(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に所要の燃料量を噴射するためのインジェクタと、
前記内燃機関の排気管に設けられた理論空燃比検出用の酸素センサからなる空燃比センサと、
前記内燃機関の運転状態および前記空燃比センサからの空燃比信号に基づいて前記インジェクタを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記運転状態に応じた目標空燃比により前記燃料量を補正する空燃比補正手段と、
前記運転状態に応じて前記内燃機関の空燃比フィードバックの制御条件を決定するフィードバック制御条件決定手段と、
前記制御条件が許可されるフィードバック運転領域で、前記内燃機関の空燃比が前記目標空燃比と一致するように制御するフィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御手段の制御量に基づいて運転領域毎の学習補正値を求める空燃比学習手段とを含み、
前記制御条件が許可されないオープンループ運転領域において、前記フィードバック制御手段は一時的にフィードバック制御を行うとともに、前記空燃比学習手段は、前記一時的なフィードバック制御期間中に前記オープンループ運転領域での学習補正値を求め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】
前記空燃比学習手段は、前記学習補正値を求めるためのサンプル回数を、前記フィードバック運転領域および前記オープンループ運転領域に応じて変更する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】
前記空燃比学習手段は、前記オープンループ運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数を、前記フィードバック運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数よりも少なく設定したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記フィードバック制御手段は、前記制御量の比例係数および積分係数を、前記フィードバック運転領域および前記オープンループ運転領域に応じて変更することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記フィードバック制御手段は、前記オープンループ運転領域における比例係数および積分係数を、前記フィードバック運転領域における比例係数および積分係数よりも大きく設定したことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
前記空燃比学習手段は、前記学習補正値の更新毎にフィルタ処理するためのフィルタ演算手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
前記空燃比学習手段は、前記フィルタ演算手段のフィルタ係数を、前記フィードバック運転領域および前記オープンループ運転領域に応じて変更することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
前記空燃比学習手段は、前記オープンループ運転領域におけるフィルタ係数を、前記フィードバック運転領域におけるフィルタ係数よりも大きく設定したことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
前記空燃比学習手段は、前記内燃機関の回転数および負荷に応じて前記オープンループ運転領域を複数に分割し、各分割領域毎に前記学習補正値を設定することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空燃比センサの検出信号を用いて運転状態に応じた燃料量を内燃機関に供給する内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に通常の酸素センサからなる空燃比センサを用いて、空燃比フィードバック制御を実行しないオープンループ運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関の空燃比制御装置においては、各種センサ（吸気量を計測するエアフローセンサなど）からの運転状態情報に応じて目標空燃比を設定し、実際の空燃比が目標空燃比（通常は、理論空燃比λ＝１４．７）と一致するように燃料噴射量が補正制御されている。
【０００３】
また、通常の内燃機関の空燃比制御装置においては、排気管内において理論空燃比を検出する空燃比センサ（「酸素センサ」と称される）が用いられているが、各種センサや燃料供給系を構成する各種部品の経年変化やバラツキなどを補償するために、空燃比フィードバック制御量を学習補正している。
