JP4019745B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関における触媒による浄化能力を好適に維持可能な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】
従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平５−１４１２９３号公報、特開平８−１９３５３７号公報にて開示されたものが知られている。このうち、特開平５−１４１２９３号公報には、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、燃料カット制御により燃料カット（燃料噴射停止）されていた時間の長さに応じて燃料噴射量を増量補正する技術が示されている。また、特開平８−１９３５３７号公報には、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、触媒の吸着酸素量に応じて目標空燃比をリッチ側に補正する技術が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の特開平５−１４１２９３号公報では、車載バッテリの取替時にメモリ内容がクリアされた際、燃料系の学習が未完であるときには、狙い通りに増量補正が実施されず空燃比がリッチ側またはリーン側にずれて、エミッションやドライバビリティ悪化を招くという不具合があった。
【０００４】
また、前述の特開平８−１９３５３７号公報では、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、空燃比フィードバック（以下、『Ｆ／Ｂ』と記す）制御に戻るまでディレイ時間が存在し、この期間は燃料量に対する空燃比Ｆ／Ｂ補正が実施されていないため、空燃比がリーンからストイキ（理論空燃比）付近に至るまで時間を要していた。この空燃比Ｆ／Ｂ補正に基づく燃料補正量は、目標空燃比と実空燃比との差分に大きく依存している。このため、空燃比が大きくリーン側にずれたまま空燃比Ｆ／Ｂ制御を再開すると空燃比Ｆ／Ｂ補正に基づく燃料補正量が大きくなり、空燃比をリッチ側に乱れさせる原因となる。そこで、これに対処するため、燃料量に対する空燃比Ｆ／Ｂ補正を、ディレイ時間を長くして遅らせると、逆に、空燃比のリーン状態が長くなってしまう結果となるのである。これら空燃比の乱れやずれは、エミッションやドライバビリティ悪化を招くという不具合があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰に際し、空燃比の乱れやずれを抑止しつつ素早く空燃比Ｆ／Ｂ制御に戻し、触媒による浄化能力を好適に維持可能な内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料カット制御手段による燃料カット状態から燃料噴射制御手段による内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御への復帰後で、空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御手段によって空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に、燃料噴射制御手段による燃料増量制御によって燃料が増量供給される。すると、この期間では、触媒中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比を制御するので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。
【０００７】
更に、前記燃料噴射制御手段によって燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が吸着酸素量演算手段による触媒の吸着酸素量に基づき算出され、これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御で燃料噴射量を逐次補正する場合より、一度に多くの増量補正が実行可能となり、触媒をより素早く狙い通りの状態に制御することができる。また、空燃比の状態がリーンからストイキ付近に素早く復帰されることで空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後における空燃比の乱れが小さくなりエミッションが改善される。
【０００８】
請求項２の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料カット制御手段による燃料カット状態から燃料噴射制御手段による内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御への復帰後で、空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御手段によって空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に、燃料噴射制御手段による燃料増量制御によって燃料が増量供給される。すると、この期間では、触媒中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比を制御するので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。
【０００９】
更に、内燃機関の空燃比制御装置における燃料噴射制御手段では、燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が、内燃機関の燃料カット状態であった際の時間、吸入空気量、機関回転速度、負荷、空燃比、または点火回数のうち少なくとも１つに基づき算出される。これにより、燃料カット制御終了直後の燃料増量制御における燃料噴射量の増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰直後における目標空燃比の補正量が適宜、得られる。
【００１０】
ところで、空燃比Ｆ／Ｂ制御では、排気通路中の実空燃比が空燃比検出手段によって検出することができる空燃比範囲を越えていた場合、速やかに空燃比を目標空燃比に追従させようと燃料増量を過度に行なってしまう可能性がある。
そこで、請求項３の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料を増量する増量期間として、燃料カット復帰後の空燃比が空燃比検出手段により検出されることができる範囲になるまでの期間を設定した場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御手段により空燃比Ｆ／Ｂ制御に切替わった後の空燃比制御を安定して行なうことができるので、燃料カット復帰後の空燃比を目標空燃比までに追従させる期間を短縮させると共に、安定して目標空燃比に追従させることができるという優れた効果を奏することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、内燃機関１は４気筒４サイクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４、サージタンク５及びインテークマニホルド６を通過して、インテークマニホルド６内でインジェクタ（燃料噴射弁）７から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給され、各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯx（窒素酸化物）等が浄化され大気中に排出される。
【００１４】
吸気通路３には吸気温センサ２１と吸気圧センサ２２とが設けられ、吸気温センサ２１はエアクリーナ２の下流側の吸気温ＴＨＡ、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。また、スロットルバルブ４にはスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２３が設けられ、このスロットル開度センサ２３はスロットル開度ＴＡに応じたアナログ信号と共に、スロットルバルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイドルＳＷ（スイッチ）からのオン／オフ信号を出力する。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷを検出する。ディストリビュータ１０には内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する回転角センサ２５が設けられ、この回転角センサ２５は内燃機関１のクランクシャフト（図示略）の２回転、即ち、７２０〔°ＣＡ（Crank Angle:クランク角）〕毎にパルス信号を２４回出力する。更に、排気通路１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな空燃比信号ＶＯＸ１を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三元触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空燃比（λ＝１）に対してリッチかリーンかに応じた電圧信号ＶＯＸ２を出力する酸素（Ｏ2 ）センサ２７が設けられている。
【００１５】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ３２、各種データ等を格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４等を中心に論理演算回路として構成され、各種センサからの検出信号を入力する入力ポート３５及び各種アクチュエータ等に制御信号を出力する出力ポート３６に対しバス３７を介して接続されている。そして、ＥＣＵ３０は入力ポート３５を介して各種センサから吸気温ＴＨＡ、吸気圧ＰＭ、スロットル開度ＴＡ、冷却水温ＴＨＷ、機関回転速度ＮＥ、空燃比信号ＶＯＸ１、電圧信号ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出し、出力ポート３６を介してインジェクタ７及び点火回路９にそれぞれ制御信号を出力する。
【００１６】
以下、実施例の動作について各制御毎に説明する。
【００１７】
〈燃料カット制御フラグＸＦＣの設定：図２参照〉
燃料カット制御フラグＸＦＣ設定ルーチンを図２に基づいて説明する。なお、この燃料カット制御フラグＸＦＣ設定ルーチンは４〔ｍｓ：ミリ秒〕毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００１８】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされているかが判定される。この燃料カット制御フラグＸＦＣは、通常の空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御状態では「０」にクリアされている。ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ１０２に移行する。
【００１９】
ステップＳ１０２では、アイドルＳＷがオンであるかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、アイドルＳＷがオンでアクセルペダル（図示略）が踏込まれていないときにはステップＳ１０３に移行し、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越えているかが判定される。この機関回転速度ＮＥにおける１４００〔ｒｐｍ〕は内燃機関１に対する燃料カット制御の実行を判定するため予め設定された閾値である。
【００２０】
ステップＳ１０３の判定条件が成立、即ち、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越え高く、燃料カット制御の実行条件が成立しているときにはステップＳ１０４に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「０」であるかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が当初で「０」に初期設定されているときにはステップＳ１０５に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２１】
