JPS61192827A

JPS61192827A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPS61192827A
Application number: JP3286285A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Nakajo; 中條　芳樹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1986-08-27

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（Ｏｔ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０□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〕

一般に、機関の吸入空気量（もしくは吸入空気圧）およ
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の濃度を
検出する。２センサの検出信号にもとづいて演算された
空燃比補正係数ＰＡＰに応じて前記基本噴射量を補正し
、この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃料
量を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空燃
比を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィー
ドバック制御により空燃比を理論空燃比近傍の非常に狭
い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三元触
媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるＣｏ、
ＩＣ，ＮＯｘの３つの有害成分を同時に浄化する触媒コ
ンバータの浄化能力を高く保持できる。

上述の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０□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。０□センサ
の出力特性のばらつきの原因を列挙すると、次の通りで
ある。

（１）Ｏｘセンサ自体の個体差、（２）燃料噴射弁および排気ガス再循環弁等の部品の機
関への組付は位置の公差によるＯ！センサの個所におけ
る排気ガスの混合の不均一、（３）０１センサの出力特
性の経時あるいは経年的な変化、（４）燃料噴射弁、排気ガス再循環流量、タペットクリ
アランス等の機関状態の経時的あるいは経年的な変化に
よる排気ガスの混合の不均一性の変化および拡大。

かかる０：センサの出力特性のばらつきを補償するため
に、触媒コンバータの下流側に第２の０□センサを設け
、これにより、触媒コンバータ上流側の０□センサによ
る空燃比フィードバック制御に加え、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０！セン
サシステムは既に提案されている。

触媒コンバータの下流側に設けられた０よセンサは、上
流側のＯｔ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０２センサの各出力にも
とづく空燃比フィードバック制御により基本噴射量を補
正する空燃比フィードバック制御（ダブル０！センサシ
ステム）により上流側０□センサの出力特性のばらつき
を下流側０．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０．センサシステムでは、０□
センサの出力特性が悪化した場合には、排気エミッシッ
ン特性に直接影響するのに対し、ダブル０□センサシス
テムでは、上流側０．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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、０．センサは温度によって活性状態、不
活性状態となり、たとえば３５０〜４００℃以下の低温
時には、０．センサは、酸素濃度に関係なく、低レベル
の電圧を発生する。特に、下流側０２センサは上流側０
２センサに比べて低温側に位置しているので、活性化に
時間を要する。従って、暖機前に下流側０２センサが不
活性状態にあるときには、下流側Ｏ！センサの雰囲気が
リッチであっても、リーンと判別されることがあり、こ
の結果、下流側０２センサによる空燃比フィードバック
制御が行われ、従って、実際の空燃比がリッチになると
いう問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、下流側ｏ２センサの不活性状態による
空燃比のリッチ化を防止したダブル０□センサシステム
を提供することにあり、その手段は第１図に示される。

第１図において、排気ガス中の特定成分濃度を検出する
第１．第２の空燃比センサたとえば０□センサは機関の
排気系に設けられた排気ガス浄化のための触媒コンバー
タの上流、下流に、それぞれ、設けられている。

また、空燃比センサ活性／不活性判別手段は第２の０□
センサが活性状態か不活性状態かを判別し、条件判別手
段は機関の所定運転状態パラメータが所定条件を満足し
ているか否か、たとえば車速ＳＰＤが４０〜５０ｋｍ／
ｈの範囲か否かを判別する。この結果、第２の空燃比セ
ンサが活性状態且つ所定運転状態パラメータが所定条件
を満足しているときに、平均値更新手段は第２の空燃比
センサの出力に応じた値を演算してその平均値を更新す
る。記憶手段はこの更新された平均値を半永久的に記憶
する。そして、空燃比調整手段は第１の空燃比センサの
出力および記憶手段に記憶された平均値に応じて機関の
空燃比を調整するものである。

