JPH08193537A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料噴射停止機能を備える燃料噴射制御装置に
おいて、三元触媒による高い浄化能力を得る。 【構成】内燃機関１の排気系には排気ガス中の有害物質
を除去する三元触媒１３が配設されると共に、内燃機関
１への混合気の空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆセンサ
２６が配設されている。ＥＣＵ３１内のＣＰＵ３２は、
Ａ／Ｆセンサ２６による空燃比が目標空燃比になるよう
燃料噴射弁７による燃料噴射量をフィードバック制御す
ると共に、機関運転状態に基づく所定の条件下において
燃料噴射を停止させる（燃料カット）。また、ＣＰＵ３
２は、燃料カット時に三元触媒１３に吸着される酸素量
を算出すると共に、空燃比濃化時において三元触媒１３
より脱離される酸素量を算出する。さらに、ＣＰＵ３２
は、燃料カットからフィードバック制御への移行時にお
いて、吸着酸素量から脱離酸素量を減算した値に基づ
き、一時的に目標空燃比をリッチ側に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射停止機能を
有する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の内燃機関の燃料噴射制
御装置では、空燃比センサにより検出された空燃比が目
標空燃比に一致するよう内燃機関への燃料噴射量がフィ
ードバック制御される。また、減速時等のトルク不要時
には燃料噴射弁による燃料噴射が一時的に停止される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような燃料噴射の
停止機能を有する制御装置では、燃費改善が実現される
一方で、燃料噴射停止に伴う空燃比の乱れや排気系に配
設された三元触媒への悪影響を生ずるおそれがあり、従
来よりそれら諸問題を打開するための技術が要望されて
いる。

【０００４】つまり、燃料噴射停止を行う場合には吸入
空気がそのまま排気系に流れ、三元触媒にはＯ₂ （酸
素）が吸着される。この場合、燃料噴射停止からフィー
ドバック制御への復帰時において空燃比を理論空燃比に
収束させていても、三元触媒に過多量のＯ₂ が吸着され
ていることにより三元触媒の浄化能力が大幅に低下する
という問題を招く。すなわち、過剰なＯ₂ により排気ガ
スの有害成分（主に窒素酸化物ＮＯX ）の浄化機能が損
なわれ、三元触媒の浄化機能の低下に伴い大気中に有害
成分を排出してしまうおそれがあった。特に、燃料噴射
の復帰後に加速要求がなされると空燃比がリーン側に乱
れ、三元触媒の浄化機能の回復が大きく遅れるおそれが
あった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目してな
されたものであって、その目的とするところは、三元触
媒による高い浄化能力を得ることができる内燃機関の燃
料噴射制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、図１４に示すように、内
燃機関Ｍ１の排気系に設置され、排気ガス中の有害物質
を除去するための三元触媒Ｍ２と、前記内燃機関Ｍ１に
供給される混合気の空燃比を検出する空燃比センサＭ３
と、前記内燃機関Ｍ１に燃料を噴射供給するための燃料
噴射弁Ｍ４と、前記空燃比センサＭ３による空燃比が目
標空燃比になるように前記燃料噴射弁Ｍ４による燃料噴
射量を制御する空燃比制御手段Ｍ５と、機関運転状態に
基づく所定の条件下において前記燃料噴射弁Ｍ４による
燃料噴射を停止させる燃料噴射停止手段Ｍ６とを備えた
内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射停
止手段Ｍ６による燃料噴射停止時に前記三元触媒Ｍ２に
吸着される酸素量を算出する吸着酸素量算出手段Ｍ７
と、前記燃料噴射停止手段Ｍ６による燃料噴射停止から
前記空燃比制御手段Ｍ５による空燃比制御への移行時
に、前記吸着酸素量算出手段Ｍ７により算出された吸着
酸素量に基づき一時的に空燃比をリッチ側に設定する空
燃比濃化手段Ｍ８とを備えることを要旨としている。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記吸着酸素量算出手段Ｍ７は、前
記燃料噴射停止手段Ｍ６による燃料噴射停止時における
前記内燃機関Ｍ１への吸入空気量若しくは燃料噴射停止
時間に基づき三元触媒Ｍ２の吸着酸素量を算出するよう
にしている。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記空燃比濃化手段Ｍ８によ
る空燃比濃化時において前記三元触媒Ｍ２より脱離され
る酸素量を算出する脱離酸素量算出手段を備え、空燃比
濃化手段Ｍ８は、吸着酸素量算出手段Ｍ７による吸着酸
素量から脱離酸素量算出手段による脱離酸素量を減算し
た値に基づき、空燃比の濃化を行うようにしている。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記空燃比センサＭ３は、空燃比を
リニアに検出するリニア空燃比センサであり、前記脱離
酸素量算出手段は、空燃比センサＭ３の検出結果に基づ
き三元触媒Ｍ２から脱離される酸素量を算出するように
している。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれかに記載の発明において、前記空燃比濃化手段
Ｍ８は、吸着酸素量算出手段Ｍ７による吸着酸素量に応
じて、空燃比濃化の度合を変更するようにしている。

【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の発明において、前記吸着酸素量算出
手段Ｍ７により算出された前記三元触媒Ｍ２の吸着酸素
量が三元触媒Ｍ２に対する酸素の飽和吸着量に達した場
合、当該吸着酸素量を飽和吸着量にてホールドするよう
にしている。

【００１２】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載の発明において、前記三元触媒Ｍ２の劣化状態を検出
し、該検出された劣化状態に基づき前記飽和吸着量を更
新する飽和吸着量更新手段を備えて構成している。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、空燃比制御手
段Ｍ５は空燃比センサＭ３により検出された空燃比が目
標空燃比になるように燃料噴射弁Ｍ４による燃料噴射量
を制御する。燃料噴射停止手段Ｍ６は、機関運転状態に
基づく所定の条件下において燃料噴射弁Ｍ４による燃料
噴射を停止させる。また、吸着酸素量算出手段Ｍ７は、
燃料噴射停止手段Ｍ６による燃料噴射停止時に三元触媒
Ｍ２に吸着される酸素量を算出する。空燃比濃化手段Ｍ
８は、燃料噴射停止手段Ｍ６による燃料噴射停止から空
燃比制御手段Ｍ５による空燃比制御への移行時に、吸着
酸素量算出手段Ｍ７により算出された吸着酸素量に基づ
き一時的に空燃比をリッチ側に設定する。