【０００４】
図５は従来の内燃機関の空燃比制御装置を概略的に示す構成図である。
図５において、内燃機関の本体を構成するエンジン１の吸気管２内には、吸気量を調節するスロットル弁３が設けられており、スロットル弁３には、スロットル弁３の開度θを計測するスロットル開度センサ４が連結されている。
【０００５】
吸気管２内のスロットル弁３の上流側にはエアフローセンサ５が設けられ、吸気管２内のスロットル弁３の下流側には、所要量の燃料を噴射するためのインジェクタ６が設けられている。
エアフローセンサ５は、吸気管２内の空気流量をエンジン１の吸気量Ｑａとして計測する。
【０００６】
エンジン１の各気筒の燃焼室７は、シリンダブロック８と、シリンダブロック内で往復するピストン９とにより形成されている。
燃焼室７には、点火プラグ１０、吸気弁１１および排気弁１２が設けられている。
【０００７】
燃焼室７は排気管１３へと接続されており、排気管１３内には酸素センサからなる空燃比センサ１４が設置されている。
空燃比センサ１４は、理論空燃比λに対応した空燃比信号ＡＦを出力する。
【０００８】
エンジン１の運転状態を示す各センサ４、５および１４の検出情報（スロットル開度θ、吸気量Ｑａ、空燃比信号ＡＦ）は、マイクロコンピュータからなる制御回路２０に入力される。
【０００９】
なお、ここでは図示を省略するが、制御回路２０は、周知のＣＰＵと、双方向性バスを介してＣＰＵに相互に接続されたＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポートおよび出力ポートとを備えている。
【００１０】
制御回路２０は、運転状態に応じた目標空燃比となるように燃料量を補正する空燃比補正手段と、運転状態に応じてエンジン１の空燃比フィードバックの制御条件を決定するフィードバック制御条件決定手段と、制御条件が許可された場合に、エンジン１の空燃比を目標空燃比に一致させるためのフィードバック制御手段と、空燃比フィードバック制御量を学習して補正するための空燃比学習手段とを含み、運転状態および空燃比信号ＡＦに基づいてインジェクタ６の噴射燃料量を制御する。
【００１１】
制御回路２０の入力ポートには、スロットル開度センサ４、エアフローセンサ５および空燃比センサ１４のみならず、図示されない他の各種センサ（エンジン回転数を検出する回転センサおよび冷却水温センサなど）が接続されている。
【００１２】
制御回路２０は、各種入力情報（運転状態）を処理することによりエンジン１の制御情報を得るとともに、出力ポートを介して、インジェクタ６の噴射信号Ｊおよび点火プラグ１０の点火信号Ｇのみならず、図示されない他の各種アクチュエータの駆動信号を出力する。
【００１３】
次に、図６の説明図を参照しながら、図５に示した従来の内燃機関の空燃比制御装置による具体的な動作について説明する。
図６はたとえば特公昭６２−５６３４０号公報に記載された従来の内燃機関の空燃比制御装置による学習補正値を概念的に示す説明図である。
【００１４】
図６において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ[ｒ／ｍｉｎ]、縦軸は吸気量Ｑａに対応した充填効率ＥＣ[％]すなわちエンジン負荷であり、空燃比フィードバック制御が適用される複数の運転領域での学習補正値ＺＣ０〜ＺＣ９が示されている。
【００１５】
各フィードバック運転領域は、エンジン回転数ＮＣ０〜ＮＣ２とエンジン負荷ＥＣ０〜ＥＣ２とにより区分されている。
【００１６】
図６の運転領域毎の学習補正値ＺＣ０〜ＺＣ９は、所定の点火サイクル間の空燃比フィードバック制御量をサンプリングすることにより得られ、サンプリング終了時の更新タイミング毎に周期的に更新されている。
【００１７】
図５において、まず、制御回路２０は、各種センサからの運転状態情報に基づいて目標空燃比および目標点火時期を演算し、インジェクタ６に対する噴射信号Ｊおよび点火プラグ１０に対する点火信号Ｇを出力する。
【００１８】
これにより、インジェクタ６は、エンジン１の吸気行程直前に駆動されて燃料を噴射し、スロットル弁３の開放時に燃料を含む混合気を燃焼室７に吸入させ、燃焼室７内に混合気を一様に充満させる。
【００１９】
また、点火プラグ１０は、エンジン１の圧縮行程付近で駆動されて燃焼室７内の混合気を点火し、エンジン１を燃焼させて駆動トルクを発生させる。
【００２０】
一方、制御回路２０内のフィードバック制御手段は、エンジン１の運転状態に応じて、空燃比フィードバックの制御条件が成立した場合に空燃比フィードバック制御を実行する。
【００２１】
