JP2001304018A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の上流側と下流側にそれぞれ酸素センサ
又はリニアＡ／Ｆセンサを設置したシステムにおいて、
空燃比の制御精度を向上する。 【解決手段】 上流側空燃比センサの出力に基づいて触
媒上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させる
ように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック制御する
と共に、下流側酸素センサの出力に基づいて触媒上流側
の目標空燃比を補正するためのサブフィードバック制御
を行う。この際、触媒上流側の空燃比と理論空燃比との
偏差が所定範囲内の時には、該空燃比偏差が大きくなる
ほどサブフィードバック制御のパラメータ（リッチ積分
項λＩＲ、リーン積分項λＩＬ、リッチスキップ項λＳ
ＫＲ、リーンスキップ項λＳＫＬ）を大きくし、一方、
該空燃比偏差が所定範囲外の時には、該パラメータを前
記所定範囲内における該パラメータの最大値よりも小さ
い所定値に固定する。
又はリニアＡ／Ｆセンサを設置したシステムにおいて、
空燃比の制御精度を向上する。 【解決手段】 上流側空燃比センサの出力に基づいて触
媒上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させる
ように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック制御する
と共に、下流側酸素センサの出力に基づいて触媒上流側
の目標空燃比を補正するためのサブフィードバック制御
を行う。この際、触媒上流側の空燃比と理論空燃比との
偏差が所定範囲内の時には、該空燃比偏差が大きくなる
ほどサブフィードバック制御のパラメータ（リッチ積分
項λＩＲ、リーン積分項λＩＬ、リッチスキップ項λＳ
ＫＲ、リーンスキップ項λＳＫＬ）を大きくし、一方、
該空燃比偏差が所定範囲外の時には、該パラメータを前
記所定範囲内における該パラメータの最大値よりも小さ
い所定値に固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化用の触媒
の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又はリ
ッチ／リーンを検出するセンサを設置し、これら２つの
センサの出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行
う内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又はリ
ッチ／リーンを検出するセンサを設置し、これら２つの
センサの出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行
う内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車のエンジン制御システムで
は、空燃比制御精度を高めて三元触媒の排出ガス浄化率
を高めるために、触媒の上流側と下流側に、それぞれ排
出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサ
（酸素センサ又は広帯域空燃比センサ）を設置し、下流
側センサの出力に基づいて触媒上流側の空燃比フィード
バック制御の目標空燃比を補正するサブフィードバック
制御を実施しながら、上流側センサの出力に基づいて触
媒上流側の実空燃比を目標空燃比に一致させるようにフ
ィードバック制御するようにした、いわゆる２センサ空
燃比制御システムがある。
は、空燃比制御精度を高めて三元触媒の排出ガス浄化率
を高めるために、触媒の上流側と下流側に、それぞれ排
出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサ
（酸素センサ又は広帯域空燃比センサ）を設置し、下流
側センサの出力に基づいて触媒上流側の空燃比フィード
バック制御の目標空燃比を補正するサブフィードバック
制御を実施しながら、上流側センサの出力に基づいて触
媒上流側の実空燃比を目標空燃比に一致させるようにフ
ィードバック制御するようにした、いわゆる２センサ空
燃比制御システムがある。
【０００３】このような２センサ空燃比制御システムで
は、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近からずれ
た時に、目標空燃比が理論空燃比付近の時と同様の条件
で、下流側センサの出力に基づくサブフィードバック制
御を継続すると、空燃比を正確に制御できないことが知
られている（特開平１０−３０４７８号公報参照）。つ
まり、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近からず
れた状態が暫く続くと、触媒のリーン／リッチ成分の吸
着状態がほぼ飽和状態になることがあり、この状態で、
目標空燃比が理論空燃比付近の時（触媒が飽和していな
い時）と同様の条件で、下流側センサの出力に基づくサ
ブフィードバック制御を継続すると、触媒上流側の目標
空燃比の補正を過剰に実施してしまい、触媒上流側の空
燃比が理論空燃比付近に制御される状態に戻っても、触
媒の吸着物質により触媒下流側の空燃比の遅れが大きく
なり、過補正状態からの復帰が遅くなる。
は、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近からずれ
た時に、目標空燃比が理論空燃比付近の時と同様の条件
で、下流側センサの出力に基づくサブフィードバック制
御を継続すると、空燃比を正確に制御できないことが知
られている（特開平１０−３０４７８号公報参照）。つ
まり、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近からず
れた状態が暫く続くと、触媒のリーン／リッチ成分の吸
着状態がほぼ飽和状態になることがあり、この状態で、
目標空燃比が理論空燃比付近の時（触媒が飽和していな
い時）と同様の条件で、下流側センサの出力に基づくサ
ブフィードバック制御を継続すると、触媒上流側の目標
空燃比の補正を過剰に実施してしまい、触媒上流側の空
燃比が理論空燃比付近に制御される状態に戻っても、触
媒の吸着物質により触媒下流側の空燃比の遅れが大きく
なり、過補正状態からの復帰が遅くなる。
【０００４】そこで、特開平１０−３０４７８号公報の
ように、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近から
ずれた時に、下流側センサの出力に基づくサブフィード
バック制御を禁止することが提案されている。
ように、触媒上流側の目標空燃比が理論空燃比付近から
ずれた時に、下流側センサの出力に基づくサブフィード
バック制御を禁止することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、触媒上流側の
目標空燃比が理論空燃比付近からずれた時に、下流側セ
ンサの出力に基づくサブフィードバック制御を禁止し
て、上流側センサの出力のみで空燃比フィードバック制
御を行うと、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒
下流側の空燃比）を空燃比フィードバック制御に全く反
映させることができないため、排出ガス浄化率が低下す
る場合がある。
目標空燃比が理論空燃比付近からずれた時に、下流側セ
ンサの出力に基づくサブフィードバック制御を禁止し
て、上流側センサの出力のみで空燃比フィードバック制
御を行うと、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒
下流側の空燃比）を空燃比フィードバック制御に全く反
映させることができないため、排出ガス浄化率が低下す
る場合がある。
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、触媒上流側の目標空
燃比が理論空燃比付近からずれた時でも、触媒を通過す
る排出ガスの浄化状態（触媒下流側の空燃比）を空燃比
フィードバック制御に適度に反映させることができ、排
出ガス浄化率を向上できる内燃機関の空燃比制御装置を
提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、触媒上流側の目標空
燃比が理論空燃比付近からずれた時でも、触媒を通過す
る排出ガスの浄化状態（触媒下流側の空燃比）を空燃比
フィードバック制御に適度に反映させることができ、排
出ガス浄化率を向上できる内燃機関の空燃比制御装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の空燃比制御装置は、
触媒の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又
はリッチ／リーンを検出するセンサを設置し、上流側セ
ンサの出力に基づいて触媒上流側の空燃比フィードバッ
ク制御を空燃比フィードバック制御手段により行い、下
流側センサの出力を触媒上流側の空燃比フィードバック
制御に反映させるためのサブフィードバック制御をサブ
フィードバック制御手段により行う際に、触媒上流側の
空燃比と理論空燃比との偏差に応じてサブフィードバッ
ク制御の少なくとも１つのパラメータをパラメータ可変
手段により可変設定する。これにより、触媒上流側の空
燃比と理論空燃比との偏差が大きい時（従来システムで
サブフィードバック制御が禁止された領域）において
も、過補正とならない範囲で、サブフィードバック制御
