JPS6251735A - Air-fuel ratio control device - Google Patents

Air-fuel ratio control device

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JPS6251735A
JPS6251735A JP19284385A JP19284385A JPS6251735A JP S6251735 A JPS6251735 A JP S6251735A JP 19284385 A JP19284385 A JP 19284385A JP 19284385 A JP19284385 A JP 19284385A JP S6251735 A JPS6251735 A JP S6251735A
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Takaaki Baba
孝明 馬場
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To rapidly and surely inform occurrence of an abnormal condition in an engine in which O2 sensor is provided upstream and downstream of a catalyst for purifying exhaust gas, by judging whether a predetermined pattern coincides with the output of the downstream side O2 sensor or not. CONSTITUTION:First and second oxygen concentration detector (O2 sensor) S1, S2 are provided upstream and downstream of an exhaust purifying catalyst CT disposed in the exhaust system of an internal combustion engine EG, and the air-fuel ratio is controlled to a desired value in accordance with the result of detection by at least the upstream side O2 sensor S1. In such a device, there is provided a judging means C1 for judging whether a predetermined pattern which indicates variations in the oxygen concentration of residual exhaust gas during feed-back control of air-fuel ratio, coincides with the output of the downstream side O2 sensor S2 or not. Further, there is provided an informing means C2 for informing the result of the judging means C1.

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ガス浄化を良好とするために、排
ガス浄化用触媒を用いるとともに、該排ガス浄化用触媒
の浄化率の高い領域に前記内燃機関の空燃比を制御する
空燃比制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention uses an exhaust gas purification catalyst in order to improve the exhaust gas purification of an internal combustion engine. The present invention relates to an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of an internal combustion engine.

[従来の技術] 従来、内燃機関の排ガス浄化のために排ガス浄化用触媒
、例えば三元触媒を用いる場合に、該触媒の浄化率の高
い領域に内燃機関の混合気空燃比を制御している。この
空燃比の制御を実行しているものが空燃比制御装置であ
り、内燃機関の排気系に設けた酸素濃度センサによって
排ガス中の残存酸素濃度を検出し、該検出結果に基づい
て内燃機関に供給する燃料量を調節することで空燃比の
フィードバック制御を達成している。上記空燃比制御装
置は、内燃機関の排ガス中の残存酸素濃度を迅速に検出
して早い応答性を確保するために、酸素濃度センサを内
燃機関の排気マニホールド近傍の排ガス浄化用触媒の上
流側に配置するのが通常である。
[Prior Art] Conventionally, when using an exhaust gas purifying catalyst, such as a three-way catalyst, to purify the exhaust gas of an internal combustion engine, the mixture air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled to a region where the purification rate of the catalyst is high. . The air-fuel ratio control device executes this air-fuel ratio control, and detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas with an oxygen concentration sensor installed in the exhaust system of the internal combustion engine. Based on the detection result, the air-fuel ratio control device Feedback control of the air-fuel ratio is achieved by adjusting the amount of fuel supplied. In order to quickly detect the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine and ensure quick response, the above air-fuel ratio control device installs the oxygen concentration sensor upstream of the exhaust gas purification catalyst near the exhaust manifold of the internal combustion engine. It is usually placed.

また、空燃比制御装置の制御特性を向上ざじるために上
記のごとき排ガス浄化用触媒の上流側のみならず、その
下流側にも別途酸素濃度センサを設置するものか提案さ
れている。(特開昭52=102934>。
Furthermore, in order to improve the control characteristics of the air-fuel ratio control device, it has been proposed to install a separate oxygen concentration sensor not only upstream of the above-mentioned exhaust gas purifying catalyst but also downstream thereof. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 52/102934>.

これは、第2図(△)に示すように酸素濃度ヒンサ毎の
出力特性のばらつきにより、排ガス浄化用触媒の上流側
に設置したセンサの出力電圧が同じ理論空燃比の排ガス
を検出しても相違することに起因している。このような
出力特性にばらつきのおる同一の酸素濃度センサであっ
ても、排ガス浄化用触媒の下流側にて残存酸素濃度を検
出すれば第2図(B)に示すように理論空燃比近傍での
センサの出力電圧はほぼ同一値を示す。従って、下流側
に設置した酸素濃度センサの出力に応じて、上流側に設
置した酸素濃度センサ出力の比較電圧を変更したり、あ
るいは空燃比制御信号の積分定数、おるいは酸素濃度セ
ンサ出力の遅延時間等を等寺変更したりして理論空燃比
にフィードバック制御する精度を向上させるのである。
This is because, as shown in Figure 2 (△), due to variations in the output characteristics of each oxygen concentration sensor, even if the output voltage of the sensor installed upstream of the exhaust gas purification catalyst detects exhaust gas with the same stoichiometric air-fuel ratio. This is due to differences. Even if the same oxygen concentration sensor has such variations in output characteristics, if the residual oxygen concentration is detected downstream of the exhaust gas purification catalyst, it will be close to the stoichiometric air-fuel ratio as shown in Figure 2 (B). The output voltages of the sensors show almost the same value. Therefore, depending on the output of the oxygen concentration sensor installed on the downstream side, the comparison voltage of the output of the oxygen concentration sensor installed on the upstream side may be changed, or the integral constant of the air-fuel ratio control signal or the output of the oxygen concentration sensor may be changed. This improves the accuracy of feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio by changing the delay time, etc.

