JP3855291B2

JP3855291B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3855291B2
Application number: JP03278996A
Authority: JP
Inventors: 友巳渡辺; 淳一田賀; 史彦斉藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: JPH08261042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特開昭５９−２０８１４１号公報に記載されているように、空燃比に対応して出力が連続的に変化するリニア検出型センサ（リニアＯ ₂センサ）を使用し、例えば理論空燃比よりもリーン側の空燃比を目標空燃比としてエンジンの空燃比をフィードバック制御するものが知られている。また、空燃比のフィードバック制御を行う場合に、例えば特開昭５１−１２７９２７号公報に記載されているように、理論空燃比付近で出力が急変する理論空燃比検出型センサ（λＯ ₂センサ）と上記リニアＯ ₂センサとを排気系の触媒上流に設けて、両センサを併用するようにしたものや、特開平６−１２９２９４号公報に記載されているように、触媒の上流および下流にＯ ₂センサを設けて、両センサの出力により触媒の劣化を検出し、劣化検出時に空燃比補正量を補正するようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
λＯ ₂センサを使用したフィードバック制御がエンジンの空燃比を理論空燃比（空気過剰率λ＝１）付近に制御するのに対し、リニアＯ ₂センサを使用した空燃比のフィードバック制御は、理論空燃比より燃料リッチ（空気過剰率小）側から燃料リーン（空気過剰率大）側までの広い範囲の空燃比フィードバック制御を行ってエミッション性能および走行性を改善することが可能である。ところが、リニアＯ₂センサは、一般に、酸化ジルコニア素子を用い、電池セルの起電力が一定となるようにポンプ電流を流すと空燃比によりポンプ電流値がリニアに変化する特性を利用したものであって、この場合、活性温度が７００〜８００℃で、λＯ₂センサの活性温度（３００℃程度）に比べてかなり高く、また、雰囲気温度の上昇にあわせてセンサの温度を上げていかないと耐久性に問題が出ることから、活性化に時間がかかり、一般には、例えば常温始動の場合、エンジンが始動して８０秒以上経過しないと作動させることができない。そのため、リニアＯ₂センサを使用した場合はセンサが活性化するまで長期間にわたってフィードバック制御を行うことができず、冷間始動の場合はそれ以上に長い期間フィードバック制御を行うことができず、その間の空燃比制御精度が悪化し、エミッション性能が悪化してしまう。
【０００４】
本発明は、エンジン始動開始からリニアＯ₂センサが活性化するまでの間の空燃比制御精度の悪化を防止し、エミッション性能を改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの空燃比制御装置は、エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を排気ガス中の酸素濃度によって検出可能な複数のＯ ₂センサを備え、該Ｏ ₂センサの一方が、理論空燃比付近で出力が急変する活性化の早い第１Ｏ ₂センサであり、他方が、空燃比変化に対する出力変化が第１Ｏ₂センサよりも緩やかで、かつ、例えば第１Ｏ₂センサよりも活性化温度が高いことによって活性化の遅い第２Ｏ ₂センサであり、少なくとも第２Ｏ ₂センサを使用してエンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段を備えたエンジンの空燃比制御装置において、例えばエンジン始動開始からの経過時間によって第２Ｏ ₂センサの活性化を検出する第２Ｏ ₂センサ活性化検出手段と、該第２Ｏ ₂センサ活性化検出手段の出力を受け、第２Ｏ ₂センサが活性化するまでは空燃比フィードバック制御手段を第２Ｏ ₂センサに代えて第１Ｏ₂センサによる制御を実行するものとし、第２Ｏ ₂センサが活性化した後で第２Ｏ ₂センサによる制御に切り換えるセンサ切換手段を設けたものであり、これによれば、活性化の遅い第２Ｏ ₂センサ（リニアＯ₂センサ）が活性化するまでは、活性化の早い第１Ｏ₂センサ（λＯ ₂センサ）を使用して空燃比のフィードバック制御が行われ、それにより、第２Ｏ ₂センサが活性化するまでの間の空燃比制御精度の悪化が防止される。そして、第２Ｏ ₂センサが活性化した後は、第２Ｏ ₂センサを使用したフィードバック制御に切り換えられ、理論空燃比よりリッチ側からリーン側までの広い範囲の空燃比フィードバック制御が行われる。
【０００６】
また、本発明の上記構成は、第２Ｏ ₂センサがエンジンの排気系の触媒上流に設けられ、第１Ｏ₂センサが排気系の触媒下流に設けられ、両Ｏ ₂センサの出力により触媒の劣化検出および第２Ｏ ₂センサの故障検出の少なくとも一方を行う劣化・故障検出手段が設けられたものにも適用できるものであり、そうした場合、λＯ₂センサを第１Ｏ₂センサとし、リニアＯ₂センサを第２Ｏ₂センサとして、その第１Ｏ₂センサとしたλＯ₂センサを、第２Ｏ₂センサが活性化するまでの空燃比制御に使用できる。
【０００７】
本発明に係るエンジンの空燃比制御装置は、また、触媒を迂回して排気ガスを第１Ｏ ₂センサに導くバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する開閉弁を設けるとともに、触媒の活性化を検出する触媒活性化検出手段と、第２Ｏ ₂センサ活性化検出手段の出力および触媒活性化検出手段の出力を受け、第２Ｏ ₂センサが活性化する前で、触媒が活性化した後は、バイパス通路を開くよう開閉弁を作動させるバイパス制御手段を設けたものとすることができるものであり、そうすることにより、第２Ｏ ₂センサが活性化する前で触媒が活性化した後は、触媒作用を受けない上流の排気ガスがバイパス通路を介して第１Ｏ ₂センサに導かれ、それにより、第２Ｏ ₂センサが活性化する前で触媒が活性化した後の触媒下流の第１Ｏ ₂センサによる空燃比フィードバック制御の精度悪化が防止される。
【０００８】
また、本発明は、第２Ｏ ₂センサがエンジンの排気系の触媒上流に設けられるとともに、第１Ｏ₂センサが排気系の触媒下流に設けられ、触媒の活性化を検出する触媒活性化検出手段を有するものであって、第２Ｏ ₂センサ活性化検出手段の出力および触媒活性化検出手段の出力を受けて、第２Ｏ ₂センサが活性化する前で、触媒が活性化するまでは、触媒の活性状態に応じて空燃比変動の振幅を通常より大きくするものであってよい。
【０００９】
このように、第２Ｏ ₂センサが活性化する前で、触媒が活性化するまでは、触媒の活性状態に応じて空燃比変動の振幅が通常より大きくされることにより、やはり第１Ｏ₂センサによる空燃比フィードバック制御の精度悪化が防止される。
【００１０】
すなわち、空燃比フィードバック制御手段が、空燃比の検出値に基づいてフィードバック補正値を設定するものである場合に、設定されたフィードバック補正値による制御に移行してから所定時間経過しても空燃比の検出値がリーンからリッチ、あるいはその逆の変化を示さないときは、フィードバック補正値を所定量変更することによって、空燃比変動の振幅を通常より大きくする。そうすることにより、やはり第１Ｏ ₂センサによる空燃比フィードバック制御の精度悪化が防止される。
【００１１】
図１は本発明の全体構成図である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって説明する。
【００１３】
実施例１．
図２は本発明の実施の形態を示す実施例１のシステム図である。図において、１はエンジン本体であり、２はエンジンの吸気通路、３は排気通路をそれぞれ示す。
【００１４】
エンジン本体１には、各気筒の燃焼室４に対しそれぞれ二つの吸気ポート５ａ，５ｂと二つの排気ポート６ａ，６ｂが設けられ、また、点火プラグ７が設置されている。そして、吸気通路２は、サージタンク部の下流が各気筒の二つの吸気ポート５ａ，５ｂに対しそれぞれ独立して連通するよう気筒毎に二つの独立吸気通路部２ａ，２ｂに区画されている。
