JPH07259602A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒コンバータの温度が低いときや触媒コン
バータが劣化しているときであっても、触媒コンバータ
の酸素蓄積量を有効酸素蓄積量に見合った最大酸素蓄積
量内の所定範囲を設定することができ、排気エミッショ
ン特性の向上および浄化効率の低下防止を図った内燃機
関の空燃比制御装置を提供する。 【構成】 空燃比制御装置は、触媒コンバータ１４の最
大酸素蓄積量Ｏ2MAXを演算し、触媒コンバータ１４に蓄
積されている酸素蓄積量Ｏ2STRが最大酸素蓄積量Ｏ2MAX
内の所定範囲を成す上限値Ｏ2STRHと下限値Ｏ2STRLの間
に制限されるように内燃機関に供給される混合気の空燃
比を強制振動する。空燃比が時間と共に変動する動的な
状態での有効酸素蓄積量に対応した上限値Ｏ2STRHと下
限値Ｏ2STRLを設定することで触媒コンバータに蓄積さ
れる酸素蓄積量が有効酸素蓄積量を越えることなく、排
気ガスエミッション特性を一層向上できると共に浄化効
率の低下防止を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気系に配
された触媒コンバータの浄化率を向上するように内燃機
関に供給される混合気の空燃比を制御する内燃機関の空
燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、本願出願人は、内燃機関の排
気系に配された触媒コンバータの浄化能力を最大限に発
揮させて排気エミッション特性を向上させるために、触
媒コンバータ上流側の排気ガスの空燃比等に基づいて触
媒コンバータに蓄積された酸素蓄積量を推定し、推定さ
れた酸素蓄積量が最大酸素蓄積量を越えないように排気
ガスの空燃比を強制振動させることを提案している（特
願平５−３２９７８０号）。

【０００３】この空燃比制御装置において、最大酸素蓄
積量は触媒コンバータの反応速度、触媒コンバータ上流
側の排気ガスの空燃比、触媒温度および触媒劣化度合い
によって推定されたものであるので、推定誤差を考慮す
ると最大限ぎりぎりまで酸素蓄積量として使用できな
い。したがって、触媒コンバータに蓄積される酸素蓄積
量を最大酸素蓄積量内の所定範囲内に制限するために、
その下限値を最大酸素蓄積量の１０〜３０％、上限値を
最大酸素蓄積量の７０〜９０％の一定範囲に設定してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒コ
ンバータの温度が低く十分に活性していないときや触媒
コンバータが劣化しているときには、空燃比が時間的に
変動しない静的な状態の下で推定された最大酸素蓄積量
（静的最大酸素蓄積量）に対して空燃比が時間的に変動
する動的な状態での有効酸素蓄積量（動的最大酸素蓄積
量）は小さくなる。したがって、静的な状態における最
大酸素蓄積量内における所定範囲の余裕度を十分大きく
設定しないと触媒コンバータの酸素蓄積量が有効酸素蓄
積量を越えてしまうおそれがあった。この結果、触媒コ
ンバータ下流の空燃比がリッチまたはリーンに偏って排
気エミッション特性を悪化させてしまう。

【０００５】また、最大酸素蓄積量内の所定範囲の余裕
度を必要以上に大きく設定すると、触媒コンバータの体
積を増やさなければ浄化できなくなり、浄化効率が低く
なってしまうことが考えられる。

【０００６】そこで、本発明は触媒コンバータの温度が
低いときや触媒コンバータが劣化しているときであって
も、触媒コンバータの酸素蓄積量を有効酸素蓄積量に見
合った最大酸素蓄積量内の所定範囲を設定することがで
き、排気エミッション特性の向上および浄化効率の低下
防止を図った内燃機関の空燃比制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る空燃比制御装置は、内燃機
関の排気系に配された触媒コンバータに蓄積されている
酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、前記触媒
コンバータに蓄積できる最大酸素蓄積量を演算する最大
酸素蓄積量演算手段と、前記演算された酸素蓄積量を前
記演算された最大酸素蓄積量内の所定範囲内に制限する
ように、内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御す
る空燃比制御手段と、前記所定範囲を前記内燃機関の運
転状態に応じて変更する変更手段とを備える。

【０００８】請求項２に係る空燃比制御装置では、前記
内燃機関の運転状態は前記触媒コンバータの温度であ
り、該触媒コンバータの温度が低いときに前記所定範囲
を狭くする。

【０００９】請求項３に係る空燃比制御装置では、前記
内燃機関の運転状態は前記触媒コンバータの劣化状態で
あり、該触媒コンバータが劣化しているときに前記所定
範囲を狭くする。

【００１０】請求項４に係る空燃比制御装置では、前記
内燃機関の運転状態は該内燃機関の冷却水温であり、該
冷却水温が低いときに前記所定範囲を狭くする。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１に係る空燃比制御装置では、
酸素蓄積量演算手段により触媒コンバータに蓄積された
酸素蓄積量を演算し、最大酸素蓄積量演算手段により触
媒コンバータに蓄積できる最大酸素蓄積量を演算し、空
燃比制御手段により、該演算された最大酸素蓄積量内の
所定範囲内に前記演算された酸素蓄積量を制限するよう
に、内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御し、変
更手段により前記所定範囲を前記内燃機関の運転状態に
応じて変更する。前記所定範囲を変更するための内燃機
関の運転状態として触媒コンバータの温度、内燃機関の
冷却水温および／または触媒コンバータの劣化状態が用
いられ、触媒コンバータの温度または冷却水温が低いと
きに、また触媒コンバータが劣化しているときに前記所
定範囲が狭くされる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の内燃機関の空燃比制御装置の
実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は、本実施例の空燃比制御装置を装置
した内燃機関（以下単に「エンジン」という）の全体構
成図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気管２の途
中にはスロットル弁３が設けられている。スロットル弁
３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結され
ており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を
出力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と
いう）５に供給する。

【００１４】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射時間
（開弁時間）が制御される。

【００１５】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰBA）センサ７が設けられており、この絶
対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号は
前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温
（ＴＡ）センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを検
出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１６】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（Ｔｗ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）Ｔｗを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００１７】触媒コンバータ（三元触媒）１４はエンジ
ン１の排気管１３に配置されており、排気ガス中のＨ
Ｃ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１３の
触媒コンバータ１４の上流側及び下流側には、それぞれ
空燃比センサとしての酸素濃度センサ１５，１６（以下
それぞれ「上流側Ｏ２センサ１５」、「下流側Ｏ２セン
サ１６」という）が装着されており、これらのＯ２セン
サ１５，１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検
出値に応じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。さ
らに触媒コンバータ１４にはその温度ＴCATを検出する
触媒温度センサ１７が装着されており、その検出信号が
ＥＣＵ５に供給される。

【００１８】ＥＣＵ５には更に、大気圧ＰＡを検出する
大気圧センサ３１及びエンジン１が搭載された車両の車
速ＶＨを検出する車速センサ３２が接続されており、こ
れらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００１９】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２０】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じて空燃
比を制御するフィードバック制御運転領域やオープンル
ープ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別す
るとともに、エンジン運転状態に応じ、前記ＴＤＣ信号
パルスに同期して燃料噴射弁６により噴射される燃料噴
射量Ｔｏｕｔを演算する。

【００２１】ＣＰＵ５ｂは燃料噴射弁６の駆動信号を出
力回路５ｄを介して出力するとともに、触媒コンバータ
１４の劣化判定を行う。

【００２２】［第１実施例の全体の制御処理］図２は本
実施例の空燃比制御装置における全体の制御処理の概略
を示すブロック図である。空燃比制御装置は、触媒温度
ＴCATを推定する処理（処理１）と、触媒コンバータの
劣化を推定する処理（処理２）と、触媒コンバータ１４
の最大酸素蓄積量Ｏ２MAXを推定する処理（処理３）
と、最大酸素蓄積量Ｏ２MAXを修正する処理（処理４）
と、触媒コンバータ１４の上流側の空燃比Ａ／Ｆを推定
する処理（処理５）と、触媒コンバータ１４に蓄積され
ている酸素蓄積量Ｏ２STRを推定する処理（処理６）
と、触媒コンバータ１４の酸素利用率Ｏ２USERを算出す
る処理（処理７）と、エンジン１に供給される混合気の
空燃比Ａ／Ｆを強制的に振動（パータベーション）させ
ることにより該空燃比Ａ／Ｆを制御する処理（処理８）
と、パータベーションの周波数、振幅の変更速度を設定
する処理（処理９）と、空燃比補正係数ＫＯ２を演算す
る処理（処理１０）と、噴射燃料量Ｔｏｕｔを算出する
処理（処理１１）を行なうものであり、特に、エンジン
１の運転状態および触媒コンバータ１４の状態（温度、
劣化度合、容量）に応じて触媒コンバータ１４の酸素利
用率Ｏ２USERが最大になるように空燃比Ａ／Ｆを強制的
に振動させることにより触媒コンバータ１４の浄化率を
最大限に高めることに特徴を有する。

【００２３】触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ２
MAXを推定する処理（処理３）では、触媒温度ＴCAT、触
媒の劣化および触媒の容量（体積）により触媒コンバー
タ１４の最大酸素蓄積量Ｏ２MAXが算出される。触媒温
度ＴCAT、触媒の劣化および触媒の容量のうち触媒温度
ＴCATは触媒温度センサ１７により直接に検出しても良
いし、後述するように触媒温度ＴCATを推定する処理に
より算出してもよい。また、触媒の劣化は後述する触媒
劣化を推定する処理により算出してもよい。さらに、触
媒の容量は触媒の大きさにより決まる固定値なのであら
かじめ記憶手段５ｃに記憶しておくことができる。算出
された最大酸素蓄積量Ｏ２MAXは酸素蓄積量Ｏ２STRを算
出する際にリミットとして作用する他に、最大酸素蓄積
量Ｏ２MAXを越えるときは排気ガスを浄化できないので
酸素利用率Ｏ２USERの値を減算することにも使われる。

【００２４】空燃比Ａ／Ｆを推定する処理（処理５）で
は、空燃比Ａ／Ｆはリニア空燃比センサで直接に空燃比
Ａ／Ｆを検出してもよいが、本処理５ではリニア空燃比
センサを用いずに上流側のＯ２センサ１５の出力を用い
て空燃比補正係数ＫＯ２を算出し、算出された空燃比補
正係数ＫＯ２の中心値からのずれ量により空燃比Ａ／Ｆ
を算出する。また、上流側のＯ２センサ１５による空燃
比フィードバック制御に用いる空燃比補正係数ＫＯ２
を、下流側のＯ２センサ１６の出力により補正すること
によって空燃比補正係数ＫＯ２の中心値からのずれをな
くすことができる。

【００２５】触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ２STR
を推定する処理（処理６）では、空燃比Ａ／Ｆがリーン
側であれば触媒コンバータ１４は酸素分子Ｏ２を吸着し
リッチ側であれば酸素分子Ｏ２を放出するので、空燃比
Ａ／Ｆおよび排気量により触媒コンバータ１４に酸素分
子Ｏ２が吸着、放出される度合いを計算して酸素蓄積量
Ｏ２STRを算出する。算出された酸素蓄積量Ｏ２STRは主
に触媒コンバータ１４の容量で決定される最大酸素蓄積
量Ｏ２MAXによってリミット処理される。また、酸素蓄
積量Ｏ２STRが負の値になるときも値「０」をもってリ
ミット処理される。

【００２６】酸素利用率Ｏ２USERを算出する処理（処理
７）では、浄化率に相当する物理量である酸素利用率Ｏ
２USERが演算される。酸素利用率Ｏ２USERの値が大きい
程、触媒コンバータ１４の浄化率は高いが、酸素蓄積量
Ｏ２STRが最大酸素蓄積量Ｏ２MAXを越えるときあるいは
値「０」を下回るときは排気ガスが浄化されないので、
この範囲で酸素利用率Ｏ２USERは減算される。

