JPH03182659A - 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の空燃比フィードバック制御装置に関
し、詳しくは、機関吸入混合気の空燃比を検出して、こ
の空燃比を目標空燃比に近づけるように機関への燃料供
給量をフィードバック補正する装置に関する。

〈従来の技術〉 空燃比のフィードバック制御機能を有した内燃機関の燃
料供給制御装置としては、次のようなものが知られてい
る。

機関の吸入空気に関与する状態量として吸入空気流量Ｑ
や吸気圧力ＰＢを検出し、これらと機関回転速度Ｎの検
出値とに基づいて基本燃料供給量ＴＰを演算する。また
、冷却水温度Ｔｗで代表される機関温度に基づき設定さ
れる始動時増量補正等を含む各種補正係数Ｃ０ＥＦや、
排気中の酸素濃度の検出を介して求められる吸入混合気
の空燃比に基づいて設定される空燃比フィードバック補
正係数α、更に、バッテリ電圧による燃料噴射弁の有効
噴射時間の変化を補正する補正分子ｓ等を演算する。そ
して、この演算された各種補正値によって前記基本燃料
供給ＩＴｐを補正して最終的な燃料供給量Ｔｉ　　（”
ＴｐＸＣＯＥＦＸα＋Ｔｓ）を設定するようにしており
、かかる燃料供給量Ｔ１に見合った時間だけ燃料噴射弁
を所定タイミングで開駆動して、機関への燃料供給を制
御するようにしている〈特開昭６０−２４０８４０号公
報等参照〉。

前記空燃比フィードバック補正係数αは、例えば比例積
分制御によって設定される。即ち、理論空燃比を境に排
気中の酸素濃度が急変することを利用して、排気系に設
けた酸素センサによって機関吸入混合気の空燃比が理論
空燃比（目標空燃比）に対してリッチであるかリーンで
あるかを判別し、例えば、実際の空燃比が理論空燃比よ
りもリッチ（リーン）であるときには、空燃比フィード
バック補正係数αを初めに所定の比例定数Ｐだけ減少（
増大）させ、それから所定の積分定数Ｉにそのときの燃
料供給ＮＴｉを乗算して得た積分操作量に従って時間同
期で徐々に減少（増大）させていき、実際の空燃比が理
論空燃比付近で反転を繰り返すように制御している。

〈発明が解決しようとする課題） ところで、特に自動車用の内燃機関においては、排気系
に設けた三元触媒装置により排気を浄化してから大気中
に排出するようにして、Ｃｏ、ＨＣ。

ＮＯｘ等の有害ガスの排出によって大気が汚染されるこ
とを防止するようにしているが、この排気浄化用の三元
触媒装置においては、機関吸入混合気の空燃比を理論空
燃比付近に制御したときにＣＯ，ＨＣ及びＮｏにの転換
効率が最も良く、また、第９図に示すように、空燃比の
振れ巾が大きい方がその転換効率が良くなることが、ス
トレージ効果として知られている。

このため、理論空燃比へのＩＩＪｔｌＩ性が酸素センサ
の劣化等を原因として悪化して、三元触媒装置における
有害ガスの転換効率が低下したときには、前記空燃比フ
ィードバック補正係数αの比例操作量を増大させて空燃
比の振れ巾を増加させることで、前記ストレージ効果に
より転換効率を維持させることができるが、大きな比例
操作量で燃料供給量を増減制御すると、第１３図に示す
ように、空燃比の瞬間的な段差発生によって大きなサー
ジトルクが発生してしまうという問題がある。

従って、転換効率の維持のために空燃比振れを増大させ
るに当たって、空燃比フィードバック補正係数αの比例
操作量を増大させることは実用的でなく、理論空燃比へ
の制御性が悪化したときに、サージトルクの発生を抑止
しつつ空燃比振れ巾を増大させて、転換効率を維持でき
る装置の提供が望まれていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、理論空
燃比への制御性が悪化して転換効率が悪化したときに、
サージトルクの増大を回避しつつストレージ効果を利用
して三元触媒による転換効率を維持できる空燃比フィー
ドバック制御装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関吸入混
合気の空燃比の目標空燃比に対するリッチ・リーンを検
出する空燃比検出手段と、この空燃比検出手段で検出さ
れる空燃比のリッチ・り一ンに基づいて実際の空燃比を
目標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィードバッ
ク補正するための空燃比フィードバック補正値を、少な
くともリッチ・リーン反転時の比例制御を含む制御動作
に基づいて増減設定する補正値設定手段と、これにより
設定された空燃比フィードバック補正値に基づいて機関
への燃料供給量を補正制御する燃料供給制御手段と、を
含んで構成された内燃機関の空燃比フィードバック制御
装置において、補正値設定手段による空燃比フィードバ
ック補正値の増大操作量の総和と減少操作量の総和とを
それぞれ求める操作量総和検出手段と、この操作量総和
検出手段で求められた増大操作量の総和と減少操作量の
総和との比又は差に基づいて補正値設定手段により空燃
比フィードバック補正値を比例制御するタイミングを遅
らせる遅延時間を増大操作側と減少操作側とでそれぞれ
に可変設定する遅延時間設定手段と、この遅延時間設定
手段により設定された比例制御の遅延時間に応じて前記
補正値設定手段による比例制御のタイミングを強制的に
遅らせる比例制御遅延手段と、を設けるようにした。

