JP2004204733A

JP2004204733A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2004204733A
Application number: JP2002372532A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Yoshizawa; 秀和吉澤
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】触媒上流側の空燃比センサの出力特性のずれを修正する。
【解決手段】機関の排気通路１２の触媒１３を介装し、その上流側に第１空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）１５を設け、下流側に第２空燃比（Ｏ₂センサ）１６を設ける。前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比が理論空燃比で、かつ、前記Ｏ₂センサ１６の出力がリッチ又はリーンのときに、前記Ｏ₂センサ１６が理論空燃比を正しく検出するものとして、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正する補正量を学習し、運転条件に基づいて区分けされた運転領域毎に記憶する。そして、Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を該当する運転領域に記憶された補正値で補正し、補正後の空燃比に基づいて空燃比制御を実行する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、詳しくは、排気浄化触媒の上流側に配設される空燃比センサの出力特性のずれを補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気通路に介装された三元触媒（以下、触媒という）の上流側に設けられた空燃比センサの劣化による出力特性のずれを修正し、触媒酸素ストレージ量が常に目標値となるように空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この空燃比制御装置では、触媒下流側に設けた空燃比センサの出力がリーン側またはリッチ側で周期的に変動するときは、触媒上流側に設けた空燃比センサの出力特性がずれているものと見なして、上流側空燃比センサの出力を補正するための補正値を算出している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３４７８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空燃比センサはその温度特性によって雰囲気温度（排気温度）が異なれば、出力も変動する。
【０００６】
しかし、上記従来のものでは、運転状態にかかわらず一定の補正値によって上流側空燃比センサの出力を補正することになるため、当該補正値を算出した運転状態と同じ運転状態のもとでは、上流側空燃比センサの出力特性のずれを修正できるものの、異なる運転状態、すなわち、雰囲気温度が異なる状態においては、十分に修正できるとは言えず、更なる改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、空燃比センサの個体バラツキ、劣化及びその温度特性に基づく出力特性のずれを修正し、排気空燃比を精度よく検出できる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、触媒上流側の第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比を制御する構成において、触媒下流側の第２空燃比センサの出力を基準として、前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正するための補正値を算出して運転領域毎に記憶し、該当する運転領域に応じた補正値で前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正するようにした。
【０００９】
このようにすれば、触媒上流側に設けられる第１空燃比センサに比べて、排気や熱等により影響が少なく、安定して空燃比を検出できる触媒下流側の第２空燃比センサの出力に基づいて前記第１空燃比センサの出力特性のずれを修正するための補正値を運転領域毎に学習し、該当する運転領域に記憶された補正値で前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正し、該補正後の空燃比に基づいて空燃比制御が行われることになる。
