JPS639094B2

JPS639094B2 -

Info

Publication number: JPS639094B2
Application number: JP57090659A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Hasegawa; Akihiro Yamato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1988-02-25
Also published as: JPS58222939A; US4502443A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃エンジンに供給される混合気の空
燃比を排気ガス中の酸素濃度に応じてフイードバ
ツク制御する空燃比制御方法に関し、特に、酸素
濃度検出系の故障時の空燃比制御方法に関する。

内燃エンジン、特にガソリンエンジンの燃料噴
射装置の開弁時間を、エンジン回転数、吸入空気
量、吸気管内の絶対圧等のエンジン主パラメータ
に応じた基準値に、例えば、大気圧力、吸気温
度、エンジン水温、スロツトル弁開度、排気ガス
中の酸素濃度等のパラメータに応じた定数およ
び／または係数を電子的手段により加算および／
または乗算することにより決定して燃料噴射量を
制御し、もつてエンジンに供給される混合気の空
燃比を制御するようにした燃料供給制御方法が知
られている。

斯る燃料供給制御方法に依れば、エンジンの通
常の運転状態ではエンジンの排気系に配置された
酸素濃度検出器の出力に応じて係数を変化させて
燃料噴射装置の開弁時間を制御する空燃比の帰還
制御（クローズドループ制御）行う一方、エンジ
ンの特定の運転状態（例えばアイドル域、パーシ
ヤルリーン域、スロツトル弁全開域、減速域）で
はこれら特定運転状態に対応して予め設定された
係数をそれぞれ適用して各特定の運転状態に最も
適合した所定の空燃比をそれぞれ得るようにした
オープンループ制御を行い、これによりエンジン
の燃費の改善や運転性能の向上を図つている。

このように、オープンループ制御時には、設定
係数により、予め設定された所定の空燃比が得ら
れることが望ましいが、エンジン運転状態の各種
検出器、燃料噴射装置の駆動制御系等の製造上の
ばらつきや経年変化により実際の空燃比が所定空
燃比からずれる可能性が多分にあり、かかる場合
所要のエンジン作動の安定性や運転性能が得られ
ないことになる。そこで、上述した燃料供給制御
方法では排気中の酸素濃度の検出値に応じて行わ
れる空燃比の帰還制御時に適用された第１の係数
の平均値を算出・記憶してこれを第２の係数と
し、オープンループ制御時に、上記第１の係数に
代えて第２の係数を適用するようにしたことによ
りかかるオープンループ制御時における空燃比を
それぞれの特定運転状態に対応する所定の空燃比
により一層近い値に制御できるようにした燃料供
給制御方法が本出願人により提案されている（特
許出願番号昭56―72991号）。

しかし、酸素濃度検出器を含む酸素濃度検出系
に断線等の異常が発生したとき、何らの対策を講
じない場合にはエンジンに供給される混合気の空
燃比は異常値となつて適正なエンジン制御が出来
なくなる。

本発明はかかる問題点を解決するためになされ
たもので、酸素濃度検出系の異常時に前記第１の
係数に代えて前記第２の係数を用いて空燃比を制
御するようにし、酸素濃度検出系が異常であつて
もエンジン運転を可能とした内燃エンジンの酸素
濃度検出系故障時の空燃比制御方法を提供するも
のである。

以下本発明の燃料供給制御方法について図面を
参照して詳細に説明する。

第１図乃至第３図は酸素濃度検出器（以下単に
「O₂センサ」という）の出力に応じて算出される
第１の係数（以下これを「Ko₂値」という）及び
第１の係数の平均値である第２の係数（以下これ
を「K_REF値という）の算出方法、並びに、本発明
に係る酸素濃度検出系の異常を判別する方法を説
明するためのフローチヤートである。

第１図はKo₂の算出サブルーチンのフローチヤ
ートを示す。酸素濃度検出系の異常の判別はエン
ジン始動後O₂センサ素子が活性化するに要する
時間が経過した後で実行する必要があり、先ず、
O₂センサ素子が活性化しているか否かを判別す
る。このO₂センサ素子の活性化判別の方式には
種々の方式が知られている。すなわち、 (1) エンジンに供給される混合気が理論空燃比よ
り小、すなわち燃料過濃である場合にO₂セン
サの出力電圧が基準電圧を横切つて上昇したこ
とを検知することによりO₂センサ素子が活性
化していると診断する方式、 (2) O₂センサの出力電圧に空燃比の比較レベル
に相当する電圧を重畳する方式で、O₂センサ
からの出力電圧が比較レベルより高い第１の基
準電圧を横切つて上昇したこと、若しくは比較
レベルより低い第２の基準電圧を横切つて下降
したことを検知することによりO₂センサ素子
が活性化していると診断する方式、 (3) O₂センサの内部抵抗検知方式で、O₂センサ
素子に所要の電流を流し、エンジンに供給され
る混合気が理論空燃比より大、すなわち燃料希
薄である場合にO₂センサの出力電圧が基準電
圧を横切つて下降したことを検知することによ
りO₂センサ素子が活性化していると診断する
方式、等が知られている。

