JPH0674071A

JPH0674071A - 内燃エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0674071A
Application number: JP24737192A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ogawa; 賢小川; Yasunori Ebara; 安則江原; Kei Machida; 圭町田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】排気ガスの通路を切換えても、混合気の空燃
比を常に所望空燃比として、排気ガスのエミッション特
性の向上を図る。【構成】空燃比フィードバック制御において、ＬＡＦ
センサの出力値を読み込み、エンジンが基本モードと判
断したときには、フューエルカット時かどうかに応じて
目標空燃比係数ＫＣＭＤを求める（Ｓ２１〜Ｓ２３）。
ＢＰＶＯＦＦのときは、ＫＣＭＤを補正せずに修正目
標空燃比係数ＫＣＭＤＭとする（Ｓ２４，Ｓ２５）。Ｂ
ＰＶＯＮのときは、ＫＣＭＤを補正及びリミットチェ
ックしてＫＣＭＤＭを算出する（Ｓ２４〜Ｓ２７）。こ
の算出されたＫＣＭＤＭ値に基づき空燃比フィードバッ
ク制御が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの空燃比制
御装置に関し、特に排気ガス濃度に略比例する出力特性
を有する第１の排気濃度センサと、目標空燃比の近傍で
出力信号が反転する第２の排気濃度センサとを備え、第
１の排気濃度センサの出力値を第２の排気濃度センサの
出力値に基づいて補正された修正目標空燃比にフィード
バック制御する内燃エンジンの空燃比制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃エンジンの排気通路に２
個の触媒装置（第１及び第２の触媒装置）を直列に配し
たものが知られている。この内燃エンジンによれば、エ
ンジン近傍に比較的容積の小さい第１の触媒装置を配設
し、低温始動時の触媒装置の活性化を促進することによ
り、エンジンの低温始動時に効率よく排気ガスを浄化す
ることが可能である。しかしながら、この装置において
は、前記第１の触媒装置がエンジン近傍の排気通路中に
配設されているため、エンジンの暖機終了後において前
記第１の触媒装置は高温の排気ガスに長時間さらされる
こととなり、触媒劣化が激しく、触媒の寿命が短いとい
う欠点があった。

【０００３】そこで、かかる欠点を解決すべく、内燃エ
ンジンの排気通路に、前記第１の触媒装置をバイパスす
るバイパス通路と、エンジンからの排気ガスを前記第１
の触媒装置側または前記バイパス通路側に切換える切換
弁とを備えた内燃エンジンの排気ガス浄化装置が既に提
案されている（例えば、実開昭５２−１３５７１３号公
報）。

【０００４】この従来技術によれば、低温始動時におい
ては第１の触媒装置を介して効率よく排気ガスを浄化す
ることができる一方、エンジン暖機終了後においては前
記切換弁をバイパス通路側に切換えることにより第２の
触媒装置のみで排気ガスの浄化が行われ、第１の触媒装
置の耐久性の向上を図ることが可能となる。

【０００５】一方、内燃エンジンの排気通路に配設され
た触媒装置の上流側に排気ガス濃度に略比例する出力特
性を備えた広域酸素濃度センサ（以下、「ＬＡＦセン
サ」という）を配設する一方、目標空燃比（理論空燃
比）の近傍で出力信号が反転する酸素濃度センサ（以
下、「Ｏ２センサ」という）を前記触媒装置の下流側に
配設し、Ｏ２センサの出力値に基づいて目標空燃比を補
正することにより、ＬＡＦセンサの出力値を前記補正さ
れた修正目標空燃比にフィードバック制御して目標空燃
比が常に理論空燃比となるようにした内燃エンジンの空
燃比制御装置が公知である（例えば、特開平２−６７４
４３号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した２
個の酸素濃度センサ（ＬＡＦセンサ及びＯ２センサ）を
備えた空燃比制御装置に前述した切換弁及びバイパス通
路を付加すると、エンジンの暖機状態の如何に拘らず目
標空燃比を常に理論空燃比に設定することが可能とな
り、より一層の排気ガスのエミッション特性向上を図る
ことができると考えられる。

