JP2832049B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JP2832049B2
JP2832049B2 JP1317811A JP31781189A JP2832049B2 JP 2832049 B2 JP2832049 B2 JP 2832049B2 JP 1317811 A JP1317811 A JP 1317811A JP 31781189 A JP31781189 A JP 31781189A JP 2832049 B2 JP2832049 B2 JP 2832049B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、エンジンに供給する混合気の空燃比を空燃
比センサで検出し、当該検出空燃比を目標値に収束させ
るようにフィードバック制御するエンジンの空燃比制御
装置に係わり、特に、空燃比センサの不活性状態を検出
してこの不活性状態時には空燃比のフィードバック補正
制御を禁止するようにしたエンジンの空燃比制御装置の
改良に関する。
《従来の技術》 最近の電子制御式エンジンでは次のような空燃比制御
技術が実用化されている。
すなわち、第4図に示すようにエンジン2の吸気系4
に設けられたインジェクタ6から噴射供給される燃料量
はマイクロコンピュータでなるコントローラ8によって
制御される。良く知られているようにコントローラ8は
エアーフローメーター10で検知した吸入空気量と回転セ
ンサ12で検知したエンジン回転数とに基づいて燃料供給
量の基本値を演算するとともに、暖機増量補正,始動後
増量補正,加速増量補正,高負荷増量補正,吸気温補
正,それに本発明の対象である空燃比のフィードバック
補正などの各種の補正をエンジン2の運転状態に応じて
適宜実行し、最終的な燃料供給量を決定する。
空燃比のフィードバック補正はエンジン回転数および
負荷が所定の範囲(フィードバックゾーン)内にある
等,その実行条件が成立している場合に、排気系14に設
けられたO2センサ16aなどの空燃比センサ16の出力に基
いて行われる。
O2センサ16aはその特性により、空燃比が理論空燃比
より濃いと高い起電力を出力し、薄いと低い起電力を出
力する。また、その起電力は理論空燃比の近傍で大きく
変化する。コントローラ8はO2センサ16aの出力Vaと理
論空燃比に対応するある一定の基準電圧値αとを比較
し、基準電圧値αよりも高い場合は濃いと判断して燃料
を減少させ、逆に基準電圧値αよりも低い場合は薄いと
判断して燃料を増量させ、空燃比を理論空燃比付近に保
つように制御する。
また、エンジン2,エアーフローメーター10,インジェ
クタ6等の各製品の特性のバラツキおよび経年変化によ
って生じる基本空燃比のバラツキを補正するために、コ
ントローラ8に前記フィードバック補正に付帯して次の
ような学習制御を行わせるようにしたものもある。
前記フィードバック制御を実行している場合に、前記
フィードバック補正量の一定時間ごとの平均値をサンプ
リングしてその値をメモリに逐次更新しながら記憶す
る。このメモリに記憶した値をフィードバック補正学習
値と呼ぶ。コントローラ8はこの学習値もパラメータに
して燃料供給量の演算を行う。これは一種のフィードフ
ォワード制御であり、これによって空燃比の制御精度が
向上する。前記フィードバック制御が実行されていない
ときでもメモリに保持された学習値に基づいて前記学習
制御を実行することで、空燃比を理論空燃比に近付ける
ことができる。
またさらに、コントローラ8は前記フィードバック補
正に関連して次のような異常判定の処理も行う。すなわ
ち、空燃比の制御が正しく行われている場合、O2センサ
16aの出力は上記基準値電圧値αの近傍を中心にして上
下に振幅する波形を描く。これに対し、O2センサ16aの
出力が高レベル側あるいは低レベル側に膠着して長時間
変化しないのは、O2センサ16aの温度が低く活性状態に
至っていない場合か、またはそれ自体に故障が生じた場
合、もしくは空燃比制御系に何等かの故障が生じた場合
と考えられる。したがって、O2センサ16aの出力値Vaが
