JP3175459B2

JP3175459B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3175459B2
Application number: JP35215093A
Authority: JP
Inventors: 恵三平工; 敏夫井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 2001-06-11
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH07197837A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関し、詳細には排気浄化触媒コンバータの上流側
と下流側とに配置した空燃比センサの出力に基づいて機
関の燃焼空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気通路に三元触媒コンバー
タを配置し、排気中のＮＯ_X、ＨＣ、ＣＯの３つの有害
成分を同時に浄化する技術が知られている。また三元触
媒は、流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の極めて
狭い範囲にある場合にのみ上記三成分を同時に浄化可能
であることから、触媒コンバータに流入する排気空燃比
を理論空燃比近傍に維持することが排気性状を良好に保
つ上で重要となる。この目的で、排気通路の触媒コンバ
ータ上流側にＯ₂センサ等の空燃比センサを設けて実際
に触媒コンバータに流入する排気空燃比を検出するとと
もに、検出した排気空燃比に基づいて排気空燃比を理論
空燃比に維持するように機関への燃料供給量をフィード
バック制御することが一般に行われている。（なお、本
明細書中では、触媒コンバータ上流側の排気通路、及び
機関燃焼室、吸気通路等に供給された空気の量と燃料の
量との比を排気空燃比と呼び、機関燃焼室内における燃
焼の空燃比を燃焼空燃比と呼ぶこととする。従って触媒
コンバータ上流側の排気通路に燃料または二次空気が供
給されない場合には、排気空燃比と燃焼空燃比とは一致
することになる。）ところが、上述のように、触媒コンバータ上流側に設け
た空燃比センサの出力信号に応じて機関燃焼空燃比を制
御すると、実際には問題を生じる場合がある。

【０００３】すなわち、上述のような制御を行うと個々
の空燃比センサの出力特性のばらつきや、経年変化によ
る出力特性の変化が直接制御に反映されてしまうため、
空燃比制御の精度が悪化する場合が生じる。また、触媒
コンバータ上流側では各気筒から排出された排気ガスが
均一に混合しておらず、上流側空燃比センサの配置によ
ってはセンサが特定の気筒の排気空燃比変動を検出して
しまうため、全体として触媒コンバータに流入する排気
空燃比を正確に理論空燃比近傍に制御することが困難な
場合がある。更に、上流側空燃比センサとして、広い範
囲で空燃比に比例した出力を発生する全域空燃比センサ
を使用する場合には、基準出力値（理論空燃比に対応す
る出力値）が経年的に変化するため、次第に制御中心空
燃比が理論空燃比から外れるようになる問題が生じる。

【０００４】この問題を解決するために、上流側空燃比
センサの他に触媒コンバータの下流側の排気通路にも空
燃比センサ（下流側空燃比センサ）を配置し、上流側空
燃比センサの出力信号に基づく空燃比制御に加えて、下
流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比制御を行うよ
うにした、いわゆるダブルセンサシステムが提案されて
いる（特開昭６１−１９７７３８号公報参照）。

【０００５】三元触媒下流側では、排気ガスが均一に混
合しており、さらに排気温度も触媒上流側より低いた
め、下流側空燃比センサ出力は上流側空燃比センサ出力
に較べて安定であり経年変化による出力特性の変化も少
ない。上記特開昭６１−１９７７３８号公報のダブルセ
ンサシステムでは、三元触媒下流側に設けた下流側空燃
比センサ（この場合は下流側Ｏ₂センサ）の出力と基準
出力値（理論空燃比相当出力）との偏差に基づいて、上
流側空燃比センサ（この場合は上流側Ｏ₂センサ）によ
る空燃比フィードバック制御を補正することにより、上
流側空燃比センサの出力のばらつきや出力特性の変化に
よる空燃比制御のずれを補正して正確な空燃比制御を行
うようにしたものである。

【０００６】上記のようなダブルセンサでは、正確な空
燃比制御を行うためには上流側空燃比センサと下流側空
燃比センサとの両方が正常に作動している必要がある。
しかし、下流側空燃比センサは上流側空燃比センサに較
べて機関からの距離が遠いため、例えば機関冷間始動時
等にはセンサが活性化温度に到達するのに時間を要し、
昇温の遅い下流側空燃比センサが活性化温度に到達する
までは上流側空燃比センサが活性化温度に昇温していて
も空燃比フィードバック制御が開始できない問題があ
る。

【０００７】上記特開昭６１−１９７７３８号公報の装
置では、下流側空燃比センサが活性化していない場合に
は、上流側空燃比センサ出力のみによって機関空燃比を
制御するようにして空燃比制御を早期に開始し、機関始
動時などの排気性状の悪化を防止している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の特開
昭６１−１９７７３８号公報の装置のように、下流側空
燃比センサが活性化していない状態にある場合に、下流
側空燃比センサ出力による空燃比制御の補正を停止して
上流側空燃比センサ出力のみによって機関空燃比を制御
した場合には問題が生じる。

【０００９】たとえば、ダブルセンサシステムにおいて
は、上流側空燃比センサ出力の基準値（理論空燃比相当
出力）が経年変化により実際の理論空燃比から大きくず
れているような場合でも、上流側空燃比センサ出力に基
づく空燃比制御は空燃比センサ出力により補正されるた
め、通常は機関空燃比は理論空燃比近傍に正確に制御さ
れるようになる。しかし、上記のように下流側空燃比セ
ンサ出力による補正を行わず、上流側空燃比センサ出力
のみによって空燃比制御を行う場合が生じると上流側空
燃比センサ出力の基準値のずれが直接空燃比制御に現れ
てしまうため、機関空燃比が理論空燃比から大幅に外れ
た状態で制御されてしまい、排気性状が悪化する問題が
生じるのである。

【００１０】また、上記は下流側空燃比センサが活性化
していない場合について説明したが、例えば減速時の燃
料カットからの復帰時、或いは出力増大を目的とした燃
料増量が終了して通常の空燃比制御に復帰した直後等に
も同様な問題が生じる。一般に三元触媒は、排気空燃比
が理論空燃比より大きい時に（リーン空燃比の時に）排
気中の酸素を吸着し、排気空燃比が理論空燃比より小さ
い時に（リッチ空燃比の時に）吸着した酸素を放出す
る、いわゆるＯ₂ストレージ作用を有している。このＯ
₂ストレージ作用により、三元触媒コンバータに流入す
る排気空燃比が短時間理論空燃比から外れた場合でも三
元触媒の雰囲気の空燃比を理論空燃比近傍に保持するこ
とができ、三元触媒の排気浄化性能を良好に維持するこ
とが可能となるが、その反面、三元触媒の酸素の吸着、
放出作用のため触媒コンバータ下流側での排気空燃比の
変化は上流側の排気空燃比変化より遅れて生じる。

