JPH08338289A

JPH08338289A - 空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH08338289A
Application number: JP16807395A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Miyashita; 光太郎宮下; Hirofumi Muto; 浩文武藤; Katsushi Watanabe; 勝志渡辺; Yukio Noda; 幸男野田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JP3377336B2

Abstract

(57)【要約】【目的】容易かつ正確に空燃比センサの応答性劣化を
検出することができる空燃比制御装置を提供する。【構成】ＬＡＦセンサ１７の応答劣化判定が開始され
ると（ステップＳ５５３）、ＰＩフィードバック制御で
得られた検出当量比ＫＡＣＴが反転判定用基準値ＫＣＭ
ＲＰＨより小さい状態から大きい状態へと反転する毎
に、カウンタＮＷＡＶＥが「１」だけインクリメントさ
れ（ステップＳ５６１）、タイマｔｍＷＡＶＥが所定時
間ＴＭＷＡＶＥを越えると（ステップＳ５６２）、検出
当量比ＫＡＣＴの周期ｔｍＣＹＣＬが算出され（ステッ
プＳ５６３）、この周期ｔｍＣＹＣＬが所定周期ｔｍＣ
ＹＣＬＯＫ以上であるときは、ＬＡＦセンサ１７の応答
性が劣化していると判定される（ステップＳ５６４、Ｓ
５６５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気系に設
けられた空燃比センサの出力に基づいて機関に供給され
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
る空燃比制御装置に関し、特に広域空燃比センサの劣化
検出機能を備えた空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気系に広域空燃比センサを
設け、この空燃比センサの出力に基づいて機関に供給す
る混合気に空燃比を比例項、積分項等を用いてフィード
バック制御する手法は従来より広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空燃比制御装置では、センサ保護用プロテクタの目
詰まり等により広域空燃比センサの応答性が劣化して
も、運転者はそれを早期に且つ的確に把握することがで
きないため、広域空燃比センサの応答性が劣化したこと
により供給空燃比のフィードバック制御が適正に行われ
ず、運転者が気づかないうちにエミッション特性および
運転性が悪化する虞れがあるという問題があった。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、容易かつ正確に
空燃比センサの応答性劣化を検出することができる空燃
比制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の空燃比制御装置は、内燃機関の排
気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出
力する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段の出力に基
づいて前記機関に供給する混合気の空燃比を比例項およ
び積分項により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と、前記空燃比検出手段の
出力の反転周期を算出する反転周期算出手段と、該反転
周期算出手段により算出された反転周期に基づいて前記
空燃比検出手段の劣化を検出する劣化検出手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００６】同じ目的を達成するために本発明の請求項
２の空燃比制御装置は、上記請求項１の構成において、
前記反転周期算出手段は、前記空燃比検出手段の出力の
反転を判別する基準値にヒステリシスを設けたことを特
徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の請求項１の空燃比制御装置によれば、
空燃比検出手段の出力に基づいて内燃機関に供給する混
合気の空燃比が比例項および積分項により目標空燃比に
フィードバック制御され、前記空燃比検出手段の出力の
反転周期が算出され、該算出された反転周期に基づいて
前記空燃比検出手段の劣化が検出される。

【０００８】本発明の請求項２の空燃比制御装置によれ
ば、前記空燃比検出手段の出力はヒステリシスを設けた
基準値と比較されその反転が判別される。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１０】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関
（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を
示す図である。同図中、１は各気筒に吸気弁及び排気弁
（図示せず）を各１対ずつ設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
エンジンである。

【００１１】エンジン１の吸気管２は分岐部（吸気マニ
ホルド）１１を介してエンジン１の各気筒の燃焼室に連
通する。吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されて
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、スロットル弁開度θＴＨに
応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット
（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。吸気管２に
は、スロットル弁３をバイパスする補助空気通路６が設
けられており、該通路６の途中には補助空気量制御弁７
が配されている。補助空気量制御弁７は、ＥＣＵ５に接
続されており、ＥＣＵ５によりその開弁量が制御され
る。

【００１２】吸気管２のスロットル弁３の上流側には吸
気温（ＴＡ）センサ８が装着されており、その検出信号
がＥＣＵ５に供給される。吸気管２のスロットル弁３と
吸気マニホルド１１の間には、チャンバ９が設けられて
おり、チャンバ９には吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ
１０が取り付けられている。ＰＢＡセンサ１０の検出信
号はＥＣＵ５に供給される。

【００１３】エンジン１の本体にはエンジン水温（Ｔ
Ｗ）センサ１３が装着されており、その検出信号がＥＣ
Ｕ５に供給される。ＥＣＵ５には、エンジン１のクラン
ク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位
置センサ１４が接続されており、クランク軸の回転角度
に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位
置センサ１４は、エンジン１の特定の気筒の所定クラン
ク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」と
いう）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開
始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のク
ランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８
０度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣセンサ及
びＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク角周期（例え
ば３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」
という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬ信号
パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パルスがＥＣ
Ｕ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転
数ＮＥの検出に使用される。

