JPH10280992A - 空燃比センサの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 広域型空燃比センサの異常を精度良く検出す
ることができる異常検出装置を提供する。 【解決手段】 排気ガス浄化装置の内部に理論空燃比の
前後において出力が急激に変化する特性を持つＯ２セン
サを設ける。排気ガス浄化装置上流側の広域型空燃比セ
ンサ（ＬＡＦセンサ）の傾き劣化判定を実行する際に
は、燃料の空燃比をＯ２センサ出力に基づいてフィード
バック制御し、その操作量としての空燃比補正係数の振
幅（ＫＡＦ（ｎ）−ＫＡＦ（ｎ−１））およびＬＡＦセ
ンサ出力による検出当量比の振幅（ＫＡＣＴ（ｎ）−Ｋ
ＡＣＴ（ｎ−１））を共に通常のＬＡＦセンサ出力に基
づく空燃比フィードバック制御時よりも大きくする。こ
れら２つの振幅から算出される傾き度合い係数Ｋ６１Ｃ
（Ｓ５０４）が所定上限値と下限値（Ｋ６１ＣＨ，Ｋ６
１ＣＬ）の範囲にないときにＬＡＦセンサが傾き劣化し
ていると判定する（Ｓ５０５，５１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気中
の酸素濃度に比例した信号を出力する空燃比センサの異
常、特にセンサ素子の経年劣化による異常を検知するた
めの空燃比センサの異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、酸素濃度に比例した信号を出力す
る広域型の空燃比センサの異常、特に、センサ素子のク
ラックの発生等に起因して、図１２に示すように、排気
中の酸素濃度と空燃比センサ出力との相関を示す空燃比
センサ出力特性曲線の傾き（以下、空燃比センサの出力
勾配と云う）が、初期状態から大側（敏感側）又は小側
（鈍感側）にずれるような形態の劣化を検知する空燃比
センサの異常検出装置が、例えば特開平８−２８５８０
８号公報に開示されている。この空燃比センサの異常検
出装置は、所定の異常診断条件が成立し且つ内燃機関が
定常運転状態にあるときに、上記広域型の空燃比センサ
によって検出された空燃比と目標空燃比との偏差に応じ
て設定される空燃比補正係数の振幅と、上記空燃比セン
サによって検出された空燃比の振幅とを比較し、該比較
結果に基づいて、上記空燃比センサの出力勾配に関する
劣化を検出するように構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空燃比センサの異常検出装置においては、上記異常
検出中の空燃比補正係数の変動幅が小さく、このため、
空燃比補正係数の振幅及び上記空燃比センサによって検
出された空燃比の振幅が共に小さくなり、このためこれ
ら振幅を比較することにより空燃比センサの出力勾配に
関する劣化を検出しようとしても、これら振幅に空燃比
センサの状態を充分に反映させることができず、このた
め、空燃比センサの異常を精度良く検出できないと云う
不都合があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決すためになされ
たもので、広域型の空燃比センサの異常を精度良く検出
することができる空燃比センサの異常検出装置を提供す
ることを目的とする。

【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、請求項１記載の発明は、内燃機関の排気系に設けら
れた排気ガス浄化手段の上流側に設けられ、排気中の酸
素濃度に比例する値を出力する第１の空燃比センサと、
前記排気ガス浄化手段の下流側又は内部に設けられ、排
気中の酸素濃度に応じてリッチまたはリーンの値を出力
する第２の空燃比センサと、前記第１の空燃比センサ及
び前記第２の空燃比センサの少なくとも１方の出力に基
づいて変化される係数を用いて前記内燃機関に供給され
る燃料の空燃比を制御する空燃比制御手段とを具備する
内燃機関の空燃比制御装置のための空燃比センサの異常
検出装置において、前記第２の空燃比センサの出力が前
記リーンの値である期間は前記係数を前記燃料の空燃比
がリッチ化される方向に継続して変化させると共に、前
記第２の空燃比センサの出力が前記リッチの値である期
間は前記係数を前記空燃比がリーン化される方向に継続
して変化させるモニタ空燃比制御を実行するモニタ空燃
比制御手段と、該モニタ空燃比制御手段によって前記係
数が変化されるときに、該変化される係数の振幅と当該
係数の変化に伴う前記第１の空燃比センサの出力の振幅
とに基づいて、前記第１の空燃比センサの異常を検出す
る異常検出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】この構成によって、異常検出手段が第１の
空燃比センサの異常を検出する際には、第２の空燃比セ
ンサの出力がリッチの値とリーンの値との間で反転する
程度に上記係数が変化され、上記係数の振幅・周期およ
び第１の空燃比センサの出力の変化の振幅・周期が第１
の空燃比センサ出力に基づく通常の空燃比フィードバッ
ク制御実行中よりも大きくなるので、上記２つの振幅の
相関関係に第１の空燃比センサの状態が充分に反映さ
れ、このため、これら２つの振幅に基づいて、第１の空
燃比センサが異常か否かが精確に判定できる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の空
燃比センサの異常検出装置において、前記異常検出手段
は、前記モニタ空燃比制御手段によって前記係数が変化
されるときの前記係数の振幅と該係数の変化に伴う前記
第１の空燃比センサの出力の振幅との比を演算し、該演
算された比を予め設定された値と比較して前記第１の空
燃比センサの異常を検出することを特徴とする。

【０００８】この構成によって、第１の空燃比センサの
出力勾配の初期状態からの変化がエミッションの基準を
クリアできる程度であるか否かを判断できるように、上
記比の値に対して上限値及び下限値の少なくとも一方を
設定し、該設定された上限値及び下限値の少なくとも一
方と、上記比とを比較することにより、第１の空燃比セ
ンサの異常が検出される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１０】図１は、本発明の実施の一形態に係る内燃
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。本実施の形態
では、ＥＣＵ５が、空燃比制御手段、モニタ空燃比制御
手段、及び異常検出手段を構成する。

【００１２】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
その開度が制御される。

【００１３】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。

【００１４】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毎のク
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。

【００１５】また、車輪には車速（ＶＰＬＳ）センサ２
４が取り付けられ、該ＶＰＬＳセンサ２４により検出さ
れた車速ＶＰＬＳは電気信号に変換され、ＥＣＵ５に供
給される。