【００１４】すなわち、所定の条件下で燃料噴射が停止
されると、吸入空気がそのまま排気系の三元触媒Ｍ２を
通過し、吸入空気中の酸素が三元触媒Ｍ２に吸着する。
この場合、燃料噴射停止から空燃比制御への移行後に
は、三元触媒Ｍ２に吸着した過多量の酸素により排気ガ
ス中の有害成分（主にＮＯX ）の浄化が不十分になると
いう問題が生じる。しかし、本構成によれば、燃料噴射
停止から空燃比制御への移行時には一時的に空燃比がリ
ッチ側に設定されるため、三元触媒Ｍ２に吸着された酸
素が迅速に脱離される。その結果、燃料噴射停止の終了
後における三元触媒Ｍ２の速やかな機能回復が図られ、
高い浄化率が確保される。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、吸着酸素
量算出手段Ｍ７は、燃料噴射停止手段Ｍ６による燃料噴
射停止時における内燃機関Ｍ１への吸入空気量若しくは
燃料噴射停止時間に基づき三元触媒Ｍ２の吸着酸素量を
算出する。つまり、燃料噴射停止時における吸入空気量
が多いほど、又は燃料噴射停止時間が長いほど、三元触
媒Ｍ２に吸着される酸素量が増える。従って、吸入空気
量又は燃料噴射停止時間に基づく三元触媒Ｍ２の吸着酸
素量を求めさらに該吸着酸素量に応じて空燃比の濃化を
行うことにより、適度な空燃比のリッチ化が実現され
る。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、脱離酸素
量算出手段は、空燃比濃化手段Ｍ８による空燃比濃化時
において三元触媒Ｍ２より脱離される酸素量を算出す
る。空燃比濃化手段Ｍ８は、吸着酸素量算出手段Ｍ７に
よる吸着酸素量から脱離酸素量算出手段による脱離酸素
量を減算した値に基づき、空燃比の濃化を行う。この場
合、燃料噴射停止の終了後における三元触媒Ｍ２の酸素
吸着状態が随時監視され、吸着酸素量が略「０」になっ
た時点で空燃比の濃化を確実に終了させることができ
る。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、空燃比セ
ンサＭ３は、空燃比をリニアに検出する。脱離酸素量算
出手段は、空燃比センサＭ３の検出結果に基づき三元触
媒Ｍ２から脱離される酸素量を算出する。この場合、脱
離酸素量が精度良く求められる。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、空燃比濃
化手段Ｍ８は、吸着酸素量算出手段Ｍ７による吸着酸素
量に応じて、空燃比濃化の度合を変更する。この場合、
吸着酸素量が大きいほど空燃比をリッチ側に大きくずら
すようにすれば、三元触媒Ｍ２の迅速な機能回復が実現
される。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、吸着酸素
量算出手段Ｍ７により算出された三元触媒Ｍ２の吸着酸
素量が三元触媒Ｍ２に対する酸素の飽和吸着量に達した
場合、当該吸着酸素量が飽和吸着量にてホールドされ
る。つまり、三元触媒Ｍ２の酸素吸着能力には限界があ
り、その限界状態では吸着酸素量が所定値で飽和する。
この場合、飽和状態では吸着酸素量算出手段Ｍ７により
算出される吸着酸素量を飽和吸着量でホールドすること
により、過剰な空燃比の濃化の実施が防止される。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、飽和吸着
量更新手段は、三元触媒Ｍ２の劣化状態を検出し、該検
出された劣化状態に基づき飽和吸着量を更新する。つま
り、三元触媒Ｍ２が劣化すると排気成分の吸着能力や浄
化性能が悪化し、それに伴い酸素の飽和吸着量の変化す
る。従って、三元触媒Ｍ２の劣化状態に応じて飽和吸着
量を随時更新することにより、空燃比の濃化レベルが適
正に調整される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を説明す
る。図１は本実施例における内燃機関の燃料噴射制御装
置が設けられた内燃機関とその周辺機器の概略器構図で
ある。

【００２２】図１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ている。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) が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及び吸
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（吸気温Ｔam）を、吸気圧センサ２２はスロッ
トルバルブ４の下流側の吸入空気の圧力（吸気圧ＰＭ）
をそれぞれ検出する。また、前記スロットルバルブ４に
は同バルブ４の開度（スロットル開度ＴＨ）を検出する
ためのスロットルセンサ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
号を出力すると共に、スロットルバルブ４が略全開であ
ることを検出するアイドルスイッチ（アイドルＳＷ）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内の冷却水の温度（冷却水温Ｔh
w）を検出する。前記ディストリビユータ１０には内燃
機関１の回転数（機関回転数Ｎｅ）を検出するための回
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、すなわち７２０°ＣＡ毎に等間隔で
２４個のパルス信号を出力する。

【００２４】さらに、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酸素
濃度に応じて、広域で且つリニアな空燃比λ信号を出力
するＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）２６が設けられてい
る。また、三元触媒１３の下流側には、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Ｖ
ＯＸ２を出力するＯ₂ センサ２７が設けられている。

【００２５】内燃機関１の運転を制御する電子制御装置
（以下、ＥＣＵという）３１は、ＣＰＵ（中央処理装
置）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）３４、バックアップＲＡＭ
３５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、ＥＣＵ３１
は、入力ポート３６を介して前記各センサから吸気温Ｔ
am、吸気圧ＰＭ、スロットル開度ＴＨ、冷却水温Ｔhw、
機関回転数Ｎｅ、空燃比信号等を入力して、それらの各
値に基づいて燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉｇ等の制御
信号を算出し、さらに、それら制御信号を出力ポート３
７を介して燃料噴射弁７及び点火回路９等にそれぞれ出
力する。なお、本実施例では、ＣＰＵ３２により空燃比
制御手段、燃料噴射停止手段、吸着酸素量算出手段、空
燃比濃化手段及び脱離酸素量算出手段が構成されてい
る。

【００２６】次に、上記の如く構成される燃料噴射制御
装置の作用を図２〜図７を用いて説明する。なお、図２
〜図６はいずれもＣＰＵ３２により実行される制御プロ
グラムを示すフローチャートであり、図２の処理は４ｍ
ｓ周期で、図３の処理は３２ｍｓ周期でそれぞれ実行さ
れる。図４〜図６の処理はＴＤＣ信号の入力に従い所定
順序で実行される。また、図７は燃料カット時及び空燃
比濃化時における動作をより具体的に示すタイミングチ
ャートである。

【００２７】本作用を略述すれば、ＣＰＵ３２は主要な
処理として、空燃比を目標空燃比（理想空燃比）に一致
させるよう燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比
フィードバック処理と、機関運転状態に基づく所定の条
件下で燃料噴射を停止させる燃料カット処理と、燃料カ
ットの終了時において一時的に空燃比を濃化（リッチ
化）させる空燃比濃化処理とを実施する。これらの処理
は、「フィードバック制御フラグＸＦＢ」、「燃料カッ
トフラグＸＦＣ」及び「空燃比濃化フラグＸＥrich」の
各フラグにて管理されており、ＸＦＢ＝１の期間（例え
ば、図７の時間ｔ２以前及び時間ｔ４以降）では空燃比
フィードバック制御が実行され、ＸＦＣ＝１の期間（例
えば、図７の時間ｔ２〜ｔ３）では燃料カットが実行さ
れ、さらに、ＸＥrich＝１の期間（例えば、図７の時間
ｔ４〜ｔ５）では空燃比の濃化処理が実行される。

