JP7234734B2

JP7234734B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP7234734B2
Application number: JP2019060591A
Authority: JP
Inventors: 和通 ▲高▼橋; 英雄松永; 陽平河内
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP2020159301A

Description

この発明は、エンジンの制御装置に関する。

一般に、エンジンで生じる排気ガスを浄化するために、触媒を備えた排気浄化装置が備えられている。この触媒は、エンジンにおいて酸素と燃料とが過不足なく反応する理論空燃比（ストイキオメトリ）に近い条件で燃焼されている際に、有効に機能するように設計される。エンジン内で実際に燃焼される酸素と燃料との比である空燃比を理論空燃比に近づけるように制御するため、エンジンの排気通路の排気浄化装置より上流に第一空燃比センサ（リニア空燃比センサ／ＬｉｎｅａｒＡｉｒＦｕｅｌＲａｔｉｏＳｅｎｓｏｒ）を設け、この空燃比センサの値を目標とする空燃比に一致させるように、エンジンへの燃料供給量を制御するメインフィードバック制御を実施している。

ただし、排気浄化装置より上流にある第一空燃比センサは、得られる値の変動が激しい。これを是正するため、排気浄化装置より下流に設けた第二空燃比センサの値に基づいて、メインフィードバック制御が行う制御の値を補完するサブフィードバック制御も行われている。

ところで、一般にエンジンは二気筒以上の複数の燃焼室を有するものが用いられており、それらの燃焼室から排気された排気ガスは纏められて排気浄化装置へ送られる。第一空燃比センサは、それらの燃焼室からの排気経路が合流された箇所よりも下流側に設けられる。

このようなフィードバックを行う制御装置の例として、特許文献１には、４気筒のエンジンの排気通路に排気浄化装置として触媒コンバータが設置され、その触媒コンバータの上流側及び下流側に触媒前センサ及び触媒後センサを設けた制御装置が記載されている。

特開２０１３－１９３３４号公報

複数の気筒間で空燃比のずれが生じる気筒間空燃比ずれ故障が発生すると、第一空燃比センサの出力は、全体としては理論空燃比で運転していても、燃料過多であるリッチ側にシフトする傾向にある。第一空燃比センサの出力がリッチ側にシフトすると、メインフィードバック制御はこれを是正しようとして、空燃比を燃料過少であるリーン側へ補正するため、排気浄化装置の触媒はリーン雰囲気での動作となる。このとき、第二空燃比センサの出力もリーンとなる。その状態が継続すると、リーンに滞在した時間に応じて、メインフィードバック制御が目標とする空燃比をリッチ側に補正するようにサブフィードバック制御がされて、排出ガスの悪化を抑制しようとする。これをロングタイム学習という。

しかし、気筒間空燃比ずれ故障を起こした気筒や運転点によって、下流側の直近に位置する第一空燃比センサへの排気ガスの当たり方は変わってくるため、ロングタイム学習はいつも同様の制御で適正にできるわけではない。場合によっては、ロングタイム学習が働きすぎて、気筒間空燃比ずれ故障が継続しているにもかかわらず、故障の判定が成立しなくなってしまう学習戻りが発生することがある。また、ロングタイム学習はリーンに滞在した時間に応じてリッチ側へ補正するため、滞在した時間が積算されすぎると、全体としてリッチになりすぎる過補正となってしまう。過補正になると、リーン側に補正すべき状態になっても、リッチに偏りすぎているため、通常のサブフィードバック制御だけでは空燃比を是正しきれなくなる場合があった。

そこでこの発明は、気筒間空燃比ずれ故障発生が持続した際に、サブフィードバック制御によるロングタイム学習が累積しても、リーン側への補正が可能であるようにして、排出ガスを抑制することを目的とする。

