JPH0323331A - Air-fuel ratio control device - Google Patents
Air-fuel ratio control deviceInfo
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- JPH0323331A JPH0323331A JP1155230A JP15523089A JPH0323331A JP H0323331 A JPH0323331 A JP H0323331A JP 1155230 A JP1155230 A JP 1155230A JP 15523089 A JP15523089 A JP 15523089A JP H0323331 A JPH0323331 A JP H0323331A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明（よ 内燃機関の空燃比をフィードバック制御す
る空燃比制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an air-fuel ratio control device that performs feedback control of the air-fuel ratio of an internal combustion engine.
［従来の技術］
従来より、内燃ｔａＵの排ガス中のエミッションを低下
させるために 内燃機関の排気系に取り付けた酸素セン
サの出力信号に基づいて、内燃機関に供給する燃料混合
気の空燃比が制御されている。[Prior Art] Conventionally, in order to reduce emissions in the exhaust gas of internal combustion TAU, the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine has been controlled based on the output signal of an oxygen sensor installed in the exhaust system of the internal combustion engine. has been done.
即ち第９図に示すように、空燃比を排ガスの浄化率の高
い理論空燃比点に制御するために、酸素センサの出力信
号に基づいて空燃比フィードバック制御が行われている
。That is, as shown in FIG. 9, air-fuel ratio feedback control is performed based on the output signal of the oxygen sensor in order to control the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio point at which the exhaust gas purification rate is high.
そして、この様な制御に使用される酸素センサ等の検出
系が正常に機能しないときに｛九 排ガスのエミッショ
ンが悪化することがあるので、従来より検出系に異常が
生じたときに、通常のフィ−ドパック制御を補正する各
種の技術が提案されている（特開昭５８−２２２９３９
号公糀 特開昭５９−３１３７号公報参照）。When a detection system such as an oxygen sensor used for such control does not function properly, exhaust gas emissions may worsen. Various techniques for correcting feed pack control have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 58-222939
(Refer to Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-3137).
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前記検出系の酸素センサが種々の物質に
よって被毒された場合に（上 第１０図に示すように、
センサ出力がリーン或はリッチにシフトして特性が変化
してしまうことがあり、その結漿 酸素センサの出力信
号に基づいた空燃比フィードバック制御が良好に行われ
なくなり、エミッションが悪化してしまうという問題が
あった例えばシリコン等によって被毒された酸素センサ
を用いて空燃比フィードバック制御を行うと、排ガス中
のＮＯｘが増加し、また鉛等によって被毒された酸素セ
ンサを用いて空燃比フィードバック制御を行うと、排ガ
ス中のＣＯが増加してしまうという問題があった
本発明１上 前記問題点を解消するためになされたもの
で、酸素センサ等に異常が生じた場合でも、好適に空燃
比の制御が可能な空燃比制御装置を提供することを目的
とする。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the oxygen sensor of the detection system is poisoned by various substances (as shown in Fig. 10 above),
The sensor output may shift to lean or rich and the characteristics may change, and the air-fuel ratio feedback control based on the output signal of the oxygen sensor will not be performed properly, resulting in worsening emissions. For example, when air-fuel ratio feedback control is performed using an oxygen sensor that is poisoned with silicon, etc., NOx in the exhaust gas increases, and air-fuel ratio feedback control using an oxygen sensor that is poisoned with lead, etc. This was done in order to solve the above-mentioned problem, in which CO in the exhaust gas increases when the oxygen sensor etc. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device that is capable of controlling.
