JPS61106942A - エンジンの空燃比制御装置 - 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、エンジンの空燃比制御装置に関し、特に排気
ガス中の酸素ｍ変に応じてその出力がリニアに変化する
空燃比センサを用いてエンジンの空燃比を所定値にフィ
ードバック制御するようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの排気ガス中の酸素１１１度により
エンジンの空燃比を検出してエンジンに供給する混合気
の空燃比を所定値にフィードバック制御することは広く
知られている。

そして、この場合、排気ガス中の酸素濃度を検出して間
接的に空燃比を検出する空燃比センサとしては、理論空
燃比に対応する酸素濃度を境にして出力（起電力）がス
テップ状に変化する。いわゆるλセンサがある。このλ
センサは、その出力特性から空燃比を理論空燃比に制御
する場合には好適であるが、加速時や高負荷運転時等、
高出力が要求されるときに空燃比を理論空燃比よりもリ
ッチに設定する場合、あるいは高速定常走行時において
燃費向上のために空燃比を理論空燃比よりもリーンに設
定する場合には、上述の如く理論空燃比に対する大小の
みを判別するだけであるので、これら理論空燃比からリ
ーン又はリッチ側に外れた空燃比を正確に検出すること
はできず、空燃比を任意の値に制御する場合には不向き
である。

そこで、本出願人は、上記λセンサに代わる空燃比セン
サとして、特開昭５９−１００８５４号公報に示される
ように、排気ガス中の酸素濃度に応じて出力がリニアに
変化して、空燃比をリッチ領域からリーン領域に亘って
連続的に検出できる。

いわゆる広域空燃比センサを提案しており、このものに
より空燃比を任意の値に制御することを可能としている
。すなわち、この広域空燃比センサは、酸素イオン伝導
性の固体電解質の両面に多孔質電極を形成し、被測定ガ
ス（排気ガス）に接触する側の多孔質電極としてｐｔ等
を主成分とするｉｓ　　　　　半触媒性能′有ｔａ−ｂ
ｏｔ使用″６と６に・該電極と固体電解質と被測定ガス
とで構成される３相点近傍に、ｌ−ＩＣを酸化してＣＯ
を生成するＳｎ０２等の金属酸化物を存在させてなるも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上記の如き広域空燃比センサは、その使用に
伴い、排気ガス中のカーボンとの反応によってｐｔ等の
多孔質電極の多孔質化が進行し、この進行にしたがって
、該電極の触媒活性度が徐々に高くなり、このことがら
空燃比センサの起電力特性が使用時間の経過に伴い変化
する。つまり劣化するという現象が生じる。（尚、この
ことは、上記λセンサについても同様のことが言えるが
、該λセンサは理論空燃比との大小を判別するだけであ
るので、起電力特性が多少変化しても問題はない。）こ
のため、上記広域空燃比センサを用いてエンジンの空燃
比を所定値にフィードバック制御する場合、広域空燃比
センサの劣化によりその出力値が変化して空燃比の検出
にズレが生じ、空燃比制御を正確に行い得ないことにな
る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、広域空燃比センサによる空燃比制御の際
、該広域空燃比センサの出力もしくは該出力と比較する
比較値としての目標値を広域空燃比センサの劣化に応じ
て補正することにより、空燃比センサの劣化に対する空
燃比のズレを補償して空燃比制御を正確に行い得るよう
にすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、エンジンの排気通路中に設けられ、排
気ガス中の酸素濃度に応じてその出力が変化する空燃比
センサ９と、予め設定された混合気の空燃比に対応した
上記空燃比センサ９の目□標値を設定する目標値設定手
段′１６と、上記空燃比センサ９の出力と目標値設定手
段１６により設定された目標値とを比較する比較手段１
７と、該比較手段１７の出力を受け、エンジンに供給す
る混合気の空燃比を上記目標値に制御する空燃比制御手
段１８とを備えることを基本構成とする。

これに加えて、上記空燃比センサ９の劣化を検出する劣
化検出手段１９と、該劣化検出手段１９の出力を受け、
上記目標値設定手段１６からの目標値もしくは上記空燃
比センサ９の出力のいずれか一方を補正する補正手段２
０を設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、排気ガス中の酸素濃度
に応じてその出力がリニアに変化する。

