JP2000097082A

JP2000097082A - 内燃機関の空燃比制御装置

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Publication number: JP2000097082A
Application number: JP10265226A
Authority: JP
Inventors: Harufumi Muto; 晴文武藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: JP3546292B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空燃比フィードバック制御に係る制御波形の
最適化を図り、ひいてはトルク変動の更なる抑制や排気
特性の更なる向上を図る。【解決手段】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、酸素セ
ンサ１１からの検出信号（センサ電圧）ＶＯをもとに、
スキップ補正と積分補正とを行うための空燃比フィード
バック補正係数を算出し、この補正係数を用いて燃料噴
射量（時間）を補正する。スキップ補正時には、通常の
スキップ量に見込みスキップ量を加味し、一方、積分補
正時には所定時間一定値を保持させた後、徐変を行うこ
とにより、同補正係数の制御波形に係る振幅の抑制、周
波数の増大を図る。見込みスキップ量の導入の仕方によ
っては、同制御波形の振幅や周波数に係る特性を維持し
つつ空燃比フィードバック補正係数の制御中心をリッチ
側、或いはリーン側に偏在させることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に供給さ
れる可燃混合気の空燃比を最適化すべくフィードバック
制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用内燃機関（エンジン）の運転状態
を制御する装置の一つとして、エンジンの燃焼室に供給
される混合気の空燃比を制御する空燃比制御装置があ
る。一般に、エンジンに要求される空燃比はエンジンの
回転速度、負荷状態及び暖機状態等に応じて変化する。
そこでこの空燃比制御装置では、電子制御装置を通じて
燃料噴射装置（燃料噴射弁）を制御することにより、燃
焼室に供給される燃料量を補正して、混合気の空燃比を
調整する。この調整により、エンジンの各種の運転条件
に対応してエンジンの出力安定性やドライバビリティ等
の向上が図られるとともに、排気特性が最適化される。

【０００３】ここで、この空燃比制御装置による空燃比
のフィードバック制御は、具体的には以下のようなメカ
ニズムに基づいて実行される。すなわち、空燃比フィー
ドバック制御に際しては先ず、エンジン回転数や吸気量
等の運転状態パラメータに基づいて基本となる燃料噴射
量（時間）が算出され、その基本燃料噴射量に、空燃比
フィードバック補正係数、空燃比学習値、及びその他の
各種運転状態に基づく補正係数を加味した目標燃料噴射
量（時間）が決定される。空燃比フィードバック補正係
数は、前回の燃料噴射に係る空燃比の理論空燃比（若し
くは目標とする空燃比）に対するずれ量に対応するもの
であり、今回の燃料噴射に係る空燃比を理論空燃比によ
り近づけるための補正係数である。

【０００４】そして、エンジンの排気系に設けられた空
燃比センサ（酸素センサ）からの検出信号に基づいて算
出される空燃比が理論空燃比より高ければ、燃料噴射量
を増大し、低ければ減少させるという態様で燃料噴射量
の補正を周期的に繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたメ
カニズムに基づき空燃比を制御する装置にあっては、フ
ィードバック制御によって補正量の増減を行うにあた
り、燃焼室から酸素センサまでのガス輸送時間や酸素セ
ンサの応答時間に起因する応答遅れが生じる。そこで通
常、燃料噴射量の補正態様を増大から減少、若しくは減
少から増大に反転させる際には、この応答遅れを見込ん
で所定量スキップさせるスキップ制御、及びこのスキッ
プさせた補正量を徐変させる積分制御を行うことによ
り、制御系の応答性を高めるようにしている。ただし、
積分制御時の補正量徐変に係る変化率は、大きすぎれば
制御波形の振幅を大きくしてしまい、小さすぎればリッ
チ側へのスキップとリーン側へのスキップとのインター
バルを遅延させ制御波形の周波数を低下させてしまう。
そしていずれの場合も、トルク変動の増大やドライバビ
リティの低下を促し、排気特性を悪化させてしまうこと
となる。このため、前記スキップ制御に係るスキップ量
や積分制御時の補正量徐変に係る変化率を常に最適な数
値に設定することが緻密な空燃比フィードバック制御に
は不可欠となっている。

【０００６】なお従来、例えば特開昭５８−５３６６１
号公報にみられるように、制御空燃比が排気浄化性の上
で最適な空燃比となるよう、スキップ補正量や積分補正
量を空燃比補正量の増大側と減少側とで非対称化するこ
ともなされているが、この場合であれ、上記応答遅れに
起因する制御波形の振幅の増大化や周波数の低下は免れ
ない。

【０００７】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、空燃比フィード
バック制御に係る制御波形の最適化を図り、ひいてはト
ルク変動の更なる抑制や排気特性の更なる向上を図るこ
とのできる内燃機関の空燃比制御装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設
けられて当該内燃機関の排気空燃比を検出する空燃比セ
ンサを有し、その検出される排気空燃比がリッチとリー
ンとの間で反転したときにスキップ制御されるととも
に、その後積分制御されて更新される空燃比補正量に基
づいて内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィード
バック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、前
記スキップ制御に際し、そのスキップ量を所定量増大さ
せるとともに、前記積分制御により算出される空燃比補
正量が該増大したスキップ量をもって更新された空燃比
補正量になるまでは、同増大したスキップ量をもって更
新された空燃比補正量に基づき前記空燃比を補正する補
正手段を備えることを要旨とする。

【０００９】同構成によれば、制御波形の振幅は抑制し
つつ、スキップ制御による補正量の変動範囲のみを拡大
することとなり、制御波形の周波数も増大することとな
る。この結果、空燃比フィードバック制御の精度が増
し、排気特性も一層向上するようになる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の内
燃機関の空燃比制御装置において、前記補正手段は、前
記積分制御により算出される空燃比補正量が前記増大し
たスキップ量をもって更新された空燃比補正量になるま
での期間に前記検出される排気空燃比が反転したときに
は、前記更新された空燃比補正量を基準量として前記所
定量のスキップ制御をおこなうことを要旨とする。

【００１１】同構成によれば、空燃比センサからの検出
信号のばらつきにより空燃比補正量の制御波形の中心が
不安定となることを好適に抑制することができるように
なる。請求項３記載の発明は、請求項１記載の内燃機
関の空燃比制御装置において、前記補正手段は、前記積
分制御により算出される空燃比補正量が前記増大したス
キップ量をもって更新された空燃比補正量になるまでの
期間に前記検出される排気空燃比がリーンからリッチま
たはリッチからリーンに反転したときには、前記積分制
御により算出される空燃比補正量を基準量として前記所
定量のスキップ制御をおこなうことを要旨とする。

【００１２】同構成によれば、酸素センサからの検出信
号がリッチからリーンに反転する周期が短い場合には空
燃比がリッチずれすることを好適に抑制し、逆にリーン
からリッチに反転する周期が短い場合には空燃比がリー
ンずれすることを好適に抑制することにより、空燃比フ
ィードバック制御に係る制御中心の安定性を向上させる
ことができるようになる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の内
燃機関の空燃比制御装置において、前記補正手段は、前
記積分制御により算出される空燃比補正量が前記増大し
たスキップ量をもって更新された空燃比補正量になるま
での期間に前記検出される排気空燃比がリッチからリー
ンに反転したときには、前記更新された空燃比補正量を
基準量として前記スキップ制御をおこなうことを要旨と
する。

【００１４】同構成によれば、酸素センサからの検出信
号がリッチ及びリーン間で反転する周期が短い場合、空
燃比のリッチずれの抑制と空燃比フィードバック制御に
係る制御中心の安定化が確実に行われるようになる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記
補正手段は、前記検出される排気空燃比の反転周期が所
定時間以下であるときには、リッチからリーンへのスキ
ップ制御に係るスキップ量と、リーンからリッチへのス
キップ制御に係るスキップ量とを等量とすることを要旨
とする。

【００１６】同構成によれば、インジェクタの流動特性
や吸気系内での空気分配、パージ分配の不具合に起因し
て空燃比補正量の制御波形にチャタリングが生じたとき
に、このチャタリング発生時に空燃比補正量の制御波形
が非対称形である場合であれ、制御波形の中心がずれて
しまうことを好適に抑制することができるようになる。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記
補正手段は、前記空燃比をリッチ側に補正するときにの
み、前記態様で設定される空燃比補正量に基づく補正を
行うことを要旨とする。

【００１８】空燃比フィードバック制御系の応答遅れを
生じさせる要因の一つである酸素センサの応答時間は、
実際の空燃比がリーンからリッチに反転するときに比
べ、リッチからリーンに反転するときの方が長いことが
知られている。この酸素センサの応答時間においてみら
れる偏り、すなわちリッチからリーンへの反転とリーン
からリッチへの反転に係る偏差を考量しなければ、空燃
比の制御中心はリーン側に偏る。

【００１９】そこで、上記請求項６に記載した発明の構
成によれば、空燃比フィードバック制御の制御波形に係
る振幅の増大や周波数の低下を伴うことなく、空燃比補
正量の制御中心をリッチ側へ偏在させることができ、空
燃比センサの応答遅れに起因するリーンずれを好適に修
正することができるようになる。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何
れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記
補正手段は、前記更新される空燃比補正量に基づく補正
時間に応じて前記スキップ量の増大量を変更することを
要旨とする。

【００２１】同構成によれば、空燃比フィードバック制
御に係る制御波形について、振幅の縮減及び周波数の増
大という面で、運転状態に応じた最適な波形を形成する
ことができるようになり、ひいては一層緻密な空燃比制
御を行うことができるようになる。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１〜６の何
れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記
空燃比センサの下流に設けられた触媒の更に下流にあっ
て同触媒下流の排気空燃比を検出するリア空燃比センサ
を更に有し、前記補正手段は、前記リア空燃比センサに
て検出される触媒下流の排気空燃比に応じて前記スキッ
プ量の増大量を変更することを要旨とする。

【００２３】同構成によれば、前記触媒上流に設けられ
た空燃比センサからの検出信号のばらつきを好適に修正
して、一層緻密性の高い空燃比フィードバック制御を実
行することができるようになる。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何
れかに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記
空燃比センサの下流に設けられた触媒の温度を検出する
触媒温度検出手段を更に備え、前記補正手段は、前記検
出される触媒の温度が所定温以上であるとき、空燃比を
リッチ側に補正するときのスキップ量を所定量増大させ
るとともに、該増大したスキップ量をもって更新された
空燃比補正量を所定時間一定に保持することを要旨とす
る。

【００２５】排気中の一酸化炭素、炭化水素及び窒化物
を浄化するための排気浄化用触媒は、排気系途中に設け
られた触媒コンバータ中に搭載される。この排気浄化用
触媒は、酸素濃度が高く（リーン）、触媒の温度が高い
状態では、貴金属の凝集が起こりやすい等の原因より、
劣化を早めてしまうことが周知である。このように、排
気浄化用触媒の温度が過度に上昇した場合には、空燃比
フィードバック制御を停止して燃料噴射量を増大させ、
酸素濃度を低下させる等の処置をとるのが通常である。
ところが、このような態様で燃料噴射量を増大させる
と、空燃比フィードバック制御の停止中は空燃比を緻密
にコントロールすることができない。このため、空燃比
フィードバック制御が再開されるまで排気特性が安定し
ない等の問題があった。この点、上記請求項９に記載し
た発明の構成によれば、空燃比フィードバック制御の制
御条件からはずれることなく、しかも当該制御に係る制
御波形の振幅を増大することもなく酸素濃度を低下さ
せ、排気浄化用触媒の劣化を好適に抑制することができ
る。また、酸化還元反応が抑制される為、触媒の温度も
低下するようになる。

【００２６】請求項１０記載の発明は、請求項９に記載
の内燃機関の空燃比制御装置において、空燃比をリッチ
側に補正すべく空燃比補正量がスキップされた後、前記
検出される排気空燃比がリーンからリッチに戻るまでの
時間を機関運転状態に基づき推定する時間推定手段を更
に備え、前記補正手段は、前記空燃比補正量をスキップ
させた後、前記推定される時間経過後も前記検出される
排気空燃比がリーンからリッチに戻らないとき、前記増
大させた空燃比補正量を更に増大させることを要旨とす
る。

【００２７】請求項１１記載の発明は、請求項１０に記
載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記補正手段
は、前記推定される時間と前記検出される排気空燃比が
実際にリーンからリッチに戻るまでの時間とに基づき前
記空燃比補正量を保持する所定時間を変更することを要
旨とする。

【００２８】上記請求項１０又は１１に記載した発明の
構成によれば、請求項９に記載した発明の実施に際して
制御波形の周波数低下を好適に抑制し、空燃比フィード
バック制御の緻密性を好適に保持することができるよう
になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
に係る内燃機関の空燃比制御装置を具体化した第１の実
施の形態について、図面を参照して説明する。

【００３０】図１は、本実施の形態に係る空燃比制御装
置を備えた自動車のエンジンシステムを示す概略構成図
である。このシステムにあって、エンジン１は、吸気系
２と、燃焼室３と、排気系４とに大別される。

【００３１】このうち吸気系２は、その上流より、エア
クリーナ（図示せず）、スロットルバルブ５、及びサー
ジタンク６を有して構成され、またその各部には、吸気
量センサ７、スロットルポジションセンサ（開度セン
サ）８、及び吸気温センサ９等がそれぞれ設けられてい
る。

【００３２】これらセンサのうち、吸気量センサ７は、
スロットルバルブ５の上流側に配されて吸入空気の流量
（吸気量）Ｇａを検出するセンサであり、スロットルポ
ジションセンサ（開度センサ）８は、図示しないアクセ
ルペダルの踏み込み操作に基づき開閉されるスロットル
バルブ５の開度情報を出力する。また、吸気温センサ９
は、エンジン１に吸入される空気の温度（吸気温）ＴＨ
Ａを検出するセンサである。

【００３３】また、この吸気系２には、燃料噴射弁１０
が設けられている。図示しない燃料タンクから圧送され
る燃料は、該燃料噴射弁１０の操作に応じてエンジン１
内に噴射供給され、同吸気系２を通じて吸入される空気
と混合される。

【００３４】他方、排気系４は、触媒（三元触媒）２
０、及び酸素センサ１１を備えて構成される。触媒２０
は、燃焼室３から排出される排気中に含まれる一酸化炭
素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び酸化窒素（ＮＯ
ｘ）を浄化するために設けられる。酸素センサ１１はこ
の触媒２０の上流に設けられ、触媒通過前における排気
中の酸素濃度を検出する。

【００３５】その他、同エンジン１には、点火装置であ
るイグナイタ１２、分配器であるディストリビュータ１
３が設けられ、その分配された点火電圧が、各気筒の燃
焼室３に設けられた点火プラグ１４に印加されるように
なっている。

【００３６】また、上記ディストリビュータ１３には回
転数センサ１５及び気筒判別センサ１６が設けられ、こ
れらセンサ１５及び１６を通じて、当該エンジン１のエ
ンジン回転数ＮＥが検出され、また燃焼気筒が判別され
る。

【００３７】また、同エンジン１は、そのシリンダブロ
ック１ａ内を循環する冷却水によって冷却されるように
なっており、その冷却水の水温が、同シリンダブロック
１ａに設けられた水温センサ１７によって検出されるよ
うになる。