〔作　用〕

上述の手段によれば、完全暖機前にあって、下流側空燃
比センサが不活性状態にあるときには、前回運転時の完
全暖機後にあって下流側空燃比センサが活性状態にある
ときの下流側空燃比センサの出力による空燃比補正量相
当の値を平均化した値を用いて空燃比フィードバック制
御を行っている。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第３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臓して吸入空気量
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臓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の入出力インタフェース１０２に供給され
、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ　１０
３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ｌ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ＴＨＷ
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つの有害成分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ｏ２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。０．センサ１３．１５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は空燃比が理論空塔
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。

１６は車速センサであって、リードスイッチ１６ａおよ
び永久磁石１６ｂによって構成されている。すなわち、
永久磁石１６ｂがスピードメータケーブルによって回転
されると、リードスイッチ１６ａがオン、オフ動作を行
い、この結果、車速に比例した周波数のパルス信号が制
御回路１０の車速形成回路１１１に送られる。車速形成
回路１１１はパルス信号の周波数に反比例したディジタ
ル値すなわち車速に反比例したディジタル値の信号発生
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１ｏ１、入出力インターフェイ
ス１０２、車速形成回路１１１の外に、ＣＰＵ　１０３
　、ＲＯＭ　１０４　、ＲＡＭ　１０５　、バンクアッ
プＲＡＭ　１０６　、クロック発生回路１０７等が設け
られている。なお、バックアップＲＡＭ　１０６はバッ
テリ（図示せず）に直結されており、従って、イグニッ
ションスイッチ（図示せず）がオフとなっても、バック
アップＲＡＭ　１０６の記憶内容は消滅しない。

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１
０８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″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を付勢され、従って、燃料噴
射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体ｌの燃焼室に送
り込まれることになる。

なお、ｃｐｕ　ｉｏａの割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１
０１のＡ／Ｄ変換終了時１．入出力インターフェイス１
０２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１０６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ＴＨ−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ＲＡＭ　１０５の所定領域に
格納される。つまり、ＲＡＭ　１０５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″ＣＡ毎
の割込みによって演算されてＲＡＭ　１０５の所定領域
に格納される。

第３図の制御回路の動作を第４図〜第７図のフローチャ
ートを参照して説明する。

第４図は０２センサ活性／不活性判別ルーチンであって
、たとえばメインルーチンのアイドルループの一部、あ
るいは所定クランク角毎のルーチンとして実行される。

なお、第１．第２のＯｔセンサ活性フラグＦｌ、Ｆ２は
メインルーチンのイニシャルルーチンにてクリアされて
いるものとする。

ステップ４０１では、第１のＯＸセンサ活性フラグＦ１
が“１″か否かを判別する。Ｆ１＝１０″であれば、ス
テップ４０２にて上流側０．センサ１３の出力電圧ｖ１
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０３にて０．セン
サが活性化されるモニタ電圧たとえば０．４ｖと比較す
る。■、≧０．４Ｖであれば、上流側Ｏ！センサ１３が
活性状態になったとみなしてステップ４０４にて第１の
０２センサ活性フラグＦ１を１”とする。他方、Ｖ、＜
０．４ｖであれば、上流側０３センサ１３は不活性状態
とみなしてステップ４０５に進む。つまり、第１のＯｚ
センサ活性フラグＦ１を“０”に保持する。このように
して、ステップ４０１〜４０４では、一度でもｖＩ≧０
．４ｖとなると、その後第１のＯＸセンサ活性フラグＦ
１は“１″に保持され、上流側０８センサ１３は活性状
態とみなされることになる。

同様に、ステップ４０５では、第２の０２センサ活性フ
ラグＦ２が“１”か否かを判別する。Ｆ２−Ｏ”であれ
ば、ステップ４０６にて下流側Ｏｚセンサ１５の出力電
圧Ｖ、をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０７にて０
２センサが活性化されるモニタ電圧たとえば０．４ｖと
比較する。ｖ２≧０．４ｖであれば、下流側０□センサ
１５が活性状態になったとみなしてステップ４０８にて
第２の０□センサ活性フラグＦ２を“１”とする。他方
、Ｖ、＜９．４Ｖであれば、下流側０．センサ１５は不
活性状態とみなしてステップ４０９に進む。つまり、第
２の０２センサ活性フラグＦ２を“０”に保持する。こ
のようにして、ステップ４０５〜４０８では、一度でも
ｖ２≧０．４ｖとなると、その後第２の０２センサ活性
フラグＦ２は“１”に保持され、下流側０１センサ１５
は活性状態とみなされることになる。

