JPH0417747A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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制御装置に関し、詳しくは、
触媒式排気浄化装置の上流側及び下流側それぞれで空燃
比を検出し、機関吸入混合気の空燃比をフィードバック
制御するよう構成された空燃比制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、排気浄化用に排気系に設けられる三元触媒に
おける転換効率を良好に維持するために、機関吸入混合
気の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御すること
が行われており、排気中の酸素濃度を介じて空燃比を検
出する酸素センサを、応答性を確保するために燃焼室に
比較的近い排気マニホールドの集合部などに設け、この
酸素センサで検出される排気中酸素濃度に基づいて理論
空燃比に対する実際の空燃比のリッチ・リーンを検出し
て、機関への燃料供給量などをフィードバック制御する
ようにしている。

しかしながら、上記のように燃焼室に比較的近い排気系
に設けられる酸素センサは、高温排気に曝されることに
なるため、熱劣化など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であるため全気筒の平均的
な空燃比を検出し難いため、空燃比の検出精度にバラツ
キがあり、引いては、空燃比の制御精度を悪化させてい
た。

この点に鑑み、触媒の下流側にも酸素センサを設け、２
つの酸素センサの検出値を用いて空燃比をフィードバッ
ク制御するものが擾案されている（特開昭５８−４８７
５６号公報等参照）。

即ち、下流側の酸素センサは、三元触媒の０２ストレー
ジ効果（理論空燃比よりもリーン時は酸素量大、リーン
時は酸素量小の状態が継続して出力が遅延する。）によ
って応答性は悪いが、三元触媒にとってＣｏ、ＨＣ，Ｎ
Ｏｘの転換効率が最も良い空燃比を検出できるため、上
流側の酸素センサの劣化状態を補償した高精度で安定し
た検出性能が得られる。

そこで、２つの酸素センサの検出値に基づいてそれぞれ
に独立した空燃比のフィードバック制御を行わせたり、
上流側の酸素センサによる空燃比フィードバック制御の
特性を下流側の酸素センサで補償したりして、上流側の
センサで応答性を確保しつつ、下流側で制御点の精度を
補償して、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。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のように触媒式排気浄化装置の上流側及
び下流側にそれぞれ酸素センサを設けて空燃比をフィー
ドバック制御させる場合、下流側センサの出力は大きな
応答遅れがあるから、下流側センサでリーン（リッチ）
が検出されていて空燃比を徐々にリッチ化（リーン化）
させる制御を行わせた結果、下流側センサで空燃比のリ
ーンからリッチへ（リッチからリーンへ）の反転が検出
されたときには、実際の燃焼室空燃比は既に太きくリッ
チ化（リーン化）していることになる。このため、下流
側センサにより検出される空燃比のリーン−リッチ反転
時にはＣｏ、ＨＣなどの排出量が増加し、逆に、リッチ
−リーン反転時にはＮＯｘが増大してしまうという問題
があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、触媒式
排気浄化装置の下流側に設けた酸素センサなとの空燃比
センサにより、上流側に設けた酸素センサによる空燃比
制御精度のずれを補償しつつ、目標空燃比に対する振れ
巾が過剰に大きくなることを防止できる空燃比制御装置
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、内燃機関の
排気系に設けられた触媒式排気浄化装置の上流側及び下
流側にそれぞれ設けられ、機関吸入混合気の空燃比によ
って変化する排気中の特定成分の濃度に感応して出力値
が変化する第１及び第２の空燃比センサと、第１の空燃
比センサの出力値に基づいて機関吸入混合気−の空燃比
を目標空燃比にフィードハック制御する空燃比フィード
ハ７り制御手段と、この空燃比フィードバック制御手段
による空燃比のリーン方向制御量の総量とリッチ方向制
御量の総量とをそれぞれ演算する制御総量演算手段と、
この制御総量演算手段で演算されるリーン方向制御量の
総量とリッチ方向制御量の総量との差又は比が目標値に
なるように前記空燃比フィードバック制御手段における
制御操作量を可変設定する制御操作量設定手段と、第２
の空燃比センサの出力値に基づいて前記目標値を増減設
定する目標値設定手段と、を含んで内燃機関の空燃比制
御装置を構成するようにした。

