JP3535722B2

JP3535722B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3535722B2
Application number: JP35020097A
Authority: JP
Inventors: 皇太池内; 典男鈴木; 幸男野田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: JPH11132079A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、内燃機関の空燃
比制御装置に関し、特に排気ガス中の酸素濃度に略比例
する出力特性を有する酸素濃度センサを用いて内燃機関
に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空
燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】限界電流式酸素濃度センサは、その活性
温度範囲内では、ある正の印加電圧に対して出力電流値
が酸素分圧に比例するという特性を有し、その特性を利
用して内燃機関の排気ガス中の酸素濃度をリニアに検出
するようにした酸素濃度検出装置が従来より知られてい
る（特開昭５９−１６３５５６号公報）。酸素濃度セン
サは自身の温度によりその限界電流特性が変化するた
め、検出精度を維持するためには酸素濃度センサを所定
の活性温度範囲内に常に制御する必要がある。そこで上
記従来の酸素濃度検出装置では、酸素濃度センサの負の
電圧を印加するとその出力電流値が酸素分圧に依存せず
温度に比例した値になるという性質を利用して例えば所
定の負の電圧を印加したときの内部抵抗を検出し、その
値が一定となるように酸素濃度センサをヒータによって
加熱制御することにより活性状態を維持するようにして
いる。

【０００３】また、この酸素濃度センサを用いた内燃機
関の空燃比制御方法としては、この種の酸素濃度センサ
の出力と目標空燃比とに基づいて設定される空燃比補正
係数を用いてエンジンに供給する燃料量を算出し、エン
ジンに供給する混合気の空燃比を目標空燃比にフィード
バック制御するものにおいて、前記目標空燃比に応じて
前記空燃比補正係数の上限値及び下限値を設定し、過度
の空燃比の補正を防止してフィードバック制御における
空燃比を適正に保つようにした空燃比制御方法が特開平
４−２０３２３３号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の排ガス規
制強化に伴い、機関始動後、できるだけ早期に空燃比の
フィードバック制御を開始する必要性が高まっており、
酸素濃度センサのより一層の早期活性化が望まれてい
る。この早期活性化のために、上記のヒータによる酸素
濃度センサの加熱が行われるが、即座に酸素濃度センサ
が所望の温度に加熱されるわけではない。このように、
機関始動直後では、酸素濃度センサは昇温過程にあって
十分に活性化していない状態にあり、且つ排気ガスはそ
の中に未燃ＨＣや硫黄分が存在する不安定な状態にあ
る。

【０００５】上記従来の空燃比制御方法を適用して機関
始動開始後早期にフィードバック制御を開始した場合、
酸素濃度センサの活性状態に関係なく前記空燃比補正係
数の上限値及び下限値を設定しているので、酸素濃度セ
ンサの出力がリッチ側にずれて酸素濃度（空燃比）が正
しく検出されず、その結果内燃機関の燃料噴射量が不適
切となり、内燃機関の作動のヘジテーションや排気ガス
特性の悪化を招くという問題がある。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、酸素濃度センサが十分に活性化して
いないときにその出力が正規の値からずれて酸素濃度セ
ンサにより酸素濃度（空燃比）を正しく検出できない場
合においてもフィードバック制御における空燃比を適正
に保つことができる内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関
の排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に略比例する
出力特性を有する酸素濃度センサと、該酸素濃度センサ
の出力に基づいて前記内燃機関に供給される混合気の空
燃比を目標空燃比にフィードバック制御するフィードバ
ック制御手段とを有する内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、前記酸素濃度センサの活性状態を検出する活性状
態検出手段と、前記酸素濃度センサの活性状態に応じて
前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御
の空燃比補正量を制限する補正制限手段とを備えること
を特徴とする。

【０００８】この構成により、活性状態検出手段により
検出された酸素濃度センサの活性状態に応じてフィード
バック制御手段によるフィードバック制御の空燃比補正
量を制限するので、酸素濃度センサの活性度合が低く酸
素濃度センサの出力が正規の値からずれて酸素濃度（空
燃比）を正しく検出できない場合においてもフィードバ
ック制御における空燃比の過度の補正を防止することが
でき、その結果空燃比を適正に保つことができる。

【０００９】請求項２の内燃機関の空燃比制御装置は、
請求項１の内燃機関の空燃比制御装置において、前記活
性状態検出手段は前記酸素濃度センサの内部抵抗を検出
する内部抵抗検出手段からなり、前記内部抵抗が、前記
酸素濃度センサが所定の活性温度範囲にあるときの内部
抵抗値より高いときに前記補正制限手段は前記フィード
バック制御手段によるフィードバック制御の空燃比補正
量の下限値を大きくするか、又は前記空燃比補正量の上
限値を小さくすることを特徴とする。

【００１０】この構成により、内部抵抗検出手段により
検出された内部抵抗が、酸素濃度センサが所定の活性温
度範囲にあるときの内部抵抗値より高いとき、即ち酸素
濃度センサの活性度合が低く酸素濃度センサの出力が正
規の値からずれて酸素濃度（空燃比）を正しく検出でき
ない場合に、フィードバック制御における空燃比補正量
の下限値を大きくするか、又は該空燃比補正量の上限値
を小さくするので、請求項１の内燃機関の空燃比制御装
置による効果を簡単な構成で確実に奏することができ
る。

【００１１】上記目的を達成するために、内燃機関の空
燃比制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ排気ガス
中の酸素濃度に略比例する出力特性を有する酸素濃度セ
ンサと、該酸素濃度センサの出力に基づいて前記内燃機
関に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィード
バック制御するフィードバック制御手段とを有する内燃
機関の空燃比制御装置において、前記酸素濃度センサの
活性状態を検出する活性状態検出手段と、前記酸素濃度
センサの活性状態に応じて前記フィードバック制御手段
によるフィードバック制御の空燃比補正量を制限する補
正制限手段とを備え、前記フィードバック制御手段は、
前記酸素濃度センサの出力から得られる検出空燃比と前
記目標空燃比との偏差に応じて空燃比補正量を算出し、
前記活性状態検出手段は前記酸素濃度センサの内部抵抗
を検出する内部抵抗検出手段からなり、前記補正制限手
段は、前記内部抵抗が、前記酸素濃度センサが所定の活
性温度範囲内にあるときの内部抵抗値より高いときに、
リッチ側の前記偏差を所定偏差以下に制限することを特
徴とする。

【００１２】この構成により、活性状態検出手段により
検出された酸素濃度センサの活性状態に応じてフィード
バック制御手段によるフィードバック制御の空燃比補正
量を制限し、さらに、内部抵抗検出手段により検出され
た内部抵抗が、酸素濃度センサが所定の活性温度範囲に
あるときの内部抵抗値より高いとき、即ち酸素濃度セン
サの活性度合が低く酸素濃度センサの出力が正規の値か
らずれて酸素濃度（空燃比）を正しく検出できない場合
に、空燃比フィードバック制御のリッチ側の偏差が所定
偏差以下に制限されるので、酸素濃度センサの活性度合
が低く酸素濃度センサの出力が正規の値からずれて酸素
濃度（空燃比）を正しく検出できない場合においてもフ
ィードバック制御における空燃比の過度の補正を防止す
ることができ、その結果、簡単な構成で空燃比を確実に
適正に保つことができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を添付図
面に基づいて詳述する。

【００１６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る内燃機関（以下「エンジン」とい
う）及び制御装置の全体の構成を示す図である。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対に設けたＤＯＨＣ直列４気筒エンジンである。こ
のエンジン１は、吸気弁及び排気弁の作動特性（具体的
には、弁の開弁時期及びリフト量（以下「バルブタイミ
ング」という））を、エンジン１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に切換可能に構成されている。

【００１７】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（θＴＨ）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出力して電子コント
ロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給す
る。

【００１８】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弁６の
開弁時間が制御される。

【００１９】また、ＥＣＵ５の出力側には、前記バルブ
タイミングの切換制御を行なうための電磁弁１７が接続
されており、該電磁弁１７の開閉作動がＥＣＵ５により
制御される。電磁弁１７は、バルブタイミングの切換を
行う切換機構（図示せず）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。前記切換機構の油圧は、油圧（ＰＯＩＬ）セ
ンサ１６によって検出され、その検出信号がＥＣＵ５に
供給される。

【００２０】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（ＰＢＡ）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（ＴＡ）センサ９が取付けられており、
吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力しＥＣＵ
５に供給する。

【００２１】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
ン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を
出力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮＥ）
センサ１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２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付
けられている。エンジン回転数センサ１１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、気筒判別センサ１２は特定の気筒の所定のクラ
ンク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」
という）を出力するものであり、これらの各信号パルス
はＥＣＵ５に供給される。

【００２２】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。限界電流式酸素濃度センサ（以下
「ＬＡＦセンサ」という）１５が排気管１３の三元触媒
１４の上流側に装着されている。

