JP2003232246A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JP2003232246A JP2002033078A JP2002033078A JP2003232246A JP 2003232246 A JP2003232246 A JP 2003232246A JP 2002033078 A JP2002033078 A JP 2002033078A JP 2002033078 A JP2002033078 A JP 2002033078A JP 2003232246 A JP2003232246 A JP 2003232246A
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fuel ratio
catalyst
internal combustion
combustion engine
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Yasuo Hirata
靖雄 平田
Hisashi Iida
飯田　　寿
Nobuaki Ikemoto
池本　　宣昭
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の排気通路の少なくとも上流側及び
下流側に配置した触媒にて、内燃機関から排出される排
気ガスを良好に浄化しエミッション悪化を防止するこ
と。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路１２の下流側の三
元触媒１４の状態としてその下流側における排気ガスの
空燃比またはリッチ／リーンが第２センサ２７にて推定
され、これに基づき第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２
が所定範囲を外れたときには、三元触媒１４の酸素スト
レージ状態を回復させるよう制御される。この際、三元
触媒１４の状態に基づく第２センサ２７の出力電圧ＶＯ
Ｘ２が所定値以上のリッチ判定となると、空気供給機構
１５によって排気通路１２の三元触媒１３と三元触媒１
４との間に空気が供給される。これにより、下流側の三
元触媒１４にストレージされている酸素が空燃比制御途
中で消費され尽くしてしまうと浄化率が低下するという
現象が未然に回避され、排気ガスが良好に浄化されエミ
ッション悪化が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気通
路に複数の触媒または複数の触媒群を直列に配置し、各
触媒に流入する排気ガスの空燃比を目標空燃比に一致さ
せるよう補正制御する内燃機関の空燃比制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連
し、内燃機関の排気通路の少なくとも上流側と下流側と
にそれぞれ触媒を配置し、各触媒の前後に適宜、空燃比
センサまたは酸素センサを配設し、上流側の触媒及び下
流側の触媒に流入する排気ガスの空燃比を目標空燃比に
一致させるよう補正制御するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、下流側の触
媒へ供給する排気ガスの空燃比を補正制御し理論空燃比
近傍に制御していても、下流側の触媒にストレージ(Sto
rage：吸着及び吸蔵）されている酸素（Ｏ２）が空燃比
制御途中で消費され尽くしてしまうと、下流側の触媒の
浄化率が低下してしまうという現象があった。すると、
内燃機関から排出された排気ガスに含まれる未燃ＣＯ
（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯx（窒素酸化
物）がこれら触媒を通過しても良好に浄化されずエミッ
ション悪化を招くという不具合があった。
【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、内燃機関の排気通路の少なく
とも上流側及び下流側に触媒を配置し、これら触媒にて
内燃機関から排出される排気ガスを良好に浄化しエミッ
ション悪化を防止可能な内燃機関の空燃比制御装置の提
供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関の空
燃比制御装置によれば、内燃機関の排気通路の上流側に
配置された上流側触媒の上流側における内燃機関からの
排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段による出力
に基づきメインフィードバック制御手段にて目標空燃比
が設定され、サブフィードバック制御手段にて下流側触
媒状態検出手段からの出力に基づきメインフィードバッ
ク制御で設定された目標空燃比が補正制御される通常の
空燃比制御に伴って、下流側触媒状態検出手段で上流側
触媒の少なくとも下流側で直列に配置された下流側触媒
の状態が検出または推定される。そして、補正手段によ
って下流側触媒の状態に基づく出力値が所定範囲を外れ
たときには、下流側触媒の酸素吸蔵状態が回復される。
これにより、下流側触媒にストレージされている酸素が
空燃比制御途中で消費され尽くしてしまうと浄化率が低
下するという現象が未然に回避され、内燃機関から排出
される排気ガスが良好に浄化されエミッション悪化が防
止される。
【０００６】請求項２の内燃機関の空燃比制御装置で
は、下流側触媒状態検出手段にて下流側触媒の下流側に
おける排気ガスの空燃比またはリッチ／リーンが検出ま
たは推定される。このため、下流側触媒の状態、即ち、
下流側触媒における酸素のストレージ状態が適切に分か
るという効果が得られる。
【０００７】請求項３の内燃機関の空燃比制御装置にお
ける補正手段では、下流側触媒状態検出手段による下流
側触媒の状態に基づく検出値がリッチ判定となる所定値
以上のとき、下流側触媒に供給される空燃比がリーンと
され、検出値が所定範囲に戻るよう制御される。これに
より、下流側触媒にストレージされている酸素が空燃比
制御途中で消費され尽くしてしまうと浄化率が低下する
という現象が未然に回避され、内燃機関から排出される
排気ガスが良好に浄化されエミッション悪化が防止され
る。
【０００８】請求項４の内燃機関の空燃比制御装置にお
ける補正手段では、下流側触媒状態検出手段による下流
側触媒の状態に基づく検出値がリッチ判定となる所定値
以上のとき、燃料カット復帰のための設定回転速度を通
常制御時より低く設定する復帰回転速度低下制御、また
は減筒制御が実行され、検出値が所定範囲に戻るよう制
御される。これにより、下流側触媒にストレージされて
いる酸素が空燃比制御途中で消費され尽くしてしまうと
浄化率が低下するという現象が未然に回避され、内燃機
関から排出される排気ガスが良好に浄化されエミッショ
ン悪化が防止される。
【０００９】請求項５の内燃機関の空燃比制御装置で
は、補正手段にて下流側触媒状態検出手段による下流側
触媒の状態に基づく検出値がリッチ判定となる所定値以
上のとき、空気供給機構により排気通路の下流側触媒に
空気が供給され、検出値が所定範囲に戻るよう制御され
る。これにより、下流側触媒にストレージされている酸
素が空燃比制御途中で消費され尽くしてしまうと浄化率
が低下するという現象が未然に回避され、内燃機関から
排出される排気ガスが良好に浄化されエミッション悪化
が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。
【００１１】〈実施例１〉図１は本発明の実施の形態の
第１実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用さ
れた内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図であ
る。
【００１２】図１において、内燃機関１は４気筒４サイ
クルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流
側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホルド６を通過
し、インテークマニホルド６内でインジェクタ（燃料噴
射弁）７から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の
混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関
１の各気筒に設けられた点火プラグ８に直接、接続され
たイグナイタ９には、後述のＥＣＵ（Electronic Contr
ol Unit:電子制御ユニット）３０からの点火信号が入力
され、各気筒の混合気が点火プラグ８の火花点火によっ
て所定タイミングにて燃焼される。
【００１３】そして、燃焼後の排気ガスはエキゾースト
マニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１
