JP2630372B2

JP2630372B2 - 内燃エンジンの排気成分濃度検出器の活性化判別方法

Info

Publication number: JP2630372B2
Application number: JP63065324A
Authority: JP
Inventors: 幸人藤本; 俊司高橋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: US4915081A; JPH01240744A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は内燃エンジンの空燃比制御に適用される排気
成分濃度検出器の活性化判別方法に関し、特に該検出器
の出力信号に応じて該検出器の活性化を判別する判別方
法に関する。

（従来の技術）従来、この種の排気成分濃度検出器、例えばO₂センサ
は、周知のように酸素濃度に応じた適正な出力電圧を得
るには活性化していることが必要であり、不活性状態で
は高い電圧値を生ずる一方、活性状態では理論混合比に
おいて基準電圧値V_REFに等しい電圧値を、理論混合比よ
りリッチ側又はリーン側では基準電圧値V_REFより高電圧
値又は低電圧値をそれぞれ出力するようになっている。
このようなO₂センサの出力特性に鑑み、エンジンに供給
される混合気の空燃比（以下、単に「空燃比」という）
がリーン側に制御される運転状態、例えば所定の減速運
転状態において、O₂センサの出力電圧が所定電圧値V_X1
より小さいと判別されたときにO₂センサが活性化したと
判別する判別方法が知られている。

また、このような判別方法において、空燃比にかかわ
らず活性化判別が行えるよう、空燃比がリッチ側に制御
されるエンジンの運転状態にあっては、O₂センサより上
流側の排気系に排気二次空気を供給することにより、O₂
センサに供給される排気を強制的にリーン化して上述と
同様の判別を行うようにしたものも知られている（例え
ば、特開昭62−162955号公報）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の判別方法は、エンジンが減
速運転状態にあるときに活性化判別を確実に行う上で改
善の余地があった。

即ち、前述したO₂センサの活性化判別値である前記所
定電圧値V_X1が、理論混合比に対応した値である前記基
準電圧値V_REFより小さい関係にある場合には、実際の空
燃比が確実にリーン化した状態になければ活性化判別が
行えない。一方、前記従来の制御方法は、前記所定の減
速運転状態における空燃比のリーン化を、エンジン運転
状態に応じて予め設定されたマップから読み出される基
準値と、固定値であるリーン化係数とによって行うよう
にしている。したがって、該基準値が制御系や検出系の
製作時のバラつきあるいは経年変化に起因してリッチ側
にずれているときには、該基準値に上記リーン化係数を
適用しても実際の空燃比を確実にリーン方向に制御でき
ず、この結果O₂センサの活性化判別が確実に行えない。
また、エンジンの減速運転状態への移行時においては、
吸気管壁の付着燃料が本来の燃料噴射弁等の燃料供給装
置からの供給燃料とともにエンジンに供給されてしまう
ため、空燃比が一時的にリッチ化する傾向にあり、上記
付着燃料量が多い場合には上述と同様の問題が生ずる。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、減速運転状態における実際の空燃比
を、エンジンの空燃比特性に応じて適切にリーン化さ
せ、もって該運転状態において活性化判別を確実に行え
るようにした内燃エンジンの排気成分濃度検出器の活性
化判別方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、内燃エンジンの空
燃比フィードバック制御運転領域における運転時に、当
該エンジンの排気系に配置される排気成分濃度検出器の
出力に応じて変化する係数を用いて前記エンジンに供給
する混合気の空燃比をフィードバック制御するととも
に、前記排気成分濃度検出器の出力信号に基づいて該検
出器の活性化を判別する内燃エンジンにおいて、前記エ
ンジンが前記空燃比フィードバック制御運転領域から、
所定の減速運転領域へ移行して、前記フィードバック制
御を中止する直前に得られた前記係数の平均値を算出す
るとともに、該算出された平均値に基づいて前記空燃比
を所定量リーン化した状態で前記活性化を判別するよう
にしたものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を添付図面に基いて詳述す
る。

