JP2560309B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JP2560309B2 JP2560309B2 JP62026339A JP2633987A JP2560309B2 JP 2560309 B2 JP2560309 B2 JP 2560309B2 JP 62026339 A JP62026339 A JP 62026339A JP 2633987 A JP2633987 A JP 2633987A JP 2560309 B2 JP2560309 B2 JP 2560309B2
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- fuel ratio
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側および下流側に空燃
比センサ（本明細書では、酸素濃度センサ（O2セン
サ））を設け、上流側のO2センサによる空燃比フィード
バック制御に加えて下流側のO2センサによる空燃比フィ
ードバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。
比センサ（本明細書では、酸素濃度センサ（O2セン
サ））を設け、上流側のO2センサによる空燃比フィード
バック制御に加えて下流側のO2センサによる空燃比フィ
ードバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。
単なる空燃比フィードバック制御（シングルO2センサ
システム）では、酸素濃度を検出するO2センサをできる
だけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバー
タより上流である排気マニホールドの集合部分に設けて
いるが、O2センサの出力特性のばらつきのために空燃比
の制御精度の改善に支障が生じている。かかるO2センサ
の出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部品のばら
つき、経時あるいは経年的変化を補償するために、触媒
コンバータの下流に第２のO2センサを設け、上流側O2セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側O2
センサによる空燃比フィードバック制御を行うダブルO2
センサシステムが既に提案されている（参照：特開昭58
−48756号公報）。このダブルO2センサシステムでは、
触媒コンバータの下流側に設けられたO2センサは、上流
側O2センサに比較して、低い応答速度を有するものの、
次の理由により出力特性のばらつきが小さいという利点
を有している。
システム）では、酸素濃度を検出するO2センサをできる
だけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバー
タより上流である排気マニホールドの集合部分に設けて
いるが、O2センサの出力特性のばらつきのために空燃比
の制御精度の改善に支障が生じている。かかるO2センサ
の出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部品のばら
つき、経時あるいは経年的変化を補償するために、触媒
コンバータの下流に第２のO2センサを設け、上流側O2セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側O2
センサによる空燃比フィードバック制御を行うダブルO2
センサシステムが既に提案されている（参照：特開昭58
−48756号公報）。このダブルO2センサシステムでは、
触媒コンバータの下流側に設けられたO2センサは、上流
側O2センサに比較して、低い応答速度を有するものの、
次の理由により出力特性のばらつきが小さいという利点
を有している。
（１）触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱
的影響が少ない。
的影響が少ない。
（２）触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にト
ラップされているので下流側O2センサの被毒量は少な
い。
ラップされているので下流側O2センサの被毒量は少な
い。
（３）触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混合
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。
従って、上述のごとく、２つのO2センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（ダブルO2センサシステ
ム）により、上流側O2センサの出力特性のばらつきを下
流側O2センサにより吸収できる。実際に、第２図に示す
ように、シングルO2センサシステムでは、O2センサの出
力特性が悪化した場合には、排気エミッション特性に直
接影響するのに対し、ダブルO2センサシステムでは、上
流側O2センサの出力特性が悪化しても、排気エミッショ
ン特性は悪化しない。つまり、ダブルO2センサシステム
においては、下流側O2センサが安定な出力特性を維持し
ている限り、良好な排気エミッションが保証される。
づく空燃比フィードバック制御（ダブルO2センサシステ
ム）により、上流側O2センサの出力特性のばらつきを下
流側O2センサにより吸収できる。実際に、第２図に示す
ように、シングルO2センサシステムでは、O2センサの出
力特性が悪化した場合には、排気エミッション特性に直
接影響するのに対し、ダブルO2センサシステムでは、上
流側O2センサの出力特性が悪化しても、排気エミッショ
ン特性は悪化しない。つまり、ダブルO2センサシステム
においては、下流側O2センサが安定な出力特性を維持し
ている限り、良好な排気エミッションが保証される。
上述のダブルO2センサシステムにおいては、下流側O2
センサによる空燃比フィードバック制御実行中にあって
は、上流側O2センサの出力にもとづく空燃比補正量FAF
の制御定数たとえばリッチスキップ量RSR、リーンスキ
ップ量RSLを下流側O2センサの出力にもとづいて可変制
御するシステムがあるが、下流側O2センサの非活性等に
より下流側O2センサの出力による制御定数の可変制御を
停止するときには、制御定数が可変制御されていたとき
にバックアップRAM等に記憶されていた値を用いて上流
側O2センサの出力のみによる空燃比フィードバック制御
が行われていた（参照：特開昭61−192828号公報）。
センサによる空燃比フィードバック制御実行中にあって
は、上流側O2センサの出力にもとづく空燃比補正量FAF
の制御定数たとえばリッチスキップ量RSR、リーンスキ
ップ量RSLを下流側O2センサの出力にもとづいて可変制
御するシステムがあるが、下流側O2センサの非活性等に
より下流側O2センサの出力による制御定数の可変制御を
停止するときには、制御定数が可変制御されていたとき
にバックアップRAM等に記憶されていた値を用いて上流
側O2センサの出力のみによる空燃比フィードバック制御
が行われていた（参照：特開昭61−192828号公報）。
しかしながら、下流側O2センサによる制御定数の可変
制御の停止の条件、すなわち、下流側O2センサによる空
燃比フィードバック制御禁止条件は、冷却水温が所定温
以下である、非アイドル状態である、燃料カット中であ
る等であるために、下流側O2センサの出力による制御定
数の可変制御が再開されても、下流側O2センサが非活性
状態から十分脱しておらず、リーンからリッチの出力応
答性が極端に遅い場合がある。これは、製品のばらつき
や経時変化等に起因してO2センサ毎に活性しやすさが異
なるためである。この結果、触媒下流の空燃比は実際に
リッチとなっても、下流側O2センサは暫らくの間のリー
ン出力を示し、従って、制御定数はリッチ側に過補正さ
れ、制御定数は上限値もしくは下限値に張りついてしま
い、しかもその影響は長い間残存してしまい、この結
果、HC,COエミッションの増大、燃費の悪化等を招くと
いう問題点があった。
制御の停止の条件、すなわち、下流側O2センサによる空
燃比フィードバック制御禁止条件は、冷却水温が所定温
以下である、非アイドル状態である、燃料カット中であ
る等であるために、下流側O2センサの出力による制御定
数の可変制御が再開されても、下流側O2センサが非活性
状態から十分脱しておらず、リーンからリッチの出力応
答性が極端に遅い場合がある。これは、製品のばらつき
や経時変化等に起因してO2センサ毎に活性しやすさが異
なるためである。この結果、触媒下流の空燃比は実際に
リッチとなっても、下流側O2センサは暫らくの間のリー
ン出力を示し、従って、制御定数はリッチ側に過補正さ
れ、制御定数は上限値もしくは下限値に張りついてしま
い、しかもその影響は長い間残存してしまい、この結
果、HC,COエミッションの増大、燃費の悪化等を招くと
いう問題点があった。
従って、本発明の目的は、下流側空燃比センサ（O2セ
ンサ）の出力による制御定数の可変制御が再開された直
後の過補正を防止して、HC,COエミッションの増大、お
よび燃費の悪化を防止することにある。
ンサ）の出力による制御定数の可変制御が再開された直
後の過補正を防止して、HC,COエミッションの増大、お
よび燃費の悪化を防止することにある。
上述の問題点を解決するための手段は第１図に示され
る。
る。
第１図において、内燃機関の排気系に設けられた排気
