JPH0674072A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH0674072A JPH0674072A JP4290341A JP29034192A JPH0674072A JP H0674072 A JPH0674072 A JP H0674072A JP 4290341 A JP4290341 A JP 4290341A JP 29034192 A JP29034192 A JP 29034192A JP H0674072 A JPH0674072 A JP H0674072A
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- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2477—Methods of calibrating or learning characterised by the method used for learning
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒の有害成分の吸着量を考慮した上での空
燃比制御を実行して、触媒の吸着能力を最大限に発揮さ
せて浄化作用を向上させる。 【構成】 Ａ／Ｆセンサにて検出された排気ガスの空燃
比λがリッチ側またはリーン側に変動したときに、空燃
比λの変動収支を均衡させるべく目標空燃比λTGを空燃
比λの変動方向の反対側に設定するＣＰＵを具備してい
るため、空燃比λが変動したときにはＣＰＵにて目標空
燃比λTGが変動方向の反対側に設定され、その結果、１
回目の空燃比λの変動と２回目の空燃比λの変動の収支
が均衡して、１回目の変動で三元触媒に吸着された有害
成分は２回目の変動によってパージされ、三元触媒は常
に最大限の吸着能力を確保される。
燃比制御を実行して、触媒の吸着能力を最大限に発揮さ
せて浄化作用を向上させる。 【構成】 Ａ／Ｆセンサにて検出された排気ガスの空燃
比λがリッチ側またはリーン側に変動したときに、空燃
比λの変動収支を均衡させるべく目標空燃比λTGを空燃
比λの変動方向の反対側に設定するＣＰＵを具備してい
るため、空燃比λが変動したときにはＣＰＵにて目標空
燃比λTGが変動方向の反対側に設定され、その結果、１
回目の空燃比λの変動と２回目の空燃比λの変動の収支
が均衡して、１回目の変動で三元触媒に吸着された有害
成分は２回目の変動によってパージされ、三元触媒は常
に最大限の吸着能力を確保される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関するもので、特に、触媒の上流側に排気ガスの空
燃比を検出するセンサを設けて、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もので
ある。
置に関するもので、特に、触媒の上流側に排気ガスの空
燃比を検出するセンサを設けて、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もので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の内燃機関の空燃比制御装
置として、特開平２−２３８１４７号公報に記載のもの
を挙げることができる。
置として、特開平２−２３８１４７号公報に記載のもの
を挙げることができる。
【０００３】この従来の空燃比制御装置は、触媒の上流
側と下流側にそれぞれ酸素濃度センサ（以下、単に『Ｏ
2 センサ』という）を設けて、上流側のＯ2 センサにて
検出された排気ガスの空燃比がリッチ側或いはリーン側
で変動したときに、予め設定された積分定数にて空燃比
補正係数を変動方向と逆に補正し、また、検出された空
燃比がリッチ側からリーン側、またはリーン側からリッ
チ側に理論空燃比を横切って変動したときには、前記積
分定数より大きな値として設定されたスキップ量にて空
燃比補正係数を変動方向と逆にスキップ的に補正し、よ
って、実際の空燃比を理論空燃比に収束させるように構
成されている。更に、下流側のＯ2 センサにて検出され
た空燃比の変動量が所定値以上であるときには、空燃比
の補正が速やかに完了するように、前記スキップ量を増
加させて空燃比補正係数を大きく補正している。
側と下流側にそれぞれ酸素濃度センサ（以下、単に『Ｏ
2 センサ』という）を設けて、上流側のＯ2 センサにて
検出された排気ガスの空燃比がリッチ側或いはリーン側
で変動したときに、予め設定された積分定数にて空燃比
補正係数を変動方向と逆に補正し、また、検出された空
燃比がリッチ側からリーン側、またはリーン側からリッ
チ側に理論空燃比を横切って変動したときには、前記積
分定数より大きな値として設定されたスキップ量にて空
燃比補正係数を変動方向と逆にスキップ的に補正し、よ
って、実際の空燃比を理論空燃比に収束させるように構
成されている。更に、下流側のＯ2 センサにて検出され
た空燃比の変動量が所定値以上であるときには、空燃比
の補正が速やかに完了するように、前記スキップ量を増
加させて空燃比補正係数を大きく補正している。
【０００４】また、上記した空燃比制御装置とは別に、
特開平３−１８５２４４号公報に記載の空燃比制御装置
を挙げることができる。
特開平３−１８５２４４号公報に記載の空燃比制御装置
を挙げることができる。
【０００５】この従来の別の空燃比制御装置は、触媒の
上流側に空燃比センサ（以下、単に『Ａ／Ｆセンサ』と
いう）を設けるとともに、下流側にＯ2 センサを設け、
Ｏ2センサにて検出された排気ガスの空燃比がリッチ側
或いはリーン側に変動したときに、予め設定された所定
値にて目標空燃比を変動方向と逆に補正して、実際の空
燃比を理論空燃比に収束させている。
上流側に空燃比センサ（以下、単に『Ａ／Ｆセンサ』と
いう）を設けるとともに、下流側にＯ2 センサを設け、
Ｏ2センサにて検出された排気ガスの空燃比がリッチ側
或いはリーン側に変動したときに、予め設定された所定
値にて目標空燃比を変動方向と逆に補正して、実際の空
燃比を理論空燃比に収束させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の２種の空燃比制
御装置は、上記のように実際の空燃比を理論空燃比付近
に収束させるように制御しているが、排気ガス中の有害
成分の触媒への吸着状態については何ら考慮されていな
い。即ち、周知のように、排気ガス中の成分としては、
空燃比がリーン側に偏った場合には窒素酸化物ＮＯX と
酸素Ｏ2 が増大し、リッチ側に偏った場合には一酸化炭
素ＣＯと炭化水素ＨＣが増大しており、空燃比の乱れが
それほど大きくないときには、これらの有害成分が触媒
に吸着されて大気中への排出を防止されている。しかし
ながら、前述した補正では、空燃比を理論空燃比に収束
させた時点で、必ずしも触媒から有害成分が完全に離脱
しているとは限らず、有害成分の残留時には、その分だ
け触媒の有害成分の吸着能力、換言すれば、空燃比の変
動に対する許容度が減少してしまう。よって、特に車輌
が加減速を頻繁に繰り返した場合のように、空燃比の乱
れの頻度が高いときには、触媒に残留した有害成分が次
第に増加して排気ガスの浄化が不完全になり、大気中に
有害成分を排出してしまう虞があった。
御装置は、上記のように実際の空燃比を理論空燃比付近
に収束させるように制御しているが、排気ガス中の有害
成分の触媒への吸着状態については何ら考慮されていな
い。即ち、周知のように、排気ガス中の成分としては、
空燃比がリーン側に偏った場合には窒素酸化物ＮＯX と
酸素Ｏ2 が増大し、リッチ側に偏った場合には一酸化炭
素ＣＯと炭化水素ＨＣが増大しており、空燃比の乱れが
それほど大きくないときには、これらの有害成分が触媒
に吸着されて大気中への排出を防止されている。しかし
ながら、前述した補正では、空燃比を理論空燃比に収束
させた時点で、必ずしも触媒から有害成分が完全に離脱
しているとは限らず、有害成分の残留時には、その分だ
け触媒の有害成分の吸着能力、換言すれば、空燃比の変
動に対する許容度が減少してしまう。よって、特に車輌
が加減速を頻繁に繰り返した場合のように、空燃比の乱
れの頻度が高いときには、触媒に残留した有害成分が次
第に増加して排気ガスの浄化が不完全になり、大気中に
有害成分を排出してしまう虞があった。
【０００７】そこで、本発明は、触媒の有害成分の吸着
量を考慮した上での空燃比制御を実行して、常に所定の
吸着能力を確保し、排気ガスの浄化作用を向上させるこ
とができる内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題とす
るものである。
量を考慮した上での空燃比制御を実行して、常に所定の
吸着能力を確保し、排気ガスの浄化作用を向上させるこ
とができる内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題とす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
内燃機関の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃
機関Ｍ１の排気経路の触媒Ｍ２の上流側に設けられ、前
記内燃機関Ｍ１から排出される排気ガスの空燃比を検出
する空燃比検出手段Ｍ３と、前記空燃比検出手段Ｍ３に
て検出された空燃比がリッチ側またはリーン側に変動し
たときに、空燃比の変動状態を判定する変動状態判定手
段Ｍ４と、前記変動状態判定手段Ｍ４にて判定された空
燃比の変動状態に基づき、変動収支を均衡させるべく目
標空燃比を空燃比の変動方向の反対側に設定する目標空
燃比設定手段Ｍ５と、前記目標空燃比設定手段Ｍ５にて
設定された目標空燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６の噴射
量を調整する噴射量調整手段Ｍ７とを具備し、排気ガス
の空燃比の変動時に、変動状態判定手段Ｍ４にて空燃比
の変動状態を判定し、その判定結果に基づいて目標空燃
比設定手段Ｍ５にて変動方向の反対側に目標空燃比を設
定して、空燃比の変動収支を均衡させるものである。
内燃機関の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃
機関Ｍ１の排気経路の触媒Ｍ２の上流側に設けられ、前
記内燃機関Ｍ１から排出される排気ガスの空燃比を検出
する空燃比検出手段Ｍ３と、前記空燃比検出手段Ｍ３に
て検出された空燃比がリッチ側またはリーン側に変動し
たときに、空燃比の変動状態を判定する変動状態判定手
段Ｍ４と、前記変動状態判定手段Ｍ４にて判定された空
燃比の変動状態に基づき、変動収支を均衡させるべく目
標空燃比を空燃比の変動方向の反対側に設定する目標空
燃比設定手段Ｍ５と、前記目標空燃比設定手段Ｍ５にて
設定された目標空燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６の噴射
量を調整する噴射量調整手段Ｍ７とを具備し、排気ガス
の空燃比の変動時に、変動状態判定手段Ｍ４にて空燃比
の変動状態を判定し、その判定結果に基づいて目標空燃
比設定手段Ｍ５にて変動方向の反対側に目標空燃比を設
定して、空燃比の変動収支を均衡させるものである。
【０００９】請求項２の発明にかかる内燃機関の空燃比
制御装置は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の排気経
路の触媒Ｍ２の上流側に設けられ、前記内燃機関Ｍ１か
ら排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手
段Ｍ３と、前記空燃比検出手段Ｍ３にて検出された空燃
比が予め設定されたリッチ側許容値またはリーン側許容
値を越えたか否かを判定する変動状態判定手段Ｍ４と、
前記変動状態判定手段Ｍ４にて判定された空燃比の変動
状態に基づき、空燃比がリッチ側許容値を越えて変動し
たときに、目標空燃比を理論空燃比よりリーン側のリー
ン側目標値に設定し、空燃比がリーン側許容値を越えて
変動したときに、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ側
のリッチ側目標値に設定する目標空燃比設定手段Ｍ５
と、前記目標空燃比設定手段Ｍ５にて設定された目標空
燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６の噴射量を調整する噴射
量調整手段Ｍ７とを具備し、排気ガスの空燃比がリッチ
側許容値を越えたときに、目標空燃比設定手段Ｍ５にて
目標空燃比をリーン側目標値に設定し、空燃比がリーン
側許容値を越えたときには、目標空燃比設定手段Ｍ５に
て目標空燃比をリッチ側目標値に設定し、空燃比をリッ
チ側許容値とリーン側許容値との範囲内に保持するもの
である。
制御装置は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の排気経
路の触媒Ｍ２の上流側に設けられ、前記内燃機関Ｍ１か
ら排出される排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手
段Ｍ３と、前記空燃比検出手段Ｍ３にて検出された空燃
比が予め設定されたリッチ側許容値またはリーン側許容
値を越えたか否かを判定する変動状態判定手段Ｍ４と、
前記変動状態判定手段Ｍ４にて判定された空燃比の変動
状態に基づき、空燃比がリッチ側許容値を越えて変動し
たときに、目標空燃比を理論空燃比よりリーン側のリー
ン側目標値に設定し、空燃比がリーン側許容値を越えて
変動したときに、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ側
のリッチ側目標値に設定する目標空燃比設定手段Ｍ５
と、前記目標空燃比設定手段Ｍ５にて設定された目標空
燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６の噴射量を調整する噴射
量調整手段Ｍ７とを具備し、排気ガスの空燃比がリッチ
側許容値を越えたときに、目標空燃比設定手段Ｍ５にて
目標空燃比をリーン側目標値に設定し、空燃比がリーン
側許容値を越えたときには、目標空燃比設定手段Ｍ５に
て目標空燃比をリッチ側目標値に設定し、空燃比をリッ
チ側許容値とリーン側許容値との範囲内に保持するもの
である。
【００１０】請求項３の発明にかかる内燃機関の空燃比
制御装置は、前記変動状態判定手段Ｍ４を、前記触媒Ｍ
２の下流側に設けられて、触媒Ｍ２を通過した後の排気
ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前記
下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃比が
理論空燃比付近のときに、前記空燃比検出手段Ｍ３にて
検出された上流側の空燃比を理論空燃比として学習し、
学習結果に基づいて、前記目標空燃比設定手段Ｍ５の設
定処理に用いられる上流側の空燃比を補正する空燃比学
習手段とを具備するように構成したものである。
制御装置は、前記変動状態判定手段Ｍ４を、前記触媒Ｍ
２の下流側に設けられて、触媒Ｍ２を通過した後の排気
ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前記
下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃比が
理論空燃比付近のときに、前記空燃比検出手段Ｍ３にて
検出された上流側の空燃比を理論空燃比として学習し、
学習結果に基づいて、前記目標空燃比設定手段Ｍ５の設
定処理に用いられる上流側の空燃比を補正する空燃比学
習手段とを具備するように構成したものである。
【００１１】請求項４の発明にかかる内燃機関の空燃比
制御装置は、前記目標空燃比設定手段Ｍ５を、前記触媒
Ｍ２の下流側に設けられて、触媒Ｍ２を通過した後の排
気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前
記下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃比
に基づいて、目標空燃比の設定方向の正誤を判定し、設
定方向が誤っているときに、目標空燃比の設定処理を中
止する設定中止手段とを具備するように構成したもので
ある。
制御装置は、前記目標空燃比設定手段Ｍ５を、前記触媒
Ｍ２の下流側に設けられて、触媒Ｍ２を通過した後の排
気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前
記下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃比
に基づいて、目標空燃比の設定方向の正誤を判定し、設
定方向が誤っているときに、目標空燃比の設定処理を中
止する設定中止手段とを具備するように構成したもので
ある。
【００１２】請求項５の発明にかかる内燃機関の空燃比
制御装置は、内燃機関Ｍ１の排気経路の触媒Ｍ２の下流
側に設けられ、前記内燃機関Ｍ１から排出されて触媒Ｍ
２を通過した後の排気ガスの空燃比を検出する下流側空
燃比検出手段と、前記下流側空燃比検出手段にて検出さ
れた下流側の空燃比の理論空燃比を基準とした変動方向
を判定し、変動方向の反対側に目標空燃比を設定すると
ともに、設定後の下流側の空燃比の理論空燃比への接近
状態に基づいて、目標空燃比を設定前の値に復帰させる
目標空燃比設定手段Ｍ５と、前記目標空燃比設定手段Ｍ
５にて設定された目標空燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６
の噴射量を調整する噴射量調整手段Ｍ７とを具備するも
のである。
制御装置は、内燃機関Ｍ１の排気経路の触媒Ｍ２の下流
側に設けられ、前記内燃機関Ｍ１から排出されて触媒Ｍ
２を通過した後の排気ガスの空燃比を検出する下流側空
燃比検出手段と、前記下流側空燃比検出手段にて検出さ
れた下流側の空燃比の理論空燃比を基準とした変動方向
を判定し、変動方向の反対側に目標空燃比を設定すると
ともに、設定後の下流側の空燃比の理論空燃比への接近
状態に基づいて、目標空燃比を設定前の値に復帰させる
目標空燃比設定手段Ｍ５と、前記目標空燃比設定手段Ｍ
５にて設定された目標空燃比に基づき、燃料噴射弁Ｍ６
の噴射量を調整する噴射量調整手段Ｍ７とを具備するも
のである。
【００１３】
【作用】請求項１の発明においては、空燃比検出手段Ｍ
３にて検出された排気ガスの空燃比がリッチ側またはリ
ーン側に変動すると、変動状態判定手段Ｍ４にて空燃比
の変動状態が判定されて、判定結果に基づいて目標空燃
比設定手段Ｍ５にて目標空燃比が空燃比の変動方向の反
対側に設定され、その設定された目標空燃比に基づいて
噴射量調整手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整
される。その結果、１回目の空燃比の変動と２回目の空
燃比の変動の収支が均衡して、１回目の変動で触媒Ｍ２
に吸着された有害成分は２回目の変動によって離脱し、
触媒Ｍ２は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保可能
となる。
３にて検出された排気ガスの空燃比がリッチ側またはリ
ーン側に変動すると、変動状態判定手段Ｍ４にて空燃比
の変動状態が判定されて、判定結果に基づいて目標空燃
比設定手段Ｍ５にて目標空燃比が空燃比の変動方向の反
対側に設定され、その設定された目標空燃比に基づいて
噴射量調整手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整
される。その結果、１回目の空燃比の変動と２回目の空
燃比の変動の収支が均衡して、１回目の変動で触媒Ｍ２
に吸着された有害成分は２回目の変動によって離脱し、
触媒Ｍ２は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保可能
となる。
【００１４】請求項２の発明においては、空燃比検出手
段Ｍ３にて検出された排気ガスの空燃比が変動状態判定
手段Ｍ４にてリッチ側許容値を越えたと判定されると、
目標空燃比設定手段Ｍ５にて目標空燃比がリーン側目標
値に設定されて、その目標空燃比に基づいて噴射量調整
手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整され、よっ
て、空燃比は理論空燃比よりリーン側に修正され、更
に、その空燃比が変動状態判定手段Ｍ４にてリーン側許
容値を越えたと判定されると、目標空燃比設定手段Ｍ５
にて目標空燃比がリッチ側目標値に設定されて、空燃比
は理論空燃比よりリッチ側に修正される。そして、この
ように空燃比はリッチ側許容値とリーン側許容値との間
を常時変動しながらその範囲内に保持されるため、触媒
Ｍ２は常に所定値以上の有害成分の吸着能力を確保可能
となる。
段Ｍ３にて検出された排気ガスの空燃比が変動状態判定
手段Ｍ４にてリッチ側許容値を越えたと判定されると、
目標空燃比設定手段Ｍ５にて目標空燃比がリーン側目標
値に設定されて、その目標空燃比に基づいて噴射量調整
手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整され、よっ
て、空燃比は理論空燃比よりリーン側に修正され、更
に、その空燃比が変動状態判定手段Ｍ４にてリーン側許
容値を越えたと判定されると、目標空燃比設定手段Ｍ５
にて目標空燃比がリッチ側目標値に設定されて、空燃比
は理論空燃比よりリッチ側に修正される。そして、この
ように空燃比はリッチ側許容値とリーン側許容値との間
を常時変動しながらその範囲内に保持されるため、触媒
Ｍ２は常に所定値以上の有害成分の吸着能力を確保可能
となる。
【００１５】請求項３の発明においては、下流側空燃比
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比が理
論空燃比付近のとき、空燃比検出手段Ｍ３にて検出され
た上流側の空燃比が空燃比学習手段により理論空燃比と
して学習され、その学習結果に基づいて、目標空燃比設
定手段Ｍ５の設定処理に用いられる上流側の空燃比が補
正される。
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比が理
論空燃比付近のとき、空燃比検出手段Ｍ３にて検出され
た上流側の空燃比が空燃比学習手段により理論空燃比と
して学習され、その学習結果に基づいて、目標空燃比設
定手段Ｍ５の設定処理に用いられる上流側の空燃比が補
正される。
【００１６】ここで、下流側の空燃比は、例えば、下流
側空燃比検出手段の個体差や劣化状態等の各種要因によ
る誤差を含むことなく真の値を示すため、この下流側の
空燃比が理論空燃比付近のときには、上流側の空燃比も
理論空燃比に収束していると推測できる。したがって、
前記した各種要因による上流側の空燃比の誤差が排除さ
れて、空燃比の変動状態を高い精度で判定でき、目標空
燃比設定手段Ｍ５は、信頼性の高い空燃比の変動状態に
基づいて目標空燃比を設定可能となる。
側空燃比検出手段の個体差や劣化状態等の各種要因によ
る誤差を含むことなく真の値を示すため、この下流側の
空燃比が理論空燃比付近のときには、上流側の空燃比も
理論空燃比に収束していると推測できる。したがって、
前記した各種要因による上流側の空燃比の誤差が排除さ
れて、空燃比の変動状態を高い精度で判定でき、目標空
燃比設定手段Ｍ５は、信頼性の高い空燃比の変動状態に
基づいて目標空燃比を設定可能となる。
【００１７】請求項４の発明においては、目標空燃比設
定手段Ｍ５による目標空燃比の設定に先立って、或い
は、目標空燃比の実際の設定中において、下流側空燃比
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比に基
づき、設定中止手段により目標空燃比の設定方向の正誤
が判定される。ここで、下流側の空燃比は、例えば、下
流側空燃比検出手段の個体差や劣化状態等の各種要因に
よる誤差を含むことなく真の値を示すため、これに基づ
いて触媒Ｍ２への有害物質の吸着状態を推測可能であ
り、目標空燃比が有害物質の吸着量と同一方向に設定さ
れるときには、その設定処理が当初から禁止されたり、
或いは設定中に中断されたりして、吸着量の増加が未然
に回避される。
定手段Ｍ５による目標空燃比の設定に先立って、或い
は、目標空燃比の実際の設定中において、下流側空燃比
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比に基
づき、設定中止手段により目標空燃比の設定方向の正誤
が判定される。ここで、下流側の空燃比は、例えば、下
流側空燃比検出手段の個体差や劣化状態等の各種要因に
よる誤差を含むことなく真の値を示すため、これに基づ
いて触媒Ｍ２への有害物質の吸着状態を推測可能であ
り、目標空燃比が有害物質の吸着量と同一方向に設定さ
れるときには、その設定処理が当初から禁止されたり、
或いは設定中に中断されたりして、吸着量の増加が未然
に回避される。
【００１８】請求項５の発明においては、下流側空燃比
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比がリ
ッチ側またはリーン側に変動すると、目標空燃比設定手
段Ｍ５にて空燃比の変動方向の反対側に目標空燃比が設
定され、その設定された目標空燃比に基づいて噴射量調
整手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整される。
その結果、１回目の変動で触媒Ｍ２に吸着された有害成
分は２回目の変動によって次第に離脱し、それに伴って
触媒Ｍ２の下流側の空燃比は理論空燃比に接近する。そ
して、その接近状態に基づいて、例えば、空燃比が所定
の閾値を越えて理論空燃比に接近した時点、或いは空燃
比が理論空燃比に接近し始めた時点で、有害成分の離脱
が完了したと見做されて、目標空燃比設定手段Ｍ５にて
目標空燃比が設定前の値に復帰される。よって、触媒Ｍ
２は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保可能とな
る。
検出手段にて検出された触媒Ｍ２の下流側の空燃比がリ
ッチ側またはリーン側に変動すると、目標空燃比設定手
段Ｍ５にて空燃比の変動方向の反対側に目標空燃比が設
定され、その設定された目標空燃比に基づいて噴射量調
整手段Ｍ７にて燃料噴射弁Ｍ６の噴射量が調整される。
その結果、１回目の変動で触媒Ｍ２に吸着された有害成
分は２回目の変動によって次第に離脱し、それに伴って
触媒Ｍ２の下流側の空燃比は理論空燃比に接近する。そ
して、その接近状態に基づいて、例えば、空燃比が所定
の閾値を越えて理論空燃比に接近した時点、或いは空燃
比が理論空燃比に接近し始めた時点で、有害成分の離脱
が完了したと見做されて、目標空燃比設定手段Ｍ５にて
目標空燃比が設定前の値に復帰される。よって、触媒Ｍ
２は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保可能とな
る。
【００１９】また、触媒Ｍ２への有害成分の吸着状態に
応じて変化する下流側の空燃比を利用して、目標空燃比
の設定及び復帰のタイミングを判定しているため、実際
の有害成分の吸着量を逐次算出する等の処理を実行する
必要がなく、制御内容が簡略化される。
応じて変化する下流側の空燃比を利用して、目標空燃比
の設定及び復帰のタイミングを判定しているため、実際
の有害成分の吸着量を逐次算出する等の処理を実行する
必要がなく、制御内容が簡略化される。
【００２０】
〔第一実施例〕以下、本発明の第一実施例を説明する。
【００２１】図２は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置が設けられた内燃機関とその周辺機器
の概略構成図である。
の空燃比制御装置が設けられた内燃機関とその周辺機器
の概略構成図である。
【００２２】図に示すように、内燃機関１は４気筒４サ
イクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上
