JPS61234241A - 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、下流側０２センサの出力により上流側０２セ
ンサによる空燃比フィードバック制御におけるスキップ
を補正する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０２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ＦＡＦ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
、ＨＣ，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箇所、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、０□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。０２センサ
の出力特性のばらつきの原因を列挙すると、次のとおり
である。

（１）　　ｏ、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ｏ２センサの箇所におけ
る排気ガスの混合の不均一、（３）　　０２センサの出
力特性の経時あるいは経年的な変化。

また、０２センサ以外では、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９．および製造ばらつきによる排気
ガスの混合の不均一性が変化および拡大することがある
。

かかる０２センサの出力特性のばらつきおよび部品のば
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、この第
２の０□センサの出力により触媒コンバータ上流の第１
の０２センサによる空燃比フィードバック制御における
遅延時間を補正するダブル０２センサシステムは既に知
られている（参照：特開昭５５−３７５６２号公報、特
開昭５８−４８７５５号公報、特開昭５８−７２６４７
号公報）。

つまり、通常のシングル０２センサシステムにおいて、
ｏ２センサ出力がリッチ信号からリーン信号に変化して
も一定時間はリッチ信号とみなし、逆に、０□センサ出
力がリーン信号からリッチ信号に変化しても一定時間は
リーン信号とみなすという遅延処理を行っており、これ
により、空燃比フィードバンク制御を安定させているが
、上述のダブル０２センサシステムは、この遅延処理の
一定時間を下流側０２センサ出力に応じて可変にしたも
のである。この場合、触媒コンバータの下流側に設けら
れた０□センサは、上流側ｏ２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ｏ２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センサの出力にもと
づく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０２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。つまり、上流側
ｏ２センサが劣化しても下流側０２センサによる遅延時
間の補正によりエミッションの排出を最小限にできる。

実際に、第２図に示すように、シングルｏ２センサシス
テムでは、Ｏｚセンサの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
０□センサシステムでは、上流側Ｏｘ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０．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〕

しかしながら、上述のダブル０□センサシステムにおい
ては、上流側０２センサが劣化してその制御中心がずれ
、このため、遅延時間が長くなると、その分、応答速度
（制御周波数）は低下して制御精度が低下すると共に、
サージング発生を招くという問題点がある。

たとえば、第３Ａ図に示すごとく、上流側０２センサの
劣化が比較的軽く、上流側０□センサの出力がリーンか
らリッチへ変化してもリーン状態であるとの判断を保持
するリッチ遅延時間ＴＤＲおよび上流側０□センサの出
力がリッチからリーンへ変化してもリッチ状態であると
の判断を保持するリーン遅延時間ＴＤＬを共に３２ｍ５
に設定した場合には、上流側０□センサによる制御周波
数は約１．３　Ｈｚであるのに対し、第３Ｂ図に示すご
とく、上流側０□センサの劣化が進み、この結果、リッ
チ遅延時間ＴＤＲを８１１Ｉｓとした場合でも、リーン
遅延時間ＴＤＬを２５６ｍ５と大きくなり、上流側０２
センサによる制御周波数は０．９３Ｈｚとなり、３０％
程度応答性が悪化し、サージング発生の原因ともなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、応答速度の低下
を防止し、これによりサージング発生を防止した内燃機
関の空燃比制御装置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、排気ガス中の特定濃度成分を検出する
第１．第２の空燃比センサが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側、下
流側に、それぞれ設けられている。スキップ量演算手段
は下流側（第２の）空燃比センサの出力■２に応じて空
燃比フィードバック制御定数としてのスキップ量Ｒ５Ｌ
　、　Ｒ５Ｒを演算する。この結果、空燃比補正量演算
手段はスキップＩＲ３Ｌ、Ｒ３Ｒを用い、第１の空燃比
センサの出力Ｖ、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、上流側空燃比センサ（ＯＸセンサ
）が劣化してその制御中心がずれと、スキップ量が大き
くなるが、スキップ量の増大は応答速度（制御周波数）
の低下を招かない。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

