JP2003013779A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】理論空燃比付近で出力が線形性を有する酸素セ
ンサを用いて空燃比をフィードバック制御する空燃比制
御装置において、酸素センサの特性変化時における空燃
比制御性の低下を抑止する。 【解決手段】センサ出力が線形性を有する領域で、セン
サ出力から実空燃比を求め、該実空燃比と目標空燃比と
の偏差に基づき空燃比をフィードバック制御する。前記
線形領域でのセンサ出力と空燃比との相関が変化して、
理論空燃比付近でセンサ出力が急変するようになったと
き（感度異常時）には、センサ出力から理論空燃比に対
するリッチ・リーンのみを判定し、空燃比フィードバッ
ク制御を継続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力値が理論空燃
比相当値を含む所定範囲内であるときに空燃比に対して
略線形性を有する酸素センサを用いて空燃比をフィード
バック制御するエンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、酸素センサの異常を素子抵抗や出
力特性等に基づいて判断し、異常診断がなされたとき
に、酸素センサの出力に基づく空燃比フィードバック制
御を停止させるよう構成された空燃比制御装置が知られ
ている（特開平８−２７１４７５号公報参照）。

【０００３】また、通常、理論空燃比に対するリッチ・
リーンのみを検出するために用いられる酸素センサの出
力特性を、理論空燃比付近で空燃比に対して略線形性を
有するように設定し、前記線形性を利用して実空燃比を
求めて、空燃比をフィードバック制御する装置が知られ
ている（特開平０７−１２７５０５号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、理論空燃比
付近で略線形性を有するように設定される酸素センサの
場合、故障形態として、前記線形性を有するよう設定さ
れた領域での出力が、リッチ・リーンのみを検出するた
めに用いられる酸素センサのように理論空燃比を中心に
急変するように変化し、出力値から実空燃比を求めるこ
とができなくなる場合がある。

【０００５】しかし、上記のように出力特性の変化した
場合であっても、リッチ・リーンのみを検出することは
可能であるため、本来の出力が得られないことに基づい
て空燃比フィードバック制御を全面的に停止させてしま
うと、有効に機能し得る制御が行なわれないことで、排
気性状を必要以上に悪化させることになってしまうとい
う問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、理論空燃比付近で略線形性を有するように設定さ
れる酸素センサの出力特性が変化した場合であっても、
該酸素センサの検出機能を最大限に活用して、排気性状
の悪化を極力軽減できるエンジンの空燃比制御装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、エンジン排気中の酸素濃度に感応して出力値が
変化する酸素センサであって、理論空燃比相当値を含む
所定範囲においてセンサ出力値が空燃比に対して略線形
性を有する酸素センサを備え、前記所定範囲の出力値か
ら実空燃比を求めて空燃比をフィードバック制御するエ
ンジンの空燃比制御装置において、前記所定範囲内にお
ける出力値と空燃比との相関の変化を判別し、前記相関
が変化したときに、前記出力値に基づいて理論空燃比に
対するリッチ・リーンのみを判別して空燃比をフィード
バック制御する構成とした。

【０００８】かかる構成によると、酸素センサは、通常
の理論空燃比に対するリッチ・リーンのみを検出する酸
素センサの出力特性を、理論空燃比付近で空燃比に対し
て略線形性を有するように設定することで、実空燃比の
検出を可能にしたものであるが、前記線形領域での出力
特性が変化したときには、実空燃比の検出が行なえなく
なるので、代わりに、理論空燃比に対するリッチ・リー
ンのみを検出させて、空燃比フィードバック制御を継続
させる。

【０００９】請求項２記載の発明では、目標空燃比を、
理論空燃比を含む所定幅で変動させ、そのときの出力値
が基準範囲内であるか否かによって、前記出力値と空燃
比との相関の変化を判断する構成とした。かかる構成に
よると、目標空燃比を理論空燃比前後に変動させ、その
ときの出力範囲が、初期特性上での目標空燃比の変動に
見合った値を示すか否かに基づいて、酸素センサの線形
領域における出力特性の変化を判断する。