を実施して、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒
下流側の空燃比）を触媒上流側の空燃比フィードバック
制御に適度に反映させることができ、従来システムと比
較して、排出ガス浄化率を向上できる。
に、本発明の請求項１の内燃機関の空燃比制御装置は、
触媒の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空燃比又
はリッチ／リーンを検出するセンサを設置し、上流側セ
ンサの出力に基づいて触媒上流側の空燃比フィードバッ
ク制御を空燃比フィードバック制御手段により行い、下
流側センサの出力を触媒上流側の空燃比フィードバック
制御に反映させるためのサブフィードバック制御をサブ
フィードバック制御手段により行う際に、触媒上流側の
空燃比と理論空燃比との偏差に応じてサブフィードバッ
ク制御の少なくとも１つのパラメータをパラメータ可変
手段により可変設定する。これにより、触媒上流側の空
燃比と理論空燃比との偏差が大きい時（従来システムで
サブフィードバック制御が禁止された領域）において
も、過補正とならない範囲で、サブフィードバック制御
を実施して、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒
下流側の空燃比）を触媒上流側の空燃比フィードバック
制御に適度に反映させることができ、従来システムと比
較して、排出ガス浄化率を向上できる。
【０００８】この場合、触媒上流側の空燃比と理論空燃
比との偏差を判定する際に、触媒上流側の空燃比は、請
求項２のように上流側センサの検出値（実空燃比）を用
いても良いし、請求項３のように、触媒上流側の空燃比
フィードバック制御の目標空燃比を用いても良い。上流
側センサの検出値（触媒上流側の実空燃比）は触媒上流
側の目標空燃比に追従して変化するが、その変化には若
干の遅れがある。定常運転時には、この遅れがほとんど
無視できるので、請求項２のように、上流側センサの検
出値（実空燃比）を用いれば、定常運転時の空燃比制御
の精度を向上でき、一方、請求項３のように、触媒上流
側の目標空燃比を用いれば、過渡運転時の空燃比制御の
応答性を向上できる。
比との偏差を判定する際に、触媒上流側の空燃比は、請
求項２のように上流側センサの検出値（実空燃比）を用
いても良いし、請求項３のように、触媒上流側の空燃比
フィードバック制御の目標空燃比を用いても良い。上流
側センサの検出値（触媒上流側の実空燃比）は触媒上流
側の目標空燃比に追従して変化するが、その変化には若
干の遅れがある。定常運転時には、この遅れがほとんど
無視できるので、請求項２のように、上流側センサの検
出値（実空燃比）を用いれば、定常運転時の空燃比制御
の精度を向上でき、一方、請求項３のように、触媒上流
側の目標空燃比を用いれば、過渡運転時の空燃比制御の
応答性を向上できる。
【０００９】また、請求項４のように、触媒上流側の空
燃比と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時に該空燃比
偏差が大きくなるほどサブフィードバック制御の少なく
とも１つのパラメータを大きくし、該空燃比偏差が所定
範囲外の時に該パラメータを前記所定範囲内における該
パラメータの最大値よりも小さい所定値に固定するよう
にしても良い。このようにすれば、触媒上流側の空燃比
と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時に、サブフィー
ドバック制御による目標空燃比の補正が過補正とならな
い範囲で、該空燃比偏差に応じて最大限にパラメータを
大きくしてサブフィードバック制御の効果を高めること
ができ、応答性に優れた空燃比フィードバック制御を実
施できる。また、触媒上流側の空燃比と理論空燃比との
偏差が所定範囲外の時にサブフィードバック制御のパラ
メータを小さい所定値に固定することで、下流側センサ
の出力を触媒上流側の目標空燃比に反映させる割合を少
なくすることができ、サブフィードバック制御による触
媒上流側の目標空燃比の過補正を防止できる。ここで、
“所定範囲”は、例えば下流側センサが触媒下流側の空
燃比を検出可能な範囲に設定すれば良い。
燃比と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時に該空燃比
偏差が大きくなるほどサブフィードバック制御の少なく
とも１つのパラメータを大きくし、該空燃比偏差が所定
範囲外の時に該パラメータを前記所定範囲内における該
パラメータの最大値よりも小さい所定値に固定するよう
にしても良い。このようにすれば、触媒上流側の空燃比
と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時に、サブフィー
ドバック制御による目標空燃比の補正が過補正とならな
い範囲で、該空燃比偏差に応じて最大限にパラメータを
大きくしてサブフィードバック制御の効果を高めること
ができ、応答性に優れた空燃比フィードバック制御を実
施できる。また、触媒上流側の空燃比と理論空燃比との
偏差が所定範囲外の時にサブフィードバック制御のパラ
メータを小さい所定値に固定することで、下流側センサ
の出力を触媒上流側の目標空燃比に反映させる割合を少
なくすることができ、サブフィードバック制御による触
媒上流側の目標空燃比の過補正を防止できる。ここで、
“所定範囲”は、例えば下流側センサが触媒下流側の空
燃比を検出可能な範囲に設定すれば良い。
【００１０】尚、本発明は、触媒上流側の空燃比と理論
空燃比との偏差が所定範囲内の時には、該空燃比偏差に
応じたパラメータの可変設定を行わないようにしても良
く、請求項５のように、触媒上流側の空燃比と理論空燃
比との偏差が所定範囲外の時に、パラメータを所定範囲
内における該パラメータの最大値よりも小さい所定値に
固定するだけにしても良い。このようにしても、従来の
システムでサブフィードバック制御が禁止された領域
で、過補正とならない範囲でサブフィードバック制御を
実施して、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒下
流側の空燃比）を触媒上流側の空燃比フィードバック制
御に適度に反映させることができ、排出ガス浄化率を向
上できる。
空燃比との偏差が所定範囲内の時には、該空燃比偏差に
応じたパラメータの可変設定を行わないようにしても良
く、請求項５のように、触媒上流側の空燃比と理論空燃
比との偏差が所定範囲外の時に、パラメータを所定範囲
内における該パラメータの最大値よりも小さい所定値に
固定するだけにしても良い。このようにしても、従来の
システムでサブフィードバック制御が禁止された領域
で、過補正とならない範囲でサブフィードバック制御を
実施して、触媒を通過する排出ガスの浄化状態（触媒下
流側の空燃比）を触媒上流側の空燃比フィードバック制
御に適度に反映させることができ、排出ガス浄化率を向
上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制
御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である
エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリー
ナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に
は、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設け
られている。このエアフローメータ１４の下流側には、
スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロ
ットル開度センサ１６が設けられている。
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制
御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である
エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリー
ナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に
は、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設け
られている。このエアフローメータ１４の下流側には、
スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロ
ットル開度センサ１６が設けられている。
【００１２】更に、スロットルバルブ１５の下流側に
は、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１
７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設
けられている。また、サージタンク１７には、エンジン
１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が
設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート
近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられ
ている。
は、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１
７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設
けられている。また、サージタンク１７には、エンジン
