JP2866539B2 - 内燃機関用空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、排気管内の触媒の前
後に設けられた２つの空燃比センサからの空燃比信号に
基づいて空燃比フィードバック制御を行う内燃機関用空
燃比制御装置に関し、特に触媒上流側の空燃比センサの
出力特性及び応答時間のバラツキによる制御誤差を抑制
した内燃機関用空燃比制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関の燃料噴射量は、混合
気の空燃比が運転状態に応じた最適値(例えば、14.7程
度)となるように、排気管に設けられた空燃比センサ(Ｏ
₂センサ等)からの信号によりフィードバック制御されて
いる。

【０００３】通常、排気ガスの酸素濃度は、混合気の空
燃比が14.7よりも低いリッチ側の場合には減少し、リー
ンの場合には増大するので、Ｏ₂センサの出力信号は、空
燃比が14.7に相当する酸素濃度に応答して、電圧レベル
が０〜１の間で変化するようになっている。例えば空燃
比がリッチの場合には、酸素濃度の減少に応じて空燃比
センサの出力信号(空燃比信号)の電圧値は増大する。

【０００４】しかしながら、排気管内の触媒の上流側の
みに単一の空燃比センサを設けた場合は、空燃比センサ
の出力特性(動作点)のバラツキによって制御精度に支障
が生じるので、触媒の下流側にも別の空燃比センサを設
け、触媒の上流側の空燃比信号によるフィードバック制
御に加えて下流側の空燃比信号によるフィードバック制
御を行う装置が提案されている。

【０００５】この場合、触媒の下流側の空燃比センサ
は、触媒反応後で平均化された酸素濃度の排気ガスを検
出すると共に、排気ガスによる劣化も軽減されるので、
高精度の空燃比フィードバック制御を可能にする。即
ち、空燃比センサ及びインジェクタ(燃料噴射弁)等のバ
ラツキや出力特性の経時変化を補償することができる。
このような二重空燃比センサシステムは、例えば、米国
特許第3,939,654号明細書に記載されている。

【０００６】図５は触媒の前後(上流側及び下流側)に空
燃比センサを設けた一般的な内燃機関用空燃比制御装置
の一例を示す構成図である。図において、１は内燃機関
即ちエンジン、２はエンジン１に混合気を供給する吸気
管、３は吸気管２の上流側の吸気口に設けられたエアク
リーナ、４は吸気管２の下流側とエンジン１との接続部
に形成されたインテークマニホールド、５は吸気管２の
上流側に設けられた燃料噴射用のインジェクタである。

【０００７】６はインテークマニホールド４内の圧力Ｐ
を検出する半導体形の圧力センサであり、吸気管２から
インテークマニホールド４を介してエンジン１に吸入さ
れる空気量を圧力Ｐとして測定する。７は吸気管２内の
インジェクタ５の下流側に設けられたスロットル弁であ
る。

【０００８】８はスロットル弁７のスロットル開度φを
検出するスロットルセンサ、９はエンジン１から燃焼後
の排気ガスを導出する排気管、10は排気管９に挿入され
て排気ガスを三元処理する触媒、11は触媒10の上流側に
設けられた第１の空燃比センサ、12は触媒10の下流側に
設けられた第２の空燃比センサである。

【０００９】13は昇圧トランスからなる点火コイル、14
は点火コイル13の一次巻線を通電遮断するパワートラン
ジスタからなるイグナイタである。15はスロットルセン
サ８と一体構造のアイドルスイッチであり、スロットル
弁７の全閉時にアイドリング運転状態を検出してオンす
る。16はエンジン１の冷却水温度Ｔを検出するサーミス
タ型の水温センサ、17は電源となるバッテリ、18はバッ
テリ17からの給電を開始させてイグニション起動させる
ためのキースイッチ、19は種々の異常検出時に駆動され
る警報ランプである。

【００１０】20は各種の運転状態に応じてインジェクタ
５及び警報ランプ19等を駆動制御するＥＣＵ(電子式制
御ユニット)であり、運転状態として、スロットルセン
サ８からのスロットル開度φ、圧力センサ６からのイン
テークマニホールド４内の圧力Ｐ、水温センサ16からの
冷却水温度Ｔ、アイドルスイッチ15からのアイドル信号
Ｄ、点火コイル13の通電遮断に基づく回転信号Ｒ、各空
燃比センサ11及び12からの空燃比信号Ｖ１及びＶ２が入
力される。

