Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abnormalitätserfassungsvorrichtung
für ein
Luft-Kraftstoffverhältnis- Steuerungssystem
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The
The present invention relates to an abnormality detecting device
for a
Air-fuel ratio control system
according to the preamble of claim 1.
Bei
einem Luftkraftstoffverhältnissteuerungssystem
wird die Präzision
und Genauigkeit der Luftkraftstoffverhältnissteuerung erheblich verschlechtert,
wenn ein Luftkraftstoffverhältnissensor
nicht in korrekter Weise das Luftkraftstoffverhältnis erfassen kann. Aus diesem
Grunde ist es wünschenswert,
einen Zustand eines Luftkraftstoffverhältnissensors genau zu diagnostizieren.
Beispielsweise offenbart die DE 57 101 54 C2 ein Verfahren zur Abnormalitätsdetektion
für einen
Sauerstoffkonzentrationssensor. Gemäß diesem Verfahren wird eine
Abnormalität
eines Luftkraftstoffverhältnissensors
der Begrenzungsstrombauart (Sauerstoffkonzentrationssensor) erfasst,
und zwar basierend auf der Beziehung zwischen einer angelegten Spannung
und einem erfassten Strom.In an air-fuel ratio control system, the precision and accuracy of the air-fuel ratio control is significantly deteriorated when an air-fuel ratio sensor can not correctly detect the air-fuel ratio. For this reason, it is desirable to accurately diagnose a condition of an air-fuel ratio sensor. For example, the DE 57 101 54 C2 a method for abnormality detection for an oxygen concentration sensor. According to this method, an abnormality of an air-fuel ratio sensor of the limiting current type (oxygen concentration sensor) is detected based on the relationship between an applied voltage and a detected current.
Obgleich
die Fehlfunktion wie beispielsweise ein Entkoppeln (Wackelkontakt)
und ein Kurzschluss eines Schaltkreises, der an einen Luftkraftstoffverhältnissensor
angeschlossen ist, erfasst werden kann, so kann jedoch in diesem
Fall die Verschlechterung eines Luftkraftstoffverhältnissensors
nicht erfasst werden. Das heißt,
dass selbst dann, wenn die Verschlechterung eines Luftkraftstoffverhältnissensors
aufgetreten ist, ein Computer solange wie der Ausgangswert eines
Luftkraftstoffverhältnissensors
sich innerhalb eines normalen Bereichs befindet, einen Motor auf
der Basis eines Luftkraftstoffverhältnisses steuert, das durch
diesen Luftkraftstoffverhältnissensor
erfasst worden ist. Als ein Ergebnis hiervon kann die Präzision der
Luftkraftstoffverhältnissteuerung
erheblich verschlechtert werden.Although
the malfunction such as decoupling (loose contact)
and a short circuit of a circuit connected to an air-fuel ratio sensor
connected, can be detected, however, in this
Case the deterioration of an air-fuel ratio sensor
not be recorded. This means,
that even if the deterioration of an air-fuel ratio sensor
has occurred, a computer as long as the initial value of a
Air-fuel ratio sensor
is within a normal range, an engine on
the basis of an air-fuel ratio controls that
this air-fuel ratio sensor
has been recorded. As a result, the precision of the
Air-fuel ratio control
be significantly worsened.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abnormalitätserfassungsvorrichtung
zum präzisen
Erfassen eines Zustandes eines Katalysators bereitzustellen.The
The object of the present invention is an abnormality detecting device
to the precise
Detecting a condition of a catalyst.
Diese
Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen
des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in dem Ansprüchen 2 bis
18 angegeben, Im folgenden wird die Erfindung und ihre Weiterbildungen
noch in Teilaspekten weiter erläutert.These
The object is solved by the totality of the features of claim 1. further developments
the subject matter of claim 1 are in the claims 2 to
18, in the following the invention and its developments
still further explained in some aspects.
Bei
der vorliegenden Erfindung wird also eine Einströmquantität eines Abgasbestandteils,
welches in einen Katalysator einströmt berechnet basierend auf
einem Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen Seite
des Katalysators. Eine Ausströmquantität eines
Abgasbestandteils, welches aus dem Katalysator ausströmt, wird
berechnet basierend auf dem Luftkraftstoffverhältnis auf der stromabwärtigen Seite
des Katalysators. Der Zustand des Katalysators wird erfasst basierend
auf der Einströmquantität und der
Ausströmquantität des Abgasbestandteiles.
Das heißt,
dass die Quantität
des Abgasbestandteils, welches von dem Katalysator absorbiert wurde,
ohne Zeitverzögerung
erfasst werden kann basierend auf der Differenz zwischen der Einströmquantität und der
Ausströmquantität des Abgasbestandteiles.
Folglich kann der Zustand des Katalysators präziser in Real- bzw. Echtzeit
erfasst werden.at
The present invention thus an inflow quantity of an exhaust gas component,
which calculates into a catalyst based on
an air-fuel ratio
on the upstream side
of the catalyst. An outflow quantity of a
Exhaust component, which flows out of the catalyst is
calculated based on the air-fuel ratio on the downstream side
of the catalyst. The condition of the catalyst is detected based
on the inflow quantity and the
Outflow quantity of the exhaust gas constituent.
This means,
that the quantity
the exhaust gas component absorbed by the catalyst,
without time delay
can be detected based on the difference between the inflow quantity and the
Outflow quantity of the exhaust gas constituent.
Consequently, the state of the catalyst can be more precise in real time
be recorded.
Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung (bzw. ihrer Weiterbildung[en]) ein Zentralwert für ein Luftkraftstoffverhältnis auf
der stromaufwärtigen
Seite eines Katalysators ausgearbeitet basierend auf dem Ausgangswert
eines stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors,
der auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators vorgesehen ist. Darüberhinaus wird ein Zentralwert
für ein
Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators ausgearbeitet basierend auf dem Ausgangswert
eines stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors,
der auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators angeordnet ist. Ein Fehler zwischen den Zentralwerten
des Luftkraftstoffverhältnisses
auf der stromaufwärtigen
und stromabwärtigen Seite
des Katalysators wird ausgearbeitet. Es wird bestimmt, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor
oder der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor
abnormal ist und zwar basierend darauf, ob der Fehler sich in einem
vorbestimmten Bereich befindet.Further
is in accordance with the present
Invention (or its development) a central value for an air-fuel ratio
the upstream
Side of a catalyst elaborated based on the initial value
an upstream air-fuel ratio sensor,
the one on the upstream
Side of the catalyst is provided. In addition, it becomes a central value
for a
Air-fuel ratio
on the downstream
Side of the catalyst worked out based on the initial value
a downstream air-fuel ratio sensor,
the one on the downstream
Side of the catalyst is arranged. An error between the central values
the air-fuel ratio
on the upstream
and downstream side
the catalyst is worked out. It is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor
or the downstream
Air-fuel ratio sensor
is abnormal based on whether the error is in one
predetermined range is located.
Das
heißt,
daß der
Zentralwert für
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators und jener auf der stromabwärtigen Seite
im wesentlichen gleich sind, falls der stromaufwärtige und stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor
jeweils normal ist. Wenn der Fehler sich außerhalb des vorbestimmten Bereiches
befindet, wird folglich jeder der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensoren
als beschädigt
oder fehlerhaft bestimmt. Als ein Ergebnis hiervon kann eine Abnormalität des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Sensors oder des
stromabwärtigen
Luft-Kraftstoff-Sensors präzise
bestimmt werden.That is, the central value for the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst and that on the downstream side are substantially the same if the upstream and downstream air-fuel ratio sensors are normal, respectively. Accordingly, if the error is outside the predetermined range, each of the upstream and downstream air-fuel ratio sensors is determined to be damaged or defective. As a result, an abnormality of the Upstream air-fuel sensor or the downstream air-fuel sensor can be precisely determined.
Diese
und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden durch das Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
der anliegenden Ansprüche
sowie der Zeichnungen ersichtlich, welche sämtlich Gegenstand dieser Anmeldung
sind. Die Zeichnungen zeigen dabei:These
and other features and characteristics of the present invention
by studying the following detailed description,
the appended claims
as well as the drawings, all of which are the subject of this application
are. The drawings show:
1 ein schematisches Blockdiagramm,
welches ein gesamtes Motorsteuerungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt, 1 FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating an entire engine control system according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 eine Schnittansicht, die
den detaillierten Aufbau eines Luftkraftstoffverhältnissensors
auf der stromabwärtigen
Seite eines Katalysators darstellt, 2 10 is a sectional view showing the detailed structure of an air-fuel ratio sensor on the downstream side of a catalyst;
3 die Spannungs-Strom-Kennlinie
eines Luftkraftstoffverhältnissensors
auf der stromaufwärtigen Seite
eines Katalysators, 3 the voltage-current characteristic of an air-fuel ratio sensor on the upstream side of a catalyst,
4 ein Blockdiagramm für das Erklären des
Steuerungsprinzips eines Luftkraftstoffverhältnissteuerungssystems, 4 a block diagram for explaining the control principle of an air-fuel ratio control system,
5 ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsroutine zeigt, 5 FIG. 4 is a flowchart showing a fuel injection amount calculation routine. FIG.
6 ein Diagramm für das Festsetzen
eines Ziel-Luftkraftstoffverhältnisses, 6 a diagram for setting a target air-fuel ratio,
7 ein Flußdiagramm,
das eine Luftkraftstoffverhältniszentralwert-Berechnungsroutine
zeigt, 7 FIG. 4 is a flowchart showing an air-fuel ratio central value calculation routine. FIG.
8 ein Flußdiagramm,
welches eine Sensor-Abnormalitätbestimmungsroutine
zeigt, 8th a flowchart showing a sensor abnormality determination routine,
9 ein erstes Flußdiagramm,
das eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
für einen
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
zeigt, 9 a first flowchart showing an abnormality determination routine for an upstream air-fuel ratio sensor,
10 ein zweites Flußdiagramm,
das eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
für den
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
zeigt, 10 a second flowchart showing an abnormality determination routine for the upstream air-fuel ratio sensor,
11A bis 11E Zeitabläufe für das Erklären des Betriebs zur Bestimmung
der Abnormalität
des Luftkraftstoffverhältnissensors
auf der stromaufwärtigen
Seite gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, 11A to 11E Time courses for explaining the operation for determining the abnormality of the air-fuel ratio sensor on the upstream side according to a first embodiment;
12 eine Spannungs-Strom-Kennlinie
zur Klärung
eines abnormalen Ausgangswerts des Luftkraftstoffverhältnissensors
auf der stromaufwärtigen
Seite, 12 a voltage-current characteristic for clarifying an abnormal output value of the air-fuel ratio sensor on the upstream side,
13 ein Flußdiagramm,
das eine Auswahlroutine für
einen abnormalen Sensor zeigt, 13 FIG. 4 is a flow chart showing an abnormal sensor selection routine; FIG.
14 eine Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponenteneinströmung zeigt, 14 FIG. 4 is a flowchart showing an exhaust component inflow calculation routine; FIG.
15A bis 15E Zeitabläufe, welche den Prozeßablauf
für die
Berechnung der Einströmung
eines Abgasbestandteils zeigen, 15A to 15E Time sequences which show the process sequence for the calculation of the inflow of an exhaust gas constituent,
16 ein Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgasbestandteilsausströmung zeigt, 16 FIG. 4 is a flowchart showing an exhaust component exhaust flow calculation routine. FIG.
17 ein Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Menge an einem absorbierten Magerbestandteil zeigt, 17 FIG. 3 is a flowchart showing a calculation routine for an amount of absorbed lean component; FIG.
18 ein Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Menge an absorbiertem fetten Bestandteil zeigt, 18 FIG. 4 is a flowchart showing a calculation routine for an amount of absorbed rich ingredient; FIG.
19 ein Flußdiagramm,
das eine Erfassungsroutine für
eine Katalysatorverschlechtertung (bezüglich des mageren Bestandteils)
zeigt, 19 FIG. 3 is a flow chart showing a catalyst deterioration detection routine (lean component); FIG.
20 ein Flußdiagramm,
die eine Erfassungsroutine einer Katalysatorverschlechterung (bezüglich der
fetten Komponente) zeigt, 20 FIG. 4 is a flow chart showing a detection routine of catalyst deterioration (with respect to the rich component); FIG.
21A bis 21E Zeitabläufe für das Erklären des Betriebs zur Bestimmung
der Abnormalität
des Luftkraftstoffverhältnissensors
auf der stromaufwärtigen
Seite gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiels, 21A to 21E Time courses for explaining the operation for determining the abnormality of the air-fuel ratio sensor on the upstream side according to a second embodiment;
22 ein Flußdiagramm,
welches eine Kraftstoffeinspritzungs-Hauptroutine zeigt, 22 a flowchart showing a main fuel injection routine,
23 ein Flußdiagramm,
das eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
für einen
stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt, 23 FIG. 10 is a flowchart showing an abnormality determination routine for an upstream air-fuel ratio sensor in the second embodiment; FIG.
24A bis 24C Zeitabläufe für das Erklären des Betriebs bezüglich der
Bestimmung der Abnormalität
bei dem Luftkraftstoffverhältnissensor
auf der stromaufwärtigen
Seite gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel, 24A to 24C Time courses for explaining the operation regarding the determination of the abnormality in the air-fuel ratio sensor on the upstream side according to a third embodiment,
25 ein Flußdiagramm,
das eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
eines stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt, 25 FIG. 10 is a flowchart showing an abnormality determination routine of an upstream air-fuel ratio sensor in the third embodiment; FIG.
26 ein Flußdiagramm,
das eine Steuerungsroutine für
einen stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
zeigt, 26 FIG. 10 is a flowchart showing a control routine for a downstream air-fuel ratio sensor according to a fourth embodiment; FIG.
27 ein Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponentenausströmung gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
zeigt, 27 FIG. 10 is a flowchart showing an exhaust component exhaust flow calculation routine according to the fourth embodiment; FIG.
28 ein Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponenteneinströmung
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
zeigt, 28 FIG. 10 is a flowchart showing an exhaust-gas-component inflow calculation routine according to a fifth embodiment; FIG.
29 eine Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponentenausströmung bei
dem fünften
Ausführungsbeispiel
zeigt, 29 FIG. 10 is a flowchart showing an exhaust gas component outflow calculating routine in the fifth embodiment; FIG.
30A bis 30F Zeitabläufe, welche den Prozeßablauf
für die
Mengenberechnung einer Abgaskomponente zeigen, 30A to 30F Time sequences which show the process flow for the quantity calculation of an exhaust gas component,
31 ein Flußdiagramm,
welche die Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponenteneinströmung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
zeigt, 31 FIG. 10 is a flowchart showing the exhaust gas component inflow calculation routine according to a sixth embodiment; FIG.
32 einen Graphen, der die
Konzentration für
jede Komponente gegenüber
dem Luftkraftstoffverhältnis
A/F des Abgases zeigt, 32 a graph showing the concentration for each component versus the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas,
33 einen Graphen, der die
Konzentration einer Magerkomponente (O2)
und jener einer fetten Komponente (Co + H2)
gegenüber
einem Absolutwert |λluft|
bei überschüssigem Luftverhältnis λluft zeigt, 33 a graph showing the concentration of a lean component (O 2 ) and that of a rich component (Co + H 2 ) versus an absolute value | λluft | shows λluft at excess air ratio,
34 eine kL-Karte, 34 a kL card,
35 eine kR-Karte, 35 a kR card,
36 ein Flußdiagramm,
welches einen Ablauf für
das Einstellen einer Verschlechterungsbestimmungsperiode (1)
darstellt, 36 a flowchart showing a procedure for setting a deterioration determination period (FIG. 1 ),
37 ein Flußdiagramm,
welches einen Ablauf für
das Einstellen einer Bestimmungsverschlechterungsperiode (2)
darstellt, 37 5 is a flowchart showing a procedure for setting a determination deterioration period (FIG. 2 ),
38 ein Flußdiagramm,
das einen Ablauf für
das Einstellen einer Verschlechterungsbestimmungsperiode (3)
darstellt, 38 5 is a flowchart showing a procedure for setting a deterioration determination period (FIG. 3 ),
39 ein Flußdiagramm,
welches die Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponentenausströmung zeigt, 39 FIG. 4 is a flowchart showing the exhaust component exhaust flow calculation routine. FIG.
40 einen Graphen, der eine
Konvertierungstafel für
das Konvertieren der Ausgangsspannung eines stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors
in ein Luftkraftstoffverhältnis
RA/F darstellt, 40 FIG. 6 is a graph illustrating a conversion table for converting the output voltage of a downstream air-fuel ratio sensor into an air-fuel ratio RA / F; FIG.
41 eine Flußdiagramm,
das eine Temperaturkorrekturroutine für ein stromabwärtiges Luftkraftstoffverhältnissensorelement
zeigt, 41 FIG. 10 is a flowchart showing a temperature correction routine for a downstream air-fuel ratio sensor element. FIG.
42 einen Graphen, der schematisch
die Korrektur der Linearitätscharakteristik
der Konvertierungstafel basierend auf der Temperatur des Elements
des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors darstellt, 42 FIG. 6 is a graph schematically illustrating the correction of the linearity characteristic of the conversion table based on the temperature of the element of the downstream air-fuel ratio sensor; FIG.
43 ein Flußdiagramm,
das eine Korrekturroutine zeigt, welche durchgeführt wird, wenn die Kraftstoffzufuhr
unterbrochen wird, 43 FIG. 3 is a flowchart showing a correction routine performed when the fuel supply is interrupted. FIG.
44 einen Graphen, der schematisch
die Korrektur der Linearitätscharakteristik
einer Magerkomponente in der Konvertierungstafel darstellt, wenn
die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, 44 FIG. 6 is a graph schematically illustrating the correction of the linearity characteristic of a lean component in the conversion table when the fuel supply is cut off. FIG.
45 ein Flußdiagramm,
das eine Bestimmungsroutine für
einen stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältniszustand
zeigt, 45 FIG. 10 is a flowchart showing an upstream air-fuel ratio condition determining routine. FIG.
46 ein Flußdiagramm,
das eine Bestimmungsroutine für
einen stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältniszustand
zeigt, 46 FIG. 10 is a flowchart showing a downstream air-fuel ratio condition determination routine; FIG.
47 ein erstes Flußdiagramm,
das eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponenteneinströmung
zeigt, welche eine Löschungsfunktion
hat, 47 FIG. 4 is a first flowchart showing an exhaust-component-inflow calculation routine having an erasure function. FIG.
48 ein zweites Flußdiagramm,
die eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponenteneinströmung
zeigt, welche eine Löschungsfunktion
hat, 48 FIG. 2 is a second flowchart showing an exhaust component inflow calculation routine having an erase function. FIG.
49A bis 49F Zeitabläufe, die ein Ablaufbeispiel
in einer Verschlechterungsbestimmungsperiode zeigen, 49A to 49F Timines showing a flowchart in a deterioration determination period
50A bis 50F Zeitabläule, die einen Betrieb für das Löschen bzw.
Entfernen der Einströmung
der Abgaskomponente zeigt, 50A to 50F Time-lapse showing an operation for extinguishing or removing the inflow of the exhaust gas component,
51 ein Flußdiagramm,
das eine Zählroutine
für das
Zählen
einer Frequenz zeigt, wobei ein Katalysator durch eine fette/magere
Komponente gesättigt
ist, 51 FIG. 3 is a flowchart showing a counting routine for counting a frequency, wherein a catalyst is saturated by a rich / lean component; FIG.
52 ein Flußdiagramm,
das eine Verschlechterungserfassungsroutine bezüglich eines Magerkomponentenkatalysators
zeigt, 52 FIG. 3 is a flowchart showing a deterioration detection routine with respect to a lean component catalyst. FIG.
53 ein Flußdiagramm,
das eine Verschlechterungserfassungsroutine bezüglich eines Fettkamponentenkatalysators
zeigt und 53 a flowchart showing a deterioration detection routine with respect to a Fettkamponentenkatalysators and
54 ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffeinspritzungs-Zuführverzögerungsroutine zeigt. 54 a flowchart showing a fuel injection supply delay routine.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 13 näher
beschrieben. Zuerst wird mit Bezug auf die 1 der schematische Aufbau eines gesamten
Motorsteuerungssystems beschrieben. Ein Luftreiniger oder Filter 13 ist
in dem stromaufwärtigsten
Abschnitt einer Einlaßleitung 12 eines
Motors 11 vorgesehen, der als ein Verbrennungsmotor ausgebildet
ist. Ein Einlaßluft-Temperatursensor 14 für das Erfassen
der Einlaßlufttemperatur
Tam ist an der stromabwärtigen
Seite des Luftfilters 13 vorgesehen. Ein Drosselventil 15 sowie
ein Drosselöffnungssensor 16 für das Erfassen
der Öffnungsposition
TH des Drosselventils 15 sind auf der stromabwärtigen Seite
des Einlaßluft-Temperatursensors 14 vorgesehen.
Darüberhinaus
ist ein Einlaßleitungs-Drucksensor 17 für das Erfassen
des Drucks PM in der Einlaßleitung 12 auf
der stromabwärtigen
Seite des Drosselventils 15 angeordnet. Ein Druckausgleichsbehälter 18 ist
auf der stromabwärtigen
Seite des Einlaßleitungs-Drucksensors 17 angeordnet.
Ein Einlaßkrümmer 19 für das Zuführen von
Luft in jeden Zylinder des Motors 11 ist an den Druckausgleichsbehälter 18 angeschlossen.A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS 1 to 13 described in more detail. First, with respect to the 1 the schematic structure of an entire engine control system described. An air purifier or filter 13 is in the most upstream portion of an intake pipe 12 an engine 11 provided, which is designed as an internal combustion engine. An intake air temperature sensor 14 for detecting the intake air temperature Tam is at the downstream side of the air filter 13 intended. A throttle valve 15 and a throttle opening sensor 16 for detecting the opening position TH of the throttle valve 15 are on the downstream side of the intake air temperature sensor 14 intended. In addition, there is an intake pipe pressure sensor 17 for detecting the pressure PM in the intake pipe 12 on the downstream side of the throttle valve 15 arranged. A pressure equalization tank 18 is on the downstream side of the intake pipe pressure sensor 17 arranged. An intake manifold 19 for feeding air into each cylinder of the engine 11 is to the surge tank 18 connected.
Einspritzvorrichtungen 20 für das Einspritzen
von Kraftstoff sind an die Zweigleitungen des Einlaßkrümmers oder
Verteilers 19 angeschlossen.Injectors 20 for the injection of fuel are to the branch lines of the intake manifold or manifold 19 connected.
Zündkerzen 21 sind
an jedem Zylinder in dem Motor 11 befestigt. Ein Hochspannungsstrom,
der in einem Zündschaltkreis 22 erzeugt
wird, wird an die Zündkerzen 21 über einen
Verteiler 23 angelegt. Ein Kurbelwellenwinkelsensor 24 für das Erzeugen
von beispielsweise 24 Pulssignalen in 720° CA (entsprechend
zweier Umdrehungen einer Kurbelwelle) ist an dem Verteiler 23 vorgesehen.
Eine Motorgeschwindigkeit Ne wird basierend auf Intervallen von
Ausgangspulssignalen des Kurbelwellenwinkelsensors 24 erfaßt. Ein
Kühlmittel- Temperatursensor 38 für das Erfassen
der Temperatur Thw des Motorkühlmittels
ist an dem Motor 11 befestigt.spark 21 are on each cylinder in the engine 11 attached. A high-voltage current that is in an ignition circuit 22 is generated, is to the spark plugs 21 via a distributor 23 created. A crankshaft angle sensor 24 for example, to generate 24 Pulse signals in 720 ° CA (corresponding to two revolutions of a crankshaft) is at the distributor 23 intended. An engine speed Ne is determined based on intervals of output pulse signals of the crankshaft angle sensor 24 detected. A coolant temperature sensor 38 for detecting the temperature Thw of the engine coolant is on the engine 11 attached.
Zwischenzeitlich
ist eine Abgasleitung 24 (ein Abgaskanal) an einen Abgasanschluß (nicht
gezeigt) des Motors 11 über
einen Abgas- bzw. Auspuffkrümmer 25 angeschlossen.
Ein Katalysator 27 wie beispielsweise der katalytische
Umwandler Rhodium für
das Reduzieren schädlicher
Komponenten (wie beispielsweise Co, HC, Nox und andere) in dem Abgas
ist in der Abgasleitung 26 vorgesehen. Ein stromaufwärtiger Luftkraftstoffverhältnissensor 28 sowie
ein stromabwärtiger
Luftkraftstoffverhältnissensor 29,
der ein lineares Luftkraftstoffverhältnissignal erzeugt (Begrenzungsstrom)
im Ansprechen auf das Luftkraftstoffverhältnis in dem Abgas sind auf
der stromaufwärtigen
sowie stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 jeweils angeordnet.In the meantime, there is an exhaust pipe 24 (an exhaust passage) to an exhaust port (not shown) of the engine 11 via an exhaust or exhaust manifold 25 connected. A catalyst 27 such as the catalytic converter rhodium for reducing harmful components (such as Co, HC, NOx and others) in the exhaust gas is in the exhaust pipe 26 intended. An upstream air-fuel ratio sensor 28 and a downstream air-fuel ratio sensor 29 which generates a linear air-fuel ratio signal (limiting current) in response to the air-fuel ratio in the exhaust gas are on the upstream and downstream sides of the catalyst 27 each arranged.
Der
stromaufwärtige
und der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 haben
einen Aufbau wie in der 2 gezeigt
ist. Der Aufbau wird nachstehend im einzelnen beschrieben. Die Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 sind
an der Abgasleitung 26 befestigt, so daß sie nach innen in die Abgasleitung 26 vorstehen.
Die Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 werden
jeweils durch ein Sauerstoffkonzentrationserfassungselement 51 für das Erzeugen
eines Grenzstroms entsprechend der Sauerstoffkonzentration in einem
Luft-Kraftstoffverhältnis-Magerbereich oder
entsprechend der Carbonmonoxid (CO) Konzentration in einem Luftkraftstoffverhältnisfettbereich,
einem Erhitzer 52, für
das Erhitzen des Sauerstoffkonzentrationserfassungselements 51 von
dessen Innenseite her, einer Abdeckung 53 für das Abdecken
des Sauerstoffkonzentrationserfassungselements 51 und einer
großen
Anzahl von kleinen Bohrungen oder Löchern 54 gebildet, durch
die das Abgas strömt
und die in der Abdeckung 53 durchgehend ausgebildet sind.The upstream and downstream air-fuel ratio sensors 28 and 29 have a structure like in the 2 is shown. The construction will be described in detail below. The air fuel ratio sensors 28 and 29 are at the exhaust pipe 26 attached so that they are inside in the exhaust pipe 26 protrude. The air fuel ratio sensors 28 and 29 are each by an oxygen concentration detection element 51 for generating a limit current corresponding to the oxygen concentration in an air-fuel ratio lean region or according to the carbon monoxide (CO) concentration in an air-fuel ratio rich region, a heater 52 for heating the oxygen concentration detecting element 51 from the inside, a cover 53 for covering the oxygen concentration detecting element 51 and a large number of small holes or holes 54 formed, through which the exhaust gas flows and those in the cover 53 are formed continuously.
Mit
Bezug auf die 3 wird
als nächstes
die Spannungs-Strom-Kennlinie der Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 beschrieben.
Wenn die Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 bei
einer Temperatur von T1 betrieben werden, dann sind sie stabil,
wie durch eine Kennlinie L1 dargestellt wird, die in 3 als durchgezogene Linie
abgebildet ist. In diesem Fall zeigt der geradlinige Abschnitt der
Kennlinie L1, der parallel zu einer Spannungsachse V ist, den Grenzstrom.
Der Grenzstrom erhöht
oder verringert sich in Abhängigkeit von
dem Luftkraftstoffverhältnis
im Abgas. Das heißt,
daß wenn
das Luftkraftstoffverhältnis
mager ist, dann erhöht
sich der Grenzstrom, wobei auf der anderen Seite dann, wenn das
Luftkraftstoffverhältnis
fett ist, dann verringert sich der Grenzstrom.With reference to the 3 Next, the voltage-current characteristic of the air-fuel ratio sensors 28 and 29 described. When the air fuel ratio sensors 28 and 29 are operated at a temperature of T1, then they are stable, as represented by a characteristic L1, which in 3 is shown as a solid line. In this case, the rectilinear portion of the characteristic line L1, which is parallel to a voltage axis V, shows the limit current. The limiting current increases or decreases depending on the air-fuel ratio in the exhaust gas. That is, if the air-fuel ratio is lean, then the limit current increases, and on the other hand, if the air-fuel ratio is rich, then the limit current decreases.
Mit
Bezug auf diese Spannungs-Strom-Kennlinie stellt ein Bereich der
Spannung unterhalb der Spannung des geradlinigen Abschnitts, der
parallel zu der Spannungsachse V ist, ein widerstandsdominierender Bereich
dar. Der Gradient der Kennlinie L1 in dem widerstandsdominierenden
Bereich wird durch den inneren Widerstand einer festen elektrolytischen
Schicht der Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 bestimmt.
Der innere Widerstand der festen Elektrolytschicht verändert sich
in Abhängigkeit
von der Temperatur. Wenn folglich die Temperatur des Sauerstoffkonzentrationserfassungselements 51 verringert
wird, dann wird der Gradient der Kennlinie L1 infolge der Verringerung
des inneren Widerstands reduziert. Das heißt, daß wenn die Temperatur T des
Sauerstoffkonzentrations-Erfassungselements 51 T2
ist, welche niedriger als T1 ist, dann fällt die Spannungs-Strom-Kennlinie
auf eine Kennlinie L2 ab, welche als Strichlinie in 3 dargestellt ist. Ein gerader Linienabschnitt
der Kennlinie L2, der parallel zur Spannungsachse V ist, zeigt den
Grenzstrom an. Wie in der 3 dargestellt
ist, ist der Grenzstrom der Kennlinie L1 im wesentlichen gleich
dem der Kennlinie L2. Wenn mit Bezug auf die Kennlinie L1 eine positive
Spannung Vpos an die feste elektrolytische Schicht angelegt wird,
dann wird der Strom, der in dem Sauerstoffkonzentrations-Erfassungselement 51 strömt auf den Strom
Ipos begrenzt. Wenn eine negative Spannung Vneg an die feste elektrolytische
Schicht angelegt wird, dann bildet sich ein negativer Strom Ineg,
der proportional lediglich zur Temperatur ist, ohne von der Sauerstoffkonzentration
abhängig
zu sein, welche durch das Sauerstoffkonzentrations-Erfassungselement 51 strömt (siehe
Punkt Pb gemäß 3). In diesem Ausführungsbeispiel
wird auf einen Schaltkreis zur Überwachung der
Temperatur der Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 verzichtet.With respect to this voltage-current characteristic, a range of the voltage below the voltage of the rectilinear portion that is parallel to the voltage axis V represents a resistance-dominating region. The gradient of the characteristic L1 in the resistance-dominating region becomes fixed by the internal resistance Electrolytic layer of the air fuel ratio sensors 28 and 29 certainly. The internal resistance of the solid electrolyte layer changes depending on the temperature. Consequently, when the temperature of the oxygen concentration detecting element 51 is reduced, then the gradient of the characteristic L1 is reduced due to the reduction of the internal resistance. That is, when the temperature T of the oxygen concentration detecting element 51 T2 is which is lower than T1, then the voltage-current characteristic falls to a characteristic L2, which is shown as a dashed line in 3 is shown. A straight line portion of the characteristic line L2, which is parallel to the voltage axis V, indicates the limit current. Like in the 3 is shown, the limiting current of the characteristic L1 is substantially equal to the characteristic L2. When a positive voltage Vpos is applied to the solid electrolytic layer with respect to the characteristic line L1, the current flowing in the oxygen concentration detecting element becomes 51 flows on the river Ipos limited. When a negative voltage Vneg is applied to the solid electrolytic layer, a negative current Ineg is formed which is proportional to only the temperature without depending on the oxygen concentration passing through the oxygen concentration detecting element 51 flows (see point Pb according to 3 ). In this embodiment, reference is made to a circuit for monitoring the temperature of the air-fuel ratio sensors 28 and 29 waived.