【００１１】このため、上記燃料カットや燃料増量が終
了した直後は、上流側空燃比センサは直ちに機関空燃比
に対応した出力を発生するのに対して、下流側空燃比セ
ンサは、機関空燃比に対応した出力を発生するようにな
るまで多少の時間を要し、燃料カットや燃料増量終了直
後の下流側空燃比センサ出力を空燃比制御に使用すると
却って機関空燃比が理論空燃比からずれる方向に補正さ
れてしまう場合がある。

【００１２】従って、従来のダブルセンサシステムで
は、このように下流側空燃比センサ出力が空燃比制御に
使用するのに適さない状態にある場合には、上流側空燃
比センサ出力のみに基づいた空燃比制御を行う必要があ
り、上記と同様な問題が生じるのである。一方、特開昭
６４−３６９４３号公報には、上記問題を解決するため
に、燃料カットや燃料増量が終了して通常の空燃比制御
に復帰後、下流側空燃比センサが機関空燃比に対応した
値を出力するようになるまでの時間、燃料カットまたは
燃料増量開始直前の値を用いて空燃比制御を補正するよ
うにした空燃比制御装置が開示されている。しかし、燃
料カットや燃料増量の開始直前の下流側空燃比センサ出
力は、運転状態の過渡的な変動の影響が現れている場合
が多く、必ずしも上記上流側空燃比センサの出力基準値
のずれを補正するのに適切な値になっていない場合があ
る。このため、上述の特開昭６４−３６９４３号公報の
ように、燃料カット開始直前の値を空燃比制御に採用し
ても必ずしも正確な空燃比制御を保証できない問題があ
る。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑み、三元触媒のそ
れぞれ上流側と下流側の排気通路に設けた空燃比センサ
を用いて機関空燃比制御を行うダブルセンサシステムに
おいて、下流側空燃比センサ出力が空燃比制御に使用す
るのに適さない状態にある場合にも正確に機関の空燃比
制御を行うことが可能な内燃機関の空燃比制御装置を提
供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関の排気通路に配置された三元触媒と、該三元触媒の上
流側排気通路に配置され排気空燃比に応じた出力信号を
発生する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の下流側
排気通路に配置され排気空燃比に応じた出力信号を発生
する下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサ出
力に基づいて前記内燃機関の燃焼空燃比を制御する空燃
比制御手段と、前記下流側空燃比センサ出力に基づいて
前記上流側空燃比センサ出力に基づく空燃比制御に使用
するパラメータを算出するパラメータ演算手段とを備え
た内燃機関の空燃比制御装置において、前記パラメータ
演算手段は、前記下流側空燃比センサ出力を前記空燃比
制御に使用すべき条件が成立したか否かを判定する判定
手段と、前記条件が成立した時に前記下流側空燃比セン
サの出力値と基準値との偏差の累積値を算出する積分値
算出手段と、該算出された累積値を記憶する記憶手段と
を備えるとともに、前記条件が成立した時には、少なく
とも前記積分値算出手段の算出した累積値に基づいて前
記下流側空燃比センサの出力値と基準値とが一致するよ
うに前記空燃比制御に使用するパラメータを算出し、前
記条件非成立時には前記記憶手段の記憶した累積値に基
づいて前記空燃比制御に使用するパラメータを算出する
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置が提供され
る。

【００１５】

【作用】以下、図１を用いて本発明の作用を説明する。
図１は、上流側と下流側の両方の空燃比センサ出力に基
づいて機関空燃比が制御されている場合の各空燃比セン
サの出力変動を示し、図１(A) は上流側空燃比センサの
出力変動を、図１(B) は下流側空燃比センサの出力変動
を、また、図１(C) はこれらの場合の下流側空燃比セン
サ出力と基準値（理論空燃比相当出力）との偏差の累積
値（以下の説明では、「偏差の積分値」と称する）の時
間的変化を示している。

【００１６】また、図１(A) 〜(C) の区間Ｉは上流側空
燃比センサの基準出力が理論空燃比相当値と一致してい
る場合、区間II、区間III は上流側空燃比センサの基準
出力が理論空燃比相当値から、例えばリーン側にずれた
場合を示している。なお、図１では、説明のために上流
側空燃比センサの基準出力と理論空燃比相当値との間に
急激にずれが生じた場合について示しているが、実際に
は基準出力と理論空燃比相当値との間のずれは経年変化
などにより徐々に大きくなるものであり、図１のような
急激な変化は生じない。

【００１７】本発明では、空燃比制御手段は上流側空燃
比センサ出力に基づいて、機関空燃比を目標空燃比（理
論空燃比）に制御する。また、パラメータ演算手段は通
常時は、少なくとも下流側空燃比センサ出力と理論空燃
比相当出力との偏差の積分値に基づいて空燃比制御に使
用するパラメータ（例えば、上流側空燃比センサ出力の
補正量）を演算する。

【００１８】従って、図１、区間Ｉに示すように上流側
空燃比センサの基準出力にずれが生じていない場合に
は、機関空燃比は正確に理論空燃比に制御され上流側空
燃比センサ出力（図１(A) ）、下流側空燃比センサ出力
（図１(B) ）はともに理論空燃比近傍の狭い範囲にな
り、下流側空燃比センサ出力と理論空燃比相当出力との
偏差はゼロになるため、この偏差の積分値（図１(C) ）
も略ゼロになる。

【００１９】この状態で、図１(A) 、区間IIに示すよう
に上流側空燃比センサの基準出力（理論空燃比相当出
力）が急激にリーン側に変化すると、機関空燃比は変化
前の基準出力をもとに制御されるため、機関空燃比は理
論空燃比よりリッチ側に制御されるようになり、理論空
燃比から大きく外れた値に制御される（すなわち、下流
側空燃比センサ出力の偏差積分値がゼロであるため、上
流側空燃比センサ出力には補正が加えられず、上流側空
燃比センサの基準出力の変化が直接空燃比制御に現れて
しまう）。