１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が
設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート
近傍に、燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられ
ている。
【００１３】一方、エンジン１１の排気管２１（排気通
路）の途中には、排出ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，
ＮＯｘ等）を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置さ
れている。この触媒２２の上流側と下流側には、それぞ
れ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセン
サ２３，２４が設置されている。本実施形態（１）で
は、上流側センサ２３は、排出ガスの空燃比に応じたリ
ニアな空燃比信号を出力する広帯域空燃比センサ（リニ
アＡ／Ｆセンサ）が用いられ、下流側センサ２４は、排
出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンか
によって出力電圧が反転する酸素センサが用いられてい
る。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却
水温を検出する水温センサ２５や、エンジン回転速度を
検出するクランク角センサ２６が取り付けられている。
路）の途中には、排出ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，
ＮＯｘ等）を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置さ
れている。この触媒２２の上流側と下流側には、それぞ
れ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出するセン
サ２３，２４が設置されている。本実施形態（１）で
は、上流側センサ２３は、排出ガスの空燃比に応じたリ
ニアな空燃比信号を出力する広帯域空燃比センサ（リニ
アＡ／Ｆセンサ）が用いられ、下流側センサ２４は、排
出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンか
によって出力電圧が反転する酸素センサが用いられてい
る。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却
水温を検出する水温センサ２５や、エンジン回転速度を
検出するクランク角センサ２６が取り付けられている。
【００１４】これら各種のセンサ出力は、エンジン制御
回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。
このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として
構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された
図２の空燃比フィードバック制御プログラムと図３のサ
ブフィードバック制御プログラムを実行し、上流側空燃
比センサ２３と下流側酸素センサ２４の出力に基づいて
排出ガスの空燃比を制御する。この場合、図２の空燃比
フィードバック制御プログラムは、上流側空燃比センサ
２３の出力に基づいて触媒２２上流側の排出ガスの空燃
比を目標空燃比λＴＧに一致させるように空燃比（燃料
噴射量）をフィードバック制御し、特許請求の範囲でい
う空燃比フィードバック制御手段としての役割を果た
す。
回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。
このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として
構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された
図２の空燃比フィードバック制御プログラムと図３のサ
ブフィードバック制御プログラムを実行し、上流側空燃
比センサ２３と下流側酸素センサ２４の出力に基づいて
排出ガスの空燃比を制御する。この場合、図２の空燃比
フィードバック制御プログラムは、上流側空燃比センサ
２３の出力に基づいて触媒２２上流側の排出ガスの空燃
比を目標空燃比λＴＧに一致させるように空燃比（燃料
噴射量）をフィードバック制御し、特許請求の範囲でい
う空燃比フィードバック制御手段としての役割を果た
す。
【００１５】一方、図３のサブフィードバック制御プロ
グラムは、触媒２２下流側の空燃比を制御目標値（例え
ば理論空燃比付近）に一致させるように、下流側酸素セ
ンサ２４の出力に基づいて触媒２２上流側の目標空燃比
λＴＧを補正するサブフィードバック制御を行い、特許
請求の範囲でいうサブフィードバック制御手段としての
役割を果たす。サブフィードバック制御では、触媒２２
上流側の目標空燃比λＴＧを補正する際に、図４〜図７
の各プログラムによって、上流側空燃比センサ２３で検
出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比との偏差
ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬに応じてサブフィードバック制御の
パラメータ（リッチ積分項λＩＲ、リーン積分項λＩ
Ｌ、リッチスキップ項λＳＫＲ、リーンスキップ項λＳ
ＫＬ）を算出する。この機能が特許請求の範囲でいうパ
ラメータ可変手段としての役割を果たす。以下、これら
各プログラムの処理内容を説明する。
グラムは、触媒２２下流側の空燃比を制御目標値（例え
ば理論空燃比付近）に一致させるように、下流側酸素セ
ンサ２４の出力に基づいて触媒２２上流側の目標空燃比
λＴＧを補正するサブフィードバック制御を行い、特許
請求の範囲でいうサブフィードバック制御手段としての
役割を果たす。サブフィードバック制御では、触媒２２
上流側の目標空燃比λＴＧを補正する際に、図４〜図７
の各プログラムによって、上流側空燃比センサ２３で検
出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比との偏差
ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬに応じてサブフィードバック制御の
パラメータ（リッチ積分項λＩＲ、リーン積分項λＩ
Ｌ、リッチスキップ項λＳＫＲ、リーンスキップ項λＳ
ＫＬ）を算出する。この機能が特許請求の範囲でいうパ
ラメータ可変手段としての役割を果たす。以下、これら
各プログラムの処理内容を説明する。
【００１６】図２に示す空燃比制御プログラムは、空燃
比フィードバック制御によって要求燃料噴射量ＴＡＵを
算出するプログラムであり、所定クランク角毎（例えば
４気筒エンジンであれば１８０℃Ａ毎）に起動される。
本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、
前記各種センサからの検出信号（例えばエンジン回転速
度、スロットル開度、吸気管圧力、冷却水温、上流側空
燃比センサ２３の出力、下流側酸素センサ２４の出力
等）を読み込む。この後、ステップ１０２で、エンジン
運転状態（エンジン回転速度、吸気管圧力等）に応じて
マップ等から基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。
比フィードバック制御によって要求燃料噴射量ＴＡＵを
算出するプログラムであり、所定クランク角毎（例えば
４気筒エンジンであれば１８０℃Ａ毎）に起動される。
本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、
前記各種センサからの検出信号（例えばエンジン回転速
度、スロットル開度、吸気管圧力、冷却水温、上流側空
燃比センサ２３の出力、下流側酸素センサ２４の出力
等）を読み込む。この後、ステップ１０２で、エンジン
運転状態（エンジン回転速度、吸気管圧力等）に応じて
マップ等から基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。
【００１７】そして、次のステップ１０３で、空燃比フ
ィードバック条件が成立しているか否かを判定する。こ
こで、空燃比フィードバック条件は、例えば、冷却水温
が所定値以上で、且つ高回転・高負荷状態でない時等に
成立する。このステップ１０３で、空燃比フィードバッ
ク条件が不成立と判定された場合には、ステップ１０４
に進み、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをフィー
ドバック補正なしを意味する「１．０」に設定して、ス
テップ１０７に進む。
ィードバック条件が成立しているか否かを判定する。こ
こで、空燃比フィードバック条件は、例えば、冷却水温
が所定値以上で、且つ高回転・高負荷状態でない時等に
成立する。このステップ１０３で、空燃比フィードバッ
ク条件が不成立と判定された場合には、ステップ１０４
に進み、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをフィー
ドバック補正なしを意味する「１．０」に設定して、ス
テップ１０７に進む。
【００１８】一方、上記ステップ１０３で、空燃比フィ
ードバック条件成立と判定された場合には、ステップ１
０５に進み、後述する図３のサブフィードバック制御プ
ログラムを実行し、下流側酸素センサ２４の出力ＶＯＸ
２（触媒２２下流側の実空燃比）に基づいて触媒２２上
流側の目標空燃比λＴＧを補正した後に、ステップ１０