流よりエアクリーナ２、吸気管３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホールド６を通
過して、インテークマニホールド６内で各燃料噴射弁７
から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気と
して各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気
筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給
される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給さ
れ、前記各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド
１１及び排気管１２を通過し、排気管１２に設けられた
三元触媒１３にて有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等）を
浄化されて大気に排出される。
イクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上
流よりエアクリーナ２、吸気管３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホールド６を通
過して、インテークマニホールド６内で各燃料噴射弁７
から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気と
して各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気
筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給
される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給さ
れ、前記各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。
そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド
１１及び排気管１２を通過し、排気管１２に設けられた
三元触媒１３にて有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等）を
浄化されて大気に排出される。
【００２３】前記吸気管３には吸気温センサ２１と吸気
圧センサ２２が設けられ、吸気温センサ２１は吸入空気
の温度Ｔamを、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４
の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。前記スロッ
トルバルブ４には開度ＴＨを検出するスロットルセンサ
２３が設けられ、このスロットルセンサ２３はスロット
ル開度ＴＨに応じたアナログ信号と共に、スロットルバ
ルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイ
ドルスイッチからのオン・オフ信号を出力する。また、
内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設
けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温
Ｔhwを検出する。前記ディストリビュータ１０には内燃
機関１の回転数Ｎe を検出する回転数センサ２５が設け
られ、この回転数センサ２５は内燃機関１の２回転、即
ち７２０°毎にパルス信号を２４回出力する。更に、前
記排気管１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関１
から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな空
燃比信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三元
触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空燃
比λ=1に対してリッチかリーンかに応じた電圧ＶＯＸ２
を出力するＯ2 センサ２７が設けられている。
圧センサ２２が設けられ、吸気温センサ２１は吸入空気
の温度Ｔamを、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４
の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。前記スロッ
トルバルブ４には開度ＴＨを検出するスロットルセンサ
２３が設けられ、このスロットルセンサ２３はスロット
ル開度ＴＨに応じたアナログ信号と共に、スロットルバ
ルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイ
ドルスイッチからのオン・オフ信号を出力する。また、
内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設
けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温
Ｔhwを検出する。前記ディストリビュータ１０には内燃
機関１の回転数Ｎe を検出する回転数センサ２５が設け
られ、この回転数センサ２５は内燃機関１の２回転、即
ち７２０°毎にパルス信号を２４回出力する。更に、前
記排気管１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関１
から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな空
燃比信号を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三元
触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空燃
比λ=1に対してリッチかリーンかに応じた電圧ＶＯＸ２
を出力するＯ2 センサ２７が設けられている。
【００２４】内燃機関１の運転状態を制御する電子制御
装置３１は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バ
ックアップＲＡＭ３５等を中心に論理演算回路として構
成され、前記各センサの検出信号を入力する入力ポート
３６及び各アクチュエータに制御信号を出力する出力ポ
ート３７等に対しバス３８を介して接続されている。そ
して、電子制御装置３１は入力ポート３６を介して前記
各センサから吸気温Ｔam、吸気圧ＰＭ、スロットル開度
ＴＨ、冷却水温Ｔhw、回転数Ｎe 、空燃比信号、出力電
圧ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴
射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出して、出力ポート３７
を介して燃料噴射弁７及び点火回路９にそれぞれ制御信
号を出力する。以下、これらの制御の内の燃料噴射量Ｔ
ＡＵに関わる空燃比制御について説明する。
装置３１は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バ
ックアップＲＡＭ３５等を中心に論理演算回路として構
成され、前記各センサの検出信号を入力する入力ポート
３６及び各アクチュエータに制御信号を出力する出力ポ
ート３７等に対しバス３８を介して接続されている。そ
して、電子制御装置３１は入力ポート３６を介して前記
各センサから吸気温Ｔam、吸気圧ＰＭ、スロットル開度
ＴＨ、冷却水温Ｔhw、回転数Ｎe 、空燃比信号、出力電
圧ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴
射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出して、出力ポート３７
を介して燃料噴射弁７及び点火回路９にそれぞれ制御信
号を出力する。以下、これらの制御の内の燃料噴射量Ｔ
ＡＵに関わる空燃比制御について説明する。
【００２５】電子制御装置３１は空燃比制御を実行する
ために次の手法で設計されている。なお、以下の設計手
法は特開昭６４−１１０８５３号公報に開示されてい
る。
ために次の手法で設計されている。なお、以下の設計手
法は特開昭６４−１１０８５３号公報に開示されてい
る。
【００２６】制御対象のモデリング 本実施例では内燃機関１の空燃比λを制御するシステム
のモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰移
動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似して
いる。
のモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰移
動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似して
いる。
【００２７】まず、自己回帰移動平均モデルを用いた空
燃比λを制御するシステムのモデルは、
燃比λを制御するシステムのモデルは、
【００２８】
【数１】
【００２９】で近似できる。ここで、λは空燃比、ＦＡ
Ｆは空燃比補正係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプ
リング開始からの制御回数を示す変数である。さらに外
乱ｄを考慮すると制御システムのモデルは、
Ｆは空燃比補正係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプ
リング開始からの制御回数を示す変数である。さらに外
乱ｄを考慮すると制御システムのモデルは、
【００３０】
【数２】
【００３１】と近似できる。
【００３２】以上のようにして近似したモデルに対し、
ステップ応答を用いて回転同期（３６０°ＣＡ）サンプ
リングで離散化して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空
燃比λを制御する系の伝達関数Ｇを求めることは容易で
ある。
ステップ応答を用いて回転同期（３６０°ＣＡ）サンプ
リングで離散化して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空
燃比λを制御する系の伝達関数Ｇを求めることは容易で
ある。
【００３３】状態変数量Ｘの表示方法 上式（２）を状態変数量Ｘ（ｋ） ＝〔Ｘ1(ｋ )、Ｘ2(ｋ )、Ｘ3(ｋ )、Ｘ4(ｋ) 〕Tを用
いて書き直すと、
いて書き直すと、
【００３４】
【数３】
【００３５】を得る。
【００３６】
【数４】
【００３７】となる。
【００３８】レギュレータの設計 次にレギュレータを設計すると、最適フィードバックゲ
インＫ＝〔Ｋ1 、Ｋ2、Ｋ3 、Ｋ4 〕と状態変数量ＸT
（ｋ）＝〔λ（ｋ）、ＦＡＦ（ｋ−３）、ＦＡＦ（ｋ−
２）、ＦＡＦ（ｋ−１）〕とを用いて
インＫ＝〔Ｋ1 、Ｋ2、Ｋ3 、Ｋ4 〕と状態変数量ＸT
（ｋ）＝〔λ（ｋ）、ＦＡＦ（ｋ−３）、ＦＡＦ（ｋ−
２）、ＦＡＦ（ｋ−１）〕とを用いて
【００３９】
【数５】
【００４０】となる。更に、誤差を吸収させるための積
分項Ｚ1(ｋ )を加え、
分項Ｚ1(ｋ )を加え、
【００４１】
【数６】
【００４２】として、空燃比λ、補正係数ＦＡＦを求め
ることができる。
ることができる。
【００４３】なお、積分項Ｚ1(ｋ )は目標空燃比λTGと
実際の空燃比λ（ｋ）との偏差と積分定数Ｋａとから決
まる値であって、次式により求められる。
実際の空燃比λ（ｋ）との偏差と積分定数Ｋａとから決
まる値であって、次式により求められる。
【００４４】
【数７】
【００４５】図３は、前述のようにモデルを設計した空
燃比λを制御するシステムのブロック線図である。図３
において、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）をＦＡＦ（ｋ−
１）から導くためにＺ-1変換を用いて表示したが、これ
は過去の空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ−１）をＲＡＭ３４
に記憶しておき、次の制御タイミングで読み出して用い
ている。
燃比λを制御するシステムのブロック線図である。図３
において、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）をＦＡＦ（ｋ−
１）から導くためにＺ-1変換を用いて表示したが、これ
は過去の空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ−１）をＲＡＭ３４
に記憶しておき、次の制御タイミングで読み出して用い
ている。
【００４６】また、図３において一点鎖線でかこまれた
ブロックＰ１が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィ
ードバック制御している状態において状態変数量Ｘ
（ｋ）を定める部分、ブロックＰ２が積分項Ｚ1(ｋ )を
求める部分（累積部）、およびブロックＰ３がブロック
Ｐ１で定められた状態変数量Ｘ（ｋ）とブロックＰ２で
求められた積分項Ｚ1(ｋ )とから今回の空燃比補正係数
ＦＡＦ（ｋ）を演算する部分である。
ブロックＰ１が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィ
ードバック制御している状態において状態変数量Ｘ
（ｋ）を定める部分、ブロックＰ２が積分項Ｚ1(ｋ )を
求める部分（累積部）、およびブロックＰ３がブロック
Ｐ１で定められた状態変数量Ｘ（ｋ）とブロックＰ２で
求められた積分項Ｚ1(ｋ )とから今回の空燃比補正係数
ＦＡＦ（ｋ）を演算する部分である。
【００４７】 最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａの決定 最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａは、例え
ば、次式で示される評価関数Ｊを最小とすることで設定
できる。
ば、次式で示される評価関数Ｊを最小とすることで設定
できる。
【００４８】
【数８】
【００４９】ここで、評価関数Ｊとは空燃比補正係数Ｆ
ＡＦ（ｋ）の動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標
空燃比λTGとの偏差を最小にしようと意図したものであ
り、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）に対する制約の重み付
けは、重みのパラメータＱ、Ｒの値によって変更するこ
とができる。したがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を
種々換えて最適な制御特性が得られるまでシュミレーシ
ョンを繰り返し、最適フィードバックゲインＫ及び積分
定数Ｋａを定めればよい。
ＡＦ（ｋ）の動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標
空燃比λTGとの偏差を最小にしようと意図したものであ
り、空燃比補正係数ＦＡＦ（ｋ）に対する制約の重み付
けは、重みのパラメータＱ、Ｒの値によって変更するこ
とができる。したがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を
種々換えて最適な制御特性が得られるまでシュミレーシ
ョンを繰り返し、最適フィードバックゲインＫ及び積分
定数Ｋａを定めればよい。
【００５０】さらに、最適フィードバックゲインＫ及び
積分定数Ｋａはモデル定数ａ、ｂに依存している。よっ
て、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ変
動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証す
るためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最適
フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを設計する必
要がある。よって、シュミレーションはモデル定数ａ、
ｂの現実に生じ得る変動を加味して行ない、安定性を満
足する最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを
定める。
積分定数Ｋａはモデル定数ａ、ｂに依存している。よっ
て、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ変
動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証す
るためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最適
フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを設計する必
要がある。よって、シュミレーションはモデル定数ａ、
ｂの現実に生じ得る変動を加味して行ない、安定性を満
足する最適フィードバックゲインＫ及び積分定数Ｋａを
定める。
【００５１】以上、制御対象のモデリング、状態変
数量の表示方法、レギュレータの設計、最適フィー
ドバックゲイン及び積分定数の決定について説明した
が、これらは予め決定されており、電子制御装置３１で
はその結果即ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて
制御を行う。
数量の表示方法、レギュレータの設計、最適フィー
ドバックゲイン及び積分定数の決定について説明した
が、これらは予め決定されており、電子制御装置３１で
はその結果即ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて
制御を行う。
【００５２】《燃料噴射量ＴＡＵの算出処理》次に、上
記のように構成された本実施例の内燃機関の空燃比制御
装置の動作を説明する。
記のように構成された本実施例の内燃機関の空燃比制御
装置の動作を説明する。
【００５３】図４は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ル
ーチンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ル
ーチンを示すフローチャートである。
【００５４】この燃料噴射量算出ルーチンは内燃機関１
の回転に同期して３６０°ＣＡ毎に実行される。まず、
ＣＰＵ３２はステップＳ１０１で吸気圧ＰＭ、回転数Ｎ
e 等に基づいて基本燃料噴射量ＴP を算出し、続くステ
ップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が成立し
ているか否かを判定する。ここで、周知のようにフィー
ドバック条件とは、冷却水温Ｔhwが所定値以上で、かつ
高回転・高負荷ではないときに成立する。ステップＳ１
０２で空燃比λのフィードバック条件が成立していると
きには、ステップＳ１０３で目標空燃比λTGを設定し
（詳細は後述する）、ステップＳ１０４で空燃比λを目
標空燃比λTGとすべく空燃比補正係数ＦＡＦを設定した
後に、ステップＳ１０５に移行する。即ち、ステップＳ
１０４では目標空燃比λTGとＡ／Ｆセンサ２６で検出さ
れた空燃比λ(K) に応じて、前述した（６）、（７）の
式により空燃比補正係数ＦＡＦが算出される。また、前
記ステップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が
成立していないときには、ステップＳ１０６で空燃比補
正係数ＦＡＦを１に設定して、ステップＳ１０５に移行
する。
の回転に同期して３６０°ＣＡ毎に実行される。まず、
ＣＰＵ３２はステップＳ１０１で吸気圧ＰＭ、回転数Ｎ
e 等に基づいて基本燃料噴射量ＴP を算出し、続くステ
ップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が成立し
ているか否かを判定する。ここで、周知のようにフィー
ドバック条件とは、冷却水温Ｔhwが所定値以上で、かつ
高回転・高負荷ではないときに成立する。ステップＳ１
０２で空燃比λのフィードバック条件が成立していると
きには、ステップＳ１０３で目標空燃比λTGを設定し
（詳細は後述する）、ステップＳ１０４で空燃比λを目
標空燃比λTGとすべく空燃比補正係数ＦＡＦを設定した
後に、ステップＳ１０５に移行する。即ち、ステップＳ
１０４では目標空燃比λTGとＡ／Ｆセンサ２６で検出さ
れた空燃比λ(K) に応じて、前述した（６）、（７）の
式により空燃比補正係数ＦＡＦが算出される。また、前
記ステップＳ１０２で空燃比λのフィードバック条件が
成立していないときには、ステップＳ１０６で空燃比補
正係数ＦＡＦを１に設定して、ステップＳ１０５に移行
する。
【００５５】その後、ＣＰＵ３２はステップＳ１０５で
次式に従って基本燃料噴射量ＴP 、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ及び他の補正係数ＦＡＬＬから燃料噴射量ＴＡＵを設
定する。
次式に従って基本燃料噴射量ＴP 、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ及び他の補正係数ＦＡＬＬから燃料噴射量ＴＡＵを設
定する。
【００５６】ＴＡＵ＝ＴP ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ そして、このようにして設定された燃料噴射量ＴＡＵに
基づく制御信号が燃料噴射弁７に出力されて開弁時間、
つまり実際の燃料噴射量が制御され、その結果、混合気
が目標空燃比λTGに調整される。
基づく制御信号が燃料噴射弁７に出力されて開弁時間、
つまり実際の燃料噴射量が制御され、その結果、混合気
が目標空燃比λTGに調整される。
【００５７】《目標空燃比λTGの設定処理》次に、前述
した目標空燃比λTGの設定処理（図４のステップＳ１０
３の処理）について詳述する。
した目標空燃比λTGの設定処理（図４のステップＳ１０
３の処理）について詳述する。
【００５８】〈定常・過渡判定処理〉本実施例の空燃比
制御装置では、内燃機関１の定常運転時（例えば、車輌
が定速走行中で機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ等がほぼ一
定に保持されている状態）の場合と、過渡運転時（例え
ば、車輌が加速中で機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ等が変
動している状態）で、かつ空燃比λが理論空燃比λ=1か
らある程度乱れている場合とでは、目標空燃比λTGを異
なる処理で設定する。そこで、まず、定常運転時と過渡
運転時との判定処理を説明する。
制御装置では、内燃機関１の定常運転時（例えば、車輌
が定速走行中で機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ等がほぼ一
定に保持されている状態）の場合と、過渡運転時（例え
ば、車輌が加速中で機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭ等が変
動している状態）で、かつ空燃比λが理論空燃比λ=1か
らある程度乱れている場合とでは、目標空燃比λTGを異
なる処理で設定する。そこで、まず、定常運転時と過渡
運転時との判定処理を説明する。
【００５９】図５は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する定常・過渡判定ル
ーチンを示すフローチャート、図６は本発明の第一実施
例である内燃機関の空燃比制御装置の空燃比から物質濃
度を算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示す説
明図、図７は本発明の第一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の空燃比のサンプリング時及びパージ制御時
におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び目標空燃比を示
すタイムチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する定常・過渡判定ル
ーチンを示すフローチャート、図６は本発明の第一実施
例である内燃機関の空燃比制御装置の空燃比から物質濃
度を算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示す説
明図、図７は本発明の第一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の空燃比のサンプリング時及びパージ制御時
におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び目標空燃比を示
すタイムチャートである。
【００６０】ＣＰＵ３２は図５のステップＳ２０１で吸
着量算出カウンタＴOSC がリセットされているか否かを
判定し、カウンタＴOSC はリセットされているためステ
ップＳ２０２で前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空
燃比λが予め設定されたリッチ側許容値λRLとリーン側
許容値λLL（λRL＞λ=1＞λLL）との範囲内に収束して
いるか否かを判定する。空燃比λが範囲内に収束してい
るときには内燃機関１が定常運転にあるとして、ステッ
プＳ２０３で反転スキップ制御処理を実行する。後述す
るように、この反転スキップ制御処理は、実際の空燃比
λを理論空燃比λ=1付近に保持すべく実行される。
着量算出カウンタＴOSC がリセットされているか否かを
判定し、カウンタＴOSC はリセットされているためステ
ップＳ２０２で前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空
燃比λが予め設定されたリッチ側許容値λRLとリーン側
許容値λLL（λRL＞λ=1＞λLL）との範囲内に収束して
いるか否かを判定する。空燃比λが範囲内に収束してい
るときには内燃機関１が定常運転にあるとして、ステッ
プＳ２０３で反転スキップ制御処理を実行する。後述す
るように、この反転スキップ制御処理は、実際の空燃比
λを理論空燃比λ=1付近に保持すべく実行される。
【００６１】また、前記ステップＳ２０２で空燃比λが
リッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲内に
収束せずに乱れているときには、内燃機関１が過渡運転
にあるとしてステップＳ２０４で吸着量算出カウンタＴ
OSC が予め設定されたサンプリング時間Ｔαに達してい
るか否かを判定する。前述したように吸着量算出カウン
タＴOSC はリセットされてサンプリング時間Ｔαに達し
ていないため、以下のステップＳ２０５乃至ステップＳ
２１０の処理を実行して、空燃比λの乱れにより三元触
媒１３に吸着されつつある一酸化炭素ＣＯ、炭化水素Ｈ
Ｃ、窒素酸化物ＮＯX 等の有害成分の総量を算出する。
リッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲内に
収束せずに乱れているときには、内燃機関１が過渡運転
にあるとしてステップＳ２０４で吸着量算出カウンタＴ
OSC が予め設定されたサンプリング時間Ｔαに達してい
るか否かを判定する。前述したように吸着量算出カウン
タＴOSC はリセットされてサンプリング時間Ｔαに達し
ていないため、以下のステップＳ２０５乃至ステップＳ
２１０の処理を実行して、空燃比λの乱れにより三元触
媒１３に吸着されつつある一酸化炭素ＣＯ、炭化水素Ｈ
Ｃ、窒素酸化物ＮＯX 等の有害成分の総量を算出する。
【００６２】まず、ＣＰＵ３２はステップＳ２０５で予
