JPH08246925A - エンジンの空燃比制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予測された制御範囲を越えて空燃比がリッチ
あるいはリーンに張り付いた場合にも、空燃比学習値を
運転状態に適合した値に的確且つ迅速に収束させてフィ
ードバック制御の停止を回避し、運転性能の悪化、排気
ガスエミッションの悪化を防止する。 【構成】 空燃比をリッチにする制御が設定時間以上継
続し、ＲＯ2センサにて空燃比がリーンであることが確
認されたときには、空燃比学習値ＫLRに設定値ＲＣＨを
加算してリッチ側に更新し、また、空燃比をリーンにす
る制御が設定時間以上継続し、ＲＯ2センサにて空燃比
がリッチであることが確認されたときには、空燃比学習
値ＫLRから設定値ＬＥＮを減算してリーン側に更新する
ことで、空燃比がストイキオに近づく方向に学習値を的
確且つ迅速に書き換え、空燃比フィードバック補正係数
の張り付きを解消してクローズループ制御を迅速に再開
させ、走行性能、排気ガス浄化性能を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒の上流側及び下流
側にそれぞれ空燃比センサを設け、両センサの出力によ
り空燃比を制御するエンジンの空燃比制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンの空燃比制御システム
においては、触媒上流側に設けた空燃比センサからの出
力によって空燃比をフィードバック制御するとともに、
吸入空気量センサ等の吸入空気量計測系やインジェクタ
等の燃料供給系の生産時のばらつき、あるいは経時変化
による空燃比のずれを迅速に補正するため、学習制御を
取入れている。

【０００３】すなわち、空燃比センサとしてのＯ2セン
サからの信号に基づいて演算された空燃比フィードバッ
ク補正係数の中心値からの偏差を空燃比学習値に反映さ
せ、且つ、この制御を繰り返して最終的に空燃比フィー
ドバック補正係数を理論空燃比近傍に制御することで、
運転状態が大きく変化した場合にも常に目標空燃比の状
態が保持されるようにしている。

【０００４】また、最近では、Ｏ2センサの出力特性の
ばらつき等に起因する制御精度の悪化を改善するため、
触媒の上流側と下流側とにそれぞれＯ2センサを設け、
両センサの出力により空燃比を制御する、いわゆるダブ
ルＯ2センサシステムを採用する場合があり、その先行
技術は、例えば、特開昭６３−５７８４２号公報に開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空燃比制御においては、キャニスタパージによる蒸発燃
料ガスの吸入等、空燃比が当初の予測範囲を越えてリッ
チあるいはリーンになった場合、空燃比フィードバック
補正係数が上限値あるいは下限値に張り付いてしまい、
フィードバック制御が停止して適切な空燃比への制御が
困難となり、運転性能の悪化、排気ガスエミッションの
悪化を招くおそれがあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、予測された制御範囲を越えて空燃比がリッチあるい
はリーンに張り付いた場合にも、空燃比学習値を運転状
態に適合した値に的確且つ迅速に収束させてフィードバ
ック制御の停止を回避し、運転性能の悪化、排気ガスエ
ミッションの悪化を防止することのできるエンジンの空
燃比制御方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒上流側の
第１の空燃比センサの出力と触媒下流側の第２の空燃比
センサの出力とに基づいて空燃比を制御するエンジンの
空燃比制御方法において、空燃比をリッチにする制御が
設定時間以上継続し、且つ、上記第２の空燃比センサで
空燃比リーンを検出したとき、該当する運転領域の空燃
比学習値をリッチにする側に更新し、空燃比をリーンに
する制御が設定時間以上継続し、且つ、上記第２の空燃
比センサで空燃比リッチを検出したとき、該当する運転
領域の空燃比学習値をリーンにする側に更新することを
特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明では、触媒上流側の第１の空燃比センサ
の出力と触媒下流側の第２の空燃比センサの出力とに基
づいて空燃比をリッチにする制御が設定時間以上継続
し、且つ、第２の空燃比センサで空燃比リーンを検出し
たとき、空燃比フィードバックが停止していると判断し
て該当する運転領域の空燃比学習値をリッチにする側に
更新し、また、空燃比をリーンにする制御が設定時間以
上継続し、且つ、第２の空燃比センサで空燃比リッチを
検出したとき、空燃比フィードバックが停止していると
判断して該当する運転領域の空燃比学習値をリーンにす
る側に更新する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１０】図面は本発明の一実施例を示し、図１及び
図２は空燃比学習ルーチンのフローチャート、図３は燃
料噴射量設定ルーチンのフローチャート、図４は空燃比
フィードバック補正係数設定ルーチンを示すフローチャ
ート、図５はスキップ補正量設定ルーチンのフローチャ
ート、図６はエンジン制御系の概略構成図、図７は電子
制御系の回路構成図である。

【００１１】図６において、符号１はエンジンであり、
図においては水平対向４気筒型エンジンを示す。このエ
ンジン１のシリンダヘッド２に形成された各吸気ポート
２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテ
ークマニホルド３にエアチャンバ４を介してスロットル
チャンバ５が連通され、このスロットルチャンバ５上流
側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられてい
る。

