JPS6397850A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPS6397850A
JPS6397850A JP61241490A JP24149086A JPS6397850A JP S6397850 A JPS6397850 A JP S6397850A JP 61241490 A JP61241490 A JP 61241490A JP 24149086 A JP24149086 A JP 24149086A JP S6397850 A JPS6397850 A JP S6397850A
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air
fuel ratio
ratio feedback
control constant
feedback control
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裕 沢田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1483Proportional component

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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o2センサ
システム)では、酸素濃度を検出する。2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
燃比の制御精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なめに
、触媒コンバータの下流に第2の02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
□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o2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層
に近い値になっている。
従って、上述のごとく、2つの0□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ff!lo□センサの出力特性のば
らつきを下流側o2センサにより吸収できる。実際に、
第2A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1I102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02センサシステムにおいては、下流側0□
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。
このようなダブル02センサシステムには、第2B図に
示した従来の上流側02センサ出力に基く空燃比センサ
(FAF)の各種制御定数(たとえばリッチスキップ量
R3R、リーンスキップ量R3L)を下流側02センサ
出力に基き可変制御するシステムが考えられているが、
下流側o2センサが非活性等の理由により下流側02セ
ンサによる制御定数の可変制御が停止された時には、制
御定数が可変とされていたときにバックアツプRAM等
に=記憶しておいた値を用いて上流1flj O2セン
サ出力のみによる空燃比フィードバック制御を行うこと
が提案されている(特願昭60−32863号参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のごとく、下流側0□センサによる
制御定数可変側m<以下、サブF/B制御)停止時に、
上流側02センサ出力に基く、空燃比補正値計算用の各
制御定数(たとえばR5R。
RSL )としてサブF/B制御停止前の記憶値を用い
ると、該記憶値はかなり大きな空燃比補正を行う値にな
っている場合があり、この場合に触媒が十分活性化して
いないときあるいは上流側02センサの活性が不十分で
あることによる空燃比誤補正の増大を招くときにはエミ
ッションが悪化してしまう、また、アイドル時には空燃
比の大きな変動は振動発生の原因にもなり好ましくなく
単純に前述の記憶値を用いることも適当と言えない場合
がある。
従って、本発明の目的は、下流側空燃比センサによる空
燃比フィードバック制御の非実行時の燃費の悪化、ドラ
ビリティの悪化、エミッションの悪化等を防止したダブ
ル空燃比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。空燃比フィードバ
ック条件判別手段は下流側(第2の)空燃比センサによ
る空燃比フィードバック条件が満足されているか否かを
判別する。この結果、空燃比フィードバック条件が満た
されているときに、制御定数演算手段は下流側空燃比セ
ンサの出力V2に応じて空燃比フィードバック制御定数
たとえばスキップ量RSR、RSLを演算し、記憶手段
はこの演算されな空燃比フィードバツク制御定数RSR
、RSLを記憶する。制御定数許容幅可変手段は記憶さ
れた空燃比フィードバック制御定数RSR、RSLの許
容幅を、空燃比フィードバック条件が満足しているとき
には大きく、他方、空燃比フィードバック条件が満足さ
れていないときには小さくする。空燃比補正量演算手段
は許容幅が制限された空燃比フィードバック制御定数R
SR。
RSLと上流側(第1の)空燃比センサの出力VIとに
応じて空燃比補正1FAF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による空燃比
フィードバック制御実行時には、空燃比フィードバック
制御定数の許容幅すなわち制御範囲を大きくしているの
でダブル空燃比センサシステムの機能を十分発揮できる
一方、下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御の非実行時に上流側空燃比センサによる空燃比フィ
ードバック制御が行われても、この場き、空燃比フィー
ドバック制御定数の許容幅が小さくされているので空燃
比のずれは小さい。
〔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CPU1
03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オークジャケ
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TH
W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センナ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10でA/
D変換器101に発生する。
また、16はスロットル弁、17はスロットル弁16が
全閉か否かを検出するアイドルスイッチであり、アイド
ルスイッチ17の出力は制御回路10の入出力インター
フェイス102に供給されている。
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 、CI’U 103の外に、ROM 104
、RAM 105、バックアップRAM 108、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7リツプフロツプ109
6セツトされる。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、1T
AUだけ燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量
TA[Jに応じた呈の燃料が機関本体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イス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RAM 105の所定領域に
格納される。
第4図は上流側0□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。他方、閉ル
ープ条件成立の場合ステップ402に進む。
ステップ402では、上流側0□センサ13の出力V1
をA/D変換して取込み、ステップ403にて■1が比
較電圧V Rl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、つ
まり、空燃比がリッチかり−ン(V+≦V RI >で
あれば、ステップ404にて第1のディレィカウンタC
DLY 1が正か否かを判別し、CDLY 1 > O
であればステップ405にてCDLY 1を0とし、ス
テップ406に進む、ステップ407 、408では、
第1のディレィカウンタCDLY 1を最小値TDLI
でガードし、この場合、第1のディレィカウンタCDL
Y 1が最小値TDLIに到達したときにはステ:ンプ
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TDLI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
(Vl >V□)であれば、ステップ410にて第1の
ディレィカウンタCDLY 1が負か否かを判別し、C
DLY 1 < Oであればステップ411にてCDL
Y 1を0とし、ステップ412に進む。
ステップ413 、414では、第1のディレィカウン
タCDLY 1を最大値TDIIIでガードし、この場
合、第1のディレィカウンタCDLY 1が最大値TD
RI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F1を“1″′(リッチ)とする、なお、最大
値TDRYIは上流ff1o2センサ13の出力におい
てリーンが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な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F1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にテFAF 4−FAF十ER
SRとスキラフ的ニ増大させ、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FAF4−Fへ
F −ERSLとスキ・ンブ的に減少させる。つまり、
スキップ処理を行う。
なお、ERSR、ERSLは実行スキップ量であり、後
述のルーチンで演算されてRAM105に格納されてい
るものである。
ステップ416にて第1の空燃比フラグF1の符号が反
転していなければ、ステップ420 、421 。
422にて精分処理を行う。つまり、ステップ420に
て、F1=”O”か否かを判別し、F1=“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422にてFAF 4−FAF−KILとする。
ここで、積分定数KIR(KIL)はスキップ定数ER
SR、ERSLに比して小さく設定してあり、つまり、
 KIR(KIL)<ERSR(ERSL)である、従
って、ステップ421はリーン状態(F1=”O″)で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ422はリッチ
状悪(F 1 =“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 、4
24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RAM105に格納し
て、ステップ428も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0□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、第1のディレィカウン
タCDLYIは、第5図(B)に示すごとく、リッチ状
態でアウントアップされ、リーン状態でアウントダウン
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/F
 ’はリッチ遅延時間TDRIだけリーンに保持された
後に時刻し2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
LI)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ts
 、 L6 、 t7のごとくリッチ遅延時間TDRI
より短い期間で反転すると、第1のディレィカウンタC
DLYIが最大値TDRI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F
AFが得られる。
次に、下流側02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RSR。
RSL、積分定数KIR、KIL、遅延時間TDRI 
、 TDLI、もしくは上流側02センサ13の出力V
、の比較電圧V Rl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
、fiR3L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RS Lをおきくする
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K
 I L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K
IR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02センサ15の出力に応じてリッチ
積分定数K I R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T
DRI>リーン遅延時間(−TDLI)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(−TDLI)>リッチ遅延時間(TDRI)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0□センサ15の出力に応じて遅延時間TDRI
 、 TDLI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V□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 RI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■□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、績分定数、遅延時間、比較電圧を下
流側02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02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
ップ量RSR、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02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、
冷却水温が所定値以下の時、下流側02センサ15の出
力信号が一度も反転しない時、下流(!!IO2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
条件であればステップ602に進み、閉ループ条件でな
ければステップ629に進む。
ステップ602では、下流側02センサ15の出力v2
をA/D変換して取込み、ステップ603にてV2が比
較電圧V IIまたとえば0.55V以下か否かを判別
す、つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する。な
お、比較電圧■9□は触媒コンバータ14の上流、下流
で生ガスの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0□センサ13の
出力の比較電圧■□より高く設定される。なお、ステッ
プ603〜615は第4図のステップ403〜415に
相当する。従って、ステップ603での比較結果は遅延
時間TDR2。
TDL2だけ遅延処理されて第2の空燃比フラグF2が
設定されることになる。ステップ616にて第2の空燃
比フラグF2が′O°′か否かが判別され、この結果、
F2=“0パ(リーン)であればステップ617゜61
8に進み、他方、F2=゛1°“(リッチ)であればス
テップ619 、620に進む。
ステップ617では、バックアップRAM106よりR
SRを読出し、RSR4−RSR+△RS(一定値たと
えば0.08%)とし、つまり、リッチスキップ量RS
Rを増大させて空燃比をリッチ側に移行させ、さらに、
ステップ618にてバックアップRAM106よりRS
Lを読出し、RSL 4−RSL−△RS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。他方、F2=゛1″(リッチ)のとき
には、ステップ619にてRSR4−RSR−ΔRsと
し、つまり、リッチスキップ量RSRを減少させて空燃
比をリーン側に移行させ、さらに、ステップ620にて
RSL 4−RSL+△RSとし、つまり、リーンスキ
ップ量RSLを増加させて空燃比をリーン側に移行させ
る。
上述のごとく演算されたスキップ量RSR、RSLはス
テップ621〜626にて上限値MAXI〜下限値MI
NIの許容幅にガードされる。この場合、202センサ
システムの機能を十分発揮させるために、この許容幅は
大きく、たとえば0〜10%(5%±5%)に設定され
る。つまり、ステップ621では、リッチスキップ量R
3Rが範囲MINI〜M^x1か否かを判別し、この結
果、RSR<MINIのときには、ステップ622にて
RSR←MINIとし、RSR>MAXIのときには、
ステップ623にてRSR−MAXIとする。同様に、
ステップ624では、リーンスキップ量RSLが範囲M
INI〜MAXIか否かを判別し、この結果RSL<M
INIのときには、ステップ625にてRSL 4−M
INIとし、RSL>8^X1(7)ときには、スf 
ッ7626ニテRSL−MAX1トする。
次いで、ステップ627では、リッチスキップ量RSR
を実行リッチスキップ量ERSRとし、ステップ628
では、リーンステップ量RSLを実行リーンスキップ1
ERsLとする。なお、スキップ量RSR。
RSLはバックアップRAM106に格納されるのに対
し、実行スキップff1ERsR、ERSLはRAM1
05に格納される。
また、下限値MINIは過渡追従性がそこなわれないレ
ベルの値であり、また、上限値MINI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の値である
他方、閉ループ制御でない、すなわちオーブンループ制
御であるステップ629〜638について説明する。ス
テップ629では、バックアップRAM106よりリッ
チスキップ量RSRを読出し、オーブンループ制御用リ
ッチスキップ、l tRsRとし、ステップ630では
、バックアップRΔM106よりリーンスキップIR3
Lを読出し、オーブンループ制御用リーンスキップJi
tRSLとする。すなわち、オーブンループ制御開始直
前のスキップ量RSR、RSLをオーブンループ制御用
スキップ量tRSR、tRSLとする。
上述のごとく設定されたオーブンループ制御用スキップ
量tRsR、tRsLはステップ631〜636にて上
限値MAX2〜下限値MIN2の許容幅にガードされる
この場合、下流側02センサ15による空燃比フィード
バック制御は実行されない(オーブンルーズ制f#)が
、上流側02センサによる空燃比フィードバック制御が
実行された場合の空燃比のずれを小さくするために、前
述の閉ループ制御時の許容幅MAXI 〜MIN14.
:比較して許容幅MAX2〜MI82ハ小さく、たとえ
ば2%〜8%(5%±3%)に設定される。つまり、ス
テップ631では、リッチスキップ量RSRが範囲MI
N2〜M^x2か否かを判別し、この結果、tRSR<
MIN2のときには、ステップ632ニテtR5R4−
MrN2トし、tRsR>MAX2(7)ときには、ス
テップ633にてtRsR4−M^x2とする。同様に
ステップ634では、リーンスキップjltRSLが範
囲MIN2〜MAX2か否かを判別し、この結果tRS
L <旧N2のときには、ステップ635にてtRsL
−MIN2とし、tRSL>MAX2(7) 、!:き
には、スフ−ッ7”636にてtRSL4−M^x2と
する。
次いで、ステップ637では、リッチスキップ量tRs
Rを実行リッチスキップ量ERSItとし、ステップ6
38では、リーンスキップM tRSLを実行リーンス
キッ7 M ERSL 、!:する。なお、スキッ7J
!i tRSR。
tRSLはRAM105に格納される。
そして、第6図のルーチンはステップ639にて終了す
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℃A毎に実行される。
ステップ701ではRAM105より吸入空気i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RA
UPを演算する。たとえばTAUP” a Q / N
 e (aは定数)とする、ステップ702にてRAM
105より冷却水温データTHW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703では、最終噴射量TAU
を、TAU←TΔUP−FAF・(FWL+β) +r
により演算する。なお、β、γは他の運転状悪パラメー
タによって定まる補正量である。次いで、ステップ70
4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705にてこのルー
チンは終了する。
第6図のルーチンによれば、下流側0□センサ15の空
燃比フィードバック制御の実咎中にあって、下流側o2
センサ15の出力電圧V2が第8図(A)に示すごとく
変化し、第2の空燃比フラグF2が第8図(B)に示す
ごとく変化すると、第8図(C)に示すように、実行リ
ッチスキップ量ERSRは、遅延された下流側0□セン
サ15の出力がリーン(F2−“0″)であれば、時定
数△RSで徐々に増大され、リッチ(F2−”1”)で
あれば、時定数ΔRSで徐々に減少される。また、第8
図(D)に示すように、実行リーンスキップ呈ERSL
は、遅延された下流側o2センサ15の出力かり−ン(
F2−”O”)であれば、時定数△RSで徐々に減少さ
れ、リーン(F2−“1”)であれは、時定数ΔR9で
徐々に増大される。このとき、実行スキップ量ERSR
、ERSL!、を許容幅MAXI 〜MIN1テ制限さ
れる。他方、オープンループ制御に移行すると、空燃比
フィードバック制御中の実行スキ・ノブ量ERSR、E
RSLをホールドするが、その際、その許容幅をMAX
2〜MIN2トする。
第9図は第6図のルーチンの変更例を示し、ステップ6
31〜636の代りに、ステップ901 、902を設
けである。これにより、オープンループ制御時には、一
定の許容幅8^x2〜MIN2を施こす代りに、下流側
02センサ15による空燃比フィードバック制御停止直
前の実行スキップ1ERsR、ERSLの制御範囲Δ=
 l ERSR−ERSL lを一定比率K(0<K<
1)だけ縮小する。つまり、制御中心をERSR=ER
SL=5%とすれば、ステップ901にてtR5R←5
%+(tRSR−5%)・Kとし、ステップ902にて tRSL← 5 %+ (tRSL −5% )  ・
 Iぐとする。この場合、値にはプログラム実行時間等
から1/2(1ビツトシフト) 、0.75 (=1/
2+1/4)が考えられる。このように、第9図のルー
チンによれば、下流側0□センサ15による空燃比フィ
ードバック制御実行時に比較して、オープンループ時に
は、制御範囲Δ= l ERSR−ERSL lは比率
にだけ縮小されてホールドされることになり、第6図の
場合と同様の動作が得られると共に、下流側0□センサ
15による空燃比フィードバック制御停止直前の制御範
囲Δが小さい場合には、さらに小さくされてホールドさ
れることになる。
さらに、第10図、第11図、および第12図も第6図
の変更例を示すものであって、下流側0□センサ15に
よる空燃比フィードバック制御を実行しない場合(オー
プンループ)には、@機時、アイドル時等の運転条件に
応じて許容幅(制御範囲)を可変にしたものである。た
とえば、暖機時には(ステップ1001でYES)、ス
テップ1002 、1003にて制御範囲△をに+だけ
縮小するが(第10図、第11図、第12図)、暖機時
でないときには(ステップ1001でNo)、制御範囲
△をに2  (K2<に1)だけ縮小しなり(第10図
のステップ1003,1004)、許容幅をMAX2〜
M IN24.:したり(第11図のステップ1101
〜110B)、あるいは、固定値たとえば5%にしたり
する(第12図のステップ1201 、1202 ) 
、このように、オープンループ時のホールド値を多様化
することにより、たとえば硫化水素等の異臭対策が可能
となる。
なお、第1の空燃比フィードバック制御は4IllS毎
に、また、第2の空燃比フィードバック制御は1s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、上流側0□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、たとえば精分定数、遅延時間
、上流側02センサの比較電圧VR+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、スキップ量R
SR、RSLのうち一方を固定し他方のみを可変とする
ことも、精分定数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
I 、 TDLI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(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N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701における基本噴射景TAUI’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02センサ
による空燃比フィードバック制御の非実行時には、空燃
比フィードバック制御定数の許容幅もしくは制御範囲が
小さくされてホールドされているので、たとえ上流側0
□センサによる空燃比フィードバック制御のみが実行さ
れても、空燃比のずれを小さくでき、従って、燃費の悪
化、ドライバビリティの悪化、エミッションの悪化等を
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2A図はシングル02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2B図はリッチスキップ量RSR、リーンスキップ量
RSLを説明するタイミング図。 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9図、第10図、第11図
、第12図は第3図の制御回路の動1t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、 第8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)02センサ、15・・・下
流側(第2の)02センサ。 Olo・・・最悪なシングル02システム町・・・・ダ
ブル02システム 第2A図 第5図 第6図    1 第6図(A) 第7図 ステップ630かも 第9図 ステップ630かも 第1o図 ステップ630かも 第12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の空燃比センサによる空燃比フィードバック条件
    が満足されているか否かを判別する空燃比フィードバッ
    ク条件判別手段と、 該空燃比フィードバック条件が満たされているときに前
    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
    ック制御定数を演算する制御定数演算手段と、 該演算された空燃比フィードバック制御定数を記憶する
    記憶手段と、 該記憶された空燃比フィードバック制御定数の許容幅を
    、前記空燃比フィードバック条件が満足しているときに
    は大きく、他方、前記空燃比フィードバック条件が満足
    されていないときには小さくする制御定数許容幅可変手
    段と、 該許容幅が制限された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、前記制御定数許容幅可変手段が、 前記空燃比フィードバック条件が満たされているときに
    、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を第1
    の許容幅内にガードする第1のガード手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    に、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を前
    記第1の許容幅より小さい第2の許容幅内にガードする
    第2のガード手段と、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。 3、前記制御定数許容幅可変手段が、 前記空燃比フィードバック条件が満たされているときに
    、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を所定
    の許容幅内にガードするガード手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    に、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を所
    定比率だけ該空燃比フィードバック制御定数の中心値に
    対して縮小させる手段と、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。 4、前記所定比率を運転状態に応じて可変とする特許請
    求の範囲第3項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 5、前記制御定数許容幅可変手段が、 前記空燃比フィードバック条件が満たされているときに
    、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を第1
    の許容幅内にガードする第1のガード手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    にあって暖機時には、前記記憶された空燃比フィードバ
    ック制御定数を所定比率だけ該空燃比フィードバック制
    御定数の中心値に対して縮小させる手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    にあって暖機時でないときには、前記記憶された空燃比
    フィードバック制御定数を前記第1の許容幅より小さい
    第2の許容幅内にガードする第2のガード手段と、 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、前記制御定数許容幅可変手段が、 前記空燃比フィードバック条件が満たされているときに
    、前記記憶された空燃比フィードバック制御定数を所定
    の許容幅内にガードするガード手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    にあって暖機時には、前記記憶された空燃比フィードバ
    ック制御定数を所定比率だけ該空燃比フィードバック制
    御定数の中心値に対して縮小させる手段と、 前記空燃比フィードバック条件が満たされていないとき
    にあって暖機時でないときには、前記記憶された空燃比
    フィードバック制御定数を固定値にホールドするホール
    ド手段と、 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。 7、前記空燃比フィードバック制御定数がスキップ制御
    定数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。 8、前記空燃比フィードバック制御定数が積分制御定数
    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。 9、前記空燃比フィードバック制御定数が遅延時間であ
    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。 10、前記空燃比フィードバック制御定数が前記第1の
    空燃比センサ出力の比較電圧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。
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