JP3088054B2 - 内燃エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの空燃比制
御装置、より詳しくは内燃エンジンの排気通路に配設さ
れた排気濃度センサの検出値を目標空燃比にフィードバ
ック制御する内燃エンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、排気ガス濃度に略比例する出
力特性を備えた排気濃度センサ（以下、「ＬＡＦセン
サ」という）をエンジンの排気通路に配設し、該ＬＡＦ
センサの出力値を目標空燃比にフィードバック制御する
空燃比制御装置はよく知られている。

【０００３】このような空燃比制御装置に用いられるＬ
ＡＦセンサとしては、例えば、２つの平板状の酸素イオ
ン伝導性固体電解質材の各々に電極対を設けて酸素ポン
プ素子及び電池素子を形成し、酸素ポンプ素子及び電池
素子の一方の電極面の各々が気体拡散室の一部をなして
その気体拡散室が被測定気体と導入孔を介して連通し電
池素子の他方の電極面が大気室に面するように構成した
ものがある。

【０００４】かかるＬＡＦセンサにおいては、気体拡散
室内の酸素濃度を常に所定濃度（例えば、０）に保持す
るように電池素子の発生電圧と所定基準電圧とを比較し
てその比較結果に応じて酸素ポンプ素子の電極面にポン
プ電流を供給し、そのポンプ電流値を酸素濃度に比例し
た信号として増幅回路を介して出力するようになってい
る。ポンプ電流の検出系としては酸素ポンプ素子と直列
に接続した電流検出抵抗が用いられ、その電流検出抵抗
の両端電圧がポンプ電流値を表わす電圧として取り出さ
れる。

【０００５】このようなＬＡＦセンサにおいては、ポン
プ電流ＩＰが理論空燃比に対してリッチ及びリーン領域
で各々直線的に変化する酸素濃度検出特性となる。空燃
比の検出は、このようにポンプ電流値と空燃比との関係
を利用して行われるものであるが、実際は、既述の如く
電流検出抵抗を含む検出系から出力される電圧から空燃
比を判別するようになっている。

【０００６】すなわち、ポンプ電流の検出系からは、排
気ガス濃度に略比例する出力特性を有する出力電圧ＶＡ
Ｆと、目標空燃比に相当する電圧値である中心電圧ＶＡ
ＦＣＥＮＴとが出力される。そして、検出された出力電
圧ＶＡＦと中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴとの偏差を検出する
ことにより、混合気の空燃比が算出でき、この算出結果
に基づいて空燃比フィードバック制御が行われる。

【０００７】しかしながら、ＬＡＦセンサのみを用いる
上記手法においては目標空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝
１４．７）に設定して空燃比のフィードバック制御を行
った場合、ＬＡＦセンサに接続されている増幅回路やア
ース電位のバラツキ等に起因して生じる出力値の誤差分
のため混合気の空燃比は、前記理論空燃比より誤差分よ
りずれた空燃比に収束する。この為、アース電位、増幅
回路のバラツキ幅の大きい場合の排気ガス特性は悪化す
るという不都合があった。

【０００８】そこで、かかる不都合を解消する技術とし
て、エンジンの排気通路に設けられた触媒装置の上流側
にＬＡＦセンサを設ける一方、目標空燃比（理論空燃
比）の近傍で出力信号が反転するタイプの排気濃度セン
サ（Ｏ２センサ）を前記触媒装置の下流側に設けた構成
のものが既に提案されている（例えば、特開平２−６７
４４３号公報）。

【０００９】この公報に開示されたものは、前記増幅回
路等のバラツキやセンサ自体の劣化等によりＬＡＦセン
サの出力値に誤差が生ずると、ＬＡＦセンサの出力特性
上、検出電流（上述のポンプ電流）ＩＰと空燃比との関
係において理論空燃比から大気までの傾きが変化する点
に着目し、下流側のＯ２センサの出力値により、上流側
のＬＡＦセンサの出力特性の前記傾きを学習補正して、
目標空燃比が常に理論空燃比となるように制御しようと
するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＡＦ
センサの出力特性の傾きを学習補正する上記公報の装置
であっても、上述のＬＡＦセンサのみを用いる従来の手
法と同様に増幅回路やアース電位のバラツキ等によりＬ
ＡＦセンサの前記中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴを正確に把握
することはできない。そのため、混合気の空燃比の制御
量を正確に求めることができず、従って高精度な空燃比
制御が困難となり、排気ガス特性の悪化を来すという問
題があった。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に鑑み、ＬＡＦ
センサの中心電圧を正確に決定し、加えて目標空燃比の
補正値を学習することにより目標空燃比を補正して、高
精度な空燃比制御を可能とし、排気ガス特性の向上を図
った内燃エンジンの空燃比制御装置を提供することにあ
る。

【００１２】上記目的を達成するために本発明は、内燃
エンジンの排気通路に配設されて排気ガス中の有害成分
を浄化する触媒装置と、該触媒装置の上流側の排気通路
に配設され排気ガス濃度に略比例するポンプ電流値に基
づいた出力を送出する第１の排気濃度センサと、エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状
態検出手段の検出結果に基づいて目標空燃比を算出する
目標空燃比算出手段と、前記第１の排気濃度センサの出
力値に基づき実空燃比を算出する実空燃比算出手段とを
備え、前記実空燃比算出手段により算出された実空燃比
と前記目標空燃比算出手段により算出された目標空燃比
とに応じて前記エンジンへ供給される混合気の空燃比を
制御する内燃エンジンの空燃比制御装置において、前記
第１の排気濃度センサの活性化状態を判別するセンサ活
性判別手段と、前記第１の排気濃度センサのポンプ電流
値の反転を検知するポンプ電流反転検知手段と、前記第
１の排気濃度センサの活性時かつ前記ポンプ電流値の反
転時に、該第１の排気濃度センサの中心値を学習するセ
ンサ中心値学習手段とを設け、前記実空燃比算出手段
は、前記センサ中心値学習手段によって学習された前記
第１の排気濃度センサの中心値に基づいて前記実空燃比
を算出するように構成し、さらに、前記内燃エンジンの
空燃比制御装置は、前記触媒装置の下流側の前記排気通
路に配設され目標空燃比の近傍で出力信号が反転する第
２の排気濃度センサと、該第２の排気濃度センサの出力
値に基づいて前記目標空燃比の補正値を算出する補正値
算出手段と、前記目標空燃比の補正値を学習する補正値
学習手段とを有し、前記学習された補正値に基づいて前
記目標空燃比を補正するように構成したものである。

【００１３】

【００１４】上記構成により本発明によれば、第１の排
気濃度センサのポンプ電流値が反転する時は混合気が理
論空燃比であることに着目し、センサ中心値学習手段は
第１の排気濃度センサの活性時かつ前記ポンプ電流値の
反転時に、該第１の排気濃度センサの中心値、例えばそ
の中心電圧を学習する。これにより、第１の排気濃度セ
ンサの出力電圧のリニアな出力特性に対して、常に正確
なストイキポイント（λ＝１．０）を設定することがで
きる。これにより高精度の空燃比が可能となり、排気ガ
ス特性の向上が図られる。加えて、第２の排気濃度セン
サの出力値に基づいて目標空燃比の補正値が学習され、
この学習された補正値により目標空燃比が補正されるの
で、より高精度な空燃比制御が可能となる。