【００１６】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。

【００１７】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、
第１の空燃比センサとしての広域空燃比センサ（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、排気ガス中のＨＣ，
ＣＯ，ＮＯｘ等の浄化を行う直下三元触媒１９及び床下
三元触媒２０が配されている。本実施の形態では、直下
三元触媒１９及び床下三元触媒２０が、特許請求の範囲
に記載した排気ガス浄化手段を構成する。

【００１８】また上記三元触媒１９および２０の間には
第２の空燃センサとしての酸素濃度センサ（以下「Ｏ２
センサ」という）１８が装着されている。

【００１９】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
（リッチ側の値）となり、リーン側で低レベル（リーン
側の値）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。

【００２０】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。ＥＧＲ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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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、下記式により
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。

【００２５】ＴＯＵＴ（Ｎ）＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ
×ＫＣＭＤＭ×ＫＡＦ 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、本実施の形態ではエンジ
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。

【００２６】また、ＴＩＭＦは、吸入空気量に対応した
基本燃料量であり、この基本燃料量ＴＩＭＦは、基本的
にはエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて設定されるが、スロットル弁３からエンジン１の燃
焼室に至る吸気系をモデル化し、その吸気系モデルに基
づいて吸入空気の遅れを考慮した補正を行うことが望ま
しい。その場合には、検出パラメータとしてスロットル
開度ＴＨ及び大気圧ＰＡをさらに用いる。

【００２７】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Ｋ
ＥＧＲ，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ＫＰＵＧ
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る。

【００２８】ＫＣＭＤＭは、エンジン回転数ＮＥ、吸気
管内絶対圧ＰＢＡ等に応じて決定される目標空燃比係数
ＫＣＭＤ値に応じて燃料冷却補正を行って算出される最
終目標空燃比係数である。目標空燃比係数ＫＣＭＤは、
空燃比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ／Ａに比例し、
理論空燃比のとき値１．０をとるので、目標当量比とも
いう。ＫＡＦは、検出空燃比に基づいて適応制御（Self
Turning Regulation）により算出された適応補正係数
ＫＳＴＲに応じて算出される空燃比補正係数である。

【００２９】本実施の形態では、上述した燃料噴射時間
ＴＯＵＴ（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。

【００３０】図２および図３は、エンジン１に供給され
る燃料の空燃比が各種エンジン運転状態に応じた最適な
値となるように、ＬＡＦセンサ１７の出力に基づいて、
空燃比補正係数ＫＡＦを算出するためのＬＡＦフィード
バック制御のメインルーチンを示す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。

【００３１】ステップＳ１００では、θＴＨセンサ４，
ＴＡセンサ８，ＰＢＡセンサ１０等の各センサが異常で
あるか否かを判別し、異常である場合は、空燃比のフィ
ードバック制御を実行することを「１」で示すフィード
バック制御実行フラグＦＬＡＦＦＢを「０」に設定して
オープンループ制御とし（ステップＳ１０１）、適応制
御を実行することを「１」で示す適応制御実行フラグＦ
ＳＴＲＦＢを「０」に設定し（ステップＳ１０２）、次
いでフィードバックの目標となる目標当量比ＫＣＭＤを
算出し（ステップＳ１０３）、さらに、空燃比補正係数
ＫＡＦを１．０に設定して（ステップＳ１０４）、本処
理を終了する。

【００３２】ステップＳ１００で、各センサが異常でな
い場合は、続くステップＳ１０５から１０７の各判別を
行う。すなわち、エンジン水温ＴＷがフィードバック開
始水温ＴＷ０２以下か否かを判別し（ステップＳ１０
５）、スロットル弁３が全開であるか否かを判別し（ス
テップＳ１０６）、エンジン回転数ＮＥが所定高回転Ｎ
ＨＯＰ以上又は所定低回転ＮＬＯＰ以下であるか否かを
判別する（ステップＳ１０７）。以上の判別の結果、ス
テップＳ１０５からＳ１０７のいずれかの答が肯定（Ｙ
ＥＳ）のときは、エンジン１が過渡運転中であるとし
て、ステップＳ１０１からＳ１０４の処理を行い、本処
理を終了する。

【００３３】ステップＳ１０５からＳ１０７のすべての
答が否定（ＮＯ）のときは、ステップＳ１０８に進み、
燃料カット（Ｆ／Ｃ）処理実行中であるか否かを判別
し、燃料カット処理実行中であるときは、ダウンカウン
トタイマｔｍＡＦＦＢＤを所定時間ＴＭＡＦＦＢＤにセ
ットしてスタートさせ（ステップＳ１０９）、前記ステ
ップＳ１０１からＳ１０４の処理を実行して、本処理を
終了する。

【００３４】ステップＳ１０８で、燃料カット処理実行
中でないときは、ステップＳ１１０及びＳ１１１の各判
別を行う。即ち、ＬＡＦセンサ１７が活性であるか否か
を判別し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０９でス
タートさせたタイマｔｍＡＦＦＢＤの値が「０」である
か否かを判別する（ステップＳ１１１）。

【００３５】ステップＳ１１０及びＳ１１１のいずれか
が否定（ＮＯ）であるときは、前記フィードバック制御
実行フラグＦＬＡＦＦＢを「０」に設定してオープンル
ープ制御とし（ステップＳ１１２）、前記適応制御実行
フラグＦＳＴＲＦＢを「０」に設定し（ステップＳ１１
３）、次いで目標当量比ＫＣＭＤを算出し（ステップＳ
１１４）、空燃比補正係数ＫＡＦを平均値ＫＲＥＦに設
定し（ステップＳ１１５）、本処理を終了する。

【００３６】ステップＳ１１０及びＳ１１１の答が双方
肯定（ＹＥＳ）のときは、前記フィードバック制御実行
フラグＦＬＡＦＦＢを「１」に設定してフィードバック
制御とし（ステップＳ１１６）、次いで目標当量比ＫＣ
ＭＤを算出し（ステップＳ１１７）、更に、後述する図
４及び図５の処理により空燃比補正係数ＫＡＦを算出し
て（ステップＳ１１８）、本処理を終了する。