【０００７】しかしながら、この場合においては、切換
弁によりエンジンからの排気ガスがバイパス通路側に切
換ったとき、第１の触媒装置による所謂Ｏ２ストレージ
効果が無くなるため、第１の触媒装置下流側のＯ２セン
サの出力値はエンジンからの排気ガスの空燃比特性が直
接反映されて、リッチ側とリーン側との反転周期が短く
なってしまう。このため、第１の触媒装置下流側のＯ２
センサの出力値に基づき目標空燃比を補正してＬＡＦセ
ンサの出力値をこの補正された修正目標空燃比にフィー
ドバック制御すると、却って空燃比の収束性が低下する
虞があり、排気ガスのエミッション特性の悪化を招来す
るという問題点があった。

【０００８】本発明は、上述した問題点に鑑みなされた
もので、切換弁の切換状態にかかわらず、混合気の空燃
比を常に所望空燃比として排気ガスのエミッション特性
を向上させることができる内燃エンジンの空燃比制御装
置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の内燃エンジンの空燃比制御装置は、内燃エン
ジン近傍の排気通路中に配設された第１の触媒装置と、
該第１の触媒装置の下流側の前記排気通路に配設された
第２の触媒装置と、前記第１の触媒装置をバイパスする
バイパス通路と、前記エンジンからの排気ガスを前記第
１の触媒装置側及び前記バイパス通路側のいずれか一方
に切換える切換手段と、該切換手段の上流側の前記排気
通路に配設された排気ガス濃度に略比例する出力特性を
有する第１の排気濃度センサと、エンジンの運転状態を
検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検
出結果に基づいて目標空燃比を算出する目標空燃比算出
手段と、前記第１の触媒装置と前記第２の触媒装置との
間に介装された前記目標空燃比の近傍で出力信号が反転
する第２の排気濃度センサと、該第２の排気濃度センサ
の出力値に基づいて前記目標空燃比を補正する補正手段
と、前記第１の排気濃度センサにより検出された混合気
の空燃比を前記補正手段により補正された目標空燃比に
フィードバック制御する制御手段とを備え、前記切換手
段により排気ガスの通路が前記バイパス通路側に切換え
られているときには前記補正手段による目標空燃比の補
正を禁止する禁止手段を備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、エンジンからの排気ガスが
バイパス通路側を通過するときは、第２の排気濃度セン
サの出力値に基づく目標空燃比の補正が禁止され、第１
の排気濃度センサにより検出された混合気の空燃比が、
目標空燃比算出手段により算出された目標空燃比にフィ
ードバック制御される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１２】図１は本発明に係る内燃エンジンの空燃比
制御装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００１３】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、単に「エンジン」という）であっ
て、該エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボデ
ィ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配さ
れている。また、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、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、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３′との間に各気筒毎に配設
され、図示しない燃料ポンプに接続されるとともにＥＣ
Ｕ５に電気的に接続され、当該ＥＣＵ５からの信号によ
り燃料噴射の開弁時間が制御される。

【００１５】また、吸気管２のスロットル弁３′の下流
側には分岐管７が設けられ、該分岐管７の先端には絶対
圧（ＰＢＡ）センサ８が取付けられている。該ＰＢＡセ
ンサ８はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２
内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信号
に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００１６】また、分岐管７の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ９が装着され、該ＴＡセンサ
９により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換されて
ＥＣＵ５に供給される。

【００１７】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００１８】また、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はエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられ
ている。

【００１９】ＮＥセンサ１１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信号パル
ス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＹ
Ｌセンサ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位置で
ＴＤＣ信号パルスを出力し、これらの各ＴＤＣ信号パル
スはＥＣＵ５に供給される。

【００２０】エンジン１の各気筒の点火プラグ１３は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２１】前記エンジン１の排気管（排気通路）１４
のエンジン近傍にはＬＡＦセンサ１５が配設されてい
る。該ＬＡＦセンサ１５は、上下１対の電池素子及び酸
素ポンプ素子がジルコニア固体電解質（ＺｒＯ₂）等か
らなるセンサ素子の所定位置に付設されてなり、さらに
該センサ素子が増幅回路に電気的に接続されている。そ
して、該ＬＡＦセンサ１５は、前記センサ素子の内部を
通過する排気ガス中の酸素濃度に略比例した電気信号を
出力し、その電気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００２２】該ＬＡＦセンサ１５の下流側の排気管１４
の途中には、第１の触媒装置１６及び第２の触媒装置１
７が直列に配設されている。