【００２０】しかし、これにより下流側空燃比センサの
出力と理論空燃比相当値との間の偏差が大きくなるため
（図１(B) ）、偏差積分値（図１(C) ）も徐々に増大
し、この偏差積分値に基づいて空燃比制御が補正される
ため、上流側空燃比センサの基準出力の変化にもかかわ
らず機関空燃比は徐々に理論空燃比に収束するようにな
る（区間 III) 。この状態では、機関空燃比は理論空燃
比近傍に制御されるようになるため、下流側空燃比セン
サ出力と理論空燃比相当値との間の偏差は略ゼロになり
（図１(B) ）、このため偏差の積分値（図１(C) ）も増
減せず、略一定値に収束するようになる。

【００２１】すなわち、上流側空燃比センサの基準出力
が変化した後、一定の時間が経過すると、機関空燃比は
再び理論空燃比に制御されるようになり、下流側空燃比
センサの偏差の積分値は略一定値に収束する。この時の
偏差積分値の値（図１(C) にＳＵＭΔＶ_O2で示す）は、
上流側空燃比センサの基準出力の変化量（図１(A) にΔ
Ｉで示す量）に対応している。つまり、言い換えれば、
偏差積分量がＳＵＭΔＶ_O2まで増大することにより、こ
の積分値を用いて算出される空燃比制御の補正量（空燃
比制御に使用するパラメータの値）が増大して、上流側
空燃比センサの基準出力の変化量ΔＩが相殺されること
になるのである。

【００２２】このため、前述の特開昭６１−１９７７３
８号公報の装置のように下流側空燃比センサ出力を空燃
比制御に使用することが適当でない場合に、上流側空燃
比センサ出力のみにより空燃比制御を行うと、上流側空
燃比センサの基準出力のずれが補正されないため、上述
の図１に区間IIで示したと同じように機関空燃比が大幅
に理論空燃比から外れた状態に制御されることになるの
である。

【００２３】本発明では、上記下流側空燃比センサ出力
の偏差積分値を記憶しておき、例えば機関冷間始動時や
燃料カット、増量後の所定期間等、下流側空燃比センサ
出力を空燃比制御に使用することが適当でない場合に、
この記憶した偏差積分値を使用して上流側空燃比センサ
出力に基づく空燃比制御を補正することによりこの問題
を解決している。

【００２４】上述の説明では、上流側空燃比センサの基
準出力変化が急激に生じた場合を扱っているが、実際に
は基準出力変化は経年的に徐々に生じるものであるた
め、下流側空燃比センサの出力偏差積分値も短時間では
殆ど変化しない。このため、下流側空燃比センサ出力に
基づく空燃比制御の補正が行われているときに上記偏差
積分値を記憶しておき、下流側空燃比センサ出力を空燃
比制御に使用できないときにこの記憶した値を用いて上
流側空燃比センサ出力に基づく空燃比制御を補正するこ
とにより、上流側空燃比センサ出力のみに基づいて空燃
比を制御した場合でも、基準出力のずれは適切に補正さ
れ、正確に機関空燃比が理論空燃比に制御されるように
なる。

【００２５】

【実施例】図２は本発明に係る空燃比制御装置をＶ型６
気筒機関に適用した場合の実施例を示す全体概略図であ
る。なお、本発明はＶ型機関以外の直列気筒機関にも当
然に適用可能であることはいうまでもない。図２におい
て、１はそれぞれ３つのシリンダがＶ字型に２列に配置
された構成のＶ型６気筒機関の本体を示す。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、たとえばポテンショメータを内蔵した可動
ベーン式エアフローメータ等が使用され、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
１０１に入力されている。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°毎にクランク各
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ６がそれ
ぞれ設けられている。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１
０２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。

【００２６】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７Ａ、７Ｂ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。

【００２７】機関１の右バンク（以下、Ａバンクとい
う）及び左バンク（以下Ｂバンクという）の排気マニホ
ールド１１Ａ、１１Ｂより下流の排気系には、それぞれ
排気ガス中の３つの有害成分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１２Ａ、
１２Ｂが設けられている。この触媒コンバータ（スター
トキャタリスト）１２Ａ、１２Ｂは機関始動時の触媒暖
機を短時間で行えるように、比較的小容量とされ、エン
ジンルームに設けられる。

【００２８】Ａバンクの排気マニホールド１１Ａには、
すなわち触媒コンバータ１２Ａの上流側の排気管１４Ａ
にはＡバンク用の第１の空燃比センサ（上流側空燃比セ
ンサ）１３Ａが設けられ、また、Ｂバンクの排気マニ
ホールド１１Ｂには、すなわち触媒コンバータ１２Ｂの
上流側の排気管１４Ｂには、同様にＢバンク用の第１の
空燃比センサ（上流側空燃比センサ）１３Ｂが設けられ
ている。

【００２９】さらに、２つの排気管１４Ａ、１４Ｂはそ
の下流において集合部１５ａにおいて合流しており、こ
の集合部１５ａ下流側の排気管には三元触媒を収容する
触媒コンバータ（メインキャタリスト）１６が配置され
ている。この触媒コンバータ１６は比較的容量が大き
く、車体の床下に設置されている。触媒コンバータ１６
の下流側の集合排気管１５には第２の空燃比センサ（下
流側空燃比センサ）１７が設けられている。

【００３０】本実施例では、上流側空燃比センサ１３
Ａ、１３Ｂとしては、排気中の酸素成分濃度と広い空燃
比範囲で一対一に対応する、つまり排気空燃比と一対一
に対応する出力信号を発生する全域空燃比センサ（Ａ／
Ｆセンサ）が使用されている。Ａ／Ｆセンサとしては、
いくつかのタイプがある。図８は一般的なＡ／Ｆセンサ
の構造を模式的に示している。Ａ／Ｆセンサ２１０は、
白金電極２１１、２１２の間にジルコニア等の固体電解
質２１３を配置し、陰極（排気側電極）２１２面上に排
気ガス中の酸素分子の陰極への到達を制限するセラミッ
クコーティング層よりなる拡散抵抗層２１４を設けた構
造となっている。図８のＡ／Ｆセンサにおいて、陰極２
１２を排気ガスに接するように配置し、陽極２１１を大
気に接するように配置するとともに或る一定温度以上で
両電極２１１、２１２間に電圧を印加すると、陰極２１
２側では排気中の酸素分子がイオン化され、イオン化し
た酸素分子が固体電解質２１３内を陽極２１１に向かっ
て移動して陽極２１１で再び酸素分子になる酸素ポンプ
作用を生じる。この酸素ポンプ作用により、電極２１
１、２１２間には単位時間に移動した酸素分子の量に比
例する電流が流れる。しかし、拡散抵抗層２１４により
陰極への酸素分子の到達が制限されるため、この出力電
流は或る一定値で飽和し、電圧を上げても電流は増加し
なくなる。また、この飽和電流の値は排気中の酸素濃度
に略比例する。従って、印加電圧を適当に設定すること
により、酸素濃度と略比例する出力電流を得ることがで
きる。本実施例では、この出力電流は電圧信号に変換さ
れ、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。
排気中の酸素濃度と空燃比とは一対一の相関があるの
で、上記出力電圧は排気空燃比と一対一の相関を持ち、
上記出力電流により排気空燃比を知ることができる。図
９は本実施例で使用するＡ／Ｆセンサ１３Ａ、１３Ｂの
出力特性を示している。