【００２８】また、空燃比フィードバック処理から燃料
カット処理へ移行する際、又は燃料カット処理から空燃
比濃化処理へ移行する際には、後続の処理を所定時間だ
け遅らせるディレイ時間が設定されている。つまり、空
燃比フィードバック処理から燃料カット処理へ移行する
際には「ディレイカウンタＣＤFC」によるディレイ時間
（例えば、図７の時間ｔ１〜ｔ２）がセットされ、燃料
カット処理から空燃比フィードバック処理へ移行する際
には「ディレイカウンタＣＤFB」によるディレイ時間
（例えば、図７の時間ｔ３〜ｔ４）がセットされる。

【００２９】そして、上記処理を具体的に実行すべく図
２のフローチャートでは燃料カットフラグＸＦＣが設定
され、図３及び図４のフローチャートではディレイカウ
ンタＣＤFC，ＣＤFBがカウントされる。また、図５のフ
ローチャートでは燃料カット時及び空燃比濃化時におけ
る三元触媒１３の吸着酸素量が算出され、図５のフロー
チャートでは燃料噴射量ＴＡＵが演算される。以下、図
２〜図６に示すフローチャートの内容を詳細に説明す
る。

【００３０】図２のフローチャートにおいて、ＣＰＵ３
２は、先ずステップ１０１でいま燃料カットフラグＸＦ
Ｃに「１」がセットされているか否かを判別する。通常
の空燃比フィードバック状態ではステップ１０１が否定
判別され（ＸＦＣ＝０）、ＣＰＵ３２はステップ１０２
に進む。そして、ＣＰＵ３２は、ステップ１０２，１０
３で燃料カットの実行条件を判別する。

【００３１】すなわち、ＣＰＵ３２は、ステップ１０２
でアイドルＳＷ＝オンであるか否かを判別し、ステップ
１０３で機関回転数Ｎｅが燃料カット実行を判定するた
めの所定回転数（本実施例では、１４００ｒｐｍ）を超
えているか否かを判別する。この場合、ステップ１０
２，１０３のいずれかが否定判別されれば、ＣＰＵ３２
は燃料カットの実行条件が不成立であるとしてステップ
１０４に進み、ディレイカウンタＣＤFCを「０」にクリ
アして本ルーチンを終了する。

【００３２】また、ステップ１０２，１０３が共に肯定
判別されれば、ＣＰＵ３２は燃料カットの実行条件が成
立したとしてステップ１０５に進む。ＣＰＵ３２は、ス
テップ１０５でディレイカウンタＣＤFCのカウント値が
「０」であるか否かを判別する。この場合、当初はＤＣ
FC＝０であるためステップ１０５が肯定判別され、ＣＰ
Ｕ３２はステップ１０６に進む。そして、ＣＰＵ３２
は、ステップ１０６でディレイカウンタＣＤFCを「１」
にして本ルーチンを終了する。

【００３３】また、ＣＤFC＝１の設定後は、ステップ１
０５が否定判別され、ＣＰＵ３２はステップ１０７でデ
ィレイカウンタＣＤFCのカウント値が所定の判定値ＣＫ
１（例えば、０．５秒に相当するカウント値）を超える
か否かを判別する。ここで、ディレイカウンタＣＤFC
は、図３に示すルーチンにてカウントされる。詳しく
は、ＣＰＵ３２は図３のステップ２０１でＣＤFC＝０で
あるか否かを判別し、ＣＤFC＝０であればそのまま本ル
ーチンを終了する。また、ＣＤFC≠０であれば、ＣＰＵ
３２はステップ２０２でディレイカウンタＣＤFCを
「１」インクリメントして本ルーチンを終了する。つま
り、前記図２のステップ１０６においてＣＤFC＝１が設
定された後は、図３の処理が実行される毎に（３２ｍｓ
毎に）ディレイカウンタＣＤFCが「１」ずつカウントア
ップされる。

【００３４】そして、ＣＤFC≦ＣＫ１となって図２のス
テップ１０７が否定判別される場合には、ＣＰＵ３２は
そのまま図２のルーチンを終了する。また、ＣＤFC＞Ｃ
Ｋ１となってステップ１０７が肯定判別される場合に
は、ＣＰＵ３２はステップ１０８に進み、燃料カットフ
ラグＸＦＣを「１」に、フィードバック制御フラグＸＦ
Ｂを「０」に、ディレイカウンタＣＤFCを「０」にして
本ルーチンを終了する。

【００３５】一方、上記の如く燃料カットフラグＸＦＣ
に「１」がセットされると、前記ステップ１０１が肯定
判別される。従って、ＣＰＵ３２はステップ１０９に進
み、機関回転数Ｎｅが燃料カット終了を判定するための
所定回転数（本実施例では、１０００ｒｐｍ）未満であ
るか否かを判別する。また、ＣＰＵ３２は、ステップ１
１０でアイドルＳＷがオンであるか否かを判別する。

【００３６】この場合、機関回転数Ｎｅが１０００ｒｐ
ｍ以上で且つアイドルＳＷ＝オンであれば（ステップ１
０９がＮＯ且つステップ１１０がＹＥＳの場合）、ＣＰ
Ｕ３２はそのまま本ルーチンを終了する。また、機関回
転数Ｎｅが１０００ｒｐｍ未満であるか又はアイドルＳ
Ｗ＝オフであれば（ステップ１０９がＹＥＳ又はステッ
プ１１０がＮＯの場合）、ＣＰＵ３２はステップ１１１
で燃料カットフラグＸＦＣを「０」に、ディレイカウン
タＣＤFBを「１」にして本ルーチンを終了する。

【００３７】ここで、ディレイカウンタＣＤFBは図４に
示すルーチンにてカウントアップされるカウンタであ
り、その処理を説明する。前述したようにＣＰＵ３２は
ＴＤＣ信号の入力に同期して図４のルーチンをスタート
し、ＣＰＵ３２は先ずステップ３０１でＣＤFB＝０であ
るか否かを判別する。ＣＤFB＝０であれば、ＣＰＵ３２
はそのまま本ルーチンを終了する。また、ＣＤFB≠０で
あれば、すなわち前述した図２のステップ１１１でＣＤ
FB＝１が設定されていれば、ＣＰＵ３２はステップ３０
２に進み、ディレイカウンタＣＤFBを「１」インクリメ
ントする。