【００３７】図２及び図３の処理においては、エンジン
運転状態が安定しているときは（ステップＳ１０５〜Ｓ
１０８の各答えがＮＯで、Ｓ１１０及びＳ１１１の各答
がＹＥＳ）、ＬＡＦセンサ１７の出力に基づいて、空燃
比補正係数ＫＡＦを算出し（ステップＳ１１８）、空燃
比をフィードバック制御（ステップＳ１１６）する。

【００３８】次に、図４を参照して、図３のステップＳ
１１８の空燃比補正係数ＫＡＦの算出処理を説明する。
図４は、図３のステップＳ１１８の空燃比補正係数ＫＡ
Ｆの算出処理において、空燃比が各種エンジン運転状態
に応じた最適な値となるように、空燃比補正係数ＫＡＦ
を算出するＫＡＦ算出処理のメインルーチンを示すフロ
ーチャートである。この処理は図２及び図３の処理と同
期してＴＤＣ周期で実行される。

【００３９】先ず、ＬＡＦセンサ１７の劣化を検出する
ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理の実施条件の成立を
「１」で示すＬＡＦストイキ劣化モニタ実施フラグＦＬ
ＦＳＴＭが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ
２０１）。このＬＡＦストイキ劣化モニタ処理は、排気
中の酸素濃度とＬＡＦセンサ１７の出力との相関を示す
特性曲線が垂直又は水平方向に平行移動するストイキず
れ劣化を検出するストイキずれ劣化モニタ処理、及び上
記特性曲線の傾きが変化する傾き劣化を検出する傾き劣
化モニタ処理を含む。

【００４０】ここで、ＦＬＦＳＴＭ＝１であれば、ＬＡ
Ｆストイキ劣化モニタ処理の実施条件が成立しているも
のとして、ステップＳ２０３以降の処理に進む。すなわ
ち、適応制御実行中であることをことを「１」で示す適
応制御実行フラグＦＳＴＲＦＢを「０」に設定し（ステ
ップＳ２０３）、ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理を実行
する際の空燃比補正係数ＫＡＦの算出処理であるＬＡＦ
ストイキ劣化モニタＫＡＦ算出処理（ステップＳ２０
４）を実行した後、該算出されたＫＡＦ値の変化を所定
幅に抑えるためのＫＡＦリミットチェック処理（ステッ
プＳ２０５）を行い、本処理を終了する。

【００４１】また、ステップＳ２０１において、ＦＬＦ
ＳＴＭ＝１でなければ、更にＬＡＦセンサ１７の応答性
劣化を判定するＬＡＦ応答性劣化モニタ処理の実施条件
の成立を「１」で示すＬＡＦ応答性劣化モニタ実施フラ
グＦＬＦＲＰＭＳが「１」であるか否かを判別する（ス
テップＳ２０６）。

【００４２】ここで、ＦＬＦＲＰＭＳ＝１であれば、Ｌ
ＡＦ応答性劣化モニタ処理の実施条件が成立しているも
のとして、上記適応制御実行フラグＦＳＴＲＦＢを
「０」に設定し（ステップＳ２０７）、ＬＡＦ応答性劣
化モニタ処理を実行する際の空燃比補正係数ＫＡＦの算
出処理であるＬＡＦ応答性劣化モニタＫＡＦ算出処理を
実行（ステップＳ２０８）した後、該算出されたＫＡＦ
値の変化を所定幅に抑えるためのＫＡＦリミットチェッ
ク処理（ステップＳ２０９）を行い、本処理を終了す
る。

【００４３】また、ステップＳ２０６においてＦＬＦＲ
ＰＭＳ＝１でなければ、ＬＡＦ応答性劣化モニタ処理の
実施条件が成立していないものとして、適応制御実行フ
ラグＦＳＴＲＦＢを「１」に設定し（ステップＳ２１
０）、適応制御手法による空燃比補正係数ＫＳＴＲの算
出処理を行い（ステップＳ２１１）、該算出されたＫＳ
ＴＲ値をＫＡＦ値として設定し（ステップＳ２１２）、
該ＫＡＦ値に対して上記ＫＡＦリミットチェック処理
（ステップＳ２１３）を行った後、空燃比のオープンル
ープ制御実行時に使用される空燃比補正係数の平均値Ｋ
ＲＥＦの算出処理（ステップＳ２１４）を行い、本処理
を終了する。

【００４４】次に、図５〜図７を参照して、上記ステッ
プＳ２０４において実行されるＬＡＦストイキ劣化モニ
タＫＡＦ算出処理を説明する。図５はＬＡＦストイキ劣
化モニタＫＡＦ算出処理のプログラムを示すフローチャ
ートである。このＬＡＦストイキ劣化モニタＫＡＦ算出
処理は上記図４の処理と同期してＴＤＣ周期で実行され
る。本実施の形態では、モニタ空燃比制御はＬＡＦスト
イキ劣化モニタＫＡＦ算出処理により構成され、モニタ
空燃比制御手段は該ＬＡＦストイキ劣化モニタＫＡＦ算
出処理のプログラム及びＥＣＵ５により構成される。

【００４５】先ず、空燃比フィードバック制御における
比例項ＰＳＰ、積分項ＩＳＰ、およびリッチ・リーン反
転判別用のストイキ相当値ＳＶＯ２ＯＢＤをそれぞれＬ
ＡＦストイキ劣化モニタ用の所定値ＰＳＰＬＡＦ、ＩＳ
ＰＬＡＦ、およびＳＶＯ２ＬＡＦに設定する（ステップ
Ｓ３０１）。

【００４６】次に、上記ステップＳ３０１において所定
値ＳＶＯ２ＬＡＦに設定されたリッチ・リーン反転判別
用のストイキ相当値ＳＶＯ２ＯＢＤに対して、Ｏ２セン
サ１８の出力値ＳＶＯ２が反転したか否かを判別する
（ステップＳ３０２）。反転していれば、該ＳＶＯ２値
がＳＶＯ２ＯＢＤ値を越えているか否かを判別する（ス
テップＳ３０３）。