【００２３】後述するようにＬＡＦセンサ１５は、内部
抵抗検出手段としての酸素濃度検出活性化制御装置（以
下「制御装置」という）２５と共に酸素濃度検出装置１
６を構成する。ＬＡＦセンサ１５は制御装置２５を介し
てＥＣＵ５に接続されており、排気ガス中の酸素濃度
（空燃比）に略比例した電気信号を出力し、その電気信
号を制御装置２５に出力する。制御装置２５内に格納さ
れた酸素濃度検出値はＥＣＵ５により読み出される。

【００２４】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、電磁弁２１に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等
から構成される。

【００２５】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、下記数式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Ｔｏ
ｕｔを演算する。

【００２６】

【数１】Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉ
マップが記憶手段５ｃに記憶されている。

【００２７】ＫＣＭＤＭは、修正目標空燃比係数であ
り、エンジン運転状態に応じて設定され、目標空燃比を
表わす目標空燃比係数ＫＣＭＤに燃料冷却補正係数ＫＥ
ＴＶを乗算することによって算出される。補正係数ＫＥ
ＴＶは、燃料を実際に噴射することによる冷却効果によ
って供給空燃比が変化することを考慮して燃料噴射量を
予め補正するための係数であり、目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄの値に応じて設定される。なお、前記数式１から明ら
かなように、目標空燃比係数ＫＣＭＤが増加すれば燃料
噴射時間（燃料噴射量）Ｔｏｕｔは増加するので、ＫＣ
ＭＤ値及びＫＣＭＤＭ値はいわゆる空燃比Ａ／Ｆの逆数
に比例する値となる。目標空燃比係数ＫＣＭＤは、空燃
比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ／Ａに比例し、理論
空燃比のとき値１．０をとるので、目標当量比ともい
う。

【００２８】ＫＬＡＦは、後述する図３の処理により算
出される空燃比補正係数であり、空燃比フィードバック
制御中はＬＡＦセンサ１５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。

【００２９】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値に設定さ
れる。

【００３０】ＣＰＵ５ｂは更にエンジン運転状態に応じ
てバルブタイミングの切換指示信号を出力して電磁弁１
７の開閉制御を行なう。

【００３１】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定
した結果に基づいて、燃料噴射弁６および電磁弁１７を
駆動する信号を、出力回路５ｄを介して出力する。

【００３２】図２は、図１における酸素濃度検出装置１
６の詳細な構成を示すブロック図であり、同図において
図１中と同一の構成要素には同一の符号が付してある。

【００３３】酸素濃度検出装置１６は、ＬＡＦセンサ１
５及び制御装置２５により構成される。ＬＡＦセンサ１
５は上述のように排気管１３に設けられており、ＬＡＦ
センサ１５の信号線は、コネクタ（図示せず）により制
御装置２５に着脱自在に接続されている。ＬＡＦセンサ
１５は、固体電解質素子等から構成され、その内側にヒ
ータ５４を内蔵する。ヒータ５４はＬＡＦセンサ１５を
活性状態にするのに十分な発熱容量を有している。ま
た、ＬＡＦセンサ１５の周囲には小孔６０を有するカバ
ー５９が設けられており、カバー５９は、小孔６０を通
じて排気ガスを流入させることによりＬＡＦセンサ１５
が排気ガスに直接触れることを防ぎ、ＬＡＦセンサ１５
の保護及び保温の役目を果たす。

【００３４】制御装置２５には、バイアス制御部６３、
電流検出部６７及び制御部６９が設けられている。ＬＡ
Ｆセンサ１５に接続されたリード線６１の一方はバイア
ス制御部６３に接続され、リード線６１の他方は電流検
出部６７に接続されている。また、ヒータ５４に接続さ
れた２本のリード線６２が制御部６９の加熱制御部７１
に接続されている。

【００３５】バイアス制御部６３は、正バイアス源６
４、負バイアス源６５及び切り替え部６６から構成され
ている。電流検出部６７は、切り替え部６６及び制御部
６９に接続され、切り替え部６６は制御部６９にも接続
されている。切り替え部６６は制御部６９からの信号に
従ってＬＡＦセンサ１５に印加する電圧の極性を切り替
え、電流検出部６７は検出電流を制御部６９に出力す
る。

【００３６】制御部６９は、信号を増幅及び波形整形す
るアンプ７２、アナログ信号値をデジタル信号値に変換
するＡ／Ｄ変換部６８、記憶部７０、及びヒータ５４の
発熱状態を制御する加熱制御部７１から構成される。記
憶部７０は、制御部６９で実行される各種演算プログラ
ムや後述するマップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及
びＲＡＭ、並びにＬＡＦセンサ１５の酸素濃度（空燃比
Ａ／Ｆ）検出値を格納するリングバッファ等からなる。

【００３７】制御部６９は、ＣＹＬ信号パルス、ＴＤＣ
信号パルス、エンジン回転数ＮＥ信号及び吸気管内絶対
圧ＰＢＡ信号をＥＣＵ５から受容する一方、後述の処理
により選択したＬＡＦセンサ１５の酸素濃度検出値及び
内部抵抗値をＥＣＵ５に供給する。

【００３８】ＬＡＦセンサ１５は、所定の正の電圧Ｖ１
を印加したときの限界電流値が酸素分圧に比例すること
から、排気ガス中の酸素濃度をリニアに検出することが
できるが、該ＬＡＦセンサ１５は活性化するのに高温
（約７００℃）を必要とし、しかもその活性温度範囲が
狭いために、エンジン１の排気ガス温のみではＬＡＦセ
ンサ１５の活性状態を適切に制御することができない。
そこで、内部抵抗の検出によるＬＡＦセンサ１５の活性
状態維持のための処理（以下「ＬＡＦセンサ活性化処
理」という）が必要となる。酸素濃度検出装置１６は、
ＬＡＦセンサ活性化処理と酸素濃度検出処理とを一定の
切り替え周期Ｔで切り替えて行う。切り替え周期Ｔは、
ＬＡＦセンサ１５の素子やヒータ５４の熱容量、ＬＡＦ
センサ１５の冷却特性及びＬＡＦセンサ１５の活性温度
範囲等を考慮して設定する。

【００３９】酸素濃度検出装置２５において、切り替え
部６６を正バイアス源６４に接続することにより、ＬＡ
Ｆセンサ１５に所定の正の電圧Ｖ１を印加する。このと
きにＬＡＦセンサ１５から出力される電流値Ｉ１を電流
検出部６７により検出し、この電流値Ｉ１をアンプ７２
により増幅及び波形整形した後、Ａ／Ｄ変換部６８によ
りデジタル値に変換し、このデジタル値に基づき排気ガ
ス中の酸素濃度（空燃比）を検出する。

【００４０】一方、切り替え部６６を負バイパス源６５
に接続することにより、ＬＡＦセンサ１５に所定の負の
電圧Ｖ２を印加して、このときのＬＡＦセンサ１５から
出力される電流値Ｉ２を電流検出部６７により検出し、
この電流値Ｉ２をアンプ７２により増幅及び波形整形し
た後、Ａ／Ｄ変換部６８によりデジタル値に変換し、こ
のデジタル値に基づいてＬＡＦセンサ１５の内部抵抗Ｌ
ＡＦＲＩを検出する。

【００４１】また、検出された内部抵抗ＬＡＦＲＩが所
定の基準値以上であるときは、加熱制御部７１によりヒ
ータ５４を加熱制御し、内部抵抗ＬＡＦＲＩが前記所定
の基準値を下回る場合は、加熱制御部７１によるヒータ
５４の加熱を停止する。これにより、検出される内部抵
抗ＬＡＦＲＩが常に一定になるようにヒータ５４の発熱
状態が制御され、ＬＡＦセンサ１５の温度が常に活性温
度範囲内に維持される。

【００４２】図３は、空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出す
るプログラムを示す。本プログラムはＥＣＵ５の記憶手
段に記憶され、ＴＤＣ信号パルスの発生毎にこれと同期
してＣＰＵ５ｂで実行される。

【００４３】ステップＳ１では、エンジン回転数ＮＥが
上限回転数ＮＬＡＦＨ（例えば６５００ｒｐｍ）より高
いか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＮＥ
＞ＮＬＡＦＨのときには、図４のプログラムにおいてフ
ィードバック制御時の空燃比補正係数ＫＬＡＦの算出に
用いる積分項ＫＬＡＦＩ及び空燃比補正係数ＫＬＡＦ
を、いずれも第１の高速バルブタイミング学習値ＫＲＥ
ＦＨ０に設定する（ステップＳ２０）とともに、フィー
ドバック制御中「１」に設定されるフラグＦＬＡＦＦＢ
を「０」に設定して（ステップＳ２２）、本プログラム
を終了する。上記ＫＲＥＦＨ０は高速バルブタイミング
選択中であって目標空燃比が理論空燃比近傍にあるとき
に算出される空燃比補正係数の学習値である。

