JPH01170738A - Air-fuel ratio controller - Google Patents

Air-fuel ratio controller

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JPH01170738A
JPH01170738A JP33112787A JP33112787A JPH01170738A JP H01170738 A JPH01170738 A JP H01170738A JP 33112787 A JP33112787 A JP 33112787A JP 33112787 A JP33112787 A JP 33112787A JP H01170738 A JPH01170738 A JP H01170738A
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fuel ratio
air
oxygen concentration
sensor
concentration sensor
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Masakazu Ninomiya
正和 二宮
Keisuke Tsukamoto
啓介 塚本
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent exhaust emission from degradation or the like by stopping air-fuel ratio feed-back control when the element temperature of an O2 sensor falls out of a predetermined range in the feed-back control of air-fuel ratio on the basis of the output of O2 sensor provided in an exhaust system. CONSTITUTION:An air-fuel ratio controller is provided with an air-fuel ratio controlling means D for comparing a desired air-fuel ratio set by a desired air-fuel ratio setting means B on the basis of the running condition of engine A with the output of an O2 sensor C for generating current value according to oxygen(O2) concentration in exhaust gas. According to the result of comparation is carried out air-fuel ratio feed-back control for adjusting a fuel injection amount. Then, a temperature detecting means E for detecting the element temperature of O2 sensor C is provided to send the output signal to the input of a deviation commanding means F. When the element temperature falls outside a predetermined range, said means F sends the signal to an air-fuel ratio control means D to change voltage applied to the O2 sensor C or stop the feed-back control.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジンの排ガス中の酸素濃度を酸素濃度セ
ン゛すによって検出し、この検出値に基づいて空燃比を
制御する空燃比制御装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to an air-fuel ratio control device that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of an engine by sensing the oxygen concentration, and controls the air-fuel ratio based on the detected value. It is related to.

[従来の技術およびその問題点コ 従来、この種の空燃比制御装置において、排ガス中の酸
素濃度を検出するためのセンサとして限界電流型酸素セ
ンサを用いたものがあり、例えば、特開昭58−172
443号公報および特開昭58−179351号公報に
記載されている。この限界電流型酸素センサは、例えは
、酸素イオン通過性固体電解質で素子基板を形成し、こ
の素子基板の両面に極板を設け、一方の極板(陰極)を
他方の極板(陽極)より厚く多孔質セラミック層で被覆
して形成されるものである。そして、この限界電流型酸
素センサを、その検出素子が排ガスに接するように所定
位置に取り付け、素子の両極間に電圧を印加すると、排
ガスの酸素濃度に応じて素子に限界電流が流れるので、
この出力電流を測定することにより、排ガス中の酸素濃
度を検出することができる。
[Prior art and its problems] Conventionally, in this type of air-fuel ratio control device, a limiting current type oxygen sensor has been used as a sensor for detecting the oxygen concentration in exhaust gas. -172
443 and JP-A-58-179351. In this limiting current type oxygen sensor, for example, an element substrate is formed of an oxygen ion permeable solid electrolyte, electrode plates are provided on both sides of this element substrate, and one electrode plate (cathode) is used as the other electrode plate (anode). It is formed by coating it with a thicker porous ceramic layer. Then, when this limiting current type oxygen sensor is installed in a predetermined position so that its detection element is in contact with the exhaust gas and a voltage is applied between both poles of the element, a limiting current flows through the element depending on the oxygen concentration of the exhaust gas.
By measuring this output current, the oxygen concentration in the exhaust gas can be detected.

このような酸素濃度センサには、第8図に示すように、
素子に印加される電圧VLSと電流値I LSとの間で
温度に依存した関係がある。すなわち、同図から明かな
ように、限界電流型酸素センサは、例えば空燃比(A/
F)19において、印加電圧VLSが0. 4〜0. 
8V(7)ときに、650℃から700℃の素子温度の
範囲で限界電流ILが発生し、そして、温度の上昇にし
たがって電流値I LSが増大する。
As shown in Fig. 8, such an oxygen concentration sensor has
There is a temperature-dependent relationship between the voltage VLS applied to the element and the current value ILS. That is, as is clear from the figure, the limiting current type oxygen sensor, for example, has an air-fuel ratio (A/
F) In 19, the applied voltage VLS is 0. 4-0.
When the voltage is 8V (7), a limiting current IL is generated in the element temperature range of 650° C. to 700° C., and the current value ILS increases as the temperature rises.

このため、例えば、素子への印加電圧VLSti−0゜
8vに設定して電流値ILSを検出している場合に、8
00℃以上の温度に上昇したときに、限界電流ILの範
囲を外れて電流値ILSが増大する。このため、このよ
うな増大した電流値ILSで空燃比制御を実行すると、
空燃比がリッチ側で制御されることになり、Co、HC
が増加するという問題がある。
Therefore, for example, when the current value ILS is detected by setting the voltage applied to the element to VLSti - 0°8v,
When the temperature rises to 00° C. or higher, the current value ILS increases out of the range of the limiting current IL. Therefore, when air-fuel ratio control is executed with such an increased current value ILS,
The air-fuel ratio will be controlled on the rich side, and Co, HC
There is a problem in that the amount increases.