ここで、第１図点線示のように、遅延時間設定手段によ
り可変設定される比例制御遅延時間の増大操作側と減少
操作側との合計時間を機関運転条件に基づいて設定する
遅延合計時間設定手段を備え、前記遅延時間設定手段が
遅延合計時間設定手段で設定された合計時間を増大操作
側と減少操作側とで分割する比率を可変設定するよう構
成しても良い。

また、第１図点緑石のように、機関の過渡運転状態を検
出する過渡運転検出手段と、比例制御遅延手段による比
例制御の強制的な遅延を前記過渡運転検出手段により機
関の過渡運転状態が検出されているときに禁止する過渡
運転検出手段と、を設けることが好ましい。

更に、第２図に示すように、機関吸入混合気の空燃比の
目標空燃比に対するリッチ・リーンを検出する空燃比検
出手段と、この空燃比検出手段で検出される空燃比のリ
ッチ・リーンに基づいて実際の空燃比を目標空燃比に近
づけるように燃料供給量をフィードバック補正するため
の空燃比フィードバック補正値を比例積分制御により増
減設定する補正値比例積分制御手段と、これにより、設
定された空燃比フィードバック補正値に基づいて機関へ
の燃料供給量を補正制御する燃料供給制御手段と、を含
んで構成された内燃機関の空燃比フィードバック制御装
置において、 補正値比例積分制御手段による空燃比フィードバック補
正値の増大操作量の総和と減少操作量の総和とをそれぞ
れ求める操作量総和検出手段と、この操作量総和検出手
段で求められた増大操作量の総和と減少操作量の総和と
の差が積分操作量に応じた目標値になるように、補正値
比例積分制御手段により空燃比フィードバック補正値を
比例制御するタイミングを遅らせる遅延時間を増大操作
側と減少操作側とでそれぞれに可変設定する遅延時間設
定手段と、この遅延時間設定手段により設定された比例
制御遅延時間に応じて前記補正値比例積分制御手段によ
る比例制御のタイミングを強制的に遅らせる比例制御遅
延手段と、を設けるようにした。

ここで、遅延時間設定手段が、積分操作量として操作量
の総和を求めたときの平均値を用いて遅延時間を可変設
定するよう構成することが好ましい。

また、遅延時間設定手段が、増大操作量の総和と減少操
作量の総和との差を積分操作量で除算した値を加重平均
し、この加重平均結果が目標値となるように比例制御遅
延時間を可変設定するよう構成すると良い。

〈作用〉 第１図に示す構成の発明において、補正値設定手段は、
検出される空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供
給量を補正するための空燃比フィードバック補正値を、
少なくともリッチ・リーン反転時の比例制御を含む制御
動作に基づいて増減設定し、燃料供給制御手段は前記空
燃比フィードバック補正値に基づいて燃料供給量を補正
制御して、空燃比のフィードバック制御が行われる。

ここで、操作量総和検出手段は、空燃比フィードバック
補正値の増大操作量及び減少操作量の総和をそれぞれ求
める。そして、遅延時間設定手段は、この増大操作量の
総和と減少操作量の総和との比又は差に基づいて空燃比
フィードバック補正値を比例制御するタイくングを遅ら
せる遅延時間を増大操作側と減少操作側とでそれぞれに
可変設定する。比例制御遅延手段は、上記のようにして
設定された比例制御による増減操作それぞれでの遅延時
間に応じて、空燃比フィードバック補正値の比例制御の
タイミングを強制的に遅らせる。

即ち、空燃比フィードバック補正値の増大操作量と減少
操作量とのバランス変化に基づいて、比例制御における
増大操作又は減少操作を行うタイミングを遅延させて、
空燃比振れ巾を増大させつつ操作量の増減バランスを保
つようにするものである。

比例制御の遅延時間を増大操作側と減少操作側とでそれ
ぞれ設定するに当たっては、遅延合計時間設定手段によ
って増減操作それぞれでの遅延時間の合計を機関運転条
件に基づいて設定し、この合計時間を増大操作側と減少
操作側とで分割する比率を可変設定するようにして、操
作量総和の比又は差に基づいて一方の遅延時間を増大さ
せたい場合は同時に他方の遅延時間を減少させるように
する。

また、機関の過渡運転状態が検出されたときには、過渡
時遅延禁止手段により比例制御の強制的な遅延を禁止し
、過渡時の空燃比制御性が比例制御の遅延によって悪化
することを防止する。

更に、第２図に示す構成の発明において、空燃比フィー
ドバック補正値を補正値比例積分制御手段により比例積
分制御によって増減設定する場合には、増大操作量の総
和と減少操作量の総和との差が、積分操作量に応じた目
標値になるように、空燃比フィードバック補正値を比例
制御するタイミングを遅らせる遅延時間を増大操作側と
減少操作側とでそれぞれに可変設定し、積分操作量の違
いによる操作量バランス要求変化に対応じて遅延時間が
設定されるようにする。

また、上記のように増大操作量の総和と減少操作量の総
和との差が積分操作量に応じた目標値になるように遅延
時間を設定するときには、積分操作量として操作量の総
和を求めたときの平均値を用い、積分操作量の変化に対
応できるようにする。