〈作用〉 かかる構成によると、空燃比フィードバック制御手段は
、触媒式排気浄化装置の上流側に設けられた空燃比セン
サの出力値に基づいて機関吸入混合気の空燃比を目標空
燃比にフィードハック制御するが、かかるフィードパン
ク制御におけるり−ン方向制御量の総量及びリッチ方向
制御量の総量がそれぞれ制御総量演算手段で演算される
。そして、制御操作量設定手段は、リーン方向制ａｔの
総量とリッチ方向制御量の総量との差又は比が目標値に
なるように空燃比フィードバック制御手段における制御
操作量を可変設定し、リーン方向制御量の総量とリッチ
方向制御量の総量との差又は比が前記目標値となって空
燃比が目標にフィードバックされるようにする。

ここで、前記制御量の総量のリッチ・リーン方向での差
又は比の目標値が、触媒式排気浄化装置の下流側に設け
られた第２の空燃比センサに基づいて増減設定されるよ
うになっており、触媒上流側に設けられた第１の空燃比
センサの出力値に基づくフィードバック制御の制御点が
、第２の空燃比センサの検出結果に基づいて補正される
ことになる。

また、制御総量の差又は比が目標値になるようにフィー
ドバック制御における制御操作量を可変設定するから、
目標値に対する収束を考慮しつつ制御操作量を可変設定
することが可能となって、制御操作量が拡散することを
抑止でき、フィードバック制御で振れる空燃比の巾を抑
制して触媒の転換効率を良好に維持させることができる
。

〈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２図において、機関１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。前記燃料噴射弁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電磁式燃料噴射弁で
あって、後述する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じ、図示しない燃料ポ
ンプから圧送されプレッシャレギューレータにより所定
の圧力に調整された燃料を吸気マニホールド５内に噴射
供給する。

尚、本実施例では上記のようにマルチポイントインジェ
クションシステム（ＭＰ１方式）としたが、スロットル
弁４の上流などに全気筒共通に単一の燃料噴射弁を設け
るシングルポイントインジェクシゴンシステム（ＳＰ１
方式）であっても良い。

機関Ｉ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。前記三元触媒１０は、排気成分中のＣｏ、Ｈ
Ｃを酸化し、また、ＮＯｘを還元して、他の無害な物質
に転換する触媒式排気浄化装置であり、機関吸入混合気
を理論空燃比で燃焼させたときに再転換効率が最も良好
なものとなる（第６図参照）。

コントロールユニット１２は、ＣＰＬＩ、ＲＯＭＲＡＭ
、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスを含んで構成
されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから
の検出出力を入力して、後述の如く演算処理して燃料噴
射弁６の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式或
いはフランブ式などのエアフローメータ１３が設シナら
れていて、機関１の吸入空気流量Ｑに応じた電圧信号を
出力する。

また、クランク角センサＩ４が設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０°毎の基準信号と、クランク
角１°又は２°毎の単位信号とを出力する。ここで、前
記基準信号の周期、或いは、所定時間内における前記単
位信号の発生数を計測することより、機関回転速度Ｎを
算出することができる。

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

更に、三元触媒１０の上流側となる排気マニホールド８
の集合部に第１の空燃比センサとしての第１酸素センサ
１６が設けられており、また、三元触媒１０の下流側で
マフラー１１の上流側には第２の空燃比センサとしての
第２酸素センサ１７が設けられている。

前記第１酸素センサ１６及び第２酸素センサ１７は、排
気中の特定成分としての酸素の濃度に感応して出力値が
変化する公知のセンサであり、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、基準気体としての
大気と排気との酸素濃度差に応じて理論空燃比よりもリ
ッチであるときには１■付近の電圧を、また、理論空燃
比よりもリーンであるときには０付近の電圧を出力する
（第６図参照）。

