JPH09317531A

JPH09317531A - エンジンの空燃比フィードバック制御装置

Info

Publication number: JPH09317531A
Application number: JP8136824A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Saito; 陽一斉藤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】空燃比センサの出力特性の変化に対応したフ
ィードバック制御を行うと共に空燃比を目標空燃比近傍
へ収束させる収束性に優れたエンジンの空燃比フィード
バック制御装置を得ること。【解決手段】エンジンの空燃比を検出する空燃比セン
サを触媒の上流側及び下流側に各々設ける。下流側の空
燃比の領域を３以上に分割するメインスライスレベルと
サブスライスレベルを設け、各空燃比領域毎に予め設定
されかつ目標空燃比から離れるほど大きく変化するリヤ
フィードバック補正係数を設定する。下流側の空燃比が
存在する偏差領域毎に設定されるリヤフィードバック補
正係数を用いて、上流側の空燃比センサより得られるフ
ィードバック補正係数を補正し、空燃比フィードバック
制御を行う。したがって、触媒の下流側の空燃比をスラ
イスレベル付近に維持できるように制御した補正値を用
いたフィードバック補正係数によりフィードバック制御
を行うことができる。したがって、目標空燃比への収束
性を向上させることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの空燃比
フィードバック制御装置、特に排気系に設けられた触媒
の上流側と下流側にそれぞれ空燃比を検出するための空
燃比センサを設け、これら空燃比センサの検出結果に基
づいてエンジンの燃料噴射量を制御する空燃比フィード
バック制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃焼室内に空気と共に供給さ
れる燃料噴射量を電子的に制御する電子制御燃料噴射装
置は周知であり、様々なエンジン動作状態に対応した適
切な適量燃料と空気の混合が可能となっている。従来、
このような電子制御燃料噴射装置を用いる場合、燃焼室
内に供給する混合気の空燃比を理論空燃比近傍に制御す
るために、排気系に排気ガス中に含有される酸素の量を
検出するセンサを配置し、このセンサからの出力信号に
基づいて燃料の供給量を調整している。

【０００３】例えば、従来より排気系における触媒の上
流側及び下流側に空燃比を検出するセンサとしてＯ₂ セ
ンサをそれぞれ設置し、上流側Ｏ₂ センサからの出力信
号に基づき、空燃比がいわゆる理論空燃比（ストイキ
オ）になるようにフィードバック制御し、かつ下流側Ｏ
₂ センサの検出結果に基づいて上流側Ｏ₂ センサからの
出力信号を補正することにより常に理論空燃比近傍にて
燃料の供給を行うように制御し、排気ガスの浄化を図る
制御が行われている。

【０００４】これは、いわゆるダブルＯ₂ センサ制御と
言われており、この制御を用いて従来より経年劣化など
に起因するＯ₂ センサの出力特性の変化に対応したフィ
ードバック制御が行なわれ、排気ガスの浄化が図られて
いる。

【０００５】また、特開平７−９５３８３号公報には触
媒の上流側の空燃比センサとして広域空燃比センサを採
用して、触媒の上流側の空燃比センサの種々の要因によ
る出力特性の変化に伴うフィードバック制御精度の劣化
を防止し信頼性のより高い制御を行う旨の記載がなされ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報によれば、下
流側のＯ₂ センサにより検出される空燃比は目標空燃比
を基準にしてリッチ側あるいはリーン側の何れに存在す
るのかが判断され、リッチ側あるいはリーン側にあると
判断された場合には、一定の比例積分によりリヤフィー
ドバック補正係数が算出される。そして、上流側のＯ₂
センサの検出結果を比例積分して得られるフィードバッ
ク補正係数はこのリヤフィードバック補正係数により補
正され、全体的にリッチ側あるいはリーン側にシフトさ
れることにより、空燃比を目標空燃比に収束させてい
る。

