(57)【要約】【課題】  空燃比のサブフィードバック制御の実行による空燃比の急変を抑制する。【解決手段】  ＥＣＵは、触媒の下流側に設けられたサブＯ2センサの電圧に基づく空燃比のサブフィードバック制御を行なうための条件が成立した場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、実行条件が成立してからの経過時間に応じてインクリメントされるカウンタによるカウントを開始するステップ（Ｓ２０２）と、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて、エンジン１００の空燃比の補正値を算出するステップ（Ｓ２０８）と、カウンタのカウント数が多いほど大きくなるように、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて算出された補正値を修正するための係数を算出するステップ（Ｓ２１０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図５
2006329008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンの空燃比制御装置であって、前記エンジンの排気通路には、排気ガスを浄化するための排気浄化手段が設けられ、
前記排気浄化手段の上流側に設けられ、第１の空燃比を検出するための第１の検出手段と、
前記第１の空燃比に基づいて、前記エンジンの空燃比を制御するための制御手段と、
前記排気浄化手段の下流側に設けられ、第２の空燃比を検出するための第２の検出手段と、
前記第２の空燃比に基づいて、前記エンジンの空燃比の補正値を算出するための算出手段とを含み、
前記制御手段は、前記第２の検出手段に関する予め定められた条件が満たされた場合、前記第１の空燃比に加えて、前記予め定められた条件が満たされてからの経過時間に応じて前記補正値を反映させて、前記エンジンの空燃比を制御するための手段を含む、エンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】
前記予め定められた条件は、前記第２の検出手段の温度が予め定められた温度よりも高いという条件を含む、請求項１に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記経過時間が長いほど、前記補正値を大きく反映させて、前記エンジンの空燃比を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
前記空燃比制御装置は、前記エンジンの温度を検出するための手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記経過時間に加え、前記エンジンの温度に応じて前記補正値を反映させて、前記エンジンの空燃比を制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エンジンの温度が高いほど、前記補正値を大きく反映させて、前記エンジンの空燃比を制御するための手段を含む、請求項４に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】
前記排気浄化手段は、空燃比が予め定められた範囲内にある場合に排気ガスを浄化し、
前記範囲は前記エンジンの運転状態に応じて変化し、
前記空燃比制御装置は、前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段をさらに含み、
前記算出手段は、前記第２の空燃比に加え、前記運転状態に基づいて前記補正値を算出するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関し、特に、触媒の上流側および下流側で検出された空燃比に基づいて空燃比を制御する、エンジンの空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンからの排気ガスを浄化するために、エンジンの排気通路には、触媒が設けられている。このような触媒は、触媒が活性化した状態において、エンジンの空燃比が予め定められた空燃比の範囲（ウインド）内である場合に浄化作用を発揮する特性を有する。そのため、排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出し、検出された空燃比のフィードバック制御を行なうことにより、エンジンの空燃比を制御することが行なわれている。
【０００３】
