JPS63189638A - 内燃エンジンの空燃比フイ−ドバツク制御方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法
に関し、特にエンジンの排気系に配された排気濃度検出
器の出力特性の経時変化を補償するようにした空燃比フ
ィードバック制御方法に関する。

（技術的背景及びその問題点） 従来、内燃エンジンの排気系に配された排気濃度検出器
（例えば０８センサ）による排気濃度（酸素濃度）検出
値と所定の基準値とを比較し、この比較結果に基づいて
、該エンジンに供給される混合気の空燃比をエンジンの
排気系に配された三元触媒の最大変換効率が行なわれる
理論混合比になるように制御し、以て排気ガス特性等の
向上を図るようにした内燃エンジンの空燃比フィードバ
ック制御方法が一般的に使用されている（例えば、特開
昭５７−１３７６３３号）。

このような空燃比制御に使用される０２センサは、酸化
ジルコニウム等をセンサ素子として用い、その酸化ジル
コニウム等の内部を透過する酸素イオンの量が大気中の
酸素分圧と排気ガス中の酸素分圧との差によって変化す
るのを利用してこの変化に応じた０２センサの出力電圧
の変化により排気ガス中の酸素濃度を検出するものであ
る。

しかしながら、上述の構成の０２センサは、その出力特
性が経時的に変化し、特に当該センサを搭載した車輌力
ｉ耐久走行を行なった後は、その出力特性が耐久上劣化
し、この結果同一条件で空燃比フィードバック制御を行
なったにも拘ら−ず工場出荷時に比べて制御空燃比がリ
ッチ側に移行することが知られている。

このようなｏ２センサの特性の経時変化に対し何ら対策
を講じなければ、エンジンの運転性能、燃費、排気ガス
特性が低下するという不具合が生じる。

（発明の目的） 本発明は上述した不具合を解消する為になされたもので
、０．センサの特性の経時変化の度合に応じてエンジン
に供給される混合気の空燃比を補正して目標空燃比を達
成し得るようにした内燃エンジンの空燃比フィードバッ
ク制御方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 斯かる目的を達成するために本発明に依れば。

内燃エンジンの排気系に配された排気濃度検出器により
検出した排気濃度検出値と基準値とを比較し、エンジン
に供給される混合気の空燃比を、排気濃度検出値が前記
基準値に関してリッチ側からリーン側に又はリーン側か
らリッチ側に変化したとき、前記空燃比を第１の補正値
により増減補正する比例制御、及び排気濃度検出値が前
記基準値に関してリーン側又はリッチ側にあるとき、空
燃比を夫々第２の補正値により所定時間毎に増減補正す
る積分制御の少なくとも何れか一方により目標空燃比に
フィードバック制御する内燃エンジンの空燃比フィード
バック制御方法において、前記排気濃度検出値が前記基
準値に関してリーン側からリッチ側に変化した時点から
リッチ側からリーン側に変化した時点までの当該検出値
の積分値と。

前記排気濃度検出値が前記基準値に関してリッチ側から
リーン側に変化した時点からリーン側からリッチ側に変
化した時点までの当該検出値の積分値との比を求め、斯
く求めた比に応じて前記基準値を変化させるようにした
ことを特徴とする内燃エンジンの空燃比フィードバック
制御方法が提供される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の方法が適用される内燃エンジンの燃料
供給制御装置の全体構成を示すブロック図である。符号
ｌは例えば４気筒の内燃エンジンを示し、該エンジン１
には大気側に連通する吸気管２が接続され、該吸気管２
の途中にはスロットル弁３が設けられている。該スロッ
トル弁３にはその弁開度θ〒Ｈを検出し、電気的な信号
を出力するスロットル弁開度センサ４が接続されており
。

その検出信号は、以下で説明するように空燃比等を算出
する演算処理を実行してエンジンを制御する電子コント
ロールユニット（以下ｒＥｃＵＪという）５に送られる
。

前記エンジン１とスロットル弁３との間には燃料噴射弁
６が設けられている。該燃料噴射弁６は前記エンジン１
の各気筒毎に設けられており、図示しない燃料ポンプに
接続され、前記ＥＣＵ３から供給される駆動信号によっ
て燃料を噴射する開弁時間が制御される。

一方、前記スロットル弁３の下流の吸気管２には、管７
を介して該吸気管２内の絶対圧Ｐａ＾を検出する吸気管
内絶対圧センサ８が接続されており、その検出信号はＥ
ＣＵ３に送られる。

冷却水が充満されている前記エンジン１の気筒周壁には
、例えばサーミスタからなり、冷却水の温度Ｔｗを検出
するエンジン水温センサ９が設けられ、その検出信号は
前記ＥＣＵ３に送られる。

エンジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」という）１
０が前記エンジン１の図示していないカム軸又はクラン
ク周囲に取り付けられ、このＮｅセンサ１０はクランク
軸の１８０°回転毎に１パルスの信号（ＴＤＣ信号）を
出力し、このＴＤＣ信号は前記ＥＣＵ３に送られる。

前記エンジン１の排気管１１には三元触媒１２が接続さ
れ、該三元触媒１２は排気ガス中のＨＣｌＧｏ、ＮＯｘ
成分の浄化作用を行なう、この三元触媒１２の上流側の
排気管１１には排気ガス濃度センサである０２センサ１
３が装着され、該０．センサ１３は排気ガス中の酸素ガ
ス濃度を検出し、その検出信号（ＶＯＷ）は前記ＥＣＵ
３に送られる。

