(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関における混合気の空燃比を検出して該空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比フィードバック補正値を算出し、該空燃比フィードバック補正値に基づいて前記混合気の空燃比を調整する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比制御とは相互に排他的に実行され、燃料供給停止も含めて内燃機関の運転状態に応じて前記混合気の空燃比をフィードフォワード制御にて調整する空燃比フィードフォワード制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御および前記空燃比フィードフォワード制御とは並行して実行され、内燃機関の運転状態に応じて混合気の燃料濃度補正量を算出し該燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を補正する燃料濃度補正手段と、
内燃機関の始動後に最初に行われる前記空燃比フィードバック制御については前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量が反映されていない空燃比フィードバック補正値を設定し、２回目以降行われる前記空燃比フィードバック制御については前記空燃比フィードフォワード制御手段による制御から前記空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時に、前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を設定する空燃比フィードバック補正値設定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
内燃機関における混合気の空燃比を検出して該空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比フィードバック補正値を算出し、該空燃比フィードバック補正値に基づいて前記混合気の空燃比を調整する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比制御とは相互に排他的に実行され、前記空燃比フィードバック補正値の変化に依存することなく燃料供給停止も含めて内燃機関の運転状態に応じて前記混合気の空燃比をフィードフォワード制御にて調整する空燃比フィードフォワード制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御および前記空燃比フィードフォワード制御とは並行して実行され、内燃機関の運転状態に応じて混合気の燃料濃度補正量を算出し該燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を補正する燃料濃度補正手段と、
内燃機関の始動後に最初に行われる前記空燃比フィードバック制御については前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量が反映されていない空燃比フィードバック補正値を設定し、前記空燃比フィードバック制御手段による制御から移行した前記空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、２回目以降行われる前記空燃比フィードバック制御について前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を設定する空燃比フィードバック補正値設定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の構成において、前記空燃比フィードバック補正値設定手段は、前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて、前記空燃比フィードバック補正値の初期値を補正することにより、前記空燃比フィードバック補正値を設定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段が前記燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を増加補正する場合には、前記空燃比フィードバック補正値設定手段は前記燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を燃料濃度が希薄化する方向へ設定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記空燃比フィードフォワード制御手段は、内燃機関の運転状態に応じて燃料カットを実行する燃料カット制御手段であることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記空燃比フィードフォワード制御手段は、内燃機関の加速時に燃料増量を実行する加速時燃料増量手段であることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段は、内燃機関の冷間時に燃料増量を実行する冷間時燃料増量手段であることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段は、内燃機関の始動後に燃料増量を実行する始動後燃料増量手段であることを特徴とする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】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、空燃比フィードバック制御と空燃比フィードフォワード制御とを必要に応じて選択して実行する空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ガソリンエンジンなどの内燃機関において、触媒による排気の浄化性能を高めるために、空燃比フィードバック制御により混合気の空燃比を理論空燃比に精密に制御する技術が知られている。この空燃比フィードバック制御では、混合気の空燃比をセンサにより検出することにより、空燃比フィードバック補正値を算出している。そして、この空燃比フィードバック補正値に基づいてエンジン負荷やエンジン回転数に応じて算出されている燃料噴射量を補正することで空燃比をフィードバックして精密な制御を行っている。
【０００３】
また、このように理論空燃比にフィードバック制御する以外に、自動車のシフト切り替え時や減速時において、シフト切り替え時のショック防止、エンジン回転数の上昇防止、燃料節約あるいはエンジンブレーキによる制動力の向上のために、空燃比フィードバック制御を中断して燃料カット処理を実行する場合がある。また、加速操作時にエンジン出力を迅速に高めるためや、加速時に触媒の過熱を防止するために、空燃比フィードバック制御を中断して理論空燃比に対応した燃料量を越える燃料を噴射する燃料増量処理を実行する場合がある。
【０００４】
このように一旦、空燃比フィードバック制御が中断されて、燃料カット処理や加速時燃料増量処理などの空燃比フィードフォワード制御を実行する場合には、空燃比の状態は大きく変化してしまう。このため、空燃比フィードバック制御が再開された場合に、前回の空燃比フィードバック制御時に得られている空燃比フィードバック補正値を用いても意味が無い。したがって、空燃比フィードフォワード制御が開始されると、空燃比フィードバック補正値を一旦、初期値、例えば「１．０」に戻している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
空燃比フィードフォワード制御および空燃比フィードバック制御に並行して燃料噴射量を補正するパラメータとして、冷間時燃料増量や始動後燃料増量のような補正量が存在する。このような燃料増量補正は始動後あるいは冷間時に内燃機関の回転を安定化するために行われ、空燃比フィードフォワード制御および空燃比フィードバック制御に共通して行われている。このため、空燃比フィードバック制御から空燃比フィードフォワード制御に切り替わったとしても、この補正量による増量補正は継続している。
【０００６】
したがって、空燃比フィードバック制御から空燃比フィードフォワード制御に移行して空燃比フィードバック補正値が初期値に戻された後、再度空燃比フィードバック制御に戻った場合は、空燃比フィードバック補正値は初期値から再度計算されて行くことになる。しかし、前述した空燃比フィードフォワード制御および空燃比フィードバック制御のいずれにも用いられている補正量が存在すると、空燃比フィードバック制御の再開時に、この補正量分のずれが空燃比に大きく影響する。
【０００７】
すなわち、精密に空燃比を調整することが目的の空燃比フィードバック制御において、空燃比フィードバック補正値が前記補正量分のずれを吸収する期間だけ長く、混合気は理論空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することになる。したがって、その分、長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがある。
【０００８】
