JPH06129288A

JPH06129288A - 内燃エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH06129288A
Application number: JP4281357A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kamura; 均加村; Kazutoshi Noma; 一俊野間; Atsuro Kojima; 淳良小島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1994-05-10
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: US5440877A; DE4335560A1; JP3218731B2; KR940009505A; DE4335560C2; KR0130043B1

Abstract

(57)【要約】【目的】内燃エンジンＥの排気ガス浄化装置の上下流
側の排気系にそれぞれ配置されるフロントＯ2 センサ17
とリアＯ2 センサ18を備え、フロントＯ2 センサの検出
値と第１基準値Ｖ1Cとの比較結果に応じて空燃比を補正
して所要値に制御すると共に、リアＯ2 センサの検出値
と第２基準値ＶF との偏差ΔＶR に基づいて、空燃比を
補正する補正量及び補正のタイミングの、少なくとも何
れか一方に関連するパラメータ値 (Ｖ1C) を補正する内
燃エンジンの空燃比制御装置において、リアＯ2 センサ
の偏差に基づく基準判別値 (Ｖ1C) 等の補正を最適化
し、Ｏ2 センサや触媒の劣化による排気ガス性能の悪化
を防止する。【構成】リアＯ2 センサの偏差が大のとき、偏差が小
のときに比べて、パラメータ値を大きい補正度合いで補
正し、偏差の変化に対してパラメータ値を非線型的に補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの排ガス
浄化装置の上下流の排気系に配設される２つの酸素セン
サの出力に応じて空燃比を制御する空燃比制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンの排気通路に排ガス浄化装
置、例えば三元触媒を配設し、その上流側と下流側のそ
れぞれに酸素センサを配し、２つの酸素センサの出力信
号に応じてエンジンの空燃比を制御する、所謂「デュア
ルＯ2 センサ方式」の空燃比制御装置が、例えば特開昭
６４−５３０４３号公報により知られている。この方式
の空燃比制御は、三元触媒の上流側の酸素センサ（フロ
ントＯ2 センサという）の出力値を第１基準判別値と比
較し、その出力値が第１基準判別値以上では、空燃比を
リーン化し、第１基準判別値以下ではリッチ化する一
方、三元触媒の下流側に配設された酸素センサ（リアＯ
2 センサという）の出力値と第２基準判別値との偏差に
応じてフロントＯ2 センサの上述の第１基準判別値を、
例えば排気ガス特性が最適値となる値にフィードバック
補正するようにしている。

【０００３】上述のようなリアＯ2 センサにより第１基
準判別値を最適値にフィードバック補正する方法以外に
も、フロントＯ2 センサの出力信号値に基づく空燃比制
御時における積分ゲインや比例ゲイン、或いはディレイ
期間をリアＯ2 センサの出力値の偏差に基づき最適値に
フィードバック補正する方法も知られている。ディレイ
期間は、フロントＯ2 センサの出力値が上述の第１基準
判別値を横切って変化した時点から空燃比を補正する時
点まで、空燃比を補正するタイミングを遅らせることを
意味し、この期間を上述のリアＯ2 センサの偏差に応じ
て積極的にフィードバック補正することにより、排気ガ
ス特性を最適値に制御することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リアＯ2 セ
ンサの偏差に応じて上述の基準判別値等を補正する場
合、偏差の変化量に対してリニア的（線型的）に基準判
別値等を補正（これを比例補正という）すると、以下の
ような問題点が生じる。リアＯ2 センサの偏差の変化量
に対して補正ゲインを小さく設定した場合、基準判別値
等の補正度合いも小さくなり、偏差が大のときに、基準
判別値等を最適値に補正し切れなくなる。一方、補正ゲ
インを大きく設定した場合、偏差が大のときに、リアＯ
2 センサの応答遅れに起因して基準判別値等が過補正さ
れてしまう。このような問題は、Ｏ2 センサや触媒の劣
化による排気ガス性能の悪化を十分に防止することがで
きなくなることを意味している。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、リアＯ2 センサの偏差に基づく基
準判別値等の補正を最適化し、Ｏ2 センサや触媒の劣化
による排気ガス性能の悪化を防止するように図った内燃
エンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明においては、内燃エンジンの排気ガス浄
化装置の上流側の排気系に配置されて排気ガス中の酸素
濃度を検出する上流側酸素センサと、排気ガス浄化装置
の内部又は下流側の排気系に配置されて排気ガス中の酸
素濃度を検出する下流側酸素センサと、前記上流側酸素
センサの検出値と第１基準値との比較結果に応じて、前
記内燃エンジンの空燃比を補正して所要値に制御する空
燃比制御手段と、前記下流側酸素センサの検出値と第２
基準値との偏差に基づいて、前記空燃比制御手段が空燃
比を補正する補正量及び補正のタイミングの、少なくと
も何れか一方に関連するパラメータ値を補正するパラメ
ータ値補正手段とを備えた内燃エンジンの空燃比制御装
置において、前記パラメータ値補正手段は、前記偏差が
大のとき、偏差が小のときに比べて、前記パラメータ値
を大きい補正度合いで補正することを特徴とする、内燃
エンジンの空燃比制御装置が提供される。