Die
Ausgangswerte der vorstehend erwähnten
Sensoren 28 und 29 werden von einem elektronischen Regel-
oder Steuerkreis 30 über
einen Eingangsanschluß 31 eingelesen.
Der elektronische Regelkreis 30 wird im wesentlichen durch
eine CPU 32, ein ROM 33, RAM 34 sowie
ein Backup-RAM 35 gebildet. Der elektronische Regelkreis 30 regelt
eine Kraftstoffeinspritzmenge TAU, einen Zündzeitpunkt Ig und weitere
Einheiten, welche die Ausgabewerte der Sensoren benötigen (Parameter
bezüglich
des Motorbetriebszustandes) und erzeugt Signale gemäß dem Ergebnis
des Betriebs der Einspritzvorrichtung 20 und des Zündschaltkreises 22 über einen
Ausgabeanschluß 36,
um den Motor 11 zu steuern. Darüberhinaus führt der elektronische Steuerungsschaltkreis 30 eine
Sensor-Abnormalitätserfassungsprozedur
durch, welche nachfolgend beschrieben wird, um zu diagnostizieren,
ob der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder 29 abnormal
ist und gibt ein Leuchtsignal an eine Warnlampe 37 über den
Ausgangsanschluß 36 ab,
um die Warnlampe 37 aufleuchten zu lassen und einen Fahrer
hiermit zu warnen, falls der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder 29 abnormal
ist.The output values of the aforementioned sensors 28 and 29 are from an electronic control circuit 30 via an input connection 31 read. The electronic control circuit 30 is essentially a CPU 32 , a ROM 33 , RAM 34 as well as a backup RAM 35 educated. The electronic control circuit 30 controls a fuel injection amount TAU, an ignition timing Ig, and other units that need the output values of the sensors (parameters related to the engine operating condition) and he produces signals according to the result of the operation of the injector 20 and the ignition circuit 22 via an output connection 36 to the engine 11 to control. In addition, the electronic control circuit performs 30 a sensor abnormality detection procedure which will be described below to diagnose whether the air-fuel ratio sensor 28 or 29 is abnormal and gives a flare to a warning lamp 37 over the output terminal 36 off to the warning light 37 to light up and warn a driver if the air-fuel ratio sensor 28 or 29 is abnormal.
Als
nächstes
wird ein Verfahren zur Steuerung des Luftkraftstoffverhältnisses
beschrieben, welches von dem elektronischen Steuerungsschaltkreis 30 durchgeführt wird.Next, a method for controlling the air-fuel ratio generated by the electronic control circuit will be described 30 is carried out.
[1] Modellieren des zu
steuernden Objekts:[1] Modeling the too
controlling object:
Als
Modell eines Systems zur Steuerung des Luftkraftstoffverhältnisses λ eines Motors 11 ist
ein autodegressives Durchschnittsbewegungsmodell ersten Grades,
versehen mit einer Totzeit von P=3 vorgesehen. Das Modell kann durch
die folgende Gleichung (1) angenähert
werden: λ(k) = a·λ(k–1) + b·FAF(k–3) (1) As a model of a system for controlling the air-fuel ratio λ of an engine 11 is a first-degree autodegressive average motion model provided with a dead time of P = 3. The model can be approximated by the following equation (1): λ (k) = a * λ (k-1) + b * FAF (k-3) (1)
Hierbei
bezeichnet FAF ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor, "a" und "b" bezeichnet eine Modellkonstante zur
Bestimmung des Verantwortungsbereichs des Modells und "k", "k – 1" und "k – 3" bezeichnen Sampling-Zeiten.in this connection
FAF denotes an air-fuel ratio correction factor, "a" and "b" denote a model constant for
Determine the responsibility of the model and "k", "k-1" and "k-3" indicate sampling times.
Bei
der vorstehend bezeichneten Gleichung (1) kann angesichts der Störung d das
Modell eines Steuerungssystems durch die nachfolgende Gleichung
(2) angenähert
werden: λ(k) = a·λ(k–1) + b·FAF(k–3) + d(k–1) (2) In the above equation (1), in view of the disturbance d, the model of a control system can be approximated by the following equation (2): λ (k) = a * λ (k-1) + b * FAF (k-3) + d (k-1) (2)
Es
ist einfach, die vorstehend erwähnten
Modellkonstanten "a" und "b" durch Diskretisation durch Samplen
mit einer Rotationsperiode (360° CA)
unter Verwendung einer Reaktion auf eine Diskontinuität zu bestimmen,
das heißt
eine Übertragungsfunktion
G des Steuerungssystems für
die Steuerung des Luftkraftstoffverhältnisses λ auszuarbeiten.It
is easy, the above mentioned
Model constants "a" and "b" by discretization by sampling
with a rotation period (360 ° CA)
using a response to determine a discontinuity
this means
a transfer function
G of the control system for
to work out the control of the air-fuel ratio λ.
[2] Ein Verfahren für das Ausdrücken einer
Zustandsvariablen X (jedoch bezeichnet X eine Vektorquantität).[2] A method for expressing a
State variables X (however X denotes a vector quantity).
Wenn
die vorstehend erwähnte
Gleichung (2) unter Verwendung eines Ausdrucks "eine Zustandsvariable X (k) = [X1 (k),
X2 (k), X3 (k), X4 (k)]T (T bezeichnet eine transponierte
Matrix), überarbeitet
wird, dann wird die Determinante erzeugt, welche durch die nachfolgende
Gleichung (3) dargestellt ist: When the above-mentioned equation (2) is expressed using an expression "a state variable X (k) = [X1 (k), X2 (k), X3 (k), X4 (k)] T (T denotes a transposed matrix), is revised, then the determinant is generated, which is represented by the following equation (3):
Die
folgenden Gleichungen können
von der vorstehend beschriebenen Determinante (3) erhalten werden: X1(k+1) = a×X1(k) +
b×X2(k)
+ d(k) = λ(k+1) (4) X2(k+1) = FAF(k–2) (5) X3(k+1) = FAF(k–1) (6) X4(k+1) = FRF(k) (7) The following equations can be obtained from the determinant (3) described above: X1 (k + 1) = a × X1 (k) + b × X2 (k) + d (k) = λ (k + 1) (4) X2 (k + 1) = FAF (k-2) (5) X3 (k + 1) = FAF (k-1) (6) X4 (k + 1) = FRF (k) (7)
[3] Aufbau eines Reglers:[3] Structure of a regulator:
Wenn
ein Regler aufgebaut wird basierend auf den vorstehend genannten
Gleichungen (3) bis (7), dann wird der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF ausgedrückt
durch die nachfolgende Gleichung (8) unter Verwendung einer optimalen
Rückkopplungsverstärkung K
= [K1, K2, K3, K4] und einer Zustandsvariablen XT (k)
= [λ(k),
FAF(k – 3),
FAF(k – 2),
FAF(k – 1)]: FAF(k) = K·XT (k) = K1·λ(k) + K2·FAF(k–3) + K3·FAF(k–2) + K4·FAF(k–1) (8) When a regulator is constructed based on the aforementioned equations (3) to (7), then the air-fuel ratio correction factor FAF is expressed by the following equation (8) using an optimal feedback gain K = [K1, K2, K3, K4] and a state variable X T (k) = [λ (k), FAF (k) 3), FAF (k-2), FAF (k-1)]: FAF (k) = K x T (k) = K1 * λ (k) + K2 * FAF (k-3) + K3 * FAF (k-2) + K4 * FAF (k-1) (8)
Wenn
darüberhinaus
ein Integralterm ZI(k) für
das Absorbieren eines Fehlers zu der vorstehend genannten Gleichung
(8) hinzuaddiert wird, dann kann der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF durch die folgende Gleichung (9) erhalten werden: FAF(k) = K1·λ(k) + K2·FAF(k–3) + K3·FAF(k–2) + K4·FAF(k–1) + ZI(k) (9) Further, when an integral term ZI (k) for absorbing an error is added to the aforementioned equation (8), the air-fuel ratio correction factor FAF can be obtained by the following equation (9): FAF (k) = K1 * λ (k) + K2 * FAF (k-3) + K3 * FAF (k-2) + K4 * FAF (k-1) + ZI (k) (9)
Der
Integralterm ZI(k) wird bestimmt durch eine Abweichung zwischen
dem Ziel Luftkraftstoffverhältnis λTG und einem
aktuellen Luftkraftstoffverhältnis λ(k). Aus
diesem Grunde kann eine Integrationskonstante Ka gemäß der nachfolgenden
Gleichung (10) ausgerechnet werden: ZI(k) = ZI(k–1)
+ Ka{λTG – λ(k)} (10) The integral term ZI (k) is determined by a deviation between the target air-fuel ratio λTG and a current air-fuel ratio λ (k). For this reason, an integration constant Ka can be calculated according to the following equation (10): ZI (k) = ZI (k-1) + Ka {λTG -λ (k)} (10)
4 ist ein Blockdiagramm,
welches ein Luftkraftstoffverhältnis-Steuerungssystem
darstellt, dessen Modell gemäß vorstehender
Beschreibung definiert ist. Gemäß der 4 wird der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF(k) ausgedrückt
bei Verwendung des Z–1-Wandlers zur Erzeugung
von FAF(k – 1).
Jedoch wird der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF(k – 1) in
dem RAM 34 gespeichert und wird zum nächsten Steuerungszeitpunkt
eingelesen. Vorliegend bezeichnet FAF(k – 1) den letzten Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor,
FAF(k – 2)
den zweitletzten Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor und FAF
(k – 3)
den drittletzten Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor. 4 Fig. 10 is a block diagram illustrating an air-fuel ratio control system whose model is defined as described above. According to the 4 the air-fuel ratio correction factor FAF (k) is expressed using the Z -1 converter to produce FAF (k-1). However, the air-fuel ratio correction factor FAF (k-1) in the RAM becomes 34 is stored and read at the next control time. In the present case, FAF (k-1) denotes the last air-fuel ratio correction factor, FAF (k-2) the second-last air-fuel ratio correction factor, and FAF (k-3) the third-last air-fuel ratio correction factor.
Gemäß der 4 bestimmt ein Block P1,
welcher durch eine abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte
Linie umgeben ist, eine Zustandsvariable X(k) in einen Zustand,
in welchem das Luftkraftstoffverhältnis λ(k) rückkopplungsgesteuert wird,
um das Ziel-Luftkraftstoffverhältnis λTG anzunähern. Ein
Block P2 betrifft einen Speicher zur Berechnung des Integralterms
ZI (k) und. ein Block P3 berechnet einen gegenwärtigen Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF(k) basierend auf der Zustandsvariablen X(k), welche durch den
Block P1 bestimmt wird, wobei der Integralterm ZI(k) durch den Block
P2 berechnet wird.According to the 4 For example, a block P1 surrounded by an alternate long and two short dashes line determines a state variable X (k) to a state in which the air-fuel ratio λ (k) is feedback-controlled to approximate the target air-fuel ratio λTG. A block P2 relates to a memory for calculating the integral term ZI (k) and. a block P3 calculates a current air-fuel ratio correction factor FAF (k) based on the state variable X (k) determined by the block P1, and the integral term ZI (k) is calculated by the block P2.
[4] Bestimmung einer optimalen
Rückkopplungsverstärkung K
und einer Integrationskonstante Ka.[4] Determination of an optimal
Feedback gain K
and an integration constant Ka.
Eine
optimale Rückkopplungsverstärkung K
und eine Integrationskonstante Ka kann festgesetzt werden durch
Minimierung einer Bewertungsfunktion J, welche durch die nachfolgende
Gleichung (11) erhalten wird: An optimal feedback gain K and an integration constant Ka can be set by minimizing a weighting function J obtained by the following equation (11):
Bei
der vorstehend genannten Gleichung (11), minimiert die Wertefunktion
J eine Abweichung zwischen dem Luftkraftstoffverhältnis λ(k) und einem
Ziel-Luftkraftstoffverhältnis λTG während der
Einfluß des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF (k) begrenzt wird. Die Begrenzung bezüglich des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF (k) kann geregelt werden durch Veränderung der Werte der Parameter
Q und R bezüglich
des Gewichts. Aus diesem Grunde wird die Funktion wiederholt, bis
eine optimale Steuerungskennlinie erhalten wird durch Verändern der
Werte bezüglich
der Parameter Q und R des Gewichts, um eine optimale Rückkopplungsverstärkung K
und eine Integrationskonstante Ka festzusetzen.at
The above equation (11) minimizes the value function
J is a deviation between the air-fuel ratio λ (k) and a
Target air-fuel ratio λTG during the
Influence of the air-fuel ratio correction factor
FAF (k) is limited. The limitation on the air-fuel ratio correction factor
FAF (k) can be controlled by changing the values of the parameters
Q and R re
of weight. For this reason, the function is repeated until
an optimal control characteristic is obtained by changing the
Values regarding
the parameter Q and R of the weight by an optimal feedback gain K
and to set an integration constant Ka.
Darüberhinaus
hängen
eine optimale Rückkopplungsverstärkung K
und eine Integrationskonstante Ka von den vorstehend genannten Modellkonstanten "a" und "b" ab.
Um daher die Stabilität
(Robustheit) eines Systems gegen die Schwankung des Systems zur
Steuerung des aktuellen Luftkraftstoffverhältnisses λ (die Schwankungen der Parameter)
zu garantieren, ist es erforderlich, die optimale Rückkopplungsverstärkung K und
eine Integrationskonstante Ka in Erwartung der Schwankung jeder
Modellkonstante "a" und "b" festzusetzen. Aus diesem Grunde sollte
die Simulation in Erwartung der Schwankung durchgeführt werden,
welche aktuell für
jede Modellkonstante "a" und "b" auftreten kann, um eine optimale Rückkopplungsverstärkung K
und eine Integrationskonstante Ka festzusetzen, welche eine Stabilität des Systems
erfüllen.Furthermore
hang
an optimal feedback gain K
and an integration constant Ka from the above model constants "a" and "b".
Therefore, the stability
(Robustness) of a system against the fluctuation of the system
Control of the current air-fuel ratio λ (the variations of the parameters)
It is necessary to guarantee the optimal feedback gain K and
an integration constant Ka in anticipation of the fluctuation of each
To fix model constants "a" and "b". That's why
the simulation will be performed in anticipation of the fluctuation
which currently for
each model constant "a" and "b" may occur to provide optimal feedback gain K
and to set an integration constant Ka, which is a stability of the system
fulfill.
[1]
Modellieren eines Steuerungsobjekts, [2] ein Verfahren zum Ausdrücken einer
Zustandsvariablen, [3] Bestimmen eines Reglers und [4] Bestimmung
einer optimalen Rückkopplungsverstärkung und
einer Integrationskonstante wurden vorstehend im einzelnen beschrieben.
Jedoch werden diese mit Bezug auf das Luftkraftstoffverhältnis-Steuerungssystem
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
als bereits festgesetzt erachtet. Die elektronische Steuerungsschaltung 30 steuert
das Luftkraftstoffverhältnis
lediglich unter Verwendung der vorstehend bezeichneten Gleichungen
(9) und (10).[1] modeling a control object, [2] a method of expressing a state variable, [3] Determining a Regulator and [4] Determining an optimal feedback gain and an integration constant have been described in detail above. However, they are considered as already set with respect to the air-fuel ratio control system according to this embodiment. The electronic control circuit 30 controls the air-fuel ratio using only the equations (9) and (10) described above.
Als
nächstes
wird der Betrieb des Luftkraftstoffverhältnis-Steuerungssystems beschrieben,
welches gemäß vorstehender
Beschreibung aufgebaut ist. Die 5 ist
eine Flußkarte
(Flußdiagramm),
welche eine Kraftstoffeinspritzquantitäts-Berechnungsroutine zeigt,
welche durch eine CPU 32 in der elektronischen Steuerungsschaltung 30 ausgeführt wird.
Diese Routine oder Unterprogramm wird alle 360 CA in Synchronisation mit
der Rotation des Motors 11 durchgeführt. Wenn der Vorgang durch
diese Routine gestartet wird, dann wird zuerst die Grundeinspritzquantität Tp basierend
auf einem Einlaßdruck
PM, einer Motorgeschwindigkeit Ne und weiteren Randbedingungen in
Schritt 101 berechnet. Der Vorgang in Schritt 101 stellt
ein Grundeinspritzmengen-Berechnungsmittel dar. Im nachfolgenden
Schritt 102 wird bestimmt, ob die Rückkopplungsbedingung des Luftkraftstoffverhältnisses λ erfüllt ist
oder nicht. Die Rückkopplungsbedingung
ist erfüllt,
beispielsweise dann, wenn die Temperatur Thw des Motorkühlmittels
gleich oder höher
ist als ein vorbestimmter Temperaturwert und der Motor 11 nicht
mit einer hohen Geschwindigkeit und mit einer großen Belastung
rotiert.Next, the operation of the air-fuel ratio control system constructed as described above will be described. The 5 Fig. 10 is a flowchart (flowchart) showing a fuel injection quantity calculation routine executed by a CPU 32 in the electronic control circuit 30 is performed. This routine or subroutine will be in sync with the rotation of the motor every 360 CA. 11 carried out. When the operation is started by this routine, first, the basic injection quantity Tp is determined based on an intake pressure PM, engine speed Ne, and other boundary conditions in step 101 calculated. The process in step 101 represents a basic injection amount calculating means. In the subsequent step 102 It is determined whether the feedback condition of the air-fuel ratio λ is satisfied or not. The feedback condition is satisfied, for example, when the temperature Thw of the engine coolant is equal to or higher than a predetermined temperature value and the engine 11 not rotated at a high speed and with a large load.
Wenn
die Rückkopplungsbedingung
vorliegend erfüllt
ist, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 103 fort. In
Schritt 103 wird ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF für das Annähern eines
erfaßten
Luftkraftstoffverhältnisses λ an ein Zielluftkraftstoffverhältnis λTG festgesetzt.
Das heißt,
daß ein
Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF berechnet wird auf der Basis des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG und des
Luftkraftstoffverhältnisses λ(K), welches
durch einen stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt wird und
zwar gemäß der vorstehenden
Gleichungen (9) und (10). Das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG wird erhalten unter
Verwendung beispielsweise einer Karte, wie sie in der 6 gezeigt ist. Gemäß dieser
Karte wird das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG auf ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis von
14,7 (λ =
1,0) in einem Bereich festgesetzt, in welchem der Motor 11 mit
einer hohen Geschwindigkeit und einer großen Belastung rotiert und in
einem Bereich, in welchem der Motor 11 mit einer niedrigen
Geschwindigkeit und einer geringen Belastung rotiert. In einem mittleren
Bereich wird das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG auf einen mageren Wert (λ > 1,0) festgesetzt.
Der Vorgang in Schritt 103 stellt ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrektureinstellmittel
dar.If the feedback condition is met in the present case, then the process goes to step 103 continued. In step 103 An air-fuel ratio correction factor FAF for approximating a detected air-fuel ratio λ is set to a target air-fuel ratio λTG. That is, an air-fuel ratio correction factor FAF is calculated on the basis of the target air-fuel ratio λTG and the air-fuel ratio λ (K) obtained by an upstream air-fuel ratio sensor 28 is detected according to the above equations (9) and (10). The target air-fuel ratio λTG is obtained by using, for example, a map as shown in FIG 6 is shown. According to this map, the target air-fuel ratio λTG is set to a theoretical air-fuel ratio of 14.7 (λ = 1.0) in a range in which the engine 11 rotated at a high speed and a great load and in an area where the engine 11 rotated at a low speed and a low load. In a middle range, the target air-fuel ratio λTG is set to a lean value (λ> 1.0). The process in step 103 FIG. 10 illustrates an air-fuel ratio correction adjusting means. FIG.
Wenn
zwischenzeitlich in Schritt 102 die Rückkopplungsbedingung nicht
getroffen wird, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 104 fort.
In Schritt 104 wird ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF auf den Wert 1,0 gesetzt. Festsetzen des Faktors FAF auf 1,0
bedeutet, daß das Luftkraftstoffverhältnis λ nicht korrigiert wird.
Als ein Ergebnis hiervon wird eine sogenannte Open-Loop-Steuerung
durchgeführt.If in between in step 102 the feedback condition is not met, then the process goes to step 104 continued. In step 104 For example, an air-fuel ratio correction factor FAF is set to 1.0. Setting the factor FAF to 1.0 means that the air-fuel ratio λ is not corrected. As a result, a so-called open-loop control is performed.
Hierauf
wird in Schritt 103 oder 104 der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF festgesetzt, worauf der Vorgang zu Schritt 105 fortschreitet.
In Schritt 105 wird die Kraftstoffeinspritzmenge TAU berechnet
auf der Basis der Grundeinspritzmenge Tp, einem Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF und einem weiteren Korrekturfaktor FALL und zwar gemäß der nachfolgenden
Gleichung (12): TAU
= Tp·FAF·FALL (12) This will be in step 103 or 104 set the air-fuel ratio correction factor FAF, whereupon the process moves to step 105 progresses. In step 105 The fuel injection amount TAU is calculated on the basis of the basic injection amount Tp, an air-fuel ratio correction factor FAF, and another correction factor FALL according to the following equation (12). TAU = Tp · FAF · CASE (12)
Hierauf
wird ein Steuerungssignal entsprechend der vorstehend genannten
Einspritzmenge TAU an die Einspritzvorrichtungen 20 ausgegeben.
Hierdurch wird die Zeit, in welcher das Ventil der Einspritzvorrichtung 20 geöffnet ist
(Kraftstoffeinspritzzeit) gesteuert. Als ein Ergebnis hiervon wird
das Luftkraftstoffverhältnis λ reguliert,
so daß es
das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG annimmt.
Der Vorgang in Schritt 105 stellt ein Einspritzsteuerungsmittel
dar.Then, a control signal corresponding to the above-mentioned injection amount TAU to the injectors 20 output. As a result, the time in which the valve of the injector 20 is open (fuel injection time) controlled. As a result, the air-fuel ratio λ is regulated to become the target air-fuel ratio λTG. The process in step 105 represents an injection control means.
Als
nächstes
wird der Vorgang zur Bestimmung ob entweder der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnis-Sensor 28 oder
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnis-Sensor 29 abnormal
ist oder nicht näher
beschrieben. Bei diesem Abnormalitäts-Bestimmungsvorgang werden
als erstes die Zentralwerte bezüglich
des Luftkraftstoffverhältnisses
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 und bezüglich des Luftkraftstoffverhältnisses
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 welche jeweils durch beide Luft-Kraftstoff-Verhältnissensoren 28 und 29 erfaßt werden,
mittels einer Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert-Bearbeitungsroutine
berechnet, wie sie in der 7 gezeigt
ist. Der Fehler zwischen dem Luftkraftstoffverhältnis- Zentralwert auf der stromaufwärtigen Seite
des Katalysators 27 und dem Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 wird durch eine Sensorabnormalitätsbestimmungsroutine
ausgearbeitet, wie sie in der 8 gezeigt
ist. Es wird bestimmt, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 abnormal
ist oder nicht und zwar auf der Basis, ob der Fehler sich in einem
vorbestimmten Bereich befindet oder nicht. Dieser Vorgang wird nachfolgend
im einzelnen beschrieben.Next, the process of determining whether either the upstream air-fuel ratio sensor 28 or the downstream air-fuel ratio sensor 29 is abnormal or unspecified. In this abnormality determination process, first, the center values of the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst become 27 and the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 27 each by both air-fuel ratio sensors 28 and 29 are calculated by means of an air-fuel ratio central value processing routine as shown in FIG 7 is shown. The error between the air-fuel ratio central value on the upstream side of the catalyst 27 and the air-fuel ratio central value on the downstream side of the catalyst 27 is prepared by a sensor abnormality determination routine as described in U.S.P. 8th is shown. It is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 or the downstream air-fuel ratio sensor 29 is abnormal or not on the Based on whether the error is in a predetermined range or not. This process will be described in detail below.
[Berechnung eines Zentralwerts
des Luftkraftstoffverhältnisses:][Calculation of a central value
of the air-fuel ratio:]
Mit
Bezug auf die 7 wird
der Vorgang bezüglich
einer Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwertberechnungsroutine
zur Berechnung des Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwerts auf der
stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 nachfolgend näher beschrieben. In dieser
Routine wird zuerst in Schritt 111 bestimmt, ob der Motor 11 stetig
betrieben wird oder nicht. Das heißt, es wird bestimmt, ob der
Betriebszustand sowie die Belastung des Motors 11 im wesentlichen
konstant sind. Ein akkurater Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert kann nicht
berechnet werden, wenn der Betrieb des Motors 11 nicht
stetig ist. Aus diesem Grunde wird die Routine beendet, ohne die
weiteren Schritte durchzuführen.
Wenn zwischenzeitlich der Betrieb stetig ist, dann schreitet der
Vorgang zu Schritt 112 fort, wo bestimmt wird, ob der Ausgangswert
RA/F des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissenors 29 sich
in einem vorbestimmten Bereich befindet (KRB < RA/F < KRU: wobei KRB und KRU vorbestimmte
Werte sind). Wenn der Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert nicht akkurat
berechnet werden kann, falls sich der Ausgangswert RA/F außerhalb
des vorbestimmten Bereichs befindet, dann wird die Routine ohne
Ausführung
weiterer Schritte beendet.With reference to the 7 the operation of an air-fuel ratio central value calculating routine for calculating the air-fuel ratio central value on the upstream and downstream sides of the catalyst will be described 27 described in more detail below. In this routine, first in step 111 determines if the engine 11 is operated steadily or not. That is, it is determined whether the operating condition and the load of the engine 11 are substantially constant. An accurate average air-fuel ratio can not be calculated when the engine is running 11 is not steady. For this reason, the routine is terminated without performing the further steps. If, in the meantime, the operation is steady, then the process goes to step 112 where it is determined whether the output RA / F of the downstream air-fuel ratio 29 is in a predetermined range (KRB <RA / F <KRU: where KRB and KRU are predetermined values). If the air-fuel ratio center value can not be accurately calculated, if the output RA / F is outside the predetermined range, then the routine is terminated without performing any further steps.
Wenn
zwischenzeitlich der Ausgangswert RA/F des stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 29 sich
in dem vorbestimmten Bereich befindet, dann schreitet der Vorgang
zu Schritt 113 fort, wo der Durchschnittswert des Werts
RA/F berechnet wird und zwar gemäß der nachfolgenden
Gleichung in Schritt 114, bis in Schritt 113 bestimmt
wird, daß die
erste vorbestimmte Zeit verstrichen ist: Der
Durchschnittswert von RA/F = {RA/F (aktueller Wert) + Durchschnittswert
von RA/F (letzter Wert)}/2 If, in the meantime, the output value RA / F of the downstream air-fuel ratio sensor 29 is in the predetermined range, then the process goes to step 113 where the average value of the RA / F value is calculated according to the following equation in step 114 until in step 113 it is determined that the first predetermined time has elapsed: The average value of RA / F = {RA / F (current value) + average value of RA / F (last value)} / 2
Wenn
hierauf die erste vorbestimmte Zeit verstrichen ist, schreitet der
Vorgang zu Schritt 115 fort. Der Durchschnittswert von
RA/F, welcher in der ersten vorbestimmten Zeit erhalten wurde, wird
als ein Zentralwert von RA/F gesetzt (als ein Luftkraftstoffverhältniszentralwert
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27). Hierauf werden in Schritt 116 eine
obere Grenze R(+) und eine untere Grenze R(–) des Zentralwertes von RA/F
jeweils berechnet und zwar entsprechend der nachfolgenden Gleichungen: Obere Grenze R(+) = RA/F Zentralwert + K1 (K1:
Konstante) Untere Grenze (R(–) = RA/F
Zentralwert – K2
(K2: Konstante) When the first predetermined time has elapsed, the process goes to step 115 continued. The average value of RA / F obtained in the first predetermined time is set as a center value of RA / F (as an air-fuel ratio central value on the downstream side of the catalyst 27 ). This will be in step 116 an upper limit R (+) and a lower limit R (-) of the central value of RA / F are respectively calculated according to the following equations: Upper limit R (+) = RA / F central value + K1 (K1: constant) Lower limit (R (-) = RA / F central value - K2 (K2: constant)
Als
nächstes
wird in den Schritten 117 und 120 der Zentralwert
von FA/F (ein Luftkraftstoffverhältniszentralwert
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27) berechnet auf der Basis des
Ausgangswerts FA/F des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 und
zwar auf die gleiche Weise wie bereits vorstehend beschrieben wurde.
Das heißt,
daß wenn
der Ausgangswert FA/F des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 sich
in einem vorbestimmten Bereich befindet (KFB < FA/F < KFU: KFB und KFU sind vorbestimmte
Werte), dann wird der Durchschnittswert von FA/F erhalten in der
zweiten vorbestimmten Zeit als ein Zentralwert von FA/F festgesetzt
(Schritte 117 bis 119a und 119b). Hierauf
werden in Schritt 120 eine obere Grenze F(+) und eine untere
Grenze F(–)
des Zentralwerts von FA/F jeweils berechnet gemäß der nachfolgenden Gleichungen
wobei dann diese Routine beendet wird: Obere
Grenze F(+) = FA/F Zentralwert + K3 (K3: Konstante) Untere Grenze F(–) = FA/F Zentralwert – K4 (K4:
Konstante) Next, in the steps 117 and 120 the central value of FA / F (an air-fuel ratio center value on the upstream side of the catalyst 27 ) calculated based on the output value FA / F of the upstream air-fuel ratio sensor 28 in the same way as described above. That is, when the output value FA / F of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is in a predetermined range (KFB <FA / F <KFU: KFB and KFU are predetermined values), then the average value of FA / F obtained in the second predetermined time is set as a central value of FA / F (steps 117 to 119a and 119b ). This will be in step 120 an upper limit F (+) and a lower limit F (-) of the central value of FA / F are respectively calculated according to the following equations, and then this routine is ended: Upper limit F (+) = FA / F central value + K3 (K3: constant) Lower limit F (-) = FA / F central value - K4 (K4: constant)
Eine
Sensorabnormalitätsbestimmungsroutine
gemäß der 8 stellt ein Sensorabnormalitätsbestimmungsmittel
dar. In dieser Routine wird in Schritt 121 ein Fehler (=
FA/F Zentralwert – RA/F
Zentralwert) zwischen dem Zentralwert von FA/F (der Luftkraftstoffverhältniszentralwert
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27) und dem Zentralwert von RA/F
(der Luftkraftstoffverhältniszentralwert
an der stromabwärtigen Seite
des Katalysators 27) berechnet. In dem nächsten Schritt 122 wird
ein Absolutwert des Fehlers, berechnet in Schritt 121,
mit einem vorbestimmten Abnormalitätsbestimmungswert k verglichen.