本発明の方法は上述のいずれの方式も適用する
ことが出来るがいずれの方式でも同様に説明する
ことが出来るので実施例では本発明の方法に上述
の(3)の内部抵抗検知方式を適用した場合について
説明する。

第１図のステツプ１でO₂センサの出力電圧が
活性化開始点Vx（例えば0.6V）に至つたか否か
を検知して、出力電圧が未だVxに至らないとき
ステツプ２に進みO₂センサの異常を判別する。

第２図は本発明に係るO₂センサの異常を判別
する一方法を示し、先ず、エンジン回転数Neが
所定回転数、例えば30rpm以上であるか否かを判
別する（第２図のステツプ2a′）。ステツプ2a′の
判別結果が否定の場合、すなわちエンジン回転数
Neが30rpm以下の場合O₂センサの異常を判別す
ることなく第１図のステツプ26に進む。次に、ス
テツプ2a′の判別結果が肯定の場合、エンジン水
温Twが所定値Tw₀より高い値を示しているか否
かを判別する（ステツプ2a）。即ち、エンジン水
温Twが所定温度Tw₀以上にないときは、通常、
エンジン水温に係る燃料増量係数K_Twを１以上に
設定し、エンジンに供給される混合気を燃料過濃
としてエンジンの始動性の向上を図つているが、
この様なとき、O₂センサの出力値は基準値Vxよ
り高くなる場合が生じるのでO₂センサが異常で
あるか否かの判定をすることができない。従つて
ステツプ2aでエンジン水温Twが所定値Tw₀以下
にあるとき（Tw＜Tw₀、判別結果がNoのとき）
第１図のステツプ26に進む。ステツプ2aでTw＞
Tw₀となつたとき（判別結果がYESのとき）、ス
テツプ2bに進み、ステツプ2bを継続して、例え
ば、10分間に亘つて実行したか否かを判別し、判
別結果が肯定（YES）のとき警報動作を実行す
る（ステツプ2c）。即ち、エンジン水温が所定値
以上となつてエンジン水温Twが所定値Tw₀以上
になつた後O₂センサ15の出力値が基準値Vx以上
である状態が10分間継続したとき、O₂センサ１
５は異常であると診断して警報動作を実行するの
である。ステツプ2aではTw＞Tw₀として判別し
たが燃料増量K_Tw＝１となつたかで判別してもよ
いことはもちろんである。警報動作としては例え
ば警告灯等の警報装置を作動させると共に第１図
のステツプ26で補正係数Ko₂を後述するO₂フイー
ドバツク制御における平均値K_REFに設定し、以後
Ko₂値はK_REFに保持する。尚、O₂センサからの出
力値がエンジン始動後１度でも基準値Vx以下に
なると以後第２図に示すステツプ２の異常判別は
実行されない。

第１図のステツプ１での判別結果が肯定
（YES）の場合、すなわちO₂センサの出力電圧が
基準電圧以下の場合ステツプ３乃至ステツプ６の
オープンループ制御すべき運転状態にあるか否か
を判別する。例えば、ステツプ３ではO₂センサ
の出力電圧が基準値Vx以下となつた時点から所
定時間（例えば60秒）が経過したかを活性デイレ
イタイマによつて検出するとともに、前記エンジ
ン水温Twが所定値Tw₀より高いか否かを判定
し、いずれの条件も満足している場合にO₂セン
サの活性化は完了していると判定する。その答が
否（No）である場合にはKo₂を後述する前回の
O₂フイードバツク制御における平均値K_REFに設
定する（ステツプ26）。一方、答が肯定（Yes）
の場合には、スロツトル弁が全開であるか否かを
判定する（ステツプ４）。その結果、全開であれ
ば前記と同様にKo₂を上記K_REFに設定する（ステ
ツプ26）。全開でない場合にはエンジンがアイド
ル状態にあるか否かを判定し（ステツプ５）、回
転数Neが所定回転数（例えば1000rpm）より小
さく、且つ吸気管内絶対圧P_Bも所定圧（例えば
360mmHg）より小さいときにはアイドル状態であ
るとして前記ステツプ26を介してKo₂をK_REFに設
定する。またアイドル状態でないと判定した場合
にはエンジンが減速状態にあるか否かを判定する
（ステツプ６）。即ち、フユーエルカツトが成立し
ているか、また絶対圧P_Bが所定圧（例えば200mm
Hg）より小さい時には減速状態にあると判定し
てKo₂を上記K_REFに設定する（ステツプ26）。他
方、上記減速状態にないと判定した場合には次に
述べるクローズドループ制御に移る。

先ず、O₂センサの出力レベルが反転したか否
かを判定し（ステツプ７）、その答が肯定（Yes）
の場合には前回ループがオープンループか否かを
判定する（ステツプ８）。そして、前回ループが
オープンループでないと判定された場合には比例
制御（Ｐ項制御）を行う。

