JPH0227138A - 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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JPH0227138A
JPH0227138A JP63177565A JP17756588A JPH0227138A JP H0227138 A JPH0227138 A JP H0227138A JP 63177565 A JP63177565 A JP 63177565A JP 17756588 A JP17756588 A JP 17756588A JP H0227138 A JPH0227138 A JP H0227138A
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JP
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fuel ratio
air
feedback control
ratio feedback
control constant
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JP63177565A
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Tatsuyoshi Kanbara
蒲原 辰義
Tadashi Sugino
忠 杉野
Toshio Suematsu
末松 敏男
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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、内燃機関の排気系に介装された三元触媒の、
上流側および下流側に酸素濃度センサ等の空燃比センサ
を配設し、上流側空燃比センサの検出結果に基づく空燃
比フィードバック制御に加えて、下流側空燃比センサの
検出結果に基づく空燃比フィードバック制御も併せて実
行する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
[従来の技術] 過密の空燃比フィードバック制御装置、所謂、シングル
酸素濃度センサシステムでは、酸素)農産を検出する空
燃比センサとしての酸素温度センサを燃焼室近傍に配設
するため、触媒コンバータの上流側である排気マニホル
ドに設けている。しかし、酸素潤度センサの出力特性の
固体差とこより、空燃比の制御精度向上には限界があっ
た。そこで、上記酸素濃度センサの出力特性の固体差、
さらに、燃料噴射弁等の構成部品の固体差、経時変化、
経年変化等ここ起因する制御精度低下し乙対する対策と
して、触媒コンバータの下流側に下流側酸素濃度センサ
を配設し、上記触媒コンバータの上流側に配設された上
流側酸素)農産センサの検出信号に基つく空燃比フィー
ドバック制御ここ加えて、上記下流側酸素潤度センサの
検出信号に基つく空燃比フィードバック制御を実行する
、所謂、ダブル酸素温度センサシステムか知られている
。このようなダブル酸素)農産センサシステムでは、下
流側酸素)製度センサの応答性は、上流側酸素)製度セ
ンサの応答性より低いか、次のような理由により、出力
特性が比較的安定している。
(a)  触媒コンバータの下流側の排気温度は上流側
に比べて低いので、下流側酸素)製度センサに対する熱
的悪影響が比較的少ない。
(b)  酸素)製度センサの出力特性に悪影響を及ぼ
す排気中の有害物質は、触媒コンバータ内部で吸着され
るので、下流側の排気から酸素濃度センサが悪影響を受
けることは比較的少ない。
(c)  触媒コンバータの下流側の排気は、充分混合
されているため、排気中の酸素濃度はほぼ平衡状態に近
いので、酸素濃度センサにより比較的正確に検出できる
このため、2つの酸素濃度センサの検出信号に基づく空
燃比フィードバック制御(所謂、ダブル酸素濃度センサ
システム)は、上流側酸素)製度センサの出力特性の悪
化を、下流側酸素濃度センサの検出信号により補正でき
る。すなわち、第18図乙こ黒塗で示すようここ、ダブ
ル酸素温度センサシステムでは、上流側酸素濃度センサ
の出力特性が悪化しても、排気中の有害成分(HC,C
O,NOx)の排出量はほとんど増加せず、排気特性の
悪化は見られない。一方、同図に白抜きで示すように、
出力特性悪化時のシングル酸素濃度センサシステムでは
、排気中の有害成分がかなり増加し、排気特性の悪化が
顕著に現れる。このように、ダブル酸素温度センサシス
テムでは、下流側酸素)農産センサの出力特性が安定し
ていれは、良好な排気特性が補償される。
ところで、上記のようなダブル酸素温度センサシステム
では、非フィードバック制御からフィードバック制御へ
の移行時には要求空燃比が大きく相違し、運転性能、排
気特性の悪化を招く場合もあった。このような不具合点
を解決する技術として、例えは、 「内燃機関の空燃比
制御装置」 (特開昭62−60941号公報)等が提
案されている。すなわち、機関が所定の学習条件を満足
しているときに、下流側空燃比センサの出力に応じて算
出された空燃比制御量の中心faを演算して記憶してお
き、下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック制
御開始時には、この記憶された空燃比制御量の中心(直
から制御を開始するものである。
[発明が解決しようとする課題] ところで、上記従来技術では、制御開始時の空燃比制御
量を、下流側空燃比センサによる空燃比フィートバッタ
制御実行時に算出された空燃比制併置の中心1直に設定
していた。ここで、空燃比制御量の中心値とは、空燃比
フィードバック制御実行時の空燃比制御量の最大値と最
小値との算術平均値である。ところが、例えは、三元触
媒の酸素ストレージ効果が低下すると、三元触媒下流側
空燃比センサは過濃側(Ricb)信号を出力し易い。
このため、空燃比制御量は希薄側(Lean)に補正さ
れる。このような場合、空燃比制御量の最大値と最小値
とから算術平均により算出した空燃比制御量の中心値は
、希薄側(Lean)jこ移行する。これにより、下流
側空燃比センサの非活性時、下流側空燃比センサによる
空燃比フィードバック制御非実行時には、空燃比制御量
が希薄側(Lean)に設定され、内燃機関の空燃比の
希薄化(Lean)を招致する。したがって、下流側空
燃比センサによる空燃比フィードバック制御開始以前に
は、希薄側(Lean)に初期設定された空燃比制御量
を使用するので、排気中の窒素酸化物(NOx)等、有
害物質排出量が増加する場合もあるという不具合点があ
った。
このような不具合点を解決するためここ、例えは、下流
側空燃比センサによる空燃比フィードバック制御開始以
前は、空燃比制御量を過濃側(Ric1〕)に補正した
(直を使用する改良技術も考案された。
しかし、例えは、内燃機関の始動・停止を繰り返すよう
な運転状態では、下流側空燃比センサによる空燃比フィ
ードバック制御が開始される以前に機関が停止し、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実行
機会が無くなる。このため、始動時毎に、空燃比制御量
は過)層側(Rich)に補正される。従って、補正の
累積により、uJ期時の空燃比制御量が過濃側(Ric
h)に過剰移行し、下流側空燃比センサによる空燃比フ
ィードバック制御開始以前および制御開始後の空燃比が
過度に過濃側(Ri c h)へ移行するので、排気中
の有害成分(HC,Co)排出量の増加や、触媒排気臭
気の発生を招くという問題点が判明し、上記改良技術も
未だ充分なものではなかった。
すなわち、空燃比制御量の最大値および最小値を各々1
0とし、過濃側(Rich)補正値を2[%]にした場
合は、初回始動時の空燃比制御量は、 (10+10)
/2+2= 12となる。この状態で下流側空燃比セン
サにょる空燃比フィードバック制御が開始されず、再び
空燃比制御量か過濃側(Ri c h)に補正されると
、空燃比制御量は、 (12+12)/2+2= 14
となり、以下同様の過濃側(Rich)補正により、空
燃比制御量は、16. 18. −、  と過濃側(R
ich)に増加し続けてしまう。
また、上述のよう乙こ算出した空燃比制御量を、下流側
空燃比センサによる空燃比フィードバック制御開始以前
の初期値だけでなく、例えは、内燃機関の運転状態や車
両の走行状態に応じて区分した領域毎に、各々独立に算
出するような場合にも、過)層側(Rich)に補正し
た初期値を使用すると、同様に空燃比が過濃側(Ric
h)へ過度に移行して排気特性の悪化を招致するという
問題もあった。
このように、下流側空燃比センサによる空燃比フィード
バック制御開始以前に、空燃比制御量を過濃側(Ric
h)に補正するだけでは、各種の運転状態において、排