【００２７】空燃比Ａ／Ｆのパータベーション処理（処
理８）では、触媒コンバータ１４に蓄積されている酸素
蓄積量Ｏ２STRを値「０」に近い下限値Ｏ2STRL〜最大酸
素蓄積量Ｏ２MAXに近い上限値Ｏ2STRHの範囲でできるだ
け大きな振幅で振動させ、しかもその振動の周期を短く
することにより触媒の持つ酸素蓄積能力を最大限に利用
し、触媒コンバータ１４の浄化率を高めるように空燃比
Ａ／Ｆを制御する。

【００２８】周波数、振幅変更速度設定処理（処理９）
では、エンジン１の運転状態（空間速度ＳＶ）、触媒コ
ンバータ１４の最大酸素蓄積量（例えば触媒温度）に応
じてパータベーションの周波数、振幅の変更速度を変更
する。

【００２９】以下に各処理１〜１１の内容を詳細に説明
する。

【００３０】［触媒温度ＴCATの推定（処理１）］図３
は触媒温度ＴCATの推定ルーチンを示すフローチャート
である。本ルーチンでは、まず始動時であるかどうかを
判別し（ステップＳ２１０）、始動時であればＴＡセン
サ８により検出された吸気温ＴＡを触媒温度ＴCATの初
期値として設定して（ステップＳ２２０）本ルーチンを
終了する。始動時でないときは目標の推定触媒温度ＴCA
TOBJと触媒温度ＴCATとの差△ＴCATを演算し（ステップ
Ｓ２１５）、その差ΔＴCATが値「０」より大きいかど
うかを判別する（ステップＳ２３０）。図４は積分値Ｔ
OUTSUMに対する係数α１、α２の値を示すグラフであ
る。始動後の触媒温度ＴCATは上昇していくのが通常で
あるので、△ＴCATが正、すなわち触媒温度ＴCATが目標
の推定触媒温度ＴCATOBJより小さくなったときには図４
に示すＴOUTSUM／α１テーブルを検索して積算値ＴOUTS
UMに基づく触媒温度を上げるための係数α１を検索する
（ステップＳ２４０）。一方、△ＴCATが負、すなわち
触媒温度ＴCATが目標の推定触媒温度ＴCATOBJより大き
いときにはＴOUTSUM／α２テーブルを検索して積算値Ｔ
OUTSUMに基づく触媒温度を下げるための係数α２を検索
する（ステップＳ２５０）。ここで、ＴOUTSUMは単位時
間当たりの燃料噴射時間ＴOUTの積算値であり、積算値
ＴOUTSUMが大きいほど燃焼エネルギーが大きくなるので
触媒温度ＴCATも上がることになる。従って、係数α
１、α２は噴射量の単位時間当たりの平均値から求めら
れる目標触媒温度ＴCATOBJの遅れ時定数を示し、係数α
１は積算値ＴOUTSUMの増加に伴い減少する値をとり、係
数α２は積算値ＴOUTSUMの増加に伴い増加する値をと
る。

【００３１】つづいて、係数α１、α２の補正係数Ｋα
を車速Ｖおよび吸気温ＴＡに基づいて決定する（ステッ
プＳ２５５）。図６は車速Ｖおよび吸気温ＴＡに応じて
補正係数Ｋαの値を決定するためのテーブルを示すグラ
フである。補正係数Ｋαは吸気温ＴＡが高い程大きな値
に、車速Ｖが低い程大きな値に設定される。ステップＳ
２５５で補正係数Ｋαがテーブル検索されると、数式１
にしたがって係数αが演算される。

【００３２】

【数１】α ＝ α１ × Ｋα α ＝ α２ × Ｋα つぎに、目標の推定触媒温度ＴCATOBJの基本値ＴCATOBJ
０を吸気管内絶対圧力ＰBAおよびエンジン回転数ＮＥに
より図示しないマップを用いて決定する（ステップＳ２
６０）。更に、空燃比依存補正係数ＫA/FをＫA/Fテーブ
ルを検索して空燃比Ａ／Ｆによって求める（ステップＳ
２６５）。この補正係数ＫA/Fは混合気の燃料が濃いほ
ど即ち排気系の空燃比が小さいほど触媒が冷却され易い
ので、かかる燃料による冷却効果を補償するための係数
で混合気の空燃比（排気系の空燃比に対応する）に応じ
て決定される。図７は空燃比Ａ／Ｆに応じて補正係数Ｋ
A/Fを決定するためのＫA/Fテーブルを示すグラフであ
る。図７のテーブルによれば、補正係数ＫA/Fは空燃比
Ａ／Ｆがリッチなる程より小さい値に設定される。つぎ
に、補正係数ＫTATCATをＫTATCATテーブルを検索して吸
気温ＴＡ及び車速Ｖによって決定する（ステップＳ２７
０）。図５は吸気温ＴＡおよび車速Ｖに応じて補正係数
ＫTAＴCATを決定するためのテーブルを示すグラフであ
る。図５のＫTATCATテーブルによれば、吸気温ＴＡが低
いと外気により触媒コンバータ１４が冷やされるので補
正係数ＫTATCATの値もより小さく設定される。また、車
速Ｖが高い程走行風量が増加して触媒コンバータからの
熱放出量が大きくなるため、外気による触媒コンバータ
１４の冷却度合は車速Ｖによって違いを生ずるので、車
速Ｖに応じて補正係数ＫTATCATの値を変更する。

【００３３】つぎに、数式２に従って基本値ＴCATOBJ０
に検索した補正係数ＫA/FおよびＫTATCATを乗算して外
気によって冷却される触媒コンバータ１４の温度補正を
行ない、目標推定触媒温度ＴCATOBJを設定する（ステッ
プＳ２８０）。

【００３４】

【数２】 ＴCATOBJ ＝ ＫTATCAT × ＫA/F × ＴCATOBJ0 この目標推定触媒温度ＴCATOBJを用いて、触媒温度ＴCA
T（ｎ）を数式３により算出する（ステップＳ２９
０）。

【００３５】

【数３】ＴCAT(n) ＝ α × ＴCAT(n-1) ＋ （１
−α）×ＴCATOBJ ここで、αにはステップＳ２４０におけるα１の値、ま
たはステップ２５０におけるα２の値が代入される。ま
た、ＴCAT（ｎ−１）は前回本ルーチンを実行したとき
に算出された値である。触媒温度ＴCATが算出されると
本ルーチンを終了する。

【００３６】このように、混合気中の燃料濃度および外
気温度と車速に基づく冷却効果を加味することで触媒温
度ＴCATの正確な推定を行える。

【００３７】本実施例では、触媒温度の追従速度（α
１、α２）をエンジン負荷から求められる燃料噴射量の
積算値（ＴOUTSUM）から求めたが、エンジン負荷である
吸気管内圧等から直接求めてもよい。

【００３８】［触媒劣化の推定（処理２）］つぎに、触
媒コンバータ１４の性能劣化を推定する。この触媒劣化
判定手法は、平成４年１２月２６日付特願平４−３５９
５３８号により出願済であるので、ここでは簡単に説明
する。この触媒劣化判定は、下流側Ｏ２センサ１６の出
力ＲＶＯ２のみに基づいて補正係数ＫＯ２を算出するフ
ィードバック制御実行中に、ＫＯ２値を減少方向にスキ
ップさせるためのＰ項ゲインＰＬＳＰが発生してから下
流側Ｏ２センサ出力ＲＶＯ２が反転するまでの時間ＴＬ
及びＫＯ２値を増加方向にスキップさせるためのＰ項ゲ
インＰＲが発生してから下流側Ｏ２センサ出力ＲＶＯ２
が反転するまでの時間ＴＲを計測し、これらの時間Ｔ
Ｌ，ＴＲの平均値Ｔを計測することにより行われる。こ
れは、触媒の浄化率が低下してくると、時間ＴＬ，ＴＲ
の平均値Ｔが減少することを利用するもので、平均値Ｔ
の減少は酸素蓄積能力の低下を意味し、この手法により
触媒の劣化を正確に判定することができる。

【００３９】［触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ
2MAXの推定（処理３）］触媒コンバータ１４の最大酸素
蓄積量Ｏ2MAXは前述したように触媒の容量（体積）に対
して前述の処理１および処理２で推定された触媒温度Ｔ
CATおよび触媒の劣化度合いによって決定される。図８
は触媒温度ＴCATに対する最大酸素蓄積量Ｏ2MAXを示す
グラフである。触媒温度ＴCATが上昇するにつれて最大
酸素蓄積量Ｏ2MAXは略直比例して増加することがわか
る。したがって、触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXは、触媒温度ＴCATに応じた単位体積当たりの最
大酸素蓄積量Ｏ2MAXに触媒の体積および触媒の劣化度合
いを乗算することによって計算される。計算された最大
酸素蓄積量Ｏ2MAXは空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御
に使用され、後述する処理によって最大酸素蓄積量Ｏ2M
AXの値は修正される。さらに、最大酸素蓄積量Ｏ2MAXは
後述するリミット処理によってその全範囲を利用しない
ようにされている。

【００４０】［最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの修正（処理
４）］図９は最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの修正ルーチンを示
すフローチャートである。本ルーチンは所定時間（例え
ば、１秒）毎に実行されるタイマー処理である。本ルー
チンでは、後述する触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ
2STRから推定される下流側の空燃比Ａ／Ｆの反転のタイ
ミングと下流側のＯ２センサ１６から検出される反転の
タイミングとが互いにずれているときに最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXの計算値が違っていると判断して最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXの修正を行なう。すなわち、リングバッファに推
定された空燃比Ａ／Ｆの反転によって値「１」にセット
されるフラグＦSIMおよび下流側のＯ２センサ１６の出
力反転によって値「１」にセットされるフラグＦREALを
用意しておく。下流側のＯ２センサ１６の出力の反転か
ら一定時間前までにフラグＦSIMが値「１」にセットさ
れていないとき、つまり推定された下流側の空燃比の反
転が遅いときは演算した最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値が大
き過ぎると判断して△Ｏ2MAXだけその値を小さくする。
また、フラグＦSIMが値「１」にセットされてから一定
時間内に下流側のＯ２センサの出力反転がないときは演
算した最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値が小さ過ぎると判断し
て△Ｏ2MAXだけその値を大きくするのである。

【００４１】本ルーチンを図９のフローチャートにした
がって説明すると、まず、フラグＦCATO20およびＦCATO
2MAXのいずれかが値「１」であるかどうかを判別する
（ステップＳ１１１）。後述する図１４に示す酸素蓄積
量Ｏ2STR演算ルーチンにおいてフラグＦCATO20は触媒コ
ンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRが零に近い下限値Ｏ2S
TRLを下回っているとき値「１」にセットされ、あるい
はフラグＦCATO2MAXは酸素蓄積量Ｏ2STRが最大酸素蓄積
量Ｏ2MAXに近い上限値Ｏ2STRHを越えているとき値
「１」にセットされる。いずれのフラグＦCATO2MAX、Ｆ
CATO20も値「１」でないときはフラグＦSIMを値「０」
にリセットし（ステップＳ１１２）、フラグＦCATO2MAX
およびフラグＦCATO20のいずれかが値「１」であるとき
はフラグＦSIMを値「１」にセットする（ステップＳ１
１３）。ついで、下流側のＯ２センサ１６の出力が反転
したかどうかを判別する（ステップＳ１１４）。反転し
ていないときはフラグＦREALを値「０」にリセットし
（ステップＳ１１５）、反転したときはフラグＦREALを
値「１」にセットする（ステップＳ１１６）。つづい
て、これらのラグＦSIMおよびＦREALの値をリングバッ
ファにストアする（ステップＳ１１７）。フラグＦSIM
の初期値ＦSIM（１）およびＦREALの現在値ＦREAL
（Ｎ）の値がそれぞれ「１」であるかを判別し、両値が
ともに「０」であるときには最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値
を修正することなく本ルーチンを終了する（ステップＳ
１１８、ステップＳ１１９）。また、ステップＳ１１８
におけるフラグＦREALの現在値が「１」でかつフラグＦ
SIM（１〜Ｎ）のいずれかの値が「１」であるときは最
大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値を修正することなく本ルーチン
を終了する（ステップＳ１２０）。さらに、ステップＳ
１１９におけるフラグＦSIMの初期値が「１」でかつフ
ラグＦREAL（１〜Ｎ−１）のいずれかの値が「１」であ
るときは最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値を修正することなく
本ルーチンを終了する（ステップＳ１２１）。ステップ
Ｓ１２０におけるフラグＦSIM（１〜Ｎ）のいずれの値
も「０」であるときは図８の同一触媒温度ＴCATに対す
る最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値を△Ｏ2MAXだけ減らし（ス
テップＳ１２２）、最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値が下限界
値Ｏ2GLを下回るときは（ステップＳ１２３）最大酸素
蓄積量Ｏ2MAXの値を下限界値Ｏ2GLにリミット処理して
（ステップＳ１２４）本ルーチンを終了する。ステップ
Ｓ１２１におけるフラグＦREAL（１〜Ｎ−１）のいずれ
の値も「０」であるときは同一の触媒温度ＴＣＡに対す
る最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値を△Ｏ2MAXだけ増やし（ス
テップＳ１２５）、最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値が上限値
Ｏ2GHを越えるときは（ステップＳ１２６）最大酸素蓄
積量Ｏ2MAXの値を上限値Ｏ2GHにリミット処理して（ス
テップＳ１２７）本ルーチンを終了する。