このような空燃比フィードバック制御再開時に発生する問題を解決するために、以前の空燃比フィードバック制御時における空燃比フィードバック補正値の平均値を、空燃比フィードバック再開時に空燃比フィードバック補正値に設定する技術が提案されている（特開昭５７−４４７５２号公報）。しかし、この技術では適切な平均値を得るために、空燃比フィードバック制御によるエンジンの運転が長期間安定して行われている必要がある。
【０００９】
このため、この従来技術では、例えば未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などでは、空燃比フィードバック補正値の平均値が適切に得られない。また空燃比フィードバック補正値の平均値が適切に得られたとしても、空燃比フィードフォワード制御中に補正量が変化した場合には対処できない。したがって、広い範囲でエミッションの悪化を防止することは困難である。
【００１０】
本発明は、内燃機関の運転状態の広い範囲に適用できて、空燃比フィードバック制御の再開時に空燃比が不適切な状態が長期にわたって継続することを抑制できる内燃機関の空燃比制御装置の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関における混合気の空燃比を検出して該空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比フィードバック補正値を算出し、該空燃比フィードバック補正値に基づいて前記混合気の空燃比を調整する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比制御とは相互に排他的に実行され、燃料供給停止も含めて内燃機関の運転状態に応じて前記混合気の空燃比をフィードフォワード制御にて調整する空燃比フィードフォワード制御手段と、前記空燃比フィードバック制御および前記空燃比フィードフォワード制御とは並行して実行され、内燃機関の運転状態に応じて混合気の燃料濃度補正量を算出し該燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を補正する燃料濃度補正手段と、内燃機関の始動後に最初に行われる前記空燃比フィードバック制御については前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量が反映されていない空燃比フィードバック補正値を設定し、２回目以降行われる前記空燃比フィードバック制御については前記空燃比フィードフォワード制御手段による制御から前記空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時に、前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を設定する空燃比フィードバック補正値設定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
空燃比フィードバック補正値設定手段は、空燃比フィードフォワード制御手段による制御から空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時に、燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため、燃料濃度補正手段、例えば冷間時燃料増量や始動後燃料増量のような処理にて算出される燃料濃度補正量による空燃比のずれを、最初から空燃比フィードバック補正値に反映させた状態で空燃比フィードバック制御を開始することができる。
【００１３】
したがって、空燃比フィードバック制御により空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間は短くあるいは無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に、不適切な空燃比、例えば目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００１４】
更に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定しており、前回の空燃比フィードバック制御手段により得られた空燃比フィードバック補正値を用いているわけではない。したがって前回の空燃比フィードバック制御手段による制御が長期に安定していない場合、あるいは前に空燃比フィードバック制御手段による制御がなされていない場合にも、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００１５】
また、空燃比フィードフォワード制御手段による制御から空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時における燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００１６】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
加えて、内燃機関始動後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、空燃比フィードバック補正値設定手段が燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定していない状態で行われる。空燃比を検出するセンサが活性化した後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、混合気の燃料濃度が理論空燃比よりも濃厚な状態から開始されることが内燃機関の安定回転上好ましい。したがって最初の空燃比フィードバック制御については、燃料濃度補正量に基づいて設定されていない空燃比フィードバック補正値を用いることにより、内燃機関を十分に安定化させることができる。そして、２回目以降の空燃比フィードバック制御については燃料濃度補正量に基づいて設定された空燃比フィードバック補正値を用いることにより上述した作用効果を生じさせることができる。
請求項２記載の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関における混合気の空燃比を検出して該空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための空燃比フィードバック補正値を算出し、該空燃比フィードバック補正値に基づいて前記混合気の空燃比を調整する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比制御とは相互に排他的に実行され、前記空燃比フィードバック補正値の変化に依存することなく燃料供給停止も含めて内燃機関の運転状態に応じて前記混合気の空燃比をフィードフォワード制御にて調整する空燃比フィードフォワード制御手段と、前記空燃比フィードバック制御および前記空燃比フィードフォワード制御とは並行して実行され、内燃機関の運転状態に応じて混合気の燃料濃度補正量を算出し該燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を補正する燃料濃度補正手段と、内燃機関の始動後に最初に行われる前記空燃比フィードバック制御については前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量が反映されていない空燃比フィードバック補正値を設定し、前記空燃比フィードバック制御手段による制御から移行した前記空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、２回目以降行われる前記空燃比フィードバック制御について前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を設定する空燃比フィードバック補正値設定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、空燃比フィードバック補正値設定手段は、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。
【００１８】
空燃比フィードフォワード制御手段は、内燃機関の運転状態に応じて混合気の空燃比をフィードフォワード制御にて調整するに際しては、空燃比フィードバック補正値の変化に依存させていない。したがって、空燃比フィードバック補正値設定手段は、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に新たに空燃比フィードバック補正値を求めても空燃比フィードフォワード制御には影響しない。そして、空燃比フィードバック制御手段による制御が開始されれば、新たに計算されていた空燃比フィードバック補正値が直ちに用いられて、空燃比フィードバック制御に反映される。このため、燃料濃度補正手段、例えば冷間時燃料増量や始動後燃料増量のような処理にて算出される燃料濃度補正量による空燃比のずれを、空燃比フィードバック補正値に反映させた状態で空燃比フィードバック制御を開始することができる。
【００１９】
したがって、空燃比フィードバック制御により空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間は短くあるいは無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に混合気が不適切な空燃比、例えば目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００２０】
