JPH0886238A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気特性を変更する機構を備えた機関におけ
る空燃比フィードバック制御の制御性、収束性を向上さ
せ、常に良好な排気ガス特性を得る。 【構成】 排気通路の途中に設けられた酸素濃度（ＬＡ
Ｆ）センサ２１の出力に基づいて混合気の空燃比を目標
空燃比にフィードバック制御し、Ｏ２センサ２２の出力
に基づいて、ＬＡＦセンサ出力に基づくフィードバック
制御に使用される目標空燃比係数ＫＣＭＤを補正する。
この補正によるＫＣＭＤ値の変更速度に相当する制御ゲ
インＫＶＰＭ等及び間引き変数ＮＩＶＲＭを算出するた
めマップを、吸気特性を変更するための吸気通路可変機
構（１０、１１、１２）及びバルブタイミング切換機構
（３０）の作動状態に応じて持ち換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関し、特に吸気特性を機関の運転状態に応じて変
更可能な機構を備えた機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気通路に配設された排気ガ
ス浄化用触媒装置の上流側と下流側に排気ガス中の特定
成分の濃度を検出する第１及び第２の排気濃度センサを
設け、これらのセンサ出力に基づいて機関に供給する混
合気の空燃比をフィードバック制御する手法は、従来よ
り知られている（例えば特開平５−３２１７２１号公
報）。

【０００３】また、機関の排気通路の上流側から順に第
１と第２の触媒装置が配設され、さらに第１の触媒装置
をバイパスするバイパス通路と、排気ガスを第１の触媒
装置側及びバイパス通路側のいずれかに切り換える切換
弁と、吸気弁及び排気弁の作動状態を切り換える弁作動
状態切換機構とが設けられた機関の制御装置において、
燃料供給量及び点火時期の基本制御量を、前記切換弁の
作動状態及び吸気弁及び排気弁の作動状態に応じて変更
するようにしたものも従来より知られている（特開平６
−７４０８１号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−７４０８１号公報に示された制御装置では、吸
排気弁の作動状態の切換により、機関の吸気特性が変化
し、その結果排気ガスの輸送遅れも変化するため、この
装置に上記特開平５−３２１７２１号公報に示された空
燃比フィードバック制御手法をそのまま適用すると、空
燃比の制御性が悪化し、一時的な排気ガス特性の悪化を
招来するという問題が発生する。

【０００５】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、吸気特性を変更する機構を備えた機関における空
燃比フィードバック制御の制御性、収束性を向上させ、
常に良好な排気ガス特性を得ることができる空燃比制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の吸気特性を該機関の運転状態に応
じて変更する吸気特性変更手段と、前記機関の排気通路
に配設された少なくとも１つの触媒装置と、該触媒装置
の上流側及び下流側の前記排気通路に配設され、排気ガ
ス中の特定成分の濃度を検出する複数の排気濃度センサ
と、前記触媒装置の上流側に配設された上流側排気濃度
センサの出力に基づいて前記機関に供給する混合気の空
燃比を目標空燃比にフィードバック制御する上流側フィ
ードバック制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装
置において、前記触媒装置の下流側に配設された下流側
排気濃度センサの出力に基づいて前記上流側フィードバ
ック制御手段が使用するフィードバック制御定数を算出
する下流側フィードバック制御手段と、該フィードバッ
ク制御定数算出時のフィードバック制御定数更新速度を
前記吸気特性変更手段の作動状態に応じて変更する制御
定数更新速度変更手段を設けるようにしたものである。

【０００７】また、前記吸気特性変更手段は、前記機関
の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作動状態を機関
運転状態に応じて変更することが望ましい。

【０００８】さらに、前記機関の排気通路にはその上流
側から順に、第１の排気濃度センサ、第１の触媒装置、
第２の排気濃度センサ、第２の触媒装置及び第３の排気
濃度センサが配置され、前記上流側排気濃度センサと前
記下流側排気濃度センサはそれぞれ前記第１の排気濃度
センサ及び第２の排気濃度センサ、若しくは前記第２の
排気濃度センサ及び第３の排気濃度センサに対応するこ
とが望ましい。

【０００９】また、前記吸気特性変更手段は、前記機関
の吸気通路の長さを機関運転状態に応じて変更すること
が望ましい。

【００１０】

【作用】触媒装置の下流側に配設された下流側排気濃度
センサの出力に基づいて上流側フィードバック制御手段
が使用するフィードバック制御定数が算出され、該フィ
ードバック制御定数算出時のフィードバック制御定数更
新速度が、吸気特性変更手段の作動状態に応じて変更さ
れる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１２】図１は本発明に係る内燃機関の空燃比制御
装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００１３】同図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃機関（以下、単に「エンジン」という）である。こ
のエンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブタイミング
（弁リフト量、開弁期間等の弁作動状態）が、エンジン
の高速回転領域に適した高速バルブタイミングと、低速
回転領域に適した低速バルブタイミングとの２段階に切
換可能なバルブタイミング切換機構３０を有する。

【００１４】具体的には、各バルブタイミング切換機構
３０は、バルブタイミングの切換制御を行うための電磁
弁（図示せず）を有しており、該電磁弁は電子コントロ
ールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続され、
その開閉作動がＥＣＵ５により制御される。すなわち、
該電磁弁は、バルブタイミング切換機構３０の油圧を高
／低に切換えるものであり、該油圧の高／低に対応して
バルブタイミングが高速バルブタイミングと低速バルブ
タイミングに切換えられる。また、バルブタイミング切
換機構３０の油圧は、油圧センサ（図示せず）によって
検出され、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００１５】エンジン１の吸気管２の途中にはスロット
ルボディ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′
が配されている。また、スロットル弁３′にはスロット
ル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されており、スロッ
トル弁３′の開度に応じた電気信号を出力してＥＣＵ５
に供給する。

【００１６】吸気管２のスロットル弁３′の下流側の吸
気管２の管壁には吸気温（ＴＡ）センサ６が装着され、
該ＴＡセンサ６により検出された吸気温ＴＡは電気信号
に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００１７】ＴＡセンサ６の下流側にはチャンバ７が設
けられ、このチャンバ７には通路８を介して吸気管内絶
対圧（ＰＢＡ）センサ９が取付けられている。該ＰＢＡ
センサ８はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管
２内の絶対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信
号に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００１８】チャンバ７の下流側には、各気筒別の吸気
通路に対して切換弁１１及びこの切換弁１１をバイパス
する低速回転側通路１０が設けられている。低速回転側
通路１０の径は吸気管２の径より小さく、かつ通路１０
の長さは吸気管２の対応する部分（２ａ〜２ｂ間）の長
さより長い。切換弁１１はアクチュエータ１２に機械的
に接続され、アクチュエータ１２はＥＣＵ５に電気的に
接続されている。ＥＣＵ５は、アクチュエータ１２に制
御信号を出力し、切換弁１１の開閉制御を行う。切換弁
１１はエンジン１の低速回転時は閉弁され、通路１０の
みを介して空気がエンジン１に供給される。一方、エン
ジン１の高速回転時には切換弁１１が開弁され、低速回
転時に比べて径が大きく通路長の短かい吸気通路とされ
る。

【００１９】このように切換弁１１を開閉することによ
り、エンジン１の高速回転に適した吸気通路と、低速回
転に適した吸気通路とに切換えられる。

【００２０】燃料噴射弁１３は、吸気管２の途中であっ
て低速回転側通路１０と吸気管２の結合部２ｂとエンジ
ン１との間に、各気筒毎に配設され、図示しない燃料ポ
ンプに接続されるとともにＥＣＵ５に電気的に接続され
ている。ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁１３の開
弁時間が制御される。

【００２１】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１４が挿着され、該ＴＷセンサ１４に
より検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００２２】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ
１５及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１６が取り付けられ
ている。

【００２３】ＮＥセンサ１５はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、ＣＹ
Ｌセンサ１６は特定の気筒の所定のクランク角度位置で
信号パルスを出力し、これらの各信号パルスはＥＣＵ５
に供給される。

【００２４】エンジン１の各気筒の点火プラグ１７は、
ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火時期
が制御される。

