JPH07189779A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】１の排気浄化触媒が劣化しても２つの空燃比セ
ンサにより高精度な空燃比フィードバック制御が行なえ
るようにする。 【構成】排気マニホールド18の集合部近傍に第１の空燃
比センサ21を設けると共に、これより下流側に介装され
る第１の三元触媒19，第２の三元触媒20の夫々の出口部
に、第２の空燃比センサ22，第３の空燃比センサ23を設
ける。そして、第１の三元触媒19が正常なときは、第２
の空燃比センサ22で第１の空燃比センサ21の検出値を補
償しつつ空燃比フィードバック制御を行う。一方、第１
の三元触媒19が劣化した場合には、正常な第２の排気浄
化触媒20の出口部の第３の空燃比センサ23を用いて第１
の空燃比センサ21の検出値のズレを補償しつつ高精度に
空燃比フィードバック制御を行なうようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比を制
御する装置に関し、特に空燃比センサを排気浄化触媒の
上流側及び下流側に備え、これら複数の空燃比センサの
検出値に基づいて空燃比を高精度にフィードバック制御
する装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な内燃機関の空燃比制御装
置としては例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示
されるようなものがある。このものの概要を説明する
と、機関の吸入空気流量Ｑ及び回転速度Ｎを検出してシ
リンダに吸入される空気量に対応する基本燃料供給量Ｔ
_P （＝Ｋ・Ｑ／Ｎ；Ｋは定数）を演算し、この基本燃料
供給量Ｔ_P を機関温度等により補正したものを排気中酸
素濃度の検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比
センサ（酸素センサ）からの信号によって設定される空
燃比フィードバック補正係数（空燃比補正量）を用いて
フィードバック補正を施し、バッテリ電圧による補正等
をも行って最終的に燃料供給量Ｔ_I を設定する。

【０００３】そして、このようにして設定された燃料供
給量Ｔ_I に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで燃料噴射弁に出力することにより、機関に所
定量の燃料を噴射供給するようにしている。上記空燃比
センサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は
空燃比を目標空燃比（理論空燃比）付近に制御するよう
に行われる。これは、排気系に介装され、排気中のＣ
Ｏ，ＨＣ（炭化水素）を酸化すると共にＮＯ_X を還元し
て浄化する排気浄化触媒（三元触媒）の転化効率（浄化
効率）が理論空燃比燃焼時の排気状態で有効に機能する
ように設定されているからである。

【０００４】前記空燃比センサの発生起電力（出力電
圧）は理論空燃比近傍で急変する特性を有しており、こ
の出力電圧Ｖ₀ と理論空燃比相当の基準電圧（スライス
レベル）ＳＬとを比較して混合気の空燃比が理論空燃比
に対してリッチかリーンかを判定する。そして、例えば
空燃比がリーン（リッチ）の場合には、前記基本燃料供
給量Ｔ_P に乗じるフイードバック補正係数αをリーン
（リッチ）に転じた初回に大きな比例定数Ｐを増大（減
少）した後、所定の積分定数Ｉずつ徐々に増大（減少）
していき燃料供給量Ｔ_I を増量（減量）補正することで
空燃比を理論空燃比近傍に制御する。

【０００５】ところで、上記のような通常の空燃比フィ
ードバック制御装置では１個の空燃比センサを応答性を
高めるため、できるだけ燃焼室に近い排気マニホールド
の集合部分に設けているが、この部分は排気温度が高い
ため空燃比センサが熱的影響や劣化により特性が変化し
易く、また、気筒毎の排気の混合が不十分或いはＥＧＲ
（排気再循環）ガスの偏流等の影響により機関から排出
される排気の平均的な空燃比を検出しにくく空燃比の検
出精度に難があり、延いては空燃比制御精度を悪くして
いた。