【００１０】
このように、第１空燃比センサの出力特性のずれを修正する補正値を運転領域毎に記憶することにより、同一の運転領域、すなわち、排気温度が略一定のもとで学習された補正値によって第１空燃比センサの検出空燃比を補正することになるので、排気温度の変化に基づく触媒の影響をも排除しつつ、第１空燃比センサの温度特性に基づくバラツキをも含めた個体バラツキや経時劣化によって生じる出力特性のずれを修正して実際の排気空燃比を精度よく検出できる。これにより、第１空燃比センサの検出空燃比に基づく空燃比制御の精度を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、運転領域が変化したときには、前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正する補正値を、変化前の運転領域に記憶された補正値から変化後の運転領域に記憶された補正値へと徐々に変化させるようにした。
【００１２】
このようにすれば、記憶した運転領域毎の補正値を基本としつつ、徐々に変化する実際の排気温度に対応させるように補正値を設定できるので、運転領域が変化する過渡状態においても適切な補正値によって第１空燃比センサの出力特性のずれを修正できる。これにより、過渡状態における実際の排気空燃比を精度よく検出できる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、前記変化前の運転領域に記憶された補正値を変化させるための補正値変化量を検出した排気温度に応じて設定するようにした。このようにすれば、記憶した運転領域毎の補正値を基本としつつ、検出した実際の排気温度に応じて補正値を設定できるので、前記過渡状態における実際の排気空燃比を更に精度よく検出できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンのシステム構成図である。図１において、エンジン１の吸気通路２には、吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ３が設けられ、吸入空気量Ｑａはスロットルバルブ４により制御される。
【００１５】
吸気マニホールド５に設けられた燃料噴射弁６は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２０からの噴射信号によって開弁駆動され、燃料を噴射供給する。
【００１６】
吸気バルブ７を介して燃焼室８内に吸入された混合気は、点火栓９によって着火し燃焼する。燃焼排気は、排気バルブ１０、排気マニホールド１１を介して排気通路１２に排出され、三元触媒１３を通過した後に大気中の放出される。
【００１７】
前記三元触媒１３は、酸素ストレージ能力を有し、排気空燃比が理論空燃比よりリーンのときに酸素を吸着し、理論空燃比よりリッチのときに酸素を脱離しつつ、理論空燃比近傍で排気中のＣＯ、ＨＣを酸化し、ＮＯｘを還元して他の無害な成分（Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、Ｎ₂）に転換する。
【００１８】
また、前記三元触媒１３の上流側には、空燃比に対して出力がリニアに変化する、いわゆる広域型酸素濃度センサ（以下、Ａ／Ｆセンサという）１５が設けられており、三元触媒１３の下流側には、理論空燃比近傍で出力値が急変するストイキ型の酸素濃度センサ（以下、Ｏ₂センサという）１６が設けられている。
【００１９】
前記Ａ／Ｆセンサ１５は、中空部内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出部と、前記中空部に対する酸素（酸素イオン）の汲み入れ・汲み出しを行う酸素ポンプ部と、を備えてなり、前記中空室内の酸素濃度を一定に保つよう前記酸素ポンプ部への印加電圧を制御したときに、該酸素ポンプ部の電極間に流れる限界電流を測定することによって、排気中の酸素濃度（排気空燃比）を検出する空燃比センサ（第１空燃比センサ）である。
【００２０】
また、前記Ａ／Ｆセンサ１５のセンサ素子には、内部抵抗計測用（素子温度計測用）の所定の電圧Ｖ（例えば５Ｖ）が、スイッチング素子及び基準抵抗（いずれも図示省略）を介して印加されるようになっており、内部抵抗検出時には、スイッチング素子をＯＮとして前記所定の電圧Ｖをセンサ素子に印加して、そのときのセンサ素子の出力Ｖｓに基づいての内部抵抗を計測する。なお、センサ素子の内部抵抗とセンサ素子温度との間には相関があるので、センサ素子の内部抵抗を計測することによって、センサ素子温度、ひいては、排気温度を推定できる。
