JPH01300034A

JPH01300034A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH01300034A
Application number: JP12830888A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Fujii; 藤井　一孝
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-04

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】〔産業上の利用分野〕本発明は触媒コンバータの上流側、下流側に空燃比セン
サ（本明細書では、酸素濃度センサく０□センサ））を
設け、上流側の０□センサによる空燃比フィードバック
制御に加えて、下流側の０２センサによる空燃比フィー
ドバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

単なる空燃比フィードバック制ｔｎ（シングル０２セン
サシステム）では、酸素濃度を検出するＯ２センサをで
きるだけ燃焼室に近い排気系の個所、すなわち触媒コン
バータより上流である排気マニホールドの集合部分に設
けているが、ｏ２センサの出力特性のばらつきのために
空燃比の制御精度の改善に支障が生じている。かかる０
□センサの出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部
品のばらつき、経時あるいは経年的変化を補償するため
に、触媒コンバータの下流に第２の０２センサを設け、
上流側０２センサによる空燃比フィードバック制御に加
えて下流側ｏ２センサによる空燃比フィードバック制御
を行うダブル０□センサシステムが既に提案されている
（参照；特開昭６１−２３４２４１号公報）。このダブ
ル０２センサシステムでは、触媒コンバータの下流側に
設けられた０２センサは、上流側０２センサに比較して
、低い応答速度を有するものの、次の理由による出力特
性のばらつきが小さいという利点を有している。

（１）触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱
的影響が少ない。

（２）触媒コンバータの下流では、種々の毒か触媒にト
ラップされているので下流側０□センサの被毒量は少な
い。

（３）触媒コンバータの下流では排気カスは十分に混合
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。

従って、上述のごとく、２つの０□センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（タプル０２センサシス
テム）により、上流側０２センサの出力特性のばらつき
を下流側０２センサにより吸収できる。実際に、第２図
に示すように、シングル０２センサシステムでは、０２
センサ出力特性が悪化した場合には、排気エミッション
特性に直接影響するのに対し、ダブル０２センサシステ
ムでは、上流側０２センサの出力特性が悪化しても、排
気エミッション特性は悪化しない。つまり、ダブル０２
センサシステムにおいては、下流側０□センサが安定な
出力特性を維持している限り、良好な排気エミッション
が保証される。

上述のダブル０□センサシステムにおいては、フィード
バック制御時の空燃比補正にかかわる要求レベル（以下
、空燃比要求レベル）が、非フイードバツク制御時と大
きく離れることがあり、特に非フイードバツク制御時か
ら前述の２つの０２センサによるフィードバック制御に
入るようなフィードバック開始時点には次のような問題
が発生する。すなわち、この場合、通常、下流側０２セ
ンサによる空燃比フィードバック制御速度は上流側０２
センサによる空燃比フィードバック制御速度に比較して
小さく設定されているので、下流側０２センサによる空
燃比フィードバック制御で制御される空燃比制御量たと
えばスキップ量ＲＳＲ。

ＲＳＬが要求スキップ量レベルに到達するのに時間を要
し、延いては、空燃比フィードバック制御により空燃比
が要求制御レベルに到達するのに時間を要し、この結果
、補正不足が生じて、燃費の悪化、ドライバビリティの
悪化、エミッションの悪化等を招く。

また、空燃比フィードバック制御中にあっても、機関の
状態が異なる運転領域に遷移したときには、やはり空燃
比制御レベルが空燃比要求レベルからずれることがあり
、この場合にも、補正不足が生じて、燃費の悪化、ドラ
イバビリティの悪化、エミッションの悪化等を招く。

たとえば、触媒の０２ストレージ効果に起因し高負荷域
に比べて低負荷域はカス量が小さくなり触媒内に蓄えら
れた０２消費量が少なく、下流側０２センサはリーンを
示す時間が長くなり、この結果、高負荷域と低負荷域と
で空燃比制御量ＲＳＲ。

ＲＳＬの値がずれる。これは特に０２ストレージ効果が
大きい新品触媒を用いた場合に顕著である。

従って、低負荷域から高負荷域に変化した場合、下流側
０２センサの空燃比フィードバック周期は比較的長い時
間であるため、下流側０２制御遅れが生じ、空燃比がオ
ーバリッチとなり、燃費、エミッションの悪化等を招く
。