いわゆる広域空燃比センサを用いて空燃比を設定値にフ
ィードバック制御する場合、空燃比センサの劣化に応じ
て空燃比センサの目標値もしくは空燃比センサの出力の
いずれか一方が補正されることによって、上記空燃比セ
ンサの劣化にょる空燃比センサの出力値の変化が補償な
いし打消されることになり、空燃比のズレが補償される
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明の一実施例に係るエンジンの空燃比制御
システムの概略構成を示し、１はエンジン、２はエンジ
ン１に吸気を供給するための吸気通路、３はエンジン１
からの排気ガスを排出するための排気通路である。上記
吸気通路２には、エンジン１に供給する吸入空気量を制
御するスロットル弁４が配設され、該スロットル弁４下
流の吸気通路２にはエンジン１に燃料を噴射供給する燃
料噴射弁５が配設されている。

また、上記吸気通路２のスロットル弁４上流には、吸入
空気量を検出するエアフローセンサ６および吸気の濡洩
を検出する吸気温センサ７が設けられており、スロット
ル弁４には、該スロットル弁の開度を検出するスロット
ルポジションセンサ８が設けられている。一方、上記排
気通路３には、排気ガス中の酸素１１麿により空燃比を
検出する空燃比センサ９、排気ガス中の炭化水ｉ　（Ｈ
Ｃ）　１ｔｉｆ１度を検出するＨ　Ｃセンサ１０および
排気ガス湿度により上記空燃比センサ９の温度を検出す
る排気温センサ１１が設けられており、これらセンサ６
〜１１の各出力は、上記燃料噴射弁５を制御する空燃比
コントローラ１２に入力されている。また、１３は点火
プラグ、１４はイグニッションコイル、＝　　７　− １５はイグナイタであって、該イグナイタ１５からの点
火信号はエンジン回転数信号等として上記空燃比コント
ローラ１２に入力されている。

上記空燃比センサ９は、既述の如く酸素イオン伝導性の
固体電解質の両面に多孔質電極を形成し、被測定ガス（
排気ガス）に接触する側の多孔質電極としてＰｔ等の半
触媒性能を有するものを使用するとともに、該電極と固
体電解質と被測定ガス（排気ガス）とで構成される３相
点近傍に、ｌ−ＩＣを酸化しＴＣＯを生成する３ｎ　０
２　、Ｉｎ　２０３、Ｎ　ｉ　’Ｏｚ　Ｃ０３０ａ　、
Ｃｎ　Ｏ等の金属酸化物を存在させてなるもので、その
起電力特性は第３図に示すように排気ガス中の酸素温度
に応じてその出力として起電力がリニアに変化して、空
燃比をリッチ領域からリーン領域に亘って連続的に検出
できる基本特性を有するいわゆる広域空燃比センサであ
る。そして、この空燃比センサ９の起電力特性は第４図
に示すように、空燃比センサ９の劣化により変化する劣
化特性を有し、劣化が進行するに従って（矢印の方向）
理論空燃比よりもリーン側では起電力が低下し、リッチ
側では起電力が増大して、理論空燃比を境にステップ状
に変化する。

いわゆるλセンサの起電力特性に似た特性となる。

また、上記空燃比センサ９の起電力特性は、空燃比セン
サ９の温度（排気ガス温度）により変化する温度特性を
有し、該濡洩が低くなるに従って理論空燃比よりもリー
ン側では起電力が増大し、リッチ側では起電力が低下す
る。さらに、上記空燃比センサ９の起電力特性は排気ガ
ス中のト１ｃｌ［ｔにより変化するｌ−ＩＣ１ｌＩ麿特
性を有し、理論空燃比よりもリーン側でＨＣｌ度が大に
なるにつれて起電力が増大する（尚、リッチ側では元来
Ｈｃｍ麿が高いのでほとんど起電力の変化は生じない）
。

