JPH0481539A

JPH0481539A - 空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0481539A
Application number: JP19358490A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kodama; 児玉　嘉明; Toshihiko Doi; 土居　俊彦; Yasuhiro Sakai; 康裕酒井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-16

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燃料噴射装置内に配設される空燃比
制御装置、特に、目標空燃比をストイキオ運転とリッチ
運転とに切り換えて運転可能な内燃機関に装着される空
燃比制御装置に関する。

（従来の技術）内燃機関の燃料噴射装置は機関の運転状況に応じた燃料
供給を行うと共に、特に、排ガス浄化用の三元触媒を的
確に作動させるべく、空燃比をストイキオを含む狭いウ
ィンドウ域内に規制する必要があり、常に、空燃比を目
標値に保つべく空燃比制御を行っている。

この空燃比制御には、排ガス中の０２濃度を検出して、
その値がウィンドウ域内に保持されるように０２フイー
ドバツク制御を行っている。

この場合に用いられる空燃比センサとしては、例えば、
特開昭６３−３６１４０号公報に開示されるような、ジ
ルコニアの酸素濃度電池作用と酸素イオンボンピング作
用という特性を利用して、空燃比（Ａ　／　Ｆ　）を単
にストイキオよりもリーン側かリッチ側かだけでなく、
どの程度の値であるか検出できるリニアＡ／Ｆセンサが
知られている。

ここで、空燃比フィードバックの概念を、第２５図に示
した。この場合、空燃比制御手段は目標空燃比と対応す
るフィードバック係数を○Ｉｌｌのように理論空燃比（
ストイキオ）を中心としてリーン側とリッチ側に振る。

これにより、実の空燃比はｏ２線で示すように理論空燃
比（ストイキオ）を中心として位相を遅れかぜてリーン
側とリッチ側に振れる。この結果、動的な空燃比はスト
イキオ（λ＝１）を含む狭いウィンドウ域内に保持され
るようになっている。

処で、内燃機関はその負荷及びエンジン回転数に応じて
、その要求される空燃比が異なり、例えば、第２４図に
示すように、負荷の増加と共に、その目標とされる空燃
比が、燃料カット域、り一ン域、ストイキオ域及びパワ
ー域となることが望ましい。このため、空燃比制御手段
は車両の運転状況情報に応じて、目標空燃比を設定し、
同値に成るように、燃料供給量を算出し、その値の燃料
を内時に吸気系内に燃料噴射弁を用いて、噴射供給して
いる。この場合１、機関は過渡的に空燃比がリーン及び
リッチ化するが経時的に平均化された空燃比は理論空燃
比（ストイキオ）に保たれ、その排ガスは三元触媒によ
り浄化されていた。

他方、機関が低負荷定常運転を続ける場合、燃費向上の
上ではリーン運転が望ましく、目標空燃比をリーン化し
ての運転が実施されている。しかし、このリーン運転時
には、排ガスもリーン化し、三元触媒のウィンドウ域を
外れ排ガス浄化作用が適確に働かなくなる。このため、
この種のリーンバーンエンジンでは、三元触媒の上流側
に、り一ン雰囲気下でＮ○工を浄化できるリーンＮｏＸ
触媒が配設され、これによりストイキオ時とリーン時の
排ガス浄化を適確におこなっている。

ここで酸素過剰化でＮＯＸを還元することが可能なリー
ンＮ○工触媒の一例が特開昭６０−１２５２５０公報に
開示されている。

このリーンＮｏ工触媒は還元剤としてのＨＣを必要とし
、第２６図に示すような特性を示す。ここで、排ガス中
のＨＣ／Ｃｏ比が所定値以上ないと、ＮＯｘ浄化率〔η
９゜工〕が十分に高まらず正常作動出来ない。このため
、リーンＮｏＸ触媒を三元触媒の上流に配設する必要が
ある。

（発明が解決しようとする課題）処で、第２２図に示すように、機関がリーン域よりリッ
チ域にその空燃比を代えた場合、その切り換え初期（Ａ
部分）には三元触媒に達する排気の空燃比は排気管やリ
ーンＮ○工触媒にストレージされていた０２の影響で、
リーン側に振れており、三元触媒のウィンドウ域を外れ
、排ガス浄化作用が適確に鋤かなくなる。

特に、第２３図のような、リーンＮｏ工触媒Ｒ８と三元
触ｇｓｓとを排気路に順次配設する場合下記の問題を生
じる。即ち、第２２図（ａ）に示す様に、その切り換え
初期（Ａ部分）における空燃比はその空燃比ＩＡａ（第
２３図中のａ点の測定１）に対して、空燃比線ｂ（第２
３図中のｂ点の測定値）の動的空燃比が、リーンＮ○工
触媒にストレージされていた○、の影響（影響分を破線
で示した）でリーン側にずれる。この影響は数分のオー
ダで続き、その後（時点Ｂ部分に示す）の時点では、空
燃比線ａ（第２３図中のａ点の測定値）に対して、空燃
比線ｂ（第２３図中のｂ点の測定値）の動的空燃比が、
０２の影響を受けなく成り、ストイキオを示すようにな
る。

