JPH01277647A - エンジンの空燃比制御異常検出装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御異常検出装置

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JPH01277647A
JPH01277647A JP10808988A JP10808988A JPH01277647A JP H01277647 A JPH01277647 A JP H01277647A JP 10808988 A JP10808988 A JP 10808988A JP 10808988 A JP10808988 A JP 10808988A JP H01277647 A JPH01277647 A JP H01277647A
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fuel ratio
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ratio control
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蒲原 辰義
Tadashi Sugino
忠 杉野
Michitake Nishimura
西村 達武
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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] 本発明は、空燃比センサの検出値に基づいて、空燃比を
制御するエンジンの空燃比制御異常を検出する装置に関
する。
[従来の技術] 従来、空燃比センサの検出値に基づいて、エンジンの空
燃比を制御する装置においては、エンジンの経時変化、
部品公差、あるいは故障などにより、空燃比制御が適正
に行なわれなくなる場合がある。そこで、トヨタ技術公
開集9発行日 昭和62年1月29日9発行番号 16
67にあるように、空燃比センサの検出値に基づき、エ
ンジンの空燃比を反映する値として算出される空燃比補
正値と、該空燃比補正値を基準値に収束させるための学
習値との積を算出し、−この積が大きくなったとき、空
燃比制御が異常であるとの判断を行なう技術が開示され
ている。
[発明が解決しようとする課題] しかしなから、従来の技術では、下記に示すように、複
数の異常状態が重なった場合に、空燃比制御の異常を検
出できない場合があった。
すなわち、空燃比補正値と、学習値との積の大小により
、空燃比制御の異常を検出する技術では、エアーフロメ
ータの特性のズレのみであれば検出可能であるが、これ
に燃料噴射弁の流量特性の変化等の経時変化9部品公差
が加わると、双方が打ち消しあって、空燃比制御が異常
になっているにも関わらず、これを検出できない場合が
発生する。
又、−気筒の燃料噴射弁が異常な場合には、この異常気
筒の排気が空燃比センサに到達する前に、他の気筒の排
気とミキシングされ、異常な気筒の排気が空燃比補正値
にほとんど影響を与えなくなって、空燃比制御の異常を
検出できない場合が発生する。
本発明は、上記の課題を解決することにより、空燃比制
御の異常を検出する能力を向上することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を解決するための手段として、本発明のエンジ
ンの空燃比制御異常検出装置は、第1図に例示するよう
に、 エンジンMAの各気筒の排気の合流している部分から空
燃比を検出する空燃比センサMBと、該空燃比センサM
Bの検出値によって、エンジンMAの空燃比を反映する
空燃比補正値を算出し、該算出した空燃比補正値に基づ
いて、エンジンMAに供給する燃料量を補正することに
ムリエンジンMAの空燃比を制御する空燃比制御手段M
Cとを備えるエンジンの空燃比制御異常検出装置におい
て、 各気筒の排気が、非ミキシング状態で空燃比センサに達
する非ミキシング時を検出する非ミキシング時検出手段
MDと、 上記空燃比補正値の振れ幅を検出する振れ幅検出手段M
Eと、 排気の非ミキシング時に、空燃比補正値の振れ幅が所定
値を越えていればカウント値を所定加算値増加させ、振
れ幅が所定値以下であれば所定減算値減少させるカウン
ト手段MFと、 上記カウント値が所定カウント値を越えたとき、エンジ