そして、ステップ４０９にて第４図のルーチン終了する
。

なお、ステップ４０３．４０７における不等号は０２セ
ンサとＡ／Ｄ変換器１０１との間に設けられた波形整形
回路（図示せず）のタイプに依存する。たとえば、ｏ２
センサが不活性のときに波形整形回路がローレベルの信
号を送出する場合には図示のごとくであるが、逆に、ハ
イレベルの信号を送出する場合には、逆となる。

第５図は上流側０□センサ１３の出力にもとづいて第１
の空燃比補正係数ＦＡＰＩを演算する第１の空燃比フィ
ー゛ドバフク制御ルーチンであって、所定時間たとえば
５０ａｓ毎に実行される。

ステップ５０１では、第１の０□センサ活性フラグＦ１
によりｏ２センサ１３が活性状態か否かを判別する。Ｆ
１＝“０”であれば、０□センサ１３は不活性状態であ
るので、ステップ５１７にてＦＡＦＩ　＝　１．０とす
る。Ｆ１＝“１′″であれば０□センサ１３は活性状態
であるので、ステップ５０２に進む。ステップ５０２で
は、空燃比の閉ループ（フィードバラ・り）条件が成立
しているか否かを判別する。機関始動中、始動後の燃料
増量動作中、暖機増量動作中、パワー増量動作中、リー
ン制御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
成立していないときはステップ５１７に進んでＦＡＦＩ
　＝　１．０とする。閉ループ条件成立の場合は、ステ
ップ５０３へ進み、空燃比フィードバック補正を行う。

ステップ５０３では、Ｏｔセンサ１３の出力電圧Ｖ、を
Ａ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０４にてｖｌが比較
電圧ｖ、ＩＩたとえばＯ０杢５ｖ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否かを判別する。

リーン（Ｖ、≦■□）のときには、ステップ５０５にて
最初のリーンか否かを判別し、つまり、リッチからリー
ンへの変化点か否かを判別する。この結果、最初のリー
ンであればステップ５０６にてＦＡＦＩ。←ＦＡＦＩと
する。このステップ５０５．５０６は空燃比がリッチか
らリーンに切換った際に積分処理中に用いるＦＡＦＩ。

の値をその直前の第１の空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＰＩに一致させるためのものである。

ステップ５０７では、ＦＡＦＩ。を一定値ａだけ増大さ
せる。すなわち、リーン信号が出力されている場合は、
燃料噴射量を徐々に増大させるべく積分処理を行うもの
である。このルーチンが繰返して実行されることにより
ＦＡＦＩ。はａずつ増大せしめられる。ステップ５０８
では第１の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＰＩがＦ
ＡＦＩ。からあらかじめ定めた値Ａだけスキップ的に増
量した値に設定される。

なお、スキップ量Ａはａより十分大きく設定される。す
なわち、Ａ　）　ａである。

ステップ５０８にて最終的に求められた第１の空燃比補
正係数ＦＡＰＩはステップ５０９．５１０にて最大値１
．２にガードされる。

ステップ５０４にて、リッチ（Ｖ＋　＞Ｖｉ＋）と判別
されたときには、ステップ５１１にて最初のリッチか否
かを判別し、つまり、リーンからリッチへの変化点か否
かを判別する。この結果、最初のリッチであればステッ
プ５１２にてＦＡＦＩ。←ＦＡＦＩとする。このステッ
プ５１１．５１２は空燃比がリーンからリッチに切換っ
た際に積分処理中に用いるＦＡＦＩ。

ステップ５１３では、ＦＡＦＩ。を一定値ａだけ減少さ
せる。すなわち、リッチ信号が出力されている場合は、
燃料噴射量を徐々に減少させるべく積分処理を行うもの
である。このルーチンが繰返して実行されることにより
ＦＡＦＩ。はａずつ減少せしめられる。ステップ５１４
では第１の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＰＩがＰ
ＡＦＩ。からあらかじめ定めた値Ａだけスキップ的に減
量した値に設定される。

