JPH0650194A

JPH0650194A - 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置

Info

Publication number: JPH0650194A
Application number: JP4225285A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sato; 佐藤　　敏彦; Takeshi Takizawa; 剛滝澤; Yoichi Iwata; 洋一岩田; Hiroshi Ito; 洋伊東; Takayoshi Nakayama; 隆義中山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22
Also published as: US5396766A

Abstract

(57)【要約】【目的】酸素センサの劣化検出精度を向上させて、三
元触媒が劣化している場合に生ずる排気エミッション特
性の悪化を防止できる内燃エンジンの酸素センサ劣化検
出装置を提供することを目的とする。【構成】触媒１５の劣化度合を検出していれば（ステ
ップＳ７０１）、判定値テーブルを使用して上流側Ｏ２
センサ１４Ｆの劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴを検索する（ス
テップＳ７０２）。この判定値テーブルは、前記触媒１
５の劣化度合（ＴＣＨＫ）に対する上流側Ｏ２センサ１
４Ｆの劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴが示されている。次に、
ステップＳ７０３〜ステップＳ７０５において、上流側
Ｏ２センサ１４Ｆの反転周期ＴＣＹＣＬが劣化判定値Ｔ
Ｏ２ＣＡＴよりも大きい場合には上流側Ｏ2センサ１４
Ｆが異常状態であると判断し、小さいと判別された場合
には、正常状態であると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三元触媒の上、下流に
酸素センサがそれぞれ設けられた内燃エンジンの上流側
酸素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、三
元触媒の上流側に取付けられた酸素センサにより排気ガ
ス中の酸素ガス濃度を検出し、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、三元触媒の下流側にも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Ｏ
2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、前記制御操
作量の補正値及び上流側Ｏ2センサの出力の反転周期に
基づいて上流側Ｏ2センサの劣化を検出して、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提案されている（特開平４−７２４
３８号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＯ２センサの劣化検出手法では、次のような課題が
あった。

【０００７】すなわち、三元触媒が正常に機能している
場合は、上流側Ｏ２センサがやや劣化して特性が多少低
下していても、三元触媒により排気ガスが浄化されるの
で、排気エミッション特性は悪化しない。ところが、三
元触媒が劣化して浄化作用が低下すると排気ガス中の有
害成分が浄化されなくなるため、上流側Ｏ２センサの特
性が多少でも低下していると、それが排気エミッション
特性に直接悪影響を及ぼすことになる。

【０００８】上記手法ではこの点を考慮しておらず、単
に前記制御操作量の補正値及び上流側Ｏ２センサの出力
反転周期のみで上流側Ｏ２センサの劣化を検出している
ため、三元触媒が劣化して浄化作用が低下している場合
には、排気エミッション特性が悪化したままの状態で運
転が継続される恐れがあった。

【０００９】本発明は上記従来の問題点に鑑み、酸素セ
ンサの劣化検出精度を向上させて、三元触媒が劣化して
いる場合に生ずる排気エミッション特性の悪化を防止で
きる内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内燃エンジンの排気系に配された三元触媒
の上、下流にそれぞれ設けられ排気中の酸素濃度を検出
する第１及び第２の酸素センサと、該第１及び第２の酸
素センサの出力に基づいて前記エンジンに供給される混
合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え、前記
第１の酸素センサの出力に基づいて該第１の酸素センサ
の出力の周期を検出する周期検出手段と、前記周期に基
づき前記第１の酸素センサの劣化検出を行う内燃エンジ
ンの酸素センサ劣化検出装置において、前記三元触媒の
劣化度合を検出する触媒劣化検出手段と、前記三元触媒
の劣化度合に応じて酸素センサ劣化判別値を決定する判
別値決定手段と、前記劣化判別値と前記周期との比較に
より前記第１の酸素センサの劣化を検出する酸素センサ
劣化検出手段と、酸素センサ劣化検出手段により前記第
１の酸素センサの劣化が検出された時に警報する警報手
段とを備えたものである。

【００１１】

【作用】本発明は、上記構成により、第１の酸素センサ
の劣化判定値は三元触媒の劣化度合に応じて変更され
る。すなわち、三元触媒の劣化が進んでいるほど、第１
の酸素センサの劣化度合が小さい場合でも、劣化として
判定されるように前記劣化判定値を設定している。この
ことによりＯ₂センサの劣化を検出し排気エミッション
特性が悪化する状態の時には警報装置を作動させドライ
バーに知らせるようにしている。これにより、三元触媒
及びＯ₂センサが劣化することにより生ずる排気エミッ
ション特性の悪化した状態で運転が継続されることを防
止できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１３】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（酸素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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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４５度のクランク
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。

