JPH02211350A - 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（エンジン）の空燃比を制御するた
めの内燃機関の空燃比制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の空燃比制御装置としては、触媒コ
ンバータ配設部分より上流側排気通路部分としての排気
マニホルドにλ型酸素濃度センサ（０ヨセンサ）を設け
、この０２センサの出力が理論空燃比を境にしてローか
らハイあるいはその逆にオンオフ変化することに着目し
て、この０２センサ出力をフィードバックすることによ
り、空燃比が理論空燃比近傍となるよう、空燃比を制御
することが行なわれている。かかる空燃比フィードバッ
ク制御をいわゆる０２フイードバツク制御といっている
。

そして、かかるｏ２フィードバック制御時に、０２セン
サ出力とオンオフ判定電圧（基準値）とを比較し、例え
ばｏ２センサ出力がこの判定電圧よりも大きいと、リー
ン化し、逆にｏ２センサ出力がこの判定電圧よりも小さ
いと、リッチ化するという空燃比制御を行なっている。

また、０２センサ出力をフィードバックすることにより
、空燃比が理論空燃比近傍となるよう。

空燃比を制御する代わりに、触媒のｏ２ストレージ効果
が最大に生かされるような周波数で空燃比を強制的に振
動させて、触媒による排気ガス浄化効率を上げるような
空燃比制御を行なうことも考えられる。ここで、触媒の
０２ストレージ効果とは、空燃比がリーン状態で０２を
貯蔵し、リッチ状態に変化したのち、しばらくの間、貯
蔵した。２を放出して酸化反応を助長する効果をいい、
リミットサイクル周波数（０２センサを用いて空燃比フ
ィードバック制御を行なった場合に、０２センサまたは
フィードバック積分値が反転する周期の逆数）よりも高
い所要の周波数で空燃比を変動させると、上記のｏ２ス
トレージ効果を十分に発揮することが確認されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の内燃機関の空燃比制御装置では、
エンジンの低速・低負荷運転域（アイドルゾーンを含む
）においても、空燃比を強制的に振動させることが行な
われているので、エンジンの低速・低負荷運転域におい
てトルク変動を生じてしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、エンジンの低速・低負荷運転域（アイドルゾーンを含
む）においては、空燃比を強制的に振動させることを禁
止するか抑制することにより、エンジンの低速・低負荷
運転域においてトルク変動を防止できるようにした、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。

［課題を解決するための手段］ このため、請求項１に記載の本発明の内燃機関の空燃比
制御装置は、内燃機関の排気系に酸化還元特性を有する
触媒をそなえたものにおいて、該触媒に供給される排気
ガスの空燃比を理論空燃比近傍で強制的に振動させる空
燃比制御手段と、内燃機関の低速・低負荷運転時に上記
強制振動を停止または低減させる振動制御手段とが設け
られたことを特徴としている。

また、請求項２に記載の本発明の内燃機関の空燃比制御
装置は、内燃機関の排気系に、酸化還元特性を有する触
媒と、排気ガス成分検出手段とをそなえたものにおいて
、該触媒に供給される排気ガスの空燃比を強制的に振動
させる第１の制御手段と、該排気ガス成分検出手段の検
出結果に基づいて上記強制振動における平均空燃比を理
論空燃比近傍に制御する第２の制御手段とを有する空燃
比制御手段が設けられるとともに、内燃機関の低速・低
負荷運転時に上記強制振動を停止または低減させる振動
制御手段が設けられたことを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の本発明の内燃機関の空燃比制
御装置は、内燃機関の排気系に、酸化還元特性を有する
触媒と、排気ガス成分検出手段とをそなえたものにおい
て、内燃機関の低速・低負荷運転時に該排気ガス成分検
出手段の検出結果に基づいて該触媒に供給される排気ガ
スの空燃比を理論空燃比近傍に制御する第１の空燃比制
御手段と、内燃機関の低速・低負荷以外の運転時に該触
媒に供給される排気ガスの空燃比を強制的に振動させる
とともに該排気ガス成分検出手段の検出結果に基づいて
上記強制振動における平均空燃比を理論空燃比近傍に制
御する第２の空燃比制御手段とが設けられたことを特徴
としている。

［作　用］ 上述の請求項１に記載の本発明の内燃機関の空燃比制御
装置では、空燃比制御手段により、該触媒に供給される
排気ガスの空燃比を理論空燃比近傍で強制的に振動させ
ることが行なわれるが、内燃機関の低速・低負荷運転時
においては、振動制御手段によって、上記強制振動を停
止または低減させることが行なわれる。

また、請求項２に記載の本発明の内燃機関の空燃比制御
装置では、第１の制御手段により、触媒に供給される排
気ガスの空燃比が強制的に振動せしめられるとともに、
第２の制御手段により、排気ガス成分検出手段の検出結
果に基づいて上記強制振動における平均空燃比が理論空
燃比近傍に制御されるが、内燃機関の低速・低負荷運転
時においては、振動制御手段によって、上記強制振動を
停止または低減させることが行なわれる。

さらに、請求項３に記載の本発明の内燃機関の空燃比制
御装置では、内燃機関の低速・低負荷運転時においては
、第１の空燃比制御手段によって、排気ガス成分検出手
段の検出結果に基づいて触媒に供給される排気ガスの空
燃比が理論空燃比近傍に制御される一方、内燃機関の低
速・低負荷以外の運転時においては、第２の空燃比制御
手段によって、触媒に供給される排気ガスの空燃比が強
制的に振動せしめられるとともに、排気ガス成分検出手
段の検出結果に基づいて上記強制振動における平均空燃
比が理論空燃比近傍に制御される。

［実施例］ （ａ）第１実施例の説明 以下、図面により本発明の実施例としての内燃機関の空
燃比制御装置について説明すると、第１〜９図は本発明
の第１実施例としての内燃機関の空燃比制御装置を示す
もので、第１図（ａ）はその燃料供給制御系を示すブロ
ック図、第１図（ｂ）はその要部ブロック図、第２図は
そのハードウェアを主体にして示すブロック図、第３図
はそのエンジンシステムを示す全体構成図、第４図はそ
のメインルーチンを説明するフローチャート、第５図は
その電磁弁駆動ルーチンを説明するためのフローチャー
ト、第６図はその強制振動分にかかる補正係数の求め方
を説明するフローチャート、第７．８図はいずれもその
強制振動分の波形図、第９図はそのアイドルゾーンを説
明する図である。

さて、本装置によって制御されるエンジンシステムは、
第３図のようになるが、この第３図において、エンジン
（内燃機関）Ｅはその燃焼室１に通じる吸気通路２およ
び排気通路３を有しており、吸気通路２と燃焼室１とは
吸気弁４によって連通制御されるとともに、排気通路３
と燃焼室１とは排気弁５によって連通制御されるように
なっている。

また、吸気通路２には、上流側から順にエアクリーナ６
、スロットル弁７および電磁式燃料噴射弁（電磁弁）８
が設けられており、排気通路３には、その上流側から順
に排気ガス浄化用の触媒コンバータ（三元触媒）９およ
び図示しないマフラ（消音器）が設けられている。なお
、吸気通路２には、サージタンクが設けられでいる。

さらに、電磁弁８は吸気マニホルド部分に気筒数だけ設
けられている。今、本実施例のエンジンＥが直列４気筒
エンジンであるとすると、電磁弁８は４個設けられてい
ることになる。即ちいわゆるマルチポイント燃料噴射（
ＭＰ工）方式のエンジンであるということができる。

また、スロットル弁７はワイヤケーブルを介してアクセ
ルペダルに連結されており、これによりアクセルペダル
の踏込み量に応じて開度が変わるようになっているが、
更にアイドルスピードコントロール用モータ（ＩＳＣモ
ータ）１０によっても開閉駆動されるようになっており
、これによりアイドリング時にアクセルペダルを踏まな
くても、スロットル弁７の開度を変えることができるよ
うにもなっている。

