JPH01271633A - Device for controlling air-fuel ratio of engine - Google Patents

Device for controlling air-fuel ratio of engine

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JPH01271633A
JPH01271633A JP9836988A JP9836988A JPH01271633A JP H01271633 A JPH01271633 A JP H01271633A JP 9836988 A JP9836988 A JP 9836988A JP 9836988 A JP9836988 A JP 9836988A JP H01271633 A JPH01271633 A JP H01271633A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
sensors
deterioration
Prior art date
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Application number
JP9836988A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Kido
城戸 美伸
Katsuhiko Sakamoto
勝彦 坂本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To find out the deterioration of air-fuel ratio sensors earlier by comparing the output changes of two or more air-fuel ratio sensors provided on each cylinder group and judging the relative deterioration between the sensors. CONSTITUTION:An air-fuel ratio sensor is provided on the exhaust system of each of cylinder groups which are divided into at least two or more groups of a multicylinder engine, e.g., the right-left bank cylinder groups of a V-engine to carry out the feedback control of the air-fuel ratio of a mixture fed into each group by feedback means based on the output thereof. Also, by comparing the output changes of the two or more air-fuel ratio sensors provided on each cylinder group with a judging means to judge the relative deterioration between the sensors from the compared result. Thereby, the deterioration of air-fuel ratio sensors can be found out earlier.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、少なくとも2つ以上の空燃比制御系を有する
エンジンにおける、いずれかの空燃比センサの劣化を早
期に発見することのできるエンジンの空燃比制御装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to an engine having at least two or more air-fuel ratio control systems, in which deterioration of any one of the air-fuel ratio sensors can be detected at an early stage. The present invention relates to an air-fuel ratio control device.

(従来の技術) 空燃比センサには劣化がつきものである。従来のセンサ
の劣化判定は、例えばセンサに所定の電流を流すことに
より、そのときの出力電圧を測定して判断する方法、セ
ンサ出力が所定のスライスレベルを切らなくなったこと
を検出する方法、フィードバック制御の周期が極めて長
くなったことを検出する方法等がある。
(Prior Art) Air-fuel ratio sensors are prone to deterioration. Conventional sensor deterioration determination methods include, for example, a method of passing a predetermined current through the sensor and measuring the output voltage at that time, a method of detecting when the sensor output no longer falls below a predetermined slice level, and a feedback method. There are methods for detecting that the control cycle has become extremely long.

従来、特に例えばV型エンジンのように、排気系を2つ
(左右)のバンクに分けて、これらのバンク毎の排気系
に酸素センサを各々配設し、この2つのセンサの夫々の
出力に基づいて両バンク独立して空燃比のフィードバッ
ク制御する技術(特開昭6O−190630)がある。
Conventionally, especially in V-type engines, the exhaust system was divided into two banks (left and right), and an oxygen sensor was installed in the exhaust system of each bank, and the output of each of these two sensors was Based on this, there is a technique (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-190630) that performs feedback control of the air-fuel ratio independently for both banks.

このように、2つのセンサを設けざるを得ないというの
も、特にV型エンジンでそうであるが、左右のバンクの
夫々排気管をまとめるときに、背圧増加を抑える観点か
ら左右バンクからの排気管はどうしても排気マニホルド
から離れた位置でまとめざるを得ない、一方、酸素セン
サによるフィードバック制御を精度良く行なうためには
、酸素センサは、排気マニホルドに近い位置に配設する
のが好ましいので、どうしても、酸素センサを左右バン
ク別個に設けるといつ背景があるからである。
This is why two sensors have to be installed, especially in V-type engines. The exhaust pipes have to be grouped together at a location far from the exhaust manifold.On the other hand, in order to perform accurate feedback control using the oxygen sensor, it is preferable to locate the oxygen sensor close to the exhaust manifold. This is because there will always be problems if oxygen sensors are provided separately for the left and right banks.

(発明が解決しようとする課題) さて、上述の従来のセンサ劣化判定方法は、センサが完
全に劣化した状態になるまで劣化検出が不可能であるか
、特別の独立した劣化診断装置を必要としているので、
劣化の早期発見は不可能であり、またコスト上昇につな
がる。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional sensor deterioration determination methods described above either cannot detect deterioration until the sensor has completely deteriorated or require a special independent deterioration diagnosis device. Because there are
Early detection of deterioration is impossible and leads to increased costs.

また、上述の特開昭のように、2つも酸素センサを設け
ると、それだけで、フェイルの確率は2倍になる。また
、一方だけがフェイルしても、気筒グループ間でトルク
差が発生して、車体振動が発生したりする。
Further, if two oxygen sensors are provided as in the above-mentioned Japanese Patent Application Publication No. 2003-120000, the probability of failure is doubled. Furthermore, even if only one of the cylinders fails, a torque difference will occur between the cylinder groups, causing vehicle body vibration.

そこで、空燃比センサの劣化をいかに低コストで、早期
発見するかが重要になる0本発明はこのような背景のも
とになされたもので、空燃比のフィードバック制御系を
2系統以上有するエンジンにおいては、空燃比センサの
出力を相互監視することが可能になることに着目して、
センサ劣化の早期発見を行なおうというものである。
Therefore, it is important to detect the deterioration of the air-fuel ratio sensor as early as possible at a low cost.The present invention was made against this background, and is intended for use in engines that have two or more air-fuel ratio feedback control systems. Focusing on the fact that it is possible to mutually monitor the output of air-fuel ratio sensors,
The aim is to detect sensor deterioration early.