【００１０】請求項３記載の発明では、前記出力値から
求めた実空燃比に基づく空燃比フィードバック制御が、
実空燃比と目標空燃比との偏差に基づく比例制御、及
び、目標空燃比に対するリッチ・リーン判別に基づく積
分制御によって行なわれ、前記相関が変化したときの空
燃比フィードバック制御が、理論空燃比に対するリッチ
・リーン判別に基づく積分制御のみによって行なわれる
構成とした。

【００１１】かかる構成によると、酸素センサが初期特
性のときには、センサ出力から求めた実空燃比と目標空
燃比との偏差に基づく比例制御と、目標空燃比に対する
リッチ・リーン判別に基づく積分制御とによって空燃比
がフィードバック制御され、酸素センサの出力特性が変
化して実空燃比の検出が行なえなくなると、偏差に基づ
く比例制御を停止させ、リッチ・リーン判別に基づく積
分制御のみで空燃比をフィードバック制御させる。

【００１２】請求項４記載の発明では、前記出力値が所
定の最大値又は最小値に所定時間以上張り付いたとき
に、前記酸素センサの出力値に基づく空燃比フィードバ
ック制御を禁止する構成とした。かかる構成によると、
酸素センサの出力値が最大値又は最小値に所定時間以上
張り付いて動かないときには、センサ出力が実際の空燃
比に対応しておらず、リッチ・リーンの検出もできない
状態になっていると判断し、酸素センサの出力値に基づ
く空燃比フィードバック制御を禁止する。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、酸素セン
サの出力特性が変化して、実空燃比の検出が行えなくな
っても、リッチ・リーン判別に基づく空燃比フィードバ
ック制御を行わせることで、空燃比制御性の大幅な低下
を抑止でき、以って、排気性状の悪化を抑制できるとい
う効果がある。

【００１４】請求項２記載の発明によると、センサ出力
が略線形性を示す領域における空燃比に対するセンサ出
力の傾きを判断でき、リッチ・リーン判別のみが可能な
状態を的確に判断できるという効果がある。請求項３記
載の発明によると、酸素センサが初期特性を示すときに
は、空燃比偏差に応じた比例制御とリッチ・リーン判別
に基づく積分制御によって応答良くかつ収束安定性良く
目標空燃比に制御できる一方、酸素センサの出力からリ
ッチ・リーンのみが判別できる状態になったときには、
積分制御によって安定的に目標空燃比付近に制御するこ
とができるという効果がある。

【００１５】請求項４記載の発明によると、酸素センサ
がリッチ・リーンの判別も行なえない状態を判断でき、
誤った検出結果に基づき空燃比がフィードバック制御さ
れることを未然に防止できるという効果がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載されるエン
ジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２，吸気通
路３，モータで開閉駆動される電子制御式スロットル弁
４を介して空気が吸入される。

【００１７】各気筒の燃焼室内に燃料（ガソリン）を直
接噴射する電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、該
燃料噴射弁５から噴射される燃料と前記吸入される空気
によって燃焼室内に混合気が形成される。燃料噴射弁５
は、コントロールユニット２０から出力される噴射パル
ス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力
に調圧された燃料を噴射する。

【００１８】燃焼室内に形成される混合気は、点火栓６
により着火燃焼する。但し、エンジン１を上記の直接噴
射式ガソリンエンジンに限定するものではなく、吸気ポ
ートに燃料を噴射する構成のエンジンであっても良い。
エンジン１からの排気は排気通路７より排出され、前記
排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装されている。

【００１９】前記触媒８は、三元触媒であって、排気中
の有害３成分である一酸化炭素ＣＯ及び炭化水素ＨＣを
酸化すると共に、酸化窒素ＮＯｘを還元して、無害な二
酸化炭素、水蒸気及び窒素に変換させるものである。ま
た、燃料タンク９にて発生した蒸発燃料を燃焼処理する
蒸発燃料処理装置が設けられている。

