JP2008274795A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆるショートトリップが連続するような場合であっても適切にサブＦ／Ｂ学習値を更新して機関空燃比を最適に制御することができる空燃比制装置を提供する。
【解決手段】空燃比制御装置は、排気浄化触媒の上流側に配置された上流側空燃比センサ２３と、下流側に配置された下流側空燃比センサ２４とを具備し、上流側空燃比センサの出力値に基づいて燃料供給量を制御するメインＦ／Ｂ制御と、下流側空燃比センサの出力値に基づいて燃料供給量を補正するサブＦ／Ｂ制御と、サブＦ／Ｂ制御における補正値の少なくとも一部を取り込むようにして算出された学習値に基づいて燃料供給量を補正するサブＦ／Ｂ学習制御とを実行する。内燃機関の始動時には学習開始条件が成立したときにサブＦ／Ｂ学習制御を開始する。ショートトリップが所定回数以上連続している場合には、サブＦ／Ｂ学習制御の実行開始が早くなるように学習開始条件を変更する。
【選択図】図１０

Description

本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。

内燃機関本体から排出された排気ガス中には炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯ_X）等の成分が含まれており、従来からこれら成分を浄化するために三元触媒が利用されている。斯かる三元触媒は排気ガスの空燃比（以下、「排気空燃比」と称す）がほぼ理論空燃比となっているときにその浄化能力が高くなることから、三元触媒によって排気ガスの浄化を行う際には排気空燃比がほぼ理論空燃比となるように燃焼室への燃料供給量等を制御する必要がある。

このため、多くの内燃機関では、三元触媒の排気上流側において機関排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、この空燃比センサによって検出される排気空燃比がほぼ理論空燃比になるように燃焼室への燃料供給量を調整するフィードバック制御（以下、「メインＦ／Ｂ制御」と称す）が行われている。

しかし、三元触媒の上流側においては排気ガスが十分混合していないことにより空燃比センサの出力がばらついたり、排気ガスの熱により空燃比センサが劣化したりすることにより、空燃比センサが実際の空燃比を正確に検出することができない場合があり、このような場合には上述したメインＦ／Ｂ制御による空燃比の制御精度が低下してしまう。

そこで、三元触媒の排気下流側にも機関排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、下流側空燃比センサの出力に基づいて上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比と一致するように上流側空燃比センサの出力値を（結果的には燃料供給量を）補正するサブＦ／Ｂ制御を行うことにより空燃比の制御精度を改善するダブルセンサシステムが既に実用化されている。

そして、このダブルセンサシステムにおいては、上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間の定常的なずれに対応する学習値をサブＦ／Ｂ制御における補正量に基づいて算出すると共に、算出された学習値に基づいて上流側空燃比センサの出力値を補正する学習制御（以下、「サブＦ／Ｂ学習制御」と称す）が行われる。このような学習値は例えば機関停止時にもＥＣＵのＲＡＭに保存されるため、内燃機関の再始動後であってサブＦ／Ｂ制御によって上流側空燃比センサの出力値が十分に補正されていなくても上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比付近の値となるため、空燃比の制御精度の悪化を防止することができ、よって排気エミッションの悪化を防止することができる。

ところで、機関運転中に燃料カット制御（以下、「Ｆ／Ｃ制御」と称す）が実行されると、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンとなっている状態が続き、三元触媒は酸素を多量に吸蔵して飽和状態となる。このため、Ｆ／Ｃ制御中やＦ／Ｃ制御終了後一定期間中にはサブＦ／Ｂ制御やサブＦ／Ｂ学習制御を実行しても空燃比を最適に制御することができないため、斯かる期間中には通常これら制御は実行されない。

ところが、Ｆ／Ｃ制御が短時間のうちに繰り返して実行されると、サブＦ／Ｂ学習制御が長期間に亘って実行されないこととなるためサブＦ／Ｂ学習値が更新されず、よってＦ／Ｃ制御終了後にサブＦ／Ｂ制御が再開されても機関空燃比を適切な値にすることができない。特に、バッテリからの給電中断等によってサブＦ／Ｂ学習値が消去されてしまった場合、Ｆ／Ｃ制御の影響でサブＦ／Ｂ学習値の更新が行われないと長期に亘って機関空燃比を適切に制御することができなくなってしまう。

そこで、サブＦ／Ｂ学習値が消去されてしまったときには、ロックアップクラッチのスリップ制御を禁止することが提案されている（特許文献１）。Ｆ／Ｃ制御はロックアップクラッチのスリップ制御を行うことによって行われるため、スリップ制御が禁止されるとＦ／Ｃ制御が実行されなくなる。これにより、サブＦ／Ｂ学習値が消去された後の機関運転中においてはＦ／Ｃ制御の実行によってサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御が中止されることがなくなり、サブＦ／Ｂ学習値を早期に安定させることができる。

特開２００４−３１６５２３号公報

ところで、内燃機関の冷間始動時においては、機関空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように燃料増量制御が行われたり、三元触媒が活性温度に達していなかったりするため、内燃機関の暖機が終了するまでサブＦ／Ｂ制御やサブＦ／Ｂ学習制御を実行しない。

一方、エンジンが始動されてから停止されるまでの期間が比較的短い運転、いわゆるショートトリップが行われると、内燃機関の暖機が終了する前に内燃機関の運転が停止されてしまったり、内燃機関の暖機が終了してもサブＦ／Ｂ制御やサブＦ／Ｂ学習制御が安定する前に内燃機関の運転が停止されてしまったりする。特に、ショートトリップが連続するような場合には、内燃機関の運転が行われているにも関わらずサブＦ／Ｂ学習値の更新が長期間に亘って行われず、よって機関空燃比の適切な制御を実行することができず、排気エミッションの悪化を招いてしまう。