【００１４】吸気マニホルド１１の吸気弁の少し上流側
には、各気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられており、各
噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されているととも
にＥＣＵ５に電気的に接続されて、ＥＣＵ５からの信号
により燃料噴射時期及び燃料噴射時間（開弁時間）が制
御される。エンジン１の点火プラグ（図示せず）もＥＣ
Ｕ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５により点火時
期θＩＧが制御される。

【００１５】排気管１６は分岐部（排気マニホルド）１
５を介してエンジン１の燃焼室に接続されている。排気
管１６には分岐部１５が集合する部分の直ぐ下流側に、
広域空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）１７
が設けられている。さらにＬＡＦセンサ１７の下流側に
は直下三元触媒１９及び床下三元触媒２０が配されてお
り、またこれらの三元触媒１９及び２０の間には酸素濃
度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１８が装着され
ている。三元触媒１９、２０は、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の浄化を行う。

【００１６】ＬＡＦセンサ１７は、ローパスフィルタ２
２を介してＥＣＵ５に接続されており、排気ガス中の酸
素濃度（空燃比）に略比例した電気信号を出力し、その
電気信号をＥＣＵ５に供給する。Ｏ２センサ１８は、そ
の出力が理論空燃比の前後において急激に変化する特性
を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ側で高レベル
となり、リーン側で低レベルとなる。Ｏ２センサ１８
は、ローパスフィルタ２３を介してＥＣＵ５に接続され
ており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。排気還
流機構３０は、吸気管２のチャンバ９と排気管１６とを
接続する排気還流路３１と、排気還流路３１の途中に設
けられ、排気還流量を制御する排気還流弁（ＥＧＲ弁）
３２と、ＥＧＲ弁３２の弁開度を検出し、その検出信号
をＥＣＵ５に供給するリフトセンサ３３とから成る。Ｅ
ＧＲ弁３２は、ソレノイドを有する電磁弁であり、ソレ
ノイドはＥＣＵ５に接続され、その弁開度がＥＣＵ５か
らの制御信号により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。

【００１７】蒸発燃料処理装置４０では、燃料タンク４
１は通路４２を介してキャニスタ４５に連通し、キャニ
スタ４５はパージ通路４３を介して吸気管２のチャンバ
９に連通している。キャニスタ４５は、燃料タンク４１
内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着剤を内蔵し、外気
取込口を有する。通路４２の途中には、正圧バルブ及び
負圧バルブから成る２ウェイバルブ４６が配設され、パ
ージ通路４３の途中にはデューティ制御型の電磁弁であ
るパージ制御弁４４が設けられている。パージ制御弁４
４は、ＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５からの信号
に応じて制御される。

【００１８】また、ＥＣＵ５には、大気圧を検出する大
気圧（ＰＡ）センサ２１が接続されており、その検出信
号がＥＣＵ５に供給される。

【００１９】ＥＣＵ５は、上述した各種センサからの入
力信号波形を整形して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化する等の機
能を有する入力回路と、中央処理回路（ＣＰＵ）と、該
ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述する各種
マップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭから
なる記憶回路と、燃料噴射弁１２等の各種電磁弁や点火
プラグに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。

【００２０】ＥＣＵ５は、上述の各種エンジン運転パラ
メータ信号に基づいて、ＬＡＦセンサ１７及びＯ２セン
サ１８の出力に応じたフィードバック制御運転領域やオ
ープン制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別
するとともに、エンジン運転状態に応じ、下記数式１に
より燃料噴射弁１２の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算し、
この演算結果に基づいて燃料噴射弁１２を駆動する信号
を出力する。

【００２１】

【数１】ＴＯＵＴ（Ｎ）＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×Ｋ
ＣＭＤＭ×ＫＬＡＦここでＮは、気筒番号を表し、これを付したパラメータ
は気筒毎に算出される。なお、本実施例ではエンジンへ
の燃料供給量は燃料噴射時間として算出されるが、これ
は噴射される燃料量に対応するので、ＴＯＵＴを燃料噴
射量若しくは燃料量とも呼んでいる。

【００２２】また、ＫＴＯＴＡＬは、エンジン水温ＴＷ
に応じて設定されるエンジン水温補正係数ＫＴＷ，排気
還流実行中に排気還流量に応じて設定されるＥＧＲ補正
係数ＫＥＧＲ，蒸発燃料処理装置４０によるパージ実行
時にパージ燃料量に応じて設定されるパージ補正係数Ｋ
ＰＵＧ等のフィードフォワード系補正係数をすべて乗算
することにより算出される補正係数であり、ＫＣＭＤＭ
は最終目標空燃比係数、ＫＬＡＦはＬＡＦセンサ１７の
出力に応じて算出されるＰＩＤ補正係数である。

【００２３】本実施例では、上述した燃料噴射時間ＴＯ
ＵＴ（Ｎ）の算出等の機能は、ＥＣＵ５のＣＰＵによる
演算処理により実現されるので、この処理のフローチャ
ートを参照して処理の内容を具体的に説明する。