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
施例を示す全体概要図である。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り′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ＩＯの入出力インターフェース１０２に供
給され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ
１０３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Ｔ１−
４Ｗ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１１３こ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ｏ２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、０□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のバッファ回路（図示せず）を介して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ー
ス１０２　、ＣＰ　Ｕ２Ｏ５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。なお、バックアッ
プＲＡＭ１０６はバッテリ（図示せず）に直結されしお
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ＲＡＭ１０６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
もセントされる。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“ｌ”レベルとなったときに、フリップフ
ロップ１０９がリセツトされて駆動回路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Ｔ
ＡＵ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、ＣＰ　Ｕ２Ｏ５の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１
０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インターフェース１０
２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、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”ＣＡ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４図の制御回路の動作を第５図、第７Ａ図。

第７Ｂ図、第８図のフローチャートを参照して説明する
。

第５図は上流側０□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、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。

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、上流側Ｏｔセンサ
ネ活性状態時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。なお、上流
側０□センサの活性／不活性状態の判別はＲＡＭ１０５
より水温データＴＨＷを読出して一旦ＴＨＷ≧７０℃に
なったか否かを判別するかあるいは上流側Ｏｔセンサの
出力レベルが一度上下したか否かを判別することによっ
て行われる。閉ループ条件が不成立のときには、ステッ
プ５１７に進んで空燃比補正係数ＦＡＦを１．０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０．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■、が比
較電圧Ｖｌｌｌ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。リ
ーン（Ｖ＋　≦Ｖ　＊　ｔ　）であれば、ステップ５０
４にてディレィカウンタＣＤＬＹを１減算し、ステップ
５０５　、５０６にてディレィカウンタＣＤＬＹを最小
値ＴＤＲでガードする。なお、最小値ＴＤＲは上流側０
２センサ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、負の値で定義される。他方、リッ
チ（Ｖ＋　＞　Ｖａｎ）であれば、ステップ５０７にて
ディレィカウンタＣＤＬＹを１加算して、ステップ５０
８　、５０９にてディレィカウンタＣＤＩ、’ｌを最大
値ＴＤＬでガードする。なお、最大値ＴＤＬは上流側０
２センサ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
ン遅延時間であって正の値で定義される。

ここで、ディレィカウンタＣＤＬＹの基準を０とし、Ｃ
ＤＬＹ≧０のときに遅延処理後の空燃比をリッチとみな
し、ＣＤＬＹ＜　０のときに遅延処理後の空燃比をリー
ンとみなすものとする。

ステップ５１０では、ディレィカウンタＣＤＬＹ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５１１にて、リッチからリーンへの反転
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５１２にてＰＡＰ
　ｈ−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５１３に
てＦＡＦ←ＦＡＦ　−Ｒ５Ｌ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５１０にてディレィカウンタＣＤＬＹの符号が
反転していなければ、ステップ５１４．５１５．５１６
にて積分処理を行う。つまり、ステップ５１４にて、Ｃ
ＤＬＹ＜　０か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜０（リーン）
であればステップ５１５にてＦＡＦ←ＰＡＦ＋ＫＩとし
、他方、ＣＤＬＹ≧０　（リッチ）であればステップ５
１６にてＦＡＦ←ＦＡＦ−）［１とする。ここで、積分
定数Ｋｌはスキップ定数Ｒ３に比して十分小さく設定し
てあり、つまりＫ　Ｉ　＜＜Ｒ３である。従って、ステ
ップ５１５はリーン状態（ＣＤＬＹ　＜　０　）で燃料
噴射量を徐々に増大させ、ステップ５１６はリッチ状態
（ＣＤＬＹ≧０）で燃料噴射量を徐々に減少させる。

ステップ５１２．５１３．５１５．５１６にて演算され
た空燃比補正係数ＦＡＦは最小値たとえば０．８および
最大値たとえば１，２にてガードするものとし、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ＲＡＭ　１０５に格納
して、ステップ５１８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０□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（ａｒ号Ａ／Ｆが得られると、ディレィカウンタ
Ｃ０ＬＹ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’が形成される。たとえば、時刻
ｔ。

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【コにて空燃比信号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　’はり−ン遅延時間ＴＤＬ相当だけリッチに
保持された後に時刻ｔ４にてリーンに変化する。しかし
、空燃比信号Ａ／Ｆが時刻ｊｓ、ｊ６＋　ｊｆｆのごと
くリッチ遅延時間（−ＴＤＲ）より短い期間で反転する
と、ディレィカウンタＣＤＬＹが基準値Ｏを交差するの
に時間を要し、この結果、時刻ｔｌｌ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。

なお、遅延時間ＴＤＲ、ＴＤＬを適切に設定すると、上
流側ｏ２センサ１３による空燃比フィードバック制御の
制御空燃比をリッチ側もしくはリーン側に移行できる。

たとえばリッチ遅延時間（−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（ＴＤＩ、）〉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。しかしながら、この場合、前述の
ごとく遅延時間が長くなると、応答速度（制御周波数）
が低下する。このため、本発明においでは、遅延時間Ｔ
ＤＲ、ＴＤＬを一定に設定している。たとえばＴＤＲ＝
−１２（４ａｍｓ相当） ＴＤＬ＝　　６（２４ｍｓ相当） ここで、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）をリーン遅延時間
ＴＤＬより大きく設定しているのは、上流側０２センサ
１３の出力特性の劣化を考慮してその比較電圧ＶＲＩは
低い値たとえば０．４５Ｖとしてリーン側に設定されて
いるからである。

本発明においては、上流側０２センサ１３による空燃比
フィードバック制御空燃比のリッチ側もしくはリーン側
への移行は、スキップ′ＩＲＳＲ，ＲＳＬを可変にする
ことによって行われる。たとえばリッチスキップ量ＲＳ
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、リーンスキップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃
比をリッチ側に移行できる。さらに、リーンスキップ量
ＲｓＬ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ＲＳＲ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ｏ２セ
ンサ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ＲＳＬを補正することにより空燃比が制御
できる。

第７Ａ図は下流側０２センサ１５の出力にもとづいてス
キップ量１？ＳＲ，ｌ？ｓＬ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
ＩＳ毎に実行される。ステップ７０１では、下流側０２
センサによる空燃比の閉ループ条件が成立しているか否
かを判別する。このステップは第５図のステップ５０１
とほぼ同一であるが、下流側０２センサ１５の活性／不
活性状態時等が異なる。

閉ループ条件不成立であれば、ステ、プ７１６゜７１７
に進み、スキップ量Ｒ５Ｒ，ＲＳＬを一定値ＲＳＲ，。

Ｒ５ＬＯとする。たとえば、 Ｒ３ＲＯ＝５％／５ ＲＳＬ、＝５％／Ｓ である。

閉ループ条件成立であれば、ステップ７０２に進み、下
流側０゜センサ１５の出力電圧■２をＡ／Ｄ変換して取
込み、ステップ７０３にてｖ２が比較電圧ＶＲ□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、ステップ７０３で
の比較電圧ＶＲ□は、各０□センサが触媒の前後にある
ため一生ガスの影響による出力特性および劣化の速度の
違いに伴う出力特性を考慮して、第５図のステップ５０
２での比較電圧ＶＲＩより高く設定されている。

リーン（ＶＺ≦■８□）のときには、ステップ７０４に
てＲ３Ｒ←Ｒ５Ｒ＋ΔＲＳ　（一定値）とし、つまり、
す・ンチスキップ１ｌＲ３Ｒを増大させて空燃比をリッ
チ側に移行させる。ステップ７０５．７０６では、ＲＳ
Ｒを最大値ＭＡＸにてガードする。さらに、ステップ７
０７にてＲＳＬ　−ＲＳＬ−ΔＩ’ｌＳ　（一定値）と
し、つまり、リッチスキップ量Ｒ５Ｌを減少させて空燃
比をリッチ側に移行させる。ステ・ノブ７０８．７０９
では、ＲＳＬを最小値旧Ｎにてガードする。

他方リッチ（Ｖｚ＞Ｖ＊ｚ）のときには、ステ・ノブ７
１０にてＲＳＲ４−ＲＳＲ−ΔＲ５（一定値）とし、つ
まり、リッチスキップＩＪＲ３Ｒを減少させて空燃比を
リーン側に移行させる。ステ・ンプ７１１，７１２で番
よ、ＲＳＲを最小値旧Ｎにてガードする。さらに、ステ
ップ７１３にてＲＳＬ　４−ＲＳＬ＋ΔＲＳ　（一定値
）とし、つまり、リーンスキ・ノブ量Ｒ３Ｌを増加させ
て空燃比をリーン側に移行させる。ステップ７１４，７
１５では、ＲＳＬを最大値ＭＡＸにてガードする。

上述のごとく演算されたＲＳＲ，ＲＳＬはＲＡＭ　１０
５＆こ格納された後に、ステップ７１８にてこのル−チ
ンは終了する。

なお、第７Ａ図における最小値旧Ｎは過渡追従性がそこ
なわれないレベルたとえば３％相当の値であり、また、
最大値ＭＩＮは空燃比変動によるドラビリティの悪化が
発生しないレベルたとえば１０％相当の値である。

このように、第７Ａ図のルーチンによれば、下流側０２
センサ１５の出力がリーンであれば、リッチスキップ量
ＲＳＲが徐々に増大され、且つリーンスキップ量Ｒ５Ｌ
が徐々に減少され、これにより、空燃比はリッチ側へ移
行される。また、下流側０２七ンサ１５の出力がリッチ
であれば、リッチスキップ４ＪＲＳＲが徐々に減少され
、且つリーンスキップ１ｉＲｓＬが徐々増大され、これ
により、空燃比はリーン側へ移行される。

第７Ｂ図は第７Ａ図の変更例を示す。第７Ｂ図において
は、第７Ａ図に対して、ステップ７１９゜７２０、７０
４’〜７０７　’　、　７１０　’〜７１３′を付加し
である。つまり、ステップ７０３にてリーン（Ｖｚ≦Ｖ
　Ｒｘ）と判別されたときにはステップ７１９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。最初のリーンであれば、ス
テップ７０４′にて Ｒ５Ｒ←Ｒ５Ｒ＋ΔＲＳ’ となる。ただし、ΔＲ３’は一定値であって、ΔＲＳ’
）　　ΔＲＳ である。つまり、ＲＳＲをスキップ的に増大させ、ステ
ップ７０５　’　、　７０６　’にて、ステップ７０５
．７０６と同様に、ＲＳＲを最大値ＭＡＸでガードする
。さらに、ステップ７０７′にて ＲＳＬ　４−ＲＳＬ−ΔＲＳ’ としてＲＳＬをスキップ的に減少させ、ステップ７０８
．７０９にてＲＳＬを最小値ＭＩＮでガードする。また
、ステップ７０３にてリッチ（Ｖ２　＞ＶＲＺ）と判別
されたときにはステップ７２０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。最初のリッチであれば、ステップ７１Ｏ′
にて ＲＳＲ−ＲＳＲ−ΔＲＳ’ とし、ＲＳＲをスキップ的に減少させ、ステップ７１１
　’　、　７１２　’にて、ステップ７１１．７１２と
同様に、ＲＳＲを最小値ＭＩＮでガードする。さらに、
ステップ７１３′にて ＲＳＬ−Ｒ３Ｌ＋ΔＲ５’ としてＲＳＬをスキップ的に増大させ、ステップ７１４
．７１５　ニテＲ５Ｌを最大値ＭＡＸ　テカ−Ｆする。