【００２０】キャニスタ１０は、密閉容器内に活性炭な
どの吸着剤１１を充填したもので、燃料タンク９から延
設される蒸発燃料導入管１２が接続されている。従っ
て、燃料タンク９にて発生した蒸発燃料は、前記蒸発燃
料導入管１２を通って、キャニスタ１０に導かれ吸着捕
集される。また、キャニスタ１０には、新気導入口１３
が形成されると共に、パージ配管１４が導出され、前記
パージ配管１４には、コントロールユニット２０からの
制御信号によって開閉が制御されるパージ制御弁１５が
介装される。

【００２１】上記構成において、パージ制御弁１５が開
制御されると、エンジン１の吸入負圧がキャニスタ１０
に作用する結果、新気導入口１３から導入される空気に
よってキャニスタ１０の吸着剤１１に吸着されていた蒸
発燃料がパージされ、パージエアがパージ配管１４を通
って吸気通路３のスロットル弁４下流に吸入され、その
後、エンジン１の燃焼室内で燃焼処理される。

【００２２】コントロールユニット２０は、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイ
ス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、
各種センサからの入力信号を受け、これらに基づいて演
算処理して、スロットル弁４，燃料噴射弁５，点火栓６
及びパージ制御弁１５などの作動を制御する。前記各種
センサとして、エンジン１のクランク角を検出するクラ
ンク角センサ２１、カム軸から気筒判別信号を取り出す
カムセンサ２２が設けられており、前記クランク角セン
サ２１からの信号に基づきエンジン１の回転速度が算出
される。

【００２３】この他、吸気通路３のスロットル弁４上流
で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、
アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＳを検
出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶ
Ｏを検出するスロットルセンサ２５、エンジン１の冷却
水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気中の酸素濃度
に感応して出力値が変化する酸素センサ２７、車速ＶＳ
Ｐを検出する車速センサ２８などが設けられている。

【００２４】前記酸素センサ２７は、特開平１１−３２
６２６６号公報に開示されるように、排気管内に突出し
て設けられるジルコニアチューブを有してなり、このジ
ルコニアチューブ外側の排気中の酸素濃度と、内側の大
気中の酸素濃度との比に応じた起電力を発生する酸素濃
淡電池型の酸素センサである。前記酸素センサ２７の出
力値Ｅｓ（起電力）は、図２に示すように、理論空燃比
を中心に変化し、理論空燃比よりもリッチ側では起電力
が高く、理論空燃比よりもリーン側では起電力が低くな
る特性を有するが、理論空燃比相当値（本実施形態では
０．６Ｖ）を含む所定範囲（０．３（Ｖ）≦出力値Ｅｓ
≦０．８（Ｖ））において、出力値Ｅｓが空燃比に対し
て略線形性を有するように、出力特性が設定されてい
る。

【００２５】前記酸素濃淡電池型の酸素センサは、通
常、理論空燃比付近で出力値Ｅｓが急変する特性に設定
され、理論空燃比に対する実空燃比のリッチ・リーンを
判定するセンサとして用いられるが、本実施形態におけ
る酸素センサ２７は、電極，ジルコニアチューブ，保護
層などの特性を調整することで、図２の示すように、理
論空燃比付近の所定範囲で空燃比に対して線形性を有す
る出力特性としてある。

【００２６】前記コントロールユニット２０は、所定の
空燃比フィードバック制御条件が成立したときに、前記
酸素センサ２７の出力値Ｅｓから検出される実空燃比が
目標空燃比に一致するように、燃料噴射量を補正するた
めの空燃比フィードバック補正係数を演算するようにな
っている。図３のフローチャートは、上記空燃比フィー
ドバック制御に用いられる酸素センサ２７の故障診断を
示すものであり、ここで、酸素センサ２７の出力値に基
づいて空燃比フィードバック制御を行えると判断された
ときにのみ、後述するフローチャートに従って空燃比フ
ィードバック制御が実行される。

【００２７】図３のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ１では、故障診断条件が成立しているか否かを判別す
る。前記故障診断条件としては、燃料噴射弁５やエアフ
ローメータ２３など酸素センサ２７以外の空燃比制御部
品に故障がないこと、空燃比フィードバック制御が行わ
れる所定運転領域であることなどを判別する。

