(57)【要約】【課題】本発明は、アイドル時でのリヤ酸素センサ制御による燃料誤学習を抑制し、冷機時の排気ガス悪化を防止し、良好な冷機運転性を得るとともに、アイドル時において積極的にリヤ酸素センサ制御を使用し、暖機時の排気ガスを低減することを目的としている。【解決手段】このため、触媒より上流に位置する第１酸素濃度検出手段と、触媒より下流に位置する第２酸素濃度検出手段と、第１酸素濃度検出手段の出力値に基づく第１空燃比制御と、第２酸素濃度検出手段の出力値に基づく第２空燃比制御とにより目標空燃比にするために燃料噴射量を補正する内燃機関の空燃比制御装置において、第２空燃比制御の実施条件を満たす場合のみ実施される第２空燃比制御手段と、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段とを備え、第２空燃比制御は、収束判定手段によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた触媒より上流に位置する排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度検出手段と、触媒より下流に位置する酸素濃度を検出する第２酸素濃度検出手段と、前記第１酸素濃度検出手段の出力値に基づく第１空燃比制御と、前記第２酸素濃度検出手段の出力値に基づく第２空燃比制御とにより目標空燃比にするために燃料噴射量を補正する内燃機関の空燃比制御装置において、前記第２空燃比制御の実施条件を満たす場合のみ実施される第２空燃比制御手段と、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段とを備え、前記第２空燃比制御手段により実施される第２空燃比制御は、前記収束判定手段によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施され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】
前記収束判定手段により収束したと判定されたときには、アイドル時における燃料学習制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記収束判定手段により収束したと判定されても、設定時間経過後には再度収束判定を行うことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の空燃比制御装置に係り、特にアイドル時における第２空燃比制御手段により実施される第２空燃比制御を規制し、有害な排気ガスの排出量の低減を図る内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、排気通路に設けられた触媒より上流に排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度検出手段（「フロント酸素センサ」ともいう。）を配置するとともに、前記触媒より下流に酸素濃度を検出する第２酸素濃度検出手段（「リヤ酸素センサ」、「ＲＯ２センサ」ともいう。）を配置し、下流のリヤ酸素センサ指示値により上流のフロント酸素センサの空燃比フィードバックを補正する、いわゆるリヤ酸素センサ制御を行う空燃比制御装置がある。
【０００３】
このリヤ酸素センサ制御は、近年、排気ガス規制強化に伴い、触媒の浄化率を最大限に引き出すために行われるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２９１７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の内燃機関の空燃比制御装置におけるリヤ酸素センサ制御においては、リヤ酸素センサの出力が予め設定された目標電圧に収束するように、フロント酸素センサ出力による空燃比フィードバック制御を補正していた。
【０００６】
この補正動作が燃料学習に悪影響を及ぼすという不都合がある。
【０００７】
例えば、リヤ酸素センサ制御によりフロント酸素センサのスライドレベルを補正する場合に、スライスレベルを補正することは、つまりベース空燃比（「ベースＡ／Ｆ」ともいう。）を変更することになり、スライスレベルの補正分をズレと認識してしまい、燃料の誤学習につながり、ズレた状態で燃料の学習をしていた。
【０００８】
アイドル時での誤学習は、冷機時の排気ガスの悪化や冷機運転性不良に繋がるという不都合がある。
【０００９】
上述した不都合の対策として、アイドル時にリヤ酸素センサ制御を禁止する方策が考えられるが、近年の排気ガス規制強化に伴い、アイドル時においても積極的にリヤ酸素センサ制御を使用し、暖機時の排気ガスを低減したいという要求がある。
【００１０】
