JP2688670B2 - 内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方
法に関し、特にエンジンの高負荷又は高回転運転時にお
ける空燃比フィードバック制御方法に関する。

（従来の技術） 内燃エンジンの排気系に配された排気濃度検出器の検
出値が所定の基準値に関してリッチ側からリーン側に変
化したとき増量比例項によって燃料供給量を増量方向へ
補正する一方、前記検出値が前記所定の基準値に関して
リーン側からリッチ側に変化したとき減量比例項によっ
て燃料供給量を減量方向へ補正するようにした空燃比フ
ィードバック制御方法は、従来より知られている。

このような空燃比フィードバック制御方法において、
エンジンの高負荷定常運転時のNOx排出量を低減すべ
く、所定時間以上高負荷運転を継続したときには、前記
増量比例項をより大きな値に設定することが、既に本願
出願人により提案されている（特開昭63−246432号公
報）。

（発明が解決しようとする課題） 上記提案の空燃比リッチ化手法によれば、増量比例項
を適用したとき空燃比のリッチ方向への変化量が一時的
に増加するが、その後リーン方向への第２の補正値によ
る積分制御が適用される、即ちいわゆる積分項による空
燃比のリーン方向への制御が行われるため、平均空燃比
は目標空燃比、即ち排気浄化装置の浄化効率が最大とな
る空燃比（A/F＝14.7）から大きくリッチ方向へ変化さ
せることができない。

また、この点を改善するために、増量比例項をさらに
大きな値に設定し、空燃比のリッチ方向への変化量をよ
り大きくすることもできるが、排気濃度検出値がリッチ
側からリーン側へ移行する時点における燃料供給量の変
化量が増加することとなる。その結果、該移行時点にお
けるエンジン出力トルクの変化量が増大し、運転性を悪
化させるという問題を生ずる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、エン
ジンの高負荷又は高回転運転状態における空燃比のフィ
ードバック制御をより適切に行い、運転性を悪化させる
ことなく排気浄化装置内の触媒の劣化を防止することが
できる空燃比フィードバック制御方法を提供することを
目的とする。

（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、内燃エンジンの排
気系に配された排気濃度検出器により検出した排気濃度
検出値と所定の基準値とを比較し、エンジンに供給され
る混合気の空燃比を、排気濃度検出値が前記所定の基準
値に関してリッチ側からリーン側に又はリーン側からリ
ッチ側に変化したとき、前記空燃比を第１の補正値によ
り増減補正する比例制御、及び排気濃度検出値が前記所
定の基準値に関してリーン側又はリッチ側にあるとき、
空燃比を夫々第２の補正値により所定期間毎に増減補正
する積分制御により目標空燃比にフィードバック制御す
る内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法におい
て、前記エンジンが所定の高負荷又は高回転数状態にあ
って且つ前記排気濃度検出値が前記所定の基準値に関し
てリーン側からリッチ側に変化したとき、前記第１の補
正値による補正を停止するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。

第１図は本発明の制御方法が適用される燃料供給制御
装置の全体の構成図であり、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。スロットル弁３′には
スロットル弁開度（θ_TH）センサ４が連結されており、
当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を電子コン
トロールユニット（以下「ECU」という）５に供給す
る。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間且
つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎
に設けられており、各噴射弁６は図示しない燃料ポンプ
に接続されていると共に、ECU5に電気的に接続されて当
該ECU5からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御され
る。

一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して吸
気管内絶対圧（P_BA）センサ８が設けられており、この
絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気温
（T_A）センサ９が取り付けられており、吸気温T_Aを検出
して対応する電気信号をECU5に供給する。

エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（Tw）セ
ンサ10はサーミスタ等から成り、エンジン冷却水温Twを
検出して対応する温度信号をECU5に供給する。エンジン
回転数（Ne）センサ11はエンジン１の図示しないカム軸
周囲又はクランク軸周囲に取り付けられており、該クラ
ンク軸の180度回転毎に所定のクランク角度位置でパル
ス（以下「TDC信号パルス」という）を出力し、ECU5に
供給する。

三元触媒14はエンジン１の排気管13に配置されてお
り、排気ガス中のHC、CO、NOx等の成分の浄化を行う。
排気濃度検出器としてのO₂センサ15は排気管13の三元触
媒14の上流側に装着されており、排気ガス中の酸素濃度
を検出してその検出値に応じた信号をECU5に供給する。
ECU5には車速を検出する車速（V_H）センサ16及び大気圧
を検出する大気圧（P_A）センサ17が接続されており、車
速V_H及び大気圧P_Aを示す信号が供給される。

ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、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、中央
演算処理回路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行さ
れる各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶
手段5c、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回
路5d等から構成される。

CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づい
て、後述するようにフィードバック制御領域やフィード
バック制御を行わない複数の特定運転領域（以下「オー
プンループ制御領域」という）の種々のエンジン運転状
態を判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態
に応じ、次式（１）に基づき、前記TDC信号パルスに同
期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間T_OUTを演算する。

T_OUT＝Ti×K_O2×K_LS×K₁＋K₂ …（１） ここに、Tiは燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数Ne及び排気管内絶対圧P_BAに応じて
決定される。

K_O2はO₂フィードバック補正係数（以下、単に「補正
係数」という）であり、フィードバック制御時、排気ガ
ス中の酸素濃度に応じて例えば第４図に示す手法により
求められ、更にオープンループ制御領域では各運転領域
に応じて第２図に示す手法により設定される。

K_LSはエンジン１がオープンループ制御領域のうち、
リーン化領域又はフューエルカット領域、即ち所定の減
速運転領域にあるときに値1.0未満の所定値（例えば0.9
5）に設定されるリーン化係数である。

K₁及びK₂は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて
演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン
運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特
性の最適化が図られるような所定値に決定される。

CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T_OUTに
基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路
5dを介して燃料噴射弁６に供給する。

第２図はエンジン１がフィードバック制御領域及び複
数のオープンループ制御領域のいずれの運転状態にある
かを判別するとともに、判別された運転状態に応じて補
正係数K_O2を設定するプログラムのフローチャートを示
す。本プログラムは、TDC信号パルスの発生時に、これ
と同期して実行される。

まず、ステップ201においてフラグη_O2が値１に等し
いか否かを判別する。該フラグη_O2はO₂センサ15が活性
化状態にあると判別されているか否かを表すものであ
り、イニシャライズ時には値０に設定され、O₂センサ15
が活性化状態にあると判別されたとき値１に設定され
る。ステップ201の答が肯定（Yes）、即ちη_O2＝１が成
立し、従ってO₂センサ15が活性状態にあると判別された
ときには、η_O2＝１の成立後、即ちO₂センサ15の活性化
完了後、所定時間txが経過したか否かを判別する（ステ
ップ202）。この答が肯定（Yes）のときには吸気温T_A及
び車速V_Hに応じて所定水温T_WO2を設定する（ステップ20
3）。

第３図は、この所定水温T_WO2を設定するサブルーチン
のフローチャートであり、ステップ301では吸気温T_Aが
所定吸気温T_AO2（例えば19℃）より高いか否かを判別す
る。その答が否定（No）、即ちT_A≦T_AO2のときには、所
定水温T_WO2を第１の値Ｔ_WO2・１（例えば80℃）に設定
する（ステップ305）。ステップ301の答が肯定（Ye
s）、即ちT_A＞T_AO2のときには、車速V_Hが所定車速V_TWO2
（例えば15km/h）より高いか否かを判別する（ステップ
302）。ステップ302の答が肯定（Yes）、即ちV_H＞V_TWO2
のときには、所定水温T_WO2を第２の値Ｔ_WO2・２（例え
ば24℃）に設定し（ステップ304）、ステップ303の答が
否定（No）、即ちV_H≦V_TWO2のときには、所定水温T_WO2
を第３の値Ｔ_WO2・３（例えば49℃）に設定する（ステ
ップ303）。

第２図にもどり、ステップ204ではエンジン冷却水温T
wが上記算出された所定水温T_WO2より高いか否かを判別
する。この答が肯定（Yes）、即ちTw＞T_WO2が成立し、
エンジン１が暖機を完了しているときには、フラグFLG
_WOTが値１に等しいか否かを判別する（ステップ205）。
このフラグFLG_WOTは図示しないプログラムにより、エン
ジン１が供給燃料量を増量すべき高負荷領域にあると判
別されたときに値１にセットされるものである。