２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウム
やランタン等の添加物を担持した上流側の三元触媒１３
及び下流側の三元触媒１４にて有害成分であるＣＯ，Ｈ
Ｃ，ＮＯx 等が浄化され大気中に排出される。更に、上
流側の三元触媒１３と下流側の三元触媒１４との間の排
気通路１２中に空気を供給する空気供給機構１５が設け
られている。この空気供給機構１５は、例えば、エアポ
ンプ、リードバルブ及びＯＮ／ＯＦＦバルブ等にて構成
される。
【００１４】また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路
３にはエアフローメータ２１が設けられ、このエアフロ
ーメータ２１にてエアクリーナ２を通過する単位時間当
たりの吸入空気量ＱＡが検出される。また、スロットル
バルブ４にはスロットル開度センサ２２が設けられ、こ
のスロットル開度センサ２２にてスロットル開度ＴＡに
応じたアナログ信号が検出されると共に、スロットルバ
ルブ４がほぼ全閉であることが図示しないアイドルスイ
ッチからのオン／オフ信号によって検出される。そし
て、サージタンク５には吸気圧センサ２３が設けられ、
この吸気圧センサ２３にて吸気圧ＰＭが検出される。ま
た、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４
が設けられ、この水温センサ２４にて内燃機関１の冷却
水温ＴＨＷが検出される。
【００１５】そして、内燃機関１にはクランク角センサ
２５が設けられ、このクランク角センサ２５にて内燃機
関１の機関回転速度ＮＥが検出される。更に、排気通路
１２の上流側の三元触媒１３上流側には、内燃機関１か
ら排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな電圧
信号ＶＯＸ１を出力する空燃比（Ａ／Ｆ）センサ（以
下、『第１センサ』と記す）２６が設けられている。ま
た、排気通路１２の上流側の三元触媒１３と下流側の三
元触媒１４との間には排気ガスのリッチ／リーンに応じ
た電圧信号ＶＯＸ２を出力する酸素（Ｏ２）センサ（以
下、『第２センサ』と記す）２７が設けられている。
【００１６】内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ３
０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置とし
てのＣＰＵ、制御プログラムや制御マップを格納したＲ
ＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックア
ップ）ＲＡＭ等を中心に論理演算回路として構成され、
各種センサからの検出信号を入力する入力ポート及び各
種アクチュエータ等に制御信号を出力する出力ポート等
に対しバスを介して接続されている。
【００１７】このＥＣＵ３０には、入力ポートを介して
エアフローメータ２１からの吸入空気量ＱＡ、スロット
ル開度センサ２２からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧セ
ンサ２３からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２４からの冷却
水温ＴＨＷ、クランク角センサ２５からの機関回転速度
ＮＥ等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいて
燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉｇ、駆動信号ＤＶ等が算
出され、出力ポートを介してインジェクタ７、イグナイ
タ９、吸気供給機構１５のアクチュエータ等にそれぞれ
制御信号が出力される。
【００１８】また、ＥＣＵ３０に入力される第１センサ
２６からの電圧信号ＶＯＸ１によって、排気ガスに基づ
く混合気の空燃比判定が行われる。そして、ＥＣＵ３０
に入力される第２センサ２７からの電圧信号ＶＯＸ２に
よって、排気ガスのリッチ／リーン及びリーンからリッ
チまたはリッチからリーンへの反転時が検出される。
【００１９】次に、本発明の実施の形態の第１実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ３０の空燃比制御における空気供給制御の処理手順を
示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説
明する。ここで、図３は図２の処理に対応する各種セン
サ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート
である。なお、この空気供給制御ルーチンは所定時間毎
にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。
【００２０】図２において、まず、ステップＳ１０１
で、空気供給機構１５の駆動時間ＥＸＴＡが「０
（零）」〔ｓｅｃ：秒〕であるかが判定される。ステッ
プＳ１０１の判定条件が成立、即ち、空気供給機構１５
の駆動時間ＥＸＴＡが「０」〔ｓｅｃ〕であり、空気供
給機構１５が停止状態にあるとき（図３に示す時刻ｔ01
以前、時刻ｔ05以降）にはステップＳ１０２に移行し、
第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５〔Ｖ：ボ
ルト〕を越えているかが判定される。ステップＳ１０２
の判定条件が成立、即ち、第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕を越え高く、第２センサ２７雰
囲気中の排気ガスの空燃比がリッチ状態であると判定さ
れるとき（図３に示す時刻ｔ00）にはステップＳ１０３
に移行し、内燃機関１における現在の吸気量ＧＡが吸気
量積算値ＧＡＳＵＭに積算され吸気量積算値ＧＡＳＵＭ
が更新される。次にステップＳ１０４に移行して、吸気
量積算値ＧＡＳＵＭが吸気量積算判定値ＧＡＳＵＭＭＩ
Ｎを越えているかが判定される。ステップＳ１０４の判
定条件が成立、即ち、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが吸気量
積算判定値ＧＡＳＵＭＭＩＮを越え大きいとき（図３に
示す時刻ｔ01）にはステップＳ１０５に移行し、吸気量
積算値ＧＡＳＵＭが「０（零）」に初期化される。
【００２１】次にステップＳ１０６に移行して、空気供
給機構１５の駆動時間ＥＸＴＡが所定値に設定される
（図３に示す時刻ｔ01参照）。次にステップＳ１０７に
移行して、吸気量ＧＡが低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未満
であるかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が
成立、即ち、吸気量ＧＡが低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未
満と少ないとき（図３に示す時刻ｔ01〜時刻ｔ02、時刻
ｔ03〜時刻ｔ05）にはステップＳ１０８に移行し、空気
供給機構１５の駆動時間ＥＸＴＡが減算されたのちステ
ップＳ１０９に移行し、空気供給機構１５の駆動処理が
実行され、本ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ
１０１の判定条件が成立せず、即ち、空気供給機構１５
の駆動時間ＥＸＴＡが「０」〔ｓｅｃ〕より大きいとき
には上述のステップＳ１０２〜ステップＳ１０６がスキ
ップされ、ステップＳ１０７以降で同様の処理が実行さ
れる。
【００２２】一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立
せず、即ち、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．
５５〔Ｖ〕以下と低く、第２センサ２７雰囲気中の排気
ガスの空燃比がリーン状態であると判定されるとき（図
３に示す時刻ｔ00以前、時刻ｔ04以降）にはステップＳ
１１０に移行し、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが「０」に初
期化されたのちステップＳ１１１に移行し、空気供給機
構１５の停止処理が実行され、本ルーチンを終了する。
なお、ステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、
吸気量積算値ＧＡＳＵＭが吸気量積算判定値ＧＡＳＵＭ
ＭＩＮ以下と小さい（図３に示す時刻ｔ00〜時刻ｔ01）
とき、またはステップＳ１０７の判定条件が成立せず、
即ち、吸気量ＧＡが低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ以上と多