【００３８】こうしたエンジンシステムにおいて、上述
した各センサの出力は、エンジン１の制御系としての役
割を司どる電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３０に
対し入力される。

【００３９】図２は、このＥＣＵ３０のハードウエア構
成についてその概要を示したものであり、次に、この図
２を併せ参照して、同ＥＣＵ３０の内部構成を説明す
る。同図２に示すように、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３１
ａ、ＲＯＭ３１ｂ、ＲＡＭ３１ｃ、及びバックアップＲ
ＡＭ３１ｄ等を内蔵したマイクロコンピュータ３１を中
心に構成される。

【００４０】このマイクロコンピュータ３１の入力ポー
トには、回転数センサ１５、気筒判別センサ１６、をは
じめ、Ａ／Ｄ変換回路３４を介して、吸気量センサ７、
吸気温センサ９、水温センサ１７、スロットルポジショ
ンセンサ（開度センサ）８、及び酸素センサ１１等のア
ナログ信号を出力するセンサが接続されている。また、
同マイクロコンピュータ３１の出力ポートには、イグナ
イタ１２や燃料噴射弁１０を駆動する駆動回路３５等が
接続されている。ＥＣＵ３０は、こうしてマイクロコン
ピュータ３１に取り込まれる各センサの出力に基づい
て、エンジン１の燃料噴射や点火にかかる各種制御を実
行する。

【００４１】次に、上記ＥＣＵ３０が実行する各種制御
のうち、空燃比制御についてその概要を説明する。ＥＣ
Ｕ３０は、エンジン１の燃焼に関わる混合気中の空燃比
（以下、単に空燃比という）Ａ／Ｆが同エンジン１の運
転状態に適した目標空燃比となるように、燃料噴射弁１
０から噴射される燃料量を制御制御するための空燃比制
御を実行する。この空燃比制御において、ＥＣＵ３０
は、吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとに基づき求まる
基本燃料噴射量（時間）ＴＡＵｂｓに対し、空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦ及びその他各種制御（例え
ば、暖機運転時の増量制御や加減速時の増量又は減量制
御）によって得られた各種補正係数を加味することによ
り、最終的な目標燃料噴射量（時間）ＴＡＵｆを決定す
る。

【００４２】ここで、本実施形態において採用される空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの特性について、酸
素センサ１１からの検出信号をもとに説明する。本実施
形態では、基本燃料噴射量（時間）ＴＡＵｂｓの補正に
用いる空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの算出に際
し、いわゆる周知の空燃比フィードバック補正係数（本
実施形態では基本空燃比フィードバック補正係数とい
う）ＦＡＦｂｓと、見込み空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦｍｋという２つの補正係数を併用することとな
る。

【００４３】より具体的には、ＥＣＵ３０による毎回の
ルーチン処理で両補正係数ＦＡＦｂｓ及びＦＡＦｍｋを
各々別途に算出しつつ、これら両補正係数のうち何れか
一方を各回のルーチン毎に選択して、これを空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦとして用いることとする。

【００４４】例えば、図３は、酸素センサ１１からの検
出信号（センサ電圧）ＶＯ、該センサ電圧ＶＯに基づい
て算出される基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
ｂｓ、見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍ
ｋ、及び空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに係るそ
れぞれの信号波形若しくは制御波形を示すタイムチャー
トである。なお、同図３（ａ）〜（ｅ）において、時間
軸としての横軸は全て同一スケールとなっている。

【００４５】先ず、図３（ａ）には、酸素センサ１１か
らの検出信号であるセンサ電圧ＶＯの信号波形を示す。
酸素センサ１１は、エンジン１の空燃比Ａ／Ｆが理論空
燃比に合致する際にはそのセンサ電圧ＶＯが基準電圧Ｋ
ＯＸＲ（例えば０．４５ボルト（Ｖ））となるよう設定
されている。そして、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比より小
さいとき（リッチ側）にはセンサ電圧ＶＯが同基準電圧
を上回り、理論空燃比より大きいとき（リーン側）には
センサ電圧ＶＯが同基準電圧以下となる。そこでＥＣＵ
３０は、当該電圧ＶＯが基準電圧ＫＯＸＲを上回り、所
定の遅延時間（ＴＤＬ）が経過した後、空燃比Ａ／Ｆが
リッチ側にあると判断し、基準電圧ＫＯＸＲ以下とな
り、所定の遅延時間（ＴＤＲ）が経過した後、空燃比Ａ
／Ｆがリーン側にあると判断する。空燃比フィードバッ
ク制御中においては、空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比に収束
させるべく、後述する空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを変更して目標燃料噴射量（時間）ＴＡＵｆの増量
補正と減量補正とを繰り返す。このため、同図３（ａ）
に示すように、センサ電圧ＶＯもまた、基準電圧ＫＯＸ
Ｒの上下に変動を繰り返すこととなる。

【００４６】次に、図３（ｂ）には、基本空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦｂｓの波形（破線）を示す。こ
の基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓは、燃
料噴射量（時間）ＴＡＵｂｓを補正すべく、前記センサ
電圧ＶＯに基づくＥＣＵ３０の判断（リッチ側又はリー
ン側）を逐次フィードバックするとともに、吸気量Ｇａ
等の運転状態を合わせ参照して算出される補正量であ
る。基本的には、空燃比Ａ／Ｆがリッチ側にあるとＥＣ
Ｕ３０が判断している期間中は、目標燃料噴射量（時
間）ＴＡＵｆを減量補正すべく基本空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦｂｓを１より小さくし（以下、減量と
いう）、空燃比Ａ／Ｆがリーン側にあると判断している
期間中は、燃料噴射量（時間）ＴＡＵｆを増量補正すべ
く当該補正係数ＦＡＦｂｓを１より大きくする（以下、
増量という）。

【００４７】ここで、例えば、前記ＥＣＵ３０の判断が
リーン側からリッチ側に反転した場合、基本空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦｂｓは増量から減量に所定の
比例定数ＲＳＬをもってスキップ（リーンスキップ）
し、その後、ＥＣＵ３０の判断がリッチ側からリーン側
に反転するまでは、更に減量側に向かい徐変される。す
なわち積分制御が実行される。一方、ＥＣＵ３０の判断
がリッチ側からリーン側に反転した場合には、同補正係
数ＦＡＦｂｓは減量から増量に所定量ＲＳＲ分スキップ
（リッチスキップ）した後、ＥＣＵ３０の判断が反転す
るまでは、更に増量側に向かって徐変されることとな
る。

【００４８】図３（ｃ）には、見込み空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦｍｋの波形（一点鎖線）を示す。見
込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋは、前記
基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓがスキッ
プを行う毎に、当該補正係数ＦＡＦｂｓを基準値として
更新されることを前提とする。その算出に際しては、同
図３（ｃ）に示すように、スキップ時の基本空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦに対し、見込みスキップ量Ｒ
ＳＲｍｋ又は見込みスキップ量ＲＳＬｍｋを加味する。
そしてその更新値（ＦＡＦｍｋ）は、次回のスキップま
で保持されることとなる。

【００４９】図３（ｄ）には、前記基本空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦｂｓの波形（破線）と、見込み空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋの波形（一点鎖
線）を、同一スケールの時間軸（横軸）及び制御量（縦
軸）上に重ね合わせて示したものである。

【００５０】同図３（ｄ）に示すように、両補正係数Ｆ
ＡＦｂｓ及びＦＡＦｍｋは、同一タイミングでリッチス
キップ及びリーンスキップを行うこととなる。そして、
例えばリッチスキップ時には、見込み空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦｍｋの方が、見込みスキップ量ＲＳ
Ｒｍｋの分だけ基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆｂｓを上回っている。その後の積分制御期間におい
て、基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓは徐
々に増大するが、見込み空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦｍｋは一定の値を保持する。このため、所定時間
経過後、点Ａ以降は、基本空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦｂｓが見込み空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦｍｋを上回ることとなる。

【００５１】一方、リーンスキップ時においては、見込
み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋが見込みス
キップ量ＲＳＬｍｋの分だけ基本空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦｂｓを下回っている。その後の積分制御
期間においては、基本空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦｂｓは徐々に減少するが、見込み空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦｍｋは一定の値を保持することとな
る。このため、所定時間経過後、点Ｂ以降は、基本空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓが見込み空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦｍｋを下回ることとなる。

【００５２】ここで、ＥＣＵ３０は、基本空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦｂｓ及び見込み空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦｍｋのうち、リッチスキップから
リーンスキップまでの期間には両補正係数ＦＡＦｂｓ及
びＦＡＦｍｋのうち数値の大きな方を選択し、リーンス
キップからリッチスキップまでの期間には数値の小さな
方を選択して、これを空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦとして燃料噴射量（時間）ＴＡＵｂｓの補正を実行
する。すなわち、ＥＣＵ３０の決定する空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦは、結果的に図３（ｅ）に示すよ
うな制御波形を形成することとなる。

【００５３】なお、基本燃料噴射量（時間）ＴＡＵｂｓ
を補正して目標燃料噴射量（時間）ＴＡＵｆを算出する
際、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、例えば以
下に示すような演算中で用いられる。ＴＡＵｆ＝ＴＡＵｂｓ×ＦＡＦ×ｋ１×ｋ２×…×ｋｎ…（１）ただし、ｋ１〜ｋｎは、例えば暖機増量、加減速、出力
増量等の各種運転状態を考量した補正係数であり、図示
しない処理ルーチンにおいて別途算出されるものであ
る。

【００５４】以下、上述したフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを用いて行う本実施形態に係る空燃比制御について
詳述する先ず、本実施形態に係る一連の空燃比制御について、そ
の概要を説明する。

【００５５】図４に示すフローチャートは、本実施形態
に係る空燃比制御を実行するメインルーチンであって、
特にフィードバック補正係数ＦＡＦの算出に関わる制御
手順を総括的に示したものである。本ルーチンは、ＥＣ
Ｕ３０により所定時間毎に実行される。

【００５６】同図に示すように、本実施形態にあって、
空燃比フィードバック補正係数の算出に係る制御は、大
きくは、ステップ００１の条件設定ルーチン、ステップ
００２及びステップ００５の触媒床温判定ステップ、ス
テップ００３の空燃比フィードバック補正係数算出ルー
チン、ステップ００４の応答遅れ及びスキップ量学習ル
ーチン、ステップ００６のホールド制御ルーチン、並び
にステップ００７のオープン制御ルーチンを通じて行わ
れる。

【００５７】本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ３
０は、先ずステップ００１の条件設定ルーチンにおい
て、酸素センサ１１からのセンサ電圧ＶＯに基づき現在
の空燃比に係る情報を後述するリッチ判定フラグＸＯＸ
Ｒ、スキップタイミングフラグＸＲＱＳＫＰのフラグ状
態（設定又は設定解除）として記憶する。これらの情報
は、続く各制御ルーチンにおいて参照されることとな
る。

【００５８】次に、ＥＣＵ３０はステップ００２におい
て、触媒２０の温度を模擬床温として推定し、この推定
温度が所定温度Ｔcより下回っていればステップ００３
〜００４に係る空燃比フィードバック制御を実行する。
一方当該推定温度が所定温度Ｔc以上であれば、さらに
ステップ００５において、同推定温度が所定温度ｔｄ
（但し、ｔｄ＞ｔｃ）以上であるか否かを判断する。ス
テップ００５における判断が否定であればステップ００
６に係るホールド制御を実行し、同ステップ００５にお
ける判断が肯定であれば、フィードバック制御を停止
し、オープン制御（燃料噴射量の増大）を行う。なお、
触媒２０の模擬床温推定にあたっては、エンジン回転数
ＮＥ等のエンジン負荷に関わるパラメータや車速等に基
づき昇温速度を推定して行う。

【００５９】ステップ００３〜００４に係る一連の空燃
比フィードバック制御においては、基本的には図３で説
明した波形を採用した空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの算出（ステップ００３）を行い、続いて同空燃比
フィードバック制御に係る応答遅れ量及びスキップ量の
学習制御（ステップ００４）を行って、当該メインルー
チンに係る一連の処理を一旦終了する。

【００６０】次に、上記各ステップ００１〜００５での
具体的な処理内容について順次説明する。図５には、前
記メインルーチン（図４参照）を構成する各制御ルーチ
ンのうち、現在の運転状態が空燃比フィードバック制御
に適合した状態にあるか否かを判断するとともに、酸素
センサ１１からのセンサ電圧に基づいて、空燃比制御に
必要な情報を記憶・更新するための「条件設定ルーチ
ン」（図４中ではステップ００１）の処理内容を示す。

【００６１】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ１０１において、空燃比フィードバ
ック制御を実行するための諸条件（ａ１）〜（ａ５）が
満たされているか否かを判断する。（ａ１）始動時でないこと。（ａ２）燃料カット中ではないこと。（ａ３）冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であること。（ａ４）酸素センサ１１が活性化状態であること。（ａ５）エンジンが高負荷又は高回転状態でないこと。（ａ６）触媒床温が所定温度ｔｄ未満であること。そして、上記諸条件（ａ１）〜（ａ６）が全て満たされ
ているときには、現在の運転状態が空燃比フィードバッ
ク制御を行うための条件に適合していると判断して、処
理をステップ１０２ａに移行する。一方、上記条件のう
ち何れか一つでも満たされていなければ、現在の運転状
態は空燃比フィードバック制御を行うための条件に適合
していないと判断し、処理をステップ１０２ｂに移行す
る。

【００６２】ステップ１０２ａにおいては、空燃比フィ
ードバック制御許可フラグ（以下、Ｆ／Ｂ許可フラグと
いう）ＸＦＡＦを「オン（ＯＮ）」に設定し、処理をス
テップ１０３に移行する。一方、ステップ１０２ｂにお
いては、Ｆ／Ｂ許可フラグを「オフ（ＯＦＦ）」に設定
し、本ルーチンを一旦抜ける。

【００６３】ステップ１０３においては、今回読み込ま
れた酸素センサ１１からのセンサ電圧ＶＯiが、基準電
圧ＫＯＸＲを上回っているか否かを判断する。そして、
その判断が肯定であれば処理をステップ１０４に移行
し、その判断が否定であれば処理をステップ１１４に移
行する。

【００６４】一連のステップ１０４〜１０８において
は、センサ電圧ＶＯが基準電圧ＫＯＸＲ以下であるとの
判断が先のステップ１０３にて連続してなされることを
条件に、その連続回数を計測して、その回数が所定回数
以上に達したときにリッチ判定フラグＸＯＸＲを「Ｏ
Ｎ」に設定する処理、すなわちセンサ電圧ＶＯのノイズ
による誤検出を減らして空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの制御波形の安定化を図るための遅延処理を行
う。ここでリッチ判定フラグＸＯＸＲとは、空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦを更新する際、同補正係数Ｆ
ＡＦを増量するのか、或いは減量するのかを選択するた
めの基準として用いるフラグであって、空燃比Ａ／Ｆは
現在リッチ側にあると判断されたときには「ＯＮ」に設
定され、リーン側にあると判断されたときには「ＯＦ
Ｆ」に設定解除されるものである。

【００６５】すなわちＥＣＵ３０は、先ずステップ１０
４において、回数計測用ディレイカウンタのカウント値
（以下、単にディレイカウンタという）ＣＤＬＹをディ
クリメントする。

