JPH07113336B2 - 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Info
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- JPH07113336B2 JPH07113336B2 JP60073554A JP7355485A JPH07113336B2 JP H07113336 B2 JPH07113336 B2 JP H07113336B2 JP 60073554 A JP60073554 A JP 60073554A JP 7355485 A JP7355485 A JP 7355485A JP H07113336 B2 JPH07113336 B2 JP H07113336B2
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- rich
- sensor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
- F02D41/1479—Using a comparator with variable reference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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（O2センサ））
を設け、下流側O2センサの出力により上流側O2センサに
より空燃比フィードバック制御における積分定数を補正
する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
センサ（本明細書では、酸素濃度センサ（O2センサ））
を設け、下流側O2センサの出力により上流側O2センサに
より空燃比フィードバック制御における積分定数を補正
する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
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O2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,HC,NO
X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。
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O2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,HC,NO
X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。
上述の空燃比フィードバック制御（シングルO2センサシ
ステム）では、酸素濃度を検出するO2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、O2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。O2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。
ステム）では、酸素濃度を検出するO2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、O2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。O2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。
（１） O2センサ自体の固体差、 （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O2センサの箇所におけ
る排気ガスの混合の不均一、 （３） O2センサの出力特性の経時あるいは経年的な変
化。
機関への組付け位置の公差によるO2センサの箇所におけ
る排気ガスの混合の不均一、 （３） O2センサの出力特性の経時あるいは経年的な変
化。
また、O2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
いは経時的な変化、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。
流量、タペットクリアランス等の機関状態の経時的ある
いは経時的な変化、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。
かかるO2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O2センサを設け、この第２の
O2センサの出力により触媒コンバータ上流の第１のO2セ
ンサによる空燃比フイードバック制御における遅延時間
を補正するタブルO2センサシステムは既に知られている
（参照：特開昭55−37562号公報、特開昭58−48755号公
報、特開昭58−72647号公報）。つまり、通常のシング
ルO2センサシステムにおいて、O2センサ出力がリッチ信
号からリーン信号に変化しても一定時間はリッチ信号と
みなし、逆に、O2センサ出力がリーン信号からリッチ信
号に変化しても一定時間はリーン信号とみなすという遅
延処理を行っており、これにより、空燃比フィードバッ
ク制御を安定させているが、上述のダブルO2センサシス
テムは、この遅延処理の一定時間も下流側O2センサ出力
に応じて可変にしたものである。この場合、触媒コンバ
ータの下流側に設けられたO2センサは、上流側O2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。
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O2センサを設け、この第２の
O2センサの出力により触媒コンバータ上流の第１のO2セ
ンサによる空燃比フイードバック制御における遅延時間
を補正するタブルO2センサシステムは既に知られている
（参照：特開昭55−37562号公報、特開昭58−48755号公
報、特開昭58−72647号公報）。つまり、通常のシング
ルO2センサシステムにおいて、O2センサ出力がリッチ信
号からリーン信号に変化しても一定時間はリッチ信号と
みなし、逆に、O2センサ出力がリーン信号からリッチ信
号に変化しても一定時間はリーン信号とみなすという遅
延処理を行っており、これにより、空燃比フィードバッ
ク制御を安定させているが、上述のダブルO2センサシス
テムは、この遅延処理の一定時間も下流側O2センサ出力
に応じて可変にしたものである。この場合、触媒コンバ
ータの下流側に設けられたO2センサは、上流側O2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。
（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。
熱的影響が少ない。
（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O2センサの被毒量は少な
い。
トラップされているので下流側O2センサの被毒量は少な
い。
（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。
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。
従って、上述のごとく、２つのO2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O2センサシステ
ム）により、上流側O2センサの出力特性のばらつきを下
流側O2センサにより吸収できる。つまり、上流側O2セン
サが劣化しても下流側O2センサによる遅延時間の補正に
よりエミッションの排出を最小限にできる。実際に、第
２図に示すように、シングルO2センサシステムでは、O2
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O2センサシステ
ムでは、上流側O2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O2セン
サシステムにおいては、下流側O2センサが安定な出力特
性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。
く空燃比フィードバック制御（ダブルO2センサシステ
ム）により、上流側O2センサの出力特性のばらつきを下
流側O2センサにより吸収できる。つまり、上流側O2セン
サが劣化しても下流側O2センサによる遅延時間の補正に
よりエミッションの排出を最小限にできる。実際に、第
２図に示すように、シングルO2センサシステムでは、O2
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O2センサシステ
ムでは、上流側O2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O2セン
サシステムにおいては、下流側O2センサが安定な出力特
性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。