第１図は本発明の判別方法が適用される燃料供給制御
装置の全体の構成図であり、エンジン１の吸気管２の途
中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部にはス
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（θ_TH）センサ４が連結されており、
当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を電子コン
トロールユニット（以下「ECU」という）５に供給す
る。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間且
つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎
に設けられており、各噴射弁６は図示しない燃料ポンプ
に接続されていると共に、ECU5に電気的に接続されて当
該ECU5からの信号により燃料噴射の開弁時間が制御され
る。

一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して吸
気管内絶対圧（P_BA）センサ８が設けられており、この
絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気温
（T_A）センサ９が取り付けられており、吸気温T_Aを検出
して対応する電気信号をECU5に供給する。

エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（Tw）セ
ンサ10はサーミスタ等から成り、エンジン冷却水温Twを
検出して対応する温度信号をECU5に供給する。エンジン
回転数（Ne）センサ11はエンジン１の図示しないカム軸
周囲又はクランク軸周囲に取り付けられており、該クラ
ンク軸の180度回転毎に所定のクランク角度位置でパル
ス（以下「TDC信号パルス」という）を出力し、ECU5に
供給する。

三元触媒14はエンジン１の排気管13に配置されてお
り、排気ガス中のHC、CO、NOx等の成分の浄化を行う。
排気成分濃度検出器としてのO₂センサ15は排気管13の三
元触媒14の上流側に装着されており、排気ガス中の酸素
濃度を検出してその検出値に応じた信号をECU5に供給す
る。ECU5には車速を検出する車速（V_H）センサ16が接続
されており、車速V_Hを示す信号が供給される。

ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、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
ル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、中央
演算処理回路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行さ
れる各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶
手段5c、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回
路5d等から構成される。

CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づい
て、後述するようにフィードバック制御領域やフィード
バック制御を行わない複数の特定運転領域（以下「オー
プンループ制御領域」という）の種々のエンジン運転状
態を判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態
に応じ、次式（１）に基づき、前記TDC信号パルスに同
期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間T_OUTを演算する。

T_OUT＝Ti×K_O2×K_LS×K₁＋K₂ …（１）ここに、Tiは燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数Ne及び吸気管内絶対圧P_BAに応じて
決定される。

K_O2はO₂フィードバック補正係数（以下、単に「補正
係数」という）であり、フィードバック制御時、排気ガ
ス中の酸素濃度に応じて例えば第５図に示す手法により
求められ、更にオープンループ制御領域では各運転領域
に応じて第２図に示す手法により設定される。

K_LSはエンジン１がオープンループ制御領域のうち、
リーン化領域又はフューエルカット領域、即ち所定の減
速運転領域にあるときに値1.0未満の所定値（例えば0.9
5）に設定されるリーン化係数である。

K₁及びK₂は夫々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、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。

CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T_OUTに
基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路
5dを介して燃料噴射弁６に供給する。

第２図はエンジン１がフィードバック制御領域及び複
数のオープンループ制御領域のいずれの運転状態にある
かを判別するとともに、判別された運転状態に応じて補
正係数K_O2を設定するプログラムのフローチャートを示
す。本プログラムは、TDC信号パルスの発生時に、これ
と同期して実行される。

まず、ステップ201においてフラグη_O2が値１に等し
いか否かを判別する。該フラグη_O2はO₂センサ15が活性
化状態にあると判別されているか否かを表すものであ
り、イニシャライズ時には値０にセットされている。第
３図はこのフラグη_O2をセットする、前記TDC信号パル
スの発生毎に実行されるサブルーチンのフローチャート
を示す。まず、O₂センサ15の出力電圧V_O2が活性化判別
値V_X1（例えば0.4V）より小さいか否かを判別する（ス
テップ301）。この活性化判別値V_X1は、理論混合比に対
応する基準電圧値V_REF（例えば0.5V）より小さな値に設
定されている。前記ステップ301の答が肯定（Yes）、即
ちV_O2＜V_X1が成立するときにはO₂センサ15が活性状態に
あると判別してフラグη_O2を値１にセットする一方（ス
テップ302）、否定（No）、即ちV_O2≧V_X1が成立すると
きにはO₂センサ15が不活性状態にあるとしてフラグη_O2
を値０にセットする（ステップ303）。