【００２４】図２は、ＬＡＦセンサ１７の出力に応じて
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦを算出する処理のフローチャー
トである。本処理はＴＤＣ信号パルスの発生毎に実行さ
れる。

【００２５】ステップＳ１では、始動モードか否か、す
なわちクランキング中か否かを判別し、始動モードのと
きは始動モードの処理へ移行する（ステップＳ１１）。
始動モードでなければ、目標空燃比係数（目標当量比）
ＫＣＭＤ及び最終目標空燃比係数ＫＣＭＤＭの算出（ス
テップＳ２）及びＬＡＦセンサ出力選択処理を行う（ス
テップＳ３）とともに検出当量比ＫＡＣＴの演算を行う
（ステップＳ４）。検出当量比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセン
サ１７の出力を当量比に変換したものである。

【００２６】次いでＬＡＦセンサ１７の活性化が完了し
たか否かの活性判別を行う（ステップＳ５）。これは、
例えばＬＡＦセンサ１７の出力電圧とその中心電圧との
差を所定値（例えば０．４Ｖ）と比較し、該差が所定値
より小さいとき活性化が完了したと判別するものであ
る。

【００２７】次にエンジン運転状態がＬＡＦセンサ１７
の出力に基づくフィードバック制御を実行する運転領域
（以下「ＬＡＦフィードバック領域」という）にあるか
否かの判別を行う（ステップＳ６）。これは、例えばＬ
ＡＦセンサ１７の活性化が完了し、且つフュエルカット
中やスロットル全開運転中でないとき、ＬＡＦフィード
バック領域と判定するものである。この判別の結果、Ｌ
ＡＦフィードバック領域にないときはリセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「１」に設定し、ＬＡＦフィード
バック領域にあるときは「０」とする。

【００２８】続くステップＳ７では、リセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別し、ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１のときは、ステップＳ８に進んでＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦを「１．０」に設定するとともに、
ＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩを「０」に設定して、本
処理を終了する。

【００２９】また、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ＝０のとき
は、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦの演算を行って（ステップ
Ｓ１０）、本処理を終了する。

【００３０】次に、図２のステップＳ１０におけるＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦ算出処理を、図３〜５のフローチャ
ートを用いて説明する。図３〜５の処理は、ＴＤＣ信号
パルスの発生毎に実行される。

【００３１】ステップＳ７０１では、目標当量比ＫＣＭ
Ｄと検出当量比ＫＡＣＴとの偏差ＤＫＡＦ（ｋ）（＝Ｋ
ＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））を算出し、ＬＡＦセン
サ１７の応答劣化判定を実行するモニタ許可条件が
「１」で成立したことを示すフラグＦＬＦＭＣＨＫが
「１」に設定されているか否かを判別し（ステップＳ７
０２）、「１」に設定されているときは、ストイキ劣化
判定が終了したことを「１」で示すフラグＦＬＦＳＴＥ
ＮＤが「１」に設定されているか否かを判別する（ステ
ップＳ７０３）。その結果、ステップＳ７０２でＦＬＦ
ＭＣＨＫ＝０であるとき、およびステップＳ７０３でＦ
ＬＦＳＴＥＮＤ＝０であるときは、いずれもステップＳ
７０４以降のＰ項（比例項）、Ｉ項（積分項）およびＤ
項（微分項）によるＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦの算出処理
を行う。一方、ステップＳ７０３でＦＬＦＳＴＥＮＤ＝
１であるときは、ステップＳ７２１以降のＰ項およびＩ
項のみによるＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦの算出処理を行
う。

【００３２】まずステップＳ７０４以下で行われるＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦ算出処理を説明する。ステップＳ７
０４では、所定の間引き数ＮＩのカウント値ＮＩＴＤＣ
が０になったか否かを判別し、未だ０になっていないと
きはカウント値ＮＩＴＤＣから１を減算したものを今回
のＮＩＴＤＣとして（ステップＳ７０５）、今回の偏差
ＤＫＡＦ（ｋ）を前回の偏差ＤＬＫＦ（ｋ−１）とし
（ステップＳ７０６）、本処理を終了する。

【００３３】一方、ステップＳ７０４でカウント値ＮＩ
ＴＤＣ＝０になったときは、比例制御ゲインＫＰ、積分
制御ゲインＫＩ及び微分制御ゲインＫＤをエンジン回転
数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマップから
検索すると共に、間引き数ＮＩを決定する（ステップＳ
７０７）。次いで、上記算出した偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及
び各制御ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、
比例項ＫＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）およ
び微分項ＫＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ７０
８）。

