JPH08177572A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の空燃比制御装置に関し、パージガ
スの導入によりエミッション悪化がないダブルＯ₂ セン
サシステムを提供することを目的とする。 【構成】 機関の排気通路内の触媒コンバータ１５の上
流と下流に配設された上流側と下流側のＯ₂ センサ３
１、３２と、空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射
量を算出する燃料噴射量算出手段と、キャニスタ１６か
ら制御弁２１を介してパージガスを導入する空燃比制御
装置において、パージガスが機関の吸気系へ導入されて
いるか否かを検出するパージ導入検出手段と、下流側Ｏ
₂ センサ３２の出力信号に応じて空燃比フィードバック
制御定数ＲＳＲを演算する制御定数演算手段と、パージ
導入検出手段によりパージガスが導入されていると判別
されたとき、制御定数演算手段により演算された空燃比
フィードバック制御定数を所定値以下に補正する第一制
御定数補正手段と、を備えて構成する。

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空燃比制御装
置に関し、特に、排気管内に設けられた触媒コンバータ
の上流と下流に配設された２つの空燃比センサの各出力
信号に基づいて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴
射量を制御し、燃料タンクからの蒸発燃料を一時貯蔵す
るキャニスタから吸気系へ導入されるパージガスによる
空燃比の変動に対するサブフィードバック制御による誤
補正を防止した内燃機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による空燃比フィードバック制
御には、内燃機関( 以下機関と記す)の排気ガス成分、
例えば酸素の濃度を検出するＯ₂ センサを触媒コンバー
タ上流側のできるだけ燃焼室に近い排気マニホルドの集
合部分に設けたシングルＯ₂ センサシステムがあるが、
Ｏ₂ センサの出力特性にばらつきがあるため空燃比の制
御精度に問題があった。この触媒コンバータ上流側のＯ
₂ センサの出力特性のばらつきを補償するために、触媒
コンバータ下流側に第２のＯ₂ センサを設け、上流側Ｏ
₂ センサのメインフィードバック制御に下流側Ｏ₂ セン
サのサブフィードバック制御を加えて上流側Ｏ₂ センサ
の出力のばらつきを下流側Ｏ₂ センサで吸収するダブル
Ｏ₂ センサシステムが考案された。

【０００３】空燃比フィードバック制御は、Ｏ₂ センサ
の出力から機関の空燃比がリッチであるかリーンである
かを判別し、噴射燃料量がリッチのときは減量補正し、
リーンのときは増量補正し、機関へ供給される混合気の
空燃比が目標空燃比、例えば理論空燃比になるように制
御している。又、フィードバック制御定数が常に一定値
に安定するようにフィードフォワード制御として学習制
御が実施されている。さらに、燃料タンクからの蒸発燃
料を一時貯蔵するキャニスタを備えた機関の空燃比フィ
ードバック制御は、キャニスタから機関の吸気系へパー
ジガスが導入されると空燃比は一時的にリッチに変動
し、機関の空燃比を理論空燃比に制御するためパージガ
スの導入分だけ噴射燃料量を減量する必要が生じる。こ
の空燃比の一時的な変動はパージ濃度学習制御により吸
収される。パージ濃度学習制御は、導入されたパージガ
スのパージ濃度ＦＧＰＧを検出し、導入されたパージガ
スのパージ率ＰＧＲにパージ率１％当たりのパージ濃度
ＦＧＰＧから１を減じた値を乗算したパージ補正係数Ｆ
ＰＧ（＝（ＦＧＰＧ−１）×ＰＧＲ）を演算し、パージ
補正係数ＦＰＧに相当する燃料噴射量を減量して空燃比
制御するものであり、パージ濃度ＦＧＰＧは空燃比の変
動に基づき算出され学習補正されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記パージによる空燃
比の変動を抑制するため、特開昭６２−２０２６２に開
示されたダブルＯ₂ センサシステムによる内燃機関の空
燃比制御装置は、パージガスの吸気系への導入時におけ
る空燃比の一時的な変動が発生している間、空燃比学習
制御による補正を禁止するものであるが、この一時的な
変動の間サブフィードバック制御は補正する方向に作動
してしまいこの誤作動したサブフィードバック制御定数
で補正するので一時的に空燃比が誤補正されエミッショ
ンが増大する場合があった。

【０００５】また、特開昭６２−６０９５６に開示され
たダブルＯ₂ センサシステムによる内燃機関の空燃比制
御装置は、登降坂時のような空燃比の変化速度が大きく
なるときにのみサブフィードバック制御を禁止し、空燃
比の変化速度が小さいときにはサブフィードバック制御
を遂行するものである。この装置をキャニスタを備えた
機関に適用した場合を考えると、パージガスの吸気系へ
の導入開始時または導入終了時に空燃比が一時的に変動
したときに確実にサブフィードバックが禁止されず空燃
比が誤補正されエミッションが増大する可能性がある。

【０００６】以上のことから、本発明は前記問題を解決
し、パージガスの吸気系への導入開始時または導入終了
時に空燃比が一時的に変動したとき、サブフィードバッ
ク制御によるメインフィードバック制御の制御定数が誤
補正されず、換言すればパージガスの導入による影響を
サブフィードバックが受けないようにし、空燃比の一時
的な変動の影響を受けず、エミッションが発生しないダ
ブルＯ₂ センサシステムによる内燃機関の空燃比制御装
置を提供することを第１目的とする。

