JP3601210B2

JP3601210B2 - Engine air-fuel ratio control device

Info

Publication number: JP3601210B2
Application number: JP26093596A
Authority: JP
Inventors: 彰田山; 幹雄松本; 博文土田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-10-01
Also published as: JPH10103139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気浄化用の三元触媒の上流と下流にＯ_２センサを設け、上流側Ｏ_２センサ出力に基づい空燃比のフィードバック制御を行なうとともに、その空燃比フィードバック制御に使用する制御定数（たとえば比例分）を、下流側Ｏ_２センサ出力に基づいて修正する、いわゆるダブルＯ_２センサシステムの装置が各種提案されている。
【０００３】
この場合に、点火系失火が生じたときは触媒内において未燃ＨＣと残留空気とが反応して触媒が過熱されるので、これを避けるため、点火系失火を判定して表示するようにしたものがある（特開平３−１４１８４０号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、失火により多量の未燃ＨＣが図１４に示したようにエンジンより排出されるのに対し、従来の装置では目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値（目標空燃比）が理論空燃比に保持されたままなので（図１５参照）、失火時と失火時でないときとで触媒での転化率が変わらず、したがって、失火により増加したＨＣのぶんだけ、図１６のように排気浄化性能が悪くなる。
【０００５】
この場合に、失火により発生する未燃ＨＣ量は失火率に対応するので、本発明は、失火率に応じて（つまり失火に伴う未燃ＨＣの増加分に応じて）空燃比フィードバック制御の制御中心値をリーン側にシフトすることにより、未燃ＨＣが多く排出される失火時にもできるだけＨＣ排出量の増加を抑制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図１７に示すように、触媒の上流側の空燃比センサ３１と、触媒の下流側のＯ ₂ センサ５３と、前記上流側空燃比センサ３１の出力に基づいて空燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側空燃比センサ出力の遅延時間、上流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルＳＬＦ等）を演算する手段４２と、前記下流側Ｏ ₂ センサ５３の出力とスライスレベルＳＬＲとの比較により前記基本制御定数に対する修正値（たとえば比例分修正値ＰＨＯＳ）を演算する手段６１と、この修正値で前記基本制御定数を修正して制御定数を演算する手段６２と、この演算した制御定数を用いて前記上流側空燃比センサ３１の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段６３と、失火を検出する手段３３と、この失火検出手段３３からの信号より失火率を演算する手段３４と、この失火率に応じて前記スライスレベルＳＬＲを燃料増量側に補正する手段３６とを設けた。
【００１１】
第２の発明では、図１８に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ３１、５１と、前記上流側空燃比センサ３１の出力に基づいて空燃比フィードバック制御の基本制御定数（たとえば比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側空燃比センサ出力の遅延時間、上流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルＳＬＦ等）を演算する手段４２と、この基本制御定数を用いて空燃比フィードバック補正係数を演算する手段４３と、前記下流側空燃比センサ５１の出力とこの下流側空燃比センサの出力の目標値Ｍとの比較によりこの空燃比フィードバック補正係数を修正する手段７１と、この修正した空燃比フィードバック補正係数を用いて前記上流側空燃比センサ３１の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段７２と、失火を検出する手段３３と、この失火検出手段３３からの信号より失火率を演算する手段３４と、この失火率に応じて前記下流側空燃比センサの出力の目標値Ｍを理論空燃比よりもリーン側にシフトするする手段３５とを設けた。
【００１２】
【発明の効果】
失火しないときには、空燃比フィードバック制御により実際の空燃比が目標空燃比に収束して触媒でのＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの転化率を同時に高めるのであるが、失火時になると、第１と第２の各発明では、失火率に応じて（つまり失火により発生した未燃ＨＣの増加分に応じて）目標空燃比をリーン側にシフトするので、触媒でのＨＣの転化率が理論空燃比のときより高まり、これによって失火により増加するＨＣ排出量を極力抑えることができる。
【００１３】
また、従来の装置によれば、失火が生じているとの故障判定の表示により修理が必要であった場合でも、第１と第２の各発明によればある程度までの失火（たとえば失火率５％まで）であればＨＣ排出量を失火時でないときと同じ量に維持できるので、故障とならないのである。このため、修理が必要でなくなり、寿命の延長や修理にかかる費用等の削減ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体で、その吸気通路８には吸気絞り弁５の下流に位置して燃料噴射弁７が設けられ、コントロールユニット（図ではＣ／Ｕで略記）２からの噴射信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供給する。
【００１５】
コントロールユニット２にはクランク角センサ４からのＲｅｆ信号（基準位置信号）とＰｏｓ信号（１°信号）、エアフローメータ６からの吸入空気量信号、水温センサ１１からのエンジン冷却水温信号等が入力され、これらに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを算出するとともに、排気通路９の三元触媒１０の上流側に設置したＯ_２センサ３からの空燃比（酸素濃度）信号に基づいて空燃比のフィードバック制御を行い、さらにその空燃比フィードバック制御に使用する比例分を、三元触媒１０の下流側に設置したＯ_２センサ１３からの空燃比（酸素濃度）信号により修正する。
【００１６】
