(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系にセラミック触媒を設けるとともに、該セラミック触媒の上流側及び下流側にそれぞれＯ２  センサを配設し、該Ｏ２  センサの出力電圧と基準電圧との比較結果に基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
該セラミック触媒のシール材に使用されている有機成分がＨ２  を発生する条件にあるか否かを判別する判別手段と、
該有機成分がＨ２  を発生する条件にあると前記判別手段によって判別された場合に、該触媒下流側Ｏ２  センサの出力電圧と比較されるべき基準電圧をより高い値に変更する変更手段と、
を具備することを特徴とする、内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記判別手段は、少なくとも走行距離、機関運転時間累積値、吸入空気量累積値、又は機関回転数累積値のうちの１つを基準値と比較することにより該Ｈ２  発生条件を判別するものである、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（エンジン）において、吸入空気量に応じて適量の燃料を供給することにより、空気と燃料との混合比（空燃比：Ａ／Ｆ）を所望の値に制御する装置である空燃比制御装置に関し、より詳細には、ダブルＯ２  センサシステムを採用して空燃比フィードバック補正を行う空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用エンジンにおいては、排気ガス浄化対策として、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮＯｘ  （窒素酸化物）の還元と、を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのような三元触媒による酸化及び還元能力を高めるためには、エンジンの燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、エンジンにおける燃料噴射制御においては、排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するＯ２  センサ（酸素濃度センサ）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
【０００３】
かかる空燃比フィードバック制御では、酸素濃度を検出するＯ２  センサをできるだけ燃焼室に近い箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けているが、そのＯ２  センサの出力特性のばらつき（経年変化や個体差による）を補償するために、触媒コンバータより下流側に第２のＯ２  センサを更に設けたダブルＯ２  センサシステムも実現されている。
【０００４】
すなわち、上流側Ｏ２  センサは、燃焼室に近接して配置されるため、上流側Ｏ２  センサ近辺では、各気筒からの排気が必ずしも均一に混合していない。また、上流側Ｏ２  センサ近辺では、排気温度が高く、Ｏ２  センサ自体の劣化が生じやすい。このため、上流側Ｏ２  センサが特定の気筒からの排気の影響を強く受けたり、Ｏ２  センサが劣化したような場合には、上流側Ｏ２  センサ出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行っていると、正確な空燃比制御ができなくなるおそれがある。
【０００５】
一方、下流側Ｏ２  センサの位置では、排気は触媒通過時に均一に混合されており、排気温度も低くなっている。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ平衡状態にあることにより、下流側Ｏ２  センサの出力は、上流側Ｏ２  センサよりも緩やかに変化し、従って混合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ２  センサシステムは、触媒上流側Ｏ２  センサによるメイン空燃比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ２  センサによるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであり、メイン空燃比フィードバック制御における制御定数を、下流側Ｏ２  センサの出力に基づき修正することにより、上流側Ｏ２  センサの出力特性のばらつきを吸収し、空燃比制御精度の向上を図っている（例えば、特開昭６３−１７６６４１号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、触媒は、担体、活性成分、及び添加成分より構成される。担体の形状としては、ペレット型とモノリス（ハニカムともいう）型とがあるが、現在では耐久性等の観点からモノリス型が主流となっている。そして、モノリス型担体の材料としては、セラミックやメタル（金属）が使用されているが、コストの観点からセラミックの方が有利である。
【０００７】