【００１５】
気筒毎の上記二つの吸気ポート５ａ，５ｂは、例えば一方（５ａ）が筒内にタンブル（縦渦）を生成させるタンブルポート、他方が筒内にスワール（横渦）を生成させるスワールポート（５ｂ）であって、スワールポートとされた方の吸気ポート（プライマリポート）５ｂに連通する独立通路部２ｂには燃料噴射弁８が設置され、タンブルポートとされた方の吸気ポート（セカンダリポート）５ａに連通する独立通路部２ａには該通路部２ａを開閉することによって筒内のタンブルとスワールとを複合させた螺旋状の斜めスワールを制御するタンブル・スワールコントロールバルブ（ＴＳＣＶ）９が設けられている。そして、吸気通路２は先端がエアクリーナ１０に接続され、エアクリーナ１０との接続部にはエアフローメータ１１が、また、エアフローメータ１１からサージタンク部まで延びる上流側通路部にスロットル弁１２が配置されている。そして、アイドル時のエンジン回転数すなわちアイドル回転数を制御するためスロットル弁１２を迂回してその上流および下流を連通するＩＳＣ通路１３が設けられ、そのＩＳＣ通路１３の途中に該通路１３を開閉するＩＳＣバルブ１４が設けられている。また、排気通路３には触媒コンバータ１５が接続され、また、この触媒コンバータ１５の上流にリニアＯ₂センサ１６が、また、下流にλＯ ₂センサ１７が設置されている。上記リニアＯ ₂センサ１６は、酸化ジルコニア素子を用い、電池セルの起電力が一定となるようにポンプ電流を流すと空燃比によりポンプ電流値がリニアに変化する特性を利用し、空燃比に対応して出力が連続的に変化するようにしたものであって、それ自体公知のものが用いられる。リニアＯ₂センサの活性温度は通常７００〜８００℃である。また、上記λＯ ₂センサ１７は、理論空燃比付近で出力が急変するもので、それ自体やはり公知のものが用いられる。λＯ ₂センサの活性温度は一般に３００℃程度である。
【００１６】
エンジンにはマイクロコンピュータによって構成されたコントロールユニット１８が設けられている。このコントロールユニット１８には、エンジン本体１に付設されたクランク角センサ１９から回転信号およびクランク角信号が入力され、エアフローメータ１１から吸入空気量信号が入力され、リニアＯ₂センサ１６およびλＯ ₂センサ１７から空燃比信号が入力される。また、その他、アクセルの踏み込み量すなわちアクセル開度等がコントロールユニットに入力される。そして、コントロールユニット１８により燃料噴射弁８が制御されて燃焼室４に供給される混合気の空燃比が制御され、ＴＳＣＶ９が制御されてスワールの制御が行われ、ＩＳＣバルブ１４が制御されてアイドル回転数の制御が行われる。
【００１７】
空燃比の制御では、アクセル開度とエンジン回転数をパラメータとして、低回転低負荷側に例えば空燃比２２のリーン領域（リーン空燃比領域）を設定し、それより高負荷側にストイキ領域（理論空燃比領域）を設定し、さらにその高負荷側を例えば空燃比１３のエンリッチ領域を設定する空燃比マップが使用される。そして、それぞれの領域でエンジン回転数と充填量に基づいて目標空燃比が設定され、クランク角信号から算出されるエンジン回転数と吸入空気量に基づいて燃料噴射の基本噴射量が演算されて、それに水温等による各種補正が加えられ、さらにリニアＯ₂センサ１６によって検出した空燃比と目標空燃比との偏差に基づく空燃比フィードバック補正が加えられて、燃料噴射量が決定され、その燃料噴射量に応じた噴射パルスがインジェクタ８に出力されることによってエンジンの空燃比が目標空燃比に制御される。
【００１８】
上記λＯ ₂センサ１７は、触媒コンバータ１５の劣化検出およびリニアＯ ₂センサ１６の故障検出のために設けられたものである。触媒コンバータ１５の劣化検出およびリニアＯ ₂センサ１６の故障検出は、よく知られている手法により触媒上流のリニアＯ ₂センサ１６の出力と下流のλＯ ₂センサ１７の出力に基づいて行われる。
【００１９】