【００２３】第１の触媒装置１６は、エンジン１の低温
始動時に該第１の触媒装置１６を逸早く活性化して低温
始動時の排気ガスのエミッション特性を向上させるため
に設けられたものであり、第２の触媒装置１７と比較し
て小容量に形成されている。そして、これら第１及び第
２の触媒装置１６，１７により、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の有害成分が浄化される。

【００２４】前記第１の触媒装置１６と第２の触媒装置
１７の間の排気管１４途中にはＯ２センサ１８が配設さ
れている。

【００２５】該Ｏ２センサ１８は、センサ素子が上記Ｌ
ＡＦセンサ１５と同様ジルコニア固体電解質（Ｚｒ
Ｏ₂）からなり、その起電力が理論空燃比の前後におい
て急激に変化する特性を有し、理論空燃比においてその
出力信号はリーン信号からリッチ信号又はリッチ信号か
らリーン信号に反転する。すなわち、該Ｏ２センサ１８
の出力信号は排気ガスのリッチ側において高レベルとな
り、リーン側において低レベルとなり、その出力信号を
ＥＣＵ５に供給する。

【００２６】また、第１の触媒装置１６側をバイパスす
る排気連通路（以下、「バイパス通路」という）１４ａ
が、上記ＬＡＦセンサ１５の下流側の排気管１４から分
岐して設けられている。すなわち、バイパス通路１４ａ
は、一端が第１の触媒装置１６の上流側の排気管１４に
接続され、他端が第１の触媒装置１６の下流側の排気管
１４に接続されている。

【００２７】第１の触媒装置１６の上流側とバイパス通
路１４ａとの分岐点の排気管１４内には、エンジンから
の排気ガスを第１の触媒装置１６側とバイパス通路１４
ａ側とに切換える切換手段としての切換弁（バイパスバ
ルブ，以下、「ＢＰＶ」という）１９が配設されてお
り、さらに該ＢＰＶ１９には電動アクチュエータ２０
（例えば、電磁弁、モータ等）が連結されている。

【００２８】電動アクチュエータ２０は、ＥＣＵ５に接
続されており、該ＥＣＵ５からの信号により駆動され
る。すなわち、該電動アクチュエータ２０の駆動により
ＢＰＶ１９が切換駆動されて、エンジンからの排気ガス
が第１の触媒装置１６側とバイパス通路１４ａ側とに切
換え可能となる。

【００２９】ＢＰＶ１９は、電動アクチュエータ２０の
非作動時（以下、「ＢＰＶＯＦＦ」という）は、エン
ジンからの排気ガスをバイパス通路１４ａ側とするよう
に消勢され、電動アクチュエータ２０の作動時（以下、
「ＢＰＶＯＮ」という）は、前記排気ガスを第１の触
媒装置１６側とするように付勢されている。すなわち、
ＢＰＶ１９はＢＰＶＯＦＦ時は図１の実線で示す位置
に、ＢＰＶＯＮ時は図１の破線で示す位置に設定され
る。

【００３０】また、第１の触媒装置１６側とバイパス通
路１４ａ側との分岐点には、ＢＰＶ１９が排気ガスの通
路が第１の触媒装置１６側及びバイパス通路１４ａ側の
いずれに切換えられているかを検出するＢＰＶ位置検出
センサ（以下、「ＢＰセンサ」という）２１が設けられ
ており、該ＢＰセンサ２１はＢＰＶ１９の位置を検出し
て、その電気信号をＥＣＵ５に出力する。ＢＰＶ１９は
ＥＣＵ５からの信号により電動アクチュエータ２０でも
って駆動されるので、ＢＰＶ１９の位置検出は電動アク
チュエータ２０の駆動信号で代用してもよい。ＢＰセン
サ２１を設けたのはＢＰＶ１９や電動アクチュエータ２
０が劣化等によりその作動に遅れが生じた場合でも、Ｂ
ＰＶ１９の位置を確実に検知して制御性を向上させるた
めである。