【００４７】ここで、ＳＶＯ２＞ＳＶＯ２ＯＢＤであれ
ば、ＳＶＯ２値がリーンからリッチ側の値に変化したも
のとして、上記所定値ＰＳＰＬＡＦに設定された比例項
ＰＳＰをＫＡＦの前回算出値から減算して（ステップＳ
３０４）、本処理を終了する一方、ＳＶＯ２≦ＳＶＲＥ
Ｆであれば、ＳＶＯ２値がリッチからリーン側の値に変
化したものとして、ＰＳＰ値をＫＡＦ値の前回算出値に
加算し（ステップＳ３０５）、本処理を終了する。

【００４８】また、上記ステップＳ３０２においてＳＶ
Ｏ２値が反転していなければ、更にＳＶＯ２値がＳＶＯ
２ＯＢＤ値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ
３０６）。ＳＶＯ２＞ＳＶＯ２ＯＢＤであれば、ＳＶＯ
２値がリッチ側の値である状態が継続しているものとし
て、上記所定値ＩＳＰＬＡＦに設定された積分項ＩＳＰ
をＫＡＦの前回算出値から減算し（ステップＳ３０
４）、本処理を終了する一方、ＳＶＯ２≦ＳＶＯ２ＯＢ
Ｄであれば、ＳＶＯ２値がリーン側の値である状態が継
続しているものとして、ＩＳＰ値をＫＡＦの前回算出値
に加算し（ステップＳ３０５）、本処理を終了する。

【００４９】図６はＬＡＦストイキ劣化モニタ処理を実
行する際の空燃比補正係数ＫＡＦおよびＯ２センサ出力
ＳＶＯ２の変化の様子を示すグラフ図である。

【００５０】図６において、時刻ｔ１１にＬＡＦストイ
キ劣化モニタ処理が開始されると、ＫＡＦ値は、時刻ｔ
１２にＯ２センサ１８の出力ＳＶＯ２がストイキ相当値
ＳＶＯ２ＯＢＤを越えるまで、上記図４のステップＳ３
０５の処理が繰り返し実行されることにより、継続して
増加していく。時刻ｔ１２にＳＶＯ２値がストイキ相当
値ＳＶＯ２ＯＢＤを越えると、上記ステップＳ３１１の
処理によりＫＡＦ値はＰＳＰ値だけ減少される。

【００５１】また、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までは、
該時刻ｔ１３にＳＶＯ２値がストイキ相当値ＳＶＯ２Ｏ
ＢＤよりも小さくなり、上記ステップＳ３１２の処理が
実行されるまで、上記ステップＳ３０５の処理が繰り返
し実行されることによって、ＫＡＦ値は継続して減少し
ていく。このように、ＫＡＦ値は、ＬＡＦストイキ劣化
モニタ実行中は、Ｏ２センサ１８の出力ＳＶＯ２がスト
イキ相当値ＳＶＯ２ＯＢＤに対して反転する毎に所定値
に設定された比例項ＰＳＰだけ増減されると共に、ＳＶ
Ｏ２値の反転から反転までの期間は、継続して増加又は
減少されるので、ＫＡＦ値は通常の空燃比フィードバッ
ク制御実行中よりも大きな変動幅（振幅）及び周期で変
化する。

【００５２】次に、図７を参照して、ＬＡＦストイキ劣
化モニタ処理及びＬＡＦ応答性劣化モニタ処理の実施条
件の成否を判定するモニタ条件判定処理を説明する。図
７は、モニタ条件判定処理のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本処理は優先度の高い処理が実行されて
いない所謂バックグラウンドで実行される。

【００５３】先ず、ＦＤＯＮＥＲＰ＝１であるか否か、
すなわち上記ＬＡＦセンサ応答性劣化モニタ処理が終了
したか否かを判別し（ステップＳ８０１）、Ｏ２センサ
１８が活性状態にあるかを否かを判別し（ステップＳ８
０２）、Ｏ２センサ１８が正常であるか否かを判別する
（ステップＳ８０３）。

【００５４】次いで、エンジン１及びエンジン１を搭載
した車両の運転状態を示す各パラメータが所定の領域に
あるか否かを判別する（ステップＳ８０４）ことによ
り、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、ＬＡＦセンサの異常を精確に検出できる所定の運
転状態にあるか否かを判定する。即ち、エンジン水温Ｔ
Ｗが所定上下限値ＴＷＬＡＦＭＨ，ＴＷＬＡＦＭＬの範
囲内にあるか否か、吸気温ＴＡが所定上下限値ＴＡＬＡ
ＦＭＨ，ＴＡＬＡＦＭＬ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，ＮＥＬＡ
ＦＭＬ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ＰＢＬＡＦＭＨ，ＰＢＬＡＦＭＬの範囲内
にあるか否か及び車速ＶＰＬＳが所定上下限値ＶＬＡＦ
ＭＨ，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（ＹＥＳ）のとき、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ＬＡＦセンサ
の異常を精確に検出できる安定した所定の運転状態にあ
るものと判定する。

【００５５】ここで、上記各パラメータが所定の領域に
あれば、更に上記空燃比フィードバックフラグＦＬＡＦ
ＦＢが「１」であるか否かを判別し（ステップＳ８０
５）、ＫＡＦ値がリミットアウトしているか否かを判別
する（ステップＳ８０６）。

【００５６】以上の判別の結果、ＦＤＯＮＥＲＰ＝１で
ＬＡＦセンサ応答性劣化判定が終了したとき（ステップ
Ｓ８０１でＮＯ）、Ｏ２センサ１８が活性状態でないと
き（ステップＳ８０２でＮＯ）、Ｏ２センサ１８が正常
でないとき（ステップＳ８０３でＮＯ）、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上記所定の運
転状態にないとき（ステップＳ８０４でＮＯ）、空燃比
のフィードバック制御実行中でないとき（ステップＳ８
０５でＮＯ）、ＫＡＦ値がリミットアウトしているとき
（ステップＳ８０６でＹＥＳ）は、モニタ条件不成立と
判定して、ステップＳ８０７に進み、ダウンカウントタ
イマｔｍＬＦＭＣＨＫに所定時間ＴＭＬＦＣＨＫをセッ
トしてスタートさせ、ＬＡＦストイキ劣化モニタの実行
を許可する条件が成立していることを「１」で示すＬＡ
Ｆストイキ劣化モニタ実行許可フラグＦＬＦＭＣＨＫを
「０」に設定し（ステップＳ８０８）、ＬＡＦ応答性劣
化モニタ処理を開始することを「１」で示す応答性劣化
モニタ開始フラグＦＬＦＲＰＭＳを「０」に設定して
（ステップＳ８０９）、本処理を終了する。