所定時間(例えば10秒)以上経過しても上記基準電圧値
αを越えて上下に反転しない場合、コントローラ8はO2
センサ16aが正常に作動しておらずフィードバック補正
制御系に異常事態が発生しているものとみなして空燃比
のフィードバック補正を停止する。
また、O2センサ16aの活性状態を発生するための電圧
値を上記基準電圧値αと相違させてエンジンに適合した
値に設定することにより、O2センサ16aの活性および不
活性状態を適確に判定し、速やかにフィードバック補正
の起動および停止を行い得るようにした技術が特公昭58
−24610号公報等で公知になっている。
《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、O2センサ16aの出力電圧値Vaによって
当該O2センサ16aの不活性状態等の空燃比のフィードバ
ック補正制御系の異常事態を検出しようとする場合に、
上記従来のようにO2センサ16aの活性および不活性状態
の判定基準をある一定点の基準電圧値に設定し、その基
準電圧値を越えてO2センサ出力値Vaが所定時間経過して
も反転しないことをもってその異常事態の判定を下すよ
うにすると、その基準電圧値をどこに設定するか、さら
に上記所定時間をどの程度に設定するかが、空燃比のフ
ィードバック補正制御を長期に亘って安定的に且つ信頼
性高く維持する上で難しい。
すなわち、上記基準電圧値を低く設定すると、O2セン
サ16aが実際には不活性状態であるにもかかわらず、微
小な出力レベルのノイズが上記基準電圧値を越えてしま
うことがあり、こうした際に誤判定を招き、これが異常
事態の判定を遅らせる要因となる。また、逆に基準電圧
値を高く設定すると活性状態への移行の判定時期が遅
れ、迅速にフィードバック補正制御を起動し得なくなる
という不具合が生じる。
一方、上記所定時間を短く設定すると、学習制御を行
わせている場合に不具合を生じることがある。つまり、
バッテリーが外される等してその学習補正値がクリアさ
れた場合には、その学習補正値が新たに妥当な値までリ
セットされるまでの間、O2センサ16aからの出力値Vaは
その上限値Va maxあるいは下限値Va minにへばりつくこ
とがある。したがって、こうした際にフィードバック補
正が停止されてしまい、このため学習補正値の更新も不
可能になって以後のフィードバック補正制御および学習
制御が起動し得なくなる事態に陥る虞がある。また、逆
に上記所定時間を長く設定すると、O2センサ16aの不活
性および故障などの空燃比制御系の異常事態の判定が遅
れてしまう。
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、空燃比センサの活性および不活性状態,も
しくは空燃比制御系の異常事態をより適確に判定でき、
もって空燃比制御を可及的に高精度に行い得るエンジン
の空燃比制御装置を提供することにある。
《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するために、エンジンに供
給される混合気の空燃比を検出して極短時間のサイクル
で出力する空燃比センサと、該空燃比センサの出力に応
じて該空燃比センサ出力値を目標値にフィードバック補
正するフィードバック制御手段と、前記空燃比センサ出
力の最新値が、該空燃比センサの不活性を判定する判定
用最大値として既に設定されている値を越えていると、
該最新値を該判定用最大値として逐次更新設定する一
方、該最新値が該空燃比センサの不活性を判定する判定
用最小値として既に設定されている値を下回っている
と、該最新値を該判定用最小値として逐次更新設定する
第1の更新設定手段と、前記空燃比センサの出力サイク
ルに比して十分長い所定時間が経過する毎に、前記判定
用最大値を一定値ずつ減少させてこれを新たな判定用最
大値として更新設定すると共に、前記判定用最小値を一
定値ずつ増大させてこれを新たな判定用最小値として更
新設定する第2の更新設定手段と、該判定用最大値と判
定用最小値との偏差が基準値以下の場合に空燃比センサ
の不活性判定をする不活性状態検出手段と、該不活性状