そこで、本発明の目的は、いわゆるショートトリップが連続するような場合であっても適切にサブＦ／Ｂ学習値を更新して機関空燃比を最適に制御することができる空燃比制装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明では、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の排気上流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサと、上記排気浄化触媒の排気下流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサとを具備し、上記上流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を制御するメインフィードバック制御と、上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく上記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御と、上記サブフィードバック制御における補正値の少なくとも一部を取り込むようにして算出された学習値に基づいて上記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御とを実行し、内燃機関の始動時には内燃機関の暖機状態に関する所定の学習開始条件が成立したときにサブフィードバック学習制御を開始する内燃機関の空燃比制御装置において、始動してから所定の暖機完了条件が成立する前に内燃機関が停止せしめられる短期間運転を検出する短期間運転検出手段を更に具備し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック学習制御の実行開始が早くなるように上記学習開始条件を変更する。
第１の発明によれば、短期間運転、いわゆるショートトリップが連続するような場合には、サブフィードバック学習制御の実行開始が早くせしめられる。このため、ショートトリップが連続するような場合であってもサブフィードバック学習制御の学習値を更新することができる。

第２の発明では、第１の発明において、内燃機関の始動時には内燃機関の暖機状態に関する所定のサブフィードバック開始条件が成立したときにサブフィードバック制御を開始し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック制御の実行開始が早くなるようにサブフィードバック開始条件を変更する。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記学習開始条件は機関冷却水温が所定の学習開始温度以上となったときに成立し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始温度を低下させる。

第４の発明では、第１又は第２の発明において、上記学習開始条件は触媒温度が所定の学習開始温度以上となったときに成立し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始温度を低下させる。

第５の発明では、第１又は第２の発明において、上記学習開始条件は積算空気量が所定の学習開始空気量以上となったときに成立し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始空気量を減少させる。

第６の発明では、第１又は第２の発明において、上記学習開始条件は機関始動後の経過時間が所定の学習開始経過時間以上となったときに成立し、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始経過時間を短くする。

第７の発明では、第１〜第６のいずれか一つの発明において、上記サブフィードバック制御及び上記サブフィードバック学習制御は所定の制御パラメータに基づいて行われ、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック学習制御における学習値の変化速度が速くなるように上記制御パラメータの値を変更するようにした。

第８の発明では、第７の発明において、上記サブフィードバック学習制御の制御パラメータに、サブフィードバック制御における補正値を学習値に取り込む取込間隔が含まれており、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記取込間隔が短くなるようにした。

第９の発明では、第７の発明において、上記サブフィードバック学習制御の制御パラメータにサブフィードバック制御における補正値を学習値に取り込む取込量又は取込割合が含まれており、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記取込量又は取込割合が大きくなるようにした。

第１０の発明では、第７の発明において、上記サブフィードバック制御の制御パラメータに制御ゲインが含まれており、上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記制御ゲインを大きくするようにした。

本発明によれば、いわゆるショートトリップが連続するような場合であっても適切にサブＦ／Ｂ学習値を更新して機関空燃比を最適に制御することができる。

以下、図面を参照して本発明の内燃機関の空燃比制御装置について説明する。図１は本発明の制御装置が搭載される内燃機関全体の図である。図１に示した実施形態では本発明の空燃比制御装置が筒内直噴型火花点火式内燃機関に用いられた場合を示しているが、他の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式内燃機関等にも用いることができる。

図１を参照すると１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダブロック２内で往復動するピストン、４はシリンダブロック２上に固定されたシリンダヘッド、５はピストン３とシリンダヘッド４との間に形成された燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポートをそれぞれ示す。図１に示したようにシリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、シリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。またピストン３の頂面上には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びるキャビティ１２が形成されている。

各気筒の吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気管１５を介してエアクリーナ（図示せず）に連結される。吸気管１５内にはエアフロメータ１６が配置されると共にステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。一方、各気筒の排気ポート９は排気マニホルド１９に連結され、この排気マニホルド１９は三元触媒２０を内蔵した触媒コンバータ２１に連結される。触媒コンバータ２１の出口は排気管２２に連結される。排気マニホルド１９、すなわち排気浄化触媒２０上流側の排気通路内には空燃比センサ２３が配置されると共に、排気管２２、すなわち三元触媒２０下流側の排気通路内には酸素センサ２４が配置される。なお、本実施形態では、排気浄化触媒として三元触媒２０を用いているが、酸素吸蔵能力を有していれば、他のタイプの触媒、例えばＮＯ_X吸蔵還元触媒、リーンＮＯ_X触媒、ＤＰＮＲ等を用いてもよい。

電子制御ユニット３１はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフロメータ１６は吸入空気流量に比例した出力電圧を発生し、その出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、空燃比センサ２３は、図２に示したように、排気マニホルド１９内を通過する排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比にほぼ比例した出力電圧を発生する。一方、酸素センサ２４は、図３に示したように、排気管２２内を通過する排気ガス、すなわち三元触媒２０を通過した後の排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比が理論空燃比（約１４．７）よりもリッチであるかリーンであるかによって大きく異なる出力電圧を発生する。これら出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。

また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４２は例えばクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５ではこのクランク角センサ４２の出力パルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して点火プラグ１０、燃料噴射弁１１およびステップモータ１７に接続される。

上述した三元触媒２０は、酸素吸蔵能力を有しており、これにより三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中の酸素を吸蔵すると共に、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出することにより排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯを酸化・浄化する。

