(57)【要約】【課題】ＥＣＵの処理負荷を軽減できる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】酸素センサの出力電圧値が補正係数変更しきい値ＬTH,ＲTHを横切ると、この段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋが「α」から「β」及び「β」から「α」に変更される。このように酸素センサ補正係数Ｋを変更するイベントトリガーを酸素センサ７７の出力電圧値がしきい値ＬTH,ＲTHを横切った段階としているので、それ以外の場合には、サブフィードバック補正量の算出が停止される。その結果、ＥＣＵ６の処理負荷を軽減することができる。【選択図】図３
2010203407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路において触媒の下流側に酸素センサが設けられている内燃機関の制御装置であって、
前記酸素センサの出力値がしきい値を横切った段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数を変更させるための補正係数変更手段を含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
負荷が高くなるに従って、リーン補正係数変更しきい値をリーン側にシフトさせる一方、リッチ補正係数変更しきい値をリッチ側にシフトさせるための手段を更に含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
リッチ状態の前記酸素センサの最高出力値に応じてリッチ補正係数変更しきい値を変更するための手段を更に含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記触媒のＯＳＣ能力が低下した場合、前記酸素センサの出力がリーン側からリッチ側へ変化し始めたときにはリーン補正係数変更しきい値をリーン側にシフトさせる一方、前記酸素センサの出力がリッチ側からリーン側に変化し始めたときにはリッチ補正係数変更しきい値をリッチ側にシフトさせるための手段を更に含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記補正係数変更手段は、前記触媒のＯＳＣ能力が低下するほど酸素センサ補正係数の値を小さくするための手段を含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数変更後の積算空気量の合わせて酸素センサ補正係数を変更させるための手段を更に含むことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記酸素センサの目標を前記触媒のストイキとして設定してそれにずれた分を学習値として取り込むための手段を更に含み、
前記学習値が取り込まれるまでは前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数の変更が禁止される一方、前記学習値の取り込みが完了した後に前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数の変更が許可されることを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路において触媒の下流側に酸素センサが設けられている内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１にては、ＯＳＣ（Ｏ2  Ｓｔｒａｇｅ  Ｃａｐａｃｉｔｙ）能力を有する触媒コンバータの上流側に配置された第１の空燃比センサと、下流側に配置された第２の空燃比センサとを有する内燃機関の空燃比制御装置において、触媒の劣化時及び不活性時にも、第２の空燃比センサによって第１の空燃比センサの基準出力の良好な補正を実現するようにした技術が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、 第１の空燃比センサの出力に基づき燃料噴射量を制御すると共に、第２の空燃比センサにより検出される空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される補正量を使用して、第１の空燃比センサの理論空燃比に対応する基準出力を補正する際に、触媒コンバータの現状におけるＯＳＣ能力に応じて変化する変数に基づき、現状におけるＯＳＣ能力が低い時ほど補正量を小さくするようにしている。
【０００４】
また、特許文献２において、内燃機関の空燃比制御に際し、三元触媒内のＯＳＣ量を最適領域に収束させ、機関排気特性の更なる向上を図るようにした、内燃機関の空燃比制御装置が提案されている。
【０００５】
この特許文献２によれば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、三元触媒の上流に設けられたフロント酸素センサのセンサ電圧が基準電圧に収束するように、スキップ制御と積分制御とを繰り返す空燃比フィードバック補正係数を算出し、この補正係数を用いて燃料噴射量を補正する。更に、ＥＣＵは、三元触媒の下流に設けられたリア酸素センサのセンサ電圧が基準電圧に収束するように、空燃比フィードバック補正係数のスキップ制御量を更にスキップ制御と積分制御とを繰り返させる空燃比サブフィードバック制御を行なう。空燃比サブフィードバック制御では、ＥＣＵは、スキップ制御にかかる更新量を大きく見込み、積分制御に移行後も所定時間はスキップ制御量を一定に保持する。
【０００６】