態検出手段が不活性判定をしたときに空燃比のフィード
バック補正を禁止するフィードバック補正禁止手段と、
を備えてエンジンの空燃比制御装置を構成する。
また、前記フィードバック制御手段に、フィードバッ
ク補正量を学習する学習制御機能を付帯させるようにし
ても良い。
《作 用》 第1の更新設定手段は、空燃比センサから極短時間の
サイクルで出力される最新値が空燃比センサの不活性を
判定するために予め初期設定等により既設定されている
判定用最大値Vmaxより大きい場合には、当該最新値を新
たな判定用最大値Vmaxとして逐次更新設定し、また当該
最新値が同様に既設定されている判定用最小値Vminより
小さい場合には当該最新値を新たな判定用最小値Vminと
して逐次更新設定する。
一方、第2の更新設定手段は、空燃比センサの出力サ
イクルに対して充分に長い所定時間が経過する毎に判定
用最大値を所定値ずつ減少させると共に判定用最小値を
所定値ずつ増大させる。
従って、リッチ−リーン状態の判定用基準電圧値αを
ほぼ中心にして上下に振幅する空燃比センサ出力の最新
値が既設定されている判定用最大値Vmaxと判定用最小値
Vminとの間にある場合には、時間の経過とともに判定用
最大値Vmaxと最小値Vminはそれぞれ漸減ないし漸増され
て、それらの偏差Vmax−Vminすなわち幅は狭められてい
くが、空燃比センサ出力の最新値が既設定の判定用最大
値Vmaxより大きくなり、また判定用最小値Vminよりも小
さくなるとその最新値に応じてそれぞれ更新設定され、
その幅は適宜再度拡大されることになる。
ここで、空燃比センサの経時劣化により空燃比センサ
出力値自体の振れ幅が小さくなってくると、これに応じ
てその判定用最大値Vmaxと最小値Vminとの偏差Vmax−Vm
in(幅)は縮小してくることになる。また、空燃比セン
サの温度が低くて不活性状態にあるとき、あるいは断線
などの故障が生じたとき、もしくは空燃比センサ出力値
がその最大値または最小値にへばりついたときにも、上
記判定用最大値Vmaxと最小値Vminとの偏差Vmax−Vmin
(幅)は縮小してくる。このため、判定用最大値Vmaxと
最小値Vmiとの偏差Vmax−Vmin(幅)がある基準値β以
下にまで狭められることをもって、その空燃比センサ自
体の故障または不活性状態等の空燃比制御系の異常事態
を検出し得る。
不活性判定手段はその判定用最大値と最小値との偏差
を逐次演算し、その偏差が基準値以下になると不活性判
定をし、この不活性判定が下されるとフィードバック補
正禁止手段が空燃比のフィードバック補正を停止する。
したがって、空燃比センサが不活性状態にあるときに
比較的小さな出力レベルのノイズが発生しても、これを
排除して誤判定が生ずることを可及的に防止し得、空燃
比センサの活性および不活性の判定をより適確に下し
て、フィードバック補正の起動停止を迅速に行えるよう
になる。また、学習制御を採用したものにあっては、そ
の学習補正値がクリアされた場合に空燃比センサ出力が
その最大出力値もしくは最小出力値にへばりついても、
これに起因してフィードバック補正が停止されることが
なく、もってフィードバック補正と学習補正とが起動で
きなくなる事態に陥ることを可及的に防止し得るように
なる。
《実 施 例》 以下に、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づき
詳述する。
本発明に係わる空燃比制御装置の基本構成は前述した
第4図の従来例と共通するものであるためその詳細な説
明は省略する。
本実施例と従来技術とが相違する点は以下の通りであ
る。
従来技術では、空燃比センサたるO2センサ16aの活性
および不活性の判定を当該O2センサ16aの出力値Vaから
検知するにあたって、その判定基準値αを理論空燃比に
対応するO2センサ16aの出力値の近傍に設定し、O2セン
サ16aの出力値Vaがその判定基準値を越えて所定時間内
に反転するか否かで判断していた。これに対し本実施例
では、O2センサ16aの活性および不活性の判定を第1図
〜第2図のフローチャートに示すように、基本的にはそ
