JPH01211638A - 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

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JPH01211638A
JPH01211638A JP63036058A JP3605888A JPH01211638A JP H01211638 A JPH01211638 A JP H01211638A JP 63036058 A JP63036058 A JP 63036058A JP 3605888 A JP3605888 A JP 3605888A JP H01211638 A JPH01211638 A JP H01211638A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP63036058A
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English (en)
Inventor
Masanobu Uchinami
打浪 正信
Toshihisa Takahashi
高橋 敏久
Hiroyoshi Suzuki
鈴木 尋善
Ryoji Nishiyama
亮治 西山
Shinichi Nishida
真一 西田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US07/310,575 priority patent/US4895123A/en
Publication of JPH01211638A publication Critical patent/JPH01211638A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F02D41/1476Biasing of the sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/14Systems for adding secondary air into exhaust

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、大気圧と内燃機関の排気ガスとの酸素濃度の差に
応じた起電力を発生する酸素センサ部と、この大気圧と
比較するための排気ガス中に酸素を出入するためにポン
プ電流を流す酸素ポンプ部を備えた広域空燃比センサを
用い、酸素センサ部の出力電圧が所定値になるようにポ
ンプ電流を制御し、このポンプ電流の大きさによって内
燃機関の空燃比を検出することが行われており(実開昭
62−18659号公報参照)、このような空燃比検出
装置を用いて内燃機関の空燃比制御が行われている。上
記のような空燃比検出装置は、空燃比をリンチ側からリ
ーン側まで連続的に測定することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の空燃比制御装置においては、上記したように酸素
センサ部の出力電圧が一定値となるようにポンプ電流を
流し、このポンプ電流により空燃比を検出しているが、
酸素センサ部、酸素ポンプ部又はこれらの接続コネクタ
等に異常あるいは劣化等があると、酸素センサ部の電圧
が所定値になるようポンプ電流を流そうとしても正常に
流れず、あるいは正常に流しても酸素ポンプ部の起電力
が不良のためさらに大きな電流値を流そうとするなどの
状態となり、結果として正常な空燃比情報が得られなく
なった。このため、広域空燃比センサに異常が発生し、
これに基づいて空燃比のフィードハック制御を行うと、
空燃比が大幅にリンチ側又はリーン側にずれてしまい、
ドライバビリティや排ガスの悪化、あるいはエンストを
起すという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、広域空燃比センサの故障の際にドライバビ
リティや排気ガスの悪化あるいはエンストを防止するこ
とができる内燃機関の空燃比制御装置を得ることを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、広域空燃
比センサの活性時にポンプ電流を流すためのポン′プ電
圧が所定範囲外の値を所定時間以上継続した場合に広域
空燃比センサの故障を判定する故障判定手段と、この故
障判定時に空燃比フィードバック制御を停止させるフィ
ードバック停止手段を設けたものである。
〔作 用〕
この発明における故障判定手段は、広域空燃比センサの
活性時にポンプ電圧が所定範囲外の値を所定時間以上継
続した場合に広域空燃比センサの故障を判定する。この
判定に応じてフィードバック停止手段はフィードバック
制御を停止する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第1
図において、エアクリーナ1から吸入された空気は絞り
弁3、サージタンク4、吸気ポート5及び吸気弁6を含
む吸気通路12を介して機関本体7の燃焼室8へ送られ