【００３１】一方、本実施例では下流側空燃比センサ１
７としては、Ａ／Ｆセンサと同様に排気中の酸素濃度に
応じた電圧信号を出力するが、理論空燃比を中心として
出力電圧が比較的急激に変化する、いわゆるＯ₂センサ
が使用される。Ｏ₂センサは図８に示したＡ／Ｆセンサ
と略同一の構造であるが、図８の拡散抵抗層２１４が設
けられておらず、電極２１１、２１２間を開放した状態
で使用される。この状態で固体電解質２１３が排気ガス
にさらされて温度が上昇すると、大気側（高酸素濃度
側）電極２１１から排気側（低酸素濃度側）電極２１２
に向けて酸素イオンの移動が生じるため、電極２１１、
２１２間には大気側と排気側の酸素濃度の相違に対応し
た電圧が発生する。また、排気中の酸素濃度は理論空燃
比を境にリッチ側とリーン側とで急激に変化するため、
Ｏ₂センサの出力は図１０に示すように理論空燃比近傍
で比較的急激に変化する、いわゆるＺ特性を示すように
なる。

【００３２】本実施例では、上流側空燃比センサの出力
を下流側空燃比センサの出力を用いて補正する制御を行
っていること、及び前述の触媒のＯ₂ストレージ効果に
よる時間遅れの問題に関連して下流側空燃比センサの応
答速度はできるだけ速いことが望ましいことなどから、
Ａ／Ｆセンサに較べて基準出力電圧（理論空燃比相当出
力電圧）の経年変化が少なく応答性の良いＯ₂センサを
下流側空燃比センサ１７として使用している。なお、以
下の説明では上流側空燃比センサをＡ／Ｆセンサ１３
Ａ、１３Ｂ、下流側空燃比センサをＯ₂センサ１７と呼
び、これらを区別することとする。

【００３３】本実施例では、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１
０１、入出力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の
他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡ
Ｍ１０６、クロック発生回路１０７等が設けられてい
る。本実施例では、制御回路１０は、機関１の燃料噴射
制御、点火時期制御等の基本制御を行う他、後述のよう
に請求項１に記載したパラメータ演算手段、判定手段、
積分値算出手段、記憶手段として機能し、機関１の空燃
比制御を行う。

【００３４】また、吸気通路２のスロットル弁１８に
は、スロットル弁１８が全閉状態か否かを示す信号、す
なわちＬＬ信号を発生するアイドルスイッチ１９が設け
られている。このアイドル状態出力信号ＬＬ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。さ
らに２０Ａ、２０Ｂは２次空気導入吸気弁であって、減
速時あるいはアイドル時に図示しないエアポンプ等の空
気源から２次空気を排気マニホルド１１Ａ、１１Ｂに供
給して、ＨＣ、ＣＯエミッションを低減するためのもの
である。

【００３５】さらに、制御回路１０において、ダウンカ
ウンタ１０８Ａ、フリップフロップ１０９Ａ、および駆
動回路１１０ＡはＡバンクの燃料噴射弁７Ａを制御する
ためのものであり、ダウンカウンタ１０８Ｂ、フリップ
フロップ１０９Ｂ、駆動回路１１０ＢはＢバンクの燃料
噴射弁７Ｂ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（噴射時間）ｆｉ
_(A)（ｆｉ_(B)）が演算されると、噴射時間ｆｉ
_(A)（ｆｉ_(B)）がダウンカウンタ１０８Ａ（１０８
Ｂ）にプリセットされると共にフリップフロップ１０９
Ａ（１０９Ｂ）もセットされる。この結果、駆動回路１
１０Ａ（１１０Ｂ）が燃料噴射弁７Ａ（７Ｂ）の付勢を
開始する。他方、ダウンカウンタ１０８Ａ（１０８Ｂ）
がクロック信号（図示せず）を計数して最後にその出力
端子が“１”レベルとなったときに、フリップフロップ
１０９Ａ（１０９Ｂ）がセットされて駆動回路１１０Ａ
（１１０Ｂ）は燃料噴射弁７Ａ（７Ｂ）の付勢を停止す
る。つまり、上述の燃料噴射時間ｆｉ_(A)（ｆｉ_(B)）
だけ燃料噴射弁７Ａ（７Ｂ）は付勢され、時間ｆｉ_(A)
（ｆｉ_(B)）に応じた量の燃料が機関１のＡバンク（Ｂ
バンク）燃焼室に送り込まれることになる。

【００３６】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、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、等である。エアフローメータ３の吸入空気量デ
ータおよび冷却水温データは所定時間もしくは所定クラ
ンク角毎に実行される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における吸入空気量データおよび冷却水温
データは所定時間毎に更新されている。また、回転速度
データはクランク角センサ６の３０°ＣＡ（クランク
角）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。

【００３７】本発明による実施例では制御回路１０は下
流側Ｏ₂センサ１７出力と基準値（理論空燃比相当出
力）との間の偏差の積分値を演算し、この積分値に基づ
いて上流側Ａ／Ｆセンサによる空燃比制御を補正する。
以下に、本実施例の上流側Ａ／Ｆセンサ出力と下流側Ａ
／Ｆセンサ出力とに基づいた空燃比制御について説明す
る。

【００３８】本実施例では、上流側Ａ／Ｆセンサ出力に
基づく空燃比制御に使用するパラメータとして、上流側
Ａ／Ｆセンサ出力の補正量ΔＶ_A/Fを用い、この補正量
を下流側Ｏ₂センサ出力に基づいて演算する。すなわ
ち、下流側Ｏ₂センサ出力を空燃比制御に使用すること
が適当であると判断された時（例えば、下流側Ｏ₂セン
サが活性化しており、燃料カット、燃料増量が終了して
から所定時間が経過しているとき）、下流側Ｏ₂センサ
出力と基準出力（理論空燃比相当出力）との偏差を用い
て、上流側Ａ／Ｆセンサ出力Ｖ_A/Fの補正量ΔＶ_A/Fを
以下のように算出する。