［課題を解決するための手段］
前記問題点を解決するためになされた本発明の空燃比制
御装置（よ 第１図に例示するように、内燃機関Ｍ１の
排気系に備えられた酸素センサＭ２の出力信号に基づい
て、前記内燃機関Ｍ１に供給する燃料混合気の空燃比を
フィードバック制御する空燃比制御装置において、
前記酸素センサＭ２の出力信号の変動に基づいて酸素セ
ンサＭ２の異常を検出する異常検出手段Ｍ３と、
前記内燃機関Ｍ２に供給する燃料混合気の空燃比をオー
プンループ制御によってリーン及びリッチの状態に設定
する空燃比設定手段Ｍ４と、該空燃比設定手段Ｍ４によ
って空燃比がリーン及びリッチに設定された場合に 前
記酸素センサＭ２のリーン及びリッチの出力信号から該
出力信号の中央値を求める中央値算出手段Ｍ５と、前記
異常検出手段Ｍ３によって酸素センサＭ２の異常が検出
された場合に（よ 前記中央値算出手段Ｍ５１二よって
求めた中央値を前記フィードバック制御時に空燃比のリ
ーンとリッチとを区分する閾値として設定する閾値設定
手段Ｍ６と、を備えたことを要旨とする．
ここで、前記異常検出手段Ｍ３として（友 各種の検出
手段を採用できる。例え（Ｌ
■ 内燃機関Ｍ１に供給する燃料混合気の空燃比をオー
プンループ制御によってリーン或はリッチの状態に設定
し、空燃比がリーンに設定された時に酸素センサＭ２の
出力信号が所定の閾値以上の場合、或は空燃比がリッチ
に設定された時に酸素センサＭ２の出力信号が所定の閾
値以下の場合に１友 酸素センサＭ２に異常があると判
定する手既
■ また、空燃比をオープンループ制御によってリーン
及びリッチの状態に周期的に設定し、空燃比がリーン及
びリッチに設定されたときの酸素センサＭ２の出力信号
の極小値及び極大値を検出し、この極小値或は極大値の
少なくとも一方が所定の出力値の範囲内である場合に｛
上 酸素センサＭ２に異常があると判定する手睨
尚、極大値及び極小値（上 各々複数回の平均値から求
めたものでもよい。[Means for Solving the Problems] The air-fuel ratio control device of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems.As illustrated in FIG. An air-fuel ratio control device that performs feedback control of an air-fuel ratio of a fuel mixture supplied to the internal combustion engine M1 based on an output signal of the internal combustion engine M1, wherein an abnormality of the oxygen sensor M2 is detected based on a variation in the output signal of the oxygen sensor M2. an abnormality detection means M3; an air-fuel ratio setting means M4 for setting the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine M2 to a lean state and a rich state by open-loop control; and rich, an abnormality in the oxygen sensor M2 is detected by the median value calculating means M5 which calculates the median value of the output signal from the lean and rich output signals of the oxygen sensor M2, and the abnormality detecting means M3. In this case, the present invention further comprises a threshold value setting means M6 for setting the median value obtained by the median value calculation means M51 as a threshold value for distinguishing between lean and rich air-fuel ratios during the feedback control. Here, various types of detection means can be employed as the abnormality detection means M3. If the output signal of oxygen sensor M2 is above a predetermined threshold value when the air-fuel ratio is set to lean, or if the output signal of oxygen sensor M2 is below a predetermined threshold value when the air-fuel ratio is set to rich, In addition, the air-fuel ratio is periodically set to lean and rich states by open-loop control, and the oxygen sensor M2 is determined to be abnormal when the air-fuel ratio is set to lean and rich. Detects the local minimum value and local maximum value of the output signal, and when at least one of the local minimum value or local maximum value is within a predetermined output value range, {
Above, the local maximum value and minimum value for determining that there is an abnormality in the oxygen sensor M2 (top) Each of the maximum values and minimum values may be obtained from the average value of multiple times.
■ 更に 酸素センサＭ２の出力信号に基づいて空燃比
のフィードバック制御を行い、この空燃比のフィードバ
ック制御が行われている時に 酸素センサＭ２の出力信
号が所定の出力値の範囲内にある場合に１表 酸素セン
サＭ２に異常があると判定する手段等である．
尚、前記オープンループ制御と（友 酸素センサＭ２の
出力信号に基づいて燃料混合気の空燃比をフィードバッ
ク制御するものではなく、単に空燃比をリーン又はリッ
チの状態に切り換えて設定する制御を示している．
［作用］
本発明の空燃比制御装置｛よ 内燃機関Ｍ１の排気系に
備えられた酸素センサＭ２の出力信号に基づいて、内燃
機関Ｍ１に供給する燃料混合気の空燃比をフィードバッ
ク制御する空燃比制御装置であり、異常検出手段Ｍ３に
よって酸素センサＭ２の異常が検出された場合に（上
空燃比設定手段Ｍ４によって、内燃機関Ｍ２に供給する
燃料混合気の空燃比をオープンループ制御してリーン及
びリッチの状態に設定し、中央値算出手段Ｍ５によって
、酸素センサＭ２のリーン及びリッチの出力信号から出
力信号の中央値を求める。そして、閾値設定手段Ｍ６に
よって、前記中央値をフィードバック制御時に空燃比の
リーンとリッチとを区分する閾値として設定する。■ Furthermore, feedback control of the air-fuel ratio is performed based on the output signal of the oxygen sensor M2, and when the output signal of the oxygen sensor M2 is within a predetermined output value range while the feedback control of the air-fuel ratio is being performed, Table: Means for determining that there is an abnormality in oxygen sensor M2. Note that the above-mentioned open-loop control does not refer to feedback control of the air-fuel ratio of the fuel mixture based on the output signal of the oxygen sensor M2, but refers to control that simply switches and sets the air-fuel ratio to a lean or rich state. [Operation] The air-fuel ratio control device of the present invention feedback-controls the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine M1 based on the output signal of the oxygen sensor M2 provided in the exhaust system of the internal combustion engine M1. This is an air-fuel ratio control device, and when an abnormality in the oxygen sensor M2 is detected by the abnormality detection means M3 (the
The air-fuel ratio setting means M4 performs open loop control on the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine M2 to set it to lean and rich states, and the median value calculating means M5 sets the lean and rich outputs of the oxygen sensor M2. Find the median value of the output signal from the signal. Then, the threshold value setting means M6 sets the median value as a threshold value for distinguishing between lean and rich air-fuel ratios during feedback control.