【００４４】前記ステップＳ１の答が否定（ＮＯ）、即
ちＮＥ≦ＮＬＡＦＨのときには、始動後燃料増量実行中
か否かを判別する（ステップＳ２）。その答が否定（Ｎ
Ｏ）のときには、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＬＡ
Ｆ（例えば−２５℃）以下か否かを判別する（ステップ
Ｓ３）。ステップＳ２又はＳ３の答が肯定（ＹＥＳ）、
即ち始動後燃料増量中又はＴＷ≦ＴＷＬＡＦが成立する
ときには、ＫＬＡＦＩ値及びＫＬＡＦ値を第１の低速バ
ルブタイミング学習値ＫＲＥＦＬ０に設定し（ステップ
Ｓ２１）、前記ステップＳ２２に進む。上記ＫＲＥＦＬ
０は、低速バルブタイミング選択中であって目標空燃比
が理論空燃比近傍にあるときに算出される空燃比補正係
数の学習値である。

【００４５】前記ステップＳ３の答が否定（ＮＯ）、即
ちＴＷ＞ＴＷＬＡＦのときには、エンジンが所定高負荷
運転領域にあるとき「１」に設定されるフラグＦＷＯＴ
が「１」であるか否かを判別する（ステップＳ４）。こ
の答が否定（ＮＯ）、即ちＦＷＯＴ＝０であって所定高
負荷運転状態でないときには、直ちにステップＳ９に進
む一方、この答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＷＯＴ＝１の
ときには、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＬＡＦＷ
ＯＴ（例えば５０００ｒｐｍ）以上か否かを判別する
（ステップＳ５）。ステップＳ５の答が否定（ＮＯ）、
即ちＮＥ＜ＮＬＡＦＷＯＴのときには目標空燃比係数Ｋ
ＣＭＤが所定値ＫＣＭＤＷＯＴ（例えばＡ／Ｆ＝１２．
５に相当する値）より大きいか否かを判別する（ステッ
プＳ６）。ステップＳ６の答が否定（ＮＯ）、即ちＫＣ
ＭＤ≦ＫＣＭＤＷＯＴのときには、エンジン水温が高く
燃料増量を行うべき運転領域（高水温リッチ領域）にあ
るか否かを判別する（ステップＳ７）。

【００４６】前記ステップＳ５〜Ｓ７のいずれかの答が
肯定（ＹＥＳ）のとき、即ちＮＥ≧ＮＬＡＦＷＯＴ若し
くはＫＣＭＤ＞ＫＣＭＤＷＯＴが成立するとき、又はエ
ンジンが高水温リッチ領域にあるときには、ＫＬＡＦＩ
値及びＫＬＡＦ値をともに値１．０に設定し（ステップ
Ｓ８）、前記ステップＳ２２に進む。ステップＳ５〜Ｓ
７の答が全て否定（ＮＯ）のときには、エンジン回転数
ＮＥが下限回転数ＮＬＡＦＬ（例えば４００ｒｐｍ）以
下か否かを判別する（ステップＳ９）。この答が否定
（ＮＯ）、即ちＮＥ＞ＮＬＡＦＬのときには、燃料カッ
ト（燃料供給遮断）中であるか否かを判別する（ステッ
プＳ１０）。

【００４７】ステップＳ９又はＳ１０の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のとき、即ちＮＥ≦ＮＬＡＦＬが成立するとき又は
燃料カット中のときには、フィードバック制御実行中
に、所定時間ｔｍＤＨＬＤ（例えば１秒）に設定される
（ステップＳ１１）ＫＬＡＦホールドタイマｔｍＤのカ
ウント値が値０であるか否かを判別する。この答が否定
（ＮＯ）、即ちｔｍＤ＞０であってフィードバック制御
停止状態となってから所定時間ｔｍＤＨＬＤ経過してい
ないときには、空燃比補正係数の今回値ＫＬＡＦ（ｋ）
を前回値ＫＬＡＦ（ｋ−１）に設定し（ステップＳ１
５）、前記フラグＦＬＡＦＦＢを値０に設定して（ステ
ップＳ１６）、本プログラムを終了する。ここで、
（ｋ）、（ｋ−１）は、それぞれ今回値及び前回値であ
ることを示すために付したものであり、他のパラメータ
にも付しているが、今回値を示す（ｋ）は、通常は省略
している。

【００４８】前記ステップＳ１４の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちｔｍＤ＝０であって所定時間ｔｍＤＨＬＤ経
過後はＫＬＡＦＩ値及びＫＬＡＦ値を、エンジンがアイ
ドル状態にあるときに算出されるアイドル用学習値ＫＲ
ＥＦＩＤＬに設定し（ステップＳ１７，Ｓ１８）、前記
フラグＦＬＡＦＦＢを「０」に設定して（ステップＳ１
９）、本プログラムを終了する。

【００４９】前記ステップＳ９及びＳ１０がともに否定
（ＮＯ）のときには、エンジン運転状態はフィードバッ
ク制御が実行可能な運転領域（以下「フィードバック制
御領域」という）にあると判別して、前記ＫＬＡＦホー
ルドタイマｔｍＤに所定時間ｔｍＤＨＬＤを設定してこ
れをスタートさせ（ステップＳ１１）、図４のプログラ
ムによりＫＬＡＦ値を算出し（ステップＳ１２）、前記
フラグＦＬＡＦＦＢを「１」に設定して（ステップＳ１
３）、本プログラムを終了する。

【００５０】図４及び図５は、図３のステップＳ１２に
おいて空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出するプログラムを
示す。

【００５１】ステップＳ３１では前記フラグＫＬＡＦＦ
ＢがＴＤＣ信号の前回発生時（図３のプログラムの前回
実行時）に「１」であったか否かを判別し、その答が否
定（ＮＯ）、即ちエンジン運転状態が前回フィードバッ
ク制御領域になく、今回フィードバック制御領域に移行
したときには、ステップＳ３２に進み、エンジンがアイ
ドル状態か否かを判別する。ステップＳ３２の答が肯定
（ＹＥＳ）のときには、ＫＬＡＦＩ値及びＫＬＡＦ値を
ともにアイドル用学習値ＫＲＥＦＩＤＬに設定して（ス
テップＳ３４）、ステップＳ３５に進む一方、ステップ
Ｓ３２の答が否定（ＮＯ）のときには、ＫＬＡＦＩ値及
びＫＬＡＦ値をともに前記第１の低速バルブタイミング
学習値ＫＲＥＦＬ０に設定して（ステップＳ３３）、ス
テップＳ３５に進む。

【００５２】ステップＳ３５では、目標空燃比係数ＫＣ
ＭＤとＬＡＦセンサ１５によって検出された空燃比を示
す当量比（以下単に「検出空燃比」という）との偏差の
前回算出値ＤＫＡＦ（ｋ−１）を値０とするとともに、
間引きＴＤＣ変数ＮＩＴＤＣを値０とし、本プログラム
を終了する。ここで、間引きＴＤＣ変数ＮＩＴＤＣは、
ＴＤＣ信号がエンジン運転状態に応じて設定された間引
き数ＮＩだけ発生する毎に空燃比補正係数ＫＬＡＦの更
新を行うための変数であり、後述するステップＳ３７の
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＮＩＴＤＣ＝０のときには、
ステップＳ４０以下に進んでＫＬＡＦ値の更新を行う。

【００５３】前記ステップＳ３１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＦＬＡＦＦＢ＝１であってエンジン運転状態
が前回もフィードバック制御領域にあったときには、目
標空燃比係数の前回値ＫＣＭＤ（ｋ−１）から検出空燃
比の今回値ＫＡＣＴ（ｋ）を減算することによって、検
出空燃比と目標空燃比との偏差ＤＫＡＦ（ｋ）を算出し
（ステップＳ３６）、間引きＴＤＣ変数ＮＩＴＤＣが値
０であるか否かを判別する（ステップＳ３７）。この答
が否定（ＮＯ）、即ちＮＩＴＤＣ＞０のときには、ＮＩ
ＴＤＣ値を値１だけデクリメントし（ステップＳ３
８）、前記偏差の今回値ＤＫＡＦ（ｋ）を前回値ＤＫＡ
Ｆ（ｋ−１）として（ステップＳ３９）本プログラムを
終了する。

【００５４】前記ステップＳ３７の答が肯定（ＹＥＳ）
のときには、比例項（Ｐ項）係数ＫＰ、積分項（Ｉ項）
係数ＫＩ、微分項（Ｄ項）係数ＫＤ及び前記間引き数Ｎ
Ｉの検索を行う（ステップＳ４０）。ＫＰ，ＫＩ，ＫＤ
及びＮＩは、エンジン回転数ＮＥ，吸気管内絶対圧ＰＢ
Ａ等によって決定される複数のエンジン運転領域毎に所
定の値に設定されるものであり、検出したエンジン運転
状態に対応する値が読み出される。

【００５５】ステップＳ４１では、ステップＳ３６で算
出した偏差ＤＫＡＦの絶対値が所定値ＤＫＰＩＤ以下か
否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、即ち｜ＤＫＡＦ
｜＞ＤＫＰＩＤのときには、前記ステップＳ３５に進む
一方、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ち｜ＤＫＡＦ｜≦Ｄ
ＫＰＩＤのときには、ステップＳ４２に進む。ステップ
Ｓ４２では、数式２によってＰ項ＫＬＡＦＰ，Ｉ項ＫＬ
ＡＦＩ及びＤ項ＫＬＡＦＤを算出する。