更に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定しており、前回の空燃比フィードバック制御手段により得られた空燃比フィードバック補正値を用いているわけではない。したがって前回の空燃比フィードバック制御手段による制御が長期的安定状態ではない場合、あるいは前に空燃比フィードバック制御手段による制御がなされていない場合にも、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００２１】
また、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００２２】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
加えて、内燃機関始動後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、空燃比フィードバック補正値設定手段が燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定していない状態で行われる。空燃比を検出するセンサが活性化した後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、混合気の燃料濃度が理論空燃比よりも濃厚な状態から開始されることが内燃機関の安定回転上好ましい。したがって最初の空燃比フィードバック制御については、燃料濃度補正量に基づいて設定されていない空燃比フィードバック補正値を用いることにより、内燃機関を十分に安定化させることができる。そして、２回目以降の空燃比フィードバック制御については燃料濃度補正量に基づいて設定された空燃比フィードバック補正値を用いることにより上述した作用効果を生じさせることができる。
【００２７】
請求項３記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記空燃比フィードバック補正値設定手段は、前記燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて、前記空燃比フィードバック補正値の初期値を補正することにより、前記空燃比フィードバック補正値を設定することを特徴とする。
【００２８】
より具体的には、空燃比フィードバック補正値設定手段は、空燃比フィードバック補正値を設定するに際して、空燃比フィードバック補正値の初期値を用いて、この初期値を燃料濃度補正量に基づいて補正することにより空燃比フィードバック補正値を設定している。
【００２９】
このように空燃比フィードバック補正値を設定することによっても、空燃比フィードバック制御により空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。したがって空燃比フィードバック制御時に混合気が不適切な空燃比、例えば目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００３０】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００３１】
また、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、あるいは空燃比フィードフォワード制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００３２】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
請求項４記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１〜３のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段が前記燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を増加補正する場合には、前記空燃比フィードバック補正値設定手段は前記燃料濃度補正量に基づいて前記空燃比フィードバック補正値を燃料濃度が希薄化する方向へ設定することを特徴とする。
【００３３】
より具体的には、燃料濃度補正手段が燃料濃度補正量に基づいて混合気の燃料濃度を増加補正する場合には、燃料濃度補正量の分、空燃比は燃料濃厚側へずれていることになる。したがって、空燃比フィードバック補正値設定手段は、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を燃料濃度が希薄化する方向へ設定する。このことにより、空燃比フィードバック制御手段においては空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に混合気が目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００３４】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００３５】
また、空燃比フィードバック補正値設定手段は、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、あるいは空燃比フィードフォワード制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００３６】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
請求項５記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記空燃比フィードフォワード制御手段は、内燃機関の運転状態に応じて燃料カットを実行する燃料カット制御手段であることを特徴とする。
【００３７】
より具体的には、空燃比フィードフォワード制御手段としては、内燃機関の運転状態に応じて燃料カットを実行する燃料カット制御手段を挙げることができる。このように燃料カット制御手段による燃料供給停止処理期間中、あるいは燃料供給停止処理から空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時において、燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定することにより、空燃比フィードバック制御手段による空燃比調整の開始時点から空燃比フィードバック補正値は燃料濃度補正量分のずれを吸収することができる。したがって、空燃比フィードバック制御により空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に混合気が不適切な空燃比、例えば目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００３８】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００３９】
また、空燃比フィードバック補正値設定手段は、燃料カット制御手段による制御期間に、あるいは燃料カット制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため燃料カット制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００４０】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
請求項６記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記空燃比フィードフォワード制御手段は、内燃機関の加速時に燃料増量を実行する加速時燃料増量手段であることを特徴とする。
【００４１】
より具体的には、空燃比フィードフォワード制御手段としては、内燃機関の加速時に燃料増量を実行する加速時燃料増量手段を挙げることができる。このように加速時燃料増量手段による燃料増量期間中、あるいは燃料増量処理から空燃比フィードバック制御手段による制御に移行する時において、燃料濃度補正手段による燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定することにより、空燃比フィードバック制御手段において空燃比フィードバック補正値が燃料濃度補正量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に混合気が不適切な空燃比、例えば目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００４２】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００４３】
また、空燃比フィードバック補正値設定手段は、加速時燃料増量手段による制御期間に、あるいは加速時燃料増量制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、燃料濃度補正量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため加速時燃料増量制御中における燃料濃度補正量の変化にも対応できる。
【００４４】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