【０００６】この点に鑑み、排気浄化触媒の排気下流側
（以下、単に下流側とも言う）にも空燃比センサを設
け、２つの空燃比センサの検出値を用いて空燃比をフィ
ードバック制御するものが提案されている（特開昭58−
48756 号公報、特開昭61−232350号公報等参照) 。即
ち、下流側の空燃比センサは排気浄化触媒の排気下流側
に設けられるため、触媒の酸素ストレージ効果により空
燃比変化の検出応答性は悪い（比較的大きな周期でリッ
チ・リーン反転が行なわれる）ものの、排気中の毒性成
分による被毒量が少ないため被毒による特性変化も受け
にくく、しかも排気の混合状態がよいため平均的な空燃
比を検出できる等、上流側の空燃比センサに比較して、
高精度で安定した検出性能が得られる。

【０００７】そこで、機関の空燃比変化の応答性良く検
出できる上流側空燃比センサで、り追従性良く基本的な
空燃比フィードバック制御を行う一方で、これにより設
定される空燃比フィードバック補正係数の制御定数( 比
例分や積分分) や上流側の空燃比センサのリッチ・リー
ン反転遅延時間を、下流側空燃比センサの検出結果に基
づいて比較的大きな周期で補正することによって、上流
側空燃比センサの出力特性のばらつきを補償し、以って
高精度な空燃比フィードバック制御を行うようにしてい
る。

【０００８】ところで、低温活性化、亀裂防止、車載レ
イアウト等の観点から、排気浄化触媒に関しては、容量
の大きな単一の排気浄化触媒を用いずに、比較的容量の
小さい排気浄化触媒を排気通路に直列に複数配設するこ
とが行なわれている。つまり、排気浄化触媒の容量が大
きいと、熱容量が大きくなるため昇温特性が悪化して低
温時の触媒反応の活性化の悪化を招いたり、温度分布が
不均一になるため熱応力が増大し触媒担体（セラミック
スやメタル等）に亀裂を発生させたり、或いは車両搭載
レイアウトが困難となるからである。

【０００９】このように排気通路に直列に複数の排気浄
化触媒を備えたものにおいて、前述の２つの空燃比セン
サの検出値を用いて空燃比をフィードバック制御する場
合には、下流側空燃比センサを最上流部に位置する排気
浄化触媒の出口部に備えるのが一般的である。これは、
下流側空燃比センサを複数の排気浄化触媒を挟んだ位置
に設けると、下流側空燃比センサのリッチ・リーン反転
周期が長くなりすぎるために、上流側空燃比センサのき
め細かな補償ができなくなるので、空燃比フィードバッ
ク制御の精度を十分に向上させることができなくなる場
合が多いからである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記最
上流部に位置する排気浄化触媒の排気浄化性能が低下
（劣化）してしまった場合には、その後、下流側空燃比
センサは、十分に浄化されない排気に接触することにな
って被毒による劣化が促進されると共に、排気浄化触媒
の劣化に伴う酸素ストレージ効果が無くなるためリッチ
・リーン反転周期が上流側空燃比センサのリッチ・リー
ン反転周期と略同様になってしまうので、上流側空燃比
センサを十分な精度を持って補償することができなくな
り、排気エミッション特性や運転性を悪化させてしまう
というのが実情であった。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、排気通路に直列に複数の排気浄化触媒
を備えたものにおいて、下流側空燃比センサより上流側
の排気浄化触媒が劣化した場合にも、２つの空燃比セン
サを用いて高精度に空燃比フィードバック制御を行うこ
とができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため本発明にかかる
内燃機関の空燃比制御装置は、図１に示すように、機関
の排気通路に直列に介装された複数の排気浄化触媒Ａ，
Ａ',Ａ",・・と、機関と前記複数の排気浄化触媒（Ａ，
Ａ',Ａ",・・）との間に設けられ、排気中の特定成分の
濃度に基づいて空燃比を検出する上流側空燃比センサＢ
と、少なくとも１の排気浄化触媒の排気下流側に、相互
に少なくとも１の排気浄化触媒を挟んで設けられ、排気
中の特定成分の濃度に基づいて空燃比を検出する複数の
下流側空燃比センサＣ，Ｃ',Ｃ" ・・・と、前記上流側
空燃比センサＢと夫々の下流側空燃比センサ（Ｃ，Ｃ',
Ｃ" ・・・）との間の排気浄化触媒の浄化性能を検出す
る排気浄化性能検出手段Ｄと、前記排気浄化性能検出手
段Ｄにより浄化性能が正常であると検出された排気浄化
触媒の下流側最上流部の下流側空燃比センサを前記複数
の下流側空燃比センサ（Ｃ，Ｃ',Ｃ" ・・・）の中から
選択する下流側空燃比センサ選択手段Ｅと、前記上流側
空燃比センサＢの検出値に基づいて空燃比補正量を演算
する空燃比補正量演算手段Ｆと、前記下流側空燃比セン
サ選択手段Ｅにより選択された下流側空燃比センサの検
出値に基づいて前記空燃比補正量を補正する空燃比補正
量補正手段Ｇと、を備えるようにした。