【００１１】ＥＣＵ20は、キースイッチ18の閉成により
バッテリ17から給電されて機能し、空燃比信号Ｖ１及び
Ｖ２並びに運転状態に応答してインジェクタ５に対する
燃料噴射信号Ｊを生成して空燃比をフィードバック制御
すると共に、異常発生時には警報ランプ19に対する異常
信号Ｅを生成する。又、イグナイタ14に対する点火信号
は、ＥＣＵ20から生成されてもよい。

【００１２】図６はＥＣＵ20の具体的な機能構成を示す
ブロック図であり、21は回転信号Ｒを波形整形して割込
信号ＩＮＴとする入力インタフェース、22は空燃比信号
V1、V2、圧力Ｐ、水温Ｔ及びスロットル開度φを取り込
む入力インタフェース、23はアイドル信号Ｄを取り込む
入力インタフェース、24は異常信号Ｅ及び燃料噴射信号
Ｊ等を出力する出力インタフェース、25はキースイッチ
18を介してバッテリ17に接続された電源回路、30は入力
インタフェース21〜23、出力インタフェース24及び電源
回路25に接続されたマイクロコンピュータである。

【００１３】マイクロコンピュータ30は、空燃比信号Ｖ
１及びＶ２等に応じて空燃比フィードバック制御量（以
下、単に空燃比制御量という）を算出するＣＰＵ31と、
入力インタフェース21を介した回転信号Ｒ即ち割込信号
ＩＮＴに基づいてエンジン１の回転周期を計測するフリ
ーランニングのカウンタ32と、各種の制御のための計時
を行うタイマ33と、入力インタフェース22を介したアナ
ログ信号（空燃比信号V1、V2、圧力Ｐ、水温Ｔ及びスロ
ットル開度φ）をデジタル信号に変換するＡＤ変換器34
と、入力インタフェース23を介したアイドル信号Ｄを取
り込む入力ポート35と、ＣＰＵ31のワークメモリとして
使用されるＲＡＭ36と、ＣＰＵ31の動作プログラム等が
記憶されたＲＯＭ37と、出力インタフェース24を介して
各種制御信号Ｅ及びＪを出力するための出力ポート38
と、各要素32〜38をＣＰＵ31に結合するコモンバス39と
から構成される。

【００１４】ＣＰＵ31は、入力インタフェース21を介し
て割込信号ＩＮＴが入力されると、カウンタ32の値を読
取ると共に、カウンタ32の今回値と前回値との偏差から
エンジン１の回転周期を算出してＲＡＭ36に格納する。
出力インタフェース24は、出力ポート38からの制御信号
を増幅して異常信号Ｅ及び燃料噴射信号Ｊとして出力す
る。

【００１５】図７は従来のマイクロコンピュータ30によ
る空燃比フィードバック制御演算動作を図式的に示す機
能ブロック図であり、41は第１の空燃比センサ11からの
空燃比信号V1に対してＰＩ(比例積分)制御を行う第１の
ＰＩコントローラ、42は空燃比センサ12からの空燃比信
号V2に対してＰＩ制御を行う第２のＰＩコントローラで
ある。

【００１６】各ＰＩコントローラ41及び42は、各空燃比
信号V1及びV2に基づいて各空燃比制御量C1及びC2を演算
するための演算手段を構成しており、第２の空燃比制御
量C2は、第１の空燃比制御量C1に対する補正量として作
用する。又、第１の空燃比制御量C1は空燃比補正量に相
当し、これにより最終的なインジェクタ５に対する燃料
噴射信号Ｊをフィードバック制御し、第２の空燃比信号
V2を第２の目標値ＶR2に一致させるようになっている。

【００１７】ＶR1及びＶR2は各空燃比信号Ｖ１及びＶ２
に対して予め設定された空燃比制御用の第１及び第２の
目標値であり、いずれも最適空燃比14.7にほぼ対応する
電圧値に設定されているが、第２の目標値ＶR2は、第１
の目標値ＶR1よりもわずかに高い電圧値(リッチ側、即
ち14.7より小さい空燃比に対応する)に設定されてもよ
い。