[発明が解決しようとする問題点] 従来、2個の酸素濃度センサを用いた空燃比制御装置に
おいても結局空燃比フィードバック制御の精度向上を目
的とするものであり、空燃比制御2 装置及び該空燃比
制御装置を含めた内燃機関システムの異常検出がなされ
ていないのである。例えば、空燃比を制御するために燃
料噴射時間を厳密にコントロールされている燃料噴射弁
に異常が生じた場合等にあっては、最早空燃比を所望値
にフィードバック制御することは不可能となる。しかし
、従来はこのような場合にあっては単に空燃比フィード
バック制御を中止してオープン制御に移行するような対
応しかなされておらず、その異常発生状態を適切に運転
者に対し知らせるようにしていないため、内燃機関シス
テムは上記のような異常状態のまま運転されるおそれが
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, even in air-fuel ratio control devices using two oxygen concentration sensors, the aim is to improve the accuracy of air-fuel ratio feedback control. Abnormalities in the internal combustion engine system, including the air-fuel ratio control device, have not been detected. For example, if an abnormality occurs in a fuel injection valve whose fuel injection time is strictly controlled to control the air-fuel ratio, it will no longer be possible to feedback control the air-fuel ratio to the desired value. . However, in the past, in such cases, the only response was to simply stop air-fuel ratio feedback control and shift to open control, and the driver was not properly informed of the abnormality. Therefore, there is a risk that the internal combustion engine system will be operated in the abnormal state as described above.

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、空燃比制御
装置を含めた内燃機関システムに何らかの異常が発生し
たとき、迅速かつ正確にその異常を報知することのでき
る優れた空燃比制御装置を提供することをその目的とし
ている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides an excellent air-fuel ratio control device that can quickly and accurately notify the abnormality when any abnormality occurs in the internal combustion engine system including the air-fuel ratio control device. Its purpose is to provide.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第1図の基本的構成図に示すごとく、内燃機関EGの排
気系に備えられる排ガス浄化用触媒C上の上流側に設け
られる第1の酸素濃度検出器S1と、 前記排気ガス浄化用触!gcTの下流側に設けられる第
2の酸素濃度検出器S2と、 を有し、少なくとも前記第1の酸素濃度検出器S1の検
出結果に基づいて前記内燃機関EGの空燃比を所望の値
に制御する空燃比制御I装置において、予め定められる
パターンと前記第2の酸素濃度検出器S2の出力とが適
合するか否かを判定する判定手段C1と、 該判定手段C1の判定結果にを報知する報λ1手段C2
と を備えることを特徴とする空燃比制御1装置をその要旨
としている。
[Means for solving the problems] The means configured by the present invention to solve the above problems are as follows:
As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the first oxygen concentration detector S1 is provided upstream of the exhaust gas purifying catalyst C provided in the exhaust system of the internal combustion engine EG; a second oxygen concentration detector S2 provided downstream of gcT, and controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine EG to a desired value based on at least the detection result of the first oxygen concentration detector S1. In the air-fuel ratio control I device, a determination means C1 determines whether or not a predetermined pattern matches the output of the second oxygen concentration detector S2, and a determination result of the determination means C1 is notified. Information λ1 means C2
The gist is an air-fuel ratio control device characterized by comprising:

[作用1 本発明の空燃比制御装置も内燃(幾関EGの空燃比をフ
ィードバック制御する。空燃比フィードバック制御の態
様としては、第1の酸素濃度検出器S1のみの出力に基
づいた応答性の早い制御を実行するも、あるいは前述し
たごとく第2の酸素濃度検出器S2の出力を用いて空燃
比調整の精度をより向上させた制御を実行するもののい
ずれでおってもよい。
[Operation 1] The air-fuel ratio control device of the present invention also performs feedback control of the air-fuel ratio of the internal combustion engine (EG).As a mode of the air-fuel ratio feedback control, the responsiveness is controlled based only on the output of the first oxygen concentration detector S1. Either fast control may be executed, or control may be executed using the output of the second oxygen concentration detector S2 as described above to further improve the accuracy of air-fuel ratio adjustment.

上記空燃比制御とともに、本発明の空燃比制御装置の備
える判定手段C1及び報知手段C2は次のような作用を
奏する。
In addition to the air-fuel ratio control described above, the determination means C1 and the notification means C2 provided in the air-fuel ratio control apparatus of the present invention have the following effects.