しかしながら、上述のダブルO2センサシステムにおいて
は、上流側O2センサが劣化してその制御中心がずれ、こ
のため、遅延時間が長くなると、その分、応答速度（制
御周波数）は低下して制御精度が低下するという問題点
がある。
は、上流側O2センサが劣化してその制御中心がずれ、こ
のため、遅延時間が長くなると、その分、応答速度（制
御周波数）は低下して制御精度が低下するという問題点
がある。
また、特開昭58−72647号公報の第４図においては、遅
延時間を最大値によりガードしており、これにより、応
答速度の低下はある程度防止できるものの、遅延時間が
最大値に到達した時点で下流側O2センサによる遅延時間
の補正も実質的に停止し、ダブルO2センサシステムの機
能が発揮されなくなる問題点がある。
延時間を最大値によりガードしており、これにより、応
答速度の低下はある程度防止できるものの、遅延時間が
最大値に到達した時点で下流側O2センサによる遅延時間
の補正も実質的に停止し、ダブルO2センサシステムの機
能が発揮されなくなる問題点がある。
たとえば、第3A図に示すごとく、上流側O2センサの劣化
が比較的軽く、上流側O2センサの出力がリーンからリッ
チへ変化してもリーン状態との判断を保持するリッチ遅
延時間TDRおよび上流側O2センサの出力がリッチからリ
ーンへ変化してもリッチ状態との判断を保持するリーン
遅延時間TDLを共に32msに設定した場合には、上流側O2
センサによる制御周波数は約1.3Hzであるのに対し、第3
B図に示すごとく、上流側O2センサの劣化が進み、この
結果、リッチ遅延時間TDRを8msとした場合には、リーン
遅延時間TDLを256msとなり、上流側O2センサによる制御
周波数は0.93Hzとなり、30％程度応答性が悪化し、サー
ジング発生の原因ともなる。
が比較的軽く、上流側O2センサの出力がリーンからリッ
チへ変化してもリーン状態との判断を保持するリッチ遅
延時間TDRおよび上流側O2センサの出力がリッチからリ
ーンへ変化してもリッチ状態との判断を保持するリーン
遅延時間TDLを共に32msに設定した場合には、上流側O2
センサによる制御周波数は約1.3Hzであるのに対し、第3
B図に示すごとく、上流側O2センサの劣化が進み、この
結果、リッチ遅延時間TDRを8msとした場合には、リーン
遅延時間TDLを256msとなり、上流側O2センサによる制御
周波数は0.93Hzとなり、30％程度応答性が悪化し、サー
ジング発生の原因ともなる。
本発明の目的は上述の問題点に鑑み、応答速度の低下を
防止し、空燃比補正係数の振れ幅の変化を最小限に抑え
てドライバビリティ、エミッションの悪化を防止可能な
内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあり、その
手段が第１図に示される。
防止し、空燃比補正係数の振れ幅の変化を最小限に抑え
てドライバビリティ、エミッションの悪化を防止可能な
内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあり、その
手段が第１図に示される。
第１図において、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と下流側に、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
センサがそれぞれ設けられている。積分定数演算手段
は、第２の空燃比センサの出力に応じて積分定数KIR,KI
Lを増減補正した新たな積分定数を演算する。また、空
燃比調整手段はこのスキップ定数を用い、前記第１の空
燃比センサの出力に応じて空燃比補正量を演算する。積
分定数演算手段による新たな積分定数の演算は、第２の
空燃比センサの出力がリーンのときには、リッチ積分定
数KIRを徐々に増大させると共にリーン積分定数KILを徐
々に減少させ、逆に、第２の空燃比センサの出力がリッ
チのときには、リッチ積分定数KIRを徐々に減少させる
と共にリッチ積分定数KILを徐々に増大させる。
ス浄化のための触媒コンバータの上流側と下流側に、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
センサがそれぞれ設けられている。積分定数演算手段
は、第２の空燃比センサの出力に応じて積分定数KIR,KI
Lを増減補正した新たな積分定数を演算する。また、空
燃比調整手段はこのスキップ定数を用い、前記第１の空
燃比センサの出力に応じて空燃比補正量を演算する。積
分定数演算手段による新たな積分定数の演算は、第２の
空燃比センサの出力がリーンのときには、リッチ積分定
数KIRを徐々に増大させると共にリーン積分定数KILを徐
々に減少させ、逆に、第２の空燃比センサの出力がリッ
チのときには、リッチ積分定数KIRを徐々に減少させる
と共にリッチ積分定数KILを徐々に増大させる。
上述の手段によれば、下流側の空燃比センサの出力がリ
ーンであれば、リッチ積分量が所定値ずつ徐々に増大さ
れると共に、リーン積分量が同量ずつ徐々に減少される
ので、空燃比はリッチ側へ移行され、逆に、下流側の空
燃比センサの出力がリッチであれば、リーン積分量が所
定値ずつ徐々に増大されると共に、リッチ積分量が同量
ずつ徐々に減少されるので、空燃比はリーン側へ移行さ
れる。この結果、本願発明ではリッチ積分量とリーン積
分量の増減の割合が同一であるので、設定空燃比を変化
させた場合の積分量が大きくならず、リッチからリーン
と、リーンからリッチへの積分量のトータル幅を一定に
することが可能となり、空燃比補正係数FAFの振れ幅の
変化を最小限に抑えることができてドライバビリティ、
エミッションが向上する。
ーンであれば、リッチ積分量が所定値ずつ徐々に増大さ
れると共に、リーン積分量が同量ずつ徐々に減少される
ので、空燃比はリッチ側へ移行され、逆に、下流側の空
燃比センサの出力がリッチであれば、リーン積分量が所
定値ずつ徐々に増大されると共に、リッチ積分量が同量
ずつ徐々に減少されるので、空燃比はリーン側へ移行さ
れる。この結果、本願発明ではリッチ積分量とリーン積
分量の増減の割合が同一であるので、設定空燃比を変化
させた場合の積分量が大きくならず、リッチからリーン
と、リーンからリッチへの積分量のトータル幅を一定に
することが可能となり、空燃比補正係数FAFの振れ幅の
変化を最小限に抑えることができてドライバビリティ、
エミッションが向上する。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。第４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４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の入力インタ
フェース102に供給され、このうち、クランク角センサ
６の出力はCPU103の割込み端子に供給される。
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４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の入力インタ
フェース102に供給され、このうち、クランク角センサ
６の出力はCPU103の割込み端子に供給される。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
排気マニホールド11にはすなわち触媒コンバータ12の上
流側には第１のO2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O2センサ15が設けられ
ている。O2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、O2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をバッファ回路（図
示せず）を介してA/D変換器101に発生する。
流側には第１のO2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O2センサ15が設けられ
ている。O2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、O2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をバッファ回路（図
示せず）を介してA/D変換器101に発生する。
制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして構
成され、A/D変換器101、入出力インタフェイス102、CPU
103の外に、ROM105、RAM105、バックアップRAM106、ク
ロック発生回路107等が設けられている。なお、バック
アップRAM106はバッテリ（図示せず）に直結されてお
り、従って、イグニッションスイッチ（図示せず）がオ
フとなっても、バックアップRAM106の記憶内容は消滅し
ない。
成され、A/D変換器101、入出力インタフェイス102、CPU
103の外に、ROM105、RAM105、バックアップRAM106、ク
ロック発生回路107等が設けられている。なお、バック
アップRAM106はバッテリ（図示せず）に直結されてお
り、従って、イグニッションスイッチ（図示せず）がオ
