JPH02136533A - 内燃機関用空燃比検出器の活性判定装置 - 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、内燃機関の排気系に介装された空燃比検出器
の活性状態判定に有効な内燃機関用空燃比検出器の活性
判定装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、内燃機関の排気系に介装した空燃比検出器の
検出結果に応じて空燃比フィードバック制御を行なうに
際し、空燃比検出器が活性状態にあるか否かを判別する
技術が知られている。このようなものとして、例えば、
　「内燃機関の空燃比制御装置」　（特開昭６３−９７
８４８号公報）等が提案されている。すなわち、内燃機
関の負荷に応じて増減されるカウンタ手段の値と所定値
との比較結果により、下流側空燃比センサの素子温が所
定温度より高いか否かを判別し、素子温が、例えば、３
００〜４５０　［’　Ｃ１以上のときに、下流側空燃比
センサは活性と判別し、下流側空燃比センサによる空燃
比フィードバック制御を開始する技術である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、一般に、内燃機関の負荷、例えは、吸入空気
量等が同一であっても、内燃機関の定常運転期間の空燃
比検出器の温度上昇速度は、過渡運転期間の温度上昇速
度に比較して遅い。これは、過渡運転期間は、空燃比が
頻繁、かつ、広範囲に亘って変動し、排気中の未燃物質
の多量混入により触謀の反応熱も速やかに上昇するので
、空燃比検出器の温度上昇速度が早まるためである。し
たがって、内燃機関の定常運転期間と過渡運転期間とを
区別しないで、負荷に応じてカウンタの値を一律に増減
する構成では、素子温の上昇を的確に把握できないので
、空燃比検出器の活性状態を正確に判定できないという
問題点があった。

また、空燃比検出器の活性状態判定の精度低下に伴い、
正確な空燃比制御が困難になるので、排気特性も悪化す
るという問題もあった。

すなわち、カウンタの値を増減するに際し、例えば、定
常運転時に適合させると過渡運転時には活性判定時間の
遅れにより迅速な空燃比フィードバック制御が実行でき
ないで排気）量化率低下を生じ、一方、過渡運転時に適
合させると定常運転時には非活性状態でも活性状態にあ
ると誤判定して空燃比フィードバック制御を実行してし
まうといった不具合を招致した。このように、従来技術
は末だ充分なものではなかった。

本発明は、内燃機関の広範囲に亘る運転状態に対応でき
、空燃比検出器の活性判定を好適に実現可能な内燃機関
用空燃比検出器の活性判定装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 内燃機関Ｍ１の排気中の特定成分濃度を検出する空燃比
検出手段Ｍ２と、 上記内燃機関Ｍ１の少なくとも負荷を含む運転状態を検
出する運転状態検出手段Ｍ３と、該運転状態検出手段Ｍ
３の検出した負荷に応じて計数値を増減更新する計数手
段Ｍ４と、該計数手段Ｍ４の増減更新する計数値が所定
計数値以上になると上記空燃比検出手段Ｍ２が活性状態
に移行したと判定する判定手段Ｍ５と、該判定手段Ｍ５
により上記空燃比検出手段Ｍ２が活性状態に移行したと
判定されている期間に限り、該空燃比検出手段Ｍ２の検
出結果に応じて決定した燃料量を、前記内燃機関Ｍ１に
供給する指令を出力する制御手段Ｍ６と、 該制御手段Ｍ６の指令に従って、上記内燃機関Ｍ１に供
給する燃料量を調節する燃料調節手段Ｍ７と、 を具備した内燃機関用空燃比検出器の活性判定装置にお
いて、 さらに、前記運転状態検出手段Ｍ３の検出した運転状態
に基づいて、前記内燃機関Ｍ１の定常運転期間と過渡運
転期間との割合である運転状態比率を算出する算出手段
Ｍ８と、 該算出手段Ｍ８の算出した運転状態比率に基づいて定常
運転期間が長いと判定されたときは、前記計数手段Ｍ４
による計数値の増更新を所定期間に亘って禁止する禁止
手段Ｍ９と、 を備えたことを特徴とする内燃機関用空燃比検出器の活
性判定装置を要旨とするものである。

［作用］ 本発明の内燃機関用空燃比検出器の活性判定装置は、第
１図に例示するように、運転状態検出手段Ｍ３が内燃機
関Ｍ１の少なくとも負荷を含む運転状態を検出する。こ
の検出された負荷に応じて、計数手段Ｍ４は計数値を増
減更新する。その計数値が所定計数値以上になると、内
燃機関１’Ｖ１１の排気中の特定成分潤度を検出する空
燃比検出手段Ｍ２が活性状態に移行したと判定手段Ｍ５
は判定する。この活性状態に移行したと判定されている
期間に限り、空燃比検出手段Ｍ２の検出結果に応じて決
定した燃料量を、内燃機関Ｍ１に供給する指令を制御手
段Ｍ６が出力する。この指令に従って、燃を非調節手段
Ｍ７は、内燃機関Ｍ１に供給する燃料量を調節する。こ
れに際し、運転状態検出手段Ｍ３の検出した運転状態に
基づいて、内燃機関Ｍｌの定常運転間開と過渡運転期間
との割合である運転状態比率を算出手段Ｍ８は算出する
。この運転状態比率に基づいて定常運転間開が長いと判
定されたときは、計数手段Ｍ４による計数値の増更新を
、禁止手段Ｍ９が所定間間に亘って禁止するよう働く。

すなわち、内燃機関Ｍ１の負荷に応じて増減更新される
計数１直が所定計数値以上になると、空燃比検出手段Ｍ
２力身古性状態に移行したと判定するに際し、内燃機関
Ｍ１の定常運転期間が過渡運転間開より長いときは、計
数ｆ＋ｆ４の増更新を所定回間に亘って禁止し、定常運
転期間が長いときは、過渡運転期間が長いときよりも計
数値の増更新速度を低下させるのである。

従って、本発明の内燃機関用空燃比検出器の活性判定装
置は、内燃機関Ｍ１の運転状態の相違に起因する空燃比
検出手段Ｍ２の活性状態への移行速度変動を補正して活
性判定するよう働く。