次に、上記空燃比コントローラ１２の作動を第５図（△
）および（Ｂ）に示すフローチャートにより説明するに
、リセット後、ステップＳ１で目標空燃比に対するリー
ンゾーンとリッチゾーンとを区別するためのゾーンフラ
グＦ　ｚｏｎｅ　（リーン側でｌ　Ｑ　１１、リッチ側
で１°′）をｌｌ　ＯＩＩに、燃料噴射がディレィ中か
否かを区別するためのリーン側およびリッチ側のディレ
ィフラグＩＩ、Ｆｒ（ディレィ中でないときはｌ　Ｑ　
１１、ディレィ中はＩＩ　１　ＩＩ　）を共に０゛″に
、またエンジン回転数と噴射時間との関係を決めるフィ
ードバック係数Ｃｆｂを１１１１＋にそれぞれ初期設定
し、さらにステップＳ２で後述の第６図に示すようなス
ライスレベル中央値のテーブルデータをＲＡＭにロード
した後、ステップＳ３で目標空燃比に対する各種制御定
数のテーブルデータをＲＡＭにロードする。次いで、ス
テップＳ４でエンジン回転数等を計算するための一定周
期を定める基本タイマをリセットして、次のステップＳ
５で基本タイマが一定時間Ｔ＋経過するのを待ち、一定
時間Ｔｉ経過するとステップＳ６で上記基本タイマを再
びリセットする。尚、この基本タイマはリセットされた
瞬間から時間をアップカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ７でイグナイタ１５からのイグニッシ
ョンパルス信号によりエンジン回転数Ｎｅを計算し、ま
たステップＳ８でエアフローセンサ６および吸気温セン
サ７からの信号により吸入空気流量ＩＪｅを計算づ−る
。

次いで、ステップＳ９で目標空燃比、１」Ｃセンサ１０
からの１１ＣＩ！度倍信号よび排気温センサー１からの
排気ガス温度信号（空燃比センザ濡度信＠）を入力した
後、ステップＳｈ＋で空燃比センサ９からの出力信号と
しての起電力Ｖｓ倍信号入力する。さらに、ステップＳ
　ｏにおいて目標空燃比、１−ＩＣ１ａｒ！Ｊ、および
排気ガス温度を上記ステップＳ２でロードした第６図に
示すようなデータテーブル（１）に入力して、目標空燃
比に対応する空燃比センサ９の目標値としてのスライス
レベル中央値Ｖ　ｒｅｆを求めるとともに、該目標値と
してのスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆに対するリーン
側およびリッチ側の不感帯幅Ｖｈ　９　、　Ｖｈｒを求
める。

ここにおいて、上記目標空燃比はエンジン回転数とエン
ジン負荷によりエンジン運転状態に応じて設定され、例
えば高負荷運転時には目標空燃比毎　　　　△／Ｆが理
論空燃比（△／Ｆ＝１４．７）よりも（１，Ｎ リッチに、高速定常走行時には理論空燃比よりもリーン
に設定される。また、上記第６図のデータテーブル（１
）には、各目標空燃比毎に排気ガス温度とｌ−Ｉ　Ｃ１
ｇ８　ｍとに応じたスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆが
書き込まれていて、排気ガス濡洩に対しては第７図で示
すマツプによりスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆが求め
られ、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）を境にしてリッ
チ側（例えばＡ／Ｆ＝１２）では温度の上昇に伴ってＶ
　ｒｅｆが増大し、リーン側（例えば△／Ｆ＝　１８　
）では湿度の上昇に伴ってＶ　ｒｅｆが低下し、理論空
燃比（Ａ／Ｆ−１４，７）では温度変化に対してＶ　ｒ
ｅｆがほぼ一定である（尚、第７図では８０１１１度一
定としている）。また、ＨＣｌ１度に対しては第８図で
示すマツプによりスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆが求
められ、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７＞よりもリーン
側（Ａ／Ｆ＝１８）ｒは１４ｃｍ痕の増大に伴ッテｖｒ
ｅｆが増大し、理論空燃比（Δ／Ｆ＝１４．７＞および
それよりもリッチ側（Ａ／Ｆ＝１２）ではＨＣＩＩＩ度
変化に対してＶ　ｒｅｆがほぼ一定である（尚、第８図
では排気ガス温ｍ一定としている）。