【００３９】 ΔＶ_A/F＝ＫＰ・ΔＶ_O2＋ＫＩ・（ＳＵＭΔＶ_O2）＋ＫＤ・（ｄΔＶ_O2）ここで、ΔＶ_O2は、下流側Ｏ₂ センサ出力Ｖ_O2と基準出
力Ｖ_O2ｓとの偏差、（ΔＶ_O2＝Ｖ_O2−Ｖ_O2ｓ）、また、
ＫＰは一定の係数（比例係数）を示す。また、ＳＵＭΔ
Ｖ_O2は後述する方法で求めた上記偏差ΔＶ_O2の積分値
（累積値）（ＳＵＭΔＶ_O2＝ΣΔＶ_O2）、ＫＩは一定の
係数（積分係数）を示す。更に、ｄΔＶ_O2は、ΔＶ_O2の
変化率（微分値）を示し、ＫＤは一定の係数（微分係
数）である。

【００４０】すなわち、上流側Ａ／Ｆセンサ出力Ｖ_A/F
の補正量ΔＶ_A/Fは、下流側Ｏ₂センサ出力Ｖ_O2の基準
出力からの偏差ΔＶ_O2に基づくＰＩＤ（比例、積分、微
分）処理により決定される。ここで、ＫＰ、ＫＩ、ＫＤ
ははフィードバックのゲイン定数であり、実験等により
決定される。ここで、比例項ＫＰ・ΔＶ_O2、及び微分項
ＫＤ・（ｄΔＶ_O2）は、図１(A) にΔＰＤで示した上流
側Ａ／Ｆセンサ出力の過渡的な変動を補正するためのも
のであり、積分項ＫＩ・（ＳＵＭΔＶ_O2）は、図１(A)
にΔＩで示した上流側Ａ／Ｆセンサ出力の定常的なずれ
（例えば基準出力の経年的変化により生じる定常偏差）
を補正するためのものである。

【００４１】更に、制御回路１０は上記補正量ΔＶ_A/F
を用いて上流側Ａ／Ｆセンサ補正出力＊Ｖ_A/Fを、＊Ｖ_A/F＝Ｖ_A/F＋ΔＶ_A/F として算出し、この補正後の出力＊Ｖ_A/Fを用いて後述
する方法で機関の燃料噴射量ｆｉを算出する。

【００４２】一方、下流側Ｏ₂センサが活性化していな
い場合、燃料カット、燃料増量が終了してから所定時間
が経過していない場合など、下流側Ｏ₂センサ出力を空
燃比制御に用いることが適当でない場合には、制御回路
１０は上流側Ａ／Ｆセンサ出力Ｖ_A/Fの補正量ΔＶ_A/F
を、上記積分項ＳＵＭΔＶ_O2のなまし値＊ＳＵＭを用い
て ΔＶ_A/F＝ＫＩ・＊ＳＵＭとして算出し、同様に補正出力＊Ｖ_A/F＝Ｖ_A/F＋ΔＶ
_A/Fを用いて燃料噴射量ｆｉの算出を行う。ここで、積
分値のなまし値＊ＳＵＭを用いるのは、積分値ＳＵＭΔ
Ｖ_O2自体の値には、図１にΔＰＤで示した変動分の影響
が加わっているため、これらの影響を排除して上流側Ａ
／Ｆセンサ出力のずれ（図１(A) ΔＩ）のみを表すには
なまし値を用いた方がより適切だからである。

【００４３】これにより、下流側Ｏ₂センサ出力を空燃
比制御に用いることが適当でない場合にも、上流側Ａ／
Ｆセンサ出力の定常的なずれ（図１(A) ΔＩ）は補正さ
れることになり、機関空燃比は理論空燃比近傍に制御さ
れる。図３は、上述の燃料噴射制御操作の一例を示すフ
ローチャートである。本ルーチンは、制御回路１０によ
り、クランク軸一定回転毎（例えば、３６０度毎）に実
行される。

【００４４】図３においてルーチンがスタートすると、
ステップ３０１から３０５では、フラグｉの値を前回ル
ーチン実行時の値から変更する操作が行われる。ここ
で、フラグｉの値はこれから燃料噴射量を演算する気筒
バンクを表し、ｉ＝０はＡバンクを、ｉ＝１はＢバンク
を表す。ステップ３０１から３０５でフラグｉの値が設
定されると、以下の計算では設定されたフラグｉの値に
応じてＲＡＭ１０５のアドレスセットがおこなわれ、そ
れぞれのバンクに応じたパラメータを用いて演算がおこ
なわれる。すなわち、ｉ＝０の場合には、Ａバンク用に
ＲＡＭ１０５のアドレスセットが行われ、Ａバンク用の
パラメータを用いて燃料噴射量の演算が行われる（この
場合、以下の計算でパラメータに付した添字“(i) ”は
“Ａ”を意味するものとする）。また、ｉ＝１の場合に
は、同様にＢバンク用にＲＡＭ１０５のアドレスセット
が行われ、Ｂバンク用のパラメータを用いて燃料噴射量
の演算が行われる（この場合、パラメータに付した添字
“(i) ”は“Ｂ”を意味する）。

【００４５】これにより、機関１サイクル（クランク軸
７２０度回転）の間に、ＡバンクとＢバンクの燃料噴射
弁がそれぞれ一回ずつ交互に計算されることになる。次
いで、ステップ３０７では、下流側Ｏ₂センサ出力によ
る空燃比制御の補正を行うべき条件が成立しているか否
かが判断される。ここで、上記条件は例えば、冷却水
温が所定値以上であること、機関の始動が完了してい
ること、始動後増量、暖機増量、パワー増量、触媒過
熱防止のためのＯＴＰ増量などの燃料増量が実行中でな
く、かつ上記増量が終了してから所定時間が経過したこ
と、燃料カットが実行中でなく、かつ燃料カットが終
了してから所定時間が経過したこと、機関始動後、下
流側Ｏ₂センサ１７出力が少なくとも一度反転（リーン
出力からリッチ出力、またはその逆の変化をしたこと、
すなわち下流側Ｏ₂センサが活性化したと判断されたこ
と）等であり、これらの条件が全部成立したときにのみ
ステップ３０７から３１５が実行される。

