JPH066918B2 - Air-fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents

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（Ｏ_２セン
サ））を設け、上流側のＯ_２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Ｏ_２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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention provides an air-fuel ratio sensor (an oxygen concentration sensor (O ₂ sensor) in this specification) on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter, and O ₂ relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine which performs air-fuel ratio feedback control by the O ₂ sensor downstream in addition to the air-fuel ratio feedback control by the sensor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、機関の吸入空気量（もしくは吸入空気圧）およ
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の濃度を
検出するＯ_２センサの検出信号にもとづいて演算された
空燃比補正係数FAFに応じて前記基本噴射量を補正し、
この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃料量
を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空燃比
を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィード
バック制御により、空燃比を理論空燃比近傍の非常に狭
い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三元触
媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるCO，H
C，NOxの３つの有害成分を同時に浄化する触媒コンバー
タの浄化能力を高く保持できる。Generally, the basic injection amount of the fuel injection valve is calculated according to the intake air amount (or intake air pressure) and the rotation speed of the engine,
Correcting the basic injection amount according to an air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated based on a detection signal of an O ₂ sensor that detects the concentration of a specific component in the exhaust gas of the engine, for example, an oxygen component,
The amount of fuel actually supplied is controlled according to the corrected injection amount. By repeating this control, the air-fuel ratio of the engine is finally converged within the predetermined range. By such air-fuel ratio feedback control, the air-fuel ratio can be controlled within a very narrow range near the stoichiometric air-fuel ratio, so the three-way catalytic converter provided in the exhaust system, that is, CO, H contained in the exhaust gas
The catalytic converter's purifying ability to purify three harmful components of C and NOx simultaneously can be maintained high.

上述の空燃比フィードバック制御（シングルＯ_２センサ
システム）では、酸素濃度を検出するＯ_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、Ｏ_２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。Ｏ_２センサ
の出力特性のばらつきの原因を列挙すると、次のとおり
である。In the above-mentioned air-fuel ratio feedback control (single O ₂ sensor system), an O ₂ sensor for detecting the oxygen concentration is provided at a location in the exhaust system that is as close to the combustion chamber as possible, that is, at a collective portion of the exhaust manifold that is upstream from the catalytic converter. However, the variation in the output characteristics of the O ₂ sensor hinders the improvement of the air-fuel ratio control accuracy. The causes of variations in the output characteristics of the O ₂ sensor are listed below.

(1) Ｏ_２センサ自体の個体差、 (2) 燃料噴射弁および排気ガス再循環弁等の部品の機
関への組付け位置の公差によるＯ_２センサの箇所におけ
る排気ガスの混合の不均一、 (3) Ｏ_２センサの出力特性の経時あるいは経年的な変
化。(1) Individual difference of the O ₂ sensor itself, (2) Non-uniform mixing of exhaust gas at the O ₂ sensor location due to tolerance of assembly position of parts such as fuel injection valve and exhaust gas recirculation valve to the engine, (3) Changes in the output characteristics of the O ₂ sensor over time or over time.

また、Ｏ_２センサ以外では、燃料噴射弁、排気ガス再循
環流量、タペットクリアランス等の機関状態の経時的あ
るいは経年的な変化、および製造ばらつきによる排気ガ
スの混合の不均一性が変化および拡大することがある。In addition to the O ₂ sensor, the non-uniformity of the exhaust gas mixture changes and expands due to changes in the engine state such as the fuel injection valve, the exhaust gas recirculation flow rate, the tappet clearance, and the like over time, and manufacturing variations. Sometimes.

かかるＯ_２センサの出力特性のばらつきおよび部品のば
らつき、経時あるいは経年的変化を補償するために、触
媒コンバータの下流に第２のＯ_２センサを設け、上流側
Ｏ_２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Ｏ_２センサによる空燃比フィードバック制御を行う
ダブルＯ_２センサシステムが既に提案されている。この
ダブルＯ_２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Ｏ_２センサは、上流側Ｏ_２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。A second O ₂ sensor is provided downstream of the catalytic converter in order to compensate for such variations in the output characteristics of the O ₂ sensor, variations in parts, and changes over time or over time, and the air-fuel ratio feedback control is performed by the upstream O ₂ sensor. In addition, a double O ₂ sensor system that performs air-fuel ratio feedback control using a downstream O ₂ sensor has already been proposed. In this double O ₂ sensor system, the O ₂ sensor provided on the downstream side of the catalytic converter has a lower response speed than the upstream O ₂ sensor, but the variation in the output characteristics is small for the following reasons. Have advantages.

(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。(1) Downstream of the catalytic converter, the exhaust temperature is low, so there is little thermal effect.

(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Ｏ_２センサの被毒量は少な
い。(2) Downstream of the catalytic converter, various poisons are trapped in the catalyst, so the amount of poisoning of the downstream O ₂ sensor is small.

(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態
に近い値になっている。(3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.

従って、上述のごとく、２つのＯ_２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Ｏ_２センサシス
テム）により、上流側Ｏ_２センサの出力特性のばらつき
を下流側Ｏ_２センサにより吸収できる。実際に、第２図
に示すように、シングルＯ_２センサシステムでは、Ｏ_２
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Ｏ_２センサシス
テムでは、上流側Ｏ_２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Ｏ
_２センサシステムにおいては、下流側Ｏ_２センサが安定
な出力特定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。Therefore, as described above, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two O ₂ sensors (double O ₂ sensor system), the variations in the output characteristic of the upstream O ₂ sensor can be absorbed by the downstream O ₂ sensor. In fact, as shown in FIG. 2, in a single O ₂ sensor system, O ₂
When the output characteristic of the sensor deteriorates, it directly affects the exhaust emission characteristic, whereas in the double O ₂ sensor system, even if the output characteristic of the upstream O ₂ sensor deteriorates,
Exhaust emission characteristics do not deteriorate. In other words, double O
In ₂ sensor system, as long as the downstream O ₂ sensor has maintained a stable output particular, good exhaust emission is ensured.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上述のダブルＯ_２センサシステムにおい
ては、下流側Ｏ_２センサの出力の比較電圧は出力振幅の
ほぼ中央たとえば0.55Ｖに設定されており、従って、比
較的短時間のうちにリッチ，リーン判定が反転した場合
にも、たとえば空燃比のリッチスパイク，リーンスパイ
ク等に対しても、下流側Ｏ_２センサによる空燃比フィー
ドバック制御が行われ、この結果、過補正が生じる。従
って、下流側Ｏ_２センサによる空燃比フィードバック制
御によるリッチ側過補正の結果、燃費の悪化、HC，COエ
ミッションの悪化等を招き、また、下流側Ｏ_２センサに
よる空燃比フィードバック制御によるリーン側過補正の
結果、ドライバビリティの悪化、NOxエミッションの悪
化等を招くという問題点があった。さらに、過補正とな
らないまでもダブルＯ_２センサシステム本来の目的であ
るシステム全体としての空燃比のずれを補正することが
これらリッチスパイク，リーンスパイク等により不可能
となり、制御遅れが発生してその間、上記本来の目的が
達成できないという問題点があった。However, in the above-described double O ₂ sensor system, the comparison voltage of the output of the downstream O ₂ sensor is set to approximately the center of the output amplitude, for example, 0.55V, and therefore, the rich / lean determination is made within a relatively short time. Even when the air-fuel ratio is reversed, the air-fuel ratio feedback control is performed by the downstream O ₂ sensor even with respect to, for example, the rich spike and the lean spike of the air-fuel ratio, resulting in overcorrection. Therefore, as a result of rich side over-correction by the air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor, fuel efficiency is deteriorated, HC and CO emissions are deteriorated, and lean side over-control by the air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor is caused. As a result of the correction, there is a problem in that drivability is deteriorated and NOx emission is deteriorated. Further, even if it is not overcorrected, it is impossible to correct the deviation of the air-fuel ratio of the entire system, which is the original purpose of the double O ₂ sensor system, due to these rich spikes, lean spikes, etc. However, there is a problem that the above-mentioned original purpose cannot be achieved.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の目的は、空燃比のリッチスパイク，リーンスパ
イク等の比較的短いリッチ，リーン反転に対しても確実
に空燃比を適正に制御できるダブル空燃比センサ（Ｏ_２
センサ）システムを提供することにあり、その手段は第
１図に示される。An object of the present invention is to provide a double air-fuel ratio sensor (O _{2 which} can reliably control the air-fuel ratio properly even when the air-fuel ratio is rich or lean, such as a relatively short rich or lean inversion.
Sensor) system, the means of which is shown in FIG.