このように、リーン運転の後のストイキオ運転初期には
一時的に排気系の触媒上流にストレージされていた０２
の影響により、空燃比がリーンシフトして、三元触媒に
達し、その浄化作用が低減するという問題があった。

本発明の目的は、リーンよリストイキオえの空燃比の切
り換え時の三元触媒の排ガス浄化率の低下を防止できる
空燃比制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成するために、本発明は、内燃機関に所
定量の燃料を供給する燃料噴射弁と、上記内燃機関の空
燃比情報を発する空燃比情報出方手段と、上記内燃機関
の運転情報に基づき目標空燃比を算出する目標空燃比算
出手段と、上記目標空燃比と上記空燃比情報とに基づき
燃料供給量を算出する燃料供給量算出手段と、上記燃料
噴射弁が上記燃料供給量の燃料を噴射するよう制御する
燃料噴射制御手段とを備えたもので、特に、上記目標空
燃比算出手段は目標空燃比がリーン又は燃料カットに当
る運転状態より、ストイキオに切り換えられた場合に、
切り換え初期の所定期間のみ目標空燃比をリッチに設定
することを特徴とする。

（作　　用）リーン又は燃料カッートに当る運転状態より、ストイキ
オに切り換えられた場合に、その切り換え初期の所定期
間のみ目標空燃比がリッチに設定されるので、排気管を
通過する際に、ストレージされていた０２を取り込んだ
排ガスは、三元触媒に達するときにストイキオ近傍にあ
り、その浄化作用を適確に働かせる事が出来る。

（実　施　例）第１図には本発明の一実施例としての空燃比制御装置を
備えた燃料供給装置が示されていれ。

この燃料供給装置は、エンジン１０の排気路１１に配設
されるリニアＡ／Ｆセンサ１４より得られた空燃比（Ａ
／Ｆ）の情報Ｓ８をエンジンコントロールユニット（以
後単にコントローラと記す）１２に出力し、このコント
ローラ１２が空燃比情報に応した燃料供給量を算出し、
その供給量の燃料を燃料噴射弁としての噴射ノズルＮが
適時に吸気路１３に噴射供給するという構成を採る。

ここでリニアＡ／Ｆセンサ１４は例えば、特開昭６３−
３６１４０号公報に開示されるようなリニアＡ／Ｆセン
サが使用される。

排気路１１にはリーンＮ○工触媒１５及び三元触媒１６
を順次収容した触媒コンバータ１７や図示しないマフラ
ーが取付けられている。

三元触媒１６はモノリス型の担持体の内壁面に周知の触
媒活性成分が付着され、排ガスはその時の空燃比がスト
イキオ近傍にあり、活性温度にあると、ＨＣ，Ｃ○、Ｎ
ｏ工、の酸化還元処理され、無害化されたガスＧ１とな
る。

リーンＮｏ工触媒１５はモノリス型の担持体の内壁面に
触媒活性成分が付着され、ここでの、触媒活性成分は酸
素過剰化でＮｏ工を還元することが可能なもので、第２
６図に示すように、ＨＣ／ＣＯ比が所定値以上でＮ○工
浄化率〔η、。工〕が高レベルとなる特性を示す。即ち
、その時の排ガスの空燃比がリーン雰囲気下にあり、し
かも、活性温度にあると、Ｎｏ工、を還元剤としてのＨ
Ｃで還元し、ＨＣ，Ｃ○を酸化処理して無害化するよう
に構成されている。

内燃機関の吸気路１３はエアクリーナ１８、吸気管】９
から成り、その途中にはスロットル弁２０が配設される
。スロットル弁２０には負荷情報となるアクセル開度セ
ンサ２１が付設され、更にその上流には吸気温センサ２
２、大気圧センサ２３、吸入空気流量Ａ情報を発するエ
アフローセンサ２４が配設され、下流には水温センサ２
５が配設されている。

なお、符号２６はクランク各情報及びエンジン回転数情
報を出力するクランク角センサを示し、符号２７は触媒
下流の排気温情報を出力する高温センサを示している。

コントローラ１２はマイクロコンピュータでその要部が
構成され、特に、上述の各センサ類の出力信号を受けて
、適時にその情報を取り込み、あるいは適時に噴射ノズ
ルＮに即動信号を出力するための記動回路１２１等に制
御信号を出力する入出力回路１２２と、第５図乃至第８
図に示す空燃比制御プログラムや、各種マツプ、特性値
等を書き込まれた記憶回路１２３と、各制御プログラム
に沿って制御値を算出する制御回路１２４等で構成され
ている。

ここで、コントローラ１２をこの発明方法で用いる機能
に関してのみ説明すると、第２図に示すように、空燃比
情報を発する空燃比情報出力手段と、目標空燃比を算出
する目標空燃比算出手段と、燃料供給量を算出する燃料
供給量算出手段と、内燃機関に所定量の燃料を供給する
燃料噴射弁と、同噴射弁が算出された燃料供給量の燃料
を噴射するよう制御する燃料噴射制御手段としての機能
を備える。

ここで、このコントローラ１２による燃料噴射量の制御
（フィードバック制御及び非フイードバツク時に行われ
るオープンループ制御）と共に行われる空燃比制御処理
を第５図乃至第８図に示す空燃比制御プログラムと共に
説明する。

