JPH08261045A

JPH08261045A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH08261045A
Application number: JP7067894A
Authority: JP
Inventors: Toshinari Nagai; 俊成永井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-08
Also published as: US5706654A

Abstract

(57)【要約】【目的】空燃比制御実行時に学習補正が未完了の領域
でも空燃比を精度良く制御しながら、学習補正に誤差が
生じることを防止する。【構成】機関１排気通路１６ａの触媒コンバータ１７
の上流側と下流側とに設けたＯ₂センサ２８、２９出力
に基づいて制御回路３０により空燃比補正量ＦＡＦを算
出する。制御回路３０は、更にＦＡＦが所定の基準値に
近づくように学習補正量ＫＧを変更する学習補正を行
う。制御回路３０は、学習補正未完了時には、下流側Ｏ
₂センサ出力に基づく第２の空燃比補正量を、前回学習
補正が完了した状態での値から、現在の下流側Ｏ₂セン
サ出力に基づいて算出される値に徐々に変化させる。こ
れにより、学習補正未完了時の第２の空燃比補正量の変
動により学習補正に誤差が生じることが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関し、詳細には燃料系の機器の特性ずれ等を補償す
るための学習補正を行う空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関排気系に設けた空燃比センサの出力
信号に基づいて算出される空燃比補正量を用いて機関空
燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する際
に学習補正量を用いて空燃比補正量が基準値を中心にし
て変動するようにする技術が知られている。空燃比補正
量は空燃比センサ出力に応じて変動し、機関燃料系の機
器の特性のずれ等が生じていない場合には変動の中心値
は予め設定した基準値になっている。また、経年変化等
により燃料系の機器の特性ずれが生じると、空燃比補正
量はこの特性ずれを補償して機関空燃比を目標空燃比に
維持するために基準値からずれた値を中心として変動す
るようになる。ところが、空燃比の過補正を防止するた
めに空燃比補正量には基準値を中心として上限値と下限
値とが設けられており、空燃比補正量は上限値と下限値
との間でしか変動することができないようになってい
る。このため、空燃比補正量の変動中心が前記基準値か
ら離れて上限値または下限値に接近すると、接近した側
では空燃比補正量が小さな量だけ変化してもすぐに限界
値に到達するようになり、空燃比補正量の変動できる範
囲、すなわち空燃比の制御範囲が狭まってしまう問題が
生じる。

【０００３】そこで、通常、機器の特性の変化等を補償
するための学習補正量を別途設け、空燃比補正量と学習
補正量とに基づいて燃料噴射量を制御するとともに、空
燃比補正量の変動中心が上記基準値に一致するように学
習補正量の値を変化させるようにすることにより上記問
題を解決している。学習補正においては、空燃比補正量
が基準値から離れた場合には学習補正量が増減して空燃
比補正量を基準値に近づけるようにするため、空燃比補
正量は常に基準値に近い値を中心に変動するようにな
る。すなわち、機器の特性のずれ等は学習補正量により
補正し、空燃比補正量は運転状態による空燃比変化変化
の補正のみを行うようすることにより、空燃比補正量の
変動中心は常に基準値近傍になり空燃比制御の範囲が狭
くなることが防止される。

【０００４】この種の空燃比制御装置としては、例えば
特開平４−１７７４９号公報に記載されたものがある。
同公報の装置は、排気系の触媒コンバータ上流側と下流
側とに配置された２つの空燃比センサ出力にそれぞれ基
づいて算出される第１と第２の空燃比補正量に基づいて
最終的な空燃比補正量を算出するようにしており、この
最終的な空燃比補正量を基準値に近づけるように学習補
正量の値を変化させる制御を行っている。また、同公報
の装置では、空燃比補正量を基準値に近づける学習補正
は機関の運転領域毎に行うようにしており、各運転領域
で学習補正の進行度を判定し、学習補正の進行度が所定
の値以下の場合には下流側空燃比センサ出力に基づく第
２の空燃比補正量の算出を禁止するようにしている。

【０００５】学習補正が完了した運転領域から未完の運
転領域に運転状態が移行すると最終空燃比補正量は一時
的に基準値から大きく離れ、その後学習補正により徐々
に基準値に近づくようになるが、この過渡的な状態で下
流側空燃比センサによる第２の空燃比補正量の算出を行
うと、第２の空燃比補正量の値は学習補正完了後の値と
は大幅に異なった値になるため、本来の空燃比補正量と
は異なる値に基づいて誤った学習補正が行われてしまう
おそれがある。上記公報の装置では、学習補正が完了す
るまで第２の空燃比補正量の算出を禁止することにより
学習補正に誤補正が生じることを防止したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】下流側空燃比センサ
は、本来上流側空燃比センサの劣化による特性の変化が
生じたような場合でも精度よく空燃比を目標空燃比に維
持するために設けられている。このため、上記特開平４
−１７７４９号公報の装置のように学習補正が完了した
運転領域から未完の領域に移行する毎に下流側空燃比セ
ンサに基づく空燃比制御を中止していると、その間は上
流側空燃比センサの特性変化が補正されないまま直接空
燃比制御に反映されてしまうことになる。このため、学
習が完了して下流側空燃比センサによる空燃比制御が再
開されるまでは機関空燃比が目標空燃比に正確に維持さ
れない場合があり、特に空燃比変動が大きい機関では排
気エミッションの悪化等を生じる問題がある。

【０００７】本発明は上記問題に鑑み、学習補正が完了
していない状態でも下流側空燃比センサによる補正を行
い、機関空燃比を目標空燃比に正確に維持しながら、し
かも学習補正に誤差を生じることを防止可能な空燃比制
御装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒コ
ンバータと、該触媒コンバータの上流側と下流側の排気
通路とにそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度を検出す
る上流側空燃比センサと下流側空燃比センサと、前記上
流側空燃比センサ出力と補助空燃比補正量とに基づい
て、機関空燃比が目標空燃比になるように第１の空燃比
補正量を変化させる第１の空燃比フィードバック制御手
段と、前記第１の空燃比補正量が予め定めた基準値に一
致するように学習補正量を変化させる学習補正手段と、
前記第１の空燃比補正量と、前記学習補正量とに基づい
て機関への燃料供給量を制御する燃料供給制御手段と、
前記学習補正手段による補正が完了しているか否かを判
定する学習完了判定手段と、前記学習補正が完了した状
態での前記補助空燃比補正量の値を記憶する記憶手段
と、前記下流側空燃比センサで検出した機関空燃比が予
め定めた目標空燃比になるように第２の空燃比補正量を
変化させる第２の空燃比フィードバック制御手段と、前
記学習補正が完了した状態では、前記補助空燃比補正量
の値を前記第２の空燃比補正量の値と同一に設定し、前
記学習補正が完了していない状態では、前記補助空燃比
補正量の値を前記記憶手段により記憶した前回の学習補
正完了状態の補助空燃比補正量の値から徐々に現在の第
２の空燃比補正量の値へと変化させる過渡制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、前記学習
補正手段は複数に分割された機関運転領域の各運転領域
毎に前記学習補正を行い、前記学習完了判定手段は前回
学習補正が完了した運転領域での学習補正完了後の学習
補正量を記憶する学習記憶手段を備えるとともに、機関
運転状態が学習補正が完了した運転領域から学習補正が
完了していない運転領域に移行した際に、該学習補正未
完領域における学習補正量の、前記学習記憶手段により
記憶した学習補正量からの偏差が予め定めた所定量以下
の場合には学習補正未完領域であっても学習補正が完了
していると判定する請求項１に記載の空燃比制御装置が
提供される。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、内燃機関
の排気系に設けられた排気浄化触媒コンバータと、該触
媒コンバータの上流側と下流側の排気通路とにそれぞれ
配置され、排気中の酸素濃度を検出する上流側空燃比セ
ンサと下流側空燃比センサと、前記下流側空燃比センサ
出力に基づいて、機関空燃比が予め定めた目標空燃比に
なるように第２の空燃比補正量を変化させる第２の空燃
比フィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサ
出力と前記第２の空燃比補正量とに基づいて、機関空燃
比が目標空燃比になるように第１の空燃比補正量を変化
させる第１の空燃比フィードバック制御手段と、前記第
１の空燃比補正量が予め定めた基準値に一致するように
学習補正量を変化させる学習補正手段と、前記第１の空
燃比補正量と、前記学習補正量とに基づいて機関への燃
料供給量を制御する燃料供給制御手段と、前記学習補正
手段による補正が完了しているか否かを判定する学習完
了判定手段と、前記学習補正が完了していないときに、
前記第１の空燃比補正量の前記基準値からの偏差が大き
いほど前記第２の空燃比フィードバック制御による前記
第２の補正量の変化速度を小さく設定する過渡制御手段
と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