本発明は、上記従来の技術の問題点を解消するためにな
されたもので、酸素濃度センサの素子温度が高い場合で
あっても、誤った空燃比制御が行われるのを防止するこ
とができ、エミッションや燃費の向上を図ることができ
る空燃比制御装置を提供する゛ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the above-mentioned conventional technology, and can prevent incorrect air-fuel ratio control from being performed even when the element temperature of the oxygen concentration sensor is high. The purpose of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device that can improve emissions and fuel efficiency.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第1図
に示すように、 エンジンAの運転状態によって予め目標空燃比を設定す
る目標空燃比設定手段Bと、電圧を印加した状態で排ガ
ス中の酸素濃度に応じた電流値を出力する酸素濃度セン
サCと、この酸素濃度センサCに電圧を加えるとともに
、酸素濃度センサCからの電流値と上記目標空燃比とに
基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制
御手段りとを備えた空燃比側′a装置において、上記酸
素濃度センサCの素子温度またはこの素子温度に対応す
る温度データを検出する温度検出手段Eと、 この温度検出手段Eからの素子温度が所定範囲外の場合
に、空燃比制御手段りに信号を送出して酸素濃度センサ
Cへの印加電圧を変更するかまたはフィードバック制御
を中止する変更指令手段Fと、 を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above problems, as shown in FIG. B, an oxygen concentration sensor C that outputs a current value according to the oxygen concentration in the exhaust gas while a voltage is applied, and a voltage is applied to this oxygen concentration sensor C, and a current value from the oxygen concentration sensor C and the above target are output. In the air-fuel ratio side'a device, which includes an air-fuel ratio control means for feedback controlling the fuel injection amount based on the air-fuel ratio, an element temperature of the oxygen concentration sensor C or temperature data corresponding to this element temperature is detected. Temperature detection means E; If the element temperature from this temperature detection means E is outside a predetermined range, a signal is sent to the air-fuel ratio control means to change the voltage applied to the oxygen concentration sensor C or perform feedback control. It is characterized by comprising a change command means F for canceling.

ここで、上記温度検出手段Eとは、酸素濃度センサCの
素子温度を、熱電対なとで直接測定するものや酸素濃度
センサCの素子の内部抵抗を計測してこの内部抵抗から
直接求めるものの他に、エンジンへの回転数、出力トル
ク、車速などのエンジンAの運転状態により間接的に測
定するものも含む。
Here, the above-mentioned temperature detection means E refers to one that directly measures the element temperature of the oxygen concentration sensor C with a thermocouple or the like, or one that measures the internal resistance of the element of the oxygen concentration sensor C and directly calculates it from this internal resistance. In addition, it also includes indirect measurements based on the operating state of engine A, such as the engine rotation speed, output torque, and vehicle speed.

また、変更指令手段Fは、温度検出手段Eによる酸素濃
度センサCの素子温度が所定温度以上または所定温度以
下となって、つまり酸素濃度センサCが限界電流値を流
す範囲外となったと判定した場合に空燃比制御手段りに
信号を送るものである。
Further, the change command means F determines that the element temperature of the oxygen concentration sensor C detected by the temperature detection means E has become above a predetermined temperature or below a predetermined temperature, that is, the oxygen concentration sensor C has become outside the range in which the limit current value flows. It sends a signal to the air-fuel ratio control means when

[作用コ 上記空燃比制御装置の構成によれば、目標空燃比設定手
段Bにて、エンジンAの運転状態、例えば、吸入空気量
とエンジン回転数等のパラメータに基づいて目標空燃比
が設定される。この目標空燃比は空燃比制御手段りに人
力されて、ここで酸素濃度センサCからの排ガス中の酸
素濃度と比較されて燃料噴射量が目標空燃比になるよう
にフィードバック制御される。
[Operation] According to the configuration of the air-fuel ratio control device described above, the target air-fuel ratio is set by the target air-fuel ratio setting means B based on the operating state of the engine A, for example, parameters such as the intake air amount and the engine rotation speed. Ru. This target air-fuel ratio is manually inputted by the air-fuel ratio control means, and is compared with the oxygen concentration in the exhaust gas from the oxygen concentration sensor C to perform feedback control so that the fuel injection amount becomes the target air-fuel ratio.