更に、前記ＥＣＵ３には、車輌の速度Ｓｐを検出する車
速センサ１４が接続され、該車速センサ１４からの検出
信号は前記ＥＣＵｉ５に送られる。

ＥＣＵ３は上述の各種センサからの検出信号を入力し、
前記燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏｕ〒を次式により
演算する。

Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ　ＸＫ、ＸＫｏ、＋に１　−　（１）こ
こに、Ｔｉは燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間を示し、
この基本噴射時間は例えば吸気管内絶対圧Ｐａ＾とエン
ジン回転数Ｎｅとに基づいてＥＣＵ５内のメモリ装置か
ら読み出されるｍ　Ｋｏ、はＯよフィードバック補正係
数であり、後述する。２フイードバツク補正係数算出サ
ブルーチンに基づいて算出される。に１及びに２は夫々
前記各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される補
正係数及び補正変数であり、上述の各種センサからの検
出信号に基づいて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られるような
所定値に決定される。

ＥＣＵ３は上述のようにして求めた燃料噴射時間Ｔｏｕ
〒に基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力
する。

第２図は、第１図のＥＣＵ３内部の回路構成を示す図で
、Ｎｅセンサ１０からのＴＤＣ信号は波形整形回路５０
１で波形整形された後、中央処理装置（以下、ｒｃＰＵ
Ｊという）５０３に供給されると共に、エンジン回転数
計測用カウンタ（以下ｒＭｅカウンタ」という）５０２
にも供給される。Ｍｅカウンタ５０２は、Ｎｏセンサ１
０からの前回ＴＤＣ信号の入力時から今回ＴＤＣ信号の
入力時までの時間間隔を計数するもので、その計数値Ｍ
ｅはエンジン回転数Ｎｅの逆数に比例する。

Ｍｅカウンタ５０２は、この計数値Ｍｅをデータバス５
１０を介してＣＰＵ５０３に供給する。

一方、スロットル弁開度（θ〒Ｈ）センサ４、絶対圧（
Ｐａ＾）センサ８、エンジン水温（Ｔ　ｗ）センサ９．
０□センサ１３、及び車速（Ｓ　ｐ）センサ１４からの
出力信号は、夫々、レベル修正回路５０４に印加され、
該回路５０４において所定電圧レベルに修正された後Ｃ
ＰＵ５０３の指令に基づいて作動するマルチプレクサ５
０５により順次アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄコン
バータ）５０６に供給される。該変換器５０６は、前述
の各センサの出力信号をデジタル信号に変換し、該デジ
タル信号をデータバス５１０を介してＣＰ　Ｕ３０３に
供給する。

ＣＰＵ５０３は、更に、データバス５１０を介してリー
ドオンリメモリ（以下、ｒＲＯＭＪという）５０７、ラ
ンダムアクセスメモリ（以下、「ＲＡＭ」という）５０
８及び駆動回路５０９　ニ接続されている。ＲＯＭ５０
７は、詳細は後述するＣＰＵ５０３で実行される各種制
御プログラム及び補正係数、補正変数等の諸データ等を
記憶する。また、ＲＡＭ５０８は、ＣＰＵ５０３での前
記各種制御プログラムの実行により得られる演算結果等
を一時的に記憶する。

そして、ＣＰＵ５０３は、ＲＯＭ５０７に記憶されてい
る制御プログラムに従って前述の各センサの出力信号に
応じた係数値又は変数値をＲＯＭ５０７から読み出し、
或いは算出して上記算出式（１）に基づき燃料噴射弁６
の燃料噴射時間ＴＯＩＪＴを演算し、この演算で得た値
をデータバス５１０を介して駆動回路５０９に供給する
。該駆動回路５０９は、算出された燃料噴射時間Ｔｏｕ
〒に亘って燃料噴射弁６を開弁させる。

次に本発明に係る０□センサの特性の経時変化に応じた
ｏ２フィードバック補正係数Ｋｏ、の算出方法について
説明する。

前述したように、０．センサの出力特性は車輌の耐久走
行等により劣化し、この結果、フィードバック制御され
た空燃比がリッチ側又はリーン側に偏る。この０．セン
サの劣化度合は、安定したエンジン走行状態での０．セ
ンサの出力電圧値ＶＯ２（第３図）が基準値Ｖ＊ｙに関
してリーン側からリッチ側に変化する時点からリッチ側
からリーン側に変化する時点までの当該電圧値の積分値
ＳにＶ（第３図ｔ、〜ｔ１間の斜線部１．−１．間の斜
線部の面積に相当）と、前記出力電圧値Ｖｏ、が前記基
準値に関してリッチ側からリーン側に変化する時点から
リーン側からリッチ側に変化する時点までの当該電圧値
の積分値５ＬＶ（第３図ｔ３〜ｔ４間の斜線部の面積に
相当）との比を表わす値ＫＯＸ　（＝ＳＬＶ／５ＩＶ）
により推定することが出来る。このＫＯＸ値は車輌の累
積走行距離、即ち、耐久劣化度合に応じて減少すること
が実験的に確認されている。

そこで本発明においては、前記ＫＯＸ値に応じて前記基
準値ＶＩＩＩＥＦを変化させて上記０２センサの劣化に
よる空燃比のリッチ側又はリーン側への偏りを修正する
ことにより空燃比を目標空燃比に正確に制御する。

より具体的には、本実施例では前記ＫＯＸの値を複数の
所定値ＫＯＸｚ〜ＫＯＸ＊　（ＫＯＸｚ＞ＫＯＸｉ＞Ｋ
ＯＸａ＞ＫＯＸ４）と比較し、この結果に応じて基準値
ＶＩＩＩＩＥＦを修正値ΔｖＩＩＩいΔｖ−（第４図）
により以下の様に変更する。