更に、増大操作量の総和と減少操作量の総和との差を積
分操作量で除算した値を加重平均し、この加重平均結果
が目標値となるように比例制御遅延時間を可変設定し、
操作量バランスのばらつきが遅延時間設定に大きく影響
されることがないようにする。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例を示す第３図において、内燃機関ｌには、エア
クリーナ２から吸気ダクト３．スロットル弁４及び吸気
マニホールド５を介して空気が吸入される。

吸気マニホールド５のブランチ部には、各気筒毎に燃料
噴射弁６が設けられている。この燃料噴射弁６は、ソレ
ノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する！
磁式燃料噴射弁であって、コントロールユニット１２か
らの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しな
い燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュレータによ
り所定の圧力に調整された燃料を噴射供給する。

機関１の各気筒の燃焼室には、それぞれ点火栓７が設け
られていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼
させる。

そして、機関１からは、排気マニホールド８゜排気ダク
ト９．三元触媒１０及びマフラー１１を介して排気が排
出される。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び人出力インタフエイス等を含
んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセ
ンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理して、
燃料噴射弁６の駆動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中にエアフロ
ーメータ１３が設けられていて、機関１の吸入空気流Ｉ
Ｑに応した電圧信号を出力する。

また、クランク角センサ１４が設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０”毎の基準信号ＲＥＦと、ク
ランク角１°又は２″毎の単位信号ＰＯ３とを出力する
。ここで、前記基準信号ＲＥＦの周期、或いは、所定時
間内における単位信号ＰＯ３の発生数を計測することに
より、機関回転速度Ｎを算出可能である。

機関１のウォータージャケットには、冷却水温度Ｔｗを
検出する水温センサ１５が設けられている。

更に、排気マニホールド８の集合部に空燃比検出手段と
しての酸素センサ１６が設けられ、排気中の酸素濃度を
介して機関１に吸入される混合気の空燃比を検出する。

前記酸素センサ１６は、理論空燃比を境として排気中の
酸素濃度が急変することを利用して、理論空燃比に対す
る実際の空燃比のリッチ・リーンを判別し得る公知のセ
ンサである。

また、前記スロットル弁４には、該スロットル弁４の開
度ＴＶＯをボテンシッメータにより検出するスロットル
センサ１７が付設されている。

かかる構成において、コントロールユニット１２に内蔵
されたマイクロコンピュータは、吸入空気流量Ｑと機関
回転速度Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを演算する
と共に、前記酸素センサ１６の検出値に基づき実際の空
燃比を目標空燃比（理論空燃比）に近づけるように基本
燃料噴射量Ｔｐを補正するための空燃比フィードバック
補正係数α（空燃比フィードバック補正４ｆＬ）を比例
積分制御により設定し、基本燃料噴射量Ｔｐを前記空燃
比フィードバック補正係数αやその他の運転条件に基づ
いて設定した各種の補正値によって補正することで最終
的な燃料噴射量Ｔｉを設定する。そして、かかる燃料噴
射量Ｔｉに相当するパルス巾の駆動パルス信号を燃料噴
射弁６に対して所定タイミングで出力して、機関１への
燃料供給を制御する。

次にコントロールユニット１２による空燃比フィードバ
ック補正係数α及び燃料噴射量Ｔｉの設定制御を、第４
図〜第６図のフローチャートにそれぞれ示すプログラム
に従って説明する。

尚、本実施例において、補正値設定手段、燃料供給制御
手段、操作量総和検出手段、遅延時間設定手段、比例制
御遅延手段９合計時間設定手段。

過渡運転検出手段、過渡運転検出手段としての機能は、
前記第４図〜第６図のフローチャートにそれぞれ示すよ
うにソフトウェア的に備えられている。

第４図のフローチャートに示すプログラムは、所定微小
時間毎に実行されて、実際の空燃比を理論空燃比（目標
空燃比）にフィードバック補正するための空燃比フィー
ドバック補正係数α（空燃比フィードバック補正値）を
、比例積分制御によって増減設定するプログラムである
。

まず、ステップ１（図中ではＳｌとしである。

以下同様）で酸素センサ１６の出力を読み込み、次のス
テップ２では、吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎから算
出される基本燃料噴射ＩＴｐと機関回転速度Ｎとに基づ
いて比例積分制御における操作量である比例分Ｐと積分
分Ｉとを設定する。

ステップ３では、酸素センサ１６の出力と理論空燃比（
目標空燃比）相当のスライスレベルとを比較して、吸入
混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリ
ーンであるかを判別する。

ここで、リッチであると判別されると、ステップ４へ進
み、リッチ判別初回を判定するためのフラグＰＬが１で
あるか否かを判別する。

ＰＬがｌであるときには、通常制御ではり−ンからりッ
チへの反転時で直ちに比例分Ｐによって補正係数αを減
少比例制御するが、本実施例では、次のステップ５でか
かる比例制御を遅延制御するためのタイマーｔｍＲがゼ
ロであるか否かを判別する。

