JPH01203633A - 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

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JPH01203633A
JPH01203633A JP2680788A JP2680788A JPH01203633A JP H01203633 A JPH01203633 A JP H01203633A JP 2680788 A JP2680788 A JP 2680788A JP 2680788 A JP2680788 A JP 2680788A JP H01203633 A JPH01203633 A JP H01203633A
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幸一 星
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大仲 英巳
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 1豆り亘瓜 [産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関の排気系に介挿された三元触媒の上
流側および下流側に、各々酸素濃度センサ等の空燃比セ
ンサ配設し、上流側空燃比センサの検出結果に基づく空
燃比フィードバック制御に加えて下流側空燃比センサの
検出結果に基づく空燃比フィードパ・ンク制御を実行す
る内燃機関の空燃比制御装置に関する。
[従来の技術] 通電の空燃比フィードバック制御装置、所謂、シングル
酸素濃度センサシステムでは、酸素濃度を検出する空燃
比センサとしての酸素濃度センサを燃焼室近傍に配設す
るため、触媒コンバータの上流側である排気マニホール
ドに設けている。しかし、酸素濃度センサの出力特性の
固体差により、空燃比の制御精度向上には限界があった
。そこで、上記酸素濃度センサの出力特性の固体差、さ
らに、燃料噴射弁等の構成部品の固体差、経時変化、経
年変化等に起因する制御精度低下に対する対策として、
触媒コンバータの下流側に下流側酸素濃度センサを配設
し、上記触媒コンバータの上流側に配設された上流側酸
素濃度センサを使用した空燃比フィードバック制ill
に加えて、上記下流側酸素濃度センサを用いた空燃比フ
ィードバック制御を実行する、所謂、ダブル酸素濃度セ
ンサシステムが知られている。該ダブル酸素濃度センサ
システムでは、下流側酸素濃度センサの応答性は、上流
側酸素濃度センサの応答性より低いが、次のような理由
により、出力特性が比較的安定している。
(a)  触媒コンバータの下流側の排気温度は上流側
に比べて低いので、下流側酸素濃度センサに対する熱的
悪影響が比較的少ない。
(b)  酸素濃度センサの出力特性に悪影響を及ぼす
排気中の有害物質は、触媒コンバータ内部で吸着される
ので、下流側の排気から酸素濃度センサが悪影響を受け
ることは比較的少ない。
(c)  触媒コンバータの下流側の排気は、充分混合
されているため、排気中の酸素濃度はほぼ平衡状態に近
いので、酸素濃度センサにより比較的正確に検出できる
このため、2つの酸素濃度センサの出力に基づく空燃比
フィードパ・ンク制御(所謂、ダブル酸素濃度センサシ
ステム)は、上流側酸素濃度センサの出力特性の悪化を
、下流側酸素濃度センサの検出信号により補正できる。
すなわち、第24図に黒塗で示すように、ダブル酸素濃
度センサシステムでは、上流側酸素濃度センサの出力特
性が悪化しても、排気中の有害成分(HC,Co、N0
x)の排出量はほとんど増加せず、排気特性の悪化は見
られない。一方、同図に白抜きで示すように、出力特性
悪化時のシングル酸素濃度センサシステムでは、排気中
の有害成分がかなり増加し、排気特性の悪化が顕著に現
れる。このように、ダブル酸素潤度センサシステムでは
、下流側酸素濃度センサの出力が安定していれば、良好
な排気特性が補償される。
上述のようなダブル酸素潤度センサシステムで、下流側
酸素潤度センサの検出信号による空燃比フィードバック
制御実行中に、上流側酸素濃度センサの検出信号に基づ
いて求めた空燃比補正係数FAFの制御定数、例えば、
リッチスキップ量、リーンスキップ量等を下流側酸素潤
度センサの検出信号に基づいて変更する技術が提案され
ている。
例えば、 (1) 下流側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であるスキップ量を演算し、該スキ
ップ量を用いて上流側空燃比センサの出力に応じた空燃
比補正量を演算して機関の空燃比を調整し、上流側空燃
比センサの劣化に伴う応答速度の低下を防止する「内燃
機関の空燃比制御装置」 (特開昭61−234241
号公報)。
(2) 触媒の劣化が検出されたときには、下流側空燃
比センサによる空燃比フィードバック制御定数の演算を
停止し、空燃比制御の乱れを防止する「内燃機関の空燃
比制御装置」 (特開昭61−286550号公報)。
これらの技術では、例えば、始動・暖機増量中、パワー
増量中、燃料カット中、希薄空燃比制御中等、下流側酸
素濃度センサの検出信号による空燃比フィードバック制
御を実行しないときには、空燃比フィードバック制御定
数を予め定められた一定値や前回制御時の最終値等に設
定していた。
[発明が解決しようとする課題] しかし、例えば、内燃機関の空燃比を、希薄空燃比にす
る運転状態、あるいは、燃料供給遮断状態から、理論空
燃比にフィードバック制御する運転状態への切換時期に
は、触媒コンバータ内部に、酸素ストレージ効果により
取り込まれていた酸素分子が放出される。このため、触
媒コンバータ上流側の空燃比が過濃側(Ri c h)
に変化しても、下流側の空燃比は所定時間に亘って希薄
側(Lean)となり、下流側空燃比センサはリーン信
号(希薄側)を出力する。したがって、該下流側空燃比
センサの出力信号に基づいて空燃比制御を行なうと、過
濃側(Rich)に過補正してしまう。
特に、従来技術のように、一定値に保持していた空燃比
フィードバック制御定数を上記のように補正すると、上
記過補正はより一層増加する。  すなわち、第25図
に示すように、触媒コンバータが劣化していない場合は
、時刻T1に燃料カットが行われると、時刻T2に、下
流側酸素潤度センサの検出信号v2は低下して希薄側(
Lean出力)を示すが、該下流側酸素温度センサが触
媒コンバータの下流側に配設されているので、排気の輸
送遅れ時間TDIが発生する。一方、時刻T3に、燃料
カットがら空燃比フィードバック制御(非燃料カット)
に移行すると、下流側酸素濃度センサの検出信号■2は
時刻T4に上昇して過濃側(Ri c h出力)を示す
が、排気の輸送遅れおよび触媒コンバータの酸素ストレ
ージ効果により時間TD2の遅れが発生する。したがっ
て、触媒コンバータ上流側の空燃比が実際は過濃側(R
ich)になっても、空燃比フィードバック制御定数、
例えば、スキップ量等は過濃側(Rich)に補正され
る。すなわち、下流側酸素濃度センサの検出信号V2は
、触媒コンバータの酸素ストレージ°効果が無ければ、
同図に破線で示すように変化するが、酸素ストレージ効
果のために実際は同図に実線で示すように変化する。特
に、降板時に所謂、レーシングを行なうと、時刻T5〜
T6に示すように、単位時間当りの燃料カット回数が増
加し、空燃比フィードバック制御定数の過濃側(Ric
h)過補正が累積する。このような不具合点は、内燃機
関の空燃比を、例えば、OTP増量等、過濃空燃比にす
る運転状態から理論空燃比にフィードバック制御する運
転状態への切換時期にも、同様に発生する。そこで、上
記のような内燃機関の運転状態の切換時間から所定遅延
時間経過後に、下流側酸素濃度センサ検出信号V2に基
づく空燃比フィードバック制御を開始し、触媒コンバー
タの酸素ストレージ効果の影響を受は難くする技術も考
えられた。ところが、上記触媒コンバータの酸素ストレ
ージ効果は、該触媒コンバータの劣化に伴って低下する
。すなわち、第26図に示すように、酸素ストレージ時
間は走行距離の増加に伴い大きく短縮される。ここで、
酸素ストレージ時間とは、燃料カットがら空燃比フィー
ドバック制御に復帰した時間より下流側酸素濃度センサ
の検出信号が0. 45 [V]を横切る時間までの時
間である。したがって、第25図に示すように、触媒コ
ンバータの劣化が進んだ時刻Titに燃料カットが行わ
れたときに発生する排気の輸送遅れ時間TDIOは、上
述した劣化していないときの輸送遅れ時間TDIより短
縮される。一方、時刻T13に、燃料カットがら空燃比
フィードバック制御に移行するときに発生する遅れ時間
TD20も、劣化した触媒コンバータの酸素ストレージ
効果の低下により上記劣化していないときの時間TD2
よりさらに短くなる。
従って、触媒コンバータの劣化に起因する酸素ストレー
ジ効果の低下を考慮しないで、下流側酸素濃度センサ検
出信号に基づく空燃比フィードバック制御開始までの所
定遅延時間を一定時間に設定していると、触媒コンバー
タの上・下流に酸素濃度センサを各々設けても、両酸素
濃度センサ検出信号に基づく空燃比フィードバック制御
を、長期間に亘って高精度で実行できなくなるという問
題があった。
本発明は、内燃機関の触媒劣化度の増加に伴う触媒コン
バータの劣化に起因して酸素ストレージ効果が低下して
いる場合、燃料供給遮断状態、希薄燃焼制御状態、ある
いは、燃料増量運転状態から、空燃比フィードバック制
御状態への移行時に、空燃比フィードバック制御定数の
過温側(Rich)への過補正を好適に防止可能な内燃
機関の空燃比制御装置の提供を目的とする。
1肌Ω1皿 [課題を解決するための手段] 上記目的を達成するためになされた本発明は、第1図に
例示するように、 内燃機関M1の排気通路に配設され、酸素ストレージ効
果を有する三元触媒M2と、 該三元触媒M2の下流側の排気通路に配設され、上記内
燃機関M2の空燃比を検出する下流側空燃比検出手段M
4と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関M1
の空燃比を調節する空燃比調節手段M5と、 上記内燃機関M1の運転状態を検出する運転状態検出手
段M6と、 該運転状態検出手段M6の検出した運転状態に基づいて
、上記内燃機関M1の運転状態が、該内燃機関M1の空
燃比を所定空燃比にする運転状態から理論空燃比に制御
する運転状態に切り換わる切換時期にあるか否かを判定
する判定手段M7と、該判定手段M7により切換時期に
あると判定されたどきから所定遅延時間経過後に、外部
に開始指令を出力する遅延手段M8と、 該遅延手段M8の出力する開始指令に従い、少なくとも
上記下流側空燃比検出手段M4の検出結果に応じて、上
記内燃機関M1の空燃比を理論空燃比とする制御量を決
定し、上記空燃比調節手段M5に指令する空燃比フィー
ドバック制御手段M10と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置であって、さらに