よって、この発明は、アイドル時でのリヤ酸素センサ制御による燃料誤学習を抑制することにより、冷機時の排気ガスの悪化を防止し、常に良好な冷機運転性を得るとともに、アイドル時において積極的にリヤ酸素センサ制御を使用することにより、暖機時の排気ガスを低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の排気通路に設けられた触媒より上流に位置する排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度検出手段と、触媒より下流に位置する酸素濃度を検出する第２酸素濃度検出手段と、前記第１酸素濃度検出手段の出力値に基づく第１空燃比制御と、前記第２酸素濃度検出手段の出力値に基づく第２空燃比制御とにより目標空燃比にするために燃料噴射量を補正する内燃機関の空燃比制御装置において、前記第２空燃比制御の実施条件を満たす場合のみ実施される第２空燃比制御手段と、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段とを備え、前記第２空燃比制御手段により実施される第２空燃比制御は、前記収束判定手段によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた触媒より上流に位置する排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度検出手段と、触媒より下流に位置する酸素濃度を検出する第２酸素濃度検出手段と、第１酸素濃度検出手段の出力値に基づく第１空燃比制御と、第２酸素濃度検出手段の出力値に基づく第２空燃比制御とにより目標空燃比にするために燃料噴射量を補正する内燃機関の空燃比制御装置において、第２空燃比制御の実施条件を満たす場合のみ実施される第２空燃比制御手段と、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段とを備え、第２空燃比制御手段により実施される第２空燃比制御は、収束判定手段によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施されることにより、暖機アイドル時においても燃料学習値が収束している場合には、第２空燃比制御（「リヤ酸素センサ制御」ともいう。）を実施することができ、有害な排気ガスの排出量を低減可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述の如く発明したことにより、収束判定手段によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には、第２空燃比制御手段により実施される第２空燃比制御を実施させ、暖機アイドル時においても燃料学習値が収束している場合に、第２空燃比制御（「リヤ酸素センサ制御」ともいう。）を実施し、有害な排気ガスの排出量の低減を可能としている。
【実施例】
【００１４】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。図３において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は排気通路である。
【００１６】
この内燃機関２は、図３に示す如く、ピストン８の往復運動により体積の増減する燃焼室１０を有している。
【００１７】
この燃焼室１０には、前記吸気通路４の下流側端部が連絡されるとともに、前記排気通路６の上流側端部が連絡されている。
【００１８】
そして、前記吸気通路４の途中部位に、燃焼室１０側に指向するインジェクタ１２を配設し、吸気通路４の下流側端部を開閉する吸気バルブ１４を設ける。
【００１９】
また、前記排気通路６の上流側端部を開閉する排気バルブ１６を設け、排気通路６の途中部位には触媒１８を配設する。
【００２０】
更に、この触媒１８より上流に位置する排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度検出手段であるフロント酸素センサ２０と、触媒１８より下流に位置する酸素濃度を検出する第２酸素濃度検出手段であるリヤ酸素センサ（「ＲＯ２センサ」ともいう。）２２とを設ける。
【００２１】
これらのフロント酸素センサ２０及びリヤ酸素センサ２２を制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）２４の入力側に接続して設ける。
【００２２】
この制御手段２４の入力側には、フロント酸素センサ２０及びリヤ酸素センサ２２以外にも、エアフローセンサ２６や水温センサ２８、クランク角センサ３０、吸気管絶対圧力センサ３２が接続されるとともに、出力側には前記内燃機関２の燃焼室１０近傍に配設した点火プラグ３４が接続される。
【００２３】