【０００７】

【作用】本発明装置に依れば、空燃比制御手段が空燃比
を補正する補正量及び補正のタイミングの、少なくとも
何れか一方に関連するパラメータ値を、下流側酸素セン
サ（リアＯ2 センサ）の検出値と第２基準値との偏差が
大のときには、大きい補正度合いで、小のときには小さ
い補正度合いで補正することにより、偏差の変化に対し
てパラメータ値を非線型的に補正する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１および図２は、本発明に係る内燃エ
ンジンの空燃比制御装置の概略構成を示し、この制御装
置はデュアルＯ2 センサ方式による空燃比制御方法を採
用しており、例えば４気筒エンジン（以下単に「エンジ
ン」という）Ｅに適用したものである。

【０００９】エンジンＥには、吸気弁４を介して各気筒
の燃焼室１に通じる吸気マニホールド２および排気弁５
を介して各気筒の燃焼室１に通じる排気マニホールド３
を有しており、各気筒につながる吸気マニホルド２のそ
れぞれに、各吸気ポートに隣接して電磁式燃料噴射弁８
が配設されている。吸気マニホルド２にはサージタンク
２ａを介して吸気管２ｂの一端が接続されており、吸気
管２ｂの他端（大気開放端）にはエアクリーナ６が取り
付けられている。そして、吸気管２ｂの途中にはスロッ
トル弁７が配設されている。各燃料噴射弁８には図示し
ない燃料ポンプから燃圧レギュレータによって燃料圧が
一定に調整された燃料が供給されるようになっている。

【００１０】一方、排気マニホルド３の大気側端は集合
排気管３ａに接続されている。集合排気管３ａの途中に
は三元触媒型の触媒コンバータ（排気ガス浄化装置）９
が配設されている。そして、触媒コンバータ９の上流側
の排気マニホルド３に、排気中の酸素量を検出する酸素
センサ（これを「フロントＯ2 センサ」という）１７が
取り付けられている。また、触媒コンバータ９の下流側
の集合排気管３ａには、触媒通過後の残存酸素量を検出
する酸素センサ（これを「リアＯ2 センサ」という）１
８が取り付けられており、これらのセンサ１７，１８に
は検出部を高温に保つヒータが備えられている。これら
のセンサ１７，１８は電子制御装置（ＥＣＵ）４０の入
力側に電気的に接続されており、電子制御装置４０に各
酸素濃度検出信号を供給している。なお、リアＯ2 セン
サ１８は、排気ガス浄化装置９内のコンバータ後流側に
配置することもできる。

【００１１】電子制御装置４０は、詳細は後述するよう
に上述した種々のセンサの検出信号に基づきエンジン運
転状態に応じた燃料噴射量、即ち、燃料噴射弁８の開弁
時間ＴINJ を演算し、演算した開弁時間ＴINJ に応じた
駆動信号を各燃料噴射弁８に供給してこれを開弁させ、
所要の燃料量を各気筒に噴射供給する。図２は、電子制
御装置４０の内部構成を示し、本発明に係る燃料噴射量
の演算等を実行する中央演算装置（ＣＰＵ）４０ａ、各
種センサからの検出信号を読み込み、信号の増幅、フィ
ルタリング、Ａ／Ｄ変換等を行なうと共に、ＣＰＵ４０
ａが行なった演算結果に基づいて燃料噴射弁８に駆動信
号を出力する入出力インターフェイス装置（Ｉ／Ｏ）４
０ｂ、燃料噴射量の演算手順等の演算プログラム、各種
プログラム変数値や係数値等を記憶する記憶装置（ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ等）４０ｃ、種々の期間を計時するための外
部カウンタ装置（タイマ）４０ｄ等により構成されてい
る。