一方、ステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」でなく既に「１」に設定されているときにはステップＳ１０６に移行し、後述のようにカウントされるディレイカウンタＣＤFCが予め設定された判定値ＣＫ１を越えているかが判定される。この判定値ＣＫ１は、例えば、０．５秒に相当するカウント値である。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が判定値ＣＫ１を越え大きいときにはステップＳ１０７に移行し、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が判定値ＣＫ１以下と小さいときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２２】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、アイドルＳＷがオフでアクセルペダルが踏込まれているとき、またはステップＳ１０３の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕以下と低く、燃料カット制御の実行条件が不成立であるときにはステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ここで、ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ１０９に移行し、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕未満であるかが判定される。この機関回転速度ＮＥにおける１０００〔ｒｐｍ〕は内燃機関１に対する燃料カット制御終了を判定するため予め設定された閾値である。ステップＳ１０９の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕以上と高いときにはステップＳ１１０に移行し、アイドルＳＷがオンであるかが判定される。ステップＳ１１０の判定条件が成立せず、即ち、アイドルＳＷがオフでアクセルペダルが踏込まれているときにはステップＳ１１１に移行し、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」、ディレイカウンタＣＤFBが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、ステップＳ１０９の判定条件が成立、即ち、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕未満と低く、燃料カット制御終了と判定されるときには上述のステップＳ１１１に移行し、同様に、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」、ディレイカウンタＣＤFBが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０の判定条件が成立、即ち、アイドルＳＷがオンでアクセルペダルが踏込まれていないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２５】
〈ディレイカウンタＣＤFCのカウント：図３参照〉
ディレイカウンタＣＤFCカウントルーチンを図３に基づいて説明する。なお、このディレイカウンタＣＤFCカウントルーチンは３２〔ｍｓ〕毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００２６】
図３において、ステップＳ２０１で、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定されているかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」でなく、上述した図２のステップＳ１０５で「１」に設定されているときにはステップＳ２０２に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定されているときにはステップＳ２０２をスキップし、本ルーチンを終了する。
【００２７】
〈ディレイカウンタＣＤFBのカウント：図４参照〉
ディレイカウンタＣＤFBカウントルーチンを図４に基づいて説明する。なお、このディレイカウンタＣＤFBカウントルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ（Top Dead Center:圧縮上死点）信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００２８】
図４において、ステップＳ３０１で、ディレイカウンタＣＤFBが「０」に設定されているかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが「０」でなく、上述した図２のステップＳ１１０で「１」に設定されているときにはステップＳ３０２に移行し、ディレイカウンタＣＤFBが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３０３に移行して、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に等しいかが判定される。この判定値ＣＫ２は、例えば、３０カウントに予め設定されている。
【００２９】
ステップＳ３０３の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に達しているときにはステップＳ３０４に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」、ディレイカウンタＣＤFBが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３０１の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが「０」であるとき、ステップＳ３０３の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に達していないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３０】
〈吸着酸素量ＳＭＯ2 の算出：図５参照〉
吸着酸素量ＳＭＯ2 算出ルーチンを図５に基づいて説明する。なお、この吸着酸素量ＳＭＯ2 算出ルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００３１】
図５において、ステップＳ４０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ４０２に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 算出処理が実行される。ここでは、燃料カット制御中に三元触媒１３に吸着された酸素量としての吸着酸素量ＳＭＯ2 〔ｍｏｌ〕が、次式（１）にて算出される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここで、上式（１）における排気量（排出空気量）は、吸気量（吸入空気量）に相当する値であり、この値は機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭより算出される（＝ＮＥ×ＰＭ×係数）。また、燃料カット制御中は排気ガスが空気のみとなるため、酸素濃度は空気中に占める酸素割合（＝約２０〔％〕）に一致する。
【００３４】
次にステップＳ４０３に移行して、吸着酸素量ＳＭＯ2 が予め設定された飽和吸着量ＯST以下であるかが判定される。ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ４０２で算出された吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTを越え多いときにはステップＳ４０４に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされ、本ルーチンを終了する。つまり、上述の飽和吸着量ＯSTは、三元触媒１３がリーン側に飽和状態になったときの酸素を対象とした最大吸着量に相当する。したがって、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTを越え多いときには、排気ガス中の酸素はこれ以上、三元触媒１３に吸着されることなく下流側に流れることになるため、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされる。ここで、ステップＳ４０３の判定条件が成立、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯST以下と少ないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ４０５に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ４０５の判定条件が成立、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされ、空燃比濃化制御中であるときにはステップＳ４０６に移行し、脱離酸素量ＰＧＯ2 算出処理が実行される。ここでは、空燃比濃化制御中に三元触媒１３から脱離された酸素量としての脱離酸素量ＰＧＯ2 〔ｍｏｌ〕が、次式（２）にて算出される。
【００３６】
【数２】
【００３７】
ここで、上式（２）における酸素濃度の脱離相当量は、Ａ／Ｆセンサ２６により検出された空燃比信号ＶＯＸ１に所定の係数が乗算され、実際の空燃比λに略比例した値として算出される。
【００３８】
次にステップＳ４０７に移行して、これまでの吸着酸素量ＳＭＯ2 からステップＳ４０６で算出された脱離酸素量ＰＧＯ2 が減算され、吸着酸素量ＳＭＯ2 が更新される。この吸着酸素量ＳＭＯ2 が三元触媒１３に残留されている酸素量に相当する。次にステップＳ４０８に移行して、吸着酸素量ＳＭＯ2 が「０」近傍の所定値Ｓ0 未満であるかが判定される。ステップＳ４０８の判定条件が成立、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が所定値Ｓ0 未満と少ないときにはステップＳ４０９に移行し、空燃比濃化制御が不要であるとして空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ４０５の判定条件が成立せず、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされているときにはステップＳ４１０に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 が「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０８の判定条件が成立せず、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が所定値Ｓ0 以上と多いときには未だ空燃比濃化制御が必要であるとして、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４０】
〈燃料噴射量ＴＡＵの算出：図６参照〉
燃料噴射量ＴＡＵ算出ルーチンを図６に基づいて説明する。なお、この燃料噴射量ＴＡＵ算出ルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００４１】
図６において、ステップＳ５０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされているかが判定される。ステップＳ５０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ５０２に移行し、燃料カット制御中における燃料噴射量ＴＡＵが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ５０３に移行し、基本燃料噴射量Ｔｐ算出処理が実行される。この基本燃料噴射量Ｔｐは、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている燃料噴射量マップを用い、そのときの機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに応じて算出される。
【００４２】
次にステップＳ５０４に移行して、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ５０４の判定条件が成立、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされ、空燃比Ｆ／Ｂ制御中であるときにはステップＳ５０５に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ５０５の判定条件が成立せず、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ、空燃比濃化制御が不要であるときにはステップＳ５０６に移行し、目標空燃比λTGが所定値ＫＰＡＲＧ１に設定される。この所定値ＫＰＡＲＧ１は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている目標空燃比設定マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上をパラメータとして算出される。
【００４３】
一方、ステップＳ５０５の判定条件が成立、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされ、空燃比濃化制御が必要であるときにはステップＳ５０７に移行し、目標空燃比λTGが所定値ＫＰＡＲＧ２に設定される。この所定値ＫＰＡＲＧ２は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている目標空燃比設定マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上をパラメータとして算出される。