まず、判定手段C1は予め定められるパターンと第2の
酸素濃度検出器S2の出力とが適合しているか否かを判
定する。ここで、予め定められるパターンとは、空燃比
フィードバック制御中の排ガス残存酸素濃度が示す変化
のパターンでおる。例えば、空燃比フィードバック制御
中であれば、空燃比は目標とする理論空燃比を中心とし
てリッチ側、リーン側へ周期的に変動することが明らか
で必る。従って、このような排気ガス残存酸素濃度を検
出する第2の酸素濃度検出器S2の出力は、第2図(B
)に承り一理論空燃比に対応した出力■Sを中心として
脈@する傾向にあり、ある期間内に必ず電圧VSを出力
する。そこで、おる期間内に必ず電圧Vsを出力すると
いう様式をパターンとして記憶し、実際の第2の酸素濃
度検出器S2出力がこのパターンに適合するものである
か否かを判定するのである。また、上記パターンとして
はその他の各種態様のものであってもよい。例えば、空
燃比フィードバック制御中であれば空燃比は前述のごと
く周期的に変化するため、その周期の上下限値を定めで
ある範囲内の周期で第2の酸素濃度検出器S2の出力が
変動しているか否か、また、空燃比フィードバック制御
中ならば出力されるはずのない第2の酸素m度検出型S
2出力の上下限値が出力されるか否か等いずれであって
もよい。更に、直接第2の酸素1度検出器S2出力のパ
ターンを規定するのでなく、例えば第2の酸素濃度検出
器S2の出力に基づいて空燃比フィードバックするもの
において検出器S2の出力の遅延時間等を変更するもの
にあっては、その変更する遅延時間等が正常な空燃比の
フィードバック制御中であればめりjqない値であるか
否かを判定するように、第2の酸素濃度検出器S2出力
の加工後の信号パターンによって判定するものでもよい
First, the determining means C1 determines whether or not a predetermined pattern matches the output of the second oxygen concentration detector S2. Here, the predetermined pattern is a pattern of changes shown by the residual oxygen concentration in the exhaust gas during air-fuel ratio feedback control. For example, during air-fuel ratio feedback control, it is clear that the air-fuel ratio periodically changes toward the rich side and lean side around the target stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the output of the second oxygen concentration detector S2 that detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas is as shown in FIG.
), it tends to pulse around the output ■S corresponding to a stoichiometric air-fuel ratio, and always outputs a voltage VS within a certain period. Therefore, a pattern in which the voltage Vs is always output within the period is stored as a pattern, and it is determined whether the actual output of the second oxygen concentration detector S2 conforms to this pattern. Further, the above-mentioned pattern may be in various other forms. For example, during air-fuel ratio feedback control, the air-fuel ratio changes periodically as described above, so the output of the second oxygen concentration detector S2 fluctuates within a range whose upper and lower limits are determined. The second oxygen m degree detection type S, which should not be output if air-fuel ratio feedback control is in progress.
It does not matter whether the upper and lower limits of the two outputs are output or not. Furthermore, instead of directly defining the pattern of the output of the second oxygen concentration detector S2, for example, in a device that performs air-fuel ratio feedback based on the output of the second oxygen concentration detector S2, the delay time of the output of the detector S2, etc. , the second oxygen concentration detector is used to determine whether the delay time, etc. to be changed is a value that is unlikely to occur during normal air-fuel ratio feedback control. The determination may be made based on the processed signal pattern of the S2 output.

報知手段C2は、上記のような判定を行なう判定手段C
1の判定結果を報知する。報知する情報は、判定結果で
あって適合しているか否かの21心情報である。従って
報知手段C2としてはランプの点燈、ブザー音のごとく
簡単なもので構成可能である。また、現在の情報処理機
器を利用して合成音による音声報知やCRT画面上の文
字による情報等とその他の技術を利用してもよい。
The notification means C2 is a determination means C that performs the above determination.
The result of determination No. 1 is notified. The information to be notified is the determination result, which is 21 heart information indicating whether or not it is compatible. Therefore, the notification means C2 can be configured with something as simple as lighting a lamp or sounding a buzzer. Furthermore, current information processing equipment may be utilized to provide voice notification using synthesized sounds, information using text on a CRT screen, and other techniques.

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。
EXAMPLES Hereinafter, in order to explain the present invention more specifically, the present invention will be described in detail by giving examples.