【００５７】また、ステップＳ８０２〜Ｓ８０６の答が
すべて上記判定結果と反対の場合は、前記Ｓ８０７でス
タートしたタイマｔｍＦＬＦＭＣＨＫの値が「０」であ
るか否かを判別する（ステップＳ８１０）。最初は、ｔ
ｍＬＦＭＣＨＫ＞０であるので上記ステップＳ８０８に
進み、ｔｍＬＦＭＣＨＫ＝０になれば、応答性劣化モニ
タの実行許可条件成立と判定して、ＬＡＦストイキ劣化
モニタ実行許可フラグＦＬＦＭＣＨＫを「１」に設定
（ステップＳ８１１）した後、ＬＡＦストイキ劣化モニ
タ処理が終了したことを「１」で示すＬＡＦストイキ劣
化モニタ終了フラグＦＤＯＮＥＳＴＭが「１」であるか
否かを判別する（ステップＳ８１２）。

【００５８】ここで、ＦＤＯＮＥＳＴＭ＝１であれば、
ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理が終了したものとして、
ＬＡＦ応答性劣化モニタ処理を実行すべく、ＬＡＦ応答
性劣化モニタ実行フラグＦＬＦＲＰＭＳを「１」に設定
し（ステップＳ８１３）、本処理を終了する一方、ＦＤ
ＯＮＥＳＴＭ＝１でなければ、ＬＡＦストイキ劣化モニ
タ処理が終了していないものとして、ＬＡＦ応答性劣化
モニタ実行フラグＦＬＦＲＰＭＳを「０」に設定して
（ステップＳ８３０）、本処理を終了する。

【００５９】図７の処理においては、ステップＳ８０１
〜Ｓ８０６に所定の判定条件が成立したと判断されてか
ら所定時間ＴＭＬＦＭＣＨＫ経過後に、ＬＡＦストイキ
劣化モニタ実施許可フラグＦＬＦＣＨＫを「１」とし
て、ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理を開始し、また、開
始されたＬＡＦストイキ劣化モニタ処理が終了したとき
にＬＡＦ応答性劣化判定開始フラグＦＬＦＰＭＳを
「１」に設定して、ＬＡＦ応答性劣化モニタ処理を開始
する。

【００６０】次に、図８及び図９を参照してＬＡＦスト
イキ劣化モニタ処理を説明する。図８，図９は、ＬＡＦ
ストイキずれ劣化モニタ処理及び後述するＬＡＦ傾き劣
化モニタ処理を含むＬＡＦストイキ劣化モニタ処理のメ
インルーチンを示すフローチャートである。図８，図９
の処理は、図４，図５の処理と同期してＴＤＣ周期で実
行される。

【００６１】先ず、ＬＡＦストイキ劣化モニタ実行許可
フラグＦＬＦＭＣＨＫが「１」であるか否かを判別する
（ステップＳ４０１）。ここで、ＦＬＦＭＣＨＫ＝１で
なければ、ＬＡＦストイキ劣化モニタ実施フラグＦＬＦ
ＳＴＭを「０」に設定し（ステップＳ４０２）、所定時
間ＴＭＬＦＳＴＭをＬＡＦストイキ劣化モニタ強制終了
タイマｔｍＬＦＳＴＭにセットし（ステップＳ４０
３）、ＬＡＦストイキ劣化モニタ実行中のＳＶＯ２値の
反転回数を積算する反転数積算カウンタＮＫＡＣＴを
「０」にリセットし（ステップＳ４０４）、ＳＶＯ２値
反転時のＫＡＣＴの積算値である検出当量比積算値ＫＡ
ＣＴＴを「０」にリセットし（ステップＳ４０５）、本
処理を終了する。尚、上記所定時間ＴＭＬＦＳＴＭは、
ＬＡＦストイキ劣化モニタ中にＯ２センサ出力ＳＶＯ２
がリッチの値とリーンの値との間で一定時間反転しない
場合にＬＡＦストイキ劣化モニタ処理を強制的に終了さ
せるために設定される時間である。

【００６２】上記ステップＳ４０１において、ＦＬＦＭ
ＣＨＫ＝１であれば、更に吸気管内負圧の変動量｜ＤＰ
ＢＡＣＹＬ｜が所定変動量ＤＰＢＬＦＭより小さい値で
あるか否かを判別する（ステップＳ４０６）。

【００６３】ここで、｜ＤＰＢＡＣＹＬ｜≧ＤＰＢＬＦ
Ｍであれば、｜ＤＰＢＡＣＹＬ｜値がＬＡＦストイキ劣
化判定処理が実施可能な領域にないものとして、上記ス
テップＳ４０２以降の処理に進み、｜ＤＰＢＡＣＹＬ｜
＜ＤＰＢＬＦＭであれば、上記ＬＡＦストイキ劣化モニ
タ実行中フラグＦＬＦＳＴＭを「１」に設定（ステップ
Ｓ４０７）した後、Ｏ２センサ１８の出力ＳＶＯ２が上
記ステップＳ３０１で所定値ＳＶＯ２ＬＡＦに設定され
たＳＶＯ２ＯＢＤ値に対して反転したか否かを判別する
（ステップＳ４０８）。

【００６４】ここで、ＳＶＯ２値が反転していなけれ
ば、更に上記ステップＳ４０３にて所定時間ＴＭＬＦＳ
ＴＭにセットされたＬＡＦストイキ劣化モニタ強制終了
タイマｔｍＬＦＳＴＭが「０」であるか否かを判別する
（ステップＳ４０９）。