このとき、フィードバック制御手段は、運転状態および空燃比センサ１４からの空燃比信号ＡＦに基づいて制御量を演算し、実際の空燃比が目標空燃比と一致するようにフィードバック制御を行う。
【００２２】
こうして、エンジン１の空撚比を目標値に制御することにより、排気管１３に配置されている排気ガス浄化用の触媒コンバータ（図示せず）は、排気ガスを十分に浄化することができ、排気ガスの悪化を防止することができる。
【００２３】
また、燃料量（空燃比）の制御量は、運転領域に応じて、空燃比信号ＡＦのみならず、図６の運転領域毎の学習補正値ＺＣ０〜ＺＣ９によっても補正されており、これにより、エンジン１の空燃比は高精度に目標空燃比に制御されている。
【００２４】
一方、急加速時に高出力トルクを得る場合や、高速運転領域で冷却効果を得る場合などにおいては、燃料を増量してエンジン１の空燃比をリッチ化（理論空燃比λよりも小さく）するために、理論空燃比λを目標値とするフィードバック制御が禁止されて、オープンループ運転領域となる。
【００２５】
このようなオープンループ運転領域では、前述の学習補正値を演算することができないので、便宜的に、オープンループ運転領域に近接したフィードバック（クローズドループ）運転領域の学習補正値（図６内のＺＣ３、ＺＣ６、ＺＣ７〜ＺＣ９など）を用いて補正制御を実行している。
【００２６】
しかしながら、実際のオープンループ運転領域での学習補正値ではないので、オープンループ運転領域で高精度に空燃比を補正制御することはできない。
【００２７】
また、たとえば特公平０２−０５６４９９号公報に記載された従来装置においては、オープンループ運転領域に近接したフィードバック運転領域内でＥＧＲ禁止領域を設定し、このＥＧＲ禁止領域でフィードバック学習した学習補正値をオープンループ運転領域で用いている。
【００２８】
しかしながら、この場合も前述と同様に、エンジン１の運転状態が実際のオープンループ運転領域とは異なるので、高精度に空燃比を補正制御することはできない。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の空燃比制御装置は以上のように、フィードバック（クローズドループ）運転領域での学習補正値をオープンループ運転領域の学習補正値として用いているので、エンジン１および各種制御機器のバラツキなどにより、高精度にリッチ化した空燃比に制御することができないという問題点があった。
【００３０】
また、オープンループ運転領域での空燃比のバラツキにより、たとえば制御空燃比が過剰にリッチ化された場合には排気ガスの悪化を招き、逆にリッチ化が不足した場合には触媒コンバータを損傷してしまうという問題点があった。
【００３１】
さらに、オープンループ運転領域でのリッチ化された空燃比を高精度に制御するために、たとえばリニア空燃比センサを用いようとすると、コストアップを招くという問題点があった。
【００３２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、通常の酸素センサからなる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御装置を得ることを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関に所要の燃料量を噴射するためのインジェクタと、内燃機関の排気管に設けられた理論空燃比検出用の酸素センサからなる空燃比センサと、内燃機関の運転状態および空燃比センサからの空燃比信号に基づいてインジェクタを制御する制御回路とを備え、制御回路は、運転状態に応じた目標空燃比により燃料量を補正する空燃比補正手段と、運転状態に応じて内燃機関の空燃比フィードバックの制御条件を決定するフィードバック制御条件決定手段と、制御条件が許可されるフィードバック運転領域で、内燃機関の空燃比が目標空燃比と一致するように制御するフィードバック制御手段と、フィードバック制御手段の制御量に基づいて運転領域毎の学習補正値を求める空燃比学習手段とを含み、制御条件が許可されないオープンループ運転領域において、フィードバック制御手段は一時的にフィードバック制御を行うとともに、空燃比学習手段は、一時的なフィードバック制御期間中にオープンループ運転領域での学習補正値を求めるものである。
【００３４】
また、この発明の請求項２に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１において、空燃比学習手段は、学習補正値を求めるためのサンプル回数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するものである。
【００３５】