めＲＯＭ３３に格納された図６に示すマップに基づい
て、図７に示すように、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出され
た実際の空燃比λ（以下、順次サンプリングするためλ
(i) とする）から現時点の物質濃度を算出する。周知の
ように、排気ガス中の有害成分としては、空燃比λがリ
ーン側に偏った場合にはＮＯX と酸素Ｏ2 が増大し、リ
ッチ側に偏った場合にはＣＯとＨＣが増大するが、この
マップでは物質濃度をＯ2 を基準として定めているた
め、リーン側ではＯ2 の過剰分を直接表して正の値とし
て設定され、リッチ側ではＣＯやＨＣにより要求される
Ｏ2 の不足分を表して負の値として設定される。
めＲＯＭ３３に格納された図６に示すマップに基づい
て、図７に示すように、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出され
た実際の空燃比λ（以下、順次サンプリングするためλ
(i) とする）から現時点の物質濃度を算出する。周知の
ように、排気ガス中の有害成分としては、空燃比λがリ
ーン側に偏った場合にはＮＯX と酸素Ｏ2 が増大し、リ
ッチ側に偏った場合にはＣＯとＨＣが増大するが、この
マップでは物質濃度をＯ2 を基準として定めているた
め、リーン側ではＯ2 の過剰分を直接表して正の値とし
て設定され、リッチ側ではＣＯやＨＣにより要求される
Ｏ2 の不足分を表して負の値として設定される。
【００６３】ステップＳ２０５で物質濃度の算出を完了
するとステップＳ２０６に移行し、次式に従って物質濃
度と吸入空気量ＱA （以下、順次サンプリングするため
ＱA(i)とする）から前記三元触媒１３に吸着された吸着
量ＯST(i) を算出する。
するとステップＳ２０６に移行し、次式に従って物質濃
度と吸入空気量ＱA （以下、順次サンプリングするため
ＱA(i)とする）から前記三元触媒１３に吸着された吸着
量ＯST(i) を算出する。
【００６４】ＯST(i) ＝物質濃度×ＱA(i) 但し、このときの吸入空気量ＱA(i)は空気流の遅れを考
慮し、物質濃度の基礎となる空燃比λ(i) が検出された
空気流を対象とした検出値とする。即ち、吸入空気量Ｑ
A(i)は機関回転数Ｎe と吸気圧ＰＭより算出されるが、
機関回転数Ｎeを検出する回転数センサ２５及び吸気圧
ＰＭを検出する吸気圧センサ２２は、空燃比λ(i) を検
出したＡ／Ｆセンサ２６より上流側に位置するため、機
関回転数Ｎe については１．５回前の検出値（つまり今
回と前回の平均値）を適用し、吸気圧ＰＭについては３
回前の検出値を適用して、次式により吸入空気量ＱA(i)
が算出される。
慮し、物質濃度の基礎となる空燃比λ(i) が検出された
空気流を対象とした検出値とする。即ち、吸入空気量Ｑ
A(i)は機関回転数Ｎe と吸気圧ＰＭより算出されるが、
機関回転数Ｎeを検出する回転数センサ２５及び吸気圧
ＰＭを検出する吸気圧センサ２２は、空燃比λ(i) を検
出したＡ／Ｆセンサ２６より上流側に位置するため、機
関回転数Ｎe については１．５回前の検出値（つまり今
回と前回の平均値）を適用し、吸気圧ＰＭについては３
回前の検出値を適用して、次式により吸入空気量ＱA(i)
が算出される。
【００６５】ＱA(i)∝Ｎe(I-1.5)×ＰＭ(I-3) ステップＳ２０６で吸着量ＯST(i) の算出を完了すると
ステップＳ２０７に移行し、総吸着量ＯST←ＯST＋ＯST
(i) とする。次いで、ステップＳ２０８で算出した総吸
着量ＯSTが予め設定された最小吸着量ＯSTmin と最大吸
着量ＯSTmax とで定められた範囲内にあるか否かを判定
する。ここで、最小吸着量ＯSTmin とは、空燃比λがリ
ッチ側のときのＣＯやＨＣを対象とした三元触媒１３の
最大の吸着量を表し（前述したようにＯ2 を基準として
いるため負の値となり、最小値と呼んでいる）、また、
最大吸着量ＯSTmax とは、空燃比λがリーン側のときの
Ｏ2 を対象とした三元触媒１３の最大の吸着量を表し、
周知のように、共に三元触媒１３の劣化に伴って低下す
る性質を有する。そしてこれらの最小吸着量ＯSTmin と
最大吸着量ＯSTmax は後述する吸着量学習処理により適
宜算出されて、このステップＳ２０８では最新のデータ
が適用される。
ステップＳ２０７に移行し、総吸着量ＯST←ＯST＋ＯST
(i) とする。次いで、ステップＳ２０８で算出した総吸
着量ＯSTが予め設定された最小吸着量ＯSTmin と最大吸
着量ＯSTmax とで定められた範囲内にあるか否かを判定
する。ここで、最小吸着量ＯSTmin とは、空燃比λがリ
ッチ側のときのＣＯやＨＣを対象とした三元触媒１３の
最大の吸着量を表し（前述したようにＯ2 を基準として
いるため負の値となり、最小値と呼んでいる）、また、
最大吸着量ＯSTmax とは、空燃比λがリーン側のときの
Ｏ2 を対象とした三元触媒１３の最大の吸着量を表し、
周知のように、共に三元触媒１３の劣化に伴って低下す
る性質を有する。そしてこれらの最小吸着量ＯSTmin と
最大吸着量ＯSTmax は後述する吸着量学習処理により適
宜算出されて、このステップＳ２０８では最新のデータ
が適用される。
【００６６】前記ステップＳ２０８で現時点の総吸着量
ＯSTが最小吸着量ＯSTmin と最大吸着量ＯSTmax の範囲
内にあると判定したときには、ステップＳ２０９で前記
吸着量算出カウンタＴOSC をインクリメント「＋１」し
て前記ステップＳ２０１に戻り、今回は吸着量算出カウ
ンタＴOSC がリセットされていないためステップＳ２０
４に移行して、吸着量算出カウンタＴOSC がサンプリン
グ時間Ｔαに達したか否かを判定する。未だサンプリン
グ時間Ｔαに達していないときには、図７に示すよう
に、再びステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７の処理
により新たな空燃比λ(i) から吸着量ＯST(i) を算出し
て総吸着量ＯSTに加算する。つまり、サンプリング時間
Ｔαが経過するまで順次空燃比λ(i) がサンプリングさ
れて、それに基づく吸着量ＯST(i) が総吸着量ＯSTに加
算される。
ＯSTが最小吸着量ＯSTmin と最大吸着量ＯSTmax の範囲
内にあると判定したときには、ステップＳ２０９で前記
吸着量算出カウンタＴOSC をインクリメント「＋１」し
て前記ステップＳ２０１に戻り、今回は吸着量算出カウ
ンタＴOSC がリセットされていないためステップＳ２０
４に移行して、吸着量算出カウンタＴOSC がサンプリン
グ時間Ｔαに達したか否かを判定する。未だサンプリン
グ時間Ｔαに達していないときには、図７に示すよう
に、再びステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７の処理
により新たな空燃比λ(i) から吸着量ＯST(i) を算出し
て総吸着量ＯSTに加算する。つまり、サンプリング時間
Ｔαが経過するまで順次空燃比λ(i) がサンプリングさ
れて、それに基づく吸着量ＯST(i) が総吸着量ＯSTに加
算される。
【００６７】乱れた空燃比λは次第に理論空燃比λ=1に
回復するが、通常の空燃比λの回復に要すると予想され
る時間に比較して前記サンプリング時間Ｔαは長く設定
されており、空燃比λが理論空燃比λ=1に回復するまで
吸着量ＯST(i) のサンプリングが継続される。その結
果、各吸着量ＯST(i) を加算した総吸着量ＯSTは、空燃
比λの乱れによって三元触媒１３に吸着された有害成分
（リーン側の乱れのときにはＮＯX 、リッチ側の乱れの
ときにはＣＯとＨＣ）の総量を表すことになる。また、
サンプリング中にステップＳ２０８で総吸着量ＯSTが最
小吸着量ＯSTminと最大吸着量ＯSTmax との範囲から外
れたときには（図７に一点鎖線で示す）、三元触媒１３
がリッチ側またはリーン側のいずれかに飽和状態となっ
た、即ち、それ以降はＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等の有害成分
を吸着できずにエミッションとして排出するため総吸着
量ＯSTが増加しないと見做して、ステップＳ２１０で総
吸着量ＯSTをガードする。つまり、総吸着量ＯSTが最小
吸着量ＯSTmin 以下になったときには、この最小吸着量
ＯSTmin に制限し、総吸着量ＯSTが最大吸着量ＯSTmax
以上になったときには、最大吸着量ＯSTmax に制限す
る。
回復するが、通常の空燃比λの回復に要すると予想され
る時間に比較して前記サンプリング時間Ｔαは長く設定
されており、空燃比λが理論空燃比λ=1に回復するまで
吸着量ＯST(i) のサンプリングが継続される。その結
果、各吸着量ＯST(i) を加算した総吸着量ＯSTは、空燃
比λの乱れによって三元触媒１３に吸着された有害成分
（リーン側の乱れのときにはＮＯX 、リッチ側の乱れの
ときにはＣＯとＨＣ）の総量を表すことになる。また、
サンプリング中にステップＳ２０８で総吸着量ＯSTが最
小吸着量ＯSTminと最大吸着量ＯSTmax との範囲から外
れたときには（図７に一点鎖線で示す）、三元触媒１３
がリッチ側またはリーン側のいずれかに飽和状態となっ
た、即ち、それ以降はＣＯ、ＨＣ、ＮＯX 等の有害成分
を吸着できずにエミッションとして排出するため総吸着
量ＯSTが増加しないと見做して、ステップＳ２１０で総
吸着量ＯSTをガードする。つまり、総吸着量ＯSTが最小
吸着量ＯSTmin 以下になったときには、この最小吸着量
ＯSTmin に制限し、総吸着量ＯSTが最大吸着量ＯSTmax
以上になったときには、最大吸着量ＯSTmax に制限す
る。
【００６８】一方、前記ステップＳ２０４で吸着量算出
カウンタＴOSC がサンプリング時間Ｔαに達したときに
は、ステップＳ２１１に移行して吸着量算出カウンタＴ
OSCをリセットし、ステップＳ２１２でパージ制御処理
を実行する。後述するように、このパージ制御処理は、
三元触媒１３に吸着された有害成分を除去すべく、前記
のように算出した総吸着量ＯSTに基づいて実行される。
カウンタＴOSC がサンプリング時間Ｔαに達したときに
は、ステップＳ２１１に移行して吸着量算出カウンタＴ
OSCをリセットし、ステップＳ２１２でパージ制御処理
を実行する。後述するように、このパージ制御処理は、
三元触媒１３に吸着された有害成分を除去すべく、前記
のように算出した総吸着量ＯSTに基づいて実行される。
【００６９】〈反転スキップ制御処理〉次いで、定常運
転時に実行される反転スキップ制御処理を説明する。
転時に実行される反転スキップ制御処理を説明する。
【００７０】図８は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御
ルーチンを示すフローチャート、図９は本発明の第一実
施例である内燃機関の空燃比制御装置の反転スキップ制
御時におけるＯ2 センサの出力電圧及び目標空燃比を示
すタイムチャート、図１０は本発明の第一実施例である
内燃機関の空燃比制御装置の最小・最大吸着量からスキ
ップ量を算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示
す説明図である。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御
ルーチンを示すフローチャート、図９は本発明の第一実
施例である内燃機関の空燃比制御装置の反転スキップ制
御時におけるＯ2 センサの出力電圧及び目標空燃比を示
すタイムチャート、図１０は本発明の第一実施例である
内燃機関の空燃比制御装置の最小・最大吸着量からスキ
ップ量を算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示
す説明図である。
【００７１】前述した定常・過渡判定ルーチンのステッ
プＳ２０３で反転スキップ制御ルーチンがコールされる
と、ＣＰＵ３２はステップＳ３０１でＯ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２が理論空燃比λ=1のときの値である
０．４５Ｖより高いか低いか（リッチかリーンか）を判
定し、リーン側のときにはステップＳ３０２で出力電圧
ＶＯＸ２が前回もリーン側であったか否かを判定する。
前回もリーン側であるとき、つまり空燃比λがリーン側
に維持されているときには、ステップＳ３０３で目標空
燃比λTG←λTG−λIRとしてリッチ側に補正し、ステッ
プＳ３０４で空燃比λの極性としてリーンをＲＡＭ３４
に格納する。このリッチ積分量λIRはごく小さな値とし
て設定されているため、図９に示すように、目標空燃比
λTGはリッチ側で漸減する。
プＳ２０３で反転スキップ制御ルーチンがコールされる
と、ＣＰＵ３２はステップＳ３０１でＯ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２が理論空燃比λ=1のときの値である
０．４５Ｖより高いか低いか（リッチかリーンか）を判
定し、リーン側のときにはステップＳ３０２で出力電圧
ＶＯＸ２が前回もリーン側であったか否かを判定する。
前回もリーン側であるとき、つまり空燃比λがリーン側
に維持されているときには、ステップＳ３０３で目標空
燃比λTG←λTG−λIRとしてリッチ側に補正し、ステッ
プＳ３０４で空燃比λの極性としてリーンをＲＡＭ３４
に格納する。このリッチ積分量λIRはごく小さな値とし
て設定されているため、図９に示すように、目標空燃比
λTGはリッチ側で漸減する。
【００７２】また、ステップＳ３０２で出力電圧ＶＯＸ
２が前回はリッチ側であったとき、つまり空燃比λがリ
ッチ側からリーン側に反転したときには、ステップＳ３
０５で予めＲＯＭ３３に格納された図１０のマップに基
づいて、後述する吸着量学習処理によって得られた最小
吸着量ＯSTmin からリッチスキップ量λSKR を算出す
る。その後、ステップＳ３０６で目標空燃比λTG←λTG
−λIR−λSKR としてリッチ側に補正し、ステップＳ３
０４でリーンをＲＡＭ３４に格納する。このリッチスキ
ップ量λSKR は前記リッチ積分量λIRに比較して十分に
大きな値のため、図９に示すように、目標空燃比λTGは
リーン側からリッチ側にスキップ的に激減する。
２が前回はリッチ側であったとき、つまり空燃比λがリ
ッチ側からリーン側に反転したときには、ステップＳ３
０５で予めＲＯＭ３３に格納された図１０のマップに基
づいて、後述する吸着量学習処理によって得られた最小
吸着量ＯSTmin からリッチスキップ量λSKR を算出す
る。その後、ステップＳ３０６で目標空燃比λTG←λTG
−λIR−λSKR としてリッチ側に補正し、ステップＳ３
０４でリーンをＲＡＭ３４に格納する。このリッチスキ
ップ量λSKR は前記リッチ積分量λIRに比較して十分に
大きな値のため、図９に示すように、目標空燃比λTGは
リーン側からリッチ側にスキップ的に激減する。
【００７３】一方、前記ステップＳ３０１でＯ2 センサ
２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側であるときには、ス
テップＳ３０７で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリッチ側で
あったか否かを判定する。そして、前回もリッチ側であ
るときにはステップＳ３０８で目標空燃比λTG←λTG＋
λIL（λILはリーン積分量）として、目標空燃比λTGを
リーン側で漸増させ、また、前回はリーン側であったと
きにはステップＳ３０９で図１０のマップに基づき最大
吸着量ＯSTmax からリーンスキップ量λSKL を算出し
て、ステップＳ３１０でλTG←λTG＋λIL＋λSKL と
し、目標空燃比λTGをリッチ側からリーン側にスキップ
的に激増させる。そして、いずれの場合でも前記ステッ
プＳ３０４で空燃比λの極性としてリッチをＲＡＭ３４
に格納する。
２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側であるときには、ス
テップＳ３０７で出力電圧ＶＯＸ２が前回もリッチ側で
あったか否かを判定する。そして、前回もリッチ側であ
るときにはステップＳ３０８で目標空燃比λTG←λTG＋
λIL（λILはリーン積分量）として、目標空燃比λTGを
リーン側で漸増させ、また、前回はリーン側であったと
きにはステップＳ３０９で図１０のマップに基づき最大
吸着量ＯSTmax からリーンスキップ量λSKL を算出し
て、ステップＳ３１０でλTG←λTG＋λIL＋λSKL と
し、目標空燃比λTGをリッチ側からリーン側にスキップ
的に激増させる。そして、いずれの場合でも前記ステッ
プＳ３０４で空燃比λの極性としてリッチをＲＡＭ３４
に格納する。
【００７４】周知のように、三元触媒１３を含めて内燃
機関１は大きな遅れを有する系であることから、吸気側
で燃料噴射弁７により混合気の空燃比を制御しても、そ
の制御結果が排気側のＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２に反映されるまでにある程度の時間を要する。したが
って、出力電圧ＶＯＸ２がリッチとリーンの間を反転し
たときには、既に空燃比λは一方に大きく乱れる要素を
孕んでおり、例えば、前述したリッチ積分量λIRやリー
ン積分量λILによる微妙な補正では空燃比λの乱れを抑
制しきれない。しかしながら、前記のように反転時の目
標空燃比λTGは、十分に大きなリッチスキップ量λSKR
やリーンスキップ量λSKL にてスキップ的に補正される
ため、この定常運転時において、空燃比λは大きく乱れ
ることなく僅かな変動を伴って理論空燃比λ=1付近に保
持される。
機関１は大きな遅れを有する系であることから、吸気側
で燃料噴射弁７により混合気の空燃比を制御しても、そ
の制御結果が排気側のＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２に反映されるまでにある程度の時間を要する。したが
って、出力電圧ＶＯＸ２がリッチとリーンの間を反転し
たときには、既に空燃比λは一方に大きく乱れる要素を
孕んでおり、例えば、前述したリッチ積分量λIRやリー
ン積分量λILによる微妙な補正では空燃比λの乱れを抑
制しきれない。しかしながら、前記のように反転時の目
標空燃比λTGは、十分に大きなリッチスキップ量λSKR
やリーンスキップ量λSKL にてスキップ的に補正される
ため、この定常運転時において、空燃比λは大きく乱れ
ることなく僅かな変動を伴って理論空燃比λ=1付近に保
持される。
【００７５】また、図１０から明らかなように、三元触
媒１３の劣化によって最小吸着量ＯSTmin 及び最大吸着
量ＯSTmax が低下してきたときには、リッチスキップ量
λSKR やリーンスキップ量λSKL も次第に小さな値が算
出されるため、三元触媒１３の吸着限界を越えた過補正
が行なわれて有害成分が排出されるのが未然に防止され
る。
媒１３の劣化によって最小吸着量ＯSTmin 及び最大吸着
量ＯSTmax が低下してきたときには、リッチスキップ量
λSKR やリーンスキップ量λSKL も次第に小さな値が算
出されるため、三元触媒１３の吸着限界を越えた過補正
が行なわれて有害成分が排出されるのが未然に防止され
る。
【００７６】〈パージ制御処理〉次いで、過渡運転時で
空燃比λが乱れた場合に実行されるパージ制御処理を説
明する。
空燃比λが乱れた場合に実行されるパージ制御処理を説
明する。
【００７７】図１１は本発明の第一実施例である内燃機
関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルー
チンを示すフローチャートである。
関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルー
チンを示すフローチャートである。
【００７８】前述した定常・過渡判定ルーチンのステッ
プＳ２１２でパージ制御ルーチンがコールされると、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ４０１で、定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０７において算出された総吸着量ＯST
の極性が正か負かを判定する。つまり、このパージ制御
の実行時には、空燃比λの乱れにより三元触媒１３の有
害成分の吸着量が増大しており、その有害成分がリーン
側とリッチ側のいずれの乱れによるものかを判定してい
るのである。
プＳ２１２でパージ制御ルーチンがコールされると、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ４０１で、定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０７において算出された総吸着量ＯST
の極性が正か負かを判定する。つまり、このパージ制御
の実行時には、空燃比λの乱れにより三元触媒１３の有
害成分の吸着量が増大しており、その有害成分がリーン
側とリッチ側のいずれの乱れによるものかを判定してい
るのである。
【００７９】今、仮に図７に実線で示すように、空燃比
λがリーン側に乱れたものとして説明を続けると、ＣＰ
Ｕ３２はステップＳ４０１でＯ2 を基準として算出され
た総吸着量ＯSTの極性が正、つまりリーンであると判定
し、ステップＳ４０２で目標空燃比λTG←λTG−ΔλR
とする。このリッチパージ補正量ΔλR は、前述した反
転スキップ制御で用いられるスキップ量λSKR,λSKL よ
り更に大きな値として設定されており、その結果、目標
空燃比λTGは反転スキップ制御の状態から大きくΔλR
分だけリッチ側に補正され、それに伴いＡ／Ｆセンサ２
６にて検出される実際の空燃比λ(i) も次第にリッチ側
に修正される。次いで、前述した定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０５と同じく、ステップＳ４０３で図
６に示すマップに基づいて、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出
された空燃比λ(i) から現時点の物質濃度を算出し、ス
テップＳ４０４で次式に従って物質濃度と吸入空気量Ｑ
A(i)から吸着量ＯST(i) を算出する。
λがリーン側に乱れたものとして説明を続けると、ＣＰ
Ｕ３２はステップＳ４０１でＯ2 を基準として算出され
た総吸着量ＯSTの極性が正、つまりリーンであると判定
し、ステップＳ４０２で目標空燃比λTG←λTG−ΔλR
とする。このリッチパージ補正量ΔλR は、前述した反
転スキップ制御で用いられるスキップ量λSKR,λSKL よ
り更に大きな値として設定されており、その結果、目標
空燃比λTGは反転スキップ制御の状態から大きくΔλR
分だけリッチ側に補正され、それに伴いＡ／Ｆセンサ２
６にて検出される実際の空燃比λ(i) も次第にリッチ側
に修正される。次いで、前述した定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０５と同じく、ステップＳ４０３で図
６に示すマップに基づいて、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出
された空燃比λ(i) から現時点の物質濃度を算出し、ス
テップＳ４０４で次式に従って物質濃度と吸入空気量Ｑ
A(i)から吸着量ＯST(i) を算出する。
【００８０】ＯST(i) ＝物質濃度×ＱA(i) 更に、ステップＳ４０５に移行して、前述した定常・過
渡判定ルーチンで算出した総吸着量ＯSTを、ＯST←ＯST
＋ＯST(i) とする。ここで、図６に示すように、空燃比
λ(i) がリッチ側に修正されることから物質濃度の極性
としては負となり、吸着量ＯST(i) も負の極性を有する
ことになって、総吸着量ＯSTは吸着量ＯST(i) にて減算
される。即ち、空燃比λのリッチ側への修正により、三
元触媒１３のＯ2 の有害成分は次第に離脱して吸着量が
減少し、その状態を空燃比λの変化に基づいて推定して
いるのである。そして、以下、このように空燃比制御に
より有害成分が中和されて三元触媒１３から離脱し、そ
の吸着量が減少する現象をパージと定義する。
渡判定ルーチンで算出した総吸着量ＯSTを、ＯST←ＯST
＋ＯST(i) とする。ここで、図６に示すように、空燃比
λ(i) がリッチ側に修正されることから物質濃度の極性
としては負となり、吸着量ＯST(i) も負の極性を有する
ことになって、総吸着量ＯSTは吸着量ＯST(i) にて減算
される。即ち、空燃比λのリッチ側への修正により、三
元触媒１３のＯ2 の有害成分は次第に離脱して吸着量が
減少し、その状態を空燃比λの変化に基づいて推定して
いるのである。そして、以下、このように空燃比制御に
より有害成分が中和されて三元触媒１３から離脱し、そ
の吸着量が減少する現象をパージと定義する。
【００８１】その後、ＣＰＵ３２はステップＳ４０６で
補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量リッ
チフラグＸＯＳＴＲがセットされているか否かを判定
し、セットされていないためステップＳ４０７で総吸着
量ＯSTがリーンパージ完了値ＯSTL より小さくなったか
否かを判定する。そして、総吸着量ＯSTが未だ大きいと
きには、前記ステップＳ４０３からステップＳ４０７の
処理を繰り返して総吸着量ＯSTを次第に減少させ、ま
た、総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値ＯSTL より小さ
くなると、ステップＳ４０８で目標空燃比λTG←λTG＋
ΔλR として、目標空燃比λTGを補正前の値に戻し、こ
のパージ制御ルーチンを終了する。したがって、終了の
時点では、三元触媒１３の吸着量がほぼ０まで減少する
ことになる。ここで、空気流の遅れを考慮した上でパー
ジ制御の終了タイミングは、三元触媒１３の吸着量が完
全にパージされるより機関回転数Ｎe で３回転分だけ早
めている。即ち、リーンパージ完了値ＯSTL としては次
式で示すように、 ＯSTL ＝−物質濃度×ＱA(i)×３ とする。なお、物質濃度と吸入空気量ＱA は、このパー
ジ制御の実行時の最新のデータを用いている。但し、パ
ージ制御時の物質濃度は負の値であり、一方、図７から
明らかなように、要求されるリーンパージ完了値ＯSTL
は正の値であるため、物質濃度の極性を反転させて用い
る。
補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量リッ
チフラグＸＯＳＴＲがセットされているか否かを判定
し、セットされていないためステップＳ４０７で総吸着
量ＯSTがリーンパージ完了値ＯSTL より小さくなったか
否かを判定する。そして、総吸着量ＯSTが未だ大きいと
きには、前記ステップＳ４０３からステップＳ４０７の
処理を繰り返して総吸着量ＯSTを次第に減少させ、ま
た、総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値ＯSTL より小さ
くなると、ステップＳ４０８で目標空燃比λTG←λTG＋
ΔλR として、目標空燃比λTGを補正前の値に戻し、こ
のパージ制御ルーチンを終了する。したがって、終了の
時点では、三元触媒１３の吸着量がほぼ０まで減少する
ことになる。ここで、空気流の遅れを考慮した上でパー
ジ制御の終了タイミングは、三元触媒１３の吸着量が完
全にパージされるより機関回転数Ｎe で３回転分だけ早
めている。即ち、リーンパージ完了値ＯSTL としては次
式で示すように、 ＯSTL ＝−物質濃度×ＱA(i)×３ とする。なお、物質濃度と吸入空気量ＱA は、このパー
ジ制御の実行時の最新のデータを用いている。但し、パ
ージ制御時の物質濃度は負の値であり、一方、図７から
明らかなように、要求されるリーンパージ完了値ＯSTL
は正の値であるため、物質濃度の極性を反転させて用い
る。
【００８２】また、図７に二点鎖線で示すように、空燃
比λがリッチ側に乱れた場合には、前述したリーン側に
乱れた場合とリッチとリーンの関係を逆転した処理が行
なわれる。即ち、ステップＳ４０１で総吸着量ＯSTの極