更に、特許文献３にて、ＯＳＣ量の演算値の補正を行なう際の酸素センサ出力のしきい値を運転条件に応じて変更することにより、排気エミッションを更に低減するようにした、エンジンの排気浄化装置が提案されている。
【０００７】
この特許文献３にかかる排気浄化装置は、エンジンの吸入空気量を検出するセンサと、エンジンの排気通路に設けられた触媒と、触媒に流入する排気の空燃比を検出するセンサと、触媒から流出する排気の酸素濃度又は空燃比を検出するセンサとを備える。ＥＣＵは、検出された触媒に流入する排気の空燃比とエンジンの吸入空気量に基づき触媒のＯＳＣ量を演算し、演算されたＯＳＣ量に基づき触媒のＯＳＣ量が所定値となるようにエンジンの空燃比を制御する。更に、ＥＣＵは、検出された触媒から流出する排気の酸素濃度あるいは空燃比が所定のしきい値となったときにＯＳＣ量の補正を行なうと共に、このしきい値を吸入空気量に応じて補正する。
【０００８】
更にまた、特許文献４にて、触媒後センサが劣化した場合にあっても真の触媒劣化度を正確に検出できるようにした、内燃機関の触媒劣化検出装置が提案されている。
【０００９】
この特許文献４にかかる内燃機関の触媒劣化検出装置は、内燃機関の排気通路に配置された触媒の劣化を検出する装置であって、触媒下流側の排気空燃比を検出するための触媒後センサと、触媒後センサの出力値が反転してリッチ判定値ＶＲに達したと同時に目標空燃比を切り替える手段と、触媒後センサの劣化度に相関するパラメータを検出する手段と、検出されたパラメータの値に応じてリッチ判定値をＶＲからＶＲよりも高い値ＶＲｘへと補正する手段とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１５８９１５号公報
【特許文献２】特開２０００−９７０８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３２７６４１号公報
【特許文献４】特開２００８−３１９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般的な内燃機関の空燃比制御（Ａ／Ｆ制御）においては、触媒の下流側に置けられた酸素センサの出力信号をＥＣＵに取り込み、周期的にフィードバック補正量を算出し、噴射に反映させるようにしている。
【００１２】
ところが、近時、自動車には様々な制御が追加され、その制御中枢を司るＥＣＵの処理負荷が大きくなっている。これは、顧客のニーズや快適かつ安全な制御を織り込むため、ソフトウェアが肥大化しているからである。
【００１３】
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたもので、ＥＣＵの処理負荷の軽減に貢献し得る、内燃機関の制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明にかかる内燃機関の制御装置は、排気通路において触媒の下流側に酸素センサが設けられている内燃機関の制御装置であって、前記酸素センサの出力値が補正係数変更しきい値を横切った段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数を変更させるための補正係数変更手段を含む。
【００１５】
上記構成によれば、酸素センサの出力値が補正係数変更しきい値を横切ると、この段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数が変更される。このように酸素センサ補正係数を変更するイベントトリガーを酸素センサの出力値がしきい値を横切った段階としているので、それ以外の場合には、サブフィードバック補正量の算出が停止される。その結果、ＥＣＵの処理負荷を軽減することができる。
【００１６】
高負荷では、触媒の状態の変化も早くなるため、リーン補正係数変更しきい値をリーン側におく一方で、リッチ補正係数変更しきい値をリッチ側におく必要がある。
【００１７】
そこで、ある態様では、負荷が高くなるに従って、リーン補正係数変更しきい値をリーン側にシフトさせる一方、リッチ補正係数変更しきい値をリッチ側にシフトさせるための手段を更に含む。
【００１８】
酸素センサは、経年劣化により出力が低くなる。そのため、リッチ状態での酸素センサの最高出力を監視し、それに応じて、ベース（例えば、低負荷）の酸素センサ補正係数変更しきい値を低下させる必要がある。
【００１９】
そこで、ある態様では、リッチ状態の前記酸素センサの最高出力値に応じてリッチ補正係数変更しきい値を変更するための手段を更に含む。
【００２０】
触媒のＯＳＣ能力が低下した場合、リーンからリッチへの変化及びリッチからリーンへの変化は早くなる。つまり、触媒の状態の変化も早くなる。そのため、リーン補正係数変更しきい値をリーン側におく一方で、リッチ補正係数変更しきい値をリッチ側におく必要がある。
【００２１】
そこで、ある態様では、前記触媒のＯＳＣ能力が低下した場合、前記酸素センサの出力がリーン側からリッチ側へ変化し始めたときにはリーン補正係数変更しきい値をリーン側にシフトさせる一方、前記酸素センサの出力がリッチ側からリーン側に変化し始めたときにはリッチ補正係数変更しきい値をリッチ側にシフトさせるための手段を更に含む。
【００２２】
触媒のＯＳＣ能力が大と小で酸素センサ補正係数が同じ場合の場合、触媒のＯＳＣ能力が小さいと、触媒のリッチ状態及びリーン状態の反転の頻度が多くなり、空燃比のハンチングが起きる。そのため、触媒のＯＳＣ能力が小さくなると、酸素センサ補正係数も小さくする必要がある。
【００２３】
そこで、ある態様では、前記補正係数変更手段は、前記触媒のＯＳＣ能力が低下するほど酸素センサ補正係数の値を小さくするための手段を含む。
【００２４】