【００１２】前述した各燃料噴射弁８は電子制御装置４
０の出力側に電気的に接続され、この電子制御装置４０
からの駆動信号により開弁され、詳細は後述するように
所要量の燃料を各気筒に噴射供給する。電子制御装置４
０の入力側にはエンジンＥの運転状態を検出する種々の
センサ、例えば前述したフロントＯ2 センサ１７及びリ
アＯ2 センサ１８の他に、吸気管２ａの大気開放端近傍
に取り付けられ、カルマン渦を検出することにより吸入
空気量に比例した周波数パルスを出力するエアフローセ
ンサ１１、エアクリーナ６内に設けられ、吸入空気温度
を検出する吸気温センサ１２、大気圧を検出する大気圧
センサ１３、スロットル弁７の弁開度を検出するスロッ
トル開度センサ１４、エンジンＥの冷却水温を検出する
水温センサ１９、図示しないディストリビュータに設け
られ、上死点あるいはその少し前の所定クランク角度位
置を検出する毎にクランクパルス信号（ＴＤＣ信号）を
出力するクランク角センサ２０、これもディストリビュ
ータに設けられ、特定の気筒（例えば、第１気筒）が所
定のクランク角度位置（例えば、圧縮上死点あるいはそ
の少し前の角度位置）にあることを検出する気筒判別セ
ンサ、更に、図示しないが、スロットル弁７の全閉位置
を検出するアイドルスイッチ、エアコンの作動状態を検
出するエアコンスイッチ、バッテリ電圧を検出するバッ
テリセンサ等のセンサが接続されており、これらのセン
サは検出信号を電子制御装置４０に供給する。なお、電
子制御装置４０はクランク角センサ２０がクランク角で
180°毎にＴＤＣ信号を出力することから、このＴＤＣ
信号のパルス発生間隔からエンジン回転数Ｎｅを検出す
ることができる。また、電子制御装置４０は気筒の点火
順序、即ち、各気筒への燃料供給順序を記憶しており、
上述した気筒判別センサが前述の特定の気筒の所定クラ
ンク角度位置を検出することにより、次にどの気筒に燃
料を噴射供給すればよいか判別することが出来る。

【００１３】次に、電子制御装置４０により上述した開
弁時間ＴINJ の演算手順を図面を参照して説明する。空燃比制御電子制御装置４０が開弁時間ＴINJ の演算して、燃料噴
射弁８に燃料噴射を行なわせるには、図３乃至図５に示
す、種々の燃料供給量補正係数を演算するメインルーチ
ン、図６に示す、メインルーチンで使用されるフロント
Ｏ2 センサ１７の出力判別値Ｖ1Cを、リアＯ2 センサ１
８の出力値でフィードバック補正するための判別値補正
ルーチン、図８に示す、メインルーチンにおいてフィー
ドバック補正係数ＫFBの演算に使用する積分補正項Ｉの
演算を行なうための積分補正係数演算ルーチン、図９に
示す、メインルーチンで演算した種々の補正係数値を用
いて開弁時間ＴINJ を演算し、燃料噴射弁８に駆動信号
を出力させるためのクランク角割込ルーチンの実行が必
要である。各種補正係数の演算先ず、第３図乃至第５図に示すメインルーチンについて
説明すると、電子制御装置４０は、イグニッションスイ
ッチのオン時に一度だけ、ステップＳ１０のＲＡＭ，イ
ンターフェイス等の初期化を行なった後は、他のルーチ
ンが割り込み実行される場合を除いて、ステップＳ１２
以下のステップを繰り返し実行する。

【００１４】次いで、電子制御装置４０は前述した各種
センサの検出信号を順次取り込み、Ａ／Ｄ変換等の入力
情報処理を行う（ステップＳ１２）。このステップで入
力情報処理されるセンサ入力としては、水温センサ１９
が検出するエンジン冷却水温Ｔｗ、吸気温センサ１２が
検出する吸気温度Ｔａ、大気圧センサ１３が検出する大
気圧Ｐａ、フロントＯ2 センサ１７及びリアＯ2 センサ
１８がそれぞれ検出する酸素濃度出力値ＶO2F ，ＶO2R
等が含まれる。入力情報処理した検出値は電子制御装置
４０に内蔵される記憶装置４０ｃに格納記憶される。