【００４２】［空燃比Ａ／Ｆの推定（処理５）］図１０
は空燃比推定ルーチンを示すフローチャートである。本
ルーチンでは、空燃比Ａ／Ｆの値を直接に出力するリニ
ア空燃比センサを用いる代わりに上流側のＯ２センサ１
５の出力に応じた空燃比補正係数ＫＯ２を用いて触媒コ
ンバータ１４に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの推定
を行なう。まず、上流側のＯ２センサ１５の出力を用い
た空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御中であるかどうか
を判別する（ステップＳ３１０）。空燃比のフィードバ
ック制御中のときには前述したようにＯ２センサ１５に
よって検出された空燃比（酸素濃度）を制御中心である
目標空燃比に一致するように制御するための目標空燃比
の補正係数ＫＯ２の加重平均値ＫＯ２RMDを数式４によ
り算出する（ステップＳ３２０）。

【００４３】

【数４】ＫＯ２RMD ＝ α３ × ＫＯ２ ＋ （１
−α３）× ＫＯ２RMD ここで、α３は制御中心を求めるための第１のなまし係
数である。

【００４４】また、触媒コンバータ１４直前の上流側空
燃比を示す補正係数ＫＯ２の加重平均値ＫＯ２REFを、
排気弁から触媒コンバータ１４までの遅れを考慮して数
式５により算出する（ステップＳ３３０）。

【００４５】

【数５】ＫＯ２REF ＝ α４ × ＫＯ２ ＋ （１
−α４）× ＫＯ２REF ここで、α４は排気弁から触媒コンバータ１４までの遅
れを考慮した第２のなまし係数であり、第１のなまし係
数α３より大きい値に設定される。第２のなまし係数α
４はエンジンの運転状態に応じて定まる値であり、例え
ばエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰBAから求
められる図示しないマップにより決定される。

【００４６】さらに、加重平均値ＫＯ２REFと、下流側
Ｏ２センサ１６による制御のずれ幅ＳＤλを加えた加重
平均値ＫＯ２RMDとの比を計算することによって燃空比
Ｆ／Ａを算出して（ステップＳ３４０）本ルーチンを終
了する。このずれ幅ＳＤλは後述する下流側Ｏ２センサ
１６の出力を用いた空燃比フィードバック制御ルーチン
によりＯ２センサ１６の出力に応じて決定され、このず
れ幅ＳＤλでＫＯ２RMD／ＫＯ２REFD6を補正することに
より推定された空燃比がずれることなく、特に、エンジ
ンの運転過渡時の空燃比推定精度を確得することができ
る。また、ステップＳ３１０でオープンループ制御であ
ると判別されたときには燃空比Ｆ／Ａを値「１．０」、
ＫＯ２RMDおよびＫＯ２REFをそれぞれ所定値に設定して
（ステップＳ３５０）本ルーチンを終了する。

【００４７】［触媒コンバータの酸素蓄積量Ｏ2STRの推
定（処理６）］つぎに、触媒コンバータ１４に蓄積され
ている酸素の酸素蓄積量Ｏ2STRを算出する。本実施例で
はＣＯとＯ２の２成分だけから酸素蓄積量Ｏ2STRを推定
する触媒コンバータの物理モデルを構築する。図１１は
触媒コンバータ１４の触媒作用を示す模式図である。触
媒コンバータ１４では、入力される空燃比Ａ／Ｆがリッ
チ側にあるときには ＣＯ＋Ｏ → ＣＯ２ の離脱反
応が起こり、空燃比Ａ／Ｆがリーン側にあるときには
Ｏ２ → ２Ｏ の吸着反応が起こる。したがって、数
式６により空燃比Ａ／Ｆがリッチ側にあるときＯ２の放
出速度が触媒コンバータ１４の入口にある排気ガスのＣ
Ｏ濃度から、また、空燃比Ａ／Ｆがリーン側にあるとき
のＯ２の吸着速度が触媒コンバータ１４の入口にある排
気ガスのＯ２濃度からそれぞれ算出される。

【００４８】

【数６】 −ｄ／ｄｔ（Ｏ）＝ｋ1・［ＣＯＦ］・Ｏ2STR ｄ／ｄｔ（Ｏ）＝ｋ2・［Ｏ２Ｆ］・（Ｏ2MAX−Ｏ2ST
R） ここで、 Ｑ：吸入空気量 Ｏ：酸素蓄積量 ［ＣＯＦ］：入口ＣＯ濃度（ｐｐｍ） ［ＣＯＲ］：出口ＣＯ濃度（ｐｐｍ） ［Ｏ２Ｆ］：入口Ｏ２濃度（ｐｐｍ） ［Ｏ２Ｒ］：出口Ｏ２濃度（ｐｐｍ） ｄ／ｄｔ（Ｏ）：酸素蓄積量の変化率 ｋ1，ｋ2：反応係数 係数ｋ1，ｋ2は劣化の度合い（Ｒ）、触媒温度ＴCATに
応じて数式７により算出される。

【００４９】

【数７】ｋ1 ＝ ｋ1R × ｋ1CAT ｋ2 ＝ ｋ2R × ｋ2CAT ここで、ｋ1R，ｋ2R：劣化係数 ｋ1CAT，ｋ2CAT：温度係数 数式７に示すように、反応係数ｋ1，ｋ2はそれぞれ劣化
係数ｋ1R、ｋ2Rおよび温度係数ｋ1CAT、ｋ2CATの積で表
される。図１２は反応係数ｋ1，ｋ2を決定する劣化係数
ｋ1R、ｋ2Rおよび温度係数ｋ1CAT、ｋ2CATの値を示すグ
ラフである。上記数式６および数式７から現在の酸素蓄
積量Ｏ2STRが求められる。

【００５０】触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRが
値「０」〜最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの内側の範囲にあると
きには触媒コンバータ１４の出口での空燃比は１４．７
の領域にあるが、酸素蓄積量Ｏ2STRが値「０」以下ある
いは最大酸素蓄積量Ｏ2MAX以上のときには触媒コンバー
タ１４の入口の空燃比Ａ／Ｆがそのまま出口に現れるこ
とになる。

【００５１】図１３は触媒コンバータに入力される排気
ガスの空燃比Ａ／ＦとＣＯ濃度およびＯ２濃度との関係
を示す特性図である。排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが空燃比
１４．７以上であるとＯ２濃度を用いて触媒コンバータ
１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２を算出し、排
気ガスの空燃比Ａ／Ｆが空燃比１４．７未満であるとＣ
Ｏ濃度を用いて触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2S
TRの変化分△Ｏ２を算出する。酸素蓄積量Ｏ2STRの変化
分△Ｏ２は単位時間当たりの放出吸着速度である。

【００５２】図１４は触媒コンバータ１４内の酸素蓄積
量Ｏ2STRの演算ルーチンを示すフローチャートである。
前述の空燃比Ａ／Ｆ（燃空比Ｆ／Ａ）の推定ルーチンに
より算出された触媒コンバータ１４上流側の空燃比Ａ／
Ｆ（ＡＦＩＮ）が理論空燃比ＡＦｓｔｏｉｃｈ値「１
４．７」未満でリッチ側にあるかどうかを判別する（ス
テップＳ４１０）。空燃比Ａ／Ｆがリッチ側にあるとき
図１３の特性に基づいてＡＦ／［ＣＯ］マップによりＣ
Ｏ濃度［ＣＯF］を検索する（ステップＳ４２０）。検
索されたＣＯ濃度［ＣＯF］を用いて前述の数式６にお
ける−ｄ／ｄｔ（Ｏ）算出式の右辺の項（ｋ1・［ＣＯ
F］・Ｏ2STR）に空間速度ＳＶを乗算することにより酸
素蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２（−ｄ／ｄｔ（Ｏ））を
求める（ステップＳ４２５）。ここで、空間速度ＳＶは
単位時間当たりの排気ガス量に相当する。また、空燃比
Ａ／Ｆがリーン側にあるときＡＦ／［Ｏ２］マップによ
りＯ２濃度［Ｏ２F］を検索する（ステップＳ４３
０）。検索されたＯ２濃度［Ｏ２F］を用いて前述の数
式６のｄ／ｄｔ（Ｏ）算出式の右辺の項（ｋ2・［Ｏ２
F］・ＣＯ２MAX−Ｏ2STR）に空間速度ＳＶを乗算するこ
とにより酸素蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２（ｄ／ｄｔ
（Ｏ））を算出する（ステップＳ４３５）。算出された
変化分△Ｏ２を前回までに算出されている酸素蓄積量Ｏ
2STR（ｎ−１）に加えて今回の酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）
を算出する（ステップＳ４４０）。算出された酸素蓄積
量Ｏ2STR（ｎ）が前記所定下限値Ｏ2STRLを下回ってい
るかどうかを判別する（ステップＳ４５０）。下回って
いると判別されたときには前記フラグＦCATO20を値
「１」にセットし、前記フラグＦCATO2MAXを値「０」に
リセットする（ステップＳ４６０）。つぎに、酸素蓄積
量Ｏ2STR（ｎ）に値「０」を設定して（ステップＳ４７
０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ４５０で酸素
蓄積量Ｏ2STR（ｎ）が所定の下限値Ｏ2STRLを下回って
いないと判別されたとき、さらに酸素蓄積量Ｏ2STR
（ｎ）が前記所定上限値Ｏ2STRHを越えているかどうか
を判別する（ステップＳ４８０）。越えていると判別さ
れたときには前記フラグＦCATO20を値「０」にリセット
し、前記フラグＦCATO2MAXを値「１」にセットする（ス
テップＳ４９０）。つぎに、酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）に
最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの値を設定して（ステップＳ５０
０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ４８０で、酸
素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）が所定上限値Ｏ2STRHを越えてい
ないと判別されたときにはステップＳ５１０でフラグＦ
CATO20およびフラグＦCATO2MAXの双方を値「０」にリセ
ットして本ルーチンを終了する。上記フラグＦCATO20お
よびフラグＦCATO2MAXは後述する酸素利用率演算ルーチ
ンでも使用される。