【０００７】しかしながら、リヤフィードバック補正係
数は常に一定の比例積分により求められるため、空燃比
の変化の度合に対応してフィードバック補正係数を補正
するには不十分である。例えば、下流側のＯ₂ センサに
より検出される空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に大
幅に移行した場合にも、リッチ側に僅かに移行した場合
と同一の比例積分制御により得られるリヤフィードバッ
ク補正係数を用いて補正を行なっている。したがって、
空燃比のずれに十分に対応したフィードバック補正をす
ることができないために、空燃比を目標空燃比に収束さ
せるのに時間がかかり、その収束性が悪くなる。

【０００８】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、空燃比センサの出力特性の変化に
対応したフィードバック制御を行うと共に空燃比を目標
空燃比近傍へ素早く収束させる収束性に優れたエンジン
の空燃比フィードバック制御装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るエンジンの空燃比フィードバック制御
装置は、下流側の空燃比センサにより検出される空燃比
の領域を目標空燃比及び目標空燃比のリッチ側に設けら
れたリッチ基準空燃比及び目標空燃比のリーン側に設け
られたリーン基準空燃比を境にして４つの偏差領域に分
割する。そして、リヤフィードバック補正係数は、下流
側の空燃比センサにより検出される空燃比が目標空燃比
とリッチ基準空燃比の間の領域にある場合よりもリッチ
基準空燃比を越えたリッチ側の領域にある場合大きくす
るように設定するとともに、下流側の空燃比センサによ
り検出される空燃比が目標空燃比とリーン基準空燃比の
間の領域にある場合よりもリーン基準空燃比を越えたリ
ーン側の領域にある場合の方を大きくするように設定す
る。そして、この偏差領域に応じて設定されるリヤフィ
ードバック補正係数を用いて上流側の空燃比センサによ
るフィードバック補正係数を補正する。

【００１０】したがって、上流側の空燃比センサ又は触
媒の劣化等によって、触媒の下流側の空燃比のずれが生
じた場合に、そのずれに応じたリヤフィードバック補正
係数により上流側の空燃比センサによるフィードバック
補正係数を補正することにより、空燃比は目標空燃比近
傍へ短時間に収束させることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係
るエンジンの空燃比フィードバック制御装置が用いられ
る自動車のエンジンの概略全体構成図である。

【００１２】水平対向型のエンジン１０本体には吸気通
路１２及び排気通路１４が連通している。吸気通路１２
の上流側には吸気チャンバ１６がエンジンルーム内（図
示せず）に開口している。また、吸気通路１２の下流側
はサージタンク１８から分岐して各シリンダ２０に連通
しており、この吸気通路１２の下流端は、吸気ポート２
２を介して各燃焼室２４に連通している。

【００１３】吸気通路１２には、その上流側から順に、
空気中の塵埃を除去するエアクリーナ３０、吸入空気量
Ｑを検出するエアフローメータ３２、アクセルペダル
（図示せず）の踏み込み量に応じて吸入空気量Ｑを制御
するスロットルバルブ３４が設けられている。また、吸
気通路１２の下流側にはインジェクタ３６が吸気ポート
２２に向けて設けられており、これら各インジェクタ３
６は燃料タンク３７から圧送供給された燃料を微粒化し
て噴射するものである。

【００１４】一方、排気通路１４の上流側にはエンジン
本体１０の各気筒と連通され集合された排気管４２が設
けられ、排気管４２の上流端は各排気ポート２８を介し
て各燃焼室２４に連通されている。排気通路１４は、そ
の上流側に排気ガスの浄化を行う例えば三元触媒等の触
媒４４を具備し、その下流端は車体後部（図示せず）に
取り付けられたマフラ４０に連通されている。また、触
媒４４の上流側には排気ガス中の酸素濃度を検出するこ
とによって空燃比を検出する上流側Ｏ₂ センサ４６が設
けられている。そして、触媒４４の下流側には触媒４４
により浄化された排気ガス中の酸素濃度を検出すること
によって空燃比を検出する下流側Ｏ₂ センサ４７が設け
られている。

【００１５】また、エンジン本体１０の各シリンダヘッ
ド５４には燃焼室２４内に臨んで点火プラグ５６が設け
られており、この点火プラグ５６は、イグナイタ５５及
び点火コイル５７を介して給電された高電圧によって、
燃焼室２４内の混合気を所定の点火時期で強制着火する
ようになっている。