第２図のプログラムに戻り、前記ステップ201の答が
肯定（Yes）、即ちη_O2＝１が成立し、従ってO₂センサ1
5が活性状態にあると判別されたときには、η_O2＝１の
成立後、即ちO₂センサ15の活性化完了後、所定時間txが
経過したか否かを判別する（ステップ202）。この答が
肯定（Yes）のときには吸気温T_A及び車速V_Hに応じて所
定水温T_WO2を算出する（ステップ203）。次いで、エン
ジン冷却水温Twが上記算出された所定水温T_WO2より高い
か否かを判別する（ステップ204）。この答が肯定（Ye
s）、即ちTw＞T_WO2が成立し、エンジン１が暖機を完了
しているときには、フラグFLG_WOTが値１に等しいか否か
を判別する（ステップ205）。このフラグFLG_WOTは図示
しないプログラムにより、エンジン１が供給燃料量を増
量すべき高負荷領域にあると判別されたときに値１にセ
ットされるものである。

前記ステップ205の答が否定（No）、即ちエンジン１
が前記高負荷領域にないときには、エンジン回転数Neが
高回転側の所定回転数N_HOPより大きいか否かを判別し
（ステップ206）、この答が否定（No）のときには更
に、エンジン回転数Neが低回転側の所定回転数N_LOPより
大きいか否かを判別する（ステップ207）。この答が肯
定（Yes）、即ちN_LOP＜Ne≦N_HOPが成立するときには、
リーン化係数K_LSが値1.0未満であるか否か、即ちエンジ
ン１が所定の減速運転領域にあるか否かを判別する（ス
テップ208）。このステップ208の答が否定（No）のとき
には、エンジン１がフューエルカットの実行中であるか
否かを判別する（ステップ209）。この答が否定（No）
のときには、エンジン１がフィードバック制御領域にあ
ると判別し、ステップ210に進み、後述するK_O2算出サブ
ルーチン（第５図）に基づきO₂センサ15の出力に応じて
補正係数K_O2を算出するとともに、後述するK_REF算出サ
ブルーチン（第６図）に基づき補正係数K_O2の平均値K
_REFを算出し、本プログラムを終了する。

前記ステップ207の答が否定（No）、即ちNe≦N_LOPが
成立しエンジン１が低回転領域にあるとき、前記ステッ
プ208の答が肯定（Yes）、即ちエンジン１が所定の減速
運転領域にあるとき又は前記ステップ209の答が肯定（Y
es）、即ちエンジン１がフューエルカットの実行中であ
るときにはステップ211に進む。このステップ211では、
当該ループを所定時間t_D継続したか否かを判別し、この
答が否定（No）のときには補正係数K_O2を当該ループへ
移行する直前の値にホールドする一方（ステップ21
2）、肯定（Yes）のときには補正係数K_O2を値1.0に設定
して（ステップ213）、オープンループ制御を行い本プ
ログラムを終了する。即ち、前記ステップ207〜209のい
ずれかの条件によってエンジン１がフィードバック制御
領域からオープンループ制御領域へ移行した場合、補正
係数K_O2は、該移行後所定時間t_Dが経過するまでは該移
行直前のフィードバック制御時に算出された値にホール
ドされる一方、所定時間t_Dが経過した後は値1.0に設定
される。

前記ステップ204の答が否定（No）、即ちエンジン１
が暖機を完了していないとき、前記ステップ205の答が
肯定（Yes）、即ちエンジン１が高負荷領域にあるとき
又は前記ステップ206の答が肯定（Yes）、即ちエンジン
１が高回転領域にあるときには、前記ステップ213に進
み、オープンループ制御を実行して本プログラムを終了
する。

前記ステップ201の答が否定（No）、即ちO₂センサ15
が不活性状態にあると判別されたとき、又は前記ステッ
プ202の答が否定（No）、即ちO₂センサ15の活性化完了
後所定時間t_Xが経過していないときには、前記ステップ
203及び204と全く同様にステップ214及び215を実行し、
このステップ215の答が否定（No）、即ちエンジン１が
暖機を完了していないときには前記ステップ213を実行
して本プログラムを終了する。