[実施例] 第3図は実施例の空燃比制御装置を搭載する内燃機関シ
ステム概略図である。図において、1は4気筒のエンジ
ンであり、その吸気管2には燃料を噴射供給する燃料噴
射弁3が各気筒毎に設けられている。吸気管2を通過す
る吸入空気は、エアーフィルタ4を通った後にエアフロ
メータ5によって計量され、かつ吸気温センサ6によっ
てその温度が計測される。また、その吸入空気徂は図示
しないアクセルペダルに連動するスロットル弁7により
調節されるとともに、このスロットル弁開度はスロット
ルセンサ8により検出される。エンジン1の排気管9に
は排ガス浄化用の三元触媒10が設けられており、エミ
ッションを良好に維持する。この三元触媒10の上流側
には排気管内排ガス残存酸素濃度を検出する第1の酸素
センサ11が、また、下流側には同様の第2の酸素セン
サ−12が設置されている。エンジン1の各点火プラグ
に印加される高電圧を発生するイグナイタ14の出力は
、クランク軸15に連動するディストリビュータ16に
入力されて各点火プラグに適宜分配供給される。このデ
ィストリビュータ16内には、ディストリビュータ16
の1回転、すなわちクランク軸15の2回転毎に24個
のパルス信号(以下Ne信号という)出力する回転台セ
ンリー及びディストリビュータ16の1回転に1個のパ
ルス信@(以下G信号という)を出力する気筒判別セン
サが備えられている。なお、17はエンジン1の冷却水
温を検出する水温センサである。
[Embodiment] FIG. 3 is a schematic diagram of an internal combustion engine system equipped with an air-fuel ratio control device according to an embodiment. In the figure, 1 is a four-cylinder engine, and an intake pipe 2 thereof is provided with a fuel injection valve 3 for injecting and supplying fuel for each cylinder. Intake air passing through the intake pipe 2 is metered by an air flow meter 5 after passing through an air filter 4, and its temperature is measured by an intake air temperature sensor 6. Further, the intake air range is adjusted by a throttle valve 7 which is linked to an accelerator pedal (not shown), and the throttle valve opening degree is detected by a throttle sensor 8. A three-way catalyst 10 for purifying exhaust gas is provided in the exhaust pipe 9 of the engine 1 to maintain good emissions. A first oxygen sensor 11 for detecting the residual oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust pipe is installed upstream of the three-way catalyst 10, and a similar second oxygen sensor 12 is installed downstream of the three-way catalyst 10. The output of the igniter 14, which generates a high voltage to be applied to each spark plug of the engine 1, is input to a distributor 16 linked to a crankshaft 15, and is distributed and supplied to each spark plug as appropriate. In this distributor 16, the distributor 16
outputs 24 pulse signals (hereinafter referred to as Ne signal) every 1 rotation of the crankshaft 15, that is, 2 rotations of the crankshaft 15, and 1 pulse signal @ (hereinafter referred to as G signal) per rotation of the rotary table sensor and distributor 16. It is equipped with a cylinder discrimination sensor. Note that 17 is a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water of the engine 1.

上記のごときエンジン1の運転状態を決定する燃料噴射
弁3、点火時期等は電子制御装置20からの出力によっ
てその駆動を制御され、またエンジン1の運転状態を検
出するためのエアフロメータ5、吸気温センサ6をはじ
め第1.第2の酸素センサ11,12等の各種センサ出
力は電子制御装@20に入力されている。電子制御装置
20とは、通常のマイクロコンピュータを中心とする論
理演算回路によって構成されているもので、前述の外部
機器や各種センサとのデータ授受口となる入出力ポート
21、論理演痒を定められたプログラムに従って実行す
るCPU22、該プログラム、各種の制御定数及びマツ
プ等を記憶するROM23、データの一時的記憶を行な
うRAM24を僅えている。30は電子制御装置等の電
源となるバッテリー、また、40は運転席前方のインジ
ケータパネル内に設けられる空燃比制御に異常を来たし
たときに報知を行なうための警告灯である。
The fuel injection valve 3, ignition timing, etc. that determine the operating state of the engine 1 as described above are controlled by the output from the electronic control device 20, and the air flow meter 5, the intake The first part including the temperature sensor 6. The outputs of various sensors such as the second oxygen sensors 11 and 12 are input to the electronic control unit @20. The electronic control device 20 is composed of a logic operation circuit centered on a normal microcomputer, and has an input/output port 21 that serves as a data exchange port with the aforementioned external devices and various sensors, and a logic operation circuit. It has a CPU 22 that executes the program according to the program, a ROM 23 that stores the program, various control constants, maps, etc., and a RAM 24 that temporarily stores data. Reference numeral 30 denotes a battery that serves as a power source for the electronic control unit, etc., and 40 a warning light provided in an indicator panel in front of the driver's seat to notify when an abnormality occurs in the air-fuel ratio control.

以上のように構成される内燃機関システムは、次のよう
にしてエンジン1の空燃比フィードバック制御を実行し
ている。
The internal combustion engine system configured as described above executes air-fuel ratio feedback control of the engine 1 in the following manner.