このような構成により、スロットル弁７の開度に応じエ
アクリーナ６を通じて吸入された空気が吸気マニホルド
部分で電磁弁８からの燃料と適宜の空燃比となるように
混合され、燃焼室１内で点火プラグを適宜のタイミング
で点火させることにより、燃焼せしめられて、エンジン
トルクを発生させたのち、混合気は、排気ガスとして排
気通路３へ排出され、触媒コンバータ９で排気ガス中の
Ｃｏ、ＨＣ，ＮＯＸの３つの有害成分を浄化されてから
、マフラで消音されて大気側へ放出されるようになって
いる。

さらに、このエンジンＥを制御するために、種々のセン
サが設けられている。まず吸気通路２側には、そのエア
クリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から
検出するエアフローセンサ１１、吸入空気温度を検出す
る吸気温センサ１２および大気圧を検出する大気圧セン
サ１３が設けられており、そのスロットル弁配設部分に
、スロットル弁７の開度を検出するポテンショメータ式
のスロットルセンサ１４．アイドリング状態を検出する
アイドルスイッチ１５およびＩＳＣモータ１０の位置を
検出するモータポジションセンサ１６が設けられている
。

さらに、その他のセンサとして、エンジン冷却水温を検
出する水温センサ１９や車速を検出する車速センサ２０
（第２図参照）が設けられるほかに、第１図（ａ）、第
２図に示すごとく、クランク角度を検出するクランク角
センサ２１　（このクランク角センサ２１はエンジン回
転数を検出する回転数センサも兼ねている）および第１
気筒（基準気筒）の上死点を検出するＴＤＣセンサ２２
がそれぞれディストリビュータに設けられている。

そして、これらのセンサ１１〜２２からの検出信号は、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３へ入力されるようにな
っている。

なお、ＥＣＵ２３へは、バッテリ２４の電圧を検出する
バッテリセンサ２５からの電圧信号やイグニッションス
イッチ（キースイッチ）２６からの信号も入力されてい
る。

また、ＥＣＵ２３のハードウェア構成は第２図のように
なるが、このＥＣＵ２３はその主要部としてＣＰＵ２７
をそなえており、このＣＰＵ２７へは、吸気温センサ１
２．大気圧センサ１３．スロットルセンサ１４．水温セ
ンサ１９およびバッテリセンサ２５からの検出信号が入
力インタフェイス２８およびＡ／Ｄコンバータ３０を介
して入力され、アイドルセンサ１５．車速センサ２０お
よびイグニッションスイッチ２６からの検出信号が入力
インタフェイス２９を介して入力され、エアフローセン
サ１１．クランク角センサ２１およびＴＤＣセンサ２２
からの検出信号が直接に入力ボートへ入力されるように
なっている。

さらに、ＣＰｔＪ２７は、パスラインを介して。

プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ３１
．更新して順次書き替えられるＲＡＭ３２およびバッテ
リ２４によってバッテリ２４が接続されている間はその
記憶内容が保持されることによってバックアップされた
バッテリバックアップＲＡＭ　（ＢＵＲＡＭ）３３との
間でデータの授受を行なうようになっている。

なお、ＲＡＭ３２内データはイグニッションスイッチ２
６をオフすると消えてリセットされるようになっている
。

今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目すると、ＣＰＵ
２７からは後述の手法で演算された燃料噴射用制御信号
がドライバ３４を介して出力され。

例えば４つの電磁弁８を順次駆動させてゆくようになっ
ている。

そして、かかる燃料噴射制御（電磁弁駆動時間制御）の
ための機能ブロック図を示すと、第１図（ａ）のように
なる、すなわちソフトウェア的にこのＥＣＵ２３を見る
と、このＥＣＵ２３は、まず電磁弁８のための基本駆動
時間ＴＢを決定する基本駆動時間決定手段３５を有して
おり、この基本駆動時間決定手段３５はエアフローセン
サ１１からの吸入空気量Ｑ情報とクランク角センサ２１
からのエンジン回転数Ｎｅ情報とからエンジン１回転あ
たりの吸入空気量Ｑ　／　Ｎ　ｅ情報を求め、この情報
に基づき基本駆動時間’ｒａを決定するものである。

また、エンジン回転数とエンジン負荷（上記Ｑ／　Ｎ　
ｅ情報はエンジン負荷情報を有する）とに応じた空燃比
補正係数ＫＡＦ工をマツプから設定する空燃比補正係数
設定手段（エンジン回転数、負荷に応じた空燃比補正手
段）３６が設けられている。

ところで、空燃比補正係数設定手段３６は次のような手
段をそなえて構成されている。すなわち、第１図（ｂ）
に示すように、エンジン回転数とエンジン負荷（Ｑ／Ｎ
ｅ）とに応じ空燃比補正係数ＫＡＦｔを記憶するマツプ
５０と、触媒９に供給される排気ガスの空燃比を理論空
燃比近傍で強制的に振動させる空燃比制御手段５１と、
エンジンの低速・低負荷運転時（第９図の符号ＩＺで示
すアイドルゾーンでの運転時を含む）に上記強制振動を
停止または低減させる振動制御手段５２と、マツプ５０
および振動制御手段５２を経由した空燃比制御手段５１
からの信号それぞれ加算する加算手段５３とをそなえて
構成されている。

またさらに、第１図（ａ）に示すごとく、エンジン冷却
水温に応じて補正係数に％ｌＴを設定する冷却水温補正
手段４０．吸気温に応じて補正係数ＫＡＴを設定する吸
気温補正手段４１．大気圧に応じて補正係数ＫＡＰを設
定する大気圧補正手段４２゜加速増量用の補正係数ＫＡ
Ｃを設定する加速増量補正手段４３およびバッテリ電圧
に応じて駆動時間を補正するためデッドタイム（無効時
間）Ｔｏを設定するデッドタイム補正手段４４が設けら
れている。

ところで、上記の補正係数にυ丁ｐ　ＫＡＴｔ　ＫＡＰ
ｓＫＡｃｔ　ＫＡＦ　（＝ＫＡｐｚ＋Ｋａｄ）　、特に
空燃比補正係数ＫＡＦを求めるフローチャートを示すと
、第４図のようなるが、このフローでは、まずステップ
ａ１で、補正係数に’ｉｌＴ＋　ＫＡＴ＋　ＫＡＰ等を
決定した後、空燃比補正係数Ｋ　ＡＦ　（＝　Ｋ　ｐ、
ｒｔ　＋　Ｋ　ａｄ又はＫＡＦ工）を決定する。すなわ
ち、ステップａ１の次のステップａ２で、エンジンＥの
運転状態が高負荷かどうかが判定され、もし高負荷運転
状態でなければ、ステップａ３で、ＫＡＦ＝　ＫＡＦ、
　＋　Ｋａｄとする一方、もし高負荷運転状態であれば
、ステップａ４で、Ｋ　ＡＦ　”　Ｋ　ＡＦｚとする。

ここで、ＫＡＦｔはマツプ５０から取り出された値で、
ステップａ３でのＫＡＦｔはほぼ１で、ステップａ４で
のＫＡＦｔは１よりも大きい。また、Ｋａｄは空燃比補
正係数のうちの強制振動分で、これは空燃比制御手段５
１で生成される。

なお、高負荷運転状態時においては、強制振動分Ｋａｄ
を付加しても排気ガス浄化効率の実効を期しがたいので
１強制振動分Ｋａｄを付加することはなされないのであ
る。

そして、ステップａ３．ａ４のあとは、補正係数ＫをＫ
ＩＩＩＴＸ　ＫＡＴＸ　ＫＡＰＸ　ＫＡＣＸ　ＫＡＦか
ら求める（ステップａ５）。このようにして、燃料供給
制御用補正係数Ｋが求められる。

ところで１強制振動酸分Ｋａｄの生成要領を示すと、第
６図のフローチャートのようになるが、この第６図に示
すフローチャートは例えば３０〜５０ｍ５ｅｃ毎の割込
みによって第４図に示すルーチンに優先して作動する。

このルーチンでは、まずステップＣ１で、エンジンの運
転状態がアイドル運転状態又は低速低負荷状態であるが
どうがが判断される。もし、そうでなければ、次のステ
ップｃ２で、振幅値アドレスに１にに６をいれ、ステッ
プｃ３で、フラグＮが１かどぅがを判定する。

