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    公开号:WO1992017696A1
    申请号:PCT/JP1992/000389
    申请日:1992-03-30
    公开日:1992-10-15
    发明作者:Kazuhide Togai；Tetsurou Ishida
    申请人:Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:F02D41-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 内燃機関の制御装置
    [0003] 技術分野
    [0004] この発明は内燃機関の燃料噴射装置を制御する制御装置に関し、 特に、 計測空燃比情報を空燃比センサによって検出し、 その計測空 燃比と運転状態に応じて設定される目標空燃比との差を排除できる 設定空燃比を算出し、 その設定空燃比相当の燃料噴射量で燃料噴射 弁を駆動する內燃機関の制御装置に関する。 背景技術
    [0005] 内燃機関の燃料噴射装置は機関の運転状況によって燃料供給を行 なうと共に、 特に、 排ガス浄化用の三元触媒を高効率に作動させる ベく空燃比をストイキォを中心とした狭いウインド域内に規制する 必要がぁリ、 空燃比をストイキォ近傍の 1つの目標値に保つ必要が ある。
    [0006] 他方、 内燃機関はその負荷及びエンジン回転数に応じて、 その要 求される空燃比が異なり、 例えば、 第 1 0図に示すように、 その目 標とされる空燃比が燃料カッ ト域、 リーン域、 ス トィキォ域及びパ ヮ一域等の負荷に応じて設定されることが望ましい。 特に、 この趣 旨のうち低燃費に対応すべく、 主にリーン域での運転を可能にする リーンバーンエンジンが開発されている。
    [0007] 処で、 内燃機関は計測空燃比情報を広い範囲にわたって空燃比セ ンサによって検出し、 その計測空燃比と運転情報に基づき設定され る目標空燃比との差を排除できる設定空燃比を算出し、 その設定空 燃比相当の燃料噴射量を確保すべく燃料噴射弁を駆動し、 これによ つて空燃比を広い範囲にわたって目標空燃比に調整するといぅフィ 一ドバック制御を行なっている。
    [0008] このように内燃機関を駆動させる上で、 空燃比を目標値に精度良 く制御することは燃費の向上、 機関出力の向上、 アイ ドル回転の安 定化、 排ガスの改善、 ドライバピリティ一の改善の上で極めて重要 である。 このため、 特に、 広域空燃比センサの検出値の信頼性、 安 定性を高めることが望まれている。
    [0009] さて本発明によって解決しようとする課題とは以下の如きもので ある。
    [0010] 即ち、 この広域空燃比センサ （L A F S ) の信頼性、 安全性を高 める上で故障判定が重要である。 通常、 センサはその出力が 0 ( V ) 近傍からセンサ電源電圧 V sまで変化する可能性がぁリ、 また、 故 障時に中間電圧に固定することもある。 このため、 この広域空燃比 センサの故障検出時に単に、 出力範囲によってセンサ故障の診断を 行なうことは困難である。
    [0011] そこで、 目標空燃比と計測空燃比との偏差を打ち消すべく設定空 燃比を算出して、 エンジンの設定運転状態時にその計測空燃比と設 定空燃比と、 その偏差によって広域空燃比センサの故障判定を行な うことが提案されている。
    [0012] しかし、 このような従来方法では、 エンジン吸気路に噴射された 燃料の搬送過程、 エンジンの行程遅れ、 センサの検出遅れ等にょリ、 空燃比設定時刻と空燃比計測時刻との間にずれが存在する。 このた め、 このように単純に比較した場合、 エンジンが定常状態で運転さ れていても大まかなセンサ故障判定となリ、 正確な故障判定ができ ないという問題があった。