【００２１】
前記Ｏ₂センサ１６は、排気通路１２内に突出して設けられるジルコニアチューブを有しており、このジルコニアチューブ外側の排気中の酸素濃度と、内側の大気中の酸素濃度と、の比に応じた起電力を発生する公知の酸素濃淡電池型センサであって、理論空燃比よりもリッチであるときに起電力を発生し、理論空燃比よりもリーンであるときに殆ど起電力を発生せず、理論空燃比を境にＯＮ・ＯＦＦ的に出力が切り換わる空燃比センサ（第２空燃比センサ）である。
【００２２】
前記コントロールユニット２０には、前記エアフローメータ３、Ａ／Ｆセンサ１５及びＯ₂センサ１６の他、エンジン回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ（クランク角センサ）１７、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ１８等の各種センサからの検出信号が入力される。
【００２３】
そして、コントロールユニット２０は、所定のフィードバック制御条件が成立しているときに、前記三元触媒１３における酸素ストレージ量を推定し、推定した酸素ストレージ量が、目標酸素ストレージ量（最大ストレージ量の半分程度）となるように空燃比をフィードバック制御する。
【００２４】
ここで、かかる空燃比フィードバック制御について説明する。図２は、前記三元触媒１３の酸素ストレージ量に基づく空燃比フィードバック制御（ＯＳＣ制御）を示すフローチャートである。
【００２５】
図２において、ステップ１では、前記各種センサの検出信号を読み込む。
ステップ２では、酸素ストレージ量に基づく空燃比フィードバック制御の実行許可条件を判定する。具体的には、前記Ａ／Ｆセンサ１５等に故障がないこと、前記三元触媒１３が活性状態にあること等、を実行許可条件とする。この実行許可条件が成立していればステップ３に進む。
【００２６】
ステップ３では、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を、そのときの運転領域に応じた補正値ＨＯＴｉ（図３参照）で補正して触媒上流側空燃比（実空燃比）λｒを検出する。なお、かかる触媒上流側空燃比λｒの検出及び前記補正量ＨＯＴｉの算出（学習）については後述する（図３、図４参照）。
【００２７】
ステップ４では、前記三元触媒１３の酸素ストレージ量Ｏｓを次式により算出する。
Ｏｓ＝（λｒ−１）×Ｑａ×ｏｓ＋Ｏｓ０
ただし、Ｑａ：吸入空気量、ｏｓ：酸素吸着／脱離速度（λｒ＞１のときｏｓ＝ｏｓｓ＞０、λｒ＜１のときｏｓ＝ｏｐｓ＜０）、Ｏｓ０：酸素ストレージ量の前回算出値
ステップ５では、算出した酸素ストレージ量Ｏｓと目標酸素ストレージ量ＯＳＣとの偏差ΔＯｓ（＝Ｏｓ−ＯＳＣ）を算出する。なお、前記目標酸素ストレージ量ＯＳＣは、通常、最大酸素ストレージ量の５０％として設定されるが、運転状態に応じて設定するようにしてもよい。
【００２８】
ステップ６では、前記偏差ΔＯｓに基づく所定の処理（例えば、比例積分微分制御）によって燃焼混合気の目標空燃比λｔを算出する。
ここで、前記三元触媒１３の酸素ストレージ量の算出値Ｏｓが前記目標酸素ストレージ量ＯＳＣより大きいとき（すなわち、ΔＯｓ＜０）は、前記目標空燃比λｔはリッチとなり、算出値Ｏｓが前記目標酸素ストレージ量ＯＳＣより小さいとき（すなわち、ΔＯｓ＞０）は、前記目標空燃比λｔはリーンとなる。
【００２９】
ステップ７では、理論空燃比相当の基本燃料噴射量Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ）と前記目標空燃比λｔとから燃料噴射量Ｔｉ（Ｔｐ×１／λｔ）を算出する。
そして、コントロールユニット２０は、算出された燃料噴射量Ｔｉに相当する噴射パルス信号をエンジン回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁６に出力し、燃料噴射を実行する。
【００３０】
次に、Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正するための補正値ＨＯＴｉの算出（学習）について図３に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートは、前記Ａ／Ｆセンサ１５よりも理論空燃比を安定的に検出できると共に、より三元触媒１３の下流側に設けられていることから、排気や熱による影響が少ないＯ₂センサ１６の出力を基準として、運転領域毎にＡ／Ｆセンサ１５の出力特性のずれを修正するための前記補正量ＨＯＴｉを学習するものである。
【００３１】