また、酸素濃度センサCは、空燃比制御手段りから出力
される電圧が印加された状態にて酸素濃度に対応する電
流値を出力するものであるが、その電流値は、その素子
が所定温度範囲を外れた場合には大きく変動する性質を
有する。これを補償するために、本発明では、酸素濃度
センサCの素子温度を直接検出し、または間接的に推定
しろる温度データを検出する温度検出手段Eを設けてい
る。この温度検出手段Eからの信号は、変更指令手段F
に人力されて素子温度が所定範囲外であると判定された
場合には、空燃比制御手段りに信号が出力される。この
信号を受けた空燃比制御手段Dで行われる制御の好適な
態様の1つとして空燃比制御が中止され、これにより酸
素濃度センサCから誤った酸素濃度を取り入れないで、
他の手法による燃料噴射制御が実行され、または、他の
好適な態様として、酸素濃度センサCから検出される酸
素濃度が正確な検出値となるように酸素濃度センサCへ
の印加電圧を変更する。
Further, the oxygen concentration sensor C outputs a current value corresponding to the oxygen concentration when the voltage output from the air-fuel ratio control means is applied. It has properties that fluctuate greatly when it is out of this range. In order to compensate for this, the present invention is provided with temperature detection means E that directly detects the element temperature of the oxygen concentration sensor C or detects temperature data that can be estimated indirectly. The signal from this temperature detection means E is the change command means F.
If it is manually determined that the element temperature is outside the predetermined range, a signal is output to the air-fuel ratio control means. One of the preferable aspects of the control carried out by the air-fuel ratio control means D that receives this signal is to stop the air-fuel ratio control, thereby preventing an incorrect oxygen concentration from being taken in from the oxygen concentration sensor C.
Fuel injection control is performed using another method, or as another preferred embodiment, the voltage applied to the oxygen concentration sensor C is changed so that the oxygen concentration detected from the oxygen concentration sensor C becomes an accurate detection value. .

[実施例コ 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。第
2図は実施例の空燃比制御装置が適用されるエンジンと
その周辺装置を示す概略構成図、第3図はその電子制御
装置を中心に示すブロック図である。
[Example 1] An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an engine and its peripheral devices to which the air-fuel ratio control device of the embodiment is applied, and FIG. 3 is a block diagram mainly showing the electronic control device.

図示するように、エンジン1は、大気より空気を吸入す
るとともに燃料噴射弁3から噴射される燃料と空気とを
混合して吸気ボート5に導く吸気系7と、点火プラグ9
に形成される電気火花によって点火された混合気の燃焼
のエネルギをピストン10を介して回転運動として取り
出す燃焼室11と、燃焼後のガスを排気ボート12を介
して排出する排気系13とを備えて構成されている。
As shown in the figure, the engine 1 includes an intake system 7 that sucks air from the atmosphere, mixes fuel injected from a fuel injection valve 3 with air, and guides the mixture to an intake boat 5, and a spark plug 9.
The combustion chamber 11 extracts the energy of the combustion of the air-fuel mixture ignited by the electric spark formed by the piston 10 as rotational motion, and the exhaust system 13 discharges the gas after combustion through the exhaust boat 12. It is composed of

吸気系7には、上流から、エアクリーナ(図示せず)、
吸入空気量を制御するスロットルバルブ16、吸入空気
の脈流を平滑化するサージタンク18、サージタンク1
日に設けられ吸気管負圧Pを検出する吸気圧センサ19
が設けられている。
The intake system 7 includes, from upstream, an air cleaner (not shown),
A throttle valve 16 that controls the amount of intake air, a surge tank 18 that smoothes the pulsating flow of intake air, and a surge tank 1
An intake pressure sensor 19 is provided on the day and detects the intake pipe negative pressure P.
is provided.

吸入空気量は、通常、図示しないアクセルペダルに連動
したスロットルバルブ16の開度によって制御される。
The amount of intake air is normally controlled by the opening degree of a throttle valve 16 that is linked to an accelerator pedal (not shown).

なお、吸気系7には、吸気圧センサ19の他に、エンジ
ン1の運転状態を検出するためのスロットルポジション
センサ23や吸気温センサ24等が設けられている。
In addition to the intake pressure sensor 19, the intake system 7 is provided with a throttle position sensor 23, an intake temperature sensor 24, and the like for detecting the operating state of the engine 1.

スロットルバルブ16を介して吸入される空気と燃料噴
射弁3より噴射された燃料との混合気は燃焼室11に吸
入され、ピストン10龜より圧縮された後、点火プラグ
9に形成される電気火花によって着火される。着火され
た混合気は、爆発的に燃焼してピストン10を駆動した
後、排ガスとなって排気系13に排出され、図示しない
触媒装置により浄化された後、大気に放出される。この
排気系13には、排気中の酸素濃度を検出するいわゆる
限界電流型の酸素濃度センサ25が設けられ、この酸素
濃度センサ25は、リーンにて空燃比制御が可能なリー
ンセンサである。
A mixture of air taken in through the throttle valve 16 and fuel injected from the fuel injection valve 3 is taken into the combustion chamber 11, compressed by the piston 10, and then an electric spark is formed at the spark plug 9. ignited by. The ignited air-fuel mixture is explosively combusted and drives the piston 10, and then is discharged into the exhaust system 13 as exhaust gas, purified by a catalyst device (not shown), and then discharged into the atmosphere. This exhaust system 13 is provided with a so-called limiting current type oxygen concentration sensor 25 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, and this oxygen concentration sensor 25 is a lean sensor capable of controlling the air-fuel ratio in a lean state.