【００１５】

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１７】図１は本発明に係る内燃エンジンの空燃比
制御装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００１８】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であっ
て、該エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボデ
ィ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配さ
れている。また、スロットル弁３′にはスロットル弁開
度（θＴＨ）センサ４が連結されており、スロットル弁
３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロー
ルユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。

【００１９】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３′との間に各気筒毎に配設
され、図示しない燃料ポンプに接続されるとともにＥＣ
Ｕ５に電気的に接続され、当該ＥＣＵ５からの信号によ
り燃料噴射の開弁時間が制御される。

【００２０】また、吸気管２のスロットル弁３′の下流
側には分岐管７が設けられ、該分岐管７の先端には絶対
圧（ＰＢＡ）センサ８が取付けられている。該ＰＢＡセ
ンサ８はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２
内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信号
に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００２１】また、分岐管７の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ９が装着され、該ＴＡセンサ
９により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換されて
ＥＣＵ５に供給される。

【００２２】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００２３】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられ
ている。

【００２４】ＮＥセンサ１１はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＹ
Ｌセンサ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位置で
ＴＤＣ信号パルスを出力し、これらの各ＴＤＣ信号パル
スはＥＣＵ５に供給される。

【００２５】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２６】前記エンジン１の排気管１４の途中には触
媒装置（三元触媒）１５が介装されており、該触媒装置
１５により排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害成
分の浄化が行なわれる。

【００２７】前記排気管１４の途中であって前記触媒装
置１５の上流側及び下流側には広域酸素濃度センサ（以
下、「ＬＡＦセンサ」という）１６及び酸素濃度センサ
（以下、「Ｏ２センサ」という）１７がそれぞれ配設さ
れている。

【００２８】ＬＡＦセンサ１６は、後で詳細に説明する
ように上下１対の電池素子及び酸素ポンプ素子がジルコ
ニア固体電解質（ＺｒＯ₂）等からなるセンサ素子の所
定位置に付設されてなり、さらに該センサ素子が増幅回
路に電気的に接続されている。そして、該ＬＡＦセンサ
１６は、前記センサ素子の内部を通過する排気ガス中の
酸素濃度に略比例した出力電圧ＶＡＦと目標空燃比に相
当する中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴとを出力し、その電気信
号をＥＣＵ５に供給する。

【００２９】前記Ｏ２センサ１７は、センサ素子が上記
ＬＡＦセンサ１６と同様ジルコニア固体電解質（ＺｒＯ
₂）からなり、その起電力が理論空燃比の前後において
急激に変化する特性を有し、理論空燃比においてその出
力信号はリーン信号からリッチ信号又はリッチ信号から
リーン信号に反転する。すなわち、該Ｏ２センサ１７の
出力信号は排気ガスのリッチ側において高レベルとな
り、リーン側において低レベルとなり、その出力信号を
ＥＣＵ５に供給する。

【００３０】また、大気圧（ＰＡ）センサ１８は、エン
ジン１の適所に配設されて大気圧ＰＡを検出し、その電
気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００３１】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路５ａと、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記燃料噴射弁６、点火プラグ１３に駆動信号
を供給する出力回路５ｄとを備えている。

【００３２】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、基本モードの場合は数式（１）に
基づき、また始動モードの場合は数式（２）に基づき前
記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射
時間ＴＯＵＴを演算し、その結果を記憶手段５ｃ（ＲＡ
Ｍ）に記憶する。

【００３３】 ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ …（１） ＴＯＵＴ＝ＴｉＣＲ×Ｋ３＋Ｋ４ …（２） ここに、ＴｉＭは基本モード時の基本燃料噴射時間、具
体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡと
に応じて設定される基本燃料噴射時間であって、このＴ
ｉＭ値を決定するためのＴｉＭマップが記憶手段５ｃ
（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００３４】ＴｉＣＲは始動モード時の基本燃料噴射時
間であって、ＴｉＭ値と同様、エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定され、該ＴｉＣＲ値を
決定するためのＴｉＣＲマップが記憶手段５ｃ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている。

【００３５】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、後述するようにエンジンの運転状態に基づいて算出
される目標空燃比係数ＫＣＭＤとＯ２センサ１７の出力
値に基づいて設定される空燃比補正値ΔＫＣＭＤとに応
じて設定される。

【００３６】ＫＬＡＦは空燃比補正係数であって、空燃
比フィードバック制御中はＬＡＦセンサ１６によって検
出された空燃比が目標空燃比に一致するように設定さ
れ、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた
所定値に設定される。

【００３７】Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４は夫々各種エン
ジンパラメータ信号に応じて演算される補正係数及び補
正変数であって、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じ
た燃費特性や加速特性等の諸特性の最適化が図られるよ
うな所定値に設定される。

【００３８】図２は、上記ＬＡＦセンサ１６の構成を示
す図であり、このＬＡＦセンサ１６のセンサ本体１００
は、図３に併せて示すように、ほぼ長方体状をなし、酸
素イオン伝導性の固体電解質材（例えばＺｒＯ₂（二酸
化ジルコニウム）の基体２０から成る。基体２０には第
１及び第２の酸素イオン伝導性固体電解質壁部２１，２
２が互いに平行に形成されており、該両壁部２１，２２
間に、壁部２１，２２に沿う方向（図中上下方向）に第
１気体拡散室（拡散制限域）２３が形成されている。

【００３９】気体拡散室２３は導入孔２４を介して排気
管内に連通し、該導入孔２４を通して排気ガスが導入さ
れるようになっている。また、前記第１の壁部２１と該
壁部２１側に形成された外壁部２５との間には、気体参
照室２６が形成され、大気（基準ガス）が導入されるよ
うになっている。

【００４０】第１、第２の固体電解質壁部２１，２２の
内外壁面上にはこれを挟んで対向するように電極対が設
けられている。即ち、第１の壁部２１の両側面にはＰｔ
（白金）から成る一方の電極対２７ａ，２７ｂが互いに
対向するように設けられて電池素子（センシングセル）
２８をなし、前記第２の壁部の両側面には同様に他方の
電極対２９ａ，２９ｂが設けられて酸素ポンプ素子（ポ
ンピングセル）３０をなしている。

【００４１】一方、前記外壁部２５には電池素子２８及
び酸素ポンプ素子３０を加熱してその活性化を促進する
ためのヒータ（加熱素子）３１が設けられている。

【００４２】図２に示すように、検出素子用の電極のう
ちの内側電極２７ｂ，２９ｂ、即ち気体拡散室２３側の
電極は、共通に接続され、ラインｌを介して演算増幅回
路４１の反転入力端に接続されている。

【００４３】一方、電池素子２８の外側電極２７ａは差
動増幅回路４２の反転入力端に接続されている。該差動
増幅回路４２は、その非反転入力端に接続される基準電
圧源４３とともに前記電池素子２８側の電極対２７ａ，
２７ｂ間の電圧（本例の場合は、更にこれに上記ライン
ｌ上の電圧が加わった電圧）と上記基準電圧源４３側の
基準電圧との差電圧に応じた電圧を酸素ポンプ素子３０
側の電極対２９ａ，２９ｂ間に印加するための手段を構
成するものである。