メインルーチンでは燃料カットモードか否かを、エンジ
ン回転数と負荷を取り込み、第２４図に示すような運転
域算出マツプに基づき算出する。

燃料カットではステップａ２に進み、噴射ノズルＮの即
動を停止させ、ＬＦフラグを１とし、タイマＫＴに初期
値ＫＴＯを入れ、ステップａ１にもどる。

ここでタイマＫＴはストイキオフィードバック（以後Ｓ
ＦＢと記す）開始時リッチ化（ＳＦＢＳＲ）制御の期間
（時間）を規制するタイマで、特に、リッチ化指令フラ
グＲＯＦのセットされているときに初期値ＫＴＯづつ減
算される。

ステップａ１より燃料カットでないとしてステップａ５
に達すると、ここでは、空燃比フィードバック条件を満
たしているか否かを判定し、満たしていない、例えばパ
ワー運転域のような過渡運転域の時点では、ステップａ
７において、現運転情報に基づくオープンループでの空
燃比制御を行う。逆に、空燃比フィードバックであると
、ステップａ６に進み、暖気後、低負荷、定常走行等の
り−ンフィードバック運転条件を見て、リーン運転では
、ステップａ８に進む。ここでは、タイマＫＴに初期値
ＫＴＯを入れ、ＬＦフラグを１とし、空燃比センサ１４
からの空燃比情報に応してリーンフィードバック係数Ｋ
ＬＦＢを演算する。このＫＬ　Ｆ　Ｂ　ｌｉＬ　Ｆ　Ｂ
中において、空燃比センサの出力に基づいて設定される
もので、基本燃料パルス幅データＴＢに乗じられる。

この後ステップａｌｌではリーンフィードバック係数Ｋ
ＬＦＢにより基本燃料パルス幅データＴｐ。

をリーンシフトすべく補正し、所定タイミングでメイン
に割り込まれる主噴射粁動ルーチン（図示せず）でその
算出された供給量の燃料を噴射処理する。これによりリ
ーン運転が継続される。

他方、ステップａ６より、リーン運転が解除されるとス
テップａ１２に進む（この空燃比の切り換わる時点の一
例を第４図（ａ）に符号ｔ１で示した）。ここでは、Ｌ
Ｆフラグが１で、即ち、今までリーン又は燃料カットに
当る運転状態であった場合、ステップａ１３に、そうで
ないと、ステップａ１４に進む。

ステップａ１３ではストイキオ運転開始時において、空
燃比補正係数ＫＳＦＢ（空燃比センサ出力に基づき設定
され、基本燃料パルス幅データＴ８に乗じられる）を別
設定する。

ここでは第７図のストイキオ初期での空燃比補正係数Ｋ
ＳＦＢを算出するルーチンを行う。この場合、現時点で
ストアされているＫＳＦＢに対して初期値ＫｔＯが加算
され、これを第４図（、）に示した。更に、この値は第
８図に示すような減算処理により所定期間の後、消滅す
る。即ち、初期値ＫｔＯはｄＫｌずつ減算され、所定期
間の後、ゼロを下回った時点でゼロに設定される・メインルーチンのステップａ１５に達すると、ここでは
、ストイキオでの空燃比補正係数ＫＳＦＢを空燃比セン
サの最新の空燃比情報に基づき算出する。この後、空燃
比補正係数ＫＳＦＢにより基本燃料パルス幅データＴ方
をリッチシフトすべく補正し、所定タイミングでメイン
に割り込まれる主噴射記動ルーチン（図示せず）でその
算出された供給量の燃、料を噴射処理し、ステップａ１
にリターンする。これによりリッチシフトされた燃料噴
射がなされ、その排ガスはそれまで排気路にストレージ
されていた０２を取り込み、三元触媒］６に達する時に
はストイキオ近傍のレベルに復帰しており、適確な排ガ
ス浄化処理がなされる。この時のリッチシフト域ｒを含
む制御（目標）空燃比と三元触媒１６の下流のＮｏ工排
出量（実線ｍで示した）の経時変化特性を第３図に示し
た。なお、第３図に示した破１１Ａｎは従来の経時変化
特性を示している。

他方、ステップａ１２でＬＦフラグが０で、即ち、リー
ン又は燃料カットに当る運転状態で無かった場合、ステ
ップａ１４に達し、ここでは、通常の空燃比補正係数Ｋ
ＳＦＢを設定し、ステップａ］５、ステップａ１６に進
む。

処で、このメインルーチンでのリッチ化（リッチシフト
）の期間は第６図の期間設定ルーチンで規制される。こ
の場合、ステップｂ１に示すように、リッチ又は燃料カ
ットに当る運転状態より、ストイキオに切り換えられる
のを待ち、リッチかされるとＬＥフラグの１の間、ステ
ップｂ３に進む。ここでは、タイマＴが０となるまでス
テップｂ６に進み、ｃｌＴずつタイマＴを減算し、タイ
マＴがＯとなるとＬＦフラグを○とし、ステップｂ４で
所定値ＴＯをタイマＴにセットして、メインにリターン
する。