、上記三元触媒M2の触媒劣化度を算出する触媒劣化度
算出手段Mllと、 該触媒劣化度算出手段Mllの算出した触媒劣化度の増
加に伴って、上記遅延手段M8の所定遅延時間を短縮す
る変更手段M12と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御I装置
を要旨とするものである。
また、本発明は、第2図に例示するように、内燃機関M
101の排気通路に配設され、酸素ストレージ効果を有
する三元触媒M102と、該三元触媒M102の上流側
の排気通路に配設され、上記内燃機関M101の空燃比
を検出する上流側空燃比検出手段M103と、 上記三元触媒M102の下流側の排気通路に配設され、
上記内燃機関M101の空燃比を検出する下流側空燃比
検出手段M104と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関M1
01の空燃比を調節する空燃比調節手段M105と、 上記内燃機関M101の運転状態を検出する運転状態検
出手段M106と、 該運転状態検出手段M106の検出した運転状態に基づ
いて、上記内燃機関M101の運転状態が、該内燃機関
M101の空燃比を、希薄側空燃比にする運転状態から
、あるいは、燃料供給遮断状態から、理論空燃比に制御
する運転状態に切り換わる切換時期にあるか否かを判定
する判定手段M107と、 該判定手段M107により切換時期にあると判定された
ときから所定遅延時間経過後に、外部に開始指令を出力
する遅延手段M2O日と、該遅延手段M108の出力す
る開始指令に従い、上記下流側空燃比検出手段M104
の検出結果に応じて、空燃比フィードバック制御定数を
算出する制御定数算出手段M109と、 該制御定数算出手段M109の算出した空燃比フィード
バック制御定数および前記上流側空燃比検出手段M10
3の検出結果に応じて、上記内燃機関M101の空燃比
を理論空燃比とする制御量を決定し、上記空燃比調節手
段M105に指令する空燃比フィードバック制御手段M
110と、を具備した内燃機関の空燃比制御装置であっ
て、 □さらに、上記三元触媒M102の触媒劣化度を
算出する触媒劣化度算出手段M111と、該触媒劣化度
算出手段M111の算出した触媒劣化度の増加に伴って
、上記遅延手段M2O日の所定遅延時間を短縮する変更
手段M112と、を備えたことを特徴とする内燃機関の
空燃比制御装置により構成できる。
ここで、三元触媒M2 (Ml 02)の酸素ストレー
ジ効果とは、内燃機関Ml(MIOI)の排気通路内部
の排気中の酸素分子を所定量、該三元触媒M2(M2O
3)内部に保持する特性であり、該所定量は上記三元触
媒M2(M2O3)の劣化に伴い減少する。
上流側空燃比検出手段M103とは、三元触媒M102
の上流側の排気通路に配設され、内燃機関M101の空
燃比を検出するものである。また、下流側空燃比検出手
段M4(M2O3)とは、三元触媒M2 (Ml 02
)の下流側の排気通路に配設され、上記内燃機関Ml(
MIOI)の空燃比を検出するものである。例えば、排
気中の、酸素濃度、−酸化炭素等の特定成分濃度を検出
するガスセンサにより実現できる。
空燃比調節手段M5(M2O3)とは、外部から指令さ
れる制御量に従って、内燃機関Ml(Mlol)の空燃
比を調節するものである。例えば、燃料噴射量制御可能
な燃料噴射弁、ブリードエア流量制御可能な気化器、流
量制御可能な2次空気導入装置等により実現できる。
運転状態検出手段M6 (M2O3)とは、内燃機関M
l(MIOI)の運転状態を検出するものである。例え
ば、吸入空気量、吸気管圧力、スロットルバルブ開度、
回転速度等を検出可能な各種センサにより実現できる。
判定手段M7とは、運転状態検出手段M6の検出した運
転状態に基づいて、内燃機関M1の運転状態が、内燃機
関M1の空燃比を所定空燃比にする運転状態から理論空
燃比に制御する運転状態に切り換わる切換時期にあるか
否かを判定するものである。例えば、所謂、燃料カット
、希薄燃焼制御等の希薄側(L e a n)空燃比で
の運転状態、あるいは、所謂、OTP増量、パワー増量
、始動増量、暖機増量等の過温側(Ri c h)空燃
比での運転状態から、下流側空燃比検出手段M4の検出
結果に応じて空燃比を理論空燃比にする空燃比フィード
バック制御運転状態への切換時期に有るか否かを、内燃
機関M1の回転速度やスロットルバルブ開度から判定す
るよう構成できる。     。
また、例えば、判定手段M107は、運転状態検出手段
M106の検出した運転状態に基づいて、内燃機関M1
01の運転状態が、内燃機関MIO1の空燃比を、希薄
側空燃比にする運転状態から、あるいは、燃料供給遮断
状態から、理論空燃比に制御する運転状態に切り換わる
切換時期にあるか否かを判定するよう構成できる。すな
わち、希薄側空燃比を目標値とする希薄空燃比制御状態
、あるいは、燃料カット状態から理論空燃比を目標値と
するフィードバック制fl状態への切換時期を判定する
よう構成しても良い。
遅延手段M8 (Ml 0B)とは、判定手段M7(M
2O3)により切換時期にあると判定されたときから所
定遅延時間経過後に、外部に開始指令を出力するもので
ある。例えば、タイマによる計時、あるいは、所定周期
毎に計数されるカウンタの計数値等を、所定遅延時間に
相当する値と比較し、フラグのセット・リセットにより
外部に出力するよう構成できる。  − 制御定数算出手段M109とは、遅延手段MloBの出
力する開始指令に従い、下流側空燃比検出手段M104
の検出結果に応じて、空燃比フィードパ・ンク制御定数
を算出するものである。例えば、積分定数、リーン◆リ
ッチ両スキップ量、リーン◆リッチ両遅延時間および空
燃比信号比較電圧等を、下流側の酸素濃度に応じて補正
算出するよう構成できる。
空燃比フィードバック制御手段MIOとは、遅延手段M
日の出力する開始指令に従い、少なくとも下流側空燃比
検出手段M4の検出結果に応じて、内燃機関M1の空燃
比を理論空燃比とする制御量を決定し、空燃比調節手段
M5に指令するものである。例えば、下流側の酸素濃度
に応じて、り一ン・す・ンチ両スキップ量を決定し、該
スキップ量を空燃比補正量として、フィードバック制御
するよう構成できる。
また、例えは、空燃比フィードバック制御手段M110
とは、制御定数算出手段M109の算出した空燃比フィ
ードバック制御定数および上流側空燃比検出手段M10
3の検出結果に応じて、内燃機関MIOIの空燃比を理
論空燃比とする制御量を決定し、空燃比調節手段M10
5に指令するものであっても良い。例えば、積分定数、
リーン令すッチ両スキップ量、リーン・リッチ両遅延時
間および空燃比信号比較電圧等と上流側の酸素濃度とか
ら算出した空燃比フィードバック補正係数、基本燃料噴
射量、各種補正係数から制御量を決定して指令するよう
構成できる。
触媒劣化度算出手段Ml 1 (Ml 11)とは、三
元触媒M2(M2O3)の触媒劣化度を算出するもので
ある。例えば、内燃機関Ml(MIOI)が通電運転状
態にある時間を計測するタイマにより実現できる。また
、例えば、内燃機関Ml(Mlol)の始動回数に基づ
いて推定することもできる。さらに、例えば、内燃機関
Ml(MIOI)の吸入空気量、回転速度、負荷、スロ
ットルバルブ開度、あるいは、内燃機関Ml(MIOI
)により駆動される車両の車速、もしくは、走行距離に
基づいて算出するよう構成しても良い。さらに、例えば
、下流側酸素濃度センサの検出信号の極大値と極小値と
の幅が所定値を上回る場合、あるいは、下流側酸素濃度
センサの検出信号周期と上流側酸素温度センサの検出信
号周期との比が所定比率を上回る場合の発生回数の積算
値に基づいて算出することもできる。
変更手段M12(Ml12)とは、触媒劣化度算出手段
Ml 1 (Ml 11)の算出した触媒劣化度の増加
に伴って、遅延手段M8(MloB)の所定遅延時間を
短縮するものである。例えば、触媒劣化度相当量の増加
に対する所定遅延時間相当量の減少を規定したマツプ、
演算式等により実現できる。
上記判定手段M? (Ml 0?)、遅延手段M8(M
loB)、制御定数算出手段M109、空燃比フィード
バック制御手段Ml O(Ml 10’)、触媒劣化度
算出手段Ml 1 (Ml 11)および変更手段M1
2(Ml2)は、例えば、各々独立したディスクリート
な論理回路により実現できる。
また、例えば、周知のCPUを始めとしてROM。
RAMおよびその他の周辺回路素子と共に論理演算回路
として構成され、予め定められた処理手順に従って上記
各手段を実現するものであってもよい。
[作用] 本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、第1図に例示す
るように、運転状態検出手段M6の検出した内燃機関M
1の運転状態が、該内燃機関M1の空燃比を所定空燃比
にする運転状態から理論空燃比に制御する運転状態に切
り換わる切換時間にあると判定手段M7により判定され
たときから所定遅延時間経過後に、遅延手段M8が出力
する開始指令に従い、空燃比フィードバック制御手段M
10は、少なくとも、上記内燃機関M1の排気通路に配
設されて酸素ストレージ効果を有する三元触媒M2の下
流側の排気通路に配設された下流側空燃比検出手段M4
の検出結果に応じて、上記内燃機関Mlの空燃比を理論
空燃比とする制御量を決定し、空燃比調節手段M5に指
令するに際し、変更手段M12が、触媒劣化度算出手段
Mllの算出した触媒劣化度の増加に伴って、上記遅延
手段M8の所定遅延時間を短縮するよう働く。
すなわち、内燃機関M1の空燃比を所定空燃比にする運
転状態から理論空燃比に制御する運転状態への切換時間
に設定された、空燃比フィードパ・ンク制御開始までの
所定遅延時間を、三元触媒M2の触媒劣化度の増加に応
じて短縮し、該三元触!M2の酸素ストレージ効果の低
下に応じて、少なくとも上記三元触媒M2の下流側で検
出された空燃比に基づく空燃比フィードバック制御の開
始を早めるのである。
また、本発明は、第2図に例示するように、運転状態検
出手段M106の検出した内燃機関M101の運転状態
が、該内燃機関M101の空燃比を、希薄側空燃比にす
る運転状態から、あるいは、燃料供給遮断状態から、理
論空燃比に制御する運転状態に切り換わる切換時間にあ
ると判定手段M107により判定されたときから所定遅
延時間経過後に、遅延手段M108の出力する開始指令
に従い、制御定数算出手段M109は、上記内燃機関M
101の排気通路に配設されて酸素ストレージ効果を有
する三元触媒M102の下流側の排気通路に配設されて
上記内燃機関M101の空燃比を検出する下流側空燃比
検出手段M104の検出結果に応じて空燃比フィードバ
ック制御定数を算出し、空燃比フィードバック制御手段
M110が、該空燃比フィードバック制御定数および上
記三元触媒M102の上流側の排気通路に配設されて上
記内燃機関MIOIの空燃比を検出する上流側空燃比検