【００４４】前記基準電圧源４３の基準電圧ＶＳＯは、
本実施例では、供給空燃比が理論混合比と等しいときに
前記電池素子２８に生ずる電圧（例えば０．４５Ｖ）と
前記演算増幅回路４１の非反転入力端に印加される後述
の基準電圧との和電圧に設定されている。

【００４５】差動増幅回路４２の出力端は、前記酸素ポ
ンプ素子３０の外側電極２９ａに接続されている。酸素
ポンプ素子３０の外側電極２９ａに加わる電圧は、後述
のように、供給空燃比が理論混合比に対してリーン側か
リッチ側かで差動増幅回路４２の出力レベルが正または
負レベルになるのに伴ってその印加電圧値が変わり、ま
たこれに応じて酸素ポンプ素子３０及びラインｌを通し
て後述のポンプ電流検出抵抗４６に流れるポンプ電流Ｉ
Ｐの向き（正、負）も切り換わる。

【００４６】前記演算増幅回路４１の非反転入力端には
基準電圧源４５が接続されているとともに、演算増幅回
路４１の出力端とラインｌとの間、即ち演算増幅回路４
１の反転入力端との間に、ポンプ電流検出用の電流検出
抵抗４６が接続されている。従って、該抵抗４６は、演
算増幅回路４１の負帰還路に挿入されている。

【００４７】かかる構成においては、ラインｌにポンプ
電流が流れないとき、即ちＩＰ＝０のときは、演算増幅
回路４１の出力端の電圧ＩＰＶ（即ち、ポンプ電流検出
用の抵抗４６の一端側の電圧）は、上記基準電圧源４５
により設定される基準電圧源電圧値ＶＲＥＦに等しくな
り、且つまた、ＩＰ＝０の場合は、反転入力端側の電圧
ＶＡＦＣＥＮＴ、即ち上記ラインｌ上の電位であって電
流検出抵抗４６の他端側の電圧も、上記基準電圧源電圧
値ＶＲＥＦに等しくなるようにすることができる。

【００４８】しかも、これのみならず、ポンプ電流ＩＰ
が流れ、これが後述するように供給空燃比に応じてリー
ン領域及びリッチ領域において変化するときでも、演算
増幅回路４１の反転入力端の電圧、即ちラインｌに接続
されている電流検出抵抗４６の他端の電圧は、ポンプ電
流ＩＰの変化にかかわらず、非反転入力端側の電圧、即
ち上記基準電圧源電圧値ＶＲＥＦに略等しくすることも
できる。

【００４９】上述のように、ラインｌ上の電圧、従って
電流検出抵抗４６の他端電圧ＶＡＦＣＥＮＴは、ポンプ
電流の有無及びその変化にかかわらず、常に、略ＶＲＥ
Ｆを維持するような定電圧特性を示すものとなり、一
方、演算増幅回路４１の出力端側に接続された電流検出
抵抗４６の一端の電圧ＶＡＦは、ポンプ電流ＩＰの向き
（正、負）及びその大きさに応じて変化するので、上記
電圧ＶＡＦＣＥＮＴは、酸素ポンプ素子３０に流れる電
流を検出しその検出電流値を基に空燃比を算出する場合
の中心値（中心電圧）となる。そして、電流検出抵抗４
６の両端電圧である演算増幅回路４１の出力電圧ＶＡＦ
及びラインｌの電圧ＶＡＦＣＥＮＴは、ＥＣＵ５の入力
回路５ａに供給されるようになっている。

【００５０】従って、上記入力回路５ａには、ポンプ電
流ＩＰに基づく空燃比の算出処理にあたって、中心電圧
値をしめすＶＡＦＣＥＮＴと、ＶＡＦとが与えられるこ
ととなる。

【００５１】上記ＬＡＦセンサ１６による酸素濃度の検
出は、空燃比のリーン側、リッチ側において、下記のよ
うにして行われる。

【００５２】即ち、エンジンの運転に伴い、排気ガスが
導入孔２４を介して気体拡散室２３へ導入されると、該
気体拡散室２３内と大気が導入されている気体参照室２
６内との間に酸素濃度差が生ずる。該酸素濃度差に応じ
て電池素子２８の電極２７ａ，２７ｂの間に電圧（セン
サ電圧）が発生し、該電極２７ａ，２７ｂ間電圧と上記
ラインｌ電圧ＶＡＦＣＥＮＴとが加算された電圧が差動
増幅回路４２の反転入力端に供給される。供給空燃比が
リーン側にあるときには、電池素子２８の電極２７ａ，
２７ｂ間の発生電圧が低下し、一方、ラインｌの電圧Ｖ
ＡＦＣＥＮＴは上記ＶＲＥＦに維持されることから、電
極２７ａ，２７ｂ間電圧と電圧ＶＡＦＣＥＮＴとの加算
電圧が基準電圧ＶＳＯより小さくなる。これにより、差
動増幅回路４２の出力レベルが正レベルとなり、この正
レベル電圧が酸素ポンプ素子３０に印加される。この正
レベル電圧の印加によって、酸素ポンプ素子３０が活性
状態にあるときは、気体拡散室２３内の酸素がイオン化
して電極２９ｂ，第２の壁部２２及び電極２９ａを介し
て放出されることにより、ＬＡＦセンサ１６の外部へ汲
み出されるとともに、ポンプ電流ＩＰが電極２９ａから
電極２９ｂに向かって流れ、ラインｌを通して電流検出
抵抗４６を流れる。この場合は、ポンプ電流ＩＰは、ラ
インｌ側から演算増幅回路４１の出力端側に向かう方向
で該抵抗４６中を流れることとなる。

【００５３】一方、供給空燃比がリッチ側にあるときに
は、電池素子２８の電極２７ａ，２７ｂ間電圧とライン
ｌ上の電圧ＶＡＦＣＥＮＴとの加算電圧が基準電圧ＶＳ
Ｏより大きくなることにより、差動増幅回路４２の出力
レベルが負レベルとなり、上述と逆の作用によって、外
部の酸素が酸素ポンプ素子３０を介して気体拡散室２３
内へ汲み込まれるとともに、ポンプ電流ＩＰが電極２９
ｂから電流２９ａに向かって流れる。この場合には、ラ
インｌ上のポンプ電流ＩＰの方向は反転し、上述のリー
ン側の場合とは逆の向きでポンプ電流ＩＰが電流検出抵
抗４６中を流れる。

【００５４】また、供給空燃比が理論混合比に等しいと
きは、電池素子２８の電極２７ａ，２７ｂ間電圧と電圧
ＶＡＦＣＥＮＴとの加算電圧が基準電圧ＶＳＯと等しく
なることにより、上述のような酸素の汲出及び汲込は行
われず、したがってポンプ電流は流れない（即ちこの場
合には、ポンプ電流値ＩＰはＩＰ＝０である）。

【００５５】以上のように、気体拡散室２３内の酸素濃
度が一定となるように酸素の汲出及び汲込が行われ、ポ
ンプ電流が流れるので、このポンプ電流値ＩＰは供給空
燃比のリーン側及びリッチ側において、排気ガスの酸素
濃度に夫々比例するものとなる。