(問題点を解決するための手段及び作用)上記課題を達
成するための本発明の構成は、第1図に示すように、多
気筒エンジンの少なくとも2つ以上のグループに分けら
れた気筒グループの排気系に各々配設され、空燃比に関
連する信号を出力する空燃比センサと、前記気筒グルー
プ毎に、そのグループの前記センサの出力に基づいて、
そのグループの気筒に供給される混合気の空燃比を目標
値にフィードバック制御するフィードバック制御手段と
、前記気筒グループ毎に配設された2つ以上の空燃比セ
ンサの出力変化を比較することにより、センサ間の相対
的な劣化を判定する判定手段とを具備したことを特徴と
する。
(Means and operations for solving the problems) The configuration of the present invention for achieving the above-mentioned problems is as shown in FIG. an air-fuel ratio sensor that is disposed in each exhaust system and outputs a signal related to the air-fuel ratio, and for each cylinder group, based on the output of the sensor of that group,
By comparing output changes of two or more air-fuel ratio sensors arranged for each cylinder group with a feedback control means that feedback-controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinders of the group to a target value, The present invention is characterized by comprising a determining means for determining relative deterioration between the sensors.

(実施例) 以下添付図面を参照して、本発明を6気筒V型エンジン
に適用した場合の実施例を説明する。
(Example) An example in which the present invention is applied to a six-cylinder V-type engine will be described below with reference to the accompanying drawings.

〈実施例システムの概観〉 第2図に示すように、エンジン10は、吸入空気を濾過
するエアーフィルタ12を備え、このエアーフィルタ1
2により濾過された空気は、吸気管14を通り、吸気弁
16a、16bを介して7字状に配設されたシリンダ1
8a、18b内に導入される。尚、この第2図では、他
の4つの気筒が図面の向う側に配置されているが、不図
示となっている。また、6つの気筒な夫々、第1気筒〜
第6気筒とすると、第1気筒は18aに、第2気筒は1
8bに相当するとすると、シリンダ18aとその向う側
の2つの気筒とは左バンクシリンダを形成し、シリンダ
18bとその向う側の2つのシリンダとが右バンクシリ
ンダを形成する。
<Overview of Example System> As shown in FIG. 2, the engine 10 includes an air filter 12 that filters intake air.
The air filtered by 2 passes through the intake pipe 14, passes through the intake valves 16a and 16b, and enters the cylinders 1 arranged in a figure 7 shape.
8a, 18b. In addition, in this FIG. 2, other four cylinders are arranged on the opposite side of the drawing, but are not shown. Also, each of the six cylinders, the first cylinder ~
If it is the 6th cylinder, the 1st cylinder is 18a and the 2nd cylinder is 18a.
8b, the cylinder 18a and the two cylinders on the opposite side form a left bank cylinder, and the cylinder 18b and the two cylinders on the opposite side form a right bank cylinder.

吸気管14の上流側には、ここを通る吸入空気の流量(
Q、)を測定するエアフローメータ20及び吸入空気の
温度(T、)を測定する吸気温センサ22が取り付けら
れている。
The upstream side of the intake pipe 14 has a flow rate (
An air flow meter 20 for measuring the temperature (Q,) and an intake air temperature sensor 22 for measuring the temperature (T, ) of the intake air are attached.

この吸気管14の中程は、左右の各バンクに連通ずる2
つの通路に分割されており、夫々の分割通路には、スロ
ットル弁24a、24bが配設されている。一方のスロ
ットル弁24aには、これの開度(TVO)を検出する
開度センサ27が取り付けられている。また、このスロ
ットル弁24a、24bの上流側及び下流側の吸気管1
4の部分をバイパスする状態で、吸気管14にはバイパ
ス管26が接続されている。このバイパス管26の中途
部には、アイドルスピード制御弁28が取り付けられて
いる。A/C作動、パワステ作動、ヒータ作動等がある
と、その負荷に応じてこの工SC弁28のオン・オフ動
作が信号ISOに従って制御され、ISC弁28を通過
するバイパス管26の空気流m<バイパス空気量)が制
御されることになる。
The middle part of this intake pipe 14 is connected to each left and right bank.
The passage is divided into two passages, and each divided passage is provided with a throttle valve 24a, 24b. An opening sensor 27 is attached to one throttle valve 24a to detect its opening (TVO). In addition, the intake pipes 1 on the upstream and downstream sides of the throttle valves 24a and 24b
A bypass pipe 26 is connected to the intake pipe 14 in a state where the portion 4 is bypassed. An idle speed control valve 28 is attached to a midway portion of the bypass pipe 26. When there is A/C operation, power steering operation, heater operation, etc., the on/off operation of this SC valve 28 is controlled according to the load according to the signal ISO, and the air flow m of the bypass pipe 26 passing through the ISC valve 28 is controlled. <bypass air amount) will be controlled.