【００６６】続くステップ１０５においては、ディレイ
カウンタが基準値「０」以下であるか否かを判断する。
そしてその判断が肯定であれば、処理をステップ１０６
に移行し、その判断が否定であれば処理をステップ１２
０に移行する。

【００６７】ステップ１０６においては、ディレイカウ
ンタＣＤＬＹが基準値「０」であるか否かを判断する。
そしてその判断が肯定であれば処理をステップ１０７に
移行し、同ステップ１０７においては、スキップ制御を
実行すべきタイミングであることを認識するためのスキ
ップタイミングフラグＸＲＱＳＫＰを「ＯＮ」に設定
し、処理をステップ１０８に移行する。また、先のステ
ップ１０６での判断が否定であれば処理をステップ１０
８にジャンプする。

【００６８】ステップ１０８においては、ディレイカウ
ンタＣＤＬＹに所定のリーン側遅延処理値ＴＤＬに負の
符号を付した値「−ＴＤＬ」を設定し、処理をステップ
１２０に移行する。

【００６９】一方、先のステップ１０３を経た後、処理
をステップ１１０に移行した場合には、続く一連のステ
ップ１１４〜１１８を実行する。これらステップ１１４
〜１１８においては、センサ電圧ＶＯが基準電圧ＫＯＸ
Ｒ以下であるという判断が先のステップ１０３にて連続
してなされることを条件に、その連続回数を計測して、
その回数が所定回数以上に達したときにリッチ判定フラ
グＸＯＸＲを「ＯＮ」に設定する処理、すなわちセンサ
電圧ＶＯのノイズによる誤検出を減らして空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦの制御波形の安定化を図るため
の遅延処理を行う。

【００７０】すなわちＥＣＵ３０は、先ずステップ１１
４において、回数計測用ディレイカウンタのカウント値
（以下、単にディレイカウンタという）ＣＤＬＹをイン
クリメントする。

【００７１】続くステップ１１５においては、ディレイ
カウンタが基準値「０」以上であるか否かを判断する。
そしてその判断が肯定であれば、処理をステップ１１６
に移行し、その判断が否定であれば処理をステップ１２
０に移行する。

【００７２】ステップ１１６においては、ディレイカウ
ンタＣＤＬＹが基準値「０」であるか否かを判断する。
そしてその判断が肯定であれば処理をステップ１１７に
移行し、同ステップ１１７においては、スキップ制御を
実行すべきタイミングであることを認識するためのスキ
ップタイミングフラグＸＲＱＳＫＰを「ＯＮ」に設定
し、処理をステップ１１８に移行する。また、先のステ
ップ１１６での判断が否定であれば処理をステップ１１
８にジャンプする。

【００７３】ステップ１１８においては、ディレイカウ
ンタＣＤＬＹに所定のリッチ側遅延処理値ＴＤＲを設定
し、処理をステップ１２０（図５）に移行する。ステッ
プ１２０においては、ディレイカウンタＣＤＬＹが基準
値「０」を下回っているか否かを判断する。そしてその
判断が肯定であれば処理をステップ１２１に移行し、そ
の判断が否定であれば処理をステップ１２２に移行す
る。

【００７４】ステップ１２１においてはリッチ判定フラ
グＸＯＸＲを「ＯＮ」に設定する。また、ステップ１２
２においては同リッチ判定フラグＸＯＸＲを「ＯＦＦ］
に設定解除する。

【００７５】そして、上記ステップ１２１又はステップ
１２２のうち何れかを経た後、ＥＣＵ３０はその後の処
理を一旦終了する。ちなみに、前記スキップタイミング
フラグＸＲＱＳＫＰのクリア（「ＯＦＦ」）は、後述す
る「フィードバック補正係数算出ルーチン」にて行う。

【００７６】次に、図４において説明した空燃比制御に
係る一連のサブルーチンのうち、空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦを算出すべく実行されるステップ００３
の空燃比フィードバック補正係数算出ルーチンについて
その処理内容の詳細を説明する。

【００７７】図７及び図８には、上記空燃比フィードバ
ック補正係数算出ルーチンに係る処理手順のフローチャ
ートを示す。処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ２０１において、図５のステップ１
０１及びステップ１０２ａ，１０２ｂで説明したＦ／Ｂ
許可フラグＸＦＡＦが「ＯＮ」に設定されているか否か
を判断する。そして、Ｆ／Ｂ許可フラグＸＦＡＦが「Ｏ
Ｎ」に設定されていれば処理をステップ２０２ａに移行
し、Ｆ／Ｂ許可フラグが「ＯＦＦ」に設定解除されてい
れば、その処理をステップ２０２ｂに移行する。ステッ
プ２０２ｂにおいては、以下の（ｂ１）〜（ｂ３）に示
す態様で、基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂ
ｓ及び見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍ
ｋ、並びに空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの初期
化を行う。（ｂ１）ＦＡＦｂｓ＝１（ｂ２）ＦＡＦｍｋ＝１（ｂ３）ＦＡＦ＝１そしてＥＣＵ３０は、その後の処理を一旦終了する。

【００７８】一方、ステップ２０２ａにおいては、リッ
チ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側見込みス
キップ量ＲＳＬｍｋを算出する。両見込みスキップ量の
算出に際しては、ＥＣＵ３０は、先ずアイドル認識フラ
グＸＩＤＬＥの設定状態を認識する。アイドル認識フラ
グＸＩＤＬＥは、前記エンジン１がアイドル状態にある
ときには「ＯＮ」に設定され、通常の運転状態にあると
きには「ＯＦＦ」に設定解除される。そこでＥＣＵ３０
は、アイドル認識フラグＸＩＤＬＥの設定状態に対応し
て予め設定されたマップ等を参照し、見込みスキップ量
ＲＳＲｍｋ及びＲＳＬｍｋをそれぞれ吸気量Ｇａに基づ
いて算出する。ちなみに、両見込みスキップ量ＲＳＲｍ
ｋ及びＲＳＬｍｋは、アイドル認識フラグＸＩＤＬＥが
「ＯＦＦ」である場合に比し、「ＯＮ」である場合によ
り大きな値となる傾向にある。また、吸気量Ｇａが増大
した場合にも、より大きな値として算出される傾向にあ
る。

【００７９】続くステップ２０３においては、図５及び
図６において説明したスキップタイミングフラグＸＲＱ
ＳＫＰが「ＯＮ」に設定されているか否かを判断する。
そして、スキップタイミングフラグＸＲＱＳＫＰが「Ｏ
Ｎ」に設定解除されていると判断した場合には、処理を
ステップ２０４に移行し、スキップタイミングフラグＸ
ＲＱＳＫＰが「ＯＦＦ」に設定されている場合には処理
をステップ２０５に移行する。

【００８０】ステップ２０４においては、現在「ＯＮ」
に設定されているスキップタイミングフラグＸＲＱＳＫ
Ｐを「ＯＦＦ」に設定解除する。続くステップ２０６以
降は、スキップ制御に係る処理を行う。すなわち、先ず
ステップ２０６においては、リッチ判定フラグＸＯＸＲ
の設定状態についての判断を行う。そして、その設定状
態が「ＯＮ」であれば処理をステップ２３０に移行し、
設定状態が「ＯＦＦ」であれば処理をステップ２４０に
移行する。

【００８１】ステップ２３０においては、リッチ判定フ
ラグＸＯＸＲ及びアイドル認識フラグＸＩＤＬＥの設定
状態に対応して予め設定されたマップを参照し、吸気量
Ｇａに基づいて、リーン側スキップ量ＲＳＬを算出す
る。さらに、こうして算出されたリーン側スキップ量Ｒ
ＳＬに負の符号を付して、空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦの今回の更新量ＲＳＫｉとして一時記憶する。

【００８２】続くステップ２３１においては、前回の基
本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1に更新
量ＲＳＫｉを加算し、さらにリーン側見込みスキップ量
ＲＳＬｍｋを減算して今回の見込み空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦｍｋとする。

【００８３】さらに続くステップ２３２においては、前
回の基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1
に更新量ＲＳＫｉを加算して今回の基本空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦｂｓとする。

【００８４】一方、先のステップ２０６における判断が
否定であり、処理をステップ２４０に移行した場合に
は、同ステップ２４０（図８）において、リッチ判定フ
ラグＸＯＸＲ及びアイドル認識フラグＸＩＤＬＥの設定
状態に対応して予め設定されたマップを参照し、吸気量
Ｇａに基づいて、リッチ側スキップ量ＲＳＲを算出す
る。さらに、こうして算出されたリッチ側スキップ量Ｒ
ＳＲを空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの今回の更
新量ＲＳＫｉとして一時記憶する。

【００８５】続くステップ２４１においては、前回の基
本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1に更新
量ＲＳＫｉを加算し、さらにリッチ側見込みスキップ量
ＲＳＲｍｋを加算して今回の見込み空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦｍｋとする。

【００８６】さらに続くステップ２４２においては、前
回の基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1
に更新量ＲＳＫｉを加算して今回の基本空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦｂｓとする。

【００８７】ステップ２０５以降では、空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦを徐変させるための積分制御に係
る処理を行う。すなわち、先ずステップ２０５において
は、リッチ判定フラグＸＯＸＲの設定状態についての判
断を行う。そして、その設定状態が「ＯＮ」であれば処
理をステップ２１０に移行し、その設定状態が「ＯＦ
Ｆ」であれば処理をステップ２２０（図８）に移行す
る。

【００８８】ステップ２１０においては、リッチ判定フ
ラグＸＯＸＲ及びアイドル認識フラグＸＩＤＬＥの設定
状態に対応して予め設定されたマップを参照し、吸気量
Ｇａに基づいて、リーン側積分量ＫｉＬを算出する。さ
らに、こうして算出されたリーン側積分量ＫｉＬに負の
符号を付して、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの
今回の更新量ＲＳＫｉとして一時記憶する。

【００８９】続くステップ２１１においては、前回の基
本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1に更新
量ＲＳＫｉを加算して今回の基本空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦｂｓとする。

【００９０】一方、先のステップ２０５における判断が
否定であり処理をステップ２２２０に移行した場合に
は、同ステップ２２０において、リッチ判定フラグＸＯ
ＸＲ及びアイドル認識フラグＸＩＤＬＥの設定状態に対
応して予め設定されたマップを参照し、吸気量Ｇａに基
づいて、リッチ側積分量ＫｉＲを算出する。さらに、こ
うして算出されたリッチ側積分量ＫｉＲを、空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦの今回の更新量ＲＳＫｉとし
て一時記憶する。

【００９１】続くステップ２２１においては、前回の基
本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1に更新
量ＲＳＫｉを加算して今回の基本空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦｂｓとする。

【００９２】上記ステップ２１１（図７）、２２１（図
８）、２３２（図７）、２４２（図８）のうち、ステッ
プ２２１又はステップ２４２を経た後は、処理をステッ
プ２５０（図８）に移行する。他方、ステップ２１１又
はステップ２３２を経た後は、処理をステップ２６０
（図８）に移行する。

【００９３】ところで、上記ステップ２３０→２３１→
２３２（以下、処理手順１という）、及びステップ２４
０→２４１→２４２（以下、処理手順２という）に係る
スキップ制御のための一連の処理のうち、ステップ２３
１及びステップ２４２で算出される見込み空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦｍｋは、それぞれ前回の基本空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓi-1を基準値と
して、更新量ＲＳＫｉ及び見込みスキップ量ＲＳＲｍ
ｋ，ＲＳＬｍｋを加味して求めることとしている。

【００９４】また、処理手順１で算出される見込み空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋは、同処理手順１
で算出される基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
ｂｓより小さな値をとる一方、処理手順２で算出される
見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋは、同
処理手順２で算出される基本空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦｂｓより大きな値をとることがフローチャー
トから明らかである。

【００９５】そして、後続のステップ２５０及びステッ
プ２６０（図８）のうち何れのステップでの判断を経た
後も、処理をステップ２５１に移行することとなる。結
局、スキップ後の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
としては見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍ
ｋが常時適用されることとなる。すなわち実質的には、
スキップ制御後の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
は、スキップタイミング直前にある基本空燃比フィー祖
バック補正係数ＦＡＦｂｓに対し、更新量ＲＳＫｉ（Ｒ
ＳＲ又は−ＲＳＬ）を加算し、更にリッチ側見込みスキ
ップ量ＲＳＲｍｋを加算、或いはリーン側見込みスキッ
プ量ＲＳＬｍｋを減算して求めることとなる。

【００９６】例えば、図９（ａ）及び（ｂ）には、本実
施形態に係る空燃比フィードバック制御でのスキップ制
御に係る空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化態
様の一例をタイムチャート上に示す。

【００９７】先ず同図９（ａ）に示すように、リーンス
キップ時には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
が、点Ｌ１から点Ｌ２、すなわちスキップ直前の基本空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓに対して所定量
（ＲＳＬ＋ＲＳＬｍｋ）を減算した値まで移行する。

【００９８】また同図９（ｂ）に示すように、リッチス
キップ時には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
が、点Ｒ１から点Ｒ２、すなわちスキップ直前の基本空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓに対して所定量
（ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ）を加算した値まで移行する。

【００９９】このようなスキップ制御時における空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦの移行態様は、以下の理
由により適用するものである。空燃比フィードバック制
御を行うに際し、酸素センサによるセンサ電圧ＶＯの変
動周期、すなわちセンサ電圧ＶＯがリーンからリッチに
反転してから次回リーンからリッチに反転するまで、或
いはリッチからリーンに反転してから次回リッチからリ
ーンに反転するまでの長さは、排気の流速（吸気量Ｇ
ａ）、燃焼室から酸素センサまでの距離、排気通路の構
造、酸素センサ自身の応答性等によって異なる。

【０１００】他方、実際の空燃比Ａ／ＦとＥＣＵに認識
されるセンサ電圧ＶＯとの間には、条件設定ルーチン
（図５及び図６）で説明した遅延処理時間も含めて、酸
素センサの応答遅れ等により生じる時間遅れ（変動周期
の位相差）が存在することが広く知られている。

【０１０１】例えば、図１０（ａ）及び（ｂ）には、そ
れぞれ実際の空燃比Ａ／Ｆ及びセンサ電圧ＶＯを同一時
間軸上に示すものである。同図１０（ａ）及び（ｂ）に
示すように、空燃比Ａ／Ｆの挙動に対するセンサ電圧Ｖ
Ｏの時間遅れは、リーンからリッチへの反転に係るもの
（リッチ側時間遅れΔＴＬＲ）よりリッチからリーンへ
の反転に係るもの（リーン側時間遅れΔＴＲＬ）の方が
長いことが公知である。また、これら時間遅れΔＴＲＬ
及びΔＴＬＲは、先述したセンサ電圧ＶＯの変動周期が
短い場合ほど短く、同変動周期が長いほど長くなる傾向
が強い。

【０１０２】このため、センサ電圧ＶＯの変動周期の長
い制御系では、リーン側時間遅れとリッチ側時間遅れと
の差（ΔＴＬＲ−ΔＴＲＬ）が拡大する。すなわち、実
際の空燃比Ａ／Ｆの変動に対し、センサ電圧ＶＯは速や
かにリッチ側へ反転する一方、リーン側への反転はもた
つく傾向が強まり、結果として空燃比Ａ／Ｆがリーン側
に偏在する傾向が増す。これとは反対に、センサ電圧Ｖ
Ｏの変動周期の短い制御系では、空燃比Ａ／Ｆが相対的
にリッチ側へ偏在する傾向が増す。