ここにおいて、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のＣＰＵは、第３図及び第４図の
フローチャートにそれぞれ示すＲＯＭ上のプログラムに
従って演算処理を行い、機関１の燃料供給量を制御する
。

尚、空燃比フィードバック制御手段、制御総量演算手段
、制御操作量設定手段、目標値設定手段としての機能は
、前記第３図及び第４図のフローチャートにそれぞれ示
すようにコントロールユニット１２がソフトウェア的に
備えている。

次に第３図及び第４図のフローチャートを参照しつつコ
ントロールユニット１２内のマイクロコンピュータの演
算処理の様子を説明する。

第３図のフローチャートは、所定微小時間（例えば１０
ｍ５）毎に実行され、空燃比フィードバック補正係数α
を比例積分制御で設定して、該空燃比フィードバック補
正係数αに基づいて基本燃料噴射量ＴＰを補正して燃料
噴射量Ｔｉを設定するプログラムであり、このプログラ
ムで設定される燃料噴射量Ｔｉに対応する駆動パルス信
号を、燃料噴射弁６に所定タイミングで出力して燃料噴
射を実行させるようになっている。

まず、ステップ１（図中ではＳｌとしである。

以下同様）では、排気マニホールド８の集合部、即ち、
三元触媒１０の上流側に設けられた第１酸素センサ１６
（ＦＯ２／Ｓ）の出力値をＦ　Ｖ　Ｏｚ　ニセットする
。

次のステップ２では、ステップ１でＦＶＯ□にセントし
た出力値（電圧値）と、目標空燃比である理論空燃比相
当のスライスレベルである所定Ｎ圧（例えば５００１１
Ｉｖ）とを比較することによって、第１酸素センサ１６
で検出される機関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（第５図
参照）。

そして、ステップ２でＦＶＯ□＞　５００ｍｖであると
判別されて、理論空燃比よりもリッチであるときには、
ステップ３へ進み、フラグＦＲの判別を行う。

前記フラグＦＲは、後述するようにリーン判別の初回、
即ち、リッチからリーンに反転した初回にゼロがセット
されるようにしてあり、リーン状態ではゼロを保ち、然
も、リーンからリッチへ反転した初回に１がセットされ
るようにしであるので、ステップ３でフラグＦＲがゼロ
であると判別されたときは、リーンからリッチへの反転
初回である。

ステップ３でフラグＦＲがゼロであると判別されたリッ
チへの反転初回時には、ステップ４へ進み、後述するよ
うに基本燃料噴射量Ｔｐに乗算される空燃比フィードバ
ック補正係数α（基準値＝１）の比例制御による減少設
定を以下の式に従って行う。

α←α−ＰｘＳＲ 上式で、Ｐは予め設定された制御操作量とじての比例定
数であり、ＳＲ（％）は前記比例定数の補正係数であっ
て、後述するように空燃比フィードバック補正係数αの
増大（リッチ方向）制御量の総量と減少（リーン）方向
制御量の総量との差に基づいて可変設定されるようにな
っている。

次のステップ５では、今回上記のステップ４で空燃比フ
ィードバック補正係数αを減少させた量であるＰＸＳＲ
をΣαＲにセットする。

次のステップ６では、空燃比がリーンであると判別され
ている間において、空燃比フィードハック補正係数αを
増大補正させて空燃比のリッチ化を図ったときの補正係
数αの増大制御量の総量をサンプリングしたΣαＬをＭ
Ｌにセットする。尚、上記のΣαＬは、今回リッチに反
転する前のり−ン空燃比状態において補正係数αを比例
積分制御で増大補正した値の総量である。

ステップ７では、前記フラグＦＲに１をセットする。こ
れにより、次回もリッチ判別されると、ステップ３でフ
ラグＦＲが１であると判別されることにより、ステップ
９へ進むことになる。

次のステップ８では、前記ステップ６で求めた最新のリ
ーン状態における補正係数αの増大補正の総量であるＭ
Ｌと、前回までの加重平均結果ＭＬａｖとを加重平均し
て、その結果を新たにＭＬａｖにセットする。