【００１５】次に、電子制御装置４０はステップＳ１３
において、エンジンＥが所定の燃料供給停止運転領域
（フューエルカット運転領域）で運転されているか否か
を判別する。この運転領域ではエンジンＥは減速状態に
あり、このような運転状態ではエンジンＥに燃料を供給
しない。ステップＳ１３の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の
場合には、ステップＳ１４に進み、フューエルカットフ
ラグＦＦＣに値１をセットして、エンジンＥがフューエ
ルカット運転領域で運転されていることを記憶する。そ
して、次ぎにステップＳ１５およびステップＳ１６を実
行してフィードバック補正係数値ＫFBの演算に使用する
積分項値Ｉを値０に、および空燃比がフィードバック制
御によって制御されていないことを記憶するフラグＦＷ
ＯＦＢを値１にそれぞれ設定してエントリポイントＭ０
から前述のステップＳ１２に戻る。

【００１６】一方、ステップＳ１３における判別結果が
否定（Ｎｏ）の場合には、図４のステップＳ１８に進
み、フューエルカットフラグＦＦＣを値０にリセットし
て、エンジンＥがフューエルカット運転領域で運転され
ていないことを記憶する。次いで、ステップＳ１９にお
いて、空燃比補正係数ＫAFを除く各種補正係数値を設定
する。これらの補正係数値には、例えば、エンジン冷却
水温Ｔｗに応じて設定される水温補正係数ＫWT、吸気温
度Ｔａに応じて設定される吸気温補正係数ＫAT、大気圧
Ｐａに応じて設定される大気圧補正係数ＫAP、バッテリ
ー電圧に応じて設定される無効時間補正値ＴD 等が含ま
れる。

【００１７】次の２つのステップＳ２０，Ｓ２１では、
空燃比をフィードバック制御するかオープンループ制御
するかを判別する。先ず、ステップＳ２０では、フロン
トＯ2 センサ１７が正常に機能しているか否かを判別す
る。この判別は、フロントＯ2 センサ１７が活性状態に
あるか否かの判別、及び断線等の故障判別が含まれる。
故障判別は、例えば、フロントＯ2 センサ１７の出力電
圧が所定の時間に亘り０Ｖないしは所定電圧（例えば、
５Ｖ）以上が継続したか否かにより判別される。一方、
活性状態の判別は、例えば、エンジン始動後センサ出力
電圧が初めて基準電圧Ｖ1C以上になったとき、活性状態
になったと判定し、空燃比フィードバック制御中に所定
時間（例えば、20sec)に亘り、上述の基準電圧Ｖ1Cを横
切らなかった場合には不活性と判定するものである。フ
ロントＯ2 センサ１７が正常に機能していなければ（判
別結果が否定の場合）、オープンループ制御による空燃
比制御が実行される。

【００１８】ステップＳ２１では、エンジンＥが所定の
空燃比フィードバック制御領域内で運転されているか否
かを判別する。この判別は、例えばエンジン回転数Ｎｅ
と吸気量Ａ／Ｎとにより行われ、スロットル弁７が全開
状態のワイドオープンスロットル運転領域、スロットル
弁７が急速に開弁された加速運転領域、エンジン回転数
Ｎｅが所定回転数以上、且つ、アイドルスイッチがオン
である減速運転領域等の場合にはエンジンＥが上述の所
定空燃比フィードバック制御領域で運転されていないと
判定される。エンジンＥが前述の空燃比フィードバック
制御領域内に突入しても、吸入空気量が所定値以上にな
るまで待機する。また、フューエルカット運転直後の場
合にも吸入空気量が所定値以上であるか否かを判別し、
吸入空気量が所定値以下の場合には空燃比フィードバッ
ク制御が禁止される。

【００１９】フィードバック制御により空燃比制御を行
なう場合には、図５のステップＳ２４に進み、フロント
Ｏ2 センサ１７の出力値ＶO2F が第１基準判別値Ｖ1Cよ
り燃料リーン側の値（ＶO2F ＜Ｖ1C）であるか否かを判
別する。判別結果が肯定の場合には、フィードバック補
正係数ＫFBの演算に使用する比例補正値Ｐとして値（ｐ
／２）を設定し（ステップＳ２５）、否定の場合には、
（−ｐ／２）を設定する（ステップＳ２６）。そして、
ステップＳ２７において前述のフィードバック制御解除
フラグＦＷＯＦＢを値０にリセットした後、ステップＳ
２８に進み、フィードバック補正係数値ＫFBを次式(M1)
により演算する。