このため、本願出願人は、既に、機関の負荷状態たとえ
ば吸入空気量、吸入空気圧、スロットル弁開度、回転速
度、車速、あるいは上流側０２センサの出力の反転周期
等が複数の区分に分割された運転領域のいずれかに属す
るかを判別し、機関の負荷状態が同一の運転領域に属し
且つ機関か学習条件を満足しているときに、空燃比制御
量の中心値を演算し、空燃比制御量の中心値を運転領域
毎に記憶し、そして機関が空燃比フィードバック条件を
満足していないときもしくはその後に機関の状悪か異な
る運転領域に遷移した時点では、空燃比制御量を現在の
運転領域に記憶された空燃比制御量の中心値とするブロ
ック学習制御を提案している（参照：特開昭６２−６０
９４１号公報、特願昭６１−２４１４８４号、特願昭６
３−１４６１４号）。これによれば、下流側０２センサ
による空燃比フィードバック制御開始時には、記憶され
た空燃比制御量の中心値から開始し、さらに、その後に
機関の状態が異なる運転領域に遷移したときにも、各運
転領域毎に記憶された空燃比制御量の中心値から開始す
る。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の運転領域による領域別学習制御に
おいては、学習に時間を要し、要求制御レベルに到達す
るまでの間、やはり、補正不足を生じる。たとえば、運
転領域分けのパラメータおよび領域分けの仕方によって
は、学習の機会が少なく誤学習が行われることがある。

すなわち、第３図に示すように、運転領域Ａにおいては
、空燃比制御量たとえばリッチスキップ量Ｒ３Ｒの要求
レベルを学習できるが、運転領域Ｂにおいては、要求レ
ベルを学習する前に運転領域Ａに遷移してしまうために
、要求レベルを学習できない。つまり、学習を行う際に
は要求レベルすなわち機関が示す空燃比の中心値を検出
するため十分な時間が必要であり、このなめ、学習でき
ない状態が生じたり、また、短期間で学習値を求めると
過渡による影響により正確な中心値を学習できない。こ
の結果、やはり、フィードバック制御開始後およびフィ
ードバック制御中であっても機関の状態が異なる条件に
遷移したときに、燃費の悪化、ドライバビリティの悪化
、エミッションの悪化等を招くという課題がある。

本発明の目的は、燃費の悪化、ドライバビリティの悪化
、エミッションの悪化等を十分防止したダブル空燃比セ
ンサシステムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するための手段は第１図に示される。

すなわち、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒Ｃ
ＣＲｏの上流側、下流側の排気通路には、機関の空燃比
を検出する上流側、下流側空燃比センサが設けられてい
る。基本制御定数演算手段は機関の所定運転状態たとえ
ば１回転当りの吸入空気！！Ｑ／Ｎｅに応じて基本空燃
比フィードバック制御定数ＲＳＲＭを演算し、更新速度
演算手段は下流側空燃比センサの出力Ｖ２に応じて空燃
比フィードバック制御定数の更新速度ΔＲ３を演算し、
制御定数演算手段は基本空燃比フィードバック制御定数
ＲＳＲＭを更新速度ΔＲ３により補正することにより空
燃比フィードバック制御定数Ｒ３Ｒを演算する。そして
、空燃比補正量演算手段は上流側空燃比センサの出力■
、と空燃比フィードバック制御定数Ｒ３Ｒとに応じて空
燃比補正量ＦＡＦを演算し、空燃比調整手段は空燃比補
正量ＦＡＦに応じて機関の空燃比を調整するものである
。

〔作　用〕

上述の手段によれば、要求制御レベルの運転状態たとえ
ばＱ　／　Ｎ　ｅに違いを予めその値Ｑ／Ｎｅに応じた
基本空燃比フィードバック制御定数ＲＳＲＭをたとえば
マツプとして有することにより運転領域が遷移しても短
時間で要求制御レベルに制御する。