【００１２】また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７
の直下流に、ホットワイヤ式あるいはホットフィルム式
等の吸入空気量センサ８が介装され、さらに、上記スロ
ットルチャンバ５に設けられたスロットルバルブ５ａ
に、スロットル開度を検出するスロットル開度センサと
スロットルバルブ全閉でＯＮするアイドルスイッチとを
内蔵したスロットルセンサ９が連設されている。

【００１３】また、上記スロットルバルブ５ａの上流側
と下流側とを連通するバイパス通路１０に、アイドルス
ピードコントロール（ＩＳＣ）バルブ１１が介装され、
上記インテークマニホルド３の各気筒の各吸気ポート２
ａ直上流側に、インジェクタ１２が臨まされている。

【００１４】さらに、先端を燃焼室に露呈する点火プラ
グ１３ａが上記シリンダヘッド２の各気筒毎に取付けら
れ、上記点火プラグ１３ａに連設される点火コイル１３
ｂにイグナイタ１４が接続されている。

【００１５】上記インジェクタ１２は、燃料供給路１５
を介して燃料タンク１６に連通されており、この燃料タ
ンク１６内にはインタンク式の燃料ポンプ１７が設けら
れている。この燃料ポンプ１７からの燃料は、上記燃料
供給路１５に介装された燃料フィルタ１８を経て上記イ
ンジェクタ１２、プレッシャレギュレータ１９に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ１９から上記燃料タン
ク１６にリターンされて上記インジェクタ１２への燃料
圧力が所定の圧力に調圧される。

【００１６】また、上記燃料タンク１６の上部には、フ
ロートバルブからなるフューエルカットバルブ２０が設
けられ、このフューエルカットバルブ２０から蒸発燃料
ガス放出通路２１が延出されている。この蒸発燃料ガス
放出通路２１には、２個のボールバルブと２ウエイバル
ブとが内蔵されたロールオーババルブ２２が介装され、
活性炭等からなる吸着部を備えたキャニスタ２３に連通
されている。さらに、このキャニスタ２３は、リニアソ
レノイドバルブ等からなるキャニスタパージコントロー
ル（ＣＰＣ）バルブ２４を介して吸気系（上記スロット
ルバルブ５ａ全閉状態でスロットルバルブ５ａの直下流
位置）に連通されている。

【００１７】上記燃料タンク１６内で発生した蒸発燃料
は、上記フューエルカットバルブ２０により上記蒸発燃
料ガス放出通路２１への液体分の流入が阻止され、気体
分のみが上記蒸発燃料ガス放出通路２１へ放出される。
そして、上記蒸発燃料ガス放出通路２１へ放出された蒸
発燃料ガスの圧力が上記ロールオーババルブ２２内の２
ウエイバルブの設定圧を越えると、この２ウエイバルブ
を通って上記キャニスタ２３内の活性炭に吸着される。

【００１８】上記キャニスタ２３内に貯えられた蒸発燃
料ガスは、上記ＣＰＣバルブ２４を介して吸気系に導か
れ、エンジン１の燃焼室内に吸入される。尚、上記ＣＰ
Ｃバルブ２４は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ；図７
参照）４０からの駆動信号のデューティ比に応じて弁開
度が制御される。

【００１９】また、上記ロールオーババルブ２２は、万
一の場合の車輌横転に対して２個のボールバルブにより
上記燃料タンク１６からの燃料漏れを防止する安全装置
の役目を果たすと同時に、通常時は２ウエイバルブとし
て働き、上記燃料タンク１６の内圧が設定圧以上に高く
なると、蒸発燃料ガスを上記キャニスタ２３に解放し、
逆に、上記燃料タンク１６内が規定以上の負圧になる
と、上記キャニスタ２３から大気を上記燃料タンク１６
内に導き、タンク内圧を常に所定範囲内に保って上記燃
料タンク１６の変形を防止するようになっている。

【００２０】また、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａにノックセンサ２５が取付けられるとともに、この
シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通
路２６に冷却水温センサ２７が臨まされている。さら
に、上記シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに連通する
エグゾーストマニホルド２８の集合部に、第１の空燃比
センサとしてのフロントＯ2センサ（ＦＯ2センサ）２９
ａが臨まされ、このＦＯ2センサ２９ａの下流側にフロ
ント触媒コンバータ３０ａが介装されている。このフロ
ント触媒コンバータ３０ａの直下流にはリア触媒コンバ
ータ３０ｂが介装され、このリア触媒コンバータ３０ｂ
の下流側に、第２の空燃比センサとしてのリアＯ2セン
サ（ＲＯ2センサ）２９ｂが臨まされている。

【００２１】また、上記シリンダブロック１ａに支承さ
れたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ３１が軸
着され、このクランクロータ３１の外周に、所定のクラ
ンク角に対応する突起（あるいはスリット）を検出する
磁気センサ（電磁ピックアップ等）あるいは光センサ等
からなるクランク角センサ３２が対設されている。さら
に、上記シリンダヘッド２のカムシャフト１ｃにカムロ
ータ３３が連設され、このカムロータ３３に、同じく磁
気センサあるいは光センサ等からなる気筒判別用のカム
角センサ３４が対設されている。

【００２２】一方、図７において、符号４０は電子制御
装置（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡ
Ｍ４３、バックアップＲＡＭ４４、及び、Ｉ／Ｏインタ
ーフェース４５がバスライン４６を介して互いに接続さ
れたマイクロコンピュータを中心として構成され、その
他、安定化電圧を各部に供給する定電圧回路４７、上記
Ｉ／Ｏインターフェース４５の出力ポートからの信号に
よりアクチュエータ類を駆動する駆動回路４８、センサ
類からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器４９等の周辺回路が組み込まれている。