前記ステップ205の答が肯定（No）、即ちエンジン１
が前記高負荷領域にないときには、エンジン回転数Neが
高回転側の所定回転数N_HOPより大きいか否かを判別し
（ステップ206）、この答が否定（No）のときには更
に、エンジン回転数Neが低回転側の所定回転数N_LOPより
大きいか否かを判別する（ステップ207）。この答が肯
定（Yes）、即ちN_LOP＜Ne≦N_HOPが成立するときには、
リーン化係数K_LSが値1.0未満であるか否か、即ちエンジ
ン１が所定の減速運転領域にあるか否かを判別する（ス
テップ208）。このステップ208の答が否定（No）のとき
には、エンジン１がフューエルカットの実行中であるか
否かを判別する（ステップ209）。この答が否定（No）
のときには、エンジン１がフィードバック制御領域にあ
ると判別し、ステップ210に進み、後述するK_O2算出サブ
ルーチン（第４図）に基づきO₂センサ15の出力に応じて
補正係数K_O2及び補正係数K_O2の平均値K_REFを算出し、本
プログラムを終了する。

前記ステップ207の答が肯定（No）、即ちNe≦N_LOPが
成立しエンジン１が低回転領域にあるとき、前記ステッ
プ208の答が肯定（Yes）、即ちエンジン１が所定の減速
運転領域にあるとき又は前記ステップ209の答が肯定（Y
es）、即ちエンジン１がフューエルカットの実行中であ
るときにはステップ211に進む。このステップ211では、
当該ループを所定時間t_D継続したか否かを判別し、この
答が否定（No）のときには補正係数K_O2を当該ループへ
移行する直前の値にホールドする一方（ステップ21
2）、肯定（Yes）のときには補正係数K_O2を値1.0に設定
して（ステップ213）、オープンループ制御を行い本プ
ログラムを終了する。即ち、前記ステップ207〜209のい
ずれかの条件によってエンジン１がフィードバック制御
領域からオープンループ制御領域へ移行したと判別され
た場合、補正係数K_O2は、該移行後所定時間t_Dが経過す
るまでは該移行直前のフィードバック制御時に算出され
た値にホールドされる一方、所定時間t_Dが経過した後は
値1.0に設定される。

前記ステップ204の答が否定（No）、即ちエンジン１
が暖機を完了していないとき、前記ステップ205の答が
肯定（Yes）、即ちエンジン１が高負荷領域にあるとき
又は前記ステップ206の答が肯定（Yes）、即ちエンジン
１が高回転領域にあるときには、前記ステップ213に進
み、オープンループ制御を実行して本プログラムを終了
する。

前記ステップ201の答が否定（No）、即ちO₂センサ15
が不活性状態にあると判別されたとき、又は前記ステッ
プ202の答が否定（No）、即ちO₂センサ15の活性化完了
後所定時間txが経過していないときには、前記ステップ
203及び204と全く同様にステップ214及び215を実行し、
このステップ215の答が否定（No）、即ちエンジン１が
暖機を完了していないときには前記ステップ213を実行
して本プログラムを終了する。

前記ステップ215の答が肯定（Yes）、即ちエンジン１
の暖機が完了しているときには、エンジン１がアイドル
領域にあるか否かを判別する（ステップ216）。この判
別は、例えばエンジン回転数Neが所定回転数以下で且つ
スロットル弁開度θ_THが所定開度以下であるか否かを判
別することにより行われる。このステップ216の答が肯
定（Yes）、即ちエンジン１がアイドル領域にあるとき
には、補正係数K_O2を、後述のようにして算出されたア
イドル領域用のK_O2の平均値（以下「アイドル領域用の
平均値」という）K_REFOに設定し（ステップ217）、オー
プンループ制御を実行して本プログラムを終了する。

前記ステップ216の答が否定（No）、即ちエンジン１
がアイドル領域以外の運転領域（以下「オフアイドル領
域」という）にあるときには、エンジン１が搭載される
当該車輌がAT車、即ち自動変速機を備えた車輌であるか
否かを判別し（ステップ218）、AT車でないときにはス
テップ219に進み、補正係数K_O2を、後述のようにして算
出されたオフアイドル領域用のK_O2の平均値（以下「オ
フアイドル領域用の平均値」という）K_REF1に設定す
る。

次いでステップ220以下で前記ステップ219で設定され
た補正係数K_O2のリミットチェックを行う。即ち、補正
係数K_O2がその上限値K_O2OPLMTHより大きいか否かを判別
し（ステップ220）、この答が肯定（Yes）のときには補
正係数K_O2を該上限値K_O2OPLMTHに再設定する一方（ステ
ップ221）、否定（No）のときには補正係数K_O2がその下
限値K_O2OPLMTLより小さいか否かを判別し（ステップ22
2）、この答が肯定（Yes）のときには補正係数K_O2を該
下限値K_O2OPLMTLに再設定した後（ステップ223）、否定
（No）のときにはそのまま、本プログラムを終了する。

