JPH10274081A

JPH10274081A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH10274081A
Application number: JP9081516A
Authority: JP
Inventors: Keiji Okada; 圭司岡田; Mikio Matsumoto; 幹雄松本; Yasuyuki Ito; 泰之伊藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JP3791105B2

Abstract

(57)【要約】【課題】下流側空燃比センサ活性化遅れ期間での理論
空燃比への制御精度を高める。【解決手段】修正制御の開始後の修正値の履歴を記憶
手段３８が記憶する。空燃比フィードバック制御条件の
成立時より修正制御条件の成立時までの期間であると
き、この期間における修正値の要求値を前記憶値に基づ
いて推定手段４０が推定し、この推定値と基本制御定数
を用いて前記期間で空燃比のフィードバック制御と修正
制御を空燃比調整手段４１が行う。下流側空燃比センサ
の活性化遅れ期間においても触媒内空燃比の理論空燃比
への制御性が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの空燃比
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気浄化用の三元触媒の上流と下流にＯ
₂センサを設け、上流側Ｏ₂センサ出力に基づいて空燃比
のフィードバック制御を行なうとともに、その空燃比フ
ィードバック制御に使用する制御定数（たとえば比例
分）を、下流側Ｏ₂センサ出力に基づいて修正する、い
わゆるダブルＯ₂センサシステムの装置が各種提案され
ている（特開平４−３４２８４９号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、始動後でき
るだけ早く空燃比フィードバック制御に入ったほうが排
気浄化性能がよくなるので、上流側Ｏ₂センサをヒータ
ー加熱などで活性化させ、触媒は活性化途中であっても
上流側Ｏ₂センサが活性化したタイミングで空燃比フィ
ードバック制御に入るようにしている。

【０００４】この場合に、下流側Ｏ₂センサ出力を用い
た空燃比フィードバック制御定数の修正制御を行うこと
は触媒の活性化途中にも有効である（この修正制御は、
下流側Ｏ₂センサ出力により常に触媒の状態をみながら
行うものであるので、触媒の活性後になってからこの修
正制御を行うより、触媒の活性化の途中であっても修正
制御を行うことで、触媒の活性化の開始から触媒の活性
化の終了までの空燃比を適正化して排気浄化性能を向上
させることができる）ことから、空燃比フィードバック
制御定数の修正制御についても、空燃比フィードバック
制御の開始後できるだけ早く開始することが望ましい。

【０００５】比例分ＰＲ、ＰＬ（空燃比フィードバック
制御定数の一つ）を比例分修正値ＰＨＯＳにより修正す
る場合で例にとると、図１３は始動からの触媒内空燃比
とＰＨＯＳに対する要求値の特性である。触媒の要求空
燃比は、触媒のＯ₂ストレージ能力と排気中のＨＣ，Ｃ
Ｏとのバランスで決まる。これらのバランスがとれてい
る状態が理論空燃比で、このときのＰＨＯＳは０とな
る。さらに詳述すると、始動直後は、触媒が活性化して
いないため触媒のＯ₂ストレージ量が十分でなく、さら
に始動増量や水温増量等の影響を受けて排気中のＨＣ，
ＣＯが多く、触媒内がリッチ化するためＰＨＯＳ要求値
としてはマイナス側の値となる。そのあと触媒が活性化
するにつれ徐々にバランスが回復してしばらくは平衡状
態が続き、このときＰＨＯＳ要求値が０（つまり理論空
燃比）となる。さらにその後、触媒の温度が所定値以上
となるなどして触媒のＯ₂ストレージ量が大きくなる
と、今度は触媒内空燃比がリーン化し、ＰＨＯＳ要求値
がプラスとなる。

【０００６】さて、始動増量や水温増量等の影響を受け
て、空燃比フィードバック制御を開始してからしばらく
のあいだは、図１３上段に示したように触媒内空燃比が
リッチ気味になるので（この原因は触媒のＣＯ吸着によ
るものと考えられている）、これに対応して比例分修正
制御の開始当初より触媒内空燃比を理論空燃比へと制御
してやるには、ＰＨＯＳ要求値を図１３下段のように与
える必要があり、したがって比例分修正制御開始当初
（図では空燃比フィードバック制御の開始と比例分修正
制御の開始をほぼ等しいとしている）のＰＨＯＳ（ＰＨ
ＯＳ初期値）をリーン側の値で設定することが考えられ
る。

【０００７】この場合に、触媒の劣化度合の相違により
ＰＨＯＳ初期値に対する要求値が異なり（触媒が劣化し
ていないときのほうが、触媒が劣化したときよりＰＨＯ
Ｓ初期値に対する要求値がよりリーン側の値になる）、
あるいは燃料壁流特性のバラツキや燃料性状の違いによ
ってもＰＨＯＳ初期値に対する要求値が異なる（重質燃
料のほうが軽質燃料よりもＰＨＯＳ初期値に対する要求
値がよりリーン側の値になる）ので、ＰＨＯＳ初期値が
一定値であるのでは、触媒の劣化度合の相違あるいは燃
料壁流特性のバラツキや燃料性状の違いに対応できず、
排気浄化性能が悪くなる。

【０００８】そこで、触媒の劣化度合に応じてＰＨＯＳ
初期値（ＰＨＯＳＬ）を与え、あるいはＰＨＯＳ初期値
を学習値で構成することにより、触媒の劣化度合に相違
があっても、あるいは燃料壁流特性のバラツキや燃料性
状の違いがあっても比例分修正制御の開始当初より触媒
内空燃比を理論空燃比へと制御するようにした装置（先
願装置）を提案した（特願平８−１３１５５８号、特願
平８−２９２７６２号参照）。

【０００９】しかしながら、上流側Ｏ₂センサの活性化
完了タイミングに対して下流側Ｏ₂センサの活性化完了
タイミングが大きく遅れるときには、上記の先願装置に
おいてもその遅れ期間（以下、下流側Ｏ₂センサ活性化
遅れ期間という）で比例分修正制御を行うことができな
い。これは、下流側Ｏ₂センサが活性化を完了するまで
は比例分修正制御を開始することができないので、下流
側Ｏ₂センサの活性化が遅れれば、それだけ比例分修正
制御の開始も遅れてしまうからである。つまり、早く比
例分修正制御を開始したくてもできないわけで、これに
よって下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間での理論空燃比
への制御精度が不十分となるのである。