【０００７】本発明は、空燃比学習制御とパージ濃度学
習制御を行う内燃機関の空燃比制御装置において、パー
ジガス導入中に例えば空燃比学習制御を禁止しないでよ
く、学習の機会を増やすことのできる空燃比制御装置を
提供することを第２目的とする。

【０００８】本発明は、パージ濃度に応じて学習の機会
増やすことのできる空燃比制御装置を提供することを第
３目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。第１目的を達成する第１発明による内燃機関
の空燃比制御装置は、機関の排気通路内に設けられた触
媒コンバータ１５の上流と下流に配設された第一と第二
の２つの空燃比センサ３１、３２の各出力信号に基づい
て機関の気筒内へ供給される混合気の空燃比が目標空燃
比となるようにフィードバック定数を演算し、該フィー
ドバック定数に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射
量算出手段を備え、機関の燃料タンク１８からの蒸発燃
料を一時貯蔵するキャニスタ１６からパージ流量制御手
段であるデューティ制御弁２１を介して機関の吸気系へ
パージガスを導入する内燃機関の空燃比制御装置におい
て、パージガスが機関の吸気系へ導入されているか否か
を検出するパージ導入検出手段と、第二空燃比センサの
出力信号に応じて空燃比フィードバック制御定数（例え
ばＲＳＲ）を演算する制御定数演算手段と、パージ導入
検出手段によりパージガスが導入されていると判別され
たとき、制御定数演算手段により演算された空燃比フィ
ードバック制御定数を所定値以下に補正する第一制御定
数補正手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】第２目的を達成する第２発明による内燃機
関の空燃比制御装置は、空燃比補正係数ＦＡＦのガード
値を越えた機関の空燃比の変動を吸収するように燃料噴
射量を補正する空燃比学習補正係数を算出する空燃比学
習制御手段と、パージガスの導入により生じる空燃比補
正係数ＦＡＦの基準値からのずれ量に基づいてパージ濃
度を算出するパージ濃度算出手段と、パージ濃度算出手
段に基づき、空燃比の変動を吸収するように燃料噴射量
を補正するパージ濃度学習補正係数を算出するパージ濃
度学習制御手段と、空燃比学習制御手段とパージ濃度学
習制御手段の少なくとも一方の学習が完了したか否かを
判別する学習完了判別手段と、学習完了判別手段により
その学習が完了されていると判別されたときにはその学
習が完了されていないと判別されたときより空燃比フィ
ードバック制御定数を大きく補正する第二制御定数補正
手段と、をさらに備える。

【００１１】第３目的を達成する第３発明による内燃機
関の空燃比制御装置は、パージガスの導入により生じる
空燃比補正係数ＦＡＦの基準値からのずれ量に基づいて
パージ濃度を算出するパージ濃度算出手段と、パージ濃
度算出手段により算出されたパージ濃度が濃い程、空燃
比フィードバック制御定数を小さく補正する第三制御定
数補正手段と、をさらに備える。

【００１２】

【作用】第１発明の内燃機関の空燃比制御装置は、パー
ジ導入検出手段によりパージガスが導入されていると判
別されたとき、第二空燃比センサの出力信号に応じて制
御定数演算手段により演算された空燃比フィードバック
制御定数（例えばＲＳＲ）を第一制御定数補正手段によ
り所定値以下に補正するかまたはその補正を禁止するの
で、サブフィードバック制御による空燃比の誤補正は微
量となり、換言すればパージガスの導入による影響をサ
ブフィードバックが受けないようになり、空燃比は安定
し、エミッション悪化がなくなる。

【００１３】第２発明は、空燃比学習制御手段とパージ
濃度学習制御手段の少なくとも一方の学習が完了したか
否かを判別する学習完了判別手段により２つの異なる学
習の少なくとも一方が完了されていると判別されたと
き、両方の学習が何れも完了されていないと判別された
ときより第二制御定数補正手段により空燃比フィードバ
ック制御定数を大きく補正するので、サブフィードバッ
ク制御による空燃比の誤補正は微量となり、空燃比は安
定し、エミッション悪化がなくなり、かつ第１発明に比
べてサブフィードバック制御定数の更新機会とスピード
が増大し追随性が良くなる。

【００１４】第３発明は、パージガスの濃度を検出する
パージ濃度検出手段により検出されたパージガスの濃度
が濃い程、第三制御定数補正手段により空燃比フィード
バック制御定数を小さく補正するので、サブフィードバ
ック制御による空燃比の誤補正は微量となり、空燃比は
安定し、エミッション悪化がなくなる。また、パージガ
ス導入中に例えば空燃比学習制御を禁止しないでよくな
り、パージ濃度に応じて学習の機会増やすことができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。
図２は本発明の実施例の全体構成図である。図中、参照
番号１はシリンダブロック、２はピストン、３はシリン
ダヘッド、４は燃焼室、５は吸気マニホルド、６は排気
マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド５は、サー
ジタンク７、吸気ダクト８およびエアフローメータ９を
介してエアクリーナ１０に接続される。吸気ダクト８内
にはスロットル弁１１が配設され、吸気マニホルド５に
は燃料噴射弁１２が吸気ポート１３に向けて配設され
る。排気マニホルド６には排気管１４が接続され、この
排気管１４の途中にＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの３成分を同時
に浄化する三元の触媒コンバータ１５が配設される。内
部に活性炭が充填されたキャニスタ１６は燃料蒸気導入
通路１７を介して燃料タンク１８の上部空間に接続され
る。さらにキャニスタ１６はパージ通路１９を介してサ
ージタンク７内に接続され、パージ通路１９にはデュー
ティ制御弁（ＤＶＳＶ）２１が配設される。このデュー
ティ制御弁２１は電子制御ユニット４０によってデュー
ティ制御され、デューティ制御弁２１の開度はデューテ
ィ比に比例し、デューティ比０％で全閉、デューティ比
１００％で全開となる。また、デューティ比はパージ流
量に略リニアに比例する。

