JPH01237336A - Detecting device for abnormality in air-fuel ratio - Google Patents

Detecting device for abnormality in air-fuel ratio

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JPH01237336A
JPH01237336A JP6008288A JP6008288A JPH01237336A JP H01237336 A JPH01237336 A JP H01237336A JP 6008288 A JP6008288 A JP 6008288A JP 6008288 A JP6008288 A JP 6008288A JP H01237336 A JPH01237336 A JP H01237336A
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JP
Japan
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cylinder
fuel
air
fuel ratio
abnormality
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JP6008288A
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Japanese (ja)
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Makoto Fujita
藤田 眞
Hiroshi Okano
岡野 博志
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect abnormality early and accurately by accumulating outputs from a means for deciding oxygen concentration in exhaust gas at a predetermined times per each cylinder and detecting deviation of respective accumulating values in the distribution of all accumulating values. CONSTITUTION:There is provided a fuel supply means M2 per each cylinder (or each cylinder group) of a multi-cylinder internal combustion engine M1 for performing a control corresponding to the engine operating state. There are provided a means M3 for detecting oxygen concentration in exhaust gas and a means M4 for judging a proper fuel supply quantity based on the level of output from the means M3. Then, the judged result is feedbacked to a control means M4. In this case, there is further provided a means M5 for accumulating the output from the oxygen detecting means M3 at predetermined times per each cylinder for detecting the deviation of respective accumulating values in a distribution of the all accumulating values by a deviation detecting means M5. In detecting a cylinder having the large deviation, the air-fuel ratio is judged as being abnormal by a judged output means M7, to thereby inform the abnormality.

Description

【発明の詳細な説明】 光匪少旦旬 [産業上の利用分野] 本発明は、例えは多気筒内燃機関の気筒毎または気筒群
毎に空燃比が異常な値を示す場合を精度よく迅速に発見
する空燃比異常検出装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention provides accurate and quick correction of abnormal air-fuel ratios for each cylinder or cylinder group of a multi-cylinder internal combustion engine. This invention relates to an air-fuel ratio abnormality detection device that detects air-fuel ratio abnormalities.

[従来の技術] 現在、燃費を低減・抑制し、エミッションを改善・向上
するために、燃料噴射弁を用いて吸入空気量に対する燃
料供給量を精密に制御し適切な出力を得ようとする空燃
比制御lIシステムが存在する。
[Conventional technology] Currently, in order to reduce and suppress fuel consumption and improve and improve emissions, fuel injection valves are used to precisely control the amount of fuel supplied to the amount of intake air to obtain appropriate output. Fuel ratio control II systems exist.

このシステムは第5図(B)に示すごとくの空燃比フィ
ードバック制御であり、排気中の酸素濃度を検出しその
結果をフィードバックして精密な制御を実現している。
This system is an air-fuel ratio feedback control as shown in FIG. 5(B), which detects the oxygen concentration in the exhaust gas and feeds back the result to realize precise control.

この様なシステムでは、燃料供給装置、例えは燃料噴射
弁が故障し、燃料に過不足が生じた場合、そのままにし
て置くと、単に該当する気筒中の空燃比が不適切な状態
になり出力不足やエミッションの悪化を来すはかりか、
上記フィードバックのため他の気筒まで不適切な空燃比
となり、出力やエミッション上、種々の問題を生じた。
In such a system, if the fuel supply system, for example a fuel injection valve, malfunctions and there is an excess or shortage of fuel, if left as is, the air-fuel ratio in the relevant cylinder will simply become inappropriate and the output will be reduced. Is the scale causing a shortage or deterioration of emissions?
Due to the above feedback, air-fuel ratios were inappropriate even in other cylinders, causing various problems in terms of output and emissions.

この様な各気筒毎の空燃比の異常は、各気筒または気筒
群の燃料供給装置の異常はかりでなく、燃焼室の給排気
弁のバルブクリアランス異常によって開閉弁タイミング
が狂っても生じるものである。
Such an abnormality in the air-fuel ratio for each cylinder does not occur due to an abnormality in the fuel supply system of each cylinder or cylinder group, but also occurs when the opening/closing valve timing is incorrect due to an abnormality in the valve clearance of the intake and exhaust valves in the combustion chamber. .

このため、何等かの方法でいずれかの気筒の空燃比が異
常であることを検出し、内燃機関の管理者(自動車の場
合は運転者)に対策を立てさせる必要があった。
For this reason, it has been necessary to use some method to detect that the air-fuel ratio of one of the cylinders is abnormal, and have the manager of the internal combustion engine (in the case of a car, the driver) take countermeasures.

この課題を考慮した装置として内燃機関の出力増量中(
リッチ)あるいは空燃比フィードバック制御中に周期的
に希薄空燃比(リーン)状態が生じた場合にそのリーン
となったクランク角度に対応する気筒の燃料噴射弁が異
常であるとする装置(特開昭62−107252号)が
提案されている。
As a device that takes this issue into consideration, the output of internal combustion engines is being increased (
When a lean air-fuel ratio (lean) state periodically occurs during air-fuel ratio feedback control, the system determines that the fuel injection valve of the cylinder corresponding to the lean crank angle is abnormal (Japanese Patent Laid-Open No. No. 62-107252) has been proposed.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、各種の異常によって引き起こされる空燃比の
ずれが微妙なずれであった場合、酸素)調度センサ(0
2センサ)出力のずれも小さくなり、検出が困難となる
。感度を高めると単一ピークを観測しているためノイズ
をずれとして誤検出する様になる。このため、正確に判
断するためζこは明確にずれがあると判断できるほどに
異常の程度が大きくなるまで待たなければならず、内燃
機関自体への影響の恐れが生じた。更にリッチ側の異常
であると、検出自体が不可能であった。
[Problems to be solved by the invention] However, if the air-fuel ratio deviation caused by various abnormalities is a slight deviation, the
(2 sensors) output deviation also becomes smaller, making detection difficult. If the sensitivity is increased, a single peak will be observed, and noise will be falsely detected as a deviation. For this reason, in order to make an accurate judgment, it is necessary to wait until the degree of abnormality becomes large enough to clearly determine that there is a deviation in ζ, which may have an effect on the internal combustion engine itself. Furthermore, if the abnormality is on the rich side, detection itself is impossible.