ここで、空燃比フィードバック制御は、排気空燃比が理論空燃比を中心として周期的に振らすようにした制御であり、このとき排気通路９に設けた三元触媒１０が最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。
【００１７】
コントロールユニット２で実行されるこの空燃比フィードバック制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００１８】
図２のフローチャートは上流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ１に基づいて空燃比フィードバック補正係数αを演算するためのもので、Ｒｅｆ信号に同期して実行する。Ｒｅｆ信号に同期させるのは、燃料噴射がＲｅｆ信号同期であり、系の乱れもＲｅｆ信号同期であるため、これに合わせたものである。
【００１９】
ステップ１では、空燃比フィードバック制御条件が成立しているかどうかをみる。▲１▼冷却水温Ｔｗが所定値以下のとき、▲２▼上流側Ｏ_２センサが不活性のとき、▲３▼高負荷時等はいずれも空燃比フィードバック制御条件が成立しない場合であり、このときはステップ２に進み、αに１．０を入れて（αをクランプ）、図２のフローを終了する。
【００２０】
上記の▲１▼〜▲３▼等のいずれでもないとき（空燃比フィードバック制御条件の成立時）はステップ３に進んで上流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ１をＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ４においてＯＳＲ１とスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）ＳＬＦを比較する。ＯＳＲ１＞ＳＬＦであれば上流側Ｏ_２センサ出力がリッチ側にあると判断し、ステップ５でフラグＡＦＦ１に“１”を入れ、ＯＳＲ１≦ＳＬＦであるときは上流側Ｏ_２センサ出力がリーン側にあると判断し、ステップ６においてフラグＡＦＦ１に“０”を入れる。これによってＡＦＦ１＝０は上流側Ｏ_２センサ出力がリーン側にあることを、ＡＦＦ１＝１はリッチ側にあることを表す。
【００２１】
なお、フラグＡＦＦ１は、後述するフラグＡＦＦ０とともに電源投入時のイニシャライズで“０”に初期設定し、また変数を格納するためのメモリも電源投入時のイニシャライズで０に初期設定するものであり、以下のフローチャートおいて、フラグ、メモリについての初期設定については省略する。
【００２２】
ステップ７ではフラグＡＦＦ０の値を読み込む。このフラグＡＦＦ０は前回に空燃比がリッチあるいはリーンのいずれの側にあったかを示すフラグであり、ＡＦＦ０＝０は前回リーン側にあったことを、ＡＦＦ０＝１は前回リッチ側にあったことを表す。
【００２３】
ステップ８では２つのフラグＡＦＦ０、ＡＦＦ１を比較し、両者の値が等しくないときは、ＯＳＲ１のリッチからリーンへの反転時あるいはその反対にリーンからリッチへの反転時であると判断し、ステップ９でサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行（ＯＳＲ１の反転毎に実行）については図３のフローチャートにより説明する。
【００２４】
図３においてステップ２１では下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ２２においてこのＯＳＲ２とスライスレベル（たとえば５００ｍＶ付近）ＳＬＲを比較する。
【００２５】
ＯＳＲ２＞ＳＬＲ（下流側Ｏ_２センサ出力がリッチ側にある）であればステップ２３でＰＨＯＳ（ｏｌｄ）（ＰＨＯＳの前回値）より更新量ＤＰＨＯＳだけ差し引いた値をＰＨＯＳとすることにより、またＯＳＲ２≦ＳＬＲ（下流側Ｏ_２センサ出力がリーン側にある）のときは、ＰＨＯＳ（ｏｌｄ）に更新量ＤＰＨＯＳを加えた値をＰＨＯＳとすることにより、それぞれ比例分に対する修正値ＰＨＯＳを更新する。
【００２６】
このようにしてサブルーチンの実行を終了したら、図２のステップ１０に戻り、フラグＡＦＦ１の値をみる。ＡＦＦ１＝０（リッチからリーンへの反転時）であればステップ１１で
α＝α（ｏｌｄ）＋（ＰＬ＋ＰＨＯＳ） …（１）
ただし、α（ｏｌｄ）：αの前回値
の式により、またＡＦＦ１＝１（リーンからリッチへの反転時）であるときはステップ１２において
α＝α（ｏｌｄ）−（ＰＲ−ＰＨＯＳ） …（２）
の式によりαをそれぞれ更新する。
【００２７】
ここで、高速高負荷域以外の領域であれば、触媒に酸素ストレージ能力が十分にあるため、下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２はほぼ一定に保たれるのであり、このときの下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２のスライスレベルＳＬＲからのずれ量が目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値（目標空燃比）からのずれを表す。したがって、ＯＳＲ２＞ＳＬＲ（下流側Ｏ_２センサ出力がリッチ側にある）のときは、小さくなる側に更新されるＰＨＯＳにより、比例分（ＰＲ−ＰＨＯＳ）が大きくなる側にかつ比例分（ＰＬ＋ＰＨＯＳ）が小さくなる側に修正されるため、αが小さくなる側に向かい、下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２がスライスレベルＳＬＲへと収束する。この逆に、ＯＳＲ２≦ＳＬＲ（下流側Ｏ_２センサ出力がリーン側にある）のときは、ＰＨＯＳにより、比例分（ＰＲ−ＰＨＯＳ）が小さくなりかつ比例分（ＰＬ＋ＰＨＯＳ）が大きくなるため、αが大きくなる側に向かい、下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２がスライスレベルＳＬＲへと収束する。つまり、スライスレベルＳＬＲが目標空燃比を決定するので、スライスレベルＳＬＲには理論空燃比相当の値を設定しているわけである。
【００２８】
なお、この実施形態ではＰＨＯＳにより比例分ＰＲ、ＰＬの両方を修正しているが、比例分ＰＲ、ＰＬの片方だけをＰＨＯＳで修正するようにすることもできる。
【００２９】
一方、ステップ８で２つのフラグＡＦＦ０、ＡＦＦ１の値が等しいときは、反転時でないと判断し、Ｓ１３に進んでフラグＡＦＦ１の値をみる。ＡＦＦ１＝０（前回、今回ともリーン）であれば、ステップ１４でα（ｏｌｄ）に積分分ＩＬを加算することによって、またＡＦＦ１＝１（前回、今回ともリッチ）であるときはステップ１５でα（ｏｌｄ）より積分分ＩＲを減算することによってそれぞれαを更新する。
【００３０】
ステップ１６では次回制御のためフラグＡＦＦ１の値をフラグＡＦＦ０に移して図２のフローを終了する。
【００３１】
このようにして演算される空燃比フィードバック補正係数αを用い、図示しないフローにより、燃料噴射弁７に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉが

の式で計算される。この計算したＴｉの値は、これも図示しないが噴射タイミングで出力レジスタに転送され、エンジン２回転毎に１回、各気筒毎に噴射される。
【００３２】
ここで、（３）式のＴｐはエンジン回転数と吸入空気量から計算される値で、このＴｐによりほぼ理論空燃比の混合気が得られる。Ｋａｔｈｏｓは燃料壁流を考慮した補正量で始動時や過渡時にだけ働く。Ｔｆｂｙａは水温増量補正係数Ｋｔｗや始動後増量補正係数Ｋａｓなどの和であり、冷間始動直後より空燃比フィードバック制御が開始されるまでのあいだでＴｆｂｙａが１．０より大きい値になって燃料増量が行われ、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比で運転される。αｍは燃料噴射弁の噴射量特性やエアフローメータの流量特性が経時劣化により変化することにより生じる空燃比の定常エラーを吸収するための値、Ｔｓは燃料噴射弁に駆動パルスを与えても実際に噴射弁が開くまでに応答遅れがありこの応答遅れを考慮した値である。なお、空燃比フィードバック制御条件の成立時には、Ｔｆｂｙａが１００％に固定される。
【００３３】
さて、失火により多量の未燃ＨＣが図１４に示したようにエンジンより排出されるのに対し、従来の装置では目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値が理論空燃比に保持されたままなので、失火時と失火時でないときとで触媒での転化率が変わらず、したがって、失火により増加した未燃ＨＣのぶんだけ、図１６のように排気浄化性能が悪くなる。
【００３４】
これに対処するため、失火により発生する未燃ＨＣ量が失火率に対応することから、本発明の第１実施形態では失火率に応じて（つまり失火に伴う未燃ＨＣの増加分に応じて）空燃比フィードバック制御の制御中心値をリーン側にシフトする。
【００３５】
詳細には、図４のフローチャートを新たに設けている。
【００３６】
このフローチャートについて説明すると、図４のルーチンは図２、３のルーチンに先立ってＲｅｆ信号同期で行う。
【００３７】
まず、ステップ３１では失火率ＳＩを読み込み、この失火率ＳＩよりステップ３２において図５を内容とするテーブルを検索してスライスレベルの空燃比補正量ＨＳを求め、ステップ３３ではスライスレベル（下流側Ｏ_２センサ出力と比較するためのスライスレベル）ＳＬＲよりこの補正量ＨＳを差し引いた値を改めてスライスレベルＳＬＲとおく。スライスレベルＳＬＲは目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値を定めている値であり、スライスレベルＳＬＲが高くなる（値としては大きくなる）ほど目標空燃比がリッチになるため、このスライスレベルＳＬＲを補正量ＨＳの分だけ小さくすると、実際の空燃比フィードバック制御の制御中心値が理論空燃比よりもリーン側にシフトするのである。
【００３８】
なお、上流側Ｏ_２センサ出力に基づて空燃比のフィードバック制御を行うとともに、その空燃比フィードバック制御に使用する比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ_２センサ出力の遅延時間（図示しない）、上流側Ｏ_２センサ出力と比較するスライスレベルＳＬＦ等を下流側Ｏ_２センサ出力に基づいて修正する場合には、比例分ＰＬ、ＰＲ、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ_２センサ出力の遅延時間、上流側Ｏ_２センサ出力と比較するスライスレベルＳＬＦ等を補正することによって空燃比フィードバック制御の制御中心値をリーン側にシフトしようとしても、下流側Ｏ_２センサにより修正され、空燃比フィードバック制御の制御中心値が理論空燃比へと戻されてしまうため、下流側Ｏ_２センサ出力と比較するためのスライスレベルＳＬＲを対象として補正しているわけである。
【００３９】
ここで、失火時に空燃比をリーン側にシフトするのは、失火により多く排出される未燃ＨＣをできるだけ触媒により浄化するためであり、触媒は理論空燃比にあるときよりリーン側にあるほうがＨＣの転化率が大きくなるからである。
【００４０】
図５の特性は図６の特性より求めたものである。図６の特性は、図１６の特性より失火率が大きくなるほどＨＣ排出量が増えること、また図１５に示す触媒転化率の特性によれば空燃比をリーン側にシフトさせるほど触媒でのＨＣの転化率がよくなることの２つを勘案することにより得られるものである。
【００４１】
なお、失火の判定については公知の方法を用いればよい。たとえば、特開平４−５４５０号公報には燃焼室の圧力を圧力センサにより検出し、このセンサにより検出された圧力が所定値以下になったときに失火と判定するものが開示されている。この場合に、所定点火回数当たりに失火した回数をサンプリングし、そのサンプリングした失火回数を所定点火回数で割ることで失火率ＳＩを求めることができる。
【００４２】
ここで、この実施形態の作用を説明する。
【００４３】
この実施形態ではスライスレベルＳＬＲにより目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値が定まり、失火時以外であれば、従来と同様に上流側Ｏ_２センサに経時劣化を生じたときにも空燃比フィードバック制御における実際の制御空燃比が理論空燃比へと制御される。なお、スライスレベルＳＬＲは大きくなるほど目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値がリッチ側になるものである。
【００４４】
一方、失火時になると、そのときの失火率に比例して大きくなるスライスレベルの空燃比補正量ＨＳでスライスレベルＳＬＲが減量側に補正されることから、目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値が理論空燃比よりもリーン側にシフトされ、空燃比フィードバック制御の実際の制御中心値がこのシフトされた新たな目標値に収束するように制御されるので、触媒でのＨＣの転化率が理論空燃比のときよりも高くなる（図７参照）。
【００４５】
この結果、この実施形態での触媒通過後のＨＣ排出量が、図８に示したようにある程度までの失火（失火率５％まで）であれば失火率に関係なく失火のないときとほぼ同じ値に維持される。なお、図８は、空燃比以外の運転条件（たとえばエンジン回転数、負荷、水温等）を図１６の場合と同じ条件としたときのものである。
【００４６】
このように、本発明では、失火率に応じて（つまり失火により発生する未燃ＨＣの増加分に応じて）目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値をリーン側にシフトするので、触媒でのＨＣの転化率が理論空燃比のときより高まり、これによって失火により増加するＨＣ排出量を極力抑えることができる。
【００４７】
また、従来の装置によれば、失火が生じているとの故障判定の表示により修理が必要であった場合でも、本発明によれば失火率５％までであればＨＣ排出量を失火時でないときと同じ量に維持できるので、故障とならないのである。このため、修理が必要でなくなり、寿命の延長や修理にかかる費用等の削減ができる。
【００４８】
図９、図１０、図１２のフローチャートは第２実施形態で、図９が第１実施形態の図２のうちステップ９を除いた残りの部分に、図１０が図２のステップ９および図３に対応する。図１２は図４に対応する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一のステップ番号をつけている。
【００４９】
第１実施形態では下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２を用いて比例分ＰＲ、ＰＬを修正するものが前提であったが、第２実施形態は触媒の下流側に設けた空燃比センサの出力を用いて、空燃比フィードバック補正係数αそのものを修正するものが前提であり、この実施形態においても、失火率に応じて目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値をリーン側にシフトさせることで、第１実施形態と同じ作用効果が得られる。
【００５０】
ここで、第２実施形態の空燃比センサは、Ｏ_２センサ、全域空燃比センサなどを含んだ総称として使用している。したがって、下流側Ｏ_２センサ出力、これと比較するためのスライスレベルＳＬＲがそれぞれ
下流側Ｏ_２センサ出力ＯＳＲ２→下流側空燃比センサ出力ＶＲ
スライスレベルＳＬＲ→下流側空燃比センサ出力の目標値Ｍ
のように対応する。
【００５１】
このように第１実施形態とは修正方法が異なるため、図９のステップ４１、４２に示したようにαの更新式にＰＨＯＳはなく、代わって、図９のステップ４３においてサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行（Ｒｅｆ信号同期）について図１０のフローチャートにより説明する。
【００５２】
ステップ５１では、下流側空燃比センサ出力ＶＲをＡ／Ｄ変換して取り込み、下流側空燃比センサ出力の目標値ＭとこのＶＲの差からステップ５２において図１１を内容とするテーブルを検索して空燃比フィードバック補正係数の修正値ＨＶＲを求め、これを空燃比フィードバック補正係数α（図９のステップ４１、４２、１４、１５で既に得ている）に加算した値を改めて空燃比フィードバック補正係数αとおくことにより、αを修正する。
【００５３】
図１１に示したように、たとえば下流側空燃比センサ出力ＶＲがその目標値Ｍより小さい（つまり下流側空燃比センサ出力がリーン側にある）ときは、修正値ＨＶＲが正の値となってαが大きい側に修正されるので、空燃比がリッチ側に向かい、やがて下流側空燃比センサ出力ＶＲがその目標値Ｍへと収束するわけである。下流側空燃比センサ出力ＶＲがその目標値Ｍより大きい（つまり下流側空燃比センサ出力がリッチ側にある）ときも同様である。したがって、第２実施形態では、目標値Ｍが目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値を決定するので、目標値Ｍには理論空燃比相当の値を設定している。なお、図１１においてＭ−ＶＲが小さい範囲には不感帯を設けている。
【００５４】
図１２のフローチャートは失火時のリーンシフト操作を行うためのもので、図９、図１０のルーチンに先立ってＲｅｆ信号同期で実行する。