エンジン1の各気筒に設けられた点火プラグ9は、図示
しないクランク軸の回転に同期してイグナイタ27に生
成される高電圧を配電するディストリビュータ29に、
高耐圧コード(図示せず)により接続されている。この
ディストリビュータ29内には、エンジン1の回転数N
Eに応じたパルスを発生する回転数センサ32と、気筒
判別センサ34とが設けられている。なお、エンジン1
のシリンダブロック38は、循環する冷却水によって冷
却されており、エンジン1の運転状態のひとつであるこ
の冷却水の温度は、シリンダブロック38に設けられた
冷却水温センサ39により検出される。
A spark plug 9 provided in each cylinder of the engine 1 is connected to a distributor 29 that distributes high voltage generated to an igniter 27 in synchronization with the rotation of a crankshaft (not shown).
It is connected by a high voltage cord (not shown). Inside this distributor 29, there is a rotation speed N of the engine 1.
A rotation speed sensor 32 that generates a pulse according to E and a cylinder discrimination sensor 34 are provided. In addition, engine 1
The cylinder block 38 is cooled by circulating cooling water, and the temperature of this cooling water, which is one of the operating states of the engine 1, is detected by a cooling water temperature sensor 39 provided in the cylinder block 38.

エンジン1の運転状態を検出する各センサの出力信号は
、電子制御装置40に人力され、燃料噴射量制御や点火
時間制御等に用いられる。電子制御装置40は、第3図
に示すように、CPU、ROM、RAM等を内蔵し入出
力ボートを備えたワンチップマイクロコンピュータ41
を中心に構成されている。このワンチップマイクロコン
ピュータ41の人出力ボートには、ワンチップマイクロ
コンピュータ41外部の回転数センサ32、気筒判別セ
ンサ34、イグナイタ27が直接接続されているが、こ
のほか、コンピユータ41内部のA/D変換入力回路4
3と、バッテリ45を電源として酸素濃度センサ25の
ヒータ25bに通電する電力を制御するヒータ通電制御
回路46と、燃料噴射弁3を駆動する駆動回路4日とが
接続されている。なお、酸素濃度センサ25の検出素子
25aには、電圧印加回路49が接続されており、検出
素子25aに検出用の所定の電圧VLSを印加する。
Output signals from each sensor that detects the operating state of the engine 1 are input to the electronic control device 40 and used for fuel injection amount control, ignition time control, and the like. As shown in FIG. 3, the electronic control device 40 is a one-chip microcomputer 41 that has a built-in CPU, ROM, RAM, etc., and is equipped with an input/output board.
It is mainly composed of. A rotation speed sensor 32, a cylinder discrimination sensor 34, and an igniter 27 external to the one-chip microcomputer 41 are directly connected to the human output board of the one-chip microcomputer 41. Conversion input circuit 4
3, a heater energization control circuit 46 that uses the battery 45 as a power source to control the power supplied to the heater 25b of the oxygen concentration sensor 25, and a drive circuit 4 that drives the fuel injection valve 3. Note that a voltage application circuit 49 is connected to the detection element 25a of the oxygen concentration sensor 25, and applies a predetermined voltage VLS for detection to the detection element 25a.

A/D変換入力回路43には、吸気圧センサ19、スロ
ットルポジションセンサ23、吸気温センサ24、冷却
水温センサ39等のアナログ信号を出力するセンサが接
続されている。したがって、CPUは、エンジン1の運
転状態を反映した種々のパラメータを、A/D変換入力
回路43を介して読み込み、逐次知ることができる。ま
た、このA/D変換入力回路43には、酸素濃度センサ
25のヒータ25bに電圧を印加するヒータ通電制御回
路46の出力、電流検出用抵抗器52の端子電圧を増幅
する増幅器54の出力および電流検出用抵抗器50の端
子が接続されており、ヒータ25bの印加電圧VLS、
検出素子25aに流れる電流I LSおよび酸素濃度セ
ンサ25のヒータ25bに流れる電流を検出することが
できる。
Connected to the A/D conversion input circuit 43 are sensors that output analog signals, such as an intake pressure sensor 19, a throttle position sensor 23, an intake air temperature sensor 24, and a coolant temperature sensor 39. Therefore, the CPU can read various parameters reflecting the operating state of the engine 1 via the A/D conversion input circuit 43 and know them one by one. The A/D conversion input circuit 43 also includes the output of a heater energization control circuit 46 that applies voltage to the heater 25b of the oxygen concentration sensor 25, the output of an amplifier 54 that amplifies the terminal voltage of the current detection resistor 52, and The terminals of the current detection resistor 50 are connected, and the applied voltage VLS of the heater 25b,
The current ILS flowing through the detection element 25a and the current flowing through the heater 25b of the oxygen concentration sensor 25 can be detected.

一方、ワンチップマイクロコンピュータ41は、直接イ
グナイタ27に駆動信号を出力したり、駆動回路4日を
介して燃料噴射弁3等に制御信号を出力するなどして、
これらのアク子ュエータを駆動する。
On the other hand, the one-chip microcomputer 41 outputs a drive signal directly to the igniter 27 or outputs a control signal to the fuel injection valve 3 etc. via the drive circuit 4, etc.
Drive these actuators.

こうした構成を有する電子制御装置40は、エンジン1
の運転状態を読み込んで諸制御を行うが、燃料噴射制御
、空燃比制御等に用いるため、エンジン1の排気中の酸
素濃度の検出を行っている。
The electronic control device 40 having such a configuration has the engine 1
Various controls are performed by reading the operating state of the engine 1, and the oxygen concentration in the exhaust gas of the engine 1 is detected for use in fuel injection control, air-fuel ratio control, etc.