いとき（図３に示す時刻ｔ02〜時刻ｔ03）には上述のス
テップＳ１１１に移行し、空気供給機構１５の停止処理
が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２３】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置は、内燃機関１の排気通路１２の上流側に配置
した触媒または触媒群からなる上流側触媒としての三元
触媒１３と、この三元触媒１３の少なくとも下流側で直
列に配置した触媒または触媒群からなる下流側触媒とし
ての三元触媒１４と、三元触媒１３の上流側における内
燃機関１からの排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出
手段としての第１センサ（空燃比センサ）２６と、この
第１センサ２６からの出力に基づき目標空燃比を設定し
フィードバック制御するＥＣＵ３０にて達成されるメイ
ンフィードバック制御手段と、三元触媒１４の状態を推
定する第２センサ（酸素センサ）２７及びＥＣＵ３０に
て達成される下流側触媒状態検出手段と、前記下流側触
媒状態検出手段からの出力に基づき前記メインフィード
バック制御手段で設定された目標空燃比を補正制御する
ＥＣＵ３０にて達成されるサブフィードバック制御手段
と、前記下流側触媒状態検出手段による三元触媒１４の
状態に基づく第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が所定
範囲を外れたときには、三元触媒１４の酸素のストレー
ジ状態を回復させるＥＣＵ３０にて達成される補正手段
とを具備するものである。
【００２４】また、第２センサ２７及びＥＣＵ３０にて
達成される下流側触媒状態検出手段が、三元触媒１４の
下流側における排気ガスの空燃比またはリッチ／リーン
を推定するものである。更に、具体的に、排気通路１２
の三元触媒１３と三元触媒１４との間に空気を供給する
空気供給機構１５を具備し、ＥＣＵ３０にて達成される
補正手段は第２センサ２７及びＥＣＵ３０にて達成され
る下流側触媒状態検出手段による三元触媒１４の状態に
基づく第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ判定
となる０．５５〔Ｖ〕以上のとき、空気供給機構１５に
より三元触媒１４に空気を供給し、その出力電圧ＶＯＸ
２が所定範囲に戻るよう制御するものである。
【００２５】つまり、内燃機関１の排気通路１２の上流
側に配置された三元触媒１３の上流側における内燃機関
１からの排気ガスの空燃比を検出する第１センサ２６の
出力に基づき目標空燃比を設定するメインフィードバッ
ク制御、第２センサ２７からの出力に基づきメインフィ
ードバック制御で設定された目標空燃比を補正制御する
サブフィードバック制御による通常の空燃比制御に伴っ
て、三元触媒１４の状態としてその下流側における排気
ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第２センサ２７に
て推定され、これに基づき第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が所定範囲を外れたときには、三元触媒１４の酸
素のストレージ状態を回復させるよう制御される。この
際、具体的には、三元触媒１４の状態に基づく第２セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕以上のリッ
チ判定となると、空気供給機構１５によって排気通路１
２の三元触媒１３と三元触媒１４との間に空気が供給さ
れ、出力電圧ＶＯＸ２が所定範囲に戻るよう制御され
る。このため、下流側の三元触媒１４にストレージされ
ている酸素が空燃比制御途中で消費され尽くしてしまう
と浄化率が低下するという現象が未然に回避され、内燃
機関１から排出される排気ガスが良好に浄化されエミッ
ション悪化が防止される。
【００２６】〈実施例２〉次に、本発明の実施の形態の
第２実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用さ
れているＥＣＵ３０の空燃比制御における燃料噴射量演
算の処理手順を示す図４のフローチャートに基づいて説
明する。なお、この燃料噴射量演算ルーチンは所定クラ
ンク角〔°ＣＡ(Crank Angle）〕毎にＥＣＵ３０にて繰
返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器の
構成は上述の第１実施例における図１の概略図と同一で
あるためその詳細な説明を省略する。
【００２７】図４において、まず、ステップＳ２０１
で、現在の吸気圧ＰＭ、機関回転速度ＮＥ等の運転状態
パラメータに基づき予め記憶されているマップ等によっ
て基本燃料噴射量ＴP が算出される。次にステップＳ２
０２に移行して、空燃比閉ループ制御条件が成立してい
るかが判定される。この空燃比閉ループ制御条件とは、
内燃機関１の冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であるこ
と、内燃機関の運転状態が高回転・高負荷領域ではない
こと等であり、これら条件を全て満足するとき空燃比閉
ループ制御条件が成立する。
【００２８】ステップＳ２０２の判定条件が成立、即
ち、空燃比閉ループ制御条件が成立しているときにはス
テップＳ２０３に移行し、後述の目標空燃比設定処理が
実行され、上流側の三元触媒１３の上流側の目標空燃比
λTGが設定される。次にステップＳ２０４に移行して、
上流側の三元触媒１３の上流側の第１センサ２６の出力
（排気ガスの空燃比）とステップＳ２０３で設定された
目標空燃比λTGとの偏差に応じて空燃比Ｆ／Ｂ（フィー
ドバック）補正係数ＦＡＦが算出される。
【００２９】一方、ステップＳ２０２の判定条件が成立
せず、即ち、空燃比閉ループ制御条件が不成立であると
きにはステップＳ２０５に移行し、空燃比Ｆ／Ｂ補正係
数ＦＡＦが「１．０」に設定される。ステップＳ２０４
またはステップＳ２０５による処理ののちステップＳ２
０６に移行し、内燃機関１における現在の要求燃料噴射
量ＴＡＵが次式（１）にて算出され、本ルーチンを終了
する。ここで、ＦＡＬＬは空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦ
以外の補正係数である。
【００３０】
【数１】 ＴＡＵ←ＴP ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ・・・（１）
【００３１】次に、上述の図４の燃料噴射量演算ルーチ
ンで通常（サブＦ／Ｂ）制御時におけるステップＳ２０
３の目標空燃比設定の処理手順を示す図５のフローチャ
ートに基づいて説明する。
【００３２】図５において、まず、ステップＳ３０１
で、上流側の三元触媒１３下流側に配置された第２セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．６〔Ｖ〕を越えている
かが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立せ
ず、即ち、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．６
〔Ｖ〕以下と低く、第２センサ２７雰囲気中の排気ガス
の空燃比がリーンであると判定されるときにはステップ
Ｓ３０２に移行し、前回リーンであったかが判定され
る。ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、第２セ
ンサ２７雰囲気中の排気ガスの空燃比が前回も今回もリ
ーンであるときにはステップＳ３０３に移行し、リッチ
積分量λIRが現在の吸気量ＧＡに応じて予め記憶されて
いるマップ等によって算出される。この際、吸気量ＧＡ
が多くなるほどリッチ積分量λIRが少なくなるように設
定される。次にステップＳ３０４に移行して、目標空燃
比λTGからステップＳ３０３で算出されたリッチ積分量
λIRが減算、即ち、目標空燃比λTGがリッチ積分量λIR
だけリッチ側に補正され設定される。
【００３３】一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立
せず、即ち、第２センサ２７雰囲気中の排気ガスの空燃
比が前回リッチで今回リーンに反転したときにはステッ
プＳ３０５に移行し、リッチ側へのリッチスキップ量λ
SKR が第２センサ２７により推定される下流側の三元触
媒１４の吸着状態に応じて予め記憶されているマップ等
によって算出される。この際、下流側の三元触媒１４の
リーン成分吸着量が多くなるほどリッチスキップ量λSK
R が多くなるように設定される。次にステップＳ３０６
に移行して、リッチ積分量λIRにステップＳ３０５で算
出されたリッチスキップ量λSKR が加算された値を目標