請求項７記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１〜６のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段は、内燃機関の冷間時に燃料増量を実行する冷間時燃料増量手段であることを特徴とする。
【００４５】
より具体的には、燃料濃度補正手段としては、内燃機関の冷間時に燃料増量を実行する冷間時燃料増量手段を挙げることができる。この冷間時燃料増量手段による内燃機関の冷間時における燃料増量処理が、空燃比フィードバック制御および空燃比フィードフォワード制御と並行して実行されることにより、空燃比フィードバック制御開始時において空燃比を目標空燃比からずらす要因となる。しかし、前述したごとく空燃比フィードバック補正値設定手段の作用により、空燃比フィードバック制御手段において空燃比フィードバック補正値が冷間時燃料増量手段による燃料増量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。こうして内燃機関冷間時の燃料増量処理が行われていても、空燃比フィードバック制御時に混合気が目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００４６】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００４７】
また、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、あるいは空燃比フィードフォワード制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、冷間時の燃料増量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における冷間時の燃料増量の変化にも対応できる。
【００４８】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
請求項８記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項１〜６のいずれか記載の構成において、前記燃料濃度補正手段は、内燃機関の始動後に燃料増量を実行する始動後燃料増量手段であることを特徴とする。
【００４９】
より具体的には、燃料濃度補正手段としては、内燃機関の始動後に燃料増量を実行する始動後燃料増量手段を挙げることができる。この始動後燃料増量手段による内燃機関の始動後における燃料増量処理が、空燃比フィードバック制御および空燃比フィードフォワード制御と並行して実行されることにより、空燃比フィードバック制御開始時において空燃比を目標空燃比からずらす要因となる。しかし、前述したごとく空燃比フィードバック補正値設定手段の作用により、空燃比フィードバック制御手段において空燃比フィードバック補正値が始動後燃料増量分のずれを吸収する期間を短くあるいは無くすことができる。こうして内燃機関始動後の燃料増量処理が行われていても、空燃比フィードバック制御時に混合気が目標空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【００５０】
更に、未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正値が変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正値を問題なく適用することができる。
【００５１】
また、空燃比フィードフォワード制御手段による制御期間に、あるいは空燃比フィードフォワード制御から空燃比フィードバック制御に移行する時に、始動後の燃料増量に基づいて空燃比フィードバック補正値を設定している。このため空燃比フィードフォワード制御中における始動後の燃料増量の変化にも対応できる。
【００５２】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正値を適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、自動車に搭載され、上述した発明が適用されたガソリンエンジン（以下、「エンジン」と称す）４およびその制御系の概略構成を表すブロック図である。
【００５４】
エンジン４のシリンダブロック６には燃焼室を含む第１（＃１）気筒８、第２（＃２）気筒１０、第３（＃３）気筒１２および第４（＃４）気筒１４が形成されている。各気筒８〜１４にはインテークマニホールド１６、サージタンク１８を介して吸気通路２０が接続されている。この吸気通路２０の上流側にはエアクリーナ２２が設けられており、このエアクリーナ２２を介して吸気通路２０内に外気が導入される。
【００５５】
インテークマニホールド１６には、各気筒８〜１４に対応してインジェクタ２４，２６，２８，３０がそれぞれ設けられている。このインジェクタ２４〜３０は通電制御により開閉駆動されて燃料を噴射する電磁弁であって、燃料タンク（図示略）内の燃料が燃料ポンプ（図示略）から圧送されてくる。インジェクタ２４〜３０から噴射された燃料はインテークマニホールド１６内の吸入空気と混合されて混合気となる。そしてこの混合気は、各気筒８〜１４毎に設けられた吸気バルブ（図示略）が開弁することによって開かれた吸気ポート（図示略）から各気筒８〜１４の燃焼室内へ導入される。空燃比フィードバック制御においては、後述するごとく、このインジェクタ２４〜３０による燃料噴射時間の長さが空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ（「空燃比フィードバック補正値」に相当する）およびその他のパラメータに基づいて調整される。
【００５６】
吸気通路２０には吸入空気量を調節するスロットルバルブ３２がサージタンク１８の上流側に位置して設けられている。このスロットルバルブ３２は、吸気通路２０に設けられたスロットルモータ３４により開閉駆動されることにより、その開度、すなわちスロットル開度ＴＡが調節される。スロットルバルブ３２の近傍にはスロットルセンサ３６が設けられている。このスロットルセンサ３６はスロットル開度ＴＡを検出し、スロットル開度ＴＡに応じた信号を出力する。
【００５７】
また自動車の運転室内にはアクセルペダル３８が設けられており、運転者によるアクセルペダル３８の踏込量、すなわちアクセル開度ＰＤＬＡがアクセルセンサ４０によって検出される。そして、後述する電子制御装置（「ＥＣＵ」と称する）５０はこのアクセル開度ＰＤＬＡ等に基づいてスロットルモータ３４を制御することによりスロットル開度ＴＡを運転状態に応じた開度に調節する。
【００５８】
各気筒８〜１４にはエグゾーストマニホールド６０を介して排気通路６２が接続されている。この排気通路６２には触媒コンバータ６４およびマフラ６６がそれぞれ設けられている。排気通路６２を流れる排気はこれら触媒コンバータ６４およびマフラ６６を通過して外部に排出される。
【００５９】
吸気通路２０においてエアクリーナ２２とスロットルバルブ３２との間にはエアフローメータ６８が設けられている。このエアフローメータ６８は各気筒８〜１４の燃焼室に導入される吸入空気量ＧＡを検出し、この吸入空気量ＧＡに応じた信号を出力する。
【００６０】
また、エンジン４のシリンダヘッド６ａには各気筒８〜１４に対応してそれぞれ点火プラグ７０，７２，７４，７６が設けられている。各点火プラグ７０〜７６は、イグニッションコイル７０ａ，７２ａ，７４ａ，７６ａが付属することにより、ディストリビュータを用いないダイレクトイグニッションシステムとして構成されている。各イグニッションコイル７０ａ〜７６ａは、点火時期にＥＣＵ５０内の点火駆動回路から供給される一次側電流の遮断に基づいて発生する高電圧を、直接点火プラグ７０〜７６に与えている。
【００６１】
また、触媒コンバータ６４より上流における排気通路６２には、空燃比センサ８０が設けられている。この空燃比センサ８０は、排気の成分に現れる混合気の空燃比に応じた信号Ｖｏｘを出力する。この信号Ｖｏｘに基づいて後述するごとく空燃比フィードバック制御がなされ、燃料噴射量の調整により空燃比が目標空燃比（ここでは理論空燃比）に調整される。
【００６２】
なお、回転数センサ９０は、エンジン４のクランク軸（図示略）の回転に基づいてエンジン４の回転数ＮＥに応じた数のパルス信号を出力し、気筒判別センサ９２は気筒８〜１４を判別するためにクランク軸の回転に基づいて所定のクランク角度毎に基準信号となるパルス信号を出力する。ＥＣＵ５０はこれら回転数センサ９０および気筒判別センサ９２からの出力信号に基づいて回転数ＮＥおよびクランク角度の算出、更に気筒判別を行う。
【００６３】
また、シリンダブロック６にはエンジン冷却水温を検出するための水温センサ９４が設けられて、冷却水温ＴＨＷに応じた信号を出力する。また変速機（図示略）にはシフトポジションセンサ９６が設けられて、シフト位置ＳＨＦＴＰに応じた信号を出力する。
【００６４】
次に本実施の形態１における空燃比制御装置の機能を果たしている制御系の電気的構成について図２のブロック図を参照して説明する。
ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）５０ａ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５０ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５０ｃ、およびバックアップＲＡＭ５０ｄ等を備え、これら各部５０ａ〜５０ｄと、入力回路５０ｅおよび出力回路５０ｆ等とを双方向バス５０ｇにより接続してなる論理演算回路として構成されている。ＲＯＭ５０ｂには後述する空燃比フィードバック制御等の各種制御プログラムや各種データが予め記憶されている。ＲＡＭ５０ｃには各種制御処理におけるＣＰＵ５０ａの演算結果等が一時的に記憶される。