特開平７−１９７８３７号公報（特許文献１）は、三元触媒の上流側排気通路に配置された上流側空燃比センサと、三元触媒の下流側排気通路に配置された下流側空燃比センサとを備えた内燃機関の空燃比制御装置を開示する。この空燃比制御装置は、上流側空燃比センサ出力に基づいて内燃機関の燃焼空燃比を制御する空燃比制御手段と、下流側空燃比センサ出力に基づいて上流側空燃比センサ出力に基づく空燃比制御に使用するパラメータを算出するパラメータ演算手段とを含む。パラメータ演算手段は、下流側空燃比センサ出力を空燃比制御に使用すべき条件が成立したか否かを判定する判定手段と、条件が成立した時に下流側空燃比センサの出力値と基準値との偏差の積分値を算出する積分値算出手段と、算出された積分値を記憶する記憶手段とを含む。パラメータ演算手段は、条件が成立した時には、少なくとも積分値算出手段の算出した積分値に基づいて空燃比制御に使用するパラメータを算出し、条件非成立時には記憶手段の記憶した積分値に基づいて空燃比制御に使用するパラメータを算出する。
【０００４】
この公報に記載の空燃比制御装置によれば、通常時は下流側空燃比センサ出力と基準出力との偏差の積分値を用いて上流側空燃比センサ出力による空燃比制御に用いるパラメータを演算する。下流側空燃比センサ出力を空燃比制御に使用することが適当でない場合には、予め記憶した偏差の積分値を用いて空燃比制御に用いるパラメータを演算する。これにより、機関始動時、燃料増量や燃料カット直後等にも空燃比を正確に制御することができ、排気清浄の悪化を防止することができる。
【特許文献１】特開平７−１９７８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平７−１９７８３７号公報に記載の空燃比制御装置においては、下流側空燃比センサ出力を空燃比制御に使用することが適当でない状態から、下流側空燃比センサ出力を空燃比制御に使用することが適当である状態になると、空燃比制御に用いるパラメータの演算方法が急変し得る。この場合、演算されるパラメータが急変して、空燃比が必要以上に大きく変動し、空燃比を適切に制御できないおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、空燃比を適切に制御することができるエンジンの空燃比制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るエンジンの空燃比制御装置は、車両に搭載されたエンジンの空燃比を制御する。エンジンの排気通路には、排気ガスを浄化するための排気浄化手段が設けられる。空燃比制御装置は、排気浄化手段の上流側に設けられ、第１の空燃比を検出するための第１の検出手段と、第１の空燃比に基づいて、エンジンの空燃比を制御するための制御手段と、排気浄化手段の下流側に設けられ、第２の空燃比を検出するための第２の検出手段と、第２の空燃比に基づいて、エンジンの空燃比の補正値を算出するための算出手段とを含む。制御手段は、第２の検出手段に関する予め定められた条件が満たされた場合、第１の空燃比に加えて、予め定められた条件が満たされてからの経過時間に応じて補正値を反映させて、エンジンの空燃比を制御するための手段を含む。
【０００８】
第１の発明によると、第１の検出手段により排気浄化手段の上流側の第１の空燃比が検出され、この第１の空燃比に基づいてエンジンの空燃比が制御される。また、第２の検出手段により排気浄化手段の下流側の第２の空燃比が検出され、この第２の空燃比に基づいてエンジンの空燃比の補正値が算出される。第２の検出手段に関する予め定められた条件が満たされた場合、第１の空燃比に加えて、予め定められた条件が満たされてからの経過時間に応じて補正値が反映されて、エンジンの空燃比が制御される。たとえば、第２の検出手段の温度が予め定められた温度よりも高いという条件を含む条件が満たされてからの経過時間が長いほど、補正値が大きく反映されて空燃比が制御される。すなわち、経過時間が短いほど、補正値が小さく反映されて空燃比が制御される。これにより、第２の空燃比を反映させた空燃比の制御を開始した直後において、空燃比が急変することを抑制することができる。そのため、空燃比を適切に制御することができるエンジンの空燃比制御装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係るエンジンの空燃比制御装置においては、第１の発明の構成に加え、予め定められた条件は、第２の検出手段の温度が予め定められた温度よりも高いという条件を含む。
【００１０】
第２の発明によると、第２の検出手段の温度が予め定められた温度よりも高いという条件を含む条件が満たされた場合、第１の空燃比に加えて、補正値が反映されて、エンジンの空燃比が制御される。これにより、たとえば第２の検出手段として用いられるＯ2センサが活性化し、精度良く検出された第２の空燃比から算出される補正値を反映して空燃比を制御することができる。その結果、空燃比を適切に制御することができる。
【００１１】
第３の発明に係るエンジンの空燃比制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、制御手段は、経過時間が長いほど、補正値を大きく反映させて、エンジンの空燃比を制御するための手段を含む。