【００１１】

【作用】請求項１の空燃比制御装置では、過渡制御手段
は学習補正が完了した状態では補助空燃比補正量を現在
の第２の空燃比補正量と同一の値に設定し、第１の空燃
比フィードバック制御手段は上流側空燃比センサ出力と
補助空燃比補正量とに基づいて第１の空燃比補正量を算
出する。これにより、学習補正が完了した状態では第１
の空燃比補正量の算出に第２の空燃比補正量の変化が直
接反映される。

【００１２】一方、学習補正が完了していない状態で
は、過渡制御手段は補助空燃比補正量の値を前回学習補
正が完了した状態での第２の空燃比補正量の値から徐々
に現在の第２の空燃比補正量の値に近づけ、第１の空燃
比フィードバック制御手段は上流側空燃比センサ出力と
補助空燃比補正量とに基づいて第１の空燃比補正量を算
出する。学習が完了した状態では第２の空燃比補正量は
上流側空燃比センサの特性のずれのみに対応した値とな
っているが、学習が完了していない状態では第２の空燃
比補正量の値は学習補正が完了していないための空燃比
のずれをも反映して大きく変動するため、この第２の空
燃比補正量を直接用いて第１の空燃比補正量を算出する
と第１の空燃比補正量が大きく変動し、学習補正に誤差
を生じる。しかし、上記のように補助空燃比補正量を前
回学習完了時の第２の空燃比補正量の値から現在の第２
の空燃比補正量の値に徐々に近づけることにより、第２
の空燃比補正量の変動により第１の空燃比補正量が大き
く変動することが防止される。

【００１３】請求項２に記載の空燃比制御装置では、請
求項１に加えて学習完了判定手段は現在の運転領域での
学習補正量の値と前回学習補正が完了した運転領域での
学習補正量の値との偏差が所定値以下になった場合には
学習補正が完了したと判定する。学習補正量の値が大き
く変化しなければ第２の空燃比補正量の変動幅も比較的
小さいため、第２の空燃比補正量を補助空燃比補正量と
して使用しても第１の空燃比補正量が大きく変動するこ
とはない。このため、学習補正量が前回学習完了した運
転領域での学習補正量から所定の偏差内に入った時に第
２の空燃比補正量を補助空燃比補正量として使用するよ
うにしたことにより、運転領域が学習補正未完領域に移
行した場合に学習補正に誤差を生じることなく早期に下
流側空燃比センサによる上流側空燃比センサの特性のず
れの補正が開始される。

【００１４】請求項３に記載の空燃比制御装置では、過
渡制御手段は第１の空燃比補正量の基準値からの偏差が
大きい程第２の空燃比フィードバック制御における第２
の空燃比補正量の変化速度を小さく設定する。これによ
り、第１の空燃比補正量の基準値からの偏差が大きく、
学習補正に誤差が生じやすい場合ほど第２の空燃比補正
量の変動が小さくなり、正確な学習補正が行われる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の空燃比制御装置を車
両用内燃機関に適用した場合の実施例を示す図である。
図１において、１は内燃機関本体、２は機関１のピスト
ン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室をそれぞれ示して
いる。また、６はシリンダヘッド３に設けられた吸気ポ
ート、８は排気ポートを示す。吸気ポート６、排気ポー
ト８には吸気弁５、排気弁７がそれぞれ設けられてい
る。各吸気ポート６は、それぞれ対応する吸気枝管９を
介して共通のサージタンク１０に接続され、各吸気枝管
９には燃料噴射弁１１が配置されている。燃料噴射弁１
１は、後述する制御回路３０からの出力信号に応じた量
の加圧燃料を機関１の吸気ポート６内に噴射する。

【００１６】サージタンク１０は吸気管１２およびエア
フローメータ１３を介してエアクリーナ１４に接続され
ている。エアフローメータ１３は機関吸入空気量に応じ
た出力電圧信号を発生するものである。吸気管１２に
は、運転者の図示しないアクセルペダル操作に応じた開
度をとるスロットル弁１５が設けられている。一方、機
関１の各排気ポート８は排気マニホルド１６を介して共
通の排気管１６ａに接続されている。また、排気管１６
ａには排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_Xの３成分を浄化可能
な触媒を有する触媒コンバータ１７が配置されている。

【００１７】触媒コンバータ１７の上流側の排気マニホ
ルド１６上の各気筒からの排気の集合部と触媒コンバー
タ１７下流側の排気通路１６ａ上には、それぞれ排気中
の酸素成分濃度を検出するＯ₂センサ等の空燃比センサ
２８、２９が配置されている。Ｏ₂センサ２８、２９は
排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側の場合とリーン側
の場合とで異なるレベルの出力電圧を発生する。

【００１８】図１に１８でその全体を示すのは、蒸発燃
料パージ装置である。蒸発燃料パージ装置１８は、燃料
タンク２４からの蒸発燃料を吸着するキャニスタ１９を
備えている。キャニスタ１９は活性炭等の吸着剤からな
る吸着層２０と、蒸発燃料室２１、大気に連通する大気
室２２とを有している。キャニスタ１９の蒸発燃料室２
１は、一方では逆止弁２３を介して燃料タンク２４の上
部空間に接続され、他方では逆止弁２５とパージ制御弁
２６とを介して吸気管１２の負圧ポート２７に接続され
ている。図１に示すように、負圧ポート２７はスロット
ル弁１５がアイドル位置にあるときにはスロットル弁１
５上流側に位置し、スロットル弁１５が開弁するとスロ
ットル弁下流側に位置するようになっている。

【００１９】パージ制御弁２６閉弁時には、燃料タンク
２４からの蒸発燃料は逆止弁２３から蒸発燃料室２１に
流入し、吸着層２０で蒸発燃料が吸着剤に吸着される。
パージ制御弁２６が開弁中にスロットル弁１５が所定の
開度になるとキャニスタ１９の蒸発燃料室２１には負圧
ポート２７を介して吸気管１２のスロットル弁１５下流
側の負圧が作用する。この状態ではキャニスタ１９の大
気室２２内の大気が吸着層２０を通って蒸発燃料室２１
に流入するため、吸着層２０の吸着剤に吸着された蒸発
燃料は吸着剤を離脱して蒸発燃料室２１に流入し、空気
と蒸発燃料との混合気（パージガス）となって負圧ポー
ト２７から吸気管１２内に流入する。すなわち、パージ
制御弁２６開弁時には、吸着層２０から離脱した蒸発燃
料と燃料タンク２４からの蒸発燃料との両方が負圧ポー
ト２７から吸気管１２に流入し、機関１の燃焼室４内で
燃焼する。