タイマーｔｍＲは、後述するようにリーン空燃比状態に
おける積分制御時に設定されるようになっており、１亥
タイマーｔｍＲがゼロでないときには、ステップ６へ進
んでタイマーｔｍＲを１ダウンさせた後、ステップ２５
へ進んでリーン空燃比状態における積分制御による補正
係数αの増大操作を継続させる。即ち、リーンからリッ
チに反転しても直ちに比例制御を行うのではなく、所定
の遅延時間が設定されるタイマーｔｍＲが、空燃比反転
時からゼロにカウントダウンされるまでの間は、リーン
空燃比状態において行う補正係数αの増大積分制御を継
続させるものである。

空燃比がリッチに反転してからタイマーｔｍＲによって
遅延時間が計測されてタイマーｔｍＲがゼロになると、
ステップ７へ進んでリッチへの反転を判別するための前
記ＰＬをゼロリセットすると共に、リーンへの反転を判
別するためのＰＲに１をセットする。

次のステップ８では、前回までの補正係数αから比例分
Ｐを減算して、かかる比例制御により燃料噴射量Ｔｉが
減少補正されるようにする。

次のステップ９では、補正係数αを比例積分制御により
減少制御したときの操作量（比例分Ｐ及び積分分Ｉ）の
総和がセットされているΣαＬと、増大制御時の操作量
総和がセットされているΣαＲとの差（←ΣαＬ−Σα
Ｒ）を求め、この差と一定の所定値（目標値）とを比較
することにより、補正係数αによる燃料噴射量Ｔｉの増
減制御によって空燃比がリーン側に制御されているかリ
ンチ側に制御されているかを判別する。

即ち、例えばΣαＬ−ΣαＲが所定値を越えていてΣα
Ｌが目標よりも大きいときには、補正係数αの減少制御
量ΣαＬが増大制御量ΣαＲよりも大きく、これにより
、増減制御のバランスが減少方向にずれていることを示
すから、この場合には空燃比がリーン側に制御されてい
ることになる。

従って、ステップ９でΣαＬ−ΣαＲが所定値を越えて
いると判別されたときには、補正係数αの増大制御量を
増加させてリッチ側に修正する必要があるから、ステッ
プ１０へ進み、リッチ空燃比への反転時に比例制御を遅
延させる時間を増大させるべく、比例制御遅延時間のｔ
ｍＲとｔ　ｍ、　Ｌとの比率であるｒａｔｉｏに所定値
を加算して、遅延時間ｔｍＲが増大されて空燃比がリッ
チに反転してからも積分制御による補正係数αの増大制
御を継続させる時間を増大させるようにして、補正係数
αの増大操作量ΣαＲの増加を図る。

一方、ステップ９でΣαＬ−ΣαＲが所定イ直未満であ
ると判別されたときには、補正係数αの増大操作量が大
きく空燃比がリッチ側に制御される状態であるから、補
正係数αによる増減制御のバランスをとるために、補正
整数αの減少操作量ΣαＬを増加させる必要があるから
、ステップ１１へ進み、前記の場合と逆に、前記比率ｒ
ａｔｉｏから所定値を減算して、空燃比がリーンに反転
してからも、積分制御によって補正係数αを減少させる
制御がより長く継続されるようにして、補正係数αの減
少操作量ΣαＬの増加を図る。

このようにして、補正係数αの増減操作量のバランスが
目標になるように、比例制御の遅延時間を増減制御それ
ぞれに対応させて設定すると、次のステップ１２では、
今回のステップ８における比例操作量ＰをΣα【７にセ
ットして、次に比例制御されるまでの間における補正係
数αの減少操作量の総和がΣαＬにセットされるように
する。

上記のようにしてリッチ空燃比に反転してから所定の遅
延時間ｔｍＲ後に比例制御を実行すると、次回において
は、ステップ４でＰＬが１でないと判別されることによ
り、ステップ１３−”−進み、補正係数αの積分制御に
よる減少設定が行われ、次のステップ１４では、補正係
数αの減少操作量の総和をセットするΣαＬに今回の積
分分Ｉを加算し、次に、ステップ１２での比例針Ｐのセ
ットが行われるまでの間における補正係数αの減少操作
量が前記ΣαＬにセットされる。更に、次のステップ１
５では、現状の空燃比リッチ状態が解消されてリーン空
燃比に反転したときに比例制御を遅延させるための時間
をタイマーｔｍＬをセットする。

前記タイマーｔｍＬには、後述するように機関回転速度
Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとする運転条件
に基づいて設定されている遅延時間の総和ｔ　ｍ　（＋
ｔ　ｍＲ＋　ｔ　ｍＬ）に、１−ｒａｔｉ。

を乗算した値がセットされるようになっており、運転条
件に応じて設定される遅延時間の総和Ｌｍに対して、比
率ｒａｔｉｏが小さいときほど長い遅延時間がタイマー
ｔｍＬにセットされる。尚、後述するようにタイマーむ
ｍＲには、ｔ　ｍ　Ｘｒａｔｉｏの遅延時間がセットさ
れるようになっており、リッチへの反転時における比例
制御の遅延時間ｔｍＲと、リーンへの反転時における比
例制御の遅延時間ｔｍＬとの合計は、運転条件で決定さ
れる前記Ｌｍになる。