【００１６】そして、エンジン本体１０にはエンジンの
クランク角度とエンジン回転数Ｎｅを検出するクランク
角センサ５８、及びエンジンの暖機状態（水温Ｔｗ）を
検出する水温センサ５９が設けられている。また、スロ
ットルバルブ３４には、そのスロットル開度θを検出す
るスロットル開度センサ６０が設けられている。そし
て、これら各センサからの検出信号を入力し、エンジン
の各制御手段に制御信号を出力して、エンジン運転を制
御する電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）６
２が設けられている。

【００１７】図２は、図１に示したＥＣＵ６２の内部構
成を示す構成説明図である。

【００１８】図示のように、ＥＣＵ６２は、各センサか
らの検出信号を入力する入力インタフェース６２ａ、各
部材への駆動制御信号を出力する出力インタフェース６
２ｂ、主演算装置としてのＣＰＵ６２ｃ、制御プログラ
ムや予め設定された固定データが記憶されているＲＯＭ
６２ｄ、各センサ類からの信号を処理した後のデータや
ＣＰＵ６２ｃで演算処理したデータが格納されるＲＡＭ
６２ｅ、さらに学習データなどを格納するバックアップ
ＲＡＭ６２ｆ、タイマ６２ｇ等をバスライン６２ｈで相
互に接続してなるマイクロコンピュータシステムとして
構成されている。

【００１９】次に、本発明の第１の実施の形態につい
て、図面に基づいて更に詳細に説明する。図３は、本実
施の形態にかかる空燃比フィードバック制御装置の主要
構成部分と各構成部分の動作の前後関係を示すブロック
図である。

【００２０】図示のように、エンジン動作状態検出部７
０はクランク角センサ５８、エアフローメータ３２、ス
ロットル開度センサ６０、水温センサ５９、及び車速セ
ンサ（図示せず）からなり、各センサからの検出信号に
基づきＲＯＭ６２ｄに格納されているマップ等からエン
ジンの現在の動作状態を検出する。

【００２１】基準空燃比設定部７２は、エンジン動作状
態検出部７０により検出したエンジン動作状態に応じて
空燃比フィードバック制御の目標となる目標空燃比及び
目標空燃比と異なる別個の基準となる基準空燃比を設定
する。本実施の形態では、目標空燃比を理論空燃比と
し、基準空燃比は理論空燃比を基準としてリッチ側にリ
ッチ基準空燃比を、リーン側にリーン基準空燃比を各々
設定している。

【００２２】フィードバック補正係数算出部７４は、上
流側Ｏ₂ センサ４６の検出信号を入力して比例積分制御
（以下、単に「ＰＩ制御」という）を行うことによりフ
ィードバック補正係数αを算出する。リヤフィードバッ
ク補正係数算出部７６は、下流側Ｏ₂ センサ４７の検出
信号をＰＩ制御することによってフィードバック補正係
数αを補正するリヤフィードバック補正係数を算出す
る。

【００２３】空燃比フィードバック制御手段７６は、フ
ィードバック補正係数算出部７４により算出したフィー
ドバック補正係数α、及びエンジン動作状態検出部７０
により検出したエンジン動作状態に基づいて空燃比のフ
ィードバック制御を行う。そして、燃料噴射量演算部８
０は、インジェクタ３６から噴射する燃料噴射量の演算
を行う。

【００２４】この燃料噴射量の演算方法について図４を
用いて以下に説明する。

【００２５】図４は、燃料噴射量演算部８０にて行われ
最終的にインジェクタ３６から噴射すべき燃料の量を表
す単位時間当たりの燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出するフ
ローチャートである。

【００２６】ステップ（以下、単に「Ｓ」という）Ｓ１
０１ではエアフローメータ３２とクランク角センサ５８
により吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎｅを検出するこ
とによって現時点のエンジン動作状態を検出する。そし
て、Ｓ１０２ではＳ１０１にて検出されたエンジン動作
状態から基本噴射パルス幅Ｔｐの算出が行われる。