また、この発明の請求項３に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項２において、空燃比学習手段は、オープンループ運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数を、フィードバック運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数よりも少なく設定したものである。
【００３６】
また、この発明の請求項４に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、フィードバック制御手段は、制御量の比例係数および積分係数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するものである。
【００３７】
また、この発明の請求項５に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項４において、フィードバック制御手段は、オープンループ運転領域における比例係数および積分係数を、フィードバック運転領域における比例係数および積分係数よりも大きく設定したものである。
【００３８】
また、この発明の請求項６に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１から請求項５までのいずれかにおいて、空燃比学習手段は、学習補正値の更新毎にフィルタ処理するためのフィルタ演算手段を有するものである。
【００３９】
また、この発明の請求項７に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項６において、空燃比学習手段は、フィルタ演算手段のフィルタ係数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するものである。
【００４０】
また、この発明の請求項８に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項７において、空燃比学習手段は、オープンループ運転領域におけるフィルタ係数を、フィードバック運転領域におけるフィルタ係数よりも大きく設定したものである。
【００４１】
また、この発明の請求項９に係る内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、空燃比学習手段は、内燃機関の回転数および負荷に応じてオープンループ運転領域を複数に分割し、各分割領域毎に学習補正値を設定するものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による制御回路２０Ａの要部を概略的に示す機能ブロック図であり、この発明の実施の形態１による全体構成は、図５に示した通りである。
【００４３】
図１において、制御回路２０Ａは、目標空燃比設定手段２１と、空燃比補正手段２２と、フィードバック制御条件決定手段２３と、フィードバック制御手段２４と、フィルタ演算手段２５Ｆを有する空燃比学習手段２５と、燃料量（空燃比）補正用の乗算器２６〜２８と、インジェクタ駆動手段２９とを備えている。
【００４４】
図１においては、制御回路２０Ａ内のＲＯＭに設定された制御プログラムのうち、主に空燃比制御に関連する構成のみが示されている。
空燃比設定手段２１は、エンジン１の運転状態（たとえば、エンジン負荷およびエンジン回転数Ｎｅによるマップデータなど）に応じて目標空燃比ＡＦｏを出力する。
【００４５】
空燃比補正手段２２は、目標空燃比ＡＦｏにより基本燃料量Ｑｆｂを補正するために、目標空燃比ＡＦｏに応じた空燃比補正係数Ｋａｆを生成する。
空燃比補正係数Ｋａｆは、乗算器２６（後述する）において、基本燃料量Ｑｆｂに乗算される。
【００４６】
基本燃料量Ｑｆｂは、吸気管２内の吸気量Ｑａおよびエンジン回転数Ｎｅに応じて、理論空撚比λになるように設定されたマップデータなどを参照して設定される。
【００４７】
フィードバック制御条件決定手段２３は、運転状態に応じてエンジン１の空燃比フィードバックの制御条件ＣＦを決定する。
【００４８】
フィードバック制御手段２４は、制御条件ＣＦが許可された場合（ＣＦ＝１）に、エンジン１の空燃比が目標空燃比ＡＦｏと一致するようにフィードバック制御を実行する。
【００４９】
空燃比学習手段２５は、空燃比フィードバックの制御量ＡＦｃに基づいて運転領域毎の学習補正値Ｚｓを求めるために、所定のサンプル回数毎に求められる学習補正瞬時値をフィルタ処理した学習補正値Ｚｓ（ｔ）を出力するためのフィルタ演算手段２５Ｆを有する。
【００５０】
乗算器２６は、基本燃料量Ｑｆｂに空燃比補正係数Ｋａｆを乗算して補正し、乗算器２７は、補正後の目標燃料量（＝Ｑｆｂ×Ｋａｆ）に制御量ＡＦｃを乗算して追加補正する。