【００３１】さらに、大気圧（ＰＡ）センサ２２は、エ
ンジン１の適所に配設されて大気圧ＰＡを検出し、その
電気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００３２】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して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と、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記燃料噴射弁６、点火プラグ１３に駆動信号
を供給する出力回路５ｄとを備えている。

【００３３】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たフィ
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、基本モードの場合は数式（１）に
基づき、また始動モードの場合は数式（２）に基づき前
記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁６の燃料噴射
時間ＴＯＵＴを演算し、その結果を記憶手段５ｃ（ＲＡ
Ｍ）に記憶する。

【００３４】ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ …（１）ＴＯＵＴ＝ＴｉＣＲ×Ｋ３＋Ｋ４ …（２）ここに、ＴｉＭは基本モード時の基本燃料噴射時間、具
体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡと
に応じて設定される基本燃料噴射時間であって、このＴ
ｉＭ値を決定するためのＴｉＭマップが記憶手段５ｃ
（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００３５】ＴｉＣＲは始動モード時の基本燃料噴射時
間であって、ＴｉＭ値と同様、エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定され、該ＴｉＣＲ値を
決定するためのＴｉＣＲマップが記憶手段５ｃ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている。

【００３６】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、後述するようにエンジンの運転状態に基づいて算出
される目標空燃比係数ＫＣＭＤとＯ２センサ１８の出力
値に基づいて設定される空燃比補正値ΔＫＣＭＤとに応
じて設定される。

【００３７】ＫＬＡＦは空燃比補正係数であって、空燃
比フィードバック制御中はＬＡＦセンサ１５によって検
出された空燃比が目標空燃比に一致するように設定さ
れ、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた
所定値に設定される。

【００３８】Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４は夫々各種エン
ジンパラメータ信号に応じて演算される補正係数及び補
正変数であって、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じ
た燃費特性や加速特性等の諸特性の最適化が図られるよ
うな所定値に設定される。

【００３９】次に、上記ＣＰＵ５ｂで実行される本発明
の空燃比フィードバック制御手法について詳説する。

【００４０】図２は空燃比フィードバック制御のメイン
ルーチンを示すフローチャートである。

【００４１】まず、ステップＳ１ではＬＡＦセンサ１５
からの出力値を読み込む。次いでエンジンが始動モード
にあるか否かを判別する（ステップＳ２）。ここで、始
動モードにあるか否かは、例えば、図示しないエンジン
のスタータスイッチがオンで且つエンジン回転数が所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判別する。

【００４２】そして、ステップＳ２の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のとき、すなわち、始動モードのときはエンジンが
低水温時の場合であり、エンジン冷却水温ＴＷ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡの関数であるＫＴＷＬＡＦマップを検
索して低水温時の目標空燃比係数ＫＴＷＬＡＦを算出し
（ステップＳ３）、該ＫＴＷＬＡＦ値を目標空燃比係数
ＫＣＭＤに設定する（ステップＳ４）。次いで、フラグ
ＦＬＡＦＦＢを「０」にセットして空燃比のフィードバ
ック制御を中止し（ステップＳ５）、空燃比補正係数Ｋ
ＬＡＦ及びその積分項（Ｉ項）ＫＬＡＦＩを１．０に設
定して（ステップＳ６、ステップＳ７）本プログラムを
終了する。

【００４３】一方、ステップＳ２の答が否定（ＮＯ）の
とき、すなわち基本モードのときは、後述する図３のフ
ローチャートに基づき修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを
算出し（ステップＳ８）、次いでフラグＦＡＣＴが
「１」か否かを判別してＬＡＦセンサ１５が活性化して
いるか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、ＬＡ
Ｆセンサ１５の活性化判別は、バックグラウンド処理さ
れるＬＡＦセンサ活性化判別ルーチン（図示せず）によ
りなされ、例えば、ＬＡＦセンサ１５の出力電圧ＶＯＵ
Ｔとその中心電圧ＶＣＥＮＴとの差が所定値（例えば
０．４Ｖ）より小さいときに「ＬＡＦセンサ１５は活性
化した」と判別される。