【００１７】排気管１２に設けられた触媒（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、酸素濃度センサとしての上流側Ｏ2センサ１４Ｆ
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（Ｆ
Ｖ₀₂，ＲＶ₀₂）がＥＣＵに供給される。また触媒１３に
はその温度を検出する触媒温度（ＴCAT）センサ１５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。

【００１８】更に、エンジン１の排気ガスの一部を吸気
通路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通路と、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。

【００１９】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。

【００２０】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内で発生した蒸発ガス
は、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３３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
発ガスは吸気管２の負圧により、キャニスタ３３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
に発生した燃料蒸発ガスが大気に放出されることを抑止
している。

【００２１】なお、ＥＣＵ５には、後述する警報手段と
してのＬＥＤ４６が接続されている。

【００２２】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３９等に駆動信号
を供給する出力回路５ｄ等から構成される。なお、ＥＣ
Ｕ５は、点火コイルの電圧等を用いて失火検出を行う機
能を有している。

【００２３】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。

【００２４】

【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。

【００２５】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。

【００２６】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。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。

【００２７】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。

【００２８】図２は、本実施例を備えたＣＰＵ５ｂの内
部構成を示す図である。

【００２９】ＣＰＵ５ｂは、上流側Ｏ２センサ１４Ｆに
よる空燃比フィードバック制御の特性を下流側酸素セン
サ１４Ｒの出力で補償するための空燃比制御手段とし
て、上流側Ｏ２センサ１４Ｆからの出力信号ＦＶｏ2に
基づいて第１空燃比補正係数を算出する第１空燃比補正
係数算出手段５１と、下流側Ｏ２センサ１４Ｒからの出
力信号ＲＶｏ2に基づいて第２空燃比補正係数を算出す
る第２空燃比補正係数算出手段５２と、算出された前記
第１及び第２空燃比補正係数を切換える係数切換え手段
５３と、この係数切換え手段５３の切換え結果に基づい
て燃料噴射時間ＴOUTを算出する燃料噴射量算出手段５
４とを備えている。

【００３０】さらに、ＣＰＵ５ｂは、上流側Ｏ２センサ
１４Ｆの劣化を検出するための酸素センサ劣化検出手段
として、上流側Ｏ２センサ１４Ｆからの出力信号ＦＶｏ
2によりその出力反転周期を後述する算出式に用いて算
出する周波数（周期）計測手段５５と、後述するように
下流側Ｏ２センサ１４Ｒによる空燃比フィードバック制
御中のＰ項（比例項）発生時から下流側Ｏ２センサ１４
Ｒの出力ＲＶｏ2の反転までの時間（応答遅れ時間）を
計測して三元触媒の劣化度合を検出する三元触媒劣化度
合検出手段５６と、前記三元触媒の劣化度合に基づいて
劣化判定値を決定する劣化判定値決定手段５７と、前記
出力反転周期及び劣化判定値に基づいて上流側Ｏ２セン
サ１４Ｆの劣化を判別する上流側Ｏ２センサ劣化判別手
段５８と、この判別結果に応じてＬＥＤ４６を点灯する
警報手段５９とを備えている。

【００３１】ここで三元触媒劣化度合検出手段５６は前
記応答遅れ時間を検出する代わりに下流側Ｏ₂センサ１
４Ｒの出力の反転周期により検出するように構成しても
よい。

【００３２】本実施例では、後述するように、排気エミ
ッションの悪化を防止するために触媒１５の劣化度合に
応じて上流側Ｏ２センサの劣化判定値を変更するのであ
るが、その概略の動作を前記図２の各手段を用いて説明
する。

【００３３】まず、第１及び第２空燃比補正係数算出手
段５１，５２は、上流側Ｏ２センサ１４Ｆ及び下流側Ｏ
２センサ１４Ｒの各出力ＦＶｏ2，ＲＶｏ2に応じて、そ
れぞれ第１及び第２空燃比補正係数を算出する。この
時、係数切換え手段５３は、この第１及び第２空燃比補
正係数の双方を燃料噴射量手段５４へ供給する。続いて
燃料噴射量算出手段５４は、前記第１及び第２空燃比補
正係数に基づいて燃料噴射時間ＴOUTを決定する。この
ような空燃比フィードバック制御中に、周波数計測手段
５５は、上流側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶｏ2の反転
周期を計測する。