【００６５】
また、入力回路５０ｅはバッファ、波形整形回路およびＡ／Ｄ変換器等を含んだ入力インターフェースとして構成されており、前記スロットルセンサ３６、アクセルセンサ４０、エアフローメータ６８、空燃比センサ８０、回転数センサ９０、気筒判別センサ９２、水温センサ９４、シフトポジションセンサ９６、各イグニッションコイル７０ａ〜７６ａの点火確認信号ＩＧｆのライン等がそれぞれ接続されている。各種センサ３６，４０，６８，８０，９０，９２，９４，９６等の出力信号はデジタル信号に変換されて入力回路５０ｅから双方向バス５０ｇを介してＣＰＵ５０ａに読み込まれる。
【００６６】
一方、出力回路５０ｆは各種駆動回路等を有しており、前記インジェクタ２４〜３０、イグニッションコイル７０ａ〜７６ａ、スロットルモータ３４等がそれぞれ接続されている。ＥＣＵ５０は各種センサ３６，４０，６８，８０，９０，９２，９４，９６等からの出力信号に基づいて演算処理を行い、インジェクタ２４〜３０、イグニッションコイル７０ａ〜７６ａ、スロットルモータ３４等を制御する。
【００６７】
例えば、ＥＣＵ５０はエアフローメータ６８により検出される吸入空気量ＧＡおよび回転数センサ９０により検出される回転数ＮＥ等に基づいてインジェクタ２４〜３０による燃料噴射量や燃料噴射時期、あるいはイグニッションコイル７０ａ〜７６ａによる点火時期を制御している。そして空燃比センサ８０により検出される空燃比に基づいて、後述するごとく、インジェクタ２４〜３０による燃料噴射量の調整を実行して混合気の空燃比を精密に制御している。
【００６８】
次に、本実施の形態１においてＥＣＵ５０により実行される空燃比フィードバック制御について図３以下のフローチャートに基づいて説明する。なお各処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００６９】
図３は、ＥＣＵ５０により実行される空燃比フィードバック補正係数算出処理（「ＦＡＦ算出処理」と称する）を示すフローチャートである。この処理は、一定時間毎に周期的に実行される。
【００７０】
本処理が開始されると、まず空燃比フィードバック制御を行う条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ１００）。この条件とは、例えば次のごとくである。
（１）始動時でない。
【００７１】
（２）暖機完了している。（例えば冷却水温ＴＨＷ≧４０℃）
（３）空燃比センサ８０は活性が完了している。
（４）燃料カット制御などの空燃比フィードフォワード制御中ではない。
【００７２】
以上の（１）〜（４）のすべての条件が満足されたときに空燃比フィードバック制御が許容され、いずれか１つでも条件が満足されないときは空燃比フィードバック制御は許容されない。
【００７３】
全ての条件が成立している場合（Ｓ１００にて「ＹＥＳ」）は、前回の制御周期において空燃比フィードバック制御条件が不成立であったか否かが判定される（Ｓ１０１）。前回不成立であった場合には（Ｓ１０１で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦには空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘに記憶されている値が設定される（Ｓ１０２）。ここで、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘは後述するごとく、空燃比フィードバック制御の開始時に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに用いる値を、予め設定しておく変数である。なお、本実施の形態１では、エンジン４の始動時の初期設定時には、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには「１．０」が設定されている。
【００７４】
一方、前回の制御周期において空燃比フィードバック制御条件が成立していれば（Ｓ１０１で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘによる空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの設定はなされない。
【００７５】
ステップＳ１０２の次に、あるいはステップＳ１０１にて「ＮＯ」と判定された次には、空燃比センサ８０の出力信号の電圧Ｖｏｘを読み込み（Ｓ１０３）、基準電圧Ｖｒ（例えば０．４５Ｖ）より小さいか否かを判定する（Ｓ１０４）。Ｖｏｘ＜Ｖｒであれば（Ｓ１０４にて「ＹＥＳ」）、排気の成分に現れる空燃比はリーン（理論空燃比よりも燃料濃度が稀薄である状態）であるとして、空燃比フラグＸＯＸをリセット（ＸＯＸ←０）する（Ｓ１０６）。
【００７６】
次に、空燃比フラグＸＯＸと状態維持フラグＸＯＸＯとが一致しているか否かを判断する（Ｓ１０８）。ＸＯＸ＝ＸＯＸＯであれば（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、リーンが継続しているものとして、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリーン積分量ｄａ（ｄａ＞０）増加して（Ｓ１１０）、本処理を一旦終了する。
【００７７】
一方、ＸＯＸ≠ＸＯＸＯであれば（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、リッチ（理論空燃比よりも燃料濃度が濃厚である状態）からリーンに反転したものとして、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリーンスキップ量Ｓａ（Ｓａ＞０）増加する（Ｓ１１２）。なおリーンスキップ量Ｓａはリーン積分量ｄａに比較して十分に大きな値に設定されている。そして、次に状態維持フラグＸＯＸＯをリセット（ＸＯＸＯ←０）して（Ｓ１１４）、本処理を一旦、終了する。
【００７８】
ステップ１０４で、Ｖｏｘ≧Ｖｒと判定された場合は（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、排気の成分に現れる空燃比はリッチであるとして、空燃比フラグＸＯＸをセット（ＸＯＸ←１）する（Ｓ１１６）。次に空燃比フラグＸＯＸと状態維持フラグＸＯＸＯとが一致しているか否かを判断する（Ｓ１１８）。
【００７９】
ＸＯＸ＝ＸＯＸＯであれば（Ｓ１１８で「ＹＥＳ」）、リッチが継続しているものとして、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ積分量ｄｂ（ｄｂ＞０）減少して（Ｓ１２０）、本処理を一旦終了する。
【００８０】
ＸＯＸ≠ＸＯＸＯであれば（Ｓ１１８で「ＮＯ」）、リーンからリッチに反転したものとして空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチスキップ量Ｓｂ（Ｓｂ＞０）減少する（Ｓ１２２）。なおリッチスキップ量Ｓｂはリッチ積分量ｄｂに比較して十分に大きな値に設定されている。
【００８１】
次に状態維持フラグＸＯＸＯをセット（ＸＯＸＯ←１）して（Ｓ１２４）、本処理を一旦終了する。
ステップＳ１００で条件が１つでも満足されていない場合（Ｓ１００で「ＮＯ」）には、次に前述したステップＳ１００の条件の内で、空燃比フィードバック制御の基礎的条件（１）〜（３）のみ満足しているか否かが判定される（Ｓ１２６）。すなわち、空燃比フィードバック制御の基礎的条件（１）〜（３）は満足されているが、（４）「燃料カット制御などの空燃比フィードフォワード制御中ではない（燃料カット制御ならば、例えば、後述するＸＦＣ（１〜４）のすべてが「ＯＦＦ」である状態）」との条件が満足されていない状態であるか否かが判定される。
【００８２】
ここで、空燃比フィードバック制御の基礎的条件が満足されていない場合には（Ｓ１２６で「ＮＯ」）、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘに「１．０」を設定し（Ｓ１２８）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに「１．０」を設定して（Ｓ１３２）、本処理を一旦終了する。
【００８３】
一方、空燃比フィードバック制御の基礎的条件が満足されている場合には（Ｓ１２６で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘに次式１のごとく設定する（Ｓ１３０）。
【００８４】
【数１】
ＦＡＦｘ  ←  １．０／ｅｋｒｉｃｈ          …  ［式１］
ここで、燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ（燃料濃度補正量に相当する）は、図４のフローチャートに示す増量補正係数設定処理により設定される燃料を増量するための係数である。なお、この式１は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの初期値である「１．０」を燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈに基づいて補正したものである。