    [0013] 従って本発明の第 1の目的は、 広域空燃比センサの故障を的確に 判定してセンサ検出値の信頼性を高める内燃機関の空燃比制御装置 を提供することにあリ、 しかも精度良い空燃比制御を行なえる内燃 機関の空燃比制御装置を提供することである。 発明の開示
    [0014] 本発明による内燃機関の制御装置は、 運転状態に応じて目標空燃 比を算出する目標空燃比算出手段、 排気系に設けられた広域空燃比 センサ、 この広域空燃比センサによリ検出された計測空燃比と目標 空燃比との差に応じて燃料量を算出する燃料量算出手段、 燃料量に 基づいて燃料噴射装置に作動指令信号を出力する制御手段、 燃料輸 送遅れを考慮し吸入時の第 1空燃比を推定する第 1推定部と、 機関 の行程間でのガスの輸送遅れを考慮して該ガスが広域空燃比センサ に到達した時点の第 2空燃比を推定する第 2の推定部と、 広域空燃 比センサ固有の応答遅れを考慮して該センサが空燃比を検出した時 点の第 3の空燃比を推定する第 3の推定部とを有した空燃比推定手 段、 第 3空燃比と計測空燃比とを比較して広域空燃比センサの故障 を判定するセンサ故障判定手段、 とで構成されている。
    [0015] 更に、 この内燃機関の制御装置におけるセンサ故障判定手段は、 第 3空燃比と計測空燃比との偏差を算出する偏差算出部と、 偏差が 所定値よリも大きいか小さいかを判定する大小判定部と、 偏差に応 じた値を積算する偏差積算部と、 偏差が所定値よリも小さいと判定 された状態が所定時間継続した場合に偏差の積算値をクリャする積 算値処理部と、 積算値が所定値を超えたときに広域空燃比センサの 故障を判定する故障判定部とを備えるように構成されても良い。
    [0016] このような内燃機関の制御装置は、 燃料輸送遅れ、 ガスの輸送遅 れ及びセンサ固有の応答遅れを考慮して得られた第 3空燃比と計測 空燃比とを比較することにより、 広域空燃比センサの故障を判定す ることができ、 このため、 広域空燃比センサの故障判定の信頼性が 向上し、 精度の良い空燃比制御を行える。
    [0017] 特に、 センサ故障判定手段が偏差算出部と大小判定部と偏差積算 部と積算値処理部及び故障判定部で構成される場合、 第 3空燃比と 計測空燃比との偏差の積算値が所定値を超えたときに広域空燃比セ ンサの故障を判定する様にしたので、 広域空燃比センサの故障判定 の安定性、 信頼性がょリ向上し、 精度の良い空燃比制御を行える。 図面の簡単な説明 第 1図は本発明の一実施例としての内燃機関の制御装置内の電子 制御装置の機能プロック図。
    [0018] 第 2図は第 1図の內燃機関の制御装置の全体構成図。
    [0019] 第 3図は第 1図の装置の行なう空燃比制御の波形図。
    [0020] 第 4図は第 1図の装置の空燃比制御におけるメインルーチンのフ 口 ' ナヤ1 "~
    [0021] 第 5図は第 1図の装置の空燃比制御におけるインジヱクタ駆動ル 一チンのフローチヤ一ト。
    [0022] 第 6図は第 1図の装置の空燃比制御におけるスロッ トル弁開速度 算出ル一チンのフローチャート。
    [0023] 第 7図は第 1図の装置の空燃比制御における空燃比推定ルーチン のフローチヤ一ト。
    [0024] 第 8図は第 1図の装置の空燃比制御における故障判定サブルーチ ンのフローチャート。
    [0025] 第 9図 （a ) は第 1図の装置の空燃比制御において算出される緩 加速までで使用される空気過剰率算出マップの特性線図。
    [0026] 第 9図 （b ) は第 1図の装置の空燃比制御において算出される緩 加速以上で使用される空気過剰率算出マップの特性線図。
    [0027] 第 1 0図は通常エンジンの.目標空燃比の算出マップ特性線図であ る。 発明を実施するための最良の形態
    [0028] 第 1図及び第 2図に示した内燃機関の制御装置は、 内燃機関の燃 料供給系の制御スシテム内に配設されている。 この内燃機関の制御 装置はエンジン 1 0の排気路に配設される広域空燃比センサ Sよリ 得られた空燃比 （AZ F ) 情報に基づき燃料供給量を算出し、 その 供給量の燃料を燃料噴射弁 1 7が適時に吸気路 1 1に噴射するとい う構成を採る。