【００５６】

【数２】ＫＬＡＦＰ＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰＫＬＡＦＩ＝ＫＬＡＦＩ＋ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩＫＬＡＦＤ＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−１））
×ＫＤステップＳ４３〜Ｓ４６ではＩ項ＫＬＡＦＩのリミット
チェックを行う。即ち、ＫＬＡＦＩ値と所定上下限値Ｌ
ＡＦＩＨ，ＬＡＦＩＬとの大小関係を比較し（ステップ
Ｓ４３，Ｓ４４）、その結果ＫＬＡＦＩ項が上限値ＬＡ
ＦＩＨを越えるときにはその上限値に設定し（ステップ
Ｓ４５）、下限値ＬＡＦＩより小さいときには、その下
限値に設定する（ステップＳ４６）。

【００５７】ステップＳ４７では、ＰＩＤ項ＫＬＡＦ
Ｐ，ＫＬＡＦＩ，ＫＬＡＦＤを加算することによって空
燃比補正係数ＫＬＡＦを算出し、次いで偏差の今回算出
値ＤＫＡＦ（ｋ）を前回値ＤＫＡＦ（ｋ−１）とし（ス
テップＳ４８）、さらに間引き変数ＮＩＴＤＣを前記ス
テップＳ４０で算出した間引き数ＮＩに設定して（ステ
ップＳ４９）、ステップＳ５０，Ｓ５１に進む。

【００５８】ステップＳ５０では、図５のプログラムに
よりＫＬＡＦ値のリミットチェックを行い、ステップＳ
５１では空燃比補正係数ＫＬＡＦの学習値ＫＲＥＦの算
出を行い、本プログラムを終了する。

【００５９】図６は、図５のステップＳ５０においてＫ
ＬＡＦ値のリミットチェックを行うプログラムを示す。

【００６０】ステップＳ６１ではエンジンがアイドル状
態か否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）のときに
は、ＫＬＡＦ値の上限値ＡＦＬＭＨ及び下限値ＡＦＬＭ
Ｌをそれぞれアイドル用の所定上限値ＡＦＬＭ２Ｈ（例
えば１．４）及び所定下限値ＡＦＬＭ２Ｌ（例えば０．
３）に設定し（ステップＳ６２）、ステップＳ７０に進
む。

【００６１】ステップＳ６１の答が否定（ＮＯ）、即ち
アイドル状態でないときには、目標空燃比係数ＫＣＭＤ
と第１及び第２の所定値ＫＣＭＤＺＬ（例えばＡ／Ｆ＝
２０に相当する値）、ＫＣＭＤＺＨ（例えばＡ／Ｆ＝１
３に相当する値）との大小関係に応じて上限値ＡＦＬＭ
Ｈ及び下限値ＡＦＬＭＬの設定を行う（ステップＳ６３
〜Ｓ６６）。即ち、ステップＳ６３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）であって、ＫＣＭＤ≦ＫＣＭＤＺＬが成立するとき
には、上下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬをそれぞれリー
ンバーン用の所定上下限値ＡＦＬＭ５Ｈ（例えば１．
６）、ＡＦＬＭ５Ｌ（例えば０．４）に設定し（ステッ
プＳ６４）、ステップＳ６３の答が否定（ＮＯ）でステ
ップＳ６５の答が肯定（ＹＥＳ）のとき、即ちＫＣＭＤ
ＺＬ＜ＫＣＭＤ＜ＫＣＭＤＺＨが成立するときには、上
下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬをそれぞれ中間空燃比用
の所定上下限値ＡＦＬＭ１Ｈ（例えば１．４）、ＡＦＬ
Ｍ１Ｌ（例えば０．６）に設定する（ステップＳ６
６）。ステップＳ６４，Ｓ６６実行後は、ステップＳ７
０に進む。

【００６２】前記ステップＳ６５の答が否定（ＮＯ）、
即ちＫＣＭＤ≧ＫＣＭＤＺＨが成立するときには、前記
フラグＦＷＯＴが「１」であるか否かを判別する（ステ
ップＳ６７）。この答が否定（ＮＯ）であってエンジン
が所定高負荷状態でないときには、エンジン冷却水温が
低いために目標空燃比をリッチ側に設定していると判定
し、上下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬをそれぞれ低温用
の所定上下限値ＡＦＬＭ３Ｈ（例えば１．４）、ＡＦＬ
Ｍ３Ｌ（例えば０．６）に設定し（ステップＳ６９）、
ステップＳ７０に進む。

【００６３】ステップＳ６７の答が肯定（ＹＥＳ）であ
ってエンジンが所定高負荷状態にあるときには、上下限
値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬをそれぞれ高負荷用の所定上
下限値ＡＦＬＭ４Ｈ（例えば１．５）、ＡＦＬＭ４Ｌ
（例えば０．７）に設定し（ステップＳ６８）、ステッ
プＳ７０に進む。

【００６４】以上のように、ステップＳ６１〜Ｓ６９の
処理によれば、目標空燃比係数ＫＣＭＤの値に応じてＫ
ＬＡＦ値の上下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬが変更され
るので、目標空燃比に適した制御範囲が設定され、空燃
比の広い範囲に亘って適切なフィードバック制御を行う
ことができる。

【００６５】特に、リーンバーン制御時（ステップＳ６
３の答が肯定（ＹＥＳ）のとき）には、理論空燃比近傍
への制御時（ステッＳ６５の答が肯定（ＹＥＳ）のと
き）よりＫＬＡＦ値のとり得る範囲を広げるようにした
（ＡＦＬＭ５Ｈ＞ＡＦＬＭ１Ｈ，ＡＦＬＭ５Ｌ＜ＡＦＬ
Ｍ１Ｌ）ので、キャニスタ（図示せず）からのパージ燃
料の影響等があっても良好な追従性を確保することがで
きる。

【００６６】また、目標空燃比を理論空燃比よりリッチ
側に設定するとき（ステップＳ６５の答が否定（ＮＯ）
のとき）には、上記リーンバーン制御時よりＫＬＡＦ値
のとり得る範囲を狭くすることにより、供給空燃比が目
標空燃比から一時的に大きくずれることを防止し、失火
の発生や加速性の悪化を回避することができる。

【００６７】ステップＳ７０以降の処理では、上述のよ
うにして設定された上下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬと
ＫＬＡＦ値との大小関係を判別し（ステップＳ７０，Ｓ
７３）、ＫＬＡＦ値が上限値ＡＦＬＭＨを超えるとき
（ステップＳ７０の答が肯定（ＹＥＳ）のとき）には、
ＫＬＡＦ値を上限値ＡＦＬＭＨに設定する（ステップＳ
７１）一方、ＫＬＡＦ値が下限値ＡＦＬＭＬより小さい
とき（ステップＳ７３の答が肯定（ＹＥＳ）のとき）に
は、ＫＬＡＦ値を下限値ＡＦＬＭＬに設定し（ステップ
Ｓ７４）、本プログラムを終了する。

【００６８】ステップＳ７０，Ｓ７３の判別の結果、Ｋ
ＬＡＦ値がその上下限値ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬの範囲
内にあるとき（ステップＳ７０，Ｓ７３の答がともに否
定（ＮＯ））には、ステップＳ７７に進み、制御装置２
５によりＬＡＦセンサ１５の内部抵抗ＬＡＦＲＩを検出
する。

【００６９】次いで、ＬＡＦセンサ１５の活性状態を検
出するために、ステップＳ７７で検出された内部抵抗Ｌ
ＡＦＲＩが所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭより大きいか否
かを判別し（ステップＳ７８）、ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩ
Ｏ２ＬＭであれば、ＫＬＡＦ値が所定値ＡＦＬＭＴＬＦ
Ｌより小さいか否かを判別する（ステップＳ７９）。こ
こで、所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭは、ＬＡＦセンサ１
５が活性温度範囲（約７００±５０℃）にある場合にお
けるＬＡＦセンサ１５の内部抵抗ＬＡＦＲＩの値であ
り、ＡＦＬＭＴＬＦＬ値は、前記下限値ＡＦＬＭＬより
大きな値（例えば０．９）である。本実施の形態におい
ては、図６のステップＳ７７〜Ｓ７８が特許請求の範囲
の活性状態検出手段に対応する。

【００７０】ステップＳ７８及びＳ７９の判別の結果、
ＬＡＦＲＩ≦ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、又はＫＬＡＦ≧ＡＦＬ
ＭＴＬＦＬであるときは、本プログラムを終了する一
方、ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、且つＫＬＡＦ＞Ａ
ＦＬＭＴＬＦＬであるときは、ＫＬＡＦ値を下限値ＡＦ
ＬＭＴＬＦＬに設定して（ステップＳ８０）、本プログ
ラムを終了する。本実施の形態においては、図６のステ
ップＳ７８〜Ｓ８０が特許請求の範囲の補正制限手段に
対応し、また、特許請求の範囲のフィードバック制御手
段としての機能は図３〜図６のフローチャートに示すＥ
ＣＵ５がソフトウェアとして備えている。