一方、ステップ３でフラグＦＲが１であると判別される
リッチ空燃比の継続状態においては、ステップ９で補正
係数αを積分制御によって徐々に減少設定させる。ここ
では、機関負荷に対応する燃料噴射量Ｔｉと所定の積分
定数Ｉセを乗算した値を補正係数αから減算するように
してあり（α←α−ＩＸＴｉ）、ここでの補正係数αの
減少制御量はｌＸＴｉとなる。

従って、次のステップ１０では、リッチ空燃比への反転
初回に比例制御分のＰＸＳＲをセットしたΣαＲに、ス
テップ９での減少制御量であるｌＸＴｉを加算して、該
加算結果を新たにΣαＲとする。このように、リッチ空
燃比への反転初回における比例制御でのＰＸＳＲに対し
て、その後の積分制御におけるｌＸＴｉがその都度加算
されて、空燃比のリッチ状態において補正係数αを全部
でどれだけ減少制御したかがΣαＲに設定されるように
しである。

上記のリッチ状態における制御と略同様な制御がリーン
状態においても行われるが、リーンへの反転初回におけ
る比例制御では、所定の比例定数Ｐに対して（１−３Ｒ
）を乗算した結果を補正係数αに加算するようにしであ
る（ステップ１２）。従って、前記ＳＲを増大させたと
きには、補正係数αを比例制御で減少させる値が大きく
なり、逆に、補正係数αを比例制御で増大させる値が小
さくなり、結果、空燃比フィードバック制御における制
御点がリーン側にずれることになる。

また、リーンへの反転初回においては、前回までのリッ
チ空燃比状態において補正係数αを減少制御した総量が
サンプリングされているΣαＲをＭＲにセットしくステ
ップ１４）、このＭＲの加重平均値ＭＲａｖを演算する
（ステップ１６）。

更に、空燃比リーン状態において、補正係数αを増大制
御した値の総量をΣαＬに積算していく制御も行われる
（ステップ１３．１８）。

上記のようにして、空燃比のリッチ・リーン反転時に更
新設定されるリッチ状態における補正係数αの減少補正
の総量ＭＲａｖ及びリーン状態における補正係数αの増
大補正の総量ＭＬａｖは、ステップ１９の演算処理で用
いられる。

ステップ１９は、リッチ又はリーンへの反転初回に実行
されるものであり、上記のようにして算出されるＭＬａ
ｖとＭＲａｖとの差を求め（ＭＬａｖ−ＭＲａｖ）、こ
の差をΔＤにセットする。

そして、次のステップ２０では、前記ステップ１９で求
めたΔＤと該ΔＤの目標との差（ΔＤ−目標）に基づい
て、前記比例定数Ｐの補正係数であるＳＲの更新設定を
行わせる。

即ち、ΔＤ−目標が略ゼロであって、ΔＤが略目標と一
致しているときには、前記補正係数ＳＲは更新されない
が、図中に示すように、ΔＤ−目標がプラスの値となっ
た場合、換言すれば、目標に対してＭＬａｖが大きすぎ
て（ＭＲａｖが小さすぎて）、目標に対して制御点がリ
ッチ側にずれているときには、ＳＲがプラス側に補正設
定されるようにしである。

ＳＲがプラス補正されると、ステップ４において補正係
数αが比例制御で減少する割合が大きくなり、逆に、ス
テップ１２において補正係数αが比例制御で増大する割
合が小さくなる。従って、ＳＲがプラス補正されると、
ＭＬａｖを減少させ、ＭＲａｖを増大させる方向に補正
されることになり、これによって、ΔＤ　（＝ＭＬａｖ
−ＭＲａｖ）を減少させて目標に近づけることができる
。

逆に、ΔＤ−目標がマイナス側の値となったときには、
ＳＲはマイナス側に補正され、これによってＭＬａｖが
大きくなりＭＲａｖが小さくなってΔＤを大きくするこ
とができるから、この場合にもΔＤを目標に近づけるこ
とができる。