【００５６】次に、上記ＣＰＵ５ｂで実行される本発明
の空燃比フィードバック制御手法について詳説する。

【００５７】図４は空燃比フィードバック制御のメイン
ルーチンを示すフローチャートである。

【００５８】まず、ステップＳ１ではＬＡＦセンサ１６
からの出力値を読み込む。次いでエンジンが始動モード
にあるか否かを判別する（ステップＳ２）。ここで、始
動モードにあるか否かは、例えば、図示しないエンジン
のスタータスイッチがオンで且つエンジン回転数が所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判別する。

【００５９】そして、ステップＳ２の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のとき、すなわち、始動モードのときはエンジンが
低水温時の場合であり、エンジン冷却水温ＴＷ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡの関数であるＫＴＷＬＡＦマップを検
索して低水温時の目標空燃比係数ＫＴＷＬＡＦを算出し
（ステップＳ３）、該ＫＴＷＬＡＦ値を目標空燃比係数
ＫＣＭＤに設定する（ステップＳ４）。次いで、フラグ
ＦＬＡＦＦＢを「０」にセットして空燃比のフィードバ
ック制御を中止し（ステップＳ５）、空燃比補正係数Ｋ
ＬＡＦ及びその積分項（Ｉ項）ＫＬＡＦＩを１．０に設
定して（ステップＳ６、ステップＳ７）本プログラムを
終了する。

【００６０】一方、ステップＳ２の答が否定（ＮＯ）の
とき、すなわち基本モードのときは、後述する図５のフ
ローチャートに基づき修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを
算出し（ステップＳ８）、次いでフラグＦＡＣＴが
「１」か否かを判別してＬＡＦセンサ１６が活性化して
いるか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、ＬＡ
Ｆセンサ１６の活性化判別は、バックグラウンド処理さ
れるＬＡＦセンサ活性化判別ルーチン（図示せず）によ
りなされ、例えば、ＬＡＦセンサ１６の出力電圧ＶＯＵ
Ｔとその中心電圧ＶＣＥＮＴとの差が所定値（例えば
０．４Ｖ）より小さいときに「ＬＡＦセンサ１６は活性
化した」と判別される。

【００６１】そして、ステップＳ９の答が否定（ＮＯ）
のときはステップＳ５に進む一方、ステップＳ９の答が
肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわちＬＡＦセンサ１６の活
性化が完了しているときはステップＳ１０に進み、ＬＡ
Ｆセンサ１６により検出された空燃比の当量比ＫＡＣＴ
（１４．７／（Ａ／Ｆ））（以下、「検出空燃比係数」
という）を算出する。ここで、該検出空燃比係数ＫＡＣ
Ｔは、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥ及び
大気圧ＰＡの変動により排気圧が変動することに鑑み、
これらの運転パラメータに応じて補正された値に算出さ
れ、具体的には後述する図６のＫＡＣＴ算出ルーチンを
実行して算出される。

【００６２】次いで、ステップＳ１１ではフィードバッ
ク処理ルーチンを実行して本プログラムを終了する。す
なわち、所定のフィードバック条件を充足しないときは
フラグＦＬＡＦＦＢを「０」にセットしてフィードバッ
ク制御を禁止する一方、所定のフィードバック条件を充
足するときはフラグＦＬＡＦＦＢを「１」にセットして
空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出し、フィードバック制御
の実行を指令して、本プログラムを終了する。

【００６３】しかして、図５はステップＳ８（図４）で
実行されるＫＣＭＤＭ算出ルーチンのフローチャートで
あって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行される。

【００６４】まず、エンジン１がフューエルカット（燃
料供給停止）中か否かを判別する（ステップＳ２１）。
フューエルカット中であるか否かは、エンジン回転数Ｎ
Ｅやスロットル弁３′の弁開度θＴＨに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン（図示せ
ず）の実行により判別される。

【００６５】そして、ステップＳ２１の答が否定（Ｎ
Ｏ）のとき、すなわち基本モードのときは、ステップＳ
２２に進み、目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する。該目
標空燃比係数ＫＣＭＤは、通常はエンジン回転数ＮＥ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマトリックス状にマッ
プ値ＫＣＭＤが与えられたＫＣＭＤマップから読み出さ
れるが、車輌の発進時や低水温時あるいは所定の高負荷
運転時においては適宜補正され、具体的には、ＫＣＭＤ
算出ルーチン（図示せず）を実行することによりこれら
の運転状態に適合した値に設定される。

【００６６】一方、ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭ
ＤＦＣ（例えば、１．０）に設定して（ステップＳ２
３）、ステップＳ２４に進む。

【００６７】次に、ステップＳ２４では、Ｏ２処理を行
なう。すなわち、後述するように、所定条件下、Ｏ２セ
ンサ１７からの出力値に基づき目標空燃比係数ＫＣＭＤ
を補正して修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００６８】そして、ステップＳ２５では修正目標空燃
比係数ＫＣＭＤＭのリミットチェックを行ない、本プロ
グラムを終了してメインルーチン（図４）に戻る。すな
わち、ステップＳ２４で算出されたＫＣＭＤＭ値と所定
の上下限値ＫＣＭＤＭＨ，ＫＣＭＤＭＬとの大小関係を
比較し、ＫＣＭＤＭ値が上限値ＫＣＭＤＭＨより大きい
ときはＫＣＭＤＭ値はその上限値ＫＣＭＤＭＨに設定さ
れ、ＫＣＭＤＭ値が下限値ＫＣＭＤＭＬより小さいとき
は、ＫＣＭＤＭ値はその下限値ＫＣＭＤＭＬに設定され
る。

【００６９】図６は、前記ステップＳ１０（図４）で実
行されるＫＡＣＴ算出ルーチンのフローチャートであっ
て、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して
実行される。

【００７０】まず、ステップＳ３１では、記憶手段５ｃ
に記憶されている排圧マップを検索して、エンジン回転
数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じた排気圧力（排
圧）ＰＢＯＵＴの算出を行う。該排圧マップは、エンジ
ン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとによって決定さ
れる複数のエンジン運転領域毎に所定のマップ値が与え
られており、このマップ検索によりエンジン運転状態に
応じたマップ値が読み出され、あるいは補間法により算
出される。

【００７１】続くステップＳ３２では、前記ステップＳ
３１で算出された排圧ＰＢＯＵＴに応じた排圧補正係数
ＫＰＥＸ１の算出を、記憶手段５ｃに記憶されているＫ
ＰＥＸ１テーブルを検索して行う。該ＫＰＥＸ１テーブ
ルは、具体的には、図７に示すようにエンジンの高負荷
〜低負荷に対応した排圧テーブル値ＰＢＯＵＴ１〜ＰＢ
ＯＵＴ４に対して、排圧補正係数値ＫＰＥＸ１１〜ＫＰ
ＥＸ４１がそれぞれ与えられており、排圧補正係数ＫＰ
ＥＸ１は、かかるＫＰＥＸ１テーブルを検索することに
より読み出され、あるいは補間法により算出される。な
お、排圧補正係数ＫＰＥＸ１は排圧ＰＢＯＵＴの値が小
さいほど大きくなるように設定されている。