フとなっても、バックアップRAM106の記憶内容は消滅し
ない。
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T
AU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1
10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がリ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T
AUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込ませ
ることになる。
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T
AU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1
10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がリ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T
AUに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込ませ
ることになる。
なお、CPU103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106か
らの割込信号を受信した時、等である。
終了時、入出力インタフェイス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106か
らの割込信号を受信した時、等である。
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RAM105の所定領域に格納される。つまり、
RAM105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Ne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RAM105の所
定領域に格納される。
温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RAM105の所定領域に格納される。つまり、
RAM105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Ne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RAM105の所
定領域に格納される。
第４図の制御回路の動作を第５図，第7A図，第7B図，第
８図のフローチャートを参照して説明する。
８図のフローチャートを参照して説明する。
第５図は上流側O2センサ13の出力にもとづいて空燃比補
正係数FAF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。
正係数FAF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。
ステップ501では、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O2センサ不活性状態
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O2センサ
の活性／不活性状態の判別はRAM105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O2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517に進んで空燃比補正係
数FAFを1.0とする。他方、閉ループ条件成立の場合はス
テップ502に進む。
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O2センサ不活性状態
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O2センサ
の活性／不活性状態の判別はRAM105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O2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517に進んで空燃比補正係
数FAFを1.0とする。他方、閉ループ条件成立の場合はス
テップ502に進む。
ステップ502では、上流側O2センサ13の出力V1をA/D変換
して取込み、ステップ503にてV1が比較電圧VR1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（V1≦VR1）であれば、
ステップ504にてディレイカウンタCDLYを１減算し、ス
テップ505,506にてディレイカウンタCDLYを最小値TDRで
ガードする。なお、最小値TDRは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（V1＞VR1）であれば、ステップ507にてディ
レイカウンタCDLYを１加算し、ステップ508,509にてデ
ィレイカウンタCDLYを最大値TDLでガードする。なお、
最大値TDLは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。
して取込み、ステップ503にてV1が比較電圧VR1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（V1≦VR1）であれば、
ステップ504にてディレイカウンタCDLYを１減算し、ス
テップ505,506にてディレイカウンタCDLYを最小値TDRで
ガードする。なお、最小値TDRは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（V1＞VR1）であれば、ステップ507にてディ
レイカウンタCDLYを１加算し、ステップ508,509にてデ
ィレイカウンタCDLYを最大値TDLでガードする。なお、
最大値TDLは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。
ここで、ディレイカウンタCDLYの基準を０とし、CDLY≧
０のときに遅延処理後の空燃比をリッチとみなし、CDLY
＜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。
０のときに遅延処理後の空燃比をリッチとみなし、CDLY
＜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。
ステップ510では、ディレイカウンタCDLY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511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512にてFAF←FAF＋RS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513にてFAF←FAF−RSとスキップ的
に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。
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511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512にてFAF←FAF＋RS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513にてFAF←FAF−RSとスキップ的
に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。
ステップ510にてディレイカウンタCDLYの符号が反転し
ていれば、ステップ514,515,516にて積分処理を行う。
つまり、ステップ514にて、CDLY＜０か否かを判別し、C
DLY＜０（リーン）であればステップ515にて FAF←FAF＋KIR とする。KIRはリッチ積分定数である。他方、CDLY≧０
（リッチ）であればステップ516にて FAF←FAF−KIR とする。ただし、KILはリーン積分定数である。ここ
で、積分定数KIR,KILはスキップ量RSに比して十分小さ
く設定してあり、つまり、KIR（KIL）＜RSである。従っ
て、ステップ515はリーン状態（CDLY＜０）で燃料噴射
量を徐々に増大させ、ステップ516はリッチ状態（CDLY
≧０）で燃料噴射量を徐々に減少させる。
ていれば、ステップ514,515,516にて積分処理を行う。
つまり、ステップ514にて、CDLY＜０か否かを判別し、C
DLY＜０（リーン）であればステップ515にて FAF←FAF＋KIR とする。KIRはリッチ積分定数である。他方、CDLY≧０
（リッチ）であればステップ516にて FAF←FAF−KIR とする。ただし、KILはリーン積分定数である。ここ
で、積分定数KIR,KILはスキップ量RSに比して十分小さ
