JPH0192548A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

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および下流側に空燃比
センサ（本明細書では、酸素濃度センサ（０２センサ）
）を設け、上流側の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御（シングル０２センサ
システム）では、酸素濃度を検出する。２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、０２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０２
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０２センサによる空燃比フィードバック制御を
行うダブル０２センサシステムが既に提案されている（
参照：特開昭５８−４８７５６号公報）。このダブル０
２センサシステムでは、触媒コンバータの下流側に設け
られたｏ２センサは、上流側０２センサに比較して、低
い応答速度を有するものの、次の理由により出力特性の
ばらつきが小さいという利点を有している。

（１）触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱
的影響が少ない。

（２）触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にト
ラップされているので下流側０２センサの被毒量は少な
い。

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

従って、上述のごとく、２つのｏ２センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（ダブル０２センサシス
テム）により、上流側ｏ２センサの出力特性のばらつき
を下流側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０２センサが安定な
出力特性を維持している限り、良好な排気エミッション
が保証される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のダブル０２センサシステムにおいては、第３図（
Ａ）に示すごとく、触媒が新品であって十分活性化して
いるときあるいは低吸入空気量域では、触媒の０２スト
レージ効果により、下流側０２センザの出力Ｖ２のリッ
チからリーンおよび。

リーンからリッチへの反転周期は長くなり、他方、触媒
が古くて十分活性化されなくなったりあるいは高吸入空
気量域では、下流側ｏ２センサの出力の反転周期は短か
くなる。従って、下流側０□センサによって決定される
上流側０２センサの空燃比フィードバック制御定数たと
えばリッチスキップ量Ｒ３Ｒは、第３図（Ｂ）に示すご
とく変化する。

この結果、０２ストレージ効果が大の場合には、リッチ
スキップ量Ｒ８Ｒは過大となって振幅が大きくなり、第
３図（Ｂ）の斜線で示す時間では、触媒入りガスの空燃
比Ａ／Ｆは第３図（Ｃ）に示すごとく、リッチとなり、
エミッションの悪化を招く。

なお、０２ストレージ効果が小の場合には、第３図（Ｂ
）に示すごとくリッチスキップ量Ｒ３Ｒは過大（過小）
とはならず、その振幅は小さく、従って、触媒入りガス
の空燃比Ａ／Ｆは安定する。ここで、下流側０２センサ
の反転周期が長い場合に合せて空燃比フィードバック制
御定数Ｒ３Ｒの更新速度を決定したとすると、反転周期
が短い条件下では、充分に空燃比補正が行われずエミッ
ションが悪化するという問題点がある。また反転周期が
短がい場合に合せて空燃比フィードバック制御定数Ｒ３
Ｒの更新速度を決定したとすると、反転周期が長い条件
下では、過度な空燃比補正が短時間でなされるためすぐ
に予め設定しであるガード値に到達してしまう。この結
果、空燃比の急激な変化への追随性が損われ、やはり、
エミッションが悪化するという問題点がある。

従って、本発明の目的は、下流側０２センサの出力の反
転周期が大きくなったときには空燃比フィードバック制
御定数の過補正゛を未然に防止して過渡追随性の低下、
エミッションの悪化等を防止することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題点を解決するための手段は第１図に示される
。すなわち、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒
ＣＣＲｏの上流側の排気通路には、機関の空燃比を検出
する上流側空燃比センサが設けられ、また、三元触媒Ｃ
Ｃ触の下流側の排気通路には、機関の空燃比を検出する
下流側空燃比センサが設けられている。平均空燃比推定
手段は上流側空燃比センサの出力Ｖ１により機関の平均
空燃比を推定する。この結果、下流側空燃比センサの出
力Ｖ２がリッチを示しているときに機関の平均空燃比が
第１の所定値よりリーン側となった場合に、または下流
側空燃比センサの出力■２がリーンを示しているときに
機関の平均空燃比が第２の所定値よりリッチ側となった
場合に、更新速度演算手段は制御定数更新速度ΔＲＳを
小とし、制御定数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たとえばス
キップ量ＲＳＲ、ＲＳＬを制御定数更新速度ΔＲ３で演
算する。この結果、空燃比補正量演算手段は空燃比フィ
ードバック制御定数ＲＳＲ、ＲＳＬおよび上流側空燃比
センサの出力Ｖ１に応じて空燃比補正量ＦＡＦを演算す
る。そして、空燃比調整手段はこの空燃比補正量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、下流側空燃比センサの出力のリッ
チ、リーン反転周期が大きくなって上流側空燃比センサ
の平均出力がリッチ側もしくはリーン側にずれると、空
燃比フィードバック制御定数の更新速度が小さくなる。