空燃比λTGから減算、即ち、目標空燃比λTGが｛（リッ
チ積分量λIR）＋（リッチスキップ量λSKR ）｝だけリ
ッチ側に補正され設定される。
【００３４】一方、ステップＳ３０１の判定条件が成
立、即ち、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．６
〔Ｖ〕を越え高く、第２センサ２７雰囲気中の排気ガス
の空燃比がリッチであると判定されるときにはステップ
Ｓ３０７に移行し、前回リッチであったかが判定され
る。ステップＳ３０７の判定条件が成立、即ち、第２セ
ンサ２７雰囲気中の排気ガスの空燃比が前回も今回もリ
ッチであるときにはステップＳ３０８に移行し、リーン
積分量λILが現在の吸気量ＧＡに応じて予め記憶されて
いるマップ等によって算出される。この際、吸気量ＧＡ
が多くなるほどリーン積分量λILが少なくなるように設
定される。次にステップＳ３０９に移行し、目標空燃比
λTGにステップＳ３０８で算出されたリーン積分量λIL
が加算、即ち、目標空燃比λTGがリーン積分量λILだけ
リーン側に補正され設定される。
【００３５】一方、ステップＳ３０７の判定条件が成立
せず、即ち、第２センサ２７雰囲気中の排気ガスの空燃
比が前回リーンで今回リッチに反転したときにはステッ
プＳ３１０に移行し、リーン側へのリーンスキップ量λ
SKL が第２センサ２７により推定される下流側の三元触
媒１４の吸着状態に応じて予め記憶されているマップ等
によって算出される。この際、下流側の三元触媒１４の
リッチ成分吸着量が多くなるほどリーンスキップ量λSK
L が多くなるように設定される。次にステップＳ３１１
に移行して、リーン積分量λILにステップＳ３１０で算
出されたリーンスキップ量λSKL が加算された値を目標
空燃比λTGに加算、即ち、目標空燃比λTGが｛（リーン
積分量λIL）＋（リーンスキップ量λSKL ）｝だけリー
ン側に補正され設定される。
【００３６】ステップＳ３０４、ステップＳ３０６、ス
テップＳ３０９またはステップＳ３１１で目標空燃比λ
TGが設定されたのちステップＳ３１２に移行し、リッチ
／リーンが記憶され本ルーチンを終了する。
【００３７】次に、本発明の実施の形態の第２実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ３０の空燃比制御における目標空燃比設定の処理手順
を示す図６のフローチャートに基づき、図７を参照して
説明する。ここで、図７は図６の処理に対応する各種セ
ンサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャー
トである。なお、この目標空燃比設定ルーチンは所定時
間毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。
【００３８】図６において、まず、ステップＳ４０１
で、目標空燃比リーン時間ＥＸＴＬが「０」であるかが
判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即
ち、目標空燃比リーン時間ＥＸＴＬが「０」であるとき
（図７に示す時刻ｔ12以前、時刻ｔ16以降）にはステッ
プＳ４０２に移行し、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２が０．５５〔Ｖ〕を越えているかが判定される。ステ
ップＳ４０２の判定条件が成立、即ち、第２センサ２７
の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕を越え高く、第２
センサ２７雰囲気中の排気ガスの空燃比がリッチ状態で
あると判定されるとき（図７に示す時刻ｔ10〜時刻ｔ1
5）にはステップＳ４０３に移行し、内燃機関１におけ
る現在の吸気量ＧＡが吸気量積算値ＧＡＳＵＭに積算さ
れ吸気量積算値ＧＡＳＵＭが更新される。次にステップ
Ｓ４０４に移行して、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが吸気量
積算判定値ＧＡＳＵＭＭＩＮを越えているかが判定され
る。ステップＳ４０４の判定条件が成立、即ち、吸気量
積算値ＧＡＳＵＭが吸気量積算判定値ＧＡＳＵＭＭＩＮ
を越え大きいとき（図７に示す時刻ｔ12）にはステップ
Ｓ４０５に移行し、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが「０
（零）」に初期化される。
【００３９】次にステップＳ４０６に移行して、目標空
燃比リーン時間ＥＸＴＬが所定値に設定される。次にス
テップＳ４０７に移行して、吸気量ＧＡが低吸気量判定
値ＧＡＭＩＮ未満であるかが判定される。ステップＳ４
０７の判定条件が成立、即ち、吸気量ＧＡが低吸気量判
定値ＧＡＭＩＮ未満と少ないとき（図７に示す時刻ｔ12
〜時刻ｔ13、時刻ｔ14〜時刻ｔ16）にはステップＳ４０
８に移行し、目標空燃比リーン時間ＥＸＴＬが減算され
たのちステップＳ４０９に移行し、目標空燃比λTGが
「１．０５」に設定され、本ルーチンを終了する。ここ
で、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、目
標空燃比リーン時間ＥＸＴＬが「０」より大きいときに
は上述のステップＳ４０２〜ステップＳ４０６がスキッ
プされ、ステップＳ４０７以降で同様の処理が実行され
る。
【００４０】一方、ステップＳ４０２の判定条件が成立
せず、即ち、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．
５５〔Ｖ〕以下と低く、第２センサ２７雰囲気中の排気
ガスの空燃比がリーン状態であると判定されるとき（図
７に示す時刻ｔ10以前、時刻ｔ15以降）にはステップＳ
４１０に移行し、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが「０」に初
期化されたのちステップＳ４１１に移行し、目標空燃比
λTGが上述の図５による通常（サブＦ／Ｂ）制御に基づ
き設定され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ
４０４の判定条件が成立せず、即ち、吸気量積算値ＧＡ
ＳＵＭが吸気量積算判定値ＧＡＳＵＭＭＩＮ以下と小さ
いとき（図７に示す時刻ｔ10〜時刻ｔ12）、またはステ
ップＳ４０７の判定条件が成立せず、即ち、吸気量ＧＡ
が低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ以上と多いとき（図７に示
す時刻ｔ13〜時刻ｔ14）には上述のステップＳ４１１に
移行し、目標空燃比λTGが通常（サブＦ／Ｂ）制御に基
づき同様に設定され、本ルーチンを終了する。
【００４１】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置のＥＣＵ３０にて達成される補正手段は、第２
センサ２７及びＥＣＵ３０にて達成される下流側触媒状
態検出手段による三元触媒１４の状態に基づく第２セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ判定となる０．５５
〔Ｖ〕以上のとき、三元触媒１４に供給する空燃比の目
標空燃比λTGを１．０５（リーン）にすることにより、
その出力電圧ＶＯＸ２が所定範囲に戻るよう制御するも
のである。
【００４２】つまり、内燃機関１の排気通路１２の下流
側の三元触媒１４の状態としてその下流側における排気
ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第２センサ２７に
て推定され、これに基づき第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が所定範囲を外れたときには、三元触媒１４の酸
素のストレージ状態を回復させるよう制御される。この
際、具体的には、三元触媒１４の状態に基づく第２セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕以上のリッ
チ判定となると、三元触媒１４に供給される空燃比の目
標空燃比λTGが１．０５にされ、出力電圧ＶＯＸ２が所
定範囲に戻るよう制御される。このため、下流側の三元
触媒１４にストレージされている酸素が空燃比制御途中
で消費され尽くしてしまうと浄化率が低下するという現
象が未然に回避され、内燃機関１から排出される排気ガ
スが良好に浄化されエミッション悪化が防止される。
【００４３】〈実施例３〉次に、本発明の実施の形態の
第３実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用さ
れているＥＣＵ３０の空燃比制御における燃料カット制
御に伴う復帰回転速度低下制御の処理手順を示す図８の
フローチャートに基づき、図９を参照して説明する。こ