６に進み、触媒２２上流側の目標空燃比λＴＧと上流側
空燃比センサ２３の出力λ（触媒２２上流側の実空燃
比）とに基づいて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
を次式により算出する。
ードバック条件成立と判定された場合には、ステップ１
０５に進み、後述する図３のサブフィードバック制御プ
ログラムを実行し、下流側酸素センサ２４の出力ＶＯＸ
２（触媒２２下流側の実空燃比）に基づいて触媒２２上
流側の目標空燃比λＴＧを補正した後に、ステップ１０
６に進み、触媒２２上流側の目標空燃比λＴＧと上流側
空燃比センサ２３の出力λ（触媒２２上流側の実空燃
比）とに基づいて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
を次式により算出する。
【００１９】ＦＡＦ（ｉ）＝Ｋ１・λ（ｉ）＋Ｋ２・Ｆ
ＡＦ（ｉ−３）＋Ｋ３・ＦＡＦ（ｉ−２）＋Ｋ４・ＦＡ
Ｆ（ｉ−１）＋ＺＩ（ｉ） 但し、ＺＩ（ｉ）＝ＺＩ（ｉ−１）＋Ｋａ・｛λＴＧ−
λ（ｉ）｝ ここで、添字の（ｉ）は今回値、（ｉ−１）は１回前の
値、（ｉ−２）は２回前の値、（ｉ−３）は３回前の値
を示す。Ｋ１〜Ｋ４は最適フィードバック定数、Ｋａは
積分定数である。このステップ１０６の処理によって、
上流側空燃比センサ２３の出力λに基づく空燃比フィー
ドバック制御が行われる。
ＡＦ（ｉ−３）＋Ｋ３・ＦＡＦ（ｉ−２）＋Ｋ４・ＦＡ
Ｆ（ｉ−１）＋ＺＩ（ｉ） 但し、ＺＩ（ｉ）＝ＺＩ（ｉ−１）＋Ｋａ・｛λＴＧ−
λ（ｉ）｝ ここで、添字の（ｉ）は今回値、（ｉ−１）は１回前の
値、（ｉ−２）は２回前の値、（ｉ−３）は３回前の値
を示す。Ｋ１〜Ｋ４は最適フィードバック定数、Ｋａは
積分定数である。このステップ１０６の処理によって、
上流側空燃比センサ２３の出力λに基づく空燃比フィー
ドバック制御が行われる。
【００２０】そして、次のステップ１０７で、基本燃料
噴射量Ｔｐと空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとを
用いて、次式により要求燃料噴射量ＴＡＵを算出して本
プログラムを終了する。 ＴＡＵ＝Ｔｐ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ここで、ＦＡＬＬは、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦ以外の補正係数（例えば冷却水温による補正係数、
加減速時の補正係数等）である。
噴射量Ｔｐと空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとを
用いて、次式により要求燃料噴射量ＴＡＵを算出して本
プログラムを終了する。 ＴＡＵ＝Ｔｐ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ここで、ＦＡＬＬは、空燃比フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦ以外の補正係数（例えば冷却水温による補正係数、
加減速時の補正係数等）である。
【００２１】図３に示すサブフィードバック制御プログ
ラムは、図２の空燃比制御プログラムのステップ１０５
で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動
されると、まず、ステップ２０１で、今回の触媒２２下
流側の空燃比がリーンであるか否かを下流側酸素センサ
２４の出力ＶＯＸ２が理論空燃比に相当する電圧（例え
ば０．４５Ｖ）以下であるか否かによって判定し、リー
ン（ＶＯＸ２≦０．４５）であれば、ステップ２０２に
進み、前回も下流側の空燃比がリーンであったか否かを
判定する。
ラムは、図２の空燃比制御プログラムのステップ１０５
で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動
されると、まず、ステップ２０１で、今回の触媒２２下
流側の空燃比がリーンであるか否かを下流側酸素センサ
２４の出力ＶＯＸ２が理論空燃比に相当する電圧（例え
ば０．４５Ｖ）以下であるか否かによって判定し、リー
ン（ＶＯＸ２≦０．４５）であれば、ステップ２０２に
進み、前回も下流側の空燃比がリーンであったか否かを
判定する。
【００２２】もし、前回も今回と同じくリーンであれ
ば、ステップ２０３に進み、図４に示すリッチ積分項λ
ＩＲ算出プログラムを実行し、次のようにして、リッチ
積分項λＩＲを算出する。まず、ステップ３１１で、上
流側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空
燃比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との
偏差ΔＡＦＲ（＝λ−１．０）を算出し、この空燃比偏
差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。こ
こで、所定値Ｋは、下流側酸素センサ２４が触媒２２下
流側の空燃比を検出可能な範囲の限界値に設定されてい
る。
ば、ステップ２０３に進み、図４に示すリッチ積分項λ
ＩＲ算出プログラムを実行し、次のようにして、リッチ
積分項λＩＲを算出する。まず、ステップ３１１で、上
流側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空
燃比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との
偏差ΔＡＦＲ（＝λ−１．０）を算出し、この空燃比偏
差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。こ
こで、所定値Ｋは、下流側酸素センサ２４が触媒２２下
流側の空燃比を検出可能な範囲の限界値に設定されてい
る。
【００２３】もし、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下
であれば、ステップ３１２に進み、リッチ積分項λＩＲ
を、空燃比偏差ΔＡＦＲに所定のゲインａ1 を乗算して
求める。 λＩＲ＝ΔＡＦＲ×ａ1 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時
は、リッチ積分項λＩＲが空燃比偏差ΔＡＦＲに比例し
て増加する。
であれば、ステップ３１２に進み、リッチ積分項λＩＲ
を、空燃比偏差ΔＡＦＲに所定のゲインａ1 を乗算して
求める。 λＩＲ＝ΔＡＦＲ×ａ1 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時
は、リッチ積分項λＩＲが空燃比偏差ΔＡＦＲに比例し
て増加する。
【００２４】一方、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋより
も大きければ、ステップ３１３に進み、リッチ積分項λ
ＩＲを一定値ｂ1 に設定する。この一定値ｂ1 は、空燃
比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時のリッチ積分項λＩ
Ｒの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋの時
のリッチ積分項λＩＲ）よりも小さい値に設定されてい
る。
も大きければ、ステップ３１３に進み、リッチ積分項λ
ＩＲを一定値ｂ1 に設定する。この一定値ｂ1 は、空燃
比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時のリッチ積分項λＩ
Ｒの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋの時
のリッチ積分項λＩＲ）よりも小さい値に設定されてい
る。
【００２５】以上のようにして、リッチ積分項λＩＲを
設定した後、図３のステップ２０４に進み、今回の目標
空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧからリッチ積
分項λＩＲを差し引いた値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ−λＩＲ
設定した後、図３のステップ２０４に進み、今回の目標
空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧからリッチ積
分項λＩＲを差し引いた値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ−λＩＲ
【００２６】一方、触媒２２下流側の空燃比が前回リッ
チで、今回リーンの場合、つまり、触媒２２下流側の空
燃比がリッチからリーンに反転した直後であれば、ステ
ップ２０２からステップ２０５に進み、図５に示すリッ
チスキップ項λＳＫＲ算出プログラムを実行し、次のよ
うにしてリッチスキップ項λＳＫＲを算出する。まず、
ステップ３２１で、前記ステップ３１１と同じく、上流
側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃
比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏
差ΔＡＦＲ（＝λ−１．０）を算出し、この空燃比偏差
ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。
チで、今回リーンの場合、つまり、触媒２２下流側の空
燃比がリッチからリーンに反転した直後であれば、ステ
ップ２０２からステップ２０５に進み、図５に示すリッ
チスキップ項λＳＫＲ算出プログラムを実行し、次のよ
うにしてリッチスキップ項λＳＫＲを算出する。まず、