【００５１】
乗算器２８は、追加補正後の目標燃料量（＝Ｑｆｂ×Ｋａｆ×ＡＦｃ）に学習補正値Ｚｓを乗算して、最終的な目標燃料量Ｑｆｏを出力する。
【００５２】
なお、目標燃料量Ｑｆｏには、エンジン１の冷却水温Ｔｗや吸気管２のサージタンク内温度などに応じて設定された補正係数（図示せず）が乗算され得る。
これにより、たとえば冷却水温Ｔｗが所定温度以下の冷機状態を示す場合に、エンジン１の燃焼を改善するために空撚比をリッチ化したり、サージタンク内温度に応じて吸気量の密度補正を行うことができる。
【００５３】
空燃比補正係数Ｋａｆ、制御量ＡＦｃおよび学習補正値Ｚｓは、それぞれ、乗算器２６〜２８を介した補正演算に用いられるので、中心値を１とする０．９〜１．１（最大振幅で０．５〜１．５）程度の値に設定される。
【００５４】
インジェクタ駆動手段２９は、最終的な目標燃料量Ｑｆｏを達成するための噴射信号Ｊを出力し、目標燃料量Ｑｆｏを噴射するようにインジェクタ６を駆動する。
【００５５】
以下、図２〜図４を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による具体的な動作について説明する。
【００５６】
図２はこの発明の実施の形態１による各運転領域での動作を示すタイミングチャート、図３は空燃比信号ＡＦと制御量ＡＦｃとの関係を拡大して示すタイミングチャート、図４はこの発明の実施の形態１により得られるオープンループ運転領域での学習補正値を概念的に示す説明図である。
【００５７】
図２においては、運転領域、実際の制御モード、エンジン回転数Ｎｅ、空燃比信号ＡＦ、燃料量Ｑｆ、学習カウンタＣＮＴ、学習補正値Ｚｓ、学習値更新タイミングＡ１〜Ａ４およびＢ１が相互に関連付けて示されている。
【００５８】
図２において、時刻ｔ４までの期間はフィードバック運転領域であり、時刻ｔ４〜ｔ６の期間はオープンループ運転領域であり、時刻ｔ６以降の期間はフィードバック運転領域である。
【００５９】
また、時刻ｔ５まではフィードバック制御期間であり、時刻ｔ５〜ｔ６はオープンループ制御期間であり、時刻ｔ６以降はフィードバック制御期間である。
したがって、時刻ｔ４〜ｔ５の期間は、オープンループ運転領域にもかかわらずフィードバック制御が実行される。
【００６０】
オープンループ運転領域（ｔ４〜ｔ６）は、たとえば、エンジン回転数Ｎｅの上昇時に設定される。
空燃比信号ＡＦは、フィードバック制御期間においては、０Ｖ〜１Ｖの範囲で周期的に変動し、オープンループ制御期間（ｔ５〜ｔ６）においては、１Ｖ（リッチ側）に固定される。
【００６１】
燃料量Ｑｆは、オープンループ制御期間において増量側に固定される。
学習カウンタＣＮＴは、初期設定値（学習補正値Ｚｓを求めるためのサンプル回数）をダウンカウントしており、フィードバック制御期間では２５６回の点火サイクル数がサンプル回数として初期設定され、オープンループ運転領域中のフィードバック制御期間では１２８回の点火サイクル数がサンプル回数として初期設定される。
【００６２】
学習補正値Ｚｓは、最大振幅０．５〜１．５の範囲内で周期的に変動する制御量ＡＦｃ（図３参照）をサンプルして求めた学習補正瞬時値をフィルタ処理した値により、学習値更新タイミングＡ１〜Ａ４およびＢ１毎に更新設定される。なお、時刻ｔ４およびｔ６においては、運転領域の変化により、学習補正値Ｚｓの更新タイミングとは無関係に、運転領域に対応して記憶されている学習補正値に変更される。
【００６３】
学習値更新タイミングＢ１では、オープンループ運転領域中のフィードバック制御による学習補正値Ｚｓが更新設定される。
学習補正値Ｚｓは、オープンループ運転領域中のフィードバック制御期間（ｔ４〜ｔ５）において、それ以前のオープンループ運転領域で学習されていなければ「１．０」に固定される。
【００６４】
図３において、空燃比フィードバックの制御量ＡＦｃは、空燃比信号ＡＦが理論空燃比λよりもリッチ側を示す期間では、燃料量Ｑｆを低減させるために「１．０」よりも小さい値に設定され、空燃比信号ＡＦが理論空燃比λよりもリーン側を示す期間では、燃料量Ｑｆを増大させるために「１．０」よりも大きい値に設定される。
【００６５】
また、制御量ＡＦｃの漸減（および漸増）波形の傾きは、積分係数Ｆ（Ｋｉ）に相当し、制御量ＡＦｃの極性反転部の波形振幅は、比例係数Ｆ（Ｋｐ）に相当する。
【００６６】
図４において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ[ｒ／ｍｉｎ]、縦軸はエンジン負荷（充填効率）ＥＣ[％]であり、オープンループ運転領域はエンジン回転数ＮＯ１およびＮＯ２とエンジン負荷ＥＯ０〜ＥＯ２とにより区分され、各オープンループ運転領域毎に学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５が設定されている。