Ｐ項制御はO₂センサの出力レベルの反転時に
係数Ko₂に対し加減される補正値Piをエンジン回
転数Neによつて決定し（ステツプ９）、次にO₂
センサの出力レベルがLowであるか否かを判定
して（ステツプ10）、答が肯定（Yes）であれば
Ko₂に前記テーブルより得られたPi値を加算する
（ステツプ11）。また答が否（No）の場合には
Ko₂から前記Pi値を減算する（ステツプ12）。次
いで、斯く得られたKo₂を基にしてその平均値
K_REFを算出する（ステツプ１３）。K_REFは次のい
ずれか一方を用いて算出される。

K_REF＝C_REF／Ａ・Ko₂p＋Ａ―C_REF／Ａ・K_REF′ (1) 但し、Ko₂pは比例項（Ｐ項）動作直前または
直後のKo₂の値、Ａは定数（例えば、256）、C_REF
は変数で、１乃至（Ａ―１）のうち適当な値に設
定されるもの、K_REF′は直前までに、例えば、関
連する制御回路の初回動作開始から直前の比例項
動作までに得られたKo₂の平均値である。この
K_REF′は一旦エンジンを停止しその後再始動させ
た場合でも消去されずに記憶装置に記憶される。

変数C_REFの値によつて各Ｐ項動作時のKo₂p値
のK_REFに対する割合が変わるので、このC_REF値を
対象とされる空燃比帰還制御装置、エンジン等の
仕様に応じて１乃至（Ａ―１）の範囲で適当な値
に設定することにより最適なK_REFを得ることがで
きる。

上記のように、K_REFはＰ項動作直前または直後
のKo₂P値に基づいて算出されるが、この理由は、
Ｐ項動作直前または直後、即ちO₂センサの出力
レベルが反転した時点でのエンジンの混合気の空
燃比が理論混合比（＝14.7）に最も近い値を有す
るからであり、これにより混合気の空燃比が理論
混合比に近い値を有する状態でのKo₂の平均値を
得ることができ、従つてエンジンの作動条件に最
も適合したK_REF値を算出することができる。

またKo₂の平均値は上記式(1)に代えて、次の式
によつても算出することができる。

但し、Ko₂Pjは現在のＰ項動作時に対しｊ回前
のＰ項動作時に発生するKo₂p、Ｂは定数であり、
Ｐ項動作回数（O₂センサの反転回数）である。
Ｂの値が大きい程各Ｐ項動作時のKo₂PのK_REFに
対する割合が大きくなるので、式(1)と同様に、Ｂ
値を対象空燃比帰還制御装置、エンジン等の仕様
によつて適当値に設定する。

式(2)のように現在のＰ項動作時からＢ回前まで
の各Ｐ項動作時のKo₂Pjをその発生毎に積算して
その平均値K_REFを求めてもよい。

更に、上述の式(1)，(2)に依れば、K_REFは各O₂
フイードバツク制御時において各Ko₂p発生毎に
その値を式に導入してその都度更新するので、エ
ンジンの作動状態を十分に反映したK_REFを常に得
ることができる。

上述のように算出されたＰ項発生時の係数Ko₂
の平均値K_REFは記憶装置に記憶され当該O₂フイ
ードバツク制御の終了直後のオープンループ制御
時（例えば、アイドル域、パーシヤル負荷域、ス
ロツトル弁全開時、減速域）において他の補正係
数、即ちスロツトル弁全開時の補正係数、リーン
化作動時の補正係数等と共に適用される。

これらの係数Ko₂，K_REF，K_Tw，K_WpT，K_LS等
は下記の方法により、エンジンに供給される燃料
量、即ち混合気の空燃比の補正に使用される。

次式は燃料噴射弁の燃料噴射時間T_puTを演算す
る基本式である。

T_pUT＝Ti×K₁＋K₂ ここに、Tiは基本燃料噴射時間を示し、この
基本燃料噴射時間Tiは、例えば、吸気管内絶対
圧及びエンジン回転数に応じて演算される。係数
K₁及びK₂は前述の補正係数Ko₂，K_REF等を含む、
スロツトル弁開度、吸気管内絶対圧、吸気温度、
エンジン冷却水温度、エンジン回転数等のエンジ
ンパラメータにより決定される諸係数により、エ
ンジン始動特性、排気ガス特性、運転性能等が最
適となるように設定される。エンジンには上述の
演算式により演算された燃料噴射時間T_OUTに対
応する燃料量が供給される。

