燃比达到对应于理论配比空燃比的值为止，并且当空燃比反馈控制开始时加入未燃烧燃油量补偿值KUB。
在本实施例中，该系统被这样配置，即在空燃比传感器17已被确定有效之后，以比在空燃比传感器17被确定有效之前的减小速率高的速率，减小目标空燃比修正系数TFBYA。之后，空燃比反馈修正系数ALPHA被保持在基准值(1)规定时间量，并且在规定的时间量过去之后开始空燃比反馈控制。因此，以考虑到发动机的工作性能所允许的最大速度把等效比λ调整到1，而不受空燃比反馈控制的正常增益(即在正常工作区中的有效增益)的限制。换句话说，当使用空燃比反馈修正系数ALPHA使空燃比收敛时，有必要增加空燃比反馈修正系数ALPHA的增益并且该增益的增加必须以与其它区域的要求相容的方式被完成。然而，在本实施例中，在紧接发动机1起动之后，可在该区域中独立地设置斜率。即使当发动机1处于空燃比为较浓的区域时开始反馈控制，也可防止由于空燃比反馈修正系数ALPHA的过修正引起的过冲。
就本实施例来说，能够准确地确定空燃比传感器17是否有效，因为所述确定是基于空燃比传感器17的输出(VO2)和自起动发动机1以来过去的时间量(T2#)做出的。
就本实施例来说，当空燃比传感器17的输出已达到对应于理论配比空燃比的值(SST#)时，开始空燃比反馈控制。因此，空燃比以前馈的方式被迅速改变直到其从较浓区域移动到理论配比点为止，并且当空燃比接近λ＝1时开始空燃比反馈控制。因此，可防止空燃比反馈修正系数ALPHA的过冲并可降低排气排放物。
就本实施例来说，如果在自确定空燃比传感器17有效以来已过去规定的时间量(T3#)之后，空燃比传感器17的输出还没有达到与理论配比的空燃比对应的值(SST#)，那么开始空燃比反馈控制，而不管空燃比。从而，即使由于某一原因，空燃比继续较浓，也能够可靠地开始反馈控制，并通过反馈控制可使空燃比达到理论配比值。
如同这里用于描述上述实施例的，下述方向术语“向前，向后，上面，向下，垂直，水平，下面和横向”以及任何其它类似的方向术语指的是配备本发明的车辆的方向。因此，应相对于配备本发明的车辆解释这里用于描述本发明的这些术语。这里用于描述某一组件，部分，装置等执行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测的组件，部分，装置等，而是包括执行所述操作或功能的确定、测量、建模、预测或计算等。这里使用的术语“配置成”描述包括构成和/或编程为实现所需功能的硬件和/或软件的设备的组件、部件或部分。此外，权利要求中表示成“装置加功能”的术语应包括可被用于实现本发明的该部分的功能的任何结构。这里使用的程度术语，比如“充分地”，“大约”和“近似地”意味着修饰术语的合理偏离量，使得不会显著改变最终结果。例如，这些术语可被解释成包括修饰术语的至少±5％的偏离，如果该偏离不会否定它所修饰的词语的含义。
虽然选择了精选的实施例来图解说明本发明，不过根据本公开内容，对本领域的技术人员来说，在不脱离附加权利要求限定的本发明的范围的情况下，显然能够做出各种改变和修改。此外，根据本发明的实施例的前述说明只是例证性的，而不是对由附加权利要求及其等同限定的本发明的限制。从而，本发明的范围并不局限于公开的实施例。
权利要求
1.一种发动机空燃比控制系统，包括空燃比设置部分，被配置成根据至少一个发动机运转条件，设置发动机的空燃比；空燃比传感器检测部分，被配置成确定空燃比传感器的状态；目标空燃比修正部分，被配置成设置目标空燃比修正系数，以紧跟在发动机被起动之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低所述空燃比，从而逐渐收敛于理论配比值，同时当确定所述空燃比传感器有效时，所述目标空燃比修正系数以比确定所述空燃比传感器有效之前的先前降低速率高的速率降低；以及空燃比反馈控制部分，被配置成设置空燃比反馈修正系数，以当空燃比反馈控制条件被满足时，根据来自所述空燃比传感器的信号，执行使空燃比收敛于所述理论配比值的空燃比反馈控制，所述空燃比反馈控制部分，还被配置成在所述空燃比反馈控制条件被满足后，使所述空燃比反馈修正系数在规定的时间量内保持在基准值，并在规定时间量过去之后开始所述空燃比反馈控制。
2.如权利要求1所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比传感器检测部分还被配置成根据所述空燃比传感器的输出和自所述发动机起动后过去的时间量确定所述空燃比传感器有效。
3.如权利要求1所述的发动机空燃比控制系统，其中所述目标空燃比修正部分还被配置成根据稳定燃油量增长因子计算所述目标空燃比修正系数，该稳定燃油量增长因子被设置成紧跟在起动所述发动机之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低所述空燃比，使得所述空燃比逐渐收敛于所述理论配比值，同时当确定所述空燃比传感器有效时，所述稳定燃油量增长因子以预定的降低速率降低。