［実施例コ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の一実施例であるエンジンの空燃比制御装
置のシステム構成を第２図に示す。

同図に示すように、エンジンの空燃比制御装置１は、エ
ンジン２およびこれを制御する電子制御装置（以下、重
しこＥＣＵと呼ぶ。）３から構成されている。

エンジン２は、シリンダ４、ピストン５およびシリンダ
ヘッド６から燃焼室７を形成し、その燃焼室７には点火
プラグ８が配設されている。

このエンジン２の吸気系は、燃焼室７と吸気バルブ９を
介して連通ずる吸気ボート１０、吸気管１１、吸入空気
の脈動を吸収するサージタンク１２、アクセルペダル１
３に連動して吸入空気量を調節するスロットルバルブ１
４およびエアクリーナ１５から構成されている。

このエンジン２の排気系は、上記燃焼室７と排気バルブ
１６を介して連通ずる排気ボーＩ・１７．１非気マニボ
一ルド１日、触媒コンバータ１９およびｔＪ）：気管２
０から構成されている。

このエツジ２２０点火系は、点火に必要な高電圧を出力
するイグニ・ンションコイルを備えたイグナイタ２１お
よび図示しないクランク軸に連動して上記イグナイタ２
１で発生した高電圧を点火プラグに分配供給するディス
トリビュータ２２より構成されている。

このエンジン２の燃料系統は、燃料を貯蔵するためのフ
ューエルタンク２３、その燃料を圧送するフューエルポ
ンプ２４、圧送された燃料を上記吸気ボート１０近傍に
噴射する電磁式の燃料噴射弁２５から構成されている。

エンジンの空燃比制御装置１は検出器として、上述した
吸気管１１の吸気管圧力を計測する吸気管圧力センサ３
１、エアクリーナ１５の内部に設けられて吸入空気温度
を測定する吸気温センサ３２、上記スロットルバルブ１
４に連動してそのスロットルバルブ１４の開度を検出す
るスロットルポジションセンサ３３、上記スロットルバ
ルブ１４の全開状態を検出するアイドルスイッチ３４、
シリンダブロック４ａの冷却系統に配設されて冷却水温
度を検出する水温センサ３５、排気マニホールド１日内
に設けられて上記触媒コンバータ１９に流入する前の排
気中の残存酸素濃度を検出する上流側酸素潤度センサ３
６、排気管２０内に設けられて上記触媒コンバータ１９
から流出した排気中の残存酸素濃度を検出する下流側酸
素）農産センサ３７、上述したディストリビュータ２２
のカムシャフト０１回転毎に、すなわち、図示しないク
ランク軸の２回転毎に基準信号を出力する気筒判別セン
サ３８、上記ディストリビュータ２２のカムシャフトの
１／２４回転毎に、すなわち、りランク角０°から３０
°の整数倍毎に回転角信号を出力する回転速度センサを
兼ねた回転角センサ３９を備えている。

上記各センサおよびスイッチの検出信号はＥＣＵ３に人
力され、このＥＣＵ３はエンジン２を制御する。ＥＣＵ
３は、ＣＰＵ３ａ、ＲＯＭ３ｂ。

ＲＡＭ３ｃ、バックアップＲＡＭ３ｄ、　　タイマ３ｅ
を中心に論理演算回路として構成され、コモンバス３ｆ
を介して人出カポ−）３ｇに接続されて外部との人出力
を行なう。ＣＰＵ３ａは、上述した吸気管圧力センサ３
１、吸気温センサ３２、スロットルポジションセンサ３
３の検出信号をＡ／Ｄ変換器３ｈおよび入出カポ−）３
ｇを介して、アイドルスイッチ３４の検出信号を入出力
ポート３ｇを介して、気筒判別センサ３８、回転角セン
サ３９の検出信号を波形整形回路３１および人出カボー
ト３ｇを介して、水温センサ３５、上流側酸素潤度セン
サ３６、下流側酸素濃度センサ３７の検出信号をＡ／Ｄ
変換器３ｊおよび人出カポ−）３ｇを介して、各々人力
する。一方、ＣＰＵ３ａは、人出力部３ｇおよび駆動回
路３ｍを介してイグナイタ２１を駆動制御する。さらに
、ＣＰＵ３ａは人出力部３ｇ、ダウンカウンタ３ｎ、フ
リップフロップ回路３ｐおよび駆動回路３ｒを介して燃
料噴射弁２５を駆動制御する。すなわち、ＣＰＵ３ａで
算出された燃料噴射量ＴＡＵに相当する（直がダウンカ
ウンタ３ｎにプリセットされると共に、フリップフロッ
プ回路３ｐもセットされる。

このため、駆動回路３ｒが燃料噴射弁２５を開弁じ、燃
料噴射が開始される。一方、ダウンカウンタ３　ｒｌが
クロック信号を計数し、最後にそのキャリアウド端子が
ハイレベル（１）になると、フリップフロップ回路３ｐ
がセットされて駆動回路３ｒは燃料噴射弁２５を閉弁し
、燃料噴射が終了する。このように、燃料噴射１：ＴＡ
Ｕに応じた量の燃料がエンジン２に供給される。なお、
上記ＥＣＵ３は、イグニッションスイッチ４２を介して
車載バラチリ４３から電力の供給を受けて作動し、スタ
ータスイッチ４４の操作に伴うスタータ信号が人力され
るとエンジン２を始動する。

次に、上記ＥＣＵ３の実行する第１の空燃比フィードバ
ック制御処理を第３図（１）、　　（２）の、第２の空
燃比フィードパ・ツク制御処理を第５図（１）、　　（
２）の、活性判定処理を第６図の、燃料噴射制御処理を
第８図の、各フローチャートに基づいて説明する。