【００１３】

【作用】上記構成を備える本発明では、前記空燃比補正
量演算手段及び空燃比補正量補正手段により、排気浄化
触媒の下流側に設けた下流側空燃比センサの検出に基づ
いて上流側空燃比センサの目標空燃比からの検出値のズ
レを補償しつつ空燃比を高精度にフィードバック制御す
る際に、下流側空燃比センサ選択手段により、下流側空
燃比センサとして、正常な排気浄化触媒の下流側最上流
部に位置するものを順次選択するようにした。

【００１４】これにより、下流側空燃比センサの上流側
の排気浄化触媒が劣化して高精度な前記空燃比フィード
バック制御が行なえなくなると判断されると、下流側空
燃比センサ選択手段により順次選択される正常な排気浄
化触媒の下流側最上流部に位置する下流側空燃比センサ
によって、上流側空燃比センサの検出値のズレを補償し
つつ高精度に空燃比フィードバック制御を行なうことが
できるので、以って良好な排気特性、機関運転性を得る
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付の図面に基づ
いて説明する。一実施例の構成を示す図２において、機
関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフ
ローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流
量Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニホール
ド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設けられ
る。

【００１６】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
る。一方、排気通路18にはマニホールド集合部近傍に、
排気中酸素濃度を検出することによって吸入混合気の空
燃比を検出する第１の空燃比センサ（上流側空燃比セン
サ）21が設けられ、その下流側の排気管に排気中のＣ
Ｏ，ＨＣの酸化とＮＯ_X の還元を行って浄化する排気浄
化触媒としての第１の三元触媒19、及びこれより更に下
流側に第２の三元触媒20が第１の三元触媒19と直列に配
設されている。

【００１７】そして、第１の三元触媒20の出口部には第
１の空燃比センサ21と同様の機能を持つ第２の空燃比セ
ンサ22が設けられると共に、第２の三元触媒20の出口部
にも、第１の空燃比センサ21と同様の機能を持つ第３の
空燃比センサ23が設けられている。また、図２で図示し
ないディストリビュータには、クランク角センサ24が内
蔵されており、該クランク角センサ24から機関回転と同
期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウン
トして、又は、クランク基準角信号の周期を計測して機
関回転速度Ｎを検出する。

【００１８】次に、排気浄化触媒劣化判定手段、下流側
空燃比センサ選択手段、空燃比補正量演算手段及び空燃
比補正量補正手段としての機能を兼ね備えるコントロー
ルユニット16による空燃比制御ルーチンを図３〜図５の
フローチャートに従って説明する。図３はメインルーチ
ンを示し、このルーチンは所定周期毎に行われる。な
お、該空燃比制御ルーチンは三元触媒の上流側と下流側
とに設けた２つの空燃比センサを用いることで、上流側
空燃比センサの検出値のズレを補償しつつ高精度な空燃
比フィードバック制御を行なうようにしたものである
が、既述したように、第１の三元触媒19（上流側）の排
気浄化性能が低下（劣化）してしまった場合には、その
後、第２の空燃比センサ22（下流側）は、十分に浄化さ
れない排気に接触することになって被毒による劣化が促
進されると共に、排気浄化触媒の劣化に伴う酸素ストレ
ージ効果が無くなるためリッチ・リーン反転周期が第１
の空燃比センサ20のリッチ・リーン反転周期と略同様に
なってしまうので、第１の空燃比センサ20の検出値のズ
レを十分な精度を持って補償することができなくなり、
排気エミッション特性や運転性を悪化させてしまうこと
になる。そこで、これを防止するために、第１の三元触
媒19が劣化した場合には、第３の空燃比センサ23を用い
て第１の空燃比センサ21の検出値のズレを補償しつつ高
精度に空燃比フィードバック制御を行なうようにしてい
る。