なお、空燃比フィードバック制御定数の変化が小さくな
ると、ダブル空燃比センサシステムの本来の目的である
上流側空燃比センサによる平均（中心）空燃比のずれの
補正機能が期待できなくなるが、０２ストレージ効果が
十分発揮されている場合には、若干の空燃比ずれによる
エミッションの悪化は極めて小さく事実上無視できる。

〔実施例〕

第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比補正量置の一実
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
に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この出
力信号は制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換
器１０１に供給されている。ディストリビュータ４には
、その軸がたとえばクランク角に換算して７２０°毎に
基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ
５および゛クランク角に換算して３０°毎に基準位置検
出用パルス信号を発生するクランク角センサ６か設けら
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ＣＰＵ１
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
燃料を吸気ボートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。

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

排気マニホールド１１より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有毒成分ＨＣ、Ｃｏ　、　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１３が設けられ、触媒
コンバータ１２の下流側の排気管１４には第２の０２セ
ンサ１５が設けられている。

ｏ２センサ１３　、１５は排気が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で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１
０１、入出力インターフェイス１０２　、　ＣＰＵ１０
３の外に、ＲＯＭ１０４　、　ＲＡＭ１０５、バ・ンク
アップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０７等が設け
られている。

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

また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、
フリップフロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料
噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、後述
のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると
、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセッ
トされると共にフリップフロップ１０９もセットされる
。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開
始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号（
図示せず）を計数して最後にそのキャリアウド端子が゛
１′ルベルとなったときに、フリップフロップ１０９が
セラトされて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停
止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射
弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量
の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる
。

なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１０
１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インターフェイス１０２
がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロ
ック発生回路１０７からの割込信号を受信した時、等で
ある。

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却水
温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ／Ｄ変換ル
ーチンによって取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格
納される。つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱおよ
びＴＨＷは所定時間毎に更新されている。また、回転速
度データＮｅはクランク角センサ６の３０°Ｃ＾毎の割
込みによって演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納
される。

第５図は上流側０２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）条件が成立しているか
否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時
、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワー増量
中、触媒過熱保護のための増量中（ＯＴＰ増量中）、上
流側０２センサ１３の出力信号が一度も反転していない
時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不成立で
あり、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ルー
プ条件が不成立のときには、ステップ５３１に進んで空
燃比補正係数ＦＡＦを１．０とする。なお、ＦＡＦを閉
ループ制御終了直前値としてもよい。

この場合には、ステップ５２８に直接進む。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■１
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０３にてＶ、が比
較電圧Ｖ　Ｒｌたとえば０．４５Ｖ以下か否かを判別す
る、つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する、つ
まり、空燃比がリーン（Ｖ＋≦Ｖ、、）であれば、ステ
ップ５０４にてデイレイカウンタＣＤＬＹが正か否かを
判別し、ＣＤＬＹ＞　Ｏであればステップ５０５にてＣ
ＤＬＹを０とし、ステップ５０６に進む。

ステップ５０６では、デイレイカウンタ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でガードする。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５０９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０２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　Ｒ１）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、ＣＤ
ＬＹ＜　Ｏであればステップ５１１にてＣＤＬＹを０と
し、ステップ５１２に進む。ステップ５１２ではデイレ
イカウンタＣＤＬＹを１加算し、ステップ５１３　、５
１４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に到達してときにはステップ５１５にて第１の
空燃比フラグＦ１を＋＋　１　＋＋（リッチ）とする。

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

ステップ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にてリーン時間カウンタＴＬを
カウントア・ンブし、ステ・ンブ５１９にてＦＡＦ　４
−ＦＡＦ　＋　ＲＳＲとスキップ的に増大させ、逆に、
リーンからリッチへの反転であれば、ステップ５２０に
てリッチ時間カウンタＴＲをカウントアツプし、ステッ
プ５２１にてＦＡＦ−ＦＡＩ−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。

