JP5565096B2 - Output characteristic measuring method and output characteristic measuring apparatus for air-fuel ratio detecting means - Google Patents
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本発明は、エンジンの燃焼室に供給される空気と燃料との混合比を検出するための空燃比検出手段の出力特性を測定するための方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for measuring the output characteristics of air-fuel ratio detection means for detecting the mixing ratio of air and fuel supplied to a combustion chamber of an engine.
自動車用等のエンジンでは、燃料消費量を低減させると共に排気ガスに含まれる有害物質の排出量を低減するために、エンジンの燃焼室に供給される空気と燃料との混合比(空燃比)が理論空燃比又はその付近の適正範囲になるように制御される。具体的に、空燃比は、排気通路に設けられた空燃比センサの出力値に基づき、排気ガス中の残存酸素濃度が多いとき(リーン)には燃料噴射量を増量し、残存酸素濃度が少ないとき(リッチ)には燃料噴射量を減量して、前記理論空燃比ないしその付近の適正範囲にフィードバック制御される。 In an engine for an automobile or the like, in order to reduce fuel consumption and reduce the amount of harmful substances contained in exhaust gas, the mixing ratio (air-fuel ratio) of air and fuel supplied to the combustion chamber of the engine is reduced. It is controlled so as to be within a theoretical air fuel ratio or an appropriate range in the vicinity thereof. Specifically, the air-fuel ratio is based on the output value of the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage. When the residual oxygen concentration in the exhaust gas is high (lean), the fuel injection amount is increased and the residual oxygen concentration is low. When (rich), the fuel injection amount is reduced and feedback control is performed to the theoretical air-fuel ratio or an appropriate range in the vicinity thereof.
ところが、前記空燃比センサは、多気筒エンジンの場合、複数気筒の排気通路が合流した排気集合部に設置されるため、該空燃比センサの出力値が前記適正範囲内であっても、特定の一部の気筒では空燃比の異常が発生している場合があり、近年、このような場合にも空燃比異常を判定できるようにすることが要求されつつある。 However, in the case of a multi-cylinder engine, since the air-fuel ratio sensor is installed in an exhaust collecting portion where the exhaust passages of a plurality of cylinders merge, even if the output value of the air-fuel ratio sensor is within the appropriate range, Some cylinders may have an air-fuel ratio abnormality. In recent years, it has been required to be able to determine an air-fuel ratio abnormality even in such a case.
特許文献1には、特定の一部の気筒のみで空燃比異常が発生している場合でも該空燃比異常を判定できるようにするための技術が開示されている。
具体的に、特許文献1の技術では、空燃比異常の判定に際して、空燃比センサの出力値の変化率の絶対値が所定時間積算され、この積算値が判定に用いられる。より具体的に説明すると、いずれの気筒にも空燃比異常が発生していない場合、空燃比センサの出力値は大きく変動しないため、前記積算値は比較的小さくなるが、特定の一部の気筒で空燃比異常が発生すると、この気筒(異常気筒)からの排気時に空燃比センサの出力変化が大きくなるため、前記積算値が大きくなる。よって、該積算値が所定値以上であるか否かによって、いずれかの気筒で空燃比異常が発生しているかどうかを判定することができる。
Specifically, in the technique of
また、上記のような方法で特定の一部の気筒についての空燃比異常を検出するためには、空燃比センサが空燃比を精度よく検出できることが必要であるが、空燃比センサには、センサの劣化や製造ばらつきに起因して、出力特性のばらつきが存在する。そのため、予め空燃比センサの出力特性を測定しておき、この測定結果に応じてセンサの出力値を補正した上で、特定の一部の気筒についての空燃比異常の有無を判定する必要がある。 Further, in order to detect an air-fuel ratio abnormality for a specific part of cylinders by the method as described above, it is necessary that the air-fuel ratio sensor can accurately detect the air-fuel ratio. There are variations in output characteristics due to degradation of the manufacturing process and manufacturing variations. Therefore, it is necessary to measure the output characteristics of the air-fuel ratio sensor in advance and correct the output value of the sensor according to the measurement result, and then determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio for a specific part of the cylinders. .
空燃比センサの出力特性の測定は、意図的に全気筒の空燃比をリッチまたはリーンに変化させたときのセンサ出力の変化、具体的には、出力値の変化量や応答性などを測定することにより行われる。なお、特許文献2には、空燃比センサの出力特性として、意図的に空燃比を変化させたときの無駄時間(空燃比を変化させてからセンサ出力が変化し始めるまでの時間)を測定する技術が開示されている。
The output characteristics of the air-fuel ratio sensor are measured by measuring changes in sensor output when the air-fuel ratio of all cylinders is intentionally changed to rich or lean, specifically, the amount of change in the output value, responsiveness, etc. Is done. In
ところで、空燃比センサの出力値に基づく空燃比のフィードバック制御は、全ての気筒について一律に行われるため、空燃比センサは、全気筒についての一律的な空燃比変化に応答できればよい。この空燃比変化は比較的長い周期で起こり、このときの空燃比センサの出力変化は比較的低周波の波形を示す。 By the way, the feedback control of the air-fuel ratio based on the output value of the air-fuel ratio sensor is performed uniformly for all the cylinders. Therefore, the air-fuel ratio sensor only needs to be able to respond to uniform air-fuel ratio changes for all the cylinders. This air-fuel ratio change occurs in a relatively long cycle, and the output change of the air-fuel ratio sensor at this time shows a relatively low-frequency waveform.
図16は、低周波(1Hz)の入力に対する空燃比センサの出力特性の測定値の具体例を示す。図16において、横軸は、空燃比センサに所定値の信号の入力を開始してからセンサの出力値が入力値の63%の大きさに達するまでに要する時間(以下、「時定数」という。)を示し、縦軸は、前記空燃比センサに1Hzのオン・オフ信号を入力したときの入力値Xに対する出力値Yの比率(Y/X)を示す。図16の測定値を見ると、低周波の入力に対しては、空燃比センサの時定数、すなわち該センサの応答性能に関わらず、入力値に比較的近い大きさの出力値を得やすいことが分かる。 FIG. 16 shows a specific example of measured values of output characteristics of the air-fuel ratio sensor with respect to low frequency (1 Hz) input. In FIG. 16, the horizontal axis indicates the time required for the output value of the sensor to reach 63% of the input value after the input of a predetermined value signal to the air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as “time constant”). The vertical axis represents the ratio (Y / X) of the output value Y to the input value X when a 1 Hz on / off signal is input to the air-fuel ratio sensor. Looking at the measured values in FIG. 16, it is easy to obtain an output value that is relatively close to the input value regardless of the time constant of the air-fuel ratio sensor, that is, the response performance of the sensor, for a low-frequency input. I understand.
しかしながら、特定の一部の気筒について空燃比異常が発生しているとき、この異常気筒からの排気が行われる度に前記排気集合部における排気ガス中の残存酸素濃度が大きく変化することになり、この大きな濃度変化は極めて短い周期で起こる。よって、仮にこの濃度変化に空燃比センサの出力が追従できる場合、その出力変化は高周波の波形を示す。例えば、4気筒エンジンで、回転数が3000rpmのとき、いずれか1つの気筒に空燃比異常が生じている場合、空燃比センサの出力変化は25Hzの波形を示すことになる。 However, when an air-fuel ratio abnormality has occurred for a specific part of the cylinders, the residual oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust gas collection portion changes greatly each time exhaust from the abnormal cylinder is performed, This large concentration change occurs in a very short cycle. Therefore, if the output of the air-fuel ratio sensor can follow this concentration change, the output change shows a high-frequency waveform. For example, in a four-cylinder engine, when the rotational speed is 3000 rpm, if an air-fuel ratio abnormality has occurred in any one of the cylinders, the output change of the air-fuel ratio sensor shows a waveform of 25 Hz.
図17は、高周波(25Hz)の入力に対する空燃比センサの出力特性の測定値の具体例を示す。図17において、横軸は図16と同様の空燃比センサの時定数を示し、縦軸は、該空燃比センサに25Hzのオン・オフ信号を入力したときの入力値Xに対する出力値Yの比率(Y/X)を示す。図17の測定値を見ると、高周波の入力に対しては、空燃比センサの時定数が比較的小さい場合、すなわち該センサの応答性能が比較的高い場合でも、入力値に比べて出力値が著しく低くなり、センサの時定数が大きくなるに連れて出力値は一層低くなることが分かる。 FIG. 17 shows a specific example of measured values of the output characteristics of the air-fuel ratio sensor with respect to high frequency (25 Hz) input. In FIG. 17, the horizontal axis indicates the time constant of the air-fuel ratio sensor similar to that in FIG. 16, and the vertical axis indicates the ratio of the output value Y to the input value X when a 25 Hz on / off signal is input to the air-fuel ratio sensor. (Y / X) is shown. Referring to the measured values in FIG. 17, the output value is higher than the input value for a high-frequency input even when the time constant of the air-fuel ratio sensor is relatively small, that is, when the response performance of the sensor is relatively high. It can be seen that the output value becomes much lower as the time constant of the sensor increases.
つまり、従来の方法による出力特性の測定の結果、空燃比のフィードバック制御を行うためには十分な応答性能を有することが確認されたセンサであっても、該センサの出力が上記のような高周波の入力変化に追従できないことがある。この場合、特定の一部の気筒での空燃比異常により、高周波の入力変化が生じているときでも、センサの出力変化は正常時と同様の波形を示してしまうため、特定の一部の気筒についての空燃比異常の発生を精度よく検出することができない。 That is, as a result of measuring the output characteristics by the conventional method, even if the sensor has been confirmed to have sufficient response performance to perform the feedback control of the air-fuel ratio, the output of the sensor has a high frequency as described above. May not be able to follow changes in input. In this case, even when a high-frequency input change occurs due to an air-fuel ratio abnormality in a specific part of the cylinder, the output change of the sensor shows a waveform similar to that in the normal state. The occurrence of an air-fuel ratio abnormality cannot be accurately detected.