こで、図９は図８の処理に対応する各種センサ信号や各
種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。な
お、この燃料カット制御に伴う復帰回転速度低下制御ル
ーチンは所定時間毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行され
る。また、本実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置
が適用された内燃機関及びその周辺機器の構成は上述の
第１実施例における図１の概略図と同一であるためその
詳細な説明を省略する。
【００４４】図８において、まず、ステップＳ５０１
で、第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５
〔Ｖ〕を越えているかが判定される。ステップＳ５０１
の判定条件が成立、即ち、第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕を越え高く、第２センサ２７雰
囲気中の排気ガスの空燃比がリッチ状態であると判定さ
れるとき（図９に示す時刻ｔ21〜時刻ｔ24）にはステッ
プＳ５０２に移行し、内燃機関１における現在の吸気量
ＧＡが吸気量積算値ＧＡＳＵＭに積算され吸気量積算値
ＧＡＳＵＭが更新される。一方、ステップＳ５０１の判
定条件が成立せず、即ち、第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕以下と低く、第２センサ２７雰
囲気中の排気ガスの空燃比がリーン状態であると判定さ
れるとき（図９に示す時刻ｔ21以前、時刻ｔ24以降）に
はステップＳ５０３に移行し、吸気量積算値ＧＡＳＵＭ
が「０」に初期化される。
【００４５】次にステップＳ５０４に移行して、ステッ
プＳ５０２またはステップＳ５０３で設定された吸気量
積算値ＧＡＳＵＭと内燃機関１の冷却水温ＴＨＷとをパ
ラメータとして予め記憶されているマップに基づき燃料
カット実行回転速度ＦＣＮＥが算出される。このマップ
では、吸気量積算値ＧＡＳＵＭが大きいほど、また、冷
却水温ＴＨＷが高いほど燃料カット実行回転速度ＦＣＮ
Ｅが低く設定される。この復帰回転速度低下制御により
燃料カット復帰のための設定回転速度としての燃料カッ
ト実行回転速度ＦＣＮＥが燃料カット停止時である通常
制御時より低く設定されることで、結果として、燃料カ
ット実行期間が長くなり、三元触媒１４に酸素がより多
く供給され酸素のストレージ状態が素早く回復されるこ
ととなる（図９参照）。
【００４６】次にステップＳ５０５に移行して、アイド
ル状態であるかが判定される。ステップＳ５０５の判定
条件が成立、即ち、運転者によりアクセルペダル（図示
略）が踏込まれておらずアイドル状態であるとき（図９
に示す時刻ｔ20〜時刻ｔ25）にはステップＳ５０６に移
行し、現在の機関回転速度ＮＥがステップＳ５０４で算
出された燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥを越えている
かが判定される。ステップＳ５０６の判定条件が成立、
即ち、機関回転速度ＮＥが燃料カット実行回転速度ＦＣ
ＮＥを越え高いとき（図９に示す時刻ｔ20〜時刻ｔ22、
時刻ｔ23〜時刻ｔ25）にはステップＳ５０７に移行し、
燃料カット実行処理が行なわれ、本ルーチンを終了す
る。
【００４７】一方、ステップＳ５０５の判定条件が成立
せず、即ち、運転者によりアクセルペダル（図示略）が
踏込まれておりオフアイドル（非アイドル）状態である
とき（図９に示す時刻ｔ20以前、時刻ｔ25以降）、また
はステップＳ５０６の判定条件が成立せず、即ち、機関
回転速度ＮＥが燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥ以下と
低いとき（図９に示す時刻ｔ22〜時刻ｔ23）にはステッ
プＳ５０８に移行し、燃料カット停止処理が行なわれ、
本ルーチンを終了する。
【００４８】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置のＥＣＵ３０にて達成される空燃比制御手段
は、第２センサ２７及びＥＣＵ３０にて達成される下流
側触媒状態検出手段による三元触媒１４の状態に基づく
第２センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ判定となる
０．５５〔Ｖ〕以上のとき、燃料カット復帰のための設
定回転速度を通常制御時より低く設定する復帰回転速度
低下制御によりその出力電圧ＶＯＸ２が所定範囲に戻る
よう制御するものである。
【００４９】つまり、内燃機関１の排気通路１２の下流
側の三元触媒１４の状態としてその下流側における排気
ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第２センサ２７に
て推定され、これに基づき第２センサ２７の出力電圧Ｖ
ＯＸ２が所定範囲となるよう空燃比が制御される。この
際、具体的には、三元触媒１４の状態に基づく第２セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２が０．５５〔Ｖ〕以上のリッ
チ判定となると、復帰回転速度低下制御によって出力電
圧ＶＯＸ２が所定範囲に戻るよう制御される。この復帰
回転速度低下制御により燃料カット復帰のための設定回
転速度としての燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥが燃料
カット停止時である通常制御時より低く設定されるた
め、燃料カット実行期間が長くなり、三元触媒１４に酸
素がより多く供給され酸素のストレージ状態が素早く回
復される。これにより、下流側の三元触媒１４にストレ
ージされている酸素が空燃比制御途中で消費され尽くし
てしまうと浄化率が低下するという現象が未然に回避さ
れ、内燃機関１から排出される排気ガスが良好に浄化さ
れエミッション悪化が防止される。
【００５０】ところで、上記実施例では、ＥＣＵ３０に
て達成される空燃比制御手段が、第２センサ２７及びＥ
ＣＵ３０にて達成される下流側触媒状態検出手段による
三元触媒１４の状態に基づく第２センサ２７の出力電圧
ＶＯＸ２がリッチ判定となる０．５５〔Ｖ〕以上のと
き、燃料カット復帰のための設定回転速度を通常制御時
より低く設定する復帰回転速度低下制御によりその出力
電圧ＶＯＸ２が所定範囲に戻るよう制御しているが、本
発明を実施する場合には、これに限定されるものではな
く、この他、減筒制御により第２センサ２７の出力電圧
ＶＯＸ２が所定範囲に戻るよう制御することもでき、ま
た、これらの制御を組合わせることもできる。
【００５１】〈実施例４〉図１０は本発明の実施の形態
の第４実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用
された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図であ
る。なお、図中、上述の第１実施例における図１の概略
図と同様の構成または相当部分からなるものについては
同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略す
る。
【００５２】図１０において、上述の第１実施例におけ
る図１の概略図との構成上の相違点は、排気通路１２の
下流側の三元触媒１４の下流側に、この三元触媒１４を
通過した排気ガスのリッチ／リーンに応じた電圧信号Ｖ
ＯＸ３を出力する酸素センサ（以下、『第３センサ』と
記す）２８が配設されていることのみである。そして、
ＥＣＵ３０に入力される第３センサ２８からの電圧信号
ＶＯＸ３によって、ＥＣＵ３０では排気ガスのリッチ／
リーン及びリーンからリッチまたはリッチからリーンへ
の反転時が検出される。
【００５３】次に、本発明の実施の形態の第４実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ３０の空燃比制御における空気供給制御の処理手順を
示す図１１のフローチャートに基づき、図１２を参照し
て説明する。ここで、図１２は図１１の処理に対応する
各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイム
チャートである。なお、この空気供給制御ルーチンは所
定時間毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。
【００５４】図１１において、まず、ステップＳ６０１
で、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．７〔Ｖ〕
を越えているかが判定される。ステップＳ６０１の判定
条件が成立、即ち、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３