【００７１】以上のように、ステップＳ７０〜Ｓ８０の
処理によれば、ＫＬＡＦ値がその上下限値ＡＦＬＭＨ，
ＡＦＬＭＬの範囲内にあるとき（ステップＳ７０，Ｓ７
３の答がともに否定（ＮＯ））において、ＬＡＦセンサ
１５の内部抵抗ＬＡＦＲＩが、ＬＡＦセンサ１５が活性
温度範囲（約７００±５０℃）にある場合におけるＬＡ
Ｆセンサ１５の内部抵抗値（所定抵抗値）ＬＦＲＩＯ２
ＬＭを超えるときにＫＬＡＦ値の下限値ＡＦＬＭＬを該
下限値ＡＦＬＭＬよりも大きいＡＦＬＭＴＬＦＬ値に増
大させるので、ＬＡＦセンサ１５の温度が低く酸素濃度
センサ１５の出力がリッチ側にずれて酸素濃度（空燃
比）を正しく検出できなくてもフィードバック制御にお
ける空燃比の過度の補正を防止することができ、その結
果空燃比を適正に保つことができる。

【００７２】本実施の形態においては、ＬＡＦセンサ１
５の内部抵抗ＬＡＦＲＩがＬＦＲＩＯ２ＬＭ値を超える
とき、ＫＬＡＦ値の下限値ＡＦＬＭＬをＡＦＬＭＴＬＦ
Ｌ値に持ち換えているが、変形例として、ＫＬＡＦ値の
上限値ＡＦＬＭＨを小さくしてもよく、また、数式２の
ＫＰ，ＫＩ，ＫＤを小さく設定してフィードバック制御
のフィードバックゲインを小さくし、フィードバック制
御の応答性を低くしても同様の効果を得ることができ
る。これらの変形例は特許請求の範囲の補正制限手段に
含まれる。

【００７３】（第２の実施の形態）次に図７から１５を
参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。

【００７４】本実施の形態は、上述したいわゆるＰＩＤ
制御により算出される空燃比補正係数ＫＬＡＦと、適応
制御により算出される適応補正係数ＫＳＴＲとを切り換
えて使用することにより空燃比を制御するようにしたも
のであり、以下に説明する点以外は第１の実施の形態と
同一である。なお、以下の説明では、適応補正係数ＫＳ
ＴＲと区別するためにＫＬＡＦを「ＰＩＤ補正係数」と
いう。

【００７５】本実施の形態では、数式１に代えて下記数
式３により燃料噴射時間Ｔｏｕｔを算出する。

【００７６】

【数３】Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＣＭＤＭ×ＫＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ここで、Ｔｉ、ＫＣＭＤＭ、Ｋ１及びＫ２は、数式１と
同様のパラメータであり、ＫＡＦは、フィードバック制
御運転領域においては、図７及び８の処理によりＰＩＤ
補正係数ＫＬＡＦまたは適応補正係数ＫＳＴＲに設定さ
れる空燃比補正係数である。空燃比補正係数ＫＡＦは、
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。

【００７７】図７及び８は、空燃比補正係数ＫＡＦを算
出する処理のフローチャートであり、本処理はＴＤＣ信
号パルスの発生毎にＥＣＵ５のＣＰＵ５ｂにおいて実行
される。

【００７８】ステップＳ１０１では、後述する図１２の
処理で設定され、空燃比補正係数ＫＡＦ（ＰＩＤ補正係
数ＫＬＡＦまたは適応補正係数ＫＳＴＲ）が、リミット
チェック処理によりリミット値（上限値または下限値）
に設定されていることを「１」で示すリミットはりつき
フラグＦＫＯ２ＬＭＴが「１」か否かを判別し、ＦＫＯ
２ＬＭＴ＝１であって空燃比補正係数ＫＡＦがリミット
値に設定されているとき（以下「リミットはりつき状
態」という）は、ＬＡＦセンサの内部抵抗ＬＡＦＲＩが
第１の所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭ（第１の実施の形態
における所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭと同一である）よ
り大きいか否かを判別する（ステップＳ１０２）。そし
て、ステップＳ１０１及びＳ１０２の答がともに肯定
（ＹＥＳ）、すなわち空燃比補正係数ＫＡＦがリミット
はりつき状態にあり、かつＬＡＦセンサ１５の活性度合
が低いときは、そのことを示すべくリミットはりつき不
活性フラグＦＡＣＴＰＩＤを「１」に設定し（ステップ
Ｓ１０３）、内部抵抗ＬＡＦＲＩが前記第１の所定抵抗
値ＬＦＲＩＯ２ＬＭより小さい第２の所定抵抗値ＬＦＲ
ＩＡＣＴＰより大きいか否かを判別する（ステップＳ１
０５）。その結果ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩＡＣＴＰであっ
てＬＡＦセンサ１５の活性度合が低いときは（ステップ
Ｓ１０２の答が肯定（ＹＥＳ）のとき、この答は肯定
（ＹＥＳ）となる）、後述するステップＳ２０４で参照
され、ＰＩＤ制御から適応制御への移行時の遅延時間を
計時するダウンカウントタイマｔｍＳＴＲＯＮを通常の
所定時間ＴＭＳＴＲＯＮに所定加算時間ＴＭＡＣＴＰＩ
Ｄを加算した時間に設定してスタートさせ、ステップＳ
２１１に進む。

【００７９】ステップＳ１０５でＬＡＦＲＩ≦ＬＦＲＩ
ＡＣＴＰであってＬＡＦセンサ１５の活性度合が高いと
きは、リミットはりつき不活性フラグＦＡＣＴＰＩＤを
「０」に戻してステップＳ２０１に進む。

【００８０】一方ステップＳ１０１またはステップＳ１
０２の答が否定（ＮＯ）のとき、すなわちＦＫＯ２ＬＭ
Ｔ＝０であってリミットはりつき状態でないとき、また
はリミットはりつき状態であっても、ＬＡＦセンサ１５
の活性度合が高いときは、リミットはりつき不活性フラ
グＦＡＣＴＰＩＤが既に「１」に設定されているか否か
を判別し（ステップＳ１０４）、ＦＡＣＴＰＩＤ＝１で
あるときは、前記ステップＳ１０５に進み、ＦＡＣＴＰ
ＩＤ＝０であるときは、ステップＳ２０１に進む。

【００８１】ステップＳ２０１では、所定の異常検知
（例えばＬＡＦセンサ１５やスロットル弁開度センサ４
の異常検知、あるいは失火検知など）がなされたことを
「１」で示す異常検知フラグＦＦＳが「１」か否かを判
別し、ＦＦＳ＝０であるときは、エンジン水温ＴＷが所
定水温ＴＷＳＴＲＯＮ（例えば７５℃）より高いか否か
を判別し（ステップＳ２０２）、ＴＷ＞ＴＷＳＴＲＯＮ
であるときは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＳ
ＴＲＬＴ（例えば５０００ｒｐｍ）より低いか否かを判
別する（ステップＳ２０３）。その結果、ステップＳ２
０１の答が肯定（ＹＥＳ）、またはステップＳ２０２若
しくはＳ２０３の答が否定（ＮＯ）のときは、空燃比補
正係数ＫＡＦとしてＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦを採用する
こととしてタイマｔｍＳＴＲＯＮを所定時間ＴＭＳＴＲ
ＯＮにセットしてスタートさせ、ステップＳ２１１に進
む一方、ステップＳ２０１の答が否定（ＮＯ）かつステ
ップＳ２０２及びＳ２０３の答が共に肯定（ＹＥＳ）で
あるときは、タイマｔｍＳＴＲＯＮの値が「０」か否か
を判別する（ステップＳ２０４）。そして、ｔｍＳＴＲ
ＯＮ＞０である間は、ステップＳ２１１に進み、ｔｍＳ
ＴＲＯＮ＝０となると空燃比補正係数ＫＡＦとして適応
補正係数ＫＳＴＲを採用することとしてステップＳ２０
５に進む。

【００８２】ステップＳ２０５では、適応補正係数ＫＳ
ＴＲを空燃比補正係数ＫＡＦとすることを「１」で示す
適応制御フラグＦＳＴＲＦＢを「１」に、ＰＩＤ補正係
数ＫＬＡＦを空燃比補正係数ＫＡＦとすることを「１」
で示すＰＩＤ制御フラグＦＰＩＤＦＢを「０」に設定
し、次いでＫＳＴＲ算出処理（図１４）を実行する（ス
テップＳ２０６）。ステップＳ２０７では、空燃比補正
係数ＫＡＦを、適応補正係数ＫＳＴＲを目標当量比ＫＣ
ＭＤで除算した値に設定し、次いで空燃比補正係数ＫＡ
Ｆのリミットチェック処理（図１２）を実行する（ステ
ップＳ２０８）。なお、ステップＳ２０７の処理は、適
応補正係数ＫＳＴＲは、検出当量比ＫＡＣＴが目標当量
比ＫＣＭＤに一致するように演算され、目標当量比ＫＣ
ＭＤに対応する要素を含むので、基本燃料量Ｔｉに対し
て、目標当量比ＫＣＭＤに対応する要素が重複して乗算
されないようにするために行われる。