【００１２】
第３の発明によると、第２の検出手段に関する予め定められた条件が満たされてからの経過時間が長いほど、補正値が大きく反映されて空燃比が制御される。すなわち、経過時間が短いほど、補正値が小さく反映されて空燃比が制御される。これにより、第２の空燃比を反映させた空燃比の制御を開始した直後において、空燃比が急変することを抑制することができる。そのため、空燃比を適切に制御することができる。
【００１３】
第４の発明に係るエンジンの空燃比制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、空燃比制御装置は、エンジンの温度を検出するための手段をさらに含む。制御手段は、経過時間に加え、エンジンの温度に応じて補正値を反映させて、エンジンの空燃比を制御するための手段を含む。
【００１４】
第４の発明によると、経過時間に加え、エンジンの温度に応じて補正値が反映されて、空燃比が制御される。たとえばエンジンの温度が高いほど、補正値が大きく反映されて、空燃比が制御される。これにより、エンジンの暖機後の再始動時などにおいては、空燃比を速やかに適切な値に制御し、排気エミッション性能を向上することができる。一方、エンジンの冷間始動時などにおいては、補正値を小さく反映して空燃比を制御することにより、空燃比の急変を抑制して適切に制御することができる。
【００１５】
第５の発明に係るエンジンの空燃比制御装置においては、第４の発明の構成に加え、制御手段は、エンジンの温度が高いほど、補正値を大きく反映させて、エンジンの空燃比を制御するための手段を含む。
【００１６】
第５の発明によると、エンジンの温度が高いほど、補正値が大きく反映されて、空燃比が制御される。これにより、エンジンの暖機後の再始動時などにおいては、空燃比を速やかに適切な値に制御し、排気エミッション性能を向上することができる。一方、エンジンの冷間始動時などにおいては、補正値を小さく反映して空燃比を制御することにより、空燃比の急変を抑制して適切に制御することができる。
【００１７】
第６の発明に係るエンジンの空燃比制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加え、排気浄化手段は、空燃比が予め定められた範囲内にある場合に排気ガスを浄化する。範囲はエンジンの運転状態に応じて変化する。空燃比制御装置は、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段をさらに含む。算出手段は、第２の空燃比に加え、運転状態に基づいて補正値を算出するための手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、第２の空燃比に加え、運転状態に基づいて補正値が算出される。このような補正値が反映されて空燃比が制御される。これにより、空燃比を運転状態に応じて制御することができる。そのため、排気浄化手段が排気ガスを浄化する空燃比の範囲（ウインド）が、エンジンの運転状態に応じて変化した場合であっても、空燃比を適切にウインド内の値にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。車両は、エンジン１００からの駆動力により走行する。エンジン１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００により制御される。
本実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置は、たとえばＥＣＵ２００が実行するプログラムにより実現される。
【００２１】
エンジン１００に吸入される空気は、エアクリーナ１０２から吸入され、吸気管１０４を通り、インジェクタ１０６から噴射された燃料との混合気としてエンジン１００の燃焼室に導入される。混合気は、燃焼室内で点火プラグ１０８により点火されて燃焼させられる。燃焼室内で混合気が燃焼させられることにより、ピストン１１０が押し下げられて、クランクシャフト１１２が回転させられる。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、排気管１１４を通り、触媒１１６により浄化された後、車外に排出される。
【００２２】
触媒１１６は、三元触媒である。触媒１１６は、活性化している状態において、図２に示すように、エンジン１００の空燃比が、予め定められた空燃比の範囲であるウインド内にある場合に、排気ガス、すなわちＮＯx、ＣＯ、ＨＣの浄化作用を発揮する。ウインドは、エンジン１００の出力が高くなるほど、すなわち、エンジン１００に吸入される空気量（吸気量）が多くなるほど、リッチ（空燃比が低い）側に動く。また、エンジン１００に吸入される空気量が多くなるほど、ウインドの幅が狭くなる。
【００２３】