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，下流
に、それぞれ設けられている。遅延手段は下流側（第２
の）空燃比センサの出力Ｖ_２を遅延処理する。この結
果、上流側（第１の）空燃比センサの出力Ｖ_１および遅
延手段によって遅延された下流側（第２の）空燃比セン
サの出力Ｖ_２に応じて、空燃比調整手段は機関の空燃比
を調整するものである。In FIG. 1, first and second air-fuel ratio sensors for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas are provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, respectively. Has been. The delay means is on the downstream side (second
The output V ₂ of the air-fuel ratio sensor is delayed. As a result, the upstream side (first) air-fuel ratio downstream delayed by the output V ₁ and the delay means of the sensor according to the output V ₂ of the (second) air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio adjusting means is empty the engine The fuel ratio is adjusted.

〔作用〕[Action]

上述の手段によれば、遅延処理された下流側空燃比セン
サの出力から短時間のリッチ，リーン反転たとえばリッ
チスパイク，リーンスパイクは消去されるので、これら
短時間のリッチ，リーン反転時に伴う空燃比の過補正お
よび制御遅れはなくなる。According to the above-mentioned means, since the rich and lean inversions such as rich spikes and lean spikes for a short time are erased from the output of the downstream side air-fuel ratio sensor subjected to the delay processing, the air-fuel ratio accompanying these short time rich and lean inversions is eliminated. There is no overcorrection and control delay.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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CPU 103の割込み端子
に供給される。FIG. 3 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 3, an air flow meter 3 is provided in the intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the intake air amount, and has a built-in potentiometer to generate an output signal of an analog voltage proportional to the intake air amount. This output signal is an A / D converter with a built-in multiplexer in the control circuit 10.
Is being supplied to 101. The distributor 4 has, for example, a crank angle sensor 5 that generates a reference position detection pulse signal every 720 ° converted into a crank angle, and a reference position detection pulse signal every 30 ° converted into a crank angle. A crank angle sensor 6 for generating is provided.
The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10, of which the output of the crank angle sensor 6 is supplied to the interrupt terminal of the CPU 103.

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from the fuel supply system to the intake port for each cylinder.

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケ
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THW
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。The water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 9 is the temperature of the cooling water THW
Generates an electric signal of analog voltage according to. This output is also supplied to the A / D converter 101.

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HC，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。The exhaust system downstream of the exhaust manifold 11 is provided with a catalytic converter 12 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies three harmful components HC, CO, and NOx in the exhaust gas.

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Ｏ_２センサ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Ｏ_２セ
ンサ１５が設けられている。Ｏ_２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、Ｏ_２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てA／D変換器101に発生する。The exhaust manifold 11 includes the catalytic converter 1
A first O ₂ sensor 13 is provided on the upstream side of 2, and a _second O ₂ sensor 15 is provided on the exhaust pipe 14 on the downstream side of the catalytic converter 12. The O ₂ sensors 13 and 15 generate electric signals according to the oxygen component concentration in the exhaust gas. That is, the O ₂ sensors 13 and 15 generate different output voltages in the A / D converter 101 by the control circuit 10 depending on whether the air-fuel ratio is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

制御回路１０は、たとえばマイクロコンピユータとして
構成され、A／D変換器101、入出力インターフェイス10
2、CPU 103の外に、ROM 104、RAM 105、バックアップRA
M 106、クロック発生回路107等が設けられている。The control circuit 10 is configured as, for example, a microcomputer, and includes an A / D converter 101 and an input / output interface 10
2.In addition to CPU 103, ROM 104, RAM 105, backup RA
An M 106, a clock generation circuit 107, etc. are provided.

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108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。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ト端子が“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
射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴
射量TAUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り
込まれることになる。Further, in the control circuit 10, the down counter 108, the flip-flop 109, and the drive circuit 110 include the fuel injection valve 7
Is for controlling. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in the routine described later, the fuel injection amount TAU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is also set. As a result, the drive circuit 110 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and finally its carry-out terminal becomes the "1" level, the flip-flop 109 is set and the drive circuit 110 causes the fuel injection valve 7 to operate. Stop energizing. That is, the fuel injection valve 7 is energized by the above-mentioned fuel injection amount TAU, and accordingly, the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is sent to the combustion chamber of the engine body 1.

なお、CPU 103の割込み発生は、A／D変換器101のA／D変
換終了時、入出力インターフェイス102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10
7からの割込信号を受信した時、等である。The CPU 103 generates an interrupt when the A / D conversion of the A / D converter 101 is completed, when the input / output interface 102 receives the pulse signal of the crank angle sensor 6,
When an interrupt signal from 7 is received, etc.

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RAM 105の所定領域に格納され
る。つまり、RAM 105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Ｎ_ｅ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。The intake air amount data Q and the cooling water temperature data THW of the air flow meter 3 are fetched by an A / D conversion routine executed every predetermined time and stored in a predetermined area of the RAM 105. That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. Further, the rotation speed data N _e is calculated by interruption of the crank angle sensor 6 every 30 ° CA and is stored in a predetermined area of the RAM 105.

第４図は上流側Ｏ_２センサ１３の出力にもとづいて空燃
比補正係数FAF1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。FIG. 4 is a first air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 based on the output of the upstream O ₂ sensor 13, which is executed every predetermined time, for example, 4 ms.

