JPS63134835A - 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（０□センサ）
）を設け、上流側のＯ！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〕

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０２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
ータに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Ｏ
ｔ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０□センサを設け、
下流側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０□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
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、排気温か低いので熱
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Ｏｔ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Ｏｔ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、ｏ２
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０
□センサシステムにおいては、下流側Ｏｔ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。

他方、一般に、 （１）触媒温度が高いこと、 （２）排気ガス量が少ない（すなわち、吸入空気量が少
ない）軽負荷領域であること、 の条件のもとで、制御後の平均空廟比がリッチとなると
、触媒内が還元雰囲気となって排気異臭（Ｈ２Ｓ）が発
生すると言われている。たとえば、高速走行（条件（１
）成立）後のアイドル運転あるいは車庫入れ運転（条件
（２）成立）において、噴射弁、０□センサ、エアフロ
ーメータ等の特性ばらつき、あるいは減速増量、燃料カ
ット復帰時増量、非同期噴射等のために制御後の平均空
燃比がリッチとなることがある。このためシングル０□
センサシステムでは、特殊の運転状態、たとえばアイド
ル進展時にあって車速か所定値以下もしくは停止後の所
定時間のみ、空燃比をわずかにリーン側に制御して、減
速およびその後の停止時に発生する排気異臭を低減させ
ている（参考：特開昭５９−１７３５３３号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のシングル０２センサシステムにお
いては、触媒に流入する平均空燃比を確実に検出してお
らず、この結果、排気異臭発生領域では確実にリーン制
御できずに排気異臭が発生したり、また、排気異臭発生
領域以外の運転領域でも空燃比がリーン側に制御され、
この結果、オーバリーンとなり、ドライバビリティ、Ｎ
Ｏｘエミツション等の悪化を招くという問題点があった
。

従って、本発明の目的は排気異臭発生状態を確実に検出
して空燃比をリーン側に制御し、排気異臭を低減したダ
ブルＯｔセンサシステムを提供することにある。

〔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
。

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。制御定数演算手段
が下流側（第２の）空燃比センサの出力ｖｔに応じて空
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およびリーンスキップ量Ｒ３Ｌを演算する。触媒
異臭発生条件判別手段は機関が触媒排気異臭発生条件を
満たしているか否かを判別する。この結果、タイマ手段
は、機関が触媒排気異臭発生条件であり且つ下流側空燃
比センサの出力ｖ２がリッチのときにセットされ、他方
、機関が触媒排気異臭発生条件でないときもしくは下流
側空燃比センサの出力Ｖ２がリーンのときにリセットさ
れる。タイマ手段が所定時間計測中完了したときに（Ｃ
Ｒ＞ＣＲＭＡＸ）、第１の空燃比補正量演算手段は上流
側空燃比センサの出力■、に応じて空燃比補正１ＦＡＦ
を制御空燃比がリーン側に向かうように演算し、他方、
タイマ手段が所定時間計測中であるときに（ＣＲ≦ＣＲ
ＭＡＸ）、第２の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Ｒ３Ｒ、Ｒ５Ｌおよび上流側空燃比セ
ンサの出力■、に応じて空燃比補正ＩＦＡＦを制御空燃
比が理論空燃比に向かうよう、に演算する。そして、空
燃比調整手段は空燃比補正量Ｆ、　Ａ、　Ｆ、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は触媒コンバ
ータの下流に設けられているので、触媒の０２ストレー
ジ量を含めた平均空燃比を検出する。つまり、所定期間
、下流側空燃比センサのリッチ出力が維持されても、こ
の間のＮＯｘエミツションは少なく、しかも、触媒の０
２ストレージ効果で吸収される。従って、この場合に、
第１の空燃比補正量演算手段が制御空燃比をリーン側に
向かうように作用する。

〔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。エアーフローメータ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。ディストリビユータ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Ｔ）
ＩＷ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。

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。１６はスピードメータケー
ブルに設けられた永久磁石およびリードスイッチよりな
る車速センサであって、車速ＳＰＤに比例した周波数の
パルス信号を発生する。このパルス信号は制御回路１０
の車速形成回路１１１に供給される。

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、人出力インターフエイ
ス１０２　、　ＣＰＵ　１０３の外に、ＲＯＭ　１０４
　。