【００３４】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦ
（ｋ−１）ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤ続くステップＳ７０９〜Ｓ７１５では、上記算出した積
分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）のリミット処理を行う。すなわ
ち、リミット値ＫＬＡＦＩＬＭＴの上限値ＫＬＡＦＩＬ
ＭＴＨ及び下限値ＫＬＡＦＩＬＭＴＬを算出し（ステッ
プＳ７０９）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）値が所定上下限値ＫＬ
ＡＦＩＬＭＴＨ，ＫＬＡＦＩＬＭＴＬの範囲内にあるか
否かを判別し（ステップＳ７１０、Ｓ７１１）、ＫＬＡ
ＦＩ（ｋ）＞ＫＬＡＦＩＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡ
ＦＩ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとすると共に（ステップ
Ｓ７１３）、ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＩＬＭＴＨとす
る（ステップＳ７１５）。一方、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＜Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬとすると共に（ステップＳ７１２）、
ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＩＬＭＬとする（ステップＳ
７１４）。

【００３５】続くステップＳ７１６では、下記式により
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）を算出する。

【００３６】ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＰ（ｋ）＋ＫＬ
ＡＦＩ（ｋ）＋ＫＬＡＦＤ（ｋ）次にステップＳ７１７乃至Ｓ７２１では、リミット値Ｋ
ＬＡＦＬＭＴによるＫＬＡＦ（ｋ）値のリミットチェッ
クを行う。すなわち、ステップＳ７１７ではリミット値
ＫＬＡＦＬＭＴ（ＫＬＡＦＬＭＴＨ，ＫＬＡＦＬＭＴ
Ｌ）を算出し、次いで、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定上限値
ＫＬＡＦＬＭＴＨより大きいか否かを判別し（ステップ
Ｓ７１８）、ＫＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨである
ときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとする（ス
テップＳ７２１）。ステップＳ７１８で、ＫＬＡＦ
（ｋ）≦ＫＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ
（ｋ）値が所定下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否
かを判別し（ステップＳ７１９）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬであればステップＳ７２２へ進む一方、
ＫＬＡＦ（ｋ）＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬ
ＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＬとする（ステップＳ７２
０）。

【００３７】上記ステップＳ７１４，Ｓ７１５，Ｓ７２
０またはＳ７２１の処理が終了すると、いずれもステッ
プＳ７２２へ進んで、カウント値ＮＩＴＤＣに間引き数
ＮＩを設定し、今回の偏差ＤＫＡＦ（ｋ）を前回の偏差
ＤＫＡＦ（ｋ−１）として（ステップＳ７２３）、学習
値ＫＲＥＦを算出し（ステップＳ７２４）、本処理を終
了する。

【００３８】以下に、ステップＳ７２５以降で行われる
Ｐ項およびＩ項のみによるＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦの算
出処理を説明する。

【００３９】ここで、図７を用いて検出当量比ＫＡＣ
Ｔ、反転判定用基準値ＫＣＭＲＰ、補正係数ＫＬＡＦ等
間の関係を示すタイミングチャートについて説明する。
同図は、ＬＡＦセンサ１７の応答性劣化検出処理の実行
時（応答劣化判定実行中であることを「１」で示す応答
劣化判定実行フラグＦＬＦＲＰＭが「１」に設定されて
いる時）のタイミングチャートを示す。応答劣化検出実
行時においては、Ｐ項、Ｉ項、Ｄ項を用いた通常のＰＩ
Ｄフィードバック制御は停止され、Ｐ項およびＩ項のみ
を用いたＰＩフィードバック制御により空燃比制御が行
われる。

【００４０】図７に示すように、検出当量比ＫＡＣＴの
反転判定用基準値ＫＣＭＲＰにはヒステリシスが設定さ
れており、検出空燃比のリーン側からリッチ側への反転
時に適用される基準値ＫＣＭＲＰＨと、検出空燃比のリ
ッチ側からリーン側への反転時に適用される基準値ＫＣ
ＭＲＰＬによって、検出当量比ＫＡＣＴの反転の有無が
判断される。また、同図に示すように、反転フラグＦＡ
ＦＲＰＭが検出当量比ＫＡＣＴが反転判定用基準値ＫＣ
ＭＲＰＨを越えたときに「１」に、反転判定用基準値Ｋ
ＣＭＲＰＬを下廻ったときに「０」に設定される。ＰＩ
フィードバック制御は、ＦＡＦＲＰＭ＝１のときは、積
分項ＩＲＰＭをＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ値から減算して
ＫＬＡＦ値を徐々に減少させる一方、ＦＡＦＲＰＭ＝０
のときは、積分項ＩＲＰＭをＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ値
に加算してＫＬＡＦ値を徐々に増加させる積分制御と、
フラグＦＡＦＲＰＭの反転があったときには比例項ＰＲ
ＲＰＭ，ＰＬＲＰＭをＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ値に加減
させる比例制御とから成る。ＬＡＦセンサ１７の応答性
劣化手法の詳細は後述する。