出手段M103の検出結果に応じて、上記内燃機関M1
01の空燃比を理論空燃比とする制御量を決定し、空燃
比調節手段M105に指令するに際し、変更手段M11
2が、触媒劣化度算出手段M111の算出した触媒劣化
度の増加に伴って、前記遅延手段M2O日の所定遅延時
間を短縮するよう働く。
すなわち、内燃機関M101の空燃比を、希薄空燃比に
する運転状態から、あるいは、燃料供給遮断状態から、
理論空燃比に制御する運転状態への切換時間に設定され
た、空燃比フィードバック制御開始までの所定遅延時間
を、三元触媒MIO2の触媒劣化度の増加に応じて短縮
し、該三元触1!M102の酸素ストレージ効果の低下
に応じて、上記三元触1!M102の下流側で検出され
た空燃比から算出された空燃比フィードバック制御定数
と、上記三元触媒M102の上流側で検出された空燃比
とに基づく空燃比フィードバック制御の開始を早めるの
である。
従って、本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、所定空
燃比運転状態から、あるいは、燃料供給遮断状態から、
空燃比フィードバック制御開始までの遅延時間の短縮に
より、触媒劣化度の増加に伴う酸素ストレージ効果の低
下による空燃比フィードバック制御量の過補正を抑制す
るよう働く。
以上のように本発明の各構成要素が作用することにより
、本発明の技術的課題が解決される。
[実施例コ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の第1実施例であるエンジンの空燃比制御
!l装置のシステム構成を第3図に示す。
同図に示すように、エンジンの空燃比制御装置1は、エ
ンジン2およびこれを制御する電子制御装置(以下、単
にECUと呼ぶ。)3から構成されている。
エンジン2は、シリンダ4、ピストン5およびシリンダ
ヘッド6から燃焼室7を形成し、該燃焼室7には点火プ
ラグ8が配設されている。
該エンジン2の吸気系は、上記燃焼室7と吸気バルブ9
を介して連通ずる吸気ボート10、吸気管11、吸入空
気の脈動を吸収するサージタンク12、アクセルペダル
13に連動して吸入空気量を調節するスロットルバルブ
14およびエアクリーナ15から構成されている。
上記エンジン2の排気系は、上記燃焼室7と排気バルブ
16を介して連通ずる排気ボート17、排気マニホール
ド1日、触媒コンバータ19および排気管20から構成
されている。
上記エンジン2の点火系は、点火に必要な高電圧を出力
するイグニッションコイルを備えたイグナイタ21およ
び図示しないクランク軸に連動して上記イグナイタ21
で発生した高電圧を点火プラグに分配供給するディスト
リビュータ22より構成されている。
上記エンジン2の燃料系統は、燃料を貯蔵するためのフ
ューエルタンク23、該燃料を圧送するフューエルポン
プ24、圧送された燃料を上記吸気ボー)10近傍に噴
射する電磁式の燃料噴射弁25から構成されている。
エンジンの空燃比制御装置1は検出器として、上述した
吸気管11のスロットルバルブ14上流側に設けられて
吸入空気量を計測するエアフロメータ31、該エアフロ
メータ31内部に設けられて吸入空気温度を測定する吸
気温センサ32、上記スロットルバルブ14に連動して
該スロットルバルブ14の開度を検出するスロットルポ
ジションセンサ33、上記スロットルバルブ14の全開
状態を検出するアイドルスイッチ34、シリンダブロッ
ク4aの冷却系統に配設されて冷却水温度を検出する水
温センサ35、排気マニホールド1日内に設けられて上
記触媒コンバータ19に流入する前の排気中の残存酸素
濃度を検出する上流側酸素潤度センサ36、排気管20
内に設けられて上記触媒コンバータ19から流出した排
気中の残存酸素濃度を検出する下流側酸素濃度センサ3
7、上述したディストリビュータ22のカムシャフトの
1回転毎に、すなわち、図示しないクランク軸の2回転
毎に基準信号を出力する気筒判別センサ38、上記ディ
ストリビュータ22のカムシャフトの1724回転毎に
、すなわち、クランク角0°から30°の整数倍毎に回
転角信号を出力する回転速度センサを兼ねた回転角セン
サ39、車載の変速機40の出力軸の回転速度から車速
を検出する電磁ピックアップ式の車速センサ41を備え
ている。
上記各センサおよびスイッチの検出信号はECU3に人
力され、該ECtJ3はエンジン2を制御する。ECU
3は、CPU3a、ROM3b、RAM3c、バックア
ップRAM3d、  タイマ3eを中心に論理演算回路
として構成され、コモンバス3fを介して人出カポ−)
3gに接続されて外部との人出力を行なう。CPU3a
は、上述したエアフロメータ3L 吸気温センサ32、
スロットルポジションセンサ33の検出信号をA/D変
換器3hおよび入出力ボート3gを介して、アイドルス
イッチ34の検出信号を人出カポ−)3gを介して、気
筒判別センサ38、回転角センサ39の検出信号を波形
整形回路31および人出力ボート3gを介して、水温セ
ンサ35、上流側酸素濃度センサ36、下流側酸素潤度
センサ37の検出信号をA/D変換器3jおよび人出力
ポート3gを介して、車速センサ41の検出信号を波形
整形回路3におよび人出カポ−)3gを介して、各々人
力する。一方、CPU3aは、人出力部3gおよび駆動
回路3mを介してイグナイタ21を駆動制御する。さら
に、CPU3aは人出力部3g、ダウンカウンタ3n、
フリップフロップ回路3pおよび駆動回路3rを介して
燃料噴射弁25を駆動制御する。すなわち、CPU3a
で算出された燃料噴射量TAUに相当する値がダウンカ
ウンタ3nにプリセットされると共に、フリップフロッ
プ回路3pもセットされる。このため、駆動回路3rが
燃料噴射弁25を開弁じ、燃料噴射が開始される。一方
、ダウンカウンタ3nがクロック信号を計数し、最後に
そのキャリアウド端子がハイレベル(1)になると、フ
リップフロップ回路3pがセットされて駆動回路3rは
燃料噴射弁25を閉弁し、燃料噴射が終了する。このよ
うに、燃料噴射量TAUに応じた量の燃料がエンジン2
に供給される。なお、上記ECU3は、イグニッション
スイッチ42を介して車載バッテリ43から電力の供給
を受けて作動する。
次に、上記ECU3の実行する実行遅延時間算出処理を
第4図の、燃料カット設定処理を第6図の、第1の空燃
比フィードバック制御処理を第8図(1)、  (2)
の、第2の空燃比フィードバック制御処理を第10図(
1)、(2)の、燃料噴射制御処理を第11図の、各フ
ローチャートに基づいて説明する。
第4図に示す実行遅延時間算出処理は、ECU3の起動
後、所定時間毎に開始される。
まず、ステップ100では、上述した各センサの検出信
号から得られる各データを読み込む処理が行われる。続
くステップ105では、上記ステップ100で読み込ん
だ各データに基づいて、エンジン2が通常運転状態に有
るか否かを判定し、肯定判断されるとステップ115に
進み、一方、否定判断されると、−旦、本実行遅延時間
算出処理を終了する。ここで、通常運転状態に有るとは
、スタータ信号がロウレベル(OFF)であり、かつ、
回転速度が400 [r、  p0m]以上に有ること
である。エンジン2が通常運転状態にあると判定された
ときに実行されるステップ115では、エンジン運転累
積時間TEGをバックアップRAM3dから読み込む処
理が行われる。次にステップ120に進み、上記ステッ
プ110で読み込んだエンジン運転累積時間TEGが、
予め定められている設定時間TEGOを上回るか否かを
判定し、肯定判断されるとステップ130に、一方、否
定判断されるとステップ125に、各々進む。エンジン
運転累積時間TEGが、未だ、設定時間TEGO以下で
あるときに実行されるステップ125では、第2の空燃
比フィードバック制御処理の実行遅延時間TEGSを、
予めROM3bに記憶されている、第5図に示すマツプ
から求めた長時間TEGS1に設定する処理を行った後
、ステップ140に進む。一方、上記ステップ120で
、既に設定時間TEGOを上回ったと判定されたときに
実行されるステップ130では、第2の空燃比フィード
バック制御処理の実行遅延時間TEGSを、第5図に示
すマツプから求めた短時間TEGS2に設定する処理を
行った後、ステップ140に進む。ステップ140では
、上記ステップ125、あるいは、ステップ130で設
定された実行遅延時間TEGSを実行遅延計数値C1に
変換する処理が行われる。次にステップ145に進み、
エンジン運転累積時間TEGに値ATを加算して更新す
る処理が行われる。続くステップ150では、上記ステ
ップ140で更新したエンジン運転累積時間TEGを最
大累積時間MAXTEG以内にガードする処理が行われ
る。次にステップ155に進み、上記ステップ145で
更新したエンジン運転累積時間TEGをバックアップR
AM3dに記憶する処理を行った後、−旦、本実行遅延
時間算出処理を終了する。以後、本実行遅延時間算出処
理は所定時間毎に、上記ステップ100〜155を繰り
返して実行する。
次に、燃料カット設定処理を第6図に示すフローチャー
トに基づいて説明する。本燃料カット設定処理は、EC
U3の起動後、所定時間(例えば、4[ms])@に実
行される。まず、ステップ205では、既述した各セン
サの検出した各データおよび上述した実行遅延時間算出
処理で算出された実行遅延計数値C1を読み込む処理が
行われる。
続くステップ210えは、アイドルスイッチ信号LLが
ハイレベル(値1)であるか否かを判定し、肯定判断さ
れるとステップ215に、一方、否定判断されるとステ
ップ225に、各々進む。スロットルバルブ全閉状態に
あるときに実行されるステップ215では、エンジン2
0回転速度Neが燃料カット回転速度NC以上であるか
否かを判定し、さらに、ステ・ンプ220では、回転速
度Neが燃料カット復帰回転速度NR以下であるか否か
を判定する。上記ステ・ンプ215で肯定判断されると
ステップ230に進み、燃料カットフラグXFCを値1
(燃料カット)に設定する処理を行った後、ステップ2
40に進む。一方、上記ステップ215で否定判断され
たときにはステップ220に進む。ステップ220で肯
定判断されるとステップ225に進み、燃料カットフラ
グXFCを(直0(非燃料カット)に設定する処理を行
った後、ステップ240に進む。また、上記ステップ2
15.220で共に否定判断されると、そのままステッ
プ240に進む。すなわち、第7図に示すように、エン
ジン2の回転速度Neが燃料カット復帰回転速度NR以
下であるときは、燃料カットフラグXFCが値O(非燃
料カット)、回転速度Neが燃料カット回転速度NC以
上であるときは、燃料カットフラグXFCが値1(燃料
カット)、回転速度Neが燃料カット復帰回転速度NR
を上回り、かつ、燃料カット回転速度NC未満であると
きは、燃料カットフラグXFCは以前の値に保持される
ステップ240〜ステツプ280では、下流側酸素潤度
センサ37の出力信号■2に基づく第2の空燃比フィー
ドバック制御処理実行フラグXFCFB1を設定する処