［実施例］ 以下本発明の実施例を図面にしたがって説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図は第１実施例の空燃比制御装置のシステム構成図
である。FIG. 2 is a system configuration diagram of the air-fuel ratio control device of the first embodiment.
同図に示すよう１ミ 空燃比制御装置１｛よ エンジン
２の状態を検出して異常診断の処理や空燃比等の各種の
制御を行う電子制御装置（以下単にＥＣＵと呼ぶ）３を
備えている．
エンジン２１ヨ シリンダ４，ピストン５及びシリン
ダヘッド６から構成される燃焼室７を備え、燃焼室７に
は点火ブラグ８が配置されている。As shown in the figure, the air-fuel ratio control device 1 is equipped with an electronic control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 3 that detects the state of the engine 2 and performs abnormality diagnosis processing and various controls such as the air-fuel ratio. There is. The engine 21 includes a combustion chamber 7 composed of a cylinder 4, a piston 5, and a cylinder head 6, and an ignition plug 8 is disposed in the combustion chamber 7.
エンジン２の吸気系（上 吸気バルブ９，吸気ボ− ト
１ ０， 吸気管１１，吸入空気の脈動を吸収するサ
ージタンク１２，吸入空気量を調節するスロットルバル
ブ１４及びエアクリーナ１５から構成されている．
エンジン２の排気系（友 排気パルプ１６，排気ボート
１７，排気マニホールド１８，三元触媒を充填した触媒
コンバータ１９及び排気管２０から構成されている．
エンジン２０点火系１．ｔ．点火に必要な高電圧を出力
するイグナイタ２１及び図示しないクランク軸に連動し
てイグナイタ２１で発生した高電圧を点火プラグ８に分
配供給するディストリビュータ２２から構成されている
．
エンジン２の燃料系統１上 フユーエルタンク（図示せ
ず）からの燃料を吸気ボート１０近傍に噴射する電磁式
の燃料噴射弁２５から構成されている．
また、エンジン２の運転状態を検出するセンサとして、
吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ３１，吸入空気
の温度を検出する吸気温センサ３２，スロットルパルブ
１４の開度を検出するスロットルポジションセンサ３３
，冷却水温度を検出する水温センサ３５，触媒コンバー
タ１９に流入する前の排ガス中の酸素濃度を検出する上
流側酸素センサ（以下単に酸素センサと称す）３６，触
媒コンバータ１９から流出した排ガス中の酸素濃度を検
出する下流側酸素センサ（以下サブ酸声センサと称すが
このセンサは必要に応じて取り付ける）３７，ディスト
リビュータ２２のカムシャフトの１回転毎に基準信号を
出力する気筒判別センサ３８，ディストリビュータ２２
のカムシャフトの１／２４回転毎に回転角信号を出力す
る回転数センサ３９等を備えている．
前記各センサの検出信号はＥＣＵ３に入力さ札その信号
に基づいてエンジン２の回転数や空燃比等の制御が行わ
れる。Ｅ Ｃ ｔＪ ３ ｉ；ｔ．， 周知のＣＰＵ
３ａ，ＲＯＭ３ｂ，ＲＡＭ３ｃ， バ・シクアップＲ
Ａ Ｍ ３ ｄ， タイマ３ｅを中心に論理演算回路
として構成さ札 コモンバス３ｆを介して入出力ボート
３ｇに接続されて外部との入出力を行う。ＣＰＵ ３
ａ ＬＬ 吸気圧センサ３１，吸気温センサ３２，ス
ロットルポジションセンサ３３，木温センサ３５，酸素
センサ３６，サブ酸素センサ３７の検出信号を、Ａ／Ｄ
変換器３ｈ及び入出力ボート３ｇを介して入力する．ま
た気筒判別センサ３８，回転数センサ３９の検出信号を
波形整形回路３．１及び入出力ボート３ｇを介して入力
する。一方、ＣＰ Ｕ ３ ａ ｌ上 入出力ボート
３ｇ及び駆動回路３ｍを介して、前記イグナイタ２１及
び燃料噴射弁２５，酸素センサ３６の異常を知らせるチ
ェックランプ４０等を駆動制御する．
尚、前記ＥＣＵ３のバックアップＲＡＭ３ｄｌ上イグニ
ッションスイッチ（図示せず）を介することのない経路
より電力が供給さね 後述するフィードバック制御の閾
値等が、イグニッションスイッチの状態にかかわらず保
持される様に構成されている．
次に、前記ＥＣＵ３の実行する空燃比の制御の処理につ
いて、順次説明する。The intake system of the engine 2 (top) consists of an intake valve 9, an intake boat 10, an intake pipe 11, a surge tank 12 that absorbs pulsation of intake air, a throttle valve 14 that adjusts the amount of intake air, and an air cleaner 15. . Engine 2 exhaust system (composed of an exhaust pulp 16, an exhaust boat 17, an exhaust manifold 18, a catalytic converter 19 filled with a three-way catalyst, and an exhaust pipe 20).Engine 20 ignition system 1. Necessary for ignition It is composed of an igniter 21 that outputs a high voltage, and a distributor 22 that is linked to a crankshaft (not shown) and distributes and supplies the high voltage generated by the igniter 21 to the spark plug 8. Above the fuel system 1 of the engine 2 Fuel tank It is composed of an electromagnetic fuel injection valve 25 that injects fuel from (not shown) into the vicinity of the intake boat 10. Also, as a sensor for detecting the operating state of the engine 2,
An intake pressure sensor 31 that detects the pressure of intake air, an intake temperature sensor 32 that detects the temperature of intake air, and a throttle position sensor 33 that detects the opening degree of the throttle valve 14.