【００１６】電子制御ユニット４０は、デジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス４１によって相互に接続
されたＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ＣＰＵ４４、入力ポー
ト４５および出力ポート４６を具備する。エアフローメ
ータ９内に配置された吸気温センサ３０は吸入空気温度
を検出し、この出力信号はＡ／Ｄ変換器４７を介して入
力ポート４５に入力される。エアフローメータ９は吸入
空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はＡ
／Ｄ変換器４８を介して入力ポート４５に入力される。
排気マニホルド６内の上流側に配設された第１の０₂ セ
ンサ３１と下流側に配設された第２の０₂ センサ３２
は、それぞれ排気中の酸素濃度を検出し、これらの出力
信号はＡ／Ｄ変換器４９Ａ、４９Ｂを介して入力ポート
４５に入力される。ディストリビュータ２５に内蔵され
るクランク角センサ３３は機関１のクランク角を検出し
機関１の回転数を算出する出力パルス信号を発生し、こ
の出力パルス信号は入力ポート４５に入力される。一
方、出力ポート４６は対応する駆動回路５０、５１を介
してデューティ制御弁２１および燃料噴射弁１２に接続
される。

【００１７】キャニスタ１６に蓄えられた蒸発燃料は、
所定周期で開閉するデューティ制御弁２１を開いている
間、サージタンク７を介して機関の吸気通路２３へ吸入
される。この時、吸入空気量が多い程パージ流量又は蒸
発燃料が多くなるよう（パージ率一定）にデューティ制
御弁２１の開度量を制御している。燃料噴射弁１２から
吸気ポート１３へ向けて吸気通路２３へ噴射される燃料
噴射量は、その吸入される蒸発燃料に応じて空燃比が一
定になるように補正制御される。

【００１８】図３の（Ａ）は上流側Ｏ₂ センサの出力信
号に基づいて空燃比補正係数ＦＡＦを演算するメインフ
ィードバック制御ルーチンのフローチャートである。こ
のルーチンは所定時間例えば数ｍｓ毎に実行される。ま
ずフィードバック条件が成立したか否かを判別する。例
えばステップ１１０１では始動時であるか否か、ステッ
プ１１０２では機関の暖機が終了したか否か、ステップ
１１０３ではフューエルカット中であるか否かをＣＰＵ
４４により本発明とは直接関係しない他の処理により決
定された各フラグをＲＡＭ４３から読み取り、始動時で
なく、暖機が完了し、フューエルカット中でないときに
のみステップ１１０４に進み、上流側Ｏ ₂ センサのアナ
ログ出力電圧を読み取る。次に、ステップ１１０５へ進
み、読み取った上流側Ｏ₂ センサの出力電圧と機関の空
燃比がリッチか否かを判別する基準電圧０．４〜０．６
Ｖとを比較し、読み取った電圧が基準電圧より高いとき
はリッチと判別しステップ１１０６へ進み、基準電圧以
下のときはリーンと判別しステップ１１０９へ進む。ス
テップ１１０６では、リーンからリッチへの反転か否か
を判別し、ＹＥＳのときはステップ１１０７へ、ＮＯの
ときはステップ１１０８へそれぞれ進む。ステップ１１
０９では、リッチからリーンへの反転か否かを判別し、
ＹＥＳのときはステップ１１１０へ、ＮＯのときはステ
ップ１１１１へそれぞれ進む。空燃比補正係数ＦＡＦの
データは予め値１．０に初期設定されており、ステップ
１１０７では空燃比フィードバック制御定数の１つであ
るリーンスキップ量ＲＳＬをＦＡＦから減算し、ステッ
プ１１０８ではリーン積分量ＫＩＬをＦＡＦから減算
し、ステップ１１１０ではリッチスキップ量ＲＳＲをＦ
ＡＦに加算し、ステップ１１１１ではリッチ積分量ＫＩ
ＲをＦＡＦに加算し、それぞれステップ１１１２へ進
み、更新されたＦＡＦのデータをＲＡＭ４３に記憶す
る。

【００１９】図３の（Ｂ）は空燃比フィードバック制御
定数の説明図である。前述のリーンスキップ量ＲＳＬ、
リーン積分量ＫＩＬ、リッチスキップ量ＲＳＲ、リッチ
積分量ＫＩＲはＲＡＭ４３に記憶されたデータであり空
燃比フィードバック制御定数と呼ばれ、空燃比補正係数
ＦＡＦを補正して空燃比が目標空燃比になるように制御
するためのものである。図３の（Ｂ）に示すように、リ
ーンスキップ量ＲＳＬは、上流側Ｏ₂ センサの出力信号
から空燃比がリーンからリッチに反転されたときに空燃
比をリーン側にスキップして補正するためのＦＡＦの補
正量である。リーン積分量ＫＩＬは、上流側Ｏ₂ センサ
の出力信号から空燃比がリッチのままであると判別され
たときに空燃比をリーン側に積分して補正するためのＦ
ＡＦの補正量である。リッチスキップ量ＲＳＲは、上流
側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリッチからリーン
に反転されたときに空燃比をリッチ側にスキップして補
正するためのＦＡＦの補正量である。リッチ積分量ＫＩ
Ｒは、上流側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリーン
のままであると判別されたときに空燃比をリッチ側に積
分して補正するためのＦＡＦの補正量である。