性が負、つまりリッチであると判定し、ステップＳ４０
９で補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量
リッチフラグＸＯＳＴＲをセットし、ステップＳ４１０
で目標空燃比λTG←λTG＋ΔλL として、大きくリーン
パージ補正量ΔλL 分だけリーン側に補正する。そし
て、ステップＳ４０３で現時点の物質濃度を、ステップ
Ｓ４０４で吸着量ＯST(i) を、ステップＳ４０５で総吸
着量ＯSTをそれぞれ算出する。なお、この場合は空燃比
λ(i) がリーン側に修正されることから物質濃度と共に
吸着量ＯST(i) の極性が正となり、総吸着量ＯSTは吸着
量ＯST(i) にて加算される。次いで、ステップＳ４０６
で吸着量リッチフラグＸＯＳＴＲがセットされているた
め、ステップＳ４１１で総吸着量ＯSTが、前記リーンパ
ージ完了値ＯSTL と同じく予め機関回転数Ｎe で３回転
分の遅れを見込んだリッチパージ完了値ＯSTR より大き
くなったか否かを判定する。そして、ステップＳ４０３
乃至ステップＳ４０６、ステップＳ４１１の処理を繰り
返した結果、総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR
より大きくなると、ステップＳ４１２で目標空燃比λTG
←λTG−ΔλLとして補正前の値に戻し、ステップＳ４
１３で吸着量リッチフラグＸＯＳＴＲをクリアして、こ
のパージ制御ルーチンを終了する。
比λがリッチ側に乱れた場合には、前述したリーン側に
乱れた場合とリッチとリーンの関係を逆転した処理が行
なわれる。即ち、ステップＳ４０１で総吸着量ＯSTの極
性が負、つまりリッチであると判定し、ステップＳ４０
９で補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量
リッチフラグＸＯＳＴＲをセットし、ステップＳ４１０
で目標空燃比λTG←λTG＋ΔλL として、大きくリーン
パージ補正量ΔλL 分だけリーン側に補正する。そし
て、ステップＳ４０３で現時点の物質濃度を、ステップ
Ｓ４０４で吸着量ＯST(i) を、ステップＳ４０５で総吸
着量ＯSTをそれぞれ算出する。なお、この場合は空燃比
λ(i) がリーン側に修正されることから物質濃度と共に
吸着量ＯST(i) の極性が正となり、総吸着量ＯSTは吸着
量ＯST(i) にて加算される。次いで、ステップＳ４０６
で吸着量リッチフラグＸＯＳＴＲがセットされているた
め、ステップＳ４１１で総吸着量ＯSTが、前記リーンパ
ージ完了値ＯSTL と同じく予め機関回転数Ｎe で３回転
分の遅れを見込んだリッチパージ完了値ＯSTR より大き
くなったか否かを判定する。そして、ステップＳ４０３
乃至ステップＳ４０６、ステップＳ４１１の処理を繰り
返した結果、総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR
より大きくなると、ステップＳ４１２で目標空燃比λTG
←λTG−ΔλLとして補正前の値に戻し、ステップＳ４
１３で吸着量リッチフラグＸＯＳＴＲをクリアして、こ
のパージ制御ルーチンを終了する。
【００８３】このように、車輌の加速時等で、空燃比λ
がリッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲外
に乱れた状態がサンプリング時間Ｔα継続したときに
は、図５に示す定常過渡判定ルーチンのステップＳ２０
５乃至ステップＳ２１０の処理により三元触媒１３に吸
着されつつある有害成分の総量を算出し、図１１に示す
パージ制御ルーチンのステップＳ４０２またはステップ
Ｓ４１０で目標空燃比λTGを空燃比λの乱れとは反対側
に大きく補正して吸着した有害成分をパージし、ステッ
プＳ４０３乃至４０７またはステップＳ４１１で三元触
媒１３のＯ2 吸着量の増減状態を空燃比λの変化に基づ
いて推定し、吸着量がほぼ０まで回復したときにステッ
プＳ４０８またはステップＳ４１２で目標空燃比λTGを
補正前の値に戻している。即ち、空燃比λがリッチ側或
いはリーン側に乱れたときに、パージ制御で空燃比λを
反対側に修正して、その空燃比λの変動の収支をほぼ均
衡させているのである。
がリッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲外
に乱れた状態がサンプリング時間Ｔα継続したときに
は、図５に示す定常過渡判定ルーチンのステップＳ２０
５乃至ステップＳ２１０の処理により三元触媒１３に吸
着されつつある有害成分の総量を算出し、図１１に示す
パージ制御ルーチンのステップＳ４０２またはステップ
Ｓ４１０で目標空燃比λTGを空燃比λの乱れとは反対側
に大きく補正して吸着した有害成分をパージし、ステッ
プＳ４０３乃至４０７またはステップＳ４１１で三元触
媒１３のＯ2 吸着量の増減状態を空燃比λの変化に基づ
いて推定し、吸着量がほぼ０まで回復したときにステッ
プＳ４０８またはステップＳ４１２で目標空燃比λTGを
補正前の値に戻している。即ち、空燃比λがリッチ側或
いはリーン側に乱れたときに、パージ制御で空燃比λを
反対側に修正して、その空燃比λの変動の収支をほぼ均
衡させているのである。
【００８４】したがって、従来技術で説明した空燃比制
御装置のように、乱れた空燃比λが単に理論空燃比λ=1
に収束するだけではなく、このパージ制御によって三元
触媒１３に吸着された有害成分がパージされて吸着能力
が回復され、再び空燃比λが乱れたときには、その時点
の三元触媒１３が有する吸着能力を最大限に発揮して有
害成分を確実に吸着可能となる。また、周知のように、
三元触媒１３の下流側に設けられたＯ2 センサ２７は、
理論空燃比λ=1付近の極めて狭い範囲でしか良好な感度
を示さないが、三元触媒１３から排出される排気ガスは
有害成分を吸着されて常に理論空燃比λ=1付近に保持さ
れるため、Ｏ2 センサ２７の感度の高い領域を利用して
空燃比λを検出できる。
御装置のように、乱れた空燃比λが単に理論空燃比λ=1
に収束するだけではなく、このパージ制御によって三元
触媒１３に吸着された有害成分がパージされて吸着能力
が回復され、再び空燃比λが乱れたときには、その時点
の三元触媒１３が有する吸着能力を最大限に発揮して有
害成分を確実に吸着可能となる。また、周知のように、
三元触媒１３の下流側に設けられたＯ2 センサ２７は、
理論空燃比λ=1付近の極めて狭い範囲でしか良好な感度
を示さないが、三元触媒１３から排出される排気ガスは
有害成分を吸着されて常に理論空燃比λ=1付近に保持さ
れるため、Ｏ2 センサ２７の感度の高い領域を利用して
空燃比λを検出できる。
【００８５】しかも、三元触媒１３の上流側に設けられ
たＡ／Ｆセンサ２６の検出値に基づいて有害成分の総吸
着量ＯSTを算出しているため、高い精度の算出結果を得
ることができる。つまり、三元触媒１３は所謂ストレー
ジ効果を有するため、仮に三元触媒１３より下流側で空
燃比λを検出すると、上流側の空燃比λの変化が下流側
に反映されるのにある程度の時間を要し、古いデータし
か得られない。前記のように上流側で空燃比λを検出す
れば、より新しい空燃比に基づいてパージ制御を実行で
きるため、例えば、前記ステップＳ４０７やステップＳ
４１１ではパージ終了タイミングを的確に判定して、パ
ージ制御の過補正や補正不足を未然に回避可能となる。
たＡ／Ｆセンサ２６の検出値に基づいて有害成分の総吸
着量ＯSTを算出しているため、高い精度の算出結果を得
ることができる。つまり、三元触媒１３は所謂ストレー
ジ効果を有するため、仮に三元触媒１３より下流側で空
燃比λを検出すると、上流側の空燃比λの変化が下流側
に反映されるのにある程度の時間を要し、古いデータし
か得られない。前記のように上流側で空燃比λを検出す
れば、より新しい空燃比に基づいてパージ制御を実行で
きるため、例えば、前記ステップＳ４０７やステップＳ
４１１ではパージ終了タイミングを的確に判定して、パ
ージ制御の過補正や補正不足を未然に回避可能となる。
【００８６】《吸着量学習処理》次いで、前記定常・過
渡判定ルーチンのステップＳ２０８と、反転スキップ制
御ルーチンのステップＳ３０５及びステップＳ３０９で
用いられる三元触媒１３の最小吸着量ＯSTmin と最大吸
着量ＯSTmax を算出する吸着量学習処理を説明する。
渡判定ルーチンのステップＳ２０８と、反転スキップ制
御ルーチンのステップＳ３０５及びステップＳ３０９で
用いられる三元触媒１３の最小吸着量ＯSTmin と最大吸
着量ＯSTmax を算出する吸着量学習処理を説明する。
【００８７】図１２は本発明の第一実施例である内燃機
関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する学習開始判定ル
ーチンを示すフローチャート、図１３は本発明の第一実
施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行す
るＡ／Ｆ変動制御ルーチンを示すフローチャート、図１
４は本発明の第一実施例である内燃機関の空燃比制御装
置のＣＰＵが実行する飽和判定ルーチンを示すフローチ
ャート、図１５は本発明の第一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のＣＰＵが実行する吸着量算出ルーチン
を示すフローチャート、図１６は本発明の第一実施例で
ある内燃機関の空燃比制御装置の吸着量学習時における
Ｏ2 センサの出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャ
ートである。
関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する学習開始判定ル
ーチンを示すフローチャート、図１３は本発明の第一実
施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行す
るＡ／Ｆ変動制御ルーチンを示すフローチャート、図１
４は本発明の第一実施例である内燃機関の空燃比制御装
置のＣＰＵが実行する飽和判定ルーチンを示すフローチ
ャート、図１５は本発明の第一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のＣＰＵが実行する吸着量算出ルーチン
を示すフローチャート、図１６は本発明の第一実施例で
ある内燃機関の空燃比制御装置の吸着量学習時における
Ｏ2 センサの出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャ
ートである。
【００８８】ＣＰＵ３２は図示しない車輌の速度センサ
から検出信号を所定間隔で入力しており、その検出値に
基づいて車輌が２０００ｋｍ走行する毎に、図１２乃至
図１５に示す各ルーチンを実行する。
から検出信号を所定間隔で入力しており、その検出値に
基づいて車輌が２０００ｋｍ走行する毎に、図１２乃至
図１５に示す各ルーチンを実行する。
【００８９】まず、ＣＰＵ３２は図１２に示す学習開始
判定ルーチンのステップＳ５０１でＯ2 センサ２７の出
力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッチ側許容値ＶRLと
リーン側許容値ＶLL（ＶRL＞λ=1＞ＶLL）との範囲内に
収束しているか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２が収
束していないときには空燃比λが乱れており、吸着量の
学習処理を実行するには適さないとして、ステップＳ５
０２で待機時間カウンタＴINをリセットし、ステップＳ
５０３で学習実行フラグＸＯＳＴＧをクリアする。ま
た、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容
値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲内に収束している
ときには、ステップＳ５０４で待機時間カウンタＴINを
インクリメント「＋１」し、ステップＳ５０５で待機時
間カウンタＴIN＞ＴINL 、つまり予め設定された待機時
間ＴINL が経過したか否かを判定する。
判定ルーチンのステップＳ５０１でＯ2 センサ２７の出
力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッチ側許容値ＶRLと
リーン側許容値ＶLL（ＶRL＞λ=1＞ＶLL）との範囲内に
収束しているか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２が収
束していないときには空燃比λが乱れており、吸着量の
学習処理を実行するには適さないとして、ステップＳ５
０２で待機時間カウンタＴINをリセットし、ステップＳ
５０３で学習実行フラグＸＯＳＴＧをクリアする。ま
た、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容
値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲内に収束している
ときには、ステップＳ５０４で待機時間カウンタＴINを
インクリメント「＋１」し、ステップＳ５０５で待機時
間カウンタＴIN＞ＴINL 、つまり予め設定された待機時
間ＴINL が経過したか否かを判定する。
【００９０】ステップＳ５０５で待機時間ＴINL が経過
すると、ステップＳ５０６で内燃機関１が定常運転状態
であるか否かを判定する。なお、この判定は前記回転数
センサ２５にて検出された機関回転数Ｎe や吸気圧セン
サ２２にて検出された吸気圧ＰＭ等に基づいて行なわ
れ、これらの検出値がほぼ一定のときに定常運転の判定
がなされる。ステップＳ５０６で内燃機関１が定常運転
状態になると、ステップＳ５０７で学習実行フラグＸＯ
ＳＴＧがクリアされてから予め設定された学習インター
バル時間Ｔが経過したか否かを判定し、このインターバ
ル時間Ｔが経過すると、ステップＳ５０８で学習実行フ
ラグＸＯＳＴＧをセットして、この学習開始判定ルーチ
ンを終了する。また、ステップＳ５０５乃至ステップＳ
５０７の各処理で肯定判断される以前に、ステップＳ５
０１でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許
容値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲から外れたとき
には、ステップＳ５０２で待機時間カウンタＴINがリセ
ットされ、再びステップＳ５０１から処理が繰り返され
る。
すると、ステップＳ５０６で内燃機関１が定常運転状態
であるか否かを判定する。なお、この判定は前記回転数
センサ２５にて検出された機関回転数Ｎe や吸気圧セン
サ２２にて検出された吸気圧ＰＭ等に基づいて行なわ
れ、これらの検出値がほぼ一定のときに定常運転の判定
がなされる。ステップＳ５０６で内燃機関１が定常運転
状態になると、ステップＳ５０７で学習実行フラグＸＯ
ＳＴＧがクリアされてから予め設定された学習インター
バル時間Ｔが経過したか否かを判定し、このインターバ
ル時間Ｔが経過すると、ステップＳ５０８で学習実行フ
ラグＸＯＳＴＧをセットして、この学習開始判定ルーチ
ンを終了する。また、ステップＳ５０５乃至ステップＳ
５０７の各処理で肯定判断される以前に、ステップＳ５
０１でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許
容値ＶRLとリーン側許容値ＶLLとの範囲から外れたとき
には、ステップＳ５０２で待機時間カウンタＴINがリセ
ットされ、再びステップＳ５０１から処理が繰り返され
る。
【００９１】また、ＣＰＵ３２は前記学習開始判定ルー
チンのステップＳ５０８で学習実行フラグＸＯＳＴＧが
セットされると、図１３に示すＡ／Ｆ変動制御ルーチン
のステップＳ６０１からステップＳ６０２に移行して補
正実行カウンタＴC が予め設定されたリッチ補正時間Ｔ
R を越えたか否か、つまり、リッチ補正時間ＴR が経過
したか否かを判定する。リッチ補正時間ＴR が経過して
いないときには、ステップＳ６０３で目標空燃比λTGを
予め設定されたリッチ目標空燃比λRTとし、ステップＳ
６０４で補正実行カウンタＴC をインクリメント「＋
１」してステップＳ６０１に戻る。したがって、図１６
に示すように、ステップＳ６０２でリッチ補正時間ＴR
が経過するまで、目標空燃比λTGが理論空燃比λ=1より
リッチ側のリッチ目標空燃比λRTに保持される。その結
果、排気ガス中にはＣＯやＨＣが増加して三元触媒１３
に吸着され、Ｏ2 センサ２７は三元触媒１３の吸着量に
応じたリッチ側の出力電圧ＶＯＸ２を示す。
チンのステップＳ５０８で学習実行フラグＸＯＳＴＧが
セットされると、図１３に示すＡ／Ｆ変動制御ルーチン
のステップＳ６０１からステップＳ６０２に移行して補
正実行カウンタＴC が予め設定されたリッチ補正時間Ｔ
R を越えたか否か、つまり、リッチ補正時間ＴR が経過
したか否かを判定する。リッチ補正時間ＴR が経過して
いないときには、ステップＳ６０３で目標空燃比λTGを
予め設定されたリッチ目標空燃比λRTとし、ステップＳ
６０４で補正実行カウンタＴC をインクリメント「＋
１」してステップＳ６０１に戻る。したがって、図１６
に示すように、ステップＳ６０２でリッチ補正時間ＴR
が経過するまで、目標空燃比λTGが理論空燃比λ=1より
リッチ側のリッチ目標空燃比λRTに保持される。その結
果、排気ガス中にはＣＯやＨＣが増加して三元触媒１３
に吸着され、Ｏ2 センサ２７は三元触媒１３の吸着量に
応じたリッチ側の出力電圧ＶＯＸ２を示す。
【００９２】そして、ステップＳ６０２でリッチ補正時
間ＴR が経過すると、ステップＳ６０５で補正実行カウ
ンタＴC が、前記リッチ補正時間ＴR に予め設定された
リーン補正時間ＴL を加算した値を越えたか否か、つま
り、リッチ補正時間ＴR の経過後に更にリーン補正時間
ＴL が経過したか否かを判定する。リーン補正時間ＴL
が経過していないときには、ステップＳ６０６で目標空
燃比λTGを予め設定されたリーン目標空燃比λLTとし、
ステップＳ６０４で補正実行カウンタＴC をインクリメ
ント「＋１」してステップＳ６０１に戻る。したがっ
て、図１６に示すように、ステップＳ６０５でリーン補
正時間ＴL が経過するまで、目標空燃比λTGが理論空燃
比λ=1よりリーン側のリーン目標空燃比λLTに保持さ
れ、排気ガス中のＯ2 が増加して前述したリッチ側の補
正により三元触媒１３に吸着されたＣＯやＨＣをパージ
し、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２は理論空燃比λ
=1付近に回復する。そして、リーン補正時間ＴL が経過
すると、ステップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧ
をクリアして、このＡ／Ｆ変動制御ルーチンを終了す
る。
間ＴR が経過すると、ステップＳ６０５で補正実行カウ
ンタＴC が、前記リッチ補正時間ＴR に予め設定された
リーン補正時間ＴL を加算した値を越えたか否か、つま
り、リッチ補正時間ＴR の経過後に更にリーン補正時間
ＴL が経過したか否かを判定する。リーン補正時間ＴL
が経過していないときには、ステップＳ６０６で目標空
燃比λTGを予め設定されたリーン目標空燃比λLTとし、
ステップＳ６０４で補正実行カウンタＴC をインクリメ
ント「＋１」してステップＳ６０１に戻る。したがっ
て、図１６に示すように、ステップＳ６０５でリーン補
正時間ＴL が経過するまで、目標空燃比λTGが理論空燃
比λ=1よりリーン側のリーン目標空燃比λLTに保持さ
れ、排気ガス中のＯ2 が増加して前述したリッチ側の補
正により三元触媒１３に吸着されたＣＯやＨＣをパージ
し、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２は理論空燃比λ
=1付近に回復する。そして、リーン補正時間ＴL が経過
すると、ステップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧ
をクリアして、このＡ／Ｆ変動制御ルーチンを終了す
る。
【００９３】一方、ＣＰＵ３２は前記学習開始判定ルー
チンのステップＳ５０８で学習実行フラグＸＯＳＴＧが
セットされると、図１４に示す飽和判定ルーチンのステ
ップＳ７０１からステップＳ７０２に移行して、前述し
たＡ／Ｆ変動制御ルーチンのステップＳ６０３の目標空
燃比λTGのリッチ側への補正により、Ｏ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２が予め設定された飽和判定レベルＶSL
（ＶSL＞ＶRL）を越えたか否かを判定し、飽和判定レベ
ルＶSLを越えていないときには何ら処理を行なわず、飽
和判定レベルＶSLを越えたときにはステップＳ７０３で
飽和判定フラグＶＯＳＴＯＶをセットして、この飽和判
定ルーチンを終了する。ここで、飽和判定レベルＶSL
は、三元触媒１３が飽和状態となったとき、換言すれ
ば、ＣＯやＨＣの吸着量が吸着限界を越えて三元触媒１
３から排出され始めるときに、Ｏ2 センサ２７が出力す
る出力電圧ＶＯＸ２として設定されたものである。
チンのステップＳ５０８で学習実行フラグＸＯＳＴＧが
セットされると、図１４に示す飽和判定ルーチンのステ
ップＳ７０１からステップＳ７０２に移行して、前述し
たＡ／Ｆ変動制御ルーチンのステップＳ６０３の目標空
燃比λTGのリッチ側への補正により、Ｏ2 センサ２７の
出力電圧ＶＯＸ２が予め設定された飽和判定レベルＶSL
（ＶSL＞ＶRL）を越えたか否かを判定し、飽和判定レベ
ルＶSLを越えていないときには何ら処理を行なわず、飽
和判定レベルＶSLを越えたときにはステップＳ７０３で
飽和判定フラグＶＯＳＴＯＶをセットして、この飽和判
定ルーチンを終了する。ここで、飽和判定レベルＶSL
は、三元触媒１３が飽和状態となったとき、換言すれ
ば、ＣＯやＨＣの吸着量が吸着限界を越えて三元触媒１
３から排出され始めるときに、Ｏ2 センサ２７が出力す
る出力電圧ＶＯＸ２として設定されたものである。
【００９４】ＣＰＵ３２は前記Ａ／Ｆ変動制御ルーチン
のステップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧがクリ
アされると、１回分の目標空燃比λTGの変動制御操作が
完了したとして、図１５に示す飽和吸着量算出ルーチン
のステップＳ８０１からステップＳ８０２に移行し、飽
和判定フラグＸＯＳＴＯＶがセットされているか否かを
判定する。飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶがセットされて
いないときには、前回の変動制御操作によって三元触媒
１３は吸着限界を越えなかったとして、ステップＳ８０
３でリッチ補正時間ＴR 及びリーン補正時間ＴL に予め
設定された加算時間Ｔa を加算する。
のステップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧがクリ
アされると、１回分の目標空燃比λTGの変動制御操作が
完了したとして、図１５に示す飽和吸着量算出ルーチン
のステップＳ８０１からステップＳ８０２に移行し、飽
和判定フラグＸＯＳＴＯＶがセットされているか否かを
判定する。飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶがセットされて
いないときには、前回の変動制御操作によって三元触媒
１３は吸着限界を越えなかったとして、ステップＳ８０
３でリッチ補正時間ＴR 及びリーン補正時間ＴL に予め
設定された加算時間Ｔa を加算する。
【００９５】そして、前記Ａ／Ｆ変動制御ルーチンのス
テップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧがクリアさ
れてから学習インターバル時間Ｔが経過すると、ＣＰＵ
３２は前記学習開始判定ルーチンのステップＳ５０７か
らステップＳ５０８に移行して学習実行フラグＸＯＳＴ
Ｇをセットし、再び前記と同様に、Ａ／Ｆ変動制御ルー
チンで目標空燃比λTGの変動制御操作を実行する。この
ときのリッチ補正時間ＴR は加算時間Ｔa にて延長化さ
れているため、前回より三元触媒１３の吸着量が増加す
ることになる。なお、リッチ補正時間ＴR に応じてリー
ン補正時間ＴLも延長化されているため、変動制御操作
後の目標空燃比λTGは速やかに理論空燃比λ=1に回復す
る。そして、飽和判定ルーチンのステップＳ７０２でＯ
2 センサの出力電圧ＶＯＸ２が未だ飽和判定レベルＶSL
を越えていないときには、飽和吸着量算出ルーチンのス
テップＳ８０３でリッチ補正時間ＴR 及びリーン補正時
間ＴL を更に延長化し、また、出力電圧ＶＯＸ２が飽和
判定レベルＶSLを越えたときには、飽和判定ルーチンの
ステップＳ７０３で飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶをセッ
トする。
テップＳ６０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧがクリアさ
れてから学習インターバル時間Ｔが経過すると、ＣＰＵ
３２は前記学習開始判定ルーチンのステップＳ５０７か
らステップＳ５０８に移行して学習実行フラグＸＯＳＴ
Ｇをセットし、再び前記と同様に、Ａ／Ｆ変動制御ルー
チンで目標空燃比λTGの変動制御操作を実行する。この
ときのリッチ補正時間ＴR は加算時間Ｔa にて延長化さ
れているため、前回より三元触媒１３の吸着量が増加す
ることになる。なお、リッチ補正時間ＴR に応じてリー
ン補正時間ＴLも延長化されているため、変動制御操作
後の目標空燃比λTGは速やかに理論空燃比λ=1に回復す
る。そして、飽和判定ルーチンのステップＳ７０２でＯ
2 センサの出力電圧ＶＯＸ２が未だ飽和判定レベルＶSL
を越えていないときには、飽和吸着量算出ルーチンのス
テップＳ８０３でリッチ補正時間ＴR 及びリーン補正時
間ＴL を更に延長化し、また、出力電圧ＶＯＸ２が飽和
判定レベルＶSLを越えたときには、飽和判定ルーチンの
ステップＳ７０３で飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶをセッ
トする。
【００９６】飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶのセットによ
り、ＣＰＵ３２は飽和吸着量算出ルーチンのステップＳ
８０２からステップＳ８０４に移行し、次式に従って現
時点の三元触媒１３のＣＯやＨＣの吸着量である最小吸
着量ＯSTmin を算出する。
り、ＣＰＵ３２は飽和吸着量算出ルーチンのステップＳ
８０２からステップＳ８０４に移行し、次式に従って現
時点の三元触媒１３のＣＯやＨＣの吸着量である最小吸
着量ＯSTmin を算出する。
【００９７】ＯSTmin ＝物質濃度×ＱA ×ＴR ここで、物質濃度としては、前記した図６に示すマップ
に基づいて、リッチ目標空燃比λRTに対応する値を算出
して用いる。したがって、物質濃度は負の値となり、そ
れに伴い最小吸着量ＯSTmin も負の値となる。
に基づいて、リッチ目標空燃比λRTに対応する値を算出
して用いる。したがって、物質濃度は負の値となり、そ
れに伴い最小吸着量ＯSTmin も負の値となる。
【００９８】更に、ステップＳ８０５で最小吸着量ＯST
min の絶対値を最大吸着量ＯSTmaxとして設定し、この
飽和吸着量算出ルーチンを終了する。
min の絶対値を最大吸着量ＯSTmaxとして設定し、この
飽和吸着量算出ルーチンを終了する。
【００９９】以上のようにして吸着量学習処理で算出さ
れた最小吸着量ＯSTmin 及び最大吸着量ＯSTmax が、定
常・過渡判定ルーチンのステップＳ２０８や、スキップ
制御ルーチンのステップＳ３０５及びステップＳ３０９
で用いられる。
れた最小吸着量ＯSTmin 及び最大吸着量ＯSTmax が、定
常・過渡判定ルーチンのステップＳ２０８や、スキップ
制御ルーチンのステップＳ３０５及びステップＳ３０９
で用いられる。
【０１００】そして、本実施例では、内燃機関Ｍ１とし
て内燃機関１が、触媒Ｍ２として三元触媒１３が、空燃