ンMAの空燃比制御が異常であると判断する空燃比異常
判断手段MGと を備えることを特徴とする。
[作用] 本発明のエンジンの空燃比制御異常検出装置は、空燃比
制御手段MCにおける空燃比センサMBの検出値により
空燃比補正値を算出し、この空燃比補正値に基づく、エ
ンジンMAの空燃比制御が、異常であるかを、以下に示
すように検出する。まず、非ミキシング時検出手段MD
により、排気の非ミキシング時を検出し、振れ幅検出手
段MEにより、空燃比補正値の振れ幅を検出し、ついで
雨検出値に基づいて、カウント手段MFがカウント値を
増減する。このカウント値は、非ミキシング時に空燃比
補正値の振れ幅が所定値を越えていれば、所定加算値が
増加させられ、振れ幅が所定(直置下であれば所定減算
値が減少させられる。このように増減するカウントfi
は、空燃比異常判断手段MGによってモニタされ、カウ
ント値が所定カウント値を越えたとき、空燃比異常判断
手段MGによるエンジンMAの空燃比制御が異常である
との判断の基準となる。したがって、非ミキシング時で
あって、エンジンMAの各気筒の排気が空燃比センサM
Bに達するまでにミキシングされないとき、空燃比補正
値の振れ幅が所定値以上の状態が続くと、空燃比制御が
異常であると判断される。
[実施例コ 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第2図は本実施例が適用されるシステムの概略構成を6
気筒のエンジン10を中心に示すものである。
エンジン10は、エンジンコントローラ12によって制
御されるものである。吸気口のエアクリーナ14の近傍
には、吸入空気温を検出して吸気温信号を出力する吸気
温センサ16と、吸入空気量を検出して吸気量信号を出
力する吸気量センサ18とが設けられている。エアクリ
ーナ14の下流側には、スロットルバルブ20が配置さ
れ、このスロットルバルブ20には、スロットルバルブ
全開状態で「オン」する(LL rオン」)アイドルス
イッチ22と、スロットルバルブ20の開度(スロット
ル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ24と
が取り付けられている。スロットルバルブ20の下流側
には、サージタンク26が形成され、このサージタンク
26の下流には、インチークマニホールド28及び吸入
ボート30が各気筒に対応して設けられている。それぞ
れの吸入ボート30には、エンジンコントローラ12か
らの開弁信号によって、開弁する燃料噴射バルブ32が
取り付けられている。それぞれの燃料噴射バルブ32か
ら噴射された燃料をそれぞれ燃焼させる燃焼室34の下
流側にはエキゾーストマニホールド36が設けられてい
る。エキゾーストマニホールド36の合流する箇所には
、排出ガスの残留酸素)農産を検出して、空燃比信号を
出力する02センサ38が取り付けられ、この下流には
三元触媒39が設けられている。
燃焼室34を形成するエンジンブロック40には、つオ
ータジャケット内の冷却水温を検出して冷却水温信号を
出力するエンジン水温センサ42が取り付けられている
燃焼室34に設けられた点火プラグ44には、イグナイ
タ46からの高電圧がディストリビュータ4日を介して
供給されている。該ディストリビュータ48には、エン
ジン回転数NEを算出するためのクランク角信号を出力
するエンジン回転数センサ50と気筒判別信号を出力す
る気筒判別センサ52とが設けられている。
エンジンコントローラ12は、人力インタフェース54
、出力インタフェース55、記憶部56、及び中央処理
部58を備え、以下に示す処理を行う。
■エンジン10の各部のセンサからの信号等を、人力イ
ンタフェース54を介して入力する処理。
■上記人力された各種の信号に基づき、記憶部56に記
憶されている各種の制御ルーチンのプログラム、及びデ
ータ等にしたがって、各種駆動信号を中央処理部5日で
演算する処理。
■中央処理部58の演算結果に基づいて、エンジン10
の各部の駆動信号、及び空燃比制御異常表示部60の表
示信号を出力インタフェース55から出力する処理。
次に第3図ないし第5図に示す、空燃比制御異常検出ル
ーチンのフローチャ′−トに基づいて、エンジンコント
ローラ12で8ms毎に実行される本実施例の制御を説
明する。
第3図の空燃比制御異常検出ルーチンに示すように、本
実施例は、非ミキシング時をエンジン10の過渡運転時