    [0029] ここでエンジン 1 0には吸気路 1 1及び排気路 1 2が接続される。 この吸気路 1 1はエアク リーナ 1 3ょリのエアを吸入し、 ェアフロ 一センサ 14によリその空気量を検出し、 吸気管 1 5を介してェン ジンの燃焼室 1 0 1に導いている。 なお、 吸気路 1 1の途中にはサ ージタンク 1 6があリその下流側にはエンジン 1 0に支持された燃 料噴射弁 1 7よリ燃料噴射がなされている。
    [0030] 吸気路 1 1はスロッ トルバルブ 1 8により開閉される。 このスロ ッ トルバルブ 1 8には同バルブの開度情報を出力するスロッ トルセ ンサ 20が付設され、 同センサの電圧値が電子制御装置 2 1の入出 力回路 2 1 2に図示しない AZD変換器を介して入力されている。 ここで、 符号 22は大気圧情報を出力する大気圧センサを、 符号
    [0031] 23は吸気温センサを、 符号 24はエンジン 1 0のクランク角情報 を出力するクランク角センサであり、 ここではエンジン回転センサ (Ne センサ） として使用するものとする。 符号 25はエンジン 1 0の水温情報を出力する水温センサを示している。
    [0032] エンジンの排気路 1 2には広域空燃比センサ 26が装着されてい る。 この広域空燃比センサ 26は電子制御装置 2 1に計測した計測 空燃比 （AZF) i 情報を出力する。 更に、 排気路 1 2には広域空 燃比センサ 26の下流にリ一ン NO X触媒 27及び三元触媒 28が その順で配設され、 これらのケーシング 2 9の下流には図示しない マフラーが配設されている。
    [0033] 三元触媒 28は触媒活性温度に達した際に、 排ガスがス トイキォ 中心のウィンドウ域にあると、 HC， CO, NOxの酸化還元処理 を行なうことができ、 無害化された排ガスを排気できる。 他方、 リ ーン NO X触媒 27は酸素過剰下で NO Xを還元することができ、 特に、 その NOx浄化率 （ Ν0Χ) は HCZNO X比が大きいほど 高レべノレとなる。
    [0034] なお、 これらセンサ類である、 広域空燃比センサ 2 6、 スロッ ト ルセンサ 20、 エンジン回転センサ 24、 エアフローセンサ 1 4、 水温センサ 2 5、 大気圧センサ 2 2、 吸気温センサ 2 3、 バッテリ 一電圧センサ 30等よりの出力信号が電子制御装置 2 1の入出力回 路 2 1 2に入力されている。
    [0035] この電子制御装置 2 1はエンジンコントロールュニットをなし、 その主要部分が周知のマイク口コンピュータで構成されておリ、 各 センサの検出信号を取リ込み、 各種センサ出力に基づく演算を行な レ、、 各制御に対応した制御出力を燃料噴射弁 1 7を駆動するための 駆動回路 2 1 1、 図示しない I S Cバルブの駆動回路 （図示せず） 、 点火回路 （図示せず） を駆動制御する制御回路 214に出力する。 ま.た、 この電子制御装置 2 1は上述の駆動回路 21 1及ぴ入出力回 路 21 2の他に、 第 4図乃至第 8図の制御プログラムや第 1図中に 示した各設定値等を格納する記憶回路 2 1 3を備える。
    [0036] ここで第 1図に沿って電子制御装置 2 1の空燃比制御における機 能を説明する。