【００１８】ＦＲは吸入空気量に対応した圧力Ｐから演
算される基本燃料量、ＣＦは水温Ｔ及びスロットル開度
φに基づく加減速状態に対応した燃料補正量、ＫＦは目
標燃料量に対するインジェクタ５の噴射時間補正係数、
Ｑはインジェクタ５の駆動時間に対する無駄時間補正量
である。

【００１９】43は第２の目標値ＶR2と空燃比信号V2との
偏差ΔV2を求めて第２のＰＩコントローラ42に入力する
減算器、44は第１の目標値ＶR1に第２の空燃比制御量C2
を加算して補正目標値ＶT1を求める加算器、45は補正目
標値ＶT1と空燃比信号Ｖ１との偏差ΔV1を求めて第１の
ＰＩコントローラ41に入力する減算器である。加算器44
は、第１のＰＩコントローラ41により演算される空燃比
制御量C1を補正するための補正手段と構成している。

【００２０】46は第１のＰＩコントローラ41からの空燃
比制御量C1に基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料量Ｆ１
を生成する乗算器、47は目標燃料量Ｆ１に燃料補正量Ｃ
Ｆを乗算して補正燃料量Ｆを生成する乗算器、48は補正
燃料量Ｆに噴射時間補正係数ＫＦを乗算してインジェク
タ５の駆動時間Ｇを生成する乗算器、49は駆動時間Ｇに
無駄時間補正量Ｑを加算してインジェクタ５に対する最
終的な燃料噴射信号Ｊを生成する加算器である。これら
の乗算器46〜48及び加算器49は、空燃比制御量C1を燃料
噴射信号Ｊに変換するための制御量変換手段を構成して
いる。

【００２１】次に、図５〜図７と共に、図８の波形図を
参照しながら、従来の内燃機関用空燃比制御装置の具体
的な動作について説明する。まず、減算器43は、触媒10
の下流側の第２の空燃比信号V2と第２の目標値ＶR2とを
比較して偏差ΔV2(＝ＶR2−V2)を生成し、第２のＰＩコ
ントローラ42は、偏差ΔV2をＰＩ制御して空燃比制御量
C2を演算する。

【００２２】一方、加算器44は、第１の目標値ＶR1に空
燃比制御量C2即ち補正量を加算し、第１の空燃比センサ
11に対する補正目標値ＶT1(＝ＶR1＋C2)を生成する。
又、減算器45は、触媒10の上流側の第１の空燃比信号Ｖ
１と補正目標値ＶT1とを比較して偏差ΔＶ１(＝ＶT1−V
1)を生成し、第１のＰＩコントローラ41は、偏差ΔV1を
ＰＩ制御してフィードバック用の空燃比制御量C1を演算
する。

【００２３】こうして、第１の空燃比信号V1に基づく空
燃比制御量C1は、第２の空燃比制御量C2により補正され
て、最終的な空燃比制御量となる。図８から、空燃比制
御量C1は、補正目標値ＶT1を横切る回数及び周期とほぼ
等しいことが分かる。

【００２４】次に、圧力センサ６からの圧力Ｐに基づい
て吸入空気量を検出すると共に、吸入空気量から基本燃
料量ＦＲを演算し、乗算器46により、空燃比制御量C1に
基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料量Ｆ１を求める。

【００２５】続いて、水温センサ16からの水温Ｔに基づ
いてエンジン１の暖気状態に対応した補正量を演算する
と共に、この補正量とスロットルセンサ８からのスロッ
トル開度φとに基づいて加減速状態を検出し、加減速状
態に対応した補正量等により燃料補正量ＣＦを演算す
る。そして、乗算器47により、目標燃料量Ｆ１に燃料補
正量ＣＦを乗算して、最終的な燃料噴射量に相当する補
正燃料量Ｆを求める。

【００２６】更に、乗算器48は、補正燃料量Ｆに噴射時
間補正係数ＫＦを乗算してインジェクタ５の駆動時間Ｇ
を求め、加算器49は、駆動時間Ｇに無駄時間補正量Ｑを
加算して、インジェクタ５に対する最終的な燃料噴射信
号Ｊを求める。

【００２７】このように、第２の空燃比センサ12からの
空燃比信号Ｖ２を用いて、第１の空燃比センサ11に対す
る目標値ＶR1を補正することにより、触媒10の下流側の
空燃比信号Ｖ２が第２の目標値ＶR2となるように空燃比
フィードバック制御が行われる。