【００２０】本実施例では、パージ制御弁２６は制御回
路３０からの駆動信号に応じて作動するソレノイドアク
チュエータ、負圧アクチュエータ等の適宜な形式のアク
チュエータ２６ａを備えており、制御回路３０からの駆
動信号により所望のパージ制御弁開度を設定することが
できる。図１に３０で示すのは、機関１の制御回路であ
る。本実施例では、制御回路３０はＲＯＭ（リードオン
リメモリ）３１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３
２、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３３、バックアップ
ＲＡＭ３４及び入力ポート３５、出力ポート３６をを双
方向性バス３７で接続した公知の構成のディジタルコン
ピュータとして構成される。バックアップＲＡＭ３４は
常時電源に接続されており、機関１のイグニッションス
イッチを切っても記憶した内容を保持することが可能で
ある。

【００２１】制御回路３０は、後述するように上流側Ｏ
₂センサ２８、下流側Ｏ₂センサ２９の出力に基づいて
第１と第２の空燃比補正量を算出するとともに、第１の
空燃比補正量に基づいて学習補正量を算出する。また、
制御回路３０は機関の負荷状態に応じて基本燃料噴射量
を算出するとともに、第１の空燃比補正量と学習補正量
と基本燃料噴射量とから実際の燃料噴射量を算出し、機
関の空燃比制御を行う。また、これらの制御とは別に制
御回路３０は機関運転状態に基づいてパージ率（機関に
供給されるパージガスと機関吸入空気量との比）を算出
し、エアフローメータ１３で検出した機関吸入空気量に
応じてパージ制御弁２６の開度を制御して上記パージ率
が得られるようにパージガス流量を制御している。

【００２２】これらの制御のため、制御回路３０の入力
ポート３５には、エアフローメータ１３から吸入空気量
を表す電圧信号と、上流側Ｏ₂センサ２８と下流側Ｏ₂
センサ２９とから排気空燃比を表す電圧信号とがそれぞ
れＡＤ変換器３８〜４０を介して入力されている他、機
関クランク軸（図示せず）に設けられた回転数センサ４
３から、機関回転数を表すパルス信号が入力されてい
る。

【００２３】また、制御回路３０の出力ポート３６は、
対応する駆動回路４１、４２を介してそれぞれ燃料噴射
弁１１とパージ制御弁２６のアクチュエータ２６ａとに
接続され、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量とパージ制
御弁２６の開度とを制御している。本実施例では、パー
ジ実行時（パージ制御弁２６開弁時）には、燃料噴射量
ＴＡＵは以下の式に基づいて算出される。ＴＡＵ＝ＴＰ・( FAF + (1.0 - KG ) + ( 1 - FGPG×PGR)）・Ｔ₁＋Ｔ₂… (1) ここで、ＴＰは基本燃料噴射量であり、機関空燃比を目
標空燃比（例えば理論空燃比）にするのに必要とされる
燃料噴射量である。基本燃料噴射量ＴＰは予め実験によ
り決定され、機関負荷（例えば機関吸入空気量Ｑと機関
回転数Ｎとの比、Ｑ／Ｎ）の関数としてＲＯＭ３１に記
憶されている。

【００２４】また、ＦＡＦは空燃比補正量、ＫＧはフィ
ードバック学習補正量、ＦＧＰＧは蒸発燃料学習補正
量、ＰＧＲはパージ率（パージガス流量／機関吸入空気
量）を表している。ＦＡＦ、ＫＧ、ＦＧＰＧについては
後に詳述する。また、Ｔ₁、Ｔ ₂は暖機状態などの機関
状態により定まる補正係数である。次に、図２から図８
を用いて空燃比補正量ＦＡＦ、フィードバック学習補正
量ＫＧ、蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧについて説明す
る。

【００２５】図２から図４は空燃比補正量ＦＡＦの算出
を示すフローチャートである。空燃比補正量ＦＡＦは制
御回路３０により実行される第１の空燃比フィードバッ
ク制御ルーチン（図２、図３）により上流側Ｏ₂センサ
２８出力に基づいて算出される。また、ＦＡＦ算出の際
に使用する第２の空燃比補正量（ＲＳＲ、ＲＳＬ）は、
同様に制御回路３０により実行される第２の空燃比フィ
ードバック制御ルーチン（図４）により下流側Ｏ₂セン
サ２９出力に基づいて決定される。すなわち、本実施例
では、第１の空燃比補正量ＦＡＦ算出の際に第２の空燃
比補正量（ＲＳＲ、ＲＳＬ）を使用することにより、上
流側Ｏ₂センサ２８の劣化等による出力特性のずれが下
流側Ｏ₂センサ２９の出力により補正されるため、精度
の高い空燃比制御が行われる。

【００２６】まず、図２、図３の第１の空燃比フィード
バック制御ルーチンについて説明する。本ルーチンは制
御回路３０により、一定時間毎に実行される。本ルーチ
ンでは、下流側Ｏ₂センサ２９の出力ＶＯＭを比較電圧
Ｖ_R1（理論空燃比相当電圧）と比較し、触媒コンバータ
下流側での排気空燃比が理論空燃比よりリッチ（ＶＯＭ
＞Ｖ_R1）のときには空燃比補正量ＦＡＦを減少させ、リ
ーン（ＶＯＭ≦Ｖ_R1）のときにはＦＡＦを増大させる制
御を行う。Ｏ₂センサは排気空燃比が理論空燃比よりリ
ッチ側のときに、例えば０．９ボルトの電圧信号を出力
し、排気空燃比が理論空燃比よりリーン側のときに例え
ば０．１ボルト程度の電圧信号を出力する。本実施例で
は、上記比較電圧Ｖ_R1は０．４５ボルト程度に設定され
る。上記のように空燃比補正量ＦＡＦを排気空燃比に応
じて増減することにより、エアフローメータ１３、や燃
料噴射弁１１等の燃料供給系の機器に多少の誤差が生じ
ている場合でも機関空燃比は正確に理論空燃比近傍に修
正される。

【００２７】以下、図２、図３のフローチャートを簡単
に説明すると、ステップ２０１はフィードバック制御実
行条件（例えば、Ｏ₂センサが活性化していること、機
関暖機が完了していること、フュエルカットから復帰後
所定時間が経過していること等）が成立しているか否か
の判定を示し、条件が成立している時にのみステップ２
０２以下のＦＡＦ算出が行われる。フィードバック制御
実行条件が成立していない場合には、ルーチンは図３、
ステップ２２７に進み、フラグＸＭＦＢの値を０にセッ
トしてルーチンを終了する。フラグＸＭＦＢは第１の空
燃比フィードバック制御を実行中か否かを示すフラグで
あり、ＸＭＦＢ＝０は第１の空燃比フィードバック制御
が停止されていることを意味する。

【００２８】ステップ２０２から２１５は空燃比の判定
を示す。ステップ２０９と２１５とに示すフラグＦ１
は、機関空燃比がリッチ（Ｆ１＝１）かリーン（Ｆ１＝
０）かを表す空燃比フラグであり、Ｆ１＝０からＦ１＝
１（リーンからリッチ）への切換えはＯ₂センサ１７が
所定時間（ＴＤＲ）以上継続してリッチ信号（ＶＯＭ
＞Ｖ_R1）を出力したときに（ステップ２０３、２１０か
ら２１５）、またＦ１＝１からＦ１＝０（リッチからリ
ーン）への切換えはＯ₂センサ２が所定時間（ＴＤＬ）
以上継続してリーン信号（ＶＯＭ≦Ｖ_R1）を出力した
ときに行われる（ステップ２０３から２０９）。ＣＤＬ
Ｙは空燃比フラグ切換えタイミングを判定するためのカ
ウンタである。

