JP3042216B2

JP3042216B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3042216B2
Application number: JP4277833A
Authority: JP
Inventors: 愛生國政
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JPH06101536A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒コンバータの上流
側および下流側に空燃比センサを設け、上流側の空燃比
センサによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側
の空燃比センサによる空燃比フィードバック制御を行な
う内燃機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空燃比の制御精度の向上を目
的として、触媒コンバータの上流側に設けられた上流側
Ｏ₂ センサによる空燃比フィードバック制御に加えて、
触媒コンバータの下流側に設けられた下流側Ｏ₂ センサ
による空燃比フィードバック制御を行なうダブルＯ₂ セ
ンサ空燃比制御システムが提案されている（特開昭５８
−４８７５６号公報）。

【０００３】このダブルＯ₂ センサ空燃比制御システム
は、具体的には、上流側Ｏ₂ センサによる空燃比フィー
ドバック制御実行中に、上流側Ｏ₂ センサの出力に基づ
く空燃比補正係数ＦＡＦの制御定数、例えばリッチスキ
ップ量ＲＳＲ、リーンスキップ量ＲＳＬを下流側Ｏ₂ セ
ンサの出力に基づいて可変制御するものである。なお、
燃料カット、減速あるいは二次空気供給の最中には、そ
の下流側Ｏ₂ センサの出力に基づく可変制御は停止して
上流側Ｏ₂ センサの出力のみによる空燃比フィードバッ
ク制御を行っていた。

【０００４】ところで、こうしたダブルＯ₂ センサ空燃
比制御システムでは、前述した燃料カット，二次空気供
給等のリーン化制御により停止された下流側Ｏ₂ センサ
の出力に基づく可変制御を、そのリーン化制御の終了と
同時に再開すると空燃比が過補正される問題があり、こ
れを解消する空燃比制御装置として、リーン化制御の終
了後、所定時間遅延させて前記下流側Ｏ₂ センサの出力
に基づく可変制御を行なう構成が提案されていた。

【０００５】詳しくは、触媒コンバータには導入された
酸素が保持される、所謂Ｏ₂ ストレージ効果が生じるこ
とから、リーン化制御中に触媒コンバータ内に大量の酸
素が導入されると、これが保持される。このため、リー
ン化制御終了と同時に前記下流側Ｏ₂ センサの出力に基
づく可変制御を実行したとき、触媒コンバータに保持さ
れた酸素が触媒コンバータ下流側の排気通路中へ排出さ
れ完全に消費されるまで、下流側Ｏ₂ センサは実際の空
燃比よりリーン側に判定してしまう。この結果、下流側
Ｏ₂ センサの出力に基づく可変制御により、空燃比はリ
ッチ側へ過補正されることになる。そこで、リーン化制
御の終了後、所定時間遅延させることで、触媒コンバー
タ内に保持された酸素の消費を待ち、その後、下流側Ｏ
₂ センサの出力に基づく可変制御を再開させることによ
り、空燃比のリッチ側への過補正を解消することができ
た。

【０００６】前記遅延時間を設けた空燃比制御装置は、
特開昭６４−３６９４３号公報記載の「内燃機関の空燃
比制御装置」に示されている。この装置では、さらに、
吸入空気量Ｑの積算量ΣＱから触媒コンバータでストレ
ージされる空気量（以下、Ｏ₂ ストレージ量と呼ぶ）を
推測して、そのストレージ量で前記遅延時間を決定する
ことで、より高精度に過補正を解消している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒コンバ
ータのＯ₂ ストレージ量は、前述したように吸入空気量
等のエンジンへの負荷によって変化するが、これに限っ
たものではなく、触媒コンバータの劣化の程度によって
も変化する。更に触媒コンバータの劣化の程度はエンジ
ンのオイル消費量，走行時の車速等、様々な因子に左右
される。このため、触媒コンバータのＯ₂ ストレージ量
を他の物理量から求めるのは困難であり、前記下流側Ｏ
₂ センサの出力に基づく可変制御の遅延時間を適正に求
めることができなかった。したがって、遅延時間が必要
時間より短いと空燃比のリッチ側への過補正を確実に解
消することができず、長いと以後の空燃比制御（下流側
Ｏ₂センサの出力に基づく可変制御）を無駄に長く止め
ることになった。このため、空燃比過補正によるエミッ
ションの悪化、燃費の悪化等の問題、および空燃比制御
を無駄に長く止めたことによるエミッションの悪化等の
問題が生じた。

【０００８】本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、こ
うした問題点に鑑みてなされたもので、燃料カット，二
次空気供給等のリーン化制御から空燃比フィードバック
制御への移行時において空燃比を適正に調節して、エミ
ッションの悪化，燃費の悪化等を防止することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、前記課題を解決するための手段として、以下に示
す構成を取った。

【００１０】即ち、本発明の内燃機関の空燃比制御装置
は、図１に例示するように、内燃機関Ｍ１の排気通路Ｍ
２に設けられた触媒コンバータＭ３と、該触媒コンバー
タＭ３の上流側に設けられ、排気成分から空燃比を検出
する上流側空燃比センサＭ４と、前記触媒コンバータＭ
３の下流側に設けられ、排気成分から空燃比を検出する
下流側空燃比センサＭ５と、前記上流側空燃比センサに
Ｍ４より検出された空燃比に基づく第１の空燃比フィー
ドバック制御ＦＢ１と前記下流側空燃比センサＭ５によ
り検出された空燃比に基づく第２の空燃比フィードバッ
ク制御ＦＢ２とを実行することにより、前記内燃機関Ｍ
１の空燃比を所定の目標空燃比に制御するフィードバッ
ク制御手段Ｍ６とを備えた内燃機関の空燃比制御装置に
おいて、前記内燃機関Ｍ１が所定の運転状態にあると
き、前記内燃機関Ｍ１へ供給される燃料と空気との混合
比を強制的に調節して、前記内燃機関Ｍ１の空燃比をリ
ーン状態とするリーン化手段Ｍ７と、該リーン化手段Ｍ
７により内燃機関Ｍ１の空燃比がリーン状態とされたと
き、前記第２の空燃比フィードバック制御ＦＢ２を停止
する停止手段Ｍ８と、前記リーン化手段Ｍ７による空燃
比の制御が終了後、所定時間遅延する遅延手段Ｍ９と、
前記所定時間内に、前記下流側空燃比センサＭ５の検出
結果がリーン状態を脱したか否かを判別する判別手段Ｍ
１０と、前記遅延手段Ｍ９による前記所定時間が経過し
たと判断されるか、または前記所定時間が経過していな
くても前記判別手段Ｍ１０によりリーン状態を脱したと
判別されたときに、前記第２の空燃比フィードバック制
御ＦＢ２を再開する再開手段Ｍ１１とを設け、さらに、
前記リーン化手段Ｍ７による空燃比の制御が終了後、前
記下流側空燃比センサＭ５の検出結果がリーン状態を脱
するまでの経過時間を算出する経過時間算出手段Ｍ１２
と、該算出された経過時間に基づき、前記遅延手段Ｍ９
により遅延する所定時間を増減補正する遅延時間補正手
段Ｍ１３とを設けたことを、その要旨としている。