【００２３】上記定電圧回路４７は、ＥＣＵリレー５０
のリレー接点を介してバッテリ５１に接続され、このバ
ッテリ５１に、上記ＥＣＵリレー５０のリレーコイルが
イグニッションスイッチ５２を介して接続されている。
また、上記定電圧回路４７は、直接、上記バッテリ５１
に接続されており、上記イグニッションスイッチ５２が
ＯＮされてＥＣＵリレー５０のリレー接点が閉となった
とき、上記定電圧回路４７から各部へ電源が供給される
一方、上記イグニッションスイッチ５２のＯＮ，ＯＦＦ
に拘らず、常時、上記バックアップＲＡＭ４４にバック
アップ用の電源が供給される。

【００２４】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
入力ポートには、ノックセンサ２５、クランク角センサ
３２、カム角センサ３４、及び、車速センサ３５が接続
されるとともに、吸入空気量センサ８、スロットルセン
サ９、冷却水温センサ２７、ＦＯ2センサ２９ａ、及
び、ＲＯ2センサ２９ｂが上記Ａ／Ｄ変換器４９を介し
て接続され、さらに、このＡ／Ｄ変換器４９に上記バッ
テリ５１からの電圧ＶBが入力されてモニタされる。

【００２５】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェース４５の
出力ポートには、イグナイタ１４が接続されるととも
に、上記駆動回路４８を介して、ＩＳＣバルブ１１、イ
ンジェクタ１２、ＣＰＣバルブ２４、及び、図示しない
インストルメントパネルに配設され、各種警報を集中し
て表示するＭＩＬランプ５３が接続されている。

【００２６】上記ＲＯＭ４２には、エンジン制御プログ
ラムや各種の故障診断プログラム、、マップ類等の固定
データが記憶されており、また、上記ＲＡＭ４３には、
各センサ類、スイッチ類の出力信号を処理した後のデー
タ、及び上記ＣＰＵ４１で演算処理したデータが格納さ
れる。また、上記バックアップＲＡＭ４４には、後述す
る空燃比学習マップを初めとする各種制御用データ、自
己診断機能により検出した故障部位に対応するトラブル
データ等がストアされ、上記イグニッションスイッチ５
２がＯＦＦのときにもデータが保持される。

【００２７】尚、上記バックアップＲＡＭ４４のトラブ
ルデータは、ＥＣＵ４０にコネクタ５４を介して携帯型
故障診断装置であるシリアルモニタ６０を接続すること
で外部に読み出すことができる。このシリアルモニタ６
０は、本出願人が先に提出した特開平２−７３１３１号
公報に詳述されている。

【００２８】上記ＣＰＵ４１では上記ＲＯＭ４２に記憶
されている制御プログラムに従って、燃料噴射量、点火
時期、ＩＳＣバルブ１１の駆動信号のデューティ比、Ｃ
ＰＣバルブ２４の駆動信号のデューティ比等を演算し、
空燃比学習制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、
キャニスタパージ制御等の各種制御を行なう。

【００２９】この場合、空燃比フィードバック制御にお
いては、ＦＯ2センサ２９ａ及びＲＯ2センサ２９ｂから
の出力に基づく、ダブルＯ2センサシステムを採用し、
さらに、吸入空気量センサ等の吸入空気量計測系やイン
ジェクタ等の燃料供給系の生産時のばらつき、あるいは
経時変化による空燃比のずれ、及び、キャニスタパージ
の実行に伴う空燃比のずれを学習する学習制御を取り入
れている。

【００３０】以下、上記ＥＣＵ４０による空燃比制御に
ついて、図１〜図５のフローチャートに従って説明す
る。

【００３１】図３は、所定周期（所定時間）ごとに繰返
される燃料噴射量設定ルーチンであり、まず、ステップ
S101で、クランク角センサ３２の出力信号に基づくエン
ジン回転数ＮEと、吸入空気量センサ８の出力信号に基
づく吸入空気量Ｑとから、基本燃料噴射量（基本燃料噴
射パルス幅）Ｔp を算出し（Ｔp ＝Ｋ×Ｑ／ＮE；Ｋ…
インジェクタ特性補正定数）、ステップS102で、ＲＡＭ
４３の所定アドレスにストアされている空燃比フィード
バック補正係数ＬＡＭＢＤＡを読出す。

【００３２】次に、ステップS103へ進み、冷却水温セン
サ２７による冷却水温ＴW、スロットルセンサ９による
スロットル開度θ、アイドル出力などに基づいて、冷却
水温補正、加減速補正、全開増量補正、アイドル後増量
補正などに係わる各種増量分補正係数ＣＯＥＦを設定
し、ステップS104へ進む。

【００３３】ステップS104では、エンジン回転数ＮEと
基本燃料噴射量Ｔp とをパラメータとして、バックアッ
プＲＡＭ４４の空燃比学習値マップにストアされている
空燃比学習値ＫLRを検索し、補間計算により空燃比学習
補正係数ＫBLRCを設定する。そして、ステップS105で、
バッテリ５１の端子電圧ＶB に基づき、インジェクタ１
２の無効噴射時間を補間する電圧補正係数ＴS を設定す
る。

