JPH0326844A - 内燃機関の燃料供給制御装置における空燃比フィードバック補正装置 - 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燃料供給制御装置における空燃比フ
ィードバック補正装置に関し、詳しくは、機関吸入混合
気の空燃比を目標空燃比に近づけるフィードバック補正
制御の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 空燃比のフィードバック制御機能を有した内燃機関の燃
料供給制御装置としては、次のようなものが知られてい
る． 吸入空気に関与する状態量として吸入空気流量Ｑや吸気
圧力ＰＢを検出し、これらと機関回転速度Ｎの検出値と
に基づいて基本燃料供給ＭＴｐを演算する．そして、こ
の基本燃料供給ｔＴｐを、冷却水温度で代表される機関
温度等の各種運転状態に基づいて設定された各種補正係
数ＣＯＥＦ，排気中酸素濃度の検出を介して求められる
吸入混合気の空燃比に基づいて設定される空燃比フィー
ドバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ，バッテリ電圧による補
正分Ｔｓ等により補正して最終的な燃料供給１１Ｔｉ（
＝Ｔ　ｐ　Ｘ　Ｃ　Ｏ　Ｅ　Ｆ　ＸＬＡＭＢＤＡ＋Ｔ　
ｓ　）を演算し、この演算された量の燃料が燃料噴射弁
等によって機関に供給されるようになっている（特開昭
６０−２　４　０　８　４　０号公報等参照）。

前記空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡは、例
えば比例積分制御によって設定され、酸素センサによっ
て検出される排気中の酸素濃度に基づいて実際の空燃比
が目標空燃比（理論空燃比）よりもリッチ（リーン）で
あるときには、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡを初めに比例定数Ｐだけ減少（増大）させ、それか
ら時間同期又は機関回転同期で積分定数１ずつ徐々に減
少（増大）させていき、実際の空燃比が目標空燃比付近
で反転を操り返すように制御するものであり、リッチと
リーンとを同じ時間だけで繰り返すことで平均空燃比が
目標空燃比に制御されるようにしてある。

尚、上記空燃比のフィードバック制御に用いる酸素セン
サとしては、理論空燃比を境に排気中の酸素濃度が急変
することを利用して、理論空燃比に対する実際の空燃比
のリッチ・リーンを検出できるセンサが一般に用いられ
る．センサ構造としては、ジルコニアチュ一ブの内外表
面にそれぞれ電極を形威し、チューブの内側に導入した
大気中の酸素濃度と外側が曝される排気中の酸素濃度と
の比に応じて前記電極間に起電力を発生させ、この起電
力をモニタすることで排気中の酸素濃度、引いては機関
吸入混合気の理論空燃比に対するリッチ．リーンを間接
的に検出するものである（実開昭６３−５１２７３号公
報等参照）。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のように酸素センサの検出結果から空燃
比をフィードバック制御するものでは、酸素センサが劣
化して第１１図〜第１４図に示すように空燃比に対する
検出信号の出力特性が初期から変化すると、フィードバ
ック制御によってり・冫チ・リーンを交互に繰り返して
得られる実際の空燃比が、目標空燃比（理論空燃比）付
近に制御されなくなるという問題があった． 自動車用機関の排気系には、排気を浄化するために三元
触媒が設けられているものがあるが、この三元触媒装置
は、混合気を理論空燃比で燃焼させたときに最も転換効
率が良くなるため、上記のように酸素センサの劣化によ
ってフィードバック制御される空燃比が理論空燃比から
ずれると、三元触媒装置による転換効率が低下しＣＯ，
ＨＣ，ＮＯｘが増加するという問題が発生する。また、
酸素センサの静特性に変化が殆どない場合であつても、
例えば実際の空燃比がリッチからリーンへ又はリーンか
らリッチへ反転したときの酸素センサの応答時間が初期
から変化すると、この場合にも空燃比の制御点が初期（
目標空燃比）からずれ、三元触媒装置により充分な排気
浄化効果を得ることができなくなるという問題がある。

ここで、第１１図〜第１４図に示した酸素センサの劣化
による特性変化の例について説明すると、第１１図は例
えば公知のジルコニアチューブタイブの酸素センサにお
いてジルコニアに僅かな熱劣化が生じた場合を示し、こ
の場合には、初期の出力特性に対してリッチ側に特性が
シフトし、応答特性としては表１及び第ｌ５図に示すよ
うに、リッチからリーンへの応答が初期に比べ速くなっ
て制御周波数が高くなるため、この酸素センサを用いて
フィードバック制御を行うと、目標よりもリッチ空燃比
に制御されることになってしまう。また、かかる熱劣化
が進行すると、第１２図に示すようにリッチ側の出力が
低下レ、理論空燃比を境とした出力の急変特性が得られ
なくなるため、制御周波数が初期よりも小さくなって応
答速度が遅くなってしまう。

一方、酸素センサとしてジルコニアチューブタイプのも
のを用いた場合、ジルコニアチューブの内側に大気を導
き、この大気中の酸素濃度と排気中の酸素濃度との比に
応じて起電力を発生させるものであるから、チューブの
内側に設けた電極が劣化したり、ジルコニアチューブを
排気から保護する保護層に目詰まりが発生すると、セン
サの出力特性が、第１３図及び第１４図に示すように変
化する。

即ち、内側電極が劣化すると、起電力が良好に取り出せ
ないためリーン側及びリッチ側の出力が共に低下し、フ
ィードバックの制御点としてはリッチ側に移行してしま
い（表１参照）、また、外側の保護層に目詰まりが発生
すると、リーン状態においても酸素濃度比が大きくなら
ないためり−ン出力が高くなり、結果、リッチからリー
ンへの検出応答性が悪化し、制御点はりーン側にずれて
しまう（表１参照）。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関吸
入混合気の空燃比を検出する酸素センサの劣化により、
フィードバック制御される空燃比が目標空燃比（理論空
燃比；λ＝１）からはずれたときに、これを補正して目
標空燃比が得られるようにできるフィードバック補正装
置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関排気成
分の濃度を検出しこれにより機関に吸入される混合気の
空燃比の目標空燃比に対するリッチ・リーンを検出する
空燃比検出手段と、この空燃比検出手段で検出される空
燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィー
ドバック補正するためのフィードバック補正値を設定す
るフィードバック補正値設定手段と、このフィードバッ
ク補正値設定手段で設定されたフィードバック補正値に
基づいて補正した燃料供給量に基づいて機関への燃料供
給を制御する燃料供給制御手段と、を含んで構威された
内燃機関の燃料供給制御装置における空燃比フィードバ
ック補正装置において、フィードバック補正値のリッチ
方向制御時とりーン方向制御時とにおける操作量を同一
として燃料供給量がフィードバン゛ク補正されていると
きに、前記空燃比検出手段のリッチ側とリーン側との応
答バランスを、空燃比検出手段の出力変化速度，空燃比
反転時から空燃比検出値が目標空燃比方向へ変化し始め
るまでの時間，リッチ・リーン制御時間の少なくとも１
つに基づいて決定する応答バランス検出手段と、 この応答バランス検出手段で検出された応答バランスに
基づいて前記フィードバック補正値設定手段によるフィ
ードバ・ンク補正値の操作量を補正する操作量補正手段
と、 を設けるようにした。