（１）ＫＯＸ＞ＫＯＸ、のとき 空燃比がリーン側に大きく偏っていると推定して、基準
値Ｖ＊ｇｐに修正値Δｖ１を加算する。

（２）ＫＯＸｌ＞ＫＯＸ＞ＫＯＸ２のとき空燃比がリー
ン側に小さく偏っていると推定して、基準値ｖ■Ｆに修
正値ΔＶ大□（くΔｖＩＩＩｉ）を加算する。

（３）ＫＯＸ、＞ＫＯＸ＞ＫＯＸ、（７）とき空燃比が
目標（理論）空燃比に略等しく制御されていると推定し
て、基準値Ｖ　ｌ！！Ｆの値を保持す（４）ＫＯＸ、＞
ＫＯＸ＞ＫＯＸ４のとき空燃比がリッチ側に小さく偏っ
ていると推定して、基準値Ｖ＊ｉｐから修正値Δｖ大、
を減算する。

（５）ＫＯＸ＜ＫＯＸ、のとき 空燃比がリッチ側に大きく偏っていると推定して、基準
値ｖ大針から修正値ΔＶ−を減算する。

第５図及び第６図は上述した基準値ｖ大針を変化させる
手法を実行するための基準値ｖ■１設定サブルーチンの
プログラムフローチャートである。

先ず、ステップ３０乃至３６では、エンジンが、０８セ
ンサ１３の出力電圧Ｖｏ、が正常な周期で反転すべき所
定の運転状態にあるか否かを判別する。

即ち、ステップ３０では０．センサ１３の温度が十分高
いか否かをエンジン水温Ｔｗが所定値Ｔｖｏｘより大き
いか否かにより判別し、次いでステップ３１ではエンジ
ンが実際にフィードバック制御中であるか否かを判別す
る。更にステップ３２乃至ステップ３５では前記所定の
運転状態の条件として、エンジン回転数Ｎｅが所定値Ｎ
６０ＸＬとＮｅｏｘｏとの間の値であるか否かの判別（
ステップ３２）、吸気管内絶対圧ＰＢ＾が所定値Ｐ　Ｂ
ＯＸＬとＰ　ＢＯＸＨとの間の値であるか否かの判別（
ステップ３３）、車輌のクルージング状態を示す車速Ｓ
ｐが所定値Ｓ　ｐｏｘＬと５ＰＯＸＨとの間の値である
か否かの判別（ステップ３４）。

及び安定したクルージング状態を示す前記絶対圧の変化
度合ΔＰＢ真の絶対値が所定幅ΔＰ　ＢＯＸ＾より小さ
いか否かの判別（ステップ３５）が夫々実行される。更
にステップ３６ではこれらの運転条件が成立した後（ス
テップ３２乃至３５の判別結果が全て肯定（Ｙｅｓ）と
なった後）、この運転状態が一定時間Ｔｘに亘って継続
されたか否かが判別される。

従って上述のステップ３０乃至３６の全ての判別結果が
肯定（Ｙｅｓ）となったとき（第７図に示す運転状態）
、エンジンが前記所定の運転状態にあると判別され、初
めてステップ３８以降のプログラムが実行される。

尚、ステップ３０乃至３６の何れか一つの判別結果が否
定（Ｎｏ）になるとステップ３７に進み。

後述する平均化回数カウント値ｎＡＶをＯに設定して本
プログラムを終了する。

ステップ３８乃至ステップ５６では前述した０□センサ
１３の劣化度合を表わすＫＯＸ値（＝ＳＬＶ／Ｓ大Ｖ）
を決定するための積分値ＳＬＶの平均値Ｓ　ＬＶＡＶ、
及び積分値Ｓ大ｖの平均値Ｓ　大ｖＡｖが算出される。

以下、ステップ３８乃至ステップ５６による平均値Ｓ　
ＬＶＡＶ、　Ｓ　ＩＩＶＡＶの算出方法を第３図に示す
Ｏよセンサの出力電圧値Ｖｏ、のタイミングチャートに
基づいて説明する。

今、仮に第３図のｔ□時点で前記ステップ３６の判別結
果が初めて肯定（Ｙｅｓ）となった場合を考える。

先ず、ステップ３８では０□センサ１３の今回の出力電
圧値Ｖｏ、ｎが設定基準値ｖ■Ｆより大きいか否かが判
別される。第３図ｔ１時点ではこの判別結果が否定（Ｎ
Ｏ）となり、ステップ３９に進んで、前回の出力電圧値
Ｖｏ、ｎ−８が設定基準値Ｖ　ＲＩＥＦより大きいか否
かが判別される。ｔ１時点ではこの判別結果も否定（Ｎ
Ｏ）となり、次のステップ４０に進む。ステップ４０で
は所定時間（例えば１０ｍ５ｅｃ）毎の出力電圧値Ｖｏ
、の値を読み込むと共に、その値をＲＡＭ５０８に逐次
ストアし、本プログラムを終了する。

次回以降のループでも出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値Ｖ
ｒｔｐを越えるまで（第３図ｔ２時点まで）ステップ３
８．３９．４０が繰り返し実行される。

０２センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が上昇し、今回ルー
プで初めて設定基準値ｖＩＩＩＥＦを上廻ると（第３図
ｔ２時点）、前記ステップ３８の判別結果が肯定（Ｙｅ
ｓ）となり、次のステップ４１に進む。