例えば、酸素センサがリッチのとき、触媒がリッチ状態及びリーン状態で、リーン及びリッチの酸素センサ補正係数がかかる。そのため、触媒は、徐々にリッチ状態からリーン状態及びリーン状態からリッチ状態へ変わるので、酸素センサの出力の反転直前まで一定量のリーン及びリッチを入れていると、反転直前ではリーン過大及びリッチ過大となる。
【００２５】
そこで、ある態様では、前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数変更後の積算空気量の合わせて酸素センサ補正係数を変更させるための手段を更に含む。
【００２６】
触媒のストイキ中心がずれた場合に、その中心ずれを補正するために学習値を取り込む必要がある。
【００２７】
そこで、ある態様では、前記酸素センサの目標を前記触媒のストイキとして設定してそれにずれた分を学習値として取り込むための手段を更に含み、前記学習値が取り込まれるまでは前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数の変更が禁止される一方、前記学習値の取り込みが完了した後に前記補正係数変更手段による酸素センサ補正係数の変更が許可される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＥＣＵの処理負荷を軽減できる内燃機関の制御装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置が適用されるエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンの制御系を示すブロック図である。
【図３】酸素センサ補正係数の変更にかかるタイミングチャートである。
【図４】サブ学習処理前後の酸素センサの出力状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置において利用されるリッチ補正係数変更しきい値を変更するためのマップの構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置において利用される酸素センサ補正係数を変更するためのマップの構成を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
[第１の実施の形態]
本実施の形態では、本発明にかかる内熱機関の制御装置を自動車用４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明する。
【００３２】
＜機械的構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置が適用されるエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。なお、この図１ではエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００３３】
図１において、参照符号１はエンジンである。このエンジン１は、燃焼室１１を形成するピストン１２、及び出力軸であるクランクシャフト１３を備えている。
【００３４】
ピストン１２は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１３に連結されており、ピストン１２の往復運動がコネクティングロッド１４によってクランクシャフト１３の回転へと変換されるようになっている。
【００３５】
クランクシャフト１３には、外周面に複数の突起（歯）１６を有するシグナルロータ１５が取り付けられている。このシグナルロータ１５の側方近傍には、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）７１が配置されている。このクランクポジションセンサ７１は、例えば、電磁ピックアップであって、クランクシャフト１３が回転する際にシグナルロータ１５の突起１６に対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００３６】
エンジン１のシリンダブロック１７には、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ７２が配置されている。
【００３７】
エンジン１の燃焼室１１には、点火プラグ２が配置されている。この点火プラグ２の点火タイミングは、イグナイタ２１によって調整される。イグナイタ２１は、エンジンＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」という。）６によって制御される。
【００３８】
エンジン１の燃焼室１１には、吸気通路３と排気通路４とが接続されている。吸気通路３と燃焼室１１との間には、吸気バルブ３１が設けられており、この吸気バルブ３１を開閉駆動することにより、吸気通路３と燃焼室１１とが連通又は遮断される。また、排気通路４と燃焼室１１との間には、排気バルブ４１が設けられており、この排気バルブ４１を開閉駆動することにより、排気通路４と燃焼室１１とが連通又は遮断される。これら吸気バルブ３１及び排気バルブ４１の開閉駆動は、クランクシャフト１３の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフト（共に図示を省略している。）の各回転によって行われる。
【００３９】
吸気通路３には、エアクリーナ３２、熱線式のエアフローメータ７３、エアフローメータ７３に内蔵された吸気温センサ７４、及びエンジン１の吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ３３が配置されている。このスロットルバルブ３３は、スロットルモータ３４によって駆動される。スロットルバルブ３３の開度は、スロットル開度センサ７５によって検出される。