【０１０３】この点、上記図９（ａ）及び（ｂ）に示し
た態様でスキップ制御を行うようにすれば、空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦの振幅が縮小し、制御周波数
が高まるとともに、当然上記のようなリーン側時間遅れ
とリッチ側時間遅れとの差（ΔＴＬＲ−ΔＴＲＬ）の拡
大も抑制できることとなり、空燃比Ａ／Ｆを緻密に目標
値へ収束させることができるようになる。

【０１０４】すなわち本実施形態では、上記のような処
理手順を用いることにより、リーン側へのスキップ量
（ＲＳＬ＋ＲＳＬｍｋ）の減算或いはリッチ側へのスキ
ップ量（ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ）の加算の基準点を変更す
ることにより、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの
制御波形の振幅の減少と周波数の増大とを図り、センサ
電圧ＶＯの変動周期に起因する空燃比のリッチずれ又は
リーンずれを好適に抑制する。

【０１０５】また、実際の目標空燃比とスキップ後のＦ
ＡＦとの公差を一定に維持するという趣旨により、以下
に説明するような他の態様（第２の態様という）で、ス
キップ制御に係る空燃比フィードバック補正係数の算出
態様を構成してもよい。

【０１０６】すなわち、図９（ｃ）及び（ｄ）には、本
発明に係る空燃比フィードバック制御のうち、スキップ
制御に係る他の態様を空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの変化態様としてタイムチャート上に示す。

【０１０７】先ず、同図９（ｃ）に示すように、リーン
スキップ時に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが点
Ｌ１から点Ｌ２、すなわちスキップ直前の基本空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦｂｓを基準値として、所定
量（ＲＳＬ＋ＲＳＬｍｋ）を減算した値まで移行するこ
とは、図９（ａ）に示した態様と同様である。

【０１０８】ただし第２の態様では、リッチスキップ時
には、同図９（ｂ）に示すように、空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが点Ｒ１から点Ｒ２まで移行する際、
スキップ直前の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
（ＦＡＦｍｋ）を基準値として、所定量（ＲＳＲ＋ＲＳ
Ｒｍｋ）を加算した値まで移行することとする。ただ
し、図９（ｄ’）に示すように、リッチスキップ時にお
いて、基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓが
見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋを横切
った後にスキップ制御を行う場合には、基本空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦｂｓを基準値として、所定量
（ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ）を加算した値まで、スキップ後
の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを移行させる構
成とする。すなわち第２の態様では、リッチスキップ時
には、スキップ直前に適用されている空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦを基準値としてスキップ制御を行う
よう制御を構成する。

【０１０９】このような第２の態様によれば、図９
（ｃ）の態様を適用することにより、センサ電圧ＶＯの
反転周期が短い酸素センサを用いる場合ほど空燃比Ａ／
Ｆがリッチずれし易いという傾向を抑制することとな
り、さらに図９（ｄ）及び（ｄ’）の態様を適用するこ
とにより、これもセンサ電圧ＶＯの反転周期が短い酸素
センサを用いる場合ほど空燃比Ａ／Ｆがリッチずれし易
いという傾向が十分抑制されることとなって、酸素セン
サからのセンサ電圧の反転周期がばらついても、目標空
燃比とスキップ後の空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆとの公差ばらつきが好適に抑制される。

【０１１０】さて、図７及び図８に示す「フィードバッ
ク補正係数算出ルーチン」において、上記ステップ２２
１（図８）又はステップ２４２（図８）を経てステップ
２５０（図８）に処理を移行した場合、同ステップ２５
０においては、今回算出した基本空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦｂｓが、見込み空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦｍｋを下回っているか否かを判断する。そ
して、同ステップ２５０における判断が肯定である場合
には処理をステップ２５１に移行し、その判断が否定で
ある場合には処理をステップ２６１に移行する。

【０１１１】一方、先のステップ２１１（図７）又はス
テップ２３２（図７）を経て処理をステップ２６０（図
８）に移行した場合、同ステップ２６０においては、今
回算出した基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂ
ｓが、見込みフィードバック補正係数ＦＡＦｍｋ以上で
あるか否かを判断する。そして、同ステップ２６０にお
ける判断が肯定である場合には処理をステップ２５１に
移行し、その判断が否定である場合には処理をステップ
２６１に移行する。

【０１１２】最後にＥＣＵ３０は、処理をステップ２５
１に移行した場合には、見込み空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦｍｋを今回の空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦとして採用する。一方、処理をステップ２６１
に移行した場合には、基本空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦｂｓを今回の空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦとして採用する。そして、いずれの場合にもその後
の処理を一旦終了する。

【０１１３】ＥＣＵ３０は、以上説明した「空燃比フィ
ードバック補正係数算出ルーチン」の処理手順に従い、
本実施形態において採用される空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦの算出を行う。

【０１１４】すなわち、ＥＣＵ３０が毎回の処理で算出
する基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓ及び
見込みフィードバック補正係数ＦＡＦｍｋは、いずれも
酸素センサ１１からのセンサ電圧ＶＯに基づく空燃比Ａ
／Ｆ情報に対応してリッチスキップ、積分制御、リーン
スキップ、積分制御を繰り返すフィードバック制御量で
あり、上記処理ルーチン中では以下に示す式に基づいて
その値を更新していく。・リッチスキップ時のＦＡＦｂｓ＝前回のＦＡＦｂｓ＋
リッチ側スキップ量ＲＳＲ（ステップ２０８ｂ）・リッチスキップ時のＦＡＦｍｋ＝前回のＦＡＦｂｓ＋
リッチ側スキップ量ＲＳＲ＋見込みスキップ量ＲＳＲｍ
ｋ（ステップ２０６ｃ）・リッチスキップ後のＦＡＦｂｓ＝前回のＦＡＦｂｓ＋
リッチ側積分量ＫｉＲ（ステップ２０８ｂ）・リッチスキップ後のＦＡＦｍｋ＝前回のＦＡＦｍｋ・リーンスキップ時のＦＡＦｂｓ＝前回のＦＡＦｂｓ−
リーン側スキップ量ＲＳＬ（ステップ２０８ａ）・リーンスキップ時のＦＡＦｍｋ＝前回のＦＡＦｍｋ−
リーン側スキップ量ＲＳＬ−見込みスキップ量ＲＳＬｍ
ｋ（ステップ２０６ａ）・リーンスキップ後のＦＡＦｂｓ＝前回のＦＡＦｂｓ−
リーン側積分量ＫｉＬ（ステップ２０８ａ）・リーンスキップ後のＦＡＦｍｋ＝前回のＦＡＦｍｋそこで、ステップ２０９ａ又はステップ２０９ｂにおけ
る判断では、ＦＡＦｍｋ及びＦＡＦｂｓのうち、リッチ
スキップからリーンスキップに至るまでの期間において
はより大きな数値を選択し、リーンスキップからリッチ
スキップに至るまでの期間においてはより小さな方を空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとして採用する（図
３（ｅ）参照）。

【０１１５】図１１には、空燃比フィードバック制御に
係る空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形の
うち、リッチスキップからリーンスキップに至る一期間
にかかるものを一例として示す。なお、図１１（ａ）に
は従来の空燃比フィードバック制御にかかる制御波形、
図１１（ｂ）には制御波形を矩形としたもの、そして図
１１（ｃ）には本実施形態で採用された制御波形を示
す。また、各図１１（ａ）〜（ｃ）に示す制御波形をも
って得られる面積（斜線部）は全て同一であり、このこ
とは、燃料噴射量ＴＡＵの総補正量（増量）はほぼ同等
であることを意味する。

【０１１６】各図１１（ａ）〜（ｃ）を比較して明らか
なように、従来の制御波形（図１１（ａ））を採用する
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの振幅が三者中最
も大きく、制御時間も最長となる。

【０１１７】そこで、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの振幅の最小化を図りつつ制御時間も最短とするた
めには、矩形の制御波形（図１１（ｂ））を採用するの
が最も好ましいとも考えられる。

【０１１８】ところが、矩形の制御波形を採用すると、
予め的確なスキップ量の設定が行われなければ、その周
波数に変動を生じやすいという問題がある。これは、積
分制御中に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを徐変
させないため制御時間が容易に伸縮してしまうためであ
る。このような制御時間変動の生じ易さは、エンジン１
の吸気量Ｇａ等の変化量が大きくなる過渡的な運転状態
においてとくに顕著となる。このように、ＦＡＦの制御
時間及びその変動は、それぞれ制御周波数及びその乱れ
を反映するようになる。さらに、矩形の制御波形を採用
した場合には、スキップ制御後の空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦがストイキを横切ることができなけれ
ば、フィードバック制御が停止してしまうこととなる。

【０１１９】この点、本実施形態における空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦの制御波形（図１１（ｃ））に
よれば、その周波数を高めつつ振幅も抑制することがで
き、ひいては緻密且つ応答性の高い空燃比フィードバッ
ク制御を行うことができるようになる。これにより、ト
ルク変動の抑制やドライバビリティも向上し、排気特性
もその最適化が図られる。

【０１２０】また、上記「空燃比フィードバック補正係
数算出ルーチン」についての説明から明らかなように、
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形は、ス
キップ量ＲＳＲ及びＲＳＬ、見込みスキップ量ＲＳＲｍ
ｋ及びＲＳＬ、並びに積分量ＫｉＲ及びＫｉＬからなる
構成要素により決定されることとなる。すなわち、これ
ら制御量を各々変更することにより、制御波形を非対称
化したり、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御
中心（基本的には「１」）をリッチ側やリーン側に修正
したりすること等も容易となる。

【０１２１】次に、図４において説明した空燃比フィー
ドバック制御に係る一連のルーチンのうち、ステップ０
０４の応答遅れ及びスキップ量学習ルーチンについてそ
の処理内容の詳細を説明する。

【０１２２】図３（ａ）〜図３（ｅ）において説明した
ように、本実施形態による空燃比フィードバック制御で
は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリーンスキ
ップ、若しくはリッチスキップさせた後の積分制御期間
においては、所定時間一定量に保持し、その後更に徐変
することとしている。この結果として形成される空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形は、同図３
（ｅ）に示した通りである。

【０１２３】そこで、この応答遅れ及びスキップ量学習
ルーチンは、前記「空燃比フィードバック補正係数算出
ルーチン」において逐次算出される空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦの波形をさらに最適化するためのもの
であり、具体的には、当該波形に係る周波数の増大と振
幅の抑制とを併せ図るとともに、吸気量Ｇａに基づいて
区画した複数の運転領域毎に、当該波形に係る情報、す
なわち制御応答遅れｄｌＲＳＲ，ｄｌＲＳＬ、スキップ
量ＲＳＲ，ＲＳＬ、及び見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ，
ＲＳＬｍｋを学習更新するためものである。

【０１２４】図１２及び図１３には、上記応答遅れ及び
スキップ量学習ルーチンに係る処理手順のフローチャー
トを示す。処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３
０は先ずステップ３０１において、Ｆ／Ｂ許可フラグＸ
ＦＡＦが「ＯＮ」に設定されているか否かを判断する。
そして、その判断が肯定であれば処理をステップ３０２
に移行し、その判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜
ける。

【０１２５】ステップ３０２においては、リッチ判定フ
ラグＸＯＸＲが「ＯＮ」に設定されているか否かを判断
する。そして、その判断が肯定であれば処理をステップ
３０３ａに移行し、その判断が否定であれば処理をステ
ップ３０３ｂ（図１３）に移行する。

【０１２６】ステップ３０３ａにおいては、前回の処理
においてリッチ判定フラグＸＯＸＲが「ＯＦＦ」に設定
解除されていたか否かを判断する。この判断が肯定であ
れば、前回のルーチンから今回のルーチンに処理が移行
する間に空燃比Ａ／Ｆはリーンからリッチに反転したと
みなし、処理をステップ３０４ａに移行する。一方、そ
の判断が否定であれば、ＥＣＵ３０は今回のルーチン処
理を一旦終了する。

【０１２７】ステップ３０４ａにおいては、リーン側応
答遅れカウンタＣＦＡＦＬを「０」にリセットする。こ
のリーン側応答遅れカウンタＣＦＡＦＬは、リッチ側応
答遅れＣＦＡＦＲとともに、本ルーチンとは別途のプロ
グラムとして構成される２種のタイマカウンタによっ
て、常時更新され続けるカウント値である。

【０１２８】ちなみに図１４に示すように、リッチ側応
答遅れカウンタＣＦＡＦＲは所定周期毎にカウントアッ
プしつつ空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ（図１４
（ａ））がリッチスキップする毎にリセットされ（図１
４（ｂ））、一方リーン側応答遅れカウンタＣＦＡＦＬ
は、所定周期毎にカウントアップしつつ空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦ（図１４（ａ））がリーンスキッ
プする毎にリセットされる（図１４（ｃ））。

【０１２９】続くステップ３０５ａにおいては、先行の
処理ルーチンである前記「空燃比フィードバック制御ル
ーチン」で今回算出された見込み空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦｍｋ及び基本空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦｂｓを用い、以下に示す式（２）に従って両
者間の偏差（以下、見込み量−基本量偏差という）ｄｌ
ｍｋｂｓを算出する。ｄｌｍｋｂｓ＝ＦＡＦｍｋ−ＦＡＦｂｓ…（２）ここで、この見込み量−基本量偏差ｄｌｍｋｂｓは、見
込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋ−基本空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓ間偏差であっ
て、特にこの場合は、両補正係数がリーンからリッチへ
反転する直前の偏差に相当する。

【０１３０】ステップ３０６ａにおいては、前記ステッ
プ３０５ａで算出した見込み量−基本量偏差ｄｌｍｋｂ
ｓが０以上であるか否か、言い換えると、見込みフィー
ドバック補正係数ＦＡＦｍｋが基本空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦｂｓ以上であるか否かを判断する。そ
して、その判断が肯定であれば処理をステップ３０７ａ
１に移行し、その判断が否定であれば処理をステップ３
０７ａ２に移行する。

【０１３１】ステップ３０７ａ１及びステップ３０７ａ
２においては、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが
リーンからリッチへ反転したときのスキップ量ＲＳＲに
係る最新の履歴を学習値として更新する。このスキップ
量ＲＳＲの算出に際しては、先ず前記ステップ３０５ａ
において算出した見込み量−基本量偏差ｄｌｍｋｂｓに
基づきスキップ量ＲＳＲの変化量ｄｌＲＳＲを演算す
る。そして、更に当該変化量ｄｌＲＳＲをスキップ量Ｒ
ＳＲの旧学習値ＲＳＲi-1に加算し、この値を最新の学
習値とする。この学習値（スキップ量）ＲＳＲは、吸気
量Ｇａに基づいて区画された複数の運転領域のうち、現
在の運転領域（Ｇａ）に該当する領域に係る学習値とし
て前記バックアップＲＡＭ３１ｄに格納されることとな
る。そして、ステップ３０７ａ１における処理の後には
ステップ３０８ａに移行し、ステップ３０７ａ２におけ
る処理の後にはステップ３０９ａにジャンプする。な
お、ステップ３０７ａ１における処理で見込み量−基本
量偏差ｄｌｍｋｂｓに基づいて求められる変化量ｄｌＲ
ＳＲは、リッチ側スキップ量ＲＳＲを増量させるための
更新量であるのに対し、ステップ３０７ａ２における処
理で求められる変化量ｄｌＲＳＲは、リッチ側スキップ
量ＲＳＲを減量させるための更新量である。よってステ
ップ３０７ａ１で求められる変化量ｄｌＲＳＲは正の
値、ステップ３０７ａ２で求められる変化量ｄｌＲＳＲ
は負の値となる。