【００２５】エンジン１の排気管１８の途中には上流側
から順に第１及び第２の触媒装置１９、２０が介装され
ており、該触媒装置１９、２０により排気ガス中のＨ
Ｃ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害成分の浄化が行なわれる。

【００２６】排気管１８の途中であって第１の触媒装置
１９の上流側には第１の排気濃度センサとしての広域酸
素濃度センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」という）２１が
配設され、第１及び第２の触媒装置１９、２０の間に
は、第２の排気濃度センサとしての第１の酸素濃度セン
サ（以下、「ＭＯ２センサ」という）２２が，また第２
の触媒装置２２の下流側には第３の排気濃度センサとし
ての第２の酸素濃度センサ（以下「ＲＯ２センサ」とい
う）２３がそれぞれ配設されている。

【００２７】ＬＡＦセンサ２１は、上下１対の電池素子
及び酸素ポンプ素子がジルコニア固体電解質（ＺｒＯ
）等からなるセンサ素子の所定位置に付設されてな
り、さらに該センサ素子が増幅回路に電気的に接続され
ている。そして、該ＬＡＦセンサ２１は、前記センサ素
子の内部を通過する排気ガス中の酸素濃度に略比例した
電気信号を出力し、その電気信号をＥＣＵ５に供給す
る。

【００２８】ＭＯ２センサ２３及びＲＯ２センサ２３
は、センサ素子が上記ＬＡＦセンサ２１と同様ジルコニ
ア固体電解質（ＺｒＯ ）からなり、その起電力が理論
空燃比の前後において急激に変化する特性を有し、理論
空燃比においてその出力信号はリーン信号からリッチ信
号又はリッチ信号からリーン信号に反転する。すなわ
ち、Ｏ２センサ２２、２３の出力信号は排気ガスのリッ
チ側において高レベルとなり、リーン側において低レベ
ルとなり、その出力信号をＥＣＵ５に供給する。

【００２９】また、大気圧（ＰＡ）センサ２４は、エン
ジン１の適所に配設されて大気圧ＰＡを検出し、その電
気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００３０】しかして、ＥＣＵ５は、上述の各種センサ
からの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベル
に修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する
等の機能を有する入力回路５ａと、中央演算処理回路
（以下「ＣＰＵ」という）５ｂと、該ＣＰＵ５ｂで実行
される各種演算プログラムや後述する各種マップ及び演
算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶手段
５ｃと、前記アクチュエータ１２、燃料噴射弁１３、点
火プラグ１７及びバルブタイミング切換機構の電磁弁に
駆動信号を供給する出力回路５ｄとを備えている。

【００３１】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、基本モードの場合は数式（１）に
基づき、また始動モードの場合は数式（２）に基づき前
記ＴＤＣ信号パルスに同期して燃料噴射弁１３の燃料噴
射時間ＴＯＵＴを演算し、その結果を記憶手段５ｃ（Ｒ
ＡＭ）に記憶する。

【００３２】 ＴＯＵＴ＝ＴｉＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ …（１） ＴＯＵＴ＝ＴｉＣＲ×Ｋ３＋Ｋ４ …（２） ここに、ＴｉＭは基本モード時の基本燃料噴射時間、具
体的にはエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡと
に応じて設定される基本燃料噴射時間であって、このＴ
ｉＭ値を決定するためのＴｉＭマップが記憶手段５ｃ
（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００３３】ＴｉＭマップは、切換弁１１の開閉及びバ
ルブタイミングに対応して４つ記憶されている。即ち、
切換弁１１が閉弁され（低速回転側吸気通路）かつ低速
バルブタイミングが選択されている第１の作動状態、切
換弁１１が開弁され（高速回転側吸気通路）かつ低速バ
ルブタイミングが選択されている第２の作動状態、切換
弁１１が閉弁されかつ高速バルブタイミングが選択され
ている第３の作動状態及び切換弁１１が開弁されかつ高
速バルブタイミングが選択されている第４の作動状態に
対応して、４つのマップが記憶され、それぞれの作動状
態に適した基本燃料噴射時間ＴｉＭが算出される。

【００３４】なお、ＴｉＭマップは例えば１つのみ記憶
するとともに、切換弁１１及びバルブタイミング切換機
構３０の作動状態に応じた補正係数を記憶し、ＴｉＭマ
ップの読み出し値を補正することによって、それぞれの
作動状態に適した基本燃料噴射時間を算出するようにし
てもよい。

【００３５】ＴｉＣＲは始動モード時の基本燃料噴射時
間であって、ＴｉＭ値と同様、エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定され、該ＴｉＣＲ値を
決定するためのＴｉＣＲマップが記憶手段５ｃ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている。

【００３６】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、後述するようにエンジンの運転状態に基づいて算出
される目標空燃比係数ＫＣＭＤとＭＯ２センサ２２の出
力値に基づいて設定される空燃比補正値ΔＫＣＭＤとに
応じて設定される。

【００３７】ＫＬＡＦは空燃比補正係数であって、空燃
比フィードバック制御中はＬＡＦセンサ２１によって検
出された空燃比が目標空燃比に一致するように設定さ
れ、オープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた
所定値に設定される。

【００３８】Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４は夫々各種エン
ジンパラメータ信号に応じて演算される補正係数及び補
正変数であって、各気筒毎にエンジンの運転状態に応じ
た燃費特性や加速特性等の諸特性の最適化が図られるよ
うな所定値に設定される。

【００３９】ＣＰＵ５ｂはさらにエンジン運転状態に応
じた点火時期を算出し、点火指令信号出力するととも
に、切換弁１１及びバルブタイミングの制御を行う。本
実施例では、例えば図１５に示すようにエンジン回転数
ＮＥに応じて切換弁１１の開閉及びバルブタイミングの
切換を行う。即ち、ＮＥ＜ＮＥ１の領域では前記第１の
作動状態とし、ＮＥ１≦ＮＥ＜ＮＥ２の領域では前記第
３の作動状態とし、ＮＥ２≦ＮＥの領域では前記第４の
作動状態とする。これにより、同図に実線で示すよう
に、各運転領域において最大の出力トルクを得ることが
できる。

【００４０】なお、図１５の例では前記第２の状態、即
ち切換弁１１が開でかつ低速バルブタイミングを選択し
ている状態は使用していないが、４つの作動状態すべて
使用するようにしてもよい。図１５のように制御する場
合であっても、切換弁１１又はバルブタイミング切換機
構の故障によって前記第２の状態となる場合もあるの
で、前記ＴｉＭマップや後述するフィードバック制御定
数のマップは、前記第１〜第４の作動状態に対応して４
つずつ設けられている。

【００４１】次に、上記ＣＰＵ５ｂで実行される本発明
の空燃比フィードバック制御手法について詳説する。

【００４２】図２は空燃比フィードバック制御のメイン
ルーチンを示すフローチャートである。

【００４３】まず、ステップＳ１ではＬＡＦセンサ１７
からの出力値を読み込む。次いでエンジンが始動モード
にあるか否かを判別する（ステップＳ２）。ここで、始
動モードにあるか否かは、例えば、図示しないエンジン
のスタータスイッチがオンで且つエンジン回転数が所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判別する。

【００４４】そして、ステップＳ２の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のとき、すなわち、始動モードのときはエンジンが
低水温時の場合であり、エンジン冷却水温ＴＷ及び吸気
管内絶対圧ＰＢＡの関数であるＫＴＷＬＡＦマップを検
索して低水温時の目標空燃比係数ＫＴＷＬＡＦを算出し
（ステップＳ３）、該ＫＴＷＬＡＦ値を目標空燃比係数
ＫＣＭＤに設定する（ステップＳ４）。次いで、フラグ
ＦＬＡＦＦＢを「０」にセットして空燃比のフィードバ
ック制御を中止し（ステップＳ５）、空燃比補正係数Ｋ
ＬＡＦ及びその積分項（Ｉ項）ＫＬＡＦＩを１．０に設
定して（ステップＳ６、ステップＳ７）本プログラムを
終了する。