【００５５】
ステップ６１、６２では失火率ＳＩより図１３を内容とするテーブルを検索して目標値Ｍの空燃比補正量ＨＳＭを求め、下流側空燃比センサ出力の目標値ＭよりこのＨＳＭを差し引いた値を改めて下流側センサ出力の目標値Ｍとおく。目標値Ｍは目標とする空燃比フィードバック制御の制御中心値を定めている値であり、目標値Ｍが大きくなるほど空燃比がリッチになるため、この目標値Ｍを補正量ＨＳＭの分だけ小さくすると、空燃比フィードバック制御の実際の制御中心値が理論空燃比よりもリーン側にシフトするのである。
【００５６】
第１実施形態では修正値の対象となる空燃比フィードバック制御定数が比例分ＰＬ、ＰＲである場合で説明したが、これに限られることはなく、積分分ＩＬ、ＩＲ、上流側Ｏ_２センサ出力の遅延時間（図示しない）、上流側Ｏ_２センサ出力と比較するスライスレベルＳＬＦ等であっても同様に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図である。
【図２】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明するためのフローチャートである。
【図３】サブルーチン説明するためのフローチャートである。
【図４】失火時のリーンシフト操作を説明するためのフローチャートである。
【図５】失火率ＳＩに対するスライスレベルの空燃比補正量ＨＳの特性図である。
【図６】失火率に対する目標空燃比の特性図である。
【図７】空燃比に対する触媒転化率の特性図である。
【図８】失火率に対する触媒通過後のＨＣ、ＮＯｘの各排出量の特性図である。
【図９】第２実施形態の空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２実施形態のサブルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１１】第２実施形態の空燃比フィードバック補正係数の修正値ＨＶＲの特性図である。
【図１２】第２実施形態の失火時のリーンシフト操作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】失火率ＳＩに対する目標値の空燃比補正量ＨＳＭの特性図である。
【図１４】従来の装置の失火率に対するエンジンからのＨＣ、ＮＯｘの各排出量の特性図である。
【図１５】従来の装置の空燃比に対する触媒転化率の特性図である。
【図１６】従来の装置の失火率に対する触媒通過後のＨＣ、ＮＯｘの各排出量の特性図である。
【図１７】第１の発明のクレーム対応図である。
【図１８】第２の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
２コントロールユニット
３上流側Ｏ_２センサ（上流側空燃比センサ）
４クランク角センサ
６エアフローメータ
７燃料噴射弁
９排気通路
１０三元触媒
１３下流側Ｏ_２センサ（下流側空燃比センサ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine.
[0002]
[Prior art]
O ₂ sensors are provided upstream and downstream of the three-way catalyst for purifying exhaust gas, feedback control of the air-fuel ratio is performed based on the output of the upstream O ₂ sensor, and a control constant (for example, proportional component) used for the air-fuel ratio feedback control. Are corrected based on the output of the downstream O ₂ sensor, and various devices of a so-called double O ₂ sensor system have been proposed.
[0003]
In this case, when an ignition system misfire occurs, unburned HC and residual air react in the catalyst and the catalyst is overheated. To avoid this, the ignition system misfire is determined and displayed. (See JP-A-3-141840).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, while a large amount of unburned HC is discharged from the engine due to misfire, as shown in FIG. 14, in the conventional device, the target control center value of the air-fuel ratio feedback control (target air-fuel ratio) is the stoichiometric air-fuel ratio. (See FIG. 15), the conversion rate of the catalyst does not change between the time of misfire and the time of non-misfire, and therefore, the exhaust gas purification performance as shown in FIG. become worse.
[0005]
In this case, since the amount of unburned HC generated by misfire corresponds to the misfire rate, the present invention controls the air-fuel ratio feedback control according to the misfire rate (that is, according to the increase in unburned HC due to misfire). By shifting the center value to the lean side, an object is to suppress an increase in the amount of HC emission as much as possible even during a misfire in which a large amount of unburned HC is emitted.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the invention, as shown in FIG. 17, the air-fuel ratio sensor 3 1 of the upstream side of the catalyst, the O ₂ sensor 53 on the downstream side of the catalyst, the air-fuel ratio based on an output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 Means 42 for calculating basic control constants of the feedback control (for example, proportional components PL and PR, integral components IL and IR, delay time of upstream air-fuel ratio sensor output, slice level SLF to be compared with upstream air-fuel ratio sensor output, etc.) Means 61 for calculating a correction value (for example, a proportional correction value PHOS) for the basic control constant by comparing the output of the downstream O ₂ sensor 53 with the slice level SLR, and correcting the basic control constant with this correction value means 63 for performing a means 62 for calculating a control constant, the feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 using the calculated control constants , Provided with means 33 for detecting a misfire, a means 34 for calculating the misfire index than the signal from the misfire detecting means 33, and means 36 for correcting the slice level SLR according to the misfire rate to the fuel increase side .
[0011]
In the second invention, as shown in FIG. 18 , the basic control constants of the air-fuel ratio feedback control are determined based on the air-