ステップ401では、上流側Ｏ_２センサによる空燃比の閉
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。機関始動中、始動後の燃料増量動作中、暖機
増量動作中、パワー増量動作中、リーン制御中、上流側
Ｏ_２センサの不活性状態時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。なお、上流側Ｏ_２センサの活性／不活性状態の判別
はRAM 105より水温データTHWを読出して一旦THW≧70℃
になったか否かを判別するか、あるいは上流側Ｏ_２セン
サの出力レベルが一度上下したか否かを判別することに
よって行われる。閉ループ条件が不成立のときには、ス
テップ417に進んで空燃比補正係数FAF1を1.0とする。他
方、閉ループ条件成立の場合はステップ402に進む。In step 401, it is determined whether or not the closed loop (feedback) condition of the air-fuel ratio by the upstream O ₂ sensor is satisfied. The closed loop condition is not satisfied during the engine start, during the fuel increase operation after the start, during the warm-up increase operation, during the power increase operation, during the lean control, when the upstream O ₂ sensor is inactive, etc. The case is a closed loop condition. To determine the active / inactive state of the upstream O ₂ sensor, read the water temperature data THW from RAM 105, and then once THW ≧ 70 ° C.
It is performed by determining whether or not the output level of the upstream O ₂ sensor has once increased or decreased. When the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 417, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 is set to 1.0. On the other hand, if the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 402.

ステップ402では、上流側Ｏ_２センサ１３の出力Ｖ_１をA
／D変換して取込み、ステップ403にて出力Ｖ_１が比較電
圧V_R1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。リーン（Ｖ_１≦
Ｖ_R1）であれば、ステップ404にて第１のディレイカウ
ンタCDLY１を１減算し、ステップ405，406にて第１のデ
ィレイカウンタCDLY１を最小値TDR1でガードする。な
お、最小値TDR1は上流側Ｏ_２センサの出力においてリー
ンからリッチへの変化があってもリーン状態であるとの
判断を保持するためのリッチ遅延時間であって、負の値
で定義される。他方、リッチ（Ｖ_１＞Ｖ_R1）であれば、
ステップ407にて第１のディレイカウンタCDLY１を１加
算して、ステップ408，409にて第１のディレイカウンタ
CDLY１を最大値TDL1でガードする。なお、最大値TDL1は
上流側Ｏ_２センサ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、正の値で定義される。In step 402, the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 is set to A
Then, in step 403, it is determined whether or not the output V ₁ is the comparison voltage V _R1 or less than 0.45 V, that is,
Determine whether the air-fuel ratio is rich or lean. Lean (V ₁ ≦
If it is V _R1 ), the first delay counter CDLY1 is decremented by 1 in step 404, and the first delay counter CDLY1 is guarded by the minimum value TDR1 in steps 405 and 406. It should be noted that the minimum value TDR1 is a rich delay time for holding the determination that the output is the lean state even if the output of the upstream O ₂ sensor changes from lean to rich, and is defined by a negative value. . On the other hand, if rich (V ₁ > V _R1 ),
In step 407, the first delay counter CDLY1 is incremented by 1, and in steps 408 and 409, the first delay counter CDLY1 is added.
Guard CDLY1 with maximum value TDL1. It should be noted that the maximum value TDL1 is a lean delay time for holding the determination that the output state of the upstream O ₂ sensor is rich even if there is a change from rich to lean, and is defined as a positive value. .

ここで、第１のディレイカウンタCDLY１の基準を０と
し、CDLY１＞０のときに遅延処理後の空燃比をリッチと
みなし、CDLY１≦０のときに遅延処理後の空燃比をリー
ンとみなすものとする。Here, the reference of the first delay counter CDLY1 is set to 0, the air-fuel ratio after delay processing is considered rich when CDLY1> 0, and the air-fuel ratio after delay processing is considered lean when CDLY1 ≦ 0. To do.

ステップ410では、第１のディレイカウンタCDLY1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411にて、リッチからリーンへの反転
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412にてFAF１←FA
F1＋RS１とスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリ
ッチへの反転であれば、ステップ413にてFAF１←FAF1−
RS１とスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理
を行う。In step 410, it is determined whether or not the sign of the first delay counter CDLY1 is inverted, that is, it is determined whether or not the air-fuel ratio after the delay processing is inverted. If the air-fuel ratio is reversed, it is determined in step 411 whether the rich-to-lean reversal or the lean-to-rich reversal is performed. If it is the reverse from rich to lean, in step 412 FAF1 ← FA
F1 + RS1 is increased in a skip manner, and conversely, if lean is reversed to rich, in step 413 FAF1 ← FAF1−
RS1 and skip. That is, skip processing is performed.

ステップ410にて第１のディレイカウンタCDLY１の符号
が反転していなければ、ステップ414，415，416にて積
分処理を行う。つまり、ステップ414にて、CDLY１≦０
か否かを判別し、CDLY１≦０（リーン）であればステッ
プ415にてFAF１←FAF1＋KI１とし、他方、CDLY１＞０
（リッチ）であればステップ416にてFAF１←FAF1−KI１
とする。ここで、積分定数KI１はスキップ定数RS１に比
して十分小さく設定してあり、つまり、KI１≪RS１であ
る。従って、ステップ415はリーン状態（CDLY１≦０）
で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ416はリッチ
状態（CDLY１＞０）で燃料噴射量を徐々に減少させる。If the sign of the first delay counter CDLY1 is not inverted in step 410, integration processing is performed in steps 414, 415 and 416. That is, in step 414, CDLY1 ≦ 0
If CDLY1 ≦ 0 (lean), it is determined in step 415 that FAF1 ← FAF1 + KI1 and CDLY1> 0.
If it is (rich), in step 416 FAF1 ← FAF1-KI1
And Here, the integration constant KI1 is set sufficiently smaller than the skip constant RS1, that is, KI1 << RS1. Therefore, step 415 is in the lean state (CDLY1 ≦ 0).
In step 416, the fuel injection amount is gradually decreased in the rich state (CDLY1> 0).

ステップ412，413，415，416にて演算された空燃比補正
係数FAF1は最小値たとえば0.8および最大値たとえば1.2
にてガードするものとし、これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAF1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。The air-fuel ratio correction coefficient FAF1 calculated in steps 412, 413, 415 and 416 has a minimum value of 0.8 and a maximum value of 1.2, for example.
Therefore, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled by that value to cause overrich or over lean. prevent.

上述のごとく演算されたFAF１をRAM 105に格納して、ス
テップ418にてこのルーチンは終了する。The FAF1 calculated as described above is stored in the RAM 105, and this routine ends at step 418.