前記ステップ218の答が肯定（Yes）、即ち当該車輌が
AT車であるときには、リーン化係数K_LSが値1.0未満であ
るか否かを判別する（ステップ224）。この答が否定（N
o）、即ちK_LS≧1.0が成立するときには前記ステップ219
以下を実行する一方、肯定（Yes）、即ちK_LS＜1.0が成
立するときには、補正係数K_O2を、所定の減速運転領域
で算出された減速運転領域用のK_O2の平均値K_REFDECに設
定し（ステップ225）、オープンループ制御を実行して
本プログラムを終了する。

第４図は、フィードバック制御時に第２図のステップ
210において実行される補正係数K_O2の算出サブルーチン
のフローチャートを示す。

まず、前回の制御がオープンループ制御であったか否
かを判別し（ステップ401）、この答が肯定（Yes）のと
きには、前回の制御で補正係数K_O2の値を、第２図のス
テップ212の実行によりホールドしたか否かを判別する
（ステップ408）。この答が肯定（Yes）のときには、補
正係数K_O2の値を引き続きホールドし（ステップ416）、
後述するステップ427以下の積分制御（Ｉ項制御）を行
う。

前記ステップ408の答が否定（No）、即ち前回の制御
で補正係数K_O2の値をホールドしなかったときには、エ
ンジン１がアイドル領域にあるか否かを判別する（ステ
ップ409）。この答が肯定（Yes）、即ちエンジン１がア
イドル領域にあるときには、補正係数K_O2をアイドル領
域用の平均値K_REF0に設定し（ステップ513）、ステップ
427以下の積分制御を行なう。

前記ステップ409の答が否定（No）、即ちエンジン１
がオフアイドル領域にあるときには、前回の制御におい
てスロットル弁開度θ_THがアイドルスロットル弁開度θ
_IDLより大きかったか否かを判別する（ステップ410）。
この答が肯定（Yes）のときには、補正係数K_O2を、オフ
アイドル領域用の平均値K_REF1に設定し（ステップ41
1）、ステップ427以下の積分制御を行う。

前記ステップ410の答が否定（No）、即ち前回の制御
においてθ_TH≦θ_IDLが成立していたときには、更に今
回のスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル弁
開度θ_IDLより大きいか否かを判別する（ステップ41
2）。この答が肯定（Yes）、即ち前回θ_TH≦θ_IDLで今
回θ_TH＞θ_IDLとなったときには、補正係数K_O2を、前記
オフアイドル領域用の平均値K_REF1とリッチ化所定値C_R
との積C_R×K_REF1に設定し（ステップ407）、ステップ42
7以下の積分制御を行なう。ここにリッチ化所定値C_Rは
1.0より大きい値に設定されるものである。

前記ステップ412の答が否定（No）、即ちθ_TH≦θ_IDL
が成立するときには、エンジンの冷却水温T_Wが所定温度
T_WCL（例えば70℃）より高いか否かを判別する（ステッ
プ413）。その答が肯定（Yes）、即ちTw＞T_WCLが成立
し、したがってエンジン冷却水温Twが低領域にないとき
には、前記ステップ415に進む。

前記ステップ413の答が否定（No）、即ちTw≦T_WCLが
成立し、したがってエンジン冷却水温が低温域にあると
きには、補正係数K_O2を、前記アイドル領域用の平均値K
_REF0とリーン化所定値C_Lとの積C_L×K_REF0に設定し（ス
テップ414）、ステップ427以下の積分制御を行なう。こ
こに、リーン化所定値C_Lは1.0より小さい値に設定され
るものである。

前記ステップ401の答が否定（No）、即ち前回の制御
がフィードバック制御であったときには、前回の制御に
おいてスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル
弁開度θ_IDLより大きかったか否かを判別する（ステッ
プ402）。この答が否定（No）のときには、さらに今回
のスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル弁開
度θ_IDLより大きいか否かを判別する（ステップ404）。
その答が肯定（Yes）のときには、エンジン１が前回の
制御においてアイドル領域にあったか否かを判別する
（ステップ405）。ステップ405の答が否定（No）、即ち
エンジン１が前回オフアイドル領域にあったときには、
前記ステップ407に進み、補正係数K_O2を前記オフアイド
ル領域用の平均値K_REF1とリッチ化所定値C_Rとの積C_R×K
_REF1に設定する一方、ステップ405の答が肯定（Yes）、
即ちエンジン１が前回アイドル領域にあったときには、
補正係数K_O2を後述のステップ437で算出される高負荷加
速時用K_O2の平均値K_REF2に設定し（ステップ406）、ス
テップ427へ進む。