かかるセラミック触媒をケース内に保持するために、有機成分を含むシール材が使用されている。そのため、触媒が新品の場合、高温になると、その有機成分が留出し、Ｈ２  及びＨＣが排気ガス中に排出される。下流側Ｏ２  センサに到達する排気ガス中にＨ２  が存在することは、次に示されるように、下流側Ｏ２  センサの出力特性に影響を及ぼす。
【０００８】
Ｏ２  センサは、ジルコニウム等の固体電解質の両側に白金電極を配置し、この固体電解質の一方の電極側に排気を接触させ、他方の電極側に大気を接触させる構成をとっている。排気の酸素成分の濃度が減少して、両電極間で酸素濃度の差が生ずると、酸素濃度の高い大気側電極では、大気中の酸素がイオン化して固体電解質中を排気側電極へと移動するようになる。そのため、大気と排気との酸素濃度差に応じた電流が排気側電極から大気側電極へ流れることとなり、両電極間には酸素濃度差に応じた電圧が発生する。Ｏ２  センサは、その電圧を信号として取り出すことにより、排気中の酸素濃度を検出するものである。
【０００９】
ところが、排気中にある程度以上の濃度のＨ２  成分が存在すると、排気中の酸素成分がＨ２  成分により阻止されて排気側電極に到達しにくくなる。このため、Ｈ２  成分が存在すると、Ｏ２  センサ出力は、実際の酸素濃度より低い酸素濃度信号を出力するようになる。つまり、Ｏ２  センサが、実際よりリッチ空燃比側の出力信号を発生するようになり、そのため、Ｏ２  センサが理論空燃比として認識する空燃比が理論空燃比よりリーン側にずれた状態、すなわち、Ｏ２  センサの出力特性がリーン空燃比側にシフトした状態となる。
【００１０】
従って、触媒でＨ２  成分が発生するようになると、実際に下流側Ｏ２  センサに到達する排気空燃比が理論空燃比である場合でも、下流側Ｏ２  センサからはリッチ空燃比信号が出力されることとなる。そのため、ダブルＯ２  センサシステムでは、そのような下流側Ｏ２  センサ出力に基づいて空燃比がリーン側に制御されてしまい、理論空燃比を維持することが困難となり、結果としてＮＯｘ  排出量の増大という問題につながる。
【００１１】
かかる実情に鑑み、本発明の目的は、セラミック触媒のシール材からの有機成分留出に伴うＨ２  発生に起因する空燃比制御精度の低下を防止することが可能な空燃比制御装置を提供することにより、内燃機関の排出ガス浄化性能の向上を図り、ひいては大気汚染防止に寄与することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく案出された、本発明に係る、内燃機関の空燃比制御装置は、排気系にセラミック触媒を設けるとともに、該セラミック触媒の上流側及び下流側にそれぞれＯ２  センサを配設し、該Ｏ２  センサの出力電圧と基準電圧との比較結果に基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、該セラミック触媒のシール材に使用されている有機成分がＨ２  を発生する条件にあるか否かを判別する判別手段と、該有機成分がＨ２  を発生する条件にあると前記判別手段によって判別された場合に、該触媒下流側Ｏ２  センサの出力電圧と比較されるべき基準電圧をより高い値に変更する変更手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によれば、上述の空燃比制御装置において、前記判別手段は、少なくとも走行距離、機関運転時間累積値、吸入空気量累積値、又は機関回転数累積値のうちの１つを基準値と比較することにより該Ｈ２  発生条件を判別するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る空燃比制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。図１において、機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられている。エアフローメータ３は、吸入空気量を直接計測するものであり、ポテンショメータを内蔵し、吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この出力信号は、制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
【００１６】
点火ディストリビュータ４には、その軸が例えばクランク角に換算して７２０°ごとに基準位置検出用パルス信号を発生させるクランク角センサ５及びクランク角に換算して３０°ごとに基準位置検出用パルス信号を発生させるクランク角センサ６が設けられている。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は、制御回路１０の入出力インタフェース１０２に供給され、このうち、クランク角センサ６の出力は、ＣＰＵ１０３の割込み端子に供給される。また、入出力インタフェース１０２には、車速を表す出力パルスを発生させる車速センサ１７も接続されている。
【００１７】
さらに、吸気通路２には各気筒ごとに燃料供給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を検出するための水温センサ９が設けられている。水温センサ９は、冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
【００１８】