この発明は、上記の課題を解決するために、複数の気筒を有するエンジンに燃料を供給する噴射装置と、前記複数の気筒から引き出された排気通路に設けられ、前記排気通路内の空燃比を検出する第一空燃比検出手段と、前記第一空燃比検出手段よりも下流側に設けられた排気浄化装置と、前記排気浄化装置よりも下流側の前記排気通路に設けられ、前記排気通路内の空燃比を検出する第二空燃比検出手段と、前記第一空燃比検出手段で得られた情報に基づいて、空燃比が予め設定された目標空燃比となるように前記噴射装置による燃料の噴射量を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、前記第二空燃比検出手段で得られた情報がリーン側に設定したリーン所定値よりもリーン側であれば前記目標空燃比をリッチ補正しリッチ側に設定したリッチ所定値よりもリッチ側であれば前記目標空燃比をリーン補正するリアルタイム補正量と、前記リアルタイム補正量を前記第二空燃比検出手段で得られた情報に基づいて得られるリーン滞留時間の積算値に応じて補正するためのロングタイム補正量とを設定するサブフィードバック制御手段と、を備え、前記複数の気筒間で空燃比のずれが生じる気筒間空燃比ずれ故障発生時に、前記サブフィードバック制御手段は、前記リアルタイム補正量の、リーン補正する際の値であるリーン補正値を、前記リーン滞留時間の積算値に基づいて複数段階で又は無段階で調整するエンジンの制御装置を採用した。

ここで、前記リーン滞留時間の積算値は、前記リアルタイム補正量をフィルタ処理した滞留判定値がリッチ側の所定の値に滞留した時間の総和に基づいて算出される構成を採用することが出来る。前記リアルタイム補正量は第二空燃比検出手段が検知したノイズや極端な変動に対しても即座に反応して補正するように変動するため、そのまま前記リアルタイム補正量がリッチ側となった時間を単純に積算していくと、リッチ側に補正させたと判定すべきでない状況でも積算値が加算されてしまう。フィルタ処理することで変動が丸められた滞留判定値を用いることで、明確に第二空燃比検出手段がリーン側に偏った値をしめし、リッチ側に補正させたと判定すべきときのみ、前記積算値が加算されるようになる。

また、前記のリーン補正値を準備値として保有し、その後の加速時に前記準備値を適用する待機補正量制御手段を備える構成を採用することができる。リアルタイム補正量をリーン側へ変更する際の値であるリーン補正値を予め準備値として設定しておくことで、リアルタイム補正量を変更するタイミングを新たに処理フロー上組み込まなくても、リーン補正が必要になったときにロングタイム学習によるリッチ側への偏りがあっても、十分にリーン側へ補正させることができるようになる。

さらに、前記ロングタイム補正量は、前記リーン滞留時間の積算値が所定のバラツキ判定値未満の場合には反映させず、前記バラツキ判定値を超えた場合にリッチ側への補正を反映させる構成を採用できる。個々のエンジンごとに特性にはばらつきがあり、前記リーン滞留時間の積算値は、このばらつきの影響を受けて、特に劣化や故障でなくても加算される場合がある。そのような個々の違いによる影響を排除し、劣化や故障に繋がる程度のはっきりとした傾向を示す状況の場合のみ、フィードバックに影響させることができる。

さらにまた、前記リーン滞留時間の積算値を、前記滞留判定値がリーン判定値よりリーン側に滞留した滞留時間に応じて減算させる滞留時間減算手段を実行する構成を採用できる。状況によっては気筒間空燃比ずれが是正される場合があり、そのような場合に、ロングタイム学習によりリッチ側に偏った状況を是正することができる。また一方で、上記滞留時間減算手段を実行できる構成を採用する場合には、前記リーン判定値を、前記リーン滞留時間の積算値に応じて下げる、学習戻り抑止手段を実行する構成を採用できる。このような滞留時間に応じて、劣化判定や故障判定を行うため、第二空燃比検出手段が一時的にリッチ側に偏った値を示しただけで、この判定を覆したのでは、実際に深刻な故障が起きているときに不都合になる。このため、学習戻りを行い始める閾値となるリーン判定値をリーン滞留時間の積算値に応じて下げておくことで、リーン滞留時間が長くなり故障が深刻である可能性が高い場合に、容易に学習戻りを起こさせないようにして、判定の正確性を向上させる。