次に、前記ステツプ７において答が否（No）
である場合、即ちO₂センサ出力レベルが同一レ
ベルに持続されている場合、または、ステツプ８
において答が肯定（Yes）の場合、即ち前回ルー
プがオープンループであつた場合には積分制御
（１項制御）を行う。即ち、先ずO₂センサの出力
レベルがLowか否かを判定し（ステツプ14）、そ
の答が肯定（Yes）の場合にはTDC信号のパル
ス数をカウントし（ステツプ15）、そのカウント
数N_ILが所定値N_I（例えば30パルス）に達した否
かを判定し（ステツプ16）、まだ達していない場
合にはKo₂をその直前の値に保持し（ステツプ
17）、N_ILがN_Iに達した場合にはKo₂に所定値Δk
（例えばKo₂の0.3％程度）を加える（ステツプ
18）。同時にそれまでカウントしたパルス数N_IL
を０にリセツトして（ステツプ19）、N_ILがN_Iに
達する毎にKo₂に所定値Δkを加えるようにする。
他方、前記ステツプ14で答が否（No）であつた
場合には、TDC信号のパルス数をカウントし
（ステツプ20）、そのカウント数N_IHが所定値N_Iに
達したか否かを判定し（ステツプ21）、その答が
否（No）の場合にはKo₂の値はその直前の値に
維持し（ステツプ22）、答が肯定（Yes）の場合
にはKo₂から所定値Δkを減算し（ステツプ23）、
前記カウントしたパルス数N_IHを０にリセツトし
（ステツプ24）、上述と同様にN_IHがN_Iに達する毎
にKo₂から所定値Δkを減算するようにする。

上述のステツプ17，19，22及び24の各ステツプ
の実行が終了するといずれもステツプ２５に進み
Ko₂値の異常を判別する。第３図は第１図のステ
ツプ２５の詳細を示し、本発明に係るO₂センサ
の異常を判別する第２の方法を示す。先ずエンジ
ン回転数Neが所定回転数、例えば30rpm以上で
あるか否かを判別する（第３図のステツプ25a）。
ステツプ25aの判別結果が否定の場合、すなわち
エンジン回転数Neが30rpm以下の場合O₂センサ
の異常を判別することなく本異常判別プログラム
を終了する。次にステツプ25aの判別結果が肯定
の場合、今回ループ時のKo₂n値と前回ループ時
のKo₂n―₁値との差ΔKo₂（＝Ko₂n―Ko₂n―₁）を
求め（ステツプ25a）、この差ΔKo₂の符号が変化
せず、例えば、１分間継続したか否かを判別する
（ステツプ25b）。ステツプ25bの判別結果が肯定
（Yes）のときO₂センサの検出系に異常が発生し
たと診断して警報動作を実行すると共に（ステツ
プ25c）、補正係数Ko₂を平均値K_REFに設定する
（ステツプ25d）。

第４図はO₂センサ系の異常を判別し、O₂セン
サ系に異常があるとき、Ko₂値をK_REF値に切換え
る回路の一例を示す回路図である。

第４図のVo₂値レジスタ１はデジタル化された
O₂センサからの出力信号が記憶されており、こ
の信号値Vo₂は比較回路２の入力端子２ａに値A₁
として供給され、比較回路の入力端子２ｂには
Vx値メモリ３から前記基準値Vxが値B₁として
供給されている。比較回路２は値A₁が値B₁より
小さいか否かを比較し、すなわち、O₂センサの
出力信号値Vo₂が基準値Vxより小さいか否かを
比較し（第１図のステツプ１）、Vo₂＜Vx（A₁＜
B₁）のとき、高レベル信号＝１をコンデンサC₅、
抵抗R₅及びダイオードD₅で構成される微分回路
に供給して単一の高レベルパルスを発生させる。
この高レベルパルス信号はフリツプフロツプ回路
４のリセツト端子Ｒに入力してフリツプフロツプ
回路４のＱ出力端子の出力信号を高レベル＝１か
ら低レベル＝０に反転させ、該低レベル信号＝０
をAND回路５の一方の入力端子に供給する。尚、
フリツプフロツプ回路４はエンジン始動時に、そ
のセツト端子Ｓに後述するIR信号が印加されて
フリツプフロツプ回路４のＱ出力端子の出力は高
レベル＝１にセツトされている。

第５図はイグニツシヨンスイツチ６を閉成させ
たときに前述のIR信号を発生させる回路図であ
る。イグニツシヨンスイツチ６を閉成させるとバ
ツテリ電圧が定電圧電源７に供給されて定電圧電
源７の出力側には定電圧＋Vccが発生すると同時
に、定電圧電源７の出力側とアースとの間に直列
に接続した抵抗R₆及びコンデンサC₆並びに抵抗
R₆とコンデンサC₆の接続点j₁と定電圧電源７の出
力側との間に前記抵抗R₆と並列に接続されたダ
イオードD₆とで構成されるパルス発生回路の接
続点J₁に低レベルパルスが発生し、この低レベル
パルスはインバータ８によつて反転させられて高
レベルパルス信号、すなわちIR信号となる。こ
の単一パルスのIR信号は上述のようにイグニツ
シヨンスイツチ６を閉成させたときにだけ発生し
て前記フリツプフロツプ４及び後述するフリツプ
フロツプ９並びに１０の各セツト端子Ｓに供給さ
れて各フリツプフロツプのＱ出力端子の出力を高
レベル＝１にする。

