JP2590949B2

JP2590949B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2590949B2
Application number: JP26941987A
Authority: JP
Inventors: 俊文高岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JPH01113552A

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。

〔従来の技術〕

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個所、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。

（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。

（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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

スキップ量を可変とするダブルO₂センサシステムにお
いては（参照：特開昭61−234241号公報においては、上
流側O₂センサ自身の制御中心値が論理空燃比（λ＝１）
であれば、第３図（Ａ）に示すごとくリッチデューティ
比D_Rはほぼ0.5であり、この結果、第４図（Ａ）に示す
ごとく空燃比補正係数FAFは対称（たとえばRSR＝RSL＝
５％）となり、空燃比フィードバック制御周波数は高く
（たとえば約2Hz）第５図に示す三元触媒の浄化ウィン
ドウＷが大きく（Ｗ＝W₂）、その浄化性能を高く維持で
きる。しかし、燃料噴射弁のばらつき、上流側O₂センサ
の劣化等により下流側O₂センサの出力による制御でリッ
チスキップ量RSR（リーンスキップ量RSL＝10％−RSR）
が過大もしくは過小となり、この結果、下流側O₂センサ
の出力で修正された制御中心空燃比が上流側O₂センサ自
身の制御中心空燃比よりリッチになると、上流側O₂セン
サの出力は第３図（Ｂ）に示すごとくリッチデューティ
比D_Rが大きくなり、逆に、リーンになると上流側O₂セン
サの出力は第３図（Ｃ）に示すごとくリッチデューティ
比D_Rは小さくなる。このように、リッチデューティ比D_R
が大きくなると、第４図（Ｂ）に示すごとく空燃比補正
係数FAFは非対称（たとえばRSR＝８％,RSL＝２％）とな
り、また、リッチデューティ比D_Rが小さくなると、第４
図（Ｃ）に示すごとく空燃比補正係数FAFはやはり非対
称（たとえばRSR＝２％,RSL＝８％）となる。この結
果、空燃比フィードバック周波数は低下して（たとえば
約0.5Hz）第５図に示す三元触媒の浄化ウィンドウＷが
小さくなり（Ｗ＝W₁）、その浄化性能は低下する。従っ
て、HC,CO,NO_Xエミッションの悪化を招くと共に空燃比
補正係数FAFの振幅が大きくなるために、リッチスパイ
ク、リーンスパイクが生じてやはりエミッションの悪化
を招くという問題点がある。特に、O₂ストレージ効果が
小さい劣化触媒ではエミッションの悪化は顕著となる。

なお、ダブルスキップを行うダブルO₂センサシステム
（参照：特開昭61−197737号公報）においては、空燃比
フィードバック制御周波数は低下しないが、スキップ量
RSR,RSLが大きくなり過ぎ、スキップ時に空燃比急変に
よりトルク変動が大きくなり、従って、ドライバビリテ
ィが悪化する。

従って、本発明の目的は、上流側空燃比センサの空燃
比フィードバック制御周波数の低下によるエミッション
の悪化を防止することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

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。すなわち、内燃機関の排気通路に設けられた三元触
媒CC_R0の上流側の排気通路には、機関の空燃比を検出す
る上流側空燃比センサが設けられ、また、三元触媒CC_R0
の下流側の排気通路には、機関の空燃比を検出する下流
側空燃比センサが設けられている。空燃比補正量演算手
段は、上流側空燃比センサの出力V₁がリッチからリーン
へ反転した際に空燃比補正量FAFをリッチスキップ量RSR
だけスキップ的に増加させ、上流空燃比センサの出力V₁
がリーンからリッチへ反転した際に空燃比補正量FAFを
リーンスキップ量RSLだけスキップ的に減少させ、上流
側空燃比センサの出力V₁がリーンのときに空燃比補正量
FAFをリッチスキップ量RSRより小さい値のリッチ積分定
数KIRに応じた量ずつ徐々に増加させ、上流側空燃比セ
ンサの出力V₁がリッチのときに空燃比補正量FAFをリー
ンスキップ量RSLより小さい値のリーン積分定数KILに応
じた量ずつ徐々に減少させる。制御定数演算手段は、下
流側空燃比センサの出力V₂がリーンのときに、リッチス
キップ量RSRを増加させると共にリーンスキップ量RSLを
減少させ、さらに、リッチ積分定数KIRを減少させると
共にリーン積分定数KILを増加させ、他方、下流側空燃
比センサの出力V₂がリッチのときに、リッチスキップ量
RSRを減少させると共にリーンスキップ量RSLを増加さ
せ、さらに、リッチ積分定数KIRを増加させると共に前
記リーン積分定数KILを減少させる。そして、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。