比検出手段Ｍ３としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、変動
状態判定手段Ｍ４としてステップＳ２０４乃至ステップ
Ｓ２１２の処理を実行するときのＣＰＵ３２が、目標空
燃比設定手段Ｍ５としてステップＳ４０１乃至ステップ
Ｓ４１３の処理を実行するときのＣＰＵ３２が、燃料噴
射弁Ｍ６として燃料噴射弁７が、噴射量調整手段Ｍ７と
してステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を実
行するときのＣＰＵ３２がそれぞれ機能する。
て内燃機関１が、触媒Ｍ２として三元触媒１３が、空燃
比検出手段Ｍ３としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、変動
状態判定手段Ｍ４としてステップＳ２０４乃至ステップ
Ｓ２１２の処理を実行するときのＣＰＵ３２が、目標空
燃比設定手段Ｍ５としてステップＳ４０１乃至ステップ
Ｓ４１３の処理を実行するときのＣＰＵ３２が、燃料噴
射弁Ｍ６として燃料噴射弁７が、噴射量調整手段Ｍ７と
してステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を実
行するときのＣＰＵ３２がそれぞれ機能する。
【０１０１】このように上記第一実施例の内燃機関１の
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、前記内燃機関１から排出され
る排気ガスの空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、
前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λがリッチ
側またはリーン側に変動したときに、その変動によって
三元触媒１３に吸着される有害成分の総吸着量ＯSTを算
出し（ステップＳ２０４乃至ステップＳ２１２）、空燃
比λの変動収支を均衡させるべく、前記総吸着量ＯSTに
応じた時間だけ目標空燃比λTGを空燃比λの変動方向の
反対側に設定するとともに（ステップＳ４０１乃至ステ
ップＳ４１３）、設定された目標空燃比λTGに基づき、
燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステップＳ１０４及
びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具備している。こ
の構成は請求項１の発明の実施例に相当するものであ
る。
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、前記内燃機関１から排出され
る排気ガスの空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、
前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λがリッチ
側またはリーン側に変動したときに、その変動によって
三元触媒１３に吸着される有害成分の総吸着量ＯSTを算
出し（ステップＳ２０４乃至ステップＳ２１２）、空燃
比λの変動収支を均衡させるべく、前記総吸着量ＯSTに
応じた時間だけ目標空燃比λTGを空燃比λの変動方向の
反対側に設定するとともに（ステップＳ４０１乃至ステ
ップＳ４１３）、設定された目標空燃比λTGに基づき、
燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステップＳ１０４及
びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具備している。こ
の構成は請求項１の発明の実施例に相当するものであ
る。
【０１０２】したがって、空燃比λが乱れた場合には、
単に理論空燃比λ=1に収束させるだけではなく、目標空
燃比λTGが空燃比λの変動方向の反対側に設定されて、
変動により三元触媒１３に吸着された有害成分がパージ
される。よって、三元触媒１３は常に最大限の吸着能力
を確保されて、その後の空燃比λの変動時には有害成分
を確実に吸着し、その浄化作用を飛躍的に向上させるこ
とができる。
単に理論空燃比λ=1に収束させるだけではなく、目標空
燃比λTGが空燃比λの変動方向の反対側に設定されて、
変動により三元触媒１３に吸着された有害成分がパージ
される。よって、三元触媒１３は常に最大限の吸着能力
を確保されて、その後の空燃比λの変動時には有害成分
を確実に吸着し、その浄化作用を飛躍的に向上させるこ
とができる。
【０１０３】また、三元触媒１３から排出される排気ガ
スが理論空燃比λ=1付近に保持されるため、Ｏ2 センサ
２７の感度の高い領域を利用して空燃比λを検出でき、
ひいては、その検出結果を利用した反転スキップルーチ
ンによる空燃比制御の精度を向上させることができる。
スが理論空燃比λ=1付近に保持されるため、Ｏ2 センサ
２７の感度の高い領域を利用して空燃比λを検出でき、
ひいては、その検出結果を利用した反転スキップルーチ
ンによる空燃比制御の精度を向上させることができる。
【０１０４】しかも、三元触媒１３の上流側のより新し
い空燃比λに基づいて有害成分の総吸着量ＯSTを算出す
るため、パージ終了タイミング等を的確に判定して、過
補正や補正不足を未然に回避し、常に高精度のパージ制
御を実行できる。
い空燃比λに基づいて有害成分の総吸着量ＯSTを算出す
るため、パージ終了タイミング等を的確に判定して、過
補正や補正不足を未然に回避し、常に高精度のパージ制
御を実行できる。
【０１０５】〔第二実施例〕次に、本発明の第二実施例
を説明する。
を説明する。
【０１０６】なお、本実施例の空燃比制御装置の構成
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点は目標空燃比λTGを設定するためのパージ制御処
理にある。したがって、特に相違点を重点的に説明す
る。
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点は目標空燃比λTGを設定するためのパージ制御処
理にある。したがって、特に相違点を重点的に説明す
る。
【０１０７】〈パージ制御処理〉図１７は本発明の第二
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
するパージ制御ルーチンを示すフローチャート、図１８
は本発明の第二実施例である内燃機関の空燃比制御装置
のパージ制御時におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び
目標空燃比を示すタイムチャートである。
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
するパージ制御ルーチンを示すフローチャート、図１８
は本発明の第二実施例である内燃機関の空燃比制御装置
のパージ制御時におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び
目標空燃比を示すタイムチャートである。
【０１０８】本実施例の空燃比制御装置では、第一実施
例のように内燃機関１の過渡運転時のみでならず、定常
時も含めて常時パージ制御処理を実行する。
例のように内燃機関１の過渡運転時のみでならず、定常
時も含めて常時パージ制御処理を実行する。
【０１０９】ＣＰＵ３２はステップＳ９０１で第一実施
例と同様にＡ／Ｆセンサ２６にて検出された実際の空燃
比λ(i) から現時点の物質濃度を算出し、ステップＳ９
０２でその物質濃度と吸入空気量ＱA(i)から吸着量ＯST
(i) を算出する。次いで、ステップＳ９０３で総吸着量
ＯST←ＯST＋ＯST(i) とし、ステップＳ９０４で総吸着
量ＯSTの極性が正か負かを判定する。総吸着量ＯSTが正
であるときには、ステップＳ９０５で総吸着量ＯST＞α
ＯSTmax 、つまり総吸着量ＯSTが、前記第一実施例の吸
着量学習処理で算出された三元触媒１３の最大吸着量Ｏ
STmax に安全を見込んだリーン側許容値αＯSTmax を越
えているか否かを判定し、越えていないときには、ＮＯ
X の吸着量が少なく補正の必要がないとしてステップＳ
９０１に戻る。ここで、リーン側許容値αＯSTmax は最
大吸着量ＯSTmax に比較して十分に小さな値として設定
されている。
例と同様にＡ／Ｆセンサ２６にて検出された実際の空燃
比λ(i) から現時点の物質濃度を算出し、ステップＳ９
０２でその物質濃度と吸入空気量ＱA(i)から吸着量ＯST
(i) を算出する。次いで、ステップＳ９０３で総吸着量
ＯST←ＯST＋ＯST(i) とし、ステップＳ９０４で総吸着
量ＯSTの極性が正か負かを判定する。総吸着量ＯSTが正
であるときには、ステップＳ９０５で総吸着量ＯST＞α
ＯSTmax 、つまり総吸着量ＯSTが、前記第一実施例の吸
着量学習処理で算出された三元触媒１３の最大吸着量Ｏ
STmax に安全を見込んだリーン側許容値αＯSTmax を越
えているか否かを判定し、越えていないときには、ＮＯ
X の吸着量が少なく補正の必要がないとしてステップＳ
９０１に戻る。ここで、リーン側許容値αＯSTmax は最
大吸着量ＯSTmax に比較して十分に小さな値として設定
されている。
【０１１０】また、ステップＳ９０５で総吸着量ＯSTが
リーン側許容値αＯSTmax を越えているときには、ＮＯ
X の吸着量が増加して三元触媒１３の最大吸着量ＯSTma
x を越える可能性があるとし、ステップＳ９０６で目標
空燃比λTGを予め設定されたリッチパージ目標値λTGR
として、ステップＳ９０１に戻る。したがって、図１８
に示すように、目標空燃比λTGが理論空燃比λ=1よりリ
ッチ側のリッチパージ目標値λTGR に保持され、実際の
空燃比λ(i) が遅れをもってリッチ側に補正され、その
空燃比λ(i) に基づいて算出された総吸着量ＯSTも０を
越えてリッチ側、つまり負側に補正される。
リーン側許容値αＯSTmax を越えているときには、ＮＯ
X の吸着量が増加して三元触媒１３の最大吸着量ＯSTma
x を越える可能性があるとし、ステップＳ９０６で目標
空燃比λTGを予め設定されたリッチパージ目標値λTGR
として、ステップＳ９０１に戻る。したがって、図１８
に示すように、目標空燃比λTGが理論空燃比λ=1よりリ
ッチ側のリッチパージ目標値λTGR に保持され、実際の
空燃比λ(i) が遅れをもってリッチ側に補正され、その
空燃比λ(i) に基づいて算出された総吸着量ＯSTも０を
越えてリッチ側、つまり負側に補正される。
【０１１１】その後、ＣＰＵ３２はステップＳ９０１乃
至ステップＳ９０３の処理で新たな総吸着量ＯSTを算出
し、ステップＳ９０４で総吸着量ＯSTの極性が負である
ため、ステップＳ９０７に移行して総吸着量ＯSTが、吸
着量学習処理で算出された三元触媒１３の最小吸着量Ｏ
STmin に安全を見込んだリッチ側許容値βＯSTmin を下
回っているか否かを判定し、下回っていないときには、
ＣＯやＨＣの吸着量が少なく補正の必要がないとしてス
テップＳ９０１に戻る。ここで、リッチ側許容値βＯST
min は最小吸着量ＯSTmin に比較して十分に小さな値と
して設定されている。また、ステップＳ９０７で総吸着
量ＯSTがリッチ側許容値βＯSTmin を下回っているとき
には、ＣＯやＨＣの吸着量が増加して三元触媒１３の最
小吸着量ＯSTmin を下回る可能性があるとし、ステップ
Ｓ９０８で目標空燃比λTGを予め設定されたリーンパー
ジ目標値λTGL として、ステップＳ９０１に戻る。した
がって、図１８に示すように、目標空燃比λTGが理論空
燃比λ=1よりリーン側のリーンパージ目標値λTGL に保
持され、実際の空燃比λ(i) が遅れをもってリーン側に
補正され、その空燃比λ(i) に基づいて算出された総吸
着量ＯSTも０を越えてリーン側、つまり正側に補正され
る。
至ステップＳ９０３の処理で新たな総吸着量ＯSTを算出
し、ステップＳ９０４で総吸着量ＯSTの極性が負である
ため、ステップＳ９０７に移行して総吸着量ＯSTが、吸
着量学習処理で算出された三元触媒１３の最小吸着量Ｏ
STmin に安全を見込んだリッチ側許容値βＯSTmin を下
回っているか否かを判定し、下回っていないときには、
ＣＯやＨＣの吸着量が少なく補正の必要がないとしてス
テップＳ９０１に戻る。ここで、リッチ側許容値βＯST
min は最小吸着量ＯSTmin に比較して十分に小さな値と
して設定されている。また、ステップＳ９０７で総吸着
量ＯSTがリッチ側許容値βＯSTmin を下回っているとき
には、ＣＯやＨＣの吸着量が増加して三元触媒１３の最
小吸着量ＯSTmin を下回る可能性があるとし、ステップ
Ｓ９０８で目標空燃比λTGを予め設定されたリーンパー
ジ目標値λTGL として、ステップＳ９０１に戻る。した
がって、図１８に示すように、目標空燃比λTGが理論空
燃比λ=1よりリーン側のリーンパージ目標値λTGL に保
持され、実際の空燃比λ(i) が遅れをもってリーン側に
補正され、その空燃比λ(i) に基づいて算出された総吸
着量ＯSTも０を越えてリーン側、つまり正側に補正され
る。
【０１１２】そして、このようにＣＰＵ３２は三元触媒
１３の総吸着量ＯSTがリーン側許容値αＯSTmax 及びリ
ッチ側許容値βＯSTmin を越える毎に、目標空燃比λTG
をリッチパージ目標値λTGR とリーン側のリーンパージ
目標値λTGL との間で交互に反転させ、その結果、総吸
着量ＯSTがリッチ・リーン間を変動しながら、最大吸着
量ＯSTmax と最小吸着量ＯSTmin との範囲内で余裕をも
って抑制される。
１３の総吸着量ＯSTがリーン側許容値αＯSTmax 及びリ
ッチ側許容値βＯSTmin を越える毎に、目標空燃比λTG
をリッチパージ目標値λTGR とリーン側のリーンパージ
目標値λTGL との間で交互に反転させ、その結果、総吸
着量ＯSTがリッチ・リーン間を変動しながら、最大吸着
量ＯSTmax と最小吸着量ＯSTmin との範囲内で余裕をも
って抑制される。
【０１１３】そして、本実施例では、内燃機関Ｍ１とし
て内燃機関１が、触媒Ｍ２として三元触媒１３が、空燃
比検出手段Ｍ３としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、変動
状態判定手段Ｍ４としてステップＳ９０１乃至ステップ
Ｓ９０５、ステップＳ９０７の処理を実行するときのＣ
ＰＵ３２が、目標空燃比設定手段Ｍ５としてステップＳ
９０６及びステップＳ９０８の処理を実行するときのＣ
ＰＵ３２が、燃料噴射弁Ｍ６として燃料噴射弁７が、噴
射量調整手段Ｍ７としてステップＳ１０４及びステップ
Ｓ１０５の処理を実行するときのＣＰＵ３２がそれぞれ
機能する。
て内燃機関１が、触媒Ｍ２として三元触媒１３が、空燃
比検出手段Ｍ３としてＡ／Ｆセンサ２６が機能し、変動
状態判定手段Ｍ４としてステップＳ９０１乃至ステップ
Ｓ９０５、ステップＳ９０７の処理を実行するときのＣ
ＰＵ３２が、目標空燃比設定手段Ｍ５としてステップＳ
９０６及びステップＳ９０８の処理を実行するときのＣ
ＰＵ３２が、燃料噴射弁Ｍ６として燃料噴射弁７が、噴
射量調整手段Ｍ７としてステップＳ１０４及びステップ
Ｓ１０５の処理を実行するときのＣＰＵ３２がそれぞれ
機能する。
【０１１４】このように上記第二実施例の内燃機関１の
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、前記内燃機関１から排出され
る排気ガスの空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、
前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λが予め設
定されたリッチ側許容値βＯSTmin を越えて変動したと
きに、目標空燃比λTGを理論空燃比λ=1よりリーン側の
リーンパージ目標値λTGL に設定し、空燃比λが予め設
定されたリーン側許容値αＯSTmax を越えて変動したと
きに、目標空燃比λTGを理論空燃比λ=1よりリッチ側の
リッチ側目標値λTGR に設定するとともに（ステップＳ
９０１乃至ステップＳ９０８）、設定された目標空燃比
λTGに基づき、燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステ
ップＳ１０４及びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具
備している。この構成は請求項２の発明の実施例に相当
するものである。
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、前記内燃機関１から排出され
る排気ガスの空燃比λを検出するＡ／Ｆセンサ２６と、
前記Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λが予め設
定されたリッチ側許容値βＯSTmin を越えて変動したと
きに、目標空燃比λTGを理論空燃比λ=1よりリーン側の
リーンパージ目標値λTGL に設定し、空燃比λが予め設
定されたリーン側許容値αＯSTmax を越えて変動したと
きに、目標空燃比λTGを理論空燃比λ=1よりリッチ側の
リッチ側目標値λTGR に設定するとともに（ステップＳ
９０１乃至ステップＳ９０８）、設定された目標空燃比
λTGに基づき、燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステ
ップＳ１０４及びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具
備している。この構成は請求項２の発明の実施例に相当
するものである。
【０１１５】したがって、目標空燃比λTGがリッチパー
ジ目標値λTGR とリーンパージ目標値λTGL との間で交
互に反転されて、総吸着量ＯSTは最大吸着量ＯSTmax と
最小吸着量ＯSTmin との範囲内で余裕をもって抑制され
る。よって、三元触媒１３は常に所定値以上の吸着能力
を確保されて、その後の空燃比λの変動時には有害成分
を確実に吸着し、その浄化作用を飛躍的に向上させるこ
とができる。
ジ目標値λTGR とリーンパージ目標値λTGL との間で交
互に反転されて、総吸着量ＯSTは最大吸着量ＯSTmax と
最小吸着量ＯSTmin との範囲内で余裕をもって抑制され
る。よって、三元触媒１３は常に所定値以上の吸着能力
を確保されて、その後の空燃比λの変動時には有害成分
を確実に吸着し、その浄化作用を飛躍的に向上させるこ
とができる。
【０１１６】〔第三実施例〕次に、本発明の第三実施例
を説明する。
を説明する。
【０１１７】なお、本実施例の空燃比制御装置の構成
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点はＯ2 センサ２７にて検出された三元触媒１３の
下流側の空燃比λが理論空燃比λ=1に収束しているとき
に、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
を理論空燃比λ=1（以下、単に『λ=1点』という）とし
て学習する学習処理にある。したがって、特に相違点を
重点的に説明する。
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点はＯ2 センサ２７にて検出された三元触媒１３の
下流側の空燃比λが理論空燃比λ=1に収束しているとき
に、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
を理論空燃比λ=1（以下、単に『λ=1点』という）とし
て学習する学習処理にある。したがって、特に相違点を
重点的に説明する。
【０１１８】〈λ=1点学習処理〉図１９は本発明の第三
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
する反転スキップ制御ルーチンを示すフローチャート、
図２０は本発明の第三実施例である内燃機関の空燃比制
御装置の学習開始判定ルーチンを示すフローチャート、
図２１は本発明の第三実施例である内燃機関の空燃比制
御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比の平均化ル
ーチンを示すフローチャート、図２２は本発明の第三実
施例である内燃機関の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサに
て検出された空燃比のサンプリング状況を示すタイムチ
ャート、図２３は本発明の第三実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のλ=1点学習ルーチンを示すフローチャ
ートである。
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
する反転スキップ制御ルーチンを示すフローチャート、
図２０は本発明の第三実施例である内燃機関の空燃比制
御装置の学習開始判定ルーチンを示すフローチャート、
図２１は本発明の第三実施例である内燃機関の空燃比制
御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比の平均化ル
ーチンを示すフローチャート、図２２は本発明の第三実
施例である内燃機関の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサに
て検出された空燃比のサンプリング状況を示すタイムチ
ャート、図２３は本発明の第三実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のλ=1点学習ルーチンを示すフローチャ
ートである。
【０１１９】図１９に示すルーチンは、第一実施例で説
明した図８に示すルーチンと同じく反転スキップ制御処
理を実行するためのものであり、ステップＳ９５１及び
ステップＳ９５２の処理が付加されている点が相違して
いる。Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づき、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ３０２で空燃比λが理論空燃比λ
=1を境界としてリッチ側からリーン側に反転すると、ス
テップＳ３０５を経てステップＳ３０６で目標空燃比λ
TGをリッチ側にスキップ的に補正した後に、ステップＳ
９５１でスキップの回数をカウントするスキップ数カウ
ンタＣＳＫＩＰをインクリメント「＋１」する。同様
に、ステップＳ３０７で空燃比λがリーン側からリッチ
側に反転すると、ステップＳ３０９を経てステップＳ３
１０で目標空燃比λTGをリーン側にスキップ的に補正し
た後に、ステップＳ９５２でスキップ数カウンタＣＳＫ
ＩＰをインクリメント「＋１」する。このように、三元
触媒１３の下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で反
転して目標空燃比λTGのスキップが行なわれたときに、
スキップ数カウンタＣＳＫＩＰが順次インクリメントさ
れる。
明した図８に示すルーチンと同じく反転スキップ制御処
理を実行するためのものであり、ステップＳ９５１及び
ステップＳ９５２の処理が付加されている点が相違して
いる。Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づき、Ｃ
ＰＵ３２はステップＳ３０２で空燃比λが理論空燃比λ
=1を境界としてリッチ側からリーン側に反転すると、ス
テップＳ３０５を経てステップＳ３０６で目標空燃比λ
TGをリッチ側にスキップ的に補正した後に、ステップＳ
９５１でスキップの回数をカウントするスキップ数カウ
ンタＣＳＫＩＰをインクリメント「＋１」する。同様
に、ステップＳ３０７で空燃比λがリーン側からリッチ
側に反転すると、ステップＳ３０９を経てステップＳ３
１０で目標空燃比λTGをリーン側にスキップ的に補正し
た後に、ステップＳ９５２でスキップ数カウンタＣＳＫ
ＩＰをインクリメント「＋１」する。このように、三元
触媒１３の下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で反
転して目標空燃比λTGのスキップが行なわれたときに、
スキップ数カウンタＣＳＫＩＰが順次インクリメントさ
れる。
【０１２０】また、ＣＰＵ３２は図２０に示す学習開始
判定ルーチンのステップＳ１００１で、Ｏ2 センサ２７
の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッチ側許容値Ｖ
RLとリーン側許容値ＶLL（ＶRL＞λ=1＞ＶLL）との範囲
内に収束しているか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２
が収束していないときには三元触媒１３の下流側の空燃
比λが乱れており、λ=1点の学習処理を実行するには適
さないとして、ステップＳ１００２で待機時間カウンタ
ＣＮＥＴをリセットするとともに、学習実行フラグＸＮ
ＥＴをクリアして、このルーチンを一旦終了する。
判定ルーチンのステップＳ１００１で、Ｏ2 センサ２７
の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッチ側許容値Ｖ
RLとリーン側許容値ＶLL（ＶRL＞λ=1＞ＶLL）との範囲
内に収束しているか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２
が収束していないときには三元触媒１３の下流側の空燃
比λが乱れており、λ=1点の学習処理を実行するには適
さないとして、ステップＳ１００２で待機時間カウンタ
ＣＮＥＴをリセットするとともに、学習実行フラグＸＮ
ＥＴをクリアして、このルーチンを一旦終了する。
【０１２１】また、ステップＳ１００１でＯ2 センサ２
７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRLとリーン側
許容値ＶLLとの範囲内に収束しているときには、ステッ
プＳ１００３で待機時間カウンタＣＮＥＴをインクリメ
ント「＋１」し、ステップＳ１００４でその待機時間カ
ウンタＣＮＥＴが２０sec に達したか否かを判定する。
待機時間カウンタＣＮＥＴが２０sec に達したときに
は、三元触媒１３の下流側の空燃比λが十分に安定し、
λ=1点の学習処理を実行可能であると見做して、ステッ
プＳ１００５で学習実行フラグＸＮＥＴをセットし、こ
のルーチンを一旦終了する。
７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRLとリーン側
許容値ＶLLとの範囲内に収束しているときには、ステッ
プＳ１００３で待機時間カウンタＣＮＥＴをインクリメ
ント「＋１」し、ステップＳ１００４でその待機時間カ
ウンタＣＮＥＴが２０sec に達したか否かを判定する。
待機時間カウンタＣＮＥＴが２０sec に達したときに
は、三元触媒１３の下流側の空燃比λが十分に安定し、
λ=1点の学習処理を実行可能であると見做して、ステッ
プＳ１００５で学習実行フラグＸＮＥＴをセットし、こ
のルーチンを一旦終了する。
【０１２２】一方、ＣＰＵ３２はＡ／Ｆセンサ２６にて
検出された空燃比λを取り込む８msec毎に、図２１に示
す空燃比平均化ルーチンを実行する。今、図２２に示す
ように、前回取り込んだ空燃比λ(i-1) がａ、今回取り
込んだ空燃比λ(i) がよりリーン側のｂであるとし、前
回の取込時に空燃比λがリッチ側に変化中であったこと
を示すリッチ側変化フラグＸＡＦＲはクリアされている
ものとして説明する。
検出された空燃比λを取り込む８msec毎に、図２１に示
す空燃比平均化ルーチンを実行する。今、図２２に示す
ように、前回取り込んだ空燃比λ(i-1) がａ、今回取り
込んだ空燃比λ(i) がよりリーン側のｂであるとし、前
回の取込時に空燃比λがリッチ側に変化中であったこと
を示すリッチ側変化フラグＸＡＦＲはクリアされている
ものとして説明する。
【０１２３】ＣＰＵ３２はステップＳ１１０１で学習実
行フラグＸＮＥＴがセットされているときには、ステッ