また、この実施例１の空燃比制御では、エンジン始動後、リニアＯ ₂センサ１６が活性化するまではリニアＯ ₂センサ１６に代えてλＯ ₂センサ１７の出力が空燃比情報とされ、それによってフィードバック制御が行われる。そして、リニアＯ ₂センサ１６が活性化した後、リニアＯ ₂センサ１６による制御に切り換えられる。ここで、リニアＯ ₂センサ１６の活性化は、エンジン始動開始から所定時間（例えば８０秒）が経過したことによって検出する。この活性判定の基準時間は外気温等によって設定が変わるものである。
【００２０】
また、ＳＣＶ９はダイアフラム式のアクチュエータ２０に連結されている。このアクチュエータ２０は２段構成のアクチュエータ室を有するものであって、スロットル弁１２下流の吸気負圧を各段のアクチュエータ室に導入する負圧通路２１が設けられ、その負圧通路２１には、片側のアクチュエータ室のみを選択的に大気開放に切り換え可能とする三方ソレノイドバルブ２２が設けられている。ＴＳＣＶ９は両アクチュエータ室に所定値以上の吸気負圧が導入されることによって開かれ、また、その開度は上記三方ソレノイドバルブ２２の切り換えによって２段階に調整される。そして、リーン領域では、スロットル弁１２下流の吸気負圧は設定値以上であり、これがアクチュエータ室に導入されることによってＴＳＣＶ９は閉方向に駆動される。そして、このリーン領域の内、エンジン回転数が設定回転数より高回転側では、三方ソレノイドバルブ２２によって片側のアクチュエータ室の片側が大気に開放され、その結果、ＴＳＣＶ９は半開となり、この時、筒内に弱スワールが形成される。そして、リーン領域の内、エンジン回転数が設定回転数以下の領域では、三方ソレノイドバルブ２２が負圧導入側に制御されて、両アクチュエータ室に吸気負圧が導入され、このとき、ＴＳＣＶ９は全閉となり、筒内に強スワールが形成される。また、理論空燃比領域では吸気負圧が設定値より小さくなり、その結果、アクチュエータ２０は作動せず、ＴＳＣＶ９が全開となって筒内スワールが弱められる。
【００２１】
図３はこの実施例１における空燃比フィードバック制御のフローチャートである。このフローチャートは、ステップＳ１〜Ｓ８からなり、スタートすると、まず、ステップＳ１で始動開始からの経過時間ＴおよびλＯ ₂センサの出力λ_vを取り込む。次いで、ステップＳ２でλＯ ₂センサの活性判定基準値λ_v0を読み込む。そして、ステップＳ３で、λＯ ₂センサの活性化をλ_vがλ_v0より大きいか否かによって判定し、λＯ ₂センサが活性化していない（λ_v≦λ_v0）という時は、ステップＳ４へ進んで、空燃比のフィードバック制御を禁止し、リターンする。また、ステップＳ３の判定で、λＯ ₂センサが活性化した（λ_v＞λ_v0）という時は、ステップＳ５へ進み、リニアＯ₂センサ（リーンセンサ）のポンプ電流作動時間（始動時からの時間）Ｔを入力する。そして、ステップＳ６で、リニアＯ ₂センサの活性化をポンプ電流作動時間ＴがリニアＯ ₂センサの活性判定基準時間Ｔ₀を越えたか否かで判定し、リニアＯ ₂センサが活性化していない（Ｔ≦Ｔ₀）という時は、ステップＳ７へ進んで、λＯ₂センサによる空燃比フィードバック制御を実行し、リターンする。また、ステップＳ６の判定でリニアＯ ₂センサが活性化した（Ｔ＞Ｔ₀）という時は、ステップＳ８へ進んで、リニアＯ ₂センサによる空燃比フィードバック制御を実行し、リターンする。
【００２２】
λＯ₂センサ１７による空燃比フィードバック制御は、図４に示すように、λＯ₂センサ出力に応じて行うもので、検出された空燃比がリッチの時は、リーンになるよう、所定の勾配で小さくなるよう設定した補正値（積分項Ｉ）で補正し、検出された空燃比がリーンの時は、リッチになるよう、所定の勾配で大きくなるよう設定した補正値（積分項Ｉ）で補正する。また、λＯ₂センサ出力がリッチからリーンに、または、その逆に変化した時は、所定の大きさの補正値（比例項Ｐ）により補正する。そして、空燃比が所定の範囲内の値になるようフィードバック制御する。
【００２３】