【００１０】そこでこの発明は、空燃比フィードバック
制御定数の修正制御の開始後の修正値の履歴を記憶して
おき、この記憶を行った運転時の次の始動後の下流側空
燃比センサ活性化遅れ期間で修正値の要求値を前記記憶
値に基づいて推定し、その推定値を用いて修正制御を行
うことにより、下流側空燃比センサ活性化遅れ期間での
理論空燃比への制御精度を高めることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図１４
に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ
３１、３２と、前記上流側空燃比センサ３１の出力に基
づいて空燃比フィードバック制御の基本制御定数（たと
えば比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側空燃
比センサ出力の遅延時間、上流側空燃比センサ出力と比
較するスライスレベルＳＬＦ等）を演算する手段３３
と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかど
うかを判定する手段３４と、空燃比フィードバック制御
に使用する制御定数の修正制御条件の成立時であるかど
うかを判定する手段３５と、これら判定結果より空燃比
フィードバック制御条件の成立時かつ修正制御条件の成
立時に前記下流側空燃比センサ３２の出力に基づいて前
記基本制御定数に対する修正値（たとえば比例分修正値
ＰＨＯＳ）を演算する手段３６と、この修正値と前記基
本制御定数を用いて前記空燃比フィードバック制御条件
の成立時に空燃比のフィードバック制御を行い、前記空
燃比フィードバック制御条件の成立時かつ修正制御条件
の成立時になると修正制御を開始する手段３７とを備え
るエンジンの空燃比制御装置において、前記修正制御の
開始後の前記修正値の履歴を記憶する手段３８と、前記
空燃比フィードバック制御条件の成立時より前記修正制
御条件の成立時までの期間であるかどうかを判定する手
段３９と、この判定結果よりこの期間であるときこの期
間における前記修正値の要求値を前記記憶値に基づいて
推定する手段４０と、この推定値と前記基本制御定数を
用いて前記期間で空燃比のフィードバック制御と修正制
御を行う手段４１とを設けた。

【００１２】第２の発明では、第１の発明において前記
記憶値が、前記修正制御の開始後初めて前記修正値が前
記修正値の要求値と交わる点を第一点、この第一点より
前記修正値が所定時間ΔＴ経過した点を第二点として第
一点の前記修正値ＰＨＯＳ１および始動後時間Ｔ１なら
びに第二点の前記修正値ＰＨＯＳ２である。

【００１３】第３の発明では、第２の発明において前記
第一点の前記修正値ＰＨＯＳ１および始動後時間Ｔ１な
らびに前記第二点の前記修正値ＰＨＯＳ２が前回運転時
までの加重平均値である。

【００１４】第４の発明では、第１の発明において前記
記憶値が、前記修正制御の開始後初めて前記修正値が前
記修正値の要求値と交わる点を第一点、この第一点より
前記修正値ＰＨＯＳが所定値ΔＰＨＯＳ増加した点を第
二点として第一点の前記修正値ＰＨＯＳ１および始動後
時間Ｔ１ならびに第二点の始動後時間Ｔ２である。

【００１５】第５の発明では、第４の発明において前記
第一点の前記修正値ＰＨＯＳ１および始動後時間Ｔ１な
らびに前記第二点の始動後時間Ｔ２が前回運転時までの
加重平均値である。

【００１６】第６の発明では、第２から第５までのいず
れか一つの発明において前記修正制御の開始後初めて前
記下流側空燃比センサ出力がスライスレベルを横切って
反転するタイミングを前記第一点とする。

【００１７】第７の発明では、第２から第５までのいず
れか一つの発明において前記修正制御の開始後初めて前
記下流側空燃比センサ出力が減少から増加へと反転しま
たは増加から減少へと反転するタイミングを前記第一点
とする。

【００１８】第８の発明では、第２から第７までのいず
れか一つの発明において前記第一点と前記第二点を結ん
で前記期間にまで延長した直線から前記期間における前
記修正値の要求値を推定する。

【００１９】第９の発明では、第１から第８までのいず
れか一つに発明において前記下流側空燃比センサが活性
化するタイミングが、前記修正制御条件が成立するタイ
ミングである。

【００２０】

【発明の効果】下流側空燃比センサの活性化遅れ期間で
修正制御を行うことができない従来装置に対して、第１
の発明では、修正制御の開始後の修正値の履歴を記憶し
ておき、この修正値の履歴を記憶した運転時の次の始動
後の下流側空燃比センサの活性化遅れ期間でこの記憶値
に基づいて修正値の要求値を推定し、その推定値を用い
て修正制御を行う（つまり下流側空燃比センサの活性化
遅れ期間においても修正制御が可能となる）ので、触媒
内空燃比の理論空燃比への制御性が高まり、これによっ
て排気性能が一段と向上する。

【００２１】第３と第５の各発明では、修正値の履歴の
記憶値を安定させることができ、また触媒の劣化度合が
進行したり、燃料壁流特性のバラツキや燃料性状（特に
揮発性）の違いがあっても対処することができる。たと
えば、同一の燃料、同一の触媒の劣化状態において、修
正制御の開始直後の運転状態（たとえばエンジン温度の
状態や触媒温度の上昇の仕方）が同じであれば、始動毎
に加重平均を繰り返すことによって修正値の履歴の記憶
値が最適値に収束していく。また、修正値の履歴の記憶
値が最適値に収束した状態からでも、触媒の劣化度合が
進み、あるいはそれまでと燃料性状の異なる燃料が使用
されたとき、その後に始動毎の加重平均を何度か繰り返
せば、劣化度合の進んだ触媒や燃料性状の異なる燃料に
対する最適値へと収束していく。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本体
で、その吸気通路８には吸気絞り弁５の下流に位置して
燃料噴射弁７が設けられ、コントロールユニット（図で
はＣ／Ｕで略記）２からの噴射信号により運転条件に応
じて所定の空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供
給する。

【００２３】コントロールユニット２にはクランク角セ
ンサ４からのＲｅｆ信号（基準位置信号）とＰｏｓ信号
（１°信号）、エアフローメータ６からの吸入空気量信
号、水温センサ１１からのエンジン冷却水温信号等が入
力され、これらに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを算出
するとともに、排気通路９の三元触媒１０の上流側に設
置したＯ₂センサ３からの空燃比（酸素濃度）信号に基
づいて空燃比のフィードバック制御を行い、さらにその
空燃比フィードバック制御に使用する比例分を、三元触
媒１０の下流側に設置したＯ₂センサ１３からの空燃比
（酸素濃度）信号により修正する。

【００２４】ここで、空燃比フィードバック制御は、排
気空燃比が理論空燃比を中心として周期的に振らすよう
にした制御であり、このとき排気通路９に設けた三元触
媒１０が最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの還
元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。

【００２５】コントロールユニット２で実行されるこの
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。

【００２６】図２のフローチャートは上流側Ｏ₂センサ
出力ＯＳＲ１に基づいて空燃比フィードバック補正係数
αを演算するためのもので、Ｒｅｆ信号に同期して実行
する。Ｒｅｆ信号に同期させるのは、燃料噴射がＲｅｆ
信号同期であり、系の乱れもＲｅｆ信号同期であるた
め、これに合わせたものである。