【００２７】ここで、基本噴射パルス幅Ｔｐの算出はＴ
ｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅの式で行われ、Ｋはインジェクタ３６
の有する特性補正係数である。この基本噴射パルス幅Ｔ
ｐは、エアフローメータ３２により計測された吸入空気
量Ｑをエンジン回転数Ｎｅで除算することにより得られ
るエンジン１回転当たりの吸入空気重量を表し、燃料噴
射パルス幅Ｔｉと同様に噴射パルス幅で表すことができ
る。

【００２８】次に、Ｓ１０３ではフィードバック補正係
数算出部７４によりフィードバック補正係数αを算出す
る。そして、Ｓ１０４にて最終的にインジェクタ３６か
ら噴射すべき燃料の量を表す単位時間当たりの燃料噴射
パルス幅Ｔｉが算出される。この燃料噴射パルス幅Ｔｉ
は以下の（１）式で算出される。

【００２９】Ｔｉ＝Ｔｐ×α×ＣＯＥＦ×（１＋ＫＬ）＋Ｔｓ……（１）ここで、ＣＯＥＦは各種補正係数であり、例えばエンジ
ンの冷却水温が低い場合や、エンジンの加速時に燃料の
増量を行うために付加される。また、ＫＬは空燃比学習
値テーブルを補間計算付で参照して得られる学習補正係
数である。そして、Ｔｓはバッテリ電圧により変動する
無効時間を補正する電圧補正係数であり、インジェクタ
３６の噴射遅れを保障する無効パルス幅を意味する。そ
して、Ｓ１０５にて燃料噴射パルス幅Ｔｉを設定した後
に、このルーチンを抜ける（ＲＳＴ）。

【００３０】したがって、燃料噴射量演算部８０におい
て上記（１）式により得られる燃料噴射パルス幅Ｔｉに
基づいてインジェクタ３６から燃料が噴射される。

【００３１】図５は、上流側Ｏ₂ センサ４６の検出結果
及びこの検出結果に基づくＰＩ制御により得られるフィ
ードバック補正係数αの変化を時間に応じて示した説明
図である。図示のように、上流側Ｏ₂ センサ４６の検出
結果に基づいてＰＩ制御が行われる。

【００３２】このＰＩ制御により、フィードバック補正
係数αは、上流側Ｏ₂ センサ４６の検出結果と理論空燃
比との比較により現在の空燃比のリッチ・リーン判断が
なされ、空燃比がリッチであると判断された場合には一
定の割合で減少し（図中、ａｂ間）、リーンと判断され
た場合には一定の割合で増加し（ｂｃ間）、空燃比がリ
ーンからリッチあるいはリッチからリーンに切り替わっ
たときは、階段状に変化する。この増減の割合はＰＩ制
御の積分分（以下、単に「Ｉ分」という）により決定さ
れ、スキップの量はＰＩ制御の比例分（以下、単に「Ｐ
分」という）により決定される。

【００３３】そして、上流側Ｏ₂ センサ４６の検出結果
に応じて空燃比を理論空燃比近傍に制御するために、上
流側Ｏ₂ センサ４６の出力値がリーンからリッチに切り
替わったときはフィードバック補正係数αをリーン側に
シフト（−ＰＬ）し、逆に上流側Ｏ₂ センサ４６の出力
値がリッチからリーンに切り替わったときは、フィード
バック補正係数αをリッチ側にシフト（＋ＰＲ）する制
御を行う。このシフトする量はＯ₂ センサの出力特性に
よって個々に異なるものであり、このシフト量を加味し
たＰ分は以下の式にて算出することができる。ここで、
リッチ側のＰ分をＰＲ分とし、リーン側のＰ分をＰＬ分
とする。