図３において、ステップ１１では、前記各種センサからの検出信号に基づいて求められるエンジン運転状態を検出し、あらかじめ運転状態に基づいて区分けされた運転領域（例えば、エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射Ｔｐの格子軸で区分けされた領域）のうち対応する運転領域（現在の運転領域）を読み込む。
【００３２】
ステップ１２では、補正値算出条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、前記三元触媒１３が活性状態にあること、前記酸素ストレージ量に基づく空燃比フィードバック制御が実行中であること、前記Ａ／Ｆセンサ１５、Ｏ２センサ１６が活性状態にあること、等を補正値算出条件とする。この算出条件が成立している場合はステップ１３に進む。
【００３３】
ステップ１３では、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比が理論空燃比であるか否かを判定する。前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比が理論空燃比の場合はステップ１４に進む。
【００３４】
ステップ１４、１５では、前記Ｏ₂センサ１６がリッチ又はリーンを検出している状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する。具体的には、Ｏ₂センサ１６の出力電圧ＦＬＴＯ２が６００〜６５０ｍＶのときを理論空燃比とした場合において、Ｏ₂センサの出力電圧ＦＬＴＯ２が所定の第１閾値（６００−ａ；ａは任意に設定）ｍＶよりも小さい状態が所定時間以上継続しているか、又は所定の第２閾値（６５０＋ｂ；ｂは任意に設定）ｍＶよりも大きい状態が所定時間以上継続しているかを判定する。前記Ｏ₂センサ１６がリッチ又はリーンを所定時間以上継続して検出している場合は、ステップ１６に進む。
【００３５】
ステップ１６では、前記Ｏ₂センサの出力電圧ＦＬＯ２に応じて、図に示すようなテーブルＴを参照して前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正するための補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗを設定する。
【００３６】
前記Ａ／Ｆセンサ１５が理論空燃比を検出しているとき（すなわち、触媒上流側空燃比が理論空燃比に制御されているとき）に、前記Ｏ₂センサ１６がリッチ又はリーンを所定時間以上継続して検出しているときは、前記Ａ／Ｆセンサ１５の出力特性にずれが生じているために、実際の空燃比がリッチ又はリーンとなっており、この結果、前記三元触媒１３の酸素ストレージ量がその最小量又は最大量になってしまったと考えられる。
【００３７】
そして、前記Ｏ₂センサ１６がリッチを検出する場合は、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比が実際の空燃比よりもリーンとなっている（すなわち、理論空燃比を検出しているときは、実際の空燃比はリッチである）と推定でき、逆に、前記Ｏ₂センサ１６がリーンを検出する場合は、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比が実際の空燃比よりもリッチとなっている（すなわち、理論空燃比を検出しているときは、実際の空燃比はリーンである）と推定できる。
【００３８】
従って、Ｏ₂センサ１６がリッチを検出する場合は、リッチであるほどＡ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を減少させるような補正値を設定し、Ｏ₂センサ１６がリーンを検出する場合は、リーンであるほどＡ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を増加させるような補正値を設定すれば、Ａ／Ｆセンサ１５の出力特性のずれを修正できることになる。
【００３９】
このステップ１６で用いるテーブルＴは、以上の点を考慮してあらかじめ設定されたものであり、Ｏ₂センサの出力電圧ＦＬＯ２に基づいて前記テーブルを参照することにより、Ａ／Ｆセンサ１５の出力特性のずれに応じた適切な補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗ（α１〜α５）が設定できるようになっている。
【００４０】