【００２７】ステップ１では、上流側Ｏ₂センサ出力に
基づく空燃比フィードバック制御条件が成立しているか
どうかをみる。たとえば、次の条件、冷却水温Ｔｗが空燃比フィードバック制御の開始水温
ＴＷＣＬＭＰを超えていること、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ（後述する）＝１である
こと、フラグＦＬＧＣＬ＝１であること（つまり上流側Ｏ₂
センサ出力が所定回数（たとえば１回）反転しているこ
と）、を一つずつチェックし、いずれかでも満たさない
ときは空燃比フィードバック制御条件の非成立時と判断
して、ステップ２に進み、αに１．０を入れて（αをク
ランプ）、図２のフローを終了する。

【００２８】ここで、上記のは上流側Ｏ₂センサが活
性化したどうかをみる部分で、詳細には始動後に上流側
Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ１が所定値ＶＣＬＳＲ以上になっ
たとき（あるいは所定値ＶＣＬＳＬ以下となったと
き）、図示しないルーチンにおいてＦＬＧＣＬ＝１とな
る。ＦＬＧＣＬ＝１となるタイミングが上流側Ｏ₂セン
サが活性化したタイミングである。

【００２９】上記の〜のすべてを満足するときは空
燃比フィードバック制御条件の成立時と判断してステッ
プ３に進む。

【００３０】ステップ３では上流側Ｏ₂センサ出力ＯＳ
Ｒ１をＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ４においてＯ
ＳＲ１とスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）Ｓ
ＬＦを比較する。ＯＳＲ１＞ＳＬＦであれば上流側Ｏ₂
センサ出力がリッチ側にあると判断し、ステップ５でフ
ラグＡＦＦ１に“１”を入れ、ＯＳＲ１≦ＳＬＦである
ときは上流側Ｏ₂センサ出力がリーン側にあると判断
し、ステップ６においてフラグＡＦＦ１に“０”を入れ
る。これによってＡＦＦ１＝０は上流側Ｏ₂センサ出力
がリーン側にあることを、ＡＦＦ１＝１はリッチ側にあ
ることを表す。

【００３１】なお、フラグＡＦＦ１は、すぐ後に出てく
るフラグＡＦＦ０、後述する他のフラグ（図３のフラグ
ＡＦＲ０、ＡＦＲ１、図８のフラグＦＬＧＣＬ、ＦＬＧ
ＣＬＲ、ＴＯＮＥ、ＴＴＷＯ）とともに電源投入時のイ
ニシャライズで“０”に初期設定し、またすぐ後に述べ
るメモリα（old）、後述する他のメモリ（図３のメモ
リＰＨＯＳ（old）、図４のメモリＭＶＲＯ２（old））
も電源投入時のイニシャライズで０に初期設定するもの
であり、以下のフローチャートおいて、フラグ、メモリ
についての初期設定については省略する。

【００３２】ステップ７ではフラグＡＦＦ０の値を読み
込む。このフラグＡＦＦ０は前回に空燃比がリッチある
いはリーンのいずれの側にあったかを示すフラグであ
り、ＡＦＦ０＝０は前回リーン側にあったことを、ＡＦ
Ｆ０＝１は前回リッチ側にあったことを表す。

【００３３】ステップ８では２つのフラグＡＦＦ０、Ａ
ＦＦ１を比較し、両者の値が等しくないときは、ＯＳＲ
１のリッチからリーンへの反転時あるいはその反対にリ
ーンからリッチへの反転時であると判断し、ステップ９
でサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行
（ＯＳＲ１の反転毎に実行）については図３のフローチ
ャートにより説明する。なお、図３においてステップ４
１、４２、４３は先願装置により追加した部分、またス
テップ４４、４５、４６、４７は本発明により追加した
部分であり、後述する。

【００３４】図３のステップ２１〜３３は図２において
ステップ１、２、９を除いた残りのステップと同様であ
る。詳細にはステップ２１で下流側Ｏ₂センサ平滑化電
圧ＭＶＲＯ２を読み込み、このＭＶＲＯ２をステップ２
２においてスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）
ＳＬＲと比較する。

【００３５】ここで、下流側Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶ
ＲＯ２は、図４に示したように、エンジン１回転毎に下
流側Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換して取り込
み、ＭＶＲＯ２＝ＭＶＲＯ２（old）×（１−Ａ）＋ＯＳＲ２×Ａ …（１）ただし、Ａ：平滑化定数（Ａ＜１）ＭＶＲＯ２（old）：ＭＶＲＯ２の前回値の式により更新される値である。ただし、初回電源投入
時はＯＳＲ２をそのままＭＶＲＯ２に入れている。

【００３６】ＭＶＲＯ２＞ＳＬＲであればステップ２３
でフラグＡＦＲ１に“１”を、またＭＶＲＯ２≦ＳＬＲ
であるときはステップ２４においてフラグＡＦＲ１に
“０”を入れる。これによってＡＦＲ１＝０は下流側Ｏ
₂センサ出力がリーン側に、またＡＦＲ１＝１はリッチ
側にあることを表す。

【００３７】ステップ２５ではフラグＡＦＲ０の値を読
み込む。ＡＦＲ０＝０は下流側Ｏ₂センサ出力が前回に
リーン側にあったことを、またＡＦＲ０＝１は下流側Ｏ
₂センサ出力が前回にリッチ側にあったことを表すの
で、ステップ２６で２つのフラグＡＦＲ０、ＡＦＲ１を
比較し、両者の値が等しくないとき（つまりリッチから
リーンへの反転時あるいはその反対にリーンからリッチ
への反転時）は、ステップ２７でフラグＡＦＲ１をみ
る。ＡＦＲ１＝０（リッチからリーンへの反転時）のと
きはステップ２８でＰＨＯＳ（old）（ＰＨＯＳの前回
値）に比例分ＰＨＰＬを加えた値をＰＨＯＳとすること
により、またＡＦＲ１＝１（リーンからリッチの反転
時）のときはステップ２９においてＰＨＯＳ（old）よ
り比例分ＰＨＰＲを差し引いた値をＰＨＯＳとすること
により、それぞれＰＨＯＳを更新する。

【００３８】ステップ２６でＡＦＲ０とＡＦＲ１が等し
いときはステップ３０に進み、フラグＡＦＲ１の値をみ
て、ＡＦＲ１＝０（前回、今回ともリーン）であるとき
はステップ３１でＰＨＯＳ（old）に積分分ＤＰＨＯＳ
Ｌを加えた値をＰＨＯＳとし、またＡＦＲ１＝１（前
回、今回ともリッチ）であるときはステップ３２におい
てＰＨＯＳ（old）より積分分ＤＰＨＯＳＲだけ差し引
いた値をＰＨＯＳとすることにより、それぞれＰＨＯＳ
を更新する。

【００３９】なお、比例分ＰＨＰＬ、ＰＨＰＲ、積分分
ＤＰＨＯＳＬ、ＤＰＨＯＳＲは一定値でもかまわない
し、回転数と負荷（Ｔｐ）をパラメータとするマップ値
でもかまわない。