尚、ΔＤ−目標がゼロ近傍であるときには、ΔＤ−目標
に応したＳＲの補正値がゼロ近傍に設定されるようにし
て、目標に近いΔＤでフィードバック制御されていると
きの安定性を図り、ΔＤ目標が大きくプラス又はマイナ
ス側に振れているときには、太きくＳＲが補正されて応
答性が確保できるようにしである。

前記目標は、第１酸素センサ１６による空燃比フィード
バック補正の制御点を決定することになり、第１酸素セ
ンサ１６の出力特性が熱劣化などで変化して理論空燃比
を境とした出力反転特性がずれた場合でも、前記目標を
理論空燃比相当とすれば、第１酸素センサ１６に基づい
て理論空燃比にフィードバック制御させることができる
（第６図参照）。

即ち、例えば初期状態においてＭＬａｖ：ＭＲａν＝５
０　：　５０で理論空燃比にフォードバック制御できて
いても、第１酸素センサ１６の出力特性が変化すると、
例えばＭ　Ｌａｖ　：　Ｍ　Ｒａｖ＝４５　：　５５に
して初めて理論空燃比にフィードバック制御されるよう
になることがある。このとき、ＭＬａｖ　：　ＭＲａｖ
＝５０：５０では理論空燃比に制御されてなくリンチ側
に制御点がずれていることが分かれば、ΔＤの目標を徐
々に減少させることで前記ＳＲが増大補正されるように
なり、これによってＭＬａｖを減少させ、ＭＲａｖを増
大させる方向に補正して、理論空燃比相当のＭ　Ｌａｖ
　：　Ｍ　Ｒａｖ＝４５　：　５５！こ近づけることが
できるものであり（第６図参照）、後述するように第１
酸素センサ１６に基づくフィードバック制御点のずれを
第２酸素センサ１７の出力に基づいて検出し、このずれ
に基づいて目標を増減変化させるようにしである。

上記のようにして、空燃比フィードバック補正係数αが
設定されると、本プログラム実行毎に処理されることに
なるステップ２１で、前記補正係数αを用いた燃料噴射
量Ｔｉの設定が行われる。

ステップ２１では、まず、エアフローメータ１３で検出
される吸入空気流量Ｑと、クランク角センサ１４からの
検出信号に基づいて算出される機関回転速度Ｎとから、
基本燃料噴射量Ｔｐ　（＝ＫｘＱ／Ｎ；には定数）を演
算する一方、水温センサ１５で検出される冷却水温度Ｔ
ｗを主とした機関運転条件による各種補正係数Ｃ０ＥＦ
を設定し、また、バッテリ電圧による燃料噴射弁６の有
効開弁時間の変化を補正するための補正分子ｓを設定し
、これらの補正値と前記空燃比フィードバック補正係数
αと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（←２ＴｐＸα×Ｃ０ＥＦ＋Ｔｓ）を
設定する。

コントロールユニット１２は、所定の燃料噴射タイミン
グになったときに、上記ステップ２１で本プログラム実
行毎に更新演算される燃料噴射量Ｔｉの最新値を読み出
して、該燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス巾の駆動パル
ス信号を燃料噴射弁６に出力することにより、燃料噴射
弁６による燃料噴射量を制御する。

ところで、上記のように、ΔＤの目標を理論空燃比相当
に可変設定する必要があり、かかる目標の設定制御を第
４図のフローチャートに従って以下に説明する。

第４図のフローチャートに示すプログラムは、微小時間
（例えばＬｏｎｇｓ）毎に実行されるようになっており
、まず、ステップ３１では、三元触媒１０の下流側に設
けた第２酸素センサ１７の出力電圧をＲＶ　Ｏｚにセッ
トする。

そして、次のステップ３２では、前記ステップ３１で第
２酸素センサ１７の出力電圧をセットしたＲＶＯ□が、
理論空燃比を中心とする所定電圧範囲に含まれているか
否かを判別する。

ここで、理論空燃比相当のスライスレベルを例えば５０
０ｍｖ　とすると、この値を中心とする例えば４００〜
６００ｍｖ内にあれば、空燃比が理論空燃比になってい
るものと見做し、６００ｍνを越える電圧が出力されて
いるときに空燃比がリッチ、４００ｍν未満の電圧が出
力されているときにリーンであると判別されるようにす
る。

