JPH06212953A - 内燃エンジンの空燃比センサ劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上，下流側Ｏ2センサによる空燃比制御中に
おいて、上流側Ｏ2センサの劣化検知を正確に行うこと
が可能な内燃エンジンの空燃比センサ劣化検出装置を提
供することを目的とする。 【構成】 ＫＯ2値が下限値Ｏ2ＬＭＩＬに貼りつく前で
はフラグＦＫＯ2ＬＭＴ＝０となり、上流側Ｏ2センサ１
４Ｆの劣化検知が許可されている。ＫＯ2値が下限値Ｏ2
ＬＭＩＬに貼りつくと、フラグＦＫＯ2ＬＭＴ＝１とな
り、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化検知は許可されな
い。ＫＯ2値が下限値Ｏ2ＬＭＩＬから所定範囲内に戻っ
ても、所定時間ｔＯＰＥＮが経過するまではフラグＦＫ
Ｏ2ＬＭＴ＝１を継続し、空燃比制御が安定してから劣
化検知を許可とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒式排気浄化装置の
上、下流に空燃比センサがそれぞれ設けられた内燃エン
ジンの空燃比センサ劣化検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃エンジンに供給される混合
気の空燃比が所望の値となるように制御するために、空
燃比センサとして排気ガス中の酸素ガス濃度を検出する
酸素センサ（以下、Ｏ2センサという）の出力に応じて
混合気の空燃比を制御している。

【０００３】このようなＯ2センサは、熱劣化などによ
り特性（内部抵抗、起電力、応答時間）が変化しやす
く、特性が低下した場合は、空燃比の制御精度を悪化さ
せることになる。

【０００４】そこで、触媒式排気浄化装置の下流側にも
Ｏ2センサを設け、上流側Ｏ2センサによる空燃比フィー
ドバック制御の特性を下流側Ｏ2センサで補償すること
により、高精度な空燃比フィードバック制御を行うもの
が既に種々提案されている。すなわち、この手法では、
上流側Ｏ2センサの出力に基づいてエンジンに供給され
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
るに際し、該空燃比フィードバック制御における制御操
作量を下流側Ｏ2センサで増減補正して、上流側Ｏ2セン
サの劣化による制御点のずれを補償するものである。し
かし、この手法において、前記補償の限界を越える上流
側Ｏ2センサの劣化が生じた場合には、排気エミッショ
ン特性が悪化するという問題があった。

【０００５】この点を解決するものとして、上述の上流
側及び下流側Ｏ2センサによる空燃比制御中において、
上流側Ｏ2センサの出力に応じた空燃比補正係数（空燃
比補正量）ＫＯ2の反転周期が大きい時に上流側Ｏ2セン
サが劣化していると判定して、この検出結果に基づいて
センサ交換を促すようにして排気エミッション特性が悪
化したままの状態で運転されることがないようにした手
法が本願出願人により提案されている（特開平４−２２
５２８４号公報）。

【０００６】また、従来一般的な空燃比制御装置と同様
に上記装置においても、燃料噴射弁の故障（燃料漏れ、
弁本体供給管等の詰まり等）を検出するために、上記Ｋ
Ｏ2値に所定の上、下限値を設けている。すなわち、燃
料噴射弁から吸気管への燃料漏れがあると、気筒内への
供給される燃料量が目標燃料量よりも多くなる結果、Ｋ
Ｏ2値が減少して下限値に固定される状態が継続するよ
うになる（以下、単に下限値貼りつきという）。さら
に、燃料噴射弁に詰まりがあると、燃料が気筒内へ供給
されないので、ＫＯ2値が上昇して上限値に固定される
状態が継続することになる（以下、単に上限値貼りつき
という）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の装置では、
前述の燃料噴射弁の故障の他にキャニスタ側からの多量
の蒸発燃料（ベーパ）が吸気管へパージされる場合にお
いても、ＫＯ2値が減少して下限値貼りつき状態とな
る。

【０００８】こうした下限値貼りつき状態となると、実
際の燃料噴射量が目標量よりも濃くなり、上流側Ｏ2セ
ンサの出力がリッチ状態のままとなる。この間のＫＯ2
値は反転することなく、リッチ側のまま推移するので、
ＫＯ2値の反転周期が長くなる。

【０００９】また、上記提案の装置において上限値貼り
つき状態となると、実際の燃料噴射量が目標量よりも薄
くなり、上流側Ｏ2センサの出力がリーン状態のままと
なる。この間のＫＯ2値は反転することなく、リーン側
のまま推移するので、上記同様にＫＯ2値の反転周期が
長くなる。

【００１０】このように、上限値貼りつき状態または下
限値貼りつき状態の場合は、ＫＯ2値の反転周期が通常
よりも長くなるので、上流側Ｏ2センサの劣化検知を正
確に行うことができないという問題があった。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に鑑み、上，下
流側Ｏ2センサによる空燃比制御中において、上流側Ｏ2
センサの劣化検知を正確に行うことが可能な内燃エンジ
ンの空燃比センサ劣化検出装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、内燃エンジンの排気系に設けられた触
媒式排気浄化手段の上流側、下流側にそれぞれ設けられ
た第１及び第２の空燃比センサと、前記第１及び第２の
空燃比センサの出力に基づいて空燃比補正量を演算する
空燃比補正量演算手段と、前記空燃比補正量に基づいて
エンジンへ供給する空燃比を調整する空燃比調整手段
と、前記空燃比補正量に基づいて、前記第１の空燃比の
劣化を検出する劣化検出手段とを備えた内燃エンジンの
空燃比センサ劣化検出装置において、前記空燃比補正量
が所定範囲を越えたときに前記劣化検出手段の作動を禁
止する劣化検出禁止手段を設けたものである。

【００１３】第２の発明は、前記第１の発明において、
前記空燃比補正量が前記所定範囲内に戻った時から所定
時間後に前記劣化検出手段の作動を許可する劣化検出許
可手段を設けたものである。

【００１４】

【作用】上記構成により第１の発明によれば、空燃比補
正量が例えば上限値または下限値に貼りつき所定範囲を
越えているときには、劣化検出禁止手段は劣化検出手段
の作動を禁止して第１の空燃比センサの劣化検出を不許
可とする。

【００１５】第２の発明によれば、空燃比補正量が所定
範囲内に戻った時から所定時間後に劣化検出手段の作動
を許可するので、空燃比制御が安定してから劣化検知を
再開することができ、第１の空燃比センサの劣化検出が
より高精度化される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例に係る内燃エン
ジン及びその制御装置（空燃比センサ劣化装置を含む）
の全体構成図であり、例えば４気筒のエンジン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。

【００１８】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、各噴射弁は燃料ポンプ６
ａに接続されていると共に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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】排気管１２に設けられた触媒式排気浄化装
置としての三元触媒（以下「触媒」と言う）１３の上流
位置には、空燃比センサとしての上流側Ｏ2センサ１４
Ｆ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
（ＦＶ₀₂，ＲＶ₀₂）がＥＣＵに供給される。また触媒１
３にはその温度を検出する触媒温度（ＴCAT）センサ１
５が装着され、検出された触媒温度ＴCATに対応する電
気信号はＥＣＵ５供給される。さらに、エンジン１の各
気筒には、点火プラグ１６が設けられている。ＥＣＵ５
には更に、エンジン１が搭載された車両の速度を検出す
る車速（ＶＨ）センサ２１が接続されており、それらの
検出信号がＥＣＵ５に供給される。

【００２２】更に、エンジン１の排気ガスの一部を吸気
管２に還流させる排気還流（ＥＧＲ）装置１７が設けら
れ、この装置１７は、一端１８ａが排気管１２の触媒１
３上流側に、他端１８ｂが吸気管２のスロットル弁３下
流側に夫々連通する排気還流路８と、この排気還流路１
８の途中に介設された排気還流量を制御する排気還流弁
１９とにより構成されている。