【００８５】
そして、ステップＳ１３０の次には空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに「１．０」を設定して（Ｓ１３２）、本処理を一旦終了する。
図４の増量補正係数設定処理について説明する。本増量補正係数設定処理は、一定時間毎に周期的に実行される処理である。まず水温センサ９４にて検出されている冷却水温ＴＨＷが読み込まれ（Ｓ１５４）、更に始動後経過時間Ｔが読み込まれる（Ｓ１５６）。この始動後経過時間Ｔはエンジン４の始動後にカウントアップするタイマーカウンタ（図示略）により計時されている時間である。
【００８６】
次に、ステップＳ１５８にて、図５に傾向を示す関数ｆ１により、エンジン回転数ＮＥに応じた冷却水温ＴＨＷ分の補正係数ｆ１（ＴＨＷ，ＮＥ）［冷間時燃料増量に相当する］を算出する。そして、図６に傾向を示す関数ｆ２によりエンジン回転数ＮＥに応じた始動後経過時間Ｔ分の補正係数ｆ２（Ｔ，ＮＥ）［始動後燃料増量に相当する］を算出する。そして、これらの値を用いて、次式２に示すごとく、燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈを設定する。
【００８７】
【数２】
ｅｋｒｉｃｈ  ←  １．０  ＋ｆ１（ＴＨＷ，ＮＥ）＋ｆ２（Ｔ，ＮＥ）  …  ［式２］
こうして本処理を一旦終了する。
【００８８】
図７は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶの演算処理（以下、「ＦＡＦＡＶ演算処理」と略す）のフローチャートである。本処理は、図３のＦＡＦ算出処理にてＸＯＸ≠ＸＯＸＯであった場合（Ｓ１０８で「ＮＯ」またはＳ１１８で「ＮＯ」）毎に実行される。
【００８９】
ＦＡＦＡＶ演算処理では、まず、次式３により空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの前回の値ＦＡＦＢとの平均値ＦＡＦＡＶを演算する（Ｓ２０２）。
【００９０】
【数３】
ＦＡＦＡＶ←（ＦＡＦＢ  ＋  ＦＡＦ）／２    …  ［式３］
そして、次回の演算に備えてＦＡＦＢの値を、今回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値で置き換える（Ｓ２０４）。こうして、本処理を一旦終了する。
【００９１】
図８は学習制御処理のフローチャートであって、学習値としてベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧを求める処理である。本処理も一定時間毎に周期的に実行される。
【００９２】
本処理が開始されると、まず、エアフローメータ６８で検出される吸入空気量ＧＡを読み込み（Ｓ３００）、この吸入空気量ＧＡの値に基づいて、エンジン４の運転領域を示すインデックスｍを決定する。すなわち、最大吸入空気量の０％から１００％までをＭ分割してエンジン４の運転領域を定め、現在の吸入空気量ＧＡが、どの領域にあるかを判断してインデックスｍを決定する（Ｓ３１０）。ベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧは、エンジン４の運転領域毎に学習して求められるものであり、インデックスｍは、ベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧが、いずれの領域に属しているかを決定するものである。
【００９３】
次に、ベース空燃比フィードバック補正係数学習条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ３３０）。ベース空燃比フィードバック補正係数学習条件としては、たとえば、ステップＳ１００にて述べた条件も含めてもよいが、これ以外に、エンジン４の運転領域が変化してから十分な時間が経過したかなどにより、安定した空燃比フィードバック制御状態となっている条件が挙げられる。
【００９４】
ベース空燃比フィードバック補正係数学習条件が成立していれば（Ｓ３３０で「ＹＥＳ」）、現在のエンジン４の運転領域ｍについて、後述するベース空燃比フィードバック補正係数の学習が行われ（Ｓ３４０）、そして本処理を一旦終了する。
【００９５】
一方、ベース空燃比フィードバック補正係数学習条件が不成立の場合（Ｓ３３０で「ＮＯ」）には、このまま一旦、本処理を終了する。
ベース空燃比フィードバック補正係数学習処理（Ｓ３４０）を図９のフローチャートに示す。本処理では、まず、前述した空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが「０．９８」より小さいか否かを判定する（Ｓ４１０）。ＦＡＦＡＶ＜０．９８であれば（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、運転領域ｍのベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）を変動量β（＞０）だけ減少させ（Ｓ４２０）、本処理を一旦終了する。
【００９６】
ＦＡＦＡＶ≧０．９８であれば（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、平均値ＦＡＦＡＶが「１．０２」より大きいか否かを判定する（Ｓ４３０）。ＦＡＦＡＶ＞１．０２であれば（Ｓ４３０で「ＹＥＳ」）、ベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）を変動量βだけ増加させ（Ｓ４４０）、本処理を一旦終了する。
【００９７】
０．９８≦ＦＡＦＡＶ≦１．０２の場合（Ｓ４１０で「ＮＯ」、Ｓ４３０で「ＮＯ」）は、運転領域ｍのベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）はその値を維持して、本処理を一旦終了する。
【００９８】
なお、ＥＣＵ５０の電源オン時において初期設定されるベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）の初期値としては「０．００」が設定されている。
上述したごとく算出された燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦおよびベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）に基づいて、図１０のフローチャートに示す燃料噴射処理が行われる。この処理は、一定クランク角毎の割り込みで周期的に実行され、各気筒８〜１４毎に実行される処理である。なお、図１０では＃ｎの気筒について説明しているが、＃１から＃４の各気筒８〜１４を＃ｎで表したものであり、各気筒８〜１４はそれぞれ同じ処理が行われる。
【００９９】
本燃料噴射処理が開始されると、まず、＃ｎの気筒に対して設定されている燃料カットフラグＸＦＣ（ｎ）が「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ５１０）。ＸＦＣ（ｎ）＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ５１０で「ＹＥＳ」）、次に、エンジン４の回転数ＮＥおよび吸入空気量ＧＡに基づいて、ＲＯＭ５０ｂに記憶されているエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとをパラメータとするマップＭＴＰ（図示略）から基本燃料噴射弁開弁時間ＴＰを求める（Ｓ５２０）。
【０１００】
次に、ＦＡＦ算出処理（図３）で算出される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ、図４の燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ設定処理にて算出される燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ、図９のベース空燃比フィードバック補正係数学習処理で算出されるベース空燃比フィードバック補正係数ＫＧ（ｍ）、およびその他の係数に基づいて燃料噴射弁開弁時間ＴＡＵを次式４により演算する（Ｓ５３０）。
【０１０１】
【数４】
ＴＡＵ  ←  Ｋ３・ｅｋｒｉｃｈ・ＴＰ・｛ＦＡＦ＋ＫＧ（ｍ）｝＋Ｋ４…  ［式４］
ここでＫ３およびＫ４は燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ以外の補正係数である。次に燃料噴射弁開弁時間ＴＡＵを出力して（Ｓ５４０）、本処理を一旦終了する。
【０１０２】
一方、ＸＦＣ（ｎ）＝「ＯＮ」であった場合（Ｓ５１０で「ＮＯ」）には、燃料噴射弁開弁時間ＴＡＵに「０」を設定して（Ｓ５５０）、＃ｎの気筒に対しての燃料噴射処理を一旦終了する。このようにしてＸＦＣ（ｎ）＝「ＯＮ」の場合に＃ｎの気筒に対しては燃料噴射を停止する。
【０１０３】
次に、図１１のフローチャートに基づいて燃料カットフラグＸＦＣ（１〜４）の設定処理について説明する。本処理は一定時間周期で繰り返される。