ステップ３２１で、前記ステップ３１１と同じく、上流
側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃
比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏
差ΔＡＦＲ（＝λ−１．０）を算出し、この空燃比偏差
ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。
【００２７】もし、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下
であれば、ステップ３２２に進み、リッチスキップ項λ
ＳＫＲを、空燃比偏差ΔＡＦＲに所定のゲインａ2 を乗
算して求める。 λＳＫＲ＝ΔＡＦＲ×ａ2 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時
は、リッチスキップ項λＳＫＲが空燃比偏差ΔＡＦＲに
比例して増加する。
であれば、ステップ３２２に進み、リッチスキップ項λ
ＳＫＲを、空燃比偏差ΔＡＦＲに所定のゲインａ2 を乗
算して求める。 λＳＫＲ＝ΔＡＦＲ×ａ2 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時
は、リッチスキップ項λＳＫＲが空燃比偏差ΔＡＦＲに
比例して増加する。
【００２８】一方、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋより
も大きければ、ステップ３２３に進み、リッチスキップ
項λＳＫＲを一定値ｂ2 に設定する。この一定値ｂ2
は、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時のリッチス
キップ項λＳＫＲの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＲ
が所定値Ｋの時のリッチスキップ項λＳＫＲ）よりも小
さい値に設定されている。
も大きければ、ステップ３２３に進み、リッチスキップ
項λＳＫＲを一定値ｂ2 に設定する。この一定値ｂ2
は、空燃比偏差ΔＡＦＲが所定値Ｋ以下の時のリッチス
キップ項λＳＫＲの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＲ
が所定値Ｋの時のリッチスキップ項λＳＫＲ）よりも小
さい値に設定されている。
【００２９】以上のようにして、リッチスキップ項λＳ
ＫＲを設定した後、図３のステップ２０６に進み、今回
の目標空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧからリ
ッチ積分項λＩＲとリッチスキップ項λＳＫＲを差し引
いた値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ−λＩＲ−λＳＫＲ
ＫＲを設定した後、図３のステップ２０６に進み、今回
の目標空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧからリ
ッチ積分項λＩＲとリッチスキップ項λＳＫＲを差し引
いた値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ−λＩＲ−λＳＫＲ
【００３０】一方、前述したステップ２０１で、今回の
触媒２２下流側の空燃比がリッチ（ＶＯＸ２＞０．４５
Ｖ）と判定されると、ステップ２０７に進み、前回も触
媒２２下流側の空燃比がリッチであったか否かを判定す
る。もし、前回も今回と同じくリッチであれば、ステッ
プ２０８に進み、図６に示すリーン積分項λＩＬ算出プ
ログラムを実行し、次のようにしてリーン積分項λＩＬ
を算出する。まず、ステップ３３１で、上流側空燃比セ
ンサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃比（空気過
剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏差ΔＡＦＬ
（＝１．０−λ）を算出し、この空燃比偏差ΔＡＦＬが
所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。ここで、所定値
Ｋは、下流側酸素センサ２４が触媒２２下流側の空燃比
を検出可能な範囲の限界値に設定されている。
触媒２２下流側の空燃比がリッチ（ＶＯＸ２＞０．４５
Ｖ）と判定されると、ステップ２０７に進み、前回も触
媒２２下流側の空燃比がリッチであったか否かを判定す
る。もし、前回も今回と同じくリッチであれば、ステッ
プ２０８に進み、図６に示すリーン積分項λＩＬ算出プ
ログラムを実行し、次のようにしてリーン積分項λＩＬ
を算出する。まず、ステップ３３１で、上流側空燃比セ
ンサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃比（空気過
剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏差ΔＡＦＬ
（＝１．０−λ）を算出し、この空燃比偏差ΔＡＦＬが
所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。ここで、所定値
Ｋは、下流側酸素センサ２４が触媒２２下流側の空燃比
を検出可能な範囲の限界値に設定されている。
【００３１】もし、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下
であれば、ステップ３３２に進み、リーン積分項λＩＬ
を、空燃比偏差ΔＡＦＬに所定のゲインａ3 を乗算して
求める。 λＩＬ＝ΔＡＦＬ×ａ3 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時
は、リーン積分項λＩＬが空燃比偏差ΔＡＦＬに比例し
て増加する。
であれば、ステップ３３２に進み、リーン積分項λＩＬ
を、空燃比偏差ΔＡＦＬに所定のゲインａ3 を乗算して
求める。 λＩＬ＝ΔＡＦＬ×ａ3 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時
は、リーン積分項λＩＬが空燃比偏差ΔＡＦＬに比例し
て増加する。
【００３２】一方、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋより
も大きければ、ステップ３３３に進み、リーン積分項λ
ＩＬを一定値ｂ3 に設定する。この一定値ｂ3 は、空燃
比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時のリーン積分項λＩ
Ｌの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋの時
のリーン積分項λＩＬ）よりも小さい値に設定されてい
る。
も大きければ、ステップ３３３に進み、リーン積分項λ
ＩＬを一定値ｂ3 に設定する。この一定値ｂ3 は、空燃
比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時のリーン積分項λＩ
Ｌの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋの時
のリーン積分項λＩＬ）よりも小さい値に設定されてい
る。
【００３３】以上のようにして、リーン積分項λＩＬを
設定した後、図３のステップ２０９に進み、今回の目標
空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧにリーン積分
項λＩＬを加算した値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ＋λＩＬ
設定した後、図３のステップ２０９に進み、今回の目標
空燃比λＴＧを、前回の目標空燃比λＴＧにリーン積分
項λＩＬを加算した値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ＋λＩＬ
【００３４】一方、触媒２２下流側の空燃比が前回リー
ンで、今回リッチの場合、つまり、触媒２２下流側の空
燃比がリーンからリッチに反転した直後であれば、ステ
ップ２０７からステップ２１０に進み、図７に示すリー
ンスキップ項λＳＫＬ算出プログラムを実行し、次のよ
うにしてリーンスキップ項λＳＫＬを算出する。まず、
ステップ３４１で、前記ステップ３３１と同じく、上流
側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃
比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏
差ΔＡＦＬ（＝１．０−λ）を算出し、この空燃比偏差
ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。
ンで、今回リッチの場合、つまり、触媒２２下流側の空
燃比がリーンからリッチに反転した直後であれば、ステ
ップ２０７からステップ２１０に進み、図７に示すリー
ンスキップ項λＳＫＬ算出プログラムを実行し、次のよ
うにしてリーンスキップ項λＳＫＬを算出する。まず、
ステップ３４１で、前記ステップ３３１と同じく、上流
側空燃比センサ２３で検出した触媒２２上流側の実空燃
比（空気過剰率λ）と理論空燃比（λ＝１．０）との偏
差ΔＡＦＬ（＝１．０−λ）を算出し、この空燃比偏差
ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下であるか否かを判定する。
【００３５】もし、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下
であれば、ステップ３４２に進み、リーンスキップ項λ