気特性を規制範囲内に維持できない。乙のため、三元触
媒の上流側および下流側に各々独立に空燃比センサを備
えた空燃比制御装置の制御精度か悪化していた。
本発明は、下流側空燃比センサに基っく空燃比フィード
バック制御開始前に、空燃比制御量の初期値を過濃側(
Rich)に補正しても、補正の累積による空燃比制御
量の過濃側(Ri c h)への過度な移・行を好適に
防止可能な内燃機関の空燃比制御装置の提供を目的とす
る。
[課題を解決するだめの手段] 上記目的を達成するためになされた本発明は、第1図に
例示するように、 内燃機関M1の排気通路0乙配設された三元触媒M2と
、 該三元触媒M2の上流側の排気中の特定成分濃度を検出
する上流側空燃比検出手段M3と、上記三元触媒M2の
下流側の排気中の特定成分濃度を検出する下流側空燃比
検出手段M4と、上記内燃機関M1の運転状態が、少な
くとも下流側空燃比検出手段M4の活性化を含む所定空
燃比フィードバック制御実行条件に該当するか否かを判
定する判定手段M5と、 該判定手段M5により所定空燃比フィードバック制御実
行条件に該当すると判定されると、上記下流側空燃比検
出手段M4の検出結果に基づいて、上記内燃機関M1の
空燃比フィードバック制御定数を算出する制御定数算出
手段M6と、 該制御定数算出手段M6の算出した空燃比フィードバッ
ク制御定数を用い、上記上流側空燃比検出手段M3の検
出結果に基づいて空燃比制御量を算出する空燃比フィー
ドバック制御手段M7と、該空燃比フィードバック制御
手段M7の算出した空燃比制御量に従って、上記内燃機
関M1の空燃比を調節する空燃比調節手段M8と、を具
備した内燃機関の空燃比制御装置において、さらに、上
記判定手段M5により上記下流側空燃比検出手段M4が
非活性状態であると判定されたときは、上記空燃比フィ
ードバック制御手段M7の使用する前記空燃比フィード
バック制御定数を、空・燃比フィードバック制御実行条
件に該当するときりこ上記制御定数算出手段M6の算出
した空燃比フィードバック制御定数に基づいて、該空燃
比フィードバック制御定数の中心値よりも空燃比の過濃
側に補正した過温側制御 る制御定数設定手段M9と、 上記判定手段M5の所定空燃比フィートパック制御実行
条件該当判定に応いた、上記制御定数算出手段M6によ
る空燃比フィードバック制御定数の算出開始時から所定
時間経過後、上記制御定数設定手段M9に、該空燃比フ
ィートバ・ンク制御定数の更新を開始させる更新手段M
IOと、を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置を要旨とするものである。
[作用コ 本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、第1図に例示す
るように、内燃機関M1の運転状態が、内燃機関M1の
排気通路に配設された三元触媒M2の下流側の排気中の
特定成分濃度を検出する下流側空燃比検出手段M4の活
性化を、少なくとも含む所定空燃比フィードバック制御
実行条件に該当すると判定手段M5が判定する。このと
き、下流側空燃比検出手段M4の検出結果に基づいて、
内燃機関M1の空燃比フィードバック制御定数を制御定
数算出手段M6が算出する。すると、制御定数算出手段
M6の算出した空燃比フィードバック制御定数を用い、
三元触媒M2の上流側の排気中の特定成分)農産を検出
する上流側空燃比検出手段M3の検出結果ここ基づいて
、空燃比制御量を空燃比フィードバック制御手段M7が
算出する,空燃比フィードバック制御手段M.7の算出
した空燃比制御量に従って、空燃比調節手段M8は、内
燃機関M1の空燃比を調節する。これに際し、判定手段
M5により下流側空燃比検出手段M4が非活性状態であ
ると判定されたときは、空燃比フィードバック制御手段
M7の使用する空燃比フィードバック制御定数を、空燃
比フィートパック制御実行条件ここ該当するときに制御
定数算出手段M6の算出した制御定数に基づいて、空燃
比フィードバック制御定数の中心(直よりも空燃比の過
)肩側に補正した過)層側制御定数む乙ホ1]御定数補
正手段M9が変更設定する。そして、判定手段M5の所
定空燃比フィードバック制御実行条件該当判定に応じた
、制御定数算出手段M6による空燃比フィードバック制
御定数の算出開始時から所定時間経過後、更新手段MI
Oが、制御定数設定手段M9に、空燃比フィードバック
制御定数の更新を開始させるよう働く。
すなわち、下流側空燃比検出手段M4の非活性状態時は
、空燃比フィードバック制御定数を、空燃比フィードバ
ック制御実行条件該当時に算出した空燃比フィードバッ
ク制御定数に基づいて補正した過)層側制御定数に一旦
設定して内燃機関M1の空燃比希薄化を抑制し、空燃比
フィードバック制御実行条件該当時に到ると、空燃比フ
ィードバンク制御定数算出可能時から所定時間経過後に
、次回の過)層側制御定数算出に用いる空燃比フイード
パツク制御定数の更新を開始し、過温側制御定数の累積
による内燃機関M1の空燃比の過淵化を抑制するのであ
る。
従って、本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、下流側
空燃比検出手段M4の非活性状態時には空燃比フィード
バック制御定数を過温側補正し、補正後の空燃比フィー
ドバック制御実行条件該当時以降は、空燃比フィードバ
ック制御定数への過温側補正の影響を防止し、内燃機関
M1の空燃比を運転状態に応じた要求空燃比に維持する
よう働く。
「実施例」 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の第1実施例であるエンジンの空燃比制御
装置のシステム構成を第2図に示す。
同図に示すように、エンジンの空燃比制御装置1は、エ
ンジン2およびこれを制御する電子制御装置(以下、単
にECUと呼ぶ。)3から構成されている。
エンジン2は、シリンダ4、ピストン5およびシリンダ
ヘッド6から燃焼室7を形成し、この燃焼室7には点火
プラグ8か配設されている。
エンジン2の吸気系は、上記燃焼室7と吸気バルブ9を
介して連通する吸気ポート10、吸気管11、吸入空気
の脈動を吸収するサージタンク12、アクセルペダル1
3に連動して吸入空気量を調節するスロットルバルブ1
4およびエアクリーナ15から構成されている。
上記エンジン2の排気系は、上記燃焼室7と排気バルブ
16を介して連通ずる排気ポート17、排気マニホルド
18、三元触媒を充填した触媒コンバータ19および排
気管20から構成されている。
上記エンジン2の点火系は、点火に必要な高電圧を出力
するイグニッションコイルを備えた。イグナイタ21お
よび図示しないクランク軸に連動して上記イグナイタ2
1で発生した高電圧を点火プラグに分配供給するディス
トリビュータ22より構成されている。
上記エンジン2の燃料系統は、燃料を貯蔵する]6 だめのフューエルタンク23、燃料を圧送するフューエ
ルポンプ24、圧送された燃料を上記吸気ポート10近
傍に噴射する電磁式の燃料噴射弁25から構成されてい
る。
エンジンの空燃比制御装置1は検出器として、上述した
吸気管11のスロットルバルブ14上流側に設けられて
吸入空気量を計測するエアフロメータ31、該エアフロ
メータ31内部に設げられて吸入空気温度を測定する吸
気温センサ32、上記スロットルバルブ14ここ連動し
てスロットルバルブ14の開度を検出するスロットルポ
ジションセンサ33、上記スロットルバルブ14の全閉
状態を検出するアイドルスイッチ34、シリンダブロッ
ク4aの冷却系統に配設されて冷却水温度を検出する水
温センサ35、排気マニホルド18因に設けられて触媒
コンバータ19に流人する上流側の排気中の残存酸素濃
度を検出する上流側酸素)開度センサ36、排気管20
内に設けられて触媒コンバータ19から流出した下流側
の排気中の残存酸素濃度を検出する下流側酸素潤度セン
サ37、上述したディストリビュータ22のカムシャフ
トの1回転毎に、すなわち、図示しないクランク軸の2
回転毎に基準信号を出力する気筒判別センサ38、上記
ディストリビュータ22のカムシャフトの1/24回転
毎に、すなわち、クランク角0°から30°の整数倍毎
に回転角信号を出力する回転速度センサを兼ねた回転角
センサ39を備えている。
上記各センサおよびスイッチの検出信号はECU3jこ
人力され、該ECU3はエンジン2を制御する。ECU
3は、CPU3a、ROM31)、RA M 3 c 
、 バックアップRAM3d、  タイマ3eを中心に
論理演算回路として構成され、コモンバス3fを介して
人出カポ−1−3g uZ接続されて外部との人出力を
行なう。CPU3aは、上述したエアフロメータ31、
吸気温センサ32、スロットルポジションセンサ33の
検出信号をA/D変換器311および人出力ポート3 
gを介して、アイドルスイッチ34の検出信号を入出カ
ポ−)3gを介して、気筒判別センサ38、回転角セン
ザ39の検出信号を波形整形回路31および人出力水−