第５図は第４図のフローチヤ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Ｏ_２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／F1が得られると、第１のディレイカウン
タCDLY１は、第５図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態で
カウントアップされ、リーン状態でカウントダウンされ
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／F1′が形成される。たとえば、時刻
ｔ_１にて空燃比信号A／F1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／F1′はリッチ遅延
時間（−TDR1）だけリーンに保持された後に時刻ｔ_２に
てリッチに変化する。時刻ｔ_３にて空燃比信号A／F1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／F1′はリーン遅延時間TDL1相当だけリッチに保
持された後に時刻ｔ_４にてリーンに変化する。しかし、
空燃比信号A／F1が時刻ｔ_５，ｔ_６，ｔ_７のごとくリッ
チ遅延時間（−TDR1）より短い期間で反転すると、第１
のディレイカウンタCDLY１が基準値０を交差するのに時
間を要し、この結果、時刻ｔ_８にて遅延処理後の空燃比
信号A／F1′が反転される。つまり、遅延処理後の空燃
比信号A／F1′は遅延処理前の空燃比信号A／F1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／F1′にもとづいて第５図（Ｄ）に示す空燃比補正
係数FAF1が得られる。FIG. 5 is a timing chart for supplementarily explaining the operation by the flow chart of FIG. When the rich / lean air-fuel ratio signal A / F1 is obtained from the output of the upstream O ₂ sensor 13 as shown in FIG. 5 (A), the first delay counter CDLY1 is shown in FIG. 5 (B). As described above, the rich state is counted up, and the lean state is counted down. As a result, as shown in FIG. 5 (C), the delayed air-fuel ratio signal A / F1 'is formed. For example, the time after the air-fuel ratio signal A / F1 at time t ₁ is also changed from lean to rich, the air-fuel ratio signal A / F1 delayed processed 'is held lean only the rich delay time (-TDR1) It changes to rich at t ₂ . Be changed from the air-fuel ratio signal A / F1 is rich at time t ₃ to lean, the delayed air-fuel ratio signal A / F1 'is at time t ₄ after being held rich only equivalent lean delay time TDL1 Change to lean. But,
When the air-fuel ratio signal A / F1 is reversed in a shorter period of time than time _{t 5, t 6, t 7} rich delay time as the (-TDR1), first
Delay counter CDLY1 of it takes time to cross a reference value 0, the result, the time t ₈ the air-fuel ratio signal A / F1 of the delayed at 'is reversed. That is, the air-fuel ratio signal A / F1 'after the delay processing is more stable than the air-fuel ratio signal A / F1 before the delay processing. In this way, the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 shown in FIG. 5D is obtained based on the stable air-fuel ratio signal A / F1 'after the delay processing.

次に、下流側Ｏ_２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、前述のごとく、第２の空燃比補正
係数FAF2を導入するシステムと、第１の空燃比フィード
バック制御に関与する定数としての遅延時間TDR1，TDL
1、スキップ量RS１（この場合、リーンからリッチへの
リッチスキップ量RS1Rおよびリッチからリーンへのリー
ンスキップ量RS1Lを別々に設定する）、積分定数KI１
（この場合も、リッチ積分定数KI1Rおよびリーン積分定
数KI1Lを別々に設定する）、もしくは上流側Ｏ_２センサ
１３の出力Ｖ_１の比較電圧Ｖ_R1を可変にするシステムと
がある。Next, the second air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor 15 will be described. As the second air-fuel ratio feedback control, as described above, the system that introduces the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 and the delay times TDR1 and TDL as constants involved in the first air-fuel ratio feedback control are used.
1, skip amount RS1 (in this case, the rich skip amount RS1R from lean to rich and the lean skip amount RS1L from rich to lean are set separately), the integration constant KI1
(In this case as well, the rich integration constant KI1R and the lean integration constant KI1L are set separately), or there is a system that makes the comparison voltage V _R1 of the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 variable.

たとえば、リッチ遅延時間（−TDR1）＞リーン遅延時間
（TDL1）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（TDL1）＞リッチ遅延時間
（−TDR1）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Ｏ_２センサ１５の出力に応じて
遅延時間TDR1，TDL1を補正することにより空燃比が制御
できる。また、リッチスキップ量RS1R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
プ量RS1L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RS1Lを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RS1R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Ｏ_２センサ１５の出力に応じてリッ
チスキップ量RS1Rおよびリーンスキップ量RS1Lを補正す
ることにより空燃比が制御できる。さらにまた、リッチ
積分定数KI1R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KI1L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
KI1L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KI1R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Ｏ_２センサ
１５の出力に応じてリッチ積分定数KI1Rおよびリーン積
分定数KI1L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_R1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_R1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
Ｏ_２センサ１５の出力に応じて比較電圧Ｖ_R1を補正する
ことにより空燃比が制御できる。For example, if rich delay time (-TDR1)> lean delay time (TDL1) is set, the control air-fuel ratio can shift to the rich side, and conversely, lean delay time (TDL1)> rich delay time (-TDR1) is set. Then, the control air-fuel ratio can shift to the lean side. That is, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the delay times TDR1 and TDL1 according to the output of the downstream O ₂ sensor 15. If the rich skip amount RS1R is increased,
The control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side even if the lean skip amount RS1L is reduced, while the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side by increasing the lean skip amount RS1L. , Also rich skip amount
Even if RS1R is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich skip amount RS1R and the lean skip amount RS1L according to the output of the downstream O ₂ sensor 15. Furthermore, if the rich integration constant KI1R is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean integration constant KI1L is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while the lean integration constant is increased.
When KI1L is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and even when the rich integration constant KI1R is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich integration constant KI1R and the lean integration constant KI1L according to the output of the downstream O ₂ sensor 15.
Furthermore, if the comparison voltage V _R1 is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and if the comparison voltage V _R1 is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the comparison voltage V _R1 according to the output of the downstream O ₂ sensor 15.

本発明においては、下流側Ｏ_２センサ１５の出力に対し
ても遅延処理を行うことにより比較的短いリッチ，リー
ン反転信号たとえばリッチスパイク，リーンスパイク等
を排除している。つまり、このようなリッチ，リーン反
転信号が排除されている遅延処理後の空燃比信号にもと
づいて下流側Ｏ_２センサ１５による空燃比フィードバッ
ク制御を行うものである。In the present invention, the output of the downstream O ₂ sensor 15 is also delayed to eliminate relatively short rich and lean inversion signals such as rich spikes and lean spikes. In other words, the air-fuel ratio feedback control by the downstream O ₂ sensor 15 is performed based on the air-fuel ratio signal after the delay processing in which such rich and lean inversion signals are excluded.

第６図〜第８図を参照して第２の空燃比補正係数FAF2を
導入したダブルＯ_２センサシステムについて説明する。A double O ₂ sensor system incorporating the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

第６図は下流側Ｏ_２センサ１５の出力にもとづいて第２
の空燃比補正係数FAF2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Ｏ_２センサに
よる閉ループ条件か否かを判別するこのステップは第４
図のステップ401とほぼ同一であるが、下流側Ｏ_２セン
サ15の活性／不活性状態時等が異なる。閉ループ条件で
なければステップ617に進んでFAF２＝1.0とし、閉ルー
プ条件のときにステップ602へ進む。FIG. 6 shows the second value based on the output of the downstream O ₂ sensor 15.
Is a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF2, and is executed every predetermined time, for example, every 1 s. In step 601, it is determined whether or not the closed loop condition by the downstream O ₂ sensor is satisfied.
Although it is almost the same as step 401 in the figure, the active / inactive state of the downstream O ₂ sensor 15 is different. If the condition is not the closed loop condition, the process proceeds to step 617 to set FAF2 = 1.0. If the condition is the closed loop condition, the process proceeds to step 602.