また、吸気管14の下流側は、左右のバンクに □属す
るシリンダ18a、18b等に分岐接続されており、各
分岐接続管には、対応するシリンダ内に燃料を供給する
燃料噴射弁34a、34bが配設されている。各燃料噴
射弁34a、34bは、後述するエンジン制御ユニット
(以下、単G: E CUと呼ぶ)36により、夫々燃
料の噴射パルス(τ^、τS)幅が規定されている。尚
、添字の“A“は左バンク系に係る信号を指し、“B”
は右バンク系に係る信号を指すものとする。
Further, the downstream side of the intake pipe 14 is branched and connected to cylinders 18a, 18b, etc. belonging to the left and right banks, and each branched connection pipe has a fuel injection valve 34a, 34b that supplies fuel into the corresponding cylinder. is installed. For each of the fuel injection valves 34a and 34b, a fuel injection pulse (τ^, τS) width is defined by an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 36, which will be described later. The subscript "A" refers to the signal related to the left bank system, and "B"
indicates a signal related to the right bank system.

左右のシリンダ18a、18b内には、ピストン32a
、32bが摺動自在に配設されている。
Inside the left and right cylinders 18a and 18b, a piston 32a is provided.
, 32b are slidably disposed.

各ピストンはシリンダ18a、18b内を摺動して往復
することにより、夫々が接続されたクランクシャフトを
回転駆動することになる。また、図示していないが、シ
リンダ18a、18bの上部には、ここに噴射された燃
料を燃焼させるための点火プラグが設けられている。更
に、各シリンダ18a、18bには、夫々を冷却するた
めの冷却水通路40a、40bが設けられており、この
冷却水通路には、ここを通過する冷却水の温度を、エン
ジン温度(T、)として検出する水温センサ42が取り
付けられている。
By sliding and reciprocating within the cylinders 18a and 18b, each piston rotates the crankshaft to which it is connected. Although not shown, spark plugs are provided at the tops of the cylinders 18a and 18b to combust the fuel injected therein. Further, each cylinder 18a, 18b is provided with a cooling water passage 40a, 40b for cooling each cylinder, and the temperature of the cooling water passing through the cooling water passage is adjusted to the engine temperature (T, ) A water temperature sensor 42 is attached to detect the water temperature.

一方、各シリンダ18a、18b内で燃焼された燃料は
、排出ガスとして対応する排気弁44a、44bを介し
て、排気マニホルド46a、46b、さらに排気管48
a、48bを通って排出される。この排気管48a、4
8bの中途部には、排気ガスを浄化するための触媒コン
バータ50a、50bが設けられている。
On the other hand, the fuel burned in each cylinder 18a, 18b is passed through the corresponding exhaust valve 44a, 44b as exhaust gas to the exhaust manifold 46a, 46b, and then to the exhaust pipe 48.
a, 48b. This exhaust pipe 48a, 4
Catalytic converters 50a and 50b for purifying exhaust gas are provided in the middle of 8b.

尚、吸気管の場合と同じく、排気ガスの相互干渉を抑え
るために、左バンクのシリンダ18aからの排気マニホ
ルド46aと残りの左バンクの2つのシリンダからの排
気マニホルド46c(他の1つのシリンダの排気マニホ
ルドは不図示)とが1つの排気管48aにまとめられ、
右バンクのシリンダ18bの排気マニホルド46bと残
りの右バンクのシリンダからの排気管46d(他の1つ
のシリンダの排気マニホルドは不図示)とが1つにまと
められ、排気管48bとなる。排気管48a、48bに
は、上記合流点になるべく近い位置で通過する排気ガス
中に残留する酸素濃度(o2)を測定するための02セ
ンサ52a、52bが取り付けられている。これらのセ
ンサ52a、52bからの酸素濃度出力信号を、夫々、
E^、 Eaとする。
As in the case of the intake pipe, in order to suppress mutual interference of exhaust gas, the exhaust manifold 46a from the cylinder 18a of the left bank and the exhaust manifold 46c from the remaining two cylinders of the left bank (from the other one cylinder) (exhaust manifold not shown) are combined into one exhaust pipe 48a,
The exhaust manifold 46b of the right bank cylinder 18b and the exhaust pipe 46d from the remaining right bank cylinders (the exhaust manifold of the other cylinder is not shown) are combined into one exhaust pipe 48b. 02 sensors 52a, 52b are attached to the exhaust pipes 48a, 48b to measure the oxygen concentration (o2) remaining in the exhaust gas passing through the exhaust gas at a position as close as possible to the above-mentioned merging point. The oxygen concentration output signals from these sensors 52a and 52b are respectively
Let E^, Ea.

53a、53bは夫々、触媒コンバータ50a、50b
の温度センサ(出力はTAc、 Tac)である、酸素
センサ52aからの出力EAに基づいて、左バンク(シ
リンダ18a等)の空燃比制御が行なわれ、酸素センサ
52bからの出力E、に基づいて、右バンク(シリンダ
18b等)の空燃比制御が夫々のバンク間で独立して行
なわれる。
53a and 53b are catalytic converters 50a and 50b, respectively.
The air-fuel ratio control of the left bank (cylinder 18a, etc.) is performed based on the output EA from the oxygen sensor 52a, which is a temperature sensor (output is TAc, Tac), and the air-fuel ratio control is performed based on the output E from the oxygen sensor 52b. , the air-fuel ratio control of the right bank (cylinder 18b, etc.) is performed independently between each bank.