【００４４】そして、ステップＳ９の答が否定（ＮＯ）
のときはステップＳ５に進む一方、ステップＳ９の答が
肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわちＬＡＦセンサ１５の活
性化が完了しているときはステップＳ１０に進み、ＬＡ
Ｆセンサ１５により検出された空燃比の当量比ＫＡＣＴ
（１４．７／（Ａ／Ｆ））（以下、「検出空燃比係数」
という）を算出する。ここで、該検出空燃比係数ＫＡＣ
Ｔは、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥ及び
大気圧ＰＡの変動により排気圧が変動することに鑑み、
これらの運転パラメータに応じて補正された値に算出さ
れ、ＫＡＣＴ算出ルーチン（図示せず）を実行して算出
される。

【００４５】次いで、ステップＳ１１ではフィードバッ
ク処理ルーチンを実行して本プログラムを終了する。す
なわち、所定のフィードバック条件を充足しないときは
フラグＦＬＡＦＦＢを「０」にセットしてフィードバッ
ク制御を禁止する一方、所定のフィードバック条件を充
足するときはフラグＦＬＡＦＦＢを「１」にセットして
空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出し、フィードバック制御
の実行を指令して、本プログラムを終了する。

【００４６】しかして、図３はステップＳ８（図２）で
実行されるＫＣＭＤＭ算出ルーチンのフローチャートで
あって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行される。

【００４７】まず、エンジン１がフューエルカット（燃
料供給停止）中か否かを判別する（ステップＳ２１）。
フューエルカット中であるか否かは、エンジン回転数Ｎ
Ｅやスロットル弁３′の弁開度θＴＨに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン（図示せ
ず）の実行により判別される。

【００４８】そして、ステップＳ２１の答が否定（Ｎ
Ｏ）のとき、すなわち基本モードのときは、ステップＳ
２２に進み、目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する。該目
標空燃比係数ＫＣＭＤは、通常はエンジン回転数ＮＥ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマトリックス状にマッ
プ値ＫＣＭＤが与えられたＫＣＭＤマップ（図示せず）
から読み出されるが、車輌の発進時や低水温時あるいは
所定の高負荷運転時においては適宜補正され、ＫＣＭＤ
算出ルーチン（図示せず）を実行することによりこれら
の運転状態に適合した値に設定される。

【００４９】一方、ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭ
ＤＦＣ（例えば、１．０）に設定して（ステップＳ２
３）、ステップＳ２４に進む。

【００５０】ステップＳ２４では、「ＢＰＶＯＦＦ」
か否かを判別する。かかる判別は、ＢＰセンサ２１の出
力信号に応じて行われ、ステップＳ２４の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のとき、すなわち「ＢＰＶＯＦＦ」のときに
は、ステップＳ２２またはステップＳ２３で求められた
目標空燃比係数ＫＣＭＤをそのまま修正目標空燃比係数
ＫＣＭＤＭとし（ステップＳ２５）、本プログラムを終
了してメインルーチン（図２）に戻る。

【００５１】一方、ステップＳ２４の答が否定（ＮＯ）
のとき、すなわち「ＢＰＶＯＮ」のときにはステップ
Ｓ２６へ進み、Ｏ２処理を行なう。すなわち、後述する
ように、所定要件下、Ｏ２センサ１８からの出力値に基
づき目標空燃比係数ＫＣＭＤを補正して修正目標空燃比
係数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００５２】そして、ステップＳ２７では修正目標空燃
比係数ＫＣＭＤＭのリミットチェックを行ない、本プロ
グラムを終了してメインルーチン（図２）に戻る。すな
わち、ステップＳ２６で算出されたＫＣＭＤＭ値と所定
の上下限値ＫＣＭＤＭＨ，ＫＣＭＤＭＬとの大小関係を
比較し、ＫＣＭＤＭ値が上限値ＫＣＭＤＭＨより大きい
ときはＫＣＭＤＭ値はその上限値ＫＣＭＤＭＨに設定さ
れ、ＫＣＭＤＭ値が下限値ＫＣＭＤＭＬより小さいとき
は、ＫＣＭＤＭ値はその下限値ＫＣＭＤＭＬに設定され
る。

【００５３】しかして、図４は、前記ステップＳ２６
（図３）で実行されるＯ２処理ルーチンのフローチャー
トであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と
同期して実行される。