ステップ602では、下流側Ｏ_２センサ１５の出力Ｖ_２をA
/D変換して取込み、ステップ603にてＶ_２が比較電圧Ｖ
_R2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。なお、比較電圧Ｖ_R2
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Ｏ_２センサ１３の出力の比較電圧Ｖ_R1
より高く設定される。リーン（Ｖ_２≦Ｖ_R2）であれば、
ステップ604にて第２のディレイカウンタCDLY２を−１
減算し、ステップ605，606にて第２のディレイカウンタ
CDLY２を最小値TDR2でガードする。なお、最小値TDR2は
リーンからリッチへの変化があってもリーン状態を保持
するためのリッチ遅延時間であって、負の値で定義され
る。他方、リッチ（Ｖ_２＞Ｖ_R2）であれば、ステップ60
7にて第２のディレイカウンタCDLY２を＋１加算して、
ステップ608，609にて第２のディレイカウンタCDLY２を
最大値TDL2でガードする。なお、最大値TDL2はリッチか
らリーンへの変化があってもリッチ状態を保持するため
のリーン遅延時間であって、正の値で定義される。In step 602, the output V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 is set to A
/ D converted and uptake, V ₂ is compared in step 603 the voltage V
_R2 For example, it is determined whether 0.45 V or less, that is, whether the air-fuel ratio is rich or lean. The comparison voltage _VR2
Is a comparison voltage V _R1 of the output of the upstream O ₂ sensor 13 in consideration of the difference in output characteristics due to the influence of raw gas and the deterioration speed upstream and downstream of the catalytic converter 14.
Set higher. If lean (V ₂ ≦ V _R2 ),
In step 604, the second delay counter CDLY2 is set to -1.
Subtract and subtract the second delay counter in steps 605 and 606.
CDLY2 is guarded by the minimum value TDR2. The minimum value TDR2 is a rich delay time for maintaining a lean state even when there is a change from lean to rich, and is defined as a negative value. On the other hand, if rich (V ₂ > V _R2 ), step 60
At 7, add 2 to the second delay counter CDLY2,
In steps 608 and 609, the second delay counter CDLY2 is guarded with the maximum value TDL2. The maximum value TDL2 is a lean delay time for maintaining the rich state even when there is a change from rich to lean, and is defined by a positive value.

ここでも、第２のディレイカウンタCDLY２の基準を０と
し、CDLY２＞０のときに遅延処理後の空燃比をリッチと
みなし、CDLY２≦０のときに遅延処理後の空燃比をリー
ンとみなすものとする。In this case as well, the reference of the second delay counter CDLY2 is set to 0, the air-fuel ratio after delay processing is considered rich when CDLY2> 0, and the air-fuel ratio after delay processing is considered lean when CDLY2 ≦ 0. To do.

ステップ610では、第２のディレイカウンタCDLY２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611にて、リッチからリーンへの反転
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612にてFAF２←FA
F2＋RS２とスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリ
ッチへの反転であれば、ステップ613にてFAF２←FAF2−
RS２とスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理
を行う。In step 610, it is determined whether or not the sign of the second delay counter CDLY2 is inverted, that is, it is determined whether or not the air-fuel ratio after the delay process is inverted. If the air-fuel ratio has been reversed, it is determined in step 611 whether rich-lean reversal or lean-rich reversal is performed. If it is the reverse from rich to lean, in step 612 FAF2 ← FA
F2 + RS2 is increased in a skip manner, and conversely, if lean to rich inversion, then in step 613 FAF2 ← FAF2−
Reduce with RS2 in a skip manner. That is, skip processing is performed.

ステップ610にて第２のディレイカウンタCDLY２の符号
が反転していなければ、ステップ614,615,616にて積分
処理を行う。つまり、ステップ614にて、CDLY２≦０か
否かを判別し、CDLY２≦０（リーン）であればステップ
615にてFAF２←FAF2＋KI２とし、他方、CDLY２＞０（リ
ッチ）であればステップ616にてFAF２←FAF2−KI２とす
る。ここで、積分定数KI２はスキップ定数RS２に 比して十分小さく設定してあり、つまり、KI２≪RS２で
ある。従って、ステップ615はリーン状態（CDLY２≦
０）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ616はリ
ッチ状態（CDLY２＞０）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。If the sign of the second delay counter CDLY2 is not inverted in step 610, integration processing is performed in steps 614, 615 and 616. That is, in step 614, it is determined whether or not CDLY2 ≦ 0, and if CDLY2 ≦ 0 (lean), step
At 615, FAF2 ← FAF2 + KI2, and if CDLY2> 0 (rich), at step 616 FAF2 ← FAF2-KI2. Here, the integral constant KI2 is set sufficiently smaller than the skip constant RS2, that is, KI2 << RS2. Therefore, step 615 is in the lean state (CDLY2 ≦
0), the fuel injection amount is gradually increased, and step 616 gradually decreases the fuel injection amount in the rich state (CDLY2> 0).

ステップ612，613，615，616にて演算された空燃比補正
係数FAF2は最小値たとえば0.8および最大値たとえば1.2
にてガードするものとし、これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAF2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。The air-fuel ratio correction coefficient FAF2 calculated in steps 612, 613, 615, 616 is the minimum value, eg 0.8, and the maximum value, eg 1.2.
Therefore, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF2 becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled by that value to cause overrich or over lean. prevent.

上述のごとく演算されたFAF２をRAM 105に格納して、ス
テップ618にてこのルーチンは終了する。The FAF2 calculated as described above is stored in the RAM 105, and this routine ends at step 618.

このように、第２の空燃比補正係数FAF2は遅延処理され
た下流側Ｏ_２センサ１５の出力にもとづいて演算され
る。In this way, the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 is calculated based on the output of the downstream side O ₂ sensor 15 that has been subjected to the delay processing.

上述のごとく、空燃比フィードバック中に演算されたFA
F1，FAF2は一旦他の値FAF1′，FAF2′に変換してバック
アップラムRAM 106に格納することもでき、これによ
り、再始動時等における運転性の向上に役立つものであ
る。As described above, FA calculated during air-fuel ratio feedback
F1 and FAF2 can be once converted into other values FAF1 ′ and FAF2 ′ and stored in the backup RAM RAM 106, which is useful for improving drivability at the time of restart or the like.