〔実施例〕

第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図である。第４図において、機関本
体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられて
いる。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測する
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例しな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臓Ａ／Ｄ変換
器１０１に供給されている。テイストリビュータｌｌに
は、その軸がたとえはクランク角に換算して７２０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セン
サ５およびクランク角に換算して３０°毎に基準位置検
出用パルス信号を発生１−るクランク角センサ６が設け
られている。これらクランク角センサ５，６のパルス信
号は制御回路１０の入出力インターフェイス１０２に供
給され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰｔ
１１．０３の割込み端子に供給される。

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケ
ット８には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度Ｔ　
ＨＷに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この
出力もＡ　／′Ｄ変換器１０１に供給されている。

排気マニホールド１１より下流の排気系には、排気カス
中の３つの有毒成分ＩＣ、Ｇｏ　、　ＮＯｘを同時に浄
化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２が設けら
れている。

排気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ１
２の上流側には第１の０２センサ１３ｈ）設けられ、触
媒コンバータ１２の下流側の排気管１４には第２の０２
センサ１５か設けられている。

０２センサ１３，１．５は排気ガス中の酸素成分濃度に
応じた電気信号を発生する。すなわち、０２センサ１３
　、１５は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッ
チ側かに応じて、異なる出力電圧を制御回路１０のＡ／
Ｄ変換器１０１に発生する。制御回路１０は、たとえば
マイクロコンピュータとして構成され、Ａ　、／Ｄ変換
器１０１、入出力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０
３の外に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バックアップ
ＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０７等が設けられて
いる。

また、吸気通路２のスロットル弁１６には、スロットル
弁】６が全開か否かを検出するためのアイドルスイッチ
１７が設けられており、この出力信号は制御回路１０の
入出力インターフェイス１０２に供給される。

また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、
フリップフロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料
噴射弁７を制御するためのものである。

すなわち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵ
が演算されると、燃料噴射量ＴＡＬＩがダウンカウンタ
１０８にブリセ′ットされると共にフリップフロップ１
０９６セツトされる。この結果、駆動回路１１０か燃料
噴射弁７の付勢な開始する。他方、ダウンカウンタ１０
８がクロック信号〈図示せず）を計数して最後にそのキ
ャリアウド端子が“１′°レベルとなったときに、フリ
ップフロップ１０９がリセットされて駆動回路１１０は
燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴
射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料
噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に
送り込まれることになる。

なお、ＣＰＵ１．０３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１
０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インターフェイス１０
２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、タ
ロツク発生回路１０７からの割込信号分受信した時、等
である。

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却水
温データ１’　ＨＷは所定時間毎に実行されるＡ　／′
Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲＡＭ１０５の所定
領域に格納される。つまり、　ＲＡＭ１．０５における
データＱおよびＴＨＷは所定時間域に更新されている。

また、回転速度データＮｅはクランク角センサ６の３０
°ＣＡ毎の割込みによって演算されてＲＡＭ］、０５の
所定領域に格納される。

以下、第４図の制御回路の動作を説明する。

第５図は上流側ｏ２センサ１３の出力にもとづいて空燃
比補正係数ＦＡＦを演算する第１の空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンであって、所定時間たとえば４ｍｓ毎に
実行される。

ステップ５０１では、上流側０２センサ１３による空燃
比の閉ループ（フィードバック）条件か成立しているか
否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時
、機関始動中、始動後増景中、暖機増量中、パワー増量
中、触媒過熱防止のためＯＴＰ増量中、上流側０２セン
サ１３の出力信号か一度も反転していない時、燃料カッ
１〜中等はいずれム閉ループ条件が不成立であり、その
他の場合か閉ループ条件成立である。閉ループ条件か不
成立のときには、ステップ５２７に直接進む。すなわち
、空燃比補正係数ＦＡＦｔ閉ループ制御終了直前とする
。他方、閉ループ条件成立の場合はステップ５０２に進
む。