そこで、本発明は、特定の一部の気筒についてのみ空燃比異常が発生している場合に、この異常を精度よく判定できるようにするとともに、空燃比のフィードバック制御を精度よく行うための空燃比検出手段の出力特性測定方法および出力特性測定装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention enables an air-fuel ratio to be accurately determined when an air-fuel ratio abnormality has occurred only in a specific part of the cylinders, and to accurately perform air-fuel ratio feedback control. It is an object of the present invention to provide an output characteristic measuring method and an output characteristic measuring apparatus for a detecting means.
前記課題を解決するため、本発明に係る空燃比検出手段の出力特性測定方法および出力特性測定装置は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the output characteristic measuring method and output characteristic measuring apparatus of the air-fuel ratio detecting means according to the present invention are configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明に係る空燃比検出手段の出力特性測定方法は、
多気筒エンジンの排気ガス中の酸素濃度に基づいて前記エンジンの燃焼室内における混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段の出力特性を測定する方法であって、
所定の条件下で、前記エンジンの特定の一気筒について空燃比を変化させる特定気筒空燃比変化工程と、
該特定気筒空燃比変化工程で前記特定の一気筒の空燃比を変化させたときの前記空燃比検出手段の高周波出力特性を測定する第1の出力特性測定工程と、
前記第1の出力特性測定工程で測定された高周波出力特性に基づき、前記エンジンの気筒間の空燃比差を検出するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第1の補正値を算出する第1の補正値算出工程と、
該第1の補正値算出工程で算出された第1の補正値に基づき前記空燃比検出手段の出力値を補正する第1の出力値補正工程と、
該第1の出力値補正工程の補正で得られた補正出力値に基づき、前記気筒間の空燃比差についての異常の有無を判定する第1の判定工程と、
所定の条件下で、前記エンジンの全気筒について空燃比を一律に変化させる全気筒空燃比変化工程と、
該全気筒空燃比変化工程において全気筒の空燃比を一律に変化させたときの前記空燃比検出手段の低周波出力特性を測定する第2の出力特性測定工程と、
該第2の出力特性測定工程で測定された低周波出力特性に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第2の補正値を算出する第2の補正値算出工程と、
該第2の補正値算出工程で算出された第2の補正値に基づき前記空燃比検出手段の出力値を補正する第2の出力値補正工程と、
該第2の出力値補正工程の補正で得られた補正出力値に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御する空燃比制御工程と、を有することを特徴とする。
First, the output characteristic measuring method of the air-fuel ratio detecting means according to the invention described in
A method for measuring output characteristics of air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine based on an oxygen concentration in exhaust gas of a multi-cylinder engine,
A specific cylinder air-fuel ratio changing step of changing the air-fuel ratio for a specific cylinder of the engine under a predetermined condition;
A first output characteristic measuring step of measuring a high frequency output characteristic of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio of the specific one cylinder is changed in the specific cylinder air-fuel ratio changing step;
Based on the high-frequency output characteristic measured in the first output characteristic measurement step, the first required for correcting the output value of the air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio difference between the cylinders of the engine. A first correction value calculating step for calculating a correction value;
A first output value correction step of correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the first correction value calculated in the first correction value calculation step;
A first determination step of determining whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on the corrected output value obtained by the correction in the first output value correction step;
An all-cylinder air-fuel ratio changing step for uniformly changing the air-fuel ratio for all cylinders of the engine under predetermined conditions;
A second output characteristic measuring step of measuring a low frequency output characteristic of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio of all cylinders is uniformly changed in the all-cylinder air-fuel ratio changing step;
Based on the low frequency output characteristic measured in the second output characteristic measurement step, the second required for correcting the output value of the air / fuel ratio detection means for feedback control of the air / fuel ratio for all cylinders of the engine. A second correction value calculating step for calculating the correction value of
A second output value correction step of correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the second correction value calculated in the second correction value calculation step;
An air-fuel ratio control step of feedback-controlling the air-fuel ratio for all the cylinders of the engine based on the corrected output value obtained by the correction in the second output value correction step .
さらに、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記第1の判定工程は、前記補正出力値に基づき算出された判定用パラメータと、所定の閾値との比較に基づいて異常の有無を判定することを特徴とする。
Furthermore, the invention of
The first determination step is characterized by determining the presence or absence of abnormality based on a comparison between a determination parameter calculated based on the corrected output value and a predetermined threshold value.
またさらに、請求項3に記載の発明は、前記請求項1または請求項2に記載の発明において、
前記第1の補正値算出工程において、前記第1の出力特性測定工程と同様の方法によって測定された出荷時における複数の前記空燃比検出手段の高周波出力特性に関する値の中央値と、前記第1の出力特性測定工程で測定された高周波出力特性に関する値との差に基づき、前記第1の補正値を算出することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
In the first correction value calculation step, the median value of the values relating to the high-frequency output characteristics of the plurality of air-fuel ratio detection means at the time of shipment measured by the same method as in the first output characteristic measurement step; The first correction value is calculated based on a difference from the value related to the high-frequency output characteristic measured in the output characteristic measurement step.
また、請求項4に記載の発明は、前記請求項2または請求項3に記載の発明において、
前記第1の出力特性測定工程で測定された高周波出力特性に基づき、前記空燃比検出手段が、前記気筒間の空燃比差についての異常の有無の判定に利用可能な所定以上の応答性を示すものであるか否かを判定する第2の判定工程を有し、
該第2の判定工程において前記空燃比検出手段が所定以上の応答性を示すものであると判定されたときに、前記第1の判定工程を実行することを特徴とする。
The invention according to
Based on the high-frequency output characteristic measured in the first output characteristic measurement step, the air-fuel ratio detection means exhibits a response higher than a predetermined value that can be used to determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders. have a second determination step of determining whether the whether one,
The first determination step is executed when it is determined in the second determination step that the air-fuel ratio detection means has a response higher than a predetermined value .
さらにまた、請求項5に記載の発明は、前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、
前記第2の出力特性測定工程で測定された低周波出力特性に基づき、前記空燃比検出手段を用いて前記フィードバック制御を正常に実行可能であるか否かを判定する第3の判定工程を有することを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
Based on the low-frequency output characteristics measured in the previous SL second output characteristic measuring step, a third determination step of determining whether or not normally capable of executing the feedback control using the air-fuel ratio detecting means It is characterized by having.
また、請求項6に記載の発明は、前記請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発明において、
前記第1の出力特性測定工程において、前記特定気筒空燃比変化工程における前記特定の一気筒の空燃比の変化に伴う前記空燃比検出手段の出力値の変化量の最大値、又は、該変化量が所定量に達するまでにかかる時間の少なくとも一方を測定することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
In the first output characteristic measuring step, the maximum value of the change amount of the output value of the air-fuel ratio detecting means accompanying the change of the air-fuel ratio of the specific cylinder in the specific cylinder air-fuel ratio changing step, or the change amount It is characterized by measuring at least one of the time required for the to reach a predetermined amount.
さらに、請求項7に記載の発明は、前記請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の発明において、
前記特定気筒空燃比変化工程を、前記特定の一気筒についての空燃比の変化量を異ならせて複数回行い、
前記第1の出力特性測定工程において、前記複数の特定気筒空燃比変化工程に対応して得られる複数の測定値のうち、より高い応答性を示す測定値を採用することを特徴とする。
Further, the invention according to
The specific cylinder air-fuel ratio changing step is performed a plurality of times while varying the amount of change in the air-fuel ratio for the specific cylinder.
In the first output characteristic measuring step, a measured value showing higher responsiveness among a plurality of measured values obtained corresponding to the plurality of specific cylinder air-fuel ratio changing steps is employed.
また、請求項8に記載の発明は、前記請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の発明において、
前記特定気筒空燃比変化工程の対象となる前記特定の一気筒を切り換えながら、前記第1の出力特性測定工程を実行することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of
The first output characteristic measurement step is performed while switching the specific one cylinder that is the target of the specific cylinder air-fuel ratio changing step.
また、請求項9に記載の発明は、前記請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の発明において、
前記特定気筒空燃比変化工程で前記特定の一気筒について空燃比を変化させるとき、該空燃比変化を相殺するように残りの気筒について空燃比を変化させることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of
When the air-fuel ratio is changed for the specific cylinder in the specific cylinder air-fuel ratio changing step, the air-fuel ratio is changed for the remaining cylinders so as to cancel out the air-fuel ratio change.
また、請求項10に記載の発明に係る空燃比検出手段の出力特性測定装置は、
多気筒エンジンの排気ガス中の酸素濃度に基づいて前記エンジンの燃焼室内における混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段の出力特性を測定するための装置であって、
前記空燃比を調整する空燃比調整手段と、
所定の条件下で前記エンジンの特定の一気筒について前記空燃比調整手段により空燃比を変化させたときの前記空燃比検出手段の高周波出力特性と、所定の条件下で前記エンジンの全気筒について前記空燃比調整手段により空燃比を一律に変化させたときの前記空燃比検出手段の低周波出力特性と、を測定する出力特性測定手段と、
該出力特性測定手段により測定された高周波出力特性に基づき、前記エンジンの気筒間の空燃比差を検出するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第1の補正値を算出し、前記出力特性測定手段により測定された低周波出力特性に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第2の補正値を算出する補正値算出手段と、
該補正値算出手段により算出された第1の補正値または第2の補正値に基づき、前記空燃比検出手段の出力値を補正する出力値補正手段と、
該出力値補正手段による第1の補正値に基づく補正により得られた補正出力値に基づいて、前記気筒間の空燃比差についての異常の有無を判定する空燃比異常判定手段と、
前記出力値補正手段による第2の補正値に基づく補正により得られた補正出力値に基づいて、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有することを特徴とする。
An output characteristic measuring device for an air-fuel ratio detecting means according to the invention of claim 10 comprises:
An apparatus for measuring output characteristics of air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine based on an oxygen concentration in exhaust gas of a multi-cylinder engine,
Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio;
The high-frequency output characteristics of the air-fuel ratio detection means when the air-fuel ratio is changed by the air-fuel ratio adjustment means for a specific cylinder of the engine under a predetermined condition, and the cylinders of the engine under a predetermined condition Output characteristic measuring means for measuring the low frequency output characteristics of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio is uniformly changed by the air-fuel ratio adjusting means;
Based on the high-frequency output characteristic measured by the output characteristic measuring means, a first correction value necessary for correcting the output value of the air-fuel ratio detecting means performed for detecting the air-fuel ratio difference between the cylinders of the engine is obtained. The second required for correction of the output value of the air-fuel ratio detecting means performed for feedback control of the air-fuel ratio for all the cylinders of the engine based on the low frequency output characteristics calculated and measured by the output characteristic measuring means Correction value calculating means for calculating the correction value of
Output value correction means for correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the first correction value or the second correction value calculated by the correction value calculation means;
An air-fuel ratio abnormality determining means for determining presence / absence of abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on a corrected output value obtained by correction based on the first correction value by the output value correcting means;
Feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio for all cylinders of the engine based on the corrected output value obtained by the correction based on the second correction value by the output value correcting means .