もし、Ｎ＝Ｏなら、ステップｃ３でＮｏルートをとって
、ステップｃ４で５Ｎ＝１としてがら、ステップｃ５で
、Ｋａｄ＝−Ｋｉとする一方、もしＮ＝１なら、ステッ
プｃ３でＹＥＳルートをとって。

ステップｃ６で、Ｎ＝Ｏとしてから、ステップＣ７で、
Ｋａｄ＝に、とする。

従って、３０〜５０ｍ５ｅｃ毎にＫａｄの符号が反転す
る。これにより、１０〜１７Ｈｚの周波数をもち振幅に
１の方形波［第７図の低速低負荷運転時以外と記載され
た部分の波形参照］が得られるのである。

なお、リッチ化時においては、重畳されている強制振動
成分Ｋａｄにより、常に理論空燃比［第７図の一点鎖線
部参照］をリーン側〔第７図の一点鎖線部より下側コに
少し横切り、逆にリーン化時においては、重畳されてい
る強制振動成分Ｋａｄにより、理論空燃比をリッチ側［
第７図の一点鎖線部より上側コに少し横切るように、強
制振動成分Ｋａｄの振幅値（Ｋ１に相当）が設定されて
いる。

また、ステップｃ１で、エンジンの運転状態がアイドル
運転状態又は低速低負荷状態であるなら、ステップｃ８
で、振幅値アドレスに１にＫ　Ｏ／α（例えばα〉１）
をいれ、ステップｃ３で、フラグＮが１かどうかを判定
し、もし、Ｎ＝Ｏなら。

ステップｃ３でＮＯルートをとって、ステップＣ４で、
Ｎ＝１としてから、ステップｃ５で、Ｋａｄ＝−によと
する一方、もしＮ＝１なら、ステップｃ３でＹＥＳルー
トをとって、ステップｃ６で、Ｎ＝Ｏとしてから、ステ
ップｃ７で、Ｋａｄ＝Ｋ。

とする。

従って、この場合は、振幅に１がＫＩ、より小さくなる
ため、上記の場合に比べ振幅が小さくなる［第７図の低
速低負荷運転時と記載された部分の波形参照］。

なお、αをＱとすることも可能で、この場合は振幅に工
はＯとなるから、強制振動は停止されることになる［第
８図の低速低負荷運転時と記載された部分の波形参照コ
。そして、このようにα＝ωとした場合は、ステップ０
３〜ｃ７の処理はジャンプしてもよい。

このように低速低負荷運転時以外の運転時（高負荷運転
時を除く）においては、空燃比が理論空燃比を常に横切
るようにしかも触媒９の０□ストレージ効果が最大に生
かされるような周波数で空°燃比を強制的に振動させる
ことが行なわれるので、触媒９による排気ガス浄化効率
を増加させることができるほか、低速低負荷運転時にお
いては、上記強制振動を停止または低減させることがで
きるので、エンジンがトルク変動を起こすことを確実に
防止することができる。

なお、電磁弁駆動のための制御要領を示すと、第５図の
フローチャートのようになるが、この第５図に示すフロ
ーチャートは１８０°毎のクランクパルスの割込みによ
って第４図に示すルーチンに優先して作動する。このル
ーチンでは、まずステップｂ１で、１サイクル当りの空
気量（Ｑ／Ｎｅ）を求め、ステップｂ２で、この（Ｑ／
Ｎｅ）から基本駆動時間ＴＢを決定し、ステップｂ３で
、電磁弁８の駆動時間ＴＸＮＪをＴＢＸＫ＋ＴＯ（Ｋは
第４図で求められたもの）から求め、ステップｂ４で、
このＴ　ＩＮＪをインジェクタ駆動用タイマにセットし
たのち、ステップｂ５で、このタイマをトリガすること
が行なわれる。そして、このようにトリガされると、時
間Ｔ工ＮＪの間だけ燃料が噴射されるのである。

（ｂ）第２実施例の説明 次に第２実施例について説明する。

第１０〜２２図は本発明の第２実施例としての内燃機関
の空燃比制御装置を示すもので、第１０図はその燃料供
給制御系を示すブロック図、第１１図はその要部ブロッ
ク図、第１２図はそのハードウェアを主体にして示すブ
ロック図、第１３図はそのエンジンシステムを示す全体
構成図、第１４図はそのメインルーチンを説明するフロ
ーチャート、第１５図はその強制振動分にかかる補正係
数の求め方を説明するフローチャート、第１６図はその
電磁弁駆動ルーチンを説明するためのフローチャート、
第１７．１８図はいずれもその強制振動分の波形図、第
１９図はその０２フイードバツクゾーンを説明する図で
あり、第２０〜２２図は第２実施例の変形例を示すもの
で、第２０図はその要部ブロック図、第２１図はそのメ
インルーチンを説明するフローチャート、第２２図はそ
の電磁弁駆動ルーチンを説明するためのフローチャート
であり、各図中、第１〜９図と同じ符号はほぼ同様の部
分を示している。

さて、この第２実施例の場合、本装置によって制御され
るエンジンシステムは第１３図のようになり、制御系の
ハードウェアを主体にして示すと第１２図のようになる
。また、燃料供給制御系を機能ブロック図で示すと、第
１０図のようになる。

即ち、これらの図かられかるように、この第２実施例は
、前述の第１実施例に比べ、Ｏよセンサ１７が追加され
ていることがわかる。

ここで、０２センサ１７は、第１３図かられかるように
、排気通路３側における触媒コンバータ９（この触媒コ
ンバータ９は酸化還元特性を有する）の内部に設けられ
て、排気ガス中の酸素濃度（０□濃度）を検出するよう
になっている。更に詳述すれば、この触媒コンバータ９
は、２つの触媒部９Ａ、９Ｂに分割されて、これらの触
媒部９Ａ、９Ｂがタンデムに配置されたもので、これら
の触媒部９Ａ、９Ｂ間に０２センサ１７の検出部が配置
されている。ここで、ｏ２センサ１７は応答遅れがあま
り悪化しない程度の位置に配置されるのが好ましいため
、上流側の触媒部９Ａの容積・の方が下流側の触媒部９
Ｂの容積よりも小さく設定され、例えば上流側の触媒部
９Ａの容積は２００ｃｃであるとすると、下流側の触媒
部９Ｂの容積は８００ｃｃ程度に設定される。なお、触
媒部を２つに分割せず一体のものでもよく、この場合、
０２センサ１７は触媒コンバータ９内に埋設される。ま
た、０２センサ１７は、固体電解質の酸素濃淡電池の原
理を応用したもので、その出力電圧は理論空燃比付近で
急激に変化する特性を持ち、理論空燃比よりもリーン側
の電圧が低く、理論空燃比よりもリッチ側の電圧が高い
。即ち、この０□センサ１７は、いわゆるλ型０２セン
サとして構成されるとともに、触媒９の内部に設けられ
理論空燃比近傍で出力が急激に変化する排気ガス成分検
出手段を構成する。

今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目すると、この実
施例においても、ＣＰＵ２７からは後述の手法で演算さ
れた燃料噴射用制御信号がドライバ３４を介して出力さ
れ、例えば４つの電磁弁８を順次駆動させてゆくように
なっているおり、かかる燃料噴射制御（電磁弁駆動時間
制御）のための機能ブロック図を示すと、第１０図のよ
うになる。

そして、この第２実施例において、前述の第１実施例と
異なる点は、空燃比補正係数設定手段３６に０２センサ
１７からの検出情報が入力されている点である。次にこ
の空燃比補正係数設定手段３６の構成について説明する
。すなわち、第１１図に示すように、この空燃比補正係
数設定手段３６は、エンジン回転数とエンジン負荷（Ｑ
／Ｎｅ）とに応じ空燃比補正係数ＫＡＦ□を記憶するマ
ツプ５０と、触媒９に供給される排気ガスの空燃比を強
制的に振動させる第１の制御手段５４Ａおよび０□セン
サ１７の検出結果に基づき学習値ＫＡＦｚを更新して上
記強制振動における平均空燃比を理論空燃比近傍に制御
する第２の制御手段５４Ｂを有する空燃比制御手段５４
と、エンジンの低速・低負荷運転時（第１９図の符号Ｉ
Ｚで示すアイドルゾーンでの運転時を含む）に上記強制
振動を停止または低減させる振動制御手段５２と、マツ
プ５０、振動制御手段５２．第２の制御手段５４Ｂから
の信号を加算する加算手段５３とをそなえて構成されて
いる。