このような三元触媒２０の酸素吸蔵能力を効果的に利用するためには、排気ガスの空燃比がその後リッチ及びリーンのいずれになっても排気ガスを浄化することができるように、三元触媒２０中に吸蔵されている酸素の量を所定量（例えば、最大酸素吸蔵量の半分）に維持することが必要である。三元触媒２０の酸素吸蔵量が上記所定量に維持されていれば、三元触媒２０は常に或る程度の酸素吸蔵作用及び酸素放出作用を発揮することが可能であり、結果として三元触媒２０により常に排気ガス中の成分の酸化・還元を行うことができるようになる。このため、本実施形態では、三元触媒２０による排気浄化性能を維持すべく、三元触媒の酸素吸蔵量を一定に維持するように空燃比制御を行うこととしている。

そこで、本実施形態では、三元触媒２０よりも排気上流側に配置された空燃比センサ（上流側空燃比センサ）２３によって排気空燃比（三元触媒２０上流側の排気通路、燃焼室５および吸気通路に供給された空気と燃料との比率）を検出すると共に、空燃比センサ２３の出力値が理論空燃比に対応した値となるように燃料噴射弁１１からの燃料供給量についてＦ／Ｂ制御を行うこととしている（以下、このＦ／Ｂ制御を「メインＦ／Ｂ制御」と称す）。これにより、排気空燃比は理論空燃比付近に維持され、その結果三元触媒の酸素吸蔵量が一定に維持され、よって排気エミッションを改善することができる。

以下、メインＦ／Ｂ制御について具体的に説明する。まず、本実施形態では、燃料噴射弁１１から各気筒へと供給すべき燃料量（以下、「目標燃料供給量」と称す）Ｑｆｔ（ｎ）は下記式（１）によって算出される。
Ｑｆｔ（ｎ）＝Ｍｃ（ｎ）／ＡＦＴ＋ＤＱｆ（ｎ−１） …（１）

ここで、上記式（１）においてｎはＥＣＵ３１における計算回数を示す値であり、例えばＱｆｔ（ｎ）は第ｎ回目の計算によって算出された目標燃料供給量を表している。また、Ｍｃ（ｎ）は、吸気弁６の閉弁時までに各気筒の筒内に吸入されたと予想される空気量（以下、「筒内吸入空気量」と称す）を示している。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）は、例えば機関回転数Ｎｅと吸気管１５内を通過した空気の流量（以下、「吸気管通過空気流量」と称す）ｍｔとを引数としたマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をＥＣＵ３１のＲＯＭ３４に保存し、機関運転中に機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔを検出してこれら検出値に基づいて上記マップ又は計算式により算出される。また、ＡＦＴは、排気空燃比の目標値であり、本実施形態では理論空燃比（１４．７）である。さらに、ＤＱｆは、後述するメインＦ／Ｂ制御に関して算出される燃料補正量である。燃料噴射弁１１では、このようにして算出された目標燃料供給量に対応する量の燃料が噴射される。

なお、上記説明では、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）は、機関回転数Ｎｅと吸気管通過空気流量ｍｔとを引数としたマップ等に基づいて算出されるとしているが、例えばスロットル弁１８の開度及び大気圧等に基づいた計算式等、他の方法によって求められてもよい。

図４は、燃料噴射弁１１からの目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）を算出する目標燃料供給量算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。

まず、ステップ１０１において、クランク角センサ４２及びエアフロメータ１６によって機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔが検出される。次いで、ステップ１０２では、ステップ１０１において検出された機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔに基づいてマップにより又は計算式により時刻ｎにおける筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）が算出される。次いで、ステップ１０３では、ステップ１０２で算出された筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）及び後述するメインＦ／Ｂ制御において算出された時刻ｎ−１における燃料補正量ＤＱｆ（ｎ−１）に基づいて上記式（１）により目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）が算出され、制御ルーチンが終了せしめられる。燃料噴射弁１１ではこのように算出された目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）に相当する量の燃料が噴射せしめられる。

次に、メインＦ／Ｂ制御について説明する。本実施形態では、メインＦ／Ｂ制御として、空燃比センサ２３の出力に基づいて算出された実際の燃料供給量と、上述した目標燃料供給量Ｑｆｔとの燃料偏差量ΔＱｆを各計算時毎に算出し、この燃料偏差量ΔＱｆがゼロになるように燃料補正量ＤＱｆを算出している。具体的には、燃料補正量ＤＱｆは下記式（２）により算出される。なお、下記式（２）においてＤＱｆ（ｎ−１）は、第ｎ−１回目の計算、すなわち前回の計算における燃料補正量であり、Ｋｍｐは比例ゲイン、Ｋｍｉは積分ゲインをそれぞれ示している。これら比例ゲインＫｍｐ、積分ゲインＫｍｉは予め定められた一定の値であってもよいし、機関運転状態に応じて変化する値であってもよい。

図５は、燃料補正量ＤＱｆを算出するメインＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。

まず、ステップ１２１では、メインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。メインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立している場合とは、例えば内燃機関の冷間始動中ではないこと（すなわち、機関冷却水温が一定温度以上であって始動時燃料増量等が行われていないこと）や、機関運転中に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カット制御中ではないこと等が挙げられる。ステップ１２１においてメインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１２２へと進む。

ステップ１２２では、第ｎ回目の計算時における空燃比センサ２３の出力値ＶＡＦ（ｎ）が検出される。次いで、ステップ１２３では、後述するサブＦ／Ｂ制御の制御ルーチンによって算出された空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂ（ｎ）及び後述するサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇをステップ１２２で検出された出力値ＶＡＦ（ｎ）に加算することで、空燃比センサ２３の出力値が補正されて第ｎ回目の計算時における補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）が算出される（ＶＡＦ’（ｎ）＝ＶＡＦ（ｎ）＋ｅｆｓｆｂ（ｎ）＋ｅｆｓｆｂｇ（ｎ））。