〈作用〉 かかる構或において、空燃比検出手段は、機関排気成分
の濃度を検出しこれにより機関に吸入される混合気の空
燃比の目標空燃比に対するリッチ・リーンを検出し、フ
ィードバック補正値設定手段は、検出される空燃比を目
標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィードバック
補正するためのフィードバック補正値を設定する。そし
て、燃料供給制御手段は、フィードバック補正値に基づ
いて補正した燃料供給量に基づいて機関への燃料供給を
制御する． ここで、応答バランス検出手段は、フィードバック補正
値のリッチ方向制御時とりーン方向制御時とにおける操
作量を同一として燃料供給量がフィードバック補正され
ているときに、空燃比検出手段のリッチ側とリーン側と
の応答バランスを、空燃比検出手段の出力変化速度，空
燃比反転時から空燃比検出値が目標空燃比方向へ変化し
始めるまでの時間．リッチ・リーン制御時間の少なくと
もｌつに基づいて決定する。即ち、フィードバック補正
の結果、空燃比検出手段におけるリッチ側とリーン側の
応答バランスが略同等か否かによって平均的な空燃比が
目標空燃比に制御されているか否かを検出する。

操作量補正手段は、この応答バランス検出手段で検出さ
れた応答バランスに基づき前記フィードバック補正値設
定手段によるフィードバック補正値の操作量を補正する
。即ち、例えばリーン制御した結果の空燃比検出手段の
応答が、リッチ側に比べて遅れていることが、検出され
た応答バランスから判別できるとき（第１６図において
、Ａ＞Ｂ，ΔＡ１〈１ΔＢ　ｌ，Ａ’　＞Ｂ’　のとき
）には、制御される空燃比が目標よりもリーン化してい
るために、フィードバック補正値のリッチ方向操作量を
リーン側のそれに対して増大するように操作量を補正す
るものである。

（実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。

一実施例のシステム構成を示す第２図において、内燃機
関１には、エアクリーナ２．吸気ダクト３，スロットル
チャンバ４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入
される．スロットルチャンバ４には、図示しないアクセ
ルペダルと連動してスロットルチャンバ４の開口面積を
可変制御するスロットル弁７が設けられていて、吸入空
気流ＩＱを制御する． 前記スロットル弁７には、その間度ＴＶＯを検出するポ
テンシッメー夕と共に、その全閉位置（アイドル位置）
でＯＮとなるアイドルスイッチ８Ａを含むスロットルセ
ンサ８が付設されている。

スロットル弁７上流の吸気ダクト３には、機関１の吸入
空気流量Ｑを検出するエアフローメータ９が設けられて
いて、吸入空気流ＩＱに応じた電圧信号を出力する。

また、スロットル弁７下流の吸気マニホールド５の各ブ
ランチ部には、各気筒毎に電磁弐の燃料噴射弁１０が設
けられている。燃料噴射弁１ｏぱ、後述するマイクロコ
ンピエー夕を内蔵したコントロールユニット１１から機
関回転に同期したタイミングで出力される駆動パルス信
号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送
されプレッシャレギュレー夕により所定圧力に制御され
た燃料を吸気マニホールド５内に噴射供給する．即ち、
燃料噴射弁１０による燃料供給量は、燃料噴射弁１０の
開弁駆動時間で制御されるようになっている。

更に、機関１の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検
出する水温センサ１２が設けられると共に、排気通路１
３内で排気中の酸素濃度を検出することによって、機関
吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段としての
酸素センサｌ４が設けられている。

酸素センサ１４は、実開昭６３−５１２７３号等に開示
されている公知のものであり、ジルコニアチューブの内
側に大気を、外側には酸素濃度の低い排気を導き、排気
中の酸素濃度によって内外の酸素濃度比が変化し、酸素
不足となる理論空燃比よりもリッチ側では酸素濃度比が
大きく起電力（電圧）■ｏｔが発生し、酸素過剰となる
理論空燃比よりちりーン側では酸素濃度比が小さく殆ど
起電力Ｖｏ２を発生しなくなるという性質を利用して、
理論空燃比に対する実際の空燃比のリッチ・リーンを判
別できるセンサである。但し、センサ素子はジルコニア
で構成されるものに限るものではなく、また、素子構造
についてもチューブ型に限定するものではない。

また、各気簡の燃焼室にそれぞれ臨ませて点火栓６を設
けてある。

コントロールユニット１１は、クランク角センサｌ５か
ら機関回転に同期して出力されるクランク単位角度信号
ＰＯＳを一定時間カウントして、又は、所定クランク角
位置毎に出力されるクランク基準角度信号ＲＥＦ　（４
気筒の場合１８０゜毎）の周期を計測して機関回転速度
Ｎを検出する。

次に、コントロールユニット１１によって行われる空燃
比フィードバック制御を含む燃料供給制御と、酸素セン
サ１４の異常診断制御と、該診断結果に基づくフィード
バック制御の補正制御とを、第３図〜第８図のフローチ
ャートに示すプログラムに従い第９図のタイムチャート
を参照しつつ説明する。

本実施例において、フィードバック補正値設定手段５燃
料供給制御手段，応答バランス検出手段，操作量補正手
段としての機能は、前記第３図〜第８図のフローチャー
トに示すようにソフトウエア的に備えられている。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、１０ｍｓ
毎に実行されるものであり、このプログラムにおいて実
際の空燃比を目標空燃比（理論空燃比）にフィードバッ
クするための空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａが比例積分制御によって設定されるようになっている
。

まず、ステップｌ（図中ではＳＬとしてある。

以下同様）では、各センサによって検出された吸入空気
流ｆＱ等の運転状態データや、酸素センサ１４の出力電
圧Ｖｏｗを入力する。

ステップ２では、ステップ１で入力した吸入空気流量Ｑ
と機関回転速度Ｎとに基づき、燃料供給制御における基
本燃料噴射ＩＴｐ（←Ｋ　Ｘ　Ｑ／Ｎ二Ｋは定数）を演
算する。

ステップ３では、所定の高排気温度領域を判別するため
の判別用基本燃料噴射量Ｔｐを機関回転速度Ｎに対応し
て記憶してあるマップから、ステップ１で人力した機関
回転速度Ｎに対応するデータを検索して、この検索した
判別用基本燃料噴射量Ｔｐをｒｅｇａにセットする。

ステンブ４では、ステップ３で判別用基本燃料噴射量Ｔ
ｐがセットされているｒｅｇａと、ステップ２で演算し
た基本燃料噴射ＩＴｐとを比較して、現在の運転条件が
所定の高排気温度領域であるか否かの判別を行う． ここで、現在の運転条件に基づいて演算した基本燃料噴
射量Ｔｐがｒｅｇａにセットされている判別用Ｔｐより
も大きいときには、予め設定した所定の高排気温度領域
であるから、このときにはステップ５へ進み、所定の高
排気温度領域の経験を逐次判別するためのフラグｆに１
をセットし、このフラグｆにより所定の高排気温度領域
が経験済であることが判別されるようにする．一方、現
在の運転条件に基づいて演算した基本燃料噴射量Ｔｐが
ｒｅｇａにセットされている判別用ＴＰ以下であるとき
には、所定の高排気温度領域ではないため、ステップ６
へ進んで前記フラグｆにゼロをセットし、このフラグｆ
で所定の高排気温度領域が未経験であることが判別され
るようにする。

次のステップ７では、スロットルセンサ８によって検出
されるスロットル弁７開度ＴＶＯの単位時間当たりの変
化量ΔＴＶＯが略ゼロであるか否かを判別することによ
り、機関ｌが定常運転状態であるか否かを判別する。

前記変化量ΔＴＶＯが略ゼロでないときには、スロット
ル弁７の開度ＴＶＯが変化している機関１の過渡運転状
態であり、このときにはステップ８へ進んで過渡運転か
ら定常運転に移行してからの経過時間を計測するための
タイマー値ＴｌｌＩａＣＣに所定値（例えば３００）を
セットする。一方，，前記変化量ΔＴＶＯが略ゼロであ
るときには、スロットル弁７の開度ＴＶＯが一定してい
る定常運転状態であり、このときには、ステップ９へ進
んで前記タイマー値Ｔｍａｃｃがゼロであるか否かを判
別し、ゼロでないときにはステップ１０へ進んでタイマ
ー値Ｔｍａｃｃが１だけ減算される。

従って、機関１が過渡運転状態であればタイマー値Ｔ　
ｔｍａｃｃには所定値がセットされ、スロットル弁７の
開度ＴＶ○が一定になって定常運転に移行すると、タイ
マーＴ　ｍａｃｃは本プログラム実行毎に１ずつ減算さ
れ、定常運転に移行してから前記所定値で決定される時
間が経過するとタイマーＴ　ｍａｃｃはゼロになり、タ
イマーＴ　ｍａｃｃによって過渡直後でない安定した定
常運転状態が判別できるようになっている。

次のステップ１１では、ステップエで入力した機関回転
速度Ｎと、ステップ２で演算した基本燃料噴射ｔＴｐと
をパラメータとして予め設定されているマップから比例
積分制御における操作量を検索して求める。ここで検索
される操作量は、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭ
ＢＤＡ　（フィードバック補正値）を比例積分制御する
のに用いるものであり、空燃比がリッチからりーンに反
転したときに空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａを比例制御して増大させるためのリッチ制御比例分Ｐ
Ｒ、空燃比リーンからリッチに反転したときに空燃比フ
ィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを比例制御して減少
させるためのリーン制御比例分ＰＬ、更に、空燃比フィ
ードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを積分制御するための
積分分【がここで設定される。

次のステップＩ２では、酸素センサｌ４の劣化診断を行
うか否かを切り換え選択するためのフラグｒ測定の判別
を行う。前記フラグｆ測定は、１であるときに酸素セン
サ１４の劣化診断（酸素センサのリッチ側とリーン側と
の応答バランスを検出する制御）を選択し、ゼロである
ときには劣化診断をキャンセルするものであり、フラグ
ｆ測定が１であって劣化診断を行うときには、補正係数
ＬＡＭＢＤＡの比例積分制御において、リーン制御とリ
ッチ制御とを同条件（同じ操作量）で行わせて酸素セン
サ１４の応答バランスを検出する必要があるため、前記
フラグｆ測定が１のときには、ステップ１３へ進み、ス
テップ１ｌで検索されるリッチ制御比例分ＰＲ，　　リ
ーン制御比例分ＰＬの代わりに、ＰＲ，ＰＬを同じ所定
値とする。

一方、ステップ１２でフラグｆ測定がゼロであると判別
されたときには、酸素センサ１４の劣化診断を行わない
ので、ステップ１１で検索されたリッチ制御比例分ＰＲ
，　　リーン制御比例分ＰＬが用いられる．尚、前記フ
ラグｆ測定の設定切り換えについては、後に詳細に説明
するが、本実施例では、所定時間毎に酸素センサ１４の
劣化診断と通常制御とが切り換えられるようになってい
る。

次のステップ１４では、空燃比のフィードバック制御を
開始する初期条件が揃ったときに１がセットされる初期
条件判別フラグλｃａｎｏｎの判別を行う。前記フラグ
λｃａｎｏｎは、第７図のフローチャートに示すプログ
ラムに従い、イグニッシゴンスイッチ（ＩＣ／ＳＷ）の
ＯＮ時、即ち、コントロールユニット１１に対する電源
投入時にイニシャライズされてゼロでセットされるもの
であり（ステップ１６３参照）、このフラグλｃａｎｏ
ｎに１がセットされないと空燃比のフィードバック制御
は実行されない。

ステップｌ４で前記フラグλＣＯｎＯｎがゼロであると
判別されたときには、初期条件が未だ揃ってなくフィー
ドバック制御が開始されていない状態であるから、ステ
ップｌ５以降へ進んで初期条件の確認を行う。

ステップ１５では、水温センサｌ２で検出された冷却水
温度Ｔｗと所定温度（例えば４０゜Ｃ）とを比較し、冷
却水温度Ｔｗが所定温度以下である冷機状態においては
そのまま本プログラムを終了させて、フラグλｃａｎｏ
ｎをゼロのままとする。

一方、冷却水温度Ｔｗが所定温度を越えたときには、ス
テップ１６以降へ進んで、酸素センサ１４が実際の空燃
比の検出するのに必要となる電圧範囲を出力し得る活性
状態にあるか否かを判別する．ステップｌ６では、酸素
センサ１４の出力電圧Ｖｏｚとリッチ側の所定電圧（例
えば７００ｍＶ）とを比較し、酸素センサ■４がリッチ
判別に充分な電圧を出力しているか否かを判別する．出
力電圧Ｖｏ．が前記所定電圧以上であるときには、少な
くともリッチ側の電圧Ｖｏ，が出力されることが確認さ
れ、リーン側についても自ずと正常出力されるものと推
定されるので、ステップ１８へ進んで前記フラグλｃａ
ｎｏｎに１をセットし、次回から空燃比フィードバック
補正係数ＬＡＭＢＤＡの設定制御が行われるようにする
。

リッチ側の出力電圧Ｖｏｚが出力されていないときには
、ステップ１７へ進みリーン側の所定電圧（例えば２３
０ｍＶ）と比較することにより、同様にして酸素センサ
１４がリーン判別に充分な電圧を出力し得るか否かを判
別し、ここでも、リーン側所定電圧よりも低い電圧が出
力されているときには、空燃比検出に使用できる状７ｔ
ｑ６こなったものと判断し、ステップｌ８へ進んで前記
フラグスｃａｎｏｎに１をセットする。

一方、冷却水温度Ｔｗが所定温度以上であるにも関わら
ず、酸素センサｌ４の出力電圧Ｖｏｚが理論空燃比を判
別するためのスライスレベル電圧（例えば５００ｍＶ）
付近の値しか出力しないときには、前記フラグλｃａｎ
ｏｎをゼロとしたまま本プログラムを終了させる。

このようにして前記フラグλｃａｎｏｎに１が設定され
て、フィードバック制御を開始するに当たっての初期条
件が確認されると、今度はステップ１４からステップ１
９へ進む。

ステップ１９では、現状の運転条件が所定の高温度排気
領域であるか否かによって切り換え設定される前記フラ
グｆの判別を行い、フラグｆが１であって所定の高排気
温度領域であるときにはステップ２０へ進む。

ステップ２０では、前記タイマー値Ｔ　ｍａｃｅがゼロ
であるか否かの判別を行い、タイマー｛ｌ！Ｔｍａｃｃ
がゼロである機関１の安定した定常運転状態であるとき
には、ステップ２ｌへ進む． ステップ２１では、酸素センサ１４の最大出力値がセッ
トされるＭＡＸと、現状の酸素センサｌ４出力電圧Ｖｏ
２とを比較し、現状出力値がそれまでのＭＡＸを越える
ときには、ステップ２２へ進み、現状出力値をＭＡＸに
セットしてＭＡＸを更新設定する． ？た、ステップ２３では、酸素センサｌ４の最小出力値
がセットされるＭＩＮと、現状の酸素センサｌ４出力電
圧Ｖｏ２とを比較し、現状出力値がそれまでのＭＩＮを
下回るときには、ステップ２４へ進み現状出力値をＭＩ
ＮにセットしてＭＩＮを更新設定する． 尚、前記最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮは、第７図のフ
ローチャー　トに示すプログラムに従い、イグニッショ
ンスイッチのＯＮ時に理論空燃比相当のスライスレベル
である出力範囲の略中央値（５００ｍＶ）がそれぞれセ
ットされるので（ステップ１６１参照）、所定の高排気
温領域において逐次更新されることになり、所定の高排
気温領域の然も定常運転されているときの最大値ＭＡＸ
及び最小値ＭＩＮがサンプリングされることになる。

次のステップ２５では、高排気温領域を経験したことを
判別するためのフラグｆ■ＸＮＩＮにｌをセットする．
前記フラグｒ　ＮＡＸＮＩＮは、第７図のフローチャー
トに示すプログラムに従い、イグニッションスイッチの
ＯＮ時にゼロがセットされるので（ステップ１６２参照
）、所定の高排気温度領域で然も定常運転状態であって
ステップ２ｌへ進んだときに初めてｌがセットされる。

一方、ステップ１９でフラグｆがゼロであると判別され
た高排気温度領域でないときと、ステップ２０でタイマ
ー値Ｔｍａｃｃがゼロでないと判別された機関ｌの過渡
運転状熊とにおいては、ステップ２１〜２５をジャンプ
してステップ２６へ進む。

ステップ２６では、空燃比が目標空燃比に対してリッチ
・リーン反転した初回にゼロリセットされるタイマー値
Ｔ＋ｍｏｎｔをｌアップし、このタイマー値Ｔｍｏｎｔ
によって空燃比反転からの経過時間が計測できるように
する。

次のステップ２７では、酸素センサｌ４が通常出力する
電圧範囲の略中央値であり、目標空燃比である理論空燃
比に相当するスライスレベル電圧（例えば５００ｎｖ）
と、酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏ．と、を比較するこ
とにより、実際の空燃比が理論空燃比よりもリッチであ
るかリーンであるかの判別を行う． スライスレベル電圧よりも出力電圧Ｖｏｗが高いときに
は、空燃比がリッチであるために酸素不足となって高い
電圧が出力されたものであり、このときにはステップ２
８へ進む。

ステップ２８では、リッチ判別の初回であるか否かをフ
ラグｆＲに基づいて判別する。前記フラグｆＲは、後述
するようにリーン検出の初回にゼロがセットされるもの
であるから、今回のリッチ検出が初回であれば、フラグ
ｆＲはゼロであると判別されステップ２９へ進む。

ステップ２９では、前記フラグｆＲに１をセットすると
共に、後述するりーン検出初回判別のためのフラグｆＬ
にゼロをセットする。

ステップ３０では、後述するようにリーン検出の初回に
ゼロリセットされ、その後リーン検出中にカウントアッ
プされていたタイマー値Ｔ　ｎｏｎ　ｔの値をリーン時
間を示すＴＭＯＮＴＩ　　（リーン制御時間）にセット
する。

ステップ３ｌでは、前記タイマー値Ｔ　ｗｏｎ　ｔをゼ
ロリセットし、新たにリッチ検出初回からの経過時間が
このタイマー値Ｔｍｏｎｔによって検出されるようにす
る。

ステップ３２では、現状の空燃比フィードバック補正係
数ＬＡＭＢＤＡの値を最大値ａにセットする。前回まで
は空燃比がリーンであると判別され、空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＭＢＤＡは増大制御されており、今回
のリッチ検出を受けて今度は減少制御させるから、リッ
チ検出初回において減少制御する前の空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＮＢＤＡが最大値を取るものである。

次のステップ３３では、前記フラグｆ測定の判別を行い
、フラグｆ測定がゼロであって通常のフィードバック制
御を行うときには、ステップ４０へ進み、前記ステップ
ｌ１で基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎとに基づい
て検索されたりーン制御比例分ＰＬに、リーン制御補正
係数ｈｏｓ　Ｌ　を乗算して補正した値を、前回までの
空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡから減算し
て補正係数ＬＡＭＢＤＡの比例操作による減少設定を行
い、その結果を新たに補正係数ＬＡＭＢＤＡにセットす
る．尚、前記リーン制御補正係数ｈｏｓ　Ｌ　は、フィ
ードバック制御におけるリッチ・リーンバランスが崩れ
て平均空燃比が理論空燃比付近でなくなったときに、こ
れを補正するためのものであり、後に詳細に説明する。

そして、次のステップ４ｌでは、酸素センサ１４の劣化
診断時に用いる減少変化初回判別フラグｆＬＬをゼロリ
セットし、そのまま終了する。

一・方、ステップ３３でフラグｆ測定が１であると判別
されたときには、ステップ３４以降へ進み酸素センサ１
４の劣化診断のための処理を行う。

ステップ３４では、酸素センサｌ４の劣化診断のため前
記ステップ１３でリッチ制御比例分ＰＲと同じ所定値が
セットされたリーン制御比例分ＰＬを、前回までの空燃
比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡから減算して補
正係数ＬＡＭＢＤＡの比例操作による減少設定を行い、
その結果得た補正係数ＬＡＭＢＤＡをｒｅｇｂにセット
する。

次のステップ３５では、今回ステップ３２で得た補正係
数ＬＡＭＢＤＡの最大と同様にして空燃比リーン検出の
初回に得られる最小値ｂとの平均値として求められる補
正係数ＬＡＭＢＤＡの平均値（中心値）から固定値αを
減算した値と、ステップ３４で得たｒｅｇｂと、を比較
する．ここで、ｒｅｇｂの方が大きいと判別されたとき
には、ステップ３６へ進み、（ａ十ｂ）／２−ａをｒｅ
ｇｂに更新セットし、次のステップ３７へ進む。

一方、ステップ３５でｒｅｇｂの方が小さいと判別され
たときには、そのままステップ３７へ進む．そして、ス
テップ３７では、ｒｅｇｂにセットされている補正係数
ＬＡＭＢＤＡを最終的に燃料補正に用いる補正係数ＬＡ
ＭＢＤＡとして設定する。

即ち、空燃比フィードバック補正係数１，ＡＭＢＤＡは
、実際の空燃比の目標空燃比に対するリッチ・り−ン判
別に基づいて比例積分制御されることにより、実際の空
燃比が目標空燃比を中心として変動するようにして平均
的な空燃比を目標空燃比に制御しようとするものである
から、実際にはその平均値が目標空燃比を得るのに必要
としている補正係数である。いま、空燃比がリッチに反
転したことが検出されたので、空燃比フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡを減少させることで燃料供給量を減
量補正する必要があるが、実は空燃比フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡを目標空燃比相当の（　ａ　＋　ｂ
　）　／　２よりも下回る値に制御すれば、少なくとも
空燃比のリッチ状態が解消されるはずである。

ところが、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
を、予め設定されている所定がセットされているリーン
制御比例分ＰＬ基づいて比例制御しても、必ずしもリッ
チ状態を解消し得る比例制御が行われるとは限らず、比
例制御の付加レベルよってリッチ状態が解消される時間
も同一運転条件で異なることになる。本実施例では、空
燃比の反転時に補正係数ＬＡＮＢＤＡの比例制御を行っ
てから、実際に検出される空燃比が目標に近づく方向に
変化し始めるまでの時間を計測して、酸素センサｌ４の
劣化を診断しようとするので、条件を同じにすべく、比
例制御によって少なくとも現在の空燃比リッチ状態が解
消し得るような空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡが設定されるようにするものである．次のステップ
３８では、第４図のフローチャートに示すようにして酸
素センサｌ４の出力電圧Ｖｏ２の単位時間当たりの変化
量ΔＶｏｚ（酸素センサ１４の出力変化速度）の演算を
行う． まず、ステップ７１では、今回上記ステ・冫ブｌで入力
した酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏ．から前回実行時（
　１０ｍｓ前）に入力した出力電圧ＶＯ！。ＬＤを減算
することにより、単位時間（Ｉｏｍｓ）当たりの変化量
ΔＶａｔを求め、その結果をｒｅｇｃにセットする。