【００１９】ステップ１（図ではＳ１と記している。以
下、同様）では、空燃比フィードバック制御中か否かを
判断する。ＹＥＳであれば、ステップ２へ進み、ＮＯで
あればステップ７へ進む。ステップ２では、第１の空燃
比センサ21の出力値のリッチ・リーン反転周波数Ｈ₁ を
測定する。

【００２０】ステップ３では、第２の空燃比センサ22の
出力値のリッチ・リーン反転周波数Ｈ₂ を測定する。ス
テップ４では、第１の三元触媒触媒19の劣化パラメータ
ＨＲＡ（＝Ｈ₂ ／Ｈ ₁ ）を演算する。なお、ＨＲＡの値
は、第１の三元触媒19の劣化が進む程大きくなる。つま
り、第１の三元触媒19の劣化が進み、酸素の貯留 (スト
レージ) 能力が低下すると、該酸素のストレージ能力に
よる空燃比変動のなまし効果が減少するので、第２の空
燃比センサ22で検出されるリッチ・リーン反転周波数Ｈ
₂ が増大し、第１の空燃比センサ21で検出したリッチ・
リーン反転周波数Ｈ₁ に近づくことになるからである。

【００２１】ステップ５では、前記劣化パラメータＨＲ
Ａが、予め設定してある判定値ＨＲＡＮＧと比較する。
ＨＲＡ≧ＨＲＡＮＧであれば、第２の空燃比センサ22の
リッチ・リーン反転周波数Ｈ₂ が、第１の空燃比センサ
21のリッチ・リーン反転周波数Ｈ₁ に所定値以上に接近
し、第１の三元触媒19が劣化したと判断して、ステップ
11へ進む。一方、ＨＲＡ＜ＨＲＡＮＧであれば、第１の
三元触媒19は正常であると判断して、ステップ６へ進
む。

【００２２】ステップ６では、第２の空燃比センサ22の
出力信号を用いて空燃比フィードバック制御を行なうべ
く、第２の空燃比センサ22の出力値（検出値）のＡ／Ｄ
変換値ＯＳＲ₂ を下流側空燃比センサの出力値であるＯ
ＳＲ_R とした後、ステップ７へ進みサブルーチンＡを実
行する。なお、第１の三元触媒19が正常なときには、第
２の空燃比センサ22を用いてサブルーチンＡに示す空燃
比フィードバック制御を行なう理由は、この場合に第３
の空燃比センサ23を用いると、第３の空燃比センサ23の
検出する排気は第２の三元触媒20をも介しているので、
第３の空燃比センサ23のリッチ・リーン反転周期が長く
なり過ぎることとなって、高精度な制御が行なえないか
らである。なお、容量の小さな排気浄化触媒を複数個直
列に設けた場合に、十分な応答性が得られる場合には、
第２の空燃比センサ22の上流側に複数個の排気浄化触媒
を設けるようにしてよいし、第２の空燃比センサ22と第
３の空燃比センサ23との間にも複数個の排気浄化触媒を
設けるようにしてもよい。

【００２３】ステップ８では、サブルーチンＡの実行に
より設定された空燃比フィードバック補正係数αを読み
込む。ステップ９では、燃料噴射量Ｔ_I を演算する。こ
れは、機関回転速度Ｎと吸入空気流量Ｑとから求めた基
本燃料噴射量Ｔ_P (＝Ｋ・Ｑ／Ｎ；Ｋは定数) と水温等
で設定される各種補正係数ＣＯＥＦ，バッテリ電圧によ
る補正分Ｔ_S と前記サブルーチンＡで求めたフィードバ
ック補正係数αとにより次式により演算される。