【００３８】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ３０３で
ディレイカウンタＣＤFBのカウント値が所定の判定値Ｃ
Ｋ２（例えば、３０カウント）に達したか否かを判別す
る。そして、ディレイカウンタＣＤ２が判定値ＣＫ２に
達すると、ＣＰＵ３２はステップ３０４に進み、空燃比
濃化フラグＸＥrichを「１」に、フィードバック制御フ
ラグＸＦＢを「１」に、ディレイカウンタＣＤFBを
「０」にして、本ルーチンを終了する。

【００３９】一方、図５の吸着酸素量算出ルーチンにお
いて、ＣＰＵ３２は、先ずステップ４０１で燃料カット
フラグＸＦＣに「１」がセットされているか否か（燃料
カット実行中であるか否か）を判別する。ＸＦＣ＝１で
あれば、ＣＰＵ３２はステップ４０２に進み燃料カット
実行中に三元触媒１３に吸着した酸素量（以下、吸着酸
素量ＳＭＯ₂ という）を算出する。吸着酸素量ＳＭＯ₂
(mol) は次の数式１から算出される。

【００４０】

【数１】ＳＭＯ₂ ＝排出空気量×酸素濃度×体積重量変
換係数／モル換算係数（＝32ｇ） ここで、排出空気量は吸入空気量に相応する値であり、
その値は機関回転数Ｎｅ及び吸気圧ＰＭより算出される
（＝Ｎｅ×ＰＭ×係数）。また、燃料カット中は排気ガ
スが空気になるため、酸素濃度は、空気中に占める酸素
割合（＝約２０％）に一致する。

【００４１】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ４０３で
吸着酸素量ＳＭＯ₂ が予め設定されている飽和吸着量Ｏ
ST以下であるか否かを判別する。吸着酸素量ＳＭＯ₂ が
飽和吸着量ＯST以下であれば（ＳＭＯ₂ ≦ＯST）、ＣＰ
Ｕ３２はそのまま本ルーチンを終了する。また、吸着酸
素量ＳＭＯ₂ が飽和吸着量ＯSTを超えていれば（ＳＭＯ
₂ ＞ＯST）、ＣＰＵ３２はステップ４０４で上記算出さ
れた吸着酸素量ＳＭＯ ₂ を飽和吸着量ＯSTにてホールド
して本ルーチンを終了する。つまり、上述の飽和吸着量
ＯSTは、三元触媒１３がリーン側に飽和状態になったと
きのＯ₂ を対象とした最大吸着量に相当する。従って、
ＳＭＯ₂ ＞ＯSTの場合には、排気ガス中の酸素はそれ以
上、三元触媒１３に吸着されることなく下流側に流れる
ことになり、吸着酸素量ＳＭＯ₂ は飽和吸着量ＯSTでホ
ールドされる。

【００４２】一方、前記ステップ４０１が否定判別され
れば（燃料カット中でない場合）、ＣＰＵ３２はステッ
プ４０５に進み、空燃比濃化フラグＸＥrichが「１」に
セットされているか否か、すなわち空燃比濃化中である
か否かを判別する。ＸＥrich＝１であれば、ＣＰＵ３２
はステップ４０６で三元触媒１３から脱離した酸素量
（以下、脱離酸素量ＰＧＯ₂ という）を算出する。この
脱離酸素量ＰＧＯ₂ (mol) は次の数式２にて算出され
る。

【００４３】

【数２】ＰＧＯ₂ ＝排出空気量×酸素濃度の脱離相当量
×体積重量変換係数／モル換算係数（＝32ｇ） ここで、酸素濃度の脱離相当量は、Ａ／Ｆセンサ２６に
より検出された空燃比λから算出され（＝λ×係数）、
その値は実際の空燃比λに略比例した値として算出され
る。

【００４４】さらに、ＣＰＵ３２は、続くステップ４０
７でそれまでの吸着酸素量ＳＭＯ₂から上記ステップ４
０６にて算出した脱離酸素量ＰＧＯ₂ を減算し、その減
算された値を新たな吸着酸素量ＳＭＯ₂ とする。すなわ
ち、このときの吸着酸素量ＳＭＯ₂ が三元触媒１３に残
留している酸素量に相当する。

【００４５】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ４０８で
吸着酸素量ＳＭＯ₂ が「０」近傍の所定値Ｓ0 未満であ
るか否かを判別する。このとき、吸着酸素量ＳＭＯ₂ が
所定値Ｓ0 以上であれば（ＳＭＯ₂ ≧Ｓ0 ）、ＣＰＵ３
２は未だ空燃比の濃化が必要であるとみなしてそのまま
本ルーチンを終了する。また、吸着酸素量ＳＭＯ₂ が所
定値Ｓ0 未満であれば（ＳＭＯ₂ ＜Ｓ0 ）、ＣＰＵ３２
は空燃比の濃化が不要になったとみなしてステップ４０
９に進み、空燃比濃化フラグＸＥrichを「０」にクリア
して本ルーチンを終了する。

【００４６】また、ステップ４０５が否定判別された場
合（ＸＥrich＝０の場合）には、ＣＰＵ３２はステップ
４１０に進み、吸着酸素量ＳＭＯ₂ を「０」にクリアし
て本ルーチンを終了する。

【００４７】図６に示す燃料噴射量算出ルーチンでは、
ＣＰＵ３２は先ずステップ５０１で燃料カットフラグＸ
ＦＣが「０」にクリアされているか否かを判別し、ＸＦ
Ｃ＝１であればステップ５０２に進む。そして、ＣＰＵ
３２は、ステップ５０２で燃料カットを実行すべく燃料
噴射量ＴＡＵを「０」に設定した後、本ルーチンを終了
する。

【００４８】また、ＸＦＣ＝０であれば、ＣＰＵ３２は
ステップ５０３に進み、基本噴射量Ｔｐを算出する。こ
の基本噴射量Ｔｐは例えばＲＯＭ３３に予め記憶されて
いる噴射量マップを用い、その時の機関回転数Ｎｅ及び
吸気圧ＰＭに応じて算出される。さらに、ＣＰＵ３２
は、ステップ５０４でフィードバック制御フラグＸＦＢ
に「１」がセットされているか否かを判別し、ＸＦＢ＝
０であればステップ５０９でフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを「１．０」に固定する。

【００４９】また、ＸＦＢ＝１であればＣＰＵ３２はス
テップ５０５に進み、空燃比濃化フラグＸＥrichに
「１」がセットされているか否かを判別する。このと
き、ＸＥrich＝０であれば、ＣＰＵ３２はステップ５０
６に進み、目標空燃比λTGを「１．０」（理想空燃比）
とする。また、ＸＥrich＝１であれば、ＣＰＵ３２はス
テップ５０７に進み、目標空燃比λTGを「０．９９５」
とする。つまり、空燃比濃化フラグＸＥrichが「１」に
セットされている場合には、目標空燃比λTGが理想空燃
比に対して０．５％リッチ側に設定されることになる。