【００２０】図４の（Ａ）は下流側Ｏ₂ センサの出力信
号に基づいて空燃比フィードバック制御定数ＲＳＲを演
算するサブフィードバック制御ルーチンのフローチャー
トである。このルーチンは所定時間例えば数ｍｓ〜数ｓ
毎に実行される。まずサブフィードバック開始条件を判
定する。例えばステップ１２０１では始動時であるか否
か、ステップ１１０２では機関の暖機が終了したか否
か、ステップ１１０３では図３の（Ａ）で説明したメイ
ンフィードバック制御ルーチンの条件が成立しているか
否かを判別し、すなわち始動時でなく、暖機が完了し、
フューエルカット中でないときにのみステップ１２０２
に進み、ＲＡＭ４３に記憶されたフューエルカット復帰
後カウンタＣＦＣのカウント値が所定値αより大か否か
を判別し、ＹＥＳのときはステップ１２０３へ進み、Ｎ
Ｏのときはこの処理ルーチンを終了する。このフューエ
ルカット復帰後カウンタＣＦＣは、フューエルカット直
後における触媒コンバータ１５の影響により下流側Ｏ₂
センサの出力が安定しないので数秒〜数分経過後にサブ
フィードバック制御を実行するようにするためのもので
ある。ステップ１２０３では下流側Ｏ₂ センサのアナロ
グ出力電圧を読み取る。次に、ステップ１２０４へ進
み、読み取った下流側Ｏ₂ センサの出力電圧と機関の空
燃比がリッチか否かを判別する基準電圧０．４〜０．６
Ｖとを比較し、読み取った電圧が基準電圧より高いとき
はリッチと判別しステップ１２０５へ進み、基準電圧以
下のときはリーンと判別しステップ１２０８へ進む。ス
テップ１２０５では、リーンからリッチへの反転か否か
を判別し、ＹＥＳのときはステップ１１０６へ、ＮＯの
ときはステップ１１０７へそれぞれ進む。ステップ１２
０８では、リッチからリーンへの反転か否かを判別し、
ＹＥＳのときはステップ１２０９へ、ＮＯのときはステ
ップ１２１０へそれぞれ進む。ステップ１２０６では空
燃比フィードバック制御定数の補正量である空燃比制御
定数補正量ＲＳｒｓｒＬをリッチスキップ量ＲＳＲから
減算し、ステップ１２０７では空燃比制御定数補正量Ｋ
ＩｒｓｒＬをリッチスキップ量ＲＳＲから減算し、ステ
ップ１２０９では空燃比制御定数補正量ＲＳｒｓｒＲを
リッチスキップ量ＲＳＲに加算し、ステップ１２１０で
は空燃比制御定数補正量ＫＩｒｓｒＲをリッチスキップ
量ＲＳＲに加算し、それぞれステップ１２１１へ進み、
更新されたリッチスキップ量ＲＳＲのデータをＲＡＭ４
３に記憶すると共に、ＲＳＲ＋ＲＳＬを一定とするため
に、所定値β（β＝ＲＳＲ＋ＲＳＬ）から更新されたリ
ッチスキップ量ＲＳＲを減算して新たなリーンスキップ
量ＲＳＬを求め、そのデータをＲＡＭ４３に記憶する。

【００２１】図４の（Ｂ）は空燃比制御定数補正量の説
明図である。前述のリッチスキップ量ＲＳＲに対する空
燃比制御定数補正量ＲＳｒｓｒＬ、ＫＩｒｓｒＬ、ＲＳ
ｒｓｒＲ、ＫＩｒｓｒＲは、ＲＡＭ４３に記憶されたデ
ータであり、本実施例では空燃比フィードバック制御定
数の１つであるリッチスキップ量ＲＳＲを補正して空燃
比が目標空燃比になるように制御するためのものであ
る。図４の（Ｂ）に示すように、ＲＳｒｓｒＬは、下流
側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリーンからリッチ
に反転されたときに空燃比をリーン側にスキップして補
正するためのＲＳＲの補正量である。ＫＩｒｓｒＬは、
下流側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリッチのまま
であると判別されたときに空燃比をリーン側に積分して
補正するためのＲＳＲの補正量である。ＲＳｒｓｒＲ
は、下流側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリッチか
らリーンに反転されたときに空燃比をリッチ側にスキッ
プして補正するためのＲＳＲの補正量である。ＫＩｒｓ
ｒＲは、下流側Ｏ₂ センサの出力信号から空燃比がリー
ンのままであると判別されたときに空燃比をリッチ側に
積分して補正するためのＲＳＲの補正量である。