【００１１】前記構成の内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、リーン化手段Ｍ７による空燃比の制御が実行され
る直前、下流側空燃比センサＭ５の検出結果から空燃比
がリーン状態にあるか否かを判定する判定手段と、該判
定手段により空燃比がリーン状態と判定されたとき、遅
延時間補正手段Ｍ１３による所定時間の増減補正を禁止
する補正禁止手段とを設ける構成とすることが好まし
い。

【００１２】

【作用】以上のように構成された本発明の内燃機関の空
燃比制御装置は、内燃機関Ｍ１が所定の運転状態にある
とき、リーン化手段Ｍ７により、内燃機関Ｍ１へ供給さ
れる燃料と空気との混合比を強制的に調節して、内燃機
関Ｍ１の空燃比をリーン状態とし、それと共に、下流側
空燃比センサＭ５により検出された空燃比に基づき実行
される第２の空燃比フィードバック制御ＦＢ２を、停止
手段Ｍ８により停止させる。

【００１３】その後、リーン化手段Ｍ７による空燃比の
制御が終了すると、続いて、遅延手段Ｍ９による所定時
間が経過したと判断されるか、または、その所定時間が
経過していなくても判別手段Ｍ１０によりリーン状態を
脱したと判別されたときに、再開手段Ｍ１１により、第
２の空燃比フィードバック制御ＦＢ２を再開させる。一
方、リーン化手段Ｍ７による空燃比の制御の終了後、下
流側空燃比センサＭ５の検出結果がリーン状態を脱する
までの経過時間を、経過時間算出手段Ｍ１２により算出
し、遅延手段Ｍ９により遅延する所定時間を、その算出
された経過時間に基づき、遅延時間補正手段Ｍ１３によ
り増減補正する。

【００１４】一般に、第２の空燃比フィードバック制御
の再開時期を、下流側空燃比センサの検出結果がリーン
状態からリッチ状態へ移行するときとすれば、Ｏ ₂ スト
レージ効果の影響を受ない状態で第２の空燃比フィード
バック制御を再開させることができる。しかしながら、
第１空燃比フィードバック制御がリーン側で制御されて
いる場合等においては、下流側空燃比センサの検出結果
がリッチ状態へ移行するときよりも前からＯ ₂ ストレー
ジ効果の影響を受けなくなっていることがあり、この分
野の技術では、下流側空燃比センサの検出結果がリッチ
状態へ移行するよりも前から第２の空燃比フィードバッ
ク制御の再開を行ないたいという要請がある。この発明
は、こうした要請に応えたものであり、上記のような構
成により、下流側空燃比センサの検出結果がリッチ状態
へ移行するときが予め定めた遅延時間よりも遅くなった
ときに、その予め定めた遅延時間で第２の空燃比フィー
ドバック制御を再開することができます。しかも、その
遅延時間は、リーン化手段Ｍ７による空燃比の制御が終
了後から下流側空燃比センサＭ５の検出結果がリーン状
態を脱するまでの経過時間によって増減補正されること
から、触媒コンバータがストレージし得る空気量の程度
に見合うように第２の空燃比フィードバック制御ＦＢ２
の再開時期を定めることができる。この結果、第２の空
燃比フィードバック制御ＦＢ２を無駄に長く止めるよう
なことがなくなる。

【００１５】更に、本発明を、リーン化手段Ｍ７による
空燃比の制御が実行される直前、下流側空燃比センサＭ
５の検出結果から空燃比がリーン状態にあるか否かを、
判定手段により判定し、ここでリーン状態と判定された
とき、遅延時間補正手段Ｍ１３による所定時間の増減補
正を、補正禁止手段により禁止する構成とした場合を考
える。リーン化手段Ｍ７による空燃比の制御前に空燃比
がリーン状態となっているとき、触媒コンバータＭ３に
保持されるＯ₂ストレージ量はほとんど無い。したがっ
て、遅延時間補正手段Ｍ１３による所定時間の増減補正
を前述したように禁止することにより、Ｏ₂ストレージ
効果を奏しないような例外的な経過時間（経過時間算出
手段Ｍ１１により算出されるもの）を所定時間の増減補
正の計算に不採用とすることができる。このため、遅延
時間補正手段Ｍ１３により増減補正される遅延時間は高
精度なものになる。

【００１６】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は、本発明の一実施例である空燃比制御装
置を搭載した自動車用エンジンおよびその周辺装置を表
す概略構成図である。

【００１７】同図に示すように、エンジン１の吸気通路
２には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリーナ３、
スロットルバルブ５、吸入空気の脈動を抑えるサージタ
ンク６およびエンジン１に燃料を供給する燃料噴射弁７
が設けられている。吸気通路２を介して吸入される吸入
空気は、燃料噴射弁７から噴射される燃料と混合され
て、エンジン１の燃焼室１１内に吸入される。この燃料
混合気は、燃焼室１１内で点火プラグ１２によって火花
点火され、エンジン１を駆動させる。燃焼室１１内で燃
焼したガス（排気）は、排気通路１５を介して触媒コン
バータ１６に導かれ、浄化された後、大気側に排出され
る。

【００１８】点火プラグ１２には、ディストリビュータ
２１を介してイグナイタ２２からの高電圧が印加され、
この印加タイミングによって点火時期が決定される。な
お、ディストリビュータ２１は、イグナイタ２２で発生
された高電圧を各気筒の点火プラグ１２に分配するため
のもので、このディストリビュータ２１には、１回転に
２４発のパルス信号を出力する回転速度センサ２３が設
けられている。

【００１９】排気通路１５には、吸気を排気通路に供給
する二次空気供給装置５０が設けられている。二次空気
供給装置５０は、エアクリーナ３と排気通路１５とを結
ぶ二次空気供給路５１を備えている。二次空気供給路５
１は、エアクリーナ３側から順に、管路５２，サイレン
サ５３，エアポンプ５４，サイレンサ５５，エアスイッ
チングバルブ（以下、ＡＳＶと呼ぶ）５６，チェックバ
ルブ５７及びエアインジェクションパイプ５８を連結し
た構成をしている。

【００２０】このＡＳＶ５６は、サージタンク６の負圧
を導入することにより作動する負圧作動式のもので、制
御通路５９でもって、バキュームスイッチングバルブ
（以下、ＶＳＶと呼ぶ。）６０を介してスロットルバル
ブ近傍のポート６１に接続される。ＶＳＶ６０は、外部
（後述する電子制御ユニット）からの指令信号に応じて
開閉され、ポート６１からの吸入空気をＡＳＶ５６側に
開放・遮断する。したがって、ＶＳＶ６０が開とされる
と、ＡＳＶ５６にサージタンク６の負圧が加わり、その
ＡＳＶ５６は開状態となり、一方、ＶＳＶ６０が閉とさ
れると、そのＡＳＶ５６は閉状態となる。こうして、エ
アクリーナ３と排気通路１５との間の二次空気供給路５
１が開閉され、二次空気の供給の実行、中止が制御され
る。

【００２１】なお、二次空気供給路５１への空気の送り
は、エアポンプ５４によりなされる。エアポンプ５４
は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）７０から
の高電圧を受けて駆動するもので、ＥＣＵ７０とエアポ
ンプ５４の印加電圧入力端子とは、リレー７１，抵抗器
７２を介して接続されている。詳しくは、リレー７１
は、リレーコイル７１ａとリレースイッチ７１ｂとから
なり、リレースイッチ７１ｂの接点ａは、エアポンプ５
４の印加電圧入力端子に接続され、接点ｂは空接点とな
り、リレーコイル７１ａは、一端がＥＣＵ７０に接続さ
れ、他端が抵抗器７２を介してエアポンプ５４の印加電
圧入力端子に接続されている。