【００４６】ステップ３０７で条件が成立したときに
は、ステップ３０９に進み下流側Ｏ₂センサ出力Ｖ_O2の
基準出力Ｖ_O2ｓからの偏差、ΔＶ_O2が、 ΔＶ_O2＝Ｖ_O2−Ｖ_O2ｓとして計算される。なお、下流側Ｏ₂センサ出力Ｖ_O2及
び、Ａ、Ｂ両バンクの上流側Ａ／Ｆセンサ出力Ｖ_A/F(i)
は、別途制御回路１０により実行される図示しないルー
チンにより、一定時間毎（例えば８ｍｓ毎）にＡＤ変換
して読み込まれ、ＲＡＭ１０５に常に最新のデータが格
納されている。

【００４７】次いでステップ３１１では、上記ΔＶ_O2の
値を用いて、ΔＶ_O2の積分値ＳＵＭΔＶ_O2とそのなまし
値＊ＳＵＭが計算される。図４は、ステップ３１１で実
行されるＳＵＭΔＶ_O2と＊ＳＵＭの計算のサブルーチン
の一例を示すフローチャートである。図４においてサブ
ルーチンがスタートすると、ステップ４０１では、上記
により求めた偏差ΔＶ_O2を用いて、偏差の積分値（累積
値）ＳＵＭΔＶ_O2が計算される。また、ステップ４０３
から４０９では、過去に積分値ＳＵＭΔＶ_O2がとった最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとが必要に応じて更新され
る。

【００４８】さらに、ステップ４１１では、上記最大値
ＭＡＸと最小値ＭＩＮとを係数βを用いて加重平均する
ことにより、積分値のなまし値＊ＳＵＭが、＊ＳＵＭ＝β・ＭＡＸ＋（１−β）・ＭＩＮとして算出される（βは１より小さい定数）。これによ
り、例えば、図１(A)に示した変動分ΔＰＤにより、前
回ルーチン実行時にＳＵＭΔＶ_O2の値が一時的に大きく
なっていたような場合にも、なまし値＊ＳＵＭは大きく
変化せず、一時的な変動分ΔＰＤによる影響が緩和され
る。上記演算終了後、ステップ４１３では、上記により
計算した、ＳＵＭΔＶ_O2、ＭＡＸ、ＭＩＮ、＊ＳＵＭの
値はバックアップＲＡＭ１０６に格納され、サブルーチ
ンは終了する。

【００４９】上記サブルーチン実行後、ルーチンは図３
ステップ３１３に進み、前回ルーチン実行時からのΔＶ
_O2の変化量、すなわちΔＶ_O2の微分値ｄΔＶ_O2が、ｄΔＶ_O2＝ΔＶ_O2−ΔＶ_O2(K-1) として算出される。ここで、ΔＶ_O2(K-1)は、前回ルー
チン実行時のΔＶ_O2の値である。

【００５０】また、ステップ３１５では、上記により計
算したΔＶ_O2、ＳＵＭΔＶ_O2、ｄΔＶ_O2の値を用いて、
上流側Ａ／Ｆセンサ出力Ｖ_A/F(i)の補正量ΔＶ_A/F(i)が ΔＶ_A/F(i)＝ＫＰ・ΔＶ_O2＋ＫＩ・（ＳＵＭΔＶ_O2）＋ＫＤ・（ｄΔＶ_O2）として計算される。

【００５１】一方、図３ステップ３０７で、下流側Ｏ₂
センサ出力を空燃比制御の補正に用いるための条件のい
ずれか１つ以上が成立していない場合には、ルーチンは
ステップ３１７に進み、前回までのルーチン実行時に計
算され、バックアップＲＡＭ１０６に格納されているな
まし値＊ＳＵＭの値を用いて補正量ΔＶ_A/Fを、 ΔＶ_A/F(i)＝ＫＩ・＊ＳＵＭとして計算する。

【００５２】また、ステップ３１５、３１７のいずれか
で補正量ΔＶ_A/F(i)を計算後、ルーチンはステップ３１
９に進み、上流側Ａ／Ｆセンサ出力の補正値＊Ｖ_A/F(i)
が、＊Ｖ_A/F(i)＝Ｖ_A/F(i)＋ΔＶ_A/F(i) として計算され、更に、ステップ３２１では、この＊Ｖ
_A/F(i)に基づいて対応するバンクの燃料噴射量ｆｉ_(i)
が演算され、別途実行される燃料噴射ルーチン（図示せ
ず）により、制御回路１０のダウンカウンタ１０８(i)
に時間ｆｉ_(i)がセットされる。これにより、駆動回路
１１０(i) により燃料噴射弁７(i) からｆｉ_(i)に相当
する量の燃料が噴射される。

【００５３】次に、上記の、補正された上流側Ａ／Ｆセ
ンサ１３(i) の出力＊Ｖ_A/F(i)に基づく空燃比制御につ
いて説明する。上流側Ａ／Ｆセンサの出力信号に基づく
空燃比制御の方法には種々のものがあるが、ここでは三
元触媒のＯ₂ストレージ作用を最大限に活用するため
に、三元触媒に吸着（貯蔵）された酸素量を所定量に維
持することを考慮しながら機関燃焼空燃比を理論空燃比
に高精度に短時間で収束させることが可能な、現代制御
に基づく空燃比制御法に例をとって説明する。なお、本
願出願人は特願平５−６８３９１号において既にこの空
燃比制御方法を提案している。

【００５４】この空燃比制御方法では、エアフローメー
タ３の出力とエンジン回転数とからエンジン１回転当た
りに気筒内に吸入される空気量（気筒内空気量）ｍｃ
を、また、補正後の上流側Ａ／Ｆセンサ１３の出力＊Ｖ
_A/F(i)から燃焼空燃比α_(i)を求め、これらから実際に
気筒内に供給された燃料量ｆｃ_(i)を、ｆｃ_(i)＝ｍｃ
／α_(i)として算出する。また、同様に理論空燃比αｒ
を用いて燃焼空燃比を理論空燃比にするために必要とさ
れる目標燃料量ｆｃｒ_(i)をｆｃｒ_(i)＝ｍｃ／αｒと
して算出し、これらの差ｆｃ_(i)−ｆｃｒ_(i)及び、そ
の時間積分値ｘ１_(i)を同時にゼロとするように燃料噴
射量ｆｉ_(i)が決定される。