前記ステップ215の答が肯定（Yes）、即ちエンジン１
の暖機が完了しているときには、エンジン１がアイドル
領域にあるか否かを判別する（ステップ216）。この判
別は、例えばエンジン回転数Neが所定回転数以下で且つ
スロットル弁開度θ_THが所定開度以下であるか否かを判
別することにより行われる。このステップ216の答えが
肯定（Yes）、即ちエンジン１がアイドル領域にあると
きには、補正係数K_O2を、後述のようにして算出された
アイドル領域用のK_O2の平均値（以下「アイドル領域用
の平均値」という）K_REF0に設定し（ステップ217）、オ
ープンループ制御を実行して本プログラムを終了する。

前記ステップ216の答が肯定（No）、即ちエンジン１
がアイドル領域以外の運転領域（以下「オフアイドル領
域」という）にあるときには、エンジン１が搭載される
当該車輌がAT車、即ち自動変速機を備えた車輌であるか
否かを判別し（ステップ218）、AT車でないときにはス
テップ219に進み、補正係数K_O2を、後述のようにして算
出されたオフアイドル領域用のK_O2の平均値（以下「オ
フアイドル領域用の平均値」という）K_REF1に設定す
る。

次いでステップ220以下で前記ステップ219で設定され
た補正係数K_O2のリミットチェックを行う。即ち、補正
係数K_O2がその上限値K_O2OPLMTHより大きいか否かを判別
し（ステップ220）、この答が肯定（Yes）のときには補
正係数K_O2を該上限値K_O2OPLMTHに再設定する一方（ステ
ップ221）、否定（No）のときには補正係数K_O2がその下
限値K_O2OPLMTLより小さいか否かを判別し（ステップ22
2）、この答が肯定（Yes）のときには補正係数K_O2を該
下限値K_O2OPLMTLに再設定した後（ステップ223）、否定
（No）のときにはそのまま、本プログラムを終了する。

前記ステップ218の答が肯定（Yes）、即ち当該車輌が
AT車であるときには、リーン化係数K_LSが値1.0未満であ
るか否かを判別する（ステップ224）。この答が否定（N
o）、即ちエンジン１が所定の減速運転領域にないとき
には前記ステップ219以下を実行する一方、肯定（Ye
s）、即ちエンジン１が所定の減速運転領域にあるとき
には、補正係数K_O2を、後述するようにして算出された
減速運転領域用のK_O2の平均値（以下「減速領域用の平
均値」という）K_REFDECに設定し（ステップ225）、オー
プンループ制御を実行して本プログラムを終了する。

第４図は前記減速領域用の平均値K_REFDECの算出サブ
ルーチンのフローチャートを示す。本プログラムは第２
図の制御プログラムのステップ212の実行により補正係
数K_O2のホールド状態に移行した直後に１回のみ実行さ
れる。

まず、当該車輌がAT車であるか否か（ステップ40
1）、補正係数K_O2のホールド状態が第２図の制御プログ
ラムのステップ208又は209の成立によるものか否か（ス
テップ402）及び吸気温T_Aが所定温度T_AO2より大きいか
否か（ステップ403）をそれぞれ判別し、これらの答が
すべて肯定（Yes）、即ち当該車輌がAT車であり、エン
ジン１が所定の減速運転領域にあって且つ高吸気温状態
にあるときには、減速領域用の平均値K_REFDECを次式
（２）に従って算出し（ステップ404）、メモリに記憶
する。

K_REFDEC＝K_O2HOLD・（C_REFDEC/A）＋K_REFDEC′・（Ａ−C_REFDEC）/A …（２）ここに、K_O2HOLDは第２図のステップ212でホールドさ
れるK_O2の値、Ａは定数、C_REFDECは１〜Ａのうち実験的
に適当な値に設定される変数、K_REFDEC′は本プログラ
ムにより前回までに得られたK_REFDEC値である。

変数C_REFDECの値によってK_REFDEC値に対するK_O2HOLD
値の割合が変化するので、このC_REFDEC値を、対象され
る空燃比フィードバック制御装置、エンジン等の使用に
応じて適当な値に設定することにより、最適なK_REFDEC
値を得ることができる。