【００３４】次に、触媒１５の劣化度合を検出するた
め、下流側Ｏ２センサ１４Ｒのみによる空燃比フィード
バック制御を行う。すなわち、係数切換え手段５３は、
燃料噴射量算出手段５４へ供給する空燃比補正係数を第
２空燃比補正係数のみになるように、第２空燃比補正係
数算出手段５２側へ入力を切換える。これによって燃料
噴射量算出手段５４は、第２空燃比補正係数のみによっ
て燃料噴射時間ＴOUTを算出し、燃料噴射弁６は該燃料
噴射時間ＴOUTに応じた混合気を噴射する。この下流側
Ｏ２センサ１４Ｒによる空燃比フィードバック制御中に
三元触媒劣化度合検出手段５６は前記応答遅れ時間を計
測する。

【００３５】劣化判定値決定手段５７はこの応答遅れ時
間すなわち三元触媒の劣化度合に基づいて上流側Ｏ２セ
ンサ１４Ｆの劣化判定値を後述する判別値テーブルを用
いて決定し、上流側Ｏ２センサ劣化判別手段５８は、こ
の決定された劣化判定値と前記周波数計測手段５５によ
り計測された上流側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶｏ2の
反転周期とを比較して上流側Ｏ２センサ１４Ｆの劣化を
判別する。なお、上流側Ｏ２センサ１４Ｆの出力ＦＶｏ
2の反転周期を計測する代りに、第１空燃比補正係数の
振幅を計測し、上流側Ｏ２センサ劣化判別手段５８は、
該第１空燃比補正係数の振幅と前記劣化判定値とを比較
して上流側Ｏ２センサ１４Ｆの劣化を判別するように構
成してもよい。

【００３６】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。

【００３７】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
成立しない場合は本ルーチンを終了し、一方、モニタ前
条件が成立した場合はステップＳ１０２へ進む。

【００３８】ステップＳ１０２では、後述する（図１１
のステップＳ９２８参照）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Ｓ１０３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Ｓ１０４でモニタ
を開始して本ルーチンを終了する。

【００３９】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Ｓ１０３
の答が否定（ＮＯ）となり、続くステップＳ１０５で前
記反転の回数ｎＷＡＶＥを計数した後、ステップＳ１０
６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Ｓ１０７で反転周期ＴＣＹＣＬを数式２で算出
する。

【００４０】

【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Ｓ１０４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。

【００４１】前記ステップＳ１０７で反転周期ＴＣＹＣ
Ｌが算出された後、ステップＳ１０８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
０９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。

【００４２】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Ｓ３００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Ｓ３０１）。すなわち、吸気温セン
サ８の出力ＴＡが所定範囲ＴＡCHKL〜ＴＡCHKHL（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、６
０℃〜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、２
８００ｒｐｍ〜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ＰＢＡCHKL〜Ｐ
ＢＡCHKH（例えば、負圧で−３５０ｍｍＨｇ〜−２５０
ｍｍＨｇ）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Ｓ３０２で車速ＶＨ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Ｓ３０３
でモニタが許可される前の所定時間（例えば１０秒）間
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Ｓ３０４で所定時間（例えば２秒）
経過したかが判別される。

【００４３】而して、上記ステップＳ３０１〜Ｓ３０４
の答が全て肯定（ＹＥＳ）の場合に、ステップ３０５で
モニタが許可されて図３のステップＳ１０２に移行し、
いずれかの答が（Ｎｏ）の場合に、ステップＳ３０６で
モニタが不許可とされて、図３のメインルーチンが終了
する。

【００４４】次に、前記モニタ前条件成立の判別処理
（図４のステップＳ３００）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。

【００４５】図５において、まずステップＳ４０１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
４０２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Ｓ４０２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Ｓ４０３へ進む。

【００４６】ステップＳ４０３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Ｓ４０４へ進む。

【００４７】ステップＳ４０４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Ｓ４０
５へ進む。

【００４８】ステップＳ４０５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Ｓ４０６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Ｓ４０７で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Ｓ４０
８で多重チェック結果ＯＫと判断する。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Ｓ３００
の答が肯定（ＹＥＳ）となり、続くステップＳ３０１へ
進むことになる。

【００４９】一方、これらステップＳ４０１，Ｓ４０３
〜Ｓ４０５，Ｓ４０７〜Ｓ４０７のいずれかの答が肯定
（ＹＥＳ）、またはステップＳ４０２，Ｓ４０３，Ｓ４
０６Ｋ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Ｓ４０
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Ｓ３００
の答が否定（ＮＯ）となり、前記ステップＳ３０６でモ
ニタ不許可となる。