【００４４】
ステップＳ５０６またはステップＳ５０７で目標空燃比λTGが設定されたのちステップＳ５０８に移行し、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦ算出処理が実行され、次式（３）にて空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが算出される。ここで、ｋはサンプリング開始からの制御回数を示す変数、Ｋ１〜Ｋn+1 は最適Ｆ／Ｂゲイン、ＺＩ(k) は積分項、Ｋa は積分定数である。なお、この空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦの設定については、特開平１−１１０８５３号公報に開示されている。
【００４５】
【数３】
【００４６】
一方、ステップＳ５０４の判定条件が成立せず、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」にクリアされ、空燃比Ｆ／Ｂ制御中でないときにはステップＳ５０９に移行し、増量補正量算出処理が実行される。この増量補正量は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている増量補正量マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上に基づき算出される。次にステップＳ５１０に移行して、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが「１．０」に設定される。
【００４７】
ステップＳ５０８またはステップＳ５１０の処理により空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが設定されたのちステップＳ５１１に移行し、各種補正係数ＦＡＬＬ算出処理が実行される。ここでは、冷却水温ＴＨＷや電気負荷等に基づき各種補正係数ＦＡＬＬが算出される。次にステップＳ５１２に移行して、燃料噴射量ＴＡＵ算出処理が実行される。ここでは、ステップＳ５０３で算出された基本燃料噴射量Ｔｐ、ステップＳ５０８で算出またはステップＳ５１０で設定された空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦ、そしてステップＳ５１１で算出された各種補正係数ＦＡＬＬに基づき燃料噴射量ＴＡＵが次式（４）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００４８】
【数４】
ＴＡＵ←Ｔｐ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ・・・（４）
【００４９】
次に、上述した燃料カット制御時、燃料増量制御時及び空燃比濃化制御時の処理に対応する各種制御量等の遷移状態を示す図７のタイムチャートを参照し、より具体的に説明する。なお、図７における時刻ｔ1 はアイドルＳＷがオンになる時点、時刻ｔ2 〜時刻ｔ3 は燃料カット制御が実行される期間、時刻ｔ3 〜時刻ｔ4 は燃料カット制御終了から空燃比Ｆ／Ｂ制御開始までの所定のディレイ時間にて設定された期間で、燃料増量制御が実行される期間、時刻ｔ4 〜時刻ｔ5 は燃料カット制御終了後に空燃比濃化制御が実行される期間を示す。
【００５０】
図７において、時刻ｔ1 では空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されており、この時刻ｔ1 でアイドルＳＷがオンとなり、このとき、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越え高いという条件を満足するときには、ディレイカウンタＣＤFCが「０」からカウント開始される。そして、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が所定の判定値ＣＫ１に到達する時刻ｔ2 では、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされると共に、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」にクリアされる（図２のステップＳ１０７の処理）。このとき、空燃比Ｆ／Ｂ制御が停止され、燃料カット制御が開始される。なお、ディレイカウンタＣＤFCは判定値ＣＫ１に到達する以前にアイドルＳＷがオフになると、直ちに「０」にクリアされる（図２のステップＳ１０８の処理）。つまり、一時的にアイドルＳＷがオンになったときには燃料カット制御は実施されない。
【００５１】
次に、時刻ｔ3 で機関回転速度ＮＥが所定回転速度である１０００〔ｒｐｍ〕まで低下すると、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされる（図２のステップＳ１１１の処理）。即ち、時刻ｔ2 〜時刻ｔ3 の期間は燃料カット制御が実行され、この期間において空燃比がリーン側に大きく偏ることとなる。また、燃料カット制御中は、吸入空気が各気筒を抜けてそのまま排気通路１２側に流れ、この吸入空気中の酸素が三元触媒１３に吸着される。そして、三元触媒１３に吸着された酸素は、吸着酸素量ＳＭＯ2 として逐次算出される（図５のステップＳ４０２の処理）。
【００５２】
また、時刻ｔ3 では、ディレイカウンタＣＤFBが「０」からカウント開始され、ディレイカウンタＣＤFBのカウント値が所定の判定値ＣＫ２に到達する時刻ｔ4 にて空燃比濃化制御フラグＸＥrich及び空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされる（図４のステップＳ３０４の処理）。この燃料カット制御の終了から空燃比Ｆ／Ｂ制御の開始まで、所定のディレイ時間が設定されている。この時刻ｔ3 〜時刻ｔ4 の所定のディレイ時間に、図６のステップＳ５０９の処理にて算出された増量補正量が考慮された燃料噴射量ＴＡＵが内燃機関１に噴射供給される。これにより、空燃比λが、破線にて示す従来例では、空燃比Ｆ／Ｂ制御開始直後に一旦、リッチ側に大きくオーバシュート気味に遷移されていたが、実線にて示す本実施例では、空燃比λのリッチ側への遷移を少なくでき、また、素早く空燃比λを１４．７のストイキ（理論空燃比）付近に落着かせることができる。
【００５３】
そして、時刻ｔ4 にて空燃比Ｆ／Ｂ制御が再開されると、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているため目標空燃比λTGが所定値だけリッチ側にずらされる（図６のステップＳ５０７の処理）。このように、空燃比がリッチ側にずらされることにより、三元触媒１３に吸着されている酸素成分は徐々に反応し消費される。この時刻ｔ4 以降、空燃比の濃化により消費される酸素量が脱離酸素量ＰＧＯ2 として逐次算出され、それまでの吸着酸素量ＳＭＯ2 から脱離酸素量ＰＧＯ2 を減算した値が最新の吸着酸素量ＳＭＯ2 となる（図５のステップＳ４０６、ステップＳ４０７の処理）。そして、吸着酸素量ＳＭＯ2 が略「０」にまで減少する時刻ｔ5 では、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ（図５のステップＳ４０８、ステップＳ４０９の処理）、以降、通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施される。
【００５４】
なお、空燃比の濃化度合は、理論空燃比に対して０．５〜２．０〔％〕程度リッチ側の所定値で設定するのが望ましい。即ち、この範囲を越えて濃化度合を設定すると三元触媒１３の単位面積・単位時間当たりのリッチ成分が増加し過ぎてしまい、三元触媒１３に酸素が残留しているにもかかわらずリッチ成分の浄化が困難となる不具合があるが、空燃比の濃化度合が０．５〜２．０〔％〕の範囲内であれば三元触媒１３からの酸素の脱離とリッチ成分の浄化とが共に実現できる。
【００５５】
上述したように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置では、燃料カット制御により吸入空気中の酸素が三元触媒１３に吸着しても、燃料カット制御から空燃比Ｆ／Ｂ制御への復帰時に、三元触媒１３の吸着酸素が迅速に脱離される。したがって、燃料カット制御時に三元触媒１３に吸着された過多量の酸素により排気ガス中の有害成分（主にＮＯx ）の浄化が不十分になるという不具合が生じることはない。また、燃料カット制御終了後に三元触媒１３に対する速やかな機能回復が図られ、高い浄化率が確保されるため、燃料カット制御終了直後の急加速時においても、三元触媒１３により排気成分の適切な浄化を実現することができる。
【００５６】
更に、本実施例では、内燃機関１への吸気量に基づき、上式（１）にて燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 が算出され、また、Ａ／Ｆセンサ２６により検出されるリニアな空燃比検出結果に基づき、上式（２）にて空燃比濃化制御時における三元触媒１３の脱離酸素量ＰＧＯ2 が算出されることで、空燃比の濃化を適度に実施することができるという効果が得られる。つまり、本実施例によれば、吸着酸素量ＳＭＯ2 は吸気量に比例するため吸着酸素量ＳＭＯ2 をより正確に把握することができる。また、広域で、かつリニアな空燃比検出結果を用いることにより、三元触媒１３からの酸素脱離状態が精度良く監視される。そして、これら吸着酸素量ＳＭＯ2 、脱離酸素量ＰＧＯ2 の監視結果に基づき空燃比の濃化が実施されることにより適度な空燃比濃化が実現される。
【００５７】
加えて、本実施例では、三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTに到達したときには、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされる。つまり、三元触媒１３の酸素吸着能力が限界状態となると吸着酸素量が飽和状態となるため、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされることで、過剰な空燃比の濃化を防止することができる。
【００５８】
更にまた、三元触媒１３は劣化に伴い排気成分の吸着能力や浄化性能が変化するため、上述の図５のステップＳ４０３、ステップＳ４０４に示す飽和吸着量ＯSTは経時的に変化する。そこで、飽和吸着量ＯSTの学習処理について以下に説明する。
【００５９】
〈学習開始の判定：図８参照〉
学習開始判定ルーチンを図８に基づいて説明する。なお、この学習開始判定ルーチンは図示しない車両の車速センサからの検出信号に基づき、車両が２０００〔ｋｍ〕走行する毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００６０】
図８において、ステップＳ６０１で、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされ、かつ空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされているかが判定される。ステップＳ６０１の判定条件が成立、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御中であり、かつ空燃比濃化制御中でないときにはステップＳ６０２に移行し、内燃機関１の運転状態が定常状態であるかが判定される。この判定では、内燃機関１における機関回転速度ＮＥや吸気圧ＰＭが略一定値と安定しているときには定常状態とされる。なお、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が所定の許容範囲内に収束しているかを判定条件に加えることもできる。
【００６１】
ステップＳ６０２の判定条件が成立、即ち、内燃機関１の運転状態が定常状態であるときにはステップＳ６０３に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」から「０」にクリアされた変化時点から所定のインタバル時間Ｔが経過しているかが判定される。ステップＳ６０３の判定条件が成立、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧの「０」への変化時点からインタバル時間Ｔが経過しているときにはステップＳ６０４に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」にセットされ、本ルーチンを終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ６０１の判定条件が成立せず、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御中でなく、または空燃比濃化制御中であるとき、またはステップＳ６０２の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関１の運転状態が定常状態でなく加減速状態等であるとき、またはステップＳ６０３の判定条件が成立せず、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧの「０」への変化時点からインタバル時間Ｔが経過していないときにはステップＳ６０５に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００６３】