次にステップ405以下では前記ステップ404で算出され
た減速領域用の平均値K_REFDECのリミットチェックを行
う。即ち、ステップ405ではK_REFDEC値がオフアイドル領
域用の平均値K_REF1より大きいか否かを判別し、この答
が肯定（Yes）のときにはK_REFDEC値を該平均値K_REF1に
再設定して（ステップ406）、該平均値K_REF1以下の値に
保持する一方、否定（No）のときにはK_REFDEC値がK_REF1
値と所定値ΔK_REF3との差（K_REF1−ΔK_REF3）より小さ
いか否かを判別し（ステップ407）、この答が肯定（Ye
s）のときにはK_REFDEC値を上記差（K_REF1−ΔK_REF3）に
再設定して（ステップ408）、該K_REFDEC値の適用により
空燃比がリーン化しすぎて運転性が悪化するのを防止す
るようにし、否定（No）のときにはそのまま、本プログ
ラムを終了する。

また、前記ステップ401乃至403の答のいずれかが否定
（No）のときには、K_REFDEC値の算出は行わず、そのま
ま本プログラムを終了する。

第５図は、フィードバック制御時に第２図のステップ
210において実行される補正係数K_O2の算出サブルーチン
のフローチャートを示す。

まず、前回の制御がオープンループ制御であったか否
かを判別し（ステップ501）、この答が肯定（Yes）のと
きには、前回の制御で補正係数K_O2の値を、第２図のス
テップ212の実行によりホールドしたか否かを判別する
（ステップ506）。この答が肯定（Yes）のときには、補
正係数K_O2の値を引き続きホールドし（ステップ514）、
後述するステップ525以下の積分制御（Ｉ項制御）を行
う。

前記ステップ506の答が否定（No）、即ち前回の制御
で補正係数K_O2の値をホールドしなかったときには、エ
ンジン１がアイドル領域にあるか否かを判別する（ステ
ップ507）。この答が肯定（Yes）、即ちエンジン１がア
イドル領域にあるときには、補正係数K_O2をアイドル領
域用の平均値K_REFOに設定し（ステップ513）、前記ステ
ップ525以下の積分制御を行なう。

前記ステップ507の答えが否定（No）、即ちエンジン
１がオフアイドル領域にあるときには、前回の制御にお
いてスロットル弁開度θ_THがアイドルスロットル弁界度
θ_IDLより大きかったか否かを判別する（ステップ50
8）。この答が肯定（Yes）のときには、補正係数K
_O2を、オフアイドル領域用の平均値K_REF1に設定し（ス
テップ509）、前記ステップ525以下の積分制御を行う。

前記ステップ508の答が否定（No）、即ち前回の制御
においてθ_TH≦θ_IDLが成立していたときには、更に今
回のスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル弁
開度θ_IDLより大きいか否かを判別する（ステップ51
0）。この答が肯定（Yes）、即ち前回θ_TH≦θ_IDLで今
回θ_TH＞θ_IDLとなったときには、補正係数K_O2を、前記
オフアイドル領域用の平均値K_REF1とリッチ化所定値C_R
との積C_R×K_REF1に設定し（ステップ505）、前記ステッ
プ525以下の積分制御を行なう。ここにリッチ化所定値C
_Rは1.0より大きい値に設定されるものである。

前記ステップ510の答が否定（No）、即ちθ_TH≦θ_IDL
が成立するときには、エンジン冷却水温Twが所定温度T
_WCL（例えば70℃）より大きいか否かを判別する（ステ
ップ511）。その答が肯定（Yes）、即ちTw＞T_WCLが成立
し、したがってエンジン冷却水温Twが低温域にないとき
には、前記ステップ513に進む。

前記ステップ511の答が否定（No）、即ちTw≦T_WCLが
成立し、したがってエンジン冷却水温が低温域にあると
きには、補正係数K_O2を、前記アイドル領域用の平均値K
_REFOとリーン化所定値C_Lとの積C_L×K_REFOに設定し（ス
テップ512）、前記ステップ525以下の積分制御を行な
う。ここに、リーン化所定値C_Lは1.0より小さい値に設
定されるものである。