【００５０】図６は、図５の前記ステップＳ４０５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。

【００５１】まず、ステップＳ５０１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Ｓ５０２へ進む。ステップＳ５０２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Ｓ５０３
へ進む。

【００５２】続くステップＳ５０３〜Ｓ５０４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。

【００５３】まず、ステップＳ５０３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Ｓ５０
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Ｓ５０５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。

【００５４】また、前記ステップＳ５０４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
Ｓ５０６で上流側Ｏ2センサ１４Ｆのモニタの実行を許
可する。

【００５５】一方、前記ステップＳ５０３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Ｓ５
０６）。

【００５６】また、前記ステップＳ５０１で前記フラグ
ＦＰＧＳＣＮＴが“１”のときはステップＳ５０７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センサのモニタを
不許可にする。前記ステップＳ５０２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
常と誤検知する虞があるため、ステップＳ５０８で上流
側Ｏ₂センサのモニタを不許可にする。

【００５７】以上から明らかなように、前記ステップＳ
５０６、ステップＳ５０７、及びステップＳ５０８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Ｓ４０５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Ｓ５０６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Ｓ４
０５の答が否定（ＮＯ）となり、次の前記ステップＳ４
０６へ進むことになる。

【００５８】図７は、前記図３の前記ステップＳ１０８
の劣化判定処理のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【００５９】これは、図２の劣化判定値決定手段５７及
び上流側Ｏ２センサ劣化判別手段５８で実行されるもの
であり、まず、ステップＳ７０１において、触媒１５の
劣化度合の検出が終了したか否かを判別する。例えば前
述したような手法で触媒１５の劣化度合を応答遅れ時間
ＴＣＨＫとして検出していれば、図８に示す判定値テー
ブル（劣化判定値決定手段５７に相当する）を使用して
上流側Ｏ２センサ１４Ｆの劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴを検
索する（ステップＳ７０２）。

【００６０】この判定値テーブルは、前記応答遅れ時間
計測手段５６により計測された応答遅れ時間ＴＣＨＫ
（触媒１５の劣化度合に対応する）に対する上流側Ｏ２
センサ１４Ｆの劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴを右上がり傾斜
で示すものであり、応答遅れ時間ＴＣＨＫは短いほど触
媒１５が劣化していることを示す。

【００６１】次に、ステップＳ７０３において、前記図
３のステップＳ１０７で算出した反転周期ＴＣＹＣＬが
前記劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴよりも大きいか否かを判別
し、劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴよりも大きい場合にはステ
ップＳ７０４で上流側Ｏ2センサ１４Ｆが劣化状態であ
ると判断して警報手段５９によりＬＥＤ４６を点灯させ
て本ルーチンを終了する。また、ステップＳ７０３で反
転周期ＴＣＹＣＬが劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴよりも小さ
いと判別された場合には、ステップＳ７０５で上流側Ｏ
2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。

【００６２】上述したように、応答遅れ時間ＴＣＨＫは
短いほど触媒１５が劣化していることを示すため、触媒
１５の劣化が進んでいるほど、前記判別値テーブルで検
索される劣化判定値ＴＯ２ＣＡＴは小さいものとなり、
その結果、上流側Ｏ２センサ１４Ｆの劣化度合が小さい
場合でも、異常として判定される。これにより、上流側
Ｏ２センサ１４Ｆの劣化検出精度が向上すると共に、異
常判定が行われた場合にはＬＥＤ４６が点灯してセンサ
交換を促すようにするので、触媒１５が劣化している場
合に生ずる排気エミッション特性の悪化を防止すること
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９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Ｓ８０１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Ｓ８０２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Ｓ８０１
の答がアイドル状態以外となれば、ステップＳ８０３へ
進む。

【００６６】ステップＳ８０３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Ｓ８０４）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Ｓ８０３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Ｓ８０５）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Ｓ９０１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Ｓ９０２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Ｓ９０３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Ｓ９０４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Ｓ９０５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Ｓ９０５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
Ｓ９０６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Ｓ９０４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Ｓ９０８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Ｓ９０８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Ｓ９０９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にリセットしてスタートする。