【００４１】図５のフローチャートに戻り、ステップＳ
７２５では検出当量比ＫＡＣＴが反転判定用基準値ＫＣ
ＭＲＰ（ＫＣＭＲＰＨ，ＫＣＭＲＰＬ）に対して反転し
たか否かを判別し、反転していないときは、カウント値
ＮＩＴＤＣが０になったか否かを判別し（ステップＳ７
３２）、ＮＩＴＤＣ＝０でないときはカウント値ＮＩＴ
ＤＣから１を減算して今回カウント値ＮＩＴＤＣとして
（ステップＳ７３７）、ステップＳ７３５へ進む。一
方、ステップＳ７３２でＮＩＴＤＣ＝０になったとき
は、反転フラグＦＡＦＲＰＭ「１」に設定されているか
否かを判別する（ステップＳ７３３）。ここでＦＡＦＲ
ＰＭ＝０であるときは検出空燃比がリーン側にあるの
で、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）に積分項ＩＲＰＭを
加算して今回のＫＬＡＦ（ｋ）とする一方（ステップＳ
７３４）、ＦＡＦＲＰＭ＝１であるときは検出空燃比が
リッチ側にあるので、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）か
ら積分項ＩＲＰＭを減算して今回のＫＬＡＦ（ｋ）とし
（ステップＳ７３５）、ステップＳ７３６に進んでカウ
ント値ＮＩＴＤＣに間引き数の所定値ＮＩＲＰＭをセッ
トし、ステップＳ７３８へ進む。

【００４２】前記ステップＳ７２５で、検出当量比ＫＡ
ＣＴが反転判定用基準値ＫＣＭＲＰに対して反転したと
きは、検出当量比ＫＡＣＴが反転判定用基準値ＫＣＭＲ
Ｐより大きいか否かを判別する（ステップＳ７２６）。
その判別の結果、ＫＡＣＴ＞ＫＣＭＲＰが成立するとき
は、検出当量比ＫＡＣＴが反転判定用基準値ＫＣＭＲＰ
Ｈより小さい状態から大きい状態へと反転したことを
「１」で示す反転フラグＦＡＦＲＰＭＣを「１」に設定
し（ステップＳ７２９）、フラグＦＡＦＲＰＭを「１」
に設定して（ステップＳ７３０）、ＰＩＤ補正係数ＫＬ
ＡＦ（ｋ）から減算比例項ＰＬＲＰＭを減算して今回の
ＫＬＡＦ（ｋ）とし（ステップＳ７３１）、ステップＳ
７３６の処理を経てステップＳ７３８へ進む。

【００４３】一方、前記ステップＳ７２６でＫＡＣＴ≦
ＫＣＭＲＰであるときは、フラグＦＡＦＲＰＭを「０」
に設定し（ステップＳ７２７）、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡ
Ｆ（ｋ）に加算比例項ＰＲＲＰＭを加算して今回のＫＬ
ＡＦ（ｋ）とし（ステップＳ７２８）、ステップＳ７３
６の処理を経てステップＳ７３８へ進む。

【００４４】次に、ステップＳ７３８では、ＫＬＡＦ
（ｋ）値が所定上限値ＫＬＡＦＬＭＴＨより大きいか否
かを判別し、ＫＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨである
ときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとして（ス
テップＳ７４１）、本処理を終了する。

【００４５】ステップＳ７３８で、ＫＬＡＦ（ｋ）≦Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定
下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否かを判別し（ス
テップＳ７３９）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧ＫＬＡＦＬＭＴＬ
であれば直ちに本処理を終了する一方、ＫＬＡＦ（ｋ）
＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬとして（ステップＳ７４０）、本処理を
終了する。

【００４６】上述した図３乃至図５の処理によれば、通
常のＰＩＤフィードバック制御による供給空燃比制御実
行中において、ＬＡＦセンサ１７の応答劣化検出が許可
されたときには、フィードバック制御がＰＩＤフィード
バック制御からＰＩフィードバック制御に切り替わり、
目標当量比ＫＣＭＤの目標値に対する追従性を一時的に
鈍らせることができるので、検出当量比ＫＡＣＴの周期
がより明確になり、正確に求められ、後述するＬＡＦセ
ンサ１７の応答劣化判定が容易、正確になる。

【００４７】さらに、検出当量比ＫＡＣＴのリーン／リ
ッチ反転判定用基準値ＫＣＭＲＰにヒステリシスを設け
たので、検出当量比ＫＡＣＴの周期がより一層明確にな
って正確に求めることができ、上記劣化判定がさらに容
易、正確になる。

【００４８】ＰＩフィードバック制御とヒステリシスと
により、前述した図７に示すように、検出当量比ＫＡＣ
Ｔは、劣化モニタ中においては、劣化モニタ中でないと
きに比べ、振幅が拡大すると共に周期が長くなり、その
特性が明確化されていることがわかる。

【００４９】以下に、ＬＡＦセンサ１７の劣化判定につ
いて説明する。

【００５０】図６は、ＬＡＦセンサ１７の劣化判定処理
の全体構成を示すフローチャートであり、本処理は所定
時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に実行される。