ＲＡＭ１０５、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。

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）を係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ＴＡ
Ｕだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量Ｔ
ＡＵ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、ＣＰＵ　１０３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
ーチンによって取り込まれてＲＡＭ１０５の所定令頁域
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４図は触媒排気異臭発生条件判別ルーチンであって、
所定時間たとえば１２ｎ＋ｓ毎に実行される。

ステップ４０１では、ＲＡＭ　１０５より吸入空気量デ
ータＱを読出し、所定値たとえば１５ｒｙ？／ｈ以下か
否かを判別し、つまり、低負荷、低回転域か否かを判別
し、ステップ４０２では゛、車速形成回路１１１から車
速ＳＰＤを取込み、所定値たとえばｌＱｋｍ／ｈ以下か
否かを判別する。

ステップ４０１　、４０２の条件が成立したときには、
触媒排気異臭発生条件が成立したものとみなし、ステッ
プ４０３に進み、それ以外はステップ４０５゜４０６に
てリッチカウンタＣＲおよび触媒排気異臭領域フラグＰ
ＲＩＣＨをリセットする。

ステップ４０３では、下流側０□センサ１５の出力■２
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０４にて■２が比
較電圧■、たとえば０．５５Ｖ以下か否かを判別する、
つまり、空燃比がリッチかり−ンかを判別する。この結
果空燃比がリーン（Ｖ　Ｚ≦■、Ｉりであれば、やはり
、ステップ４０５　、４０６に進んでリッチカウンタＣ
Ｒおよび触媒排気異臭領域フラグＰＲＩＣＨをリセット
する。他方、ステップ４０４にて、空燃比がリッチ（Ｖ
ｚ　＞　Ｖ＊ｚ）であれば、ステップ４０７に進み、リ
ッチカウンタＣＲを１歩進する。

そして、Ｑ≦Ｑ、且つＳＰＤ≦５ＰＤＯ下流側０！セン
サ１５の出力■２がリッチである状態が所定期間すなわ
ちＣＲＭＡＸ・１２−（たとえば２ｓ）間持続した場合
には、ステップ４０９にリッチカウンタＣＲをＣＲＭＡ
Ｘにてガードして触媒排気異臭領域フラグＰＲＩＣ１１
を“１″にセットする。

第４図のルーチンはステップ４１１にて終了する。

このように、低負荷、低回転、低車速状態のもとで、下
流側０２センサ１５の出力■２が所定期間連続にリッチ
となった場合のみ、触媒排気異臭領域フラグＦＲＩＣＩ
（をセットし、その他の場合にはステップ４０６にて触
媒排気異臭領域フラグＰＲＩＣ）ｌをリセットする。

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ｄ　ｍａ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、始動後項量中、暖器増量中、加速増量（
非同期噴射）中、パワー増量中、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、
アイドルスイッチオン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。

閉ループ条件が不成立のときには、ステップ５２９に進
んで空燃比補正係数ＦＡＦを１．０とする。なお、ＦＡ
Ｆ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。また学′習値（バック
アップＲＡＭ　１０６の値）としても他方、閉ループ条
件成立の場合にはステップ５０２に進む。

ステップ５０２では、上流側０□センサ１３の出力Ｖ、
をＡ／Ｄ変換して取組み、ステップ５０３にて■、が比
較電圧■□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□）であれば、ステップ５０４にてディレ
ィカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤＬＹ＞０
であればステップ５０５にてＣＤＬＹを０とし、ステッ
プ５０６に進む。ステップ５０７、　５０８では、ディ
レィカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＬでガードし、この
場合、ディレィカウンタ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
０□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
のリーン遅延時間であって、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
ディレィカウンタＣＤＬＹが負が否かを判別し、ＣＤＬ
Ｙ＜　０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５１３゜５１４では
、ディレィカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガードし
、この場合、ディレィカウンタ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０ｇ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。

次に、ステップ５１６では、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、空燃比フラグＦ１の値により
、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５１９に
て触媒排気異臭領域フラグＦｌ’１ｌＣＨが“０”か否
かを判別し、ＰＲＩＣＨ＝“θ″のときのみステップ５
１９に進み、ＦＡＦ←ＦＡＦ　＋　ＲＳＲとスキップ的
に増大させ、ＰＲＩＣＩ＋＝″１″のときにはステップ
５１９に直接進む。逆に、ステップ５１７においてリー
ンからリッチへの反転であれば、ステップ５２０にてＦ
ＡＦ←ＦＡＦ　−ＲＳＬとスキップ的に減少させる。

つまり、ＰＲＩＣＨ＝“１″であればリッチスキ、アブ
処理は行わない。ステップ５２１にて空燃比フラグＦ１
の符号が反転していなければ、ステ・ノブ５２１〜５２
４にて積分処理を行うが、ＦＲＩＣＨ＝″１″の場合に
はリッチ積分処理は行わない。つまり、ステップ５２１
にて、Ｆ１＝“０”か否かを判別し、Ｆ１＝″Ｏ”　（
リーン）であればステップ５２２に進み、ＰＲＩＣ１１
＝“０”か否かを判別する。この結果、ＰＲＩＣ１ｌ＝
″１”のときのみ、ステップ５２３にてＦＡＦ←ＦＡＦ
　＋　ＫＩＲとする。他方、ステップ５２１にてＦ１＝
“１”　（リッチ）であればステップ５２４にてＰＡＦ
←ＦＡＦ　＋　ＫＩＬとする。ここで、積分定数ＫＩＲ
（ＫＩＬ）はスキップ定数Ｒ５Ｒ、ＲＳＬに比して十分
小さく設定してあり、つまり、ＫＩＲ（ＫＩＬ）＜ＲＳ
Ｒ（ＲＳＬ）である。従って、ステップ５２３はリーン
状態（Ｆ１＝“０”）で燃料噴射量を徐々に増大させ、
ステップ５２４はリッチ状ａ（Ｆｌ＝“１”）で燃料噴
射量を徐々に減少させる。ステップ５１９，５２０，５
２３，５２４にて演算された空燃比補正係数ＦＡＦはス
テップ５２５　、５２６にて最大値たとえば１．２にて
ガードされ、また、ステップ５２７゜５２８にて最小値
例えば０．８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が小さくなり過ぎ、もしく
は大きくなり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制
御してオーバリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。

上述のごとく演算されたＦＡＦをＲＡＭ　１０５に格納
して、ステップ５３０にてこのルーチンは終了する。

このように、ＰＲＩＣＨ＝“１″であれば、空燃比補正
係数ＦＡＦのリンチ側の補正は行わないようにし、これ
により、制御空燃比を確実にリーン側にする。なお、こ
のようなリーン空燃比フィードバック制御は、リッチス
キップ処理（ＲＳ　Ｒ）、リッチ積分処理（ＫＩＲ）の
一方のみを行うことにより、リッチ側積分とり−ン側積
分とを非対称にすることにより、リッチ側スキップとリ
ーン側スキップとを非対称にすることにより、リッチ側
遅延時間とリーン側遅延時間を非対称にすることにより
、あるいはこれらの組合せにより行うこともできる。

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
空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、ディレィカウンタ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１．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／Ｆｌ’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ｔ、にて
空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからターンに変化しても、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ｔ４にて
リーンに変化する。しかし、空燃比信号Ａ／Ｆが時刻’
５ｒｔ６＋ｔ？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が最大値
ＴＤＲに到達するのに時間を要し、この結果、時刻ｔｌ
ｌ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０□センサ１５による第２の空燃比フィー
ドバン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ｖＩの
比較電圧Ｖｌ１１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Ｒ３Ｒを小さくしても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Ｒ３ＲおよびリーンスキップｆｉＲ３Ｌ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、制御空燃料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Ｋ
ＩＬ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
比をり−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（Ｔ
ＤＲ）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■□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■□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１５の出力に応じて比較電圧Ｖ□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Ｏｘ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の出力にもとづいてスキ
ップ量Ｒ５Ｒ、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ｌｓ毎
に実行される。ステップ７０１では、下流側Ｏｔ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ｏ２センサ１３による閉ループ条件の不成立に加
えて、下流側０２センサ１５の出力信号が一度も反転し
ていない時、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。また、前述したＦＲ
ＩＣＨ＝　１　（７）時あるいはＰＲＩＣＨが１からｏ
へ変化して所定時間内は通常の理論空燃比制御でないと
して閉ループ条件不成立としてもよい。閉ループ条件で
なければステップ７１６　、７１７に進み、スキップ量
Ｒ５Ｒ、ＲＳＬを一定値ＲＳＲ，、ＲＳＬ、とする。

たとえば、 Ｒ３ＲＯ＝５％ ＲＳＬ、＝５％ なお、スキップｌ　ＲＳＲ、ＲＳＬを閉ループ終了直前
値に保持することもできる。この場合は、ステップ７１
Ｂに直接進む。また、スキップ量Ｒ３Ｒ、ＲＳＬを学習
値（バックアップＲＡＭ　１０６の値）とすることもで
きる。

下流値０２センサ１５による閉ループ条件成立であれば
、ステップ７０２に進み、下流側０２センサ１５の出力
Ｖ２をＡ／Ｄ変換して取組み、ステップ７０３にて■２
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、空燃比がリッチかり一ンかを判別する。

なお、比較電圧Ｖ■は触媒コンバータ１２の上流、下流
で生ガス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ｏ２センサ１３の出
力の比較電圧Ｖｌ１１より高く設定されるが、任意でも
よい。

ステップ７０３にてｖｚ≦ＶＲ１（リーン）であればス
テップ７０４〜７０９に進み、他方、ｖ、＞ｖ、。

（リッチ）であればステップ７１０〜７１５に進む。

ステップ７０４では、ＲＳＲ４−Ｒ５Ｒ＋ΔＲＳＲ（一
定値）とし、つまり１．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。ステップ７０５
　、７０６ではＲＳＲを最大値ＭＡＸたとえば６．２％
にてガードする。さらに、ステップ７０７にてＲＳＬ　
−ＲＳＬ−ΔＲ５Ｌ　（一定値）とし、つまり、リッチ
スキップ量Ｒ５Ｌを減ルクさせて空燃比をリッチ側に移
行させる。ステップ７０８　、７０９では、ＲＳＬを最
小値ＭＩＮたとえば２．５％にてガードする。

他方、Ｖ２　＞ＶＲ２（リッチ）のときには、ステップ
７１０にてＲＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲ５Ｒとし、つまり、リ
ッチスキップ＠Ｒ５Ｒを減少させて空燃比をリーン側に
移行させる。ステップ７１１　、７１２では、ＲＳＲを
最小値ＭＩＮにてガードする。さらに、ステップ７１３
にてＲＳＬ　−ＲＳＬ−ΔＲＳＬとし、つまり、リーン
スキップ量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　、７１５では、ＲＳＬを最大
ＭＡＸにてガードする。

上述のごとく演算されたＲＳＲ、ＲＳＬ、はＲＡＭ　１
０５に格納された後に、ステップ７１８にてこのルーチ
ンは終了する。

なお、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　’　ニ変換してバックアップＲＡＩＩ　１０
６に格納することもでき、これにより、再始動時等にお
ける始動性向上にも役立つものである。第８図における
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
ハヒリティの悪化が発生しないレベルの値である。

このように、第７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Ｒ
３Ｒおよびリーンスキップ量Ｒ８Ｌが比較的早く減少さ
れ、これにより、空燃比はリッチ側へ比較的早く移行さ
れる。また、下流側０２センサ１５の出力がリッチであ
れば、リッチスキップＩＲ３ＲおよびリーンスキップＩ
Ｒ３Ｌが比較的遅く増大され、これにより、空燃比はリ
ーン側へ比較的遅く移行される。

第８図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
度たとえば３６０℃Ａ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ＴＡＬＩＰ←ｃｔ　・Ｑ　／　Ｎ　ｅ（α
は定数）とする。ステップ８０２にてＲＡＭ　１０５よ
り冷却水温データＴＨＷを読出してＲＯＭ　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。ステップ８０３では、最終噴射量ＴＡＵを、 ＴＡＩＪ　　４−ＴＡＵＰ　　−ＦＡＦ　　　・　（Ｆ
ＷＬ＋　β）＋ｒ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８０４にて、最終噴射１ＴＡＵをダウンカ
ウンタ１０Ｂにセッ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。

第９図は第５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０□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５０３での
比較結果は第９図（Ｂ）に示すごとく変化し、その遅延
結果である空燃比フラグＦ１は第９図（Ｃ）に示すごと
く変化する。

ここで、触媒排気異臭領域フラグＰＲＩＣＨが“０”の
場合には、第９図（Ｄ）に示すように、空燃比補正係数
ＦＡＦはスキップ量ＲＳＲ、Ｉ？ＳＬおよび積分定数Ｋ
ＩＲ、ＫＩＬによりある値（理論空燃比相当）を中心に
変化するが、触媒排気異臭発生条件が成立後に下流側Ｏ
，センサ１５のリッチ出力が所定期間経過して触媒排気
異臭領域フラグＰＲＩＣＨが“１”となった場合には、
第９図（Ｄ）に示すように、空燃比補正係数ＦＡＦは、
リーン側のスキップ処理および積分処理のみが行われ（
つまり、リッチスキップｆｉｌＲ３Ｒおよびリッチ積分
定数ＲＩＲはＯ）によりリーン側に制御される。

なお、第１の空燃比フィードバック制御は４貼毎に、ま
た、第２の空燃比フィードバンク制御は１ｓ毎に行われ
るのは、空燃比フィードバック請訓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ｏ２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、たとえば積分定数、遅延時間
、上流側０２センサの比較電圧Ｖｌｌ＋等を下流側０２
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、また、第２の空燃比補正係数を導入するダブル０
□センサシステムにも本発明を通用し得る。また、スキ
ップ量、積分定数、遅延時間のうちの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
ｉ　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、積分定数ＫＩＲ、ＫＩＬのうちの一
方を固定し他方のみを可変とすることも、あるいは遅延
時間ＴＤＲ、ＴＤＬ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（ＥＡＣν）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、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１１ＴＡＵ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０□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、触媒排気異臭発生
条件成立後の下流側空燃比センサのリッチ出力の持続期
間により排気異臭発生頭載を確実に検出し、空燃比をリ
ーン側に向かうようにフィードバック制御するので、排
気異臭を確実に低減できると共に、ドライバビリティ、
エミッション等の悪化も抑制できる。

【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スロック
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図は本発明に係る内燃期間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５図、第７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５図、第６図、第８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、 ｌＯ・・・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、１６・・・Ｊｌ、達、（
ンザ・

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、 該第２の空燃比センサの出力に応じて空燃比フィードバ
   ック制御定数を演算する制御定数演算手段と、 前記機関が触媒排気異臭発生条件を満たしているか否か
   を判別する触媒排気異臭発生条件判別手段と、 前記機関が前記触媒排気異臭発生条件であり且つ前記第
   ２の空燃比センサの出力がリッチのときにセットされ、
   他方、前記機関が前記触媒排気異臭発生条件でないとき
   もしくは前記第２の空燃比センサの出力がリーンのとき
   にリセットされるタイマ手段と、 該タイマ手段が所定時間計測完了したときに前記第１の
   空燃比センサの出力に応じて空燃比補正量を制御空燃比
   がリーン側に向かうように演算する第１の空燃比補正量
   演算手段と、 該タイマ手段が前記所定時間計測中であるときに前記空
   燃比フィードバック制御定数および前記第１の空燃比セ
   ンサの出力に応じて空燃比補正量を制御空燃比が理論空
   燃比に向かうように演算する第２の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、前記第１の空燃比補正量演算手段が前記第１の空燃
   比センサによる空燃比閉ループ制御手段を具備する特許
   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、前記空燃比閉ループ制御手段が、 第１の空燃比センサの出力がリーンのときに前記空燃比
   補正量を徐々に増加させるリッチ積分手段と、 第１の空燃比センサの出力がリッチのときに前記空燃比
   補正量を徐々に減少させるリーン積分手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリッチからリーンに変
   化したときに前記空燃比補正量の更新を禁止する更新禁
   止手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリーンからリッチに変
   化したときに前記空燃比補正量をスキップ的に減少させ
   るリーンスキップ手段と、 を具備す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。 ４、前記空燃比閉ループ制御手段が、 第１の空燃比センサの出力がリーンのときに前記空燃比
   補正量の更新を禁止する更新禁止手段と、第１の空燃比
   センサの出力がリッチのときに前記空燃比補正量を徐々
   に減少させるリーン積分手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリッチからリーンに変
   化したときに前記空燃比補正量をスキップ的に増加させ
   るリッチスキップ手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリーンからリッチに変
   化したときに前記空燃比補正量をスキップ的に減少させ
   るリーンスキップ手段と、 を具備す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。 ５、前記空燃比閉ループ制御手段が、 第１の空燃比センサの出力がリーンのときに前記空燃比
   補正量の更新を禁止する第１の更新禁止手段と、 第１の空燃比センサの出力がリッチのときに前記空燃比
   補正量を徐々に減少させるリーン積分手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリッチからリーンに変
   化したときに前記空燃比補正量の更新を禁止する第２の
   更新禁止手段と、 前記第１の空燃比センサの出力がリーンからリッチに変
   化したときに前記空燃比補正量をスキップ的に減少させ
   るリーンスキップ手段と、 を具備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。 ６、前記触媒排気異臭発生条件判別手段が、前記機関が
   低負荷、低回転領域か否かにより前記触媒排気異臭発生
   条件であること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。