, a water temperature sensor 35 that detects the cooling water temperature, an upstream oxygen sensor (hereinafter simply referred to as oxygen sensor) 36 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas before it flows into the catalytic converter 19, and a water temperature sensor 35 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas flowing out from the catalytic converter 19. A downstream oxygen sensor (hereinafter referred to as a sub-oxygen sensor) 37 that detects the oxygen concentration (hereinafter referred to as a sub-oxygen sensor, but this sensor is installed as necessary), a cylinder discrimination sensor 38 that outputs a reference signal every revolution of the camshaft of the distributor 22, and a distributor 22. 22
The camshaft is equipped with a rotation speed sensor 39 that outputs a rotation angle signal every 1/24 rotation of the camshaft. Detection signals from each of the sensors are input to the ECU 3. Based on the signals, the engine 2's rotational speed, air-fuel ratio, etc. are controlled. E C tJ 3 i;t. , well-known CPU
3a, ROM3b, RAM3c, Ba-sikup R
It is configured as a logic operation circuit centering around AM3d and timer 3e. It is connected to input/output boat 3g via common bus 3f and performs input/output with the outside. CPU 3
a LL The detection signals of the intake pressure sensor 31, intake temperature sensor 32, throttle position sensor 33, wood temperature sensor 35, oxygen sensor 36, and sub oxygen sensor 37 are sent to the A/D.
Input via converter 3h and input/output boat 3g. Further, detection signals from the cylinder discrimination sensor 38 and the rotation speed sensor 39 are inputted via the waveform shaping circuit 3.1 and the input/output boat 3g. On the other hand, the CPU 3a drives and controls the igniter 21, the fuel injection valve 25, the check lamp 40 that indicates an abnormality in the oxygen sensor 36, etc. via the input/output boat 3g and the drive circuit 3m. Note that power is not supplied from a route that does not go through the ignition switch (not shown) on the backup RAM 3dl of the ECU 3.Threshold values for feedback control, etc., which will be described later, are configured to be maintained regardless of the state of the ignition switch. ing. Next, the air-fuel ratio control process executed by the ECU 3 will be sequentially explained.
［１］第１実施例の処理
まず、第３図のフローチャートに基づいて、空燃比をリ
ーンの一定の状態に保ち、更１ニリッチの一定の状態に
保ち、その時の酸素センサ３６の出力信号を測定して中
央値を求める処理について説明する．本処理はエンジン
２の暖機が実施された状態で行われる．
初め１：．空燃比のフィードバック制御を停止する処理
を行う（ステップ１００）， 次１：．このフィード
バック制御が停止された状態で、即ちオープンループ制
御によって、燃料噴射弁２５を駆動制御して空燃比をリ
ーン（例えば空気過剰率λ＝１．０２）の状態に設定す
る処理を行う（ステップ１ １ ０）， そしてこの
状態を所定時間維持して、このリーン時の酸素センサ３
６の出力信号Ｄ，を検出する（ステップ１ ２ ０），
更に オープンループ制御によって、燃料噴射弁２５を
駆動制御して空燃比をリッチ（例えばλ＝Ｏ．９Ｓ）の
状態に設定する処理を行う（ステップ１３０）。そして
この状態を所定時間維持して、このリッチ時の酸素セン
サ３６の出力信号ＤＲを検出する（ステップ１４０），
次に、酸素センサ３６のリーンの出力信号ＤＬが所定の
閾値ＶＬ（例えば４００ｍＶ）以上の場合に｛社 酸素
センサ３６が異常であると判定しくステップ１５０）、
チェックランプ４０を点灯する（ステップ１ ６ ０）
， また、酸素センサ３６のリッチの出力信号ＤＬが
所定の閾値ｖ，（例えば７００ｍＶ）以下の場合に（よ
酸素センサ３６が異常である判定し（ステップ１７０
）、同様にチェックランプ４０を点灯する（ステップ１
６０），そして、前記ステップ１５０或は１７０にて、
酸素センサ３６が異常であると判定された場合に（上
リーンの場合の出力信号ＤＬ及びリッチの場合の出力信
号ＤＲの中央値ＶＴ｝ｌを求め（ステップ１８０），そ
の中央値ＶＴＨをフィードバック制御時にリーンとリッ
チとを区分する閾値（スライスレベル）として設定し（
ステップ１９０）、一旦本処理を終了する．
即ち、第４図（ａ）に示すように 例えばλ＝１．０２
の時の出力信号ＤＬの電圧が５００ｍＶ，λ＝０．９８
の時の出力信号Ｄ，の電圧が９００ｍＶの場合に１１
その中央値ＶＶ，Ｉは７００ｍＶとなる。従って、こ
の中央値ＶＴｊｌをフィードバック制御時の閾値として
採用すると、酸素センサ３６の出力信号が、高電圧側或
は低電圧側にずれて振動していたとしても、その振動の
ほぼ中央が閾値となるので、空燃比のりーンやリッチを
確実に区分して、第４図（ｂ）に示すような％ ＯＶと
５Ｖの２値信号に変換することができる．
つまり、酸素センサ３６の出力信号に応じて最適な閾値
を設定できるので、酸素センサ３６が被毒等によってそ
の出力が変動したとしても、空燃比のリーン及びリッチ
の状態を確実に検出して、好適に空燃比を制御すること
ができる。[1] Processing of the first embodiment First, based on the flowchart in FIG. 3, the air-fuel ratio is maintained at a constant lean state and further maintained at a constant state of 1N rich, and the output signal of the oxygen sensor 36 at that time is We will explain the process of measuring and finding the median value. This process is performed after engine 2 has been warmed up. Beginning 1:. Perform processing to stop air-fuel ratio feedback control (step 100), Next 1:. In a state where this feedback control is stopped, that is, by open-loop control, a process is performed to drive and control the fuel injection valve 25 to set the air-fuel ratio to a lean state (for example, excess air ratio λ = 1.02) (step 1 1 0), and by maintaining this state for a predetermined period of time, the oxygen sensor 3 at this lean state
6 output signal D, (step 120), and further performs a process of driving and controlling the fuel injection valve 25 to set the air-fuel ratio to a rich state (for example, λ=0.9S) using open loop control. (step 130). This state is maintained for a predetermined period of time to detect the rich output signal DR of the oxygen sensor 36 (step 140). Next, the lean output signal DL of the oxygen sensor 36 is set to a predetermined threshold value VL (for example, 400 mV). In the above case, it is determined that the oxygen sensor 36 is abnormal (step 150),
Turn on the check lamp 40 (step 160)
In addition, if the rich output signal DL of the oxygen sensor 36 is less than a predetermined threshold value v (for example, 700 mV), it is determined that the oxygen sensor 36 is abnormal (step 170).
), similarly turn on the check lamp 40 (step 1
60), and in the step 150 or 170,
When it is determined that the oxygen sensor 36 is abnormal (above)
The median value VT}l of the output signal DL in the case of lean and the output signal DR in the case of rich is determined (step 180), and the median value VTH is set as the threshold (slice level) for distinguishing between lean and rich during feedback control. death(
Step 190), this process is temporarily terminated. That is, as shown in FIG. 4(a), for example, λ=1.02
When the voltage of the output signal DL is 500mV, λ=0.98
11 when the voltage of the output signal D is 900 mV.
Its median value VV,I is 700 mV. Therefore, if this median value VTjl is adopted as the threshold value during feedback control, even if the output signal of the oxygen sensor 36 oscillates to the high voltage side or the low voltage side, almost the center of the oscillation will be the threshold value. Therefore, it is possible to reliably distinguish between lean and rich air-fuel ratios and convert them into binary signals of %OV and 5V as shown in Figure 4(b). In other words, the optimal threshold value can be set according to the output signal of the oxygen sensor 36, so even if the output of the oxygen sensor 36 fluctuates due to poisoning or the like, the lean and rich states of the air-fuel ratio can be reliably detected. The air-fuel ratio can be suitably controlled.
