JPS6098142A - Air-fuel ratio control device - Google Patents

Air-fuel ratio control device

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Publication number
JPS6098142A
JPS6098142A JP20711783A JP20711783A JPS6098142A JP S6098142 A JPS6098142 A JP S6098142A JP 20711783 A JP20711783 A JP 20711783A JP 20711783 A JP20711783 A JP 20711783A JP S6098142 A JPS6098142 A JP S6098142A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
current
value
oxygen sensor
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Application number
JP20711783A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kitahara
剛 北原
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F02D41/1476Biasing of the sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/1489Replacing of the control value by a constant

Abstract

PURPOSE:To prevent deterioration of air-fuel ratio control and to improve the operationability by comparing the level of flow-in current with predetermined referential level and stopping feedback control of air-fuel upon decision of abnormality through O2 sensor and clamping to specific air-fuel ratio. CONSTITUTION:Comparators 24, 25 constituting a stop command means 23 is provided with upper and lower limits UL, LL from referential level setting means 28, and if the level of flow-in current Is to O2 sensor 1 will deviate from said limits UL, LL, the sensor 1 is decided to be abnormal. Consequently, said means 23 will produce a command signal S4 and feed to air-fuel ratio control means 30 thus to stop feedback control and to maintain the air-fuel ratio at predetermined level.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はエンジンの空燃比制御装置、詳しくは流し込み
電流の値に応じた空燃比で出力電圧の急変する酸素セン
サを用いた空燃比のフィ4、々ツク制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine, and more particularly, to an air-fuel ratio controller using an oxygen sensor whose output voltage suddenly changes depending on the air-fuel ratio depending on the value of an injected current. This invention relates to a control device.

〔従来技術、〕[Prior art]

近時、エンジンの吸入混合気のを燃比を精度よく目標値
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて空燃比
と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給量
をフィートノ々ツク制御している。
Recently, in order to accurately control the fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to a target value, an oxygen sensor has been installed in the exhaust system to adjust the fuel supply amount according to the oxygen concentration in the exhaust, which has a correlation with the air-fuel ratio. It is under control.

また、最近では省エネルギーの観点から燃費の向上を図
るために、エンジンを希R17混合気燃焼させるような
空燃比のフィートノぐツク制御が試みられており、その
ため理論空燃比より希薄な空燃比(以下、リーン空燃比
と(・う)を検出できる酸素センサが開発されている。
In addition, recently, in order to improve fuel efficiency from the perspective of energy conservation, attempts have been made to control the air-fuel ratio so that the engine burns a lean R17 mixture. An oxygen sensor that can detect lean air-fuel ratios has been developed.

従来のこの種の酸素センサとしては、例えば特開昭56
−89051号公報に記載されたものがある。そして、
このような酸素センサを用いて空燃比を制御するものと
しては、例えば本出願人が先に出願した[空燃比flI
U御装置」(特願昭58−79032)があり、第1図
のように示すことができる。
As a conventional oxygen sensor of this kind, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56
There is one described in JP-A-89051. and,
An example of a system for controlling the air-fuel ratio using such an oxygen sensor is the air-fuel ratio flI, which was previously filed by the present applicant.
There is a "U control device" (Japanese Patent Application No. 58-79032), which can be shown as shown in FIG.

第1図にお(・て、1は酸素センサであり、酸素センサ
1は酸素濃度に応じて起電力を発生ずる一種の濃淡電池
の原理を応用したもので、起電力を表わす電源eと内部
抵抗Rsにより示される。この酸素センサ1は第2図に
詳細を示すように構成されている。すなわち、第2図に
お(・て、2はアルミナ基板であり、アルミナ基板2上
には内側電極(基7v“電極)3が設けられてし・る。
In Figure 1, 1 is an oxygen sensor, which applies the principle of a kind of concentration battery that generates an electromotive force according to the oxygen concentration. This oxygen sensor 1 is constructed as shown in detail in FIG. An electrode (base 7v"electrode) 3 is provided.

内側電極3は酸素イオン伝導性の固体’l′N、解質4
で包持されており、この固体電解質4を挾んで内側電極
3と対向する位置に外側電極(酸素測定電極)5が積層
されている。そして、これらアルミナ基板2、内側電極
3、固体電解質4および外側電極5は多孔質保護層6に
よって被覆されており、アルミナ基板2内には固体電解
質4の活性を保つように適温に加熱するヒータ7が内蔵
されている。内側’fR軸3 Kは彼達する電流供給回
路8から抵抗11.Bを介して流し込み電流Isが供給
されており、この流し込み電流ISは内側電極3に基準
11り素分圧Paを発生させる。一方、外側電極5にお
ける酸素分圧Pbは被測定ガスの有する酸素分圧であ・
す、これらの酸素分圧Pa、PbK基づいて両電極間に ILTIノ。
Inner electrode 3 is oxygen ion conductive solid 'l'N, solute 4
An outer electrode (oxygen measurement electrode) 5 is laminated at a position facing the inner electrode 3 with the solid electrolyte 4 sandwiched therebetween. These alumina substrate 2, inner electrode 3, solid electrolyte 4, and outer electrode 5 are covered with a porous protective layer 6, and a heater is installed inside the alumina substrate 2 to heat the solid electrolyte 4 to an appropriate temperature to maintain its activity. 7 is built-in. The inner 'fR axis 3K connects the current supply circuit 8 to the resistor 11. An inflow current Is is supplied via B, and this inflow current IS generates a reference 11 elemental partial pressure Pa at the inner electrode 3. On the other hand, the oxygen partial pressure Pb at the outer electrode 5 is the oxygen partial pressure of the gas to be measured.
Based on these oxygen partial pressures Pa and PbK, ILTI is applied between both electrodes.