【００５５】また、燃料噴射弁７から噴射された燃料の
一部が吸気ポート壁面に付着するため、燃料噴射弁７か
らの噴射量と気筒内に供給される燃料量とは必ずしも一
致しないが、上記燃料噴射量ｆｉ_(i)の決定に際しては
この燃料付着が考慮される。上記のように目標値ｆｃｒ
_(i)からの実際の燃料供給量の偏差と、その時間積分値
とを同時にゼロにするように燃料噴射量ｆｉ_(i)を制御
することにより、三元触媒には常に所定量の酸素が貯蔵
されるとともに、空燃比制御の応答性を高めることがで
きる。

【００５６】図５においてルーチンがスタートすると、
ステップ５０１では、図３のルーチンにより補正された
上流側Ａ／Ｆセンサ１３の出力＊Ｖ_A/F(i)を用いて、図
７の出力特性から空燃比α_(i)が算出される。次いでス
テップ５０２、５０３では上記により求めた空燃比α
_(i)とエアフローメータ３の出力とエンジン回転数とか
ら求めたエンジン１回転当たりの吸入空気量ｍｃ、及び
理論空燃比αｒ（定数）とから、実際に気筒内に供給さ
れた燃料量ｆｃ_(i)と、目標燃料量ｆｃｒ_(i)とが算出
される。また、ステップ５０４では上記ｆｃ_(i)とｆｃ
ｒ_(i)との偏差δｆｃ_(i)が、δｆｃ_(i)＝ｆｃ_(i)−
ｆｃｒ_(i)として算出される。

【００５７】ステップ５０５では、燃料噴射量ｆｉ_(i)
のノミナル値ｆｉｍ_(i)が、ｆｉｍ_(k)(i)＝｛ｆｃｒ_(k)(i)−（１−Ｐ）ｆｗｍ
_(k)(i)｝／（１−Ｒ）として計算される。本実施例では、燃料噴射量ｆ
ｉ_(i)、噴射された燃料のうち吸気ポート壁面等に付着
する燃料量ｆｗ_(i)、気筒内に供給される燃料量ｆｃ
_(i)は、それぞれノミナル値ｆｉｍ_(i)、ｆｗｍ_(i)、
ｆｃｍ_(i)と偏差δｆｉ_(i)、δｆｗ_(i)、δｆｃ_(i)
との和として以下のように表している。

【００５８】ｆｉ_(i)＝ｆｉｍ_(i)＋δｆｉ_(i) ｆｗ_(i)＝ｆｗｍ_(i)＋δｆｗ_(i) ｆｃ_(i)＝ｆｃｍ_(i)＋δｆｃ_(i) また、これらの間には以下のモデル式が成立していると
仮定する。ｆｗ_(k+1)(i)＝Ｐｆｗ_(k)(i)＋Ｒｆｉ_(k)(i) ｆｃ_(k)(i) ＝（１−Ｐ）ｆｗ_(k)(i)＋（１−Ｒ）ｆｉ_(k)(i) ｆｗｍ_(k+1)(i)＝Ｐｆｗｍ_(k)(i)＋Ｒｆｉｍ_(k)(i) ｆｃｍ_(k)(i)＝（１−Ｐ）ｆｗｍ_(k)(i)＋（１−Ｒ）ｆｉｍ_(k)(i) ｆｃｍ_(k)(i)＝ｆｃｒ_(k)(i) ここで、添字ｋは今回ルーチン実行時の値を、（ｋ−
１）は前回ルーチン実行時の値を示す。また、本実施例
ではＰ、Ｒは定数である。上記モデル式を変形してステ
ップ５０５ではノミナル値ｆｉｍ_(i)が上記の形として
求められる。

【００５９】次いでステップ５０６では、δｆｃ_(i)の
時間積分値ｘ１_(i)が、ｘ１_(k)(i)＝ｘ１_(k-1)(i)＋δｆｃ_(k)(i) とし
て、また、ステップ５０７では更にｘ１_(i)の時間積分
値ｘ２_(i)が、ｘ２_(k)(i)＝ｘ２_(k-1)(i)＋ｘ１_(k)(i) として求
められる。更に、ステップ５０８では、前回までに求め
たｆｉ_(i)、δｆｃ_(i)、ｘ１_(i)、ｘ２_(i)等の値を
用いて偏差δｆｉ_(i)が、 δｆｉ_(k)(i)＝ｆ１・δｆｉ_(k-1)(i)＋ｆ２・δｆｃ_(k-1)(i) ＋ｆ３・ｘ１_(k)(i)＋ｆ４・ｘ１_(k-1)(i) ＋ｆ５・ｘ１_(k-2)(i)＋ｆ６・ｘ２_(k-1)(i) ＋ｆ７・ｘ２_(k-2)(i) として計算される。ここで、ｆ１からｆ７は定数であ
る。

【００６０】ステップ５０９では、上記により求めた燃
料噴射量のノミナル値ｆｉｍ_(i)と偏差δｆｉ_(i)とを
用いて燃料噴射量ｆｉ_(i)が、ｆｉ_(k)(i)＝ｆｉｍ_(k)(i)＋δｆｉ_(k)(i)として
求められる。また、ステップ５１０では、次回のルーチ
ン実行に備えて、壁面付着燃料量のノミナル値が今回ル
ーチン実行時のｆｗｍ_(i)とＲｆｉｍ_(i)との値を用い
て、ｆｗｍ_(i)＝Ｐｆｗｍ_(k)(i)＋Ｒｆｉｍ_(k)(i)とし
て計算され、ステップ５１１から５１６では、次回のル
ーチン実行に備えて、δｆｉ_(k-1)、δｆｃ_(k-1)(i)、
ｘ１_(k-1)(i)、ｘ１_(k-2)(i)、ｘ２_(k-1)(i)、ｘ２
_(k-2)(i)の値がそれぞれ今回ルーチン実行時の値を用い
て更新される。

【００６１】前述のように、上記により求められた燃料
噴射量ｆｉ_(i)は、図３ステップ３２３で制御回路１０
の対応するダウンカウンタ１０８_(i)にセットされ、燃
料噴射が行われる。これにより、高精度な空燃比制御が
可能となる。次に、図６を用いて積分値ＳＵＭΔＶ_O2の
なまし値＊ＳＵＭの演算の別の実施例を説明する。