として検出するものである。本ルーチンが起動されると
、まず冷却水温情報等に基づいて、02センサ38が正
常に機能する状態であるか否かを判断しくステップ10
0)、正常に機能する状態であれば、02センサ38か
らの空燃比信号による空燃比フィードバック制御(F/
B)が、図示しない空燃比制御ルーチンによって実行さ
れているか否かを判断する(ステップ110)。なお、
空燃比制御ルーチンによって行なわれる空燃比制御は、
周知であることから、詳細は、図示しないが、以下に示
す制御を行なう。■吸入空気量、エンジン回転数、スロ
ットル開度、冷却水温等に基づいて、燃料噴射量を算出
し、■空燃比信号がリッチであればフィードバック補正
係数FAFを所定量減少させ、一方リーンであればFA
Fを所定量増加させることにより、フィードバック補正
係数FAFを算出し、■各種運転状態に基づいて、空燃
比フィードバック制御の実行条件が満足されているかを
判断し、■空燃比フィードバック制御実行条件が満足さ
れていれは、■で求めた燃料噴射量を、フィードバック
補正係数FAFと下記■で算出する学習値KGとによっ
て、補正して、燃料噴射を実行し、フィードバック制御
条件が満足されていなければ、■で求めた燃料噴躬量を
学習値KGのみ(FAF=1)で補正して燃料噴射を実
行する。■フィードバック補正係数FAFと、基準値(
FAF=1)とのズレを学習(直K Gとして記憶し、
FAFを学習値KGで補正する。
02センサ38が正常で、かつフィードバック制御が行
なわれているとき、すなわち本空燃比制御異常検出の実
行条件が満足されている場合には、次にカウンタC1を
インクリメント(C1←Ct 十1)して(ステップ1
20)、このカウンタC1の値が、所定値α以上である
か否かを判断する(ステップ130)。カウンタC1の
値が所定値α未満である場合、すなわち本空燃比制御異
常検出の実行条件が満たされているが、この状態が所定
値αに対応する判定時間にまだ達していない場合には、
つぎにこの判定時間中のスロットル開度TAの最大11
uTAmaxと、最小(11iTAminとを、算出し
、更新する(ステップ140)。これは、第4図に示す
ように、まずスロットルセンサ24からのスロットル開
度TAを読み込み(ステップ150)、この読み込んだ
スロットル開度TAが、前回までに算出し更新したスロ
ットル間度TAmin以下であるか否かを判断しくステ
ップ160)、以下であれば、今回のスロットル開度T
Aを新たなスロットル開度T Am1nとして設定する
(ステップ170)。これにより、前回までのスロット
ル開度TAminより小さなスロットル開度TAが読み
込まれる度に、スロットル開度TAminが更新される
。一方、読み込んだスロットル開度TAが、前回までに
算出し更新したスロットル開度TAminより大きい場
合には、つぎにスロットル間度TAmax以上であるか
否かを判断しくステップ180)、未満であればそのま
ま本ルーチンを一旦終了し、以上であれば、今回のスロ
ットル開度TAを新たなスロットル開度TAmaxとし
て設定する(ステップ190)。これにより、前回まで
のスロットル開度TAmaxより大きなスロットル開度
TAが読み込まれる度に、スロットル開度TAmaxが
更新される。
スロットル開度TAmax、TAminを、更新した後
は、次に第3図に示すように、判定時間中のフィードバ
ック補正係数FAFの最大値F A F maxと、最
小[FAFminとを算出し、更新する(ステップ20
0)。これは、第5図に示すよう乙こ、まず図示しない
空燃比制御ルーチンからフィードバック補正係数FAF
を読み込み(ステップ210)、この読み込んだフィー
ドバック補正係数FAFが、前回までに算出し更新した
フィードバック補正係数FAFmin以下であるか否か
を判断しくステップ220)、以下であれば、今回のフ
ィードバック補正係数FAFを新たなフィードバック補
正係数FAFminとして設定する(ステップ230)
これにより、前回までのフィードバック補正係数F A
 F minより小さなフィードバック補正係数FAF
が読み込まれる度に、フィードバック補正係数FAFm
inが更新される。一方、読み込んだフィードバック補
正係数FAFが、前回までに算出し更新したフィードバ
ック補正係数F A F minより大きい場合には、
つぎにフィードバック補正係数F A F max以上