【００５３】ここで、酸素蓄積量Ｏ2STRの上限値Ｏ2STR
Hおよび下限値Ｏ2STRLは触媒温度ＴCATに応じて変更さ
れる。図１５は触媒温度ＴCATに対する上限値Ｏ2STRHお
よび下限値Ｏ2STRLの値を示すグラフである。触媒の反
応速度は、触媒温度ＴCATに応じて変化する。即ち触媒
温度が異なると触媒の活性度合いが変化し、且つ温度に
依って活性する触媒中の成分が異なるため、触媒の反応
速度は温度によって変化する。一方、最大酸素蓄積量Ｏ
2MAXはもともと触媒の反応速度、上流側空燃比などによ
って推定されたものであり、推定誤差を考慮すると推定
極限値までは使用できない。また、推定された最大酸素
蓄積量は静的な値であり、空燃比が時間的に変動するエ
ンジン排気ガス中の酸素を蓄積し放出し得る有効酸素蓄
積量、即ち動的最大酸素蓄積量はそれより下回る。さら
に、この動的最大酸素蓄積量は触媒温度に応じて変化す
る反応速度に依存するので、本実施例では、図１５に示
すように、上下限値Ｏ2STRH，Ｏ2STRL間の幅が反応速度
がより高くなる触媒温度の高域側でより広くなるように
設定している。

【００５４】また、触媒温度ＴCATはエンジンの冷却水
温Ｔｗと相関関係があるので、冷却水温Ｔｗに応じて触
媒温度ＴCATと同様に上限値Ｏ2STRHおよび下限値Ｏ2STR
Lを設定してもよい。さらにまた、触媒の劣化度合いに
よって触媒の活性状態も変化するので反応速度は劣化度
合いによっても変化する。依って、触媒温度ＴCATだけ
でなく、触媒の劣化度合の進行に応じて上限値Ｏ2STRH
と下限値Ｏ2STRL間の幅を狭めるように変更してもよ
い。

【００５５】図１６は所定のパータベーションを実行し
た場合における酸素蓄積量Ｏ2STRの時間的変化を示す波
形図である。酸素蓄積量Ｏ2STRは空燃比Ａ／Ｆのリッ
チ、リーン反転周期に応じて振動し、酸素蓄積量Ｏ2STR
が下限値Ｏ2STRLを下回るときあるいは上限値Ｏ2STRHを
越えるときには、それぞれのフラグＦCATO20，ＦCATO2M
AXが値「１」にセットされることが示されている。図１
６において、Ｏ2USEおよびＯ2USERはそれぞれ後述する
触媒コンバータ１４内の酸素利用量、酸素利用率であ
る。

【００５６】［酸素利用率Ｏ2USERの演算（処理７）］
触媒コンバータ１４内の酸素利用量Ｏ2USEは、酸素蓄積
量Ｏ2STRの軌跡に沿って時間軸に対する傾きに相当する
線分の長さを加算していくことにより数式８に示すよう
に算出されるが、酸素蓄積量Ｏ2STRが上限値Ｏ2STRHを
越えるとき、あるいは下限値Ｏ2STRLを下回るときは補
正係数Ｋpenaltyで減算される。

【００５７】

【数８】 数式８の酸素蓄積量Ｏ2STRはΣ｜△Ｏ２｜にほぼ比例す
るので、酸素利用量Ｏ2USEは数式９に示すように単純に
｜△Ｏ２｜の積算を基本とする式となる。

【００５８】

【数９】 ここで、△Ｔは酸素蓄積量Ｏ2STRが下限値Ｏ2STRL以下
あるいは上限値Ｏ2STRH以上に達している累積時間を示
す。補正係数Ｋpenaltyは前述のフラグＦCATO2MAXおよ
びＦCATO20が値「１」にセットされているときに酸素利
用量の値を下げるための補正値であり、実際の触媒の浄
化率との相関を考慮して決定される。

【００５９】前述した触媒コンバータ１４の浄化率に相
関する酸素利用率Ｏ2USERは数式１０において示され
る。

【００６０】

【数１０】 ここで、時間ＴはＯ2USEが算出される演算回数Ｎに相当
する時間である。

【００６１】Ｏ2USEは所定時間（Ｔ）あたりの酸素蓄積
量Ｏ2STRの変化量を表わす量であり、触媒の浄化率に相
関する物理量である。

【００６２】図１７は酸素利用率Ｏ2USERの演算ルーチ
ンを示すフローチャートである。本ルーチンはタイマー
処理により実行され、本ルーチンを所定回数Ｎだけ実行
する度に１回だけ酸素利用率Ｏ2USERの演算を行なうよ
うにされている。まず、処理回数ｎがＮ回をこえていな
いかどうかを判別する（ステップＳ５１０）。越えてい
ないときには前述のフラグＦCATO2MAXあるいはフラグＦ
CATO20のいずれかが値「１」にセットされているかどう
かを判別する（ステップＳ５２０）。いずれのフラグも
値「１」にセットされていないときには前回までの酸素
利用量Ｏ2USEに今回の変化分｜△Ｏ２｜を加えて新たな
酸素利用量Ｏ2USEとする（ステップＳ５３０）。つぎ
に、経過時間Ｔを△Ｔ増加し、処理回数ｎを値「１」イ
ンクリメントして（ステップＳ５４０）本ルーチンを終
了する。ステップＳ５２０でフラグＦCATO2MAXあるいは
フラグＦCATO20のいずれかが値「１」にセットされてい
るときには補正係数Ｋpenaltyを前回までの酸素利用量
Ｏ2USEから減算し（ステップＳ５５０）、前述のステッ
プＳ５４０で経過時間Ｔを△Ｔ増加し、処理回数ｎを値
「１」インクリメントして本ルーチンを終了する。ま
た、ステップＳ５１０で処理回数ｎが所定回数Ｎに達し
たときには酸素利用量Ｏ2USEを経過時間Ｔで除算して酸
素利用率Ｏ2USEＲを演算するとともに酸素利用量Ｏ2USE
を値「０」にリセットする（ステップＳ５６０）。さら
に、経過時間Ｔおよび処理回数ｎを値「０」にリセット
して（ステップＳ５７０）本ルーチンを終了する。

【００６３】以上示した酸素利用率Ｏ2USEＲの演算を実
行すると、例えば図１６に示すようにＡの範囲では触媒
コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRは最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXの下限値Ｏ2STRLと最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの上限
値Ｏ2STRHの間を繰り返しているが、最大酸素蓄積量Ｏ2
MAXの下限値Ｏ2STRLと最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの上限値Ｏ
2STRHに達している領域があるために補正係数Ｋpenalty
が適用され酸素利用量Ｏ2USEは下降方向に向って、酸素
利用率Ｏ2USERは小さい値となる。また、Ｂの範囲では
触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRが最大酸素蓄
積量Ｏ2MAXの下限値Ｏ2STRLと最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの
上限値Ｏ2STRHの間を繰り返しているので酸素利用量Ｏ2
USEは増加方向で酸素利用率Ｏ2USERは大きい。Ｃの範囲
では酸素利用率Ｏ2USERを高めるためにパータベーショ
ン制御のリーン／リッチの周期を短くしているが、触媒
コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRを許容量一杯に活
し切れず酸素利用量Ｏ2USEはＢの範囲の値よりも下が
る。

【００６４】［空燃比制御（処理８）］つぎに、上記演
算にて算出された酸素利用率Ｏ2USERを用いた空燃比Ａ
／Ｆの強制振動（パータベーション）処理について説明
する。図１８は空燃比の強制振動（パータベーション）
の処理を示すフローチャートである。図１９は図１８の
パータベーションの波形を示すタイミングチャートであ
る。

【００６５】まず、空燃比をリッチからリーンに切り替
えるためのダウンタイマｔPRの値が「０」になったかど
うかを判別し（ステップＳ８１０）、値「０」になって
いなければ本ルーチンを終了する。値「０」になってい
るときには、さらにリーンからリッチに切り替えるため
のダウンタイマｔＰＬの値が「０」になったかどうかを
判別し（ステップＳ８２０）、値「０」になっていなけ
れば本ルーチンを終了する。値「０」になっていなけれ
ばフラグＦpertが値「０」であるかどうかを判別する
（ステップＳ８３０）。フラグＦpertが値「０」である
ときには周期ｔpertＲをダウンタイマｔPRにセットし
（ステップＳ８４０）、係数Ｋｐに値「１＋Ｋｐｅｒ
ｔ」を設定してリッチ側に振動させる（ステップＳ８５
０）。フラグＦpertを値「１」にセットして本ルーチン
を終了する（ステップＳ８６０）。ステップＳ８３０に
おいてフラグＦpertが値「１」であるときは周期ｔpert
ＬをダウンカウンタｔＰＬにセットし（ステップＳ８７
０）、係数Ｋｐに値「１−Ｋpert」を設定してリーン側
に振動させる（ステップＳ８８０）。フラグＦpertを値
「０」にリセットして本ルーチンを終了する（ステップ
Ｓ８９０）。したがって、本ルーチンの実行により係数
Ｋｐは値「１．０」を中心に振幅Ｋpert、周期ｔpertＲ
＋ｔpertＬで振動する波形となる。また、触媒の酸素蓄
積量の変化量（ｄＯ２）は空燃比がリッチ側にあるとき
の方がリーン側にあるときに較べて大きいので、リッチ
時の酸素蓄積量の変化量とリーン時の変化量を等しくす
るためｔpertＲ＜ｔpertＬに設定している。さらに、パ
ータベーションの振幅および周期は後述する酸素利用率
（Ｏ2USER)に応じて変更される。

【００６６】図２２は空間速度ＳＶを一定にした状態で
触媒温度ＴCATを変化させた時の触媒最大浄化率を与え
るパータベーションの振幅（ΔＡ／Ｆ）および周波数
（Ｈｚ）の軌跡である。また、図２３は触媒温度ＴCAT
を一定にした状態で空間速度ＳＶを変化させた時の触媒
最大浄化率を与えるパータベーションの振幅（ΔＡ／
Ｆ）および周波数（Ｈｚ）の軌跡である。図２２および
図２３において「○」で囲まれる領域はそれぞれ触媒温
度ＴCATおよび空間速度ＳＶに応じた最大浄化率ポイン
トの領域を示している。図２２、図２３ともに最大浄化
率を与えるパータベーションの振幅、周波数の軌跡は触
媒温度ＴCATまたは空間速度ＳＶの変化に対して振幅、
周波数平面上で略双曲線的に変化することがわかる。ま
た、最大浄化率を与える振幅、周波数のポイントは振
幅、周波数平面上で原点を通る直線上に存在することが
わかる。

【００６７】最大浄化率を与える振幅、周波数のポイン
トが、振幅、周波数平面上で原点を通る直線上に存在す
ることは以下で説明できる。

【００６８】図１６で説明したように、触媒浄化率に相
当する酸素利用率Ｏ2USERは、Ｏ2STRが最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXと最小値（ゼロ）の間を時間的に短く変動した場
合に最大になる。

【００６９】よって図２１で示すように、触媒浄化率を
最大にするためには、パータベーションのリッチ側での
酸素蓄積量Ｏ2STRの減少量と、パータベーションのリー
ン側での酸素蓄積量Ｏ2STRの増加量はそれぞれ触媒の最
大酸素蓄積量とする必要があり、そうすることで、リッ
チ側においては酸素蓄積量Ｏ2STRは最大値からゼロまで
放出され、リーン側においいては酸素蓄積量Ｏ2STRはゼ
ロから最大値まで蓄積される。

【００７０】ところで、パータベーションのリッチ側で
の酸素蓄積量Ｏ2STRの減少量は、リッチ側でのＣＯ濃度
であるパータベーションの振幅と排気ガス量である空間
速度の積である単位時間当たりのＯ２分子放出量と、そ
のリッチ状態の継続時間であるパータベーションの周期
の積で決定される。

【００７１】同様に、パータベーションのリーン側での
酸素蓄積量Ｏ2STRの増加量は、リーン側でのＯ２濃度で
あるパータベーションの振幅と排気ガス量である空間速
度の積である単位時間当たりのＯ２分子蓄積量と、その
リーン状態の継続時間であるパータベーションの周期の
積で決定される。

【００７２】よって、最大浄化率を満たす、パータベー
ション振幅、周波数のポイントは傾きが触媒の最大酸素
蓄積量と空間速度で決定される振幅、周波数平面上で原
点を通る直線上に存在し、空間速度が大きいほどその直
線の傾きは小さくなり、また最大酸素蓄積量（触媒温
度）が大きいほど傾きは大きくなる。