発明の構成 そこで、本発明は、上記問題点を解決することを目的と
し、次のような構成を採用した。
Structure of the Invention Therefore, the present invention employs the following structure for the purpose of solving the above problems.

[問題点を解決するための手段] 即ち、本発明の要旨とするところは、第1図の基本的構
成図もと例示するごとく、 多気筒内燃機関M1の各気筒毎または各気筒群毎に備え
られ、上記内燃機関M1の運転状態乞こ応じて設定され
た目標供給燃料量に従って燃料を供給する燃料供給手段
M2と、 上記内燃機関M1の排気中の酸素濃度を検出する酸素検
出手段M3と、 この酸素検出手段M3の出力値レベルから燃料供給量の
過不足を判定し、この判定結果に応じて上記燃料供給手
段M2による燃料供給量にフィードバックする供給量制
御手段M4と、 を備えた燃料供給制御装置に用いられる空燃比異常検出
装置であって、 上記酸素検出手段M3の出力値を各気筒毎または各気筒
群毎に所定回数累積する累積手段M5と、上記各累積値
の、全累積値の分布中での偏りを検出する偏り検出手段
M6と、 この偏り検出手段M6の検出結果により、偏りの大きい
気筒または気筒群が検出された場合、空燃比が異常であ
ると判定し異常を知らせる信号を出力する判定出力手段
M7と、 を備えたことを特徴とする空燃比異常検出装置にある。
[Means for Solving the Problems] That is, the gist of the present invention is, as illustrated based on the basic configuration diagram in FIG. a fuel supply means M2 which is provided and supplies fuel according to a target supply fuel amount set according to the operating state of the internal combustion engine M1; and an oxygen detection means M3 which detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine M1. , a supply amount control means M4 that determines whether the fuel supply amount is excessive or insufficient based on the output value level of the oxygen detection means M3, and feeds back to the fuel supply amount by the fuel supply means M2 according to the determination result. An air-fuel ratio abnormality detection device used in a supply control device, comprising an accumulation device M5 that accumulates the output value of the oxygen detection device M3 a predetermined number of times for each cylinder or each cylinder group, and a total accumulation of each of the cumulative values. A bias detection means M6 detects a bias in the distribution of values, and if a cylinder or cylinder group with a large bias is detected from the detection result of the bias detection means M6, the air-fuel ratio is determined to be abnormal and the abnormality is detected. An air-fuel ratio abnormality detection device characterized by comprising: determination output means M7 that outputs a notification signal.

[作用] 累積手段M5は、供給量制御手段M4に出力されている
酸素検出手段M3の出力値を各気筒毎または各気筒群毎
に所定回数累積する。例えは各気筒毎に−サイクルに1
回として200回累積する。
[Operation] The accumulating means M5 accumulates the output value of the oxygen detecting means M3, which is output to the supply amount controlling means M4, a predetermined number of times for each cylinder or each cylinder group. For example, for each cylinder - once per cycle
Accumulates 200 times.

するとこの累積値には、各気筒の空燃比の定常的な微妙
な偏り(リーン側の偏りまたはリッチ側の偏り)が累積
される。単なるノイズ的な誤差であれば累積中に平均化
されて現れなくなる。
Then, this cumulative value accumulates a steady, subtle deviation (lean bias or rich bias) in the air-fuel ratio of each cylinder. If it is just a noise-like error, it will be averaged out during accumulation and will no longer appear.

偏り検出手段M6は、全累積値の分布中での、各累積値
の偏りを検出する。例えは、各気筒毎または各気筒群毎
の累積値と全気筒または全気筒群の累積値の総計の値と
を比較し、どの程度全体に比較して偏差があるかを検出
する。
The bias detection means M6 detects the bias of each cumulative value in the distribution of all cumulative values. For example, the cumulative value for each cylinder or each cylinder group is compared with the total cumulative value for all cylinders or all cylinder groups, and the extent to which there is a deviation compared to the whole is detected.

判定出力手段M7は、偏り検出手段M6の検出結果によ
り、偏りの大きい気筒または気筒群が検出された場合、
空燃比が異常であると判定し異常を知らせる信号を出力
する。こうして異常に対して適切な処理を行うことが可
能となる。
If a cylinder or cylinder group with a large bias is detected based on the detection result of the bias detection unit M6, the determination output unit M7 determines whether the cylinder or cylinder group has a large bias is detected.
It determines that the air-fuel ratio is abnormal and outputs a signal notifying the abnormality. In this way, it becomes possible to perform appropriate processing for abnormalities.

次に、本発明の詳細な説明する。本発明はこれらに限ら
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の
態様のものが含まれる。
Next, the present invention will be explained in detail. The present invention is not limited to these, but includes various embodiments without departing from the gist thereof.

し実施例コ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。第2図は、本発明の一実施例の空燃比異常検出
装置を装備したガソリン式内燃機関のシステム構成図で
ある。
Embodiments Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a system configuration diagram of a gasoline internal combustion engine equipped with an air-fuel ratio abnormality detection device according to an embodiment of the present invention.

同図において、4気筒の内燃機関1は、各気筒毎に、シ
リンダ2、ピストン3、シリンダブロック4、シリンダ
ヘッド5により形成される燃焼室6を有している。上記
各燃焼室6には点火プラグ7が配設されている。ピスト
ン3からの出力は図示しない自動変速機等各種伝達機構
を介して、図示しない駆動輪に伝達される。
In the figure, a four-cylinder internal combustion engine 1 has a combustion chamber 6 formed by a cylinder 2, a piston 3, a cylinder block 4, and a cylinder head 5 for each cylinder. A spark plug 7 is disposed in each combustion chamber 6. The output from the piston 3 is transmitted to drive wheels (not shown) via various transmission mechanisms such as an automatic transmission (not shown).