る。吸気通路12には負圧センサ48が設けられており
、この負圧センサ48は電子制御部40に接続されてい
る。絞り弁3は運転室のアクセルペダル13に連動する
燃焼室8はシリンダヘッド9、シリンダブロック10及
びピストン11によって区画され、混合気の燃焼によっ
て生成された排気ガスは排気弁15、排気ポート16、
排気多岐管17及び排気管18を介して大気に放出され
る。バイパス通路21は絞り弁3の上流とサージタンク
4とを接続し、バイパス流量制御弁22はバイパス通路
21の流通断面積を制御して、アイドリング時の機関回
転速度を一定に維持する。吸気温センサ28は吸気通路
12に設けられて吸気温を検出し、スロットル位置セン
サ29は絞り弁3の開度を検出する。又、水温センサ3
0はシリンダブロック1oに取り付けられて冷却水温度
を検出し、空燃比検出装置31は排気多岐管17の集合
部に取り付けられてバッテリEにスイッチ79を介して
接続され、集合部における空燃比を検出する。クランク
角センサ32は機関本体7のクランク軸に結合する配電
器33の軸34の回転からクランク軸のクランク角及び
クランク軸回転数を検出する。3Gは変速機である。
吸気温センサ28、スロットル位置センサ29、水温セ
ンサ30、バッテリ37、負圧センサ48、空燃比検出
袋?I 31及びクランク角センサ32の出力は電子制
御部40へ送られる。燃料噴射弁41は各気筒に対応し
て各吸気ポート5の近傍に設けられ、ポンプ42は燃料
を燃料タンク43から燃料通路44を介して燃料噴射弁
41へ送る。電子制御部40は各センサからの入力信号
をパラメータとして燃料噴射量を計算し、計算した燃料
噴射量に対応したパルス幅の電気パルスを燃料噴射弁4
1へ送る。この燃料噴射弁41は上記パルス幅に応じて
開弁じ、燃料を噴射する。この燃料噴射弁41は上記パ
ルス幅に応じて開弁し、燃料を噴射する。
電子制御部40はまたバイパス流量制御弁22、点火コ
イル46を制御する。この点火コイル46の2次側は配
電器33へ接続されている。
この第1図の電子制御噴射式内燃機関のシステムはD−
J方式の燃料噴射システムであり、少なくとも負圧セン
サ48の出力値とエンジン回転検出センサ32との出力
値に基づいて、基本噴射パルス時間を演算し、この基本
噴射パルス時間に吸気温センサ28からの信号による補
正、過渡補正ならびに空燃比センサフィードバック補正
などが行われて、燃料噴射弁41の燃料噴射が目標空燃
比になるように決定される。
第2図は電子制御部40の詳細を示すブロック図である
。電子制御部40はマイクロプロセッサからなり、演算
ならびに制御を行うCPU(中央処理装置)56、後述
する補正処理プログラムおよびその他のバイパス流量制
御処理などを行うためのプログラムが格納されるROM
 (リード・オン・メモリ)57、演算途中のデータを
一時的に記憶するRAM58、機関停止時にも補助電源
より供給を受けて、必須のデータの記憶を保持 する不
揮発性記憶素子としての第2のRAM59、A/D C
アナログ/ディジタル)変換器60、l10(入力/出
力)器61及びバス62から成る。スロットル位置セン
サ29、負圧センサ48、吸気温センサ28、水温セン
サ30、空燃比検出装置31の出力38.39およびバ
ッテリ37の出力はA/D変換器60へ送られる。
また、クランク角センサおよび回転数センサ32の出力
はI10器61へ送られ、バイパス流量制御弁22、燃
料噴射弁41、点火コイル46は■/○器61を介して
CPU56から人力を受けるようになっている。
次に、以上の構成の電子制御部40を用いて、目標空燃
比を算出し、この目標空燃比を補正し、この補正後の目
標空燃比となるように燃料供給装置を制御する例を説明
する。なお、処理のためのプログラムはROM57に格
納されている。
第3図は空燃比検出装置31の構成を示し、広域空燃比
センサ80と空燃比検出回路81とからなる。広域空燃
比センサ80は、大気圧と内燃機関の排気ガスの酸素濃
度の差に応じた起電力を発生する固体電解質酸素センサ
部B2と、この酸素センサ部82の出力電圧が所定値に
なるようにポンプ電流を流す固体電解質酸素ポンプ部8
3とから成る。又、空燃比検出回路81は、酸素センサ
部82の起電力の差値検出回路84、ポンプ電流i、の
供給回路85、電流電圧変換回路86、ポンプ電圧絶対
値変換回路87及び電圧増幅回路88から成る。
次に、第3図に示した空燃比検出袋?Z 31の動作を
説明する。差値検出回路84は酸素センサ部82の出力
と基準電圧との差を検出し、この差信号をポンプ電流供
給回路85に送る。ポンプ電流供給回路85は上記差信
号に応じたポンプ電流i。
を酸素ポンプ部83に供給する。これにより酸素が運ば
れて酸素センサ部82の出力が変り、基準値と一致する
ようにフィードバック制御される。
ポンプ電流ipにより運ばれる酸素量が空燃比に対応す
る。従って、ポンプ電流iPを変換回路86により電圧
に変換し、これをさらに増幅回路88により増幅し、空
燃比信号39として電子制御部40に入力する。又、絶
対値変換回路87によりポンプ電圧の絶対値を求め、こ
のポンプ電圧信号38は電子制御部40へ入力される。
次に、第1図の空燃比制御装置の動作を第4図のフロー
チャートによって説明する。ステップ101〜103で
は機関の運転状態に応じて、回転数、吸気管負圧、水温
、吸気温等の状態パラメータを読み込む。ステップ10
4では、読み込まれた回転数と吸気管圧力より、燃料噴
射弁41を駆動するための基本パルス幅を演算する。ス
テップ105では、基本パルス幅を水温、吸気温等の値
により補正する。ステップ106では、広域空燃比セン
サ80が正常か否かを判定する。異常な場合にはステッ
プ111に進み、ステップ105までで計算したパルス
幅で燃料噴射弁41を駆動する。ステップ106で正常
な場合にはステップ107で空燃比信号39を読み込み
、ステップ108では目標空燃比を算出し、ステップ1
09では目標空燃比と実空燃比の偏差に応じて燃料パル
ス幅補正係数を算出し、ステップ110では算出された
補正係数によってパルス幅を補正し、ステップ111で
補正したパルス幅で燃料噴射弁41を駆動する。
次に、ステップ106の異常判定ルーチンを第5図のフ
ローチャートによって説明する。ステップ201では始
動後広域空燃比センサ80のヒータ(図示せず)が所定
時間通電され、広域空燃比センサ80が活性化している
か否かを判定する。
所定時間経過していない場合には、実質フェイルではな
いがセンサフェイルとしてステップ205に進み、第4
図のステップ111に進む。ステップ201で所定時間
経過していればステップ202ではポンプ電圧が所定範
囲内例えば±3vの範囲内にあるか否かを判定し、所定
の範囲内であればステップ203で所定時間(例えば1
00m5ec)タイマをセットする。ポンプ電圧が所定
範囲内であればこのタイマは常にセットし直されるので
0にならず、ステップ204.206に進んでセンサフ
ェイルがリセットされ、ステップ107以下のフィード
バック制御が行われる。しかし、ポンプ電圧が所定範囲
外の場合には、タイマがダウンカウントされてステップ
204でOとなり、センザフェイルがセントされ、フィ
ードバック制御が省略されてステップ111へ進む。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、広域空燃比センサの酸
素ポンプ部のポンプ電圧の値により広域空燃比センサの
故障を判定し、フィードバック制御を停止するようにし
ており、広域空燃比センサの異常出力に基づくフィード
バック制御によるドライバビリティや排気ガスの悪化及
びエンストの発生等の不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明装置の構成図、第2図はこの発明によ
る電子制御部の構成図、第3図はこの発明による空燃比
検出装置の構成図、第4図及び第5図はこの発明装置の
動作を示すフローチャートである。 28・・・吸気温センサ、29・・・スロットル位置セ
ンサ、30・・・水温センサ、31・・・空燃比検出装
置、32・・・クランク角センサ、40・・・電子制御
部、41・・・燃料噴射弁、48・・・負圧センサ、8
0・・・広域空燃比センサ、82・・・酸素センサ部、
83・・・酸素ポンプ部。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 大気圧と内燃機関の排気ガスの酸素濃度の差に応じた電
    圧を発生する酸素センサ部とこの電圧が所定値となるよ
    うにポンプ電流を流す酸素ポンプ部からなる広域空燃比
    センサを有し、上記ポンプ電流に応じた空燃比検出信号
    を出力する空燃比検出装置と、上記空燃比検出信号に基
    づいて空燃比が目標値となるよう混合気生成手段をフィ
    ードバック制御する制御部を備えた内燃機関の空燃比制
    御装置において、広域空燃比センサの活性時にポンプ電
    流を流すためのポンプ電圧が所定範囲外の値を所定時間
    以上継続した場合に広域空燃比センサの故障を判定する
    故障判定手段と、広域空燃比センサの故障判定時に空燃
    比フィードバック制御を停止させるフィードバック停止
    手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
    置。
JP63036058A 1988-02-18 1988-02-18 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH01211638A (ja)

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US07/310,575 US4895123A (en) 1988-02-18 1989-02-15 Apparatus for controlling air-fuel ratio of internal combustion engine

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