    [0037] まず、 電子制御装置 2 1は内燃機関の運転情報に基づき目標空燃 比 （A/F) OBJ を算出する目標空燃比算出手段 1 0 1と、 目標空 燃比 （AZF) 。BJ と計測空燃比 （A/F) i の偏差である偏差空 燃比 （AAZF) ； = (A/F) oB j 一 (A/F) ; を算出し、 そ の偏差空燃比 （ΔΑ/F) i 及び目標空燃比 （AZF) 。Bj より設 定空燃比 （A/F) B を算出し、 この設定空燃比 （AZF) B 相当 の設定噴射量 QINj を算出する燃料噴射算出手段 1 0 2と、 設定噴 射量 QIN; 相当の噴射時間 TINj だけ燃料噴射弁 1 7を駆動制御す る制御手段 1 03と作動指令信号 T,Nj、 Τ αに基づいて燃料噴射 から吸入までの燃料輸送遅れを考慮し吸入時の第 1空燃比 Αί)を推 定する第 1推定部 1 09と、 吸入されてから広域空燃比センサ 26 に到達するまでに行なわれる内燃機関の行程間でのガスの輸送遅れ を考慮して第 1空燃比 Aijに基づき該ガスが広域空燃比センサ 26 に到達した時点の第 2空燃比 AfKを推定する第 2の推定部 1 04と、 広域空燃比センサ 26に到達した排ガスが実際に検出されるまでの 該センサ固有の応答遅れを考慮して第 2空燃比 A ίκに基づき広域空 燃比センサが空燃比を検出した時点の第 3の空燃比 A f πを推定す る第 3の推定部 1 0 5とを有した空燃比推定手段 1 1 0、 第 3空燃 比 Α ί πと計測空燃比 （A/F) i とを比較して広域空燃比センサ の故障を判定するセンサ故障判定手段 1 0 7との機能を有する。 特に、 ここではセンサ故障判定手段 1 0 7が第 3空燃比 A f nと 計測空燃比 （AZF) : との偏差 Δ A f nを算出する偏差算出部 1 06と、 偏差 ΔΑ f nが所定値 ε よリも大きいか小さいかを判定す る大小判定部 1 1 1 と、 偏差 Δ A f n に応じた積算値 En を積算す る偏差積算部 1 1 2と、 偏差が所定値 ε よりも小さいと判定された 状態が所定時間継続した場合に偏差の積算値 Επ をク リャする積算 値処理部 1 1 3と、 積算値 Εη が所定値 Ε οを超えたときに広域空 燃比センサ 2 6の故障を判定する故障判定部 1 0 8としての機能を 有する。 このような内燃機関の空燃比制御装置の作動を第 3図の 波形図及ぴ第 4図乃至第 8図の制御プログラムに沿って説明する。 図示しないエンジンキーがオンされると、 まず、 ステップ a 1で 初期値を取り込むべきエリァに初期値が取リ込まれ、 各フラグが初 期設定される。
    [0038] ステップ a 2では現在の運転情報、 即ち、 計測空燃比 （A/F 、 スロッ トル開度信号 0 i、 エンジン回転数信号 N e、 吸入空気量信 号 Ai、 水温信号 w t、 大気圧信号 A p， 吸気温 T a、 バッテリ電 圧 V bが各ェリアに取り込まれる。
    [0039] この後、 ステップ a 3で現運転域が燃料カツ ト域 （第 1 0図参照） E cか否か判定し、 同域 E cではフラグ F C Fをセッ トして、 ステ ップ a 2へ戻リ、 そうでないとステップ a 5， a 6に進み、 フラグ F C Fをク リアし、 セッ ト状態で広域空燃比センサの故障を示すフ ラグ F S Cがセッ トされているか否か判断する。 ここで、 否の判定 であリ、 センサ故障でない限リステップ a 7に進み、 フラグ F S C がセッ ト状態すなわち、 広域空燃比センサが故障ではステップ a 1 5に進む。 そして、 ステップ a 7では、 三元触媒 2 8及びリーン N Ox 触媒 2 7の活性化が完了か、 広域空燃比センサ 2 6の活性化が なされているか否か等フィードバック制御可能か否かが判断される。 広域空燃比センサ 2 6が異常あるいは触媒が不活性の時等フィード バック制御条件が不成立のときにはステップ a 1 5に進み、 ここで は非フィードバック域での運転時であると見做し、 現運転情報 （A /N, N e) に応じたマップ補正係数 KMAPを図示しない補正係 数 KMAP算出マップよリ算出し、 ステップ a 2へ戻る。