【００２８】即ち、触媒10の下流側の空燃比信号Ｖ２が
リーン側(空燃比が14.7より大)を示せば、燃料噴射信号
Ｊが長く設定されて、空燃比はリッチ側に制御される。
又、触媒10の下流側の空燃比信号Ｖ２がリッチ側(空燃
比が14.7より小)を示せば、燃料噴射信号Ｊが短く設定
されて、空燃比はリーン側に制御される。

【００２９】しかしながら、各空燃比センサ11及び12
は、個々の出力特性のバラツキを有するうえ、特に上流
側の第１の空燃比センサ11は、センサ素子の劣化等によ
り特性の経時変化を生じる。以下、出力特性のバラツキ
及び素子劣化による問題点について具体的に説明する。

【００３０】図９は空燃比(Ａ／Ｆ)を強制的に変化させ
た場合の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波
形図であり、Ｖａは特性中心の空燃比センサによる空燃
比信号、Ｖｂは特性バラツキを有する空燃比センサによ
る空燃比信号、Ｖｃは素子劣化した空燃比センサによる
空燃比信号である。

【００３１】図９から明らかなように、目標値14.7を境
界とするリーン側及びリッチ側への空燃比変動に対し、
特性中心の空燃比センサによる空燃比信号Vaは約100m秒
程度で応答し、特性バラツキを有する空燃比センサによ
る空燃比信号Vbは約200m秒程度で応答し、素子劣化時の
空燃比センサによる空燃比信号Vcは、最大1.0m秒程度で
応答する。

【００３２】図10は図９の空燃比信号Ｖａ〜Ｖｃの各出
力特性を有する空燃比センサを第１の空燃比センサ11と
して用いた場合の空燃比フィードバック制御動作を示す
波形図である。

【００３３】ここでは、第１の空燃比信号Ｖ１に対する
第１の目標値ＶR1をα、補正目標値ＶT1をβとし、第２
の空燃比信号Ｖ２に基づく空燃比制御量C2により第１の
目標値がαからβに補正される場合を示す。即ち、第２
の空燃比信号Ｖ２が第２の目標値ＶR2よりリッチ側(電
圧値が高い)を示し、負の空燃比制御量C2を加算して補
正目標値ＶT1を低下させることにより、空燃比がリーン
側にフィードバック制御される場合を示す。

【００３４】図10において、Ｔα及びＴβは空燃比信号
Ｖ１と目標値α及びβとの比較によりリッチ側と判定さ
れる時間であり、Ｔαは目標値をαとした場合のリッチ
判定時間、Ｔβは目標値をβとした場合のリッチ判定時
間である。例えば、空燃比信号Ｖａ(特性中心)の空燃比
センサ11に基づく空燃比制御量C1は、リッチ判定時間が
Ｔαよりも長いＴβに補正されることにより、破線のよ
うに減少側(空燃比リーン側)に変化するので、結果的に
空燃比をリーン化することができる。

【００３５】同様に、空燃比信号Ｖｂ(特性バラツキ)又
はＶｃ(素子劣化)の空燃比センサ11を用いたときのリッ
チ判定時間は、第１の空燃比信号Ｖ１の目標値をαから
βに補正することにより、Ｔαよりも長いＴβに変化す
る。このとき、各空燃比信号Ｖａ〜Ｖｃのような空燃比
センサ11の出力特性のバラツキにより、図９のように応
答時間が異なるので、図10のように、特性中心Ｖａの場
合と特性バラツキＶｂ又は素子劣化Ｖｃの場合とでリッ
チ判定時間の変化量(Ｔβ−Ｔα)が異なる。

【００３６】このように、第１の空燃比センサ11の出力
特性が異なる場合、第２の空燃比制御量C2による第１の
目標値ＶR1の変更量(β−α)に対して、リッチ判定時間
Ｔα及びＴβの変化量が異なるため、最終的な空燃比制
御量C1が異なってしまう。従って、第１の空燃比センサ
11の出力特性及び応答時間の違いによって、第１の目標
値ＶR1の補正量C2に対する空燃比制御量C1の変更量が異
なり、適正な空燃比に補正することができなくなる。

【００３７】即ち、空燃比信号Ｖａ(特性中心)の空燃比
センサ11を用いた場合は、応答時間が比較的早いため、
第１の目標値ＶR1の補正量C2に対するリッチ判定時間の
変化量が小さくなる。この結果、第１の目標値ＶR1の補
正量C2を大きく設定しなければ適正な空燃比制御を行う
ことができなくなる。