のO2センサ出力Vaの最大値Va maxと最小値Va minとに基
づいて設定される判定用最大値Vmaxと判定用最小値Vmin
との偏差によって行うように構成している。
すなわち、第1図のフローチャートに示すように、起
動されるとまずステップS10で初期設定が行われ、ここ
でO2センサ16aの活性および不活性を判定するための判
定用最大値Vmaxと最小出力値Vminとが便宜的に初期設定
されるとともに、その活性および不活性の判断を実質的
に下すための判定用偏差基準値β,さらに空燃比のリッ
チ−リーン状態を判定するための判定基準値α等が設定
される。
次にステップS20でO2センサ出力値Vaが読み込まれた
後、ステップS30でその検出空燃比のリッチ−リーン状
態の判定を、上記出力値Vaが判定基準値α以上であるか
否かで判断する。そして、このステップS30での判定がY
ESでリッチであれば、ステップS40〜ステップS80に移行
してリッチ時における3種類のフィードバック補正を選
択するための各種判定用フラグA〜Cを立てる。一方、
上記ステップS30での判定がNOでリーンであれば、ステ
ップS90〜ステップS130に移行してリーン時における3
種類のフィードバック補正を選択するための各種判定用
フラグA〜Cを立てるかまたは下ろす。
具体的には、リッチ側のフローではまずステップS40
でさらに前回リッチであったかどうかをフラグAが立っ
ているか否かで判断し、これがNOで前回がリーンであっ
たならばステップS80にジャンプし、ここで次回のため
に前回がリッチであったということを示すための判定用
フラグAを立てた後(A=1)、後述する判定用最大値
Vmaxおよび最小値Vminの更新用ルーチン(ステップS140
〜ステップS170)に移行する。
また、上記ステップS40での判定がYESで前回もリッチ
であったならば、次のステップS50に進み、ここでさら
に前々回のリッチ−リーン状態をフラグBが下りている
(B=0)か否かで判断する。そして、このステップS5
0での判定がYESで前々回がリーンであったならば、リー
ン状態からリッチ状態に反転して2度続けてリッチ状態
になっているので、この反転はノイズ成分ではなくリッ
チ−リーン状態が確かに反転したものとみなして次のス
テップS60に進み、ここで後述する空燃比のフィードバ
ック補正係数のCfbの演算ルーチン(ステップS180〜ス
テップS310)において比例制御(P制御)を選択させる
べく、その比例および積分制御の選択をするための指標
となるフラグCを立てた後(C=1)、次のステップS7
0に進む。そして、このステップS70では次回のために前
々回がリッチであったということを示すフラグBを立て
(B=1)、爾後上述した次のステップS80に進む。
一方、上記ステップS50での判定がNOで前々回もリッ
チであれば、定常的にリッチ状態が続いているものとみ
なして後述する空燃比のフィードバック補正係数Cfbの
演算ルーチン(ステップS180〜ステップS380)において
積分制御(I制御)を選択させるべく、上記ステップS6
0を通らずにその次ぎのステップS70にジャンプする。な
お、後述するがステップS60を通らない場合、上記フラ
グCは下ろされている(C=0)。
他方、リーン側のフローにおいても同様に、ステップ
S90でさらに前回リーンであったかどうかをフラグAが
下りている(A=0)か否かで判断し、これがNOで前回
リッチであればステップS130にジャンプして、ここで次
回のために前回がリーンであることを示すべくその判定
用フラグAを下ろした後(A=0)、後述する判定用最
大値Vmaxおよび最小値Vminの更新用ルーチン(ステップ
S140〜ステップS170)に移行する。
また、上記ステップS90の判定がYESで前回もリーンで
あれば次のステップS100に進み、ここでさらに前々回は
リッチであったかどうかを判定用フラグBが立っている
(B=1)か否かで判断する。そして、この判定がYES
で前々回がリッチであったならば、リッチ状態からリー
ン状態に反転して2度続けてリーン状態になっているの