一方、ステップ３で空燃比がリーンであると判別された
ときにも、リッチ判別時と同様な制御が行われ、ステッ
プ１６でＰＲが１であると判別されるときには、比例制
御の遅延時間を計測するためのタイマーｔｍＬがゼロに
なるまでは、ステップ１８でタイマーｔｍＬをｌダウン
させてからステ・ンプ１３へ進むことにより、リッチ検
出時の減少積分制御が継続されるようにする。そして、
前記タイマーＬｍＬがゼロになると比例針Ｐを補正係数
αに加算して更新設定し、次に、補正係数αの増大操作
量ΣαＲと減少操作蓋ΣαＬとの差に基づいて遅延時間
の総和ｔｍを分割するための比率ｒａｔｉ。

を増減制御して、補正係数αの増大操作量ΣαＲと減少
操作量ΣαＬとのバランスが目標になるようにする。

端正係数αを比例制御によって増加させると、かかる比
例針ＰをΣαＲにセットし、次に続く積分制御による増
大制御の操作量である積分分ＩがこのΣαＲに積算され
るようにして、補正係数αの増大操作量の総和が前記Σ
αＲにセットされるようにする。

このように、補正係数αの増大操作量ΣαＲと減少制御
量ΣαＬとのバランス変化に基づいて比例制御の遅延時
間を増減制御それぞれで設定すれば、第７図に示すよう
に、補正係数αの増減操作量ΣαＲと減少制ｗｉｔΣα
Ｌとが所定のバランス状態になるように補正制御でき、
これによって理論空燃比への制御性が多少悪化していて
も、第８図に示すように比例制御の遅延によってサージ
トルクの抑止しつつ理論空燃比付近を中心とした空燃比
の振れ巾を大きくでき、空燃比振れ巾増大によるストレ
ージ効果（第９図参照）によって三元触媒１０における
ＮＯｘ及びＣｏ、ＨＣの転換効率を良い状態に維持させ
ることができる。

また、運転条件によって遅延制御時間の総和ｔｍが決定
されるから、各運転条件の要求遅延時間の変化に対応す
ることができ、過大な遅延時間の設定によりサージトル
クが部分的に増大したり、ストレージ効果にばらつきが
発生することを防止できる。

ところで、過渡運転状態においても上記のような比例制
御の遅延を行わせると、第１０図に示すように、過渡運
転時には元々空燃比変動の大きいのに、更に空燃比を理
論空燃比から大きく変化させてしまうことになり、三元
触媒１０における排気有害成分の転換効率を維持できな
くなるから、過渡時における比例制御の遅延は禁止する
ことが望ましい。

かかる過渡運転時の比例制御の遅延禁止が、第５図のフ
ローチャートに示すプログラムに従って行われる。

第５図のフローチャートに示すプログラムは、所定微小
時間毎に実行され、まず、ステップ３１でスロットル弁
４の開度ＴＶＯを人力し、次のステップ３２で本プログ
ラム実行周期間の開度ＴＶＯ変化量ΔＴＶＯが略ゼロで
あるか否かによって過渡運転の判別を行う。

そして、スロットル弁４が開度変化している過渡時には
、ステップ３３で過渡判別タイマーＡｃｃ　ｔ＋ｗに所
定値をセットしてからステップ３４へ進み、スロットル
弁４の開度ＴＶＯが一定しているとき（ΔＴＶＯξＯ）
には、ステップ３３をジャンプしてステップ３４へ進む
。

ステップ３４では、前記過渡判別タイマーＡｃｃｔｍが
ゼロであるか否かを判別し、ゼロでないときにはステッ
プ３５で１亥タイマーＡｃｃｔｍを１ダウンさせた後、
ステップ３６で遅延時間の総和であるｔｍにゼロをセッ
トし、前記遅延時間ｔｍＲ，ｔｍＬがいずれもゼロ設定
されて遅延制御が行われないようにする。

即ち、スロットル弁４の開度変化が止まってからち所定
時間内においては過渡運転状態と見做し、かかる過渡運
転状態における比例制御の遅延を禁止するものであり、
タイマーＡｃｃｔｎ＋がゼロである定常運転状態におい
ては、ステップ３７で基本燃料噴射ＩＴｐと機関回転速
度Ｎとをパラメータとして予め設定されているｔｍのマ
ツプから該当する運転条件のｔｍを検索して求め、ここ
で検索された遅延時間の総和ｔｍを、補正係数αの増大
比例制御時の遅延時間ｔｍＬと減少比例制御時の遅延時
間ｔｍＲとに分割して用いるようにする。

上記のようにして比例積分制御により増減設定される補
正係数αは、第６図のフローチャートに示す燃料噴射量
設定プログラムにおける基本燃料噴射量Ｔｐの補正制御
に用いられる。

第６図のフローチャートに示すプログラムは、やはり所
定微小時間毎に実行され、まず、ステ・ノブ４１で吸入
空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとに基づき基本燃料噴射Ｉ
Ｔｐ　（−ＫｘＱ／Ｎ　ＨＫは定数）を演算する。