次いで、ステップ１２４では、ステップ１２３で算出された補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）に基づいて図２に示したマップを用いて時刻ｎにおける実空燃比ＡＦＲ（ｎ）が算出される。このようにして算出された実空燃比ＡＦＲ（ｎ）は、第ｎ回目の計算時における三元触媒２０に流入する排気ガスの実際の空燃比にほぼ一致した値となっている。

次いで、ステップ１２５では、下記式（３）により、空燃比センサ２３の出力に基づいて算出された燃料供給量と目標燃料供給量Ｑｆｔとの燃料偏差量ΔＱｆが算出される。なお、下記式（３）において、筒内吸入空気量Ｍｃ及び目標燃料供給量Ｑｆｔについては第ｎ回目の計算時における値が用いられているが、第ｎ回目の計算時よりも前の値が用いられてもよい。
ΔＱｆ（ｎ）＝Ｍｃ（ｎ）／ＡＦＲ（ｎ）−Ｑｆｔ（ｎ） …（３）

ステップ１２６では、上記式（２）により時刻ｎにおける燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）が算出され、制御ルーチンが終了せしめられる。算出された燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）は、図４に示した制御ルーチンのステップ１０３において用いられる。一方、ステップ１２１においてメインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していないと判定された場合には、燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）が更新されることなく制御ルーチンが終了せしめられる。

ところで、排気ガスの熱により空燃比センサ２３が劣化すること等により空燃比センサ２３の出力にはずれが生じる場合がある。このような場合、本来図２に実線で示したような出力値を発生させる空燃比センサ２３が、例えば図２に破線で示したような出力値を発生させてしまう。このように空燃比センサ２３の出力値にずれが生じると、空燃比センサ２３は例えば本来であれば排気空燃比が理論空燃比になっているときに発生させる出力電圧を、理論空燃比よりもリーンであるときに発生させてしまう。そこで、本実施形態では、酸素センサ（下流側空燃比センサ）２４を用いたサブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値に生じたずれを補償して、空燃比センサ２３の出力値が実際の排気空燃比に対応した値となるようにすることとしている。

すなわち、酸素センサ２４は、図３に示したように、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかを検出することができ、理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかの判定にずれを生じることがほとんどない。このため、実際の排気空燃比がリーンとなっているときには酸素センサ２４の出力電圧は低い値となっており、実際の排気空燃比がリッチとなっているときには酸素センサ２４の出力電圧は高い値となっている。したがって、実際の排気空燃比がほぼ理論空燃比となっているとき、すなわち理論空燃比付近で上下を繰り返しているときには、酸素センサ２４の出力電圧は高い値と低い値との間で反転を繰り返す。このような観点から、本実施形態では、酸素センサ２４の出力電圧が高い値と低い値との間で反転を繰り返すように空燃比センサ２３の出力値を補正することとしている。

図６は、実際の排気空燃比と、酸素センサの出力値と、空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂと、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇとのタイムチャートである。図６のタイムチャートは、実際の排気空燃比が理論空燃比になるように制御しているにも関わらず、空燃比センサ２３にずれが生じていて実際の排気空燃比が理論空燃比となっていない場合に、空燃比センサ２３に生じているずれが補償されていく様子を示している。

図６に示した例では、時刻ｔ₀において、実際の排気空燃比は理論空燃比となっておらず、理論空燃比よりもリーンとなっている。これは、空燃比センサ２３にずれが生じていて、実際の排気空燃比が理論空燃比よりもリーンである空燃比となっているときに空燃比センサ２３により理論空燃比に対応する出力値が出力されているためである。このとき酸素センサ２４の出力値は低い値となっている。

空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂは、上述したように、図５のステップ１２３において補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）を算出するために出力値ＶＡＦ（ｎ）に加算される。従って、この出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっている場合には空燃比センサ２３の出力値はリーン側に補正され、負の値となっている場合には空燃比センサ２３の出力値はリッチ側に補正される。そして出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が大きいほど空燃比センサ２３の出力値が大きく補正される。

空燃比センサ２３の出力値がほぼ理論空燃比となっているにも関わらず酸素センサ２４の出力値が低い値となっているときには空燃比センサ２３の出力値がリッチ側にずれていることを意味する。そこで、本実施形態では、酸素センサ２４の出力値が低い値となっているときには、図６に示したように、出力補正値ｅｆｓｆｂの値を増大させて、空燃比センサ２３の出力値をリーン側へ補正することとしている。一方、空燃比センサ２３の出力値がほぼ理論空燃比となっているにも関わらず酸素センサ２４の出力値が高い値となっているときには、出力補正値ｅｆｓｆｂの値を減少させて、空燃比センサ２３の出力値をリッチ側へ補正することとしている。

具体的には出力補正値ｅｆｓｆｂの値は下記式（４）により計算される。なお、下記式（４）において、Ｋｓｐは比例ゲイン、Ｋｓｉは積分ゲインをそれぞれ示している。また、ΔＶＯ（ｎ）は、第ｎ回目の計算時における酸素センサ２４の出力値と目標出力値（本実施形態では、理論空燃比に対応する値）との出力偏差を示している。

このように、図６に示した例では、空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂの値が増大するにつれて、空燃比センサ２３の出力値に生じているずれが補正され、実際の排気空燃比が徐々に理論空燃比に近づいていく。

このようにしてサブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値は適宜補正されるが、例えば内燃機関を停止させた場合等にはサブＦ／Ｂ制御が中断せしめられ、その結果、出力補正値ｅｆｓｆｂの値はゼロにリセットされる。その後、再び内燃機関を始動させた場合等には、サブＦ／Ｂ制御が再開されるが、出力補正値ｅｆｓｆｂがゼロにリセットされているため、空燃比センサ２３の出力値を再び適切な値にまで補正するには時間がかかる。