排気マニホールド１１より下流の排気系には、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ  を同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２が設けられている。この三元触媒の担体は、セラミックを材料としたモノリス型形状のものである。排気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ１２の上流側には、第１のＯ２  センサ１３が設けられ、触媒コンバータ１２の下流側の排気管１４には第２のＯ２  センサ１５が設けられている。Ｏ２  センサ１３，１５は、排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。すなわち、Ｏ２  センサ１３，１５は、空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧を制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給する。
【００１９】
制御回路１０は、例えばマイクロコンピュータシステムとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インタフェース１０２，ＣＰＵ１０３の外に、ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、クロック発生回路１０７等が設けられている。
【００２０】
また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、フリップフロップ１０９、及び駆動回路１１０は、燃料噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセットされると共にフリップフロップ１０９もセットされる。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信号（図示せず）を計数して最後にそのキャリアウト端子が“１”レベルとなったときに、フリップフロップ１０９がリセットされ、駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる。
【００２１】
なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インタフェース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路１０７からの割込信号を受信した時、等である。エアフローメータ３の吸入空気量データＱ及び冷却水温データＴＨＷは、所定時間ごとに実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱ及びＴＨＷは、所定時間ごとに更新されている。また、回転速度データＮｅは、クランク角センサ６の３０°ＣＡごとの割込みによって演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。
【００２２】
図２は、図１におけるＯ２  センサ１３及び１５の出力電圧が空気過剰率λすなわち空燃比Ａ／Ｆに応じてどのように変化するかを示す特性図である。Ｏ２  センサの出力電圧は、排気ガス中にＨ２  が存在しない場合、同図の曲線Ｃ０  に示されるような特性を表す。ところが、前述したように、排気ガス中にＨ２  が含まれるようになると、曲線Ｃ１  及びＣ２  に示されるように、Ｏ２  センサの出力特性はリーン空燃比側にシフトしてくる。
【００２３】
前述のように、セラミック触媒をケース内に保持するために、有機成分を含むシール材が使用されているが、触媒が新品の場合、高温になると、その有機成分が留出し、Ｈ２  及びＨＣが排気ガス中に排出され、下流側Ｏ２  センサに到達する排気ガス中にＨ２  が存在することとなる。そこで、本実施形態においては、そのような状況が発生しうることを考慮して、下流側Ｏ２  センサ１５によるリッチ／リーン判定のための基準電圧ＶＲ２が可変値とされる。一方、上流側Ｏ２  センサ１３によるリッチ／リーン判定のための基準電圧ＶＲ１は、上述のような特性のずれのおそれがないため、０．４５Ｖの固定値に設定される。
【００２４】
次に、基準電圧ＶＲ２の設定について説明する。高温時にシール材から有機成分が留出するという現象は、触媒が新しいとき、すなわち走行距離が長くても数十ｋｍの範囲で発生する。そこで、本実施形態では、図３に示されるようなマップを予め設けておき、走行距離ＤＩＳＴに応じて基準電圧ＶＲ２を変更するようにしている。すなわち、基準電圧ＶＲ２は、ＤＩＳＴが０ｋｍのときに０．８５Ｖに設定され、ＤＩＳＴが長くなるにつれて徐々に減少せしめられ、ＤＩＳＴが５０ｋｍに達した後は０．４５Ｖに設定される。このように基準電圧ＶＲ２を設定すれば、図２の曲線Ｃ１  及びＣ２  のようにＯ２  センサ出力特性がずれていても、リッチ／リーン判定を誤るおそれはない。なお、このマップは、ＲＯＭ１０５に予め記憶され、次に説明する基準電圧ＶＲ２設定ルーチンにて参照される。
【００２５】