【００３４】ＰＲ＝Ｐ０＋ＰＳＦＴ＋ＰＨＯＳ……（２）ＰＬ＝Ｐ０−ＰＳＦＴ−ＰＨＯＳ……（３）ここで、Ｐ０は予めＲＯＭ６２ｄ内に設定されている固
定値であり、基本スキップ量を示している。ＰＳＦＴは
上流側Ｏ₂ センサ４６の自己特性に応じて予めエンジン
動作領域毎に設定されているフィードフォワード値であ
る。そして、ＰＨＯＳは下流側Ｏ₂ センサ４７の検出結
果に基づきフィードバック補正係数αを補正するリヤフ
ィードバック補正係数である。図５（Ａ）、同図（Ｂ）
は、これらの値を用いて式（２）、式（３）により算出
されるＰＲ分及びＰＬ分を図示したものである。

【００３５】このリヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳ
を触媒４４の下流側の空燃比も理論空燃比近傍に維持で
きるように制御することによって、フィードバック補正
係数αはリッチ側あるいはリーン側へリヤフィードバッ
ク補正係数ＰＨＯＳ分シフトされ、上流側Ｏ₂ センサ４
６の出力特性の変化あるいは触媒４４の劣化に応じた空
燃比のフィードバック制御を行うことができる。

【００３６】以下に、本発明の特徴部分であるリヤフィ
ードバック補正係数ＰＨＯＳの算出方法について図６及
び図７に基づいて説明する。図６は、触媒４４の下流側
の空燃比と下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値の関係を示し
た説明図である。図示したように、下流側Ｏ₂ センサ４
７の出力値は理論空燃比を境にしてその出力が大きく異
なる略クランク形状となる。

【００３７】そして、その出力値の領域は目標空燃比
（本実施の形態では理論空燃比）であるメインスライス
レベルＭｓｌと、このメインスライスレベルＭｓｌを基
準としてリッチ側に更に空燃比の判断基準となるリッチ
基準空燃比として設けられたリッチスライスレベルＲｓ
ｌと、同様にリーン側にリーン基準空燃比として設けら
れたリーンスライスレベルＬｓｌとにより４つの領域に
分けられている。

【００３８】ここで、メインスライスレベルＭｓｌとリ
ッチスライスレベルＲｓｌとの間の出力領域を偏差ｂ領
域とし、リッチスライスレベルＲｓｌよりもリッチ側の
出力領域を偏差ａ領域とする。また、メインスライスレ
ベルＭｓｌとリーンスライスレベルＬｓｌとの間の出力
領域を偏差ｃ領域とし、リーンスライスレベルＬｓｌよ
りもリーン側の出力領域を偏差ｄ領域とする。

【００３９】リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳは、
下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値が上記各偏差領域の何れ
に存在するかによって異なるＰＩ制御（以下、単にＰＨ
ＯＳ算出用ＰＩ制御という）により算出される。このＰ
ＨＯＳ算出用ＰＩ制御について、以下に図７を用いて説
明する。

【００４０】図７は、ＰＨＯＳ算出用ＰＩ制御より算出
されるリヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳの変化と下
流側Ｏ₂ センサ４７の出力値との関係を図示したもので
あり、同図（Ａ）は、下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値の
変化を示し、同図（Ｂ）は、その出力値をＰＩ制御する
ことにより得られるリヤフィードバック補正係数ＰＨＯ
Ｓを示している。

【００４１】まず、図７（Ａ）において、下流側Ｏ₂ セ
ンサ４７の出力値がリーン側よりメインスライスレベル
Ｍｓｌを越えて（ｌ点）、リッチ側に移行し、かつメイ
ンスライスレベルＭｓｌとリッチスライスレベルＲｓｌ
との間（ｌｍ間）にある場合に、リヤフィードバック補
正係数ＰＨＯＳはＰＨＯＳ算出用ＰＩ制御によって偏差
ｂ領域における予め設定されているＰ分でリーン側へス
キップしかつＩ分でリーン側に漸減する。

【００４２】次に、下流側のＯ₂ センサ４７の出力値が
リッチスライスレベルＲｓｌを越えて（ｍ点）、リッチ
スライスレベルＲｓｌよりもリッチ側（ｍｎ間）にある
場合には、リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳはＰＨ
ＯＳ算出用ＰＩ制御により偏差ａ領域における予め設定
されているＰ分でリーン側へスキップしかつ偏差ｂ領域
におけるＩ分よりも大きいＩ分でリーン側に漸減する。
そして、下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値がリッチ側から
リッチスライスレベルＲｓｌを越えて（ｎ点）、再びメ
インスライスレベルＭｓｌとの間（ｎｏ間）に移行した
場合には、偏差ｂ領域におけるＰ分でリーン側へスキッ
プしかつＩ分でリーン側に漸減する。