【００２２】エアポンプ５４の駆動要求時には、ＥＣＵ
７０からリレーコイル７１ａに比較的大きな電流を流
し、リレースイッチ７１ｂを接点ａに接続させる。これ
により、抵抗器７２の両端が短絡されるため、抵抗器７
２による電圧降下がなくＥＣＵ７０よりリレー７１を介
してエアポンプ５４に高電圧が印加される。なお、エア
ポンプ５４に印加される高電圧は、前述したように、Ｅ
ＣＵ７０からのものであるが、この印加電圧は、ＥＣＵ
７０により可変制御されている。その結果、エアポンプ
５４の駆動モータの回転速度が制御され、エアポンプ５
４からの空気の吐出量が制御される。

【００２３】さらに、エンジン１には、その運転状態を
検出するためのセンサとして、前述した回転速度センサ
２３のほか、スロットルバルブ５の開度を検出すると共
にスロットルバルブ５の全閉状態を検出するアイドルス
イッチ８０（図３）を内蔵したスロットルポジションセ
ンサ８１、吸気通路２に配設されて吸入空気（吸気）の
温度を検出する吸気温センサ８２、吸気の量を検出する
エアフロメータ８３、シリンダブロックに配設されて冷
却水温を検出する水温センサ８４、排気通路１５におけ
る触媒コンバータ１６の上流側に配設されて排気中の酸
素濃度を検出する上流側Ｏ₂ センサ８５、排気通路１５
における触媒コンバータ１６の下流側に配設されて排気
中の酸素濃度を検出する下流側Ｏ₂ センサ８６および車
両の速度Ｖを検出する車速センサ８７等が備えられてい
る。

【００２４】前述した各センサの検出信号はＥＣＵ７０
に入力される。図３に示すように、ＥＣＵ７０は、マイ
クロコンピュータを中心とする論理演算回路として構成
され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従っ
てエンジン１を制御するための各種演算処理を実行する
ＣＰＵ７０ａ、ＣＰＵ７０ａで各種演算処理を実行する
のに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納さ
れたＲＯＭ７０ｂ、同じくＣＰＵ７０ａで各種演算処理
を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きさ
れるＲＡＭ７０ｃ、電源オフ時においてもデータを保持
可能なバックアップＲＡＭ７０ｄ，上記各センサからの
検出信号を入力するＡ／Ｄコンバータ７０ｅおよび入力
処理回路７０ｆ、ＣＰＵ７０ａでの演算結果に応じてイ
グナイタ２２，燃料噴射弁７，ＶＳＶ６０，リレー７１
等に駆動信号を出力する出力処理回路７０ｇ等を備えて
いる。また、ＥＣＵ７０は、バッテリ８８に接続された
電源回路７０ｈを備え、出力処理回路７０ｇからの高電
圧の印加も可能となっている。

【００２５】こうして構成されたＥＣＵ７０によって、
エンジン１の運転状態に応じてイグナイタ２２，燃料噴
射弁７，ＶＳＶ６０およびリレー７１が駆動制御され、
燃料噴射制御や点火時期制御、あるいは、空燃比制御，
二次空気供給制御等が行なわれる。

【００２６】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される燃料噴射制御処理ルーチンについて、図４に基
づいて説明する。なお、この制御処理ルーチンは、所定
クランク角、例えば、３６０゜ＣＡ毎に実行される。

【００２７】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、燃料カットの要否を示す燃料カットフラグＸＦＣ
（後述する燃料カット判定処理ルーチンにてセットされ
る）に基づいて燃料カットを行なうか否かを判定する処
理を行なう（ステップ１００）。フラグＸＦＣが値１と
は、燃料カットが必要であることを示し、フラグＸＦＣ
が値０とは、燃料カットが不要であることを示してお
り、ステップＳ１００でフラグＸＦＣが値１と判定され
ると、燃料噴射に関する以下の処理の実行を行わず、
「リターン」に抜けて処理を一旦終える。一方、フラグ
ＸＦＣが値１でない、即ち値０と判定されると、以下の
処理を実行する。

【００２８】まず、エアフロメータ８３で検出されＡ／
Ｄコンバータ７０ｅでＡ／Ｄ変換された吸入空気量Ｑ
を、ＲＡＭ７０ｃから読み込む処理を実行する（ステッ
プ１１０）。次いで、回転速度センサ２３で検出された
回転速度Ｎｅを読み込む処理を実行する（ステップ１２
０）。

【００２９】続いて、ステップ１１０および１２０で読
み込んだ吸入空気量Ｑおよび回転速度Ｎｅを用いて、基
本燃料噴射量ＴＰを次式（１）に従って算出する（ステ
ップ１３０）。ＴＰ ← ｋ・Ｑ／Ｎｅ（但し、ｋは定数） … （１）

【００３０】続いて、基本燃料噴射量ＴＰに、次式
（２）に従うように各種補正係数を掛けることにより実
燃料噴射量ＴＡＵを算出する（ステップ１４０）。ＴＡＵ ← ＴＰ・ＦＡＦ・ＦＷＬ・α・β … （２）ここで、ＦＡＦは、空燃比補正係数であり、後述するメ
イン空燃比フィードバック制御処理ルーチンにより算出
される。ＦＷＬは、暖機増量補正係数であり、冷却水温
ＴＨＷが６０℃以下の間は１．０以上の値をとる。α，
βは、その他の補正係数であり、例えば、吸気温補正，
過渡時補正，電源電圧補正等に関する補正係数が該当す
る。

【００３１】ステップ１４０で実燃料噴射量ＴＡＵが算
出されると、続いて、その実燃料噴射量ＴＡＵに相当す
る燃料噴射時間を燃料噴射弁７の開弁時間を決定する図
示しないカウンタにセットする（ステップ１５０）。こ
の結果、そのカウンタにセットされた開弁時間だけ、燃
料噴射弁７が開弁駆動される。その後、「リターン」に
抜けて処理を一旦終了する。

【００３２】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される燃料カット判定処理ルーチンについて、図５に
基づいて説明する。この燃料カット判定処理ルーチンは
燃料カットフラグＸＦＣを演算するもので、割込により
所定時間毎に実行される。ＣＰＵ７０ａは、処理が開始
されると、まず、スロットルポジションセンサ８１に内
蔵されたアイドルスイッチ８０の出力信号ＬＬを、ＲＡ
Ｍ７０ｃから読み込む処理を実行する（ステップ２０
０）。次いで、その出力信号ＬＬが値１であるか否か、
即ち、アイドル状態にあるか否かを判定する（ステップ
２１０）。

【００３３】ステップ２１０でアイドル状態にあると判
定されると、まず、３６０゜ＣＡ毎にステップ１２０で
読み込んだ最新の回転速度Ｎｅが燃料カット回転速度Ｎ
Ｃ以上であるか否かを判定する（ステップ２２０）。こ
こで、ＮｅがＮＣ以上であると判定されると、燃料カッ
トが必要であるとして、燃料カットフラグＸＦＣに値１
をセットする（ステップ２３０）。その後、「リター
ン」に抜けて処理を一旦終了する。