fuel ratio sensors

31 and 51 on the upstream and downstream sides of the catalyst and the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31. (For example, proportional components PL and PR, integral components IL and IR, delay time of upstream air-fuel ratio sensor output, slice level SLF to be compared with upstream air-fuel ratio sensor output, etc.) Means 43 for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient by using the above-mentioned means, and means for correcting the air-fuel ratio feedback correction coefficient by comparing the output of the downstream air-fuel ratio sensor 51 with a target value M of the output of the downstream air-fuel ratio sensor. 71, means 72 for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 with the air-fuel ratio feedback correction coefficient the modified , A means 33 for detecting a misfire, a means 34 for calculating the misfire index than the signal from the misfire detecting means 33, the stoichiometric ratio of the target value M of the output of the downstream air-fuel ratio sensor according to the misfire rate And means 35 for shifting to the lean side.
[0012]
【The invention's effect】
When no misfires, HC in the catalysts the actual air-fuel ratio by the air-fuel ratio feedback control to converge to the target air-fuel ratio, CO, but it increase the conversion of NOx at the same time, at the time of misfire, the first and second of each According to the present invention, the target air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the misfire rate (that is, in accordance with the increase in the unburned HC generated by the misfire). Thus, the amount of HC emission that increases due to misfire can be suppressed as much as possible.
[0013]
Further, according to the conventional apparatus, even if repair is required by displaying a failure determination that a misfire has occurred, according to the first and second inventions, a certain degree of misfire (for example, a misfire rate of 5 %), The HC emission can be maintained at the same amount as that at the time of the misfire, and no failure occurs. For this reason, repair becomes unnecessary, and the service life can be extended and the cost for repair can be reduced.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine main body. A fuel injection valve 7 is provided in an intake passage 8 at a position downstream of an intake throttle valve 5. An injection signal from a control unit (abbreviated as C / U in the figure) 2 is provided. Thus, fuel is injected and supplied into the intake air so that a predetermined air-fuel ratio is obtained according to the operating conditions.
[0015]
The Ref signal (reference position signal) and Pos signal (1 ° signal) from the crank angle sensor 4, the intake air amount signal from the air flow meter 6, the engine cooling water temperature signal from the water temperature sensor 11, and the like are input to the control unit 2. Based on these, the basic injection pulse width Tp is calculated, and the air-fuel ratio (oxygen concentration) feedback control is performed based on the air-fuel ratio (oxygen concentration) signal from the O ₂ sensor 3 installed on the upstream side of the three-way catalyst 10 in the exhaust passage 9. Then, the proportional component used for the air-fuel ratio feedback control is corrected by the air-fuel ratio (oxygen concentration) signal from the O ₂ sensor 13 installed downstream of the three-way catalyst 10.
[0016]
Here, the air-fuel ratio feedback control is a control in which the exhaust air-fuel ratio periodically fluctuates around the stoichiometric air-fuel ratio. At this time, the three-way catalyst 10 provided in the exhaust passage 9 has the maximum conversion efficiency. Reduction of NOx in exhaust gas and oxidation of HC and CO are performed.
[0017]
The details of the air-fuel ratio feedback control executed by the control unit 2 will be described with reference to the following flowchart.
[0018]
The flowchart of FIG. 2 is for calculating an air-fuel ratio feedback correction coefficient α based on the upstream O ₂ sensor output OSR1, it is executed in synchronism with the Ref signal. Synchronization with the Ref signal is in accordance with the fact that the fuel injection is synchronized with the Ref signal and the disturbance of the system is also synchronized with the Ref signal.
[0019]
In step 1, it is determined whether the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. ▲ 1 ▼ when the coolant temperature Tw is less than a predetermined value, ▲ 2 ▼ when the upstream O ₂ sensor is inactive, ▲ 3 ▼ a case heavy load or the like, also the air-fuel ratio feedback control conditions eventually are not satisfied, the At this time, the process proceeds to step 2, where 1.0 is inserted into α (α is clamped), and the flow of FIG. 2 ends.