ＳＫＬを、空燃比偏差ΔＡＦＬに所定のゲインａ4 を乗
算して求める。 λＳＫＬ＝ΔＡＦＬ×ａ4 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時
は、リーンスキップ項λＳＫＬが空燃比偏差ΔＡＦＬに
比例して増加する。
であれば、ステップ３４２に進み、リーンスキップ項λ
ＳＫＬを、空燃比偏差ΔＡＦＬに所定のゲインａ4 を乗
算して求める。 λＳＫＬ＝ΔＡＦＬ×ａ4 これにより、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時
は、リーンスキップ項λＳＫＬが空燃比偏差ΔＡＦＬに
比例して増加する。
【００３６】一方、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋより
も大きければ、ステップ３４３に進み、リーンスキップ
項λＳＫＬを一定値ｂ4 に設定する。この一定値ｂ4
は、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時のリーンス
キップ項λＳＫＬの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＬ
が所定値Ｋの時のリーンスキップ項λＳＫＬ）よりも小
さい値に設定されている。
も大きければ、ステップ３４３に進み、リーンスキップ
項λＳＫＬを一定値ｂ4 に設定する。この一定値ｂ4
は、空燃比偏差ΔＡＦＬが所定値Ｋ以下の時のリーンス
キップ項λＳＫＬの最大値（つまり空燃比偏差ΔＡＦＬ
が所定値Ｋの時のリーンスキップ項λＳＫＬ）よりも小
さい値に設定されている。
【００３７】リーンスキップ項λＳＫＬの設定後、図３
のステップ２１１に進み、今回の目標空燃比λＴＧを、
前回の目標空燃比λＴＧからリーン積分項λＩＬとリー
ンスキップ項λＳＫＬを加算した値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ＋λＩＬ＋λＳＫＬ
のステップ２１１に進み、今回の目標空燃比λＴＧを、
前回の目標空燃比λＴＧからリーン積分項λＩＬとリー
ンスキップ項λＳＫＬを加算した値に設定する。 λＴＧ←λＴＧ＋λＩＬ＋λＳＫＬ
【００３８】以上のようにして、ステップ２０４，２０
６，２０９，２１１のいずれかで、今回の目標空燃比λ
ＴＧを設定した後、ステップ２１２に進み、今回の触媒
２２下流側の空燃比のリッチ／リーンを記憶し、本プロ
グラムを終了する。
６，２０９，２１１のいずれかで、今回の目標空燃比λ
ＴＧを設定した後、ステップ２１２に進み、今回の触媒
２２下流側の空燃比のリッチ／リーンを記憶し、本プロ
グラムを終了する。
【００３９】以上説明した本実施形態の空燃比フィード
バック制御の効果を図８のタイムチャートを用いて説明
する。図８のタイムチャートは、触媒２２上流側の実空
燃比が理論空燃比付近に制御されている状態からリッチ
側に所定値Ｋ以上ずれた状態となり、その後、所定時間
経過後に、触媒２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近
に戻る場合の制御例を示している。図８に破線で示した
比較例は、サブフィードバック制御のパラメータ（リッ
チ積分項λＩＲ、リーン積分項λＩＬ、リッチスキップ
項λＳＫＲ、リーンスキップ項λＳＫＬ）を常に一定値
に固定して目標空燃比λＴＧを補正する。
バック制御の効果を図８のタイムチャートを用いて説明
する。図８のタイムチャートは、触媒２２上流側の実空
燃比が理論空燃比付近に制御されている状態からリッチ
側に所定値Ｋ以上ずれた状態となり、その後、所定時間
経過後に、触媒２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近
に戻る場合の制御例を示している。図８に破線で示した
比較例は、サブフィードバック制御のパラメータ（リッ
チ積分項λＩＲ、リーン積分項λＩＬ、リッチスキップ
項λＳＫＲ、リーンスキップ項λＳＫＬ）を常に一定値
に固定して目標空燃比λＴＧを補正する。
【００４０】本実施形態では、上流側空燃比センサ２３
で検出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比との
偏差が所定値Ｋ以下の時は、サブフィードバック制御の
パラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを空燃
比偏差に比例して増加させる。これにより、触媒２２上
流側の実空燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋ以下の
時は、サブフィードバック制御による目標空燃比λＴＧ
の補正が過補正とならない範囲で、該空燃比偏差に応じ
て最大限にパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳ
ＫＬを大きくしてサブフィードバック制御の効果を高
め、応答性に優れた空燃比フィードバック制御を実施す
る。
で検出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比との
偏差が所定値Ｋ以下の時は、サブフィードバック制御の
パラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを空燃
比偏差に比例して増加させる。これにより、触媒２２上
流側の実空燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋ以下の
時は、サブフィードバック制御による目標空燃比λＴＧ
の補正が過補正とならない範囲で、該空燃比偏差に応じ
て最大限にパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳ
ＫＬを大きくしてサブフィードバック制御の効果を高
め、応答性に優れた空燃比フィードバック制御を実施す
る。
【００４１】その後、触媒２２上流側の実空燃比と理論
空燃比との偏差が所定値Ｋよりも大きくなると、本実施
形態では、サブフィードバック制御のパラメータλＩ
Ｒ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを小さい値に設定し
て、サブフィードバック制御を継続し、目標空燃比λＴ
Ｇを少しずつ更新する。
空燃比との偏差が所定値Ｋよりも大きくなると、本実施
形態では、サブフィードバック制御のパラメータλＩ
Ｒ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを小さい値に設定し
て、サブフィードバック制御を継続し、目標空燃比λＴ
Ｇを少しずつ更新する。
【００４２】一方、比較例では、触媒２２上流側の実空
燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋよりも大きくなっ
ても、サブフィードバック制御のパラメータλＩＲ、λ
ＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを変化させることなく、サブ
フィードバック制御を継続するため、目標空燃比λＴＧ
がリーン側に大きくずれていく。このため、その後、触
媒２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近に戻って、下
流側酸素センサ２４の出力がリーン側に反転しても、目
標空燃比λＴＧが理論空燃比付近に戻るまでに暫く時間
がかかり、その間、触媒２２下流側の実空燃比がリーン
側に大きくずれた状態が続き、触媒２２下流側の実空燃
比が理論空燃比付近に戻るまでに暫く時間がかかり、触
媒２２の排出ガス浄化率が低下する。
燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋよりも大きくなっ
ても、サブフィードバック制御のパラメータλＩＲ、λ
ＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを変化させることなく、サブ
フィードバック制御を継続するため、目標空燃比λＴＧ
がリーン側に大きくずれていく。このため、その後、触
媒２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近に戻って、下
流側酸素センサ２４の出力がリーン側に反転しても、目
標空燃比λＴＧが理論空燃比付近に戻るまでに暫く時間
がかかり、その間、触媒２２下流側の実空燃比がリーン
側に大きくずれた状態が続き、触媒２２下流側の実空燃
比が理論空燃比付近に戻るまでに暫く時間がかかり、触
媒２２の排出ガス浄化率が低下する。
【００４３】これに対し、本実施形態では、触媒２２上
流側の実空燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋよりも
大きくなると、サブフィードバック制御のパラメータλ
ＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを小さい値に設定し
て、サブフィードバック制御を継続し、目標空燃比λＴ
Ｇを更新する。これにより、目標空燃比λＴＧの補正が
過補正とならない範囲で、目標空燃比λＴＧが理論空燃
比付近で少しずつ更新される。このため、その後、触媒
２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近に戻って、下流
側酸素センサ２４の出力がリーン側に反転すると、目標
空燃比λＴＧが速やかに理論空燃比付近に戻り、触媒２
２下流側の実空燃比がリーン側に大きくずれることな
く、理論空燃比付近に応答性良く制御される。これによ
り、触媒２２の排出ガス浄化率が比較例よりも向上す
る。