そこで、本実施形態では、空燃比センサ２３の出力値と実際の排気空燃比に対応する値との間に生じている定常的なずれに対応するサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇを上記サブＦ／Ｂ制御における出力補正値ｅｆｓｆｂに基づいて算出すると共に、図５のステップ１２３に示したように、算出されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇに基づいて空燃比センサ２３の出力値ＶＡＦを補正することとしている（以下、このような制御を「サブＦ／Ｂ学習制御」と称す）。このようにして算出されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇは、例えば内燃機関を停止させてもゼロにリセットされることはなく、よって内燃機関の停止等の後でも比較的早期に空燃比センサ２３の出力値を再び適切な値にまで補正することができるようになる。

具体的には、前回の学習時期（すなわち、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇの算出時期）から所定時間ΔＴが経過したときの出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値である場合にはサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇを増大させると共に、出力補正値ｅｆｓｆｂが負の値である場合にはサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇを減少させるようにしている。また、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇの増大量又は減少量は、出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が大きくなるほど多くなるようにしている。

特に本実施形態では、前回の学習時期から所定時間ΔＴが経過したときの出力補正値ｅｆｓｆｂ及びサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇはそれぞれ下記式（５）及び（６）により更新される。なお、下記式（５）及び（６）において、ｋｓｆｂｇは取込割合（０＜α≦１）であり、後述する方法により設定される。したがって、図６に示した例では、時刻ｔ₁において出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっているため、下記式（５）及び（６）により出力補正値ｅｆｓｆｂが低下せしめられると共にサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが増大せしめられ、同様に時刻ｔ₂においても出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっているため、下記式（５）及び（６）により出力補正値ｅｆｓｆｂが低下せしめられると共にサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが増大せしめられる。
ｅｆｓｆｂ＝ｅｆｓｆｂ−ｅｆｓｆｂ・ｋｓｆｂｇ …（５）
ｅｆｓｆｂｇ＝ｅｆｓｆｂｇ＋ｅｆｓｆｂ・ｋｓｆｂｇ …（６）

このようにして算出されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇは、上述したように、図５のステップ１２３において補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）を算出するために出力値ＶＡＦ（ｎ）に加算される。そしてサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇは内燃機関の停止時等にリセットされない。このため、内燃機関の停止後、運転を再開したときに、出力補正値ｅｆｓｆｂがゼロにリセットされていても空燃比センサ２３の出力値を迅速に適切な値に補正することができる。

なお、上記例では、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇの増大量又は減少量は、出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が大きくなるほど多くなるようにしているが、出力補正値ｅｆｓｆｂに応じて変化させずに一定量としてもよい。この場合、例えば、出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が所定値以上である場合にのみ出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取り込みが行われる。

図７及び図８は、出力補正値ｅｆｓｆｂを算出するサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇを算出するサブＦ／Ｂ学習制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは一定時間間隔の割り込みによって行われる。

まず、ステップ１４１では、温度センサ（図示せず）によって検出された機関冷却水温ＴＨＷが後述するパラメータ設定制御において設定されたサブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂ以上であるか否かが判定され、次いで、ステップ１４１では、燃料増量・減量制御が実行されているか否かが判定される。燃料増量・減量制御は、目標空燃比とは無関係に燃料供給量の増量又は減量を行う制御であり、例えば内燃機関の減速時に行われる燃料減量制御又は燃料カット制御や、三元触媒２０の温度が高すぎる時に排気浄化触媒の温度を低下させるべく行われる燃料増量制御や、機関負荷が高いときに内燃機関の出力を高めるべく行われる燃料増量制御等が挙げられる。

すなわち、ステップ１４１及び１４２では、サブＦ／Ｂ制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。実行条件が成立していると判定された場合、すなわち機関冷却水温ＴＨＷがサブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂ以上であり（ＴＨＷ≧ＴＨＷｓｆｂ）且つ燃料増量・減量制御中でないと判定された場合には、ステップ１４３へと進み、サブＦ／Ｂ制御が実行される。逆に実行条件が成立していないと判定された場合、すなわち機関冷却水温ＴＨＷがサブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂよりも小さいか（ＴＨＷ＜ＴＨＷｓｆｂ）或いは燃料増量・減量制御中であると判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられ、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御は実行されない。

ステップ１４３では、時刻ｎにおける酸素センサ２４の出力値ＶＯ（ｎ）が検出される。次いで、ステップ１４４では、ステップ１４３で検出された酸素センサ２４の出力値ＶＯ（ｎ）と目標出力値ＶＯＴとの出力偏差ΔＶＯ（ｎ）が算出される（ΔＶＯ（ｎ）＝ＶＯ（ｎ）−ＶＯＴ）。ステップ１４５では、下記式（７）により時刻ｎにおける比例項Ｍｓｐ（ｎ）の値が算出される。
Ｍｓｐ（ｎ）＝Ｋｓｐ・ΔＶＯ（ｎ） …（７）

次いで、ステップ１４６では、下記式（８）により時刻ｎにおける積分項Ｍｓｉ（ｎ）の値が算出され、ステップ１４７へと進む。ステップ１４７ではステップ１４５で算出された比例項Ｍｓｐ（ｎ）の値と、ステップ１４６で算出された積分項Ｍｉｐ（ｎ）の値とに基づいて下記式（９）により出力補正量ｅｆｓｆｂ（ｎ）が算出される。
Ｍｓｉ（ｎ）＝Ｍｓｉ（ｎ−１）＋Ｋｓｉ・ＶＯ（ｎ） …（８）
ｅｆｓｆｂ（ｎ）＝Ｍｓｐ（ｎ）＋Ｍｓｉ（ｎ） …（９）