【００２９】図３ステップ２１６から２２４では、上記
により設定されたフラグＦ１の値に応じてＦＡＦの増減
を行う。すなわち、今回ルーチン実行時のＦ１の値と前
回ルーチン実行時のＦ１の値を比較して、Ｆ１の値が変
化したか、すなわち空燃比がリッチからリーン、または
リーンからリッチに反転したかを判断する（ステップ２
１６）。そして、現在のＦ１の値がＦ１＝０（リーン）
の場合には、先ずＦ１＝１からＦ１＝０（リッチからリ
ーン）に変化（反転）した直後に比較的大きな値ＲＳＲ
だけＦＡＦをスキップ的に増大させ（ステップ２１７、
２２０）、その後はＦ１＝０である間はルーチン実行毎
に比較的小さな値ＫＩＲずつ徐々にＦＡＦを増大させる
（ステップ２２２、２２３）。同様に、現在のＦ１の値
がＦ１＝１（リッチ）の場合には、先ずＦ１＝０からＦ
１＝１（リーンからリッチ）に反転した直後にＲＳＬだ
けＦＡＦを減少させ（ステップ２１７、２２１）、その
後はＦ１＝１である間はルーチン実行毎にＫＩＬずつ徐
々にＦＡＦを減少させる（ステップ２２２、２２４）。
また、上記により算出したＦＡＦの値を最大値ＭＡＸ
（本実施例ではＭＡＸ＝１．２）と最小値ＭＩＮ（本実
施例ではＭＩＮ＝０．８）で定まる範囲を越えないよう
にガードした後（ステップ２２５）、フラグＸＭＦＢの
値を１にセットして（ステップ２２６）本ルーチンは終
了する。

【００３０】また、ステップ２１７において空燃比がリ
ーンからリッチに反転した場合には、反転直後のＦＡＦ
の値をＦＡＦ₀として記憶し（ステップ２１８）、リッ
チからリーンに反転した場合には、反転直後に後述する
ＫＧまたはＦＧＰＧの学習制御（ステップ２１９）を実
行する。すなわち、図２、図３のルーチンでは、空燃比
が反転する毎にＫＧ、ＦＧＰＧの学習制御を実行する
（ステップ２１９）。

【００３１】次に、第２の空燃比フィードバック制御に
ついて説明する。図４は第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンを示している。本ルーチンは制御回路３０に
より、第１の空燃比フィードバック制御より長い所定間
隔で実行される。本ルーチンでは、下流側Ｏ₂センサ２
９の出力ＶＯＳを比較電圧Ｖ_R2（理論空燃比相当電圧）
と比較し、触媒コンバータ下流側での排気空燃比が理論
空燃比よりリッチ（ＶＯＳ＞Ｖ_R2）のときには第１の
空燃比フィードバック制御で用いる補正量ＲＳＲ（図３
ステップ２２０）を減少させるとともにＲＳＬ（図３ス
テップ２２１）を増大させる。また、触媒コンバータ下
流側での排気空燃比が理論空燃比よりリーン（ＶＯＳ≦
Ｖ_R2）の時には補正量ＲＳＲを増大させるとともにＲＳ
Ｌを減少させる操作を行う。これにより、触媒コンバー
タ下流側で排気空燃比がリッチの場合には第１の空燃比
フィードバック制御ではＦＡＦの値は小さく設定される
ようになり、逆に下流側での排気空燃比がリッチの場合
にはＦＡＦの値は大きく設定されるようになる。このた
め、上流側Ｏ₂センサ２８が劣化したり特定の気筒の排
気の影響を強く受けたために上流側Ｏ₂センサ２８出力
が実際の排気空燃比からずれたような場合でもＦＡＦの
値は下流側Ｏ₂センサ２９出力により補正されるので、
機関空燃比は正確に理論空燃比に維持される。

【００３２】以下、図４のフローチャートを簡単に説明
すると、ステップ４０１、４０３はフィードバック制御
実行条件が成立しているか否かの判定を示す。ステップ
４０１の判定条件は、図２ステップ２０１のものと同様
である。また、ステップ４０３では第１の空燃比フィー
ドバック制御が実施されているか否かが判定され、制御
実施中（フラグＸＭＦＢ＝１）の場合にのみステップ４
０５以下で図２、図３と同様に下流側Ｏ₂センサ２９で
検出した排気空燃比がリッチか否かにより補正量ＲＳ
Ｒ、ＲＳＬの値を増減する操作を行う。すなわち、ステ
ップ４０５では下流側Ｏ₂センサ２９の出力ＶＯＳをＡ
Ｄ変換して読み込み、ステップ４０７ではＶＯＳがリー
ン空燃比相当値（ＶＯＳ≦Ｖ_R2）か否かを判定するとと
もに、ＶＯＳの値が前回ルーチン実行時から反転（リッ
チからリーンまたはリーンからリッチへ変化）したか否
か（ステップ４０９、４１５）に応じてＲＳＲ、ＲＳＬ
の増減を行う。

【００３３】ＲＳＲの増減は第１の空燃比フィードバッ
ク制御におけるＦＡＦの増減と同様であり、例えばリッ
チからリーンへの反転直後にはＲＳＲの値を比較的大き
な量ΔＲＳだけ増大し（ステップ４０７、４０９、４１
１）、その後はＶＯＳがリーンである限りルーチン実行
毎にＲＳＲの値を比較的小さな量ΔＫＩだけ増加させる
（ステップ４０７、４０９、４１３）。また、ＶＯＳが
リーンからリッチに反転した場合にはその直後にＲＳＲ
の値をΔＲＳだけ減少し（ステップ４０７、４１５、４
１７）、その後はＶＯＳがリッチである限りルーチン実
行毎にＲＳＲの値をΔＫＩだけ減少させる（ステップ４
０７、４１５、４１９）。

【００３４】そして、ステップ４２１では上記により算
出したＲＳＲの値を最大値と最小値との範囲を越えない
ようにガードした後、ステップ４２３ではＲＳＲを用い
てＲＳＬの値を、ＲＳＬ＝Ｋ−ＲＳＲとして算出する
（Ｋは、例えば０．１程度の定数）。上記第２の空燃比
フィードバック制御ルーチン実行により、下流側Ｏ₂セ
ンサ２９で検出した排気空燃比がリッチの場合にはＲＳ
Ｒの減少とＲＳＬの増大が、また、排気空燃比がリーン
の場合にはＲＳＲの増大とＲＳＬの減少とが同時に行わ
れる。

【００３５】図５は、図２から図４による制御を行った
場合の空燃比（Ａ／Ｆ）変化（図５(A) ）に対する、カ
ウンタＣＤＬＹ（同(B) ）、Ｆ１（同(C) ）、ＦＡＦ同
(D)）の変化を示している。図５(D) に示すように、Ｆ
ＡＦの値はある値を中心に変動することになる。次に本
実施例の学習補正量ＫＧと蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧ
とについて説明する。第１の空燃比フィードバック制御
により設定される空燃比補正量ＦＡＦは機関運転状態の
変動等による空燃比変化を補正するように変化し、基準
値（本実施例では１．０）を中心として変動する。とこ
ろが、エアフローメータや燃料噴射量等の燃料系の機器
の特性ずれやパージガス等により燃料供給量の恒常的な
増加または減少があるとＦＡＦの変動中心は上記基準値
からずれた値になる。この場合、ＦＡＦの値は図３ステ
ップ２２５で説明したように上限値と下限値とでガード
されているため、この範囲を越えて変化することができ
ず、基準値からずれた方の側ではＦＡＦの変化による空
燃比の調節幅が少なくなり、機関運転条件による空燃比
変化の補正を十分に行うことができなくなる問題があ
る。

【００３６】本実施例では、機器の特性のずれやパージ
ガスによる燃料供給量の恒常的変化を学習補正量ＫＧ、
ＦＧＰＧを用いて補正し、常にＦＡＦの変動中心が基準
値（１．０）近傍になるようにしている。これにより、
ＦＡＦの変動中心と変動の上限値、下限値との間に十分
な間隔を維持できるため、空燃比制御範囲が狭くなるこ
とが防止される。