尚、前記第１実施例で］友 酸素センサ３６の異常を検
出するために、オーブンループ制御によって、空燃比を
リーン或はリッチの状態に変更してその状態を一定に保
つ制御を行ったが、それ以外にも後述するように各種の
異常検出の手段を採用できる．例え（Ｌ オーブンルー
プ制御によって、空燃比乞リーン及びリッチの状態に所
定の周期で切り換えて、その時の極小値や極大値が所定
の範囲内にない場合１：．酸素センサ３６を異常と判定
してもよい。或（よ 空燃比のフィードバック制御を行
い、その時の出力信号が所定の範囲内で振動する場合に
異常と判定してもよい。尚、下記の他の実施例のハード
の構成は前記実施例と同様であり、更に以下の説明にお
いては異常判定の処理の説明は簡潔に記述する。In the first embodiment, in order to detect an abnormality in the oxygen sensor 36, oven loop control was used to change the air-fuel ratio to a lean or rich state and keep the state constant. In addition to this, various anomaly detection methods can be employed as described later. For example (L) If the air-fuel ratio is switched to a lean or rich state at a predetermined period by oven loop control, and the minimum value or maximum value at that time is not within the predetermined range 1: The oxygen sensor 36 is determined to be abnormal. Alternatively, feedback control of the air-fuel ratio may be performed, and if the output signal at that time oscillates within a predetermined range, it may be determined that there is an abnormality.The hardware configuration of the other embodiments below is as follows. This is similar to the embodiment described above, and furthermore, in the following description, the abnormality determination process will be briefly described.
［２］第２実施例の処理
次に、第５図のフローチャートに基づいて、酸素センサ
３６の出力信号の極小値及び極大値を用いて、空燃比を
制御する処理について説明する。[2] Processing of the second embodiment Next, a process of controlling the air-fuel ratio using the minimum value and maximum value of the output signal of the oxygen sensor 36 will be described based on the flowchart of FIG.
まず、前記処理と同様に空燃比のフィードバック制御を
停止する処理を行う（ステップ２００）。First, similar to the process described above, a process is performed to stop feedback control of the air-fuel ratio (step 200).
次にオープンルーブ制御によって、燃料噴射弁２５を駆
動制御して空燃比をリッチ及びリーンの状態に周期的に
切り換える処理を行う（ステップ２１０）．そして、こ
の時の酸素センサ３６の出力信号を検出して（ステップ
３２０）、その出力信号の極小値及び極大値を求める処
理を行う（ステップ２ ３ ０）， 次に、酸素セン
サ３６の出力信号の極小値或は極大値のどちらか一方で
も所定の出力値の範囲内である場合に｛上 酸素センサ
３６が異常であると判定して（ステップ２４０）、チェ
ックランプ４０を点灯する処理を行う（ステップ２ ５
０）．
そして、酸素センサ３６が異常である場合に１友前記極
小値ＶＮＩＮ及び極大値ＶＭＡＸの中央値ＶＴＨを求め
（ステップ２６０）、この中央値ＶＴＨを実際のフィー
ドバック制御における空燃比のリーンとリッチとを区分
する閾値として設定し（ステップ２７０）、一旦本処理
を終了する．
即ち、第６図（ａ）に示すように 例えば酸素センサ３
６の出力信号が、予め設定した閾値Ｖ．より大きな電圧
で振動する場合に｛よ 酸素センサ３６が異常であると
判断して、出力信号の極小値ＶＩＮと極大値Ｖ。，の中
央値ＶＴｌ４を求め、この中央値Ｖｒ８を閾値として採
用する。それによって、酸素センサ３６の出力信号が異
常であっても、実際の空燃比フィードバック制御時に１
上 確実に空燃比のリーン或はリッチの状態を区別して
、第６図（ｂ）に示すようｌ；ＯＶと５ｖの２値信号に
変換することができる．
この様に 本実施例で（上 酸素センサ３６の出力信号
に応じて閾値を変更できるので、酸素センサ３６が被毒
等によって、その出力が高電圧側或は低電圧側に変動し
たとしても、空燃比を好適に制御することができる．
［３］第３実施例の処理
次に 第７図のフローチャートに基づいて、酸素センサ
３６の出力信号の中央値ＶＴｌ４を用いた他の処理につ
いて説明する．
まず、前記第１実施例或は第２実施例と同様にして、酸
素センサ３６の異常を検出した場合には（ステップ３０
０）、酸素センサ３６の出力信号から中央値ＶＴＨを求
める処理を行う（ステップ３１０）．そして，この中央
値ＶＴｌ４に基づいて、実際のフィードバック制御時に
酸素センサ３６から出力される信号の電圧を比例配分し
て、振幅の大きな正常な信号に変更する処理を行い（ス
テップ３２０）、一旦本処理を終了する。Next, the fuel injection valve 25 is driven and controlled by open-lube control to periodically switch the air-fuel ratio between rich and lean states (step 210). Then, the output signal of the oxygen sensor 36 at this time is detected (step 320), and processing for determining the minimum value and maximum value of the output signal is performed (step 2 3 0). Next, the output signal of the oxygen sensor 36 is If either the minimum value or the maximum value is within the predetermined output value range, it is determined that the oxygen sensor 36 is abnormal (step 240), and the process of lighting the check lamp 40 is performed. (Step 2 5
0). Then, if the oxygen sensor 36 is abnormal, the median value VTH of the minimum value VNIN and maximum value VMAX is determined (step 260), and this median value VTH is used to determine whether the air-fuel ratio is lean or rich in actual feedback control. This is set as a threshold for classification (step 270), and the process is temporarily terminated. That is, as shown in FIG. 6(a), for example, the oxygen sensor 3
The output signal of V.6 has a preset threshold value V.6. If it vibrates with a larger voltage, it is determined that the oxygen sensor 36 is abnormal, and the minimum value VIN and maximum value V of the output signal are determined. , and use this median value Vr8 as the threshold value. As a result, even if the output signal of the oxygen sensor 36 is abnormal, it is possible to
1) It is possible to reliably distinguish between lean and rich states of the air-fuel ratio and convert it into a binary signal of l;OV and 5v as shown in Fig. 6(b). In this way, in this embodiment, the threshold value can be changed according to the output signal of the oxygen sensor 36, so even if the output of the oxygen sensor 36 changes to the high voltage side or low voltage side due to poisoning, etc. The air-fuel ratio can be suitably controlled. [3] Processing of the third embodiment Next, other processing using the median value VTl4 of the output signal of the oxygen sensor 36 will be explained based on the flowchart of FIG. First, in the same manner as in the first embodiment or the second embodiment, when an abnormality in the oxygen sensor 36 is detected (step 30
0), a process is performed to obtain the median value VTH from the output signal of the oxygen sensor 36 (step 310). Then, based on this median value VTl4, the voltage of the signal output from the oxygen sensor 36 during actual feedback control is proportionally distributed to change it to a normal signal with a large amplitude (step 320), and once the main Finish the process.