【００６７】
図４の学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５は、前述の点火サイクル（１２８回）をサンプリングすることにより得られ、学習値更新タイミングＢ１において更新される。
なお、フィードバック運転領域での学習補正値Ｚｓは、前述（図６参照）と同様に得られる。
【００６８】
ここで、オープンループ運転領域中のフィードバック制御期間（図２内のｔ４〜ｔ５）に注目して、フィードバック制御手段２４および空燃比学習手段２５の動作について説明する。
【００６９】
まず、フィードバック制御手段２４は、空燃比フィードバックの制御条件ＣＦが不許可（ＣＦ＝０）の場合に、オープンループ運転領域の期間ｔ４〜ｔ５において、１２８回の点火サイクルだけ一時的にフィードバック制御を行う。
【００７０】
このとき、空燃比学習手段２５は、フィルタ演算手段２５Ｆを用いて、オープンループ運転領域での学習補正値Ｚｓを以下の（１）式のように求める。
【００７１】
Ｚｓ（ｔ）＝Ｚｓ（ｎ−１）＋α×｛Ｚｓ（ｎ）−１．０｝・・・（１）
【００７２】
ただし、（１）式において、Ｚｓ（ｔ）は今回の更新タイミングで演算される学習補正値であり、Ｚｓ（ｎ−１）は前回の更新タイミングで演算された学習補正値、Ｚｓ（ｎ）は今回の更新タイミングで求められた学習補正瞬時値である。
【００７３】
また、αはフィルタ係数であり、今回の学習補正瞬時値Ｚｓ（ｎ）の反映率に応じて、０〜１．０の範囲内の値に設定される。
また、今回の学習補正瞬時値Ｚｓ（ｎ）から１．０を減算した値をフィルタ処理に反映させているので、Ｚｓ（ｎ）＞１．０の場合には学習補正値Ｚｓ（ｔ）が増加し、Ｚｓ（ｎ）＜１．０の場合には学習補正値Ｚｓ（ｔ）が減少する。
【００７４】
上記（１）式により算出された学習補正値Ｚｓ（ｔ）は、更新タイミングＢ１において、たとえば図４内の学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５として設定される。
以下、学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５は、オープンループ制御期間ｔ５〜ｔ６の運転領域に応じて、燃料量Ｑｆ（空燃比）の補正演算に用いられる。
【００７５】
このように、空燃比信号ＡＦに基づくフィードバック（クローズドループ）運転領域から、触媒コンバータの保護やエンジン１の出力確保を目的としたリッチ化（オープンループ）運転領域に移行した後も、一時的なフィードバック制御により空燃比学習を行うことにより、オープンループ制御期間において高精度の学習補正値に基づく補正を行うことができる。
【００７６】
したがって、実際の運転領域に応じた学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５（図４参照）により、オープンループ制御期間においても高精度に空燃比を制御することができる。
【００７７】
また、図４のように、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷ＥＣに応じて、オープンループ運転領域を複数に分割し、各分割領域毎に学習補正値ＺＯ１〜ＺＯ５を設定しているので、オープンループ運転領域においても、きめ細かく空燃比を制御することができる。
【００７８】
すなわち、フィードバック運転領域においては、エンジン１および各種制御機器のバラツキを補償した従来通りの空燃比制御が可能であり、オープンループ運転領域においては、運転状態の違いによらず、リッチ化された空燃比のバラツキを抑制することができる。
【００７９】
これにより、リニア空燃比センサを用いることなく、通常の空燃比センサ１４を用いて、オープンループ制御期間での空燃比の過リッチ化による排気ガスの悪化を抑制することができる。
また、触媒温度センサを追加することなく、オープンループ制御期間での空燃比のリッチ化不足による触媒コンバータの損傷を抑制することができる。
【００８０】
また、オープンループ運転領域での学習用のサンプル回数を、フィードバック運転領域でのサンプル回数（２５６点火サイクル数）よりも少ない１２８点火サイクルに設定したので、オープンループ運転領域での学習補正値を速やかに得ることができ、種々の不具合（触媒コンバータの損傷、エンジン出力不足など）の発生を回避することができる。
【００８１】
上記期間ｔ４〜ｔ５は、フィードバックを禁止すべき運転領域にもかかわらず、オープンループ運転領域の学習補正値を得るために、理論空燃比λを目標値として強制的にフィードバック制御している期間なので、できるだけ短時間に終了させることが望ましい。