上記のようにして一定値のスライスレベルとの比較でリ
ッチ・リーンを判定させるのではなく、所定電圧範囲以
外でリッチ・リーン判定させるようにすることで不感帯
を設けたものである。第１酸素センサ１６によるリッチ
・リーン判定は、応答速度の確保のために一定値のスラ
イスレベルと比較することによって行わせることが望ま
しいが、三元触媒１０の下流側に設けられる第２酸素セ
ンサＩ７は元々応答速度が低く、然も、第１酸素センサ
１６の出力に基づいて行われる空燃比フィードバッり制
御における制御点の第６図に示すようなウィンドを越え
るズレを検出できれば良いので、上記のように不感帯を
設けるようにした。

第２酸素センサ１７は、前述のように三元触媒１０の下
流側に設けられるから、比較的低い温度の排気に曝され
ることになり、また、鉛、イオウなどの有害物質が三元
触媒１０でトラップされて被毒が避けられるので、劣化
し難い状況にあり、然も、各気筒からの排気が十分に混
合にされて略平衡状態の酸素濃度を検出することができ
る。従って、第１酸素センサ１６に対して第２酸素セン
サ１７の検出信顛性が高く、然も、第１酸素センサ１６
によるフィードバック制御でリッチ・リーンを繰り返す
空燃比の制御中心を検出することができる。

従って、ステップ３２で空燃比が不感帯を越えてり・ン
チ化していると判別されたときには、第１酸素センサ１
６に基づいて理論空燃比にフィードバック制御させてい
るつもりが、実際にはリッチ側に制御点がずれているこ
とになり、この場合は、ステップ３３へ進んで前記ΔＤ
の目標を所定値ｍ（例えば０．００（１１％）だけ減少
させる。

この目標は、前記第３図のフローチャートにおけるステ
ップ２０で用いられるものであり、目標が減少するとΔ
Ｄ−目標がプラス側に変化し、ＳＲを増大補正すること
になる。ＳＲが増大補正されると、比例制御によって補
正係数αを減少させる量が大きくなって、逆に、比例制
御によって補正係数αを増大させる量が小さくなるから
、減少制御量側のＭＲａｖが増大し、増大制御量側のＭ
Ｌａνが減少する。これにより、ΔＤ＝、ＭＬａｖ−Ｍ
Ｒａｖが減少するから、リッチ検出によって減少させら
れた目標にΔＤ＝ＭＬａｖ−ＭＲａｖが近づくことにな
る。

第２酸素センサ１７によるリッチ検出が継続している間
は目標が徐々に減少するが、その割合を充分に小さくし
てあり、これに対してΔＤが目標に近づく速度を比較的
早くしであるので、ΔＤが目標にどんどん近づいていっ
て、ＳＲの補正量をゼロ近傍にすることになり、かかる
ＳＲ補正を何回か繰り返すことによって目標が理論空燃
比相当の値となって、結果、理論空燃比相当のΔＤを得
て、第２酸素センサ１７で検出される空燃比が略理論空
燃比付近になるフィードバック制御に戻すことができる
。

一方、ステップ３２で空燃比がリーンであると判別され
たときにはステップ３４で目標を所定値ｍだけ増大させ
、ΔＤを現状よりも増大させることにより、上記の場合
と同様にして空燃比フィードバック制御の制御点を理論
空燃比に戻すことができる。

従って、熱的影響を受は易く、然も、被毒量の比較的多
い第１酸素センサ１６が劣化して、その出力特性が変化
したために、初期の制御定数を用いたのでは空燃比フィ
ードバックの制御点が目標空燃比である理論空燃比から
ずれるようになったときに、これ）補傷して理論空燃比
へのフィードバックを実行させることができるようにな
る。