ガス浄化のための触媒コンバータの上流側、下流側に
は、それぞれ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
１、第２の空燃比センサが設けられている。下流側空燃
比フィードバック条件判別手段は下流側（第２の）空燃
比センサによる空燃比フィードバック条件、即ち、空燃
比フィードバック制御定数の更新を許可する条件が満足
されているか否かを判別し、この結果、前記条件が満足
されていると判別されると、制御定数更新手段は前記第
２の空燃比センサの出力V2に応じて空燃比フィードバッ
ク制御定数たとえばリッチスキップ量RSRおよびリーン
スキップ量RSLを、出力V2がリッチの間はある時間当た
りの更新量である更新速度ΔRSによって徐々にリーン側
に更新し、出力V2がリーンの間はある時間当たりの更新
量である更新速度ΔRSによって徐々にリッチ側に更新す
る。他方、反転判別手段は前記下流側空燃比フィードバ
ック条件判別手段によって前記条件が満足された後に前
記第２の空燃比センサの出力V2がリーンからリッチに反
転したか否かを判別し、更新速度演算手段は空燃比フィ
ードバック制御定数RSR,RSLの更新速度ΔRSを前記条件
が満足されていると判別されてから前記第２の空燃比セ
ンサの出力V2がリーンからリッチに反転するまでの間は
小さく（ΔRS＝RS1）、反転した後は大きく（ΔRS＝RS
2,RS2＞RS1）する。そして、空燃比補正量演算手段は空
燃比フィードバック制御定数RSR,RSLおよび上流（第１
の）空燃比センサの出力V1に応じて空燃比補正量FAFを
演算し、空燃比調整手段は空燃比補正量FAFに応じて機
関の空燃比を調整するものである。
ガス浄化のための触媒コンバータの上流側、下流側に
は、それぞれ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
１、第２の空燃比センサが設けられている。下流側空燃
比フィードバック条件判別手段は下流側（第２の）空燃
比センサによる空燃比フィードバック条件、即ち、空燃
比フィードバック制御定数の更新を許可する条件が満足
されているか否かを判別し、この結果、前記条件が満足
されていると判別されると、制御定数更新手段は前記第
２の空燃比センサの出力V2に応じて空燃比フィードバッ
ク制御定数たとえばリッチスキップ量RSRおよびリーン
スキップ量RSLを、出力V2がリッチの間はある時間当た
りの更新量である更新速度ΔRSによって徐々にリーン側
に更新し、出力V2がリーンの間はある時間当たりの更新
量である更新速度ΔRSによって徐々にリッチ側に更新す
る。他方、反転判別手段は前記下流側空燃比フィードバ
ック条件判別手段によって前記条件が満足された後に前
記第２の空燃比センサの出力V2がリーンからリッチに反
転したか否かを判別し、更新速度演算手段は空燃比フィ
ードバック制御定数RSR,RSLの更新速度ΔRSを前記条件
が満足されていると判別されてから前記第２の空燃比セ
ンサの出力V2がリーンからリッチに反転するまでの間は
小さく（ΔRS＝RS1）、反転した後は大きく（ΔRS＝RS
2,RS2＞RS1）する。そして、空燃比補正量演算手段は空
燃比フィードバック制御定数RSR,RSLおよび上流（第１
の）空燃比センサの出力V1に応じて空燃比補正量FAFを
演算し、空燃比調整手段は空燃比補正量FAFに応じて機
関の空燃比を調整するものである。
上述の手段によれば、下流側空燃比センサの出力によ
る空燃比フィードバック制御定数の可変制御が再開され
た当初は、空燃比フィードバック制御定数は小さい更新
速度で更新される。
る空燃比フィードバック制御定数の可変制御が再開され
た当初は、空燃比フィードバック制御定数は小さい更新
速度で更新される。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第３図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一
実施例を示す全体概要図である。第３図において、機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測す
るものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気
量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器1
01に供給されている。ディストリビュータ４には、その
軸がたとえばクランク角に換算して720゜毎に基準位置
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ５および
クランク角に換算して30゜毎に基準位置検出用パルス信
号を発生するクランク角センサ６が設けられている。こ
れらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の
入出力インターフェイス102に供給され、このうち、ク
ランク角センサ６の出力はCPU103の割込み端子に供給さ
れる。
実施例を示す全体概要図である。第３図において、機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測す
るものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気
量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器1
01に供給されている。ディストリビュータ４には、その
軸がたとえばクランク角に換算して720゜毎に基準位置
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ５および
クランク角に換算して30゜毎に基準位置検出用パルス信
号を発生するクランク角センサ６が設けられている。こ
れらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の
入出力インターフェイス102に供給され、このうち、ク
ランク角センサ６の出力はCPU103の割込み端子に供給さ
れる。
さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設
けられている。
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設
けられている。
また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャ
ケット８には、冷却水の温度を検出するための水温セン
サ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度TH
Wに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力もA/D変換器101に供給されている。
ケット８には、冷却水の温度を検出するための水温セン
サ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度TH
Wに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力もA/D変換器101に供給されている。
排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分HC,CO,NOxを同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12が設けられている。
中の３つの有害成分HC,CO,NOxを同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12が設けられている。
排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ12
の上流側には第１のO2センサ13が設けられ、触媒コンバ
ータ12の下流側の排気管14には第２のO2センサ15が設け
られている。O2センサ13,15は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を発生する。すなわち、O2センサ1
3,15は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側
かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10でA/D変換器1
01に発生する。
の上流側には第１のO2センサ13が設けられ、触媒コンバ
ータ12の下流側の排気管14には第２のO2センサ15が設け
られている。O2センサ13,15は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を発生する。すなわち、O2センサ1
3,15は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側
かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10でA/D変換器1
01に発生する。
また、吸気通路２のスロットル弁16には、スロットル
弁16が全閉か否かを判別するためのアイドルスイッチ17
が設けられており、この出力信号は制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給される。
弁16が全閉か否かを判別するためのアイドルスイッチ17