〈Ａ／Ｆ変動の制御：図９参照〉
Ａ／Ｆ変動制御ルーチンを図９に基づいて説明する。なお、このＡ／Ｆ変動制御ルーチンは図示しない車両の車速センサからの検出信号に基づき、車両が２０００〔ｋｍ〕走行する毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００６４】
図９において、ステップＳ７０１で、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」であるかが判定される。ステップＳ７０１の判定条件が成立せず、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」であるときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ７０１の判定条件が成立、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」であるときにはステップＳ７０２に移行し、補正実行カウンタＴC が予め設定されたリッチ補正時間ＴR を越えているかが判定される。ステップＳ７０２の判定条件が成立せず、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR 以下と小さく、未だリッチ補正時間ＴR を経過していないときにはステップＳ７０３に移行し、目標空燃比λTGが予め設定されたリッチ目標空燃比λRTとされる。
【００６５】
一方、ステップＳ７０２の判定条件が成立、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR を越え大きく、リッチ補正時間ＴR を経過しているときにはステップＳ７０４に移行し、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR に予め設定されたリーン補正時間ＴL を加算した値を越えているかが判定される。つまり、リッチ補正時間ＴR の経過後に更にリーン補正時間ＴL が経過したかが判定される。ステップＳ７０４の判定条件が成立せず、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR にリーン補正時間ＴL を加算した値以下と小さいときにはステップＳ７０５に移行し、目標空燃比λTGが予め設定されたリーン目標空燃比λLTとされる。
【００６６】
ステップＳ７０３またはステップＳ７０５の処理ののちステップＳ７０６に移行し、補正実行カウンタＴC が「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ７０４の判定条件が成立、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR にリーン補正時間ＴL を加算した値を越え大きいときにはステップＳ７０７に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００６７】
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関１の排気通路１２に配設され、排気通路１２中の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ２６と、内燃機関１の排気通路１２に設置され、排気ガス中の有害物質を除去する三元触媒１３と、内燃機関１の運転状態に応じて燃焼室（図示略）内にインジェクタ（燃料噴射弁）７から燃料を噴射供給するＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段と、前記燃料噴射制御手段による燃焼室内への燃料をカットすると共に、この燃料カット状態からの復帰後に燃焼室内への燃料の噴射供給を再開するＥＣＵ３０にて達成される燃料カット制御手段と、前記燃料噴射制御手段で燃焼室内に供給する燃料量に対してＡ／Ｆセンサ２６で検出された空燃比信号ＶＯＸ１に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御を実行するＥＣＵ３０にて達成される空燃比Ｆ／Ｂ制御手段とを具備し、前記燃料噴射制御手段は、燃料カット状態からの復帰後に燃料増量制御を所定期間実行し、この燃料増量制御が終了したのち空燃比Ｆ／Ｂ制御に切換えるものである。
【００６８】
つまり、燃料カット状態から燃料噴射制御への復帰後で空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に燃料増量制御によって空燃比がストイキ（理論空燃比）付近の状態とされる。即ち、燃料増量制御によって増量補正を行なう期間を、燃料カット状態から燃料噴射制御への復帰後で空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの短い期間に限定するものである。すると、この期間では、三元触媒１３中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比が制御されるので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。このため、この燃料増量制御による増量補正によれば、空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰後に燃料噴射量ＴＡＵを逐次補正する場合に比べ、喩え燃料増量制御における増量補正量が狙いより多少ずれたとしても、空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後の空燃比に及ぼす影響が少なく空燃比の乱れを抑えることでエミッションを改善し、内燃機関１の運転状態における安定性を向上することができる。
【００６９】
また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、Ａ／Ｆセンサ２６が空燃比を検出することができる範囲に空燃比が到達するよう燃料増量制御における所定期間を設定するものである。ここで、空燃比Ｆ／Ｂ制御では、排気通路１２中の実空燃比がＡ／Ｆセンサ２６によって検出することができる空燃比範囲を越えていた場合、速やかに空燃比を目標空燃比に追従させようと燃料増量を過度に行なってしまう可能性がある。このため、燃料を増量する増量期間として、燃料カット復帰後の空燃比がＡ／Ｆセンサ２６により検出されることができる範囲になるまでの期間が設定される。これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御に切替わった後の空燃比制御を安定して行なうことができ、燃料カット復帰後の空燃比を目標空燃比までに追従させる期間を短縮させると共に、安定して目標空燃比に追従させることができる。
【００７０】
そして、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、燃料カット状態において三元触媒１３に吸着される酸素量を吸着酸素量ＳＭＯ2 として算出するＥＣＵ３０にて達成される吸着酸素量演算手段とを具備し、ＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、燃料増量制御における燃料噴射量ＴＡＵの補正量である増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比λTGの補正量を吸着酸素量ＳＭＯ2 に基づき算出するものである。
【００７１】
つまり、燃料増量制御における燃料噴射量の増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が、燃料カット制御時における三元触媒１３への吸着酸素量ＳＭＯ2 に基づき算出される。これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰後に燃料噴射量ＴＡＵを逐次補正する場合より、それ以前の期間に一度に多くの増量補正が実行可能となり、三元触媒１３を素早く狙い通りの状態に制御することができる。また、空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後に空燃比の状態がリーンからストイキ付近に素早く復帰されることで空燃比の乱れを小さくしエミッションを改善することができる。
【００７２】
更に、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、燃料増量制御における燃料噴射量ＴＡＵの増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比λTGの補正量を、内燃機関１の燃料カット状態であった際の時間、吸入空気量、機関回転速度、負荷、空燃比、または点火回数のうち少なくとも１つに基づき算出するものである。これにより、燃料カット制御終了直後における燃料噴射量ＴＡＵの増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰直後における目標空燃比λTGの補正量を適宜、得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料カット制御フラグ設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるディレイカウンタカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるディレイカウンタカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸着酸素量算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料噴射量算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置による燃料カット制御時及び空燃比濃化制御時の処理に対応する各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図８】 図８は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける学習開始判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 図９は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるＡ／Ｆ変動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
７ インジェクタ（燃料噴射弁）
１２ 排気通路
１３ 三元触媒
２６ Ａ／Ｆセンサ
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関における触媒による浄化能力を好適に維持可能な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】
従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平５−１４１２９３号公報、特開平８−１９３５３７号公報にて開示されたものが知られている。このうち、特開平５−１４１２９３号公報には、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、燃料カット制御により燃料カット（燃料噴射停止）されていた時間の長さに応じて燃料噴射量を増量補正する技術が示されている。また、特開平８−１９３５３７号公報には、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、触媒の吸着酸素量に応じて目標空燃比をリッチ側に補正する技術が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の特開平５−１４１２９３号公報では、車載バッテリの取替時にメモリ内容がクリアされた際、燃料系の学習が未完であるときには、狙い通りに増量補正が実施されず空燃比がリッチ側またはリーン側にずれて、エミッションやドライバビリティ悪化を招くという不具合があった。
【０００４】