プＳ１１０２でλ(i) −λ(i-1) ≧０であるか否かを判
定し、この場合には０以上、つまりリーン側に変化して
いるため、ステップＳ１１０３でリッチ側変化フラグＸ
ＡＦＲがクリアされているか否かを判定する。前記した
ようにリッチ側変化フラグＸＡＦＲはクリアされている
ため、今回の空燃比λ(i) が前回と同じくリーン側に変
化し、前回の空燃比λ(i-1) はピーク値でないとして、
ステップＳ１１０４で今回の空燃比λ(i) を前回の空燃
比λ(i-1) としてＲＡＭ３４に格納する。
行フラグＸＮＥＴがセットされているときには、ステッ
プＳ１１０２でλ(i) −λ(i-1) ≧０であるか否かを判
定し、この場合には０以上、つまりリーン側に変化して
いるため、ステップＳ１１０３でリッチ側変化フラグＸ
ＡＦＲがクリアされているか否かを判定する。前記した
ようにリッチ側変化フラグＸＡＦＲはクリアされている
ため、今回の空燃比λ(i) が前回と同じくリーン側に変
化し、前回の空燃比λ(i-1) はピーク値でないとして、
ステップＳ１１０４で今回の空燃比λ(i) を前回の空燃
比λ(i-1) としてＲＡＭ３４に格納する。
【０１２４】次いで、図２２のｃが新たな空燃比(i) と
して取り込まれると、ステップＳ１１０２でλ(i) −λ
(i-1) が０未満、つまりリッチ側に変化しているため、
ステップＳ１１０５に移行してリッチ側変化フラグＸＡ
ＦＲがセットされているか否かを判定する。リッチ側変
化フラグＸＡＦＲはクリアされているため、今回の空燃
比(i) が前回と反対にリッチ側に変化し、前回の空燃比
λ(i-1) がピーク値であるとして、ステップＳ１１０６
でリッチ側変化フラグＸＡＦＲをセットする。次いで、
ステップＳ１１０７に移行して、前回の空燃比λ(i-1)
と、以前ＲＡＭ３４に格納した最新のピーク値λＢＦＰ
（つまり、空燃比λが前回リッチ側に振幅したときのピ
ークを示す）とを平均化して、中間の値である中心空燃
比ＡＦcenterを算出する。更に、ステップＳ１１０８で
前回算出した平均空燃比ＡＦcenterＡＶにより中心空燃
比ＡＦcenterをなまし処理して、今回の平均空燃比ＡＦ
centerＡＶを算出する。そして、ステップＳ１１０９で
前回の空燃比λ(i-1) を最新のピーク値λＢＦＰとして
ＲＡＭ３４に格納し、前記ステップＳ１１０４を実行し
た後に、この空燃比平均化ルーチンを一旦終了する。
して取り込まれると、ステップＳ１１０２でλ(i) −λ
(i-1) が０未満、つまりリッチ側に変化しているため、
ステップＳ１１０５に移行してリッチ側変化フラグＸＡ
ＦＲがセットされているか否かを判定する。リッチ側変
化フラグＸＡＦＲはクリアされているため、今回の空燃
比(i) が前回と反対にリッチ側に変化し、前回の空燃比
λ(i-1) がピーク値であるとして、ステップＳ１１０６
でリッチ側変化フラグＸＡＦＲをセットする。次いで、
ステップＳ１１０７に移行して、前回の空燃比λ(i-1)
と、以前ＲＡＭ３４に格納した最新のピーク値λＢＦＰ
（つまり、空燃比λが前回リッチ側に振幅したときのピ
ークを示す）とを平均化して、中間の値である中心空燃
比ＡＦcenterを算出する。更に、ステップＳ１１０８で
前回算出した平均空燃比ＡＦcenterＡＶにより中心空燃
比ＡＦcenterをなまし処理して、今回の平均空燃比ＡＦ
centerＡＶを算出する。そして、ステップＳ１１０９で
前回の空燃比λ(i-1) を最新のピーク値λＢＦＰとして
ＲＡＭ３４に格納し、前記ステップＳ１１０４を実行し
た後に、この空燃比平均化ルーチンを一旦終了する。
【０１２５】また、前記とは逆に、リッチ側に継続して
変化していた空燃比λ(i) がリーン側に反転した場合に
は、ステップＳ１１０２からステップＳ１１０３に移行
する。そして、このステップＳ１１０３でリッチ側変化
フラグＸＡＦＲがセットされていることから、ステップ
Ｓ１１１０でリッチ側変化フラグＸＡＦＲをクリアし、
ステップＳ１１０７で中心空燃比ＡＦcenterの算出処理
を、ステップＳ１１０８でなまし処理による平均空燃比
ＡＦcenterＡＶの算出処理を実行する。
変化していた空燃比λ(i) がリーン側に反転した場合に
は、ステップＳ１１０２からステップＳ１１０３に移行
する。そして、このステップＳ１１０３でリッチ側変化
フラグＸＡＦＲがセットされていることから、ステップ
Ｓ１１１０でリッチ側変化フラグＸＡＦＲをクリアし、
ステップＳ１１０７で中心空燃比ＡＦcenterの算出処理
を、ステップＳ１１０８でなまし処理による平均空燃比
ＡＦcenterＡＶの算出処理を実行する。
【０１２６】以上の平均化処理により、Ａ／Ｆセンサ２
６にて検出された空燃比λの細かな変動が排除され、以
下に詳述するλ=1点学習処理の精度を向上させることが
可能となる。
６にて検出された空燃比λの細かな変動が排除され、以
下に詳述するλ=1点学習処理の精度を向上させることが
可能となる。
【０１２７】一方、ＣＰＵ３２は図２３に示すλ=1点学
習ルーチンのステップＳ１２０１で学習実行フラグＸＮ
ＥＴがクリアされているとき、つまり、三元触媒１３の
下流側の空燃比λが乱れているときには、ステップＳ１
２０２でスキップ時間カウンタＣＣＥＮ及び前記したス
キップ数カウンタＣＳＫＩＰをリセットし、このルーチ
ンを一旦終了する。即ち、この場合にはλ=1点学習処理
は実行されない。
習ルーチンのステップＳ１２０１で学習実行フラグＸＮ
ＥＴがクリアされているとき、つまり、三元触媒１３の
下流側の空燃比λが乱れているときには、ステップＳ１
２０２でスキップ時間カウンタＣＣＥＮ及び前記したス
キップ数カウンタＣＳＫＩＰをリセットし、このルーチ
ンを一旦終了する。即ち、この場合にはλ=1点学習処理
は実行されない。
【０１２８】また、ステップＳ１２０１で学習実行フラ
グＸＮＥＴがセットされているとき、つまり、三元触媒
１３の下流側の空燃比λが十分に安定しているときに
は、ステップＳ１２０３でスキップ時間カウンタＣＣＥ
Ｎをインクリメント「＋１」する。次いで、ステップＳ
１２０４でそのスキップ時間カウンタＣＣＥＮが１０se
c に達したか否かを判定し、スキップ時間カウンタＣＣ
ＥＮが未だ１０sec に達していないときには、ステップ
Ｓ１２０５でスキップ数カウンタＣＳＫＩＰが１０以上
であるか否かを判定する。
グＸＮＥＴがセットされているとき、つまり、三元触媒
１３の下流側の空燃比λが十分に安定しているときに
は、ステップＳ１２０３でスキップ時間カウンタＣＣＥ
Ｎをインクリメント「＋１」する。次いで、ステップＳ
１２０４でそのスキップ時間カウンタＣＣＥＮが１０se
c に達したか否かを判定し、スキップ時間カウンタＣＣ
ＥＮが未だ１０sec に達していないときには、ステップ
Ｓ１２０５でスキップ数カウンタＣＳＫＩＰが１０以上
であるか否かを判定する。
【０１２９】そして、ステップＳ１２０５でスキップ数
カウンタＣＳＫＩＰが１０以上となる以前に、ステップ
Ｓ１２０４でスキップ時間カウンタＣＣＥＮが１０sec
に達したときには、このルーチンを一旦終了する。この
ように単位時間当たりのスキップ数が少ないときには、
下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で頻繁に反転せ
ず、理論空燃比λ=1付近に収束していないと見做すこと
ができる。
カウンタＣＳＫＩＰが１０以上となる以前に、ステップ
Ｓ１２０４でスキップ時間カウンタＣＣＥＮが１０sec
に達したときには、このルーチンを一旦終了する。この
ように単位時間当たりのスキップ数が少ないときには、
下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で頻繁に反転せ
ず、理論空燃比λ=1付近に収束していないと見做すこと
ができる。
【０１３０】ここで、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された
三元触媒１３の上流側の空燃比λは、周知のように、セ
ンサの個体差や劣化状態、或いは排気ガスの流量や排気
ガスのセンサへの衝突状態等の各種要因による誤差を含
んでいる。本出願の発明者は、これに対してＯ2 センサ
２７にて検出された下流側の空燃比λが前記した各種要
因による誤差を含むことなく、理論空燃比λ=1のウイン
ドウに制御されているか否かを示すことを確認してい
る。したがって、前記のように下流側の空燃比λが理論
空燃比λ=1付近に収束していないときには、上流側の空
燃比λが理論空燃比λ=1付近に収束していないと推測で
きる。
三元触媒１３の上流側の空燃比λは、周知のように、セ
ンサの個体差や劣化状態、或いは排気ガスの流量や排気
ガスのセンサへの衝突状態等の各種要因による誤差を含
んでいる。本出願の発明者は、これに対してＯ2 センサ
２７にて検出された下流側の空燃比λが前記した各種要
因による誤差を含むことなく、理論空燃比λ=1のウイン
ドウに制御されているか否かを示すことを確認してい
る。したがって、前記のように下流側の空燃比λが理論
空燃比λ=1付近に収束していないときには、上流側の空
燃比λが理論空燃比λ=1付近に収束していないと推測で
きる。
【０１３１】また、ステップＳ１２０４でスキップ時間
カウンタＣＣＥＮが１０sec に達する以前に、ステップ
Ｓ１２０５でスキップ数カウンタＣＳＫＩＰが１０以上
となったときには、ステップＳ１２０６に移行する。こ
のように単位時間当たりのスキップ数が多いときには、
下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で頻繁に反転
し、理論空燃比λ=1付近に収束していると見做すことが
できる。したがって、このときの上流側の空燃比λは理
論空燃比λ=1付近に収束していると推測できる。この場
合、ＣＰＵ３２はステップＳ１２０６でこのときの上流
側の空燃比λ、つまり空燃比平均化ルーチンで算出され
た平均空燃比ＡＦcenterＡＶをλ=1点として学習する。
カウンタＣＣＥＮが１０sec に達する以前に、ステップ
Ｓ１２０５でスキップ数カウンタＣＳＫＩＰが１０以上
となったときには、ステップＳ１２０６に移行する。こ
のように単位時間当たりのスキップ数が多いときには、
下流側の空燃比λがリッチとリーンの間で頻繁に反転
し、理論空燃比λ=1付近に収束していると見做すことが
できる。したがって、このときの上流側の空燃比λは理
論空燃比λ=1付近に収束していると推測できる。この場
合、ＣＰＵ３２はステップＳ１２０６でこのときの上流
側の空燃比λ、つまり空燃比平均化ルーチンで算出され
た平均空燃比ＡＦcenterＡＶをλ=1点として学習する。
【０１３２】そして、本実施例では、この学習されたλ
=1点に基づいてＡ／Ｆセンサ２６により検出された空燃
比λが補正されて、その補正後の空燃比λが、例えば、
第一実施例で説明した図５に示す定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０５、及び図１１に示すパージ制御ル
ーチンのステップＳ４０３での物質濃度の算出処理を用
いられる。したがって、前記した各種要因による上流側
の空燃比λの誤差が排除されて、三元触媒１３の総吸着
量ＯSTを極めて高い精度で算出でき、信頼性の高い総吸
着量ＯSTに基づいてパージを実行可能となる。よって、
例えば、空燃比λがリーン側に乱れて三元触媒１３にＯ
2 が吸着されているにも拘わらず、リーン側に更にパー
ジを実行してエミッションを悪化させたり、或いは、パ
ージ終了タイミングを的確に判定できずに、過補正や補
正不足が発生したりする等の不具合を未然に防止可能と
なる。
=1点に基づいてＡ／Ｆセンサ２６により検出された空燃
比λが補正されて、その補正後の空燃比λが、例えば、
第一実施例で説明した図５に示す定常・過渡判定ルーチ
ンのステップＳ２０５、及び図１１に示すパージ制御ル
ーチンのステップＳ４０３での物質濃度の算出処理を用
いられる。したがって、前記した各種要因による上流側
の空燃比λの誤差が排除されて、三元触媒１３の総吸着
量ＯSTを極めて高い精度で算出でき、信頼性の高い総吸
着量ＯSTに基づいてパージを実行可能となる。よって、
例えば、空燃比λがリーン側に乱れて三元触媒１３にＯ
2 が吸着されているにも拘わらず、リーン側に更にパー
ジを実行してエミッションを悪化させたり、或いは、パ
ージ終了タイミングを的確に判定できずに、過補正や補
正不足が発生したりする等の不具合を未然に防止可能と
なる。
【０１３３】そして、本実施例では、下流側空燃比検出
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、空燃比学習手段と
してステップＳ１２０４乃至ステップＳ１２０６の処理
を実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、空燃比学習手段と
してステップＳ１２０４乃至ステップＳ１２０６の処理
を実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
【０１３４】このように上記第三実施例の内燃機関１の
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
排気ガスの空燃比λが理論空燃比λ=1に対してリッチか
リーンかを検出するＯ2 センサ２７と、前記Ｏ2 センサ
２７にて検出された下流側の空燃比λがリッチとリーン
の間で頻繁に反転して理論空燃比λ=1付近に収束してい
るときに（ステップＳ１２０４及びステップＳ１２０
５）、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比
λをλ=1点として学習し（ステップＳ１２０６）、学習
結果に基づいて、前記総吸着量ＯSTの算出処理に用いら
れる上流側の空燃比λを補正するＣＰＵ３２とを具備し
ている。この構成は請求項３の発明の実施例に相当する
ものである。
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
排気ガスの空燃比λが理論空燃比λ=1に対してリッチか
リーンかを検出するＯ2 センサ２７と、前記Ｏ2 センサ
２７にて検出された下流側の空燃比λがリッチとリーン
の間で頻繁に反転して理論空燃比λ=1付近に収束してい
るときに（ステップＳ１２０４及びステップＳ１２０
５）、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比
λをλ=1点として学習し（ステップＳ１２０６）、学習
結果に基づいて、前記総吸着量ＯSTの算出処理に用いら
れる上流側の空燃比λを補正するＣＰＵ３２とを具備し
ている。この構成は請求項３の発明の実施例に相当する
ものである。
【０１３５】したがって、下流側の空燃比λが理論空燃
比λ=1付近に収束しているときの上流側の空燃比λがλ
=1点として学習され、その学習結果に基づいて上流側の
空燃比λが補正される。その結果、各種要因による上流
側の空燃比λの誤差が排除されて、三元触媒１３の総吸
着量ＯSTを極めて高い精度で算出でき、信頼性の高い総
吸着量ＯSTに基づいて常に的確にパージが実行される。
よって、前記した第一実施例に比較して、三元触媒１３
に吸着された有害成分をより確実にパージして、その吸
着能力を確保することができる。
比λ=1付近に収束しているときの上流側の空燃比λがλ
=1点として学習され、その学習結果に基づいて上流側の
空燃比λが補正される。その結果、各種要因による上流
側の空燃比λの誤差が排除されて、三元触媒１３の総吸
着量ＯSTを極めて高い精度で算出でき、信頼性の高い総
吸着量ＯSTに基づいて常に的確にパージが実行される。
よって、前記した第一実施例に比較して、三元触媒１３
に吸着された有害成分をより確実にパージして、その吸
着能力を確保することができる。
【０１３６】〔第四実施例〕次に、本発明の第四実施例
を説明する。
を説明する。
【０１３７】なお、本実施例の空燃比制御装置の構成
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点はパージの開始前及び実行中に、Ｏ2 センサ２７
にて検出された三元触媒１３の下流側の空燃比λに基づ
いて、パージ方向の正誤を判定するパージ禁止処理及び
パージ中断処理にある。したがって、特に相違点を重点
的に説明する。
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点はパージの開始前及び実行中に、Ｏ2 センサ２７
にて検出された三元触媒１３の下流側の空燃比λに基づ
いて、パージ方向の正誤を判定するパージ禁止処理及び
パージ中断処理にある。したがって、特に相違点を重点
的に説明する。
【０１３８】〈パージ禁止処理・パージ中断処理〉図２
４は本発明の第四実施例である内燃機関の空燃比制御装
置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチンを示すフロー
チャート、図２５は本発明の第四実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ禁止処理を示すタイムチャー
ト、図２６は本発明の第四実施例である内燃機関の空燃
比制御装置のパージ中断処理を示すタイムチャートであ
る。
４は本発明の第四実施例である内燃機関の空燃比制御装
置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチンを示すフロー
チャート、図２５は本発明の第四実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ禁止処理を示すタイムチャー
ト、図２６は本発明の第四実施例である内燃機関の空燃
比制御装置のパージ中断処理を示すタイムチャートであ
る。
【０１３９】図２４に示すルーチンは、第一実施例で説
明した図１１に示すルーチンと同じくパージ制御処理を
実行するためのものであり、ステップＳ１３０１乃至ス
テップＳ１３０４の処理が付加されている点が相違して
いる。なお、第一実施例と同じく、このルーチンが実行
される時点（図２５及び図２６にＴ1 で示す時点）で
は、図５に示す定常・過渡判定ルーチンのステップＳ２
０７で空燃比λの乱れにより三元触媒１３に吸着された
有害物質の総吸着量ＯSTが算出されている。
明した図１１に示すルーチンと同じくパージ制御処理を
実行するためのものであり、ステップＳ１３０１乃至ス
テップＳ１３０４の処理が付加されている点が相違して
いる。なお、第一実施例と同じく、このルーチンが実行
される時点（図２５及び図２６にＴ1 で示す時点）で
は、図５に示す定常・過渡判定ルーチンのステップＳ２
０７で空燃比λの乱れにより三元触媒１３に吸着された
有害物質の総吸着量ＯSTが算出されている。
【０１４０】今、仮に図２５に示すように、Ａ／Ｆセン
サ２６にて検出された上流側の空燃比λがリーン側に乱
れたものとして説明する。ＣＰＵ３２は図２４のステッ
プＳ４０１で総吸着量ＯSTの極性が正か負かを判定し、
極性が正であるためステップＳ１３０１に移行して、Ｏ
2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッ
チ側許容値ＶRL以上であるか否かを判定する。出力電圧
ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満のときには、前記第
一実施例と同じく、ステップＳ４０２以降の処理で、図
２５に二点鎖線で示すように、目標空燃比λTGをリッチ
側に修正してパージを実行し、三元触媒１３に吸着され
た有害成分を離脱させる。また、出力電圧ＶＯＸ２がリ
ッチ側許容値ＶRL以上のときには、ステップＳ４０２以
降の処理を実行することなく、一旦このルーチンを終了
する。
サ２６にて検出された上流側の空燃比λがリーン側に乱
れたものとして説明する。ＣＰＵ３２は図２４のステッ
プＳ４０１で総吸着量ＯSTの極性が正か負かを判定し、
極性が正であるためステップＳ１３０１に移行して、Ｏ
2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリッ
チ側許容値ＶRL以上であるか否かを判定する。出力電圧
ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満のときには、前記第
一実施例と同じく、ステップＳ４０２以降の処理で、図
２５に二点鎖線で示すように、目標空燃比λTGをリッチ
側に修正してパージを実行し、三元触媒１３に吸着され
た有害成分を離脱させる。また、出力電圧ＶＯＸ２がリ
ッチ側許容値ＶRL以上のときには、ステップＳ４０２以
降の処理を実行することなく、一旦このルーチンを終了
する。
【０１４１】ここで、前記第三実施例で説明したよう
に、Ｏ2 センサ２７にて検出される下流側の空燃比λ
は、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
のように各種要因による誤差を含むことなく真の値を示
すため、これに基づいて三元触媒１３への有害物質の吸
着状態を推測可能である。したがって、ステップＳ１３
０１の処理は、ステップＳ４０２で実行されるパージ方
向の正誤を確認するためのものであると言うことができ
る。即ち、ステップＳ１３０１でＯ2 センサ２７の出力
電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満のときには、図
２５に実線で示すように、実際の総吸着量ＯSTの極性が
正である可能性が高く、ステップＳ４０２で実行される
リッチ側へのパージにより総吸着量ＯSTを減少できるた
め、パージ方向が正しいとしてパージの実行を許可す
る。その逆に、出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL
以上のときには、図２５に二点鎖線で示すように、実際
の総吸着量ＯSTの極性が負であり、ステップＳ４０２の
リッチ側へのパージでは総吸着量ＯSTを増加させてしま
うため、パージ方向が誤っているとしてパージの実行を
禁止しているのである。
に、Ｏ2 センサ２７にて検出される下流側の空燃比λ
は、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
のように各種要因による誤差を含むことなく真の値を示
すため、これに基づいて三元触媒１３への有害物質の吸
着状態を推測可能である。したがって、ステップＳ１３
０１の処理は、ステップＳ４０２で実行されるパージ方
向の正誤を確認するためのものであると言うことができ
る。即ち、ステップＳ１３０１でＯ2 センサ２７の出力
電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満のときには、図
２５に実線で示すように、実際の総吸着量ＯSTの極性が
正である可能性が高く、ステップＳ４０２で実行される
リッチ側へのパージにより総吸着量ＯSTを減少できるた
め、パージ方向が正しいとしてパージの実行を許可す
る。その逆に、出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL
以上のときには、図２５に二点鎖線で示すように、実際
の総吸着量ＯSTの極性が負であり、ステップＳ４０２の
リッチ側へのパージでは総吸着量ＯSTを増加させてしま
うため、パージ方向が誤っているとしてパージの実行を
禁止しているのである。
【０１４２】また、上流側の空燃比λがリッチ側に乱れ
て、ステップＳ４０１で総吸着量ＯSTの極性が負である
と判定したときには、ステップＳ１３０２に移行してＯ
2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリー
ン側許容値ＶLL未満であるか否かを判定する。そして、
出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上のときに
は、実際の総吸着量ＯSTの極性が負である可能性が高
く、ステップＳ４１０で実行されるリーン側へのパージ
により総吸着量ＯSTを減少できるため、パージ方向が正
しいとしてパージの実行を許可する。その逆に、出力電
圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL未満のときには、実際
の総吸着量ＯSTの極性が正であり、ステップＳ４１０の
リーン側へのパージでは総吸着量ＯSTを増加させてしま
うため、パージ方向が誤っているとしてパージの実行を
禁止する。
て、ステップＳ４０１で総吸着量ＯSTの極性が負である
と判定したときには、ステップＳ１３０２に移行してＯ
2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリー
ン側許容値ＶLL未満であるか否かを判定する。そして、
出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上のときに
は、実際の総吸着量ＯSTの極性が負である可能性が高
く、ステップＳ４１０で実行されるリーン側へのパージ
により総吸着量ＯSTを減少できるため、パージ方向が正
しいとしてパージの実行を許可する。その逆に、出力電
圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL未満のときには、実際
の総吸着量ＯSTの極性が正であり、ステップＳ４１０の
リーン側へのパージでは総吸着量ＯSTを増加させてしま
うため、パージ方向が誤っているとしてパージの実行を
禁止する。
【０１４３】その結果、Ａ／Ｆセンサ２６の検出誤差に
より、ステップＳ４０１で三元触媒１３の総吸着量ＯST
の極性が誤判定された場合であっても、実際の総吸着量
ＯSTと同一方向へのパージが禁止されて、そのパージに
より三元触媒１３の総吸着量ＯSTを増加させてしまう事
態が未然に回避される。
より、ステップＳ４０１で三元触媒１３の総吸着量ＯST
の極性が誤判定された場合であっても、実際の総吸着量
ＯSTと同一方向へのパージが禁止されて、そのパージに
より三元触媒１３の総吸着量ＯSTを増加させてしまう事
態が未然に回避される。
【０１４４】一方、図２６に実線で示すように、ステッ
プＳ４０２でリッチ側へのパージを開始したときには、
ステップＳ４０３乃至ステップＳ４０５の処理で総吸着
量ＯSTを算出した後に、ステップＳ４０６を経てステッ
プＳ１３０３に移行し、Ｏ2センサ２７の出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリーン側許容値ＶLL以上であるか否かを判定す
る。ステップＳ１３０３で出力電圧ＶＯＸ２がリーン側
許容値ＶLL未満のときには、前記第一実施例と同じく、
ステップＳ４０７で総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値
ＯSTL より小さくなったか否かを判定し、総吸着量ＯST
が未だ大きいときにはステップＳ４０３に戻り、総吸着
量ＯSTが小さくなるとステップＳ４０８で目標空燃比λ
TGをリーン側に修正してパージを終了する。また、ステ
ップＳ４０７で総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値ＯST
L より小さくなる以前に、ステップＳ１３０３で出力電
圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上になると、ステッ
プＳ４０８で直ちにパージを中断する。
プＳ４０２でリッチ側へのパージを開始したときには、
ステップＳ４０３乃至ステップＳ４０５の処理で総吸着
量ＯSTを算出した後に、ステップＳ４０６を経てステッ
プＳ１３０３に移行し、Ｏ2センサ２７の出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリーン側許容値ＶLL以上であるか否かを判定す
る。ステップＳ１３０３で出力電圧ＶＯＸ２がリーン側
許容値ＶLL未満のときには、前記第一実施例と同じく、
ステップＳ４０７で総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値
ＯSTL より小さくなったか否かを判定し、総吸着量ＯST