【００５０】その後、ＣＰＵ３２は、ステップ５０８で
次の数式３を用いてフィードバック補正係数ＦＡＦを算
出する。なお、このフィードバック補正係数ＦＡＦの設
定については、特開平１−１１０８５３号公報に開示さ
れている。

【００５１】

【数３】

【００５２】但し、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、Ｋ1 〜Ｋn+1は最適フィードバッ
クゲイン、ＺＩ（ｋ）は積分項、Ｋa は積分定数であ
る。フィードバック補正係数ＦＡＦの算出後、ＣＰＵ３
２は、ステップ５１０で水温，電気負荷等の各種補正係
数ＦＡＬＬを算出する。さらに、ＣＰＵ３２はステップ
５１１で次の数式４を用いて燃料噴射量ＴＡＵを算出し
て本ルーチンを終了する。

【００５３】

【数４】ＴＡＵ＝Ｔｐ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ 次いで、図７のタイミングチャートを用いて燃料カット
時及び空燃比濃化時における動作をより具体的に説明す
る。なお、図７において時間ｔ１はアイドルＳＷがオン
になる時間、時間ｔ２〜ｔ３は燃料カットが実行される
期間、時間ｔ４〜ｔ５が燃料カット後に空燃比濃化処理
が実行される期間を示す。

【００５４】さて時間ｔ１では空燃比フィードバック制
御が実行されており、この時間ｔ１でアイドルＳＷがオ
ンになると、ディレイカウンタＣＤFCが「０」から動き
だす（但し、Ｎｅ＞１４００ｒｐｍである）。そして、
同カウンタＣＤFCのカウント値が所定の判定値ＣＫ１に
達する時間ｔ２では、燃料カットフラグＸＦＣが「１」
にセットされると共にフィードバック制御フラグＸＦＢ
が「０」にクリアされる（図２のステップ１０８の処
理）。このとき、空燃比フィードバック制御が停止され
て燃料カットが開始される。なお、ディレイカウンタＣ
ＤFCが判定値ＣＫ１に達する前にアイドルＳＷがオフに
なる場合には直ちに同カウンタＣＤFCが「０」にクリア
される（図２のステップ１０４の処理）。つまり、一時
的にアイドルＳＷがオンになった場合等には燃料カット
が実施されない。

【００５５】そして、時間ｔ３で機関回転数Ｎｅが所定
回転数（１０００ｒｐｍ）まで低下すると、燃料カット
フラグＸＦＣが「０」にクリアされる（図２のステップ
１１１の処理）。すなわち、時間ｔ２〜ｔ３の期間は燃
料カットが実行され、同期間において空燃比がリーン側
に大きく偏る。また、燃料カット中は、吸入空気が気筒
を抜けてそのまま排気管１２側に流れ、該吸入空気中の
酸素が三元触媒１３に吸着する。この三元触媒１３に吸
着する酸素の量は、吸着酸素量ＳＭＯ₂ として逐次算出
される（図５のステップ４０２の処理）。

【００５６】また、時間ｔ３では、ディレイカウンタＣ
ＤFBが「０」から動きだし、同カウンタＣＤFBのカウン
ト値が所定の判定値ＣＫ２に達する時間ｔ４にて空燃比
濃化フラグＸＥrich及びフィードバック制御フラグＸＦ
Ｂが「１」にセットされる（図４のステップ３０４の処
理）。このとき、燃料カット終了からフィードバック開
始までに所定のディレイ時間が設定されているため、Ａ
／Ｆセンサ２６が実際の空燃比の変化よりも遅れて出力
されることがあってもその際のフィードバック制御の過
補正が防止される。

【００５７】そして、時間ｔ４にて空燃比フィードバッ
ク制御が再開されると、空燃比濃化フラグＸＥrichが
「１」にセットされているため目標空燃比λTGが所定値
だけリッチ側にずらされる（図６のステップ５０７の処
理）。この場合、空燃比がリッチ側にずれることによ
り、三元触媒１３に吸着されている酸素成分は徐々に反
応し消費される。

【００５８】時間ｔ４以降、空燃比の濃化により消費さ
れる酸素の量が脱離酸素量ＰＧＯ₂として逐次算出さ
れ、それまでの吸着酸素量ＳＭＯ₂ から脱離酸素量ＰＧ
Ｏ₂ を減算した値が最新の吸着酸素量ＳＭＯ₂ となる
（図５のステップ４０６，４０７の処理）。そして、吸
着酸素量ＳＭＯ₂ が略「０」にまで減少する時間ｔ５で
は、空燃比濃化フラグＸＥrichが「０」にクリアされ
（図５のステップ４０８，４０９の処理）、以降、通常
の空燃比フィードバックが実施される。

【００５９】なお、空燃比の濃化度合は、理想空燃比に
対して０．５〜２．０％程度リッチ側の所定値で設定す
るのが望ましい。すなわち、この範囲を超えて濃化度合
を設定すると三元触媒１３の単位面積・時間当たりのリ
ッチ成分が増え過ぎてしまい、三元触媒１３に酸素が残
留しているにもかかわらずリッチ成分の浄化が困難にな
るおそれがあるが、空燃比の濃化度合が上記範囲内
（０．５〜２．０％）であれば三元触媒１３からのＯ₂
の脱離とリッチ成分の浄化とが共に実現できる。

【００６０】以上詳述したように本実施例の燃料噴射制
御装置では、燃料カットにより吸入空気中の酸素が三元
触媒１３に吸着しても、燃料カットからフィードバック
制御への移行時において上記三元触媒１３の吸着酸素が
迅速に脱離される。従って、従来の制御装置のように燃
料カット時に三元触媒１３に吸着した過多量の酸素によ
り排気ガス中の有害成分（主にＮＯX ）の浄化が不十分
になるという問題を招くことはなく、燃料カット後にお
ける三元触媒１３の速やかな機能回復を図り、高い浄化
率を確保することができる。また、従来より懸念されて
いた燃料カット直後の急加速時においても、三元触媒１
３の速やかな機能回復により適切な排気成分の浄化を実
現することができる。