Falls |Fehler| ≤ k
ist, da der Fehler gering ist, wird bestimmt, daß sowohl der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 als
auch der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 normal
sind. Hierauf wird die Routine beendet.A sensor abnormality determination routine according to the 8th represents a sensor abnormality determination means. In this routine, in step 121 an error (= FA / F central value - RA / F central value) between the central value of FA / F (the air-fuel ratio central value on the upstream side of the catalyst 27 ) and the central value of RA / F (the air-fuel ratio center value on the downstream side of the catalyst 27 ). In the next step 122 becomes an absolute value of the error calculated in step 121 , compared with a predetermined abnormality determination value k. If | error | ≤ k, since the error is small, it is determined that both the upstream air-fuel ratio sensor 28 and the downstream air-fuel ratio sensor 29 are normal. Then the routine is ended.
Falls
|Fehler| > k ist,
dann bedeutet dies, daß entweder
der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 sich
verschlechtern oder eine Fehlfunktion aufweisen. Die Ausgabe des
sich verschlechternden Sensors zeigt ein inkorrektes Luftkraftstoffverhältnis an. Daher
schreitet in diesem Fall der Vorgang zu Schritt 123 fort
wonach ein Sensorabnormalitätserfassungsvorgang
durchgeführt
wird.If | error | > k, then this means that either the upstream air-fuel ratio sensor 28 or the downstream air-fuel ratio sensor 29 worsen or malfunction exhibit. The output of the deteriorating sensor indicates an incorrect air-fuel ratio. Therefore, in this case, the process goes to step 123 after which a sensor abnormality detection process is performed.
Die 9 und 10 zeigen eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
für einen
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
zur Bestimmung, ob der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist oder nicht. Mit Bezug auf die Zeitkarten gemäß der 11A bis 11E wird
zuerst ein Verfahren zur Bestimmung der Abnormalität eines
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 näher beschrieben.The 9 and 10 FIG. 15 shows an abnormality determination routine for an upstream air-fuel ratio sensor for determining whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal or not. With reference to the season tickets according to the 11A to 11E First, a method for determining the abnormality of an upstream air-fuel ratio sensor 28 described in more detail.
Wenn,
wie in den Zeitkarten gemäß der 11A bis 11E ein Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plötzlich in Richtung
Magerbereich zum Zeitpunkt t1 variiert wird, dann verändert sich
ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF derart, daß der
Wert FAF klein wird. Wenn eine Einspritzmenge gemäß der Veränderung
des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF verringert wird, dann verändert
sich das Luftkraftstoffverhältnis λ, welches
durch den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt wird,
in Richtung des mageren Bereichs. Wenn desweiteren das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plötzlich verändert wird,
dann werden jeweils Werte KCT1 und KCT2 auf einen ersten Zählwert CT1
und einen zweiten Zählwert
CT2 gesetzt. Der erste Zählwert
CT1 wird als eine Zeit dekrementiert, die nach einer Zeit t1 verstreicht
und der zweite Zählwert
CT2 wird nach einer Zeit t2 dekrementiert, bei welcher die Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktoren
FAF auf einen bestimmten Wert konvergieren. Hierauf wird zum Zeitpunkt
t3, in welchem der Wert des ersten Zählwerts CT1 Null ist, bestimmt,
ob der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist und zwar basierend darauf, ob das Verhältnis der Variation ΔλTG des Ziellftkraftstoffverhältnisses λTG und der
Variation ΔFAF
des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF sich in einem vorbestimmten Bereich befinden.If, as in the season tickets according to the 11A to 11E A target air-fuel ratio λTG is suddenly varied toward the lean region at time t1, then an air-fuel ratio correction factor FAF changes so that the value FAF becomes small. When an injection amount is decreased according to the change of the air-fuel ratio correction factor FAF, the air-fuel ratio λ caused by the upstream air-fuel ratio sensor changes 28 is detected, toward the lean area. Further, if the target air-fuel ratio λTG is suddenly changed, then values KCT1 and KCT2 are respectively set to a first count value CT1 and a second count value CT2. The first count value CT1 is decremented as a time elapsed after a time t1, and the second count value CT2 is decremented after a time t2 at which the air-fuel ratio correction factors FAF converge to a certain value. Then, at time t3 in which the value of the first count CT1 is zero, it is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal, based on whether the ratio of the variation ΔλTG of the target fuel ratio λTG and the variation ΔFAF of the air-fuel ratio correction factor FAF are within a predetermined range.
Das
heißt,
daß wenn
der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 normal
ist, weil sich ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF so
eingestellt hat, daß das
aktuelle Luftkraftstoffverhältnis λ mit dem
Zielluftkraftstoffverhältnis λTG übereinstimmt,
dann ist davon auszugehen, daß ein
geeigneter Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF entsprechend einer Abweichung zwischen dem erfaßten Luftkraftstoffverhältnis λ und dem
Zielluftkraftstoffverhältnis λTG eingestellt
worden ist. Folglich variiert ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF
in Übereinstimmung
mit der Veränderung ΔλTG des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG. Wenn
jedoch ein erfaßtes
Luftkraftstoffverhältnis λ nicht akkurat
ist, weil der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist, dann wird kein geeigneter Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF entsprechend der Veränderung ΔλTG des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG eingestellt.
In diesem Falle kann festgestellt werden, daß der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist.That is, when the upstream air-fuel ratio sensor 28 is normal, because an air-fuel ratio correction factor FAF has been set so that the current air-fuel ratio λ coincides with the target air-fuel ratio λTG, then it is considered that a suitable air-fuel ratio correction factor FAF is set according to a deviation between the detected air-fuel ratio λ and the target air-fuel ratio λTG has been. Thus, an air-fuel ratio correction factor FAF varies in accordance with the variation ΔλTG of the target air-fuel ratio λTG. However, if a detected air-fuel ratio λ is not accurate because of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal, then, no appropriate air-fuel ratio correction factor FAF corresponding to the change ΔλTG of the target air-fuel ratio λTG is set. In this case, it can be determined that the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
Die 12 erläutert Ausführungsbeispiele des Ausgabewerts
(Beschränkungsstrom)
des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnis-Sensors 28,
wenn dieser Sensor 28 abnormmal ist. In 12 ist die Kennlinie bzw. die Eigensschaft
des Sensorausganges, für
den Fall, daß der
Sensor normal ist, gezeigt durch "La",
wobei die Kennlinie bzw. die Eigenschaft des Sensorausgangs für den Fall,
daß der
Sensor 28 abnormal ist, und zwar aufgrund der Abweichung
des Sensorelements 51 oder eines Fehlers des Erhitzers 52,
durch "Lb" und "Lc" gezeigt ist. Falls
das aktuelle Luftkraftstoffverhältnis λ den Wert "16" annimmt, dann erzeugt
der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 den
Grenzstrom Ipa, falls der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 normal
ist, wobei dieser gleich dem aktuellen Luftkraftstoffverhältnis (A/F
= 16) ist. Unterdessen sind die Grenzströme Ipb und Ipc, welche erzeugt
werden, wenn der Sensor 28 abnormal ist, ungleich dem Grenzstrom
Ipa, der erzeugt wird, wenn der Sensor 28. normal ist.
Als ein Ergebnis hiervon kann das aktuelle Luftkraftstoffverhältnis nicht
erfaßt
werden. Da in solch einem Zustand kein geeigneter Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF
entsprechend der Änderung ΔλTG eingestellt
wird, wird bestimmt, daß der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnis-Sensor 28 abnormal
ist.The 12 FIG. 10 illustrates embodiments of the output value (restriction current) of the upstream air-fuel ratio sensor. FIG 28 if this sensor 28 is abnormal. In 12 is the characteristic of the sensor output in the case where the sensor is normal, indicated by "La", and the characteristic or the characteristic of the sensor output in the event that the sensor 28 is abnormal due to the deviation of the sensor element 51 or a fault of the heater 52 , shown by "Lb" and "Lc". If the actual air-fuel ratio λ becomes "16", then the air-fuel ratio sensor generates 28 the limiting current Ipa if the air-fuel ratio sensor 28 is normal, which is equal to the current air-fuel ratio (A / F = 16). Meanwhile, the threshold currents Ipb and Ipc are generated when the sensor 28 is abnormal, unlike the limit current Ipa generated when the sensor 28 , is normal. As a result, the actual air-fuel ratio can not be detected. Since no appropriate air-fuel ratio correction factor FAF corresponding to the change ΔλTG is set in such a state, it is determined that the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
Eine
Abnormalitätsbestimmungsroutine
für einen
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
gemäß der 9 und 10 wird ausgeführt synchron zu einem Kraftstoffeinspritzbetrieb
der Einspritzvorrichtungen 20. In dieser Routine wird zuerst
in Schritt 201 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem
aktuellen Zielluftkraftstoffverhältnis λTG und dem
letzten Zielluftkraftstoffverhältnis λTG(i–1) gleich
oder größer ist
als ein vorbestimmter Bestimmungswert KλTG, das heißt, ob das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plötzlich verändert wird. Falls
|λTG – λTG(i–1)| < K λTG, dann
wird bestimmt, daß das
Zielluftkraftstoffverhältnis λTG nicht
plötzlich
verändert
wird. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu Schritt 205 fort,
wobei bestimmt wird, ob der Wert des ersten Zählwerts CT1 den Wert Null erreicht
hat oder nicht. Falls das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG unverändert auf dem Wert bleibt,
wie vor der Zeit t1, wie in der 11A dargestellt
wird, dann wird der Wert des ersten Zählwerts CT1 auf Null gehalten
(ein ursprünglicher
Wert), wobei diese Routine ohne Fortschreiten auf weitere Schritte
beendet wird.An abnormality determination routine for an upstream air-fuel ratio sensor according to the 9 and 10 is executed in synchronization with a fuel injection operation of the injectors 20 , In this routine, first in step 201 determines whether the difference between the current target air-fuel ratio λTG and the final target air-fuel ratio λTG (i-1) is equal to or greater than a predetermined determination value KλTG, that is, whether the target air-fuel ratio λTG is suddenly changed. If | λTG - λTG (i-1) | <K λTG, it is determined that the target air-fuel ratio λTG is not changed suddenly. In this case, the process goes to step 205 It is determined whether or not the value of the first count value CT1 has reached zero. If the target air-fuel ratio λTG remains unchanged at the value as before time t1 as in FIG 11A is displayed, the value of the first count value CT1 is kept at zero (an initial value), and this routine is ended without advancing to further steps.
Wenn
hierauf |λTG – λTG(i–1)| ≥ KλTG (zum Zeitpunkt
t1 gemäß der 11A), dann wird bestimmt, daß das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plötzlich sich
verändert.
Der Vorgang schreitet dann zu Schritt 202, wobei ein vorbestimmter
Wert KCT1 auf den ersten Zählwert
CT1 gesetzt wird. Der Wert KCT1 ist ein Wert, welcher beispielsweise
gleich 15maligen Kraftstoffeinspritzungen entspricht. In Schritt 203 wird
das letzte Zielluftkraftstoffverhältnis λTG(i–1) von dem aktuellen Zielluftkraftstoffverhältnis λTG subtrahiert,
um die Veränderung ΔλTG des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG (ΔλTG = λTG – λTG(i–1)) zu
berechnen. Hierauf wird in Schritt 204 ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF zu diesem Zeitpunkt in dem RAM 34 als ein Korrekturfaktor FAFBF
vor der Abweichung gespeichert.If | λTG - λTG (i-1) | ≥ KλTG (at time t1 according to 11A ), then it is determined that the target air-fuel ratio λTG suddenly changes. The process then proceeds to step 202 wherein a predetermined value KCT1 is set to the first count CT1. The value KCT1 is a value equal to, for example, fifteen times fuel injection. In step 203 is the last target air-fuel ratio λTG (i-1) subtracted from the current target air-fuel ratio λTG to calculate the change ΔλTG of the target air-fuel ratio λTG (ΔλTG = λTG - λTG (i-1)). This will be in step 204 an air-fuel ratio correction factor FAF at this time in the RAM 34 stored as a correction factor FAFBF before the deviation.
Hierauf
schreitet der Vorgang zu Schritt 211 fort, wobei der erste
Zählwert
CT1 um eins dekrementiert wird. In dem nächsten Schritt 212 wird
bestimmt, ob der Wert des ersten Zählwerts CT1 Null ist oder nicht.
Bis der Wert des ersten Zählwerts
CT1 als Null bestimmt wird und zwar in Schritt 212, wird
der Zählwert
CT1 fortlaufend um eins in Schritt 211 dekrementiert.The process then goes to step 211 The first count value CT1 is decremented by one. In the next step 212 It is determined whether or not the value of the first count CT1 is zero. Until the value of the first count CT1 is determined to be zero, in step 212 , the count value CT1 continuously becomes one in step 211 decremented.
Nachdem
das Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plötzlich variiert
wird (und zwar nach der Zeit t1 gemäß der 11A), dann wird eine negative Bestimmung
in Schritt 201 durchgeführt.
Wenn in Schritt 205 CT1 > 0, dann
schreitet der Vorgang zu Schritt 206 fort. In Schritt 206 wird
die Differenz zwischen dem aktuellen Zielluftkraftstoffverhältnis λTG und dem
letzten Zielluftkraftstoffverhältnis λTG(i–1) zu dem
Wert ΔλTG addiert,
um den Wert ΔλTG zu erneuern.
Hierauf wird in Schritt 207 bestimmt, ob der Absolutwert
der Differenz zwischen dem gegenwärtigen Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF und dem letzten Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF(i–1) gleich
oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert KFAF. Das heißt, es wird
bestimmt, ob der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF einen bestimmten
Wert annähert.After the target air-fuel ratio λTG is suddenly varied (after time t1 in FIG 11A ), then a negative determination in step 201 carried out. When in step 205 CT1> 0, then the process goes to step 206 continued. In step 206 the difference between the actual target air-fuel ratio λTG and the final target air-fuel ratio λTG (i-1) is added to the value ΔλTG to renew the value ΔλTG. This will be in step 207 determines whether the absolute value of the difference between the current air-fuel ratio correction factor FAF and the last air-fuel ratio correction factor FAF (i-1) is equal to or smaller than a predetermined value KFAF. That is, it is determined whether the air-fuel ratio correction factor FAF is approaching a certain value.
Falls
|FAF – FAF(i–1)| > KFAF, das heißt, bevor
der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF konvergiert (vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 gemäß der 11B), dann wird in Schritt 207 "NEIN" ausgewählt, worauf
der Vorgang auf Schritt 208 fortschreitet. In Schritt 208 wird
ein vorbestimmter Wert KCT2 auf den zweiten Zählwert CT2 gesetzt. Der Wert
KCT2 ist ein Wert equivalent beispielsweise zu 15maligren Kraftstoffeinspritzungen.If | FAF - FAF (i-1) | > KFAF, that is, before the air-fuel ratio correction factor FAF converges (from the time t1 to the time t2 according to FIG 11B ), then in step 207 "NO" is selected, after which the process on step 208 progresses. In step 208 a predetermined value KCT2 is set to the second count CT2. The value KCT2 is a value equivalent to, for example, 15 times fuel injection.
Wenn
unterdessen |FAF – FAF(i–1)| ≤ KFAF, das
heißt,
nachdem der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF auf einen vorbestimmten Wert angenähert ist (nach dem Zeitpunkt t2
gemäß der 11B), dann wird in Schritt 207 "JA" ausgewählt, worauf
der Vorgang auf Schritt 209 fortschreitet. In Schritt 209 wird
der zweite Zählwert
CT2 um eins dekrementiert. In Schritt 210 wird bestimmt,
ob der Wert des zweiten Zählwerts CT2
Null ist oder nicht. Falls der Wert des zweiten Zählwerts
CT2 nicht Null ist, dann schreitet der Vorgang zu dem vorstehend
erwähnten
Schritt 211 fort. Hierauf wird der zweite Zählwert CT2,
bis der Wert CT2 als Null bestimmt wird, fortlaufend in Schritt 209 um
eins dekrementiert.Meanwhile, if | FAF - FAF (i-1) | ≦ KFAF, that is, after the air-fuel ratio correction factor FAF approaches a predetermined value (after time t2 in FIG 11B ), then in step 207 "YES" is selected, after which the process on step 209 progresses. In step 209 the second count value CT2 is decremented by one. In step 210 It is determined whether the value of the second count CT2 is zero or not. If the value of the second count value CT2 is not zero, the process proceeds to the above-mentioned step 211 continued. Thereafter, the second count value CT2 until the value CT2 is determined to be zero, is continued in step 209 decremented by one.
Wenn
hierauf der Wert sowohl des Zählwerts
CT1 als auch des Zählwerts
CT2 Null ist (zum Zeitpunkt t3 gemäß der 11D), dann schreitet der Vorgang zu Schritt 213 in 10 fort. In Schritt 213 wird
der Korrekturfaktor FAFBF bevor die Veränderung in dem RAM 34 gespeichert
wird, von dem aktuellen Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF subtrahiert,
um die Abweichung ΔFAF
des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF zu erhalten (ΔFAF
= FAF – FAFBF).
In dem nachfolgenden Schritt 214 werden die Werte sowohl
der Zähler
CT1 als auch CT2 auf Null gesetzt.Then, when the value of both the count value CT1 and the count value CT2 is zero (at the time t3 according to FIG 11D ), then the process goes to step 213 in 10 continued. In step 213 the correction factor FAFBF before the change in the RAM 34 is subtracted from the current air-fuel ratio correction factor FAF to obtain the deviation ΔFAF of the air-fuel ratio correction factor FAF (ΔFAF = FAF-FAFBF). In the following step 214 The values of both counters CT1 and CT2 are set to zero.
Hierauf
wird in Schritt 215 bestimmt, ob das Verhältnis des
Absolutwerts von ΔFAF
und jenes des Werts ΔλTG sich in
einem vorbestimmten Bereich befindet (von KCGL bis zu KCGH, wobei
beispielsweise KCGL = 0.9, und KCGH = 1.1). Falls ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF entsprechend der Änderung
des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG variiert,
wird in Schritt 215 "JA" ausgewählt. Das
heißt,
daß wenn der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnis-Sensor 28 ein
normales Ausgabesignal entsprechend der Veränderung des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG erzeugt,
dann wird ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF
gemäß dem Ergebnis
des normalen Ausgabesignales auf normale Weise verändert. Als
ein Ergebnis hiervon ist das Verhältnis des Absolutwerts von ΔFAF und jenes
des Werts ΔλTG nahezu
eins. In diesem Fall wird der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 als
normal eingestuft, wobei in Schritt 216 ein Stromauf-Abnormalitäts-Bestimmungsflag XERAF
auf Null gesetzt wird und diese Routine beendet wird.This will be in step 215 determines whether the ratio of the absolute value of ΔFAF and that of the value ΔλTG is in a predetermined range (from KCGL to KCGH, for example, KCGL = 0.9, and KCGH = 1.1). If an air-fuel ratio correction factor FAF varies according to the change of the target air-fuel ratio λTG, in step 215 "YES" selected. That is, when the upstream air-fuel ratio sensor 28 generates a normal output signal corresponding to the change of the target air-fuel ratio λTG, then an air-fuel ratio correction factor FAF is changed in a normal manner according to the result of the normal output signal. As a result, the ratio of the absolute value of ΔFAF and that of the value ΔλTG is nearly one. In this case, the upstream air-fuel ratio sensor becomes 28 classified as normal, taking in step 216 an upstream abnormality determination flag XERAF is set to zero and this routine is ended.
Wenn
unterdessen der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF excessiv variiert
oder nur schwer variiert wird und zwar entsprechend der Veränderung
des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG, dann
weicht das Verhältnis
des Absolutwerts von ΔFAF
und jenes des Werts ΔλTG erheblich
von dem Wert eins ab. Aus diesem Grunde wird in Schritt 215 "NEIN" ausgewählt. In
diesem Fall wird der stromaufwärtige
Kraftstoffverhältnissensor 28 als
abnormal eingestuft, wobei der Vorgang auf Schritt 217 fortschreitet,
wobei bestimmt wird, ob das Stromauf-Abnormalitäts-Bestimmungsflag XERAF bereits auf dem
Wert "1" gesetzt worden ist
oder nicht. Falls XERAF = 0, dann wird in Schritt 218 "1" für
den Flag XERAF gesetzt wobei anschließend die Routine beendet wird.
Falls in dem nächsten
Vorgang dieser Routine erneut bestimmt wird, daß der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnis-Sensor 28 abnormal
ist, dann wird ein vorbestimmter Abnormalitätsvorgang in Schritt 219 ausgeführt (beispielsweise
wird eine Alarmlampe 37 erleuchtet oder eine Rückkopplungssteuerung
basierend auf dem erfaßten
Luftkraftstoffverhältnis
wird gesperrt).Meanwhile, when the air-fuel ratio correction factor FAF excessively varies or is hardly varied according to the change in the target air-fuel ratio λTG, the ratio of the absolute value of ΔFAF and that of the value ΔλTG deviates significantly from the value of one. For this reason, in step 215 "NO" selected. In this case, the upstream fuel ratio sensor becomes 28 classified as abnormal, the process being step by step 217 which determines whether the Upstream abnormality determination flag XERAF has already been set to the value "1" or not. If XERAF = 0, then in step 218 Set "1" for the XERAF flag, then terminate the routine. In the next process of this routine, if it is determined again that the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal, then a predetermined abnormality process in step 219 executed (for example, an alarm lamp 37 lit or feedback control based on the detected air-fuel ratio is disabled).
Die 13 zeigt eine Sensorabnormalitätsauswahlroutine
für das
Auswählen
welcher der stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 abnormal
ist. In dieser Routine wird zuerst in Schritt 221 bestimmt,
ob der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist oder nicht. Diese Bestimmung wird durchgeführt basierend auf dem Ergebnis
der Abnormalitätsbestimmung,
welche durch die Abnormalitätsbestimmungsroutine
für den
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor
durchgeführt
wird, wie sie in den 9 und 10 dargestellt ist. Das heißt, daß wenn der
Stromauf-Abnormalitäts-Bestimmungsflag
XERAF auf den Wert "1" gesetzt ist, dann
wird in Schritt 222 bestimmt, daß der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist.The 13 FIG. 15 shows a sensor abnormality selection routine for selecting which of the upstream and downstream air-fuel ratio sensors 28 and 29 is abnormal. In this routine, first in step 221 determines whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal or not. This determination is made based on the result of the abnormality determination performed by the abnormality determination routine for the upstream air-fuel ratio sensor as shown in FIGS 9 and 10 is shown. That is, if the upstream abnormality determination flag XERAF is set to the value "1", then in step 222 determines that the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
Wenn
unterdessen XERAF = 0, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 223 fort,
wobei bestimmt wird, ob entweder der stromaufwärtige oder der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder 29 abnormal ist.
Diese Bestimmung wird durchgeführt
basierend auf dem Ergebnis der Abnormalitätsbestimmung, welche durch
die Sensorabnormalitätsbestimmungsroutine
gemäß der 8 durchgeführt wird.
Wenn beide Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 als
abnormal eingestuft werden, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 224 fort,
wobei der Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als
abnormal bestimmt wird. Das heißt,
daß wenn
in Schritt 221 "NEIN" ausgewählt wird,
(was bedeutet, daß der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 als
nicht abnormal bestimmt wird) und in Schritt 223 beide
Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 als
abnormal bestimmt werden, kann hieraus geschlossen werden, daß der abnormale
Luftkraftstoffverhältnissensor
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 ist.
Falls in Schritt 223 "NEIN" ausgewählt wird,
falls keiner der Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 abnormal
sind, dann wird diese Routine ohne Durchführung weiterer Prozeßschritte
beendet.Meanwhile, if XERAF = 0, the process goes to step 223 determining whether it is either the upstream or the downstream air-fuel ratio sensor 28 or 29 is abnormal. This determination is made based on the result of the abnormality determination performed by the sensor abnormality determination routine according to FIG 8th is carried out. If both air fuel ratio sensors 28 and 29 are considered abnormal, then the process goes to step 224 wherein the air-fuel ratio sensor 29 is determined to be abnormal. That is, if in step 221 "NO" is selected (meaning that the upstream air-fuel ratio sensor 28 is determined to be non-abnormal) and in step 223 both air fuel ratio sensors 28 and 29 It can be concluded from this that the abnormal air-fuel ratio sensor is the downstream air-fuel ratio sensor 29 is. If in step 223 "NO" is selected if none of the air-fuel ratio sensors 28 and 29 are abnormal, then this routine is terminated without performing any further process steps.
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird bestimmt, ob der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 abnormal
ist basierend darauf, ob ein Fehler zwischen den Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwerten
erfaßt
durch beide Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 sich
in einem vorbestimmten Bereich befindet. Der Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert auf der
stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 sowie der Luftkraftstoffverhältnis-Zentralwert
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 werden als im wesentlichen gleich
angenommen, falls der stromaufwärtige
und stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 und 29 normal
sind. Basierend auf dem Fehler zwischen den Zentralwerten, welche
durch beide Sensoren 28 und 29 erfaßt werden,
kann folglich nicht nur die Fehlfunktion eines Schaltkreises wie
beispielsweise ein Fehlanschluß oder
ein Kurzschluß sondern
auch eine Abnormalität
infolge einer Beschädigung
eines Sensors erfaßt
werden. Hierdurch kann nicht nur Beeinträchtigung des Katalysators 27 präzise erfaßt werden,
sondern es kann auch eine Luftkraftstoffverhältnissteuerung adequat durchgeführt werden
unter Verwendung der Luftkraftstoffverhältnisse, welche durch die Luftkraftstoffverhältnissensoren 28 und 29 erfaßbar sind.In this embodiment, it is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 or the downstream air-fuel ratio sensor 29 is abnormal based on whether an error between the air-fuel ratio center values is detected by both air-fuel ratio sensors 28 and 29 is in a predetermined range. The air-fuel ratio central value on the upstream side of the catalyst 27 and the air-fuel ratio central value on the downstream side of the catalyst 27 are assumed to be substantially equal if the upstream and downstream air-fuel ratio sensors 28 and 29 are normal. Based on the error between the central values, which are caused by both sensors 28 and 29 Consequently, not only the malfunction of a circuit such as a mismatch or a short circuit but also an abnormality due to a damage of a sensor can be detected. This can not only affect the catalyst 27 can be accurately detected, but also an air-fuel ratio control can be adequately performed using the air-fuel ratios provided by the air-fuel ratio sensors 28 and 29 are detectable.
Basierend
auf dem Fehler zwischen den Zentralwerten, welche durch beide Sensoren 28 und 29 erfaßbar sind,
kann jedoch nicht bestimmt werden, welcher der beiden nämlich des
stromaufwärtigen
Kraftstoffverhältnissensors 28 und
des stromabwärtigen
Kraftstoffverhältnissensors 29 eine
Fehlfunktion hat.Based on the error between the central values, which are caused by both sensors 28 and 29 can not be determined, however, which of the two namely the upstream Kraftstoffverhältnissensors 28 and the downstream fuel ratio sensor 29 has a malfunction.
Aus
diesem Grunde wird in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt, ob
der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist und zwar basierend auf dem Ergebnis eines Vergleichs der Änderung ΔλTG des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG und der
Abweichung ΔFAF
des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktors
FAF, falls das Zielluftkraftstoffverhältnis sich plötzlich verändert. Als
ein Ergebnis hiervon kann die Abnormalität des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 präzise bestimmt
werden. Darüberhinaus
kann der Sensor, welcher eine Fehlfunktion aufweist, durch die Sensorabnormalitätsauswahlroutine
spezifiziert werden, wie sie in der 13 gezeigt
ist.For this reason, in the first embodiment, it is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal based on the result of a comparison of the change ΔλTG of the target air-fuel ratio λTG and the deviation ΔFAF of the air-fuel ratio correction factor FAF, if the target air-fuel ratio suddenly changes. As a result, the abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor may 28 be determined precisely. Moreover, the sensor having a malfunction may be specified by the sensor abnormality selecting routine as shown in FIG 13 is shown.
[Berechnung der Einströmung einer
Abgaskomponente][Calculation of the inflow of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 14 wird
als nächstes
eine Berechnungsroutine bezüglich
einer Abgaskomponenteneinströmung
zur Berechnung der Einströmmenge
einer Abgaskomponente beschrieben, welche in den Katalysator 27 einströmt. Diese
Routine wird bei jeder Verbrennung in jedem Zylinder des Motors 11 aktiviert. In
dieser Routine wird zuerst in den Schritten 321 und 322 der
Ausgabewert FA/F des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 mit
dem oberen Grenzwert F(+) und dem unteren Grenzwert F(–) des Zentralwerts
FA/F verglichen. Falls F(–) ≤ FA/F ≤ F(+), das
heißt,
wenn FA/F als der Zentralwert von FA/F betrachtet werden kann, dann
wird diese Routine beendet, ohne daß weitere Schritte ausgeführt werden.With reference to the 14 Next, an exhaust-gas-component-inflow calculation routine for calculating the inflow amount of an exhaust gas component introduced into the catalyst will be described 27 flows. This routine is used on every combustion in every cylinder of the engine 11 activated. In this routine, first in the steps 321 and 322 the output value FA / F of the upstream air-fuel ratio sensor 28 with the upper limit F (+) and the lower limit F (-) of the central value FA / F. If F (-) ≦ FA / F ≦ F (+), that is, if FA / F can be regarded as the central value of FA / F, then this routine is terminated without further steps being performed.
Wenn
unterdessen FA/F > F(+),
das heißt,
wenn das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen Seite
des Katalysators 27 auf die Seite einer Magerkomponente
von dem Zentralwert FA/F abgewichen ist, dann schreitet der Vorgang
zu Schritt 323 fort. In Schritt 323 wird eine
Abweichung ΔA/F
= FA/F – F(+)
zwischen FA/F und dem oberen Grenzwert F(+) des Zentralwerts berechnet.
In dem nächsten
Schritt 324 wird ein Bereich auf der Seite einer Magerkomponente ΣΔA/F berechnet
durch Integration der Abweichung ΔA/F.