ステップ１７では、現在の運転領域（これを運転領域１とする）における補正値の前回値ＨＯＴ１ｏｌｄがすでに記憶されているか否かを判定する。前回値ＨＯＴ１ｏｌｄが記憶されていなければステップ２２に進み、上記ステップ１６で（今回）設定された補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗを、運転領域１における前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正するための補正値ＨＯＴ１として記憶する。一方、運転領域１における補正値の前回値ＨＯＴ１ｏｌｄが記憶されていれば、ステップ１８に進み、前回値ＨＯＴ１ｏｌｄを読み込む。
【００４１】
ステップ１９では、次式のようにして、運転領域１における補正値の変化割合ＨＯＴＲＡＴＩＯを算出する。
ＨＯＴＲＡＴＩＯ＝（ＨＯＴＨＯＳｎｅｗ＋ＨＯＴ１ｏｌｄ）／ＨＯＴ１ｏｌｄ
ステップ２０では、運転領域が変化したか否か（すなわち、運転領域１から運転領域２となったか否か）を判定する。運転領域が変化していない場合には、ステップ２３に進んで、前記ステップ１６において（今回）設定された補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗに運転領域１における補正値の前回値ＨＯＴ１ｏｌｄを加算して、運転領域１における今回の補正値ＨＯＴ１（＝ＨＯＴＨＯＳｎｅｗ＋ＨＯＴ１ｏｌｄ）を算出する。一方、運転領域が変化した場合には、ステップ２１に進み、運転領域２における補正値ＨＯＴ２を以下のようにして算出する。
【００４２】
ＨＯＴ２＝ＨＯＴＲＡＴＩＯ×ＨＯＴ２ｏｌｄ
但し、ＨＯＴ２ｏｌｄは変化後の運転領域２における補正値の前回値である。運転領域が変化すれば排気温度も変化するため、その温度特性によってＡ／Ｆセンサ１５の出力（検出空燃比）も変化する。Ａ／Ｆセンサ１５の出力が変化すれば、制御された実空燃比も変化することになるから、Ｏ₂センサ１６の出力電圧ＦＬＯ２も変化することになる。しかし、前記補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗは、変化前の運転領域１におけるＯ₂センサ１６の出力電圧ＦＬＯ２に基づいて設定されているので、運転領域１において設定された補正値ＨＯＴＨＯＳｎｅｗを、運転領域２における前回値ＨＯＴ２ｏｌｄに加算したとしても、運転領域２における補正値ＨＯＴ２を適切に算出することにはならない。
【００４３】
そこで、運転領域毎に補正値ＨＯＴｉを記憶しておくことに加えて、変化後の運転領域においても、変化前の運転領域と同様の傾向で補正値が変化するものとして、上記にように、変化後の運転領域２における補正値の前回値ＨＯＴ２ｏｌｄに、変化前の運転領域１における補正値変化割合ＨＯＴＲＡＴＩＯを乗算することで、運転領域２における今回の補正値ＨＯＴ２を算出するようにしたのである。これにより、補正値ＨＯＴｉの算出途中で運転領域が変化した場合でも、変更後の運転領域に対応した補正値ＨＯＴｉの算出・更新ができる。
【００４４】
そして、ステップ２４では、以上のようにして算出した補正値ＨＯＴｉを用いて（すなわち、該当する運転領域の補正値を用いて）、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比＋補正値ＨＯＴｉ＝触媒上流側空燃比とする。そして、この触媒上流側空燃比に基づいて上記空燃比フィードバック制御が実行される。
【００４５】
ステップ２５では、前記補正値ＨＯＴｉを運転領域毎に更新し、記憶する。
このような補正値ＨＯＴｉの算出（学習）は、前記ステップ１４において、前記Ｏ₂センサ１６が理論空燃比を検出するまで繰り返されることになるので、最終的には、Ｏ２センサ１６が理論空燃比を検出するまでの補正値ＨＯＴｉがＡ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正するものとして運転領域毎、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｔｐの格子軸で区分けされた領域毎に記憶されることになる。そして、その後は、運転状態に応じて該当する運転領域に記憶された補正値ＨＯＴｉを読み出して、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正することになる。なお、前記補正量ＨＯＴｉを運転領域毎に記憶するようにしたのは、運転領域が変化すれば排気温度も変化するため、Ａ／Ｆセンサ１５自体の温度特性によって生じる出力特性のずれの影響を排除するためである。
【００４６】
次に、前記補正値ＨＯＴｉを用いた前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比の補正について図４のフローチャートに従って具体的に説明する。なお、以下の説明においても、前記補正値ＨＯＴｉの算出（図３）の場合と同様に変化前の運転領域を運転領域１とし、変化後の運転領域を運転領域２とする。