ステップ７２では、ステップ７ｌで最新の変化貴ΔＶｏ
ｚがセットされているｒｅｇｃＯ値と、プラスの所定値
（＋）とを比較し、酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏｗが
所定以上の割合で増加しているか否かを判別する。

ここで、ｒｅｇｃがプラスの所定値（＋）以上であると
判別されたときには、ステップ７３へ進んで出力電圧Ｖ
ｏｚが略一定している状態であるか否かを判別するため
のフラグｆＡにゼロをセットして、このフラグｆＡによ
り出力電圧Ｖｏ，が変化していることが判別できるよう
にする。

？のステップ７４では、増大変化初回判別フラグｆＲＲ
の判別を行う．前記増大変化初回判別フラグｆＲＲは、
後述するようにリーン検出の初回にゼロリセットされ、
その後、出力電圧Ｖｏ．が所定以上の割合で増大変化し
ていることが検出された初回においてｌがセットされる
ものである。

従って、ステップ７４でフラグｆＲＲがゼロであると判
別されたときには、リーン検出の初回から初めて出力電
圧ｖＯ■が増大方向に変化したことを示す。このため、
ステップ７４でフラグｆＲＲがゼロであると判別された
ときには、既に初回検出が済んでいることが判別される
ようにステップ７５でフラグｆＲＲに１をセットすると
共に、次のステップ７６では、リーン検出の初回にゼロ
リセットされその後の経過時間を計測しているタイマー
値ＴｗｏｎｔをＴＭＯＮＴ３にセットする。これにより
、ＴＭＯＮＴ３は、リーン検出初回から空燃比がリッチ
方向に変化し始めるまでにかかった時間（空燃比がリー
ンに反転してから空燃比が理論空燃比方向に変化し始め
るまでの時間）を表すことにな？。

一方、ステップ７４でフラグｆＲＲが１であると判別さ
れたときには、ステップ７７へ進んで、今回ステップ７
１で検出した変化量ΔＶｏ．がセ・ントされているｒｅ
ｇｃと、それまでのプラス側最大変化量ΔＶ（＋）と、
が比較される。前記プラス側最大変化量ΔＶ（＋）は、
バックグラウンド処理される第５図のフローチャートで
ゼロリセットされ、出力電圧ＶＯ２のプラス側変化量Δ
ｖＯ■の最大値がセットされるものであり、ここで、今
回サンプリングされたΔＶｃｇがセットされているｒｅ
ｇｃが、前回までのプラス側最大変化量Δ■（＋）より
も大きいと判別されたときには、ステップ７８へ進んで
ｒｅｇｃをΔＶ（＋）に更新設定する。

そして、ステップ８７では、次回の変化量ΔＶｏ２（ｒ
ｅｇｃ）の演算のために、今回ステップ１で入力した出
力電圧Ｖｏｚを前回｛ｌｉ！ｖＯ■ＯＬＤにセットする
。

一方、ステップ７２で、ｒｅｇｃがプラスの所定値以下
であると判別されたときには、ステ・ノブ７９？進んで
、ｒｅｇｃの値と、マイナスの所定値（−）とを比較し
、酸素センサ１４の出力電圧■０■が所定以上の割合で
減少しているか否かを判別する。

ここで、ｒｅｇｃがマイナスの所定値（−）以下である
と判別されたときには、ステップ８０へ進んで出力電圧
Ｖｏ．が略一定している状態であるか否かを判別するた
めのフラグｆＡにゼロをセットして、このフラグｆＡに
より出力電圧Ｖｏ．が変化していることが判別できるよ
うにする。

次のステ・ンプ８１では、減少変化初回判別フラグｆＬ
Ｌの判別を行う。前記減少変化初回判別フラグｆＬＬは
、後述のようにリッチ検出の初回にゼロリセットされ、
その後、出力電圧ＶＯ■が所定以上の割合で減少変化し
ていることが検出された初回においてｌがセットされる
ものである。

従って、ステップ８１でフラグｆＬＬがゼロであると判
別されたときには、リッチ検出の初回から初めて出力電
圧Ｖｏｚが減少方向に変化したことを示す．このため、
ステップ８ｌでフラグｆＬＬがゼロであると判別された
ときには、既に初回検出が済んでいることが判別される
ようにステップ８２でフラグｆＬＬに１をセットすると
共に、次のステップ８３では、リッチ検出の初回にゼロ
リセットされその後の経過時間を計測しているタイマー
値ＴｗｏｎｔをＴＭＯＮＴ４にセットする．これにより
、ＴＭＯＮＴ４は、リッチ検出初回から空燃比がリーン
方向に変化し始めるまでにかかった時間（空燃比がリッ
チに反転してから目標空燃比方向へ変化し始めるまでの
時間）を表すことになる．一方、ステップ８１でフラグ
ｆＬＬが１であると判別されたときには、ステップ８４
へ進んで、今回ステップ７ｌで検出した変化量ΔｖＯ！
がセ・冫トされているｒｅｇｃと、それまでのマイナス
側最大変化量ΔＶ　（−）と、が比較される．前記マイ
ナス側最大変化量ΔＶ（−）は、バックグラウンド処理
される第５図のフローチャートでゼロリセットされ、出
力電圧Ｖｏｗのマイナス側変化量ΔＶｏ．の最大値がセ
ットされるものであり、ここで、今回サンプリングされ
たΔｖＯ雪がセ・冫トされているｒｅｇｃが、前回まで
のマイナス側最大変化量ΔＶ（−）よりも小さいと判別
されたときには、ステップ８５へ進んでｒｅｇｃをΔＶ
　（−）に更新設定する．そして、ステップ８７で、今
回ステップ１で入力した出力電圧Ｖｏｚを前回値Ｖｏｚ
ｏｔＩ，にセットする．また、ステップ７９で、ｒｅｇ
ｃがマイナスの所定｛Ｉ￥（−）以上であると判別され
たときには、酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏ．が、プラ
ス側とマイナス側の両方向に大きく変化してなく、出力
変化が殆どない状態であるので、前記フラグｆＡに１を
セットして、該フラグｆＡによって出力電圧Ｖｏｚの安
定状態が判別できるようにする． ここで、再び、第３図のフローチャートに戻って説明す
ると、上記のようにして酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏ
．の変化量ΔＶｏｗの演算を行ったリッチ検出初回にお
いては、ステップ３９で減少変化初回判別フラグｆＬＬ
をゼロリセットし、リッチ検出の初回から酸素センサｌ
４の出力電圧Ｖｏ．が減少して、空燃比がリーン方向に
変化し始めたことが検出されるまでの時間（ＴＭＯＮＴ
４）が検出されるようにする． また、ステップ２８で、フラグｆＲが１であると判別さ
れたリッチ検出の２回目以降においては、ステップ４２
で、前回までの空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡからステップ１１で検索して求めた積分分【を減算
して、その結果を新たに補正係数ＬＡＭＢＤＡにセット
する。従って、空燃比のリッチ状態が解消されるまでは
、このステップ３７でｌＯｍｓ毎に補正係数ＬＡＭＢＤ
Ａが積分分■ずつ減少設定される．そして、次のステッ
プ４３では、前記フラグｆ測定の判別を行い、フラグ『
測定が１であって劣化診断を行うときにのみステップ４
４へ進んで上記に説明した第４図のフローチャートが実
行されて、酸素センサ１４の出力電圧ＶＯ，の変化量Δ
Ｖｏ．のサンプリング、及び、変化量ΔＶｏ．のブラス
・マイナス両方向での最大値サンプリング、更に、リッ
チ・リーン検出初回から空燃比が目標に近づく方向に変
化し始めるまでの時間（ＴＭＯＮＴ３，ＴＭＯＮＴ４）
のサンプリングが行われる。

一方、ステップ２７で酸素センサ１４の出力電圧Ｖｏｗ
が目標空燃比（理論空燃比）相当のスライスレベルまり
も小さいと判別され、空燃比が目標よりもリーンである
ときには、前記リッチ検出のときと略同様な演算処理を
行うため、以下に簡単に説明する．尚、以下の説明は、
第３図のフローチャートにおけるステップ４５〜６１の
部分に相当する。

即ち、リーン検出初回においては、リッチ検出の初回に
ゼロリセットされてからの経過時間を計測するＴ　ＩＩ
Ｉｏｎ　ｔの値をＴＭＯＮＴ２にセットし、前記ＴＭＯ
ＮＴ２がリッチ検出時間を示すようにする。

また、リーン検出初回においては、空燃比フィードバッ
ク補正係ＬＡＭＢＤＡが下側のピーク値となっているは
ずであるから、このピーク値をｂにセットし、リッチ検
出の初回にサンプリングされる上側のピーク値ａとの平
均から、目標空燃比相当の空燃比フィードバック補正係
数ＬＡＭＢＤＡを求め、劣化診断時（フラグｆ測定が１
のとき）この目標空燃比相当値よりも大きな補正係数七
ＡＭＢＤＡが比例制御によって設定されるようにし、リ
ーン検出の初回の比例制御でリーン状態を略確実に解消
し得る補正係数ＬＡＭＢＤＡが設定されるようにする。

また、リーン検出の２回目以降においては、空燃比フィ
ードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡに積分分Ｉを加算して
増大補正し、リーン状態が解消されて空燃比がリッチに
反転するまで積分分Ｉによる増大補正を続ける。

更に、劣化診断時には、第４図のフローチャートに示す
出力電圧Ｖｏ２の変化量ΔＶｏ，の演算を行い、最大変
化量の演算や、リーン検出の初回から空燃比がリッチに
向け変化し始めるまでの時間（ＴＭＯＮＴ３）のサンプ
リングを行う。

次に第５図のフローチャートに示す酸素センサｌ４の診
断用プログラムについて説明する．このプログラムは、
バックグラウンド処理されるものであり、まず、ステッ
プ１０１では、前記フラグｆ測定の判別を行い、フラグ
ｆ測定が１であるときにのみ、ステップ１０２以降の処
理を行わせる．ステップ１０２では、前記タイマー値Ｔ
　ｍａｃｃの判別を行い、該タイマー値Ｔ　ｍａｃｃが
ゼロであって機関が安定した定常運転状態であるときに
のみ以降の演算処理を実行する．これは、機関が過渡運
転状態にあると、吸気通路壁面に沿って供給される液状
燃料の応答遅れ等によって空燃比が大きくリーン化した
りリッチ化したりすることがあり、かかる空燃比の変化
に基づく空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの
制御状態がサンプリングされて、酸素センサ１４の劣化
等が誤診断されることを回避するためである． タイマー値Ｔ　ａ＋ａｃｃがゼロであって機関が安定し
た定常運転状態であるときには、ステ゛ツブ１０３へ進
んでフラグｆＮＡエ，Ｎの判別を行う．前記フラグｆ　
Ｉ’ｌＡＸＮＩＮは、前述のように、イグニッションス
イッチのＯＮ時にゼロリセットされ、その後所定の高排
気温領域を経験したときに１がセットされるものであり
、前記所定の高排気温領域においては酸素センサ１４の
出力電圧Ｖｏ．の最大値ＭＡＸ及び最小｛ｄ！ＭＩＮが
サンプリングされているので、ステップ１０４以降へ進
んで、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮとして初期値がサ
ンプリングされているか否かを判別し、この判別結果に
基づいて酸素センサｌ４の故障劣化を診断する。

即ち、酸素センサｌ４の出力は、第ＩＯ図に示すように
、所定以上の排気温度雰囲気になると、略一定レベルの
最大値及び最小値を、空燃比のリッチ・リーンに応じて
出力するようになるため、初期状態におけるかかる最大
・最小値を記憶しておけば、この初期値と検出した最大
・最小値とを比較することによって酸素センサ１４の出
力レベル異常を判別することができるものである。

従って、ステップ１０４では、所定の高排気温領域でサ
ンプリングされている最大値ＭＡＸと、初期状態におけ
る最大値に相当する所定値（初期値）とを比較し、サン
プリングされた最大４ｆｉＭＡＸが初期値と略等しくな
いときには、ステップ１０７へ進んで酸素センサ１４の
出力レベルの異常を判別するためのフラグｆＶｏｔＮＧ
に１をセットし、該フラグｆＶｏｔＮＧによって酸素セ
ンサ１４の出力レベル異常が判別されるようにする。

そして、次のステップ１０８では、運転者に対して酸素
センサ１４に何らかの故障が発生していることを・車両
のダッシュボード上での表示等によって知らせるように
する． また、ステップ１０４で最大値ＭＡＸが初期値と略等し
いと判別されたときには、ステップエｏ５で今度はサン
プリングされている最小値ＭＩＮと、最小値の初期値と
を比較して、最小値ＭＩＮが初期と異なるときには、最
大値ＭＡＸが初期と異なる場合と同様にステップ１０７
へ進んでフラグｆＶｏｔＮＧに１をセットした後、ステ
ップ１０８で酸素センサｌ４の故障を運転者に知らせる
。

一方、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮが共に初期値と略
等しいと判別されたときには、ステップ１０６でフラグ
ｆＶｏｇＮＧにゼロをセットし、このフラグｆＶｏｚＮ
Ｇによって少なくとも酸素センサ１４の出力レベルに関
しては異常が認められないことが判別されるようにする
． ところで、上記のように出力電圧Ｖｏ，が初期に対して
変化するのは、第１３図や第１４図に示したように、ジ
ルコニアチューブタイプの酸素センサｌ４において内側
（大気側）電極が劣化した場合や、チューブの外側を保
護する保ｖＩＩ１ｉの目詰まりが発生した場合である。

上記のようにして酸素センサｌ４の出力レベルを診断し
た後は、ステップ１０９以降で制御周期時間の診断を行
う． まず、ステップ１０９では、機関回転速度Ｎと基本燃料
噴射ＭＴｐＣ機関負荷）とに応じて予め設定してある制
御周期の初期値マンブから、該当する運転状態の制御周
期の初ＸＡ４ａを検索して求める。

そして、次のステップ１１０では、リーン時間（リッチ
制御時間）ＴＭＯＮＴ１とリッチ時間（リーン制御時間
）ＴＭＯＮＴ１とを加算して得られる制御の１周期時間
と、ステップｌ０８でマップから検索された該１周期時
間の初期値とを比較し、制御周期が初期よりも長くなっ
ているときには、ステップ１１１でフラグｆ周期ＮＧに
１をセットし、このフラグｆ周期ＮＧによって制御周期
の異常が判別されるようにすると共に、次のステップ１
１２では運転者に対して酸素センサ１４の故障を表示さ
せる。