)−3gを介して、水温センサ35、上流側酸素)農産
センサ36、下流側酸素潤度センサ37の検出信号をA
/D変換器3Jおよび人出力ポート3gを介して、各々
人力する。一方、CPU3aは、人出カポ−)3gおよ
び駆動回路3mを介してイグナイタ21を駆動制御する
。ざらに、CP U 3aは人出力ポート3g、ダウン
カウンタ3n、フリップフロップ回路3pおよび駆動回
路3Fを介して燃料噴射弁25を駆動制御する。すなわ
ち、CPU3aで算出された燃料噴射量TAUに相当す
る(直がダウンカウンタ3nにプリセットされると共乙
こ、フリップフロップ回路3pもセットされる。このた
め、駆動回路3rが燃料噴射弁25を開弁し、燃料噴射
が開始される。一方、ダウンカウンタ3nがクロツタ信
号を計数し、最後こ乙そのキャリアウド端子がハイレベ
ル(1)になると、フリップフロップ回路3pがセット
されて駆動回路3「は燃料噴射弁25を閉弁し、燃料噴
射が終了する。このように、燃料噴射量TA(Jに応じ
た量の燃料がエンシ、、/2に供給される。なお、上記
ECU3は、イグニッションスイッチ40を介して車載
バッテリ41から電力の供給を受けて作動する。また、
バックアップRAM3dは、イグニッションスイッチ4
0を介さず、バックアップパンテリ等の、図示しない経
路より電力が与えられ、イグニッションスイッチ40の
状態にかかわらず記憶内容が保持されろ様に構成されて
いる。
次に、:iJI!!Jll化処理を第3図に示すフロー
チャーI・に基づいて説明する。本初期化処理は、イグ
ニッションスイ・ンチ40の投入時に起動される。まず
、ステ・ンブ100では、リッチスキップ量R3Rここ
、バ・ンクアップRAM3dに記憶されている中心(直
FGR5Rと適合係数にとの和を設定する処理が行われ
る。ここで、適合係数Y(とは、中心(直FGR9R’
&過)層側(Ri c h) tこ補正するために予め
定められた定数であって、本第1実施例では値0.5[
%]ここ設定されている。また、バッテリバ・ンクアッ
プ不良等ここよりバ・ンクアップRAM3dの記憶内容
か消滅した場合には、予め定められている中心値FGR
5Rの初期値が設定される。続くステップ110では、
空燃比補正係数FAFに初期値1.0を設定する処理が
行われる。
次乙こステップ120に進み、下流側酸素)農産センサ
活性化カウンタC0UNT1を値Oしこリセットする処
理が行われる。続くステップ130では、第2の空燃比
フィードバック制御処理開始後経過時間カウンタC0U
NT2を値0にリセットする処理が行われる。次にステ
ップ140に進み、中心(直FGR3Rの学習が初回で
あるか否かを示す学習フラグFGを値0にリセットする
処理を行った後、本初期化処理を終了する。以後、本初
期化処理は、イグニッションスイッチ40が投入された
ときに実行される。
次乙こ、計時処理を第4図のフローチャー1・にしたが
って説明する。本計時処理はEC1J3の起動に伴い、
所定時間毎に繰り返して実行される。まず、ステ・ンブ
200では、下流側酸素潤度センサ活性化カウンタC0
UNTIの計数値に値1を加算する処理が行われる。続
くステップ210.220では、ステップ200で加算
された下流側酸素潤度センサ活性化カウンタC0UNT
Iの計数1直を最大値50以下に制限する処理を行った
後、−旦、本計時処理を終了する。以後、本計時処理は
、所定時間毎に繰り返して実行される。
吹もこ、第1の空燃比フィードバックホ■」御処理を第
す図(1)、  (2)!こ示すフローチャートに基つ
いて説明する。氷菓1の空燃比フィードバック制御処理
は、ECU3の起動後、所定時間(例えは、4[rns
ec])勾に実行される。まず、ステ・ンプ302では
、既述した各センサの検出信号に基つく各データを読み
込む処理が行われる。続くステップ304では、第1の
空燃比フィードバンク制御実行条件が成立するか否かを
判定し、肯定判断されるとステップ308乙こ進み、一
方、否定判断されると、ステップ306jこ進んで空燃
比補正係数FAFを(al、0に設定した後、−旦、氷
菓1の空燃比フィードバック制御処理を終了する。なお
、空燃比補正係数FAFの値は、前回の制御終了までの
平均(直、バックアップRAM3dここ記憶されている
学習値、予め定められている初期値等に設定しても良い
。とこで、例えは、冷却水温度T)IWか所定温度(例
えは、60[°C])以下のとき、始動状態、始動後増
量中、暖機増量中、加速増量(非同朋噴射)中、パワー
増量中、上流側酸素潤度センサ36の出力信号V1が一
度も第1の比較電圧VRIを横切っていないとき、等は
何れも第1の空燃比フィードバック制御実行条件不成立
である。上記各条件に該当しない、第1の空燃比フィー
ドバック制御実行条件成立時に実行されるステップ30
8では、上流側酸素温度センザ36の検出信号V1をA
/D変換して読み込む処理か行われる。続くステップ3
10では、上流側酸素潤度センザ36の検出信号■1が
第1の比較電圧VRI(例えは、0.45 [V] )
u下であるか否かを判定し、肯定判断されると空燃比が
希薄側(L e an)であるとしてステップ312に
、一方、否定判断されると空燃比が過)層側(Rich
)であるとしてステップ324に、各々進む。空燃比が
希薄側(Lean)であるときに実行されるステップ3
12では、デイレイカウンタCDLYの計数値の正負を
判定し、正のときはステップ314でデイレイカウンタ
CDLYの計数値を(luoにリセッl−L、た後ステ
ップ316に進み、一方、負のときは、そのままステッ
プ316に進む。ステップ316では、テ゛イレイカウ
ンタCDLYの計数値を1直1だけ減算し、続くステッ
プ318,320でデイレイカウンタCDLYの計数1
直を最小値TDLI乙制限し、デイレイカウンタCD 
L Yの値が最小値TDLまで減少したときは、ステッ
プ322で空燃比フラグF1を1直0(希薄側(Lea
n))にリセットした後、ステップ340に進む。なお
、最小f+W T D Lは、上流側酸素温度センザ3
6の検出信号■1が過濃側(Ri c h)から希薄側
(Lean)に変化しても、過濃側(Rich)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
の値に定義されている。一方、上記ステップ310で、
空燃比が過)層側(Rich)であると判定されたとき
に実行されるステップ324では、デイレイカウンタC
DLYの計数値の正負を判定し、負のときはステップ3
26でデイレイカウンタCDLYの計数値を埴Oにリセ
ッ)−シた後ステップ328に進み、一方、正のときは
、そのままステップ32Bに進む。ステップ328では
、デイレイカウンタCDLYの計数値を(偵1だけ加算
し、続くステップ330.332でデイレイカウンタC
DLYの計数値を最大値TDRに制限し、デイレイカウ
ンタCDLYの計数値が最大(直TDRまで増加したと
きは、ステップ334で空燃比フラグF1を(直1 (
過濃側(Rich))にセットした後、ステップ340
に進む。なお、最大値TDRは、上流側酸素)製度セン
サ36の検出信号V1が希薄側(Leal))から過濃
側(Ricb)に変化しても、希薄側(Lean)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、
正の埴に定義されている。
続くステップ340では、空燃比フラグF1の値が反転
したか否かを判定し、肯定判断されるとステップ342
に、一方、否定判断されるとステップ348乙こ、各々
進む。空燃比フラグF1の値か反転したときに実行され
るステップ342では、過)層側(Rich)から希薄
側(Lean)への反転か、希薄側(Lean)から過
濃側(Ricll)への反転かを判定する処理が行われ
る。過)層側(Ricb)から希薄側(Lean)への
反転時に実行されるステップ344では、空燃比補正係
数FAFにリッチスキップ量R5Rを加算してスキップ
的に増加させ、一方、希薄側(L e a n)から過
濃側(Ricb)への反転時に実行されるステップ34
6では、空燃比補正係数FARからリーンスキップ量R
S Lを)減算してスキップ的に減少させ、各々ステッ
プ356に進む。また、上記ステップ340で空燃比フ
ラグF1の値が反転しないときに実行されるステップ3
4Bでは、希薄側(L e a n)であるか、過濃側
(Rich)であるかを判定する処理が行われる。希薄
側(Lean)であるとき乙こ実行されるステップ35
0では、空燃比補正係数FAPLこりツナ積分定数KI
Rを加算して徐々ζこ増加させ、一方、過濃側(Ric
b)であるときに実行されるステップ352では、空燃
比補正係数FAFからリーン積分定数KILを減算して
徐々に減少させ、各々ステップ356に進む。ここで、
両積分定数KIR,KILは、両スキップ量R5R,R
3Lに比較して充分小さく設定されている。従って、ス
テップ344.346では燃料噴射量は迅速に増減補正