この燃料カットフラグ設定処理では、燃料カット条件が成立した場合に（Ｓ６１０で「ＹＥＳ」）、ＸＦＣ（１〜４）に「ＯＮ」を設定する（Ｓ６４０）。このことにより、前記ステップＳ５１０（図１０）にて「ＮＯ」と判定させて、燃料噴射弁開弁時間ＴＡＵに「０」を設定させること（Ｓ５５０）で、燃料カットを実行させる。一方、燃料カット条件が成立していない場合に（Ｓ６１０で「ＮＯ」）、ＸＦＣ（１〜４）に「ＯＦＦ」を設定する（Ｓ６５０）。このことにより、前記ステップＳ５１０にて「ＹＥＳ」と判定させて、ステップＳ５２０，Ｓ５３０の処理により燃料噴射を実行させる。
【０１０４】
ここで、ステップＳ６１０で行われる燃料カット条件としては、例えば、変速機におけるシフトアップまたはシフトダウンといった変速動作中にアクセルペダル３８が完全に戻された状態（アイドルＯＮ）となった場合が挙げられる。これ以外の燃料カット条件としてはエンジン４の運転状態に基づいて算出される前記燃料噴射弁開弁時間ＴＡＵがインジェクタ２４〜３０が噴射できる最低限の燃料噴射時間ＴＡＵＭＩＮ以下となった場合等が挙げられる。
【０１０５】
なお、燃料カット条件が成立しても、すべての気筒８〜１４について燃料カットを実行するのではなく、エンジン４の運転状態に応じて燃料カットする気筒数を調整してもよい。
【０１０６】
そして、＃１〜＃４気筒のいずれかにおいて燃料カットが実行されている期間では、前述した空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ算出処理（図３）ではステップＳ１００にては「ＮＯ」と判定され、次に空燃比フィードバック制御の基礎的条件が成立していれば、ステップＳ１２６にて「ＹＥＳ」と判定される。このことによりステップＳ１３０の処理にて前記式１に示した計算により空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには「１．０／ｅｋｒｉｃｈ」の値が設定されることになる。一方、空燃比フィードバック制御の基礎的条件が成立していなければ、ステップＳ１２６にて「ＮＯ」と判定される。このことによりステップＳ１２８の処理にて空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには「１．０」の値が設定されることになる。
【０１０７】
上述した構成の空燃比制御装置における処理の一例を図１２のタイミングチャートに示す。ここで時刻ｔ１前はエンジン４が始動直後であり前述した空燃比フィードバック制御の基礎的条件が成立していない（Ｓ１００で「ＮＯ」かつＳ１２６で「ＮＯ」）ものとする。したがって、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには「１．０」が設定され（Ｓ１２８）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦには「１．０」が設定されている（Ｓ１３２）。
【０１０８】
次に、時刻ｔ１にて空燃比フィードバック制御の基礎的条件が成立する（Ｓ１００で「ＹＥＳ」およびＳ１０１で「ＹＥＳ」）。このことにより、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦには空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘの値、すなわちこの時には「１．０」が設定される（Ｓ１０２）。そして、燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈが「１．０」より大きいことにより、過剰な燃料濃度となっている空燃比を理論空燃比に調整するために（Ｓ１０４で「ＮＯ」かつＳ１１８で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ積分量ｄｂの減算（Ｓ１２０）により徐々に低下させる。
【０１０９】
そして、このリッチ積分量ｄｂによる減算途中においてアクセルペダル３８が完全に戻されてシフトアップが手動によりなされて変速中となる（時刻ｔ２）。この時、図１１の処理にて燃料カットが行われて、空燃比フィードバック制御条件は不成立となる（Ｓ１００で「ＮＯ」）。ただし、燃料カットが成立したのみであり、空燃比フィードバック制御の基礎的条件は満足されているので（Ｓ１２６で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには前記式１により「１．０／ｅｋｒｉｃｈ」の値が設定される（Ｓ１３０）。すなわち、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘには燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈの増量分に応じて減少された値が設定され、また空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは「１．０」が設定されている（Ｓ１３２）。
【０１１０】
以後、燃料カットが終了するまで（時刻ｔ３）、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘは燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈの値に応じて変化する「１．０／ｅｋｒｉｃｈ」の値に設定され（Ｓ１３０）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは「１．０」に設定され続ける（Ｓ１３２）。
【０１１１】
次に燃料カットが終了すると（時刻ｔ３）、空燃比フィードバック制御条件が成立する（Ｓ１００で「ＹＥＳ」）。そして前回は空燃比フィードバック制御条件が不成立であったことから（Ｓ１０１で「ＹＥＳ」）、次に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦには空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘの値、すなわちこの時には直前の制御周期にて算出されている「１．０／ｅｋｒｉｃｈ」の値が設定される（Ｓ１０２）。
【０１１２】
したがって、時刻ｔ３以後は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ分、小さい値から空燃比フィードバック制御が開始される。このため迅速に空燃比を理論空燃比に適合させることができる。
【０１１３】
なお、従来のごとく、燃料カットから空燃比フィードバック制御に復帰した場合（時刻ｔ３）に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに「１．０」を設定した場合を考える。この場合には、再度空燃比フィードバック制御に戻っても、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ＝「１．０」から空燃比フィードバック制御を開始するので、破線で示すごとく燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ分を吸収するのに時間ｄ（時刻ｔ３〜ｔ４）がかかり、この間、空燃比がリッチ側にずれることになる。
【０１１４】
なお、上述したごとく、空燃比フィードフォワード制御処理の１つである燃料カット処理は、空燃比フィードバック制御とは相互に排他的に実行される。すなわち、燃料カット処理が実行される時は空燃比フィードバック制御は実行されず、空燃比フィードバック制御が実行される時は燃料カット処理は実行されないという関係にある。
【０１１５】
上述した実施の形態１においては、ステップＳ１０３〜Ｓ１２４，Ｓ５２０，Ｓ５３０が空燃比フィードバック制御手段としての処理に、ステップＳ５１０，Ｓ５５０，Ｓ６１０，Ｓ６４０が空燃比フィードフォワード制御手段（燃料カット制御手段）としての処理に、ステップＳ１５４〜Ｓ１５８，Ｓ５３０が燃料濃度補正手段（冷間時燃料増量手段および始動後燃料増量手段）としての処理に、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１３０が空燃比フィードバック補正値設定手段としての処理に相当する。
【０１１６】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理により、燃料カット処理から空燃比フィードバック制御に復帰する時に、ステップＳ１５４〜Ｓ１５８により設定されている燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈに基づいて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを設定している。このため、図４に示した燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ設定処理によって行われる冷間時燃料増量用の補正係数ｆ１（ＴＨＷ，ＮＥ）や始動後燃料増量用の補正係数ｆ２（Ｔ，ＮＥ）のような燃料濃度補正量による空燃比のずれを、最初から空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに反映させた状態で空燃比フィードバック制御を開始することができる。
【０１１７】
したがって、図１２に示したごとく、空燃比フィードバック制御に復帰した直後において、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ分のずれを吸収する期間を無くすことができる。こうして空燃比フィードバック制御時に混合気が理論空燃比よりも濃厚な燃料濃度状態が長期に継続することがなく長期にわたってエミッションを悪化させるおそれがない。