【００７２】さらに、ステップＳ３３では、ＰＡセンサ
１８により検出される大気圧ＰＡに応じた排圧補正係数
ＫＰＥＸ２の算出を、記憶手段５ｃに記憶されているＫ
ＰＥＸ２テーブルを検索して行う。該ＫＰＥＸ２テーブ
ルは、具体的には、図８に示すように高地〜低地に対応
した大気圧テーブル値ＰＡＥＸ１〜ＰＡＥＸ４に対し
て、排圧補正係数値ＫＰＥＸ２１〜ＫＰＥＸ２４がそれ
ぞれ与えられており、排圧補正係数ＫＰＥＸ２は、かか
るＫＰＥＸ２テーブルを検索することにより読み出さ
れ、あるいは補間法により算出される。なお、排圧補正
係数ＫＰＥＸ２は大気圧ＰＡが大きくなるほど大きくな
るように設定されている。

【００７３】そして、ステップＳ３４において、最終的
な排圧補正係数ＫＰＥＸを数式（３）により算出する。

【００７４】 ＫＰＥＸ＝ＫＰＥＸ１×ＫＰＥＸ２ ……（３） 次のステップＳ３５では、前述したＬＡＦセンサ１６か
ら出力された中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴの誤差分を学習補
正する。この学習補正は、具体的には次の図９に示すＶ
ＡＦＣＥＮＴ補正ルーチンを実行して行われる。なお、
本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行
される。

【００７５】図９において、まず、ステップＳ４１で
は、ＬＡＦセンサ１６が活性化していることを“１”で
示すフラグＦＡＣＴが“１”であるか否かを判別し、そ
の答が肯定（ＹＥＳ）であるときはステップＳ４２へ進
む。ステップＳ４２では、Ｏ2センサ１７の出力に応じ
た空燃比フィードバック制御中であることを“０”で示
すフラグＦＭＯ２が“０”であるか否かを判別し、その
答が肯定（ＹＥＳ）のときは、エンジン１が理論空燃比
に近い状態で安定して運転されており、このような時は
中心値ＶＡＦＣＥＮＴを学習補正するのに適した状態に
あって、より高精度に学習補正が行われると判断し、ス
テップＳ４３以降へ進んで実際の中心値ＶＡＦＣＥＮＴ
の学習補正を行う。

【００７６】一方、前記ステップＳ４１またはステップ
Ｓ４２の答が否定（ＮＯ）であるときは中心値ＶＡＦＣ
ＥＮＴを学習補正するのに適した状態ではないと判断し
て本ルーチンを終了する。

【００７７】ステップＳ４３では、前述したラインｌ
（図２）に流れるポンプ電流ＩPが０となったか否かを
判別し、ＩP＝０でその答が肯定（ＹＥＳ）となるとき
は、ポンプ電流ＩPの流れる方向が反転するときであっ
て混合気の空燃比が理論空燃比にあると判断して、ステ
ップＳ４４でＬＡＦセンサ１６の出力電圧ＶＡＦを読み
込む。なお、ＩP＝０の検知は、ＩP＝０時にトリガを発
生するようにして、ＥＣＵ５はこのトリガを受けたとき
だけＶＡＦＣＥＮＴ値の学習補正をすべくステップＳ４
４以降へ進む。即ち、例えばＴＤＣ信号パルスの発生の
間に１回のみトリガが発生すれば、当該学習補正は１回
行われることになる。

【００７８】続くステップＳ４５では数式（４）により
ＬＡＦセンサ１６の中心値ＶＡＦＣＥＮＴを補正して本
ルーチンを終了し、図６のステップＳ３６へ戻る。

【００７９】

【数１】 ここで、数式（４）中のＣＲＥＦＶＣは、所定の学習な
まし係数であり、ＶＡＦは今回読込まれたＬＡＦセンサ
１６の出力電圧である。

【００８０】図６のステップＳ３６では、上述のように
学習されたＶＡＦＣＥＮＴ値に基づいてＬＡＦセンサ１
６からの出力電圧ＶＡＦを数式（５）により補正する。

【００８１】 ＶＡＦ＝（ＶＡＦAD＋ＶＡＦC.I−ＶＡＦＣＥＮＴ）×ＫＰＥＸ……（５） ここで、数式（５）におけるＶＡＦADは今回の出力電圧
ＶＡＦの読み込み値であり、ＶＡＦC.IはＶＡＦ値の初
期値であり、ＶＡＦＣＥＮＴは前記ステップＳ３５で学
習された中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴである。

【００８２】上記の数式（５）により、今回の出力電圧
ＶＡＦの読み込み値ＶＡＦADが、学習された中心電圧Ｖ
ＡＦＣＥＮＴに応じて補正される。

【００８３】その後のステップＳ３７では、前記ステッ
プＳ３６において補正されたＶＡＦ値に応じた検出空燃
比係数ＫＡＣＴを、記憶手段５ｃに記憶されているＫＡ
ＣＴテーブルを用いて検索する。該ＫＡＣＴテーブル
は、具体的には、図１０に示すようにＶＡＦテーブル値
ＶＡＦ０〜ＶＡＦ１１に対して、検出空燃比係数ＫＡＣ
Ｔ０〜ＫＡＣＴ１１がそれぞれ与えられており、前記初
期値ＶＡＦC.Iに基づいて作成されている。検出空燃比
係数ＫＡＣＴは、かかるＫＡＣＴテーブルを検索するこ
とにより読み出され、あるいは補間法により算出され
る。なお、検出空燃比係数ＫＡＣＴとＶＡＦ値とは略比
例するように設定されている。

【００８４】以上のように本実施例のＫＡＣＴ算出ルー
チンでは、ＬＡＦセンサ１６に接続される増幅回路のバ
ラツキなどによって、ＬＡＦセンサ１６の中心電圧ＶＡ
ＦＣＥＮＴに誤差が生じている場合においては、その誤
差はポンプ電流ＩＰの反転時のＬＡＦセンサ１６の出力
値ＶＡＦに基づいて、前記ステップＳ３５の数式（４）
で学習補正される。そして、その学習補正されたＶＡＦ
ＣＥＮＴ値を用いて、ＥＣＵ５に読み込まれたＬＡＦセ
ンサ１６の出力電圧ＶＡＦを補正し、更に該補正された
出力電圧ＶＡＦを用いて前記ＫＡＣＴテーブルを検索す
ることにより、前記中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴの誤差分を
考慮した正確な検出空燃比係数ＫＡＣＴを求めることが
できる。

【００８５】しかして、図１１は、前記図５のステップ
Ｓ２４で実行されるＯ２処理ルーチンのフローチャート
であって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同
期して実行される。

【００８６】まず、ステップＳ５１ではフラグＦＯ２が
「１」か否かを判別し、Ｏ２センサ１７が活性化してい
るか否かを判断する。このＯ２センサ１７が活性化した
か否かは、具体的には図１２に示すＯ２センサ活性化判
別ルーチンを実行して判断される。尚、このＯ２センサ
活性化判別ルーチンはバックグラウンド処理時に実行さ
れる。

【００８７】まず、ステップＳ７１ではイグニッション
スイッチ（図示せず）のオン時に所定値（例えば、２．
５６sec）にセットされる活性化判別用タイマｔｍＯ２
が「０」になったか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときはＯ２センサ１７は未だ活性化して
おらず、フラグＦＯ２を「０」にセットした後（ステッ
プＳ７２）、Ｏ２センサ強制活性化用タイマｔｍＯ２Ａ
ＣＴを所定値Ｔ１（例えば、２．５６sec）にセットし
て該タイマｔｍＯ２ＡＣＴをスタートさせ（ステップＳ
７３）本プログラムを終了する。