尚、目標の変化速度を上記のように充分に小さくしても
、第１酸素センサ１６の劣化による特性変化が急激に起
こることが少ないので充分に対応させることができる。

ここで、第２酸素センサ１７で検出される空燃比に応し
て増減設定される目標と実際のΔＤとを比較して比例制
御の操作量（比例定数Ｐを補正するＳＲ）を変化させる
ので、目標から遠い場合には大きく変化させる一方、目
標に近い場合には操作量の変化を鈍らすという望ましい
制御が容易に行え、応答性を確保しつつ目標に近づくと
きのオーバーシュートを抑止させることができ、以て、
空燃比の振れ巾を抑止して、三元触媒１０における転換
効率を良好に維持できる。

また、前記ステップ３２におけるリッチ・リーン判定に
おいて、例えば５００ｍｖのスライスレベルとの比較を
行わせるようにしても良いが、本実施例のように第２酸
素センサ１７によるす・ノチ・リーン検出の不感帯を設
けてあれば、更に、目標空燃比付近での無用な制御量の
増減補正を避けることができる。

尚、酸素センサ１６．１７が空燃比をリニアに計測でき
るものである場合には、三元触媒１０の転換効率が最良
である目標空燃比状態と、第２酸素センサ１７で検出さ
れる実際の空燃比とのずれ量が分かるので、前記第４図
のフローチャートにおいて目標を増減させる所定値ｍを
前記空燃比ずれ量に応じて変化させるようにすることも
でき、この場合には更に応答性を向上させつつ空燃比の
振れ巾を三元触媒のストレージ効果が発揮される所定巾
内に抑えることができる。

本実施例では、減少補正の総量ＭＲａｖと増大補正の総
量ＭＬａｖとの差を目標に近づけるように、比例制御の
操作量を増減変化させるようにしたが、減少補正の総量
ＭＲａｖと増大補正の総量ＭＬａｖとの比を目標に近づ
けるように構成しても、同様な効果が得られる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、触媒式排気浄化装
置の上流側及び下流側にそれぞれ空燃比センサを設けて
、これら両方の検出値がら空燃比をフィードバック制御
する装置において、下流側センサの応答遅れを原因とす
る制御のオーパージニートが発生することを回避するこ
とが可能になり、これによって空燃比の振れ巾を抑制し
つつフィードバック制御点を目標空燃比に補償すること
ができ、触媒における転換効率を良好に維持させて排気
特性を改善できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図及び第４図
はそれぞれ同上実施例における空燃比フィードバック制
御の様子を示すフローチャート、第５図は同上実施例に
おける空燃比フィードバック補正係数αの変化特性を示
すタイムチャート、第６図は三元触媒の転換効率と同上
実施例における制御目標との関係を示す線図である。 １・・・機関　　６・・・燃料噴射弁　　８・・・排気
マニホールド　　１０・・・三元触媒　　１２・・・コ
ントロールユニット１６・・・第１酸素センサ（第１の
空燃比センサ）１７・・・第２酸素センサ（第２の空燃
比センサ） 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　　弁理士　　笹　島　冨二雄 第５３ Ｍし Ｒ Ｍし ）６図 ル丁□ 土ｌ−Ｃ宝Ｗ５亡入！、−Ｍ−’ノ ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内燃機関の排気系に設けられた触媒式排気浄化装置の
   上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、機関吸入混合気
   の空燃比によって変化する排気中の特定成分の濃度に感
   応して出力値が変化する第１及び第２の空燃比センサと
   、 前記第１の空燃比センサの出力値に基づいて機関吸入混
   合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空
   燃比フィードバック制御手段と、該空燃比フィードバッ
   ク制御手段による空燃比のリーン方向制御量の総量とリ
   ッチ方向制御量の総量とをそれぞれ演算する制御総量演
   算手段と、該制御総量演算手段で演算されるリーン方向
   制御量の総量とリッチ方向制御量の総量との差又は比が
   目標値になるように前記空燃比フィードバック制御手段
   における制御操作量を可変設定する制御操作量設定手段
   と、 前記第２の空燃比センサの出力値に基づいて前記目標値
   を増減設定する目標値設定手段と、を含んで構成したこ
   とを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。