図４は、図３のマップに基づき具体的に基準電圧ＶＲ２を設定するルーチンの処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間周期で実行されるように構成されている。まず、ステップ２０１では、本ルーチンの前回までの走行により得られている走行距離ＤＩＳＴが所定の最大値ＤＩＳＴｍａｘ  に達しているか否かを判定し、その判定結果がＹＥＳのときにはステップ２０７に進み、ＮＯのときにはステップ２０２に進む。
【００２６】
ステップ２０２では、車速センサ１７の出力に基づき現在の車速ＳＰＤを検出する。次いで、ステップ２０３では、その車速ＳＰＤと本ルーチンの前回までの走行により求められている車速積算値ＴＳＰＤとに基づき、
ＴＳＰＤ←ＴＳＰＤ＋ＳＰＤ
なる演算を実行して、車速積算値ＴＳＰＤを更新する。次いで、ステップ２０４では、現在までの走行距離ＤＩＳＴを、
ＤＩＳＴ［ｋｍ］＝ＴＳＰＤ［ｋｍ／ｈ］×ルーチン周期［ｓ］  ／３６００［ｓ／ｈ］
なる演算により求める。そして、ステップ２０５及び２０６では、求められた走行距離ＤＩＳＴを所定の最大値ＤＩＳＴｍａｘ  以下に制限するガード処理を実行して、ステップ２０７に進む。なお、走行距離ＤＩＳＴは、バックアップＲＡＭ１０６にて保持される。また、触媒を新品に交換した場合、制御回路１０のリセットに伴い、走行距離ＤＩＳＴが０に初期化されるように構成されている。
【００２７】
最後のステップ２０７では、前述した、図３に示される如きマップを参照することにより、下流側Ｏ２  センサ１５によるリッチ／リーン判定のための基準電圧ＶＲ２を走行距離ＤＩＳＴに応じて求める。こうして求められた基準電圧ＶＲ２は、上流側Ｏ２  センサ１３によるリッチ／リーン判定のための基準電圧ＶＲ１（０．４５Ｖの固定値）とともに、以下に説明されるＡ／Ｆフィードバック制御において参照される。
【００２８】
図５は、上流側Ｏ２  センサ１３の出力に基づいて空燃比補正係数ＦＡＦを演算するメイン空燃比フィードバック制御ルーチンであって、所定時間例えば４ｍｓごとに実行される。ステップ３０１では、空燃比の閉ループ（フィードバック）制御条件が成立しているか否かを判別する。機関始動中、始動後の燃料増量動作中、暖機増量動作中、パワー増量動作中、リーン制御中、上流側Ｏ２  センサ不活性状態時等はいずれも閉ループ制御条件が不成立であり、その他の場合は閉ループ制御条件が成立する。なお、上流側Ｏ２  センサの活性／不活性状態の判別は、ＲＡＭ１０５から水温データＴＨＷを読出して一旦ＴＨＷ≧７０℃になったか否かを判別するか、あるいは上流側Ｏ２  センサの出力レベルが一度上下したか否かを判別することによって行われる。閉ループ制御条件が不成立の場合は、ステップ３１７に進んで空燃比補正係数ＦＡＦを１．０とする。他方、閉ループ制御条件成立の場合はステップ３０２に進む。
【００２９】
ステップ３０２では、Ｏ２  センサ１３の出力Ｖ１  をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ３０３にてＶ１  が基準電圧ＶＲ１（０．４５Ｖの固定値）以下か否か、すなわち、空燃比がリーンかリッチかを判別する。リーン（Ｖ１  ≦ＶＲ１）であれば、ステップ３０４にてディレイカウンタＣＤＬＹより１を減算し、ステップ３０５，３０６でディレイカウンタＣＤＬＹを最小値ＴＤＲでガードする。なお、最小値ＴＤＲは、上流側Ｏ２  センサ１３の出力においてリーンからリッチへの変化があってもリーン状態であるとの判断を保持するためのリッチ遅延時間であって、負の値で定義される。他方、リッチ（Ｖ１  ＞ＶＲ１）であれば、ステップ３０７にてディレイカウンタＣＤＬＹに１を加算し、ステップ３０８，３０９にてディレイカウンタＣＤＬＹを最大値ＴＤＬでガードする。なお、最大値ＴＤＬは、上流側Ｏ２  センサ１３の出力においてリッチからリーンへの変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持するためのリーン遅延時間であって、正の値で定義される。
【００３０】
ここで、ディレイカウンタＣＤＬＹの基準を０とし、ＣＤＬＹ≧０のときに遅延処理後の空燃比をリッチとみなし、ＣＤＬＹ＜０のときに遅延処理後の空燃比をリーンとみなすものとする。ステップ３１０では、ディレイカウンタＣＤＬＹの符号が反転したか否か、すなわち遅延処理後の空燃比のリッチ／リーンが反転したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステップ３１１にて、リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ３１２にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＲＳと空燃比補正係数ＦＡＦをスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転であれば、ステップ３１３にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＲＳと空燃比補正係数ＦＡＦをスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。
【００３１】
