JP2002364427A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】酸素センサの出力値から検出した空燃比に基づ
く空燃比学習制御によって、応答良くかつ高精度に空燃
比を制御する。 【解決手段】空燃比フィードバック補正係数αと酸素セ
ンサの出力値Ｅｓから求めた実当量比とから、補正要求
値を、補正要求値＝α／実当量比として算出し、該補正
要求値と前回までの空燃比学習補正値との加重平均結果
を新たな空燃比学習補正値として更新記憶させる。ここ
で、前記加重平均に用いる加重重みｋを、酸素センサの
出力値Ｅｓが理論空燃比相当値の近傍であるか否かによ
って変更し、実当量比の検出精度が低下するときの誤学
習を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの空燃比
制御装置に関し、詳しくは、酸素センサの出力値に基づ
いて空燃比を検出し、実際の空燃比を目標空燃比に学習
補正する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、排気中の酸素濃度に感応して
出力値が変化する酸素センサを備え、前記酸素センサの
出力値を空燃比のデータに変換することで実際の空燃比
を求め、実際の空燃比と目標空燃比である理論空燃比と
の偏差に基づいて、空燃比制御信号をフィードバック制
御することが行われている（特開平０７−１２７５０５
号公報参照）。

【０００３】上記構成では、理論空燃比に対するリッチ
・リーン判定のみを行う制御に対して、目標空燃比付近
に安定良く収束させることができる。また、所定の空室
における酸素濃度を基準値にすべく、酸素イオンを輸送
するセンサ素子に対する通電を制御して、そのときの通
電電流値（限界電流）から空燃比をリニアに検出する所
謂広域空燃比センサに比べ、酸素センサは安価であるた
め、システムコストを低減できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記広域空
燃比センサを用いるシステムでは、広域空燃比センサが
理論空燃比を含む比較的広い範囲で高い検出精度を有す
るため、検出された実際の空燃比とそのときの空燃比フ
ィードバック補正係数の値とから、空燃比学習補正値を
高い収束応答性で更新学習させることができる。

【０００５】しかし、上記のように酸素センサの出力値
を空燃比のデータに変換する構成の場合、理論空燃比付
近から大きく離れたリッチ・リーン領域では、空燃比変
化に対して酸素センサの出力が殆ど変化せず、空燃比の
検出精度が大きく低下し、また、空燃比変化に応じて出
力が変化する範囲内であっても、理論空燃比付近から離
れると空燃比の検出精度が低下する。

【０００６】このため、広域空燃比センサによって空燃
比を検出させる場合と同様にして空燃比学習を行わせる
と、学習精度を確保することができないという問題があ
った。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
酸素センサの出力値を空燃比のデータに変換して空燃比
フィードバック制御を行うシステムにおいて、空燃比の
検出結果に基づく空燃比学習を、精度良く行わせること
ができるエンジンの空燃比制御装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明では、排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化す
る酸素センサを備え、該酸素センサの出力値を空燃比の
データに変換して実際の空燃比を検出するよう構成し、
前記実際の空燃比と目標空燃比との比較に基づき空燃比
フィードバック補正値を設定する一方、前記酸素センサ
の出力値が理論空燃比相当値を含む所定範囲内であると
きに、前記実際の空燃比と前記空燃比フィードバック補
正値とに基づき、空燃比学習補正値を更新するよう構成
した。

【０００８】かかる構成によると、酸素センサの出力値
に基づく空燃比の検出精度が大きく低下するリッチ・リ
ーン領域を除く理論空燃比付近の領域で、検出された実
際の空燃比と空燃比フィードバック補正値とに基づい
て、実際の空燃比を目標空燃比に一致させるための空燃
比学習補正値を更新させる。請求項２記載の発明では、
前記酸素センサの出力値が、連続的に前記所定範囲内に
含まれるときに、前記空燃比学習補正値の更新を行わせ
る構成とした。

【０００９】かかる構成によると、酸素センサの出力値
が理論空燃比相当値を含む範囲内に含まれると連続的に
判断されたときに、前記範囲内に安定した状態であると
判断して、空燃比学習を行わせる。請求項３記載の発明
では、前記所定範囲に内包される前記理論空燃比相当値
を含むより狭い範囲内に前記酸素センサの出力値が含ま
れるときに、前記空燃比学習補正値の更新速度を速める
構成とした。