【００４０】ステップ３３では次回制御のためフラグＡ
ＦＲ１の値をフラグＡＦＲ０に移したあとで、図３のフ
ローを終了する。

【００４１】このようにして、比例分修正値ＰＨＯＳが
更新されるとき、ＰＨＯＳは図５に示したように下流側
Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ２のリッチからリーンへ
の反転時とリーンからリッチへの反転時にステップ的に
変化し、リーンやリッチを継続するあいだは漸増と漸減
とを繰り返す波形となる。

【００４２】サブルーチンの実行を終了したら、図２の
ステップ１０に戻り、フラグＡＦＦ１の値をみる。ＡＦ
Ｆ１＝０（リッチからリーンへの反転時）であればステ
ップ１１で α＝α（old）＋（ＰＬ＋ＰＨＯＳ） …（２）ただし、α（old）：αの前回値の式により、またＡＦＦ１＝１（リーンからリッチへの
反転時）であるときはステップ１２において α＝α（old）−（ＰＲ−ＰＨＯＳ） …（３）ただし、α（old）：αの前回値の式によりαをそれぞれ更新する。

【００４３】一方、ステップ８で２つのフラグＡＦＦ
０、ＡＦＦ１の値が等しいときは、反転時でないと判断
し、Ｓ１３に進んでフラグＡＦＦ１の値をみる。ＡＦＦ
１＝０（前回、今回ともリーン）であれば、ステップ１
４でα（old）に積分分ＩＬを加算することによって、
またＡＦＦ１＝１（前回、今回ともリッチ）であるとき
はステップ１５でα（old）より積分分ＩＲを減算する
ことによってそれぞれαを更新する。

【００４４】ステップ１６では次回制御のためフラグＡ
ＦＦ１の値をフラグＡＦＦ０に移して図２のフローを終
了する。

【００４５】このようにして演算される空燃比フィード
バック補正係数αを用い、図示しないルーチンにより、
燃料噴射弁７に与える燃料噴射パルス幅ＴｉをＴｉ＝｛（Ｔｐ＋Ｋａｔｈｏｓ）×Ｔｆｂｙａ×（α＋αｍ−１）×２｝＋Ｔｓ …（４）ただし、Ｔｐ：基本噴射パルス幅Ｋａｔｈｏｓ：過渡補正量Ｔｆｂｙａ：目標燃空比相当量 αｍ：空燃比学習値Ｔｓ：無効パルス幅の式で計算する。この計算したＴｉの値は、これも図示
しないが噴射タイミングで出力レジスタに転送し、エン
ジン２回転毎に１回、Ｔｉに応じた燃料量を各気筒毎に
噴射する。

【００４６】ここで、（４）式のＴｐはエンジン回転数
と吸入空気量から計算される値で、このＴｐによりほぼ
理論空燃比の混合気が得られる。Ｔｆｂｙａは水温増量
補正係数Ｋｔｗや始動後増量補正係数Ｋａｓなどの和で
あり、冷間始動直後より空燃比フィードバック制御が開
始されるまでのあいだでＴｆｂｙａが１．０より大きい
値になって燃料増量が行われ、理論空燃比よりもリッチ
側の空燃比で運転される。なお、減速リーンクランプ時
などにはＴｆｂｙａが１．０より小さい値になる。ま
た、空燃比フィードバック制御条件の成立時にはＴｆｂ
ｙａ＝１．０となる。

【００４７】ところで、始動後できるだけ早く空燃比フ
ィードバック制御に入ったほうが排気浄化性能がよくな
るので、上流側Ｏ₂センサ３をヒーター加熱などで活性
化させ、触媒１０は活性化途中であっても上流側Ｏ₂セ
ンサ３が活性化したタイミングで空燃比フィードバック
制御に入るようにしている。

【００４８】この場合に、下流側Ｏ₂センサ出力を用い
た比例分修正制御を行うことは触媒１０の活性化途中に
も有効であることから、空燃比フィードバック制御定数
の修正制御についても空燃比フィードバック制御の開始
後できるだけ早く開始することが望ましい。

【００４９】一方、始動増量（始動時の増量と始動後増
量の両方）や水温増量等の影響を受けて、空燃比フィー
ドバック制御を開始してからしばらくのあいだは、図１
３上段に示したように触媒内空燃比がリッチ気味になる
ので、これに対応して空燃比フィードバック制御の開始
当初から触媒内空燃比を理論空燃比に制御してやるに
は、ＰＨＯＳ要求値を図１３下段のように与える必要が
あり、したがって比例分修正制御開始当初のＰＨＯＳ
（ＰＨＯＳ初期値）をリーン化する値に設定することが
考えられる。

【００５０】この場合に、触媒の劣化度合の相違により
ＰＨＯＳ初期値に対する要求値が異なり、あるいは燃料
壁流特性のバラツキや燃料性状の違いによりＰＨＯＳ初
期値に対する要求値が異なるので、ＰＨＯＳ初期値が一
定値であるのでは、触媒の劣化度合の相違あるいは燃料
壁流特性のバラツキや燃料性状の違いに対応できず、排
気浄化性能が悪くなるため、触媒の劣化度合に応じてＰ
ＨＯＳ初期値（ＰＨＯＳＬ）を与えたり、ＰＨＯＳ初期
値を学習値で構成することにより、触媒の劣化度合に相
違があってもあるいは燃料壁流特性のバラツキや燃料性
状の違いがあっても比例分修正制御の開始当初より触媒
内空燃比を理論空燃比へと制御するようにしたものを前
述の先願装置により提案している。

【００５１】この先願装置を簡単に説明しておくと、こ
れは図３においてステップ４１、４２、４３を設けたも
のである。ステップ４１では初回フラグ（電源投入時の
イニシャライズで“０”に初期設定される）をみる。始
動後に空燃比フィードバック制御が開始され、初めて上
流側Ｏ₂センサ出力が反転したときに図３のサブルーチ
ンが起動され、初めてステップ４１に進んできたときに
は初回フラグ＝０であることよりステップ４２に進み、
バックアップＲＡＭに格納されているＰＨＯＳ初期値を
ＰＨＯＳに入れたあと、ステップ４３において初回フラ
グに“１”を入れ、図３のルーチンを終了する。この初
回フラグの“１”へのセットにより次回制御時以降はエ
ンジンが停止されるまでステップ４１よりステップ２５
へと流れる。

【００５２】ステップ４２が実行されるのは空燃比フィ
ードバック制御の開始後に上流側Ｏ₂センサ出力が反転
したタイミングにおいて、かつ後述するように比例分修
正制御の成立時においてだけとなる。このタイミングで
は図２のステップ１１またはステップ１２を実行するこ
とになり、ＰＨＯＳ初期値により比例分ＰＬまたは比例
分ＰＲが修正される。ＰＨＯＳ初期値は、触媒の劣化度
合に応じた値や、下流側Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ
２とスライスレベルＳＬＲの差に基づいて更新される学
習値である。なお、ＰＨＯＳ初期値の求め方については
省略する（詳しくは特願平８−１３１５５８号、特願平
８−２９２７６２号参照）。これで先願装置の説明を終
える。