く設定してあり、つまり、KIR（KIL）＜RSである。従っ
て、ステップ515はリーン状態（CDLY＜０）で燃料噴射
量を徐々に増大させ、ステップ516はリッチ状態（CDLY
≧０）で燃料噴射量を徐々に減少させる。
ステップ512〜516にて演算された空燃比補正係数FAF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FAF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。
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FAF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。
上述のごとく演算されたFAFをRAM105に格納して、ステ
ップ519にてこのルーチンは終了する。
ップ519にてこのルーチンは終了する。
第６図は第５図のフローチャートによる第３図の制御回
路の動作を補足説明するタイミング図である。上流側O2
センサ13の出力により第６図（Ａ）に示すごとくリッ
チ，リーン判別の空燃比信号A/Fが得られると、ディレ
イカウンタCDLYは、第６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６図（Ｃ）に示すごとく、遅延
処理された空燃比信号A/F′が形成される。たとえば、
時刻t1にて空燃比信号A/F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/F′はリッチ遅延時
間（−TDR）だけリーンに保持された後に時刻t2にてリ
ッチに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/F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/
F′はリーン遅延時間TDL相当だけリッチに保持された後
に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、空燃比信号A/
Fが時刻t5,t6,t7のごとくリッチ遅延時間（−TDR）より
短かい期間で反転すると、ディレイカウンタCDLYが基準
値０を交差するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて
遅延処理後の空燃比信号A/F′が反転される。つまり、
遅延処理後の空燃比信号A/F′遅延処理前の空燃比信号A
/Fに比べて安定となる。このように安定した遅延処理後
の空燃比信号A/F′にもとづいて第６図（Ｄ）に示す空
燃比補正係数FAFが得られる。
路の動作を補足説明するタイミング図である。上流側O2
センサ13の出力により第６図（Ａ）に示すごとくリッ
チ，リーン判別の空燃比信号A/Fが得られると、ディレ
イカウンタCDLYは、第６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６図（Ｃ）に示すごとく、遅延
処理された空燃比信号A/F′が形成される。たとえば、
時刻t1にて空燃比信号A/F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/F′はリッチ遅延時
間（−TDR）だけリーンに保持された後に時刻t2にてリ
ッチに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/F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/
F′はリーン遅延時間TDL相当だけリッチに保持された後
に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、空燃比信号A/
Fが時刻t5,t6,t7のごとくリッチ遅延時間（−TDR）より
短かい期間で反転すると、ディレイカウンタCDLYが基準
値０を交差するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて
遅延処理後の空燃比信号A/F′が反転される。つまり、
遅延処理後の空燃比信号A/F′遅延処理前の空燃比信号A
/Fに比べて安定となる。このように安定した遅延処理後
の空燃比信号A/F′にもとづいて第６図（Ｄ）に示す空
燃比補正係数FAFが得られる。
なお、遅延時間TDR,TDLを適切に設定すると、上流側O2
センサ13による空燃比フイードバック制御の制御空燃比
をリッチ側もしくはリーン側に移行できる。たとえばリ
ッチ遅延時間（−TDR）＞リーン遅延時間（TDL）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（TDL）＞リッチ遅延時間（−TDR）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O2センサ15の出力に応じて遅延時間TDR,TDLを補正
することにより空燃比が制御できる。しかしながら、こ
の場合、前述のごとく、遅延時間が長くなると、応答速
度（制御周波数）が低下する。このため、本発明におい
ては、遅延時間TDR,TDLを一定に設定している。たとえ
ば TDR＝−12（48ms相当） TDL＝ ６（24ms相当） ここでリッチ遅延時間（−TDR）をリーン遅延時間TDLよ
り大きく設定しているのでは、各O2センサが触媒の前後
にあるために生ガスの影響による出力特性および劣化の
速度の違いに伴う出力特性を考慮して比較電圧VR1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。
センサ13による空燃比フイードバック制御の制御空燃比
をリッチ側もしくはリーン側に移行できる。たとえばリ
ッチ遅延時間（−TDR）＞リーン遅延時間（TDL）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（TDL）＞リッチ遅延時間（−TDR）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O2センサ15の出力に応じて遅延時間TDR,TDLを補正
することにより空燃比が制御できる。しかしながら、こ
の場合、前述のごとく、遅延時間が長くなると、応答速
度（制御周波数）が低下する。このため、本発明におい
ては、遅延時間TDR,TDLを一定に設定している。たとえ
ば TDR＝−12（48ms相当） TDL＝ ６（24ms相当） ここでリッチ遅延時間（−TDR）をリーン遅延時間TDLよ
り大きく設定しているのでは、各O2センサが触媒の前後
にあるために生ガスの影響による出力特性および劣化の
速度の違いに伴う出力特性を考慮して比較電圧VR1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。
本発明においては、上流側O2センサ13による空燃比フィ
ードバック制御空燃比のリッチ側もしくはリーン側への
移行は、積分定数KIR,KILを可変にすることによって行
われる。たとえばリッチ積分定数KIR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KILを小さくして制御空燃比をリッチ側に移行でき
る。さらに、リーン積分定数KIL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KI
R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O2センサの出力に応じてリッチ積分定数
KIRおよびリーン積分定数KILを補正することにより空燃
比が制御できる。
ードバック制御空燃比のリッチ側もしくはリーン側への
移行は、積分定数KIR,KILを可変にすることによって行
われる。たとえばリッチ積分定数KIR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KILを小さくして制御空燃比をリッチ側に移行でき
る。さらに、リーン積分定数KIL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KI
R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O2センサの出力に応じてリッチ積分定数
KIRおよびリーン積分定数KILを補正することにより空燃
比が制御できる。
第7A図は下流側O2センサ15の出力にもとづいて積分定数
KIR,KIL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701では、下流側O2センサによる空燃比の閉ル
ープ条件が成立しているか否かを判別する。このステッ
プは第５図のステップ501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。
KIR,KIL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701では、下流側O2センサによる空燃比の閉ル
ープ条件が成立しているか否かを判別する。このステッ
プは第５図のステップ501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。
閉ループ条件不成立であれば、ステップ716,717に進