【００２８】診断条件が成立している場合には、ステッ
プＳ２へ進む。ステップＳ２では、酸素センサ２７の出
力値Ｅｓが、所定値（１）を超えるか、又は、所定値
（２）を下回るかを判別する。前記所定値（１）は、
０．９５程度の値であって、出力値Ｅｓが最大値領域に
含まれるか否かを判別し、また、前記所定値（２）は、
０．０２程度の値であって、出力値Ｅｓが最小値領域に
含まれるか否かを判別する。

【００２９】出力値Ｅｓが、所定値（２）≦出力値Ｅｓ
≦所定値（１）であって、通常の出力範囲内の値を示す
ときには、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、目
標空燃比を、理論空燃比よりも僅かにリッチな空燃比と
僅かにリーンな空燃比との間で順次切り換える処理を行
い、理論空燃比を挟んで目標空燃比を所定幅だけ変動さ
せる。

【００３０】前記理論空燃比よりも僅かにリッチ・リー
ンな空燃比とは、例えば空気過剰率で示すと0.97，1.03
程度の空燃比である。次のステップＳ４では、上記目標
空燃比の切り換えに伴って出力された出力値Ｅｓが、所
定値（３）を超えるか、又は、所定値（４）を下回るか
を判別する。換言すれば、上記目標空燃比の切り換えに
伴って出力された出力値Ｅｓが、所定値（４）≦出力値
Ｅｓ≦所定値（３）であるか否かを判別する。

【００３１】尚、前記所定値（３），（４）は、ステッ
プＳ３において切り換えられる目標空燃比に応じて設定
される値であって、本実施形態では、前記所定値（３）
を０．７Ｖ、前記所定値（４）を０．５Ｖとする。酸素
センサ２７の出力特性は、初期状態では、図２に示すよ
うに、理論空燃比付近の出力値Ｅｓが空燃比変化に対し
て比較的なだらかに変化するのに対し、経時劣化などに
より出力変化をより急激に変化して、理論空燃比を境に
出力が急変するリッチ・リーンセンサの出力に近い特性
（図２の感度異常時の特性）となる場合がある。

【００３２】上記のような出力特性の変化が発生する
と、前記目標空燃比の変動に対応する出力値Ｅｓの変動
幅が、初期状態に比べて大きくなり、係る変動幅の増大
が、所定値（４）≦出力値Ｅｓ≦所定値（３）を満たさ
ない出力値Ｅｓの発生として判断されるようにしてあ
る。従って、ステップＳ４で、目標空燃比の切り換えに
伴って出力された出力値Ｅｓが、所定値（３）を超える
か、又は、所定値（４）を下回ると判断されたときに
は、理論空燃比付近での空燃比変化に対する出力値Ｅｓ
の変化が、初期状態に比べてより急激に変化していると
判断し、ステップＳ５へ進む。

【００３３】ステップＳ５では、酸素センサ２７の故障
判定を行なうが、故障モードの中でも、特に、理論空燃
比付近での出力変化がより急激になっている状態を示す
感度異常の判定を行なう。ここで、前記感度異常の発生
時には、理論空燃比付近において僅かな空燃比変化で出
力値Ｅｓが急変することから、理論空燃比付近であって
も出力値Ｅｓから実空燃比を求めることができないが、
そのときの出力特性は、理論空燃比に対するリッチ・リ
ーンのみを検出する酸素センサの特性に近いので、リッ
チ・リーンの判定には用いることが可能である。

【００３４】一方、ステップＳ４で、目標空燃比の切り
換えに伴う出力値Ｅｓの変動が、所定値（３），（４）
で挟まれる範囲内で発生していると判断されたときに
は、酸素センサ２７の出力特性が、図２に示すように理
論空燃比付近で出力が比較的なだらかに変化する初期状
態の出力特性を維持しているものと判断し、ステップＳ
６へ進んで、酸素センサ２７の正常状態を判定する。

【００３５】また、ステップＳ２で、酸素センサ２７の
出力値Ｅｓが、所定値（１）を超えるか、又は、所定値
（２）を下回っていると判別されると、ステップＳ７へ
進む。ステップＳ７では、所定値（１）を超える状態、
又は、所定値（２）を下回る状態が、所定時間以上継続
しているか否かを判別する。