さらに、上記スライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆに対する
不感帯幅（つまりヒステリシス幅）ＶｈｉＶｈｒは、空
燃比センサ９の出力〈起電力）に対するノイズの影響を
なくすために設定されたもので、スライスレベル中央値
Ｖ　ｒｅｆつまり目標空燃比に応じて変化し、理論空燃
比付近で最大で、理論空燃比よりもリーン側又はリッチ
側になるにしたがって小さくなる。

次に、ステップＳ　１２でスロットルポジションセンサ
８からのスロットル弁開度信号を入力し、次のステップ
Ｓ　＋３でこの実測したスロットル弁開度Ｔとアクセル
ペダルを踏込まないときのスロットル弁開ａ　Ｔ　ｏと
の大小を比較判別する。このステップＳ　１３での判別
がＴ＞Ｔｏのときには、通常の処理を行うべく以下のス
テップＳ　１４以降に進む一方、Ｔ≦Ｔｏのときには空
燃比センサ９の劣化状態を見るべく後述のステップ８３
６〜５ＬＩＯの処理を行う。

先ず、通常の処理について述べるに、ステップＳ　１４
において目標空燃比を上記ステップＳ３でロードしたデ
ータテーブル（２）に入力して積分定数ｃｒ　、’ｃｐ
　、比例定数Ｃｓｒ、　Ｃ３Ｑおよびディレィ時間ｔｄ
ｒ　、　ｔｄｉを求める。上記データテーブル（２）に
は、各目標空燃比毎に積分定数Ｃｒ。

Ｃ９、比例定数Ｃ８ｒ、Ｃ３，Ｃおよびディレィ時間ｔ
ｄｒ　、　ｔ（Ｈが書き込まれていて、エンジン運転状
態に応じた各目標空燃比での制御系ないし検出系の応答
性に対してその制御利得を良好に対応させるように、積
分定数Ｏｒ、Ｃ１は、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７＞
付近でＯｒ　、Ｃ９が最大で、理論空燃比よりもリッチ
側又はリーン側に行くに従って小さくなり、かつ理論空
燃比よりもリッチ側の方がリーン側よりも小さくなるよ
うに設定されている。また、比例定数Ｃｓｒ、　Ｃ３ｌ
は、上記積分定数Ｏｒ、（ｌと同様の特性、つまり理論
空燃比付近で最大で、理論空燃比よりもリッチ側又はリ
ーン側に行くに従って小さく、かつ理論空燃比よりもリ
ッチ側の方がリーン側よりも小さくなるように設定され
ている。さらに、ディレィ時間ｔｄｒ　、　ｔｄ９は、
上記積分定数Ｃｒ、Ｃ交や比例定数Ｃｓｒ、　Ｃｓ　Ｑ
と同様の特性に設定されている。

しかる後、以下のステップＳ　＋５〜Ｓ３５において、
第９図に示す如き空燃比センサ９の出力特性と燃料噴射
弁５からの平均燃料噴射量との対応関係でもって空燃比
を所定の不感帯をもって目標空燃比にすべくフィードバ
ック制御が実行される。すなわら、先ず、耐ノイズ性の
ため空燃比センサ９の目標起電力の不＠帯（ヒステリシ
ス）を決めるべく、ステップＳ　＋５でゾーンフラグＦ
　ｚｏｎｅが′Ｏ″か′１”かを判定し、Ｆ　ｚｏｎｅ
＝　Ｏのリーン側のときには上記ステップＳ１１で求め
たスライスレベル中央値Ｖｒｅｆｔ、：対するリーン側
不感帯幅Ｖｈ９．によりステップＳ　＋ａでスライスレ
ベル中央値Ｖ′ｒＯｆ　＠Ｖｒｅｆ　＋Ｖｈ　９とし、
Ｆ　ｚｏｎｅ＝　１のリッチ側のときには上記ステップ
Ｓ　ｎで求めたスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆに対す
るリッチ側不感帯幅ＶｈｒによりステップＳ＋７でスラ
イスレベル中央値Ｖ′ｒｅｆをＶｒｅｆ−Ｖｈｒとして
、それぞれステップＳ１８に進む。そして、ステップＳ
　＋ａで空燃比センサ９からの実測した起電力Ｖｓと上
記ステップ５）１６又はＳ　＋ｙで定め１ｃスライスレ
ベル中央値Ｖ’ｒｅｆとの大小を比較判別する。