前記ステップ501の答が否定（No）、即ち前回の制御
がフィードバック制御であったときには、前回の制御に
おいてスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル
弁開度θ_IDLより大きかったか否かを判別する（ステッ
プ502）。この答が否定（No）のときには、さらに今回
のスロットル弁開度θ_THが前記アイドルスロットル弁開
度θ_IDLより大きいか否かを判別する（ステップ504）。
その答が肯定（Yes）のときには、前記ステップ510の答
が肯定（Yes）のときと同様に前記ステップ505に進み、
補正係数K_O2を前記オフアイドル領域用の平均値K_REF1と
リッチ化所定値C_Rとの積C_R×K_REF1に設定する。

前記ステップ502の答が肯定（Yes）、即ち前回の制御
においてθ_TH＞θ_IDLが成立したとき、又は前記ステッ
プ504の答が否定（No）、即ち今回θ_TH≦θ_IDLが成立す
るときには、O₂センサ15の出力レベルが反転したか否か
を判別する（ステップ503）。その答が否定（No）のと
きには、前記ステップ525以下の積分制御を行なう。

前記ステップ503の答が肯定（Yes）、即ちO₂センサ15
の出力レベルが反転したときには比例制御（Ｐ項制御）
を行なう。まずO₂センサの出力電圧V_O2が前述した基準
電圧値V_REFより低いか否かを判別し（ステップ515）、
この答が肯定（Yes）、即ちV_O2＜V_REFが成立するときに
は、後述する第２の補正値P_Rの前回適用時から所定時間
t_PRが経過したか否かを判別する（ステップ516）。この
所定時間t_PRは、第２の補正値P_Rの適用周期を全エンジ
ン回転域にわたって一定に保つためのものであり、した
がってエンジン回転数Neが大きいほど小さい値に設定さ
れる。前記ステップ516の答が肯定（Yes）のときにはNe
−P_Rテーブルよりエンジン回転数Neに応じた第２の補正
値P_Rを求める一方（ステップ517）、否定（No）のとき
にはNe−Ｐテーブルよりエンジン回転数Neに応じた第１
の補正値Ｐを求める（ステップ522）。該第１の補正値
Ｐは前記第２の補正値P_Rより小さい値に設定されてい
る。次に、補正係数K_O2に補正値Pi、即ち第１の補正値
Ｐまたは第２の補正値P_Rを加算する（ステップ518）。
このように、O₂センサ15の出力が反転し、反転後の出力
電圧V_O2が前記基準電圧値V_REFより小さいときには空燃
比がリッチ状態からリーン状態へ変化したと判別し、エ
ンジン回転数に応じた補正値ＰまたはP_Rを補正係数K_O2
に加算することにより、空燃比をリッチ化する方向に制
御する。

一方、前記ステップ515の答が肯定（No）、即ちV_O2≧
V_REFが成立するときには、前記ステップ522と同様にNe
−Ｐテーブルよりエンジン回転数Neに応じた第１の補正
値Ｐを求める（ステップ523）、補正係数K_O2から当該補
正値Ｐを減算する（ステップ524）。即ち、O₂センサ15
の出力が反転し、反転後の出力電圧V_O2が前記基準電圧
値V_REF以上のときには、空燃比がリーン状態からリッチ
状態へ変化したと判別し、補正係数K_O2からエンジン回
転数に応じた補正値Ｐを減算することにより、空燃比を
リーン化する方向に制御する。

次にステップ519において、前記ステップ518又は524
で設定した補正係数K_O2のリミットチェックを行なう。
即ち、補正係数K_O2が所定の範囲内にあるか否かをチェ
ックし、該所定の範囲内になければ、該所定の範囲を画
成する上限値又は下限値にK_O2値を保持する。