理が行われる。なお、第2の空燃比フィードバック制御
処理実行フラグXFCFB 1は、初期イヒ処理により
値0にリセットされている。
ステップ240では、燃料カットフラグXFCが値1に
セットされているか否かを判定し、肯定判断されるとス
テップ245に、一方、否定判断されるとステップ26
0に各々進む。燃料カット中に実行されるステップ24
5では、燃料カット復帰後の経過時間を計数する経過時
間カウンタCFCRを値Oにリセットし、ステップ25
0に進んで第2の空燃比フィードバック制御処理実行フ
ラグXFCFB1を値0にリセットし、さらに、ステッ
プ255で、燃料カットフラグXFCの値および第2の
空燃比フィードバック制御処理実行フラグXFCFB 
1の値をRAM3cに記憶した後、−旦、本燃料カット
設定処理を終了する。−方、燃料カット中でないときに
実行されるステップ260では、経過時間カウンタCF
CRの計数値に値1を加算し、ステップ265で該経過
時間カウンタCFCRの計数値が最大値CMAX未満で
あるか否かを判定し、最大f[cMAXを上回る場合は
ステップ270で上記経過時間カウンタCFCHの計数
値を最大値CMAXに制限し、さらに、ステップ275
に進んで上記経過時間カウンタCFCRの計数値が、上
述した実行遅延時間算出処理で求めた実行遅延計数値C
1を上回るか否かを判定し、未だ実行遅延計数値01以
下のときは、−旦、燃料カット設定処理を終了し、一方
、実行遅延計数値C1を上回るときは、ステップ280
に進んで第2の空燃比フィードバック制御処理実行フラ
グXFCFBiを1直1にセットした後、上記ステップ
255を経て、−旦、本燃料カット設定処理を終了する
。以後、本燃料カット設定処理は所定時間毎に、上記ス
テ・ンブ205〜280を繰り返して実行する。
次に、第1の空燃比フィードバック制御処理を第8図(
1)、  (2)に示すフローチャートに基づいて説明
する。本箱1の空燃比フィードバック制御処理は、EC
U3の起動後、所定時間(例えば、4[m5ecl)毎
に実行される。まず、ステップ302では、既述した各
センサの検出信号に基づく各データを読み込む処理が行
われる。続くステップ304では、上述した燃料カット
設定処理で設定された燃料カットフラグXFCがflN
Oにリセ・ントされているか否かを判定し、否定判断さ
れると燃料カット中であるため、−旦、本箱1の空燃比
フィードバック制御処理を終了し、一方、肯定判断され
るとステップ306に進む。ステップ306では、第1
の空燃比フィードバック制御実行条件が成立するか否か
を判定し、肯定判断されるとステップ308に進み、一
方、否定判断されると、空燃比補正係数FAFの値を前
回の制御終了時の値とし、−旦、本箱1の空燃比フィー
ドバック制御処理を終了する。なお、空燃比補正係数F
AFの値を、一定値、前回の制御終了までの平均値、バ
・ンクアップRAM3dに記憶されてぃる学習値等に設
定しても良い。ここで、例えば、冷却水温度THWが所
定温度(例えば、60[。
C1)以下のとき、始動状態、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
酸素濃度センサ36の出力信号v1が一度も第1の比較
電圧VRIを横切っていないとき、等は何れも第1の空
燃比フィードバック制御実行条件不成立である。上記各
条件に該当しない、第1の空燃比フィードバック制御実
行条件成立時に実行されるステップ308では、上流側
酸素潤度センサ36の検出信号V1をA/D変換して読
み込む処理が行われる。続くステップ310では、上流
側酸素温度センサ36の検出信号V1が第1の比較電圧
VRI(例えば、0.45[Vコ)以下であるか否かを
判定し、肯定判断されると空燃比が希薄側(Lean)
であるとしてステップ312に、一方、否定判断される
と空燃比が過濃側(Ri c h)であるとしてステッ
プ324に各々進む。空燃比が希薄側(Lean)であ
るときに実行されるステップ312では、デイレイカウ
ンタCDLYの計数値の正負を判定し、正のときはステ
ップ314でデイレイカウンタCDLYの計数値を値0
にリセットした後ステップ316に進み、一方、負のと
きは、そのままステップ316に進む。ステップ316
では、デイレイカウンタCDLYの計数値を値1だけ減
算し、続くステップ318.320で該デイレイカウン
タCDLYの計数値を最小値TDLに制限し、デイレイ
カウンタCDLYの値が最小f[T D Lまで減少し
たときは、ステップ322で空燃比フラグF1を1直0
(希薄側(Lean))にリセットした後、ステップ3
40に進む。なお、最小(i T D Lは、上流側酸
素潤度センサ36の検出信号v1が過濃側(Ri c 
h)から希薄側(Lean)に変化しても、過濃側(R
i c h)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、負の値に定義されている。一方、上記
ステップ310で、空燃比が過濃側(Ri c h)で
あると判定されたときに実行されるステップ324では
、デイレイカウンタCDLYの計数値の正負を判定し、
負のときはステップ326でデイレイカウンタCDLY
の計数値を値Oにリセットした後ステップ328に進み
、一方、正のときは、そのままステップ328に進む。
ステップ328では、デイレイカウンタCDLYの計数
値を値1だけ加算し、続くステップ330.332で該
デイレイカウンタCDLYの計数(直を最大値TDRに
制限し、デイレイカウンタCDLYの計数値が最大値T
DRまで増加したときは、ステップ334で空燃比フラ
グF1を値1(過濃側(Rich))にセットした後、
ステップ340に進む。なお、最大値TDRは、上流側
酸素濃度センサ36の検出信号■1が希薄側(L e 
a n)から過濃側(Ri c h)に変化しても、希
薄側(L e a n)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、正の値に定義されている。
続くステップ340では、空燃比フラグF1の値が反転
したか否かを判定し、肯定判断されるとステップ342
に、一方、否定判断されるとステップ348に、各々進
む。空燃比フラグF1の値が反転したときに実行される
ステ・ンブ342では、過)層側(Rich)から希薄
側(Lean)への反転か、希薄側(L e an)か
ら過濃側(Rich)への反転かを判定する処理が行わ
れる。過濃側(Ri c h)から希薄側(Lean)
への反転時に実行されるステップ344では、空燃比補
正係数FAFにり・ソチスキップ量R5Rを加算してス
キップ的に増加させ、一方、希薄側(L e a n)
から過濃側(Rich)への反転時に実行されるステッ
プ346では、空燃比補正係数FAFからリーンスキッ
プ量R9Lli:減算してスキ・ンブ的に減少させ、各
々ステップ356に進む。また、上記ステップ340で
空燃比フラグF1の値が反転しないときに実行されるス
テ・ンプ348では、希薄側(L e a n)である
か、過濃側(Ri c h)であるかを判定する処理が
行われる。希薄側(Lean)であるときに実行される
ステップ350では、空燃比補正係数FAFにリッチ積
分定数KIRを加算して徐々に増加させ、一方、過濃側
(Rich)であるときに実行されるステップ352で
は、空燃比補正係数FAFからリーン積分定数KILを
減算して徐々に減少させ、各々ステップ356に進む。
ここで、両積分定数KIR,KILは、両スキップ量R
5R,R5Lに比較して充分小さく設定されている。従
って、ステ・ンブ344.346では燃料噴射量は迅速
に増減補正され、一方、ステップ350.352では燃
料噴射量は徐々に増減補正される。続くステップ356
゜358では、上記空燃比補正係数FAFの値を、例え
ば、最大値1.2未満に制限し、さらに、続くステップ
360.362では、最小値0.8以上に制限し、空燃
比補正係数の値FAFが何等かの原因により過大、ある
いは、過小になった場合でも、空燃比のオーバリッチ状
態、もしくは、オーバリーン状態への移行を防止する。
次にステップ364に進み、上記のように算出された空
燃比補正係数FAFをRAM3cに記憶した後、−旦、
本箱1の空燃比フィードバック制御処理を終了する。以
後、本箱1の空燃比フィードバック制御処理は所定時間
毎に、上記ステップ302〜364を繰り返して実行す
る。
次に、上記制御の様子の一例を、第9図のタイミングチ
ャートに従って説明する。時刻t1に、上流側酸素潤度
センサ検出信号に基づく空燃比信号A/Fが希薄側(L
 e a n)から過濃側(Rich)に変化すると、
デイレイカウンタCDLYの計数値はリセット後、カウ
ントアツプされ、リッチ遅延時間TDR経過後の時刻t
2に最大値TDRに到達する。すると、遅延処理後の空
燃比信号A/Fd(空燃比フラグF1の埴)が、希薄側
(Lean)から過濃側(Rich)に変化する。
また、時刻t3に、上流側酸素潤度センサ検出信号に基
づく空燃比信号A/Fが過濃側(Ri c h)から希
薄側(Lean)に変化すると、デイレイカウンタCD
LYの計数値はリセット後、カウントダウンされ、リー
ン遅延時間(−TDL)経過後の時刻t4に最小値TD
Lに到達する。すると、遅延処理後の空燃比信号A/F
d(空燃比フラグF1の値)が、過濃側(Ri c h
)から希薄側(Lean)に変化する。しかし、例えば
、上流側酸素濃度センサ検出信号に基づく空燃比信号A
/Fが、時刻t5.t6.t7のようにリッチ遅延時間
TDRより短い期間で反転すると、デイレイカウンタC
DLYの計数値が最大値TDRへ到達する時間が延長さ
れ、時刻t8に至って遅延処理後の空燃比信号A/Fd
が反転する。すなわち、遅延処理後の空燃比信号A/F
d(空燃比フラグF1の値)は、上流側酸素濃度センサ
検出信号に基づく空燃比信号A/Fよりも安定した値と
なる。
このように、比較的安定した遅延処理後の空燃比信号A
/Fdに基づいて、空燃比補正係数FAFが決定される
次に、第2の空燃比フィードバック制御処理について説
明する。第2の空燃比フィードバック制御処理は、第1
の空燃比フィードパ・ンク制御処理の制御定数であるス
キップ量R3R,R5L、積分定数KIR,KIL、遅
延時間TDR,TDLおよび第1の比較電圧VRIを変
更する制御を行なうものと、第2の空燃比補正係数FA
F2を算出する制御を行なうものがある。
制御定数であるスキップ量R9R,R9L、積分定数K
IR,KIL、遅延時間TDR,TDLおよび第1の比
較電圧VRIを変更する制御では、例えば、リッチスキ
ップ量R,SRの増加補正、あるいは、リーンスキップ
量R5Lの減少補正により空燃比を過濃側(Ri c 
h)に制御でき、一方、リッチスキップ量R9Rの減少
補正、あるいは、リーンスキップ量R3Lの増加補正に
より空燃比を希薄側(L e a n)に制御できる。
従って、下流側酸素濃度センサ37の検出信号に応じて
リッチスキップ量R5R5あるいは、リーンスキップ量