【００５３】しかしながら、上流側Ｏ₂センサの活性化
完了タイミングに対して下流側Ｏ₂センサの活性化完了
タイミングが大きく遅れる場合には、先願装置において
も下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間で比例分修正制御を
行うことができないため、下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ
期間での理論空燃比への制御精度が不十分となる。

【００５４】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、比例分修正制御の開始後に初めてＰＨＯＳがＰＨ
ＯＳ要求値と交わる点を第一点、その点より所定時間Δ
Ｔが経過したときのＰＨＯＳの点を第二点とし、第一点
のＰＨＯＳをＰＨＯＳ１、第一点の始動後時間をＴ１、
第二点のＰＨＯＳをＰＨＯＳ２としてこれらＰＨＯＳ
１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２を記憶しておき、これらを記憶し
た次の始動後の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間でこれ
らの記憶値に基づいてＰＨＯＳ要求値を推定し、この推
定値を用いて比例分修正制御を行う。

【００５５】ここで、上記ＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ
２の記憶方法およびこの３つの記憶値に基づいての下流
側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ要求値の
推定方法とを図６、図７を用いて説明する。

【００５６】図６に示すように、横軸を始動後時間、縦
軸をＰＨＯＳにとったとき、冷間始動時においては下流
側Ｏ₂センサの活性化完了タイミング（比例分修正制御
の開始タイミング）よりＰＨＯＳ要求値（実線参照）が
徐々にプラス側に大きくなってゆくのに対して、演算値
としてのＰＨＯＳ（破線参照）のほうはＰＨＯＳ初期値
であるＢの値よりＰＨＯＳ要求値に近づいてゆき、ＰＨ
ＯＳ要求値を横切りながら漸増と漸減を繰り返すことに
なる。。なお、図６にはＰＨＯＳ初期値であるＢの値が
ＰＨＯＳ要求値よりもプラス側にある（したがって比例
分修正制御の開始後にＰＨＯＳがＰＨＯＳ要求値をまず
上から下に横切る）場合を示している。ただし、これに
限定されるものでなく、ＰＨＯＳ初期値がＰＨＯＳ要求
値よりもマイナス側にある（比例分修正制御の開始後に
ＰＨＯＳがＰＨＯＳの要求値をまず下から上に横切る）
場合があり得る。また、説明の便宜上、図６においてＰ
ＨＯＳの波形を、図５と相違して漸増と漸減を繰り返す
だけの簡単な波形で示している（図６で示したＰＨＯＳ
の波形とするには、図３のステップ２６、２７、２８、
２９を削除すればよい）。

【００５７】この場合に、比例分修正制御の開始後に初
めてＰＨＯＳがＰＨＯＳ要求値と交わる点が第一点（図
で点）、その点から所定時間ΔＴが経過したときのＰ
ＨＯＳの点が第二点（図で点）である。点の座標を
（Ｔ１、ＰＨＯＳ１）、点の座標を（Ｔ１＋ΔＴ、Ｐ
ＨＯＳ２）とし、これら２つの点を図７に示したように
改めて採り直し、２つの点を結んだ直線を下流側Ｏ₂セ
ンサ活性化遅れ期間（図では期間Ａで示す）にまで延長
したとき、その下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけ
る直線上の座標を（Ｔ、ＰＨＯＳＳ）としてＰＨＯＳＳ
（下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳの
推定値を表す）を求めることを考えると、ＰＨＯＳＳ＝ＰＨＯＳ１−（（ＰＨＯＳ２−ＰＨＯＳ１）／ΔＴ）×（Ｔ１−Ｔ） …（５）の式によりＰＨＯＳＳを計算することができる。（５）
式右辺の第２項は図７に示したＣの長さであり、ＰＨＯ
Ｓ１からこのＣの長さを差し引いた値がＰＨＯＳＳにな
るわけである。

【００５８】ここで、（５）式は、比例分修正制御の開
始後のＰＨＯＳ要求値の特性を開始前である下流側Ｏ₂
センサ活性化遅れ期間にまで延長するものであり、しか
も比例分修正制御の開始前後ともＰＨＯＳ要求値の特性
を直線で近似したものである。したがって、今回の始動
時と次回の始動時とで始動時のエンジンの温度状態、触
媒の劣化状態、始動からの触媒温度の上昇過程、使用燃
料の燃料性状（特に揮発性）などがそれほど変わらなけ
れば、今回の始動時にＰＨＯＳ１およびＴ１ならびにＰ
ＨＯＳ２の３つを計測して次回の始動時までバックアッ
プＲＡＭに保存しておけば、この３つの値を用いて
（５）式により（ΔＴは予め与える値）、次回の始動後
の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間内におけるＰＨＯＳ
要求値を推定することができるのである。

【００５９】詳細には、図３においてステップ４４、４
５、４６、４７を追加するとともに、図８のフローチャ
ートを新たに設けている。

【００６０】まず、図３のほうから説明すると、ステッ
プ４４では次の条件、フラグＦＬＧＣＬＲ＝１であること（つまり下流側Ｏ
₂センサ出力が所定回数（たとえば１回）反転している
こと）、をチェックし、この条件を満たしたときは比例
分修正制御条件の成立時と判断して、前述したステップ
２１以降に進み、の条件を満たさないときは比例分修
正制御条件の非成立時と判断して、ステップ４５以降に
進む。上記〜の条件に加えての条件を加えたもの
が比例分修正制御条件となるわけである。先願装置で
は、下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間を問題としていな
かったので、ステップ４４は考えなくともよかったので
あるが、本発明では下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間を
問題とするので、下流側Ｏ₂センサが活性化したかどう
かを判定する必要があるのである。したがって、ステッ
プ４５以降へと進むのは、空燃比フィードバック制御の
成立時から比例分修正制御条件の成立直前までの期間
（下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間）にあるときだけで
ある。

【００６１】ここで、フラグＦＬＧＣＬＲの設定につい
ては、フラグＦＬＧＣＬ（図２のスライスレベル１のと
ころで前述した）の設定と同じでよく、始動後に下流側
Ｏ₂センサ出力ＯＳＲ２が所定値ＶＣＬＳＲ以上になっ
たとき（あるいは所定値ＶＣＬＳＬ以下となったと
き）、図示しないルーチンにおいてＦＬＧＣＬＲ＝１と
する。ＦＬＧＣＬＲ＝１となるタイミングが下流側Ｏ₂
センサが活性化したタイミングである。

【００６２】ステップ４５では今回運転時の始動後時間
ＴとバックアップＲＡＭに格納されているＰＨＯＳ１、
Ｔ１およびＰＨＯＳ２の３つの値を読み込む。

【００６３】ここで、今回運転時の始動後時間ｔを計測
するにはＣＰＵ内部のタイマを用いればよい。残りのＰ
ＨＯＳ１、Ｔ１およびＰＨＯＳ２の記憶については図８
のフローチャートにより説明する。