この処理によっても、リッチ化（リッチシフト）の期間
が規制されている。

上述の処において、メインルーチンのステップａ１３で
はストイキオ運転開始時において、空燃比補正係数ＫＳ
ＦＢを別設定してリッチ化（リッチシフ１〜）したが、
これに代えて、以下の各処理を実行しても良い。

上述のメインルーチンのステップａ１３に応じて、第９
図のストイキオ運転開始時での空燃比補正係数ＫＳＦＢ
を算出するルーチンを行う。

この場合、リッチリーン判定レベル（通常はストイキオ
λ＝１）をリッチ側にシフト、即ち第４図（ｂ）に示す
ように、時点ｔ１より第６図の期間設定ルーチンで規制
されるリッチ化（リッチシフト）期間が経過するまでの
間のリッチリーン判定レベルをαだけりソチシフトする
。

これにより、実空燃比のリッチ期間（ｔａ乃至ｔｂ間）
がリーン期間（ｔｂ乃至ｔｃ間）より相対的に短く成り
、結果として制御（目標）空燃比のリッチ指令時間幅が
増加し、制御空燃比のリッチシフトが行われる。

上述のメインルーチンのステップａ　］、　３に応じて
、第】０図のストイキオ運転開始時での空燃比補正係数
ＫＳＦＢを算出するルーチンを行う。

この場合、通常の空燃比補正係数ＫＳＦＢの算出時に用
いる積分ゲイン（第４図（ｃ）参照）の内、リーン化積
分ゲインＩＲＬを通常値より小さく設定し、リッチ化積
分ゲイン■いを通常値より大きく設定する。

この処理により、破線で示す通常値よりリッチシフトさ
れた実線で示す制御空燃比を算出出来、結果として、排
ガスの空燃比をリッチ化出来る。

上述のメインルーチンのステップａ１３に応じて、第１
１図のストイキオ運転開始時での空燃比補正係数ＫＳＦ
Ｂを算出するルーチンを行う。

この場合、通常の空燃比補正係数ＫＳＦＨの算出時に用
いる比例ゲイン（第４図（ｄ）参照）の内、リーン化比
例ゲインＰＲＬを通常値より小さく設定し、リッチ化積
分ゲインＰＬＲを通常値より大きく設定する。

この処理により、比較的小さなリーン化比例ゲインＰＲ
（、によりリーン化を押え、比較的大きなリッチ化比例
ゲインＰＬ１によりリッチ化を促進させ、結果として、
排ガスの空燃比をリッチ化出来る。

上述のメインルーチンのステップａ１３に応じて、第１
２図のストイキオ運転開始時での空燃比補正係数ＫＳＦ
Ｂを算出するルーチンを行う。

この場合、リッチ化処理を所定のデイレイ時間引き延ば
しリッチ側に空燃比をシフトする。即ちステップｃ１で
は空燃比のリーン、リッチ反転を待ち、反転時（時点ｔ
ｌ）にステップｃ２側に進み、タイマＴｄｌｙにデイレ
イ時間ＴＯをセットし、デイレイフラグＦＤを１としス
テップｃ４に進む。

ここでは、現空燃比λがリッチである時のみ、ステップ
ｃ５に達し、デイレイフラグＦＤが１の場合、後述のタ
イマＴｄｌｙがクリアされるまでの間、ステップｃ６に
達する。ここでは、依然としてリーンと仮定し、ＫＳＦ
Ｂをリッチ側に増加させた値を出力し、ステップｃ７に
達する。ここでは最新のの空燃比補正係数ＫＳＦＢを算
出し、メインにリターンする。

なおデイレイ時間ＴｏをセットされたタイマＴｄ］ｙは
第１３図のタイマＴ　ｄｌｙの減算ルーチンによりカウ
ントされる。ここでステップｄ１ではデイレイフラグＦ
Ｄが１の場合のみステップｄ２に達する。

ここでは、タイマＴｄｌｙのゼロを待ち、ステップｄ４
に進む。ここではタイマ割込み毎にタイマＴｄｌｙより
ｄｔの減算を行い、タイマＴｄ１ｙがゼロを下回るとゼ
ロ設定を行い、ステップｄ３に進み、デイレイフラグＦ
Ｄ４をクリアし、メインにリターンする。

これら第９図乃至第１３図に示した各実施例はいずれも
、結果として制御（目標）空燃比のリッチシフトによる
排ガス空燃比のリッチ化が進み、このリッチシフトされ
た排ガスが排気路にストレージされていた０２を取り込
むと適確なストイキオ近傍の空燃比の排ガスに変わり、
これを受けた、三元触媒１６が適確にこの排ガスを無害
化出来る。

上述の空燃比制御装置のコントローラ１２は第５図のメ
インルーチン及び第６図乃至第８図のサブルーチンの空
燃比制御プログラムに沿って、排ガスをリッチシフトし
、特に、ストイキオ運転開始時において、空燃比補正係
数ＫＳＦＢを別設定してリッチ化（リッチシフト）した
が、その部分の処理は第７，８図のプログラムに代えて
、第９図乃至第１３図のプログラムを代用することが出
来るとの説明をも行った。