そして、次のステップ４２では、前記第４図のフローチ
ャートに示すプログラムで設定された空燃比フィードバ
ック補正係数α、更に、水温センサ１５によって検出さ
れる冷却水温度Ｔｗに基づき設定される水温増量補正係
数等を含む各種補正係数Ｃ０ＥＦ、バッテリ電圧による
燃料噴射弁６の有効噴射時間の変化を補正するための補
正分子ｓ等によって前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正して
最終的な燃料噴射量Ｔｉ（←’ｒｐｘαＸＣ０ＥＦ＋Ｔ
Ｓ）を設定する。

ここで所定微小時間毎に更新設定される燃料噴射量（燃
料供給量）Ｔｉは、所定の噴射タイミングになると読み
出され、この読み出した燃料噴射量Ｔｉに相当するパル
ス巾の駆動パルス信号が燃料噴射弁６に送られることに
よって、燃料噴射弁６が燃料噴射量Ｔｉに相当する時間
だけ開駆動されて、機関への燃料供給量が制御されるよ
うになっている。

ところで、上記実施例では、空燃比フィードバック補正
係数αの増大操作量ΣαＲと減少操作量ΣαＬとの差が
目標値になるように、比例制御を遅延させる遅延時間ｔ
ｍＬ、ｔｍＲの比率ｒａｔｉ。

を決定するようにしたが、積分操作Ｍ（積分分■）の大
きさが変化すると、第１１図に示すように、前記目標を
変える必要があり、第１２図のフローチャートに示すプ
ログラムに示すように、補正係数αの増大操作量ΣαＲ
と減少操作量ΣαＬとの差が、積分操作量に応じた目標
値になるように制御することが、制御精度の向上の面か
ら望ましい。

第１２図のフローチャートに示すプログラムは、前記第
４図のフローチャートに示すプログラムと同様に比例積
分制御によって空燃比フィードバック補正係数αを増減
設定するものであり、共通する処理が多々あるので、以
下に異なる処理内容を中心に説明し、共通記号を用いて
共通の処理内容については説明を省略する。

尚、第２図に示す発明構成における補正値比例積分制御
手段、操作量総和検出手段、遅延時間設定手段、比例制
御遅延手段としての機能が、前記第１２図のフローチャ
ートに示すようにソフトウェア的に備えられており、燃
料供給制御手段については前記第６図のフローチャート
に示すプログラムと同様の処理を行うものとする。

空燃比のリッチ判別状態であり、然も、ステップ５４で
ＰＬが１であると判別され、リッチ空燃比へ反転してか
ら未だ比例制御を実行していないときには、ステップ５
５で比例制御の遅延時間を計測するタイマーｔｍＲがゼ
ロであるか否かを判別し、ゼロでないときには、ステッ
プ５６でタイマーＬｍＲを１ダウンさせた後、リーン状
態における増大積分制御を継続させる。

そして、タイマーｔｍＲがゼロになって遅延時間が空燃
比のリッチ反転時から経過すると、ステップ５８で空燃
比フィードバック補正係数αの比例骨Ｐによる減少設定
を行ったのち、ステップ５９では補正係数αの増大操作
量が積算されているΣαＲの値をｍαＲにセットする。

そして、次のステップ６０では、前記ｍαＲと、同様に
してステップ８１で減少操作量ΣαＬの値がセットされ
たｍα上との差を、ΣαＲを求めたときの積分操作量の
平均ΣＩ　Ｒ／　ｒとΣαＬを求めたときの積分操作量
の平均ΣＩ　Ｌ／ｌとを加算した値で除算し、かかる演
算結果をＸにセットする。

即ち、前記Ｘは、補正係数αの増大操作３１ｍαＲと減
少操作量ｍαＬとの差を、積分操作量の平均で除算した
値であり、かかるＸが目標となるように遅延時間を制御
することで、積分操作量に応じた目標に増大操作量Σα
Ｒと減少操作量ΣαＬとの差を制御することになる。

尚、前述のように積分操作量の平均を求めるのは、積分
制御ではそのときどきに応じて操作量が異なるためであ
る。

ステップ６０でＸを算出すると、次のステップ６１では
、このＸの加重平均値Ｘａｖを以下の式に従って算出し
、Ｘが算出される毎のばらつきを抑えるようにする。

ステップ６１で前記Ｘの加重平均（１ｗＸａｖを演算す
ると、次のステップ６２ではこの加重平均値Ｘａνと一
定の目＋ｉ値とを比較し、増減操作量のバランスが積分
操作量に応じた目標になっているか否かを判別する。

ここで、比例積分制御における増大操作量ΣαＲが減少
操作量ΣαＬよりも大きく、Ｘａｖが目標値よりも大き
くなっている空燃比のリンチ化傾向時には、ステップ６
３へ進んで積分制御による補正係数αの増大制御をリッ
チに反転してからも継続させる時間、即ち、ステップ５
８での比例制御による補正係数αの減少設定を遅延させ
る時間を設定するためのＴＭＲを１ダウンさせ、リッチ
へ反転してからリーン化させる比例制御を遅延させる時
間が短くなるようにする。