【００７３】上記説明は触媒の最大浄化率を与える必要
条件のひとつであり、上記傾きをもつ直線上でのある特
定の振幅、周期において最大浄化率が得られる。

【００７４】図２１はパータベーションの周波数、振幅
の値を直線的に変更した場合の触媒浄化率の変化を説明
する図である。

【００７５】図２１の（ａ）は最大浄化率ポイントを与
える振幅、周波数を持つパータベーション波形である。

【００７６】図２１の（ｂ）は、空間速度、およびパー
タベーションの面積（振幅×周期）を図２２の（ａ）と
同一にした状態で、振幅を２倍、周期を１／２にした場
合である。この場合は触媒の単位時間当たりに処理でき
るＯ２分子量を越えた排気ガスが触媒に流入するため吸
着、放出限界を越えて浄化率が低下する。

【００７７】図２１の（ｃ）は、空間速度およびパータ
ベーションの面積（振幅×周期）を図２２の（ａ）と一
定にした状態で、振幅を１／２倍、周期を２倍にした場
合である。この場合は触媒にリッチな排気ガスまたはリ
ーンな排気ガスが図２２の（ａ）に比べて長時間流入
し、ＨＣなどの成分が触媒に付着してしまう自己被毒領
域になるため、やはり浄化率が低下る。

【００７８】［周波数、振幅変更速度設定処理（処理
９）］始めに、振幅Ｋpertおよび周波数ｆpertR、ｆper
tLを直線的に変更する方法についてその概略を説明す
る。

【００７９】図２０は振幅Ｋpert、周波数ｆpertR、ｆp
ertLの変更ルーチンを示すフローチャートであり、パー
タベーションの振幅と周波数を前記振幅、周波数平面に
おいて原点を通る直線上で変更させながら最大浄化率ポ
イントに収束させる手法を示す（処理８に対応する）。
まず、吸気管内絶対圧ＰBA、エンジン回転数ＮＥ、車速
Ｖなどが安定し、パータベーションを実行する運転領域
にあるかどうかを判別する（ステップＳ９１０）。該運
転領域にないときは、そのときの振幅Ｋpert、周波数ｆ
pertR、ｆpertLを学習値として設定して記憶し（ステッ
プＳ１０３０）、本ルーチンを終了する。パータベーシ
ョンを実行する運転領域にあるときには下流側Ｏ２セン
サ１６による空燃比フィードバック制御（ＳＯ２Ｆ／
Ｂ）を実行中であるかどうかを判別する（ステップＳ９
２０）。空燃比フィードバック制御を実行していないと
きには前述のステップＳ１０３０を実行して、本ルーチ
ンを終了する。空燃比フィードバック制御を実行してい
るときには、運転状態が変更されずに同一の運転状態を
維持しているか否かを判別し（ステップＳ９２６）、運
転状態が変更されたときには振幅Ｋpert、周波数ｆpert
R、ｆpertLが既に学習されているか否かを判別する（ス
テップＳ９２７）。既に学習されていれば学習値を振幅
Ｋpert、周波数ｆpertR、ｆpertLとして設定して（ステ
ップＳ１０３０）本ルーチンを終了する。ステップＳ９
２７で未だ学習されていないと判別されたときは図示し
ない空間速度ＳＶ／触媒温度ＴCATマップからＳＶ、ＴC
AT値に応じて振幅Ｋpertおよび周波数ｆpertR、ｆpertL
の初期値を検索すると共に、空間速度ＳＶに応じて振幅
の変化量△Ｋｐ、周波数の変化量△ｆPR、△ｆPLを決定
して（ステップＳ９２８）本ルーチンを終了する。図２
４の（Ａ）は触媒温度ＴCATおよび空間速度ＳＶに対す
る振幅Ｋpertの変化量ΔＫｐを示す図、同（Ｂ）は触媒
温度ＴCATおよび空間速度ＳＶに対する周波数ｆpertR、
ｆpertLの変化量ΔｆPR、ΔｆPLを示す図である。

【００８０】変化量ΔＫｐおよび変化量ΔｆPR、ΔｆPL
は、それぞれ図２４の（Ａ）の傾向および図２４の
（Ｂ）の傾向を有する各三次元マップまたはテーブルを
検索して求められる。

【００８１】ここで、再び本ルーチンが実行されて、ス
テップＳ９２６でエンジンの運転状態が変更されていな
いときにはステップＳ９３０に移行する。

【００８２】つづいて、酸素利用率Ｏ2USEＲの変化量Δ
Ｏ2USEＲの値が「０」より大きいかどうか、即ち酸素利
用率Ｏ2USEＲが増加方向にあるかあるいは減少方向にあ
るか否かを判別する（ステップＳ９３０）。

【００８３】ステップＳ９３０で酸素利用率Ｏ2USEＲの
値が増加方向にあるときには周波数ｆpertR、ｆpertLを
それぞれ変化量△ｆPR、△ｆPLだけ増加し（ステップＳ
９４０、ステップＳ９５０）、振幅Ｋpertを変化量△Ｋ
ｐだけ増加する（ステップＳ９６０）。また、ステップ
Ｓ９３０において酸素利用率Ｏ2USEＲの値が減少方向に
あるときには周波数ｆpertR、ｆpertLをそれぞれ変化量
△ｆPR、△ｆPLだけ減少させ（ステップＳ９７０、ステ
ップＳ９８０）、振幅Ｋpertを変化量△Ｋｐだけ減少さ
せる（ステップＳ９９０）。

【００８４】ついで、増減された振幅Ｋpertおよび周波
数ｆpertR、ｆpertLがそれぞれのリミット値を越えたか
どうかを判別し、越えている場合にはリミット処理を行
う（ステップＳ１０１０）。つぎに、図示しない空間速
度ＳＶ／触媒温度ＴCATマップからＳＶ、ＴCAT値に振幅
Ｋpertおよび周波数ｆpertR、ｆpertLの学習値を算出し
て記憶し（ステップＳ１０２０）本ルーチンを終了す
る。

【００８５】振幅（ΔＡ／Ｆ）の変更量（ΔＫｐ）およ
び周波数の変更量（ΔｆPR、ΔfPL）は、変更軌跡が最
大浄化率を与える振幅、周波数ポイントを含むように、
空間速度ＳＶと触媒最大酸素蓄積量（ここでは触媒温
度）によって決定される図２４で示すマップで与えられ
る。（処理９に対応する）また、処理９の振幅、周波数
の変更速度設定手段は空間速度と触媒温度に応じて振幅
の変更速度（ΔＫｐ）と周波数の変更速度（ΔｆPR、Δ
ｆPL）の一方を変更するものであっても、それら両方を
変更するものであっても良く、いずれの手法でも最大浄
化率ポイントが存在する所望の直線の傾きを与えること
ができる。

【００８６】空間速度および触媒温度で与えられる運転
領域が変化したときは、学習値が演算されないうちは初
期値として図示しない空間速度、触媒温度から求められ
る振幅、周波数を与える。この初期値は図２２または図
２３で与えられる最大浄化率のポイントより幾分振幅お
よび周波数が小さい領域の値をセットして、図２１の
（ｂ）のような触媒の吸着、放出限界領域を使わないよ
うにし、エミッションの悪化を防止している。

【００８７】この直線軌跡による制御では、空間速度と
最大酸素蓄積量が求まれば、必ず最大浄化ポイントを与
える振幅、周波数が存在する直線軌跡上で制御できると
いう特徴がある。

【００８８】つぎに、振幅Ｋpert、周波数ｆpertR、ｆp
ertLを双曲線的に変更する処理について説明する。図２
５は振幅Ｋpert、周波数ｆpertR、ｆpertLを双曲線的に
変更するルーチンを示すフローチャートであり、パータ
ベーションの振幅と周波数を前記振幅、周波数平面上で
略双曲線的に変更させながら最大浄化率ポイントに収束
させる手法を示す。図２０ではパータベーションの周波
数を所定量ずつ変更する手法により直線的な軌跡を与え
たが、図２５ではパータベーションの周期（周波数の逆
数）を所定量ずつ変更し、また振幅と周期の変更方向を
図２０とは逆向きに与えることによって略双曲線的な軌
跡を与えるものである。（処理８に対応する）。

【００８９】図２５のフローチャートにおいて、まず、
吸気管内絶対圧ＰBA、エンジン回転数ＮＥ、車速Ｖなど
が安定し、パータベーションを実行する運転領域にある
かどうかを判別する（ステップＳ９１）。該運転領域に
ないときは、そのときの振幅Ｋpert、周期ｔpertＲ、ｔ
pertＬを学習値に設定して記憶し（ステップＳ１０３）
本ルーチンを終了する。パータベーションを実行する運
転領域にあるときには下流側Ｏ２センサ１６による空燃
比フィードバック制御（ＳＯ２Ｆ／Ｂ）を実行中である
かどうかを判別する（ステップＳ９２）。空燃比フィー
ドバック制御を実行していないときには前述のステップ
Ｓ１０３を実行して、本ルーチンを終了する。空燃比フ
ィードバック制御を実行しているときには、酸素利用率
Ｏ2USERの変化量ΔＯ2USERの値が「０」より大きいかど
うか、即ち酸素利用率Ｏ2USERが増加方向にあるかある
いは減少方向にあるか否かを判別する（ステップＳ９
３）。酸素利用率Ｏ2USERの値が増加方向にあるときに
は周期ｔpertＲ、ｔpertＬをそれぞれ変化量△ｔPR、△
ｔPLだけ増加し（ステップＳ９４、ステップＳ９５）、
振幅Ｋpertを変化量△Ｋｐだけ増加する（ステップＳ９
６）。また、ステップＳ９３において酸素利用率Ｏ2USE
Rの値が減少方向にあるときには周期ｔpertＲ、ｔpert
Ｌをそれぞれ変化量△ｔPR、△ｔPLだけ増加させ（ステ
ップＳ９７、ステップＳ９８）、振幅Ｋpertを変化量△
Ｋｐだけ減少させる（ステップＳ９９）。振幅Ｋpertの
変化量△Ｋｐおよび周期ｔpertＲ、ｔpertＬの変化量△
ｔPR、△ｔPLは空間速度ＳＶおよび触媒温度ＴCATに応
じた値が用いられる。

【００９０】ついで、斯く増減された振幅Ｋpertおよび
周期ｔpertＲ、ｔpertＬがそれぞれのリミット値を越え
たかどうかを判別し、越えている場合にはリミット処理
を行う（ステップＳ１０１）。つぎに、図示しない空間
速度ＳＶ／触媒温度ＴCATマップからＳＶ値、ＴCAT値に
応じて振幅Ｋpertおよび周期ｔpertＲ、ｔpertＬを学習
して記憶し（ステップＳ１０２）本ルーチンを終了す
る。

【００９１】ここで、振幅（ΔＡ／Ｆ）の変更量（ΔＫ
ｐ）および周期の変更量（ΔｔPR、ΔｔPL）は、変更軌
跡が最大浄化率を与える振幅、周波数ポイントを含むよ
うに空間速度ＳＶと触媒の最大酸素蓄積量（ここでは触
媒温度）によって決定される図２６で示すマップで与え
られる。（処理９に対応する）また処理９の振幅、周波
数の変更速度設定手段は空間速度と触媒温度に応じて振
幅の変更速度（ΔＫｐ）と周期の変更速度（ΔｔPR、Δ
ｔPL)の一方を変更するものであっても、それら両方を
変更するものであっても良く、いずれの手法でも所望の
双曲線軌跡を与えることができる。

【００９２】この双曲線軌跡による制御では、図２２ま
たは図２３で示されるように最大浄化ポイントは略双曲
線的な分布をしているために、触媒状態の変化、特に時
間的にすばやく変化する空間速度（触媒流入排気ガス
量）の変化に対して過渡的な応答性が優れているという
特徴がある。