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°CA毎に実行される。ステップ701では、
RAM 105により吸入空気量データＱおよび回転速度デー
タＮ_ｅを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえば
TAUP←ＫＱ／Ｎ_ｅ（Ｋ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RAM 104に
格納された１次元マップにより暖機増量値FWLを補間計
算する。この暖機増量値FWLは、図示のごとく、現在の
冷却水温THWが上昇するに従って小さくなるように設定
されている。FIG. 7 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, every 360 ° CA. In step 701,
The RAM 105 reads the intake air amount data Q and the rotation speed data N _e to calculate the basic injection amount TAUP. For example
TAUP ← KQ / N _e (K is a constant). In step 702, the cooling water temperature data THW is read from the RAM 105, and the warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in the RAM 104. This warm-up increase value FWL is set to decrease as the current cooling water temperature THW increases, as shown in the figure.

ステップ703では、最終噴射量TAUを、TAU←TAUP・FAF1
・FAF2・（１＋FWL＋α）＋βにより演算する。なお、
α，βは他の運転状態パラメータによって定まる補正量
であり、たとえば図示しないスロットル位置センサから
の信号、あるいは吸気温センサからの信号、バッテリ電
圧等により決められる補正量であり、これらもRAM 105
に格納されている。次いで、ステップ704にて、噴射量T
AU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。なお、
上述のごとく、噴射量TAUに相当する時間が経過する
と、ダウンカウンタ108のキャリアウト信号によってフ
リップフロップ109がリセットされて燃料噴射は終了す
る。In step 703, the final injection amount TAU is set to TAU ← TAUP ・ FAF1
・ FAF2 ・ (1 + FWL + α) + β calculates. In addition,
α and β are correction amounts determined by other operating state parameters, and are correction amounts determined by, for example, a signal from a throttle position sensor (not shown), a signal from an intake air temperature sensor, a battery voltage, or the like.
It is stored in. Next, at step 704, the injection amount T
The AU is set in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. Then, in step 705, this routine ends. In addition,
As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the flip-flop 109 is reset by the carry-out signal of the down counter 108 and the fuel injection ends.

第８図は第４図および第６図のフローチヤートによって
得られる第１，第２の空燃比補正係数FAF1，FAF2を説明
するためのタイミング図である。上流側Ｏ_２センサ１３
の出力電圧Ｖ_１が第１０図（Ａ）に示すごとく変化する
と、第４図のステップ403での比較結果は第１０図
（Ｂ）のごとくなる。第８図（Ｂ）の比較結果は遅延処
理されると第８図（Ｃ）のごとくなる。この結果、第８
図（Ｄ）に示すように、遅延されたリッチとリーンとの
切換え時点でFAF1はRS１だけスキップする。他方、下流
側Ｏ_２センサ１５の出力電圧Ｖ_２が第８図（Ｅ）に示す
ごとく変化すると、第６図のステップ603での比較結果
は第８図（Ｆ）のごとくなり、さらに、遅延処理される
と第８図（Ｇ）のごとくなる。このように遅延された比
較結果には第８図（Ｅ）の矢印Ｘ_１，Ｘ_２に示すような
リッチスパイクは現われない。第２の空燃比補正係数FA
F2は第８図（Ｇ）の遅延された比較結果にもとづいて演
算されると第８図（Ｈ）のごとくなる。FIG. 8 is a timing chart for explaining the first and second air-fuel ratio correction coefficients FAF1 and FAF2 obtained by the flow charts of FIGS. 4 and 6. Upstream O ₂ sensor 13
When the output voltage V ₁ of the above changes as shown in FIG. 10 (A), the comparison result in step 403 of FIG. 4 becomes as shown in FIG. 10 (B). When the comparison result of FIG. 8 (B) is delayed, it becomes as shown in FIG. 8 (C). As a result, the eighth
As shown in FIG. 6D, FAF1 skips RS1 at the time of the delayed switching between rich and lean. On the other hand, when the output voltage V ₂ of the downstream O ₂ sensor 15 changes as shown in FIG. 8 (E), the comparison result in step 603 of FIG. 6 becomes as shown in FIG. 8 (F), and further, the delay When processed, it becomes as shown in FIG. Rich delay spikes as indicated by arrows X ₁ and X ₂ in FIG. 8E do not appear in the delayed comparison result. Second air-fuel ratio correction factor FA
When F2 is calculated based on the delayed comparison result of FIG. 8 (G), it becomes as shown in FIG. 8 (H).

次に、第９図および第１０図を参照して空燃比フィード
バック制御に関与する定数としての遅延時間を可変にし
たダブルＯ_２センサシステムについて説明する。Next, a double O ₂ sensor system in which the delay time as a constant involved in the air-fuel ratio feedback control is variable will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

第９図は下流側Ｏ_２センサ１５の出力にもとづいて遅延
時間TDR1，TDL1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901では、第６図のステップ601と同様
に、空燃比の閉ループ条件が成立しているか否かを判別
する。FIG. 9 shows a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the delay times TDR1 and TDL1 based on the output of the downstream O ₂ sensor 15, which is executed every predetermined time, for example, every 1 s. In step 901, similarly to step 601 in FIG. 6, it is determined whether or not the closed loop condition of the air-fuel ratio is satisfied.

閉ループ条件不成立であれば、ステップ923，924に進ん
でリッチ遅延時間TDR1、リーン遅延時間TDL1を一定値に
する。たとえば、 TDR１← −１２（４８ms相当） TDL １← ６（２４ms相当） とする。ここで、リッチ遅延時間（−TDR1）をリーン遅
延時間TDL1より大きく設定しているのは、比較電圧Ｖ_R1
は低い値たとえば0.45Ｖとしてリーン側に設定されてい
るからである。If the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to steps 923 and 924 to set the rich delay time TDR1 and the lean delay time TDL1 to constant values. For example, TDR1 ← -12 (equivalent to 48 ms) TDL1 ← 6 (equivalent to 24 ms). Here, the reason to set the rich delay time (-TDR1) greater than the lean delay time TDL1, the comparison voltage V _R1
Is set to a low value such as 0.45 V on the lean side.

閉ループ条件成立あれば、ステップ902に進む。If the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 902.

ステップ903〜909は第６図のステップ603〜609に対応し
ている。つまり、リッチ，リーン判別はステップ903に
て行っているが、この判別結果はステップ904〜909にて
遅延処理される。そして、遅延処理されたリッチ，リー
ン判別はステップ910にて行われる。Steps 903 to 909 correspond to steps 603 to 609 in FIG. That is, the rich / lean discrimination is performed in step 903, but the discrimination result is delayed in steps 904 to 909. Then, the rich / lean discrimination that has been delayed is performed in step 910.

ステップ910にて第２のディレイカウンタCDLY２がCDLY2
≦０か否かが判別され、この結果、CDLY２≦０であれば
空燃比はリーンと判別されてステップ911〜916に進み、
他方、CDLY２＞０であれば空燃比はリッチと判別されて
ステップ917〜922に進む。In step 910, the second delay counter CDLY2 is set to CDLY2.
It is determined whether or not ≤0. As a result, if CDLY2≤0, the air-fuel ratio is determined to be lean, and the routine proceeds to steps 911 to 916,
On the other hand, if CDLY2> 0, the air-fuel ratio is determined to be rich and the routine proceeds to steps 917-922.