み、積分定数KIR,KILを一定値KIR0,KIL0とする。たとえ
ば、 KIR0＝５％/s KIL0＝５％/s である。
み、積分定数KIR,KILを一定値KIR0,KIL0とする。たとえ
ば、 KIR0＝５％/s KIL0＝５％/s である。
閉ループ条件成立であれば、ステップ702に進み、下流
側O2センサ15の出力電圧V2をA/D変換して取込み、ステ
ップ703にてV2が比較電圧VR2たとえば0.55V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、ステップ703での比較電圧VR2は、上述のご
とく、第５図のステップ502での比較電圧VR1より高く設
定されている。
側O2センサ15の出力電圧V2をA/D変換して取込み、ステ
ップ703にてV2が比較電圧VR2たとえば0.55V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、ステップ703での比較電圧VR2は、上述のご
とく、第５図のステップ502での比較電圧VR1より高く設
定されている。
リーン（V2≦VR2）のときには、ステップ704にてKIR←K
IR＋ΔKI（一定値）とし、つまり、リッチ積分定数KIR
を増大させて空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ
705,706では、KIRを最大値MAXにてガードする。さら
に、ステップ707にてKIL←KIL−ΔKI（一定値）とし、
つまり、リーン積分定数KILを減少させて空燃比をリッ
チ側に移行させる。ステップ708,709では、KILを最小値
MINにてガードする。
IR＋ΔKI（一定値）とし、つまり、リッチ積分定数KIR
を増大させて空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ
705,706では、KIRを最大値MAXにてガードする。さら
に、ステップ707にてKIL←KIL−ΔKI（一定値）とし、
つまり、リーン積分定数KILを減少させて空燃比をリッ
チ側に移行させる。ステップ708,709では、KILを最小値
MINにてガードする。
他方、リッチ（V2＞VR2）のときには、ステップ710にて
KIR←KIR−ΔKI（一定値）とし、つまり、リッチ積分定
数KIRを減少させて空燃比をリーン側に移行させる。ス
テップ711,712では、KIRを最小値MINにてガードする。
さらに、ステップ713にてKIL←KIL＋ΔKI（一定値）と
し、つまり、リーン積分定数KILを増加させて空燃比を
リーン側に移行させる。ステップ714,715では、KILは最
大値MAXにてガードする。
KIR←KIR−ΔKI（一定値）とし、つまり、リッチ積分定
数KIRを減少させて空燃比をリーン側に移行させる。ス
テップ711,712では、KIRを最小値MINにてガードする。
さらに、ステップ713にてKIL←KIL＋ΔKI（一定値）と
し、つまり、リーン積分定数KILを増加させて空燃比を
リーン側に移行させる。ステップ714,715では、KILは最
大値MAXにてガードする。
上述のごとく演算されたKIR,KILはRAM105に格納された
後に、ステップ718にてこのルーチンは終了する。
後に、ステップ718にてこのルーチンは終了する。
なお、第7A図における最小値MINは過渡追従性がそこな
われないレベルたとえば３％/s相当の値であり、また、
最大値MINは空燃比変動によるドラビリティの悪化が発
生しないレベルたとえば10％/s相当の値である。
われないレベルたとえば３％/s相当の値であり、また、
最大値MINは空燃比変動によるドラビリティの悪化が発
生しないレベルたとえば10％/s相当の値である。
このように、第7A図のルーチンによれば、下流側O2セン
サ15出力がリーンであれば、リッチ積分定数KIRが徐々
に増大され、且つリーン積分定数KILが徐々に減少さ
れ、これにより、空燃比はリッチ側へ移行される。ま
た、下流側O2センサ15の出力がリッチであれば、リッチ
積分定数KIRが徐々に減少され、且つリーン積分定数KIL
が徐々に増大され、これにより、空燃比はリーン側へ移
行される。
サ15出力がリーンであれば、リッチ積分定数KIRが徐々
に増大され、且つリーン積分定数KILが徐々に減少さ
れ、これにより、空燃比はリッチ側へ移行される。ま
た、下流側O2センサ15の出力がリッチであれば、リッチ
積分定数KIRが徐々に減少され、且つリーン積分定数KIL
が徐々に増大され、これにより、空燃比はリーン側へ移
行される。
第7B図は第7A図の変更例を示す。第7B図においては、第
7A図に対して、ステップ719,720,704′〜707′,710′〜
713′を付加してある。つまり、ステップ703にてリーン
（V2≦VR2）と判別されたときにステップ719にて最初に
リーンか否かを判別し、つまり、リッチからリーンへの
変化点か否かを判別する。最初のリーンであれば、ステ
ップ704′にて KIR←KIR＋ΔKI′ とする。ただし、ΔKI′は一定値であって、 ΔKI′》ΔKI である。つまり、KIRをスキップ的に増大させ、ステッ
プ705′,706′にて、ステップ705,706と同様に、KIRを
最大値MAXでガードする。さらに、ステップ707′にて KIL←KIL−ΔKI′ としてKILをスキップ的に減少させ、ステップ708,709に
てKILを最小値MINでガードする。また、ステップ703に
てリッチ（V2＞VR2）と判別されたときにはステップ720
にて最初のリッチか否かを判別する、つまり、リーンか
らリッチへの変化点か否かを判別する。最初のリッチで
あれば、ステップ710′にて KIR←KIR−ΔKI′ とし、KIRをスキップ的に減少させ、ステップ711′,71
2′にて、ステップ711,712と同様に、KIRを最小値MINが
ガードする。さらに、ステップ713にて KIL←KIL＋ΔKI′ としてKILをスキップ的に増大させ、ステップ714,715に
てKILを最大値MAXでガードする。
7A図に対して、ステップ719,720,704′〜707′,710′〜
713′を付加してある。つまり、ステップ703にてリーン
（V2≦VR2）と判別されたときにステップ719にて最初に
リーンか否かを判別し、つまり、リッチからリーンへの
変化点か否かを判別する。最初のリーンであれば、ステ
ップ704′にて KIR←KIR＋ΔKI′ とする。ただし、ΔKI′は一定値であって、 ΔKI′》ΔKI である。つまり、KIRをスキップ的に増大させ、ステッ
プ705′,706′にて、ステップ705,706と同様に、KIRを
最大値MAXでガードする。さらに、ステップ707′にて KIL←KIL−ΔKI′ としてKILをスキップ的に減少させ、ステップ708,709に
てKILを最小値MINでガードする。また、ステップ703に
てリッチ（V2＞VR2）と判別されたときにはステップ720
にて最初のリッチか否かを判別する、つまり、リーンか
らリッチへの変化点か否かを判別する。最初のリッチで
あれば、ステップ710′にて KIR←KIR−ΔKI′ とし、KIRをスキップ的に減少させ、ステップ711′,71
2′にて、ステップ711,712と同様に、KIRを最小値MINが
ガードする。さらに、ステップ713にて KIL←KIL＋ΔKI′ としてKILをスキップ的に増大させ、ステップ714,715に
てKILを最大値MAXでガードする。
このようにステップ719にて最初のリーンの場合、およ
びステップ720にて最初のリッチの場合、積分定数KIR,K
ILはスキップ制御され、ステップ719にて最初のリーン
でない場合、およびステップ720にて最初のリッチでな
い場合、積分定数KIR,KILは、第7A図の場合と同様に、
積分制御される。これにより、積分定数KIR,KILの過渡
追従性が向上する。
びステップ720にて最初のリッチの場合、積分定数KIR,K
ILはスキップ制御され、ステップ719にて最初のリーン
でない場合、およびステップ720にて最初のリッチでな
い場合、積分定数KIR,KILは、第7A図の場合と同様に、
積分制御される。これにより、積分定数KIR,KILの過渡
追従性が向上する。
さらに、空燃比フィードバック中に演算されたFAF,KIR,
KILは一旦他の値FAF′,KIR′,KIL′に変換してバックア
ップRAM106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。
KILは一旦他の値FAF′,KIR′,KIL′に変換してバックア
ップRAM106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。
第８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801では、
RAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度速度デー
タNeを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←KQ/Ne（Ｋは定数）とするステップ802にてRAM105よ
り冷却水温データTHWを読出してRAM104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。