第４図に戻つて、比較回路１１の入力端子１１
ａはエンジン水温センサの出力値を記憶している
TW値レジスタ１２に接続されており、該レジス
タ１２からエンジン水温Tw値が値A₂として供給
されている。又、比較回路１１の入力端子１１ｂ
にはTw₀値メモリ１３が接続されており、Tw₀
値メモリ１３に記憶されている所定のエンジン水
温値Tw₀が前記入力端子１１ｂに値B₂として供
給されている。比較回路１１は値A₂が値B₂より
大きいか否かを判別し（第２図のステツプ2a）、
A₂＞B₂が成立したとき、すなわち、エンジン水
温Twが所定値Tw₀以上になつたとき、出力端子
１１ｃの出力信号を低レベル＝０から高レベル＝
１に反転させて、該高レベル信号をAND回路１
４の一方の入力端子に供給する。

AND回路１４の他方の入力端子には前記フリ
ツプフロツプ回路９のＱ出力端子が接続されてお
り、前述のエンジン始動時のIR信号によつてＱ
出力端子からAND回路１４に高レベル信号＝１
が供給されている。AND回路１４の他の入力端
子には前記フリツプフロツプ回路９のＱ出力端子
及び後述するインバータ４８の出力側が接続され
ており、前述のエンジン始動時のIR信号によつ
てＱ出力端子から及びインバータ４８からAND
回路１４に共に高レベル信号＝１が供給されると
き、AND回路１４は開成の状態にされる。開成
状態にあるAND回路１４に前記比較回路１１か
らの高レベル信号が入力したとき、AND回路１
４は高レベル信号＝１を単安定マルチバイブレー
タ１５に供給して単安定マルチバイブレータ１５
に供給して単安定マルチバイブレータ１５をして
高レベル出力＝１を出力せしめ、この出力は所定
時間（例えば10分）に亘り発生する。（第２図の
ステツプ2c）。所定時間が経過して単安定マルチ
バイブレータ１５の出力信号が高レベル＝１から
低レベル＝０に反転したとき、該低レベル信号
は、単安定マルチバイブレータ１５の出力側に接
続され、コンデンサC₄、抵抗R₄及びダイオード
D₄で構成される微分回路に入力して低レベルパ
ルス信号を発生する。この低レベルパルス信号は
インバータ１６によつて高レベルパルス信号に反
転させられて前記AND回路５の他方の入力端子
に供給されると共に、前記フリツプフロツプ回路
９のリセツト端子Ｒに供給される。フリツプフロ
ツプ回路９はそのリセツト端子Ｒに高レベル信号
が供給されるとフリツプフロツプ回路９の出力信
号を高レベル＝１から低レベル＝０に反転させて
AND回路１４を閉成させる。

AND回路５の入力側は前記インバータ４８の
出力側にも接続されている。エンジン水温Twが
所定値Tw₀以上となつた後、所定時間（例えば
10分）経過した時点で、O₂センサの出力電圧が
基準電圧Vxより高い状態が継続しており、且つ
後述するようにエンジン回転数Neが所定回転数
（30rpm）以上を表わすインバータ４８からの高
レベル信号が供給されているとき、AND回路５
はOR回路１７の一方の入力端子に高レベル信号
を供給する。

OR回路１７はその２つの入力端子のいずれか
一方に前述のAND回路５からの高レベル信号又
は後述するAND回路２６からの高レベル信号が
供給されたとき、OR回路１７の出力側と接続さ
れているフリツプフロツプ回路１０のリセツト端
子Ｒに高レベル＝１を供給してフリツプフロツプ
回路１０のＱ出力端子及び出力端子の各出力信
号を反転させる。フリツプフロツプ回路１０のＱ
出力端子は一方の入力端子にKo₂値レジスタ１８
が接続されているAND回路１９の他方の入力端
子に接続され、フリツプフロツプ回路１０の出
力端子はOR回路２０を介して一方の入力端子に
K_REF値レジスタ２２が接続されているAND回路
２１の他方の入力端子に接続されている。前記
Ko₂値レジスタ１８及びK_REF値レジスタ２２には
第１図で説明した前述のKo₂値及びK_REF値が夫々
記憶されている。フリツプフロツプ回路１０のＱ
及び出力端子の上述の反転された各出力信号は
AND回路１９を閉成させる一方、OR回路２０を
介してAND回路２１を開成させてK_REF値レジス
タ２２に記憶されているKo₂の平均値をAND回
路２１及びOR回路２３を介して図示しない燃料
噴射弁の開弁時間を演算する開弁時間演算回路に
供給する。

尚、フリツプフロツプ１０はO₂センサ系に異
常が発生して一旦リセツトされると以後はエンジ
ンを停止させるまで上述の状態、すなわちKo₂値
レジスタ１８からのKo₂値の出力を遮断してK_REF
値レジスタ２２の記憶値であるKo₂値の平均値を
出力する状態を保持する。