が０．７〔Ｖ〕を越え高く、第３センサ２８雰囲気中の
排気ガスの空燃比がリッチ状態であると判定されるとき
（図１２に示す時刻ｔ30〜時刻ｔ33）にはステップＳ６
０２に移行し、内燃機関１における現在の吸気量ＧＡが
低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未満であるかが判定される。
ステップＳ６０２の判定条件が成立、即ち、吸気量ＧＡ
が低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未満と少ないとき（図１２
に示す時刻ｔ30〜時刻ｔ31、時刻ｔ32〜時刻ｔ33）には
ステップＳ６０３に移行し、空気供給機構１５の駆動処
理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５５】一方、ステップＳ６０１の判定条件が成立
せず、即ち、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．
７〔Ｖ〕以下と低く、第３センサ２８雰囲気中の排気ガ
スの空燃比がリーン状態であると判定されるとき（図１
２に示す時刻ｔ30以前、時刻ｔ33以降）、またはステッ
プＳ６０２の判定条件が成立せず、即ち、吸気量ＧＡが
低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ以上と多いとき（図１２に示
す時刻ｔ31〜時刻ｔ32）にはステップＳ６０４に移行
し、空気供給機構１５の停止処理が実行され、本ルーチ
ンを終了する。
【００５６】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置は、内燃機関１の排気通路１２の上流側に配置
した触媒または触媒群からなる上流側触媒としての三元
触媒１３と、この三元触媒１３の少なくとも下流側で直
列に配置した触媒または触媒群からなる下流側触媒とし
ての三元触媒１４と、三元触媒１３の上流側における内
燃機関１からの排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出
手段としての第１センサ（空燃比センサ）２６と、この
第１センサ２６からの出力に基づき目標空燃比を設定し
フィードバック制御するＥＣＵ３０にて達成されるメイ
ンフィードバック制御手段と、三元触媒１４の状態を検
出する第２センサ（酸素センサ）２７、第３センサ（酸
素センサ）２８及びＥＣＵ３０にて達成される下流側触
媒状態検出手段と、前記下流側触媒状態検出手段からの
出力に基づき前記メインフィードバック制御手段で設定
された目標空燃比を補正制御するＥＣＵ３０にて達成さ
れるサブフィードバック制御手段と、前記下流側触媒状
態検出手段による三元触媒１４の状態に基づく第３セン
サ２８の出力電圧ＶＯＸ３が所定範囲を外れたときに
は、三元触媒１４の酸素のストレージ状態を回復させる
ＥＣＵ３０にて達成される補正手段とを具備するもので
ある。
【００５７】また、第３センサ２８及びＥＣＵ３０にて
達成される下流側触媒状態検出手段が、三元触媒１４の
下流側における排気ガスの空燃比またはリッチ／リーン
を検出するものである。更に、具体的に、排気通路１２
の三元触媒１３と三元触媒１４との間に空気を供給する
空気供給機構１５を具備し、ＥＣＵ３０にて達成される
補正手段は第３センサ２８及びＥＣＵ３０にて達成され
る下流側触媒状態検出手段による三元触媒１４の状態に
基づく第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３がリッチ判定
となる０．７〔Ｖ〕以上のとき、空気供給機構１５によ
り三元触媒１４に空気を供給し、その出力電圧ＶＯＸ３
が所定範囲に戻るよう制御するものである。
【００５８】つまり、内燃機関１の排気通路１２の上流
側の内燃機関１からの排気ガスの空燃比を検出する第１
センサ２６の出力に基づき目標空燃比を設定するメイン
フィードバック制御、第２センサ２７からの出力に基づ
きメインフィードバック制御で設定された目標空燃比を
補正制御するサブフィードバック制御による通常の空燃
比制御に伴って、三元触媒１４の状態としてその下流側
における排気ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第３
センサ２８にて検出され、これに基づき第３センサ２８
の出力電圧ＶＯＸ３が所定範囲を外れたときには、三元
触媒１４の酸素のストレージ状態を回復させるよう制御
される。この際、具体的には、三元触媒１４の状態に基
づく第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．７〔Ｖ〕
以上のリッチ判定となると、空気供給機構１５によって
排気通路１２の三元触媒１３と三元触媒１４との間に空
気が供給され、出力電圧ＶＯＸ３が所定範囲に戻るよう
制御される。このため、下流側の三元触媒１４にストレ
ージされている酸素が空燃比制御途中で消費され尽くし
てしまうと浄化率が低下するという現象が未然に回避さ
れ、内燃機関１から排出される排気ガスが良好に浄化さ
れエミッション悪化が防止される。
【００５９】〈実施例５〉次に、本発明の実施の形態の
第５実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用さ
れているＥＣＵ３０の空燃比制御における目標空燃比設
定の処理手順を示す図１３のフローチャートに基づき、
図１４を参照して説明する。ここで、図１４は図１３の
処理に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状
態を示すタイムチャートである。なお、この目標空燃比
設定ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行
される。また、本実施例にかかる内燃機関の空燃比制御
装置が適用された内燃機関１及びその周辺機器の構成は
上述の第４実施例における図１０の概略図と同一である
ためその詳細な説明を省略する。
【００６０】図１３において、まず、ステップＳ７０１
で、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．７〔Ｖ〕
を越えているかが判定される。ステップＳ７０１の判定
条件が成立、即ち、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３
が０．７〔Ｖ〕を越え高く、第３センサ２８雰囲気中の
排気ガスの空燃比がリッチ状態であると判定されるとき
（図１４に示す時刻ｔ41〜時刻ｔ45）にはステップＳ７
０２に移行し、内燃機関１における現在の吸気量ＧＡが
低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未満であるかが判定される。
ステップＳ７０２の判定条件が成立、即ち、吸気量ＧＡ
が低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ未満と少ないとき（図１４
に示す時刻ｔ41〜時刻ｔ42、時刻ｔ44〜時刻ｔ45）には
ステップＳ７０３に移行し、目標空燃比λTGが「１．０
５」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００６１】一方、ステップＳ７０１の判定条件が成立
せず、即ち、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．
７〔Ｖ〕以下と低く、第３センサ２８雰囲気中の排気ガ
スの空燃比がリーン状態であると判定されるとき（図１
４に示す時刻ｔ41以前、時刻ｔ45以降）、またはステッ
プＳ７０２の判定条件が成立せず、即ち、吸気量ＧＡが
低吸気量判定値ＧＡＭＩＮ以上と多いとき（図１４に示
す時刻ｔ42〜時刻ｔ44）にはステップＳ７０４に移行
し、目標空燃比λTGが上述の図５に示す通常（サブＦ／
Ｂ）制御に基づき設定され、本ルーチンを終了する。
【００６２】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置のＥＣＵ３０にて達成される空燃比制御手段
は、第３センサ２８及びＥＣＵ３０にて達成される下流
側触媒状態検出手段による三元触媒１４の状態に基づく
第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３がリッチ判定となる
０．７〔Ｖ〕以上のとき、三元触媒１４に供給する空燃
比の目標空燃比λTGを１．０５（リーン）にすることに
より、その出力電圧ＶＯＸ３が所定範囲に戻るよう制御
するものである。
【００６３】つまり、内燃機関１の排気通路１２の下流
側の三元触媒１４の状態としてその下流側における排気
ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第３センサ２８に