【００７２】そして、前記ステップＳ９０６の答が否定
（ＮＯ）、即ちＣＤＬＹ１≧ＴＤＲ１の場合は、前記ス
テップＳ９０７をスキップしてステップＳ９１１へ進
む。同様に、前記ステップＳ９０９の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちＣＤＬＹ１＜ＴＤＬ１の場合は、前記ステッ
プＳ９１０をスキップしてステップＳ９１１へ進む。

【００７３】ステップＳ９１１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Ｓ９１２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Ｓ９１３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Ｓ
９１４へ進み、ＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＲ１
にリセットして、ステップＳ９１５へ進む。また、前記
ステップＳ９１３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Ｓ９１４をスキップしてステップＳ９１５へ進む。

【００７４】ステップＳ９１５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Ｓ９１５の処理後は、公知の手法により、ＫＯ
２値のリミットチェック（ステップＳ９１６）、及びＫ
ＲＥＦ２値（発進時のＫＯ２の学習値）を算出して（ス
テップＳ９１７）、そのリミットチェックを行って（ス
テップＳ９１８）本ルーチンを終了する。

【００７６】一方、前記ステップＳ９１２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Ｓ９１９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Ｓ９２０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Ｓ９２１へ進む。また、前記
ステップＳ９１９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Ｓ９２１へ進
む。ステップＳ９２１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Ｓ９１６〜９１８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Ｓ９１１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Ｓ９２２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Ｓ９２
２でＦＡＦ１＝０の時、すなわちＦＶＯ₂がリーンの場
合、ステップＳ９２２の答が肯定（ＹＥＳ）となりステ
ップＳ９２３へ進む。ステップＳ９２３ではフラグＦＡ
Ｆ２を“０”にセットして、続いてステップＳ９２４で
ＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＲ１にリセットして
ステップＳ９２５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ＫＰは前述したステップＳ８０
２，Ｓ８０４，Ｓ８０５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、補正係数ＫＯ２のリミットチェック（ステップ
Ｓ９２６）、ＫＲＥＦ０値（アイドル時のＫＯ２の平均
値）及びＫＲＥＦ１値（アイドル時以外のＫＯ２の平均
値）を算出して（ステップＳ９２７）、前記ステップＳ
９１８を経て本ルーチンを終了する。

【００８１】また、前記ステップＳ９２２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、ステップＳ９２２の答が否定（ＮＯ）と
なりステップＳ９２８へ進む。ステップＳ９２８ではフ
ラグＦＡＦ２を“１”にセットし、続いてステップＳ９
２９でＣＤＬＹ１値をディレイタイムＴＤＬ１にリセッ
トしてステップＳ９３０へ進む。

【００８２】ステップＳ９３０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Ｓ８０２，Ｓ８０４，Ｓ８０５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Ｓ９２６，Ｓ９２７，Ｓ９１８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Ｓ９０２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Ｓ９０３に進み、ステップ
Ｓ９０３の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ９１
２〜Ｓ９２１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。

【００８５】まず、ステップＳ９３１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の実行を禁止する
か、あるいは一時停止するかを判定する処理であり、Ｓ
ｅｃＯ2Ｆ／Ｂの実行の禁止条件としては、下流側Ｏ２
センサ１４Ｒの断線／短絡が検出されているとき、上流
側Ｏ２センサ１４Ｆによる空燃比フィードバック制御が
成立していないとき、またはエンジン運転領域がアイド
ル時であるとき等である。さらに、ＳｅｃＯ2Ｆ／Ｂの
実行の停止条件は、下流側Ｏ２センサ１４Ｒが不活性状
態であるとき、下流側Ｏ２センサ１４Ｒが過渡状態であ
るとき、禁止後所定時間経過してないとき、あるいは停
止後所定時間経過していないときなどである。

【００８６】次に、ステップＳ９３２において、Ｓｅｃ
Ｏ2Ｆ／Ｂが禁止中であるか否かを判別し、禁止中の場
合は、ステップＳ９３３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Ｓ９３３）、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Ｓ９３４）、本ルーチンを終了する。

【００８７】また、前記ステップＳ９３２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
９３５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Ｓ９３６）、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Ｓ９３７）。

【００８８】前記ステップＳ９３５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Ｓ９３８）、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
９３９）。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Ｓ９４０）。

【００８９】次に、図１３及び図１４は、図１２の前記
ステップＳ９３９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。

【００９０】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
リメントして設定値ＣＰＤＬＹと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Ｃ
ＰＤＬＹ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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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≦ＰLＭＡＸａである場合には前記ステップＳ９
６８をスキップして本ルーチンを終了する。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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
項の増減を小さくし、ＲＶＯ2がこの条件から逸脱する
場合はＰ項の増減を大き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。