また、前述の特開平８−１９３５３７号公報では、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰後、空燃比フィードバック（以下、『Ｆ／Ｂ』と記す）制御に戻るまでディレイ時間が存在し、この期間は燃料量に対する空燃比Ｆ／Ｂ補正が実施されていないため、空燃比がリーンからストイキ（理論空燃比）付近に至るまで時間を要していた。この空燃比Ｆ／Ｂ補正に基づく燃料補正量は、目標空燃比と実空燃比との差分に大きく依存している。このため、空燃比が大きくリーン側にずれたまま空燃比Ｆ／Ｂ制御を再開すると空燃比Ｆ／Ｂ補正に基づく燃料補正量が大きくなり、空燃比をリッチ側に乱れさせる原因となる。そこで、これに対処するため、燃料量に対する空燃比Ｆ／Ｂ補正を、ディレイ時間を長くして遅らせると、逆に、空燃比のリーン状態が長くなってしまう結果となるのである。これら空燃比の乱れやずれは、エミッションやドライバビリティ悪化を招くという不具合があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、燃料カット状態から燃料噴射状態への復帰に際し、空燃比の乱れやずれを抑止しつつ素早く空燃比Ｆ／Ｂ制御に戻し、触媒による浄化能力を好適に維持可能な内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料カット制御手段による燃料カット状態から燃料噴射制御手段による内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御への復帰後で、空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御手段によって空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に、燃料噴射制御手段による燃料増量制御によって燃料が増量供給される。すると、この期間では、触媒中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比を制御するので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。
【０００７】
更に、前記燃料噴射制御手段によって燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が吸着酸素量演算手段による触媒の吸着酸素量に基づき算出され、これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御で燃料噴射量を逐次補正する場合より、一度に多くの増量補正が実行可能となり、触媒をより素早く狙い通りの状態に制御することができる。また、空燃比の状態がリーンからストイキ付近に素早く復帰されることで空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後における空燃比の乱れが小さくなりエミッションが改善される。
【０００８】
請求項２の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料カット制御手段による燃料カット状態から燃料噴射制御手段による内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御への復帰後で、空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御手段によって空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に、燃料噴射制御手段による燃料増量制御によって燃料が増量供給される。すると、この期間では、触媒中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比を制御するので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。
【０００９】
更に、内燃機関の空燃比制御装置における燃料噴射制御手段では、燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が、内燃機関の燃料カット状態であった際の時間、吸入空気量、機関回転速度、負荷、空燃比、または点火回数のうち少なくとも１つに基づき算出される。これにより、燃料カット制御終了直後の燃料増量制御における燃料噴射量の増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰直後における目標空燃比の補正量が適宜、得られる。
【００１０】
ところで、空燃比Ｆ／Ｂ制御では、排気通路中の実空燃比が空燃比検出手段によって検出することができる空燃比範囲を越えていた場合、速やかに空燃比を目標空燃比に追従させようと燃料増量を過度に行なってしまう可能性がある。
そこで、請求項３の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料を増量する増量期間として、燃料カット復帰後の空燃比が空燃比検出手段により検出されることができる範囲になるまでの期間を設定した場合には、空燃比Ｆ／Ｂ制御手段により空燃比Ｆ／Ｂ制御に切替わった後の空燃比制御を安定して行なうことができるので、燃料カット復帰後の空燃比を目標空燃比までに追従させる期間を短縮させると共に、安定して目標空燃比に追従させることができるという優れた効果を奏することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、内燃機関１は４気筒４サイクルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４、サージタンク５及びインテークマニホルド６を通過して、インテークマニホルド６内でインジェクタ（燃料噴射弁）７から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機関１の各気筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路９から供給される高電圧がディストリビュータ１０にて分配供給され、各気筒の混合気を所定タイミングで点火する。そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやランタン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分であるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯx（窒素酸化物）等が浄化され大気中に排出される。
【００１４】
吸気通路３には吸気温センサ２１と吸気圧センサ２２とが設けられ、吸気温センサ２１はエアクリーナ２の下流側の吸気温ＴＨＡ、吸気圧センサ２２はスロットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出する。また、スロットルバルブ４にはスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２３が設けられ、このスロットル開度センサ２３はスロットル開度ＴＡに応じたアナログ信号と共に、スロットルバルブ４がほぼ全閉であることを検出する図示しないアイドルＳＷ（スイッチ）からのオン／オフ信号を出力する。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が設けられ、この水温センサ２４は内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷを検出する。ディストリビュータ１０には内燃機関１の機関回転速度ＮＥを検出する回転角センサ２５が設けられ、この回転角センサ２５は内燃機関１のクランクシャフト（図示略）の２回転、即ち、７２０〔°ＣＡ（Crank Angle:クランク角）〕毎にパルス信号を２４回出力する。更に、排気通路１２の三元触媒１３の上流側には、内燃機関１から排出される排気ガスの空燃比λに応じたリニアな空燃比信号ＶＯＸ１を出力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三元触媒１３の下流側には、排気ガスの空燃比λが理論空燃比（λ＝１）に対してリッチかリーンかに応じた電圧信号ＶＯＸ２を出力する酸素（Ｏ2 ）センサ２７が設けられている。
【００１５】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）３０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ３２、各種データ等を格納するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４等を中心に論理演算回路として構成され、各種センサからの検出信号を入力する入力ポート３５及び各種アクチュエータ等に制御信号を出力する出力ポート３６に対しバス３７を介して接続されている。そして、ＥＣＵ３０は入力ポート３５を介して各種センサから吸気温ＴＨＡ、吸気圧ＰＭ、スロットル開度ＴＡ、冷却水温ＴＨＷ、機関回転速度ＮＥ、空燃比信号ＶＯＸ１、電圧信号ＶＯＸ２等を入力し、それらの各値に基づいて燃料噴射量ＴＡＵ、点火時期Ｉg を算出し、出力ポート３６を介してインジェクタ７及び点火回路９にそれぞれ制御信号を出力する。
【００１６】
以下、実施例の動作について各制御毎に説明する。
【００１７】
〈燃料カット制御フラグＸＦＣの設定：図２参照〉
燃料カット制御フラグＸＦＣ設定ルーチンを図２に基づいて説明する。なお、この燃料カット制御フラグＸＦＣ設定ルーチンは４〔ｍｓ：ミリ秒〕毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００１８】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされているかが判定される。この燃料カット制御フラグＸＦＣは、通常の空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御状態では「０」にクリアされている。ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ１０２に移行する。
【００１９】
ステップＳ１０２では、アイドルＳＷがオンであるかが判定される。ステップＳ１０２の判定条件が成立、即ち、アイドルＳＷがオンでアクセルペダル（図示略）が踏込まれていないときにはステップＳ１０３に移行し、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越えているかが判定される。この機関回転速度ＮＥにおける１４００〔ｒｐｍ〕は内燃機関１に対する燃料カット制御の実行を判定するため予め設定された閾値である。
【００２０】
ステップＳ１０３の判定条件が成立、即ち、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越え高く、燃料カット制御の実行条件が成立しているときにはステップＳ１０４に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「０」であるかが判定される。ステップＳ１０４の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が当初で「０」に初期設定されているときにはステップＳ１０５に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２１】
一方、ステップＳ１０４の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」でなく既に「１」に設定されているときにはステップＳ１０６に移行し、後述のようにカウントされるディレイカウンタＣＤFCが予め設定された判定値ＣＫ１を越えているかが判定される。この判定値ＣＫ１は、例えば、０．５秒に相当するカウント値である。ステップＳ１０６の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が判定値ＣＫ１を越え大きいときにはステップＳ１０７に移行し、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０６の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が判定値ＣＫ１以下と小さいときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２２】
一方、ステップＳ１０２の判定条件が成立せず、即ち、アイドルＳＷがオフでアクセルペダルが踏込まれているとき、またはステップＳ１０３の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕以下と低く、燃料カット制御の実行条件が不成立であるときにはステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２３】
ここで、ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ１０９に移行し、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕未満であるかが判定される。この機関回転速度ＮＥにおける１０００〔ｒｐｍ〕は内燃機関１に対する燃料カット制御終了を判定するため予め設定された閾値である。ステップＳ１０９の判定条件が成立せず、即ち、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕以上と高いときにはステップＳ１１０に移行し、アイドルＳＷがオンであるかが判定される。ステップＳ１１０の判定条件が成立せず、即ち、アイドルＳＷがオフでアクセルペダルが踏込まれているときにはステップＳ１１１に移行し、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」、ディレイカウンタＣＤFBが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、ステップＳ１０９の判定条件が成立、即ち、機関回転速度ＮＥが１０００〔ｒｐｍ〕未満と低く、燃料カット制御終了と判定されるときには上述のステップＳ１１１に移行し、同様に、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」、ディレイカウンタＣＤFBが「１」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０の判定条件が成立、即ち、アイドルＳＷがオンでアクセルペダルが踏込まれていないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００２５】