ステップ911では、TDR1←TDR1−１とし、つまり、リッ
チ遅延時間（−TDR1）を増大させ、リッチからリーンへ
の変化をさらに遅延させて空燃比をリッチ側に移行させ
る。ステップ912，913では、TDR1を最小値Ｔ_R1にてガー
ドする。ここでは、Ｔ_R1も負の値であり、従って、（−
Ｔ_R1）は最大リッチ遅延時間を意味する。さらに、ステ
ップ914にてTDL1←TDL1−１とし、つまり、リーン遅延
時間TDL1を減少させ、リーンからリッチへの変化の遅延
を小さくして空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ
915〜916では、TDL1を最小値Ｔ_L1にてガードする。ここ
では、Ｔ_L1は正の値であり、従って、Ｔ_L1は最小リーン
遅延時間を意味する。In step 911, TDR1 ← TDR1-1 is set, that is, the rich delay time (-TDR1) is increased, the change from rich to lean is further delayed, and the air-fuel ratio is shifted to the rich side. In steps 912 and 913, TDR1 is guarded with the minimum value T _R1 . Here, T _R1 is also a negative value, so (−
T _R1 ) means the maximum rich delay time. Further, in step 914, TDL1 ← TDL1-1 is set, that is, the lean delay time TDL1 is reduced, the delay of the change from lean to rich is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the rich side. Step
In 915 to 916, TDL1 is guarded by the minimum value T _L1 . Here, T _L1 is a positive value, so T _L1 means the minimum lean delay time.

ステップ917では、TDR1←TDR1＋１とし、つまり、リッ
チ遅延時間（−TDR1）を減少させ、リッチからリーンへ
の変化の遅延を小さくして空燃比をリーン側に移行させ
る。ステップ918，919ではTDR1を最大値Ｔ_R2にてガード
する。ここではＴ_R2も負の値であり、従って、（−
Ｔ_R2）は最小リッチ遅延時間を意味する。さらに、ステ
ップ930にてTDL1←TDL1＋１とし、つまり、リーン遅延
時間TDL1を増加させ、リーンからリッチへの変化をさら
に遅延させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ
921〜922では、TDL1を最大値Ｔ_L1にてガードする。ここ
ではＴ_L2は正の値であり、従って、Ｔ_L2は最大リーン遅
延時間を意味する。In step 917, TDR1 ← TDR1 + 1 is set, that is, the rich delay time (-TDR1) is reduced, the delay of the change from rich to lean is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side. In step 918 and 919 the TDR1 is guarded by a maximum value T _R2. Here, T _{R2 is} also a negative value, so (−
T _R2 ) means the minimum rich delay time. Further, in step 930, TDL1 ← TDL1 + 1 is set, that is, the lean delay time TDL1 is increased, the change from lean to rich is further delayed, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side. Step
In 921 to 922, TDL1 is guarded with the maximum value T _L1 . Here, T _L2 is a positive value, so T _L2 means the maximum lean delay time.

上述のごとく演算されたTDR1，TDL1はRAM105 に格納さ
れた後に、ステップ925にてこのルーチンは終了する。After the TDR1 and TDL1 calculated as described above are stored in the RAM 105, this routine ends at step 925.

なお、空燃比フィードバック中に演算されたFAF1，TDR
1，TDL1は一旦他の値FAF1′，TDR1′，TDL1′に変換し
てバックアップRAM 106に格納することもでき、これに
より、再始動時等における運転性向上に役立つものであ
る。FAF1, TDR calculated during air-fuel ratio feedback
1, TDL1 can be once converted into other values FAF1 ′, TDR1 ′, TDL1 ′ and stored in the backup RAM 106, which is useful for improving drivability at the time of restart.

第１０図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角毎にたとえば360°CA毎に実行される。ステップ1001
ではRAM 105より吸入空気量データＱおよび回転速度デ
ータＮ_ｅを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえ
ばTAUP←ＫＱ／Ｎ_ｅ（Ｋは定数）とする。ステップ中10
02にてRAM 105より冷却水温データTHWを読出してRAM 10
4に格納された１次元マップにより暖機増量値FWL を補
間計算する。FIG. 10 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, every 360 ° CA. Step 1001
Then, the intake air amount data Q and the rotational speed data N _e are read from the RAM 105 to calculate the basic injection amount TAUP. For example, TAUP ← KQ / N _e (K is a constant). Step in 10
The cooling water temperature data THW is read from RAM 105 at 02 and RAM 10
The warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in 4.

ステップ1003では、最終噴射量TAUを、TAU←TAUP・FAF1
・（１＋FWL ＋α）＋βにより演算する。なお、α、β
は他の運転状態パラメータによって定まる補正量であ
る。In step 1003, the final injection amount TAU is set to TAU ← TAUP ・ FAF1
・ Calculate by (1 + FWL + α) + β. Note that α, β
Is a correction amount determined by other operating condition parameters.

次いで、ステップ1004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1005にて
このルーチンは終了する。Next, at step 1004, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. Then, in step 1005, this routine ends.

このようにして、空燃比フィードバック制御定数たとえ
ば遅延時間を補正するダブルＯ_２センサシステムにおい
ても、第９図のステップ910における比較結果は第８図
（Ｅ）に示すようなリッチスパイクに対して変化しな
い。In this way, even in the double O ₂ sensor system that corrects the air-fuel ratio feedback control constant, for example, the delay time, the comparison result in step 910 of FIG. 9 changes with respect to the rich spike as shown in FIG. 8 (E). do not do.

なお、第１の空燃比フィードバック制御は４ms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Ｏ_２センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い
下流側Ｏ_２センサによる制御を従にして行うためであ
る。The first air-fuel ratio feedback control is performed every 4 ms, and the second air-fuel ratio feedback control is performed every 1 s. The main reason for the air-fuel ratio feedback control is the upstream O ₂ sensor with good responsiveness. This is because the control is performed by the downstream O ₂ sensor, which has poor responsiveness.

また、上流側Ｏ_２センサによる空燃比フィードバック制
御に関与する他の定数、たとえばスキップ量、積分定
数、上流側Ｏ_２センサの比較電圧（参照：特開昭55-375
62号広報）等を下流側Ｏ_２センサの出力により補正する
ダブルＯ_２センサシステムにも、本発明を適用し得る。Further, other constants related to the air-fuel ratio feedback control by the upstream O ₂ sensor, such as the skip amount, the integration constant, and the comparison voltage of the upstream O ₂ sensor (see JP-A-55-375).
The present invention can also be applied to a double O ₂ sensor system that corrects information such as No. 62) by the output of the downstream O ₂ sensor.

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。Further, as the intake air amount sensor, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor, or the like can be used instead of the air flow meter.

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。Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine rotation speed. However, depending on the intake air pressure and the engine rotation speed, or the throttle valve opening and the engine rotation speed. The fuel injection amount may be calculated.