【００３６】所定値（１）を超える状態、又は、所定値
（２）を下回る状態が、所定時間以上継続していると
き、換言すれば、酸素センサ２７の出力が最大値又は最
小値に所定時間以上張り付いているときには、酸素セン
サ２７が実空燃比に感応しなくなっていると判断でき
る。そこで、ステップＳ７で、所定値（１）を超える状
態、又は、所定値（２）を下回る状態が、所定時間以上
継続していると判別されると、ステップＳ８へ進み、酸
素センサ２７の故障判定を行なうが、ここでは、実空燃
比に感応しない故障モードとして、断線・短絡故障を判
定する。

【００３７】図４のフローチャートは、上記故障診断の
結果を受けて空燃比フィードバック制御を行うルーチン
を示す。ステップＳ１１では、酸素センサ２７の故障診
断結果を除く、空燃比フィードバック制御条件の成立を
判断する。ステップＳ１１で空燃比フィードバック制御
条件が成立していると判別されると、ステップＳ１２へ
進み、酸素センサ２７の故障が診断されているか否かを
判別する。

【００３８】酸素センサ２７が正常であると判別されて
いるときには、ステップＳ１３へ進み、通常の空燃比フ
ィードバック制御を行う。前記通常の空燃比フィードバ
ック制御は、酸素センサ２７の出力値Ｅｓに基づいて実
空燃比を求め、この実空燃比と目標空燃比との偏差に基
づく比例制御と、リッチ・リーン判別に基づく積分制御
とによって行なわれるようになっており、その詳細を、
図５のフローチャートに従って説明する。

【００３９】図５のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ５１では、前記酸素センサ２７の出力値Ｅｓが、空燃
比に対して略線形性を有する所定範囲内（０．３（Ｖ）
≦出力値Ｅｓ≦０．８（Ｖ））であるか否かを判別す
る。前記ステップＳ５１で、前記酸素センサ２７の出力
値Ｅｓが、空燃比に対して略線形性を有する所定範囲内
であると判別されると、ステップＳ５２へ進み、前記酸
素センサ２７の出力値Ｅｓを空燃比のデータに変換する
処理を行う。

【００４０】前記変換は、前記出力値Ｅｓと空燃比との
相関を示すテーブルに基づき行わせても良いが、より分
解能を上げるべく、前記出力値Ｅｓを予め設定された計
算式に基づき別の変数に置き換えた後、前記変数から空
燃比のデータを求めるようにしても良い。次のステップ
Ｓ５３では、前記出力値Ｅｓから求めた実空燃比と、目
標空燃比（理論空燃比）との偏差err（偏差err＝実空燃
比−目標空燃比）を求める。

【００４１】ステップＳ５４では、前記偏差errに比例
定数Ｋｐを乗算して比例操作量Ｐ（Ｐ＝err×Ｋｐ）を
演算する。ステップＳ５５では、前記偏差errの正負を
判別することで、実空燃比の目標空燃比（理論空燃比）
に対するリッチ・リーンを判別する。ステップＳ５５
で、前記偏差errが負で実空燃比が目標空燃比（理論空
燃比）よりもリッチであると判別されると、ステップＳ
５６へ進む。

【００４２】ステップＳ５６では、積分操作量Ｉの前回
値から所定値ΔＩだけ減算した結果を今回の積分操作量
Ｉとする。また、ステップＳ５５で、前記偏差errが正
で実空燃比が目標空燃比（理論空燃比）よりもリーンで
あると判別されたときには、ステップＳ５７へ進み、積
分操作量Ｉの前回値に所定値ΔＩを加算した結果を今回
の積分操作量Ｉとする。

【００４３】更に、ステップＳ５５で、偏差errが略０
で実空燃比が目標空燃比（理論空燃比）に略一致してい
ると判別されたときには、ステップＳ５６，ステップＳ
５７を迂回してステップＳ６２へ進むことで、積分操作
量Ｉを前回値に保持する。ステップＳ６２では、空燃比
フィードバック補正係数αを、 α＝Ｐ＋Ｉ＋1.0 として算出する。