【００４３】そして、下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値が
リッチ側よりメインスライスレベルＭｓｌを越えて（ｏ
点）、リーン側に移行し、かつメインスライスレベルＭ
ｓｌとリーンスライスレベルＬｓｌとの間（ｏｐ間）に
ある場合は、リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳはＰ
ＨＯＳ算出用ＰＩ制御によって偏差ｃ領域における予め
設定されているＰ分でリッチ側へスキップしかつＩ分で
リッチ側に漸増する。次に、下流側のＯ₂ センサ４７の
出力値がリーンスライスレベルＬｓｌを越えて（ｐ
点）、更にリーン側に移行し、かつリーンスライスレベ
ルＬｓｌよりもリーン側（ｐｑ間）にある場合には、偏
差ｄ領域における予め設定されているＰ分でリッチ側へ
スキップし、偏差ｃ領域におけるＩ分よりも大きいＩ分
でリッチ側に漸増する。

【００４４】そして、下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値が
リーンスライスレベルＬｓｌよりもリーン側からリーン
スライスレベルＬｓｌを越えて（ｑ点）、再びメインス
ライスレベルＭｓｌとの間（ｑｒ間）に移行した場合
は、リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳはＰＨＯＳ算
出用ＰＩ制御により偏差ｃ領域におけるＰ分でリーン側
へスキップしかつＩ分でリッチ側に漸増する。そして、
下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値がリーン側よりメインス
ライスレベルＭｓｌを越えて（ｒ点）、リッチ側に移行
し、かつメインスライスレベルＭｓｌとリッチスライス
レベルＲｓｌとの間（ｒｓ間）にある場合には、偏差ｂ
領域におけるＰ分でリーン側にスキップしかつＩ分でリ
ーン側に漸減する。

【００４５】そして、下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値が
リッチ側よりメインスライスレベルを超えて（ｓ点）、
リーン側に移行した場合は、リヤフィードバック補正係
数ＰＨＯＳはＰＨＯＳ算出用ＰＩ制御により偏差ｃ領域
におけるＰ分でリッチ側へスキップしかつＩ分でリッチ
側に漸増する。

【００４６】以上のように、空燃比領域にリッチスライ
スレベルＲｓｌとリーンスライスレベルＬｓｌを設け、
空燃比がリッチスライスレベルＲｓｌ又はリーンスライ
スレベルＬｓｌを超えた場合には、それぞれ偏差ａ領
域、偏差ｄ領域におけるるＰＩ制御を行うことによって
下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値、すなわち触媒４４の下
流側の空燃比の変化の状態に、より適合したリヤフィー
ドバック補正係数ＰＨＯＳを得ることができる。

【００４７】尚、リッチスライスレベルＲｓｌとリーン
スライスレベルＬｓｌを越えた場合に付加されるＰ分は
微小な値であるのでＰ分を付加するのはメインスライス
レベルＭｓｌをリッチ側及びリーン側より越えた場合の
みとし、リッチスライスレベルＲｓｌとリーンスライス
レベルＬｓｌを越えた場合にはＰ分は付加せずにＩ分の
みを変更して制御を行っても良い。

【００４８】また、リッチスライスレベルＲｓｌとリー
ンスライスレベルＬｓｌをリッチ側及びリーン側にそれ
ぞれ複数設けて複数の偏差領域を形成し、その形成され
る偏差領域毎に異なりかつメインスライスレベルＭｓｌ
より離れるにしたがってリヤフィードバック補正係数が
大きくなるように設定した偏差領域を用いてより細かく
ＰＩ制御を行い、リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳ
を求めても良い。