この発明にかかる制御装置でエンジンを制御することで、気筒間空燃比ずれ故障時において、リッチ傾向に補正する状況が続いた際に、ロングタイム学習が累積して過補正になっても、排出ガスを抑制することができる。

この発明の一の実施形態例を示すエンジンの制御装置を模式的に示す全体図制御内容の概略を示すフローチャート具体的な制御情報の関係を示す遷移図

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１はこの発明のエンジン１の制御装置の構成を示す全体図である。

エンジン１は自動車用の四気筒エンジンである。図１に示すように、シリンダ２を４つ並列に備えており、それぞれのシリンダ２内に混合気を送り込む吸気ポート（図示せず）に通じる吸気通路４、排気ポート（図示せず）から引き出された排気通路５、筒内噴射装置１０等を備えている。

なお、図１では、この発明に直接関係する部材、手段のみを示し、他の部材等については図示省略している。また、図面では、４つのシリンダ２を備えた例を示しているが、エンジンは、２気筒であってもよいし、気筒の配置は一列でなくてもよい。

吸気通路４の分岐する前の上流には、流路面積を調整するスロットルバルブ３が設けられ、吸気量を調整可能としている。

個々の排気通路５が合流した箇所に、第一空燃比検出手段（Ｏ_２センサ）１２が取り付けられている。合流した排気通路１１の先には、下流側へ向かって、排気中の窒素酸化物等を除去する触媒等を備えた排気浄化部１３、さらにその下流側に第二空燃比検出手段（リアＯ_２センサ）１４が取り付けられ、さらにその下流側にマフラ１５等が設けられる。

スロットルバルブ３、及び筒内噴射装置１０を含むエンジンの動作に必要な機器は、それぞれこのエンジン１を搭載する車両が備える電子制御ユニット（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３０によって制御される。また、第一空燃比検出手段１２、第二空燃比検出手段１４等からの各種情報は、電子制御ユニット３０に伝達される。

電子制御ユニット３０は、スロットルバルブ３を制御して吸気通路４の吸気量を調整する。また、筒内噴射装置１０からシリンダ２に噴射する燃料の量を制御する。これらの調整により、空燃比を理論空燃比であるストイキオメトリに向けて調整したり、燃料の多いリッチ側に調整したり、燃料の少ないリーン側に調整したりする制御を実現する。

噴射された燃料は吸気通路４からの吸入空気と混合され、シリンダ２内に混合気が形成される。シリンダ２内に設けられた点火プラグ（図示せず）を点火させることで混合気が燃焼し、エンジントルクを発生させる。個々のシリンダ２の排気は排気通路５へ排出され、排気通路１１へ合流した後、排気浄化部１３で浄化された後、マフラ１５を通じて排出される。

電子制御ユニット３０は、車両の運転状況に応じて、第一空燃比検出手段１２の情報に基づいて、空燃比が目標空燃比となるようにメインフィードバック制御を行う。この制御は、電子制御ユニット３０が備えるメインフィードバック制御手段３１が、筒内噴射装置１０による燃料の噴射量を調整することにより行う。

第一空燃比検出手段１２は並列の排気通路５から排気されるガスを受けて検出するため、気筒ごとに影響が異なる。また、空燃比はシリンダ２ごとに癖があり、全てのシリンダ２が同様の挙動を示すわけではない。これらの他様々な理由により、第一空燃比検出手段１２によるメインフィードバック制御だけでは不十分であり、メインフィードバック制御が目標とする目標空燃比を調整するサブフィードバック制御を行う。この制御は、電子制御ユニット３０が備えるサブフィードバック制御手段３２が、電子制御ユニット３０内部の設定値を変更することにより行う。