【００２４】Ｔ_I ＝Ｔ_P ・ＣＯＥＦ・α＋Ｔ_S ステップ10では、燃料噴射量Ｔ_I に相当するパルス幅を
持つ燃料噴射信号を燃料噴射弁15に出力して燃料噴射弁
15を駆動し、設定量Ｔ_I に相当する燃料を噴射供給し
て、本フローを終了する。一方、ステップ５で、第１の
三元触媒19が劣化したと判定された場合は、ステップ11
へ進み、第３の空燃比センサ23のリッチ・リーン反転周
波数Ｈ₃ を測定する。

【００２５】ステップ12では、第２の三元触媒触媒20の
劣化パラメータＨＲＢ（＝Ｈ₃ ／Ｈ ₁ ）を演算する。な
お、ＨＲＢの値も、前記同様に、第２の三元触媒20の劣
化が進む程大きくなる。ステップ13では、前記劣化パラ
メータＨＲＢが、予め設定してある判定値ＨＲＢＮＧと
比較する。ＨＲＢ≧ＨＲＢＮＧであれば、第３の空燃比
センサ23のリッチ・リーン反転周波数Ｈ₃ が、第１の空
燃比センサ21のリッチ・リーン反転周波数Ｈ₁ に所定値
以上に接近しているので、第２の三元触媒20も劣化した
と判断して、ステップ14へ進む。

【００２６】ステップ14では、第１の三元触媒19及び第
２の三元触媒20が共に劣化したとして、運転者等に警告
し認知させ処置を促す。なお、前記処置が行なわれるま
での間は、第１の空燃比センサ21のみで空燃比フィード
バック制御を行なうようにしても構わない。この場合に
は、サブルーチンＡにおけるステップ47〜ステップ49が
省略される。これは、上流側空燃比センサと下流側空燃
比センサとの反転周波数が同様であると、下流側空燃比
センサの検出値に基づいて上流側空燃比センサを良好に
補償することができなくなるのは勿論、空燃比フィード
バック補正係数αの変動幅を必要以上に増大させたり、
必要以上に減少させてしまうことになって空燃比の収束
性が悪化する場合があり、却ってハンチング，サージ等
が発生し機関運転性を悪化させたり、排気組成等を悪化
させる可能性があるからである。

【００２７】一方、ステップ13において、ＨＲＢ＜ＨＲ
ＢＮＧであり、第２の三元触媒20は正常であると判断さ
れた場合は、ステップ15へ進む。ステップ15では、第３
の空燃比センサ23の出力信号を用いて空燃比フィードバ
ック制御を行なうべく、第３の空燃比センサ23の出力値
のＡ／Ｄ変換値ＯＳＲ₃を下流側空燃比センサの出力値
であるＯＳＲ_R とした後、ステップ７のサブルーチンＡ
へ進む。その後は、ステップ８，９，10へ進んで、前記
同様にして燃料噴射を行なう。

【００２８】次に、空燃比フィードバック補正係数αを
設定するサブルーチンＡを、図４に基づいて説明する。
当該サブルーチンＡが、空燃比補正量演算手段と空燃比
補正量補正手段とを構成する。ステップ40では、空燃比
フィードバック制御条件か否かを判定する。該条件が成
立しない場合は、例えば機関始動中、始動後燃料増量
中、暖機中、高負荷運転時、減速時、アイドル時、等の
場合である。該条件が成立した（ＹＥＳの）場合には、
ステップ42へ進む。ＮＯの場合はステップ41へ進んでフ
ィードバック補正係数αを１に固定する。

【００２９】ステップ42では、第１の空燃比センサ21の
出力値 (電圧) のＡ／Ｄ変換値ＯＳＲ₁ 、及び前述のメ
インフローで設定された下流側空燃比センサ（第２の空
燃比センサ22或いは第３の空燃比センサ23）の出力値の
Ａ／Ｄ変換値ＯＳＲ_R を入力する。ステップ43では、Ｏ
ＳＲ₁ と基準値ＳＬＦ（目標空燃比に相当する値）とを
比較し、ＯＳＲ₁ ≦ＳＬＦの場合は、マニホールド集合
部近傍（第１の三元触媒19上流側）の空燃比がリーンで
あると判定して、ステップ44へ進んでリッチ・リーン識
別用のフラグＦ１を０にセットした後、ステップ46へ進
む。