なお、リーン時間カウンタＴＬおよびリッチ時間カウン
タＴＲは、それぞれ、下流側０□センサ１５の出力■２
の反転後の上流側０２センサ１３の出力Ｖ１のリーン出
力累積時間およびリッチ出力累積時間を計測するための
ものであって、後述の第７図のルーチンに用いられる。

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５２２〜５２６に進み、時
間カウンタの更新および積分処理を行う。

つまり、ステップ５２２にて、Ｆ１＝゛０″か否かを判
別し、Ｆｌ−”Ｏ°′（リーン）であればステップ５２
３にてリーン時間カウンタＴＬをカウントアツプし、ス
テップ５２４にてＦＡＦ　＋−ＦＡＦ＋ＫＩとし、他方
、Ｆ１＝”１”（リッチ）であればステップ５２５にて
リッチ時間カウンタＴＲをカウントアツプし、ステップ
５２６にてＦＡＦ４−ＦΔＦ＋ＫＩとする。ここで、積
分定数ＫＩはスキップ定数ＲＳＲ、ＲＳＬに比して十分
小さく設定してあり、つまり、ＫＩ＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）
である。

従って、ステップ５２４はリーン状態（Ｆ　１　＝　”
０　”）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ５２
６はリッチ状態（Ｆｌ−“１″）で燃料噴射量を徐々に
減少させる。

ステップ５１９　、５２１　、５２４　、５２６にて演
算された空燃比補正係数ＦＡＦはステップ５２７　、５
２８にて最小値たとえば０．８にてガードされ、また、
ステップ５２９　、５３０にて最大値たとえば１．２に
てガードされる。これにより、何らかの原因で空燃比補
正係数ＦＡＦが大きくなり過ぎ、もしくは小さくなり過
ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオーバリ
ッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。

上述のごとく演算されたＦＡＦをＲＡＭ１０５に格納し
て、ステップ５３２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。−４二流側ｏ２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
ＣＤＬＹ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、リーン状態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ＩＩ　ｔ
　３にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変化し
ても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ’はリーン遅延
時間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に時刻
ｔ、にてリーンに変化する。しがし空燃比信号Ａ／Ｆ′
が時刻ｔｓ　、　ｔ６．　ｔ、のごとくリッチ遅延時間
ＴＤＲの短い期間で反転すると、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹが最大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結
果、時刻ｔ８にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ　’が
反転される。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ’
は遅延処理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。

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

次に、下流側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、　Ｍ分定数Ｋ
ＩＲ、ＫｒＬ、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ＶＲＩ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Ｒ３Ｌを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量Ｒ３Ｌ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，ＳＲ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
キップ量ＲＳＲおよびリーンスキップ量Ｒ８Ｌを補正す
ることにより空燃比が制御できる。

また、リッチ積分定数ＫＩＲを大きくすると、制御空燃
比をリッチ側に移行でき、また、リーン積分定数ＫＩＬ
を小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行でき、他方
、リーン積分定数ＫＩＬを大きくすると、制御空燃比を
リーン側に移行でき、また、リッチ積分定数ＫＩＲを小
さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。従って
、下流側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ＴＤＲ＞リーン
遅延時間（−ＴＤＬ）と設定すれば、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）＞
リッチ遅延時間（ＴＤＲ）と設定すれば、制御空燃比は
リーン側に移行できる。

つまり、下流側０２センサ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ＶＲＩ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ＶＲＩ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０□センサ１５の出力に応じて比較電圧ＶＲ＋
を補正することにより空燃比が制御できる。

これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比較電圧を下
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。たとえば、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。

第７図、第８図を参照して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１５の出力Ｖ２にもとづいて
スキップ量ＲＳＲ、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が所定値（たとえば７０℃）以下のとき（ステッ
プ７０２）　、スロットル弁１６が全閉（ＬＬ＝”１”
）のとき　（ステップ７０３）、下流側０２センサ１５
の出力Ｖ２が一度も基準電圧を横切っていないとき　（
すなわち、下流側０２センサ１５が活性化していないと
き）（ステップ７０４）、軽負荷のとき（Ｑ　／　Ｎ　
ｅ＜　Ｘ　＋　）　（ステップ７０５）、等が閉ループ
条件が不成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立
である。閉ループ条件でなければ直接ステップ７２３へ
進む。