【００３８】又、空燃比信号Ｖｃ(素子劣化)の空燃比セ
ンサ11を用いた場合は、Ｖｂ（特性バラツキ）の空燃比
センサを用いた場合よりもリッチ判定時間の変化量が更
に大きくなり、適正な空燃比制御を行うことができな
い。特に、触媒10の上流側にある第１の空燃比センサ11
は劣化し易いため、このような空燃比制御量C1の変化を
無視することはできない。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用空燃
比制御装置は以上のように、第２の空燃比信号Ｖ２に基
づく第１の空燃比信号Ｖ１の目標値ＶR1の補正量Ｃ２に
対する最終的な空燃比制御量Ｃ１の変更量が、第１の空
燃比センサ11の出力特性及び応答時間の違いにより異な
るので、適正な空燃比制御量の補正を行うことができな
いという問題点があった。

【００４０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、第１の空燃比センサの出力特性
及び応答時間の違いによる空燃比制御量への影響を抑制
した内燃機関用空燃比制御装置を得ることを目的とす
る。

【００４１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関用空燃比制御装置は、第１の空燃比信号を遅
れフィルタ処理するフィルタ処理手段を設け、フィルタ
処理手段の時定数を、第１の空燃比センサの応答時間の
影響を抑制する値に設定したものである。

【００４２】又、この発明の請求項２に係る内燃機関用
空燃比制御装置は、第１の空燃比センサの応答時間のバ
ラツキが100m秒〜１秒であり、フィルタ処理手段の時定
数が30ｍ秒〜100m秒に設定されたものである。

【００４３】

【作用】この発明の請求項１においては、第１の空燃比
信号のフィルタ処理信号を用いて第１の空燃比制御量を
求めると共に、第２の空燃比信号に基づく第２の空燃比
制御量により第１の空燃比制御量を補正し、第１及び第
２の空燃比信号による空燃比制御を適正に行う。又、フ
ィルタ処理手段の時定数を適切に設定することにより、
空燃比センサの応答時間の影響を除去する。

【００４４】又、この発明の請求項２においては、応答
時間のバラツキが100m秒〜１秒の空燃比信号に対して、
フィルタ処理時定数を30ｍ秒〜100m秒に設定し、空燃比
センサの出力特性及び応答時間のバラツキを確実に抑制
する。

【００４５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による空燃比フィード
バック制御の演算動作を図式的に示す機能ブロック図で
あり、30Ａはマイクロコンピュータ30に対応しており、
５、11及び12は前述と同様のものである。又、図示しな
い装置全体の構成及びＥＣＵの構成は、図５及び図６に
示した通りである。

【００４６】50は第１の空燃比信号V1を遅れフィルタ処
理してフィルタ処理信号Ｖf1を生成するフィルタ処理手
段であり、そのフィルタ処理時定数は、外来ノイズを除
去する程度の数ｍ秒ではなく、空燃比センサ11の応答時
間の違い(100m秒〜１秒)を抑制するために、30ｍ秒〜10
0ｍ秒程度に設定されている。

【００４７】51はフィルタ処理信号Ｖf1に基づいて第１
の空燃比制御量Ｃf1を演算する第１の演算手段であり、
図７内の減算器45及び第１のＰＩコントローラ41を含ん
でいる。この場合、第１の演算手段51内の減算器45は、
第１の空燃比信号Ｖ１と補正前の第１の目標値ＶR1とを
比較するようになっている。

【００４８】52は第２の空燃比信号V2に基づいて第２の
空燃比制御量(補正量)C2′を演算する第２の演算手段で
あり、図７内の減算器43及び第２のＰＩコントローラ42
を含んでいる。この場合、第２の空燃比制御量C2′は、
第１の目標値ＶR1に対する補正量でなく、第１の空燃比
制御量Ｃf1に対する補正量となるので、第２のＰＩコン
トローラ42のＰＩ制御量が前述とは異なっている。