次いで、ステップ１４８では、温度センサ（図示せず）によって検出された機関冷却水温ＴＨＷが後述するパラメータ設定制御において設定された学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇ以上であるか否かが判定される。すなわち、ステップ１４８では、サブＦ／Ｂ学習制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。実行条件が成立していると判定された場合、すなわち機関冷却水温ＴＨＷが学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇ以上である（ＴＨＷ≧ＴＨＷｓｆｂｇ）と判定された場合には、ステップ１４９へと進んでサブＦ／Ｂ学習制御が実行される。逆に実行条件が成立していないと判定された場合、すなわち機関冷却水温ＴＨＷが学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇよりも小さい（ＴＨＷ＜ＴＨＷｓｆｂ）と判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられ、サブＦ／Ｂ学習制御は実行されない。

ステップ１４９では、時間カウンタＣＮＴに１が加算される（ＣＮＴ＝ＣＮＴ＋１）。この時間カウンタＣＮＴは、出力補正値ｅｆｓｆｂの一部がサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇに取り込まれてからの時間を表す時間カウンタである。次いで、ステップ１５０では、時間カウンタＣＮＴの値が後述するパラメータ設定制御において設定された取込間隔ＣＮＴｓｆｂｇ以上であるか否かが判定される。時間カウンタＣＮＴの値が取込間隔ＣＮＴｓｆｂｇよりも小さいと判定された場合（ＣＮＴ＜ＣＴＮｓｆｂｇ）には制御ルーチンが終了せしめられ、出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込みは行われない。一方、ステップ１５０において、時間カウンタＣＮＴの値が取込間隔ＣＮＴｓｆｂｇ以上であると判定された場合（ＣＮＴ≧ＣＴＮｓｆｂｇ）にはステップ１５１へと進む。

ステップ１５１では、上記式（５）及び（６）により、出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込みが行われる。次いで、ステップ１５２において時間カウンタＣＮＴがゼロにリセットされ、制御ルーチンが終了せしめられる。

なお、上記実施形態では、サブＦ／Ｂ制御としてＰＩ制御が行われた場合を示しているが、ＰＩＤ制御等、他の制御が行われてもよい。

ところで、内燃機関が始動されてから停止されるまでの期間が比較的短い運転、或いは始動してから所定の暖機完了条件（例えば、機関冷却水温が一定温度以上になること、酸素センサ２４の出力値が所定回数以上反転すること、又は内燃機関の始動から所定時間以上経過すること等）が成立する前に内燃機関が停止せしめられる運転、いわゆるショートトリップが行われると、サブＦ／Ｂ制御やサブＦ／Ｂ学習制御が実行されないまま、または実行されても出力補正値ｅｆｓｆｂやサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが安定しないまま内燃機関が停止してしまうことになる。

図９は、ショートトリップが行われた場合における、機関冷却水温ＴＨＷ、酸素センサ２４の出力値、出力補正値ｅｆｓｆｂ及びサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇのタイムチャートである。図９に示した例では、サブＦ／Ｂ制御の実行条件であるサブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂが所定の第一水温ＴＨＷ１とされ、サブＦ／Ｂ学習制御の実行条件であるサブＦ／Ｂ学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇが所定の第二水温ＴＨＷ２（ＴＨＷ２≧ＴＨＷ１）とされる。従って、内燃機関の冷間始動後、機関冷却水温ＴＨＷが第一水温ＴＨＷ１よりも低い間はサブＦ／Ｂ制御が実行されず、また機関冷却水温ＴＨＷが第二水温ＴＨＷ２よりも低い間はサブＦ／Ｂ学習制御が実行されない。

図９に示したように、時刻ｔ₃において内燃機関が始動してから機関冷却水温ＴＨＷは徐々に上昇していく。これに伴って排気ガスの温度も上昇し、時刻ｔ₄には酸素センサ２４が活性し、酸素センサ２４により排気管２２内を通過する排気ガスの空燃比の検出が開始される。しかしながら、機関冷却水温ＴＨＷは第一水温ＴＨＷ１及び第二水温ＴＨＷ２には到達せず、よってサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御は開始されない。

その後、時刻ｔ₅においてユーザにより内燃機関が停止せしめられる。このとき、機関冷却水温ＴＨＷは未だに第一水温ＴＨＷ１及び第二水温ＴＨＷ２には到達していない。従って、ショートトリップが行われると、内燃機関が始動してから停止せしめられるまでの間にサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御は実行されない。

このようなショートトリップが複数回連続して行われると、内燃機関はある程度の時間に亘って運転されているにも関わらずサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御が実行されず、よってサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが更新されない。このため、機関空燃比を適切に制御することができなくなり、その結果、排気エミッションの悪化を招いてしまう。

そこで、本発明の実施形態では、ショートトリップが複数回連続して行われている場合には、サブＦ／Ｂ制御の実行開始及びサブＦ／Ｂ学習制御の実行開始が早くなるように、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件を変更するようにしている。

図１０は、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件を変更した場合における図９と同様な図である。図１０に示した例では、サブＦ／Ｂ制御の実行条件であるサブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂが上記第一水温ＴＨＷ１よりも低い第三水温ＴＨＷ３（ＴＨＷ３＜ＴＨＷ１）とされ、サブＦ／Ｂ学習制御の実行条件であるサブＦ／Ｂ学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇが上記第二水温ＴＨＷ２よりも低い第四水温ＴＨＷ４（ＴＨＷ４＜ＴＨＷ２）とされる。