ここでは更に、これらに代えて使用される別の空燃比制
御プログラムを説明する。なお、ここで使用される装置
の全体構成は第１図で説明したものが空燃比制御プログ
ラムを除いて同様に使用出来、その重複説明を略す。

ここで、第二のメインルーチンを第１６図と共に説明す
る。

コントローラ１２はまず、各センサ類より車両の運転状
況に応したデータを取り込み、所定のエリアに取り込む
。そして、燃料カットモードか否かを、エンジン回転数
と負荷を取り込み、第２４図に示すような運転域算出マ
ツプに基づき算出する。

燃料カットではステップｅ３に進み、ストイキオフィー
ドバックフラグＳＦＢをクリアし、燃料カットフラグＦ
ＣＦを１とし、リーンフラグＬＦを］−とじ、アドレス
△Ｔに燃料カット運転が継続していることを判定するた
めの、データΔＴ１をストアする。ここでのデータΔＴ
１は後述のり−ンフィードバックＬＦＢ中のデータΔＴ
２より大きく設定され、ステップｅ１に戻る。

燃料カットでないとしてステップｅ７に達すると、燃料
カットフラグＦＣＦをクリアし、空燃比フィード八ツク
制御条件を満たしているか否かを判定し、満たしていな
い、例えばパワー運転域のような過渡運転域の時点では
ステップｅ９に進み、リーンフラグＬＦをクリアし、リ
ッチ化指令フラグＲＯＦをクリアし、ステップｅ１２に
達する。

ここでは、車両の負荷情報Ａ／Ｎ、エンジン回転数Ｎに
応じた、空燃比補正係数量あるリッチ化係数ＫＭＰＡを
図示しないマツプに基づき算出し、空燃比を格納するア
ドレスＫ　Ａ　Ｆに入力処理する。

そして、ステップｅ２２では、その他の燃料噴射パルス
幅補正係数ＫＤＴや、補正値ＴＤを運転状態に応じて設
定し、ステップｅ１にリターンする。

ステップｅ８より空燃比フィードバック制御条件を満た
しているとして、ステップｅ１３に達すると、リーン化
制御なのか否か判断し、リーン運転条件下にあるとステ
ップｅ１５に進む。

ここでは、ストイキオフィードバックフラグＳＦＢをク
リアし、リーンフラグＬＦを１とし、アドレスΔＴＬに
リーンフィードバック運転が継続していることを判定す
るための、データΔＴ２をストアする。ここでのデータ
八Ｔ２は前述の燃料カット中のデータ△Ｔ１より小さく
設定され、ステップｅ１に戻る。

このように、燃料カット時よりリーンフィードバック運
転が継続する時間を短く設定し、その時間経過の早い時
期に、ＳＦＢ開始時リッチ化制御を行なう様にしても良
い。

ステップｅ１８では、負荷情報、ＩｔＩＮ、エンジン回
転数Ｎに応じた目標空燃比を設定し、その値に応したベ
ースリーン係数ＫＬＥＡＮを設定する。更に、空燃比セ
ンサの空燃比信号Ｖｏｕｔと目標空燃比データの偏差Δ
ＡＦを算出する。更に、偏差ΔＡＦに周知のＰＩＤ処理
を施し、リーンフィードバック係数ＫＬＦＢを設定し、
空燃比を格納するアドレスＫＡＦに、ベースリーン係数
ＫＬＥＡＮとリーンフィードバック係数とを乗算した値
をストアし、ステップｅステップｅ２２に達し、その他
の燃料噴射パルス幅補正係数ＫＤＴや、補正値ＴＤを運
転状態に応じて設定し、ステップｅ１にリターンする。

ステップｅ１３でリーンでなく、ストイキオとされるス
テップｅ１４に達すると、ここでは、ストイキオフラグ
ＳＦＢを１とし、リーンフラグＬＦをクリアし、リッチ
化指令フラグＲＯＦの有無を判定する。

ここで、第１９図のＳＦＢ開始時リッチ化制御ルーチン
を説明する。

このルーチンはカルマンパルス又はタイマ割込みにより
ステップＨ］−に達する。ここでリーンフラグＬＦがＯ
で、リーン運転が継続していることを表すデータを保持
したアドレスＴＬをクリアし、更に、ストイキオフィー
ドバックフラグＳＦＢが○でリターンし、リーンフラグ
ＬＰが１でステップＨ２に進む。

ここでは、リーン運転が継続していることを表すデータ
を保持したアドレスＴＬのデータが最大値を上回るまで
ステップＨ４に進み、ΔＴＬづつアドレスＴＳのデータ
を増加させ、ＳＦＢ開始開始クリンチ化制御行時間を規
制するタイマ用カウンタＫＴをクリアし、ステップ１１
１０に進む。

アドレスＴＬのデータが最大値を上回ると、即ち、リッ
チ化をすることとなると、リッチ化指令フラグＲＯＦが
１か否か見て、］で、ステップ旧０に、そうでないと、
１とし、タイマ用カウンタＫＴに初期値ＫＴＯをセット
し、ステップＨ９に達する。