【００４０】
エンジン１の排気通路４には、三元触媒４２が配置されている。この三元触媒４２は、酸素を貯蔵（吸蔵）するＯＳＣ機能（酸素貯蔵機能）を有しており、このＯＳＣ機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化することが可能となっている。すなわち、エンジン１の空燃比がリーンとなって、三元触媒４２に流入する排気ガス中の酸素及びＮＯｘが増加すると、酸素の一部を三元触媒４２が吸蔵することでＮＯｘの還元及び浄化を促進する。一方、エンジン１の空燃比がリッチになって、三元触媒４２に流入する排気ガスにＨＣ及びＣＯが多量に含まれると、三元触媒４２は内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのＨＣ及びＣＯに酸素分子を与え、酸化及び浄化を促進する。
【００４１】
三元触媒４２の上流側の排気通路４には、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）７６が配置されている。この空燃比センサ７６は、例えば、限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域に亘って空燃比に対応した出力電圧を発生する構成となっている。
【００４２】
また、三元触媒４２の下流側の排気通路４には、酸素センサ（Ｏ2センサ）７７が配置されている。この酸素センサ７７は、例えば、起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが適用されている。
【００４３】
空燃比センサ７６及び酸素センサ７７の発生する信号は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ６に入力される。
【００４４】
吸気通路３には、燃料噴射用のインジェクタ３５が配置されている。このインジェクタ３５には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路３に燃料が噴射される。この噴射燃料は、吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１１に導入される。燃焼室１１に導入された混合気（燃料＋空気）は、エンジン１の圧縮行程を経た後、点火プラグ２にて点火されて燃焼及び爆発する。この混合気の燃焼室１１内での燃焼及び爆発によりピストン１２が往復運動してクランクシャフト１３が回転する。
【００４５】
＜エンジンの制御系の構成＞
図２はエンジンの制御系を示すブロック図である。
【００４６】
図２を参照して、上記のエンジン１の運転状態は、上記のＥＣＵ６によって制御される。このＥＣＵ６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６３及びバックアップＲＡＭ６４等を備えている。
【００４７】
ＲＯＭ６２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。
【００４８】
ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
【００４９】
ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。
【００５０】
バックアップＲＡＭ６４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００５１】
これらＲＯＭ６２、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６３及びバックアップＲＡＭ６４は、バス６７を介して互いに接続されると共に、外部入力回路６５及び外部出力回路６６と接続されている。
【００５２】
外部入力回路６５には、上記クランクポジションセンサ７１、水温センサ７２、エアフローメータ７３、吸気温センサ７４、スロットル開度センサ７５、空燃比センサ７６、酸素センサ７７の他に、アクセル開度センサ７８、カム角センサ７９及びノックセンサ７Ａ等が接続されている。一方、外部出力回路６６には、上記スロットルバルブ３３を駆動するスロットルモータ３４、及び上記インジェクタ３５、イグナイタ２１等が接続されている。
【００５３】
クランクポジションセンサ７１は、上述したように、クランクシャフト１３の近傍に配設されており、クランクシャフト１３の回転角及び回転速度を検出するものである。
【００５４】
水温センサ７２は、上記シリンダブロック１７に形成されているウォータジャケット１７ａ（図１参照）内を流れる冷却水の温度を検出し、その冷却水温信号をＥＣＵ６に送信する。
【００５５】
エアフローメータ７３は、吸入空気量を検出し、その吸入空気量信号をＥＣＵ６に送信する。
【００５６】
吸気温センサ７４は、上記エアフローメータ７３と一体的に設けられ、吸入空気温度を検出して、その吸気温信号をＥＣＵ６に送信する。
【００５７】
スロットル開度センサ７５は、上記スロットルバルブ３３の開度を検出し、そのスロットル開度信号をＥＣＵ６に送信する。
【００５８】
空燃比センサ７６は、燃焼室１１から排出された排気（三元触媒４２の上流側における排気）の空燃比に対応した出力電圧を発生し、その出力電圧信号をＥＣＵ６に送信する。
【００５９】
酸素センサ７７は、三元触媒４２の下流側における排気の酸素濃度に対応した出力電圧を発生し、その出力電圧信号をＥＣＵ６に送信する。
【００６０】