次に、第１の空燃比フィードパ・ツク制御処理を第３図
（１）、　　（２）に示すフローチャートに基づいて説
明する。本箱１の空燃比フィードバック制御処理は、Ｅ
ＣＵ３の起動後、所定時間（例えば、４［ｍ５ｅｃ］）
毎に実行される。まず、ステップ１０２では、既述した
各センサの検出信号に基づく各データを読み込む処理が
行われる。続くステップ１０６では、第１の空燃比フィ
ードバック制御実行条件が成立するか否かを判定し、肯
定判断されるとステップ１０日に進み、一方、否定判断
されると、空燃比補正係数ＦＡＦの値を前回の制御終了
時の値とし、−旦、本箱１の空燃比フィードバック制御
処理を終了する。なお、空燃比補正係数ＦＡＦの値を、
一定値、前回の制御終了までの平均値、バックアップＲ
ＡＭ３ｄに記憶されている学習値等に設定しても良い。

ここで、例えば、冷却水温度ＴＨＷが所定温度（例えは
、６０　［’　Ｃ］　）以下のとき、始動状態、始動後
増量中、暖機増量中、加速増量（非同期噴射）中、パワ
ー増量中、ＯＴＰ増量中、上流側酸素）震度センサ３６
の出力信号Ｖ１が一度も第１の比較電圧ＶＲＩを横切っ
ていないとき、等は何れも第１の空燃比フィードバック
制御実行条件不成立である。

上記各条件に該当しない、第１の空燃比フィードバック
制御実行条件成立時に実行されるステップ１０日では、
上流側酸素）関度センサ３６の検出信号ｖ１をＡ／Ｄ変
換して読み込む処理が行われる。

続くステップ１１０では、上流側酸素潤度センサ３６の
検出信号ｖ１が第１の比較電圧ＶＲＩ（例えば、０．　
４５　［Ｖ］　）以下であるか否かを判定し、肯定判断
されると空燃比が希薄側（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ）であるとし
てステップ１１２に、一方、否定判断されると空燃比が
過）層側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）であるとしてステップ１２４
に各々進む。空燃比が希薄側（Ｌｅａｎ）であるときに
実行されるステップ１１２では、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹの計数値の正負を判定し、正のときはステップ１１
４でデイレイカウンタＣＤＬＹの計数（直を（直０にリ
セットした後ステップ１１６に進み、一方、負のときは
、そのままステップ１１６に進む。ステップ１１６では
、デイレイカウンタＣＤＬＹの計数１直を（直１だけ誠
算し、続くステップ１１８，１２０で該デイレイカウン
タＣＤＬＹの計数１直を最小値ＴＤＬに制限し、デイレ
イカウンタＣＤＬＹの（直が最小ＩＭＴＤＬまで減少し
たときは、ステップ１２２で空燃比フラグＦ１を値０（
希薄側（Ｌｅａｎ））にリセットした後、ステップ１４
０に進む。なお、最小（１貞Ｔ　Ｄ　Ｌは、上流側酸素
）関度センサ３６の検出信号Ｖ１が過濃側（Ｒｉ　ｃ　
ｈ）から希薄側（Ｌｅａｎ）に変化しても、過濃側（Ｒ
ｉｃｈ）であるとの判断を保持するためのリーン遅延時
間であって、負の唾に定義されている。一方、上記ステ
ップ１１０で、空燃比が過濃側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）である
と判定されたときに実行されるステップ１２４では、デ
イレイカウンタＣＤＬＹの計数値の正負を判定し、負の
ときはステップ１２６でデイレイカウンタＣＤＬＹの計
数１直を（直０にリセットした後ステップ１２８に進み
、一方、正のときは、そのままステップ１２８に進む。

ステップ１２８では、デイレイカウンタＣＤＬＹの計数
値を値１だけ加算し、続くステップ１３０，１３２で該
デイレイカウンタＣＤＬＹの計数値を最大値ＴＤＲに制
限し、デイレイカウンタＣＤＬＹの計数１直が最大（ａ
ＴＤＲまで増加したときは、ステップ１３４で空燃比フ
ラグＦ１を（直１　（過）奥側（Ｒｉｃｈ））にセット
した後、ステップ１４０に進む。なお、最大値ＴＤＲは
、上流側酸素）関度センサ３６の検出信号■１が希薄側
（Ｌ　ｅ　ａｎ）から過：ａ　ｆｌ！す（Ｒｉｃｈ）に
変化しても、希薄側（Ｌｅａｎ）であるとの判断を保持
するためのリッチ遅延時間であって、正の値に定義され
ている。

続くステップ１４０では、空燃比フラグＦ１の１直が反
転したか否かを判定し、肯定判断されるとステップ１４
２に、一方、否定判断されるとステ・ツブ１４Ｂに、各
々進む。空燃比フラグＦ１の値が反転したときに実行さ
れるステップ１４２では、過）層側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）か
ら希１ＩＩＩ（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ　）　ヘの反転か、希薄
側（Ｌｅａｎ）から過濃側（Ｒｉｃｈ）への反転かを判
定する処理が行われる。過濃側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）から希
薄側（Ｌｅａｎ）への反転時に実行されるステップ１４
４では、空燃比補正係数ＦＡＦにリッチスキップ量Ｒ９
Ｒを加算してスキ・ツブ的に増加させ、一方、希薄側（
Ｌ　ｅ　ａ　ｎ）から過濃側（Ｒｉｃｈ）への反転時に
実行されるステップ１４６では、空燃比補正係数ＦＡＦ
からリーンスキップ量Ｒ９Ｌを減算してスキップ的に減
少させ、各々ステップ１５６に進む。また、上記ステッ
プ１４０で空燃比フラグＦ１の値が反転しないときに実
行されるステップ１４８では、希薄側（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ
）であるか、過）奥側（Ｒｉｃｈ）であるかを判定する
処理が行われる。希薄側（Ｌｅａｎ）であるどきに実行
されるステップ１５０では、空燃比補正係数ＦＡＦにリ
ッチ積分定数ＫＩＲを加算して徐々に増加させ、一方、
過濃側（Ｒｉｃｈ）であるときに実行されるステップ１
５２では、空燃比補正係数ＦＡＦからリーン積分定数Ｋ
ＩＬを減算して徐々に減少させ、各々ステップ１５６に
進む。ここで、両積分定数ＫＩＲ，Ｉ（ＩＬは、両スキ
ップ１Ｒ３Ｒ，Ｒ９Ｌに比較して充分小さく設定されて
いる。従って、ステップ１４４．１４６では燃料噴射量
は迅速に増）戒補正され、一方、ステップ１５０，１５
２では燃料噴射量は徐々に増減補正される。続くステッ
プ１５６゜１５８では、上記空燃比補正係数ＦＡＦの値
を、例えは、最大１直１．２未満に制限し、ざらに、続
くステップ１６０，１６２では、最小値０．８以上に制
限し、空燃比補正係数の値ＦＡＦが河等かの原因により
過大、あるいは、過小になった場合でも、空燃比のオー
バ１月ンチ状態、もしくは、オーバリーン状態への移行
を防止する。次にステップ１６４に進み、上記のように
算出された空燃比補正係数ＦＡＦをＲＡＭ３ｃに記憶し
た後、−旦、本箱１の空燃比フィードバック制御処理を
終了する。以後、本箱１の空燃比フィードバック制御処
理は所定時間毎に、上記ステップ１０２〜１６４を繰り
返して実行する。

次に、上記制御の様子の一例を、第４図のタイミングチ
ャートに従って説明する。時刻ｔ１に、上流側酸素潤度
センサ検出信号に基づく空燃比信号Ａ／Ｆが希薄側（Ｌ
　ｅ　ａ　ｎ）から過濃側（Ｒｉｃｈ）に変化すると、
デイレイカウンタＣＤＬＹの計数値はリセット後、カウ
ントアツプされ、リッチ遅延時間ＴＤＲ経過後の時刻ｔ
２に最大値ＴＤＲに到達する。すると、遅延処理後の空
燃比信号Ａ／Ｆｄ（空燃比フラグＦ１の値）が、希薄側
（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ）から過濃側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）に変化
する。

また、時刻ｔ３に、上流側酸素潤度センサ検出信号に基
づく空燃比信号Ａ／Ｆが過濃側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）から希
薄側（Ｌｅａｎ）に変化すると、デイレイカウンタＣＤ
ＬＹの計数値はリセット後、カウントダウンされ、リー
ン遅延時間（−ＴＤＬ）経過後の時刻Ｌ４に最小（＋Ｗ
　Ｔ　Ｄ　Ｌに到達する。すると、遅延処理後の空燃比
信号Ａ／Ｆｄ（空燃比フラグＦ１の値）が、過濃側（Ｒ
ｉ　ｃ　ｈ）から希薄側（Ｌｅａｎ）に変化する。しか
し、例えば、上流側酸素潤度センサ検出信号に基づく空
燃比信号Ａ／Ｆが、時刻ｔ５．ｔ６．ｔ７のようにリッ
チ遅延時間ＴＤＲより短い期間で反転すると、デイレイ
カウンタＣＤＬＹの計数値が最大値ＴＤＲへ到達する時
間が延長され、時刻ｔ８に至って遅延処理後の空燃比信
号Ａ／Ｆｄが反転する。すなわち、遅延処理後の空燃比
信号Ａ／Ｆｄ（空燃比フラグＦ１の値）は、上流側酸素
潤度センサ検出信号に基づく空燃比信号Ａ／Ｆよりも安
定した値となる。

このように、比較的安定した遅延処理後の空燃比信号Ａ
／Ｆｄに基づいて、空燃比補正係数ＦＡＦが決定される
。

次に、第２の空燃比フィードバック制御処理について説
明する。第２の空燃比フィードバック制御処理は、第１
の空燃比フィードバック制御処理の制御定数であるスキ
ップ量Ｒ９Ｒ，Ｒ９Ｌ、積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延
時間ＴＤＲ，ＴＤＬおよび第１の比較電圧ＶＲＩを変更
する制御を行なうものと、第２の空燃比補正係数ＦＡＦ
２を算出する制御を行なうものがある。

制御定数であるスキップ量Ｒ９Ｒ，Ｒ９Ｌ、積分定数Ｋ
ＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬおよび第１の比
較電圧ＶＲＩを変更する制御では、例えは、リッチスキ
ップ量Ｒ５Ｒの増加補正、あるいは、リーンスキップ量
Ｒ９Ｌの減少補正により空燃比を過濃側（Ｒｉ　ｃ　ｈ
）に制御でき、一方、リッチスキップ量Ｒ９Ｒの減少補
正、あるいは、リーンスキップ量Ｒ３Ｌの増加補正によ
り空燃比を希薄側（Ｌｅａｎ）に制御できる。従って、
下流側酸素）農産センサ３７の検出信号に応じてリッチ
スキップ量Ｒ３Ｒ５あるいは、リーンスキップ量Ｒ８Ｌ
の少なくとも一方を補正すると空燃比を制御できる。ま
た、例えは、リッチ積分定数ＫＩＲの増加補正、あるい
は、リーン積分定数ＫＩＬの減少補正により空燃比を過
）肩側（Ｒｉ　ｃ　ｈ）に制御でき、一方、リッチ積分
定数ＫＩＲの減少補正、あるいは、リーン積分定数に’
ＩＬの増加補正により空燃比を希薄側（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ
）に制御できる。