【００４９】53は第１の空燃比制御量Ｃf1に第２の空燃
比制御量C2′を補正量として加算する加算器であり、第
１の空燃比制御量C1を補正するための補正手段を構成し
ており、加算結果は最終的な空燃比補正量に相当する空
燃比制御量C1′となる。54は空燃比制御量C1′をインジ
ェクタ５に対する燃料噴射信号Ｊに変換する制御量変換
手段であり、図７内の乗算器46〜48及び加算器49を含ん
でいる。

【００５０】次に、図１と共に、図２のフローチャート
及び図３の波形図を参照しながら、この発明の実施例１
の動作について説明する。尚、図２に示したフィルタ処
理演算ルーチンは、例えば10ｍ秒毎に実行される。ま
ず、第１の空燃比センサ11からの空燃比信号Ｖ１を読込
み(ステップS1)、電源投入後の最初の読込であるか否か
を判定する(ステップS2)。

【００５１】もし、ステップS2において最初の読込であ
ると判定されれば、空燃比信号Ｖ１を今回のフィルタ処
理信号Ｖf1(ｎ)として初期設定し(ステップS3)、フィル
タ処理を終了してリターンする。このとき、今回のフィ
ルタ処理信号Ｖf1(ｎ)は、前回のフィルタ処理信号Ｖf1
(ｎ−１)として更新登録される。

【００５２】一方、ステップS2において最初の読込みで
ないと判定されれば、今回のフィルタ処理信号Ｖf1(ｎ)
を、以下の(１)式のような一次フィルタ演算により設定
する(ステップS4)。

【００５３】Ｖf1(ｎ)＝(１−Ｋｓ)×Ｖf1(ｎ−１）＋
Ｋｓ×Ｖ１ …(１)

【００５４】但し、(１)式において、Ｋｓはフィルタ演
算係数であり、０＜Ｋｓ＜１の範囲内の値に設定され
る。(１)式で演算された今回のフィルタ処理信号Ｖf1
(ｎ)に基づいて、第１の空燃比信号Ｖ１は、30ｍ秒〜10
0m秒のフィルタ処理時定数により応答時間が遅延された
フィルタ処理信号Ｖf1に変換されて、第１の演算手段51
に入力される。

【００５５】このとき、フィルタ処理信号Ｖf1の波形
は、図３内に破線で示すように、フィルタ処理時定数に
よって応答時間が長くなり、空燃比信号Ｖ１のバラツキ
を抑制するように変形される。図３は特性中心(Ｖａ)及
び特性バラツキ(Ｖｂ)の空燃比信号Ｖ１(実線)と各々の
フィルタ処理信号Ｖfa及びＶfb(破線)とを示す波形図で
あり、元の空燃比信号Ｖａ及びＶｂの間に応答時間の違
いがあっても、フィルタ処理信号Ｖfa及びＶfbの間には
応答時間の違いがほとんどないことが分かる。

【００５６】このように、第１の空燃比信号Ｖ１にフィ
ルタ処理を加えることにより、第１の空燃比センサ11の
出力特性及び応答時間の違いは吸収される。従って、第
２の空燃比制御量C2′により補正された第１の空燃比制
御量C1′は、第１の空燃比センサ11の出力特性及び応答
時間の違いによる影響を受けることはほとんどなく、最
終的な燃料噴射信号Ｊにより適正な空燃比制御を行うこ
とができる。

【００５７】尚、第２の空燃比センサ12に関しては、前
述したように、触媒10の下流側に設置されているため、
排気ガス成分及び排気ガス温度による劣化をほとんど受
けないので、出力特性及び応答時間のバラツキについて
特に考慮する必要はない。

【００５８】実施例２．尚、上記実施例１では、第２の
空燃比制御量C2′を加算することにより第１の空燃比制
御量Ｃf1を補正する場合を例にとって説明したが、図７
のように第２の制御量C2で第１の目標値ＶR1を補正する
場合に適用してもよい。又、最終的な空燃比制御量C1′
を補正する方法であれば、第１のＰＩコントローラ41の
Ｐ値、Ｉ値又は遅延時間等を補正する任意の方法を適用
することもできる。

【００５９】図４は第２の空燃比制御量C2により第１の
目標値ＶR1を補正するようにしたこの発明の実施例２を
示す機能ブロック図であり、５、11、12、44、50及び54
は前述と同様のものである。又、51Ａ及び52Ａはそれぞ
れ第１及び第２の演算手段51及び52に対応している。