ステップ５０２では、上流側０２センサ１３の出力■ｉ
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０３にてＶｌか比
較電圧Ｖユ、たとえば０．４５Ｖ以下か否かを判別する
、つまり、空燃比かリッチかリーンか３判別する、つま
り、空燃比かリーン（Ｖ１≦ＶＲ１）であれば、ステッ
プ５０４にてデイレイカウンタＣＤＬＹか正か否かを判
別し、ＣＤＬＹ＞Ｏであれはステ・ツブ５０５にてＣＤ
ＬＹ含０として、ステップ５０６に進む。ステップ５０
６では、ティレイカウンタＣＤＬＹを１減算し、ステッ
プ５０７　、５０８にてデイレイカウンタＣＤＬＹを最
小値ＴＤＬでカードする。この場合デイレ・イカウンタ
ＣＤＬＹが最小値ＴＤＬに到達したときにはステップ５
０９にて第１の空燃比フラグＦ１を°’０”（リーン）
とする。なお、最小値ＴＤＬは上流側Ｏ，センサ１３の
出力においてリッチからリーンへの変化があってもリッ
チ状態であるとの判断を保持するためのリーン遅延状態
であって、負の値で定義される。他方、リッチ（Ｖ、＞
Ｖ□）であれば、ステップ５１０にてデイレイカウンタ
ＣＤＬＹが負か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜　Ｏであれば
ステップ５１１にてＣＤ　Ｌ　ＹをＯとし、ステップ５
１２に進む。ステップ５１２ではデイレイカウンタＣＤ
ＬＹを１加算し、ステップ５１３　、５１４にてデイレ
イカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガードする。この
場合、デイレイカウンタＣＤＬＹが最大値ＴＤＲに到達
したときにはステップ５１５にて第１の空燃比フラグＦ
１を１゛。

（リッチ）とする。なお、最大値ＴＤＲは上流側０□セ
ンサ１３の出力においてリーンがらリッチへの変化があ
ってもリーン状態であるとの判断を保持するためのリッ
チ遅延時間であって、正の値で定義される。

ステップ５１６では、第１の空燃比フラグＦ１の符号が
反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃
比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転していれ
ば、ステップ５１７にて、第１の空燃比フラグＦ１の値
により、リッチからり−ンへの反転か、リーンからリッ
チへの反転かを判別する。リッチからリーンへの反転で
あれば、ステップ５１８にてＦＡＦ　４−ＦＡＦ＋ＲＳ
Ｒとスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへ
の反転であれば、ステップ５１９にてＦＡＦ←ＦＡＦ　
−ＲＳＬとスキップ的に減少させる。つまり、スキップ
処理を行う。

ステップ５１６にて第１の空燃比フラグＦ１の符号が反
転していなければ、ステップ５２０　、５２１　。

５２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ５２０に
て、Ｆ１＝゛０′°か否かを判別し、Ｆ１＝゛０″（リ
ーン）であればステップ５２１にてＦＡＦ　４−ＦＡＦ
＋　ＫＩＲとし、１也方、Ｆｌ−゛１′″（リッチ）で
あればステラ７”　５２２４．：テＦＡＦ　←ＦＡＦ−
ＫｒＬ　トする。ココテ、積分定数ＫＩＲ、ＫＩＬはス
キップ量ＲＳＲ、ＲＳＬに比して十分小さく設定してあ
り、つまり、ＫＩＲ（ＫＩＬ）　＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）で
ある。従って、ステップ５２１はリーン状態（Ｆｌ−“
’Ｏ”）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ５２
２はリッチ状ａ（Ｆ　１　＝’“１゛′〉で燃料噴射量
を徐々に減少させる。

ステップ５１８　、５１．９　、５２１　、５２２にて
演算された空燃比補正係数ＦＡＦはステップ５２３　、
５２４に最小値たとえは０．８にてガードされ、また、
ステップ５２５　、５２６にて上限値１．２にてガード
される。これにより、何らかの原因で空燃比補正係数Ｆ
ＡＦが大きくなり過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合
に、その値で機関の空燃比を制御してオーバリッチ、オ
ーバリーンになるのを防ぐ。

上述のごとく演算されたＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納し
て、ステップ５２７にてこのルーチンは終了する。

第６図は第５図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。上流側０２センサ１３の出力
により第６図（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の
空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹは、第６図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウ
ントアツプされ、リーン状官でカウントダウンされる。

この結果、第６図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された
空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグＦ１に相当）が形成される
。たとえば、時刻ｔ１にて空燃比信号Ａ／Ｆ′がリーン
からリッチに変化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ
／Ｆ　′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリーンに保持され
た後に時刻ｔ２にてリッチに変化する。