【００６１】さらに、本実施例では、内燃機関１への吸
入空気量に基づき、燃料カット時における三元触媒１３
の吸着酸素量ＳＭＯ₂ を算出した（数式１）。また、Ａ
／Ｆセンサ２６により検出されるリニアな空燃比検出結
果に基づき、空燃比濃化時における三元触媒１３の脱離
酸素量ＰＧＯ₂ を算出した（数式２）。それにより、空
燃比の濃化を適度に実施することができるという効果が
得られる。つまり、吸着酸素量ＳＭＯ₂ は吸入空気量に
比例するため、本実施例によれば吸着酸素量ＳＭＯ₂ を
より正確に把握することができる。また、広域で且つリ
ニアな空燃比検出結果を用いることにより三元触媒１３
からの酸素脱離状態が精度良く監視できる。そして、こ
れら吸着酸素量ＳＭＯ₂ ，脱離酸素量ＰＧＯ₂ の監視結
果に基づき空燃比の濃化を実施することにより、適度な
空燃比濃化を実現することができる。この実施例は請求
項２〜４に記載の発明に相当する。

【００６２】さらに、本実施例では、三元触媒１３の吸
着酸素量ＳＭＯ₂ がＯ₂ の飽和吸着量ＯSTに達した場
合、当該吸着酸素量ＳＭＯ₂ を飽和吸着量ＯSTにてホー
ルドするようにした。つまり、三元触媒１３の酸素吸着
能力には限界があり、その限界状態では吸着酸素量が飽
和する。この場合、飽和状態ではＣＰＵ３２により算出
される吸着酸素量ＳＭＯ₂ を飽和吸着量ＯSTでホールド
することにより、過剰な空燃比の濃化を防止することが
できる。この実施例は請求項６に記載の発明に相当す
る。

【００６３】一方、三元触媒１３は劣化に伴い排気成分
の吸着能力や浄化性能が変化するため、上記図５のステ
ップ４０３，４０４に示す飽和吸着量ＯSTは経時的に変
化する。そこで、飽和吸着量ＯSTの学習処理について以
下に説明する。なお、図８〜図１１は共にＣＰＵ３２が
実行する制御プログラムであり、図８は学習開始判定ル
ーチン、図９はＡ／Ｆ変動制御ルーチン、図１０は飽和
判定ルーチン、図１１は飽和吸着量算出ルーチンを示
す。また、図１２は飽和吸着量ＯSTの学習時におけるＯ
₂ センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２及び目標空燃比λTGを
示すタイミングチャートである。なお、ＣＰＵ３２は、
図示しない車両の車速センサの検出信号を用い、その検
出信号に基づいて車両が２０００ｋｍ走行する毎に、図
８〜図１１に示す各ルーチンによる飽和吸着量ＯSTの学
習処理を実行する。

【００６４】先ず、ＣＰＵ３２は、図８に示す学習開始
判定ルーチンのステップ６０１でＸＦＢ＝１且つＸＥri
ch＝０であるか否か、すなわちフィードバック制御中で
あり且つ空燃比濃化時でないか否かを判別する。そし
て、ステップ６０１がＹＥＳであれば、ＣＰＵ３２はス
テップ６０２で機関運転状態が定常状態であるか否かを
判別する。この場合、機関回転数Ｎｅや吸気圧ＰＭが略
一定値であれば定常状態であると判別される。なお、Ｏ
₂ センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が所定の許容範囲内に
収束しているか否かを上記判定に加えることもできる。

【００６５】ステップ６０２がＹＥＳであれば、ＣＰＵ
３２は続くステップ６０３で学習実行フラグＸＯＳＴＧ
がクリアされてから（ＸＯＳＴＧ＝１→０の変化時か
ら）所定のインターバル時間Ｔが経過したか否かを判別
し、このインターバル時間Ｔを経過すると、ステップ６
０４で学習実行フラグＸＯＳＴＧに「１」をセットして
本ルーチンを終了する。また、ステップ６０１〜６０３
のいずれかがＮＯの場合には、ＣＰＵ３２はステップ６
０５に進み、学習実行フラグＸＯＳＴＧを「０」にクリ
アして本ルーチンを終了する。

【００６６】また、上記学習開始判定ルーチンにより学
習実行フラグＸＯＳＴＧがセットされると、ＣＰＵ３２
は、図９に示すＡ／Ｆ変動制御ルーチンのステップ７０
１を肯定判別する。そして、ＣＰＵ３２は、ステップ７
０２で補正実行カウンタＴCが予め設定されたリッチ補
正時間ＴR を超えるか否か、すなわちリッチ補正時間Ｔ
R が経過したか否かを判別する。ステップ７０２がＮＯ
であれば、ＣＰＵ３２はステップ７０３に進み、目標空
燃比λTGを予め設定されたリッチ目標空燃比λRTとす
る。その後、ＣＰＵ３２は、ステップ７０４で補正実行
カウンタＴC を「１」インクリメントして本ルーチンを
終了する。つまり、図１２のタイミングチャートに示す
ように、時間ｔ１１からリッチ補正時間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（なお、詳述はし
ないが、時間ｔ１１は飽和吸着量ＯSTの学習開始当初に
おける初期条件成立のタイミングを示す）。

【００６７】そして、ステップ７０２がＹＥＳになる
と、ＣＰＵ３２はステップ７０５に進み、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 を加算した値を超えるか否か、つま
り、リッチ補正時間ＴR の経過後にさらにリーン補正時
間ＴL が経過したか否かを判別する。ステップ７０５が
ＮＯであれば、ＣＰＵ３２はステップ７０６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７０４で補正実行カウンタＴC を「１」インクリ
メントした後、本ルーチンを終了する。つまり、図１２
のタイミングチャートに示すように、リーン補正時間Ｔ
L 経過する時間ｔ１２になるまで、目標空燃比λTGが理
論空燃比λ＝１よりもリーン側のリーン目標空燃比λLT
に保持される。本実施例では、理論空燃比λ＝１に対す
るリッチ目標空燃比λRTのズレ幅及びλ＝１に対するリ
ーン目標空燃比λLTのズレ幅が等しく、またリッチ補正
時間ＴR 及びリーン補正時間ＴL が等しい。従って、リ
ッチ側の補正（ステップ７０３）により三元触媒１３に
吸着されたＣＯやＨＣは、それに続くリーン側の補正
（ステップ７０６）により略完全に脱離され、空燃比は
理論空燃比λ＝１付近に速やかに回復する。

【００６８】そして、リーン補正時間ＴL が経過する
と、ステップ７０５がＹＥＳとなり、ＣＰＵ３２はステ
ップ７０７で学習実行フラグＸＯＳＴＧを「０」にクリ
アして、本ルーチンを終了する。

【００６９】一方、前記学習開始判定ルーチンにより学
習実行フラグＸＯＳＴＧがセットされると、ＣＰＵ３２
は、図１０に示す飽和判定ルーチンのステップ８０１を
肯定判別する。そして、ＣＰＵ３２はステップ８０２に
進み、前記図９のステップ７０３における目標空燃比λ
TG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を超え
たか否かを判別する。ＶＯＸ２≦ＶSLのときには、ＣＰ
Ｕ３２は何ら処理を行わず、ＶＯＸ２＞ＶSLのときには
ステップ８０３で飽和判定フラグＸＯＳＴＯＶに「１」
をセットして本ルーチンを終了する。ここで、飽和判定
レベルＶSLとは、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超えて
三元触媒１３から排出され始めるときに、Ｏ₂ センサ２
７が出力する出力電圧ＶＯＸ２に相当し、該出力電圧Ｖ
ＯＸ２のリッチ側許容値を超える値である。