【００４４】一方、ステップＳ５１で、前記酸素センサ
２７の出力値Ｅｓが線形範囲外である（0.3（Ｖ）＞Ｅ
ｓ又はＥｓ＞0.8（Ｖ））と判別されると、ステップＳ
５８へ進む。ステップＳ５８では、前記酸素センサ２７
の出力値Ｅｓが、前記所定範囲よりも高い側に外れてい
るか否か、具体的には、Ｅｓ＞0.8（Ｖ）であるか否か
を判別することで、実空燃比が理論空燃比よりもリッチ
であるか否かを判別する。

【００４５】ステップＳ５８で、Ｅｓ＞0.8（Ｖ）であ
ると判別され、実空燃比が理論空燃比よりもリッチであ
るときには、ステップＳ５９へ進み、積分操作量Ｉの前
回値から所定値ΔＩだけ減算した結果を今回の積分操作
量Ｉとする。一方、ステップＳ５８でＥｓ＞0.8（Ｖ）
ではないと判別されたときには、0.3（Ｖ）＞Ｅｓであ
るためにステップＳ５１からステップＳ５８へ進んだ状
態であって、実空燃比が理論空燃比よりもリーンである
と判断される。

【００４６】この場合には、ステップ６０へ進み、積分
操作量Ｉの前回値に所定値ΔＩを加算した結果を今回の
積分操作量Ｉとする。ステップＳ５９，ステップＳ６０
で積分操作量Ｉの設定を行うと、次のステップＳ６１で
は、比例操作量Ｐに０をセットする。酸素センサ２７の
出力値Ｅｓが前記所定範囲内（0.3（Ｖ）≦Ｅｓ≦0.8
（Ｖ））であるときには、出力値Ｅｓが空燃比に対して
略線形性を有することから、出力値Ｅｓを空燃比のデー
タに精度良く変換できるが、前記所定範囲を外れると空
燃比を正しく求めることができない。

【００４７】但し、前記所定範囲を外れる領域であって
も、理論空燃比に対するリッチ・リーンの判別は行える
ので、出力値Ｅｓが所定範囲内であるときと同様に、リ
ッチ・リーン判別に基づく積分制御を行わせる。従っ
て、出力値Ｅｓが所定範囲外であるときに、ステップＳ
６２へ進んだ場合は、実質的には、α＝Ｉ＋1.0として
空燃比フィードバック補正係数αが算出される。

【００４８】上記空燃比フィードバック補正係数αを、
目標空燃比相当の基本燃料噴射量Ｔｐに乗算すること
で、最終的な燃料噴射量Ｔｉが求められ、この燃料噴射
量Ｔｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号が各気筒の
燃料噴射弁５に出力される。図４のフローチャートのス
テップＳ１２で、酸素センサ２７の故障が診断されてい
ると判別されたときには、ステップＳ１４へ進み、その
故障判定が感度異常であるか断線・短絡であるかを判別
する。

【００４９】感度異常の故障判定がなされているときに
は、出力値Ｅｓから実空燃比を求めることができない
が、そのときの出力特性は、理論空燃比に対するリッチ
・リーンのみを検出する酸素センサの特性に近い特性を
示し、リッチ・リーンの判定は可能であるので、ステッ
プＳ１５以降へ進んで、リッチ・リーン判別のみに基づ
き空燃比フィードバック制御を行わせる。

【００５０】ステップＳ１５では、酸素センサ２７の出
力値Ｅｓが理論空燃比相当値（例えば0.6（Ｖ））より
も大きいか否かを判別することで、実空燃比が理論空燃
比よりもリッチであるか否かを判別する。出力値Ｅｓが
理論空燃比相当値よりも大きくリッチ状態であると判別
されると、ステップＳ１６へ進み、積分操作量Ｉの前回
値から所定値ΔＩだけ減算した結果を今回の積分操作量
Ｉとする。