次に、符号２４はフイードバツク領域判別回路
であり、該判別回路２４は前記TW値レジスタ１
２からのエンジン水温信号、比較回路１１からの
エンジン水温Twが所定値Tw₀を越えたことを示
す信号、比較回路２からのO₂センサの出力値が
基準値Vxより小さいか否かを示す信号、並びに
図示しない吸気管内絶対圧信号、スロツトル弁開
度信号、エンジン回転数信号等の諸信号に基いて
エンジンがフイードバツク運転領域にあるか否か
を判別し、エンジンがフイードバツク運転領域に
あるときクローズドルーブ信号＝１を出力する。
フイードバツク領域判別回路２４からのクローズ
ドループ信号＝１はAND回路２５ａ，２５ｂ、
及び２６に供給されてこれらの回路を開成状態に
すると共に、前記AND回路１９にも供給される。
又、クローズドループ信号＝１はコンデンサC₇、
抵抗R₇及びダイオードD₇で構成される微分回路
にも入力して単一高レベルパルス信号を発生さ
せ、この高レベルパルス信号はフリツプフロツプ
回路２７のセツト端子に入力してＱ出力端子の出
力を低レベル＝０から高レベル＝１に反転させ
る。フリツプフロツプ回路２７からの高レベル信
号はAND回路２８に入力して該回路を開成状態
にする。

減算回路２９の入力端子２９ａには前記Ko₂レ
ジスタ１８から今回ループ時のKo₂n値が値M₁と
して供給されており、入力端子２９ｂにはPKo₂
値レジスタ３０から前回ループ時のKo₂n―₁値が
値N₁として供給されており、減算回路２９は値
M₁から値N₁を減算して（第３図のステツプ
25a）、該演算値ΔKo₂（＝M₁―N₁）を比較回路３
１に値M₂として供給する。尚、PKo₂値レジスタ
３０の入力側はKo₂値レジスタ１８の出力側と接
続されておりPKo₂値レジスタ３０はKo₂値レジ
スタ１８から前回ループ時のKo₂値を記憶してい
る。

比較回路３１は値M₂が零より大きいか否か、
すなわちΔKo₂の符号を判別し（第３図のステツ
プ25b）、ΔKo₂の符号が正のとき、比較回路３１
の出力端子３１ｂから高レベル信号＝１を前記
AND回路２５ａの一方の入力端子に供給し、
ΔKo₂の符号が負のとき、出力端子３１ｃから高
レベル信号＝１を前記AND回路２５ｂの一方の
入力端子に供給する。AND回路２５ａの出力側
にはコンデンサC₁、抵抗R₁及びダイオードD₁で
構成される微分回路が接続され、その微分回路の
出力側接続点ａはフリツプフロツプ回路３２ａの
セツト端子Ｓ、OR回路３３の入力側及びAND回
路３４ｂの一方の入力端子に夫々接続されてい
る。一方、AND回路２５ｂの出力側にはコンデ
ンサC₂、抵抗R₂及びダイオードD₂で構成される
微分回路が接続され、その微分回路の出力側接続
点ｄはフリツプフロツプ回路３２ｂのセツト端子
Ｓ、前記OR回路３３の入力側及びAND回路３４
ａの一方の入力端子に接続されている。フリツプ
フロツプ回路３２ａ及び３２ｂの各Ｑ出力端子は
夫々接続点ｂ及びｅを介してAND回路３４ａ及
び３４ｂの各他方の入力端子に接続されている。
AND回路３４ａ及び３４ｂの各出力側接続点ｃ
及びｆはOR回路３５に接続されていると共に遅
延回路３６ａ及び３６ｂを介して前記フリツプフ
ロツプ回路３２ａ及び３２ｂの各リセツト端子Ｒ
に夫々接続されている。第６図はKo₂値レジスタ
１８からのKo₂値信号の時間変化を説明すると共
に、上述の接続点ａ乃至ｆでの信号状態を説明す
る図である。第４図の比較回路３１でΔKo₂（値
M₂）の符号が負から正に反転したことを判別し
たとき、（すなわち、第６図ＡのP₁点）比較回路
３１の出力端子３１ｂの反転した高レベル信号＝
１は前述のように開成状態にあるAND回路２５
ａを介して微分回路に入力し、該回路に単一の高
レベルパルス信号を発生させる（第６図Ｂのａ点
の信号状態）。この高レベルパルス信号はOR回
路３３）、開成状態にあるAND回路２８及びOR
回路３５を介して単安定マルチバイブレータ３７
に入力して、単安定マルチバイブレータ３７の出
力値を低レベル＝０から高レベル＝１に反転させ
る。この単安定マルチバイブレータ３７は再トリ
ガ形回路であり、その入力側にトリガパルス信号
が入力すると所定時間幅（例えば１分間）を有す
る高レベル信号を発生させるが、所定時間の経過
前に入力側にトリガパルス信号が入力するとトリ
ガパルス信号が入力毎にリセツトされて再度所定
時間が経過するまで高レベル信号を発生させる。