【００６４】図８のフローチャートは図２、図３とは独
立にかつ図２、図３に続けて一定時間毎（たとえば１０
ｍｓ毎）に実行する。

【００６５】ステップ６１、６２、６３、６４では、次
の条件、Ｔｗ＞ＴＷＣＬＭＰであること、Ｔfbya＝１であること、フラグＦＬＧＣＬ＝１であること、フラグＦＬＧＣＬＲ＝１であること、を一つずつチェックする。これらの条件は図２のステッ
プ１、図３のステップ４４において述べたところとそっ
くり同じであり、〜のすべてを満足するとき（比例
分修正制御条件の成立時）だけステップ６５以降に進
む。

【００６６】ステップ６５では今回運転時の始動後時間
ＴとＰＨＯＳ（図３のステップ２８、２９、３１、３２
ですでに得ている）を読み込み、ステップ６６ではフラ
グＴＯＮＥをみる。今回運転時の比例分修正制御の開始
当初はＴＯＮＥ＝０であるので、ステップ６７に進み、
２つのフラグＡＦＲ０、ＡＦＲ１（図３のステップ２
３、２４、３３ですでに得ている）を比較する。比較の
結果、両者の値が等しくないときは今回運転時の比例分
修正制御の開始後初めての下流側Ｏ₂センサ出力のリッ
チからリーンへの反転時（あるいはその反対に比例分修
正制御の開始後初めての下流側Ｏ₂センサ出力のリーン
からリッチへの反転時）であり、この反転時を図６に示
した点（比例分修正制御の開始後初めてＰＨＯＳがＰ
ＨＯＳ要求値と交わる点）であるとみなしてステップ６
８〜７１に進む。

【００６７】ステップ６８、６９では、そのときの始動
後時間Ｔと比例分修正値ＰＨＯＳを用いてＴ１（new）＝Ｔ×ｋ＋Ｔ１（old）×（１−ｋ） …（６）ＰＨＯＳ１（new）＝ＰＨＯＳ×ｋ＋ＰＨＯＳ１（old）×（１−ｋ） …（７）ただし、ｋ：平滑化定数（ｋ＜１）Ｔ１（new）：更新後のＴ１Ｔ１（old）：更新前のＴ１ＰＨＯＳ１（new）：更新後のＰＨＯＳ１ＰＨＯＳ１（old）：更新前のＰＨＯＳ１の式によりＴ１（点の始動後時間）とＰＨＯＳ１（点
のＰＨＯＳ）を更新し、更新後のＴ１とＰＨＯＳ１の
値をステップ７０においてバッテリバックアップＲＡＭ
に格納する。つまり、Ｔ１、ＰＨＯＳ１は、後述するＰ
ＨＯＳ２とともに学習値であり、出荷時にいずれも初期
値の０（もしくは仕向地に合わせてマッチングした値）
になっている。

【００６８】これで図６に示す点での値（Ｔ１とＰＨ
ＯＳ１）の更新を経験したので、その経験したことを表
すためステップ７１においてフラグＴＯＮＥを“１”に
セットして図８のフローを終了する。

【００６９】このＴＯＮＥ＝１より次回からはステップ
６６よりステップ７２に流れ、ここでフラグＴＴＷＯを
みる。このフラグＴＴＷＯも今回運転時の比例分修正制
御の開始当初はＴＴＷＯ＝０であるので、ステップ７３
に進み、始動後時間Ｔと更新後のＴ１（ステップ６８、
７０ですでに得ている）に所定時間ΔＴを加算した値と
を比較する。Ｔ≦Ｔ１（new）＋ΔＴであるあいだはそ
のまま図８のフローを終了し、Ｔ＞Ｔ１（new）＋ΔＴ
となったタイミングで図６に示す点になったとみなし
てステップ７４、７５、７６に進む。

【００７０】ステップ７４、７５ではステップ６９、７
０と同様にしてＰＨＯＳ２（new）＝ＰＨＯＳ×ｋ＋ＰＨＯＳ２（old）×（１−ｋ） …（８）ただし、ｋ：平滑化定数（ｋ＜１）ＰＨＯＳ２（new）：更新後のＰＨＯＳ２ＰＨＯＳ２（old）：更新前のＰＨＯＳ２の式によりＰＨＯＳ２（点のＰＨＯＳ）を更新し、更
新後のＰＨＯＳ２をバッテリバックアップＲＡＭに格納
する。ステップ７６では点での値の更新を経験したこ
とを表すためフラグＴＴＷＯを“１”にセットして図８
のフローを終了する。このＴＴＷＯ＝１より次回からは
ステップ７２よりステップ７３以降に進むことができな
い。

【００７１】このようにしてＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯ
Ｓ２の値は、図８によれば今回運転時の比例分修正制御
の開始後に一度更新された後はエンジンが停止されるま
で更新されることがなく、かつ次回の始動時まで保存さ
れる。

【００７２】ここで、ＰＨＯＳの履歴として保存する値
（ＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２）を、（６）、
（７）、（８）式のように前回運転時までの加重平均で
求めるようにしたのは、ＰＨＯＳの履歴として保存する
値を安定させるため、あるいは触媒の劣化度合の進行や
燃料性状（特に揮発性）の異なる燃料が使用される場合
にも対処するためである。したがって、同一の燃料、同
一の触媒の劣化状態において、比例分修正制御の開始直
後の運転状態（たとえばエンジン温度の状態や触媒温度
の上昇の仕方）が同じであれば、１運転当たり１回の更
新を繰り返すことによってＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ
２の値が最適値に収束していく。また、ＰＨＯＳ１、Ｔ
１、ＰＨＯＳ２が最適値に収束した状態より触媒の劣化
度合が進み、あるいはそれまでと燃料性状の異なる燃料
が使用されたときには、その後に何度か更新が繰り返さ
れれば、劣化度合の進んだ触媒や燃料性状の異なる燃料
に対する最適値へと収束していく。

【００７３】図３に戻り、ステップ４５において読み込
まれるＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２の３つの記憶値
は、前回運転時の比例分修正制御の開始直後に上記の
（６）、（７）、（８）式により更新された値である。
ステップ４６ではこれら３つの記憶値とそのときの始動
後時間Ｔを用いて上記の（５）式により下流側Ｏ₂セン
サ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ要求値の推定値であ
るＰＨＯＳＳを算出し、これをステップ４７においてＰ
ＨＯＳに移す。つまり、下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期
間では図２のステップ１１またはステップ１２でのＰＨ
ＯＳがＰＨＯＳＳとなり、このＰＨＯＳＳにより比例分
ＰＬまたはＰＲが修正される（ＰＨＯＳＳを用いての比
例分修正制御が行われる）のである。