[0020]
When the above ▲ 1 ▼ ~ ▲ 3 neither such ▼ (air-fuel ratio holds, the feedback control condition) incorporation upstream O ₂ sensor output OSR1 A / D conversion proceeds to step 3, in step 4 The OSR1 and the slice level (for example, around 500 mV) SLF are compared. OSR1> If SLF upstream _{O 2} sensor output is determined to be in the rich side, put "1" in the flag AFF1 in Step 5, to lean the upstream _{O 2} sensor output when a OSR1 ≦ SLF It is determined that there is, and "0" is set to the flag AFF1 in step 6. This by Aff1 = 0 is that the upstream _{O 2} sensor output is lean, Aff1 = 1 indicates that it is in the rich side.
[0021]
The flag AFF1 is initialized to "0" at the time of power-on initialization together with a flag AFF0 described later, and a memory for storing variables is also initialized to 0 at power-on initialization. In the flowchart of the above, the initial setting of the flag and the memory is omitted.
[0022]
In step 7, the value of the flag AFF0 is read. The flag AFF0 is a flag indicating whether the air-fuel ratio was rich or lean last time. AFF0 = 0 indicates that the air-fuel ratio was last lean, and AFF0 = 1 indicates that the air-fuel ratio was previously rich. .
[0023]
In step 8, the two flags AFF0 and AFF1 are compared, and if the values are not equal, it is determined that the OSR1 is inverting from rich to lean or vice versa. To execute the subroutine. The execution of this subroutine (executed every time OSR1 is inverted) will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0024]
The downstream _{O 2} sensor output OSR2 step 21 uptake by A / D conversion in FIG. 3, comparing the OSR2 and slice level (e.g., 500mV vicinity) SLR in step 22.
[0025]
OSR2> SLR by (downstream _{O 2} sensor output is on the rich side) and PHOS the value obtained by subtracting only update amount DPHOS than PHOS in case if step 23 a (old) (previous value of PHOS), also OSR2 ≦ when SLR of (downstream _{O 2} sensor output is lean side), by the PHOS the value obtained by adding the update amount DPHOS the PHOS (old), and updates the correction value PHOS for each proportional amount.
[0026]
When the execution of the subroutine is completed in this manner, the process returns to step 10 of FIG. 2 and checks the value of the flag AFF1. If AFF1 = 0 (at the time of inversion from rich to lean), then in step 11, α = α (old) + (PL + PHOS) (1)
However, according to the equation of α (old): α, the value of α is α = α (old) − (PR−PHOS) in step 12 when AFF1 = 1 (at the time of inversion from lean to rich). )
Is updated by the following equation.
[0027]
Here, if the area other than the high-speed high-load region, since the catalyst in the oxygen storage capacity is sufficient, the downstream O ₂ sensor output OSR2 is than is kept substantially constant, the downstream O ₂ sensor at this time The amount of deviation of the output OSR2 from the slice level SLR indicates the deviation from the target control center value of air-fuel ratio feedback control (target air-fuel ratio). Therefore, OSR2> SLR when (downstream _{O 2} sensor output is on the rich side) of the PHOS is updated to decrease side, proportional portion (PR-PHOS) and proportional amount to the side where the large (PL + PHOS) since There are modified to decrease side, alpha is toward the smaller side, the downstream O ₂ sensor output OSR2 converges to the slice level SLR. Vice versa, when the OSR2 ≦ SLR (downstream _{O 2} sensor output is lean side), the PHOS, proportional portion (PR-PHOS) is small becomes and proportional portion (PL + PHOS) for larger, alpha is toward the larger side, the downstream _{O 2} sensor output OSR2 converges to the slice level SLR. That is, since the slice level SLR determines the target air-fuel ratio, a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is set for the slice level SLR.
[0028]
In this embodiment, both the proportional components PR and PL are corrected by PHOS, but only one of the proportional components PR and PL may be corrected by PHOS.
[0029]
On the other hand, if the values of the two flags AFF0 and AFF1 are equal in step 8, it is determined that the time is not the time of inversion, and the process proceeds to S13 to check the value of the flag AFF1. If AFF1 = 0 (previous and this time lean), the integral IL is added to α (old) in step 14, and if AFF1 = 1 (previous and present rich), α in step 15 Α is updated by subtracting the integral IR from (old).
[0030]
In step 16, the value of the flag AFF1 is moved to the flag AFF0 for the next control, and the flow of FIG. 2 is ended.
[0031]
Using the air-fuel ratio feedback correction coefficient α calculated in this manner, the fuel injection pulse width Ti given to the fuel injection valve 7 is determined by a flow (not shown).