【００３０】一方、ＯＳＲ₁ ＞ＳＬＦの場合は、マニホ
ールド集合部近傍の空燃比がリッチであると判定して、
ステップ45へ進んでフラグＦ１を１にセットした後、ス
テップ46へ進む。ステップ46では、フラグＦ１が反転し
たか否かを判定する。ＹＥＳの場合はステップ47へ進
む。ＮＯの場合には、ステップ53へ進んでフラグＦ１の
値によりリッチ・リーン判定を行い、リーン判定時には
ステップ54でフィードバック補正係数αを現状値αに積
分分Ｉ_L を加算した値で更新して、リッチ側へ空燃比を
近づけて行く。一方、リッチ判定時にはステップ55でフ
ィードバック補正係数αを現状値αに積分分Ｉ_R を減算
した値で更新して、リーン側へ空燃比を近づけて行く。
つまり、ステップ54或いはステップ55が繰り返される
と、いずれマニホールド集合部近傍の空燃比がリッチ・
リーン反転することになる。

【００３１】なお、ステップ46でフラグＦ１が反転した
場合には、ステップ47へ進むことになるが、該ステップ
47からステップ52によって、予め設定記憶されている比
例分補正量ＰＨＯＳが、下流側空燃比センサの出力に基
づいて補正され、これにより第１の空燃比センサ21の検
出値のズレが補償されるようになっている。つまり、ス
テップ47では、下流側空燃比センサのＡ／Ｄ変換値ＯＳ
Ｒ_R と基準値ＳＬＲ（目標空燃比に相当する値）とを比
較し、ＯＳＲ_R ≦ＳＬＲと判定された場合は、三元触媒
下流側の下流側空燃比センサ（第１，第２の空燃比セン
サ22，23）が検出する空燃比はリーンであるから、該空
燃比を目標空燃比へ近づけるべくリッチ側への補正量を
増大するために、ステップ48へ進み、比例分補正量ＰＨ
ＯＳを所定量ΔＰＨＯＳ（＞０) を加算した値で更新し
た後、ステップ50へ進む。

【００３２】一方、ステップ47でＯＳＲ_R ＞ＳＬＲと判
定された場合は、三元触媒下流側の下流側空燃比センサ
の検出する空燃比はリッチであるから、該空燃比を目標
空燃比へ近づけるべくリーン側への補正量を増大するた
めに、ステップ49へ進み、前記比例分補正量ＰＨＯＳを
所定量ΔＰＨＯＳ減算した値で更新した後、ステップ50
へ進む。

【００３３】ステップ50では、第１の空燃比センサ21
（第１の三元触媒19上流側）のリッチ・リーン判定用フ
ラグＦ１の値を判定し、Ｆ１＝０であり第１の三元触媒
19上流側がリーンである場合には、ステップ51へ進み、
空燃比フィードバック補正係数αを、現在のαに予め設
定記憶されている比例分Ｐ_L と前記更新された比例分補
正量ＰＨＯＳを加算した値で更新設定する。

【００３４】一方、Ｆ＝１であり第１の三元触媒19上流
側がリッチである場合には、ステップ52へ進み、空燃比
フィードバック補正係数αを、現在のαから予め設定記
憶されている比例分Ｐ_R を減算すると共に前記更新され
た比例分補正量ＰＨＯＳを加算した値で更新する。この
ように、最終的に求まる空燃比フィードバック補正係数
αは、下流側空燃比センサが検出するリッチ・リーン傾
向に基づいて該リッチ・リーン傾向を抑制する方向へ更
新された前記比例分補正量ＰＨＯＳにより補正されるこ
とになるので、例え第１の空燃比センサ21（第１の三元
触媒19の上流側空燃比センサ）の検出値が実際の目標空
燃比からズレていても、空燃比を高精度に目標空燃比近
傍に制御することができるのである。