【００４７】
図４において、ステップ３１では、検出した運転条件に基づいて該当する運転領域が変化したか否か判定する。運転領域が変化しない場合はステップ３８に進み、現在の運転領域（すなわち、運転領域１）に対応する補正量ＨＯＴ１によって前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正する。運転領域が変化した場合にはステップ３２に進む。
【００４８】
ステップ３２では、記憶した補正値ＨＯＴｉのうち、変化後の運転領域（すなわち、運転領域２）に対応する補正値ＨＯＴ２を読み込む。
ステップ３３では、Ａ／Ｆセンサ１５のセンサ素子の内部抵抗Ｒｉを計測し、所定時間の経過に伴う内部抵抗Ｒｉの変化量（内部抵抗変化量）ΔＲｉを算出する。
【００４９】
ステップ３４では、算出した内部抵抗変化量ΔＲｉに応じて、あらかじめ設定されたテーブル等を検索して、変化前の運転領域１に対応する補正値ＨＯＴ１を変化させるための補正値変化量Δｈ１を算出する。
【００５０】
なお、前記テーブルは運転領域毎に設定されており、例えば運転領域２から運転領域３へと変化するときは、補正値変化量Δｈ２が算出されることになる。また、各テーブルにおいて、前記内部抵抗変化量ΔＲｉが大きいほど、すなわち、排気温度（Ａ／Ｆセンサ１５）の温度変化が大きいほど、前記補正値変化量Δｈｉも大きく設定される。例えば運転領域１から運転領域２へと変化するときは、前記内部抵抗変化量ΔＲｉが大きいほど、補正値変化量Δｈｉ（＞０）も大きく設定される（増加量が大きく設定される）ものとすれば、逆に、運転領域２から運転領域１へと変化するときは、前記内部抵抗変化量ΔＲｉが大きいほど、補正値変化量Δｈｉ（＜０）の絶対値が大きく設定される（減少量が大きく設定される）。
【００５１】
また、前記内部抵抗変化量ΔＲｉは、排気温度（センサ素子温度）と相関があるものの代表として採用したものであるので、これに代えて、排気温度を直接検出したり、Ａ／Ｆセンサ１５自身の温度を検出したり、あるいは、前記三元触媒１３の温度を推定又は検出したりして、これらの変化量に応じて前記補正値変化量Δｈｉを設定するようにしてもよい。
【００５２】
ステップ３５では、下式のように、前回の補正値ＨＯＴ１（ｎ−１）に、算出した補正値変化量Δｈ１を加算して補正値ＨＯＴ１（ｎ）を更新する。
ＨＯＴ１（ｎ）＝ＨＯＴ１（ｎ−１）＋Δｈ１
これにより、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比は、更新した補正値ＨＯＴ１（ｎ）により補正される。
【００５３】
ステップ３６では、更新した補正値ＨＯＴ１（ｎ）が変化後の運転領域２に対応する補正値ＨＯＴ２に到達したか否かを判定する。運転領域２に対応する補正値ＨＯＴ２に到達していれば本フローを終了する。これにより、再度、運転領域が変化するまでは、前記Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比は、運転領域２に対応する補正値ＨＯＴ２により補正されることになる。
【００５４】
一方、運転領域２に対応する補正値ＨＯＴ２に到達していないときは、ステップ３７に進む。
ステップ３７では、運転領域が変化したか否かを判定する。運転領域が変化せず運転領域２のままであれば、運転領域２に対応する補正値ＨＯＴ２に到達するまでステップ３３からステップ３６までを繰り返す。
【００５５】
一方、運転領域２から運転領域３へと変化したときは、ステップ３２において運転領域３に対応する補正値ＨＯＴ３を読み込み、この運転領域３に対応する補正値ＨＯＴ３に到達するまでステップ３３からステップ３６までを繰り返す。
【００５６】
図５は、運転領域１から運転領域２へと変化したときの補正値の変化を示したものである。なお、図５において、実線で示したものは、Ａ／Ｆセンサ１５の温度変化（図中、排気温度の変化として示す）が比較的緩やかな場合であり、破線で示したものは、Ａ／Ｆセンサ１５の温度変化が比較的急激な場合である。
【００５７】
このように、運転領域が切り換わったときは、Ａ／Ｆセンサ１５の検出空燃比を補正する補正値を変化前の値（例えば、ＨＯＴ１）から変化後の値（例えば、ＨＯＴ２）へと徐々に変化させていくので、運転領域が変化したとしても、急激にではなく徐々に変化する実際の排気温度に、すなわち、前記Ａ／Ｆセンサ１５の温度特性に基づく出力特性のずれに、精度よく対応させた補正値を設定できるので、空燃比制御を高精度に維持できる。
【００５８】