図１０に示したように、時刻ｔ₃において内燃機関が始動してから機関冷却水温ＴＨＷは徐々に上昇し、時刻ｔ₆には第三水温ＴＨＷ３に到達する。従って、時刻ｔ₆においてサブＦ／Ｂ制御が開始せしめられ、酸素センサ２４の出力値に基づく出力補正値ｅｆｓｆｂの算出が開始される。その後、時刻ｔ₇において機関冷却水温ＴＨＷが第四水温ＴＨＷ４に到達する。従って、時刻ｔ₇においてサブＦ／Ｂ学習制御が開始せしめられ、酸素センサ２４の出力値に基づくサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇの算出が開始される。図１０に示した例では、時刻ｔ₅において内燃機関が停止せしめられるまでの間に複数回、出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込みが行われる。

このように、本実施形態によれば、ショートトリップが行われた場合であっても、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御が実行され、出力補正値ｅｆｓｆｂ及びサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが更新される。このため、たとえショートトリップが複数回連続で行われたとしても機関空燃比を比較的適切に制御することができるようになり、その結果、排気エミッションの悪化を抑制することができるようになる。

なお、上記実施形態では、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の実行開始条件が機関冷却水温に基づいて定められ、ショートトリップが複数回連続して行われている場合にはこれら制御を開始する機関冷却水温を低下させるようにしている。しかしながら、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の実行開始条件は、機関冷却水温以外のパラメータに基づいて定められてもよい。この場合、ショートトリップが複数回連続して行われている場合には、サブＦ／Ｂ制御の実行開始及びサブＦ／Ｂ学習制御の実行開始が早くなるように、これら制御の開始条件となるパラメータの値を変更する必要がある。

このようなパラメータとしては、例えば、酸素センサ２４の反転回数や、内燃機関が始動されてからの経過時間等が挙げられる。実行開始条件を酸素センサ２４の反転回数とした場合、ショートトリップが複数回連続して行われているときには、サブＦ／Ｂ制御やサブＦ／Ｂ学習制御が開始される酸素センサ２４の反転回数は少ない値に変更される。また、実行開始条件を内燃機関が始動されてからの経過時間とした場合、ショートトリップが複数回連続して行われているときには、この経過時間が短い時間に変更される。

また、上記実施形態では、サブＦ／Ｂ制御の開始条件とサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件とは異なる条件となっている。例えば、図１０に示した例では、サブＦ／Ｂ開始温度ＴＨＷｓｆｂとサブＦ／Ｂ学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇとは異なる温度とされている。しかしながら、これら開始条件は同一の条件であってもよい。この場合、ショートトリップが複数回連続して行われる前においても後においてもサブＦ／Ｂ制御の開始条件とサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件とを同一としてもよいし、ショートトリップが複数回連続して行われた場合にのみこれら開始条件を同一としてもよい。

さらに、ショートトリップが複数回連続して行われている場合に、サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件を変更することに加えて、サブフィードバック学習制御における学習値の変更速度（すなわち、サブＦ／Ｂ学習制御における学習速度）が速くなるようにサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御のパラメータの値を変更するようにしてもよい。

図１１は、サブＦ／Ｂ学習制御における学習速度が速くなるようにサブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御のパラメータの値を変更するようにした場合における、図１０と同様な図である。

図１１に示した例でも、図１０と同様に、時刻ｔ₃において内燃機関が始動し、時刻ｔ₆において機関冷却水温ＴＨＷが第三水温ＴＨＷ３に到達して、出力補正値ｅｆｓｆｂの算出が開始される。その後、時刻ｔ₇において冷却水温ＴＨＷが第四水温ＴＨＷ４に到達して、サブＦ／Ｂ学習値の算出が開始される。

そして、図１１に示した例では、出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込間隔が、図１０に示した取込間隔ΔＴよりも短いΔＴ’とされる。これにより、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇの更新頻度が高くなり、その結果、サブＦ／Ｂ学習制御による学習速度が速くなる。また、図１１に示した例では、取込時における出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込割合ｋｓｆｂｇが大きな値とされる。これにより、取込時におけるサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取込量が大きくなり、その結果、サブＦ／Ｂ学習制御による学習速度が速くなる。また、出力補正値ｅｆｓｆｂのサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇへの取り込みを出力補正値の値に応じて変動させずに一定の取込量とする場合には、ショートトリップが複数回連続して行われているときには、この取込量を大きくするようにしてもよい。

さらに、サブＦ／Ｂ制御の制御ゲイン、具体的には比例ゲインＫｓｐ及び積分ゲインＫｓｉの値が大きなものとされる。これにより、酸素センサ２４の出力値と目標出力値との出力偏差に対する出力補正値ｅｆｓｆｂの変化量が大きくなる。このため、出力補正値ｅｆｓｆｂが大きく変化するようになり、これに伴ってサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｓｆｂｇが大きく変化するようになり、よってサブＦ／Ｂ学習制御による学習速度が速くなる。

このように、本実施形態によれば、サブＦ／Ｂ学習制御による学習速度が速くなることから、連続してショートトリップが行われてもサブＦ／Ｂ学習値を迅速に最適な値へと変更することができるようになる。

図１２は本発明のパラメータ設定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは一定時間間隔の割り込みによって行われる。

まず、ステップ１６１では、ショートトリップが連続して行われているか否かが判定される。本実施形態では、サブＦ／Ｂ制御の開始条件が成立する前に内燃機関が停止せしめられた場合にショートトリップが行われたと判定される。従って、サブＦ／Ｂ制御の開始条件が成立する前に内燃機関が停止せしめられる運転が連続して行われたときにショートトリップが連続して行われていると判定される。