【００８３】ステップＳ２１６では、下記式により学習
値ＫＲＥＦｉ（ｉ＝０，１）を算出する。ここで、ｉ
は、エンジンがアイドル状態のとき「０」に設定され、
アイドル状態以外の状態のとき「１」に設定される運転
状態パラメータであり、学習値ＫＲＥＦｉは、各運転状
態に対応して算出される。

【００８４】ＫＲＥＦｉ＝ＣＲＥＦ×ＫＡＦ＋（１−Ｃ
ＲＥＦ）×ＫＲＥＦｉここで、右辺のＫＲＥＦｉは、前回算出値、ＣＲＥＦは
０から１の間の値に設定されるなまし係数である。

【００８５】一方ステップＳ２１１では、適応制御フラ
グＦＳＴＲＦＢを「０」に、ＰＩＤ制御フラグＦＰＩＤ
ＦＢを「１」に設定し、次いでＫＬＡＦ算出処理（図９
〜１１）を実行する（ステップＳ２１２）。続くステッ
プＳ２１３では、フィードバック補正係数ＫＡＦをステ
ップＳ２１２で算出したＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦに設定
し、フィードバック補正係数ＫＡＦのリミットチェック
処理（図１２）を実行する（ステップＳ２１４）。ステ
ップＳ２１５では、適応補正係数ＫＳＴＲをＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦに目標当量比ＫＣＭＤを乗算した値に設定
する。これは、適応制御開始時の適応補正係数ＫＳＴＲ
の初期値として使用される。ステップＳ２１５実行後
は、前記ステップＳ２１６に進み、学習値ＫＲＥＦの算
出を行う。

【００８６】図７及び８の処理によれば、リミットはり
つきフラグＦＫＯ２ＬＭＴ＝１であって空燃比補正係数
ＫＡＦがリミットはりつき状態にあり（ステップＳ１０
１）、かつＬＡＦセンサの活性度合が低いとき（ＬＡＦ
ＲＩ＞ＬＦＲＩＯ２ＬＭであるとき（ステップＳ１０
２）、またはＦＡＣＴＰＩＤ＝１かつＬＡＦＲＩ＞ＬＦ
ＲＩＡＣＴＰであるとき（ステップＳ１０３〜Ｓ１０
５））は、適応補正係数ＫＳＴＲによる適応制御が禁止
され、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦによるＰＩＤ制御が実行
されるので、ＬＡＦセンサの活性度合が低くＬＡＦセン
サの出力が正規の値からずれて酸素濃度（空燃比）を正
しく検出できない場合においてもフィードバック制御に
おける空燃比の過度の補正を防止することができ、その
結果空燃比を適正に保つことができる。すなわち、適応
制御はＰＩＤ制御に比べてＬＡＦセンサの出力ずれの影
響が大きくなり易いため、適応制御を禁止することによ
り、空燃比の過度の補正を防止することができる。

【００８７】図９〜１１は、図８のステップＳ２１２に
おけるＫＬＡＦ算出処理のフローチャートである。

【００８８】ステップＳ３０１では、前回ＰＩＤ制御フ
ラグＦＰＩＤＦＢが「１」であったか否かを判別し、Ｆ
ＰＩＤＦＢ＝１であったときは直ちに、またＦＰＩＤＦ
Ｂ＝０であったときはＰＩＤ制御のＩ項ＫＬＡＦＩを空
燃比補正係数の前回値ＫＡＦ（ｋ−１）に設定して（ス
テップＳ３０２）、ステップＳ３０３に進む。ステップ
Ｓ３０３では、検出当量比ＫＡＣＴと目標当量比ＫＣＭ
Ｄとの偏差ＤＫＡＦ（＝ＫＣＭＤ（ｋ−１）−ＫＡＣＴ
（ｋ））を算出し、次いで比例項（Ｐ項）係数ＫＰ、積
分項（Ｉ項）係数ＫＩ及び微分項（Ｄ項）係数ＫＤの検
索を行う（ステップＳ３０４）。各係数ＫＰ，ＫＩ，Ｋ
Ｄ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値
に設定されるものであり、検出したエンジン運転状態に
対応する値が読み出される。

【００８９】続くステップＳ３０５では、リミットはり
つき不活性フラグＦＡＣＴＰＩＤが「１」か否かを判別
し、ＦＡＣＴＰＩＤ＝１であるときは、偏差ＤＫＡＦが
負の所定下限偏差ＤＫＡＦＡＣＴ（例えば−０．０１
５）より小さいか否かを判別する（ステップＳ３０
６）。そして、ＤＫＡＦ＜ＤＫＡＦＡＣＴであるとき
は、偏差ＤＫＡＦをその所定下限偏差ＤＫＡＦＡＣＴに
設定して（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０８に進
む。すなわちＦＡＣＴＰＩＤ＝１であって空燃比補正係
数ＫＡＦがリミットはりつき状態にあり且つＬＡＦセン
サ１５の活性度合が低いときは、空燃比の制御偏差ＤＫ
ＡＦを負の所定下限偏差ＤＫＡＦＡＣＴ以上となるよう
に制限する。これにより、ＬＡＦセンサ１５の活性度合
が低いために検出当量比ＫＡＣＴの目標当量比ＫＣＭＤ
に対するリッチ側の偏差が、｜ＤＫＡＦＡＣＴ｜以下に
制限され、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦによるフィードバッ
ク制御における空燃比の過度の補正を防止することがで
き、その結果空燃比を適正に保つことができる。ここ
で、検出当量比ＫＡＣＴは空燃比が小さくなる（リッチ
になる）ほど大きくなる傾向を示す。

【００９０】ステップＳ３０８では、図４のステップＳ
４２と同様に数式２により、Ｐ項ＫＬＡＦＰ，Ｉ項ＫＬ
ＡＦＩ及びＤ項ＫＬＡＦＤを算出する。続くステップＳ
３１１〜Ｓ３１７では、Ｉ項ＫＬＡＦＩのリミットチェ
ックを行う。先ずステップＳ３１１では、Ｉ項ＫＬＡＦ
Ｉが所定下限値ＡＦＬＭＬ以下か否かを判別し、ＫＬＡ
ＦＩ≦ＡＦＬＭＬであるときは、Ｉ項ＫＬＡＦＩをその
下限値ＡＦＬＭＬに設定して（ステップＳ３１６）、ス
テップＳ３１８に進む。また、ＫＬＡＦＩ＞ＡＦＬＭＬ
であるときは、ＬＡＦセンサ１５の内部抵抗ＬＡＦＲＩ
が第１の所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭより大きいか否か
を判別し（ステップＳ３１２）、ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩ
Ｏ２ＬＭであるときは、Ｉ項ＫＬＡＦＩが所定値ＡＦＬ
ＭＴＬＦＬより小さいか否かを判別する（ステップＳ３
１３）。所定値ＡＦＬＭＴＬＦＬは、図６のステップＳ
７９について説明したように下限値ＡＦＬＭＬより大き
な値（例えば０．９）に設定される。

【００９１】ステップＳ３１２及びＳ３１３の判別の結
果、ＬＡＦＲＩ≦ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、又はＫＬＡＦＩ≧
ＡＦＬＭＴＬＦＬであるときは、直ちにステップＳ３１
５に進み、ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、且つＫＬＡ
ＦＩ＜ＡＦＬＭＴＬＦＬであるときは、ＫＬＡＦＩ値を
下限値ＡＦＬＭＴＬＦＬに設定して（ステップＳ３１
４）、ステップＳ３１５に進む。

【００９２】ステップＳ３１５では、Ｉ項ＫＬＡＦＩが
所定上限値ＡＦＬＭＨより大きいか否かを判別し、ＫＬ
ＡＦＩ≦ＡＦＬＭＨであるときは直ちに、またＫＬＡＦ
Ｉ＞ＡＦＬＭＨであるときは、Ｉ項ＫＬＡＦＩをその上
限値ＡＦＬＭＨに設定して（ステップＳ３１７）、ステ
ップＳ３１８に進む。

【００９３】ステップＳ３１８では、Ｐ項ＫＬＡＦＰ，
Ｉ項ＫＬＡＦＩ，Ｄ項ＫＬＡＦＤを加算することによっ
てＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦを算出し、次いで偏差の今回
算出値ＤＫＡＦ（ｋ）を前回値ＤＫＡＦ（ｋ−１）とし
（ステップＳ３１９）、ステップＳ３２１に進む。

【００９４】ステップＳ３２１では、ＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦが所定下限値ＡＦＬＭＬより小さいか否かを判別
し、ＫＬＡＦ＜ＡＦＬＭＬであるときは、Ｉ項ＫＬＡＦ
Ｉ（ｋ）を前回値ＫＬＡＦＩ（ｋ−１）に設定して（ス
テップＳ３２５）、本処理を終了する。また、ＫＬＡＦ
≧ＡＦＬＭＬであるときは、ＬＡＦセンサ１５の内部抵
抗ＬＡＦＲＩが第１の所定抵抗値ＬＦＲＩＯ２ＬＭより
大きいか否かを判別し（ステップＳ３２２）、ＬＡＦＲ
Ｉ＞ＬＦＲＩＯ２ＬＭであるときは、ＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦが前記所定値ＡＦＬＭＴＬＦＬより小さいか否か
を判別する（ステップＳ３２３）。