この実施例１は、リニアＯ ₂センサが活性化するまでの間、λＯ ₂センサを使用して空燃比フィードバック制御を行った時に、リニアＯ ₂センサの活性化より先に触媒が活性化すると、触媒下流のλＯ ₂センサの出力が鈍り、検出精度が落ちることから、その対策を講じたものであって、具体的には、図５に示すように、触媒コンバータ１５を迂回して排気ガスをλＯ ₂センサ１７に導くバイパス通路２３と、そのバイパス通路を開閉する開閉弁２４を設け、リニアＯ ₂検出型センサ１６が活性化する前で触媒コンバータ１５が活性化した後はバイパス通路２３を開くよう開閉弁２４を作動させて、触媒作用を受けない排気ガスをバイパス通路２３を介してλＯ ₂センサ１７に導き、それにより、リニアＯ ₂センサ１６が活性化する前で触媒が活性化した後の触媒下流のλＯ ₂センサ１７による空燃比フィードバック制御の精度悪化を防止するようにしている。
【００２４】
図６はこの実施例１の上記開閉弁によるバイパス制御を実行するフローチャートである。このフローチャートはＳ１１〜Ｓ１４のステップからなり、スタートすると、Ｓ１１でλＯ ₂センサの活性化をλＯ ₂センサの出力λｖが活性判定基準値λ_v0より大きいか否かによって判定し、λＯ ₂センサが活性化した（λ_v＞λ_v0）という時は、ステップＳ１２でλＯ ₂センサの出力から触媒活性の判定をする。そして、触媒が活性化するまでは、ステップＳ１３でバイパス通路を閉じるよう開閉弁を閉作動させ、触媒が活性化したという時は、ステップＳ１４でバイパス通路を開くよう開閉弁を開作動させる。また、ステップＳ１１の判定でλＯ ₂センサが活性化していない（λ_v≦λ_v0）という時は、ステップＳ１３でバイパス通路を閉じるよう開閉弁を閉作動させる。
【００２５】
なお、図 7 および図 8 は、参考例であり、やはりリニアＯ ₂センサが活性化するまでの間、λＯ ₂センサを使用して空燃比フィードバック制御を行うに際して、触媒が活性化した後のλＯ ₂センサの検出精度が落ちることに対する対策を講じたものであって、具体的には、空燃比フィードバック制御を、空燃比の検出値に基づいて比例項および積分項により設定したフィードバック補正値によるものとし、リニアＯ ₂センサが活性化するまでは、比例項の値（Ｐ値）および積分項の値（Ｉ値）を活性状態に応じて図７に示すように変更する。
【００２６】
図７はリニアＯ ₂センサが活性化する前のＰ値およびＩ値のマップである。このマップにより、リニアＯ ₂センサが活性化する前で触媒が活性化するまでは、始動開始からの時間の経過とともに、Ｉ値については通常の設定値から徐々に小さくし、また、Ｐ値について通常の設定値から徐々に大きくする。そして、触媒が活性化した後はＩ値，Ｐ値とも通常の設定値に戻す。これにより、触媒が活性化する前は、触媒の活性状態に応じて、空燃比変動の周波数変化が抑えられた状態で振幅が大きくなり（λＯ₂センサが活性化した時点に対して）、その結果、λＯ ₂センサの検出能力が補われ、リニアＯ ₂センサが活性化する前で触媒が活性化した後の触媒下流のλＯ ₂センサによる空燃比フィードバック制御の精度悪化が防止される。この参考例の場合も全体システムは先の実施例１と同様であり、空燃比フィードバック制御も先の実施例１と同様である。また、触媒の活性状態は、上記のように時間の経過による以外に触媒温度によって判定することもできる。
【００２７】
図８はこの参考例におけるリニアＯ ₂センサ活性化前のフィードバック補正値設定の処理を実行するフローチャートである。このフローチャートはＳ２１〜Ｓ２４のステップからなり、スタートすると、Ｓ２１でλＯ ₂センサの活性化をλＯ ₂センサの出力λ_vが活性判定基準値λ_v0より大きいか否かによって判定し、λＯ ₂センサが活性化した（λ_v＞λ_v0）という時は、ステップＳ２２で始動開始からの経過時間Ｔを入力する。そして、ステップＳ２３で図７のマップからＰ値およびＩ値を算出し、その算出したＰ値およびＩ値をステップＳ２４でフィードバック補正値に入力する。
【００２８】