【００６０】この場合、図７と同様に、第１の演算手段
51Ａは、フィルタ処理信号Ｖf1及び補正目標値ＶT1を比
較する減算器45と第１のＰＩコントローラ41とを含み、
第２の演算手段52Ａは、減算器43と第２のＰＩコントロ
ーラ42とを含む。

【００６１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、第１の空燃比信号を遅れフィルタ処理するフィルタ
処理手段を設け、フィルタ処理手段の時定数を、第１の
空燃比センサの応答時間の影響を抑制する値に設定し、
第１の空燃比信号のフィルタ処理信号を用いて第１の空
燃比制御量を求めると共に、第２の空燃比信号に基づく
第２の空燃比制御量により第１の空燃比制御量を補正す
るようにしたので、第１の空燃比センサの出力特性及び
応答時間の違いによる空燃比制御量への影響を抑制した
内燃機関用空燃比制御装置が得られる効果がある。

【００６２】又、この発明の請求項２によれば、100m秒
〜１秒の応答時間バラツキを有する第１の空燃比信号に
対し、フィルタ処理手段の時定数を30ｍ秒〜100m秒に設
定したので、第１の空燃比センサの出力特性及び応答時
間の違いによる空燃比制御量への影響を確実に抑制した
内燃機関用空燃比制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による空燃比フィードバッ
ク制御演算動作を図式的に示す機能ブロック図である。

【図２】この発明の実施例１によるフィルタ処理動作を
示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施例１により得られるフィルタ処
理信号を示す波形図である。

【図４】この発明の実施例２による空燃比フィードバッ
ク制御演算動作を図式的に示す機能ブロック図である。

【図５】一般的な内燃機関用空燃比制御装置を示す構成
図である。

【図６】図５内のＥＣＵの機能構成を示すブロック図で
ある。

【図７】従来の内燃機関用空燃比制御装置による空燃比
フィードバック制御演算動作を図式的に示す機能ブロッ
ク図である。

【図８】一般的な内燃機関用空燃比制御装置による空燃
比フィードバック制御動作を説明するための波形図であ
る。

【図９】一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波
形図である。

【図１０】出力特性の異なる空燃比センサを用いた場合
の従来の内燃機関用空燃比制御装置による空燃比フィー
ドバック制御動作を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１ エンジン ９ 排気管 １０ 触媒 １１ 第１の空燃比センサ １２ 第２の空燃比センサ ２０ ＥＣＵ ４４ 加算器（補正手段） ５０ フィルタ処理手段 ５１ 第１の演算手段 ５２ 第２の演算手段 ５３ 加算器（補正手段） Ｃ１′ 空燃比制御量 Ｃｆ１ 第１の空燃比制御量 Ｃ２、Ｃ２′ 第２の空燃比制御量 Ｖ１ 第１の空燃比信号 Ｖ２ 第２の空燃比信号 Ｖｆ１ フィルタ処理信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 45/00 358 F02D 45/00 368

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に挿入された排気ガス
   浄化用の触媒と、 前記触媒の上流側に設けられて前記排気ガスの特定成分
   濃度を第１の空燃比信号として検出する第１の空燃比セ
   ンサと、 前記触媒の下流側に設けられて前記排気ガスの特定成分
   濃度を第２の空燃比信号として検出する第２の空燃比セ
   ンサと、 前記第１及び第２の空燃比信号に基づいて空燃比制御量
   を演算するＥＣＵとを備え、 前記ＥＣＵが、 前記第１の空燃比信号に基づいて第１の空燃比制御量を
   演算する第１の演算手段と、 前記第２の空燃比信号に基づいて第２の空燃比制御量を
   演算する第２の演算手段と、 前記第２の空燃比制御量により前記第１の空燃比制御量
   を補正して前記空燃比制御量とする補正手段とを含む内
   燃機関用空燃比制御装置において、 前記ＥＣＵは、前記第１の空燃比信号を遅れフィルタ処
   理するフィルタ処理手段を更に含み、 前記フィルタ処理手段の時定数は、前記第１の空燃比セ
   ンサの応答時間の影響を抑制する値に設定されたことを
   特徴とする内燃機関用空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１の空燃比センサの応答時間のバ
   ラツキは１００ｍ秒〜１秒であり、前記フィルタ処理手
   段の時定数は、３０ｍ秒〜１００ｍ秒に設定されたこと
   を特徴とする請求項１の内燃機関用空燃比制御装置。