E二□・11]□ ・・・・・・・・・■4に’ Pb 但し、1L=気体定数、 ′1゛:絶対温度■°゛:フ
ァラデイ定婆文 なるネルンストの式により表わされる起電力1弓が発生
ずる。そして、この起?jj力1・]は所定の空燃比を
境として希薄側から過濃側に切り換ったとき、プラス側
へ大きく急変化し、そのリノり換り空燃比は前記流し込
み電流ISO値により変化する。また、酸素センサ1は
内部抵抗ILsを有しており、この内部抵抗I(、sは
酸素センサ1の活性状態に応じて変化する。
E2□・11]□ ・・・・・・・・・■4'Pb However, 1L=gas constant, '1゛: Absolute temperature■°゛: Origin expressed by Nernst's equation, Faraday constant statement Generates 1 electric power bow. And this happened? When switching from the lean side to the rich side at a predetermined air-fuel ratio, the air-fuel ratio changes greatly to the positive side, and the air-fuel ratio at the time of reno change changes depending on the inflow current ISO value. . Further, the oxygen sensor 1 has an internal resistance ILs, and this internal resistance I(,s changes depending on the activation state of the oxygen sensor 1.

再び第1図に′16いて、酸素センサ1の起電力eは内
部抵抗JASを通して酸素センサ出力Vsとして外部に
取り出されており、この出力Vsが切り換り空燃比で急
変するときの上限と下限の中間の1L圧値(以下、急変
点出力Vspという)は流し込み電流IsO値に比例し
て高くなる。これはly素セセンエが内部抵抗Rsを有
しており、この内部抵抗几Sによる電圧上昇分R,s・
■Sが加わるからである。すなわち、流し込み電流Is
 が供給されているときの急変点出力Vspは次式■に
より示される。
16 again, the electromotive force e of the oxygen sensor 1 is taken out to the outside as the oxygen sensor output Vs through the internal resistance JAS, and the upper and lower limits when this output Vs switches and suddenly changes with the air-fuel ratio. The intermediate 1L pressure value (hereinafter referred to as sudden change point output Vsp) increases in proportion to the inflow current IsO value. This is because the lytic element has an internal resistance Rs, and the voltage increase due to this internal resistance S is R,s.
■This is because S is added. That is, the inflow current Is
The sudden change point output Vsp when Vsp is supplied is expressed by the following equation (2).

Vs l) = V(、+ R5−1,s −−−−・
−−−−■但し、Vo:流し込み電流が零のとき の急変点出力 したがって、例えば取素センサ1にセンサ出力Vs が
常に名、変点出力■Spとなるように流し込み電流Is
を供給すると、この流し込み電流【Sの値は切り換り空
燃比に対応した大きさとなる。すなわち、流し込み電流
ISと切り換り空燃比(言い換えれば、排気中の酸素濃
度)とは第3図に示すよ5に1:Iの関係で表わされ、
流し込み電流Is の値を検出することにより現空燃比
を検出することができる。
Vs l) = V(, + R5-1,s -----・
----■ However, Vo: sudden change point output when the injected current is zero. Therefore, for example, inject the current Is into the sensor 1 so that the sensor output Vs is always equal to the change point output ■Sp.
When S is supplied, the value of this injected current [S becomes a magnitude corresponding to the switching air-fuel ratio. That is, the inflow current IS and the switching air-fuel ratio (in other words, the oxygen concentration in the exhaust gas) are expressed in a 1:I relationship as shown in FIG.
The current air-fuel ratio can be detected by detecting the value of the inflow current Is.

そこで、現空燃比に対応する急変点出力Vspを目標電
圧Vaとして設定しくVa二VSI)とし)、センサ出
力vS がこの目標電圧Va となるように流し込み電
流Is を供給して、その′亀15tt値を検出するこ
とにより、現空燃比を検出して℃・る。
Therefore, the abrupt change point output Vsp corresponding to the current air-fuel ratio should be set as the target voltage Va (Va2VSI)), and the inflow current Is is supplied so that the sensor output vS becomes the target voltage Va. By detecting the value, the current air-fuel ratio is detected.

すなわち、流し込み電θij l sの値は抵抗1(、
Bの両端間の電圧降下として電θ1し値検出回路9によ
り検出されており、電流値検出回路9はオペアンプOP
I、(JP2および抵抗Jtl、Iも2.1も3.1も
4より構成されている。この電01仁値検出回路9は流
し込み電流Isの値を抵抗I+、、の両舊1.1間の′
、I。
In other words, the value of the injected current θij l s is the resistance 1 (,
The voltage θ1 is detected as a voltage drop between both ends of B by the value detection circuit 9, and the current value detection circuit 9 is detected by the operational amplifier OP.
I, (JP2 and resistor Jtl, I, 2.1, and 3.1 are both 4. This electric current value detection circuit 9 calculates the value of the injected current Is to both sides of the resistor I+, 1.1. Among'
,I.