【００２２】図５は空燃比学習ＫＧ制御ルーチンのフロ
ーチャートである。このルーチンは図３の（Ａ）のＦＡ
Ｆを演算するメインフィードバック制御ルーチンが終了
した後に開始する。まず学習制御条件が成立したか否か
を判定する。例えばステップ１３０１では、メインフィ
ードバック制御中であること、始動増量がないこと、暖
機増量がないこと、暖機終了（水温が８０°Ｃ以上な
ど）であることが全て成立したか否かを判別し、ＹＥＳ
のときはステップ１３０２へ進み、ＮＯのときはこのル
ーチンを終了する。ステップ１３０２では、予めＲＡＭ
４３に格納された吸入空気量に応じて分けられた運転領
域に対してＫＧ１〜ＫＧｉに分けた空燃比学習領域のマ
ップから今回の処理ルーチンの空燃比学習領域ＫＧｉを
求める。ステップ１３０３では、ＦＡＦの平均値のデー
タＦＡＦＡＶを１から減算したデータをΔＦＡＦとして
算出してＲＡＭ４３に記憶する。ステップ１３０４で
は、ΔＦＡＦが予めＲＡＭ４３に格納されたガード値
α、βの内、αより大きくかつβより小さいか否かを判
別し、ＹＥＳのときはこのルーチンを終了し、ＮＯのと
きはステップ１３０５へ進む。ステップ１３０５では、
ΔＦＡＦが正か負かを判別し、負と判別されたときはス
テップ１３０６へ、正と判別されたときはステップ１３
０７へそれぞれ進む。ステップ１３０６では、ＫＧｉに
所定値Δｋｇｉを減算し、ステップ１３０７では、ＫＧ
ｉに所定値Δｋｇｉを加算し、それぞれステップ１３０
８へ進み、算出したデータをＲＡＭ４３に記憶する。な
お、このΔｋｇｉのデータも空燃比学習領域ＫＧｉに対
応して予めＲＡＭ４３に格納されている。

【００２３】図６は空燃比フィードバック制御定数の学
習制御ルーチンのフローチャートである。このルーチン
は図４の（Ａ）の空燃比フィードバック制御定数ＲＳＲ
を演算するサブフィードバック制御ルーチンが終了した
後または所定時間毎に開始する。本実施例においては空
燃比フィードバック制御定数としてリッチスキップ量Ｒ
ＳＲを用いるので、ＲＳＲに関してのみ説明する。まず
制御条件成立か否かを判定する。例えばステップ１４０
１では、サブフィードバック制御中であること、始動増
量がないこと、暖機増量がないこと、暖機終了（水温が
８０°Ｃ以上など）であることが全て成立したか否かを
判別し、ＹＥＳのときはステップ１４０２へ進み、ＮＯ
のときはこのルーチンを終了する。ステップ１４０２で
は、初期値０の制御定数学習値ＲＳＲＧと今回処理時の
ＲＳＲの大小判別すなわちＲＳＲＧ＜ＲＳＲを行い、Ｎ
Ｏのときはステップ１４０３へＹＥＳのときはステップ
１４０４へそれぞれ進む。ステップ１４０３では予めＲ
ＡＭ４３に格納された所定値ａを減算し、ステップ１４
０３では所定値ａを加算する。ステップ１４０５では、
算出結果のＲＳＲＧをＲＡＭ４３に記憶し、このルーチ
ンを終了する。

【００２４】図７はパージ濃度学習ＦＧＰＧ制御ルーチ
ンのフローチャートである。このルーチンは図３の
（Ａ）のＦＡＦを演算するメインフィードバック制御ル
ーチンが終了した後に開始する。ステップ１５０１で
は、メインフィードバック制御中であること、始動増量
がないこと、暖機増量がないこと、暖機終了（水温が８
０°Ｃ以上など）であることが全て成立したか否かを判
別し、ＹＥＳのときはステップ１５０３へ進み、ＮＯの
ときはこのルーチンを終了する。ステップ１５０３で
は、ＦＡＦの今回と前回のスキップ値の平均値のデータ
ＦＡＦＡＶを１から減算したデータをΔＦＡＦとして算
出してＲＡＭ４３に記憶する。ステップ１５０４では、
ΔＦＡＦが予めＲＡＭ４３に格納されたガード値α’、
β’の内、α’より大きくかつβ’より小さいか否かを
判別し、ＹＥＳのときはこのルーチンを終了し、ＮＯの
ときはステップ１５０５へ進む。ステップ１５０５で
は、ΔＦＡＦが正か負かを判別し、負と判別されたとき
はステップ１５０６へ、正と判別されたときはステップ
１５０７へそれぞれ進む。ステップ１５０６では、パー
ジ濃度ＦＧＰＧに所定値Δｆｇｐｇを減算し、ステップ
１５０７では、パージ濃度ＦＧＰＧに所定値Δｆｇｐｇ
を加算し、それぞれステップ１５０８へ進み、算出した
データをＲＡＭ４３に記憶する。なお、このパージ濃度
ＦＧＰＧに対する増量Δｆｇｐｇのデータは予めＲＡＭ
４３に格納されている。

【００２５】図８はパージ制御ルーチンのフローチャー
トである。パージ制御ルーチンは、デューティ制御弁２
１の駆動処理を実行するルーチンである。ステップ１６
０１では、パージ制御の実行条件、すなわちフューエル
カット中でなくかつ前述の空燃比学習条件が成立してい
るか否かを判別し、ＮＯのときはこのルーチンを終了
し、ＹＥＳのときはステップ１６０２へ進む。ステップ
１６０２では、その時の吸入空気量から最大パージ率を
求め、空燃比補正係数ＦＡＦがガード値の範囲内にある
か否か判別し、範囲内と判別されたときは例えば数％の
目標パージ率に所定値を加算し、範囲内にないと判別さ
れたら目標パージ率に所定値を減算して空燃比の変動を
防止する目標パージ率を算出する。ここで、最大パージ
率とは、デューティ制御弁２１が全開時のパージ量と吸
入空気量の比を言う。次にステップ１６０３では、デュ
ーティ制御弁２１のデューティ比を目標パージ率を最大
パージ率で除算して１００を乗算して求める。ステップ
１６０４では、求めたデューティ比でデューティ制御弁
２１をオンオフ制御してこのルーチンを終了する。