    [0040] ステップ a 7でフィードバックの制御条件が成立したと判断され るとステップ a 8に進み、 ここではエンジン回転数 N e , 体積効率 v、 及びスロッ トル開速度 Δ Θに基づき目標空燃比 （AZF BJ を算出する。 なお、 このスロッ トル開速度 Δ 0は第 6図に示すよう に、 所定時間 t毎の割込みで起動するスロットル開速度算出ルーチ ンによリ算出される。 この場合、 まず、 現スロッ トル開度 0 i が取 リ込まれ、 この値と前回値 i の差及び割込み周期 tに基づきス ロットル開速度 Δ 0が算出され所定のエリアの値が更新される。 そ して、 この値が所定値 Δ Θ a以上 （例えば、 1 0〜 1 2° Zsec 以 上） では、 緩加速を上回る加速状態にあると判断して、 第 9図 （b) の空気過剰率算出マップで空気過剰率えを求め、 同値に応じた目標 空燃比 （A/F) OBJ を算出する。 この場合、 図示しない燃焼室容 積、 エンジン回転数信号 N e、 吸入空気量 Ai、 大気圧 Ap， 大気 温 T aよリ体積効率" Vが算出され、 この体積効率 Vとエンジン 回転数信号 N eとよリ空気過剰率 λ = 1あるいは; I < 1. 0となる ように目標空燃比が算出される。
    [0041] 他方、 スロッ トル開速度 Δ Θが所定値 Δ Θ aよリ小さいときには 第 9図 （a) の空気過剰率算出マップで空気過剰率 λを求め同値に 応じた目標空燃比 （AZF)OB J を算出する。 この場合も体積効率 Vが算出され、 この体積効率 Vとエンジン回転数信号 Ne とよ リ基本的にぇ > 1、 例えば λ = 1 · 1、 λ = 1. 2、 λ = 1. 5と なるように目標空燃比が算出される。 ところで、 第 9図 （a ) の空 気過剰率え (= (A/F) oB j / 14. 7) 算出マップはスロッ ト ルバルブ 1 8が定常状態、 緩加速状態及び加速中、 後期で使用され る。 即ち、 基本的にこのマップは定常運転時にエンジン回転数 N e と体積効率 77 Vに応じて又 > 1. 0の範囲の値を設定し、 Δ 0 3以 下の緩加速時にあっても定常時と同様にえ > 1. 0の値を設定する。 しかも、 加速前期 （過渡時） を除いた中期より全開保持の後期にお いても Δ Θく Δ Θ a となると、 このマップが用いられる。 この場合、 スロッ トル開度 0 iが比較的大きく、 しかもエンジンの回転数 N e が飽和すると加速中と見做してえ = 1. 0を設定し、 特にスロッ ト ル開度 0 i が全開に近く高負荷域であると； I < 1. 0を設定するこ ととなる。
    [0042] ステップ a 8で目標空燃比 （A/F) OB J が決定すると、 この後、 ステップ a 9に進み、 ここでは広域空燃比センサ 26により計測空 燃比 （AZF) ； を取リ込む。 そしてステップ a 1 0で目標空燃比 (A/F) OB J と実空燃比 （A/F) i の偏差 （ΔΑ/F) , 及び
    [0043] (厶 A/F) i と前回の偏差 （ΔΑ/F) ， の差 δを算出し、 記 憶回路 2 1 3の所定ェリァにそれぞれ取リ込む。
    [0044] この後、 ステップ a 1 1ではフィードバック補正係数 KF Bの算 出をする。 この場合、 偏差 （ΔΑ/F) ; に応じた比例項 KP ( (Δ A/F) 、 差 δに応じた微分項 KD ( δ ) 及び偏差 （厶 A
    [0045] /F) i 及び時間積分に応じた積分項∑K I ( (Δ A/F) i) 力 S 適宜算出され、 これら値はフィードバック域で全て加.算されてフィ ―ドバック補正係数 KF Bとして第 3図に示す P I D制御に供され る。
    [0046] ステップが a 1 2に達すると、 目標空燃比 （A/F) 。Bj をフィ ードバック補正係数 KF Bの比率だけ増加修正して、 即ち （ 1 +K F B) を剰算して、 設定空燃比 （A/F) B を算出する。 この後、 ステップ a 1 3では設定空燃比 （A/F) B にインジェクタゲイン gと 1 4. 7 / (A/F) B 及び体積効率" Vを順次剰算して基本 燃料噴射量 TB を算出し、 更に、 ステップ a 1 4で基本燃料噴射量 TB に水温 w t、 大気大 T a、 大気圧 A pに応じた空燃比捕正係数 KD Tが剰算され、 更に、 電圧補正係数 TDが加算されて燃料噴射 パルス幅 T I NJ が算出され、 ステップ a 2へ戻る。