4.如权利要求1所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比传感器检测部分还被配置成根据表示已达到对应于理论配比空燃比的值的所述空燃比传感器的输出，确定所述空燃比传感器有效。
5.如权利要求4所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比反馈控制部分还被配置成在自所述空燃比传感器被确定有效以来过去了规定的时间量之后，开始所述空燃比反馈控制，而与所述空燃比无关。
6.如权利要求2所述的发动机空燃比控制系统，其中所述目标空燃比修正部分还被配置成根据稳定燃油量增长因子计算所述目标空燃比修正系数，该稳定燃油量增长因子被设置成紧跟在起动所述发动机之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低所述空燃比，使得所述空燃比逐渐收敛于所述理论配比值，同时当确定所述空燃比传感器有效时，所述稳定燃油量增长因子以预定的降低速率降低。
7.如权利要求2所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比传感器检测部分还被配置成根据表示已达到对应于理论配比空燃比的值的所述空燃比传感器的输出，确定所述空燃比传感器有效。
8.如权利要求7所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比反馈控制部分还被配置成在自所述空燃比传感器被确定有效以来过去了规定的时间量之后，开始所述空燃比反馈控制，而与所述空燃比无关。
9.如权利要求3所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比传感器检测部分还被配置成根据表示已达到对应于理论配比空燃比的值的所述空燃比传感器的输出，确定所述空燃比传感器有效。
10.如权利要求9所述的发动机空燃比控制系统，其中所述空燃比反馈控制部分还被配置成在自所述空燃比传感器被确定有效以来过去了规定的时间量之后，开始所述空燃比反馈控制，而与所述空燃比无关。
11.一种控制发动机空燃比的方法，包括根据至少一个发动机运转条件，设置发动机的空燃比；确定空燃比传感器的状态；设置目标空燃比修正系数，以紧跟在发动机被起动之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低所述空燃比，从而逐渐收敛于理论配比值，同时当确定所述空燃比传感器有效时，所述目标空燃比修正系数以比确定所述空燃比传感器有效之前的先前降低速率高的速率降低；设置空燃比反馈修正系数，以当空燃比反馈控制条件被满足时，根据来自所述空燃比传感器的信号，执行使空燃比收敛于所述理论配比值的空燃比反馈控制；以及在所述空燃比反馈控制条件被满足后，使所述空燃比反馈修正系数在规定的时间量内保持在基准值，并在规定时间量过去之后开始所述空燃比反馈控制。
12.如权利要求11所述的方法，其中根据所述空燃比传感器的输出和自所述发动机起动后过去的时间量确定所述空燃比传感器有效。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述目标空燃比修正系数的设置包括稳定燃油量增长因子，该稳定燃油量增长因子被设置成紧跟在起动所述发动机之后，使空燃比变浓，之后随着时间的过去逐渐降低所述空燃比，使得所述空燃比逐渐收敛于所述理论配比值，同时当确定所述空燃比传感器有效时，所述稳定燃油量增长因子以预定的降低速率降低。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述空燃比传感器状态为有效的确定是根据表示已达到对应于理论配比空燃比的值的所述空燃比传感器的输出。
15.如权利要求14所述的方法，其中在自所述空燃比传感器被确定有效以来过去了规定的时间量之后，开始所述空燃比反馈控制，而与所述空燃比无关。
全文摘要
发动机空燃比控制系统被配置成在起动发动机之后立即使用浓空燃比，使得空燃比快速收敛于理论配比值，之后开始空燃比反馈控制。在根据空燃比传感器的输出和自起动发动机以来过去的时间量确定空燃比传感器有效时，以比在确定空燃比传感器有效之前所使用的速率高的速率，减小为目标空燃比修正系数的分量的稳定燃油量增加值。在相同的时间段期间，空燃比反馈修正系数被保持在基准值。在空燃比传感器的输出达到对应于理论配比空燃比的值之后，开始空燃比反馈控制。
文档编号F02D41/06GK1755085SQ20051010695
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者加藤浩志 申请人:日产自动车株式会社