【００２６】図９は燃料噴射量演算ルーチンのフローチ
ャートである。所定クランク角毎、例えば３６０°ＣＡ
毎に実行される。ステップ１７０１では、ＲＡＭ４３よ
り吸入空気量データＱおよび機関の回転数のデータＮｅ
を読み出して基本噴射量ＴＰを求める。ステップ１７０
２では、ＲＡＭ４３より冷却水温データＴＨＷを読み出
し、ＲＡＭ４３に格納された１次元マップから暖機増量
値ＦＷＬを補間計算する。ステップ１７０３では、燃料
噴射時間ＴＡＵを次式により演算する。 ＴＡＵ＝ＴＰ（１＋α＋（ＦＡＦ−１）＋（ＫＧ−１）
＋ＦＰＧ）＋β ここで、ＦＰＧはパージ空燃比補正係数で、ＦＰＧ＝
（ＦＧＰＧ−１）×ＰＧＲから求められる。なお、ＦＧ
ＰＧパージ濃度、ＰＧＲはパージ率である。ステップ１
７０４では、演算結果の燃料噴射時間ＴＡＵだけ燃料噴
射弁を開弁する。

【００２７】図１０は第一発明の第一実施例のフローチ
ャートである。又、αは低温増量、βは無効噴射時間で
ある。ステップ１０１では、パージが実行中か否かを図
７で説明した条件が成立しているか否かを判別し、不成
立のときはステップ１０２へ進み、成立のときはステッ
プ１０３へ進む。あるいはデューティ制御弁２１のデュ
ーティ比が０％か否かを判別し、０％のときはステップ
１０２へ進み、０％でないときステップ１０３へ進む。
ステップ１０２では、図４の（Ａ）で説明したＲＳＲの
更新の制御ルーチンを禁止する。ステップ１０３では、
図４の（Ａ）で説明したＲＳＲの更新の制御ルーチンを
許可する。

【００２８】図１１は第一発明の第二実施例のフローチ
ャートである。ステップ１１１では、パージが実行中か
否かを図８で説明した条件が成立しているか否かを判別
し、成立のとき（パージオン）はステップ１１２へ進
み、不成立のとき（パージオフ）はステップ１１３へ進
む。あるいはデューティ制御弁２１のデューティ比が０
％か否かを判別し、０％でないときステップ１１２へ進
み、０％のときはステップ１１３へ進む。ステップ１１
２では、図４の（Ａ）で説明したＲＳＲの更新値補正係
数を読み込み、ＲＳＲの更新の制御ルーチンにおけるＲ
ＳｒｓｒＬ、ＫＩｒｓｒＬ、ＲＳｒｓｒＲ、ＫＩｒｓｒ
Ｒに係数ａ（ａ＜１）を乗算して補正する。ステップ１
１３では、その係数を１とする。すなわち図４の（Ａ）
で説明した通りにＲＳＲを更新する。

【００２９】図１２は第二発明の実施例のフローチャー
トである。ステップ２０１では、パージが実行中か否か
を図８で説明した条件が成立しているか否かで判別する
か、あるいはデューティ制御弁２１のデューティ比が０
か否かで判別し、そのパージ実行中か否かの判別結果を
記憶し、ステップ２０２へ進む。ステップ２０２では、
図５で説明した空燃比学習ＫＧが完了状態か未完了状態
かを判別しその状態を記憶後ステップ２０３へ進む。ス
テップ２０４では、図７で説明したパージ濃度学習ＦＧ
ＰＧが完了状態か未完了状態かを判別しその状態を記憶
後ステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、図示の
如きテーブルに従って、例えばパージが実行中で、ＫＧ
学習が完了状態で、ＦＧＰＧ学習が完了状態であれば、
ＲＳＲ更新値の補正係数ｂを読み込み、読み込んだ補正
係数ｂを図４の（Ａ）で説明した前回スキップ量ＲＳＲ
に対する増分ΔＲＳＲすなわちＲＳrsr Ｌ、ＫＩrsr
Ｌ、ＲＳrsr Ｒ、ＫＩrsr Ｒに乗算し、その乗算結果の
値を前回スキップ量ＲＳＲに加算して今回スキップ量Ｒ
ＳＲを算出し更新する。また図示するテーブルにおいて
ＲＳＲ更新値の補正係数は、０≦ｄ＜ｃ＜ｂ＜ａ≦１で
あり、すなわちパージが実行中でＫＧ学習もＦＧＰＧ学
習も未完了状態のときの補正係数ｄは最も小さく、パー
ジが実行中でなくＫＧ学習もＦＧＰＧ学習も未完了状態
のときおよびパージが実行中か否かに関わらずＫＧ学習
かＦＧＰＧ学習の何れか一方が完了状態のときの補正係
数ｃは２番目に小さく、パージが実行中でＫＧ学習もＦ
ＧＰＧ学習も完了状態のときの補正係数ｂは３番目に小
さく２番目に大きく、パージが実行中でなくＫＧ学習も
ＦＧＰＧ学習も完了状態のときの補正係数ａは最も大き
い。すなわち、ステップ２０４で判るようにパージが実
行中でなく、ＫＧ学習やＦＧＰＧ学習が完了状態の程、
このＲＳＲ更新値の補正係数は大きく設定され、通常の
パージが実行中でないときのスキップ量ＲＳＲの値に略
等しくなる。

