JP4115685B2

JP4115685B2 - エンジンの空燃比制御装置

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Publication number: JP4115685B2
Application number: JP2001200761A
Authority: JP
Inventors: 重男大隈
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: JP2003013779A

Description

【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、前記センサ出力値が前記所定範囲内である場合には、センサ出力値から実空燃比を検出して空燃比をフィードバック制御する一方、センサ出力値が前記所定範囲外である場合には、センサ出力値から理論空燃比に対するリッチ・リーンを検出し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、前記酸素センサの出力値が、前記所定範囲を内包する診断範囲を外れる状態が所定時間以上継続したときに、前記空燃比のフィードバック制御を停止させ、前記酸素センサの出力値が前記診断範囲内の値を示すときに、目標空燃比を、理論空燃比を含む所定幅で変動させ、このときに前記酸素センサの出力値が基準範囲を超える変動を示す場合に、前記所定範囲内及び前記所定範囲外の双方において、前記センサ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、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、理論空燃比を境に急変する特性に変化した場合には、実空燃比の検出が行なえなくなる。
そこで、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、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、酸素センサの出力特性が、理論空燃比を境に急変する特性に変化したか否かを判断する。
そして、酸素センサの出力特性が、理論空燃比を境に急変する特性に変化すると、センサ出力値が空燃比に対して略線形性を有する所定範囲内及び前記所定範囲外の双方において、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。
更に、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。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記センサ出力値から実空燃比が検出される場合には、前記実空燃比と理論空燃比との偏差に基づく比例制御と、前記実空燃比の理論空燃比に対するリッチ・リーンに基づく積分制御とによって、空燃比をフィードバック制御し、前記センサ出力から理論空燃比に対するリッチ・リーンが検出される場合には、前記センサ出力値から判別した理論空燃比に対するリッチ・リーンに基づく積分制御のみによって空燃比をフィードバック制御する構成とした。
【００１１】
かかる構成によると、センサ出力値から実空燃比が検出される場合には、前記実空燃比と理論空燃比との偏差に基づく比例制御と、前記実空燃比の理論空燃比に対するリッチ・リーン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、理論空燃比を境に急変する特性に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。
【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、理論空燃比を境に急変する特性に変化して、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共に、酸素センサがリッチ・リーンの判別も行なえない状態になった場合に、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。
【００１４】
請求項２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。
【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，ＲＯＭ，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ＴＶＯ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ＶＳＰ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１１−３２６２６６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がより急になり、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な特性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Ｓ６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Ｓ５６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Ｓ５７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）＞Ｅｓ又はＥｓ＞0.8（Ｖ））と判別されると、ステップＳ５８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Ｓ６２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２７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

Claims

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、
前記センサ出力値が前記所定範囲内である場合には、センサ出力値から実空燃比を検出して空燃比をフィードバック制御する一方、センサ出力値が前記所定範囲外である場合には、センサ出力値から理論空燃比に対するリッチ・リーンを検出し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、
前記酸素センサの出力値が、前記所定範囲を内包する診断範囲を外れる状態が所定時間以上継続したときに、前記空燃比のフィードバック制御を停止させ、
前記酸素センサの出力値が前記診断範囲内の値を示すときに、目標空燃比を、理論空燃比を含む所定幅で変動させ、このときに前記酸素センサの出力値が基準範囲を超える変動を示す場合に、前記所定範囲内及び前記所定範囲外の双方において、前記センサ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。
前記センサ出力値から実空燃比が検出される場合には、前記実空燃比と理論空燃比との偏差に基づく比例制御と、前記実空燃比の理論空燃比に対するリッチ・リーンに基づく積分制御とによって、空燃比をフィードバック制御し、
前記センサ出力から理論空燃比に対するリッチ・リーンが検出される場合には、前記センサ出力値から判別した理論空燃比に対するリッチ・リーンに基づく積分制御のみによって空燃比をフィードバック制御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。