【００２３】この排気還流弁１９は電磁弁から成り、Ｅ
ＣＵ５に接続され、その弁開度がＥＣＵ５からの制御信
号によってリニアに変化させることができるように構成
されている。排気還流弁１９には、その弁開度を検出す
るリフトセンサ２０が設けられており、その検出信号は
ＥＣＵ５に供給される。

【００２４】密閉された燃料タンク３１の上部とスロッ
トル弁３直後の吸気管２との間には燃料蒸発ガス排出抑
止装置を構成する２ウェイバルブ３２、キャニスタ３
３、パージ制御弁３４が設けられている。パージ制御弁
３４はＥＣＵ５に接続され、ＥＣＵ５からの信号により
制御される。即ち燃料タンク３１内で発生した蒸発燃料
ガスは、その圧力が所定の設定圧に達すると２ウェイバ
ルブ３２の正圧バルブを押し開き、キャニスタ２１に流
入し貯蔵される。ＥＣＵ５からの制御信号によりパージ
制御弁３４が開弁されると、キャニスタ３３に一時貯え
られていた蒸発燃料ガスは吸気管２の負圧により、キャ
ニスタ２１に設けられた外気取込口から吸入された外気
と共に吸気管２へ吸引され（パージ）、気筒へ送られ
る。また外気の影響などで燃料タンク３１が冷却されて
燃料タンク内の負圧が増すと、２ウェイバルブ３２の負
圧バルブが開弁し、キャニスタ３３に一時貯えられてい
た蒸発燃料ガスは燃料タンク３１へ戻される。このよう
にして燃料タンク３１内に発生した蒸発燃料ガスが大気
に放出されることを抑止している。

【００２５】なお、ＥＣＵ５には、後述する劣化判定処
理ルーチンによる上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化判定時
に点灯する警報手段としてのＬＥＤ４６が接続されてい
る。

【００２６】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、排気還流弁１９、パージ制御弁３４等に駆動信号
を供給する出力回路５ｄ等から構成される。

【００２７】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。

【００２８】

【数１】ＴOUT＝Ｔｉ×Ｋ₀₂×ＫLS×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。

【００２９】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Ｏ2センサ１４Ｆ，１４Ｒの出
力値に基づいて決定され、後述するフィードバック制御
ルーチンにより、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。

【００３０】ＫLSはエンジンがオープンループ制御領域
のうち、リーン化領域にあるとき値１.０未満の所定値
（例えば０.９５）に設定される空燃比リーン化係数で
ある。

【００３１】Ｋ₁及びＫ₂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。

【００３２】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。

【００３３】図２は、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化検
出処理を行うＣＰＵ５ｂの内部構成の概要を示す機能ブ
ロック図である。

【００３４】上流側Ｏ2センサ１４Ｆ及び下流側Ｏ2セン
サ１４Ｒの各出力ＦＶＯ2，ＲＶＯ2は空燃比補正量演算
手段５１に供給される。そのうち、上流側Ｏ2センサ１
４Ｆの出力ＦＶＯ2は、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの基準電
圧ＦＶＲＥＦ（後述する）と比較され（図中５１１）、
リッチ／リーンの反転時にディレイがかけられ（５１
２）、ＫＯ2値が算出される（５１３）。

【００３５】このＫＯ2値の算出の際、下流側Ｏ2センサ
１４Ｒの出力ＲＶＯ2と基準電圧ＲＶＲＥＦ（後述す
る）とが比較される（５１４）ことによって算出された
フィードバック制御定数（５１５）を使用する。

【００３６】このようにして算出されたＫＯ2値は劣化
検出手段５２及び劣化検出禁止手段５３に供給される。
劣化検出手段５２は、このＫＯ2値の反転周期に基づい
て（５２１）上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化検知を行い
（５２２）、劣化検出禁止手段５３は、ＫＯ2値のなま
し値を所定のリミット値（上限値及び下限値）と比較し
（５３２）、このリミット値を越えている時には前述の
上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化検知（５２２）及びフィ
ードバック制御定数の算出（５１５）を禁止する。

【００３７】図３は、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの検出
（劣化モニタ）を行うメインルーチンを示すメインフロ
ーチャートである。

【００３８】まず、ステップＳ１０１では、後述するモ
ニタ前条件が成立したか否かを判別し、モニタ前条件が
成立しない場合はステップＳ１０２へ進み、ステップＳ
１０４の所定時間ｔＯＰＥＮを計測するためのカウンタ
（アップカウンタ）を“０”にリセットしてスタートさ
せ、本ルーチンを終了する。一方、モニタ前条件が成立
した場合はステップＳ１０３へ進み、ＫＯ2値が上限値
または下限値貼りつき状態となっていることを“１”で
示すフラグＦＫＯ2ＬＭＴ（後述する図１１参照）が
“１”となっているか否かを判別する。フラグＦＫＯ2
ＬＭＴが“１”である場合は、前記ステップＳ１０２を
経て本ルーチンを終了する。フラグＦＫＯ2ＬＭＴが
“０”である場合は、続くステップＳ１０４において所
定時間ｔＯＰＥＮ（例えば１０秒）が経過したか否かを
判別する。所定時間ｔＯＰＥＮが経過していない場合
は、前記同様にステップＳ１０２を経て本ルーチンを終
了する。

【００３９】ステップＳ１０４の答が肯定（ＹＥＳ）、
即ち所定時間ｔＯＰＥＮが経過したときは、例えば、Ｋ
Ｏ2値が上限値または下限値貼りつき状態にあった場合
はＫＯ2値がその上限値と下限値の間の所定範囲に復帰
した時からの所定時間ｔＯＰＥＮが経過して空燃比制御
が安定して行われていると判断し、ステップＳ１０５へ
進む。

【００４０】ステップＳ１０５では、後述する（図９参
照）フラグＦＡＦ２が“０”から“１”になったか否か
を判別する。フラグＦＡＦ２が“０”のままである場合
は、本ルーチンを終了する。一方、フラグＦＡＦ２が
“０”から“１”になった時、すなわち上流側Ｏ2セン
サ１４Ｆの出力ＦＶＯ2がリーンからリッチに反転して
遅延時間ＣＤＬＹ１が経過した場合は、ステップＳ１０
６へ進み、その反転がモニタが許可されてから最初の反
転であるか否かを判別する。１回目はモニタが許可され
てから最初の反転となるので、その答が肯定（ＹＥＳ）
となり、ステップＳ１０７でモニタを開始して本ルーチ
ンを終了する。

【００４１】２回目からの反転は、モニタが許可されて
から最初の反転でなくなるので、前記ステップＳ１０６
の答が否定（ＮＯ）となり、続くステップＳ１０８で前
記反転の回数ｎＷＡＶＥを計数した後、ステップＳ１０
９において、モニタ開始からの計測時間ｔＷＡＶＥが所
定値（例えば１０ｓｅｃ）以上になったか否かを判別す
る。その答が否定（ＮＯ）の場合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場合は、
ステップＳ１１０で反転周期ＴＣＹＣＬを数式２で算出
する。

【００４２】

【数２】ＴＣＹＣＬ＝ｔＷＡＶＥ／ｎＷＡＶＥ なお、計測時間ｔＷＡＶＥを計測するカウンタ（アップ
カウンタ）は、前記ステップＳ１０７のモニタ開始時に
“０”にリセットされてスタートされる。同様に、ｎＷ
ＡＶＥ値を計測するカウンタ（アップカウンタ）も、モ
ニタ開始時に“０”にリセットされてスタートされる。

