JPH0726578B2 - Air-fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio controller for internal combustion engine

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JPH0726578B2
JPH0726578B2 JP61241489A JP24148986A JPH0726578B2 JP H0726578 B2 JPH0726578 B2 JP H0726578B2 JP 61241489 A JP61241489 A JP 61241489A JP 24148986 A JP24148986 A JP 24148986A JP H0726578 B2 JPH0726578 B2 JP H0726578B2
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
engine
output
Prior art date
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孝年 増井
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側および下流側に空燃比
センサ(本明細書では、酸素濃度センサ(O2センサ))
を設け、上流側のO2センサによる空燃比フィードバック
制御に加えて下流側のO2センサによる空燃比フィードバ
ック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to an air-fuel ratio sensor (in this specification, an oxygen concentration sensor (O 2 sensor)) upstream and downstream of a catalytic converter.
The provided, relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine which performs air-fuel ratio feedback control by the O 2 sensor downstream in addition to the air-fuel ratio feedback control by the O 2 sensor in the upstream side.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

単なる空燃比フィードバック制御(シングルO2センサシ
ステム)では、酸素濃度を検出するO2センサをできるだ
け燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバータ
より上流である排気マニホールドの集合部分に設けてい
るが、O2センサの出力特性のばらつきのために空燃比の
制御精度の改善に支障が生じている。かかるO2センサの
出力特性のばらつきおよび燃料噴射弁等の部品のばらつ
き、経時あるいは経年的変化を補償するために、触媒コ
ンバータの下流に第2のO2センサを設け、上流側O2セン
サによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側O2
ンサによる空燃比フィードバック制御を行うダブルO2
ンサシステムが既に提案されている(参照:特開昭58−
48756号公報)。このダブルO2センサシステムでは、触
媒コンバータの下流側に設けられたO2センサは、上流側
O2センサに比較して、低い応答速度を有するものの、次
の理由により出力特性のばらつきが小さいという利点を
有している。
In simple air-fuel ratio feedback control (single O 2 sensor system), an O 2 sensor that detects the oxygen concentration is provided at a location in the exhaust system that is as close to the combustion chamber as possible, that is, at the collective portion of the exhaust manifold that is upstream from the catalytic converter. , O 2 sensor's output characteristic variation hinders improvement of air-fuel ratio control accuracy. In order to compensate for such variations in the output characteristics of the O 2 sensor, variations in parts such as the fuel injection valve, and changes over time or over time, a second O 2 sensor is provided downstream of the catalytic converter and the upstream O 2 sensor is used. A double O 2 sensor system has already been proposed that performs air-fuel ratio feedback control by a downstream O 2 sensor in addition to air-fuel ratio feedback control (see JP-A-58-58).
48756 publication). In this double O 2 sensor system, the O 2 sensor provided downstream of the catalytic converter is
Although it has a low response speed as compared with the O 2 sensor, it has an advantage that variation in output characteristics is small for the following reason.

(1)触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱
的影響が少ない。
(1) Since the exhaust gas temperature is low downstream of the catalytic converter, there is little thermal influence.

(2)触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にト
ラップされているので下流側O2センサの被毒量は少な
い。
(2) Since various poisons are trapped in the catalyst downstream of the catalytic converter, the amount of poisoning of the downstream O 2 sensor is small.

(3)触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混合
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。
(3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.

従って、上述のごとく、2つのO2センサの出力にもとづ
く空燃比フィードバック制御(ダブルO2センサシステ
ム)により、上流側O2センサの出力特性のばらつきを下
流側O2センサにより吸収できる。実際に、第2図に示す
ように、シングルO2センサシステムでは、O2センサの出
力特性が悪化した場合には、排気エミッション特性に直
接影響するのに対し、ダブルO2センサシステムでは、上
流側O2センサの出力特性が悪化しても、排気エミッショ
ン特性は悪化しない。つまり、ダブルO2センサシステム
においては、下流側O2センサが安定な出力特性を維持し
ている限り、良好な排気エミッションが保証される。
Therefore, as described above, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two O 2 sensors (double O 2 sensor system), the variations in the output characteristic of the upstream O 2 sensor can be absorbed by the downstream O 2 sensor. Actually, as shown in FIG. 2, in the single O 2 sensor system, when the output characteristic of the O 2 sensor deteriorates, the exhaust emission characteristic is directly affected, whereas in the double O 2 sensor system, the upstream Even if the output characteristic of the side O 2 sensor deteriorates, the exhaust emission characteristic does not deteriorate. That is, in the double O 2 sensor system, good exhaust emission is guaranteed as long as the downstream O 2 sensor maintains stable output characteristics.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

触媒コンバータの触媒は車両を通常考えられる使用条件
の範囲内で使用されている限り、その機能が著しく低下
しないように設計されている。しかし、ユーザが燃料を
誤って有鉛ガソリンを入れてしまうとか、使用中に何ら
かの原因でハイテンションコードが抜け失火してしまう
場合には、触媒の機能は著しく低下することがある。前
者の場合には、ユーザは全く気付かず、また、後者の場
合にはハイテンションコードを挿入し直せばよいので触
媒を交換することはまずない。この結果、触媒コンバー
タが充分に排気ガスを浄化しないまま、走行されること
がある。
The catalyst of the catalytic converter is designed so that its function is not significantly deteriorated as long as the vehicle is used within the range of conditions normally considered. However, if the user mistakenly uses leaded gasoline as fuel, or if the high tension cord is pulled out and misfires during use, the function of the catalyst may be significantly reduced. In the former case, the user does not notice at all, and in the latter case, since the high tension cord may be reinserted, the catalyst is rarely replaced. As a result, the catalytic converter may run without sufficiently purifying the exhaust gas.

しかしながら、上述のダブルO2センサシステムにおいて
は、上述のごとく、触媒の機能が劣化すると、HC,CO,H2
等の未燃ガスの影響を受け、下流側O2センサの出力の反
転周期が短かくなる。従ってこのように反転周期が短か
くなったことから三元触媒が劣化したことを判別できる
ことになる(参考:特願昭60−127121号)。ところがこ
の反転周期は吸入空気量が多くなるほど、即ち既燃ガス
が下流側O2センサに到達するまでの時間が低下するほど
短くなり、従って反転周期が短くなったからといってた
だちに触媒が劣化したと判断すると誤判断することにな
る。即ち、反転周期に基づいて触媒が劣化したか否かを
判断するためには予め定められた特定の運転状態のとき
に反転周期を検出し、この反転周期に基づいて触媒の劣
化を判断しなければならないことになる。
However, in the above-mentioned double O 2 sensor system, when the function of the catalyst deteriorates, as described above, HC, CO, H 2
Due to the influence of unburned gas, the output reversal cycle of the downstream O 2 sensor becomes short. Therefore, it is possible to determine that the three-way catalyst is deteriorated because the reversal period is shortened (reference: Japanese Patent Application No. 60-127121). However, this reversal cycle becomes shorter as the amount of intake air increases, that is, as the time it takes for the burned gas to reach the downstream O 2 sensor is shortened, and therefore the catalyst deteriorates immediately because the reversal cycle becomes shorter. If you judge that, you will make a wrong judgment. That is, in order to determine whether or not the catalyst has deteriorated based on the inversion cycle, the inversion cycle must be detected in a predetermined specific operating state, and the deterioration of the catalyst must be determined based on this inversion cycle. It will have to be done.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば触媒の劣化を正確に判断するために第1
図の発明の構成図に示されるように、内燃機関の排気系
に設けられた排気ガス浄化のための触媒コンバータの上
流側、下流側に、それぞれ設けられ、排気ガス中の特定
成分濃度を検出する第1、第2の空燃比センサと、第2
の空燃比センサの出力に応じて空燃比制御量を演算する
空燃比制御量演算手段と、第1の空燃比センサの出力お
よび空燃比制御量に応じて機関の空燃比を調整する空燃
比調整手段と、機関の運転領域が予め定められた特定の
運転領域内にあるか否かを判別する運転領域判別手段
と、機関の運転領域が特定の運転領域内にあるときに第
2の空燃比センサの出力の反転周期を検出する検出手段
と、反転周期が予め定められた周期よりも短くなったと
きに触媒コンバータの触媒が劣化したと判断する触媒劣
化判断手段とを具備している。
According to the present invention, a first method for accurately determining deterioration of a catalyst is provided.
As shown in the configuration diagram of the invention of the figure, it is provided on each of the upstream side and the downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in the exhaust system of an internal combustion engine, and detects the concentration of a specific component in the exhaust gas. The first and second air-fuel ratio sensors, and the second
Air-fuel ratio control amount calculation means for calculating an air-fuel ratio control amount according to the output of the air-fuel ratio sensor, and air-fuel ratio adjustment for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to the output of the first air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio control amount. Means, an operating area determination means for determining whether or not the operating area of the engine is within a predetermined specific operating area, and a second air-fuel ratio when the operating area of the engine is within the specific operating area. It is provided with a detecting means for detecting the inversion cycle of the output of the sensor, and a catalyst deterioration judging means for judging that the catalyst of the catalytic converter has deteriorated when the inversion cycle becomes shorter than a predetermined cycle.

〔作 用〕[Work]

機関の運転領域が特定の運転領域内にあるときの第2の
空燃比センサの出力の反転周期から触媒が劣化したか否
かが判断される。
Whether or not the catalyst has deteriorated is determined from the inversion cycle of the output of the second air-fuel ratio sensor when the operating region of the engine is within the specific operating region.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図である。第3図において、機関本
体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が設けられて
いる。エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測する
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この出
力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101
に供給されている。ディストリビュータ4には、その軸
がたとえばクランク角に換算して720゜毎に基準位置検
出用パルス信号を発生するクランク角センサ5およびク
ランク角に換算して30゜毎に基準位置検出用パルス信号
を発生するクランク角センサ6が設けられている。これ
らクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の入
出力インターフェイス102に供給され、このうち、クラ
ンク角センサ6の出力はCPU103の割込み端子に供給され
る。
FIG. 3 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 3, an air flow meter 3 is provided in the intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the intake air amount, and has a built-in potentiometer to generate an output signal of an analog voltage proportional to the intake air amount. This output signal is the A / D converter 101 with built-in multiplexer of the control circuit 10.
Is being supplied to. The distributor 4 includes a crank angle sensor 5 whose axis generates a reference position detecting pulse signal every 720 ° converted into a crank angle, and a reference position detecting pulse signal every 30 ° converted into a crank angle. A crank angle sensor 6 for generating is provided. The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10, and the output of the crank angle sensor 6 is supplied to the interrupt terminal of the CPU 103.

さらに、吸気通路2には各気簡毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁7が設け
られている。
Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from the fuel supply system to the intake port for each vapor.

また、機関本体1のシリンダブロックのウォークジャケ
ット8には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
9が設けられている。水温センサ9は冷却水の温度THW
に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出力
もA/D変換器101に供給されている。
Further, the walk jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 9 is the temperature of the cooling water THW
Generates an electric signal of analog voltage according to. This output is also supplied to the A / D converter 101.

排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス中
の3つの有害成分HC,CO,NOxを同時に浄化する三元触媒
を収容する触媒コンバータ12が設けられている。
The exhaust system downstream of the exhaust manifold 11 is provided with a catalytic converter 12 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies three harmful components HC, CO, and NOx in the exhaust gas.

排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ12の
上流側には第1のO2センサ13が設けられ、触媒コンバー
タ12の下流側の排気管14には第2のO2センサ15が設けら
れている。O2センサ13,15は排気ガス中の酸素成分濃度
に応じた電気信号を発生する。すなわち、O2センサ13,1
5は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側か
に応じて、異なる出力電圧を制御回路10でA/D変換器101
に発生する。
A first O 2 sensor 13 is provided on the exhaust manifold 11, that is, on the upstream side of the catalytic converter 12, and a second O 2 sensor 15 is provided on the exhaust pipe 14 on the downstream side of the catalytic converter 12. . The O 2 sensors 13 and 15 generate electric signals according to the concentration of oxygen components in the exhaust gas. That is, the O 2 sensor 13,1
5 is an A / D converter 101 that outputs different output voltage by the control circuit 10 depending on whether the air-fuel ratio is lean or rich with respect to the theoretical air-fuel ratio.
Occurs in.

また、16は触媒コンバータ12の触媒が劣化したときに付
勢されるアラームである。
Reference numeral 16 is an alarm that is activated when the catalyst of the catalytic converter 12 deteriorates.

制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして構
成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス102、C
PU103の外に、ROM104,RAM105、バックアップRAM106、ク
ロック発生回路107等が設けられている。
The control circuit 10 is configured as, for example, a microcomputer, and includes an A / D converter 101, an input / output interface 102, a C
A ROM 104, a RAM 105, a backup RAM 106, a clock generation circuit 107, and the like are provided outside the PU 103.

また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、フリ
ップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁7を
制御するためのものである。すなわち、後述のルーチン
において、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射量T
AUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフリ
ップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回路1
10が燃料噴射弁7の付勢を開始する。他方、ダウンカウ
ンタ108がクロック信号(図示せず)を計数して最後に
そのキャリアウト端子が“1"レベルとなったときに、フ
リップフロップ109がセットされて駆動回路110は燃料噴
射弁7の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量TA
Uだけ燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量TAU
に応じた量の燃料が機関本体1の燃焼室に送り込まれる
ことになる。
Further, in the control circuit 10, the down counter 108, the flip-flop 109, and the drive circuit 110 are for controlling the fuel injection valve 7. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in the routine described later, the fuel injection amount T
The AU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is also set. As a result, drive circuit 1
10 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and finally its carry-out terminal becomes the "1" level, the flip-flop 109 is set and the drive circuit 110 causes the fuel injection valve 7 to operate. Stop energizing. That is, the above-mentioned fuel injection amount TA
Only U, the fuel injection valve 7 is energized, and therefore the fuel injection amount TAU
The amount of fuel corresponding to is sent to the combustion chamber of the engine body 1.

なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換器101のA/D変換
終了時、入出力インターフェイス102がクランク角セン
サ6のパルス信号を受信した時、クロック発生回路107
からの割込信号を受信した時、等である。
The CPU 103 generates an interrupt when the A / D conversion of the A / D converter 101 is completed, when the input / output interface 102 receives the pulse signal of the crank angle sensor 6, the clock generation circuit 107.
When an interrupt signal from is received.

エアフローメータ3の吸入空気量データQおよび冷却水
温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルーチン
によって取込まれてRAM105の所定領域に格納される。つ
まり、RAM105におけるデータQおよびTHWは所定時間毎
に更新されている。また、回転速度データNeはクランク
角センサ6の30゜CA毎の割込みによって演算されてRAM1
05の所定領域に格納される。
The intake air amount data Q of the air flow meter 3 and the cooling water temperature data THW are fetched by an A / D conversion routine executed every predetermined time and stored in a predetermined area of the RAM 105. That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. Further, the rotation speed data Ne is calculated by the interrupt of the crank angle sensor 6 every 30 ° CA and is calculated by the RAM1.
It is stored in the predetermined area of 05.

第4図は上流側O2センサ13の出力にもとづいて空燃比補
正係数FAFを演算する第1の空燃比フィードバック制御
ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎に実行され
る。
FIG. 4 is a first air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF based on the output of the upstream O 2 sensor 13, which is executed every predetermined time, for example, 4 ms.

ステップ401では、上流側O2センサ13による空燃比の閉
ループ(フィードバック)条件が成立しているか否かを
判別する。たとえば、冷却水温が所定値以下の時、機関
始動中、始動後増量中、暖機増量中、パワー増量中、上
流側O2センサ13の出力信号が一度も反転していない時、
燃料カット中等はいずれも閉ループ条件が不成立であ
り、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ
条件が不成立のときには、ステップ427に進んで空燃比
補正係数FAFを1.0とする。他方、閉ループ条件成立の場
合ステップ402に進む。
In step 401, it is determined whether or not the closed loop (feedback) condition of the air-fuel ratio by the upstream O 2 sensor 13 is satisfied. For example, when the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, during engine start, during starting increase, during warm-up increase, during power increase, when the output signal of the upstream O 2 sensor 13 has never been reversed,
The closed loop condition is not satisfied during the fuel cut, and the closed loop condition is satisfied in other cases. When the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 427, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to 1.0. On the other hand, if the closed loop condition is satisfied, the process proceeds to step 402.

ステップ402では、上流側O2センサ13の出力V1をA/D変換
して取込み、ステップ403にてV1が比較電圧VR1たとえば
0.45V以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチ
かリーンかを判別する。空燃比がリーン(V1≦VR1)で
あれば、ステップ404にて第1のディレイカウンタCDLY1
が正か否かを判別し、CDLY1>0であればステップ405に
てCDLY1を0とし、ステップ406に進む。ステップ407,40
8では、第1のディレイカウンタCDLY1を最小値TDL1でガ
ードし、この場合、第1のディレイカウンタCDLY1が最
小値TDL1に到達したときにはステップ609にて第1の空
燃比フラグF1を“0"(リーン)とする。なお、最小値TD
L1は上流側O2センサ13の出力においてリッチからリーン
への変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持す
るためのリーン遅延時間であって、負の値で定義され
る。他方、リッチ(V1>VR1)であれば、ステップ410に
て第1のディレイカウンタCDLY1が負か否かを判別し、C
DLY1<0であればステップ411にてCDLY1を0とし、ステ
ップ412に進む。ステップ413,414では、第1のディレイ
カウンタCDLY1を最大値TDR1でガードし、この場合、第
1のディレイカウンタCDLY1が最大値TDR1に到達したと
きにはステップ415にて第1の空燃比フラグF1を“1"
(リッチ)とする。なお、最大値TDRY1は上流側O2セン
サ13の出力においてリーンからリッチへの変化があって
もリーン状態であるとの判断を保持するためのリッチ遅
延時間であって、正の値で定義される。
In step 402, the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is A / D converted and captured, and in step 403 V 1 is the comparison voltage V R1
It is determined whether 0.45V or less, that is, whether the air-fuel ratio is rich or lean. If the air-fuel ratio is lean (V 1 ≤V R1 ), the first delay counter CDLY1 is determined in step 404.
Is determined to be positive. If CDLY1> 0, CDLY1 is set to 0 in step 405, and the routine proceeds to step 406. Step 407, 40
At 8, the first delay counter CDLY1 is guarded by the minimum value TDL1, and in this case, when the first delay counter CDLY1 reaches the minimum value TDL1, the first air-fuel ratio flag F1 is set to “0” (at step 609). Lean). The minimum value TD
L1 is a lean delay time for holding the determination that the output of the upstream O 2 sensor 13 is in the rich state even if there is a change from rich to lean, and is defined by a negative value. On the other hand, if rich (V 1 > V R1 ), it is determined in step 410 whether the first delay counter CDLY1 is negative, and C
If DLY1 <0, CDLY1 is set to 0 in step 411, and the process proceeds to step 412. In steps 413 and 414, the first delay counter CDLY1 is guarded with the maximum value TDR1. In this case, when the first delay counter CDLY1 reaches the maximum value TDR1, the first air-fuel ratio flag F1 is set to "1" in step 415.
(Rich) The maximum value TDRY1 is the rich delay time for holding the determination that the output is upstream from the upstream O 2 sensor 13 is in the lean state even if there is a change from lean to rich, and is defined as a positive value. It

ステップ416では、第1の空燃比フラグF1の符号が反転
したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が
反転したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、
ステップ417にて、第1の空燃比フラグF1の値により、
リッチからリーンへの反転か、リーンからリッチへの反
転かを判別する。リッチからリーンへの反転であれば、
ステップ418にてFAF←FAF+RSRとスキップ的に増大さ
せ、逆に、リーンからリッチへの反転であれば、ステッ
プ419にてFAF←FAF−RSLとスキップ的に減少させる。つ
まり、スキップ処理を行う。
In step 416, it is determined whether or not the sign of the first air-fuel ratio flag F1 has been inverted, that is, it is determined whether the air-fuel ratio after the delay process has been inverted. If the air-fuel ratio is reversed,
At step 417, according to the value of the first air-fuel ratio flag F1,
Determine whether the reversal from rich to lean or from lean to rich. If it is a reversal from rich to lean,
In step 418, FAF ← FAF + RSR is increased in a skip manner, and conversely, in the case of reversal from lean to rich, in step 419, FAF ← FAF−RSL is reduced in a skip manner. That is, skip processing is performed.

ステップ412にて第1の空燃比フラグF1の符号が反転し
ていなければ、ステップ420,421,422にて積分処理を行
う。つまり、ステップ420にて、F1=“0"か否かを判別
し、F1=“0"(リーン)であればステップ421にてFAF←
FAF+KIRとし、他方、F1=“1"(リッチ)であればステ
ップ422にてFAF←FAF−KILとする。ここで、積分定数KI
R(KIL)はスキップ定数RSR,RSLに比して十分小さく設
定してあり、つまり、KIR(KIL)<RSR(RSL)である。
従って、ステップ421はリーン状態(F1=“0")で燃料
噴射量を徐々に増大させ、ステップ422はリッチ状態(F
1=“1")で燃料噴射量を徐々に減少させる。
If the sign of the first air-fuel ratio flag F1 is not inverted in step 412, integration processing is performed in steps 420, 421 and 422. That is, in step 420, it is determined whether or not F1 = "0". If F1 = "0" (lean), in step 421 FAF ←
If FAF + KIR, on the other hand, if F1 = "1" (rich), then in step 422 FAF ← FAF-KIL. Where the integration constant KI
R (KIL) is set sufficiently smaller than the skip constants RSR and RSL, that is, KIR (KIL) <RSR (RSL).
Therefore, step 421 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (F1 = "0"), and step 422 increases the rich state (F1).
1 = "1") to gradually reduce the fuel injection amount.

ステップ418,419,421,422にて演算された空燃比補正係
数FAFはステップ423,424にて最小値たとえば0.8にてガ
ードされ、また、ステップ425,426にて最大値たとえば
1.2にてガードされる。これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは小さくな
り過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオー
バリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。
The air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated at steps 418, 419, 421, 422 is guarded at the minimum value, for example 0.8, at steps 423, 424, and at the maximum value, for example, at steps 425, 426.
Guarded at 1.2. Thus, when the air-fuel ratio correction coefficient FAF becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled by that value to prevent overrich or over lean.

上述のごとく演算されたFAFをRAM105に格納して、ステ
ップ428もてこのルーチンは終了する。
The FAF calculated as described above is stored in the RAM 105, and in step 428, this routine ends.

第5図は第4図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。上流側O2センサ13の出力によ
り第5図(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃
比信号A/Fが得られると、第1のディレイカウンタCDLY1
は、第5図(B)に示すごとく、リッチ状態でカウント
アップされ、リーン状態でカウントダウンされる。この
結果、第5図(C)に示すごとく、遅延処理された空燃
比信号A/F′(フラグF1に相当)が形成される。たとえ
ば、時刻t1にて空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変
化しても、遅延処理された空燃比信号A/F1′はリッチ遅
延時間TDRY1だけリーンに保持された後に時刻t2にてリ
ッチに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/Fがリッチか
らリーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/
F′はリーン遅延時間(−TDL1)相当だけリッチに保持
された後に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、空燃
比信号A/Fが時刻t5,t6,t7のごとくリッチ遅延時間TDR1
より短い期間で反転すると、第1のディレイカウンタCD
LY1が最大値TDR1に到達するのに時間を要し、この結
果、時刻t8にて遅延処理後の空燃比信号A/F′が反転さ
れる。つまり、遅延処理後の空燃比信号A/F′は遅延処
理前の空燃比信号A/Fに比べて安定となる。このように
遅延処理後の安定した空燃比信号A/F′にもとづいて第
5図(D)に示す空燃比補正係数FAFが得られる。
FIG. 5 is a timing diagram for supplementarily explaining the operation according to the flowchart of FIG. When the rich-lean air-fuel ratio signal A / F is obtained as shown in FIG. 5 (A) from the output of the upstream O 2 sensor 13, the first delay counter CDLY1
Is counted up in the rich state and counted down in the lean state as shown in FIG. 5 (B). As a result, as shown in FIG. 5 (C), the delayed air-fuel ratio signal A / F '(corresponding to the flag F1) is formed. For example, even if the air-fuel ratio signal A / F changes from lean to rich at time t 1 , the delayed air-fuel ratio signal A / F 1 ′ is held lean for the rich delay time TDRY 1 and then at time t 2 . Change to rich. Even if the air-fuel ratio signal A / F changes from rich to lean at time t 3 , the delayed air-fuel ratio signal A / F
F ′ changes to lean at time t 4 after being held rich for a lean delay time (−TDL1). However, the air-fuel ratio signal A / F is the time t 5, t 6, t 7 rich delay time as the TDR1
When inverted in a shorter period, the first delay counter CD
It takes time for LY1 to reach the maximum value TDR1, and as a result, the delayed air-fuel ratio signal A / F ′ is inverted at time t 8 . That is, the air-fuel ratio signal A / F ′ after the delay processing becomes more stable than the air-fuel ratio signal A / F before the delay processing. In this way, the air-fuel ratio correction coefficient FAF shown in FIG. 5 (D) is obtained based on the stable air-fuel ratio signal A / F 'after the delay processing.

次に、下流側O2センサ15による第2の空燃比フィードバ
ック制御について説明する。第2の空燃比フィードバッ
ク制御としては、第1の空燃比フィードバック制御定数
としてのスキップ量RSR,RSL、積分定数KIR,KIL遅延時間
TDR1,TDL1、もしくは上流側O2センサ13の出力V1の比較
電圧VR1を可変にするシステムがある。
Next, the second air-fuel ratio feedback control by the downstream O 2 sensor 15 will be described. As the second air-fuel ratio feedback control, skip amounts RSR, RSL as the first air-fuel ratio feedback control constants, integration constants KIR, KIL delay time
There is a system in which the comparison voltage V R1 of TDR1, TDL1 or the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is variable.

たとえば、リッチスキップ量RSRを大きくすると、制御
空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ量
RSLを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行でき、
他方、リーンスキップ量RSLを大きくすると、制御空燃
比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量RSR
を小さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。従
って、下流側O2センサ15の出力に応じてリッチスキップ
量RSRおよびリーンスキップ量RSLを補正することにより
空燃比が制御できる。また、リッチ積分定数KIRを大き
くすると、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リ
ーン積分定数KILを小さくしても制御空燃比をリッチ側
に移行でき、他方、リーン積分定数KILを大きくする
と、制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積
分定数KIRを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行
できる。従って、下流側O2センサ15の出力に応じてリッ
チ積分定数KIRおよびリーン積分定数KILを補正すること
により空燃比が制御できる。リッチ遅延時間TDR1>リー
ン遅延時間(−TDL1)と設定すれば、制御空燃比はリッ
チ側に移行でき、逆に、リーン遅延時間(−TDL1)>リ
ッチ遅延時間(TDR1)と設定すれば、制御空燃比はリー
ン側に移行できる。
For example, if the rich skip amount RSR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and the lean skip amount
Even if RSL is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side,
On the other hand, if the lean skip amount RSL is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and the rich skip amount RSR
The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side even if is decreased. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich skip amount RSR and the lean skip amount RSL according to the output of the downstream O 2 sensor 15. Also, if the rich integration constant KIR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean integration constant KIL is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while if the lean integration constant KIL is increased. The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side even if the rich integration constant KIR is reduced. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich integration constant KIR and the lean integration constant KIL according to the output of the downstream O 2 sensor 15. If rich delay time TDR1> lean delay time (-TDL1) is set, the control air-fuel ratio can shift to the rich side, and conversely, if lean delay time (-TDL1)> rich delay time (TDR1) is set, control can be performed. The air-fuel ratio can shift to the lean side.

つまり、下流側O2センサ15の出力に応じて遅延時間TDR
1,TDL1を補正することにより空燃比が制御できる。さら
にまた、比較電圧VR1を大きくすると制御空燃比をリッ
チ側に移行でき、また、比較電圧VR1を小さくすると制
御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側O2
ンサ15の出力に応じて比較電圧VR1を補正することによ
り空燃比が制御できる。
That is, the delay time TDR depends on the output of the downstream O 2 sensor 15.
1, the air-fuel ratio can be controlled by correcting TDL1. Furthermore, if the comparison voltage V R1 is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and if the comparison voltage V R1 is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the comparison voltage V R1 according to the output of the downstream O 2 sensor 15.

これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比較電圧を下
流側O2センサによって可変とすることはそれぞれに長所
がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の調
整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよう
に空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレス
ポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変量
は当然2つ以上組み合わされて用いられ得る。
Each of these skip amount, integration constant, delay time, and comparison voltage can be made variable by the downstream O 2 sensor. For example, the delay time allows very delicate adjustment of the air-fuel ratio, and the skip amount enables control with good response without lengthening the feedback cycle of the air-fuel ratio like the delay time. Therefore, these variable amounts can naturally be used in combination of two or more.

第6図を参照して空燃比フィードバック制御に関与する
定数としてのスキップ量を可変にしたダブルO2センサシ
ステムについて説明する。
A double O 2 sensor system in which the skip amount as a constant involved in the air-fuel ratio feedback control is variable will be described with reference to FIG.

第6図は下流側O2センサ15の出力にもとづいてスキップ
量RSR,RSLを演算する第2の空燃比フィードバック制御
ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎に実行され
る。ステップ601では、下流側O2センサ15による閉ルー
プ条件か否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定値
以下の時、過渡運転時、上流側O2センサ13による空燃比
フィードバック制御条件不成立等はいずれも閉ループ条
件が不成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立で
ある。閉ループ条件でなければステップ830,831に進
み、スキップ量RSR,RSLをRAM105に格納されている値ま
たは一定値たとえば5%、あるいはバックアップRAM106
に格納されている値とする。
FIG. 6 is a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the skip amounts RSR, RSL based on the output of the downstream O 2 sensor 15, and is executed every predetermined time, for example, every 1 s. In step 601, it is determined whether or not the closed loop condition by the downstream O 2 sensor 15 is satisfied. For example, the closed loop condition is not satisfied when the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, the transient operation is performed, the air-fuel ratio feedback control condition is not satisfied by the upstream O 2 sensor 13, and the closed loop condition is satisfied in other cases. If it is not a closed loop condition, the process proceeds to steps 830 and 831 to set the skip amounts RSR and RSL to a value stored in the RAM 105 or a fixed value such as 5%, or the backup RAM 106.
The value stored in.

ステップ601にて閉ループ条件が成立した場合には、ス
テップ602にて下流側O2センサ15の出力V2をA/D変換して
取込み、ステップ603にてV2が比較電圧VR2たとえば0.55
V以下か否かを判別する、つまり、空燃比がリッチかリ
ーンかを判別する。なお、比較電圧VR2は触媒コンバー
タ12の上流、下流で生ガスの影響による出力特定が異な
ることおよび劣化速度が異なること等を考慮して上流側
O2センサ13の出力の比較電圧VR1より高く設定される。
If the closed loop condition is satisfied in step 601, the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is A / D converted and taken in in step 602, and in step 603 V 2 is compared voltage V R2, for example 0.55.
It is determined whether it is V or less, that is, whether the air-fuel ratio is rich or lean. It should be noted that the comparison voltage V R2 is set on the upstream side in consideration of the difference in the output specification due to the influence of raw gas and the deterioration speed on the upstream and downstream sides of the catalytic converter 12.
It is set higher than the comparison voltage V R1 of the output of the O 2 sensor 13.

ステップ604〜615は第4図のステップ404〜415と同様、
空燃比判定結果を遅延処理するためのものである。すな
わち、リッチ遅延時間TDR2、リーン遅延時間TDL2をもと
に第2の空燃比フラグF2が設定される。
Steps 604-615 are similar to steps 404-415 of FIG.
This is for delaying the air-fuel ratio determination result. That is, the second air-fuel ratio flag F2 is set based on the rich delay time TDR2 and the lean delay time TDL2.

ステップ617にて第2の空燃比フラグF2により遅延処理
後の空燃比を判別する。この結果、F2=“0"(リーン)
であればステップ618〜623に進み、他方、F2=“1"(リ
ッチ)であればステップ624〜629に進む。
In step 617, the air-fuel ratio after the delay processing is determined by the second air-fuel ratio flag F2. As a result, F2 = "0" (lean)
If so, the process proceeds to steps 618 to 623, while if F2 = "1" (rich), the process proceeds to steps 624 to 629.

ステップ618では、RSR←RSR+△RS(一定値たとえば0.0
8%)とし、つまり、リッチスキップ量RSRを増大させて
空燃比をリッチ側に移行させる。ステップ619,620ではR
SRを最大値MAXたとえば6.2%にてガードする。さらに、
ステップ621にてRSL←RSL−△RSとし、つまり、リーン
スキップ量RSLを減少させて空燃比をリッチ側に移行さ
せる。ステップ622,623では、RSLを最小値MINたとえば
2.5%にてガードする。
At step 618, RSR ← RSR + ΔRS (constant value, for example, 0.0
8%), that is, the rich skip amount RSR is increased to shift the air-fuel ratio to the rich side. R in steps 619,620
Guard SR with maximum value MAX, for example 6.2%. further,
In step 621, RSL ← RSL−ΔRS is set, that is, the lean skip amount RSL is decreased to shift the air-fuel ratio to the rich side. In steps 622 and 623, RSL is set to the minimum value MIN, for example
Guard at 2.5%.

他方、F2=“1"(リッチ)のときには、ステップ624に
てRSR←RSR−△RSとし、つまり、リッチスキップ量RSR
を減少させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ
625,626では、RSRを最小値MINにてガードする。さら
に、ステップ627にてRSL←RSL+△RSとし、つまり、リ
ーンスキップ量RSLを増加させて空燃比をリーン側に移
行させる。ステップ628,629では、RSLを最大値MAXにて
ガードする。
On the other hand, when F2 = "1" (rich), RSR ← RSR−ΔRS is set in step 624, that is, the rich skip amount RSR
Is reduced to shift the air-fuel ratio to the lean side. Step
In 625 and 626, RSR is guarded by the minimum value MIN. Further, in step 627, RSL ← RSL + ΔRS, that is, the lean skip amount RSL is increased to shift the air-fuel ratio to the lean side. In steps 628 and 629, RSL is guarded with the maximum value MAX.

上述のごとく演算されたRSR,RSLはRAM105に格納された
後に、ステップ632にてこのルーチンは終了する。
After the RSR and RSL calculated as described above are stored in the RAM 105, this routine ends at step 632.

なお、空燃比フィードバック中に演算されたFAF,RSR,RS
Lは一旦他の値FAF′,RSR′,RSL′に変換してバックアッ
プRAM106に格納することもでき、これにより、再始動時
等における運転性向上にも役立つものである。第6図に
おける最小値MINは過渡追従性がそこなわれないレベル
の値であり、また、最大値MAXは空燃比変動によりドラ
イバビリティの悪化が発生しないレベルの値である。
FAF, RSR, RS calculated during air-fuel ratio feedback
L can be once converted into other values FAF ′, RSR ′, RSL ′ and stored in the backup RAM 106, which also helps improve drivability at the time of restarting. The minimum value MIN in FIG. 6 is a value at which transient followability is not impaired, and the maximum value MAX is a value at which drivability does not deteriorate due to air-fuel ratio fluctuations.

このように、第6図のルーチンによれば、下流側O2セン
サ15の出力がリーンであれば、リッチスキップ量RSRが
徐々に増大され、且つリーンスキップ量RSLが徐々に減
少され、これにより、空燃比はリッチ側へ移行される。
また、下流側O2センサ15の出力がリッチであれば、リッ
チスキップ量RSRが徐々に減少され、且つリーンスキッ
プ量RSLが徐々に増大され、これにより、空燃比はリー
ン側へ移行される。
As described above, according to the routine of FIG. 6, when the output of the downstream O 2 sensor 15 is lean, the rich skip amount RSR is gradually increased and the lean skip amount RSL is gradually decreased, which results in , The air-fuel ratio is shifted to the rich side.
Further, if the output of the downstream O 2 sensor 15 is rich, the rich skip amount RSR is gradually reduced and the lean skip amount RSL is gradually increased, whereby the air-fuel ratio is shifted to the lean side.

第7図は触媒劣化判定ルーチンであって、所定時間たと
えば4ms毎に行われる。ステップ701では、RAM105より回
転速度データNeを読出してN1≦Ne≦N2たとえば1000rpm
≦Ne≦3000rpmの範囲か否かを判別し、ステップ702に
て、RAM105より吸入空気量データQを読出してQ1≦Q≦
Q2たとえば0.5/rev≦Q/Ne≦1.0/revの範囲か否かを
判別する。つまり、アイドル状態、加減速状態、燃料増
量域等を除いた定常状態のみステップ703に進むように
してある。その他の場合にはステップ713に直接進む。
FIG. 7 shows a catalyst deterioration determination routine, which is executed every predetermined time, for example, every 4 ms. In step 701, the rotation speed data Ne is read from the RAM 105 and N 1 ≤Ne ≤N 2 For example, 1000 rpm
It is determined whether or not the range is ≦ Ne ≦ 3000 rpm, and in step 702, the intake air amount data Q is read from the RAM 105 and Q 1 ≦ Q ≦
Q 2 For example, it is determined whether or not the range is 0.5 / rev ≦ Q / Ne ≦ 1.0 / rev. That is, only the steady state excluding the idle state, the acceleration / deceleration state, the fuel increase region, etc., is advanced to step 703. Otherwise, proceed directly to step 713.

ステップ703では、タイマカウンタCTを+1歩進させ、
ステップ704にてCT≦CT0か否かにより所定時間CT0×4ms
経過したか否かを判別する。
In step 703, the timer counter CT is incremented by 1,
Predetermined time CT 0 × 4ms depending on whether CT ≤ CT 0 in step 704
It is determined whether or not it has passed.

1000rpm≦Ne≦3000rpm且つ0.5/rev≦Q/Ne≦1.0/rev
の状態の持続が所定時間経過前(CT≦CT0)であれば、
ステップ705,706に進んで下流側O2センサ15の出力V2
反転回数を回数カウンタCSにより計数する。すなわち、
ステップ705にて第2の空燃比フラグF2が反転したか否
かを判別し、第2の空燃比フラグF2の反転毎に回数カウ
ンタCSを+1歩進させる。
1000 rpm ≤ Ne ≤ 3000 rpm and 0.5 / rev ≤ Q / Ne ≤ 1.0 / rev
If the state of is maintained before the predetermined time has elapsed (CT ≤ CT 0 ),
Proceeding to steps 705 and 706, the number of inversions of the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is counted by the number counter CS. That is,
In step 705, it is determined whether or not the second air-fuel ratio flag F2 is reversed, and the number-of-times counter CS is incremented by 1 every time the second air-fuel ratio flag F2 is reversed.

次に、1000rpm≦Ne≦3000rpm且つ0.5/rev≦Q/Ne≦1.0
/revの状態が所定時間経過すると(CT>CT0)、ステ
ップ704のフローはステップ707に進む。この結果、ステ
ップ707にて下流側O2センサ15の反転回数CSが所定値CS0
以上か否かを判別する。CS<CS0であれば、触媒劣化な
しと判別して、ステップ708にてアラーム停止(もしく
は解除)し、また、ステップ709にてアラームフラグF
ALMを“0"とする。他方CS≧CS0であれば触媒劣化と判別
して、ステップ710にてアラーム16を付勢すると共に、
ステップ711にてアラームフラグFALMを“1"とする。そ
して、ステップ712にてカウンタCT,CSを共にクリアして
ステップ713に進む。なお、アラームフラグFALMはバッ
クアップRAM106に格納され、従って、特別の読取装置に
よりアラームフラグFALMを読出すことにより触媒劣化を
知り、これにより、触媒交換を行うことができる。
Next, 1000 rpm ≤ Ne ≤ 3000 rpm and 0.5 / rev ≤ Q / Ne ≤ 1.0
When the state of / rev has passed the predetermined time (CT> CT 0 ), the flow of step 704 proceeds to step 707. As a result, in step 707, the inversion count CS of the downstream O 2 sensor 15 is set to a predetermined value CS 0.
It is determined whether or not the above. If CS <CS 0 , it is determined that there is no catalyst deterioration, the alarm is stopped (or canceled) in step 708, and the alarm flag F is determined in step 709.
Set ALM to “0”. On the other hand, if CS ≧ CS 0 , it is determined that the catalyst has deteriorated, the alarm 16 is activated in step 710, and
In step 711, the alarm flag F ALM is set to "1". Then, in step 712, the counters CT and CS are both cleared and the process proceeds to step 713. The alarm flag F ALM is stored in the backup RAM 106. Therefore, the catalyst deterioration can be known by reading the alarm flag F ALM with a special reading device, and the catalyst can be replaced accordingly.

なお、ステップ707の所定値CS0は運転状態パラメータた
とえば負荷に応じて可変とすることもできる。
The predetermined value CS 0 of step 707 may be variable according to the operating condition parameter, for example, the load.

つまり、通常、上流側O2センサ13の出力V1は第8図
(A)に示すごとく高い応答速度(周波数)を有するも
のの、下流側O2センサ15の出力V2は第8図(B)に示す
ごとく低い応答速度を有するが、触媒コンバータ12の触
媒が劣化すると、O2ストレージ効果が減少し、下流側O2
センサ15の出力V2の応答速度が高くなり、また、応答速
度は吸入空気量Qが増加する程大きくなる。第7図のル
ーチンによれば、このような下流側O2センサ15の高い応
答速度を検出することにより触媒の劣化を検出している
のである。
That is, normally, the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 has a high response speed (frequency) as shown in FIG. 8 (A), but the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is shown in FIG. 8 (B). ) Has a low response speed, but as the catalyst of the catalytic converter 12 deteriorates, the O 2 storage effect decreases and the downstream O 2
The response speed of the output V 2 of the sensor 15 increases, and the response speed increases as the intake air amount Q increases. According to the routine of FIG. 7, the deterioration of the catalyst is detected by detecting such a high response speed of the downstream O 2 sensor 15.

第9図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
毎たとえば360℃A毎に実行される。ステップ901ではRA
M105より吸入空気量データQおよび回転速度データNeを
読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTAUP←α
Q/Ne(αは定数)とする。ステップ902にてRAM105より
冷却水温データTHWを読出してROM104に格納された1次
元マップにより暖機増量値FWLを補間計算する。ステッ
プ903では、最終噴射量TAUを、 TAU←TAUP・FAF・(FWL+β)+γにより演算する。な
お、β,γの他の運転状態パラメータによって定まる補
正量である。次いで、ステップ904にて、噴射量TAUをダ
ウンカウンタ108にセットすると共にフリップフロップ1
09をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ステッ
プ905にてこのルーチンは終了する。
FIG. 9 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, every 360 ° C. RA in step 901
The intake air amount data Q and the rotation speed data Ne are read from M105 to calculate the basic injection amount TAUP. For example TAUP ← α
Q / Ne (α is a constant). In step 902, the cooling water temperature data THW is read from the RAM 105 and the warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in the ROM 104. In step 903, the final injection amount TAU is calculated by TAU ← TAUP · FAF · (FWL + β) + γ. The correction amount is determined by other operating state parameters such as β and γ. Next, at step 904, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 1
Set 09 to start fuel injection. Then, in step 905, this routine ends.

なお、上述のごとく、噴射量TAUに相当する時間が経過
すると、ダウンカウンタ108のキャリアウト信号によっ
てフリップフロップ109がリセットされて燃料噴射は終
了する。
As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the flip-flop 109 is reset by the carry-out signal of the down counter 108 and the fuel injection ends.

なお、第1の空燃比フィードバック制御は4ms毎に、ま
た、第2の空燃比フィードバック制御は1s毎に行われる
のは、空燃比フィードバック制御は応答性の良い上流側
O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い下流
側O2センサによる制御を従にして行うためである。
The first air-fuel ratio feedback control is performed every 4 ms, and the second air-fuel ratio feedback control is performed every 1 s.
This is because the control by the O 2 sensor is mainly performed, and the control by the downstream O 2 sensor, which has poor response, is performed as the secondary control.

また、上流側O2センサによる空燃比フィードバック制御
における他の制御に関与する定数、たとえば積分定数、
遅延時間、上流側O2センサの比較電圧VRI等を下流側O2
センサの出力により補正するダブルO2センサシステムに
も、また、第2の空燃比補正係数を導入するダブルO2
ンサシステムにも本発明を適用し得る。また、スキップ
量、積分定数、遅延時間のうち2つを同時に制御するこ
とにより制御性を向上できる。さらに、スキップ量RSR,
RSLのうち一方を固定し、他方のみを可変とすること
も、積分定数KIR,KILのうちの一方を固定し他方のみを
可変とすることも、あるいは遅延時間TDR1,TDL1の一方
を固定し他方を可変とすることも可能である。
Further, a constant involved in other control in the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor, for example, an integration constant,
Delay time, the downstream O 2 the comparison voltage V RI, etc. of the upstream O 2 sensor
The present invention can be applied to a double O 2 sensor system that corrects by the output of the sensor and also to a double O 2 sensor system that introduces a second air-fuel ratio correction coefficient. In addition, controllability can be improved by simultaneously controlling two of the skip amount, the integration constant, and the delay time. In addition, the skip amount RSR,
One of the RSLs can be fixed and only the other can be made variable, or one of the integration constants KIR, KIL can be fixed and only the other can be made variable, or one of the delay times TDR1, TDL1 can be fixed and the other It is also possible to make variable.

また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用い
ることもできる。
Further, as the intake air amount sensor, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor, or the like can be used instead of the air flow meter.

さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入気圧
および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度およ
び機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。
Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine rotation speed, but according to the intake air pressure and the engine rotation speed, or the throttle valve opening and the engine rotation speed. The fuel injection amount may be calculated.

さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ(EACV)により
機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの、エ
レクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブに
よりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系通
路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を制
御するもの、機関の排気系へ送り込まれる2次空気量を
調整するもの、特に本発明を適用し得る。この場合に
は、ステップ901における基本噴射量TAUP相当の基本燃
料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すなわ
ち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度に
応じて決定され、ステップ903にて最終燃料噴射量TAUに
相当する供給空気量が演算される。
Further, although the internal combustion engine in which the fuel injection amount is controlled by the fuel injection valve is shown in the above-mentioned embodiment, the present invention can be applied to a carburetor type internal combustion engine. For example, an electric air control valve (EACV) adjusts the intake air amount of the engine to control the air-fuel ratio, an electric bleed air control valve adjusts the air bleed amount of the carburetor, and the main system passage and The present invention can be applied particularly to those that control the air-fuel ratio by introducing the atmosphere into the slow passage and those that adjust the amount of secondary air sent into the exhaust system of the engine. In this case, the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAUP in step 901 is determined by the carburetor itself, that is, the intake pipe negative pressure according to the intake air amount and the engine speed, and step 903 At, the supply air amount corresponding to the final fuel injection amount TAU is calculated.

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてO2セン
サを用いたが、COセンサ、リーンミクスチャセンサ等を
用いることもできる。
Furthermore, in the above-mentioned embodiment, the O 2 sensor is used as the air-fuel ratio sensor, but a CO sensor, a lean mixture sensor or the like can be used.

さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわち
ディジタル回路によって構成されているが、アナログ回
路により構成することもできる。
Further, although the above-mentioned embodiment is constituted by a microcomputer, that is, a digital circuit, it may be constituted by an analog circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、触媒の劣化をより
確実に検出することができる。
As described above, according to the present invention, the deterioration of the catalyst can be detected more reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の構成を説明するための全体ブロック
図、 第2図はシングルO2センサシステムおよびダブルO2セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第3図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第4図、第6図、第7図、第9図は第3図の制御回路の
動作を説明するためのフローチャート、 第5図は第4図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第8図は第6図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図である。 1……機関本体、3……エアフローメータ、 4……ディストリビュータ、 5,6……クランク角センサ、 10……制御回路、12……触媒コンバータ、 13……上流側(第1の)O2センサ、 15……下流側(第2の)O2センサ。
FIG. 1 is an overall block diagram for explaining the configuration of the present invention, FIG. 2 is an exhaust emission characteristic diagram for explaining a single O 2 sensor system and a double O 2 sensor system, and FIG. 3 is an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 4, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 9, and FIG. 9 are flowcharts for explaining the operation of the control circuit shown in FIG. 3, and FIG. FIG. 8 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG. 4, and FIG. 8 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG. 1 ... Engine main body, 3 ... Air flow meter, 4 ... Distributor, 5,6 ... Crank angle sensor, 10 ... Control circuit, 12 ... Catalytic converter, 13 ... Upstream side (first) O 2 Sensor, 15 ... Downstream (second) O 2 sensor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄
化のための触媒コンバータの上流側、下流側に、それぞ
れ設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
1、第2の空燃比センサと、 該第2の空燃比センサの出力に応じて空燃比制御量を演
算する空燃比制御量演算手段と、 前記第1の空燃比センサの出力および前記空燃比制御量
に応じて前記機関の空燃比を調整する空燃比調整手段
と、 前記機関の運転領域が予め定められた特定の運転領域内
にあるか否かを判別する運転領域判別手段と 前記機関の運転領域が前記特定の運転領域内にあるとき
に前記第2の空燃比センサの出力の反転周期を検出する
検出手段と、 該反転周期が予め定められた周期よりも短くなったとき
に前記触媒コンバータの触媒が劣化したと判断する触媒
劣化判断手段とを具備した内燃機関の空燃比制御装置。
1. A first and a second detector, which are respectively provided on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, for detecting a concentration of a specific component in the exhaust gas. An air-fuel ratio sensor, an air-fuel ratio control amount calculating means for calculating an air-fuel ratio control amount according to the output of the second air-fuel ratio sensor, and an output of the first air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio control amount Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio of the engine, operating area determining means for determining whether the operating area of the engine is within a predetermined specific operating area, and the operating area of the engine is the specific area Detecting means for detecting a reversal cycle of the output of the second air-fuel ratio sensor when the reversal cycle is shorter than a predetermined cycle, and the catalyst of the catalytic converter deteriorates. Deteriorated catalyst Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine and a cross section.
【請求項2】前記検出手段は、前記機関の運転領域が前
記特定の運転領域内にあるときに所定時間当りの前記第
2の空燃比センサの出力の反転回数を検出し、前記触媒
劣化判断手段は該反転回数が予め定められた回数以上に
なったときに触媒が劣化したと判断する特許請求の範囲
第1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
2. The catalyst deterioration determination means for detecting the number of times the output of the second air-fuel ratio sensor has been inverted per predetermined time when the operating region of the engine is within the specific operating region. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the means determines that the catalyst has deteriorated when the number of times of inversion exceeds a predetermined number.
【請求項3】前記運転領域判別手段が、前記機関の回転
速度が所定範囲内にあるか否かを判別する手段と、前記
機関の負荷が所定範囲内にあるか否かを判別する手段と
を具備し、該機関の回転速度が所定範囲内にあり且つ該
機関の負荷が所定範囲内にあるときに前記機関の運転領
域が前記特定の運転領域内にあると判別する特許請求の
範囲第1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. An operating area determining means for determining whether or not the rotational speed of the engine is within a predetermined range, and a means for determining whether or not the load of the engine is within a predetermined range. Claims, wherein the operating range of the engine is determined to be within the specific operating range when the rotational speed of the engine is within a predetermined range and the load of the engine is within a predetermined range. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to item 1.
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