なお、ショートトリップの判定は他の方法によって行ってもよい。例えば、機関冷却水温が予め定められた温度以上に上昇する前に内燃機関が停止せしめられた場合、酸素センサ２４の出力値が所定の回数以上反転する前に内燃機関が停止せしめられた場合、内燃機関が始動されてから所定の経過時間が経過する前に内燃機関が停止せしめられた場合等をショートトリップが行われたとして判定するようにしてもよい。

ステップ１６１においてショートトリップが連続して行われていると判定された場合にはステップ１６２へと進む。ステップ１６２では、サブＦ／Ｂ制御の開始温度ＴＨＷｓｆｂが第一温度ＴＨＷ１に設定され、次いでステップ１６３ではサブＦ／Ｂ学習制御の学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇが第二温度ＴＨＷ２に設定される。その後、ステップ１６４では、取込間隔ＣＮＴｓｆｂｇがＣＮＴ１に設定され、次いでステップ１６５では取込割合ＫｓｆｂｇがＫ１に設定され、制御ルーチンが終了せしめられる。

一方、ステップ１６１において、ショートトリップが連続して行われていると判定された場合にはステップ１６６へと進む。ステップ１６６では、サブＦ／Ｂ制御の開始温度ＴＨＷｓｆｂが第三温度ＴＨＷ３（ＴＨＷ３＜ＴＨＷ１）に設定され、次いでステップ１６７ではサブＦ／Ｂ学習制御の学習開始温度ＴＨＷｓｆｂｇが第四温度ＴＨＷ４（ＴＨＷ４＜ＴＨＷ２）に設定される。その後、ステップ１６８では、取込間隔ＣＮＴｓｆｂｇがＣＮＴ２（ＣＮＴ２＜ＣＮＴ１）に設定され、次いでステップ１６９では取込割合ＫｓｆｂｇがＫ２（Ｋ２＞Ｋ１）に設定され、制御ルーチンが終了せしめられる。

本発明の空燃比制御装置が用いられる内燃機関全体の図である。 排気空燃比と空燃比センサの出力電圧との関係を示した図である。 排気空燃比と酸素センサの出力電圧との関係を示した図である。 目標燃料供給量を算出する目標燃料供給量算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 燃料補正量を算出するメインＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気空燃比、酸素センサの出力値、空燃比センサの出力補正値及びサブＦ／Ｂ学習値のタイムチャートである。 サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。 サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。 ショートトリップが行われた場合における、機関冷却水温、酸素センサの出力値、出力補正値及びサブＦ／Ｂ学習値のタイムチャートである。 サブＦ／Ｂ制御及びサブＦ／Ｂ学習制御の開始条件を変更した場合における図９と同様な図である。 サブＦ／Ｂ学習制御のパラメータの値を変更するようにした場合における、図１０と同様な図である。 本発明のパラメータ設定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 機関本体
３ ピストン
５ 燃焼室
６ 吸気弁
８ 排気弁
１０ 点火栓
１１ 燃料噴射弁
３１ ＥＣＵ
４１ 負荷センサ
４２ クランク角センサ

Claims (10)

1. 機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の排気上流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサと、上記排気浄化触媒の排気下流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサとを具備し、上記上流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を制御するメインフィードバック制御と、上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく上記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御と、上記サブフィードバック制御における補正値の少なくとも一部を取り込むようにして算出された学習値に基づいて上記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御とを実行し、内燃機関の始動時には内燃機関の暖機状態に関する所定の学習開始条件が成立したときにサブフィードバック学習制御を開始する内燃機関の空燃比制御装置において、
   始動してから所定の暖機完了条件が成立する前に内燃機関が停止せしめられる短期間運転を検出する短期間運転検出手段を更に具備し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック学習制御の実行開始が早くなるように上記学習開始条件を変更する、内燃機関の空燃比制御装置。
2. 内燃機関の始動時には内燃機関の暖機状態に関する所定のサブフィードバック開始条件が成立したときにサブフィードバック制御を開始し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック制御の実行開始が早くなるようにサブフィードバック開始条件を変更する、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 上記学習開始条件は機関冷却水温が所定の学習開始温度以上となったときに成立し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始温度を低下させる、請求項１又は２に記載の空燃比制御装置。
4. 上記学習開始条件は触媒温度が所定の学習開始温度以上となったときに成立し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始温度を低下させる、請求項１又は２に記載の空燃比制御装置。
5. 上記学習開始条件は積算空気量が所定の学習開始空気量以上となったときに成立し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始空気量を減少させる、請求項１又は２に記載の空燃比制御装置。
6. 上記学習開始条件は機関始動後の経過時間が所定の学習開始経過時間以上となったときに成立し、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には上記学習開始経過時間を短くする、請求項１又は２に記載の空燃比制御装置。
7. 上記サブフィードバック制御及び上記サブフィードバック学習制御は所定の制御パラメータに基づいて行われ、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、サブフィードバック学習制御における学習値の変化速度が速くなるように上記制御パラメータの値を変更するようにした、請求項１〜６のいずれか１項に記載の空燃比制御装置。
8. 上記サブフィードバック学習制御の制御パラメータに、サブフィードバック制御における補正値を学習値に取り込む取込間隔が含まれており、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記取込間隔が短くなるようにした、請求項７に記載の空燃比制御装置。
9. 上記サブフィードバック学習制御の制御パラメータにサブフィードバック制御における補正値を学習値に取り込む取込量又は取込割合が含まれており、
   上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記取込量又は取込割合が大きくなるようにした、請求項７に記載の空燃比制御装置。
10. 上記サブフィードバック制御の制御パラメータに制御ゲインが含まれており、
    上記短期間運転検出手段によって短期間運転が所定回数以上連続していることが検出された場合には、上記制御ゲインを大きくするようにした、請求項７に記載の空燃比制御装置。

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