なお、その他、基本駆動時間決定手段３５．冷却水温補
正手段４０．吸気温補正手段４１．大気圧補正手段４２
．加速増量補正手段４３．デッドタイム補正手段４４が
設けられている点は、前述の第１実施例と同じである。

また・上記の補正係数Ｋ　ＷＴ　ｔ　Ｋ　ＡＴツＫＡＰ
ｔ　ＫＡＣ＊ＫＡＦ　（＝ＫＡｐｌ＋Ｋａｄ＋ＫＡＦ、
）　、特に空燃比補正係数ＫＡＦを求めるフローチャー
トを示すと、第１４図のようなるが、このフローは、前
述の第１実施例において説明した第４図に示すフローと
ステップａ３’を除いて同じである。即ち、まずステッ
プａ１で、補正係数ＫＷＴ＋　ＫＡＴｔ　ＫＡＰ等を決
定した後、ステップａ２で、エンジンＥの運転状態が高
負荷かどうかが判定され、もし高負荷運転状態でなけれ
ば、ステップａ３’で、ＫＡＦ　＝　Ｋ　ＡＦ　Ｌ＋　
Ｋ　ａｄ　＋　Ｋ　ＡＦｉとする一方、もし高負荷運転
状態であれば、ステップａ４で、Ｋ　ＡＦ　”　Ｋ　Ａ
Ｆｘとする。

ここで、ＫＡＦＩはマツプ５０から取り出された値で、
ステップａ３でのＫＡＦ工はほぼ１で、ステップａ４で
のＫＡＦ工は１よりも大きい。また、Ｋａｄは空燃比補
正係数のうちの強制振動分で、これは第１制御手段５４
Ａで生成される。さらに、ＫＡＦ□は強制振動における
平均空燃比を理論空燃比近傍に制御するための学習値で
、この学習値ＫＡＦ２は第２の制御手段５４Ｂで生成さ
れる。

なお、高負荷運転状態時においては、強制振動分Ｋａｄ
を付加しても排気ガス浄化効率の実効を期しがたいので
、強制振動分Ｋａｄおよび学習値ＫＡＦｚを付加するこ
とはなされないのである。

そして、ステップａ３．ａ４のあとは、補正係数ＫをＫ
ｗｙＸＫＡＴＸＫＡＰＸＫＡＣＸＫＡＦから求め（ステ
ップａ５）、このようにして、燃料供給制御用補正係数
Ｋが求められる。

ところで、強制振動成分Ｋａｄの生成要領を示すと、第
１５図のフローチャー１・のようになるが、この第１５
図に示すフローチャートは例えば１ｍ５ｅｅ毎の割込み
によって第１４図に示すルーチンに優先して作動する。

このルーチンでは、まずステップｄ１で、周波数カウン
タＫｃがＯかどうかが判定される。最初はＯであるから
、ＹＥＳルートをとり、ステップｄ２で、エンジンの運
転状態がアイドル運転状態又は低速低負荷状態であるか
どうかが判断される。もし、そうでなければ、次のステ
ップｄ３で、振幅値アドレスに０にに０をいれ、ステッ
プｄ４で、周波数アドレスＨ２にＨｚｌをいれ、ステッ
プｄ５で、フラグＮが１かどうかを判定する。もし、Ｎ
＝０なら、ステップｄ５でＮｏルートをとって、ステッ
プｄ６で、Ｎ＝１としてから、ステップｄ７で、Ｋａｄ
＝−に□とし、更には周波数カウンタＫｃにγＸＨ２を
いれる一方、もしＮ＝１なら、ステップｄ５でＹＥＳル
ートをとって、ステップｄ９で、Ｎ＝Ｏとしてから、ス
テップｄｌｏで、Ｋａｄ＝に□とし、更には周波数カウ
ンタＫｃに（１−γ）ＸＨ２をいれる。ここで、γは周
期デユーティ比で、このγとしては１より小さくＯより
大きい値が設定され、−もし、中央値制御の場合は、γ
＝０．５が設定される。

なお、ステップｄ１で、周波数カウンタＫｃが０でない
場合は、ステップｄ１２で、Ｋｃ＝Ｋｃ−１として、周
波数カウンタＫｃの値を１だけデクリメントして、リタ
ーンする。

従って、−旦周波数カウンタＫｃに周波数データＨ２Ｉ
が設定されると、Ｋｃ＝Ｏになるまでは、Ｋａｄ＝に、
またはＫａｄ＝＝−Ｋｉの値を保持し、Ｋｃ＝０になる
と、Ｋａｄの符号が反転する。これにより、周波数デー
タＨｚＩで設定された周波数相当の周波数をもち振幅に
８の方形波［第１７図の低速低負荷運転時以外と記載さ
れた部分の波形参照コが得られるのである。

なお、この実施例においても、リッチ化時においては、
重畳されている強制振動成分Ｋａｄにより、常に理論空
燃比［第１７図の一点鎖線部参照コをリーン側［第１７
図の一点鎖線部より下側コに少し横切り、逆にリーン化
時においては、重畳されている強制振動成分Ｋａｄによ
り、理論空燃比をリッチ側［第１７図の一点鎖線部より
上側］に少し横切るように、強制振動成分Ｋａｄの振幅
値（Ｋｘに相当）が設定されている。

また、ステップｄ２で、エンジンの運転状態がアイドル
運転状態又は低速低負荷状態であるなら、ステップｄ１
３で、振幅値アドレスに工にＫＩ、／α（例えばα〉１
）をいれ、ステップｄ１４で、周波数アドレスＨ２にＨ
２２をいれ、ステップｄ５で、フラグＮが１かどうかを
判定する。もし、Ｎ＝０なら、ステップｄ５でＮｏルー
トをとって、ステップｄ６で、Ｎ＝１としてから、ステ
ップｄ７で、Ｋ　ａｄ　＝−Ｋ　ｘとし、更には周波数
カウンタＫｃにγＸ　ＨＺをいれる一方、もしＮ＝１な
ら、ステップｄ５でＹＥＳルートをとって、ステップｄ
９で、Ｎ＝Ｏとしてから、ステップｄｌｏで、Ｋａｄ＝
ＫＬとし、更には周波数カウンタＫｃに（１−γ）ＸＨ
ｚをいれる。

ここで、Ｈｚ２とＨｚｌとの関係は、例えば、６０＜Ｈ
２Ｉ＜Ｈ２２＜１００のように設定されている。

従って、この場合は、振幅に、かに０より小さくなり５
周波数データが大きくなるため、上記の場合に比べ周波
数が低くなるとともに振幅が小さくなる。［第１７図の
低速低負荷運転時と記載された部分の波形参照］。

なお、前述の第１実施例と同様に、αをＱとすることも
可能で、この場合は振幅に工は０となるから、強制振動
は停止されることになる［第１８図の低速低負荷運転時
と記載された部分の波形参照］、そして、このようにα
＝ψとした場合は、ステップｄ５〜ｄｌ１等の処理はジ
ャンプしてもよい。

また、電磁弁駆動のための制御要領を示すと、第１６図
のフローチャートのようになるが、この第１６図に示す
フローチャートは１８０°毎のクランクパルスの割込み
によって第１４図に示すルーチンに優先して作動する。

このルーチンでは、まずステップｅ１で、１サイクル当
りの空気量（Ｑ／Ｎｅ）を求め、ステップｅ２で、この
（Ｑ／　Ｎ　ｅ　）から基本駆動時間ＴＢを決定し、ス
テップｅ３で、電磁弁８の駆動時間Ｔ　ＩＮＪをＴＢＸ
Ｋ＋’ｒｏ　（Ｋは第１４図で求められたもの）から求
め、このＴＩＮＪをインジェクタ駆動用タイマにセット
したのち、このタイマをトリガすることが行なわれる。