アクセル開度センサ７８は、ドライバにより操作されるアクセルペダルの開度（操作量）を検知し、その開度信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００６１】
カム角センサ７９は、吸気カムシャフトの近傍に配設されており、例えば、第１番気筒の圧縮上死点に対応してパルス信号を出力することにより気筒判別センサとして使用される。つまり、このカム角センサ７９は、吸気カムシャフトの１回転毎にパルス信号を出力する。このカム角センサによるカム角の検出手法の一例としては、吸気カムシャフトと一体回転するロータの外周面の１箇所に外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップでなる上記カム角センサ７９を配置し、吸気カムシャフトの回転に伴って外歯がカム角センサ７９の近傍を通過した際に、このカム角センサ７９が出力パルスを発生するようになっている。このロータは、クランクシャフト１３の１／２の回転速度で回転するため、クランクシャフト１３が７２０°回転する毎に出力パルスを発生する。言い換えると、ある特定の気筒が同一行程（例えば、第１番気筒が圧縮上死点に達した時点）となる度に出力パルスを発生する構成である。
【００６２】
ノックセンサ７Ａは、シリンダブロック１７に伝わるエンジンの振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）又は電磁式（マグネット及びコイル）等によって検出する振動式センサである。
【００６３】
そして、ＥＣＵ６は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。例えば、エンジン１の排気通路４に配置した空燃比センサ７６及び酸素センサ７７の各出力に基づいて排気ガス中の酸素濃度を算出し、その算出した酸素濃度から得られる実際の空燃比が目標空燃比（例えば、理論空燃比）に一致するように、インジェクタ３５から吸気通路３に噴射する燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御を実行する。
【００６４】
＜制御の処理内容＞
図３は酸素センサ補正係数の変更にかかるタイミングチャートである。
【００６５】
図３（Ａ）に示すように、入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリーン補正係数変更しきい値ＬTHをリッチ側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、図３（Ｂ）に示すように、割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替えて、図３（Ｃ）に示すように、割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋを「α」から「α」よりもリーン側にシフトした「β」に変更する。この酸素センサ補正係数Ｋの変更が終了すると、ＥＣＵ６は、割り込みイベントフラグの値を「１」から「０」に戻す。
【００６６】
そして、図３（Ａ）に示すように、入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリーン側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、図３（Ｂ）に示すように、割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替えて、図３（Ｃ）に示すように、割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋを「β」から「β」よりもリッチ側にシフトした「α」に変更する。この酸素センサ補正係数Ｋの変更が終了すると、ＥＣＵ６は、割り込みイベントフラグの値を「１」から「０」に戻す。
【００６７】
本実施の形態では、このような酸素センサ７７の出力電圧値が補正係数変更しきい値ＬTH,ＲTHを横切った段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋを「α」から「β」及び「β」から「α」に変更させる補正係数変更処理を可能とするために、その前段階において、ＥＣＵ６によりサブ学習処理が行なわれるようにしている。
【００６８】
サブ学習処理において、ＥＣＵ６は、酸素センサ７７の目標を三元触媒４２のストイキとして設定し、それにずれた分をサブ学習値として取り込む。例えば、三元触媒４２のストイキ中心がリッチ側ずれた場合、図４（Ａ）に示すように、その中心ずれの分、酸素センサ７７の出力電圧信号がリーン側にシフトした状態でＥＣＵ６に入力される。そうすると、三元触媒４２のリッチ状態が短くなって、もっと燃料リッチが欲しい状態であると、ＥＣＵ６により判断されることになる。そこで、サブ学習処理において上記サブ学習値をＥＣＵ６に取り込むことにより、上記のように、三元触媒４２のストイキ中心がずれた場合でも、中心ずれが、図４（Ｂ）に示すように、サブ学習値で補正されるため、図４（Ａ）に示すような現象は起こらない。従って、サブ学習値がＥＣＵ６に取り込まれるまでは上記記補正係数変更処理による酸素センサ補正係数Ｋの変更が禁止される一方で、サブ学習値の取り込みが完了した後に上記補正係数変更処理による酸素センサ補正係数Ｋの変更が許可されることになる。
【００６９】
なお、上記補正係数変更処理への移行後にあっても、上記サブ学習値は、噴射量に反映される。
【００７０】
＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。
【００７１】