そして、次のステップ６４では、上記ステップ６３で減
少設定した結果のＴＭＲがゼロ未満になったかを判別す
る。ゼロ未満にまでＴＭＲが減少設定されているときに
は、ステップ６５でＴＭＲにゼロをセットすると共に、
リーンへの反転時に空燃比をリッチ化させる比例制御を
遅延させる時間を決定するＴＭＬを１アツプさせる。こ
のように、補正係数αの操作量バランスから空燃比がリ
ッチ側に制御される傾向にあるときには、リーン化の積
分制御を継続させる時間を長＜シ（リッチ化比例制御を
長い時間遅延させ）、逆に、リッチ化の積分制御を継続
させる時間を短くして（リーン化比例制御の遅延時間を
短くシ）、トータルでリッチ化の傾向を抑止するように
する。

一方、ステップ６２でリーン化傾向にあると判別された
ときには、前記の場合とは全く逆に比例制御の遅延時間
が調整されるようにして、補正係数αの増大操作量が増
加させ、リーン化傾向が解消されるようにする（ステッ
プ６６〜６８）。

次のステップ６９では、空燃比のリッチ反転に対応じて
ステップ５８で行われた比例制御の操作量である比例骨
Ｐを、補正係数αの減少操作量の総和をサンプリングす
るΣαＬにセットし、次のステップ７０では、補正係数
αの増大制御時に用いた積分操作蓋の総和をサンプリン
グしたΣＩＲをゼロリセットすると共に、かかるΣＩＲ
に積算された積分操作量のサンプル数をカウントしたｒ
をゼロリセットする。

そして、ステップ７１では、上記ステップ６２〜６８で
設定されたＴＭＬを、増大比例制御の遅延時間を計測す
るタイマーｔｍＬにセットする。

このようにしてリッチ空燃比に反転したときに比例制御
によって補正係数αを減少設定し、これに続くリッチ空
燃比状態では、積分制御によって補正係数αを徐々に減
少設定する。

即ち、ステップ７２では、ステップ５２で運転条件に基
づいて設定された積分分Ｉに最新の燃料噴射量Ｔｉを乗
算した値を、前回までの補正係数αから減算し、次のス
テップ７３では、補正係数αの減少操作量の総和を求め
るために、ΣαＬに今回の積分制御に用いたｌＸＴｉを
加算して更新し、更に、次のステップ７４では、減少操
作量のうちの積分操作量のみを積算すべく、ΣＩＬに今
回の積分制御に用いた操作量であるｌＸＴｉを加算して
更新する。また、ステップ７５では、ステップ７４にお
ける積分操作量の積算回数をカウントするためのｌを１
アツプさせるつ 同様に、補正係数αを増大操作しているときに、その操
作量の総和がΣαＲにサンプリングされ、また、かかる
操作量の中の積分操作量の総和がΣＩＲとしてサンプリ
ング（サンプリング数ｒ）され、所定の遅延制御の後に
ステップ８０で比例制御により補正係数αを増大操作す
ると、次に前記ステップ６０と同様にしてステップ８２
で増大操作量と減少操作量との差を積分操作量の平均で
除算した（Ｌｉ！Ｘを演算し、更に、次のステップ８３
で最新のＸを前回までの加重平均値Ｘａｖと加重平均し
てＸａｖを更新させる。そして、かかるＸａｖと一定の
目標値とを比較して、補正係数αの増減操作量バランス
に基づく空燃比制御点のずれを求め、これを解消する方
向に比例制御の遅延時間を設定する。

尚、上記実施例では、空燃比フィードバック補正係数α
の増大操作量ΣαＲと減少操作量ΣαＬとの差を、積分
操作量の平均値で除算した値Ｘが、一定の目標値になる
ように比例制御の遅延時間を決定したが、補正係数αの
増大操作量ΣαＲと減少操作量ΣαＬとの差が、積分操
作量で補正した目標値になるように遅延時間を決定する
ようにしても良い。

このように、本実施例によると、所望の転換効率を得る
ための増大操作量ΣαＲと減少操作量ΣαＬとの差の目
標が、第１１図に示すように、積分操作量の違いによっ
て変化しても、ΣαＲ−ΣαＬを積分操作量の変化に対
応した目標に調整できるから、積分操作量が運転条件で
大きく異なっても、排気有害成分の転換効率を維持でき
る遅延時間の設定が行える。

尚、本実施例では、空燃比フィードバック補正係数αの
増大操作量ΣαＲと減少操作量ΣαＬとの差が目標とな
るように遅延時間を設定して、所望の転換効率が維持で
きるようにしたが、増大操作量ΣαＲと減少操作量Σα
Ｉ、との比に基づいて同様の制御が行えることは明らが
である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、理論空燃比への制
御性が多少悪化しても、サージトルクの増大を抑止しつ
つ空燃比の振れ巾を増大させることができるから、排気
を浄化する三元触媒における転換効率をストレージ効果
の発生によって維持させることができる。また、増大比
例制御の遅延時間と減少比例制御の遅延時間との総和を
、運転条件に応じて設定することで、運転条件による要
求遅延時間の変化に対応じて、サージトルク性能及びス
トレージ効果レベルを均一にできる。更に、過渡運転時
に比例制御の遅延を禁止することで、過渡時の空燃比制
御性が悪化することを防止できる。