【００８８】一方、ステップＳ７１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、エンジンが始動モードにあるか否かを判
別し（ステップＳ７４）、その答が肯定（ＹＥＳ）のと
きは前記強制活性化用タイマｔｍＯ２ＡＣＴを前記所定
値Ｔ１に設定し、該タイマｔｍＯ２ＡＣＴをスタートさ
せて（ステップＳ７３）本プログラムを終了する。

【００８９】一方、ステップＳ７４の答が否定（ＮＯ）
のときは、ステップＳ７５に進み、前記強制活性化用タ
イマｔｍＯ２ＡＣＴが「０」になったか否かを判別する
（ステップＳ７５）。そして、その答が否定（ＮＯ）の
ときは本プログラムを終了する一方、その答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときはＯ２センサ１７が活性化したと判断して
フラグＦＯ２を「１」にセットし（ステップＳ７６）本
プログラムを終了する。

【００９０】しかして、このように上記Ｏ２センサ活性
化判別ルーチンを実行した結果、前記ステップＳ５１
（図１１）の答が否定（ＮＯ）、すなわち、Ｏ２センサ
１７が未だ活性化されていないと判断されたときは、ス
テップＳ５２に進み、タイマｔｍＲＸを所定値Ｔ２（例
えば、０．２５sec）に設定した後、フラグＦＶＲＥＦ
が「０」か否かを判別し、Ｏ２センサ１７の目標補正値
ＶＲＥＦの初期値ＶＲＲＥＦ（以下、「初期補正値」と
いう）が既に設定されているか否かを判断する（ステッ
プＳ５３）。

【００９１】そして、最初のループでは、ステップＳ５
３の答は肯定（ＹＥＳ）となるため、ステップＳ５４に
進み、記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されているＶＲＲ
ＥＦテーブルを検索して前記初期補正値ＶＲＲＥＦを算
出する。

【００９２】該ＶＲＲＥＦテーブルは、具体的には、Ｐ
Ａセンサ１８により検出される大気圧ＰＡに対してテー
ブル値ＶＲＲＥＦがステップ状に与えられており、補正
初期値ＶＲＲＥＦはかかるＶＲＲＥＦテーブルを検索す
ることにより読み出され、或いは補間法により算出され
る。尚、補正初期値ＶＲＲＥＦは大気圧ＰＡの値が大き
い程大きな値に設定される。

【００９３】次いで、ステップＳ５５では、前回ループ
における目標補正値の積分項（Ｉ項）ＶＲＥＦＩ（ｎ−
１）を前記補正初期値ＶＲＲＥＦに設定し、本プログラ
ムを終了してメインルーチン（図４）に戻る。すなわ
ち、Ｉ項の目標補正値ＶＲＥＦＩ（ｎ−１）に対して初
期設定を行ない、メインルーチン（図４）に戻る。尚、
次回ループ以降でステップＳ５３が実行されるときは、
上述の如く既に目標補正値の補正初期値設定がなされて
いるため、その答が否定（ＮＯ）となり、ステップＳ３
４，３５を実行することなく本プログラムを終了する。

【００９４】また、前記ステップＳ５１の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）となったときは、Ｏ２センサ１７が活性化された
と判断してステップＳ５６に進み、前記タイマｔｍＲＸ
が「０」となったか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときはステップＳ３３に進む一方、ステ
ップＳ５６の答が肯定（ＹＥＳ）のときはＯ２センサ１
７の活性化が完了したと判断してステップＳ５７に進
み、ステップＳ２２又はＳ２３（図５）で設定された目
標空燃比係数ＫＣＭＤが所定下限値ＫＣＭＤＺＬ（例え
ば、０．９８）より大きいか否かを判別する。そして、
その答が否定（ＮＯ）のときは混合気の空燃比がリーン
バーン状態に設定されている場合であり、本プログラム
を終了する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはステ
ップＳ５８に進み、前記目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定
上限値ＫＣＭＤＺＨ（例えば、１．１３）より小さいか
否かを判別する。そして、その答が否定（ＮＯ）のとき
は混合気の空燃比が燃料リッチに設定されている場合で
あり、本プログラムを終了する一方、その答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときは、混合気の空燃比が理論空燃比（Ａ／Ｆ
＝１４．７）に設定すべき場合であり、ステップＳ５９
に進み、エンジンがフューエルカット中か否かを判別す
る。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、本プロ
グラムを終了してメインルーチン（図４）に戻る一方、
その答が否定（ＮＯ）のときは、前回ループにおいてフ
ューエルカット状態にあったか否かを判別する（ステッ
プＳ６０）。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のとき
は、カウンタＮＡＦＣを所定値Ｎ１（例えば、４）に設
定した後（ステップＳ６１）、該カウンタＮＡＦＣのカ
ウンタ値Ｎ１を「１」だけデクリメントして（ステップ
Ｓ６２）本プログラムを終了する。

【００９５】一方、ステップＳ６０の答が否定（ＮＯ）
となったときはステップＳ６３に進み、カウンタＮＡＦ
Ｃが「０」か否かを判別する。そして、その答が否定
（ＮＯ）のときは、カウンタＮＡＦＣのカウント値を
「１」だけデクリメントして（ステップＳ６２）本プロ
グラムを終了する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のとき
は、フューエルカット状態を脱して安定した燃料供給が
行なわれていると判断し、ステップＳ６４に進んでＯ２
フィードバック処理を実行した後本プログラムを終了
し、メインルーチン（図４）に戻る。

【００９６】しかして、図１３は前記ステップＳ６４
（図１１）で実行されるＯ２フィードバック処理ルーチ
ンのフローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信
号パルスの発生と同期して実行される。

【００９７】まず、ステップＳ８１でＳＴＵＲマップを
検索し、エンジンの運転領域ＳＴＵＲ、及び空燃比補正
値ΔＫＣＭＤの平均値（以下、この平均値を「学習値」
という）ΔＫＣＭＤＲＥＦを読み出す。

【００９８】ＳＴＵＲマップは、具体的には、吸気管内
絶対圧ＰＢＡ及びエンジン回転数に対して運転領域ＳＴ
ＵＲ及びこれら運転領域ＳＴＵＲに適合した学習値ΔＫ
ＣＭＤＲＥＦが与えられており、該ＳＴＵＲマップを検
索することにより運転領域ＳＴＵＲ及びその学習値ΔＫ
ＣＭＤＲＥＦが読み出される。尚、学習値ΔＫＣＭＤＲ
ＥＦは、後述するように学習値算出式に基づき各運転領
域毎に演算されて記憶手段５ｃに記憶される。

【００９９】次に、ステップＳ８２では今回ループ時の
運転領域ＳＴＵＲ（ｎ）と前回ループ時の運転領域ＳＴ
ＵＲ（ｎ−１）とが等しいか否かを判別する。

【０１００】そして、その答が否定（ＮＯ）、すなわち
前回ループ時と今回ループ時とで運転領域ＳＴＵＲが異
なるときは空燃比補正値ΔＫＣＭＤを今回ループ時の運
転領域ＳＴＵＲ（ｎ）に相当する学習値ΔＫＣＭＤＲＥ
Ｆに設定してステップＳ８５に進む。