前記ステップ402の答が肯定（Yes）、即ち前回の制御
においてθ_TH＞θ_IDLが成立したとき、又は前記ステッ
プ404の答が否定（No）、即ち今回θ_TH≦θ_IDLが成立す
るときには、O₂センサ15の出力レベルが反転したか否か
を判別する（ステップ403）。その答が否定（No）のと
きには、ステップ427以下の積分制御を行う。

前記ステップ403の答が肯定（Yes）、即ちO₂センサ15
の出力レベルが反転したときには比例制御（Ｐ項制御）
を行う。まず、ステップ417でO₂センサの出力電圧V_O2が
基準電圧値V_REFより低いか否かを判別する。

第５図は、この基準電圧値V_REFを設定するサブルーチ
ンのフローチャートであり、ステップ501ではエンジン
１がアイドル領域にあるか否かを判別する。この答が否
定（No）、即ちエンジン１がオフアイドル領域にあると
きには、エンジン回転数Neが所定判別回転数N_HSFE（例
えば、3,900rpm）以下であるか否かを判別する（ステッ
プ505）。

前記ステップ501の答が肯定のとき、及びステップ501
の答が否定（No）で且つステップ505の答が肯定（Yes）
をとき、即ちエンジン１がアイドル領域にあるとき、及
びオフアイドル領域にあってエンジン回転数Ne≦N_HSFH
は成立するときには、大気圧P_Aが所定大気圧P_AREF（例
えば670mmHg）より高いか否かを判別する（ステップ502
及び506）。ステップ502,506の答が肯定（Yes）、即ちP
_A＞P_AREFのときには、基準電圧値V_REFを通常の（低地
用）基準値V_REF2,V_REF1に設定する（ステップ503,507）
一方、ステップ502,506の答が否定（No）、即ちP_A≦P
_AREFのときには、基準電圧値V_REFを前記通常の基準値よ
り高い高地用基準値V_REFHA2,V_REFHA1に設定する（ステ
ップ504,508）。

前記ステップ501,505の答がともに否定（No）のと
き、即ちエンジン１がオフアイドル領域にあり、且つNe
＞N_HSFEが成立するときには、基準電圧値V_REFを前記通
常の基準値V_REF1より高い高回転時用基準電圧値V
_REF3（例えば0.575V）に設定する（ステップ509）。

上述のように、基準電圧値V_REFをエンジンの高回転領
域で高めの値に設定することにより、当該運転領域にお
けるフィードバック制御の目標空燃比をリッチ側に移動
させることができる。

第４図にもどり、前記ステップ417の答が肯定（Ye
s）、即ちV_O2＜V_REFが成立するときには、後述する第２
の比例項P_Rの前回適用時から所定時間t_PRが経過したか
否かを判別する（ステップ418）。その所定時間t_PRは、
第２の比例項P_Rの適用周期を全エンジン回転域にわたっ
て一定に保つためのものであり、したがってエンジン回
転数Neが大きいほど小さい値に設定される。前記ステッ
プ418の答が肯定（Yes）のときには第６図のサブルーチ
ンによりエンジン回転数Ne及び吸気管内絶対圧P_BAに応
じて第２の比例項P_Rを求める一方（ステップ419）、否
定（No）のときには第７図（ａ）に示すNe−Ｐテーブル
によりエンジン回転数Neに応じた第１の比例項Ｐを求め
る（ステップ424）。

第６図のステップ601では、エンジン回転数Neが前記
判別回転数N_HSFEより高いか否かを判別し、その答が否
定（No）、即ちNe≦N_HSFEのときには、吸気管内絶対圧P
_BAが第１の所定圧P_BHWY（例えば310mmHg）より高いか否
かを判別する（ステップ602）。ステップ602の答が肯定
（Yes）、即ちP_BA＞P_BHWYのときには、エンジン回転数N
eが前記判別回転数N_HSFEより低い所定回転数N_HWY（例え
ば2,400rpm）より高いか否かを判別する（ステップ60
3）。ステップ602の答が否定（No）、又はステップ602
の答が肯定（Yes）で且つステップ603の答が否定（No）
のとき、即ちP_BA≦P_BHWY又はP_BA＞P_BHWY且つNe≦N_HWYが
成立するときには、t_HWYタイマに所定時間t_HWY（例えば
10秒）をセットしてこれをスタートさせ（ステップ60
4）、ステップ605に進む。ステップ605では、吸気管内
絶対圧P_BAが前記第１の所定圧P_BHWYより高い第２の所定
圧P_BR（例えば410mmHg）より高いか否かを判別し、その
答が否定（No）、即ちP_BA≦P_BRのときには、第２の比例
項P_Rを第１の値P_R1に設定し（ステップ606）、肯定（Ye
s）、即ちP_BA＞P_BRのときには、第２の比例項P_Rを第２
の値P_R2に設定する（ステップ607）。