であるか否かを判断しくステップ240)、未満であれ
ばそのまま本ルーチンを一旦終了し、以上であれば、今
回のフィードバック補正係数FAFを新たなフィードバ
ック補正係数F A F maxとして設定する(ステ
ップ250)。
これにより、前回までのフィードバック補正係数F A
 F maxより大きなフィードバック補正係数FAF
が読み込まれる度に、フィードバック補正係数F A 
F maxが更新される。
空燃比制御異常検出の条件が満たされているときに、判
定時間に達した場合には(ステップ130)、判定時間
内のスロットル開度T Amax 、  TAmin、
及びフィードバック補正係数F A F max、FA
Fminに基づいて、下記(1)式、及び(2)式によ
って、スロットル開度の変化量ΔTAとフィードバック
補正係数の振れ輻ΔFAFを算出する(ステップ260
)。
ΔTA==TAmax−TAmin−(1)ΔFAF=
FAFmax−FAFmin−(2)上記ΔTA、及び
ΔFAFを算出した後は、次にスロットル開度の変化量
ΔTAが、所定値β以上であるか否か、すなわちスロッ
トルバルブ20の開度変動が大きな過渡運転時(例えば
急加速のためにアクセルペダルが踏み込まれたとき)で
あるか否かを判断しくステップ270)、ΔTAが所定
値β未満である定電運転時である場合には、空燃比制御
の異常を検出する条件を現在は満たしていないと判断し
て、次にスロットル開度TAmax、TAmin、フィ
ードバック補正係数FAFmax、FAFmin、及び
カウンタC1のクリアを行なう処理を実行する(ステッ
プ280)。
ΔTAが所定値β以上である場合、すなわち過渡運転時
には(ステップ270)、次にフィードバック補正係数
の振れ幅ΔFAFが所定値γ以上であるか否かを判断し
くステップ290)、以上であれば、カウンタC2をイ
ンクリメン) (C2←C2+1)L/(ステップ30
0)、未満であればカウンタC2をデクリメント(C2
←C2−1)する(ステップ310)、  これにより
、過渡運転時に、フィードバック補正係数の振れ幅ΔF
AFが通常状態では、起こり得ない異常値になった時(
例えば通常時の最大1直を越えたとき)を、判断し、フ
ィードバック補正係数の振れ幅ΔFAFの異常値(ΔF
AF≧所定値γ)の発生状態を反映させて、゛カウンタ
C2を増減することができる。
このカウンタC2の増減の結果、このカウンタC2の値
が所定値δ以上になったと判断された場合、すなわちフ
ィードバック補正係数の振れ幅ΔFAFの異常状態が頻
繁に発生している場合には(ステップ320)、次に空
燃比制御異常表示部60に表示信号を出力して、空燃比
制御1all(A/F)異常を表示する(ステップ33
0)。一方、カウンタC2が、所定値8未満、すなわち
フィードバック補正係数の振れ幅ΔFAFの異常状態が
発生していないか、もしくは発生頻度が少ない場合には
、A/F異常を出力することなく、既述したスロットル
開度TAmax、TAmin、フィードバック補正係数
FAFmax、FAFmin、及びカウンタC1のクリ
ア(ステップ280)を行なって、本ルーチンを一旦終
了する。これにより、異常でない場合には、カウンタC
2を除く他の変数をイニシャル状態にして、再び空燃比
制御異常検出の処理を繰り返す。また、02センサ38
が正常に機能する状態でない場合(ステップ100)、
もしくは02センサ38からの空燃比信号による空燃比
フィードバック制御が、図示しない空燃比制御ルーチン
によって実行されていない場合には(ステップ110)
、空燃比制御の異常を判断する条件を満たしていないこ
とから、同様に既述したステップ280により、変数を
イニシャル状態にする。
以上に説明したように、本実施例により、エンジン10
の過渡運転時に、フィードバック補正係数FAFの振れ
幅の大きい状態が、連続して、もしくは頻繁に発生した
場合には、空燃比制御に異常が発生したと判断され、警
報が行なわれる。これにより、下記に示すように、特性
の変化、経時変化が重複する場合でも、一部分の気筒の
空燃比の異常、及び全体的な特性の変動による異常を検
出することができるという極めて優れた効果を奏する。
■吸気量センサ18の特性の変化と、燃料噴射バルブ3
2の噴射特性の変化とが重複した場合では、通常は、学
習値KGによって、定常的補正が行なわれ、これらの特
性の異常を検出することができないが、本実施例では、
学習値KGの追従遅れが大きく、しかも吸気量センサ1
8、燃料噴射バルブ32などの個々の特性の変動による
空燃比の狂いが顕著に生じる過渡運転時に、空燃比制御
の異常を検出する事から、全体の空燃比制御に影響を与
える個々の特性の変化による異常を検出することができ
る。
■一部の気筒のみが異常の場合であっても、本実施例で
は、個々の気筒の排気がミキシングせずに02センサ3
8に達する過渡運転時に限って、02センサ3日の出力
による空燃比制御の異常を検出することから、一部の気
筒の燃料供給の異常を選択して検出することができる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、
例えばフィードバック補正係数の振れ幅ΔFAFが通常
値であるか否かの判定基準となる所定値γを、下記に一
例をあげるように、スロットル開度の変化量ΔTAの関
数としてもよい。
(1)A>ΔTA≧B かつ ΔFAF≧に1→ カウ
ンタC2のインクリメント (2)ΔTA≧A かつ ΔFAF≧に2→ カウンタ
C2のインクリメント (Kl<K2) また、本実施例は、スロットル開度TAの変化状態から
過渡運転時を判断して、異密か否かの判断を行なったが
、これに代えて、エンジン回転数の変化状態が急なこと
から推定してもよく、あるいはスロットル開度が大きい
状態、もしくは吸気量が多い状態から吸気流速の速い状
態を判断して、以後の異常か否かの判断を行なってもよ
い。
次に、第6図に示す空燃比制御異常検出ルーチンのフロ
ーチャートに基づいて、第2実施例を説明する。
第6図に示す空燃比制御異常検出ルーチンが起動される
と、まず02センサ38からの空燃比信号による空燃比
フィードバック制御(F/B)が、実行されているか否
かを判断しくステップ500)、実行されていなければ
そのまま本ルーチンを一旦終了し、実行中であれば、ス
ロットルセンサ24の検出したスロットル開度TAの単
位時間当りの変化量ΔTA(例えは0. 8sec間に
おける変化量)を読み込み(ステップ510)、ついで
この単位時間当りの変化量ΔTAが例えば15degを
越えているか否かにより過渡時か否かを判断する(ステ
ップ520)。過渡時でないとされた場合は、そのまま
−旦終了し、過渡時であるとされた場合には、次にフィ
ードバック補正係数の単1立時間当りの振れ幅ΔFAF
 (例えば0. 8sec間における最大値と最小値と
の差)を、読み込み(ステップ530)、この変化量Δ
FAFが所定値より15%を越える大きさか否かを判断
しくステップ540)、越えていなければカウンタCL
R(但し、0≦CLR≦10)をデクリメントして(ス
テップ550)、そのまま−旦終了し、越えていれば“
カウンタCLRをインクリメントして(ステップ560
)、次の処理に移行する。インクリメントを行なった後
は、カウンタCLRが10になったか否かを判断しくス
テップ570)、10未満であればそのまま一旦終了し
、10に達していれば、空燃比制御異常表示部60に「
オン」信号を出力する(ステップ580)。
以上に説明した本実施例により、第1実施例と同様に過
渡運転時の空燃比制御の異常を検出することができ、し
かも本実施例によれば、サンプリングの単位時間を可能
な限り短い方に調整し、過渡運転時のフィードバック補
正係数FAFの振れ状態のみを抽出して、空燃比制御の
異常を検出することができる。
[発明の効果] 本発明のエンジンの空燃比制御異常検出装置は、各気筒
の排気が空燃比センサに非ミキシング状態で達している
とき、空燃比補正値の振れ幅の大きい状態が頻繁に、あ
るいは連続して発生することからエンジンの空燃比制御
の異常を判断する。これにより、下記に示すように、特
性の変化、経時変化が重複する場合でも、一部分の気筒
の空燃比の異常、及び全体的な特性の変動による異常を
検出することができるという極めて優れた効果を奏する
■通常は、学習制御によって、定常的補正が行なわれて
いる場合でも、学習制御の追従遅れが大きく、しかも構
成要素の個々の特性の変動による空燃比の狂いが顕著に
生じる非ミキシング時に、空燃比制御の異常を検出する
事から、定常時では空燃比制御に異常が現れにくい個々
の特性の変動による異常を検出することができる。
■一部の気筒のみが異常の場合であっても、個々の気筒
の排気がミキシングせずに空燃比センサに達するときに
限って、空燃比制御の異常を検出することから、一部の
