JPH0211840A - 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、特に、空燃比セン
サ（本明細書では、０２センナ）の劣化検出機能の改良
に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕０゜
センサを触媒上流もしくは下流に設ＬＪ、ｏ２センサの
出力に応じて制御空燃比をフィードバック制御する空燃
比フィードバック制御システムにおいては、従来０２セ
ンザの断線等により空燃比フィードバンク制御が長時間
実行されない場合に、０゜センサを異常と判別していた
。

しかしながら、上述のごとく、ｏ２センサ異常判別によ
れば、０□センサの微妙な劣化たとえば０□センサの出
力のリッチずれ、リーンずれを精度よく判別できず、従
って、０２センザの出力特性ずれによる空燃比フィード
バック制御中におりる制御空燃比のリッチずれ、リーン
ずれを防止できなかった。

なお、０２センナの単品の異常判別として、空燃比制御
量として周ル１的な波形、たとえば、三角波波形、正弦
波波形、方形波波形等の強制的波形を与え、これにより
得られる０２センサの出力に応じて０２センサの性能を
評価する装置は知られているが（参照；特開昭５７−１
２４２４８号公報）、これは実車の０２センサの評価に
適さない。

従って、本発明の目的は、実車にも役立つ０２センサの
劣化検出機能を有する内燃機関の空燃比制御装置を提イ
バするごとにある。

また、他の目的は、０２センリーの劣化に応じた空燃比
フィードバック制御を行い、０２センサの出力特性のば
らつきを補償した内燃機関の空燃比制御装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

、ト述の課題を解決するための手段は第１Ａ図〜第１Ｄ
図に示される。

第１Ａ図に示す手段においては、空燃比センサが内燃機
関の排気通路に設けられた三元触媒の上流側もしくは下
流側の排気通路に設けられ、定常走行判別手段は機関が
定常走行状態か否かを判別する。この結果、機関が定常
走行状態であるときに、強制デユーティ比発生手段一定
周期且つ一定振幅の強制デユーティ比波形を発生し、該
強制デユーティ比波形ＦＡＦに応じて空燃比調整手段機
関の空燃比を調整する。他方、機関が定常走行状態であ
るときに、劣化判別手段ば空燃比センサの出力■。８の
デユーティ比に応じて空燃比センサの劣化度を判別する
ものである。

第１Ｂ図に示す手段においては、第１Δ図の手段におい
て、さらに、空燃比センサの劣化度に応じて空燃比フィ
ードバック制御定数たとえばスキップ量Ｒ３Ｒ（Ｒ３Ｌ
）を演算する非対称制御定数演算手段と、空燃比フィー
ドバック制御定数および空燃比センサの出力Ｖ。Ｘに応
じて空燃比補正量ＦＡＦ’を演算する空燃比補正量演算
手段とを付加しである。この結果、機関が定常走行状態
でないときには空燃比調整手段ば空燃比補正量ＦＡＦ’
に応じて機関の空燃比を調整するものである。

第１Ｃ図に示す手段においては、第１Ａ図の手段におけ
る空燃比センサをヒータ付とし、定常走行手段の代り、
アイドル走行判別手段およびヒータ通電手段を付加した
ものである。従って、機関がアイドル走行状態であると
きに、強制デユーティ比発生手段が一定周期りつ一定振
幅の強制デユティ比波形Ｆ　Ａ　Ｆを発生し、空燃比調
整手段が強制デユーティ比波形ＦＡＦに応じて機関の空
燃比を調整するピータ−通電手段がヒータ石１空燃比セ
ンナのヒータを通電するようにする。

第１１）図に示す手段においては、第１Ｃ図の手段に、
第１　Ｆ３図の手段と同様の非対称制御定数演算手段お
よび空燃比補正量演算手段をイ」加したものである。こ
れにより、ヒータ付空燃比センナの劣化度に応じた空燃
比の調整を行う。

〔作　用〕

第１Ａ図、第１β図の手段によれば、実車時の定常走行
状態もしくはアイドル走行状態においてのみ、空燃比セ
ンサの劣化度を判別するために強制デユーティ比波形Ｆ
ＡＦが発生される。特に、アイドル走行状態における空
燃比センサのセン・す”素子温の低下を防止するために
ヒータ通電を行う。