【００４３】前記ステップＳ１１０で反転周期ＴＣＹＣ
Ｌが算出された後、ステップＳ１１１で後述する上流側
Ｏ2センサ１４Ｆの劣化判定処理を行ってステップＳ１
１２でモニタ終了の結果をＥＣＵ５に記憶させて本ルー
チンを終了する。

【００４４】図４は前記図３のステップ１０１のモニタ
前条件成立判別サブルーチンを示すフローチャートで、
先ずステップＳ２００でモニタ開始のために、後述する
多重故障チェックを行った後、エンジン１の運転状態を
判別する（ステップＳ２０１）。すなわち、吸気温セン
サ８の出力ＴＡが所定範囲ＴＡＣＨＫＬ〜ＴＡＣＨＫＨ
Ｌ（例えば、６０℃〜１００℃）にあるか、冷却水温セ
ンサ９の出力Ｔｗが所定範囲ＴＡCHKL〜ＴＡCHKHL（例
えば、６０℃〜１００℃）にあるか、エンジン回転数セ
ンサ１０の出力Ｎｅが所定範囲ＮＥCHKL〜ＮＥCHKH（例
えば、２８００ｒｐｍ〜３２００ｒｐｍ）にあるか、吸
気管内絶対圧力センサ７の出力ＰＢＡが所定範囲ＰＢＡ
CHKL〜ＰＢＡCHKH（例えば、負圧で−３５０ｍｍＨｇ〜
−２５０ｍｍＨｇ）にあるか、上流側Ｏ2センサの出力
ＦＶＯ2が所定ＦＶＯ2CHKL〜ＦＶＯ2CHKHの範囲にある
かがチェックされる。続いてステップＳ２０２で車速Ｖ
Ｈが定常状態にあるか、すなわち車速センサ１１の出力
ＶＨの変動幅が０．８ｋｍ／ｓｅｃ以下の状態が所定時
間（例えば２秒）継続したかが判別される。次にステッ
プＳ２０３でモニタが許可される前の所定時間（例えば
１０秒）空燃比フィードバック制御が行なわれていたか
が判別される。更にステップＳ２０４で所定時間（例え
ば２秒）経過したかが判別される。

【００４５】而して、上記ステップＳ２００〜Ｓ２０４
の答が全て肯定（ＹＥＳ）の場合に、ステップ２０５で
モニタが許可されて図３のステップＳ１０３に移行し、
いずれかの答が（Ｎｏ）の場合に、ステップＳ２０６で
モニタが不許可とされて、図３のステップＳ１０２を経
て図３のメインルーチンが終了する。

【００４６】次に、前記モニタ前条件成立の判別処理
（図４のステップＳ２００）で実行される多重故障チェ
ック処理について、図５を用いて説明する。

【００４７】図５において、まずステップＳ３０１で
は、上流側Ｏ2センサ１４Ｆが断線／短絡しているか否
かを判別し、その答が否定（ＮＯ）の場合はステップＳ
３０２へ進み、上流側Ｏ2センサ１４Ｆが活性化したか
否かを判別する。これらは、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの
出力電圧をチェックするか、または上流側Ｏ2センサ１
４Ｆに電圧を印加して内部インピーダンスをチェックし
て行う。そして、前記ステップＳ３０２の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）、即ち上流側Ｏ2センサ１４Ｆの断線／短絡がな
く且つ該Ｏ2センサ１４Ｆが活性化している場合は、ス
テップＳ３０３へ進む。

【００４８】ステップＳ３０３では各種センサが異常か
否かを判別する。すなわち、ＰＢＡセンサ７、ＴＡセン
サ８、ＴＷセンサ９、ＶＨセンサ１７、またはＮＥセン
サ１０が異常か否かを判別する。これらの異常は、各セ
ンサの出力電圧値に基づいて判断される断線／短絡等で
ある。そして、これら各センサ全てに異常がないと判別
された場合はステップＳ３０４へ進む。

【００４９】ステップＳ３０４では、下流側Ｏ2センサ
１４Ｒ、蒸発燃料排出抑止系３１〜３４、排気還流装置
１７、及び燃料供給系（燃料噴射弁６等）の異常、さら
に失火率が所定値以上に達したか否かの判別が行われ
る。すなわち、これらの異常とは、下流側Ｏ2センサ１
４Ｒでは、断線／短絡等の場合、例えば出力電圧が所定
値以上または以下の場合であり、蒸発燃料排出抑止系で
は、燃料タンク３１等のリークしている場合であり、燃
料供給系では、燃料供給量の制御可能範囲からの逸脱等
の場合である。そして、これら全てに異常がなく、且つ
失火率が所定値に達していない場合は、ステップＳ３０
５へ進む。

【００５０】ステップＳ３０５では、後述する図６で示
すモニタ実施コントロール処理で各種デバイス（触媒１
３、蒸発燃料排出抑止系、及び燃料供給系）の異常検出
（モニタ）を行っている最中であるか否かを判別し、そ
の答が否定（ＮＯ）であれば、ステップＳ３０６へ進
み、空燃比フィードバック制御を行っている最中である
か否かを判別する。空燃比フィードバック中である場合
は、ステップＳ３０７で現在失火を検出したか否かを判
別する。現在失火を検出していない場合は、ステップＳ
３０８で多重チェック結果ＯＫと判断する。

【００５１】多重チェック結果ＯＫと判断されると、前
記図４のステップＳ２００の答が肯定（ＹＥＳ）とな
り、続くステップＳ２０１へ進むことになる。

【００５２】一方、これらステップＳ３０１，Ｓ３０３
〜Ｓ３０５，Ｓ３０７〜Ｓ３０７のいずれかの答が肯定
（ＹＥＳ）、またはステップＳ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３
０６のいずれかの答が否定（ＮＯ）である場合、即ち上
流側Ｏ2センサ１４Ｆが断線／短絡している場合、上流
側Ｏ2センサ１４Ｆが活性化してない場合、各種センサ
に異常がある場合、蒸発燃料排出抑止系３１〜３４、排
気還流装置１７、または燃料供給系に異常があり、また
失火率が所定値以上に達した場合、各種デバイスの異常
検出中である場合、空燃比フィードバック制御中でない
場合、現在失火が検出されている場合、ステップＳ３０
９で劣化検知を正常に行うことができないので多重チェ
ック結果ＮＧと判断して、図４の前記ステップＳ２００
の答が否定（ＮＯ）となり、前記ステップＳ２０６でモ
ニタ不許可となる。

【００５３】図６は、図５の前記ステップＳ３０５で実
行されるモニタ実施コントロール処理を示すフローチャ
ートである。

【００５４】まず、ステップＳ４０１では、燃料供給系
をモニタするためにパージカット実施中であることを
“１”で示すフラグＦＰＧＳＣＮＴが“１”か否かを判
別し、フラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”であって燃料供給
系モニタのためのパージカットが実施されていない場合
はステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２では、触
媒１３の異常検出を行っているか否かを判別し、触媒１
３の異常検出を行っていない場合は、ステップＳ４０３
へ進む。

【００５５】続くステップＳ４０３〜Ｓ４０４では、蒸
発燃料排出抑止系がモニタ中であるかを検出する。すな
わち、蒸発燃料排出抑止系のモニタは、排出抑止系を大
気に開放する排出抑止系大気開放処置と、燃料タンクを
閉回路にしてタンク内圧の変動量を計測し燃料タンク内
の蒸発燃料の発生量をチェックするタンク内圧変動チェ
ックと、エンジンの吸気系の負圧を利用して排出抑止系
を目標圧力まで減圧して負圧状態にするタンク内圧減圧
処理と、前記目標圧力からの復帰圧力をチェックし排出
抑止系からのリークの有無をチェックするリークダウン
チェックとを順次実行する。