そして、このようにトリガされると、時間Ｔ　ＩＮＪの
間だけ燃料が噴射されるのである。

また、このような燃料噴射動作ルーチン中に学習値ＫＡ
Ｆｔの更新が行なわれる。すなわち、ステップｅ４で、
０２センサフイードバツクゾーン（このゾーンは第１９
図の符号ＦＢで示すゾーンである）にはいって所要時間
経過しているがどうかが判定され、もしそうであれば、
ステップｅ５で、平均空燃比情報０２に０□センサ１７
の出力情報Ｒ○２を加えて、平均空燃比情報０２を更新
し、更に次のステップｅ６で、この更新された０２デー
タと理論空燃比データＳＯ２との差に基づいて学習値Ｋ
ＡＦ２を設定することが行なわれる。

なお、ステップｅ４で、Ｎｏの場合は、学習値ＫＡＦｚ
の更新は行なわない。

このように低速低負荷運転時以外の運転時（高負荷運転
時を除く）においては、空燃比が理論空燃比を常に横切
るようにしかも触媒９の０２ストレージ効果が最大に生
かされるような周波数で空燃比を強制的に振動させるこ
とが行なわれるので、触媒９による排気ガス浄化効率を
増加させることができるほか、低速低負荷運転時におい
ては、上記強制振動を停止または低減させることができ
るので、エンジンがトルク変動を起こすことを確実に防
止することができ、これによりエンジン振動の低減ひい
ては車載用エンジンの場合は車体振動の低減にもおおい
に寄与しうるちのである。

また、０□センサ１７の検出結果に基づいて学習値ＫＡ
Ｆ２を更新することが行なわれるので、上記強制振動に
おける平均空燃比を理論空燃比近傍に制御して、経年変
化や高地での補正をかけることができ、これにより空燃
比制御を適切且つ正確に実施できるものである。

なお、上記強制振動における平均空燃比を理論空燃比近
傍に制御するための手段として、周期デユーティ比γの
値を変更するようにしてもよい。

すなわち、この場合は、第２０図に示すように、この空
燃比補正係数設定手段３６は、エンジン回転数とエンジ
ン負荷（Ｑ／Ｎｅ）とに応じ空燃比補正係数ＫＡＦｘを
記憶するマツプ５０と、触媒９に供給される排気ガスの
空燃比を強制的に振動させる第１の制御手段５４Ａおよ
びｏ２センサ１７の検出結果に基づき周期デユーティ比
γの値を更新して上記強制振動における平均空燃比を理
論空燃比近傍に制御する第２の制御手段５４Ｂを有する
空燃比制御手段５４と、エンジンの低速・低負荷運転時
（前述の第１９図の符号ＩＺで示すアイドルゾーンでの
運転時を含む）に上記強制振動を停止または低減させる
振動制御手段５２と、マツプ５０．振動制御手段５２か
らの信号を加算する加算手段５３とをそなえて構成され
る。

なお、第２の制御信号５４Ｂからの信号は強制振動成分
の周期デユーティ比を変更するための情報を有している
ので、第１制御手段５４Ａへ入力されている。

従って、補正係数ＫＶＴｔ　ＫＡＴｙ　ＫＡＰ＋　ＫＡ
Ｃ＋ＫＡＦ　（＝ＫＡＦ、＋Ｋａｄ）　、特に空燃比補
正係数ＫＡＦを求めるフローチャートを示すと、第４図
と同じ第２１図のようになり、電磁弁駆動のための制御
要領を示すと、第１６図とほぼ同じ第２２図のようにな
る。ここで、第２２図に示すフローチャートが第１６図
に示すものと異なるところは、ステップｅ６’であり、
このステン、プｅ６’では、更新された０２データと理
論空燃比データＳ○２との差に基づいて学習値ＫＡＦ２
を設定する代わりに、周期デユーティデータγ（０くγ
〈１）を設定するのである。これにより、γの値が変わ
って、即ちγの値が更新されて、上記強制振動における
平均空燃比を理論空燃比近傍に制御することができる。

なお、強制振動成分Ｋａｄの生成要領は第１５図に示す
フローチャートと同じである。

このようにしても、第１０〜１９図に示す第２実施例と
同様の効果ないし利点が得られるものである。

（ｃ）第３実施例の説明 次に第３実施例について説明する。

第２３〜３０図は本発明の第３実施例としての内燃機関
の空燃比制御装置を示すもので、第２３図はその燃料供
給制御系を示すブロック図、第２４図はその要部ブロッ
ク図、第２５図はそのメインルーチンを説明するフロー
チャート、第２６図はその電磁弁駆動ルーチンを説明す
るためのフローチャート、第２７図はその強制振動分に
かかる補正係数の求め方を説明するフローチャート、第
２８図（ａ）・〜（ｄ）はいずれもその０２フイ一ドバ
ツク時の作用を説明するための他の波形図、第２９図は
その０２フイードバツクゾーンを説明する図、第３０図
はその空燃比強制変動時の高周波成分データ設定値の傾
向を説明する図であり、各図中、第１〜２２図と同じ符
号はほぼ同様の部分を示している。

さて、この第３実施例の場合、本装置によって制御され
るエンジンシステムは第１３図に示した第２実施例のも
のと同じになり、制御系のハードウェアを主体にして示
したものも、第２実施例と同様、第１２図のようになる
。また、燃料供給制御系を機能ブロック図で示すと、第
２３図のようになる。即ち、これらの図かられかるよう
に、この第２実施例は、前述の第１実施例との関係では
、０□センサ１７が追加され、第２実施例との関係では
、０２センサセンサフイ一ドバツク補正手段３７が追加
されていることがわかる。

ここで、０□センサ１７は、前述の第２実施例と同様、
排気通路３側における触媒コンバータ９の内部に設けら
れている。

今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目すると、こ・の
実施例においても、ＣＰＵ２７からは後述の手法で演算
された燃料噴射用制御信号がドライバ３４を介して出力
され、例えば４つの電磁弁８を順次駆動させてゆくよう
になっているおり、かかる燃料噴射制御（電磁弁駆動時
間制御）のための機能ブロック図を示すと、第２３図の
ようになる。

そして、この第３実施例において、前述の第２実施例と
異なる点は、空燃比補正係数設定手段３６と並設される
ように、ｏ２センサフィードバック時（０２フイードバ
ツクを行なう運転域は第２９図に符号ＦＢで示すエリア
である）に空燃比を強制的に変動させるための空燃比補
正係数（ＫＦＢ＋Ｋａｄ）を設定する。２センサフイ一
ドバツク補正手段３７が設けられている点である。なお
、これらの空燃比補正係数設定手段３６とｏ２２センサ
フイ一ドバツク補正段３７とは相互に連動して切り替わ
るスイッチング手段３８．３９によって択一的に選択さ
れるようになっている。また、この第３実施例では、空
燃比補正係数設定手段３６へはｏ２センサ１７からの信
号は入力されていない。

次にこのｏ２２センサフイ一ドバツク補正段３７の構成
について説明する。すなわち、第２４図に示すように、
この０２センサフイ一ドバツク補正手段３７は、０２セ
ンサ１７の検出結果に基づいて触媒９に供給される排気
ガスの空燃比を理論空燃比近傍に制御する０２センサフ
イ一ドバツク制御手段５５と、ｏ２２センサフイ一ドバ
ツク補正段３７からの信号（ＫＦＢ）と強制振動制御手
段５６からの信号（Ｋａｄ）とを加算する加算手段５７
と、エンジンＥの低速・低負荷運転時かどうかを検出し
て強制振動制御手段５６による信号を０２センサフイ一
ドバツク制御手段５５へ加算するかどうかを選択する選
択手段５８とをそなえて構成されている。即ち、この０
．センサフィードバック補正手段３７は、エンジンＥの
低速・低負荷運転時に０２センサ１７の検出結果に基づ
いて触媒９に供給される排気ガスの空燃比を理論空燃比
近傍に制御する第１の空燃比制御手段と、エンジンＥの
低速・低負荷以外の運転時に触媒に供給される排気ガス
の空燃比を強制的に振動させるとともに０２センサ１７
の検出結果に基づいて上記強制振動における平均空燃比
を理論空燃比近傍に制御する第２の空燃比制御手段とを
そなえていることになる。