【０１０３】以上のようにして下流側Ｏ₂センサ１４Ｒ
の出力ＲＶＯ₂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。

【０１０４】図１５は、図１３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。

【０１０５】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。

【０１０６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、内燃エンジンの排気系に配された三元触媒の上、下
流にそれぞれ設けられ排気中の酸素濃度を検出する第１
及び第２の酸素センサと、該第１及び第２の酸素センサ
の出力に基づいて前記エンジンに供給される混合気の空
燃比を制御する空燃比制御手段とを備え、前記第１の酸
素センサの出力に基づいて該第１の酸素センサの出力の
周期を検出する周期検出手段と、前記周期に基づき前記
第１の酸素センサの劣化検出を行う内燃エンジンの酸素
センサ劣化検出装置において、前記三元触媒の劣化度合
を検出する触媒劣化検出手段と、前記三元触媒の劣化度
合に応じて酸素センサ劣化判別値を決定する判別値決定
手段と、前記劣化判別値と前記周期との比較により前記
第１の酸素センサの劣化を検出する酸素センサ劣化検出
手段と、酸素センサ劣化検出手段により前記第１の酸素
センサの劣化が検出された時に警報する警報手段とを備
えたので、三元触媒が劣化して浄化作用が低下した時に
はＯ₂センサの劣化判別値を、Ｏ₂センサの劣化度合が小
さいときでも劣化と判定させるような値に決定すること
により、排気エミッション特性が悪化する状態が検出さ
れた時にはドライバに触媒またはＯ₂センサの異常を知
らせることにより早急に異常部品の交換を指示し排気エ
ミッション特性が悪化したまま運転を続行することを防
止できる。

【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】本実施例の酸素センサ劣化検出装置を備えたＣ
ＰＵの内部構成を示す図である。

【図３】上流側Ｏ2センサの劣化検出（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。

【図４】本実施例の上流側Ｏ2センサの劣化モニタのモ
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】前記劣化判定処理で使用される判別値テーブル
を示す図である。

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

【図１１】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１２】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。

【図１３】図１２の前記ステップＳ９３９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。

【図１４】図１２の前記ステップＳ９３９において実行
される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１５】図１３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。

【符号の説明】

１内燃エンジン１３三元触媒（触媒式排気浄化装置）１４Ｆ上流側Ｏ2センサ１４Ｒ下流側Ｏ2センサ５ＥＣＵ（空燃比制御手段、酸素センサ劣化検出手
段、触媒劣化検出手段、判別値決定手段）

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】更に、エンジン１の排気ガスの一部を吸気
通路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と、この排気還流路１８
の途中に介設された排気還流量を制御する排気還流弁１
９とにより構成されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】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３９等に駆動信号
を供給する出力回路５ｄ等から構成される。なお、ＥＣ
Ｕ５は、点火コイルの電圧またはクランク回転速度の変
動を用いて失火検出を行う機能を有している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６８】図１０及び図１１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１４
Ｆの出力ＦＶＯ2と下流側Ｏ２センサ１４Ｒの出力ＲＶ
Ｏ2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。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８３】

【数６】ＫＯ２＝ＫＯ２−（ＰL×ＫＰ）そして、前記ステップＳ９２６，Ｓ９２７，Ｓ９１８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１０において空燃比フィードバック制御開始時に、
ステップＳ９０２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Ｓ９０３に進み、ステッ
プＳ９０３の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ９
１２〜Ｓ９２１の処理を前記同様に実行して本ルーチン
を終了する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊東洋埼玉県和光市中央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

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気系に配された三元触
媒の上、下流にそれぞれ設けられ排気中の酸素濃度を検
出する第１及び第２の酸素センサと、該第１及び第２の
酸素センサの出力に基づいて前記エンジンに供給される
混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え、前
記第１の酸素センサの出力に基づいて該第１の酸素セン
サの出力の周期を検出する周期検出手段と、前記周期に
基づき前記第１の酸素センサの劣化検出を行う内燃エン
ジンの酸素センサ劣化検出装置において、前記三元触媒の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手
段と、前記三元触媒の劣化度合に応じて酸素センサ劣化判別値
を決定する判別値決定手段と、前記劣化判別値と前記周期との比較により前記第１の酸
素センサの劣化を検出する酸素センサ劣化検出手段と、酸素センサ劣化検出手段により前記第１の酸素センサの
劣化が検出された時に警報する警報手段とを備えたこと
を特徴する内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置。