図１に戻り、エンジン１００に吸入される空気量は、スロットルバルブ１２０により調整される。スロットルバルブ１２０のスロットル開度は、スロットル開度センサ１２２により検出される。スロットル開度センサ１２２の検出結果を表す信号は、ＥＣＵ２００に送信される。
【００２４】
エンジン１００に吸入される空気量はエアフローメータ１２４により検出され、吸気圧は吸気圧センサ１２６により検出される。エアフローメータ１２４および吸気圧センサ１２６の検出結果を表す信号は、ＥＣＵ２００に送信される。
【００２５】
エンジン１００の空燃比を検出するため、触媒１１６の上流側にはメインＡ／Ｆセンサ１２８が、下流側にはサブＯ2センサ１３０が設けられている。図３に示すように、メインＡ／Ｆセンサ１２８は、空燃比に比例した電圧を出力する。メインＡ／Ｆセンサ１２８は、空燃比がリーンになるほど（空燃比が高くなるほど）、高い電圧を出力する。
【００２６】
サブＯ2センサ１３０が出力する電圧は、理論空燃比を境に大きく異なる。空燃比が理論空燃比よりもリーンである場合は、リッチである場合に比べて、サブＯ2センサ１３０が出力する電圧は低い。なお、触媒１１６の上流側および下流側の両方に、Ａ／Ｆセンサを設けたり、Ｏ2センサを設けたりしてもよい。
【００２７】
メインＡ／Ｆセンサ１２８およびサブＯ2センサ１３０は、十分に暖められて活性化した状態において、上述した特性の電圧を出力する。メインＡ／Ｆセンサ１２８およびサブＯ2センサ１３０の電圧を表す信号は、ＥＣＵ２００に送信される。ＥＣＵ２００は、メインＡ／Ｆセンサ１２８およびサブＯ2センサ１３０から送信された電圧を表す信号に基づいて、空燃比を検出する。
【００２８】
図１に戻り、エンジン１００の回転数（クランクシャフト１１２の回転数）は、クランクシャフト１１２に設けられたタイミングロータ１３２に対向して設けられたクランクポジションセンサ１３４のパルス信号に基づいて検出される。クランクポジションセンサ１３４のパルス信号がＥＣＵ２００に送られ、ＥＣＵ２００は、送信されたパルス信号によりエンジン１００の回転数を検出する。
【００２９】
また、ＥＣＵ２００には、シフトレバー１３６のポジションを検出するポジションセンサ１３８、車速を検出する車速センサ１４０、アクセルペダル１４２のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１４４が接続されている。さらに、ＥＣＵ２００には、エンジン１００の冷却水温ＴＷを検出する温度センサ１４６が接続されている。
【００３０】
ＥＣＵ２００のＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）は、送信された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ２００は、エンジン１００を所望の運転状態となるように制御する。本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、エンジン１００の空燃比がウインド内の値となるようにフィードバック制御を行なう。
【００３１】
本実施の形態においては、フィードバック制御として、メインフィードバック制御とサブフィードバック制御とが行なわれる。本実施の形態におけるメインフィードバック制御とは、メインＡ／Ｆセンサ１２８により検出された空燃比（メインＡ／Ｆセンサ１２８の出力電圧）に基づいて空燃比を制御するものを意味する。本実施の形態におけるサブフィードバック制御とは、サブＯ2センサ１３０により検出された空燃比（サブＯ2センサ１３０の出力電圧）に基づいて算出される補正値を、メインフィードバック制御により得られる制御空燃比（目標空燃比）に加算して、最終的な制御空燃比（目標空燃比）を得るものを意味する。なお、メインフィードバック制御およびサブフィードバック制御はこれらに限られない。
【００３２】
メインフィードバック制御の実行中において、サブフィードバック制御を開始すると、燃料噴射量の補正量が急変し、空燃比が急変し得る。空燃比の急変を抑制するため、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００カウンタ２０２によるカウントに基づいて、サブフィードバック制御が実行される。
【００３３】
カウンタ２０２は、サブフィードバック制御を実行するための条件（たとえばサブＯ2センサ１３０の温度が予め定められた所定温度よりも高くなり、活性化したという条件など）が満たされてからの経過時間に応じてインクリメントされる。すなわち、サブフィードバック制御を実行するための条件が満たされてからの経過時間に応じて、サブフィードバック制御が実行される。
【００３４】
図４および図５を参照して、本実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置において、ＥＣＵ２００が実行するプログラムの制御構造について説明する。以下に説明するプログラムは、エンジン１００の始動後において開始される。