圧降下として測定し電圧信号■1 を出力している。電
流供給回路8はオペアンプOP3、(月)4、OF2お
よび抵抗R5、Iも6、Iも7、Iも8.1も9.1も
10より構成されており、酸素センサ出力Vsか次式■
で与えられる目標電圧Vaとなるように流し込み電流I
sを供給して℃・る。
It measures the pressure drop and outputs the voltage signal ■1. The current supply circuit 8 is composed of operational amplifiers OP3, (Monday) 4, OF2 and a resistor R5, I is 6, I is 7, I is 8.1, I is 9.1 and 10, and the oxygen sensor output Vs is calculated by the following formula: ■
The injected current I is set to the target voltage Va given by
Supply s to ℃・ru.

Va =■o’+ k Vi・・・・・・・・・■但し
、k:定数 vo二流し込み電流Isが零のと きの電流値検出回路9の出 力■1 すなわち、電流供給回路8は電蝕電圧15Vを抵抗R5
,1モロで分圧して」二記■式中の■。に和尚する基準
電圧V。を設定するとともに、この基準電圧V。K電流
値検出回路9の出力Viを定数1(倍した電圧を加算す
ることにより目標電圧Vaを決定し、オペアンプOP5
により酸素センサ出力Vsが目標電圧Va と一致する
ように流し込み%a I Sを制御している。なお、定
数I((」内部抵抗It、 sによる電圧上昇分R,s
・Isの」−乗せを補償するため、次式〇が成立する値
に設定される。
Va = ■ o' + k Vi ...... ■ However, k: Constant vo2 Output of the current value detection circuit 9 when the inflow current Is is zero ■1 In other words, the current supply circuit 8 Eclipse voltage 15V with resistor R5
, the partial pressure is 1 mole.'' ■ in the formula. The reference voltage V that is adjusted to In addition to setting this reference voltage V. By adding the voltage obtained by multiplying the output Vi of the K current value detection circuit 9 by a constant 1 (1), the target voltage Va is determined, and the operational amplifier OP5
%a IS is controlled so that the oxygen sensor output Vs matches the target voltage Va. In addition, the voltage increase R, s due to the constant I(('' internal resistance It, s
・In order to compensate for the negative multiplication of Is, it is set to a value that satisfies the following equation.

Va=Vo+k Vi =Vo十Rs・IS・・・・・
・■一方、エンジンへの燃料の供給は空燃比制御手段1
0により行われており、空燃比制御手段10は運転条件
に応じて目標空燃比を設定するとともに、電流値検出回
路9の出力Viに基づいて図示しない燃料供給手段(例
えば、インジェクタ)の供給する燃料噴射量を制御して
空燃比を目標空燃比に制御している。この場合、前述し
たようにjM bft、値検出回路9の出力Vi+ま流
し込み型溝ISの値に対応しており、流し込み電流IS
O値は酸素センサ1の切り換り空燃比に対応している。
Va=Vo+k Vi=Vo1Rs・IS...
・■On the other hand, the air-fuel ratio control means 1 supplies fuel to the engine.
The air-fuel ratio control means 10 sets the target air-fuel ratio according to the operating conditions, and also controls the supply of fuel from a fuel supply means (for example, an injector, not shown) based on the output Vi of the current value detection circuit 9. The air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio by controlling the fuel injection amount. In this case, as described above, jM bft, the output Vi+ of the value detection circuit 9, corresponds to the value of the pouring groove IS, and the pouring current IS
The O value corresponds to the switching air-fuel ratio of the oxygen sensor 1.

そして、この切り換り空燃比は流し込み7114流IS
O増加に伴って理論仝5比よりリーン側に移行する。し
たかつて、現空燃比(例えば、リーン望燃比)に対応す
る急変点出力Vspを目標電圧■;鬼 として設定し、
−ヒンサ出力Vsが目標市、圧Va とiA7るように
流し込み電流Isを供給する。この流し込些電流Isは
現空燃比に応じた値となり、その値を検出することによ
り、現空燃比が検出される。そして、空燃比制御手段1
0が電流値検出回路90出力■1に基づいて現空燃比の
目標空燃比からσ)ずれの大きさを判断し、このずれθ
つ大ぎさにI、i;じて燃料供給量を適切に制御するこ
とにより、空燃比が目標空燃比に制御される。
Then, this switching air-fuel ratio is injected into the 7114 style IS.
As O increases, the ratio shifts to the leaner side than the theoretical 5 ratio. Once, the sudden change point output Vsp corresponding to the current air-fuel ratio (for example, lean desired fuel-fuel ratio) was set as the target voltage ■;
- Supply the inflow current Is so that the sensor output Vs is equal to the target voltage Va and iA7. This small inflow current Is has a value corresponding to the current air-fuel ratio, and by detecting this value, the current air-fuel ratio is detected. Then, the air-fuel ratio control means 1
0 determines the size of the deviation of the current air-fuel ratio from the target air-fuel ratio σ) based on the current value detection circuit 90 output
The air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio by appropriately controlling the fuel supply amount according to the magnitude I, i;.