が設けられており、この出力信号は制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給される。
制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス102,
CPU103の外に、ROM104,RAM105、バックアップRAM106、
クロック発生回路107等が設けられている。
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス102,
CPU103の外に、ROM104,RAM105、バックアップRAM106、
クロック発生回路107等が設けられている。
また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、フ
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回
路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウン
カウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数して最
後にそのキャリアウト端子が“1"レベルとなったとき
に、フリップフロップ109がセットされて駆動回路110は
燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴
射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴
射量TAUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り
込まれることになる。
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回
路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウン
カウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数して最
後にそのキャリアウト端子が“1"レベルとなったとき
に、フリップフロップ109がセットされて駆動回路110は
燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴
射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴
射量TAUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り
込まれることになる。
なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換器101のA/D変
換終了時、入出力インターフェイス102がクランク角セ
ンサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路10
7からの割込信号を受信した時、等である。
換終了時、入出力インターフェイス102がクランク角セ
ンサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路10
7からの割込信号を受信した時、等である。
エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却
水温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルーチ
ンによって取り込まれてRAM105の所定領域に格納され
る。つまり、RAM105におけるデータＱおよびTHWは所定
時間毎に更新されている。また、回転速度データNeはク
ランク角センサ６の30゜CA毎の割込みによって演算され
てRAM105の所定領域に格納される。
水温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルーチ
ンによって取り込まれてRAM105の所定領域に格納され
る。つまり、RAM105におけるデータＱおよびTHWは所定
時間毎に更新されている。また、回転速度データNeはク
ランク角センサ６の30゜CA毎の割込みによって演算され
てRAM105の所定領域に格納される。
始めに、第４図、第５図のタイミング図を用いて下流
側O2センサ15の出力V2による空燃比フィードバック制御
としてのリッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RSLの
問題点について説明する。第４図、第５図において、V1
は上流側O2センサ13の出力、V2は下流側O2センサ15の出
力であり、リッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RSL
は、下流側O2センサ15の出力V2と比較電圧VR2との比較
結果に応じて演算され、空燃比補正係数FAFは上流側O2
センサ13の出力V1と比較電圧VR1との比較結果およびス
キップ量RSR,RSLに応じて演算される。
側O2センサ15の出力V2による空燃比フィードバック制御
としてのリッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RSLの
問題点について説明する。第４図、第５図において、V1
は上流側O2センサ13の出力、V2は下流側O2センサ15の出
力であり、リッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RSL
は、下流側O2センサ15の出力V2と比較電圧VR2との比較
結果に応じて演算され、空燃比補正係数FAFは上流側O2
センサ13の出力V1と比較電圧VR1との比較結果およびス
キップ量RSR,RSLに応じて演算される。
第４図は下流側O2センサ15のリーンからリッチへの応
答性が比較的早い場合を示す。この場合には、下流側O2
センサ15の出力V2は、下流側O2センサによる空燃比フィ
ードバック制御開始後、矢印Ｘに示すごとく、リーンレ
ベル（ローレベル）からリッチレベル（ハイレベル）に
比較的早く変化するので、リッチスキップ量RSR、リー
ンスキップ量RSLは適正レベルに保持され、従って、空
燃比補正係数FAFは安定なレベルすなわち理論空燃比相
当レベルに保持される。
答性が比較的早い場合を示す。この場合には、下流側O2
センサ15の出力V2は、下流側O2センサによる空燃比フィ
ードバック制御開始後、矢印Ｘに示すごとく、リーンレ
ベル（ローレベル）からリッチレベル（ハイレベル）に
比較的早く変化するので、リッチスキップ量RSR、リー
ンスキップ量RSLは適正レベルに保持され、従って、空
燃比補正係数FAFは安定なレベルすなわち理論空燃比相
当レベルに保持される。
これに対し、第５図は下流側O2センサ15のリーンから
リッチへの応答性が比較的遅い場合を示す。この場合に
は、下流側O2センサ15の出力V2は、下流側O2センサによ
る空燃比フィードバック制御開始後、矢印Ｙに示すごと
く、リーンレベル（ローレベル）からリッチレベル（ハ
イレベル）に比較的遅く変化するので、リッチスキップ
量RSR、リーンスキップ量RSLはリッチ側に過補正され、
従って、空燃比補正係数FAFはすなわち理論空燃比相当
よりリッチ側レベルとなる。
リッチへの応答性が比較的遅い場合を示す。この場合に
は、下流側O2センサ15の出力V2は、下流側O2センサによ
る空燃比フィードバック制御開始後、矢印Ｙに示すごと
く、リーンレベル（ローレベル）からリッチレベル（ハ
イレベル）に比較的遅く変化するので、リッチスキップ
量RSR、リーンスキップ量RSLはリッチ側に過補正され、
従って、空燃比補正係数FAFはすなわち理論空燃比相当
よりリッチ側レベルとなる。
本発明はこのような下流側O2センサ15のリーン出力か
らリッチ出力への応答性が遅い場合に、リッチスキップ
量RSR、リーンスキップ量RSLのリッチ側過補正を防止し
ようとするものであり、このため、下流側O2センサ15に
よる空燃比フィードバック制御開始後から下流側O2セン
サ15の出力V2の反転（矢印Ｙの時期）までリッチスキッ
プ量RSR、リーンスキップ量RSLの更新速度を小さくする
ことにより達成するものである。
らリッチ出力への応答性が遅い場合に、リッチスキップ
量RSR、リーンスキップ量RSLのリッチ側過補正を防止し
ようとするものであり、このため、下流側O2センサ15に
よる空燃比フィードバック制御開始後から下流側O2セン
サ15の出力V2の反転（矢印Ｙの時期）までリッチスキッ
プ量RSR、リーンスキップ量RSLの更新速度を小さくする
ことにより達成するものである。
第６図は上流側O2センサ13の出力にもとづいて空燃比
補正係数FAFを演算する第１の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎に実行さ
れる。
補正係数FAFを演算する第１の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎に実行さ
れる。
ステップ601では、上流側O2センサ13による空燃比の
閉ループ（フィードバク）条件が成立しているか否かを
判別する。たとえば、冷却水温が所定値（たとえば60
℃）以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量
中、加速増量（非同期噴射）中、パワー増量中、上流側
O2センサ13の出力信号が一度も反転していない時、燃料