【００６５】ここで、タイマｔｍＬＦＳＴＭが「０」で
なければ、本処理を終了する一方、タイマｔｍＬＦＳＴ
Ｍが「０」であれば、ＬＡＦストイキ劣化モニタ開始後
上記所定時間ＴＭＬＦＳＴＭに亘ってＯ２センサ１８の
出力が反転していないので、ＬＡＦセンサストイキ劣化
モニタ処理を強制的に終了させると共に、ＬＡＦストイ
キ劣化モニタ処理の終了を「１」で示すＬＡＦストイキ
劣化モニタ終了フラグＦＤＯＮＥＳＴＭを「１」に設定
し、上記ＬＡＦストイキ劣化モニタ実行中フラグＦＬＦ
ＳＴＭを「０」に設定し、（ステップＳ４１０）、本処
理を終了する。

【００６６】また、ステップＳ４０８においてＳＶＯ２
値が上記ＳＶＯ２ＯＢＤ値に対して反転していれば、上
記所定時間ＴＭＬＦＳＴＭをＬＡＦストイキ劣化モニタ
強制終了タイマにセットしてスタートさせ（ステップＳ
４１１）、上記反転数積算カウンタＮＫＡＣＴが「０」
であるか否かを判別する（ステップＳ４１２）。ここ
で、ＮＫＡＣＴ＝０でなければ、ＫＡＣＴの今回検出値
を上記ＫＡＣＴＴ値に加算し（ステップＳ４１３）、後
述するＬＡＦ傾き劣化モニタ処理を実行（ステップＳ４
１４）した後、カウンタＮＫＡＣＴを１だけインクリメ
ント（ステップＳ４１５）する。ステップＳ４１２でＮ
ＫＡＣＴ＝０であれば、今回ルーチンにおいては、上記
ステップＳ４１３，Ｓ４１４の処理を実行することなく
上記ステップＳ４１５の処理を実行する。

【００６７】次に、上記反転数積算カウンタＮＫＡＣＴ
が所定値ＮＫＡＣＴＣ（例えば、５）以上の値であるか
否かを判別する（ステップＳ４１６）。ここで、ＮＫＡ
ＣＴ＜ＮＫＡＣＴＣであれば、本処理を終了する一方、
ＮＫＡＣＴ≧ＮＫＡＣＴＣであれば、下記式により平均
検出当量比ＫＡＣＴＡＶを算出する（ステップＳ４１
７）。

【００６８】 ＫＡＣＴＡＶ＝ＫＡＣＴＴ／（ＮＫＡＣＴ−１） これにより、ＬＡＦストイキ劣化モニタ開始後最初のＳ
ＶＯ２反転時を除く例えば４回分のＳＶＯ２反転時のＫ
ＡＣＴ値の平均値が算出される。

【００６９】次に、上記ステップＳ４１７において算出
されたＫＡＣＴＡＶ値がストイキずれ劣化判定のために
設定される所定下限値ＫＡＣＴＡＶＬ以上の値であるか
否かを判別する（ステップＳ４１８）。ここで、ＫＡＣ
ＴＡＶ＜ＫＡＣＴＡＶＬであれば、ＬＡＦセンサ１７の
ストイキずれ劣化されたことを「１」で示すストイキず
れ劣化検出フラグＦＦＳＤＳＴＭを「１」に設定し（ス
テップＳ４１９）、ＬＡＦセンサがストイキ劣化してい
ないことを「１」で示すＬＡＦストイキ劣化ＯＫフラグ
ＦＯＫＳＴＭを「０」に設定（ステップＳ４２０）した
後、上記ステップＳ４１０に進む。

【００７０】上記ステップＳ４１８においてＫＡＣＴＡ
Ｖ≧ＫＡＣＴＡＶＬであれば、更に該ＫＡＣＴＡＶ値が
ストイキずれ劣化判定のために設定される所定上限値Ｋ
ＡＣＴＡＶＨ以下の値であるか否かを判別する（ステッ
プＳ４２１）。

【００７１】ここで、ＫＡＣＴＡＶ＞ＫＡＣＴＡＶＨで
あれば、ＬＡＦセンサ１７のストイキずれ劣化が検出さ
れたものとして、上記ステップＳ４１９以降の処理に進
み、ＫＡＣＴＡＶ≦ＫＡＣＴＡＶＨであれば、ストイキ
ずれ劣化が検出されなかったものとして、上記ＬＡＦス
トイキずれ劣化ＯＫフラグＦＯＫＳＴＭを「１」に設定
し（ステップＳ４２２）、上記ステップＳ４１０の処理
に進む。

【００７２】次に、図１０および図１１を参照して上記
ステップＳ４１４にて実行されるＬＡＦ傾き劣化モニタ
処理を説明する。このＬＡＦ傾き劣化モニタ処理は、Ｌ
ＡＦセンサ１７が劣化してＬＡＦセンサ１７の出力勾配
が初期状態から変化するＬＡＦ傾き劣化を検出するため
の処理である。

【００７３】図１０はＬＡＦ傾き劣化モニタ処理のメイ
ンルーチンを示すフローチャートである。本実施の形態
では、ＬＡＦ傾き劣化モニタ処理のプログラム及びＥＣ
Ｕ５が、異常検出手段を構成する。

【００７４】先ず、ＬＡＦ傾き劣化モニタ処理の終了を
「１」で示すＬＡＦ傾き劣化判定終了フラグＦＥＮＤ６
１Ｃが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ５０
１）。ここで、ＦＥＮＤ６１Ｃ＝１であれば、本処理を
終了する一方、ＦＥＮＤ６１Ｃ＝１でなければ、更に上
記反転数積算カウンタＮＫＡＣＴが１以下の値であるか
否かを判別する（ステップＳ５０２）。ＮＫＡＣＴ≦１
であれば、今回のＳＶＯ２値反転時の検出当量比ＫＡＣ
Ｔ（ｎ）及び空燃比補正係数ＫＡＦ（ｎ）をそれぞれＫ
ＡＣＴ（ｎ−１）及びＫＡＦ（ｎ−１）として設定し
（ステップＳ５０３）、本処理を終了する。