【００１０】かかる構成によると、理論空燃比相当値を
含む所定範囲内であれば空燃比学習を行わせるが、前記
所定範囲内のより理論空燃比に近い範囲内であって、よ
り高い精度で空燃比を検出できるときには、理論空燃比
から離れた外側の領域であるときに比べて、空燃比学習
補正値の更新速度を速める。尚、更新速度とは、最新に
検出された空燃比の補正要求を空燃比学習補正値にどれ
だけ反映させるかを示し、更新速度が速い場合には、最
新の補正要求に空燃比学習補正値がより速く近づくこと
になる。

【００１１】請求項４記載の発明では、排気中の酸素濃
度に感応して出力値が変化する酸素センサを備え、該酸
素センサの出力値を空燃比のデータに変換して実際の空
燃比を検出するよう構成し、前記実際の空燃比と目標空
燃比との比較に基づき空燃比フィードバック補正値を設
定すると共に、前記実際の空燃比と前記空燃比フィード
バック補正値とに基づき、空燃比学習補正値を更新する
よう構成される一方、前記酸素センサの出力値が、理論
空燃比相当値を中心として複数に区分される範囲のいず
れに含まれるかによって、前記空燃比学習補正値の更新
速度を変更するよう構成した。

【００１２】かかる構成によると、酸素センサの出力値
を空燃比のデータに変換して検出した実際の空燃比と空
燃比フィードバック補正値とから、実際の空燃比を目標
空燃比に一致させるための空燃比学習補正値を更新させ
るときの更新速度が、そのときの検出空燃比が理論空燃
比付近であるか否か、換言すれば、空燃比の検出精度に
応じて変更される。

【００１３】請求項５記載の発明では、前記理論空燃比
相当値に近い範囲に前記酸素センサの出力値が含まれる
ときほど、前記空燃比学習補正値の更新速度を速める構
成とした。かかる構成によると、酸素センサの出力値が
理論空燃比相当値に近いほど空燃比の検出精度が高くな
るから、空燃比の検出精度が高いほど空燃比学習補正値
の更新速度が速められることになる。

【００１４】請求項６記載の発明では、前記燃料タンク
にて発生した蒸発燃料をキャニスタに吸着捕集し、前記
キャニスタから脱離させた蒸発燃料をエンジンに供給す
る蒸発燃料処理装置を備えてなり、前記キャニスタから
の蒸発燃料の脱離が行われているときに、脱離によって
エンジンに供給される燃料量に応じて補正した前記空燃
比フィードバック補正値に基づいて前記空燃比学習補正
値の更新を行わせると共に、前記空燃比学習補正値の更
新速度を低下させる構成とした。

【００１５】かかる構成によると、キャニスタから脱離
された燃料がエンジンに供給されることによる空燃比の
リッチ変化分を見込んで学習を行わせるときに、空燃比
学習補正値の学習精度が低下するので、更新速度を低下
させて学習させる。請求項７記載の発明では、前記キャ
ニスタからの蒸発燃料の脱離が行われるとき、及び、前
記脱離の中止から所定時間内であるときに、前記空燃比
学習補正値の更新速度を低下させる構成とした。

【００１６】かかる構成によると、脱離を中止した後
も、エンジンの吸気系に供給された蒸発燃料がエンジン
に全て吸引されて燃焼するまでには時間を要するので、
脱離を中止してから所定時間内であるときには、脱離を
行わせているときと同様に更新速度を低くする。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、酸素セン
サの出力値に基づく空燃比の検出精度が大きく悪化する
領域での空燃比学習が回避され、安価な酸素センサを用
いつつ、高い収束性で空燃比学習を行わせることができ
るという効果がある。請求項２記載の発明によると、空
燃比検出精度を確保できる領域に安定していることを条
件に空燃比学習を行わせるので、安定した空燃比学習を
行わせることができるという効果がある。