(siehe 15). Hierauf
wird in Schritt 325 ein Durchschnittswert Gav der Menge
an Abgas, welche in den Katalysator 27 einströmt, während der
Berechnung des Bereichs auf der Seite der Magerkomponente ΣΔA/F berechnet
und zwar basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11.
In dem nachfolgenden Schritt 326 wird die Summe FL einer
Magerkomponentenmenge in dem Abgas, welches in den Katalysator 27 einströmt entsprechend
der nachfolgenden Gleichung berechnet: FL = ΣΔA/F·Gav·k (k:
Koeffizient) Meanwhile, when FA / F> F (+), that is, when the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst 27 has deviated to the side of a lean component from the central value FA / F, then the process goes to step 323 continued. In step 323 For example, a deviation ΔA / F = FA / F-F (+) between FA / F and the upper limit value F (+) of the central value is calculated. In the next step 324 For example, an area on the side of a lean component ΣΔA / F is calculated by integrating the deviation ΔA / F. (please refer 15 ). This will be in step 325 an average value Gav of the amount of exhaust gas which enters the catalyst 27 During the calculation of the lean component side range, ΣΔA / F is calculated based on the operating state of the engine 11 , In the following step 326 becomes the sum FL of a lean component amount in the exhaust gas which enters the catalyst 27 inflow calculated according to the following equation: FL = ΣΔA / F · Gav · k (k: coefficient)
Wenn
unterdessen FA/F < F(–), das
heißt,
wenn das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen Seite
des Katalysators 27 auf die Seite einer fetten Komponente
von dem Zentralwert FA/F abweicht, dann schreitet der Vorgang zu
Schritt 327 fort. In Schritt 327 wird eine Abweichung ΔA/F (= FA/F – F(–)) zwischem dem
Wert FA/F und dem unteren Grenzwert F(–) des Zentralwerts berechnet.
In dem nachfolgenden Schritt 328 wird ein Bereich auf der
Seite einer fetten Komponente ΣΔA/F berechnet
durch Integrieren der Abweichung ΔA/F
(siehe 15). Hierauf
wird in Schritt 329 ein Durchschnittswert Gav der Menge
an Abgas, welches in den Katalysator 27 strömt während der
Berechnung des Bereichs auf Seiten einer fetten Komponente ΣΔA/F berechnet
und zwar basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11.
In dem nächsten
Schritt 330 wird die Summe FR einer Fettkomponentenmenge
in dem Abgas, welches in den Katalysator 27 strömt, berechnet
und zwar gemäß der nachfolgenden
Gleichung. FR = ΣΔA/F·Gav·k (k: Koeffizient) Meanwhile, if FA / F <F (-), that is, if the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst 27 to the side of a rich component from the central value FA / F, the process goes to step 327 continued. In step 327 a deviation ΔA / F (= FA / F-F (-)) between the value FA / F and the lower limit value F (-) of the central value is calculated. In the following step 328 For example, an area on the side of a rich component ΣΔA / F is calculated by integrating the deviation ΔA / F (see FIG 15 ). This will be in step 329 an average value Gav of the amount of exhaust gas which enters the catalyst 27 flows during calculation of the rich component range ΣΔA / F calculated based on the operating condition of the engine 11 , In the next step 330 is the sum FR of a fat component amount in the exhaust gas which is in the catalyst 27 flows, calculated according to the following equation. FR = ΣΔA / F · Gav · k (k: coefficient)
Die 15A bis 15E zeigen die Beziehung zwischen ΣΔA/F, Gav:k,
FL und FR, welche durch die Einströmberechnungsroutine für die Abgaskomponenten
erhalten wird.The 15A to 15E show the relationship between ΣΔA / F, Gav: k, FL and FR, which is obtained by the exhaust gas component inflow calculation routine.
[Berechnung der Ausströmmenge einer
Abgaskomponente][Calculation of the outflow quantity of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 16 wird
eine Berechnungsroutine für
eine Abgaskomponentenausströmung
zur Berechnung der Ausströmmenge
einer Abgaskomponente im nachfolgenden beschrieben, welche aus dem Katalysator 27 ausströmt. Diese
Routine wird bei jeder Verbrennung in jedem Zylinder aktiviert.
In dieser Routine wird zuerst in den Schritten 331 und 332 der
Ausgabewert RA/F des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 29 verglichen
mit dem oberen Grenzwert F(+) und dem unteren Grenzwert F(–) des Zentralwerts von
RA/F. Falls R(–) ≤ RA/F ≤ R(+), das
heißt,
wenn RA/F als der Zentralwert von RA/F betrachtet werden kann, dann
wird diese Routine beendet, ohne daß weitere Schritte ausgeführt werden.With reference to the 16 For example, an exhaust gas component outflow calculating routine for calculating the exhaust amount of an exhaust gas component will be described below, which is the catalyst 27 flows. This routine is activated at every combustion in each cylinder. In this routine, first in the steps 331 and 332 the output value RA / F of the downstream air-fuel ratio sensor 29 compared with the upper limit F (+) and the lower limit F (-) of the central value of RA / F. If R (-) ≦ RA / F ≦ R (+), that is, if RA / F can be regarded as the central value of RA / F, then this routine is terminated without further steps being performed.
Falls
RA/F > R(+), das heißt, wenn
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 auf die Seite einer Magerkomponente
von dem Zentralwert von RA/F abweicht, dann schreitet der Vorgang
auf Schritt 333 fort. In Schritt 333 wird eine
Abweichung ΔA/F
(= RA/F – R(+))
zwischen RA/F und dem oberen Grenzwert R(+) des Zentralwerts berechnet.
Im darauffolgenden Schritt 334 wird ein Bereich auf der
Seite einer Magerkomponente ΣΔA/F berechnet
durch Integration der Abweichung ΔA/F.
Hierauf wird in Schritt 335 ein Durchschnittswert Gav der
Menge an aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgas während der
Berechnung des Bereichs auf der Seite einer Magerkomponente ΣΔA/F berechnet
und zwar basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11.
In dem darauffolgenden Schritt 336 wird die Summe RL der
Magerkomponentenquantität
des aus dem Katalysators 27 ausströmenden Abgases berechnet und
zwar entsprechend der nachfolgenden Gleichung: RL
= ΣΔA/F·Gav·k (k:
Koeffizient) If RA / F> R (+), that is, if the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 27 on the side of a lean component deviates from the central value of RA / F, then the process goes to step 333 continued. In step 333 a deviation ΔA / F (= RA / F - R (+)) between RA / F and the upper limit R (+) of the central value is calculated. In the following step 334 For example, an area on the side of a lean component ΣΔA / F is calculated by integrating the deviation ΔA / F. This will be in step 335 an average value Gav of the amount of from the catalyst 27 calculated exhaust gas during the calculation of the area on the side of a lean component ΣΔA / F calculated based on the operating condition of the engine 11 , In the following step 336 becomes the sum RL of the lean component quantity of the catalyst 27 outgoing exhaust gas calculated according to the following equation: RL = ΣΔA / F · Gav · k (k: coefficient)
Falls
RA/F < R(–), das
heißt,
wenn das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 auf die Seite einer Fettkomponente
von dem Zentralwert RA/F abweicht, dann schreitet der Vorgang zu
Schritt 337 fort. In Schritt 337 wird eine Abweichung ΔA/F (= RA/F – R(–)) zwischen
RA/F und dem unteren Grenzwert R(–) des Zentralwerts berechnet.
In dem nächsten
Schritt 338 wird ein Bereich auf Seiten einer Fettkomponente ΣΔA/F berechnet
durch Integration der Abweichung ΔA/F.
Hierauf wird in Schritt 339 der Durchschnittswert Gav der
Menge an aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases während der
Berechnung des Bereichs auf Seiten einer Fettkomponente ΣΔA/F berechnet
und zwar basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11.
In dem nächsten
Schritt 340 wird die Summe RR einer Fettkomponentenmenge
in dem aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgas berechnet und
zwar gemäß der nachfolgenden
Gleichung: RR = ΣΔA/F·Gav·k (k: Koeffizient) If RA / F <R (-), that is, if the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst 27 to the side of a fat component deviates from the central value RA / F, the process goes to step 337 continued. In step 337 is a deviation ΔA / F (= RA / F - R (-)) between RA / F and the lower limit R (-) of the central value. In the next step 338 For example, an area on the side of a fat component ΣΔA / F is calculated by integrating the deviation ΔA / F. This will be in step 339 the average Gav of the amount of from the catalyst 27 outflowing exhaust gas during the calculation of the range on the part of a fat component ΣΔA / F calculated based on the operating state of the engine 11 , In the next step 340 becomes the sum RR of a fat component amount in the catalyst 27 calculated outgoing exhaust gas according to the following equation: RR = ΣΔA / F · Gav · k (k: coefficient)
[Berechnung der Menge
an absorbierten Magerbestandteilen][Calculation of the quantity
on absorbed lean components]
Mit
Bezug auf die 17 wird
nachfolgend eine Berechnungsroutine bezüglich einer absorbierten Magerkomponentenmenge
zur Berechnung der Menge einer Magerkomponente eines Abgases beschrieben, welches
in dem Katalysator 27 absorbiert worden ist. In dieser
Routine wird in einem ersten Schritt 341 die Summe RL der
Magerkomponentenquantität
des aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases von der Summe
FL der Magerkomponentenquantität
des in den Katalysator 27 einströmenden Abgases subtrahiert, um
die Quantität
CATAL einer durch den Katalysator 27 absorbierten Magerkomponente
zu erhalten. In dem nächsten
Schritt 342 wird die Summe RL der aus dem Katalysator 27 ausströmenden Menge
der Magerkomponente mit einem vorbestimmten Wert KL verglichen.
Falls RL > KL, dann
schreitet der Vorgang zu Schritt 343 fort, wobei die Menge
CATAL einer durch den Katalysator 27 absorbierten Magerkomponente
als eine maximale Quantität
(die gesättigte
Quantität)
OSImax gesetzt wird, welche vor dem Katalysator maximal absorbiert
werden kann. Falls RL ≤ KL,
dann schreitet der Vorgang zu einem Schritt 344 fort, wobei
die Quantität CATAL
als eine gegenwärtige
Quantität
OSI gesetzt wird.With reference to the 17 In the following, a lean-component-absorbed-amount calculating routine for calculating the amount of a lean component of an exhaust gas stored in the catalyst will be described below 27 has been absorbed. In this routine is in a first step 341 the sum RL of the lean component quantity of the catalyst 27 effluent exhaust gas from the sum FL of the lean component quantity of the catalyst 27 inflowing exhaust gas subtracts the quantity of CATAL one through the catalyst 27 to obtain absorbed lean component. In the next step 342 is the sum RL of the catalyst 27 outflowing amount of the lean component compared with a predetermined value KL. If RL> KL, then the process goes to step 343 with the amount of CATAL one through the catalyst 27 absorbed lean component is set as a maximum quantity (the saturated quantity) OSImax which can be maximally absorbed before the catalyst. If RL ≤ KL, the process goes to a step 344 where the quantity CATAL is set as a current quantity OSI.
[Berechnung der Quantität an absorbiertem
Fettbestandteil][Calculation of the quantity of absorbed
Fat ingredient]
Mit
Bezug auf die 18 wird
eine Berechnungsroutine bezüglich
einer absorbierten Fettkomponentenquantität zur Berechnung der Menge
an einer Abgasfettkomponente beschrieben, welche durch den Katalysator 27 absorbiert worden
ist. In dieser Routine wird zuerst in Schritt 351 die Summe
RR der Fettkomponentenquantität
in dem aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgas von der Summe
FR der Fettkomponentenquantität
in dem in den Katalysator 27 einströmenden Abgas subtrahiert, um
die Menge CATAR einer durch den Katalysator 27 absorbierten
Fettkomponente zu erhalten. In dem nächsten Schritt 352 wird
der Absolutwert der Summe RR der aus dem Katalysator 27 ausströmenden Fettkomponentenmenge
mit einem vorbestimmten Wert KR verglichen. Der Grund, weshalb der
Absolutwert der Summe RR der Fettkomponentenmenge verwendet wird,
besteht darin, daß der
Wert der Summe RR der Fettkomponentenmenge negativ ist. Falls |RR| > KR, dann schreitet
der Vorgang zu Schritt 353 fort, wobei die Menge CATAR
einer durch den Katalysator 27 absorbierten Fettkomponente
als eine maximale Menge (die gesättigte
Menge) OSImin gesetzt wird, welche durch den Katalysator 27 maximal
absorbiert werden kann. Falls |RR| ≤ KR, dann schreitet der Vorgang zu
Schritt 354 fort, wobei die Menge CATAR als eine gegenwärtige Menge
OSI festgesetzt wird.With reference to the 18 For example, an absorbed fat component quantity calculating routine for calculating the amount of an exhaust gas rich component passing through the catalyst is described 27 has been absorbed. In this routine, first in step 351 the sum RR of fat component quantity in the catalyst 27 effluent exhaust gas from the sum FR of the fat component quantity in the catalyst 27 inflowing exhaust gas is subtracted to the amount of CATAR one through the catalyst 27 to receive absorbed fat component. In the next step 352 is the absolute value of the sum RR of the catalyst 27 outflowing fat component amount compared with a predetermined value KR. The reason why the absolute value of the sum RR of the fat component amount is used is that the value of the sum RR of the fat component amount is negative. If | RR | > KR, then the process moves to step 353 with the amount of CATAR one through the catalyst 27 absorbed fat component is set as a maximum amount (the saturated amount) OSImin, which by the catalyst 27 can be absorbed as much as possible. If | RR | ≤ KR, then the process goes to step 354 with the amount of CATAR set as a current amount of OSI.
[Erfassung der Verschlechterung
eines Katalysators 27 basierend auf der maximal absorbierten
Menge einer Magerkomponente][Detection of the deterioration of a catalyst 27 based on the maximum absorbed amount of a lean component]
Mit
Bezug auf die 19 wird
nachfolgend eine Bestimmungsroutine bezüglich einer Katalysatorverschlechterung
zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators 27 basierend
auf der maximal absorbierten Menge OSImax der Magerkomponente näher beschrieben.
Diese Routine wird jedesmal dann, wenn die maximal absorbierbare
Menge OSImax der Magerkomponente in Schritt 343 gemäß der 17 berechnet wird, ausgeführt. In
dieser Routine wird zuerst in Schritt 361 die gegenwärtige maximal
absorbierte Menge OSImax der Magerkomponente dividiert durch eine
maximal absorbierte Menge OSIOmax der Magerkomponente, welche durch
den Katalysator 27 absorbiert werden könnte, bevor die Wirkung des
Katalysators 27 sich verschlechtert, um ein Katalysatorverschlechterungsgrad- Bestimmungswert LDETERIO
zu erhalten. In einem nächsten
Schritt 362 wird der Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert LDETERIO
verglichen mit einem vorbestimmten Verschlechterungsbestimmungswert
F1. Ferner wird in Schritt 363 bestimmt, ob eine positive
Bestimmung in Schritt 362 fortlaufend vorbestimmte Male
durchgeführt
worden ist. Wenn eine positive Bestimmung in Schritt 363 durchgeführt worden
ist, dann wird bestimmt, daß der
Katalysator 27 sich verschlechtert hat. Wenn eine negative
Bestimmung in Schritt 363 erhalten worden ist, dann wird
diese Routine beendet, ohne daß eine
Verschlechterung des Katalysators 27 bestimmt wurde.With reference to the 19 Next, a catalyst deterioration determination routine for detecting deterioration of a catalyst will be described below 27 based on the maximum absorbed amount OSImax of the lean component described in more detail. This routine is used whenever the maximum absorbable amount of OSImax of the lean component in step 343 according to the 17 calculated, executed. In this routine, first in step 361 the maximum absorbed amount OSImax of the lean component divided by a maximum absorbed amount OSIOmax of the lean component, which is determined by the catalyst 27 could be absorbed before the effect of the catalyst 27 deteriorates to obtain a catalyst deterioration degree determination value LDETERIO. In a next step 362 the catalyst deterioration degree determination value LDETERIO is compared with a predetermined deterioration determination value F1. Further, in step 363 determines if a positive determination in step 362 has been performed continuously predetermined times. If a positive determination in step 363 has been carried out, then it is determined that the catalyst 27 has deteriorated. If a negative determination in step 363 has been obtained, then this routine is terminated without a deterioration of the catalyst 27 was determined.
[Erfassung der Verschlechterung
eines Katalysators basierend auf der maximal absorbierbaren Quantität einer Fettkomponente][Detection of deterioration
of a catalyst based on the maximum absorbable quantity of a fat component]
Mit
Bezug auf die 20 wird
nachfolgend eine Erfassungsroutine bezüglich einer Katalysatorverschlechterung
zur Erfassung der Verschlechterung des Katalysators 27 basierend
auf der maximal absorbierbaren Menge OSImin der Fettkomponente näher beschrieben.
Diese Routine wird jedesmal dann ausgeführt, wenn die maximal absorbierbare
Menge OSImin der Fettkomponente in Schritt 353 gemäß der 18 berechnet wird. In dieser
Routine wird zuerst in Schritt 371 die aktuelle maximal
absorbierte Menge OSImin der Fettkomponente dividiert durch eine
maximal absorbierbare Menge OSImin der Fettkomponente, welche vom
Katalysator 27 absorbiert werden könnte, bevor die Wirkung des
Katalysators 27 sich verschlechtert, um einen Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert RDETERIO
zu erhalten. In dem nachfolgenden Schritt 372 wird der
Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert
RDETERIO verglichen mit einem vorbestimmten Verschlechterungsbestimmungswert
F2. Darüberhinaus
wird in Schritt 373 bestimmt, ob in Schritt 372 eine
positive Bestimmung fortlaufend vorbestimmte Male erhalten worden
ist. Wenn eine positive Bestimmung in Schritt 373 erhalten
wurde, dann wird bestimmt, daß der
Katalysator 27 sich verschlechtert hat. Wenn eine negative
Bestimmung in Schritt 373 erhalten wurde, dann wird die
Routine beendet, ohne daß die
Verschlechterung des Katalysators 27 festgestellt worden
ist.With reference to the 20 Next, a catalyst deterioration detecting routine for detecting catalyst degradation will be described below 27 based on the maximum absorbable amount of OSImin of the fat component. This routine is performed each time the maximum absorbable amount of OSImin of the fat component in step 353 according to the 18 is calculated. In this routine, first in step 371 the current maximum absorbed amount of OSImin of the fat component divided by a maximum absorbable amount of OSImin of the fat component derived from the catalyst 27 could be absorbed before the effect of the catalyst 27 deteriorates to obtain a catalyst deterioration degree determination value RDETERIO. In the following step 372 the catalyst deterioration degree determination value RDETERIO is compared with a predetermined deterioration determination value F2. In addition, in step 373 determines if in step 372 a positive determination has been obtained continuously predetermined times. If a positive determination in step 373 was then determined that the catalyst 27 has deteriorated. If a negative determination in step 373 was received, then the routine is terminated without the deterioration of the catalyst 27 has been found.
Lediglich
eine der Katalysatorverschlechterungsbestimmungsroutinen gemäß der 19 und 20 kann verwendet werden. Wenn beide
Routinen gemäß der 19 und 20 durchgeführt werden, dann ist ein Verfahren
zur Bestimmung der Verschlechterung eines Katalysators 27,
falls die Verschlechterung des Katalysators 27 durch eine
der Routinen erfaßt
wird sowie ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Verschlechterung eines
Katalysators 27, falls die Verschlechterung des Katalysators 27 gleichzeitig
durch beide Routinen erfaßt wird
denkbar.Only one of the catalyst deterioration determination routines according to the 19 and 20 can be used. If both routines according to the 19 and 20 are carried out, then a method for determining the deterioration of a catalyst 27 if the deterioration of the catalyst 27 is detected by one of the routines and another method for determining the deterioration of a catalyst 27 if the deterioration of the catalyst 27 simultaneously detected by both routines is conceivable.
Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
wird in 7 der Zentralwert
von FA/F und der Zentralwert von RA/F berechnet. Die Einströmmenge einer
Abgaskomponente wird in 14 berechnet
unter Verwendung dieser Zentralwerte, wobei die Ausströmmenge einer
Abgaskomponente gemäß 16 unter Verwendung der
gleichen Werte berechnet wird. Jedoch kann ein Sensorausgabewert,
welcher equivalent zu dem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis ist,
ebenfalls anstelle der Zentralwerte von FA/F und RA/F dazu verwendet werden,
die Einströmmenge
und die Ausströmmenge
einer Abgaskomponente zu berechnen. Falls die Zentralwerte von FA/F
und RA/F verwendet werden, dann kann die Menge der Abgaskomponente,
welche in und aus dem Katalysator 27 strömt, akkurat
berechnet werden selbst dann, wenn der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 oder 29 sich
verschlechtert und der Sensor 28 oder 29 kein
Sensorausgabesignal erzeugen kann, in dem Augenblick, wenn er ein
solches erzeugen sollte, welches equivalent zu dem theoretischen
Luftkraftstoffverhältnis
ist.According to the first embodiment, in 7 the central value of FA / F and the central value of RA / F are calculated. The inflow of an exhaust gas component is in 14 calculated using these central values, wherein the outflow of an exhaust gas component according to 16 is calculated using the same values. However, a sensor output value that is equivalent to the theoretical air-fuel ratio may also be used instead of the central values of FA / F and RA / F to calculate the inflow amount and the outflow amount of an exhaust gas component. If the central values of FA / F and RA / F are used, then the amount of exhaust gas component, which is in and out of the catalyst 27 flows, be accurately calculated even if the air-fuel ratio sensor 28 or 29 worsens and the sensor 28 or 29 can not generate a sensor output signal at the moment when it should produce such that is equivalent to the theoretical air-fuel ratio.
(Zweites Ausführungsbeispiel)Second Embodiment
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung, welches in den 21A bis 23 gezeigt wird, erfaßt eine
Abnormalität
eines stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 in
einer zum ersten Ausführungsbeispiel
unterschiedlichen Weise. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Abnormalität eines
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 erfaßt basierend
auf dem Verhalten eines Signalausgabewerts vom stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor 28,
wenn eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird infolge einer niedrigen
Temperatur oder einer hohen Belastung. Das Prinzip der Erfassung
der Abnormalität
wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeitkarten gemäß der 21A bis 21E näher beschrieben.A second embodiment according to the present invention, which in the 21A to 23 is detected, detects an abnormality of an upstream air-fuel ratio sensor 28 in a different manner to the first embodiment. In the second embodiment, the abnormality of an upstream air-fuel ratio sensor becomes 28 detected based on the behavior of a signal output value from the upstream air-fuel ratio sensor 28 when a fuel injection amount is increased due to a low temperature or a high load. The principle of detecting the abnormality will be described below with reference to the time charts according to the 21A to 21E described in more detail.
Wie
in den 21A bis 21E dargestellt ist, wird
der Motor 11 durch Betätigen
eines Zündschlüssels zum
Zeitpunkt t10 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Kühltemperatur-Korrekaurfaktor FWL
auf einen größeren Wert
festgesetzt als 1.0, um die Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund der
niederen Temperatur des Motorkühlmittels
zu erhöhen.
Wenn hierauf die Temperatur des Motorkühlmittels sich graduell erhöht und einen
vorbestimmten Wert erreicht hat, beispielsweise 40°C, dann wird
eine Rückkopplungssteuerung
basierend auf einem Luftkraftstoffverhältnis zum Zeitpunkt t11 gestartet.
Ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF wird auf einen kleinen Wert entgegen der Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge
gesetzt, im Ansprechen auf die niedere Temperatur des Motorkühlmittels.
Als ein Ergebnis hiervon wird der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF erhöht,
wenn der Kühlmitteltemperatur-Korrekturfaktor
FWL verringert wird. Der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF nähert ungefähr den Wert
1.0 zum Zeitpunkt t12 an, in welchem der Motor 11 aufgeheizt
ist, wobei die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge im Ansprechen auf die niedere Temperatur
beendet wird.As in the 21A to 21E is shown, the engine is 11 started by pressing an ignition key at time t10. At this time, a cooling temperature correction factor FWL is set to be larger than 1.0 to increase the fuel injection amount due to the low temperature of the engine coolant. Thereafter, when the temperature of the engine coolant gradually increases and reaches a predetermined value, for example, 40 ° C, then feedback control based on an air-fuel ratio is started at time t11. An air-fuel ratio correction factor FAF is set to a small value against the increase of the fuel injection amount in response to the low temperature of the engine coolant. As a result, the air-fuel ratio correction factor FAF is increased as the coolant temperature correction factor FWL is decreased. The air-fuel ratio correction factor FAF approximates the value 1.0 at time t12, in which the engine 11 is heated, wherein the increase of the fuel injection amount is terminated in response to the low temperature.
Zum
Zeitpunkt t10 bis zum Zeitpunkt t11 wird das Luftkraftstoffverhältnis λ (welches
durch den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt wird)
auf die Seite einer Fettkomponente verschoben und zwar im Ansprechen
auf die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge. Es wird diagnostiziert, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist und zwar basierend auf der Änderung
des Luftkraftstoffverhältnisses λ im Ansprechen
auf die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge. Vom Zeitpunkt t11 bis zum Zeitpunkt
t12 wird mit der Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge kontinuierlich fortgefahren. Da jedoch
ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF verringert wird, so wird das Luftkraftstoffverhältnis λ in der Nähe eines Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG (λTG = 1.0
in 21D) gehalten. Während dieser
Periode wird ebenfalls diagnostiziert, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist und zwar basierend auf der Änderung
des Luftkraftstoffverhältnisses λ im Ansprechen
auf die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge und der Verringerung des Wertes FAF.At time t10 to time t11, the air-fuel ratio λ (which is determined by the upstream air-fuel ratio sensor 28 detected) is shifted to the side of a rich component in response to the increase of the fuel injection amount. It is diagnosed whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal based on the change of the air-fuel ratio λ in response to the increase in the fuel injection amount. From the time t11 to the time t12, the increase of the fuel injection amount is continuously continued. However, since an air-fuel ratio correction factor FAF is reduced, the air-fuel ratio λ becomes close to a target air-fuel ratio λTG (λTG = 1.0 in 21D ) held. During this period, it is also diagnosed whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal based on the change of the air-fuel ratio λ in response to the increase of the fuel injection amount and the decrease of the value FAF.
Falls
ein Fahrzeug sich im Fahrzustand befindet, wird die Kraftstoffeinspritzmenge
im Ansprechen auf eine hohe Belastung des Motors 11 erhöht und zwar
basierend auf einer Fahrzeugbeschleunigung, die zum Zeitpunkt t13
gezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Rückkopplungssteuerung für das Luftkraftstoffverhältnis zeitweise
gesperrt, wobei eine sogenannte "Open-Loop-Steuerung" durchgeführt wird.
Während
dieser Open-Loop-Steuerung wird der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF
auf 1.0 gehalten. Ein Lastkorrekturfaktor FOTP wird erhöht, wobei
das Luftkraftstoffverhältnis λ (welches
durch den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt wird)
auf die Seite einer Fettkomponente verschoben wird. Vom Zeitpunkt
t13 bis zum Zeitpunkt t14 wird diagnostiziert, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist und zwar basierend auf der Änderung
des Luftkraftstoffverhältnisses λ im Ansprechen
auf die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge infolge der hohen Belastung.If a vehicle is in the running state, the fuel injection amount becomes in response to a high load of the engine 11 increased, based on a vehicle acceleration, which is shown at time t13. At this time, the air-fuel ratio feedback control is temporarily disabled, whereby so-called "open-loop control" is performed. During this open-loop control, the air-fuel ratio correction factor FAF is maintained at 1.0. A load correction factor FOTP is increased, wherein the air-fuel ratio λ (which is determined by the upstream air-fuel ratio sensor 28 is detected) is shifted to the side of a fat component. From time t13 to time t14, it is diagnosed whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal based on the change in the air-fuel ratio λ in response to the increase in the fuel injection amount due to the high load.
Wenn
hierauf zum Zeitpunkt t14 ein Fahrzeug damit beginnt, dessen Geschwindigkeit
zu reduzieren, dann wird die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge infolge der hohen Belastung beendet,
wobei der Lastkorrekturfaktor FOTP auf den Wert 1.0 zurückkehrt.
Zum Zeitpunkt t14 wird als ein Ergebnis davon, daß der Kraftstoff
unterbrochen wird, das Luftkraftstoffverhältnis λ vorübergehend erheblich auf die
Seite einer Magerkomponente verschoben. Die Rückkopplungssteuerung des Luftkraftstoffverhältnisses
wird wieder aufgenommen nach der Kraftstoffunterbrechung.If
Then, at time t14, a vehicle starts to run, its speed
reduce, then the increase
the amount of fuel injection due to the high load stops,
the load correction factor FOTP returns to the value 1.0.
At time t14, as a result of this, the fuel becomes
is interrupted, the air-fuel ratio λ temporarily significantly on the
Moved page of a lean component. The feedback control of the air-fuel ratio
will be resumed after the fuel cut.
Der
vorstehend beschriebene Betrieb wird durch eine Kraftstoffeinspritzhauptroutine
gemäß der 22 sowie einer Abnormalitätsbestimmungsroutine
bezüglich
eines stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors
gemäß der 23 durchgeführt. Die
Kraftstoffeinspritzhauptroutine, wie sie in der 22 gezeigt ist, wird durchgeführt synchron
zu dem Kraftstoffeinspritzbetrieb der Einspritzvorrichtungen 20.
Wenn der Vorgang durch diese Routine gestartet wird und zwar in
Schritt 421, dann wird die Einspritzmengenberechnungsroutine
gemäß der 5 ausgeführt, um die Kraftstoffeinspritzmenge
TAU zu berechnen. Hierauf wird in Schritt 422 ein Durchschnittswert λAV bezüglich des
Luftkraftstoffverhältnisses λ mit 1/64
Mittelungsbetrieb gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet: λAV = (63·λAV(i-1) + λ)/64 The operation described above is performed by a main fuel injection routine according to the 22 and an abnormality determination routine with respect to an upstream air-fuel ratio sensor according to the 23 carried out. The main fuel injection routine as shown in FIG 22 is performed in synchronism with the fuel injection operation of the injectors 20 , When the process is started by this routine, in step 421 Then, the injection amount calculation routine is executed according to 5 executed to calculate the fuel injection amount TAU. This will be in step 422 an average value λAV with respect to the air-fuel ratio λ is calculated with 1/64 averaging operation according to the following equation: λAV = (63 * λAV (i-1) + λ) / 64
In
dem darauffolgenden Schritt 423 wird die Kraftstoffeinspritzmenge
TAU durch eine Grundeinspritzmenge Tp und einen Luftkraftstoffverhältnis-Magerungswert
FKG dividiert, um eine Kraftstoffkorrekturmenge FOTHER für die Einspritzmenge
TAU zu erhalten. FOTHER = TAU/(Tp·FKG) In the following step 423 The fuel injection amount TAU is divided by a basic injection amount Tp and an air-fuel ratio leaning value FKG to obtain a fuel correction amount FOTHER for the injection amount TAU. FOTHER = TAU / (Tp · FKG)
Die
Kraftstoffkorrekturmenge FOTHER ist equivalent zu einer Totalkorrekturmenge
mit Ausnahme des Luftlcraftstoffverhältnis-Magerwertes FKG und wird
erhalten als ein Korrekturfaktor, der beispielsweise einen Kühlmitteltemperatur-Korrekturfaktor
FWL, einen Lastkorrekturfaktor FOTP sowie einen Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor
FAF mit umfaßt.