【００３４】一方、ステップ２２０でＮｅがＮＣより小
さいと判定されると、次いで、その回転速度Ｎｅが復帰
回転速度ＮＲ（＜ＮＣ）以下であるか否かを判定する
（ステップ２４０）。ここで、ＮｅがＮＲ以下であると
判定されると、続いて、燃料カットフラグＸＦＣが既に
値１となっているか否かを判定する（ステップ２５
０）。ここで、フラグＸＦＣが値１であると判定される
と、燃料カットを停止すべく、フラグＸＦＣに値０をセ
ットし（ステップ２６０）、次いで、後述するサブ空燃
比フィードバック制御を禁止する旨を示す禁止フラグＸ
ＳＢに値１をセットする（ステップ２７０）。その後、
処理を一旦終了する。

【００３５】一方、ステップ２４０で回転速度Ｎｅが復
帰回転速度ＮＲより大きいと判定された場合、またはス
テップ２５０で燃料カットフラグＸＦＣが値１でないと
判定された場合には、直ちに処理を一旦終了する。ま
た、ステップ２１０でアイドルスイッチ８０の出力信号
ＬＬが値１でないと判定された場合には、処理はステッ
プ２５０に進む。

【００３６】こうした構成の燃料カット判定処理ルーチ
ンによれば、アイドル状態において、図６に示すよう
に、回転速度Ｎｅが燃料カット回転速度ＮＣを越える
と、燃料カットが必要であるとして燃料カットフラグＸ
ＦＣに値１がセットされる。その後、前述した図４の燃
料噴射制御処理ルーチンに従って燃料カットがなされる
と、回転速度Ｎｅは低下し、燃料カット回転速度ＮＣよ
り低い速度である復帰回転速度ＮＲより低くなる。ここ
で、燃料カットを停止すべく燃料カットフラグＸＦＣに
値０がセットされる。なお、燃料カットフラグＸＦＣが
値１から値０に切り換えられた直後には、サブ空燃比フ
ィードバック制御に関する禁止フラグＸＳＢも同時にセ
ットされる。

【００３７】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される二次空気供給制御処理ルーチンについて、図７
に基づいて説明する。なお、この処理ルーチンは、割込
により所定時間毎に実行される。ＣＰＵ７０ａは、処理
が開始されると、まず、現在の運転状態が二次空気供給
条件を満足しているか否かを判定する。ここで言う二次
空気供給条件とは、次のような条件である。冷却水温ＴＨＷが５０［℃］以上でかつスロットル
がフルロード以外、即ち、暖機時であることアイドルスイッチ８０の検出信号ＬＬが値１，即ち
アイドル状態で、且つ車速Ｖが４［ｋｍ］以上であるこ
と

【００３８】前記またはの条件を満たしたときは、
二次空気供給条件が成立していることから、ステップ３
００で肯定判定され、処理はステップ３１０に進む。ス
テップ３１０では、二次空気供給フラグＸＡＩに値１を
セットし、その後、エアポンプ５４に高電圧（例えば、
１４Ｖ）を印加してエアポンプ５４を駆動し（ステップ
３２０）、さらに、ＶＳＶ６０を開弁する（ステップ３
３０）。この結果、ＶＳＶ６０が開弁されると、ＡＳＶ
５６にサージタンク６の負圧が加わり、ＡＳＶ５６は開
状態となり、エアポンプ５４により二次空気の供給が実
行される。

【００３９】一方、前記およびの条件を満たさない
ときは、二次空気供給条件が成立していないことから、
ステップ３００で否定判定され、処理はステップ３４０
に進む。ステップ３４０では、二次空気供給フラグＸＡ
Ｉが既に値１となっているか否かを判定する。ここで、
フラグＸＡＩが値１であると判定されると、以下の処理
を実行する。

【００４０】まず、フラグＸＡＩに値０をセットし（ス
テップ３５０）、次いで、サブ空燃比フィードバック制
御に関する禁止フラグＸＳＢに値１をセットする（ステ
ップ３６０）。その後、エアポンプを停止し（ステップ
３６０）、さらに、ＶＳＶ６０を閉弁する（ステップ３
７０）。この結果、ＡＳＶ５６が閉弁され、二次空気の
供給が中止される。ステップ３３０または３８０の実行
後、処理は「リターン」に抜けて、処理を一旦終了す
る。一方、ステップ３４０でフラグＸＡＩが値１でない
と判定されると、ステップ３５０ないし３８０を飛ばし
て、処理を一旦終了する。

【００４１】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行されるメイン空燃比フィードバック（以下、フィード
バックをＦ／Ｂと示す）制御処理ルーチンについて、図
８に基づいて説明する。このメイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処
理ルーチンは、上流側Ｏ₂ センサ８５の出力電圧Ｖ１に
基づいて空燃比をフィードバック制御するもので、割込
により所定時間、例えば４ｍｓｅｃ毎に実行される。

【００４２】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、前述した燃料カット判定処理ルーチン（図５）およ
び二次空気供給制御処理ルーチン（図７）でそれぞれセ
ットされる燃料カットフラグＸＦＣおよび二次空気供給
フラグＸＡＩに基づいて以後の処理を行なうか否かを判
定する（ステップ４００，４０５）。両フラグの少なく
とも一方が値０でないと判定された場合、即ち、燃料カ
ットもしくは二次空気供給のいずれかが実行されている
場合、以後の空燃比Ｆ／Ｂ制御処理を実行せずに、空燃
比補正係数ＦＡＦに値１をセットする（ステップ４１
０）。

【００４３】一方、ステップ４００および４０５で両フ
ラグ共、値０であると判定された場合には、ステップ４
２０に進む。ステップ４２０では、空燃比のＦ／Ｂ条件
が成立しているか否かを判定する。例えば、冷却水温Ｔ
ＨＷが所定値以下の時や、機関始動中，始動後増量中，
パワー増量中等はいずれもＦ／Ｂ条件が不成立であり、
その他の場合がＦ／Ｂ条件成立である。Ｆ／Ｂ条件が不
成立と判定されると、前述のフラグＸＡＩが値１の時ま
たはフラグＸＤＧが値１の時と同様に、空燃比Ｆ／Ｂ制
御を実行せずに、処理はステップ４１０に進む。

【００４４】一方、ステップ４２０でＦ／Ｂ条件が成立
したと判定されると、次いで、上流側Ｏ₂ センサ８５の
出力電圧Ｖ１をＲＡＭ７０ｃから読み込む処理を行ない
（ステップ４２５）、その出力電圧Ｖ１から空燃比がリ
ーン状態にあるか否かを判定する（ステップ４３０）。
本実施例では出力電圧Ｖ１がスライスレベルである０．
４５［Ｖ］より小さい場合、空燃比がリーン状態にある
と判定する。

【００４５】ステップ４３０で、空燃比がリーン状態に
あると判定されると、次いで、そのリーン状態がリッチ
状態から移行した最初のリーン状態か否か、即ち、リッ
チからリーンへの変化点か否かを判定する（ステップ４
４０）。ステップ４４０で最初のリーン状態であると判
定されると、空燃比補正係数ＦＡＦにスキップ量ＲＳＲ
（ＲＳＲ＞０）を加算し（ステップ４５０）、一方、最
初のリーン状態でないと判定されると、空燃比補正係数
ＦＡＦに積分量ＫＩＲ（ＫＩＲ＞０）を加算する（ステ
ップ４６０）。なお、スキップ量ＲＳＲは、積分量ＫＩ
Ｒより十分大きく設定されている。