され、一方、ステップ350,352では燃料噴射量は
徐々ここ増減補正される。続くステップ356゜358
では、上記空燃比補正係数FAFの値を、例えは、最大
値1.2以下ここ制限し、さらに、続くステップ360
,362では、最小fu1.8以上に制限し、空燃比補
正係数の値FAFが何等かの原因により過大、あるいは
、過小になった場合でも、空燃比の過濃側への過度な移
行(オーバリッチ状態)、もしくは、希薄側への過度の
移行(オーバリーン状態)を防止する。次にステップ3
64に進み、上記のように算出された空燃比補正係数F
AFをRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶
した後、−旦、本箱1の空燃比フィードバック制御処理
を終了する。以後、本箱1の空燃比フィードバック制御
処理は所定時間毎に、上記ステップ302〜364を繰
り返して実行する。
次に、上記制御の様子の一例を、第6図のタイミングチ
ャートに従って説明する。時刻t1に、上流側酸素潤度
センサ検出信号に基つく空燃比信号A/Fか希薄側(L
ean)から過)層側(Ricll)に変化すると、デ
イレイカウンタCDLYの計数値はリセッ)・後、カウ
ントアツプされ、リンチ遅延時間TDR経過後の時刻t
2に最大(直TDRjこ到達する。すると、遅延処理後
の空燃比信号A/Fd(空燃比フラグF1の1直)が、
希薄側(Lean)から過)層側(Rich)に変化す
る。
また、時刻t3に、上流側酸素潤度センサ検出信号に基
うく空燃比信号A/Fが過濃側(Rich)から希薄側
(Lean)に変化すると、デイレイカウンタCDLY
の計数値はリセット後、カウントダウンされ、リーン遅
延時間(−TDL)経過後の時刻上4に最小(i T 
D Lに到達する。すると、遅延処理後の空燃比信号A
/Fd(空燃比フラグF1の値)が、過)層側(Ric
h)から希薄側(L e a n )に変化する。しか
し、例えは、上流側酸素温度センサ検出信号に基づく空
燃比信号A/Fが、時刻t5.t6.t7のようにり・
ソチ遅延時間TDRより短い間開で反転すると、デイレ
イカウンタCDLYの計数値が最大(直TDRへ到達す
る時間が延長され、時刻t8に至って遅延処理後の空燃
比信号A/Fdが反転する。すなわち、遅延処理後の空
燃比信号A/Fd(空燃比フラグF1の値)は、上流側
酸素潤度センサ検出信号に基づく空燃比信号A/Fより
も安定した値となる。
このように、比較的安定した遅延処理後の空燃比信号A
/Fdに基づいて、空燃比補正係数FAFが決定される
次に、第2の空燃比フィードバック制御処理について説
明する。第2の空燃比フィードバック制御処理は、第1
の空燃比フィードバック制御処理の制御定数であるスキ
ップ量R3R,R3L、積分定数KIR,KIL、遅延
時間TDR,TDLおよび第1の比較電圧VRIを変更
する制御を行なうものと、第2の空燃比補正係数FAF
2を算出する制御を行なうものがある。
制御卸定数であるスキップ量R3R,R9L、積分定数
KIR,KIL、遅延時間TDR,TDLおよび第1の
比較電圧VRIを変更する制御では、例えは、リッチス
キ・ンブ量R5Rの増加補正、あるいは、リーンスキッ
プ量R5Lの減少補正により空燃比を過)層側(Ric
h)に制御でき、一方、リッチスキップ量R3Rの減少
補正、あるいは、リーンスキップ量R5Lの増加補正に
より空燃比を希薄側(L e a n)に制御できる。
従って、下流側酸素)農産センサ37の検出信号に応じ
てリッチスキップ量R3R5あるいは、リーンスキップ
量R3Lの少なくとも一方を補正すると空燃比をホ11
御できる。また、例えは、リッチ積分定数KIRの増加
補正、あるいは、リーン積分定数KILの減少補正によ
り空燃比を過)層側(Ri c h)に制御でき、一方
、リッチ積分定数KIRの減少補正、あるいは、リーン
積分定数KILの増加補正により空燃比を希薄側(Le
an)に制御できる。
このように、下流側酸素温度センサ37の検出信号に応
じてリッチ積分定数KIR5あるいは、リーン積分定数
KILの少なくとも一方を補正すると空燃比を制御でき
る。さらに、例えは、リッチ遅延時間TDRをリーン遅
延時間(−TDL)より相対的に大きく設定すると、空
燃比を過濃側(Rich)を乙制御でき、一方、リッチ
遅延時間TDRをリーン遅延時間TDLより相対的ζこ
小さく設定すると、空燃比を希薄側(L e a n)
に制御できる。すなわち、下流側酸素潤度センサ37の
検出信号に応じてリッチ遅延時間TDR,あるいは、リ
ーン遅延時間TDLの少なくとも一方を補正すると空燃
比を制御できる。また、例えは、第1の比較電圧VRI
を低下補正すると、空燃比を希薄側(Lean)jこ制
御できる。そこで、下流側酸素温度センサ37の検出信
号に応じて第1の比較電圧VRIを補正しても、空燃比
を制御できる。ところで、上記スキップ量R9R,R3
L、積分定数KIR,KIL、遅延時間TDR,TDL
および第1の比較電圧VRIを下流側酸素温度センサ3
7の検出信号に応じて変更すると、例えは、遅延時間T
DR,TDLの補正は非常に微妙な空燃比制御を可能に
し、スキップ量R3R,R8Lは、上記遅延時間TDR
,TDLのように空燃比フィードバック制御周期の延長
を伴うことなく高い応答性を保持した制御が可能になる
。従って、複数の上記制御定数を屈み合わせた制御が有
効である。
次に、第2の空燃比フィードバックホ■制御処理を第7
図(1)、  (2)jこ示すフローチャートlこ基づ
いて説明する。本箱2の空燃比フィードバック制御処理
は、ECU3の起動後、所定時間(例えは、512 [
m5ec] ) 毎に実行され、スキップ量R3R,R
3Lを補正演算する。まず、ステップ402では、既述
した各センサの検出信号に基づく各データを読み込む処
理が行われる。続くステップ404では、第1の空燃比
フィードバック制御処理実行条件が成立するか否かを判
定し、肯定判断されるとステップ406に進み、一方、
否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フィードバッ
ク制御処理を終了する。第1の空燃比フィードバック制
御処理実行条件成立時に実行されるステップ406では
、冷却水温度THWが70[°C]を上回るか否かを判
定し、肯定判断されるとステ・ンブ408ここ進み、一
方、否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フィード
バック制御処理を終了する。ステップ408では、スロ
ットルバルブ非全閉状態であるか否かを判定し、否定判
断されると、ステップ409に進んでアイドル信号LL
がロウしベル(0)に変化した後の経過時間を計時する
経過時間カウンタC0UNT3を値0にリセットした後
、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御処理を終了
し、一方、肯定判断されるとステップ410に進む。ス
ロットルバルブ14が非全閉状態のときに実行されるス
テップ410では、経過時間カウンタC0UNT3の計
数値に値1を加算する処理が行われる。続くステップ4
12では、経過時間カウンタC0UNT3の計数値が(
a20以上であるか否か、すなわち、アイドル信号LL
か値0に変化後10[sec]以上経過したか否かを判
定し、肯定判断されるとステップ414に進み、一方、
否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フィードバッ
ク制御処理を終了する。アイドル信号LLが値0に変化
後10[sec]以上経過したときに実行されるステッ
プ414では、経過時間カウンタC0UNT3の計数値
を上限(直20にホリ限する処理が行われる。
続くステ・ンブ416では、下流側酸素濃度センサ活性
化カウンタC0UNTIの計数値が50以上であるか否
か、すなわち、下流側酸素潤度センサ37が活性化した
か否かを判定し、肯定判断されるとステップ420に進
み、一方、否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フ
ィードバック制御処理を終了する。下流側酸素温度セン
サ37が活性化したときに実行されるステップ420で
は、空燃比補正係数FAFが最大f1.2、あるいは、
最小値0.8コこ継続して維持されていないか否かを判
定し、肯定判断されるとステップ422に進み、一方、
否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フィードバッ
ク制御処理を終了する。空燃比補正係数FAFが最大値
1.2と最小値0.8との間にあるときに実行されるス
テップ422では、下流側酸素潤度センサ37が正常で
あるか否か、すなわち、下流側酸素潤度センサ37のダ
イアグノーシス信号が正常を示すが否かを判定し、肯定
判断されるとステップ424に進み、一方、否定判断さ