すなわち、空燃比センサの出力特性は、第２図に示すご
とく、３通りあるとずれば、標準センサ、リーンずれセ
ンサ、リッチすれセンサと分類できる。この場合、一定
周期Ｔ且つ一定振幅Ａの強制デユーティ比波形ＦＡＦ　
（デユーティ比５０％）により空燃比制御を行うと、第
３図に示すように、リーンずれセンサの場合、空燃比セ
ンサの出力ＶＯＸのデユーティ比ＤＲ（＝ＴＲ／（ＴＲ
→−ＴＬ））は太きく　　（ＤＲ＞５０％）、標準セン
サの場合、デユーティ比ＤＲはほぼ５０％、リッチずれ
センサの場合、デユーティ比ＤＲは小さい（ＤＩ＋　＜
　５０％）。

つまり、デユーティ比ＤＲにより空燃比センサの劣化度
が定量的に検出される。

第１Ｃ図、第１Ｄ図の手段においては、さらに、空燃比
センサの劣化度すなわち出力特性のずれに応じて空燃比
フィートハ、り制御が実行される。

すなわち、第４図に示すごとく、時間ｔ０〜ｔ。

間で強制デユーティ比制御を行った後に、空燃比センサ
の劣化度を示ずその出力Ｖ。Ｘのデユーティ比ＤＲに応
じて空燃比フィードバック制御定数たとえばリッヂスキ
ップＩＲ３Ｒ、リーンスニ１−ノフ。

量Ｒ３ｌ−を非対称制御して制御空燃比のずれを補償す
る。

〔実施例〕

第５図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第５図において、機関本
体ｌ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
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例したアナログ電圧の出力信号を発生ずる。この出
力信号は制御回路１０のマルチプレクザ内蔵Ａ／Ｄ変換
器１０１に供給されている。ディスＩ・リビュータ４に
は、その軸がたとえばクランク角に換算して７２０°毎
に基準位置検出用パルス信号を発生ずるクランク角セン
サ５およびクランク角に換算して３０°毎に基準位置検
出用パルス信号を発生ずるクランク角センサ６が設げら
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ＩＯの人出力インターフェイス１０２に供給
され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ１
０３の割込み端子に供給される。

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ボ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ＴＨ
Ｗ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。

排気マニホールド１１よりＴ流に排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分１’ｌｃ　、　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。

υＦ気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ
１２の−Ｌ流側にはヒータ１３ａを内蔵した０２センサ
１３が設けられている。０２センサ１３は排気ガス中の
酸素成分濃度に応した電気信号を発注する。すなわら、
０２センサ１３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
でＡ／Ｄ変換器１０１に発生する。

また、吸気通路２のスロットル弁１４には、スロットル
弁１４が全閉か否かを検出するだめのアイドルスイッチ
１５が設けられており、この出力信号は制御回路ＩＯの
入出力インターフェイス１０２に供給される。

１６は０２センサ１３の劣化が大きい場合に付勢される
アラームであって、制御回路１０の駆動回路１１１に持
続されている。

１７は車速センサ、たとえば永久磁石とリードスイッチ
より構成されたものであって、その出力は制御回路１０
の車速形成回路１１２に送出される。

制御回路１０ば、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイ
ス１０２　　、ＣＰＵ１０３、駆動回路１１１の外に、
ＲＯＭ１０４　、　ＲＯＭ１０５、ハ゛ツクアップＲＯ
Ｍ１０６、クロック発生回路１０７等が設けられている
。

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、および駆動回路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１
０８にプリセットされると共にフリプフロノプ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）を計算して最後にそのキャリア
ウド端子が“１゛レベルとなったときに、フリップフロ
ップ１０９がす七ノドされて駆動回路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Ｔ’
　Ａ　Ｕ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。

なお、ＣＰＵ１１０３の割り込み発生は、Ａ／Ｄ変換器
１０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インターフェイス１
０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、
り１コック発生回路１０７からの割込信号を受イ８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および冷却水
温データＴ　ＨＷは所定時間毎に実行される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お
よび′Ｉ″ＨＷは所定時間毎に更新されている。また、
回転速度データＮ（４はクランク角センサ６の３０°Ｃ
Ａ毎に割込みによって演算されてＲＡＭｌ０５０所定領
域に格納される。