ステップ４１では前回ループでの出力電圧値Ｖｏ２ｎ−
，が設定基準値Ｖ＊ｇｐより大きいか否かが判別され、
ｔ８時点ではこの判別結果が否定（Ｎｏ）となり１次の
ステップ４２で後述するステップ４４でカウントを開始
するｔｏｘタイマのこの時点でのカウント値ｔｏｘ（単
位は■５ｅｃ）を出力電圧値Ｖｏ。

が設定基準値ｖ■Ｆに関してリーン側からリッチ側に変
化した時点からリッチ側からリーン側に変化した時点ま
での移行時間Ｔｏｘと設定し、次のステップ４３に進む
、ステップ４３では、ステップ４２で設定した移行時間
Ｔｏｘが許容範囲Ｔ　ＯＸＬ〜ＴＯＸＨ内にあるか否か
が判別される。

第３図ｔ２時点では未だｔｏｘタイマはスタートしてい
ないので、この判別結果は否定（ＮＯ）になり、後述の
ステップ５３乃至５６をスキップしてステップ４４に進
む、このステップ４３の判別を行うことにより、ｔ１時
点以前にすてにｔｏｘタイマが作動していた場合等のエ
ンジン運転状態の過渡期に生じる著しく長い移行時間や
、第３図のｔ４〜ｔ５時点間に示すようなノイズ発生に
よる著しく短い移行時間を排除することが出来る。

ステップ４４では前記ステップ４０でストアされたＲＡ
Ｍ５０８内のＶｏ、値をクリアし、ｔｏｘタイマのカウ
ント値をリセットすると共にスタートさせ、次のステッ
プ４５で後述する平均化回数カンウド値ｎＡＶが所定回
数ＮＡｖ以上であるか否かを判別し、判別結果が肯定（
Ｙｅｓ）のときは、後述するステップ５９以降のプログ
ラム（第６図）が実行され、否定（ＮＯ）のときは本プ
ログラムを終了する。

０２センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値Ｖ大ｉ
ｐを上廻った後は、ステップ３８．４１の判別結果が共
に肯定（Ｙｅｓ）となる（第３図ｔ２〜ｔ１時点間）と
、次のステップ４６で前記ステップ４０と同様の所定時
間（１０ｍ５ｅｃ）毎の出力電圧値Ｖｏ、値の読み込み
及び該ｖＯ□値のストアが繰り返し実行される。この時
ｔｏｘタイマはｔ８時点からの経過時間をカウントし続
ける。

その後、ｏ２センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が下降して
、該出力電圧値Ｖｏ、が今回ループで設定基準値Ｖ　＊
！Ｆを横切って低下すると（第３図ｔ３時点）。

再び前記ステップ３８の判別結果が否定（ＮＯ）となり
、ステップ３９に進む、今回ループ（ｔｘ時点）では前
回ループでの出力電圧値Ｖ　Ｏ，ｎ−、が設定基準値ｖ
■Ｆより大きいのでこの判別結果が肯定（Ｙｅｓ）とな
り、次のステップ４７でこの時点でのｔｏｘタイマのカ
ウント値ｔｏｘ（ｔ、−ｔ。

時間）を出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値ｖＩＩＩＩＦに
関してリッチ側からリーン側に変化した時点からリーン
側からリッチ側に変化した時点までの移行時間ｔｏｗと
設定し、次のステップ４８に進む。ステップ４８では、
ステップ４２と同様にステップ４７で設定した移行時間
ｔｏｘが許容範囲ＴＯＸＬ−ＴＯＸＨ内にあるか否かが
判別され１判別結果が否定（Ｎｏ）のときはステップ４
９乃至ステップ５２をスキップしてステップ４４に進む
。

一方、このステップ４８の判別結果が肯定（Ｙｅ＠）の
ときはステップ４９に進み、前記ステップ４７で設定さ
れた移行時間ｔｏｘ　（ｍｓｅｃ）及び前記ステップ４
６で所定時間（１０ｍｓｅｃ）毎にストアされた出力電
圧値Ｖｏ、の記憶値を用いて、第３図ｔ２〜ｔ３時点間
の出力電圧値の積分値Ｓｏｘを次式（２）に基づいて算
出する。

次のステップ５０では算出された積分値Ｓｏスに補正係
数ＫＮＩ〒、ＫＰＢＴを乗算し、新たな積分値５ｏｘｃ
とする。補正係数Ｋｓｉ〒、Ｋｐａ〒は夫々エンジン回
転数Ｎｅ及び吸気管内絶対圧ＰＢ＾に応じて第８図及び
第９図に示すＫＮＩＥ↑−Ｎｅテーブル、ＫＰＢＴ−Ｐ
ａ＾テーブルから読み出される値である。このようにス
テップ５０で補正係数ＫＮＥＴ、　ＫＰＢＴによって積
分値Ｓｏｘを補正するのは、エンジン回転数Ｎｅ、吸気
管内絶対圧Ｐａ＾の変化に応じて、移行時間、即ち０２
センサの反転周期自体が大幅に変化する為である。

ステップ５０で補正された積分値５ｏｘｃは次のステッ
プ５１において更に次式（３）に代入され、この結果、
０□センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値ｖ■Ｆ
に関してリーン側からリッチ側に変化した時点からリッ
チ側からリーン側に変化した時点までのリッチ側積分値
５ｏｘｃ　（＝Ｓ＊ｖ）の平均値Ｓ諏ＶＡＶｎが算出さ
れる。