【００４６】ステップ４３０で空燃比がリーン状態にな
くリッチ状態であると判定されると、次いで、そのリッ
チ状態がリーン状態から移行した最初のリッチ状態か否
か、即ち、リーンからリッチへの変化点か否かを判定す
る（ステップ４７０）。ステップ４７０で最初のリッチ
状態であると判定されると、空燃比補正係数ＦＡＦから
スキップ量ＲＳＬ（ＲＳＬ＞０）を減算し（ステップ４
８０）、一方、最初のリッチ状態でないと判定される
と、空燃比補正係数ＦＡＦから積分量ＫＩＬ（ＫＩＬ＞
０）を減算する（ステップ４９０）。なお、スキップ量
ＲＳＬは、積分量ＫＩＬより十分大きく設定されてい
る。

【００４７】ここで、ステップ４６０および４９０で示
される制御は積分制御と称されるもので、ステップ４５
０および４８０で示される制御はスキップ制御と称され
るものである。両制御により、空燃比は理論空燃比の前
後でバランスすることになる。詳しくは、図９に示すよ
うに、時間ｔ１で上流側Ｏ₂ センサ８５の出力電圧Ｖ１
が０．４５［Ｖ］以上、即ち、リッチ状態となると、こ
の信号を受け取ったＣＰＵ７０ａは、空燃比補正係数Ｆ
ＡＦをステップ状にＲＳＬだけ落とし、その後、積分量
ＫＩＬで示される大きさずつ徐々に低下させる。その結
果、燃料噴射量ＴＡＵが絞られるから、空燃比はやがて
理論空燃比より薄くなり、上流側Ｏ₂ センサ８５の出力
電圧Ｖ１がステップ状に落ちる。この出力電圧Ｖ１は
０．４５［Ｖ］より小さくなる（時間ｔ２）。即ち、リ
ッチ状態となる。

【００４８】０．４５［Ｖ］より小さい出力電圧Ｖ１を
受け取ったＣＰＵ７０ａは、空燃比補正係数ＦＡＦをス
テップ状にＲＳＲだけ跳ね上げ、その後、積分量ＫＩＲ
で示される大きさずつ徐々に上げていく。その結果、燃
料噴射量ＴＡＵが増えて空燃比がやがて理論空燃比より
濃くなり、上流側Ｏ₂ センサ８５の出力電圧Ｖ１が跳ね
上がる（時間ｔ３）。こうした処理を繰り返すことで、
空燃比には絶えずネガティブフィードバックコントロー
ルがかけられ、空燃比は理論空燃比の前後でバランスす
ることになる。

【００４９】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行されるサブ空燃比フィードバック制御処理ルーチンに
ついて、図１０に基づいて説明する。このサブ空燃比Ｆ
／Ｂ制御処理ルーチンは、下流側Ｏ₂ センサ８６の出力
電圧Ｖ２に基づいて空燃比をフィードバック制御するも
ので、詳しくは、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチン
で算出したスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬを下流側Ｏ₂ セン
サ８６の出力電圧Ｖ２に基づいて補正することにより、
メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御を利用して間接的に空燃比のフ
ィードバック制御を行なう。この制御処理ルーチンは、
メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチンの実行間隔に比べ
て大きい所定時間、例えば５１２ｍｓｅｃ毎に割込にて
実行される。

【００５０】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、サ
ブ空燃比Ｆ／Ｂ制御を実行する条件が成立しているか否
かをステップ５００ないし５４０で判定する。ステップ
５００では、前述したメイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理が実
行中であるか否かを判定する。具体的には、図８に示し
たメイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチンにおいて、ステ
ップ４００ないし４２０の条件が全て満たされたときに
オン状態となり、ステップ４００ないし４２０の条件が
少なくとも一つ満たされなくなったときにオフ状態とな
るフラグを設け、そのフラグのオン／オフ状態からメイ
ン空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行中であるか否かの判定を行な
う。

【００５１】ステップ５１０では、下流側Ｏ₂ センサ８
６が活性化しているか否かを判定する。ステップ５２０
では、アイドルスイッチ８０の出力信号ＬＬが値０、即
ち、非アイドル状態であるか否かを判定する。ステップ
５３０では、エンジン１の負荷Ｑ／Ｎｅが所定量（本実
施例では、０．４［ｌ／ｒｅｖ］）より大きいか否か、
即ち、軽負荷でないか否かを判定する。ステップ５４０
では、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御に関する禁止フラグＸＳＢ
が値０か否かを判定する。禁止フラグＸＳＢは、前述し
たように、燃料カット判定処理ルーチンで燃料カットを
終えた直後、または二次空気供給制御処理ルーチンで二
次空気の供給を終えた直後に値１にセットされるもの
で、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御の停止を指示する。なお、後
述するサブＦ／Ｂ制御停止解除指示ルーチンで所定の遅
延時間後、値０にクリアすることで、その停止の解除が
図られる。

【００５２】ステップ５００ないし５４０によれば、全
ての条件を満たす時、即ち、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御の
実行中で、下流側Ｏ₂ センサ８６が活性済みで、非アイ
ドル状態で、軽負荷の状態でなく、しかも禁止フラグＸ
ＳＢが値０である時が、サブ空燃比Ｆ／Ｂ条件の成立時
であり、その他の場合がサブ空燃比Ｆ／Ｂ条件の不成立
時である。サブ空燃比Ｆ／Ｂ条件が不成立と判定される
と、「リターン」に抜けて処理を一旦終了し、一方、そ
のＦ／Ｂ条件が成立と判定されると、ステップ５５０に
進む。

【００５３】ステップ５５０では、下流側Ｏ₂ センサ８
６の出力電圧Ｖ２をＲＡＭ７０ｃから読み込む処理を行
ない（ステップ５５０）、その出力電圧Ｖ２から空燃比
がリーン状態にあるか否かを判定する（ステップ５６
０）。本実施例では出力電圧Ｖ２がスライスレベルであ
る０．４５［Ｖ］より小さい場合、空燃比がリーン状態
にあると判定する。

【００５４】ステップ５６０で、空燃比がリーン状態に
あると判定されると、ＲＳＲ ← ＲＳＲ＋△ＲＳの演算を行なって、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチ
ンで算出したリッチ方向へのスキップ量ＲＳＲを所定量
△ＲＳだけ増大させる（ステップ５７０）。さらに、ＲＳＬ ← ＲＳＬ−△ＲＳの演算を行なって、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチ
ンで算出したリーン方向へのスキップ量ＲＳＬを所定量
△ＲＳだけ減少させる（ステップ５８０）。

【００５５】一方、ステップ５６０で空燃比がリーン状
態でない、即ち、リッチ状態であると判定されると、ＲＳＲ ← ＲＳＲ−△ＲＳの演算を行なって、リッチ方向へのスキップ量ＲＳＲを
所定量△ＲＳだけ減少させ（ステップ５７０）、さら
に、ＲＳＬ←ＲＳＬ＋△ＲＳの演算を行なって、リーン方向へのスキップ量ＲＳＬを
所定量△ＲＳだけ増大させる（ステップ５８０）。