次いで、このようにして求めた補正係数K_O2の値を使
用し第６図のサブルーチンに従ってK_O2の平均値K_REFを
算出し（ステップ520）、メモリに記憶して本プログラ
ムを終了する。即ち、エンジン１がアイドル領域にある
か否かを判別し（ステップ601）、アイドル領域にある
ときにはアイドル領域用の平均値K_REFDを、オフアイド
ル領域にあるときにはオフアイドル領域用の平均値K
_REF1を、次式（３）に従ってそれぞれ算出する（ステッ
プ602,603） K_REFn＝K_O2P・（C_REFn/An）＋K_REFn′・（An−C_REFn）/An …（３）ここに、値K_O2Pは比例項（Ｐ項）動作直後のK_O2の
値、An及びC_REFnは各運転領域毎に設定される、前記式
（２）のA,C_REFDECと同様の定数及び変数、K_REFn′は今
回ループが該当する運転領域において前回までに得られ
たK_REF値である。

次に第５図に戻り、ステップ525以下の積分制御につ
いて説明する。まずO₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基
準電圧値V_REFより小さいか否かを判別し（ステップ52
5）、この答が肯定（Yes）、即ちV_O2＜V_REFが成立する
ときには、ステップ526において本ステップを実行する
毎にカウント数N_ILに値２を加算し、そのカウント数N_IL
が所定値N_Iに達したか否かを判別する（ステップ52
7）。この答が肯定（No）のときには補正係数K_O2をその
直前の値に保持し（ステップ530）、肯定（Yes）のとき
には補正係数K_O2に所定値Δｋを加算する（ステップ52
8）と共に、前記カウント数N_ILを０にリセットして（ス
テップ529）、N_ILがN_Iに達する毎に補正係数K_O2に所定
値Δｋを加算する。

このように、O₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基準電
圧値V_REFより小さい状態、即ち空燃比のリーン状態が継
続するときには、補正係数K_O2は前記カウント数N_ILが所
定値N_Iに達する毎に所定値Δｋだけ増加され、空燃比を
リッチ化する方向に制御される。

一方、前記ステップ525の答が否定（No）、即ちV_O2≧
V_REFが成立するときには、ステップ531において本ステ
ップを実行する毎にカウント数N_IHに値２を加算し、そ
のカウント数N_IHが所定値N_Iに達したか否かを判別する
（ステップ532）。この答が否定（No）のときには前記
ステップ530を実行して補正係数K_O2をその直前の値に保
持し、肯定（Yes）のときには、補正係数K_O2から所定値
Δｋを減算する（ステップ533）と共に前記カウント数N
_IHを０にリセットし（ステップ534）、このカウント数N
_IHが所定値N_Iに達する毎に補正係数K_O2から所定値Δｋ
を減算する。

このように、O₂センサ15の出力電圧V_O2が前記基準電
圧値V_REF以上の状態、即ち空燃比のリッチ状態が継続す
るときには、補正係数K_O2は前記カウント数N_IHが所定値
N_Iに達する毎に所定値Δｋだけ減少され、空燃比をリー
ン化する方向に制御される。

以上のようにエンジン１の運転領域の判別及び判別さ
れた運転領域に対する補正係数K_O2の設定が行われる結
果、まずエンジン１がアイドル運転状態あるいは平常の
運転状態にあるときには、フィードバック制御領域にあ
ると判別され、基準電圧値V_REFに対するO₂センサ15の出
力信号V_O2の反転時（第７図の点P₁,P₂…）に比例（Ｐ
項）制御が、非反転時に所定の周期で積分（Ｉ項）制御
が行われることにより、空燃比がフィードバック制御さ
れる（同図の区間OA）。

一方、スロットル弁３′が閉じられ、エンジン１が平
常の運転状態から所定の減速運転状態へ移行した場合に
は、K_LS＜1.0が成立することにより、第２図のステップ
208の答が肯定（Yes）となり、エンジン１はフィードバ
ック制御領域からオープンループ制御領域へ移行する
（同図の点Ａ）。このときの補正係数K_O2は、該移行
後、所定時間t_Dが経過するまでは該移行直前の値である
K_O2HOLDにホールドされる一方（同図の区間AB）、所定
時間t_Dの経過後は値1.0に設定され（同図の点Ｂ以
降）、これらの補正係数K_O2がリーン化係数K_LSとともに
前記式（１）に適用されることにより空燃比がリーン化
される。