ＣＯＸ　　　　　　　２５６−ＣＯＸ Ｓ大ｖＡｖｎ　＝＝　　　　Ｘ　５ｏｘｃ　＋　　　　
　　Ｘ　Ｓ糞ｖＡｖｎ−。

・・・（３） ここで、　Ｓ＊ｖＡｖｎ−２はリッチ側積分値の平均値
の前回値であり、ＣＯｘは平均値算出のための平均化定
数であり後述するステップ６３．６５．６７．６９．７
１において０□センサの劣化度合に応じた値ＣＯＸ。

〜Ｃ０Ｘ４（但しｏ＜ｃｏｘｏ　〜ＣＯＸ、＜２５６）
に設定される。

第５図に戻り１次のステップ５２では上述の（３）式に
基づいた移行時間の平均化の実行回数を表わす平均化回
数カウント値ｎＡＶに１を加え。

前述したようにステップ４４でストアされたＶｏ。

値をクリアしｔｏｘタイマのカウント値をリセットする
と共にスタートさせる。

次のステップ４５では、前記ステップ５１及び後述する
ステップ５５による移行時間の平均化回数を表わす前記
平均化回数カウント値ｎＡＶが所定回数ＮＡＶ以上であ
るか否かを判別する。尚、所定回数ＮＡｖは０２センサ
の劣化度合に応じて、後述するステップ６３．６５，６
７．６９．７１で所要の値に設定される。

以上のようにして第３図ｔ２〜ｔ２時点間の積分値ＳＯ
Ｘ　（＝Ｓ友ｖ）が設定され、該積分値Ｓｏｘの補正後
の値Ｓ　ｏｘｃに基づいてリッチ側積分値の平均値Ｓ究
ＶＡＶｎが算出される。

０、センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値ｖｕＦ
を下廻った後（ｔｉ時点以降）は、ステップ３ｇ、　３
９，４０が繰り返し実行され、この間出力電圧値Ｖｏ、
の値が再びストアされｔａｘタイマのカウント値もリセ
ットされることなくｔａ時点からの経過時間を表わすよ
うになる。

０、センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、が上昇し、今回ルー
プで設定基準値Ｖ　ＲｌＣＦを横切って上昇すると（第
３図ｔ４時点）、ステップ３８の判別結果が肯定（Ｙｅ
ｓ）となり１次いでステップ４１の判別結果が否定（Ｎ
ｏ）となり、前記ステップ４２に進む・ ステップ４２では、この時点Ｃｔｏ時点）でのｔａｘタ
イマのカウント値ｔｏｘ（ｔ、−ｔ、時間）を移行時間
Ｔｏｘと設定し１次のステップ４３に進み、移行時間Ｔ
ｏｘが許容範囲ＴＯＸＬ”ＴＯＸＨ内にあるか否かを判
別する０次いでステップ５３では前記ステップ４９と同
様に前記ステップ４２で設定された移行時間Ｔｏｘ　（
■５ｅｅ）及び前記ステップ４０で所定時間（１０ｍ５
ｅｃ）毎にストアされた出力電圧値Ｖｏ、の記憶値を用
いて、第３図ｔ３〜ｔ４時点間の出力電圧値の積分値Ｓ
ＯＸを前記（２）式に基づいて算出する。

次のステップ５４では前記ステップ５０と同様にステッ
プ５３で算出した積分値Ｓｏｘをエンジン回転数Ｎｅ、
吸気管内絶対圧ＰＢ＾に応じた補正係数ＫＮＥＴ、Ｋｐ
ｓ〒で補正し、新たな積分値５ｏｘｃとする。

更にステップ５５では、補正された積分値Ｓ　ｏｘｃを
次式（４）に代入して出力電圧値Ｖｏ、が設定基準値ｖ
貢訃に関してリッチ側からリーン側に変化した時点から
リーン側からリッチ側に変化した時点までのリーン側積
分値５ｏｘｃ　（＝ＳＬｖ）の平均値Ｓ　ＬｖＡｖｎが
算出される。

・・・（４） ここで５ＬｖＡｖｎ−、はリーン側移行時間平均値の前
回値であり、ＣＯＸは前述の（３）式と同一の平均化定
数である。

ステップ５６では、前記ステップ５２と同様に平均化回
数カウント値ｎＡＶに１を加え、前述したステップ４４
．４５に進む。

このようにして平均化回数カウント値ｎＡＶが所定回数
ＮＡＶに達するまで、上記ステップ３８乃至５６の前記
リッチ側及びリーン側積分値の平均値の算出を繰り返し
行なうのは、ｏ２センサの劣化度合を表わす値Ｋ　ＯＸ
　（＝　Ｓ　ＬＶＡＶ／　Ｓ　ＩＩＶＡＶ）をより正確
に求めるためである。

前記リッチ側及びリーン側積分値の平均値の算出が所定
回数ＮＡＶ行なわれ、ステップ４５の判別結果が肯定（
Ｙｅｓ）になると、第６図のステップ５９乃至７７によ
る０、センサ１３の劣化度合に応じた基準値Ｖ良！Ｆの
変更が行なわれる。

先ずステップ５９乃至６２の判別では０２センサの劣化
度合を表わす値ＫＯＸ（＝　５ＬＶＡＶ／　５ＩＩＶＡ
Ｖ）と前述した所定値ＫＯＸ、、ＫＯＸｔ、ＫＯＸ、、
ＫＯＸ、とを夫々比較する（ＫＯＸ、　＞ＫＯＸ、　＞
ＫＯＸ、　＞ＫＯＸ４）１１即ち、ステップ５９では所
定回数平均化終了後のリッチ側積分値の平均値Ｓ　ＩＩ
ＶＡＶに所定値ＫＯＸ工を乗じた値が所定回数平均化終
了後のリーン側積分値の平均値Ｓ　ＬＶＡＶより大きい
か否かが、ステップ６０では前記平均値Ｓ　ＩＩＶＡＶ
に所定値ＫＯＸ、を乗じた値が前記平均値Ｓ　ＬＶＡＶ
より大きいか否かが夫々判別される。一方、ステップ６
１では前記平均値Ｓ　諷ｖＡｖに所定値ＫＯＸ４を乗じ
た値が前記平均値Ｓ　ＬＶＡＶより小さいか否かが、ス
テップ６２では前記平均値Ｓ　ＩＩＶＡＶに所定値ＫＯ
Ｘ。

を乗じた値が前記平均値Ｓ　ＬＶＡＶより小さいか否か
が夫々判別される。

従って、ステップ５９乃至６２の判別結果が全て肯定（
Ｙｅｓ）のときは、劣化度合を表わす値ＫＯＸが所定値
ＫＯＸ、とＫＯＸ、との間の値であり、この場合空燃比
が目標空燃比に略等しく制御されていると推定して、ス
テップ６３に進み前述した（３）式、及び（４）式に用
いられる平均化定数ＣＯｘ及び前述の平均化の所定回数
ＮＡｖを夫々標準値ＣＯＸゆ、ＮＡＶＩＩに設定する。

一方、ステップ５９の判別結果が否定（ＮＯ）のときは
、前記ＫＯＸ値が所定値ＫＯＸ、より大きいので、空燃
比がリーン側に大きく偏っていると推定して、ステップ
６４で基準値Ｖ＊ｇｐの前回ループでの値Ｖ＊１ｐｎ−
１に修正値ΔＶＲ，を加算して今回ループでの基準値Ｖ
＊ｔｐｎとし、次のステップ６５で前記平均化定数ＣＯ
Ｘ及び前記所定回数ＮＡＶを夫々ＣＯＸ１Ｄ　ＣＯＸ＠
　）　−ＮＡｖｚ　（＜　ＮＡＶ、）に設定する。

又１．ステツプ６０の判別結果が否定（ＮＯ）のときは
、前記ＫＯＸ値が所定値ＫＯＸ、とＫＯＸ２の間にある
ので、空燃比がリーン側に小さく偏っていると推定して
、ステップ６６で基準値ｖ貢訃の前回ループでの値Ｖ＊
１ｐｎ−ｚに修正値ΔＶａｔ（＜ΔＶｉａ）を加算して
今回ループでの基準値Ｖ＊＊ｐｎとし５次のステップ６
７で前記平均化定数ＣＯｘ及び前記所定回数ＮＡＶを夫
々ＣＯＸ、（ＣＯＸ、＜ｃ　ｏ　ｘ、＜Ｃｏ　ｘｓ）、
ＮＡｖ、（ＮＡｖ、、）ＮＡｖ、）ＮＡｖ□）に設定す
る。

又、ステップ６１の判別結果が否定（ＮＯ）のときは、
前記ＫＯＸ値が所定値ＫＯｘ４より小さいので、空燃比
がリッチ側に大きく偏っていると推定して、ステップ６
８で基準値ｖ款びの前回ループでの値Ｖ＊１ｐｎ−□か
ら修正値Δｖ＊ｓ減算して今回ループでの基準値Ｖ＊ｔ
ｐｎとし、次のステップ６９で前記平均化定数ＣＯｘ及
び前記所定回数ＮＡＶを夫々ＣＯＸ４　（”　ＣＯＸ　
１　）　、ＮＡＶ４　（”　ＮＡｖ、）に設定する。

又、ステップ６２の判別結果が否定（ＮＯ）のときは、
前記ＫＯＸ値が所定値ＫＯＸ、とＫＯＸ４の間にあるの
で、空燃比がリッチ側に小さく偏っていると推定して、
ステップ７０で基準値Ｖｌ！Ｆの前回ループでの値Ｖ＊
１ｐｎ−１から修正値ΔＶｔ、を減算して今回ループで
の基準値Ｖ＊ｔｐｎとし１次のステップ７１で前記平均
化定数ＣＯｘ及び前記所定回数ＮＡＶを夫々Ｃ０Ｘ３　
（＝＝ｃｏｘ、）　、　ＮＡｖ３（＝ＮＡｖ２）に設定
する。

このように、０３センサ１３の劣化度台ＫＯＸに応じて
、即ち、空燃比がリッチ側又はリーン側に大きく偏って
いるときに平均化定数ＣＯｘをより大きな値（ＣＯＸ□
、Ｃ０Ｘａ）に、平均化所定回数ＮＡｖをより小さな値
（ＮＡＶ、、ＮＡＶ、）に設定することによって、リッ
チ側及びリーン側積分値の平均値Ｓ　＊ｖＡｖｎ、　Ｓ
　ｔ、ｖＡｖｎの平均化度合を速めることができ、よっ
て逸早く空燃比を目標空燃比に制御することが出来る。

前記ステップ６４．６６．６８．７０において修正値Δ
ｖ糞、又はΔＶ−により変更された基準値Ｖｕ＋：ｐの
今回ループでの値Ｖ罠ＥＦｎは、ステップ７２で所定の
上限値Ｖ糞ｔｐｕより大きいか否かが、ステップ７３で
所定の下限値Ｖ’＊ＩＥＦＬより小さいか否かが判別さ
れ、該ステップ７２．７３の判別結果が共に否定（ＮＯ
）のときは、今回ループで得られた基準値ｖＩＩＩ！Ｆ
ｎを基準値Ｖ糞ｓ！ｐ４．ニー設定しくステップ７４）
。

何れか一方の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）のときは前回ル
ープまでに得られた基準値Ｖ＊１ｐｎ−０を基準値ｖ■
Ｆに設定する（ステップ７５）。

ステップ７６では斯く変更された基準値ｖＩＦが第２図
のＲＡＭ５０８に格納され、次のステップ７７で平均化
回数カウント値ｎＡＶを０に設定して本プログラムを終
了する。

このようにＲＡＭ５０８に記憶された基準値Ｖｌ！ＥＦ
は前記ステップ３８．３９．４１に用いられるが、更に
後述する０２フイードバツク補正係数算出サブルーチン
に於て用いられ、これにより補正係数Ｋｏ、の値をリッ
チ側又はリーン側に偏らせることが出来る。

第１０図は、上述の方法によりｏ２センサの経時変化に
応じて変更された基準値Ｖ貢ｗｐを用いた０３フイード
バツク補正係数算出サブルーチンのプログラムフローチ
ャートである。

先ず、０２センサ１３の活性化が完了しているか否かを
判別する（ステップ８１）、即ち、０３センサ１３の内
部抵抗検知方式によって０３センサ１３の出力電圧値が
活性化開始点Ｖ）Ｌ（例えば０．６ｖ）に至ったか否か
を検知してＶＸに至ったとき活性化されていると判定す
る。この判別結果が否定（ＮＯ）である場合には補正係
数Ｋｏ、を１．０に設定する（ステップ８２）、一方、
判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合には、エンジンがオー
プン制御領域にあるか否かを判別する（ステップ８３）
、このオープン制御には高負荷運転領域、低回転領域、
アイドル領域、高回転領域、混合気リーン化領域等が含
まれ、高負荷運転領域は例えば燃料噴射時間Ｔｏｕ〒が
所定値Ｔ％ｒｏｔよりも大きい値に設定される領域であ
る。ここでＴｗｏｔは定数であってスロットル弁全開時
等の高負荷運転時に混合気のリッチ化に必要な燃料供給
量の下限値である。低回転領域はエンジン回転数Ｎａが
所定値ＮＬＯＰ（例えば７００ｒｐｍ）以下で、且つ吸
気管内絶対圧Ｐ８＾が所定値ＰＢＩＤＬ　（例えば３６
０■ｍＨｇ）以上の領域である。

アイドル領域は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｏ
ｏｐ　（例えば１０００ｒｐ■）よりも低く、且つ絶対
圧ＰＢ＾が前記所定圧ＰＢＩＤＬよりも低い領域であり
、高回転領域は、エンジン回転数Ｎｏが所定回転数ＮＨ
ＯＰ（例えば３０００ｒｐｍ）よりも大きい領域である
。混合気リーン化領域は吸気管内絶対圧ＰＢ＾が、エン
ジン回転数Ｎｅの上昇と共により大きい値に設定されて
いる判別値Ｐ札ｓより小さい領域である。上記値れかの
領域にあるとき、エンジンはオープン制御領域で運転さ
れていると判定し、この場合前記ステップ８２に進み、
補正係数Ｋｏ、を１．０に設定する。

一方、ステップ８３の判別結果が否定（Ｎｏ）ならばエ
ンジンが、フィードバック制御をすべき運転領域にある
と判定してクローズトループ制御に移り、ｏ２センサ１
３の出力レベルである出力電圧値ｖＯ□がＴＤＣ信号の
前回入力時と今回入力時とで前記基準値Ｖ大ｔｐ設定サ
ブルーチン（第５図及び第６図）で求めた基準値Ｖ＊ｔ
ｐに関して反転したか否かを判別しくステップ８４）、
判別結果が肯定（Ｙａｓ）の場合には比例（Ｐ項）制御
を行ない（ステップ８５以降）、否定（Ｎｏ）の場合に
は積分制御を行なう（ステップ９０以降）。

ステップ８５では０□センサ１３の出力電圧値Ｖｏ。

が前記基準値ｖ■ｔに対して低レベルか否かを判別し、
判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、リッチ側比例制御
補正値Ｐ大をＮ’ｓ−Ｐ貢テーブルからエンジン回転数
Ｎｅに応じて読み出す（ステップ８６）６次いでステッ
プ８７においてこの補正値ＰＲを補正係数Ｋｏ、の前回
値に加算する。ステップ８５の判別結果が否定（Ｎｏ）
であれば、り一ン側比例制御補正値ＰｕｔＣＮ　ｏ　−
ＰＬ子テーブルらエンジン回転数Ｎｅに応じて読み出し
くステップ８８）、斯く読み出した補正値ＰＬを補正係
数Ｋｏ。

の前同値から減算する（ステップ８９）。

前記ステップ８４の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合の積
分制御は以下のように行なわれる。先ずステップ９０で
は、ステップ８５と同様に、ｏ２センサ１３の出力電圧
値Ｖｏ、が前記基準値ｖ■Ｆに対して低レベルか否かを
判別する。この判別結果が背定（Ｙ　ａｓ）の場合は、
ＴＤＣ信号パルスのカウント数Ｎルの値に１を加え（ス
テップ９１）、そのカウント数Ｎルが所定値Ｎ＋（例え
ば４）に達したか否かを判別する（ステップ９２）、こ
の判別の結果、カウント数Ｎルが未だＮ１に達していな
い場合には補正係数Ｋｏ、は前回ループ時の値に保持し
くステップ９３）、カウント数ＮルがＮ＋に達した場合
には補正係数Ｋｏ、にエンジン回転数Ｎｏに応じた補正
値Δｋを加える（ステップ９４）と共に、それまでカウ
ントしたパルス数Ｎルを０にリセットして（ステップ９
５）、ＮＩＬがＮｔに達する毎に補正係数Ｋｏ、に補正
値Δｋを加えるようにする。他方、前記ステップ９０で
の判別結果が否定（Ｎｏ）であった場合には、ＴＤＣ信
号パルスのカウント数Ｎ＋ｏに１を加え（ステップ９６
）、そのカウント数ＮＩＨが所定値Ｎ＋に達したか否か
を判別しくステップ９７）、判別結果が否定（Ｎｏ）の
場合には補正係数Ｋｏ、の値は前回ループ時の値に保持
しくステップ９８）１判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合
には補正係数Ｋｏ、から補正値Δｋを減算しくステップ
９９）、前記カウントしたパルス数ＮＩＭを０にリセッ
トしくステップ１００）、上述と同様にＮＩＨがＮ１に
達する毎に補正係数Ｋｏ、から補正値Δｋを減算するよ
うにする。

このようにＯ，センサ１３の劣化度合に応じてｏ２セン
サの出力電圧値Ｖｏ、と比較される基準値を変更し、斯
く変更した後の基準値ｖ■デを特にｏ２フィードバック
補正係数Ｋｏ、の算出に適用することによって、０．セ
ンサ１３の劣化により空燃比がリッチ側に偏った場合に
は０．センサによる空燃比のリッチ側の判定時間をより
長くして補正係数Ｋｏ２の値を小さくすることができ、
一方。

リーン側に偏った場合には反対にリーン側の判定時間を
より長くして補正係数Ｋｏ、の値を大きくすることがで
きる。この結果、０．センサの劣化度合に応じて空燃比
がリーン側又はリッチ側に修正され、目標空燃比が達成
される。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、内燃エンジンの排
気系に配された排気濃度検出器により検出した排気濃度
検出値と基準値とを比較し、エンジンに供給される混合
気の空燃比を、排気濃度検出値が前記基準値に関してリ
ッチ側からリーン側に又はリーン側からリッチ側に変化
したとき、前記空燃比を第１の補正値により増減補正す
る比例制御、及び排気濃度検出値が前記基準値に関して
リーン側又はリッチ側にあるとき、空燃比を夫々第２の
補正値により所定時間毎に増減補正する積分制御の少な
くとも何れか一方により目標空燃比にフィードバック制
御する内燃エンジンの空燃比フィードバック制御方法に
おいて、前記排気濃度検出値が前記基準値に関してリー
ン側からリッチ側に変化した時点からリッチ側からリー
ン側に変化した時点までの当該検出値の積分値と、前記
排気濃度検出値が前記基準値に関してリッチ側からリー
ン側に変化した時点からリーン側からリッチ側に変化し
た時点までの当該検出値の積分値との比を求め、斯く求
めた比に応じて前記基準値を変化させるようにしたので
、前記排気濃度検出器の特性に経時変化が生じた場合で
あっても混合気の空燃比を修正して目標空燃比を達成す
ることができ、もってエンジンの運転性能、燃費、排気
ガス特性の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する空燃比制御装置の全体
構成を示すブロック図、第２図は第１図の電子コントロ
ールユニットの内部構成を示すブロック図、第３図は第
１図のｏ８センサ１３の出力電圧値Ｖｏ、の時間変化を
示すタイミングチャート、第４図は０□センサ１３の劣
化度合を表わす値ＫＯＸと修正値ΔｖｖＬとの関係を示
すグラフ。 第５図及び第６図は本発明に係る基準値ｖ■Ｆ設定サブ
ルーチンのプログラムフローチャート、第７図は第５図
及び第６図で示したプログラムフローチャートを実行す
るエンジン運転領域を示すグラフ、第８図は補正係数Ｋ
Ｎｉｔとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示すグラフ、第
９図は補正係数Ｋｐａ〒と吸気管内絶対圧Ｐａ＾との関
係を示すグラフ、第１０図は０２フイードバツク補正係
数Ｋｏ。 算出サブルーチンのプログラムフローチャートである。 １・・・内燃エンジン、５・・・電子コントロールユニ
ット（ＥＣＵ）、８・・・吸気管内絶対圧（Ｐａ＾）セ
ンサ、１０・・・エンジン回転数（Ｎｏ）センサ、１３
・・・０．センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃エンジンの排気系に配された排気濃度検出器に
   より検出した排気濃度検出値と基準値とを比較し、エン
   ジンに供給される混合気の空燃比を、排気濃度検出値が
   前記基準値に関してリッチ側からリーン側に又はリーン
   側からリッチ側に変化したとき、前記空燃比を第１の補
   正値により増減補正する比例制御、及び排気濃度検出値
   が前記基準値に関してリーン側又はリッチ側にあるとき
   、空燃比を夫々第２の補正値により所定時間毎に増減補
   正する積分制御の少なくとも何れか一方により目標空燃
   比にフィードバック制御する内燃エンジンの空燃比フィ
   ードバック制御方法において、前記排気濃度検出値が前
   記基準値に関してリーン側からリッチ側に変化した時点
   からリッチ側からリーン側に変化した時点までの当該検
   出値の積分値と、前記排気濃度検出値が前記基準値に関
   してリッチ側からリーン側に変化した時点からリーン側
   からリッチ側に変化した時点までの当該検出値の積分値
   との比を求め、斯く求めた比に応じて前記基準値を変化
   させるようにしたことを特徴とする内燃エンジンの空燃
   比フィードバック制御方法。