前記制御手段２４は、前記第１酸素濃度検出手段であるフロント酸素センサ２０の出力値に基づく第１空燃比制御を行う第１空燃比制御手段３６と、前記第２酸素濃度検出手段であるリヤ酸素センサ２２の出力値に基づく第２空燃比制御を行う第２空燃比制御手段３８とを有し、第１空燃比制御及び第２空燃比制御により目標空燃比にするために燃料噴射量を補正する機能を有している。
【００２４】
なお、前記第２空燃比制御手段３８は第２空燃比制御（「リヤ酸素センサ制御」ともいう。）の実施条件を満たす場合のみ実施されるものである。
【００２５】
このとき、前記制御手段２４は、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段４０を備え、前記第２空燃比制御手段３８により実施される第２空燃比制御は、前記収束判定手段４０によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施される構成を有する。
【００２６】
詳述すれば、前記制御手段２４におけるリヤ酸素センサ制御条件判定において、従来制御によるリヤ酸素センサ制御条件が成立するか否かの判断を行うとともに、アイドル時であるか否かの判断を行い、アイドル時にのみアイドル時燃料学習条件判定を追加するものである。
【００２７】
なお、従来制御によるリヤ酸素センサ制御条件は、リヤ酸素センサ２２が活性化されていること、水温がある温度以上であること、フューエルカット制御中でないこと等により判定される。
【００２８】
また、このアイドル時燃料学習条件判定は、アイドル時燃料学習の禁止あるいは許可において、以下の判断項目を有している。
（１）燃料学習条件が成立するか否か？
（２）アイドル時燃料学習禁止期間中か否か？
（３）アイドル時燃料学習禁止期間が定数ＸＫＬＲＮＴＭ以上か？
（４）更新されたアイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）（「ＫＬＲＮＩＤＬ」とも記載する。）がＮ回連続して、アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満、つまり
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＜ＸＫＬＲＮＨ
か？
【００２９】
このとき、前記燃料学習条件は、水温がある温度以上であること、フィードバック制御中であること、増量補正が作動していないこと等により判定される。
【００３０】
前記アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬは、以下の式により算出される。
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＝｜ＫＬＲＮ（ｉ）−ＫＬＲＮ（ｉ−１）｜
【００３１】
そして、
前記燃料学習条件にアイドル時での燃料学習が収束したか否を判断する部分を追加する。
【００３２】
アイドル時での燃料学習が前記収束判定手段４０により収束したと判定されたときには、アイドル時における燃料学習制御を行わない、つまり禁止し、前記リヤ酸素センサ２２によるリヤ酸素センサ制御を許可する。
【００３３】
更に、前記収束判定手段４０により収束したと判定され、アイドル時における燃料学習制御を禁止しても、設定時間（図４のＴ４−Ｔ６間参照）経過後には再度収束判定を行う機能を付加する。
【００３４】
次に、図１のリヤ酸素（「ＲＯ２」ともいう。）センサ制御条件判定用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００３５】
リヤ酸素センサ制御条件判定用プログラムがスタート（１０２）すると、従来制御によるリヤ酸素センサ制御条件が成立するか否かの判断（１０４）を行う。
【００３６】
そして、従来制御によるリヤ酸素センサ制御条件が成立するか否かの判断（１０４）がＹＥＳの場合には、アイドル時であるか否かの判断（１０６）に移行し、判断（１０４）がＮＯの場合には、後述するリヤ酸素センサ制御禁止の処理（１１０）に移行する。
【００３７】
このアイドル時であるか否かの判断（１０６）において、判断（１０６）がＹＥＳの場合には、アイドル時燃料学習条件判定許可か否かの判断（１０８）に移行し、判断（１０６）がＮＯの場合には、後述するリヤ酸素センサ制御許可の処理（１１２）に移行する。
【００３８】
上述のアイドル時燃料学習条件判定許可か否かの判断（１０８）において、この判断（１０８）がＹＥＳの場合には、リヤ酸素センサ制御禁止の処理（１１０）に移行し、判断（１０８）がＮＯの場合には、リヤ酸素センサ制御許可の処理（１１２）に移行する。
【００３９】
また、図２のアイドル時燃料学習条件判定用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００４０】