ステップ５１４にて最終的に求められた第１の空燃比補
正係数ＰＡＰＩはステップ５１５．５１６にて最小値０
．８にガードされる。

ステップ５１８にてＰＡＦＩをＲＡＭ　１０５に格納し
て、ステップ５１９にてこのルーチンは終了する。

なお、ステップ５０９．５１０．５１５．５１６でのガ
ードは、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＰＩ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パリフチ、オーバリーン
になるのを防ぐためのものである。

このように、０！センサ１３が活性状態であって、閉ル
ープ条件が成立したときに、第１の空燃比補正係数ＦＡ
ＰＩの積分、スキップ制御が行われ、０□センサ１３が
不活性状態もしくは閉ループ条件が成立しないときには
、第１の空燃比補正係数ＦＡＰＩを１．０とするオープ
ンループ制御が行われる。

第６図は下流側０．センサ１５の出力にもとづいて第２
の空燃比補正係数ＦＡＦ２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１
ｓ毎に実行される。

ステップ６０１では、第２の０２センサフラグＦ２によ
り０．センサ１５が活性状態か否かを判別スる。Ｆ２＝
“θ″であれば、ｏ２センサ１５は不活性状態であるの
で、ステップ６２０に直接進む。Ｆ２＝“ｌ”であれば
０２センサ１５は活性状態であるので、ステップ６０２
に進む。ステップ６０２では第５図のステップ５０２と
同様に、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。閉ループ条件が成立して
いないときはステップ６２０に進み閉ループ条件成立の
場合は、ステップ６０３へ進む。

ステップ６０３では、車速５ｐｒＪを取込んで、４０ｋ
ｔｓ／　ｈ　５ＳＰＤ≦５０ｋｍ＋／ｈか否かを判別し
、この結果、４０ｋｇｇ／ｈ≦ｓｐｏ≦５０ｋｍ／ｈの
ときにステップ６０４に進み、他の場合にはステップ６
２０に直接進む、なお、ステップ６０３での条件値４０
゜５０ｋｓ／ｈは他の値にもなし得、また、車速の代り
に他の運転状態パラメータたとえば回転速度Ｎｅおよび
／あるいは吸入空気量Ｑ（もしくは吸入空気圧）にもな
し得る。

ステップ６０５では、０．センサ１５の出力電圧ｖｔを
Ａ／Ｄ変換して取込み、ステップ６０６にてＶ、が比較
電圧Ｖ□たとえば０．　ｒ　５　Ｖ以下か否かを判別す
る、つまり、空燃比がリッチかリーンが否かを判別する
。リーン（Ｖｔ≦Ｖ　ｍｚ）のときには、ステップ６０
６にて最初のリーンか否がを判別し、つまり、リッチか
らリーンへの変化点か否かを判別する。この結果、最初
のリーンであればステップ６０７にてＦＡＦ２゜−ＦＡ
Ｆ２とする。

なお、ステップ６０５での比較電圧ｖ０は、触媒コンバ
ータ１２の上下流でＯｚセンサ特性が異なるために、第
５図のステップ５０４での比較電圧Ｖｌｌ＋より高く設
定される。

ステップ６０８では、ＦＡＦ２゜を一定値すだけ増大さ
せる。すなわち、リーン信号が出力されている場合は、
燃料噴射量を徐々に増大させるべく積分処理を行なうも
のである。ステップ６０９では第２の空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦ２がＦＡＦ２゜がらあらかじめ定め
た値Ｂだけスキップ的に増量した値に設定される。なお
、スキップＢはｂより十分大きく設定される。すなわち
、Ｂ＞＞ｂである。

ステップ６０９にて最終的に求められた第２の空燃比補
正係数ＦＡＦ２はステップ６１０．６１１にて最大値１
．２にガードされる。

ステップ６０５にて、リッチ（Ｖ　ｚ　＞　Ｖ　Ｈｚ）
と判別されたときには、ステップ６１２にて最初のリッ
チか否かを判別し、つまり、リーンがらリッチへの変化
点か否かを判別する。この結果、最初のリッチであれば
ステップ６１３にてＦＡＦ２゜←ＦＡＦ２とする。