酸素センサ７７の出力電圧値が補正係数変更しきい値ＬTH,ＲTHを横切ると、この段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋが「α」から「β」及び「β」から「α」に変更される。このように酸素センサ補正係数Ｋを変更するイベントトリガーを酸素センサ７７の出力電圧値がしきい値ＬTH,ＲTHを横切った段階としているので、それ以外の場合には、サブフィードバック補正量の算出が停止される。その結果、ＥＣＵ６の処理負荷を軽減することができる。
【００７２】
また、センサ７７の出力電圧値が補正係数変更しきい値ＬTH,ＲTHを横切った段階で割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋを「α」から「β」及び「β」から「α」に変更させる補正係数変更処理の前段階において、酸素センサ７７の目標を三元触媒４２のストイキとして設定してそれにずれた分をサブ学習値として取り込むサブ学習処理を行なって、サブ学習値が取り込まれるまでは上記補正係数変更処理による酸素センサ補正係数Ｋの変更が禁止される。一方、サブ学習値の取り込みが完了した後に上記補正係数変更処理による酸素センサ補正係数Ｋの変更が許可される。従って、補正係数変更処理への移行後において酸素センサ７７の目標の中心ずれは起こらない。
【００７３】
[第２の実施の形態]
図５は本発明の第２の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【００７４】
図５を参照して、本実施の形態の特徴は、エンジン負荷が高くなるに従って、リーン補正係数変更しきい値ＬTHをリーン側にシフトさせる一方、リッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリッチ側にシフトさせる点にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
ここでは、エンジン負荷が低負荷であって、リーン補正係数変更しきい値ＬTHが低負荷しきい値ＬTH―Ｌの位置にあり、かつ、リッチ補正変更しきい値ＲTHが低負荷しきい値ＲTH―Ｈにあって、走行に伴ってエンジン負荷が徐々に高負荷となる場合を想定して説明を行なうことにする。
【００７６】
酸素センサ７７の出力電圧がリーンからリッチへ変化し始めたとき、ＥＣＵ６は、エアフローメータ７３で検出された吸入空気量ｇａ（ｇ／ｓｅｃ）を取り込み、この取り込んだ吸入空気量ｇａをパレメータとして、図５（Ｂ）に示すマップを参照してリーン補正係数変更しきい値ＬTHの高負荷しきい値ＬTH―Ｈを求める。このとき、図５（Ｂ）に示すマップは、吸入空気量ｇａが大きくなる、すなわち、高負荷になるほどリーン補正係数変更しきい値ＬTHが低くなるように構成されているので、新たに設定される高負荷しきい値ＬTH―Ｈは、図５（Ａ）に示すように、リーン側にシフトすることになる。
【００７７】
そして、酸素センサ７７の出力電圧がリッチからリーンへ変化し始めたとき、ＥＣＵ６は、エアフローメータ７３で検出された吸入空気量ｇａ（ｇ／ｓｅｃ）を取り込み、この取り込んだ吸入空気量ｇａをパレメータとして、図５（Ｃ）に示すマップを参照してリッチ補正係数変更しきい値ＲTHの高負荷しきい値ＲTH―Ｈを求める。このとき、図５（Ｃ）に示すマップは、吸入空気量ｇａが大きく、すなわち、高負荷になるほどリッチ補正係数変更しきい値ＬTHが高くなるように構成されているので、新たに設定される高負荷しきい値ＬTH―Ｈは、図５（Ａ）に示すように、リッチ側にシフトすることになる。
【００７８】
言い換えれば、酸素センサ７７の出力電圧がリーンからリッチ及びリッチからリーンへ変化し始めたときは、三元触媒４２の状態がリーンからリッチ及びリッチからリーンに変化し始めるため、そこに酸素センサ補正係数Ｋをリーン及びリッチへ変更する補正係数しきい値ＬTH,ＲTHをおいている。具体的には、高負荷では、三元触媒４２の状態も早く変化するため、リーン補正係数変更しきい値ＬTHをリーン側におく一方で、リッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリッチ側においている。
【００７９】
本実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することに加えて、以下の作用・効果を奏する。
【００８０】
エンジン高負荷では、三元触媒４２の状態も早く変化するが、エンジン負荷が高くなるに従って、リーン補正係数変更しきい値ＬTHをリーン側にシフトさせる一方、リッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリッチ側にシフトさせるようにしているので、酸素センサ７７の出力にハンチングが生じることはない。
【００８１】
[第３の実施の形態]
図６は本発明の第３の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置において利用されるリッチ補正係数変更しきい値を変更するためのマップの構成を示す図である。
【００８２】
図６を参照して、本実施の形態の特徴は、リッチ状態の酸素センサ７７の最高出力電圧値に応じてリッチ補正係数変更しきい値ＲTHを変更する点にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００８３】
図６に示すマップでは、酸素センサ７７の最高出力電圧値が低くなるほどリッチ補正係数変更しきい値ＲTHが低くなるように構成されている。
【００８４】
本実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することに加えて、以下の作用・効果を奏する。
【００８５】