【００５６】ステップ５８０または５９２の実行後、上
述のように演算されたスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬのガー
ド処理を行なう（ステップ５９４）。この処理は、ＲＳ
Ｒ，ＲＳＬの値を、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチ
ンで算出されたときの値に対して最大値で７．５［％］
の変化量、最小値で２．５［％］の変化量をとる範囲に
納めるものである。なお、その最小値は、過渡追従性が
損なわれないレベルの値であり、最大値は空燃比変動に
よりドライバビリティの悪化が発生しないレベルの値で
ある。ステップ５９４の実行後、「リターン」に抜けて
処理を一旦終了する。

【００５７】こうした構成のサブ空燃比Ｆ／Ｂ制御処理
ルーチンによれば、下流側Ｏ₂ センサ８６の出力電圧Ｖ
２に基づいてリーン状態と判定されると、リッチ方向へ
のスキップ量ＲＳＲを増大し、リーン方向へのスキップ
量ＲＳＬを減少する。一方、リッチ状態と判定される
と、リーン方向へのスキップ量ＲＳＬを増大し、リッチ
方向へのスキップ量ＲＳＲを減少する。こうしてスキッ
プ量ＲＳＲ，ＲＳＬを増減補正することで、メイン空燃
比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチンによる空燃比制御に加えて下
流側Ｏ₂ センサ８６の出力電圧Ｖ２に応じた空燃比制御
が行なわれる。

【００５８】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行されるサブＦ／Ｂ制御停止解除指示ルーチンについ
て、図１１に基づいて説明する。このルーチンは、燃料
カット判定処理ルーチンで燃料カットを終えた後、また
は二次空気供給制御処理ルーチンで二次空気の供給を終
えた後にセットされた禁止フラグＸＳＢを値０にクリア
することにより、サブＦ／Ｂ制御の停止の解除を指示す
るものである。なお、割込により所定時間毎に実行され
る。

【００５９】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、禁止フラグＸＳＢが、燃料カット判定処理ルーチン
（図５）または二次空気供給制御処理ルーチン（図７）
で値１にセットされたか否かを判定する（ステップ６０
０）。ここで、禁止フラグＸＳＢが値１であると判定さ
れると、ステップ６１０に進み、ＲＡＭ７０ｃに格納さ
れる第１の計時カウンタの値Ｔ１を値０にクリアする。
その後、「リターン」に抜けて処理を一旦終える。

【００６０】一方、ステップ６００で禁止フラグＸＳＢ
が値０であると判定されると、ステップ６２０に進む。
ステップ６２０では、計時カウンタ値Ｔ１を値１だけイ
ンクリメントし、その後、計時カウンタ値Ｔ１が所定の
遅延時間ＴＦＢ以上となったか（経過したか）否かを判
定する（ステップ６３０）。ここで、遅延時間ＴＦＢと
は、燃料カット判定処理ルーチンで燃料カットを終えた
後、または二次空気供給制御処理ルーチンで二次空気の
供給を終えた後から、下流側Ｏ₂ センサ８６の検出結果
に基づく空燃比がリーン状態を脱するまでの時間を示す
もので、後述する遅延時間学習制御処理ルーチンにて演
算される。

【００６１】ステップ６３０で計時カウンタ値Ｔ１が所
定の遅延時間ＴＦＢを経過したと判定されると、禁止フ
ラグＸＳＢを値０にクリアして、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御
の禁止を解除する（ステップ６４０）。その後、「リタ
ーン」に抜けて処理を一旦終える。一方、ステップ６３
０で計時カウンタ値Ｔ１が所定の遅延時間ＴＦＢを経過
していないと判定されると、下流側Ｏ₂ センサ８６の出
力電圧Ｖ２が値０．４５［Ｖ］以上か否かを判別するこ
とで、触媒コンバータ１６の下流側における空燃比がリ
ッチ状態であるか否かを判定する（ステップ６５０）。

【００６２】ステップ６５０でリッチ状態であると判定
されると、計時カウンタ値Ｔ１が遅延時間ＴＦＢを経過
していなくても空燃比がリーン状態を脱したとして、処
理はステップ６４０に進み、禁止フラグＸＳＢを値０に
クリアして、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御の禁止を解除する。
一方、ステップ６５０で出力電圧Ｖ２が値０．４５
［Ｖ］より小さいと判定された場合には、「リターン」
に抜けて処理を一旦終了する。

【００６３】次に、前記遅延時間ＴＦＢを算出する遅延
時間学習制御処理ルーチンについて、図１２および図１
３に基づいて説明する。この制御処理ルーチンは、ＥＣ
Ｕ７０のＣＰＵ７０ａにより割込により所定時間毎に実
行される。ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、前述した燃料カット判定処理ルーチン（図５）およ
び二次空気供給制御処理ルーチン（図７）でそれぞれセ
ットされる燃料カットフラグＸＦＣおよび二次空気供給
フラグＸＡＩが値０であるか否かを判定する（ステップ
７００，７１０）。両フラグの少なくとも一方が値０で
ないと判定された場合、即ち、燃料カットもしくは二次
空気供給のいずれかが実行されている場合、ステップ７
２０に進む。

【００６４】ステップ７２０では、下流側Ｏ₂ センサ８
６に基づく検出結果がリッチ状態であることを示すフラ
グＸＲＩＣＨ（後述するステップでセットされる）が値
１であるか否かを判定する。ここで、ＸＲＩＣＨが値１
であると判定された場合、フラグＦＣＵＰに値１をセッ
トし（ステップ７３０）、一方、ＸＲＩＣＨが値１でな
いと判定された場合、フラグＦＣＵＰを値０にクリアす
る（ステップ７４０）。

【００６５】一方、ステップ７００および７１０で両フ
ラグ共、値０であると判定された場合には、ステップ７
５０に進む。ステップ７５０では、下流側Ｏ₂ センサ８
６の出力電圧Ｖ２を旧の出力電圧ＯＬＤＶ２（ステップ
８６０でセットされる）と比較することにより、下流側
Ｏ₂センサ８６の出力電圧Ｖ２が上昇中であるか否かを
判定する。ステップ７５０で出力電圧Ｖ２が旧出力電圧
ＯＬＤＶ２以上である、即ち、出力電圧Ｖ２が上昇中で
あると判定された場合、次いで、その出力電圧Ｖ２が
０．４５［Ｖ］以上であるか否かを判定することで、空
燃比がリッチ状態にあるか否かを判定する（ステップ７
６０）。

【００６６】ここで、リッチ状態でない、即ち、リーン
状態であると判定されると、図１３のステップ７７０に
進む。ステップ７７０では、フラグＸＲＩＣＨを値０に
クリアする。次いで、フラグＦＣＵＰが値１か否かを判
定し（ステップ７８０）、フラグＦＣＵＰが値１である
と判定されると、ＲＡＭ７０ｃに格納される第２の計時
カウンタの値Ｔ２を値１だけインクリメントする（ステ
ップ７９０）。次いで、その計時カウンタ値Ｔ２に上限
を設けるガード処理を実行する（ステップ８００）。こ
の処理は、計時カウンタ値Ｔ２を例えば６０［ｓｅｃ］
以内に納めるガード処理である。