前記ステップ601の答が肯定（Yes）、即ちNe＞N_HSFE
のときには、前記ステップ604と同様にt_HWYタイマに所
定時間t_HWYをセットしてこれをスタートさせ（ステップ
610）、第２の比例項P_Rを第３の値P_R3（例えば0.5）に
設定する（ステップ611）。

また、前記ステップ601の答が否定（No）であって、
ステップ602,603の答がともに肯定（Yes）のとき、即ち
N_HWY＜Ne≦N_HSFE且つP_BA＞P_BHWYが成立する（高負荷高
回転状態）ときには、前記ステップ604又は610でスター
トしたt_HWYタイマのカウント値が値０であるか否かを判
別する（ステップ608）。この答が否定（No）、即ち前
記高負荷高回転状態が所定時間t_HWY継続していないとき
には、前記ステップ605に進み、ステップ608の答が肯定
（Yes）であって、所定時間経過したときには、第２の
比例項を前記第１〜第３の値P_R1〜P_R3より大きい第４の
値P_RHWY（例えば0.8）に設定する（ステップ609）。

一方、第１の比例項Ｐは第７図（ａ）に示すようにエ
ンジン回転数Neに応じて設定される。即ち、第１の比例
項Ｐは、Ne≦N_FB1のときＰ＝P₀、N_FB1＜Ne≦N_FB2のとき
Ｐ＝P₁、N_FB2＜Ne≦N_HSFEのときＰ＝P₂、Ne＞N_HSFEのと
きＰ＝０に設定される。

第４図にもどり、ステップ420では、ステップ419又は
424で求めた比例項Pi、即ち第１の比例項Ｐまたは第２
の比例項P_Rによって補正係数K_O2を加算補正する。この
ように、O₂センサ15の出力が反転し、反転後の出力電圧
V_O2が前記基準電圧値V_REFより小さいときには空燃比が
リッチ状態からリーン状態へ変化したと判別し、エンジ
ン回転数に応じた比例項ＰまたはP_Rを補正係数K_O2に加
算することにより、空燃比をリッチ化する方向に制御す
る。

一方、前記ステップ417の答が否定（No）、即ちV_O2≧
V_REFが成立するときには、前記ステップ424と同様にNe
−Ｐテーブルよりエンジン回転数Neに応じた第１の比例
項Ｐを求め（ステップ425）、補正係数K_O2を当該比例項
Ｐにより減算補正する（ステップ426）。即ち、O₂セン
サ15の出力が反転し、反転後の出力電圧V_O2が前記基準
電圧値V_REF以上のときには、空燃比がリーン状態からリ
ッチ状態へ変化したと判別し、補正係数K_O2からエンジ
ン回転数に応じた第１の比例項Ｐを減算することによ
り、空燃比をリーン化する方向に制御する。

ここで、第７図（ａ）から明らかなように、エンジン
回転数Neが判別回転数N_HSFEより高い高回転領域にある
ときには、第１の比例項Ｐは値０に設定されるので、こ
の領域における第１の比例項Ｐによる補正係数K_O2の減
算補正は停止されることとなる。

尚、第１の比例項Ｐはエンジン１が所定の高負荷状態
にあるとき値０に設定するようにしてもよく、その場合
には当該所定高負荷状態における補正係数K_O2の第１の
比例項Ｐによる減算補正が停止される。

次にステップ421において、前記ステップ420又は426
で設定した補正係数K_O2のリミットチェックを行なう。
即ち、補正係数K_O2が所定の範囲内にあるか否かをチェ
ックし、該所定の範囲内になければ、該所定の範囲を画
成する上限値又は下限値にK_O2値を保持する。

次いで、このようにして求めた補正係数K_O2の値を使
用して、前記アイドル領域用平均値K_REF0及びオフアイ
ドル領域用平均値K_REF1を算出し（ステップ420）、メモ
リに記憶して本プログラムを終了する。即ち、エンジン
１がアイドル領域にあるか否かを判別し、アイドル領域
にあるときにはアイドル領域用の平均値K_REF0を、オフ
アイドル領域にあるときにはオフアイドル領域用の平均
値K_REF1を、次式（２）に従ってそれぞれ算出する。