毎たとえば360゜CA毎に実行される。ステップ801では、
RAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度速度デー
タNeを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←KQ/Ne（Ｋは定数）とするステップ802にてRAM105よ
り冷却水温データTHWを読出してRAM104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。
ステップ803では、最終噴射量TAUを、 TAU←TAUP・FAF・（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RAM105により格納されている。次いで、ステ
ップ804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805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106のキャリアウ
ト信号によってフリップフロップ107がリセットされて
燃料噴射は終了する。
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RAM105により格納されている。次いで、ステ
ップ804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805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106のキャリアウ
ト信号によってフリップフロップ107がリセットされて
燃料噴射は終了する。
第９図は第５図、第7B図のフローチャートによって得ら
れる空燃比補正係数FAFを説明するためのタイミング図
である。上流側O2センサ13の出力電圧V1が第９図（Ａ）
に示すごとく変化すると、第５図のステップ502での比
較結果は第９図（Ｂ）のごとくなる。この結果、第９図
（Ｃ）に示すように、空燃比補正係数FAFは、上流側O2
センサ13の出力がリッチであれば、時定数KIで徐々に減
少され、リーンであれば、時定数KIで徐々に増大され
る。また、リッチとリーンとの切換時点ではFAFはRSだ
けスキップする。なお、第９図（Ｃ）においては積分定
数KIR,KILを一定にしてあり、下流側O2センサ15による
補正は考慮していない。他方、下流側O2センサ15の出力
電圧V2が第９図（Ｄ）に示すごとく変化すると、第7B図
のステップ703での比較結果は第９図（Ｅ）のごとくな
る。この結果、第９図（Ｆ）に示すように、リッチ積分
定数KIRは、下流側O2センサ15の出力がリーンであれ
ば、時定数ΔKIで徐々に増大され、リーンであれば、時
定数ΔKIで徐々に減少され、また、リッチとリーンとの
切換時点ではKIRはΔKI′だけスキップする。さらに、
第９図（Ｇ）に示すように、リーン積分定数KILは、下
流側O2センサ15の出力がリッチであれば、時定数ΔKIで
徐々に減少され、リーンであれば、時定数ΔKIで徐々に
増大され、また、リッチとリーンとの切換時点ではKIL
はΔKI′だけスキップする。第９図（Ｆ）′，第９図
（Ｇ）に示すごとく、積分定数KIR,KILが下流側O2セン
サ15の出力に応じて変化すると、第９図（Ｃ）に示す空
燃比補正係数FAFは第９図（Ｈ）の実線に示すごとく変
化する。なお、第９図（Ｈ）の点線は第９図（Ｃ）の実
線と同一である。また、第7A図の場合には、第９図
（Ｆ）および第９図（Ｇ）におけるスキップ量ΔKI′の
変化がないが、空燃比補正係数FAFは第９図（Ｈ）の波
形と類似している。
れる空燃比補正係数FAFを説明するためのタイミング図
である。上流側O2センサ13の出力電圧V1が第９図（Ａ）
に示すごとく変化すると、第５図のステップ502での比
較結果は第９図（Ｂ）のごとくなる。この結果、第９図
（Ｃ）に示すように、空燃比補正係数FAFは、上流側O2
センサ13の出力がリッチであれば、時定数KIで徐々に減
少され、リーンであれば、時定数KIで徐々に増大され
る。また、リッチとリーンとの切換時点ではFAFはRSだ
けスキップする。なお、第９図（Ｃ）においては積分定
数KIR,KILを一定にしてあり、下流側O2センサ15による
補正は考慮していない。他方、下流側O2センサ15の出力
電圧V2が第９図（Ｄ）に示すごとく変化すると、第7B図
のステップ703での比較結果は第９図（Ｅ）のごとくな
る。この結果、第９図（Ｆ）に示すように、リッチ積分
定数KIRは、下流側O2センサ15の出力がリーンであれ
ば、時定数ΔKIで徐々に増大され、リーンであれば、時
定数ΔKIで徐々に減少され、また、リッチとリーンとの
切換時点ではKIRはΔKI′だけスキップする。さらに、
第９図（Ｇ）に示すように、リーン積分定数KILは、下
流側O2センサ15の出力がリッチであれば、時定数ΔKIで
徐々に減少され、リーンであれば、時定数ΔKIで徐々に
増大され、また、リッチとリーンとの切換時点ではKIL
はΔKI′だけスキップする。第９図（Ｆ）′，第９図
（Ｇ）に示すごとく、積分定数KIR,KILが下流側O2セン
サ15の出力に応じて変化すると、第９図（Ｃ）に示す空
燃比補正係数FAFは第９図（Ｈ）の実線に示すごとく変
化する。なお、第９図（Ｈ）の点線は第９図（Ｃ）の実
線と同一である。また、第7A図の場合には、第９図
（Ｆ）および第９図（Ｇ）におけるスキップ量ΔKI′の
変化がないが、空燃比補正係数FAFは第９図（Ｈ）の波
形と類似している。
このように、下流側O2センサ15の出力に応じて空燃比補
正係数FAFの制御中心を可変にでき、従って、空燃比の
制御中心を可変にできる。
正係数FAFの制御中心を可変にでき、従って、空燃比の
制御中心を可変にできる。
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
O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下流
側O2センサによる制御を従にして行うためである。
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
O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下流
側O2センサによる制御を従にして行うためである。
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。
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。
さらに、上述の実施例では、吸入空気量そよび機関の回
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、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。
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、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。
さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料供給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（FACV）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、第８図のステップ801における基本噴射量TAUP相当
の基本燃料供給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、第８図のステップ803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。
の燃料供給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（FACV）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、第８図のステップ801における基本噴射量TAUP相当
の基本燃料供給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、第８図のステップ803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。
さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてO2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。
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。
さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわち
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。
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。