閉ループであれば、ステップ７０６に進み、下流側０２
センサ１５の出力Ｖ２をＡ／Ｄ変換して取込む。次いで
、ステップ７０７にて■２が比較電圧Ｖ、たとえば０．
５５Ｖ以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチ
かリーンかを判別する。なお、比較電圧ＶＲ２は触媒コ
ンバータ１２の上流、下流で生ガスの影響による出力特
性が異なることおよび劣化速度が異なること等を考慮し
て上流側０２センサ１３の出力の比較電圧■ＲＩより高
く設定されているが、この設定は任意でもよい。

ステップ７０７にてＶ２≦ＶＲ２（リーン）であればス
テップ７０８に進み、第２の空燃比フラグＦ２を“′０
“′とし、逆に、Ｖ２　＞ＶＲ２（リッチ）であればス
テップ７０９に進み、第２の空燃比フラグＦ２をパ１”
とする。

ステップ７１０では、第２の空燃比フラグＦ２が反転し
たか否か、すなわち、下流側０２センサ１５の出力Ｖ２
が反転したか否かを判別する。この結果、第２の空燃比
フラグＦ２が反転した場合のみ、ステップ７１１に進み
、リーン時間カウンタＴＬおよびリッチ時間カウンタＴ
Ｒを初期化する。

ステップ７１２では、 Ｃ＋−ＴＲ／ＴＬ を演算する。すなわち、Ｃは下流側０２センサ１５の出
力Ｖ２の反転後の上流側０２センサ１３のリッチ出力累
積時間とリーン出力累積時間との比を示す。次いで、ス
テップ７１３にて下流側０２センサ１５の出力ｖ２がリ
ーン出力（Ｆ　２−”Ｏ”）か否かを判別し、この結果
、リーン出力（Ｆ２−′“０″）であれば、ステップ７
１４にて比Ｃが所定値たとえば０．５よりリッチ側か否
かを判別し、他方、リッチ出力（Ｆ２−”１’″）であ
れば°ステップ７１５にて比Ｃが所定値０．５よりリー
ン側か否かを判別する。

この結果、第８図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、下流側
０２センサ１５の出力Ｖ２がリーン出力であって上流側
０２センサ１３のリッチ出力累積時間ＴＲとリーン出力
累積時間ＴＬとの比Ｃが所定値０．５よりリッチ側（Ｃ
＞　０．５）になった場合（時刻ｔ１に相当）、または
、下流側０２センサ１５の出力Ｖ２がリッチ出力であっ
て上流ｍＪＯ２センサ１３のリッチ出力累積時間ＴＲと
リーン出力累積時間ＴＬとの比Ｃが所定値０．５よりリ
ーン側（Ｃ＜　０．５）になった場合（時刻ｔ２に相当
）には、ステップ７１７に進み、制御定数更新速度ΔＲ
３をΔＲ３２とする。他の場合にはステップ７１６にて
制御定数更新速度ΔＲ３をΔＲ３Ｉとする。ここで、 ΔＲ３Ｉ＞ΔＲＳ２ の関係がある。なお、ΔＲ３２はＯとしてもよい。

この場合には、第８図（Ｃ）に示すごとく、後述のリッ
チスキップ量Ｒ３Ｒ、リーンスキップ量Ｒ３Ｌはホール
ドされる。また、ステップ７１４　、７１．５における
所定値を異ならせてもよい。

ステップ７１８では、再び第２の空燃比フラグＦ２が０
″か否かが判別され、この結果、Ｆ２＝“０″（リーン
）であればステップ７１９　、７２０に進み、他方、Ｆ
２＝”１”（リッチ）であればステップ７２１゜７２２
に進む。ステップ７１９では、ＲＳＲ＋−ＲＳＲ＋ΔＲ
Ｓとし、つまり、リッチスキップ量Ｒ３Ｒを増大させて
空燃比をリッチ側に移行させると共に、ステップ７２０
にてＲＳＬ　＋−ＲＳＬ＋ΔＲＳとし、つまり、リーン
スキップ量Ｒ３Ｌを減少させて空燃比をリッチ側にさら
に移行させる。他方、ステップ７１８にてＦ２−’“１
″（リッチ）のときには、ステップ７２１にてＲＳＲ＋
−Ｒ５Ｒ−ΔＲＳとし、つまり、リッチスキップ量Ｒ３
Ｒを減少させて空燃比をリーン側に移行させると共に、
ステップ７２２にてＲＳＬ　４−ＲＳＬ−ΔＲＳとし、
つまり、リーンスキップ量Ｒ５Ｌを増大させて空燃比を
リーン側にさらに移行させる。