このように、下流側酸素）農産センサ３７の検出信号に
応じてリッチ積分定数ＫＩＲ５あるいは、リーン積分定
数ＫＩＬの少なくとも一方を補正すると空燃比を制御で
きる。さらに、例えば、リッチ遅延時間ＴＤＲをリーン
遅延時間（−ＴＤＬ）より相対的に大きく設定すると、
空燃比を過濃側（Ｒｉｃｈ）に制御でき、一方、リッチ
遅延時間ＴＤＲをリーン遅延時間ＴＤＬより相対的に小
さく設定すると、空燃比を希薄側（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ）に
制）卸できる。すなわち、下流側酸素潤度センサ３７の
検出信号に応じてリッチ遅延時間ＴＤＲ１あるいは、リ
ーン遅延時間ＴＤＬの少なくとも一方を補正すると空燃
比を制御できる。また、例えば、第１の比較電圧ＶＲＩ
を低下補正すると、空燃比を希薄側（Ｌｅａｎ）に制御
できる。そこで、下流側酸素潤度センサ３７の検出信号
に応じて第１の比較電圧ＶＲＩを補正しても、空燃比を
制御できる。ところで、上記スキップ量Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌ
、積分定数ＫＩＲ，ＲＩＬ、遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬお
よび第１の比較電圧ＶＲＩを下流側酸素潤度センサ３７
の検出信号に応じて変更すると、例えば、遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬの補正は非常ｔこ微妙な空燃比制御を可能に
し、スキップ量Ｒ９Ｒ，Ｒ５Ｌは、上記遅延時間ＴＤＲ
，ＴＤＬのように空燃比フィードバック制御周間の延長
を伴うことなく高い応答性を保持した制御が可能になる
。従って、複数の上記制御定数を絹み合わせた制御が有
効である。

次に、第２の空燃比フィードバック制御処理を第５図（
１）、　　（２）に示すフローチャートに基づいて説明
する。末弟２の空燃比フィードバック制ｉ卸処理は、Ｅ
ＣＵ３の起動後、所定時間（例え。

は、５１２［ｍ５ｅｃ］）毎に実行され、スキップ１Ｒ
ｓＲ，Ｒ５Ｌを補正演算する。まず、ステップ２００で
は、既述した各センサの検出信号に基づく各データを読
み込む処理が行われる。続くステップ２０２では、下流
側酸素温度センサ３７が活性状態にあるか否か（すなわ
ち、下流側酸素濃度センサ３７の活性状態を示す活性フ
ラグＦＳＯが１直１にセットされているか）を判定し、
肯定判断されるとステップ２０４に、一方、否定判断さ
れるとステップ２０３に、各々進む。下流側酸素）調度
センサ３７が活性状態にないと判定されたときに実行さ
れるステップ２０３では、スキップ量Ｒ５Ｒの値を一定
値Ｒ９ＲＯ（５［％］）、スキップ量Ｒ９Ｌの値を一定
頭Ｒ９ＬＯ（５［％］）とする処理を行った後、−旦、
末弟２の空燃比フィードパ・ンク制御処理を終了する。

一方、下流側酸素）調度センサ３７が活性状態にあると
判定されたときに実行されるステップ２０４では、第１
の空燃比フィードバック制御処理実行条件が成立するか
否かを判定し、肯定判断されるとステ・ツブ２０６に進
み、一方、否定判断されると、スキップ量Ｒ５Ｒ，Ｒ３
Ｌの値を前回の制御終了時の値とし、−旦、末弟２の空
燃比フィードバック制御処理を終了する。なお、スキッ
プ量Ｒ３Ｒ，Ｒ９Ｌの値を、前回の制御終了までの平均
１直、バックアップＲＡＭ３ｄに記憶されている学習値
等に設定しても良い。第１の空燃比フィート゛バック制
御処理実行条件成立時にはステ・ツブ２０６〜ステツプ
２１４に進み、冷却水温度Ｔ）ＩＷが７０　［°Ｃ］を
上回るか否か（ステップ２０６）スロットルバルブ非全
開状態であるか否か（ステップ２０８）、下流側酸素潤
度センサ３７が正常であるか否か（すなわち、下流側酸
素）調度センサ３７のダイアグノーシス信号が正常を示
すとき）（ステ・ツブ２１２）、エンジン２の負荷が所
定負荷以上であるか否か（ステップ２１４）、を各々判
定し、すべて肯定判断されると第２の空燃比フィードバ
ック制御を実行するためにステップ２２０以下に進み、
一方、何れかのステップで否定判断されると、スキップ
量Ｒ３Ｒ，Ｒ９Ｌの値を前回の制御終了時の埴とし、−
旦、末弟２の空燃比フィードバック制御処理を終了する
。

上記第２の空燃比フィードバック制御処理実行条件成立
時に実行されるステップ２２０では、下流側酸素潤度セ
ンサ３７の検出信号Ｖ２をＡ／Ｄ変換して読み込む処理
が行われる。続くステップ２２１では、前回算出された
スキップ量Ｒ９Ｒ。

Ｒ９Ｌを読み込む処理が行われる。続くステップ２２２
では、下流側酸素温度センサ３７の検出信号■２が第２
の比較電圧ＶＲ２（例えは、０．５５　［Ｖ］　）以下
であるか否かを判定し、肯定判断されると空燃比が希薄
側（Ｌ　ｅ　ａ　ｎ）であるとしてステップ２２４に、
一方、否定判断されると空燃比が過）層側（Ｒｊ　ｃ　
ｈ）であるとしてステ・ツブ２４４に各々進む。空燃比
が希薄側（Ｌ　ｅ　ａｎ）であるときに実行されるステ
・ツブ２２４では、リッチスキップ量Ｒ５Ｒの値を一定
値△Ｒ５だけ加算し、続くステップ２２６，２２８で該
リッチスキップｍ　ＲＳ　Ｒの値を最大値ＲＭＡＸ以下
の量に制限し、さらに、ステップ２３０では、リーンス
キップ量Ｒ９Ｌの値を一定値△Ｒ５だけ減算し、続くス
テップ２３２，２３４で該リーンスキップ量Ｒ３Ｌの値
を最小値ＬＭＩＮ以上の量に制限する。ここで、例えば
、最大値は７．５［％コ、最小値は２．５［％］である
。なお、最大値は空燃比の変動によりドライバビリティ
が悪イヒしない範囲の１直であり、最小値は過渡追従性
が低下しない範囲の値である。このように、リッチスキ
ップ量Ｒ９Ｒを増加補正すると共に、リーンスキップ電
Ｒ９Ｌを減少補正して空燃比を過）層側（Ｒｉ　ｃ　ｈ
）に移行させ易くする。次にステップ２３６に進み、上
記のように補正したリッチスキップ量Ｒ５Ｒおよびリー
ンスキップ１Ｒ３ＬをＲＡＭ３ｃおよびバックアップＲ
ＡＭ３ｄに記・朦した後、−旦、末弟２の空燃比フィー
ドバック制御処理を終了する。