時刻し、にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからり−ンに変
化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ　、／Ｆ′はリ
ーン遅延時間（〜ＴＤＬ）相当たけリッチに保持された
後に時刻し、にてリーンに変化する。

しかし空燃比信号Ａ／Ｆ’か時刻ｔ５．’ｔ６．ｔｙの
ごとくリッチ遅延時間Ｔ　Ｄ　Ｒの短い期間で反転する
と、デイレイカウンタＣＤＬＹが最大値ＴＤＲに到達す
るのに時間を要し、この結果、時刻ｔ８にて遅延処理後
の空燃比信号Ａ／Ｆ’か反転される。

つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延処理前
の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。

このように遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′に
もとづいて第６図（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦが
得られる。

次に、Ｆ流側０２センサ１５による第２の空燃比フィー
ドバック制御について説明する。第２の空燃比フィード
バック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御
定数としてのスキップ量ＲＳＲ、ＲＳｌ、、積分定数Ｋ
ＩＲ、ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ、ＴＤＬ、もしくは上流
側０２センサ１３の出力Ｖ、の比較電圧Ｖ　Ｒｌを可変
にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡＦ２を導
入するシステムとがある。

たとえば、リッチスキップ量Ｒ３Ｒを大きくすると、制
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量Ｒ８Ｌを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップｊｉ　ＲＳ　Ｉ−を大きくす
ると、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ
スキップ量Ｒ，Ｓ　Ｒを小さくし、ても制御空燃比をリ
ーン側に移行できる。

従って、下流側０２センサ１５の出力に応じてリッチス
キラフ゛ｆｆ１Ｒ３Ｒおよびり一ン′スキップ量Ｒ３ｌ
−を補正することにより空燃比が制御できる。

また、リッチ積分定数ＫＩＲを大きくすると、制御空燃
比３リツチ側に移行でき、また、リーン積分定数Ｋ　Ｉ
　Ｌを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行てき、
他方、リーン積分定数Ｋ　Ｉ　Ｌ、を大きくすると、制
御空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積分定数
ＫＩＲを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行でき
る。従って、下流側０２センサ１５の出力に応じてリッ
チ積分定数ＫＩＲおよびリーン積分定数ＫＩＬを補正す
ることにより空燃比が制御できる。リッチ遅延時間ＴＤ
Ｒを大きく設定するかリーン遅延時間（−ＴＤＲ）を小
さく設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆
に、リーン遅延時間（−ＴＤＬ）を大きく設定するかリ
ーン遅延時間（ＴＤＲ）を小さく設定すれば、制御空燃
比はり一ン側に移行できる。つまり、下流側０□センザ
１５の出力に応じて遅延時間ＴＤＲ、ＴＤＬを補正する
ことにより空燃比が制御できる。さらにまた、比較電圧
Ｖ　Ｒ、を大きくすると制御空燃比をリッチ側に移行で
き、また、比較電圧Ｖ　Ｒｌを小さくすると制御空燃比
をリーン側に移行できる。従って、下流側０２センサ１
５の出力に応じて比較電圧Ｖ　Ｒ１を補正することによ
り空燃比か制御できる。

これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比申交電圧３
下流側０２センサによって可変とすることはそれぞれに
長所がある。たとえは、遅延時間は非常に微妙な空燃比
の調整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間の
ように空燃比のフィードバック周期を長くすることなく
レスポンスの良い制御が可能である。従って、これら可
変量は当然２つ以上組み合わされて用いられ得る。