【００２０】ＫFB＝1.0 ＋Ｐ＋Ｉ ……(M1) ここに、Ｉは、積分補正値（積分補正係数）であり、そ
の値は、後述する積分補正係数演算ルーチンで演算され
る。図８は、上述の積分補正値Ｉを設定する積分補正係
数演算ルーチンを示し、このルーチンは、所定周期で割
り込み実行されるが、クランク角センサ２０が検出する
所定クランク角位置で割り込み実行させるようにしても
よい。電子制御装置４０は、先ず、ステップＳ６０にお
いて、フラグＦＷＯＦＢが値１にセットされているか否
かを判別する。このフラグ値が１であれば空燃比がフィ
ードバック制御されていないことを意味する。このよう
な場合には、積分補正値の演算をせずに当該ルーチンを
終了する。

【００２１】一方、フラグＦＷＯＦＢが値１に設定され
ていなければステップＳ６２に進み、フロントＯ2 セン
サ１７の出力値ＶO2F が前述の判別値Ｖ1Cより小である
か否かを判別する。判別結果が肯定の場合には、空燃比
をリッチ化するために、記憶装置４０ｃに記憶されてい
る積分補正値Ｉにリッチ化積分補正係数である所定値Ｉ
LRを加算し、これを新たな積分補正値Ｉ（＝Ｉ＋ＩLR）
として記憶する（ステップＳ６４）。出力値ＶO2F が判
別値Ｖ1Cより小である状態が継続すると、ステップＳ６
４が繰り返し実行され、積分補正値Ｉはより大きい値に
漸増していく。従って、リッチ化積分補正係数値ＩLRが
加算される間は、フィードバック補正係数値ＫFBは大き
くなって行き、リッチ化が促進される。一方、フロント
Ｏ2 センサ１７の出力値ＶO2F が判別値Ｖ1Cより小でな
ければ、空燃比をリーン化するために、記憶装置４０ｃ
に記憶されている積分補正値Ｉにリーン化積分補正係数
である所定値ＩRLを減算し、これを新たな積分補正値Ｉ
（＝Ｉ−ＩRL）として記憶する（ステップＳ６６）。出
力値ＶO2F が判別値Ｖ1Cより大である状態が継続する
と、ステップＳ６６が繰り返し実行され、積分補正値Ｉ
はより小さい値に漸減していく。従って、リーン化積分
補正係数値ＩRLが減算される間は、フィードバック補正
係数値ＫFBは小さくなって行き、リーン化が促進され
る。

【００２２】図５に戻り、ステップＳ２８において演算
されたフィードバック補正係数値ＫFBは、空燃比補正係
数ＫAFとして記憶され（ステップＳ２９）、再び前述し
たステップＳ１２に戻る。一方、図４のステップＳ２１
およびＳ２２の何れかの判別結果が否定となり、オープ
ンループ制御により空燃比制御を行なう場合には、ステ
ップＳ２２に進み、前述した記憶装置４０ｃに記憶され
ている空燃比（Ａ／Ｆ）補正マップから、エンジン負荷
（スロットル弁開度）とエンジン回転数Ｎｅとに応じた
補正値ＫAFM を読み出す。この読出には従来公知の４点
補間法等を適用してもよい。次いで、ステップＳ２３に
進み、空燃比補正係数値ＫAFとして、ステップＳ２２で
読み出した補正値ＫAFM を設定する。

【００２３】このように空燃比補正係数値ＫAFを設定し
た後、前述したステップＳ１５，Ｓ１６を実行して、フ
ィードバック補正係数値ＫFBの積分項値Ｉを値０に、フ
ラグＦＷＯＦＢを値１にそれぞれ設定してステップＳ１
２に戻る。判別値Ｖ1Cのフィードバック補正図６は、前述したメインルーチンのステップＳ２４にお
いてフロントＯ2 センサ１７の出力判別に使用される判
別値Ｖ1Cを、リアＯ2 センサ１８の出力値に応じてフィ
ードバック補正する手順を示し、このルーチンは電子制
御装置４０によって所定の周期（例えば、25msec周期)
で繰り返し実行される。