一方、上記ステップ２２２で、空燃比が過）層側（Ｒｉ
　ｃ　ｈ）であると判定されたときに実行されるステッ
プ２４４では、リッチスキップ量ＲＳ　Ｒの１直を一定
値△Ｒ９だけ減算し、続くステップ２４６．２４８で該
り・ンチスキップ量Ｒ３Ｒの値を最小（ＩＬＲＭＩＮ以
上の量に制報し、次にステップ２５０に進み、リーンス
キ・ンブ量Ｒ５Ｌの１直を一定値ΔＲ３だけ加算し、続
くステップ２５２．　２５４で該リーンスキップ量Ｒ９
Ｌの１直を最大値ＬＭＡＸ以下の量に制限する。このよ
うここ、リッチスキップ量Ｒ９Ｒを減少補正すると共に
、リーンスキップ量Ｒ５Ｌを増加補正して空燃比を希薄
側（Ｌｅａｎ）に移行し易くする。その後、上述したス
テップ２３６を経て、−旦、末弟２の空燃比フィードバ
ック制御処理を終了する。以後、末弟２の空燃比フィー
ドパ・ンク制御処理は所定時間毎に、上記ステップ２０
０〜２５４１ｉ！繰り返して実行する。

次に、活性判定処理を第６図に示すフローチャートに基
づいて説明する。本活性判定処理は、スタータ信号の人
力後、所定時間毎（例えば、１　［ｓｅｃ］）に実行さ
れる。なお、本活性判定処理の第１回目の実行時には、
更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥの計数値は初朋値０に設
定され、定常フラグＸはｆ直０にリセットされている。

まず、ステップ３００では、既述した各データを読み込
む処理が行われる。続くステ・ンプ３０１では、吸気管
圧力ＰＭと回転速度Ｎｅとの積から今回処理時の吸入空
気量相当値ＰＭＮＥを算出する処理が行われる。次にス
テップ３０２に進み、冷却水温度ＴＨＷが６５［’Ｃ］
以上に上昇してから２０［ｓｅｃ］以上経過したか否か
を判定し、肯定判断されるとステップ３２２に、一方、
否定判断されるとステップ３０４に、各々進む。始動後
、未だ暖機状態完了に到らないときに実行されるステ・
ツブ３０４では、活性判定カウンタＣ３ＯＸＴｔｉ−値
０にり七・ン卜する処理が行われる。続くステップ３０
６では、活性判定カウンタｃｓｏｘＴの計数値がエンジ
ン２の諸元に基づいて定まる活性判定値Ｇ以上であるか
否かを判定し、肯定判断されるとステ・ツブ３０８に、
一方、否定判断されるとステ・ツブ３１０に、各々進む
。活性判定カウンタＣ３ＯＸＴの計数（垣が活性判定値
Ｇ以上であるときに実行されるステップ３０８では、下
流側酸素濃度センサ３７が活性状態に移行したものとし
て、活性フラグＦＳＯを植１にセットする処理を行った
後、ステ・ンプ３１２に進む。一方、活性判定カウンタ
Ｃ３ＯＸＴの計数値が活性判定値Ｇ未満であるときに実
行されるステップ３１０では、下流側酸素潤度センサ３
７が未だ非活性状態にあるものとして、活性フラグＦＳ
Ｏを値０にリセットする処理を行った後、ステップ３１
２に進む。ステップ３１２では、次回の処理に備えて、
今回処理時の吸入空気量相当ｆｉＰＭＮＥを前回処理時
の吸入空気量相当値ＰＭＮＥＯに設定した後、−旦、本
活性判定処理を終了する。