【００５６】まず、ステップＳ４０３では、今回の走行
で一度前記タンク内圧減圧処理を実行したか否かを判別
し、その答が否定（ＮＯ）、即ち未だ一度もタンク内圧
減圧処理を実行していない場合は、次のステップＳ４０
４で現在、タンク内圧減圧処理を実行中であるか否かを
判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）である場合は、ステ
ップＳ４０５で蒸発燃料排出抑止系のタンク内圧減圧処
理中であるため空燃比が変動する虞があるのでＯ₂セン
サのモニタを不許可にする。

【００５７】また、前記ステップＳ４０４でタンク内圧
減圧処理を実行中でないと判別された場合は、ステップ
Ｓ４０６で上流側Ｏ2センサ１４Ｆのモニタの実行を許
可する。

【００５８】一方、前記ステップＳ４０３の答で一度タ
ンク内圧減圧処理を実行したと判別された場合は、上流
側Ｏ₂センサのモニタの実行を許可する（ステップＳ４
０６）。

【００５９】また、前記ステップＳ４０１で前記フラグ
ＦＰＧＳＣＮＴが“１”のときはステップＳ４０７へ進
み、燃料供給系のモニタによりパージカットが行われて
おり、空燃比が変動するため上流側Ｏ₂センサのモニタ
の不許可にする。前記ステップＳ４０２で触媒１３の異
常検出を実施中である場合は、触媒の異常検出のため下
流側のＯ₂センサの出力のみによる空燃比制御を行うた
め上流側Ｏ₂センサが正常であっても反転周期が長くな
り異常と誤検知する恐れがあるため、ステップＳ４０８
で上流側Ｏ₂センサのモニタを不許可にする。

【００６０】以上から明らかなように、前記ステップＳ
４０６、ステップＳ４０７、及びステップＳ４０８で
は、それぞれ蒸発燃料排出抑止系、燃料供給系及び触媒
１３の各モニタの実施中であり、従って前記図５のステ
ップＳ３０５の答が肯定（ＹＥＳ）となり、多重チェッ
ク結果ＮＧとなる。また、前記ステップＳ４０６のみの
状態のときが、蒸発燃料排出抑止系、燃料供給系及び触
媒１３の各モニタの実施中でなく、従ってステップＳ３
０５の答が否定（ＮＯ）となり、次の前記ステップＳ３
０６へ進むことになる。

【００６１】図７は、前記図３の前記ステップＳ１１１
の劣化判定処理のサブルーチンのフローチャートてあ
る。

【００６２】これは、図２の劣化検出手段５２で実行さ
れるものであり、まず、ステップＳ５０１において、前
記図３のステップＳ１１０で算出した反転周期ＴＣＹＣ
Ｌが所定値以上か否かを判別し、所定値以上である場合
には、ステップＳ５０２で上流側Ｏ2センサ１４Ｆが異
常状態であると判断して警報手段４６によりＬＥＤ４０
を点灯させて本ルーチンを終了する。そして、ステップ
Ｓ５０１で反転周期ＴＣＹＣＬが所定値未満であると判
別された場合には、ステップＳ５０３で上流側Ｏ2セン
サ１４Ｆは正常状態であると判断して本ルーチンを終了
する。ここで前記所定値を運転状態に応じて設定するこ
とにより異常検出の精度を向上させることができる。

【００６３】以上のようにして、上流側Ｏ2センサ１４
Ｆの劣化モニタが実施されるが、続いてこれ以降では、
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。

【００６４】図８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。

【００６５】まず、ステップＳ６０１では、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。ア
イドル状態であれば、ステップＳ６０２でアイドル用の
ＫＰ（Ｐ項（比例項）増減係数），Ｉ項（積分項），Ｔ
ＤＬ１（Ｐ項加算ディレイタイム），ＴＤＲ１（Ｐ項減
算ディレイタイム）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し、前記ステップＳ６０１
の答がアイドル状態以外となれば、ステップＳ６０３へ
進む。

【００６６】ステップＳ６０３では、上流側Ｏ2センサ
１４Ｆの出力が定常状態にあるか否かを判別する。この
判別は、例えばエンジン冷却水温ＴＷが低いか否か、エ
ンジン回転数ＮＥの変動量が大か否か、吸気管内絶対圧
ＰＢＡの変動が大か否か、スロットル弁開度θＴＨの変
動量が大か否か等に基づいて行われる。上流側Ｏ2セン
サ１４Ｆの出力が定常状態である場合は、図示しない定
常マップを使用して、その時のエンジン回転数ＮＥ及び
吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた係数ＫＰ，Ｉ項，ディレ
イタイムＴＤＬ１，ディレイタイムＴＤＲ１を検索して
（ステップＳ６０４）本ルーチンを終了する。なお、定
常マップには、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ＰＢＡに応じ
て係数ＫＰ，Ｉ項，ディレイタイムＴＤＬ１，ディレイ
タイムＴＤＲ１が設定されている。

【００６７】また、ステップＳ６０３の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ち下流側Ｏ2センサ１４Ｒが過渡状態である場
合は、図示しない過渡マップを使用して、その時のエン
ジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた係数
ＫＰ，Ｉ項，ディレイタイムＴＤＬ１，ディレイタイム
ＴＤＲ１を検索して（ステップＳ６０５）本ルーチンを
終了する。なお、過渡マップには、上流側Ｏ2センサ１
４Ｆの過渡時におけるエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内
絶対圧ＰＢＡに応じて係数ＫＰ，Ｉ項，ディレイタイム
ＴＤＬ１，ディレイタイムＴＤＲ１が設定されている。

【００６８】図９及び図１０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ＦＶＯ2と下流側Ｏ２センサ１４Ｒの出力ＲＶＯ2
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。

【００６９】まず、ステップＳ７０１では、上流側Ｏ2
センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ2のリーン／リッチ状態をそ
れぞれ“０”／“１”で示すフラグＦＡＦ１、及び後述
するカウンタ（ＣＤＬＹ１）によるディレイタイム経過
後の出力ＦＶＯ2のリーン／リッチ状態をそれぞれ
“０”／“１”で示すフラグＦＡＦ２を初期化する。続
いてステップＳ７０２において、空燃比補正係数ＫＯ２
の初期化（例えば、平均値ＫＲＥＦに設定）を行い、ス
テップＳ９０３へ進む。

【００７０】ステップＳ７０３では、今回の空燃比補正
係数ＫＯ２が初期化されたか否かを判別する。その答が
否定（ＮＯ）の場合は、ステップＳ７０４へ進み、出力
ＦＶＯ2が基準値ＦＶＲＥＦ（出力ＦＶＯ2のリーン／リ
ッチ判定用閾値）よりも小さいか否かを判別する。その
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＦＶＯ2＜ＦＶＲＥＦの場合
は出力ＦＶＯ2はリーン状態にあると判断して、ステッ
プＳ７０５でフラグＦＡＦ１を“０”にセットすると共
に、Ｐ項発生ディレイタイムを計数するためのカウンタ
（設定値ＣＤＬＹ１）のカウンタ数ＣＤＬＹをディクリ
メントする。すなわち、ＦＶＯ2＜ＦＶＲＥＦが成立す
るときは、ステップＳ７０５において本ステップを実行
する毎にフラグＦＡＦ１を“０”にセットすると共に前
記カウンタ数ＣＤＬＹをディクリメントし、その結果を
カウンタの設定値ＣＤＬＹ１とする。そして、ステップ
Ｓ７０６において、ＣＤＬＹ１値が前記ディレイタイム
ＴＤＲ１よりも小さいか否かを判別し、その答が肯定
（ＹＥＳ）の場合（ＣＤＬＹ１＜ＴＤＲ１）は、ＣＤＬ
Ｙ１値をディレイタイムＴＤＲ１にリセットする。