【００４９】また、メインスライスレベルＭｓ１、リッ
チスライスレベルＲｓ１、リーンスライスレベルＬｓ１
の内、いずれか１つを省略し、偏差領域を３つの領域に
簡略化し、リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳを求め
てもよい。

【００５０】さらに、リッチスライスレベルＲｓｌとリ
ーンスライスレベルＬｓｌをエンジン動作状態に応じた
１次元のマップを補間計算により参照することによって
可変的に設定可能として、エンジン動作状態をも加味し
たＰＩ制御を行いリヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳ
を求めても良い。

【００５１】以上のようにして、ＰＨＯＳ算出用ＰＩ制
御により算出されたリヤフィードバック補正係数ＰＨＯ
Ｓを用いてフィードバック補正係数αの補正を行うこと
によって、上流側Ｏ₂ センサ４７あるいは触媒４４の劣
化等により触媒４４の下流側の空燃比が理論空燃比より
もリッチ側あるいはリーン側にずれた場合には、そのず
れた度合に応じてリヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳ
の変化量を変更することができ、空燃比の理論空燃比へ
の収束性を向上させることができる。

【００５２】次に、第２の実施の形態について図８に基
づいて詳細に説明する。図８は、下流側Ｏ₂ センサ４７
の出力値と設定偏差の関係を示した説明図である。図示
したように、横軸に下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値を、
縦軸に多数の偏差領域を設けている。そして、下流側Ｏ
₂ センサ４７により検出される空燃比の目標空燃比をメ
インスライスレベルＭｓｌ値として設定している。尚、
本実施の形態もメインスライスレベルＭｓｌを理論空燃
比とする。

【００５３】また、図中（ａ）にはメインスライスレベ
ルＭｓｌと実際の下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値との差
に応じて偏差領域が設定された一次元マップが示されて
いる。この一次元マップには実際の下流側Ｏ₂ センサ４
７の出力値とメインスライスレベルＭｓ１との差の絶対
値が大きい程大きな値を採る偏差領域が設定してある。
ここで、下流側Ｏ₂ センサ４７の実際の出力値からメイ
ンスライスレベルＭｓｌ値を減算し、その絶対値を一次
元マップを用いて補間計算付きで偏差領域を参照するこ
とができる。したがって、設定された偏差領域に応じた
ＰＩ制御を行うことにより下流側Ｏ₂ センサ４７の出力
値の変化に応じたリヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳ
を算出することが可能となる。

【００５４】尚、以上の実施の形態において上流側のＯ
₂ センサ４６を広域空燃比センサに変更しても良い。こ
の変更によってこれまで上記第１及び第２の実施の形態
において目標空燃比を理論空燃比とする制御について述
べてきたが、目標空燃比をリーン側あるいはリッチ側に
設定することが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るエ
ンジンの空燃比フィードバック装置によれば、触媒やそ
の触媒の上流側の空燃比センサに劣化等が生じて、触媒
の下流側の空燃比が目標空燃比からずれた場合に、その
ずれた度合に応じてリヤフィードバック補正係数を変更
して触媒の下流側のセンサの出力がスライスレベル付近
に維持できるように制御することができる。そして、こ
のリヤフィードバック補正係数により補正されたフィー
ドバック補正係数を用いて空燃比フィードバック制御を
行うことにより、空燃比を理論空燃比近傍に制御する空
燃比の収束性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの空燃比フィードバック
制御装置が用いられる自動車のエンジンの概略全体構成
図である。

【図２】図１に示したＥＣＵ６２の内部構成を示す構成
説明図である。

【図３】本実施の形態に係る空燃比フィードバック制御
装置の主要構成部分と各構成部分の動作の前後関係を示
すブロック図である。

【図４】インジェクタ３６から噴射すべき燃料の量を表
す単位時間当たりの燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出するフ
ローチャート図である。

【図５】上流側Ｏ₂ センサ４６の検出結果及びこの検出
結果に基づくＰＩ制御により得られるフィードバック補
正係数αの変化を時間に応じて示した説明図である。

【図６】下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値と空燃比の関係
を示した説明図である。

【図７】リヤフィードバック補正係数ＰＨＯＳの変化と
下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値との関係を示した説明図
である。