第10図は本発明の効果を説明するためのグラフである。
すなわち、上流側空燃比センサの劣化がなく、空燃比A/
Fの制御中心のずれがない場合、その制御周波数はほぼ2
Hzである。そして、上流側空燃比センサの劣化が進ん
で、空燃比A/Fの制御中心が10％ずれた場合、従来のご
とく、遅延時間の補正により空燃比ずれを是正すると、
制御周波数はほぼ1.3Hzとなるのに対し、本発明のごと
く、積分定数の補正により空燃比ずれを是正すると、制
御周波数はほぼ1.8Hzとなる。
すなわち、上流側空燃比センサの劣化がなく、空燃比A/
Fの制御中心のずれがない場合、その制御周波数はほぼ2
Hzである。そして、上流側空燃比センサの劣化が進ん
で、空燃比A/Fの制御中心が10％ずれた場合、従来のご
とく、遅延時間の補正により空燃比ずれを是正すると、
制御周波数はほぼ1.3Hzとなるのに対し、本発明のごと
く、積分定数の補正により空燃比ずれを是正すると、制
御周波数はほぼ1.8Hzとなる。
このように、本発明によれば、下流側の空燃比センサの
出力がリーンであれば、リッチ積分量が所定値ずつ徐々
に増大されると共に、リーン積分量が同量ずつ徐々に減
少されるので、空燃比はリッチ側へ移行され、逆に、下
流側の空燃比センサの出力がリッチであれば、リーン積
分量が所定値ずつ徐々に増大されると共に、リッチ積分
量が同量ずつ徐々に減少されるので、空燃比はリーン側
へ移行される。この結果、本願発明ではリッチスキップ
量とリーンスキップ量の増減の割合が同一であるので、
リッチからリーンと、リーンからリッチへの積分量のト
ータル幅を一定にすることができ、空燃比補正係数の振
れ幅の変化を最小限に抑えてドライバビリティ、エミッ
ションを向上させることができるという効果がある。
出力がリーンであれば、リッチ積分量が所定値ずつ徐々
に増大されると共に、リーン積分量が同量ずつ徐々に減
少されるので、空燃比はリッチ側へ移行され、逆に、下
流側の空燃比センサの出力がリッチであれば、リーン積
分量が所定値ずつ徐々に増大されると共に、リッチ積分
量が同量ずつ徐々に減少されるので、空燃比はリーン側
へ移行される。この結果、本願発明ではリッチスキップ
量とリーンスキップ量の増減の割合が同一であるので、
リッチからリーンと、リーンからリッチへの積分量のト
ータル幅を一定にすることができ、空燃比補正係数の振
れ幅の変化を最小限に抑えてドライバビリティ、エミッ
ションを向上させることができるという効果がある。
第１図は本発明の構成を説明するためのブロック図、 第２図はシングルO2センサシステムおよびダブルO2セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第3A図，第3B図はO2センサの出力特性図、 第４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５図は，第7A図，第7B図，第８図，第９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ャート、 第６図は第５図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第９図は第６図，第7B図のフローチャートを補足説明す
るためのタイミング図、 第10図は本発明の効果を説明するためのグラフである。 １……機関本体、 ３……エアフローメーター、 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）O2センサ、 15……下流側（第２の）O2センサ。
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第3A図，第3B図はO2センサの出力特性図、 第４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５図は，第7A図，第7B図，第８図，第９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ャート、 第６図は第５図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第９図は第６図，第7B図のフローチャートを補足説明す
るためのタイミング図、 第10図は本発明の効果を説明するためのグラフである。 １……機関本体、 ３……エアフローメーター、 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）O2センサ、 15……下流側（第２の）O2センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増井 孝年 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (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 (72)発明者 棚橋 敏雄 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 特開 昭58−72647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−33916（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−3815（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【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、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
サがそれぞれ設けられ、前記第１の空燃比センサの出力
がリッチまたはリーンを示している時には空燃比補正係
数（FAF）を空燃比フィードバック定数としての積分定
数（KIR,KIL）で補正し、前記第１の空燃比センサの出
力が反転した時には空燃比補正係数（FAF）を空燃比フ
ィードバック定数としてのスキップ定数（RS）で補正
し、前記第２の空燃比センサの出力で前記第１の空燃比
センサの出力特性のばらつき、経時変化を補償する空燃
比制御装置であって、 前記第２の空燃比センサの出力に応じて前記積分定数
（KIR,KIL）を増減補正した新たな積分定数を演算する
積分定数演算手段と、 前記積分定数（KIR,KIL）を用い、前記第１の空燃比セ
ンサの出力とに応じて空燃比補正量を演算する空燃比調
整手段とを備え、 前記積分定数演算手段は、前記第２の空燃比センサの出
力がリーンのときに、増量側のリッチ積分定数（KIR）
を徐々に増大させる（ステップ704）と共に減量側のリ
ーン積分定数（KIL）を徐々に減少させ（ステップ70
7）、逆に、前記第２の空燃比センサの出力がリッチの
ときに、増量側のリッチ積分定数（KIR）を徐々に減少
させる（ステップ710）と共に減量側のリーン積分定数
（KIL）を徐々に増大せしめる（ステップ713）ことを特
徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】前記積分定数演算手段は、前記第２の空燃
比センサの出力がリッチからリーンへの反転時に、増量
側のリッチ積分定数をスキップ的に増大させる（ステッ
プ704′）と共に減量側のリーン積分定数（KIL）をスキ
ップ的に減少させ（ステップ707′）、逆に、前記第２
の空燃比センサの出力がリーンからリッチへの反転時
に、前記増量側のリッチ積分定数（KIR）をスキップ的
に減少させる（ステップ710′）と共に前記減量側のリ
ーン積分定数（KIL）をスキップ的に増大させる（ステ
ップ713′）ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073554A JPH07113336B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US06/848,263 US4703619A (en) | 1985-04-09 | 1986-04-04 | Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics |
| CA000506062A CA1277192C (en) | 1985-04-09 | 1986-04-08 | Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60073554A JPH07113336B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232349A JPS61232349A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH07113336B2 true JPH07113336B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=13521574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073554A Expired - Lifetime JPH07113336B2 (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4703619A (ja) |