【０１３２】ステップ３０８ａにおいては、図１４
（ａ）に併せ示すように、旧学習値として前記バックア
ップＲＡＭ３１ｄに記憶されているリッチ側応答遅れ時
間ｄｔＲi-1に対し、現在のリッチ側応答遅れカウンタ
ＣＦＡＦＲの値（ｄｔＲi）を加味した値を、最新の学
習値ｄｔＲとして同バックアップＲＡＭ３１ｄに記憶更
新する。なお、図１２のフローチャート中のステップ３
０８ａに示すように、最新の学習値は、旧学習値ｄｔＲ
i-1とリッチ側応答遅れカウンタＣＦＡＦＲ（ｄｔＲi）
との平均値として算出するが、学習値の急激な変動を抑
制するために、リッチ側応答遅れカウンタＣＦＡＦＲの
最新学習値ｄｔＲへの寄与率は小さく設定（１／６４な
まし（徐変））してある。

【０１３３】ステップ３０９ａにおいては、以下に示す
式（３）に従って見込みスキップ量ＲＳＲｍｋを算出す
る。ＲＳＲｍｋ＝ｄｔＲ × ＫｉＲ…（３）そして、この見込みスキップ量ＲＳＲｍｋもまた、吸気
量Ｇａに照らした現在の運転領域に係る学習値として前
記バックアップＲＡＭ３１ｄに格納されることとなる。
同ステップ３０９ａにおける処理を経た後、ＥＣＵ３０
は今回のルーチンを終了する。

【０１３４】上記ステップ３０１、ステップ３０２、及
びステップ３０３ａ〜３０９ａにおける一連の処理で
は、図１４（ａ）に示す空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦがリッチスキップをしてからリーンスキップをす
るまでの間、同空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの
制御波形を矩形に近似させつつ、当該制御波形にかかる
情報を学習値として記憶・更新するためのものである。
そして、このような制御波形の最適化処理を繰り返すこ
とにより、記憶される学習値により形成される制御波形
は、当該学習制御が行われている運転領域（吸気量Ｇ
ａ）に対応する最適な制御波形に近似されていくことと
なる。

【０１３５】一方、前記ステップ３０２における判断が
否定であり、処理をステップ３０３ｂ（図１３）に移行
した場合のステップ３０３ｂ〜ステップ３０９ｂに示す
一連の処理は、同じく図１４（ａ）に示す空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦがリーンスキップをしてからリ
ッチスキップをするに至るまでの制御波形にかかる情報
を学習値として記憶・更新するためのものである。な
お、同ステップ３０３ｂ〜ステップ３０９ｂに示す処理
は上述したステップ３０３ａ〜ステップ３０９ａにおい
て行う処理に対応したものであるため、ここでの重複し
た説明は割愛する。

【０１３６】ＥＣＵ３０は、以上説明した「応答遅れ及
びスキップ量学習ルーチン」の処理手順に従い、前記
「空燃比フィードバック補正係数算出ルーチン」で算出
する空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形の
最適化を行うとともに、当該最適化された制御波形に係
る制御情報の記憶更新を行う。

【０１３７】図１５は、上記応答遅れ及びスキップ量学
習ルーチンにより、空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆの制御波形がどのような態様で変更されるかを、リッ
チスキップからリーンスキップに至る一期間を例にとっ
て模式的に示したものである。

【０１３８】例えば、同図１５（ａ）に示す制御波形の
ように、リーンスキップ直前の基本空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦｂｓが見込み空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦｍｋを上回っている場合には、当該「応答
遅れ及びスキップ量学習ルーチン」（図１２）は、ステ
ップ３０６ａでの判断をもとに、制御波形を矩形に近似
させるべく以下のような手順で処理を行うこととなる。（Ａ１）次回リッチスキップ時のスキップ量ＲＳＲを増
量し、学習する（ステップ３０７ａ１）。（Ａ２）当該スキップ量ＲＳＲから推定される次回の応
答遅れｄｔＲを算出する（ステップ３０８ａ）。（Ａ３）応答遅れｄｔＲに所定の積分量ＫiＲを乗算し
て次回の見込みスキップ量ＲＳＲｍｋを算出し、学習す
る（ステップ３０９ａ）。一方、同図１５（ｃ）に示す制御波形のように、リーン
スキップ直前の基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆｂｓが見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍ
ｋ以下である場合には、制御波形は矩形となるが、矩形
を保持しつつ積分制御時の空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦを減少させることにより、同空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦの振幅を抑制し得る。

【０１３９】そこで、当該「応答遅れ及びスキップ量学
習ルーチン」（図１３）では、以下のような手順に従
い、当該振幅の抑制を図る。（Ｃ１）次回リッチスキップ時のスキップ量ＲＳＲを減
量し、学習する（ステップ３０７ａ２）。（Ｃ２）今回の応答遅れｄｔＲ（更新せず）に所定の積
分量ＫiＲを乗算し、次回の見込みスキップ量ＲＳＲｍ
ｋとして学習する（ステップ３０９ａ）。このような学習ルーチンによる制御の結果、リッチスキ
ップからリーンスキップに至る期間における空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦの制御波形は、同図１５
（ｂ）に示すような波形、すなわち略矩形を有しつつ、
積分制御期間のうちのリーンスキップ直前の微小期間
に、同空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの徐変が生
じるような波形となる。

【０１４０】前記「空燃比フィードバック補正係数算出
ルーチン」による空燃比フィードバック制御を実行しつ
つ、これに上記の「応答遅れ及びスキップ量学習ルーチ
ン」による処理を併用することにより、運転領域（本実
施形態にあっては吸気量Ｇａの領域）を限定した上で最
適な制御波形を学習させることができるため、制御波形
を矩形に近似させても、過渡的な運転状態の変動にも対
応でき、加えて制御の緻密性も一層向上することとな
る。そして、この結果、広い運転状態領域で最適な空燃
比が好適に保持されることとなり、ドライバビリティや
排気特性も一層向上することとなる。

【０１４１】次に、図４において説明した空燃比フィー
ドバック制御に係るルーチンののうち、ステップ００５
のホールド制御ルーチンについてその処理内容の詳細を
説明する。

【０１４２】このホールド制御ルーチンは、同図４に示
したメインルーチンのステップ００２での判断におい
て、触媒床温が所定温Ｔc以上であると判断された場
合、ステップ００３，００４に係る一連の空燃比フィー
ドバック制御を一時中断して実行されるルーチンであ
る。このルーチンでは、空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦをリッチ側に所定時間滞留させることにより空燃
比Ａ／Ｆをリッチ側に編在させ、触媒２０の劣化を抑制
すべく触媒床温の低下を促す。

【０１４３】例えば、図１６（ａ）〜（ｃ）は、このホ
ールド制御ルーチンの実行に伴う空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦ及び酸素センサ１１からのセンサ電圧Ｖ
Ｏの推移例を共通の時間軸（横軸）のもとで示すタイム
チャートである。

【０１４４】このホールド制御にあっては、基本的には
図１６（ａ）に示すように、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦの制御波形の示すリッチスキップのタイミン
グ（点Ａ）は、センサ電圧ＶＯがリッチ側（ＶＯ＞ＫＯ
ＸＲ）からリーン側（ＶＯ≦ＫＯＸＲ）に反転するタイ
ミングに同期させるが、リーンスキップのタイミング
（点Ｂ）決定はセンサ電圧ＶＯには依らず、リッチスキ
ップ時（点Ａ）からＥＣＵ３０により設定されるホール
ド時間Ｔhd0が経過した時刻とする。そして、リッチス
キップ時から上記設定されたホールド時間Ｔhd0が経過
するまでリッチスキップにより更新したＦＡＦを一定に
保持させることとする。上記ホールド時間Ｔhd0を設定
する際に、センサ電圧ＶＯが次回リッチ側（ＶＯ＞ＫＯ
ＸＲ）に反転するまでに要する時間は予想応答遅れ時間
Ｔdyとして推定する。

【０１４５】ところが、同図１６（ｂ）に示すように、
燃料噴射量の増量により空燃比をリッチ側へ推移させる
効果が予想を下回る場合などには、前記予想応答遅れ時
間Ｔdyが経過してもセンサ電圧ＶＯがリッチ側に反転し
ないこともある。そのような場合、このホールド制御で
は、実際の応答遅れ時間ｔが経過するまで、すなわちセ
ンサ電圧ＶＯが基準電圧ＫＯＸＲを上回るまで所定の増
加率をもって空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを徐
変（増加）させることとする。そして、当該実際の応答
遅れ時間ｔが経過した後は、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦを再度一定値に保持することとなる。ただし
この際には、ホールド時間Ｔhd0の残り時間を予想応答
遅れ時間Ｔdyと実際の応答遅れ時間ｔとの誤差分（Ｃ−
Ｄ間）だけ延長させるよう調節して、初期値として設定
したホールド時間Ｔhd0を新ホールド時間Ｔhd0’（Ａ−
Ｂ’間）として再設定することとする。

【０１４６】一方、図１６（ｃ）に示すように、燃料噴
射量の増量により空燃比をリッチ側に推移させる効果が
予想を上回る場合などには、予想応答遅れ時間Tdyを経
過する以前に、センサ電圧ＶＯがリーンからリッチに反
転することもある。そのような場合、このホールド制御
では、実際の応答遅れ時間ｔ経過後のホールド時間Ｔhd
の残り時間を予想応答遅れ時間Ｔdyと実際の応答遅れ時
間ｔとの誤差分だけ短縮させるよう調節して、初期値と
して設定したホールド時間Ｔhd0を新ホールド時間Ｔhd
0’（Ａ−Ｂ’間）として再設定することとする。

【０１４７】このように、本実施形態のホールド制御で
は、所定のホールド時間Ｔhd0を設けて空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦをリッチ側に偏在させるととも
に、ホールド時間中の空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを適宜変更し、更にホールド時間の伸縮も行うこと
によって、空燃比フィードバック制御に係る制御周波数
の低下を抑制しつつ、必要且つ十分な範囲で空燃比をリ
ッチ側に偏在させるようにする。

【０１４８】なお、このホールド制御の実行条件である
「触媒２０が所定温Ｔｃ以上」（図４参照）は、空燃比
フィードバック制御の実行可能な温度領域内ではある。
しかしながら、触媒２０の触媒床温がこの所定温Ｔｃを
越えて上昇し続ければいずれ空燃比フィードバック制御
のできない高温領域に達することとなる。すなわち、こ
のホールド制御を実行することにより、触媒２０の触媒
床温に係る運転状態が、空燃比フィードバック制御の実
行条件から外れることを好適に防止することとなる。こ
の結果、排気特性の好適化に有利な空燃比フィードバッ
ク制御の実行領域が実質的に拡大されることとなり、平
均的には排気特性のより一層の向上が図られることとな
る。

【０１４９】図１７及び図１８には、当該ホールド制御
に係る処理内容の詳細を示す。処理がこのルーチンに移
行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ４０１（図１７）
において、現在リッチスキップタイミングであるか否か
を判断する。すなわち、スキップタイミングフラグＸＲ
ＱＳＫＰが「ＯＮ」に設定されており、且つリッチ判定
フラグＸＯＸＲが「ＯＮ」に設定されていればその判断
は肯定である。そして、その判断が肯定であれば処理を
ステップ４０２に移行し、その判断が否定であれば処理
をステップ４０３に移行する。

【０１５０】ステップ４０２においては、空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦの更新、リーン側応答遅れカウ
ンタＣＦＡＦＬのリセット、並びにホールド時間Ｔhd
0、リッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及び予想応答
遅れ時間Ｔdyの算出を行う。

【０１５１】空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの更
新に際しては、前回の処理で算出した空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦi-1に、前述したリッチ側スキップ
量ＲＳＲ及びリッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋを加
算して、今回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦi
とする。

【０１５２】ホールド時間Ｔhd0は、空燃比をリッチ側
に保持しておくための設定時間であり、触媒２０の床温
を適度に低下させるため必要十分な時間として、現在の
吸気量Ｇａ及び触媒２０の模擬床温に基づき図示しない
マップを参照して算出される。

【０１５３】予想応答遅れ時間Ｔdyは、フィードバック
制御の応答遅れ、この場合はセンサ電圧ＶＯがリーン側
に維持される推定時間であり、現在の吸気量Ｇａに基づ
いて図示しないマップから算出する。この予想応答遅れ
時間Ｔdyは、吸気量Ｇａが大きいほど短くなる傾向にあ
るよう設定されている。

【０１５４】また、リーン側応答遅れカウンタＣＦＡＦ
Ｌは、前記「応答遅れ及びスキップ量学習ルーチン」で
説明したように、本ルーチンとは別途のプログラムとし
て構成されるタイマカウンタによって、常時更新され続
けるカウント値である。本ルーチンにおいては、このカ
ウント値ＣＦＡＦＬは、ホールド時間Ｔhd0、同ホール
ド時間Ｔhd0経過までの残り時間、予想応答遅れ時間Ｔd
y、及び実際の応答遅れ時間ｔの経過等を認識するため
に用いられる。同ステップ４０２の処理後、ＥＣＵ３０
はルーチンを一旦抜ける。

【０１５５】一方、前記ステップ４０１における判断が
否定で処理をステップ４０３に移行した場合、同ステッ
プ４０３では、カウンタＣＦＡＦＬがホールド時間Ｔhd
0（再設定後においてはＴhd0’）を経過していないか否
か、すなわちホールド時間Ｔhd0の残り時間があるか否
かを判断する。そして、その判断が否定（残り時間が
「０」）であれば、図１６（ａ）〜（ｃ）における点Ｂ
若しくは点Ｂ’での処理を行うべくステップ４１１（図
１８）に移行し、その判断が肯定であれば処理をステッ
プ４０４に移行する。ステップ４０４においては、酸素
センサ１１からのセンサ電圧ＶＯに基づく空燃比がリッ
チ側であるか否か、すなわちリッチ判定フラグＸＯＸＲ
が「ＯＮ」に設定されているか否かを判断する。

【０１５６】そして、その判断が否定であれば図１６
（ａ）〜（ｃ）でのリーン側に対する処理を行うべくス
テップ４０５に移行し、その判断が肯定であれば図１６
（ａ）〜（ｃ）でのリッチ側での処理を行うべくステッ
プ４０７（図１８）に移行する。

【０１５７】ステップ４０５においては、リーン側応答
遅れカウンタＣＦＡＦＬが予想応答遅れ時間Ｔdyを上回
ったか否かを判断する。そして、その判断が否定であれ
ば処理をステップ４０６ａに移行し、その判断が肯定で
あれば処理をステップ４０６ｂに移行する。

【０１５８】ステップ４０６ａにおいては、前回の空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦi-1を今回の空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦiとして再度採用する（図
１６（ａ）〜（ｃ）の各Ａ−Ｃ間）。一方、ステップ４
０６ｂにおいては、前回算出した空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦi-1にリッチ側積分量ＫiＲを加算して今
回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦiとする（図
１６（ｂ）のＣ−Ｄ間）。そして、ステップ４０６ａ及
びステップ４０６ｂのうち何れのステップにおける処理
を行った場合であっても、ＥＣＵ３０はその後の処理を
一旦終了する。

【０１５９】また、前記ステップ４０４における判断が
肯定で処理をステップ４０７（図１８）に移行した場
合、当該ステップ４０７では、リッチ判定フラグＸＯＸ
Ｒが前回「ＯＮ」に設定されていたか否かを判断する。
そして、その判断が肯定であれば、既にホールド時間Ｔ
hd0の更新（新ホールド時間Ｔhd0’の設定）が済んでい
るものとして、処理をステップ４１０に移行し、その判
断が否定であれば、現在、図１６（ａ）及び（ｃ）では
点Ｃ、図１６（ｂ）では点Ｄのタイミングにあるものと
して、処理をステップ４０８に移行する。

【０１６０】ステップ４０８においては、今回読み込ま
れたリーン側応答遅れカウンタＣＦＡＦＬが予想応答遅
れ時間Ｔdyと一致しているか否かを判断する。そして、
その判断が肯定であれば、図１６（ａ）に示したパター
ンに相当しているものとして処理をステップ４１０に移
行し、その判断が否定であれば図１６（ｂ）あるいは
（ｃ）に示したパターンに相当しているものとして処理
をステップ４０９に移行する。

【０１６１】ステップ４０９においては、前記ステップ
４０２において設定されたホールド時間の初期設定時間
Ｔhd0から予想応答遅れ時間Ｔdyを減算して、その演算
結果を現在の残り時間Ｔhdiとする。そして、以下の式
（４）に示すように、この残り時間Ｔhdiと現在のカウ
ンタＣＦＡＦＬの値とからホールド時間Ｔhd0を新ホー
ルド時間Ｔhd0’として再設定する。Ｔhd0’＝ＣＦＡＦＬ＋Ｔhdi…（４）ここで、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦのリッチ
スキップ後、センサ電圧ＶＯがリーンからリッチに反転
するまでに要した時間ｔ（ＣＦＡＦＬ）が予想応答遅れ
時間Ｔdyを上回っていればホールド時間Ｔhd0（Ｔhd
0’）は延長されることとなる（図１６（ｂ））。一
方、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦのリッチスキ
ップ後、センサ電圧ＶＯがリーンからリッチに反転する
までに要した時間ｔ（ＣＦＡＦＬ）が予想応答遅れ時間
Ｔdyを下回っていればホールド時間Ｔhd0（Ｔhd0’）は
短縮されることとなる（図１６（ｃ））。この後ＥＣＵ
３０は、処理をステップ４１０に移行する。

【０１６２】ステップ４１０においては、前回の空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦi-1を今回の空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦiとして再設定する（図１６
（ａ）のＣ−Ｂ間、図１６（ｂ）のＤ−Ｂ’間、図１６
（ｃ）のＣ−Ｂ’間）。そしてＥＣＵ３０は、その後の
処理を一旦終了する。

【０１６３】一方、前記ステップ４０３（図１７）にお
ける判断が否定であり、処理をステップ４１１（図１
８）に移行した場合には、図１６（ａ）〜（ｃ）におけ
るそれぞれ点Ｂ、あるいは点Ｂ’以降の処理を行う。す
なわちステップ４１１においては、ホールド時間Ｔhd0
あるいはＴhd0’の経過後最初の処理であるか否かを判
断する。そして、最初の処理であると認識した場合には
処理をステップ４１２ａに、一方、最初の処理ではない
と認識した場合には処理をステップ４１２ｂにそれぞれ
移行する。

【０１６４】ステップ４１２ａにおいてはスキップ制御
の処理を行う（図１６（ａ）の点Ｂ、図１６（ｂ）及び
（ｃ）の点Ｂ’）。すなわち、前回の空燃比フィードバ
ック係数ＦＡＦi-1から所定のリーン側スキップ量ＲＳ
Ｌを減算して、これを今回の空燃比フィード係数ＦＡＦ
iとする。また、ステップ４１２ｂにおいては積分制御
を行う（図１６（ａ）のＢ−Ａ間、図１６（ｂ）及び
（ｃ）のＢ’−Ａ間）。すなわち、前回のフィードバッ
ク係数ＦＡＦi-1から所定のリーン側積分量ＫiＬを減算
して、これを今回の空燃比フィード係数ＦＡＦiとす
る。

【０１６５】そして、ステップ４１２ａ及びステップ４
１２ｂのうち何れの処理を行った場合であっても、ＥＣ
Ｕ３０はその後の処理を一旦終了する。このように、上
記の態様で空燃比フィードバック制御を行う本ルーチン
によれば、触媒２０の触媒床温が所定温以上昇温した際
には、空燃比フィードバック制御の制御条件を外れるこ
ともなく、当該フィードバック制御に係る制御波形も好
適に保持しつつ空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを
リッチ側に偏在させ、もって触媒２０の触媒床温の低下
を促すことができるようになる。

【０１６６】この結果、通常に比べ、より広い運転状態
領域で触媒２０の触媒床温が好適な温度範囲に保持され
ることとなる。このことは、実質上空燃比フィードバッ
ク制御を実行できる機会を拡大することとなって、エン
ジン１の燃焼に係る平均的な排気特性が一層向上するこ
ととなる。

【０１６７】なお、上記ホールド制御において、リッチ
側へのスキップ量（ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ）及びリーン側
へのスキップ量（ＲＳＬ＋ＲＳＬｍｋ）は、互いの対応
関係とその時の運転状態から定まるパラメータであり、
ある回に算出されるリッチ側へのスキップ量（ＲＳＲ＋
ＲＳＲｍｋ）が前回までのリッチ側へのスキップ量より
相対的に大きく設定されることもあれば小さく設定され
ることもある。すなわち、ある回に実行する「空燃比制
御ルーチン」でのリッチスキップでは、その設定が（Ｒ
ＳＲ＝４％，ＲＳＲｍｋ＝１％）となるのに対し、次回
のルーチンでは（ＲＳＲ＝２％，ＲＳＲｍｋ＝２％）と
いうようにその組合せ及び総和も様々となる。したがっ
て、例えば「空燃比ホールド制御ルーチン」による処理
では、触媒２０の触媒床温が所定温度ｔc以上となった
場合に、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ
側の反転させた後所定期間、所定値を維持することによ
って、床温低下の効果を得ることとしているため、空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦのリッチ側へのスキッ
プ時において、スキップ量（ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ）がそ
れまでの値より小さく設定されるとともに同値が所定期
間ｔc保持されることもあることもあるし、スキップ量
がそれまでの値より大きく設定されるとともに同値が所
定時間ｔc保持されることもある。

【０１６８】以上説明した態様で空燃比制御を行う本実
施形態によれば、以下に列記する効果が奏せられるよう
になる。（１）空燃比フィードバック制御の制御波形に係る振幅
を縮減できるようになるとともに、周波数の増大も図ら
れ、より緻密な空燃比制御ができるようになる。（２）空燃比フィードバック制御の制御波形に係る振幅
増大或いは周波数低下を伴うことなく、制御中心を変更
することができるようになり、例えば空燃比センサの応
答遅れに起因するリーンずれを好適に修正することがで
きるようになる。（３）スキップ制御に係るスキップ量の基準値を最適化
することにより、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
の制御波形の制御中心の安定性保持と、センサ電圧ＶＯ
の変動周期に起因する空燃比のリッチずれ又はリーンず
れの抑制を好適に両立させることができるようになる。（４）運転状態に応じた最適な空燃比制御の波形を記憶
することができるようになり、適宜の運転状態領域で採
用しうる最小振幅及び最大周波数の制御波形をもって空
燃比フィードバック補正を行うことができるようにな
る。（５）触媒の床温が上昇した場合にあっても、空燃比フ
ィードバック制御の制御条件を好適に保持しつつ、好適
に床温低下を促し、もって最適な排気特性を維持するこ
とができるようになる。（６）空燃比フィードバック制御の実行領域が拡大さ
れ、平均的には排気特性のより一層の向上が図られるこ
ととなる。

【０１６９】なお、本実施形態において、空燃比フィー
ドバック補正係数算出ルーチン、応答遅れ及びスキップ
量学習ルーチン、及びホールドルーチンは、いずれも一
連のメインルーチンとして構成した。これに対し、各々
のルーチンは、例えば所定の時間周期で別途独立に起動
されてそれぞれ上述した各処理を実行するものとしても
よい。

【０１７０】また、本実施形態では、上記各ルーチンで
採用する空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ、基本空
燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｂｓ、若しくは見込
み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋの基準値を
「１」としている。これは、基本燃料噴射量（時間）Ｔ
ＡＵｂｓにそれら補正係数を乗算して補正を行うことを
前提としているためである。これに対し、燃料噴射量
（時間）に係る補正の態様は、このような乗算補正に限
られず、例えば補正係数を基本燃料噴射量（時間）に加
算するものであってもよい。その場合は、上記各補正係
数の基準値は「０」となる。

【０１７１】また、本実施形態において、「応答遅れ及
びスキップ量学習ルーチン」で学習したＦＡＦの制御波
形に係る各学習値は、吸気量Ｇａに基づいて区画された
運転領域に格納することとした。これに対し、同運転領
域は、エンジン回転数ＮＥやその他のエンジン負荷を代
表する他のパラメータに基づいて設定してもよいし、複
数のパラメータを変数とする関数や多次元マップ等によ
って設定してもよい。この場合、「空燃比フィードバッ
ク補正係数算出ルーチン」（図７）のステップ２０２ａ
及び２０４ａにおいて採用されるＦＡＦ制御波形の各構
成要素の算出マップ（関数）ｆ０，ｆ１，ｆ２もこれに
適合した各種運転状態パラメータからなる多次元マップ
（関数）が適用されることとなる。

【０１７２】また、本実施形態の「応答遅れ及びスキッ
プ量学習ルーチン」においては、運転領域に応じた最適
な矩形の制御波形を得るために、その遷移過程として
は、毎回算出される見込み量−基本量偏差ｄｌｍｋｂｓ
に基づき次回用いるスキップ量ＲＳＲ又はＲＳＬを学習
するとともに、今回の応答遅れｄｔＲ又はｄｔＬに基づ
いて見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ又はＲＳＬｍｋを算出
し、これを学習することとした。これに対し、積分量Ｋ
ｉＲ又はＫｉＬも学習値として更新させてもよい。

【０１７３】また、本実施形態の「空燃比フィードバッ
ク補正係数算出ルーチン」においては、空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦの算出にあたり、同補正係数がリ
ッチ（増量）側及びリーン（減量）側にある場合のう
ち、何れの場合においても、見込みスキップ量を加味し
たスキップ制御と所定時間一定値を保持した後に徐変を
行う積分制御とからなる制御態様（制御波形）を用いて
空燃比フィードバック制御を行うこととしている。

【０１７４】一方、図１０に例示したように、空燃比フ
ィードバック制御系の応答遅れを生じさせる要因の一つ
である酸素センサの応答時間は、実際の空燃比がリーン
からリッチに反転するときに比べ、リッチからリーンに
反転するときの方が長いことが知られている。この酸素
センサの応答時間においてみられる偏り、すなわちリッ
チからリーンへの反転とリーンからリッチへの反転に係
る偏差を考量しなければ、空燃比の制御中心は徐々にリ
ーン側に偏っていくこととなる。

【０１７５】そこで、このようにリーン側に偏りがちな
空燃比をリッチ側に誘導する場合等においては、空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦがリッチ側又はリーン側
のうちいずれか一方にある場合にのみこのような制御態
様を用いることとしても、本実施形態と同等又はこれに
準ずる効果を奏することはできる。

【０１７６】また、酸素センサからの検出信号に基づい
て空燃比フィードバック制御を行うにあたり、例えば流
量特性等、各インジェクタの物理的特性に微妙なばらつ
きがあると、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制
御波形にチャタリングが発生することがある。条件設定
ルーチン（図５および図６）で示した一連の処理（ステ
ップ１０３〜ステップ１１５）、すなわち空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦの制御波形の安定化を図るべく
ディレイカウンタＣＤＬＹを用いて行う遅延処理を施し
ても、完全に回避することはできない。このようなチャ
タリングが発生すると、リッチ側スキップ量ＲＳＲとリ
ーン側スキップ量ＲＳＬとが異なっている場合、すなわ
ち空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形が非
対称である場合においては、例えば図１９（ａ）に示す
ように、同制御波形の中心がずれてしまい、空燃比が一
時的に誤補正されてしまうことが発明者により確認され
ている。すなわち同図１９（ａ）に示すように、チャタ
リングがｎ回生じれば、空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの制御波形の中心が「｜ＲＳＲ−ＲＳＬ｜×ｎ」
％ずれることとなる。そこで、空燃比フィードバック制
御の実行中にこのようなチャタリングの発生を認識した
際には、図１９（ｂ）に示すように「ＲＳＲ＝ＲＳＬ＝
ＲＳ」として、一時的に空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの制御波形を対称化する処理を行うことが有効で
ある。このような処理を行うには、例えば図２０に示す
一連のステップＳ１１〜ステップＳ１７を「空燃比制御
ルーチン」（図４）におけるステップ００２及びステッ
プ００３間に実行するようにすればよい。

【０１７７】すなわち、同図２０に示すように、所定の
時間計測用カウンタＣＸＯＸＲを設定しておき、空燃比
フィードバック制御中（ＸＦＡＦ＝「ＯＮ」）にはこの
カウンタＣＸＯＸＲにより、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦの前回の反転から今回の反転までに要した時
間を常に計測して（ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１
５）、その反転時（ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１
４）、当該時間が所定時間Ｃ1に満たない場合（ＣＸＯ
ＸＲ＜Ｃ1）には、チャタリング発生とみなし、前回用
いたスキップ量ＲＳoldと同一のスキップ量をもって今
回のスキップを行うこととする（ステップＳ１６）。な
お、カウンタＣＸＯＸＲは、Ｆ／Ｂ許可フラグＸＦＡＦ
が「ＯＦＦ」に設定解除されている認識したとき（ステ
ップＳ１１→Ｓ１３）、或いは前回用いたスキップ量を
今回のスキップ量ＲＳとして更新したとき（ステップＳ
１６→Ｓ１７）にそれぞれ「０」にリセットされる。

【０１７８】このような処理を空燃比フィードバック制
御に適用すれば、とくに、本実施形態に係る空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦのように、基本空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦｂｓと見込み空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦｍｋとを用いてその制御波形を緻密
に変更、学習させる場合には、制御の安定性や適正な空
燃比への収束性が一層向上することとなる。

【０１７９】さらにこの場合、チャタリング発生時に
は、一時的に「ＲＳＲ＋ＲＳＲｍｋ＝ＲＳＬ＋ＲＳＬｍ
ｋ」とする処理を行ってもよい。また、チャタリング発
生時には、一時的に「ＲＳＲ＝ＲＳＬ」の設定を行うと
ともに、見込み空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦｍ
ｋは用いずに、基本空燃比フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆｂｓのみを用いて「ＦＡＦｂｓ＝ＦＡＦ」と設定して
空燃比フィードバック制御を行うように処理してもよ
い。