ステップ６１４では、ＦＡＰ２゜を一定値すだけ減少さ
せる。すなわち、リッチ信号が出力されている場合は、
燃料噴射量を徐々に減少させるべく積分処理を行なうも
のである。ステップ６１５では第２の空燃比フィードバ
ック補正係数ＦＡＦ２がＦＡＦ２゜がら・あらかじめ定
めた値Ｂだけスキップ的に減量した値に設定される。

ステップ６１５にて最終的に求められた第２空燃比補正
係数ＦＡＦ２はステップ６１６．６１７にて最小値０．
８にガードされる。

なお、ステップ６１０．６１１．６１６．６１７でのガ
ードは、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦ２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
になるのを防ぐためのものである。

ステップ６１８では、第２の空燃比補正係数ＦＡＦ２の
平均値■■を、にて演算する。なお、この場合に、平均値として小記憶
容量で行え安定であるという利点を有するなまし値を用
いているが、精度を高めるために最新の所定数の第２の
空燃比補正係数ＦＡＦ２の単純加算平均値を用いてもよ
い。次いで、ステップ６１９にて、平均値■阿をバック
アップＲＡＭ　１０６に格納し、ステップ６２０にてこ
のルーチンは終了する。

このように、０２センサ１５が活性状態、閉ループ条件
が成立し、さらに所定条件（４０ｋｍ／ｈ≦ｓｐｏ≦５
０ｋｓ＋／ｈ）が満足されたときに、第２の空燃比補正
係数ＦＡＦ２の積分、スキップ制御が行われ、さらにそ
の平均値■■の演算が行われる。

０□センサ１５が不活性状態、閉ループ条件が成立しな
い、もしくは所定条件が満足されないときには、第２の
空燃比補正係数ＦＡＦ２、その平均値Ｗを変更せずその
まま保持するというオープンループ制御が行われること
になる。

第７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”ＣＡ毎に実行される。

ステップ７０１では、ＲＡＭ　１０５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
↑ＡＵＰを演算する。たとえばＴＡＵＩ’−ＫＱ／Ｎｅ
　（Ｋは定数）とする。ステップ７０２にてＲＡＭ　１
０５より冷却水温データＴＩＩＷを読出してＲＯＭ　１
０４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。この暖機増量値ＰＷＬは、図示のごと
く、現在の冷却水温ＴＩ−が上昇するに従って小さくな
るように設定されている。

ステップ７０３では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ←Ｔ
ＡＵＰ　−ＦＡＦＩ　−！・　（１＋ＰＷＬ＋α）＋β
により演算する。なお、α、βは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量であり、たとえば図示しないス
ロットル位置センサからの信号あるいは吸気温センサか
らの信号バッテリ電圧等により決められる補正量であり
これらもＲＡＭ　１０５に格納されている。

次いで、ステップ７０４にて、噴射量ＴＡＵをダウンカ
ウンタ１０８にセントすると共にフリップフロップ１０
９をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ステッ
プ７０５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のキャリアウドによっ
てフリップフロップ１０９がリセツトされて燃料噴射は
終了する。

第８図は第５図、第６図のフローチャートによって得ら
れる第１．第２の空燃比補正係数ＦＡＰＩ　。

ＦＡＦ２を説明するためのタイミング図である。上流側
Ｏｔセンサ１３の出力電圧ｖ１が第８図（Ａ＞に示すご
とく変化すると、第５図のステップ５０４での比較結果
は第８図（Ｂ）のごとくなる。この結果、第８図（Ｃ）
に示すように、リッチとり−ンとの切換え時点でＦＡＦ
ＩはＡだけスキップする。

他方、上流側ＯＸセンサ１５の出力電圧ｖ２が第８図（
Ｄ）に示すごとく変化すると、第６図のステップ６０５
での比較結果は第８図（Ｅ）のごとくなる、この結果、
第８図（Ｆ）に示すように、リッチとり−ンとの切換え
時点でＦＡＦ２はＢだけスキップする。従って、平均値
ＴｉＴＺは一点鎖線で示すごとく変化する。この平均値
■■はバックアラツブＲＡＭ　１０６に格納されている
ので、消滅することはない。