次に、空燃比フィードバック制御定数としてのスキップ
量を可変にしたダブル０２センサシステムについて説明
する。

第７図は下流側０２センサ］、５の出力にもとづいてス
キップ、ＩＲｓＲ、ＲＳＬを演算する第２の空燃比フィ
ードバック制御ルーチンであって、所定時間たとえば５
１２ｍ５毎に実行される。ステップ７０１〜７０５では
、下流側０２センサ１５による閉ループ条件か否かを判
別する。たとえば、上流側０２センサ１３による閉ルー
プ条件の不成立（ステップ７０１）に加えて、冷却水温
ＴＨＷか所定値くたとえば７０°Ｃ）以下のとき（ステ
ップ７０２）、軽負荷領域であるとき（Ｑ／Ｎｅ≦Ｘ１
）〈ステップ７０３）、スロットル弁１６が全開（ＬＬ
＝”］°′）のとき　くステップ７０４）　、下流側０
２センサ１５か活性化していないときくステップ７０５
）、等が閉ループ条件か不成立である。その他の場合か
閉ルー１条件成立である。閉ループ成立であればステッ
プ７０６に進み、閉ループ条件不成立であればステップ
７１５に進む。

ステップ７０６ては、１回転当りの吸入空気量Ｑ／Ｎｅ
にもとづきＲＯＭ１０４に格納された１次元マツプによ
り基本リッチスキップ量ＲＳＲＭを演算する。

次いて、ステップ７０８にて下流側０□センサ１５の出
力Ｖ２をＡ／Ｄ変換して組込み、ステップ７０９にてＶ
２が比較電圧Ｖ２□たとえば０．５５Ｖ以下か否かを判
別する。なお、比較電圧Ｖ　Ｒ２は触媒コンバータ１２
の上流、下流で生カスの影響による出力特性か異なるこ
とおよび劣化速度か異なること等を考慮して上流側０２
センサ１３の出力の比較電圧Ｖ□より高く設定されてい
るが、この設定は任意でもよい。つまり、空燃比かリッ
チかり−ンかを判別する。この結果、ステップ７０９に
てＶ２≦Ｖ　Ｒ２（リーン）であればステップ７１０に
進み、他方Ｖ２＞Ｖ、□（リッチ）であればステップ７
１１に進む。

ステップ７１０では、バックアップＲＡＭ１０６よりリ
ッチスキップ量Ｒ３Ｒの更新量ΔＲ３ｐ読出し、ΔＲＳ
←ΔＲＳ＋Ｘ２（一定値）とし、つまり、ΔＲ３を増大
させて空燃比をリッチ側に移行させ、他方、Ｖ　２　＞
　ＶＲ２＜リッチ）のときには、ステップ７１１にてバ
ックアップＲＡＭ１０６よりリッチスキップ量Ｒ８Ｒの
更新量ΔＲ３を読出し、ΔＲＳ←ΔＲ５−Ｘ２とし、つ
まり、ΔＲＳを減少させて空燃比をリーン側に移行させ
る。

ステップ７１２では、ステップ７０６にて演算された基
本リッチスキップ量ＲＳＲＭをその更新量ΔＲＳにて補
正することによりリッチスキップ量Ｒ３Ｒを求める。す
なわち、ＲＳＲ−Ｒ５ＲＭ十ΔＲ５とする。

ステップ７１３は、上述のごとく演算されたＲＳＲのガ
ード処理を行うものであり、たとえば最大値ＭＡＸ＝　
７．５％、最小値ＭＩＮ＝２．５％にてガードする。な
お、最小値ＭＩＮは過渡追従性がそこなわれないレベル
の値であり、また、最大値ＭＡＸは空燃比変動によりド
ライバビリティの悪化が発生しないレベルである。

ステップ７１４ては、リーンスキップ量ＲｓＬを、ＲＡ
Ｍ１０５−ＲＳＲにて演算する。つまり、ＲＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％である
。

そして、ステップ７１５にてこのルーチンは終了する。

第８図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
毎たとえば３６０℃Ａ毎に実行される。ステップ８０１
ではＲＡＭ１０５より吸入空気量データＱおよび回転速
度データＮｅを読出して基本噴射量ＴＡＵＰを演算する
。たとえばＴＡＵＰ←α・Ｑ／Ｎｅ（αは定数）とする
。ステップ８０２にて］＜ΔＭ１０５より冷却水温デー
タＴ　ＨＷを読出してＲＯＭ１０４に格納された１次元
マツプにより暖機増量値ＦＷＬを補間計算する。ステッ
プ８０３では、最終噴射ＪｉＴＡＵを、ＴＡＵ−ＴＡｔ
ｌＰ　−ＦＡＦ・（ＦＷＬ＋β）十γ　によりｌ寅算す
る。