【００３７】また、本実施例では、機関運転領域を機関
の吸入空気量に応じて複数の領域に分割し、各領域毎に
個別に学習補正量ＫＧの算出を行う。機関吸入空気量の
各領域毎に個別に学習補正を実施するのは、エアフロー
メータの特性のずれが機関吸入空気量領域毎に異なるた
め、各領域毎に特性のずれを補正するようにしたもので
ある。一方、蒸発燃料ＦＧＰＧはパージ実行中にパージ
率が変化した場合に更新され、機関に供給される蒸発燃
料の量が変化した場合にもＦＡＦの変動中心を基準値に
維持する。図６学習補正量ＫＧの更新サブルーチンを示
すフローチャートである。

【００３８】図６のサブルーチンは後述する条件成立時
に実行される。図６においてサブルーチンがスタートす
ると、ステップ６０１ではエアフローメータ１３で検出
した機関吸入空気量Ｑが読み込まれ、ステップ６０３で
は機関吸入空気量Ｑの値から機関運転領域が判定され
る。本実施例では機関運転中の吸入空気量Ｑ変化の全領
域を複数（例えばｎ個）のブロックに分割しており、そ
れぞれの領域毎に学習補正量ＫＧを設定する。ステップ
６０３で、ステップ６０１で読み込んだ現在の吸入空気
量Ｑがどのブロックに（例えばｎ個のうちのｉ番目のブ
ロックに）相当するかが判定されると、ステップ６０５
では、その領域の学習補正量ＫＧ_i（添字ｉは、吸入空
気量領域のｉ番目のブロックでの学習補正量の値を意味
する。）が更新される。

【００３９】ステップ６０５では、図３ステップ２１８
で読み込んだ前回Ｆ１がＦ１＝１（リッチ）からＦ１＝
０（リーン）に反転した直後のＦＡＦの値ＦＡＦ₀（図
５(D) 参照）と、今回フラグＦ１の値がＦＡＦ＝０から
ＦＡＦ＝１に反転した直後（図３ステップ２１９）のＦ
ＡＦの値（図５(D) 参照）との算術平均値ＦＡＦＡＶを
算出し（ＦＡＦＡＶ＝（ＦＡＦ₀＋ＦＡＦ）／２、図５
(D) 参照）、このＦＡＦＡＶを近似的にＦＡＦの値の変
動中心（理論空燃比相当値）とみなし、ＦＡＦＡＶと基
準値１．０との偏差に応じて、ステップ６０３で判定し
たブロックでの学習補正量ＫＧ_iの値を増減する。

【００４０】すなわち、ＦＡＦＡＶが１．０より小さい
所定値１−α以下である場合には、学習補正量ＫＧを現
在の値より一定値ΔＫＧだけ増大させ、ＦＡＦＡＶが
１．０より大きい所定値１＋β以上である場合には、学
習補正量ＫＧを現在の値より一定値ΔＫＧだけ減少させ
る。ＦＡＦＡＶがこれらの値の間（１−α＜ＦＡＦＡＶ
＜１＋β）である場合にはＫＧの値はそのままに維持さ
れる（ステップ６０７から６１３）。

【００４１】また、ステップ６１５では上記により更新
したＫＧ_iの値を制御回路３０のバックアップＲＡＭ３
４に格納してルーチンを終了する。上記サブルーチンに
より、ＦＡＦＡＶが基準値より所定値β以上大きくなる
と前述のＴＡＵの計算式（１）において学習補正量ＫＧ
が減少（すなわち（１−ＦＧ）が増大）するため図２、
図３のルーチンによりＦＡＦの値は減少し基準値に近づ
く。また、ＦＡＦＡＶが基準値より所定値α以上小さく
なると、学習補正量ＫＧは増大しＦＡＦの値は増加して
基準値に近づく。

【００４２】図７は蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧの算出
サブルーチンを示すフローチャートである。本実施例で
は、ＦＧＰＧはＫＧと同様にＦＡＦの算術平均値ＦＡＦ
ＡＶの基準値からの偏差に応じてルーチン実行毎にΔＦ
Ｇずつ更新される。図７の各ステップは図６のステップ
６０５から６１５と同一の操作であるので、ここでは説
明を省略する。

【００４３】図８は図３ステップ２１９で実行される学
習制御サブルーチンを示すフローチャートである。本サ
ブルーチンではパージの状態に応じて学習補正量ＫＧの
更新サブルーチン（図６）または蒸発燃料学習補正量Ｆ
ＧＰＧの更新サブルーチン（図７）のいずれかを実行す
る。図８においてサブルーチンがスタートすると、ステ
ップ８０１では学習補正量の更新条件（学習条件）が成
立しているか否かが判断される。本実施例では、学習条
件は、第１と第２の空燃比フィードバック制御（図２、
図３、図４）実行中であること、機関暖機が終了してい
ること、等である。

【００４４】ステップ８０１で学習条件が成立していな
い場合には本ルーチンはそのまま終了し、ＫＧ、ＦＧＰ
Ｇの値の更新は行われない。また、学習条件が成立して
いた場合には、ステップ８０３に進み、前回ルーチン実
行時からパージ流量（パージ制御弁２６）開度が所定値
以上変化したか否かを判断する。パージ流量が変化して
いる場合には、ＦＡＦＡＶの基準値からのずれは機関へ
の蒸発燃料の供給量の変化により生じたものであるた
め、ステップ８０５に進み蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧ
の更新サブルーチン（図７）を実行し、ＫＧの更新は行
わない。また、パージ流量が変化していない場合にはＦ
ＡＦＡＶのずれは燃料系の機器の特性ずれ等により生じ
たものであるため、ステップ８０７に進み学習補正量Ｋ
Ｇの更新サブルーチン（図６）を実行し、ＦＧＰＧの更
新は行わない。

【００４５】上記のように学習補正量ＫＧと蒸発燃料学
習補正量ＦＧＰＧとの更新を行うことにより、機器特性
のずれやパージ流量にかかわらずＦＡＦは基準値を中心
として変動することになり、空燃比制御範囲が狭くなる
ことが防止される。ところが、このような学習補正を実
行すると逆に問題が生じる場合がある。例えば、本実施
例では機関吸入空気量Ｑの領域毎に学習補正量ＫＧ_iを
設定しているため、学習補正が完了してＫＧ_iの値がＦ
ＡＦ（実際にはＦＡＦＡＶ）を基準値に一致させる値に
なっている領域と、学習補正が完了していない領域とが
混在している場合が生じる。このような状態で機関吸入
空気量の変化により学習補正が完了した領域から学習補
正が完了していない領域に運転状態が移行すると、学習
補正が完了していないためにＦＡＦの値は大きく変動す
る。また、このときに第２の空燃比フィードバック制御
を実行しているとＲＳＲ、ＲＳＬの値も大きな変動を繰
り返すことになり、ＦＡＦＡＶの値も短い周期で変動を
繰り返すようになる。このような過渡状態ではＦＡＦＡ
Ｖの値は、もはやＦＡＦ全体の基準値からのずれの状態
を正確に表さなくなるため、ＦＡＦＡＶの値に基づいて
ＫＧの学習補正を実行すると、ＫＧの値は誤ったＦＡＦ
ＡＶの値に基づいて設定されることになり補正に誤差を
生じするおそれがある。

【００４６】また、この問題を防止するために学習補正
が完了していない場合には第２の空燃比フィードバック
制御を禁止してＲＳＲとＲＳＬとの値を固定してしまう
ことも可能であるが、第２の空燃比フィードバック制御
を停止すると上流側Ｏ₂センサの劣化等による特性のず
れが補正されずにそのままＦＡＦに反映されるようにな
るため正確な空燃比制御ができなくなる問題が生じる。

【００４７】そこで、以下に説明する実施例ではＫＧの
学習補正が完了した領域から補正が完了していない領域
に機関運転状態が移行したときにも、第２の空燃比フィ
ードバック制御による上流側Ｏ₂センサ出力の補正を停
止しないで、しかもＲＳＲ、ＲＳＬの急激な増減により
学習補正に誤差が生じることを防止している。図９から
図１１は本実施例の空燃比制御を説明するフローチャー
トである。本実施例では、学習完了状態から未完了状態
への切換時に第２の空燃比フィードバック制御ルーチン
で算出したＲＳＲ、ＲＳＬの値をそのまま第１の空燃比
フィードバック制御ルーチンに使用するのではなく、Ｒ
ＳＲ、ＲＳＬの値が切換前（補正完了時）の値から徐々
に切換後の値に変化するようにしてＲＳＲ、ＲＳＬの値
の急激な増減を防止している。