【００８２】
したがって、上記のようにオープンループ運転領域での学習用サンプル回数とフィードバック運転領域でのサンプル回数とを別々に設定することにより、フィードバック運転領域での空燃比制御性を確保するとともに、オープンループ運転領域での空燃比学習を短時間で終了させて強制フィードバック制御による触媒コンバータの損傷を防止するとともに、エンジン１の出力を確保することができる。
【００８３】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、フィルタ演算手段２５Ｆで用いられるフィルタ係数αについて具体的に言及しなかったが、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じてフィルタ係数αを可変設定してもよい。
【００８４】
たとえば、通常のフィードバック運転領域におけるフィルタ係数αを比較的小さい値に設定し、オープンループ運転領域（期間ｔ４〜ｔ５）におけるフィルタ係数αを、フィードバック運転領域での値よりも大きい値に設定してもよい。
【００８５】
これにより、更新タイミングで求められた学習補正瞬時値Ｚｓ（ｎ）に対し、オープンループ運転領域での学習補正値Ｚｓ（ｔ）の追従性が速くなる。
【００８６】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では、フィードバック手段２４の制御量ＡＦｃに関する比例係数Ｆ（Ｋｐ）および積分係数Ｆ（Ｋｉ）（図３参照）の設定について具体的に言及しなかったが、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて比例係数Ｆ（Ｋｐ）および積分係数Ｆ（Ｋｉ）を可変設定してもよい。
【００８７】
たとえば、通常のフィードバック運転領域における比例係数Ｆ（Ｋｐ）および積分係数Ｆ（Ｋｉ）を比較的小さい値に設定し、オープンループ運転領域（期間ｔ４〜ｔ５）における比例係数Ｆ（Ｋｐ）および積分係数Ｆ（Ｋｉ）を、フィードバック運転領域での値よりも大きい値に設定してもよい。
【００８８】
これにより、オープンループ運転領域においては、制御量ＡＦｃの漸減波形および漸増波形の傾きが大きくなり、且つ、極性反転部の波形振幅が大きくなるので、オープンループ運転領域での制御量ＡＦｃに対する空燃比信号ＡＦの追従性が速くなり、空燃比学習期間ｔ４〜ｔ５をさらに短く設定することができ、エンジン１の不具合の発生を確実に回避することができる。
【００８９】
なお、上記各実施の形態１〜３を組み合わせることにより、それぞれの作用効果が同時に得られることは言うまでもない。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、内燃機関に所要の燃料量を噴射するためのインジェクタと、内燃機関の排気管に設けられた理論空燃比検出用の酸素センサからなる空燃比センサと、内燃機関の運転状態および空燃比センサからの空燃比信号に基づいてインジェクタを制御する制御回路とを備え、制御回路は、運転状態に応じた目標空燃比により燃料量を補正する空燃比補正手段と、運転状態に応じて内燃機関の空燃比フィードバックの制御条件を決定するフィードバック制御条件決定手段と、制御条件が許可されるフィードバック運転領域で、内燃機関の空燃比が目標空燃比と一致するように制御するフィードバック制御手段と、フィードバック制御手段の制御量に基づいて運転領域毎の学習補正値を求める空燃比学習手段とを含み、制御条件が許可されないオープンループ運転領域において、フィードバック制御手段は一時的にフィードバック制御を行うとともに、空燃比学習手段は、一時的なフィードバック制御期間中にオープンループ運転領域での学習補正値を求めるようにしたので、通常の酸素センサからなる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９１】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、空燃比学習手段は、学習補正値を求めるためのサンプル回数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するようにしたので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９２】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、空燃比学習手段は、オープンループ運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数を、フィードバック運転領域における学