JPS63208639A - 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。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０□センサを設け、上
流側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０□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〕

第３図のタイミング図を用いて下流側０□センサ１５の
出力■２による空燃比フィードパ、・り制御としてのリ
ッチスキップ１ｉＲ３Ｒ、リーンスキップ量Ｒ５Ｌの問
題点について説明する。第３図において、Ｖ２は下流側
０□センサ１５の出力、τ□。

τ、は排気ガス制御遅れである。第３図においては、リ
ッチスキップ量ＲＳＲ（リーンスキップ１ｌＲ３ＬはＲ
ＳＲと対称的に変化する）は、下流側Ｏｔセンサ１５の
出力■２と比較電圧■３□（たとえば０．５５■）との
比較結果に応じて積分的に演算される。

つまり、ｖ２≦　■８□（リーン）であれば、リッチス
キップ量Ｒ５Ｒは一定の更新速度ΔＲ３で増加し、Ｖ２
＞Ｖａ２（リッチ）であれば、リッチスキップ量ＲＳＲ
は一定の更新速度ΔＲ３で減少する。

このため、たとえば吸入空気量Ｑが小さくて排気ガスの
輸送遅れによる制御遅れ（τＬ）大きいと下流側ｏ２セ
ンサ１５の出力■２がリーンからリッチへ変化した時に
は、下流側０２センサ１５の出力ｖ２による空燃比フィ
ードバック制御により制御空燃比が既に大きくリンチ側
になっているにもかかわらず、この時点よりリッチスキ
ップ量Ｒ５Ｒは大きい値からリーン方向へ変化する。こ
の結果、制御空燃比はその平均が理論空燃比になるのに
比較的時間を要し、ＨＣ、Ｃｏエミッションの増加、燃
費の悪化触媒排気異臭等を招き、逆に、下流（！Ｉｌｌ
　Ｏ２センサ１５の出力■２がリッチからリーンへ変化
した時には、下流側０２センサ１５の出力Ｖ２による空
燃比フィードバック制御により制御空燃比が既に大きく
リーン側になっているにもかかわらず、リッチスキップ
１Ｒ５Ｒは小さい値からリッチ方向へ変化し始める。こ
の結果、制御空燃比はその平均が理論空燃比になるのに
比較的時間を要し、ＮＯｘエミツションの増加およびド
ライバビリティの悪化を招くという問題点がある。つま
り、リッチスキップ量ＲＳＲ（リーンスキップ量ＲＳＬ
）の振れ幅が大きくなる。このため、この振れ幅を小さ
くするために、更新速度ΔＲ３を小さくすると、吸入空
気ＩＱが大きくて排気ガスの輸送遅れによる制御遅れが
もともと小さい場合（τＨ）までも不必要に制御空燃比
を悪化させてしまうおそれがある。

逆に、更新速度ΔＲ３を大きくすると、吸入空気ＩＱが
大きくて排気ガスの輸送遅れが小さくなったときには、
制御空燃比がハンチングするおそれがある。

このように、ダブル０□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
。つまり排気ガスの輸送遅れが発生する。従って、下流
側０２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、ＩＩｃ　、　
ＣＯエミッションの悪化、燃費の悪化、および触媒排気
異臭を招き、逆に、下流側０□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ドライバビ
リティの悪化を招く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（０２セ
ンサ）の応答速度を実質的に上昇させることによりＩＩ
ｃ　、　ＣＯ、ＮＯｘエミツションの悪化、燃費の悪化
、触媒排気異臭の発生、ドライバビリティの悪化等を防
止するごとにある。

〔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、内燃機関のｒＪＰ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ＣＣ＊ｏの上流側
、下流側には、それぞれ、排気ガス中の特定成分濃度を
検出する上流側、下流側空燃比センサが設けられている
。他方、更新速度演算手段は機関の排気ガス輸送遅れに
関する機関パラメータたとえば吸入空気ｆｆ１Ｑに応じ
て空燃比フィードバック制御定数更新速度ΔＲ３を演算
し、制御定数演算手段はこの空燃比フィードバック制御
定数更新速度ΔＲ３で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
ＩＲ５Ｒ，ＲＳＬを演算する。そして、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Ｖ、に応じて空燃比補
正ＩＦＡＦを演算し、空燃比調整手段は空燃比補正量Ｆ
ＡＦ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、空燃比フィードバック制御定数の
更新速度は排気ガスの輸送遅れに応じて変化し、空燃比
フィードバック制御定数の振幅は排気ガスの輸送遅れに
関係なくほぼ一定となる。

〔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３図において、機関本
体ｌ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に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の人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ＴＩ
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ＩＣ、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Ｏｔ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、ｏ２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ＩＯでＡ／
Ｄ変換器１０１に発生する。

また、吸気通路２のスロットル弁１６には、スロットル
弁１６が全閉か否かを判別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。

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、入出力インターフエイ
ス１０２．　ＣＰｔ１１０３の外に、ＲＯ１’１１０４
　。

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。

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
０Ｂ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“１”レベルとなったときに、フリップフ
ロップ１０９がセントされて駆動回路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、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ＴＩＩＷ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の所定領域
に格納される。つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱ
およびＴＩＩＷ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。

本発明は、更新速度ΔＲ３を、排気ガスの輸送遅れ、こ
の場合、吸入空気量Ｑに応じて可変とすることにより、
第３図に示すスキップ量ＲＳＲ（ＲＳＬ）の更新排気ガ
スの輸送遅れにもとづく振れ幅の変動をなくすものであ
り、つまり、第５図に示すようにスキップ量ＲＳＲ（Ｒ
ＳＬ）の振れ幅をほぼ一定に制御部するものである。

以下、第４図の制御回路１０の動作を説明する。

第６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６０１では、上流側０□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（たとえ
ば６０℃）以下の時、機関始動中、始動積増量中、暖機
増量中、加速増量（非同期噴射）中、パワー増量中、上
流側０□センサ１３の出力Ｖ、が一度も基準値を横切っ
ていない時、燃料カット中（すなわち、アイドルスイッ
チ１７がオン（ＬＬ＝’ｌ”）且つ回転速度Ｎｅが所定
値以上）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６２７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６２８に直接進む。また、閉ループ制御時
の平均値もしくは学習値（バックアップＲＡＭ１０６の
値）としてもよい。他方、閉ループ条件成立の場合には
、ステップ６０２に進む。

ステップ６０２では、上流側０□センサ１３の出力Ｖｌ
をＡ／Ｄ変換して取組み、ステップ６０３にてＶ、が比
較電圧Ｖ　ＲＩたとえば０．４５Ｖ以下か否かを判別す
る。つまり、空燃比がリッチかり−ンかを判別する。リ
ッン（Ｖ＋　≦Ｖ　Ｒ１）であれば、ステップ６０４に
てディレィカウンタＣＤＬＹが正か否かを判別し、ＣＤ
ＬＹ＞Ｏであればステップ６０５にてＣＤＬＹをＯとし
、ステップ６０６に進む。ステップ６０７．６０８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６０９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Ｔ
ＤＬ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
保持するためのり−ン遅延時間であって、負の値で定義
される。他方、リッチ（Ｖｌ〉ｖＲｌ）であれば、ステ
ップ６１０にてディレィカウンタＣＤＬＹが負か否かを
判別し、ＣＤＬＹ＜　Ｏであればステップ６１１にてＣ
ＤＬＹを０とし、ステップ６１２に進む。ステップ６１
３，６１４では、ディレィカウンタＣＤＬＹを最大値Ｔ
ＤＲでガードし、この場合、ディレィカウンタ　ＣＤＬ
Ｙが最大値ＴＤＩ？に到達したときにはステップ６１５
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ッチ遅延時間であ
って、正の値で定義される。

ステップ６１６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６１７にて、第１の空燃比フラグＦ１の値
により、リッチか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６１８にてＦＡＦ　−ＦＡＦ　＋Ｒ３
Ｒ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６１９にてＦＡＦ　−ＦＡＦ
−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。ステップ６１６にて第１の空燃比フラグＦ
１の符号が反転していなければ、ステップ６２０．６２
１　。

６２２にて積分処理を行う。つまり、ステップ６２０に
て、Ｆｌ−“０”か否かを判別し、Ｆｌ−“０”（リー
ン）であればステップ６２１にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩ
Ｒとし、他方、Ｆ１＝“１″　（リッチ）であればステ
ップ６２２にてＦＡＦ　−ＦＡＦ−ＫＴＬとする。

ここで、積分定数ＫＩＲ（ＫＩＬ）はスキップ定数ＲＳ
Ｒ。

ＲＳＬに比して十分小さく設定してあり、つまり、ＫＩ
Ｒ（ＫＩＬ）　＜　Ｒ５Ｒ（ＲＳＬ）である。従って、
ステップ６２１はリーン状態（Ｆｌ−“０”）で燃料噴
射量を徐々に増大させ、ステップ６２２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６１８，６１９，６２１，６２２にて演算された空
燃比補正係数ＦＡＦはステップ６２３．６２４にて最大
値たとえば１．２にてガードされ、また、ステップ６２
５、６２６てにて最小値例えば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ＦＡＰをＲＡＭ１０５に格納し
て、ステップ６２８にてこのルーチンは終了する。

第７図は第６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７図（Ａ）に示すごとくりソチ、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７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７図（Ｃ）に示すごと（、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１ｔにてリッチに変化する。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ても、遅延処理
された空燃比信号Ａ／Ｆ　’はリーン遅延時間（−ＴＤ
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１３，
１．。

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７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ＴＤＲ，ＴＤＬ、もしくは上
流側０□センサ１３の出力■、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ＦＡＦ　２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ＲＳＲ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を小さくしてもリーン側に移行できる。従って
、下流側ｏ２センサ１５の出力に応じてリッチスキップ
１ｌＲ５Ｒ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Ｋ
ＩＲ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（−ＴＤ
Ｌ）　＞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■□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ｖ、ｌｌ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Ｏｔセンサ１５の出力に応じて比較電圧■１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０□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Ｏｔセンサシステムに
ついて説明する。

第８図は下流側０２センサ１５の出力にもとづいてスキ
ップ１ｌＲｓＲ，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８０１〜８０３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＆ば、上流側０□センサ１３による閉ループ条件の
不成立（ステップ６０１と同一のステップ８０１）に加
えて、冷却水温ＴＨ−が所定値（たとえば７０℃）以下
のとき（ステップ８０２）、スロットル弁１６が全閉（
ＬＬ＝“１”）のとき（ステップ８０３）、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ステップ８１９に進
む。

なお、この場合、ＲＳＲ，ＲＳＬは閉ループ終了直前値
に保持されるが、閉ループ制御中の平均値もしくは学習
値でもよい。

下流側０□センサ１５による閉ループ条件成立であれば
、ステップ８０４〜８１７に進む。ステップ８０４では
、リッチスキップ１ｌＲｓＲ、リーンスキップ量ＲＳＬ
の更新速度ΔＲ３を演算する。すなわち、ＲＡＭ１０５
より吸入空気量データＱを読出し、１次元マツプにより
更新速度ΔＲ３を補間計算する。なお、この場合、吸入
空気ＩＱが増大すると、排気ガスの輸送遅れは小さくな
るので、更新速度ΔＲＳは大きくされ、逆に、吸入空気
ＩＱが減少すると、排気ガスの輸送遅れは大きくなるの
で、更新速度ΔＲ５は小さくされる。

ステップ８０５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８０６にてｖ２が比
較電圧■８□以下か否かを判別する。つまり、空燃比が
リーンかリッチかを判別する。この結果、■２≦■Ｒ１
（リーン）であればステップ８０７〜８１１に進み、他
方、Ｖｚ　＞Ｖａｔ　（リッチ）であればステップ８１
２〜８１７に進む。

ステップ８０７では、ＲＳＲ−ＲＳＲ＋ΔＲ５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８０８，８０９ではＲＳ
Ｒを最大値ＭＡＸたとえば７．５％にてガードする。

さらに、ステップ８１５にてＲＳＬ−ＲＳＬ−ΔＲＳと
し、つまり、リッチスキップ量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８１１．８１２で
は、ＲＳＬを最小値旧Ｎたとえば２．５％にてガードす
る。

他方、Ｖ、＞Ｖ、□（リッチ）のときには、ステップ８
１３ニてＲＳＲ−１？ｓＲ−ΔＲ３とし、つまり、リッ
チスキップ量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８１４．８１５では、ｌ？ｓｌ？を
最小値ＭＩＮにてガードする。さらに、ステップ８１６
にてＲ５Ｌ←Ｒ５Ｌ　＋ΔＲＳとし、つまり、リーンス
キップ量Ｒ５Ｌを増加させて空燃比をリーン側に移行さ
せる。ステラフ゛８１７，８１８では、ＲＳＬを最大（
直ＭＡＸにてガードする。

上述のごとく演算されたＲＳＲ，ｌ？ＳＬはＲＡＭ１０
５に格納された後に、ステップ８１９にてこのルーチン
は終了する。なお、第８図のルーチンでは、リッチスキ
ップＩＲｓＲの更新割合とリーンスキップｉｌ？ｓＩ、
の更新割合とを対称（同一）としているが、非対称とし
てもよい。また、ステップ８０４にて排気ガスの輸送遅
れに関する機関パラメータとして吸入空気量Ｑを用いた
が、他のパラメータたとえば回転速度Ｎｅ、吸気管圧力
、Ｑ／Ｎｅ、スロットル弁開度等でもよい。

また、空燃比フィードバック中に演算されたＰＡＰ、　
ＲＳＲ，ＲＳＬは一旦他の値ＦＡＦ　’　、ＲＳＲ’　
、ＲＳＬ　’に変化してバンクアップｌ？ＡＭ１０６に
格納することもでき、空燃比オープンループ制御中にこ
れらの値を用いることにより、たとえば再始動時や始動
直後等あるいは０□センサ非活性時等の運転性運動性向
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）’ＩＡＸ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。

第９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°ＣＡ毎に実行される。

ステップ９０１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を読み出して基本噴射量Ｔ
ＡＵＰを演算する。たとえばＴＡＩＩＰ←α・Ｑ　／　
Ｎ　ｅ（αは定数）とする。ステップ９０２にてＲＡＭ
１０５より冷却水温データＴＨ−を読出してＲＯＭ１０
４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ＩＴＡＩ
Ｊを、ＴＡＵ　　−ＴＡＬＩＰ　　−ＦＡＦ　　　・　
（ＦＷＬ　＋　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、ステップ９０４にて、噴射
１ＴＡＬｌ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９０５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・ノブフロップ１０９がリセットされ
て燃料噴射は終了する。

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■□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、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１Ｒ
５Ｒ，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Ｔ
ＤＲ，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
クトリンク・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、排気ガスの輸送遅
れに応じて空燃比フィードバック制御定数の更新速度を
変化させているので、排気ガスの輸送遅れに伴う空燃比
フィードバック制御定数の過補正がなくなり、制御空燃
比の大きなずれを防止することが防止でき、排気エミッ
ションの低減、燃費の向上、触媒排気異臭の低減、ドラ
イバビリティの悪化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０□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図は本発明が解決すべき問題点を説明するためのタ
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図は本発明に係る動作を説明するためのタイミング
図、 第６図、第８図、第９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７図は第６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、 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）ｏ２センサ、１７・・・アイドルスイッ
チ。 ０．０・・・最悪す／ングル０２システム層・９３．ダ
ブル０２システム 第２図 第３図

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
   の触媒コンバータと、 該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上流側、下流
   側空燃比センサと、 前記機関の排気ガス輸送遅れに関する機関パラメータに
   応じて空燃比フィードバック制御定数更新速度を演算す
   る更新速度演算手段と、 該空燃比フィードバック制御定数更新速度で前記下流側
   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、前記機関パラメータが前記機関の吸入空気量である
   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。