【００４８】図９、図１０は本実施例で図４のルーチン
に変えて実行される第２の空燃比フィードバック制御ル
ーチンを示している。図４のルーチンでは、１つの空燃
比補正量（ＲＳＲ）を下流側Ｏ₂センサ２９の出力に基
づいて更新しているが、本実施例では、２つの補正量Ｒ
ＳＲ₁、ＲＳＲ₂をそれぞれ別々に図４と全く同じ方法
で下流側Ｏ₂センサ２９の出力に基づいて更新する。

【００４９】図９、図１０のルーチンは、それぞれ図４
のルーチンにおいてＲＳＲの代わりにＲＳＲ₁またはＲ
ＳＲ₂を更新する点と、ＲＳＬの算出を行わない点以外
は図４のルーチンと全く同一であるので詳細な説明は省
略する。図１１は、上記より算出した補正量ＲＳＲ₁、
ＲＳＲ₂を用いた学習補正完了状態と未完状態との切換
時の過渡制御ルーチンのフローチャートである。本ルー
チンは制御回路３０により、一定時間毎に実行される。

【００５０】図１１においてルーチンがスタートする
と、ステップ１１０１では機関吸入空気量Ｑに基づいて
現在の運転領域が判定され、ステップ１１０３では、現
在の運転領域で前回ルーチン実行までに学習補正が完了
しているか否かが判定される。学習補正が完了したか否
かは、前回この運転領域で機関が運転されたときのＦＡ
ＦＡＶの値から判断され、前回１−α≦ＦＡＦＡＶ≦１
＋β（図７参照）の範囲にＦＡＦＡＶの値が収束してい
る場合には学習補正が完了していると判断される。

【００５１】ステップ１１０３で現在の運転領域が学習
補正が完了している場合には、ステップ１１０５に進
み、図９のルーチンを実行しＲＳＲ₁の値を下流側Ｏ₂
センサ２９出力に基づいて更新する。また、ステップ１
１０７では、ＲＳＲの値を上記により算出したＲＳＲ₁
の値に設定するとともに、ステップ１１２１でＲＳＬの
値をＫ−ＲＳＲ（Ｋは０．１程度の定数）として算出す
る。また、図２、図３の第１の空燃比フィードバック制
御ルーチンでは、このＲＳＲ、ＲＳＬの値を用いてＦＡ
Ｆが算出される。すなわち、学習補正が完了した状態で
は図２から図４と同一の制御が行われることになる。

【００５２】一方、ステップ１１０３で現在の運転領域
で学習補正が完了していないと判断されたときにはステ
ップ１１０９に進み、図９のルーチンに変えて図１０の
ルーチンを実行し、ＲＳＲ₂の値を下流側Ｏ₂センサ２
９の出力に基づいて更新する。さらに、ステップ１１１
１では前回ルーチン実行時に学習補正が完了していたか
否かに基づいて、今回のルーチン実行が学習補正完了領
域から未完了領域に移行した後の最初のルーチン実行で
あるか否か、すなわち今回のルーチンが領域の切換後最
初のルーチン実行であるか否かを判定する。

【００５３】ステップ１１１１で今回が切換後最初のル
ーチン実行であった場合には、ステップ１１１３で後述
するなまし率ｍを所定の初期値ａに設定する。また、ス
テップ１１１１で今回が切換後最初のルーチン実行でな
い場合には、ステップ１１１５でなまし率ｍを１だけ減
少させ、ステップ１１１７でｍの値を０以下にならない
ようにガードする。

【００５４】また、ステップ１１１９では前述のＲＳＲ
₁とＲＳＲ₂との値をなまし率ｍを用いてなまし処理
し、ＲＳＲとして設定するとともに、ステップ１１２１
でＲＳＬの値を算出する。また、上記により算出したＲ
ＳＲ、ＲＳＬを用いて図２、図３の第１の空燃比フィー
ドバック制御が実行されるのは上記と同様である。ステ
ップ１１０３で学習補正が完了していないと判定された
場合には、図９のルーチンは実行されないためステップ
１１１９で使用されるＲＳＲ₁の値は前回学習補正完了
領域で図９のルーチンが最後に実行された際の値に一定
に保持される。一方ＲＳＲ₂は補正が完了していない状
態で実行される図１０のルーチンにより設定されるた
め、比較的大きく変動する。

【００５５】しかし、ステップ１１１９のなまし処理、ＲＳＲ＝（（ＲＳＲ₁×ｍ）＋ＲＳＲ₂）／（ｍ＋１）においては、ＲＳＲ₂の変動の影響はなまし率ｍの値に
応じて小さくなるため、ＲＳＲ₂が大きく変動していた
場合でもＲＳＲの変動は小さくなる。また、なまし率ｍ
は領域切換直後に初期値ａにセットされ（ステップ１１
０７）、その後はルーチン実行毎に１ずつ減少し（ステ
ップ１１１５）、最終的には０に収束する（ステップ１
１１７）。このため、なまし率ｍの初期値ａを十分に大
きく設定すれば、ステップ１１１９で算出されるＲＳＲ
の値は、領域切換直後はＲＳＲ₁に略等しく、その後徐
々にＲＳＲ₂に近づき最終的にはＲＳＲ₂に等しくな
り、領域切換前後で連続的に徐々に変化する。このよう
に徐々に変化するＲＳＲの値を用いて第１の空燃比フィ
ードバック制御を行うことにより、ＦＡＦＡＶの変化も
緩やかになり正確なＫＧの学習補正が行われる。また、
ＲＳＲの値は徐々にＲＳＲ₂に近づくためＫＧの学習補
正とともに下流側Ｏ₂センサ２９出力に基づく上流側Ｏ
₂センサ２８の特性ずれの補正が徐々に行われるように
なり、領域切換時にも第２の空燃比フィードバック制御
を停止した場合に較べて正確な空燃比制御を行うことが
可能となる。

【００５６】すなわち、本実施例ではＲＳＲの値を前回
学習補正が完了した状態の値から徐々に現在の下流側Ｏ
₂センサ２９出力に応じた値に近づけることにより、Ｋ
Ｇの学習補正に誤差を生じることを防止しながら正確な
空燃比制御を可能としている。なお、本実施例では学習
補正量ＫＧのみに例をとって説明したが、蒸発燃料学習
補正量ＦＧＰＧについても、パージ流量の急変等により
ＦＧＰＧの最適値が大きく変化すると上記と同様な問題
が起きる可能性がある。しかし、実際にはパージ流量は
徐々に増減するように制御するのが通常であり、学習完
了領域と未完領域との切換に伴うＫＧの変化のような急
激な変化は生じにくい。このため、本実施例では、学習
補正量ＫＧのみについて上記過渡制御を実施している
が、必要に応じて、上記と同様な制御を蒸発燃料学習補
正量ＦＧＰＧにも適用することも可能である。

【００５７】次に、図１２を用いて本発明の別の実施例
を説明する。本実施例では、図１１と同様にＫＧの学習
完了領域から未完領域に運転が移行した場合には、図
９、図１０で算出されるＲＳＲ₁とＲＳＲ₂とを用いて
切換後のＲＳＲの値が徐々に前回学習補正完了時の値か
らＲＳＲ₂に近づくようにしている。しかし、本実施例
では、ＫＧの学習完了領域から未完了領域に移行した場
合であっても移行直後のＫＧの値の変化が小さい場合に
は過渡制御を行わず学習補正が完了しているとみなす点
が相違している。