【００９３】［燃料噴射量Ｔｏｕｔの演算処理（処理１
１）］燃料噴射量Ｔｏｕｔの基本燃料量Ｔｉはエンジン
回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰBAから決定される。
燃料噴射量Ｔｏｕｔは決定された基本燃料量Ｔｉに補正
係数ＫTOTAL及び係数Ｋｐを乗じ、次の処理１０で算出
される空燃比補正係数ＫＯ２を乗じて数式１１に示すよ
うに算出される。補正係数ＫTOTALは、エンジン冷却水
温Ｔｗ補正係数、高負荷時リッチ化補正係数、減速時リ
ーン化補正係数等を含む燃費や加速特性等のエンジン諸
特性向上のための補正係数の総和である。

【００９４】

【数１１】Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×Ｋｐ×ＫTOTAL×ＫＯ２ ［空燃比補正係数ＫＯ２の演算処理（処理１０）］図２
７および図２８は上流側Ｏ２センサ１６の出力電圧ＦＶ
Ｏ２に応じて空燃比補正係数ＫＯ２の算出を行う空燃比
補正係数ＫＯ２算出ルーチンのフローチャートである。

【００９５】ステップＳ１６１０では、第１及び第２の
リーンリッチフラグＦＡＦ１及びＦＡＦ２の初期化を行
う。第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１は、図３０
（ａ），（ｂ）に示すように上流側Ｏ２センサ出力電圧
ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦ（例えば０．４５Ｖ）よ
り高いリッチ状態のとき値１に設定されるフラグであ
り、第２のリーンリッチフラグＦＡＦ２は、図３０
（ｄ）に示すように第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１
が反転した（０→１又は１→０に変化した）時点から一
定時間遅延してフラグＦＡＦ１と同一値に設定されるフ
ラグである。

【００９６】これらのフラグＦＡＦ１，ＦＡＦ２の初期
化は具体的には図２９に示すプログラムにより実行され
る。先ず、フィードバック制御開始直後か否か、即ち、
前回までオープンループ制御を実行し、今回からフィー
ドバック制御を開始するのか否かを判別し（ステップＳ
１９１０）、開始時でなければ、初期化する必要がない
ので、直ちに本プログラムを終了する。

【００９７】開始時のときには、上流側Ｏ２センサ出力
電圧ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦより低いか否かを判
別する（ステップＳ１９２０）。ＦＶＯ２＜ＦＶＲＥＦ
が成立するときには第１及び第２のリーンリッチフラグ
ＦＡＦ１，ＦＡＦ２を値０に設定する一方（ステップＳ
１９３０）、ＦＶＯ２≧ＦＶＲＥＦが成立するときには
いずれも値１に設定する（ステップＳ１９４０）。

【００９８】図２７に戻り、ステップＳ１６２０までは
ＫＯ２値の初期化を行う。即ち、オープンループ制御か
らフィードバック制御へ移行した直後、あるいはフィー
ドバック制御中にスロットル弁が急激に開弁されたとき
には、学習値ＫＲＥＦをＫＯ２値の初期値として設定す
る。上記以外のときには、何も行わない。

【００９９】続くステップＳ１６３０では、今回ＫＯ２
値が初期化されたか否かを判別し、初期化されたときに
は直ちにステップＳ１７９０に進む一方、初期化されな
かったときには、ステップＳ１６４０に進む。

【０１００】フィードバック制御開始時は、ステップＳ
１６３０の答が肯定（ＹＥＳ）となるので、ステップＳ
１７９０〜Ｓ１８４０においてリーンリッチフラグＦＡ
Ｆ１，ＦＡＦ２の値に応じてＰ項発生ディレーカウンタ
ＣＤＬＹ１の初期値設定及びＫＯ２値の積分制御（Ｉ項
制御）を行う。カウンタＣＤＬＹ１は、図３０（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すように、第１のリーンリッチフラグ
ＦＡＦ１の反転時点から第２のリーンリッチフラグＦＡ
Ｆ２を反転させるまでの遅延時間、即ちＯ２センサ出力
ＦＶＯ２の反転時点から比例制御（Ｐ項制御）を実行す
るまでの時間を計測するものである。

【０１０１】ステップＳ１７９０では第２のリーンリッ
チフラグＦＡＦ２が値０か否かを判別し、ＦＡＦ２＝０
のときにはステップＳ１８００（図２８）に進み、第１
のリーンリッチフラグＦＡＦ１が値０か否かを判別する
一方、ＦＡＦ２＝１のときにはステップＳ１８３０（図
２８）に進み、第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１が値
１か否かを判別する。フィードバック制御開始時は、Ｆ
ＶＯ２＜ＦＶＲＥＦであればＦＡＦ１＝ＦＡＦ２＝０で
あるので（図２９参照）、ステップＳ１７９０，Ｓ１８
００を経てステップＳ１８１０に至り、カウンタＣＤＬ
Ｙ１に負の所定値ＴＤＲが設定される。またＦＶＯ２≧
ＦＶＲＥＦであれば、ＦＡＦ１＝ＦＡＦ２＝１であるの
で、ステップＳ１７９０，Ｓ１８３０を経てステップＳ
１８４０に至り、カウンタＣＤＬＹ１に正の所定値ＴＤ
Ｌが設定される。フラグＦＡＦ１及びＦＡＦ２がともに
値０又はともに値１以外のときは、カウンタＣＤＬＹ１
の初期値設定は行わず、ＦＡＦ２＝０であればＫＯ２値
に所定値Ｉを加算する一方（ステップＳ１８２０）、Ｆ
ＡＦ２＝１であればＫＯ２値から所定値Ｉを減算し（ス
テップＳ１８５０）、ステップＳ１８６０に進む。ま
た、ＴＤＲ，ＴＤＬは第１実施例では固定値であるが、
後述する第２実施例において酸素蓄積量Ｏ2STRによって
変更される。

【０１０２】図２７のステップＳ１６３０の答が否定
（ＮＯ）、即ちＫＯ２値が今回初期化されなかったとき
は、ステップＳ１６４０に進み、上流側Ｏ２センサ出力
電圧ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦより低いか否かを判
別する。その結果、ＦＶＯ２＜ＦＶＲＥＦが成立すると
きには、ステップＳ１６５０に進み、第１のリーンリッ
チフラグＦＡＦ１を値０に設定するとともに、Ｐ項発生
ディレーカウンタＣＤＬＹ１を値１だけデクリメントす
る（図３０（ｃ），Ｔ４，Ｔ１０参照）。次いで、カウ
ンタＣＤＬＹ１のカウント値が負の所定値ＴＤＲより小
さいか否かを判別し（ステップＳ１６６０）、ＣＤＬＹ
１＜ＴＤＲが成立するときにはＣＤＬＹ１＝ＴＤＲとす
る一方（ステップＳ１６７０）、ＣＤＬＹ１≧ＴＤＲが
成立するときには直ちにステップＳ１７１０に進む。

【０１０３】ステップＳ１６４０の答が否定（ＮＯ）、
即ちＦＶＯ２≧ＦＶＲＥＦが成立するときには、第１の
リーンリッチフラグＦＡＦ１を値１に設定するととも
に、カウンタＣＤＬＹ１を値１だけインクリメントする
（図３０（ｃ），Ｔ２，Ｔ６，Ｔ８参照）。次いでカウ
ンタＣＤＬＹ１のカウント値が正の所定値ＴＤＬより大
きいか否かを判別し（ステップＳ１６９０）、ＣＤＬＹ
１＞ＴＤＬが成立するときにはＣＤＬＹ１＝ＴＤＬとす
る一方（ステップＳ１７００）、ＣＤＬＹ１≦ＴＤＬが
成立するときには直ちにステップＳ１７１０に進む。

【０１０４】ここでステップＳ１６３０，Ｓ１６７０，
Ｓ１６９０，Ｓ１７００は、カウンタＣＤＬＹ１のカウ
ント値が負の所定値ＴＤＲより小、あるいは正の所定値
ＴＤＬより大とならないようにするために設けられてい
る。

【０１０５】ステップＳ１７１０では、カウンタＣＤＬ
Ｙ１のカウント値の符号（正負）が反転したか否かを判
別し、反転しないときには前記ステップＳ１７９０〜Ｓ
１８５０のＩ項制御を実行する一方、反転しているとき
にはステップＳ１７２０〜Ｓ１７８０のＰ項制御を実行
する。

【０１０６】ステップＳ１７２０では、第１のリーンリ
ッチフラグＦＡＦ１が値０であるか否かを判別し、ＦＡ
Ｆ１＝０のときには、図２８のステップＳ１７３０に進
み、第２のリーンリッチフラグＦＡＦ２を値０とすると
ともに、カウンタＣＤＬＹ１のカウント値を負の所定値
ＴＤＲとし（ステップＳ１７４０）、さらに空燃比補正
係数ＫＯ２を数式１２により算出する（ステップＳ１７
５０）（図３０、時刻ｔ４，ｔ１０参照）。

【０１０７】

【数１２】ＫＯ２＝ＫＯ２＋（ＰＲ１＋ＰＲ２） ここで、ＰＲ１は後述する図３３にて求められる下流側
Ｏ２センサに応じた第１のリッチ補正用比例項（Ｐ項）
である。また、ＰＲ２は後述する図３６にて求められる
Ｏ2STRに応じた第２のリッチ補正用比例項（Ｐ項）であ
るが、第１実施例ではＰＲ２＝０とする。

【０１０８】ステップＳ１７２０の答が否定（ＮＯ）、
即ちＦＡＦ１＝１であるときには、第２のリーンリッチ
フラグＦＡＦ２を値１とするとともにカウンタＣＤＬＹ
１のカウント値を正の所定値ＴＤＬとし（ステップＳ１
７６０，Ｓ１７７０）、さらに補正係数ＫＯ２を数式１
３により算出する（ステップＳ１７８０）（図３０、時
刻ｔ２，ｔ８参照）。

【０１０９】

【数１３】ＫＯ２＝ＫＯ２−（ＰＬ１＋ＰＬ２） ここで、ＰＬ１はＰＲ１と同様に後述する図３３にて求
められる第１のリーン補正用比例項（Ｐ項）である。ま
た、ＰＬ２は後述する図３６にてＰＲ２と同様に求めら
れる第２のリーン補正用比例項（Ｐ項）であるが、第１
実施例ではＰＬ２＝０とする。続くステップＳ１８６０
ではＫＯ２値のリミットチェックを行い、次いでＫＯ２
値の学習値ＫＲＥＦの算出（ステップＳ１８７０）及び
ＫＲＥＦ値のリミットチェック（ステップＳ１８８０）
を行って本プログラムを終了する。

【０１１０】図２７および図２８のプログラムによれ
ば、図３０に示すように、上流側Ｏ２センサ出力電圧Ｆ
ＶＯ２の反転時点（時刻ｔ１，ｔ３，ｔ７，ｔ９）から
所定時間（Ｔ２，Ｔ４，Ｔ８，Ｔ１０）遅延して、Ｐ項
制御が実行され（時刻ｔ２，ｔ４，ｔ８，ｔ１０）、第
２のリーンリッチフラグＦＡＦ２＝０の期間中はＫＯ２
値の増加方向のＩ項制御が実行され（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ５
〜Ｔ８）、ＦＡＦ２＝１の期間中はＫＯ２値の減少方向
のＩ項制御が実行される（Ｔ３，Ｔ４，Ｔ９，Ｔ１
０）。なお、時刻ｔ５〜ｔ７間でセンサ出力ＦＶＯ２が
短い周期で変動しているが、負の所定値ＴＤＲに対応す
るＰ項制御の遅延時間より変動周期が短いため、第２の
リーンリッチフラグＦＡＦ２が反転せず、Ｐ項制御は実
行されない。

