JPS63195351A

JPS63195351A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPS63195351A
Application number: JP2558987A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Demura; 隆行出村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-02-07
Filing date: 1987-02-07
Publication date: 1988-08-12
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JP2518247B2

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〕

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Ｏｚ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、ｏ２センサの出力特性のばらつきのために空
燃比の制御晴度の改善に支障が生じている。ががるｏ２
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ｏ２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ｏ２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ｏ
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ｏｔセンサは、上流側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センサの出力にもと
づ（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０２センサの出力特性のばらつき
を下流側Ｏｔ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、０□
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、ダブル０２センサシステムにおける下流
側Ｏｚセンサは触媒コンバータの下流に位置しているた
めに、ある時間だけ遅れてリッチ、リーン出力を発生す
る。つまり、触媒コンバータ（三元触媒）の０□ストレ
ージ効果により下流側ｏ２センサの出力は遅延する。従
って、下流側０□センサの出力がリーンからリッチへ変
化した時には、触媒コンバータ上流の空燃比は既に理論
空燃比より大きくリッチ側にずれており、この結果、Ｃ
Ｏ，■Ｃエミッションの悪化、燃費の悪化、触媒排気異
臭の増大を招き、逆に、下流側Ｏｔセンサの出力がリッ
チからリーンへ変化した時には、触媒コンバータ上流の
空燃比は既に理論空燃比より大きくリーン側にずれてお
り、この結果、ＮＯｘエミツションの悪化および息つき
、もたつき、サージ、力不足等のドライバビリティの悪
化を招（という問題点がある。

従って、本発明の目的は、下流側空燃比センサ（０□セ
ンサ）の応答速度を実質的に上昇させることによりＣＯ
、ＩＣ、ＮＯｘエミツションの悪化、燃費の悪化、触媒
排気異臭の増大、ドライバビリティ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
。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。偏差演算手段は
上流側（第２の）空燃比センサの出力■２と理論空燃比
に相当する所定値■。との偏差を演算する。制御定数演
算手段は偏差が大きい程空燃比フィードバック制御定数
たとえばスキップ量Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの単位時間当りの更
新量ΔＲＳを大きく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。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，Ｒ５Ｌと上
流側（第１の）空燃比センサの出力Ｖ、とに応じて空燃
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が理論
空燃比から離れる程に空燃比フィードバック制御定数の
更新速度が大きくなり、制御空燃比は迅速に理論空燃比
に近づくことになる。

〔実施例〕

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ＣＰＵ１０
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、クジャ
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、排気ガス
中の３つの有害成分１１Ｃ、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Ｉ４には第２の０□セ
ンサ１５が設けられている。

０２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ン
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１０１、入出力インターフェイ
ス１０２　、ＣＰｔ１１０３の外に、ＲＯＭ１０４、Ｒ
ＡＭ１０５、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、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ｌＯ９、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
０Ｂ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１０Ｂ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１１Ｔ
ＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量
ＴＡＬＪ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Ｔ　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、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図は上流側０２センサ１３の出力にもとづいて空燃
比補正系数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４０１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６０℃以
下の時、機関始動中、始動後場量中、暖機増量中、パワ
ー増量中、上流側０゜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４２７に進
んで空燃比補正係数ＦＡＦを１．０とする。なお、この
場合、ＦＡＦは閉ループ制御終了直前値もしくは学習値
（バックアップＲＡＭの値）としてもよい。他方、閉ル
ープ条件成立の場合はステップ４０２に進む。

ステップ４０２では、上流側０２センサ１３の出力■、
をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０３にて■１が比
較電圧Ｖまたとえば０．４５Ｖ以下が否かを判別する、
つまり、空燃比がリッチかリーンがを判別する、つまり
、空燃比がリーン（Ｖ、≦ＶＩＩ）であれば、ステップ
４０４にてディレィカウンタＣＤＬＹが正か否かを判対
し、ＣＤＬＹ＞０であればステップ４０５にてＣＤＬＹ
を０とし、ステップ４０６に進む、ステップ４０６では
、ディレィカウンタＣＤＬＹをｌ！！１算し、ステップ
４０７．４０８にてディレィカウンタＣＤＬＹを最小値
ＴＤＬでガードする。この場合、ディレィカウンタＣＤ
ＬＹが最小値ＴＤＬに到達したときにはステップ４０９
にて第１の空燃比フラグＦ１を“θ″　（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＋〉■□
）であれば、ステップ４１０にてディレィカウンタＣＤ
ＬＹが負か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜　０であればステ
ップ４１１にてＣＤＬＹを０とし、ステップ４１２に進
む。ステップ４１２ではディレィカウンタＣＤＬＹを１
加算し、ステップ４１３，４１４にてディレィカウンタ
ＣＤＬＹを最大値ＴＤＲでガードする。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４１５にて第１の空燃比フラグＦｌ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
ーン遅延時間であって、正の値で定義される。

ステップ４１６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４１７にて、第１の空燃比フラグＦｌの値
により、リッチがらり一ンへの反転か、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４１８にてＦＡＦ←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４１９にてＦＡＦ←ＦＡＦ−Ｒ
３Ｌ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４１６にて第１の空燃比フラグＦｌの符号が反
転していなければ、ステップ４２０，４２１．４２２に
て積分処理を行う、つまり、ステップ４２０にて、Ｆｌ
−“Ｏ”か否かを判別し、Ｆｌ−“０”　（リーン）で
あればステップ４２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ　＋　ＫＩＲ
とし、他方、Ｆ１＝“１″　（リッチ）であればステッ
プ６２２にてＰＡＰ−ＦＡＮ＋にＩＬとする。ここで、
積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ定数Ｒ３Ｒ，Ｒ５Ｌ
に比して十分小さく設定してあり、つまり、ＫＩＲ（に
ＩＬ）　＜Ｒ５Ｒ（Ｒ５Ｌ）である。従って、ステップ
４２１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４２２はリッチ状Ｍ（Ｆｌ＝“
１”）で燃料噴射量を徐々に減少させる。

ステップ４１８，４１９，４２１．４２２にて演算され
た空燃比補正係数ＦＡＦはステップ４２３，４２４にて
最小値たとえば０．８にてガードされ、また、ステップ
４２５．４２６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ＦＡ
Ｆ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４２８にてこのルーチンは終了する。

第５図は第４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５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５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５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０時刻ｔ３にて空燃
比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変化しそち、遅延処
理された空燃比信号Ａ／Ｆ　’はリーン遅延時間（−Ｔ
Ｉ）Ｌ）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ｔ
１．ｔｈ。

ｔ７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ｔ―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５図（Ｄ
）に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られる。

次に、下流側０３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Ｒ５Ｒ，Ｒ５Ｌ　、積分定数Ｋ
ＩＲ，ＫＩＬ　、遅延時間Ｔ［ＪＲ，ＴＤＬ　。

もしくは上流側０２センサ１３の出力Ｖ、の比較電圧■
□を可変にするシステムと、第２の空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ２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ＩＲ３Ｌ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を小さくしても制御空燃比をリーン側に移行で
きる。

従って、下流側Ｏｔ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量ＲＳＬ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’Ｉｆｉｌ　ｉｎｌ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（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、下流側部センサ１５の出力に応じて遅延時間Ｔ
ＯＲ，ＴＤＬを補正することにより空燃比がＩＩ御でき
る。さらにまた、比較電圧ｖ、１１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Ｖｌｌ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オセンサ１５の出力に応じて比較電圧Ｖｌ
ｌを補正することにより空燃比が制御できる。

第６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Ｏｔセンサシステムに
ついて説明する。

第６図は下流側０□センサ１５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１ｓ毎
に実行される。ステップ６０１では、下流側０□センサ
１５による閉ループ条件が否がを判別する。たとえば、
冷却水温が所定値たとえば７０℃以下の時、下ｍ（！Ｉ
！Ｉｏｚセンサ１５の出力信号が一度も反転しない時、
下流側ｏ２センサ１５が故障している時、過渡運転時、
オンアイドル時（ＬＬ＝“１”）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。閉ループ条件でなければステップ６１７゜６１
８　ニ進み、スキップ、ｌＲ３ｌ１．　ＲＳＬを一定値
Ｒ５Ｒ０゜ＲＳＬ６とする。たとえば、Ｒ５ＲＯ＝５％Ｒ５ＬＯ＝５％である、なお、この場合にも、ＲＳＲ；ＲＳＬを閉ルー
プ制御終了直前値もしくは学習値（バックアップＲＡＭ
の値）としてもよい。

閉ループであれば、ステップ６０２に進み、下流側ｏ２
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６０３にて、下流側ｏｔセンサ１５の出力■
２にもとづきＲＯＭ１０４に格納された１次元マツプに
よりスキップＩＩＲｓＲ，ＲＳＬ　Ｏ）　更新量ΔＲＳ
を演算する。ここで、ステップ６０３のブロック内に図
示するように、下流側ｏ２センサ１５の出力■２が理論
空燃比に相当する比較電圧Ｖｌ１２（たとえば０．４５
Ｖ）より離れる程、更新量ΔＲ３は大きく演算され、つ
まり、下流側ｏ２センサ１５の出力■２と比較電圧ｖｌ
Ｉ２との偏差に応じて更新量ΔＲ５は演算される。しか
も、偏差０に対して更新量ΔＲ５は対称的に変化する。

次に、ステップ６０４にて、Ｖ２≦Ｖ＊ｚ（リーン）か
否かを判別する。この結果、■２≦Ｖ工２（リーン）で
あればステップ６０５〜６１０に進み、他方、Ｖｚ　＞
　Ｖｉｚ　（リッチ）であればステップ６１１〜６１６
に進む。

ステップ６０５では、ＲＳＲ−Ｒ３Ｒ＋ΔＲ３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。ステップ６０６．６０７では、Ｒ
ＳＲを最大値ＭＡＸたとえば７．５％にてガードするつ
さらに、ステップ６０８にてＲＳＬ−ＲＳＬ−ΔＲＳと
し、つまり、リーンスキップ量ＲＳＬを減少させて空燃
比をリッチ側に移行させる。ステップ６０９，６１０で
は、ＲＳＬを最小値ＭＩＮたとえば２．５％にてガード
する。

他方、ステップ６０４にてＶｚ　＞　Ｖｉｚ　（’Ｊ　
ッチ）のときには、ステップ６１１にてＲＳＲ４−ＲＳ
Ｒ−ΔＲ５とし、つまり、リッチスキップ量Ｒ３Ｒを減
少させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ６１
２、６１３では、ＲＳＲを最小値ＭＩＮにてガードする
。さらに、ステップ６１４にてＲＳＬ−ＲＳＬ　−ΔＲ
Ｓとし、つまり、リーンスキップ１ｉＲ５Ｌを増大させ
て空燃比をリーン側に移行させる。ステップ６１５．６
１６では、ＲＳＬを最小値ＭＡＸにてガードする。

上述のごとく演算されたＲＳＲ，ＲＳＬはＲＡＭ１０５
に格納された後に、ステップ６１９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ＲＡＰ、　
ＲＳＲ，ＲＳＬは一旦他の値に変換してバックアップＲ
ＡＭ１０６に格納することもでき、これにより、空燃比
オープンループ制御中にこれらの値を使用することによ
り、たとえば再始動時、始動直後等、あるいは０．セン
サ非活性時等における運転性向上にも役立つものである
。第６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ＭＩＮは空燃比
変動による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。

このように、下流側０□センサ１５の出力■２と理論空
燃比相当値の比較電圧ｖｌ１２との偏差に応じてスキッ
プ量ＲＳＲ，ＲＳＬの更新量ΔＲ５を変化させると、制
御空燃比は迅速に理論空燃比に向かうことになる。従っ
て、Ｃｏ　、　ＩＩＣ、ＮＯ，エミッションの低減等に
役立つ。

第７図は第６図の変更例を示し、第６図のステップ６０
３の代り、ステップ７０１〜７０３を設けたものである
。すなわち、ステップ７０１にてＲＡＭ１０６より吸入
空気量データＱを読出し、Ｑ＞ＱＯ（高負荷）か否かを
判別する。高負荷状態（Ｑ＞ＱＯ）であれば、ステップ
７０２に進み、低負荷状［（Ｑ≦ＱＯ）であればステッ
プ７０３に進む。ステップ７０２．７０３では、共に、
下流側０．センサ１５の出力ｖ２にもとづきＲＯＭ１０
４に格納された１次元マツプによりスキップ１ｌＲｓＲ
，ＲｓＬの更新量ΔＲＳを演算するが、偏差０に対して
更新量ΔＲＳは非対称的に変化する。つまり、ステップ
７０２では、制御空燃比をリッチ側に大きく移行させる
ために、更新量ΔＲ５はｖｔ≦ｖｌ１２では大きく、Ｖ
　ｔ　＞　Ｖ　＊ｔ　ｉ？　ハ小さく演算される。なお
、■よ≦ｖ＊ｔでは、実線の代りに点線を用いてもよい
。また、ステップ７０３では、制御空燃比をリーン側に
大き（移行させるために、更新量ΔＲ５は■２≦Ｖａｔ
では小さくＶＺ＞Ｖｏでは太き（演算される。なお、■
、≦ＶＩＩ！では、実線の代りに点線を用いてもよい。

そして、第６図のステップ６０４に進む。

このように、高負荷時（Ｑ＞ＱＯ）にステップ７０２に
より制御空燃比をリッチ側にすると、ＮＯＸエミッショ
ンの悪化、息つき、もたつき、サージ、力不足等のドラ
イバビリティの悪化を防止でき、低負荷時（Ｑ≦ＱＯ）
にステップ７０３により制御空燃比をリーン側にすると
、特に触媒排気異臭を低減できる。

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ＴＡ
ＵＰ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８０３では、最終噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ
　−ＴＡＵＰ　−ＦＡＦ　・（四Ｌ＋β＋１）十Ｔ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、り、テップ８０４
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ＩＴＡＵ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４ｍ毎に、ま
た、第２の空燃比フィードバック制御はｌＳ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０．センサによる制御を主にして行い、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
。

さらに、上流側ｏ２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
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ＩＲｓＲ，Ｒ５Ｌ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（Ｉ！＾ＣＶ）
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：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、下流側空燃比セン
サの応答速度を実質的に上昇させることができるので、
触媒コンバータ上流の空燃比の大きなずれを防止するこ
とができ、従って、エミッションの悪化、燃費の悪化、
触媒排気異臭の増大・ドライバビリティの悪化等を防止
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０．センサシステムおよびダブルＯ！
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６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５図は第４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。ｌ・・・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、

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と理論空燃比に相当する所
定値との偏差を演算する偏差演算手段と、前記偏差が大
きい程空燃比フィードバック制御定数の単位時間当りの
更新量を大きくすることにより該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、前記第１の空燃比センサの出力および前記空燃比フィー
ドバック制御定数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。２、前記偏差と前記空燃比フィードバック制御定数の単
位時間当りの更新量との関係が偏差が０を中心として対
称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。３、前記偏差と前記空燃比フィードバック制御定数の単
位時間当りの更新量との関係が偏差が０を中心として非
対称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。４、前記機関の負荷パラメータに応じて前記非対称の度
合を変更する特許請求の範囲第３項に記載の内燃機関の
空燃比制御装置。