即ち、第８図及び下記第１表に示すように 酸素センサ
３６の出力信号の電圧を変換する。That is, the voltage of the output signal of the oxygen sensor 36 is converted as shown in FIG. 8 and Table 1 below.
第１表
例え（戴 予め設定された閾値Ｖ＠より出力信号の電圧
が高い場合に（よ 空燃比のリーン（λ＝１。Table 1 shows an example (when the voltage of the output signal is higher than the preset threshold value V@), the air-fuel ratio is lean (λ=1).
０２）ｌｍおける５００ｍＶの信号をＯＶｌ＝！たリッ
チ（λ＝０．９８）における９ ０ ０ ｍ Ｖの信号
を１■にという具合いに変換する．つまり、酸素センサ
３６の異常な出力信号の振幅の中心を、予め設定された
閾値Ｖ＠の５００ｍＶに補正するとともに、出力信号を
大きな振幅の信号となるように比例配分して変換する処
理を行う。尚、本実施例で（よ 酸素センサ３６の出力
信号の測定値をＸとし、変換値をＹとすると、下記の変
換式に基づいて変換する．
Ｙ＝２．５Ｘ−１２５０
従って、この様な処理によって信号が補正されるので、
酸素センサ３６の出力信号が高電圧側や低電圧側に偏っ
ていたり或は振幅の小さなものであっても、予め設定さ
れた閾値Ｖ＠を用いて空燃比の状態を確実に検出でき、
それによって、好適に空燃比のフィードバック制御を行
うことができる。02) 500mV signal at lm OVl=! A signal of 900 mV in a rich state (λ=0.98) is converted to 1■. In other words, the center of the amplitude of the abnormal output signal of the oxygen sensor 36 is corrected to 500 mV, which is the preset threshold value V@, and the output signal is proportionally distributed and converted into a signal with a large amplitude. . In this embodiment, if the measured value of the output signal of the oxygen sensor 36 is X and the converted value is Y, the conversion is performed based on the following conversion formula. Since the signal is corrected through processing,
Even if the output signal of the oxygen sensor 36 is biased toward the high voltage side or the low voltage side, or has a small amplitude, the state of the air-fuel ratio can be reliably detected using the preset threshold value V@.
Thereby, feedback control of the air-fuel ratio can be suitably performed.
砥 本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明
の範囲内で種々なる態様で実施できることは勿論である
．
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の空燃比制御装置１よ オ
ープンループ制御によって空燃比をリーンやリッチの状
態に設定し、その時の酸素センサの出力信号から出力信
号の中央値を求めるものであり、酸素センサの異常が検
出された場合に（上 この中央値をフィードバック制御
時の空燃比のり一ンとリッチとを区分する閾値として設
定するので、酸素センサが被毒等によって劣化して、異
常な信号が出力された場合でも、空燃比のフィードバッ
ク制御を好適に行うことができる．It goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented in various forms within the scope of the present invention. [Effects of the Invention] As explained above, the air-fuel ratio control device 1 of the present invention sets the air-fuel ratio to a lean or rich state by open loop control, and calculates the median value of the output signal from the output signal of the oxygen sensor at that time. When an abnormality in the oxygen sensor is detected, this median value is set as the threshold for distinguishing the air-fuel ratio between the rich and the air-fuel ratio during feedback control. Thus, even if an abnormal signal is output, feedback control of the air-fuel ratio can be performed appropriately.
第１図は本発明の基本的構成の例示は 第２図本発明の
第１実施例のシステム構成は 第３図は第１実施例の処
理を示すフローチャート、第４図は第１実施例の出力信
号を説明するグラフ、第５図は第２実施例の処理を示す
フローチャート，第６図は第２実施例の出力信号を説明
するグラフ、第７図は第３実施例の処理を示すフローチ
ャート、第８図は第３実施例の出力信号を説明するグラ
フ、第９図は空燃比とエミッションとの関係を示すグラ
フ、第１０図は空燃比とセンサ出力との関係を示すグラ
フである．
Ｍ１・・・内燃機関
Ｍ２・・・酸素センサ
Ｍ３・・・異常検出手段
Ｍ４・・・空燃比設定手段
Ｍ５・・・中央値設定手段
Ｍ６・・・閾値設定手段
２・・・内燃機関
３・・・電子制御装置（ＥＣＵ）
２５・・・燃料噴射弁
３６・・・酸素センサ
４０・・・チェックランプFigure 1 shows an example of the basic configuration of the present invention. Figure 2 shows the system configuration of the first embodiment of the present invention. Figure 3 is a flowchart showing the processing of the first embodiment. Figure 4 shows the system configuration of the first embodiment. A graph explaining the output signal, FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the second embodiment, FIG. 6 is a graph explaining the output signal of the second embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the third embodiment. , FIG. 8 is a graph explaining the output signal of the third embodiment, FIG. 9 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and emissions, and FIG. 10 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the sensor output. M1... Internal combustion engine M2... Oxygen sensor M3... Abnormality detection means M4... Air-fuel ratio setting means M5... Median value setting means M6... Threshold value setting means 2... Internal combustion engine 3. ...Electronic control unit (ECU) 25...Fuel injection valve 36...Oxygen sensor 40...Check lamp
Claims (1)
号に基づいて、前記内燃機関に供給する燃料混合気の空
燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置において
、 前記酸素センサの出力信号の変動に基づいて酸素センサ
の異常を検出する異常検出手段と、前記内燃機関に供給
する燃料混合気の空燃比をオープンループ制御によつて
リーン及びリッチの状態に設定する空燃比設定手段と、 該空燃比設定手段によつて空燃比がリーン及びリッチに
設定された場合に、前記酸素センサのリーン及びリッチ
の出力信号から該出力信号の中央値を求める中央値算出
手段と、 前記異常検出手段によつて酸素センサの異常が検出され
た場合には、前記中央値算出手段によつて求めた中央値
を前記フィードバック制御時に空燃比のリーンとリッチ
とを区分する閾値として設定する閾値設定手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比制御装置。[Scope of Claims] 1. An air-fuel ratio control device that performs feedback control of an air-fuel ratio of a fuel mixture supplied to the internal combustion engine based on an output signal of an oxygen sensor provided in an exhaust system of the internal combustion engine, comprising: abnormality detection means for detecting an abnormality in the oxygen sensor based on fluctuations in the output signal of the internal combustion engine; and an air-fuel ratio setting for setting the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine to a lean state and a rich state by open-loop control. means, when the air-fuel ratio is set to lean and rich by the air-fuel ratio setting means, median value calculation means for calculating the median value of the output signal from the lean and rich output signals of the oxygen sensor; When an abnormality in the oxygen sensor is detected by the abnormality detection means, the median value calculated by the median value calculation means is set as a threshold value for distinguishing between lean and rich air-fuel ratios during the feedback control. An air-fuel ratio control device comprising: a setting means;
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15523089A JP2683418B2 (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Air-fuel ratio control device |
| KR1019900008799A KR970010317B1 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | Apparatus for detecting abnormality of oxygen sensor and controlling air/fuel ratio |
| EP93102610A EP0549566B1 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-18 | Apparatus for detecting abnormality of oxygen sensor and controlling air/fuel ratio |
| US07/539,119 US5020499A (en) | 1989-06-16 | 1990-06-18 | Apparatus for detecting abnormality of oxygen sensor and controlling air/fuel ratio |
| EP90111417A EP0402953B1 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-18 | Apparatus for detecting abnormality of oxygen sensor and controlling air/fuel ratio |
| DE69028216T DE69028216T2 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-18 | Device for determining errors in an oxygen measuring cell and for controlling the air / fuel ratio |
| DE90111417T DE69003459T2 (en) | 1989-06-16 | 1990-06-18 | System for determining errors in an oxygen measuring cell and for controlling the air / fuel ratio. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15523089A JP2683418B2 (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Air-fuel ratio control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323331A true JPH0323331A (en) | 1991-01-31 |
| JP2683418B2 JP2683418B2 (en) | 1997-11-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2683418B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04109445U (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-22 | 本田技研工業株式会社 | Failure diagnosis device for air-fuel ratio sensor of internal combustion engine |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15523089A patent/JP2683418B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04109445U (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-22 | 本田技研工業株式会社 | Failure diagnosis device for air-fuel ratio sensor of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2683418B2 (en) | 1997-11-26 |
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