25は燃料タンクである。このタンク内で蒸発した燃料
ガス成分はキャニスタ19でトラップされる。このトラ
ップされたガスは、ECU36からの信号PCにより、
ソレノイドバルブ17が開かれることにより、管15a
、15bを経て、左右バンクに供給される。後述するよ
うに、ECU36は、この信号PCを監視することによ
り、蒸発燃料供給の開始、終了を検出することができる
25 is a fuel tank. The fuel gas components evaporated within this tank are trapped in the canister 19. This trapped gas is controlled by the signal PC from the ECU 36.
By opening the solenoid valve 17, the pipe 15a
, 15b, and is supplied to the left and right banks. As will be described later, the ECU 36 can detect the start and end of vaporized fuel supply by monitoring this signal PC.

第3図は、ECU36に入力される信号と、ECU36
から出力される信号をまとめたものである。第1図には
不図示であるが、第3図に示すように、変速機(不図示
)からの信号であって現在のギア位置を示す信号GP、
スロットル開度センサ27内に設けられたスイッチから
の信号であってアイドル状態にあることを示す信号I 
DLE、そして、ディストリビュータ等からのエンジン
回転数を示す信号N等もECU36に入力される。
FIG. 3 shows the signals input to the ECU 36 and the signals input to the ECU 36.
This is a collection of signals output from. Although not shown in FIG. 1, as shown in FIG. 3, a signal GP, which is a signal from a transmission (not shown) and indicates the current gear position;
A signal I that is a signal from a switch provided in the throttle opening sensor 27 and indicates that it is in an idle state.
DLE, and a signal N indicating the engine speed from the distributor etc. are also input to the ECU 36.

〈実施例における制御〉 第4A図、第4B図により、本実施例におけるセンサ劣
化の検出方法の原理について2つの手法を上げて説明す
る。
<Control in Example> With reference to FIGS. 4A and 4B, the principle of the method for detecting sensor deterioration in this example will be explained using two methods.

第4A図に示した手法は、左右の空燃比センサの電圧出
力(E^、EB )の夫々について、その反転時間(T
 M A、 T M a )を求め、それらを比較する
ことによりセンサの劣化を判定するものである。例えば
、TH,を所定の閾値とすれば、反転時間の差の絶対値
が、 1’r M AT M a  l > T Hrであれ
ば、劣化が発生したと判断し、反転時間の大きい方のセ
ンサの劣化が大と判断する。
The method shown in Figure 4A calculates the reversal time (T) of the voltage outputs (E^, EB) of the left and right air-fuel ratio sensors, respectively.
M A , T M a ) are determined and the deterioration of the sensor is determined by comparing them. For example, if TH is a predetermined threshold, if the absolute value of the difference in reversal time is 1'r M AT M a l > T Hr, it is determined that deterioration has occurred, and the one with the larger reversal time is It is determined that the sensor has deteriorated significantly.

第4B図の手法とは夫々のセンサ出力(EA。The method shown in FIG. 4B is based on each sensor output (EA).

E、)について、ビーク−ビーク電圧差(PPA。E,) for the peak-to-peak voltage difference (PPA.

PP、)を求め、これらのppA、ppaとの差の絶対
値が、 IPPA  PP!II>TH2 であれば、劣化が発生したと判断し、大きい方のセンサ
の劣化が大と判断するものである。
PP, ), and the absolute value of the difference between these ppA and ppa is IPPA PP! If II>TH2, it is determined that deterioration has occurred, and the deterioration of the larger sensor is determined to be greater.

次に、本実施例の空燃比制御の詳細について、第5A図
、第5B図、第6A図、第6B図のフローチャートに従
って説明する。第5A図、第5B図は、空燃比制御の全
体を示すフローチャートである。また、第6A図、第6
B図は夫々、空燃比制御の一部に組み込まれたセンサ劣
化判定サブルーチンである。尚、第6A図の制御が第4
A図に、第6B図の制御が第4B図に対応する。
Next, details of the air-fuel ratio control of this embodiment will be explained according to the flowcharts shown in FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B. FIG. 5A and FIG. 5B are flowcharts showing the entire air-fuel ratio control. Also, Figure 6A,
Each of the diagrams in B is a sensor deterioration determination subroutine that is incorporated as a part of the air-fuel ratio control. It should be noted that the control shown in Fig. 6A is the fourth
In FIG. A, the control in FIG. 6B corresponds to that in FIG. 4B.

この実施例の空燃比制御では、後述するように、フィー
ドバック制御ゾーンでは、フィードバック制御による空
燃比補正係数CAFII 、 Careを、空燃比セン
サ(52a、52b)の出力(EA、Ea )に従った
積分制御に基づいて得る。
In the air-fuel ratio control of this embodiment, as will be described later, in the feedback control zone, the air-fuel ratio correction coefficient CAFII, Care by feedback control is integrated according to the outputs (EA, Ea) of the air-fuel ratio sensors (52a, 52b). Get based on control.

両バンクの最終的な燃料噴射量(てA+T:lは次式に
よって決定される。フィードバック制御領域では、 て、=τo  (1+ CAre + Co )τB 
:to  (1+ C5ra  + Co  )であり
、フィードバック制御領域外であれば、τ、=τ。(1
+Co) てb=で。(1+Co) である、尚、上記の式の00は、吸入空気の温度Tab
エンジン温度温度等。基づいた補正のための係数である
The final fuel injection amount for both banks (A+T:l is determined by the following formula. In the feedback control region, = τo (1+ CAre + Co) τB
:to (1+C5ra+Co), and if it is outside the feedback control region, τ,=τ. (1
+Co) teb=de. (1+Co), and 00 in the above equation is the intake air temperature Tab
Engine temperature, etc. is a coefficient for correction based on

第5A図において、ステップS2では、吸入空気量Q1
1%エンジン回転数Nを入力する。ステップS4では、
エンジン回転数N及び吸入空気量Q、に基づいて基本燃
料噴射量で。を演算する。
In FIG. 5A, in step S2, the intake air amount Q1
1%Enter the engine speed N. In step S4,
Basic fuel injection amount based on engine speed N and intake air amount Q. Calculate.