K_REFn＝K_O2P・（C_REFn/An） ＋K_REFn′・（An−C_REFn）/An …（２） ここに、値K_O2Pは比例項（Ｐ項）動作直後のK_O2の
値、Anは定数、C_REFnは各運転領域毎に１〜Anのうち実
験的に適当な値に設定される変数、K_REFn′は今回ルー
プが該当する運転領域において前回までに得られたK_REF
値である。

次に第４図に戻り、ステップ427以下の積分制御につ
いて説明する。まずO₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基
準電圧値V_REFより小さいか否かを判別し（ステップ42
7）、この答が肯定（Yes）、即ちV_O2＜V_REFが成立する
ときには、ステップ428において本ステップを実行する
毎にカウント数N_ILに値１を加算し、そのカウント数N_IL
が所定値N_Iに達したか否かを判別する（ステップ42
9）。この答が否定（No）のときには補正係数K_O2をその
直前の値に保持し（ステップ432）、肯定（Yes）のとき
には補正係数K_O2にリッチ化積分項ΔK_Rを加算する（ス
テップ430）と共に、前記カウント数N_ILを０にリセット
して（ステップ431）、N_ILがN_Iに達する毎に補正係数K
_O2にリッチ化積分項ΔK_Rを加算する。

このように、O₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基準電
圧値V_REFより小さい状態、即ち空燃比のリーン状態が継
続するときには、補正係数K_O2は前記カウント数N_ILが所
定値N_Iに達する毎にリッチ化積分項ΔK_Rだけ増加され、
空燃比をリッチ化する方向に制御される。

ここで、リッチ化積分項ΔK_Rは第７図（ｂ）に示すよ
うに、エンジン回転数Neに応じて設定される。即ち、Ne
≦N_FB1のときΔK_R＝ΔK_R0、N_FB1＜Ne≦N_FB2のときΔK_R
＝ΔK_R1、N_FB2＜Ne≦N_HSFEのときΔK_R＝Δ_KR2、Ne＞N
_HSFEのときΔK_R＝０に設定される。従って、エンジン回
転数Neが判別回転数N_HSFEを超える高回転状態では、リ
ッチ化所定値ΔK_Rによる補正係数の加算補正が停止され
る。

一方、前記ステップ427の答が否定（No）、即ちV_O2≧
V_REFが成立するときには、ステップ433において本ステ
ップを実行する毎にカウント数N_IHに値１を加算し、そ
のカウント数N_IHが所定値N_Iに達したか否かを判別する
（ステップ432）。この答が否定（No）のときには前記
ステップ432を実行して補正係数K_O2をその直前の値に保
持し、肯定（Yes）のときには、補正係数K_O2からリーン
化積分項ΔK_Lを減算する（ステップ435）と共に前記カ
ウント数N_IHを０にリセットし（ステップ436）、このカ
ウント数N_IHが所定値N_Iに達する毎に補正係数K_O2からリ
ーン化積分項ΔK_Lを減算する。

このように、O₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基準電
圧値V_REF以上の状態、即ち空燃比のリッチ状態が継続す
るときには、補正係数K_O2は前記カウント数N_IHが所定値
N_Iに達する毎に所リーン化積分項ΔK_Lだけ減少され、空
燃比をリーン化する方向に制御される。

ここで、リーン化積分項ΔK_Lは第７図（ｃ）に示すよ
うに、エンジン回転数Neに応じて設定される。即ち、Ne
≦N_FB1のときΔK_L＝ΔK_L0、N_FB1＜Ne≦N_FB2のときΔK_L
＝ΔK_L1、N_FB2＜Ne≦N_HSFEのとき、ΔK_L＝ΔK_L2、Ne＞N
_HSFEのときΔK_L＝ΔK_L3に設定される。

第４図にもどり、ステップ437では前記ステップ406で
適用される高負荷加速時用K_O2の平均値K_REF2を次式
（３）により算出し、本ルーチンを終了する。

K_REF2＝K_O2PL×（C_REF2/A₂）＋K_REF1′ ×（A₂−C_REF2）/A₂ …（３） ここに、K_O2PLは所定の高負荷加速状態検出後、前記
第１の比例項Ｐによる減算補正（ステップ426）を行う
直前のK_O2の値、A₂は定数、C_REF2は１〜A₂のうち適当な
値に設定される変数、K_REF1′は前回までに得られたオ
フアイドル領域用K_O2の平均値である。