【００７４】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００７５】本実施形態では、比例分修正制御の開始後
に下流側Ｏ₂センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ２（下流側Ｏ₂セ
ンサ出力）が初めてスライスレベルＳＬＲを横切って反
転した点のＰＨＯＳであるＰＨＯＳ１および同じ点の始
動後時間であるＴ１ならびにこの点から所定時間が経過
した点のＰＨＯＳであるＰＨＯＳ２が記憶され、これら
２つの点を結んで下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間にま
で延長したときの下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間にお
ける直線上の値が、下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間に
おけるＰＨＯＳ要求値の推定値ＰＨＯＳＳ（図６の一点
鎖線参照）として計算される。

【００７６】この場合に、同一の燃料、同一の触媒を用
いて今回運転時も前回運転時とほぼ同じ運転条件（エン
ジンの温度状態や触媒温度の上昇の仕方が同じ）で始動
を行うのであれば、ＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２を用
いて計算されるＰＨＯＳＳが今回運転時の下流側Ｏ₂セ
ンサ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ要求値を精度良く
与えるため、今回運転時の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ
期間における触媒内空燃比を理論空燃比へと近づけるこ
とができる。

【００７７】一方、その後に触媒の劣化度合が進んだ場
合には始動時における触媒内空燃比のリッチ化の程度が
弱くなり（ＰＨＯＳ初期値に対する要求値がよりリーン
側の値となり）、また、重質燃料のほうが軽質燃料より
もＰＨＯＳ初期値に対する要求値がよりリーン側の値と
なる。したがって、触媒の劣化が前回運転時より大きく
進んでいたときや前回運転時まで使用していた軽質燃料
に代えて今回運転時に重質燃料を使用したときにまで、
前回運転時に記憶しておいたＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯ
Ｓ２を用いたのでは、そのときのＰＨＯＳＳが、今回運
転時の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨＯ
Ｓ要求値から外れてしまう（したがって、今回運転時の
下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間における触媒内空燃比
の理論空燃比への制御性が不十分となる）。

【００７８】しかしながら、本実施形態では、ＰＨＯＳ
１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２を前回運転時までの加重平均値
（つまり学習値）で構成しているので、今回運転時を含
めてその後に何度か運転を繰り返せば、ＰＨＯＳ１、Ｔ
１、ＰＨＯＳ２が劣化度合の進んだ触媒や重質燃料に対
する最適値へと収束するので、その後は下流側Ｏ₂セン
サ活性化遅れ期間での触媒内空燃比が理論空燃比へとふ
たたび制御されることになる。

【００７９】このように本実施形態では、比例分修正制
御の開始後のＰＨＯＳの履歴を記憶しておき、その記憶
した運転時の次の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間でそ
の記憶値に基づいてＰＨＯＳ要求値を推定し、その推定
値を用いて比例分修正制御を行うので、下流側Ｏ₂セン
サ活性化遅れ期間での比例分修正制御が可能となり、こ
れによって、下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間において
も触媒内空燃比を理論空燃比へと精度良く制御すること
ができ、排気性能が一段と向上する。

【００８０】図９、図１０のフローチャートは第２実施
形態で、それぞれ第１実施形態の図３、図８に対応す
る。図９において図３と同一の部分には同一のステップ
番号を、また図１０において図８と同一の部分には同一
のステップ番号をそれぞれつけている。

【００８１】第２実施形態は、第１実施形態と第二点の
求め方が異なり、点よりＰＨＯＳが所定値ΔＰＨＯＳ
だけ変化した点を第二点（図１１に示す点）とする。
したがって、図１１において点の座標を（Ｔ２、ＰＨ
ＯＳ１＋ΔＰＨＯＳ）とすれば、第２実施形態では上記
の（５）式に代えてＰＨＯＳＳ２＝ＰＨＯＳ１−（ΔＰＨＯＳ／（Ｔ２−Ｔ１））×（Ｔ１−Ｔ） …（９）の式により下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰ
ＨＯＳ要求値を推定する。つまり、第２実施形態では
（９）式のＰＨＯＳＳ２が下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ
期間におけるＰＨＯＳ要求値の推定値を表す。したがっ
て、第２実施形態では比例分修正制御の開始後のＰＨＯ
Ｓの履歴として記憶する値がＰＨＯＳ１、Ｔ１、Ｔ２と
なる。

【００８２】フローチャートに移り、第１実施形態と異
なる部分を主に説明すると、図１０のステップ９１では
ＰＨＯＳとＰＨＯＳ１（図１０のステップ６９ですでに
得ている）の差の絶対値と所定値ΔＰＨＯＳを比較し、
｜ＰＨＯＳ−ＰＨＯＳ１｜≦ΔＰＨＯＳであるあいだは
そのまま図１０のフローを終了し、｜ＰＨＯＳ−ＰＨＯ
Ｓ１｜＞ΔＰＨＯＳとなったタイミングで図１１に示す
点になったとみなしてステップ９２、９３に進み、図
１０のステップ６８、７０と同様にして、Ｔ２（new）＝Ｔ×ｋ＋Ｔ２（old）×（１−ｋ） …（１０）ただし、ｋ：平滑化定数（ｋ＜１）Ｔ２（new）：更新後のＴ２Ｔ２（old）：更新前のＴ２の式によりＴ２（点の始動後時間）を更新し、更新後
のＴ２をバックアップＲＡＭに格納する。

【００８３】一方、図９のステップ８１、８２、８３で
は、始動後時間ＴとバックアップＲＡＭに格納されてい
るＰＨＯＳ１、Ｔ１、Ｔ２を読み込み、これらを用いて
上記の（９）式により下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間
におけるＰＨＯＳ要求値の推定値ＰＨＯＳＳ２を計算
し、これをＰＨＯＳに移す。

【００８４】次に、第３実施形態は、第１実施形態のう
ち図８のフローチャートを図１２のフローチャートに置
き換えたものである。なお、図１２においても図８と同
一の部分には同一のステップ番号をつけている。

【００８５】第３実施形態は、第１実施形態に対して第
一点の求め方を異ならせたものである。第１実施形態と
異なる部分を主に説明すると、ステップ１０１では２つ
のフラグＡＦＲ０、ＡＦＲ１を比較する。比較の結果、
両者の値が等しいときだけ（つまりＰＨＯＳのリッチ継
続時かリーン継続時）ステップ１０２に進み、フラグＡ
ＦＲ１をみて、ＡＦＲ１＝１のとき（ＰＨＯＳのリッチ
継続時）はステップ１０３でＰＨＯＳとＰＨＯＳ（ol
d）（ＰＨＯＳ（old）はＰＨＯＳの前回値）の差と０を
比較する。ＰＨＯＳ−ＰＨＯＳ（old）＜０のときはＰ
ＨＯＳの減少傾向が続いていると判断して図１２のフロ
ーを終了し、ＰＨＯＳ−ＰＨＯＳ（old）≧０となった
タイミング（ＰＨＯＳが減少から増加へと転じたタイミ
ング）で図６に示す点になったとみなしてステップ６
８以降に進む。