【００９５】ステップＳ３２２及びＳ３２３の判別の結
果、ＬＡＦＲＩ≦ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、又はＫＬＡＦ≧Ａ
ＦＬＭＴＬＦＬであるときは、ステップＳ３２４に進
み、ＬＡＦＲＩ＞ＬＦＲＩＯ２ＬＭ、且つＫＬＡＦ＜Ａ
ＦＬＭＴＬＦＬであるときは、前記ステップＳ３２５に
進む。

【００９６】ステップＳ３２４では、ＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦが所定上限値ＡＦＬＭＨより大きいか否かを判別
し、ＫＬＡＦ≦ＡＦＬＭＨであるときは直ちに、またＫ
ＬＡＦＩ＞ＡＦＬＭＨであるときは、前記ステップＳ３
２５を実行して本処理を終了する。

【００９７】図１２は、図８のステップＳ２０８、Ｓ２
１４で実行されるＫＡＦリミットチェック処理のフロー
チャートであり、本処理は、図６のＫＬＡＦリミットチ
ェック処理とほぼ同様の構成を有する。すなわち、図６
のステップＳ７０、Ｓ７１、Ｓ７３、Ｓ７４、Ｓ７９及
びＳ８０の「ＫＬＡＦ」を「ＫＡＦ」に変更して、それ
ぞれＳ７０ａ、Ｓ７１ａ、Ｓ７３ａ、Ｓ７４ａ、Ｓ７９
ａ及びＳ８０ａとするとともに、ステップＳ８１及びＳ
８２を追加した構成を有する。したがって、算出された
空燃比補正係数ＫＡＦ（すなわちＰＩＤ補正係数ＫＬＡ
Ｆまたは適応補正係数ＫＳＴＲ）に対して、図６の処理
と同様にリミットチェックが実行され、その結果リミッ
トはりつき状態であるとき（ステップＳ７１ａ，Ｓ７４
ａまたはＳ８０ａが実行されたとき）は、リミットはり
つきフラグＦＫＯ２ＬＭＴを「１」に設定し（ステップ
Ｓ８１）、それ以外のときはリミットはりつきフラグＦ
ＫＯ２ＬＭＴを「０」に設定して（ステップＳ８２）、
本処理を終了する。

【００９８】本処理によれば、ＫＡＦ値がその上下限値
ＡＦＬＭＨ，ＡＦＬＭＬの範囲内にあるとき（ステップ
Ｓ７０ａ，Ｓ７３ａの答がともに否定（ＮＯ））におい
て、ＬＡＦセンサ１５の内部抵抗ＬＡＦＲＩが、ＬＡＦ
センサ１５が活性温度範囲（約７００±５０℃）にある
場合におけるＬＡＦセンサ１５の内部抵抗値（所定抵抗
値）ＬＦＲＩＯ２ＬＭを超えるときにＫＡＦ値の下限値
ＡＦＬＭＬを該下限値ＡＦＬＭＬよりも大きいＡＦＬＭ
ＴＬＦＬ値に増大させるので、ＬＡＦセンサ１５の温度
が低く酸素濃度センサ１５の出力がリッチ側にずれて酸
素濃度（空燃比）を正しく検出できなくてもフィードバ
ック制御における空燃比の過度の補正を防止することが
でき、その結果空燃比を適正に保つことができる。

【００９９】次に図８のステップＳ２０６におけるＫＳ
ＴＲ算出処理について、図１３〜１５を参照して説明す
る。

【０１００】図１３は、適応制御（ＳＴＲ（Self Tunin
g Regulator））による空燃比補正係数、すなわち適応
補正係数ＫＳＴＲの演算処理を説明するためのブロック
図であり、ＳＴＲコントローラにより、目標空燃比係数
（目標当量比）ＫＣＭＤ（ｋ）と検出当量比ＫＡＣＴ
（ｋ）とが一致するように適応補正係数ＫＳＴＲが算出
され、該ＳＴＲコントローラで使用する適応パラメータ
が適応パラメータ調整機構によって設定される。

【０１０１】公知の適応制御の調整則の一つに、ランダ
ウらが提案したパラメータ調整則があり、本実施の形態
では、このランダウらの調整則を用いた。ランダウらの
調整則では、離散系の制御対象の伝達関数Ａ（Ｚ^-1）／
Ｂ（Ｚ^-1）の分母分子の多項式を数式４のようにおいた
とき、適応パラメータベクトルθハット（ｋ）及び適応
パラメータ調整機構への入力ζ（ｋ）は、数式５、６の
ように定められる。数式５、６では、ｍ＝１、ｎ＝１、
ｄ＝３の場合、即ち１次系で３制御サイクル分の無駄時
間を持つプラントを例にとった。ここでｋは時刻、より
具体的には制御サイクルを示す。また、数式６におい
て、ｕ（ｋ）及びｙ（ｋ）は、本実施形態では、それぞ
れ適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）及び検出当量比ＫＡＣＴ
（ｋ）に対応する。

【０１０２】

【数４】

【０１０３】

【数５】

【０１０４】

【数６】ここで、適応パラメータベクトルθハット（ｋ）は、数
式７で表される。また、数式７中のΓ（ｋ）及びｅアス
タリスク（ｋ）は、それぞれゲイン行列及び同定誤差信
号であり、数式８及び数式９のような漸化式で表され
る。

【０１０５】

【数７】

【０１０６】

【数８】

【０１０７】

【数９】数式８中のλ１（ｋ）、λ２（ｋ）の選び方により、種
々の具体的なアルゴリズムが与えられる。λ１（ｋ）＝
１，λ２（ｋ）＝λ（０＜λ＜２）とすると漸減ゲイン
アルゴリズム（λ＝１の場合、最小自乗法）、λ１
（ｋ）＝λ１（０＜λ１＜１）、λ２（ｋ）＝λ２（０
＜λ２＜２）とすると、可変ゲインアルゴリズム（λ２
＝１の場合、重み付き最小自乗法）、λ１（ｋ）／λ２
（ｋ）＝αとおき、λ３が数式１０のように表されると
き、λ１（ｋ）＝λ３とおくと固定トレースアルゴリズ
ムとなる。また、λ１（ｋ）＝１，λ２（ｋ）＝０のと
き固定ゲインアルゴリズムとなる。この場合は数式７か
ら明らかなように、Γ（ｋ）＝Γ（ｋ−１）となり、よ
ってΓ（ｋ）＝Γの固定値となる。

【０１０８】また数式９のＤ（Ｚ^-1）は、漸近安定な多
項式であって収束性を決定するために設計者が任意に設
定できるものである。なお本実施の形態においては、
１．０に設定している。

【０１０９】

【数１０】数式１０において、ｔｒΓ（０）は、行列Γ（０）のト
レース関数であり、具体的には、行列Γ（０）の対角成
分の和（スカラ量）である。

【０１１０】ここで、図１３にあっては、前記ＳＴＲコ
ントローラと適応パラメータ調整機構とは燃料噴射量演
算系の外におかれ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ＋ｄ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（ｋ）に適応的に一致するように動作
して適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）を演算する。

【０１１１】このように、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）
及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が適応パラメータ調整機
構に入力され、そこで適応パラメータベクトルθハット
（ｋ）が算出されてＳＴＲコントローラに入力される。
ＳＴＲコントローラには入力として目標当量比ＫＣＭＤ
（ｋ）が与えられ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ＋ｄ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（ｋ）に一致するように漸化式を用い
て適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）が算出される。

【０１１２】適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）は、具体的に
は数式１１に示すように求められる。

【０１１３】

【数１１】次に本実施形態における適応補正係数ＫＳＴＲの実際の
算出式を説明する。上述した数式６〜１１は、制御サイ
クルと制御周期（ＴＤＣ信号パルスの発生周期）とを一
致させ、全気筒について共通の適応補正係数ＫＳＴＲを
使用する場合のものであるが、本実施形態では、制御サ
イクルを気筒数と対応させて４ＴＤＣとすることによ
り、気筒毎に適応補正係数ＫＳＴＲを決定するようにし
ている。具体的には、上記数式６〜１１をそれぞれ数式
１２〜１７に置き換えて、適応補正係数ＫＳＴＲを決定
することにより、気筒別の適応補正係数ＫＳＴＲを算出
して適応制御を行っている。

【０１１４】

【数１２】

【０１１５】

【数１３】

【０１１６】

【数１４】

【０１１７】

【数１５】

【０１１８】

【数１６】

【０１１９】

【数１７】なお、実際のむだ時間ｄａｃｔが例えば「４」であると
きは、数式１４〜１６のｄを「４」とした数式を使用し
て適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３を算出する。

【０１２０】図１４は、図８のステップＳ２０６におけ
るＫＳＴＲ算出処理のフローチャートである。

【０１２１】先ずステップＳ４０１では、前回適応制御
フラグＦＳＴＲＦＢが「０」であったか否かを判別し、
ＦＳＴＲＦＢ＝０であって適応制御を実行していなかっ
たときは、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３を初
期値に設定する初期化処理を実行してステップＳ４０４
に進む。また、ステップＳ４０１でＦＳＴＲＦＢ＝１で
あって、前回も適応制御を実行していたときは、図１５
に示す適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３演算処理
を実行する。