【００３４】その後、ステップS106へ進み、上記ステッ
プS101で算出した基本燃料噴射量Ｔpを、上記ステップS
102で読出した空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡ及び上記ステップS103で設定した各種増量分補正係
数ＣＯＥＦにより空燃比補正するとともに、上記ステッ
プS104で設定した空燃比学習補正係数ＫBLRCにより学習
補正し、さらに、上記ステップS105で設定した電圧補正
係数ＴS により電圧補正して最終的な燃料噴射量（燃料
噴射パルス幅）Ｔiを設定する（Ｔi←Ｔp ×ＣＯＥＦ×
ＫBLRC×ＬＡＭＢＤＡ＋ＴS ）。

【００３５】そして、ステップS107で、燃料噴射パルス
幅Ｔi をセットしてルーチンを抜ける。その結果、燃料
噴射パルス幅Ｔiの駆動パルス信号が所定タイミングで
該当気筒のインジェクタ１２に出力され、燃料噴射パル
ス幅Ｔi に相応する量の燃料が噴射される。

【００３６】この燃料噴射量設定ルーチンのステップS1
02における空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
は、図４の空燃比フィードバック補正係数設定ルーチン
によって設定され、また、ステップS104における空燃比
学習値ＫLRは、図１及び図２の空燃比学習ルーチンによ
ってバックアップＲＡＭ４４の空燃比学習マップに書き
込まれる。

【００３７】まず、図４の空燃比フィードバック補正係
数設定ルーチンについて説明する。このルーチンでは、
ステップS201で、フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御条件が
成立するか否かを調べる。例えば、冷却水温Ｔw が所定
値以下（例えば５０℃以下）のとき、エンジン回転数Ｎ
Eが設定回転数以上（例えば５２００ｒｐｍ 以上）のと
き、あるいは、基本燃料噴射量ＴPが設定値以上（スロ
ットル略全開領域）のときには、Ｆ／Ｂ制御条件不成立
と判別し、これ以外のとき、且つ、ＦＯ2 センサ２９ａ
及びＲＯ2センサ２９ｂが共に活性化しているとき（例
えば、各出力電圧が各々に対する設定値以上のとき）、
Ｆ／Ｂ制御条件成立と判別する。

【００３８】そして、上記ステップS201で空燃比フィー
ドバック制御条件不成立と判別されると、上記ステップ
S201からステップS202へ進んで、空燃比リーン側から空
燃比リッチ側への反転あるいは空燃比リッチ側から空燃
比リーン側への反転を判別するためのリッチ／リーン切
換判別フラグＦ１をクリアし（Ｆ１←０）、ステップS2
03で空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡをＬＡ
ＭＢＤＡ＝１．０に固定してルーチンを抜ける。その結
果、Ｆ／Ｂ制御条件不成立時にはオープンループ制御と
なる。

【００３９】一方、上記ステップS201でＦ／Ｂ制御条件
成立と判別されると、上記ステップS201からステップS2
04へ進んでＦＯ2センサ２９ａの出力電圧ＦＶＯ２を読
込み、この出力電圧ＦＶＯ２と所定のスライスレベルＦ
ＳＬとを比較して、現在、空燃比がリッチ側にあるかリ
ーン側にあるかを調べる。

【００４０】上記ステップS204で、ＦＶＯ２≧ＦＳＬで
あり空燃比がリッチ側と判別されると、上記ステップS2
04からステップS205へ進み、リッチ／リーン切換判別フ
ラグＦ１がセットされているか否かを調べる。このリッ
チ／リーン切換判別フラグＦ１は、空燃比リーン側から
空燃比リッチ側への反転で１→０となり、空燃比リッチ
側から空燃比リーン側への反転で０→１となる。

【００４１】従って、上記ステップS205で、Ｆ１＝１の
場合、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡは、
比例積分制御における比例成分によるプラス方向へのス
キップを経て積分成分による制御がなされ、空燃比がリ
ッチとなった状態であるので、上記ステップS205からス
テップS206へ進んで後述するスキップ補正量設定ルーチ
ン（図５参照）を実行し、ＲＯ2センサ２９ｂの出力電
圧ＲＶＯ２に基づいてスキップ量を補正するためのスキ
ップ補正量ＰＨＯＳを設定すると、ステップS207へ進
む。

【００４２】ステップS207では、ＦＯ2センサ２９ａの
出力電圧ＦＶＯ２とスライスレベルＦＳＬとの関係で設
定される比例成分ＰＵに、上記ステップ206で設定した
スキップ補正量ＰＨＯＳを加えた値をスキップ量とし
て、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡをマイ
ナス方向へスキップさせる（ＬＡＭＢＤＡ←ＬＡＭＢＤ
Ａ−(ＰＵ＋ＰＨＯＳ)）。

【００４３】また、上記ステップS205でＦ１＝０、すな
わち、すでに空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａに対してマイナス方向のスキップが実行されている場
合には、上記ステップS205からステップS208へ分岐し、
空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを、ＦＯ2
センサ２９ａの出力電圧ＦＶＯ２とスライスレベルＦＳ
Ｌとの関係で設定される積分成分ＩＵだけ小さくする
（ＬＡＭＢＤＡ←ＬＡＭＢＤＡ−ＩＵ）。