図１のアイドル時燃料学習条件判定許可か否かの判断（１０８）に移行した際には、アイドル時燃料学習条件判定用プログラムがスタート（２０２）し、燃料学習条件が成立するか否かの判断（２０４）に移行する。
【００４１】
そして、燃料学習条件が成立するか否かの判断（２０４）がＹＥＳの場合には、アイドル時燃料学習禁止期間中か否かの判断（２０６）に移行し、判断（２０４）がＮＯの場合には、後述するアイドル時燃料学習禁止の処理（２１２）に移行する。
【００４２】
このアイドル時燃料学習禁止期間中か否かの判断（２０６）において、判断（２０６）がＹＥＳの場合には、アイドル時燃料学習禁止期間が設定時間である定数ＸＫＬＲＮＴＭ以上であるか否かの判断（２０８）に移行し、判断（２０６）がＮＯの場合には、更新されたアイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）がＮ回連続して、アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満、つまり
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＜ＸＫＬＲＮＨ
であるか否かの判断（２１０）に移行する。
【００４３】
上述のアイドル時燃料学習禁止期間が設定時間である定数ＸＫＬＲＮＴＭ以上であるか否かの判断（２０８）において、判断（２０８）がＹＥＳの場合には、更新されたアイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）がＮ回連続して、アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満、つまり
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＜ＸＫＬＲＮＨ
であるか否かの判断（２１０）に移行し、判断（２０８）がＮＯの場合には、アイドル時燃料学習禁止の処理（２１２）に移行する。
【００４４】
この更新されたアイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）がＮ回連続して、アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満、つまり
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＜ＸＫＬＲＮＨ
であるか否かの判断（２１０）において、判断（２１０）がＹＥＳの場合には、アイドル時燃料学習禁止の処理（２１２）に移行し、判断（２１０）がＮＯの場合には、アイドル時燃料学習許可の処理（２１４）に移行する。
【００４５】
更に、図４のタイムチャートに沿って説明する。
【００４６】
時間Ｔ１においてエンジンが始動され、時間Ｔ２において、図４（ｃ）に示す如く、燃料学習条件判定により燃料学習が許可されるとともに、図４（ｇ）に示す如く、アイドル時燃料学習条件判定によりアイドル時燃料学習が許可されると、この後は、図４（ｆ）に示す如く、アイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）が更新される。
【００４７】
このとき、アイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）は収束しておらず、図４（ｈ）に示す如く、リヤ酸素センサ制御条件判定によりリヤ酸素センサ制御は禁止されている。
【００４８】
時間Ｔ３において、図４（ｂ）に示す如く、アイドル判定が不成立となると、図４（ｈ）に示す如く、リヤ酸素センサ条件判定によりリヤ酸素センサ制御が許可され、図４（ｃ）に示す如く、燃料学習条件判定により燃料学習が許可される。
【００４９】
時間Ｔ４において、減速時フューエルカット制御が実施されると、図４（ｃ）に示す如く、燃料学習条件判定により燃料学習が禁止されるとともに、図４（ｈ）に示す如く、リヤ酸素センサ条件判定によりリヤ酸素センサ制御が禁止される。
【００５０】
時間Ｔ５において、図４（ｂ）に示す如く、アイドル判定が成立すると、図４（ｃ）及び図４（ｇ）、図４（ｈ）に夫々示す如く、減速時フューエルカット制御後に時間Ｔ４〜Ｔ６までの時間が経過するまでは、燃料学習条件判定による燃料学習やアイドル時燃料学習条件判定によるアイドル時燃料学習、そして、リヤ酸素センサ条件判定によるリヤ酸素センサ制御が禁止される。
【００５１】
時間Ｔ６において、減速時フューエルカット制御後に時間Ｔ４〜Ｔ６までの時間が経過すると、図４（ｃ）に示す如く、燃料学習条件判定により燃料学習が許可されるとともに、図４（ｇ）に示す如く、アイドル時燃料学習条件判定によりアイドル時燃料学習が許可され、上述した時間Ｔ２の場合と同様に、この後は、図４（ｆ）に示す如く、アイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）が更新される。