【００５１】一方、ステップＳ１５で出力値Ｅｓが理論
空燃比相当値以下であり、リーン状態であると判別され
ると、ステップ１７へ進み、積分操作量Ｉの前回値に所
定値ΔＩを加算した結果を今回の積分操作量Ｉとする。
ステップＳ１６，ステップＳ１７で積分操作量Ｉの設定
を行うと、次のステップＳ１８では、比例操作量Ｐに０
をセットする。

【００５２】そして、ステップＳ１９では、空燃比フィ
ードバック補正係数αを、 α＝Ｐ＋Ｉ＋1.0 として算出する。上記ステップＳ１５〜１９の処理によ
る空燃比フィードバック制御は、前記ステップＳ１３
（図５のフローチャート）における通常の制御に比べ、
空燃比偏差に基づく比例制御が行なわれない分、目標空
燃比への収束性が低下することになるが、酸素センサ２
７の特性変化が発生しても空燃比フィードバック制御を
継続できることから、空燃比制御性を維持して排気性状
の悪化を抑止できる。

【００５３】また、ステップＳ１４で、酸素センサ２７
の故障診断が断線・短絡であると判別されたときには、
酸素センサ２７の出力値Ｅｓが実際の空燃比に感応しな
い状態であって、実空燃比の検出のみならず、リッチ・
リーンの判別も行なえないので、ステップＳ２０へ進ん
で、空燃比フィードバック制御を停止させる。尚、酸素
センサ２７にヒータが付設されている場合であって、断
線・短絡の診断結果に基づいて空燃比フィードバック制
御が停止されるときには、前記ヒータ通電を停止させ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。

【図２】実施形態における酸素センサの出力特性図。

【図３】実施形態における酸素センサの故障診断を示す
フローチャート。

【図４】実施形態における故障形態別の空燃比フィード
バック制御を示すフローチャート。

【図５】実施形態における酸素センサ正常時の空燃比フ
ィードバック制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…エンジン ４…スロットル弁 ５…燃料噴射弁 ６…点火栓 ８…触媒 ２０…コントロールユニット ２１…クランク角センサ ２３…エアフローメータ ２７…酸素センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 BA27 DA10 DA26 DA27 DA30 EA04 EA07 EA11 EB08 EB16 FA29 3G301 HA04 HA14 JA21 JB07 JB09 LB04 MA01 MA11 NA03 NA04 NA08 NC02 ND15 ND17 NE14 NE17 NE19 NE23 PA01 PA11 PD03 PD03B PD05 PE01 PE03 PE05 PE08 PF01 PF03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン排気中の酸素濃度に感応して出力
   値が変化する酸素センサであって、理論空燃比相当値を
   含む所定範囲においてセンサ出力値が空燃比に対して略
   線形性を有する酸素センサを備え、 前記所定範囲の出力値から実空燃比を求めて空燃比をフ
   ィードバック制御するエンジンの空燃比制御装置におい
   て、 前記所定範囲内における出力値と空燃比との相関の変化
   を判別し、前記相関が変化したときに、前記出力値に基
   づいて理論空燃比に対するリッチ・リーンのみを判別し
   て空燃比をフィードバック制御することを特徴とするエ
   ンジンの空燃比制御装置。
2. 【請求項２】目標空燃比を、理論空燃比を含む所定幅で
   変動させ、そのときの出力値が基準範囲内であるか否か
   によって、前記出力値と空燃比との相関の変化を判断す
   ることを特徴とする請求項１記載のエンジンの空燃比制
   御装置。
3. 【請求項３】前記出力値から求めた実空燃比に基づく空
   燃比フィードバック制御が、実空燃比と目標空燃比との
   偏差に基づく比例制御、及び、目標空燃比に対するリッ
   チ・リーン判別に基づく積分制御によって行なわれ、 前記相関が変化したときの空燃比フィードバック制御
   が、理論空燃比に対するリッチ・リーン判別に基づく積
   分制御のみによって行なわれることを特徴とする請求項
   １又は２記載のエンジンの空燃比制御装置。
4. 【請求項４】前記出力値が所定の最大値又は最小値に所
   定時間以上張り付いたときに、前記酸素センサの出力値
   に基づく空燃比フィードバック制御を禁止することを特
   徴とする請求項１又は２記載のエンジンの空燃比制御装
   置。