【００７５】ＮＫＡＣＴ＞１であれば、ＬＡＦセンサの
出力の振幅としての今回のＳＶＯ２値反転時の検出当量
比ＫＡＣＴ（ｎ）と前回反転時の検出当量比ＫＡＣＴ
（ｎ−１）との偏差（ＫＡＣＴ（ｎ）−ＫＡＣＴ（ｎ−
１））と、空燃比補正係数の振幅としての今回のＳＶＯ
２値反転時の空燃比補正係数ＫＡＦ（ｎ）と前回反転時
の空燃比補正係数ＫＡＦ（ｎ−１）との偏差（ＫＡＦ
（ｎ）−ＫＡＦ（ｎ−１））とから傾き度合係数Ｋ６１
Ｃの今回値Ｋ６１Ｃ（ｎ）を下記式により算出する（ス
テップＳ５０４）。

【００７６】Ｋ６１Ｃ（ｎ）＝｛（ＫＡＣＴ（ｎ）−Ｋ
ＡＣＴ（ｎ−１））／（ＫＡＦ（ｎ）−ＫＡＦ（ｎ−
１））｝×Ｃ （Ｃは定数、例えばＣ＝６４） この傾き度合係数Ｋ６１Ｃは、Ｏ２センサ１８の出力Ｓ
ＶＯ２がリーンの値とリッチの値との間で反転するよう
に空燃比補正係数ＫＡＦを変化させたときに、隣接する
２回のＳＶＯ２値反転時の検出当量比ＫＡＣＴの変化量
と、空燃比補正係数ＫＡＦの変化量との比から算出され
る係数であり、該傾き度合係数Ｋ６１Ｃの所定期間内の
平均値が所定範囲にあるか否かを判断することによっ
て、ＬＡＦセンサ１７が傾き劣化したか否かが判断され
る。

【００７７】すなわち、上記反転数積算カウンタＮＫＡ
ＣＴが５以上であるか否かを判別する（ステップＳ５０
５）。ここで、ＮＫＡＣＴ＜５であれば、ＬＡＦストイ
キ劣化モニタ開始後のＳＶＯ２値の反転回数がＬＡＦセ
ンサ１７の傾き劣化が検出可能な所定回数（５は、一例
である）に達していないものとして、傾き度合係数Ｋ６
１Ｃの今回値Ｋ６１Ｃ（ｎ）を前回値Ｋ６１Ｃ（ｎ−
１）とし、前回値Ｋ６１Ｃ（ｎ−１）を２回前値Ｋ６１
Ｃ（ｎ−２）とし、２回前値Ｋ６１Ｃ（ｎ−２）を３回
前値Ｋ６１Ｃ（ｎ−３）として（ステップＳ５０６）、
上記ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０５におい
て、ＮＫＡＣＴ≧５であれば、傾き度合係数Ｋ６１Ｃの
平均値Ｋ６１ＣＡＶを下記式により算出する（ステップ
Ｓ５０７）。

【００７８】Ｋ６１ＣＡＶ＝｛Ｋ６１Ｃ（ｎ）＋Ｋ６１
Ｃ（ｎ−１）＋Ｋ６１Ｃ（ｎ−２）＋Ｋ６１Ｃ（ｎ−
３）｝／４ このようにして算出された、Ｋ６１ＣＡＶ値は、ＬＡＦ
ストイキ劣化モニタ開始後の最初の反転時（後述する図
１１の時刻ｔ２２）を除いて、ＳＶＯ２値の２回目の反
転（ｔ２３）から６回目の反転（ｔ２７）までの間（Ｋ
ＡＦ値の変化周期の１．５周期に相当する）に算出され
たＫ６１Ｃの平均値である。

【００７９】次に、上記Ｋ６１ＣＡＶ値がＬＡＦセンサ
１７の傾き劣化を判定するために設定される所定下限値
Ｋ６１ＣＬ以上の値であるか否かを判別する（ステップ
Ｓ５０８）。ここで、Ｋ６１ＣＡＶ＜Ｋ６１ＣＬであれ
ば、ＬＡＦセンサ１７の鈍感側（小側）への傾き劣化が
検出されたものとして、ＬＡＦセンサ１７が傾き劣化が
検出されたことを「１」で示すＬＡＦ傾き劣化フラグＦ
ＦＳＤ６１Ｃを「１」に設定すると共に（ステップＳ５
０９）、ＬＡＦ傾き劣化が検出されなかったことを
「１」で示すＬＡＦ傾き劣化ＯＫフラグＦＨＯＫ６１Ｃ
を「０」に設定し（ステップＳ５１０）、上記ＬＡＦ傾
き劣化判定終了フラグＦＥＮＤ６１Ｃを「１」に設定し
（ステップＳ５１１）、上記ステップＳ５０３に進む。

【００８０】また、ステップＳ５０８においてＫ６１Ｃ
ＡＶ≧Ｋ６１ＣＬであれば、更にＫ６１ＣＡＶ値がＬＡ
Ｆセンサ１７の傾き劣化を判定するために設定される所
定上限値Ｋ６１ＣＨ以下の値であるか否かを判別する
（ステップＳ５１２）。ここで、Ｋ６１Ｃ＞Ｋ６１ＣＨ
であれば、ＬＡＦセンサ１７の敏感側（大側）への傾き
劣化が検出されたものとして、上記ステップＳ５１１以
降の処理に進む一方、Ｋ６１ＣＡＶ≦Ｋ６１ＣＨであれ
ば、上記ＬＡＦ傾き劣化判定終了フラグＦＥＮＤ６１Ｃ
を「１」に設定し、上記ステップＳ５０３の処理に進
む。

【００８１】図１１はＬＡＦ傾き劣化モニタ処理実行中
のＳＶＯ２値、ＫＡＦ値、およびＫＡＣＴ値の変化の様
子を示すグラフ図である。

【００８２】図１１において、時刻ｔ２１にＬＡＦ傾き
劣化モニタ処理が開始され、時刻ｔ２２にモニタ処理開
始後最初にＳＶＯ２値がＳＶＯ２ＯＢＤに対して反転し
たときの反転数積算カウンタＮＫＡＣＴのカウント値を
「０」とし、以後、各時刻ｔ２３，ｔ２４，ｔ２５，ｔ
２６，ｔ２７にＳＶＯ２値がＳＶＯ２ＯＢＤに対して反
転する毎に、上記反転数積算カウンタＮＫＡＣＴのカウ
ント値が「１」ずつインクリメントされていく。