【００７１】一方、前記ステップＳ７０４の答が否定
（ＮＯ）、即ちＦＶＯ2≧ＦＶＲＥＦであって出力ＦＶ
Ｏ2がリッチ状態にある場合は、ステップＳ７０８でフ
ラグＦＡＦ１を“１”にセットすると共に、前記カウン
タ数ＣＤＬＹをインクリメントする。すなわち、ＦＶＯ
2≧ＦＶＲＥＦが成立するときは、ステップＳ７０８に
おいて本ステップを実行する毎にフラグＦＡＦ１を
“１”にセットすると共に前記カウンタ数ＣＤＬＹをイ
ンクリメントし、その結果をカウンタの設定値ＣＤＬＹ
１とする。そして、ステップＳ７０９において、ＣＤＬ
Ｙ１値が前記ディレイタイムＴＤＬ１よりも小さいか否
かを判別し、その答が否定（ＮＯ）の場合（ＣＤＬＹ１
＜ＴＤＬ１）は、ＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＬ
１にリセットする（ステップＳ７１０）。

【００７２】そして、前記ステップＳ７０６の答が否定
（ＮＯ）、即ちＣＤＬＹ１≧ＴＤＲ１の場合は、前記ス
テップＳ７０７をスキップしてステップＳ７１１へ進
む。同様に、前記ステップＳ７０９の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＣＤＬＹ１＜ＴＤＬ１の場合は、前記ステッ
プＳ７１０をスキップしてステップＳ７１１へ進む。

【００７３】ステップＳ７１１では、前記カウンタ値Ｃ
ＤＬＹ１の符号が反転したか、即ち出力ＦＶＯ₂が反転
した後、前記ディレイタイムＴＤＲ１または前記ディレ
イタイムＴＤＬ１が経過したか否かを判別する。その答
が否定（ＮＯ）、即ち未だディレイタイムＴＤＲ１また
はＴＤＬ１が経過していない場合は、ステップＳ７１２
において、フラグＦＡＦ２が“０”にセットされている
か否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）の場合に
は、さらにステップＳ７１３でフラグＦＡＦ１が“０”
にセットされているか否かを判別する。この答が肯定で
あればリーン状態が継続されていると判断して、ステッ
プＳ７１４へ進み、ＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤ
Ｒ１にリセットして、ステップＳ７１５へ進む。また、
前記ステップＳ７１３の答が否定（ＮＯ）の場合は、上
流側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ2がリッチからリー
ンに反転した後のディレイタイム経過前と判断して前記
ステップＳ７１４をスキップしてステップＳ７１５へ進
む。

【００７４】ステップＳ７１５においては、数式３で、
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。

【００７５】

【数３】ＫＯ２＝ＫＯ２＋Ｉ ステップＳ７１５の処理後は、後述の手法（図１１参
照）により、ＫＯ２値のリミットチェック（ステップＳ
７１６）、及びＫＲＥＦ２値（発進時のＫＯ２の学習
値）を算出して（ステップＳ７１７）、そのリミットチ
ェックを行って（ステップＳ７１８）本ルーチンを終了
する。

【００７６】一方、前記ステップＳ７１２の答が否定
（ＮＯ）、即ちフラグＦＡＦ２が“１”であった場合
は、さらにステップＳ７１９において、フラグＦＡＦ１
が“１”か否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）の
場合は、リッチ状態が継続していると判断して、ステッ
プＳ７２０で再度ＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＬ
１にリセットしてステップＳ７２１へ進む。また、前記
ステップＳ７１９の答が否定（ＮＯ）の場合には、上流
側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ2がリーンからリッチ
に反転した後のディレイタイム経過前と判断して、前記
ステップＳ９２０をスキップしてステップＳ７２１へ進
む。ステップＳ７２１では、数式４で、前回算出された
ＫＯ２値からＩ項を減算し今回のＫＯ２値として設定し
た後、前記ステップＳ７１６〜７１８の処理を実行して
本ルーチンを終了する。

【００７７】

【数４】ＫＯ２＝ＫＯ２−Ｉ このように、前記カウンタＣＤＬＹ１の符号が反転しな
い時は、フラグＦＡＦ１及びフラグＦＡＦ２のセット状
態を調べて上流側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ2が反
転しているか否かを判別し、それに応じて最終的な補正
係数ＫＯ２を算出する。

【００７８】一方、ＣＤＬＹ１の符号が反転した時は、
前記ステップＳ７１１の答が肯定（ＹＥＳ）、即ち上流
側Ｏ₂センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ₂が反転した後、ディレ
イタイムＴＤＲ１またはＴＤＬ１が経過した場合は、ス
テップＳ７２２へ進み、フラグＦＡＦ１が“０”に設定
されているか否か、すなわち上流側Ｏ₂センサ１４Ｆの
出力ＦＶＯ₂がリーンか否かを判別する。本ステップＳ
７２２でＦＡＦ１＝０の時、すなわちＦＶＯ₂がリーン
の場合、ステップＳ７２２の答が肯定（ＹＥＳ）となり
ステップＳ７２３へ進む。ステップＳ７２３では、フラ
グＦＡＦ２を“０”にセットして、続いてステップＳ７
２４でＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＲ１にリセッ
トして、ステップＳ７２５へ進む。

【００７９】ステップＳ９２５では、数式５で、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Ｋ
Ｏ２値は、ＫＯ２の前回値であり、ＰR項は、上流側Ｏ
２センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ2がリッチからリーンに反
転した後ディレイタイムＴＤＬ１が経過したときに、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り、下流側Ｏ２センサ
１４Ｒの出力ＲＶＯ2に応じて変化する（算出手法は後
述する）。また、係数ＫＤは前述したステップＳ６０
２，Ｓ６０４，Ｓ６０５において運転状態に応じて設定
された値である。

【００８０】

【数５】ＫＯ２＝ＫＯ２＋（ＰR×ＫＰ） 続いて、後述する図１１に示す手法により補正係数ＫＯ
２のリミットチェック（ステップＳ７２６）を行い、Ｋ
ＲＥＦ０値（アイドル時のＫＯ２の平均値）及びＫＲＥ
Ｆ１値（アイドル時以外のＫＯ２の平均値）を算出して
（ステップＳ７２７）、前記ステップＳ７１８を経て本
ルーチンを終了する。

【００８１】また、前記ステップＳ７２２でＦＡＦ１＝
１の時、すなわち上流側Ｏ₂センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ₂
がリッチの時、否定（ＮＯ）となりステップＳ７２８へ
進む。ステップＳ７２８ではフラグＦＡＦ２を“１”に
セットし、続いてステップＳ７２９でＣＤＬＹ１値をデ
ィレイタイムＴＤＬ１にリセットしてステップＳ７３０
へ進む。

【００８２】ステップＳ７３０では、数式６で、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ＦＶＯ2が理論空燃比に対して
リーンからリッチに反転した後ディレイタイムＴＤＲ１
が経過したときに、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
り、下流側Ｏ２センサ１４Ｒの出力ＲＶＯ2に応じて変
化する（算出手法は後述する）。またＫＰは前述したス
テップＳＳ６０２，６０４，Ｓ６０５において運転状態
に応じて設定された値である。

【００８３】

【数６】ＫＯ２＝ＫＯ２−（ＰL×ＫＰ） そして、前記ステップＳ７２６，Ｓ７２７，Ｓ７１８を
順次実行して本ルーチンを終了する。以上のようにして
上流側Ｏ₂センサ１４Ｆの出力ＦＶＯ₂によりＫＯ₂の積
分項Ｉ及び比例項Ｐの発生タイミングが算出される。ま
た図９において、空燃比フィードバック制御開始時に、
ステップＳ７０２で学習値ＫＲＥＦを補正係数ＫＯ２の
初期値として設定してステップＳ７０３に進み、ステッ
プＳ７０３の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ７
１２〜Ｓ７２１の処理を前記同様に実行して本ルーチン
を終了する。