【０１０１】一方、ステップＳ８２の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、ステップＳ８４に進み、間引き変数ＮＩ
ＶＲが「０」か否かを判別する。この間引き変数ＮＩＶ
Ｒは、後述するようにＴＤＣ信号パルスがエンジン運転
状態に応じて設定された間引きＴＤＣ数ＮＩだけ発生す
る毎に減算される変数であって、最初は「０」であるた
めステップＳ８４の答は肯定（ＹＥＳ）となり、ステッ
プＳ８５に進む。

【０１０２】また、その後のループでステップＳ８４の
答が否定（ＮＯ）となったときはステップＳ８６に進
み、間引き変数ＮＩＶＲから間引きＴＤＣ数ＮＩ（例え
ば、１）を減算した値を新たな間引き変数ＮＩＶＲに設
定した後、後述するステップＳ９６に進む。

【０１０３】しかして、前記ステップＳ８５では、Ｏ２
センサ１７の出力電圧ＶＯ２が所定下限値ＶＬ（例え
ば、０．３Ｖ）より小さいか否かを判別する。そして、
その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃比が理
論空燃比（目標空燃比係数ＫＣＭＤ＝１．０）からリー
ン側に偏移していると判断してステップＳ８８に進む一
方、その答が否定（ＮＯ）のときはステップＳ８７に進
み、Ｏ２センサ１７の出力電圧ＶＯ２が所定上限値（例
えば、０．８）より大きいか否かを判別する。そして、
その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃比が理
論空燃比からリッチ側に偏移していると判断してステッ
プＳ８８に進む。

【０１０４】次に、ステップＳ８８では、ＫＶＰマッ
プ、ＫＶＩマップ、ＫＶＤマップ、ＮＩＶＲマップを検
索してＯ２フィードバック制御の変化速度、すなわち比
例項（Ｐ項）係数ＫＶ、積分項（Ｉ項）係数ＫＶＩ、微
分項（Ｄ項）係数ＫＶＤ、及び前記間引き数ＮＩＶＲの
算出を行なう。ＫＶＰマップ、ＫＶＩマップ、ＫＶＤマ
ップ及びＮＩＶＲマップは、具体的には、エンジン回転
数ＮＥＲ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡによって決定される
複数のエンジン運転領域毎に所定のマップ値が与えられ
ており、これらのマップ検索によりエンジンの運転状態
に応じたマップ値が読み出され、あるいは補間法により
算出される。尚、これらＫＶＰマップ、ＫＶＩマップ、
ＫＶＤマップ及びＮＩＶＲマップは定常運転状態、運転
モードの変更時、減速運転状態等エンジンの各運転状態
に応じて最適値が設定されるように専用マップが予め記
憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されている。

【０１０５】次に、ステップＳ８９で間引き変数ＮＩＶ
Ｒを前記ステップＳ８８で算出されたＮＩＶＲ値に設定
した後、ステップＳ９０に進み、前記ステップＳ５４
（図１１）で算出された補正初期値ＶＲＲＥＦと今回ル
ープにおけるＯ２センサ１７の出力電圧ＶＯ２との偏差
ΔＶ（ｎ）を算出する。

【０１０６】次に、ステップＳ９１では、数式（６）〜
（９）に基づいて、各補正項すなわちＰ項、Ｉ項、Ｄ項
の目標補正値ＶＲＥＦＰ（ｎ）、ＶＲＥＦＩ（ｎ）、Ｖ
ＲＥＦＤ（ｎ）を算出した後、数式（９）に基づき、こ
れら各補正項を加算してＯ２フィードバックにおける目
標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）を算出する。

【０１０７】 ＶＲＥＦＰ（ｎ）＝ΔＶ（ｎ）×ＫＶＰ …（６） ＶＲＥＦＩ（ｎ）＝ＶＲＥＦ＋ΔＶ（ｎ）×ＫＶＩ …（７） ＶＲＥＦＤ（ｎ）＝（ΔＶ（ｎ）−ΔＶ（ｎ−１））×ＫＶＤ …（８） ＶＲＥＦ（ｎ）＝ＶＲＥＦＰ（ｎ）＋ＶＲＥＦＩ（ｎ）＋ＶＲＥＦＤ（ｎ） …（９） 次に、ステップＳ９２では、ＶＲＥＦ（ｎ）のリミット
チェックを行なう。このリミットチェックは、具体的に
は図１４に示すフローチャートにしたがって実行され
る。尚、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行される。

【０１０８】まず、ステップＳ１０１では、目標補正値
ＶＲＥＦ（ｎ）が所定下限値ＶＲＥＦＬ（例えば、０．
２Ｖ）より大きいか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）及び
Ｉ項目標補正値ＶＲＥＦＩ（ｎ）を夫々前記所定下限値
ＶＲＥＦＬに設定して（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）
本プログラムを終了する。

【０１０９】一方、ステップＳ１０１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）が所定上限値
ＶＲＥＦＨ（例えば、０．８Ｖ）より小さいか否かを判
別する（ステップＳ１０４）。そして、その答が肯定
（ＹＥＳ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）が所定
上限値ＶＲＥＦＨと所定下限値ＶＲＥＦＬとの間にある
場合であり、前記ステップＳ１０８で算出されたＶＲＥ
Ｆ（ｎ）値を保持したまま本プログラムを終了する一
方、ステップＳ１０４の答が否定（ＮＯ）のときは、目
標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）及びＩ項目標補正値ＶＲＥＦＩ
（ｎ）を前記所定上限値ＶＲＥＦＨに設定して（ステッ
プＳ１０５，Ｓ１０６）本プログラムを終了する。

【０１１０】このようにＶＲＥＦ（ｎ）のリミットチェ
ックを終了した後、ステップＳ９３（図１３）に進み、
空燃比補正値ΔＫＣＭＤを算出する。

【０１１１】空燃比補正値ΔＫＣＭＤは、具体的には図
１５に示すように、ΔＫＣＭＤテーブルの検索により算
出される。すなわち、ΔＫＣＭＤテーブルは、目標補正
値ＶＲＥＦ０〜ＶＲＥＦ５に対してテーブル値ΔＫＣＭ
Ｄ０〜ΔＫＣＭＤ３が与えられており、かかる空燃比補
正値ΔＫＣＭＤはΔＫＣＭＤテーブルを検索することに
より読み出され、或いは補間法により算出される。尚、
この図１５から明らかなように、ΔＫＣＭＤ値はＶＲＥ
Ｆ（ｎ）が大きな値を有する程、大概大きな値に設定さ
れる。また、ＶＲＥＦ値に関しては、前記ステップＳ９
２でリミットチェックが行なわれていることからΔＫＣ
ＭＤ値に関しても所定の上下限値内の値に設定されるこ
ととなる。