R8Lの少なくとも一方を補正すると空燃比を制御でき
る。また、例えば、リッチ積分定数KIRの増加補正、
あるいは、リーン積分定数KILの減少補正により空燃
比を過濃側(Ri c h)に制御でき、一方、リッチ
積分定数KIRの減少補正、あるいは、リーン積分定数
KILの増加補正により空燃比を希薄側(L e a 
n)に制御できる。
このように、下流側酸素温度センサ37の検出信号に応
じてり・ソチ積分定数KIR5あるいは、す−ン積分定
数KILの少なくとも一方を補正すると空燃比を制御で
きる。さらに、例えば、リッチ遅延時間TDRをリーン
遅延時間(−TDL)より相対的に大きく設定すると、
空燃比を過濃側(Ri c h)に制御でき、一方、リ
ッチ遅延時間TDRをリーン遅延時間TDLより相対的
に小さく設定すると、空燃比を希薄側(L e a n
)に制御できる。すなわち、下流側酸素濃度センサ37
の検出信号に応じてリッチ遅延時間TDR1あるいは、
リーン遅延時間TDLの少なくとも一方を補正すると空
燃比を制御できる。また、例えば、第1の比較電圧VR
Iを低下補正すると、空燃比を希薄側(Lean)に制
御できる。そこで、下流側酸素濃度センサ37の検出信
号に応じて第1の比較電圧VRIを補正しても、空燃比
を制御できる。ところで、上記スキップ量R9R,R9
L。
積分定数KIR,RIL、遅延時間TDR,TDLおよ
び第1の比較電圧VRIを下流側酸素濃度センサ37の
検出信号に応じて変更すると、例えば、遅延時間TDR
,TDLの補正は非常に微妙な空燃比制御を可能にし、
スキップ量R9R,R5Lは、上記遅延時間TDR,T
DLのように空燃比フィードバック制御周期の延長を伴
うことなく高い応答性を保持した制御が可能になる。従
って、複数の上記制御定数を絹み合わせた制御が有効で
ある。
次に、第2の空燃比フィードバック制御処理を第10図
(1)、(2)に示すフローチャートに基づいて説明す
る。本箱2の空燃比フィードバック制御処理は、ECU
3の起動後、所定時間(例えば、512[m5ec])
J7jiに実行され、スキュブ量R3R,R9Lを補正
演算する。まず、ステップ402では、既述した各セン
サの検出信号に基づく各データを読み込む処理が行われ
る。続くステ・ンプ404では、第2の空燃比フィード
パ・ンク制御処理実行条件が成立するか否かを判定し、
肯定判断されるとステップ406に進み、一方、否定判
断されると、スキ・ンブ量R9R,R5Lの値を前回の
制御終了時の値とし、−旦、本箱2の空燃比フィードバ
ック制御処理を終了する。なお、スキップ量R9R,R
9Lの値を、前回の制御終了までの平均値、バックアッ
プRAM3dに記憶されている学習値等に設定しても良
い。ここで、例えば、冷却水温度THWが所定温度(例
えば、60 [’ CI )以下のとき、始動状態、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、上流側酸素温度センサ36の検出信号V
1が一度も第1の比較電圧VRIを横切っていないとき
、等は何れも第2の空燃比フィードバック制御処理実行
条件不成立である。上記各条件に該当しない、第2の空
燃比フィードバック制御処理実行条件成立時にはステッ
プ406〜ステツプ416に進み、冷却水温度THWが
70[。
CIを上回るか否か(ステップ406)、スロットルバ
ルブ非全開状態であるか否か(ステップ408)、下流
側酸素潤度センサ37が活性状態にあるか否か(すなわ
ち、下流側酸素潤度センサ37の検出信号が第2の比較
電圧VR2を横切って変化しているとき) (ステップ
410)、下流側酸素潤度センサ37が正常で、あるか
否か(すなわち、下流側酸素濃度センサ37のダイアグ
ノーシス信号が正常を示すとき) (ステップ412)
、エンジン2の負荷が所定負荷以上であるか否か(ステ
ップ414)、前述した燃料カット設定処理で設定され
る空燃比フィードバック制御実行フラグXFCFB1が
値1にセットされているか否か(ステップ416)、を
各々判定し、すべて肯定判断されると第2の空燃比フィ
ードバック制御を実行するためにステップ420以下に
進み、一方、何れかのステップで否定判断されると、ス
キップ量R9R,R5Lの値を前回の制′rBg終了時
の(直とし、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御
処理を終了する。
上記第2の空燃比フィードバック制御処理実行条件成立
時に実行されるステップ420では、下流側酸素濃度セ
ンサ37の検出信号v2をA/D変換して読み込む処理
が行われる。続くステップ421では、前回算出された
スキップ量R9R。
R9Lを読み込む処理が行われる。続くステップ422
では、下流側酸素潤度センサ37の検出信号V2が第2
の比較電圧VR2(例えば、0.55 [V] ”)以
下であるか否かを判定し、肯定判断されると空燃比が希
薄側(Lean)であるとしてステップ424に、一方
、否定判断されると空燃比が過濃側(Ri c h)で
あるとしてステップ444に各々進む。空燃比が希薄側
(Lean)であるときに実行されるステップ424で
は、リッチスキップ量R9Rの値を一定値ΔR9だけ加
算し、続くステップ426.428で該リッチスキップ
量R9Rの値を最大値RMAX以下の量に制限し、さら
に、ステップ430では、リーンスキップ量R9Lの値
を一定埴ΔR9だけ減算し、続くステ・ンブ432.4
34で該リーンスキップ量R5Lの値を最小値LMIN
以上の量に制限する。ここで、例えば、最大値は7.5
[%]、最小値は2.5[%]である。なお、最大値は
空燃比の変動によりドライバビリティが悪化しない範囲
の値であり、最小値は3I!i渡追従性が低下しない範
囲の値である。このように、リッチスキップ量R9Rを
増加補正すると共に、リーンスキップ量R9Ltt減少
補正して空燃比を過濃側(Ri c h)に移行させ易
くする。次にステップ436に進み、上記のように補正
したリッチスキップ量R3Rおよびリーンスキップ量R
3LをRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶
した後、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御処理
を終了する。
一方、上記ステップ422で、空燃比が過濃側(Ri 
c h)であると判定されたときに実行されるステップ
444では、リッチスキップ量R9Rの値を一定値ΔR
3だけ減算し、続くステップ446.448で該り・ソ
チスキップ量R9Rの値を最小値RMIN以上の量に制
限し、次にステップ450に進み、リーンスキップ量R
9Lの値を一定値ΔR5だけ加算し、続くステップ45
2. 454で該リーンスキップ量R3Lの値を最大値
LMAX以下の量に制限する。このように、リッチスキ
ップ量R5Rを減少補正すると共に、リーンスキップ量
R3Lを増加補正して空燃比を希薄側(L e a n
)に移行し易くする。その後、上述したステップ436
を経て、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御処理
を終了する。以後、本箱2の空燃比フィードバック制御
処理は所定時間毎に、上記ステップ402〜454を繰
り返して実行する。
次に、燃料噴射制御処理を第11図に示すフローチャー
トシ乙基づいて説明する。本燃料噴射制御処理は、EC
U3の起動後、所定クランク角度毎(例えば、360 
[’ CAI )に実行される。まず、ステップ500
では、既述した各データを読み込む処理が行われる。続
くステップ510では、燃料カットフラグXFCが埴O
にリセットされているか否かを判定し、肯定判断される
と空燃比フィードバック制御を実行するためにステップ
520に進み、一方、否定判断されるとステップ515
に進み、燃料カット処理を行った後、−旦、本燃料噴射
制御処理を終了する。空燃比フィードバック制御を行な
う場合に実行されるステップ520では、基本燃料噴射
量TAUOを、定数α、吸入空気量Qおよび回転速度N
eから、次式(1)のように算出する処理が行われる。
TAUO=  a  X  Q  /  Ne  ・・
・  (1)続くステップ530では、Il!機増量係
数FWLを、冷却水温度THWに応じて、ROM3bに
記憶されている第12図に示すマツプに従った補間計算
により算出する処理が行われる。次に、ステップ540
に進み、実燃料噴射量TAUを次式(2)のように算出
する処理が行われる。但し、β。
γは、他の運転状態パラメータに従って定まる補正係数
である。
TAU  = TAUO・FAF令 (FWL+β+1)+γ・・・ 
(2) 続くステップ550では、上記ステップ540で算出さ
れた実燃料噴射量TAUを、ダウンカウンタ3nにセッ
トすると共に、フリップフロップ回路3pをセットする
制御信号を出力して燃料噴射を開始させた後、−旦、本
燃料噴射制御処理を終了する。なお、既述したように、
実燃料噴射量TAUに相当する時間が経過すると、ダウ
ンカウンタ3nのキャリアウド信号により、フリップフ
ロップ3pがリセットされて燃料噴射は終了する。
以後、本燃料噴射制御処理は所定クランク角度毎に、上
記ステップ500〜550を繰り返して実行する。
次に、上記制御の様子の一例を第13図に示すタイミン
グチャートに従って説明する。時刻t11〜時刻t12
までは、燃料カット中(燃料カットフラグXFCが値1
にセットされる)のため、経過時間カウンタCFCRの
計数値は値0に保持され、第2の空燃比フィードバック
制御処理実行フラグXFCFB 1も値0に保持される
。この期間は、上流側酸素温度センサ36の検出信号V
1に基づく第1の空燃比フィードバック制御処理および
下流側酸素潤度センサ37の検出信号V2に基づく第2
の空燃比フィードバック制御処理は共に停止され、空燃
比は希薄側(L e a n)にオープン制御される。
この場合、下流側酸素温度センサ37の検出信号v2は
ローレベル(Lean出力)を示し、す・ソチスキップ
量R3Rや、図示しないリーンスキップ量R9Lは、燃
料カット直前の値に保持される。やがて、時刻t12に
到ると、燃料カットが復帰(燃料カットフラグXFCが
値0にリセットされる)し、経過時間カウンタCFCR
の計数が開始されるが、実行遅延時間計数値C1に増加
するまでは、第2の空燃比フィードパ・ンク制御処理実
行フラグXFCFBIは値0に保持される。従って、下
流側酸素濃度センサ37の検出信号V2に基づく第2の
空燃比フィードバック制御処理は依然として停止され、
リッチスキ・ンブ量R9Rおよびリーンスキップ量R3
Lは補正されない。但し、上流側酸素濃度センサ36の
検出信号V1に基づく第1の空燃比フィードバック制御
処理は実行されるので、空燃比は理論空燃比に制御され
る。上記時刻t12から実行遅延時間TEGS1経過後
の時刻t13に到ると、経過時間カウンタCFCRの計
数値が実行遅延時間計数(ficlまで増加するので、
第2の空燃比フィードバック制御処理実行フラグXFC