で、この反転はノイズ成分ではなく、リッチからリーン
状態に確かに反転したものとみなして次のステップS110
に進み、ここで後述する空燃比のフィードバック補正係
数Cfbの演算ルーチン(ステップS180〜ステップS380)
において比例制御(P制御)を選択させるべく、その比
例および積分制御の選択をするための指標となるフラグ
Cを立て(C=1)た後、次のステップS120に進む。そ
して、このステップS120では次回のために前々回がリー
ンであったことを示すべく、その判定用フラグBを下ろ
し(B=0)、爾後上述した次のステップS130に進む。
一方、上記ステップS100での判定がNOで前々回もリー
ンであれば、定常的にリーン状態が続いているものとみ
なして後述する空燃比のフィードバック補正係数Cfbの
演算ルーチン(ステップS180〜ステップS380)において
積分制御を選択させるべく、上記ステップS110を通らず
にその次ぎのステップS120にジャンプする。なお、前述
のリッチ側のフローと同様にステップS110を通らない場
合、上記フラグCは下ろされている(C=0)。
判定用最大値Vmaxおよび最小値Vminの更新用ルーチン
(ステップS140〜ステップS170)に移行してくると、ま
ず前記ステップS30で読み込んだO2センサ出力値Vaが判
定用最大値Vmaxよりも大きいか否かをステップS140で判
断する。そして、この判定がYESで今回読み込んだO2セ
ンサ出力値Vaのほうが予め設定されている判定用最大値
Vmaxよりも大きければ次のステップS150に進み、その判
定用最大値Vmaxを今回読み込んだO2センサ出力値Vaに等
しく更新した後、後述するフィードバック補正係数Cfb
の演算ルーチン(ステップS180〜ステップS380)に移行
する。
また、上記ステップS140での判定がNOで今回読み込ん
だO2センサ出力値Vaの方が予め設定されている判定用最
大値Vmaxよりも小さければステップS160に移行し、今回
読み込んだO2センサ出力値Vaが予め設定されている判定
用最小値Vminよりも小さいか否かが判断される。そし
て、このステップS160での判定がYESで今回読み込んだO
2センサ出力値Vaのほうが小さいと次のステップS170に
進み、ここで判定用最小出力値Vminを今回読み込んだO2
センサ出力値Vaに等しく更新した後、後述するフィード
バック補正係数Cfbの演算ルーチン(ステップS180〜ス
テップS380)に移行する。また、上記ステップS160での
判定がNOで今回読み込んだO2センサ出力値Vaのほうが大
きいと後述するフィードバック補正係数Cfbの演算ルー
チン(ステップS180〜ステップS380)に移行する。
そして、このフィードバック補正係数Cfbの演算ルー
チン(ステップS180〜ステップS310)に移行してくる
と、第2図に示すように、まずステップS180でエンジン
の運転状態が空燃比のフィードバック制御の実行条件を
満足しているか否かが判断され、この判定がNOで実行条
件が成立していなければステップS200に移行してフィー
ドバック補正係数Cfbを0に設定した後、後述する判定
用最大値Vmaxおよび最小値Vminの漸減ないし漸増ルーチ
ン(ステップS320〜ステップS370)のステップS360にジ
ャンプする。
一方、上記ステップS180での判定がYESで空燃比のフ
ィードバック制御の実行条件が成立していれば次のステ
ップS190に進み、ここでさらにO2センサ16aが活性化し
ていて正常作動しているか否かの判断を、判定用最大値
Vmaxと最小値Vminとの偏差Vmax−Vminが判定用偏差基準
値β以上になっているか否かで判定する。そして、この
判定がNOでO2センサ16aが正常作動していなければ、上
記ステップS200に移行する。また、上記判定がYESでO2
センサが正常作動していれば、ステップS210に移行す
る。このステップS210では、比例制御(P制御)をすべ
きか積分制御(I制御)をすべきかの判断を前述のフラ
グCが立っている(C=1)か否かで判断する。
そして、上記ステップS210での判定がNOでC=0であ
ると、積分制御側ルーチン(ステップS220〜ステップS2