【００２４】電子制御装置４０は、先ず、リアＯ2 セン
サ１８の出力値ＶO2R を読み込む（ステップＳ４０）。
この出力値ＶO2R は、センサ１８の出力電圧をＩ／Ｏイ
ンターフェイス装置４０ｂにより予め信号処理されてい
る。そして、今回読み込んだ出力値ＶO2R を次式(B1)に
よりフィルタリング処理する（ステップＳ４１）。ＶF(n)＝Ｋ×ＶF(n-1)＋（１−Ｋ）×ＶO2R ……(B1) ここに、Ｋは値１より小さい重み係数である。ＶF(n-1)
は、前回演算値であり、上式による演算が終わると次回
の演算のために、記憶装置４０ｃに記憶されている前回
演算値ＶF(n-1)は今回演算値ＶF(n)に更新される（ステ
ップＳ４２）。

【００２５】次いで、リアＯ2 センサ１８による所定の
判別値補正適合運転領域で運転されているか否かを判別
する（ステップＳ４３）。この判別結果が肯定の場合に
は、出力演算値ＶF(n)と所定第１基準値ＶF との偏差Δ
ＶR （＝ＶF(n)−ＶF ）を演算し（ステップＳ４５）、
その偏差ΔＶR に応じて基準判別値Ｖ1Cを補正する（ス
テップＳ４６）。

【００２６】図７（ａ）〜（ｃ）は、偏差ΔＶR に応じ
て補正値f(ΔＶR)を設定する種々の態様を示す。図７
（ａ）に示す態様では、補正値f(ΔＶR)は、偏差ΔＶR
が±ΔＶR1の微少範囲内で変化するとき、補正値f(ΔＶ
R)の変化度合いが小になるように偏差ΔＶR に応じて設
定され、偏差ΔＶR が±ΔＶR1の範囲を超えて変化する
とき、補正値f(ΔＶR)の変化度合いが大になるように設
定される。なお、偏差ΔＶR の絶対値がΔＶR2より大の
場合には、図７（ｂ）に示すように、一定値（±ΔＶS
1）を保持するように設定してもよい。

【００２７】図７（ｃ）は、偏差ΔＶR が±ΔＶR3の微
少範囲内で変化するとき、補正値f(ΔＶR)を値０に設定
し、偏差ΔＶR が（−ΔＶR3〜−ΔＶR4）或いは（＋Δ
ＶR3〜＋ΔＶR4）の範囲内で変化するとき、補正値f(Δ
ＶR)の変化度合いが大になるように一定値（±ΔＶS2）
に設定され、偏差ΔＶR の絶対値がΔＶR4より大の場合
には、補正値f(ΔＶR)の変化度合いが更に大になるよう
に一定値（±ΔＶS3）を保持するように設定される。

【００２８】図７（ａ）〜（ｃ）に示す偏差ΔＶR と補
正値f(ΔＶR)との関係は、Ｏ2 センサの特性に対応して
偏差ΔＶR と目標とする空燃比に対するずれ量ΔＡ／Ｆ
との関係をトレースするように設定されている。電子制
御装置４０は、上述のようにして設定した補正値f(ΔＶ
R)と一定値Ｖo（例えば、0.5V）とを使用して基準判別
値Ｖ1Cを次式(B2)によりフィードバック補正する（ステ
ップＳ４６）。

【００２９】Ｖ1C＝Ｖo ＋f(ΔＶR) ……(B2) このように、内燃エンジンＥがリアＯ2 補正適合運転領
域で運転されている場合には、リアＯ2 センサ１８の出
力値ＶO2R に応じてフロントＯ2 センサ１７の出力判別
値Ｖ1Cがフィードバック補正されることになる。一方、
ステップＳ４３における判別結果が否定の場合には、ス
テップＳ４４に進み、基準判別値Ｖ1Cを上述した一定値
Ｖo に設定して当該ルーチンを終了する。開弁時間ＴINJ の演算と燃料噴射弁の駆動図９は、燃料噴射弁８の駆動のためのルーチンであり、
１８０°毎のクランクパルスの発生時に割り込み実行さ
れる。このルーチンが割り込み実行されると、先ず、フ
ラグＦＦＣが値１であるか否か、すなわち、エンジンＥ
が所定のフューエルカット運転領域で運転されているか
否かを判別する（ステップＳ７０）。エンジンＥがフュ
ーエルカット運転領域で運転されていると、エンジンＥ
には燃料を供給しないので、このような場合には、何も
せずに当該ルーチンを終了させる。