【００３５】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ２００は、水温センサ１４６から送信された信号に基づいて、エンジン１００の始動時における冷却水温ＴＷを検出する。
【００３６】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、メインＡ／Ｆセンサ１２８により検出された空燃比を用いたメインフィードバック制御を行なうための条件が成立したか否かを判別する。メインフィードバック制御を行なうための条件とは、たとえば触媒１１６およびメインＡ／Ｆセンサ１２８の温度が十分に高く、活性化したという条件である。メインフィードバック制御を行なうための条件が成立した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２に戻される。
【００３７】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、メインＡ／Ｆセンサ１２８の電圧を検出する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、メインＡ／Ｆセンサ１２８を用いて検出された空燃比のメインフィードバック制御を行なう。
【００３８】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、サブフィードバック制御を行なうための条件が成立したか否かを判別する。サブフィードバック制御を行なうための条件とは、たとえばサブＯ2センサ１３０の温度が十分に高く、活性化したという条件である。サブフィードバック制御を行なうための条件が成立した場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。
【００３９】
Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、カウンタ２０２によるカウントを開始する。水温ＴＷが高いほど、カウンタを速くインクリメントする。Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、エアフローメータ１０２から送信された信号に基づいて、エンジン１００に吸入される空気量を検出する。Ｓ２０６にて、ＥＣＵ２００は、サブＯ2センサ１３０の電圧を検出する。
【００４０】
Ｓ２０８にて、ＥＣＵ２００は、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて、エンジン１００の空燃比の補正値を算出する。補正値の算出は、たとえば空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧をパラメータとして、実験などにより予め設定されたマップを用いればよい。
【００４１】
補正値は、空気量が多い場合（エンジン１００の出力が高い場合）は少ない場合（出力が低い場合）に比べて、リッチ側への変動量がより大きくなるように算出される。また、サブＯ2センサ１３０の電圧が高い場合、すなわち触媒１１６がリッチ雰囲気下の場合には、リッチ側への変動量がより小さくなるように算出される。逆に、サブＯ2センサ１３０の電圧が低い場合、すなわち触媒１１６がリーン雰囲気下である場合には、リッチ側への変動量がより大きくなるように、補正値が算出される。
【００４２】
Ｓ２１０にて、ＥＣＵ２００は、カウンタ２０２のカウント数に基づいて、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて算出された補正値を修正するための係数を算出する。ＥＣＵ２００は、カウンタのカウント数が多いほど、係数を大きく算出する。
【００４３】
Ｓ２１２にて、ＥＣＵ２００は、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて算出された補正値に係数を乗算して、最終補正値を算出する。Ｓ２１４にて、ＥＣＵ２００は、メインフィードバック制御により得られる制御空燃比（目標空燃比）に最終補正値を加算して、空燃比のサブフィードバック制御を行なう。すなわち、（最終的な制御空燃比）＝（メインフィードバック制御による制御空燃比）＋（係数）×（サブＯ2センサと空気量による補正値）として、空燃比のサブフィードバック制御が行なわれる。なお、最終的な制御空燃比を求める方法は、これに限らない。
【００４４】
Ｓ２１６にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１００が停止したか否かを判別する。ＥＣＵ２００は、たとえばイグニッションスイッチ（図示せず）がオフにされた場合、エンジン１００が停止したと判別する。エンジン１００が停止した場合（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２１６にてＮＯ）、処理はＳ２０４に戻される。