ここではリッチ化開始遅延タイマ用カウンタＲＳＤＴに
初期値Ｒ３ＤＴＯがセットされステップ１（１０に達す
る。なおこの初期［Ｒ５ＤＴＯは、ＳＦＢ開始時リッチ
化制御開始までの待ち時間’Ｉ−ｒであり（第４図（ａ
）に破線で示すように時点をｔ］よりｔ２に遅らす場合
）、実験的に設定され、Ｔｒはゼロより所定量まで車両
の特性に応じ選択される。

このため、この発明でのストイキオへの切り換え初期と
は待ち時間Ｔｒを含む所定の時間幅を持つものとする。

ステップ旧０ではストイキオフィードバックフラグＳＦ
Ｂが１で、ステップ旧１に進み、ここでリッチ化指令フ
ラグＲＯＦが１でないとタイマ用カウンタＫＴをクリア
し、リターンし、１ではステップ旧２に進み、リッチ化
開始遅延タイマ用カウンタＲ５ＤＴがゼロでないとリタ
ーンし、カウンタＲ８ＤＴがゼロ以下に達するとステッ
プ旧４に進み、タイマ用カウンタＫＴの値を所定値△に
丁づつ減算されステップ旧５に達する。ここでは、カウ
ント値がゼロを下回らない間はリターンし、下回るとタ
イマ用カウンタＫＴをクリアし、リッチ化指令フラグＲ
ＯＦをクリアしリターンする。

続いて、第２１図のタイマカウントダウンルーチンを説
明する。タイマ割込みで、ステップｊ１に達すると、こ
こでは、ストイキオフィードバックフラグＳＦＢが１か
否が判定し、フラグＳＦＢが１でないとステップｊ１４
に、１ではステップコ２に進む。ステップｊ２ではリッ
チ化開始遅延タイマ用カウンタＲ８ＤＴがゼロでないか
否か判定し、Ｏ以下でステップｊ］４に、Ｏでないとカ
ウンタＲ８ＤＴの値を八Ｔだけ減算し、ステップｊ１４
に達する。ステップｊ１４ではリーン化デイレイタイマ
カウンタＬＤＴがゼロ以下でリターンし、ゼロ以上では
カウンタＬＤＴの値を所定値ΔＴ抱は減算し、リターン
する。

更に、第２０図のＳＦＢ係数積分処理ルーチンを説明す
る。

二のルーチンはクランクパルス又はタイマ割込みにより
ステップｊ１に達する。ステップ」１ではフラグＳＦＢ
がＯでリターンし、ユでステップ１２に進む。ここでは
、ＳＦＢ中に空燃比をリーン側に制御していることを示
すフラグＬ　ＣＦが０か否か判断する。

肯定で、ステップ１３に達し、ＫＳＦＢ＝ＫＳＦＢ−Ｉ
、ＩＬを算出し、リーン化を押え、リターンし、否定で
、ステップ１４に達し、ＫＳＦＢ＝ＫＳＦＢ十Ｉいを算
出し、リッチ化を促進し、リターンする。

メインルーチンのステップｅ２４に達してリッチ化指令
フラグＲＯＦの有無を判定する。

フラグＲＯＦが１ではまず、リッチ化開始遅延タイマ用
カウンタＲ３ＤＴがゼロでない間はステップｅ２７に達
し、通常フィードバック制御定数を設定し、カウンタＲ
５ＤＴがゼロとなると、ステップｅ２６に達し、リッチ
化フィードバック制御定数を別設定する。

二こで、ステップｅ２６のリッチ化フィードバック制御
定数の別設定処理では下記の４種の処理の内、予め設定
されている１つ又は複数の処理が行なわれる。

まず、基準電圧補正処理の場合では、基準電圧ＶＲＥＦ
を下式に応じて設定する。

ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＯ＋ΔＶ　ＲＥ　Ｆ　ｘ　ＫＴ／Ｋ
ＴＯここで、ＶＲＥＦＯは目標空燃比がストイキオの時
の値、ＫＴ／ＫＴＯはＳＦＢ開始時リッす化制御中に１
からゼロまで、除除に変化するデータ。

このため、基準電圧ＶＲＥＦ　（リーン、リッチ判定電
圧）はストイキオ時の値との差を経時的に狭めて消滅変
化させ（テーリング処理）、結果として、そのリッチシ
フトの間、排ガス空燃比をリッチシフトさせる。なお、
第１４図及び第１５図に示す様に、その基準電圧ＶＲＥ
Ｆのレベル（ｙ％のリッチ化）をリッチシフトよりスト
イキオ側の値に経時な比率αでテーリングさせるように
制御しても良い。

松に、比例ゲインの変更処理では、下式のように、リッ
チ化比例ゲインＰＬＲを増大し、リーン化化比例ゲイン
ＰＲＬを減少させる。

Ｐ　Ｈ＝、　＝　Ｐ　ＲＬＣ−△Ｐ　ＸＫＴ／ＫＴＯＰ
、Ｒ＝ＰＬＲｏ＋ΔＰ　ＸＫＴ／ＫＴＯここで、ＰＲ，
。とｐｃｉｏは目標空燃比がストイキオの時のり−ン化
比例ゲイン、リッチ化比例ゲイン、ＫＴ／ＫＴＯはＳＦ
Ｂ開始時リッす化制御中に１からゼロまで、除除に変化
するデータ。このため、第４図（ｄ）に示したと同様に
その目標空燃比レベルをリッチシフトさせ、これをＳＦ
Ｂ時の値にテーリングさせることと成り、結果として、
そのリッチシフトの間、排ガス空燃比をリッチシフト出
来る。