    [0047] このようなメインル一チンとは独立に第 5図に示すようなインジ ェクタ駆動ルーチンがクランク角毎に実行されており、 ここではそ の中の 1つの燃料噴射弁 1 7の制御のみを代表的に説明する。 このルーチンでは、 ステップ b lで、 セッ トされているときに燃 料カツ ト状態であることを示すフラグ F C Fがセッ トされているか 否か判定し、 フラグ F C Fがセッ トされている、 すなわち燃料カツ ト域と判断されたときにはステップ b 3に進み、 そうでないとステ ップ b 2に進む。 ステップ b 2では燃料噴射弁 1 7に接続されたィ ンジェクタ駆動用ドライバ （図示せず） に最新の燃料噴射パルス幅 T INJ がセッ トされ、 次のステップ b 3でそのドライバがトリガさ れる。
    [0048] 更に、 メインルーチンの実行の途中で第 7図， 第 8図に示すよう な空燃比推定ルーチン及び故障判定ルーチンが燃料噴射タイミング での割リ込みにょリ実行される。
    [0049] ここでステップ d 1に達すると、 第 1推定部として吸入時の第 1 空燃比 Aijを燃料輸送モデル Gmmに沿って算出する。 即ち、 この 燃料輸送モデル Gmmに沿う演算では、 設定噴射量 Q I Nj 相当の噴 射時間 T I Nj と燃料噴射弁独自のむだ時間 TD の差をインジェクタ ゲイン （燃料量変換ゲイン） gで除算してインジェクタにょリ噴射 された噴射燃料量 を求める。 更に、 前回の噴射時の燃料が燃焼 室に実質的に吸入された燃料量 Q j-, と、 前回の噴射時の Q i- i と に基づいて、 今回燃焼室に実質的に吸入された燃料量である実質吸 入燃料量 <3』 (= α Q j-ί + ]S Q i + y Q i - が算出される。 ここ で、 ひ 、 β、 γは任意定数 （但し、 0 ≤ ひ ^ 1 ， 0≤ β ≤ 1 , 0 ≤ γ ≤ 1 , 且つ α + /3 + γ = 1 ) である。 更に、 ステップ d 3 , d 4 では燃料噴射時の吸入空気量 A i を取り込み、 これを実質吸入燃料 量 Qj で除算して吸入時の第 1空燃比 Afjを求める。
    [0050] 次に、 ステップ d 5では、 第 2推定部として第 1空燃比 Afjに基 づき第 2空燃比 A をプロセスモデル G pmに沿って算出する。 即 ち、 吸入されてから広域空燃比センサ 26に到達するまでの機関の 行程間でのガスの輸送遅れを考慮して第 1空燃比 Afjに基づき該ガ スがセンサ 26に到達した時点の第 2空燃比 Αίκを内燃機関のプロ セス遅れ行程て （この値はクランク角単位の値であり、 各エンジン のシリンダ容積及び燃料噴射弁までの排気路容積に基づき設定され る） だけ前の値が今回の第 2空燃比 AiK ( = Af j_t) として算出さ れる。
    [0051] 次に、 ステップ d 6では、 第 3推定部として第 2空燃比 Αίκに基 づき第 3空燃比 A f nを検出モデル G s mに沿って算出する。 即ち、 センサ 26に到達した排ガスが実際に検出されるまでの該センサ固 有の応答遅れを考慮して第 2空燃比 A ίκに基づきセンサ 26が空燃 比を検出した時点の第 3の空燃比 A f πが、 A f n {= a X A f n - i + ( 1 - a ) X AiK} として算出される。 なお、 ここの第 3の推定 部では前回の空燃比 Α ί を任意定数 a (但し 0 < a < l) 分だ け考慮し、 今回の第 2空燃比 Αίκを比率 （ 1— a) 考慮して今回の 第 3の空燃比 A f n を推定している。