流側の実空燃比と理論空燃比との偏差が所定値Ｋよりも
大きくなると、サブフィードバック制御のパラメータλ
ＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを小さい値に設定し
て、サブフィードバック制御を継続し、目標空燃比λＴ
Ｇを更新する。これにより、目標空燃比λＴＧの補正が
過補正とならない範囲で、目標空燃比λＴＧが理論空燃
比付近で少しずつ更新される。このため、その後、触媒
２２上流側の実空燃比が理論空燃比付近に戻って、下流
側酸素センサ２４の出力がリーン側に反転すると、目標
空燃比λＴＧが速やかに理論空燃比付近に戻り、触媒２
２下流側の実空燃比がリーン側に大きくずれることな
く、理論空燃比付近に応答性良く制御される。これによ
り、触媒２２の排出ガス浄化率が比較例よりも向上す
る。
【００４４】尚、本実施形態では、上流側空燃比センサ
２３で検出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比
との偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬに応じてサブフィードバッ
ク制御のパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫ
Ｌを可変設定するようにしたが、触媒２２上流側の目標
空燃比λＴＧと理論空燃比との偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡ
ＦＬＴＧに応じてサブフィードバック制御のパラメータ
λＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設定するよ
うにしても良い。この場合、図４〜図７の各プログラム
において、実空燃比偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬを目標空燃
比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴＧに代えれば良い。
２３で検出した触媒２２上流側の実空燃比と理論空燃比
との偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬに応じてサブフィードバッ
ク制御のパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫ
Ｌを可変設定するようにしたが、触媒２２上流側の目標
空燃比λＴＧと理論空燃比との偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡ
ＦＬＴＧに応じてサブフィードバック制御のパラメータ
λＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設定するよ
うにしても良い。この場合、図４〜図７の各プログラム
において、実空燃比偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬを目標空燃
比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴＧに代えれば良い。
【００４５】また、図４〜図７の各プログラムでは、パ
ラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを、空燃
比偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬを変数とする数式を用いて算
出するようにしたが、図９に示すように、実空燃比偏差
ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬ（又は目標空燃比偏差ΔＡＦＲＴ
Ｇ、ΔＡＦＬＴＧ）とパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳ
ＫＲ、λＳＫＬとの関係を規定するテーブルを用いて、
空燃比偏差に応じてパラメータを可変設定するようにし
ても良い。このテーブルのデータ特性も、空燃比偏差が
所定値以下の時に、該空燃比偏差に比例してパラメータ
を増加させ、空燃比偏差が所定値よりも大きい時に、パ
ラメータを小さい所定値に固定するようにすると良い。
ラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳＫＲ、λＳＫＬを、空燃
比偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬを変数とする数式を用いて算
出するようにしたが、図９に示すように、実空燃比偏差
ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬ（又は目標空燃比偏差ΔＡＦＲＴ
Ｇ、ΔＡＦＬＴＧ）とパラメータλＩＲ、λＩＬ、λＳ
ＫＲ、λＳＫＬとの関係を規定するテーブルを用いて、
空燃比偏差に応じてパラメータを可変設定するようにし
ても良い。このテーブルのデータ特性も、空燃比偏差が
所定値以下の時に、該空燃比偏差に比例してパラメータ
を増加させ、空燃比偏差が所定値よりも大きい時に、パ
ラメータを小さい所定値に固定するようにすると良い。
【００４６】また、実空燃比偏差ΔＡＦＲ、ΔＡＦＬに
応じて積分項λＩＲ、λＩＬを可変設定し、且つ、目標
空燃比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴＧに応じてスキッ
プ項λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設定するようにしても良
く、或は、これとは反対に、実空燃比偏差ΔＡＦＲ、Δ
ＡＦＬに応じてスキップ項λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設
定し、且つ、目標空燃比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴ
Ｇに応じて積分項λＩＲ、λＩＬを可変設定するように
しても良い。
応じて積分項λＩＲ、λＩＬを可変設定し、且つ、目標
空燃比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴＧに応じてスキッ
プ項λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設定するようにしても良
く、或は、これとは反対に、実空燃比偏差ΔＡＦＲ、Δ
ＡＦＬに応じてスキップ項λＳＫＲ、λＳＫＬを可変設
定し、且つ、目標空燃比偏差ΔＡＦＲＴＧ、ΔＡＦＬＴ
Ｇに応じて積分項λＩＲ、λＩＬを可変設定するように
しても良い。
【００４７】また、本実施形態では、空燃比偏差に応じ
て積分項とスキップ項の両方を可変設定するようにした
が、積分項とスキップ項のいずれか一方のみを可変設定
するようにしても良い。
て積分項とスキップ項の両方を可変設定するようにした
が、積分項とスキップ項のいずれか一方のみを可変設定
するようにしても良い。
【００４８】また、本実施形態では、空燃比偏差が所定
値Ｋ以下の時に、該空燃比偏差に応じてパラメータを可
変設定するようにしたが、空燃比偏差が所定値Ｋ以下の
時には、空燃比偏差に応じたパラメータの可変設定を行
わないようにしても良く、この場合でも、空燃比偏差が
所定値Ｋより大きい時に、本実施形態と同じく、パラメ
ータを小さい所定値に固定してサブフィードバック制御
を行えば、目標空燃比の補正が過補正とならない範囲で
サブフィードバック制御を実施することができ、排出ガ
ス浄化率を向上できる。
値Ｋ以下の時に、該空燃比偏差に応じてパラメータを可
変設定するようにしたが、空燃比偏差が所定値Ｋ以下の
時には、空燃比偏差に応じたパラメータの可変設定を行
わないようにしても良く、この場合でも、空燃比偏差が
所定値Ｋより大きい時に、本実施形態と同じく、パラメ
ータを小さい所定値に固定してサブフィードバック制御
を行えば、目標空燃比の補正が過補正とならない範囲で
サブフィードバック制御を実施することができ、排出ガ
ス浄化率を向上できる。
【００４９】その他、本発明は、上流側センサ２３と下
流側センサ２４は、広帯域空燃比センサ（リニアＡ／Ｆ
センサ）と酸素センサのいずれを用いても良い等、種々
変更して実施できる。
流側センサ２４は、広帯域空燃比センサ（リニアＡ／Ｆ
センサ）と酸素センサのいずれを用いても良い等、種々
変更して実施できる。
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システ
ム全体の概略構成図
ム全体の概略構成図
【図２】空燃比フィードバック制御プログラムの処理の
流れを示すフローチャート
流れを示すフローチャート
【図３】サブフィードバック制御プログラムの処理の流
れを示すフローチャート
れを示すフローチャート
【図４】リッチ積分項λＩＲ算出プログラムの処理の流
れを示すフローチャート
れを示すフローチャート
【図５】リッチスキップ項λＳＫＲ算出プログラムの処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
【図６】リーン積分項λＩＬ算出プログラムの処理の流
れを示すフローチャート
れを示すフローチャート
【図７】リーンスキップ項λＳＫＬ算出プログラムの処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
【図８】空燃比制御の挙動を示すタイムチャート
【図９】空燃比偏差に応じたパラメータを算出するテー
ブルの一例を示す図
ブルの一例を示す図
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エ