第５図の制御回路１０の動作を説明する。

第６図は空燃比制御ルーチンであって、所定時間たとえ
ば４．　ｍｓ毎に実行される。

ステップ６０１では、０２センザ１３による空燃比の閉
ループ（フィードバック）条件が成立しているか否かを
判別する。たとえば、冷却水温か所定値以下の時、機関
始動中、始動後項量中、暖気増量中、パワー増量中、触
媒過熱防止のためＯＴＰ増量中、０２センサ１３の出力
信号が一度も反転していない時、燃料カット中等はいず
れも閉ループ条件が不成立であり、その他の場合が閉ル
ープ条件成立である。閉ループ条件が不成立のときには
、ステップ６０６に進んでＦＡＦを閉ループ制御終了直
前値とする。なお、一定値たとえば１．０としてもよい
。他方、閉ループ条件成立の場合はステップ６０２に進
む。

ステップ６０２では、機関が定常状態か否かを判別する
。たとえば、車速形成回路１１２から車速ブタＳＰＤを
取込み、車速ＳＰＤが、第７図に示すごとく、所定範囲
５ＰＤＯ〜ＳＰ＋ｌ　Ｉか否かを判別する。非定常走行
状態であれば、ステップ６０３に進み、０□センサ１３
の出力Ｖ。Ｘに応じた空燃比フィードバック制御を行い
、他方、定常走行状態であればステップ６０４を介して
ステップ６０５にて強制デユーティ比制御を行う。なお
、ステップ６０４における強制デユーティ比実行フラグ
ＸＤＴＹば−・置所定期間強制デユーティ比制御が行わ
れた後には、第７図に示すごとく、強制デユーティ比制
御を再び行わないようにするものであり図示しない初期
化ルーチンで予めクリアされている。

そして、ステップ６０６に゛ζ第６図のルーチンは終了
する。

第８図は第６図のフィー１パツク制御ステツプ６０３の
詳細なフローチャートである。

ステップ８０１では、０□センサ１３の出力ＶをＡ／Ｄ
変換して取込み、ステップ８０２にて■。Ｘが比較電圧
■８たとえば０．４５Ｖ以下か否かを判別する、つまり
、空燃比がリッチかリーンかを判別する、つまり、空燃
比かリーン（Ｖｏｘ≦ＶＲ）であれば、ステップ８０３
にてデイレイカウンタＣＤ　Ｌ　Ｙが負か否かを判別し
、ＣＤＬＹ＞Ｏであればステップ８０４にてＣＤＬＹを
Ｏとし、ステップ８０５に進む。ステップ８０５では、
デイレイカウンタＣＤ　Ｌ　Ｙを１減算し、ステップ８
０６　．８０７にてデイレイカウンタＣＤＬＹを最小値
Ｔ　Ｄ　Ｌでガードする。この場合、デイレイカウンタ
ＣＤＬＹが最小値ＴＤＬに到達したときにはステップ８
０８にて空燃比フラグＦを“０”（リーン）とする。な
お、最小値ＴＤＬは上流側０２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状態であって、
負の値で定義される。他方、す・７チ（ＶＯＸ＞ＶＲ）
であれば、ステップ８０９にてデイレイカウンタＣＤ　
Ｌ　Ｙか正か否かを判別し、ＣＤＬＹ＜　Ｑであればス
テップ８１０にてＣＤＬＹを０とし、ステップ８１１に
進む。ステップ８１１ではデイレイカウンタＣＤＬＹを
１加算し、ステップ８１２　．８１３にてデイレイカウ
ンタＣＤ　Ｌ　Ｙを最大値ＴＤＲでガードする。この場
合、デイレイカウンタＣＤＬＹが最大値ＴＤＲに到達し
たときにはステップ８１４にて空燃比フラグＦを“１゛
（リッチ）とする。なお、最大値ＴＤＲは」−流側０２
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だめのリ
ッチ遅延時間であって、正の値で定義される。

ステップ８１５では、空燃比フラグＦの符号か反転した
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
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８１６にて、空燃比フラグＦの値により、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
８１７にてＦＡＦ　−ＦＡＦ＋ｌｌ５Ｒとスキップ的に
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８１８にてｌ１ＡＦ　（−ＦＡＦ−Ｒ３Ｌとス
キップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を行う。

ステップ８１５にて空燃比フラグＦの符号が反転してい
なければ、ステップ８１９　．８２０　．８２１にて積
分処理を行う。つまり、ステップ８１９にて、Ｆ“０”
か否かを判別し、Ｆ−′′０”　（リーン）であればス
テップ８２０にてＦＡＦ　−１ｉＡＦ＋ＫＩＲとし、他
方、Ｆ−“１”　（リッチ）であればステップ８２１に
てＦＡＩ’　＝　ＦＡＦ　　ＫＩＬとする。ここで、積
分定数ＫＩＲ、ＫＩＬはスキップ量Ｒ３Ｒ、Ｒ３Ｌに比
して十分小さく設定してあり、つまり、ＫＩＲ（ＫＩＬ
）　＜Ｒ５Ｒ（Ｒ３Ｌ）である。従って、ステップ８２
０はリーン状態（Ｆ＝”０”）で燃料噴射量を徐々に増
大させ、ステップ８２１はリッチ状ｆｉ（Ｆ−’“１゛
）で燃料噴射量を徐々に減少させる。

ステップ８１７　．８１８　．８２０　．８２１にて演
算された空燃比補正係数ＦＡＦはステップ８２２　．８
２３に最小値たとえば０．８にてガードされ、また、ス
テップ８２４　．８２５にて最大値たとえば１．２にて
ガードされる。これにより、何らかの原因で空燃比補正
係数ＦＡＦが太き（なり過ぎ、もしくは小さくなり過ぎ
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く。

上述のごとく演算されたＦＡＦをｌｌＡＭ１０５に格納
して、ステップ８２６にてこのルーチンは終了する。

第９図は第６図の強制デユーティ比制御ステップ６０５
の詳細なフローチャー１・である。

ステップ９０１では、第１１図の０□センザ１３の出力
デユーティ比演算を実行させるために、デユーティ比演
算実行フラグＸＤＴＹＥＸＥをセットする。

次いで、ステップ９０２にてカウンタＣＤＴＶを１１カ
ウントアンプし、ステップ９０３にて第１０図に示す強
制デユーティ比波形（周期Ｔ、振幅Ａ）のｌ／２周期（
＝Ｔ／２）が経過したか否かを判別する。すなわち、 ＣＤＴＹ≧１’　／　（２・４ｍ５） ただし、４ｍｓは当該ステップが４ｍｓ毎に実行される
ために導入されたものである。なお、たとえば、強制デ
ユーティ比波形の周期Ｔは周波数換算で１〜２．５Ｈｚ
に相当し、振幅Ａは４％〜８％に相当する値であり、こ
れにより、三元触媒の浄化性能を最大限発揮できるよう
にする。この結果′「／２が経過した場合のみステップ
９０４〜９０８のフローが実行され、その他の場合には
ステ、プ９０９に直接進む。

ステップ９０４では、カウンタＣＤＴＹをクリアし、ス
テップ９０５にてリッチフラグＸ　１１　Ｃ１１を反転
する。

次いで、ステップ９０６にてリッチフラグＸｌ？ＣＩｌ
が“ｌ”　（リッチ側）か否かを判別する。Ｘｌ’ｌＣ
Ｈ＝“′ｌ″であればステップ９０７にて空燃比補正量
ＦＡＦを、 ＰＡＦ←ＦＡＩ’Ｂ→　Δ とし、他方、Ｘｌ？ＣＨ−“０”であればステップ９０
８にて空燃比補正量ＦＡＦを、 ＦＡＦｌ　ＦＡＰＲ とする。ただし、ＦＡＦＢは一定値であって、たとえば
、ＦＡＦＢ＝　１．０−　Ａ／　２である。

そして、ステップ９０９にて第９図のルーチンは終了す
る。

このようにして、第１０図に示す周期］゛、振幅Ａの強
制デユーティ比波形が得られる。

第１１図は第６図の強制デユーデイ比制御ステップ６０
５が実行されている場合に０２センザ１３の出力Ｖ。Ｘ
のデユーティ比ＤＲを演算するルーチンであり、第１２
図のタイミング図を参照１，２て第１１図のルーチンを
説明する。

時刻も。以前、すなわち、第６図のステップ６０５の強
制デユーティ比制御が実行される以前では、第９図のデ
ユーティ比演算実行フラグＸＤＴＹＥＸＥは０”である
ので、ステップ１１０１でのフＩＩ−はステップ１１２
１に直接進み、第１１図のルーチンは実質的には実行さ
れない。

時刻ｔ。になると、第６図のステップ６０５の強制デユ
ーティ比制御が実行され、第９図のステップ９０１のス
テップ９０１にてデユーティ比演算実行フラグＸＤＴＹ
ＥＸＥがセントされる。従って、ステップ１１０１での
フローはステップ１１０２以降のフローに進む。