【００５８】切換前後のＫＧの値の変化が小さければ、
切換後のＦＡＦやＲＳＲの変動も小さくなるため図１１
のような過渡制御を行わなくてもＫＧの学習補正に誤差
を生じる可能性は少ない。このような場合には過渡制御
を行ってＲＳＲの値を徐々に変化させるよりも、直ちに
第２空燃比フィードバック制御を実行した方が上流側Ｏ
₂センサ２８の出力特性のずれの補正頻度が増し、切換
後早い時期から正確な空燃比制御を達成することができ
る。そこで、本実施例では切換前の学習補正完了後の領
域における学習補正量ＫＧの値と切換後の学習補正未完
了の領域における学習補正量ＫＧの値との差が所定値以
下の場合には過度制御を行わないようにしている。

【００５９】図１２においてルーチンがスタートすると
ステップ１２０１と１２０３とでは図１１のルーチンと
同様機関吸入空気量Ｑから現在の運転領域を判定し、現
在の領域で学習補正が完了しているか否かを判定する。
また、学習補正が完了している場合には、ステップ１２
２５で図９のルーチンを実行してＲＳＲ₁を算出すると
とともに、このＲＳＲ₁の値をＲＳＲの値として設定し
（ステップ１２２７）、ＲＳＬを算出する（ステップ１
２２９）。

【００６０】一方、ステップ１２０３で現在の領域で学
習補正が完了していない場合には、ステップ１２０５に
進み、今回のルーチン実行が領域切換後最初のルーチン
実行か否かを判断し、最初の実行であった場合にはステ
ップ１２０７に進む。ステップ１２０７では、現在の領
域における学習補正量ＫＧ_iと前回の運転領域での学習
補正完了後の学習補正量ＫＧ_i-1とをバックアップＲＡ
Ｍ３４から読み込み、ＫＧ_iとＫＧ_i-1との偏差が所定
値ａ以下か否かを判定する。

【００６１】また、ステップ１２０７で｜ＫＧ_i−ＫＧ
_i-1｜≦ａであった場合には、切換前後の学習補正量Ｋ
Ｇの変化は小さく、過渡制御を行う必要はないため学習
補正が完了していない場合でも直接ステップ１２２５に
進み、学習補正完了後と同一の制御を行う。ステップ１
２０７で｜ＫＧ_i−ＫＧ_i-1｜＞ａであった場合には、
ステップ１２０９でカウンタＣＴの値に初期値ｂをセッ
トし、ステップ１２１１以下の過渡制御を実行する。カ
ウンタＣＴは領域切換直後に初期値ｂにセットされ、そ
の後ステップ１２１９でルーチン実行毎に１づつ減算さ
れるため、カウンタＣＴの値は領域切換後の経過時間を
に対応している。

【００６２】また、ステップ１２０５で今回が領域切換
後最初のルーチン実行でない場合にはステップ１２２３
でカウンタＣＴの値が所定値ｃ以下になったか否か、す
なわち切換後一定の時間が経過したか否かが判定され、
一定時間が経過している場合には過渡制御を終了し、ス
テップ１２２５以下の補正完了後の制御を行う。上述の
ように、本実施例では領域切換後一定時間のみステップ
１２１１から１２２１の過渡制御を実行する。

【００６３】本実施例では、図１１と同様過渡制御実行
中は図１０のルーチンにより補正量ＲＳＲ₂を算出し
（ステップ１２１１）、このＲＳＲ₂とＲＳＲ₁とのな
まし処理により空燃比制御に用いるＲＳＲの値を算出す
るが（ステップ１２２１）、なまし率ｍの設定方法が図
１１の実施例とは相違している。すなわち、本実施例で
はＲＳＲ₂算出後ステップ１２１１で現在のＦＡＦのな
まし処理により、ＦＡＦのなまし値ＦＡＦＳＭを、ＦＡＦＳＭ＝（（ＦＡＦＳＭ×ｎ）＋ＦＡＦ）／（ｎ＋
１）として算出し、ＦＡＦＳＭの基準値１．０からの偏差Δ
ＦＡＦ（ステップ１２１５）を求める。また、ステップ
１２２１のなまし処理に使用するなまし率ｍは、ΔＦＡ
Ｆの値に応じて設定される。

【００６４】図１３は本実施例のΔＦＡＦとなまし率ｍ
との関係を示す図である。図１３に示すように、なまし
率ｍはΔＦＡＦの値に略比例して直線的に変化する。前
述のように、なまし処理を行うことによりＦＡＦが大き
く変動していた場合でもなまし値ＦＡＦＳＭの変動は小
さくなるため、なまし値ＦＡＦＳＭの値はＦＡＦの全体
としての傾向を正確に表している。このため、本実施例
では、ΔＦＡＦ＝｜１．０−ＦＡＦＳＭ｜の値、すなわ
ち空燃比全体の基準値１．０からのずれが大きい程なま
し率ｍが大きく設定されるようになり、ずれが大きい場
合ほどＲＳＲ₂の変動がＲＳＲに与える影響が小さくな
る。

【００６５】この場合もＫＧの学習補正が進行するに連
れて、ＦＡＦＳＭの値は基準値に近づくため、なまし率
ｍは小さく設定されるようになりＲＳＲの値は徐々にＲ
ＳＲ ₂の値に接近する。このため、図１１の実施例と同
様、ＫＧの学習補正に誤差を生じることを防止しつつ、
正確な空燃比制御が可能となる。なお、ステップ１２１
１におけるなまし率ｎおよび、図１３のなまし率とΔＦ
ＡＦとの関係は実際の機関を用いて実験等により最適な
値を設定することが好ましい。

【００６６】ところで、図１１と図１２では学習補正完
了領域から未完領域への移行の際の過渡制御について説
明したが、逆に学習補正未完了領域から完了領域への移
行の際にも問題が生じる場合がある。前述のように、学
習補正が完了していない状態では下流側Ｏ₂センサ２９
出力に基づいて算出した第２空燃比補正量ＲＳＲは比較
的大きく変動している。本来学習補正未完領域から完了
領域に移行するとＲＳＲはの変動は小さくなり、ＦＡＦ
は基準値近傍に収束するはずであるが、実際には下流側
Ｏ₂センサ２９は触媒コンバータ下流側にあるため、機
関排気空燃比の変化に対する応答が遅くなる。このた
め、ＲＳＲは学習補正完了領域に移行した後直ちに安定
せず、しばらくの間大きな変動を続ける場合がある。こ
のように、学習完了領域でＲＳＲの大きな変動が続くと
ＦＡＦＡＶも変動するため、領域移行直後に実際には学
習補正が完了しているにもかかわらず学習補正が完了し
ていないと誤判断され、再度学習補正が実行されてしま
い逆に誤補正を生じる場合がある。このため、学習補正
未完領域から完了領域への移行時にも図１１、図１２の
ような過渡制御を行い、切換後のＲＳＲを徐々に変化さ
せるようにしても良い。

【００６７】次に、図１４を用いて本発明の別の実施例
について説明する。前述の実施例では、図９、図１０の
ルーチンで算出される２つの補正量ＲＳＲ ₁とＲＳＲ₂
を用いて、ＲＳＲが急激に変動することを防止している
が、本実施例では学習補正が完了していない場合には常
に空燃比補正量ＦＡＦの値の基準値からのずれに応じて
ＲＳＲの変化速度を変えるようにした点が相違してい
る。

【００６８】すなわち、ＲＳＲの変化速度を常時一定に
していると空燃比補正量ＦＡＦの基準値からのずれが大
きい程ＲＳＲ、ＲＳＬの値は大きく変動するようになり
学習補正に誤差を生じやすい。また、一律にＲＳＲ、Ｒ
ＳＬの変化速度を小さくすると空燃比補正量ＦＡＦの基
準値からのずれが小さいときに第２の空燃比フィードバ
ック制御による上流側Ｏ₂センサの出力特性のずれの補
正速度が低下してしまう。そこで本実施例では、ＦＡＦ
のずれが大きい程図４のルーチンで設定されるＲＳＲ、
ＲＳＬの変化速度が小さくなるようにして上記問題を解
決している。