この電子制御装置40にて実行される処理を第4図のフ
ローチャートにしたがって説明する。
The processing executed by this electronic control unit 40 will be explained according to the flowchart of FIG.

イグニッションキーの投入により、電子制御装置40が
起動されると、まず、酸素濃度センサ25の状態を示す
活性判定フラグFAおよび高温判定フラグFT、さらに
フィードバック(F/B)制御許可フラグFFなとの各
フラグ処理を含めた初Xiヒ処理が実行され、その後に
最初のステップ100が実行される。最初のステップ1
00にて、フューエルカット状態か否かの判定が実行さ
れる。このフューエルカット状態は、他のルーチンによ
りセット・リセットされるフューエルカットフラグの判
定により行われる。例えば、スロットルポジションセン
サ23に内蔵されたアイドルスイッチのオン時にエンジ
ン回転数NEが所定以上のときに、フューエルカットフ
ラグがセットされる。
When the electronic control unit 40 is started by turning on the ignition key, first, the activation determination flag FA and high temperature determination flag FT, which indicate the state of the oxygen concentration sensor 25, and the feedback (F/B) control permission flag FF are activated. The first Xi process including each flag process is executed, and then the first step 100 is executed. first step 1
At 00, it is determined whether or not there is a fuel cut state. This fuel cut state is determined by a fuel cut flag that is set and reset by other routines. For example, when the idle switch built into the throttle position sensor 23 is turned on and the engine speed NE is above a predetermined value, the fuel cut flag is set.

次に、上記ステップ100でフューエルカット状態であ
ると判定されたときには、ステップ105にて、酸素濃
度センサ25の活性判定処理が実行される。この活性判
定処理は、フューエルカット時における排ガス中の酸素
濃度が大気中の酸素濃度20%にほぼ等し−く、所定の
電圧を印加した場合に通電の運転時と比べて酸素濃度セ
ンサ25から大きな電流が出力されることに基づくもの
で、上記電流が所定値以上の場合に活性状態と判定する
。このステ・ンプ105にて酸素濃度センサ25が活性
状態であると判定された場合には、ステップ110にて
活性判定フラグFAが1にセットされ、一方、活性状態
でないと判定された場合には、ステ・ツブ115にて活
性判定フラグがOにリセットされる。
Next, when it is determined in step 100 that the fuel is in the fuel cut state, in step 105, the activity determination process of the oxygen concentration sensor 25 is executed. This activity determination process is performed when the oxygen concentration in the exhaust gas at the time of fuel cut is approximately equal to the oxygen concentration in the atmosphere of 20%, and when a predetermined voltage is applied, the oxygen concentration sensor 25 This is based on the fact that a large current is output, and the active state is determined when the current is greater than a predetermined value. If it is determined in this step 105 that the oxygen concentration sensor 25 is in the active state, the activation determination flag FA is set to 1 in step 110. On the other hand, if it is determined that the oxygen concentration sensor 25 is not in the active state , the activation determination flag is reset to O in step 115.

一方、上記ステップ100にてフューエルカット状態で
ないと判断された場合には、つまり、通電運転状態であ
ると判断された場合には、ステップ120以降に進み、
エンジン回転数NEから推定されるべく酸素濃度センサ
25の素子温度の変化に対処する処理を実行する。ここ
で、エンジン回転数NEから酸素濃度センサ25の素子
温度を推定するのは、実験例からエンジン回転数NEと
酸素)温度センサ25の素子温度との関係をタイムチャ
ートとして表すと、第5図のようになり、所定以上のエ
ンジン回転数NEが所定時間以上継続した場合しこ素子
温度もこれζこしたがって上昇することに依拠・したも
のである。
On the other hand, if it is determined in step 100 that the fuel is not in the fuel cut state, that is, if it is determined that the current is in the energized operation state, the process proceeds to step 120 and subsequent steps.
A process is executed to deal with changes in the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 to be estimated from the engine speed NE. Here, the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 is estimated from the engine rotation speed NE based on an experimental example. If the relationship between the engine rotation speed NE and the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 is expressed as a time chart, FIG. This is based on the fact that if the engine speed NE continues to be higher than a predetermined time for a predetermined time or longer, the temperature of the engine element also increases accordingly.

続くステップ120では、回転数センサ32の検出信号
に基づいてエンジン回転数NEが4000rpmで4分
以上継続しているか否かについて判断され、肯定判断の
場合には、ステップ125にて高温判定フラグF Tt
−0にリセットし、一方、否定判断の場合には、ステッ
プ130へ進む。ステップ130では、エンジン回転数
NEが250Orpm以下で1分以上継続しているか否
かについて判断され、否定判断の場合には、そのまま次
のステップ140へ進み、一方肯定判断の場合には、ス
テップ135にて高温判定フラグFTを1にセットした
後に、次のステップ140に進む。
In the following step 120, it is determined based on the detection signal of the rotation speed sensor 32 whether or not the engine rotation speed NE continues to be 4000 rpm for 4 minutes or more.If the judgment is affirmative, the high temperature determination flag F is set in step 125. Tt
If the determination is negative, the process proceeds to step 130. In step 130, it is determined whether the engine speed NE has been below 250 rpm for more than 1 minute, and if the determination is negative, the process directly proceeds to the next step 140, while if the determination is affirmative, step 135 After setting the high temperature determination flag FT to 1 in step 140, the process proceeds to step 140.