【００３０】フラグＦＦＣが値１でない場合には、ステ
ップＳ７１に進み、１吸入行程当たりの吸入空気量（Ａ
／Ｎ）を演算する。吸入空気量（Ａ／Ｎ）は、前回のク
ランクパルスと今回のクランクパルスの間に発生し、エ
アフローセンサ１１によって検出されるカルマン渦信号
に基づく時間当たりの空気流量と、エンジン回転数Ｎｅ
とに応じて演算される。次いで、ステップＳ７１で演算
した吸入空気量（Ａ／Ｎ）に応じ、これに定数を乗算し
て基本開弁時間ＴB が設定される（ステップＳ７２）。
そして、開弁時間ＴINJ が次式(1) により演算される
（ステップＳ７３）。

【００３１】ＴINJ ＝ＴB ×ＫAF×Ｋ＋Ｔ_D ……(1) ここに、ＫはメインルーチンのステップＳ１９で設定し
た水温補正係数ＫWT、吸気温補正係数ＫAT等の補正係数
の積値（Ｋ＝ＫWT・ＫAT・・・）である。Ｔ_Dは前述し
たバッテリ電圧等により設定される無効時間補正値であ
る。そして、電子制御装置４０は、このように設定した
開弁時間Ｔ_INJを噴射タイマ４０ｄにセットし、このタ
イマをトリガすることによって燃料噴射弁８が開弁時間
ＴINJ に応じた期間だけ開弁し、開弁時間Ｔ_INJに対応
した燃料量を当該気筒に噴射供給する（ステップＳ７
４）。

【００３２】図１０は、本発明装置による基準判別値Ｖ
1Cのフィードバック補正により、フロントＯ2 センサ１
７が劣化した場合でも空燃比が適正に補正されることを
説明するための図であり、図中破線は、フロントＯ2 セ
ンサ１７が劣化していない、出荷直後のセンサ出力を示
しており、破線は劣化したＯ2 センサ出力を示す。リア
Ｏ2 センサ１８の出力信号値により上述した基準判別値
（電圧値）Ｖ1Cを補正すると、図に示すようにΔｔ1 お
よびΔｔ2 に相当する期間が修正されて劣化したフロン
トＯ2 センサ１８を使用し続けても、適正なリッチ化時
間を確保できることが判る。

【００３３】図１１は、上述した本発明装置の基本構成
を示しており、電子制御装置（ＥＣＵ）４０は、その内
部に空燃比制御手段４０Ａとパラメータ値補正手段４０
Ｂに相当する要素を備えている。内燃エンジンＥが自動
変速装置を備える場合には、リアＯ2 センサ１８の偏差
ΔＶR に応じて設定する補正値f(ΔＶR)は、変速レンジ
ＤとＮに対応してそれぞれ別々に設定するようにしても
よい。

【００３４】尚、上述の実施例では、フロントＯ2 セン
サ１７の出力判別値Ｖ1CをリアＯ2センサ１８の出力値
に基づいてフィードバック補正するものを示したが、リ
アＯ2 センサの出力値によって補正されるパラメータ値
としては、上述の出力判別値Ｖ1Cに限定されず、これに
代えて、或いはこれと共に、フロントＯ2 センサ１７の
出力値が判別値を横切ることに対応して設定される比例
補正値Ｐや、フロントＯ2 センサ出力と判別値との大小
関係に応じて時間的に徐々に変化する積分補正値Ｉや、
フロントＯ2 センサ出力が判別値を横切った時点から遅
れた時点で比例補正値の変更や積分補正値の増減方向の
切換を行なうために設定されるディレー時間であっても
よく、更には、フロントＯ2 センサ出力に基づく第１の
フィードバック補正値と別にリアＯ2 センサ出力に基づ
く第２のフィードバック補正値を求めるものに適用して
もよい。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
内燃エンジンの空燃比制御装置に依れば、空燃比制御手
段が空燃比を補正する補正量及び補正のタイミングの、
少なくとも何れか一方に関連するパラメータ値を、下流
側酸素センサ（リアＯ2 センサ）の検出値と第２基準値
との偏差が大のときには、大きい補正度合いで、小のと
きには小さい補正度合いで補正するようにしたので、リ
アＯ2 センサの偏差に基づいて基準判別値等を非線型的
に適正に補正することができ、すなわち、偏差の小のと
きにはきめ細かく正確に、偏差が大のときには応答性よ
く大きな度合いで補正することができ、Ｏ2 センサや触
媒の劣化による排気ガス性能の悪化を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの空燃比制御装置の
概略構成図である。

【図２】本発明装置の空燃比制御を実行する電子制御装
置４０の内部構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示す電子制御装置４０によって実行され
るメインルーチンのフローチャートの一部である。