しかしながら、このような先願の空燃比制御装置にあっ
ては、現望燃比に対応する急変点出力V S I)を目
標電圧Va として設定し、センサ出力Vsがこの目標
電圧Vaとなるように流し込み電流Isを供給するとと
もに、この電流値を検出している電oIC値検出回路9
の出力■1に基づいて空燃比を制御する構成と7Zって
いたため、例えば第4図に示すように排気熱や経時変化
により酸素センサ1の多孔質保強層6がところどころ剥
離した場合、あるいは酸素センサ1のリード線11やヒ
ータ線12が断線した場合には」1記出力■1が現空燃
比に正確に対応しなくなり、空燃比の判1fliを誤る
おそれが、しる。
However, in the air-fuel ratio control device of the prior application, the sudden change point output VSI corresponding to the current desired fuel ratio is set as the target voltage Va, and the sensor output Vs is set to the target voltage Va. An electric IC value detection circuit 9 that supplies the inflow current Is and detects this current value.
Since the configuration was such that the air-fuel ratio was controlled based on the output ■1 of the oxygen sensor 1, for example, as shown in FIG. If the lead wire 11 or heater wire 12 of the sensor 1 is disconnected, the output (1) will no longer accurately correspond to the current air-fuel ratio, and there is a risk that the air-fuel ratio will be incorrectly determined.

その結果、空燃比を目標空燃比に開側1することか内角
1tとなり、エン・ジンの運転性が態化するおそれがあ
る。例えば、空燃比がよりリッチ側に制御されると排気
ミッションの増加や燃費の増ナシ招くへ一方−よりリー
ン側に制御されると、燃焼が不安定となり極端な場合に
(まエンスト1−る。
As a result, if the air-fuel ratio is opened to the target air-fuel ratio, the internal angle becomes 1t, which may impair engine drivability. For example, if the air-fuel ratio is controlled to be richer, it will increase the exhaust mission and increase fuel efficiency. On the other hand, if it is controlled to be leaner, combustion will become unstable and in extreme cases (or the engine stalls). .

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで本発明は、流し込み’f11.θ1rθつ(iI
をIツ[定基準値と比較して酸素〜ヒンサカ・異”であ
る力・占かを判別するとともに、異常であると4111
″A1]シたときには空桝比のフィー1:′ノぐツク制
j1111を弓コ」」−シて所定空燃比にクランプする
ことによI9.1)俊素センサの異常に伴う空燃比制御
σ)悪イヒをIIh 1)−Lエンジンの運転性を向上
させることをff1l (V−Jとしている。
Therefore, the present invention provides pouring 'f11. θ1rθ (iI
It compares it with the standard value to determine whether it is a power or divination that is abnormal, and if it is abnormal, 4111
``A1] When the air-fuel ratio is turned off, clamp the air-fuel ratio to a predetermined air-fuel ratio. σ) Improving the drivability of the 1)-L engine is defined as ff1l (V-J).

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明による空燃比制匝1]装置+U、エンジンの排気
中の酸素濃度を検出しθし込み’Fli、’ Mtσ)
 %−に応じた空燃比で出力電圧の泡散するrlり素セ
ンサと、該酸素センサ出力が所定(jQと)’CZ)−
’E うに流し込み電びLを供給する電jib j’i
’:給千1父と、fAf L込み電流の値を検出する電
bIC値検1:l”−= s役と、8亥電流値検出手段
の出力に基づ見・て架炉≦1ヒを目にli4空燃比にフ
ィートノζツク制御するとともに、9.亥フィードバッ
ク制御の中止が指令されたとき空燃比を所定空燃比に維
持する空燃比制御手段と、流し込み電流の値を所定基準
値と比較して酸素センサが異常であるか否かを判別する
とともに、異常であると判別したとき前記フィードバッ
ク制御の中止を指令する中止指令手段と、運転条件に応
じて前記所定基準値を設定する基準値設定手段と、を備
えており、酸素センサが異常であると判別したとキ柴燃
比のフィードバック制御を中止して、空燃比を所定空燃
比にクランプするものである。
Air-fuel ratio control according to the present invention 1] Device +U detects the oxygen concentration in the engine exhaust gas and injects θ 'Fli,' Mtσ)
%-, and the oxygen sensor output is set to a predetermined value (jQ and)'CZ)-
'E Electricity jib j'i that supplies electricity L to the sea urchin
': Electric bIC value detection that detects the value of fAf L-included current 1: l''-= s role, and 8. 9. air-fuel ratio control means for maintaining the air-fuel ratio at a predetermined air-fuel ratio when a command is given to stop the feedback control; a stop command means for determining whether or not the oxygen sensor is abnormal by comparison, and for commanding to stop the feedback control when it is determined that the oxygen sensor is abnormal; and a standard for setting the predetermined reference value according to operating conditions. and a value setting means, which stops the feedback control of the air-fuel ratio and clamps the air-fuel ratio to a predetermined air-fuel ratio when it is determined that the oxygen sensor is abnormal.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図ukjK基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the figures ukjK.

第5.6図は本発明の一実施例を示す図であり、この実
施例の説明にあたり、先願例と同一構成部分には同−才
1号を附してその説明を省1’&する。
Fig. 5.6 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and in explaining this embodiment, the same component parts as those in the previous application will be given the same reference number 1 and the explanation thereof will be omitted. do.

まず、構成を説明すると、第5図において、酸素センサ
1は第2図に示した従来例と同様のもので、電源C1内
部抵抗R・Sおよびヒータ抵抗RHより示され、出力電
圧■sを出力する。なお、酸素センサ1の電極とヒータ
のアース線は共用して外部に取り出されて(・る。酸素
センサ1のヒータにはヒータ制御回路21からヒータ電
流L Hが供給されており、ヒータはヒータ電流iHに
より発熱して酸素センサ1を適切に活性化している。ま
た、酸素センサ1にT−]電流供給回路(電流供給手段
)8から流し込み%流]Sが供給されており、この流し
込ミ電流Jsの値は電流値検出回路(電流値検出手段)
9により検出される。すなわち、電流値検出回路9−流
し込み電流IsO値を検出し、該電θ1仁15に比例し
た電圧48号Viを出力してし・る。電b゛(1値検出
回路90出力■1はローパスフィルタ22を介して中止
指令手段23に人力されており、中止指令手段23は比
較器2/I、25、オア回路26およびソリツブフロッ
プ回路27により構成されて(・る。ローパスフィルタ
22は出力■1の低周波成分のみを通過させており、こ
のローパスフィルタ22の出力は比較器24.25に入
力されて(・る。したがって、比較器24.25には流
し込み電流Isの値に対応した電圧信号のみが入力され
、雑音信号(主に高周波成分)は入力されない。比較器
24.25には、さらに基準値設定手段28から上限値
(JLおよび下限値L I、がそれぞれ入力されている
。ここで、上限値U Lは、例えば酸素センサ1の多孔
質保護層が剥離したときの流し込み電流1. sの値(
このとき、電流値は非常に大きくなる)よりさらに大き
い所定11区に設定され、流し込み電流Is かこの上
限値U Lを越えると、酸素センサ]が異常であると判
別される値である。一方、1限(i+J L l、kJ
、例えば酸素センサ1の多孔質保Di Iν・七が目詰
りを起こしたときの流し込み電流Isの値(このとき、
電流値は通常より小さくなる)よりさらに小さい所定値
に設定され、流し込み電流1. sがこの下限値り、L
未満になると、やはり酸素センサ1が異常であると判別
される値である。
First, to explain the configuration, in FIG. 5, the oxygen sensor 1 is similar to the conventional example shown in FIG. Output. Note that the electrode of the oxygen sensor 1 and the ground wire of the heater are shared and taken out to the outside.The heater of the oxygen sensor 1 is supplied with heater current LH from the heater control circuit 21, and the heater The current iH generates heat and activates the oxygen sensor 1 appropriately.Additionally, the oxygen sensor 1 is supplied with a T-] current supply circuit (current supply means) 8 with a flowing % flow]S. The value of the current Js is determined by the current value detection circuit (current value detection means)
Detected by 9. That is, the current value detection circuit 9 detects the inflow current IsO value and outputs a voltage No. 48 Vi proportional to the electric current θ1 15. The voltage b'(1 value detection circuit 90 output ■1 is manually inputted to the abort command means 23 via the low-pass filter 22, and the abort command means 23 is connected to the comparator 2/I, 25, the OR circuit 26, and the solve flop circuit. The low-pass filter 22 passes only the low frequency component of the output 1, and the output of the low-pass filter 22 is input to the comparator 24.25. Only a voltage signal corresponding to the value of the injected current Is is inputted to the comparator 24.25, and no noise signal (mainly high frequency components) is inputted to the comparator 24.25. (JL and lower limit value LI, are each input. Here, upper limit value UL is the value of the injected current 1.s when the porous protective layer of the oxygen sensor 1 is peeled off, for example) (
At this time, the current value is set to 11 predetermined sections that are even larger than the current value (which becomes very large), and when the inflow current Is exceeds this upper limit value UL, it is determined that the oxygen sensor is abnormal. On the other hand, 1st period (i+J L l, kJ
, for example, the value of the injected current Is when the porous retainer Di Iν・7 of the oxygen sensor 1 is clogged (at this time,
The current value is set to a predetermined value that is even smaller than the current value (which is smaller than normal), and the inflow current 1. s is this lower limit, L
If the value is less than this value, it is determined that the oxygen sensor 1 is abnormal.

したがって、比較器24はV i ) U Lのと2J
ICH)となる信号S1を、 また比較器25はVi(
LLのとき〔I(〕となる侶信号2をオア回路26にそ
れぞれ出力し、オア回路26はV i (L L 、 
U L 〈V iのとき[1−1’:lとなる信号S3
をソリツブフロップ回路27に出力する。
Therefore, the comparator 24 has V i ) U L and 2J
The comparator 25 receives the signal S1 which becomes Vi(ICH).
The OR circuit 26 outputs the signal 2 which becomes [I(] when LL,
Signal S3 that becomes [1-1':l when U L <V i
is output to the solid flop circuit 27.

フリツプフロツプ回路27け〔11〕信号が入力された
とき方ソトされ、以後〔11〕に保持される中止指令信
号S4を出力する。すなわち、中止指令手段23は流し
込み電流1Sの値が所定基準範囲L L −U L内に
あるときには酸素センサ1が正常であると判別し、一方
所定シ、(阜範囲外になると、酸素センサ1が異常であ
ると判別して後述するように空燃比のフィードバック制
御の中止を指令する中止指令信号S、を出力する。
When the flip-flop circuit 27 receives the [11] signal, it is sorted and outputs a stop command signal S4 that is held at [11] thereafter. That is, the stop command means 23 determines that the oxygen sensor 1 is normal when the value of the injected current 1S is within the predetermined reference range LL-UL, and on the other hand, when the value of the injected current 1S is outside the predetermined reference range, the oxygen sensor 1 is determined to be abnormal, and outputs a stop command signal S, which commands to stop the air-fuel ratio feedback control, as will be described later.

上記上限値U Lおよび下限値1,11は、基準値設定
手段28によりツユニルカット時とカット時以外の2段
階の値にそれぞれ設定される。
The upper limit value UL and the lower limit values 1 and 11 are set by the reference value setting means 28 to two levels of values, one for cutting and the other for cutting.

すなわち、29はツユニルカット回路であり、ツユニル
カット回路29にはエンジン回転信号N、車速信号Sp
およびアクセル開度信号Acが入力されている。そして
、ツユニルカット回路29はこれらの信号N、Sp、A
cに基づいてツユニルカットするか否かを判断し、ツユ
ニルカットすると判断したとき(例えば、減速時)には
ツユニルカット信号S、を基準値設定手段28に出力す
る。基準値設定手段28はツユニルカットされていない
ときには上限値ULをULlに、下限値LLをLLlに
それぞれ設定し、ツユニルカット時には上限値ULをU
l、2(但し、Ul、、、<:’Ul、、)に、下限値
LLをLJ、2(但し、1月’2>L’l)にそれぞれ
設定する。
That is, 29 is a twin cut circuit, and the twin cut circuit 29 receives an engine rotation signal N and a vehicle speed signal Sp.
and an accelerator opening signal Ac are input. Then, the twin cut circuit 29 receives these signals N, Sp, and A.
It is determined whether or not to perform a twin cut based on c, and when it is determined that a twin cut is to be made (for example, during deceleration), a twin cut signal S is output to the reference value setting means 28. The reference value setting means 28 sets the upper limit value UL to ULl and the lower limit value LL to LLl when the twin cut is not performed, and sets the upper limit value UL to UL when the twin cut is not performed.
The lower limit value LL is set to LJ, 2 (however, January'2>L'l) for LJ, 2 (where, Ul, , <:'Ul, , ), respectively.

エンジンの燃料の供給は空燃比制御手段30により行わ
れており、空燃比制御手段30は補正係数演算回路31
および噴射量制御回路32により構成されている。補正
係数演算回路31には電流値検出回路9の出力Vi が
入力されるとともに、酸素センサ1が異常であると判別
さlしたとき前記中止指令信号S4が入力される。
The supply of fuel to the engine is performed by an air-fuel ratio control means 30, and the air-fuel ratio control means 30 is controlled by a correction coefficient calculation circuit 31.
and an injection amount control circuit 32. The output Vi of the current value detection circuit 9 is input to the correction coefficient calculation circuit 31, and the above-mentioned stop command signal S4 is input when it is determined that the oxygen sensor 1 is abnormal.

そして、補正係数演算回路31は上記出力■1に基づい
て空燃比を目標空燃比に補正する補正係数αを演算する
とともに、酸素センサ1の異常時には、この補正係数α
を所定値α。にクランプする。この場合、所定値α。は
空燃比を所定空燃比、例えば理論空燃比に補正する値で
ある。噴射量制御回路32はエンジンの運転状態に基づ
いて基本噴射量を演算するとともに、この基本噴射量に
補正係数αを乗じて最終噴射量を決定して図示しないイ
ンジェクタの供給する燃料噴射量を制御する。また、ツ
ユニルカット回路29かもツユニルカット信号S、が入
力されたとき(ツユニルカット時)には、エンジンへの
燃料の供給を停止する。したがって、免燃比制御手段3
0は通常は空燃比を目標空燃比に制御し、酸素センサ1
の異?’l; II、’7にはフィードバック制御を中
止して空燃比を所定空燃比に維持する。
Then, the correction coefficient calculation circuit 31 calculates a correction coefficient α for correcting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the output (1), and when the oxygen sensor 1 is abnormal, the correction coefficient α
is a predetermined value α. Clamp on. In this case, the predetermined value α. is a value for correcting the air-fuel ratio to a predetermined air-fuel ratio, for example, the stoichiometric air-fuel ratio. The injection amount control circuit 32 calculates a basic injection amount based on the operating state of the engine, and multiplies this basic injection amount by a correction coefficient α to determine the final injection amount to control the fuel injection amount supplied by an injector (not shown). do. Further, when the twin cut signal S is input to the twin cut circuit 29 (during the twin cut), the supply of fuel to the engine is stopped. Therefore, the combustion ratio control means 3
0 normally controls the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio, and oxygen sensor 1
The difference? 'l; II, '7, the feedback control is stopped and the air-fuel ratio is maintained at a predetermined air-fuel ratio.

次に、第6図を参照して作用を説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIG.

■通常運転時(ツユニルカット時以外)酸素セン?1の
異常を判別する基準植は上限値がUL、に、下限値がL
L、にそれぞれ設定される。このとき、酸素センサ1が
正常であれば電流値検出回路9の出力Vi(以下、単に
出力Viという)は第6図実線1で示すような変化とな
り、この出力Viの変化に基づいて空燃比が目標空燃比
に制御される。一方、酸素センサ1に劣化か生じたとき
には、その劣化程度に応じて出力Vi の大きさが実線
Aと異なる。
■Oxygen sensor during normal operation (other than when cutting the tube)? The reference plant for determining abnormality 1 has an upper limit of UL and a lower limit of L.
L, respectively. At this time, if the oxygen sensor 1 is normal, the output Vi of the current value detection circuit 9 (hereinafter simply referred to as output Vi) changes as shown by the solid line 1 in FIG. is controlled to the target air-fuel ratio. On the other hand, when the oxygen sensor 1 deteriorates, the magnitude of the output Vi differs from the solid line A depending on the degree of deterioration.

例えば、酸素センサ1の多孔質保峻層が部分的に剥離し
たときには出力Viが第6図実線1で示すような変化と
なり、空燃比が実際よりリーンな値に判断される。その
結果、空燃比が目標よりもリンチ側に制(il[される
。また、酸素センサ1の多孔質保ft’Ai層が目詰り
を起こしたときには出力■1 が第6図実線1で示すよ
うな変化となり、空燃比が実際よりリッチな値に判断さ
れる。その結果、空燃比が目標よりもリーン側に制御さ
れる。ところで、このような軽度の劣化を通常運転時に
精度よく検出することは実際上困英ILである。そこで
、このような軽度の劣化は次項■で述べるように7ユ工
ルカツト時に精度よく検出して(・る。さらに、酸素セ
ンサ1の劣化として出カリーr線か断線したときには出
力Viが零(Vi=O)(第6図実線1)参照)となり
、またアース線が断線したときには出力Viが負の値(
Vi<0)(第6図実線1じ参照)となる。そして、こ
のような重度の劣化であるときには第6図に示すように
V i (L L、となることから、中止指令手段23
により(q′27<センサ1の異常が判別されて空燃比
のフィートノζツク制御が中止され、空燃比が所定墾燃
比にA11J”+される。その結果、酸素センサlか異
′1:;醤〔あイ)にも拘らずエンジンの運転(IJの
悪化をI)j tlゾ1−ることができる。
For example, when the porous retaining layer of the oxygen sensor 1 is partially peeled off, the output Vi changes as shown by the solid line 1 in FIG. 6, and the air-fuel ratio is determined to be leaner than it actually is. As a result, the air-fuel ratio is controlled to the Lynch side compared to the target. Also, when the porous Ai layer of the oxygen sensor 1 becomes clogged, the output 1 becomes as shown by the solid line 1 in Figure 6. As a result, the air-fuel ratio is judged to be richer than it actually is.As a result, the air-fuel ratio is controlled to be leaner than the target.By the way, it is difficult to accurately detect such mild deterioration during normal operation. is actually a difficult IL.Therefore, as described in the next section (■), such mild deterioration can be detected accurately during the 7-hour cut.Furthermore, as deterioration of oxygen sensor 1, the output When the ground wire is broken, the output Vi becomes zero (Vi=O) (see solid line 1 in Figure 6), and when the ground wire is broken, the output Vi becomes a negative value (
Vi<0) (see solid line 1 in Figure 6). When the deterioration is severe like this, V i (L L) as shown in FIG.
(q′27<Sensor 1 abnormality is determined, the air-fuel ratio foot check control is stopped, and the air-fuel ratio is increased to the predetermined enriched fuel ratio by A11J”+. As a result, the oxygen sensor 1 is abnormal. It is possible to operate the engine (deterioration of IJ) despite the sauce.

■ツユニルカット時 酸素セン−シー1の異常を判別するノ1(、イ111−
値は上限値がUL2に、下限値が1ノド2にそれぞれ設
定される。このとき、排気管内は大気で;ii”’iた
され、酸素濃度は大気に対して21%の値に、また空燃
比は無限大となる。したがって、出力■1は一義的に決
定され、大気に対応した大きさとなる必要がある。そこ
で、上、下限値UL2、LIJ2に挾まれた正常判別範
囲LL2〜UL2を前項■に比して狭めることにより、
軽度の劣化を精度よく検出している。ずなわち、酸素セ
ンサ1が劣化し、例えば出力Viが第6図中実線Bある
いはCのように変化すると、V i ) U L2ある
いはV i (L L2となり中止指令手段23により
酸素センサ1が異常であると判別される。したがって、
ツユニルカットが停止され通常運転に移行した際には、
空燃比のフィードバック制御が停止される。その結果、
軽度の劣化であっても前項■の場合と同様にエンジンの
運転性の悪化を防止することができる。
■Distinguishing the abnormality of oxygen sensor 1 when cutting the tube 1 (111-
The upper limit value is set to UL2, and the lower limit value is set to 1 node 2. At this time, the inside of the exhaust pipe is the atmosphere, the oxygen concentration is 21% of the atmosphere, and the air-fuel ratio is infinite. Therefore, the output ■1 is uniquely determined, It is necessary to have a size that corresponds to the atmosphere.Therefore, by narrowing the normality determination range LL2 to UL2 between the upper and lower limit values UL2 and LIJ2 compared to the previous item (■),
Slight deterioration is detected with high accuracy. That is, when the oxygen sensor 1 deteriorates and the output Vi changes as shown by the solid line B or C in FIG. It is determined that it is abnormal. Therefore,
When Tsuunil Cut is stopped and normal operation resumes,
Air-fuel ratio feedback control is stopped. the result,
Even if the deterioration is mild, it is possible to prevent deterioration of engine drivability, as in the case of item (3) above.

なお、本実施例では酸素センサが異常であると判別した
ときフィードバック制御を中止して(・るが、このよう
なとき、さらに例えば異常を告げる警報を発するように
してもよい。そして、そのようにすれば運転者に注意を
促すことができ、適切な処置をとることができる。
In this embodiment, when it is determined that the oxygen sensor is abnormal, the feedback control is stopped. This will alert the driver and allow them to take appropriate action.

また、本実施例では酸素センサの異常な判別する基準値
を2つ設定して(・るが、これは2つに限らず1つであ
ってもよいことは勿論である。
In addition, in this embodiment, two reference values are set for determining whether the oxygen sensor is abnormal, but it goes without saying that the number is not limited to two and may be one.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、酸素センサが異′畠であると判別した
とき空燃比のフィードバック制t]11を中止して空燃
比を所定空燃比にクランプすることができ、酸素センサ
の異常に伴う柴燃比制御の悪化を防止して、エンジンの
運転性を向」ニさせることができる。
According to the present invention, when it is determined that the oxygen sensor is abnormal, it is possible to cancel the air-fuel ratio feedback control t]11 and clamp the air-fuel ratio to a predetermined air-fuel ratio. It is possible to prevent deterioration of fuel ratio control and improve engine drivability.

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

第1〜4図は先願の空燃比制御装置を/」りす図であり
、第1図はその回路’l’R成図、第2 j&Iはその
酸素センサの1jyi面図、pg :3図はそのぴ11
−込み電b1シと空燃比との関係を示す図、第11N−
その酸素センサが劣化したときの断面図、第5.6図は
本発明による空燃比fljlJ御装置の一実カロ占例を
示す図であり、第5図はその回路構成図、第6図はその
作用を説明するためにN ’fAt値検出回路の出力V
i と空燃比との関係を示す図である。 1・・・・・・酸素センサ、 8・・・・・・電流供給手段、 9・・・・電流値検出手段、 23・・・・・・中止指令手段、 28・・・・・・基準値設定手段、 30・・・・・・空燃比制御手段。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士有我軍一部 第2図 ら 第4図 第3図
Figures 1 to 4 are diagrams of the air-fuel ratio control device of the earlier application, Figure 1 is its circuit 'l'R diagram, Figure 2J&I is a 1jyi side view of the oxygen sensor, and PG:3. Hasonopi 11
- Diagram showing the relationship between the included electric power b1 and the air-fuel ratio, No. 11N-
FIG. 5.6 is a cross-sectional view of the oxygen sensor when it has deteriorated, and FIG. To explain the effect, the output V of the N'fAt value detection circuit is
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between i and the air-fuel ratio. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Oxygen sensor, 8... Current supply means, 9... Current value detection means, 23... Cancellation command means, 28... Standard value setting means, 30... air-fuel ratio control means; Patent Applicant Nissan Motor Co., Ltd. Representative Patent Attorney Ugagun Part 2, et al. 4, 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの排気中の酸素濃度を検出し流し込み電流の値
に応じた空燃比で出力電圧の急変する酸素センサと、該
酸素センサ出力が所定値となるように流し込み電流を供
給する電流供給手段と、流し込み電流の値を検出する電
流値検出手段と、該電流値検出手段の出力に基づいて空
燃比を目標空燃比にフィートノ々ツク制御するとともに
、該フィードバック制御の中止が指令されたとき空燃比
を所定空燃比に維持する空燃比制御手段と、流し込み電
流の値を所定基準値と比較して酸素センサが異常である
か否かを判別するとともに、異常であると判別したとき
前記フィードバック制御の中止を指令する中止指令手段
と、運転条件に応じて前記所定基準値を設定する基準値
設定手段と、を備えたことを特徴とする空燃比制御装置
an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the engine and whose output voltage suddenly changes at an air-fuel ratio according to the value of the inflow current; and a current supply means that supplies the inflow current so that the output of the oxygen sensor becomes a predetermined value. a current value detection means for detecting the value of the injected current; and foot-knock control of the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the output of the current value detection means, and when a command is given to stop the feedback control, the air-fuel ratio is an air-fuel ratio control means that maintains the air-fuel ratio at a predetermined air-fuel ratio; a value of the injected current is compared with a predetermined reference value to determine whether or not the oxygen sensor is abnormal; and when it is determined that the oxygen sensor is abnormal, the feedback control is stopped. 1. An air-fuel ratio control device comprising: a stop command means for commanding a command; and a reference value setting means for setting the predetermined reference value according to operating conditions.
JP20711783A 1983-11-04 1983-11-04 Air-fuel ratio control device Pending JPS6098142A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157254A (en) * 1985-12-28 1987-07-13 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio control device of internal combustion engine
US4724814A (en) * 1986-03-27 1988-02-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System of abnormality detection for oxygen concentration sensor

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