ステップS6では、信号IDLE、ギア位置信号GPを
入力する。ステップS8では、吸入空気の温度T、、エ
ンジン温度Tw、触媒コンバータ温度(TAC,TBC
) 、センサ出力(EA、El)を読取る。ステップS
10では、吸入空気の温度Ta%エンジン温度温度等。
In step S6, the signal IDLE and gear position signal GP are input. In step S8, the intake air temperature T, the engine temperature Tw, the catalytic converter temperature (TAC, TBC
), read the sensor output (EA, El). Step S
10, intake air temperature Ta% engine temperature, etc.

基づいた補正係数00を演算する。ステップS12では
、現在の運転状態が、フィードバック領域にあるかを判
断する。この判断はエンジン回転数N等に基づいて行な
われる。この領域にないときは、ステップ834以下に
進む。
A correction coefficient 00 based on the calculation is calculated. In step S12, it is determined whether the current driving state is in the feedback region. This determination is made based on the engine rotation speed N and the like. If it is not in this area, the process proceeds to step 834 and subsequent steps.

フィードバックゾーンにあるときは、ステップ314以
下に進む。
If it is in the feedback zone, proceed to step 314 and subsequent steps.

ステップS14〜ステツプ318は、左バンク系におい
て、空燃比センサ52aの現在の出力EAに基づいて、
■制御(積分制御)を行なうための補正係数0AFBを
決定する。即ち、EA=1ならば、 CArB= CAFII−Δ工。
Steps S14 to 318 are based on the current output EA of the air-fuel ratio sensor 52a in the left bank system.
(2) Determine the correction coefficient 0AFB for controlling (integral control). That is, if EA=1, then CArB=CAFII-ΔE.

であり、E^≠1ならば、 CAFIS = CAF6+△■^ である。△IAは積分制御のための定数である。And if E^≠1, then CAFIS = CAF6+△■^ It is. ΔIA is a constant for integral control.

ステップS20〜ステツプS24によって、右バンク系
についても08F11を決定する。
Through steps S20 to S24, 08F11 is also determined for the right bank system.

ステップS26で、空燃比センサ劣化を判断可能な条件
(即ち、自己診断期間)に、現在あるかを判断する。自
己診断期間とは、第7図に示すように、少なくとも、フ
ィードバック制御を開始してから一定時間(to)経過
した期間を言う。これは、空燃比センサが活性化される
には、ある温度の排気ガスが所定の時間以上センサを通
過する必要があるからである。そして更に、ステップS
26の自己診断期間とは、上記一定時間が経過した後の
、間欠的なタイミング(tz毎)の期間1+を言う0間
欠的にしたのは、このような劣化判定を常時行なう必要
がないから、ECUの負荷を軽減するためである。また
、上記期間t1の時間幅は、反転時間を計算するために
も、少なくとも、フィードバック制御の1周期以上の時
間が必要である。
In step S26, it is determined whether a condition (i.e., self-diagnosis period) is currently present under which it is possible to determine whether the air-fuel ratio sensor has deteriorated. As shown in FIG. 7, the self-diagnosis period refers to at least a period in which a certain period of time (to) has elapsed since the start of feedback control. This is because in order for the air-fuel ratio sensor to be activated, exhaust gas at a certain temperature needs to pass through the sensor for a predetermined period of time or longer. And further, step S
The self-diagnosis period in 26 refers to the intermittent timing (every tz) period 1+ after the above-mentioned certain period of time has elapsed.The reason why it is made intermittent is because there is no need to constantly perform such deterioration judgments. , in order to reduce the load on the ECU. Furthermore, the time width of the period t1 requires at least one period or more of feedback control in order to calculate the reversal time.

自己診断期間にある場合は、ステップS30に進み、自
己診断サブルーチンを実行する。ステップS32では、
このサブルーチンの結果を出力する。この劣化診断の結
果は、ステップS30のサブルーチンにおいて、左バン
ク系のセンサが劣化していることを示すフラグFAD、
右バンク系のセンサが劣化していることを示すフラグp
aDに記憶される。そして、ステップS32の結果の出
力は、例えば、表示器(不図示)に表示したり、フィー
ドバック制御において、その劣化したバンクのフィード
バック制御を行なわないようにしたりすることである。
If it is in the self-diagnosis period, the process advances to step S30 and a self-diagnosis subroutine is executed. In step S32,
Output the result of this subroutine. As a result of this deterioration diagnosis, in the subroutine of step S30, a flag FAD indicating that the left bank system sensor has deteriorated;
Flag p indicating that the right bank sensor has deteriorated
It is stored in aD. Then, the output of the result of step S32 is, for example, displayed on a display (not shown), or in feedback control, the feedback control of the degraded bank is not performed.

先ず、ステップS30の詳細を、第4A図の方法に係る
劣化判定の場合について、第6A図に従って説明する。
First, the details of step S30 will be explained with reference to FIG. 6A in the case of deterioration determination according to the method of FIG. 4A.