【００５４】まず、ステップＳ３１ではフラグＦＯ２が
「１」か否かを判別し、Ｏ２センサ１８が活性化してい
るか否かを判断される。このＯ２センサ１８が活性化し
たか否かは、Ｏ２センサ活性化判別ルーチン（図示せ
ず）を実行して判断される。

【００５５】そして、ステップＳ３１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわち、Ｏ２センサ１８が未だ活性化されてい
ないと判断されたときは、ステップＳ３２に進み、タイ
マｔｍＲＸを所定値Ｔ２（例えば、０．２５sec）に設
定した後、フラグＦＶＲＥＦが「０」か否かを判別し、
Ｏ２センサ１８の目標補正値ＶＲＥＦの初期値ＶＲＲＥ
Ｆ（以下、「初期補正値」という）が既に設定されてい
るか否かを判断する（ステップＳ３３）。

【００５６】そして、最初のループでは、ステップＳ３
３の答は肯定（ＹＥＳ）となるため、ステップＳ３４に
進み、大気圧ＰＡに応じてＶＲＲＥＦ値が設定されたＶ
ＲＲＥＦテーブル（図示せず）を検索し、補正初期値Ｖ
ＲＲＥＦを算出する。

【００５７】次いで、ステップＳ３５では、前回ループ
における目標補正値の積分項（Ｉ項）ＶＲＥＦＩ（ｎ−
１）を前記補正初期値ＶＲＲＥＦに設定し、本プログラ
ムを終了してメインルーチン（図２）に戻る。すなわ
ち、Ｉ項の目標補正値ＶＲＥＦＩ（ｎ−１）に対して初
期設定を行ない、メインルーチン（図２）に戻る。尚、
次回ループ以降でステップＳ３３が実行されるときは、
上述の如く既に目標補正値の補正初期値設定がなされて
いるため、その答が否定（ＮＯ）となり、ステップＳ３
４，３５を実行することなく本プログラムを終了する。

【００５８】また、前記ステップＳ３１の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）となったときは、Ｏ２センサ１８が活性化された
と判断してステップＳ３６に進み、前記タイマｔｍＲＸ
が「０」となったか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときはステップＳ３３に進む一方、ステ
ップＳ３６の答が肯定（ＹＥＳ）のときはＯ２センサ１
８の活性化が完了したと判断してステップＳ３７に進
み、ステップＳ２２又はＳ２３（図３）で設定された目
標空燃比係数ＫＣＭＤが所定下限値ＫＣＭＤＺＬ（例え
ば、０．９８）より大きいか否かを判別する。

【００５９】そして、その答が否定（ＮＯ）のときは混
合気の空燃比がリーンバーン状態に設定されている場合
であり、本プログラムを終了する一方、その答が肯定
（ＹＥＳ）のときはステップＳ３８に進み、前記目標空
燃比係数ＫＣＭＤが所定上限値ＫＣＭＤＺＨ（例えば、
１．１３）より小さいか否かを判別する。そして、その
答が否定（ＮＯ）のときは混合気の空燃比が燃料リッチ
に設定されている場合であり、本プログラムを終了する
一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃
比が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）に設定すべき場合
であり、ステップＳ３９に進み、エンジンがフューエル
カット中か否かを判別する。そして、その答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときは、本プログラムを終了してメインルーチ
ン（図２）に戻る一方、その答が否定（ＮＯ）のとき
は、前回ループにおいてフューエルカット状態にあった
か否かを判別する（ステップＳ４０）。そして、その答
が肯定（ＹＥＳ）のときは、カウンタＮＡＦＣを所定値
Ｎ１（例えば、４）に設定した後（ステップＳ４１）、
該カウンタＮＡＦＣのカウンタ値Ｎ１を「１」だけデク
リメントして（ステップＳ４２）本プログラムを終了す
る。

【００６０】一方、ステップＳ４０の答が否定（ＮＯ）
となったときはステップＳ４３に進み、カウンタＮＡＦ
Ｃが「０」か否かを判別する。そして、その答が否定
（ＮＯ）のときは、カウンタＮＡＦＣのカウント値を
「１」だけデクリメントして（ステップＳ４２）本プロ
グラムを終了する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のとき
は、フューエルカット状態を脱して安定した燃料供給が
行なわれていると判断し、ステップＳ４４に進んでＯ２
フィードバック処理ルーチンを実行した後、本プログラ
ムを終了し、メインルーチン（図２）に戻る。