【００６７】図１２に戻り、ステップ７６０でリッチ状
態であると判定されると、フラグＸＲＩＣＨに値１をセ
ットする（ステップ８１０）。次いで、フラグＦＣＵＰ
が値１か否かを判定し（ステップ８２０）、値１である
と判定されると、ステップ８３０に進む。ステップ８３
０では、ＴＦＢ ← （７・ＴＦＢ＋Ｔ２）／８の演算を行なうことで、前回の処理時に算出した遅延時
間ＴＦＢとステップ７９０で算出された計時カウンタ値
Ｔ２の値との加重平均をとって、新たな遅延時間ＴＦＢ
を算出する。なお、この算出した遅延時間ＴＦＢは、バ
ックアップＲＡＭ７０ｄに格納され、次回の処理時には
バックアップＲＡＭ７０ｄから読み出して利用される。

【００６８】続いて、フラグＦＣＵＰを値０にクリアし
（ステップ８４０）、計時カウンタ値Ｔ２を値０にクリ
アする（ステップ８５０）。さらに、下流側Ｏ₂ センサ
８６の出力電圧Ｖ２をＲＡＭ７０ｃ内に変数ＯＬＤＶ２
として格納することで、旧の出力電圧ＯＬＤＶ２を記憶
する（ステップ８６０）。その後、「リターン」に抜け
て処理を一旦終了する。

【００６９】一方、ステップ７５０で、下流側Ｏ₂ セン
サ８６の出力電圧Ｖ２が旧出力電圧ＯＬＤＶ２以上でな
い、即ち、出力電圧Ｖ２が下降中であると判定された場
合には、処理は図１３のステップ８７０に進み、フラグ
ＸＲＩＣＨを値０にクリアする。ステップ８７０の実行
後、図１２のステップ８５０に進む。なお、ステップ７
３０または７４０の実行後や、ステップ８２０で否定判
定された場合にも、処理はステップ８５０に進む。ま
た、ステップ８００の実行後、処理はステップ８６０に
進む。

【００７０】以上のように構成された遅延時間学習制御
処理ルーチンによれば、ＣＰＵ７０ａは、下流側Ｏ₂ セ
ンサ８６の出力電圧Ｖ２に基づいて検出される空燃比が
リッチ状態でよりリッチ側に上昇しようとしているとき
（ステップ７５０，７６０）、フラグＸＲＩＣＨに値１
をセットし（ステップ８１０）、さらに、計時カウンタ
値Ｔ２を値０に初期設定する（ステップ８５０）。次い
で、燃料カットもしくは二次空気供給がなされると（ス
テップ７００，７１０）、フラグＸＲＩＣＨが値１とな
っているときに限りフラグＦＣＵＰに値１をセットする
（ステップ７２０，７３０）。

【００７１】その後、その燃料カットもしくは二次空気
供給の実行が停止されと、ＣＰＵ７０ａは、その実行停
止後から前記空燃比がリーン状態を脱するまでの時間を
計時カウンタ値Ｔ２によりカウントする（ステップ７９
０）。前記空燃比がリーン状態を脱すると、その計時カ
ウンタ値Ｔ２に基づいて遅延時間ＴＦＢを増量補正（学
習補正）する。なお、計時カウンタ値Ｔ２によるカウン
トおよび遅延時間ＴＦＢの学習補正は、前記フラグＦＣ
ＵＰが値１となったとき、即ち、燃料カットもしくは二
次空気供給の実行前に空燃比がリッチ状態でよりリッチ
側に上昇しようとしているときに限り行なわれる（ステ
ップ７８０，８２０）。

【００７２】以上、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａで実行さ
れる各種制御処理について詳述してきたが、これら制御
処理により下流側Ｏ₂ センサ８６の出力電圧Ｖ２がどの
様に変化するかを図１４のタイミングチャートを用い
て、次に説明する。

【００７３】図１４に示すように、下流側Ｏ₂ センサ８
６の出力電圧Ｖ２が０．４５［Ｖ］以上であるとき、即
ち、触媒コンバータ１６の下流側の空燃比がリッチ状態
であるときに、燃料カット（Ｆ／Ｃ）もしくは二次空気
供給（ＡＩ）の実行がなされると（時間ｔ１１）、下流
側Ｏ₂ センサ８６の出力電圧Ｖ２はリーン側にストンと
落ちてその値で一定となる。なお、このＦ／Ｃもしくは
ＡＩの実行時には、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理ルーチ
ンで空燃比補正係数が値１．０に設定されることから、
メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御およびサブ空燃比Ｆ／Ｂ制御の
双方とも実質停止される。

【００７４】その後、そのＦ／ＣもしくはＡＩの実行が
停止されると（時間ｔ１２）、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御
処理が動作して空燃比は次第にリッチ側に上昇してい
く。その際、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御は停止されており、
時間ｔ１２からの経過時間が遅延時間ＴＦＢだけ経過す
ると、その後、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御は再開される（時
間ｔ１３）。なお、空燃比が実際にリーン状態を脱する
まで（時間ｔ１４）、即ち、ストイキまたはリッチの状
態となるまで、時間ｔ１２からの経過時間が計時カウン
タ値Ｔ２によりカウントされており、この計時カウンタ
Ｔ２の値に基づいて前記遅延時間ＴＦＢが学習補正され
ている。この学習補正された遅延時間ＴＦＢは、次回の
Ｆ／ＣもしくはＡＩの実行後におけるサブ空燃比Ｆ／Ｂ
制御の再開時期の決定に用いられる。

【００７５】なお、Ｆ／ＣもしくはＡＩの実行前に空燃
比がリーン状態となっている場合（時間ｔ１５）には、
計時カウンタ値Ｔ２は演算されず、また遅延時間ＴＦＢ
は学習補正されず前回と同じ値となる。

【００７６】以上詳述したように、本実施例では、燃料
カットまたは二次空気供給後に、下流側Ｏ₂ センサ８６
の出力電圧Ｖ２がリーン状態を脱する値となるまでの時
間Ｔ２を測定し、次回の燃料カットまたは二次空気供給
後において、前記時間Ｔ２に基づいて遅延時間ＴＦＢを
学習補正して、その遅延時間ＴＦＢだけ遅延し、その
後、サブ空燃比Ｆ／Ｂ制御を再開する。前記学習補正
は、遅延時間ＴＦＢと時間Ｔ２とに７：１の加重を掛け
た平均を新たな遅延時間ＴＦＢとするものであり、これ
により、遅延時間ＴＦＢは、前回の燃料カットまたは二
次空気供給後において下流側Ｏ₂ センサ８６の検出結果
がリーン状態を脱するまでの時間Ｔ２に応じて増減補正
されることになる。

【００７７】下流側Ｏ₂ センサ８６の検出結果がリーン
状態を脱するときが、触媒コンバータ１６に保持された
Ｏ₂ ストレージ量が消費されたときであることから、燃
料カットまたは二次空気供給後におけるサブ空燃比フィ
ードバック制御の再開時期は、触媒コンバータ１６のＯ
₂ ストレージ効果が解消される適正な時期となる。この
ため、その再開時期が早過ぎることによる空燃比過補正
を防止して、エミッションの低減および燃費の向上を図
ることができる。また、その再開時期が遅すぎることに
よる空燃比の悪化を防止して、更なるエミッションの低
減を図ることもできる。