制御周期が初期よりも長くなるのは、前記表１に示した
ように、被検出気体である排気とセンサ素子との間に介
在する保ｉ！層の目詰まりが発生した場合や、センサ素
子を構成するジルコニア等の熱劣化が発生したときであ
る。

一方、ステップ１１０で制御周期が初期に比べ長くなっ
ていないことが判別されると、ステップ１１３へ進んで
、前記フラグｒ周期ＮＧにゼロをセットして、このフラ
グｆ周ＩＩＡＮＧによって制御周期については正常であ
ることが判別されるようにする。

そして、次のステップ１１４では、前記フラグｆＡを判
別し、フラグｆＡがゼロであって酸素センサｌ４の出力
電圧ＶＯ，が略一定しているときには、ステップ１１５
以降へ進んで更に酸素センサ１４の診断を行う。

ステップ１１５では、第４図のΔＶＯ２演算プログラム
に従ってサンプリングされている出力電圧Ｖｏ．のブラ
ス側変化量ΔＶｏｗの最大値ＭＡＸΔＶ（＋）に、マイ
ナス側の最大値ＭＡＸΔＶ（−）を加算し、その結果を
Ｍ１にセットする． そして、次のステップ１１６では、新たにＭＡＸΔＶ（
＋），ＭＡＸΔＶ（−）がサンプリングされるように、
それぞれをゼロリセットする。

また、次のステップ１１７では、リーン時間ＴＭ○ＮＴ
Ｉからリッチ時間ＴＭＯＮＴ２を減算した値をＭ２にセ
ットし、次のステップ１１８では、リーン検出初回から
空燃比がリッチ方向に変化し始めるまでの時間Ｔ’　Ｍ
　Ｏ　Ｎ　Ｔ　３から、リッチ検出初回から空燃比がリ
ーン方向に変化し始めるまでの時間ＴＭＯＮＴ４を減算
して、その結果をＭ３にセットする。

そして、次のステップ１１９では、酸素センサｌ４の出
力が増大方向に変化するときと、減少方向に変化すると
きの変化速度の差を示すＭ１と、このＭｌの初期値に相
当する所定値とを比較し、変化速度が初期に対して変化
しているか否かを判別する。ここで、Ｍ１と初期値とが
略等しくないと判・別され、初期値から変化しているこ
とが判別されると、例えば第１５図及び前記表１に示す
例のようにリッチ→リーンの応答速度とりーン→リッチ
の応答速度との少なくとも一方に変化が発生しているも
のと推測されるため、ステップ１２３へ進んでフラグｆ
バランスＮＧに１をセットすると共に、次のステップ１
２４で運転者に対して酸素センサｌ４の故障を表示する
。

また、ステップ１２０では、フィードバック制御中にお
けるリッチ時間とりーン時間との差であるＭ２と、この
Ｍ２の初期値に相当する所定値とを比較し、リッチ・リ
ーン制御時間のバランスが初期に対して変化しているか
否かを判別する。ここで、制御時間バランスが初期から
変化していることが判別されると、フィードバック制御
される空燃比が初期の目標空燃比（理論空燃比）からず
れるから、この場合にも、ステップ１２３．　１２４へ
進んで故障フラグの設定と故障表示とを行う。

また、ステップ１２１では、リッチ（リーン）検出の初
回にこのリッチ（リーン）状熊を解消し得る比例制御を
行って実際に空燃比がリーン（リッチ）方向に変化し始
める時間の両変化方向での差を示すＭ３と、このＭ３の
初期値に相当する所定値とを比較し、リッチ・リーン検
出の応答バランスが初期に対して変化しているか否かを
判別する。

ここで、初期に対してリッチ・リーン検出の応答バラン
スが変化していて実際のＭ３と初期値とが略等しくない
と判別されると、前記同様ステップ１２３，１２４へ進
んで故障フラグの設定と故障表示とを行う． 一方、ステップ１２１でＭ３が初期値と略等しいと判別
され、Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３がいずれも初期値と略等しく応
答性の変化が見られないときには、ステップ１２２へ進
んでフラグｆバランスＮＧにゼロをセットして、応答性
に関しては故障が認められない状態が判別できるように
する． このように、本実施例によると、第１５図及び表１に示
したような酸素センサｌ４における各種の劣化パターン
が存在しても、各劣化パターンに特有の特性変化を捉え
て酸素センサｌ４の劣化を自己診断することができるた
め、精度良く酸素センサｌ４の診断が行われ、例えばこ
の診断結果を運転者に表示することで速やかなメンテナ
ンスを促して、目標空燃比からずれた空燃比にフイード
，く，ツタ制御されて排気性状が悪化した状態での運転
を速やかに回避することが可能となる． また、上記のような診断結果に基づいて、酸素センサ１
４の劣化を補ってフィードバック制御を実行させること
も可能である。かかる劣化補正（空燃比フィードバック
補正係数ＬＡＮＢＤＡの操作量補正制？ａ！ｌ）を第６
図のフローチャートに従って説明する。

第６図のフローチャートに示すプログラムは、バックグ
ラウンド処理されるものであり、ステップ１４１，　１
４２，　１４３では、フィードバック制御におけるリッ
チ時間とりーン時間とのバランスを示す前記Ｍｌ，Ｍ２
，Ｍ３の初期値に対するずれ度合いをそれぞれ示すメン
バーシップ値ｍｌ，ｍ２，ｍ３を、予め設定されてメン
バーシップ関数に基づいて設定する． 尚、第６図のフローチャート中に示すメンバーシップ関
数は、初期値がゼロの場合を示してあるが、初期値がゼ
ロでない場合であっても良い。

そして、ステップ１４４では、上記で求めたメンバーシ
ップ値ｍｌ．ｍ２，ｍ３に基づいて、空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＭＢＤＡを比例制御する際に用いる比
例分ＰＬ，ＰＲ（操作量）を補正するための補゛正係数
ｈｏｓ　Ｌ　，　ｈｏｓ　Ｒを設定する。

前記補正係数ｈｏｓ　Ｌ　，　ｈｏｓ　Ｒは、例えば各
メンバーシップ値ｍｌ，ｍ２．ｍ３の平均値や３つの中
の２つの平均値や各メンバーシップ値ｍｌ，ｍ２．ｍ３
単独で基準値１を補正して求められるものである。

ここで、第１７図の点線示のように、制御される空燃比
がリーン側にずれる傾向である場合（換言すれば、酸素
センサ１４の応答がリーン方向制御時よりもリッチ方向
制御時の方で遅くなる場合）には、各メンバーシップ値
ｍｌ，ｍ２，ｍ３はプラス側に設定され、リーン側にず
れる傾向であるときには、リーン検出初回における比例
制御による空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
の増大補正をより大きくし、逆にリッチ検出初回の比例
制御による補正係数ＬＡＭＢＤＡの減少補正をより小さ
くする必要がある。

このため、リッチ検出初回の比例制御分ＰＬを補正する
ための補正係数１１ｏｓ　Ｌ　をリーン化傾向が大きい
ときほど小さくし、また、リーン検出初回の比例制御分
ＰＲを補正するための補正係数ｈｏｓ　Ｒをリーン化傾
向が大きいときほど大きくするように、補正係数ｈｏｓ
　Ｌ　については各メンバーシップ値ｍｌ，ｍ２，ｍ３
の増大に応じて増大設定され、補正係数ｈｏｓ　Ｒ　に
ついては各メンバーシップ値ｍ１，ｍ２，ｍ３の増大に
応して減少設定されるように、前者は基準値ｌにプラス
する形で、また、後者については基準値１から減算され
る形で設定されるようにしてある。