一方、ステ・ツブ３０２で肯定判断されたとき、すなわ
ち、始動後、既に暖機状態完了に到ったときに実行され
るステップ３２２では、今回処理時の吸入空気量相当値
ＰＭＮＥがエンジン２の諸元に基づいて定まる最小吸入
空気量判定値Ｃ以上であるか否かを判定し、肯定判断さ
れるとステップ３２４に、一方、否定判断されるとステ
ップ３３６に、各々進む。今回処理時の吸入空気量相当
値ＰＭＮＥが最小吸入空気量判定値Ｃ以上であるとき、
すなわち、下流側酸素潤度センサ３７の温度上昇の可能
性が有るときｔこ実行されるステップ３２４では、定常
フラグＸが１直１にセットされているか否かを判定し、
肯定判断されるとステップ３４４に、一方、否定判断さ
れるとステップ３２６に、各々進む。定常フラグＸが値
１にセ・ントされていないとき、すなわち、エンジン２
が定常運転期間にある割合が少ないときに実行されるス
テップ３２６では、前回処理時の吸入空気量相当ｆｆｉ
　ＰＭＮＥＯと今回処理時の吸入空気量相当ｆｉ　Ｐ　
Ｍ　ＮＥとの差の絶対値をとって、吸入空気量の変化量
相当ｆ＋ｉ△ＰＭＮＥを算出する処理が行われる。続く
ステップ３２８では、ステップ３２６で算出した吸入空
気量の変化量相当値△ＰＭＮＥがエンジン２の諸元に基
づいて定まる過渡運転判定（直り以上であるか否かを判
定し、肯定判断されるとステップ３３０に、一方、否定
判断されるとステップ３３２に、各々進む。吸入空気量
の変化量相当値△ＰＭＮＥが過渡運転判定値り以上であ
るとき、すなわち、過渡運転間開にあるときに実行され
るステップ３３０では、更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥ
の計数値から、エンジン２の諸元に基づいて定まる更新
禁止カウンタ減算定数Ｂを減算する処理を行った後、ス
テ・ンプ３０６〜ステップ３１２を経て、−旦、本活性
判定処理を終了する。一方、ステップ３２８で否定判断
されたとき、すなわち、吸入空気量の変化量相当値△Ｐ
ＭＮＥが過渡運転判定値り未満である定常運転間開にあ
るときに実行されるステップ３３２では、更新禁止カウ
ンタＣＤ　ＰＭＮ　Ｆの計数値に、エンジン２の諸元に
基づいて定まる更新禁止カウンタ加算定数Ａを加算する
処理が行われる。続くステップ３３４では、ステ・ツブ
３３０、もしくは、ステップ３３２で増減更新された更
！Ｊ′ｉ禁止カウンタＣＤＰＭＮＥの計数値がエンジン
２の諸元に基づいて定まる更新禁止判定（直Ｅ以上であ
るか否かを判定し、肯定判断されるとステップ３４０に
、一方、否定判断されるとステップ３３６に、各々進む
。更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥの計数値が更新禁止判
定ｆｔｕＥ来満で未満とき、すなわち、更新継続時に実
行されるステップ３３６では、活性判定カウンタ加算値
△Ｃ３ＯＸＴを、吸入空気量相当値ＰＭＮＥに応して、
ＲＯＭ３ｂに記憶されている第７図に示すマツプに従っ
た補間計算により算出する処理が行゛われる。同図に示
すように、活性判定カウンタ加算値△Ｃ３ＯＸＴは、吸
入空気量相当１直ＰＭＮＥが最小吸入空気量判定値Ｃ未
満では負の１直に、最小吸入空気量判定値Ｃ以上では正
の値に、各々定められている。なお、ツユ−エルカ・シ
ト時は、負の最小（直に設定される。次にステップ３３
８に進み、活性判定カウンタＣ３ＯＸＴの計数値に、ス
テップ３３６で算出した活性判定カウンタ加算値ΔＣ５
ＯＸＴを加算する処理を行った後、ステップ３０６〜ス
テツプ３１２を経て、−旦、本活性判定処理を終了する
。一方、ステップ３３４で、更新禁止カウンタＣＤＰＭ
ＮＥの計数値が更新禁止判定値Ｅ以上であるとき、すな
わち、更新禁止開始時に実行されるステップ３４０では
、定常フラグＸを値１にセットする処理が行われる。続
くステップ３４２では、更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥ
に、エンジン２の諸元に基づいて定まる更新禁止定数Ｆ
を設定する処理を行った後、ステップ３０６〜ステツプ
３１２を経て、−旦、本活性判定処理を終了する。なお
、この更新禁止定数Ｆは、定常運転曲間の長い場合の、
下流側酸素）農産センサ３７の温度上昇速度の遅れを考
慮して定めた更新禁止時間（活性判定遅延時間）に相当
する値である。

一方、ステップ３２４で肯定判断されたとき、すなわち
、定常フラグＸが値Ｏにリセットされており、エンジン
２が過渡運転間開にある割合が多いときに実行されるス
テップ３４４では、更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥの計
数値が値０であるか否かを判定し、肯定判断されるとス
テップ３４６に進み、一方、否定判断されるとステップ
３３０〜ステツプ３１２を経て、−旦、本活性判定処理
を終了する。更新禁止カウンタＣＤＰＭＮＥの計数値が
値０であるとき、すなわち、更新禁止時間経過後に実行
されるステップ３４６では、定常フラグＸを値０にリセ
・ン卜する処理を行った後、ステップ３０６〜ステツプ
３１２を経て、−旦、本活性判定処理を終了する。以後
、本活性判定処理は、ステップ３００〜ステツプ３４６
を所定時間毎に繰り返して実行する。

次に、燃料噴射制御処理を第８図に示すフローチャート
に基づいて説明する。本燃料唱躬制御処理は、ＥＣＵ３
の起動後、所定クランク角度毎（例えは、３６０　［’
　ＣＡ］　）に実行される。まず、ステップ４００では
、既述した各データを読み込む処理が行われる。続くス
テ・ツブ４１０では、吸入空気量Ｑを、吸気管圧力ＰＭ
に応じて、ＲＯＭ３ｂに記憶されている第９図に示すマ
ツプに従った補間計算により算出する処理が行われる。

次にステップ４２０に進み、基本燃料噴射量ＴＡＵＯを
、定数α、吸入空気量Ｑおよび回転速度Ｎｅから、次式
（１）のように算出する処理が行われる。

ＴＡＵＯ＝　　ａ　　Ｘ　　Ｑ　　／　　Ｎｅ　　−（
１）続くステップ４３０では、暖機増量係数ＦＷＬを、
冷却水温度ＴＨＷに応じて、ＲＯＭ３ｂに記憶されてい
る第１０図に示すマツプに従った補間計算により算出す
る処理が行われる。次に、ステ・ツブ４４０に進み、実
燃料噴射量ＴＡＵを、基本燃料噴ｆＪｒＪ量ＴＡＵＯ１
空燃比補正係数ＦＡＦ、暖機増量係数ＦＷＬから、次式
（２）のようしこ算出する処理が行われる。但し、β、
γは、他の運転状態パラメータに従って定まる補正係数
である。

ＴＡＵ　　＝　　ＴＡＵＯＸ　ＦＡＦ Ｘ（ＦＷＬ十β＋１）＋γ・・・（２）続くステップ４
５０では、上記ステップ４４０で算出された実燃料噴射
量ＴＡＵを、ダウンカウンタ３ｎにセットすると共に、
フリップフロップ回路３ｐをセットする制御信号を出力
して燃料噴射を開始させた後、−旦、本燃料噴射制御処
理を終了する。なお、既述したように、実燃料噴射量Ｔ
ＡＵに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ３ｎ
のキャリアウド信号により、フリップフロップ３ｐがリ
セットされて燃料噴射は終了する。