    [0052] ステップ d 7に達するとここでは第 8図に示すような故障判定サ ブルーチンを実行する。 即ち、 ステップ e 1では現計測空燃比 （A /F) ;を広域空燃比センサ 26ょリ求め、 現計測空燃比 （A/F) iと第 3の空燃比 （AZF) i の偏差である偏差空燃比 Δ A f π を 算出する。 更に、 ステップ e 3では偏差空燃比 Δ A f πの絶対値が 閾値 £ を下回っているか否か判定される。 ここで I Δ Α ί π I < ε ならステップ e 4に進み、 タイマ Tnが時間 T2 をカウントするの を待ち、 経過によって偏差積算値 Εη をク リアし、 否の判定ではス テツプ e 5に進む。 このステップ e 5では偏差空燃比 Δ A f πの絶 対値を積算して偏差積算値 E n ( = En_, + I Δ A f n I ) を算出す る。
    [0053] ステップ d 7に達すると、 偏差積算値 En が故障判定値 E oを上 回った場合のみ故障フラグ F S Cをオンして故障信号を出力し、 そ うでないとそのままリターンする。 なお、 ここでの故障判定サブル 一チンでは故障フラグ F S Cをイダ二ッションキーのオン時にリセ ットしている。 これに代えて、 ステップ e 6の直後に F S C = 0と し、 リセットしてもよい。
    [0054] ここで第 1図の内燃機関の制御装置にあっては以下の効果が得ら れる。 即ち、 電子制御装置 2 1が空燃比推定手段 1 1 0として、 燃 料噴射から吸入までの燃料輸送遅れを考慮した第 1空燃比 A と、 吸入されてから広域空燃比センサ 2 6に到達するまでの機関の行程 間でのガスの輸送遅れを考慮した第 2空燃比 A ίκと、 広域空燃比セ ンサ 2 6に到達した排ガスが実際に検出されるまでの該センサ固有 の応答遅れを考慮した第 3の空燃比 A f η を順次推定し、 得られた 第 3空燃比 A f n と計測空燃比 （AZF) ; とを比較することによ リ、 本装置の故障を判定することができ、 このため、 広域空燃比セ ンサの故障判定の信頼性が向上し、 精度の良い空燃比制御を行える。 特に、 センサ故障判定手段 1 0 7が偏差算出部 1 0 6と大小判定 部 1 1 1と偏差積算部 1 1 2と積算値処理部 1 1 3及び故障判定部 1 0 8とで構成されたので、 第 3空燃比 A ί π と計測空燃比 （ΑΖ F ) ； との偏差 εの積算値 En が所定値 E oを超えたときに広域空 燃比センサ 2 6の故障を判定する様にした場合、 外乱を排除でき、 本装置の故障判定の安定性、 信頼性がょリ向上し、 精度の良い空燃 比制御を行える。
    [0055] 更に、 前回の噴射時の燃料が燃焼室に実質的に吸入された燃料量 Q j と、 今回の噴射時の噴射燃料量 と、 前回の噴射時燃料量 Q 卜】とを任意定数 （0 ひ≤ 1 ， 0≤ 3 ≤ 1 , 0 ≤ γ ≤ 1 , α + β = γ = 1 ) を係数として加算して、 今回燃焼室に実質的に吸入され た実質吸入燃料量 Qj (- a /3 Q ; + γ Q が算出され るようにした場合、 燃料噴射から吸入までの燃料輸送遅れを適確に 考慮でき、 吸入時の第 1空燃比 Afjの信頼性がよリ向上する。 更に、 前回第 3空燃比である Ain と、 今回第 2空燃比である A ίκを任意定数 （0 < a < l ) を係数として加算して、 今回第 3空燃 比 Ain (= a A f η-ι+ ( 1 - a ) · Αίκ) が算出されるようにし た場合、 第 3空燃比 Αίη が外乱によって受ける影響を低減でき、 本装置の故障判定の安定性、 信頼性がより向上する。 産業上の利用可能性