【０１１２】次に、ステップＳ９４では、数式（１０）
に示す学習値算出式に基づき学習値ΔＫＣＭＤＲＥＦの
算出を行う。

【０１１３】

【数２】 ここで、ＣＲＥＦはエンジンの運転状態に応じて１〜６
５５３６の範囲で適切な値に設定される変数、ΔＫＣＭ
ＤＲＥＦ（ｎ−１）は学習値ＫＲＥＦの前回算出値であ
り、空燃比補正値ΔＫＣＭＤを前回学習値ΔＫＣＭＤＲ
ＥＦ（ｎ−１）でもって学習演算することにより、各運
転領域ＳＴＵＲの学習値ΔＫＣＭＤＲＥＦが更新され、
経年劣化のない常に適切な目標空燃比、すなわち理論空
燃比でもって空燃比フィードバック制御を行うことがで
きる。

【０１１４】次いで、ステップＳ９５では前記ステップ
Ｓ２２（図５）で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤに
学習値ΔＫＣＭＤＲＥＦを加算して修正目標空燃比係数
ＫＣＭＤＭ（理論空燃比）を算出し、本プログラムを終
了する。

【０１１５】また、前記ステップＳ８７の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわちＯ２センサ１７の出力電圧ＶＯ２が、Ｖ
Ｌ≦ＶＯ２≦ＶＨのときはＯ２フィードバック制御を禁
止し、ステップＳ９６〜Ｓ９８においてΔＶ値（補正初
期値ＶＲＲＥＦとＯ２センサ１７の出力値との偏差）、
目標補正値ＶＲＥＦ、及び空燃比補正値ΔＫＣＭＤの夫
々に対し、今回値を前回値に等置して本プログラムを終
了する。これにより、混合気の空燃比が理論空燃比を維
持し得るときは不要なＯ２フィードバック制御が禁止さ
れ、制御系を良好に保ことができる。すなわち、混合気
の空燃比を安定したものに維持することができる。

【０１１６】以上のように本実施例では、ＬＡＦセンサ
１６の中心電圧ＶＡＦＣＥＮＴの誤差分を考慮した正確
な検出空燃比係数ＫＡＣＴを求め、かつＯ2 センサ１７
の出力に基づいて目標空燃比係数ＫＣＭＤを学習補正す
るので、目標空燃比が常に理論空燃比となるように空燃
比制御を行うことができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃エンジンの排気通路に配設されて排気ガス中の有害
成分を浄化する触媒装置と、該触媒装置の上流側の排気
通路に配設され排気ガス濃度に略比例するポンプ電流値
に基づいた出力を送出する第１の排気濃度センサと、エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運
転状態検出手段の検出結果に基づいて目標空燃比を算出
する目標空燃比算出手段と、前記第１の排気濃度センサ
の出力値に基づき実空燃比を算出する実空燃比算出手段
とを備え、前記実空燃比算出手段により算出された実空
燃比と前記目標空燃比算出手段により算出された目標空
燃比とに応じて前記エンジンへ供給される混合気の空燃
比を制御する内燃エンジンの空燃比制御装置において、
前記第１の排気濃度センサの活性化状態を判別するセン
サ活性判別手段と、前記第１の排気濃度センサのポンプ
電流値の反転を検知するポンプ電流反転検知手段と、前
記第１の排気濃度センサの活性時かつ前記ポンプ電流値
の反転時に、該第１の排気濃度センサの中心値を学習す
るセンサ中心値学習手段とを設け、前記実空燃比算出手
段は、前記センサ中心値学習手段によって学習された前
記第１の排気濃度センサの中心値に基づいて前記実空燃
比を算出するように構成し、さらに、前記内燃エンジン
の空燃比制御装置は、前記触媒装置の下流側の前記排気
通路に配設され目標空燃比の近傍で出力信号が反転する
第２の排気濃度センサと、該第２の排気濃度センサの出
力値に基づいて前記目標空燃比の補正値を算出する補正
値算出手段と、前記目標空燃比の補正値を学習する補正
値学習手段とを有し、前記学習された補正値に基づいて
前記目標空燃比を補正するように構成したので、第１の
排気濃度センサの中心電圧を正確に決定でき、高精度な
空燃比制御が可能となる。これにより、排気ガス特性の
向上を図ることができる。加えて、第２の排気濃度セン
サの出力値に基づいて目標空燃比の補正値が学習され、
この学習された補正値により目標空燃比が補正されるの
で、より高精度な空燃比制御が可能となる。

【０１１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの空燃比制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。

【図２】ＬＡＦセンサの構成例を示す図である。

【図３】ＬＡＦセンサの本体を示す斜視図である。

【図４】空燃比フィードバック制御のメインルーチンを
示すフローチャートである。

【図５】ＫＣＭＤＭ算出ルーチンを示すフローチャート
である。

【図６】ＫＡＣＴ算出ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図７】ＫＰＥＸ１テーブルを示す図である。

【図８】ＫＰＥＸ２テーブルを示す図である。

【図９】ＶＡＦＣＥＮＴ算出ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図１０】ＫＡＣＴテーブルを示す図である。

【図１１】Ｏ２処理ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１２】Ｏ２センサ活性化判別ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図１３】Ｏ２フィードバック制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】ＶＲＥＦ（ｎ）リミットチェックルーチンの
フローチャートである。

【図１５】ΔＫＣＭＤテーブルを示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン ５ ＥＣＵ ６ 燃料噴射弁 １４ 排気管 １５ 触媒装置 １６ ＬＡＦセンサ １７ Ｏ２センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−239335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239334（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−156988（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−47138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53038（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−36140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−267544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−87846（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−184853（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−163981（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258947（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−67443（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41950（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−17687（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264798（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−35955（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンの排気通路に配設されて排
   気ガス中の有害成分を浄化する触媒装置と、該触媒装置
   の上流側の排気通路に配設され排気ガス濃度に略比例す
   るポンプ電流値に基づいた出力を送出する第１の排気濃
   度センサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態検
   出手段と、該運転状態検出手段の検出結果に基づいて目
   標空燃比を算出する目標空燃比算出手段と、前記第１の
   排気濃度センサの出力値に基づき実空燃比を算出する実
   空燃比算出手段とを備え、前記実空燃比算出手段により
   算出された実空燃比と前記目標空燃比算出手段により算
   出された目標空燃比とに応じて前記エンジンへ供給され
   る混合気の空燃比を制御する内燃エンジンの空燃比制御
   装置において、 前記第１の排気濃度センサの活性化状態を判別するセン
   サ活性判別手段と、 前記第１の排気濃度センサのポンプ電流値の反転を検知
   するポンプ電流反転検知手段と、 前記第１の排気濃度センサの活性時かつ前記ポンプ電流
   値の反転時に、該第１の排気濃度センサの中心値を学習
   するセンサ中心値学習手段とを設け、 前記実空燃比算出手段は、前記センサ中心値学習手段に
   よって学習された前記第１の排気濃度センサの中心値に
   基づいて前記実空燃比を算出するように構成し、 さらに、前記内燃エンジンの空燃比制御装置は、前記触
   媒装置の下流側の前記排気通路に配設され目標空燃比の
   近傍で出力信号が反転する第２の排気濃度センサと、 該第２の排気濃度センサの出力値に基づいて前記目標空
   燃比の補正値を算出する補正値算出手段と、 前記目標空燃比の補正値を学習する補正値学習手段とを
   有し、 前記学習された補正値に基づいて前記目標空燃比を補正
   するように構成 したことを特徴とする内燃エンジンの空
   燃比制御装置。