【００８３】同図においては、時刻ｔ２３におけるＫＡ
Ｆ値と時刻ｔ２４におけるＫＡＦ値との偏差（振幅）が
ΔＫＡＦとして示され、この時刻ｔ２３から時刻ｔ２４
までのＫＡＦ値の変化に対応する検出当量比ＫＡＣＴの
変化量（振幅）がΔＫＡＣＴとして示されている。

【００８４】以上詳述したように、本実施の形態の空燃
比センサの異常検出装置によれば、ＬＡＦセンサ１７の
傾き劣化を検出するＬＡＦ傾き劣化モニタ処理を行うと
きに、空燃比制御をＬＡＦセンサ１７の出力に基づく通
常のフィードバック制御からＯ２センサ１８の出力に基
づくモニタ用のフィードバック制御に切り換えて、空燃
比補正係数ＫＡＦの振幅ΔＫＡＦおよびＬＡＦセンサ１
７による検出当量比ＫＡＣＴの振幅ΔＫＡＣＴが共に大
きくなるようにしたので、これら２つの振幅から算出さ
れる傾き度合係数Ｋ６１ＣにＬＡＦセンサ１７の出力勾
配の経年変化を充分に反映させることができ、このた
め、上記傾き度合係数Ｋ６１Ｃに基づいてＬＡＦセンサ
１７の傾き劣化を精度良く検出できる。

【００８５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の空燃比センサの
異常検出装置によれば、空燃比のフィードバック制御に
おける操作量として用いられる係数の振幅と第１の空燃
比センサの出力の振幅とに基づいて、第１の空燃比セン
サの異常を検出する場合に、第２の空燃比センサの出力
がリッチの値とリーンの値との間で反転する程度に上記
係数が変化され、該係数の振幅と第１の空燃比センサの
出力の振幅とが第１の空燃比センサの出力による通常の
空燃比フィードバック制御実行時と比較して大きくなる
ので、第１の空燃比センサの劣化状態が充分に上記係数
の振幅と第１の空燃比センサの出力の振幅との相関関係
に反映され、このためこれら２つの振幅に基づいて、第
１の空燃比センサの異常を精度良く検出できる。

【００８６】また、請求項２記載の空燃比センサの異常
検出装置によれば、例えば第１の空燃比センサの出力勾
配が酸素濃度変化に対して敏感側（大側）に変化したと
きの劣化、及び第１の空燃比センサの出力勾配が酸素濃
度変化に対して鈍感側（小側）に変化したときの劣化の
少なくとも一方が精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る内燃機関及びその
制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】ＬＡＦフィードバック制御のメインルーチンを
示すフローチャートである。

【図３】ＬＡＦフィードバック制御のメインルーチンを
示すフローチャートである。

【図４】空燃比補正係数ＫＡＦの算出処理のメインルー
チンを示すフローチャートである。

【図５】ＬＡＦセンサ劣化モニタＫＡＦ算出処理のプロ
グラムを示すフローチャートである。

【図６】ＬＡＦ劣化モニタ処理実行中のＫＡＦ値および
ＳＶＯ２値の変化の様子を示すグラフ図である。

【図７】モニタ条件判定処理のプログラムを示すフロー
チャートである。

【図８】ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理のプログラムを
示すフローチャートである。

【図９】ＬＡＦストイキ劣化モニタ処理のプログラムを
示すフローチャートである。

【図１０】ＬＡＦ傾き劣化モニタ処理のプログラムを示
すフローチャートである。

【図１１】ＬＡＦ傾き劣化モニタ処理実行中のＫＡＦ
値、ＫＡＣＴ値及びＳＶＯ２値の変化の様子を示すグラ
フ図である。

【図１２】ＬＡＦセンサの傾き劣化を説明するグラフ図
である。

【符号の説明】 １ エンジン（内燃機関） ５ ＥＣＵ（空燃比制御手段、モニタ空燃比制御手段、
異常検出手段） ８ ＴＡセンサ １０ ＰＢＡセンサ １３ ＴＷセンサ １４ クランク角度位置センサ ２４ ＶＰＬＳセンサ １７ ＬＡＦセンサ（第１の空燃比センサ） １８ Ｏ２センサ（第２の空燃比センサ） １９ 直下三元触媒（排気ガス浄化手段） ２０ 床下三元触媒（排気ガス浄化手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた排気ガス
   浄化手段の上流側に設けられ、排気中の酸素濃度に比例
   する値を出力する第１の空燃比センサと、前記排気ガス
   浄化手段の下流側又は内部に設けられ、排気中の酸素濃
   度に応じてリッチまたはリーンの値を出力する第２の空
   燃比センサと、前記第２の空燃比センサの出力に基づい
   て変化される空燃比補正係数を用いて前記内燃機関に供
   給される燃料の空燃比を制御する空燃比制御手段とを具
   備する内燃機関の空燃比制御装置のための空燃比センサ
   の異常検出装置において、前記第２の空燃比センサの出
   力が前記リーンの値である期間は前記係数を前記燃料の
   空燃比がリッチ化される方向に継続して変化させると共
   に、前記第２の空燃比センサの出力が前記リッチの値で
   ある期間は前記係数を前記空燃比がリーン化される方向
   に継続して変化させるモニタ空燃比制御を実行するモニ
   タ空燃比制御手段と、該モニタ空燃比制御手段によって
   前記係数が変化されるときに、該変化される係数の振幅
   と当該係数の変化に伴う前記第１の空燃比センサの出力
   の振幅とに基づいて、前記第１の空燃比センサの異常を
   検出する異常検出手段とを備えたことを特徴とする空燃
   比センサの異常検出装置。
2. 【請求項２】 前記異常検出手段は、前記モニタ空燃比
   制御手段によって前記係数が変化されるときの前記係数
   の振幅と該係数の変化に伴う前記第１の空燃比センサの
   出力の振幅との比を演算し、該演算された比を予め設定
   された値と比較して前記第１の空燃比センサの異常を検
   出することを特徴とする請求項１記載の空燃比センサの
   異常検出装置。