【００４５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置であるＥＣＵ２００の動作について説明する。
【００４６】
運転者がイグニッションスイッチ（もしくはスタートスイッチ）をオンに操作することにより、エンジン１００が始動されると、始動時における水温ＴＷが検出される（Ｓ１００）。
【００４７】
その後、メインフィードバック制御を行なうための条件が成立すると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、メインＡ／Ｆセンサ１２８の電圧が検出されて（Ｓ１０４）、メインＡ／Ｆセンサ１２８を用いて検出された空燃比によるメインフィードバック制御が行なわれる（Ｓ１０６）。
【００４８】
さらに、サブフィードバック制御を行なうための条件が成立すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、水温ＴＷに応じた速度でインクリメントされるように、カウンタ２０２のカウントが開始される（Ｓ２０２）。また、エンジン１００に吸入される空気量が検出され（Ｓ２０４）、サブＯ2センサ１３０の電圧が検出されて（Ｓ２０６）、検出された空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいて、エンジン１００の空燃比の補正値が算出される（Ｓ２０８）。
【００４９】
さらに、カウンタ２０２のカウント数に基づいて補正値を修正するための係数が算出され（Ｓ２１０）、この係数がサブＯ2センサ１３０の電圧および空気量に基づいて算出された補正値に乗算されて、最終補正値が算出される（Ｓ２１２）。
【００５０】
この最終補正値が、メインフィードバック制御により得られる制御空燃比に加算されて、最終的な制御空燃比が算出されるサブフィードバック制御が行なわれる（Ｓ２１４）。
【００５１】
これにより、図６において「○」で示すように、空気量がＱ（Ａ）、空燃比がＫ（Ａ）である場合には、最終的にはエンジン１００の空燃比がＫ（Ｂ）となり、触媒１１６のウインド内の値となるように、エンジン１００の補機類が制御される。
【００５２】
一方、エンジン１００の空燃比の補正値は、空気量が多い場合は少ない場合に比べて、リッチ側への変動量がより大きくなるように算出されるため、図６において「△」で示すように、空気量がＱ（Ｂ）（Ｑ（Ａ）＜Ｑ（Ｂ））、空燃比がＫ（Ａ）である場合には、空燃比がＫ（Ｃ）（Ｋ（Ｂ）＜Ｋ（Ｃ））となり、触媒１１６のウインド内の値となるように、エンジン１００の補機類が制御される。
【００５３】
これにより、エンジン１００の出力が高い場合は低い場合に比べて、ウインドがリッチ側に動く触媒１１６が設けられたエンジン１００において、空燃比をウインド内の値にし、触媒１１６の浄化作用を発揮させて、排気ガスを浄化することができる。
【００５４】
また、サブＯ2センサ１３０の電圧が高い場合、すなわち空燃比が低い場合は高い場合に比べて、リッチ側への変動量がより小さくなるように算出されるため、図６において「□」で示すように、空気量がＱ（Ｂ）、空燃比がＫ（Ｄ）（Ｋ（Ａ）＜Ｋ（Ｄ））である場合は、同じ空気量でもリッチ側への変動量は小さい。そのため、空燃比がＫ（Ｃ）となり、触媒１１６のウインド内の値となるように、エンジン１００の補機類が制御される。これにより、空燃比のオーバーリッチを抑制し、空燃比がウインド内の値となるように制御して、触媒１１６の浄化作用を発揮させて、排気ガスを浄化することができる。
【００５５】
ところで、空燃比のサブフィードバック制御においては、サブフィードバック制御の実行条件が満たされてからの経過時間、すなわちサブフィードバック制御の実行が開始されてからの経過時間が長くなるほど大きくなるように、空気量およびサブＯ2センサ１３０の電圧に基づいた補正値を修正するための係数が算出される。すなわち、サブフィードバック制御の実行開始直後は係数が小さく算出される。
【００５６】
これにより、図６において破線の「○」、「△」および「□」で示すように、空燃比を最終的な制御空燃比（図６におけるＫ（Ｂ）またはＫ（Ｃ））まで段階的に補正することができる（徐変させることができる）。そのため、サブフィードバック制御の実行開始直後は、サブフィードバック制御による空燃比の補正を抑制し、サブフィードバック制御の実行開始に伴なう空燃比の急変を抑制することができる。その結果、空燃比の急変による空燃比の荒れを抑制し、空燃比を適切に制御することができる。
【００５７】
また、エンジン１００の始動時水温ＴＷが高いほど、カウンタ２０２が早くインクリメントされるため、始動時水温ＴＷが高いほど、大きい係数が算出される。すなわち、始動時水温ＴＷが低い場合は、高い場合に比べて、係数が小さく算出される。これにより、冷間始動時においては、空燃比の急変をより抑制するとともに、温間始動時においては、空燃比を速やかにウインド内の値にすることができる。