接続点ａの高レベル信号はOR回路３３及び
AND回路２８を介して遅延回路３８をトリガし
て所定時間経過後にフリツプフロツプ回路２７を
リセツトするリセツト信号を発生させる。フリツ
プフロツプ回路２７はリセツトされるとＱ出力端
子の出力値を低レベル＝０に反転させ、この低レ
ベル信号＝０はAND回路２８を閉成させる。す
なわち、AND回路２８はフイードバツク領域判
別回路２４でエンジンがフイードバツク運転状態
であると判別した後、ΔKo₂の符号が正又は負に
初めて反転した時に接続点ａ又は後述の接続点ｄ
に発生する単一の高レベル信号を１回だけOR回
路３５を介して単安定マルチバイブレータ３７に
供給するのである。

接続点ａに発生した高レベル信号は、更に、フ
リツプフロツプ回路３２ａの出力値を低レベル＝
０から高レベル＝１に反転させる（第６図Ｂのｂ
点の信号状態）、一方、AND回路３４ｂに単一の
高レベルパルス信号f₁を発生させる（第６図Ｂの
ｆ点の信号状態）。この高レベルパルス信号f₁は
前記OR回路３５を介して単安定マルチバイブレ
ータ３７をリセツトさせると共に、遅延回路３６
ｂをトリガして所定時間経過後t₁にフリツプフロ
ツプ回路３２ｂをリセツトするリセツト信号を発
生させる。フリツプフロツプ回路３２ｂはリセツ
トされるとそのＱ出力端子の出力値を低レベルに
反転させて（第６図Ｂのｅ点の信号状態）、AND
回路３４ｂを閉成の状態にする。

次に、ΔKo₂の符号が正から負に反転すると
（第６図ＡのP₂点）、比較回路３１の出力端子３
１ｃの反転した高レベル信号＝１は開成した
AND回路２５ｂを介してパルス発生回路に単一
の高レベルパルスを発生させる（第６図Ｂのｄ点
の状態）。この高レベルパルス信号は前述と同様
にフリツプフロツプ回路３２ｂをセツトさせると
共に（第６図Ｂのｅ点の信号状態）、AND回路３
４ａの出力側接続点ｃに高レベルパルス信号C₁
を発生させる（第６図Ｂのｃ点の信号状態）。こ
の高レベルパルス信号C₁はOR回路３５を介して
単安定マルチバイブレータ３７をリセツトさせる
と共に、遅延回路３６ａを介してフリツプフロツ
プ回路３２ａをリセツトさせる。

更に、ΔKo₂値の符号が負から正に反転した場
合（第６図ＡのP₃点）も以下上述と同様にAND
回路３４ｂの出力側接続点ｆに発生した高レベル
パルス信号f₂（第６図Ｂのｆ点の信号状態）は単
安定マルチバイブレータ３７をリセツトさせる。

ΔKo₂値の符号の変化がないと単安定マルチバ
イブレータ３７はリセツトされなくなり、所定時
間（例えば１分間）が経過した後単安定マルチバ
イブレータ３７の出力値は低レベル＝０に反転す
る。すなわち、ΔKo₂値の符号が１分間変化しな
かつたことになりO₂センサ検出系に異常がある
と判別したことになる（第３図のステツプ25b）。
単安定マルチバイブレータ３７の反転した低レベ
ル信号＝０はコンデンサC₃、抵抗R₃及びダイオ
ードD₃で構成される微分回路で単一の低レベル
パルス信号を発生させ、更に、該低レベルパルス
信号はインバータ３９で高レベルパルス信号に反
転して前記AND回路２６の他方の入力端子に入
力する。AND回路２６の他の入力端子に前記の
クローズドループ信号及び後述する、エンジン回
転数Neが所定回転数以上であることを示インバ
ータ４８からの高レベル信号が供給されて開成の
状態にあるとき、インバータ３９からの前記高レ
ベルパルス信号はこのAND回路２６及びOR回路
１７を介してフリツプフロツプ回路１０をリセツ
トさせて前述と同様にKo₂レジスタ１８からの
Ko₂値の出力を遮断し、K_REFレジスタ２２の記憶
値であるKo₂値の平均値を出力する。

フイードバツク領域判別回路２４からのクロー
ズドループ信号が出力されなくなつたとき、すな
わちエンジンがフイードバツク運転領域以外の特
定運転状態にあるときAND回路２５ａ，２５ｂ
及び２６はいずれも閉成状態にされ、ΔKo₂値の
符号の変化しない状態が所定時間継続するか否か
の判別は実行されなくなると共にAND回路１９
も閉成状態となつてKo₂値レジスタ１８からの
Ko₂値は出力されなくなる。又、低レベルに反転
した前記クローズドループ信号はNAND回路４
０及びインバータ４１で高レベルに反転し単安定
マルチバイブレータ３７のリセツト端子Ｒに入力
して、該単安定マルチバイブレータ３７をリセツ
トすると共にインバータ４１でも高レベルに反転
されて該高レベル信号＝１はOR回路２０を介し
てAND回路２１を開成させK_REF値レジスタ２２
のK_REF値を出力させる。