【００６１】しかして、図５は前記ステップＳ４４（図
４）で実行されるＯ２フィードバック処理ルーチンのフ
ローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パル
スの発生と同期して実行される。

【００６２】まず、ステップＳ６１では、間引き変数Ｎ
ＩＶＲが「０」か否かを判別する。この間引き変数ＮＩ
ＶＲは、後述するようにＴＤＣ信号パルスがエンジン運
転状態に応じて設定された間引きＴＤＣ数ＮＩだけ発生
する毎に減算される変数であって、最初は「０」である
ためステップＳ６１の答は肯定（ＹＥＳ）となり、ステ
ップＳ６２に進む。

【００６３】また、その後のループでステップＳ６１の
答が否定（ＮＯ）となったときはステップＳ６３に進
み、間引き変数ＮＩＶＲから間引きＴＤＣ数ＮＩ（例え
ば、１）を減算した値を新たな間引き変数ＮＩＶＲに設
定した後、後述するステップＳ７２に進む。

【００６４】しかして、前記ステップＳ６２では、０２
センサ１８の出力電圧ＶＯ２が所定下限値ＶＬ（例え
ば、０．３Ｖ）より小さいか否かを判別する。そして、
その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃比が理
論空燃比（目標空燃比係数ＫＣＭＤ＝１．０）からリー
ン側に偏移していると判断してステップＳ６５に進む一
方、その答が否定（ＮＯ）のときはステップＳ６４に進
み、０２センサ１８の出力電圧ＶＯ２が所定上限値ＶＨ
（例えば、０．８）より大きいか否かを判別する。そし
て、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃比
が理論空燃比からリッチ側に偏移していると判断してス
テップＳ６５に進む。

【００６５】次に、ステップＳ６５では、ＫＶＰマッ
プ、ＫＶＩマップ、ＫＶＤマップ、ＮＩＶＲマップ（図
示せず）を検索してＯ２フィードバック制御の変化速
度、すなわち比例項（Ｐ項）係数ＫＶＰ、積分項（Ｉ
項）係数ＫＶＩ、微分項（Ｄ項）係数ＫＶＤ、及び前記
間引き数ＮＩＶＲの算出を行なう。

【００６６】次に、ステップＳ６６で間引き変数ＮＩＶ
Ｒを前記ステップＳ６５で算出されたＮＩＶＲ値に設定
した後、ステップＳ６７に進み、前記ステップＳ３４
（図４）で算出された補正初期値ＶＲＲＥＦと今回ルー
プにおける０２センサ１８の出力電圧ＶＯ２との偏差Δ
Ｖ（ｎ）を算出する。

【００６７】次に、ステップＳ６８では、数式（３）〜
（５）に基づいて、各補正項すなわちＰ項、Ｉ項、Ｄ項
の目標補正値ＶＲＥＦＰ（ｎ）、ＶＲＥＦＩ（ｎ）、Ｖ
ＲＥＦＤ（ｎ）を算出した後、数式（６）に基づき、こ
れら各補正項を加算してＯ２フィードバックにおける目
標補正値ＶＲＥＦ（ｎ）を算出する。

【００６８】ＶＲＥＦＰ（ｎ）＝ΔＶ（ｎ）×ＫＶＰ …（３）ＶＲＥＦＩ（ｎ）＝ＶＲＥＦ＋ΔＶ（ｎ）×ＫＶＩ …（４）ＶＲＥＦＤ（ｎ）＝（ΔＶ（ｎ）−ΔＶ（ｎ−１））×ＫＶＤ …（５）ＶＲＥＦ（ｎ）＝ＶＲＥＦＰ（ｎ）＋ＶＲＥＦＩ（ｎ）＋ＶＲＥＦＤ（ｎ） …（６）次に、ステップＳ６９では、ＶＲＥＦ（ｎ）のリミット
チェックサブルーチン（図示せず）を実行する。ステッ
プＳ６９でＶＲＥＦ（ｎ）のリミットチェックを終了し
た後、ステップＳ７０に進み、空燃比補正値ΔＫＣＭＤ
をΔＫＣＭＤテーブル（図示せず）を検索して算出す
る。