このように、ステップ７１９にて最初のり−ンの場合、
およびステップ７２０にて最初のリッチの場合、スキッ
プ量ＲＳＬ、　ＲＳＲはスキ・ノブ制御され、ステップ
７１９にて最初のリーンでない場合、およびステップ７
２０にて最初のリッチでない場合、スキップ量ＲＳＬ、
　ＲＳＲは、第７Ａ図の場合と同様に、積分制御される
。これにより、スキップ量Ｒ５Ｒ，ＲＳＬの過渡追従性
が向上する。

さらに、空燃比フィードバック中に演算されたＦＡＦ、
　ＲＳＲ，ＲＳＬは一旦他の値ＦＡＦ　’　、ＲＳＲ’
　、ＲＳＬ　’に変換してバンクアップＲＡＭ　１０６
に格納することもでき、これにより、再始動時等におけ
る運転性向上に役立つものである。

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°ＣＡ毎に実行される。

ステップ８０１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
ＴＡＵＰを演算する。たとえばＴＡＵＰ”ＫＱ／Ｎｅ（
Ｋは定数）とする。ステップ８０２にてＲＡＭ　１０５
より冷却水温データＴＯＷを読出してＲＡＭ　１０４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ＦＷＬは、図示のごとく、現
在の冷却水温ＴＯＷ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８０３では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ　＝
ＴＡＵＰ−ＦＡＦ　　・（１＋ＦＷＬ　＋　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により格納されている０次い
で、ステップ８０４にて、噴射量ＴＡＵ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８
０５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くと、ダウンカ
ウンタ１０６のキャリアウド信号によってフリップフロ
ップ１０７かリセットされて燃料噴射は終了する。

第９図は第５図、第７Ｂ図のフローチャートによって得
られる空燃比補正係数ＦＡＦを説明するためのタイミン
グ図である。上流側０２センサ１３の出力電圧■１が第
９図（Ａ）に示すごとく変化すると、第５図のステップ
５０２での比較結果は第９図（Ｂ）のごとくなる。この
結果、第９図（Ｃ）に示すように、空燃比補正係数ＦＡ
Ｆは、上流側０□センサ１３の出力がリッチであれば、
時定数に！で徐々に減少され、リーンであれば、時定数
Ｋｌで徐々に増大される。また、リッチとリーンとの切
換時点ではＦＡＦはＲＳＬもしくはＲＳＲだけスキップ
する。なお、第９図（Ｃ）においてはスキップ量ＲＳＬ
　、　ＲＳＲを一定にしてあり、下流側０２センサ１５
による補正は考慮していない。他方、下流側０２センサ
１５の出力電圧ｖ２が第９図（Ｄ）に示すごとく変化す
ると、第７Ｂ図のステップ７０３での比較結果は第９図
（Ｅ）のごとくなる、この結果、第９図（Ｆ）に示すよ
うに、リッチスキップ量ＲＳＲは、下流側Ｏｚセンサ１
５の出力がリーンであれば、時定数ΔＲＳで徐々に増大
され、リッチであれば、時定数ΔＲＳで徐々に減少され
、また、リッチとり−ンとの切換時点では、ＲＳＬはΔ
Ｒ３’だけスキップする。さらに、第９図（Ｇ）に示す
ように、リーンスキップ量Ｒ５Ｌは、下流側０□センサ
１５の出力がリッチであれば、時定数ΔＲＳで徐々に減
少され、リーンであれば、時定数ΔＲ３で徐々に増大さ
れ、また、リッチとリーンとの切換時点では、ＲＳＬは
ΔＲ５’だけスキップする。第９図（Ｆ）、第９図（Ｇ
）に示すごとく、スキップ量Ｒ３Ｒ、ＲＳＬが下流側０
２センサ１５の出力に応じて変化すると、第９図（Ｃ）
に示す空燃比補正係数ＦＡＦは第９図（Ｈ）の実線に示
すごとく変化する。なお、第９図（Ｈ）の点線は第９図
（Ｃ）の実線と同一である。また、第７Ａ図の場合には
、第９図（Ｆ）および第９図（Ｇ）におけるスキップ量
ΔＲＳ’の変化がないが、空燃比補正係数ＦＡＦは第９
図（Ｈ）の波形と類似している。