〈ディレイカウンタＣＤFCのカウント：図３参照〉
ディレイカウンタＣＤFCカウントルーチンを図３に基づいて説明する。なお、このディレイカウンタＣＤFCカウントルーチンは３２〔ｍｓ〕毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００２６】
図３において、ステップＳ２０１で、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定されているかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」でなく、上述した図２のステップＳ１０５で「１」に設定されているときにはステップＳ２０２に移行し、ディレイカウンタＣＤFCが「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFCが「０」に設定されているときにはステップＳ２０２をスキップし、本ルーチンを終了する。
【００２７】
〈ディレイカウンタＣＤFBのカウント：図４参照〉
ディレイカウンタＣＤFBカウントルーチンを図４に基づいて説明する。なお、このディレイカウンタＣＤFBカウントルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ（Top Dead Center:圧縮上死点）信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００２８】
図４において、ステップＳ３０１で、ディレイカウンタＣＤFBが「０」に設定されているかが判定される。ステップＳ３０１の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが「０」でなく、上述した図２のステップＳ１１０で「１」に設定されているときにはステップＳ３０２に移行し、ディレイカウンタＣＤFBが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３０３に移行して、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に等しいかが判定される。この判定値ＣＫ２は、例えば、３０カウントに予め設定されている。
【００２９】
ステップＳ３０３の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に達しているときにはステップＳ３０４に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」、ディレイカウンタＣＤFBが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３０１の判定条件が成立、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが「０」であるとき、ステップＳ３０３の判定条件が成立せず、即ち、ディレイカウンタＣＤFBが判定値ＣＫ２に達していないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３０】
〈吸着酸素量ＳＭＯ2 の算出：図５参照〉
吸着酸素量ＳＭＯ2 算出ルーチンを図５に基づいて説明する。なお、この吸着酸素量ＳＭＯ2 算出ルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００３１】
図５において、ステップＳ４０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ４０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ４０２に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 算出処理が実行される。ここでは、燃料カット制御中に三元触媒１３に吸着された酸素量としての吸着酸素量ＳＭＯ2 〔ｍｏｌ〕が、次式（１）にて算出される。
【００３２】
【数１】
ここで、上式（１）における排気量（排出空気量）は、吸気量（吸入空気量）に相当する値であり、この値は機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭより算出される（＝ＮＥ×ＰＭ×係数）。また、燃料カット制御中は排気ガスが空気のみとなるため、酸素濃度は空気中に占める酸素割合（＝約２０〔％〕）に一致する。
【００３４】
次にステップＳ４０３に移行して、吸着酸素量ＳＭＯ2 が予め設定された飽和吸着量ＯST以下であるかが判定される。ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、即ち、ステップＳ４０２で算出された吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTを越え多いときにはステップＳ４０４に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされ、本ルーチンを終了する。つまり、上述の飽和吸着量ＯSTは、三元触媒１３がリーン側に飽和状態になったときの酸素を対象とした最大吸着量に相当する。したがって、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTを越え多いときには、排気ガス中の酸素はこれ以上、三元触媒１３に吸着されることなく下流側に流れることになるため、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされる。ここで、ステップＳ４０３の判定条件が成立、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯST以下と少ないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ４０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ４０５に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ４０５の判定条件が成立、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされ、空燃比濃化制御中であるときにはステップＳ４０６に移行し、脱離酸素量ＰＧＯ2 算出処理が実行される。ここでは、空燃比濃化制御中に三元触媒１３から脱離された酸素量としての脱離酸素量ＰＧＯ2 〔ｍｏｌ〕が、次式（２）にて算出される。
【００３６】
【数２】
ここで、上式（２）における酸素濃度の脱離相当量は、Ａ／Ｆセンサ２６により検出された空燃比信号ＶＯＸ１に所定の係数が乗算され、実際の空燃比λに略比例した値として算出される。
【００３８】
次にステップＳ４０７に移行して、これまでの吸着酸素量ＳＭＯ2 からステップＳ４０６で算出された脱離酸素量ＰＧＯ2 が減算され、吸着酸素量ＳＭＯ2 が更新される。この吸着酸素量ＳＭＯ2 が三元触媒１３に残留されている酸素量に相当する。次にステップＳ４０８に移行して、吸着酸素量ＳＭＯ2 が「０」近傍の所定値Ｓ0 未満であるかが判定される。ステップＳ４０８の判定条件が成立、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が所定値Ｓ0 未満と少ないときにはステップＳ４０９に移行し、空燃比濃化制御が不要であるとして空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ４０５の判定条件が成立せず、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされているときにはステップＳ４１０に移行し、吸着酸素量ＳＭＯ2 が「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０８の判定条件が成立せず、即ち、吸着酸素量ＳＭＯ2 が所定値Ｓ0 以上と多いときには未だ空燃比濃化制御が必要であるとして、何もすることなく本ルーチンを終了する。
【００４０】
〈燃料噴射量ＴＡＵの算出：図６参照〉
燃料噴射量ＴＡＵ算出ルーチンを図６に基づいて説明する。なお、この燃料噴射量ＴＡＵ算出ルーチンは内燃機関１の各気筒のＴＤＣ信号の割込毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００４１】
図６において、ステップＳ５０１で、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされているかが判定される。ステップＳ５０１の判定条件が成立せず、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされ、燃料カット制御中であるときにはステップＳ５０２に移行し、燃料カット制御中における燃料噴射量ＴＡＵが「０」に設定され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０１の判定条件が成立、即ち、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされ、燃料カット制御中でなく通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御状態にあるときにはステップＳ５０３に移行し、基本燃料噴射量Ｔｐ算出処理が実行される。この基本燃料噴射量Ｔｐは、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている燃料噴射量マップを用い、そのときの機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに応じて算出される。
【００４２】
次にステップＳ５０４に移行して、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ５０４の判定条件が成立、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされ、空燃比Ｆ／Ｂ制御中であるときにはステップＳ５０５に移行し、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ５０５の判定条件が成立せず、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ、空燃比濃化制御が不要であるときにはステップＳ５０６に移行し、目標空燃比λTGが所定値ＫＰＡＲＧ１に設定される。この所定値ＫＰＡＲＧ１は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている目標空燃比設定マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上をパラメータとして算出される。
【００４３】
一方、ステップＳ５０５の判定条件が成立、即ち、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされ、空燃比濃化制御が必要であるときにはステップＳ５０７に移行し、目標空燃比λTGが所定値ＫＰＡＲＧ２に設定される。この所定値ＫＰＡＲＧ２は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている目標空燃比設定マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上をパラメータとして算出される。
【００４４】
ステップＳ５０６またはステップＳ５０７で目標空燃比λTGが設定されたのちステップＳ５０８に移行し、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦ算出処理が実行され、次式（３）にて空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが算出される。ここで、ｋはサンプリング開始からの制御回数を示す変数、Ｋ１〜Ｋn+1 は最適Ｆ／Ｂゲイン、ＺＩ(k) は積分項、Ｋa は積分定数である。なお、この空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦの設定については、特開平１−１１０８５３号公報に開示されている。
【００４５】
【数３】
一方、ステップＳ５０４の判定条件が成立せず、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」にクリアされ、空燃比Ｆ／Ｂ制御中でないときにはステップＳ５０９に移行し、増量補正量算出処理が実行される。この増量補正量は、例えば、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている増量補正量マップを用い、燃料噴射復帰前の燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 、燃料カット制御実行時間、燃料カット制御時における内燃機関１の吸気量、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭ等に基づく負荷、空燃比信号ＶＯＸ１、点火回数のうち少なくとも１つ以上に基づき算出される。次にステップＳ５１０に移行して、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが「１．０」に設定される。
【００４７】
ステップＳ５０８またはステップＳ５１０の処理により空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦが設定されたのちステップＳ５１１に移行し、各種補正係数ＦＡＬＬ算出処理が実行される。ここでは、冷却水温ＴＨＷや電気負荷等に基づき各種補正係数ＦＡＬＬが算出される。次にステップＳ５１２に移行して、燃料噴射量ＴＡＵ算出処理が実行される。ここでは、ステップＳ５０３で算出された基本燃料噴射量Ｔｐ、ステップＳ５０８で算出またはステップＳ５１０で設定された空燃比Ｆ／Ｂ補正係数ＦＡＦ、そしてステップＳ５１１で算出された各種補正係数ＦＡＬＬに基づき燃料噴射量ＴＡＵが次式（４）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００４８】
【数４】
ＴＡＵ←Ｔｐ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ・・・（４）
【００４９】
次に、上述した燃料カット制御時、燃料増量制御時及び空燃比濃化制御時の処理に対応する各種制御量等の遷移状態を示す図７のタイムチャートを参照し、より具体的に説明する。なお、図７における時刻ｔ1 はアイドルＳＷがオンになる時点、時刻ｔ2 〜時刻ｔ3 は燃料カット制御が実行される期間、時刻ｔ3 〜時刻ｔ4 は燃料カット制御終了から空燃比Ｆ／Ｂ制御開始までの所定のディレイ時間にて設定された期間で、燃料増量制御が実行される期間、時刻ｔ4 〜時刻ｔ5 は燃料カット制御終了後に空燃比濃化制御が実行される期間を示す。
【００５０】
図７において、時刻ｔ1 では空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されており、この時刻ｔ1 でアイドルＳＷがオンとなり、このとき、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが１４００〔ｒｐｍ〕を越え高いという条件を満足するときには、ディレイカウンタＣＤFCが「０」からカウント開始される。そして、ディレイカウンタＣＤFCのカウント値が所定の判定値ＣＫ１に到達する時刻ｔ2 では、燃料カット制御フラグＸＦＣが「１」にセットされると共に、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「０」にクリアされる（図２のステップＳ１０７の処理）。このとき、空燃比Ｆ／Ｂ制御が停止され、燃料カット制御が開始される。なお、ディレイカウンタＣＤFCは判定値ＣＫ１に到達する以前にアイドルＳＷがオフになると、直ちに「０」にクリアされる（図２のステップＳ１０８の処理）。つまり、一時的にアイドルＳＷがオンになったときには燃料カット制御は実施されない。
【００５１】
次に、時刻ｔ3 で機関回転速度ＮＥが所定回転速度である１０００〔ｒｐｍ〕まで低下すると、燃料カット制御フラグＸＦＣが「０」にクリアされる（図２のステップＳ１１１の処理）。即ち、時刻ｔ2 〜時刻ｔ3 の期間は燃料カット制御が実行され、この期間において空燃比がリーン側に大きく偏ることとなる。また、燃料カット制御中は、吸入空気が各気筒を抜けてそのまま排気通路１２側に流れ、この吸入空気中の酸素が三元触媒１３に吸着される。そして、三元触媒１３に吸着された酸素は、吸着酸素量ＳＭＯ2 として逐次算出される（図５のステップＳ４０２の処理）。
【００５２】
また、時刻ｔ3 では、ディレイカウンタＣＤFBが「０」からカウント開始され、ディレイカウンタＣＤFBのカウント値が所定の判定値ＣＫ２に到達する時刻ｔ4 にて空燃比濃化制御フラグＸＥrich及び空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされる（図４のステップＳ３０４の処理）。この燃料カット制御の終了から空燃比Ｆ／Ｂ制御の開始まで、所定のディレイ時間が設定されている。この時刻ｔ3 〜時刻ｔ4 の所定のディレイ時間に、図６のステップＳ５０９の処理にて算出された増量補正量が考慮された燃料噴射量ＴＡＵが内燃機関１に噴射供給される。これにより、空燃比λが、破線にて示す従来例では、空燃比Ｆ／Ｂ制御開始直後に一旦、リッチ側に大きくオーバシュート気味に遷移されていたが、実線にて示す本実施例では、空燃比λのリッチ側への遷移を少なくでき、また、素早く空燃比λを１４．７のストイキ（理論空燃比）付近に落着かせることができる。
【００５３】
そして、時刻ｔ4 にて空燃比Ｆ／Ｂ制御が再開されると、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「１」にセットされているため目標空燃比λTGが所定値だけリッチ側にずらされる（図６のステップＳ５０７の処理）。このように、空燃比がリッチ側にずらされることにより、三元触媒１３に吸着されている酸素成分は徐々に反応し消費される。この時刻ｔ4 以降、空燃比の濃化により消費される酸素量が脱離酸素量ＰＧＯ2 として逐次算出され、それまでの吸着酸素量ＳＭＯ2 から脱離酸素量ＰＧＯ2 を減算した値が最新の吸着酸素量ＳＭＯ2 となる（図５のステップＳ４０６、ステップＳ４０７の処理）。そして、吸着酸素量ＳＭＯ2 が略「０」にまで減少する時刻ｔ5 では、空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされ（図５のステップＳ４０８、ステップＳ４０９の処理）、以降、通常の空燃比Ｆ／Ｂ制御が実施される。
【００５４】
なお、空燃比の濃化度合は、理論空燃比に対して０．５〜２．０〔％〕程度リッチ側の所定値で設定するのが望ましい。即ち、この範囲を越えて濃化度合を設定すると三元触媒１３の単位面積・単位時間当たりのリッチ成分が増加し過ぎてしまい、三元触媒１３に酸素が残留しているにもかかわらずリッチ成分の浄化が困難となる不具合があるが、空燃比の濃化度合が０．５〜２．０〔％〕の範囲内であれば三元触媒１３からの酸素の脱離とリッチ成分の浄化とが共に実現できる。
【００５５】
上述したように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置では、燃料カット制御により吸入空気中の酸素が三元触媒１３に吸着しても、燃料カット制御から空燃比Ｆ／Ｂ制御への復帰時に、三元触媒１３の吸着酸素が迅速に脱離される。したがって、燃料カット制御時に三元触媒１３に吸着された過多量の酸素により排気ガス中の有害成分（主にＮＯx ）の浄化が不十分になるという不具合が生じることはない。また、燃料カット制御終了後に三元触媒１３に対する速やかな機能回復が図られ、高い浄化率が確保されるため、燃料カット制御終了直後の急加速時においても、三元触媒１３により排気成分の適切な浄化を実現することができる。
【００５６】
更に、本実施例では、内燃機関１への吸気量に基づき、上式（１）にて燃料カット制御時における三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 が算出され、また、Ａ／Ｆセンサ２６により検出されるリニアな空燃比検出結果に基づき、上式（２）にて空燃比濃化制御時における三元触媒１３の脱離酸素量ＰＧＯ2 が算出されることで、空燃比の濃化を適度に実施することができるという効果が得られる。つまり、本実施例によれば、吸着酸素量ＳＭＯ2 は吸気量に比例するため吸着酸素量ＳＭＯ2 をより正確に把握することができる。また、広域で、かつリニアな空燃比検出結果を用いることにより、三元触媒１３からの酸素脱離状態が精度良く監視される。そして、これら吸着酸素量ＳＭＯ2 、脱離酸素量ＰＧＯ2 の監視結果に基づき空燃比の濃化が実施されることにより適度な空燃比濃化が実現される。
【００５７】
加えて、本実施例では、三元触媒１３の吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTに到達したときには、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされる。つまり、三元触媒１３の酸素吸着能力が限界状態となると吸着酸素量が飽和状態となるため、吸着酸素量ＳＭＯ2 が飽和吸着量ＯSTにてホールドされることで、過剰な空燃比の濃化を防止することができる。
【００５８】
更にまた、三元触媒１３は劣化に伴い排気成分の吸着能力や浄化性能が変化するため、上述の図５のステップＳ４０３、ステップＳ４０４に示す飽和吸着量ＯSTは経時的に変化する。そこで、飽和吸着量ＯSTの学習処理について以下に説明する。
【００５９】
〈学習開始の判定：図８参照〉
学習開始判定ルーチンを図８に基づいて説明する。なお、この学習開始判定ルーチンは図示しない車両の車速センサからの検出信号に基づき、車両が２０００〔ｋｍ〕走行する毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００６０】
図８において、ステップＳ６０１で、空燃比Ｆ／Ｂ制御フラグＸＦＢが「１」にセットされ、かつ空燃比濃化制御フラグＸＥrichが「０」にクリアされているかが判定される。ステップＳ６０１の判定条件が成立、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御中であり、かつ空燃比濃化制御中でないときにはステップＳ６０２に移行し、内燃機関１の運転状態が定常状態であるかが判定される。この判定では、内燃機関１における機関回転速度ＮＥや吸気圧ＰＭが略一定値と安定しているときには定常状態とされる。なお、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ２が所定の許容範囲内に収束しているかを判定条件に加えることもできる。
【００６１】
ステップＳ６０２の判定条件が成立、即ち、内燃機関１の運転状態が定常状態であるときにはステップＳ６０３に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」から「０」にクリアされた変化時点から所定のインタバル時間Ｔが経過しているかが判定される。ステップＳ６０３の判定条件が成立、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧの「０」への変化時点からインタバル時間Ｔが経過しているときにはステップＳ６０４に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」にセットされ、本ルーチンを終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ６０１の判定条件が成立せず、即ち、空燃比Ｆ／Ｂ制御中でなく、または空燃比濃化制御中であるとき、またはステップＳ６０２の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関１の運転状態が定常状態でなく加減速状態等であるとき、またはステップＳ６０３の判定条件が成立せず、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧの「０」への変化時点からインタバル時間Ｔが経過していないときにはステップＳ６０５に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００６３】
〈Ａ／Ｆ変動の制御：図９参照〉
Ａ／Ｆ変動制御ルーチンを図９に基づいて説明する。なお、このＡ／Ｆ変動制御ルーチンは図示しない車両の車速センサからの検出信号に基づき、車両が２０００〔ｋｍ〕走行する毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。
【００６４】
図９において、ステップＳ７０１で、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」であるかが判定される。ステップＳ７０１の判定条件が成立せず、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」であるときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ７０１の判定条件が成立、即ち、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「１」であるときにはステップＳ７０２に移行し、補正実行カウンタＴC が予め設定されたリッチ補正時間ＴR を越えているかが判定される。ステップＳ７０２の判定条件が成立せず、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR 以下と小さく、未だリッチ補正時間ＴR を経過していないときにはステップＳ７０３に移行し、目標空燃比λTGが予め設定されたリッチ目標空燃比λRTとされる。
【００６５】
一方、ステップＳ７０２の判定条件が成立、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR を越え大きく、リッチ補正時間ＴR を経過しているときにはステップＳ７０４に移行し、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR に予め設定されたリーン補正時間ＴL を加算した値を越えているかが判定される。つまり、リッチ補正時間ＴR の経過後に更にリーン補正時間ＴL が経過したかが判定される。ステップＳ７０４の判定条件が成立せず、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR にリーン補正時間ＴL を加算した値以下と小さいときにはステップＳ７０５に移行し、目標空燃比λTGが予め設定されたリーン目標空燃比λLTとされる。
【００６６】
ステップＳ７０３またはステップＳ７０５の処理ののちステップＳ７０６に移行し、補正実行カウンタＴC が「＋１」インクリメントされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ７０４の判定条件が成立、即ち、補正実行カウンタＴC がリッチ補正時間ＴR にリーン補正時間ＴL を加算した値を越え大きいときにはステップＳ７０７に移行し、学習実行フラグＸＯＳＴＧが「０」にクリアされ、本ルーチンを終了する。
【００６７】
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関１の排気通路１２に配設され、排気通路１２中の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ２６と、内燃機関１の排気通路１２に設置され、排気ガス中の有害物質を除去する三元触媒１３と、内燃機関１の運転状態に応じて燃焼室（図示略）内にインジェクタ（燃料噴射弁）７から燃料を噴射供給するＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段と、前記燃料噴射制御手段による燃焼室内への燃料をカットすると共に、この燃料カット状態からの復帰後に燃焼室内への燃料の噴射供給を再開するＥＣＵ３０にて達成される燃料カット制御手段と、前記燃料噴射制御手段で燃焼室内に供給する燃料量に対してＡ／Ｆセンサ２６で検出された空燃比信号ＶＯＸ１に基づき空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御を実行するＥＣＵ３０にて達成される空燃比Ｆ／Ｂ制御手段とを具備し、前記燃料噴射制御手段は、燃料カット状態からの復帰後に燃料増量制御を所定期間実行し、この燃料増量制御が終了したのち空燃比Ｆ／Ｂ制御に切換えるものである。
【００６８】
つまり、燃料カット状態から燃料噴射制御への復帰後で空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの間に燃料増量制御によって空燃比がストイキ（理論空燃比）付近の状態とされる。即ち、燃料増量制御によって増量補正を行なう期間を、燃料カット状態から燃料噴射制御への復帰後で空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行されるまでの短い期間に限定するものである。すると、この期間では、三元触媒１３中の空燃比が速やかに酸素を消費するので、燃料カット復帰してから空燃比が目標空燃比に安定するまでの期間において、この増量した期間分は短縮される。これと共に、増量後は空燃比Ｆ／Ｂ制御によって空燃比が制御されるので燃料カット復帰後に空燃比を目標空燃比に追従させる際に、空燃比の安定性を確保することができる。このため、この燃料増量制御による増量補正によれば、空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰後に燃料噴射量ＴＡＵを逐次補正する場合に比べ、喩え燃料増量制御における増量補正量が狙いより多少ずれたとしても、空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後の空燃比に及ぼす影響が少なく空燃比の乱れを抑えることでエミッションを改善し、内燃機関１の運転状態における安定性を向上することができる。
【００６９】
また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、Ａ／Ｆセンサ２６が空燃比を検出することができる範囲に空燃比が到達するよう燃料増量制御における所定期間を設定するものである。ここで、空燃比Ｆ／Ｂ制御では、排気通路１２中の実空燃比がＡ／Ｆセンサ２６によって検出することができる空燃比範囲を越えていた場合、速やかに空燃比を目標空燃比に追従させようと燃料増量を過度に行なってしまう可能性がある。このため、燃料を増量する増量期間として、燃料カット復帰後の空燃比がＡ／Ｆセンサ２６により検出されることができる範囲になるまでの期間が設定される。これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御に切替わった後の空燃比制御を安定して行なうことができ、燃料カット復帰後の空燃比を目標空燃比までに追従させる期間を短縮させると共に、安定して目標空燃比に追従させることができる。
【００７０】
そして、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、燃料カット状態において三元触媒１３に吸着される酸素量を吸着酸素量ＳＭＯ2 として算出するＥＣＵ３０にて達成される吸着酸素量演算手段とを具備し、ＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、燃料増量制御における燃料噴射量ＴＡＵの補正量である増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比λTGの補正量を吸着酸素量ＳＭＯ2 に基づき算出するものである。
【００７１】
つまり、燃料増量制御における燃料噴射量の増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の補正量が、燃料カット制御時における三元触媒１３への吸着酸素量ＳＭＯ2 に基づき算出される。これにより、空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰後に燃料噴射量ＴＡＵを逐次補正する場合より、それ以前の期間に一度に多くの増量補正が実行可能となり、三元触媒１３を素早く狙い通りの状態に制御することができる。また、空燃比Ｆ／Ｂ制御実行直後に空燃比の状態がリーンからストイキ付近に素早く復帰されることで空燃比の乱れを小さくしエミッションを改善することができる。
【００７２】
更に、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のＥＣＵ３０にて達成される燃料噴射制御手段は、燃料増量制御における燃料噴射量ＴＡＵの増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比λTGの補正量を、内燃機関１の燃料カット状態であった際の時間、吸入空気量、機関回転速度、負荷、空燃比、または点火回数のうち少なくとも１つに基づき算出するものである。これにより、燃料カット制御終了直後における燃料噴射量ＴＡＵの増量補正量及び空燃比Ｆ／Ｂ制御復帰直後における目標空燃比λTGの補正量を適宜、得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料カット制御フラグ設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるディレイカウンタカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるディレイカウンタカウントの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける吸着酸素量算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】 図６は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料噴射量算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置による燃料カット制御時及び空燃比濃化制御時の処理に対応する各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。
【図８】 図８は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける学習開始判定の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】 図９は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおけるＡ／Ｆ変動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
７ インジェクタ（燃料噴射弁）
１２ 排気通路
１３ 三元触媒
２６ Ａ／Ｆセンサ
３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
Claims (3)
- 内燃機関の排気通路に配設され、前記排気通路中の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関の排気通路に設置され、排気ガス中の有害物質を除去する触媒と、
前記内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段による前記燃焼室内への燃料をカットすると共に、この燃料カット状態からの復帰後に前記燃焼室内への燃料の噴射供給を再開する燃料カット制御手段と、
前記燃料カット制御状態において前記触媒に吸着される酸素量を吸着酸素量として算出する吸着酸素量演算手段と、
前記燃料噴射制御手段で前記燃焼室内に供給する燃料量に対して前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を実行する空燃比フィードバック制御手段とを具備し、
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料カット状態からの復帰後に燃料増量制御を所定期間実行し、この燃料増量制御が終了したのち前記空燃比フィードバック制御に切換え、また、前記燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比の補正量を前記吸着酸素量に基づき算出することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 内燃機関の排気通路に配設され、前記排気通路中の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関の排気通路に設置され、排気ガス中の有害物質を除去する触媒と、
前記内燃機関の運転状態に応じて燃焼室内に燃料噴射弁から燃料を噴射供給する燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段による前記燃焼室内への燃料をカットすると共に、この燃料カット状態からの復帰後に前記燃焼室内への燃料の噴射供給を再開する燃料カット制御手段と、
前記燃料噴射制御手段で前記燃焼室内に供給する燃料量に対して前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づき空燃比フィードバック制御を実行する空燃比フィードバック制御手段とを具備し、
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料カット状態からの復帰後に燃料増量制御を所定期間実行し、この燃料増量制御が終了したのち前記空燃比フィードバック制御に切換え、また、前記燃料増量制御における燃料噴射量の補正量及び前記空燃比フィードバック制御における目標空燃比の補正量を、前記内燃機関の前記燃料カット状態であった際の時間、吸入空気量、機関回転速度、負荷、空燃比、または点火回数のうち少なくとも１つに基づき算出することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記燃料噴射制御手段は、前記空燃比検出手段が空燃比を検出することができる範囲に空燃比が到達するよう前記燃料増量制御における所定期間を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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