まず、請求項1に記載の発明によれば、特定気筒空燃比変化工程において意図的に特定の一気筒についてのみ空燃比が変化され、このとき、すなわち高周波の入力変化が与えられたときの空燃比検出手段の出力特性(高周波出力特性)が測定されるため、この測定により、該空燃比検出手段が高周波の入力変化に追従できるものであるか否か、すなわち、該空燃比検出手段が高周波の出力変化を示し得るものであるか否かを判定することができる。よって、この測定により高周波の出力変化を示し得ることが確認された空燃比検出手段を用いれば、上記のように測定された高周波出力特性に基づいて、補正に必要な第1の値が算出され、該第1の補正値に基づいて空燃比検出手段の出力値が補正されることで、該補正で得られた値に基づいて、気筒間の空燃比差についての異常の有無を精度よく判定することができる。また、全気筒について空燃比を一律に変化させたとき、すなわち低周波の入力変化を与えたときの空燃比検出手段の出力特性(低周波出力特性)が測定されるため、前記高周波出力特性とは異なる出力特性を確認することができる。この低周波出力特性に基づいて第2の補正値が算出され、この第2の補正値に基づいて空燃比検出手段の出力値が補正されることで、この補正により得られる補正出力値に基づいて、空燃比のフィードバック制御を精度よく行うことができる。 First, according to the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio is intentionally changed for only one specific cylinder in the specific cylinder air-fuel ratio changing step. Since the output characteristic (high frequency output characteristic) of the fuel ratio detecting means is measured, whether or not the air fuel ratio detecting means can follow the high frequency input change by this measurement, that is, the air fuel ratio detecting means is high frequency. It can be determined whether or not the output change can be indicated. Therefore, if the air-fuel ratio detection means that has been confirmed to show a high-frequency output change by this measurement, the first value necessary for correction is calculated based on the high-frequency output characteristics measured as described above. The output value of the air-fuel ratio detecting means is corrected based on the first correction value, so that the presence or absence of abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders can be accurately determined based on the value obtained by the correction. can do. Further, since the output characteristic (low frequency output characteristic) of the air / fuel ratio detecting means when the air / fuel ratio is uniformly changed for all cylinders, that is, when a low frequency input change is given, the high frequency output characteristic and Can confirm different output characteristics. A second correction value is calculated based on the low-frequency output characteristics, and the output value of the air-fuel ratio detection unit is corrected based on the second correction value, so that the correction output value obtained by this correction is used. Thus, the air-fuel ratio feedback control can be performed with high accuracy.
さらに、請求項2に記載の発明によれば、判定用パラメータと所定の閾値との比較に基づいて、気筒間の空燃比差についての異常の有無を精度よく判定することができる。 Furthermore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on a comparison between the determination parameter and a predetermined threshold value .
また、請求項3に記載の発明によれば、前記第1の補正値が、上記のように測定された高周波出力特性と、出荷時における複数の空燃比検出手段の高周波出力特性に関する値の中央値との差に基づいて算出されるため、該第1の補正値を用いることで、高周波出力特性のばらつきを打ち消すように空燃比検出手段の出力値を補正することができる。 According to the third aspect of the present invention , the first correction value is a center of a value related to the high-frequency output characteristics measured as described above and the high-frequency output characteristics of a plurality of air-fuel ratio detection means at the time of shipment. because it is calculated based on the difference between the value, by using the first correction value, it is possible to correct the output value of the air-fuel ratio detecting means so as to cancel the variation of the high-frequency output characteristics.
さらに、請求項4に記載の発明によれば、上記のように測定された高周波出力特性に基づいて、空燃比検出手段が、気筒間の空燃比差についての異常の有無の判定に利用可能なものであるか否かが判定されるため、十分な応答性能を有する空燃比検出手段を利用して、気筒間の空燃比差についての異常の有無を精度よく判定することができる。 Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, the air-fuel ratio detection means can be used to determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on the high-frequency output characteristics measured as described above. Therefore, it is possible to accurately determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders by using an air-fuel ratio detecting unit having sufficient response performance.
さらに、請求項5に記載の発明によれば、上記のように測定された低周波出力特性に基づいて、該空燃比検出手段を利用して空燃比のフィードバック制御を正常に実行し得るか否かを精度よく判定することができる。 Further, according to the fifth aspect of the present invention , based on the low frequency output characteristics measured as described above, whether or not the air / fuel ratio feedback control can be normally executed using the air / fuel ratio detecting means. Can be accurately determined.
また、請求項6に記載の発明によれば、上記のように特定の一気筒について空燃比を変化させたことに伴う空燃比検出手段の出力値の変化量の最大値、又は、該変化量が所定量に達するまでにかかる時間の少なくとも一方が、高周波出力特性として測定されるため、請求項1から請求項5のいずれかに記載の発明を有効に実現できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the maximum value of the change amount of the output value of the air-fuel ratio detection means accompanying the change of the air-fuel ratio for a specific cylinder as described above, or the change amount Since at least one of the time required until the value reaches the predetermined amount is measured as the high frequency output characteristic, the invention according to any one of
さらに、請求項7に記載の発明によれば、前記特定気筒空燃比変化工程が、空燃比の変化量を異ならせて複数回行われ、これにより得られる高周波出力特性についての複数の測定値のうち、より高い応答性を示す測定値が高周波出力特性の値として採用されるため、高周波出力特性の測定をより適切に実行することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the specific cylinder air-fuel ratio changing step is performed a plurality of times while varying the amount of change in the air-fuel ratio, and a plurality of measured values for the high-frequency output characteristics obtained thereby are obtained. Among these, since the measured value showing higher responsiveness is adopted as the value of the high frequency output characteristic, the measurement of the high frequency output characteristic can be performed more appropriately.
また、請求項8に記載の発明によれば、前記特定気筒空燃比変化工程の対象となる特定の一気筒が切り換えられながら、高周波出力特性が測定されるため、いずれか1つの気筒について空燃比異常が生じている場合、前記特定気筒空燃比変化工程において、当該異常気筒についてのみ空燃比変化が実行されることを回避でき、正常な気筒について空燃比変化が確実に実行されるため、高周波出力特性を適切に測定することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the high frequency output characteristic is measured while the specific cylinder that is the target of the specific cylinder air-fuel ratio changing process is switched, the air-fuel ratio of any one of the cylinders is measured. When an abnormality occurs, in the specific cylinder air-fuel ratio changing step, it can be avoided that the air-fuel ratio change is executed only for the abnormal cylinder, and the air-fuel ratio change is executed reliably for a normal cylinder. Properties can be measured appropriately.
さらに、請求項9に記載の発明によれば、前記特定気筒空燃比変化工程で特定の一気筒について空燃比が変化されるとき、該空燃比変化を相殺するように残りの気筒について空燃比が変化されるため、前記特定気筒空燃比変化工程を実行しても、空燃比制御全体がリーン側又はリッチ側に偏ることを回避することができ、排出ガスに与える影響を軽減することができる。 Furthermore, according to the ninth aspect of the invention, when the air-fuel ratio is changed for one specific cylinder in the specific cylinder air-fuel ratio changing step, the air-fuel ratio is set for the remaining cylinders so as to cancel the air-fuel ratio change. Therefore, even if the specific cylinder air-fuel ratio changing step is executed, it is possible to avoid the entire air-fuel ratio control from being biased to the lean side or the rich side, and the influence on the exhaust gas can be reduced.
また、請求項10に記載の発明によれば、意図的に特定の一気筒についてのみ空燃比が変化されたとき、すなわち高周波の入力変化が与えられたときの空燃比検出手段の出力特性(高周波出力特性)が測定されるため、この測定により、該空燃比検出手段が高周波の入力変化に追従できるものであるか否か、すなわち、該空燃比検出手段が高周波の出力変化を示し得るものであるか否かを判定することができる。よって、この測定により高周波の出力変化を示し得ることが確認された空燃比検出手段を用いれば、上記のように測定された高周波出力特性に基づいて、補正に必要な第1の値が算出され、該第1の補正値に基づいて空燃比検出手段の出力値が補正されることで、該補正で得られた値に基づいて、気筒間の空燃比差についての異常の有無を精度よく判定することができる。また、全気筒について空燃比を一律に変化させたとき、すなわち低周波の入力変化を与えたときの空燃比検出手段の出力特性(低周波出力特性)が測定されるため、前記高周波出力特性とは異なる出力特性を確認することができる。この低周波出力特性に基づいて第2の補正値が算出され、この第2の補正値に基づいて空燃比検出手段の出力値が補正されることで、この補正により得られる補正出力値に基づいて、空燃比のフィードバック制御を精度よく行うことができる。
According to the tenth aspect of the present invention, when the air-fuel ratio is intentionally changed only for a specific cylinder, that is, when a high-frequency input change is given, the output characteristics (high-frequency) of the air-fuel ratio detection means Output characteristic), the measurement can determine whether or not the air-fuel ratio detection means can follow a high-frequency input change, that is, the air-fuel ratio detection means can show a high-frequency output change. It can be determined whether or not there is. Therefore, if the air-fuel ratio detection means that has been confirmed to show a high-frequency output change by this measurement, the first value necessary for correction is calculated based on the high-frequency output characteristics measured as described above. The output value of the air-fuel ratio detecting means is corrected based on the first correction value, so that the presence or absence of abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders can be accurately determined based on the value obtained by the correction. can do. Further, since the output characteristic (low frequency output characteristic) of the air / fuel ratio detecting means when the air / fuel ratio is uniformly changed for all cylinders, that is, when a low frequency input change is given, the high frequency output characteristic and Can confirm different output characteristics. A second correction value is calculated based on the low-frequency output characteristics, and the output value of the air-fuel ratio detection unit is corrected based on the second correction value, so that the correction output value obtained by this correction is used. Thus, the air-fuel ratio feedback control can be performed with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、本実施形態に係る車両用エンジンの制御システムの概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system for a vehicle engine according to the present embodiment.