なお、第１の空燃比補正係数ＦＡＰＩの積分定数ａは第
２の空燃比補正係数ＦＡＦ２の積分定数すに比較して大
きく設定してあり、たとえば、ａ：ｂｗｔｏｏｏ：ｔに
設定しである。つまり、空燃比フィードバック制御は応
答性の良い上流側０□センサ１３による制御を主にして
行い、応答性の悪い下流側０２センサ１５による制御を
従にして行うものである。

また、上述の実施例では、２つの空燃比補正係数ＦＡＰ
１．　ＦＡＦ２を導入して、それぞれを上流側０！セン
サ、下流側０２センサの各出力に応じて演算しているが
、１つの空燃比補正係数を上流側０２センサおよび下流
側０２センサの両出力に応じて演算しても同様である。

さらに、上流側０２センサによる空燃比フィードバック
制御における制御定数、たとえば比例制御定数、積分制
御定数、スキップ制御定数、上流側０□センサの比較電
圧（参照：特開昭５５−３７５６２号公報）、遅延時間
（参照：特開昭５５−３７５６２号公報、特開昭５８−
７２６４７号公報）等を下流側０□センサの出力により
補正するダブル０□センサシステムにも、本発明を適用
し得る。

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
の燃料供給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
ブによりキャリ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２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２等に本発明を適用し得る。この場
合には、ステップ７０１における基本噴射量ＴＡＵＰ相
当の基本燃料供給量キャプ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７０３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Ｏｆ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〕

第９図は本発明の詳細な説明するタイミング図である。

第９図においては、時刻ｔ０のコールドスタート後の２
つの０□センサ１３．１５の出力電圧Ｖ、、Ｖｔを示し
である。上流側のＯｔセンサ１３は比較的早く活性状態
に入り、下流側の０２センサ１５は比較的遅く活性状態
に入る。つまり、時刻ｔ１にて第１のオープンループ制
御から上流側０２センサ１３による第１の空燃比フィー
ドバック制御に切換るのに対し、時刻ｔ２にて第２のオ
ープンループ制御から下流側ｏ２センサ１５による第２
の空燃比フィードバック制御に切換る。

つまり、時間ｔ１〜ｔ２では、上流側Ｏｔセンサ１３に
よる第１の空燃比フィードバック制御のみが行われるが
、第２のオープンループ制御は前回運転時に得られた第
２の空燃比補正係数ＰＡＦ２の平均値■■を用いて行わ
れる。この結果、下流側ＯＸセンサ１５の低出力電圧に
よる空燃比のリッチ化が防止できる。

【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０□センサシステムおよびダブル０
２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４図〜第７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８図は
空燃比補正係数ＦＡＰＩ、　ＦＡＦ２の変化を説明する
タイミング図、第９図は本発明の詳細な説明するタイミ
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（第１の）０！センサ、１５：下流側（第２の）０□センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のため
の触媒コンバータの上流、下流に、それぞれ、設けられ
た排気ガス中の特定成分濃度を検出する第１、第２の空
燃比センサと、前記第２の空燃比センサが活性状態か不
活性状態かを判別する空燃比センサ活性／不活性判別手
段と、前記機関の所定運転状態パラメータが所定条件を
満足しているか否かを判別する条件判別手段と、前記第
２の空燃比センサが活性状態且つ前記所定運転状態パラ
メータが前記所定条件を満足しているときに前記第２の
空燃比センサの出力に応じた値を演算してその平均値を
更新する平均値更新手段と、該更新された平均値を半永
久的に記憶する記憶手段と、前記第１の空燃比センサの
出力および前記記憶手段に記憶されている平均値に応じ
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、前記平均値更新手段が前記第２の空燃比センサの出
力に応じて演算された値のなまし値を前記平均値として
演算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、前記平均値更新手段が、所定期間、前記第２の空燃
比センサの出力に応じて演算された値の単純平均値を前
記平均値として演算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、前記所定運転状態パラメータが車速であり、前記条
件判別手段が車速が４０〜５０ｋｍ／ｈの範囲にあるか
否かを判別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。