Is calculated by the following equation. The calculated value of Ti is also transferred to an output register at an injection timing (not shown), and is injected into each cylinder once every two revolutions of the engine.
[0032]
Here, Tp in the equation (3) is a value calculated from the engine speed and the intake air amount, and an air-fuel mixture having a substantially stoichiometric air-fuel ratio can be obtained from this Tp. Kathos is a correction amount in consideration of the fuel wall flow, and works only at the time of starting or transition. Tfbya is a sum of a water temperature increase correction coefficient Ktw, a post-start increase correction coefficient Kas, and the like, and Tfbya becomes a value larger than 1.0 from immediately after the cold start until the start of the air-fuel ratio feedback control. Is performed, and the operation is performed at an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. αm is a value for absorbing a steady-state error in the air-fuel ratio caused by changes in the injection amount characteristics of the fuel injection valve and the flow characteristics of the air flow meter due to aging, and Ts is actually obtained even when a drive pulse is given to the fuel injection valve. There is a response delay before the injection valve opens, and this is a value that takes this response delay into account. When the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, Tfbya is fixed at 100%.
[0033]
While a large amount of unburned HC is discharged from the engine due to misfire as shown in FIG. 14, in the conventional device, the target control center value of the target air-fuel ratio feedback control is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the conversion rate of the catalyst does not change between the time of misfire and the time of non-misfire, and the exhaust gas purification performance deteriorates as shown in FIG. 16 by the amount of unburned HC increased by misfire.
[0034]
In order to cope with this, the unburned HC amount generated by the misfire corresponds to the misfire rate. Therefore, in the first embodiment of the present invention, according to the misfire rate (that is, according to the increase of the unburned HC due to the misfire). ) Shift the control center value of the air-fuel ratio feedback control to the lean side.
[0035]
Specifically, the flowchart of FIG. 4 is newly provided.
[0036]
Explaining this flowchart, the routine of FIG. 4 is performed in synchronization with the Ref signal prior to the routines of FIGS.
[0037]
First, in step 31, the misfire rate SI is read, and in step 32, a table containing the contents shown in FIG. 5 is retrieved from the misfire rate SI to determine the air-fuel ratio correction amount HS of the slice level. In step 33, the slice level (downstream O A value obtained by subtracting this correction amount HS from the (slice level) SLR for comparison with the _two sensor outputs is set as the slice level SLR. The slice level SLR is a value that defines the target control center value of the air-fuel ratio feedback control, and the target air-fuel ratio becomes richer as the slice level SLR increases (value increases), so this slice level SLR Is reduced by the correction amount HS, the control center value of the actual air-fuel ratio feedback control shifts to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio.
[0038]
Note that performs upstream O ₂ feedback control based Dzute air-fuel ratio sensor output, proportional portion PL to be used in the air-fuel ratio feedback control, PR, integral amount IL, IR, upstream O ₂ delay time of the sensor output (Not shown), when correcting the slice level SLF or the like to be compared with the output of the upstream O ₂ sensor based on the output of the downstream O ₂ sensor, the proportional components PL and PR, the integrated components IL and IR, and the upstream O ₂ Even if an attempt is made to shift the control center value of the air-fuel ratio feedback control to the lean side by correcting the delay time of the sensor output, the slice level SLF to be compared with the output of the upstream O ₂ sensor, etc., it is corrected by the downstream O ₂ sensor, since the control center value of the air-fuel ratio feedback control will be returned to the stoichiometric air-fuel ratio, Suraisure for comparing the downstream O ₂ sensor output It is not being corrected Le SLR as a target.
[0039]
Here, the reason why the air-fuel ratio is shifted to the lean side at the time of misfire is to purify as much as possible the unburned HC discharged due to the misfire with the catalyst, and the catalyst is more lean on the lean side than at the theoretical air-fuel ratio. This is because the conversion rate becomes higher.
[0040]
The characteristics in FIG. 5 are obtained from the characteristics in FIG. The characteristics of FIG. 6 show that the HC emission increases as the misfire rate increases as compared with the characteristics of FIG. 16, and according to the characteristics of the catalyst conversion rate shown in FIG. 15, the more the air-fuel ratio shifts to the lean side, the more HC emissions in the catalyst. It is obtained by taking into account that the conversion is improved.
[0041]
It should be noted that a known method may be used to determine misfire. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-5450 discloses a technique in which the pressure in a combustion chamber is detected by a pressure sensor, and when the pressure detected by the sensor falls below a predetermined value, misfire is determined. In this case, the misfire rate SI can be obtained by sampling the number of misfires per predetermined number of ignitions and dividing the sampled number of misfires by the predetermined number of ignitions.
[0042]
Here, the operation of this embodiment will be described.
[0043]
In this embodiment Sadamari control center value of the air-fuel ratio feedback control as a target by the slice level SLR, if other than misfire, the air-fuel ratio feedback even when the resulting deterioration over time in the upstream O ₂ sensor in the same manner conventional The actual control air-fuel ratio in the control is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio. It should be noted that as the slice level SLR increases, the target control center value of the air-fuel ratio feedback control becomes richer.
[0044]
On the other hand, at the time of misfire, the slice level SLR is corrected to the decreasing side with the air-fuel ratio correction amount HS of the slice level which increases in proportion to the misfire rate at that time. Is shifted to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, and the actual control center value of the air-fuel ratio feedback control is controlled so as to converge to the shifted new target value. It is higher than the air-fuel ratio (see FIG. 7).
[0045]
As a result, if the amount of HC emission after passing through the catalyst in this embodiment is a certain degree of misfire (up to a misfire rate of 5%) as shown in FIG. 8, almost the same as when there is no misfire regardless of the misfire rate Is maintained at the value. FIG. 8 shows a case where operating conditions (for example, engine speed, load, water temperature, etc.) other than the air-fuel ratio are the same as those in FIG.
[0046]
As described above, in the present invention, the target control center value of the air-fuel ratio feedback control is shifted to the lean side in accordance with the misfire rate (that is, in accordance with the increase in unburned HC generated by misfire). Is higher than when the stoichiometric air-fuel ratio is attained, so that the amount of HC emission that increases due to misfire can be suppressed as much as possible.
[0047]
Further, according to the conventional apparatus, even if repair is required by displaying a failure determination that a misfire has occurred, according to the present invention, if the misfire rate is up to 5%, the HC emission amount is not the time of misfire. Since it can be maintained at the same amount as at the time, no failure occurs. For this reason, repair becomes unnecessary, and the service life can be extended and the cost for repair can be reduced.
[0048]
9, 10, and 12 are flowcharts of the second embodiment. FIG. 9 illustrates steps other than step 9 in FIG. 2 of the first embodiment, and FIG. 10 illustrates

steps

9 and 3 of FIG. 2. Corresponding to FIG. 12 corresponds to FIG. The same steps as those in the first embodiment are denoted by the same step numbers.
[0049]
Proportional portion PR with downstream O ₂ sensor output OSR2 in the first embodiment, although what has been premised to modify the PL, the second embodiment uses the output of the air-fuel ratio sensor provided downstream of the catalyst Therefore, it is premised that the air-fuel ratio feedback correction coefficient α itself is corrected, and in this embodiment as well, the target control center value of the air-fuel ratio feedback control is shifted to the lean side in accordance with the misfire rate, and the The same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
[0050]
Here, the air-fuel ratio sensor of the second embodiment, O ₂ sensor, is used as a generic term including such wide-range air-fuel ratio sensor. Accordingly, the output of the downstream O ₂ sensor and the slice level SLR for comparison with the output are the downstream O ₂ sensor output OSR 2 → the downstream air-fuel ratio sensor output VR.
Slice level SLR → target value M of downstream air-fuel ratio sensor output
Corresponds as follows.
[0051]
As described above, since the correction method is different from that of the first embodiment, there is no PHOS in the updating equation of α as shown in