このステップＳ　＋ｓでの判別がＶｓ≧Ｖ′ｒｅｆのと
きにはステップＳ　＋ｓでゾーンフラグＦ　ｚｏｎｅの
判定を行い、Ｆｚｏｎｅ＝１のリッチ側のときには空燃
比が目ＩＪｌｉｌｌよりもリッチ側であると判断してス
テップＳ　２０で空燃比をリーン化つまり燃料噴射量を
減少すべくフィードバック係数ＣｆｂをＱｆｂ−Ｑｒ（
Ｃｒ　：積分定数）とし、ステップＳ２１で燃料噴射時
間τを式Ｋ　−Ｃｆｂ−ＩＪｅ　／Ｎｅより演算してス
テップＳ５に戻る。

その後、ステップＳ２１での燃料噴射量の減少により第
９図に示す如く空燃比がリーン方向に向い、ステップＳ
　＋ａでの判別がＶＳ　＜Ｖ’　ｒｅｆとなると、ステ
ップＳ２２でゾーンフラグＦ　ｚｏｎｅの判定を行い、
末だＦｚｏｎｅ＝　１のリッチ側であるので、次のステ
ップＳ２３でリーン側ディレィフラグ「ｐが“１″か否
かを判別し、Ｆ　Ｑ　＝　ＯのＮｏのときにはリッチ側
からリーン側へ反転したときと判断してステップＳ　２
４でディレィフラグＦＱを″１゛としたのち、ステップ
Ｓ２５でディレィタイマをリセットする（尚、このディ
レィタイマは上述の基本タイマと同様、リセットされた
瞬間から時間をアップカウントするタイマである。）そ
して、Ｐｉ　＝１のＹＥＳのディレィ中のときと共に次
のステップＳ乙でディレィタイマが所定のディレィ時間
ｔｄ、Ｑを経過したか否かを判別し、経過していないと
きにはノイズの影響を防止すべくステップＳ　２０に移
りフィードバック係数ＣｆｂをＣｆｂ−Ｃｒに維持して
、ステップ８２＋で燃料噴射量を減少したままステップ
Ｓ５に戻る。一方、ディレィ時間ｔｄＱを経過すると、
ステップＳ　２７でゾーンフラグｆ：　ｚｏｎｅを０″
に、かつディレィフラグＦρを′″０″にしたのち、ス
テップ８２８において空燃比をリッチ化すべくフィード
バック係数ＣｆｂをＣｆｂ＋Ｃ８ｐ　（Ｃｓ　Ｄ　：比
例定数）として、ステップ８２＋で燃料噴ｌ）１ｍを増
大してステップＳ５に戻る。

次いで、この燃料噴射量の増大によっても未だステップ
Ｓ＋６の判別がＶｓ　＜Ｖ’　ｒｅｆであるので、ステ
ップＳ２２でゾーンフラグＦ　ｚｏｎｅ＝　０のリーン
側と判定されて、ステップ８２９でさらに空燃比をリッ
チ化すべくフィードバック係数ＣｆｂをＣｆｂ＋Ｃ１ｌ
　（Ｃ１ｌ　：積分定数）とし、ステップＳ２＋でさら
に燃料噴射量を増大してステップＳ５に戻る。