    [0056] 以上のように本発明による内燃機関の制御装置は、 装置の故障判 定の信頼性が向上し、 精度の良い空燃比制御を行えるので自動車用 その他のポート噴射型エンジンに有効利用でき、 特に、 広域空燃比 センサを用いて空燃比制御されるリーンバーンエンジンに採用され た場合に、 その効果を十分に発揮できる。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲 . 運転状態に応じて目標空燃比を算出する目標空燃比算出手段、 排気系に設けられた広域空燃比センサ、 上記広域空燃比センサに より検出された計測空燃比と上記目標空燃比との差に応じて燃料 量を算出する燃料量算出手段、 上記燃料量に基づいて燃料噴射装 置に作動指令信号を出力する制御手段、 上記作動指令信号に基づ いて燃料噴射から吸入までの燃料輸送遅れを考慮し吸入時の第 1 空燃比を推定する第 1推定部と、 吸入されてから上記広域空燃比 センサに到達するまでの機関の行程間でのガスの輸送遅れを考慮 して上記第 1空燃比に基づき該ガスが広域空燃比センサに到達し た時点の第 2空燃比を推定する第 2の推定部と、 上記広域空燃比 センサに到達した排ガスが実際に検出されるまでの該センサ固有 の応答遅れを考慮して上記第 2空燃比に基づき上記広域空燃比セ ンサが空燃比を検出した時点の第 3の空燃比を推定する第 3の推 定部と.を有した空燃比推定手段、 上記第 3空燃比と上記計測空燃 比とを比較して上記広域空燃比センサの故障を判定するセンサ故 障判定手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
    . 上記センサ故障判定手段が空燃比推定手段によリ推定された第 3空燃比と上記広域空燃比センサにょリ検出された計測空燃比と の偏差を算出する偏差算出部と、 上記偏差が所定値よリも大きい か小さいかをを判定する大小判定部と、 上記偏差に応じた値を積 算する偏差積算部と、 上記大小判定部によリ上記偏差が所定値よ リも小さいと判定された状態が所定時間継続した場合に上記偏差 積分部によリ積算された偏差の積分値をクリャする積算値処理部 と、 上記積算値が所定値を超えたときに上記広域空燃比センサの 故障を判定する故障判定部とから成ることを特徴とする上記第 1 項記載の内燃機関の制御装置。
    . 上記空燃比推定手段の第 1の推定部が、 さらに噴射時の燃料が 燃焼室に実質的に吸入される燃料量と噴射時に吸気管内壁に付着 している燃料が燃焼室に実質的に吸入される燃料量とに基づいて 実質吸入燃料量を算出する吸入燃料量算出部を有し、 上記実質吸 入燃料量と燃料噴射時の吸入空気量とに基づいて吸入時の上記第 1空燃比を推定することを特徴とする上記第 1項記載の内燃機関 の制御装置。
    4. 上記吸入燃料量算出部が、 噴射時に吸気管内壁に付着している 燃料が燃焼室に実質的に吸入される燃料量を算出する際に、 前回 の噴射時に吸気管内壁に付着した燃料量を考慮したことを特徴と する上記第 3項記載の内燃機関の制御装置。
    5. 上記吸入燃料量算出部が前回噴射時に吸気管内壁に付着した燃 料量を前回噴射時の実質吸入燃料量と前回噴射時の燃料量とに応 じて算出することを特徴とする上記第 4項に記載の内燃機関の制 御装置。
    6. 上記吸入燃料量算出部が、 今回噴射時の実質吸入燃料量を Qi、 前回噴射時の実質吸入燃料量を Q — 今回噴射時の噴射燃料量 を Q i、 前回噴射時の噴射燃料量を Q i- 任意定数を α、 β、 γ (但し O ct /3， 0≤ 3≤ 1 , 0≤ γ≤ 1 , a + β + γ = 1 ) として、
    Q = a X Qj-! -h β X Q i + r X Q
    なる関係式に基づいて今回の噴射時の実質吸入燃料量を算出す ることを特徴とする上記第 5項記載の内燃機関の制御装置。
    7. 上記空燃比推定手段の第 3の推定部が、 前回の推定結果を考慮 して第 3空燃比を推定することを特徴とする上記第 1項記載の内 燃機関の制御装置。
    8. 上記空燃比推定手段の第 3の推定部が、 今回第 3空燃比を
    A f n、 前回第 3空燃比を Αίη -,、 今回第 2空燃比 Αίκ、 任意定 数を a (但し、 0 < a < 1 ) として、
    Af n= a X Αί„-, 十 （ 1 一 a ) X Αίκ なる関係式に基づいて今回の第 3空燃比を推定することを特徴と する上記第 1項記載の内燃機関の制御装置。
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