アフローメータ、２０…燃料噴射弁、２１…排気管（排
気通路）、２２…触媒、２３…上流側センサ、２４…下
流側センサ、２７…ＥＣＵ（空燃比フィードバック制御
手段，サブフィードバック制御手段，パラメータ可変手
段）。
アフローメータ、２０…燃料噴射弁、２１…排気管（排
気通路）、２２…触媒、２３…上流側センサ、２４…下
流側センサ、２７…ＥＣＵ（空燃比フィードバック制御
手段，サブフィードバック制御手段，パラメータ可変手
段）。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 DA04 DA08 DA10 EA04 EB08 EB12 EB16 EC03 FA07 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 FA38 3G091 AA17 AA23 AA28 AB03 BA14 BA15 BA19 BA32 CB02 DA01 DA02 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 EA01 EA05 EA06 EA07 EA16 EA34 FB11 FC04 HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 JA13 JA25 JA26 JA28 JA29 LA03 LB02 MA12 NA04 NA06 NA07 NC02 ND12 ND15 NE03 NE08 NE13 NE15 PA01A PA01Z PA07Z PA11Z PB03A PD09Z PE03Z PE08Z
Claims (6)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設置された排気浄
化用の触媒の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空
燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置した内
燃機関の空燃比制御装置において、 上流側センサの出力に基づいて前記触媒上流側の空燃比
フィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手
段と、 下流側センサの出力を前記触媒上流側の空燃比フィード
バック制御に反映させるためのサブフィードバック制御
を行うサブフィードバック制御手段と、 前記触媒上流側の空燃比と理論空燃比との偏差に応じて
前記サブフィードバック制御の少なくとも１つのパラメ
ータを可変設定するパラメータ可変手段とを備えている
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】 前記パラメータ可変手段は、前記触媒上
流側の空燃比として前記上流側センサの検出値を用い、
この検出値と理論空燃比との偏差に応じて前記パラメー
タを可変設定することを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】 前記パラメータ可変手段は、前記触媒上
流側の空燃比として前記触媒上流側の空燃比フィードバ
ック制御の目標空燃比を用い、この目標空燃比と理論空
燃比との偏差に応じて前記パラメータを可変設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 - 【請求項４】 前記パラメータ可変手段は、前記触媒上
流側の空燃比と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時に
該空燃比偏差が大きくなるほど前記サブフィードバック
制御の少なくとも１つのパラメータを大きくし、該空燃
比偏差が所定範囲外の時に該パラメータを前記所定範囲
内における該パラメータの最大値よりも小さい所定値に
固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項５】 前記パラメータ可変手段で可変設定する
前記パラメータは、積分項及び／又はスキップ項であ
り、 前記サブフィードバック制御手段は、前記積分項及びス
キップ項を用いて前記触媒上流側の空燃比フィードバッ
ク制御の目標空燃比を補正することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装
置。 - 【請求項６】 内燃機関の排気通路に設置された排気浄
化用の触媒の上流側と下流側に、それぞれ排出ガスの空
燃比又はリッチ／リーンを検出するセンサを設置した内
燃機関の空燃比制御装置において、 上流側センサの出力に基づいて前記触媒上流側の空燃比
フィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手
段と、 下流側センサの出力を前記触媒上流側の空燃比フィード
バック制御に反映させるためのサブフィードバック制御
を行うサブフィードバック制御手段と、 前記触媒上流側の空燃比と理論空燃比との偏差が所定範
囲外の時に前記サブフィードバック制御の少なくとも１
つのパラメータを前記所定範囲内における該パラメータ
の最大値よりも小さい所定値に固定するパラメータ可変
手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126281A JP3788497B2 (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US09/838,591 US6591183B2 (en) | 2000-04-21 | 2001-04-20 | Control apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126281A JP3788497B2 (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304018A true JP2001304018A (ja) | 2001-10-31 |
| JP3788497B2 JP3788497B2 (ja) | 2006-06-21 |
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ID=18636091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126281A Expired - Fee Related JP3788497B2 (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231844A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US20090139213A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Denso Corporation | Abnormality diagnosis device of internal combustion engine |
| WO2011148517A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2014507597A (ja) * | 2011-03-09 | 2014-03-27 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 内燃機関の調整装置及び調整方法 |
| JP2017160845A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112081677B (zh) * | 2020-08-28 | 2021-12-28 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 空燃比控制方法及装置 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000126281A patent/JP3788497B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8407983B2 (en) * | 2007-11-30 | 2013-04-02 | Denso Corporation | Abnormality diagnosis device of internal combustion engine |
| WO2011148517A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP5293889B2 (ja) * | 2010-05-28 | 2013-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US9790873B2 (en) | 2010-05-28 | 2017-10-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
| JP2014507597A (ja) * | 2011-03-09 | 2014-03-27 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 内燃機関の調整装置及び調整方法 |
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| JP2017160844A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法 |
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