ステップ１１０２では、時間カウンタＣＮＴを＋１カウ
ントアンプする。この結果、ステップ１１０３にて、時
間３Ｔ／２経過したか否かを判別し、ステップ１１０４
にて、時間ｎ・Ｔ＋３Ｔ／２経過したか否かを判別する
。なお、ステップ１１０３　、１１０４における４ｍｓ
は当該ステップが４ｍｓ毎に実行されるために導入され
たものである。つまり、第１２図に示す時間ｔ０〜１．
では、フローはステップ１１２１に直接進み、実質的に
何も実行されず、時間ｔ１〜Ｌ３では、フローはステッ
プ１１０５〜１１１２に進み、時刻Ｌ３にてフローはス
テップ１１１３〜１１２０に進む。

ステップ１１０５〜１１１２について説明する。ステッ
プ１１０５では、０□センサ１３の出力Ｖ。ＸをＡ／Ｄ
変換して取込み、ステップ１１０６にて■。つが比較電
圧ＶＲたとえば０．４５Ｖ以下か否かを判別する、つま
り、空燃比がリッチかリーンかを判別する。ステップ１
１０６にて■。Ｘ≦ＶＲ（リーン）であればステップ１
１０７に進み、空燃比フラグＦを“０゛とし、ザンプリ
ングフラグＦＳが“０゛であればステップ１１２１に直
接進む。他方、ＶＯＸ＞ＶＲ（リッチ）であればステッ
プ１１０８に進み、空燃比フラグＦを１”とし、さらに
、ステップ１１１０にてサンプリングスタートフラグＦ
Ｓをセットする（“ｌ”）。

つまり、第１２図の時刻ｔ１以降の始めて０２センサ１
３の出力Ｖ。Ｘがリッチになった時刻ｔ２でステップ１
１１１　、１１１２のフローが実行される。ステップ１
１１１では、空燃比がリッチ（Ｆ−“１°）か否かを判
別し、空燃比がリッチである場合のみ、ステップ１１１
２にてリッチ時間カウンタＣＲＣ１１を＋１カウントア
ンプする。このようにして、第１２図の時間ｔ２〜ｔ３
ではｎ個の強制デユーティ比波形のりソチ時間が計測さ
れることになる。なお、時間ｔ。〜ｔ２においてＦＳ−
“０′′としてリッチ時間を計測しないのは正確にｎＴ
期間のリッチ時間を計測するためであり、これに限定さ
れるものでない。

ステップ１１１３〜１１２０について説明する。ステッ
プ１１１３では、０２センザ１３の出力■。Ｘのｎ個の
波形のりソチデューティ比ＤＲを、 Ｄ　Ｒ４−ＣＲＣＩＩ／　（Ｔ　−ｎ　／　４　ｍｓ）
により演算する。次いで、ステップ１１１４では、ＲＯ
Ｍ１０４に格納された１次元マツプによりリッチスキッ
プ量Ｒ３Ｒを補間計算して求め、ステップ１１１５にて
、リーンスキップ量Ｒ３Ｌを、Ｒ３Ｒ４−１０％−Ｒ３
Ｒ に求め、ステップ１１１６にてスキップ量Ｒ３Ｒを、Ｒ
Ｓ　ＬをバックアップＲΔ旧０６に格納する。こごで、
リッチデユーデイ比ＤＲに応じてスキップ量Ｒ８Ｒ、Ｒ
３Ｌを演算するのば、リッチデユーティ比ＤＲが０２セ
ンサ１３の出力特性のリッチ、リンずれ、ずなわち制御
空燃比のリッチ、リーンずれを示し、スキップ量Ｒ３Ｒ
、Ｒ３Ｌを非対称制御にすることにより制御空燃比のリ
ッチ、リーンずれを修正できるからである。すなわち、
リッチスキップ量Ｒ３Ｒを大きくすると、制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、リーンスキップ量ＲＳ　Ｌ
を小さくしても制御空燃比をり・ノチ側に移行でき、他
方、リーンスキップ１Ｒ３Ｉ−を犬きくすると、制御空
燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量Ｒ
３Ｒを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる
。従って、す、チデ、。

ティ比ＤＲに応じてリッチスキップ量Ｒ３Ｒおよびリー
ンスキップ量Ｒ３Ｌを補正することにより空燃比が制御
できる。なお、空燃比フィートノ＼７り制御定数として
は、スキップ量Ｒ３Ｒ、Ｒ３Ｌの外に、積分定数Ｋ　Ｉ
　Ｒ、Ｋ　Ｉ　Ｌ、遅延時間ＴＤＲＴＤＬ、もしくは０
２センサ１３の出力■、の比較電圧■□を可変にするこ
ともできる。

ステップ１１１７　、１１１８では、リッチデユーティ
比ＤＲにより０２センザ１３が異常か否かを判別する。

すなわち、ステップ１１１７にて、リッチデユーティ比
ＤＲが、 Ｄ　Ｒ＜　Ｄ　Ｒ＜　Ｄ　Ｒｚ の所定範囲であれば０２センザ１３ば正常とみなし、ス
テップ１１１９に進むが、ＤＲ≦ＤＲ，もしくはＤＲ≧
ＤＲ２であれば、０２センサ１３のリッチずれもしくは
リーンずれが大きく異常とみなしてステップ１１１８に
て診断フラグＸＤＩＡＧを１′′としてバックアップＲ
Ａ門１０６に格納すると共にアラーム１６を付勢する。

ステップ１１１９では、強制デユーティ比制御およびデ
ユーティ比演算の終了を示すために、フラグＸＤＴＹを
“１”とし、フラグＸ　Ｄ　Ｔ　Ｙ　Ｅ　Ｘ　ＩＥおよ
びフラグＦＳを０”とする。これにより、時刻ｔ３以後
は、第６図のステップ６０５の強制デユーティ比制御は
実行されず、また、第１１図のルーチンもステップ１１
０１により実質的に実行されない。

ステップ１１２０では、時刻ｔ３以降での第６図の空燃
比フィードハ、り制御ステ、プロ０３がＦＡＦ＝１．０
から開始するようにして制御の空燃比のずれを小さくす
る。

そして、ステップ１１２１にてこのルーチンは終了する
。

なお、第１１図のルーチンでは、０２センサ１３のリッ
チ、リーンずれを検出して制御空燃比のリッチずれ、リ
ーンずれを修正しているが、０゜センサ１３のリッチず
れ、リーンずれのめを検出するようにしてもよい。

第１３図は第６図の実施例であっ゛Ｃ１第６図のステッ
プ６０２の代りにステップ６０２′を設け、さらに、ス
テップ６０７を付加しである。すなわち、第６図のルー
チンでの負荷がほとんど変化しない定常走行は実走行で
は非常にむずかしいが、アイドル状態であれば、実現可
能である。しかし、アイドル走行時は排ガス温が低いた
め、０２センザ１３の素子温が低下し、測定誤差が非常
に大きくなる。そこで、第１３図のルーチンでは、強制
デユーティ比制御をアイドル走行状態すなわちアイドル
スイッチ１５がオン（ＬＬ−′′１”）のときに実行す
るが、その際、ステップ６０７にて０２センサ１３のヒ
ータ１３ａを通電してセンサ素子をたとえば約５００°
Ｃ以上にする。

第１４図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角毎たとえば３６０°ＣＡ毎に実行される。

ステップ１４０４ではＲＡＭ１０５より吸入空気量デー
タＱおよび回転速度データＮｅを読出して基本噴射量Ｔ
Ａ［ＩＰを演算する。たとえばＴＡＬＩＩ”−ｃｘ　−
Ｑ／　Ｎｅ（αは定数）とする。ステ、プ１４０２にて
ＲＡＭ１０５より冷却水温データＴ　ＨＷを読出してＲ
ＯＭ１０４に格納された１次元マ・ノブにより暖機増量
値ＦＷＬを補間計算する。ステップ１４０３では、最終
噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ←−ＴＡＵＰ　−ＦＡＩ’　　
・（ＦＷＬ＋β）４Ｔにより演算する。なお、β、γは
他の運転状態パラメータによって定まる補正量である。

次いで、ステップ１４０４にて、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１
０９をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ステ
ップ１４０５にてこのルーチンは終了する。

なお、上述のごとく、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のキャリアウド信号に
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。