カット中（すなわち、LL＝“1"且つNeが所定値以上）等
はいずれも閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が不成立のと
きには、ステップ627に進んで空燃比補正係数FAFを1.0
とする。なお、FAFを閉ループ制御終了直前値としても
よい。この場合には、ステップ628に直接進む。また、
学習値（バックアップRAM106の値）としてもよい。他
方、閉ループ条件成立の場合には、ステップ602に進
む。
閉ループ（フィードバク）条件が成立しているか否かを
判別する。たとえば、冷却水温が所定値（たとえば60
℃）以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量
中、加速増量（非同期噴射）中、パワー増量中、上流側
O2センサ13の出力信号が一度も反転していない時、燃料
カット中（すなわち、LL＝“1"且つNeが所定値以上）等
はいずれも閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が不成立のと
きには、ステップ627に進んで空燃比補正係数FAFを1.0
とする。なお、FAFを閉ループ制御終了直前値としても
よい。この場合には、ステップ628に直接進む。また、
学習値（バックアップRAM106の値）としてもよい。他
方、閉ループ条件成立の場合には、ステップ602に進
む。
ステップ602では、上流側O2センサ13の出力V1をA/D変
換して取組み、ステップ603にてV1が比較電圧VR1たとえ
ば0.45V以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッ
チかリーンかを判別する。リーン（V1≦VR1）であれ
ば、ステップ604にてデイレイカウンタCDLYが正か否か
を判別し、CDLY＞０であればステップ605にてCDLYを０
とし、ステップ606に進む。ステップ607,608では、デイ
レイカウンタCDLYを最小値TDLでガードし、この場合、
デイレイカウンタCDLYが最小値TDLに到達したときには
ステップ609にて空燃比フラグF1を“0"（リーン）とす
る。なお、最小値TDLは上流側O2センサ13の出力におい
てリッチからリーンへの変化があってもリッチ状態であ
るとの判断を保持するためのリーン遅延時間であって、
負の値で定義される。他方、リッチ（V1＞VR1）であれ
ば、ステップ610にてデイレイカウンタCDLYが負か否か
を判別し、CDLY＜０であればステップ611にてCDLYを０
とし、ステップ612に進む。ステップ613,614では、デイ
レイカウンタCDLYを最大値TDRでガードし、この場合、
デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに到達したときには
ステップ615にて空燃比フラグF1を“1"（リッチ）とす
る。なお、最大値TDRは上流側O2センサ13の出力におい
てリーンからリッチへの変化があってもリーン状態であ
るとの判断を保持するためのリッチ遅延時間であって、
正の値で定義される。
換して取組み、ステップ603にてV1が比較電圧VR1たとえ
ば0.45V以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッ
チかリーンかを判別する。リーン（V1≦VR1）であれ
ば、ステップ604にてデイレイカウンタCDLYが正か否か
を判別し、CDLY＞０であればステップ605にてCDLYを０
とし、ステップ606に進む。ステップ607,608では、デイ
レイカウンタCDLYを最小値TDLでガードし、この場合、
デイレイカウンタCDLYが最小値TDLに到達したときには
ステップ609にて空燃比フラグF1を“0"（リーン）とす
る。なお、最小値TDLは上流側O2センサ13の出力におい
てリッチからリーンへの変化があってもリッチ状態であ
るとの判断を保持するためのリーン遅延時間であって、
負の値で定義される。他方、リッチ（V1＞VR1）であれ
ば、ステップ610にてデイレイカウンタCDLYが負か否か
を判別し、CDLY＜０であればステップ611にてCDLYを０
とし、ステップ612に進む。ステップ613,614では、デイ
レイカウンタCDLYを最大値TDRでガードし、この場合、
デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに到達したときには
ステップ615にて空燃比フラグF1を“1"（リッチ）とす
る。なお、最大値TDRは上流側O2センサ13の出力におい
てリーンからリッチへの変化があってもリーン状態であ
るとの判断を保持するためのリッチ遅延時間であって、
正の値で定義される。
ステップ616では、空燃比フラグF1の符号が反転した
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ617にて、空燃比フラグF1の値により、リッチから
リーンへの反転か、リーからリッチへの反転かを判別す
る。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ618
にてFAF←FAF＋RSRとスキップ的に増大させ、逆に、リ
ーンからリッチへの反転であれば、ステップ619にてFAF
←FAF−RSLとスキップ的に減少させる。つまり、スキッ
プ処理を行う。ステップ616にて空燃比フラグF1の符号
が反転していなければ、ステップ620,621,622にて積分
処理を行う。つまり、ステップ620にて、F1＝“0"か否
かを判別し、F1＝“0"（リーン）であればステップ621
にてFAF←FAF＋KIRとし、他方、F1＝“1"（リッチ）で
あればステップ622にてFAF←FAF−KILとする。ここで、
積分定数KIR（KIL）はスキップ定数RSR,RSLに比して十
分小さく設定してあり、つまり、KIR（KIL）＜RSR（RS
L）である。従って、ステップ621はリーン状態（F1＝
“0"）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ622は
リッチ状態（F1＝“1"）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。ステップ618,619,621,622にて演算された空燃比補
正係数FAFはステップ623,624にて最大値たとえば1.2に
てガードされ、また、ステップ625,626にて最小値例え
ば0.8にてガードされる。これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAFが小さくなり過ぎ、もしくは大きく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ617にて、空燃比フラグF1の値により、リッチから
リーンへの反転か、リーからリッチへの反転かを判別す
る。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ618
にてFAF←FAF＋RSRとスキップ的に増大させ、逆に、リ
ーンからリッチへの反転であれば、ステップ619にてFAF
←FAF−RSLとスキップ的に減少させる。つまり、スキッ
プ処理を行う。ステップ616にて空燃比フラグF1の符号
が反転していなければ、ステップ620,621,622にて積分
処理を行う。つまり、ステップ620にて、F1＝“0"か否
かを判別し、F1＝“0"（リーン）であればステップ621
にてFAF←FAF＋KIRとし、他方、F1＝“1"（リッチ）で
あればステップ622にてFAF←FAF−KILとする。ここで、
積分定数KIR（KIL）はスキップ定数RSR,RSLに比して十
分小さく設定してあり、つまり、KIR（KIL）＜RSR（RS
L）である。従って、ステップ621はリーン状態（F1＝
“0"）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ622は
リッチ状態（F1＝“1"）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。ステップ618,619,621,622にて演算された空燃比補
正係数FAFはステップ623,624にて最大値たとえば1.2に
てガードされ、また、ステップ625,626にて最小値例え
ば0.8にてガードされる。これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAFが小さくなり過ぎ、もしくは大きく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。
上述のごとく演算されたFAFをRAM105に格納して、ス
テップ628にてこのルーチンは終了する。
テップ628にてこのルーチンは終了する。
第７図は第６図のフローチャートによる動作を補足説
明するタイミング図である。上流側O2センサ13の出力に
より第７図（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の空
燃比信号A/Fが得られると、デイレイカウンタCDLYは、
第７図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウントアッ
プされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結
果、第７図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された空燃比