ステップ３１０にてディレイカウンタＣＤＬＹの符号が反転していなければ、ステップ３１４，３１５，３１６にて積分処理を行う。つまり、ステップ３１４にて、ＣＤＬＹ＜０か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜０（リーン）であればステップ３１５にてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩとし、他方、ＣＤＬＹ≧０（リッチ）であればステップ３１６にてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩとする。ここで、積分定数ＫＩはスキップ定数ＲＳに比して十分小さく設定してあり、つまりＫＩ≪ＲＳである。従って、ステップ３１５はリーン状態（ＣＤＬＹ＜０）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ３１６はリッチ状態（ＣＤＬＹ≧０）で燃料噴射量を徐々に減少させる。
【００３２】
ステップ３１２、３１３、３１５、３１６、又は３１７にて演算された空燃比補正係数ＦＡＦは、最小値例えば０．８及び最大値例えば１．２にてガードするものとし、これにより、何らかの原因で空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり過ぎ又は小さくなり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ（ステップ３１８）。最後に、ステップ３１９にてＦＡＦがＲＡＭ１０５に格納され、このルーチンは終了する。
【００３３】
図６は、図５のフローチャートによる図１の制御回路の動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ２  センサ１３の出力により図６（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得られると、ディレイカウンタＣＤＬＹは、図６（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウントアップされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結果、図６（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′が形成される。例えば、時刻ｔ１  にて空燃比信号Ａ／Ｆがリーンからリッチに変化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間（−ＴＤＲ）だけリーンに保持された後に時刻ｔ２  にてリッチに変化する。時刻ｔ３  にて空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン遅延時間ＴＤＬ相当だけリッチに保持された後に時刻ｔ４  にてリーンに変化する。しかも、空燃比信号Ａ／Ｆが時刻ｔ５  ，ｔ６  ，ｔ７  のごとくリッチ遅延時間（−ＴＤＲ）より短い期間で反転すると、ディレイカウンタＣＤＬＹが基準値０と交差するのに時間を要し、この結果、時刻ｔ８  にて遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転される。つまり、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ′は、遅延処理前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。このように遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′に基づいて図６（Ｄ）に示す空燃比補正係数ＦＡＦが得られる。
【００３４】
さらに遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬを適切に設定すると、上流側Ｏ２  センサ１３による空燃比フィードバック制御の制御空燃比をリッチ側又はリーン側に移行することができる。例えば、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）＞リーン遅延時間（ＴＤＬ）と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移行し、逆に、リーン遅延時間（ＴＤＬ）＞リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）と設定すれば、制御空燃比はリーン側に移行する。
【００３５】
図７は、下流側Ｏ２  センサ１５の出力に基づいて遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬを演算するサブ空燃比フィードバック制御ルーチンであって、所定時間例えば１ｓごとに実行される。ステップ４０１では、下流側Ｏ２  センサ１５による空燃比の閉ループ制御条件が成立しているか否かを判別する。このステップは、図５のステップ３０１とほぼ同一であるが、下流側Ｏ２  センサの活性／不活性状態時等が異なる。閉ループ制御条件が不成立のときには、ステップ４２０，４２１に進んでリッチ遅延時間ＴＤＲ、リーン遅延時間ＴＤＬを一定値にする。例えば、ＴＤＲを−１２（４８ｍｓ相当）、ＴＤＬを６（２４ｍｓ相当）とする。閉ループ制御条件成立であれば、ステップ４０２に進む。