【００６２】上述の実施例では、下流側Ｏ₂センサ出力
の偏差の積分値ＳＵＭΔＶ_O2の最大値と最小値との加重
平均を計算してなまし値＊ＳＵＭとして使用していた
が、本実施例では、今回計算した積分値ＳＵＭΔＶ_O2と
前回までのなまし値＊ＳＵＭとを用いて、＊ＳＵＭ＝１／ｎ｛（ｎ−１）・＊ＳＵＭ＋ｎ・Ｓ
ＵＭΔＶ_O2）として求めている。すなわち、前回計算した＊ＳＵＭと
今回計算したＳＵＭΔＶ_O2とを係数ｎを用いて加重平均
した値を今回ルーチン実行時の＊ＳＵＭとして採用して
いる点が前述の実施例と相違している。上記のなまし値
を採用することにより、前述の実施例と同様に、なまし
値＊ＳＵＭに対する一時的な空燃比変動（図１(A) ΔＰ
Ｄ）の影響を小さくして、上流側Ａ／Ｆセンサ出力の基
準値のずれを正確に補正することができる。

【００６３】図６においてサブルーチンがスタートする
と、ステップ６０１では、図３ステップ３０９で求め
た、下流側Ｏ₂センサ出力の基準値に対する偏差ΔＶ_O2
を用いて偏差の積分値ＳＵＭΔＶ_O2が計算され、次いで
ステップ６０１では前回計算したなまし値を用いて、今
回ルーチン実行時のなまし値＊ＳＵＭが上記の式により
計算される。また、上記により計算したＳＵＭΔＶ_O2と
＊ＳＵＭとは前述の実施例と同様、ステップ６１３でバ
ックアップＲＡＭ１０６に格納され、次の計算に備えら
れる。

【００６４】また、上記なまし値の加重平均に用いるｎ
の値は、例えば、ｎ＝８程度とされる。なお、上述の実
施例は、本発明を、スタートキャタリスト（図２、１２
Ａ、１２Ｂ）とメインキャタリスト（図２、１６）を有
するＶ型６気筒機関に適用した場合について説明してい
るが、本発明は他の構成の機関にも使用可能である。

【００６５】図７は、本発明を適用可能な機関の構成の
他の例を示している。例えば、図７(A) はスタートキャ
タリストを持たないＶ型機関に本発明を適用する場合の
構成であり、各バンクの排気マニホルドにそれぞれ上流
側Ａ／Ｆセンサ１３Ａ、１３Ｂを設け、メインキャタリ
スト１６下流側の集合排気管に下流側Ｏ₂センサ１７を
設けた構成である。

【００６６】また、図７(B) は集合排気管に触媒コンバ
ータを設けず、各バンクの排気管に設けた触媒コンバー
タ１２Ａ、１２Ｂのみで排気浄化を行う例を示してい
る。図７(A) では、各触媒コンバータ１２Ａ、１２Ｂの
上流側と下流側側とにそれぞれ上流側Ａ／Ｆセンサ１３
Ａ、１３Ｂ及び下流側Ｏ₂センサ１７Ａ、１７Ｂを配置
した例を示している。なお、この場合下流側Ｏ₂センサ
は各触媒コンバータ１２Ａ、１２Ｂの下流にそれぞれ設
けるのではなく、集合排気管に１つだけ設けるようにす
ることも可能である。

【００６７】さらに、図７(C) は、直列気筒型の機関に
本発明を適用する場合の構成を示している。このよう
に、本発明は種々の構成の機関に適用することが可能で
ある。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、上述のように通常時は
下流側空燃比センサ出力と基準出力との偏差の累積値を
用いて上流側空燃比センサ出力による空燃比制御に用い
るパラメータを演算するとともに、下流側空燃比センサ
出力を空燃比制御に使用することが適当でない場合に
は、予め記憶した偏差の累積値を用いて空燃比制御に用
いるパラメータを演算するようにしたことにより、機関
始動時、燃料増量や燃料カット直後等にも空燃比を正確
に制御することができ、排気性状の悪化を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明する図である。

【図２】本発明をＶ型６気筒機関に適用した場合を示す
実施例である。

【図３】本発明の空燃比制御を示すフローチャートの例
である。

【図４】下流側Ｏ₂センサ出力の偏差積分値演算サブル
ーチンの一例を示すフローチャートである。

【図５】燃料噴射量演算サブルーチンの一例を示すフロ
ーチャートである。

【図６】下流側Ｏ₂センサ出力の偏差積分値演算サブル
ーチンの別の例を示すフローチャートである。

【図７】本発明を図２とは別の構成の機関に適用した場
合を示す図である。

【図８】Ａ／Ｆセンサの一般的構造を説明するための図
である。

【図９】上流側Ａ／Ｆセンサの出力特性の一例を示す図
である。

【図１０】下流側Ｏ₂センサの出力特性の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１…機関本体２…吸気通路３…エアフローメータ７Ａ、７Ｂ…燃料噴射弁１０…制御回路、１２Ａ、１２Ｂ…触媒コンバータ１３Ａ、１３Ｂ…上流側空燃比センサ１７…下流側空燃比センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−113552（ＪＰ，Ａ) 特開平６−42387（ＪＰ，Ａ) 特開平６−137192（ＪＰ，Ａ) 特開平６−229292（ＪＰ，Ａ) 特開平４−63936（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−219843（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に配置された三元触
媒と、該三元触媒の上流側排気通路に配置され排気空燃
比に応じた出力信号を発生する上流側空燃比センサと、
前記三元触媒の下流側排気通路に配置され排気空燃比に
応じた出力信号を発生する下流側空燃比センサと、前記
上流側空燃比センサ出力に基づいて前記内燃機関の燃焼
空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記下流側空燃比
センサ出力に基づいて前記上流側空燃比センサ出力に基
づく空燃比制御に使用するパラメータを算出するパラメ
ータ演算手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、前記パラメータ演算手段は、前記下流側空燃比センサ出力を前記空燃比制御に使用す
べき条件が成立したか否かを判定する判定手段と、前記条件が成立した時に前記下流側空燃比センサの出力
値と基準値との偏差の累積値を算出する積分値算出手段
と、該算出された累積値を記憶する記憶手段とを備えるとと
もに、前記条件が成立した時には、少なくとも前記積分値算出
手段の算出した累積値に基づいて前記下流側空燃比セン
サの出力値と基準値とが一致するように前記空燃比制御
に使用するパラメータを算出し、前記条件非成立時には
前記記憶手段の記憶した累積値に基づいて前記空燃比制
御に使用するパラメータを算出することを特徴とする内
燃機関の空燃比制御装置。