れると、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御処理
を終了する。下流側酸素潤度センサ37が正常であると
きに実行されるステップ424では、燃料系統、排気系
等の障害による空燃比異常状態に無いか否かを判定し、
空燃比正常と判断されるとステップ426に進み、一方
、否定判断されると、−旦、本箱2の空燃比フィードバ
ック制御処理を終了する。すなわち、燃料噴射弁25等
燃料系統の動作不良や、排気マニホルド18、触媒コン
バータ19、排気管20から成る排気系の亀裂等機械的
損傷に起因する空燃比の異常変動が無いか否かを判定す
る。空燃比の異常変動が無いとき乙こ実行されるステッ
プ426では、第2の空燃比フィードバック制御処理開
始後経過時間カウンタC0IJNT2の計数1直し0傾
1を加算する処理を行った後、ステップ430に進む。
上記警笛2の空燃比フィードバック制御処理実行条件成
立時に実行されるステップ430では、下流側酸素)製
度センザ37の検出信号V2をA/D変換して読み込む
処理か行われる。続くステップ432では、前回算出さ
れたスキップ量R5R,R3Lを読み込む処理が行われ
る。続くステップ434では、下流側酸素)製度センザ
37の検出信号■2が第2の比較電圧VR2(例えは、
0. 55 [V])以下であるか否かを判定し、肯定
判断されると空燃比が希薄側(Lean)であるとして
ステップ436に、一方、否定判断されると空燃比が過
濃側(Ri c h)であるとしてステップ450に各
々進む。空燃比が希薄側(Lean)であるときに実行
されるステップ436では、リッチスキップ量R3Rの
値を一定(直△R5だけ加算し、続くステップ438,
440でリッチスキップ量R5Rの値を最大値RMAX
以下の量に制限し、さらに、ステップ442では、リー
ンスキップ量R5Lの値を一定値△R5だけ減算し、続
くステップ444.446でリーンスキップ量R5Lの
値を最小値LMIN以上の量に制限する。ここで、例え
は、最大値は7.5[%]、最小値は2.5[%]であ
る。なお、最大値は空燃比の変動によりドライバビリテ
ィが悪仕しない範囲の値であり、最小値は過渡追従性が
低下しない範囲の値である。
このように、リッチスキップ量R5Rを増加補正すると
共に、リーンスキップ量R9Lを減少補正して空燃比を
過濃側(Ri ch)!こ移行させ易くする。続くステ
ップ448では、上記のように補正したリッチスキップ
量R5Rおよびリーンスキップ量R9LをRAM3cお
よびバックアップRAM3dに記憶する処理が行われる
。次にステップ500に進み、後述する学習処理を実行
した後、−旦、本箱2の空燃比フィードバック制御処理
を終了する。
一方、上記ステップ434で、空燃比が過)層側(Ri
 c h)であると判定されたとき乙こ実行されるステ
ップ450では、す・ンチスキップ量R5Rの値を一定
値△R3だけ減算し、続くステップ452.454でリ
ッチスキップ量R3RCD値を最小値RMIN以上の量
に制限し、次にステップ456に進み、リーンスキップ
量R9Lの値を一定値△R5だけ加算し、続くステップ
458.460でリーンスキップ量R5Lの値を晶大(
i L M AX17下の量に制限する。このように、
リッチスキップ量R3Rを減少補正すると共に、リーン
スキップ量R5Lを増加補正して空燃比を希薄側(Le
 a n )に移行し易くする。その後、上述したステ
ップ448,500を経て、−旦、本箱2の空燃比フィ
ードバック制御処理を終了する。以後、本箱2の空燃比
フィードバック制御処理は所定時間@ここ、上記ステッ
プ402〜500を繰り返して実行する。
次に第2の空燃比フィードバック制御処理のステップ5
00で実行される学習処理を第8図のフローチャート乙
こ従って説明する。本学習処理は、第2の空燃比フィー
ドバック制御処理の実行に伴い、繰り返して実行される
。まずステップ502では、第2の空燃比フィードバッ
ク制御処理開始後経過時間カウンタC0UNT2の計数
値が1直100以上であるか否かを判定し、否定判断さ
れると未だ学習可能領域にないものとして、−旦本学習
処理を終了し、一方、肯定判断されると学習可能領域こ
こあるものとして、ステップ504に進む。
ステップ504では、第2の空燃比フィードバック制i
#処理開始後経過時間カウンタC0UNT2の計数値を
上限値100ζこ制限する処理が行われる。続くステッ
プ506では、学習フラグFCが(直0ここリセットさ
れているか否かを判定し、否定判断されると既に初期化
されているものとしてステップ512に、一方、肯定判
断されると未だ初其月化されていないものとしてステ・
ンブ508に、各々進む。末だ初期化されていないとき
に実行されるステップ508では、学習フラグFGを値
1しこセットする処理が行われる。続くステップ510
では、リッチスキ・ンブ量最大値R5RMAXおよびリ
ッチスキ・ンプ蛍最小埴R3RMINに、今回算出され
たリッチスキップ量R5Rを設定する処理を行った後、
ステップ512に進む。ステップ512では、今回算出
されたリッチスキップ量RSRがリッチスキップ量最大
値R5RMAX以上であるか否かを判定し、肯定判断さ
れるとステップ514に進んでリッチスキップ量最大f
+uR3RMAXを今回算出されたリッチスキップ量R
5Rで更新した後ステップ516に進み、一方、否定判
断されるとそのままステップ516乙こ進む。
ステップ516では、今回算出されたリッチスキップ量
R8Rがリッチスキップ量最小値R5RMIN以下であ
るか否かを判定し、肯定判断されるとステップ518に
進んでリッチスキップ量最小(ILiR5RMINを今
回算出されたリッチスキップ量R3Rで更新した後ステ
ップ520ζこ進み、−方、否定判断されると、中心値
FGR5Rは更新されないものとして、−旦、本学習処
理を終了する。ステップ520では、リッチスキップ量
最大1直R5RMAXと、す・ソチスキップ量最小値R
9RMINとの算術平均f[を次式(1)のように算出
し、学習値である中心値FOR9Rを求める処理が行わ
れる。
FGR3R= (R3RMAX + R3RMI N)/2−・・ (
1)続くステップ525では、ステップ520で算出し
た中心値FGR3Rを所定範囲内にガードする処理が行
われる。本第1実施例では、適合定数Kがf[0,5[
%]であるため、ガード下限値はflm(3,50,5
)  [%]、カー F 上jfffaハ値(6,:2
−0. 5)  [%]である。次にステップ530こ
こ進み、ステ・ンプ520で算出し、ステップ525で
ガード処理した中心値FGR3RをRAM3c、バッフ
ァ・ンブRAM3dに記憶する処理を行った後、−旦、
本学習処理を終了する。以後、本学習処理は、第2の空
燃比フィードバック制御処理の実行もこ伴い、繰り返し
て実行される。
次ζこ上記制御の様子を第9図のタイミングチャー[・
に従って説明する。エンジン2が停止状態ここある時刻
T1では、時刻T1以前ζこ学習されている中心値FG
R5R(1)がECU3のバックアップRAM3dに記
憶されている。この状態で、時刻T2にイグニッション
スイッチ40が投入されると、下流側#素)農産センサ
37非活性の為、第2の空燃比フィードバック制御処理
は実行されず、リッチスキップ量R5Rは更新されない
。このため、籾量化処理により、リッチスキップ量R9
Rは時刻T1以前に学習されている中心値FGR5R(
1)と適合定数Y(との加算値に初期設定される。すな
わち、中心IfiF G RS Rよりも過)層側(R
ich)に適合係数にだけ増加補正されている。やがて
、下流側酸素潤度センサ37が活性化し、その他の各実
行条件も成立すると、時刻T3から、第2の空燃比フィ
ードバック制御処理が開始される。これにより、下流側
酸素潤度センサ37の検出信号ここ基づいて、リッチス
キップ量R5Rは増減補正される。この第2の空燃比フ
ィードバック制御処理開始時刻T3から経過時間Td経
過後の時刻T4に到ると、リッチスキップ量R3Rは、
もはや適合定数にの影響を受けず、下流側酸素潤度セン
サ37の検出信号に基づき、比較的安定した値となる。
このため、同時刻T4から学習処理が開始され、中心値
FGR3Rが演算記憶される。その後、時刻T5にイグ
ニッションスイッチ40が遮断され、−旦、エンジン2
は運転停止する。従って、時刻T4〜時劾時刻の学習可
能領域におけるリッチスキップ量最大値R5RMAXお
よびリッチスキップ量最小値R9RMINの算術平均値
である中心値FGR3Rが学習されて、ECU3のバッ
クアップRAM3dtこ記憶される。この中心(i F
 G RS Rは、温間運転状態要求空燃比に相当する
リッチスキップ量である。やがて、時刻TIOに再びエ
ンジン2が、イグニッションスイッチ40の投入により
始動されると、このときの中心値FGR3R(10)は
、前回の時刻T4〜時刻T5の学習可能領域に更新学習
された値である。同時刻TIO以後も、同様に、時刻T