なお、β、γは他の運転状態パラメータによって定まる
補正量である。次いで、ステップ８０４にて、噴射１Ｔ
ＡＵをダウンカウンタ１０８にセットすると共にフリッ
プフロップ１０９をセットして燃料噴射を開始させる。

そして、ステップ８０５にてこのルーチンは終了する。

なお、上述のごとく、噴射量ＴＡＵに相当する時間が経
過すると、ダウンカウンタ１０８のキャリアウド信号に
よってフリップフロップ１０９がリセットされて燃料噴
射は終了する。

なお、第１の空燃比フィードバック制御は４ｍｓ毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は５１２ｍ５毎
に行なわれるのは、空燃比フィードバック制御は応答性
の良い上流側ｏ２センサによる制御を主として行い、応
答性の悪い下流側０□センサによる制御を従にして行う
ためである。

また、上流側０２センサによる空燃比フィードバック制
御における他の制御定数、たとえば遅延時間、積分定数
、等を下流側０２センサの出力により補正するダブル０
２センサシステムにも、また、第２の空燃比補正係数を
導入するタプル０２センサシステムにも本発明を適用し
得る。また、スキップ量、遅延時間、積分定数のうぢの
２つを同時に制御することにより制御性を向上できる。

さらにスキップ量ＲＳＲ、ＲＳＬのうちの一方を固定し
他方のみを可変とすることも、遅延時間ＴＤＲ、ＴＤＬ
のうちの一方を固定し他方のみを可変とすることも、あ
るいはリッチ積分定数ＫＩＲ、リーン積分定数ＫＩＬの
一方を固定し他方を可変とすることも可能である。

また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用い
ることもできる。

さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。

さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したか、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（ＥＡＣＶ）に
より機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの
、エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバル
ブによりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン
系通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比
を制御するもの、機関の排気系に送り込まれる２次空気
量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合
には、ステップ８０１における基本噴射量ＴＡＵＰ相当
の基本燃料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、
すなわち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転
速度に応じて決定され、ステップ８０３にて最終燃料噴
射量ＴＡＵに相当する供給空気量が演算される。

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとして０２セ
ンサを用いたが、ＣＯセンサ、リーンミクスチャセンサ
等を用いることもできる。

さらに、上述の実施例はマイクロコンビイータすなわち
ディジタル回路によって構成されているが、アナログ回
路により構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、運転領域遷移時に
、早期に要求制御レベルに制御でき、この結果、エミッ
ションの悪化、ドライバビリティの悪化、燃費の悪化、
等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、第２図はシングル０２センサシステムおよびダブル０□
センサシステムを説明する排気エミッション特性図、第３図は本発明が解決しようとする課題を説明するタイ
ミング図、第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、第５図、第７図、第８図は第４図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、第６図は第５図のフロー
チャートを補足説明するためのタイミング図である。１・・・機関本体、　　　３・・・エアフローメータ、
４・・・ディストリビュータ、５．６・・・クランク角センサ、１０・・・制御回路、　　１２・・・触媒コンバータ、
１３・・・上流側ｏ２センサ、１５・・・下流側０２センサ、１７・・・アイドルスイッチ。ＮＯｘ第２図第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒（１２）
と、該三元触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記機関の
空燃比を検出する上流側空燃比センサ（１３）と、前記三元触媒の下流側の排気通路に設けられ、前記機関
の空燃比を検出する下流側空燃比センサ（１５）と、前記機関の所定運転状態に応じて基本空燃比フィードバ
ック制御定数を演算する基本制御定数演算手段と、前記下流側空燃比センサの出力に応じて空燃比フィード
バック制御定数の更新量を演算する更新量演算手段と、前記基本空燃比フィードバック制御定数を前記更新量に
より補正することにより空燃比フィードバック制御定数
を演算する制御定数演算手段と、前記上流側空燃比セン
サの出力と前記制御定数演算手段の空燃比フィードバッ
ク制御定数とに応じて空燃比補正量を演算する空燃比補
正量演算手段と、該空燃比補正量に応じて前記機関の空燃比を調整する空
燃比調整手段と、を具備する内燃機関の空燃比制御装置。