このリニアＯ ₂センサが活性化するまでのＰ値およびＩ値の変更は、また、マップによらず、触媒活性化とともに一律に変更するようにしてもよい。図９はその場合のフローチャートである。このフローチャートはＳ３１〜Ｓ３６のステップからなり、スタートすると、Ｓ３１でλＯ ₂センサの活性化をλＯ ₂センサの出力λ_vが活性判定基準値λ_v0より大きいか否かによって判定し、λＯ ₂センサが活性化した（λ_v＞λ_v0）という時は、ステップＳ３２で触媒が活性化したか否かを始動開始からの経過時間あるいは触媒温度によって判定する。そして、触媒が活性化するまでは、ステップＳ３３でＰ値を通常の値とし、ステップＳ３４でＩ値を通常の値とする。また、触媒が活性化した後は、ステップＳ３５でＰ値を通常値よりも大きな所定の値とし、ステップＳ３６でＩ値を通常値よりも小さな所定の値とする。
【００２９】
実施例２．
つぎに、図１０および図１１によって本発明の実施例２を説明する。
【００３０】
この実施例２は、リニアＯ₂センサが活性化する前で触媒が活性化するまでの間の空燃比フィードバック制御のＰ値およびＩ値のうち、Ｐ値のみを所定の条件で所定量だけ加算することにより上記参考例と同様の対策を講じたものである。具体的には、λＯ₂センサ出力に応じて空燃比フィードバック制御を行っている時に、λＯ₂センサの出力がリッチからリーンに、または、その逆に変化するまでの時間（Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃等）を計測し、所定時間Ｔ₀経過してもリッチからリーンへの、または、その逆の変化が生じない場合は、所定量Ｐ₀だけ補正値に加算する。これにより、上記参考例と同様、λＯ₂センサによる空燃比フィードバック制御の精度の悪化が防止される。
【００３１】
図１１は、この実施例２におけるリニアＯ ₂センサ活性化前の上記制御を実行するフローチャートである。このフローチャートはＳ４１〜Ｓ４３のステップからなり、スタートすると、ステップＳ４１でλＯ₂センサの出力がリッチからリーンに、または、その逆に変化するまでの時間Ｔが所定時間Ｔ₀より短いかどうかを見て、ＴがＴ₀より短い時はステップＳ４２へ進み、Ｐ値およびＩ値をそのままとする。また、ＴがＴ ₀以上に長い時は、ステップＳ４３でフィードバック補正値に所定量Ｐ₀を加算する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動開始からリニアＯ₂センサが活性化するまでの間の空燃比制御精度の悪化を防止し、エミッション性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１のシステム図である。
【図３】本発明の実施例１における空燃比フィードバック制御のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１における空燃比フィードバック制御の説明図である。
【図５】本発明の実施例１の部分構成図である。
【図６】本発明の実施例１におけるバイパス制御のフローチャートである。
【図７】参考例におけるリニアＯ ₂センサ活性化前のＰ値およびＩ値のマップである。
【図８】参考例におけるリニアＯ ₂センサ活性化前のフィードバック補正値設定のフローチャートである。
【図９】参考例に係る変形例のリニアＯ ₂センサ活性化前のフィードバック補正値設定のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２における空燃比フィードバック制御の説明図である。
【図１１】本発明の実施例２におけるリニアＯ ₂センサ活性化前のフィードバック補正値設定のフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン本体
８燃料噴射弁
１５触媒コンバータ
１６リニアＯ ₂センサ
１７ λＯ ₂センサ
１８コントロールユニット
２３バイパス通路
２４開閉弁

Claims

エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を排気ガス中の酸素濃度によって検出可能な複数のＯ ₂ センサを備え、該Ｏ ₂ センサの一方が、理論空燃比付近で出力が急変する活性化の早い第１Ｏ ₂ センサであり、他方が、空燃比変化に対する出力変化が前記第１Ｏ ₂ センサよりも緩やかで活性化の遅い第２Ｏ ₂ センサであり、前記第２Ｏ ₂ センサがエンジンの排気系の触媒上流に設けられ、前記第１Ｏ ₂ センサが前記排気系の触媒下流に設けられ、両Ｏ ₂ センサの出力により前記触媒の劣化検出および前記第２Ｏ ₂ センサの故障検出の少なくとも一方を行う劣化・故障検出手段が設けられ、少なくとも前記第２Ｏ ₂ センサを使用してエンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段を備えたエンジンの空燃比制御装置において、
前記第２Ｏ ₂ センサの活性化を検出する第２Ｏ ₂ センサ活性化検出手段と、該第２Ｏ ₂ センサ活性化検出手段の出力を受け、前記第２Ｏ ₂ センサが活性化するまでは前記空燃比フィードバック制御手段を該第２Ｏ ₂ センサに代えて前記第１Ｏ ₂ センサによる制御を実行するものとし、前記第２Ｏ ₂ センサが活性化した後で該第２Ｏ ₂ センサによる制御に切り換えるセンサ切換手段を設け、
さらに、前記触媒を迂回して排気ガスを前記第１Ｏ₂センサに導くバイパス通路と、該バイパス通路を開閉する開閉弁を設けるとともに、前記触媒の活性化を検出する触媒活性化検出手段と、前記第２Ｏ₂センサ活性化検出手段の出力および前記触媒活性化検出手段の出力を受け、前記第２Ｏ₂センサが活性化する前で、前記触媒が活性化した後は、前記バイパス通路を開くよう開閉弁を作動させるバイパス制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
前記第２Ｏ₂センサは、前記第１Ｏ₂センサよりも活性化温度が高い請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
前記第２Ｏ₂センサ活性化検出手段はエンジン始動開始からの経過時間によって前記第２Ｏ₂センサの活性化を検出するものである請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置。
エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を排気ガス中の酸素濃度によって検出可能な複数のＯ ₂ センサを備え、該Ｏ ₂ センサの一方が、理論空燃比付近で出力が急変する活性化の早い第１Ｏ ₂ センサであり、他方が、空燃比変化に対する出力変化が前記第１Ｏ ₂ センサよりも緩やかで活性化の遅い第２Ｏ ₂ センサであり、前記第２Ｏ ₂ センサがエンジンの排気系の触媒上流に設けられるとともに、前記第１Ｏ ₂ センサが前記排気系の触媒下流に設けられ、少なくとも前記第２Ｏ ₂ センサを使用してエンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段を備え、前記触媒の活性化を検出する触媒活性化検出手段を有し、かつ、前記第２Ｏ ₂ センサ活性化検出手段の出力および前記触媒活性化検出手段の出力を受けて、前記第２Ｏ ₂ センサが活性化する前で、前記触媒が活性化するまでは、前記触媒の活性状態に応じて空燃比変動の振幅を通常より大きくする手段を有し、前記空燃比フィードバック制御手段が、空燃比の検出値に基づいてフィードバック補正値を設定するものであるエンジンの空燃比制御装置において、
前記第２Ｏ ₂ センサの活性化を検出する第２Ｏ ₂ センサ活性化検出手段と、該第２Ｏ ₂ センサ活性化検出手段の出力を受け、前記第２Ｏ ₂ センサが活性化するまでは前記空燃比フィードバック制御手段を該第２Ｏ ₂ センサに代えて前記第１Ｏ ₂ センサによる制御を実行するものとし、前記第２Ｏ ₂ センサが活性化した後で該第２Ｏ ₂ センサによる制御に切り換えるセンサ切換手段を設けるとともに、
前記空燃比フィードバック制御手段を、設定されたフィードバック補正値による制御に移行してから所定時間経過しても空燃比の検出値がリーンからリッチ、あるいはその逆の変化を示さないときは、前記フィードバック補正値が所定量変更されるよう構成することを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。