【００４５】一方、ステップＳ２の答が否定（ＮＯ）の
とき、すなわち基本モードのときは、後述する図３のフ
ローチャートに基づき修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを
算出し（ステップＳ８）、次いでフラグＦＡＣＴが
「１」か否かを判別してＬＡＦセンサ１７が活性化して
いるか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、ＬＡ
Ｆセンサ１７の活性化判別は、バックグラウンド処理さ
れるＬＡＦセンサ活性化判別ルーチン（図示せず）によ
りなされ、例えば、ＬＡＦセンサ１７の出力電圧ＶＯＵ
Ｔとその中心電圧ＶＣＥＮＴとの差が所定値（例えば
０．４Ｖ）より小さいときに「ＬＡＦセンサ１７は活性
化した」と判別される。

【００４６】そして、ステップＳ９の答が否定（ＮＯ）
のときはステップＳ５に進む一方、ステップＳ９の答が
肯定（ＹＥＳ）のとき、すなわちＬＡＦセンサ１７の活
性化が完了しているときはエンジン運転状態がＬＡＦセ
ンサ出力に応じたフィードバック制御を行うべき領域に
あるか否かを判別する（ステップＳ１０）。この答が否
定（ＮＯ）であればステップＳ５に進み、肯定（ＹＥ
Ｓ）のときはステップＳ１１に進み、ＬＡＦセンサ１７
により検出された空燃比の当量比ＫＡＣＴ（１４．７／
（Ａ／Ｆ））（以下、「検出空燃比係数」という）を算
出する。ここで、該検出空燃比係数ＫＡＣＴは、吸気管
内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数ＮＥ及び大気圧ＰＡの
変動により排気圧が変動することに鑑み、これらの運転
パラメータに応じて補正された値に算出され、具体的に
はＫＡＣＴ算出ルーチン（図示せず）を実行して算出さ
れる。

【００４７】次いで、ステップＳ１２ではフィードバッ
ク処理ルーチンを実行して本プログラムを終了する。

【００４８】図３は、図２のステップＳ１２で実行され
るＫＬＡＦ算出ルーチンのフローチャートであって、本
プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行さ
れる。

【００４９】まず、ステップＳ２０１では前回ループ時
の目標空燃比係数ＫＣＭＤ（ｎ−１）と今回ループの検
出空燃比係数ＫＡＣＴ（ｎ）との空燃比偏差ΔＫＡＦＦ
を算出する。

【００５０】次にステップＳ２０２では空燃比補正係数
ＫＬＡＦ等の初期化を行う。すなわち、初期化ルーチン
（図示せず）によりエンジンの運転状態に応じて空燃比
補正係数ＫＬＡＦ等の初期化を行う。

【００５１】次いでステップＳ２０３で、ＫＰマップ、
ＫＩマップ、ＫＤマップを検索して空燃比フィードバッ
ク制御の変化速度、すなわち比例項（Ｐ項）係数ＫＰ、
積分項（Ｉ項）係数ＫＩ、微分項ＫＤの算出を行う。Ｋ
Ｐマップ、ＫＩマップ及びＫＤマップは、エンジン回転
数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ等によって決定される複
数のエンジン運転領域毎に所定のマップ値が与えられて
おり、これらのマップ検索によりエンジンの運転状態に
応じたマップ値が読み出され、あるいは補間法により算
出される。尚、前記ＫＰマップ、ＫＩマップ及びＫＤマ
ップは定常運転状態、運転モードの変更時、減速運転状
態等エンジンの各運転状態に応じて最適値が設定される
ようにこれら専用のマップが予め記憶手段５ｃ（ＲＯ
Ｍ）に記憶されている。

【００５２】さらに、ＫＰマップ、ＫＩマップ及びＫＤ
マップは、切換弁１１及びバルブタイミング切換機構３
０の前記４つの作動状態に対応してそれぞれ４つのマッ
プが記憶されている。これは、前記４つの作動状態に対
応して吸気特性が変化し、同一の運転状態であっても排
気ガスの輸送遅れが異なることを考慮したからである。
即ち、高速バルブタイミング選択時は低速バルブタイミ
ング選択時より排気ガスの輸送遅れが少なくなるので、
各マップ値は高速バルブタイミング用の方が、低速バル
ブタイミング用より大きな値に設定されている。また、
吸気通路（切換弁１１）に関しては、高速回転側通路の
方が排気ガスの輸送遅れが少なくなるので、各マップ値
は高速回転側の方が低速回転側より大きな値に設定され
ている。

【００５３】なお、上述したマップ値の設定傾向は、代
表的な値についてのものであり、例えばエンジンの低速
回転で高速バルブタイミング又は高速回転側通路を選択
しているような例外的な状態では、吸気効率（ηＶ）が
低下して排気ガスの輸送遅れが大きくなるので、マップ
値は、低速バルブタイミング用又は低速回転側通路用マ
ップ値より小さな値に設定されている。

【００５４】また、排気管１８に第１の触媒装置１９を
バイパスするバイパス通路と、排気ガスの通路をバイパ
ス通路側と第１の触媒装置１９側とに切換える排気通路
切換弁とを有するエンジンの場合には、排気通路の切換
によって排圧が変化し、その結果吸気特性も変化するの
で、そのような場合にはさらに排気通路の切換に対応し
たマップ設定を行う（バイパス通路側マップと触媒装置
側マップとを設ける）必要がある。

【００５５】なお、前記ＴｉＭマップと同様に、マップ
は２つとし、切換弁１１及びバルブタイミング切換機構
３０の作動状態に応じた補正を行うことにより、各作動
状態に適した係数ＫＰ，ＫＩ，ＫＤを算出するようにし
てもよい。

【００５６】次に、ステップＳ２０４では、数式（３）
〜（５）に基づいてＰ項ＫＬＡＦＦＰＩ、Ｉ項ＫＬＡＦ
ＦＩ及びＤ項ＫＬＡＦＦＤを算出する。

【００５７】 ＫＬＡＦＦＰ＝ΔＫＡＦ（ｎ）×ＫＰ …（３） ＫＬＡＦＦＩ＝ＫＬＡＦＦＩ＋ΔＫＡＦ（ｎ）×ＫＩ …（４） ＫＬＡＦＦＤ＝（ΔＫＡＦ（ｎ）−ΔＫＡＦ（ｎ−１））×ＫＤ …（５） ステップＳ２０５ではＩ項ＫＬＡＦＦＩのリミットチェ
ックを行う。即ち、ＫＬＡＦＦＩ値と所定上下限値ＬＡ
ＦＦＩＨ，ＬＡＦＦＩＬとの大小関係を比較し、その結
果ＫＬＡＦＦＩ項が上限値ＬＡＦＦＩＨより大きいとき
にはその上限値ＬＡＦＦＩＩＨに設定し、下限値ＬＡＦ
ＦＩＬより小さいときには、その下限値ＬＡＦＩＬに設
定する。

【００５８】ステップＳ２０６では、Ｐ項ＫＬＡＦＦ
Ｐ、Ｉ項ＫＬＡＦＦＩ、Ｄ項ＫＬＡＦＦＤを夫々加算し
て空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出し、次いで空燃比偏差
の今回算出値ΔＫＡＦ（ｎ）を前回値ΔＫＡＦ（ｎ−
１）に設定する（ステップＳ２０７）。

【００５９】次に、ステップＳ２０８でＫＬＡＦ値のリ
ミットチェックを行い本プログラムを終了する。

【００６０】尚、本プログラムは必要に応じてエンジン
運転状態に基づき間引きを行い、数ＴＤＣに１回だけＫ
ＬＡＦ値の更新を行うようにしても良い。

【００６１】しかして、図４はステップＳ８（図２）で
実行されるＫＣＭＤＭ算出ルーチンのフローチャートで
あって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期
して実行される。

【００６２】まず、エンジン１がフューエルカット（燃
料供給停止）中か否かを判別する（ステップＳ２１）。
フューエルカット中であるか否かは、エンジン回転数Ｎ
Ｅやスロットル弁３′の弁開度θＴＨに基づいて判断さ
れ、具体的にはフューエルカット判別ルーチン（図示せ
ず）の実行により判別される。