FB1は値1にセットされ、下流側酸素温度センサ37
の検出信号v2に基づく第2の空燃比フィードバック制
御処理が実行されるので、リッチスキップ量R9Rおよ
びリーンスキップ量R5Lは補正される。このため、時
刻t13以降は、上流側酸素潤度センサ36の検出信号
“Vlに基づく第1の空燃比フィードバック制御処理お
よび下流側酸素濃度センサ37の検出信号v2に基づく
第2の空燃比フィードバック制御処理が共に実行される
。このように、エンジン2が運転され、時刻t14に到
ると、運転累積時間TEGが運転累積時間基準値TEG
Oを越えるので、同時刻t14に、実行遅延時間計数値
C1は、短縮化された実行遅延時間TEGS2を変換し
た値に減少補正される。その後、時刻t15〜時刻t1
6までは、再び燃料カット中に移行するので、経過時間
カウンタCFCRの計数値は値0にリセットされ、第2
の空燃比フィードバック制御処理実行フラグXFCFB
Iも値0にリセットされる。この期間は、第1の空燃比
フィードバック制御処理および第2の空燃比フィードバ
ック制御処理は共に停止され、空燃比は希薄側(L e
 a n)にオーブン制御される。この場合、リッチス
キップ量R3Rや、図示しないリーンスキップ量R9L
は、燃料カット直前の値に保持される。やがて、時刻t
16に到ると、燃料カットが復帰するので、経過時間カ
ウンタCFCRの計数が開始されるが、第2の空燃比フ
ィードバック制御処理実行フラグXFCFB 1は値0
に保持されるので、第2の空燃比フィードバック制御処
理は依然として停止され、リッチスキップ量R3Rおよ
びリーンスキップ量R3Lは補正されず、第1の空燃比
フィードバック制御処理だけが実行され、空燃比は理論
空燃比に制御される。上記時刻t16から短縮補正され
た実行遅延時間TEGS2経過後の時刻t17に到ると
、経過時間カウンタCFCRの計数値が減少補正された
実行遅延時間計数ff1c1まで増加するので、第2の
空燃比フィードバック制御処理実行フラグXFCFBI
は1直1にセットされ、第2の空燃比フィードバック制
御処理が実行されるので、同図に実線で示すようにリッ
チスキップ量R3Rおよび図示しないリーンスキップ量
RSLは補正され、第1の空燃比フィードパ・ンク制御
処理および第2の空燃比フィードバック制御処理が共に
適切に実行される。ちなみに、従来のように、エンジン
2の運転累積時間TEGを考慮しないで実行遅延時間が
一定値TEGS1に固定されていると、第2の空燃比フ
ィードバック制御処理の実行開始は、同図に破線で示す
ように、上記時刻t16から実行遅延時間TEGS 1
経過後の時刻tlBまで遅れてしまう。
すると、同時刻tlBまでリッチスキップ量R3Rは、
゛同図に破線で示すように、減少補正されず、リッチス
キップ量R9R(および図示しないり−ンスキップ量R
5L)は過濃側(Rich)に過補正されてしまい、制
御精度の低下により空燃比の乱れを招いていた。
なお本第1実施例において、エンジン2が内燃機関Ml
(MIOI)に、触媒コンバータ19が三元触媒M2(
M2O3)に、上流側酸素濃度センサ36が上流側空燃
比検出手段M103に、下流側酸素潤度センサ37が下
流側空燃比検出手段M4(M2O3)に、燃料噴射弁2
5が空燃比調節手段M5 (Ml 05)に、アイドル
スイッチ34と回転角センサ39とが運転状態検出手段
M6(M2O3)に、各々該当する。また、ECU3お
よび該ECU3の実行する処理のうちステ・ンプ240
が判定手段M7(M10?)として、ステップ(260
〜280)が遅延手段M8(MIO8)として、ステ・
ンブ(402〜454)が制御定数算出手段M109と
して、ステップ(302〜364.402〜454.5
00〜550)が空燃比フィードバック制御手段MIO
として、ステ・ンプ(302〜364.500〜550
)が空燃比フィードバック制御手段M110として、ス
テップ(100,105,115,145〜155)が
触媒劣化度算出手段Ml 1 (Ml 11)として、
ステ・ンブ(120〜140)が変更手段M12(M1
12)として、各々機能する。
以上説明したように本第1実施例によれば、エンジン運
転累積時間TEGの増加に伴なう触媒コンバータ19の
劣化に起因して酸素ストレージ効果が低下したときは、
燃料カット処理から第1の空燃比フィードバック制御処
理開始への切換時に、実行遅延時間TEGSを短縮し、
第2の空燃比フィードバック制御処理によるリッチスキ
ップ量R9Rおよびリーンスキップ量R9Lのafl側
(Rich)への過補正を制限するので、触媒排気臭気
の発生防止、排気中の有害成分の排出量の低減および燃
料消費効率の改善を可能にする、最適な空燃比フィード
パ・ンク制御を継続できる。
また、触媒コンバータ19の劣化を考慮して実行遅延時
間TEGSを短縮補正するため、触媒コンバータ19の
下流側に配設された下流側酸素濃度センサ36の検出信
号v2に基づいてリッチスキップ量R5Rおよびリーン
スキップ量R5Lを増減補正する第2の空燃比フィード
バック制御処理と、該増減補正されたリッチスキップ量
R3Rおよびリーンスキップ量R9Lを使用して触媒コ
ンバータ19の上流側に配設された上流側酸素濃度セン
サ37の検出信号v1に従って空燃比補正係数FAFを
算出する第1の空燃比フィードバック制御処理を、長期
の運転時間に亘り、高い制御精度を保持したまま実行で
きるので、エンジンの空燃比制御装置1の耐久性・信頼
性が向上する。
さらに、比較的短い周期で変動する上流側酸素濃度セン
サ36の検出信号v1に基づく第1の空燃比フィードバ
ック制御処理を4[m5ecl毎に、一方、比較的長い
周期で変動する下流側酸素濃度センサ37の検出信号v
2に基づく第2の空燃比フィードパ・ンク制御処理を5
12[m5ecl毎に実行するので、制御の応答性φ追
従性を高水準に補償できる。
なお、本第1実施例では、エンジン運転累積時間TEG
を、エンジン2が過密運転状態にある時間を計測して算
出したが、例えば、イグニッションスイッチ42の操作
(ONloFF)回数に基づいて算出することもできる
また、上記第1実施例では、燃料カット処理がら空燃比
フィードバック制御処理への切換時について説明したが
、例えば、空燃比を希薄燃焼制御等の希薄側(Lean
)に設定する処理、逆に、OTP増量、パワー増量等の
過濃側(Rich)に設定する処理がら空燃比フィード
バック制御処理への切換時にも、エンジン運転累積時間
TEGに応じて実行遅延時間TEGSを短縮補正するよ
う構成すると、同様に触媒コンバータ19の劣化による
酸素ストレージ効果の低下に起因する制御精度の低下を
防止できる。
さらに、触媒コンバータ19の下流側にのみ酸素潤度セ
ンサを配設して空燃比フィードバック制御を行なう、所
謂、シングル酸素)農産センサシステムでは、上記第1
の空燃比フィードパ・ンク制御処理で算出される空燃比
補正係数FAFに代えて、第2の空燃比フィードバック
制御処理で算出されるリッチスキップ量R9Rおよびリ
ーンスキップ量R5Lを空燃比補正係数FAFとして空
燃比フィードバック制御を実行するよう構成すれば良い
また、所謂、ダブル酸素濃度センサシステムであれば、
上流側酸素濃度センサ36による第1の空燃比フ゛イー
ドバック制御処理で使用される他の制御定数、すなわち
、遅延時間TDL、TDR1積分定数KIL、KIR1
第1の比較電圧VRI等を、下流側酸素)農産センサ3
7の検出信号v2により補正するよう構成しても良く、
また、第1の空燃比フィードバック補正係数FAFと第
2の空燃比フィードバック補正係数FAF2とを併用す
る構成をとっても同様の効果を奏する。
さらに、スキップ量R9R,RSL、遅延時間TDL、
TDR,積分定数KIL、KIR,第1の比較電圧VR
Iの内、複数の制御定数を同時に補正するよう構成する
と、制御精度および応答性・追従性をより一層向上でき
る。
また、スキップ量R9R,R9L、遅延時間TDL、T
DR,積分定数KIL、KIR,第1の比較電圧VRI
の内、過濃側(Ri c h)、もしくは、希薄側(L
 e a n)の何れか一方を一定値とし、他方だけを
下流側酸素濃度センサ37の検出信号V2に基づいて変
更する構成としても良い。
さらに、上述した第1実施例では、エアフロメータ31
の検出する吸入空気量Qおよび回転角センサ39の検出
する回転速度Neに基づいて燃料噴射量TAUを決定す
るよう構成したが、例えば、カルマン渦センサ、ホット
ワイヤセンサ等により吸入空気量Qを計測しても良いし
、吸気管圧力PMと回転速度Neと、あるいは、スロッ
トルバルブ開度TAと回転速度Neとに基づいて燃料噴
射量TAUを算出する構成であっても良い。
また、上述の第1実施例では、酸素温度センサ36.3
7を使用したが、例えば、−酸化炭素COを検出するガ
スセンサ、あるいは、所謂、リーンミクスチャセンサ等
を使用しても良い。
さらに、上述の第1実施例では、燃料噴射弁25により
燃料噴射量を制御するエンジンの空燃比制御装置1につ
いて説明した。しかし、例えば、気化器を備えたエンジ
ンであって、エアコントロールバルブ(EACV)によ
り吸入空気量を制御するエンジン、ブリードエアコント
ロールバルブにより気化器のブリードエア量を調節して
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
空燃比を制御するエンジン、排気系に供給される2次空
気の量を調節するエンジン等にも適用できる。このよう
に、気化器を備えたエンジンでは、基本燃料噴射量が気
化器の特性から定まり、所望の空燃比を実現する供給空
気量を演算により算出して空燃比制御を行なうのである
(以下 余白) 次に本発明第2実施例を図面に基づいて、詳細に説明す
る。本第2実施例と既述した第1実施例との相違点は、
実行遅延時間算出処理が異なることで、装置構成および
その他の処理は全く同一であるため、同一部分は同一符
号で示し、説明を省略する。
本第2実施例で実行される実行遅延時間算出処理を第1
4図に示すフローチャートに基づいて説明する。第14
図に示す実行遅延時間算出処理は、ECU3の起動後、
所定時間毎に開始される。
まず、ステップ610では、上述した各センサの検出信
号から得られる各データを読み込む処理が行われる。続
くステップ620では、上記ステ・ンプ610で読み込
んだ各データに基づいて、エンジン2が通常運転状態に
有るか否かを判定し、肯定判断され゛るとステップ64
0に進み、一方、否定判断されると、−旦、本実行遅延
時間算出処理を終了する。エンジン2が通常運転状態に
あると判定されたときに実行されるステップ640では
、エンジン運転累積時間TEGをバックアップRAM3
dから読み込む処理が行われる。次にステップ650に
進み、第2の空燃比フィードバック制御処理の実行遅延
時間TEGSを、予めROM3bに記憶されている、第
15図に示すマツプから算出する処理を行った後、ステ
ップ660に進む。ステップ660では、上記ステップ
650で算出された実行遅延時間TEGSを実行遅延計