【００７８】また、本実施例では、燃料カットまたは二
次空気供給の実行前に空燃比がリーン状態となっている
場合、あるいは空燃比がリッチな状態であってもリーン
方向に移行しようとしている場合には、遅延時間ＴＦＢ
を学習補正しない構成となっていることから、触媒コン
バータ１６でＯ₂ ストレージ効果を奏しないような例外
的な経過時間を学習値として採用することもない。この
ため、サブ空燃比フィードバック制御の再開時期をより
一層適正な時期とすることができ、さらなるエミッショ
ンの低減および燃費の向上を図ることができる。

【００７９】なお、前記実施例では、サブ空燃比フィー
ドバック制御処理として、メイン空燃比Ｆ／Ｂ制御処理
ルーチンで算出したスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬを補正す
る構成をとっていたが、これに換えて、メイン空燃比Ｆ
／Ｂ制御処理ルーチンで算出した積分量ＫＩＲ，ＫＩＬ
を補正する構成としてもよい。また、スキップ量ＲＳ
Ｒ，ＲＳＬと積分量ＫＩＲ，ＫＩＬとの双方を補正する
構成としてもよい。さらには、これらスキップ量ＲＳ
Ｒ，ＲＳＬおよび積分量ＫＩＲ，ＫＩＬを用いることな
しに、第２の空燃比補正係数を導入する構成としてもよ
い。

【００８０】また、前記実施例では、リーン化手段Ｍ７
として燃料カットを行なう構成と二次空気供給を行なう
構成とが採用されていたが、これに限るものではない。
減速時等の燃料供給量を減少する構成、あるいは吸入空
気量を増量する構成であればどのような構成であっても
よい。

【００８１】さらに、前記実施例では、遅延時間ＴＦＢ
と時間Ｔ２とに７：１の加重を掛けた加重平均から新た
な遅延時間ＴＦＢを学習補正する構成としていたが、こ
れに換えて、遅延時間ＴＦＢと時間Ｔ２との比率を別の
比率、例えば３：１として、時間Ｔ２の影響度を変えた
構成としてもよい。また、こうした遅延時間ＴＦＢと時
間Ｔ２との加重平均をとる構成に換えて、遅延時間ＴＦ
Ｂと時間Ｔ２との差分を演算して、その差分に応じて微
小量△ＴＦＢを加算もしくは減算する構成としてもよ
い。

【００８２】前記実施例では、上流側および下流側空燃
比センサＭ４，Ｍ５としてＯ₂ センサ８５，８６を用い
ていたが、これに換えて、ＣＯセンサ、リーンミックス
チャセンサ等を用いた構成であってもよい。

【００８３】以上、本発明の一実施例を詳述してきた
が、本発明は、こうした実施例に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様にて実施することができるのは勿論のことであ
る。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
空燃比制御装置では、燃料カット，二次空気供給等のリ
ーン化制御後におけるサブ空燃比フィードバック制御の
再開時期が、触媒コンバータのＯ₂ ストレージ効果が解
消される適正な時期に調節される。従って、その再開時
期が早過ぎることによる空燃比過補正を防止して、エミ
ッションの低減および燃費の向上を図ることができる。
また、その再開時期が遅すぎることによる空燃比の悪化
を防止して、更なるエミッションの低減を図ることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の空燃比制御装置を例示する
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例である空燃比制御装置を搭載
した自動車用エンジンおよびその周辺装置を表す概略構
成図である。

【図３】ＥＣＵを中心とした制御系の電気的な構成を示
すブロック図である。

【図４】ＥＣＵのＣＰＵにより実行される燃料噴射制御
処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】同じくＣＰＵにより実行される燃料カット判定
処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】回転速度Ｎｅに応じた燃料カット状況を示すグ
ラフである。

【図７】ＣＰＵにより実行される二次空気供給制御処理
ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】ＣＰＵにより実行されるメイン空燃比フィード
バック制御処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図９】そのメイン空燃比フィードバック制御処理の内
容を示すタイミングチャートである。

【図１０】ＣＰＵにより実行されるサブ空燃比フィード
バック制御処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】ＣＰＵにより実行されるサブフィードバック
制御停止解除指示ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１２】ＣＰＵにより実行される遅延時間学習制御処
理ルーチンの前半部分を示すフローチャートである。

【図１３】遅延時間学習制御処理ルーチンの後半部分を
示すフローチャートである。

【図１４】ＣＰＵで実行される各種制御処理に基づく動
作を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

Ｍ１…内燃機関Ｍ２…排気通路Ｍ３…触媒コンバータＭ４…上流側空燃比センサＭ５…下流側空燃比センサＭ６…フィードバック制御手段Ｍ７…リーン化手段Ｍ８…停止手段Ｍ９…遅延手段Ｍ１０…判別手段Ｍ１１ …再開手段Ｍ１２ …経過時間算出手段Ｍ１３ …遅延時間補正手段ＦＢ１…第１の空燃比フィードバック制御ＦＢ２…第２の空燃比フィードバック制御１…エンジン２…吸気通路５…スロットルバルブ７…燃料噴射弁１１…燃焼室１２…点火プラグ１５…排気通路１６…触媒コンバータ２３…回転速度センサ５０…二次空気供給装置７０…ＥＣＵ７０ａ…ＣＰＵ７０ｃ…ＲＡＭ７０ｄ…バックアップＲＡＭ８３…エアフロメータ８５…上流側Ｏ₂ センサ８６…下流側Ｏ₂ センサＦＡＦ…空燃比補正係数ＫＩＬ…積分量ＫＩＲ…積分量ＲＳＬ…リーンスキップ量ＲＳＲ…リッチスキップ量ＴＦＢ…遅延時間

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側に設けられ、排気成分から空
燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記触媒コンバータの下流側に設けられ、排気成分から
空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサにより検出された空燃比に基づ
く第１の空燃比フィードバック制御と前記下流側空燃比
センサにより検出された空燃比に基づく第２の空燃比フ
ィードバック制御とを実行することにより、前記内燃機
関の空燃比を所定の目標空燃比に制御するフィードバッ
ク制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置におい
て、前記内燃機関が所定の運転状態にあるとき、前記内燃機
関へ供給される燃料と空気との混合比を強制的に調節し
て、前記内燃機関の空燃比をリーン状態とするリーン化
手段と、該リーン化手段により内燃機関の空燃比がリーン状態と
されたとき、前記第２の空燃比フィードバック制御を停
止する停止手段と、前記リーン化手段による空燃比の制御が終了後、所定時
間遅延する遅延手段と、前記所定時間内に、前記下流側空燃比センサの検出結果
がリーン状態を脱したか否かを判別する判別手段と、前記遅延手段による前記所定時間が経過したと判断され
るか、または前記所定時間が経過していなくても前記判
別手段によりリーン状態を脱したと判別されたときに、
前記第２の空燃比フィードバック制御を再開する再開手
段とを設け、さらに、前記リーン化手段による空燃比の制御が終了後、前記下
流側空燃比センサの検出結果がリーン状態を脱するまで
の経過時間を算出する経過時間算出手段と、該算出された経過時間に基づき、前記遅延手段により遅
延する所定時間を増減補正する遅延時間補正手段とを設
けた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
置であって、リーン化手段による空燃比の制御が実行される直前、下
流側空燃比センサの検出結果から空燃比がリーン状態に
あるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により空燃比がリーン状態と判定されたと
き、遅延時間補正手段による所定時間の増減補正を禁止
する補正禁止手段とを設けた内燃機関の空燃比制御装
置。