【００６３】そして、ステップＳ２１の答が否定（Ｎ
Ｏ）のとき、すなわち基本モードのときは、ステップＳ
２２に進み、目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する。該目
標空燃比係数ＫＣＭＤは、通常はエンジン回転数ＮＥ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマトリックス状にマッ
プ値ＫＣＭＤが与えられたＫＣＭＤマップから読み出さ
れるが、車輌の発進時や低水温時あるいは所定の高負荷
運転時においては適宜補正され、具体的には、ＫＣＭＤ
算出ルーチン（図示せず）を実行することによりこれら
の運転状態に適合した値に設定される。

【００６４】一方、ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標空燃比係数ＫＣＭＤを所定値ＫＣＭ
ＤＦＣ（例えば、１．０）に設定して（ステップＳ２
３）、ステップＳ２４に進む。

【００６５】次に、ステップＳ２４では、Ｏ２処理を行
なう。すなわち、後述するように、所定要件下、ＭＯ２
センサ１８からの出力値に基づき目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄを補正して修正目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出す
る。

【００６６】そして、ステップＳ２５では修正目標空燃
比係数ＫＣＭＤＭのリミットチェックを行ない、本プロ
グラムを終了してメインルーチン（図２）に戻る。すな
わち、ステップＳ２４で算出されたＫＣＭＤＭ値と所定
の上下限値ＫＣＭＤＭＨ，ＫＣＭＤＭＬとの大小関係を
比較し、ＫＣＭＤＭ値が上限値ＫＣＭＤＭＨより大きい
ときはＫＣＭＤＭ値はその上限値ＫＣＭＤＭＨに設定さ
れ、ＫＣＭＤＭ値が下限値ＫＣＭＤＭＬより小さいとき
は、ＫＣＭＤＭ値はその下限値ＫＣＭＤＭＬに設定され
る。

【００６７】しかして、図５は、前記ステップＳ２４
（図４）で実行されるＯ２処理ルーチンのフローチャー
トであって、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と
同期して実行される。

【００６８】まず、ステップＳ３０では、ＭＯ２センサ
１８の異常が検出されているか否かを判別し、該異常が
検出されていれば直ちにステップＳ３３に進む。ＭＯ２
センサ１８の異常が検出されていなければ、フラグＦＭ
Ｏ２が「１」か否かを判別し、ＭＯ２センサ１８が活性
化しているか否かを判断する。このＭＯ２センサ１８が
活性化したか否かは、具体的には図６に示すＭＯ２セン
サ活性化判別ルーチンを実行して判断される。尚、この
ＭＯ２センサ活性化判別ルーチンはバックグラウンド処
理時に実行される。

【００６９】まず、ステップＳ５１ではイグニッション
スイッチ（図示せず）のオン時に所定値（例えば、２．
５６sec）にセットされる活性化判別用タイマｔｍＯ２
が「０」になったか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときはＭＯ２センサ１８は未だ活性化し
ておらず、フラグＦＭＯ２を「０」にセットした後（ス
テップＳ５２）、Ｏ２センサ強制活性化用タイマｔｍＯ
２ＡＣＴを所定値Ｔ１（例えば、２．５６sec）にセッ
トして該タイマｔｍＯ２ＡＣＴをスタートさせ（ステッ
プＳ５３）本プログラムを終了する。

【００７０】一方、ステップＳ５１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、エンジンが始動モードにあるか否かを判
別し（ステップＳ５４）、その答が肯定（ＹＥＳ）のと
きは前記強制活性化用タイマｔｍＯ２ＡＣＴを前記所定
値Ｔ１に設定し、該タイマｔｍＯ２ＡＣＴをスタートさ
せて（ステップＳ５３）本プログラムを終了する。

【００７１】一方、ステップＳ５４の答が否定（ＮＯ）
のときは、ステップＳ５５に進み、前記強制活性化用タ
イマｔｍＯ２ＡＣＴが「０」になったか否かを判別する
（ステップＳ５５）。そして、その答が否定（ＮＯ）の
ときは本プログラムを終了する一方、その答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときはＭＯ２センサ１８が活性化したと判断し
てフラグＦＭＯ２を「１」にセットし（ステップＳ５
６）本プログラムを終了する。

【００７２】なお、ＲＯ２センサ１９の活性化判別も図
６の処理と同様の処理により行われ、ＲＯ２センサが活
性化したときはフラグＦＲＯ２が「１」に設定される。

【００７３】但し、フューエルカット中及びフューエル
カット後所定期間内は、ＲＯ２センサ活性化後もフラグ
ＦＲＯ２は「０」に設定される。

【００７４】しかして、このようにＭＯ２センサ活性化
判別ルーチンを実行した結果、前記ステップＳ３１（図
５）の答が否定（ＮＯ）、すなわち、ＭＯ２センサ１８
が未だ活性化されていないと判断されたときは、ステッ
プＳ３２に進み、タイマｔｍＲＸを所定値Ｔ２（例え
ば、０．２５sec）に設定した後、フラグＦＶＲＥＦが
「１」か否かを判別し、後述する積分項ＶＲＥＦＩＭ
（ｎ−１）及びＶＲＥＦＩＲ（ｎ−１）が既に設定され
ているか否かを判断する（ステップＳ３３）。

【００７５】そして、最初のループでは、ステップＳ３
３の答は否定（ＮＯ）となるため、ステップＳ３４に進
み、記憶手段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されているＶＲＲＥ
ＦＭテーブル及びＶＲＲＥＦＲテーブルを検索して、Ｍ
Ｏ２センサ１８の出力電圧ＶＭＯ２の基準値ＶＲＲＥＦ
Ｍ及びＲＯ２センサ１９の出力電圧のＶＲＯ２の基準値
ＶＲＲＥＦＲを算出する。

【００７６】ＶＲＲＥＦＭテーブルは、具体的には、図
７（ａ）に示すように、ＰＡセンサ１８により検出され
る大気圧ＰＡ０〜ＰＡ１に対してテーブル値ＶＲＲＥＦ
Ｍ０〜ＶＲＲＥＦＭ２がステップ状に与えられており、
基準値ＶＲＲＥＦＭはかかるＶＲＲＥＦＭテーブルを検
索することにより読み出され、或いは補間法により算出
される。また、ＶＲＲＥＦＲテーブルは、同図（ｂ）に
示すようにＶＲＲＥＦＭテーブルと同様に設定されてお
り、基準値ＶＲＲＥＦＲはこのＶＲＲＥＦＲテーブルを
検索することにより算出される。尚、この図７から明ら
かなように、基準値ＶＲＲＥＦＭ及びＶＲＲＥＦＲは大
気圧ＰＡの値が大きい程大きな値に設定される。

【００７７】次いで、ステップＳ３５では、積分項（Ｉ
項）ＶＲＥＦＩＭ（ｎ−１）及びＶＲＥＦＩＲ（ｎ−
１）をそれぞれステップＳ３４で算出した基準値ＶＲＲ
ＥＦＭ及びＶＲＲＥＦＲに設定し、ステップＳ３６に進
む。すなわち、Ｉ項ＶＲＥＦＩＭ（ｎ−１）及びＶＲＲ
ＥＦＲ（ｎ−１）の初期設定を行ない、ステップＳ３６
に進む。尚、図に示していないが、この初期設定完了時
にフラグＦＶＲＥＦが「１」に設定され、次回ループ以
降でステップＳ３３が実行されるときは、その答が否定
（ＮＯ）となり、ステップＳ３４，Ｓ３５を実行するこ
となくステップＳ３６に進む。

【００７８】ステップＳ３６では、フラグＦＲＯ２が
「１」が否か、即ちＲＯ２センサ１９が活性化している
か否か又はフューエルカット中若しくはフューエルカッ
ト後所定期間内であるか否かを判別し、ＦＲＯ２≠１で
あれば目標空燃比係数ＫＣＭＤをそのまま修正目標空燃
比ＫＣＭＤＭとして（ステップＳ５０）、本プログラム
を終了する。一方、ＦＲＯ２＝１のときは、ＭＯ２セン
サ出力ＶＭＯ２をＲＯ２センサ出力ＶＲＯ２に置き換え
（ステップＳ３７）、フラグＦＦＢＲＯ２を「０」に設
定してステップＳ４９に進む。これは、ＭＯ２センサ１
８の異常時又は活性完了前は、ＲＯ２センサ１９が活性
化していれば、ＲＯ２センサ出力ＶＲＯ２でＭＯ２セン
サ出力ＶＭＯ２の代用をさせるものである。この時に後
述するステップＳ４９のＭＯ２フィードバック処理中の
間引き変数ＮＩＶＲＭを、ＶＲＯ２値をＶＭＯ２値に代
えて使用するときの所定の値に変更するようにしてもよ
い。また、フラグＦＦＢＲＯ２＝０とすることによりス
テップＳ４９におけるＭＯ２フィードバックＢ処理中の
ＲＯ２フィードバック処理が禁止される（図８、ステッ
プＳ７４、７５参照）。ステップＳ４９では、ＭＯ２セ
ンサ出力ＶＭＯ２に基づくフィードバック処理が行われ
る。