【００８６】同様にして、ＰＨＯＳのリーン継続時には
ステップ１０２よりステップ１０４に進み、ここでＰＨ
ＯＳとＰＨＯＳ（old）の差と０を比較する。ＰＨＯＳ
−ＰＨＯＳ（old）＞０のときはＰＨＯＳの増加傾向が
続いていると判断して図１２のフローを終了し、ＰＨＯ
Ｓ−ＰＨＯＳ（old）≦０となったタイミング（ＰＨＯ
Ｓが増加から減少へと転じたタイミング）で図６に示す
点になったとみなしてステップ６８以降に進む。

【００８７】第２と第３の各実施形態でも第１実施形態
と同様の作用効果を奏する。

【００８８】第３実施形態は、第１実施形態に対して図
６に示す点の求め方を異ならせたものであったが、第
２実施形態に対して図１１に示す点の求め方を異なら
せるようにしてもかまわない。

【００８９】実施形態では、ＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯ
Ｓ２、Ｔ２を加重平均式により求めているが、これに限
られるわけでなく、前回運転時の第一点でのＰＨＯＳ、
第一点での始動後時間、第二点でのＰＨＯＳ、第二点で
の始動後時間をそのままＰＨＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ
２、Ｔ２としてバックアップＲＡＭに記憶しておくもの
でも、また、加重平均式に代えて単純平均式によりＰＨ
ＯＳ１、Ｔ１、ＰＨＯＳ２、Ｔ２を求めてバックアップ
ＲＡＭに記憶しておくものでもかまわない。

【００９０】実施形態では、第一点と第二点の２つの点
より下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ
要求値を推定しているが、２点以上から下流側Ｏ₂セン
サ活性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ要求値を推定しても
かまわない。また、実施形態では、下流側Ｏ₂センサ活
性化遅れ期間におけるＰＨＯＳ要求値を直線で近似して
いるが、これに限られるものでなく滑らかに変化する曲
線で近似することもできる。

【００９１】３つの実施形態では、空燃比フィードバッ
ク制御定数が比例分である場合で説明したが、これに限
られることはなく、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ₂セン
サ出力の遅延時間、上流側Ｏ₂センサ出力と比較するス
ライスレベルＳＬＦ等であっても同様に構成することが
できる。

【００９２】実施形態では比例分修正値ＰＨＯＳをマッ
プ値である比例分ＰＬ、ＰＲとは別に構成した場合（つ
まり変数が２つの場合）で説明したが、これらを１つの
変数で扱うようにしたものに対しても本発明を適用する
ことができる。また、上流側Ｏ₂センサ出力に基づいて
第１の空燃比フィードバック補正係数を、下流側Ｏ₂セ
ンサ出力に基づいて第２の空燃比フィードバック補正係
数をそれぞれ独立に求め、これら２つの補正係数で空燃
比フィードバック制御を行うものに対しても本発明を適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御システム図である。

【図２】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明
するためのフローチャートである。

【図３】サブルーチン説明するためのフローチャートで
ある。

【図４】下流側Ｏ₂ センサ平滑化電圧ＭＶＲＯ２の演算
を説明するためのフローチャートである。

【図５】比例分修正値ＰＨＯＳの波形図である。

【図６】下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨ
ＯＳ要求値の推定を説明するための波形図である。

【図７】下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ期間におけるＰＨ
ＯＳ要求値の推定を説明するための波形図である。

【図８】Ｔ１、ＰＨＯＳ１、ＰＨＯＳ２の記憶を説明す
るためのフローチャートである。

【図９】第２実施形態のサブルーチン説明するためのフ
ローチャートである。

【図１０】第２実施形態のＴ１、ＰＨＯＳ１、Ｔ２の記
憶を説明するためのフローチャートである。

【図１１】第２実施形態の下流側Ｏ₂センサ活性化遅れ
期間におけるＰＨＯＳ要求値の推定を説明するための波
形図である。

【図１２】第３実施形態のＴ１、ＰＨＯＳ１、ＰＨＯＳ
２の記憶を説明するためのフローチャートである。

【図１３】先願装置の作用を説明するための波形図であ
る。

【図１４】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

２コントロールユニット３上流側Ｏ₂センサ４クランク角センサ６エアフローメータ９排気通路１０三元触媒１３下流側Ｏ₂センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ
と、前記上流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比フィー
ドバック制御の基本制御定数を演算する手段と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうか
を判定する手段と、空燃比フィードバック制御に使用する制御定数の修正制
御条件の成立時であるかどうかを判定する手段と、これら判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成
立時かつ修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比セン
サの出力に基づいて前記基本制御定数に対する修正値を
演算する手段と、この修正値と前記基本制御定数を用いて前記空燃比フィ
ードバック制御条件の成立時に空燃比のフィードバック
制御を行い、前記空燃比フィードバック制御条件の成立
時かつ修正制御条件の成立時になると修正制御を開始す
る手段とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記修正制御の開始後の前記修正値の履歴を記憶する手
段と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時より前記修
正制御条件の成立時までの期間であるかどうかを判定す
る手段と、この判定結果よりこの期間であるときこの期間における
前記修正値の要求値を前記記憶値に基づいて推定する手
段と、この推定値と前記基本制御定数を用いて前記期間で空燃
比のフィードバック制御と修正制御を行う手段とを設け
たことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】前記記憶値は、前記修正制御の開始後初め
て前記修正値が前記修正値の要求値と交わる点を第一
点、この第一点より前記修正値が所定時間経過した点を
第二点として第一点の前記修正値および始動後時間なら
びに第二点の前記修正値であることを特徴とする請求項
１に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】前記第一点の前記修正値および始動後時間
ならびに前記第二点の前記修正値は前回運転時までの加
重平均値であることを特徴とする請求項２に記載のエン
ジンの空燃比制御装置。
【請求項４】前記記憶値は、前記修正制御の開始後初め
て前記修正値が前記修正値の要求値と交わる点を第一
点、この第一点より前記修正値が所定値増加した点を第
二点として第一点の前記修正値および始動後時間ならび
に第二点の始動後時間であることを特徴とする請求項１
に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】前記第一点の前記修正値および始動後時間
ならびに前記第二点の始動後時間は前回運転時までの加
重平均値であることを特徴とする請求項４に記載のエン
ジンの空燃比制御装置。
【請求項６】前記修正制御の開始後初めて前記下流側空
燃比センサ出力がスライスレベルを横切って反転するタ
イミングを前記第一点とすることを特徴とする請求項２
から５までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制
御装置。
【請求項７】前記修正制御の開始後初めて前記下流側空
燃比センサ出力が減少から増加へと反転しまたは増加か
ら減少へと反転するタイミングを前記第一点とすること
を特徴とする請求項２から５までのいずれか一つに記載
のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項８】前記第一点と前記第二点を結んで前記期間
にまで延長した直線から前記期間における前記修正値の
要求値を推定することを特徴とする請求項２から７まで
のいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項９】前記下流側空燃比センサが活性化するタイ
ミングは前記修正制御条件が成立するタイミングである
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに
記載のエンジンの空燃比制御装置。