【００４４】すなわち、空燃比フィードバック補正係数
ＬＡＭＢＤＡは、触媒上流側のＦＯ2センサ２９ａによ
るフィードバック制御係数の比例成分を触媒下流側のＲ
Ｏ2センサ２９ｂの出力に基づいて補正するようになっ
ており、上記ステップS207あるいはステップ208で空燃
比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが設定される
と、ステップS209へ進み、空燃比フィードバック補正係
数ＬＡＭＢＤＡが下限値ＬＭＤＭＩＮ（例えば、ＬＭＤ
ＭＩＮ＝０．８）より小さいか否かを調べる。

【００４５】そして、ＬＡＭＢＤＡ≧ＬＭＤＭＩＮのと
きには、上記ステップS209からステップS211へジャンプ
してリッチ／リーン切換判別フラグＦ１をクリアし（Ｆ
１←０）、ルーチンを抜ける。また、ＬＡＭＢＤＡ＜Ｌ
ＭＤＭＩＮのときには、上記ステップS209からステップ
S210へ進み、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａを下限値ＬＭＤＭＩＮとし（ＬＡＭＢＤＡ←ＬＭＤＭ
ＩＮ）、前述のステップS211を経てルーチンを抜ける。

【００４６】一方、上記ステップS204で、ＦＶＯ２＜Ｆ
ＳＬのとき、すなわち空燃比がリーン側と判別される
と、上記ステップS204からステップS212へ進み、リッチ
／リーン切換判別フラグＦ１がクリアされているか否か
を調べる。

【００４７】上記ステップS212で、Ｆ１＝０、すなわ
ち、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが比例
成分によるマイナス方向へのスキップを経て積分成分に
より徐々に小さくされて空燃比がリーンになった状態の
場合、上記ステップS212からステップS213へ進んで後述
するスキップ補正量設定ルーチン（図５参照）を実行し
てスキップ補正量ＰＨＯＳを設定し、ステップS214で、
ＦＯ2センサ２９ａの出力に基づく比例成分ＰＵに上記
ステップ213で設定したスキップ補正量ＰＨＯＳを加え
た値をスキップ量として、空燃比フィードバック補正係
数ＬＡＭＢＤＡをプラス方向へスキップさせ（ＬＡＭＢ
ＤＡ←ＬＡＭＢＤＡ＋ＰＵ＋ＰＨＯＳ）、ステップS216
へ進む。

【００４８】また、上記ステップS212で、Ｆ１＝１、す
なわち、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡに
対し比例成分によるプラス方向のスキップが実行されて
いる場合、上記ステップS212からステップS215へ分岐し
て空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを、ＦＯ
2センサ２９ａの出力に基づく積分成分ＩＵだけ増加さ
せ（ＬＡＭＢＤＡ←ＬＡＭＢＤＡ＋ＩＵ）、ステップS2
16へ進む。

【００４９】そして、ステップS214あるいはステップS2
15からステップS216へ進むと、空燃比フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡが上限値ＬＭＤＭＡＸ（例えば、Ｌ
ＭＤＭＡＸ＝１．２）より大きいか否かを調べ、ＬＡＭ
ＢＤＡ≦ＬＭＤＭＡＸのとき、ステップS218へジャンプ
してリッチ／リーン切換判別フラグＦ１をセットし（Ｆ
１←１）、ルーチンを抜ける。また、ＬＡＭＢＤＡ＞Ｌ
ＭＤＭＡＸのときには、上記ステップS216からステップ
S217へ進み、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａを上限値ＬＭＤＭＡＸとし（ＬＡＭＢＤＡ←ＬＭＤＭ
ＡＸ）、前述のステップS218でリッチ／リーン切換判別
フラグＦ１をセットしてルーチンを抜ける。

【００５０】次に、上記空燃比フィードバック補正係数
設定ルーチンのステップS206,S213で、ＦＯ2センサ２９
ａの出力反転毎に設定されるＰＨＯＳの設定ルーチンに
ついて説明する。

【００５１】図５のステップS301では、ＲＯ2センサ２
９ｂの出力電圧ＲＶＯ２を読込み、この出力電圧ＲＶＯ
２と所定のスライスレベルＲＳＬとを比較して、ＲＯ2
センサ２９ｂで検出する空燃比がリッチ側にあるかリー
ン側にあるかを調べ、ＲＶＯ２≧ＲＳＬで空燃比がリッ
チ側のとき、ステップS302以降へ進み、ＲＶＯ２＜ＲＳ
Ｌで空燃比がリーン側のときには、ステップS306以降へ
進む。

【００５２】ＲＯ2センサ２９ｂによる空燃比がリッチ
であり、上記ステップS301からステップS302以降へ進ん
だときには、ステップS302で、リッチ／リーン切換判別
フラグＦ２がセットされているか否かを調べる。このリ
ッチ／リーン切換判別フラグＦ２は、空燃比リーン側か
ら空燃比リッチ側への反転で１→０となり、空燃比リッ
チ側から空燃比リーン側への反転で０→１となる。