【００８４】図１１は、上記したステップＳ７１６，７
２６（図１０）で実行されるＫＯ2値のリミットチェッ
ク処理を示すフローチャートである。

【００８５】同図において、まず、ステップＳ７５１で
は、ＫＯ2値が上限値Ｏ2ＬＭＩＨよりも小さいか否かを
判別する。小さい場合はステップＳ７５２へ進み、ＫＯ
2値が下限値Ｏ2ＬＭＩＬより大きいか否かを判別する。
その答が肯定、即ち、Ｏ2ＬＭＩＬ＜ＫＯ2＜Ｏ2ＬＭＩ
Ｈの関係が成立するとき、フラグＦＫＯ2ＬＭＴを
“０”にセットして（ステップＳ７５３）、本ルーチン
を終了する。

【００８６】一方、前記ステップＳ７５１の答が否定
（ＮＯ）、即ちＫＯ2≧Ｏ2ＬＭＩＨである場合、または
前記ステップＳ７５２の答が否定（ＮＯ）、即ちＫＯ2
≦Ｏ2ＬＭＩＬである場合は、それぞれＫＯ2値を上限値
Ｏ2ＬＭＩＨまたは下限値Ｏ2ＬＭＩＬに設定した後（ス
テップＳ７５４，Ｓ７５５）、共にフラグＦＫＯ2ＬＭ
Ｔを“１”にセットして（ステップＳ７５６）、本ルー
チンを終了する。

【００８７】図１２は、下流側Ｏ２センサ１４Ｒによる
空燃比フィードバック制御を示すメインルーチンのフロ
ーチャートである。ここでは、上流側Ｏ２センサ１４Ｆ
の制御量のずれを下流側Ｏ２センサ１４Ｒの出力ＲＶＯ
2に応じて補正するものである。

【００８８】まず、ステップＳ８５１では、下流側Ｏ２
センサ１４Ｒによる空燃比フィードバック制御（以下、
ＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂという）の実行判定処理を行う。この
実行判定処理は、ＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂの実行を行うか、禁
止するか、あるいは一時停止するかを判定する処理（後
述する図１３参照）であり、この判定結果に従って、次
のステップＳ８５２において、ＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂが禁止
中であるか否かを判別する。禁止中の場合は、ステップ
Ｓ８５３へ進み、下流側Ｏ２センサオープンモードに設
定して（ステップＳ８５３）、ＰL項及びＰR項を共にＰ
項の初期値ＰＩＮＩで初期化した後（ステップＳ８５
４）、本ルーチンを終了する。

【００８９】また、前記ステップＳ８５２でＳｅｃＯ2
Ｆ／Ｂが禁止中でないと判別された場合は、ステップＳ
８５５でＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂが停止中か否かを判別する。
停止中である場合は、ＲＥＦ設定モードにして（ステッ
プＳ８５６）、ＰL項及びＰR項を、後述するＰＲＥＦ算
出処理で算出される学習値ＰLＲＥＦ，ＰRＲＥＦにそれ
ぞれ設定する（ステップＳ８５７）。

【００９０】前記ステップＳ８５５でＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂ
の停止中でないと判別された場合は、ＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂ
モードに設定して（ステップＳ８５８）、後述するサブ
ルーチンによりＰL項及びＰR項を算出する（ステップＳ
８５９）。さらに、ＰＲＥＦ算出処理を実行して本ルー
チンを終了する（ステップＳ８６０）。

【００９１】図１３及び図１４は、前記ステップＳ８５
１で実行されるＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂの実行判定処理のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

【００９２】図１３において、まず、ステップＳ９０１
では例えばチェッカーサーキットによって下流側Ｏ2セ
ンサ１４Ｒが断線／短絡しているか否かを判別する。下
流側Ｏ2センサ１４Ｒの断線／短絡が生じている場合は
２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を禁止し（ステップＳ９０
２）、下流側Ｏ2センサ１４Ｒの断線／短絡が生じてい
ない場合はステップＳ９０３へ進み、上流側Ｏ2センサ
１４Ｆによる空燃比フィードバック制御条件が成立して
いるか否かを判別する。この条件が成立している場合、
例えば高負荷燃料増量をしていない（エンジン負荷が中
庸）状態、上流側Ｏ2センサ１４Ｆが正常で活性化して
いる状態、及びフューエルカット中でない状態のときは
ステップＳ９０４へ進み、これら条件の１つでも欠落し
ている場合は、空燃比フィードバック制御条件が成立し
ていないと判断されて、ステップＳ９０５へ進む。

【００９３】ステップＳ９０４では、エンジンがアイド
ル時であるか否かを判別し、アイドル時である場合は、
前記ステップＳ９０２で２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を禁止
する。また、ステップＳ９０５ではフューエルカット中
であるか否かを判別し、フューエルカット中でない場合
も２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を禁止する（ステップＳ９０
２）。さらに、ステップＳ９０５の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ち、フューエルカット中である場合はステップ
Ｓ９０６に進み、２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御の禁止継続デ
ィレイ時間ｔＤＳＯＰＥＮとして、フューエルカット時
用のディレイ時間ｔＤＳＦＣ（フューエルカット後の禁
止継続時間を考慮した時間）を設定し、２Ｏ2センサＦ
／Ｂ制御の禁止を行う（図１４のステップＳ９０２）。

【００９４】前記ステップＳ９０４の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちエンジンがアイドル時でない場合はステップ
Ｓ９０７へ進み、前記フラグＦＫＯ2ＬＭＴが“１”か
否かを判別する。フラグＦＫＯ2ＬＭＴが“１”となる
ＫＯ2値の上限値または下限値貼りつき時にはステップ
Ｓ９０８へ進み、２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御の停止継続デ
ィレイ時間ｔＤＳＲＥＦとして、上限値または下限値貼
りつき時用のディレイ時間ｔＤＳＬＭＴ（上限値または
下限値貼りつき後の停止継続時間を考慮した時間）を設
定し、２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を停止する（図１４のス
テップＳ９０９）。

【００９５】前記ステップＳ９０７の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ち、フラグＦＫＯ2ＬＭＴが“０”である場合
は、下流側Ｏ2センサ１４Ｒが活性状態にあるか否か
（ステップＳ９１０）、下流側Ｏ2センサ１４Ｒが過渡
状態にあるか否か（ステップＳ９１１）を順次判別す
る。ここで、下流側Ｏ2センサ１４Ｒが過渡状態にある
場合とは、例えばエンジン水温が低温である、触媒劣化
モニタ中である、吸気管内絶対圧ＰＢＡの変動が大き
い、あるいはスロットル弁開度θＴＨの変動が大きい等
の状態をいう。

【００９６】ステップＳ９１０の答が否定（ＮＯ）、即
ち下流側Ｏ2センサ１４Ｒが不活性状態にある場合は２
Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を停止する（ステップＳ９０
９）。同様に、ステップＳ９１１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ち下流側Ｏ2センサ１４Ｒが過渡状態にある場
合も２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を停止する（ステップＳ９
０９）。

【００９７】さらに、ステップＳ９１１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ち下流側Ｏ2センサ１４Ｒが定常状態にある場
合はステップＳ９１２へ進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡが
所定の下限値ＰＢＳＬよりも小さいか否かを判別する。
その答が肯定（ＹＥＳ）の場合はエンジンが低負荷状態
にあると判断して２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御を停止し（ス
テップＳ９０９）、その答が否定（ＮＯ）の場合はエン
ジンが高負荷状態にあると判断してステップＳ９１３へ
進む。