【００１８】請求項３記載の発明によると、空燃比の検
出精度が高い理論空燃比付近であるときに、空燃比学習
補正値の更新速度を速くすることで、空燃比学習補正値
を要求値に精度良くかつ応答良く収束させることができ
るという効果がある。請求項４記載の発明によると、空
燃比の検出精度に相関して空燃比学習値の更新速度を変
更することで、誤学習を回避しつつ、収束応答性良く空
燃比学習補正値を更新させることができるという効果が
ある。

【００１９】請求項５記載の発明によると、空燃比検出
精度が高い理論空燃比付近であるときに、空燃比学習補
正値を精度良くかつ高い収束応答性で更新させることが
できるという効果がある。請求項６記載の発明による
と、キャニスタから脱離された蒸発燃料がエンジンに供
給されることで学習精度が低下するときに、空燃比学習
補正値の更新速度を遅くすることで、誤学習を回避しつ
つ、空燃比学習補正値の収束を図れるという効果があ
る。

【００２０】請求項７記載の発明によると、脱離を中止
してから所定時間内であって、脱離された蒸発燃料の影
響が残っているときに、高い更新速度で空燃比学習補正
値が誤学習されることを回避できるという効果がある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載されるエン
ジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２，吸気通
路３，モータで開閉駆動される電子制御式スロットル弁
４を介して空気が吸入される。

【００２２】各気筒の燃焼室内に燃料（ガソリン）を直
接噴射する電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、該
燃料噴射弁５から噴射される燃料と前記吸入される空気
によって燃焼室内に混合気が形成される。燃料噴射弁５
は、コントロールユニット２０から出力される噴射パル
ス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力
に調圧された燃料を噴射する。

【００２３】そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射
の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、ま
た圧縮行程噴射の場合は点火栓６回りに集中的に層状の
混合気を形成する。燃焼室内に形成される混合気は、点
火栓６により着火燃焼する。但し、エンジン１を上記の
直接噴射式ガソリンエンジンに限定するものではなく、
吸気ポートに燃料を噴射する構成のエンジンであっても
良い。

【００２４】エンジン１からの排気は排気通路７より排
出され、前記排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装
されている。前記触媒８は、三元触媒であって、排気中
の有害３成分である一酸化炭素ＣＯ及び炭化水素ＨＣを
酸化すると共に、酸化窒素ＮＯｘを還元して、無害な二
酸化炭素、水蒸気及び窒素に変換させるものである。

【００２５】そして、該三元触媒８による浄化性能は、
排気空燃比が理論空燃比であるときに最も高く、排気空
燃比がリーンで酸素量が過剰であると、酸化作用は活発
になるが還元作用が不活発となり、逆に、排気空燃比が
リッチで酸素量が少ないと、酸化作用は不活発になるが
還元作用が活発となる。また、燃料タンク９にて発生し
た蒸発燃料を燃焼処理する蒸発燃料処理装置が設けられ
ている。

【００２６】キャニスタ１０は、密閉容器内に活性炭な
どの吸着剤１１を充填したもので、燃料タンク９から延
設される蒸発燃料導入管１２が接続されている。従っ
て、燃料タンク９にて発生した蒸発燃料は、前記蒸発燃
料導入管１２を通って、キャニスタ１０に導かれ吸着捕
集される。また、キャニスタ１０には、新気導入口１３
が形成されると共に、パージ配管１４が導出され、前記
パージ配管１４には、コントロールユニット２０からの
制御信号によって開閉が制御されるパージ制御弁１５が
介装される。

【００２７】上記構成において、パージ制御弁１５が開
制御されると、エンジン１の吸入負圧がキャニスタ１０
に作用する結果、新気導入口１３から導入される空気に
よってキャニスタ１０の吸着剤１１に吸着されていた蒸
発燃料がパージされ、パージエアがパージ配管１４を通
って吸気通路３のスロットル弁４下流に吸入され、その
後、エンジン１の燃焼室内で燃焼処理される。

【００２８】コントロールユニット２０は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイ
ス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、
各種センサからの入力信号を受け、これらに基づいて演
算処理して、スロットル弁４，燃料噴射弁５，点火栓６
及びパージ制御弁１５などの作動を制御する。前記各種
センサとして、エンジン１のクランク角を検出するクラ
ンク角センサ２１、カム軸から気筒判別信号を取り出す
カムセンサ２２が設けられており、前記クランク角セン
サ２１からの信号に基づきエンジン１の回転速度が算出
される。

【００２９】この他、吸気通路３のスロットル弁４上流
で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、
アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＳを検
出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶ
Ｏを検出するスロットルセンサ２５、エンジン１の冷却
水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気中の酸素濃度
に感応して出力値が変化する酸素センサ２７、車速ＶＳ
Ｐを検出する車速センサ２８などが設けられている。

【００３０】前記酸素センサ２７は、特開平１１−３２
６２６６号公報に開示されるように、排気管内に突出し
て設けられるジルコニアチューブを有してなり、このジ
ルコニアチューブ外側の排気中の酸素濃度と、内側の大
気中の酸素濃度との比に応じた起電力を発生するジルコ
ニア酸素センサである。前記酸素センサ２７の出力値Ｅ
ｓ（起電力）は、図２に示すように、理論空燃比を境に
急変し、理論空燃比よりもリッチ側では起電力が高く、
理論空燃比よりもリーン側では起電力が低くなる特性を
有するが、理論空燃比付近で空燃比に応じて出力値が変
化するように、センサ素子を構成する保護層，触媒層，
ジルコニアチューブを形成してある。

【００３１】前記コントロールユニット２０は、所定の
空燃比フィードバック制御条件が成立したときに、前記
酸素センサ２７の出力値に基づき実空燃比が目標空燃比
に一致するように空燃比フィードバック補正係数（空燃
比フィードバック補正値）を演算すると共に、運転条件
毎の空燃比ばらつきを吸収するための空燃比学習補正値
を学習するようになっており、係る空燃比制御の詳細
を、図３〜図６のフローチャートに従って説明する。

【００３２】図３のフローチャートは、メインルーチン
を示すものであり、まず、ステップＳ１では、前記酸素
センサ２７の出力値Ｅｓ、冷却水温度Ｔｗ、エンジン回
転速度Ｎｅ、吸入空気量Ｑなどを読み込む。ステップＳ
２では、空燃比フィードバック制御の実行許可条件が成
立しているか否かを判別する。

【００３３】ここで、前記許可条件として、酸素センサ
２７が活性状態であることなどを判断する。空燃比フィ
ードバック制御の実行許可条件が成立しているときに
は、ステップＳ３へ進み、空燃比フィードバック補正係
数αを演算する。上記空燃比フィードバック制御の詳細
を、図４のフローチャートに従って説明する。

【００３４】ステップＳ３０１では、前記酸素センサ２
７の出力値Ｅｓが所定範囲内であるか否かを判別する。
前記所定範囲は、センサ出力の理論空燃比相当値を含む
範囲であって、かつ、空燃比変化に対して出力値Ｅｓが
比較的急変する領域であり、換言すれば、理論空燃比よ
りもリッチ又はリーンであって空燃比変化に対して出力
値Ｅｓが殆ど変化しない領域を除く理論空燃比付近の領
域である。

【００３５】尚、図２に示すような出力特性の酸素セン
サ２７を用いる本実施形態では、理論空燃比相当値が略
0.5（Ｖ）であり、前記所定範囲を、0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦
0.8（Ｖ）の領域としてある。前記ステップＳ３０１
で、前記酸素センサ２７の出力値Ｅｓが所定範囲内であ
ると判別されると、ステップＳ３０２へ進み、前記酸素
センサ２７の出力値Ｅｓを空燃比のデータに変換する処
理を行う。

【００３６】前記変換は、前記出力値Ｅｓと空燃比との
相関を示すテーブルに基づき行わせても良いが、より分
解能を上げるべく、前記出力値Ｅｓを予め設定された計
算式に基づき別の変数に置き換えた後、前記変数から空
燃比のデータを求めるようにしても良い。ステップＳ３
０３では、前記出力値Ｅｓから求めた実空燃比と、目標
空燃比である理論空燃比との偏差err（偏差err＝実空燃
比−目標空燃比）を求める。

【００３７】ステップＳ３０４では、前記偏差errに比
例定数Ｋｐを乗算して比例操作量Ｐ（Ｐ＝err×Ｋｐ）
を演算する。ステップＳ３０５では、前記偏差errの正
負を判別することで、実空燃比の理論空燃比に対するリ
ッチ・リーンを判別し、前記偏差errが負で実空燃比が
理論空燃比よりもリッチであるときには、ステップＳ３
０６へ進む。

【００３８】ステップＳ３０６では、積分操作量Ｉの前
回値から所定値ΔＩだけ減算した結果を今回の積分操作
量Ｉとする。また、ステップＳ３０５で、前記偏差err
が正で実空燃比が理論空燃比よりもリーンであると判別
されたときには、ステップＳ３０７へ進み、積分操作量
Ｉの前回値に所定値ΔＩを加算した結果を今回の積分操
作量Ｉとする。

【００３９】更に、ステップＳ３０５で、偏差errが略
０で実空燃比が理論空燃比に略一致していると判別され
たときには、ステップＳ３０６，３０７を迂回してステ
ップＳ３１２へ進むことで、積分操作量Ｉを前回値に保
持する。ステップＳ３１２では、空燃比フィードバック
補正係数α（空燃比フィードバック補正値）を、 α＝Ｐ＋Ｉ＋1.0 として算出する。

【００４０】一方、ステップＳ３０１で、前記酸素セン
サ２７の出力値Ｅｓが所定範囲外である（0.3（Ｖ）＞
Ｅｓ又はＥｓ＞0.8（Ｖ））と判別されると、ステップ
Ｓ３０８へ進む。ステップＳ３０８では、前記酸素セン
サ２７の出力値Ｅｓが、前記所定範囲よりも高い側に外
れているか否か、具体的には、Ｅｓ＞0.8（Ｖ）である
か否かを判別することで、実空燃比が理論空燃比よりも
リッチであるか否かを判別する。

【００４１】ステップＳ３０８で、Ｅｓ＞0.8（Ｖ）で
あると判別され、実空燃比が理論空燃比よりもリッチで
あるときには、ステップＳ３０９へ進み、積分操作量Ｉ
の前回値から所定値ΔＩだけ減算した結果を今回の積分
操作量Ｉとする。一方、ステップＳ３０８でＥｓ＞0.8
（Ｖ）ではないと判別されたときには、0.3（Ｖ）＞Ｅ
ｓであるためにステップＳ３０１からステップＳ３０８
へ進んだ状態であって、実空燃比が理論空燃比よりもリ
ーンであると判断される。

【００４２】この場合には、ステップ３１０へ進み、積
分操作量Ｉの前回値に所定値ΔＩを加算した結果を今回
の積分操作量Ｉとする。ステップＳ３０９，３１０で積
分操作量Ｉの設定を行うと、次のステップＳ３１１で
は、比例操作量Ｐに０をセットする。酸素センサ２７の
出力値Ｅｓが前記所定範囲内（0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8
（Ｖ））であるときには、出力値Ｅｓを空燃比のデータ
に精度良く変換できるが、前記所定範囲を外れると、出
力値Ｅｓが空燃比変化に対して殆ど変化せず、空燃比を
正しく求めることができないため、空燃比偏差に基づく
比例制御を禁止し、誤った空燃比偏差の情報に基づいて
空燃比が制御されることを回避する。

【００４３】但し、理論空燃比に対するリッチ・リーン
の判別は行えるので、出力値Ｅｓが所定範囲内であると
きとに同様に、リッチ・リーン判別に基づく積分制御を
行わせる。従って、出力値Ｅｓが所定範囲外であるとき
に、ステップＳ３１２へ進んだ場合には、実質的には、
α＝Ｉ＋1.0として空燃比フィードバック補正係数αが
算出される。

【００４４】図３のフローチャートのステップＳ３で、
上記のようにして空燃比フィードバック補正係数αを演
算すると、ステップＳ４では、図５のフローチャートに
示すようにして、空燃比学習の許可判定を行う。図５の
フローチャートにおいて、ステップＳ４０１では、前記
酸素センサ２７の出力値Ｅｓが、所定範囲内であるか否
かを判別する。

【００４５】上記所定範囲は、前記ステップＳ３０１で
判定した範囲（0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8（Ｖ））と同じで
あり、この範囲内でないときには、空燃比を正しく求め
ることができないため、空燃比の検出結果を用いる学習
を停止させるべく、ステップＳ４０２へ進んで、許可判
定をＮＧとする。一方、ステップＳ４０１で0.3（Ｖ）
≦Ｅｓ≦0.8（Ｖ）であると判別されたときには、ステ
ップＳ４０３へ進み、前回も0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8
（Ｖ）であると判定されていたか否かを判別する。

【００４６】２回連続して0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8（Ｖ）
であれば、精度良く空燃比を検出できる領域に安定して
いると判断し、ステップＳ４０５へ進んで許可判定をＯ
Ｋとする。一方、ステップＳ４０１で、今回の出力値Ｅ
ｓが0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8（Ｖ）であると判定されて
も、ステップＳ４０３で前回値が前記所定範囲内でなか
ったと判別されたときには、ステップＳ４０４へ進んで
許可判定をＮＧとする。

【００４７】図３のフローチャートのステップＳ５で
は、上記許可判定のＯＫ・ＮＧを判別する。許可判定が
ＯＫで、酸素センサ２７の出力に基づき検出した空燃比
を用いた空燃比学習を行えるときには、ステップＳ６へ
進んで、空燃比学習補正値の更新学習を行わせる。

【００４８】一方、許可判定がＮＧであるときには、ス
テップＳ６の学習処理を迂回して、本ルーチンを終了さ
せる。前記ステップＳ６における空燃比学習の詳細を、
図６のフローチャートに従って説明する。ステップＳ６
０１では、パージ制御弁１５が全閉（開度＝０）に制御
されてから所定時間以上経過しているか否かを判別す
る。

【００４９】パージ制御弁１５が閉じられることで、キ
ャニスタ１０から脱離した燃料が新たに吸気通路３に供
給されることはなくなるが、パージ制御弁１５が閉じら
れる直前に吸気通路３に供給された燃料が、全て燃焼処
理されて脱離の影響がなくなるまでには所定の時間を要
する。換言すれば、パージ制御弁１５が閉じられてから
所定時間以上経過している場合には、キャニスタ１０か
らの脱離の影響がない状態であると判断できることにな
る。

【００５０】パージ制御弁１５が閉じられてから所定時
間以上経過している場合には、ステップＳ６０２へ進
み、前記ステップＳ３０１，ステップＳ４０１で判別さ
せた所定範囲（0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8（Ｖ））よりも狭
い範囲（例えば0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ））内に出
力値Ｅｓが含まれるか否かを判別する。前記ステップＳ
３０１，４０１で判別させた所定範囲（0.3（Ｖ）≦Ｅ
ｓ≦0.8（Ｖ））内であれば、酸素センサ２７の出力値
Ｅｓから空燃比を求めることができるが、より理論空燃
比に近い領域（0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ））では、
より高い精度で空燃比を検出することができる。

【００５１】ステップＳ６０２で、0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦
0.65（Ｖ）であると判別されると、ステップＳ６０３へ
進んで、空燃比学習補正値の加重平均で用いる加重重み
ｋにｋ１（例えばｋ１＝0.5）をセットする。前記加重
重みｋは、前回までの空燃比学習補正値と最新に演算さ
れた補正要求とを加重平均して、その結果を新たな空燃
比学習補正値として更新記憶するときに用いるものであ
り、その値が大きいほど、最新に演算された補正要求に
より近い値が空燃比学習補正値として算出されることに
なり、換言すれば、前記加重重みｋが大きいときほど、
空燃比学習補正値の更新速度が速くなる。

【００５２】一方、ステップＳ６０２で、0.45（Ｖ）≦
Ｅｓ≦0.65（Ｖ）ではないと判別されると、ステップＳ
６０４へ進んで、空燃比学習補正値の加重平均で用いる
加重重みｋにｋ２（ｋ２＜ｋ１であり、例えばｋ２＝0.
25）をセットする。0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ）でな
いときには、酸素センサ２７の出力値Ｅｓに基づいて空
燃比を検出することができるが、0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.
65（Ｖ）であるときに比べて空燃比の検出精度が低下す
る。

【００５３】そのため、0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ）
でないときには、空燃比学習補正値の更新速度を遅くし
て、たとえ空燃比の検出結果から誤った補正要求が演算
されても、空燃比学習補正値に反映され難いようにして
ある。ステップＳ６０３又はステップＳ６０４で加重重
みｋを設定すると、ステップＳ６０５では、前記空燃比
フィードバック補正係数αと、酸素センサ２７の出力値
Ｅｓから求めた実際の空燃比（実当量比）とに基づい
て、補正要求値を、補正要求値＝空燃比フィードバック
補正係数α／実当量比として算出し、更に、前記補正要
求値と前回までの空燃比学習補正値との加重平均演算
を、前記加重重みｋを用いて下式に従って行い、その結
果を新たな空燃比学習補正値として更新記憶させる。

【００５４】空燃比学習補正値＝補正要求値×ｋ+前回
値×（１−ｋ） 上記のように、補正要求値を、補正要求値＝空燃比フィ
ードバック補正係数α／実当量比として演算させる構成
であれば、空燃比フィードバック補正係数αの収束を待
たずに空燃比学習を行えるが、補正要求値の演算に用い
る実当量比は、常に同じ精度で検出される構成ではな
く、理論空燃比に近いほど精度が高くなる。

【００５５】そこで、空燃比学習補正値の加重平均演算
に用いる加重重みｋを、前記検出精度に相関させて変更
することで、空燃比学習値が収束した時点での補正精度
を確保しつつ、目標空燃比（理論空燃比）から離れてい
る状態から学習を進めて早期に目標空燃比付近に制御さ
せることができる。尚、前記空燃比学習補正値を、エン
ジンの運転条件毎に学習させる場合には、そのときの運
転条件に対応して記憶されている空燃比学習補正値を読
み出して、上記の加重平均演算を行わせ、演算結果をそ
のときの運転条件に適合する値として更新記憶させる。

【００５６】一方、ステップＳ６０１で、パージ制御弁
１５が閉じられてから所定時間以上経過していないと判
別された場合、即ち、キャニスタ１０からの蒸発燃料の
脱離による影響が存在する状態であるときには、ステッ
プＳ６０６へ進む。ステップＳ６０６では、前記ステッ
プＳ６０２と同様にして、酸素センサ２７の出力値Ｅｓ
が理論空燃比付近の狭い範囲（0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65
（Ｖ））内であるか否かを判別する。

【００５７】ここで、0.45（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ）で
あれば、高い精度で空燃比を検出できることになるが、
キャニスタ１０からの脱離燃料の影響があり、後述する
ように、前記脱離燃料分を推定した補正を施したとして
も、脱離燃料の影響がない状態に比べれば、空燃比学習
の精度が低下する。そこで、ステップＳ６０６で0.45
（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.65（Ｖ）であると判別されたときに
は、ステップＳ６０７へ進み、加重重みｋに前記ｋ１よ
りも小さいｋ３（例えばｋ３＝0.25）をセットする。

【００５８】また、ステップＳ６０６で0.45（Ｖ）≦Ｅ
ｓ≦0.65（Ｖ）でないと判別されたときには、脱離燃料
の影響があり、然も、酸素センサ２７による空燃比の検
出精度が低下する条件であるので、ステップＳ６０８へ
進み、加重重みｋに最も小さい値ｋ４（例えばｋ４＝0.
125）をセットする。ステップＳ６０９では、下式に従
って補正要求値を算出する。

【００５９】補正要求値＝（α−（パージ流量係数×ブ
ースト×パージ制御信号／燃料噴射量））／実当量比 前記パージ流量係数は、パージ配管１４及びパージ制御
弁１５に応じて予め設定される定数であり、パージ制御
信号は前記パージ制御弁１５の制御信号であってそのと
きの開度を示す値である。

【００６０】上記のようにキャニスタ１０から脱離され
る燃料による影響分を空燃比フィードバック補正係数α
から減算して、補正要求値を演算すると、ステップＳ６
０７又はステップＳ６０８で設定した加重重みｋを用い
て、下式に従って空燃比学習補正値の更新演算を行う。 空燃比学習補正値＝補正要求値×ｋ+前回値×（１−
ｋ） 前記空燃比フィードバック補正係数α及び空燃比学習補
正値は、燃料噴射量Ｔｉの演算において基本燃料噴射量
Ｔｐに乗算される。

【００６１】Ｔｉ＝Ｔｐ×α×空燃比学習補正値×ＣＯ
＋Ｔｓ 上記において、ＣＯは冷却水温度等に基づいて算出され
る各種補正係数、Ｔｓは燃料噴射弁５の電源であるバッ
テリの電圧に基づく補正分である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。

【図２】実施形態における酸素センサの出力特性図。

【図３】実施形態における空燃比制御のメインルーチン
を示すフローチャート。

【図４】実施形態における空燃比フィードバック制御の
詳細を示すフローチャート。

【図５】実施形態における空燃比学習の許可判定の詳細
を示すフローチャート。

【図６】実施形態における空燃比学習制御の詳細を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１…エンジン ４…スロットル弁 ５…燃料噴射弁 ６…点火栓 ８…触媒 １０…キャニスタ １４…パージ配管 １５…パージ制御弁 ２０…コントロールユニット ２１…クランク角センサ ２３…エアフローメータ ２７…酸素センサ

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Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化
   する酸素センサを備え、該酸素センサの出力値を空燃比
   のデータに変換して実際の空燃比を検出するよう構成
   し、 前記実際の空燃比と目標空燃比との比較に基づき空燃比
   フィードバック補正値を設定する一方、 前記酸素センサの出力値が理論空燃比相当値を含む所定
   範囲内であるときに、前記実際の空燃比と前記空燃比フ
   ィードバック補正値とに基づき、空燃比学習補正値を更
   新するよう構成されたエンジンの空燃比制御装置。
2. 【請求項２】前記酸素センサの出力値が、連続的に前記
   所定範囲内に含まれるときに、前記空燃比学習補正値の
   更新を行わせることを特徴とする請求項１記載のエンジ
   ンの空燃比制御装置。
3. 【請求項３】前記所定範囲に内包される前記理論空燃比
   相当値を含むより狭い範囲内に前記酸素センサの出力値
   が含まれるときに、前記空燃比学習補正値の更新速度を
   速めることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン
   の空燃比制御装置。
4. 【請求項４】排気中の酸素濃度に感応して出力値が変化
   する酸素センサを備え、該酸素センサの出力値を空燃比
   のデータに変換して実際の空燃比を検出するよう構成
   し、 前記実際の空燃比と目標空燃比との比較に基づき空燃比
   フィードバック補正値を設定すると共に、 前記実際の空燃比と前記空燃比フィードバック補正値と
   に基づき、空燃比学習補正値を更新するよう構成される
   一方、 前記酸素センサの出力値が、理論空燃比相当値を中心と
   して複数に区分される範囲のいずれに含まれるかによっ
   て、前記空燃比学習補正値の更新速度を変更するよう構
   成したことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
5. 【請求項５】前記理論空燃比相当値に近い範囲に前記酸
   素センサの出力値が含まれるときほど、前記空燃比学習
   補正値の更新速度を速めることを特徴とする請求項４記
   載のエンジンの空燃比制御装置。
6. 【請求項６】前記燃料タンクにて発生した蒸発燃料をキ
   ャニスタに吸着捕集し、前記キャニスタから脱離させた
   蒸発燃料をエンジンに供給する蒸発燃料処理装置を備え
   てなり、 前記キャニスタからの蒸発燃料の脱離が行われていると
   きに、脱離によってエンジンに供給される燃料量に応じ
   て補正した前記空燃比フィードバック補正値に基づいて
   前記空燃比学習補正値の更新を行わせると共に、前記空
   燃比学習補正値の更新速度を低下させることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジンの空燃
   比制御装置。
7. 【請求項７】前記キャニスタからの蒸発燃料の脱離が行
   われているとき、及び、前記脱離の中止から所定時間内
   であるときに、前記空燃比学習補正値の更新速度を低下
   させることを特徴とする請求項６記載のエンジンの空燃
   比制御装置。