エンジン1は、直列4気筒型の火花点火式直噴ガソリンエンジンであり、エンジン1の各種動作は、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース回路等で構成されたPCM21により制御される。なお、図1では、4気筒のうち1気筒のみが図示されており、残りの3気筒の図示を省略している。
The
エンジン1は、シリンダブロック3と、該シリンダブロック3の上部に固定されたシリンダヘッド5とを備えている。シリンダブロック3は気筒毎にシリンダ13を有する。各シリンダ13内には、往復動可能なピストン7が嵌挿されており、該ピストン7の上方には、該ピストン7の頂面とシリンダ13の内壁面とシリンダヘッド5のペントルーフ型の底面とに囲まれた燃焼室11が形成されている。また、ピストン7は、コネクティングロッド17を介して、該ピストン7の下方のクランクケース内に配設された図示しないクランク軸に連結されている。
The
また、シリンダブロック3には、図示しないウォータジャケット内を流れる冷却水の温度を検出するためのエンジン水温センサ23と、エンジンオイルの温度を検出するためのエンジンオイル温度センサ33とが設けられている。
The
一方、シリンダヘッド5には、シリンダ13毎に点火プラグ9が設けられている。各点火プラグ9は、その先端電極が燃焼室11内を臨むように配設されるとともに、例えばシリンダヘッド5上部に設けられた点火回路19に接続されている。
On the other hand, the
点火回路19は、PCM21から送信される制御信号に基づき点火放電電流を流し、点火プラグ9を点火放電させるように構成されている。また、点火回路19は、点火プラグ9の点火放電によって充電されるコンデンサ19aと、該コンデンサ19aの充電電荷が放電することで流れる電流をイオン電流として検出するイオン電流検出回路19bとを備え、イオン電流検出回路19bによって検出されたイオン電流の検出信号をPCM21へ出力するように構成されている。
The
さらに、シリンダヘッド5には、燃焼室11に連通する吸気ポート15と排気ポート25とが燃焼室11毎に2つずつ形成されている。吸気ポート15のポート開口部には吸気弁35が、排気ポート25のポート開口部には排気弁45がそれぞれ設けられており、これら吸気弁35及び排気弁45は、電磁VVT(電磁式の可変バルブタイミング機構)35a,45aによって所定タイミングで独立に開閉動作が行われるようになっている。また、吸気弁35及び排気弁45は、電磁VVT35a,45aによって、開閉動作タイミングが進角側及び遅角側に変更可能となっており、これによりオーバーラップ期間が変化し、燃焼室11に残留する既燃ガスの量を変化させることが可能となっている。
Further, two
またさらに、各気筒には、吸気ポート15に連通するように吸気通路55が配設されているとともに、排気ポート25に連通するように排気通路65が配設されている。これら吸気通路55と排気通路65とはEGR通路85を介して接続されており、該EGR通路85に設けられた開度調節可能な電気式のEGR弁51により、排気通路65の排気ガスの一部が吸気通路55に還流されるようになっている。
Furthermore, an
また、吸気通路55には、上流側から順に、エアクリーナ75、吸気温度センサ43、吸気流量を検出するエアフローセンサ29、吸気通路55を絞るスロットル弁41、燃焼室11内の吸気流動の強さを調整するTSCV(タンブルスワールコントロール弁)31、供給されるガソリンを燃焼室11内に直接噴射供給するためのガソリン直噴用のインジェクタ(燃料噴射弁)39とが配設されている。
In addition, in the
一方、図2に示すように、4つの気筒♯1〜♯4からそれぞれ延びる排気通路65(65a〜65d)は排気集合部(エグマニ集合部)95で集合するように設けられており、該排気集合部95から下流側に向かって排気集合通路66が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, exhaust passages 65 (65a to 65d) extending from the four
この排気集合通路66には、エンジン1の排気ガス中の酸素濃度に基づいて燃焼室11内における混合気の空燃比を検出する空燃比センサ47と、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ49とが配設されている。空燃比センサ47としては、例えば、酸素濃度を連続的に検出するリニア酸素センサが用いられている。また、空燃比センサ47は排気集合通路66において触媒コンバータ49よりも上流側に配設されている。一方、触媒コンバータ49としては、例えば、HC、CO、NOxの3成分を同時に浄化し得る三元触媒を用いることができる。
The exhaust collecting passage 66 has an air-
図1に戻って、PCM21は、上述したエンジン水温センサ23、エアフローセンサ29、及び空燃比センサ47に加えて、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ53、及びエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ57に電気的に接続されており、これらのセンサの出力信号が入力されるようになっている。また、PCM21は、エンジン11の動作に関連する各種機器に電気的に接続されており、該各種機器へ、各種センサから受信した信号に基づく制御信号を送信することで、エンジン1の種々の動作を制御するように構成されている。
Returning to FIG. 1, in addition to the engine
このPCM21は、空燃比センサ47の後述の高周波出力特性または低周波出力特性を測定する出力特性測定部21aと、空燃比センサ47の出力値を補正する出力値補正部21bと、該出力値補正部21bによる補正に必要な値を算出する補正値算出部21cと、特定の一部の気筒についての空燃比異常(気筒間の空燃比差についての異常)の有無を判定する空燃比異常判定部21dと、出力特性測定部21aによる測定または空燃比異常判定部21dによる判定を実行するための条件の成立の有無を判定する条件判定部21eと、空燃比センサ47の出力に基づき空燃比をフィードバック制御するフィードバック制御部21fとを有する。
The
[空燃比のフィードバック制御]
図3は、空燃比と触媒コンバータ49による排気浄化率との関係を示す。図3に示すように、空燃比が理論空燃比(λ=1)又はその付近の適正範囲(図3における斜線部分)であるときはHC、CO、NOxのいずれについても高い浄化率を示すが、空燃比が前記適正範囲よりもリッチであるときはHC、COが浄化されないまま排出されやすくなり、空燃比が前記適正範囲よりもリーンであるときはNOxの排出量が増大する。なお、前記適正範囲は、例えば、理論空燃比に対して約0.25リッチ側の空燃比から約0.25リーン側の空燃比までの範囲をいう。
[Air-fuel ratio feedback control]
FIG. 3 shows the relationship between the air-fuel ratio and the exhaust purification rate by the
よって、HC、CO、NOx等の有害物質の排出量を抑制するため、前記フィードバック制御部21fは、空燃比が前記適正範囲に収まるように空燃比センサ47の出力に基づくフィードバック制御を行う。
Therefore, in order to suppress the discharge amount of harmful substances such as HC, CO, NOx, the feedback control unit 21f performs feedback control based on the output of the air-
図4のフローチャートに示すように、空燃比のフィードバック制御(ステップSA3)は、空燃比センサ47の低周波出力特性の測定(ステップSA1)と、該ステップSA1で測定された出力特性と、PCM21に予め記憶された第1の基準特性とに基づく出力補正値CV1の算出(ステップSA2)とが行われた後に行われる。なお、本願明細書でいう「低周波出力特性」とは、意図的に全気筒について一律に空燃比を変化させたとき、すなわち、特定の一気筒について空燃比を変化させる場合に比べて低周波の入力を与えたときの空燃比センサ47の出力特性を意味するものとする。
As shown in the flowchart of FIG. 4, the air-fuel ratio feedback control (step SA3) is performed by measuring the low-frequency output characteristic of the air-fuel ratio sensor 47 (step SA1), the output characteristic measured at step SA1, and the
図5に示すフローチャートを参照しながら、低周波出力特性の測定(図4のステップSA1)のサブルーチンについて説明する。 With reference to the flowchart shown in FIG. 5, a subroutine for measuring the low frequency output characteristic (step SA1 in FIG. 4) will be described.
先ず、ステップSB1では、エンジン回転数センサ57により検出されたエンジン回転数Ne1と、スロットル開度センサ53により検出されたスロットル開度Th1と、エアフローセンサ29により検出された吸気流量A1と、エンジン水温センサ23により検出されたエンジン水温Tw1とが条件判定部21eにより読み込まれて、ステップSB2に進む。
First, in step SB1, the engine speed Ne1 detected by the
ステップSB2では、条件判定部21eにより、ステップSB1で読み込まれた情報に基づいて空燃比センサ47の出力特性測定の実行条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、空燃比をリッチ又はリーンに変化させても走行性に与える影響が比較的小さい運転状態であるか否かが判定され、より具体的には、例えば、エンジン水温Tw1が暖機完了を示す所定温度以上になっているか否か、及び/又は、エンジン回転数Ne1、吸気充填効率及び/又はスロットル開度Th1の変動量が十分に小さく且つ安定しているか否かが判定される。
In step SB2, the condition determination unit 21e determines whether or not an execution condition for output characteristic measurement of the air-
ステップSB2において、出力特性測定の実行条件が成立していないと判定された場合はステップSB1に戻り、出力特性測定の実行条件が成立していると判定された場合はステップSB3に進む。 If it is determined in step SB2 that the output characteristic measurement execution condition is not satisfied, the process returns to step SB1, and if it is determined that the output characteristic measurement execution condition is satisfied, the process proceeds to step SB3.
ステップSB3では、出力特性測定部21aにより、全気筒について空燃比が一律に変化するように制御され、これにより、比較的低周波の空燃比変化が意図的に発生される。
In step SB3, the output
具体的には、例えば、全気筒について燃料噴射量が一律に増減するように各気筒のインジェクタ39が制御される。より具体的には、例えば、図6に示すように、連続する4気筒分の燃料噴射工程の間継続される燃料噴射量の増量と、連続する4気筒分の燃料噴射工程の間継続される燃料噴射量の減量とが交互に繰り返される。なお、図6において、符号♯1は第1気筒の燃料噴射工程を、符号♯2は第2気筒の燃料噴射工程を、符号♯3は第3気筒の燃料噴射工程を、符号♯4は第4気筒の燃料噴射工程をそれぞれ示す。
Specifically, for example, the
ただし、ステップSB3における燃料噴射量の増量及び/又は減量は、連続する5気筒分以上の燃料噴射工程の間継続するようにしてもよい。また、必ずしも燃料噴射量の増減により空燃比を変化させる必要はなく、例えば吸気量の増減により空燃比を変化させることも考えられる。 However, the increase and / or decrease in the fuel injection amount in step SB3 may be continued during the fuel injection process for five or more consecutive cylinders. Further, it is not always necessary to change the air-fuel ratio by increasing or decreasing the fuel injection amount. For example, it is conceivable to change the air-fuel ratio by increasing or decreasing the intake air amount.
次のステップSB4では、出力特性測定部21aにより、低周波出力特性の測定が実行されて、ステップSB5に進む。
In the next step SB4, measurement of the low frequency output characteristic is executed by the output
具体的に、ステップSB4では、ステップSB3の工程により全気筒について空燃比を一律に変化させた状態における空燃比センサ47の出力変化がモニタされて、該センサ47の低周波出力特性が測定される。より具体的には、例えば、図7に示すように、空燃比をリーン側に変化させたときに生じるセンサ47の出力変化の無駄時間t1、空燃比をリッチ側に変化させたときに生じるセンサ47の出力変化の無駄時間t2、空燃比をリーン側に変化させたときのセンサ47の出力変化率α、及び、空燃比をリッチ側に変化させたときのセンサ47の出力変化率βの少なくともいずれか1つが、低周波出力特性として測定される。なお、本願明細書において、「無駄時間」とは、出力特性測定部21aにより空燃比を変化させてからセンサ47の出力値が変化するまでに要する時間を指し、「出力変化率」とは、出力特性測定部21aにより空燃比を変化させたことに伴いセンサ47の出力値が変化し始めたときの単位時間当たりの出力値の変化量を指すものとする。
Specifically, in step SB4, the output change of the air-
最後に、ステップSB5では、ステップSB4の低周波出力特性の測定が所定回数実行されたか否かが判定される。ステップSB5において、低周波出力特性の測定が所定回数実行されていないと判定された場合はステップSB1に戻り、所定回数実行されたと判定された場合は、図5のルーチン(図4のステップSA1の工程)が終了する。 Finally, in step SB5, it is determined whether or not the measurement of the low frequency output characteristic in step SB4 has been executed a predetermined number of times. If it is determined in step SB5 that the measurement of the low frequency output characteristic has not been performed a predetermined number of times, the process returns to step SB1, and if it is determined that the measurement has been performed a predetermined number of times, the routine of FIG. 5 (step SA1 in FIG. 4) is performed. Step) ends.
続いて、出力補正値CV1の算出(図4のステップSA2)について説明する。 Next, calculation of the output correction value CV1 (step SA2 in FIG. 4) will be described.
出力補正値CV1は、空燃比のフィードバック制御において行われる空燃比センサ47の出力値OV1の補正に必要な値であり、より具体的には、該補正の際にセンサ47の出力値OV1に乗じる係数である。
The output correction value CV1 is a value necessary for correcting the output value OV1 of the air-
また、上述した通り、出力補正値CV1は、図4のステップSA1(具体的には、図5のステップSB4)で測定された低周波出力特性と前記第1の基準特性とに基づいて算出される。ここで、第1の基準特性は、個体差(劣化及び製造ばらつき)に起因するばらつきを有する複数の空燃比センサ47の低周波出力特性の中央値に設定される。具体的には、複数の新品の空燃比センサ47をサンプルとし、サンプル毎に図4のステップSA1と同様に低周波出力特性(例えば、無駄時間又は/及び出力変化率)を測定して、これらの測定値の中央値が第1の基準特性(例えば、基準無駄時間、又は基準出力変化率)として設定される。
As described above, the output correction value CV1 is calculated based on the low-frequency output characteristic measured in step SA1 in FIG. 4 (specifically, step SB4 in FIG. 5) and the first reference characteristic. The Here, the first reference characteristic is set to the median value of the low-frequency output characteristics of the plurality of air-
そして、出力補正値CV1は、PCM21に予め記憶されたマップに基づき、図4のステップSA1(具体的には、図5のステップSB4)で測定された低周波出力特性が第1の基準特性よりも小さいときはセンサ47の出力値OV1を増大させる値(具体的には、1よりも大きな値)となるように、低周波出力特性が第1の基準特性よりも大きいときはセンサ47の出力値がOV1を減少させる値(具体的には、1未満の値)となるように算出される。
The output correction value CV1 is based on the map stored in advance in the
図8に示すフローチャートを参照しながら、空燃比のフィードバック制御(図4のステップSA3)のサブルーチンについて説明する。 A subroutine for air-fuel ratio feedback control (step SA3 in FIG. 4) will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、ステップSC1では、図4のステップSA1で測定されたセンサ47の低周波出力特性がフィードバック制御部21fにより読み込まれ、図4のステップSA2で算出された出力補正値CV1が出力値補正部21bにより読み込まれて、ステップSC2に進む。
First, in step SC1, the low frequency output characteristic of the
ステップSC2では、フィードバック制御部21fにより、ステップSC1で読み込まれた低周波出力特性が、空燃比のフィードバック制御を適正に実行し得る値であるか否かが判定される。具体的には、例えば、低周波出力特性の具体値としての無駄時間がPCM21に予め記憶された所定値以下であるか否か、又は/及び、低周波出力特性の具体値としての出力変化率がPCM21に予め記憶された所定値以上であるか否かが判定される。
In step SC2, the feedback control unit 21f determines whether or not the low frequency output characteristic read in step SC1 is a value that can appropriately execute the feedback control of the air-fuel ratio. Specifically, for example, whether or not a dead time as a specific value of the low frequency output characteristic is equal to or less than a predetermined value stored in the
ステップSC2において、フィードバック制御を適正に実行できないと判定されると図8のルーチンは終了し、フィードバック制御を適正に実行可能であると判定されるとステップSC3に進む。 If it is determined in step SC2 that the feedback control cannot be properly executed, the routine of FIG. 8 ends. If it is determined that the feedback control can be properly executed, the process proceeds to step SC3.
ステップSC3では、フィードバック制御部21fにより空燃比センサ47の出力値OV1が読み込まれて、ステップSC4に進む。
In step SC3, the feedback controller 21f reads the output value OV1 of the air-
ステップSC4では、出力値補正部21bにより、ステップSC3で読み込まれた出力値OV1が、センサ47の低周波出力特性に応じて補正される。具体的には、ステップSC3で読み込まれた出力値OV1に、ステップSC1で読み込まれた出力補正値CV1が乗じられることで、出力値OV1が補正される。
In step SC4, the output value OV1 read in step SC3 is corrected according to the low frequency output characteristic of the
次のステップSC5では、フィードバック制御部21fにより、ステップSC4で補正された後の出力値OV2とフィードバック制御の目標値TGとのずれに基づき、燃料噴射量の増減量が算出される。ステップSC5において、燃料噴射量の増減量は、出力値OV2と目標値TGとのずれ量が大きいほど大きくなるように算出される。 In the next step SC5, the feedback control unit 21f calculates the increase / decrease amount of the fuel injection amount based on the difference between the output value OV2 corrected in step SC4 and the feedback control target value TG. In step SC5, the increase / decrease amount of the fuel injection amount is calculated so as to increase as the deviation amount between the output value OV2 and the target value TG increases.
続くステップSC6では、フィードバック制御部21fにより、ステップSC5で算出された量だけ燃料噴射量が増量または減量され、これにより、空燃比が目標値TGに近づくように制御されて、図8のルーチンが終了する。 In the following step SC6, the fuel injection amount is increased or decreased by the amount calculated in step SC5 by the feedback control unit 21f, whereby the air-fuel ratio is controlled to approach the target value TG, and the routine of FIG. finish.
かかるフィードバック制御が行われることにより、該制御状態が正常である限り、空燃比は前記適正範囲に維持され、これにより、HC、CO、NOxの排出量が確実に抑制される。 By performing such feedback control, as long as the control state is normal, the air-fuel ratio is maintained in the appropriate range, thereby reliably suppressing HC, CO, and NOx emissions.
ところが、燃料供給ポンプ、空燃比センサ47、又はインジェクタ39の故障等が生じると、空燃比制御を正常に行うことができなくなる。
However, if the fuel supply pump, the air-
この空燃比の異常が全気筒について生じたときは、排気集合部95の酸素濃度が常に正常値よりも高くなるか又は低くなるため、空燃比センサ47の出力値に基づいて空燃比異常を容易に検出することができる。
When this air-fuel ratio abnormality occurs in all cylinders, the oxygen concentration in the
一方、特定の一部の気筒についてのみ空燃比異常が生じた場合、排気集合部95の酸素濃度は異常気筒からの排気ガスが通過するときのみ正常値よりも高くなるか又は低くなるため、酸素濃度が非常に短い周期で変化する。そのため、この酸素濃度の変化に空燃比センサ47の出力が追従できないことがあり、特定の一部の気筒についての空燃比異常を必ずしも精度よく検出できない。そこで、本実施形態において、特定の一部の気筒についての空燃比異常の有無は、後述の手順で判定される。以下、より詳細に説明する。
On the other hand, when the air-fuel ratio abnormality occurs only in a specific part of the cylinders, the oxygen concentration in the
[特定気筒についての空燃比異常の判定]
図9の実線で示されるように、正常時、すなわち、いずれの気筒についても空燃比異常が生じていないときには、気筒間に空燃比差がほとんど生じないため、空燃比センサ47の出力値は目標値TG付近を比較的小さな振幅で推移する。一方、図9の破線で示されるように、特定の一気筒について空燃比異常が生じることにより、該特定気筒と残りの気筒との間に空燃比差が生じているときは、該特定気筒からの排気が行われる度に空燃比が著しく上昇または下降するため、空燃比センサ47の出力値は大きな振幅で推移して、比較的高周波の波形を示す。
[Determination of air-fuel ratio abnormality for a specific cylinder]
As shown by the solid line in FIG. 9, when the air-fuel ratio is normal, that is, when no air-fuel ratio abnormality has occurred in any of the cylinders, the air-fuel ratio difference hardly occurs between the cylinders. The vicinity of the value TG changes with a relatively small amplitude. On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 9, when an air-fuel ratio abnormality occurs between one specific cylinder and the remaining cylinder due to an air-fuel ratio abnormality occurring in one specific cylinder, Since the air-fuel ratio significantly increases or decreases every time the exhaust gas is exhausted, the output value of the air-
そのため、例えば、空燃比センサ47の出力値の振幅が所定値以上であるか否か等によって、特定の一部の気筒についての空燃比異常の有無を判定することが考えられる。ところが、空燃比センサ47の応答性には、劣化や製造ばらつきによって個体差があるため、上述した空燃比のフィードバック制御には使用可能なセンサ47であっても、上記のように特定の一部の気筒についての空燃比異常に起因する高周波の空燃比変化には追従できないことがある。よって、センサ47の出力値に基づいて特定の一部の気筒についての空燃比異常の有無を判定する際は、かかる判定にセンサ47が対応可能か否かを予め判定する必要がある。
Therefore, for example, it is conceivable to determine whether or not there is an abnormality in the air-fuel ratio for a specific part of the cylinders based on whether or not the amplitude of the output value of the air-
そこで、特定気筒についての空燃比異常の判定の前に、図10のフローチャートに示すルーチンが実行される。 Therefore, the routine shown in the flowchart of FIG. 10 is executed before the air-fuel ratio abnormality determination for the specific cylinder.
図10のルーチンでは、先ず、空燃比センサ47の高周波出力特性が測定され(ステップSD1)、次に、該ステップSD1で測定された出力特性と、PCM21に予め記憶された第2の基準特性とに基づいて出力補正値CV3が算出されて(ステップSD2)、最後に、ステップSD2で算出された出力補正値CV3を用いて空燃比センサ47の出力値OV3が補正される(ステップSD3)。なお、本願明細書でいう「高周波出力特性」とは、意図的に特定の一気筒について空燃比を変化させたとき、すなわち、全気筒について空燃比を一律に変化させる場合に比べて高周波の入力を与えたときの空燃比センサ47の出力特性を意味するものとする。
In the routine of FIG. 10, first, the high-frequency output characteristic of the air-
図11に示すフローチャートを参照しながら、高周波出力特性の測定(図10のステップSD1)のサブルーチンについて説明する。 With reference to the flowchart shown in FIG. 11, a subroutine for measuring the high-frequency output characteristics (step SD1 in FIG. 10) will be described.
先ず、ステップSE1では、エンジン回転数センサ57により検出されたエンジン回転数Ne1と、スロットル開度センサ53により検出されたスロットル開度Th1と、エアフローセンサ29により検出された吸気流量A1と、エンジン水温センサ23により検出されたエンジン水温Tw1とが条件判定部21eにより読み込まれて、ステップSE2に進む。
First, in step SE1, the engine speed Ne1 detected by the
ステップSE2では、条件判定部21eにより、ステップSE1で読み込まれた情報に基づいて空燃比センサ47の出力特性測定の実行条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、特定の一気筒について空燃比をリッチ又はリーンに変化させても走行性に与える影響が比較的小さい運転状態であるか否かが判定され、より具体的には、例えば、エンジン水温Tw1が暖機完了を示す所定温度以上になっているか否か、及び/又は、エンジン回転数Ne1、吸気充填効率及び/又はスロットル開度Th1の変動量が十分に小さく且つ安定しているか否かが判定される。
In step SE2, the condition determination unit 21e determines whether or not an execution condition for the output characteristic measurement of the air-
ステップSE2において、出力特性測定の実行条件が成立していないと判定された場合はステップSE1に戻り、出力特性測定の実行条件が成立していると判定された場合はステップSE3に進む。 If it is determined in step SE2 that the output characteristic measurement execution condition is not satisfied, the process returns to step SE1, and if it is determined that the output characteristic measurement execution condition is satisfied, the process proceeds to step SE3.
ステップSE3では、出力特性測定部21aにより、特定の一気筒について空燃比が変化するように制御され、これにより、比較的高周波の空燃比変化が意図的に発生される。
In step SE3, the output
具体的には、例えば、特定の一気筒について燃料噴射量が増減するように該特定気筒のインジェクタ39が制御される。より具体的には、例えば、図12(a)に示すように第1気筒♯1についてのみ燃料噴射量が増量されたり、図12(b)に示すように第1気筒♯1についてのみ燃料噴射量が減量されたりする。なお、図12において、符号♯1は第1気筒の燃料噴射工程を、符号♯2は第2気筒の燃料噴射工程を、符号♯3は第3気筒の燃料噴射工程を、符号♯4は第4気筒の燃料噴射工程をそれぞれ示す。
Specifically, for example, the
ただし、燃料噴射量の増減が行われる気筒は第1気筒♯1に限られるものでなく、第2気筒♯2、第3気筒♯3又は第4気筒♯4のいずれか1つについて燃料噴射量を増減してもよいことは言うまでもない。また、必ずしも燃料噴射量の増減により空燃比を変化させる必要はなく、例えば吸気量の増減により空燃比を変化させることも考えられる。
However, the cylinder in which the fuel injection amount is increased or decreased is not limited to the
さらに、本実施形態では、ステップSE3において、同一の気筒についてのみ空燃比を変化させるようにしているが、ステップSE3で空燃比を変化させる気筒は適宜切り換えるようにしてもよく、例えば、空燃比を変化させる気筒を、第1〜第4の気筒♯1,♯2,♯3,♯4の間で所定の順またはランダムに切り換えるようにしてもよい。また、この気筒の切り換えは毎回行ってもよいし、所定回数おきに行ってもよい。このように、ステップSE3の対象となる気筒を適宜切り換えることで、いずれか1つの気筒に空燃比異常が生じている場合でも、残りの気筒を利用して高周波の空燃比変化を発生させることができるため、後述の高周波出力特性の測定(ステップSE4)を適切に実行することができる。
Further, in this embodiment, the air-fuel ratio is changed only for the same cylinder in step SE3. However, the cylinder in which the air-fuel ratio is changed in step SE3 may be switched as appropriate. The cylinder to be changed may be switched between the first to
このステップSE3の工程は、特定の一気筒についての空燃比の変化量、具体的には燃料噴射量の増減量を異ならせて複数回行われる。より具体的には、例えば、ステップSE3の1回目の工程で燃料噴射量が所定量だけ増大するように制御され、ステップSE3の2回目の工程で燃料噴射量が同じ量だけ減少するように制御される。 The process of step SE3 is performed a plurality of times while varying the amount of change in the air-fuel ratio for a specific cylinder, specifically, the amount of increase / decrease in the fuel injection amount. More specifically, for example, the fuel injection amount is controlled to increase by a predetermined amount in the first step of step SE3, and the fuel injection amount is controlled to decrease by the same amount in the second step of step SE3. Is done.
また、このステップSE3の工程では、前記特定の一気筒についての空燃比変化を相殺するように残りの気筒について空燃比が変化されるようにすることが好ましい。この場合、具体的には、特定の一気筒について空燃比がリッチ側に変化されたときは、残りの3気筒について空燃比がリーン側に変化され、特定の一気筒について空燃比がリーン側に変化されたときは、残りの3気筒について空燃比がリッチ側に変化される。このとき、残りの3気筒についての空燃比変化量は、特定の一気筒についての空燃比変化量よりもそれぞれ小さくなるように均等に分配されることが好ましい。これにより、ステップSE3の工程を実行しても、空燃比制御全体がリーン側又はリッチ側に偏ることを回避することができ、排出ガスに与える影響を軽減することができる。 In the step SE3, it is preferable that the air-fuel ratio is changed for the remaining cylinders so as to cancel the air-fuel ratio change for the specific cylinder. In this case, specifically, when the air-fuel ratio is changed to the rich side for a specific cylinder, the air-fuel ratio is changed to the lean side for the remaining three cylinders, and the air-fuel ratio is changed to the lean side for the specific cylinder. When changed, the air-fuel ratio of the remaining three cylinders is changed to the rich side. At this time, it is preferable that the air-fuel ratio change amount for the remaining three cylinders is evenly distributed so as to be smaller than the air-fuel ratio change amount for one specific cylinder. Thereby, even if the process of step SE3 is executed, it is possible to avoid that the entire air-fuel ratio control is biased to the lean side or the rich side, and the influence on the exhaust gas can be reduced.
次のステップSE4では、出力特性測定部21aにより、高周波出力特性の測定が実行されて、ステップSE5に進む。
In the next step SE4, the output
具体的に、ステップSE4では、ステップSE3の工程により特定の一気筒について空燃比を変化させた状態における空燃比センサ47の出力変化をモニタし、該センサ47の高周波出力特性が測定される。より具体的には、例えば、ステップSE3において特定の一気筒について空燃比をリーン側に変化させた場合は、図13に示すように、空燃比センサ47の出力値のリーン側のピーク値OVpが、高周波出力特性として測定される。
Specifically, in step SE4, the output change of the air-
なお、ステップSE3において特定の一気筒について空燃比をリッチ側に変化させた場合は、空燃比センサ47の出力値のリッチ側のピーク値を、高周波出力特性として測定してもよい。また、センサ47の出力値のピーク値以外にも、種々の値を高周波出力特性とすることが可能であり、例えば、図13に示すように、特定の一気筒についての空燃比を変化させてからピーク値に達するまでに要する時間t2、又は、当該時間t2から無駄時間t3を差し引いた時間t4を高周波出力特性としてもよい。さらに、高周波出力特性として、複数種類の値を測定してもよい。
If the air-fuel ratio is changed to the rich side for a specific cylinder in step SE3, the peak value on the rich side of the output value of the air-
また、ステップSE4では、複数回行われるステップSE3の工程のそれぞれに対応して測定値が得られ、これら複数の測定値のうち最も高い応答性を示す測定値(例えば、最も高い前記ピーク値OVp、又は最も短い前記時間t2,t4)が、高周波出力特性として採用される。 In step SE4, a measurement value is obtained corresponding to each of the processes in step SE3 that is performed a plurality of times, and the measurement value indicating the highest responsiveness among the plurality of measurement values (for example, the highest peak value OVp). Or the shortest time t2, t4) is adopted as the high-frequency output characteristic.
最後に、ステップSE5では、ステップSE4の高周波出力特性の測定が所定回数実行されたか否かが判定される。なお、上述したようにステップSE3の対象となる気筒を4気筒の間で適宜切り換える場合、ステップSE5の判定の閾値は4(気筒数)の倍数に設定されることが好ましい。 Finally, in step SE5, it is determined whether or not the measurement of the high frequency output characteristic in step SE4 has been executed a predetermined number of times. As described above, when the cylinder to be subjected to step SE3 is appropriately switched between the four cylinders, it is preferable that the determination threshold value in step SE5 is set to a multiple of four (the number of cylinders).
ステップSE5において、高周波出力特性の測定が所定回数実行されていないと判定された場合はステップSE1に戻り、所定回数実行されたと判定された場合は、図11のルーチン(図10のステップSD1の工程)が終了する。 If it is determined in step SE5 that the measurement of the high frequency output characteristic has not been performed a predetermined number of times, the process returns to step SE1, and if it is determined that the measurement has been performed a predetermined number of times, the routine of FIG. 11 (step SD1 in FIG. 10). ) Ends.
続いて、出力補正値CV3の算出(図10のステップSD2の工程)について説明する。 Next, calculation of the output correction value CV3 (step SD2 in FIG. 10) will be described.
出力補正値CV3は、図10のステップSD3で行われる空燃比センサ47の出力値OV1の補正に必要な値であり、より具体的には、該補正の際にセンサ47の出力値OV1に乗じる係数である。
The output correction value CV3 is a value necessary for the correction of the output value OV1 of the air-
また、上述した通り、出力補正値CV3は、図10のステップSD1(具体的には、図11のステップSE4)で測定された高周波出力特性と前記第2の基準特性とに基づいて算出される。ここで、第2の基準特性は、個体差(劣化及び製造ばらつき)に起因するばらつきを有する複数の空燃比センサ47の高周波出力特性の中央値に設定される。具体的には、複数の新品の空燃比センサ47をサンプルとし、サンプル毎に図10のステップSD1と同様に高周波出力特性(例えば、前記ピーク値VOp)を測定して、これらの測定値の中央値が第2の基準特性(例えば、基準ピーク値)として設定される。
Further, as described above, the output correction value CV3 is calculated based on the high frequency output characteristic measured in step SD1 in FIG. 10 (specifically, step SE4 in FIG. 11) and the second reference characteristic. . Here, the second reference characteristic is set to the median value of the high-frequency output characteristics of the plurality of air-
そして、出力補正値CV3は、PCM21に予め記憶されたマップに基づき、図10のステップSD1(具体的には、図11のステップSE4)で測定された高周波出力特性が第2の基準特性よりも小さいときはセンサ47の出力値OV1を増大させる値(具体的には、1よりも大きな値)となるように、高周波出力特性が第2の基準特性よりも大きいときはセンサ47の出力値がOV1を減少させる値(具体的には、1未満の値)となるように算出される。
The output correction value CV3 is based on the map stored in advance in the
続いて、図10のステップSD3のサブルーチンについて、図14に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the subroutine of step SD3 in FIG. 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、ステップSF1では、エンジン回転数センサ57により検出されたエンジン回転数Ne2と、スロットル開度センサ53により検出されたスロットル開度Th2と、エアフローセンサ29により検出された吸気流量A2と、エンジン水温センサ23により検出されたエンジン水温Tw2と、図10のステップSD2で算出された出力補正値CV3と、図10のステップSD1(図11のステップSE4)で測定された空燃比センサ47の高周波出力特性とが条件判定部21eにより読み込まれて、ステップSF2に進む。
First, in step SF1, the engine speed Ne2 detected by the
ステップSF2では、条件判定部21eにより、ステップSF1で読み込まれた情報に基づいて特定気筒についての空燃比異常の判定の実行条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、センサ47の高周波出力特性が、特定気筒の空燃比異常判定に利用できる程度に高い応答性を示す値であるか否かが判定される。より具体的には、例えば、図11のステップSE4で測定された前記ピーク値OVpが所定値以上であるか否か、又は/及び、該ステップSE4で測定された前記時間t2,t4が所定値以下であるか否かが判定される。また、これに加えて、エンジン回転数Ne2が所定回転数以上であるか否か、エンジン回転数Ne2、吸気充填効率及び/又はスロットル開度Th2の変動量が十分に小さく且つ安定しているか否か等が判定される。
In step SF2, the condition determination unit 21e determines whether or not the execution condition for determining the air-fuel ratio abnormality for the specific cylinder is satisfied based on the information read in step SF1. Specifically, it is determined whether or not the high-frequency output characteristic of the
ステップSF2において、特定気筒の空燃比異常の判定の実行条件が成立していないと判定された場合はステップSF1に戻り、特定気筒の空燃比異常の判定の実行条件が成立していると判定された場合はステップSF3に進む。 If it is determined in step SF2 that the condition for determining the air-fuel ratio abnormality of the specific cylinder is not satisfied, the process returns to step SF1, and it is determined that the condition for determining the air-fuel ratio abnormality of the specific cylinder is satisfied. If YES, the process proceeds to step SF3.
ステップSF3では、補正値算出部21cにより、高周波出力特性の測定の際(図11のステップSE1)に読み込まれたエンジン回転数Ne1と、ステップSF1で読み込まれたエンジン回転数Ne2と、同じくステップSF1で読み込まれた出力補正値CV3とに基づいて、判定用補正値CV4が算出される。この判定用補正値CV4は、高周波出力特性測定時からセンサ47の出力値OV3の補正時までのエンジン回転数の変化に対応して出力補正値CV3を修正した値である。具体的に、判定用補正値CV4は、エンジン回転数が減少したとき、すなわちエンジン回転数Ne2がエンジン回転数Ne1よりも小さいとき、出力補正値CV1よりも小さくなるように算出され、エンジン回転数が増加したとき、すなわちエンジン回転数Ne2がエンジン回転数Ne1よりも大きいとき、出力補正値CV1よりも大きくなるように算出される。
In step SF3, the correction
次のステップSF4では、出力値補正部21bにより、空燃比センサ47の出力値OV3が読み込まれて、続くステップSF5では、ステップSF4で読み込まれた出力値OV3と、ステップSF3で算出された判定用補正値CV4とに基づいて、判定用出力値OV4が算出される。具体的に、この判定用出力値OV4は、出力値OV3に判定用補正値CV4を乗じことで算出される。
In the next step SF4, the output value OV3 of the air-
最後に、ステップSF6では、ステップSF5で算出された判定用出力値OV4に基づいて、特定の一部の気筒についての空燃比異常の判定が実行されて、図14のルーチンが終了する。 Finally, in step SF6, determination of the air-fuel ratio abnormality for a specific part of the cylinders is executed based on the determination output value OV4 calculated in step SF5, and the routine of FIG. 14 ends.
図15に示すフローチャートを参照しながら、特定の一部の気筒についての空燃比異常の判定(図14のステップSF6)のサブルーチンについて説明する。 With reference to the flowchart shown in FIG. 15, a subroutine for determining an air-fuel ratio abnormality (step SF6 in FIG. 14) for a specific part of the cylinders will be described.
先ず、ステップSG1では、図14のステップSF5で算出された判定用出力値OV4に基づいて、空気過剰率λ(判定用出力値OV4/理論空燃比)が算出されて、ステップSG2に進む。 First, in step SG1, the excess air ratio λ (determination output value OV4 / theoretical air-fuel ratio) is calculated based on the determination output value OV4 calculated in step SF5 of FIG. 14, and the process proceeds to step SG2.
ステップSG2では、直前のステップSG1で算出された空気過剰率λをλ(i)とし、前記直前のステップSG1の1回前のステップSG1で算出された空気過剰率λをλ(i−1)としたときの空気過剰率λの差分値λd{=λ(i−1)−λ(i)}が算出され、ステップSG3に進む。 In step SG2, the excess air ratio λ calculated in the immediately preceding step SG1 is set to λ (i), and the excess air ratio λ calculated in step SG1 immediately before the immediately preceding step SG1 is set to λ (i−1). The difference value λd {= λ (i−1) −λ (i)} of the excess air ratio λ is calculated, and the process proceeds to step SG3.
ステップSG3では、差分値λdの絶対値|λd|の積算値λsが算出されて、ステップSG4に進む。具体的に、1回前のステップSG3で算出された積算値λsをλs(i−1)としたとき、今回の積算値λsは、1回前の積算値λs(i−1)に、直前のステップSG2で算出された差分値λdの絶対値|λd|を加算することで得られる。 In step SG3, an integrated value λs of the absolute value | λd | of the difference value λd is calculated, and the process proceeds to step SG4. Specifically, when the integrated value λs calculated in the previous step SG3 is λs (i−1), the current integrated value λs is immediately before the previous integrated value λs (i−1). It is obtained by adding the absolute value | λd | of the difference value λd calculated in step SG2.
ステップSG4では、図15のルーチンが開始されてから所定時間経過したか否か、すなわち、ステップSG1〜ステップSG3の積算処理が所定時間実行されたか否かが判定される。 In step SG4, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the routine of FIG. 15, that is, whether or not the integration process in steps SG1 to SG3 has been executed for a predetermined time.
ステップSG4において、所定時間経過していないと判定されるとステップSG1に戻って前記積算処理が続行され、所定時間経過したと判定されるとステップSG5に進む。 If it is determined in step SG4 that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step SG1 to continue the integration process. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step SG5.
ステップSG5では、ステップSG3で算出された積算値λsが所定の閾値よりも大きいか否かが判定される。 In step SG5, it is determined whether or not the integrated value λs calculated in step SG3 is larger than a predetermined threshold value.
ステップSG5において、積算値λsが所定の閾値以下であると判定されると、気筒間の空燃比差に関して正常である、すなわち、特定の一部の気筒についての空燃比異常が発生していないと判定される(ステップSG8)。 If it is determined in step SG5 that the integrated value λs is equal to or less than the predetermined threshold value, the air-fuel ratio difference between the cylinders is normal, that is, the air-fuel ratio abnormality has not occurred for some specific cylinders. Determination is made (step SG8).
一方、ステップSG5において、積算値λsが所定の閾値よりも大きいと判定されると、気筒間の空燃比差に関して異常が発生している、すなわち、特定の一部の気筒について空燃比異常が発生していると判定されて(ステップSG6)、警報が作動する(ステップSG7)。ステップSG7の警報の作動は、例えば、警告ランプ59の点滅等により行われ、これにより、特定の一部の気筒について空燃比異常が発生していることが乗員に報知される。
On the other hand, if it is determined in step SG5 that the integrated value λs is greater than the predetermined threshold value, an abnormality has occurred with respect to the air-fuel ratio difference between the cylinders, that is, an air-fuel ratio abnormality has occurred for a specific part of the cylinders. It is determined that the alarm is being performed (step SG6), and an alarm is activated (step SG7). The operation of the alarm in step SG7 is performed, for example, by blinking the warning
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
1:エンジン、11:燃焼室、21:PCM、21a:出力特性測定部、21b:出力値補正部、21c:補正値算出部、21d:空燃比異常判定部、21e:条件判定部、21f:フィードバック制御部、39:インジェクタ(空燃比調整手段)、47:空燃比センサ、49:触媒コンバータ、59:警報ランプ、65:排気通路、66:排気集合通路、95:排気集合部。 1: Engine, 11: Combustion chamber, 21: PCM, 21a: Output characteristic measurement unit, 21b: Output value correction unit, 21c: Correction value calculation unit, 21d: Air-fuel ratio abnormality determination unit, 21e: Condition determination unit, 21f: Feedback control unit, 39: injector (air-fuel ratio adjusting means), 47: air-fuel ratio sensor, 49: catalytic converter, 59: warning lamp, 65: exhaust passage, 66: exhaust collecting passage, 95: exhaust collecting portion.
Claims (10)
所定の条件下で、前記エンジンの特定の一気筒について空燃比を変化させる特定気筒空燃比変化工程と、
該特定気筒空燃比変化工程で前記特定の一気筒の空燃比を変化させたときの前記空燃比検出手段の高周波出力特性を測定する第1の出力特性測定工程と、
前記第1の出力特性測定工程で測定された高周波出力特性に基づき、前記エンジンの気筒間の空燃比差を検出するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第1の補正値を算出する第1の補正値算出工程と、
該第1の補正値算出工程で算出された第1の補正値に基づき前記空燃比検出手段の出力値を補正する第1の出力値補正工程と、
該第1の出力値補正工程の補正で得られた補正出力値に基づき、前記気筒間の空燃比差についての異常の有無を判定する第1の判定工程と、
所定の条件下で、前記エンジンの全気筒について空燃比を一律に変化させる全気筒空燃比変化工程と、
該全気筒空燃比変化工程において全気筒の空燃比を一律に変化させたときの前記空燃比検出手段の低周波出力特性を測定する第2の出力特性測定工程と、
該第2の出力特性測定工程で測定された低周波出力特性に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第2の補正値を算出する第2の補正値算出工程と、
該第2の補正値算出工程で算出された第2の補正値に基づき前記空燃比検出手段の出力値を補正する第2の出力値補正工程と、
該第2の出力値補正工程の補正で得られた補正出力値に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御する空燃比制御工程と、を有することを特徴とする空燃比検出手段の出力特性測定方法。 A method for measuring output characteristics of air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine based on an oxygen concentration in exhaust gas of a multi-cylinder engine,
A specific cylinder air-fuel ratio changing step of changing the air-fuel ratio for a specific cylinder of the engine under a predetermined condition;
A first output characteristic measuring step of measuring a high frequency output characteristic of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio of the specific one cylinder is changed in the specific cylinder air-fuel ratio changing step;
Based on the high-frequency output characteristic measured in the first output characteristic measurement step, the first required for correcting the output value of the air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio difference between the cylinders of the engine. A first correction value calculating step for calculating a correction value;
A first output value correction step of correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the first correction value calculated in the first correction value calculation step;
A first determination step of determining whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on the corrected output value obtained by the correction in the first output value correction step;
An all-cylinder air-fuel ratio changing step for uniformly changing the air-fuel ratio for all cylinders of the engine under predetermined conditions;
A second output characteristic measuring step of measuring a low frequency output characteristic of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio of all cylinders is uniformly changed in the all-cylinder air-fuel ratio changing step;
Based on the low frequency output characteristic measured in the second output characteristic measurement step, the second required for correcting the output value of the air / fuel ratio detection means for feedback control of the air / fuel ratio for all cylinders of the engine. A second correction value calculating step for calculating the correction value of
A second output value correction step of correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the second correction value calculated in the second correction value calculation step;
An air-fuel ratio control step of feedback-controlling the air-fuel ratio for all cylinders of the engine based on the corrected output value obtained by the correction in the second output value correction step . Output characteristic measurement method.
該第2の判定工程において前記空燃比検出手段が所定以上の応答性を示すものであると判定されたときに、前記第1の判定工程を実行することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の空燃比検出手段の出力特性測定方法。 Based on the high-frequency output characteristic measured in the first output characteristic measurement step, the air-fuel ratio detection means exhibits a response higher than a predetermined value that can be used to determine whether there is an abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders. Having a second determination step of determining whether or not
3. The method according to claim 2, wherein the first determination step is executed when it is determined in the second determination step that the air-fuel ratio detection means has a response higher than a predetermined value. 4. The method for measuring output characteristics of the air-fuel ratio detecting means according to 3.
前記第1の出力特性測定工程において、前記複数の特定気筒空燃比変化工程に対応して得られる複数の測定値のうち、より高い応答性を示す測定値を採用することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の空燃比検出手段の出力特性測定方法。 The specific cylinder air-fuel ratio changing step is performed a plurality of times while varying the amount of change in the air-fuel ratio for the specific cylinder.
The measurement value showing higher responsiveness among a plurality of measurement values obtained corresponding to the plurality of specific cylinder air-fuel ratio changing steps is employed in the first output characteristic measurement step. The method for measuring output characteristics of the air-fuel ratio detecting means according to any one of claims 1 to 6.
前記空燃比を調整する空燃比調整手段と、
所定の条件下で前記エンジンの特定の一気筒について前記空燃比調整手段により空燃比を変化させたときの前記空燃比検出手段の高周波出力特性と、所定の条件下で前記エンジンの全気筒について前記空燃比調整手段により空燃比を一律に変化させたときの前記空燃比検出手段の低周波出力特性と、を測定する出力特性測定手段と、
該出力特性測定手段により測定された高周波出力特性に基づき、前記エンジンの気筒間の空燃比差を検出するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第1の補正値を算出し、前記出力特性測定手段により測定された低周波出力特性に基づき、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するために行われる前記空燃比検出手段の出力値の補正に必要な第2の補正値を算出する補正値算出手段と、
該補正値算出手段により算出された第1の補正値または第2の補正値に基づき、前記空燃比検出手段の出力値を補正する出力値補正手段と、
該出力値補正手段による第1の補正値に基づく補正により得られた補正出力値に基づいて、前記気筒間の空燃比差についての異常の有無を判定する空燃比異常判定手段と、
前記出力値補正手段による第2の補正値に基づく補正により得られた補正出力値に基づいて、前記エンジンの全気筒について空燃比をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有することを特徴とする空燃比検出手段の出力特性測定装置。 An apparatus for measuring output characteristics of air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine based on an oxygen concentration in exhaust gas of a multi-cylinder engine,
Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio;
The high-frequency output characteristics of the air-fuel ratio detection means when the air-fuel ratio is changed by the air-fuel ratio adjustment means for a specific cylinder of the engine under a predetermined condition, and the cylinders of the engine under a predetermined condition Output characteristic measuring means for measuring the low frequency output characteristics of the air-fuel ratio detecting means when the air-fuel ratio is uniformly changed by the air-fuel ratio adjusting means;
Based on the high-frequency output characteristic measured by the output characteristic measuring means, a first correction value necessary for correcting the output value of the air-fuel ratio detecting means performed for detecting the air-fuel ratio difference between the cylinders of the engine is obtained. The second required for correction of the output value of the air-fuel ratio detecting means performed for feedback control of the air-fuel ratio for all the cylinders of the engine based on the low frequency output characteristics calculated and measured by the output characteristic measuring means Correction value calculating means for calculating the correction value of
Output value correction means for correcting the output value of the air-fuel ratio detection means based on the first correction value or the second correction value calculated by the correction value calculation means;
An air-fuel ratio abnormality determining means for determining presence / absence of abnormality in the air-fuel ratio difference between the cylinders based on a corrected output value obtained by correction based on the first correction value by the output value correcting means;
Feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio for all cylinders of the engine based on the corrected output value obtained by the correction based on the second correction value by the output value correcting means. An output characteristic measuring device for the fuel ratio detecting means.
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