【０１８０】また、本実施形態の「空燃比ホールド制御
ルーチン」において、予想応答遅れ時間Ｔdyが実際の応
答遅れ時間より長い場合、ホールド時間Ｔhd0を短縮す
ることとしたが、これに代えて、当該ホールド時間Ｔhd
0中の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを減量する
こととして、空燃比のリッチ側への偏在の度合いを調節
することとしてもよい。

【０１８１】また、本実施形態の「空燃比ホールド制御
ルーチン」において、触媒２０の床温は、運転状態より
推定することとしたが、これに代え、排気温センサ等の
測定機器を触媒２０内又はその近傍に設けることによ
り、触媒床温を直接測定することとしてもよい。

【０１８２】また、本実施形態の「空燃比ホールド制御
ルーチン」による処理は、図４において「空燃比制御ル
ーチン」のステップ００３として示した空燃比フィード
バック制御、すなわち図３（ｅ）に示した制御波形をも
って燃料噴射量の補正を行う空燃比フィードバック制御
と併せて行うこととした。これに対し、通常のスキップ
制御及び積分制御のみからなる空燃比フィードバック制
御、すなわち本実施形態では基本空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦの制御波形として図３（ｂ）に示した態
様で燃料噴射量の補正を行うものと併せて行うこととし
てもよい。（第２の実施形態）次に、本発明に係る空燃比制御装置
を具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の
形態と異なる点を中心に説明する。

【０１８３】該第２の実施の形態の装置も、同じく自動
車のエンジンシステムに適用され、空燃比フィードバッ
ク制御により燃料噴射量（時間）の補正を行うものであ
る。ただし、同第２の実施の形態の装置にあっては図２
１に示すように、排気系４の構成が第１の実施の形態と
相違しており、本実施の形態にあって、この排気系４
は、触媒２０、フロント酸素センサ１１ａ及びリア酸素
センサ１１ｂを備えて構成されている。触媒２０は前述
のように、燃焼室３から排出される排気中に含まれる一
酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び酸化窒素
（ＮＯｘ）を浄化するために設けられる。フロント酸素
センサ１１ａ及びリア酸素センサ１１ｂはそれぞれこの
触媒２０の上流及び下流に設けられ、触媒通過及び後に
おける排気中の酸素濃度を検出する。

【０１８４】そして、本実施の形態にあっては、触媒２
０の下流に設けられたリア酸素センサ１１ｂからのセン
サ電圧ＶＯｒに基づいて前記第１の実施形態で説明した
「空燃比フィードバック補正係数算出ルーチン」におけ
る空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ算出に係るリッ
チ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側見込みス
キップ量ＲＳＬｍｋをそれぞれ補正する。

【０１８５】ここで、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの算出に係る手順は、第１の実施形態で説明した
「空燃比フィードバック補正係数算出ルーチン」（図
７）によるものとほぼ同様のものである。ただし、同ル
ーチンのステップ２０２ａにおけるリッチ側見込みスキ
ップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側見込み量ＲＳＬｍｋは、
以下に説明する「サブフィードバック制御ルーチン」に
おいて算出されることとなる。

【０１８６】図２２及び図２３には、「サブフィードバ
ック制御ルーチン」に係る処理手順のフローチャートを
示す。上述したように、このルーチンは、前記「空燃比
フィードバック補正係数算出ルーチン」で用いられるリ
ッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側見込み
スキップ量ＲＳＬの算出及び更新を行うものであり、Ｅ
ＣＵ３０により所定周期毎に実行される。

【０１８７】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ５０１において、現在の運転状態が
サブフィードバック（サブＦ／Ｂ）制御を実行するため
の条件に適合しているか否かを判断する。当該条件は、
基本的には第１の実施の形態において説明した空燃比フ
ィードバック制御の適合条件（ａ１）〜（ａ５）と同様
のものである。ただし、（ａ４）に相当する条件とし
て、リア酸素センサ１１ｂが活性化状態であることが必
要とされる。そしてＥＣＵ３０は、当該サブフィードバ
ック制御の実行条件を満たしている場合には処理をステ
ップ５０２に移行し、同条件を満たしていなければ本ル
ーチンを一旦抜ける。

【０１８８】続くステップ５０２、５０２ａ及び５０２
ｂにおいては、リアセンサリッチ判定フラグＸＯＸＳＲ
の設定又は設定解除を行う。リアセンサリッチ判定フラ
グＸＯＸＳＲとは、リア酸素センサ１１ｂからのセンサ
電圧ＶＯrに基づいて設定及び設定解除されるフラグで
あり、空燃比Ａ／Ｆがリッチ側であれば「ＯＮ」に設定
され、空燃比Ａ／Ｆがリーン側であれば「ＯＦＦ」に設
定解除されるものである。

【０１８９】すなわち、先ずステップ５０２において
は、リア酸素センサ１１ｂからのセンサ電圧ＶＯｒが基
準電圧ＫＯＸＲを上回っているか否かを判断する。そし
て、その判断が肯定であれば、ステップ５０２ａに移行
しリアセンサリッチ判定フラグＸＯＸＳＲを「ＯＮ」に
設定する。一方ステップ５０２における判断が否定であ
れば処理をステップ５０２ｂに移行し、リアセンサリッ
チ判定フラグＸＯＸＳＲを「ＯＦＦ」に設定解除する。
そしてステップ５０２ａ及び５０２ｂのうち何れを経た
場合も、処理をステップ５０３に移行する。

【０１９０】ステップ５０３においては、リアセンサリ
ッチ判定フラグＸＯＸＳＲが「ＯＮ」に設定されている
か否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば処
理をステップ５０４に移行し、その判断が否定であれば
処理をステップ５０５に移行する。そして、ステップ５
０４及び５０５のうち何れのステップにおいても、前回
の処理においてリアセンサリッチ判定フラグＸＯＸＲが
「ＯＮ」であると認識されたか否かを判断する。

【０１９１】ステップ５０４における判断が肯定であれ
ば、前回のルーチンから今回のルーチンに処理が移行す
る間にリア酸素センサ１１ｂからのセンサ電圧に基づい
て算出した空燃比Ａ／Ｆはリッチの状態を継続している
とみなし、処理をステップ５０６ａに移行する。一方、
その判断が否定であれば、同空燃比Ａ／Ｆがリーンから
リッチに反転したとみなし、処理をステップ５０６ｂに
移行する。

【０１９２】ステップ５０６ａにおいては、見込みスキ
ップ補正量ｄｌｍｋを「−ａ」％に設定する。他方、ス
テップ５０６ｂにおいては、見込みスキップ補正量ｄｌ
ｍｋを「−ｂ」％に設定する。そして、ステップ５０６
ａ及び５０６ｂのうち何れのステップで処理を行ったと
しても、続く処理をステップ５０８（図２３）に移行す
る。

【０１９３】一方、ステップ５０５において、その判断
が否定であれば、前回のルーチンから今回のルーチンに
処理が移行する間にリア酸素センサ１１ｂからのセンサ
電圧に基づいて算出した空燃比Ａ／Ｆはリーンの状態を
継続しているとみなし、処理をステップ５０７ａに移行
する。一方、その判断が肯定であれば、同空燃比Ａ／Ｆ
がリッチからリーンに反転したとみなし、処理をステッ
プ５０７ｂに移行する。そして、ステップ５０７ａにお
いては見込みスキップ補正量ｄｌｍｋを「−ａ」％に設
定し処理をステップ５０８に移行する。他方、ステップ
５０７ｂにおいては見込みスキップ補正量ｄｌｍｋを
「−ｂ」％に設定し、この場合も処理をステップ５０８
（図２３）に移行する。

【０１９４】ここで、前記ステップ５０６ａ，５０６
ｂ，５０７ａ及び５０７ｂにおいて、見込みスキップ補
正量ｄｌｍｋに代入される数値「ａ」及び数値「ｂ」は
共に正の定数であり、「ａ≪ｂ」の関係にある。また、
基本量となる空燃比フィードバック係数ＦＡＦに対し相
対的には微小な数値（例えば、数値「ａ」は「０．０
１」％未満、数値「ｂ」は「１」％未満）として設定さ
れる。

【０１９５】ステップ５０８（図２３）においては、上
記ステップ５０６ａ、５０６ｂ、５０７ａ及び５０７ｂ
のうち何れかのステップで設定された見込みスキップ補
正量ｄｌｍｋを前回算出されたサブフィードバック見込
みスキップ量ＲＳｍｋに加算して、今回のサブフィード
バック見込みスキップ量ＲＳｍｋとする。

【０１９６】続くステップ５０９においては、後続のス
テップ５１０，５１１，５１２でサブフィードバック見
込みスキップ量ＲＳｍｋに基づいて行う空燃比フィード
バック補正係数ＦＡＦの各更新量ＲＳＲ、ＲＳＬ、ＲＳ
Ｌｍｋ、ＲＳＬｍｋの設定に先だって、当該サブフィー
ドバック見込みスキップ量ＲＳｍｋの上下限ガードを行
う。

【０１９７】すなわち、サブフィードバック見込みスキ
ップ量ＲＳｍｋが下限値Ｋ6（＜０）から上限値Ｋ7（＞
０）までの範囲内にあるか否かを判断するとともに、下
限値Ｋ6を下回っている場合には同下限値Ｋ6に、上限値
ｋ7を上回っている場合には同上限値Ｋ7に設定しなお
す。

【０１９８】続くステップ５１０においては、今回上記
ステップ５０８で算出したサブフィードバック見込みス
キップ量ＲＳｍｋが「０」％以上であるか否かを判断す
る。そして、その判断が肯定であれば処理をステップ５
１１に移行し、その判断が否定であれば処理をステップ
５１２に移行する。

【０１９９】ステップ５１１においては、リッチ側スキ
ップ量ＲＳＲを所定値Ｋ4（＞０）、リーン側スキップ
量ＲＳＬを所定値Ｋ5（＞０）に設定するとともに、リ
ッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側スキッ
プ量ＲＳＬｍｋを何れも（所定値Ｋ0×サブフィードバ
ック見込みスキップ量ＲＳｍｋ）として同値に設定す
る。

【０２００】一方、ステップ５１２においては、リッチ
側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン側見込みスキ
ップ量ＲＳＬｍｋをそれぞれ以下の演算式（５）及び
（６）に従って算出する。ＲＳＲ＝Ｋ4−Ｋ1×ＲＳｍｋ…（５）ＲＳＬ＝Ｋ5＋Ｋ2×ＲＳｍｋ…（６）ただし、Ｋ1＞０，Ｋ2＞０また、リッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びリーン
側見込みスキップ量ＲＳＬｍｋをともに「０」として設
定する。

【０２０１】ＥＣＵ３０は、ステップ５１１及びステッ
プ５１２のうち何れかを経た後、その後の処理を一旦終
了する。ＥＣＵ３０は、以上説明した「サブフィードバ
ック制御ルーチン」により、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦ算出に係る見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及び
ＲＳＬｍｋ等の修正を行う。

【０２０２】次に、上記「空燃比サブフィードバック制
御ルーチン」で算出されたサブフィードバック見込みス
キップ量ＲＳｍｋがどのような態様で空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦに反映されるのか、図を併せ参照し
て説明する。

【０２０３】図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、リア酸
素センサ１１ｂからのセンサ電圧ＶＯｒの変化態様及び
同センサ電圧ＶＯｒに基づいて変更されていくサブフィ
ードバック見込みスキップ量ＲＳｍｋの変化態様をそれ
ぞれ同一スケールの時間軸上に示したものである。

【０２０４】一方図２４（ｃ）には、図２４（ｂ）上に
おいて、サブフィードバック見込みスキップ量ＲＳｍｋ
が点α、点β、点γにあるとき、空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦがどのような制御波形となるのかを例示
する。

【０２０５】先の「空燃比サブフィードバック制御ルー
チン」において説明したように、ＥＣＵ３０は、触媒２
０下流に設けられたリア酸素センサ１１ｂからのセンサ
電圧ＶＯｒに基づきサブフィードバック見込みスキップ
量ＲＳｍｋを更新していく。例えば図２４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、センサ電圧ＶＯｒに基づく空燃比
がリッチ側にある場合にはサブフィードバック見込みス
キップ量ＲＳｍｋを増大させ、リーン側にある場合には
減少させる。そして、このような見込みスキップ量ＲＳ
ｍｋの変動を反映して、空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの制御波形も変化することとなる。

【０２０６】すなわち、「サブフィードバック制御ルー
チン」で説明したように、サブフィードバック見込みス
キップ量ＲＳｍｋが「０％」以上である場合には、ステ
ップ５１１で示したように、リッチ側スキップ量ＲＳＲ
及びリーン側スキップ量ＲＳＬはそれぞれ所定値Ｋ4及
びＫ5に固定される一方、リッチ側見込みスキップ量Ｒ
ＳＲｍｋ及びリーン側見込みスキップ量ＲＳＬｍｋは、
共にサブフィードバック見込みスキップ量ＲＳｍｋの増
減に比例して増減されることとなる。

【０２０７】例えば、図２４（ｂ）上の点αと点βとを
比較すると、図２４（ｃ）に示すように、点αにおける
見込みスキップ量ＲＳｍｋは点βにおける見込みスキッ
プ量ＲＳｍｋに比して大きい。この相違を反映して、点
αにおいて設定される見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ、Ｒ
ＳＬｍｋは点βにおいて設定されるものより大きな値と
なる。

【０２０８】一方、例えば図２４（ｂ）上における点γ
のように、サブフィードバック見込みスキップ量ＲＳｍ
ｋが「０％」未満である場合には、ステップ５１２で示
したように、リッチ側見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及び
リーン側見込みスキップ量ＲＳＬｍｋをともに「０％」
に設定するとともに、サブフィードバック見込みスキッ
プ量ＲＳｍｋに応じてリッチ側スキップ量ＲＳＲ及びリ
ーン側スキップ量ＲＳＬを操作する。この際、先の演算
式（５）及び（６）からも明らかなように、サブフィー
ドバック見込みスキップ量ＲＳｍｋ（＜０）が小さいほ
どリッチ側スキップ量ＲＳＲは大きく、リーン側スキッ
プ量ＲＳＬは小さく設定され、結果として、空燃比フィ
ードバック補正係数ＦＡＦがリッチ側に偏在する傾向が
強くなる（図２４（ｃ）を併せ参照）。

【０２０９】すなわち、サブフィードバック見込みスキ
ップ量ＲＳｍｋが「０％」以上である場合には、空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形を見込みスキ
ップ量ＲＳＲｍｋ及びＲＳＬｍｋの大きさで操作するこ
とにより、空燃比をリッチ側、或いはリーン側へ偏在さ
せ、最適な排気空燃比を維持する。一方、サブフィード
バック見込みスキップ量ＲＳｍｋが「０％」を下回った
場合には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御
波形に係る見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びＲＳＬｍｋ
は設けずに、同スキップ量ＲＳＲ及びＲＳＬの操作によ
る制御波形の非対称化を行って排気空燃比をリッチに偏
在させることとする。