【０１２２】本実施形態では、前記数式１３によるθハ
ット（ｋ）、すなわち適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１
〜ｒ３の算出は、４ＴＤＣ期間（ＴＤＣ信号パルスが４
回発生する期間＝１燃焼サイクル）に１回行うようにし
ているので、図１５のステップＳ４３１では、前回の数
式１３による算出から４ＴＤＣ期間が経過したか否かを
判別し、経過したときは、数式１３による適応パラメー
タｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の算出を行う（ステップＳ４
３２）。４ＴＤＣ期間経過してないときは、適応パラメ
ータのｂ０（ｋ），ｓ０（ｋ），ｒ１（ｋ）〜ｒ３
（ｋ）を、それぞれ前回値ｂ０（ｋ−１），ｓ０（ｋ−
１），ｒ１（ｋ−１）〜ｒ３（ｋ−１）に設定する。

【０１２３】ステップＳ４３２またはＳ４３３実行後
は、下記数式１８により適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ
１〜ｒ３のｐＴＤＣ期間（例えばｐ＝８とした８ＴＤＣ
期間）の移動平均値ｂ０ＡＶ，ｒ０ＡＶ，ｒ１ＡＶ，ｒ
２ＡＶ，ｒ３ＡＶを算出し（ステップＳ４３４）、本処
理を終了する。なお、この移動平均化処理を行うため
に、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３のｐＴＤＣ
期間の値を格納するリングバッファが設けられている。

【０１２４】

【数１８】図１４に戻り、ステップＳ４０４では、前記数式１７に
図１５のステップＳ４３４で移動平均化された適応パラ
メータｂ０ＡＶ，ｓ０ＡＶ，ｒ１ＡＶ〜ｒ３ＡＶを適用
して、適応補正係数ＫＳＴＲを算出する。このように、
適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の移動平均値を
用いることにより、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜
ｒ３を４ＴＤＣ期間に１回の頻度で更新すること及びＬ
ＡＦセンサ１７のローパス特性に起因する適応制御の不
安定化を防止することができる。

【０１２５】本実施の形態では、図９のステップＳ３０
５〜Ｓ３０７及び図１２のステップＳ７８、Ｓ７９ａ、
Ｓ８０ａが特許請求の範囲の補正制限手段に相当し、図
９〜１１及び図１４、１５の処理が、特許請求の範囲の
フィードバック制御手段に相当する。また、図９〜１１
の処理が特許請求の範囲のＰＩＤ制御手段に相当し、図
１４の処理が特許請求の範囲の適応制御手段に相当し、
図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０６、図８のステップＳ
２０１〜Ｓ２０４及びステップＳ２１２が特許請求の範
囲の切替手段に相当し、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１
０５が特許請求の範囲の禁止手段に相当する。なお、図
９〜１１の処理において、Ｄ項ＫＬＡＦＤによる微分制
御は行わなくてもよい。

【０１２６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の内燃機
関の空燃比制御装置によれば、活性状態検出手段により
検出された酸素濃度センサの活性状態に応じてフィード
バック制御手段によるフィードバック制御の空燃比補正
量を制限するので、酸素濃度センサの活性度合が低く酸
素濃度センサの出力が正規の値からずれて酸素濃度（空
燃比）を正しく検出できない場合においてもフィードバ
ック制御における空燃比の過度の補正を防止することが
でき、その結果空燃比を適正に保つことができる。

【０１２７】請求項２の内燃機関の空燃比制御装置によ
れば、内部抵抗検出手段により検出された内部抵抗が、
酸素濃度センサが所定の活性温度範囲にあるときの内部
抵抗値より高いとき、即ち酸素濃度センサの活性度合が
低く酸素濃度センサの出力が正規の値からずれて酸素濃
度（空燃比）を正しく検出できない場合に、フィードバ
ック制御における空燃比補正量の下限値を大きくする
か、又は該空燃比補正量の上限値を小さくするので、請
求項１の内燃機関の空燃比制御装置による効果を簡単な
構成で確実に奏することができる。

【０１２８】以上詳述したように、請求項３の内燃機関
の空燃比制御装置によれば、活性状態検出手段により検
出された酸素濃度センサの活性状態に応じてフィードバ
ック制御手段によるフィードバック制御の空燃比補正量
を制限し、さらに、内部抵抗検出手段により検出された
内部抵抗が、酸素濃度センサが所定の活性温度範囲にあ
るときの内部抵抗値より高いとき、即ち酸素濃度センサ
の活性度合が低く酸素濃度センサの出力が正規の値から
ずれて酸素濃度（空燃比）を正しく検出できない場合
に、空燃比フィードバック制御のリッチ側の偏差が所定
偏差以下に制限されるので、酸素濃度センサの活性度合
が低く酸素濃度センサの出力が正規の値からずれて酸素
濃度（空燃比）を正しく検出できない場合においてもフ
ィードバック制御における空燃比の過度の補正を防止す
ることができ、その結果、簡単な構成で空燃比を確実に
適正に保つことができる。

【０１２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関及び制御装
置の全体の構成図である。

【図２】図１における酸素濃度検出装置１６の詳細な構
成を示すブロック図である。

【図３】空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出するプログラム
のフローチャートである。

【図４】図３のステップＳ１２において空燃比補正係数
ＫＬＡＦを算出するプログラムのフローチャートであ
る。

【図５】図３のステップＳ１２において空燃比補正係数
ＫＬＡＦを算出するプログラムのフローチャートであ
る。

【図６】図５のステップＳ５０において空燃比補正係数
ＫＬＡＦのリミットチェックを行うプログラムのフロー
チャートである。

【図７】空燃比補正係数ＫＡＦを算出するプログラムの
フローチャートである。

【図８】空燃比補正係数ＫＡＦを算出するプログラムの
フローチャートである。

【図９】図８のステップＳ２１２においてＰＩＤ補正係
数ＫＬＡＦを算出するプログラムのフローチャートであ
る。

【図１０】図８のステップＳ２１２においてＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦを算出するプログラムのフローチャートで
ある。

【図１１】図８のステップＳ２１２においてＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦを算出するプログラムのフローチャートで
ある。

【図１２】図８のステップＳ２０８またはＳ２１４にお
いて空燃比補正係数ＫＡＦのリミットチェックを行うプ
ログラムのフローチャートである。

【図１３】適応補正係数ＫＳＴＲの演算処理を説明する
ためのブロック図である。

【図１４】図８のステップＳ２０６において適応補正係
数ＫＳＴＲを算出するプログラムのフローチャートであ
る。

【図１５】図１４のステップＳ４０３において適応パラ
メータを演算するプログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

１内燃エンジン５電子コントロールユニット（フィードバック制御手
段、補正制限手段、ＰＩＤ制御手段、適応制御手段、切
替手段、禁止手段）６燃料噴射弁１５ＬＡＦセンサ（酸素濃度センサ）１６酸素濃度検出装置２５酸素濃度検出活性化制御装置（活性状態検出手
段、内部抵抗検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−52140（ＪＰ，Ａ) 特開平８−232721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられ排気ガス中
の酸素濃度に略比例する出力特性を有する酸素濃度セン
サと、該酸素濃度センサの出力に基づいて前記内燃機関
に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバ
ック制御するフィードバック制御手段とを有する内燃機
関の空燃比制御装置において、前記酸素濃度センサの活
性状態を検出する活性状態検出手段と、前記酸素濃度セ
ンサの活性状態に応じて前記フィードバック制御手段に
よるフィードバック制御の空燃比補正量を制限する補正
制限手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置。
【請求項２】前記活性状態検出手段は前記酸素濃度セ
ンサの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段からなり、
前記内部抵抗が、前記酸素濃度センサが所定の活性温度
範囲内にあるときの内部抵抗値より高いときに前記補正
制限手段は前記フィードバック制御手段によるフィード
バック制御の空燃比補正量の下限値を大きくするか、又
は前記空燃比補正量の上限値を小さくすることを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】内燃機関の排気系に設けられ排気ガス中
の酸素濃度に略比例する出力特性を有する酸素濃度セン
サと、該酸素濃度センサの出力に基づいて前記内燃機関
に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバ
ック制御するフィードバック制御手段とを有する内燃機
関の空燃比制御装置において、前記酸素濃度センサの活
性状態を検出する活性状態検出手段と、前記酸素濃度セ
ンサの活性状態に応じて前記フィードバック制御手段に
よるフィードバック制御の空燃比補正量を制限する補正
制限手段とを備え、前記フィードバック制御手段は、前記酸素濃度センサの
出力から得られる検出空燃比と前記目標空燃比との偏差
に応じて空燃比補正量を算出し、前記活性状態検出手段
は前記酸素濃度センサの内部抵抗を検出する内部抵抗検
出手段からなり、前記補正制限手段は、前記内部抵抗
が、前記酸素濃度センサが所定の活性温度範囲内にある
ときの内部抵抗値より高いときに、リッチ側の前記偏差
を所定偏差以下に制限することを特徴とする内燃機関の
空燃比制御装置。