【図８】下流側Ｏ₂ センサ４７の出力値と設定偏差の関
係を示した説明図である。

【符号の説明】

１０エンジン本体１２吸気通路１４排気通路２２吸気ポート２４燃焼室２８排気ポート３０エアクリーナ３２エアフローメータ３４スロットルバルブ３６インジェクタ４２排気管４４触媒４６上流側Ｏ₂ センサ４７下流側Ｏ₂ センサ５８クランク角センサ５９水温センサ６０スロットル開度センサＭｓｌメインスライスレベルＬｓｌリーンスライスレベルＲｓｌリッチスライスレベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの空燃比を検出する空燃比セン
サを触媒の上流側と下流側とに各々設け、前記上流側の
空燃比センサの検出結果を基に比例積分することにより
得られる空燃比のフィードバック補正係数を下流側の空
燃比センサの検出結果を基に比例積分することにより得
られるリヤフィードバック補正係数により補正するリヤ
フィードバック補正手段を具備するエンジンの空燃比フ
ィードバック制御装置において、前記下流側の空燃比センサにより検出される空燃比の領
域を目標空燃比及び前記目標空燃比のリッチ側に設けら
れたリッチ基準空燃比及び前記目標空燃比のリーン側に
設けられたリーン基準空燃比を境にして４つの偏差領域
に分割し、前記下流側の空燃比センサにより検出される
空燃比が前記４つの偏差領域の何れに存在しているかを
判断する空燃比判断手段と、前記空燃比判断手段により下流側の空燃比センサにより
検出される空燃比が目標空燃比とリッチ基準空燃比の間
の領域にある場合に設定されるリヤフィードバック補正
係数よりもリッチ基準空燃比を越えたリッチ側の領域に
ある場合に設定されるリヤフィードバック補正係数を大
きくするように設定するとともに、下流側の空燃比セン
サにより検出される空燃比が目標空燃比とリーン基準空
燃比の間の領域にある場合に設定されるリヤフィードバ
ック補正係数よりもリーン基準空燃比を越えたリーン側
の領域にある場合に設定されるリヤフィードバック補正
係数を大きくするように設定することを特徴とするエン
ジンの空燃比フィードバック制御装置。
【請求項２】前記空燃比判断手段は、前記下流側の空
燃比センサにより検出される空燃比の領域を前記目標空
燃比のリッチ側及びリーン側に各々複数設けられたリッ
チ基準空燃比及びリーン基準空燃比を境にして複数の偏
差領域に分割して複数の偏差領域の何れに存在している
かを判断し、前記リヤフィードバック補正係数変更手段は、前記下流
側の空燃比センサにより検出される空燃比が目標空燃比
側の領域よりもリッチ側あるいはリーン側の領域にある
程リヤフィードバック補正係数を大きくするように設定
することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの空燃
比フィードバック制御装置。
【請求項３】前記リッチ基準空燃比及びリーン基準空
燃比は、エンジン運転状態に応じた１次元のマップを補
間計算により参照することによって可変に設定すること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のエン
ジンの空燃比フィードバック制御装置。
【請求項４】エンジンの空燃比を検出するための空燃
比センサを触媒の上流側と下流側とに各々設け、前記上
流側の空燃比センサの検出結果を基に比例積分すること
により得られるフィードバック補正係数を下流側の空燃
比センサの検出結果に基づいて算出されるリヤフィード
バック補正係数により補正するリヤフィード補正手段を
具備するエンジンの空燃比フィードバック制御装置にお
いて、前記下流側の空燃比センサにより実際に検出される出力
値と基準となる目標空燃比との出力差を算出する出力差
算出手段と、該出力差算出手段により算出された出力差に基づいて予
め出力差の絶対値に応じて設定されている１次元の偏差
格子テーブルを参照することにより前記リヤフィードバ
ック補正係数を得るための比例積分の偏差を決定するリ
ヤフィードバック偏差決定手段と、を有することを特徴とするエンジンの空燃比フィードバ
ック制御装置。