【図４】図３に示すフローチャートに続く、メインルー
チンのフローチャートの一部である。

【図５】図４に示すフローチャートに続く、メインルー
チンのフローチャートの一部である。

【図６】図２に示す電子制御装置４０によって実行され
る判別値補正ルーチンのフローチャートである。

【図７】リアＯ2 センサの偏差ΔＶR と、それに応じて
設定される補正値f(ΔＶR)との関係を示し、図７（ａ）
〜（ｃ）は、その関係の種々の態様を示すグラフであ
る。

【図８】図２に示す電子制御装置４０によって実行され
る積分補正係数演算ルーチンのフローチャートである。

【図９】図２に示す電子制御装置４０によって実行され
るクランク角割込ルーチンのフローチャートである。

【図１０】本発明装置により、基準判別値Ｖ1Cを補正し
た場合のリッチ時間の変化を示すグラフである。

【図１１】本発明装置の基本構成を示す、制御ブロック
図である。

【符号の説明】

Ｅ内燃エンジン３排気マニホールド（排気系）３ａ排気管（排気系）８燃料噴射弁９触媒コンバータ（排気ガス浄化装置）１７フロントＯ2 センサ（上流側酸素センサ）１８リアＯ2 センサ（下流側酸素センサ）４０電子制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気ガス浄化装置の上流
側の排気系に配置されて排気ガス中の酸素濃度を検出す
る上流側酸素センサと、排気ガス浄化装置の内部又は下
流側の排気系に配置されて排気ガス中の酸素濃度を検出
する下流側酸素センサと、前記上流側酸素センサの検出
値と第１基準値との比較結果に応じて、前記内燃エンジ
ンの空燃比を補正して所要値に制御する空燃比制御手段
と、前記下流側酸素センサの検出値と第２基準値との偏
差に基づいて、前記空燃比制御手段が空燃比を補正する
補正量及び補正のタイミングの、少なくとも何れか一方
に関連するパラメータ値を補正するパラメータ値補正手
段とを備えた内燃エンジンの空燃比制御装置において、
前記パラメータ値補正手段は、前記偏差が大のとき、偏
差が小のときに比べて、前記パラメータ値を大きい補正
度合いで補正することを特徴とする、内燃エンジンの空
燃比制御装置。
【請求項２】前記パラメータ値は前記第２基準値であ
り、前記パラメータ値補正手段は、前記偏差が大のと
き、偏差が小のときに比べて、前記第２基準値を大きい
補正度合いで補正することを特徴とする、請求項１記載
の内燃エンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】前記空燃比制御手段は、前記上流側酸素
センサの検出値が前記第１基準値より燃料過濃側の値を
示すとき、空燃比を補正する補正係数値を積分補正値だ
け燃料希薄側の値に補正し、前記上流側酸素センサの検
出値が前記第１基準値より燃料希薄側の値を示すとき、
前記補正係数値を積分補正値だけ燃料過濃側の値に補正
する積分補正制御を行ない、前記パラメータ値は前記積
分補正値であり、前記パラメータ値補正手段は、前記偏
差が大のとき、偏差が小のときに比べて、前記積分補正
値を大きい補正度合いで補正することを特徴とする、請
求項１記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】前記空燃比制御手段は、前記上流側酸素
センサの検出値が前記第１基準値に関して燃料希薄側か
ら燃料過濃側の値に変化したとき、空燃比を補正する補
正係数値を比例補正値だけ燃料希薄側の値に補正し、前
記上流側酸素センサの検出値が前記第１基準値に関して
燃料過濃側から燃料希薄側の値に変化したとき、前記補
正係数値を比例補正値値だけ燃料過濃側の値に補正する
比例補正制御を行ない、前記パラメータ値は前記比例補
正値であり、前記パラメータ値補正手段は、前記偏差が
大のとき、偏差が小のときに比べて、前記比例補正値を
大きい補正度合いで補正することを特徴とする、請求項
１記載の内燃エンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】前記空燃比制御手段は、前記上流側酸素
センサの検出値が前記第１基準値を横切って変化したと
き、横切った時点から所要の遅れ期間が経過した時点で
空燃比を補正し、前記パラメータ値は前記遅れ期間であ
り、前記パラメータ値補正手段は、前記偏差が大のと
き、偏差が小のときに比べて、前記遅れ期間を大きい補
正度合いで補正することを特徴とする、請求項１記載の
内燃エンジンの空燃比制御装置。