また、空燃比フィードバック補正値を比例積分制御によ
り増減制御するときに、積分操作量の変化によって増大
操作量と減少操作量とのバランス要求値に変化があって
も、増大操作量と減少操作量との差又は比を、積分操作
量に応じた目標に制御することで、積分操作量の変化が
あっても精度良く転換効率を維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の構成を示すブロッ
ク図、第３図は本発明の一実施例を示すシステム概略図
、第４図〜第６図はそれぞれ同上実施例における制御内
容を示すフローチャート、第７図は同上実施例における
制御特性を示す線図、第８図はサージトルクレベルと空
燃比振れ巾との関係を示す線図、第９図は空燃比及び空
燃比振れ巾と転換効率との関係を示す線図、第１０図は
過渡時に比例制御の遅延を行ったときの影響を示すタイ
ムチャート、第１１図は積分操作量の変化による増減操
作量バランスの目標変化を示す線図、第１２図は本発明
にかかる空燃比フィードバック補正値設定制御の別の実
施例を示すフローチャート、第１３図は比例操作量とサ
ージトルクとの関係を示す線図である。 １・・・機関　　４・・・スロットル弁　　６・・・燃
料噴射弁　　１０・・・三元触媒　　１２・・・コント
ロールユニット　　１３・・・エアフローメータ　　１
４・・・クランク角センサ　　１６・・・酸素センサ　
　１７・・・スロットルセンサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関吸入混合気の空燃比の目標空燃比に対するリ
   ッチ・リーンを検出する空燃比検出手段と、該空燃比検
   出手段で検出される空燃比のリッチ・リーンに基づいて
   実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供給量
   をフィードバック補正するための空燃比フィードバック
   補正値を、少なくともリッチ・リーン反転時の比例制御
   を含む制御動作に基づいて増減設定する補正値設定手段
   と、前記設定された空燃比フィードバック補正値に基づ
   いて機関への燃料供給量を補正制御する燃料供給制御手
   段と、 を含んで構成された内燃機関の空燃比フィードバック制
   御装置において、 前記補正値設定手段による空燃比フィードバック補正値
   の増大操作量の総和と減少操作量の総和とをそれぞれ求
   める操作量総和検出手段と、該操作量総和検出手段で求
   められた増大操作量の総和と減少操作量の総和との比又
   は差に基づいて前記補正値設定手段により空燃比フィー
   ドバック補正値を比例制御するタイミングを遅らせる遅
   延時間を増大操作側と減少操作側とでそれぞれに可変設
   定する遅延時間設定手段と、 該遅延時間設定手段により設定された比例制御の遅延時
   間に応じて前記補正値設定手段による比例制御のタイミ
   ングを強制的に遅らせる比例制御遅延手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比フィードバ
   ック制御装置。
2. （２）前記遅延時間設定手段により可変設定される比例
   制御遅延時間の増大操作側と減少操作側との合計時間を
   機関運転条件に基づいて設定する遅延合計時間設定手段
   を備え、前記遅延時間設定手段が前記設定された合計時
   間を増大操作側と減少操作側とで分割する比率を可変設
   定するよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の
   内燃機関の空燃比フィードバック制御装置。
3. （３）機関の過渡運転状態を検出する過渡運転検出手段
   と、 前記比例制御遅延手段による比例制御の強制的な遅延を
   前記過渡運転検出手段により機関の過渡運転状態が検出
   されているときに禁止する過渡時遅延禁止手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに
   記載の内燃機関の空燃比フィードバック制御装置。
4. （４）機関吸入混合気の空燃比の目標空燃比に対するリ
   ッチ・リーンを検出する空燃比検出手段と、該空燃比検
   出手段で検出される空燃比のリッチ・リーンに基づいて
   実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供給量
   をフィードバック補正するための空燃比フィードバック
   補正値を比例積分制御により増減設定する補正値比例積
   分制御手段と、 前記設定された空燃比フィードバック補正値に基づいて
   機関への燃料供給量を補正制御する燃料供給制御手段と
   、 を含んで構成された内燃機関の空燃比フィードバック制
   御装置において、 前記補正値比例積分制御手段による空燃比フィードバッ
   ク補正値の増大操作量の総和と減少操作量の総和とをそ
   れぞれ求める操作量総和検出手段と、 該操作量総和検出手段で求められた増大操作量の総和と
   減少操作量の総和との差が積分操作量に応じた目標値に
   なるように、前記補正値比例積分制御手段により空燃比
   フィードバック補正値を比例制御するタイミングを遅ら
   せる遅延時間を増大操作側と減少操作側とでそれぞれに
   可変設定する遅延時間設定手段と、 該遅延時間設定手段により設定された比例制御遅延時間
   に応じて前記補正値比例積分制御手段による比例制御の
   タイミングを強制的に遅らせる比例制御遅延手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比フィードバ
   ック制御装置。
5. （５）前記遅延時間設定手段が、積分操作量として操作
   量の総和を求めたときの平均値を用いて遅延時間を可変
   設定するよう構成したことを特徴とする請求項４記載の
   内燃機関の空燃比フィードバック制御装置。
6. （６）前記遅延時間設定手段が、増大操作量の総和と減
   少操作量の総和との差を積分操作量で除算した値を加重
   平均し、該加重平均結果が目標値となるように比例制御
   遅延時間を可変設定するよう構成したことを特徴とする
   請求項４又は５のいずれかに記載の内燃機関の空燃比フ
   ィードバック制御装置。