〔作用〕

上述の手段によれば、第6A図に示すごとく、リッチス
キップ量RSRが大きくなったときには、リッチ積分定数K
IRは小さくされ、また同時に、リーンスキップ量RSLが
小さくなるので、リーン積分定数KILは大きくされる。
従って、従来に比較して、リッチ積分定数KIRの減少分
だけ空燃比補正量FAFの振幅は小さくなり、また、リー
ン積分定数KILの増加分により上流側空燃比センサの出
力V₁のリッチからリーンの反転時点が早くなり、従っ
て、空燃比フィードバック制御周波数は大きくなる。他
方、第6B図に示すごとく、リーンスキップ量RSLが大き
くなったときには、リーン積分定数KILは小さくされ、
また同時に、リッチスキップ量RSRが小さくなるので、
リッチ積分定数KIRは大きくされる。従って、従来に比
較して、リーン積分定数KILの減少分だけ空燃比補正量F
AFの振幅は小さくなり、また、リッチ積分定数KIRの増
加分により上流側空燃比センサの出力V₁のリーンからリ
ッチの反転時点が早くなり、従って、空燃比フィードバ
ック制御周波数は大きくなる。

〔実施例〕

第７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である。第７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。

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。

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つの有毒成分HC,CO,NO_X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のA/D変換器1
01に発生する。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。

また、吸気通路２のスロットル弁16には、スロットル
弁16が全閉か否かを検出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。

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。

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。

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毎に割込みによって演算されてRA
M105の所定領域に格納される。

第８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。

ステップ801では、上流側O₂センサ13による空燃比の
閉ループ（フィードバック）条件が成立しているか否か
を判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時、機
関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワー増量中、
触媒過熱冷却防止のためOTP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827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828に直接進む。他方、
閉ループ条件成立の場合はステップ802に進む。

ステップ802では、上流側O₂センサ13の出力V₁をA/D変
換して組込み、ステップ803にてV₁が比較電圧V_R1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、つまり、空燃比がリーン（V₁
≦V_R1）であれば、スキップ804にてディレイカウンタCD
LYが正か否かを判別し、CDLY＞０であればステップ805
にてCDLYを０とし、ステップ806に進む。ステップ806で
は、ディレイカウンタCDLYを１減算し、ステップ807,80
8にてディレイカウンタCDLYを最小値TDLでガードする。
この場合、ディレイカウンタCDLYが最小値TDLに到達し
たときにはステップ809にて第１の空燃比フラグF1を
“0"（リーン）とする。なお、最小値TDLは上流値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
遅延状態であって、負の値で定義される。他方、リッチ
（V₁＜V_R1）であれば、ステップ810にてディレイカウン
タCDLYが負か否かを判別し、CDLY＜０であればスキップ
811にてCDLYを０とし、ステップ812に進む。ステップ81
2ではディレイカウンタCDLYを１加算し、ステップ813,8
14にてディレイカウンタCDLYを最大値TDRでガードす
る。この場合、ディレイカウンタCDLYが最大値TDRに到
達したときにはステップ815にて第１の空燃比フラグ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816では、第１の空燃比フラグ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817にて、第１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、リーンからリッチへ
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818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819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816にて第１の空燃比フラグF1の符号が反転
していなければ、ステップ820,821,822にて積分処理を
行う。つまり、ステップ820にて、F1＝“0"か否かを判
別し、F1＝“0"（リーン）であればステップ821にてFAF
←FAF＋KIRとし、他方F1＝“1"（リッチ）であればステ
ップ822にてFAF←FAF−KILとする。ここで、リッチ積分
定数KIRおよびリーン積分定数KILはスキップ量RSR,RSL
に比して十分小さく設定してあり、つまり、KIR（KIL）
＜RSR（RSL）である。従って、ステップ821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822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818,819,821,822にて演算された空燃比補正
係数FAFはステップ823,824にて最小値たとえば0.8にて
ガードされ、また、ステップ825,826にて最大値たとえ
ば1.2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が大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。

上述のごとく演算されたFAFをRAM105に格納して、ス
テップ828にてこのルーチンは終了する。

第９は第８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９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、ディレイカウンタCDLYは、第
９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９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後
に時刻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の短い期
間で反転すると、ディレイカウンタ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９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等を可
変とする。

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KIR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。

本発明においては、下流側O₂センサ15の出力V₂により
スキップ量RSR,RSLおよび積分定数KIR,KILを共に可変と
する。ここで、スキップ量RSR,RSLの可変とするのは上
述した第２の空燃比フィードバック制御における空燃比
補正を目的とするが、積分定数KIR,KILを可変とするの
は空燃比補正自体を目的とするのではなく、スキップ量
RSR,RSL可変による第２の空燃比フィードバック制御の
制御周波数を低下させず高く維持するためである。

第10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および積分定数KIR,KIL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512ms毎に実行される。ステップ1001〜1004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_２センサ13による閉ループ条件
の不成立（ステップ1001）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1002）、ス
ロットル弁16が全閉（LL＝“1"）のとき（ステップ100
3）、軽負荷のとき（Q/Ne＜X₁）（ステップ1004）、下
流側O₂センサ15が活性化していないとき（ステップ100
5）等の閉ループ条件が不成立であり、その他の場合が
閉ループ条件不成立である。閉ループ条件でなければ直
接ステップ1018に進む。