前記の目標空燃比は、リアルタイム補正量とロングタイム補正量とを合わせて設定する。前記リアルタイム補正量は、第二空燃比検出手段１４の値に基づいて、即時反映させる。第二空燃比検出手段１４の値が所定の範囲内である間はリアルタイム補正量を±０とする。予めリーン側に設定したリーン所定値よりもリーン側となっている間は、このリアルタイム補正量をリッチ補正する。予めリッチ側に設定したリッチ所定値よりもリッチ側となっている間はリーン補正する。リッチ補正、リーン補正とも、所定の値への変更とする。リッチ補正する際の値をリッチ補正値、リーン補正する際の値をリーン補正値という。このうち、前記リッチ補正値は基本的に既定の値を用いてよい。一方、この発明にかかる電子制御ユニット３０は、前記リーン補正値を、複数段階で、又は無段階で調整する。すなわち、リーン補正値は可変である。

前記リーン補正値を変更する基準には、リーン滞留時間の積算値を用いる。前記リーン滞留時間の積算値とは、第二空燃比検出手段１４の値が、前記リーン所定値よりもリーン側となっている時間をカウントした総和を基本とする。ただし、第二空燃比検出手段１４の値がリーン側となった時間全てをカウントしようとすると、第二空燃比検出手段１４の値の瞬間的な変動まで拾ってしまうため、かえって正確性を欠く場合がある。このため、第二空燃比検出手段１４の値に基づいて反映されるリアルタイム補正量がリッチ補正値にした（すなわち、第二空燃比検出手段１４の値はリーン所定値よりリーン側である）期間をそのままカウントするのではなく、リアルタイム補正量の変動をフィルタ処理した滞留判定値を用いて判定するのが望ましい。この滞留判定値は、一時遅れ処理などのフィルタ処理によって、リアルタイム補正量の変動に対して時間差を生じてゆるやかに追随する。この滞留判定値がリッチ側に設定したリッチ判定値よりもリッチ側であれば、第二空燃比検出手段１４の値がリーンに滞留していると判定する。逆に、この滞留判定値がリーン側に設定したリーン判定値よりもリーン側であれば、第二空燃比検出手段１４の値はリッチに滞留していると判定する。前記のリーン滞留時間の積算値は、前記滞留判定値がリッチ判定値よりもリッチ側である期間をカウントした値となる。電子制御ユニット３０は、このようにリーン滞留時間の積算値を加算していく滞留時間積算手段３３を、常時監視しつつ実行し続ける。

前記リーン補正値を変更する際の基準としては、リーン滞留時間の積算値が所定の値を超えたことを条件とする。これは、リーン滞留時間の積算値が、気筒間空燃比ずれ故障の判定として有効だからである。複数本あるシリンダ２の空燃比は互いに共通していることが望ましいが、これが大きくずれることがある。この故障を気筒間空燃比ずれ故障（ＡＦＩＭ）という。気筒間空燃比ずれ故障が起こると、各々のシリンダ２からの排気ガスが合流した直後で検出する第一空燃比検出手段１２の出力はリッチ側にシフトする傾向にある。このとき、メインフィードバック制御はリーン補正を行うため、排気浄化部１３の触媒はリーン雰囲気になる。このとき、第二空燃比検出手段１４の値はリーン出力を示す。この状態が続いたときに、排出ガスを抑制するため前記の目標空燃比に作用するロングタイム補正量をリッチ補正するロングタイム学習が行われる。このロングタイム学習は、電子制御ユニット３０が備えるサブフィードバック制御手段３２の一環として行われる。

このロングタイム学習によるロングタイム補正量は、リーン滞留時間の積算値が上がるにつれて増加させる。ただし、このロングタイム補正量が多くなりすぎると、目標空燃比に対する影響が大きくなりすぎ、通常の設定のままのリアルタイム補正量では調整しきれなくなる。そうなると、運転状況次第で第二空燃比検出手段１４の値がリッチ側となり、リーンに補正しなければならなくなった場合でも、メインフィードバック制御による目標空燃比がリッチ側に寄ってしまう。このため、リーン滞留時間の積算値に基づいて、リアルタイム補正量における前記リーン補正値を複数段階で、又は無段階に調整する。すなわち、リーン滞留時間の積算値が高いほど、リアルタイム補正量における前記リーン補正値を大きくする待機補正量制御手段３５を実行する。この前記リーン補正値の変更は、準備値として電子制御ユニット３０内で記録しておき、即座にサブフィードバック制御に反映されるわけではない。第二空燃比検出手段１４の値がリッチ所定値よりもリッチ側となったとき、すなわち、サブフィードバック制御手段３２がリアルタイム補正量を実際にリーン補正する変更のタイミングで、その変更させる値が、デフォルトの値よりも大きな値となる。これにより、ロングタイム学習によるロングタイム補正量の過補正を踏まえてもリアルタイム補正量によるリーン補正値の影響が大きくなり、リーン側へ寄せることができる。