信号A/F′（フラグF1に相当）が形成される。たとえ
ば、時刻t1にて空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変
化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリッチ遅
延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t2にてリッ
チに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/Fがリッチから
リーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′
はリーン遅延時間（−TDL）相当だけリッチに保持され
た時刻t4にてリーンに変化する。しかし、空燃比信号A/
Fが時刻t5,t6,t7のごとくリッチ遅延時間TDRより短い期
間で反転すると、デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに
到達するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて遅延処
理後の空燃比信号A/F′が反転される。つまり、遅延処
理後の空燃比信号A/F′は遅延処理前の空燃比信号A/Fに
比べて安定となる。このように遅延処理後の安定した空
燃比信号A/F′にもとづいて第７図（Ｄ）に示す空燃比
補正係数FAFが得られる。
明するタイミング図である。上流側O2センサ13の出力に
より第７図（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の空
燃比信号A/Fが得られると、デイレイカウンタCDLYは、
第７図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウントアッ
プされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結
果、第７図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された空燃比
信号A/F′（フラグF1に相当）が形成される。たとえ
ば、時刻t1にて空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変
化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリッチ遅
延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t2にてリッ
チに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/Fがリッチから
リーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F′
はリーン遅延時間（−TDL）相当だけリッチに保持され
た時刻t4にてリーンに変化する。しかし、空燃比信号A/
Fが時刻t5,t6,t7のごとくリッチ遅延時間TDRより短い期
間で反転すると、デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに
到達するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて遅延処
理後の空燃比信号A/F′が反転される。つまり、遅延処
理後の空燃比信号A/F′は遅延処理前の空燃比信号A/Fに
比べて安定となる。このように遅延処理後の安定した空
燃比信号A/F′にもとづいて第７図（Ｄ）に示す空燃比
補正係数FAFが得られる。
次に、下流側O2センサ15による第２の空燃比フィード
バック制御について説明する。第２の空燃比フィードバ
ック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御定
数としてのスキップ量RSR,RSL、積分定数KIR,KIL、遅延
時間TDR,TDL、もしくは上流側O2センサ13の出力V1の比
較電圧VR1を可変にするシステムとがある。
バック制御について説明する。第２の空燃比フィードバ
ック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御定
数としてのスキップ量RSR,RSL、積分定数KIR,KIL、遅延
時間TDR,TDL、もしくは上流側O2センサ13の出力V1の比
較電圧VR1を可変にするシステムとがある。
たとえば、リッチスキップ量RSRを大きくすると、制
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量RSLを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量RSLを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RSRを小さくしてもリーン側に移行できる。従って、下
流側O2センサ15の出力に応じてリッチスキップ量RSRお
よびリーンスキップ量RSLを補正することにより空燃比
が制御できる。また、リッチ積分定数KIRを大きくする
と、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーン積
分定数KILを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行
でき、他方、リーン積分定数KILを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積分定数KI
Rを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。
従って、下流側O2センサ15の出力に応じてリッチ積分定
数KIRおよびリーン積分定数KILを補正することにより空
燃比が制御できる。リッチ遅延時間TDR＞リーン遅延時
間（−TDL）と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移
行でき、逆に、リーン遅延時間（−TDL）＞リッチ遅延
時間（TDR）と設定すれば、制御空燃比はリーン側に移
行できる。つまり、下流側O2センサ15の出力に応じて遅
延時間TDR,TDLを補正することにより空燃比が制御でき
る。さらにまた、比較電圧VR1を大きくすると制御空燃
比をリッチ側に移行でき、また、比較電圧VR1を小さく
すると制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下
流側O2センサ15の出力に応じて比較電圧VR1を補正する
ことにより空燃比が制御できる。
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量RSLを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量RSLを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RSRを小さくしてもリーン側に移行できる。従って、下
流側O2センサ15の出力に応じてリッチスキップ量RSRお
よびリーンスキップ量RSLを補正することにより空燃比
が制御できる。また、リッチ積分定数KIRを大きくする
と、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーン積
分定数KILを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行
でき、他方、リーン積分定数KILを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積分定数KI
Rを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。
従って、下流側O2センサ15の出力に応じてリッチ積分定
数KIRおよびリーン積分定数KILを補正することにより空
燃比が制御できる。リッチ遅延時間TDR＞リーン遅延時
間（−TDL）と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移
行でき、逆に、リーン遅延時間（−TDL）＞リッチ遅延
時間（TDR）と設定すれば、制御空燃比はリーン側に移
行できる。つまり、下流側O2センサ15の出力に応じて遅
延時間TDR,TDLを補正することにより空燃比が制御でき
る。さらにまた、比較電圧VR1を大きくすると制御空燃
比をリッチ側に移行でき、また、比較電圧VR1を小さく
すると制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下
流側O2センサ15の出力に応じて比較電圧VR1を補正する
ことにより空燃比が制御できる。
これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比較電圧を
下流側O2センサによって可変とすることはそれぞれ長所
がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の調
整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよう
に空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレス
ポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変量
は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。
下流側O2センサによって可変とすることはそれぞれ長所
がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の調
整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよう
に空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレス
ポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変量
は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。
第８図を参照して空燃比フィードバック制御定数とし
てのスキップ量を可変にしたダブルO2センサシステムに
ついて説明する。
てのスキップ量を可変にしたダブルO2センサシステムに
ついて説明する。
第８図は下流側O2センサ15の出力にもとづいてスキッ
プ量RSR,RSLを演算する第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎に実行され
る。ステップ801〜803では、下流側O2センサ15による閉
ループ条件か否かを判別する。たとえば、上流側O2セン
サ13による閉ループ条件の不成立（ステップ801）に加
えて、冷却水温THWが所定値（たとえば70℃）以下のと
き（ステップ802）、スロットル弁16が全閉（LL＝
“1"）のとき（ステップ803）、等が閉ループ条件が不
成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立である。
閉ループ条件でなければステップ822に進み、空燃比反
転フラグFBを“0"とする。なお、この場合、RSR,RSLは
閉ループ終了直前値に保持される。
プ量RSR,RSLを演算する第２の空燃比フィードバック制
御ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎に実行され
る。ステップ801〜803では、下流側O2センサ15による閉
ループ条件か否かを判別する。たとえば、上流側O2セン
サ13による閉ループ条件の不成立（ステップ801）に加
えて、冷却水温THWが所定値（たとえば70℃）以下のと
き（ステップ802）、スロットル弁16が全閉（LL＝
“1"）のとき（ステップ803）、等が閉ループ条件が不
成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立である。
閉ループ条件でなければステップ822に進み、空燃比反
転フラグFBを“0"とする。なお、この場合、RSR,RSLは
閉ループ終了直前値に保持される。
下流側O2センサ15による閉ループ条件成立であれば、
ステップ804〜806に進み、リッチスキップ量RSR、リー
ンスキップ量RSLの更新速度ΔRSを演算する。すなわ
ち、ステップ804にて空燃比反転フラグFBが“0"か否か
を判別し、FB＝“0"のときにはステップ805にて ΔRS←RS1 とし、FB＝“1"のときにはステップ806にて ΔRS←RS2 とする。ただし、RS1＜RS2である。
ステップ804〜806に進み、リッチスキップ量RSR、リー
ンスキップ量RSLの更新速度ΔRSを演算する。すなわ
ち、ステップ804にて空燃比反転フラグFBが“0"か否か
を判別し、FB＝“0"のときにはステップ805にて ΔRS←RS1 とし、FB＝“1"のときにはステップ806にて ΔRS←RS2 とする。ただし、RS1＜RS2である。
次に、ステップ807では、下流側O2センサ15の出力V2
をA/D変換して取込み、ステップ809にてV2が比較電圧V
R2たとえば0.55V以下か否かを判別する、つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。
をA/D変換して取込み、ステップ809にてV2が比較電圧V
R2たとえば0.55V以下か否かを判別する、つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。
ステップ808にてV2≦VR2（リーン）であればステップ
809〜814に進み、他方、V2＞VR2（リッチ）であればス
テップ815〜821に進む。
809〜814に進み、他方、V2＞VR2（リッチ）であればス
テップ815〜821に進む。
ステップ809では、RSR←RSR＋ΔRSとし、つまり、リ
ッチスキップ量RSRを増大させて空燃比をリッチ側に移
行させる。ステップ810,811ではRSRを最大値MAXたとえ
ば7.5％にてガードする。さらに、ステップ812にてRSL
←RSL−ΔRSとし、つまり、リッチスキップ量RSLを減少
させて空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ813,81
4では、RSLを最小値MINたとえば2.5％にてガードする。
ッチスキップ量RSRを増大させて空燃比をリッチ側に移
行させる。ステップ810,811ではRSRを最大値MAXたとえ
ば7.5％にてガードする。さらに、ステップ812にてRSL
←RSL−ΔRSとし、つまり、リッチスキップ量RSLを減少
させて空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ813,81
4では、RSLを最小値MINたとえば2.5％にてガードする。
他方、V2＞VR2（リッチ）のときには、ステップ815に
てRSR←RSR−ΔRSとし、つまり、リッチスキップ量RSR
を減少させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ
819,820では、RSLを最大MAXにてガードする。さらに、
ステップ821にて空燃比反転フラグFBを“1"とする。
てRSR←RSR−ΔRSとし、つまり、リッチスキップ量RSR
を減少させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ
819,820では、RSLを最大MAXにてガードする。さらに、
ステップ821にて空燃比反転フラグFBを“1"とする。
すなわち、本例の場合は、第２の空燃比フィードバッ
ク制御停止中は、下流側O2センサ15の出力V2がリーンで
あることを前提とし、第２の空燃比フィードバック制御
条件成立後リッチ出力があれば下流側O2センサ15の出力
V2が反転したものとみなしている。
ク制御停止中は、下流側O2センサ15の出力V2がリーンで
あることを前提とし、第２の空燃比フィードバック制御
条件成立後リッチ出力があれば下流側O2センサ15の出力
V2が反転したものとみなしている。
なお、ステップ821の代わりにステップ823直前へ第２
の空燃比フィードバック制御後下流側O2センサ15の出力
V2が基準値（たとえばVR2）を横切ったか否かでフラグF
Bを操作してももちろんよい。
の空燃比フィードバック制御後下流側O2センサ15の出力
V2が基準値（たとえばVR2）を横切ったか否かでフラグF
Bを操作してももちろんよい。
上述のごとく演算されたRSR,RSLはRAM105に格納され
た後に、ステップ823にてこのルーチンは終了する。
た後に、ステップ823にてこのルーチンは終了する。
なお、空燃比フィードバック中に演算されたFAF,RSR,
RSLは一旦他の値FAF′,RSR′,RSL′に変化してバックア
ップRAM106に格納することもでき、空燃比オープンルー
プ制御中にこれらの値を用いることにより、たとえば再
始動時や始動直後等あるいはO2センサ非活性時等の運転
性運動性向上にも役立つものである。第８図における最
小値MINは過度追従性がそこなわれないレベルの値であ
り、また、最大値MAXは空燃比変動によりドライバビリ
ティの悪化が発生しないレベルの値である。
RSLは一旦他の値FAF′,RSR′,RSL′に変化してバックア
ップRAM106に格納することもでき、空燃比オープンルー
プ制御中にこれらの値を用いることにより、たとえば再
始動時や始動直後等あるいはO2センサ非活性時等の運転
性運動性向上にも役立つものである。第８図における最
小値MINは過度追従性がそこなわれないレベルの値であ
り、また、最大値MAXは空燃比変動によりドライバビリ
ティの悪化が発生しないレベルの値である。
第８図のフローチャートをさらに、第９図をも参照し
て説明する。
て説明する。
第９図において、時刻t1にて下流側O2センサ15による
空燃比フィードバック制御が開始すると、この時点で
は、空燃比反転フラグFBは“0"であるので、ステップ80
4でのフローは、ステップ805に進み、更新速度ΔRSを小
さい値RS1に設定する。
空燃比フィードバック制御が開始すると、この時点で
は、空燃比反転フラグFBは“0"であるので、ステップ80
4でのフローは、ステップ805に進み、更新速度ΔRSを小
さい値RS1に設定する。
上述の状態（FB＝“0"）が持続すると、第９図に示す
ごとく、リッチスキップ量RSRは緩慢に増大し、リーン
スキップ量RSLは緩慢に減少する。スキップ量RSR,RSLの
リッチ側の過補正が抑制される。
ごとく、リッチスキップ量RSRは緩慢に増大し、リーン
スキップ量RSLは緩慢に減少する。スキップ量RSR,RSLの