第4図に示ずフローチv−l〜がff1lJ御のメイン
ルーチンである。本ルーチンは、エンジン1が始動され
ると軌)0されて、まずCPU22の内部レジスタのク
リア等の初期化を行ない(ステップ100)、次にエン
ジン1の制御に用いるデータの初期値の設定、例えば燃
料カットの実施中を示すフラッグ等をOにするといった
処理を行なう(ステップ105)。続いてエンジン1の
運転状態、例えばエアフロメータ52回転角センサ、水
温センサ17からの信号を読み込む処理を行ない(ステ
ップ110)、こうして読み込んだ諸データから、エン
ジン1の吸入空気ff1Qや回転数N、あるいは負荷Q
/N等内燃機関1の制御の基本となる諸量を計算する処
理を行なう(ステップ120)。以下、ステップ120
で求めた諸量に基づいて、周知の点火時期制御(ステッ
プ130)が行なわれ、次いでエンジン1に噴射供給す
る燃料mの算出のための処理へ移るのでおる。燃料mW
出のため、まず燃料量をフィードバック制御する条件に
あるか否かの判断がなされ(ステップ140)、条件不
成立時にはそのときのエンジン1の運転状態に最も適し
た制御による燃料量のnがオープンループで算出される
。例えば、従来より実施されているようなエンジン1の
始動時における燃料増量制御、高負荷運転時のパワー増
量制@等がそれである。ステップ140でフィードバッ
ク条件成立と判断されたとき、すなわち内燃機関1が通
常の定常状態で安定した運転を実行しているときには通
常のフィードバック制御を実行する(ステップ170)
。このようにして内燃機関1の運転状態に最適の制御が
選択されて噴射供給する燃料量が算出された後に、ステ
ップ190の燃料噴射制御が実行され、実際に内燃機関
1に燃料の供給が行なわれるのであり、この処理の後再
びステップ110へ戻って以上の処理が繰り返し実行さ
れる。
Flowchart v-l~, not shown in FIG. 4, is the main routine controlled by ff1lJ. This routine is initialized when the engine 1 is started, and first performs initialization such as clearing the internal registers of the CPU 22 (step 100), then sets initial values of data used to control the engine 1, For example, processing is performed such as setting a flag indicating that a fuel cut is in progress to O (step 105). Next, processing is performed to read the operating state of the engine 1, for example, signals from the air flow meter 52 rotation angle sensor and the water temperature sensor 17 (step 110), and from the various data read in this way, the intake air ff1Q of the engine 1, the rotation speed N, Or load Q
/N, etc., which are the basis of control of the internal combustion engine 1, are calculated (step 120). Below, step 120
Based on the various quantities determined in step 130, well-known ignition timing control is performed (step 130), and then the process moves on to calculation of the fuel m to be injected and supplied to the engine 1. Fuel mW
Therefore, it is first determined whether or not the conditions for feedback control of the fuel amount are met (step 140), and if the conditions are not met, the fuel amount n is controlled in an open loop based on the control most suitable for the operating state of the engine 1 at that time. It is calculated by For example, conventionally implemented fuel increase control at the time of starting the engine 1, power increase control during high load operation, etc. are examples of this. When it is determined in step 140 that the feedback condition is met, that is, when the internal combustion engine 1 is performing stable operation in a normal steady state, normal feedback control is executed (step 170).
. After the optimal control for the operating state of the internal combustion engine 1 is selected in this way and the amount of fuel to be injected and supplied is calculated, the fuel injection control in step 190 is executed to actually supply fuel to the internal combustion engine 1. After this process, the process returns to step 110 and the above process is repeated.

上記メインルーチンの処理の中で、本実施例の特徴であ
るステップ140でフィードバック条件成立時であると
判断されたときの制御について説明する。
In the processing of the main routine described above, control performed when it is determined that the feedback condition is satisfied in step 140, which is a feature of this embodiment, will be described.

ここではまず、ステップ120で算出された負荷Q/N
に基づきエンジン1に燃料を噴射供給する燃料噴射弁3
の基本的開弁時間、いわゆる基本燃料噴射時間下Pが算
出される。そして、第1.第2の酸素センサ11,12
の出力から混合気の空燃比を理論空燃比にするために上
記基本燃料噴射時間TPを補正するフィードバック補正
係数FAFが搾出され、次式によって実際に燃料噴射を
行なう燃料噴射時間TAUが算出されるのである。
Here, first, the load Q/N calculated in step 120
A fuel injection valve 3 that injects fuel to the engine 1 based on
The basic valve opening time, so-called basic fuel injection time P, is calculated. And the first. Second oxygen sensor 11, 12
From the output, a feedback correction coefficient FAF is extracted to correct the basic fuel injection time TP in order to bring the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel injection time TAU for actually performing fuel injection is calculated using the following formula. It is.

TAU=TP−FAF−f (x) ここでf (x)はエンジン1の運転状態を検出する他
のセンナからの出力に応じて定められる各種補正係数や
学門値を代表する変数を表わしている9上記フイードバ
ツク補正係数FAFを説明する図が第5図でおる。図の
ように第1の酸素センサ11出力か比較電圧に比へて大
小いずれであるかを比較し、その比較結果に応じてフィ
ードバック補正係数FΔFを積分的に変化させているの
である。これにより燃料哨躬時間丁AUは上述の式より
明らかなごとく微小時間延長又は短縮され、理論空燃比
近傍でエンジン1を運転することが可能となる。
TAU=TP-FAF-f (x) Here, f (x) represents a variable representing various correction coefficients and academic values determined according to the output from other sensors that detect the operating state of the engine 1. FIG. 5 is a diagram illustrating the above-mentioned feedback correction coefficient FAF. As shown in the figure, the output of the first oxygen sensor 11 is compared to see whether it is larger or smaller than the comparison voltage, and the feedback correction coefficient FΔF is integrally changed according to the comparison result. As a result, the fuel monitoring time AU is extended or shortened by a small amount of time, as is clear from the above equation, and it becomes possible to operate the engine 1 near the stoichiometric air-fuel ratio.