ステップ７２３は、上述のごとく演算されたＲＳＲ。

ＲＳＬのガード処理を行うものであり、たとえば最（２
６〉 天領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
ルの値である。

そして、第７図のルーチンはステップ７２４にて終了す
る。

第９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°Ｃ＾毎に実行される。ステップ９０
１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Ｒ＾υＰを演算す
る。たとえばＴ＾υＰ←α・Ｑ／Ｎｅ（αは定数）とす
る。ステップ９０２にてＲＡＭ１０５より冷却水温デー
タＴＨＷを読出してＲＯＭ１０４に格納された１次元マ
ツプにより暖機増量値ＦＷＬを補間計算する。ステップ
９０３では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ−ＴＡＵＰ　
、　ＦＡＦ・（ＦＷＬ＋β）＋γにより演算する。

なお、β、γは他の運転状態パラメータによって定まる
補正量である。次いで、ステップ９０４にて、噴射量Ｔ
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１００５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。

また、第１の空燃比フィードバック制御は４ｍｓ毎に、
また、第２の空燃比フィードバック制御は５１２ｍ５毎
に行われるのは、空燃比フィードバック制御は応答性の
良い上流側０２センサによる制御を主として行い、応答
性の悪い下流側０２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
、比較電圧等を下流側０２センサの出力により補正する
ダブル０２センサシステムにも、また、第２の空燃比補
正係数を導入するダブル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、積分定数のうちの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のうちの一定を固定し他方の
みを可変とすることも、遅延滞時間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が、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（ＥＡＣＶ）に
より機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの
、エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバル
ブによりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン
系通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比
を制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気
量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合
には、ステップ９０１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９０３にて最終燃料噴
射量ＴＡＵに相当する供給空気量が演算される。

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてｏ２セ
ンサを用いたが、ＣＯセンサ、リーンミクスチャセンサ
等を用いることもできる。

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

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、触媒の０２ストレ
ージ効果等により下流側空燃比センサのリーンからリッ
チへもしくはリッチからリーンへの出力特性が遅い場合
にあっても、制御定数等のリッチ過補正もしくはリーン
過補正を防止でき、排気エミッションの低減、燃費の向
上、ドライバビリティの悪化の防止等に役立つものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の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０２
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問題点を説明するタ
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９図は第３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）・を補足説明するためのタイミング図、 第８図は第７図のフローチャー１〜を補足説明するタイ
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０２センサ、 １５・・・下流側０゜センサ、 １７・・・アイドルスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気通路に設けられ、Ｏ＿２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と、 前記上流側空燃比センサの出力により前記機関の平均空
   燃比を推定する平均空燃比推定手段と、前記下流側空燃
   比センサの出力がリッチを示しているときに前記機関の
   平均空燃比が第１の所定値よりリーン側となった場合に
   、または前記下流側空燃比センサの出力がリーンを示し
   ているときに前記機関の平均空燃比が第２の所定値より
   リッチ側となった場合に、制御定数更新速度を小にする
   更新速度演算手段と、 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
   バック制御定数を前記制御定数更新速度で演算する制御
   定数演算手段と、 前記空燃比フィードバック制御定数および前記上流側空
   燃比センサの出力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、 前記空燃比補正量に応じて前記機関の空燃比を調整する
   空燃比調整手段と、 を具備する内燃機関の空燃比制御装置。 ２、前記平均空燃比推定手段は、前記下流側空燃比セン
   サの出力の反転後の前記上流側空燃比センサのリッチ出
   力累積時間とリーン出力累積時間との比に応じて前記機
   関の平均空燃比を推定する特許請求の範囲第１項に記載
   の内燃機関の空燃比制御装置。 ３、前記更新速度演算手段は前記下流側空燃比センサの
   出力がリッチを示しているときに前記機関の平均空燃比
   が前記第１の所定値よりリーン側となった場合に、また
   は前記下流側空燃比センサの出力がリーンを示している
   ときに前記機関の平均空燃比が前記第２の所定値よりリ
   ッチ側となった場合に、前記制御定数更新速度を０とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の空燃比制御
   装置。 ４、前記第１の所定値と前記第２所定値とが同一である
   特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の空燃比制御装
   置。