なお、空燃比補正係数設定手段３６は、エンジン回転数
とエンジン負荷（Ｑ／Ｎｅ）とに応じ空燃比補正係数Ｋ
ＡＦ工を記憶するマツプを有するが、前述の第２実施例
のような第１の制御手段５４Ａや第２の制御手段５４Ｂ
等はもたない。

また、その他、基本駆動時間決定手段３５．冷却水温補
正手段４０．吸気温補正手段４１．大気圧補正手段４２
．加速増量補正手段４３．デッドタイム補正手段４４が
設けられている点は、前述の第１，２実施例と同じであ
る。

ところで、上記の補正係数ＫＷＴ＋　ＫＡＴｐ　ＫＡＰ
ｙＫＡＣＩ　ＫＡＦ　（＝ＫＦＢ＋Ｋａｄ又はＫＡＦＬ
）　、特に空燃比補正係数ＫＡＦを求めるフローチャー
トを示すと、第２５図のようなるが、このフローでは、
まずステップｆ１で、補正係数ＫＷＴ＋　ＫＡＴ＋　Ｋ
ＡＰ等を決定した後、空燃比補正係数ＫＡＦ　（＝ＫＦ
Ｂ＋Ｋａｄ又はＫＡＦ□）を決定する。すなわち、ステ
ップｆ１の次のステップｆ２で、０２フイードバツクが
可能な条件が成立したかどうかが判断され。

もし０□フイードバツクＯＫであれば、ステップｆ３で
、０□センサ出力が０．５ボルトより大きいかどうかが
判断される。もし小さければ、空燃比がリーンであるか
ら、空燃比補正係数ＫＦＢをＩ＋　ＣＰ／２）としてリ
ッチ化しくステップｆ４）、もし大きければ、空燃比が
リッチであるから、空・燃比補正係数ＫＦａｔｉ−Ｉ　
−ＣＰ／　２）としてリーン化（ステップｆ５）するこ
とが行なわれる。

そして、その後はステップｆ６で、高周波成分Ｋａｄを
付加して、その結果を空燃比補正係数ＫＡＦとする。

ところで、高周波成分Ｋａｄの生成要領を示すと、第２
７図のフローチャートのようになるが、この第２７図に
示すフローチャートは例えば１ｍｓ　ｅＣ毎の割込みに
よって第２５図に示すルーチンに優先して作動する。こ
のルーチンでは、まずステップｈ１−１で、エアフロー
センサ出力が７０　Ｈ２以下かどうか、即ちアイドルゾ
ーン（又はエンジン低負荷回転運転域）がどうかが判断
され、もしＮｏであるなら、ステップｈ１−２で、周波
数カウンタＫｃがＯかどうかが判定される。最初は０で
あるから、ＹＥＳルートをとり、ステップｈ２で、エン
ジンの運転状態に応じた振幅データＫｎおよび周波数デ
ータＨｚを設定する。

なお、この周波数データＨｚは、直接的には周期データ
として機能するが、逆数が周波数となるので、周波数デ
ータといっている。ここで、このデータＨｚは、リミッ
トサイクル周波数よりも高く、例えば３０〜５０程度の
値（周波数に換算すると、１０〜１７程度の値）が選ば
れる。

この場合、エンジンの運転状態に応じた高周波分の振幅
および周波数の傾向は、第３０図に示すように設定され
る。即ち、エンジン回転数Ｎ　ｅ　。

吸入吸気量Ｑ、Ｑ／Ｎｅが大きくなると、振幅および周
波数は最初は大きくなり、その後はサチュレートするよ
うに設定される。

また、ｏ２フィードバックゾーンは第２９図に符号ＦＢ
で示すような領域であるが、この０２フイードバツクゾ
ーン領域を更に複数のゾーンに分割して、各ゾーンごと
に、エンジン回転数Ｎｅ又は吸入吸気量Ｑ又はＱ　／　
Ｎ　ｅにつき振幅Ｋｎおよび周波数Ｈｚのデータを対応
させてマツプ（２次元メモリ）に記憶するようにしても
よい。

その後は、次のステップｈ３で、振幅値アドレスに１に
ステップｈ２で設定したＫｎをいれ、ステップｈ４で、
フラグＮが１かどうかを判定する。

もし、Ｎ＝Ｏなら、ステップｈ４でＮｏルートをとって
、ステップｈ５で、Ｎ＝１としてから、ステップｈ６で
、Ｋａｄ＝に工とする一方、もしＮ＝１なら、ステップ
ｈ４でＹＥＳルートをとって、ステップｈ７で、Ｎ＝Ｏ
としてから、ステップ１１８で、Ｋａｄ＝−によとする
。そして、ステップｈ６、ｈｐのあとは、周波数カウン
タＫｃにステップｈ２で設定した周波数データＨｚをい
れる（ステップｃ９）。

また、ステップｂ　１で、周波数カウンタＫｃがＯでな
い場合は、ステップｈｌｏで、Ｋｃ＝Ｋｃ−１として、
周波数カウンタＫｃの値を１だけデクリメントして、リ
ターンする。

従って、−旦周波数カウンタＫｃに周波数データＨｚが
設定されると、Ｋｃ＝Ｏになるまでは、Ｋａｄ＝に１ま
たは）（ａｄ＝　　Ｋｌの値を保持し、Ｋｃ＝Ｏになる
と、Ｋａｄの符号が反転する。これにより、周波数デー
タＨｚで設定された周波数相当の周波数をもち振幅に工
の方形波［第２８図（Ｑ）における低速低負荷運転時以
外の波形参照］が得られるのである。従って、低速低負
荷運転時以外の運転時において第２５図のステップｆ６
で得られる空°燃比補正係数Ｋ　ＡＦ　（：　Ｋ　ＦＢ
　＋　Ｋ　ａｄ）は、第２８図（ｂ）のようになるが、
このとき、リッチ化時においては、■ゲインが大きくな
っていっても、重畳されている高周波数成分Ｋａｄによ
り、常に理論空燃比［・第２８図（ｂ）の−点鎖線部参
照］をリーン側［第２８図（ｂ）の−点鎖線部より下側
コに少し横切り、リーン化時においては、■ゲインが小
さくなっていっても１重畳されている高周波数成分Ｋａ
ｄにより、理論空燃比をリッチ側［第２８図（ｂ）の−
点鎖線部より上側］に少し横切るように、高周波数成分
Ｋａｄの振幅値（Ｋ工に相当）が設定されている。

なお、ステップｈ１−１でＹＥＳの場合、即ち、アイド
ルゾーン（又はエンジン低負荷回転運転域）の場合は、
ステップｈｌｌで、Ｋａｄ＝ｏとする。

これによりアイドルゾーン（又はエンジン低負荷回転運
転域）では、高周波数成分Ｋａｄで、フィードバックゲ
インＫＦＢに変調をかけることが中止されて、フィード
バックゲインＫＦＢのみによる制御（ＰＩ制御）が行な
われる［第２８図（ｂ）〜（ｄ）における低速低負荷運
転時の波形参照］ので、かかる運転域でのトルク変動を
防止することができる。また、高周波数成分Ｋａｄの振
幅１周波数を小さくして、この高周波数成分Ｋａｄのフ
ィードバックゲインＫＦＢに与える影響を小さくしても
よい。また、アイドルゾーン（又はエンジン低負荷回転
運転域）かどうかを判定する手段として、アイドルスイ
ッチ１５がオンで且つエンジン回転数が低速であるがど
うかを判定してもよい。

さらに、もし０２フイードバツクＯＫでなければ、第２
５図のステップｆ７で、２次元マツプから補正係数ＫＡ
Ｆｘを読み取る。

そして、上記のステップｆ６．ｆ７のあとは、補正係数
Ｋ　ｔｙ：　ＫｗｒＸ　ＫＡＴＸ　ＫＡＰＸ　ＫＡＣＸ
　ＫＡＦから求める（ステップｆ８）。

このようにして、燃料供給制御用補正係数Ｋが求められ
る。

次に、電磁弁駆動のための制御要領を示すと、第２６図
のフローチャートのようになるが、この第２６図に示す
フローチャートは１８０°毎のクランクパルスの割込み
によって第２５図に示すルーチンに優先して作動する。