が未だ大きいときにはステップＳ４０３に戻り、総吸着
量ＯSTが小さくなるとステップＳ４０８で目標空燃比λ
TGをリーン側に修正してパージを終了する。また、ステ
ップＳ４０７で総吸着量ＯSTがリーンパージ完了値ＯST
L より小さくなる以前に、ステップＳ１３０３で出力電
圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上になると、ステッ
プＳ４０８で直ちにパージを中断する。
【０１４５】前記ステップＳ１３０３の処理は、ステッ
プＳ４０７でのパージ終了の判定が遅れた場合に対処す
るためのものであると言うことができる。即ち、ステッ
プＳ１３０３でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリ
ーン側許容値ＶLL未満のときには、実際の総吸着量ＯST
が未だ０付近まで減少しておらず、ステップＳ４０７で
の判定に基づいてパージを終了するのが妥当であると見
做してパージを継続させる。その逆に、出力電圧ＶＯＸ
２がリーン側許容値ＶLL以上のときには（図２６にＴ2
で示す時点）、図２６に実線で示すように、実際の総吸
着量ＯSTが既に０付近まで減少しており、ステップＳ４
０７でのパージ終了の判定が遅れていると見做す。よっ
て、以後は誤った方向にパージされて総吸着量ＯSTを増
加させてしまうため、直ちにパージを中断しているので
ある。
プＳ４０７でのパージ終了の判定が遅れた場合に対処す
るためのものであると言うことができる。即ち、ステッ
プＳ１３０３でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリ
ーン側許容値ＶLL未満のときには、実際の総吸着量ＯST
が未だ０付近まで減少しておらず、ステップＳ４０７で
の判定に基づいてパージを終了するのが妥当であると見
做してパージを継続させる。その逆に、出力電圧ＶＯＸ
２がリーン側許容値ＶLL以上のときには（図２６にＴ2
で示す時点）、図２６に実線で示すように、実際の総吸
着量ＯSTが既に０付近まで減少しており、ステップＳ４
０７でのパージ終了の判定が遅れていると見做す。よっ
て、以後は誤った方向にパージされて総吸着量ＯSTを増
加させてしまうため、直ちにパージを中断しているので
ある。
【０１４６】また、ステップＳ４１０でリーン側へのパ
ージを開始したときには、ステップＳ４０３乃至ステッ
プＳ４０６を経てステップＳ１３０４に移行し、Ｏ2 セ
ンサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満
であるか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側
許容値ＶRL以上のときには、前記第一実施例と同じく、
ステップＳ４１１で総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値
ＯSTR より小さくなったか否かを判定し、総吸着量ＯST
が小さくなるとステップＳ４１２で目標空燃比λTGをリ
ッチ側に修正してパージを終了する。また、ステップＳ
４１１で総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR より
小さくなる以前に、ステップＳ１３０４で出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリッチ側許容値ＶRL未満になると、実際の総吸着
量ＯSTが既に０付近まで減少しており、ステップＳ４１
１でのパージ終了の判定が遅れて、以後は誤った方向に
パージされると見做して直ちにパージを中断する。
ージを開始したときには、ステップＳ４０３乃至ステッ
プＳ４０６を経てステップＳ１３０４に移行し、Ｏ2 セ
ンサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満
であるか否かを判定する。出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側
許容値ＶRL以上のときには、前記第一実施例と同じく、
ステップＳ４１１で総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値
ＯSTR より小さくなったか否かを判定し、総吸着量ＯST
が小さくなるとステップＳ４１２で目標空燃比λTGをリ
ッチ側に修正してパージを終了する。また、ステップＳ
４１１で総吸着量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR より
小さくなる以前に、ステップＳ１３０４で出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリッチ側許容値ＶRL未満になると、実際の総吸着
量ＯSTが既に０付近まで減少しており、ステップＳ４１
１でのパージ終了の判定が遅れて、以後は誤った方向に
パージされると見做して直ちにパージを中断する。
【０１４７】その結果、Ａ／Ｆセンサ２６の検出誤差に
より、三元触媒１３の総吸着量ＯSTが誤算出されて、ス
テップＳ４０７またはステップＳ４１１のパージ終了の
判定が遅れた場合であっても、実際の総吸着量ＯSTが０
付近まで減少した時点でパージが中断されて、そのパー
ジにより三元触媒１３の総吸着量ＯSTを増加させてしま
う事態が未然に回避される。
より、三元触媒１３の総吸着量ＯSTが誤算出されて、ス
テップＳ４０７またはステップＳ４１１のパージ終了の
判定が遅れた場合であっても、実際の総吸着量ＯSTが０
付近まで減少した時点でパージが中断されて、そのパー
ジにより三元触媒１３の総吸着量ＯSTを増加させてしま
う事態が未然に回避される。
【０１４８】そして、本実施例では、下流側空燃比検出
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、設定中止手段とし
てステップＳ１３０１乃至ステップＳ１３０４の処理を
実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、設定中止手段とし
てステップＳ１３０１乃至ステップＳ１３０４の処理を
実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
【０１４９】このように上記第四実施例の内燃機関１の
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
排気ガスの空燃比λに応じた電圧ＶＯＸ２を出力するＯ
2 センサ２７と、前記Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２とリッチ側許容値ＶRL及びリーン側許容値ＶLLとを比
較して、パージ開始に先立ってパージ方向の正誤を判定
し（ステップＳ１３０１及びステップＳ１３０２）、パ
ージ方向が誤っているときにパージの実行を禁止すると
ともに、パージ実行中においてパージ方向の正誤を判定
し（ステップＳ１３０３及びステップＳ１３０４）、パ
ージ方向が誤っているときにパージの実行を中断するＣ
ＰＵ３２とを具備している。この構成は請求項４の発明
の実施例に相当するものである。
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の上流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
排気ガスの空燃比λに応じた電圧ＶＯＸ２を出力するＯ
2 センサ２７と、前記Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２とリッチ側許容値ＶRL及びリーン側許容値ＶLLとを比
較して、パージ開始に先立ってパージ方向の正誤を判定
し（ステップＳ１３０１及びステップＳ１３０２）、パ
ージ方向が誤っているときにパージの実行を禁止すると
ともに、パージ実行中においてパージ方向の正誤を判定
し（ステップＳ１３０３及びステップＳ１３０４）、パ
ージ方向が誤っているときにパージの実行を中断するＣ
ＰＵ３２とを具備している。この構成は請求項４の発明
の実施例に相当するものである。
【０１５０】したがって、パージ開始時やパージ実行中
においては、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いてパージ方向の正誤が判定され、パージ方向が誤って
いるときには、パージの実行が禁止または中断される。
故に、誤った方向へのバージにより三元触媒１３の総吸
着量ＯSTが増加してしまう事態を未然に回避でき、前記
した第一実施例に比較して、三元触媒１３に吸着された
有害成分をより確実にパージして、その吸着能力を確保
することができる。
においては、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いてパージ方向の正誤が判定され、パージ方向が誤って
いるときには、パージの実行が禁止または中断される。
故に、誤った方向へのバージにより三元触媒１３の総吸
着量ＯSTが増加してしまう事態を未然に回避でき、前記
した第一実施例に比較して、三元触媒１３に吸着された
有害成分をより確実にパージして、その吸着能力を確保
することができる。
【０１５１】〔第五実施例〕次に、本発明の第五実施例
を説明する。
を説明する。
【０１５２】なお、本実施例の空燃比制御装置の構成
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点は三元触媒１３の具体的な総吸着量ＯSTを算出す
ることなく、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いて、パージの開始及び終了を判定している点にある。
したがって、特に相違点を重点的に説明する。
は、第一実施例の空燃比制御装置の構成と同一であり、
相違点は三元触媒１３の具体的な総吸着量ＯSTを算出す
ることなく、Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２に基づ
いて、パージの開始及び終了を判定している点にある。
したがって、特に相違点を重点的に説明する。
【０１５３】〈パージ制御処理〉図２７は本発明の第五
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
するパージ制御ルーチンを示すフローチャート、図２８
は本発明の第五実施例である内燃機関の空燃比制御装置
のパージ制御処理を示すタイムチャートである。
実施例である内燃機関の空燃比制御装置のＣＰＵが実行
するパージ制御ルーチンを示すフローチャート、図２８
は本発明の第五実施例である内燃機関の空燃比制御装置
のパージ制御処理を示すタイムチャートである。
【０１５４】図２７に示すルーチンは、第一実施例で説
明した図５及び図１１に示すルーチンに代えて実行され
るものである。今、仮に三元触媒１３の上流側の空燃比
λがほとんど乱れずに理論空燃比λ=1付近に収束してい
るものとして説明する。ＣＰＵ３２はステップＳ１４０
１でＡ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λが予め設
定されたリッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLL（λ
RL＞λ=1＞λLL）との範囲内に収束しているか否かを判
定し、空燃比λが収束していることから、ステップＳ１
４０２で空燃比λが乱れたことを示す空燃比変動フラグ
ＸＯＳＡＲがセットされているか否かを判定する。この
空燃比変動フラグＸＯＳＡＲはクリアされているため、
一旦このルーチンを終了する。つまり、このように空燃
比λが理論空燃比λ=1付近に収束しているときには、三
元触媒１３の吸着能力に影響を与えるほど有害成分が吸
着されていないと見做し、以下に説明するパージは実行
されない。
明した図５及び図１１に示すルーチンに代えて実行され
るものである。今、仮に三元触媒１３の上流側の空燃比
λがほとんど乱れずに理論空燃比λ=1付近に収束してい
るものとして説明する。ＣＰＵ３２はステップＳ１４０
１でＡ／Ｆセンサ２６にて検出された空燃比λが予め設
定されたリッチ側許容値λRLとリーン側許容値λLL（λ
RL＞λ=1＞λLL）との範囲内に収束しているか否かを判
定し、空燃比λが収束していることから、ステップＳ１
４０２で空燃比λが乱れたことを示す空燃比変動フラグ
ＸＯＳＡＲがセットされているか否かを判定する。この
空燃比変動フラグＸＯＳＡＲはクリアされているため、
一旦このルーチンを終了する。つまり、このように空燃
比λが理論空燃比λ=1付近に収束しているときには、三
元触媒１３の吸着能力に影響を与えるほど有害成分が吸
着されていないと見做し、以下に説明するパージは実行
されない。
【０１５５】また、上流側の空燃比λが一旦乱れたとき
には、ＣＰＵ３２はステップＳ１４０１からステップＳ
１４０３に移行して、空燃比変動フラグＸＯＳＡＲをセ
ットするとともに、待機時間カウンタＣＣＮＴをリセッ
トする。したがって、再び空燃比λが理論空燃比λ=1付
近に収束すると、ＣＰＵ３２はステップＳ１４０２で空
燃比変動フラグＸＯＳＡＲがセットされていることか
ら、ステップＳ１４０４に移行する。そして、ステップ
Ｓ１４０４で待機時間カウンタＣＣＮＴをインクリメン
ト「＋１」し、ステップＳ１４０５でその待機時間カウ
ンタＣＣＮＴが１sec に達したか否かを判定する。待機
時間カウンタＣＣＮＴが１sec に達したときには、空燃
比λが十分に安定して、パージを実行可能な状態になっ
たと見做し、ステップＳ１４０６でＯ2 センサ２７の出
力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリーン側許容値ＶLL未
満か否かを判定する。
には、ＣＰＵ３２はステップＳ１４０１からステップＳ
１４０３に移行して、空燃比変動フラグＸＯＳＡＲをセ
ットするとともに、待機時間カウンタＣＣＮＴをリセッ
トする。したがって、再び空燃比λが理論空燃比λ=1付
近に収束すると、ＣＰＵ３２はステップＳ１４０２で空
燃比変動フラグＸＯＳＡＲがセットされていることか
ら、ステップＳ１４０４に移行する。そして、ステップ
Ｓ１４０４で待機時間カウンタＣＣＮＴをインクリメン
ト「＋１」し、ステップＳ１４０５でその待機時間カウ
ンタＣＣＮＴが１sec に達したか否かを判定する。待機
時間カウンタＣＣＮＴが１sec に達したときには、空燃
比λが十分に安定して、パージを実行可能な状態になっ
たと見做し、ステップＳ１４０６でＯ2 センサ２７の出
力電圧ＶＯＸ２が予め設定されたリーン側許容値ＶLL未
満か否かを判定する。
【０１５６】ここで、前記第三実施例で説明したよう
に、Ｏ2 センサ２７にて検出される下流側の空燃比λ
は、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
のように各種要因による誤差を含むことなく真の値を示
すため、これに基づいて三元触媒１３への有害物質の吸
着状態を推測可能である。したがって、ステップＳ１４
０６でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許
容値ＶLL未満のときには、図２８に示すように、空燃比
λのリーン側への乱れにより三元触媒１３にはリーン側
の有害成分であるＮＯX 等が吸着されていると推測でき
る。ＣＰＵ３２はステップＳ１４０７で目標空燃比λTG
←λTG−ΔλR としてリッチ側に補正してパージを実行
する。その結果、三元触媒１３の吸着量が減少し、それ
に伴ってＯ2センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２は理論空燃
比λ=1のときの値である０．４５Ｖに次第に接近する。
に、Ｏ2 センサ２７にて検出される下流側の空燃比λ
は、Ａ／Ｆセンサ２６にて検出された上流側の空燃比λ
のように各種要因による誤差を含むことなく真の値を示
すため、これに基づいて三元触媒１３への有害物質の吸
着状態を推測可能である。したがって、ステップＳ１４
０６でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許
容値ＶLL未満のときには、図２８に示すように、空燃比
λのリーン側への乱れにより三元触媒１３にはリーン側
の有害成分であるＮＯX 等が吸着されていると推測でき
る。ＣＰＵ３２はステップＳ１４０７で目標空燃比λTG
←λTG−ΔλR としてリッチ側に補正してパージを実行
する。その結果、三元触媒１３の吸着量が減少し、それ
に伴ってＯ2センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２は理論空燃
比λ=1のときの値である０．４５Ｖに次第に接近する。
【０１５７】そして、ＣＰＵ３２はステップＳ１４０８
で補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量リ
ッチフラグＸＯＳＴＲがセットされているか否かを判定
し、セットされていないためステップＳ１４０９でＯ2
センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以
上になったか否かを判定する。そして、出力電圧ＶＯＸ
２がリーン側許容値ＶLL以上になると、ステップＳ１４
１０で目標空燃比λTG←λTG＋ΔλR として、空燃比λ
を補正前の値に戻してパージを終了し、ステップＳ１４
１１で空燃比変動フラグＸＯＳＡＲをクリアして、この
ルーチンを終了する。
で補正前の空燃比λがリッチであることを示す吸着量リ
ッチフラグＸＯＳＴＲがセットされているか否かを判定
し、セットされていないためステップＳ１４０９でＯ2
センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以
上になったか否かを判定する。そして、出力電圧ＶＯＸ
２がリーン側許容値ＶLL以上になると、ステップＳ１４
１０で目標空燃比λTG←λTG＋ΔλR として、空燃比λ
を補正前の値に戻してパージを終了し、ステップＳ１４
１１で空燃比変動フラグＸＯＳＡＲをクリアして、この
ルーチンを終了する。
【０１５８】また、前記ステップＳ１４０６でＯ2 セン
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上の
ときには、ステップＳ１４１２に移行して出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリッチ側許容値ＶRL以上か否かを判定する。出力
電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満、つまりリーン
側許容値ＶLLとリッチ側許容値ＶRLの範囲内にあるとき
には、三元触媒１３の吸着能力に影響を与えるほど有害
成分が吸着されていないと見做し、パージを実行するこ
となく、このルーチンを終了する。
サ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側許容値ＶLL以上の
ときには、ステップＳ１４１２に移行して出力電圧ＶＯ
Ｘ２がリッチ側許容値ＶRL以上か否かを判定する。出力
電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満、つまりリーン
側許容値ＶLLとリッチ側許容値ＶRLの範囲内にあるとき
には、三元触媒１３の吸着能力に影響を与えるほど有害
成分が吸着されていないと見做し、パージを実行するこ
となく、このルーチンを終了する。
【０１５９】また、ステップＳ１４１２でＯ2 センサ２
７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL以上のとき
には、ステップＳ１４１３で吸着量リッチフラグＸＯＳ
ＴＲをセットし、ステップＳ１４１４で目標空燃比λTG
←λTG＋ΔλL としてリーン側に補正してパージを実行
する。そして、ステップＳ１４０８を経てステップＳ１
４１５で出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満に
なると、ステップＳ１４１６で目標空燃比λTG←λTG−
ΔλL として、空燃比λを補正前の値に戻してパージを
終了し、ステップＳ１４１７で吸着量リッチフラグＸＯ
ＳＴＲをクリアし、ステップＳ１４１１で空燃比変動フ
ラグＸＯＳＡＲをクリアして、このルーチンを終了す
る。よって、最終的に三元触媒１３の吸着量はほぼ０ま
で減少する。
７の出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL以上のとき
には、ステップＳ１４１３で吸着量リッチフラグＸＯＳ
ＴＲをセットし、ステップＳ１４１４で目標空燃比λTG
←λTG＋ΔλL としてリーン側に補正してパージを実行
する。そして、ステップＳ１４０８を経てステップＳ１
４１５で出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満に
なると、ステップＳ１４１６で目標空燃比λTG←λTG−
ΔλL として、空燃比λを補正前の値に戻してパージを
終了し、ステップＳ１４１７で吸着量リッチフラグＸＯ
ＳＴＲをクリアし、ステップＳ１４１１で空燃比変動フ
ラグＸＯＳＡＲをクリアして、このルーチンを終了す
る。よって、最終的に三元触媒１３の吸着量はほぼ０ま
で減少する。
【０１６０】そして、本実施例では、下流側空燃比検出
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、目標空燃比設定手
段としてステップＳ１４０６、ステップＳ１４０７、ス
テップＳ１４０９、ステップＳ１４１０、ステップＳ１
４１２、ステップＳ１４１４乃至ステップＳ１４１６の
処理を実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
手段としてＯ2 センサ２７が機能し、目標空燃比設定手
段としてステップＳ１４０６、ステップＳ１４０７、ス
テップＳ１４０９、ステップＳ１４１０、ステップＳ１
４１２、ステップＳ１４１４乃至ステップＳ１４１６の
処理を実行するときのＣＰＵ３２が機能する。
【０１６１】このように上記第五実施例の内燃機関１の
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の下流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
空燃比λに応じた電圧ＶＯＸ２を出力するＯ2 センサ２
７と、前記Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が理論空
燃比λ=1を中心とするリッチ側許容値ＶRL及びリーン側
許容値ＶLLの範囲外に変動しているときに、変動方向の
反対側に目標空燃比λTGを設定してパージを実行すると
ともに（ステップＳ１４０６、ステップＳ１４０７、ス
テップＳ１４１２及びステップＳ１４１４）、出力電圧
ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL及びリーン側許容値ＶLL
の範囲内に収束したときに、目標空燃比λTGを設定前の
値に復帰させてパージを終了し（ステップＳ１４０９、
ステップＳ１４１０、ステップＳ１４１５及びステップ
Ｓ１４１６）、かつ、設定された目標空燃比λTGに基づ
き、燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステップＳ１０
４及びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具備してい
る。この構成は請求項５の発明の実施例に相当するもの
である。
空燃比制御装置は、内燃機関１の排気管１２の三元触媒
１３の下流側に設けられ、三元触媒１３を通過した後の
空燃比λに応じた電圧ＶＯＸ２を出力するＯ2 センサ２
７と、前記Ｏ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が理論空
燃比λ=1を中心とするリッチ側許容値ＶRL及びリーン側
許容値ＶLLの範囲外に変動しているときに、変動方向の
反対側に目標空燃比λTGを設定してパージを実行すると
ともに（ステップＳ１４０６、ステップＳ１４０７、ス
テップＳ１４１２及びステップＳ１４１４）、出力電圧
ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL及びリーン側許容値ＶLL
の範囲内に収束したときに、目標空燃比λTGを設定前の
値に復帰させてパージを終了し（ステップＳ１４０９、
ステップＳ１４１０、ステップＳ１４１５及びステップ
Ｓ１４１６）、かつ、設定された目標空燃比λTGに基づ
き、燃料噴射弁７の噴射量を調整する（ステップＳ１０
４及びステップＳ１０５）ＣＰＵ３２とを具備してい
る。この構成は請求項５の発明の実施例に相当するもの
である。
【０１６２】したがって、前記第一実施例と同様に、空
燃比λが乱れた場合には、単に理論空燃比λ=1に収束さ
せるだけではなく、目標空燃比λTGが空燃比λの変動方
向の反対側に設定されて、変動により三元触媒１３に吸
着された有害成分がパージされる。よって、三元触媒１
３は常に最大限の吸着能力を確保されて、その後の空燃
比λの変動時には有害成分を確実に吸着し、その浄化作
用を飛躍的に向上させることができる。
燃比λが乱れた場合には、単に理論空燃比λ=1に収束さ
せるだけではなく、目標空燃比λTGが空燃比λの変動方
向の反対側に設定されて、変動により三元触媒１３に吸
着された有害成分がパージされる。よって、三元触媒１
３は常に最大限の吸着能力を確保されて、その後の空燃
比λの変動時には有害成分を確実に吸着し、その浄化作
用を飛躍的に向上させることができる。
【０１６３】しかも、三元触媒１３への有害成分の吸着
状態に応じて変化するＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２を利用して、パージの開始及び終了を判定しているた
め、第一実施例のように、上流側の空燃比λから有害成
分の総吸着量ＯSTを逐次算出する必要がない。故に、制
御内容を簡略化して、ひいては、空燃比制御装置全体の
コストを低減することができる。
状態に応じて変化するＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ
２を利用して、パージの開始及び終了を判定しているた
め、第一実施例のように、上流側の空燃比λから有害成
分の総吸着量ＯSTを逐次算出する必要がない。故に、制
御内容を簡略化して、ひいては、空燃比制御装置全体の
コストを低減することができる。
【０１６４】ところで、上記第一実施例乃至第四実施例
では、ステップＳ２０６、ステップＳ４０３、ステップ
Ｓ９０１で実際の空燃比λから物質濃度を算出し、ステ
ップＳ２０７、ステップＳ４０４、ステップＳ９０２で
その算出した物質濃度に吸入空気量ＱA を乗じて三元触
媒１３の吸着量ＯST(i) を算出したが、この処理は種々
の形式に簡略化することができる。まず、吸入空気量Ｑ
A の算出の基礎となる機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭが大
幅に変化しない場合には、吸入空気量ＱA を加味せず、
物質濃度自体を吸着量ＯST(i) と見做してもよい。更
に、図６から明らかなように、物質濃度は空燃比λ(i)
から決定されるため、空燃比λ(i) 自体を吸着量ＯST
(i) と見做してもよい。したがって、例えば、第一実施
例では、定常・過渡判定ルーチンのステップＳ２０７で
サンプリングした空燃比λ(i) を順次加算して総和を求
め、パージ制御ルーチンのステップＳ４０５で前述した
空燃比λ(i) の総和から空燃比λ(i) を順次減算しなが
らパージ終了のタイミングを判定することになる。
では、ステップＳ２０６、ステップＳ４０３、ステップ
Ｓ９０１で実際の空燃比λから物質濃度を算出し、ステ
ップＳ２０７、ステップＳ４０４、ステップＳ９０２で
その算出した物質濃度に吸入空気量ＱA を乗じて三元触