て検出され、これに基づき第３センサ２８の出力電圧Ｖ
ＯＸ３が所定範囲を外れたときには、三元触媒１４の酸
素のストレージ状態を回復させるよう制御される。この
際、具体的には、三元触媒１４の状態に基づく第３セン
サ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．７〔Ｖ〕以上のリッチ
判定となると、三元触媒１４に供給される空燃比の目標
空燃比λTGが１．０５にされ、出力電圧ＶＯＸ３が所定
範囲に戻るよう制御される。このため、下流側の三元触
媒１４にストレージされている酸素が空燃比制御途中で
消費され尽くしてしまうと浄化率が低下するという現象
が未然に回避され、内燃機関１から排出される排気ガス
が良好に浄化されエミッション悪化が防止される。
【００６４】〈実施例６〉次に、本発明の実施の形態の
第６実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用さ
れているＥＣＵ３０の空燃比制御における燃料カット制
御に伴う復帰回転速度低下制御の処理手順を示す図１５
のフローチャートに基づき、図１６を参照して説明す
る。ここで、図１６は図１５の処理に対応する各種セン
サ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート
である。なお、この燃料カット制御に伴う復帰回転速度
低下制御ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ３０にて繰返し
実行される。また、本実施例にかかる内燃機関の空燃比
制御装置が適用された内燃機関１及びその周辺機器の構
成は上述の第４実施例における図１０の概略図と同一で
あるためその詳細な説明を省略する。
【００６５】図１５において、まず、ステップＳ８０１
で、第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３と内燃機関１の
冷却水温ＴＨＷとをパラメータとして予め記憶されてい
るマップに基づき燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥが算
出される。このマップでは、第３センサ２８の出力電圧
ＶＯＸ３が高い（リッチ）ほど、また、冷却水温ＴＨＷ
が高いほど燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥが低く設定
される。この復帰回転速度低下制御により燃料カット復
帰のための設定回転速度としての燃料カット実行回転速
度ＦＣＮＥが燃料カット停止時である通常制御時より低
く設定されることで、結果として、燃料カット実行期間
が長くなり、三元触媒１４に酸素がより多く供給され酸
素のストレージ状態が素早く回復されることとなる（図
１６参照）。
【００６６】次にステップＳ８０２に移行して、アイド
ル状態であるかが判定される。ステップＳ８０２の判定
条件が成立、即ち、運転者によりアクセルペダル（図示
略）が踏込まれておらずアイドル状態であるとき（図１
６に示す時刻ｔ50〜時刻ｔ52）にはステップＳ８０３に
移行し、現在の機関回転速度ＮＥがステップＳ８０１で
算出された燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥを越えてい
るかが判定される。ステップＳ８０３の判定条件が成
立、即ち、機関回転速度ＮＥが燃料カット実行回転速度
ＦＣＮＥを越え高いとき（図１６に示す時刻ｔ50〜時刻
ｔ51）にはステップＳ８０４に移行し、燃料カット実行
処理が行なわれ、本ルーチンを終了する。
【００６７】一方、ステップＳ８０２の判定条件が成立
せず、即ち、運転者によりアクセルペダル（図示略）が
踏込まれておりオフアイドル（非アイドル）状態である
とき（図１６に示す時刻ｔ50以前、時刻ｔ52以降）、ま
たはステップＳ８０３の判定条件が成立せず、即ち、機
関回転速度ＮＥが燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥ以下
と低いとき（図１６に示す時刻ｔ51〜時刻ｔ52）にはス
テップＳ８０５に移行し、燃料カット停止処理が行なわ
れ、本ルーチンを終了する。
【００６８】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置のＥＣＵ３０にて達成される空燃比制御手段
は、第３センサ２８及びＥＣＵ３０にて達成される下流
側触媒状態検出手段による三元触媒１４の状態に基づく
第３センサ２８の出力電圧ＶＯＸ３がリッチ判定となる
０．７〔Ｖ〕以上のとき、燃料カット復帰のための設定
回転速度を通常制御時より低く設定する復帰回転速度低
下制御によりその出力電圧ＶＯＸ３が所定範囲に戻るよ
う制御するものである。
【００６９】つまり、内燃機関１の排気通路１２の下流
側の三元触媒１４の状態としてその下流側における排気
ガスの空燃比またはリッチ／リーンが第３センサ２８に
て検出され、これに基づき第３センサ２８の出力電圧Ｖ
ＯＸ３が所定範囲となるよう空燃比が制御される。この
際、具体的には、三元触媒１４の状態に基づく第３セン
サ２８の出力電圧ＶＯＸ３が０．７〔Ｖ〕以上のリッチ
判定となると、復帰回転速度低下制御によって出力電圧
ＶＯＸ３が所定範囲に戻るよう制御される。この復帰回
転速度低下制御により燃料カット復帰のための設定回転
速度としての燃料カット実行回転速度ＦＣＮＥが燃料カ
ット停止時である通常制御時より低く設定されるため、
燃料カット実行期間が長くなり、三元触媒１４に酸素が
より多く供給され酸素のストレージ状態が素早く回復さ
れる。これにより、下流側の三元触媒１４にストレージ
されている酸素が空燃比制御途中で消費され尽くしてし
まうと浄化率が低下するという現象が未然に回避され、
内燃機関１から排出される排気ガスが良好に浄化されエ
ミッション悪化が防止される。
【００７０】ところで、上記実施例では、ＥＣＵ３０に
て達成される空燃比制御手段が、第３センサ２８及びＥ
ＣＵ３０にて達成される下流側触媒状態検出手段による
三元触媒１４の状態に基づく第３センサ２８の出力電圧
ＶＯＸ３がリッチ判定となる０．７〔Ｖ〕以上のとき、
燃料カット復帰のための設定回転速度を通常制御時より
低く設定する復帰回転速度低下制御によりその出力電圧
ＶＯＸ３が所定範囲に戻るよう制御しているが、本発明
を実施する場合には、これに限定されるものではなく、
この他、減筒制御により第３センサ２８の出力電圧ＶＯ
Ｘ３が所定範囲に戻るよう制御することもでき、また、
これらの制御を組合わせることもできる。
【００７１】また、上記第１実施例乃至第３実施例で
は、第１センサを空燃比センサ、第２センサを酸素セン
サにて構成し、第４実施例乃至第６実施例では、更に、
第３センサを酸素センサにて構成しているが、本発明を
実施する場合には、これに限定されるものではなく、各
センサを酸素センサまたは空燃比センサに適宜、替えて
構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機関及
びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ
の空燃比制御における空気供給制御の処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図３】 図３は図２の処理に対応する各種センサ信号
や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートであ
る。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の第２実施例及び
第５実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用さ
れているＥＣＵの空燃比制御における燃料噴射量演算の
処理手順を示すフローチャートである。
【図５】 図５は図４における目標空燃比を設定する処
理手順を示すサブルーチンである。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の第２実施例にか
かる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ
の空燃比制御における目標空燃比設定の処理手順を示す
フローチャートである。
【図７】 図７は図６の処理に対応する各種センサ信号
や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートであ
る。
【図８】 図８は本発明の実施の形態の第３実施例にか
かる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ
の空燃比制御における燃料カット制御に伴う復帰回転速