【００５３】そして、上記ステップS302で、Ｆ２＝１の
ときには、比例積分制御における比例成分によるプラス
方向へのスキップを経て積分成分による制御がなされ、
ＲＶＯ２センサ２９ｂの出力がリーン側からリッチ側へ
反転した状態であるため、ステップS303へ進んで、前回
のスキップ補正量ＰＨＯＳを、ＲＯ2センサ２９ｂの出
力電圧ＲＶＯ２とスライスレベルＲＳＬとの関係で設定
される比例成分ＰＰＨＯＳだけ減少させ（ＰＨＯＳ←Ｐ
ＨＯＳ−ＰＰＨＯＳ）、ステップS305でリッチ／リーン
切換判別フラグＦ２をクリアして（Ｆ２←０）ルーチン
を抜ける。

【００５４】また、上記ステップS302で、Ｆ２＝０のと
き、すなわち、すでにマイナス方向のスキップが実行さ
れているときには、ステップS304で、前回のスキップ補
正量ＰＨＯＳを、ＲＯ2センサ２９ｂの出力電圧ＲＶＯ
２とスライスレベルＲＳＬとの関係で設定される積分成
分ＩＨＯＳだけ減少させ（ＰＨＯＳ←ＰＨＯＳ−ＩＨＯ
Ｓ）、前述のステップS305を経てルーチンを抜ける。

【００５５】一方、ＲＯ2センサ２９ｂによる空燃比が
リーンであり、上記ステップS301からステップS306以降
へ進んだときには、ステップS306で、リッチ／リーン切
換判別フラグＦ２がクリアされているか否かを調べ、Ｆ
２＝０であり、比例成分によるマイナス方向へのスキッ
プを経て積分成分により徐々に小さくされ、ＲＯ2セン
サ２９ｂの出力がリッチ側からリーン側に反転したとき
には、ステップS307へ進み、前回のスキップ補正量ＰＨ
ＯＳを、ＲＯ2センサ２９ｂの出力電圧ＲＶＯ２とスラ
イスレベルＲＳＬとの関係で設定される比例成分ＰＰＨ
ＯＳだけ増加させ（ＰＨＯＳ←ＰＨＯＳ＋ＰＰＨＯ
Ｓ）、ステップS309でリッチ／リーン切換判別フラグＦ
２をセットして（Ｆ２←１）ルーチンを抜ける。

【００５６】また、上記ステップS306で、Ｆ２＝１のと
き、すなわち、すでにプラス方向のスキップが実行され
ているときには、ステップS308で、前回のスキップ補正
量ＰＨＯＳを、ＲＯ2センサ２９ｂの出力電圧ＲＶＯ２
とスライスレベルＲＳＬとの関係で設定される積分成分
ＩＨＯＳだけ増加させ（ＰＨＯＳ←ＰＨＯＳ＋ＩＨＯ
Ｓ）、前述のステップS309を経てルーチンを抜ける。

【００５７】以上のルーチンにより空燃比がフィードバ
ック制御される一方、図１及び図２に示す所定周期毎に
実行される空燃比学習ルーチンによって学習制御が実施
され、バックアップＲＡＭ４４の空燃比学習マップに、
エンジン回転数ＮEとエンジン負荷としての基本燃料噴
射量Ｔpとによって特定される各領域毎に空燃比学習値
ＫLRがストアされ、また、所定の条件を満足するとき、
更新される。

【００５８】この空燃比学習ルーチンでは、ステップS4
01で、Ｆ／Ｂ制御中か否かを調べ、Ｆ／Ｂ制御中でない
ときには、ステップS425へジャンプして、ステップS425
〜S428で、後述するＦＯ2センサ２９ａの出力電圧ＦＶ
Ｏ2の反転のない状態を計時するためのカウント値Ｃ
１、リッチ側，リーン側への制御の継続時間をカウント
するためのカウント値Ｃ２，Ｃ３、後述するリッチ／リ
ーン切換り回数をカウントするためのカウント値Ｃ４を
それぞれクリアしてルーチンを抜け、Ｆ／Ｂ制御中と判
別したときには、ステップS402で、エンジン回転数ＮE
及び基本燃料噴射パルス幅ＴPによって特定される現在
の運転領域データ(ＮE,Ｔp)NEWが、前回ルーチン実行時
に特定され、ＲＡＭ４３にストアされている運転領域デ
ータ(ＮE,Ｔp)OLDと同一であるか否かを調べる。

【００５９】上記ステップS402で、前回の運転領域デー
タ(ＮE,Ｔp)OLDと今回の運転領域データ(ＮE,Ｔp)NEWと
が異なるとき、すなわち、ルーチンの実行が初回の実行
であるとき、あるいは、前回ルーチン実行時の運転領域
と今回ルーチン実行時の運転領域とが同一でなく定常運
転状態でないときには、上記ステップS402からステップ
S424へ分岐して、今回の運転領域データ(ＮE,Ｔp)NEWを
旧データ(ＮE,Ｔp)OLDとして（(ＮE,Ｔp)OLD←(ＮE,Ｔ
p)NEW）ＲＡＭ４３にストアし、前述のステップS425〜S
428を経てルーチンを抜ける。

【００６０】一方、上記ステップS402で前回の運転領域
データ(ＮE,Ｔp)OLDと今回の運転領域データ(ＮE,Ｔp)N
EWとが同一のときには、上記ステップS402からステップ
S403へ進んでＦＯ2 センサ２９ａの出力電圧ＦＶＯ２を
読込み、この出力電圧ＦＶＯ２の所定時間Ｔ0 内のリッ
チ／リーン切換りがあるか否か、すなわち、空燃比がリ
ッチ側からリーン側へ、あるいは、リーン側からリッチ
側へ反転したか否かを調べる。