【００９８】ステップＳ９１３では、２Ｏ2センサＦ／
Ｂ制御禁止後、前記所定時間ｔＤＳＯＰＥＮが経過した
か否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）の場合に進む
ステップＳ９１４では２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御停止後、
所定時間ｔＤＳＲＥＦが経過したか否かを判別する。そ
れらの答が否定（ＮＯ）の場合はステップＳ９１５へ進
み、２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御禁止または停止後に下流Ｏ2
センサ１４Ｆの出力ＲＶＯ2が反転したか否かを判別す
る。出力ＲＶＯ2が反転していない場合は２Ｏ2センサＦ
／Ｂ制御を停止し（ステップＳ９０９）、反転した場合
は本ルーチンを終了する。そして、前記ステップＳ９１
４の答が肯定（ＹＥＳ）、即ち２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御
停止後、所定時間ｔＤＳＲＥＦが経過した場合も本ルー
チンを終了する。

【００９９】次に、図１５及び図１６は、図１２の前記
ステップＳ８５９において実行されるＰL項，ＰR項の算
出処理を示すフローチャートである。ここでは、下流側
Ｏ２センサ１４Ｒの出力ＲＶＯ2の変動に応じてＰL項，
ＰR項を算出する。

【０１００】まず、ステップＳ９５１では、後述するサ
ブルーチンで示す手法でＰL項及びＰR項の初期化を行
い、次いでステップＳ９５２においては、Ｐ項算出実施
ディレイタイムを計数するためのカウンタＣＰＤＬＹの
カウンタ数が“０”であるか否かを判別し、“０”でな
い場合はステップＳ９５３へ進み、カウンタ数をディク
リメントして本ルーチンを終了する。一方、前記ステッ
プＳ９５２においてカウンタＣＰＤＬＹのカウンタ数が
“０”であると判別された場合は、ＣＰＤＬＹを初期値
ＣＰＤＬＹＩＮＩにリセットする。

【０１０１】続くステップＳ９５５では、下流側Ｏ２セ
ンサ１４Ｒの出力ＲＶＯ2がリーン側の基準値ＶＲＥＦ
Ｌよりも小さいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）の場合（ＲＶＯ2＜ＶＲＥＦＬ）は、ステップＳ９
５６へ進んで、前回のＰR項にＤＰＬを加算して今回の
ＰR項として設定する。さらに、ステップＳ９５７にお
いて、ＰR項がその上限値ＰRＭＡＸよりも大きいか否か
を判別する。

【０１０２】前記ステップＳ９５７の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＰR＞ＰRＭＡＸであると判別された場合は、
ＰRＭＡＸ値をＰR項として設定して（ステップＳ９５
８）ステップＳ９５９へ進む。一方、前記ステップＳ９
５７の答が否定（ＮＯ）、即ちＰR≦ＰRＭＡＸであると
判別された場合は、前記ステップＳ９５８をスキップし
てステップＳ９５９へ進む。

【０１０３】ステップＳ９５９では、前回のＰL項から
ＤＰＬを減算して今回のＰL項として設定し、次いでス
テップＳ９６０でＰL項がその下限値ＰLＭＩＮよりも小
さいか否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ち
ＰL＜ＰLＭＩＮである場合は、ＰLＭＩＮ値をＰL項とし
て設定して（ステップＳ９６１）、本ルーチンを終了
し、前記ステップＳ９６０の答が否定（ＮＯ）、即ちＰ
L≧ＰLＭＩＮである場合は前記ステップＳ９６１をスキ
ップして本ルーチンを終了する。

【０１０４】一方、前記ステップＳ９５５の答が否定
（ＮＯ）の場合（ＲＶＯ2≧ＶＲＥＦＲ）は、出力ＲＶ
Ｏ2がリッチ側の基準値ＶＲＥＦＲよりも大きいか否か
を判別し（ステップＳ９６２）、その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）の場合（ＲＶＯ2≧ＶＲＥＦＲ）は、ステップＳ９
６３へ進んで、前回のＰR項からＤＰＲを減算して今回
のＰＲ項として設定する。さらに、ステップＳ９６４に
おいて、ＰR項がその下限値ＰRＭＩＮよりも小さいか否
かを判別する。

【０１０５】前記ステップＳ９６４の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＰR＜ＰRＭＩＮであると判別された場合は、
ＰRＭＩＮ値をＰR項として設定して（ステップＳ９６
５）、ステップＳ９６６へ進む。一方、前記ステップＳ
９６４の答が否定（ＮＯ）、即ちＰR≧ＰRＭＩＮである
と判別された場合は、前記ステップＳ９６５をスキップ
してステップＳ９６６へ進む。

【０１０６】ステップＳ９６６では、前回のＰL項にＤ
ＰＲを加算して今回のＰL項として設定し、次いでステ
ップＳ９６７でＰL項がその上限値ＰLＭＡＸよりも大き
いか否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＰ
L＞ＰLＭＡＸである場合は、ＰLＭＡＸ値をＰL項として
設定して（ステップＳ９６８）、本ルーチンを終了す
る。また、前記ステップＳ９６７の答が否定（ＮＯ）、
即ちＰL≦ＰLＭＡＸである場合には前記ステップＳ９６
８をスキップして本ルーチンを終了する。

【０１０７】一方、前記ステップＳ９６２の答が否定
（ＮＯ）の場合（ＲＶＯ2≦ＶＲＥＦＲ）は、出力ＲＶ
Ｏ2が該出力ＲＶＯ2 用の基準値ＶＲＥＦよりも小さい
か否かを判別し（ステップＳ９６９）、その答が肯定
（ＹＥＳ）の場合（ＲＶＯ2＜ＶＲＥＦ）は、ステップ
Ｓ９７０へ進んで、前回のＰR 項にＤＰＬＳを加算して
今回のＰR項として設定する。さらに、ステップＳ９７
１において、ＰR項がその上限値ＰRＭＡＸよりも大きい
か否かを判別する。

【０１０８】前記ステップＳ９７１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＰR＞ＰRＭＡＸであると判別された場合は、
ＰRＭＡＸ値をＰR項として設定して（ステップＳ９７
２）ステップＳ９７３へ進む。一方、前記ステップＳ９
７１の答が否定（ＮＯ）、即ちＰR≦ＰRＭＡＸであると
判別された場合は、前記ステップＳ９７２をスキップし
てステップＳ９７３へ進む。

【０１０９】ステップＳ９７３では、前回のＰL項から
ＤＰＬＳを減算して今回のＰL項として設定し、次いで
ステップＳ９７４でＰL項がその下限値ＰLＭＩＮよりも
小さいか否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即
ちＰL＜ＰLＭＩＮである場合は、ＰLＭＩＮ値をＰL項と
して設定して（ステップＳ９７５）、本ルーチンを終了
する。また、前記ステップＳ９７４の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちＰL≧ＰLＭＩＮである場合は前記ステップＳ
９７５をスキップして本ルーチンを終了する。

【０１１０】一方、前記ステップＳ９６９の答が否定
（ＮＯ）の場合（ＲＶＯ2≧ＶＲＥＦＲ）は、ステップ
Ｓ９７６へ進んで、前回のＰR項からＤＰＲＳを減算し
て今回のＰR項として設定する。さらに、ステップＳ９
７７において、ＰR項がその下限値ＰRＭＩＮよりも小さ
いか否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＰ
R＜ＰRＭＩＮであると判別された場合は、ＰRＭＩＮ値
をＰR項として設定して（ステップＳ９７８）、ステッ
プＳ９７９へ進む。また、前記ステップＳ９７７の答が
否定（ＮＯ）、即ちＰR≧ＰRＭＩＮであると判別された
場合は、前記ステップＳ９７８をスキップしてステップ
Ｓ９７９へ進む。