40)のステップS220に進み、ここで判定用フラグBが立
っている(B=1)か否かで空燃比がリッチであるか否
かを判断する。そして、この判定がYESでリッチであれ
ばステップS230に進んで、ここで前回のフィードバック
補正係数Cfbから所定の積分値kI1を減算してさらにリー
ン側に補正して今回のフィードバック補正係数Cfbを演
算した後、後述する判定用最大値Vmaxおよび最小値Vmin
の漸減ないし漸増ルーチン(ステップSテップS320〜ス
テップS370)に移行する。また、上記ステップS220での
判定がNOでリーンであればステップS240に進んで、ここ
で前回のフィードバック補正係数Cfbに所定の積分値kI2
を加算してさらにリッチ側に補正して今回のフィードバ
ック補正係数Cfbを演算した後、後述する判定用最大値V
maxおよび最小値Vminの漸減ないし漸増ルーチン(ステ
ップS320〜ステップS370)に移行する。なお、この積分
制御側ルーチン(ステップS220〜ステップS240)に入り
込んでくるのは、空燃比が定常的にリッチ状態もしくは
リーン状態になっている場合か、あるいはリッチ−リー
ン状態が反転した直後の一回目の場合であり、この反転
直後の1回目のフローではその反転がノイズによるもの
であるとみなされて、前回のリッチ−リーン状態におけ
る積分制御が継続されることになる。
一方、上記ステップS210での判定がYESで、C=1で
あると比例制御(P制御)側ルーチン(ステップS250〜
ステップS310)のステップS250に移行し、ここで判定用
フラグBが立っている(B=1)か否かで空燃比がリッ
チであるか否かを判断する。そして、この判定がYESで
リッチであればステップS260に進み、さらにエンジンが
アイドル状態で運転されているか否かが判断される。そ
して、この判定がYESでアイドル状態であればステップS
270に進み、ここで前回のフィードバック補正係数Cfbか
ら所定の比例値kP1を減算してリーン側に補正して今回
のフィードバック補正係数Cfbを演算した後、後述する
判定用最大値Vmaxおよび最小値Vminの漸減ないし漸増ル
ーチン(ステップS320〜ステップS370)に移行する。ま
た、上記ステップS260での判定がNOでアイドル状態でな
ければステップS280に移行し、ここで前回のフィードバ
ック補正係数Cfbから所定の比例値kP2(kP2>kP1)を減
算してリーン側に補正して今回のフィードバック補正係
数Cfbを演算した後、後述する判定用最大値Vmaxおよび
最小値Vminの漸減ないし漸増ルーチン(ステップS320〜
ステップS370)に移行する。
また、上記ステップS250での判定がNOでリーンであれ
ばステップS290に進み、ここでさらにエンジンがアイド
ル状態で運転されているか否かが判断される。そして、
この判定がYESでアイドル状態であればステップS300に
進み、ここで前回のフィードバック補正係数Cfbに所定
の比例値kP3を加算してリッチ側に補正して今回のフィ
ードバック補正係数Cfbを演算した後、後述する判定用
最大値Vmaxおよび最小値Vminの漸減ないし漸増ルーチン
(ステップS320〜ステップS370)に移行する。また、上
記ステップS290での判定がNOでアイドル状態でなければ
ステップS310に移行し、ここで前回のフィードバック補
正係数Cfbに所定の比例値kP4(kP4>kP3)を加算してリ
ッチ側に補正して今回のフィードバック補正係数Cfbを
演算した後、後述する判定用最大値Vmaxおよび最小値Vm
inの漸減ないし漸増ルーチン(ステップS320〜ステップ
S370)に移行する。
判定用最大値Vmaxと最小値Vminの漸減ないし漸増ルー
チン(ステップSテップS320〜ステップS370)では、ま
ずステップS320でタイマーがカウントダウン(T=T−
1)される。次にステップS330でタイマーの値が0にな
ったか否かが判断される。そしてその判定がYESであれ
ばステップS340,S350に順次進み、ここで判定用最大値V
maxと判定用最小値Vminとがそれぞれ所定値kずつ増減
されて更新される(Vmax=Vmax−k,Vmin=Vmin+k)。
そして、次のステップS360で上記タイマーに新値が代入
された後(T=T)、ステップS370でフラグCが下ろさ
れ、爾後燃料供給制御のメインルーチンに対して演算し
たフィードバック補正係数Cfbを出力した後、第1図に
示すようにステップS30に戻される。メインルーチンで
はここで演算された基本噴射量が、上述のようにして演
算された空燃比のフィードバック補正係数Cfbに基づい
て補正された後、燃料の供給が実行される。
なお、上記タイマーには新値として例えば5が代入さ
れ、判定用最大値Vmaxと判定用最小値Vminはそれぞれ上
述の制御が5回繰り返される毎に1度ずつそれらの値が
各々漸減もしくは漸増されることになる。また、フィー
ドバック補正係数Cfbの演算ルーチンにおいてそのフィ
ードバック補正係数Cfbを0にして空燃比のフィードバ
ック制御を停止させるステップS200に入り込んできた制
御フローは、爾後ステップS360に移行されてくるように
なっており、この場合には判定用最大値Vmaxおよび最小
値Vminは漸減または漸増されることはなく従前の値に保
持されたままになるとともにタイマーの値には絶えず新
値が代入されることになる。また、上述の制御フローは
十分短いサイクルで繰り返される。
上述のようにしてなる本実施例にあっては、第3図に
示すように、設定された判定用最大値Vmaxと最小値Vmin
は、時間の経過とともにそれぞれ漸減ないし漸増され
て、それらの偏差Vmax−Vminすなわち幅を狭められてい
くが、リッチ−リーン状態の判定用基準電圧値αをほぼ
中心にして上下に振幅するO2センサ出力値Vaに応じて逐
次更新されることにより、その幅は適宜再度拡大される
ことになる。しかして、O2センサ16aの経時劣化によりO
2センサ出力値Va自体の振れ幅が小さくなってくると、
これに応じてその判定用最大値Vmaxと最小値Vminとの偏
差Vmax−Vmin(幅)は縮小してくる。また、O2センサ16
aの温度が低くて不活性状態にあるとき、あるいは断線
などの故障が生じたとき、もしくはO2センサ出力値Vaが
その最大値Va maxまたは最小値Va minにへばりついたと
きにも、上記判定用最大値Vmaxと最小値Vminとの偏差Vm
ax−Vmin(幅)は縮小してくる。
したがって、判定用最大値Vmaxと最小値Vmiとの偏差V
max−Vmin(幅)がある基準値β以下にまで狭められる
ことをもって、そのO2センサ16a自体の故障または不活
性状態等の空燃比制御系の異常事態を検出し得る。
また、従来ではO2センサ16aの活性−不活性の判定を
ある一定の基準電圧値に基づいて判断していたのに対
し、この実施例では判定用最大値Vmaxと最小値Vminとの
偏差がある判定用偏差基準値β以下にまで狭められるこ
とをもって判断するようにしているので、O2センサ16a
が不活性状態にあるときに比較的小さな出力レベルのノ
イズが発生しても、これを排除して活性状態になったと
誤判定を下す虞を可及的に防止し得、O2センサ16aの活
性および不活性の判定をより適確に下して、空燃比のフ
ィードバック制御の起動停止を精度良く迅速に行えるよ
うになる。
またさらに、従来技術で説明したようなフィードバッ
ク補正量を学習する学習制御を採用したものにあって
は、その学習補正値がクリアされた場合にO2センサ出力
値Vaがその最大出力値Va maxもしくは最小出力値Va min
にへばりついても、その最大出力値Va maxもしくは最小
出力値Va minと不活性状態時のO2センサ出力値Vaとの偏
差が十分に大きければ、あるいはそのへばりついた最大
出力値Va maxもしくは最小出力値Va minと初期設定時の
判定用最大値Vmaxもしくは最小値Vminとの偏差が十分に
大きければ、このへばりつきに起因してフィードバック
補正が停止されるまでの時間を十分に長く確保し得、も
ってフィードバック補正と学習補正とが起動できなくな
る事態に陥ることを可及的に防止しできるようになる。
なお、この実施例では燃料噴射式の電子制御式エンジ
ンに本発明を適用した場合を例示したが、キャブレター
式の電子制御式エンジンにも適用し得ることはもち論で
ある。
《効 果》 以上要するに本発明によれば、リッチ−リーン状態の
判定用基準電圧値αをほぼ中心にして上下に振幅する空
燃比センサに応じて、不活性の判定用最大値Vmaxと最小
値Vminとをそれぞれ更新設定し、判定用最大値Vmaxと最
小値Vminとの偏差Vmax−Vmin(幅)がある基準値β以下
にまで狭められることをもって、その空燃比センサ自体
の故障または不活性状態等の空燃比制御系の異常事態を
検出するようにしたので、次のような優れた効果を発揮
する。
(1)空燃比センサが不活性状態にあるときに比較的小
さな出力レベルのノイズが発生しても、これを排除して
誤判定を生ずることを可及的に防止できる。
(2)空燃比センサの活性および不活性の判定を従来に
比してより適確に下すことができ、フィードバック補正
の起動停止を可及的に正確にかつ迅速に行えるようにな
る。
(3)また、学習制御を採用したものにあっては、その
学習補正値がクリアされた場合に空燃比センサ出力がそ
の最大出力値もしくは最小出力値にへばりついても、こ
れに起因してフィードバック補正が停止されることがな
く、もってフィードバック補正と学習補正とが起動でき
なくなる事態に陥ることを可及的に防止しできる。
【図面の簡単な説明】 第1図〜第2図は本発明に係わるエンジンの空燃比制御
装置の一実施例における空燃比制御のフローチャートを
示す図、第3図は本発明によるO2センサの活性−不活性
の判断を説明する図、第4図は本発明と従来技術とに共
通するエンジンの空燃比制御装置の概略的な基本構成を
示す図である。 2……エンジン 4……吸気系 6……インジェクタ 8……コントローラ(フィードバック制御手段,第1の
更新設定手段,第2の更新設定手段,不活性状態検出手
段,補正禁止手段) 10……エアーフローメーター 12……回転センサ 14……排気系 16……空燃比センサ
フロントページの続き (72)発明者 小林 英樹 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−200348(JP,A) 特開 昭60−90937(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンに供給される混合気の空燃比を検
    出して極短時間のサイクルで出力する空燃比センサと、 該空燃比センサの出力に応じて該空燃比センサ出力値を
    目標値にフィードバック補正するフィードバック制御手
    段と、 前記空燃比センサ出力の最新値が、該空燃比センサの不
    活性を判定する判定用最大値として既に設定されている
    値を越えていると、該最新値を該判定用最大値として更
    新設定する一方、該最新値が該空燃比センサの不活性を
    判定する判定用最小値として既に設定されている値を下
    回っていると、該最新値を該判定用最小値として更新設
    定する第1の更新設定手段と、 前記空燃比センサの出力サイクルに比して十分長い所定
    時間が経過する毎に、前記判定用最大値を一定値ずつ減
    少させてこれを新たな判定用最大値として更新設定する
    と共に、前記判定用最小値を一定値ずつ増大させてこれ
    を新たな判定用最小値として更新設定する第2の更新設
    定手段と、 該判定用最大値と判定用最小値との偏差が基準値以下の
    場合に空燃比センサの不活性判定をする不活性状態検出
    手段と、 該不活性状態検出手段が不活性判定をしたときに空燃比
    のフィードバック補正を禁止するフィードバック補正禁
    止手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】前記フィードバック制御手段に、フィード
    バック補正量を学習する学習制御機能を付帯させたこと
    を特徴とする請求項1記載のエンジンの空燃費制御装
    置。
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