【００３６】
ダブルＯ２  センサシステムにおいては、以下に示すように、下流側Ｏ２  センサ１５の出力に応じて遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬを補正することによりさらに空燃比を制御している。ステップ４０２では、Ｏ２  センサ１５の出力電圧Ｖ２  をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ４０３にてＶ２  が基準電圧ＶＲ２以下か否か、すなわち、空燃比がリーンかリッチかを判別する。なお、この基準電圧ＶＲ２は、前述した基準電圧ＶＲ２設定ルーチンによって設定された値であって、排気ガス中のＨ２  に伴うリッチ／リーン誤判定を防止可能とするものである。
【００３７】
リーン（Ｖ２  ≦ＶＲ２）のときには、ステップ４０４にてＴＤＬ←ＴＤＬ−１とし、つまり、リーン遅延時間ＴＤＬを減少させ、リッチからリーンへの変化の遅延を小さくして制御空燃比をリッチ側にさせる。ステップ４０５，４０６では、リーン遅延時間ＴＤＬを最小値ＴＬ１でガードし、ステップ４０７にてＴＤＬをＲＡＭ１０５に格納する。さらに、ステップ４０８では、ＴＤＲ←ＴＤＲ−１とし、つまり、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）を増大させ、リーンからリッチへの変化の遅延をさらに大きくして制御空燃比をリッチ側にさせる。ステップ４０９，４１０では、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）を最大値（−ＴＲ２）でガードし、ステップ４１１にてＴＤＲをＲＡＭ１０５に格納する。このように、下流側Ｏ２  センサ１５の出力がリーンであれば、リーン遅延時間（ＴＤＬ）が減少しかつリッチ遅延時間（−ＴＤＬ）が増大するので、制御空燃比はリッチ側となる。
【００３８】
ステップ４０３にてリッチ（Ｖ２  ＞ＶＲ２）のときには、ステップ４１２にてＴＤＲ←ＴＤＲ＋１とし、つまり、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）を減少させ、リーンからリッチへの変化の遅延を小さくして制御空燃比をリーン側にさせる。ステップ４１３，４１４では、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）を最小値（−ＴＲ１）でガードし、ステップ４１５にてＴＤＲをＲＡＭ１０５に格納する。さらに、ステップ４１６では、ＴＤＬ←ＴＤＬ＋１とし、つまり、リーン遅延時間ＴＤＬを増大させ、リッチからリーンへの変化の遅延をさらに大きくして制御空燃比をリーン側にさせる。ステップ４１７，４１８では、リーン遅延時間ＴＤＬを最大値ＴＬ２でガードし、ステップ４１９にてＴＤＬをＲＡＭ１０５に格納する。このように、下流側Ｏ２  センサ１５の出力がリッチであれば、リッチ遅延時間（−ＴＤＲ）が減少し且つリーン遅延時間（ＴＤＬ）が増大するので、制御空燃比はリーン側となる。
【００３９】
以上で、このルーチンは終了する。このように、ＴＤＬは、ＴＬ１≦ＴＤＬ≦ＴＬ２の範囲で制御され、ＴＤＲは、（−ＴＲ１）≦（−ＴＤＲ）≦（−ＴＲ２）の範囲で制御される。
【００４０】
図８は、燃料噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角ごと、例えば３６０°ＣＡごとに実行される。ステップ５０１では、ＲＡＭ１０５より吸入空気量データＱ及び回転速度データＮｅを読出して基本噴射量ＴＡＵＰを演算する。例えば、
ＴＡＵＰ←Ｋ・Ｑ／Ｎｅ  （Ｋは定数）
とする。ステップ５０２では、ＲＡＭ１０５より冷却水温データＴＨＷを読出し、ＲＯＭ１０４に格納された１次元マップにより暖機増量値ＦＷＬを補間計算する。この暖機増量値ＦＷＬは、図示のごとく、現在の冷却水温ＴＨＷが上昇するに従って小さくなるように設定されている。
【００４１】
ステップ５０３では、最終燃料噴射量ＴＡＵを、
ＴＡＵ←ＴＡＵＰ・ＦＡＦ・（１＋ＦＷＬ＋α）＋β
により演算する。なお、α，βは他の運転状態パラメータによって定まる補正量であり、例えば図示しないステップ位置センサからの信号、あるいは吸気温センサからの信号、バッテリ電圧等により決められる補正量であり、これらもＲＡＭ１０５に格納されている。次いで、ステップ５０４にて、燃料噴射量ＴＡＵをダウンカウンタ１０８にセットすると共にフリップフロップ１０９をセットして燃料噴射を開始させる。そして、このルーチンは終了する。なお、上述のごとく、燃料噴射量ＴＡＵに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ１０８のキャリアウト信号によってフリップフロップ１０９がリセットされて、燃料噴射は終了する。
【００４２】
図９は、図５及び図７のフローチャートによって得られる遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬのタイミング図である。図９（Ａ）に示すごとく、下流側Ｏ２  センサ１５の出力電圧Ｖ２  が変化すると、図９（Ｂ）に示すごとく、リーン状態（Ｖ２  ≦ＶＲ２）であれば遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬは共に増大せしめられ、他方、リッチ状態であれば遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬは共に減少せしめられる。このとき、ＴＤＲはＴＲ１〜ＴＲ２の範囲で変化し、ＴＤＬはＴＬ１〜ＴＬ２の範囲で変化する。下流側Ｏ２  センサ１５の閉ループ制御条件になければ、図９（Ｂ）のＴＤＲ，ＴＤＬの制御は停止され、例えばＴＤＲ＝−１２及びＴＤＬ＝６に保持される。