ステップ140およびステップ145では、上記各フラ
グFAS FTの状態に基づいフィードバック制御を実
行すべきか否かの判定処理が実行される。すなわち、ま
ず、ステップ140にて活性判定フラグFAの判定、そ
してステップ145にて高温判定フラグFTの判定がそ
れぞれ行われ、これらで、両フラグFA、FTがともに
1にセットされている場合、つまり、酸素濃度センサ2
5が活性状態であり、かつ所定温度以下と判定されてい
る場合に、ステップ150にてF/B制御許可フラグF
Fを1にセットする。このF/B制御許可フラグを他の
ルーチンにて用いて、目標空燃比に一致すべくフィード
バック制御が実行される。一方、いずれかのフラグFA
、FTがリセットされている場合には、ステップ155
にてF/B許可フラグFFがOにリセットされ、これに
より、空燃比制御の実行が禁止され、オープンループ制
御に変更される。
In step 140 and step 145, a process is performed to determine whether or not feedback control should be executed based on the state of each of the flags FAS FT. That is, first, the activation determination flag FA is determined in step 140, and the high temperature determination flag FT is determined in step 145, and if both flags FA and FT are set to 1, that is, , oxygen concentration sensor 2
5 is in an active state and the temperature is determined to be below a predetermined temperature, the F/B control permission flag F is set in step 150.
Set F to 1. Using this F/B control permission flag in another routine, feedback control is executed to match the target air-fuel ratio. On the other hand, any flag FA
, FT has been reset, step 155
The F/B permission flag FF is reset to O, thereby prohibiting execution of air-fuel ratio control and changing to open-loop control.

本フローチャートでは、上述した一連の処理が実行され
るが、この処理について車両の走行状態が通常走行から
高速走行に、さらに通常走行に移行した場合に当てはめ
て説明する。
In this flowchart, the above-mentioned series of processes are executed, and this process will be explained in a case where the driving state of the vehicle changes from normal driving to high-speed driving and then to normal driving.

いま、フューエルカット状態でなく、かつ酸素濃度セン
サ25が活性状態にて通常走行しているときには、ステ
ップ100.120.130.135を経て、さらにス
テップ140.145.150の処理が繰り返して行わ
れ、フィードバック制御が行われるが、高速走行が長時
間継続した場合、つまり、400Orpmのエンジン回
転数NEが4分以上継続した場合には、ステップ120
にて肯定判断されて、高温判定フラグFTがリセットさ
れる(ステップ125)。このフラグFTのリセットに
より、ステップ145のフラグ判定処理にて否定判断が
行われてF/B許可フラグFFがリセットされ(ステッ
プ155)、これにより空燃比制御が中止される。そし
て、再度通常走行に移行して、エンジン回転数NEが低
下してそのような状態が所定時間継続した場合、つまり
2500rpm以下のエンジン回転数NEが1分以上継
続したと判定された場合には(ステップ130)、高温
判定フラグFTがセットされ(ステップ135)、これ
によりステップ145の判定およびステップ150のF
/B制御許可フラグFFのセットによりフィードバック
制御が再開される。
If the fuel is not in the fuel cut state and the oxygen concentration sensor 25 is active and the vehicle is running normally, steps 100, 120, 130, and 135 are performed, and then steps 140, 145, and 150 are repeated. , feedback control is performed, but if high-speed driving continues for a long time, that is, if the engine speed NE of 400 rpm continues for more than 4 minutes, step 120 is performed.
An affirmative determination is made in step 125, and the high temperature determination flag FT is reset (step 125). By resetting the flag FT, a negative determination is made in the flag determination process of step 145, and the F/B permission flag FF is reset (step 155), thereby stopping the air-fuel ratio control. Then, when the vehicle shifts to normal driving again and the engine speed NE decreases and such a state continues for a predetermined period of time, that is, when it is determined that the engine speed NE of 2500 rpm or less has continued for more than 1 minute, (Step 130), the high temperature determination flag FT is set (Step 135), and this causes the determination in Step 145 and the F temperature in Step 150.
Feedback control is restarted by setting the /B control permission flag FF.

乙のように本処理の実施により、酸素濃度センサ25の
素子温度が所定値以上と判断された場合には、誤った酸
素潤度センサ25の出力により空燃比制御が行われず、
したがって、誤ってリッチ側にフィードバック制御され
ないから排ガスのエミッションの悪化を招かない。
If the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 is determined to be equal to or higher than the predetermined value by performing this process as in case B, the air-fuel ratio control will not be performed due to the incorrect output of the oxygen moisture sensor 25.
Therefore, since feedback control is not erroneously performed to the rich side, deterioration of exhaust gas emissions is not caused.

また、上記実施例では、エンジン回転数NEが4000
rpmから低下しても直ちにフィードバック制御を再開
しないで、低回転数の状態が所定時間継続してからフィ
ードバック制御を再開しているから、より一層酸素濃度
の誤った信号にてフィードバック制御を実行することを
回避できる。
Further, in the above embodiment, the engine rotation speed NE is 4000.
Feedback control is not restarted immediately even when the rpm drops, but feedback control is resumed after the low rotational speed state continues for a predetermined period of time, so feedback control is executed using an incorrect oxygen concentration signal. You can avoid that.

−次に本発明の第2の実施例を第6図のフローチャート
に基づいて説明する。この実施例では、酸素温度センサ
25の素子温度が上昇したと判断した場合でも、フィー
ドバック制御を中止するのではなく、酸素濃度センサ2
5への印加電圧VLSを変更する処理を行うことにより
酸素)調度センサ25からの電流)直I LSを圧密な
ものとして出力させるものである。
-Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG. In this embodiment, even if it is determined that the element temperature of the oxygen temperature sensor 25 has increased, the feedback control is not canceled but the oxygen concentration sensor 25
By performing a process of changing the voltage VLS applied to the oxygen sensor 5, the current ILS from the oxygen air conditioner sensor 25 is output as a consolidated one.

まず、ステップ200からステップ230までの処理は
、第4図のフローチャートのステップ100からステッ
プ115、およびステップ140から155と同様な処
理、つまり、フューエルカット状態で酸素濃度センサ2
5の判定処理およびフィードバック制御を実行すべきか
否かの判定処理が行われる。
First, the process from step 200 to step 230 is the same process as step 100 to step 115 and step 140 to 155 in the flowchart of FIG.
The determination process No. 5 and the determination process of whether or not feedback control should be executed are performed.

一方、ステップ235からステップ260までの処理で
は、第4図のフローチャートと異なった処理が行われる
。すなわち、ステップ200にてフューエルカット状態
でないと判定された場合には、酸素潤度センサ25の活
性状態の有無をフラグFAの判定で行い(ステップ23
5)、不活性状態と判定されている場合には、酸素温度
センサ25の印加電圧VLSがOvに設定され(ステッ
プ240)、また、エンジン回転数NEが400Orp
m以上でしかも4分以上継続したと判定された場合には
(ステップ245)、印加電圧VLSが0゜6■に設定
され(ステップ250)、さらにエンジン回転数NEが
250Orpm以下でしかも1分収上継続したと判定さ
れた場合には(ステップ255)、印加電圧が0.85
Vに設定される(ステップ260)。
On the other hand, in the processing from step 235 to step 260, processing different from that in the flowchart of FIG. 4 is performed. That is, if it is determined in step 200 that the fuel is not in the fuel cut state, the presence or absence of the active state of the oxygen moisture sensor 25 is determined by the flag FA (step 23
5) If the inactive state is determined, the applied voltage VLS of the oxygen temperature sensor 25 is set to Ov (step 240), and the engine speed NE is set to 400Orp.
If it is determined that the applied voltage is greater than m and continues for more than 4 minutes (step 245), the applied voltage VLS is set to 0°6■ (step 250), and furthermore, if the engine speed NE is less than 250 orpm and it continues for more than 4 minutes, the applied voltage VLS is set to 0°6■ (step 250). If it is determined that the above continues (step 255), the applied voltage increases to 0.85.
V (step 260).

したがって、上記実施例によれば、酸素濃度センサ25
の素子温度に基づいて、酸素濃度センサ25の電流I 
LSが限界電流域にはいるように印加電圧VLSを変更
することで、酸素濃度センサ25の素子温度が変化して
も、正確に酸素濃度を検出することができる。したがっ
て、上記第1の実施例よりフィードバック制御を実施す
ることができる範囲が広くなるので、燃費の向上を図る
ことができる。
Therefore, according to the above embodiment, the oxygen concentration sensor 25
Based on the element temperature of the oxygen concentration sensor 25, the current I
By changing the applied voltage VLS so that LS falls within the limiting current range, the oxygen concentration can be accurately detected even if the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 changes. Therefore, since the range in which feedback control can be performed is wider than in the first embodiment, fuel efficiency can be improved.

なお、第1.2の実施例では、酸素濃度センサ25の素
子温度をエンジン1の運転状態としてのエンジン回転数
NEから予測して制御しているが、酸素濃度センサ25
の検出素子25aに熱電対を取り付けて直接温度を検出
したり、酸素濃度センサ25の検出素子25aの内部抵
抗を計測してこの計測した内部抵抗より温度を求めたり
して、第7図に示すように印加電圧を連続的に変化させ
てもよい。
In Embodiment 1.2, the element temperature of the oxygen concentration sensor 25 is controlled by predicting it from the engine rotation speed NE as the operating state of the engine 1.
A thermocouple is attached to the detection element 25a of the oxygen concentration sensor 25 to directly detect the temperature, or the internal resistance of the detection element 25a of the oxygen concentration sensor 25 is measured and the temperature is determined from the measured internal resistance, as shown in FIG. The applied voltage may be changed continuously as shown in FIG.

また、酸素濃度センサ25への印加電圧VLSを変更す
る代わりに、酸素)調度検出センサ25への印加電圧V
LSをOVに変更することでフィードバック制御の停止
を行うか、あるいは印加電圧VLSをかけたままでフィ
ードバック制御を停止することにより、電子制御装置4
0の構成を簡単にしコストの低減を図ることができる。
Furthermore, instead of changing the voltage VLS applied to the oxygen concentration sensor 25, the voltage VLS applied to the oxygen) preparation sensor 25 can be changed.
The electronic control device 4 can be stopped by changing LS to OV to stop feedback control, or by stopping feedback control with applied voltage VLS applied.
0 can be simplified and costs can be reduced.

[発明の効果コ 以上説明したように、本発明による空燃比制御装置によ
れば、酸素濃度センサの素子温度が高い場合であっても
、酸素濃度センサからの出力による誤った酸素濃度にて
空燃比制御がされるのを防止することができ、エミッシ
ョンや燃費の向上を図ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the air-fuel ratio control device according to the present invention, even when the element temperature of the oxygen concentration sensor is high, the air-fuel ratio control device according to the present invention prevents the air from being emptied due to an incorrect oxygen concentration due to the output from the oxygen concentration sensor. It is possible to prevent the fuel ratio from being controlled, and it is possible to improve emissions and fuel efficiency.

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

第1図は本発明による空燃比制御装置の一例を示す構成
図、第2図は本発明の一実施例による空燃比制御装置を
搭載したエンジンおよびその周辺装置を示す構成図、第
3図はその電子制御装置を中心に示すブロック図、第4
図は同実施例の空燃比制置を示すフローチャート、第5
図は同実施例のエンジン回転数と酸素濃度センサの素子
温度との関係を示すグラフ、第6図は第4図の変形例を
示すフローチャート、第7図は酸素濃度センサへの印加
電圧と素子温度との関係を示すグラフ、第8図は酸素濃
度センサの電流値と印加電圧との関係を示すグラフであ
る。 A・・・エンジン    B・・・目標空燃比設定手段
C・・・酸素濃度センサ D・・・空燃比制御装置E・
・・温度検出手段  F・・・変更指令手段1・・・エ
ンジン    3・・・燃料噴射弁7・・・吸気系  
   13・・・排気系19・・・吸気圧センサ 25
・・・酸素濃度センサ25a・・・検出素子  25b
・・・ヒータ32・・・回転数センサ 40・・・電子
制御装置代理人  弁理士  定立 勉(ほか1名)第
1図 第5図 /’Cノ                   時間
第7図 酸素濃度センサの素子温度(°C)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an air-fuel ratio control device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing an engine and its peripheral equipment equipped with an air-fuel ratio control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. Block diagram mainly showing the electronic control unit, Part 4
The figure is a flowchart showing air-fuel ratio control in the same embodiment.
The figure is a graph showing the relationship between the engine speed and the element temperature of the oxygen concentration sensor in the same example, Figure 6 is a flowchart showing a modification of Figure 4, and Figure 7 is the relationship between the voltage applied to the oxygen concentration sensor and the element temperature. A graph showing the relationship with temperature, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between the current value of the oxygen concentration sensor and the applied voltage. A...Engine B...Target air-fuel ratio setting means C...Oxygen concentration sensor D...Air-fuel ratio control device E.
...Temperature detection means F...Change command means 1...Engine 3...Fuel injection valve 7...Intake system
13... Exhaust system 19... Intake pressure sensor 25
...Oxygen concentration sensor 25a...Detection element 25b
... Heater 32 ... Rotation speed sensor 40 ... Electronic control device agent Patent attorney Tsutomu Sadatsu (and one other person) Fig. 1 Fig. 5/'C Time Fig. 7 Element temperature of oxygen concentration sensor ( °C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 エンジンの運転状態によって予め目標空燃比を設定する
目標空燃比設定手段と、電圧を印加した状態で排ガス中
の酸素濃度に応じた電流値を出力する酸素濃度センサと
、この酸素濃度センサに電圧を加えるとともに、酸素濃
度センサからの電流値と上記目標空燃比とに基づいて燃
料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御手段とを
備えた空燃比制御装置において、 上記酸素濃度センサの素子温度またはこの素子温度に対
応する温度データを検出する温度検出手段と、 この温度検出手段からの素子温度が所定範囲外の場合に
、空燃比制御手段に信号を送出して酸素濃度センサへの
印加電圧を変更するかまたはフィードバック制御を中止
する変更指令手段と、を備えたことを特徴とする空燃比
制御装置。
[Scope of Claims] A target air-fuel ratio setting means that sets a target air-fuel ratio in advance according to the operating state of the engine; an oxygen concentration sensor that outputs a current value according to the oxygen concentration in exhaust gas while applying a voltage; The air-fuel ratio control device includes an air-fuel ratio control means that applies voltage to the oxygen concentration sensor and feedback-controls the fuel injection amount based on the current value from the oxygen concentration sensor and the target air-fuel ratio, the oxygen concentration sensor temperature detection means for detecting the element temperature or temperature data corresponding to the element temperature; and when the element temperature from the temperature detection means is outside a predetermined range, a signal is sent to the air-fuel ratio control means to the oxygen concentration sensor. an air-fuel ratio control device, comprising: change command means for changing the applied voltage or canceling feedback control.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013209913A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Honda Motor Co Ltd Fuel injection control device of internal combustion engine

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