ステップS50で、左バンクのセンサ出力EAがスライ
ス電圧E0を漸増方向に横切ったかを調べる。横切らな
いときは、ステップS56で、1回の反転時間幅を係数
するカウンタt^をインクリメントする。
In step S50, it is determined whether the sensor output EA of the left bank crosses the slice voltage E0 in a gradually increasing direction. If it does not cross, in step S56, a counter t^ which is a coefficient of one reversal time width is incremented.

t^==tA+1 このカウンタtaは、センサ出力EAが前回にEoを横
切ったときに、ステップS54でクリアされているから
、次に、センサ出力EAが前回にEoを横切ったときに
は、このカウンタt^には、反転時間幅が累積されてい
る。そこで、ステップS51では、自己診断タイミング
期間tl内に、何回センサ出力EAがスライスレベルE
oを横切ったかを累積するカウンタnaを更新する。
t^==tA+1 This counter ta was cleared in step S54 when the sensor output EA crossed Eo last time, so next time when the sensor output EA crossed Eo last time, this counter ta In ^, the inversion time width is accumulated. Therefore, in step S51, it is determined how many times the sensor output EA is at the slice level E within the self-diagnosis timing period tl.
A counter na that accumulates whether o has been crossed is updated.

そして、ステップS52で、この1つの反転時間幅をレ
ジスタTM^に累積する。即ち、このレジスタTMAに
は、nA回分の反転時間幅データが累積されている。
Then, in step S52, this one inversion time width is accumulated in the register TM^. That is, this register TMA has accumulated nA times of inversion time width data.

ステップS58〜ステツプS64における制御は、右バ
ンク系における累積値TM、の計測である。
The control in steps S58 to S64 is to measure the cumulative value TM in the right bank system.

ステップS66は、自己診断期間t1の経過が経過した
かを判断する。経過前であれば、元にリターンして、フ
ィードバック制御を続行する。かくして、期間ti内に
、何回かの反転時間の計測を行ない、その結果はT M
 A、 T M eに累積している。
Step S66 determines whether the self-diagnosis period t1 has elapsed. If it has not yet elapsed, return to the original state and continue feedback control. In this way, the reversal time is measured several times within the period ti, and the result is T M
A, TM e is accumulated.

ステップ366で、期間t1が経過したのであれば、ス
テップ868.ステップS70で、平均反転時間を求め
る。即ち、 である、そこで、ステップS72.ステップS74では
、平均反転時間の差が、 T M A −T M e > T Hlであれば、右
バンク系のセンサ52bに劣化が発生したと判断して、
その結果をフラグFsoに記憶する。ステップS76、
ステップ378では、反転時間の差が、 T M s −T M A > T Hrであれば、左
バンク系のセンサ52bに劣化が発生したと判断して、
その結果をフラグFAIIに記憶する。ステップSSO
,ステップS82では、次の自己診断期間のために、n
 A I T M A等をクリアしておく、尚、上記の
制御で、反転時間をn^回計算するのは、測定誤差を少
なくするためである。
In step 366, if time period t1 has elapsed, step 868. In step S70, the average reversal time is determined. That is, Step S72. In step S74, if the difference in average reversal time is TM A - T M e > T Hl, it is determined that deterioration has occurred in the right bank sensor 52b, and
The result is stored in flag Fso. Step S76,
In step 378, if the difference in reversal time is TMs - TM A > THr, it is determined that deterioration has occurred in the left bank system sensor 52b, and
The result is stored in flag FAII. Step SSO
, in step S82, for the next self-diagnosis period, n
AITMA, etc. are cleared.The reason why the reversal time is calculated n^ times in the above control is to reduce measurement errors.

かくして、両センサ間の反転時間の相違に基づいて、セ
ンサ劣化を判定できる。何故なら、センサが劣化すると
、排気ガス中の空燃比変化に敏感に対応できなくなり、
その結果、フィードバック制御周期が段々長くなるから
である。
In this way, sensor deterioration can be determined based on the difference in reversal time between both sensors. This is because if the sensor deteriorates, it will no longer be able to respond sensitively to changes in the air-fuel ratio in the exhaust gas.
This is because, as a result, the feedback control period gradually becomes longer.

次に、ステップS30の詳細を、第4B図の方法に係る
劣化判定について、第6B図に従って説明する。尚、上
記の第6A図の制御は、センサ出力の反転を認識して、
−回の反転時間をna回(または、na回)計測するも
のであった。−方、この第6B図に係るところのセンサ
出力の最大触れ幅を求める手法は、センサ出力の1周期
毎にビーク−ビーク値を求めるのではなく、自己診断期
間tl内に渡っての、センサ出力の最大値(E□□、 
EBIJAX)と最小値(E AMINI E BMI
N)を求めるというものである。
Next, the details of step S30 will be explained with reference to FIG. 6B regarding the deterioration determination according to the method of FIG. 4B. Note that the control shown in FIG. 6A above recognizes the reversal of the sensor output, and
- times of reversal times were measured na times (or na times). - On the other hand, the method of determining the maximum contact width of the sensor output according to FIG. Maximum output value (E□□,
EBIJAX) and minimum value (E AMINI E BMI
N).