【００７９】前記ステップＳ３１にもどり、この答が肯
定（ＹＥＳ）となったときは、ＭＯ２センサ１８が活性
化されたと判断してステップＳ３８に進み、前記タイマ
ｔｍＲＸが「０」となったか否かを判別する。そして、
その答が否定（ＮＯ）のときはステップＳ３３に進む一
方、ステップＳ３８の答が肯定（ＹＥＳ）のときはＭＯ
２センサ１８の活性化が完了したと判断してステップＳ
３９に進み、ステップＳ２２又はＳ２３（図４）で設定
された目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定下限値ＫＣＭＤＺ
Ｌ（例えば、０．９８）より大きいか否かを判別する。
そして、その答が否定（ＮＯ）のときは混合気の空燃比
がリーンバーン状態に設定されている場合であり、前記
ステップＳ５０に進む一方、その答が肯定（ＹＥＳ）の
ときはステップＳ４０に進み、前記目標空燃比係数ＫＣ
ＭＤが所定上限値ＫＣＭＤＺＨ（例えば、１．１３）よ
り小さいか否かを判別する。そして、その答が否定（Ｎ
Ｏ）のときは混合気の空燃比が燃料リッチに設定されて
いる場合であり、前記ステップＳ５０に進む一方、その
答が肯定（ＹＥＳ）のときは、混合気の空燃比をほぼ理
論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）に設定すべき場合であ
り、ステップＳ４１に進み、エンジンがフューエルカッ
ト中か否かを判別する。そして、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、前記ステップＳ５０に進む一方、その答
が否定（ＮＯ）のときは、前回ループにおいてフューエ
ルカット状態にあったか否かを判別する（ステップＳ４
２）。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、カウ
ンタＮＡＦＣを所定値Ｎ１（例えば、４）に設定した後
（ステップＳ４３）、該カウンタＮＡＦＣを「１」だけ
デクリメントして（ステップＳ４４）、前記ステップＳ
５０に進む。

【００８０】一方、ステップＳ４２の答が否定（ＮＯ）
となったときはステップＳ４５に進み、カウンタＮＡＦ
Ｃが「０」か否かを判別する。そして、その答が否定
（ＮＯ）のときは、カウンタＮＡＦＣを「１」だけデク
リメントして（ステップＳ４２）本プログラムを終了す
る一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは、フューエル
カット状態を脱して安定した燃料供給が行なわれている
と判断し、フラグＦＲＯ２が「１」か否かを判別する
（ステップＳ４６）。ここでＦＲＯ２＝０であってＲＯ
２センサが活性化していないときは、前記ステップＳ４
７に進み、ＦＲＯ２＝１であってＲＯ２センサが活性化
しているときは、フラグＦＦＢＲＯ２を「１」としてス
テップＳ４９に進んでＭＯ２フィードバック処理を実行
した後（ステップＳ４９）、本プログラムを終了し、メ
インルーチン（図２）に戻る。

【００８１】しかして、図８は前記ステップＳ４９（図
５）で実行されるＭＯ２フィードバック処理ルーチンの
フローチャートであって、本プログラムはＴＤＣ信号パ
ルスの発生と同期して実行される。

【００８２】まず、ステップＳ６１では、間引き変数Ｎ
ＩＶＲＭが「０」か否かを判別する。この間引き変数Ｎ
ＩＶＲＭは、後述するようにＴＤＣ信号パルスが発生す
る毎に、エンジン運転状態に応じて設定された間引きＴ
ＤＣ数ＮＩＭだけ減算される変数であって、最初は
「０」であるためステップＳ６１の答は肯定（ＹＥＳ）
となり、ステップＳ７４に進む。

【００８３】また、その後のループでステップＳ６１の
答が否定（ＮＯ）となったときはステップＳ７０に進
む。

【００８４】尚、間引き変数ＮＩＶＲＭは、ＬＡＦセン
サ出力に応じたフィードバック制御（図３）を主とし、
ＭＯ２センサ出力に応じたフィードバック制御を従とし
て行うことにより、ハンチング等を防止し、制御性を向
上させるために設定される。また、その値は、第１の触
媒装置１５の容積やＬＡＦセンサ１７及びＭＯ２センサ
１８の取付位置とエンジン運転状態とに応じて設定され
るが、ハンチングの問題が発生しなければ、ＬＡＦセン
サ出力に応じたフィードバック制御と常に同期させて実
行するようにしてもよい。

【００８５】ステップＳ７４では、フラグＦＦＢＲＯ２
が「１」か否かを判別し、ＦＦＢＲＯ２＝０のときはＭ
Ｏ２センサ出力電圧の基準値ＶＲＲＥＦＭの補正値ΔＶ
ＲＲＥＦＭを「０」として（ステップＳ７６）、ステッ
プＳ６２に進む一方、ＦＦＢＲＯ２＝１のときは、ＲＯ
２センサ出力ＶＲＯ２に基づいて補正値ΔＶＲＲＥＦＭ
を算出するＲＯ２フィードバック処理を実行して（ステ
ップＳ７５）、ステップＳ６２に進む。ＲＯ２フィード
バック処理については後述する。

【００８６】ステップＳ６２では、ＫＶＰＭマップ、Ｋ
ＶＩＭマップ、ＫＶＤＭマップ、及びＮＩＶＲＭマップ
を検索してＯ２フィードバック制御の変化速度、すなわ
ち比例項（Ｐ項）係数ＫＶＰＭ、積分項（Ｉ項）係数Ｋ
ＶＩＭ、微分項（Ｄ項）係数ＫＶＤＭ、及び前記間引き
変数ＮＩＶＲＭの算出を行なう。ＫＶＰＭマップ、ＫＶ
ＩＭマップ、ＫＶＤＭマップ及びＮＩＶＲＭマップは、
具体的には図９（ａ）に示すように、エンジン回転数Ｎ
Ｅ０〜ＮＥ３及び吸気管内絶対圧ＰＢＡ０〜ＰＢＡ３に
よって決定される複数のエンジン運転領域毎に所定のマ
ップ値（１，１）〜（３，３）が与えられており、これ
らのマップ検索によりエンジンの運転状態に応じたマッ
プ値が読み出され、あるいは補間法により算出される。
尚、これらＫＶＰＭマップ、ＫＶＩＭマップ、ＫＶＤＭ
マップ及びＮＩＶＲＭマップは定常運転状態、運転モー
ドの変更時、減速運転状態等エンジンの各運転状態に応
じて最適値が設定されるように専用マップが予め記憶手
段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されている。

【００８７】さらに、上記ＫＶＰＭマップ、ＫＶＩＭマ
ップ、ＫＶＤＭマップ及びＮＩＶＲＭマップは、前述し
たＫＰマップ、ＫＩマップ及びＫＤマップと同様に、切
換弁１１及びバルブタイミング切換機構３０の４つの作
動状態に対応してそれぞれ４つずつ記憶されている。こ
れは、前記４つの作動状態に対応して吸気特性が変化
し、同一の運転状態であっても排気ガスの輸送遅れが異
なることを考慮したからである。即ち、高速バルブタイ
ミング選択時は低速バルブタイミング選択時より排気ガ
スの輸送遅れが少なくなるので、ＫＶＰＭマップ、ＫＶ
ＩＭマップ及びＫＶＤＭマップの各マップ値は高速バル
ブタイミング用の方が、低速バルブタイミング用より大
きな値に設定され、ＮＩＶＲＭマップは高速バルブタイ
ミング用の方が低速バルブタイミング用より小さな値に
設定されている。また、吸気通路（切換弁１１）に関し
ては、高速回転側通路の方が排気ガスの輸送遅れが少な
くなるので、ＫＶＰＭマップ、ＫＶＩＭマップ及びＫＶ
ＤＭマップの各マップ値は高速回転側の方が低速回転側
より大きな値に設定され、ＮＩＶＲＭマップは高速回転
側の方が低速回転側より小さな値に設定されている。