【００７０】さらに、前記Ａ／Ｆ変動制御ルーチンによ
り学習実行フラグＸＯＳＴＧがクリアされると（図９の
ステップ７０７）、ＣＰＵ３２は、このＡ／Ｆ変動制御
ルーチンが１サイクル分完了したとして、図１１に示す
飽和吸着量算出ルーチンのステップ９０１を肯定判別す
る。そして、ＣＰＵ３２は、ステップ９０２で飽和判定
フラグＸＯＳＴＯＶに「１」がセットされているか否か
を判別する。ＸＯＳＴＯＶ＝０であれば、前回のＡ／Ｆ
変動制御ルーチンの実行によって三元触媒１３は吸着限
界を超えなかったとして、ＣＰＵ３２はステップ９０３
に進む。ＣＰＵ３２は、ステップ９０３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。このように、前記Ａ／Ｆ変動制御ル
ーチンのリッチ化で三元触媒１３の吸着限界に至らない
場合には、リッチ補正時間ＴR 及びリーン補正時間ＴL
が延長され、次回、図９のＡ／Ｆ変動制御ルーチンが実
行される時には延長化された補正時間ＴR ，ＴL を用い
て目標空燃比λTGのリッチ化及びリーン化が実施される
（図１２の時間ｔ１３〜１４）。

【００７１】その後、目標空燃比λTGのリッチ化及びリ
ーン化に伴いＯ₂ センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が飽和
判定レベルＶSLを超えると（図１２の時間ｔ１５）、飽
和判定フラグＸＯＳＴＯＶがセットされ（図１０のステ
ップ８０２，８０３）、ＣＰＵ３２は図１１のステップ
９０２からステップ９０４に進む。ＣＰＵ３２は、ステ
ップ９０４で次の数式５に従い現時点での三元触媒１３
の飽和吸着量ＯSTを算出する。

【００７２】

【数５】ＯST＝物質濃度×ＱA ×ＴR ここで、物質濃度とは、図１３に示すように空燃比λに
応じて定まる排気ガス中の有害成分の含有割合である。
周知のように排気ガス中の成分としては、空燃比λがリ
ーン側に偏った場合にはＮＯX ，Ｏ₂ が増大し、リッチ
側に偏った場合にはＣＯ，ＨＣが増大するが、この図１
３では物質濃度をＯ₂ を基準にして定めているため、リ
ーン側ではＯ₂ の過剰分を表して物質濃度は正の値とし
て設定され、リッチ側ではＣＯやＨＣにより要求される
Ｏ₂ の不足分を表して物質濃度は負の値として設定され
る。本処理の場合、物質濃度としては、予め設定された
リッチ目標空燃比λRTに対する「ＭR 」が選択され、こ
の物質濃度ＭR と、機関回転数Ｎｅ及び吸気圧ＰＭより
算出された吸入空気量ＱA との積は、単位時間当たりの
Ｏ₂ 導入量を表すことになる。

【００７３】以上の如く三元触媒１３の飽和吸着量ＯST
を更新することにより、その飽和吸着量ＯSTは三元触媒
１３の劣化状態に相応した値となる。従って、前述した
図５の吸着酸素量算出ルーチンにおけるステップ４０
３，４０４の吸着酸素量ＳＭＯ ₂ のガード処理を上記更
新後の飽和吸着量ＯSTを用いて行うことにより、さらに
高精度な空燃比制御が実現できる。

【００７４】本実施例によれば、三元触媒１３の劣化状
態に応じて飽和吸着量ＯSTを随時更新することにより、
空燃比の濃化レベルを適正に調整することができる。な
お、この実施例は請求項７に記載の発明に相当し、上述
した一連の飽和吸着量ＯSTの学習処理により飽和吸着量
更新手段が構成されている。

【００７５】また、三元触媒１３の劣化状態を検出する
手法としては、当該三元触媒１３の浄化率を求め、その
浄化率を基に検出する方法を用いることもできる（例え
ば、特開平３−２５３７１４号公報の「触媒の浄化率検
出装置」）。すなわち、この検出方法によれば、三元触
媒の上流側及び下流側にそれぞれＯ₂ センサが設けられ
ており、空燃比がリッチからリーンに変動したときの上
流側のＯ₂ センサの応答遅れ時間と下流側のＯ₂ センサ
の応答遅れ時間とから応答遅れ時間差を算出し、その応
答遅れ時間差に基づいて三元触媒の浄化率を算出してい
る。

【００７６】なお、本発明は上記実施例の他に次に示す
ように具体化することもできる。 （１）上記実施例では、燃料カット終了時における空燃
比濃化時に空燃比の濃化度合を一定値としたが（目標空
燃比λTG＝０．９９５）、この濃化度合を三元触媒１３
の酸素吸着レベルに応じて可変とすることもできる。例
えば、理想空燃比に対して０．５〜２．０％の範囲（目
標空燃比λTG＝０．９８〜０．９９５の範囲）内で多段
階に濃化度合を設定しておき、吸着酸素量ＳＭＯ₂ が多
いほど、目標空燃比λTGをリッチ側に大きくずらすよう
にする。具体的には、例えば吸着酸素量ＳＭＯ₂ 及び目
標空燃比λTGをパラメータとするマップを予め用意して
おき、空燃比濃化時にはこのマップを用いて目標空燃比
λTGを算出する。この場合、上記実施例よりもさらに迅
速に三元触媒１３の機能回復を果たすことができる。な
お、この実施例は請求項５に記載した発明に相当する。

【００７７】（２）上記実施例では、空燃比濃化時に
「ＳＭＯ₂ −ＰＧＯ₂ 」の演算を行うことにより三元触
媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ₂ を監視し、その酸素量ＳＭ
Ｏ₂ が略「０」に達するまで空燃比の濃化を実行した
が、この方法を変更してもよい。例えば燃料カット終了
時に空燃比のリッチ化時間を設定し、その時間内にて空
燃比の濃化を実行するようにしてもよい。具体的には、
上記実施例と同様に燃料カット時において酸素吸着量Ｓ
ＭＯ₂ を逐次積算し、燃料カット終了時にそれまで蓄積
された酸素量に対応するリッチ化時間をタイマにセット
する。その後、タイマのリッチ化時間の経過後に空燃比
濃化が終了される。この場合、脱離吸着量ＰＧＯ₂ の算
出処理を実施しないが、上記実施例と同様に本発明の目
的を達成することができる。