内燃機関1の吸気系統には、燃料室6に吸気バルブ8を
介して連通ずる吸気管9と、その吸気管9の上流に吸入
空気の脈動を吸収するサージタンク10とが設けられて
おり、このサージタンク1−7= 0の上流にはスロットルバルブ11が配設されている。
The intake system of the internal combustion engine 1 is provided with an intake pipe 9 that communicates with the fuel chamber 6 via an intake valve 8, and a surge tank 10 upstream of the intake pipe 9 that absorbs pulsation of intake air. A throttle valve 11 is disposed upstream of this surge tank 1-7=0.

更に上流には、吸入空気量を検出するエアフロメータ1
4と、該エアフロメータ14に除塵した外気を導入する
エアクリーナ15が設けられている。
Further upstream is an air flow meter 1 that detects the amount of intake air.
4, and an air cleaner 15 for introducing dust-free outside air into the air flow meter 14.

一方、内燃機関1の排気系統には、燃焼室6に排気バル
ブ16を介して連通ずる排気管17が設けられている。
On the other hand, the exhaust system of the internal combustion engine 1 is provided with an exhaust pipe 17 that communicates with the combustion chamber 6 via an exhaust valve 16.

燃料系統には、図示しない燃料タンク及び燃料ポンプよ
りなる燃料供給源、この燃料供給源から燃料を導出する
燃料供給管、及び分岐している吸気管9に各気筒毎に配
設された燃料噴射弁18が設けられている。
The fuel system includes a fuel supply source consisting of a fuel tank and a fuel pump (not shown), a fuel supply pipe that derives fuel from this fuel supply source, and a fuel injection pipe arranged for each cylinder in the branched intake pipe 9. A valve 18 is provided.

又、点火系統には、点火に必要な高電圧を出力するイグ
ナイタ19、及び図示していないクランク軸に連動して
上記イグナイタ19で発生した高電圧を上記点火プラグ
7に分配供給するディストリビュータ20が設けられて
いる。
The ignition system also includes an igniter 19 that outputs a high voltage necessary for ignition, and a distributor 20 that distributes and supplies the high voltage generated by the igniter 19 to the spark plug 7 in conjunction with a crankshaft (not shown). It is provided.

更に、内燃機関1は検出器として、上記エアフロメータ
14以外に、車軸に設けられその回転量に応じたパルス
信号を出力する車速センサ32、スロットルバルブ11
に連動してスロットルバルブの開度を検出するスロット
ルポジションセンサ33、シリンダブロック4の冷却系
統に設けられて冷却水温度を検出する水温センサ34、
排気管17内に設けられて排気中の残存酸素濃度をアナ
ログ信号として検出する酸素)震度センサ(02センサ
)35、アクセルペダル36aと連動し、アクセルペダ
ル36aを踏み込んでいない状態で「○N」信号を出力
するアイドルスイッチ36を備える。また、運転者に所
定の異常を知らせるための警報装置37(備えられ、警
告ランプ37aの点灯により警告が発せられる。
In addition to the air flow meter 14, the internal combustion engine 1 also includes a vehicle speed sensor 32, which is installed on the axle and outputs a pulse signal according to the rotation amount of the axle, and a throttle valve 11.
a throttle position sensor 33 that detects the opening degree of the throttle valve in conjunction with the cylinder block 4; a water temperature sensor 34 that is installed in the cooling system of the cylinder block 4 and detects the cooling water temperature;
The oxygen seismic intensity sensor (02 sensor) 35, which is installed in the exhaust pipe 17 and detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas as an analog signal, works in conjunction with the accelerator pedal 36a, and when the accelerator pedal 36a is not depressed, "○N" is displayed. An idle switch 36 that outputs a signal is provided. Further, a warning device 37 is provided to notify the driver of a predetermined abnormality, and a warning is issued by lighting a warning lamp 37a.

上記ディストリビュータ2o内部には、該ディストリビ
ュータ20のカムシャフトの1/24回転毎に、即ちク
ランク軸が30°回転する毎に回転角信号を出力する回
転速度センサを兼ねた回転角センサ38、及び上記ディ
ストリビュータ2゜のカムシャフトの1回転毎に、即ち
クランク軸の2回転毎に基準信号を1回出力する気筒判
別センサ39が設けられている。
Inside the distributor 2o, there is a rotation angle sensor 38 that also serves as a rotation speed sensor that outputs a rotation angle signal every 1/24 rotation of the camshaft of the distributor 20, that is, every time the crankshaft rotates 30 degrees, and A cylinder discrimination sensor 39 is provided that outputs a reference signal once for each rotation of the camshaft of the distributor 2°, that is, for every two rotations of the crankshaft.

尚、上記各センサからの信号は電子制御装置(以下単に
ECUとよぶ。)50に人力されるとともに、該ECU
3Oは上記内燃機関1の各部位を制↑即する。
Incidentally, the signals from each of the above-mentioned sensors are manually inputted to an electronic control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 50, and also
3O controls each part of the internal combustion engine 1 mentioned above.

次に、上記ECU3Oの構成を第3図に基づいて説明す
る。
Next, the configuration of the ECU 3O will be explained based on FIG. 3.

ECU3Oは、CPU50a、ROM50b、RAM5
0c、バックアップRAM50d及びクロック51等を
中心に論理演算回路として構成され、コモンバス50e
を介して入出力ポート50f、人力ボート50gおよび
出カポ−)50hに接続されて外部との入出力を行う。
ECU3O is CPU50a, ROM50b, RAM5
0c, a backup RAM 50d, a clock 51, etc. as a logic operation circuit, and a common bus 50e.
It is connected to an input/output port 50f, a human-powered boat 50g, and an output port 50h via the input/output port 50f for input/output with the outside.