上記待機補正量制御手段３５は、リーン滞留時間の積算値が所定のバラツキ判定値未満の場合にはロングタイム補正量に反映させず、前記バラツキ判定値を超えた場合にリッチ側への補正を反映させると望ましい。エンジン１ごとに、またシリンダ２ごとに個性があり、リーンに滞留する時間が少しでもあったらロングタイム補正量に反映させるのは、かえって適切ではない運用となるおそれがあるため、反映させ始めるまでに余剰となる幅を持たせておくことが望ましい。

一方、気筒間空燃比ずれ故障が改善した場合など、状況が実際に改善した場合には、判定に用いる前記リーン滞留時間の積算値を減算可能にしておくと望ましい。このため、電子制御ユニット３０は、前記滞留判定値が、前記リーン判定値よりリーン側に滞留した滞留時間に応じて、前記リーン滞留時間の積算値を減算させる滞留時間減算手段３６を実行する。

前記リーン滞留時間の積算値が減算されて所定値を下回ったら、それに応じてロングタイム補正量を段階的に低下させる。状況が好転した場合でも極端にリッチ側へ補正し続けると、かえって排出ガスを抑制できなくなるためである。

ただし、わずかな好転でもロングタイム補正量を低下させると、学習戻りが頻発してしまう。このため、ロングタイム補正量の減少に関わるリーン滞留時間の積算値を減算させる判断の基準となるリーン判定値を、リーン滞留時間の積算値が高いほど低下させておくと好ましい。電子制御ユニット３０はこのリーン判定値を多段階的に、又は無段階的に低下させる学習戻り抑止手段３７を実行する。このリーン判定値の低下によって、前記滞留時間減算手段３６がリーン側に滞留したと判定する時間が減り、学習戻りが起こりにくくなる。

上記の待機補正量制御手段３５と、学習戻り抑止手段３７とは、リーン滞留時間の積算値が所定の値以上になった同じタイミングで実行されるものとしてよい。この所定の値としては、例えば劣化判定とする値と、さらに高い故障判定とする値との二段階としてもよいし、さらに多段階に設定してもよい。また、劣化判定とする値より高くなった場合に、無段階的に上昇させてもよい。

気筒間空燃比ずれ故障発生時における電子制御ユニット３０のフロー例を図２を用いて説明する。気筒間空燃比ずれ故障が発生すると（Ｓ１０１）、第一空燃比検出手段１２の出力がリッチシフトする（Ｓ１０２）。これに対してメインフィードバック制御手段３１が働くため、第二空燃比検出手段１４の値はリーンに滞留する。電子制御ユニット３０は滞留時間積算手段３３を実行しており、リーン滞留時間の積算値が加算されていく（Ｓ１０３→Ｎｏ→Ｓ１０４→Ｓ１１１→リーン→Ｓ１１４）。このとき、サブフィードバック制御手段３２はリアルタイム補正量をリッチ側のリッチ補正値に反映させる（Ｓ１１５）。初期段階ではリーン滞留時間の積算値がバラツキ判定値未満であるが（Ｓ１１６→Ｎｏ→Ｓ１０３へリターン）、リーン滞留時間が長引いてバラツキ判定値以上になると（Ｓ１１６→Ｙｅｓ）、ロングタイム補正量をリッチ側へと補正する（Ｓ１１７）。