【００５２】
時間Ｔ７において、図４（ｅ）に示す如く、アイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満、つまり
ΔＫＬＲＮＩＤＬ＜ＸＫＬＲＮＨ
となる。
【００５３】
時間Ｔ８において、上述したアイドル学習値偏差ΔＫＬＲＮＩＤＬが定数ＸＫＬＲＮＨ未満である状態がＮ１回の更新処理の際に連続して成立すると、前記収束判定手段４０によりアイドル学習値ＫＬＲＮ（ｉ）が収束したと判定され、以後のアイドル時燃料学習を設定時間である定数ＸＫＬＲＮＴＭの間だけ禁止し、この間にリヤ酸素センサ条件判定によるリヤ酸素センサ制御を許可するとともに、設定時間である定数ＸＫＬＲＮＴＭが経過した後には、再度収束判定を行う。
【００５４】
これにより、アイドル時における燃料学習値が収束したかどうかを判定する収束判定手段４０を備え、前記第２空燃比制御手段３８により実施される第２空燃比制御は、前記収束判定手段４０によりアイドル時における燃料学習値が収束したと判定された場合には実施される構成によって、暖機アイドル時においても燃料学習値が収束している場合には、第２空燃比制御（「リヤ酸素センサ制御」ともいう。）を実施することができ、有害な排気ガスの排出量を低減可能である。
【００５５】
また、アイドル時での燃料学習が前記収束判定手段４０により収束したと判定されたときには、アイドル時における燃料学習制御を行わない、つまり禁止し、前記リヤ酸素センサ２２によるリヤ酸素センサを許可することにより、燃料学習値が収束しているときには、燃料学習を行わないので、第２空燃比制御（「リヤ酸素センサ制御」ともいう。）を実施しても燃料学習値に誤学習等の悪影響を与えることがなく、実用上有利である。
【００５６】
更に、前記収束判定手段４０により収束したと判定され、アイドル時における燃料学習制御を禁止しても、設定時間（図４のＴ４−Ｔ６間参照）経過後には再度収束判定を行うことにより、誤って収束していないのに、収束したと判定した場合でも、一定の設定時間が経過すれば新たに判定し直すため、燃料学習値の値を修正することが可能である。
【００５７】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００５８】
例えば、この発明の実施例においては、アイドル時燃料学習条件判定の際に、水温がある水温以上であることを判定する項目を有しているが、水温の代わりに、エンジンの暖機状態を確認可能な他の因子を追加する特別構成とすることも可能である。
【００５９】
すなわち、他の因子としては、排気温度や車両の走行距離、エンジン始動時からの継続時間等が考えられる。
【００６０】
さすれば、水温を判定する場合と同様に、アイドル時燃料学習条件判定を行うことが可能となり、アイドル時燃料学習条件判定の際の判断因子の増加によって汎用性を拡大し得て、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施例を示すリヤ酸素センサ制御条件判定用フローチャートである。
【図２】アイドル時燃料学習条件判定用フローチャートである。
【図３】内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図である。
【図４】内燃機関の空燃比制御装置のタイムチャートを示し、（ａ）は車速用タイムチャート、（ｂ）はアイドル判定用タイムチャート、（ｃ）は燃料学習条件判定用タイムチャート、（ｄ）はアイドル学習値用タイムチャート、（ｅ）はアイドル学習値偏差用タイムチャート、（ｆ）はアイドル学習値更新回数用タイムチャート、（ｇ）はアイドル時燃料学習条件判定用タイムチャート、（ｈ）はリヤ酸素（「ＲＯ２」）センサ制御条件判定用タイムチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
２  内燃機関
４  吸気通路
６  排気通路
８  ピストン
１０  燃焼室
１２  インジェクタ
１４  吸気バルブ
１６  排気バルブ
１８  触媒
２０  フロント酸素センサ
２２  リヤ酸素センサ（「ＲＯ２センサ」ともいう。）
２４  制御手段（「ＥＣＵ」ともいう。）
２６  エアフローセンサ
２８  水温センサ
３０  クランク角センサ
３２  吸気管絶対圧力センサ
３４  点火プラグ
３６  第１空燃比制御手段
３８  第２空燃比制御手段
【図１】
2005273619.tif 000003
【図２】
2005273619.tif 000004
【図３】
2005273619.tif 000005
【図４】
2005273619.tif 000006