ここで、設定された補正係数ｈｏｓ　Ｌ　，　ｈｏｓ　
Ｒが、第３図のフローチャートに示す空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＭＢＤ＾の比例積分制御におけるリン
チ・リーン検出初回の比例制御において、基本燃料噴射
量ＴＰと機関回転速度Ｎとに基づいてマップから検索さ
れる比例制御分ＰＲ，ＰＬに乗算され、酸素七ンサｌ４
の劣化による応答バランスの変化等に基づくフィードバ
ックされる空燃比のずれがこの比例制御分の補正によっ
て補償されるようにしてある． また、ステップ１４５では、フラグｆ測定の判別を行い
、ここで、フラグｒ測定が１であると判別された劣化診
断時には、ステップ１４６へ進み補正係数ｈｏｓ　Ｌ　
，　ｈｏｓ　Ｒを基準値ｌにリセットする。

尚、第３図のフローチャートに示すプログラムで比例積
分制御されて設定される空燃比フイードバ：冫ク補正係
数ＬＡＭＢＤＡは、第８図のフローチャートに示すよう
に、最終的な燃料噴射量Ｔｉの演算に用いられる． 第８図のフローチャートに示すプログラムは、１０ｍｓ
毎に実行されるものであり、まず、ステ．２プ１８１で
は燃料噴射量Ｔｉを例えば以下の式に従って演算する． Ｔ　ｉ　４−Ｔ　Ｐ　ＸＬＡＭＢＤＡＸ　Ｃ　Ｏ　Ｅ　
Ｆ　＋Ｔ　ｓここで、ＣＯＥＦは、水温センサｌ２によ
って検出される冷却水温度Ｔｗを基本として設定される
各種補正係数であり、また、Ｔｓは燃料噴射弁１０の駆
動電源であるバッテリの電圧変化による有効開弁時間の
変化を補正するための補正分である。

最終設定された燃料噴射量Ｔｉは、出力レジスタにセ・
冫トされ、所定の噴射タイξングになるとこの出力レジ
スタにセットされている最新の燃料噴射量ＴＩが読み出
されて、この燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾をもつ
駆動パルス信号が燃料噴射弁１０に出力されて、燃料噴
射弁１０による間欠的な燃料噴射が制御される． 次のステップ１８２では、前述のように酸素センサ１４
の劣化診断を行うか否かの診断の切り換え制御に用いた
フラグｆ測定の判別を行う。ここで、フラグｆ測定がゼ
ロであると判別されたときには、ステップ１８３へ進み
、非診断状態の時間を計測するタイマＴｍｆｉ２がゼロ
であるか否かを判別し、ゼロであるときにはステップ１
８４でフラグｆ測定に１をセットした後、診断状態の時
間を計測するタイマＴｇｔｆｌｌに所定値をセットする
．また、ステップ１８３でタイマＴｍｆｉ２がゼロでな
いと判別されたときには、ステップ１８６へ進んでタイ
マＴｏ＋ｆｉ２をｌダウンさせる． ステップ１８４でフラグｆ測定に１をセットしてから診
断状態の時間を計測するタイマＴ信ｆｉｔに所定値をセ
ットした場合には、次のプログラム実行時にステップ１
８２でフラグｆ測定が１であると判別され、ステップ１
８７へ進んでタイマＴ＋＋＋ｆｉｌがゼロであるか否か
の判別を行うが、このステップ１８７でタイマＴｍｆＨ
がゼロでないと判別されることにより、ステップ１９０
へ進んでタイマＴｍｆｉｌが１ダウンされる。従って、
タイマＴｎ＋ｆｉｌが所定値からステップ１９０での処
理によってゼロになるまでの間はフラグｆ測定に１がセ
ットされたままとなり、この間酸素センサｌ４の劣化診
断がなされる．タイマＴｍｆｉｌがゼロになると、今度
は、ステップ１８８でフラグｆ測定にゼロがセットされ
ると共に、ステップ１８９で前記タイマＴｔｍｆｉ２に
所定値がセットされ、前記タイマＴｍｆｉ２がステップ
１８６での処理によってゼロになるまで劣化診断がキャ
ンセルされ通常制御が行われる。

尚、本実施例においては、エアフローメータを備え、こ
のエアフローメータで検出した吸入空気流量Ｑに基づい
て基本燃料噴射量Ｔｐが演算される構威のものについて
述べたが、吸気圧力ＰＢを検出する圧カセンサを備え、
この吸気圧力ＰＢに基づいて基本燃料噴射ｔＴｐが設定
されるものや、吸気系の開口面積と機関回転速度とに基
づいて基本燃料噴射１ｔＴｐが演算されるものであって
も良い．また、酸素センサ１４としては、特開昭６４−
４５８号公報に開示されるような窒素酸化物還元触媒層
を備えたものであっても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、排気或分濃度に基
づいて機関吸入混合気の空燃比を検出し、この空燃比検
出値を目標空燃比に近づけるように燃料供給量をフィー
ドバック制御する空燃比フィードバック補正装置におい
て、空燃比検出手段におけるリッチ側とリーン側との応
答バランスを検出して、該応答バランスに基づいて空燃
比フィードバック補正値の操作量を補正するようにした
ので、空燃比検出手段の劣化等によってフィードバック
制御される空燃比が目標からずれても、これを補正して
目標空燃比を得ることが可能となり、排気性状を初期に
保つことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロノク図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図〜第８図は
それぞれ同上実施例における制御内容を示すフローチャ
ート、第９図は同上実施例における制御特性を示すタイ
ムチャート、第１０図は酸素センサの出力電圧と排気温
度との関係を示す線図、第１１図〜第１４図はそれぞれ
酸素センサの劣化による出力特性変化の様子を示す線図
、第ｌ５図は酸素センサの劣化による応答特性の変化を
示すタイムチャート、第１６図は酸素センサの応答バラ
ンスの検出特性を示すタイムチャート、第ｌ７図は酸素
センサの応答バランスの変化による空燃比制御点の変化
を示すタイムチャートである。 １・・・機関　　７・・・スロットル弁　　８・・・ス
ロットルセンサ　　９・・・エアフローメータ　　１０
・・・燃ｎ　ｒＪＪｔ　射弁１１・・・コントロールユ
ニット１３・・・排気通路　　１４・・・酸素センサ　
　１５・・・クランク角センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関排気成分の濃度を検出しこれにより機関に吸入され
   る混合気の空燃比の目標空燃比に対するリッチ・リーン
   を検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段で検出
   される空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料供給量
   をフィードバック補正するためのフィードバック補正値
   を設定するフィードバック補正値設定手段と、 前記設定されたフィードバック補正値に基づいて補正し
   た燃料供給量に基づいて機関への燃料供給を制御する燃
   料供給制御手段と、 を含んで構成された内燃機関の燃料供給制御装置におけ
   る空燃比フィードバック補正装置において、 前記フィードバック補正値のリッチ方向制御時とリーン
   方向制御時とにおける操作量を同一として燃料供給量が
   フィードバック補正されているときに、前記空燃比検出
   手段のリッチ側とリーン側との応答バランスを、空燃比
   検出手段の出力変化速度、空燃比反転時から空燃比検出
   値が目標空燃比方向へ変化し始めるまでの時間、リッチ
   ・リーン制御時間の少なくとも１つに基づいて決定する
   応答バランス検出手段と、 該応答バランス検出手段で検出された応答バランスに基
   づいて前記フィードバック補正値設定手段によるフィー
   ドバック補正値の操作量を補正する操作量補正手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置
   における空燃比フィードバック補正装置。