リッチ側の過補正が抑制される。
次いで、時刻t2にて、下流側O2センサ15の出力V2がリ
ーンからリッチへ変化すると、ステップ804でのフロー
はステップ806に進み、更新速度ΔRSを大きな値RS2に設
定する。この結果、スキップ量RSR,RSLはリーン側に大
きく更新され、また、空燃比反転フラグFBは“0"から
“1"へ反転する。
ーンからリッチへ変化すると、ステップ804でのフロー
はステップ806に進み、更新速度ΔRSを大きな値RS2に設
定する。この結果、スキップ量RSR,RSLはリーン側に大
きく更新され、また、空燃比反転フラグFBは“0"から
“1"へ反転する。
以後は、下流側O2センサ15による空燃比フィードバッ
ク制御中であれば、空燃比反転フラグFBは“1"であるの
で、更新速度は大きく設定される。
ク制御中であれば、空燃比反転フラグFBは“1"であるの
で、更新速度は大きく設定される。
このように、第８図のルーチンによれば、第９図の時
間t1〜t2では、スキップ量RSR,RSLは、更新速度RS1で更
新され、時刻t2以降では、大きな更新速度RS2で更新さ
れる。
間t1〜t2では、スキップ量RSR,RSLは、更新速度RS1で更
新され、時刻t2以降では、大きな更新速度RS2で更新さ
れる。
なお、第９図において、時間t1〜t2も、スキップ量RS
R,RSLを大きな更新速度RS2で更新すると、スキップ量RS
R,RSLは点線に示すごとくリッチ側に過補正され、しか
も、その影響は暫くの間残存するので、HC,COエミッシ
ョン、燃費の点で不利である。特に、下流側空燃比フィ
ードバック制御停止中に下流側空燃比フィードバック制
御をホールドし、下流側空燃比フィードバック制御を再
開した時に、その値から制御を開始するものでは、頻繁
な空燃比フィードバック制御の禁止、許可が繰り返され
るたびにt1〜t2に示す波線の現象があらわれ、制御定数
が発散する可能性があり、好ましくないが本例では、そ
の誤補正を低減し、エミッションの悪化を招かない。
R,RSLを大きな更新速度RS2で更新すると、スキップ量RS
R,RSLは点線に示すごとくリッチ側に過補正され、しか
も、その影響は暫くの間残存するので、HC,COエミッシ
ョン、燃費の点で不利である。特に、下流側空燃比フィ
ードバック制御停止中に下流側空燃比フィードバック制
御をホールドし、下流側空燃比フィードバック制御を再
開した時に、その値から制御を開始するものでは、頻繁
な空燃比フィードバック制御の禁止、許可が繰り返され
るたびにt1〜t2に示す波線の現象があらわれ、制御定数
が発散する可能性があり、好ましくないが本例では、そ
の誤補正を低減し、エミッションの悪化を招かない。
第10図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角度たとえば、360゜CA毎に実行される。ステップ1001
ではRAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度デー
タNeを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←α・Q/Ne（αは定数）とする。ステップ1002にてRA
M105より冷却水温データTHWを読出してROM104に格納さ
れた１次元マップにより暖機増量値FWLを補間計算す
る。ステップ1003では、最終噴射量TAUを、 TAU←TAUP・FAF・（FWL＋β＋１）＋γ により演算する。なお、β，γは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量である。次いで、ステップ1004
にて、噴射量TAUをダウンカウンタ108にセットすると共
にフリップフロップ109をセットして燃料噴射を開始さ
せる。そして、スップ1005にてこのルーチンは終了す
る。なお、上述のごとく、噴射量TAUに相当する時間が
経過すると、ダウンカウンタ108のキャリアウト信号に
よってフリップフロップ109がリセットされて燃料噴射
は終了する。
角度たとえば、360゜CA毎に実行される。ステップ1001
ではRAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度デー
タNeを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←α・Q/Ne（αは定数）とする。ステップ1002にてRA
M105より冷却水温データTHWを読出してROM104に格納さ
れた１次元マップにより暖機増量値FWLを補間計算す
る。ステップ1003では、最終噴射量TAUを、 TAU←TAUP・FAF・（FWL＋β＋１）＋γ により演算する。なお、β，γは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量である。次いで、ステップ1004
にて、噴射量TAUをダウンカウンタ108にセットすると共
にフリップフロップ109をセットして燃料噴射を開始さ
せる。そして、スップ1005にてこのルーチンは終了す
る。なお、上述のごとく、噴射量TAUに相当する時間が
経過すると、ダウンカウンタ108のキャリアウト信号に
よってフリップフロップ109がリセットされて燃料噴射
は終了する。
なお、第１の空燃比フィードバック制御は4ms毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は1s毎に行われ
るのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良い上流
側O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下
流側O2センサによる制御を従にして行うためである。
また、第２の空燃比フィードバック制御は1s毎に行われ
るのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良い上流
側O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下
流側O2センサによる制御を従にして行うためである。
また、上流側O2センサによる空燃比フィードバック制
御における他の制御定数、たとえば積分定数、遅延時
間、上流側O2センサの比較電圧VR15等を下流側O2センサ
の出力により補正するダブルO2センサシステムにも本発
明を適用し得る。また、スキップ量、積分定数、遅延時
間のうちの２つを同時に制御することにより制御性を向
上できる。さらに、スキップ量RSR,RSLのうちの一方を
固定し、他方のみを可変とすることも、積分定数KIR,KI
Lのうちの一方を固定し他方のみを可変とすることも、
あるいは遅延時間TDR,TDLの一方を固定し他方を可変と
することも可能である。
御における他の制御定数、たとえば積分定数、遅延時
間、上流側O2センサの比較電圧VR15等を下流側O2センサ
の出力により補正するダブルO2センサシステムにも本発
明を適用し得る。また、スキップ量、積分定数、遅延時
間のうちの２つを同時に制御することにより制御性を向
上できる。さらに、スキップ量RSR,RSLのうちの一方を
固定し、他方のみを可変とすることも、積分定数KIR,KI
Lのうちの一方を固定し他方のみを可変とすることも、
あるいは遅延時間TDR,TDLの一方を固定し他方を可変と
することも可能である。
また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの
代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用
いることもできる。
代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用
いることもできる。
さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の
回転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空
気圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度
および機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算しても
よい。
回転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空
気圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度
および機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算しても
よい。
さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系
への燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブ
レタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エ
レクトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）によ
り機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの、
エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブ
によりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系
通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を
制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量
を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合に
は、ステップ1001における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ1003にて最終燃料噴射量TAU
に相当する供給空気量が演算される。
への燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブ
レタ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エ
レクトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）によ
り機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの、
エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブ
によりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系
通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を
制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量
を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合に
は、ステップ1001における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ1003にて最終燃料噴射量TAU
に相当する供給空気量が演算される。
さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてO2セ
ンサを用いたが、COセンサ、リーンミクスチャセンサ等
を用いることもできる。
ンサを用いたが、COセンサ、リーンミクスチャセンサ等
を用いることもできる。
さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわ
ちディジタル回路によって構成されているが、アナログ
回路により構成することもできる。
ちディジタル回路によって構成されているが、アナログ
回路により構成することもできる。
以上説明したように本発明によれば、下流側空燃比セ
ンサのリーンからリッチへの出力特性が遅い場合にあっ
ても、制御定数等のリッチ過補正を防止でき、排気エミ
ッションの低減および燃費の向上に役立つものである。
ンサのリーンからリッチへの出力特性が遅い場合にあっ
ても、制御定数等のリッチ過補正を防止でき、排気エミ
ッションの低減および燃費の向上に役立つものである。
第１図は本発明の構成を説明するための全体ブロック
図、 第２図はシングルO2センサシステムおよびダブルO2セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第３図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第４図、第５図は本発明が解決すべき問題点を説明する
ためのタイミング図、 第６図、第８図、第10図は第３図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、 第７図は第６図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第９図は第８図のフローチャートを補足説明するタイミ
ング図である。 １……機関本体、３……エアフローメータ、 ４……ディストリビュータ、 5,6……クランク角センサ、 10……制御回路、12……触媒コンバータ、 13……上流側（第１の）O2センサ、 15……下流側（第２の）O2センサ、 17……アイドルスイッチ。
図、 第２図はシングルO2センサシステムおよびダブルO2セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第３図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第４図、第５図は本発明が解決すべき問題点を説明する
ためのタイミング図、 第６図、第８図、第10図は第３図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、 第７図は第６図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第９図は第８図のフローチャートを補足説明するタイミ
ング図である。 １……機関本体、３……エアフローメータ、 ４……ディストリビュータ、 5,6……クランク角センサ、 10……制御回路、12……触媒コンバータ、 13……上流側（第１の）O2センサ、 15……下流側（第２の）O2センサ、 17……アイドルスイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄
化のための触媒コンバータの上流側、下流側に、それぞ
れ設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
１、第２の空燃比センサと、 前記第１の空燃比センサの出力に応じて空燃比フィード
バック制御定数を使用して空燃比補正量を演算する空燃
比補正量演算手段と、 前記第２の空燃比センサの出力がリッチの間は前記フィ
ードバック制御定数をある時間当たりの更新量である更
新速度によって徐々にリーン側に更新し、前記第２の空
燃比センサの出力がリーンの間は前記フィードバック制
御定数をある時間当たりの更新量である更新速度によっ
て徐々にリッチ側に更新する制御定数更新手段と、 前記空燃比補正量に応じて前記機関の空燃比を調整する
空燃比調整手段、とを具備する内燃機関の空燃比制御装
置において、 前記制御定数更新手段による前記フィードバック制御定
数の更新を許可する条件が満足されているか否かを判別
する下流側空燃比フィードバック条件判別手段と、 前記条件が満足されていると判別された後に前記第２の
空燃比センサの出力がリーンからリッチに反転したか否
かを判別する反転判別手段と、 前記更新速度を、前記条件が満足されていると判別され
てから前記第２の空燃比センサの出力がリーンからリッ
チに反転するまでの間は小さく、反転した後は大きくす
る更新速度演算手段、とを具備し、 前記条件が満足されていると判別されてから前記第２の
空燃比センサの出力がリーンからリッチに反転するまで
の間は、前記制御定数更新手段によって小さな更新速度
によって前記フィードバック制御定数がリッチ側に更新
されることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026339A JP2560309B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US07/152,928 US4881368A (en) | 1987-02-09 | 1988-02-05 | Double air-fuel ratio sensor system having improved exhaust emission characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026339A JP2560309B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195352A JPS63195352A (ja) | 1988-08-12 |
| JP2560309B2 true JP2560309B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=12190679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62026339A Expired - Lifetime JP2560309B2 (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560309B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830446A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃エンジン用空燃比帰還制御装置の故障検出装置 |
| JPS61192828A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS61234241A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP62026339A patent/JP2560309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195352A (ja) | 1988-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |