JPH07139401A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPH07139401A
JPH07139401A JP5305889A JP30588993A JPH07139401A JP H07139401 A JPH07139401 A JP H07139401A JP 5305889 A JP5305889 A JP 5305889A JP 30588993 A JP30588993 A JP 30588993A JP H07139401 A JPH07139401 A JP H07139401A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
output
value
internal combustion
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JP5305889A
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Yoichi Iwata
洋一 岩田
Ryoji Abe
良治 阿部
Takayoshi Nakayama
隆義 中山
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側
に配置された上流側酸素センサの劣化の形態を判定でき
る内燃機関の空燃比制御装置を提供する。 【構成】 エンジン1は排気系に設けられた触媒13の
上流に上流側O2センサ14Fおよび下流に下流側O2セ
ンサ14Rを配置し、上流側、下流側O2センサ14
F、14Rを用いて空燃比のフィードバック制御を行な
う。上流側O2センサ14Fの劣化の形態を、基準値V
REFFあるいは下流側O2センサ14Rの出力VO2R
および反転周期TCYCLによってそれぞれ値「1」に
セットされるフラグFLMTNGおよびフラグFTNG
の値の組み合わせに基づいて判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】内燃機関の排気系に設けられた触
媒の上流側に配置された上流側空燃比センサの劣化を判
定できる内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関の排気系に設けられ
た触媒の上流側および下流側にそれぞれ上流側酸素セン
サおよび下流側酸素センサを空燃比センサとして配置
し、上流側酸素センサの出力に基づく空燃比のフィード
バック制御を下流側酸素センサの出力で補償することに
より理論空燃比近傍で行なう方法が知られている。
【0003】特開昭62−147034号公報には、こ
うした上流側と下流側の2つの酸素センサを用いて空燃
比のフィードバック制御を行なう際に、下流側酸素セン
サの出力に応じて空燃比補正係数KO2のスキップ量
(比例項)、上流側酸素センサの出力のリッチリーン反
転から上記スキップ量(比例項)を発生するまでの遅延
時間、空燃比補正係数KO2の積分項、または上流側酸
素センサの出力と比較するための基準値のいずれかを変
更することが示されている。変更されたいずれかの値が
限界値に達したときには上流側酸素センサが劣化してい
ると判定し、アラームを発生することが示されている。
【0004】
【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上流側酸素センサがどの
ような劣化を起こしているのか判定できなかった。すな
わち、上流側酸素センサの出力のリッチリーン変化点
(理論空燃比点)がずれる劣化なのか、あるいは酸素セ
ンサの応答性の遅れによる劣化なのかを判定することは
できなかった。
【0005】そこで、本発明は内燃機関の排気系に設け
られた触媒の上流側に配置された上流側酸素センサの劣
化の態様を判定できる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。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の空燃比制御装置は内燃機関の排
気系に設けられ、排気ガスの有害成分を浄化する触媒
と、該触媒の上流に配置され、前記排気ガスの特定成分
を検出する上流側空燃比検出手段と、前記触媒の下流に
配置され、前記排気ガスの特定成分を検出する下流側空
燃比検出手段と、該下流側空燃比検出手段の出力に基づ
いて制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段
と、前記制御パラメータ設定手段により設定された前記
制御パラメータと前記上流側空燃比検出手段の出力とに
基づき前記内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィー
ドバック制御する空燃比制御手段と、該空燃比制御手段
によるフィードバック制御中における前記上流側空燃比
検出手段のリッチリーンの反転周期を検出する反転周期
検出手段と、前記下流側空燃比検出手段の出力または該
出力に基づいて前記制御パラメータ設定手段により設定
された制御パラメータが所定の範囲内にあるか否かを判
別する第1の判別手段と、前記反転周期検出手段により
検出された反転周期が所定の範囲内にあるか否かを判別
する第2の判別手段と、該第1および第2の判別手段の
判別結果に基づき、上流側空燃比検出手段の劣化判定を
行う劣化判定手段とを備える。
【0007】
【作用】本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機
関の排気系に設けられた触媒により排気ガスの有害成分
を浄化し、該触媒の上流に配置された上流側空燃比検出
手段により前記排気ガスの特定成分を検出し、前記触媒
の下流に配置された下流側空燃比検出手段により前記排
気ガスの特定成分を検出し、前記下流側空燃比検出手段
の出力に基づいて制御パラメータ設定手段により制御パ
ラメータを設定し、前記制御パラメータ設定手段により
設定された前記制御パラメータと前記上流側空燃比検出
手段の出力に基づき空燃比制御手段により前記内燃機関
に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御し、該
空燃比制御手段によるフィードバック制御中における前
記上流側空燃比検出手段のリッチリーンの反転周期を反
転周期検出手段により検出し、前記下流側空燃比検出手
段の出力または該出力に基づいて前記制御パラメータ設
定手段により設定された制御パラメータが所定の範囲内
にあるか否かを第1の判別手段により判別し、前記反転
周期検出手段により検出された反転周期が所定の範囲内
にあるか否かを第2の判別手段により判別し、該第1お
よび第2の判別手段の判別結果に基づき上流側空燃比検
出手段の劣化判定、特に劣化の態様の判定を劣化判定手
段により行う。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の空
燃比制御装置を図面に基づいて説明する。
【0009】[内燃エンジン及び制御装置の構成]図1
は本実施例の内燃エンジン及びその制御装置(酸素セン
サ劣化装置を含む)の全体構成図であり、例えば4気筒
の内燃エンジン(以下、単にエンジンという)1の吸気
管2の途中にはスロットル弁3が設けられている。スロ
ットル弁3にはスロットル弁開度(θTH)センサ4が
連結されており、当該スロットル弁3の開度に応じた電
気信号を出力してエンジン制御用電子コントロールユニ
ット(以下「ECU」という)5に供給する。
【0010】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁はECU5に電
気的に接続されて当該ECU5からの信号により燃料噴
射の開弁時間が制御される。
【0011】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧(PBA)センサ7が設けられており、この
絶対圧センサ7により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気
温(TA)センサ8が取付けられており、吸気温TAを
検出して対応する電気信号を出力してECU5に供給す
る。
【0012】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ9はサーミスタ等から成り、エンジン
水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を出
力してECU5に供給する。エンジン回転数(NE)セ
ンサ10及びCRKセンサ11はエンジン1の図示しな
いカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている。
エンジン回転数センサ10はエンジン1のクランク軸の
180度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス(以
下「TDC信号パルス」という)を出力し、CRKセン
サ11は所定のクランク角毎、例えば30°のクランク
角度位置で信号パルス(以下「CRK信号パルス」とい
う)を出力するものであり、これらの各信号パルスはE
CU5に供給される。
【0013】排気管12に設けられた触媒(浄化装置と
しての三元触媒(以下「触媒」と言う)13の上流位置
には、酸素濃度センサとしての上流側O2センサ14F
が装着されているとともに、触媒13の下流位置には下
流側O2センサ14Rが装着され、それぞれ排気ガス中
の酸素濃度を検出してその検出値に応じた電気信号(V
02F,V02R)がECUに供給される。また、EC
U5にはLED46が警報装置として接続されており、
このLED(発光ダイオード)46は赤、緑、オレンジ
の各色を発光する複数のLEDからなる。
【0014】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6等に駆動信号を供給する出力回路5d等から構成さ
れる。
【0015】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、後述するように、空燃比のフィード
バック制御領域やフィードバック制御を行わない複数の
特定運転領域(以下「オープンループ制御領域」とい
う)等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、
該判別されたエンジン運転状態に応じ、数式1に基づ
き、前記TDC信号パルスに同期して燃料噴射弁6の燃
料噴射時間TOUTを演算する。
【0016】
【数1】TOUT=Ti×K02×K1+K2 ここに、Tiは燃料噴射弁6の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応
じて決定される。K02は空燃比補正係数であり、空燃
比フィードバック制御領域では後述するフィードバック
制御ルーチンにより、O2センサ14F,14Rの出力
値に基づいて決定され、更に各オープンループ制御領域
では当該領域に応じた所定値に設定される。K1及びK
2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算され
る他の補正係数および補正変数であり、エンジン運転状
態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最
適化が図れるような値に決定される。
【0017】CPU5bは上述のようにして求めた燃料
噴射時間TOUTに基づいて駆動信号を出力回路5dを
介して燃料噴射弁6に供給し、燃料噴射弁6を開弁させ
る。 [空燃比フィードバック制御]つぎに、上、下流側O2
センサ14F,14Rを使用した空燃比フィードバック
制御(以下、2O2センサF/B制御という)について
説明する。
【0018】図2は2O2センサF/B制御における空
燃比補正係数KO2の算出処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。ここでは、上流側O2センサ14Fの出
力VO2Fと下流側O2センサ14Rの出力VO2Rと
に応じて空燃比補正係数KO2を算出して、空燃比が理
論空燃比(λ=1)になるように制御する。
【0019】まず、ステップS201では、後述する基
準値VREFF算出サブルーチンに基づいて上流側O2
センサ14Fの基準値VREFFの算出を行なう。続い
てステップS202では、後述するフィードバックゲイ
ンの検索処理サブルーチンにしたがって上流側O2セン
サ14Fの出力による空燃比フィードバック制御のフィ
ードバックゲインの検索処理を行なう。
【0020】ステップS203では、上流側O2センサ
14Fの出力VO2Fが基準値VREFFに対して反転
したかどうかを判別する。反転していないと判別された
ときには、さらにステップS205で出力VO2Fが基
準地VREFFより小さいかどうかを判別する。出力V
O2Fが基準値VREFFより小さいときにはリーン状
態が継続されていると判断してステップS215に移行
する。
【0021】ステップS215においては、数式2にし
たがって前回算出されたKO2値にI項を加算し今回の
KO2値として設定する。
【0022】
【数2】KO2=KO2+I ステップS215の処理後は、公知の手法により、KO
2値のリミットチェック(ステップS216)、及びK
REFを算出して(ステップS217)、そのリミット
チェックを行って(ステップS218)本ルーチンを終
了する。
【0023】ステップS205で出力VO2Fが基準値
VREFF以上であるときにはリッチ状態が継続されて
いると判断してステップS221に移行する。
【0024】ステップS221では、数式3にしたがっ
て前回算出されたKO2値からI項を減算し今回のKO
2値として設定した後、前記ステップS216〜218
の処理を実行して本ルーチンを終了する。
【0025】
【数3】KO2=KO2−I ステップS203で上流側O2センサ14Fの出力VO
2Fが基準値VREFFに対して反転したと判別された
ときには、さらにステップS204で出力VO2Fが基
準値VREFFより小さいかどうかを判別する。出力V
O2Fが基準値VREFFより小さいときには出力VO
2Fがリッチからリーンに反転したと判断してステップ
S225に移行する。
【0026】ステップS225では、数式4にしたがっ
て前回算出されたKO2値に比例項PRと係数KPとの
積値を加算し今回のKO2値として設定する。ここで、
右辺のKO2値は、KO2の前回値であり、PR項は、
上流側O2センサ14Fの出力VO2Fがリッチからリ
ーンに反転したときに、補正係数KO2をステップ状に
増加させて空燃比をリッチ側に移行させるための補正項
である。また、係数KPは後述するステップS102,
S103において運転状態に応じて設定された値であ
る。
【0027】
【数4】KO2=KO2+(PR×KP) 続いて、前記ステップS216〜S218の処理を実行
して本ルーチンを終了する。ステップS204で出力V
O2Fが基準値VREFF以上であるときには出力VO
2Fがリーンからリッチに反転したと判断してステップ
S230に移行する。
【0028】ステップS230では、数式5にしたがっ
て前回算出されたKO2値から比例項PLと係数KPと
の積値を減算し今回のKO2値として設定する。ここ
で、右辺のKO2値は、KO2の前回値であり、PL項
は、上流側O2センサ14Fの出力VO2Fが理論空燃
比に対してリーンからリッチに反転したときに、補正係
数KO2をステップ状に減少させて空燃比をリーン側に
移行させるための補正項である。
【0029】
【数5】KO2=KO2−(PL×KP) 続いて、前記ステップS216〜S218を実行して本
ルーチンを終了する。以上示したように、上流側O2セ
ンサ14Fの出力VO2Fにより補正係数KO2が算出
される。また、ステップS217で算出された学習値K
REFは空燃比フィードバック制御開始時に補正係数K
O2の初期値として設定される。
【0030】[フィードバックゲイン検索処理]つぎ
に、前述の空燃比補正係数KO2の算出処理ルーチンに
おけるステップS202のフィードバックゲインの検索
処理について説明する。
【0031】図3は、上流側O2センサ14Fの出力に
応じた空燃比フィードバック制御のフィードバックゲイ
ンの検索処理を示すフローチャートである。ここでは、
エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じて
最適なフィードバックゲインをマップにより設定する。
【0032】まず、エンジン1の運転領域がアイドル状
態であるか否かを判別する(ステップS101)。アイ
ドル状態であれば、ステップS102でアイドル用のK
P(P項(比例項)増減係数),I項(積分項)を図示
しないアイドル用マップにより検索して本ルーチンを終
了する(ステップS102)。アイドル状態でないと
き、即ち定常状態であれば上流側O2センサ14Fの定
常時におけるエンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧P
BAに応じて係数KP,I項が定常マップにより設定し
て(ステップS103)本ルーチンを終了する。 [基準値VREFFの算出]つづいて、前述の空燃比補
正係数KO2の算出処理ルーチンにおけるステップS2
01の基準値VREFFの算出について説明する。図4
は基準値VREFF算出サブルーチンを示すフローチャ
ートである。まず、下流側O2センサ14Rの出力VO2
Rを読み込む(ステップS511)。読み込んだ出力V
O2Rを加重平均し(ステップS511A)、その値に
応じて上流側O2センサ14Fの基準値VREFFをテ
ーブルにより決定する(ステップS512)。本ルーチ
ンで決定された基準値VREFFは前述の空燃比補正係
数KO2の算出ルーチンにおけるステップS204で、
上流側O2センサ14Fの出力VO2Fと比較されること
になる。
【0033】つぎに、ステップS512で決定された基
準値VREFFを用いて上流側O2センサ14Fの劣化
判定を行なう。基準値VREFFが所定値VREFFL
MTH以上であるかどうかを判別し(ステップS51
3)、基準値VREFFが所定値VREFFLMTH以
上であるときには値VREFFLMTHにリミット処理
し(ステップS517)、さらにその状態が所定時間t
1以上継続するかどうかを判別する(ステップS51
4)。基準値VREFFのリミット処理が所定時間t1
以上継続するときにはフラグFLMTNGを値「1」に
セットして(ステップS515)本ルーチンを終了す
る。また、ステップS513で基準値VREFFが所定
値VREFFLMTH以上でないときはさらに基準値V
REFFが所定値VREFFLMTL以下であるかどう
かを判別する(ステップS516)。基準値VREFF
が所定値VREFFLMTL以下であるときには、所定
値VREFFLMTLにリミット処理し(ステップS5
18)、さらにその状態が所定時間t1以上継続するか
どうかを判別する(ステップS514)。基準値VRE
FFが所定時間t1以上継続するときにはフラグFLM
TNGを値「1」にセットして(ステップS515)本
ルーチンを終了する。ステップS513およびS516
で基準値VREFFが所定値VREFFLMTLとVR
EFFLMTHの間にあるときにはタイマをリセットし
(ステップS519)、フラグFLMTNGを値「0」
にリセットして(ステップS520)本ルーチンを終了
する。
【0034】図5は下流側O2センサ14Rの出力VO2
Rおよび上記基準値VREFF算出サブルーチンで算出
された上流側O2センサ14Fの基準値VREFFの変
化を示す波形図である。図5の領域a1において基準値
VREFFが所定時間t1以上継続して所定値VREF
FLMTHにリミット処理されていることが示されてい
る。したがって、このときフラグFLMTNGの値は
「1」にセットされる。
【0035】[反転周期TCYCL算出]つぎに、上流
側O2センサ14Fのリッチリーン反転における反転周
期TCYCLの算出について説明する。図6は反転周期
TCYCL算出サブルーチンを示すフローチャートであ
る。本ルーチンを初めて実行するときには計測時間tW
AVEを計測するタイマおよび波数nWAVEを計測す
るカウンタの値を「0」にリセットする(ステップS7
00)が、その後の実行ではリセットされない。まず、
前述の上流側O2センサ14Fの出力VO2Fがリーン
からリッチに反転したか否かを判別する(ステップS7
01)。上流側O2センサ14Fの出力VO2Fがリー
ンからリッチに反転したときに、波数(反転の回数)n
WAVEを計数した後(ステップS702)、計数開始
からの計測時間tWAVEが所定値(例えば10se
c)以上になったか否かを判別する(ステップS70
3)。計測時間tWAVEが所定値以上とならないとき
は本ルーチンを終了し、計測時間tWAVEが所定値以
上になったときは、反転周期TCYCLを数式6にした
がって算出する(ステップS704)。
【0036】
【数6】TCYCL=tWAVE/nWAVE また、ステップS704で算出された反転周期TCYC
LをECU5に記憶して本ルーチンを終了する。
【0037】[反転周期TCYCLを用いた劣化判定]
つぎに、前述の反転周期算出サブルーチンで算出された
反転周期TCYCLを用いて上流側O2センサ14Fの
劣化判定を説明する。図7は反転周期TCYCLを用い
た劣化判定ルーチンを示すフローチャートである。ま
ず、前述の反転周期TCYCL算出サブルーチンを実行
し、上流側O2センサ14Fの出力VO2Fに基づいて反
転周期TCYCLを算出する(ステップS600)。つ
づいて、算出された反転周期TCYCLと比較される劣
化判定値TO2LMTをTO2LMTテーブルにより検
索する(ステップS601)。図8は吸入空気量TFと
劣化判定値TO2LMTとの関係を示すグラフである。
吸入空気量TFが多いほど反転周期TCYCLが短くな
るので、それに対応させてTO2LMT値も小さい値に
設定されている。吸入空気量TFは、数式7にしたがっ
て燃料噴射量TOUTとエンジン回転数NEとにより算
出される。
【0038】
【数7】TF=TOUT×NE 次いで、反転周期TCYCLが検索された劣化判定値T
O2LMT値よりも大きいか否かを判別する(ステップ
S602)。反転周期TCYCLが劣化判定値TO2L
MTよりも大きいときはフラグFTNGを値「1」にセ
ットして(ステップS603)本ルーチンを終了する。
また、反転周期TCYCLが劣化判定値TO2LMT以
下であるときはフラグFTNGを値「0」にして(ステ
ップS604)本ルーチンを終了する。
【0039】このように本実施例では、吸入空気量の変
化により上流側O2センサ14Fの反転周期が変動して
も、TO2LMTテーブルを参照することにより、その
吸入空気量TFに応じたTO2LMT値が設定されるの
で、吸入空気量の変化する通常の運転領域においても劣
化判定を行なえる。
【0040】[劣化態様の判定]つぎに、上流側O2セ
ンサ14Fの劣化態様の判定について説明する。図9は
劣化態様の判定ルーチンを示すフローチャートである。
フラグFTNGおよびフラグFLMTNGは、前述また
は後述する劣化判定の結果に応じて値「1」にセットあ
るいは値「0」にリセットされるフラグである。
【0041】本ルーチンでは、まずフラグFLMTNG
およびフラグFTNGの値の組み合わせを判別する(ス
テップS411〜ステップS413)。フラグFLMT
NGおよびフラグFTNGが劣化判定の結果によってそ
れぞれ値「0」にリセットされているときには上流側O
2センサ14Fが正常に作動していると判別する(ステ
ップS414)。また、フラグFLMTNGが値「0」
にリセットされていてフラグFTNGが値「1」にセッ
トされているときは上流側O2センサの出力VO2Fに応
答遅れがあると判別する(ステップS415)。さら
に、フラグFLMTNGが値「1」にセットされていて
フラグFTNGが値「0」にリセットされているときは
上流側O2センサの出力VO2Fにリッチリーン変化点の
ずれが生じていると判別する(ステップS416)。ま
た、フラグFLMTNGおよびフラグFTNGが共に値
「1」にセットされているときは上流側O2センサ14
Fの劣化態様を判定することはできないが異常が起きて
いると判別する(ステップS417)。上記いずれかの
判別を終えると本ルーチンを終了する。フラグFTNG
およびフラグFLMTNGの値がともに値「0」の正常
のとき以外は警報装置としてのLED46を劣化の態様
に応じた色彩(赤、緑、オレンジ)で点灯する。このよ
うに、本ルーチンではフラグFTNGおよびフラグFL
MTNGの値によって劣化態様を特定することができ
る。
【0042】[基準値VREFFの算出の変形例]つぎ
に、図4に示した基準値VREFFの算出の変形例につ
いて説明する。図10は基準値VREFF算出サブルー
チンを示すフローチャートである。まず、下流側O2セ
ンサ14Rの出力VO2Rを読み込む(ステップS56
1)。読み込んだ出力VO2Rを加重平均し(ステップ
S561A)、その値に応じて上流側O2センサ14F
の基準値VREFFをテーブルにより決定する(ステッ
プS562)。決定された基準値VREFFは図4に示
した基準値VREFFの算出と同様に前述の空燃比補正
係数KO2の算出ルーチンにおけるステップS204
で、上流側O2センサ14Fの出力VO2Fと比較される
ことになる。
【0043】つぎに、基準値VREFFが所定値VRE
FFLMTH以上であるかどうかを判別し(ステップS
563)、基準値VREFFが所定値VREFFLMT
H以上であるときには値VREFFLMTHにリミット
処理し(ステップS567)、さらにその状態が所定時
間t2以上継続するかどうかを判別する(ステップS5
64)。基準値VREFFのリミット処理が所定時間t
2以上継続するときには比例項PRの値をΔPRだけ減
算し(ステップS569)、タイマをリセットしてから
(ステップS570)次のステップS571に移行す
る。所定時間t2以上継続していないときにはタイマを
リセットすることなく、次のステップS571に移行す
る。ステップS571では、比例項PRが下限値PRL
MTL以下であるかどうかを判別し、下限値PRLMT
L以下のときはフラグFLMTNGの値を「1」にセッ
トして(ステップS572)、本ルーチンを終了する。
ステップS571で比例項PRが下限値PRLMTLよ
り大きいときには、さらに上限値PRLMTH以上であ
るかどうかを判別し(ステップS573)、上限値PR
LMTH以上であるときはフラグFLMTNGの値を
「1」にセットして(ステップS572)、本ルーチン
を終了する。ステップS573で比例項PRが上限値P
RLMTHより小さいときはフラグFLMTNGの値を
「0」にリセットして(ステップS574)、本ルーチ
ンを終了する。また、ステップS563で基準値VRE
FFが上限値VREFFLMTH以上でないときはさら
に基準値VREFFが下限値VREFFLMTL以下で
あるかどうかを判別する(ステップS566)。基準値
VREFFが下限値VREFFLMTL以下であるとき
には、下限値VREFFLMTLにリミット処理し(ス
テップS568)、さらにその状態が所定時間t2以上
継続するかどうかを判別する(ステップS575)。基
準値VREFFが所定時間t2以上継続するときには比
例項PRの値をΔPRだけ加算し(ステップS57
6)、タイマをリセットしてから(ステップS57
0)、前述のステップS571〜ステップS574の処
理を実行して本ルーチンを終了する。さらに、ステップ
S563およびS566で基準値VREFFが下限値V
REFFLMTLと上限値VREFFLMTHの間にあ
るときにはタイマをリセットし(ステップS577)、
前述のステップS571〜S574を実行して本ルーチ
ンを終了する。このように、基準値VREFFが所定の
上下限値VREFFLMTH,VREFFLMTLに所
定時間t2以上継続するときに比例項PRの値をΔPR
だけ加減算して変更し、変更された比例項PRの値がリ
ミット値PRLMTL,PRLMTHに到達することで
フラグLMTNGを値「1」にセットする。また、比例
項PLを用いても同様である。
【0044】尚、図4および図10に示したように、フ
ラグFLMTNGは基準値VREFFの算出サブルーチ
ンの中で基準値VREFFあるいは比例項PRの値に応
じてセット、リセットされるが、下流側O2センサ14
Rの出力VO2Rそのものを用いて設定してもよい。
【0045】[下流側O2センサの出力VO2Rを用いた
劣化の判定]つぎに、下流側O2センサ14Rの出力V
O2Rそのものを用いた劣化の判定について説明する。
図11は下流側O2センサ14Rの出力VO2Rを用いた
劣化判定ルーチンを示すフローチャートである。
【0046】まず、下流側O2センサ14Rの出力VO2
Rを読み込む(ステップS451)。読み込んだ下流側
O2センサ14Rの出力VO2Rが下限値VO2LMTL
以下であるかどうかを判別する(ステップS452)。
出力VO2Rが下限値VO2LMTLを越えるときはさら
に上限値VO2LMTH以上であるかどうかを判別する
(ステップS453)。出力VO2Rが上限値VO2LM
THに達していないときにはフラグFLMTを値「0」
にリセットする(ステップS454)。ステップS45
2で出力VO2Rが下限値VO2LMTL以下であると判
別されると、フラグFLMTが既に値「1」にセットさ
れているかどうかを判別する(ステップS455)。初
めて、出力VO2Rが下限値VO2LMTL以下であると
判別されたときにはフラグFLMTの値を「1」にセッ
トし(ステップS456)、カウンタCに所定値をセッ
トして(ステップS457)本ルーチンを終了する。ス
テップS455でフラグFLMTの値が既に「1」にセ
ットされているときにはカウンタCの値が「0」になっ
ているかどうかを判別する(ステップS458)。カウ
ンタCの値が「0」になっていないときには値「1」デ
クリメントして(ステップS459)本ルーチンを終了
する。ステップS458でカウンタCの値が「0」にな
っていると判別されたときには上流側O2センサ14F
に劣化が生じているとしてフラグFLMTNGの値を
「1」にセットして(ステップS460)本ルーチンを
終了する。このように、排気ガスの酸素濃度を検出する
下流側O2センサ14Rの出力VO2Rが上限値VO2L
MTHおよび下限値VO2LMTLの間にあるときはカ
ウンタCの値を「0」にリセットしておき、上限値VO
2LMTHおよび下限値VO2LMTLの範囲を越えると
きはカウンタCの値を「1」デクリメントする。上記範
囲を越えてカウンタCが値「0」に至るまで所定時間t
を経過すると、例えば前述の図5の領域a1で示したよ
うに劣化が生じたと判定してフラグFLMTNGの値を
「1」セットする。
【0047】以上示したように、本実施例の空燃比制御
装置によれば空燃比制御中において上流側O2センサ1
4Fの劣化の態様を判定することができ、劣化の態様を
LED46の点灯により警報することができる。
【0048】
【発明の効果】本発明の内燃機関の空燃比制御装置によ
れば、空燃比制御中に上流側空燃比検出手段の反転周期
および下流側空燃比検出手段の出力に基づいて上流側空
燃比センサの劣化の形態を判定することができるので、
劣化の形態に応じた処置、例えば空燃比制御を中断する
などの処置を講ずることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の内燃エンジン及び制御装置の全体構成
図である。
【図2】空燃比補正係数KO2の算出処理を示すフロー
チャートである。
【図3】上流側O2センサ14Fの出力に応じた空燃比
フィードバック制御のフィードバックゲインの検索処理
を示すフローチャートである。
【図4】基準値VREFF算出サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図5】下流側O2センサ14Rの出力VO2Rおよび上
記基準値VREFF算出サブルーチンで算出された上流
側O2センサ14Fの基準値VREFFを示す波形図で
ある。
【図6】反転周期TCYCL算出サブルーチンを示すフ
ローチャートである。
【図7】反転周期TCYCLを用いた劣化判定ルーチン
を示すフローチャートである。
【図8】吸入空気量TFと劣化判定値TO2LMTとの
関係を示すグラフである。
【図9】劣化態様の判定ルーチンを示すフローチャート
である。
【図10】変形例の基準値VREFF算出サブルーチン
を示すフローチャートである。
【図11】下流側O2センサの出力VO2Rを用いた劣化
判定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 … エンジン 2 … 吸気管 5 … ECU 12 … 排気管 13 … 触媒 14F… 上流側O2センサ 14R… 下流側O2センサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
    の有害成分を浄化する触媒と、 該触媒の上流に配置され、前記排気ガスの特定成分を検
    出する上流側空燃比検出手段と、 該触媒の下流に配置され、前記排気ガスの特定成分を検
    出する下流側空燃比検出手段と、 前記下流側空燃比検出手段の出力に基づいて制御パラメ
    ータを設定する制御パラメータ設定手段と、 前記制御パラメータ設定手段により設定された前記制御
    パラメータと前記上流側空燃比検出手段の出力とに基づ
    き前記内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバ
    ック制御する空燃比制御手段と、 該空燃比制御手段によるフィードバック制御中における
    前記上流側空燃比検出手段のリッチリーンの反転周期を
    検出する反転周期検出手段と、 前記下流側空燃比検出手段の出力または該出力に基づい
    て前記制御パラメータ設定手段により設定された制御パ
    ラメータが所定の範囲内にあるか否かを判別する第1の
    判別手段と、 前記反転周期検出手段により検出された反転周期が所定
    の範囲内にあるか否かを判別する第2の判別手段と、 該第1および第2の判別手段の判別結果に基づき、上流
    側空燃比検出手段の劣化判定を行う劣化判定手段とを備
    えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】 前記劣化判定手段は、前記第1の判別手
    段により前記制御パラメータが前記所定の範囲内にある
    と判別され前記第2の判別手段により前記反転周期が前
    記所定の範囲より長いと判別されたとき、前記上流側空
    燃比検出手段に応答性の遅れによる劣化が生じていると
    判定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の空
    燃比制御装置。
  3. 【請求項3】 前記劣化判定手段は、前記第1の判別手
    段により前記制御パラメータが前記所定の範囲外にある
    と判別され前記第2の判別手段により前記反転周期が前
    記所定の範囲内にあると判別されたとき、前記上流側空
    燃比検出手段の出力にリッチリーン変化点のずれによる
    劣化が生じていると判定することを特徴とする請求項1
    記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御パラメータは前記空燃比フィー
    ドバック制御において、前記上流側空燃比検出手段の出
    力と比較される基準値であることを特徴とする請求項1
    記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項5】前記制御パラメータは前記空燃比フィード
    バック制御に用いられる比例項であることを特徴とする
    請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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