【００８８】なお、上述したマップ値の設定傾向は、代
表的な値についてのものであり、例えばエンジンの低速
回転で高速バルブタイミング又は高速回転側通路を選択
しているような例外的な状態では、吸気効率（ηＶ）が
低下して排気ガスの輸送遅れが大きくなるので、ＫＶＰ
Ｍマップ、ＫＶＩＭマップ及びＫＶＤＭマップの各マッ
プ値は、低速バルブタイミング用又は低速回転側通路用
マップ値より小さな値に設定され、ＮＩＶＲＭマップの
マップ値は、低速バルブタイミング用又は低速回転側通
路用マップ値より大きな値に設定されている。

【００８９】なお、排気通路の切換を行う場合の対応及
びマップ数を増やすかわりに補正を行ってもよい点は、
前記ＫＰマップ等と同様である。

【００９０】次に、ステップＳ６３で間引き変数ＮＩＶ
ＲＭを前記ステップＳ６２で算出されたＮＩＶＲＭ値に
設定し、さらに図４のステップＳ３４と同様にＶＲＲＥ
ＦＭテーブルの検索を行ってＭＯ２センサ出力電圧の基
準値ＶＲＲＥＦＭを算出する（ステップＳ６４）。次い
で、次式（６）により基準値ＶＲＲＥＦＭに補正値ΔＶ
ＲＲＥＦＭを加算して補正を行うとともに、次式（７）
により補正後の基準値ＶＲＲＥＦＭと今回ループにおけ
るＭＯ２センサ１８の出力電圧ＶＭＯ２との偏差ΔＶＭ
（ｎ）を算出する（ステップＳ６５）。

【００９１】 ＶＲＲＥＦＭ＝ＶＲＲＥＦＭ＋ΔＶＲＲＥＦＭ …（６） ΔＶＭ（ｎ）＝ＶＲＲＥＦＭ−ＶＭＯ２ …（７） 次に、ステップＳ６６では、数式（８）〜（１０）に基
づいて、各補正項すなわちＰ項、Ｉ項、Ｄ項の目標補正
値ＶＲＥＦＰＭ（ｎ）、ＶＲＥＦＩＭ（ｎ）、ＶＲＥＦ
ＤＭ（ｎ）を算出した後、数式（１１）に基づき、これ
ら各補正項を加算してＭＯ２フィードバックにおける目
標補正値ＶＲＥＦＭ（ｎ）を算出する。

【００９２】 ＶＲＥＦＰＭ（ｎ）＝ΔＶＭ（ｎ）×ＫＶＰＭ …（８） ＶＲＥＦＩＭ（ｎ）＝ＶＲＥＦＩＭ（ｎ−１）＋ΔＶＭ（ｎ）×ＫＶＩＭ …（９） ＶＲＥＦＤＭ（ｎ）＝（ΔＶＭ（ｎ）−ΔＶＭ（ｎ−１））×ＫＶＤＭ …（１０） ＶＲＥＦＭ（ｎ）＝ＶＲＥＦＰＭ（ｎ）＋ＶＲＥＦＩＭ（ｎ） ＋ＶＲＥＦＤＭ（ｎ） …（１１） 次に、ステップＳ６７では、目標補正値ＶＲＥＦＭ
（ｎ）のリミットチェックを行なう。このリミットチェ
ックは、具体的には図９に示すフローチャートにしたが
って実行される。尚、本プログラムはＴＤＣ信号パルス
の発生と同期して実行される。

【００９３】まず、ステップＳ８１では、目標補正値Ｖ
ＲＥＦＭ（ｎ）が所定下限値ＶＲＥＦＬ（例えば、０．
２Ｖ）より大きいか否かを判別する。そして、その答が
否定（ＮＯ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦＭ（ｎ）及
びＩ項ＶＲＥＦＩＭ（ｎ）を夫々前記所定下限値ＶＲＥ
ＦＬに設定して（ステップＳ８２，Ｓ８３）本プログラ
ムを終了する。

【００９４】一方、ステップＳ８１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦＭ（ｎ）が所定上限
値ＶＲＥＦＨ（例えば、０．８Ｖ）より小さいか否かを
判別する（ステップＳ８４）。そして、その答が肯定
（ＹＥＳ）のときは、目標補正値ＶＲＥＦＭ（ｎ）が所
定上限値ＶＲＥＦＨと所定下限値ＶＲＥＦＬとの間にあ
る場合であり、前記ステップＳ６８で算出されたＶＲＥ
ＦＭ（ｎ）値を保持したまま本プログラムを終了する一
方、ステップＳ８４の答が否定（ＮＯ）のときは、目標
補正値ＶＲＥＦＭ（ｎ）及びＩ項目標補正値ＶＲＥＦＩ
Ｍ（ｎ）を前記所定上限値ＶＲＥＦＨに設定して（ステ
ップＳ８５，Ｓ８６）本プログラムを終了する。

【００９５】このようにＶＲＥＦＭ（ｎ）のリミットチ
ェックを終了した後、ステップＳ６８（図８）に進み、
空燃比補正値ΔＫＣＭＤを算出する。

【００９６】空燃比補正値ΔＫＣＭＤは、具体的には図
１１（ａ）に示すように、ΔＫＣＭＤテーブルの検索に
より算出される。すなわち、ΔＫＣＭＤテーブルは、目
標補正値ＶＲＥＦＭ０〜ＶＲＥＦＭ５に対してテーブル
値ΔＫＣＭＤ０〜ΔＫＣＭＤ３が与えられており、かか
る空燃比補正値ΔＫＣＭＤはΔＫＣＭＤテーブルを検索
することにより読み出され、或いは補間法により算出さ
れる。尚、この図１１（ａ）から明らかなように、ΔＫ
ＣＭＤ値はＶＲＥＦＭ（ｎ）が大きな値を有する程、大
概大きな値に設定される。また、ＶＲＥＦＭ値に関して
は、前記ステップＳ６７でリミットチェックが行なわれ
ていることからΔＫＣＭＤ値に関しても所定の上下限値
内の値に設定されることとなる。

【００９７】次いで、ステップＳ６９では前記ステップ
Ｓ２２（図４）で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤに
前記空燃比補正値ΔＫＣＭＤを加算して修正目標空燃比
係数ＫＣＭＤＭ（＝理論空燃比）を算出し、本プログラ
ムを終了する。

【００９８】前記ステップＳ６１でＮＩＶＲＭ＞０が成
立するときは、カウンタＮＩＶＲＭを間引きＴＤＣ数Ｎ
ＩＭだけデクリメントし（ステップＳ７０）、偏差ΔＶ
Ｍ、目標補正値ＶＥＦＭ及び空燃比補正値ΔＫＣＭＤを
前回値保持として（ステップＳ７１、Ｓ７２、Ｓ７
３）、前記ステップＳ７４に進む。

【００９９】なお、間引き変数ＮＩＶＲＭは常に「０」
として、ＴＤＣ信号パルスの発生毎にステップＳ６２か
らステップＳ６９を実行し、修正目標空燃比係数ＫＣＭ
ＤＭの算出を行うようにしてもよい。

【０１００】図１２は、図８のステップＳ７５で実行さ
れるＲＯ２フィードバック処理のフローチャートであ
る。

【０１０１】まず、ステップＳ９１では、間引き変数Ｎ
ＩＶＲＲが「０」か否かを判別する。この間引き変数Ｎ
ＩＶＲＲは、図８の処理における間引き変数ＮＩＶＲＭ
に対応するものであり、ＴＤＣ信号パルスが発生する毎
に、エンジン運転状態に応じて設定された間引きＴＤＣ
数ＮＩＲだけ減算される変数であって、最初は「０」で
あるためステップＳ９１の答は肯定（ＹＥＳ）となり、
ステップＳ９２に進む。