【０１１８】
更に、空燃比フィードバック制御に復帰したときには、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈに基づいて設定されており、燃料カット前の空燃比フィードバック制御時に得られている空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを用いているわけではない。したがって燃料カット前の空燃比フィードバック制御が長期に安定していない場合、あるいは燃料カット前に空燃比フィードバック制御がなされていない場合にも、適切な空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを問題なく適用することができる。
【０１１９】
したがって暖機直後などで未だ空燃比フィードバック制御が長期間安定して行われていない場合や、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが変化している過渡時などにおいても、適切な空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
【０１２０】
また、燃料カット制御から空燃比フィードバック制御に移行する時点における燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈに基づいて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを設定している。このため燃料カット制御中における燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈの変化にも対応できる。
【０１２１】
したがって広い範囲で適切な空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを適用することができ、広い範囲でエミッションの悪化を防止することができる。
（ロ）．燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈに依存している空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘは、燃料カット処理中においても繰り返し計算されている。しかし、燃料カット制御の間は空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘは空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに反映されることがなく、かつ燃料カット制御自体が燃料を噴射させない処理なので、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘの値の変化は燃料カット制御には影響しない。
【０１２２】
そして、空燃比フィードバック制御が再開されれば、継続的に計算されていた空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘが空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに反映される。このため最新の燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈが空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに反映されて、確実に空燃比のずれを抑制できる。
【０１２３】
（ハ）．エンジン４の始動後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが初期値である「１．０」から開始される。すなわち、燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈが反映されていない空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを用いて最初の空燃比フィードバック制御は開始する。
【０１２４】
空燃比センサ８０が活性化した後に最初に行われる空燃比フィードバック制御は、混合気の燃料濃度が理論空燃比よりも濃厚な状態から開始されることがエンジン４の安定回転上好ましい。したがって最初の空燃比フィードバック制御について（時刻ｔ１〜ｔ２）ではエンジン４を十分に安定化させることができる。
【０１３１】
［その他の実施の形態］
・前記実施の形態１の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ算出処理（図３）において、空燃比フィードバック制御の基礎的条件が成立していない場合（Ｓ１２６で「ＮＯ」）では、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘに「１．０」を設定していた（Ｓ１２８）。変形例として、図１３のフローチャートに示したごとく、ステップＳ１２８の代わりに、ステップＳ１２８ａとして、空燃比フィードバック補正係数予備値ＦＡＦｘに１．０／（ｅｋｒｉｃｈ−α）を設定することとしても良い。この減少値αは、「（ｅｋｒｉｃｈ−α）＞１．０」となる関係にある正の値である。
【０１３２】
このことにより、図１４のタイミングチャートに示すごとく、最初の空燃比フィードバック制御（時刻ｔ２１〜ｔ２２）は、わずかに理論空燃比よりも燃料濃度が濃い側から開始される。しかも、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ分のずれを吸収する期間を短くすることができる。
こうして最初の空燃比フィードバック制御時からエミッションの悪化を抑制しつつ、エンジンの不安定化を防止することができる。
【０１３３】
・前記実施の形態１および変形例はエンジン始動後に変速時の燃料カット処理により空燃比フィードバック制御が中断した例を示したが、これ以外に、加速時の燃料増量処理あるいはその他の空燃比フィードフォワード制御が行われることにより空燃比フィードバック制御が中断した場合も同様な効果を生じる。
【０１３４】
・前記実施の形態１および変形例では吸入空気量ＧＡを内燃機関の負荷として検出していたが、これ以外に吸気圧を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのガソリンエンジンおよび制御系統の概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１の制御系統の構成を示すブロック図。
【図３】実施の形態１にて実行される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ算出処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１にて実行される燃料増量補正係数ｅｋｒｉｃｈ設定処理のフローチャート。
【図５】冷却水温ＴＨＷから補正係数ｆ１（ＴＨＷ，ＮＥ）を算出する関数ｆ１の説明図。
【図６】始動後経過時間Ｔから補正係数ｆ２（Ｔ，ＮＥ）を算出する関数ｆ２の説明図。
【図７】実施の形態１にて実行される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶ演算処理のフローチャート。
【図８】実施の形態１にて実行される学習制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態１にて実行されるベース空燃比フィードバック補正係数学習処理のフローチャート。
【図１０】実施の形態１にて実行される＃ｎ気筒燃料噴射処理のフローチャート。
【図１１】実施の形態１にて実行される燃料カットフラグ設定処理のフローチャート。
【図１２】実施の形態１の作用効果を示すタイミングチャート。
【図１３】実施の形態１の変形例にて実行される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ算出処理のフローチャート。
【図１４】実施の形態１の変形例の作用効果を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
４…エンジン、６…シリンダブロック、６ａ…シリンダヘッド、８…第１気筒、１０…第２気筒、１２…第３気筒、１４…第４気筒、１６…インテークマニホールド、１８…サージタンク、２０…吸気通路、２２…エアクリーナ、２４，２６，２８，３０…インジェクタ、３２…スロットルバルブ、３４…スロットルモータ、３６…スロットルセンサ、３８…アクセルペダル、４０… アクセルセンサ、５０…ＥＣＵ、５０ａ…ＣＰＵ、５０ｂ… ＲＯＭ、５０ｃ…ＲＡＭ、５０ｄ…バックアップＲＡＭ、５０ｅ…入力回路、５０ｆ…出力回路、５０ｇ…双方向バス、６０…エグゾーストマニホールド、６２…排気通路、６４…触媒コンバータ、６６…マフラ、６８…エアフローメータ、７０，７２，７４，７６…点火プラグ、７０ａ，７２ａ，７４ａ，７６ａ…イグニッションコイル、８０…空燃比センサ、９０…回転数センサ、９２…気筒判別センサ、９４…水温センサ、９６…シフトポジションセンサ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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