【００３０】図１３は第三発明の実施例のフローチャー
トである。ステップ３０１では、図７で説明したパージ
濃度学習値ＦＧＰＧを読み込む。ステップ３０２では、
ＦＧＰＧに対して予め設定されたＲＳＲ更新値の補正係
数の図示するマップのデータを読み込み、読み取ったＲ
ＳＲ更新値の補正係数を、図４の（Ａ）で説明した前回
スキップ量ＲＳＲに対する増分ΔＲＳＲすなわちＲＳrs
r Ｌ、ＫＩrsr Ｌ、ＲＳrsr Ｒ、ＫＩrsr Ｒに、乗算
し、その乗算結果の値を前回スキップ量ＲＳＲに加算し
て今回スキップ量ＲＳＲを算出し更新する。図示の如く
ＲＳＲ更新値の補正係数は、ＦＧＰＧが濃いときは略０
であり、薄くなる程１に近づく。

【００３１】次に、パージガス導入により、サブフィー
ドバック制御による空燃比の補正が過補正されずに精度
よく補正される内燃機関の空燃比制御装置を提供する本
発明の他の実施例について図１４に示す本発明の他の実
施例のフローチャートを参照しつつ以下に説明する。こ
の実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、空燃比フィー
ドバック制御定数が、第一と第二の制御定数（例えばＲ
ＳＲ１とＲＳＲ２）からなり、パージ導入検出手段によ
りパージガスが導入中であると判別されたとき、第一制
御定数を固定し、第二制御定数のみを補正し、パージ導
入検出手段によりパージガスが導入中でないと検出され
たとき、第一制御定数と第二制御定数を共に補正する第
四制御定数補正手段をさらに備える。

【００３２】この実施例では空燃比フィードバック制御
定数としてのリッチスキップ量ＲＳＲにはＲＳＲ１とＲ
ＳＲ２の２つが設けられる。ステップ４０１では、パー
ジが実行中か否かを図８で説明した条件が成立している
か否かを判別し、不成立のときはステップ４０２へ進
み、成立のときはステップ４０３へ進む。あるいはデュ
ーティ制御弁２１のデューティ比が０％か否かを判別
し、０％のときはステップ４０２へ進み、０％でないと
きステップ４０３へ進む。ここでは図４の（Ａ）で説明
したＲＳＲをＲＳＲ１またはＲＳＲ２に置き換えて、図
４の（Ａ）のルーチンをＲＳＲ１およびＲＳＲ２のそれ
ぞれに対して行うものとする。ステップ４０２では、Ｒ
ＳＲ１の更新値補正係数をそのまま更新せず、ＲＳＲ２
の更新値補正係数のみを読み込み、ＲＳＲ２の更新の制
御ルーチンにおけるＲＳｒｓｒＬ、ＫＩｒｓｒＬ、ＲＳ
ｒｓｒＲ、ＫＩｒｓｒＲを補正しステップ４０６へ進
む。ステップ４０６では、ＲＳＲ＝ＲＳＲ２とする。ス
テップ４０３では、ＲＳＲ１とＲＳＲ２の更新値補正係
数を共に読み込み、図４の（Ａ）で説明したＲＳＲ１と
ＲＳＲ２の更新の制御ルーチンにおけるＲＳｒｓｒＬ、
ＫＩｒｓｒＬ、ＲＳｒｓｒＲ、ＫＩｒｓｒＲをそれぞれ
補正しステップ４０４へ進む。ステップ４０４では、パ
ージがオンからオフに切り換わったか否かを判別し、切
り換わったと判別されたときはステップ４０７へ進み、
切り換わってないと判別されたときはステップ４０５へ
進む。このパージがオンからオフに切り換わったか否か
の判別は、デューティ制御弁２１のデューティ比が０％
に変更されたか否かで行う。ステップ４０５では、αか
ら１を減算して新たなα値として更新しステップ４０７
へ進む。ステップ４０７では、次式に基づきＲＳＲを演
算してこのルーチンを終了する。 ＲＳＲ＝（ＲＳＲ１＋ＲＳＲ２×α）／（α＋１） ＲＳＲの値は、α＝５のとき、（１／５）ＲＳＲ１＋
（４／５）ＲＳＲ２で、α＝４のとき、（１／４）ＲＳ
Ｒ１＋（３／４）ＲＳＲ２で、α＝３のとき、（１／
３）ＲＳＲ１＋（２／３）ＲＳＲ２で、α＝２のとき、
（１／２）ＲＳＲ１＋（１／２）ＲＳＲ２で、α＝１の
とき、 ＲＳＲ１となる。

【００３３】上述した実施例の空燃比制御装置によれ
ば、パージオンのときはＲＳＲ２のみがリッチスキップ
の空燃比フィードバック制御定数ＲＳＲを求めるのに用
いられ、パージオンからオフに切り換わったときは最初
はＲＳＲ１を小さくＲＳＲ２を大きくＲＳＲに反映し、
徐々にＲＳＲ１を大きくＲＳＲ２を小さくＲＳＲに反映
し、最後にはＲＳＲ１のみを空燃比フィードバック制御
定数ＲＳＲを求めるのに用いる。また、ＲＳＲ１はパー
ジオン時のときには更新されず、ＲＳＲ２はパージオン
時でもオフ時でも更新される。従って空燃比フィードバ
ック制御定数ＲＳＲとして、パージオン時にはパージオ
ンオフに関係なく更新されるＲＳＲ２が用いられ、パー
ジオフ時にはパージオン時に更新されないＲＳＲ１が通
常使用され、パージオンからオフに切り換わった直後だ
けＲＳＲ２を用い、かつＲＳＲ１を徐々に使用するよう
にしたので、パージガスの導入によるサブフィードバッ
クの過補正を防止できる。