【００５１】先ずステップＳ５０１では、始動モードか
否か、即ちクランキング中か否かを判別し、始動モード
のときは直ちに本処理を終了する。始動モードでなけれ
ば、ストイキ劣化判定処理（ステップＳ５０２）、応答
劣化判定処理（ステップＳ５０３）及びリーン劣化判定
処理（ステップＳ５０４）を順次実行する。そして、ス
トイキ劣化を検出したことを「１」で示すストイキ劣化
フラグＦＬＦＳＴＮＧが「１」か否かを判別し（ステッ
プＳ５０５）、ＦＬＦＳＴＮＧ＝０のときは、応答劣化
を検出したことを「１」で示す応答劣化フラグＦＬＦＲ
ＰＮＧが「１」か否かを判別し（ステップＳ５０６）、
ＦＬＦＲＰＮＧ＝０のときは、リーン劣化を検出したこ
とを「１」で示すリーン劣化フラグＦＬＦＬＮＮＧが
「１」か否かを判別する（ステップＳ５０７）。

【００５２】その結果、ステップＳ５０５〜Ｓ５０７の
いずれかの答が肯定（ＹＥＳ）であって、何らかの劣化
を検出しているときは、ＬＡＦセンサ１７が劣化してい
ないことを「１」で示すＯＫフラグＦＯＫ６１を「０」
に設定し（ステップＳ５１１）、カウンタＣ６１Ｍを
「１」だけインクリメントして（ステップＳ５１２）、
本処理を終了する。

【００５３】一方、ステップＳ５０５〜Ｓ５０７の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ストイキ劣化判定処理の
終了を「１」で示すストイキ劣化判定終了フラグＦＬＦ
ＳＴＥＮＤ「１」か否かを判別し（ステップＳ５０
８）、ＦＬＦＳＴＥＮＤ＝１のときは、応答劣化判定処
理の終了を「１」で示す応答劣化判定終了フラグＦＬＦ
ＲＰＥＮＤが「１」か否かを判別する（ステップＳ５０
９）。その結果、ステップＳ５０８又はＳ５０９の答が
否定（ＮＯ）のときは直ちに本処理を終了する一方、ス
テップＳ５０８及びＳ５０９の答がもとに肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、ＯＫフラグＦＯＫ６１を「１」に設定し
て（ステップＳ５１０）、前記ステップＳ５１２に進
む。

【００５４】図８は、図６のステップＳ５０３で実行さ
れる応答劣化判定処理のフローチャートである。

【００５５】先ずステップＳ５５１では、応答劣化判定
終了フラグＦＬＦＲＰＥＮＤが「１」か否かを判別し、
ＦＬＡＦＲＰＥＮＤ＝０のときは、モニタ許可条件フラ
グＦＬＦＭＣＨＫが「１」か否かを判別し（ステップＳ
５５２）、ＦＬＦＭＣＨＫ＝１であってモニタ条件成立
時は、後述する図９の処理で設定され、応答劣化判定開
始条件が成立していることを「１」で示す応答劣化判定
開始フラグＦＬＦＲＰＭＳが「１」か否かを判別する
（ステップＳ５５３）。その結果、応答劣化判定が終了
しているとき（ＦＬＦＲＰＥＮＤ＝１）、モニタ許可条
件不成立のとき（ＦＬＦＭＣＨＫ＝０）または応答劣化
判定開始条件不成立のとき（ＦＬＦＲＰＭＳ＝０）は、
応答劣化判定実行中であることを「１」で示す応答劣化
判定実行フラグＦＬＦＲＰＭおよび反転フラグＦＡＦＲ
ＰＭＣを「０」に設定して（ステップＳ５５４）、本処
理を終了する。

【００５６】一方、ステップＳ５５３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、反転フラグＦＡＦＲＰＭＣが「１」に設
定されているか否かを判別し（ステップＳ５５５）、Ｆ
ＡＦＲＰＭＣ＝０であるときは直ちに本処理を終了し、
一方ＦＡＦＲＰＭＣ＝１であるときは反転フラグＦＡＦ
ＲＰＭＣを「０」に設定する（ステップＳ５５６）。次
いで前記応答劣化判定実行フラグＦＬＦＲＰＭを「１」
に設定して（ステップＳ５５７）、前回フラグＦＬＦＲ
ＰＭが「１」であったか否か判別する（ステップＳ５５
８）。そして、前回はＦＬＦＲＰＭ＝０であったとき
は、カウンタＮＷＡＶＥ及びアップカウントタイマｔｍ
ＷＡＶＥを「０」に設定して（ステップＳ５５９、Ｓ５
６０）、本処理を終了する。

【００５７】ステップＳ５５８で、前回もＦＬＦＲＰＭ
＝１であったときは、カウンタＮＷＡＶＥを「１」だけ
インクリメントして（ステップＳ５６１）、タイマｔｍ
ＷＡＶＥの値が所定時間ＴＭＷＡＶＥを越えたか否かを
判別する（ステップＳ５６２）。ｔｍＷＡＶＥ＜ＴＭＷ
ＡＶＥＴであるときは、直ちに本処理を終了し、ｔｍＷ
ＡＶＥ＞ＴＭＷＡＶＥＴであるときは、下記式により周
期ｔｍＣＹＣＬを算出する（ステップＳ５６３）。