【００７８】（３）上記実施例では、吸入空気量に応じ
て燃料カット時における吸着酸素量ＳＭＯ₂ を算出した
が、燃料カット時の経過時間を計測し、この燃料カット
時間に応じて吸着酸素量ＳＭＯ₂ を算出するようにして
もよい。つまり、燃料カット時間が長いほど、三元触媒
１３に吸着される酸素量が増える。従って、燃料カット
時間に基づく三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ₂ を求め
さらに該吸着酸素量ＳＭＯ₂ に応じて空燃比の濃化を行
うことにより、適度な空燃比の濃化を実現することがで
きる。

【００７９】（４）上記実施例では、三元触媒１３への
Ｏ₂ の吸着度合を酸素量（吸着酸素量ＳＭＯ₂ 及び脱離
酸素量ＰＧＯ₂ ）に換算して求めたが、この方法を変更
してもよい。例えば、燃料カット時又は空燃比濃化時に
おいてＡ／Ｆセンサ２６により検出される空燃比λをそ
の都度積算し、その積算値を用いて酸素吸着量に相当す
る値を求めるようにしてもよい。この場合にも本発明の
目的を達成することができる。

【００８０】（５）上記実施例では、三元触媒１３の上
流側に空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆセンサ２６を設
け、該センサ２６の検出結果に用いて空燃比濃化を実現
したが、必ずしもリニア式の空燃比センサでなくとも本
発明を具体化することができる。つまり、他の実施例
（２）として上述したように脱離酸素量ＰＧＯ₂ の算出
処理を不要する場合には、図１のＯ₂ センサ２７と同タ
イプの空燃比センサのみを用いて制御装置を構成するこ
ともできる。

【００８１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、燃料噴
射停止に伴い三元触媒に吸着された酸素量に応じて空燃
比の濃化を実施することにより、該吸着された酸素を迅
速に除去することができ、三元触媒による高い浄化能力
を得ることができるという優れた効果を発揮する。

【００８２】請求項２に記載の発明によれば、吸入空気
量又は燃料噴射停止時間に基づく三元触媒の吸着酸素量
を求めさらに該吸着酸素量に応じて空燃比の濃化を行う
ことにより、適度な空燃比の濃化を実現することができ
る。

【００８３】請求項３に記載の発明によれば、燃料噴射
停止の終了後における三元触媒の酸素吸着状態を随時監
視することができ、吸着酸素量が略「０」になった時点
で空燃比の濃化を確実に終了させることができる。

【００８４】請求項４に記載の発明によれば、リニアに
空燃比検出結果を用いることで脱離酸素量を精度良く求
めることができる。請求項５に記載の発明によれば、吸
着酸素量が大きいほど空燃比をリッチ側に大きくずらす
ようにすれば、三元触媒の迅速な機能回復を実現するこ
とができる。

【００８５】請求項６，７に記載の発明によれば、吸着
酸素量を飽和吸着量でホールドすることにより、過剰な
空燃比の濃化の実施が防止される。また、三元触媒の劣
化状態に応じた空燃比の濃化を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における内燃機関の燃料噴射制御装置の
全体構成を示す図。

【図２】燃料カットフラグ設定ルーチンを示すフローチ
ャート。

【図３】ディレイカウンタＣＤFCのカウントルーチンを
示すフローチャート。

【図４】ディレイカウンタＣＤFBのカウントルーチンを
示すフローチャート。

【図５】吸着酸素量算出ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図６】燃料噴射量算出ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図７】燃料カット時及び空燃比濃化時における動作を
より具体的に示すタイミングチャート。

【図８】学習開始判定ルーチンを示すフローチャート。

【図９】Ａ／Ｆ変動制御ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１０】飽和判定ルーチンを示すフローチャート。

【図１１】飽和吸着量算出ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１２】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ミングチャート。

【図１３】空燃比から三元触媒の物質濃度を算出するた
めのマップ。

【図１４】クレームに対応するブロック図。

【符号の説明】

１…内燃機関、７…燃料噴射弁、１３…三元触媒、２６
…空燃比センサとしてのＡ／Ｆセンサ、３２…空燃比制
御手段，燃料噴射停止手段，吸着酸素量算出手段，空燃
比濃化手段，脱離酸素量算出手段，飽和吸着量更新手段
としてのＣＰＵ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気系に設置され、排気ガス中
   の有害物質を除去するための三元触媒と、 前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する空
   燃比センサと、 前記内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁
   と、 前記空燃比センサによる空燃比が目標空燃比になるよう
   に前記燃料噴射弁による燃料噴射量を制御する空燃比制
   御手段と、 機関運転状態に基づく所定の条件下において前記燃料噴
   射弁による燃料噴射を停止させる燃料噴射停止手段とを
   備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、 前記燃料噴射停止手段による燃料噴射停止時に前記三元
   触媒に吸着される酸素量を算出する吸着酸素量算出手段
   と、 前記燃料噴射停止手段による燃料噴射停止から前記空燃
   比制御手段による空燃比制御への移行時に、前記吸着酸
   素量算出手段により算出された吸着酸素量に基づき一時
   的に空燃比をリッチ側に設定する空燃比濃化手段とを備
   えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】前記吸着酸素量算出手段は、前記燃料噴射
   停止手段による燃料噴射停止時における前記内燃機関へ
   の吸入空気量若しくは燃料噴射停止時間に基づき三元触
   媒の吸着酸素量を算出する請求項１に記載の内燃機関の
   燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】前記空燃比濃化手段による空燃比濃化時に
   おいて前記三元触媒より脱離される酸素量を算出する脱
   離酸素量算出手段を備え、 前記空燃比濃化手段は、前記吸着酸素量算出手段による
   吸着酸素量から前記脱離酸素量算出手段による脱離酸素
   量を減算した値に基づき、空燃比の濃化を行う請求項１
   又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】前記空燃比センサは、空燃比をリニアに検
   出するリニア空燃比センサであり、 前記脱離酸素量算出手段は、前記空燃比センサの検出結
   果に基づき前記三元触媒から脱離される酸素量を算出す
   る請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】前記空燃比濃化手段は、前記吸着酸素量算
   出手段による吸着酸素量に応じて、空燃比濃化の度合を
   変更する請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
6. 【請求項６】前記吸着酸素量算出手段により算出された
   前記三元触媒の吸着酸素量が三元触媒に対する酸素の飽
   和吸着量に達した場合、当該吸着酸素量を飽和吸着量に
   てホールドする請求項１〜５に記載の内燃機関の燃料噴
   射制御装置。
7. 【請求項７】前記三元触媒の劣化状態を検出し、該検出
   された劣化状態に基づき前記飽和吸着量を更新する飽和
   吸着量更新手段を備える請求項６に記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。