Das heißt,
daß die
Grundeinspritzmenge Tp, welche gemäß dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet
wird (Motorgeschwindigkeit Ne, Einlaßdruck PM usw.), ursprünglich derart festgesetzt
wird, daß das
Luftkraftstoffverhältnis λ derart gesteuert
wird, daß es
ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis λth (λth = 1) annimmt. Die Streuung
der Kraftstoffeinspritzmenge infolge von Unterschieden bezüglich der
Eigenschaften von Motoren des gleichen Typs und infolge einer Alterung
eines Motors wird kompenziert durch den Luftkraftstoffverhältnis-Erfahrungswert
FKG. Aus diesem Grunde kann in Schritt 423 die Totalkorrekturquantität, welche
zur Realisierung des Luftkraftstoffverhältnisses λth (λth = 1) erforderlich ist, durch Dividieren
von TAU durch den Therm tp·FKG
erhalten werden.The fuel correction amount FOTHER is equivalent to a total correction amount except the air-pulp ratio lean value FKG, and is obtained as a correction factor including, for example, a coolant temperature correction factor FWL, a load correction factor FOTP, and an air-fuel ratio correction factor FAF. That is, the basic injection amount Tp which varies according to the operating state of the engine 11 is calculated (engine speed Ne, intake pressure PM, etc.) initially set so that the air-fuel ratio λ is controlled so as to take a theoretical air-fuel ratio λth (λth = 1). The dispersion of the fuel injection amount due to differences in the characteristics of engines of the same type and due to aging of an engine is compensated by the air-fuel ratio empirical value FKG. For this reason, in step 423 the total correction quantity required for realizing the air-fuel ratio λth (λth = 1) can be obtained by dividing TAU by the therm tp · FKG.
Hierauf
wird in Schritt 424 ein Durchschnittswert FAV des Korrekturfaktors
FOTHER gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet FAV = (63·FAV(i-1) + FOTHER)/64 This will be in step 424 an average value FAV of the correction factor FOTHER according to calculated following equation FAV = (63 * FAV (i-1) + FOTHER) / 64
In
dem nächsten
Schritt 425 wird die Abnormalitätsbestimmungsroutine bezüglich des
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors
durchgeführt,
wie sie in 23 dargestellt
wird.In the next step 425 the abnormality determination routine is performed on the upstream air-fuel ratio sensor as shown in FIG 23 is pictured.
In
Schritt 401 wird bestimmt, ob ein Kühltemperaturkorrekturfaktor
FWL einen vorbestimmten Bestimmungswert KFWL überschreitet. Wenn beispielsweise
die Kraftstoffeinspritzmenge infolge einer niederen Temperatur erhöht wird
(zum Zeitpunkt t10, wie in 21 dargestellt ist),
dann ist FWL größer als
KFWL. Als ein Ergebnis hiervon wird in Schritt 401 "JA" ausgewählt, wobei
der Vorgang auf Schritt 403 springt. Wenn jedoch FWL ≤ KFWL, dann
wird in Schritt 402 bestimmt, ob ein Lastkorrekturfaktor
FOTP einen vorbestimmten Bestimmungswert KFOTP überschreitet. Wenn beispielsweise
die Kraftstoffeinspritzmenge infolge einer hohen Belastung erhöht wird
(zum Zeitpunkt t13 gemäß der 21), dann ist FOTP größer als
KFOTP. Als ein Ergebnis hiervon wird in Schritt 402 "JA" ausgewählt, wobei
der Vorgang auf Schritt 403 fortschreitet. In Schritt 403 wird
bestimmt, ob der Vorgang für
das Feststellen eines Luftkraftstoffverhältnisses in dem Totalbereich
abgeschlossen ist, in welchem der Motor 11 betrieben wird.
Falls indessen die Kraftstoffeinspritzmenge nicht erhöht wird
aufgrund der niederen Temperatur oder der hohen Belastung ("NEIN" wird in den Schritten 401 und 402 ausgewählt) oder
falls das Erlernen des Luftkraftstoffverhältnisses in dem Totalbereich
nicht abgeschlossen worden ist ("NEIN" wird in Schritt 403 ausgewählt), dann
schreitet der Vorgang zu Schritt 404 fort. In dem Schritt 404 wird
ein Wert bezüglich
eines Zählwerts
CAFER auf Null zurückgesetzt,
wobei dann diese Routine beendet wird. Das heißt, wenn das Erfahren eines
Luftkraftstoffverhältnisses
nicht abgeschlossen worden ist, dann kann die Streuung der Einspritzmenge
infolge von Unterschieden bezüglich
der Eigenschaften verschiedener Motoren des gleichen Typs sowie
infolge der Alterung eines Motors nicht in einem Bereich korrigiert
werden, in welchem der Lernvorgang nicht beendet worden ist. Lediglich
dann, wenn der Lernvorgang beendet worden ist, wird diagnostiziert,
ob ein Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist oder nicht.In step 401 It is determined whether a cooling temperature correction factor FWL exceeds a predetermined determination value KFWL. For example, when the fuel injection amount is increased due to a low temperature (at time t10, as in FIG 21 is shown), then FWL is greater than KFWL. As a result, in step 401 "YES" is selected, the process being step by step 403 jumps. If, however, FWL ≤ KFWL, then in step 402 determines whether a load correction factor FOTP exceeds a predetermined determination value KFOTP. For example, when the fuel injection amount is increased due to a high load (at time t13 according to FIG 21 ), then FOTP is larger than KFOTP. As a result, in step 402 "YES" is selected, the process being step by step 403 progresses. In step 403 It is determined whether the process for determining an air-fuel ratio in the total area in which the engine is completed 11 is operated. If, however, the fuel injection amount is not increased due to the low temperature or the high load ("NO" in the steps 401 and 402 selected) or if the learning of the air-fuel ratio in the total area has not been completed ("NO" becomes in step 403 selected), then the process goes to step 404 continued. In the step 404 For example, a value relating to a count CAFER is reset to zero, and then this routine is ended. That is, when the learning of an air-fuel ratio has not been completed, the dispersion of the injection quantity due to differences in the characteristics of various engines of the same type and due to aging of an engine can not be corrected in a range in which the learning has not been completed is. Only when the learning has been completed is it diagnosed whether an air-fuel ratio sensor 28 is abnormal or not.
Falls
die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht
wird, aufgrund der niedrigen Temperatur und der hohen Belastung
sowie das Erlernen des Kraftstoffverhältnisses vervollständigt ist
(das heißt,
wenn entweder in Schritt 401 oder 402 "JA" ausgewählt wird
und in Schritt 403 "JA" ausgewählt ist),
dann schreitet der Vorgang zu einem Schritt 405 fort. In
Schritt 405 wird bestimmt, ob der Wert des Zählwerts
CAFER größer als
Null ist. Wenn CAFER = 0 (anfänglicher
Wert) und zwar am Beginn, dann wird "NEIN" im
Schritt 405 ausgewählt,
wobei der Vorgang zu Schritt 406 fortschreitet. In Schritt 406 wird
ein vorbestimmter Wert KCAFER (beispielsweise ein Wert, welcher
equivalent ist zu 15maligen Kraftstoffeinspritzungen) in dem Zählwert CAFER
festgesetzt und diese Routine beendet.If the fuel injection amount is increased, due to the low temperature and the high load and the learning of the fuel ratio is completed (that is, if either in step 401 or 402 "YES" is selected and in step 403 "YES" is selected), then the process goes to a step 405 continued. In step 405 it is determined whether the value of the count CAFER is greater than zero. If CAFER = 0 (initial value) at the beginning, then "NO" in step 405 selected, the process to step 406 progresses. In step 406 For example, a predetermined value KCAFER (for example, a value equivalent to 15 times of fuel injection) is set in the count CAFER, and this routine is ended.
Nachdem
der Wert KCAFER in dem Zählwert
CAFER festgesetzt worden ist und zwar in Schritt 406, dann
wird in Schritt 405 "JA" ausgewählt, falls
diese Routine nachfolgend ausgeführt
wird. Aus diesem Grunde schreitet der Vorgang zu Schritt 407 fort,
wobei der Zählwert
CAFER um eins dekrementiert wird. In dem nachfolgenden Schritt 408 wird
bestimmt, ob der Wert des Zählwerts
CAFER Null ist. Falls er nicht Null ist, wird die Routine beendet,
ohne daß weitere
Schritte ausgeführt
werden. Der vorstehend beschriebene Vorgang wird wiederholt, bis
CAFER = 0.After the value KCAFER has been set in the count CAFER, in step 406 , then in step 405 "YES" is selected if this routine is subsequently executed. For this reason, the process moves to step 407 continues, wherein the count CAFER is decremented by one. In the following step 408 it is determined whether the value of the count CAFER is zero. If it is not zero, the routine is terminated without further action being taken. The process described above is repeated until CAFER = 0.
Wenn
hierauf CAFER = 0, dann schreitet der Vorgang von Schritt 408 auf
Schritt 409 fort. Ein Fehler λAV – 1.0 zwischen dem Durchschnittswert λAV des Kraftatoffverhältnisses,
welches in Schritt 422 berechnet wurde und des Zielluftkraftstoffverhältnisses λTG (λTG = 1.0
in diesem Ausführungsbeispiel)
sowie ein Fehler FAV – 1.0
zwischen dem Durchschnittswert FAV des Korrekturfaktors FOTHER,
berechnet in Schritt 424 und eines Referenzwertes (1.0)
werden berechnet. Desweiteren wird das Verhältnis (λAV – 1.0)/(FAV – 1.0) beider Fehler
ausgearbeitet, wobei dann bestimmt wird, ob das Verhältnis sich
in einem vorbestimmten Bereich (von KFL bis KFH, beispielsweise
KFL = –0.8,
KFH = –1.2)
befindet.If then CAFER = 0, then the process goes from step 408 on step 409 continued. An error λAV - 1.0 between the average value λAV of the power ratio, which is determined in step 422 and the target air-fuel ratio λTG (λTG = 1.0 in this embodiment) and an error FAV-1.0 between the average value FAV of the correction factor FOTHER calculated in step 424 and a reference value (1.0) are calculated. Furthermore, the ratio (λAV-1.0) / (FAV-1.0) of both errors is worked out, and then it is determined whether the ratio is in a predetermined range (from KFL to KFH, for example KFL = -0.8, KFH = -1.2) ,
Falls
in Schritt 409 "JA" ausgewählt wird,
dann wird das Ausgabesignal des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 als
normal bestimmt. Der Vorgang schreitet dann zu Schritt 410 fort,
wo ein stromaufwärtiger
Abnormalitätsbestimmungsflag
XERAF auf Null gesetzt wird und anschließend diese Routine beendet
wird.If in step 409 "YES" is selected, then the output signal of the upstream air-fuel ratio sensor becomes 28 determined as normal. The process then proceeds to step 410 where an upstream abnormality determination flag XERAF is set to zero and then this routine is terminated.
Falls
in Schritt 409 "NEIN" ausgewählt wird,
dann wird der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 als
abnormal bestimmt. Der Vorgang schreitet zu Schritt 411 fort
wo bestimmt wird, ob ein stromaufwärtiges Abnormalitätsbestimmungsflag
XERAF bereits auf "1" gesetzt worden ist.
Falls XERAF = 0, dann wird der Flag XERAF auf "1" in
Schritt 412 gesetzt und diese Routine beendet. Falls der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erneut
in der nächsten
Bestimmung in Schritt 409 als abnormal bestimmt worden
ist, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 413 fort wo
ein vorbestimmter Vorgang entgegen einer Sensorabnormalität durchgeführt wird
(beispielsweise wird eine Alarmlampe 37 erleuchtet oder
eine Rückkopplungssteuerung basierend
auf einem erfaßten
Luftkraftstoffverhältnis
gesperrt).If in step 409 "NO" is selected, then the upstream air-fuel ratio sensor becomes 28 determined as abnormal. The process goes to step 411 where it is determined whether an upstream abnormality determination flag XERAF has already been set to "1". If XERAF = 0, then the flag XERAF becomes "1" in step 412 set and exit this routine. If the upstream air force material ratio sensor 28 again in the next provision in step 409 has been determined to be abnormal, then the process goes to step 413 where a predetermined operation is performed against a sensor abnormality (for example, an alarm lamp will be lit) 37 lit or disabled feedback control based on a detected air-fuel ratio).
Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
wird als Totalkraftstoffkorrekturmenge FOTHER für die Grundeinspritzmenge Tp,
welche basierend auf der Motorgeschwindigkeit Ne und einer Belastung
berechnet wird, die an dem Motor 11 angelegt wird (Einlaßdruck PM)
in Schritt 423 ausgearbeitet wobei ferner dessen Durchschnittswert
FAF ebenfalls in Schritt 424 erhalten wird. Basierend auf
dem Ergebnis eines Vergleichs des Durchschnittswerts FAF der Totalkorrekturmenge
FOTHER und der Änderung
des Luftkraftstoffverhältnisses λ, welches
durch den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt worden
ist, wird bestimmt, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist. Aus diesem Grunde kann die Abnormalität des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 in
präziser
Weise und unmittelbar wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt werden.According to the second embodiment, as the total fuel correction amount FOTHER for the basic injection amount Tp calculated based on the engine speed Ne and a load applied to the engine 11 is applied (inlet pressure PM) in step 423 furthermore, its mean value FAF is also calculated in step 424 is obtained. Based on the result of a comparison of the average value FAF of the total correction amount FOTHER and the change of the air-fuel ratio λ, which is determined by the upstream air-fuel ratio sensor 28 is detected, whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal. For this reason, the abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor may 28 be determined in a precise manner and immediately as in the first embodiment.
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird bestimmt, ob der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal ist
im Ansprechen auf die Erhöhung
der Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf einer niedrigen Temperatur
oder einer hohen Belastung, wenn der Motor 11 betrieben
wird. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzmenge verringert wird,
so kann ebenfalls bestimmt werden, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist. Beispielsweise wird in einem Luftkraftstoffverhältnis-Steuerungssystem
mit einem Dampf- bzw. Gasabführmechanismus
für das
Abführen
von Kraftstoffdampf (verdampfter Kraftstoff), welcher in einem Kraftstofftank
erzeugt wird in die Einlaßleitung
des Motors 11 die Kraftstoffmenge, welche von den Einspritzvorrichtungen 20 eingespritzt
wird, verringert und zwar entsprechend einer abgeführten Kraftstoffmenge.
In solch einem Zustand wird basierend auf der Änderung des Luftkraftstoffverhältnisses λ bestimmt
(das Ausgangssignal des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28),
falls die Kraftstoffeinspritzmenge verringert ist, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist.In the second embodiment, it is determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal in response to the increase in the fuel injection amount based on a low temperature or a high load when the engine 11 is operated. However, if the fuel injection amount is decreased, it may also be determined whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal. For example, in an air-fuel ratio control system having a vapor discharge mechanism for discharging fuel vapor (vaporized fuel) generated in a fuel tank into the intake passage of the engine 11 the amount of fuel coming from the injectors 20 is injected, and reduced in accordance with a discharged fuel quantity. In such a state, it is determined based on the change of the air-fuel ratio λ (the output of the upstream air-fuel ratio sensor 28 ), if the fuel injection amount is decreased, whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third Embodiment)
Die 24A bis 24C und 25 zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel
zur Bestimmung der Abnormalität eines
stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 mittels
einer Verfahrens, welches unterschiedlich zu jenen der vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
ist. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
wird bestimmt basierend auf dem Verhalten des Luftkraftstoffverhältnisses λ (erfaßt durch
den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28)
in einem vorübergehenden
Betrieb des Motors 11, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist. Das Prinzip der Bestimmung der Abnormalität des Luftkraftstoffverhältnissensors 28 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeitkarten gemäß der 24A bis 24C näher beschrieben.The 24A to 24C and 25 show a third embodiment for determining the abnormality of an upstream air-fuel ratio sensor 28 by a method different from those of the above-described embodiments. In the third embodiment, it is determined based on the behavior of the air-fuel ratio λ (detected by the upstream air-fuel ratio sensor 28 ) in a temporary operation of the engine 11 Whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal. The principle of determination of the abnormality of the air-fuel ratio sensor 28 According to the third embodiment will be described below with reference to the time cards according to the 24A to 24C described in more detail.
Wie
in den 24A bis 24C dargestellt ist, wird
ein Fahrzeug zum Zeitpunkt t21 plötzlich beschleunigt. Als ein
Ergebnis hiervon fluktuiert das Luftkraftstoffverhältnis λ zeitweilig
auf die Seiten von Mager- und Fettkomponenten. Wenn ein Fahrzeug
plötzlich
zum Zeitpunkt t23 abgebremst wird, dann findet ebenfalls eine erhebliche
Fluktation des Luftkraftstoffverhältnisses λ statt. In diesem Fall wird
basierend auf einer Differenz zwischen einem Magerspitzenwert λL und einem
Fettspitzenwert λR
(Amplitude des Luftkraftstoffverhältnisses λ) falls das Luftkraftstoffverhältnis λ tatsächlich fluktuiert
bestimmt, ob der Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist.As in the 24A to 24C is shown, a vehicle is suddenly accelerated at time t21. As a result, the air-fuel ratio λ temporarily fluctuates to the sides of lean and rich components. When a vehicle is suddenly decelerated at time t23, there also takes place a substantial fluctuation of the air-fuel ratio λ. In this case, based on a difference between a lean peak value λ L and a rich peak value λ R (amplitude of the air-fuel ratio λ), if the air-fuel ratio λ actually fluctuates, it is determined whether the air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
Der
vorgehend beschriebene Vorgang wird durch eine Abnormalitätsbestimmungsroutine
für einen stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor
durchgeführt,
wie sie in der 25 gezeigt
ist. Als erstes wird in Schritt 501 bestimmt, ob ein Betriebszustand
des Motors 11 stetig ist. Die Bestimmung, ob der Motor
stetig ist, wird durchgeführt
basierend darauf, ob ein Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird,
ob ein Zielluftkraftstoffverhältnis λTG plätzlich verändert worden
ist oder ob ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturfaktor FAF plötzlich verärdert worden
ist. Falls der Betriebszustand des Motors 11 stetig ist,
schreitet der Vorgang zu Schritt 502 fort, wobei bestimmt
wird, ob ein Wert bezüglich
des Zählwerts
CAFDT Null überschreitet.
Wenn der Wert des Zählwerts
CAFDT Null ist (ein anfänglicher
Wert) und zwar beim Start des Diagnosevorgangs bezüglich der
Abnormalität,
dann wird "NEIN" in Schritt 502 ausgewählt, wobei
diese Routine anschließend beendet
wird, ohne das weitere Schritte ausgeführt werden.The operation described above is performed by an abnormality determination routine for an upstream air-fuel ratio sensor as shown in FIG 25 is shown. First, in step 501 determines if an operating condition of the engine 11 is steady. The determination as to whether the engine is steady is made based on whether a vehicle is being accelerated or decelerated, whether a target air-fuel ratio λTG has been suddenly changed, or whether an air-fuel ratio correction factor FAF has suddenly been changed. If the operating condition of the engine 11 is steady, the process moves to step 502 determining whether a value with respect to the count value CAFDT exceeds zero. If the value of the count value CAFDT is zero (an initial value) at the start of the diagnostic operation regarding the abnormality, then "NO" in step 502 This routine is then terminated without further steps being taken.
Falls
beispielsweise ein Fahrzeug plötzlich
beschleunigt wird und der Motor 11 sich in einem vorübergehenden
Betrieb befindet, dann wird in Schritt 501 "NEIN" (zum Zeitpunkt t21
gemäß der 24) ausgewählt. Der
Vorgang schreitet dann zu Schritt 503 fort, wo ein vorbestimmter
Wert KCAFDT in dem Zählwert
CAFDT gesetzt wird. Hierauf wird in Schritt 404 bestimmt,
ob das gegenwärtige
Luftkraftstoffverhältnis λ größer als
ein gespeicherter Magerspitzenwert λL ist (welcher auf der Seite
einer Magerkomponente ist und zwar weiter als der gespeicherte Magerspitzenwert λL). Lediglich
dann, wenn λ > λL, dann schreitet der Vorgang
zu Schritt 505 fort, wo der Magerspitzenwert λL durch das
aktuelle Luftkkraftstoffverhältnis λ erneuert
wird. Hierauf schreitet der Vorgang zu Schritt 506 fort,
wo bestimmt wird, ob das gegenwärtige
Luftkraftstoffverhältnis λ kleiner
als ein gespeicherter Fettspitzenwert λR ist (es befindet sich weiter
auf Seiten einer Fettkomponente als λR). Lediglich wenn λ < λR, schreitet
der Vorgang zu einem Schritt 507 fort, wo der Fettspitzenwert λR durch das
gegenwärtige
Luftkraftstoffverhältnis λ erneuert
wird. Gemäß vorstehender
Beschreibung werden der Magerspitzenwert λL und ein Fettspitzenwert λR während einer
Periode des transienten Betriebs des Motors 11 erneuert.For example, if a vehicle suddenly accelerates and the engine 11 is in a temporary operation, then in step 501 "NO" (at time t21 according to the 24 ). The process then proceeds to step 503 where a predetermined value KCAFDT in the count CAFDT is set. This will be in step 404 determines whether the current air-fuel ratio λ is greater than a stored lean peak value λ L (which is on the side of a lean component and more than the stored lean peak value λ L). Only if λ> λL, then the process goes to step 505 where the lean peak λ L is renewed by the current air fuel ratio λ. The process then goes to step 506 where it is determined whether the current air-fuel ratio λ is smaller than a stored rich-peak value λR (it is still on the side of a fat component as λR). Only when λ <λR, the process proceeds to a step 507 where the rich peak λR is renewed by the current air-fuel ratio λ. As described above, the lean peak value λ L and a rich peak value λ R become during a period of transient operation of the engine 11 renewed.
Wenn
hierauf der Betriebszustand des Motors 11 zu einem stetigen
Zustand zurückkehrt,
dann schreitet der Vorgang zu den Schritten 501, 502 und 508 fort,
wo der Zählwert
CAFDT um eins dekrementiert wird. In dem nächsten Schritt 509 wird
bestimmt, ob der Wert des Zählwerts
CAFDT Null ist. Falls CAFDT nicht Null ist, schreitet der Vorgang
zu dem vorstehend beschriebenen Schritt 504 fort. Das heißt, daß ein Magerspitzenwert λL und ein
Fettspitzenwert λR
in den Schritten 504 bis 507 während einer Periode auf den
neuesten Stand gebracht werden, in der der Zählwert CAFDT auf Null dekrementiert
wird. (vom Zeitpunkt t21 bis t22 gemäß der 24).If this is the operating condition of the engine 11 returns to a steady state, then the process proceeds to the steps 501 . 502 and 508 where the count CAFDT is decremented by one. In the next step 509 It is determined whether the value of the count value CAFDT is zero. If CAFDT is not zero, the process proceeds to the above-described step 504 continued. That is, a lean peak λ L and a rich peak λ R in steps 504 to 507 during a period in which the count CAFDT is decremented to zero. (from time t21 to t22 according to the 24 ).
Wenn
hierauf CAFDT = 0 (zum Zeitpunkt t22 gemäß der 24), dann wird in Schritt 509 "JA" ausgewählt. In
dem nächsten
Schritt 510 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen einem
Magerspitzenwert λL und
einem Fettspitzenwert λR
gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert KAFWD. Falls λL – λR > KAFWD, dann schreitet
der Vorgang zu Schritt 511 fort wobei ein stromaufwärtiges Abnormalitätsbestimmungsflag XELER
auf Null gesetzt wird. Das heißt,
falls λL – λR > KAFWD, dann bedeutet
dies daß eine
erhöhte
Kraftstoffeinspritzmenge infolge einer plötzlichen Beschleunigung normalerweise
das Ausgabesignal des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 beeinflußt hat.
Folglich wird der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 als
normal eingestuft. In dem nächsten
Schritt 515 wird der Magerspitzenwert λL und der Fettspitzenwert λR jeweils
auf 1.0 für
die nächste
Bestimmung der Abnormalität
zurückgesetzt
und diese Routine letztlich beendet.If CAFDT = 0 (at time t22 according to the 24 ), then in step 509 "YES" selected. In the next step 510 It is determined whether the difference between a lean peak value λL and a rich peak value λR is equal to or smaller than a predetermined value KAFWD. If λL - λR> KAFWD, then the process goes to step 511 with an upstream abnormality determination flag XELER being set to zero. That is, if λL - λR> KAFWD, then this means that an increased amount of fuel injection due to a sudden acceleration normally corresponds to the output signal of the upstream air-fuel ratio sensor 28 has influenced. As a result, the upstream air-fuel ratio sensor becomes 28 classified as normal. In the next step 515 For example, the lean peak value λL and the rich peak value λR are respectively reset to 1.0 for the next determination of the abnormality, and this routine is finally terminated.
Falls
das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 510 λL – λR ≤ KAFWD ist,
dann schreitet der Vorgang zu Schritt 512 fort, wo bestimmt
wird, ob der stromaufwärtige
Abnormalitätsbestimmungsflag
XELER bereits auf "1" gesetzt worden ist.
Falls der stromaufwärtige
Abnormalitätsbestimmungsflag
XELER nicht auf "1" gesetzt worden ist,
so schreitet der Vorgang zu Schritt 513 fort, wo der Flag
XELER auf "1" gesetzt wird. Falls
bei der nächsten
Bestimmung in Schritt 510 erneut auf eine Abnormalität bestimmt
wird, dann wird in Schritt 514 der Vorgang gegen die Abnormalität des Sensors 28 durchgeführt.If the result of the determination in step 510 λL - λR ≤ KAFWD, then the process goes to step 512 where it is determined whether the upstream abnormality determination flag XELER has already been set to "1". If the upstream abnormality determination flag XELER has not been set to "1", the process goes to step 513 where the flag XELER is set to "1". If at the next determination in step 510 is determined again on an abnormality, then in step 514 the process against the abnormality of the sensor 28 carried out.
Wenn
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Motor 11 sich in einem transienten Betrieb befindet, dann
wird die Amplitude λL – λR des Luftkraftstoffverhältnisses λ, erfaßt durch
den stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 28,
ausgearbeitet. Basierend auf der Amplitude λL – λR wird diagnostiziert, ob der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist. Hierdurch kann präzise
und unmittelbar wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
bestimmt werden, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 abnormal
ist.If according to the third embodiment of the engine 11 is in a transient operation, then the amplitude λL - λR of the air-fuel ratio λ, detected by the upstream air-fuel ratio sensor 28 , worked out. Based on the amplitude λL-λR, it is diagnosed whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal. Thereby, it can be determined precisely and immediately as in the above-described embodiments, whether the upstream air-fuel ratio sensor 28 is abnormal.
(Viertes Ausführungsbeispiel)(Fourth Embodiment)
In
einem vierten Ausführungsbeispiel
wirkt ein stromabwärtiger
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als ein
linearer Luftkraftstoff (A/F)-Sensor, der ein lineares Luftkraftstoffverhältnissignal
gemäß einem
Luftkraftstoffverhältnis
des Abgases erzeugt, wenn eine Betriebsspannung daran angelegt wird.
Jedoch arbeitet der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als
ein Sauerstoffsensor, der lediglich erfaßt, ob das Luftkraftstoffverhältnis des
Abgases sich auf Seiten einer Magerkomponente oder einer Fettkomponente
befindet (dessen Ausgangssignal wird auf die Seite einer Mager-
oder Fettkomponente invertiert), wenn keine Betriebsspannung daran
angelegt wird.In a fourth embodiment, a downstream air-fuel ratio sensor operates 29 as a linear air-fuel (A / F) sensor that generates a linear air-fuel ratio signal according to an air-fuel ratio of the exhaust gas when an operating voltage is applied thereto. However, the downstream air-fuel ratio sensor operates 29 as an oxygen sensor that detects only whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is on the lean component side or the rich component side (whose output signal is inverted to the side of a lean or rich component) when no operating voltage is applied thereto.
[Steuerung des stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 29][Control of the downstream air-fuel ratio sensor 29 ]
Mit
Bezug auf die 26 wird
nachfolgend eine Steuerungsroutine für einen stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor
für das
Ein- und Ausschalten einer Betriebsspannung bezüglich des stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 29 näher beschrieben.
Bei dieser Routine wird zuerst in Schritt 701 bestimmt,
ob ein Wert eines Zählwerts
COUNTER welcher in Schritt 707 gemäß nachfolgender Beschreibung inkrementiert
wird, einen vorbestimmten Wert D erreicht. Das heißt, es wird
bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht.
Falls die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, wird das
Anlegen der Betriebsspannung in Schritt 702 gesperrt. Falls
die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wird die Betriebsspannung an
den stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 in
Schritt 708 angelegt. With reference to the 26 Next, a control routine for a downstream air-fuel ratio sensor for turning on and off an operating voltage with respect to the downstream air-fuel ratio sensor will be described below 29 described in more detail. In this routine, first in step 701 determines whether a value of a count COUNTER which in step 707 is incremented according to the following description, reaches a predetermined value D. That is, it is determined whether a predetermined Time has passed or not. If the predetermined time has not elapsed, the application of the operating voltage in step 702 blocked. If the predetermined time has elapsed, the operating voltage to the downstream air-fuel ratio sensor 29 in step 708 created.
Während das
Anlegen der Betriebsspannung in Schritt 703 gesperrt ist,
wird ein Ausgabesignal VOX2 vom stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als
ein Sauerstoffsensor eingelesen. In dem nächsten Schritt 704 wird
bestimmt, ob das Ausgangssignal VOX2 vom Sauerstoffsensor 29 sich
in einem vorbestimmten Bereich befindet (K5 < VOX2 < K6, K5, K6: vorbestimmter Wert). Falls
das Ausgangssignal VOX2 sich in dem vorbestimmten Bereich befindet,
wird ein Zentralwert-Betriebsausführungsflag
FLAG auf "1" in Schritt 705 gesetzt.
Falls das Ausgangssignal sich außerhalb des vorbestimmten Bereichs
befindet, wird der Zentralwert-Betriebsausführungsflag
FLAG im Schritt 706 auf Null zurückgesetzt. Hierauf wird in
Schritt 707 der Zeitzählwert
COUNTER inkrementiert und diese Routine beendet.While applying the operating voltage in step 703 is disabled, an output signal VOX2 from the downstream air-fuel ratio sensor 29 read as an oxygen sensor. In the next step 704 it is determined whether the output signal VOX2 from the oxygen sensor 29 is in a predetermined range (K5 <VOX2 <K6, K5, K6: predetermined value). If the output signal VOX2 is in the predetermined range, a center value operation execution flag FLAG becomes "1" in step 705 set. If the output signal is out of the predetermined range, the central value operation execution flag FLAG in step 706 reset to zero. This will be in step 707 the time count COUNTER is incremented and this routine ends.
Während die
Betriebsspannung in Schritt 709 angelegt ist, wird ein
Ausgangssignal RA/F vom stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als
ein linearer A/F-Sensor eingelesen. In dem nächsten Schritt 710 wird
bestimmt, ob der Zentralwert-Betriebsausführungsflag FLAG "1" ist. Falls FLAG = 1, wird der Zentralwert
von RA/F in Schritt 710 berechnet. Der Zentralwert von
RA/F wird durch das gleiche Verfahren berechnet, wie in den Schritten 113 bis 115 gemäß der 7. In dem nächsten Schritt 712 wird
ein Korrekturfaktor KRA/F für
das Absorbieren einer Änderung
einer statischen Kennlinie infolge des Alterungsprozesses des stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 29 gemäß der folgenden
Gleichung berechnet: While the operating voltage in step 709 is applied, an output signal RA / F from the downstream air-fuel ratio sensor 29 read in as a linear A / F sensor. In the next step 710 It is determined whether the central operation flag FLAG is "1". If FLAG = 1, the central value of RA / F in step 710 calculated. The central value of RA / F is calculated by the same method as in the steps 113 to 115 according to the 7 , In the next step 712 becomes a correction factor KRA / F for absorbing a change of a static characteristic due to the aging process of the downstream air-fuel ratio sensor 29 calculated according to the following equation:
RA/FO
ist der Zentralwert von RA/F, wenn die statische Kennlinie des stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 29 nicht
infolge dessen Alterung variiert. Der Korrkturfaktor KRA/F wird
erhalten durch Dividieren des Zentralwerts RA/FO durch den Zentralwert
des gegenwärtigen
RA/F, welcher in Schritt 711 erhalten worden ist. Hierauf
wird in Schritt 713 der Zeitzählwert COUNTER gelöscht und
diese Routine beendet. Falls der Zentralwert- Betriebsausführungsflag FLAG in Schritt 710 auf "0" gesetzt ist, schreitet der Vorgang
zu Schritt 713 fort, ohne daß die Schritte 711 und 712 ausgeführt werden,
wobei der Zeitzählwert
COUNTER gelöscht
und diese Routine beendet wird.RA / FO is the central value of RA / F when the static characteristic of the downstream air-fuel ratio sensor 29 not varied as a result of aging. The corrugation factor KRA / F is obtained by dividing the central value RA / FO by the central value of the current RA / F generated in step 711 has been obtained. This will be in step 713 the time count COUNTER is cleared and this routine ends. If the central operation flag FLAG in step 710 is set to "0", the process goes to step 713 continue without the steps 711 and 712 are executed, clearing the time count COUNTER and terminating this routine.
Während das
Anlegen der Betriebsspannung gesperrt ist, wird lediglich dann,
wenn das Ausgangssignal VOX2 vom stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor 29 als
ein Sauerstoffsensor sich stabil in einem vorbestimmten Bereich
befindet, der Zentralwert von RA/F in Schritt 711 berechnet.
Der RA/F-statische Kennlinien-Korrekturfaktor KRA/F wird basierend
auf dem Zentralwert von RA/F berechnet.While the application of the operating voltage is disabled, only when the output signal VOX2 from the downstream air-fuel ratio sensor 29 when an oxygen sensor is stably in a predetermined range, the central value of RA / F in step 711 calculated. The RA / F static characteristic correction factor KRA / F is calculated based on the central value of RA / F.
[Berechnung der Ausströmung einer
Abgaskomponente][Calculation of the outflow of a
Exhaust gas component]
Eine
Berechnungsroutine bezüglich
einer Abgaskomponentenausströmung
gemäß der 27 addiert den Schritt 300 zu
der Routine gemäß der 16 hinzu. In dieser Routine
wird in Schritt 300 zuerst das Ausgangssignal RA/F des
stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 29 mit
dem Korrekturfaktor KRA/F für ein
Absorbieren der Änderung
der statischen Kennlinie multipliziert, welche in Schritt 712 erhalten
worden ist. Hierdurch wird der akkurate Wert von RA/F erhalten,
in welchem ein Fehler infolge der Änderung der statischen Eigenschaft
bzw. Kennlinie eliminiert ist. Der Vorgang in jedem Schritt nach
Schritt 300 ist der gleiche, wie jener gemäß der 16. Die Magerkomponentenquantität RL sowie
die Fettkomponentenquantität
RR der Abgasströmung
aus dem Katalysator 27 werden präzise berechnet unter Verwendung
des Werts RA/F, welcher in Schritt 300 korrigiert worden
ist.A calculation routine relating to exhaust gas component outflow according to 27 adds the step 300 to the routine according to 16 added. In this routine will be in step 300 first, the output signal RA / F of the downstream air-fuel ratio sensor 29 multiplied by the correction factor KRA / F for absorbing the change of the static characteristic, which in step 712 has been obtained. This obtains the accurate value of RA / F in which an error due to the change of the static characteristic is eliminated. The process in each step after step 300 is the same as that according to the 16 , The lean component quantity RL and the rich component quantity RR of the exhaust gas flow from the catalyst 27 are calculated precisely using the value RA / F, which in step 300 has been corrected.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist der zum Vorgang gemäß der 26 und 27 unterschiedliche Vorgang der gleiche,
wie jener in dem ersten Ausführungsbeispiel.According to this embodiment, the process according to the 26 and 27 different process the same as that in the first embodiment.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)(Fifth Embodiment)
Wenn
in dem ersten Ausführungsbeispiel
die Menge einer Abgaskomponente, welche in/aus dem Katalysator 27 strömt, berechnet
wird, wie in den 14 und 16 gezeigt ist, dann wird
der integrierte Wert von ΣΔA/F(Bereich)
der Abweichung ΔA/F
des Luftkraftstoffverhältnisses
mit dem Durchschnittswert Gav der Abgasmenge multipliziert. Jedoch
wird in dem fünften
Ausführungsbeispiel
gemäß der 28 bis 30 eine Menge einer Abgaskomponente
berechnet und zwar jedesmal dann, wenn eine Abweichung ΔA/F berechnet
wird. Das Verfahren der Berechnung wird nachfolgend im einzelnen
beschrieben.In the first embodiment, when the amount of an exhaust gas component that is in / out of the catalyst 27 flows, is calculated as in the 14 and 16 is shown, then the integrated value of ΣΔA / F (range) of the deviation ΔA / F of the air-fuel ratio is multiplied by the average value Gav of the exhaust gas amount. However, in the fifth embodiment, according to the 28 to 30 calculates an amount of an exhaust gas component each time a deviation ΔA / F is calculated. The method of calculation will be described in detail below.
[Berechnung der Einströmmenge einer
Abgaskomponente][Calculation of the inflow amount of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 28 wird
nachfolgend eine Berechnungsroutine bezüglich einer Abgaskomponenteneinströmung zur
Berechnung der Einströmmenge
einer Abgaskomponente beschrieben, welche in den Katalysator 27 einströmt. In dieser
Routine wird zuerst in den Schritten 721 und 722 das
Ausgangssignal FA/F des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 mit
dem oberen Grenzwert F(+) und dem unteren Grenzwert F(–) des Zentralwerts
von FA/F verglichen. Falls F(–) ≤ FA/F ≤ F(+), das
heißt,
wenn FA/F als der Zentralwert von FA/F erachtet werden kann, wird
diese Routine beendet, ohne daß weitere
Schritte ausgeführt werden.With reference to the 28 In the following, an exhaust-gas-component-inflow calculation routine for calculating the inflow amount of an exhaust gas component into the catalyst will be described below 27 flows. In this routine, first in the steps 721 and 722 the output signal FA / F of the upstream air-fuel ratio sensor 28 with the upper limit F (+) and the lower limit F (-) of the central value of FA / F. If F (-) ≦ FA / F ≦ F (+), that is, if FA / F can be regarded as the central value of FA / F, this routine is ended without further steps being executed.
Falls
FA/F > F(+), das heißt, falls
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf der Seite einer
Magerkomponente von dem Zentralwert von FA/F befindet, dann schreitet
der Vorgang zu Schritt 723 fort. Eine Abweichung ΔA/F (= FA/F – F(+))
zwischen FA/F und dem oberen Grenzwert F(+) wird in Schritt 723 berechnet.
In dem nächsten
Schritt 724 wird die Menge G eines in den Katalysator 27 strömenden Abgases
basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet.
Hierauf wird in Schritt 725 eine Magerkomponentenmenge
FL des in den Katalysator 27 einströmenden Abgases gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet ΔFL = ΔA/F·G·k (k: Koeffizient) If FA / F> F (+), that is, if the air-fuel ratio is on the upstream side of the catalyst 27 If, on the side of a lean component, it is outside the central value of FA / F, then the process goes to step 723 continued. A deviation ΔA / F (= FA / F-F (+)) between FA / F and the upper limit value F (+) becomes in step 723 calculated. In the next step 724 the amount of G becomes one in the catalyst 27 flowing exhaust gas based on the operating condition of the engine 11 calculated. This will be in step 725 a lean component amount FL of the catalyst 27 inflowing exhaust gas is calculated according to the following equation ΔFL = ΔA / F × G × k (k: coefficient)
Hierauf
wird in Schritt 726 die Magerkomponentenmenge ΔFL des Abgases
integriert, um die Totalmagerkomponentenmenge FL des Abgases zu
erhalten.This will be in step 726 the lean component amount ΔFL of the exhaust gas is integrated to obtain the total lean component amount FL of the exhaust gas.
Falls
FA/F < F(–), das
heißt,
falls das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf Seiten einer Fettkomponente
vom Zentralwert von FA/F befindet, so schreitet der Vorgang auf
Schritt 727 fort. Eine Abweichung ΔA/F = (FA/F – F(–)) zwischen FA/F und dem unteren
Grenzwert F(–)
wird in Schritt 727 berechnet. In dem nächsten Schritt 728 wird
die Menge G des Abgases basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet.
Hierauf wird in Schritt 729 eine Fettkomponentenmenge ΔFR des Abgases,
welches in den Katalysator 27 einströmt, gemäß der nachfolgenden Gleichung
berechnet: ΔFR
= ΔA/F·G·k (k:
Koeffizient) If FA / F <F (-), that is, if the air-fuel ratio is on the upstream side of the catalyst 27 is outside on the side of a fat component of the central value of FA / F, the process goes to step 727 continued. A deviation ΔA / F = (FA / F - F (-)) between FA / F and the lower limit value F (-) becomes in step 727 calculated. In the next step 728 becomes the amount G of the exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 729 a rich component amount ΔFR of the exhaust gas which enters the catalyst 27 inflow calculated according to the following equation: ΔFR = ΔA / F × G × k (k: coefficient)
Hierauf
wird in Schritt 730 die Fettkomponentenmenge ΔFR des Abgases
integriert, um eine totale Fettkomponentenmenge FR des Abgases zu
erhalten, welches in den Katalysator 27 einströmt.This will be in step 730 the rich component amount .DELTA.FR of the exhaust gas is integrated to obtain a total amount of exhaust gas FR of the exhaust gas, which is in the catalyst 27 flows.
Die 30A bis 30C zeigen die Beziehung unter den totalen
Mager- und Fettkomponentenmengen FL und FR des Abgases sowie des
Luftkraftstoffverhältnisses
FA/F, welches durch den stromaufwärtigen Kraftstoffverhältnissensor 28 erfaßt wurde.The 30A to 30C show the relationship among the total lean and rich component amounts FL and FR of the exhaust gas and the air-fuel ratio FA / F obtained by the upstream-side fuel-ratio sensor 28 was detected.
[Berechnung der Ausströmung einer
Abgaskomponente][Calculation of the outflow of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 29 wird
nachfolgend eine Berechnungsroutine bezüglich einer Abgaskomponentenausströmung zur
Berechnung der Ausstrommenge einer Abgaskomponente beschrieben,
welche aus dem Katalysator 27 ausströmt. In dieser Routine wird
zuerst in den Schritten 731 und 732 der Ausgangswert RA/F
des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 29 mit
dem oberen Grenzwert R(+) und dem unteren Grenzwert R(–) des Zentralwerts
von RA/F verglichen. Falls R(–) ≤ RA/F ≤ R(+), das
heißt,
falls RA/F als der Zentralwert von RA/F erachtet werden kann, wird
diese Routine beendet, ohne daß weitere
Schritte ausgeführt werden.With reference to the 29 In the following, an exhaust-gas-outflow calculation routine for calculating the exhaust gas discharge amount of an exhaust gas component resulting from the catalyst will be described 27 flows. In this routine, first in the steps 731 and 732 the output value RA / F of the downstream air-fuel ratio sensor 29 with the upper limit R (+) and the lower limit R (-) of the central value of RA / F. If R (-) ≦ RA / F ≦ R (+), that is, if RA / F can be regarded as the central value of RA / F, this routine is terminated without further steps being taken.
Falls
RA/F > R(+), das heißt, falls
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf Seiten einer Magerkomponente
vom Zentralwert von RA/F befindet, dann schreitet der Vorgang zu
Schritt 737 fort. Eine Abweichung ΔA/F = (RA/F – R(+)) zwischen RA/F und dem
oberen Grenzwert R(+) wird in Schritt 733 berechnet. In
dem nächsten
Schritt 734 wird die Menge G des Abgases basierend auf
dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet. Hierauf wird
in Schritt 735 eine Magerkomponentenmenge ΔRL des aus
dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet: ΔRL = ΔA/F·G·k (k: Koeffizient) If RA / F> R (+), that is, if the air-fuel ratio is on the downstream side of the catalyst 27 is outside of a lean component of the RA's central value, then the process moves to step 737 continued. A deviation ΔA / F = (RA / F - R (+)) between RA / F and the upper limit R (+) becomes in step 733 calculated. In the next step 734 becomes the amount G of the exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 735 a lean component amount ΔRL of the catalyst 27 outgoing exhaust gas calculated according to the following equation: ΔRL = ΔA / F × G × k (k: coefficient)
Hierauf
wird in Schritt 736 die Magerkomponentenmenge ΔRL des Abgases
integriert, um eine Totalmagerkomponentenmenge RL des aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases
zu erhalten.This will be in step 736 the lean component amount ΔRL of the exhaust gas integrated to a total lean component RL of the catalyst 27 to obtain effluent exhaust gas.
Falls
RA/F < R(–), das
heißt,
falls das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf Seiten einer Fettkomponente
von dem Zentralwert von RA/F befindet, dann schreitet der Vorgang
zu Schritt 737 fort. Eine Abweichung ΔA/F (= RA/F – R(–)) zwischen RA/F und dem unteren
Grenzwert R(–)
und in Schritt 737 berechnet. In dem nächsten Schritt 738 wird
eine Menge G des Abgases basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet.
Hierauf wird in Schritt 739 eine Fettkomponentenmenge ΔRR des aus
dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet: ΔRR = ΔA/F·G·k (k: Koeffizient) If RA / F <R (-), that is, if the air-fuel ratio is on the downstream side of the catalyst 27 is outside of a fat component from the center of RA / F, then the process goes to step 737 continued. A deviation ΔA / F (= RA / F - R (-)) between RA / F and the lower limit R (-) and in step 737 calculated. In the next step 738 becomes a quantity G of the exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 739 a rich component amount ΔRR of the catalyst 27 outgoing exhaust gas calculated according to the following equation: ΔRR = ΔA / F × G × k (k: coefficient)
Hierauf
wird in Schritt 740 die Fettkomponentenmenge ΔRR des Abgases
integriert, um eine Totalfettkomponentenmenge RR des aus dem Katalysator 27 ausströmenden Abgases
zu erhalten.This will be in step 740 the rich component quantity .DELTA.RR of the exhaust gas is integrated to give a total fat component amount RR of the catalyst 27 to obtain effluent exhaust gas.
Die 30D bis 30F zeigen die Beziehung zwischen den
Totalmager- und Fettkomponentenmengen RL und RR des Abgases sowie
dem Luftkraftstoffverhältnis
RA/F, welches durch den stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 erfaßt worden
ist.The 30D to 30F show the relationship between the total lean and rich component amounts RL and RR of the exhaust gas and the air-fuel ratio RA / F flowing through the downstream air-fuel ratio sensor 29 has been detected.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)(Sixth Embodiment)
Aus
dem ersten und dem fünften
Ausführungsbeispiel
ist es bekannt, daß für den stromabwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor 29 ein
linearer A/F-Sensor verwendet wird, der ein lineares Luftkraftstoffverhältnissignal
gemäß dem Luftkraftstoffverhältnis des
Abgases erzeugt. Jedoch wird gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel,
wie es in den 31 bis 53 gezeigt wird, als ein
stromabwärtiger
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 ein
Sauerstoffsensor verwendet, dessen Ausgangssignal in Abhängigkeit
von dem Luftkraftstoffverhältnis
des Abgases invertiert wird, welches sich auf Seiten einer Fett-
oder Magerkomponente befindet. Die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors
wird linearisiert durch ein Ausgangssignal-Linearisierungsmittel
(Vorgang gemäß Schritt 859 wird
anhand der 39 später beschrieben),
um in ein Luftkraftstoffverhältnis
konvertiert zu werden.From the first and fifth embodiments, it is known that for the downstream air-fuel ratio sensor 29 a linear A / F sensor is used which generates a linear air-fuel ratio signal according to the air-fuel ratio of the exhaust gas. However, according to a sixth embodiment, as shown in FIGS 31 to 53 is shown as a downstream air-fuel ratio sensor 29 an oxygen sensor whose output signal is inverted depending on the air-fuel ratio of the exhaust gas which is on the side of a rich or lean component. The output voltage of the oxygen sensor is linearized by an output signal linearizing means (operation according to step 859 is determined by the 39 described later) to be converted into an air-fuel ratio.
[Berechnung der Einströmmenge einer
Abgaskomponente][Calculation of the inflow amount of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 31 wird
eine Berechnungsroutine bezüglich
einer Abgaskomponenteneinströmung
zur Berechnung der Einströmmenge
einer in den Katalysator 27 einströmenden Abgaskomponente nachfolgend
beschrieben. In dieser Routine wird zuerst in Schritt 800 anhand
von Verschlechterungsbestimmungs-Periodeneinstellroutinen (1) bis
(3), wie sie nachfolgend noch beschrieben werden, bestimmt, ob der Betriebszustand
des Motors 11 sich innerhalb einer der Verschlechterungsbestimmungs-Perioden
befindet, in denen die Verschlechterung des Katalysators 27 bestimmt
wird. In diesen Verschlechterungsbestimmungsperioden-Einstellroutinen
(1) bis (3) wird bestimmt, ob der Betriebszustand des Motors 11 sich
innerhalb einer der Verschlechterungsbestimmungsperioden basierend
auf dem Wert eines Periodenanzeigeflags befindet, welcher durch
jede der Routinen gesetzt wird.With reference to the 31 is an exhaust gas component inflow calculation routine for calculating the inflow amount of one into the catalyst 27 inflowing exhaust gas component described below. In this routine, first in step 800 from determining deterioration period setting routines (1) to (3), as will be described later, determines whether the operating state of the engine 11 is within one of the deterioration determination periods in which the deterioration of the catalyst 27 is determined. In these deterioration determination period setting routines (1) to (3), it is determined whether the operating condition of the engine 11 is within one of the deterioration determination periods based on the value of a period display flag set by each of the routines.
Falls
der Betriebszustand des Motors 11 sich in der Verschlechterungsbestimmungsperiode
befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt 801 fort. Die
Totaleinströmmenge
einer Abgaskomponente in der Verschlechterungsbestimmungsperiode
wird gemäß der Schritte 801 bis 810 berechnet.If the operating condition of the engine 11 is in the deterioration determination period, the process goes to step 801 continued. The total inflow amount of an exhaust gas component in the deterioration determination period becomes according to the steps 801 to 810 calculated.
Zuerst
wird in den Schritten 801 und 802 das Ausgangssignal
FA/F des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 28 mit
dem oberen Grenzwert F(+) und dem unteren Grenzwert F(–) des Zentralwerts von
FA/F verglichen. Falls F(–) ≤ FA/F ≤ F(+), das
heißt,
falls FA/F als der Zentralwert von FA/F betrachtet werden kann,
wird diese Routine ohne Ausführung
weiterer Schritte beendet.First, in the steps 801 and 802 the output signal FA / F of the upstream air-fuel ratio sensor 28 with the upper limit F (+) and the lower limit F (-) of the central value of FA / F. If F (-) ≦ FA / F ≦ F (+), that is, if FA / F can be regarded as the central value of FA / F, this routine is terminated without performing any further steps.
Falls
FA/F > F(+), das heißt, falls
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf Seiten einer Magerkomponente
von dem Zentralwert von FA/F befindet, so schreitet der Vorgang
zu Schritt 803 fort. Eine Abweichung ΔA/F = (FA/F – F(+)) zwischen FA/F und dem
oberen Grenzwert F(+) wird in Schritt 803 berechnet. In
dem nächsten
Schritt 804 wird die Menge G des Abgases basierend auf
dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet. Hierauf wird
in Schritt 805 der molare Wert ΔFL einer Magerkomponentenmenge
des Abgases, welches in den Katalysator 27 einströmt, gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet:If FA / F> F (+), that is, if the air-fuel ratio is on the upstream side of the catalyst 27 is outside of a lean component of the central value of FA / F, the process goes to step 803 continued. A deviation ΔA / F = (FA / F-F (+)) between FA / F and the upper limit value F (+) becomes in step 803 calculated. In the next step 804 becomes the amount G of the exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 805 the molar value .DELTA.FL of a lean component of the exhaust gas, which in the catalyst 27 inflow calculated according to the following equation:
Bei
der vorstehend genannten Gleichung bezeichnet "k'" einen Koeffizienten
für die
Konvertierung der Magerkomponentenmenge ΔA/F·G in einen molaren Wert und "kl" einen Magerkomponenten-Korrekturkoeffizienten.
Der Grund, weshalb dieser Magerkomponenten-Korrekturfaktor kl verwendet
wird, besteht darin: Die 32 zeigt
die Konzentration jeder Komponente gegenüber dem Luftkraftstoffverhältnis A/F
des einströmenden
Abgases und die 33 zeigt
die Beziehung zwischen der Konzentration einer Magerkomponente (O2) und
jener einer Fettkomponente (CO + H2) gegenüber dem Überschuß-Luftverhältnis λLuft. In einem Graphen gemäß der 33 ist HC nicht in einer
Fettkomponente enthalten. Da jedoch, wie in der 32 dargestellt wird, HC geringer ist
im Vergleich zu CO und H2, kann dies ignoriert werden. Wie aus den 32 und 33 ersichtlich ist, sind selbst dann,
wenn das Luftkraftstoffverhältnis
A/F sich außerhalb
auf Seiten einer Mager- oder Fettkomponente um die gleiche Menge ΔA/F befindet,
der molare Wert einer Magerkomponente (O2)
und jener einer Fettkomponente (CO + H2)
unterschiedlich.In the above equation, "k '" denotes a coefficient for converting the lean component amount ΔA / F · G into a molar value and "kl" denotes a lean component correction coefficient. The reason why this lean component correction factor kl is used is: The 32 shows the concentration of each component versus the air-fuel ratio A / F of the inflowing exhaust gas and the 33 shows the relationship between the concentration of a lean component (O2) and that of a fat component (CO + H2) versus the excess air ratio λair. In a graph according to the 33 HC is not contained in a fat component. However, as in the 32 HC is lower compared to CO and H2, this can be ignored. Like from the 32 and 33 is apparent, even if the air-fuel ratio A / F is outside of a lean or rich component by the same amount ΔA / F, the molar value of a lean component (O 2 ) and that of a fat component (CO + H 2 ) differently.
Falls
der molare Wert ΔFL
der Magerkomponentenmenge des Abgases basierend auf dem Fehler ΔA/F des Luftkraftstoffverhältnisses
A/F von einem theoretischen Luftkraftstoffverhältnis berechnet wird, so wird
der Molarwert-Konvertierkoeffizient k' basierend auf dem molaren Konzentrationsverhältnis der
Mager- und Fettkomponenten korrigiert. Solch eine Korrektur wird
durch die folgenden zwei Verfahren durchgeführt. In einem ersten Verfahren
wird ein Magerkomponenten-Korrekturfaktor kl gegenüber einer Abweichung
|Δλ| des Überhangluftverhältnisses λLuft von
1 ausgearbeitet und zwar mit Blick auf eine Fettkomponente als der Bezug
(kR = 1) unter Verwendung einer in der 34 gezeigten kL-Karte. Gemäß einem
zweiten Verfahren wird ein Fettkomponenten-Korrekturfaktor kR gegenüber einer
Abweichung |Δλ| des Überschußluftverhältnisses λLuft von
1 mit Blick auf eine Magerkomponente als Bezug (kL = 1) unter Verwendung
einer in 35 gezeigten
kR-Karte ausgearbeitet.If the molar value ΔFL of the lean component of the exhaust gas is calculated based on the error ΔA / F of the air-fuel ratio A / F from a theoretical air-fuel ratio, the molar-value conversion coefficient k 'is corrected based on the molar concentration ratio of the lean and rich components. Such a correction is performed by the following two methods. In a first method, a lean component correction factor kl is compared with a deviation | Δλ | of the overhang air ratio λ air of 1 is elaborated with respect to a fat component as the reference (kR = 1) using one of 34 shown kL card. According to a second method, a fat component correction factor kR is compared with a deviation | Δλ | of the excess air ratio λ air of FIG. 1 with respect to a lean component as a reference (k L = 1) using an in 35 worked out kR card shown.
Nachdem
eine Gleichung "ΔFL = ΔA/F·G·k0", wie vorstehend
bereits beschrieben worden ist, angewendet wurde, dann wird in Schritt 806 dieses ΔFL integriert,
um einen totalen molaren Wert FL einer Magerkomponentenmenge des
Abgases zu erhalten, welche in den Katalysator 27 einströmt.After applying an equation "ΔFL = ΔA / F × G × k 0" as already described above, then in step 806 this ΔFL is integrated to obtain a total molar value FL of a lean component of the exhaust gas which enters the catalyst 27 flows.
Falls
FA/F < F(–), das
heißt,
falls das Luftkraftstoffverhältnis
FA/F auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysator 27 sich außerhalb auf der Seite einer
Fettkomponente von dem Zentralwert von FA/F befindet, dann schreitet
der Vorgang zu Schritt 807 fort. Eine Abweichung ΔA/F (= FA/F – F(–)) zwischen
FA/F und dem unteren Grenzwert F(–) wird in Schritt 807 berechnet.
In dem nächsten
Schritt 808 wird die Menge G des Abgases basierend auf
dem Betriebszustand des Motors 11 berechnet. Hierauf wird
in Schritt 809 der molare Wert ΔFR einer Fettkomponentenmenge
des Abgases welches in den Katalysator 27 einströmt, anhand
der nachfolgenden Gleichung berechnet:If FA / F <F (-), that is, if the air-fuel ratio FA / F is on the upstream side of the catalyst 27 if outside is on the side of a fat component from the central value of FA / F, then the process goes to step 807 continued. A deviation ΔA / F (= FA / F-F (-)) between FA / F and the lower limit value F (-) is determined in step 807 calculated. In the next step 808 becomes the amount G of the exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 809 the molar value ΔFR of a fat component quantity of the exhaust gas which enters the catalyst 27 flows in, calculated using the equation below:
Bei
der vorstehenden Gleichung bezeichnet "k'" einen Molarwert-Konvertierkoeffizient
und "kR" einen Fettkomponenten-Korrekturkoeffizienten.
Gemäß vorstehender
Beschreibung wird der Fettkomponenten-Korrekturkoeffizient kR unter
der Verwendung der kR-Karte gemäß der 35 festgesetzt, wenn eine
Magerkomponente als Referenzwert (kL = 1) festgesetzt ist. Wenn
andererseits eine Fettkomponente als Bezugswert verwendet wird,
dann wird der Fettkomponenten-Korrekturkoeffizient
kR auf 1 festgesetzt.In the above equation, "k '" denotes a molar value conversion coefficient and "kR" denotes a rich component correction coefficient. As described above, the fat component correction coefficient kR is calculated by using the kR map according to the 35 fixed when a lean component is set as the reference value (kL = 1). On the other hand, if a fat component is used as a reference, then the fat component correction coefficient kR is set to 1.
In
dem nächsten
Schritt 810 wird der in Schritt 809 berechnete
molare Wert ΔFR
integriert, um einen totalen Molarwert FR der Fettkomponentenmenge
des in den Katalysator 27 einströmenden Abgases zu erhalten.In the next step 810 will be the one in step 809 calculated molar value ΔFR integrated to a total molar value FR of the fat component quantity of the catalyst 27 to receive incoming exhaust gas.
Die
Routine wird durch Unterbrechung jeder Verbrennung in jedem Zylinder
durchgeführt,
um den totalen Molarwert FL der Magerkomponentenmenge und den totalen
Molarwert FR der Fettkomponentenmenge während der Verschlechterungsbestimmungsperiode
zu berechnen. Wenn die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet,
schreitet der Vorgang von Schritt 800 zu Schritt 811 fort.
Der totale Molarwert FL der Magerkomponentenmenge sowie der totale
Molarwert FR der Fettkomponentenmenge werden jeweils als Perioden-Totaleinströmmengen
FLtotal und FRtotal der Abgaskomponente festgesetzt. Hierauf werden
die gespeicherten Molarwerte ΔFL
und ΔFR
der Mager- und Fettkomponentenmengen jedes Abgases zurückgesetzt
und diese Routine beendet.The routine is performed by interrupting each combustion in each cylinder to calculate the total molar value FL of the lean component amount and the total molar value FR of the rich component amount during the deterioration determination period. When the deterioration determination period ends, the process proceeds from step 800 to step 811 continued. The total molar value FL of the lean component amount and the total molar value FR of the rich component amount are respectively set as the period total inflow amounts FLtotal and FRtotal of the exhaust gas component. Then the stored molar values ΔFL and ΔFR of the lean and rich component quantities of each exhaust gas are reset and this routine is ended.
Zeitkarten
gemäß der 49A bis 49F zeigen ein Beispiel für den Vorgang
zur Berechnung von FL und FR.Time cards according to the 49A to 49F show an example of the process for calculating FL and FR.
[Festsetzen der Verschlechterungsbestimmungsperioden][Establishment of Deterioration Determination Periods]
Eine
Verschlechterungsbestimmungsperiode, während der die Verschlechterung
des Katalysators 27 bestimmt wird, ist eine Periode zwischen
dem Zeitpunkt, an welchem der Motor 11 gestartet wird,
bis zu dem Zeitpunkt, in welchem das Aufwärmen des Katalysators 27 beendet
wird, das heißt,
bis die Temperatur des Katalysators 27 sich auf eine Temperatur
erhöht
hat, bei welcher der Katalysator 27 effizient arbeitet
oder ist eine Periode von dem Zeitpunkt an, in welchem der Motor 11 seinen
Betrieb in einem stetigen Zustand nach vollständiger Erwärmung aufgenommen hat bis daß eine vorbesstimmte
Zeit kdt verstrichen ist. Für
ein Verfahren zur Bestimmung, ob das Aufwärmen des Katalysators 27 vervollständigt ist,
existieren zwei Verfahren. Eines von diesen verwendet eine verstrichene
Zeit, nachdem der Motor gestartet worden ist, wobei das andere Verfahren
einen integrierten Wert verwendet, wonach die Verbrennungsenergie
des Motors 11 integriert wird, nachdem der Motor 11 gestartet
worden ist. Aus diesem Grunde existieren für ein Verfahren zum Festsetzen einer
Verschlechterungsbestimmungsperiode die folgenden drei Verfahren.A deterioration determination period during which the deterioration of the catalyst 27 is determined, is a period between the time at which the engine 11 is started until the time in which the warm-up of the catalyst 27 is terminated, that is, until the temperature of the catalyst 27 has increased to a temperature at which the catalyst 27 operates efficiently or is a period from the time the engine is in operation 11 has taken its operation in a steady state after complete heating until a predetermined time kdt has elapsed. For a method of determining whether the warm-up of the catalyst 27 is completed, there are two methods. One of them uses an elapsed time after the engine has been started, the other method uses an integrated value, after which the combustion energy of the engine 11 is integrated after the engine 11 has been started. For this reason, for a method of setting a deterioration determination period, the following three methods exist.
[Festsetzen einer Verschlechterungsbestimmungsperiode
(1)][Establishing a deterioration determination period
(1)]
sEine
Verschlechterungsbestimmungsperiode-Festsetzroutine (1) gemäß der 36 setzt eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
basierend auf einer verstrichenen Zeit ab dem Zeitpunkt, in welchem der
Motor 11 gestartet worden ist fest. Diese Routine wird
durch Unterbrechung innerhalb jedes vorbestimmten Intervalls ausgeführt. In
Schritt 821 wird bestimmt, ob der Motor 11 gestartet
worden ist. Falls der Motor 11 nicht gestartet worden ist,
schreitet der Vorgang zu Schritt 825 fort. In Schritt 825 wird
ein Periodenanzeigflag auf Null gesetzt, was bedeutet, daß der Betriebszustand
des Motors 11 einem Zustand nach oder vor der Verschlechterungsbestimmungsperiode
entspricht, wobei dann diese Routine beendet wird.a deterioration determination period setting routine (1) according to 36 sets a deterioration determination period based on an elapsed time from when the engine starts 11 has been started. This routine is executed by interruption within each predetermined interval. In step 821 determines if the engine 11 has been started. If the engine 11 has not been started, the process goes to step 825 continued. In step 825 a period indication flag is set to zero, which means that the operating state of the engine 11 corresponds to a state after or before the deterioration determination period, and then this routine is ended.
Falls
der Motor 11 gestartet ist, schreitet der Vorgang von Schritt 821 auf
Schritt 822 fort, wobei eine verstrichene Zeit Z' vom Startzeitpunkt
des Motors 11 an erfaßt
wird. In dem nächsten
Schritt 823 wird bestimmt, ob die verstrichene Zeit T eine
vorbestimmte Zeit T0 erreicht hat, welche für das Aufwärmen des Katalysators 27 erforderlich
ist. Falls die verstrichene Zeit T nicht den vorbestimmten Zeitwert
T0 erreicht, schreitet der Vorgang zu Schritt 824 fort.
In Schritt 824 wird der Periodenanzeigflag an "1" gesetzt, was bedeutet, daß der Betriebszustand
des Motors 11 einem Zustand für die Verschlechterungsbestimmungsperiode
entspricht, wobei dann diese Routine beendet wird.If the engine 11 is started, the process proceeds from step 821 on step 822 with an elapsed time Z 'from the start time of the engine 11 is detected at. In the next step 823 It is determined whether the elapsed time T has reached a predetermined time T0, which is for the warm-up of the catalyst 27 is required. If the elapsed time T does not reach the predetermined time value T0, the process goes to step 824 continued. In step 824 the period indication flag is set to "1", which means that the operating state of the engine 11 corresponds to a state for the deterioration determination period, and then this routine is ended.
Wenn
hierauf die verstrichene Zeit T vom Start des Motors 11 aus
die vorbestimmte Zeit T0 erreicht, dann wird der Aufwärmvorgang
des Katalysators 27 als abgeschlossen betrachtet. Der Vorgang
schreitet dann zu Schritt 825 fort, wo der Periodenanzeigflag
auf "1" gesetzt wird.If this is the elapsed time T from the start of the engine 11 reaches from the predetermined time T0, then the warm-up of the catalyst 27 considered completed. The process then proceeds to step 825 where the period indicator flag is set to "1".
Durch
den vorstehend beschriebenen Vorgang wird eine Periode vom Zeitpunkt
des Starts des Motors 11 aus bis zu einer vorbestimmten
verstrichenen Zeit T0 als eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
festgesetzt. Der Periodenanzeigflag wird "1" während dieser
Verschlechterungsbestimmungsperiode gehalten.By the above-described operation, a period becomes from the time of starting the engine 11 is set to a predetermined elapsed time T0 as a deterioration determination period. The period display flag is kept "1" during this deterioration determination period.
[Einstellen einer Verschlechterungsbestimmungsperiode
(2)][Setting a deterioration determination period
(2)]
Eine
Verschlechterungsbestimmungsperioden-Einstellroutine (2) gemäß der 37 setzt eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
basierend auf dem integrierten Wert einer Verbrennungsenergie des Motors 11 vom
Startzeitpunkt des Motors 11 aus fest. Die Routine wird
durch bzw. bei Unterbrechung jeder Verbrennung eines jeden Zylinders
des Motors 11 durchgeführt.
In Schritt 831 wird bestimmt, ob der Motor 11 gestartet
worden ist. Falls der Motor 11 nicht gestartet worden ist,
schreitet der Vorgang zu Schritt 835 fort, wo ein Periodenanzeigflag
auf "0" gesetzt und diese
Routine beendet wird.A deterioration determination period setting routine (2) according to 37 sets a deterioration determination period based on the integrated value of combustion energy of the engine 11 from the start time of the engine 11 from firm. The routine is by interrupting each combustion of each cylinder of the engine 11 carried out. In step 831 determines if the engine 11 has been started. If the engine 11 has not been started, the process goes to step 835 where a period indication flag is set to "0" and this routine is ended.
Falls
der Motor 11 gestartet worden ist, schreitet der Vorgang
von Schritt 831 auf Schritt 832 fort, wo die Verbrennungsenergie
E integriert wird, um einen integrierten Wert ΣE seit dem Startzeitpunkt des
Motors 11 an zu erhalten. Die Verbrennungsenergie E wird
unter Verwendung einer Karte (nicht gezeigt) berechnet, in welcher
zumindest ein Wert aus den nachfolgenden Werten nämlich dem
Luftkraftstoffverhältnis,
der Motorgeschwindigkeit, dem Druck in einer Einlaßleitung
und einer Einlaßluftmenge
als ein Parameter verwendet wird. In dem nächsten Schritt 833 wird
bestimmt, ob der integrierte Wert ΣE der Verbrennungsenergie E
einen vorbestimmten Wert E0 erreicht, welcher für das Aufwärmen des Katalysators 27 erforderlich
ist. Falls der integrierte Wert ΣE
nicht den vorbestimmten Wert E0 erreicht, so schreitet der Vorgang
auf Schritt 834 fort. In Schritt 834 wird der
Periodenanzeigflag auf "1" gesetzt und diese
Routine beendet.If the engine 11 has started, the process proceeds from step 831 on step 832 where the combustion energy E is integrated to an integrated value ΣE since the starting time of the engine 11 to receive. The combustion energy E is calculated using a map (not shown) in which at least one of the following values, namely, the air-fuel ratio, the engine speed, the pressure in an intake passage, and an intake air amount is used as a parameter. In the next step 833 is determined whether the integrated value ΣE of the combustion energy E reaches a predetermined value E0, which is for warming up the catalyst 27 is required. If the integrated value ΣE does not reach the predetermined value E0, the process goes to step 834 continued. In step 834 the period display flag is set to "1" and this routine is ended.
Wenn
hierauf der integrierte Wert ΣE
der Verbrennungsenergie E den vorbestimmten Wert E0 erreicht, dann
wird der Aufwärmvorgang
des Katalysators 27 als abgeschlossen erachtet. Folglich
schreitet die Routine zu Schritt 835 fort, wo der Periodenanzeigflag
auf "0" gesetzt und diese
Routine beendet wird.Then, if the integrated value ΣE of the combustion energy E reaches the predetermined value E0, then the warm-up operation of the catalyst becomes 27 considered completed. As a result, the routine proceeds to step 835 where the period display flag is set to "0" and this routine is ended.
Durch
den vorstehend beschriebenen Vorgang wird eine Periode vom Zeitpunkt
des Starts des Motors 11 aus bis daß der integrierte Wert ΣE der Verbrennungsenergie
den vorbestimmten Wert E0 erreicht, als eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
festgesetzt. Der Periodenanzeigflag wird während dieser Verschlechterungsbestimmungsperiode
auf "1" gehalten.By the above-described operation, a period becomes from the time of starting the engine 11 until the integrated value ΣE of the combustion energy reaches the predetermined value E0, set as a deterioration determination period. The period display flag is held at "1" during this deterioration determination period.
[Festetzen einer Verschlechterungsbestimmungsperiode
(3)][Determination of Deterioration Determination Period ( 3 )]
Eine
Verschlechterungsbestimmungsperiode-Feststellroutine (3) gemäß der 38 setzt eine Periode von
dem Zeitpunkt aus, in welchem der Motor 11 in einem stabilen
Zustand betrieben wird, nachdem er aufgewärmt worden ist, bis zu einer
vorbestimmten verstrichenen Zeit kdt, als eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
fest. Diese Routine wird durch bzw. bei Unterbrechung jedes vorbestimmten
Zeitintervalls durchgeführt.
In Schritt 841 wird bestimmt, ob der Motor 11 in
einem stetigen Zustand betrieben wird basierend darauf, ob die Motorgeschwindigkeit,
der Druck in einer Einlaßleitung,
der Einlaßluftmenge
oder andere Werte stabil sind. Falls der Motor 11 in einem
stetigen Zustand betrieben wird, schreitet der Vorgang zu Schritt 842 fort.
In Schritt 842 wird bestimmt basierend auf einer Motorkühltemperatur,
ob der Motor 11 vollständig
erwärmt hat.
Falls der Motor 11 nicht in einem stetigen Zustand betrieben
wird oder sich nicht vollständig
erwärmt
hat, schreitet der Vorgang zu Schritt 846 fort. In Schritt 846 wird
der Periodenanzeigflag auf Null gesetzt und die Routine beendet.A deterioration determination period detection routine (3) according to 38 sets a period from the time the engine is running 11 is operated in a stable state after being warmed up to a predetermined elapsed time kdt, as a deterioration determination period. This routine is performed by interrupting each predetermined time interval. In step 841 determines if the engine 11 is operated in a steady state based on whether the engine speed, the pressure in an intake passage, the intake air amount, or other values are stable. If the engine 11 is operated in a steady state, the process goes to step 842 continued. In step 842 is determined based on an engine cooling temperature, whether the engine 11 completely warmed up. If the engine 11 is not operated in a steady state or has not fully heated, the process goes to step 846 continued. In step 846 the period display flag is set to zero and the routine is ended.
Falls
der Motor 11 in einem stetigen Zustand betrieben wird und
sich vollständig
erwärmt
hat, wird die Verschlechterungsbestimmungsperiode gestartet. Der
Vorgang schreitet zu Schritt 843 fort, wobei eine verstrichene
Zeit Δt
von dem Start der Verschlechterungsbestimmungsperiode an abgezählt wird.
In dem nächsten Schritt 844 wird
bestimmt, ob die verstrichene Zeit Δt größer als eine vorbestimmte Zeit
kdt ist. Falls die verstrichene Zeit Δt nicht größer als die vorbestimmte Zeit
kdt ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 845 fort. In Schritt 845 wird
der Periodenanzeigflag auf "1" gesetzt und die
Routine beendet. Wenn hierauf die verstrichene Zeit Δt größer ist
als die vorbestimmte Zeit kdt, so schreitet der Vorgang 846 fort.
Im Schritt 846 wird der Periodenanzeigflag auf Null gesetzt
und die Routine beendet.If the engine 11 is operated in a steady state and has fully warmed up, the deterioration determination period is started. The process goes to step 843 , wherein an elapsed time Δt is counted from the start of the deterioration determination period. In the next step 844 It is determined whether the elapsed time Δt is larger than a predetermined time kdt. If the elapsed time Δt is not larger than the predetermined time kdt, the process goes to step 845 continued. In step 845 the period display flag is set to "1" and the routine is ended. Then, when the elapsed time Δt is larger than the predetermined time kdt, the process proceeds 846 continued. In step 846 the period display flag is set to zero and the routine is ended.
Durch
den vorstehend beschriebenen Vorgang wird eine Periode vom dem Zeitpunkt
an, in welchem der Motor 11 damit beginnt, in einem stetigen
Zustand nach dessen vollständiger
Erwärmung
zu arbeiten bis zu dem Zeitpunkt, in welchem eine vorbestimmte Zeit
kdt verstrichen ist, als eine Verschlechterungsbestimmungsperiode
festgesetzt. Während
dieser Periode wird der Periodenanzeigflag auf "1" gehalten.By the above-described operation, a period from the time when the engine becomes 11 it starts to operate in a steady state after its complete heating until the time when a predetermined time kdt has elapsed, set as a deterioration determination period. During this period, the period display flag is held at "1".
Es
kann ausreichend sein, eine der vorstehend beschriebenen Verschlechterungsbestimmungsperioden-Festsetzroutinen
(1) bis (3) zu verwenden, die jeweils in denIt
may be sufficient one of the above-described deterioration determination period setting routines
(1) to use (3), respectively in the
36 bis 38 dargestellt sind. Jedoch können die
Routinen (1) und (3) oder die Routinen (2) und (3) auch gemeinsam
verwendet werden. 36 to 38 are shown. However, the routines (1) and (3) or the routines (2) and (3) can also be shared.
[Berechnung der Ausströmung einer
Abgaskomponente][Calculation of the outflow of a
Exhaust gas component]
Mit
Bezug auf die 39 wird
nachfolgend eine Berechnungsroutine bezüglich einer Abgaskomponentenausströmung zur
Berechnung der totalen Ausströmmenge
von Abgaskomponenten beschrieben, welche aus einem Katalysator 27 während der
Verschlechterungsbestimmungsperiode ausströmen. In dieser Routine wird
zuerst in Schritt 858 die Ausgangsspannung des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29 erfaßt. In dem
nächsten
Schritt 859 wird die Ausgangsspannung des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29 in
ein Luftkraftstoffverhältnis
RA/F gemäß einer
voreingestellten Konvertiertafel (siehe 40) konvertiert. Hierauf wird in Schritt 860 bestimmt,
ob der Betriebszustand des Motors 11 einem Zustand während einer
Verschlechterungsbestimmungsperiode entspricht. Falls eine positive
Bestimmung in Schritt 860 erhalten wird, schreitet der
Vorgang zu Schritt 861 fort, wobei die Ausströmmenge einer
Abgaskomponente durch den Vorgang von Schritt 861 bis 870 berechnet
wird.With reference to the 39 In the following, an exhaust-gas-outflow calculation routine for calculating the total outflow quantity of exhaust gas components consisting of a catalyst will be described 27 during the deterioration determination period. In this routine, first in step 858 the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 detected. In the next step 859 becomes the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 in an air-fuel ratio RA / F according to a preset conversion table (see 40 ) converted. This will be in step 860 determines if the operating condition of the engine 11 corresponds to a state during a deterioration determination period. If a positive determination in step 860 is received, the process goes to step 861 , wherein the outflow of an exhaust gas component through the process of step 861 to 870 is calculated.
In
den Schritten 861 und 862 wird der Ausgangswert
RA/F des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensors 29 mit
dem oberen Grenzwert R(+) und dem unteren Grenzwert R(–) des Zentralwerts
von RA/F verglichen. Falls R(–) ≤ RA/F ≤ R(+), das
heißt,
falls der Ausgangswert RA/F als der Zentralwert von RA/F erachtet
werden kann, wird diese Routine ohne Ausführung weiterer Schritte beendet.In the steps 861 and 862 becomes the output value RA / F of the downstream air-fuel ratio sensor 29 with the upper limit R (+) and the lower limit R (-) of the central value of RA / F. If R (-) ≦ RA / F ≦ R (+), that is, if the output RA / F can be considered the central value of RA / F, this routine is terminated without performing any further steps.
Falls
RA/F > R(+), das heißt, falls
das Luftkraftstoffverhältnis
RA/F auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 sich außerhalb auf Seiten einer Magerkomponente
vom Zentralwert von RA/F befindet, dann schreitet der Vorgang zu
Schritt 863 fort. Eine Abweichung ΔA/F = (RA/F – R(+)) zwischen RA/F und dem
oberen Grenzwert R(+) wird in Schritt 863 berechnet. In
dem nächsten
Schritt 864 wird die Menge G des Abgases berechnet und
zwar basierend auf dem Betriebszustand des Motors 11. Hierauf
wird in Schritt 865 der Molarwert ΔRL einer Magerkomponentenmenge
des Abgases, welches durch den Katalysator 27 strömt, entsprechend
der nachfolgenden Gleichung berechnet: ΔRL = ΔA/F × G × k0 k0 = k' × kL If RA / F> R (+), that is, if the air-fuel ratio RA / F on the downstream side of the catalyst 27 is outside of a lean component of the RA's central value, then the process moves to step 863 continued. A deviation ΔA / F = (RA / F - R (+)) between RA / F and the obe The limit R (+) is set in step 863 calculated. In the next step 864 The amount G of the exhaust gas is calculated based on the operating state of the engine 11 , This will be in step 865 the molar value ΔRL of a lean component of the exhaust gas passing through the catalyst 27 flows, calculated according to the following equation: ΔRL = ΔA / F × G × k0 k0 = k '× kL
Bei
der vorstehenden Gleichung bezeichnet "k'" einen Molarwert-Konvertierkoeffizient
und "kR" einen Magerkomponenten-Korrekturkoeffizienten
(siehe 34). In dem
nächsten
Schritt 866 wird der Molarwert ΔRL der Magerkomponentenmenge
des Abgases integriert, um einen Totalmolwert RL der Magerkomponentenmenge
des Abgases zu erhalten, welches aus dem Katalysator 27 ausströmt.In the above equation, "k '" denotes a molar value conversion coefficient and "kR" denotes a lean component correction coefficient (see FIG 34 ). In the next step 866 is the molar value .DELTA.L of the lean component of the exhaust gas integrated to obtain a total molar value RL of the lean component of the exhaust gas, which from the catalyst 27 flows.
Falls
RA/F < R(–), das
heißt,
falls das Luftkraftstoffverhältnis
RA/F auf der stromabwärtigen
Seite des Katalysator 27 sich außerhalb auf der Seite einer
Fettkomponente von dem Zentralwert von RA/F befindet, dann schreitet
der Vorgang zu Schritt 867 fort. Eine Abweichung ΔA/F (= RA/F – R(–)) zwischen
RA/F und dem unteren Grenzwert R(–) wird in Schritt 867 berechnet.
In dem nächsten
Schritt 868 wird die Menge G an Abgas basierend auf dem
Betriebszustand des Motors 11 berechnet. Hierauf wird in
Schritt 869 der molare Wert ΔRR einer Fettkomponentenmenge
des Abgases welches in den Katalysator 27 ausströmt, anhand
der nachfolgenden Gleichung berechnet: ΔRR = ΔA/F × G × k1 k0 = k' × kR If RA / F <R (-), that is, if the air-fuel ratio RA / F on the downstream side of the catalyst 27 If outside is on the side of a fat component from the central value of RA / F, then the process goes to step 867 continued. A deviation ΔA / F (= RA / F - R (-)) between RA / F and the lower limit R (-) becomes in step 867 calculated. In the next step 868 becomes the amount G of exhaust gas based on the operating state of the engine 11 calculated. This will be in step 869 the molar value ΔRR of a fat component amount of the exhaust gas which enters the catalyst 27 out, calculated using the equation below: ΔRR = ΔA / F × G × k1 k0 = k '× kR
Bei
der vorstehenden Gleichung bezeichnet "k'" einen Molarwert-Konvertierkoeffizient
und "kL" einen Fettkomponenten-Korrekturkoeffizienten
(siehe 35). In dem
nächsten
Schritt 870 wird der Molarwert ΔRR der Fettkomponentenmenge
des Abgases integriert, um einen Totalmolwert RR der Fettkomponentenmenge des
Abgases zu erhalten, welches aus dem Katalysator 27 ausströmt.In the above equation, "k '" denotes a molar value conversion coefficient and "kL" denotes a rich component correction coefficient (see FIG 35 ). In the next step 870 the molar value ΔRR of the rich component amount of the exhaust gas is integrated to obtain a total molar value RR of the rich component amount of the exhaust gas resulting from the catalyst 27 flows.
Die
Routine wird durch Unterbrechung jeder Verbrennung in jedem Zylinder
durchgeführt,
um den totalen Molarwert RL der Magerkomponentenmenge und den totalen
Molarwert RR der Fettkomponentenmenge während der Verschlechterungsbestimmungsperiode
zu berechnen. Wenn die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet,
schreitet der Vorgang von Schritt 860 zu Schritt 871 fort.
Der totale Molarwert RL der Magerkomponentenmenge sowie der totale
Molarwert RR der Fettkomponentenmenge werden jeweils als Perioden-Totalausströmmengen
RLtotal und RRtotal der Abgaskomponente festgesetzt. Hierauf werden
die gespeicherten Molarwerte ΔRL
und ΔRR
der Mager- und Fettkomponentenmengen jedes Abgases zurückgesetzt und
diese Routine beendet.The routine is performed by interrupting each combustion in each cylinder to calculate the total molar value RL of the lean component amount and the total molar value RR of the rich component amount during the deterioration determination period. When the deterioration determination period ends, the process proceeds from step 860 to step 871 continued. The total molar value RL of the lean component amount and the total molar value RR of the rich component amount are respectively set as the period total discharge amounts RLtotal and RRtotal of the exhaust gas component. Then, the stored molar values ΔRL and ΔRR of the lean and rich component amounts of each exhaust gas are reset and this routine is ended.
Zeitkarten
gemäß der 49A bis 49F zeigen ein Beispiel für den vorstehend
beschriebenen Vorgang zur Berechnung von RL und RR.Time cards according to the 49A to 49F show an example of the above-described process for calculating RL and RR.
[Korrektur der Temperatur
eines Elements eines stromabwärtigen
Sauerstoffsensors][Correction of the temperature
an element of a downstream
Oxygen sensor]
Eine
Temperaturkorrekturroutine bezüglich
eines stromabwärtigen
Sauerstoffsensorelements gemäß der 41 schätzt die Temperatur eines Elements 51 eines
stromabwärtigen
Sauerstoffsensors 29 und korrigiert die Linearitätskennlinie
einer Konvertiertafel zur Konvertierung der Ausgangsspannung des
stromabwärtigen
Sauerstoffsensors 29 in ein Luftkraftstoffverhältnis RA/F
entsprechend der geschätzten
Temperatur des Elements 51. Der Grund hierfür besteht
darin, daß die
Ausgabecharakteristik des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29 entsprechend
der Temperatur des Elements 51 variiert.A temperature correction routine with respect to a downstream oxygen sensor element according to the 41 estimates the temperature of an element 51 a downstream oxygen sensor 29 and corrects the linearity characteristic of a conversion panel for converting the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 in an air-fuel ratio RA / F corresponding to the estimated temperature of the element 51 , The reason for this is that the output characteristic of the downstream oxygen sensor 29 according to the temperature of the element 51 varied.
In
dieser Routine wird in Schritt 881 zuerst eine Sättigungstemperaturtafel
mit einer Motorgeschwindigkeit Ne und einem Druck Pm in einer Einlaßleitung
als Parameter entnommen und die Sättigungstemperatur des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 28 ausgearbeitet,
welche der Wärmemenge
des Abgases entspricht, das im wesentlichen durch die Parameter
Ne und Pm bestimmt wird. Hierauf wird in Schritt 882 die
Sättigungstemperatur
mit einer Verzögerung
erster Ordnung bearbeitet und dadurch die Temperatur des Elements 51 des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29 abgeschätzt. Der
Grund hierfür
besteht darin, da die Änderung
der Temperatur des Elements 51 des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29,
verursacht durch die Änderung
(die Änderung
von Ne und Pm) der Wärmemenge
des Abgases, mit einer Verzögerung
ersten Grades angenähert werden
kann. In den nächsten
Schritt 883 wird die Linearitätscharakteristik der Mager-
und Fettkomponenten in der Konvertiertafel für das Konvertieren der Ausgangsspannung
des stromabwärtigen
Sauerstoffsensors 29 zum Luftkraftstoffverhältnis Ra/F
entsprechend der Temperatur des Elements 51 des stromabwärtigen Sauerstoffsensors 29 korrigiert
(siehe 42).In this routine will be in step 881 First, a saturation temperature table having an engine speed Ne and a pressure Pm in an intake pipe taken as a parameter and the saturation temperature of the downstream oxygen sensor 28 which corresponds to the heat quantity of the exhaust gas, which is essentially determined by the parameters Ne and Pm. This will be in step 882 the saturation temperature is processed with a first order delay and thereby the temperature of the element 51 the downstream oxygen sensor 29 estimated. The reason for this is because the change in the temperature of the element 51 the downstream oxygen sensor 29 caused by the change (the change of Ne and Pm) of the heat quantity of the exhaust gas, approximated with a first-degree delay can be. In the next step 883 becomes the linearity characteristic of the lean and rich components in the conversion panel for converting the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 to the air-fuel ratio Ra / F according to the temperature of the element 51 the downstream oxygen sensor 29 corrected (see 42 ).
[Korrektur, wenn die Kraftstoffzufuhr
unterbrochen ist][Correction when the fuel supply
is interrupted]
Eine
Korrekturroutine, die in 43 dargestellt
ist, korrigiert die Linearitätskennlinie
einer Magerkomponente in einer Konvertiertafel für das Konvertieren der Ausgangsspannung
eines stromabwärtigen
Sauerstoffsensors 29 in ein Kraftstoffverhältnis RA/F,
wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. In dieser Routine wird
zuerst in Schritt 891 bestimmt, ob der Kraftstoff unterbrochen
ist (F/C). Falls der Kraftstoff unterbrochen ist, schreitet der
Vorgang zu Schritt 892 fort, wobei bestimmt wird, ob eine
verstrichene Zeit seit Beginn der Kraftstoffunterbrechung einen
vorbestimmten Zeitwert t10 überschreitet.
Falls der Kraftstoff nicht unterbrochen wird oder falls die verstrichene
Zeit nicht den vorbestimmten Zeitwert t10 erreicht wird diese Routine
ohne Ausführung
weiterer Schritte beendet.A correction routine that works in 43 is shown, corrects the linearity characteristic of a lean component in a conversion board for converting the output voltage of a downstream oxygen sensor 29 in a fuel ratio RA / F when the fuel supply is interrupted. In this routine, first in step 891 determines if the fuel is interrupted (F / C). If the fuel is interrupted, the process goes to step 892 wherein it is determined whether an elapsed time since the beginning of the fuel cut exceeds a predetermined time value t10. If the fuel is not interrupted or if the elapsed time does not reach the predetermined time t10, this routine is terminated without performing any further steps.
Falls
die verstrichene Zeit den vorbestimmten Zeitwert t10 erreicht, schreitet
der Vorgang zu Schritt 893 fort, wobei die Ausgangsspannung
des stromabwärtigen
Sauerstoffsensors 29 eingelesen wird. Hierauf wird in Schritt 894 die
Linearitätskennlinie
einer Magerkomponente in der Konvertiertafel korrigiert (siehe 44).If the elapsed time reaches the predetermined time t10, the process goes to step 893 wherein the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 is read. This will be in step 894 corrects the linearity characteristic of a lean component in the conversion table (see 44 ).
[Bestimmung eines Luftkraftstoffverhältnisses
auf der stromaufwärtigen
Seite][Determination of air-fuel ratio
on the upstream
Page]
Eine
Bestimmungsroutine bezüglich
eines stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältniszustandes,
wie in 45 gezeigt wird,
bestimmt, welches der fetten, mageren oder stoichiometrischen Luftkraftstoffverhältnisse FA/F
auf der stromaufwärtigen
Seite des Katalysators 27 zutrifft. Diese Bestimmung wird
durchgeführt
unter Verwendung des oberen Grenzwerts F(+) und des unteren Grenzwerts
F(–),
welche in Schritt 120 gemäß der 7 berechnet werden.A determination routine regarding an upstream air-fuel ratio condition, as in FIG 45 which determines which of the rich, lean or stoichiometric air-fuel ratios FA / F on the upstream side of the catalyst 27 true. This determination is made using the upper limit F (+) and the lower limit F (-), which are determined in step 120 according to the 7 be calculated.
In
dieser Routine wird zuerst in den Schritten 901 und 902 bestimmt,
ob das Luftkraftstoffverhältnis FA/F
auf der stromaufwärtigen
Seite gleich oder größer ist
als der obere Grenzwert F(+), oder gleich oder niedriger ist als
der untere Grenzwert F(–).
Falls FA/F > F(+),
dann wird das Luftkraftstoffverhältnis
FA/F als mager bestimmt. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu
Schritt 903 fort, wobei ein stromaufwärtiger Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt wird. Falls
FA/F ≤ F(–), dann
wird das Luftkraftstoffverhältnis
FA/F als fett bestimmt. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu
Schritt 904 fort, wobei der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag auf "–1" gesetzt wird. Falls F(+) > FA/F > F(–), dann wird das Luftkraftstoffverhältnis als
stöchiometrisch
bestimmt. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu Schritt 904 fort,
wobei der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "0" gesetzt wird.In this routine, first in the steps 901 and 902 determines whether the air-fuel ratio FA / F on the upstream side is equal to or greater than the upper limit value F (+), or equal to or lower than the lower limit value F (-). If FA / F> F (+), then the air-fuel ratio FA / F is determined to be lean. In this case, the process goes to step 903 with an upstream air-fuel ratio flag set to "1". If FA / F ≦ F (-), then the air-fuel ratio FA / F is determined to be rich. In this case, the process goes to step 904 with the upstream air-fuel ratio flag set to "-1". If F (+)> FA / F> F (-), then the air-fuel ratio is determined to be stoichiometric. In this case, the process goes to step 904 with the upstream air-fuel ratio flag set to "0".
Die
Zeitkarten gemäß der 49A bis 49F zeigen ein Beispiel des vorstehend
beschriebenen Schaltablaufs bezüglich
des stromaufwärtigen
Luftkraftstoffverhältnisflags.The season tickets according to the 49A to 49F show an example of the above-described switching process with respect to the upstream air-fuel ratio flag.
[Bestimmung des Luftkraftstoffverhältnis auf
der stromabwärtigen
Seite][Determination of the air-fuel ratio on
the downstream
Page]
Eine
Bestimmungsroutine bezüglich
eines stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältniszustandes
gemäß der 46 bestimmt, ob auf der
stromabwärtigen
Seite des Katalysators 27 ein fettes, mageres oder stöchiometrisches
Luftkraftstoffverhältnis
RA/F vorherrscht. Diese Bestimmung wird durchgeführt unter Verwendung des oberen
Grenzwerts R(+) und des unteren Grenzwerts R(–), welche in Schritt 116 gemäß der 7 berechnet worden sind.A determination routine regarding a downstream air-fuel ratio state according to 46 determines whether on the downstream side of the catalyst 27 a rich, lean or stoichiometric air-fuel ratio RA / F prevails. This determination is made using the upper limit R (+) and the lower limit R (-) which are determined in step 116 according to the 7 have been calculated.
In
dieser Routine wird zuerst in den Schritten 911 und 912 bestimmt,
ob das Luftkraftstoffverhältnis RA/F
auf der stromabwärtigen
Seite gleich oder größer ist
als der obere Grenzwert R(+) oder gleich oder kleiner ist als der
untere Grenzwert R(–).
Falls RA/F ≥ R(+),
dann wird das Luftkraftstoffverhältnis
RA/F als mager bestimmt. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu
Schritt 913 fort, wobei ein stromabwärtiger Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt wird. Falls
RA/F ≤ R(–), dann
wird das Luftkraftstoffverhältnis
RA/F als fett bestimmt. In diesem Fall schreitet der Vorgang zu
Schritt 914 fort, wobei der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag auf "–1" gesetzt wird. Falls R(+) > RA/F > R(–), dann wird das Luftkraftstoffverhältnis RA/F
als stöchiometrisch bestimmt.
In diesem Fall schreitet der Vorgang zu Schritt 914 fort, wobei
der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "0" gesetzt wird.In this routine, first in the steps 911 and 912 determines whether the air-fuel ratio RA / F on the downstream side is equal to or greater than the upper limit value R (+) or equal to or smaller than the lower limit value R (-). If RA / F ≥ R (+), then the air-fuel ratio RA / F is determined to be lean. In this case, the process goes to step 913 with a downstream air-fuel ratio flag set to "1". If RA / F ≤ R (-), then the air-fuel ratio RA / F is determined to be rich. In this case, the process goes to step 914 with the downstream air-fuel ratio flag set to "-1". If R (+)> RA / F> R (-), then the air-fuel ratio RA / F is determined to be stoichiometric. In this case, the process goes to step 914 with the downstream air-fuel ratio flag set to "0".
Zeitkarten,
wie sie in den 49A–49F dargestellt sind, zeigen
ein Beispiel des vorstehend beschriebenen Schaltzeitablaufs bezüglich des
stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnisflags.Time cards, as in the 49A - 49F 11 show an example of the above-described switching timing with respect to the downstream air-fuel ratio flag.
[Löschbare Berechnung der Einströmmenge einer
Abgaskomponente][Erasable calculation of the inflow of a
Exhaust gas component]
Eine
löschbare
Berechnungsroutine bezüglich
einer Abgaskomponenteneinströmung
gemäß der 47 und 48 addiert eine Löschfunktion zu der Berechnungsroutine
bezüglich
der Abgaskomponenteneinströmung
gemäß der 31 hinzu. Wenn aus diesem
Grunde ein Vorgang gemäß der 47 und 48 gewählt wird, dann ist der Vorgang,
wie er in 31 gezeigt
ist, nicht. mehr erforderlich.An erasable calculation routine relating to an exhaust gas component inflow according to 47 and 48 adds an erase function to the exhaust component injection calculation routine in accordance with FIG 31 added. If, for this reason, an operation according to the 47 and 48 is chosen, then the process as he is in 31 is not shown. more required.
Die
in den 47 und 48 gezeigten Routinen werden
durch Unterbrechungsvorgänge
bezüglich
jeder Verbrennung eines jeden. Zylinders durchgeführt. Wenn
eine Magerkomponente durch den stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensor 28 während der
Verschlechterungsbestimmungsperiode erfaßt wird oder wenn eine vorbestimmte
Zeit Δtk
nicht verstrichen ist, seit der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnissensor 28 das Erfassen
einer Magerkomponente beendet hat, und falls eine Magerkomponente
nicht durch den stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnissensor 29 erfaßt worden
ist, bedeutet dies, daß der
Katalysator 27 nicht gesättigt ist. Aus diesem Grunde
wird eine Magerkomponentenquantität des Abgases, welche basierend
auf dem Ausgangswert des stromaufwärtigen Luftkraftstoffverhältnissensors 28 berechnet
worden ist gelöscht
(ein Löschflag
wird auf "1" gesetzt), so daß die Magerkomponentenquantität keine
Wirkung auf die Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators
mehr hat.The in the 47 and 48 shown routines are characterized by interruptions to each combustion of each. Cylinder performed. When a lean component through the upstream air-fuel ratio sensor 28 during the deterioration determination period, or when a predetermined time Δtk has not elapsed since the upstream air-fuel ratio sensor 28 has stopped detecting a lean component, and if a lean component is not exhausted by the downstream air-fuel ratio sensor 29 has been detected, this means that the catalyst 27 is not saturated. For this reason, a lean component quantity of the exhaust gas, which is based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 has been calculated (a clear flag is set to "1"), so that the lean component quantity no longer has an effect of detecting the deterioration of a catalyst.
Im
einzelnen wird in Schritt 920 zuerst bestimmt, ob der Betriebszustand
des Motors 11 einem Zustand innerhalb der Verschlechterungsbestimmungsperiode
entspricht. Falls eine negative Bestimmung in Schritt 920 unternommen
wird, wird diese Routine ohne Ausführung weiterer Schritte beendet.
Falls eine positive Bestimmung in Schritt 920 durchgeführt wird,
schreitet der Vorgang zu Schritt 921 fort. In Schritt 921 wird
bestimmt, ob eine verstrichene Zeit dt eine vorbestimmte Zeit Δtk seit dem
das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite von einem Magerbereich in einen stöchiometrischen Bereich verschoben
worden ist, verstrichen ist. Falls die verstrichene Zeit dt nicht
die vorbestimmte Zeit Δtk
erreicht, so schreitet der Vorgang zu Schritt 922 fort.
In Schritt 922 wird bestimmt, ob ein Zählflag bezüglich einer verstrichenen Zeit
(dt) auf "1" gesetzt worden ist.
Vorliegend wird der dt-Zählflag
auf "1" gehalten seit dem
Zeitpunkt, seit dem mit der Zählung
der verstrichenen Zeit dt begonnen worden ist bis daß die verstrichene
Zeit dt die vorbestimmte Zeit Δtk erreicht.In detail, in step 920 First determines if the operating condition of the engine 11 corresponds to a state within the deterioration determination period. If a negative determination in step 920 is done, this routine is terminated without performing any further steps. If a positive determination in step 920 is performed, the process goes to step 921 continued. In step 921 It is determined whether an elapsed time dt has elapsed a predetermined time Δtk since the air-fuel ratio on the upstream side has shifted from a lean region to a stoichiometric region. If the elapsed time dt does not reach the predetermined time Δtk, the process goes to step 922 continued. In step 922 It is determined whether a count flag has been set to "1" with respect to an elapsed time (dt). In the present case, the dt-count flag is kept at "1" since the time from when counting the elapsed time dt has been started until the elapsed time dt reaches the predetermined time Δtk.
Wenn
in Schritt 922 bestimmt wird, daß der dt-Zählflag "1" ist,
dann schreitet der Vorgang zu Schritt 923 fort. In Schritt 923 wird
die verstrichene Zeit dt gemessen. In dem nächsten Schritt 924 wird
bestimmt, ob der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnisflag "1" ist, was bedeutet, daß das Luftkraftstoffverhältnis RA/F
auf der stromabwärtigen
Seite mager ist. Falls der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag "1" ist, so schreitet der Vorgang zu Schritt 925 fort.
Der Löschungsflag
wird auf "0" gesetzt, was bedeutet,
daß die
Magerkomponentenquantität
FL des Abgases nicht gelöscht
wird. Falls der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnisflag
nicht "1" ist in Schritt 924,
so wird der Schritt 925 übersprungen und der Vorgang
schreitet zu Schritt 926 fort. Der anfängliche Wert des Löschungsflag
wird auf "1" gesetzt, was bedeutet,
daß die
Magerkomponentenquantität FL
des Abgases gelöscht
wird.When in step 922 it is determined that the dt count flag is "1", the process goes to step 923 continued. In step 923 the elapsed time dt is measured. In the next step 924 It is determined whether the downstream air-fuel ratio flag is "1", which means that the air-fuel ratio RA / F on the downstream side is lean. If the downstream air-fuel ratio flag is "1", the process goes to step 925 continued. The clear flag is set to "0", which means that the lean component quantity FL of the exhaust gas is not cleared. If the downstream air-fuel ratio flag is not "1" in step 924 That's how the step will be 925 skipped and the process moves to step 926 continued. The initial value of the deletion flag is set to "1", which means that the lean component quantity FL of the exhaust gas is deleted.
Falls
der dt-Zählflag
nicht auf "1" in Schritt 922 gesetzt
ist, so schreitet der Vorgang auch zu Schritt 926 fort.
In Schritt 926 wird bestimmt, ob der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt ist, was
bedeutet, daß das
Luftkraftstoffverhältnis
FA/F auf der stromaufwärtigen
Seite mager ist. Falls der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag "1" ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 927 fort.
In Schritt 927 wird ein Molarwert ΔFL einer Magerkomponentenmenge
des in den Katalysator 27 einströmenden Abgases gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet: ΔFL = ΔA/F·G·k0 ΔA/F = FA/F–F(+) k0 – k'·kl If the dt count flag is not at "1" in step 922 is set, the process also proceeds to step 926 continued. In step 926 It is determined whether the upstream air-fuel ratio flag is set to "1", which means that the air-fuel ratio FA / F on the upstream side is lean. If the upstream air-fuel ratio flag is "1", the process goes to step 927 continued. In step 927 becomes a molar value ΔFL of a lean component amount of the catalyst 27 inflowing exhaust gas is calculated according to the following equation: ΔFL = ΔA / F · G · k0 ΔA / F = FA / F-F (+) k0 - k '· kl
Bei
der vorstehenden Gleichung bezeichnet G die Menge an Abgas, "k'" bezeichnet
einen Molarwert-Konvertierkoeffizienten
und "kl" bezeichnet einen
Magerkomponenten-Korrekturkoeffizienten.at
In the above equation, G denotes the amount of exhaust gas called "k"
a molar value conversion coefficient
and "kl" denotes one
Lean component correction coefficients.
In
dem nächsten
Schritt 928 wird bestimmt, ob der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt ist, was
bedeutet, daß das
Luftkraftstoffverhältnis
RA/F auf der stromaufwärtigen
Seite mager ist. Falls der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag "1" ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 929 fort.
In Schritt 929 wird der Löschungsflag auf "0" gesetzt, um keine Löschung der Magerkomponentenquantität FL des
Abgases zu verursachen. Wenn jedoch der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
nicht auf "1" gesetzt ist, wird
diese Routine ohne Ausführung
des Schritts 929 beendet.In the next step 928 it is determined whether the downstream air-fuel ratio flag is set to "1" is set, which means that the air-fuel ratio RA / F on the upstream side is lean. If the downstream air-fuel ratio flag is "1", the process goes to step 929 continued. In step 929 the clear flag is set to "0" so as not to cause extinction of the lean component quantity FL of the exhaust gas. However, if the downstream air-fuel ratio flag is not set to "1", this routine will be executed without executing the step 929 completed.
Wenn
in dem vorstehend genannten Schritt 926 der stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
nicht auf "1" gesetzt ist, schreitet
der Vorgang zu Schritt 930 fort. In Schritt 930 wird
bestimmt, ob der letzte stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt ist, das
heißt,
ob das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen Seite
in dem letzten Vorgang mager war. In Schritt 930 wird "JA" ausgewählt unmittelbar
nachdem der stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor 28 den
Erfassungsvorgang einer Magerkomponente beendet hat. In diesem Fall
wird in Schritt 931 der Molarwert ΔFL der Magerkomponentenmenge
integriert, während der
stromaufwärtige
Luftkraftstoffverhältnissensor
eine Magerkomponente erfaßt,
um eine Magerkomponentenquantität
FL des in den Katalysator 27 einströmenden Abgases zu erhalten,
wobei ΣΔFL gelöscht wird.
Hierauf wird in Schritt 932 der dt-Zählflag auf "1" gelöscht und
diese Routine beendet. Falls der letzte stromaufwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
in Schritt 930 nicht "1" gesetzt ist, das
heißt,
falls das Luftkraftstoffverhältnis
auf der stromaufwärtigen
Seite in dem letzten Vorgang nicht mager war, so wird diese Routine
beendet, ohne daß die
Schritte 931 und 932 ausgeführt werden.If in the above step 926 the upstream air-fuel ratio flag is not set to "1", the process goes to step 930 continued. In step 930 It is determined whether the last upstream air-fuel ratio flag is set to "1", that is, whether the air-fuel ratio on the upstream side was lean in the last operation. In step 930 "YES" is selected immediately after the upstream air-fuel ratio sensor 28 has completed the acquisition process of a lean component. In this case, in step 931 the molar value ΔFL of the lean component amount is integrated while the upstream air-fuel ratio sensor detects a lean component to a lean component quantity FL of the catalyst 27 inflowing exhaust gas, whereby ΣΔFL is deleted. This will be in step 932 the dt count flag is cleared to "1" and this routine ends. If the last upstream air-fuel ratio flag in step 930 is not set to "1", that is, if the air-fuel ratio on the upstream side was not lean in the last operation, this routine is terminated without the steps 931 and 932 be executed.
Wenn
hierauf die verstrichene Zeit dt die vorbestimmte Zeit Δtk seit dem
Zeitpunkt in welchem das Luftkraftstoffverhältnis auf der stromaufwärtigen Seite
von einem Magerbereich in einen stöchiometrischen Bereich verschoben
worden ist, erreicht, dann wird in Schritt 921 "JA" ausgewählt. Der
Vorgang schreitet zu Schritt 933 gemäß der 48 fort, wobei bestimmt wird, ob der
Löschungsflag "1" ist, was bedeutet, daß die Magerkomponentenquantität FL des
Abgases gelöscht
werden sollte. Falls der Löschungsflag "1" ist, so schreitet der Vorgang zu Schritt 934 fort,
wobei die Magerkomponentenquantität FL des Abgases gelöscht wird.
Falls der Löschungsflag "0" ist, was bedeutet, daß die Magerkomponentenquantität FL des
Abgases nicht gelöscht
werden muß,
so schreitet der Vorgang zu Schritt 935 ohne Ausführung des
Schritts 934 fort.Then, when the elapsed time dt has reached the predetermined time Δtk from the time when the air-fuel ratio on the upstream side has been shifted from a lean region to a stoichiometric region, then 921 "YES" selected. The process goes to step 933 according to the 48 and it is determined whether the deletion flag is "1", which means that the lean component quantity FL of the exhaust gas should be deleted. If the deletion flag is "1", the process goes to step 934 proceeding, wherein the lean component quantity FL of the exhaust gas is deleted. If the deletion flag is "0", meaning that the lean component quantity FL of the exhaust gas does not need to be cleared, the process goes to step 935 without execution of the step 934 continued.
In
Schritt 935 wird die gegenwärtige Magerkomponentenmenge
FL des Abgases zu einer letzten totalen Einströmmenge FLtotal einer Magerkomponente
in der Löschungsbestimmungsperiode
hinzu addiert, um die totale Einströmmenge FLtotal der Magerkomponente
zu erneuern.In step 935 the current lean component amount FL of the exhaust gas is added to a last total flow amount FLtotal of a lean component in the purge determination period to renew the total inflow amount FLtotal of the lean component.
Nachdem
der Löschungsflag
in Schritt 936 auf "1" gesetzt ist, wird
eine Zeit dt in Schritt 937 gelöscht. In dem nächsten Schritt 938 wird
der dt-Zählflag
auf "0" gesetzt und diese
Routine beendet.After the deletion flag in step 936 is set to "1", a time dt in step 937 deleted. In the next step 938 the dt count flag is set to "0" and this routine is ended.
Der
vorstehend beschriebene Vorgang zur Löschung, wie er in den 47 und 48 gezeigt ist, ist auf die Magerkomponentenmenge
FL des Abgases bezogen. Jedoch kann für die Fettkomponentenmenge
FR des Abgases das gleiche Verfahren ebenfalls verwendet werden.
Zeitkarten gemäß der 50A bis 50F zeigen ein Beispiel des Vorgangs
zur Löschung.The deletion process described above, as described in US Pat 47 and 48 is related to the lean component amount FL of the exhaust gas. However, the same method may be used for the rich component amount FR of the exhaust gas. Time cards according to the 50A to 50F show an example of the deletion process.
[Frequenzzählung der
Sättigung
durch eine Fett-/Magerkomponente][Frequency count of the
saturation
by a fat / lean component]
Eine
Frequenzzählroutine
bezüglich
einer Fett-/Magerkomponentensättigung
gemäß der 51 zählt eine Frequenz, in der der
Katalysator 27 durch eine Magerkomponente gesättigt wird
und eine Frequenz, in der er durch eine Fettkomponente gesättigt wird
während
einer Verschlechterungsbestimmungsperiode.A frequency count routine relating to a rich / lean component saturation according to 51 counts a frequency in which the catalyst 27 is saturated by a lean component and a frequency in which it is saturated by a fat component during a deterioration determination period.
In
dieser Routine wird zuerst in Schritt 941 bestimmt, ob
der Betriebszustand des Motors 11 einem Zustand in der
Verschlechterungsbestimmungsperiode basierend auf dem Periodenanzeigflag
entspricht. Falls der Periodenanzeigflag "1" ist,
was die Verschlechterungsbestimmungsperiode bedeutet, schreitet
der Vorgang zu Schritt 942 fort. In Schritt 942 wird
bestimmt (1), ob der stromabwärtige
Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "1" gesetzt ist und
(2) ob der gegenwärtige
Wert des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnisflags
unterschiedlich zu dessen letztem Wert ist. Falls die vorstehend
genannten Bedingungen (1) und (2) gleichzeitig erreicht werden,
dann wird der Katalysator 27 als von einer Magerkomponente
gesättigt
eingestuft. Der Vorgang schreitet zu Schritt 943 fort,
wobei ein Zählwert
für eine
Magerkomponentensättigung
um eins inkrementiert wird. Wenn jedoch der Katalysator 27 nicht
von einer Magerkomponente gesättigt
ist, so schreitet der Vorgang zu Schritt 944 ohne Inkrementierung
des Magerzählwerts
fort.In this routine, first in step 941 determines if the operating condition of the engine 11 corresponds to a state in the deterioration determination period based on the period display flag. If the period display flag is "1", which means the deterioration determination period, the process goes to step 942 continued. In step 942 is determined (1) whether the downstream air-fuel ratio flag is set to "1" and (2) whether the current value of the downstream air-fuel ratio flag is different from the latter value. If the above conditions (1) and (2) are reached simultaneously, then the catalyst becomes 27 classified as saturated by a lean component. The process goes to step 943 with a count for lean component saturation being incremented by one. However, if the catalyst 27 is not saturated by a lean component, the process moves to step 944 without incrementing the lean count.
In
Schritt 944 wird bestimmt (1), ob der stromabwärtige Luftkraftstoffverhältnisflag
auf "–1" gesetzt ist und
(2) ob der gegenwärtige
Wert des stromabwärtigen
Luftkraftstoffverhältnisflag
unterschiedlich von dessen letztem Wert ist. Falls die vorstehend
genannten Bedingungen (1) und (2) gleichzeitig erreicht werden,
wird der Katalysator 27 als von einer Fettkomponente gesättigt eingestuft.
Der Vorgang schreitet dann zu Schritt 945 fort, wobei ein
Fettzählwert
für eine
Fettkomponentensättigung
um eins inkrementiert wird. Falls jedoch der Katalysator 27 nicht
von einer Fettkomponente gesättigt
ist, so wird die Routine ohne Inkrementierung des Fettzählwerts
beendet.In step 944 it is determined (1) whether the downstream air-fuel ratio flag is set to "-1" and (2) whether the current value of the downstream air-fuel ratio flag is different from the latter value. If the above conditions (1) and (2) are reached simultaneously, the catalyst 27 classified as saturated by a fat component. The process then proceeds to step 945 , wherein a fat count for a fat component saturation is incremented by one. However, if the catalyst 27 is not saturated by a fat component, the routine is terminated without incrementing the fat count.
Wenn
hierauf die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet, dann schreitet
der Vorgang von Schritt 941 auf die Schritte 946 und 947 fort.
Der Wert des Magerzählwerts
sowie der Wert des Fettzählwerts werden
auf nL und nR jeweils gesetzt, um diese in einer Katalysatorverschlechterungsbestimmungsroutine
zu verwenden, welche anhand der 52 und 53 nachfolgend beschrieben
wird.Then, when the deterioration determination period ends, the process of step S10 941 on the steps 946 and 947 continued. The value of the lean count value as well as the value of the rich count value are set to nL and nR, respectively, to be used in a catalyst deterioration determination routine, which is determined from FIG 52 and 53 will be described below.
[Bestimmung der Verschlechterung
des Katalysators 27 auf der Seite einer Magerkomponente][Determination of deterioration of the catalyst 27 on the side of a lean component]
Eine
Verschlechterungsbestimmungsroutine bezüglich eines magerkomponentenseitigen
Katalysators gemäß der 52 wird ausgeführt, unmittelbar
nachdem eine Verschlechterungsbestimmungsperiode endet (Schritt 951).
Unmitaelbar, nachdem die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet,
schreitet der Vorgang zu Schritt 952 fort. In Schritt 952 wird
der Durchschnittswert MAXOSIav der Maximalmenge, in der eine Magerkomponente
in einer Verschlechterungsbestimmungsperiode absorbiert wird gemäß der nachfolgenden Gleichung
berechnet, in der die Totaleinströmmenge FLtotal eine Abgas-Magerkomponente,
die Totalausströmmenge
Rltotal einer Abgas-Magerkomponente sowie eine Frequenz nL in welcher
ein Katalysator von einer Magerkomponente während der Verschlechterungsbestimmungsperiode
gesättigt
wird, verwendet wird: MAXOSIav = (Fltotal – RLtotal)/nL A deterioration determination routine relating to a lean component side catalyst according to the 52 is executed immediately after a deterioration determination period ends (step 951 ). Immediately after the deterioration determination period ends, the process goes to step 952 continued. In step 952 the average value MAXOSIav of the maximum amount in which a lean component is absorbed in a deterioration determination period is calculated according to the following equation, where the total inflow amount FLtotal is an exhaust lean component, the total exhaust amount Rltotal of an exhaust lean component, and a frequency nL in which a lean component catalyst during the deterioration determination period becomes saturated, using: MAXOSIav = (Fltotal - RLtotal) / nL
In
dem nächsten
Schritt 953 wird der gegenwärtige Durchschnittswert MAXOSIav
der Maximalmenge, in welcher eine Magerkomponente absorbiert wird,
durch den Durchschnittswert MAXIOSIOav der Maximalmenge einer Magerkomponente,
welche absorbiert wird, wenn der Katalysator 27 neu ist,
dividiert, um einen Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert
LDETERIO zu erhalten. In dem nächsten
Schritt 954 wird der Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert
LDETERIO mit einem vorbestimmten Verschlechterungsbestimmungswert
KL verglichen. Falls LDETERIO < kL
dann wird der Katalysator 27 in Schritt 955 als
verschlechtert eingestuft. Wenn andererseits LDETERIO ≥ kL, wird
diese Routine ohne Einstufung des Katalysators 27 als verschlechtert
beendet.In the next step 953 becomes the current average value MAXOSIav of the maximum amount in which a lean component is absorbed by the average value MAXIOSIOav of the maximum amount of a lean component which is absorbed when the catalyst 27 is new, to obtain a catalyst deterioration degree determination value LDETERIO. In the next step 954 the catalyst deterioration degree determination value LDETERIO is compared with a predetermined deterioration determination value KL. If LDETERIO <kL then the catalyst 27 in step 955 classified as deteriorated. On the other hand, if LDETERIO ≥ kL, this routine will be without classification of the catalyst 27 finished as deteriorated.
[Erfassung der Verschlechterung
eines Katalysators 27 auf der Seite einer Fettkomponente][Detection of the deterioration of a catalyst 27 on the side of a fat component]
Eine
Verschlechterungsbestimmungsroutine bezüglich eines fettkomponentenseitigen
Katalysators gemäß der 53 wird ausgeführt, unmittelbar
nachdem die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet (Schritt 961).
Unmttelbar nachdem die Verschlechterungsbestimmungsperiode endet
schreitet der Vorgang zu Schritt 962 fort. In Schritt 962 wird
der Durchschnittswert MINOSIav der Maximalmenge, in der eine Fettkomponente
in der Verschlechterungsbestimmungsperiode absorbiert wird gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet, in der die Totaleinströmmenge FRtotal einer Abgasfettkomponente,
die Totalausströmmenge
RRtotal einer Abgasfettkomponente sowie eine Frequenz nR, in der
der Katalysator 27 mit einer Fettkomponente in der Verschlechterungsbestimmungsperiode
gesättigt
wird, verwendet wird: MINOSIav = (FRtotal – RRtotal)/nR A deterioration determination routine relating to a grease component side catalyst according to the 53 is executed immediately after the deterioration determination period ends (step 961 ). Immediately after the deterioration determination period ends, the process goes to step 962 continued. In step 962 the average value MINOSIav of the maximum amount in which a fat component is absorbed in the deterioration determination period is calculated according to the following equation, in which the total inflow amount FRtotal of an exhaust fat component, the total outflow amount RRtotal of an exhaust fat component, and a frequency nR in which the catalyst 27 is saturated with a fat component in the deterioration determination period, using: MINOSIav = (FRtotal - RRtotal) / nR
In
dem nächsten
Schritt 963 wird der gegenwärtige Durchschnittswert MINOSIav
der Maximalmenge, in der eine Fettkomponente absorbiert wird, durch
den Durchschnittswert MINOSIOav der Maximalmenge einer Fettkomponente,
die absorbiert wird, wenn der Katalysator 27 neu ist, dividiert,
um einen Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungswert RDETERIO
zu erhalten. In dem nächsten
Schritt 965 wird der Katalysatorverschlechterungsgrad-Bestimmungwert
RDETERIO mit einem vorbestimmten Verschlechterungsbestimmungwert
kR verglichen. Falls RDETERIO < kR,
dann wird der Katalysator 27 in Schritt 965 als
verschlechtert eingestuft. Wenn andererseits RDETERIO ≥ kR wird diese
Routine ohne Einstufung des Katalysators 27 als verschlechtert
beendet.In the next step 963 For example, the present average MINOSIav of the maximum amount in which a fat component is absorbed by the average value MINOSIOav becomes the maximum amount of a fat component absorbed when the catalyst 27 is new, to obtain a catalyst deterioration degree determination value RDETERIO. In the next step 965 the catalyst deterioration degree determination value RDETERIO is compared with a predetermined deterioration determination value kR. If RDETERIO <kR, then the catalyst becomes 27 in step 965 classified as deteriorated. On the other hand, if RDETERIO ≥ kR, this routine will be without classification of the catalyst 27 finished as deteriorated.
Lediglich
eine der Katalysatorverschlechterungs-Bestimmungsroutinen gemäß der 52 und 53 kann ferner ausgeführt werden.
Falls beide Routinen gemäß der 52 und 53 ausgeführt werden, ist ein Verfahren
zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators 27,
wenn die Verschlechterung des Katalysators 27 durch eine
der Routinen erfaßt
wird als auch ein anderes Verfahren zur Bestimmung der Verschlechterung
des Katalysators 27, wenn die Verschlechterung des Katalysators 27 gleichzeitig
durch beide Routinen erfaßt
wird, denkbar.Only one of the catalyst deterioration determination routines according to 52 and 53 can be further executed. If both routines according to the 52 and 53 is a method for determining the deterioration of the catalyst 27 when the deterioration of the catalyst 27 is detected by one of the routines as well as another method for determining the deterioration of the catalyst 27 when the deterioration of the catalyst 27 is detected simultaneously by both routines, conceivable.
(Weiteres Ausführungsbeispiel)(Further embodiment)
[Zuführung eines Einspritzzitersignals][Supply of an injection jitter signal]
In
einer Kraftstoffzitersignal-Zuführroutine
gemäß der 54 wird zuerst in Schritt 971 bestimmt,
ob der Betriebszustand des Motors 11 einem Zustand in einer
Verschlechterungsbestimmungsperiode entspricht. Falls er einem Zustand
in der Verschlechterungsbestimmungsperiode entspricht schreitet
der Vorgang zu Schritt 972 fort, wobei eine Kraftstoffzitersignalzufuhr,
in welcher die Kraftstoffeinspritzmenge derart variiert wird, daß das Luftkraftstoffverhältnis des
Abgases alternierend zwischen den Seiten einer Fettkomponente und
einer Magerkomponente um einen vorbestimmten Wert fluktuiert, ausgeführt wird.
Falls er nicht dem Zustand in der Verschlechterungsbestimmungsperiode
entspricht, wird keine Kraftstoffzitersignalzufuhr ausgeführt. Die
Durchschnittswerte MAXOSIav und MINOSIOav der Maximalmenge einer
Abgaskomponente, die während
der Verschlechterungsbestimmungsperiode durch den Katalysator 27 absorbiert
wird, kann präzise berechnet
werden durch Ausführen
der Kraftstoffzitersignalzufuhr während der Verschlechterungsbestimmungsperiode.In a fuel cell signal supply routine according to the 54 will step in first 971 determines if the operating condition of the engine 11 corresponds to a state in a deterioration determination period. If it corresponds to a state in the deterioration determination period, the process goes to step 972 wherein a fuel cell signal supply in which the fuel injection amount is varied so that the air-fuel ratio of the exhaust gas alternately fluctuates between the sides of a rich component and a lean component by a predetermined value is performed. If it does not correspond to the state in the deterioration determination period, no fuel cell signal supply is executed. The average values MAXOSIav and MINOSIOav of the maximum amount of exhaust gas component during the deterioration determination period by the catalyst 27 can be accurately calculated by performing the fuel cell signal supply during the deterioration determination period.