【００５８】ｔｍＣＹＣＬ＝ｔｍＷＡＶＥ／ＮＷＡＶＥ続くステップＳ５６４では、周期ｔｍＣＹＣＬが所定周
期ｔｍＣＹＣＬＯＫより短いか否かを判別し、ｔｍＣＹ
ＣＬ＜ｔｍＣＹＬＯＫであれば、終了フラグＦＬＦＲＰ
ＥＮＤを「１」に設定する（ステップＳ５６６）ととも
に、劣化判定実行フラグＦＬＦＲＰＭを「０」に設定し
て（ステップＳ５６７）、本処理を終了する。

【００５９】一方、ステップＳ５６４で、ｔｍＣＹＣＬ
≧ｔｍＣＹＣＬＯＫであるときは、応答劣化と判定し
て、応答劣化判定フラグＦＬＦＲＰＮＧを「１」に設定
して（ステップＳ５６５）、前記ステップＳ５６６に進
む。

【００６０】上述した図８の処理によれば、所定時間Ｔ
ＭＷＡＶＥにおいて、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦの微分補
正禁止および反転判定用基準値ＫＣＭＲＰのヒステリシ
ス設定により明確化された検出当量比ＫＡＣＴの周期が
算出され、この周期に基づいてＬＡＦセンサ１７の応答
性劣化が容易かつ正確に判定される。

【００６１】図９は、上述したＬＡＦセンサの応答劣化
判定のモニタ許可条件を判定する処理のフローチャート
であり、本処理は優先度の高い処理が実行されない、い
わゆるバックグラウンドで実行される。

【００６２】先ずステップＳ５７２では、Ｏ２センサ１
８が活性状態にあることを「１」で示す活性フラグｎＯ
２Ｒが「１」か否かを判別し、ｎＯ２Ｒ＝１であるとき
は、エンジン１及びエンジン１を搭載した車両の運転状
態が所定の領域にあるか否かを判別する（ステップＳ５
７３）。

【００６３】即ち、エンジン水温ＴＷが所定上下限値Ｔ
ＷＬＡＦＭＨ，ＴＷＬＡＦＭＬの範囲内にあるか否か、
吸気温ＴＡが所定上下限値ＴＡＬＡＦＭＨ，ＴＡＬＡＦ
ＭＬの範囲内にあるか否か、エンジン回転数ＮＥが所定
上下限値ＮＥＬＡＦＭＨ，ＮＥＬＡＦＭＬの範囲内にあ
るか否か、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定上下限値ＰＢＬ
ＡＦＭＨ，ＰＢＬＡＦＭＬの範囲内にあるか否か及び車
速Ｖが所定上下限値ＶＬＡＦＭＨ，ＶＬＡＦＭＬの範囲
内にあるか否かを判別し、すべての判別の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のとき、運転状態が所定の領域にあると判定す
る。

【００６４】そして、その場合にはさらに当該車両が車
速の変化率が小さいクルーズ状態にあることを「１」で
示すフラグＦＣＲＳが「１」か否かを判別し（ステップ
Ｓ５７４）、ＦＣＲＳ＝１のときは、リセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「０」か否かを判別する（ステッ
プＳ５７５）。

【００６５】以上の判別の結果、ステップＳ５７２〜Ｓ
５７５のいずれかの答が否定（ＮＯ）のときは、モニタ
条件不成立と判定してステップＳ５８０に進み、パージ
カットすべき旨を「１」で示すパージカットフラグＦＬ
ＡＦＰＧを「０」とし、次いでダウンカウントタイマｔ
ｍＬＦＭＣＨＫに所定時間ＴＬＦＭＣＨＫをセットして
スタートさせ（ステップＳ５８１）、モニタ許可条件フ
ラグＦＬＦＭＣＨＫを「０」に設定し（ステップＳ５８
３）、ダウンカウントタイマｔｍＬＦＲＰＭＳに所定時
間ＴＬＦＲＰＭＳをセットしてスタートさせ（ステップ
Ｓ５８６）、応答劣化判定開始フラグＦＬＦＲＰＭＳを
「０」に設定して（ステップＳ５８８）、本処理を終了
する。

【００６６】また、ステップＳ５７５でＦＫＬＡＦＲＥ
ＳＥＴ＝０であって、空燃比フィードバック制御領域に
あるときには、モニタ許可条件フラグＦＬＦＭＣＨＫが
「１」か否かを判別し（ステップＳ５７６）、ＦＬＦＭ
ＣＨＫ＝１であるときは、直ちにステップＳ５７８に進
む一方、ＦＬＦＭＣＨＫ＝０であるときは、目標当量比
ＫＣＭＤが所定値ＫＣＭＤＺＭＬ（例えば理論空燃比に
対応する値、すなわち１．０に設定される）以上か否か
を判別する（ステップＳ５７７）。そして、ＫＣＭＤ＜
ＫＣＭＤＺＭＬであるときは、モニタ許可条件不成立と
判定して前記ステップＳ５８０に進み、ＫＣＭＤ≧ＫＣ
ＭＤＺＭＬであるときは、ステップＳ５７８に進む。