【０１１１】ステップＳ９７９では、前回のＰL項にＤ
ＰＲＳを加算して今回のＰL項として設定し、次いでス
テップＳ９８０でＰL項がその上限値ＰLＭＡＸよりも大
きいか否かを判別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ち
ＰL＞ＰLＭＡＸである場合は、ＰLＭＡＸ値をＰL項とし
て設定して（ステップＳ９８１）、本ルーチンを終了す
る。前記ステップＳ９８０の答が否定（ＮＯ）、即ちＰ
L≦ＰLＭＡＸである場合は、前記ステップＳ９８１をス
キップして本ルーチンを終了する。

【０１１２】このように、本実施例では、ＶＲＥＦＬ≦
ＲＶＯ2≦ＶＲＥＦＲの条件が成立している場合は、Ｐ
項の増減を大きくし、ＲＶＯ2がこの条件から逸脱する
場合はＰ項の増減を小さくするように制御すると共に、
ＰR項及びＰL項にリミット値を設けている。以上のよう
にして下流側Ｏ₂センサ１４Ｒの出力ＦＶＯ₂により比例
項ＰＲ項及びＰＬ項を算出することにより上流側Ｏ₂セ
ンサ１４Ｆのばらつきによる空燃比の乱れを防止し、空
燃比を安定するように制御している。

【０１１３】図１７は、図１５の前記ステップＳ９５１
のＰR項，ＰL項の初期化処理を示すフローチャートであ
る。

【０１１４】まず、ステップＳ９９１では、前回がＳｅ
ｃＯ2Ｆ／Ｂ中であったか否かを判別し、ＳｅｃＯ2Ｆ／
Ｂ中であった場合は本ルーチンを終了する。また、ステ
ップＳ９９１において、前回がＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂ中では
ないと判別された場合は、ステップＳ９２２へ進み、Ｐ
L項及びＰR項を、前記ＰLＲＥＦ値，ＰRＲＥＦ値にそれ
ぞれ設定すると共に、前記カウンタ（設定値ＣＰＤＬ
Ｙ）のカウンタ数を“０”にセットして本ルーチンを終
了する。ここでＰＬＲＥＦ，ＰＲＲＥＦは上述した処理
により算出されたＰＬ項、ＰＲ項の平均値である。

【０１１５】図１８は、本発明の特徴の概要を説明する
ためのタイムチャートである。図示例では、ＫＯ2値の
下限値貼りつきを示しており、ＫＯ2値が下限値Ｏ2ＬＭ
ＩＬに貼りつく前の時刻ｔ１以前ではフラグＦＫＯ2Ｌ
ＭＴ＝０となり、上流側Ｏ2センサ１４Ｆの劣化検知が
許可されている。時刻ｔ１〜ｔ２において、上述したよ
うに例えば多量のベーパが吸気系へパージされると、Ｋ
Ｏ2値が下限値Ｏ2ＬＭＩＬに貼りつき、この間はフラグ
ＦＫＯ2ＬＭＴ＝１となるため、上流側Ｏ2センサ１４Ｆ
の劣化検知は許可されない。時刻ｔ２を経過すると、ベ
ーパ量が減少してＫＯ2値が下限値Ｏ2ＬＭＩＬから所定
範囲内に戻るが、時刻ｔ２から所定時間ｔＯＰＥＮが経
過するまではフラグＦＫＯ2ＬＭＴ＝１を継続し、空燃
比制御が安定してから劣化検知を許可とする。

【０１１６】

【発明の効果】以上に説明したように、第１の発明によ
れば、内燃エンジンの排気系に設けられた触媒式排気浄
化手段の上流側、下流側にそれぞれ設けられた第１及び
第２の空燃比センサと、前記第１及び第２の空燃比セン
サの出力に基づいて空燃比補正量を演算する空燃比補正
量演算手段と、前記空燃比補正量に基づいてエンジンへ
供給する空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記空燃
比補正量に基づいて、前記第１の空燃比の劣化を検出す
る劣化検出手段とを備えた内燃エンジンの空燃比センサ
劣化検出装置において、前記空燃比補正量が所定範囲を
越えたときに前記劣化検出手段の作動を禁止する劣化検
出禁止手段を設けたので、第１の空燃比センサの劣化検
知を正確に行うことができる。

【０１１７】第２の発明によれば、前記第１の発明にお
いて、前記空燃比補正量が前記所定範囲内に戻った時か
ら所定時間後に前記劣化検出手段の作動を許可する劣化
検出許可手段を設けたので、空燃比制御が安定してから
劣化検知を再開することができ、第１の空燃比の劣化検
出をより高精度化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る内燃エンジンの及びその
制御装置の全体構成図である。

【図２】本実施例の劣化検出処理を行うＣＰＵの内部構
成の概要を示す機能ブロック図である。

【図３】上流側Ｏ2センサ劣化モニタのメインルーチン
を示すメインフローチャートである。

【図４】上流側Ｏ2センサ劣化モニタのモニタ前条件の
成立判別サブルーチンを示すフローチャートである。

【図５】前記モニタ前条件の処理で実行される多重故障
チェック処理を示すフローチャートである。

【図６】前記多重故障チェック処理で使用されるモニタ
実施コントロール処理を示すフローチャートである。

【図７】本実施例の劣化判定処理を示すフローチャート
てある。

【図８】上流側Ｏ2センサ１４Ｆにおけるフィードバッ
クゲインの検索処理を示すフローチャートである。

【図９】２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御における空燃比補正係
数ＫＯ2の算出処理を示すフローチャートである。

【図１０】２Ｏ2センサＦ／Ｂ制御における空燃比補正
係数ＫＯ2の算出処理を示す続きのフローチャートであ
る。

【図１１】ＫＯ2リミットチェック処理を示すフローチ
ャートである。

【図１２】下流側Ｏ２センサによる空燃比フィードバッ
ク制御を示すメインルーチンのフローチャートである。

【図１３】下流側Ｏ2センサによる空燃比フィードバッ
ク制御の実行判定処理を示すフローチャートである。

【図１４】図１３の実行判定処理の続きのフローチャー
トである。

【図１５】ＰL項，ＰR項の算出処理を示すフローチャー
トである。

【図１６】ＰL項，ＰR項の算出処理を示す続きのフロー
チャートである。

【図１７】ＰR項，ＰL項の初期化処理を示すフローチャ
ートである。

【図１８】本発明の特徴の概要を説明するためのタイム
チャートである。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン １３ 三元触媒 １４Ｆ 上流側Ｏ2センサ １４Ｒ 下流側Ｏ2センサ ５ ＥＣＵ（空燃比補正量演算手段、劣化検出手段、空
燃比調整手段、劣化検出禁止手段、結果検出許可手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝澤 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 中山 隆義 栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台143番地 株式 会社ＰＳＧ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンの排気系に設けられた触媒
   式排気浄化手段の上流側、下流側にそれぞれ設けられた
   第１及び第２の空燃比センサと、前記第１及び第２の空
   燃比センサの出力に基づいて空燃比補正量を演算する空
   燃比補正量演算手段と、前記空燃比補正量に基づいてエ
   ンジンへ供給する空燃比を調整する空燃比調整手段と、
   前記空燃比補正量に基づいて、前記第１の空燃比の劣化
   を検出する劣化検出手段とを備えた内燃エンジンの空燃
   比センサ劣化検出装置において、 前記空燃比補正量が所定範囲を越えたときに前記劣化検
   出手段の作動を禁止する劣化検出禁止手段を設けたこと
   を特徴とする内燃エンジンの空燃比センサ劣化検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記空燃比補正量が前記所定範囲内に戻
   った時から所定時間後に前記劣化検出手段の作動を許可
   する劣化検出許可手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の内燃エンジンの空燃比センサ劣化検出装置。