次に、積分ゲインの変更処理では、下式のように、リー
ン化積分ゲイン１に乙を減少させリッチ化積分ゲインＩ
ＬＲを増大する。

ＩＲｔ、＝ＩｉｃｏＸ（ＫＴ／ＫＴＯＸ（ｍ　　１）＋
１）Ｉ　訂＝　Ｉ　ｔＲｏ／　（ＫＴ／ＫＴＯＸ　（ｍ
　−１）＋　１　）ここで、ｍは積分ゲインデータのシ
フト初期値を示す。Ｉ　ＲＬＯとＩ　ＬＲＯは目標空燃
比がストイキオの時のリーン化積分ゲイン、リッチ化積
分ゲイン、ＫＴ／ＫＴＯはＳＦＢ開始時リッす化制御中
に１からゼロまで、除除に変化するデータ。このため、
ここでのＩ　ＲＬＯと工ＬＲ８（第４図（ｅ）参照）は
経時的に、その値をリッチシフトよりストイキオ時の値
に変化させることと成り、結果として、そのリッチシフ
トの間、排ガス空燃比をリッチシフトさせる。

次に、リーん化デイレイタイマＬＤＴの設定処理では、
下式のように、タイマＬＤＴを設定する。

Ｌ　Ｄ　ＴＯ＝　Ｌ　Ｄ　ＴＯＯｘにＴ／ＫＴＯここで
も、ＬＤＴＯＯはリーン化初期値であり、この値は経時
的に、その値をゼロとし、テーリングされ、結果として
そのリッチシフトの間、排ガス空燃比をリッチシフトさ
せる。

他方、ステップｅ２７での通常フィードバック制御定数
は通常時において、各値は目標空燃比がストイキオの時
の値である、Ｖ　ＲＥ　Ｆ　Ｏ，Ｐ　ＲＬＯ−ＰＬＲＯ
ｌＩ　ＲＬＯｌＩ　ＬＲＯ１ＬＤＴＯ＝Ｏが固定値とし
て設定される。

メインルーチンのステップｅ２８に戻ると、ここでは空
燃比信号ＶｏｕｔとＶＲＥＦが比較され、ｖｏｕｔ＞　
Ｖ　ＲＥＦでは、リーん化デイレイタイマＬＤＴがゼロ
以上でステップｅ３２に進み、タイマＬＤＴがゼロ以下
で、ステップｅ３］に達する。ここでは、リーンフラグ
ＬＦが１でステップｅ３５に、Ｏでは空燃比補正係数Ｋ
ＳＦＢをリーン化比例ゲインＰＩ、、たけ減算しリーン
化を押え、ステップｅ３５に達する。ここで、リーンフ
ラグＬ　Ｐを１とし、ステップｅ３７に進み、アドレス
ＫＡＦにＫＳＦＢをストアしステップｅ２２に進む。

他方、ステップｅ２８よりＶｏｕｔ＜　Ｖ　ＲＥ　Ｆで
、ステップｅ３０に達すると、リ−ん化デイレイタイマ
ＬＤＴに初期値ＬＤＴＯをセットし、ステップｅ３２に
達し、リーンフラグＬＦがＯでステップｅ３６に、１で
、ステップｅ３４に達し、空燃比補正係数ＫＳＦＢをリ
ッチ化比例ゲインＰＬＲだけ加算しリッチ化を促進し、
ステップｅ３６に達する。ここで、リーンフラグＬＦを
Ｏとし、ステップｅ３７に進み、アドレスＫＡＦにＫＳ
ＦＢをストアしステップｅ２２に進む。

このようなメインルーチンの間に、第１７図のインジェ
クタ記動ルーチンと非同期燃料噴射実行ルーチンが行な
われる。

クランクパルス割込みでステップｆ１，２に達し、吸入
空気量Ａ／Ｎとエンジン回転数Ｎを取り込み、燃料カッ
トフラグＦＣＦが１ではリターンし、Ｏで、ステップｆ
４に進む。ここで、基本燃料パルス＠ＴＢを設定し、メ
インパルス幅データＴｉｎｊｌ＝Ｔｐ＋ＸＫＡＦＸＫＤ
Ｔ＋ＴＤを算出し、ステップｆ６に達して、ストイキオ
フィードバックフラグＳＦＢが１かの判定をする。

１ではステップｆ７に進み、Ａ／Ｎに基づくパルス幅上
限値ＴｉｎｊＭＡＸを設定する。そしてＴｉｎｊｌ＋Σ
Ｔｉｎｊ２＞　ＴｉｎｊＭ　Ａ　Ｘを判定する。ここで
、ΣＴｉｎｊ２はメインパルス間で発生した非同期噴射
におけるパルス幅データを積算するアドレスを示す。

肯定でステップｆ９に達すると、メインパルス幅データ
を補正しＴｉｎｊｌ　＝　ＴｉｎｊＭ　Ａ　Ｘ−ΣＴｊｎｊ２を
算出し、過剰燃料噴射を防止すべくクリップ処理を行な
う。