【０２１０】このように、本実施形態にあっては、空燃
比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波形に係る制御
量として見込みスキップ量ＲＳｍｋを導入するととも
に、リッチ側及びリーン側へのスキップ制御に係る見込
みスキップ量を操作することによりＦＡＦの制御波形の
最適化を図ることができる。そして、排気空燃比の更な
るリーン化が生じた場合には、見込みスキップ量の導入
を中断するとともに、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの非対称化により空燃比のリッチ側への偏在の効果
を強化させる。こうして、制御波形の振幅や周波数は極
力安定に保持した状態で空燃比補正係数ＦＡＦの制御中
心をリッチ又はリーンに偏在させ、最適な排気空燃比を
維持し、もって触媒の最適な浄化効率を得ることができ
るようになる。

【０２１１】すなわち、フロント酸素センサ１１ａのば
らつき等に起因する排気エミッションのばらつきも、上
記空燃比サブフィードバック制御を通じて任意に、しか
も的確に抑制することができるようになり、排気特性を
一層向上できるようになる。

【０２１２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第１の実施の形態による前記（１）〜（６）の効果
に加えて、更に以下のような効果が奏せられるようにな
る。（７）リア酸素センサからのセンサ電圧の適用による空
燃比サブフィードバック制御を空燃比フィードバック制
御に係る制御波形に乱れを生じさせることなく行えるよ
うになり、排気特性の向上に係る効率を一層高めること
ができるようになる。

【０２１３】なお、本実施形態にあって、上記「空燃比
サブフィードバック制御ルーチン」の処理手順中、スキ
ップ補正量ｄｌｍｋは、リア酸素センサ１１ｂのセンサ
電圧ＶＯｒの挙動に対し、当該センサ電圧がリッチ側
（ＶＯｒ＞ＫＯＸＲ）にある場合には「ａ」％分減量
（「−ａ」％）、リーン側（ＶＯｒ≦ＫＯＸＲ）にある
場合にはａ分増量（「＋ａ」％）され、また、リーンか
らリッチへの反転時には「ｂ」％分減量（「−ｂ」
％）、リッチからリーンへの反転時には「ｂ」分増量
（「＋ｂ」％）されることにより、見込みスキップ量Ｒ
Ｓｍｋの制御波形は図２４（ｂ）に示したように、増大
側と減少側に対して互いにほぼ対称となる（センサ電圧
ＶＯｒが対称形である場合）。これに対し、センサ電圧
ＶＯｒがリッチ側にある場合、リーン側にある場合、リ
ーンからリッチへの反転時、及びリッチからリーンへの
反転時に応じてそれぞれ異なるスキップ補正量ｄｌｍｋ
を設定すれば、図２４（ｂ）に示した見込みスキップ量
ＲＳｍｋの制御波形を非対称化する等、その波形特性を
変更することができる。このような変更により、例え
ば、サブフィードバック見込みスキップ量が「０％」以
上となる時間、すなわち空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦの波形を見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ及びＲＳＬ
ｍｋにより操作する時間（図２４（ｂ）及び（ｃ）参
照）を柔軟に変更（伸縮）することができる。

【０２１４】なお、本実施形態では、サブフィードバッ
ク見込み量ＲＳｍｋの変動に応じてリッチ側見込みスキ
ップ量ＲＳＲｍｋとリーン側見込みスキップ量ＲＳＬｍ
ｋとの相対量を可変とする構成を用いた。

【０２１５】これに対し、例えば図２４のタイムチャー
ト上におけるサブフィードバック見込みスキップ量ＲＳ
ｍｋの値に基づき複数の領域区画を行い、区画された領
域ごとに空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの制御波
形に係る見込みスキップ量ＲＳＲｍｋ、ＲＳＬｍｋ等を
設定しておいてもよい。

【０２１６】また、本実施形態においては、フロント酸
素センサ１１ａ及びリア酸素センサ１１ｂは、所定のセ
ンサ電圧ＫＯＸＲを基準電圧として、空燃比がリッチ側
に在るのかリーン側に在るのかを二者択一的に判断す
る、いわゆる濃淡電池型のものである。これに代えて、
空燃比に応じてセンサ電圧が線形に変化する限界電流型
の酸素センサを適用してもよい。この種の酸素センサを
適用すれば、酸素センサからのセンサ電圧に基づく空燃
比の制御中心（目標空燃比）を必ずしも一定にする（例
えばＦＡＦ＝１）必要がなく、本実施形態、あるいは先
の第１の実施形態で行った制御と併せて空燃比の制御中
心を柔軟に設定及び変更することができるようになり、
また現在の空燃比の制御中心からのずれ量をより的確に
把握しつつ空燃比制御を行うことができるようになる。

【０２１７】その他、第１及び第２の実施形態において
は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが燃料量（時
間）の補正量として採用されるとしたが、空燃比を決定
する他のパラメータ、例えばスロットルバルブ５がいわ
ゆる電子式のスロットルバルブであるような場合にはア
クセルの踏み込み量に対するスロットル開度を補正する
ような補正量として用いることもできる。

【０２１８】さらに、第１及び第２の実施形態におい
て、空燃比フィードバック制御に適用した見込み空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦｍｋは、スキップ制御が
行われた後、次回のスキップ制御まで一定の値を保持す
ることとしている。これに対し、同見込み空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦｍｋを、微小な変化率で積分制
御するよう制御を構成してもよい。

【０２１９】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、制御
波形の振幅は抑制しつつ、スキップ制御による補正量の
変動範囲のみを拡大することとなり、制御波形の周波数
も増大することとなる。この結果、空燃比フィードバッ
ク制御の精度が増し、排気特性も一層向上するようにな
る。

【０２２０】請求項２に記載した発明によれば、空燃比
センサからの検出信号のばらつきにより空燃比補正量の
制御波形の中心が不安定となることを好適に抑制するこ
とができるようになる。

【０２２１】請求項３に記載した発明によれば、酸素セ
ンサからの検出信号がリッチ及びリーン間で反転する周
期が短い場合、空燃比がリッチずれすることを好適に抑
制し、空燃比フィードバック制御に係る制御中心の安定
性を向上させることができるようになる。

【０２２２】請求項４に記載した発明によれば、酸素セ
ンサからの検出信号がリッチ及びリーン間で反転する周
期が短い場合、空燃比のリッチずれの抑制と空燃比フィ
ードバック制御に係る制御中心の安定化が確実に行われ
るようになる。

【０２２３】請求項５に記載した発明によれば、インジ
ェクタの流動特性や吸気系内での空気分配、パージ分配
の不具合に起因して空燃比補正量の制御波形にチャタリ
ングが生じたときに、このチャタリング発生時に空燃比
補正量の制御波形が非対称形である場合であれ、制御波
形の中心がずれてしまうことを好適に抑制することがで
きるようになる。

【０２２４】請求項６に記載した発明によれば、空燃比
フィードバック制御の制御波形に係る振幅の増大や周波
数の低下を伴うことなく、空燃比補正量の制御中心をリ
ッチ側へ偏在させることができ、空燃比センサの応答遅
れに起因するリーンずれを好適に修正することができる
ようになる。

【０２２５】請求項７に記載した発明によれば、空燃比
フィードバック制御に係る制御波形について、振幅の縮
減及び周波数の増大という面で、運転状態に応じた最適
な波形を形成することができるようになり、ひいては一
層緻密な空燃比制御を行うことができるようになる。

【０２２６】請求項８に記載した発明によれば、触媒上
流に設けられた空燃比センサからの検出信号のばらつき
を好適に修正して、一層緻密性の高い空燃比フィードバ
ック制御を実行することができるようになる。

【０２２７】請求項９に記載した発明によれば、空燃比
フィードバック制御の制御条件からはずれることなく、
しかも当該制御に係る制御波形の振幅を増大することも
なく空燃比を低下させ、好適に触媒の床温低下を促すこ
とができるようになる。

【０２２８】請求項１０又は１１に記載した発明によれ
ば、請求項９に記載した発明の実施に際して制御波形の
周波数低下を好適に抑制し、空燃比フィードバック制御
の緻密性を好適に保持することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空燃比制御装置の第１の実施形態
を示す概略構成図。

【図２】同実施形態に採用されるＥＣＵの電気的構成を
示すブロック図。

【図３】酸素センサからのセンサ電圧及び空燃比フィー
ドバック補正係数等の変化態様を示すタイムチャート。

【図４】空燃比制御手順を総括的に示すフローチャー
ト。

【図５】条件設定手順を示すフローチャート。

【図６】条件設定手順を示すフローチャート。

【図７】空燃比フィードバック補正係数算出手順を示す
フローチャート。

【図８】空燃比フィードバック補正係数算出手順を示す
フローチャート。

【図９】空燃比フィードバック補正係数の制御波形。

【図１０】実際の空燃比及び酸素センサからのセンサ電
圧を示すタイムチャート。

【図１１】空燃比フィードバック制御に係る制御波形。

【図１２】応答遅れ及びスキップ量学習手順を示すフロ
ーチャート。

【図１３】応答遅れ及びスキップ量学習手順を示すフロ
ーチャート。

【図１４】空燃比フィードバック補正係数、リッチ側応
答遅れカウンタ及びリーン側応答遅れカウンタの変化態
様を示すタイムチャート。

【図１５】応答遅れ及びスキップ量学習により変更され
る空燃比フィードバック補正係数の制御波形。

【図１６】ホールド制御での空燃比フィードバック補正
係数及び酸素センサからのセンサ電圧の変化態様を示す
タイムチャート。

【図１７】ホールド制御手順を示すフローチャート。

【図１８】ホールド制御手順を示すフローチャート。

【図１９】チャタリング発生時の空燃比フィードバック
補正係数の変化態様を示すタイムチャート。

【図２０】他の実施態様に係る空燃比制御手順の一部を
示すフローチャート。

【図２１】本発明に係る空燃比制御装置の第２の実施形
態を示す概略構成図。

【図２２】サブフィードバック制御手順を示すフローチ
ャート。

【図２３】サブフィードバック制御手順を示すフローチ
ャート。

【図２４】リア酸素センサからのセンサ電圧、見込みス
キップ量、及び空燃比フィードバック補正係数の制御波
形。

【符号の説明】

１…エンジン、２…吸気系、３…燃焼室、４…排気系、
５…スロットルバルブ、６…サージタンク、７…吸気量
センサ、８…スロットルポジションセンサ（開度セン
サ）、９…吸気温センサ、１０…燃料噴射弁、１１…酸
素センサ、１１ａ…フロント酸素センサ、１１ｂ…リア
酸素センサ、１２…イグナイタ、１３…ディストリビュ
ータ、１４…点火プラグ、１５…回転数センサ、１６
…気筒判別センサ、１７…水温センサ、２０…触媒（三
元触媒）、３０…ＥＣＵ（電子制御装置、３１…マイク
ロコンピュータ、３１ａ…ＣＰＵ、３１ｂ…ＲＯＭ、３
１ｃ…ＲＡＭ、３１ｄ…バックアップＲＡＭ、３４…Ａ
／Ｄ変換回路、３５…駆動回路。

フロントページの続きＦターム(参考） 3G084 BA09 BA13 CA01 CA03 DA05 DA10 DA25 EA11 EB08 EB12 EB13 EB24 EB25 EC03 FA07 FA10 FA18 FA30 FA33 FA36 FA39 3G301 JA04 JA21 KA01 KA07 KA09 KA25 KA26 MA01 MA12 NA01 NA03 NA04 NA08 NB02 NC02 ND01 ND05 NE13 NE15 NE16 NE17 NE19 NE22 NE23 PA01Z PA10Z PA11Z PA14Z PA19Z PD09A PD09Z PD12Z PE01Z PE04Z PE05Z PE08Z 5H004 GA02 GA10 GB12 HA13 HB01 HB02 HB04 HB07 HB08 JB07 JB11 JB30 KA69 KB05 KB33 KD63 LA03 LB07 MA01 MA02 MA44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられて当該内燃機
関の排気空燃比を検出する空燃比センサを有し、その検
出される排気空燃比がリッチとリーンとの間で反転した
ときにスキップ制御されるとともに、その後積分制御さ
れて更新される空燃比補正量に基づいて内燃機関に供給
される混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機
関の空燃比制御装置において、前記スキップ制御に際し、そのスキップ量を所定量増大
させるとともに、前記積分制御により算出される空燃比
補正量が該増大したスキップ量をもって更新された空燃
比補正量になるまでは、同増大したスキップ量をもって
更新された空燃比補正量に基づき前記空燃比を補正する
補正手段を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置
において、前記補正手段は、前記積分制御により算出される空燃比
補正量が前記増大したスキップ量をもって更新された空
燃比補正量になるまでの期間に前記検出される排気空燃
比が反転したときには、前記更新された空燃比補正量を
基準量として前記所定量のスキップ制御をおこなうこと
を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置
において、前記補正手段は、前記積分制御により算出される空燃比
補正量が前記増大したスキップ量をもって更新された空
燃比補正量になるまでの期間に前記検出される排気空燃
比がリーンからリッチまたはリッチからリーンに反転し
たときには、前記積分制御により算出される空燃比補正
量を基準量として前記所定量のスキップ制御をおこなう
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】請求項３記載の内燃機関の空燃比制御装置
において、前記補正手段は、前記積分制御により算出される空燃比
補正量が前記増大したスキップ量をもって更新された空
燃比補正量になるまでの期間に前記検出される排気空燃
比がリッチからリーンに反転したときには、前記更新さ
れた空燃比補正量を基準量として前記スキップ制御をお
こなうことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記補正手段は、前記検出される排気空燃比の反転周期
が所定時間以下であるときには、リッチからリーンへの
スキップ制御に係るスキップ量と、リーンからリッチへ
のスキップ制御に係るスキップ量とを等量とすることを
特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記補正手段は、前記空燃比をリッチ側に補正するとき
にのみ、前記態様で設定される空燃比補正量に基づく補
正を行うことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記補正手段は、前記更新される空燃比補正量に基づく
補正時間に応じて前記スキップ量の増大量を変更するこ
とを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記空燃比センサの下流に設けられた触媒の更に下流に
あって同触媒下流の排気空燃比を検出するリア空燃比セ
ンサを更に有し、前記補正手段は、前記リア空燃比センサにて検出される
触媒下流の排気空燃比に応じて前記スキップ量の増大量
を変更することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。
【請求項９】請求項１〜８の何れかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記空燃比センサの下流に設けられた触媒の温度を検出
する触媒温度検出手段を更に備え、前記補正手段は、前記検出される触媒の温度が所定温以
上であるとき、空燃比をリッチ側に補正するときのスキ
ップ量を所定量増大させるとともに、該増大したスキッ
プ量をもって更新された空燃比補正量を所定時間一定に
保持することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】請求項９に記載の内燃機関の空燃比制御
装置において、空燃比をリッチ側に補正すべく空燃比補正量がスキップ
された後、前記検出される排気空燃比がリーンからリッ
チに戻るまでの時間を機関運転状態に基づき推定する時
間推定手段を更に備え、前記補正手段は、前記空燃比補正量をスキップさせた
後、前記推定される時間経過後も前記検出される排気空
燃比がリーンからリッチに戻らないとき、前記増大させ
た空燃比補正量を更に増大させることを特徴とする内燃
機関の空燃比制御装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の内燃機関の空燃比制
御装置において、前記補正手段は、前記推定される時間と前記検出される
排気空燃比が実際にリーンからリッチに戻るまでの時間
とに基づき前記空燃比補正量を保持する所定時間を変更
することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。