数値C1に変換する処理が行われる。次にステ・ンブ6
70に進み、エンジン運転累積時間TEGに(直ATを
加算して更新する処理が行われる。続くステップ680
では、エンジン運転累積時間TEGを最大累積時間MA
XTEG以内にガードする処理が行われる。次にステッ
プ690に進み、上記ステップ670で更新したエンジ
ン運転累積時間TEGをバッファ・ンブRAM3dに記
憶する処理を行った後、−旦、本実行遅延時間算出処理
を終了する。以後、本実行遅延時間算出処理は所定時間
毎に、上記ステップ610〜690を繰り返して実行す
る。
なお本第2実施例において、ECU3および該ECU3
の実行する処理のうちステップ(640゜670〜69
0)が触媒劣化度算出手段M11(Ml 11)として
、ステップ(650〜660)が変更手段Ml 2 (
Ml 12)として、各々機能する。
以上説明したように本第2実施例によれば、そのときの
エンジン運転累積時間TEGと連続的に対応した実行遅
延時間TEGSを算出できるので、制御精度がより一層
向上する。
次に、本発明の第3実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本第3実施例と既述した第1実施例との相違点は
、実行遅延時間算出処理が異なることで、装置構成およ
びその他の処理は全く同一であるため、同一部分は同一
符号で示し、説明を省略する。
本第3実施例で実行される実行遅延時間算出処理を第1
6図に示すフローチャートに基づいて説明する。第16
図に示す実行遅延時間算出処理は、ECU3の起動後、
所定時間毎に開始される。
まず、ステップ710では、上述した各センサの検出し
た、車速V、吸入空気量Qおよび回転速度Neを読み込
む処理が行われる。続くステップ720では、車速Vに
応じて、予めROM3bに記憶されている、第17図に
示すマツプに従って、カウントアツプ値ΔSPDを算出
する処理が行われる。次にステップ730では、バ・ン
クアップRAM3dに記憶されている運転累積時間カウ
ンタC3PDの計数値に上記ステップ720で算出した
カウントアツプ値ΔSPDを加算する処理が行われる。
続くステップ740では、第2の空燃比フィードバック
制御処理の実行遅延時間TEGSを、予めROM3bに
記憶されている、第18図に示すマツプから算出する処
理を行った後、ステップ750に進む。ステップ750
では、上記ステップ740で算出された実行遅延時間T
EGSを実行遅延計数値C1に変換する処理が行われる
次にステ・ンプ760に進み、上記ステップ750で変
換した実行遅延計数値C1をRAM3cに、また、運転
累積時間カウンタC9PDの計数値をバックアップRA
M3dに、各々記憶する処理を行った後、−旦、本実行
遅延時間算出処理を終了する。以後、本実行遅延時間算
出処理は所定時間毎に、上記ステップ710〜760を
繰り返して実行する。
なお本第3実施例において、ECU3および該ECU3
の実行する処理のうちステップ(710〜730,76
0)が触媒劣化度算出手段Mll(Mill)として、
ステップ(740〜750)が変更手段M12(M11
2)として、各々機能する。
以上説明したように本第3実施例によれば、車速■に基
づいて、走行距離を推定し、エンジン2の運転累積時間
TEGSを算出することができる。
なお、本第3実施例の実行遅延時間算出処理のステップ
720に代えて、例えば、エンジン2の吸入空気量Qお
よび回転速度Neから、第19図に示すようなマツプに
従って、カウントアツプ値△SPDを算出するよう構成
しても良い。このように構成した場合は、エンジン2の
運転状態から運転累積時間を算出できるという利点も生
じる。
ざらに、例えは、エンジン2の吸気管圧力PM、スロッ
トルバルブ開度TA、回転速度Ne等に基づいてカウン
トアツプ値△SPDを算出することもできる。
次に、本発明第4実施例について説明する。本第4実施
例と既述した第1実施例との相違点は、実行遅延時間算
出処理が異なることで、装置構成およびその他の処理は
全く同一であるため、同一部分は同一符号で示し、説明
を省略する。
本第4実施例で実行される酸素温度センサ出力幅・周期
算出処理を第20図(1)、(2)に、実行遅延時間算
出処理を第22図に、各々示すフローチャートに基づい
て説明する。
第20図(1)、  (2)に示す酸素潤度センサ出力
幅・周期算出処理は、ECU3の起動後、所定時間毎(
例えば、4[m5ec])に実行される。ステップ80
2〜ステツプ836は、上流側酸素濃度センサ36の検
出信号V1に対して、また、ステップ852〜ステツプ
886は、下流側酸素濃度センサ37の検出信号v2に
対して、各4行われるものである。
まず、ステップ802では、上流側酸素潤度センサ検出
信号v1をA/D変換して読み込む処理が行われる。続
くステップ804では、前回読み込んだ検出信号VIB
と今回読み込んだ検出信号v1とを比較し、増加してい
るときはステップ812に、一方、減少しているときは
ステップ806に、各々進む。ステップ80Gでは、上
流側酸素)震度センサ検出信号増加フラグFIUPが値
1にセットされているか否かを判定し、減少がふ…続し
ているときはステップ808に、一方、減少に反転した
ときはステップ830に各々進む。微少が継続している
ときはステップ808で減少期間カウンタCIDNの計
数値に値1を加算し、ステップ810に進んで、今回読
み込んだ検出信号V1を次回の処理に備えて前回の値V
IBに置換し、ステップ852以下に進む。一方、上記
ステップ804で、増加していると判定されるとステッ
プ812に進み、上流側酸素濃度センサ検出信号増加フ
ラグFIUPが値0にリセットされているか否かを判定
し、増加が継続しているときはステップ828に、一方
、増加に反転したときはステップ814に各々進む。減
少から増加に反転したときに実行されるステップ814
では、減少期間カウンタCIDNの計数値を減少期間T
SIDNに設定し、続くステップ816では減少期間カ
ウンタCIDNの計数値を値0にリセットし、ステップ
818では、前回の検出信号VIBを極小値■ILに設
定し、ステップ820では上流側酸素濃度センサ検出信
号増加フラグF I UPli:値1にセットし、ステ
ップ822では上記ステップ814および前回の処理の
ステップ830で各々算出された減少期間TSIDNと
増加期間TSIUPとを加算し、上流側酸素濃度センサ
36の検出信号V1の周期TSIを算出し、ステップ8
24では前回の処理のステップ834で設定された極大
値VIHから上記ステップ818で設定した極小値VI
Lを減算して上流側酸素濃度センサ36の検出信号■1
の幅△v1を算出し、ステップ826では上記上流側酸
素濃度センサ36の検出信号V0,1 1の周期TSIおよび幅△v1を′RAM3cおよびバ
ックアップRAM3dに記憶する処理を行った後、既述
したステップ810に進む。すなわち、第21図のタイ
ミングチャートに示すように、上流側酸素潤度センサ検
出信号■1が、継続して減少している時刻t21〜t2
2では、上流側酸素濃度センサ検出信号増加フラグPI
UPが値Oにリセットされており、増加期間カウンタC
IUPの計数値は値0に保持され、一方、減少間開カウ
ンタCIDNの計数値はTSIDNまで増加する。
しかし、時刻t22に上流側酸素潤度センサ検出信号■
1が増加に反転すると、上流側酸素温度センサ検出信号
増加フラグPIIJPは値1にセ・ントされ、増加期間
カウンタC1tJPの計数値は埴0から増加し始め、一
方、減少期間カウンタCIDNの計数値は値Oにリセッ
トされて保持される。
このように、上流側酸素濃度センサ検出信号v1の増加
が継続する間は、制御は、第20図のステップ802,
804,812.828の順序で進み、増加期間カウン
タCILIPの計数値は値1だけ増加され、ステップ8
10以下に進む。やがて、上流側酸素潤度センサ検出信
号v1が増加から減少に反転すると、制御はステップ8
02,804゜806.830に進み、該ステップ83
0で増加期間カウンタCIUPの計数値を増加期間TS
IUPに設定し、続くステップ832では増加期間カウ
ンタCIUPを値0にリセットし、ステップ834では
、前回の検出信号VIBを極大値vIHに設定し、ステ
・ンブ836では上流側酸素温度センサ検出信号増加フ
ラグFIUPを値0にリセットし、既述したステップ8
22以下に進む。すなわち、第21図のタイミングチャ
ートに示すように、上流側酸素濃度センサ検出信号V1
が、継続して増加している時刻t22〜t23では、上
流側酸素温度センサ検出信号増加フラグPIUPが埴1
にセットされており、増加期間カウンタCIUPの計数
値はTS IUPまで増加し、一方、減少期間カウンタ
CIDNの計数値は値0にリセットされて保持される。
しかし、時刻t23に上流側酸素潤度センサ検出信号V
1が減少に反転すると、上流側酸素濃度センサ検出信号
増加フラグPIUP!、を値0にリセットされ、減少期
間カウンタCIDNの計数値は値0から増加し始め、一
方、増加期間カウンタCILJPの計数値は値0にリセ
ットされて保持される。以下、同様に、ステップ852
〜ステ・ンブ886の各処理で、下流側酸素)震度セン
サ37の検出信号V2の周期TS2および幅Δv2が演
算されて記憶される。このように、本酸素濃度センサ出
力幅・周期算出処理は、所定時間毎に繰り返して実行さ
れる。
次に、実行遅延時間算出処理を第22図のフローチャー
トに基づいて説明する。本実行遅延時間算出処理は、E
CU3の起動後、所定時間毎(例えば、4[m5ec]
)に実行される。
まず、ステップ905では、上述した各センサの検出し
た各データを読み込む処理が行われる。
続くステップ910では、バックアップRAM3dに記
憶されている累積時間CCを読み込む処理が行われる。
次にステップ915に進み、上記酸素潤度センサ出力幅
・周期算出処理で算出された下流側酸素潤度センサ37
の検出信号の幅△v2が値0. 3 [V]上回るか否
かを判定し、ステップ920では、上流側酸素)震度セ
ンサ36の検出信号V1の周期TSIと下流側酸素濃度
センサ37の検出信号v2の周期TS2との比が0.3
を上回るか否かを判定し、上記ステップ915,920
の何れか一方で肯定判断されると、触媒コンバータ19
が劣化しているものとして、ステップ925に進み、一
方、上記両ステップ915.920で共に否定判断され
たときは、未だ触媒コンバータ19が劣化していないも
のとして、−旦、本実行遅延時間算出処理を終了する。
触媒コンバータ1″9が劣化しているときに実行される
ステップ925では、累積時間CCに値1を加算する処
理が行われる。続くステ・ンプ930では、累積時間C
Cに応じて、第2の空燃比フィードバック制御処理の実
行遅延時間TEGSを、予めROM3bに記憶されてい
る、第23図に示すマツプから算出する処理を行った後
、ステ・ンブ935に進む。
ステ・ンブ935では、上記ステップ930で算出され
た実行遅延時間TEGSを実行遅延計数値C1に変換す