更に、Ｔｉｎｊｌをインジェクタ恥動用第１ドライバー
にセットし、第１ドライバーをトリガしメインの燃料噴
射を行ない、ΣＴｉｎｊ２をクリアし、リターンする。

非同期燃料噴射実行ルーチンではタイマ割込みにより、
ステップｇ１に達し、スロットル開度θを取り込み、前
回値ＭＯとの差分Δθ（−〇−ＭＯ）を求め、前回値Ｍ
Ｏとして今回のθをセントしステップｆ４に達する。

ここでは差分ΔＯが設定値へθＳを上回ったかを見て、
否定でリターンし、肯定で、ステップｆ５に進む。ここ
では、差分Δθに応じた非同期噴射用パルス幅Ｔｊｎｊ
２を設定し、インジェクタ作動中ではステップｆ８に進
み、Ｔ　１ｎｊ２を第２ドライバーにセットし、ステッ
プｆｌｏに進む。

他方、インジェクタ非作動ではステップｆ７に進み、Ｔ
ｉｎｊ２をインジェクタ恥動用第１ドライバーにセット
し、第１ドライバーをトリガしてステップｆｌｏに進む
。ここでは、下式の算出を行ないメインにリターンする
。

ΣＴｊ、ｎｊ２＝ΣＴｉｎｊ２＋　Ｔｉｎｊ２上述のよ
うに、第二メインルーチンに基づく処理では、特に、加
速非同期噴射が発生したときに。

トータル燃料噴射量を許容最大値にクリップできる。又
、ＳＦＢ開始リッチ化制御の時間をリーン運転と燃料カ
ット運転時とで、別設定出来る。更に、ＳＦＢ開始リッ
チ化制御の開始待ち時間Ｔｒを設定できる。更に、ＳＦ
Ｂ開始リッチ化制御のフィードバック制御定数をテーリ
ングできる。

（発明の効果）以上の様に、本発明は、内燃機関の空燃比がリーン又は
燃料カットに当る運転状態より、ストイキオに切り換え
られた場合に、その切り換え初期の所定期間のみ目標空
燃比がリッチに設定されるので、排気管を通過する際に
リッチ化されていた排ガスは、ストレージされていた０
２を取り込んで、この排ガスが三元触媒に達するときに
はストイキオ近傍にあり、三元触媒の浄化作用を適確に
働かせる事が出来、空燃比のストイキオ変化時の三元触
媒の排ガス浄化率の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての空燃比制御装置の全
体構成図、第２図は空燃比制御装置のコントローラの機
能ブロック図、第３図は同上装置の作用説明図、第４図
（ａ）は第１図の制御装置内のコントローラが行うＳＦ
Ｂ開始時リンす化制御の特性線図、第４図（ｂ）、（ｃ
）、（ｄ）、（ｅ）は第４図（ａ）に代えて使用される
ＳＦＢ開始時リッチ化制御の特性線図、第５図乃至第８
図は第１図の制御装置内のコントローラが行なう、空燃
比制御プログラムのフローチャート、第９図乃至第１３
図は第７図及び第８図のＳＦＢ開始時リッチ化制御に代
えて利用される制御プログラムのフローチャート、第１
４図及び第１５図はこの発明の他の実施例で行なわれる
基準電圧のテーリング処理の作用説明図、第１６図乃至
第２１図はこの発明の他の実施例で用いられる空燃比制
御プログラムのフローチャート、第２２図（ａ　）、（
ｂ　）、（ｃ　）は従来装置の経時的な作用説明図、第
２３図は従来装置で用いている触媒コンバータの概略図
、第２４図は内燃機関の空燃化分布を示す特性線図、第
２５図は従来の空燃比フィートバンク制御を説明する図
、第２６図【ま１ノーンＮＯ工触媒の浄化率特性線図で
ある。１・・・エンジン、１１・・・排気路、１２・・・コン
トローラ、１４・・・空燃比センサ、１５・・・リーン
ＮＯ！触媒、１６・・・三元触媒、Ｎ・・・燃料噴射ノ
ズル。壱δ ｖ）４図（、ａ）形４更（Ｕ）光１４図４呵！し　　プ邑ち４６図７７ＩＰ）ＺＯ圀率７ｑｖ箒ｉ図馬が幻

Claims

【特許請求の範囲】

内燃機関に所定量の燃料を供給する燃料噴射弁と、上記
内燃機関の空燃比情報を発する空燃比情報出力手段と、
上記内燃機関の運転情報に基づき目標空燃比を算出する
目標空燃比算出手段と、上記目標空燃比と上記空燃比情
報とに基づき燃料供給量を算出する燃料供給量算出手段
と、上記燃料噴射弁が上記燃料供給量の燃料を噴射する
よう制御する燃料噴射制御手段とを備えた空燃比制御装
置において、上記目標空燃比算出手段は目標空燃比がリ
ーン又は燃料カットに当る運転状態より、ストイキオに
切り換えられた場合に、切り換え初期の所定期間のみ目
標空燃比をリッチに設定することを特徴とする空燃比制
御装置。