【００６９】本実施例では、第２の空燃比フィードバッ
ク制御ルーチン（図４）において、ＲＳＲの更新ステッ
プ４１１、４１３、４１７、４１９は係数ｆを用いて以
下のように修正されている。ＲＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＲＳ×ｆ…（ステップ４１１）ＲＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＫＩ×ｆ…（ステップ４１３）ＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳ×ｆ…（ステップ４１７）ＲＳＲ←ＲＳＲ＋ΔＫＩ×ｆ…（ステップ４１９）すなわち、本実施例ではＲＳＲのルーチン実行毎の変化
量（ΔＲＳ、ΔＫＩ）を係数ｆを変更することにより増
減可能としている。

【００７０】図１４は上記係数ｆの設定動作を示すフロ
ーチャートである。本ルーチンは制御回路３０により一
定時間毎に実行される。図１４においてルーチンがスタ
ートするとステップ１４０１では、図８ステップ８０３
と同様、現在の運転条件が、学習補正量ＫＧの更新を実
施する運転条件か蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧの更新を
実施する運転条件かを、パージ流量変化の有無に基づい
て判定する。そして、この判定結果に応じて、学習補正
量ＫＧまたは蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧのうちの該当
する方の学習補正が完了しているか否かを判断する（ス
テップ１４０３、１４０５）。

【００７１】ステップ１４０３、１４０５の一方で学習
補正が完了していないと判定された場合には、ステップ
１４０７でＦＡＦのなまし値ＦＡＦＳＭを算出し、ステ
ップ１４０９でＦＡＦＳＭの基準値（１．０）からの偏
差に応じて係数ｆの値を設定する。ここでなまし値ＦＡ
ＦＳＭの算出方法は、図１２ステップ１２１３のものと
同一である。

【００７２】図１５は、ステップ１４０７で係数ｆの決
定の際に用いられる、なまし値ＦＡＦＳＭと基準値との
偏差（｜１．０−ＦＡＦＳＭ｜）と係数ｆとの関係を示
している。図１５に示すように、係数ｆはなまし値ＦＡ
ＦＳＭと基準値との偏差（｜１．０−ＦＡＦＳＭ｜）が
大きい程小さく設定されるため、図４のルーチンでは上
記偏差が大きい程ＲＳＲの変化速度は小さくなる。従っ
て、ステップ１４０７で設定された係数ｆの値を用いて
図４のルーチンを実行することにより、学習補正により
ＫＧまたはＦＧの値の更新を実行中はＲＳＲ、ＲＳＬの
変化速度は小さくなり、学習補正に誤差が生じることが
防止される。

【００７３】また、ステップ１４０３、１４０５でＫ
Ｇ、ＦＧＰＧの学習補正が完了している場合にはステッ
プ１４１１、１４１３で係数ｆの値は１に設定されるた
め、ＲＳＲの変化速度は通常の値に復帰し、第２の空燃
比フィードバック制御の応答性が低下することが防止さ
れる。

【００７４】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、空燃比
補正量の学習補正を行う際に学習補正が未完了の場合で
も、下流側空燃比センサ出力に基づく上流側空燃比セン
サの出力特性のずれの補正を中断せずに学習補正を行
い、空燃比を正確に制御しながら、しかも学習補正に誤
差が生じることを防止することができるという共通の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の空燃比制御装置を車両用内燃
機関に適用した場合の実施例を示す図である。

【図２】第１の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３】第１の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４】第２の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５】図２から図４の空燃比フィードバック制御を補
足説明するタイミング図である。

【図６】学習補正量ＫＧの更新ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図７】蒸発燃料学習補正量ＦＧＰＧの更新ルーチンを
示すフローチャートである。

【図８】学習補正ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図９】補正量ＲＳＲ₁の更新ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１０】補正量ＲＳＲ₂の更新ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図１１】学習領域の切換時の過渡制御ルーチンの１例
を示すフローチャートである。

【図１２】学習領域の切換時の過渡制御ルーチンの１例
を示すフローチャートである。

【図１３】図１２のルーチンで使用する係数の設定例を
示す図である。

【図１４】第２の空燃比補正量の変化速度の設定ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図１５】図１５のルーチンで使用する係数の設定例を
示す図である。

【符号の説明】

１…内燃機関本体１１…燃料噴射弁１２…吸気管２８…上流側空燃比センサ１９…下流側空燃比センサ１７…触媒コンバータ１８…蒸発燃料パージ装置２６…パージ制御弁２８、２９…Ｏ₂センサ３０…制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた排気浄化
触媒コンバータと、該触媒コンバータの上流側と下流側
の排気通路とにそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度を
検出する上流側空燃比センサと下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサ出力と補助空燃比補正量とに基
づいて、機関空燃比が目標空燃比になるように第１の空
燃比補正量を変化させる第１の空燃比フィードバック制
御手段と、前記第１の空燃比補正量が予め定めた基準値に一致する
ように学習補正量を変化させる学習補正手段と、前記第１の空燃比補正量と、前記学習補正量とに基づい
て機関への燃料供給量を制御する燃料供給制御手段と、前記学習補正手段による補正が完了しているか否かを判
定する学習完了判定手段と、前記学習補正が完了した状態での前記補助空燃比補正量
の値を記憶する記憶手段と、前記下流側空燃比センサで検出した機関空燃比が予め定
めた目標空燃比になるように第２の空燃比補正量を変化
させる第２の空燃比フィードバック制御手段と、前記学習補正が完了した状態では、前記補助空燃比補正
量の値を前記第２の空燃比補正量の値と同一に設定し、
前記学習補正が完了していない状態では、前記補助空燃
比補正量の値を前記記憶手段により記憶した前回の学習
補正完了状態の補助空燃比補正量の値から徐々に現在の
第２の空燃比補正量の値へと変化させる過渡制御手段
と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】前記学習補正手段は複数に分割された機
関運転領域の各運転領域毎に前記学習補正を行い、前記
学習完了判定手段は前回学習補正が完了した運転領域で
の学習補正完了後の学習補正量を記憶する学習記憶手段
を備えるとともに、機関運転状態が学習補正が完了した
運転領域から学習補正が完了していない運転領域に移行
した際に、該学習補正未完領域における学習補正量の、
前記学習記憶手段により記憶した学習補正量からの偏差
が予め定めた所定量以下の場合には学習補正未完領域で
あっても学習補正が完了していると判定する請求項１に
記載の空燃比制御装置。
【請求項３】内燃機関の排気系に設けられた排気浄化
触媒コンバータと、該触媒コンバータの上流側と下流側
の排気通路とにそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度を
検出する上流側空燃比センサと下流側空燃比センサと、前記下流側空燃比センサ出力に基づいて、機関空燃比が
予め定めた目標空燃比になるように第２の空燃比補正量
を変化させる第２の空燃比フィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサ出力と前記第２の空燃比補正量
とに基づいて、機関空燃比が目標空燃比になるように第
１の空燃比補正量を変化させる第１の空燃比フィードバ
ック制御手段と、前記第１の空燃比補正量が予め定めた基準値に一致する
ように学習補正量を変化させる学習補正手段と、前記第１の空燃比補正量と、前記学習補正量とに基づい
て機関への燃料供給量を制御する燃料供給制御手段と、前記学習補正手段による補正が完了しているか否かを判
定する学習完了判定手段と、前記学習補正が完了していないときに、前記第１の空燃
比補正量の前記基準値からの偏差が大きいほど前記第２
の空燃比フィードバック制御による前記第２の補正量の
変化速度を小さく設定する過渡制御手段と、を備えた内燃機関の空燃比制御装置。