【００３４】上述した実施例の空燃比制御装置は、第四
制御定数補正手段により、パージ導入検出手段によりパ
ージガスが導入中であると判別されたとき、第一制御定
数（ＲＳＲ１）を固定し、第二制御定数（ＲＳＲ２）の
みを補正し、パージ導入検出手段によりパージガスが導
入中でないと検出されたとき、第一制御定数と第二制御
定数を共に補正するので、サブフィードバック制御によ
る空燃比の補正は、パージガスが導入中なとき程、微量
となり、過補正が防止され補正の精度が向上し、空燃比
は安定し、エミッション悪化がなくなる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明の内燃機
関の空燃比制御装置によれば、パージガスの導入による
影響をサブフィードバックが受けないようにしたので、
空燃比フィードバック制御の制御定数の補正精度が向上
し、排気ガスの浄化性の良いダブルＯ₂ センサシステム
による内燃機関の空燃比制御装置を提供できる。

【００３６】第２発明によれば、学習完了後に、空燃比
フィードバック制御定数の補正量を大きくするので、学
習の機会を増やすことのできる。

【００３７】第３発明によれば、パージ濃度に応じて学
習の機会増やすことのできる空燃比制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明の実施例の全体構成図である。

【図３】（Ａ）は上流側Ｏ₂ センサの出力信号に基づい
て空燃比補正係数ＦＡＦを演算するメインフィードバッ
ク制御ルーチンのフローチャートであり、（Ｂ）は空燃
比フィードバック制御定数の説明図である。

【図４】（Ａ）は下流側Ｏ₂ センサの出力信号に基づい
て空燃比フィードバック制御定数ＲＳＲを演算するサブ
フィードバック制御ルーチンのフローチャートであり、
（Ｂ）は空燃比制御定数補正量の説明図である。

【図５】空燃比学習ＫＧ制御ルーチンのフローチャート
である。

【図６】空燃比フィードバック制御定数の学習制御ルー
チンのフローチャートである。

【図７】パージ濃度学習ＦＧＰＧ制御ルーチンのフロー
チャートである。

【図８】パージ制御ルーチンのフローチャートである。

【図９】燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１０】第一発明の第一実施例のフローチャートであ
る。

【図１１】第一発明の第二実施例のフローチャートであ
る。

【図１２】第二発明の実施例のフローチャートである。

【図１３】第三発明の実施例のフローチャートである。

【図１４】他の実施例のフローチャートである。

【符号の説明】

１…機関 ５…吸気マニホルド ６…排気マニホルド ７…サージタンク １１…スロットル弁 １２…燃料噴射弁 １３…吸気ポート １５…触媒コンバータ １６…キャニスタ １９…パージ通路 ２１…デューティ制御弁 ２３…吸気通路 ２５…ディストリビュータ ３１…第一空燃比センサ（上流側Ｏ₂ センサ） ３２…第二空燃比センサ（下流側Ｏ₂ センサ） ３３…クランク角センサ ４０…電子制御ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の排気通路内に設けられた触媒コン
   バータの上流と下流に配設された第一と第二の２つの空
   燃比センサの各出力信号に基づいて該機関の気筒内へ供
   給される混合気の空燃比が目標空燃比となるようにフィ
   ードバック制御定数を演算し、該フィードバック制御定
   数に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量算出手段
   を備え、該機関の燃料タンクからの蒸発燃料を一時貯蔵
   するキャニスタから制御弁を介して該機関の吸気系へパ
   ージガスを導入する内燃機関の空燃比制御装置におい
   て、 前記パージガスが前記機関の吸気系へ導入されているか
   否かを検出するパージ導入検出手段と、 前記第二空燃比センサの出力信号に応じて空燃比フィー
   ドバック制御定数を演算する制御定数演算手段と、 前記パージ導入検出手段により前記パージガスが導入さ
   れていると判別されたとき、前記制御定数演算手段によ
   り演算された空燃比フィードバック制御定数を所定値以
   下に補正する第一制御定数補正手段と、を備えたことを
   特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 空燃比補正係数のガード値を越えた前記
   機関の空燃比の変動を吸収するように前記燃料噴射量を
   補正する空燃比学習補正係数を算出する空燃比学習制御
   手段と、 前記パージガスの導入により生じる空燃比補正係数の基
   準値からのずれ量に基づいてパージ濃度を算出するパー
   ジ濃度算出手段と、 該パージ濃度算出手段に基づき、前記空燃比の変動を吸
   収するように前記燃料噴射量を補正するパージ濃度学習
   補正係数を算出するパージ濃度学習制御手段と、 前記空燃比学習制御手段と前記パージ濃度学習制御手段
   の少なくとも一方の学習が完了したか否かを判別する学
   習完了判別手段と、 該学習完了判別手段により該学習が完了されていると判
   別されたときには該学習が完了されていないと判別され
   たときより前記空燃比フィードバック制御定数を大きく
   補正する第二制御定数補正手段と、をさらに備えた請求
   項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 前記パージガスの導入により生じる空燃
   比補正係数の基準値からのずれ量に基づいてパージ濃度
   を算出するパージ濃度算出手段と、 該パージ濃度算出手段により算出された該パージ濃度が
   濃い程、前記空燃比フィードバック制御定数を小さく補
   正する第三制御定数補正手段と、をさらに備えた請求項
   １に記載の内燃機関の空燃比制御装置。