電子制御ユニット３０は、リーン滞留時間の積算値が、バラツキ判定値よりもさらに高い劣化判定値以上となったら（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、待機補正量制御手段３５と学習戻り抑止手段３７とを実行する（Ｓ１０５）。待機補正量制御手段３５により、リアルタイム補正量のリーン補正値は正常時よりも拡大される。また、学習戻り抑止手段３７により、滞留判定値のリーン判定値も正常時よりも拡大される。ただし、これらの値の変更は電子制御ユニット３０内部での準備値として保有され、拡大された値への変更はこの段階では行わない。第二空燃比検出手段１４の値がリーンに滞留している間は（Ｓ１１１→リーン）、状況が継続される（Ｓ１１４～Ｓ１１７）。

また、リーン滞留時間の積算値が、劣化判定値よりもさらに高い故障判定値以上となったら（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、待機補正量制御手段３５と学習戻り抑止手段３７とがさらに実行されて（Ｓ１０５）、リアルタイム補正量のリーン補正値はさらに多段階的に拡大され、滞留判定値のリーン判定値もさらに多段階的に拡大される。

なお、第二空燃比検出手段１４の値がリーンでもリッチでも無い場合は、リアルタイム補正量は±０となる（Ｓ１１１→中間→Ｓ１１２）。

Ｓ１０５における待機補正量制御手段３５と学習戻り抑止手段３７とが一段階以上実行された後に、第二空燃比検出手段１４の値がリッチとなったら（Ｓ１０５→Ｓ１１１→リッチ）、一段階以上にリッチ補正値を大きくしたリアルタイム補正量をリーン側に反映させる（Ｓ１１３）。これにより、ロングタイム補正量がリッチ側に寄った分と相殺される程度、又はそれ以上にリーン側に寄せることができる。

なお、図示しないが、第二空燃比検出手段１４の値がリッチになった状態が続くと、Ｓ１０５で学習戻り抑止手段３７により滞留判定値がリーン側に拡大していても、滞留時間減算手段３６がＳ１１３の後に実行されることとなる。

この発明にかかる制御装置を実行させた際の設定値の変遷例を、図３を用いて説明する。状況は気筒間空燃比ずれ故障が生じており、第一空燃比検出手段１２の値はリッチシフトしているため、メインフィードバック制御手段はリーンに向かわせるように制御する。このため、第二空燃比検出手段１４の値は基本的にリーン側に寄る。第二空燃比検出手段１４の値がリーン側に設定したリーン所定値よりもリーン側であれば、目標空燃比に関与するリアルタイム補正量を、リッチ補正値へと設定する（Ｔ０１）。このリーン所定値と、リッチ側に設定するリッチ所定値は、電子制御ユニット３０の処理上はいずれもセンサの電圧の値と比較する判定電圧として設定されるが、ここでは所定値として記載する。この間（Ｔ０１～Ｔ０５）に、後述するようにリーン滞留時間の積算値が加算され、ロングタイム補正量もリッチとなる。第二空燃比検出手段１４の値がリーン所定値よりリッチ側になったら、リアルタイム補正量の値をリッチ補正値から±０に戻す（Ｔ０４）。さらに、第二空燃比検出手段１４の値が、運転条件その他の理由で一時的にリッチ所定値よりもリッチ側になったら、リアルタイム補正量の値をリーン補正値へと設定する（Ｔ０６～Ｔ０８）。このとき設定されるリーン補正値は正常時の値である。この後再び第二空燃比検出手段１４の値がリーン所定値よりもリーン側になった状態が続く（Ｔ１０～Ｔ１４）。このときも後述するようにリーン滞留時間の積算値が加算され、ロングタイム補正量もリッチとなる。その後、運転状況の変化などのその他の事情により、状況が改善して第二空燃比検出手段１４の値がリッチとなる（Ｔ１６～）。以上のような変遷が起きたときに、それぞれの値がどのように変動するかを説明する。

リアルタイム補正量は第二空燃比検出手段１４の値がリーン所定値よりリーン側に寄ったら即座にリッチ側へと反映される（Ｔ０１）。だが、リアルタイム補正量をフィルタ処理した滞留判定値は、これに追随するようにゆるやかにリッチ側へ寄っていく。このため、滞留判定値がリッチ判定されるリッチ判定値よりもリッチ側になるのは、Ｔ０１よりもわずかにタイムラグがあるＴ０２からとなる。また、リアルタイム補正量が０に戻るＴ０４より遅れて、滞留判定値はリッチ判定されなくなる（Ｔ０５）。さらに、第二空燃比検出手段１４の値がリッチとなってリアルタイム補正量がリーン補正値へと変更されたら（Ｔ０６）、タイムラグを経て滞留判定値もリーン判定値よりリーンとなる（Ｔ０７）。

滞留判定値がリッチ判定値よりリッチ側になるＴ０２から、リーン滞留時間の積算値の加算が開始される。ただし、この加算がバラツキ判定値に到達するまでは（Ｔ０２～Ｔ０３）、ロングタイム補正量は０のまま変更させない。リーン滞留時間の積算値がバラツキ判定値に到達した段階で、サブフィードバック制御手段はロングタイム補正量をリッチにする（Ｔ０３）。これにより、目標空燃比はリアルタイム補正量のリッチ補正値と、ロングタイム補正量のバラツキ判定時の値とが加算されて、二重にリッチ側へと寄る（Ｔ０３～Ｔ０４）。一方、滞留判定値がリーン判定値よりもリーン側になるＴ０７～Ｔ０９では、リーン滞留時間の積算値が減算される。その後、滞留判定値がリーンでもリッチでもない中間状態ではリーン滞留時間の積算値は増減しない（Ｔ０９～Ｔ１１）。リアルタイム補正量がリッチ補正値となるＴ１０に遅れて、滞留判定値がリッチ判定値よりリッチになり（Ｔ１１）、リーン滞留時間の積算値が加算されていく（Ｔ１１～）。なお、この間（Ｔ０３～Ｔ１２）の目標空燃比の増減は、リアルタイム補正量の増減を反映させたものとなる。

リーン滞留時間が劣化判定値を超えたらロングタイム補正量をリッチにする（Ｔ１２）。さらに、ここで待機補正量制御手段３５と学習戻り抑止手段３７の一段階目が実行される。待機補正量制御手段３５は、リアルタイム補正量の太破線で示しているリーン補正値を、正常時の値から劣化時の値へと変更する。この変更は予備的なものであり、この段階ではリアルタイム補正量の値そのものを変更するわけではなく、次に変更させる際の予約となる値の変更である。同様に、学習戻り抑止手段３７は、滞留判定値の太破線で示しているリーン判定値を、正常時の値から劣化時の値へと変更する。この変更も予備的なものであり、この段階では滞留判定値の値そのものを変更するわけではなく、次に変更させる際の予約となる値の変更である。

さらに、リーン滞留時間が劣化判定値よりも高く設定されている故障判定値を超えたら、ロングタイム補正量をさらにリッチにする（Ｔ１３）。ここでさらに待機補正量制御手段３５と学習戻り抑止手段３７の二段階目が実行される。待機補正量制御手段３５はリーン補正値を劣化時の値からさらにリーンである故障時の値へと変更する。学習戻り抑止手段３７は、リーン判定値を劣化時の値からさらにリーンである故障時の値へと変更する。

その後、第二空燃比検出手段１４の値がリーン所定値よりもリッチ側の中間値となると（Ｔ１４）、リアルタイム補正量がリッチ補正値から０へと変更される。そこからタイムラグを経て、滞留判定値もリッチ判定値未満となり（Ｔ１５）、リーン滞留時間の積算値の加算が停止する。ただし、この例ではその前のＴ１４の段階でリーン滞留時間の積算値が上限に到達しているため、上限のままとなる。

そして、第二空燃比検出手段１４の値がリッチ判定値よりリッチになると（Ｔ１６）、リアルタイム補正量をリーン補正値に変更する。このとき、先に待機補正量制御手段によってリーン補正値が大きくリーン側になっているため、リアルタイム補正量のリーン側への修正幅が大きくなる。これにより、ロングタイム補正量がリッチ側に高止まりしていても、リアルタイム補正量が十分にリーンになるため、目標空燃比は図中破線の値ではなく、それよりもさらにリーンな太実線のような挙動となる。これにより、第二空燃比検出手段１４の値がリッチになった事態に十分に対処できるようになる。