steps

41 and 42 of FIG. 9 and a subroutine is executed in step 43 of FIG. 9 instead. Execution of this subroutine (Ref signal synchronization) will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0052]
In step 51, the output VR of the downstream air-fuel ratio sensor is A / D converted and fetched, and a table containing the contents shown in FIG. 11 is retrieved in step 52 from the difference between the target value M of the output of the downstream air-fuel ratio sensor and this VR. A correction value HVR of the air-fuel ratio feedback correction coefficient is obtained, and a value obtained by adding the correction value HVR to the air-fuel ratio feedback correction coefficient α (already obtained in

steps

41, 42, 14, and 15 in FIG. 9) is newly obtained. Then, α is corrected.
[0053]
As shown in FIG. 11, for example, when the downstream air-fuel ratio sensor output VR is smaller than its target value M (that is, when the downstream air-fuel ratio sensor output is on the lean side), the correction value HVR becomes a positive value. Since α is corrected to a larger value, the air-fuel ratio moves toward the rich side, and the output VR of the downstream-side air-fuel ratio sensor eventually converges to the target value M. The same applies when the downstream air-fuel ratio sensor output VR is larger than the target value M (that is, when the downstream air-fuel ratio sensor output is on the rich side). Therefore, in the second embodiment, since the target value M determines the target control center value of the air-fuel ratio feedback control, the target value M is set to a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. In FIG. 11, a dead zone is provided in a range where the M-VR is small.
[0054]
The flowchart of FIG. 12 is for performing a lean shift operation at the time of misfire, and is executed in synchronization with the Ref signal prior to the routine of FIGS.
[0055]
In

steps

61 and 62, a table containing the contents shown in FIG. 13 is retrieved from the misfire rate SI to obtain the air-fuel ratio correction amount HSM of the target value M, and a value obtained by subtracting this HSM from the target value M of the downstream air-fuel ratio sensor output is obtained. The target value M of the downstream sensor output is set again. The target value M is a value that defines a target control center value of the air-fuel ratio feedback control. Since the air-fuel ratio becomes richer as the target value M increases, the target value M is reduced by the correction amount HSM. Therefore, the actual control center value of the air-fuel ratio feedback control shifts to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio.
[0056]
Is proportional part air-fuel ratio feedback control constant to be corrected value in the first embodiment PL, has been described in the case of PR, it is not limited thereto, integral amount IL, IR, upstream O ₂ sensor output delay time (not shown), can be a slice level SLF like to compare the upstream O ₂ sensor output similarly configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control system diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart for explaining calculation of an air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a subroutine.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a lean shift operation at the time of misfire.
FIG. 5 is a characteristic diagram of a slice level air-fuel ratio correction amount HS with respect to a misfire rate SI.
FIG. 6 is a characteristic diagram of a target air-fuel ratio with respect to a misfire rate.
FIG. 7 is a characteristic diagram of a catalyst conversion rate with respect to an air-fuel ratio.
FIG. 8 is a characteristic diagram of HC and NOx emissions after passing through a catalyst with respect to a misfire rate.
FIG. 9 is a flowchart for explaining calculation of an air-fuel ratio feedback correction coefficient α according to the second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a subroutine of a second embodiment.
FIG. 11 is a characteristic diagram of a correction value HVR of an air-fuel ratio feedback correction coefficient according to the second embodiment.
FIG. 12 is a flowchart for illustrating a lean shift operation at the time of misfire according to the second embodiment.
FIG. 13 is a characteristic diagram of a target value air-fuel ratio correction amount HSM with respect to a misfire rate SI.
FIG. 14 is a characteristic diagram of HC and NOx emissions from an engine with respect to a misfire rate of a conventional device.
FIG. 15 is a characteristic diagram of a catalyst conversion ratio with respect to an air-fuel ratio of a conventional apparatus.
FIG. 16 is a characteristic diagram of HC and NOx emissions after passing through a catalyst with respect to a misfire rate of a conventional apparatus.
FIG. 17 is a diagram corresponding to the claims of the first invention.
FIG. 18 is a diagram corresponding to a claim of the second invention.
[Explanation of symbols]
2 Control unit 3 upstream _{O 2} sensor (upstream air-fuel ratio sensor)
Reference Signs List 4 crank angle sensor 6 air flow meter 7 fuel injection valve 9 exhaust passage 10 three-way catalyst 13 downstream O ₂ sensor (downstream air-fuel ratio sensor)

Claims

An air- fuel ratio sensor upstream of the catalyst;
An O ₂ sensor downstream of the catalyst ,
Means for calculating a basic control constant for air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor;
Means for calculating a correction value for the basic control constant by comparing the output of the downstream O ₂ sensor with a slice level;
Means for correcting the basic control constant with the corrected value to calculate a control constant,
Means for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor using the calculated control constant ;
Means for detecting misfire;
Means for calculating a misfire rate from a signal from the misfire detection means;
Means for correcting the slice level to a fuel increasing side in accordance with the misfire rate.

Air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst,
Means for calculating a basic control constant for air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor;
Means for calculating an air-fuel ratio feedback correction coefficient using the basic control constant;
Means for correcting the air-fuel ratio feedback correction coefficient by comparing the output of the downstream air-fuel ratio sensor with a target value of the output of the downstream air-fuel ratio sensor;
Means for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream-side air-fuel ratio sensor using the corrected air-fuel ratio feedback correction coefficient ,
Means for detecting misfire;
Means for calculating a misfire rate from a signal from the misfire detection means;
Means for shifting the target value of the output of the downstream air-fuel ratio sensor to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the misfire rate.