習補正値を求めるためのサンプル回数よりも少なく設定したので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９３】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、フィードバック制御手段は、制御量の比例係数および積分係数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するようにしたので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９４】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、フィードバック制御手段は、オープンループ運転領域における比例係数および積分係数を、フィードバック運転領域における比例係数および積分係数よりも大きく設定したので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９５】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１から請求項５までのいずれかにおいて、空燃比学習手段は、学習補正値の更新毎にフィルタ処理するためのフィルタ演算手段を有するので、通常の酸素センサからなる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９６】
また、この発明の請求項７によれば、請求項６において、空燃比学習手段は、フィルタ演算手段のフィルタ係数を、フィードバック運転領域およびオープンループ運転領域に応じて変更するようにしたので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９７】
また、この発明の請求項８によれば、請求項７において、空燃比学習手段は、オープンループ運転領域におけるフィルタ係数を、フィードバック運転領域におけるフィルタ係数よりも大きく設定したので、オープンループ運転領域での空燃比学習を速やかに終了させることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【００９８】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１から請求項８までのいずれかにおいて、空燃比学習手段は、内燃機関の回転数および負荷に応じてオープンループ運転領域を複数に分割し、各分割領域毎に学習補正値を設定するようにしたので、通常の酸素センサからなる空燃比センサを用いて、オープンループ運転領域での学習補正値を高精度に求めることのできる内燃機関の空燃比制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による制御回路の要部を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による空燃比学習動作を示すフローチャートである。
【図３】  この発明の実施の形態１による空燃比信号と制御量との関係を拡大して示すタイミングチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態１により設定されるオープンループ運転領域での学習補正値を示す説明図である。
【図５】  従来の内燃機関の空燃比制御装置を概略的に示す構成図である。
【図６】  従来の内燃機関の空燃比制御装置により設定されるフィードバック（クローズドループ）運転領域での学習補正値を示す説明図である。
【符号の説明】
１  エンジン（内燃機関）、２  吸気管、３  スロットル弁、４  スロットル開度センサ、５エアフローセンサ、６  インジェクタ、１３  排気管、１４  空燃比センサ、２０Ａ  制御回路、２１  目標空燃比設定手段、２２  空燃比補正手段、２３  フィードバック制御条件決定手段、２４  フィードバック制御手段、２５  空燃比学習手段、２５Ｆ  フィルタ演算手段、ＡＦ  空燃比信号、ＡＦｃ  制御量、ＡＦｏ  目標空燃比、ＣＦ  制御条件、ＥＣ  エンジン負荷、Ｆ（Ｋｐ）  比例係数、Ｆ（Ｋｉ）積分係数、Ｊ  噴射信号、Ｋａｆ  空燃比補正係数、Ｎｅ  エンジン回転数、Ｑａ  吸気量、Ｑｆｂ  基本燃料量、Ｑｆｏ  目標燃料量、Ｚｓ  学習補正値、ＺＣ０〜ＺＣ９  フィードバック運転領域での学習補正値、ＺＯ１〜ＺＯ５  オープンループ運転領域での学習補正値。
【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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