【００３５】以上のように、本実施例によれば、第１の
三元触媒19（上流側）の排気浄化性能が低下（劣化）し
良好な空燃比フィードバック制御が行なえないと判断さ
れると、下流側空燃比センサとして第２の空燃比センサ
22から第３の空燃比センサ23へと切り換えるようにした
ので、該第３の空燃比センサ23により第１の空燃比セン
サ21の検出ズレを補償しつつ高精度に空燃比フィードバ
ック制御を行なうことができる。

【００３６】なお、本実施例では第１の空燃比センサ19
の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を基調とし
つつ、その空燃比フィードバック補正係数の比例分を三
元触媒下流側の空燃比センサの検出値に基づいて補正す
るものに適用した例を示したが、これに限らず夫々の空
燃比センサによって空燃比フィードバック補正係数を設
定し、双方の値を合成して得た空燃比フィードバック補
正係数を使用したり、上流側空燃比センサによる空燃比
フィードバック制御を行いつつ、リッチ・リーン判定の
基準値ＳＬや出力遅延時間を下流側空燃比センサの検出
に基づいて補正したりするようなものにも適用できる。
そして、本実施例では、２つの排気浄化触媒を備えたも
のについて説明したが、勿論複数個の排気浄化触媒を直
列に備え、排気浄化触媒の劣化に応じて順次正常な排気
浄化触媒の出口部に取付けられた空燃比センサを下流側
空燃比センサとして切換使用する構成としてもよい。

【００３７】また、三元触媒の浄化性能検出は、三元触
媒の排気入口部と出口部とに、夫々排気温度センサを設
け、これら排気温度センサの温度差を検出し、該温度差
が触媒反応熱を考慮した基準値以上であるか否かに基づ
いて、行なうようにすることも可能である。そして、図
５に示すようなレイアウト（Ｖ型機関）であっても、本
実施例の適用は可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気浄化触媒の下流側に設けた下流側空燃比センサの検
出に基づいて上流側空燃比センサの目標空燃比からの検
出値のズレを補償しつつ空燃比を高精度にフィードバッ
ク制御する際に、下流側空燃比センサとして、正常な排
気浄化触媒の下流側最上流部に位置するものを順次選択
するようにしたので、排気浄化触媒の一部が劣化して高
精度な前記空燃比フィードバック制御が行なえなくなっ
ても、該選択された下流側空燃比センサによって上流側
空燃比センサの検出値のズレを補償しつつ高精度に空燃
比フィードバック制御を行なうことができ、以って良好
な排気特性，機関運転性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例の構成を示す図

【図３】同上実施例にかかるメインルーチンを示すフロ
ーチャート

【図４】同上実施例にかかるサブルーチンＡを示すフロ
ーチャート

【図５】他の三元触媒と空燃比センサのレイアウトを示
す図

【符号の説明】

11 内燃機関 12 吸気通路 15 燃料噴射弁 16 コントロールユニット 18 排気通路 19 第１の三元触媒 20 第２の三元触媒 21 第１の空燃比センサ 22 第２の空燃比センサ 23 第３の空燃比センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の排気通路に直列に介装された複数の
   排気浄化触媒と、 機関と前記複数の排気浄化触媒との間に設けられ、排気
   中の特定成分の濃度に基づいて空燃比を検出する上流側
   空燃比センサと、 少なくとも１の排気浄化触媒の排気下流側に、相互に少
   なくとも１の排気浄化触媒を挟んで設けられ、排気中の
   特定成分の濃度に基づいて空燃比を検出する複数の下流
   側空燃比センサと、 前記上流側空燃比センサと夫々の下流側空燃比センサと
   の間の排気浄化触媒の浄化性能を検出する排気浄化性能
   検出手段と、 前記排気浄化性能検出手段により浄化性能が正常である
   と検出された排気浄化触媒の下流側最上流部の下流側空
   燃比センサを前記複数の下流側空燃比センサの中から選
   択する下流側空燃比センサ選択手段と、 前記上流側空燃比センサの検出値に基づいて空燃比補正
   量を演算する空燃比補正量演算手段と、 前記下流側空燃比センサ選択手段により選択された下流
   側空燃比センサの検出値に基づいて前記空燃比補正量を
   補正する空燃比補正量補正手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。