【０１０２】なお、このＲＯ２フィードバック処理は、
ＭＯ２フィードバック処理における間引き中（ＮＩＶＲ
Ｍ≠０）のときは実行されないため、間引き変数ＮＩＶ
ＲＲの設定値に拘らず、ＭＯ２フィードバック処理の更
新速度に比べて同一か若しくは遅くなる。これはＯ２処
理（図５）の中ではＭＯ２フィードバック処理を主と
し、ＲＯ２フィードバック処理を従としてハンチング等
を防止し、制御性を向上させるためである。

【０１０３】ステップＳ９２では、ＫＶＰＲマップ、Ｋ
ＶＩＲマップ、ＫＶＤＲマップ、及びＮＩＶＲＲマップ
を検索してＯ２フィードバック制御の変化速度、すなわ
ち比例項（Ｐ項）係数ＫＶＰＲ、積分項（Ｉ項）係数Ｋ
ＶＩＲ、微分項（Ｄ項）係数ＫＶＤＲ、及び前記間引き
数ＮＩＶＲＲの算出を行なう。ＫＶＰＲマップ、ＫＶＩ
Ｒマップ、ＫＶＤＲマップ及びＮＩＶＲＲマップは、具
体的には図９（ｂ）に示すように、エンジン回転数ＮＥ
０〜ＮＥ３及び吸気管内絶対圧ＰＢＡ０〜ＰＢＡ３によ
って決定される複数のエンジン運転領域毎に所定のマッ
プ値（１，１）〜（３，３）が与えられており、これら
のマップ検索によりエンジンの運転状態に応じたマップ
値が読み出され、あるいは補間法により算出される。
尚、これらＫＶＰＲマップ、ＫＶＩＲマップ、ＫＶＤＲ
マップ及びＮＩＶＲＲマップは定常運転状態、運転モー
ドの変更時、減速運転状態等エンジンの各運転状態に応
じて最適値が設定されるように専用マップが予め記憶手
段５ｃ（ＲＯＭ）に記憶されている。

【０１０４】さらに、上記ＫＶＰＲマップ、ＫＶＩＲマ
ップ、ＫＶＤＲマップ及びＮＩＶＲＲマップは、前述し
たＫＶＰＭマップ、ＫＶＩＭマップ、ＫＶＤＭマップ及
びＮＩＶＲＭマップと同様に、切換弁１１及びバルブタ
イミング切換機構３０の４つの作動状態に対応してそれ
ぞれ４つずつ記憶されている。ここで、ＫＶＰＲマッ
プ、ＫＶＩＲマップ、ＫＶＤＲマップ及びＮＩＶＲＲマ
ップのマップ値の設定傾向は、前記ＫＶＰＭマップ、Ｋ
ＶＩＭマップ、ＫＶＤＭマップ及びＮＩＶＲＭマップと
同様である。

【０１０５】なお、排気通路の切換を行う場合の対応及
びマップ数を増やすかわりに補正を行ってもよい点は、
前記ＫＰマップ等と同様である。

【０１０６】次に、ステップＳ９３で間引き変数ＮＩＶ
ＲＲを前記ステップＳ９２で算出されたＮＩＶＲＲ値に
設定し、さらに図５のステップＳ３４と同様にＶＲＲＥ
ＦＲテーブルの検索を行ってＲＯ２センサ出力電圧の基
準値ＶＲＲＥＦＲを算出する（ステップＳ９４）。次い
で、次式（１２）により基準値ＶＲＲＥＦＲと今回ルー
プにおけるＲＯ２センサ１８の出力電圧ＶＲＯ２との偏
差ΔＶＲ（ｎ）を算出する（ステップＳ９５）。

【０１０７】 ΔＶＲ（ｎ）＝ＶＲＲＥＦＲ−ＶＲＯ２ …（１２） 次に、ステップＳ９６では、数式（１３）〜（１５）に
より、各補正項すなわちＰ項、Ｉ項、Ｄ項の目標補正値
ＶＲＥＦＰＲ（ｎ）、ＶＲＥＦＩＲ（ｎ）、ＶＲＥＦＤ
Ｒ（ｎ）を算出した後、数式（１６）により、これら各
補正項を加算してＲＯ２フィードバックにおける目標補
正値ＶＲＥＦＲ（ｎ）を算出する。

【０１０８】 ＶＲＥＦＰＲ（ｎ）＝ΔＶＲ（ｎ）×ＫＶＰＲ …（１３） ＶＲＥＦＩＲ（ｎ）＝ＶＲＥＦＩＲ（ｎ−１）＋ΔＶＲ（ｎ）×ＫＶＩＲ …（１４） ＶＲＥＦＤＲ（ｎ）＝（ΔＶＲ（ｎ）−ΔＶＲ（ｎ−１））×ＫＶＤＲ …（１５） ＶＲＥＦＲ（ｎ）＝ＶＲＥＦＰＲ（ｎ）＋ＶＲＥＦＩＲ（ｎ） ＋ＶＲＥＦＤＲ（ｎ） …（１６） 次に、ステップＳ９７では、図１０に示したＶＲＥＦＭ
値のリミットチェックと同様に、ＶＲＥＦＲ（ｎ）値の
リミットチェックを行なう。

【０１０９】このようにＶＲＥＦＲ（ｎ）のリミットチ
ェックを終了した後、ステップＳ９８に進み、ＭＯ２セ
ンサ出力の基準値ＶＲＲＥＦＭの補正値ΔＶＲＲＥＦＭ
を算出して本プログラムを終了する。

【０１１０】補正値ΔＶＲＲＥＦＭは、具体的には図１
１（ｂ）に示すΔＶＲＲＥＦＭテーブルの検索により算
出される。すなわち、ΔＶＲＲＥＦＭテーブルは、目標
補正値ＶＲＥＦＲ０〜ＶＲＥＦＲ５に対してテーブル値
ΔＶＲＲＥＦＭ０〜ΔＶＲＲＥＦＭ３が与えられてお
り、かかる補正値ΔＶＲＲＥＦＭはΔＶＲＲＥＦＭテー
ブルを検索することにより読み出され、或いは補間法に
より算出される。尚、この図１１（ｂ）から明らかなよ
うに、ΔＶＲＲＥＦＭ値はＶＲＥＦＲ（ｎ）が大きな値
を有する程、大概大きな値に設定される。また、ＶＲＥ
ＦＲ値に関しては、前記ステップＳ９７でリミットチェ
ックが行なわれていることからΔＶＲＲＥＦＭ値に関し
ても所定の上下限値内の値に設定されることとなる。

【０１１１】前記ステップＳ９１でＮＩＶＲＲ＞０が成
立するときは、カウンタＮＩＶＲＲを間引きＴＤＣ数Ｎ
ＩＲだけデクリメントし（ステップＳ９９）、偏差ΔＶ
Ｒ、目標補正値の積分項ＶＲＥＦＩＲ及び補正値ΔＶＲ
ＲＥＦＭを前回値保持として（ステップＳ１００、Ｓ１
０１、Ｓ１０２）、本プログラムを終了する。

【０１１２】以上のように、本実施例では、Ｏ₂センサ
２２及び２３の出力に基づくフィードバック制御の制御
ゲイン（ＫＶＰＭ，ＫＶＩＭ，ＫＶＤＭ，ＫＶＰＲ，Ｋ
ＶＩＲ，ＫＶＤＲ）及び間引き変数（ＮＩＶＲＭ，ＮＩ
ＶＲＲ）を算出するマップを、切換弁１１及びバルブタ
イミング切換機構３０の４つの作動状態に対応して４つ
ずつ設けるようにしたので、各作動状態に応じた適切な
制御定数更新速度が得られ、空燃比フィードバック制御
の制御性、収束性を向上させることができる。

【０１１３】図１３は上述した実施例の変形例にかかる
ＲＯ２フィードバック処理のフローチャートを示す図で
ある。本実施例では、ＲＯ２センサ出力ＶＲＯ２に応じ
て基準値ＶＲＲＥＦＭを補正するのではなく制御ゲイン
ＫＶＰＭ（比例項係数），ＫＶＩＭ（積分項係数）及び
ＫＶＤＭ（微分項係数）を補正するようにしたものであ
る。