【０１１１】つぎに、下流側Ｏ２センサ１６の出力によ
る空燃比フィードバック制御について説明する。図３１
は下流側Ｏ２センサ１６の出力による空燃比フィードバ
ック制御ルーチンを示すフローチャートである。まず、
下流側Ｏ２センサ１６の出力による空燃比フィードバッ
ク制御の条件が成立しているかどうかを判別する（ステ
ップＳ１３１０）。また、本ルーチンを前回実行したと
きに下流側Ｏ２センサ１６の出力による空燃比フィード
バック制御の条件が成立していたかどうかを判別する
（ステップＳ１３２０）。ステップＳ１３１０およびス
テップＳ１３２０のうちいずれかにおいて空燃比フィー
ドバック制御条件が成立しているときには、図３２に示
すテーブルを検索して、下流側Ｏ２センサ１６の出力Ｓ
ＶＯ２に応じたリーンリッチのストイキ状態からのずれ
量ＳＤλ0を求める（ステップＳ１３３０）。斯く検索
して求めたずれ量ＳＤλ0に基づいて数式１４により比
例・積分演算を行いＳＤλを算出する（ステップＳ１３
４０）。

【０１１２】

【数１４】 ＳＤλSUM＝ ＳＤλSUM ＋ ＫＩ×ＳＤλ0 ＳＤλ ＝ ＳＤλSUM ＋ Ｋｐ×ＳＤλ0 算出されたＳＤλがリミット値を越えているかどうかを
判別し、越えているときはリミット値に固定するリミッ
トチェック処理を行ない（ステップＳ１３５０）、学習
値ＳＤλＲＥＦを数式１５により算出する（ステップＳ
１３６０）。

【０１１３】

【数１５】ＳＤλＲＥＦ＝α５×ＳＤλ＋（１−α５）
×ＳＤλＲＥＦ ここでα５は平均化係数である。

【０１１４】つづいて、図３３に示すテーブルを検索し
て、ＳＤλに対応する第１のＰ項ゲインＰＲ１、ＰＬ１
を求める（ステップＳ１３７０）。また、ステップＳ１
３１０およびＳ１３２０のいずれにおいても、空燃比フ
ィードバック制御条件が満足されないときには学習値Ｓ
ＤλＲＥＦをＳＤλと設定した（ステップＳ１３８０）
後、前記テーブルを検索して第１のＰ項ＰＲ１、ＰＬ１
を求める。第１のＰ項ＰＲ１、ＰＬ１は前述の空燃比補
正係数ＫＯ２の算出ルーチンの処理において空燃比補正
係数ＫＯ２の算出に用いられる。これにより、算出され
た空燃比補正係数ＫＯ２は燃料噴射時間Ｔｏｕｔに反映
される。

【０１１５】このようにして、酸素利用率Ｏ2USERを用
いた空燃比Ａ／Ｆ制御において、直線的あるいは双曲線
的にパータベーション制御を行なうことでエンジンの運
転状態および触媒の活性状態に応じた最大浄化率を確保
でき、排気エミッション特性を著しく改善できると共
に、エンジンの運転状態の変化に応答性良く追従して浄
化率を高めることができる。

【０１１６】［第１実施例の変形例］前記第１実施例の
空燃比制御装置では、パータベーションの周波数ｆpert
R、ｆpertLおよび振幅Ｋpertを酸素利用率Ｏ2USERの正
負の制御に応じて変更することにより最大浄化率を与え
る領域を求めていたが、予め、空間速度ＳＶおよび触媒
温度ＴCATに応じた最大浄化率に対応する周波数ｆpert
R、ｆpertLおよび振幅Ｋpertが実験等により求められて
いるときにはマップに基づいて直接に決定してもよい。

【０１１７】図３４はマップを用いて決定された周波数
ｆpertR、ｆpertLおよび振幅Ｋpertによる強制振動処理
ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは前
記第１実施例の強制振動処理ルーチンに対応しており
（図１８）、ステップＳ８３５およびステップＳ８６５
においてｆ（ＴCAT、ＳＶ）マップにより直接にエンジ
ン運転状態を示す空間速度ＳＶおよび触媒の活性状態を
示すＴCATに応じた周波数ｆpertR、ｆpertLおよび振幅
Ｋpertを検索して決定する。

【０１１８】このように、前記第１実施例の変形例であ
る空燃比制御装置によれば、空間速度ＳＶおよび触媒温
度ＴCATに応じた最大浄化率が即座に得られ一層応答性
の高い制御を行なうことができる。

【０１１９】［第２実施例の全体の制御処理］つぎに、
第２実施例の空燃比制御装置について説明する。図３５
は本実施例の空燃比装置における全体の制御処理の概略
を示すブロック図である。内燃機関および空燃比制御装
置の全体的構成は前記第１実施例と同じである。また、
燃料制御装置は前記第１実施例と同様に触媒温度ＴCAT
を推定する処理（処理１）と、触媒の劣化を推定する処
理（処理２）と、触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量
Ｏ2MAXを推定する処理（処理３）と、最大酸素蓄積量Ｏ
2MAXを修正する処理（処理４）と、触媒コンバータ１４
の上流側の空燃比Ａ／Ｆを推定する処理（処理５）と、
触媒コンバータ１４に蓄積されている酸素蓄積量Ｏ2STR
を推定する処理（処理６）と、触媒コンバータ１４の酸
素利用率Ｏ2USERを算出する処理（処理７）と、酸素利
用量Ｏ2USEに応じて空燃比補正係数ＫＯ２のＦ／Ｂパラ
メータ（ＰＲ，ＰＬ，ＴＤＲ，ＴＤＬ）を調整すること
により触媒浄化率を向上させるように該空燃比Ａ／Ｆを
制御する処理（処理８）と、ＦＢパラメータ（ＰＲ，Ｐ
Ｌ，ＴＤＲ，ＴＤＬ）を運転状態に応じて変更する処理
（処理９）と、空燃比補正係数ＫＯ２を演算する処理
（処理１０）と、数式１６に基づいて噴射燃料量Ｔｏｕ
ｔを算出する処理（処理１１）を行なうものである。

【０１２０】

【数１６】 Ｔｏｕｔ ＝ Ｔｉ × ＫTOTAL × ＫＯ２ 第１実施例ではパータベーションの周期および振幅を変
更することにより酸素利用率Ｏ2USERを最大にする空燃
比Ａ／Ｆ制御を行なった（図２の処理８）が、本第２実
施例では空燃比フィードバック定数である下流側Ｏ２セ
ンサの出力が反転した時点から空燃比補正係数ＫＯ２の
比例制御を実行するまでのディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬ
および空燃比補正係数ＫＯ２をスキップさせるスキップ
量（Ｐ項ゲインＰＲ，ＰＬ）を変更することにより酸素
利用率Ｏ2USERを最大にする擬似パータベーションの空
燃比制御を行なう。つづいて、空燃比制御ルーチンにつ
いて説明する。

【０１２１】図３６は第２実施例の酸素利用率Ｏ2USER
を用いた空燃比制御ルーチン（処理８）を示すフローチ
ャートである。本ルーチンはタイマー処理によりくりか
えし実行される。まず、吸気管内絶対圧ＰBA、エンジン
回転数ＮＥ、車速Ｖ、スロットル弁開度θＴＨなどが所
定範囲内にあって、ＰBA値、θＴＨ値が安定している空
燃比フィードバック制御の実行領域にあるかどうかを判
別する（ステップＳ１１１０）。下流側Ｏ２センサ１６
による空燃比フィードバック制御中であるかどうかを判
別し（ステップＳ１１２０）、空燃比フィードバック制
御中であるときには、エンジンの運転状態が変更されず
に同一の運転状態であるか否かを判別し（ステップＳ１
１２３）、運転状態が変更されたときにはＰ項ゲインＰ
Ｒ２、ＰＬ２およびリッチリーン反転ディレイ時間ＴＤ
Ｒ、ＴＤLが既に学習されているか否かを判別する（ス
テップＳ１１２４）。既に学習されていれば学習値をＰ
Ｒ２、ＰＬ２、ＴＤＲ、ＴＤＬに代入して(ステップＳ
１２１０）本ルーチンを終了する。ステップＳ１１２４
で未だ学習されていないと判別されたときは、図示しな
いＳＶ／ＴCATマップによりＳＶ値、ＴCAT値に応じたリ
ッチ側およびリーン側の第２のＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ
２およびリッチリーン反転ディレイ時間ＴＤＬ、ＴＤＲ
の初期値を検索すると共に、Ｐ項ゲインの変化分ＤＰ
Ｒ、ＤＰＬおよびリッチリーン反転ディレイ時間の変化
分ＤＴＤＲ、ＤＴＤＬも空間速度ＳＶおよび触媒温度Ｔ
CATに応じて設定して（ステップＳ１１２５）本ルーチ
ンを終了する。リッチリーン反転ディレイ時間の変化分
ＤＴＤＲ、ＤＴＤＬは後述する擬似パータベーションの
周波数が前記第１実施例の図２２に示す直線軌跡上を変
化するような値に設定される。

【０１２２】再び本ルーチンを実行してステップＳ１１
２３で運転状態が変更されていないと判別されたとき、
酸素利用率Ｏ2USERが増加方向にあるかあるいは減少方
向にあるかを判別する（ステップＳ１１３０）。増加方
向にあるときはリッチ側およびリーン側の第２のＰ項ゲ
インＰＲ２、ＰＬ２を前回値に所定値ＤＰＲ、ＤＰＬを
加えて増加させ（ステップＳ１１４０）、リッチ／リー
ン反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬを前回値から所定値
ＤＴＤＲ、ＤＴＤＬを減算して減少させる（ステップＳ
１１５０）。リッチ側／リーン側の第２のＰ項ゲインＰ
Ｒ２、ＰＬ２の増加およびリッチ／リーン反転ディレイ
時間ＴＤＲ、ＴＤＬの減少は、それぞれ前述したパータ
ベーション処理における振幅Ｋpertを増加し、周波数ｆ
pertＲ、ｆpertLを短くすることに相当する。一方，酸
素利用率Ｏが減少方向にあるときはリッチ側およびリー
ン側のＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２を前回値からＤＰＲ、
ＤＰＬを差し引いて減少し（ステップＳ１１６０）、リ
ッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬを前回値
にＤＴＤＲ、ＤＴＤＬを加えて増加させる（ステップＳ
１１７０）。かかるＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびリ
ッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬの変更に
より、前記第１実施例と同様に面積（△Ａ／Ｆ×Ｔ）を
一定とした擬似パータベーション制御を行なうことがで
きる。

【０１２３】つづいて、第２のＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ
２およびディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬがリミット値を越
えているかどうかを判別し、越えているときは該リミッ
ト値に設定するリミットチェック処理を行なった（ステ
ップＳ１１８０）後第２のＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２お
よびディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬを図示しないＳＶ／Ｔ
ＣＡＴマップにより学習する（ステップＳ１１９０）。

【０１２４】また、ステップＳ１１１０およびステップ
Ｓ１１２０でそれぞれ空燃比フィードバック制御の実行
領域にあるとき、あるいは下流側Ｏ２センサ１６による
空燃比フィードバック制御が実行中でないときは第２の
Ｐ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびディレイ時間ＴＤＲ、
ＴＤＬを前回までに算出されている学習値に設定する
（ステップＳ１２１０）。

【０１２５】この第２のＰ項ＰＲ２、ＰＬ２及びディレ
イ時間ＴＤＲ，ＴＤＬに基づいて、さらに空燃比補正係
数ＫＯ２が算出される。こうして算出された空燃比補正
係数ＫＯ２の値は前記数式１６に従って処理１１にて基
本燃料量Ｔｉおよび補正係数ＫTOTALに乗算されて燃料
噴射量Ｔｏｕｔが求まる。空燃比補正係数ＫＯ２の算出
は前記第１実施例と同様である。