一方、滞留判定値はリアルタイム補正量からタイムラグを経てリーン側へと寄っていくが、リーン判定値が正常時の値よりもリーンである故障時の値となっているため、滞留判定値がリーンと判定することになるリーン判定値に届くまでに十分な時間（Ｔ１６～Ｔ１７）が必要となる。Ｔ１７まで待ってようやくにして、滞留判定値がリーンであると判定され、リーン滞留時間の積算値を減算する滞留時間減算手段３６が実行される。減算が進み、リーン滞留時間の積算値が故障判定の値を下回ると、ロングタイム補正量の値がリッチ側からややリーンになる（Ｔ１８）。このとき、ロングタイム補正量はロングタイム学習がリッチに寄ったままであるが、リアルタイム補正量のリーン補正値が劣化時の値となっているため、目標空燃比はリーン側へと補正される。

なお、上記の劣化判定及び故障判定となったとき、電子制御ユニット３０は燃料噴射条件を適宜修正してよい。

１エンジン
２シリンダ
３スロットルバルブ
４吸気通路
５排気通路
１０筒内噴射装置
１２第一空燃比検出手段
１３排気浄化部
１４第二空燃比検出手段
１５マフラ
３０電子制御ユニット
３１メインフィードバック制御手段
３２サブフィードバック制御手段
３３滞留時間積算手段
３５待機補正量制御手段
３６滞留時間減算手段
３７学習戻り抑止手段

Claims

複数の気筒を有するエンジンに燃料を供給する噴射装置と、
前記複数の気筒から引き出された排気通路に設けられ、前記排気通路内の空燃比を検出する第一空燃比検出手段と、
前記第一空燃比検出手段よりも下流側に設けられた排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流側の前記排気通路に設けられ、前記排気通路内の空燃比を検出する第二空燃比検出手段と、
前記第一空燃比検出手段で得られた情報に基づいて、空燃比が予め設定された目標空燃比となるように前記噴射装置による燃料の噴射量を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、
前記第二空燃比検出手段で得られた情報がリーン側に設定したリーン所定値よりもリーン側であれば前記目標空燃比をリッチ補正しリッチ側に設定したリッチ所定値よりもリッチ側であれば前記目標空燃比をリーン補正するリアルタイム補正量と、前記リアルタイム補正量を前記第二空燃比検出手段で得られた情報に基づいて得られるリーン滞留時間の積算値に応じて補正するためのロングタイム補正量とを設定するサブフィードバック制御手段と、
を備え、
前記複数の気筒間で空燃比のずれが生じる気筒間空燃比ずれ故障発生時に、前記サブフィードバック制御手段は、前記リアルタイム補正量の、リーン補正する際の値であるリーン補正値を、前記リーン滞留時間の積算値に基づいて複数段階で又は無段階で調整するエンジンの制御装置。
前記リーン滞留時間の積算値は、前記リアルタイム補正量をフィルタ処理した滞留判定値がリッチ側の所定の値に滞留した時間の総和に基づいて算出される請求項１に記載のエンジンの制御装置。
前記のリーン補正値を準備値として保有し、その後の加速時に前記準備値を適用する待機補正量制御手段、
を備える請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
前記ロングタイム補正量は、前記リーン滞留時間の積算値が所定のバラツキ判定値未満の場合には反映させず、前記バラツキ判定値を超えた場合にリッチ側への補正を反映させる、
請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
前記リーン滞留時間の積算値を、前記滞留判定値がリーン判定値よりリーン側に滞留した滞留時間に応じて減算させる滞留時間減算手段を実行する、
請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
前記リーン判定値を、前記リーン滞留時間の積算値に応じて下げる、学習戻り抑止手段を実行する、
請求項５に記載のエンジンの制御装置。