このときのK_O2のホールド値K_O2HOLDはフィードバック
制御領域からオープンループ制御領域への移行直前の
値、即ち減速運転領域への移行に伴ってフィードバック
制御を中止する際の値であって、同図から明らかなよう
に吸気管内絶対圧P_BAの低下、即ち負圧の増加により吸
気管壁の付着燃料がエンジン１に吸入されることに伴う
空燃比のリッチ化を補償するためにリーン側に、即ち減
少方向に算出されている。したがって、補正係数K_O2と
して上記ホールド値K_O2HOLDがリーン化係数K_LSとともに
所定期間t_Dの間適用されることにより、空燃比はよりリ
ーン側に制御される。

また、この減速運転状態において、付着燃料が多い場
合、あるいは基本燃料噴射時間Tiが制御系や検出系の製
作時のバラつき若しくは経年変化等に起因してリッチ側
にずれている場合には、上述のように設定された補正係
数K_O2及び固定値であるリーン化係数K_LSを前記式（１）
に適用しても空燃比がリッチ側に制御されてしまい、第
３図のステップ301の答えが否定（No）となってO₂セン
サ15の活性化を判別できない状態が一時的に生ずる。こ
のような場合、本発明によれば、第２図のステップ201
の答が否定（No）となり、エンジン１が減速運転領域に
留まる限り、ステップ225の実行により補正係数K_O2を減
速領域用の平均値K_REFDECに設定し続ける（同図点Ｂ′
以降の破線）。この平均値K_REFDECは前述したようにK_O2
のホールド値K_O2HOLD、即ちフィードバック制御時であ
って、エンジン１が減速運転領域への移行に伴いフィー
ドバック制御を中止する直前に実際に得られたK_O2値の
みを対象として算出されるので、値1.0未満の値である
とともに、単にオフアイドル領域用の平均値K_REF1にリ
ーン化のための所定値を適用するような場合と異なり、
フィードバック制御領域のうちの所定の減速運転領域へ
の移行直前の運転状態のみが抽出された、且つ前記空燃
比のずれを補償する値である。

したがって、該平均値K_REFDECがリーン化係数K_LSとと
もに前記式（１）に適用されることにより、減速運転状
態における実際の空燃比を、エンジンの空燃比特性に応
じて確実且つ適切に所定量だけリーン化でき、これによ
り該運転状態においてO₂センサ15の活性化判別を確実に
行うことができる。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によれば、減速運転状態に
おける実際の空燃比を、エンジンの空燃比特性に応じて
確実且つ適切にリーン化でき、したがって該運転状態に
おいて排気成分濃度検出器の活性化判別を確実に行うこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の判別方法を適用する燃料供給制御装置
の全体構成図、第２図はエンジンの運転状態の判別及び
補正係数K_O2の設定を行うプログラムのフローチャー
ト、第３図はO₂センサの活性化を判別するサブルーチン
のフローチャート、第４図は減速領域用の平均値K
_REFDECを算出するサブルーチンのフローチャート、第５
図はフィードバック制御時において補正係数K_O2を算出
するサブルーチンのフローチャート、第６図はアイドル
領域用及びオフアイドル領域用の平均値K_REFO及びK_REF1
を算出するサブルーチンのフローチャート、第７図はエ
ンジンの運転状態に応じた補正係数K_O2の推移を示す図
である。１……内燃エンジン、５……電子コントロールユニット
（ECU）、13……排気管、15……O₂センサ（排気成分濃
度検出器）、K_O2……O₂フィードバック補正係数（係
数）、K_REFDEC……減速領域用の平均値（係数の平均
値）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの空燃比フィードバック制御
運転領域における運転時に、当該エンジンの排気系に配
置される排気成分濃度検出器の出力に応じて変化する係
数を用いて前記エンジンに供給する混合気の空燃比をフ
ィードバック制御するとともに、前記排気成分濃度検出
器の出力信号に基づいて該検出器の活性化を判別する内
燃エンジンにおいて、前記エンジンが前記空燃比フィー
ドバック制御運転領域から、減速運転領域へ移行して、
前記フィードバック制御を中止する直前に得られた前記
係数の平均値を算出するとともに、該算出された平均値
に基づいて前記空燃比を所定量リーン化した状態で前記
活性化を判別することを特徴とする内燃エンジンの排気
成分濃度検出器の活性化判別方法。