る処理が行われる。次にステップ940に進み、上記ス
テップ935で変換した実行遅延計数値C1をRAM3
cに、また、累積時間CCをバックアップRAM3dに
、各々記憶する処理を行った後、−旦、本実行遅延時間
算出処理を終了する。以後、本実行遅延時間算出処理は
所定時間毎に、上記ステップ905〜940を繰り返し
て実行する。
なお本第4実施例において、ECU3および該ECU3
の実行する処理のうちステップ(910〜925,94
0)が触媒劣化度算出手段Mll(Mill)として、
ステップ(930〜935)が変更手段M12(M11
2)として、各々機能する。
以上説明したように本第4実施例によれば、上流側酸素
潤度センサ36の検出信号■1と下流側酸素濃度センサ
37の検出信号V2の反転周期の比および出力幅に基づ
いて酸素ストレージ効果を有する触媒コンバータ19の
劣化の程度を判定し、該触媒コンバータ19の劣化の程
度に、連続的に応じた第2の空燃比フィードバック制御
処理の実行遅延時間TEGSを算出することができる。
このように構成した場合は、触媒コンバータ19の劣化
の程度を比較的正確に把握できるため、酸素ストレージ
効果の低下の程度に応じた良好な実行遅延時間TEGS
の短縮補正を実現できる。
なお、上流側酸素潤度センサ36の検出信号V1と下流
側酸素濃度センサ37の検出信号V2の反転周期の比T
SI/TS2より直接第2の空燃比フィードバック制御
処理の実行遅延時間TEGSを求めても良い。
以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に同等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。
発明の効果 以上詳記したように本発明の内燃機関の空燃比制′Il
装置は、内燃機関の空燃比を所定空燃比にする運転状態
から理論空燃比に制御する運転状態への切換時期に設定
された、空燃比フィードバック制御開始までの所定遅延
時間を、三元触媒の触媒劣化度の増加に応じて短縮し、
該三元触媒の酸素ストレージ効果の低下に応じて、上記
三元触媒の下流側で検出された空燃比に基づく空燃比フ
ィードバック制御の開始を早めるよう構成されている。
このため、触媒劣化度の増加に伴う三元触媒の劣化に起
因して酸素ストレージ効果が低下したときは、所定空燃
比運転状態がら空燃比フィードバック制御開始までの遅
延時間の短縮により、空燃比フィードバック制御量の過
補正を抑制するので、触媒排気臭気の発生を防止できる
と共に、制御精度の向上により排気浄化性能および燃料
消費効率も改善できるという優れた効果を奏する。
また、例えば、内燃機関の空燃比を、希薄空燃比にする
運転状態から、あるいは、燃料供給遮断状態から、理論
空燃比に制御する運転状態への切換時期に設定された、
空燃比フィードバック制御開始までの所定遅延時間を、
上記三元触媒の触媒劣化度の増加に応じて短縮し、三元
触媒の酸素ストレージ効果の低下に応じて、上記三元触
媒の下流側で検出された空燃比から算出された空燃比フ
ィードバック制御定数と、上記三元触媒の上流側で検出
された空燃比とに基づく空燃比フィードバック制御の開
始を早めるよう構成すると、三元触媒の劣化に起因する
酸素ストレージ効果が低下しているときは、燃料供給遮
断状態、あるいは、希薄燃焼状態がら空燃比フィードバ
ック制御状態への移行時に、空燃比フィードバック制御
定数を過濃側(Ri c h)に過補正するのを防止し
、触媒排気臭気の排出や、有害成分を含有する排気の放
出等の弊害を生じない、適正な空燃比フィードバック制
御を実現できる。
さらに、三元触媒の劣化を考慮して所定遅延時間を短縮
補正するため、三元触媒の上・下流に各々設けた雨空燃
比検出手段を有効に活用した空燃比制御を、長期間に亘
って高精度で継続できる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の内容を概念的に例示した基本
的構成図、第3図は本発明第1実施例のシステム構成図
、第4図は同じくその制御を示すフローチャート、第5
図は同じくそのマツプを示すグラフ、第6図は同じくそ
の制御を示すフローチャート、第7図は同じくその制御
を示す説明図、第8図(1)、  (2)は同じくその
制御を示すフローチャート、第9図は同じくその制御の
様子を示すタイミングチャート、第10図(1)、  
(2)、第11図は同じくその制御を示すフローチャー
ト、第12図は同じくそのマツプを示すグラフ、第13
図は同じくその制御の様子を示すタイミングチャート、
第14図は本発明第2実施例の制御を示すフローチャー
ト、第15図は同じくそのマ・ンブを示すグラフ、第1
6図は本発明第3実施例の制御を示すフローチャート、
第17図、第18図、第19図は同じくそのマツプを示
すグラフ、第20図(1)、  (2)は本発明第4実
施例の制御を示すフローチャート、第21図は同じくそ
の制御の様子を示すタイミングチャート、第22図は同
じくその制御を示すフローチャート、第23図は同じく
そのマツプを示すグラフ、第24図は従来技術の排気特
性を示すグラフ、第25図は従来技術の制御の様子を示
すタイミングチャート、第26図は酸素ストレージ時間
と走行距離との関係を示すグラフである。 Ml ・・・ 内燃機関   M2 ・・・ 三元触媒
M4 ・・・ 下流側空燃比検出手段手段M5 ・・・
 空燃比調節手段 M6 ・・・ 運転状態検出手段 Ml ・・・ 判定手段   M8 ・・・ 遅延手段
MIO・・・ 空燃比フィードバック制御手段Mll 
 ・・・ 触媒劣化度算出手段M12  ・・・ 変更
手段 MIOI ・・・内燃機関 M2O3・・・三元触媒M
103 ・・・ 上流側空燃比検出手段M104 ・・
・ 下流側空燃比検出手段Ml 05  ・・・ 空燃
比調節手段M106 ・・・ 運転状態検出手段 M107・・・判定手段 M2O日・・・遅延手段M1
09 ・・・ 制御定数算出手段 M110 ・・・ 空燃比フィードバック制御手段Ml
 11  ・・・ 触媒劣化度算出手段M112 ・・
・ 変更手段 1 ・・・ エンジンの空燃比制御装置2 ・・・ エ
ンジン 3 ・・・ 電子制御装置(ECU) 3a ・・・ CPU 19 ・・・ 触媒コンバータ 25・・・燃料噴射弁
31 ・・・ エアフロメータ 33 ・・・ スロットルポジションセンサ34 ・・
・ アイドルスイッチ 36 ・・・ 上流側酸素)農産センサ37 ・・・ 
下流側酸素濃度センサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の排気通路に配設され、酸素ストレージ効
    果を有する三元触媒と、 該三元触媒の下流側の排気通路に配設され、上記内燃機
    関の空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関の空
    燃比を調節する空燃比調節手段と、上記内燃機関の運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出した運転状態に基づいて、上
    記内燃機関の運転状態が、該内燃機関の空燃比を所定空
    燃比にする運転状態から理論空燃比に制御する運転状態
    に切り換わる切換時期にあるか否かを判定する判定手段
    と、 該判定手段により切換時期にあると判定されたときから
    所定遅延時間経過後に、外部に開始指令を出力する遅延
    手段と、 該遅延手段の出力する開始指令に従い、少なくとも上記
    下流側空燃比検出手段の検出結果に応じて、上記内燃機
    関の空燃比を理論空燃比とする制御量を決定し、上記空
    燃比調節手段に指令する空燃比フィードバック制御手段
    と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置であって、さらに
    、上記三元触媒の触媒劣化度を算出する触媒劣化度算出
    手段と、 該触媒劣化度算出手段の算出した触媒劣化度の増加に伴
    って、上記遅延手段の所定遅延時間を短縮する変更手段
    と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 2 内燃機間の排気通路に配設され、酸素ストレージ効
    果を有する三元触媒と、 該三元触媒の上流側の排気通路に配設され、上記内燃機
    関の空燃比を検出する上流側空燃比検出手段と、 上記三元触媒の下流側の排気通路に配設され、上記内燃
    機関の空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関の空
    燃比を調節する空燃比調節手段と、上記内燃機関の運転
    状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出した運転状態に基づいて、上
    記内燃機関の運転状態が、該内燃機関の空燃比を、希薄
    側空燃比にする運転状態から、あるいは、燃料供給遮断
    状態から、理論空燃比に制御する運転状態に切り換わる
    切換時期にあるか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により切換時期にあると判定されたときから
    所定遅延時間経過後に、外部に開始指令を出力する遅延
    手段と、 該遅延手段の出力する開始指令に従い、上記下流側空燃
    比検出手段の検出結果に応じて、空燃比フィードバック
    制御定数を算出する制御定数算出手段と、 該制御定数算出手段の算出した空燃比フィードバック制
    御定数および前記上流側空燃比検出手段の検出結果に応
    じて、上記内燃機関の空燃比を理論空燃比とする制御量
    を決定し、上記空燃比調節手段に指令する空燃比フィー
    ドバック制御手段と、を具備した内燃機関の空燃比制御
    装置であって、さらに、上記三元触媒の触媒劣化度を算
    出する触媒劣化度算出手段と、 該触媒劣化度算出手段の算出した触媒劣化度の増加に伴
    って、上記遅延手段の所定遅延時間を短縮する変更手段
    と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5228286A (en) * 1991-05-17 1993-07-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control device of engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5228286A (en) * 1991-05-17 1993-07-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control device of engine

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