酸素センサ７７は、経年劣化により出力が低くなる。例えば、リッチ状態で０．９Ｖ出ていたものが０．７Ｖしか出なくなる。そこで、本実施の形態では、ＥＣＵ６は、リッチ状態での酸素センサ７７の最高出力電圧を検知し、この検知した酸素センサ７７の最高出力電圧をパラメータとして図６に示すマップを参照してリッチ補正係数変更しきい値ＲTHを求めるので、ベース（例えば、低負荷）のリッチ補正係数変更しきい値ＲTHが低下することになる。従って、酸素センサ７７の経年劣化に対処できるようになる。
【００８６】
[第４の実施の形態]
図７は本発明の第４の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【００８７】
図７を参照して、本実施の形態の特徴は、三元触媒４２のＯＳＣ能力が低下した場合、酸素センサ７７の出力電圧がリーン側からリッチ側へ変化し始めたときにはリーン補正係数変更しきい値ＬTHをリーン側にシフトさせる一方、酸素センサ７７の出力電圧がリッチ側からリーン側に変化し始めたときにはリッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリッチ側にシフトさせる点にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００８８】
三元触媒４２のＯＳＣ能力が低下した場合において、酸素センサ７７の出力電圧がリーンからリッチへ変化し始めたとき、ＥＣＵ６は、このときの三元触媒４２のＯＳＣ能力をパレメータとして、図７（Ｂ）に示すマップを参照してリーン補正係数変更しきい値ＬTHのОＣＳ能力小しきい値ＬTH―Ｓを求める。このとき、図７（Ｂ）に示すマップは、三元触媒４２のОＳＣ能力が小さくなるほどリーン補正係数変更しきい値ＬTHが低くなるように構成されているので、新たに設定されるОＣＳ能力小しきい値ＬTH―Ｓは、図７（Ａ）に示すように、リーン側にシフトしてОＳＣ能力大しきい値ＬTH―Ｂよりも低くなることになる。
【００８９】
そして、酸素センサ７７の出力電圧がリッチからリーンへ変化し始めたとき、ＥＣＵ６は、このときの三元触媒４２のＯＳＣ能力をパレメータとして、図７（Ｃ）に示すマップを参照してリッチ補正係数変更しきい値ＲTHのОＳＣ能力小しきい値ＲTH―Ｓを求める。このとき、図７（Ｃ）に示すマップは、三元触媒４２のОＳＣ能力が小さくなるほどリッチ補正係数変更しきい値ＬTHが高くなるように構成されているので、新たに設定されるОＣＳ能力小しきい値ＬTH―Ｓは、図７（Ａ）に示すように、リッチ側にシフトして能力大しきい値ＬTH―Ｂよりも高くなることになる。
【００９０】
本実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することに加えて、以下の作用・効果を奏する。
【００９１】
三元触媒４２のОＳＣ能力が低下した場合、リーンからリッチ及びリッチからリーンへの変化は早くなるが、三元触媒４２のＯＳＣ能力が低下した場合、酸素センサ７７の出力電圧がリーン側からリッチ側へ変化し始めたときにはリーン補正係数変更しきい値ＬTHをリーン側にシフトさせる一方、酸素センサ７７の出力電圧がリッチ側からリーン側に変化し始めたときにはリッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリッチ側にシフトさせるようにしているので、酸素センサ７７の出力にハンチングが生じることはない。
【００９２】
[第５の実施の形態]
図８は本発明の第５の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置において利用される酸素センサ補正係数を変更するためのマップの構成を示す図である。
【００９３】
図８を参照して、本実施の形態の特徴は、上記の補正係数変更処理において、三元触媒４２のＯＳＣ能力が低下するほど酸素センサ補正係数ＫL，ＫRの値を小さくする点にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００９４】
入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリーン補正係数変更しきい値ＬTHをリッチ側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、上記の割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替え、このときの三元触媒４２のＯＳＣ能力をパレメータとして、図８（Ａ）に示すマップを参照してリーン酸素センサ補正係数ＫLを求める。このとき、図８（Ａ）に示すマップは、三元触媒４２のОＣＳ能力が低くなるほどリーン酸素センサ補正係数ＫLが小さくなるように構成されているので、新たに設定されるリーン酸素センサ補正係数ＫLは、三元触媒４２のОＣＳ能力が低くなるに従って小さく設定されることになる。
【００９５】
そして、入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリーン側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、上記の割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替え、このときの三元触媒４２のＯＳＣ能力をパレメータとして、図８（Ｂ）に示すマップを参照してリッチ酸素センサ補正係数ＫRを求める。このとき、図８（Ｂ）に示すマップは、三元触媒４２のОＣＳ能力が低くなるほどリッチ酸素センサ補正係数ＫRが小さくなるように構成されているので、新たに設定されるリーン酸素センサ補正係数ＫRは、三元触媒４２のОＣＳ能力が低くなるに従って小さく設定されることになる。