度低下制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 図９は図８の処理に対応する各種センサ信号
や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートであ
る。
【図１０】 図１０は本発明の実施の形態の第４実施例
にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機
関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図１１】 図１１は本発明の実施の形態の第４実施例
にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥ
ＣＵの空燃比制御における空気供給制御の処理手順を示
すフローチャートである。
【図１２】 図１２は図１１の処理に対応する各種セン
サ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート
である。
【図１３】 図１３は本発明の実施の形態の第５実施例
にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥ
ＣＵの空燃比制御における目標空燃比設定の処理手順を
示すフローチャートである。
【図１４】 図１４は図１３の処理に対応する各種セン
サ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート
である。
【図１５】 図１５は本発明の実施の形態の第６実施例
にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥ
ＣＵの空燃比制御における燃料カット制御に伴う復帰回
転速度低下制御の処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図１６】 図１６は図１５の処理に対応する各種セン
サ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート
である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 １３ 三元触媒（上流側触媒） １４ 三元触媒（下流側触媒） １５ 空気供給機構 ２６ 第１センサ（空燃比センサ） ２７ 第２センサ（酸素センサ） ２８ 第３センサ（酸素センサ） ３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月９日（２００２．４．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、エアクリーナ２の下流側の吸気通路
３にはエアフローメータ２１が設けられ、このエアフロ
ーメータ２１にてエアクリーナ２を通過する単位時間当
たりの吸気量（吸入空気量）ＧＡが検出される。また、
スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２２が設
けられ、このスロットル開度センサ２２にてスロットル
開度ＴＡに応じたアナログ信号が検出されると共に、ス
ロットルバルブ４がほぼ全閉であることが図示しないア
イドルスイッチからのオン／オフ信号によって検出され
る。そして、サージタンク５には吸気圧センサ２３が設
けられ、この吸気圧センサ２３にて吸気圧ＰＭが検出さ
れる。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温セ
ンサ２４が設けられ、この水温センサ２４にて内燃機関
１の冷却水温ＴＨＷが検出される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】このＥＣＵ３０には、入力ポートを介して
エアフローメータ２１からの吸気量ＧＡ、スロットル開
度センサ２２からのスロットル開度ＴＡ、吸気圧センサ
２３からの吸気圧ＰＭ、水温センサ２４からの冷却水温
ＴＨＷ、クランク角センサ２５からの機関回転速度ＮＥ
等の各種センサ信号が入力され、それらに基づいて燃料
噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉｇ、駆動信号ＤＶ等が算出さ
れ、出力ポートを介してインジェクタ７、イグナイタ
９、吸気供給機構１５のアクチュエータ等にそれぞれ制
御信号が出力される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｂ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｚ ３６８ ３６８Ｇ (72)発明者 池本 宣昭 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G084 BA09 DA10 DA25 EA11 EB08 EB12 FA07 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 FA38 3G091 AA17 AA23 AA28 AB03 BA01 BA14 BA15 BA19 CA24 CB02 CB05 CB08 DA01 DA02 DB06 DB10 DC01 EA01 EA03 EA05 EA06 EA07 EA16 EA30 EA34 FA05 FB10 FB11 FB12 FC04 HA08 HA36 HA37 HA42 3G301 JA21 KA07 KA27 MA01 MA24 MA25 NA03 NA04 NA08 NB02 NC02 ND02 ND07 NE13 NE15 PA01Z PA07Z PA11Z PD09Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路の上流側に配置した
    触媒または触媒群からなる上流側触媒と、 前記上流側触媒の少なくとも下流側で直列に配置した触
    媒または触媒群からなる下流側触媒と、 前記上流側触媒の上流側における前記内燃機関からの排
    気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、 前記空燃比検出手段からの出力に基づき目標空燃比を設
    定しフィードバック制御するメインフィードバック制御
    手段と、 前記下流側触媒の状態を検出または推定する下流側触媒
    状態検出手段と、 前記下流側触媒状態検出手段からの出力に基づき前記メ
    インフィードバック制御手段で設定された前記目標空燃
    比を補正制御するサブフィードバック制御手段と、 前記下流側触媒状態検出手段による前記下流側触媒の状
    態に基づく出力値が所定範囲を外れたときには、前記下
    流側触媒の酸素吸蔵状態を回復させる補正手段とを具備
    することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 前記下流側触媒状態検出手段は、前記下
    流側触媒の下流側における排気ガスの空燃比またはリッ
    チ／リーンを検出または推定することを特徴とする請求
    項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項３】 前記補正手段は、前記下流側触媒状態検
    出手段による前記下流側触媒の状態に基づく検出値がリ
    ッチ判定となる所定値以上のとき、前記下流側触媒に供
    給する空燃比をリーンにすることにより、前記検出値が
    所定範囲に戻るよう制御することを特徴とする請求項１
    または請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項４】 前記補正手段は、前記下流側触媒状態検
    出手段による前記下流側触媒の状態に基づく検出値がリ
    ッチ判定となる所定値以上のとき、燃料カット復帰のた
    めの設定回転速度を通常制御時より低く設定する復帰回
    転速度低下制御、または減筒制御により前記検出値が所
    定範囲に戻るよう制御することを特徴とする請求項１ま
    たは請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項５】 更に、前記排気通路の前記上流側触媒と
    前記下流側触媒との間に空気を供給する空気供給機構を
    具備し、 前記補正手段は、前記下流側触媒状態検出手段による前
    記下流側触媒の状態に基づく検出値がリッチ判定となる
    所定値以上のとき、前記空気供給機構により前記下流側
    触媒に空気を供給し、前記検出値が所定範囲に戻るよう
    制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記
    載の内燃機関の空燃比制御装置。
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