【００４３】
なお、メイン空燃比フィードバック制御を４ｍｓごとに行い、サブ空燃比フィードバック制御を１ｓごとに行っているが、これは、空燃比フィードバック制御は応答性の良い上流側Ｏ２  センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下流側Ｏ２  センサによる制御を従にして行うようにしたものである。
【００４４】
上述の実施形態においては、セラミック触媒のシール材に使用されている有機成分がＨ２  を発生する条件にあるか否かを判別するために、走行距離を使用している。しかし、かかるＨ２  発生は、触媒が新品のときに起こるものであるため、走行距離以外のパラメータを使用して、かかる条件判別を行うことができる。例えば、機関運転時間累積値、吸入空気量累積値、機関回転数累積値等によっても、又は以上のパラメータのうちのいくつかを組み合わせても、前記判別手段を実現することが可能である。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、上流側Ｏ２  センサによる空燃比フィードバック制御における制御定数としての遅延時間を下流Ｏ２  センサの出力により補正するダブルＯ２  センサシステムを示したが、本発明は、他の制御定数、例えば積分制御定数、スキップ制御定数、上流側Ｏ２  センサの基準電圧等を下流側Ｏ２  センサの出力により補正するダブルＯ２  センサシステムにも適用し得る。さらに、制御定数を固定する一方、２つの空燃比補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２を導入して、それぞれを上流側Ｏ２  センサ、下流側Ｏ２  センサの両出力に応じて演算するダブルＯ２  センサシステムにも本発明は適用し得る。
【００４６】
また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用いることもできる。さらに、上述の実施形態では、吸入空気量及び機関回転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気圧と機関回転速度との組み合わせ又はスロットル弁開度と機関回転速度との組み合わせに応じて燃料噴射量を演算してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダブルＯ２  センサシステムにおいて、セラミック触媒のシール材からの有機成分が留出し、排気ガス中にＨ２  及びＨＣが排出され、そのＨ２  に起因して触媒下流側Ｏ２  センサの出力特性がリーン側にずれる場合においても、リッチ／リーン判定のための基準電圧が高い値に設定されるため、かかる特性ずれによる誤判定が防止される。その結果、空燃比制御精度の向上すなわち内燃機関の排出ガス浄化性能の向上が図られる。ひいては、本発明は大気汚染防止に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空燃比制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図２】空気過剰率λ（すなわち空燃比Ａ／Ｆ）とＯ２  センサ出力電圧との関係を示す特性図である。
【図３】走行距離ＤＩＳＴに応じて基準電圧ＶＲ２を設定するためのマップを示す図である。
【図４】基準電圧ＶＲ２設定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】メイン空燃比フィードバック制御の処理に関する補足説明をするためのタイミング図である。
【図７】サブ空燃比フィードバック制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】燃料噴射量演算ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】遅延時間ＴＤＲおよびＴＤＬのタイミング図である。
【符号の説明】
１…機関本体
２…吸気通路
３…エアフローメータ
４…点火ディストリビュータ
５…第１のクランク角センサ
６…第２のクランク角センサ
７…燃料噴射弁
８…ウォータジャケット
９…水温センサ
１０…制御回路
１０１…Ａ／Ｄ変換器
１０２…入出力インタフェース
１０３…ＣＰＵ
１０４…ＲＯＭ
１０５…ＲＡＭ
１０６…バックアップＲＡＭ
１０７…クロック発生回路
１０８…ダウンカウンタ
１０９…フリップフロップ
１１０…駆動回路
１１…排気マニホールド
１２…触媒コンバータ
１３…上流側（第１の）Ｏ２  センサ
１５…下流側（第２の）Ｏ２  センサ
１７…車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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