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記補正値学習手段は、前記第１空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比で、かつ、前記第２空燃比センサの出力がリッチ又はリーンであるときに、前記第２空燃比センサの出力が理論空燃比近傍となるまで前記補正値を変化させていくことを特徴とする。
【００５９】
このようにすれば、補正値学習手段は、第１空燃比センサが理論空燃比を検出しているときに、理論空燃比を精度よくかつ安定して検出できる第２空燃比センサがリッチ又はリーン出力を発生している場合には、前記第１空燃比センサの検出空燃比が実際の空燃比からずれているものと判断して、第２空燃比センサの出力が理論空燃比近傍となるまで、すなわち、実際の空燃比が理論空燃比近傍となるまで補正値を変化させていく。これにより、実空燃比が理論空燃比のときに、第１空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比となるような補正値が学習されることになるので、第２空燃比センサの出力を基準として第１空燃比センサの出力特性のずれを精度よく補正できる。
（ロ）請求項３記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比補正手段は、所定時間における排気温度の変化が大きいほど、前記補正値変化量を大きく設定することを特徴とする。
【００６０】
このようにすれば、運転領域の変化に伴う実際の排気温度の変化速度に応じて補正値変化量が設定できるので、排気空燃比の検出精度を向上できる。
（ハ）請求項３又は上記（ロ）記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記温度検出手段が、前記第１空燃比センサのセンサ素子温度又は触媒温度に基づいて排気温度を推定するものであることを特徴とする。
（ニ）上記（ハ）記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記温度検出手段は、前記第１空燃比センサのセンサ素子の内部抵抗に基づいてセンサ素子温度を検出することを特徴とする。
【００６１】
上記（ハ）又は（ニ）のようにすれば、既存のセンサ等を利用しつつ、容易に前記補正値変化量を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンのシステム構成図。
【図２】触媒の酸素ストレージ量に基づく空燃比制御を示すフローチャート。
【図３】Ａ／Ｆセンサの検出空燃比を補正する補正値ＨＯＴｉの学習を示すフローチャート。
【図４】前記補正値ＨＯＴｉを用いてＡ／Ｆセンサの検出空燃比の補正を示すフローチャート。
【図５】運転領域が変化したときに設定される補正値の変化を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン、３…エアフローメータ、６…燃料噴射弁、１２…排気通路、１３…三元触媒、１５…Ａ／Ｆセンサ、１６…Ｏ₂センサ、２０…コントロー
ルユニット

Claims

機関の排気通路に介装される触媒の上流側に第１空燃比センサが配設されると共に、前記触媒の下流側に第２空燃比センサが配設され、前記第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置であって、
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記第２空燃比センサの出力を基準として前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正するための補正値を算出し、運転状態に基づき区分けされた運転領域毎に記憶する補正値学習手段と、
該当する運転領域に記憶された補正値で前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
前記空燃比補正手段は、運転領域が変化したときには、前記第１空燃比センサの検出空燃比を補正する補正値を、変化前の運転領域に記憶された補正値から変化後の運転領域に記憶された補正値へと徐々に変化させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
排気温度を検出する温度検出手段を備え、
前記空燃比補正手段は、前記変化前の運転領域に記憶された補正値を変化させる補正値変化量を排気温度に応じて設定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の空燃比制御装置。