先ず、ステップS90.ステップS92では、左バンク
系の最大値レジスタE AMAXと現在のセンサ出力E
Aとを比較して、EAが大のときは、E口^×を更新す
る。同じようにステップS94.ステップS96では、
EAMINを更新する。
First, step S90. In step S92, the maximum value register E AMAX of the left bank system and the current sensor output E
Compare with A, and if EA is large, update E mouth ^×. Similarly, step S94. In step S96,
Update EAMIN.

ステップ398〜ステツプ5104では、右バンク系で
、E BMAXI E !IMINを更新する。
In steps 398 to 5104, in the right bank system, E BMAXI E! Update IMIN.

ステップ5105では、自己診断期間tlの経過を判断
する。経過前であれば、リターンするが、経過していれ
ば、ステップ3106以下に進む。ステップ5106.
ステップ5108では、左バンク系、右バンク系のビー
ク−ビーク値(PPA、PPa)を計算する。
In step 5105, it is determined whether the self-diagnosis period tl has elapsed. If the elapsed time has not yet elapsed, the process returns, but if the elapsed time has elapsed, the process proceeds to step 3106 and subsequent steps. Step 5106.
In step 5108, the peak-to-peak values (PPA, PPa) of the left bank system and the right bank system are calculated.

ステップ5ilo〜ステツプ5116では、バンク毎に
、センサ劣化を、上記求めたPPa。
In steps 5ilo to 5116, the sensor deterioration is calculated using the PPa obtained above for each bank.

P P aの差から判断する。ステップ311B、ステ
ップ5120では、次回の自己診断期間のために・ E
 AMAXI E AIIIIN等をクリアしておく。
Judgment is made from the difference in P P a. In steps 311B and 5120, for the next self-diagnosis period, E
Clear AMAXI E AIIIIN etc.

かくして、バンク毎のセンサ出力のビーク−ビーク値を
求め、その差から、センサ劣化を判定できる。センサが
劣化すると、その出力値が下がるからである。
In this way, the peak-to-peak value of the sensor output for each bank is determined, and sensor deterioration can be determined from the difference. This is because when the sensor deteriorates, its output value decreases.

〈劣化判定の変形例〉 上記の反転時間を調べて劣化判定を行なう実施例(第4
A図、第6A図)では、出力EA (または、Ea)が
スライスレベルE0を横切ったかをみて、反転を検出し
ている。しかし、センサの劣化があると、出力E^ (
または、Ea)はなまるのが普通であるから、上記方法
では、反転時間の検出誤差が大きくなる。そこで、第8
図に示すように、電圧E0を横切る時間を反転時間TM
A(または、TMe)とし、出力E^ (または、Ea
)が電圧E1以上にある時間をTMA。(1M6゜)、
El以下にある時間をT M Al(T M a□)と
すれば、 T M A、    T M 60 □  と   □  、 TMA    ’rMa または、 を比較することにより、より正確に判定することができ
る。
<Modified example of deterioration determination> Example (4th example) in which deterioration determination is performed by checking the above reversal time.
In FIG. A and FIG. 6A), reversal is detected by checking whether the output EA (or Ea) crosses the slice level E0. However, if the sensor deteriorates, the output E^ (
Alternatively, since Ea) is usually accentuated, the above method results in a large error in detecting the reversal time. Therefore, the 8th
As shown in the figure, the time required to cross the voltage E0 is the reversal time TM
A (or TMe) and the output E^ (or Ea
) is above the voltage E1 is TMA. (1M6°),
If the time below El is T M Al (T M a□), more accurate determination can be made by comparing T M A, T M 60 □ and □ , TMA 'rMa or .

また、ステップS50では、センサ出力がスライスレベ
ルを漸増方向にクロスするものであったが、漸減方向の
クロスにより反転を認識するようにしてもよい。
Further, in step S50, the sensor output crosses the slice level in the direction of gradual increase, but the reversal may be recognized by the cross in the direction of gradual decrease.

また、第6B図の実施例の場合では、センサ出力の1周
期毎にビーク−ビーク値を求めるようにしてもよい。
Further, in the case of the embodiment shown in FIG. 6B, the peak-to-peak value may be determined for each cycle of the sensor output.

前記実施例では、左右両バンク夫々に、触媒触媒コンバ
ータ50a、50bが配設されていた。
In the embodiment described above, catalytic converters 50a and 50b were disposed in both the left and right banks, respectively.

しかし、本発明は、上述の実施例の動作説明から明らか
なように、2つのイNンクの排気系に夫々設けられた2
つの空燃比センサの夫々の出力に基づいて、独立して空
燃比制御が行なわれるものであれば適用可能であるから
、排気管48a、48bとが1つにまとめられた変形例
であって、触媒コンバータが1つしか存在しないもので
あっても適用可能である。
However, as is clear from the explanation of the operation of the above-mentioned embodiment, the present invention has two
Since it is applicable as long as the air-fuel ratio is controlled independently based on the outputs of the two air-fuel ratio sensors, this is a modified example in which the exhaust pipes 48a and 48b are combined into one. It is also applicable even if there is only one catalytic converter.

また、気筒グループが3つ以上ある場合には、どのグル
ープのセンサが劣化しているかの判断は多数決の原則に
従うようにするとよい。
Furthermore, when there are three or more cylinder groups, it is preferable to make a determination as to which group's sensor is degraded according to the principle of majority voting.

この発明は、上述した実施例及び変形例の構成に限定さ
れることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形可能であることは言うまでもない。
It goes without saying that this invention is not limited to the configurations of the embodiments and modified examples described above, and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

(発明の効果) 以上詳述したように、この発明に係わるエンジンの空燃
比の制御装置によると、夫々空燃比センサを配設した異
なるバンク間で空燃比のフィードバック制御が独立して
行なわれる場合に、全センサが劣化している可能性は極
めて少ないから、センサの出力の変化を比較することに
より、センサ間の相対的劣化の度合を判定できる。また
、単に、現在備わっているセンサ出力を比較するに留ま
るから、新たな装置を付加する必要もなく、コスト上昇
を防止できる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the air-fuel ratio control device for an engine according to the present invention, feedback control of the air-fuel ratio is performed independently between different banks each having an air-fuel ratio sensor. Furthermore, since it is extremely unlikely that all the sensors have deteriorated, the relative degree of deterioration between the sensors can be determined by comparing changes in the outputs of the sensors. Furthermore, since the current sensor outputs are simply compared, there is no need to add new equipment, and cost increases can be prevented.

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

第1図は本発明の構成牽示す図、 第2図は本発明をV型エンジンに適用した場合の実施例
の構成を示す図、 第3図はECUに入出力する信号を示す図、第4A図、
第4B図はこの実施例の動作原理を示す図、 第5A図、第5B図は、本実施例に係る空燃比制御の全
体を示すフローチャート、 第6A図、第6B図は夫々、劣化判定の制御に係る手順
のフローチャート、 第7図は、自己診断期間を説明する図、第8図は変形例
を説明する図である。 図中、10−・・エンジン、lla、1lb−・・吸気
マニホルド、12・・・エアーフィルタ、13・・・ダ
ッシュポット、14・・・吸気管、15a、15b−・
・蒸発燃料供給管、16a、16b・・・吸気弁、17
−・・蒸発燃料供給制御ソレノイドバルブ、18a、1
8b・・・シリンダ、19・・・キャニスタ、20・・
・エアフロメータ、22・・・吸気温センサ、24a、
24b・・・スロットル弁、25・・・燃料タンク、2
6・・・ISO用供給管、27・・・スロットル開度セ
ンサ、28・・・アイドルスピードコントロール弁(I
SO弁)、32a、32b・・・ピストン、34a、3
4b・・・燃料噴射弁、36・・・エンジン制御ユニッ
ト(E CU ) 、40 a 、 40 b−冷却水
通路、42・・・水温センサ、44a、44b・・・排
気弁、46a 、 46 b 、 46 c 、 46
 d ・・・排気マニホルド、48a、48b・・・排
気管、50a、50b=触媒コンバータ、53a、53
b・”温度センサ、52a、52b”・空燃比センサで
ある。
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of the present invention; Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment when the present invention is applied to a V-type engine; Fig. 3 is a diagram showing signals input and output to the ECU; Figure 4A,
FIG. 4B is a diagram showing the operating principle of this embodiment, FIGS. 5A and 5B are flowcharts showing the entire air-fuel ratio control according to this embodiment, and FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the deterioration determination. Flowchart of procedures related to control, FIG. 7 is a diagram explaining a self-diagnosis period, and FIG. 8 is a diagram explaining a modification. In the figure, 10--Engine, lla, 1lb--Intake manifold, 12--Air filter, 13--Dashpot, 14--Intake pipe, 15a, 15b--
・Evaporative fuel supply pipe, 16a, 16b...Intake valve, 17
---Evaporative fuel supply control solenoid valve, 18a, 1
8b...Cylinder, 19...Canister, 20...
・Air flow meter, 22... Intake temperature sensor, 24a,
24b... Throttle valve, 25... Fuel tank, 2
6... ISO supply pipe, 27... Throttle opening sensor, 28... Idle speed control valve (I
SO valve), 32a, 32b...piston, 34a, 3
4b...Fuel injection valve, 36...Engine control unit (ECU), 40a, 40b-cooling water passage, 42...Water temperature sensor, 44a, 44b...Exhaust valve, 46a, 46b , 46 c, 46
d...exhaust manifold, 48a, 48b...exhaust pipe, 50a, 50b=catalytic converter, 53a, 53
b. "Temperature sensor, 52a, 52b" - Air-fuel ratio sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多気筒エンジンの少なくとも2つ以上のグループ
に分けられた気筒グループの排気系に各々配設され、空
燃比に関連する信号を出力する空燃比センサと、 前記気筒グループ毎に、そのグループの前記センサの出
力に基づいて、そのグループの気筒に供給される混合気
の空燃比を目標値にフィードバック制御するフィードバ
ック制御手段と、 前記気筒グループ毎に配設された2つ以上の空燃比セン
サの出力変化を比較することにより、センサ間の相対的
な劣化を判定する判定手段とを具備したことを特徴とす
るエンジンの空燃比制御装置。
(1) An air-fuel ratio sensor that is arranged in the exhaust system of each cylinder group divided into at least two groups of a multi-cylinder engine and outputs a signal related to the air-fuel ratio; feedback control means for feedback controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinders of the group to a target value based on the output of the sensor of the group; and two or more air-fuel ratio sensors arranged for each cylinder group. 1. An air-fuel ratio control device for an engine, comprising: determination means for determining relative deterioration between sensors by comparing output changes of the sensors.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320710B4 (en) * 2002-06-04 2015-04-02 Ford Global Technologies, Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) System and method for air / fuel ratio sensor diagnosis

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