| JP (1) | JPH07113336B2 (ja) |
| CA (1) | CA1277192C (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2570265B2 (ja) * | 1986-07-26 | 1997-01-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US5069035A (en) * | 1989-10-26 | 1991-12-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Misfire detecting system in double air-fuel ratio sensor system |
| JPH0417747A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-01-22 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPH06500380A (ja) * | 1990-08-13 | 1994-01-13 | フローマスター インコーポレイテッド | 内燃機関用ヘッダーアッセンブリおよび方法 |
| JPH06129285A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-10 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US5282360A (en) * | 1992-10-30 | 1994-02-01 | Ford Motor Company | Post-catalyst feedback control |
| US7067037B2 (en) | 1999-10-12 | 2006-06-27 | Com-Pac International, Inc | Modular reciprocating heat seal jaw assembly |
| US7111451B2 (en) * | 2004-09-16 | 2006-09-26 | Delphi Technologies, Inc. | NOx adsorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same |
Family Cites Families (29)
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|---|---|---|---|---|
| US3939654A (en) * | 1975-02-11 | 1976-02-24 | General Motors Corporation | Engine with dual sensor closed loop fuel control |
| JPS52102934A (en) * | 1976-02-25 | 1977-08-29 | Nippon Denso Co Ltd | Air-fuel ratio control system |
| US4027477A (en) * | 1976-04-29 | 1977-06-07 | General Motors Corporation | Dual sensor closed loop fuel control system having signal transfer between sensors during warmup |
| JPS53103796A (en) * | 1977-02-22 | 1978-09-09 | Toyota Motor Co Ltd | Evaluation of oxygen concentration sensor |
| US4130095A (en) * | 1977-07-12 | 1978-12-19 | General Motors Corporation | Fuel control system with calibration learning capability for motor vehicle internal combustion engine |
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| JPS5537562A (en) * | 1978-09-08 | 1980-03-15 | Nippon Denso Co Ltd | Air-fuel ratio control system |
| US4235204A (en) * | 1979-04-02 | 1980-11-25 | General Motors Corporation | Fuel control with learning capability for motor vehicle combustion engine |
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| JPS5951878B2 (ja) * | 1980-07-29 | 1984-12-17 | ザ・コンチネンタル・グル−プ・インコ−ポレ−テツド | 磁力によるかん選別機 |
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| JPS5848756A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Toyota Motor Corp | エンジンの空燃比制御方法 |
| JPS5853661A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-30 | Toyota Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
| JPS5872647A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS5872646A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
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| JPS58150038A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-06 | Toyota Motor Corp | 電子制御機関の燃料噴射方法 |
| JPS58150039A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-06 | Toyota Motor Corp | 電子制御機関の空燃比の学習制御方法 |
| JPS58152147A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS5932644A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JP2519405B2 (ja) * | 1983-05-09 | 1996-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比学習制御方法 |
| JPS601340A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS6026138A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御方法 |
| JPS6053635A (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-27 | Toyota Motor Corp | 空燃比制御方法 |
| JPS6134330A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS6153436A (ja) * | 1984-08-22 | 1986-03-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給量制御装置 |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP60073554A patent/JPH07113336B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-04-04 US US06/848,263 patent/US4703619A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-08 CA CA000506062A patent/CA1277192C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61232349A (ja) | 1986-10-16 |
| CA1277192C (en) | 1990-12-04 |
| US4703619A (en) | 1987-11-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |