JPH06346775A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH06346775A JPH06346775A JP13727393A JP13727393A JPH06346775A JP H06346775 A JPH06346775 A JP H06346775A JP 13727393 A JP13727393 A JP 13727393A JP 13727393 A JP13727393 A JP 13727393A JP H06346775 A JPH06346775 A JP H06346775A
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- Japan
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- air
- fuel ratio
- correction amount
- ratio correction
- fuel
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】内燃機関の排気浄化性能を改善する。
【構成】車速VSP,機関回転速度N,基本燃料噴射量
TP が夫々設定範囲内にあって空燃比フィードバック制
御を行っている条件 (S51〜S54) で、排気浄化触媒上
流側の空燃比センサのリッチ起電力VO2MAX を演算し、
それが設定値VMO未満で、リーンからリッチ及びリッチ
からリーンへ反転するまでの応答時間TLR, TRLを
加算した時間Tが設定値T0 以上であるときに該空燃比
センサが複合劣化を生じていると診断して診断フラグF
を1にセットする (S55〜S59) 。これにより、排気浄
化触媒下流側の空燃比センサからの信号に基づく空燃比
をリッチ化する方向の制御を抑制する。
TP が夫々設定範囲内にあって空燃比フィードバック制
御を行っている条件 (S51〜S54) で、排気浄化触媒上
流側の空燃比センサのリッチ起電力VO2MAX を演算し、
それが設定値VMO未満で、リーンからリッチ及びリッチ
からリーンへ反転するまでの応答時間TLR, TRLを
加算した時間Tが設定値T0 以上であるときに該空燃比
センサが複合劣化を生じていると診断して診断フラグF
を1にセットする (S55〜S59) 。これにより、排気浄
化触媒下流側の空燃比センサからの信号に基づく空燃比
をリッチ化する方向の制御を抑制する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比を制
御する装置に関し、特に排気浄化触媒の上流側と下流側
とで空燃比検出を行って、空燃比をフィードバック制御
する装置の上流側での空燃比検出手段の異常に対処した
技術に関する。
御する装置に関し、特に排気浄化触媒の上流側と下流側
とで空燃比検出を行って、空燃比をフィードバック制御
する装置の上流側での空燃比検出手段の異常に対処した
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な内燃機関の空燃比制御装
置としては例えば特開昭60−240840号公報に示
されるようなものがある。このものの概要を説明する
と、機関の吸入空気流量Q及び回転数Nを検出してシリ
ンダに吸入される空気量に対応する基本燃料供給量TP
(=K・Q/N;Kは定数)を演算し、この基本燃料供
給量TP を機関温度等により補正したものを排気中酸素
濃度の検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比セ
ンサ(酸素センサ)からの信号によって設定される空燃
比フィードバック補正係数(空燃比補正量)を用いてフ
ィードバック補正を施し、バッテリ電圧による補正等を
も行って最終的に燃料供給量TI を設定する。
置としては例えば特開昭60−240840号公報に示
されるようなものがある。このものの概要を説明する
と、機関の吸入空気流量Q及び回転数Nを検出してシリ
ンダに吸入される空気量に対応する基本燃料供給量TP
(=K・Q/N;Kは定数)を演算し、この基本燃料供
給量TP を機関温度等により補正したものを排気中酸素
濃度の検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比セ
ンサ(酸素センサ)からの信号によって設定される空燃
比フィードバック補正係数(空燃比補正量)を用いてフ
ィードバック補正を施し、バッテリ電圧による補正等を
も行って最終的に燃料供給量TI を設定する。
【0003】そして、このようにして設定された燃料供
給量TI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで燃料噴射弁に出力することにより、機関に所
定量の燃料を噴射供給するようにしている。上記空燃比
センサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は
空燃比を目標空燃比(理論空燃比)付近に制御するよう
に行われる。これは、排気系に介装され、排気中のC
O,HC(炭化水素)を酸化すると共にNOX を還元し
て浄化する排気浄化触媒(三元触媒)の転化効率(浄化
効率)が理論空燃比燃焼時の排気状態で有効に機能する
ように設定されているからである。
給量TI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで燃料噴射弁に出力することにより、機関に所
定量の燃料を噴射供給するようにしている。上記空燃比
センサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は
空燃比を目標空燃比(理論空燃比)付近に制御するよう
に行われる。これは、排気系に介装され、排気中のC
O,HC(炭化水素)を酸化すると共にNOX を還元し
て浄化する排気浄化触媒(三元触媒)の転化効率(浄化
効率)が理論空燃比燃焼時の排気状態で有効に機能する
ように設定されているからである。
【0004】前記、空燃比センサの発生起電力(出力電
圧)は理論空燃比近傍で急変する特性を有しており、こ
の出力電圧V0 と理論空燃比相当の基準電圧(スライス
レベル)SLとを比較して混合気の空燃比が理論空燃比
に対してリッチかリーンかを判定する。そして、例えば
空燃比がリーン(リッチ)の場合には、前記基本燃料供
給量TP に乗じるフイードバック補正係数αをリーン
(リッチ)に転じた初回に大きな比例定数Pを増大(減
少)した後、所定の積分定数Iずつ徐々に増大(減少)
していき燃料供給量TI を増量(減量)補正することで
空燃比を理論空燃比近傍に制御する。
圧)は理論空燃比近傍で急変する特性を有しており、こ
の出力電圧V0 と理論空燃比相当の基準電圧(スライス
レベル)SLとを比較して混合気の空燃比が理論空燃比
に対してリッチかリーンかを判定する。そして、例えば
空燃比がリーン(リッチ)の場合には、前記基本燃料供
給量TP に乗じるフイードバック補正係数αをリーン
(リッチ)に転じた初回に大きな比例定数Pを増大(減
少)した後、所定の積分定数Iずつ徐々に増大(減少)
していき燃料供給量TI を増量(減量)補正することで
空燃比を理論空燃比近傍に制御する。
【0005】ところで、上記のような通常の空燃比フィ
ードバック制御装置では1個の空燃比センサを応答性を
高めるため、できるだけ燃焼室に近い排気マニホールド
の集合部分に設けているが、この部分は排気温度が高い
ため空燃比センサが熱的影響や劣化により特性が変化し
易く、また、気筒毎の排気の混合が不十分であるため全
気筒の平均的な空燃比を検出しにくく空燃比の検出精度
に難があり、引いては空燃比制御精度を悪くしていた。
ードバック制御装置では1個の空燃比センサを応答性を
高めるため、できるだけ燃焼室に近い排気マニホールド
の集合部分に設けているが、この部分は排気温度が高い
ため空燃比センサが熱的影響や劣化により特性が変化し
易く、また、気筒毎の排気の混合が不十分であるため全
気筒の平均的な空燃比を検出しにくく空燃比の検出精度
に難があり、引いては空燃比制御精度を悪くしていた。
【0006】この点に鑑み、排気浄化触媒の下流側にも
空燃比センサを設け、2つの空燃比センサの検出値を用
いて空燃比をフィードバック制御するものが提案されて
いる(特開昭58−48756 号公報参照) 。即ち、下流側の
空燃比センサは燃焼室から離れているため応答性には難
があるが、排気浄化触媒の下流であるため、排気成分バ
ランスの影響(CO,HC,NOx,CO2 等)を受け
難く、排気中の毒性成分による被毒量が少ないため被毒
による特性変化も受けにくく、しかも排気の混合状態が
よいため全気筒の平均的な空燃比を検出できる等上流側
の空燃比センサに比較して、高精度で安定した検出性能
が得られる。
空燃比センサを設け、2つの空燃比センサの検出値を用
いて空燃比をフィードバック制御するものが提案されて
いる(特開昭58−48756 号公報参照) 。即ち、下流側の
空燃比センサは燃焼室から離れているため応答性には難
があるが、排気浄化触媒の下流であるため、排気成分バ
ランスの影響(CO,HC,NOx,CO2 等)を受け
難く、排気中の毒性成分による被毒量が少ないため被毒
による特性変化も受けにくく、しかも排気の混合状態が
よいため全気筒の平均的な空燃比を検出できる等上流側
の空燃比センサに比較して、高精度で安定した検出性能
が得られる。
【0007】そこで、2つの空燃比センサの検出値に基
づいて前記同様の演算によって夫々設定される2つの空
燃比フィードバック補正係数を組み合わせたり、或いは
上流側の空燃比センサにより設定される空燃比フィード
バック補正係数の制御定数(比例分や積分分) 、上流側
の空燃比センサの出力電圧の比較電圧や遅延時間を補正
すること等によって上流側空燃比センサの出力特性のば
らつきを下流側の空燃比センサによって補償して高精度
な空燃比フィードバック制御を行うようにしている。
づいて前記同様の演算によって夫々設定される2つの空
燃比フィードバック補正係数を組み合わせたり、或いは
上流側の空燃比センサにより設定される空燃比フィード
バック補正係数の制御定数(比例分や積分分) 、上流側
の空燃比センサの出力電圧の比較電圧や遅延時間を補正
すること等によって上流側空燃比センサの出力特性のば
らつきを下流側の空燃比センサによって補償して高精度
な空燃比フィードバック制御を行うようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような2個の空燃
比センサを使用した空燃比制御装置においては、上流側
の空燃比センサの劣化に伴う出力特性の変化に対して、
下流側の空燃比センサの出力に基づく補正である程度ま
では空燃比補償がなされるが、リッチ側の出力値が低下
すると共に応答性が低下して反転周期が増大するという
複合的な劣化が進行してきた場合には通常の補正の方式
では、対処できなくなっていた。
比センサを使用した空燃比制御装置においては、上流側
の空燃比センサの劣化に伴う出力特性の変化に対して、
下流側の空燃比センサの出力に基づく補正である程度ま
では空燃比補償がなされるが、リッチ側の出力値が低下
すると共に応答性が低下して反転周期が増大するという
複合的な劣化が進行してきた場合には通常の補正の方式
では、対処できなくなっていた。
【0009】即ち、図7,図8に示したように、上流側
の空燃比センサのリッチ側の出力電圧が低下するだけの
劣化に対しては、空燃比がリッチ側にずれることにより
下流側空燃比センサのリッチ検出時間が長引くことによ
り、空燃比をリーン側に補正することで対処でき、一
方、応答性が低下するだけの劣化に対しては、リッチ側
にずれている時間とリーン側にずれている時間とが共に
増大してくるため、リッチ化によるNOx転化率の低下
とリーン化によるHC転化率の低下を同時に発生するた
め、下流側の空燃比センサの出力に基づいてリッチ側の
補正とリーン側の補正とを均等に行うことで対処でき
る。
の空燃比センサのリッチ側の出力電圧が低下するだけの
劣化に対しては、空燃比がリッチ側にずれることにより
下流側空燃比センサのリッチ検出時間が長引くことによ
り、空燃比をリーン側に補正することで対処でき、一
方、応答性が低下するだけの劣化に対しては、リッチ側
にずれている時間とリーン側にずれている時間とが共に
増大してくるため、リッチ化によるNOx転化率の低下
とリーン化によるHC転化率の低下を同時に発生するた
め、下流側の空燃比センサの出力に基づいてリッチ側の
補正とリーン側の補正とを均等に行うことで対処でき
る。
【0010】しかし、上流側空燃比センサのリッチ起電
力が低下し、かつ、応答性の低下を同時に発生した場
合、通常の方式では空燃比のリッチ方向への補正が過剰
に行われることとなり、また、リーン方向への補正が上
限値の設定により、不足してしまい、空燃比のリッチ状
態が長引いて排気浄化性能を充分効果的に発揮すること
ができないのが実状であった。
力が低下し、かつ、応答性の低下を同時に発生した場
合、通常の方式では空燃比のリッチ方向への補正が過剰
に行われることとなり、また、リーン方向への補正が上
限値の設定により、不足してしまい、空燃比のリッチ状
態が長引いて排気浄化性能を充分効果的に発揮すること
ができないのが実状であった。
【0011】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、上記のような上流側空燃比検出手段の
複合的な劣化に対応して下流側空燃比検出手段に基づく
空燃比補正を変更することにより、空燃比を目標値近傍
に保持することができ排気浄化性能を改善できる内燃機
関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
なされたもので、上記のような上流側空燃比検出手段の
複合的な劣化に対応して下流側空燃比検出手段に基づく
空燃比補正を変更することにより、空燃比を目標値近傍
に保持することができ排気浄化性能を改善できる内燃機
関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】このため本発明にかかる
内燃機関の空燃比制御装置は、図1に示す各手段を備え
て構成される。第1及び第2の空燃比検出手段は、機関
の排気通路に備えられた排気浄化触媒の上流側及び下流
側に夫々設けられ、空燃比によって変化する排気中特定
気体成分の濃度比に感応して出力値が変化する。
内燃機関の空燃比制御装置は、図1に示す各手段を備え
て構成される。第1及び第2の空燃比検出手段は、機関
の排気通路に備えられた排気浄化触媒の上流側及び下流
側に夫々設けられ、空燃比によって変化する排気中特定
気体成分の濃度比に感応して出力値が変化する。
【0013】前記第1の空燃比補正量演算手段は、前記
第1の空燃比検出手段の出力値に応じて比0・積分制御
あるいは積分制御等によって第1の空燃比補正量を演算
する。前記第2の空燃比検出手段は、前記第2の空燃比
検出手段の出力値に応じて前記第1の空燃比補正量例え
ば比例分や積分分を補正する第2の空燃比補正量を演算
する。
第1の空燃比検出手段の出力値に応じて比0・積分制御
あるいは積分制御等によって第1の空燃比補正量を演算
する。前記第2の空燃比検出手段は、前記第2の空燃比
検出手段の出力値に応じて前記第1の空燃比補正量例え
ば比例分や積分分を補正する第2の空燃比補正量を演算
する。
【0014】空燃比補正量演算手段は、前記第1の空燃
比補正量と、第2の空燃比補正量と、に基づいて最終的
な空燃比補正量を演算する。空燃比制御量設定手段は、
機関回転速度,負荷等に基づいて設定された基本の空燃
比制御量を前記空燃比補正量演算手段で演算された空燃
比補正量に基づいて補正して設定する。
比補正量と、第2の空燃比補正量と、に基づいて最終的
な空燃比補正量を演算する。空燃比制御量設定手段は、
機関回転速度,負荷等に基づいて設定された基本の空燃
比制御量を前記空燃比補正量演算手段で演算された空燃
比補正量に基づいて補正して設定する。
【0015】そして、かかる基本的な構成を備えた空燃
比制御装置において、以下の本発明に特徴的な各手段を
備える。劣化診断手段は、前記第1の空燃比補正量の値
に基づいて第1の空燃比検出手段のリッチ側出力値及び
応答性の劣化を診断する。第2の空燃比補正量修正手段
は、前記異常診断手段により、第1の空燃比検出手段が
劣化していると診断されたときに前記第2の空燃比補正
量を空燃比のリッチ化制御を抑制する方向に修正する。
比制御装置において、以下の本発明に特徴的な各手段を
備える。劣化診断手段は、前記第1の空燃比補正量の値
に基づいて第1の空燃比検出手段のリッチ側出力値及び
応答性の劣化を診断する。第2の空燃比補正量修正手段
は、前記異常診断手段により、第1の空燃比検出手段が
劣化していると診断されたときに前記第2の空燃比補正
量を空燃比のリッチ化制御を抑制する方向に修正する。
【0016】
【作用】第1の空燃比検出手段のリッチ側の出力値が低
下し、かつ、応答性が低下する複合的な劣化を生じ、該
劣化が劣化診断手段によって検出されると、第2の空燃
比補正量修正手段は、例えば第2の空燃比検出手段が空
燃比のリーン状態を検出した時に通常であれば、第1の
空燃比検出手段の出力値に基づく空燃比のリッチ化方向
の補正量をよりリッチ化する方向の第2の補正を行うと
ころを、該第2のリッチ化補正を停止又は抑制するなど
の修正を行う。また、第2の空燃比検出手段により空燃
比のリッチ状態が検出されたときに、第2の空燃比検出
手段が空燃比のリッチ状態を検出したときに第1の空燃
比検出手段の出力値に基づく空燃比のリーン化方向の補
正量をよりリーン化する方向の第2の補正に上限を設け
て規制する構成としたものでは、該規制を解除すること
によって空燃比のリッチ化を抑制する。
下し、かつ、応答性が低下する複合的な劣化を生じ、該
劣化が劣化診断手段によって検出されると、第2の空燃
比補正量修正手段は、例えば第2の空燃比検出手段が空
燃比のリーン状態を検出した時に通常であれば、第1の
空燃比検出手段の出力値に基づく空燃比のリッチ化方向
の補正量をよりリッチ化する方向の第2の補正を行うと
ころを、該第2のリッチ化補正を停止又は抑制するなど
の修正を行う。また、第2の空燃比検出手段により空燃
比のリッチ状態が検出されたときに、第2の空燃比検出
手段が空燃比のリッチ状態を検出したときに第1の空燃
比検出手段の出力値に基づく空燃比のリーン化方向の補
正量をよりリーン化する方向の第2の補正に上限を設け
て規制する構成としたものでは、該規制を解除すること
によって空燃比のリッチ化を抑制する。
【0017】その結果、第1の空燃比検出手段の複合的
な劣化に対しても、空燃比のリッチ化傾向が抑制され、
排気浄化性能が改善される。
な劣化に対しても、空燃比のリッチ化傾向が抑制され、
排気浄化性能が改善される。
【0018】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の構成を示す図2において、機関11の吸気
通路12には吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ
13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Qを制御
する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には
気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
る。一実施例の構成を示す図2において、機関11の吸気
通路12には吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ
13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Qを制御
する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には
気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
【0019】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Twを検出する水温センサ17が設けられ
る。一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中
酸素濃度を検出することによって機関に供給される混合
気の空燃比を検出する第1の空燃比センサ (第1の空燃
比検出手段) 19が設けられ、その下流側の排気管に排気
中のCO,HCの酸化とNOX の還元を行って浄化する
排気浄化触媒としての三元触媒20が設けられ、更に該三
元触媒20の下流側に第1空燃比センサ19と同一の機能を
持つ第2の空燃比センサ (第2の空燃比検出手段) 21が
設けられる。
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Twを検出する水温センサ17が設けられ
る。一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中
酸素濃度を検出することによって機関に供給される混合
気の空燃比を検出する第1の空燃比センサ (第1の空燃
比検出手段) 19が設けられ、その下流側の排気管に排気
中のCO,HCの酸化とNOX の還元を行って浄化する
排気浄化触媒としての三元触媒20が設けられ、更に該三
元触媒20の下流側に第1空燃比センサ19と同一の機能を
持つ第2の空燃比センサ (第2の空燃比検出手段) 21が
設けられる。
【0020】更に、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ22が内蔵されており、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Nを検出する。
次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチ
ンを図3及び図4のフローチャートに従って説明する。
図3は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチンは
所定周期(例えば10ms)毎に行われる。
は、クランク角センサ22が内蔵されており、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Nを検出する。
次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチ
ンを図3及び図4のフローチャートに従って説明する。
図3は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチンは
所定周期(例えば10ms)毎に行われる。
【0021】ステップ(図ではSと記す)1では、エア
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Qとク
ランク角センサ22からの信号に基づいて算出した機関回
転速度Nとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相
当する基本燃料噴射量TP を次式によって演算する。こ
のステップ1の機能が基本燃料供給量設定手段に相当す
る。
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Qとク
ランク角センサ22からの信号に基づいて算出した機関回
転速度Nとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相
当する基本燃料噴射量TP を次式によって演算する。こ
のステップ1の機能が基本燃料供給量設定手段に相当す
る。
【0022】TP =K×Q/N (Kは定数) ステップ2では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Tw等に基づいて各種補正係数COEFを設定す
る。ステップ3では、後述するフィードバック補正係数
設定ルーチンにより設定されたフィードバック補正係数
αを読み込む。
水温度Tw等に基づいて各種補正係数COEFを設定す
る。ステップ3では、後述するフィードバック補正係数
設定ルーチンにより設定されたフィードバック補正係数
αを読み込む。
【0023】ステップ4では、バッテリ電圧値に基づい
て電圧補正分TS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ5では、最終的な燃料噴射量TI
を次式に従って演算する。 TI =TP ×COEF×α+TS 尚、燃料噴射量TI は空燃比制御量に相当するからステ
ップ1〜ステップ5までの機能が、空燃比制御量設定手
段に相当する。
て電圧補正分TS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ5では、最終的な燃料噴射量TI
を次式に従って演算する。 TI =TP ×COEF×α+TS 尚、燃料噴射量TI は空燃比制御量に相当するからステ
ップ1〜ステップ5までの機能が、空燃比制御量設定手
段に相当する。
【0024】ステップ6では、演算された燃料噴射弁T
I を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定
められた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、
演算した燃料噴射量TI のパルス巾をもつ駆動パルス信
号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。次
に、空燃比フィードバック補正係数設定ルーチンを図4
に従って説明する。このルーチンは機関回転に同期して
実行される。
I を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定
められた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、
演算した燃料噴射量TI のパルス巾をもつ駆動パルス信
号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。次
に、空燃比フィードバック補正係数設定ルーチンを図4
に従って説明する。このルーチンは機関回転に同期して
実行される。
【0025】ステップ11では、空燃比のフィードバック
制御を行う運転条件であるか否かを判定する。運転条件
を満たしていないときには、このルーチンを終了する。
この場合、フィードバック補正係数αは前回のフィード
バック制御終了時の値若しくは一定の基準値にクランプ
され、フィードバック制御は停止される。ステップ12で
は、第1の空燃比センサ19からの信号電圧VO2を入力す
る。
制御を行う運転条件であるか否かを判定する。運転条件
を満たしていないときには、このルーチンを終了する。
この場合、フィードバック補正係数αは前回のフィード
バック制御終了時の値若しくは一定の基準値にクランプ
され、フィードバック制御は停止される。ステップ12で
は、第1の空燃比センサ19からの信号電圧VO2を入力す
る。
【0026】ステップ13では、ステップ11で入力した信
号電圧VO2と目標空燃比(理論空燃比)相当の基準値S
Lとを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。そ
して、空燃比がリッチと判定されたときには、ステップ
14へ進みリーンからリッチに反転した直後か否かを判定
する。反転直後と判定されたときはステップ15へ進み、
別のルーチンで設定された第2の空燃比補正量PHOS を
入力する。
号電圧VO2と目標空燃比(理論空燃比)相当の基準値S
Lとを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。そ
して、空燃比がリッチと判定されたときには、ステップ
14へ進みリーンからリッチに反転した直後か否かを判定
する。反転直後と判定されたときはステップ15へ進み、
別のルーチンで設定された第2の空燃比補正量PHOS を
入力する。
【0027】次いでステップ16へ進み、空燃比フィード
バック補正係数α設定用のリッチ反転時に与える減少方
向の比例分PR を基準値PROから前記第2の空燃比補正
量PHOS を減算した値で更新した後、ステップ17で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値から前記比例分P
R を減じた値で更新する。また、ステップ14で第1の空
燃比センサ19の出力がリーンからリッチへの反転直後で
はないと判定された時には、ステップ18へ進んで空燃比
フィードバック補正係数αを現在値から積分分IR を減
少した値で更新する。
バック補正係数α設定用のリッチ反転時に与える減少方
向の比例分PR を基準値PROから前記第2の空燃比補正
量PHOS を減算した値で更新した後、ステップ17で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値から前記比例分P
R を減じた値で更新する。また、ステップ14で第1の空
燃比センサ19の出力がリーンからリッチへの反転直後で
はないと判定された時には、ステップ18へ進んで空燃比
フィードバック補正係数αを現在値から積分分IR を減
少した値で更新する。
【0028】一方、ステップ13で空燃比がリーンと判定
されたときも同様にしてステップ19でリッチからリーン
への反転直後か否かを判別し、反転直後のときはステッ
プ20で第2の空燃比補正量PHOS を入力し、ステップ21
で空燃比フィードバック補正係数αのリーン反転時に与
える増大方向の比例分PL の基準値PL0に前記第2の空
燃比補正量PHOS を加算した値で更新した後、ステップ
22で空燃比フィードバック補正係数αを現在値に前記比
例分PL を加算した値で更新する。また、ステップ19で
反転直後でないと判定された時には、ステップ23で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値に積分分IL を加
算した値で更新する。
されたときも同様にしてステップ19でリッチからリーン
への反転直後か否かを判別し、反転直後のときはステッ
プ20で第2の空燃比補正量PHOS を入力し、ステップ21
で空燃比フィードバック補正係数αのリーン反転時に与
える増大方向の比例分PL の基準値PL0に前記第2の空
燃比補正量PHOS を加算した値で更新した後、ステップ
22で空燃比フィードバック補正係数αを現在値に前記比
例分PL を加算した値で更新する。また、ステップ19で
反転直後でないと判定された時には、ステップ23で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値に積分分IL を加
算した値で更新する。
【0029】尚、本ルーチンにおいて、空燃比フィード
バック補正係数αは第1の空燃比センサ19の信号に基づ
いて比例分の基準値PRO, PLOと積分分IR,IL を用い
て設定される第1の空燃比補正量を第2の空燃比補正量
PHOS で補正して設定されるものと考えられるから、本
ルーチンは第1の空燃比補正量演算手段と、空燃比補正
量演算手段の構成を兼ね備えるものである。
バック補正係数αは第1の空燃比センサ19の信号に基づ
いて比例分の基準値PRO, PLOと積分分IR,IL を用い
て設定される第1の空燃比補正量を第2の空燃比補正量
PHOS で補正して設定されるものと考えられるから、本
ルーチンは第1の空燃比補正量演算手段と、空燃比補正
量演算手段の構成を兼ね備えるものである。
【0030】続いて、第2の空燃比センサの信号に基づ
いて第2の空燃比補正量PHOS を設定するルーチンを図
5に基づいて説明する。このルーチンは所定の周期毎に
実行される。ステップ31では、第2の空燃比センサの出
力電圧VO2’を入力する。ステップ32では、前記信号電
圧VO2’と目標空燃比(理論空燃比)相当の基準値SL
とを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。
いて第2の空燃比補正量PHOS を設定するルーチンを図
5に基づいて説明する。このルーチンは所定の周期毎に
実行される。ステップ31では、第2の空燃比センサの出
力電圧VO2’を入力する。ステップ32では、前記信号電
圧VO2’と目標空燃比(理論空燃比)相当の基準値SL
とを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。
【0031】空燃比がリッチと判定されたときにはステ
ップ33へ進み、リーンからリッチへの反転直後か否かを
判別する。そして、反転直後と判定された時にはステッ
プ34で第2の空燃比補正量PHOSを前回値から所定の比
例分PHRを減算した値で更新し、反転直後でないと判定
された時にはステップ35で前回値から所定の積分分IHR
を減算した値で更新する。
ップ33へ進み、リーンからリッチへの反転直後か否かを
判別する。そして、反転直後と判定された時にはステッ
プ34で第2の空燃比補正量PHOSを前回値から所定の比
例分PHRを減算した値で更新し、反転直後でないと判定
された時にはステップ35で前回値から所定の積分分IHR
を減算した値で更新する。
【0032】次に、ステップ36へ進み、後述するルーチ
ンで診断される第1の空燃比センサ19の診断結果を示す
診断フラグFの値を判別する。そして、診断フラグFが
1で第1の空燃比センサ19のリッチ起電力及び応答性が
共に所定レベル以下まで低下している複合劣化を生じて
いると診断されているときには、ステップ37へ進み第2
の空燃比補正量PHOS の下限のリミット値PHL L を通常
の値PHLL0より拡大方向に補正して設定する。診断フラ
グFの値が0で第1の空燃比センサ19が複合劣化を生じ
ていないと判定されたときにはステップ38へ進み下限の
リミット値を通常の値PHLL0に設定する。
ンで診断される第1の空燃比センサ19の診断結果を示す
診断フラグFの値を判別する。そして、診断フラグFが
1で第1の空燃比センサ19のリッチ起電力及び応答性が
共に所定レベル以下まで低下している複合劣化を生じて
いると診断されているときには、ステップ37へ進み第2
の空燃比補正量PHOS の下限のリミット値PHL L を通常
の値PHLL0より拡大方向に補正して設定する。診断フラ
グFの値が0で第1の空燃比センサ19が複合劣化を生じ
ていないと判定されたときにはステップ38へ進み下限の
リミット値を通常の値PHLL0に設定する。
【0033】その後、ステップ39へ進み前記ステップ34
又はステップ35で更新設定された第2の空燃比補正量P
HOS を前記リミット値PHLL と比較し、PHOS ≦PHLL
と判定されたときにはステップ40に進みPHOS =PHLL
に設定する。一方、前記ステップ32で空燃比がリーンと
判定されたときにはステップ41へ進んで前記診断フラグ
Fの値を判別し、F=1であるときには、ステップ42へ
進んで第2の空燃比補正量PHOS の値を0として該第2
の空燃比補正量PHOS による空燃比のリッチ化の促進制
御を停止する。
又はステップ35で更新設定された第2の空燃比補正量P
HOS を前記リミット値PHLL と比較し、PHOS ≦PHLL
と判定されたときにはステップ40に進みPHOS =PHLL
に設定する。一方、前記ステップ32で空燃比がリーンと
判定されたときにはステップ41へ進んで前記診断フラグ
Fの値を判別し、F=1であるときには、ステップ42へ
進んで第2の空燃比補正量PHOS の値を0として該第2
の空燃比補正量PHOS による空燃比のリッチ化の促進制
御を停止する。
【0034】また、前記診断フラグFが0で第1の空燃
比センサ19が前記複合劣化を生じていないと診断されて
いるときには、ステップ43へ進みリーンからリッチへの
反転直後か否かを判別し、反転直後と判定された時には
ステップ44で第2の空燃比補正量PHOS を前回値に所定
の比例分PHLを加算した値で更新し、反転直後でないと
判定された時にはステップ45で前回値に所定の積分分I
HRを加算した値で更新する。
比センサ19が前記複合劣化を生じていないと診断されて
いるときには、ステップ43へ進みリーンからリッチへの
反転直後か否かを判別し、反転直後と判定された時には
ステップ44で第2の空燃比補正量PHOS を前回値に所定
の比例分PHLを加算した値で更新し、反転直後でないと
判定された時にはステップ45で前回値に所定の積分分I
HRを加算した値で更新する。
【0035】次いで、ステップ46へ進み前記ステップ44
又はステップ45で更新設定された第2の空燃比補正量P
HOS を上限のリミット値PHLU と比較し、PHOS ≧P
HLL と判定されたときにはステップ47へ進みPHOS =P
HLU に設定する。かかるルーチンにおいて、ステップ37
及びステップ42の機能が第2の空燃比補正量修正手段を
構成する。
又はステップ45で更新設定された第2の空燃比補正量P
HOS を上限のリミット値PHLU と比較し、PHOS ≧P
HLL と判定されたときにはステップ47へ進みPHOS =P
HLU に設定する。かかるルーチンにおいて、ステップ37
及びステップ42の機能が第2の空燃比補正量修正手段を
構成する。
【0036】次に、第1の空燃比センサ19の前記複合劣
化を診断するルーチンを図6に基づいて説明する。尚、
このルーチンが劣化診断手段を構成する。ステップ51〜
ステップ53では、車速VSP, 機関回転速度N, 基本燃
料噴射量TP が夫々の設定範囲内にあるか否かを判別
し、全て設定範囲内にあると判定されたとき、つまり所
定の定常運転領域にあると判定されたときはステップ54
へ進み、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判
定する。
化を診断するルーチンを図6に基づいて説明する。尚、
このルーチンが劣化診断手段を構成する。ステップ51〜
ステップ53では、車速VSP, 機関回転速度N, 基本燃
料噴射量TP が夫々の設定範囲内にあるか否かを判別
し、全て設定範囲内にあると判定されたとき、つまり所
定の定常運転領域にあると判定されたときはステップ54
へ進み、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判
定する。
【0037】そして、空燃比フィードバック制御中と判
定されたときに、第1の空燃比センサ19の劣化診断条件
が整ったと判断してステップ55以降へ進む。ステップ55
では、第1の空燃比センサ19のリッチ起電力つまり最大
出力電圧V O2MAX を求める。ステップ56では、前記最大
出力電圧VO2MAX を設定値VM0と比較し、VO2MAX<V
M0と判定されたときには、リッチ起電力が低下している
との診断を下し、次に応答性低下診断を行うべくステッ
プ57以降へ進む。
定されたときに、第1の空燃比センサ19の劣化診断条件
が整ったと判断してステップ55以降へ進む。ステップ55
では、第1の空燃比センサ19のリッチ起電力つまり最大
出力電圧V O2MAX を求める。ステップ56では、前記最大
出力電圧VO2MAX を設定値VM0と比較し、VO2MAX<V
M0と判定されたときには、リッチ起電力が低下している
との診断を下し、次に応答性低下診断を行うべくステッ
プ57以降へ進む。
【0038】次にステップ57では、第1の空燃比センサ
19の応答時間を演算する。具体的には、空燃比がリーン
に反転してからリッチに反転するまでの時間TLRと空
燃比がリッチに反転してからリーンに反転するまでの時
間TRLとを加算した応答時間Tを演算する。ここで、
2つの時間TLR, TRLを加算するのは、過渡状態を
除くためである。
19の応答時間を演算する。具体的には、空燃比がリーン
に反転してからリッチに反転するまでの時間TLRと空
燃比がリッチに反転してからリーンに反転するまでの時
間TRLとを加算した応答時間Tを演算する。ここで、
2つの時間TLR, TRLを加算するのは、過渡状態を
除くためである。
【0039】ステップ58では、前記加算された応答時間
Tを設定値T0 と比較し、T≧T0と判定されたときに
はステップ59へ進んで、第1の空燃比センサ19の応答性
が低下しており前記リッチ起電力低下と合わせて複合劣
化を生じているとの診断を下し、診断フラグFを1にセ
ットする。かかる構成とすれば、第1の空燃比センサ19
がリッチ起電力が低下し、かつ、応答性が低下している
とき複合劣化を生じている場合には、第2の空燃比セン
サ21により空燃比のリーン状態が検出され、通常は第2
の空燃比補正量PHOS によって空燃比のリッチ化が促進
されるのを、第2の空燃比補正量PHOS の値を0に設定
することによって抑制し、かつ、第2の空燃比補正量P
HOS による空燃比のリーン化を下限リミット値PHLL を
拡大することによって可及的に促進し、以て、空燃比の
制御振幅が縮小しつつリーン側にシフトしていくことと
なり、複合劣化による空燃比のリッチ化が抑制され、排
気浄化性能を改善できる。
Tを設定値T0 と比較し、T≧T0と判定されたときに
はステップ59へ進んで、第1の空燃比センサ19の応答性
が低下しており前記リッチ起電力低下と合わせて複合劣
化を生じているとの診断を下し、診断フラグFを1にセ
ットする。かかる構成とすれば、第1の空燃比センサ19
がリッチ起電力が低下し、かつ、応答性が低下している
とき複合劣化を生じている場合には、第2の空燃比セン
サ21により空燃比のリーン状態が検出され、通常は第2
の空燃比補正量PHOS によって空燃比のリッチ化が促進
されるのを、第2の空燃比補正量PHOS の値を0に設定
することによって抑制し、かつ、第2の空燃比補正量P
HOS による空燃比のリーン化を下限リミット値PHLL を
拡大することによって可及的に促進し、以て、空燃比の
制御振幅が縮小しつつリーン側にシフトしていくことと
なり、複合劣化による空燃比のリッチ化が抑制され、排
気浄化性能を改善できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、排気浄化触媒上流側の空燃比センサのリッチ側出力
値が低下すると共に応答性が低下するという複合的な劣
化を生じた場合には排気浄化触媒下流側の空燃比センサ
に基づいて設定される第2の空燃比補正量の値を変更す
ることによって空燃比のリッチ化を抑制でき排気浄化性
能を改善できるものである。
ば、排気浄化触媒上流側の空燃比センサのリッチ側出力
値が低下すると共に応答性が低下するという複合的な劣
化を生じた場合には排気浄化触媒下流側の空燃比センサ
に基づいて設定される第2の空燃比補正量の値を変更す
ることによって空燃比のリッチ化を抑制でき排気浄化性
能を改善できるものである。
【図1】 本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図2】 本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図3】 同上実施例の燃料噴射量設定ルーチンを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図4】 同じく空燃比フィードバック補正係数設定ル
ーチンを示すフローチャート。
ーチンを示すフローチャート。
【図5】 同じく第2の空燃比補正量設定ルーチンを示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図6】 同じく第2の空燃比センサの劣化診断ルーチ
ンを示すフローチャート。
ンを示すフローチャート。
【図7】 排気浄化触媒の浄化効率と上流側空燃比セン
サの劣化との関係を示す図。
サの劣化との関係を示す図。
【図8】 同じく排気浄化触媒の浄化効率及び空燃比と
上流側空燃比センサの劣化との関係を示す図。
上流側空燃比センサの劣化との関係を示す図。
11 機関 16 コントロールユニット 18 排気通路 19 第1の空燃比センサ 20 三元触媒 21 第2の空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項1】 機関の排気通路に備えられた排気浄化触
媒の上流側及び下流側に夫々設けられ、空燃比によって
変化する排気中特定気体成分の濃度比に感応して出力値
が変化する第1及び第2の空燃比検出手段と、 前記第1の空燃比検出手段の出力値に応じて第1の空燃
比補正量を演算する第1の空燃比補正量演算手段と、 前記第2の空燃比検出手段の出力値に応じて前記第1の
空燃比補正量を補正する第2の空燃比補正量を演算する
第2の空燃比補正量演算手段と、 前記第1の空燃比補正量と、第2の空燃比補正量と、に
基づいて最終的な空燃比補正量を演算する空燃比補正量
演算手段と、 前記空燃比補正量演算手段で演算された空燃比補正量に
基づいて空燃比制御量を補正して設定する空燃比制御量
設定手段と、 を含んで構成される内燃機関の空燃比制御装置におい
て、 前記第1の空燃比補正量の値に基づいて第1の空燃比検
出手段のリッチ側出力値及び応答性の劣化を診断する劣
化診断手段と、 前記異常診断手段により、第1の空燃比検出手段が劣化
していると診断されたときに前記第2の空燃比補正量を
空燃比のリッチ化制御を抑制する方向に修正する第2の
空燃比補正量修正手段と、 を備えて構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13727393A JPH06346775A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13727393A JPH06346775A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06346775A true JPH06346775A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15194824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13727393A Pending JPH06346775A (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06346775A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7520274B2 (en) | 2004-06-29 | 2009-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air fuel ratio sensor deterioration determination system for compression ignition internal combustion engine |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP13727393A patent/JPH06346775A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7520274B2 (en) | 2004-06-29 | 2009-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air fuel ratio sensor deterioration determination system for compression ignition internal combustion engine |
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