ECU3Oは、上述した各センサの検出信号のバッファ
50i、50j、50に、50m、50q、マルチプレ
クサ50n、及びA/D変換器50pを有する。この内
、エアフロメータ14のアナログ信号用バッファ50i
、水温センサ34のアナログ信号用バッファ50j、及
び酸素温度センサ35のアナログ信号用バッファ50k
からのアナログ信号は、マルチプレクサ50nを介して
A/D変換器50pにてA/D変換された後、人出力ボ
ート50fから人力される。
The ECU 3O includes buffers 50i, 50j, 50, 50m, 50q for the detection signals of the sensors described above, a multiplexer 50n, and an A/D converter 50p. Among these, the analog signal buffer 50i of the air flow meter 14
, an analog signal buffer 50j of the water temperature sensor 34, and an analog signal buffer 50k of the oxygen temperature sensor 35.
The analog signal from the input terminal is A/D converted by an A/D converter 50p via a multiplexer 50n, and then inputted from a human output boat 50f.

又、ECU3Oは、気筒判別・回転角両センサ38.3
9からの出力信号の波形整形回路50sを備え、この信
号及びスロットルポジションセンサ33からの信号は入
カポ−)50gに人力される。
In addition, ECU3O has both cylinder discrimination and rotation angle sensors 38.3
This signal and the signal from the throttle position sensor 33 are input manually to an input capacitor 50g.

更に、ECU3Oは、既述した燃料噴射弁18、イグナ
イタ19及び警報装置37の駆動回路50t、50u、
50vを有し、CPU50aは出カポ−)50hを介し
て上記駆動回路50t、50u、50vに制御信号を出
力する。
Furthermore, the ECU 3O includes drive circuits 50t, 50u, and
50v, and the CPU 50a outputs a control signal to the drive circuits 50t, 50u, and 50v via the output capacitor 50h.

次に上記ECU3Oにより実行される本発明の空燃比異
常検出制御及び燃料噴射量制御を第4図以下のフローチ
ャートに基づいて説明する。ECU3Oは、この他にも
、空燃比等に応じた点火時期制御等を行っている。
Next, the air-fuel ratio abnormality detection control and fuel injection amount control of the present invention executed by the ECU 3O will be explained based on the flowcharts shown in FIG. 4 and below. In addition to this, the ECU 3O also performs ignition timing control in accordance with the air-fuel ratio and the like.

第4図(A)は、十分ζこ短い時間間隔で割り込み実行
される空燃比異常検出ルーチンの処理を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4(A) is a flowchart showing the processing of the air-fuel ratio abnormality detection routine which is executed by interruption at sufficiently short time intervals.

まず処理が開始されると、2つの条件が判定される。即
ち、■定常状態か否か(ステップ110)、及び■酸素
濃度センサ(以下02センサという)出力信号に対する
A/D変換タイミングか否か(ステップ120)がが判
定される。定常状態とは、特に燃料噴射量や吸入空気量
の変化が激しくない機関状態をいい、暖機後のフィード
バックによるアイドル回転制御時、定速運転時等の状態
等広い範囲の運転条件が該当する。また、02センサ出
力信号のA/D変換のタイミングは、4気筒の各気筒毎
に対応して行うために180’CA毎となる。
First, when the process starts, two conditions are determined. That is, it is determined whether (1) it is in a steady state (step 110) and (2) whether or not it is the A/D conversion timing for the output signal of the oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as 02 sensor) (step 120). Steady state refers to an engine state in which there are no drastic changes in the fuel injection amount or intake air amount, and applies to a wide range of operating conditions, such as during idle rotation control using feedback after warm-up, and during constant speed operation. . Further, the timing of A/D conversion of the 02 sensor output signal is every 180'CA because it is performed for each of the four cylinders.

上記■または■のいずれかの条件が満たされなければ、
第4図(B)に示すごとく、処理を一旦終了する。
If either of the conditions in ■ or ■ above are not met,
As shown in FIG. 4(B), the process is temporarily terminated.

上記■及び■の条件が両方とも満足されれは、02セン
サ出力信号のA/D変換処理がなされ、その変換値が読
み込まれる(ステップ150)。
If both of the above conditions (1) and (2) are satisfied, the 02 sensor output signal is subjected to A/D conversion processing, and the converted value is read (step 150).

ステップ150の処理の後、気筒番号を表すnの内容に
より処理が分岐する(ステップ160)。
After the process of step 150, the process branches depending on the content of n representing the cylinder number (step 160).

このnは第4図(C)に示す30’割り込みルーチンに
より設定される。30°割り込みルーチンは上記回転角
センサ38からの回転角信号の人力ζこより割り込みが
開始される。割り込みが実行されると、まず回転角位相
を表す変数81が30°増加される(ステップ510)
。続いてθ1が180°以上か否かが判定される(ステ
ップ520)。180°未満であれは、このまま−旦処
理を終了する。180°以上となれは、カウンタmがイ
ンクリメントされる(ステップ530)。次にmが4よ
り大きいか否かが判定される(ステップ540)。大き
けれは気筒番号を衷すnに「1」を設定する(ステップ
550)。mが4以下であれはniこmを設定する(ス
テップ560)。
This n is set by the 30' interrupt routine shown in FIG. 4(C). The 30° interrupt routine is started by the manual input ζ of the rotation angle signal from the rotation angle sensor 38. When the interrupt is executed, first, the variable 81 representing the rotation angle phase is increased by 30 degrees (step 510).
. Subsequently, it is determined whether θ1 is greater than or equal to 180° (step 520). If the angle is less than 180°, the process is immediately terminated. If the angle is 180° or more, the counter m is incremented (step 530). Next, it is determined whether m is greater than 4 (step 540). If it is larger, "1" is set to n, which is the cylinder number (step 550). If m is less than 4, nicom is set (step 560).

上記ステップ550またはステップ560の後は、θ1
に0°が設定される(ステップ570)。
After step 550 or step 560, θ1
is set to 0° (step 570).

この様乙こして排気行程にある気筒番号nが決定される
。ただし、内燃機関1の始動時、E CU 50による
初期設定において、n及びθ1は、気筒判別センサ39
の出力する気筒判別信号の出力と回転角センサ3日の出
力する回転角信号の出力との関係に基づき、正確に決定
されている。
In this manner, the cylinder number n in the exhaust stroke is determined. However, when starting the internal combustion engine 1, in the initial setting by the ECU 50, n and θ1 are determined by the cylinder discrimination sensor 39.
It is determined accurately based on the relationship between the output of the cylinder discrimination signal output by the rotation angle sensor and the output of the rotation angle signal output by the rotation angle sensor 3.

第4図(A)に戻り、ステップ160にて、■n=1で
あれば第1気筒の排気に対する02センサ出力信号のA
/D変換値Ox+が、前回まで第1気筒に対して検出さ
れた199回分の同A/D変換値Ox+の累積値ΣOx
+に加えられ、200回分の累積値A1が求められる(
ステップ170)。同様に、■ n=2の場合、第2気
箇の排気乙こ対する02センサ出力信号のA/D変換値
OX2が、前回まで第2気筒に対して検出された199
回分の同A/D変換値OX2の累積値ΣOX2に加えら
れ、200回分の累積fi A 2が求められ(ステッ
プ180)、■ n=3の場合、第3気筒の排気に対す
る02センサ出力信号のA/D変換値○X3が、前回ま
で第3気筒に対して検出された199回分の同A/D変
換(直○X3の累積(直E OX 3に加えられ、20
0回分の累積1直A3が求められ(ステップ190)、
■ n=4の場合、第4気筒の排気に対する02センサ
出力信号のA/D変換値○X4が、前回まで第4気筒に
対して検出された199回分の同A/D変換値Ox4の
累積値ΣOX4に加えられ、200回分の累積(aAA
が求められる(ステップ200)。
Returning to FIG. 4(A), in step 160, if ■n=1, the A of the 02 sensor output signal for the exhaust of the first cylinder
The /D conversion value Ox+ is the cumulative value ΣOx of the 199 A/D conversion values Ox+ detected for the first cylinder up to the previous time.
+, and the cumulative value A1 for 200 times is calculated (
step 170). Similarly, ■ When n=2, the A/D conversion value OX2 of the 02 sensor output signal for the second cylinder exhaust gas is 199, which was detected for the second cylinder until the previous time.
It is added to the cumulative value ΣOX2 of the same A/D conversion value OX2 for 200 times, and the cumulative fi A 2 for 200 times is obtained (step 180). The A/D conversion value ○
The cumulative 1st shift A3 for 0 times is calculated (step 190),
■ When n=4, the A/D conversion value ○X4 of the 02 sensor output signal for the 4th cylinder exhaust is the cumulative value of the 199 A/D conversion values ○X4 detected for the 4th cylinder up to the previous time. It is added to the value ΣOX4, and the cumulative value of 200 times (aAA
is determined (step 200).

上記累積(i A 1〜A4のいずれかの算出(ステッ
プ170〜200)が終了すれは、上記ステップ170
〜210での累積値A I−A aの演算が各々200
回以上なされているか否かが判定される(ステップ21
0)。これは200回分のA/D変換データ○X1〜○
X4により判定しようとするための処理である。各気筒
それぞれに対して200回以上のA/D変換がなさてお
らず、そのデータの蓄積がA1−A4になされていない
場合には処理を一旦終了する。
When the calculation of any one of the accumulation (i A 1 to A4 (steps 170 to 200) is completed, step 170 is completed.
The calculation of cumulative value A I-A a at ~210 is 200 each
It is determined whether or not the process has been performed more than once (step 21).
0). This is 200 A/D conversion data○X1~○
This is a process for attempting to make a determination based on X4. If 200 or more A/D conversions have not been performed for each cylinder and the data has not been accumulated in A1-A4, the process is temporarily terminated.

累積fffl A +〜A4に200回以上の蓄積がな
されている場合には、下式のごとく、A1−A4の算術
平均値Yを計算する(ステップ220)。
If the cumulative fffl A + to A4 have been accumulated 200 times or more, the arithmetic mean value Y of A1-A4 is calculated as shown in the following formula (step 220).

A++A2+A3+A4 Y=   □ 次に第4図(B)に移り、上記累積値A1〜A4とYと
の比の大きさが判定される(ステップ230〜300)
。即ち、ステップ230,240ではAI /Yの値が
上限S、と下限S2との間にあるか否かが判定され、ス
テップ250,260ではA2/Yの値が上限S1と下
限S2との間にあるか否かが判定され、ステップ270
,280ではA3/Yの値が上限S、と下限S2どの間
もとあるか否かが判定され、ステップ290,300で
はA、/Yの値が上限S1と下限S2との間にあるか否
かが判定される。全ての累積値A1〜A4がSlとS2
との間にあれば、全気筒に対して空燃比は圧密と判定さ
れる(ステップ310)。上限S1は例えは、1.2、
下限S2は例えは0゜8が設定される。
A++A2+A3+A4 Y= □ Next, moving to FIG. 4(B), the magnitude of the ratio between the cumulative values A1 to A4 and Y is determined (steps 230 to 300).
. That is, in steps 230 and 240, it is determined whether the value of AI/Y is between the upper limit S and the lower limit S2, and in steps 250 and 260, it is determined whether the value of A2/Y is between the upper limit S1 and the lower limit S2. It is determined whether or not there is, step 270
, 280, it is determined whether the value of A3/Y is between the upper limit S and the lower limit S2, and in steps 290 and 300, it is determined whether the value of A, /Y is between the upper limit S1 and the lower limit S2. It is determined whether or not. All cumulative values A1 to A4 are Sl and S2
If the air-fuel ratio is between the two, the air-fuel ratio is determined to be compact for all cylinders (step 310). For example, the upper limit S1 is 1.2,
For example, the lower limit S2 is set to 0°8.

■もしA1−A4とYとの比が81 より大きい場合に
は、その気筒の空燃比が過濃であり適切な範囲に制御卸
できない状態、R11ち、リッチ異常と判定される(ス
テップ320〜350)。続いて、リッチ異常を知らせ
る信号が出力される(ステツー15= ブ360)。この信号は例えは運転席のダツシュボード
の警告ランプ37aを点滅させる信号として出力される
。あるいは燃料噴射制御系に異常を知らせ、該当噴射弁
1日の噴射を停止させてもよい。
■If the ratio of A1-A4 and Y is larger than 81, it is determined that the air-fuel ratio of that cylinder is too rich and cannot be controlled to an appropriate range, and that R11 is rich abnormality (steps 320 to 32). 350). Subsequently, a signal indicating a rich abnormality is output (Step 15 = 360). This signal is output, for example, as a signal that causes the warning lamp 37a on the dash board in the driver's seat to blink. Alternatively, the fuel injection control system may be notified of the abnormality and the injection of the corresponding injector may be stopped for one day.

また、との気筒または気筒群がリッチ異常かを示すデー
タを、バックアップRAM50dに書き込んでおいても
よい。この場合、修理の際、バックアツプRAM50d
中のデータを調べることにより、直ちに異常な気筒また
は気筒群を知ることができる。
Further, data indicating whether the cylinder or cylinder group is rich abnormal may be written in the backup RAM 50d. In this case, during repair, back-up RAM 50d
By examining the data inside, you can immediately find out which cylinder or group of cylinders is abnormal.

■一方、A1−A4とYとの比が82より小さい場合に
は、その気筒の空燃比が希薄であり適切な範囲に制御で
きない状態、即ち、リーン異常と判定される(ステップ
370〜400)。続いて、リーン異常を知らせる信号
が出力される(ステップ410)。警告ランプ37aの
点灯や燃料噴射制御系への報知はリッチ異常の場合と同
様である。
On the other hand, if the ratio of A1-A4 to Y is smaller than 82, it is determined that the air-fuel ratio of that cylinder is too lean and cannot be controlled within an appropriate range, that is, a lean abnormality occurs (steps 370 to 400). . Subsequently, a signal indicating lean abnormality is output (step 410). The lighting of the warning lamp 37a and the notification to the fuel injection control system are the same as in the case of rich abnormality.

この場合も上述のごとく、との気筒または気筒群がリッ
チ異常かを示すデータを、バックアップRAM50dに
書き込んでおき、修理時に利用してもよい。
In this case as well, as described above, data indicating whether the cylinder or cylinder group has a rich abnormality may be written in the backup RAM 50d and used at the time of repair.

こうして処理を一旦終了し、所定時間毎に再度繰り返さ
れる。
In this way, the process is once terminated and repeated at predetermined time intervals.

尚、本実施例のシステム中で実行されている燃料噴射量
制御処理及びそのフィードバック処理はは第5図(A)
、 (B)のごとくである。
The fuel injection amount control process and its feedback process executed in the system of this embodiment are shown in FIG. 5(A).
, (B).

各制御は所定時間毎に実行され、まず第5図(A)の燃
料噴射量制御ルーチンにてはエアフロメータ14及び回
転角センサ38からの検出信号Q。
Each control is executed at predetermined time intervals. First, in the fuel injection amount control routine of FIG. 5(A), the detection signal Q from the air flow meter 14 and the rotation angle sensor 38 is detected.

NEが取り込まれる(ステップ610)。次にこれに基
づき基本燃料噴射量(時間)TPがROM5、Ob内に
用意されたマツプf (Q/NE)から求められる(ス
テップ620)。次に実燃料噴射量(時間”)TAUが
下式に基づき、算出される(ステップ630)。
A NE is captured (step 610). Next, based on this, the basic fuel injection amount (time) TP is determined from the map f (Q/NE) prepared in the ROM 5, Ob (step 620). Next, the actual fuel injection amount (time) TAU is calculated based on the formula below (step 630).

TAtJ=TPXFAFXα+β ここでαは機関の冷間時や加速時等に1.0以外の値に
設定される補正係数であり、βは無効噴射時間等の補正
値である。FAFはフィードバック補正係数であり、第
5図(B)のFAF設定割り込みルーチンに示すごとく
設定される。
TAtJ=TPXFAFXα+β Here, α is a correction coefficient set to a value other than 1.0 when the engine is cold or accelerated, and β is a correction value for invalid injection time, etc. FAF is a feedback correction coefficient, and is set as shown in the FAF setting interrupt routine of FIG. 5(B).

即ち、所定時間毎に処理が開始されると、フィードバッ
ク条件が成立しているか否かが判定される(ステップ7
10)。成立していなけれはFAFは1.0に固定され
る(ステップ720)。成立していれは、02センサ出
力信号のA/D変換値を取り込んで(ステップ730)
、その頭が0゜45Vより大きいか否かを判定する(ス
テップ740)。
That is, when the process is started at predetermined time intervals, it is determined whether the feedback condition is satisfied (step 7).
10). If not established, FAF is fixed at 1.0 (step 720). If it is true, take in the A/D conversion value of the 02 sensor output signal (step 730).
, it is determined whether the head is greater than 0°45V (step 740).

■A/D変換値が0.45Vより太きけれはリッチとし
て、更に前回もリッチであったか否かが判定される(ス
テップ750)。前回もリッチであったならは、燃料噴
射量を漸減させるために所定値K1分、FAFを減少す
る(ステップ760)。前回はリーンであったならば、
今回リッチに切り替わったのであるから、応答性等の理
由から上記Kiより大きい値であるスキップ(直R5分
、FAFを減少する(ステップ770)。
(2) If the A/D conversion value is thicker than 0.45V, it is considered rich, and it is further determined whether or not it was rich last time (step 750). If it was rich last time, FAF is decreased by a predetermined value K1 in order to gradually reduce the fuel injection amount (step 760). If it was lean last time,
Since the switch has been made to rich this time, the FAF is decreased by a value of skip (straight R5) which is larger than Ki for reasons such as responsiveness (step 770).

■A/D変換値が0.45V以下であれはり−ンとして
更に前回もリーンであったか否かが判定される(ステッ
プ780)。前回もリーンであったならば、燃料噴射量
を漸増させるために所定値Ki分、FAFを増加する(
ステップ790)。
(2) If the A/D conversion value is 0.45V or less, it is considered lean, and it is further determined whether or not it was lean last time (step 780). If it was lean last time, FAF is increased by a predetermined value Ki in order to gradually increase the fuel injection amount (
step 790).

前回はリッチであったならば、今回リーンに切り替わっ
たのであるから、上記に1より大きい値であるスキップ
値R9分、FAFを増加する(ステップ800)。
If it was rich last time, it has switched to lean this time, so FAF is increased by the skip value R9, which is a value greater than 1 (step 800).

こうして処理を終了し、所定時間毎に繰り返され、フィ
ードバック条件が成立していれば、FAFは絶えず更新
される。
The process is thus completed and repeated at predetermined time intervals, and if the feedback condition is satisfied, the FAF is constantly updated.

第5図(A)に戻り、このTAUが出力ボート50hに
セットされる(ステップ640)。このことにより駆動
回路50tは所定のタイミングで時間TAUの間、燃料
噴射弁1日を開くよう作動する。こうして処理を一旦終
了し、所定時間毎に再度繰り返す。
Returning to FIG. 5(A), this TAU is set to the output port 50h (step 640). This causes the drive circuit 50t to operate at a predetermined timing to open the fuel injector for a period of time TAU. In this way, the process is once terminated and repeated at predetermined time intervals.

上記燃料噴射量制御及びそのフィードバック処理が実行
されている場合の02センサ出力値を第6図に示す。こ
の内、 (A)は燃料噴射弁1日や給排気弁8,16の
バルブクリアランスが正常であって空燃比が正常に制御
されている場合のタイミングチャートであり、 (B)
は1つの気筒の燃料噴射弁18あるいは1つの気筒の給
排気弁8゜16のバルブクリアランスが異常であって、
その気筒の空燃比が過濃である場合のタイミングチャー
トである。即ち、正常な(A)のタイミングチャートで
は滑らかな軌跡であるが、異常な(B)のタイミングチ
ャートでは該当する気筒の排気行程でピークを形成し、
滑らかではない。
FIG. 6 shows the 02 sensor output value when the fuel injection amount control and its feedback process are executed. Of these, (A) is a timing chart when the fuel injection valve 1 and the valve clearances of the supply and exhaust valves 8 and 16 are normal and the air-fuel ratio is controlled normally; (B)
The valve clearance of the fuel injection valve 18 of one cylinder or the intake/exhaust valve 8° 16 of one cylinder is abnormal,
It is a timing chart when the air-fuel ratio of that cylinder is excessively rich. That is, in the normal timing chart (A), the trajectory is smooth, but in the abnormal timing chart (B), a peak is formed in the exhaust stroke of the relevant cylinder.
Not smooth.

従って、例えは第2気筒がリッチ異常であるとすると、
第4図(A)のステップ180ではピークに該当するA
/D変換値のみがA2に200回累積され“ることとな
り、他の累積値AI + A3 +A、lは正常な値、
あるいは第5図(B)のステップ730以降のフィード
バック制御が実行されている条件下ではフィードバック
制御のために正常な値よりも低い値が設定される。この
ため、A2については第4図(B)のステップ250の
判定処理にて上限S1を越えたとして否定判定され、第
2気筒がリッチ異常と判定され(ステップ330)、リ
ッチ異常信号が出力されることとなる(ステップ360
)。
Therefore, for example, if the second cylinder has a rich abnormality,
In step 180 of FIG. 4(A), A corresponding to the peak is
Only the /D conversion value is accumulated in A2 200 times, and the other accumulated values AI + A3 + A, l are normal values,
Alternatively, under the condition that the feedback control after step 730 in FIG. 5(B) is being executed, a value lower than the normal value is set for the feedback control. Therefore, for A2, a negative determination is made in step 250 of FIG. 4(B) that the upper limit S1 has been exceeded, and the second cylinder is determined to have a rich abnormality (step 330), and a rich abnormal signal is output. (step 360
).

こうして警告ランプ37aが点灯すれは、運転者は異常
が認識でき、直ちに処理等の処置をとることができ、異
常な燃焼状態による燃料の浪費か防止でき、更にエミッ
ションの悪化を招くことがなく、また長期の異常放置に
よる内燃機関の故障を生じたりすることがない。
When the warning lamp 37a lights up in this way, the driver can recognize the abnormality and take immediate action to deal with it, thereby preventing wasted fuel due to abnormal combustion conditions, and further preventing deterioration of emissions. Furthermore, the internal combustion engine will not malfunction due to long-term abnormal conditions.

尚、本実施例において、4気筒の内燃機関1が多気筒内
燃機関M1に該当し、燃料噴射弁1日が燃料供給手段M
2に該当し、酸素濃度センサ(02センサ)35が酸素
検出手段M3に該当し、電子制御装置(ECU)50が
供給量制御手段M4、累積手段M5、偏り検出手段M6
及び判定出力手段M7に該当する。尚、上記電子制御装
置(ECU)50が実行する制御の内、第5図(A)の
ステップ630及び第5図(B)の処理が供給量制御手
段M4としての処理に該当し、ステップ170〜200
の処理が累積手段M5としての処理に該当し、ステップ
220〜300の処理が偏り検出手段M6としての処理
に該当し、ステップ320〜410の処理が判定出力手
段M7としての処理に該当する。
In this embodiment, the four-cylinder internal combustion engine 1 corresponds to the multi-cylinder internal combustion engine M1, and the fuel injection valve 1 corresponds to the fuel supply means M.
2, the oxygen concentration sensor (02 sensor) 35 corresponds to the oxygen detection means M3, and the electronic control unit (ECU) 50 corresponds to the supply amount control means M4, the accumulation means M5, and the bias detection means M6.
and the judgment output means M7. Incidentally, among the controls executed by the electronic control unit (ECU) 50, the processes in step 630 in FIG. 5(A) and in FIG. ~200
The processing of steps 220 to 300 corresponds to the processing of the bias detection means M6, and the processing of steps 320 to 410 corresponds to the processing of the determination outputting means M7.

発明の効果 本発明の空燃比異常検出装置は、累積手段M5にて酸素
検出手段M3の出力値を各気筒毎または各気筒群毎に所
定回数累積している。その結果、特に激しい運転状態の
変化がなければ、累積値に空燃比の異常が明確に現れ、
気筒毎あるいは気筒群毎の空燃比の異常を早期にかつ正
確に捉えることができる。
Effects of the Invention In the air-fuel ratio abnormality detection device of the present invention, the accumulation means M5 accumulates the output value of the oxygen detection means M3 a predetermined number of times for each cylinder or each cylinder group. As a result, unless there is a particularly drastic change in operating conditions, abnormalities in the air-fuel ratio will clearly appear in the cumulative value.
Abnormalities in the air-fuel ratio for each cylinder or for each cylinder group can be detected early and accurately.

従って、広い運転条件に適用することができ、早期に出
力不足やエミッションの悪化に対する処置が実行でき、
燃費の悪化や内燃機関への悪影響を防止できる。
Therefore, it can be applied to a wide range of operating conditions, and measures can be taken early to prevent insufficient output or worsening of emissions.
This can prevent deterioration of fuel efficiency and adverse effects on the internal combustion engine.

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

第1図は本発明の基本的構成例示図、第2図は一実施例
のシステム構成図、第3図はECUのブロック図、第4
図(A)、 (B)はECUが行う空燃比異常検出ルー
チンを示すフローチャー1・、第4図(C)は同じく3
0°割り込みルーチンのフローチャート、第5図(A)
は同じく燃料噴射量制御ルーチンのフローチャート、第
5図(B)はFAF設定割り込みルーチンのフローチャ
ート、第6図(A)は空燃比が正常な場合の02センサ
出力値のタイミングチャート、第6図(B)は1気筒の
空燃比が異常な場合の02センサ出力値のタイミングチ
ャートを表す。 Ml・・・多気筒内燃機関   M2・・・燃料供給手
段M3・・・酸素検出手段   M4・・・供給量制御
手段M5・・−累積手段     M6・・−偏り検出
手段M7−・・判定出力手段 1・・・内燃機関      14・・・エアフロメー
タ18・・・燃料噴射弁 35・・・酸素濃度センサ(02センサ)37−・・警
報装置    38−・・回転角センサ50・・・電子
制御装置(ECU)
Fig. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention, Fig. 2 is a system configuration diagram of one embodiment, Fig. 3 is a block diagram of the ECU, and Fig. 4 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention.
Figures (A) and (B) are flowcharts 1 and 4 (C) are flowcharts 3 and 3 respectively showing the air-fuel ratio abnormality detection routine performed by the ECU.
Flowchart of 0° interrupt routine, Figure 5 (A)
is also a flowchart of the fuel injection amount control routine, FIG. 5(B) is a flowchart of the FAF setting interrupt routine, FIG. 6(A) is a timing chart of the 02 sensor output value when the air-fuel ratio is normal, and FIG. B) represents a timing chart of the 02 sensor output value when the air-fuel ratio of one cylinder is abnormal. Ml...Multi-cylinder internal combustion engine M2...Fuel supply means M3...Oxygen detection means M4...Supply amount control means M5...-Accumulation means M6...-Bias detection means M7--Judgment output means 1... Internal combustion engine 14... Air flow meter 18... Fuel injection valve 35... Oxygen concentration sensor (02 sensor) 37-... Alarm device 38-... Rotation angle sensor 50... Electronic control device (ECU)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 多気筒内燃機関の各気筒毎または各気筒群毎に備え
られ、上記内燃機関の運転状態に応じて設定された目標
供給燃料量に従って燃料を供給する燃料供給手段と、 上記内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸素検出手
段と、 この酸素検出手段の出力値レベルから燃料供給量の過不
足を判定し、この判定結果に応じて上記燃料供給手段に
よる燃料供給量にフィードバックする供給量制御手段と
、 を備えた燃料供給制御装置に用いられる空燃比異常検出
装置であって、 上記酸素検出手段の出力値を各気筒毎または各気筒群毎
に所定回数累積する累積手段と、上記各累積値の、全累
積値の分布中での偏りを検出する偏り検出手段と、 この偏り検出手段の検出結果により、偏りの大きい気筒
または気筒群が検出された場合、空燃比が異常であると
判定し異常を知らせる信号を出力する判定出力手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比異常検出装置。
[Scope of Claims] 1. A fuel supply means that is provided for each cylinder or each cylinder group of a multi-cylinder internal combustion engine and supplies fuel according to a target fuel supply amount set according to the operating state of the internal combustion engine; an oxygen detection means for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine; and determining whether the amount of fuel supplied is excessive or insufficient based on the output value level of the oxygen detection means, and the amount of fuel supplied by the fuel supply means according to the determination result. an air-fuel ratio abnormality detection device for use in a fuel supply control device, comprising: a supply amount control means for feeding back to the oxygen detection means; a bias detection means for detecting a bias in the distribution of all cumulative values of each of the cumulative values; and if a cylinder or cylinder group with a large bias is detected based on the detection result of the bias detection means, the air-fuel ratio An air-fuel ratio abnormality detection device comprising: determination output means for determining that the ratio is abnormal and outputting a signal indicating the abnormality.
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