閉ループ条件が満たされていればステップ1006に進
み、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1407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。なお、比較電圧V_R2は触媒コンバータ12の上
流、下流で生ガスの影響による出力特性が異なることお
よび劣化速度が異なること等を考慮して上流側O₂センサ
13の出力の比較電圧V_R1より高く設定されているが、こ
の設定は任意でもよい。

ステップ1007にてV₂≦V_R2（リーン）であればステッ
プ1008〜1411に進み、他方、V₂＞V_R2（リッチ）であれ
ばステップ1012〜1015に進む。ステップ1008では、RSR
←RSR＋ΔRS（定数）とし、つまり、リッチスキップ量R
SRを増大させて空燃比をリッチ側に移行させると共に、
ステップ1009にてRSL←RSL−ΔRSとし、つまり、リーン
スキップ量RSLを減少させて空燃比をリッチ側にさらに
移行させる。また、ステップ1010では、ステップ1408に
おけるリッチスキップ量RSRの増加に伴う空燃比補正係
数FAFの振幅増大を小さくするために、KIR←KIR−ΔKI
（定数）として減少させ、また、ステップ1011では、ス
テップ1009におけるリーンスキップ量RSLの減少に伴う
上流側O₂センサ13の出力V₁のリーンからリッチへの反転
時点の運転を小さくするために、KIL←KIL＋ΔKIとして
増加させる。

他方、ステップ1012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
側に移行させると共に、ステップ1013にてRSL→RSL−Δ
RSとし、つまり、リーンスキップ量RSLを増大させて空
燃比をリーン側にさらに移行させる。また、ステップ10
14では、ステップ1012におけるリッチスキップ量RSRの
減少に伴う上流側O₂センサ13の出力V₁のリッチからリー
ンへの反転時点の遅延を小さくするために、KIR←KIR＋
ΔKIとして増加させ、また、ステップ1015では、ステッ
プ1013におけるリーンスキップ量RSLの増加に伴う空燃
比補正係数FAFの振幅増大を小さくするために、KIL→KI
L−ΔKIとして減少させる。

ステップ1016は、上述のごとく演算されたRSR,RSLの
ガード処理を行うものであり、たとえば最大値MAX＝８
％、最小値MIN＝２％にてガードする。なお、最小値MIN
は過渡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。同様に、ステップ
1017では、積分定数KIR,KILのガード処理を行う。

そして、第10図のルーチンはステップ1018にて終了す
る。

第11図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角毎たとえば360゜CA毎に実行される。ステップ1501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RAUPを演算する。たとえばTAUP
←α・Q/Ne（αは定数）とする。ステップ1102にてRAM1
05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1103では、最終噴射量TAUを、TAU←TAUP・FAF
・（FWL＋β）＋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1104にて、噴射量TAUをダウンカウンタ1
08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、ステップ1105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。

また、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512ms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として行い、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、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。

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。

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1101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1103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。

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。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、下流側空燃比セ
ンサの出力によりスキップ量が非対称とされても上流側
空燃比センサによる空燃比フィードバック制御周波数の
低下がなく、従って、エミッションの悪化の防止に役立
つものである。

【図面の簡単な説明】

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、第４図は本発明が解決しようとする問題点を説
明するタイミング図、第５図は三元触媒の浄化性能を説明するグラフ、第6A図、第6B図は本発明の作用を説明するタイミング
図、第７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８図、第10図、第11図は第７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９図は第８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O₂センサ、 15……下流側O₂センサ、 17……アイドルスイッチ。

Claims

(57)【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三元触媒
（12）と、該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサ（13）と、前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサ（15）と、前記上流側空燃比センサの出力がリッチからリーンへ反
転した際に空燃比補正量（FAF）をリッチスキップ量だ
けスキップ的に増加させ、前記上流側空燃比センサの出
力がリーンからリッチへ反転した際に前記空燃比補正量
をリーンスキップ量だけスキップ的に減少させ、前記上
流側空燃比センサの出力がリーンのときに前記空燃比補
正量を前記リッチスキップ量より小さい値のリッチ積分
定数に応じた量ずつ徐々に増加させ、前記上流側空燃比
センサの出力がリッチのときに前記空燃比補正量を前記
リーンスキップ量より小さい値のリーン積分定数に応じ
た量ずつ徐々に減少させる空燃比補正量演算手段と、該下流側空燃比センサの出力がリーンのときに、前記リ
ッチスキップ量（RSR）を増加させると共に前記リーン
スキップ量（RSL）を減少させ、さらに、前記リッチ積
分定数（KIR）を減少させると共に前記リーン積分定数
（KIL）を増加させ、他方、前記下流側空燃比センサの
出力がリッチのときに、前記リッチスキップ量（RSR）
を減少させると共に前記リーンスキップ量（RSL）を増
加させ、さらに、前記リッチ積分定数（KIR）を増加さ
せると共に前記リーン積分定数（KIL）を減少させる制
御定数演算手段と、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。