【００９６】
本実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することに加えて、以下の作用・効果を奏する。
【００９７】
三元触媒４２のＯＳＣ能力が大と小で酸素センサ補正係数ＫL，ＫRが同じ場合の場合、三元触媒４２のＯＳＣ能力が小さいと、三元触媒４２のリッチ状態及びリーン状態の反転の頻度が多くなり、空燃比のハンチングが起きる。そこで、上記の補正係数変更処理において、三元触媒４２のＯＳＣ能力が低下するほど酸素センサ補正係数ＫL，ＫRの値を小さくするようにしているので、空燃比のハンチングが起きることはない。
【００９８】
［第６の実施の形態］
図９は本発明の第６の実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の制御メカニズムを図解的に説明するための図である。
【００９９】
図９を参照して、本実施の形態の特徴は、上記の補正係数変更処理において酸素センサ補正係数変更後の積算空気量の合わせて酸素センサ補正係数ＫL，ＫRを変更させる点、及び変更後の酸素センサ補正係数ＫL，ＫRが「１」とならないように上限ガード値ＧMAX及び下限ガード値ＧMINが設定されている点にあり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【０１００】
図９（Ａ）に示すように、入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリーン補正係数変更しきい値ＬTHをリッチ側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、図９（Ｂ）に示すように、割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替えて、図３（Ｄ）に示すように、割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋをリーン側にシフトさせる。その後、ＥＣＵ６は、積算空気量をパレメータとして、図９（Ｅ）に示すマップを参照してリーン酸素センサ補正係数ＫLを求める。このとき、図９（Ｅ）に示すマップは、積算空気量が大きくなるほどリーン酸素センサ補正係数ＫLが大きくなるように構成されているので、新たに設定されるリーン酸素センサ補正係数ＫLは、図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示すように、積算空気量が大きくなるに従って、上限ガード値ＧMAXを限度として大きく設定されることになる。
【０１０１】
そして、図９（Ａ）に示すように、入力された酸素センサ７７の出力電圧値がリッチ補正係数変更しきい値ＲTHをリーン側に向かって横切ると、ＥＣＵ６は、これを契機として、図９（Ｂ）に示すように、割り込みイベントフラグの値を「０」から「１」に切り替えて、図３（Ｄ）に示すように、割り込み処理により酸素センサ補正係数Ｋをリッチ側にシフトさせる。その後、ＥＣＵ６は、積算空気量をパレメータとして、図９（Ｆ）に示すマップを参照してリーン酸素センサ補正係数ＫRを求める。このとき、図９（Ｆ）に示すマップは、積算空気量が大きくなるほどリーン酸素センサ補正係数ＫRが小さくなるように構成されているので、新たに設定されるリーン酸素センサ補正係数ＫRは、図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示すように、積算空気量が大きくなるに従って、下限ガード値ＧMINを限度として小さく設定されることになる。
【０１０２】
本実施の形態によると、第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することに加えて、以下の作用・効果を奏する。
【０１０３】
例えば、酸素センサ７７がリッチのとき、三元触媒４２がリッチ状態及びリーン状態で、リーン及びリッチの酸素センサ補正係数ＫL，ＫRがかかるため、三元触媒４２は、徐々にリッチ状態からリーン状態及びリーン状態からリッチ状態へ変わる。それゆえ、酸素センサ７７の出力の反転直前まで一定量のリーン及びリッチを入れていると、反転直前ではリーン過大及びリッチ過大となる。そこで、本実施の形態では、上記の補正係数変更処理において酸素センサ補正係数変更後の積算空気量の合わせて酸素センサ補正係数ＫL，ＫRを変更させるので、上記のリーン過大及びリッチ過大となる事態を回避できる。
【０１０４】
また、変更後の酸素センサ補正係数ＫL，ＫRが「１」とならないように上限ガード値ＧMAX及び下限ガード値ＧMINを設定しているので、三元触媒４２の状態をリーンにもリッチにも反転させることが可能となる。
【０１０５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更及び修正を加えうることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０６】
４  排気通路
４２  三元触媒
６  ＥＣＵ
７７  酸素センサ
【図１】
2010203407.tif 000003
【図２】
2010203407.tif 000004
【図３】
2010203407.tif 000005
【図４】
2010203407.tif 000006
【図５】
2010203407.tif 000007
【図６】
2010203407.tif 000008
【図７】
2010203407.tif 000009
【図８】
2010203407.tif 000010
【図９】
2010203407.tif 000011