このように、下流側０□センサ１５の出力に応じて空燃
比補正係数ＦＡＦの制御中心を可変にでき、従って、空
燃比の制御中心を可変にできる。

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ＩＳ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にして行い、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、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
すに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサを用いる
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
量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
ブによりキャプ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、第８図のステップ８０１における基本噴射量ＴＡ
ＵＰ相当の基本燃料供給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、第８図のステップ８０
３にて最終燃料噴射量ＴＡ（Ｉ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０８セ
ンサを用いたが、ＣＯセンサ、リーンミクスチ中センサ
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ユーラダ　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１０図は本発明の詳細な説明するためのグラフである
。すなわち、上流側空燃比センサの劣化がなく、空燃比
Ａ／Ｆの制御中心のずれがない場合、その制御周波数は
ほぼ２Ｈｚである。そして、上流側空燃比センサの劣化
が進んで、空燃比＾／Ｆの制御中心が１０％ずれた場合
、従来のごとく、遅延時間の補正により空燃比ずれを是
正すると、制御周波数はほぼ１．３Ｈｚとなるのに対し
、本発明のごとく、スキップ量の補正により空燃比ずれ
を是正すると、制御周波数はほぼ１．８Ｈｚとなる。

このように、本発明によれば、上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としてのスキップ量を
下流側空燃比センサの出力により補正して空燃比の制御
中心を制御しているので、応答速度（制御周波数）の低
下を最小限にして、ダブル空燃比センサシステムの機能
を十分発揮できる。

【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．
センサシステムを説明する排気エミッション特性図、 第３Ａ図、第３Ｂ図は０□センサの出力特性図、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７Ａ図、第７Ｂ図、第８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図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第９図は第６図、第７Ｂ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、 第１０図は本発明の詳細な説明するためのグラフである
。 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 (1)

1. 【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側、下流側に、それぞれ、設け
   られ、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の空燃比センサの出力に応じて空燃比フィード
   バック制御定数としてのスキップ量を演算するスキップ
   量演算手段と、 前記スキップ量を用い、前記第１の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、前記スキップ量演算手段は、前記第２の空燃比セン
   サの出力がリーンのときには、前記第１の空燃比センサ
   の出力のリッチからリーンへの反転時の前記空燃比補正
   量のスキップ量を徐々に増大せしめると共に前記第１の
   空燃比センサの出力のリーンからリッチへの反転時の前
   記空燃比補正量のスキップ量を徐々に減少せしめ、逆に
   、前記第２の空燃比センサの出力がリッチのときには、
   前記第１の空燃比センサの出力のリッチからリーンへの
   反転時の前記空燃比補正量のスキップ量を徐々に減少せ
   しめると共に前記第１の空燃比センサの出力のリーンか
   らリッチへの反転時の前記空燃比補正量のスキップ量を
   徐々に増大せしめ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、前記スキップ量演算手段は、前記第２の空燃比セン
   サの出力がリッチからリーンへの反転時には、前記第１
   の空燃比センサの出力のリッチからリーンへの反転時の
   前記空燃比補正量のスキップ量をスキップ的に増大せし
   めると共に前記第１の空燃比センサの出力のリーンから
   リッチへの反転時の前記空燃比補正量のスキップ量をス
   キップ的に減少せしめ、逆に、前記第２の空燃比センサ
   の出力がリーンからリッチ反転時には、前記第１の空燃
   比センサの出力のリッチからリーンへの反転時の前記空
   燃比補正量のスキップ量をスキップ的に減少せしめると
   共に前記第１の空燃比センサの出力のリーンからリッチ
   への反転時の前記空燃比補正量のスキップ量をスキップ
   的に増大せしめる特許請求の範囲第２項に記載の内燃機
   関の空燃比制御装置。