第８図は、第４図に示す手法により補正係数K_O2を設
定することにより、空燃比のフィードバック制御を行っ
場合の空燃比A/Fの推移を示す図であり、同図（ａ）は
エンジン１が高回転領域（Ne＞N_HSFE）にないときの、
また同図（ｂ）はエンジン１が高回転領域にあるときの
空燃比A/Fの推移を示す。同図から明らかなように、Ne
≦N_HSFEが成立するときには平均空燃比A/Fはいわゆる理
論空燃比（＝14.7）に等しくなるのに対し、Ne＞N_HSFE
が成立する高回転領域では平均空燃比A/Fは、リッチ側
に移動し、例えばA/F＝14.3となる。

尚、前述したようにエンジンの高回転領域に限らず、
所定の高負荷運転領域において第１の比例項Ｐを値０と
してもよく、この場合には、所定の高負荷運転領域にお
ける平均空燃比がリッチ方向へ移動する。

その結果、エンジンの高回転又は高負荷運転領域にお
ける前記三元触媒14の劣化を大幅に改善することができ
る。また、このとき前記第２の比例項P_Rを過大に設定し
ないようにしている（第６図、ステップ611参照）の
で、O₂センサ出力電圧V_O2が基準電圧値V_REFより高い状
態（リッチ側）から低い状態（リーン側）に移行した時
点で、第２の比例項P_Rによる加算補正が行われても、エ
ンジン出力トルクが大きく変動すること、即ち運転性の
悪化を防止することができる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明、即ち請求項１の空燃比フ
ィードバック制御方法によれば、エンジンの高負荷又は
高回転運転領域において、排気濃度検出値が所定の基準
値に関してリーン側からリッチ側に移行したときの比例
制御項による補正が停止されるので、従来よりも平均空
燃比を14.7より更にリッチ側に設定することができ、当
該運転領域における排気浄化装置内の触媒の劣化を大幅
に改善することができる。また、排気濃度検出値が所定
の基準値に関してリッチ側からリーン側に移行したとき
燃料供給量を増量補正する増量比例項を過大に設定する
ことがないので、当該移行時点における燃料供給量の変
化量が増大せず、その結果エンジン出力トルクの変動を
抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を適用する燃料供給制御装置
の全体構成図、第２図はエンジンの運転状態の判別及び
補正係数（K_O2）の設定を行うプログラムのフローチャ
ート、第３図はエンジンの暖機状態を判別するため所定
エンジン水温（T_WO2）の設定を行うサブルーチンのフロ
ーチャート、第４図はフィードバック制御時において補
正係数（K_O2）を算出するサブルーチンのフローチャー
ト、第５図は基準電圧値（V_REF）を設定するサブルーチ
ンのフローチャート、、第６図は第２の比例項（P_R）の
設定を行うサブルーチンのフローチャート、第７図は第
１の比例項（Ｐ）及び積分項（ΔK_R,ΔK_L）をエンジン
回転数（Ne）に応じて設定したテーブルを示す図、第８
図は空燃比（A/F）の推移を示す図である。 １……内燃エンジン、５……電子コントロールユニット
（ECU）、８……吸気管内絶対圧センサ、11……エンジ
ン回転数センサ、15……O₂センサ（排気濃度検出器）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 勝志 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 (56)参考文献 特開 平１−182547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−183539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−190532（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−45744（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃エンジンの排気系に配された排気濃度
   検出器により検出した排気濃度検出値と所定の基準値と
   を比較し、エンジンに供給される混合気の空燃比を、排
   気濃度検出値が前記所定の基準値に関してリッチ側から
   リーン側に又はリーン側からリッチ側に変化したとき、
   前記空燃比を第１の補正値により増減補正する比例制
   御、及び排気濃度検出値が前記所定の基準値に関してリ
   ーン側又はリッチ側にあるとき、空燃比を夫々第２の補
   正値により所定期間毎に増減補正する積分制御により目
   標空燃比にフィードバック制御する内燃エンジンの空燃
   比フィードバック制御方法において、前記エンジンが所
   定の高負荷又は高回転数状態にあって且つ前記排気濃度
   検出値が前記所定の基準値に関してリーン側からリッチ
   側に変化したとき、前記第１の補正値による補正を停止
   することを特徴とする内燃エンジンの空燃比フィードバ
   ック制御方法。