このルーチンでは、まずステップｇ１で、１サイクル当
りの空気量（Ｑ／Ｎｅ）を求め、ステップｇ２で、この
（Ｑ／　Ｎ　ｅ　）から基本駆動時間ＴＢを決定し、ス
テップｇ３で、電磁弁８の駆動時間Ｔ工ＮＪをＴＢＸＫ
＋’ｒｏ　（Ｋは第２５図で求められたもの）から求め
、ステップｇ４で、このＴＩＮＪをインジェクタ駆動用
タイマにセットしたのち、ステップｇ５で、このタイマ
をトリガすることが行なわれる。そして、このようにト
リガされると１時間Ｔ　ＩＮＪの間だけ燃料が噴射され
るのである。

また、このような燃料噴射動作ルーチン中に、積分ゲイ
ンエの更新が行なわれる。すなわち、ステップｇ６で、
ｏ２フィードバック中かどうかが判断され、もしそうで
あれば、ステップｇ７で、０□センサ出力が０．５ボル
トより大きいかどうかが判断される。もし小さければ、
空燃比がり−ンであるから、積分ゲインエにΔ工を加え
リッチ化しくステップｇ８）、もし大きければ、空燃比
がリッチであるから、積分ゲインエからΔ工を引いてリ
ーン化する（ステップｇ９）。

一方、もし０□フイードバツク中でなければ、ステップ
ｇｌｏで、積分ゲインエを１．０にする。

このように積分ゲインエをクランクパルス割込み毎に更
新することにより、エンジ回転数に応じて積分ゲインエ
の更新周期を変えることができる。

従って、この実施例によれば、０２センサ１７が上述し
たごとく触媒コンバータ９の内部に配設されているので
、触媒による浄化作用の結果に関する情報を用いた空燃
比制御が行なうことができ、これによりｏ２センサの出
力特性のバラツキに影響されないで、空燃比を触媒の要
求する空燃比に制御することが可能となる。

しかし、０２センサ１７が触媒コンバータ９の内部に配
設されているので、０２センサ１７の応答性が悪化して
、リミットサイクル周波数が長くなって、そのまま何も
しなければ、排気ガスの状態を悪化させるおそれがある
が、本実施例では、０２センサ１７が応答しない程度の
高い周波数成分Ｋａｄで、空燃比フィードバック成分Ｋ
ＦＢに変調をかけて、リッチ化時においては、■ゲイン
が大きくなっていっても、重畳されている高周波数成分
Ｋａｄにより、常に理論空燃比をリーン側に少し横切り
、リーン化時においては、■ゲインが小さくなっていっ
ても、重畳されている高周波数成分Ｋａｄにより、理論
空燃比をリッチ側に少し横切るようにしながら、即ち、
触媒に導かれる燃焼ガスの空燃比が理論空燃比近傍で振
動的に与えられるようにしながら、空燃比変動周波数を
大きくすることが行なわれているので、触媒コンバータ
９にとって最適な空燃比変動周波数（触媒の０２ストレ
ージ効果が最大に生かされる周波数）に近付けることが
でき、その結果、触媒による排気ガス浄化効率が最大と
なるような制御を行なうことができ、排気ガスの状態が
悪化することはない。

なお、上記の高周波成分Ｋａｄに対しては、○よセンサ
１７は応答しないため、ｏ２センサ１７によるフィード
バックはリミットサイクル周波数で行なわれることはい
うまでもない。

さらに、低速低負荷運転時以外の運転時（高負荷運転時
を除く）においては、空燃比が理論空燃比を常に横切る
ようにしかも触媒９の０２ストレージ効果が最大に生か
されるような周波数で空燃比を強制的に振動させること
が行なわれるので、触媒９による排気ガス浄化効率を増
加させることができるほか、低速低負荷運転時において
は、上記強制振動を停止または低減させることができる
ので、エンジンがトルク変動を起こすことを確実に防止
することができ、これによりエンジン振動の低減ひいて
は車載用エンジンの場合は車体振動の低減にもおおいに
寄与しうるちのである。

（ｄ）その他 なお、０．センサ１７は第１３図に鎖線で示すごとく触
媒コンバータ９の下流側に配置してもよい。

このようにしても、触媒９による浄化作用の結果に関す
る情報を用いた空燃比制御が行なうことができ、これに
より０□センサの出力特性のバラツキに影響されないで
、空燃比を触媒の要求する空燃比に制御することが可能
となる。

また、第３１図に示すごとく、０２センサ１７を触媒コ
ンバータ９の上流側に設けて、０２センサ１７を第３２
図に示すような構成にしてもよい。

すなわち、０２センサ１７における排気通路側の白金電
極１７ａを、酸化還元特性を有する触媒層（三元触媒層
）１７ｄで被覆するような構成にするのである。なお、
第３２図中の符号１７ｂは大気側の白金電極、１７ｃは
ＺｒＯ２等を成分とする固体電解質部である。

このようにしても、触媒（この場合は触媒層１７ｃ）に
よる浄化作用の結果に関する情報を用いた空燃比制御が
行なうことができ、これにより０２センサの出力特性の
バラツキに影響されないで、空燃比を触媒の要求する空
燃比に制御することが可能となる。

また、前述のごとく、ｏ２センサ１７に触媒層１７ｃを
設けるというようなことはしないで、０□センサ１７は
従来のものを使用し、その代わりに、第３３図に示すご
とく、ｏ２センサ１７の上流側に触媒コンバータ（第１
の触媒）９とは別に酸化還元特性を有する第２の触媒（
三元触媒）９′を設けてもよい。

このようにしても、触媒（この場合は第２の触媒９′）
による浄化作用の結果に関する情報を用いた空燃比制御
が行なうことができ、これにより０□センサの出力特性
のバラツキに影響されないで、空燃比を触媒の要求する
空燃比に制御することが可能となる。

さらに、０８センサ１７を触媒コンバータ９の下流側に
配置したり、０□センサ１７に触媒層１７ｃを設けたり
、従来のものと同様の０□センサ１７の上流側に触媒コ
ンバータ９とは別に第２の触媒９′を設けたりした場合
でも、０２センサ１７の配置位置以外は、前述の第２，
３実施例と同様の空燃比制御を行なうようになっている
ので。

いずれの場合も、空燃比のオーバーシュートを防止しな
がら、触媒コンバータ９にとって最適な空燃比変動周波
数（触媒の０２ストレージ効果が最大に生かされる周波
数）に近付けることができ、その結果、触媒による排気
ガス浄化効率が最大となるような制御を行なうことがで
きるので、排気ガスの状態が悪化することはない。

また、０□センサ１７を従来通り触媒コンバータ９の上
流側に配置したものに、本発明を適用することももちろ
んできる。

さらに、空燃比を制御する手段として、電磁弁８からの
燃料噴射量を制御するほか、電子キャブレタからの供給
燃料量を制御してもよいし、２次空気供給量を制御して
もよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、まず請求項１に記載の本発明の内
燃機関の空燃比制御装置によれば、内燃機関の排気系に
酸化還元特性を有する触媒をそなえたものにおいて、該
触媒に供給される排気ガスの空燃比を理論空燃比近傍で
強制的に振動させる空燃比制御手段と、内燃機関の低速
・低負荷運転時に上記強制振動を停止または低減させる
振動制御手段とが設けられるという簡素な構成で、低速
低負荷運転時以外の運転時においては、空燃比が理論空
燃比を常に横切るようにしかも触媒のｏ２ストレージ効
果が最大に生かされるような周波数で空燃比を強制的に
振動させることが行なわれるので、触媒による排気ガス
浄化効率を増加させることができるほか、低速低負荷運
転時においては。

上記強制振動を停止または低減させることができるので
、エンジンがトルク変動を起こすことを確実に防止する
ことができ、これによりエンジン振動の低減におおいに
寄与しうるという利点がある。