【００６７】ステップＳ５７８では、応答劣化判定終了
フラグＦＬＦＲＰＥＮＤが「１」か否かを判別し、ＦＬ
ＦＲＰＥＮＤ＝１であって判定が終了したときは、前記
ステップＳ５８０に進む。また、ＦＬＦＲＰＥＮＤ＝０
であるときは、パージカットフラグＦＬＡＦＰＧを
「１」に設定してパージカットし（ステップＳ５７
９）、前記ステップＳ５８１でスタートしたタイマｔｍ
ＬＦＭＣＨＫの値が「０」か否かを判別する（ステップ
Ｓ５８２）。最初は、ｔｍＬＦＭＣＨＫ＞０であるので
前記ステップＳ５８３に進み、ｔｍＬＦＭＣＨＫ＝０と
なると、応答劣化判定のモニタ許可条件成立と判定して
フラグＦＬＦＭＣＨＫを「１」に設定して（ステップＳ
５８４）、ストイキ劣化判定終了フラグＦＬＦＳＴＥＮ
Ｄが「１」か否かを判別する（ステップＳ５８５）。

【００６８】その結果、ＦＬＦＳＴＥＮＤ＝０であって
ストイキ劣化判定が終了していないときは、前記ステッ
プＳ５８６に進み、ストイキ劣化判定が終了してＦＬＦ
ＳＴＥＮＤ＝１となると、ステップＳ５８７に進み、ス
テップＳ５８６でスタートしたタイマｔｍＬＦＲＰＭＳ
の値が「０」か否かを判別する（ステップＳ５８７）。
最初は、ｔｍＬＦＲＰＭＳ＞０であるので、前記ステッ
プＳ５８８に進み、ｔｍＬＦＲＰＭＳ＝０となると、応
答劣化判定開始フラグＦＬＦＲＰＭＳを「１」に設定し
（ステップＳ５８９）、応答劣化判定の開始を許可す
る。

【００６９】以上説明したように、本実施例によれば、
ＰＩＤフィードバック制御により供給空燃比を制御する
空燃比制御装置において、微分制御を禁止して比例制御
および積分制御のみを実行することによって明確化され
た検出当量比ＫＡＣＴの周期に基づいて、容易かつ正確
にＬＡＦセンサ１７の応答性劣化を判定できる。その結
果、運転者が気付かないうちにエミッション特性および
運転性が悪化するという不具合を回避することができ
る。

【００７０】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の空燃比制御装置
によれば、内燃機関の排気系に設けられ排気ガス中の酸
素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段と、該空
燃比検出手段の出力に基づいて前記機関に供給する混合
気の空燃比を比例項および積分項により目標空燃比にフ
ィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段
と、前記空燃比検出手段の出力の反転周期を算出する反
転周期算出手段と、該反転周期算出手段により算出され
た反転周期に基づいて前記空燃比検出手段の劣化を検出
する劣化検出手段とを備えたので、容易かつ正確に空燃
比センサの応答性劣化を検出することができる。

【００７１】本発明の請求項２記載の空燃比制御装置に
よれば、前記反転周期算出手段は、前記空燃比検出手段
の出力の反転を判別する基準値にヒステリシスを設けた
ので、より一層容易かつ正確に空燃比センサの応答性劣
化を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる内燃機関及びその制
御装置の構成を示す図である。

【図２】ＬＡＦセンサ出力に基づいて空燃比補正係数を
算出する処理のフローチャートである。

【図３】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロー
チャートである。

【図４】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロー
チャートである。

【図５】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロー
チャートである。

【図６】ＬＡＦセンサ劣化判定処理の全体構成を示すフ
ローチャートである。

【図７】検出当量比ＫＡＣＴ、反転判定用基準値ＫＣＭ
ＲＰ、補正係数ＫＬＡＦ等間のタイミングチャートを示
す図である。

【図８】ＬＡＦセンサの応答劣化判定処理のフローチャ
ートである。

【図９】ＬＡＦセンサの応答劣化判定のモニタ許可条件
の判定を行う処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１内燃機関（本体）２吸気管５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１２燃料噴射弁１６排気管１７広域空燃比センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野田幸男埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられ排気ガス中
の酸素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段と、
該空燃比検出手段の出力に基づいて前記機関に供給する
混合気の空燃比を比例項および積分項により目標空燃比
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
段と、前記空燃比検出手段の出力の反転周期を算出する
反転周期算出手段と、該反転周期算出手段により算出さ
れた反転周期に基づいて前記空燃比検出手段の劣化を検
出する劣化検出手段とを備えたことを特徴とする空燃比
制御装置。
【請求項２】前記反転周期算出手段は、前記空燃比検
出手段の出力の反転を判別する基準値にヒステリシスを
設けたことを特徴とする請求項１記載の空燃比制御装
置。