以後、本燃料噴射制御処理は所定クランク角度毎に、上
記ステ・ツブ４００〜４５０を繰り返して実行する。

なお、本実施例において、エンジン２が内燃機関Ｍ１に
、下流側酸素潤度センサ３７が空燃比検出手段Ｍ２に、
吸気管圧力センサ３１と回転角センサ３９とが運転状態
検出手段Ｍ３ζこ、各々該当する。また、ＥＣＵ３およ
びＥＣＵ３の実行する処理の内、ステップ（３３６，３
３８）が計数手段Ｍ４として、ステップ（３０６，３０
８，３１０）が判定手段Ｍ５として、第２の空燃比フィ
ードバック制御処理と燃料噴射制御処理とが制御手段Ｍ
６として、各々機能する。ざらに、燃料噴射弁２５が燃
料調節手段Ｍ７に該当する。また、ＥＣＵ３およびＥＣ
Ｕ３の実行する処理の内、ステップ（３２６，３２８，
３３０，３３２）が算出手段Ｍ８として、ステップ（３
３４，３４０，３４２，３２４，３４４，３３０）が禁
止手段Ｍ９として、各々機能する。

以上説明したように、本実施例は、エンジン２の定常運
転期間が過渡運転期間より長期間に亘るときは、更新禁
止カウンタＣＤＰＭＮＥの計数値を更新禁止定数Ｆに設
定し、この計数１直が値０に減少する時期まで活性判定
カウンタＣ３ＯＸＴの更新を禁止する。このため、゛定
常運転期間の割合が比較的高い運転状態における下流側
酸素温度センサ３７の素子温上昇の遅れに対処できるの
で、運転状態が変化しても、下流側酸素潤度センサ３７
の活性状態の誤判定を防止できる。

すなわち、定常運転期間の割合が比較的高い運転状態で
は、下流側酸素温度センサ３７の素子温が活性温度に到
達するまでの素子温上昇速度低下をカウンタ更新禁止時
間の設定により補償する。

これにより、正確な活性判定に伴って迅速な第２の空燃
比フィードバック制御を開始するので、スキップ量Ｒ９
Ｒ，Ｒ９Ｌを補正する高精度な空燃比フィードバック制
御を実現できる。一方、過渡運転期間の割合が比較的高
い運転状態では、比較的高い素子温上昇速度に、カウン
タ更新を継続させて対処する。これにより、下流側酸素
）温度センサ３７の素子温が活性温度に到達した後、正
確に活性状態を判定して第２の空燃比フィードバック制
御１ｉｌＩを適切な時間に開始できる。

また、下流側酸素潤度センサ３７の活性状態判定の精度
が高まるため、第２の空燃比フィードバック制御処理を
適切に実行できるので、排気浄化性能も改善できる。

さらに、定常運転期間と過渡運転期間とを区別するパラ
メータとして、吸入空気量の変化量相当値へＰＭＮＥの
みを使用し、車速変化量等を参照しないので、変速機の
変速段が高い変速段に設定され、負荷変動に対して車速
変動が少ないるときでも、過渡運転間開を定當運転間間
に対して正確に区別できる。

なお、本実施例では、所謂、Ｄ−Ｊ形式（スビドデンシ
ティ型）のエンジン２について説明したので、負荷とし
て吸気管圧力ＰＭと回転速度ＮＣとの積を使用した。し
かし、例えば、所謂、し、Ｉ形式のエンジンでは、負荷
としてエアフロメータ等で検出された吸入空気量Ｑと回
転速度Ｎｅとを用いる構成とすることもできる。

また、例えば、負荷に相当するパラメータとして、基本
燃料噴射時間ＴＡＵＯと回転速度Ｎｅ、あるいは、吸入
空気重量Ｑａ等を利用しても良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明の内燃機関用空燃比検出器の
活性判定装置は、内燃機関の負荷に応じてｉ！減史中期
れる計数値が所定計数値以上になると、空燃比検出手段
が活性状態に移行したと判定するここ際し、内燃機関の
定當運転間間が過渡運転１１１１間より長いときは、計
数値の増更新を所定器間に亘っで禁止（へ定當運転間間
が長いときは、過渡運転期間が長いときよりも計数値の
増更新速度を低下させるよう構成されている。このため
、内燃機関の運転状態の相違に起因する空燃比検出手段
の活性状態への移行速度変動を補正するので、極めて正
確に活性状態を判定できるという優れた効果を奏する。

また、空燃比検出手段の活性状態判定の精度向上に伴い
、正確に空燃比を制御できるので、排気特性も向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第２図は本発明一実施例のシステム構成図、第３図（
１）、　　（２）は同じくその制御を示すフローチャー
ト、第４図は同じくその制御の様子を示すタイミングチ
ャート、第５図（１）。 （２）、第６図は同じくその制御を示すフローチャート
、第７図は同じくそのマツプを示すグラフ、第８図は同
しくその制御を示すフローチャーＩ・、第９図、第１０
図は同じくそのマツプを示すグラフである。 Ｍｌ・・−内燃機関、Ｍ２・・・空燃比検出手段、ＩＶ
Ｉ　３・・・運転状態検出手段、Ｍ４・・・計数手段、
Ｍ５・・・判定手段、Ｍ６・・・制御手段、Ｍ７・・・
燃料調節手段、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の排気中の特定成分濃度を検出する空燃比
   検出手段と、 上記内燃機関の少なくとも負荷を含む運転状態を検出す
   る運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出した負荷に応じて計数値を増
   減更新する計数手段と、 該計数手段の増減更新する計数値が所定計数値以上にな
   ると上記空燃比検出手段が活性状態に移行したと判定す
   る判定手段と、 該判定手段により上記空燃比検出手段が活性状態に移行
   したと判定されている期間に限り、該空燃比検出手段の
   検出結果に応じて決定した燃料量を、前記内燃機関に供
   給する指令を出力する制御手段と、 該制御手段の指令に従って、上記内燃機関に供給する燃
   料量を調節する燃料調節手段と、 を具備した内燃機関用空燃比検出器の活性判定装置にお
   いて、 さらに、前記運転状態検出手段の検出した運転状態に基
   づいて、前記内燃機関の定常運転期間と過渡運転期間と
   の割合である運転状態比率を算出する算出手段と、 該算出手段の算出した運転状態比率に基づいて定常運転
   期間が長いと判定されたときは、前記計数手段による計
   数値の増更新を所定期間に亘って禁止する禁止手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関用空燃比検出器の活
   性判定装置。