エンジンの所定クランク角度毎に角度位置信号
を出力するTDCセンサ４２からの信号は波形整
形回路４３を介してシーケンスクロツク発生回路
４４に与えられる。シーケンスクロツク回路４４
はこの信号の入力毎に順次２つのパルスCP₀，
CP₁を出力する。基準クロツクパルス発生回路４
５からのクロツクパルスをカウントアツプする
MEカウンタ４６の内容をパルスCP₀の発生時
ME値レジスタ４７にロードし、引き続くパルス
CP₁の発生時MEカウンタ４６の内容がリセツト
される。エンジン回転数が所定値より下回るとパ
ルスCP₁の入力以前にMEカウンタ４６がオーバ
ーフローしてしまいOF端子よりオーバーフロー
信号を出力する。このオーバーフロー信号は単安
定マルチバイブレータ１５のリセツト端子に供給
されてそれをリセツトすると共にインバータ４８
で低レベルに反転されて前記AND回路５，１４
及び２６に入力し、これらの回路５．１４及び２
６を閉成させる。インバータ４８で反転された低
レベル信号は前記NAND回路４０の他方の入力
端子にも供給され該回路４０により再度高レベル
に反転されて前記単安定マルチバイブレータ３７
をリセツトする。これより所定エンジン回転数以
下では単安定マルチバイブレータ１５，３７は共
にリセツトされるので、エンジン停止直前の角度
位置信号時にいずれかの単安定マルチバイブレー
タ１５，３７がノイズ等により誤つて起動させら
れたとしても不要に酸素濃度検出系が異常である
と判別することがない。

以上詳述したように、本発明に内燃エンジンの
酸素濃度検出系故障時の空燃比制御方法に依れ
ば、酸素濃度検出系の異常時に第１の係数Ko₂に
代えて第２の係数K_REFを用いて空燃比を制御する
ようにしたので排気ガス特性、運転性能等を害す
ることなくエンジン運転を継続させることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るO₂センサ異常判別を含
むフイードバツク補正係数Ko₂の算出方法を示す
フローチヤート、第２図は第１図のフローチヤー
トの内、O₂センサ異常判別方法の詳細を説明す
るフローチヤート、第３図は第１図のフローチヤ
ートの内、Ko₂値異常判別方法の詳細を説明する
図、第４図はO₂センサ系の異常を判別し、O₂セ
ンサ系に異常があるときKo₂値をK_REF値に切換え
る回路の一例を示す回路図、第５図はイグニツシ
ヨンスイツチ閉成時に単一パルス信号IRを発生
させる回路図及び第６図は第４図の回路の接続点
ａ乃至ｆで生じる信号状態を説明する図である。１……O₂センサ出力Vo₂値レジスタ、２……比
較回路、３……Vx値メモリ、１２……比較回路、
１２……エンジン水温Tw値レジスタ、１３……
Tw₀値メモリ、１５……単安定マルチバイブレ
ータ、１８……第１の係数Ko₂値レジスタ、１９
及び２１……AND回路、２２……第２の係数
K_REF値レジスタ、２４……フイードバツク領域判
別回路、２９……減算回路、３１……比較回路、
３７……単安定マルチバイブレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１フイードバツク制御運転領域における運転時
には内燃エンジンの排気系に配置される酸素濃度
検出器の出力に応じて変化する第１の係数を用い
てエンジンに供給される混合気の空燃比を制御
し、前記フイードバツク制御運転領域以外の複数
の特定運転領域における運転時にはフイードバツ
ク制御運転領域における運転時の前記第１の係数
の平均値の記憶値である第２の係数を用いて空燃
比を制御する空燃比制御方法において、前記酸素
濃度検出器を含む酸素濃度検出系の異常時に前記
第１の係数に代えて前記第２の係数を用いて空燃
比を制御するようにしたことを特徴とする内燃エ
ンジンの酸素濃度検出系故障時の空燃比制御方
法。２前記第１の係数の今回制御ループ時の値と前
回制御ループ時の値との差を求め、この差の値の
符号が変化しない第１の経過時間を計測し、この
第１の経過時間が第１の所定時間を越えたとき酸
素濃度検出系が異常であると判別するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
燃エンジンの酸素濃度検出系故障時の空燃比制御
方法。３内燃エンジンのエンジン回転数が所定回転数
以下となつたとき、前記第１の経過時間の計測値
を零にリセツトすることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の内燃エンジンの酸素濃度検出系
故障時の空燃比制御方法。４前記酸素濃度検出器の出力電圧を基準電圧と
比較し、酸素濃度検出器の出力電圧がエンジン始
動時から一度も基準電圧を横切らず、かつ、エン
ジン温度が所定値以上となつた後、酸素濃度検出
器の出力電圧が前記基準電圧を横切らない状態が
継続する第２の経過時間を計測してこの第２の経
過時間が第２の所定時間を越えたとき酸素濃度検
出系が異常であると判別するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジ
ンの酸素濃度検出系故障時の空燃比制御方法。５内燃エンジンのエンジン回転数が所定回転数
以下となつたとき、前記第２の経過時間の計測値
を零にリセツトすることを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の内燃エンジンの酸素濃度検出系
故障時の空燃比制御方法。