媒１３の吸着量ＯST(i) を算出したが、この処理は種々
の形式に簡略化することができる。まず、吸入空気量Ｑ
A の算出の基礎となる機関回転数Ｎe や吸気圧ＰＭが大
幅に変化しない場合には、吸入空気量ＱA を加味せず、
物質濃度自体を吸着量ＯST(i) と見做してもよい。更
に、図６から明らかなように、物質濃度は空燃比λ(i)
から決定されるため、空燃比λ(i) 自体を吸着量ＯST
(i) と見做してもよい。したがって、例えば、第一実施
例では、定常・過渡判定ルーチンのステップＳ２０７で
サンプリングした空燃比λ(i) を順次加算して総和を求
め、パージ制御ルーチンのステップＳ４０５で前述した
空燃比λ(i) の総和から空燃比λ(i) を順次減算しなが
らパージ終了のタイミングを判定することになる。
【０１６５】また、上記第一実施例、第三実施例及び第
四実施例では、ステップＳ２０２で空燃比λがリッチ側
許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲内に収束せず
に乱れていると判定したときに、有害成分の総吸着量Ｏ
STの算出処理を開始したが、例えば、車輌の加速開始時
等のように、空燃比制御の遅れにより空燃比λが乱れる
と予測される場合に総吸着量ＯSTの算出処理を開始する
ようにしてもよい。
四実施例では、ステップＳ２０２で空燃比λがリッチ側
許容値λRLとリーン側許容値λLLとの範囲内に収束せず
に乱れていると判定したときに、有害成分の総吸着量Ｏ
STの算出処理を開始したが、例えば、車輌の加速開始時
等のように、空燃比制御の遅れにより空燃比λが乱れる
と予測される場合に総吸着量ＯSTの算出処理を開始する
ようにしてもよい。
【０１６６】更に、上記第一実施例、第三実施例及び第
四実施例では、ステップＳ２０４でサンプリング時間Ｔ
αが経過したときにパージ制御を開始したが、例えば、
前述したように、車輌の加速開始時に総吸着量ＯSTの算
出処理を開始した場合には、加速終了時にパージ制御を
開始するようにしてもよい。また、例えば、図３に基づ
いて説明した空燃比制御、所謂現代制御では、図２９に
示すように、リッチ側或いはリーン側に変動した空燃比
λを理論空燃比λ=1に収束させる際に、一旦空燃比λが
反対方向に制御される傾向があるが、その変動が終了し
た後にパージ制御を開始してもよい。なお、この場合に
は、空燃比λが反対方向に制御された結果、パージ開始
前に既に有害成分のパージがある程度完了しているた
め、総吸着量ＯSTの収支を計算した上で不足分をパージ
する。
四実施例では、ステップＳ２０４でサンプリング時間Ｔ
αが経過したときにパージ制御を開始したが、例えば、
前述したように、車輌の加速開始時に総吸着量ＯSTの算
出処理を開始した場合には、加速終了時にパージ制御を
開始するようにしてもよい。また、例えば、図３に基づ
いて説明した空燃比制御、所謂現代制御では、図２９に
示すように、リッチ側或いはリーン側に変動した空燃比
λを理論空燃比λ=1に収束させる際に、一旦空燃比λが
反対方向に制御される傾向があるが、その変動が終了し
た後にパージ制御を開始してもよい。なお、この場合に
は、空燃比λが反対方向に制御された結果、パージ開始
前に既に有害成分のパージがある程度完了しているた
め、総吸着量ＯSTの収支を計算した上で不足分をパージ
する。
【０１６７】一方、上記第一実施例、第三実施例及び第
四実施例では、パージ制御時に目標空燃比λTGの補正量
（リッチパージ補正量ΔλR 、リーンパージ補正量Δλ
L ）を一定とし、パージの実行時間を適宜調整（総吸着
量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR またはリーンパージ
完了値ＯSTL に達するまで) したが、逆にパージの実行
時間を一定とし、パージすべき有害成分の総吸着量ＯST
の大きさに応じて目標空燃比λTGの補正量を設定した
り、或いは、パージの実行時間と目標空燃比λTGの補正
量とを共に調整したりしてもよい。更に、パージの進行
に伴って有害成分の総吸着量ＯSTが減少すると、それに
応じて目標空燃比λTGの補正量を次第に縮小して、総吸
着量ＯSTを０に漸近させるように制御してもよい。
四実施例では、パージ制御時に目標空燃比λTGの補正量
（リッチパージ補正量ΔλR 、リーンパージ補正量Δλ
L ）を一定とし、パージの実行時間を適宜調整（総吸着
量ＯSTがリッチパージ完了値ＯSTR またはリーンパージ
完了値ＯSTL に達するまで) したが、逆にパージの実行
時間を一定とし、パージすべき有害成分の総吸着量ＯST
の大きさに応じて目標空燃比λTGの補正量を設定した
り、或いは、パージの実行時間と目標空燃比λTGの補正
量とを共に調整したりしてもよい。更に、パージの進行
に伴って有害成分の総吸着量ＯSTが減少すると、それに
応じて目標空燃比λTGの補正量を次第に縮小して、総吸
着量ＯSTを０に漸近させるように制御してもよい。
【０１６８】また、上記第一実施例乃至第五実施例で
は、反転スキップ制御処理やパージ制御処理で算出した
目標空燃比λTGをそのまま空燃比補正係数ＦＡＦの設定
に用いたが、例えば、特開平３−１８５２４４号公報に
記載された空燃比制御装置のように、算出した値を中心
として目標空燃比λTGを変動させる所謂ディザ制御を実
行してもよい。
は、反転スキップ制御処理やパージ制御処理で算出した
目標空燃比λTGをそのまま空燃比補正係数ＦＡＦの設定
に用いたが、例えば、特開平３−１８５２４４号公報に
記載された空燃比制御装置のように、算出した値を中心
として目標空燃比λTGを変動させる所謂ディザ制御を実
行してもよい。
【０１６９】更に、上記第四実施例では、ステップＳ１
３０１及びステップＳ１３０２でパージ開始に先立って
パージ方向の正誤を判定するとともに、ステップＳ１３
０３及びステップＳ１３０４でパージ実行中においてパ
ージ方向の正誤を判定したが、この正誤の判定処理は、
必ずしも双方を共に実行する必要はなく、パージ開始前
のみ、或いはパージ実行中のみに行なうように構成する
ことも可能である。
３０１及びステップＳ１３０２でパージ開始に先立って
パージ方向の正誤を判定するとともに、ステップＳ１３
０３及びステップＳ１３０４でパージ実行中においてパ
ージ方向の正誤を判定したが、この正誤の判定処理は、
必ずしも双方を共に実行する必要はなく、パージ開始前
のみ、或いはパージ実行中のみに行なうように構成する
ことも可能である。
【０１７０】一方、上記第五実施例では、ステップＳ１
４０９でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側
許容値ＶLL以上になったとき、或いは、ステップＳ１４
１５で出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満にな
ったときに、パージを終了した。つまり、予め設定され
た閾値（ＶLL，ＶRL）に基づいてパージ終了を判定した
が、このパージ終了の判定方法はこれに限定されるもの
ではなく、要は理論空燃比λ=1に対応する０．４５Ｖへ
の出力電圧ＶＯＸ２の接近状態に基づいて判定するもの
であればよい。したがって、例えば、出力電圧ＶＯＸ２
が０．４５Ｖに接近し始めた時点（図２８にｘで示す）
でパージを終了させる等、出力電圧ＶＯＸ２の変動方向
に基づいて判定することも可能である。
４０９でＯ2 センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２がリーン側
許容値ＶLL以上になったとき、或いは、ステップＳ１４
１５で出力電圧ＶＯＸ２がリッチ側許容値ＶRL未満にな
ったときに、パージを終了した。つまり、予め設定され
た閾値（ＶLL，ＶRL）に基づいてパージ終了を判定した
が、このパージ終了の判定方法はこれに限定されるもの
ではなく、要は理論空燃比λ=1に対応する０．４５Ｖへ
の出力電圧ＶＯＸ２の接近状態に基づいて判定するもの
であればよい。したがって、例えば、出力電圧ＶＯＸ２
が０．４５Ｖに接近し始めた時点（図２８にｘで示す）
でパージを終了させる等、出力電圧ＶＯＸ２の変動方向
に基づいて判定することも可能である。
【０１７１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の内燃機
関の空燃比制御装置は、空燃比検出手段にて検出された
排気ガスの空燃比がリッチ側またはリーン側に変動した
ときに、空燃比の変動状態を判定する変動状態判定手段
と、前記変動状態判定手段にて判定された空燃比の変動
状態に基づき、変動収支を均衡させるべく目標空燃比を
空燃比の変動方向の反対側に設定する目標空燃比設定手
段とを具備しているため、空燃比が変動したときには目
標空燃比設定手段にて目標空燃比が変動方向の反対側に
設定され、その結果、１回目の空燃比の変動と２回目の
空燃比の変動の収支が均衡して、１回目の変動で触媒に
吸着された有害成分は２回目の変動によって離脱し、触
媒は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保されて、そ
の浄化作用を飛躍的に向上させることができる。
関の空燃比制御装置は、空燃比検出手段にて検出された
排気ガスの空燃比がリッチ側またはリーン側に変動した
ときに、空燃比の変動状態を判定する変動状態判定手段
と、前記変動状態判定手段にて判定された空燃比の変動
状態に基づき、変動収支を均衡させるべく目標空燃比を
空燃比の変動方向の反対側に設定する目標空燃比設定手
段とを具備しているため、空燃比が変動したときには目
標空燃比設定手段にて目標空燃比が変動方向の反対側に
設定され、その結果、１回目の空燃比の変動と２回目の
空燃比の変動の収支が均衡して、１回目の変動で触媒に
吸着された有害成分は２回目の変動によって離脱し、触
媒は常に最大限の有害成分の吸着能力を確保されて、そ
の浄化作用を飛躍的に向上させることができる。
【０１７２】請求項２の発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、空燃比検出手段にて検出された空燃比が予め設定
されたリッチ側許容値またはリーン側許容値を越えたか
否かを判定する変動状態判定手段と、前記変動状態判定
手段にて判定された空燃比の変動状態に基づき、空燃比
がリッチ側許容値を越えて変動したときに、目標空燃比
を理論空燃比よりリーン側のリーン側目標値に設定し、
空燃比がリーン側許容値を越えて変動したときに、目標
空燃比を理論空燃比よりリッチ側のリッチ側目標値に設
定する目標空燃比設定手段とを具備しているため、空燃
比はリッチ側許容値とリーン側許容値との間を常時変動
しながらその範囲内に保持されて、触媒は常に所定値以
上の有害成分の吸着能力を確保されて、その浄化作用を
飛躍的に向上させることができる。
置は、空燃比検出手段にて検出された空燃比が予め設定
されたリッチ側許容値またはリーン側許容値を越えたか
否かを判定する変動状態判定手段と、前記変動状態判定
手段にて判定された空燃比の変動状態に基づき、空燃比
がリッチ側許容値を越えて変動したときに、目標空燃比
を理論空燃比よりリーン側のリーン側目標値に設定し、
空燃比がリーン側許容値を越えて変動したときに、目標
空燃比を理論空燃比よりリッチ側のリッチ側目標値に設
定する目標空燃比設定手段とを具備しているため、空燃
比はリッチ側許容値とリーン側許容値との間を常時変動
しながらその範囲内に保持されて、触媒は常に所定値以
上の有害成分の吸着能力を確保されて、その浄化作用を
飛躍的に向上させることができる。
【０１７３】請求項３の発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、触媒の下流側の空燃比が理論空燃比付近のとき
に、上流側の空燃比が理論空燃比として学習され、その
学習結果に基づいて上流側の空燃比が補正されるため、
各種要因による上流側の空燃比の誤差が排除される。よ
って、空燃比の変動状態を高い精度で判定して、その信
頼性の高い変動状態に基づいて目標空燃比を設定でき、
三元触媒の有害成分をより確実に離脱させて、その吸着
能力を確保することができる。
置は、触媒の下流側の空燃比が理論空燃比付近のとき
に、上流側の空燃比が理論空燃比として学習され、その
学習結果に基づいて上流側の空燃比が補正されるため、
各種要因による上流側の空燃比の誤差が排除される。よ
って、空燃比の変動状態を高い精度で判定して、その信
頼性の高い変動状態に基づいて目標空燃比を設定でき、
三元触媒の有害成分をより確実に離脱させて、その吸着
能力を確保することができる。
【０１７４】請求項４の発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、触媒の下流側の空燃比に基づいて目標空燃比の設
定方向の正誤が判定され、設定方向が誤っているときに
は、その設定処理が当初から禁止されたり、或いは設定
中に中断されたりする。故に、誤った設定により吸着量
が増加してしまう事態を未然に回避でき、三元触媒の有
害成分をより確実に離脱させて、その吸着能力を確保す
ることができる。
置は、触媒の下流側の空燃比に基づいて目標空燃比の設
定方向の正誤が判定され、設定方向が誤っているときに
は、その設定処理が当初から禁止されたり、或いは設定
中に中断されたりする。故に、誤った設定により吸着量
が増加してしまう事態を未然に回避でき、三元触媒の有
害成分をより確実に離脱させて、その吸着能力を確保す
ることができる。
【０１７５】請求項５の発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、請求項１の発明と同じく、触媒に吸着された有害
成分を離脱させて吸着能力を確保し、その浄化作用を飛
躍的に向上させることができる。
置は、請求項１の発明と同じく、触媒に吸着された有害
成分を離脱させて吸着能力を確保し、その浄化作用を飛
躍的に向上させることができる。
【０１７６】また、触媒への有害成分の吸着状態に応じ
て変化する下流側の空燃比を利用して、目標空燃比の設
定及び復帰のタイミングを判定しているため、実際の有
害成分の吸着量を逐次算出する等の処理を実行する必要
がない。故に、制御内容を簡略化して、ひいては、空燃
比制御装置全体のコストを低減することができる。
て変化する下流側の空燃比を利用して、目標空燃比の設
定及び復帰のタイミングを判定しているため、実際の有
害成分の吸着量を逐次算出する等の処理を実行する必要
がない。故に、制御内容を簡略化して、ひいては、空燃
比制御装置全体のコストを低減することができる。
【図１】図１は本発明の第一実施例の内容を概念的に示
したクレーム対応図である。
したクレーム対応図である。
【図２】図２は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概
略構成図である。
燃比制御装置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概
略構成図である。
【図３】図３は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置における空燃比制御システムの原理を説明
するためのブロック図である。
燃比制御装置における空燃比制御システムの原理を説明
するためのブロック図である。
【図４】図４は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
燃比制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置のＣＰＵが実行する定常・過渡判定ルーチ
ンを示すフローチャートである。
燃比制御装置のＣＰＵが実行する定常・過渡判定ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置の空燃比から物質濃度を算出するためのＲ
ＯＭに格納されたマップを示す説明図である。
燃比制御装置の空燃比から物質濃度を算出するためのＲ
ＯＭに格納されたマップを示す説明図である。
【図７】図７は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置の空燃比のサンプリング時及びパージ制御
時におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び目標空燃比を
示すタイムチャートである。
燃比制御装置の空燃比のサンプリング時及びパージ制御
時におけるＡ／Ｆセンサ出力、吸着量及び目標空燃比を
示すタイムチャートである。
【図８】図８は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御ルー
チンを示すフローチャートである。
燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御ルー
チンを示すフローチャートである。
【図９】図９は本発明の第一実施例である内燃機関の空
燃比制御装置の反転スキップ制御時におけるＯ2 センサ
の出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャートであ
る。
燃比制御装置の反転スキップ制御時におけるＯ2 センサ
の出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャートであ
る。
【図１０】図１０は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置の最小・最大吸着量からスキップ量を
算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示す説明図
である。
の空燃比制御装置の最小・最大吸着量からスキップ量を
算出するためのＲＯＭに格納されたマップを示す説明図
である。
【図１１】図１１は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する学習開始判定ルー
チンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する学習開始判定ルー
チンを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するＡ／Ｆ変動制御ル
ーチンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するＡ／Ｆ変動制御ル
ーチンを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する飽和判定ルーチン
を示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する飽和判定ルーチン
を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する吸着量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する吸着量算出ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は本発明の第一実施例である内燃機関
の空燃比制御装置の吸着量学習時におけるＯ2 センサの
出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャートである。
の空燃比制御装置の吸着量学習時におけるＯ2 センサの
出力電圧及び目標空燃比を示すタイムチャートである。
【図１７】図１７は本発明の第二実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図１８】図１８は本発明の第二実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ制御時におけるＡ／Ｆセンサ
出力、吸着量及び目標空燃比を示すタイムチャートであ
る。
の空燃比制御装置のパージ制御時におけるＡ／Ｆセンサ
出力、吸着量及び目標空燃比を示すタイムチャートであ
る。
【図１９】図１９は本発明の第三実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御
ルーチンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行する反転スキップ制御
ルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】図２０は本発明の第三実施例である内燃機関
の空燃比制御装置の学習開始判定ルーチンを示すフロー
チャートである。
の空燃比制御装置の学習開始判定ルーチンを示すフロー
チャートである。
【図２１】図２１は本発明の第三実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比
の平均化ルーチンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比
の平均化ルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】図２２は本発明の第三実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比
のサンプリング状況を示すタイムチャートである。
の空燃比制御装置のＡ／Ｆセンサにて検出された空燃比
のサンプリング状況を示すタイムチャートである。
【図２３】図２３は本発明の第三実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のλ=1点学習ルーチンを示すフローチ
ャートである。
の空燃比制御装置のλ=1点学習ルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図２４】図２４は本発明の第四実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図２５】図２５は本発明の第四実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ禁止処理を示すタイムチャー
トである。
の空燃比制御装置のパージ禁止処理を示すタイムチャー
トである。
【図２６】図２６は本発明の第四実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ中断処理を示すタイムチャー
トである。
の空燃比制御装置のパージ中断処理を示すタイムチャー
トである。
【図２７】図２７は本発明の第五実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
の空燃比制御装置のＣＰＵが実行するパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図２８】図２８は本発明の第五実施例である内燃機関
の空燃比制御装置のパージ制御処理を示すタイムチャー
トである。
の空燃比制御装置のパージ制御処理を示すタイムチャー
トである。
【図２９】図２９は本発明の第一、第三及び第四実施例
である内燃機関の空燃比制御装置の別例として空燃比の
変動終了後にパージ制御を開始するようにした場合のＡ
／Ｆセンサ出力及び目標空燃比を示すタイムチャートで
ある。
である内燃機関の空燃比制御装置の別例として空燃比の
変動終了後にパージ制御を開始するようにした場合のＡ
／Ｆセンサ出力及び目標空燃比を示すタイムチャートで
ある。
Ｍ１ 内燃機関 Ｍ２ 触媒 Ｍ３ 空燃比検出手段 Ｍ４ 変動状態判定手段 Ｍ５ 目標空燃比設定手段 Ｍ６ 燃料噴射弁 Ｍ７ 噴射量調整手段 １ 内燃機関 ７ 燃料噴射弁 １３ 三元触媒 ２６ Ａ／Ｆセンサ ２７ Ｏ2 センサ ３２ ＣＰＵ
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気経路の触媒の上流側に設
けられ、前記内燃機関から排出される排気ガスの空燃比
を検出する空燃比検出手段と、 前記空燃比検出手段にて検出された空燃比がリッチ側ま
たはリーン側に変動したときに、空燃比の変動状態を判
定する変動状態判定手段と、 前記変動状態判定手段にて判定された空燃比の変動状態
に基づき、変動収支を均衡させるべく目標空燃比を空燃
比の変動方向の反対側に設定する目標空燃比設定手段
と、 前記目標空燃比設定手段にて設定された目標空燃比に基
づき、燃料噴射弁の噴射量を調整する噴射量調整手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気経路の触媒の上流側に設
けられ、前記内燃機関から排出される排気ガスの空燃比
を検出する空燃比検出手段と、 前記空燃比検出手段にて検出された空燃比が予め設定さ
れたリッチ側許容値またはリーン側許容値を越えたか否
かを判定する変動状態判定手段と、 前記変動状態判定手段にて判定された空燃比の変動状態
に基づき、空燃比がリッチ側許容値を越えて変動したと
きに、目標空燃比を理論空燃比よりリーン側のリーン側
目標値に設定し、空燃比がリーン側許容値を越えて変動
したときに、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ側のリ
ッチ側目標値に設定する目標空燃比設定手段と、 前記目標空燃比設定手段にて設定された目標空燃比に基
づき、燃料噴射弁の噴射量を調整する噴射量調整手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。 - 【請求項３】 前記変動状態判定手段は、 前記触媒の下流側に設けられて、触媒を通過した後の排
気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、 前記下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃
比が理論空燃比付近のときに、前記空燃比検出手段にて
検出された上流側の空燃比を理論空燃比として学習し、
学習結果に基づいて、前記目標空燃比設定手段の設定処
理に用いられる上流側の空燃比を補正する空燃比学習手
段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】 前記目標空燃比設定手段は、 前記触媒の下流側に設けられて、触媒を通過した後の排
気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、 前記下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃
比に基づいて、目標空燃比の設定方向の正誤を判定し、
設定方向が誤っているときに、目標空燃比の設定処理を
中止する設定中止手段とを具備することを特徴とする請
求項１または請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装
置。 - 【請求項５】 内燃機関の排気経路の触媒の下流側に設
けられ、前記内燃機関から排出されて触媒を通過した後
の排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比検出手段
と、 前記下流側空燃比検出手段にて検出された下流側の空燃
比の理論空燃比を基準とした変動方向を判定し、変動方
向の反対側に目標空燃比を設定するとともに、設定後の
下流側の空燃比の理論空燃比への接近状態に基づいて、
目標空燃比を設定前の値に復帰させる目標空燃比設定手
段と、 前記目標空燃比設定手段にて設定された目標空燃比に基
づき、燃料噴射弁の噴射量を調整する噴射量調整手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。
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|---|---|---|---|
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- 1993-07-05 DE DE4322344A patent/DE4322344B4/de not_active Expired - Lifetime
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