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調整してメイン系通
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701，1001における基本噴射量TAUP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703，1003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。Further, although the internal combustion engine in which the fuel injection amount is controlled by the fuel injection valve is shown in the above-mentioned embodiment, the present invention can be applied to a carburetor type internal combustion engine. For example, an electric air control valve (EACV) adjusts the intake air amount of the engine to control the air-fuel ratio, an electric bleed air control valve adjusts the air bleed amount of the carburetor, and the main system passage and The present invention can be applied to those that control the air-fuel ratio by introducing the atmosphere into the slow passage and those that adjust the amount of secondary air sent into the exhaust system of the engine. In this case, the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAUP in steps 701 and 1001 is determined by the carburetor itself, that is, the intake pipe negative pressure according to the intake air amount and the engine speed, In steps 703 and 1003, the supply air amount corresponding to the final fuel injection amount TAU is calculated.

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてＯ_２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。Further, although the O ₂ sensor is used as the air-fuel ratio sensor in the above-described embodiment, a CO sensor, a lean mixture sensor, or the like may be used.

さらに、上述の実施例はマイクロコンピユータすなわち
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。Further, although the above-mentioned embodiment is constituted by the microcomputer, that is, the digital circuit, it may be constituted by the analog circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

第１１図は本発明の効果を説明するタイミング図であ
る。第１１図（Ａ）に示すごとく車速SPDが変化した場
合、上流側Ｏ_２センサ１３の出力Ｖ_１は第１１図（Ｂ）
に示すごとく変化し、第１の空燃比補正係数FAF1は第１
１図（Ｃ）に示すごとく変化する。このとき、下流側Ｏ
_２センサ１５の出力Ｖ_２が第１１図（Ｄ）のごとく変化
すると、すなわち、矢印Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，Ｘ_４に示す
ようなリッチスパイクが生ずると、従来、これらのリッ
チスパイクは下流側Ｏ_２センサ１５の出力の比較電圧た
とえば0.45Ｖを横切ることになる。従って、第１１図
（Ｅ）の点線に示すように、空燃比はリーン側に制御さ
れ、この結果、要求レベルには時刻ｔ_１で到達する。こ
れに対し、本発明のごとく、下流側Ｏ_２センサ１５の出
力に対して遅延処理を行うと、第１１図（Ｄ）に示すリ
ッチスパイクは空燃比制御に影響せず、従って、第１１
図（Ｅ）の実線に示すごとく、時刻ｔ_０にて要求レベル
に到達する。つまり、制御遅れがなくなる。FIG. 11 is a timing chart for explaining the effect of the present invention. When the vehicle speed SPD changes as shown in FIG. 11 (A), the output V ₁ of the upstream O ₂ sensor 13 is shown in FIG. 11 (B).
, And the first air-fuel ratio correction coefficient FAF1
It changes as shown in FIG. At this time, the downstream side O
_When the output V ₂ of the ₂ sensor 15 changes as shown in FIG. 11 (D), that is, when rich spikes as indicated by arrows X ₁ , X ₂ , X ₃ , X ₄ occur, these rich spikes are conventionally generated. The output voltage of the downstream O ₂ sensor 15 crosses the comparison voltage, for example, 0.45V. Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 11 (E), the air-fuel ratio is controlled to the lean side, and as a result, the required level is reached at time t ₁ . On the other hand, when the delay process is performed on the output of the downstream O ₂ sensor 15 as in the present invention, the rich spike shown in FIG. 11 (D) does not affect the air-fuel ratio control.
As shown by the solid line in the figure (E), the required level is reached at time t ₀ . That is, there is no control delay.

このように本発明によれば、リッチスパイク，リーンス
パイク等の短時間のリッチ，リーン反転時にはリッチ，
リーン判定は反転しないので、空燃比の過補正は行われ
ず、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、しかも制御遅れも解消
できる。As described above, according to the present invention, rich spikes, lean spikes, and other such short-time rich, and rich inversion during lean inversion,
Since the lean determination is not reversed, overcorrection of the air-fuel ratio is not performed. Therefore, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption, deterioration of drivability, deterioration of emission, etc., and it is also possible to eliminate control delay.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の構成を説明するための全体ブロック
図、 第２図はシングルＯ_２センサシステムおよびダブルＯ_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図は第３図の
制御回路の動作を説明するためのフローチヤート、 第５図は第４図のフローチヤートを補足説明するための
タイミング図、 第８図は第４図および第６図のフローチヤートを補足説
明するためのタイミング図、 第１１図は本発明の効果を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）Ｏ_２センサ、 １５：下流側（第２の）Ｏ_２センサ。FIG. 1 is an overall block diagram for explaining the configuration of the present invention, and FIG. 2 is a single O ₂ sensor system and a double O ₂ sensor system.
An exhaust emission characteristic diagram for explaining a sensor system, FIG. 3 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 4, FIG. 6, FIG. 7, FIG. , FIG. 10 is a flow chart for explaining the operation of the control circuit of FIG. 3, FIG. 5 is a timing chart for supplementary explanation of the flow chart of FIG. 4, FIG. 8 is FIG. 4 and FIG. FIG. 11 is a timing chart for supplementary explanation of the flow chart in the figure, and FIG. 11 is a timing chart for explaining the effect of the present invention. 1: Engine Main Body, 3: Air Flow Meter, 4: Distributor, 5, 6: Crank Angle Sensor, 10: Control Circuit, 12: Catalytic Converter, 13: Upstream (First) O ₂ Sensor, 15: Downstream ( Second) O ₂ sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝野 歳康 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−146842（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyasu Katsuno 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (56) Bibliography Sho 58-146842 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項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の空燃比センサを用い、該第１の空燃比センサ出力
のリーン／リッチ判別基準を理論空燃比よりリーン側に
設定するとともに該判別された出力を目標空燃比に対応
させるように補正し、かつ、該第２の空燃比センサ出力
のリーン／リッチ判別基準を該第１の空燃比センサにお
けるよりもリッチ側に設定し、それらの出力に応じて該
機関の空燃比を調整する内燃機関の空燃比制御装置であ
って、 前記第２の空燃比センサの出力を遅延処理する遅延手段
と、 前記第１の空燃比センサの出力および前記遅延手段によ
って遅延された第２の空燃比センサの出力に応じて前記
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。1. A first converter, which is provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas,
The second air-fuel ratio sensor is used, and the lean / rich discrimination reference of the output of the first air-fuel ratio sensor is set to the lean side of the theoretical air-fuel ratio, and the discriminated output is corrected to correspond to the target air-fuel ratio. And an internal combustion engine that sets the lean / rich determination criterion of the output of the second air-fuel ratio sensor to a richer side than that of the first air-fuel ratio sensor and adjusts the air-fuel ratio of the engine according to those outputs. Of the second air-fuel ratio sensor, the delay means delaying the output of the second air-fuel ratio sensor, and the output of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor delayed by the delay means. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to an output.