また、第2図(A)で前述したように、第1の酸素セン
サ11のばらつぎゃ経年変化によってその出力が第5図
中の一点鎖線のように変化したとする。このとぎには、
その出力の変動は第2の酸素センサ12の出力が第2図
(B)で前述したごとく理論空燃比近傍で安定している
ことから、その変動幅は容易に検出される。そこで、こ
の変動幅の分だ()第5図中の比較電圧を変更(図中の
一点鎖線)し、常に理論空燃仕返(カでの運転を(i1
f保して空燃比制御の精度を向上さけている。なお、こ
の第1の酸素センサ11出ツノのばらつきは上述のごと
き比較電圧の変更によらずフィードバック補正係数FA
Fのディレィタイムを制御して、第5図中のディレィタ
イムTDR,TDLのようにリッチからリーンへ、リー
ンからリッチへ変化する点に上記出力変動幅に見合った
ディレィタイムを与えても同じ効果がある。
Further, as described above with reference to FIG. 2(A), it is assumed that the output of the first oxygen sensor 11 changes as shown by the dashed-dotted line in FIG. 5 due to variations in the first oxygen sensor 11 over time. At this moment,
The fluctuation range of the output can be easily detected because the output of the second oxygen sensor 12 is stable near the stoichiometric air-fuel ratio as described above with reference to FIG. 2(B). Therefore, we changed the comparison voltage in Figure 5 (dotted chain line in the figure) by this fluctuation range (i1
f to improve the accuracy of air-fuel ratio control. Note that this variation in the output horn of the first oxygen sensor 11 is caused by the feedback correction coefficient FA, regardless of the change in the comparison voltage as described above.
The same effect can be obtained by controlling the delay time of F and giving a delay time commensurate with the output fluctuation width at the points where the power changes from rich to lean and from lean to rich, as shown in the delay times TDR and TDL in Fig. 5. There is.

本実施例の空燃比制御装置は上記のごとき通常の空燃比
のフィードバック制御に合わぜて、次のような異常診断
ルーチンをCPU22が所定時間毎に割込み処理してい
る。
In the air-fuel ratio control device of this embodiment, in addition to the normal air-fuel ratio feedback control as described above, the CPU 22 interrupts the following abnormality diagnosis routine at predetermined intervals.

第6図がこの異常診断ルーチンのフローチャートである
。所定時間が経過し、本ルーチンの処理がCPU22に
割込み処理されるとまず前記した空燃比のフィードバッ
ク処理が実行中であるか否かが判断される(ステップ2
00)。ここでもしフィードバック条件が成立しておら
ず第4図にて前述したオープン制御(ステップ150)
が実行中であると判断するとカウンタCをリセットして
(ステップ210)本ルーチンを終了する。一方、フィ
ードバック制御中であるときには、第2の酸素センサ1
2出力V2  (第5図参照)が所定電圧VSを横切っ
たか否か、すなわちV2 <VSの状態からV2〉vS
に変化、あるいはV2〉VSの状態からV2 <VSに
変化したか否かを判断する(ステップ220)。ここで
所定電圧■Sとは第2図、第5図に示した理論空燃比の
ときの第2の酸素センサ12の出力電圧値である。もし
、所定電圧VSを横切るような第2の酸素センサ12の
出力■2の変化が観測されたときには前述したステップ
210を実行し本ルーチンを終え、そのようなV2の変
化が観測されないときにはステップ230以後の処理が
なされる。ステップ230はカウンタCを「1」だけイ
ンクリメント処理するもので、次いでステップ240で
はこのようにしてインクリメント処理されたカウンタC
の内容が所定値に以上であるか否かが判断される。そし
てC≧にであればステップ250が実行されて警告灯4
0に点燈を指令する出力をRAM24に記憶して本ルー
チンを終了し、C<Kであれば何らその他の処理を実行
せず本ルーチンを終了する。
FIG. 6 is a flowchart of this abnormality diagnosis routine. When a predetermined period of time has elapsed and the processing of this routine is interrupted by the CPU 22, it is first determined whether or not the air-fuel ratio feedback processing described above is being executed (step 2).
00). If the feedback condition is not satisfied here, the open control (step 150) described above in FIG.
If it is determined that is being executed, the counter C is reset (step 210) and this routine ends. On the other hand, during feedback control, the second oxygen sensor 1
2 output V2 (see Figure 5) crosses the predetermined voltage VS, that is, from the state of V2<VS to V2>vS
or from the state of V2>VS to V2<VS (step 220). Here, the predetermined voltage ■S is the output voltage value of the second oxygen sensor 12 at the stoichiometric air-fuel ratio shown in FIGS. 2 and 5. If a change in the output (2) of the second oxygen sensor 12 that crosses the predetermined voltage VS is observed, the above-mentioned step 210 is executed and this routine is completed, and if no such change in V2 is observed, step 230 is performed. Subsequent processing is performed. In step 230, the counter C is incremented by "1", and in step 240, the counter C incremented in this way is incremented by "1".
It is determined whether the content of is greater than or equal to a predetermined value. If C≧, step 250 is executed and the warning light 4
The output for instructing the light to turn on is stored in the RAM 24, and this routine ends. If C<K, this routine ends without executing any other processing.