12以降の学習可能領域で学習処理が実行され、中心値
FGR3Rが更新される。
なお、第2の空燃比フィードバック制御処理開始後経過
時間カウンタC0UNT2の計数値は、第10図のタイ
ミングチャートに示すように、イグニッションスーイッ
チ40投入に伴う始動時である時刻T19に、−旦、1
直0にリセットされ、下流側酸素潤度センサ37か活性
化し、その他の各実行条件も成立すると、時刻T20以
降継続して増加し、第2の空燃比フィードパツーl)制
御処理が中断する間開(時刻T21〜時刻T22)は、
計数値が保持され、第2の空燃比フィードバック制御処
理再開以降(時刻T22〜時刻T23)継続して加算さ
れる。やがて、上限値100に到達すると(時刻T23
)、計数値は上限値100ここ制限される(時刻T24
)。
次に、燃料噴射制御処理を第11図ここ示すフローチャ
ーI・に基づいて説明する。本燃料噴射制御処理は、E
CU3の起動後、所定クランク角度毎(例えは、360
 [°CA] )に実行される。まず、ステップ610
では、既述した各データを読み込む処理が行われる。続
くステップ620では、基本燃料噴射量TAUOを、定
数にα、吸入空気量Qおよび回転速度Neから、次式(
2)のように算出する処理が行われる。
TAUO=  Ka  X  Q  /  Ne  −
(2)続くステップ630では、暖機増量係数FWLを
、冷却水温度THWに応じて、ROM3bに記憶されて
いる、第12図ここ示すマツプに従った補間計算により
算出する処理が行われる。吹に、ステップ640に進み
、実燃料噴射量TAUを次式(3)のように算出する処
理が行われる。但し、Ka、γは、他の運転状態パラメ
ータに従って定まる補正係数である。
AU TAUOXFAFX (FWL+にβ+1)十γ・・・
 (3) 続くステップ650では、上記ステップ640で算出さ
れた実燃料噴射量TAUを、ダウンカウンタ3nにセッ
トすると共に、ブリ・ンプフロップ回路3pをセットす
る制御信号を出力して燃料噴射を開始させた後、−旦、
本燃料噴射制御処理を終了する。なお、既述したように
、実燃料噴射量TAUに相当する時間が経過すると、ダ
ウンカウンタ3nのキャリアウド信号により、フリップ
フロップ3pがリセットされて燃料噴射は終了する。
以後、本燃料噴射制御処理は所定クランク角度毎しこ、
上記ステップ610〜650を繰り返して実行する。
(以下、余白) なお本第1実施例において、エンジン2が内燃機関M1
に、触媒コンバータ19が三元触媒M2に、上流側酸素
潤度センサ36が上流側空燃比検出手段M3に、下流側
酸素潤度センサ37が下流側空燃比検出手段M4に、各
々該当する。また、ECU3および該ECU3の実行す
る処理のうちステップ(404〜424)が判定手段M
5として、第2の空燃比フィードバック制御処理が制御
定数算出手段M6として、第1の空燃比フィードバック
制御処理が空燃比フィードバック制御手段M7として、
各々機能する。さらむこ、燃料噴射弁25が空燃比調節
手段M8に該当し、ECU3およびECU3の実行する
処理の内、ステップ(100,506〜530)が制御
定数設定手段M9として、ステップ(130,426,
502,504)が更新手段MIOとして、各々機能す
る。
以上説明したように本第1実施例によれは、下流側酸素
潤度センサ37が非活性で第2の空燃比フィードバック
制御処理実行不能のときは、記憶されている中心(+l
 F G RS Rに適合定数Kを加算して過濃側(R
ich)jこ補正した値なり・ンナスキップ量R3Rζ
こ一旦初期設定し、第2の空燃比フィードバック制御処
理の開始によりリッチスキップ量R3Rが更新され始め
たときから経過時間Td経過後、リッチスキップ量R3
Rの中心値FGR5Rを算出して記憶する学習処理を開
始する。
このため、下流側酸素)製度センサ37が非活性状態に
あるときここ、中心値FGR5Rに適合定数Kを加算し
て過濃側(Ri c h)に補正してエンジン2の空燃
比A/Fの希薄側(L e a n)への移行を抑制で
きると共に、その後の学習処理で中心(直FGR3Rか
累積増加するといった誤学習を引き起こす弊害も生じな
い。
従って、下流側酸素潤度センサ37の非活性に起因する
第2の空燃比フィードバック制御処理実行不能時でも、
排気中のNOx排出量を低減でき、しかも、下流側酸素
潤度センサ37の活性化による第2の空燃比フィードバ
ック制御処理開始に伴う学習処理で中心値FGR5Rを
誤学習しないので、排気中のHC,Co排出量も低減で
き、併せて、触媒排気臭気の発生を抑制できる。
このことは、第2の空燃比フィードバック制御処理が実
行されない、エンジン2の始動後、始動状態、暖機状態
から暖機完了以前にエンジン2を停止させるような運転
状態を繰り返す場合に、特に顕著な効果を示す。
一般に、始動状態、暖機状態では、空燃比A/Fは希薄
側(Lean)に移行し易く、N O>排出量の増加を
招致する。しかし、本第1実施例の構成では、空燃比A
/Fの希薄側(Lean)への移行を防止するので、排
気中のNOx排出量を規制値未満に充分抑制できる。し
かも、暖機完了以前にエンジン2の運転を停止しても、
中心値FORSRの学習が行われないため、過濃側(R
ich)補正されたリッチスキップ量R3Rの影響を受
けないので、次回始動時のリッチスキップ量R5Rの中
心値FGR5Rに基うく過濃側(Ri c h)補正は
適切に行われる。
また、フューエルカッI・領域でエンジン2が運転され
ることの少ない自動変速機搭載車や、三元触媒が劣化し
ているマニュアルトランスミッション車等、酸素ストレ
ージ効果の低下している場合は、下流側酸素潤度センサ
37が過濃側(Rich)信号を出力する傾向が強く、
リッチスキップ量R3Rは希薄側(Lean)に補正さ
れ易い。
しかし、このような状況下でも、本第1実施例の構成に
よれは、第2の空燃比フィードバック制御処理開始前に
は、リッチスキップ量R9Rの初期値を過濃側(Ric
h)に補正するので、排気中のNOx排出量を低減でき
、しかも、第2の空燃比フィードバック制御開始時以降
でも、リッチスキップ量R5Rが補正ここより不安定な
時期は中心値FGR5Rの学習を行わず、制御開始時か
ら経過時間Tdg過後に、下流側酸素潤度センサ37の
検出信号によりリッチスキップ量R5Rが安定する時期
、すなわち、学習可能領域で中心値FGR3Rの学習を
行なうので、排気中のHC,Co排出量を減少できる。
ざらに、下流側酸素)製度センサ37が非活性時の急発
進・急加速時や、暖機完了前の高速走行時にも、第2の
空燃比フィードバック制御処理開始以前には、リッチス
キップ量R3Rを記憶されている中心値FGR3Rより
過)層側(Rich)に補正するので、エンジン2の空
燃比A/Fを走行状態ここ要求される空燃比A/Fに適
応させられ、その後の中心値FGR5Rの学習処理にも
悪影響を及ぼさない。
このため、エンジン2の排気ン争化率と、要求されるエ
ンジントルクの発揮とを両立できる。
このように、下流側酸素温度センサ37が非活性状態に
あり、第2の空燃比フィードバック制御処理が実行され
なくても、高い排気浄化率や良好なエンジン2の燃焼状
態を確保でき、しかも、非活性状態の過濃側(Ri c
 h)補正か、第2の空燃比フィードバック制御処理開
始後の中心(直FGR3R学習処理に弊害を与えるのを
防止するので、ダブル酸素濃度センサシステムにょる空
燃比制御の制御精度および信頼性・耐久性がより一層高
よる。
さらに、第1の空燃比フィードバック補正係数FAFと
第2の空燃比フィードバック補正係数FAF2とを併用
する場合は、第2の空燃比フィードバック制御処理開始
以前乙こ、第2の空燃比フィードバック補正係数FAF
2の籾量値を記憶している中心値より過濃側(Ri c
 h) 1.乙−旦補正し、第2の空燃比フィードバッ
ク制御処理開始時から所定時間経過後に中心値を演算記
憶するよう構成すると、同様の効果を奏する。
また、スキップ、1R3R,R5L、遅延時間TDL、
TDR,積分定数I(IL、KIR5第1の比較電圧V
RIの内、複数の制御定数の補正量の中心値を各々独立
に算出記・憶し、第2の空燃比フィードバック制御処理
開始以前には、記憶している各制御定数の補正量をその
中心値より過濃側(Rich)に補正し、第2の空燃比
フィードバック制御処理開始時から所定時間経過後に各
補正量の中心値を算出記・憶するよう構成すると、制御
精度、応答性・信頼性をより一層向上できる。
ざらに、スキップ量R3R,R3L、遅延時間TDL、
TDR,積分定数KIL、KIR,第1の比較電圧VR
Iの内、何れか1つを下流側酸素潤度センサ37の検出
信号V2に基づいて補正し、その中心値を算出記憶する
ような第2の空燃比フィードバック制御処理を実行する
場合にも、第2の空燃比フィードバック制御処理開始以
前に、本第1実施例と同様に過)層側補正を伴う初回値
設定を行ない、第2の空燃比フィードバック制御処理開
始時から所定時間経過後ここその中心値を算出記憶する
構成は有効である。
また、触媒コンバータ19の下流側の酸素潤度センサか
ら空燃比フィードバック補正量を演算する、シングル酸
素温度センサシステムでは、上記第2の空燃比フィード
バック制御処理で算出される空燃比制御定数R3R,T
DR,KIR,VR2に代えて、空燃比補正係数FAF
の中心値を算出して記憶し、空燃比補正係数FAFを空
燃比フィードバック制御処理で更新しないときは、記憶
している空燃比補正係数FAFの中心値より過濃側(R
i c h)に補正した値を使用し、補正の影響が無く
なって空燃比補正係数FAFが安定する時間に空燃比補
正係数FAFを更新記憶して空燃比制御するよう構成す
ることもできる。
ざらに、比較的短い周回で変動する上流側酸素温度セン
サ36の検出信号■1に基づく第1の空燃比フィードバ
ック制御処理を4[m5ec]旬に、一方、比較的長い
周回で変動する下流側酸素潤度センサ37の検出信号V
2jこ基づく第2の空燃比フィードバック制御処理を5
12[m5ec]旬に実行するので、制御の応答性・追
従性を高水準に補償できる。
なお、本第1実施例では、中心値FGR5Rを、全ての
走行状態で区分しないで算出するよう構成した。しかし
、例えは、エンジン2の吸入空気量Q、回転速度Ne、
車速SPD等、各種のパラメタに応じて、各々独立に中
心値FGR3Rを算出する学習領域を設け、各学習領域
間移行時に、学習された中心値に基づく過濃側(Ri 
c h)補正を行ない、ざらに、該当学習領域での下流
側酸素潤度センザ検出信号が安定する時間まで学習処理
を遅延させる装置むこ適用しても、本第1実施例と同様
な効果を奏する。
また、本第1実施例では、中心値FGR5Rを、リッチ
スキップ量最大ftlsRMAXとリッチスキップ量最
小値R5RMINとの算術平均により算出する構成とし
た。しかし、例えるよ、下流側酸素潤度センサ37の空
燃比信号V2の過温側(Ricb)と希薄側(Lean
)との反転時短の値を算術平均して瞬時の中心値を算出
する構成としても良い。
さらし乙、本第1実施例では、第2の空燃比フィー ド
パツク制御処理開始時からの経過時間を第2の空燃比フ
ィードバック制御処理開始後経過時間カウンタC0UN
T2により計数したが、例えは、第2の空燃比フィード
バック制御処理開始時からの下流側酸素濃度センサ37
の空燃比信号■2の過温側(Rich)と希薄側(L 
e a n)との反転回数の計数値に基づいて、学習可
能領域にあるか否かを判定するよう構成することもでき
る。
また、上述した第1実施例では、エアフロメータ31の
検出する吸入空気量Qおよび回転角センサ39の検出す
る回転速度Neに基ついて燃料噴射量TAUを決定する
よう構成したか、例えば、カルマン渦センサ、ホットワ
イヤセンサ等により吸入空気量Qを計測しても良いし、
吸気管圧力PMと回転速度Neと、あるいは、スロット
ルバルブ開度TAと回転速度Neとに基ついて燃料噴射
量TAUを算出する構成であっても良い。
さらに、上述の第1実施例では、酸素濃度センサ36,
37を使用したが、例えは、−酸化炭素C○を検出する
ガスセンサ、あるいは、所謂、リーンミクスチャセンサ
等を使用しても良い。
また、上述の第1実施例では、燃料噴射弁25乙こより
燃料I′Ii躬量を制御するエンジンの空燃比制御装置
1乙こついて説明した。しかし、例えは、気化器を備え
たエンジンであって、エアコントロールバルブ(EAC
V)により吸入空気量を制御するエンジン、ブリートエ
アコントロールバルブにより気化器のブリードエア量を
調節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エンジン、排気系に供給され
る2次空気の量を調節するエンジン等にも適用できる。
このように、気化器を備えたエンジンでは、基本燃料噴
射量が気化器の特性から定まり、所望の空燃比を実現す
る供給空気量を演算により算出して空燃比制御を行なう
のである。
さらに、上述の第1実施例では、第2の空燃比フィード
バック制i卸処理で、下流側酸素潤度センサ37の活性
時でも、その他の実行条件が成立しないとり・ンチスキ
ップ量R3Rを更新しないよう構成した。しかし、第1
3図のフローチャートに示すように、下流側酸素潤度セ
ンサ37の活性時(ステップ416a)=には、その他
の条件(ステップ420a〜ステ・シブ424a)に該
当しなくても、リッチスキップ量R3R1,乙中心fi
FGR3Rを設定する(ステップ462)構成とするこ
ともできる。
さらに、上述の第1実施例では、学習フラグFGを使用
して、学習処理でリッチスキップ量最大hiiR5RM
AXおよびリッチスキップ量最小値R9RMINの初期
化を行なうよう構成した。しかし、例えは、第14図の
フローチャー1・に示すように、初期化処理でリッチス
キップ量最大値R3RM A Xおよびリッチスキップ
量最小値R5RMINに中心+1pcRsRを予め設定
しくステップ150.152)、第15図のフローチャ
ートに示すように、学習処理では、学習開始条件の判断
(ステップ502a、504a)、リッチスキップ量最
大値R3RMAXおよびリッチスキップ量最小値R3R
MINの更新(ステップ512a〜518a)、中心値
FGR5R算出、カード処理および記憶(ステップ52
0a〜530a)のみを実行するよう構成することもで
きる。
次に、本発明の第2実施例を図面に基づいて詳細乙こ説
明する。第2実施例と既述した第1実施例との相違点は
、初期化処理で初期値設定を行なうことと、学習処理で
中心値FGR3RLこ代えて過温側(Ricll)を重
視した重み付き平均fiR3RAVを算出することであ
る。その他の装置構成や各処理は、既述した第1実施例
と同様であるので、同一部分は同一符号で表記し、説明
を省略する。
第2実施例で実行される初期化処理を第16図に示すフ
ローチャートもこしたがって説明する。本初期化処理は
、イグニッションスイッチ40の投入時に実行される。
まず、ステップ710では、リッチスキップ量R3Rに
、バックアップRAM3dに記憶されている重み付き平
均値R5RAVを設定する処理が行われる。なお、バ・
ンテリバ・ンクアップ不良等により記憶が消滅した場合
には、予め定められている重み付き平均(luR3RA
Vの初期値が設定される。続くステップ720では、リ
ッチスキップ量最大値R3RMAXおよびリッチスキッ
プ量最小f1mR5RMINに、各々バックアップRA
M3dに記憶されている重み付き平均1iR3RAVを
設定する処理が行われる。次にステップ730に進み、
空燃比補正係数FAFに初期値1.0を設定する処理が
行われる。続くステップ740では、下流側酸素潤度セ
ンサ活性化カウンタC0UNT 1を値0にリセットす
る処理が行われる。次もこステップ750tと進み、第
2の空燃比フィードバック制御処理開始後経過時間カウ
ンタC0UNT2を値Oにリセットする処理を行った後
、本初期化処理を終了する。以後、本初期化処理は、−
イグニッションスイッチ40が投入されたときに実行さ
れる。
次に、学習処理を第17図のフローチャートに基づいて
説明する。本学習処理は、第2の空燃比フィードバック
制御処理の実行に伴い、繰り返して実行される。まず、
ステップ810では、第2の空燃比フィードバック制御
処理開始後経過時間カウンタC0UNT2の計数値が頭
100以上であるか否かを判定し、否定判断されると未
だ学習可能領域にないものとして、−旦、本学習処理を
終了し、一方、肯定判断されると学習可能領域にあるも
のとして、ステップ820乙こ進む。ステップ820で
は、第2の空燃比フィードバック制御処理開始後経過時
間カウンタC0UNT2の計数値を上限f! 100に
制限する処理が行われる。続くステップ830では、今
回算出されたリッチスキップ量R3Rがリッチスキップ
量最大(fiRS RMAX以上であるか否かを判定し
、肯定判断されるとステップ840に進んでリッチスキ
ップ量最大値R5RMAXを今回算出されたリッチスキ
ップ量R9Rで更新した後ステップ850に進み、一方
、否定判断されるとそのままステップ850に進む。ス
テップ850では、今回算出されたりッチスキ・ンプ量
R9Rがリッチスキップ量最小値R5RMIN以下であ
るか否かを判定し、肯定判断されるとステ・ンブ860
に進んでリッチスキップ量最小値R3RMINを今回算
出されたリッチスキップ量R3Rで更新した後ステ・ン
ブ870に進み、一方、否定判断されると、重み付き平
均値R5RAVは更新されないものとして、−旦、本学
習処理を終了する。ステップ870では、リッチスキッ
プ量最大(IuR3RMAXζこ大きな係数αを掛けた
値と、リッチスキップ量最小値R5RMINに小さな係
数βを掛けた値とを加算して重み付き平均値R3RAV
を次式(4)のように算出する処理が行われる。
R9RAV二αX R5RMAX 十βx R5RMIN ・・・ (4)但し、0.0<