なお、」二連の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。

さらに、上述の実施例では、燃料噴射量により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリンク・エア・コンｌロールバルブ（ＥＡＣＶ）に
より機関の吸入空気量を調整した空燃比を制御するもの
、エレクトリンク・ブリード・エア・コン１〜ロールハ
ルフによりギャブレタのエアブリード量を調整してメイ
ン系通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃
比を制御するもの、機関の排気系へ送りごまれる２次空
気量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場
合には、ステップ１４０１における基本噴射量ＴＡ［Ｉ
Ｐ相当の基本燃料噴射量がキャブレタ自身によって決定
され、すなわち、吸入空気量に応した吸気管負圧と機関
の回転速度に応じて決定され、ステップ１４０３にて最
終燃料噴射量１゛ΔＵに相当する供給空気量が演算され
る。

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとして０２セ
ンザを用いたが、ＣＯセセン、リーンミクスヂャセンザ
等を用いることもできる。

さらに、−Ｌ述の実施例はマイクロコンビ−＋４−タす
なわちディジタル回路によって構成されているが、アナ
ログ回路により構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、空燃比センサの出
力特性の劣化を精度よく検出でき、さらに、空燃比フィ
ードバック制御中の空燃比のずれを修正でき、この結果
、燃費の悪化、ドライバビリティの悪化、エミッション
の悪化、等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図〜第１Ｄ図は本発明の詳細な説明するための全
体ブロック図、 第２図は０２センザの出力特性を示す排気エミッション
特性図、 第３図、第４図は本発明の詳細な説明するタイミング図
、 第５図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第６図、第８図、第９図、第１１図、第１３図、第１４
図は第３図の制御回路の動作を説明するためのフローチ
ャート、 第７図、第１０図、第１２図は、それぞれ、第６図、第
９図、第１１図のフローチャー１・を補足説明するため
のタイミング図である。 １・・・機関本体、 ３・・・エアフローメータ、 ４・・・ディス１−リビュータ、 ５．６・・・クランク角センザ、 １０・・・制御回路、　　　１２・・・触媒コンバータ
、１３・・・０□センサ、　　１５・・・アイドルスイ
ッチ。 区 糟 ＸＲＣＨ＝′１゛′ 手 続 補 正 書 （自発） 昭和６３年１０月 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、 該三元触媒の上流側もしくは下流側の排気通路に設けら
   れた空燃比センサと、 前記機関が定常走行状態か否かを判別する定常走行判別
   手段と、 前記機関が定常走行状態であるときに一定周期且つ一定
   振幅の強制デューティ比波形を発生する強制デューティ
   比発生手段と、 該強制デューティ比波形に応じて前記機関の空燃比を調
   整する空燃比調整手段と、 前記機関が定常走行状態であるときに前記空燃比センサ
   の出力のデューティ比に応じて該空燃比センサの劣化度
   を判別する劣化判別手段と を具備する内燃機関の空燃比制御装置。 ２、請求項１において、さらに、 前記空燃比センサの劣化度に応じて空燃比フィードバッ
   ク制御定数を演算する非対称制御定数演算手段と、 該空燃比フィードバック制御定数および前記空燃比セン
   サの出力に応じて空燃比補正量を演算する空燃比補正量
   演算手段と、 を具備し、 前記空燃比調整手段は前記空燃比補正量に応じて前記機
   関の空燃比を調整する内燃機関の空燃比制御装置。 ３、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、 該三元触媒の上流側もしくは下流側の排気通路に設けら
   れたヒータ付空燃比センサと、 前記機関がアイドル走行状態か否かを判別するアイドル
   走行判別手段と、 前記機関がアイドル走行状態であるときに一定周期且つ
   一定振幅の強制デューティ比波形を発生する強制デュー
   ティ比発生手段と、 該強制デューティ比波形に応じて前記機関の空燃比を調
   整する空燃比調整手段と、 前記機関がアイドル走行状態であるときに前記ヒータ付
   空燃比センサのヒータを通電するヒータ通電手段と、 前記機関がアイドル走行状態であるときに前記ヒータ付
   空燃比センサの出力のデューティ比に応じて該空燃比セ
   ンサの劣化度を判別する劣化判別手段と を具備する内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置。 ４、請求項３において、さらに、 前記空燃比センサの劣化度に応じて空燃比フィードバッ
   ク制御定数を演算する非対称制御定数演算手段と、 該空燃比フィードバック制御定数および前記空燃比セン
   サの出力に応じて空燃比補正量を演算する空燃比補正量
   演算手段と、 を具備し、 前記空燃比調整手段は前記空燃比補正量に応じて前記機
   関の空燃比を調整する内燃機関の空燃比制御装置。