【００６９】次いで、ステップＳ７１では前記ステップ
Ｓ２２（図３）で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤに
前記空燃比補正値ΔＫＣＭＤを加算して修正目標空燃比
係数ＫＣＭＤＭ（＝理論空燃比）を算出し、本プログラ
ムを終了する。

【００７０】また、前記ステップＳ６４の答が否定（Ｎ
Ｏ）、すなわち０２センサ１８の出力電圧ＶＯ２が、Ｖ
Ｌ≦ＶＯ２≦ＶＨのときはＯ２フィードバック制御を禁
止し、ステップＳ７２〜Ｓ７４においてΔＶ値（補正初
期値ＶＲＲＥＦと０２センサ１８の出力値との偏差）、
目標補正値ＶＲＥＦ、及び空燃比補正値ΔＫＣＭＤの夫
々に対し、今回値を前回値に等置して本プログラムを終
了する。これにより混合気の空燃比が理論空燃比を維持
し得るときは不要なＯ２フィードバック制御が禁止さ
れ、制御性を良好に保つことができる。すなわち、混合
気の空燃比を安定したものに維持することができる。

【００７１】以上詳述したように本実施例では、図３の
ＫＣＭＤＭ算出ルーチンにおいて、ＢＰＶ１９の設定状
態（ＢＰＶＯＮまたはＢＰＶＯＦＦ）に応じて、目
標空燃比係数ＫＣＭＤの補正を実行または禁止している
ので、図２のメインルーチンにおけるフィードバック制
御により、混合気の空燃比を常に所望空燃比として排気
ガスのエミッション特性を向上させることができるもの
である。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
燃エンジンの空燃比制御装置において、排気ガスの通路
がバイパス通路側のときには、第２の排気濃度センサの
出力に基づいた目標空燃比の補正が禁止されるので、混
合気の空燃比を常に所望値に設定でき、排気ガスのエミ
ッション特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの空燃比制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。

【図２】本発明に係る内燃エンジンの空燃比フィードバ
ック制御のメインルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図３】ＫＣＭＤＭ算出ルーチンのフローチャートであ
る。

【図４】Ｏ２処理ルーチンのフローチャートである。

【図５】Ｏ２フィードバック制御ルーチンのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１エンジン５ＥＣＵ（目標空燃比算出手段、補正手段、制御手
段、禁止手段）８ＰＢＡセンサ（運転状態検出手段）１１ＮＥセンサ（運転状態検出手段）１４排気管（排気通路）１４ａバイパス通路１５ＬＡＦセンサ（第１の排気濃度センサ）１６第１の触媒装置１７第２の触媒装置１８Ｏ２センサ（第２の排気濃度センサ）１９切換弁（切換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジン近傍の排気通路中に配設さ
れた第１の触媒装置と、該第１の触媒装置の下流側の前
記排気通路に配設された第２の触媒装置と、前記第１の
触媒装置をバイパスするバイパス通路と、前記エンジン
からの排気ガスを前記第１の触媒装置側及び前記バイパ
ス通路側のいずれか一方に切換える切換手段と、該切換
手段の上流側の前記排気通路に配設された排気ガス濃度
に略比例する出力特性を有する第１の排気濃度センサ
と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、該運転状態検出手段の検出結果に基づいて目標空燃
比を算出する目標空燃比算出手段と、前記第１の触媒装
置と前記第２の触媒装置との間に介装された前記目標空
燃比の近傍で出力信号が反転する第２の排気濃度センサ
と、該第２の排気濃度センサの出力値に基づいて前記目
標空燃比を補正する補正手段と、前記第１の排気濃度セ
ンサにより検出された混合気の空燃比を前記補正手段に
より補正された目標空燃比にフィードバック制御する制
御手段とを備え、前記切換手段により排気ガスの通路が
前記バイパス通路側に切換えられているときには前記補
正手段による目標空燃比の補正を禁止する禁止手段を備
えていることを特徴とする内燃エンジンの空燃比制御装
置。