β<Q、  5<α〈10の関係があり、本第2実施例
では、α:β二6:4の重み付けを行った。
続くステップ875では、ステップ870で算出した重
み付き平均値R3RAVの値を所定範囲内に制限するガ
ード処理が行われる。次にステップ880に進み、ステ
ップ870で算出し、ステップ875でガード処理した
重み付き平均(iR8RAVの値をRAM3c、バック
アップRAM3dに記憶する処理を行った後、−旦、本
学習処理を終了する。以後、本学習処理は、第2の空燃
比フィードバック制御処理の実行に伴い、繰り返して実
行される。
なお本第2実施例において、エンジン2が内燃機関M1
に、触媒コンバータ19が三元触媒M2に、上流側酸素
)温度センサ36が上流側空燃比検出手段M3に、下流
側酸素潤度センサ37が下流側空燃比検出手段M4u乙
各々該当する。また、ECU3および該ECU3の実行
する処理のうちステップ(404〜424)が判定手段
M5として、第2の空燃比フィードバック制御処理が制
御定数算出手段M6として、第1の空燃比フィードバッ
ク制御処理が空燃比フィードバック制御手段M7として
、各々機能する。ざらここ、燃料噴射弁25が空燃比調
節手段M8に該当し、ECU3およびECU3の実行す
る処理の内、ステップ(710,830〜880)が制
御定数設定手段M9として、ステップ(750,426
,810,820)が更新手段MIOとして、各々機能
する。
本第2実施例によれは、係数α:β=6:4の比重でリ
ッチスキ・ンブ量最大値R5RMAXに重みを付けてリ
ッチスキップ量R5R初朋値に使用する重み付き平均値
R3RAVを算出している。
従って、下流側酸素潤度センサ37の非活性により第2
の空燃比フィードバック制御処理開始以前のリッチスキ
ップ量R3R初朋値を、実際に算出されたリッチスキッ
プ゛M最大ffiR5RMAXの1直を好適乙こ反映す
る、過不足のない適切な値に設定できる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明の内燃機関の空燃比制御装置
は、下流側空燃比検出手段の非活性状態は、空燃比フィ
ードバック制御定数を、空燃比フィードバック制御実行
条件該当時に算出した空燃比フィードバック制御定数に
基づいて補正した過)層側制御定数に一旦設定して内燃
機関の空燃比希薄化を抑制し、その後、空燃比フィード
バック制御実行条件該当時に到ると、空燃比フィードバ
ック制御定数算出可能時から所定時間経過後に、次回の
過)層側制御定数算出に用いる空燃比フィードバック制
御定数の更新を開始し、過濃側制御定数の累積による内
燃機関の空燃比の過濃化を抑制するよう構成されている
。このため、始動後、下流側空燃比検出手段非活性によ
り制御定数算出手段による空燃比フィードバック制御定
数算出開始以前に内燃機関が停止するような運転状態を
繰り返した場合でも、始動時毎に、空燃比フィードバッ
ク制御定数は累積して過濃側(Ri c h)に補正さ
れず、内燃機関の空燃比の過度な過濃側(Rich)へ
の移行も無くなるので、空燃比の希薄化に起因する排気
中の有害成分(NOx)排出量および空燃比の過)層化
に起因する有害成分(HC,CO)排出量の低減が可能
になると共に、触媒排気臭気の発生を防止できるという
優れた効果を奏する。
また、上述のような空燃比フィードバック制御定数を、
例えは、内燃機関の運転状態や車両の走行状態に応じて
区分した領域毎ここ、各々独立に算出するような場合で
、領域変更時等に過濃側(Rich)に補正した初期値
を使用する構成でも、内燃機関の空燃比の過濃側(Ri
ch)への過度な移行を防止し、排気特性を向上できる
このようしこ、下流側空燃比に基づく空燃比フィードバ
ック制御定数算出開始以前に、空燃比フィードバック制
御定数を過)層側(Ri c h)に−旦補正し、空燃
比フィードバック制御定数算出開始時から所定時間経過
後に、空燃比フィードバック制御定数を更新するので、
下流側空燃比検出手段の非活性時でも、排気中の窒素酸
化物(NOx)等、有害物質排出量を低減でき、その後
、下流側空燃比検出手段の非活性時に空燃比フィードバ
ック制御定数を過濃側へ補正する際には、前回の過)層
側補正定数の影響を受けず、排気中の一酸化炭素(CO
)、炭化水素(F(C)等、有害物質排出量を低減でき
、内燃機関の各種運転状態で排気特性を規制範囲内に常
時維持できる。このため、三元触媒の上流側および下流
側に各々空燃比検出手段を備えた装置の制御精度がより
一層高まる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第2図は本発明第1実施例のシステム構成図、第3図
、第4図、第5図(1)、(2)は同じくその制御を示
すフローチャート、第6図は同じくその制御の様子を示
すタイミングチャート、第7図(,1)、(2)、第8
図は同じくその制御を示すフローチャート、第9図、第
10図は同じくその制御の様子を示すタイミングチャー
ト、第11図は同しくその制御を示すフローチャート、
第12図は同じくそのマツプを示すグラフ、第13図、
第14図、第15図は同じくその他の制御の例を示すフ
ローチャート、第16図、第17図は本発明第2実施例
の制御を示すフローチャート、第18図はシングル酸素
潤度センサシステムとダブル酸素温度センサシステムと
の排気特性を示すグラフである。 Ml−・・内燃機関、M2・・−三元触媒、M3・・・
上流側空燃比検出手段、M4・・・下流側空燃比検出手
段、M5・・・判定手段、M6・・・制御定数算出手段
M7・・・空燃比フィードバック制御手段M8・・・空
燃比調節手段、M9・・・制御定数設定手段MIO−・
−更新手段 1・・・エンジンの空燃比制御装置、2・・・エンジン
3・・・電子制御装置(ECU)、3a・・・CPU1
9・・・触媒コンバータ、25・・・燃料噴射弁34・
・・アイドルスイッチ、35・・・水温センサ36・・
・上流側酸素潤度センサ 37・・・下流側酸素潤度センサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の排気通路に配設された三元触媒と、 該三元触媒の上流側の排気中の特定成分濃度を検出する
    上流側空燃比検出手段と、 上記三元触媒の下流側の排気中の特定成分濃度を検出す
    る下流側空燃比検出手段と、 上記内燃機関の運転状態が、少なくとも下流側空燃比検
    出手段の活性化を含む所定空燃比フィードバック制御実
    行条件に該当するか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により所定空燃比フィードバック制御実行条
    件に該当すると判定されると、上記下流側空燃比検出手
    段の検出結果に基づいて、上記内燃機関の空燃比フィー
    ドバック制御定数を算出する制御定数算出手段と、 該制御定数算出手段の算出した空燃比フィードバック制
    御定数を用い、上記上流側空燃比検出手段の検出結果に
    基づいて空燃比制御量を算出する空燃比フィードバック
    制御手段と、 該空燃比フィードバック制御手段の算出した空燃比制御
    量に従って、上記内燃機関の空燃比を調節する空燃比調
    節手段と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置において、さらに
    、上記判定手段により上記下流側空燃比検出手段が非活
    性状態であると判定されたときは、上記空燃比フィード
    バック制御手段の使用する前記空燃比フィードバック制
    御定数を、空燃比フィードバック制御実行条件に該当す
    るときに上記制御定数算出手段の算出した空燃比フィー
    ドバック制御定数に基づいて、該空燃比フィードバック
    制御定数の中心値よりも空燃比の過濃側に補正した過濃
    側制御定数に変更設定する制御定数設定手段と、 上記判定手段の所定空燃比フィードバック制御実行条件
    該当判定に応じた、上記制御定数算出手段による空燃比
    フィードバック制御定数の算出開始時から所定時間経過
    後、上記制御定数設定手段に、該空燃比フィードバック
    制御定数の更新を開始させる更新手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162195A (ja) * 2008-01-10 2009-07-23 Nissan Motor Co Ltd エンジンの空燃比制御装置及び空燃比制御方法
JP2019157704A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162195A (ja) * 2008-01-10 2009-07-23 Nissan Motor Co Ltd エンジンの空燃比制御装置及び空燃比制御方法
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