【０１２６】また、直線的に擬似パータベーションを行
なう代わりに、前記第１実施例と同様に双曲線的に擬似
パータベーションを行なうことができる。図３７は双曲
線的に擬似パータベーションを行なう場合の空燃比制御
ルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ１１
２３およびステップＳ１１２５を削除し、ステップＳ１
１５０およびステップＳ１１７０を変更した他は直接的
にパータベーション制御を行なう場合と同じである。す
なわち、空燃比フィードバック制御中であるときに、酸
素利用率Ｏ2USERが増加方向にあるかあるいは減少方向
にあるかを判別する（ステップＳ１１３０）。増加方向
にあるときはリッチ側およびリーン側の第２のＰ項ゲイ
ンＰＲ２、ＰＬ２を前回値に所定値ＤＰＲ、ＤＰＬを加
えて増加し（ステップＳ１１４０）、リッチ／リーン反
転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬを前回値に所定値ＤＴＤ
Ｒ、ＤＴＤＬを加えて増加させる（ステップＳ１１５
０）。リッチ側／リーン側の第２のＰ項ゲインＰＲ２、
ＰＬ２の増加およびリッチ／リーン反転ディレイ時間Ｔ
ＤＲ、ＴＤＬの増加は、それぞれ前述したパータベーシ
ョン処理における振幅Ｋpertを増加し、周波数ｆpert
R、ｆpertLを長くすることに相当する。一方，酸素利用
率Ｏ2USERが減少方向にあるときはリッチ側およびリー
ン側のＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２を前回値からＤＰＲ、
ＤＰＬを差し引いて減少し（ステップＳ１１６０）、リ
ッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬを前回値
からＤＴＤＲ、ＤＴＤＬを差し引いて減少させる（ステ
ップＳ１１７０）。リッチリーン反転ディレイ時間の変
化分ＤＴＤＲ、ＤＴＤＬは擬似パータベーションの周波
数が前記第１実施例の図２３に示す双曲線軌跡上を整数
値で変化するような値に設定される。つづいて、第２の
Ｐ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびディレイ時間ＴＤＲ、
ＴＤＬがリミット値を越えているかどうかを判別し、越
えているときは該リミット値に設定するリミットチェッ
ク処理を行なった（ステップＳ１１８０）後第２のＰ項
ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤ
Ｌを図示しないＳＶ／ＴＣＡＴマップにより学習する
（ステップＳ１１９０）。かかるＰ項ゲインＰＲ２、Ｐ
Ｌ２およびリッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤＲ、Ｔ
ＤＬの変更により前記第１実施例と同様の双曲線的なパ
ータベーション制御を行なうことができる。

【０１２７】以上示したように、第２実施例の空燃比制
御装置によれば、前記第１実施例と同様に排気エミッシ
ョン特性を著しく改善することができる。しかも、通常
の空燃比制御処理において擬似パータベーションを行な
うことで、別に第１実施例の強制振動処理ルーチンを設
けなくて済ますことができる。

【０１２８】［第２実施例の変形例］前記第１実施例の
変形例と同様に、第２実施例において空間速度ＳＶおよ
び触媒温度ＴCATに応じた最大浄化率のＰ項ゲインＰＲ
２、ＰＬ２およびリッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤ
Ｒ、ＴＤＬが実験等により予め求められているときに
は、これらの値をマップ化しておき、空間速度ＳＶおよ
び触媒温度ＴCATにより直接にＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ
２およびリッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤ
Ｌを決定してもよい。

【０１２９】図３８および図３９はマップを用いて決定
されるＰ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびリッチ／リーン
反転ディレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬによる空燃比補正係数
ＫＯ２の算出ルーチンを示すフローチャートである。図
３８および図３９に示す本ルーチンは前記第１実施例の
図２７および図２８に対応するものである。

【０１３０】ステップＳ１６６５およびステップＳ１６
９５において、リッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤ
Ｒ、ＴＤＬをｆ（ＴCAT，ＳＶ）マップから直接に決定
し、ステップＳ１７４５およびステップＳ１７７５にお
いてＰ項ゲインＰＲ、ＰＬをｆ（ＴCAT，ＳＶ）マップ
から直接に決定することで、エンジンの運転状態の変化
に一層応答性よく最大浄化率の制御を行なうことができ
る。

【０１３１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る空燃比制御装置
によれば、酸素蓄積量演算手段により触媒コンバータに
蓄積された酸素蓄積量を演算し、最大酸素蓄積量演算手
段により触媒コンバータに蓄積できる最大酸素蓄積量を
演算し、該演算された最大酸素蓄積量の所定範囲内に前
記演算された酸素蓄積量を制限するように、空燃比制御
手段により内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御
し、変更手段により前記所定範囲を前記内燃機関の運転
状態に応じて変更するので、内燃機関の運転状態に応じ
た有効酸素蓄積量を設定でき、排気エミッション特性の
一層の向上および浄化効率の低下防止を図ることができ
る。

【０１３２】請求項２に係る空燃比制御装置によれば、
前記内燃機関の運転状態としての触媒コンバータの温度
に応じて前記所定範囲を変更するので、触媒コンバータ
の温度に応じた有効酸素蓄積量を設定でき、排気エミッ
ション特性の一層の向上および浄化効率の低下防止を図
ることができる。

【０１３３】請求項３に係る空燃比制御装置によれば、
前記内燃機関の運転状態としての触媒コンバータの劣化
状態において触媒コンバータが劣化しているときに前記
所定範囲を狭くすることにより触媒コンバータの劣化状
態に応じた有効酸素蓄積量を設定でき、排気エミッショ
ン特性の一層の向上および浄化効率の低下防止を図るこ
とができる。

【０１３４】請求項４に係る空燃比制御装置によれば、
前記内燃機関の運転状態としての内燃機関の冷却水温が
低いときに前記所定範囲を狭くすることにより冷却水温
に応じた有効酸素蓄積量を設定でき、排気エミッション
特性の一層の向上および浄化効率の低下防止を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る空燃比制御装置を装備
した内燃機関の全体構成図である。

【図２】第１実施例の空燃比制御装置における全体の制
御処理の概略を示すブロック図である。

【図３】触媒温度ＴCATの推定ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図４】積分値ＴOUTSUMに応じて係数α１、α２の値を
決定するためのテーブルを示すグラフである。

【図５】吸気温ＴＡおよび車速Ｖに応じて補正係数ＫTA
TCATを決定するためのテーブルを示すグラフである。

【図６】車速Ｖおよび吸気温ＴAに応じて補正係数Ｋα
の値を決定するためのテーブルを示すグラフである。

【図７】空燃比Ａ／Ｆに応じて補正係数ＫA/Fを決定す
るためにテーブルを示すグラフである。

【図８】触媒温度ＴCATに応じて最大酸素蓄積量Ｏ2MAX
を決定するためにテーブルを示すグラフである。

【図９】最大酸素蓄積量Ｏ2MAXの修正ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１０】空燃比推定ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１１】触媒コンバータ１４の触媒作用を示す模式図
である。

【図１２】反応係数に係わる劣化係数ｋ１Ｒ、ｋ２Ｒお
よび温度係数ｋ1CAT、ｋ2CATの値を示すグラフである。

【図１３】触媒コンバータに入力される排気ガスの空燃
比Ａ／ＦとＣＯ濃度およびＯ２濃度との関係を示す特性
図である。

【図１４】触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRの
演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図１５】触媒温度ＴCATに対する上限値Ｏ2STRHおよび
下限値Ｏ2STRLの値を示すグラフである。

【図１６】酸素蓄積量Ｏ2STRの時間的変化を示す波形図
である。

【図１７】酸素利用率Ｏ2USERの演算ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図１８】空燃比の強制振動（パータベーション）の処
理を示すフローチャートである。

【図１９】図１８のパータベーションの波形を示すタイ
ミングチャートである。

【図２０】振幅Ｋpert、周波数ｆpertR、ｆpertLの変更
ルーチンを示すフローチャートである。

【図２１】パータベーションの周波数、振幅の値を直線
的に変更した場合の触媒浄化率の変化を示す説明図であ
る。

【図２２】空間速度ＳＶを一定にした状態で触媒の温度
ＴCATを変化させた時の触媒最大浄化率を与えるパータ
ベーションの振幅（ΔＡ／Ｆ）および周波数（Ｈｚ）の
軌跡である。

【図２３】触媒温度ＴCATを一定にした状態で空間速度
ＳＶを変化させた時の触媒最大浄化率を与えるパータベ
ーションの振幅（ΔＡ／Ｆ）および周波数（Ｈｚ）の軌
跡である。

【図２４】空間速度ＳＶ、触媒温度ＴCATに応じた振幅
Ｋpertの変化量ΔＫｐ、周波数ｆpertR、ｆpertLの変化
量ΔｆPR、ΔｆPLを決定するテーブルを示す説明図であ
る。

【図２５】振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLの変更ル
ーチンを示すフローチャートである。

【図２６】空間速度ＳＶおよび触媒温度ＴCATに対する
振幅の変化量ΔＫｐおよび周期の変化量ΔｔPR、ｔPLを
示すグラフである。

【図２７】上流側Ｏ２センサ１６の出力電圧ＦＶＯ２に
応じて空燃比補正係数ＫＯ２の算出を行う空燃比補正係
数ＫＯ２算出ルーチンのフローチャートである。

【図２８】図２７につづく、上流側Ｏ２センサ１６の出
力電圧ＦＶＯ２に応じて空燃比補正係数ＫＯ２の算出を
行う空燃比補正係数ＫＯ２算出ルーチンのフローチャー
トである。

【図２９】ＦＡＦ１、ＦＡＦ２の初期化ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３０】空燃比補正係数ＫＯ２の変化を示すタイミン
グチャートである。

【図３１】下流側Ｏ２センサ１６による空燃比フィード
バック制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図３２】ずれ量ＳＤλと下流側Ｏ２センサの出力ＳＶ
Ｏ２との関係を示すテーブルである。

【図３３】ずれ量ＤλとＰ項ゲイン（ＰＲ、ＰＬ）の関
係を示すテーブルである。

【図３４】マップを用いて決定された周波数ｆpertR、
ｆpertLおよび振幅Ｋpertによる強制振動処理ルーチン
を示すフローチャートである。

【図３５】第２実施例の空燃比装置における全体の制御
処理の概略を示すブロック図である。

【図３６】第２実施例の酸素利用率Ｏ2USERを用いて直
線的に擬似パータベーションを行なう場合の空燃比制御
ルーチンを示すフローチャートである。

【図３７】双曲線的に擬似パータベーションを行なう場
合の空燃比制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図３８】マップを用いて決定されるＰ項ゲインＰＲ
２、ＰＬ２およびリッチ／リーン反転ディレイ時間ＴＤ
Ｒ、ＴＤＬによる空燃比補正係数ＫＯ２の算出ルーチン
を示すフローチャートである。

【図３９】図３８につづく、マップを用いて決定される
Ｐ項ゲインＰＲ２、ＰＬ２およびリッチ／リーン反転デ
ィレイ時間ＴＤＲ、ＴＤＬによる空燃比補正係数ＫＯ２
の算出ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ … 内燃機関 ５ … ＥＣＵ ８ … 吸気温センサ ９ … 冷却水温センサ １４ … 触媒コンバータ １５ … 上流側の酸素濃度センサ １６ … 下流側の酸素濃度センサ ３２ … 車速センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｅ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｚ 45/00 ３１２ Ｒ Ｑ (72)発明者 廣田 俊明 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に配された触媒コンバ
   ータに蓄積されている酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量
   演算手段と、 前記触媒コンバータに蓄積できる最大酸素蓄積量を演算
   する最大酸素蓄積量演算手段と、 前記演算された酸素蓄積量を前記演算された最大酸素蓄
   積量内の所定範囲内に制限するように、内燃機関に供給
   される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、 前記所定範囲を前記内燃機関の運転状態に応じて変更す
   る変更手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 前記内燃機関の運転状態は前記触媒コン
   バータの温度であり、該触媒コンバータの温度が低いと
   きに前記所定範囲を狭くすることを特徴とする請求項１
   記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 前記内燃機関の運転状態は前記触媒コン
   バータの劣化状態であり、該触媒コンバータが劣化して
   いるときに前記所定範囲を狭くすることを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 【請求項４】 前記内燃機関の運転状態は該内燃機関の
   冷却水温であり、該冷却水温が低いときに前記所定範囲
   を狭くすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。