その後、この燃料噴射時間の増大によりステップＳ＋ａ
での判別がＶｓ≧Ｖ′ｒｅｆとなるが、ステップＳ　＋
ｓでの判定がゾーンフラグＦ　ｚｏｎｅ＝　Ｏのり一ン
側であるので、ステップＳｉでリッチ側ディレィフラグ
ＦｒがＩＩ　１１＋か否かを判別し、Ｆｒ　＝０のＮｏ
のときにはリーン側からリッチ側へ反転したときと判断
してステップ８３１でディレィフラグＦｒを＃　Ｉ　Ｎ
にしたのち、ステップＳ　９２でディレィタイマをリセ
ットする。そして、Ｆｒ＝１のＹＥＳのディレィ中のと
きと共に次のステップ８３３でディレィタイマが所定の
ディレィ時間ｔｄｒを経過したか否かを判別し、経過し
ていないときにはノイズの影響を防止すべくステップＳ
２９に移りフィードバック係数ＣｆｂをＣｆｂ＋ＣＱに
維持して、ステップＳ２Ｉで燃料噴ｔｌＪｕを増大した
ままステップＳ５に戻る。一方、ディレィ時間ｔｄｒを
経過すると、ステップ８３４でゾーンフラグＦｚｏｎｅ
を１１１１１に、かつディレィフラグ「ｒを０”にした
のち、ステップ８３５において空燃比をリーン化すべ（
フィードバック係数ＣｆｂをＣｆｂ−Ｃ５ｒ（Ｃ８ｒ：
比例定数）として、ステップ８２＋で燃料噴ｆＪＪａを
減少してステップＳ５に戻る。その後、ステップＳ　＋
ａの判別がＶｓ≧Ｖ’　ｒｅｆで、ステップＳ　＋ｓで
の判定がＦ　ｚｏｎｅ＝　１となり、以下上記と同じ動
作を繰返すことになる。

尚、燃料噴射弁５の噴射タイミングは、第１０図に示す
ようにイグナイタ１５からのイグニッションパルスの立
上りによって上記空燃比コントローラ１２のメインフロ
ー中にインタラブドされ、先ず噴射タイマを燃料噴射時
間τにセットした（尚、この噴射タイマはセットされた
時間をダウンカウントし、零となった瞬間に後述の噴射
終了インタラブド信号を発生するカウンタである）のち
、燃料噴射弁５への電流をＯＮにして燃料噴射を開始す
る。そして、燃料噴射の終了は第１１図！’４　　　　
　　に示づように」、記噴射タイマからの噴射終了イン
クラブド信号によってインタラブドされ、燃料噴耐昇５
への電流をＯＦＦにしてなされる。

一方、ステップ＋３での判別がＴ≦Ｔｏのとぎ、つまり
空燃比センサ９の劣化状態を見るべくエンジン１がアイ
ドリング状態にあるときには、ステップ８３６でこの運
転状態に合せて目標空燃比を所定のリーンな値αにセッ
トし、次いでステップＳ３７で該目標空燃比α、ＨＣ濃
麿および排気ガス温度をデータテーブル（１）に入力し
て、目標空燃比αに対応するスライスレベル中央値Ｖ　
ｒｅｆを求める。この間、上述したステップＳ　＋ｓ〜
Ｓ３５による空燃比センサ９の起電力Ｖｓに基づいたフ
ィードバック制御を行わず、燃料噴射量のフィードバッ
ク係数Ｃｆｂを上記ステップＳｚで設定した目標空燃比
αに対応する値に固定する。その後、ステップ８３８に
おいて、上記ステップＳ　ＩＱで空燃比センサ９からの
実測した起電力ＶＳと上記ステップＳ　３７で定めたス
ライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆから劣化判断基準値Ｖｄ
を引いた値との大小を比較判別する。

このステップ８３８での判別がＶＳ　＞　（Ｖｒｅｆ　
−Ｖｄ　）のときには、空燃比センサ９が劣化していな
いと判断してステップ８２＋において上記の如く固定し
たフィードバック係数等により燃料噴射量を演算してス
テップＳ５に戻る。ここで、上記ステップＳ３８で（Ｖ
ｒｅｆ　−Ｖｄ　）を起電力における空燃比センサ９の
劣化の判断基準として理由は、ステップ８％でセットさ
れたリーンな目標空燃比αに対応してフィードバック係
数Ｃｆｂが固定され、該フィードバック係数Ｃｆｂに基
づいて空燃比がαにフィードバック制御されるので、空
−比センサ９が劣化せずあるいは劣化とみなし１ｑない
若干の起電力変動が生じている程度ならば、空燃比セン
サ９の起電力特性は例えば第４図に示す実線から点線に
かけての範囲にあり、その起電力ＶＳは、目標空燃比α
に対応する値（スライスレベル中央値）ｖｒｅｒないし
はその値から劣化判断基準値Ｖｄ低下した値（Ｖｒｅｆ
　−Ｖｄ　）までの間に収まることになるからである（
上記目標空燃比αはリーンな値であるので、劣化に伴っ
て空燃比センサ９の起電力は低下することになる）。こ
れに対し、上記ステップＳ３１］での判別がＶＳ≦（Ｖ
ｒｅｆ　−Ｖｄ）のときには、空燃比センサ９の起電力
特性が第４図の一部鎖線の如く大きく変化しているため
。

その起電力ＶＳが大幅に低下しつまり空燃比センサ９が
劣化していると判断してステップＳ３９でデータテーブ
ル（１）を劣化用のデータテーブル（１）′に置換する
。

上記劣化用データテーブル（１）′には、劣化した空燃
比センサ９の起電力特性に対応して上記データテーブル
（１）ど同様に各目椋空燃比毎に排気ガス温度と）−１
０１１１度とに応じたスライスレベル中央値Ｖ　ｒｅｆ
が書き込まれていて、排気ガス温度に対しては第７図に
示すマツプにより劣化用スライスレベル中央値Ｖ　ｒｅ
ｆが求められ、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）を境に
してリッチ側（例えばＡ／Ｆ＝１２）では温度の上昇に
伴ってＶｒｅｆが増大し、リーン側（例えばＡ／Ｆ−１
８）では温度の上昇に伴ってＶ　ｒｅｆが低下し、理論
空燃比では劣化していないときと同様に温度変化に対し
てＶ　ｒｅｆがほぼ一定である。また、Ｉ−Ｉ　Ｃ８度
に対しては第８図に示すマツプにより劣化用スライスレ
ベル中央値ｖｒｅｆが求められ、理論空燃比（Ａ／Ｆ＝
１４．．７）を境にしてリーン側（Ａ／Ｆ＝１８）では
ｌ−Ｉ　Ｃｆｉｔ度の増大に伴つｒＶｒｅｆが増大し、
理論空燃比およびそれよりもリッチ側（Ａ／Ｆ＝１２）
ｒはＨＣｌ１度変化に対して■ｒｅｆがほぼ一定である
。

しかる後、ステップＳ４０においてステップ８３６で設
定した目標空燃比αに対応する燃料噴射量のフィードバ
ック係数Ｃｆｂを計算し上述したステップＳ　＋ｓ〜８
３５による空燃比センサ９の起電力Ｖｓに基づいたフィ
ードバック制御を行わずに、ステップ８２１で燃料噴射
量を演算してステップＳ５に戻る。すなわち、上記ステ
ップ８３９の処理により、以後ステップＳｕにおいては
劣化用データテーブル（１）′に基づいてスライスレベ
ル中央値ｖｒｅｆが求められることになる。

よって、上記空燃比コントローラ１２の作動フローにお
いて、ステップＳ１１により、予め設定された混合気の
空燃比に対応した空燃比センサ９の目標値（スライスレ
ベル中央値Ｖｒｅｆ）を設定する目標値設定手段１６を
構成している。また、ステップＳ　＋ａにより、空燃比
センサ９の出力（起電力ＶＳ）と目標値設定手段１６に
より設定された目標値（スライスレベル中央値Ｖ’　ｒ
ｅｆ　）とを比較する比較手段１７を構成している。さ
らに、ステップＳ　＋ｓ〜８３５により、上記比較手段
１７の出力を受け、燃料噴射弁５の燃料噴射量を制御す
ることによりエンジン１に供給する混合気の空燃比を上
記目標値に制御する空燃比制御手段１８を構成している
。また、ステップ８３８により、空燃比センサ９の劣化
を検出する劣化検出手段１９を構成している。さらに、
ステップ８３９により、上記劣化検出手段１９の出力を
受け、上記目標値設定手段１６からの目標値を補正する
補正手段２０を構成している。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の排気
ガス中の酸素１１度に応じてその出力（起電力）が変化
する空燃比センサ９により空燃比が検出され、該空燃比
センサ９の出力と予め設定された空燃比に対応した空燃
比センサ９の目標値とが比較されて、その偏差に応じて
燃料噴射弁５からの燃料噴射量が制御されることにより
、エンジン１に供給する混合気の空燃比が上記目標値に
フィードバック制御されることになる。

この場合、空燃比センサ９の劣化により上記空燃比セン
サ９の起電力特性が第４図に示す如く変化するが、この
劣化時には補正手段２０によるデータテーブル（１）′
への置換えによって上記設定空燃比に対応した目標値（
スライスレベル中央値）が補正されて、上記起電力特性
の変化と対応するようになるので、空燃比センサ９の劣
化に対する空燃比のズレが補償されて、広域空燃比セン
サ９を用いた空燃比制御を正確に行うことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば、上
記実施例では目標値設定手段１５からの目標値としての
スライスレベル中央値Ｖｒｅｆを補正手段２０で補正し
たが、空燃比センサ９の出力を劣化時に補正するように
してもよい。

また、上記実施例では、燃料噴射方式においてその燃料
噴！）ｌ量の制御により空燃比制御を行ったが、気化器
方式においてエアブリード量の制御により空燃比制御を
行うようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジンの排気
ガス中の酸素８１麿に応じてその出力が変化する空燃比
センサを用いてエンジンの空燃比を設定空燃比にフィー
ドバック制御する場合、空燃比センサの劣化に応じて上
記設定空燃比に対応する空燃比センサの目標値もしくは
空燃比センサの出力のいずれか一方を補正して、劣化に
よる空燃比センサの出力特性変化と対応させるようにし
たので、空燃比センサの劣化に対する空燃比のズレを補
償して、上記空燃比制御を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第１１図は本発明の実施例を例示し、第一　　
２６　− ２図はエンジンの空燃比制御システムの概略構成図、第
３図および第４図はそれぞれ空燃比センサの起電力特性
としての基本特性および劣化特性を示す特性図、第５図
（Ａ）および（Ｂ）は空燃比コントローラの作動を示す
フローチャート図、第６図はデータテーブルの一例を示
す図、第７図は湿度に対するスライスレベル中央値のマ
ツプを示す図、第８図はＨＣ′ａ度に対するスライスレ
ベル中央値のマツプを示す図、第９図は空燃比センサの
出力特性と平均燃料噴ｔＪＪｉとの対応関係を示す説明
図、第１０図および第１１図はそれぞれ燃料噴射開始時
および終了時のインタラブド処理を示す図である。 １・・・エンジン、３・・・排気通路、５・・・燃料噴
射弁、９・・・空燃比センサ、１２・・・空燃比コント
ローラ、１６・・・目標１ｌｔＩ設定手段、１７・・・
比較手段、１８・・・空燃比制御手段、１９・・・劣化
検出手段、２ｏ・・・補正手段。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 代　　理　　人　　　　　弁理士　　前　　１）　　弘
第３図 第４図 第７図 湛廣（Ｘ１００℃） 第８図 ＨＣＪ塵 第５図（Ａ） リセット Ｆｚｏｎｅ　−Ｏ １−Ｏ ｒ　−Ｑ ｆｂ−１ ≠タテー７１しく１ 子−タテープ マリで、／ト １　　［肩修ゴレ門ト５９１ （χ目稽埴占貨定千Ｆ２） （為）９１按↓→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気通路中に設けられ、排気ガス中の
   酸素濃度に応じてその出力がリニアに変化する空燃比セ
   ンサと、予め設定された混合気の空燃比に対応した上記
   空燃比センサの目標値を設定する目標値設定手段と、上
   記空燃比センサの出力と目標値設定手段により設定され
   た目標値とを比較する比較手段と、該比較手段の出力を
   受け、エンジンに供給する混合気の空燃比を上記目標値
   に制御する空燃比制御手段と、上記空燃比センサの劣化
   を検出する劣化検出手段と、該劣化検出手段の出力を受
   け、上記目標値設定手段からの目標値もしくは上記空燃
   比センサの出力のいずれか一方を補正する補正手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。