【００６１】そして、上記ステップS403で、所定時間Ｔ
0 内にＦＯ2 センサ２９ａの出力電圧ＦＶＯ２の反転が
あった場合、上記ステップS403からステップS404へ進ん
で、カウント値Ｃ４をカウントアップし（Ｃ４←Ｃ４＋
１）、ステップS405で、カウント値Ｃ４が設定値ＴＬＭ
（例えば３）以上となったか否かを調べる。

【００６２】その結果、Ｃ４＜ＴＬＭのときには、定常
状態でないと判別してステップS406へ進み、ステップS4
06〜S408で各カウント値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれク
リアしてルーチンを抜け、Ｃ４≧ＴＬＭのとき、すなわ
ち、エンジン回転数ＮE及び基本燃料噴射量Ｔp による
運転状態が略同一であり、且つ、このときＦＯ2 センサ
２９ａの出力電圧ＦＶＯ２の反転がＴＬＭ回以上あった
とき、定常状態と判定し、ステップS409へ進む。

【００６３】ステップS409では、ＦＯ2センサ２９ａの
出力電圧ＦＶＯ２がスライスレベルをＴＬＭ回横切った
間の空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの極大
値及び極小値の平均値ＬＭＤＡＶＥと、基準値（１．
０）との間の偏差量ΔＬＡＭＢＤＡを算出する（ΔＬＡ
ＭＢＤＡ←ＬＭＤＡＶＥ−１．０）。

【００６４】次いで、ステップS410へ進み、エンジン回
転数ＮEと基本燃料噴射量Ｔp とをパラメータとしてバ
ックアップＲＡＭ４４の空燃比学習値マップから空燃比
学習値ＫLRを検索し、検索した空燃比学習値ＫLRと上記
ステップS409で算出した偏差量ΔＬＡＭＢＤＡとから新
たな空燃比学習値ＫLRを設定し（ＫLR←ＫLR＋Ｍ×ΔＬ
ＡＭＢＤＡ；Ｍは学習値更新の比率を決定する定数）、
該当アドレスの空燃比学習値ＫLRを更新して前述のステ
ップS425〜S428を経てルーチンを抜ける。

【００６５】一方、上記ステップS403で、所定時間Ｔ0
内にＦＯ2 センサ２９ａの出力電圧ＦＶＯ２の反転がな
い状態のときには、上記ステップS411からステップS409
へ進み、この状態の継続時間を計時するためのカウント
値Ｃ１をカウントアップし（Ｃ１←Ｃ１＋１）、ステッ
プS412で、カウント値Ｃ１が設定値ＴＤＣＬＭＰに達し
たか否かを調べる。

【００６６】上記ステップS412で、Ｃ１＜ＴＤＣＬＭＰ
のときには、前述のステップS426〜S428を経てルーチン
を抜け、Ｃ１≧ＴＤＣＬＭＰのとき、ステップS413,S41
8で、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを基
準値（１．０）と比較し、現在、空燃比をリッチにする
制御を実行中か、空燃比をリーンにする制御を実行中か
を調べる。

【００６７】そして、ステップS413で、ＬＡＭＢＤＡ＞
１．０のとき、空燃比をリッチにする制御を実行中であ
るとしてステップS414以降へ進み、ＬＡＭＢＤＡ＞１．
０でないときには、ステップS418で、ＬＡＭＢＤＡ＜
１．０の条件を満足するか否かを調べる。ステップS418
では、ＬＡＭＢＤＡ＜１．０のとき、空燃比をリーンに
する制御を実行中であるとしてステップS419以降へ進
み、ＬＡＭＢＤＡ＝１．０のとき、前述のステップS426
〜S428を経てルーチンを抜ける。

【００６８】空燃比をリッチにする制御を実行中の場
合、ステップS414では、このリッチ側への制御の継続時
間をカウントするため、カウント値Ｃ２をカウントアッ
プし（Ｃ２←Ｃ２＋１）、ステップS415で、カウント値
Ｃ２が設定値ＴＬＭＤＲＣＨに達したか否かを調べる。

【００６９】その結果、Ｃ２＜ＴＬＭＤＲＣＨのときに
は、前述のステップS427,S428を経てルーチンを抜け、
Ｃ２≧ＴＬＭＤＲＣＨのとき、すなわち、ＦＯ2センサ
２９ａの出力の反転が設定時間以上なく、且つ、空燃比
をリッチにする制御が設定時間以上継続しているときに
は、ＦＯ2センサ２９ａが正常であれば、空燃比が予測
された範囲を超えてリーンとなり、空燃比フィードバッ
ク補正係数ＬＡＭＢＤＡが上限値ＬＭＤＭＡＸに張り付
いている可能性があるため、上記ステップS415からステ
ップS416へ進み、ＲＯ2センサ２９ｂの出力電圧ＲＶＯ
２が設定値ＶＫ１ＬＥＮより小さいか否かを確認する。