【０１１４】図１３の処理は、図１２のステップＳ９
６，Ｓ９７，Ｓ９８，Ｓ１０１及びＳ１０２を削除し、
ステップＳ９６ａ及び１０２ａを追加したものであり、
これらのステップ以外の処理は図１２と同一である。

【０１１５】ステップＳ９６ａでは、ステップＳ９５で
算出した偏差ΔＶＲ（ｎ）に応じて制御ゲインの補正値
ΔＫＶＰＭ，ΔＫＶＩＭ及びΔＫＶＤＭを算出する。具
体的には、図１４に示すΔＫＶＰＭテーブル、ΔＫＶＩ
Ｍテーブル及びΔＫＶＤＭテーブルを偏差ΔＶＲ（ｎ）
に応じて検索し、適宜補間演算を行って算出する。各補
正値は、ΔＶＲ（ｎ）値が増加するほど増加するように
設定されているが、増加の程度はΔＫＶＰＭ，ΔＫＶＩ
Ｍ，ΔＫＶＤＭの順に小さくなるように設定されてい
る。

【０１１６】また、ステップＳ１０２（ａ）では、各補
正値ΔＫＶＰＭ，ΔＫＶＩＭ及びΔＫＶＤＭは前回値保
持とされる。

【０１１７】さらに、本実施例では図８のステップＳ６
２において各制御ゲインＫＶＰＭ，ＫＶＩＭ及びＫＶＤ
Ｍを算出するとともに、次式（１７）〜（１９）により
これらの算出値の補正を行う。

【０１１８】 ＫＶＰＭ＝ＫＶＰＭ＋ΔＫＶＰＭ …（１７） ＫＶＩＭ＝ＫＶＩＭ＋ΔＫＶＩＭ …（１８） ＫＶＤＭ＝ＫＶＤＭ＋ΔＫＶＤＭ …（１９） これにより、制御ゲインＫＶＰＭ，ＫＶＩＭ及びＫＶＤ
Ｍが、ＲＯ２センサ出力ＶＲＯ２に応じてフィードバッ
ク制御される。

【０１１９】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、Ｍ
Ｏ２センサ出力ＶＭＯ２に応じて目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄを補正することに代えて、ＬＡＦセンサ１７の出力に
応じたフィードバック制御の制御ゲイン（図３のプログ
ラムにおけるＫＬＡＦＦＰ，ＫＬＡＦＦＩ，ＫＬＡＦＦ
Ｄ）を図１３と同様の手法で補正するようにしてもよ
い。

【０１２０】また、間引き変数ＮＩＶＲＭ，ＮＩＶＲＲ
に代えてタイマを使用し、所定時間毎に目標空燃比係数
ＫＣＭＤの補正又は基準値ＶＲＲＥＦＭの補正を行うよ
うにしてもよい。また、ＬＡＦセンサ１７に代えてＭＯ
２センサ１８と同様の酸素濃度センサを用いてもよく、
ＭＯ２センサ１８及び／又はＲＯ２センサ１９に代え
て、ＬＡＦセンサ１７と同様の広域酸素濃度センサを用
いてもよい。

【０１２１】なお、上述した実施例では、バルブタイミ
ング切換機構３０は、排気弁及び吸気弁の双方のバルブ
タイミングを変更する機構としたが、排気弁又は吸気弁
のいずれか一方のみのバルブタイミングを変更可能な機
構としてもよい。また、低速バルブタイミング側で１対
の吸気弁及び／又は排気弁の一方を休止させる機能とし
てもよい。また、バルブタイミングを２段階ではなく連
続的に変更可能な機構としてよく、その場合には、ＫＰ
マップ、ＫＶＰＭマップ、ＫＶＰＲマップ等を複数設け
るのではなく、１つのマップから読み出した値をバルブ
タイミングに応じて補正することが望ましい。

【０１２２】また、吸気通路の可変機構（切換弁１１、
低速回転側通路１０、アクチュエータ１２）は、スロッ
トル弁３′の上流側に設け、エンジン１の全ての気筒に
共通の機構としてもよい。また、吸気通路の断面積及び
長さを変更するだけでなくチャンバ７の容積を変更可能
としてもよい。

【０１２３】また、上述した実施例では、吸気通路とバ
ルブタイミングをとともに変更可能としたが、いずれか
一方のみ変更可能としてもよい。

【０１２４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、触
媒装置の下流側に配設された下流側排気濃度センサの出
力に基づいて上流側フィードバック制御手段が使用する
フィードバック制御定数が算出され、該フィードバック
制御定数算出時のフィードバック制御定数更新速度が、
吸気特性変更手段の作動状態に応じて変更されるので、
空燃比フィードバック制御の制御性、収束性が向上し、
常に良好な排気ガス特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の係る内燃エンジンの空燃比制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。

【図２】本発明に係る内燃エンジンの空燃比フィードバ
ック制御のメインルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図３】ＫＬＡＦ算出ルーチンのフローチャートであ
る。

【図４】ＫＣＭＤＭ算出ルーチンのフローチャートであ
る。

【図５】Ｏ２処理ルーチンのフローチャートである。

【図６】ＭＯ２センサ活性化判別ルーチンのフローチャ
ートである。

【図７】ＶＲＲＥＦＭテーブル及びＶＲＲＥＦＲテーブ
ルを示す図である。

【図８】ＭＯ２フィードバック制御ルーチンのフローチ
ャートである。

【図９】フィードバック制御定数及び間引き変数を算出
するためのマップを示す図である。

【図１０】ＶＲＥＦＭ（ｎ）リミットチェックルーチン
のフローチャートである。

【図１１】ΔＫＣＭＤテーブル及びΔＶＲＥＦＭテーブ
ルを示す図である。

【図１２】ＲＯ２フィードバック制御ルーチンのフロー
チャートである。

【図１３】ＲＯ２フィードバック制御ルーチンのフロー
チャートである。

【図１４】ＭＯ２フィードバック制御の制御定数を算出
するためのテーブルを示す図である。

【図１５】吸気通路及びバルブタイミングを変更したと
きの出力トルク特性を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気管 ５ ＥＣＵ（上流フィードバック制御手段、制御変数更
新速度変更手段） １０ 低速回転側通路 １１ 切換弁 １２ アクチュエータ １８ 排気管（排気通路） １９ 第１の触媒装置 ２０ 第２の触媒装置 ２１ ＬＡＦセンサ（第１の排気濃度センサ） ２２ ＭＯ２センサ（第２の排気濃度センサ） ２３ ＲＯ２センサ（第３の排気濃度センサ） ３０ バルブタイミング切換機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 義尚 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気特性を該機関の運転状態
   に応じて変更する吸気特性変更手段と、前記機関の排気
   通路に配設された少なくとも１つの触媒装置と、該触媒
   装置の上流側及び下流側の前記排気通路に配設され、排
   気ガス中の特定成分の濃度を検出する複数の排気濃度セ
   ンサと、前記触媒装置の上流側に配設された上流側排気
   濃度センサの出力に基づいて前記機関に供給する混合気
   の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する上流側
   フィードバック制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制
   御装置において、 前記触媒装置の下流側に配設された下流側排気濃度セン
   サの出力に基づいて前記上流側フィードバック制御手段
   が使用するフィードバック制御定数を算出する下流側フ
   ィードバック制御手段と、 該フィードバック制御定数算出時のフィードバック制御
   定数更新速度を前記吸気特性変更手段の作動状態に応じ
   て変更する制御定数更新速度変更手段を設けたことを特
   徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 前記吸気特性変更手段は、前記機関の吸
   気弁及び排気弁の少なくとも一方の作動状態を機関運転
   状態に応じて変更することを特徴とする請求項１記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 前記機関の排気通路にはその上流側から
   順に、第１の排気濃度センサ、第１の触媒装置、第２の
   排気濃度センサ、第２の触媒装置及び第３の排気濃度セ
   ンサが配置され、前記上流側排気濃度センサと前記下流
   側排気濃度センサはそれぞれ前記第１の排気濃度センサ
   及び第２の排気濃度センサ、若しくは前記第２の排気濃
   度センサ及び第３の排気濃度センサに対応することを特
   徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の空燃比制御装
   置。