所定値には、空燃比のフィードバック制御実行中であれ
ば、第2の酸素センサ12の出力電圧■2が所定電圧y
sを横切るであろうと予想される充分に長い期間を示す
カウンタCの値である。
If the air-fuel ratio feedback control is being executed, the output voltage 2 of the second oxygen sensor 12 is set to the predetermined value y.
It is the value of counter C that indicates a sufficiently long period that is expected to cross s.

従って、以上のように構成される本実施例の空燃比制御
装置によれば、空燃比状態を最も正確に検出している第
2の酸素センサ12の出力v2が所定期間内に1度も理
論空燃比を示す電圧VSを横切ってリーンからリッチへ
、あるいはリッチからリーンへ変化しないとき、すなわ
ち、フィードバック制御実行モードであるにも拘らず、
空燃比がリッチあるいはリーン側で不変であるときを検
出することができる。そして、このような何らかの空燃
比制御の異常を検出すると警告灯40の点燈指令がRA
M24に記憶され、図示しない他の表ルーチンの処理に
よって異常検出と同時に、あるいは運転者等が点灯を欲
する時に適宜警告が実行されるのである。これにより、
通常は何ら確認の方法がない空燃比制御のなされている
エンジン1のシステム全体に何らかの異常が生じても運
転者等は迅速、正確にその異常を把握することが可能と
なる。
Therefore, according to the air-fuel ratio control device of this embodiment configured as described above, the output v2 of the second oxygen sensor 12, which most accurately detects the air-fuel ratio state, will not exceed the theoretical value even once within a predetermined period. When the voltage VS indicating the air-fuel ratio does not change from lean to rich or from rich to lean, that is, even though it is in the feedback control execution mode,
It is possible to detect when the air-fuel ratio remains unchanged on the rich or lean side. When such an abnormality in the air-fuel ratio control is detected, a lighting command for the warning light 40 is issued to the RA.
M24, and through the processing of another table routine (not shown), a warning is issued as appropriate at the same time as abnormality detection or when the driver or the like desires to turn on the light. This results in
Even if some kind of abnormality occurs in the entire system of the engine 1, in which air-fuel ratio control is performed, for which there is normally no method of confirmation, the driver etc. can quickly and accurately grasp the abnormality.

第7図は上記した第1の実施例の異常診断ルーチン(第
6図参照)に代わる他の実施例の異常診断ルーチンのフ
ローチャートでおる。図示のように本実施例の異常診断
ルーチン(ステップ300〜ステツプ350)は前述の
それとほぼ同一で、唯一、前述のステップ230の内容
が変更されている。ステップ320がその変更後のもの
であるがこれは前述した第2の酸素センサ12の出力に
よって第1の酸素センサ11の出力に基づいたフィード
バック補正係数FAFのディレィタイムを制御する場合
、あまりに大きなディレィタイムが算出されたときを異
常と判定するものである。従って、本実施例によっても
空燃比制御装置を含むエンジン1のシステムに何らかの
異常が発生したとき、迅速かつ正確に警告を与えること
が可能となるのである。
FIG. 7 is a flowchart of an abnormality diagnosis routine of another embodiment, which replaces the abnormality diagnosis routine of the first embodiment described above (see FIG. 6). As shown in the figure, the abnormality diagnosis routine (steps 300 to 350) of this embodiment is almost the same as that described above, with the only difference being the content of step 230 described above. Step 320 is the modification, but this is because when the delay time of the feedback correction coefficient FAF based on the output of the first oxygen sensor 11 is controlled by the output of the second oxygen sensor 12 described above, the delay is too large. The time when the time is calculated is determined to be abnormal. Therefore, according to this embodiment as well, when some abnormality occurs in the system of the engine 1 including the air-fuel ratio control device, it is possible to quickly and accurately give a warning.

なお、上記2つの実施例に限らず第2の酸素センサ12
の出力のより変更する第1の酸素センサ11出力用比較
電圧の変動幅やその他の積分定数等を異常判定の対象と
してもよい。
Note that the second oxygen sensor 12 is not limited to the above two embodiments.
The fluctuation range of the comparison voltage for the output of the first oxygen sensor 11, which is changed by the output of the first oxygen sensor 11, other integral constants, etc. may be subject to the abnormality determination.

また、それぞれの異常判定を組み合わぜて利用してもよ
く、例えば従来より提案されている酸素センサ単体の異
常検出装置等と併用すれば本実施例で警告したエンジン
1のシステム全体の異常がエンジン1のシステムの何処
の部位に発生しているかが容易に判断されるため一層効
果的である。
Further, each abnormality judgment may be used in combination. For example, if used in conjunction with a conventionally proposed abnormality detection device for a single oxygen sensor, the abnormality of the entire system of the engine 1 warned in this embodiment can be detected by the engine. This is even more effective because it can be easily determined in which part of the system the problem occurs.

[発明の効果] 以上、実施例を挙げて詳)1.シたごとく本発明の空燃
比制御装置は、 内燃機関の排気系に備えられる排ガス浄化用触媒の上流
側に設けられる第1の酸素濃度検出器と、前記排ガス浄
化用触媒の下流側に設けられる第2の酸素濃度検出器と を有し、少なくとも前記第1の酸素濃度検出器の検出結
果に基づいて前記内燃機関の空燃比を所望の値に制御す
る空燃比制御装置において、予め定められるパターンと
前記第2の酸素濃度検出器の出力とが適合するか否かを
判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果を報知する報知手段と報知する報
知手段と を備えることを特徴とするものである。
[Effects of the Invention] The above is detailed with examples)1. Similarly, the air-fuel ratio control device of the present invention includes a first oxygen concentration detector provided upstream of an exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust system of an internal combustion engine, and a first oxygen concentration detector provided downstream of the exhaust gas purification catalyst. a second oxygen concentration detector, and controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine to a desired value based on at least the detection result of the first oxygen concentration detector, in which the air-fuel ratio is controlled in a predetermined pattern. and an output of the second oxygen concentration detector, a determining means for determining whether or not the output of the second oxygen concentration detector matches, a notifying means for notifying the determination result of the determining means, and a notifying means for notifying the determination result of the determining means. It is.

従って、空燃比制御装置を含む内燃機関全体について何
らかの異常が発生したとき、迅速かつ正確にその異常を
報知することが可能となる。これにより、内燃機関のエ
ミッションを悪化させる可能性のあるシステム異常は簡
単に確認されることになり、内燃機関の異常に気付かず
運転を継続することがなくなる。また、サービスや保守
の面でも大幅な作業性の向上が達成できる等その副次的
効果にも大きなものある。
Therefore, when any abnormality occurs in the entire internal combustion engine including the air-fuel ratio control device, it is possible to promptly and accurately notify the abnormality. As a result, system abnormalities that may worsen emissions of the internal combustion engine can be easily confirmed, and it is no longer possible to continue operating the internal combustion engine without noticing the abnormality. It also has significant secondary effects, such as a significant improvement in workability in terms of service and maintenance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本的構成図、第2図は酸素濃度セン
サを排ガス浄化用触媒の上流及び下流に配置したときの
出力のばらつき説明図、第3図は実施例の空燃比制御装
置を搭載したエンジンシステムの該略図、第4図は実施
例のメインルーチンのフローチャート、第5図はその空
燃比のフィードバック補正説明図、第6図は第1の実施
例の異常診断ルーチンのフローチャート、第7図は他の
実施例の異常診断ルーチンのフローチャートを示す。 EG・・・内燃機関 CT・・・排ガス浄化用触媒 Sl・・・第1の酸素濃度検出器 S2・・・第2の酸素濃度検出器 C1・・・判定手段 C2・・・報知手段 1・・・・・・エンジン 9・・・・・・排気管 11・・・第1の酸素センサ 12・・・第2の酸素センサ 20・・・電子制御装置 40・・・警告灯
Fig. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of variations in output when oxygen concentration sensors are placed upstream and downstream of an exhaust gas purification catalyst, and Fig. 3 is an air-fuel ratio control device of an embodiment. 4 is a flowchart of the main routine of the embodiment, FIG. 5 is an explanatory diagram of air-fuel ratio feedback correction, and FIG. 6 is a flowchart of the abnormality diagnosis routine of the first embodiment. FIG. 7 shows a flowchart of an abnormality diagnosis routine of another embodiment. EG...Internal combustion engine CT...Exhaust gas purification catalyst Sl...First oxygen concentration detector S2...Second oxygen concentration detector C1...Determination means C2...Notification means 1. ... Engine 9 ... Exhaust pipe 11 ... First oxygen sensor 12 ... Second oxygen sensor 20 ... Electronic control unit 40 ... Warning light

Claims (1)

【特許請求の範囲】 内燃機関の排気系に備えられる排ガス浄化用触媒の上流
側に設けられる第1の酸素濃度検出器と、前記排ガス浄
化用触媒の下流側に設けられる第2の酸素濃度検出器と を有し、少なくとも前記第1の酸素濃度検出器の検出結
果に基づいて前記内燃機関の空燃比を所望の値に制御す
る空燃比制御装置において、 予め定められるパターンと前記第2の酸素濃度検出器の
出力とが適合するか否かを判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果を報知する報知手段とを備えるこ
とを特徴とする空燃比制御装置。
[Scope of Claims] A first oxygen concentration detector provided upstream of an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine, and a second oxygen concentration detector provided downstream of the exhaust gas purification catalyst. an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine to a desired value based on at least the detection result of the first oxygen concentration detector, comprising: a predetermined pattern and the second oxygen concentration sensor; An air-fuel ratio control device comprising: a determination means for determining whether or not the output of a concentration detector matches; and a notification means for notifying a determination result of the determination means.
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