また、請求項２しこ記載の本発明の内燃機関の空燃比制
御装置によれば、触媒に供給される排気ガスの空燃比を
強制的に振動させる第１の制御手段と、該排気ガス成分
検出手段の検出結果に基づいて上記強制振動における平
均空燃比を理論空燃比近傍に制御する第２の制御手段と
を有する空燃比制御手段が設けられるとともに、内燃機
関の低速・低負荷運転時に上記強制振動を停止または低
減させる振動制御手段が設けられるというＷＪ素な構成
で、前述の請求項１に記載のもので得られる効果ないし
利点が得られるのほか、経年変化や高地での補正をかけ
ることができ、これにより空燃比制御を適切且つ正確に
実施できる利点がある。

さらに、請求項３に記載の本発明の内燃機関の空燃比制
御装置では、内燃機関の低速・低負荷運転時に該排気ガ
ス成分検出手段の検出結果に基づいて該触媒に供給され
る排気ガスの空燃比を理論空燃比近傍に制御する第１の
空燃比制御手段と、内燃機関の低速・低負荷以外の運転
時に該触媒に供給される排気ガスの空燃比を強制的に振
動させるとともに該排気ガス成分検出手段の検出結果に
基づいて上記強制振動における平均空燃比を理論空燃比
近傍に制御する第２の空燃比制御手段とが設けられると
いう簡素な構成で、低速低負荷運転時以外の運転時にお
いては、空燃比が理論空燃比を常に横切るようにしかも
触媒のＯ，ストレージ効果が最大に生かされるような周
波数で空燃比を強制的に振動させることが行なわれるの
で、触媒による排気ガス浄化効率を増加させることがで
きるほか、低速低負荷運転時においては、上記強制振動
を停止または低減させることができるので、エンジンが
トルク変動を起こすことを確実に防止することができ、
これによりエンジン振動の低減におおいに寄与しうると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は本発明の第１実施例としての内燃機関の空
燃比制御装置を示すもので、第１図（ａ）はその燃料供
給制御系を示すブロック図、第１図（ｂ）はその要部ブ
ロック図、第２図はそのハードウェアを主体にして示す
ブロック図、第３図はそのエンジンシステムを示す全体
構成図、第４図はそのメインルーチンを説明するフロー
チャート、第５図はその電磁弁駆動ルーチンを説明する
ためのフローチャート、第６図はその強制振動分にかか
る補正係数の求め方を説明するフローチャート、第７，
８図はいずれもその強制振動分の波形図、第９図はその
アイドルゾーンを説明する図であり、第１０〜２２図は
本発明の第２実施例としての内燃機関の空燃比制御装置
を示すもので、第１０図はその燃料供給制御系を示すブ
ロック図、第１１図はその要部ブロック図、第１２図は
そのハードウェアを主体にして示すブロック図、第１３
図はそのエンジンシステムを示す全体構成図、第１４図
はそのメインルーチンを説明するフローチャート、第１
５図はその強制振動分にかかる補正係数の求め方を説明
するフローチャート、第１６図はその電磁弁駆動ルーチ
ンを説明するためのフローチャート、第１７．１８図は
いずれもその強制振動分の波形図、第１９図はその０□
フイードバツクゾーンを説明する図であり、第２０〜２
２図は第２実施例の変形例を示すもので、第２０図はそ
の要部ブロック図、第２１図はそのメインルーチンを説
明するフローチャート、第２２図はその電磁弁駆動ルー
チンを説明するためのフローチャートであり、第２３〜
３０図は本発明の第３実施例としての内燃機関の空燃比
制御装置を示すもので、第２３図はその燃料供給制御系
を示すブロック図、第２４図はその要部ブロック図、第
２５図はそのメインルーチンを説明するフローチャート
、第２６図はその電磁弁駆動ルーチンを説明するための
フローチャート、第２７図はその強制振動分にかかる補
正係数の求め方を説明するフローチャート。 第２８図（ａ）〜（ｄ）はいずれもその０２フイ一ドバ
ツク時の作用を説明するための他の波形図であり、第２
９図はその０□フイードバツクゾーンを説明する図、第
３０図はその空燃比強制変動時の高周波成分データ設定
値の傾向を説明する図であり、第３１図は本発明装置の
他の例のエンジンシステムを第１３図に対応させて示す
全体構成図、第３２図は第３１図に示す触媒層付き０２
センサの部分断面図であり、第３３図は本発明装置の更
に他の例のエンジンシステムを第１３図に対応させて示
す全体構成図である。 １−燃焼室、２・−吸気通路、３−・−排気通路、４−
吸気弁、５−排気弁、６−エアクリーナ、７−・〜スロ
ットル弁、８・・−電磁弁、９−触媒コンバータ（第１
の触媒）、９Ａ、９Ｂ−触媒部、９′−・第２の触媒、
１Ｏ−ＩＳＣモータ、１１−エアフローセンサ、１２−
吸気温センサ、１３−　大気圧センサ、１４−スロット
ルセンサ、１５−アイドルスイッチ、１６−モータポジ
ションセンサ、１７・−ｏ２センサ、１７ａ、１７ｂ−
白金電極、１７Ｇ−・−固体電解質部、１７ｄ−触媒層
、１９−水温センサ、２〇−車速センサ、２１−クラン
ク角センサ、２２−ＴＤＣセンサ、２３−電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）、２４−バッテリ、２５−バッテリセン
サ、２６−イゲニツシヨンスイツチ（キースイッチ）、
２７・ＣＰＵ、２８，２９−人力インタフェイス、３０
−Ａ／Ｄコンバータ、３１−ＲＯＭ、３２−ＲＡＭ、３
３−バッテリバックアップＲＡＭ　（ＢｔＴＲＡＭ）、
３４−ドライバ、３５−基本駆動時間決定手段、３６−
空燃比補正係数設定手段（エンジン回転数、負荷に応じ
た空燃比補正手段）、３７−０．センサフィードバック
補正手段、３８．３９−スイッチング手段、４〇−冷却
水温補正手段、４１−吸気温補正手段、４２−大気圧補
正手段、４３−加速増量補正手段、４４−デッドタイム
補正手段、５０−マツプ、５１−空燃比制御手段、５２
−振動制御手段、５３−加算手段、５４−空燃比制御手
段、５４Ａ−第１の制御手段、５４Ｂ−第２の制御手段
、５５−・−ｏ２センサフィードバック制御手段、５６
・・・強制振動制御手段、５７−、加算手段、５８−・
選択手段、Ｅ・−エンジン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気系に酸化還元特性を有する触媒を
   そなえたものにおいて、該触媒に供給される排気ガスの
   空燃比を理論空燃比近傍で強制的に振動させる空燃比制
   御手段と、内燃機関の低速・低負荷運転時に上記強制振
   動を停止または低減させる振動制御手段とが設けられた
   ことを特徴とする、内燃機関の空燃比制御装置。
2. （２）内燃機関の排気系に、酸化還元特性を有する触媒
   と、排気ガス成分検出手段とをそなえたものにおいて、
   該触媒に供給される排気ガスの空燃比を強制的に振動さ
   せる第１の制御手段と、該排気ガス成分検出手段の検出
   結果に基づいて上記強制振動における平均空燃比を理論
   空燃比近傍に制御する第２の制御手段とを有する空燃比
   制御手段が設けられるとともに、内燃機関の低速・低負
   荷運転時に上記強制振動を停止または低減させる振動制
   御手段が設けられたことを特徴とする、内燃機関の空燃
   比制御装置。
3. （３）内燃機関の排気系に、酸化還元特性を有する触媒
   と、排気ガス成分検出手段とをそなえたものにおいて、
   内燃機関の低速・低負荷運転時に該排気ガス成分検出手
   段の検出結果に基づいて該触媒に供給される排気ガスの
   空燃比を理論空燃比近傍に制御する第１の空燃比制御手
   段と、内燃機関の低速・低負荷以外の運転時に該触媒に
   供給される排気ガスの空燃比を強制的に振動させるとと
   もに該排気ガス成分検出手段の検出結果に基づいて上記
   強制振動における平均空燃比を理論空燃比近傍に制御す
   る第２の空燃比制御手段とが設けられたことを特徴とす
   る、内燃機関の空燃比制御装置。