【００７０】そして、ＲＶＯ２≧ＶＫ１ＬＥＮのときに
は、前述のステップS427,S428を経てルーチンを抜け、
ＲＶＯ２＜ＶＫ１ＬＥＮであり、ＲＯ2センサ２９ｂに
ても空燃比がリーンであることが確認されたときには、
空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが完全に上
限値ＬＭＤＭＡＸへ張り付いている状態であると判断
し、ステップS417へ進んで、空燃比学習マップの該当す
る領域の空燃比学習値ＫLRに設定値ＲＣＨを加算してリ
ッチ側に更新し（ＫLR←ＫLR＋ＲＣＨ）、前述のステッ
プS425〜S428を経てルーチンを抜ける。

【００７１】また、空燃比をリーンにする制御を実行中
の場合、上記ステップS418からステップS419へ進み、ス
テップS419で、このリーン側への制御の継続時間をカウ
ントするため、カウント値Ｃ３をカウントアップし（Ｃ
３←Ｃ３＋１）、ステップS420で、カウント値Ｃ３が設
定値ＴＬＭＤＬＥＮに達したか否かを調べ、Ｃ３＜ＴＬ
ＭＤＬＥＮのとき、ステップS423でカウント値Ｃ２をク
リアし、前述のステップS428を経てルーチンを抜け、Ｃ
３≧ＴＬＭＤＬＥＮのとき、すなわち、ＦＯ2センサ２
９ａの出力の反転が設定時間以上なく、且つ、空燃比を
リーンにする制御が設定時間以上継続しているときに
は、ＦＯ2センサ２９ａが正常であれば、キャニスタパ
ージ等により空燃比が予測された範囲を超えてリッチと
なり、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが下
限値ＬＭＤＭＩＮに張り付いている可能性があるため、
上記ステップS420からステップS421へ進み、ＲＯ2セン
サ２９ｂの出力電圧ＲＶＯ２が設定値ＶＫ１ＲＣＨより
大きいか否かを確認する。

【００７２】そして、ＲＶＯ２≦ＶＫ１ＲＣＨのときに
は、前述のステップS423,S428を経てルーチンを抜け、
ＲＶＯ２＞ＶＫ１ＲＣＨであり、ＲＯ2センサ２９ｂに
ても空燃比がリッチであることが確認されたときには、
空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが完全に下
限値ＬＭＤＭＩＮへ張り付いている状態であるため、ス
テップS422で、空燃比学習マップの該当する領域の空燃
比学習値ＫLRから設定値ＬＥＮを減算してリーン側に更
新し（ＫLR←ＫLR−ＬＥＮ）、前述のステップS425〜S4
28を経てルーチンを抜ける。

【００７３】すなわち、従来、空燃比が制御範囲を越え
てリッチあるいはリーンとなり、空燃比フィードバック
補正係数ＬＡＭＢＤＡが上限値あるいは下限値に張り付
いた状態では、空燃比を適切な値に制御することができ
なくなるばかりでなく、クローズループ条件からも外れ
てしまう。しかしながら、本発明では、このような場合
にも、ＦＯ2センサ２９ａ及びＲＯ2センサ２９ｂの双方
の出力により、空燃比がストイキオに近づく方向に学習
値を的確且つ迅速に書き換えるため、空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＭＢＤＡの張り付きを解消してクロー
ズループ制御を迅速に再開することができ、走行性能、
排気ガス浄化性能を確保することができるのである。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、触
媒上流側の第１の空燃比センサの出力と触媒下流側の第
２の空燃比センサの出力とに基づいて空燃比をリッチに
する制御が設定時間以上継続し、且つ、第２の空燃比セ
ンサで空燃比リーンを検出したとき、空燃比フィードバ
ックが停止していると判断して該当する運転領域の空燃
比学習値をリッチにする側に更新し、また、空燃比をリ
ーンにする制御が設定時間以上継続し、且つ、第２の空
燃比センサで空燃比リッチを検出したとき、空燃比フィ
ードバックが停止していると判断して該当する運転領域
の空燃比学習値をリーンにする側に更新するため、予測
された制御範囲を越えて空燃比がリッチあるいはリーン
に張り付いた場合にも、空燃比学習値を運転状態に適合
した値に的確且つ迅速に収束させてフィードバック制御
の停止を回避し、運転性能の悪化、排気ガスエミッショ
ンの悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空燃比学習ルーチンのフローチャート

【図２】空燃比学習ルーチンのフローチャート（続き）

【図３】燃料噴射量設定ルーチンのフローチャート

【図４】空燃比フィードバック補正係数設定ルーチンを
示すフローチャート

【図５】スキップ補正量設定ルーチンのフローチャート

【図６】エンジン制御系の概略構成図

【図７】電子制御系の回路構成図

【符号の説明】

１ … エンジン ２９ａ … ＦＯ2センサ（第１の空燃比センサ） ２９ｂ … ＲＯ2センサ（第２の空燃比センサ） ＫLR … 学習値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒上流側の第１の空燃比センサの出力
   と触媒下流側の第２の空燃比センサの出力とに基づいて
   空燃比を制御するエンジンの空燃比制御方法において、 空燃比をリッチにする制御が設定時間以上継続し、且
   つ、上記第２の空燃比センサで空燃比リーンを検出した
   とき、該当する運転領域の空燃比学習値をリッチにする
   側に更新し、 空燃比をリーンにする制御が設定時間以上継続し、且
   つ、上記第２の空燃比センサで空燃比リッチを検出した
   とき、該当する運転領域の空燃比学習値をリーンにする
   側に更新することを特徴とするエンジンの空燃比制御方
   法。