【００５８】
なお、カウンタ２０２のカウント数に基づいて補正値を修正するための係数を、時間とともに大きくするという制御は、実質的に、サブフィードバック制御を行なうための条件の成立後の所定時間に限られる。たとえば、サブフィードバック条件成立直後の係数を１０％とし、時間の経過とともに係数が増大され、１００％になると係数の増大が終了する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置において、ＥＣＵは、サブフィードバック制御の実行条件が満たされてからの経過時間が長くなるほど大きくなるように、空気量およびサブＯ2センサの電圧に基づいた補正値を修正するための係数を算出する。この係数がサブＯ2センサの電圧および空気量に基づいて算出された補正値に乗算されて、最終補正値が算出される。さらに、この最終補正値が、メインフィードバック制御により得られる制御空燃比に加算されて、最終的な制御空燃比が算出される。これにより、空燃比を最終的な制御空燃比まで段階的に補正することができる。そのため、サブフィードバック制御の実行開始直後は、サブフィードバック制御による空燃比の補正を抑制し、サブフィードバック制御の実行開始に伴なう空燃比の急変を抑制することができる。その結果、空燃比の急変による空燃比の荒れを抑制し、空燃比を適切に制御することができる。
【００６０】
なお、前述の実施の形態においては、空気量をエアフローメータ１２４により検出していたが、空気量を、エンジン回転数および吸気圧をパラメータとしたマップに基づいて算出するようにしてもよい。このようにしても、前述と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
さらに、前述の実施の形態においては、空気量をエアフローメータ１２４により検出していたが、空気量を、シフトポジション、車速および吸気圧をパラメータとしたマップに基づいて算出するようにしてもよい。このようにしても、前述と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
さらに、前述の実施の形態においては、サブＯ2センサ１３０の電圧および空気量に基づいて、空燃比の補正値を算出していたが、サブＯ2センサ１３０の電圧およびエンジン１００の負荷（出力トルク）に基づいて、空燃比の補正値を算出するようにしてもよい。エンジン１００の負荷は、エンジン回転数、シフトポジション、車速およびアクセル開度などをパラメータとしたマップにより算出される。このようにしても、前述と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
さらに、前述の実施の形態においては、サブＯ2センサ１３０の電圧および空気量に基づいて、空燃比の補正値を算出していたが、空気量、車速、エンジン１００の負荷、シフトポジション、エンジン回転数および吸気圧の中の少なくともいずれか１つと、サブＯ2センサ１３０の電圧とに基づいて、空燃比の補正値を算出するようにしてもよい。このようにしても、前述と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
さらに、空気量、車速、エンジン１００の負荷、シフトポジション、エンジン回転数および吸気圧以外のパラメータと、サブＯ2センサ１３０の電圧とに基づいて、空燃比の補正値を算出してもよい。
【００６５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの空燃比制御装置を搭載した車両のエンジンを示す制御ブロック図である。
【図２】触媒のウインドを示す図である。
【図３】メインＡ／ＦセンサおよびサブＯ2センサの出力特性を示す図である。
【図４】ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図５】ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図６】フィードバック制御される空燃比を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  エンジン、１１６  触媒、１２２  スロットル開度センサ、１２４  エアフローメータ、１２６  吸気圧センサ、１２８  メインＡ／Ｆセンサ、１３０  サブＯ2センサ、１３２  タイミングロータ、１３４  クランクポジションセンサ、１３８  ポジションセンサ、１４０  車速センサ、１４４  アクセル開度センサ、１４６  水温センサ、２００  ＥＣＵ、２０２０  カウンタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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