気筒の空燃比制御が異常であることを選択して検出する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のエンジンの空燃比制御異常検出装置の
基本的構成を例示する構成図、第2図は本発明の一実施
例の構成図、第3図は第1実施例の空燃比制御異常検出
ルーチンのフローチャート、第4図はそのT Amax
 、  T Am1n算出更新ルーチンのフローチャー
ト、第5図は同FAFmax、FA F m i n算
出更新ルーチンのフローチャート、第6図は第2実施例
の空燃比制御異常検出ルーチンのフローチャートである
。 MA・・・エンジン、MB・・・空燃比センサ、MC・
・・空燃比制御手段、MD・・・非ミキシング時検出手
段、ME・・・振れ幅検出手段、MP・・・カウント手
段、MG・・・空燃比異常判断手段、10・・・エンジ
ン、12・・・エンジンコントローラ、24・・・スロ
ットルセンサ、32・・・燃料噴射バルブ、38・・・
02センサ、60・・・空燃比制御異常表示部 代理人  弁理士  定立 勉 (他2名)第1図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エンジンの各気筒の排気の合流している部分から空燃比
    を検出する空燃比センサと、該空燃比センサの検出値に
    よって、エンジンの空燃比を反映する空燃比補正値を算
    出し、該算出した空燃比補正値に基づいて、エンジンに
    供給する燃料量を補正することによりエンジンの空燃比
    を制御する空燃比制御手段とを備えるエンジンの空燃比
    制御異常検出装置において、 各気筒の排気が、非ミキシング状態で空燃比センサに達
    する非ミキシング時を検出する非ミキシング時検出手段
    と、 上記空燃比補正値の振れ幅を検出する振れ幅検出手段と
    、 排気の非ミキシング時に、空燃比補正値の振れ幅が所定
    値を越えていればカウント値を所定加算値増加させ、振
    れ幅が所定値以下であれば所定減算値減少させるカウン
    ト手段と、 上記カウント値が所定カウント値を越えたとき、エンジ
    ンの空燃比制御が異常であると判断する空燃比異常判断
    手段と を備えることを特徴とするエンジンの空燃比制御異常検
    出装置。
JP10808988A 1988-04-28 1988-04-28 エンジンの空燃比制御異常検出装置 Expired - Lifetime JPH0663469B2 (ja)

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JP10808988A JPH0663469B2 (ja) 1988-04-28 1988-04-28 エンジンの空燃比制御異常検出装置
US07/330,319 US4947818A (en) 1988-04-28 1989-03-28 Internal combustion engine with device for warning of malfunction in an air-fuel ratio control system

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JP (1) JPH0663469B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0670421A3 (en) * 1994-02-04 1996-12-11 Honda Motor Co Ltd Failure detection system for internal combustion engine.
JP2011503441A (ja) * 2007-11-20 2011-01-27 ルノー・エス・アー・エス エンジンの燃料補給システムの状態を診断するための方法

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EP0670421A3 (en) * 1994-02-04 1996-12-11 Honda Motor Co Ltd Failure detection system for internal combustion engine.
JP2011503441A (ja) * 2007-11-20 2011-01-27 ルノー・エス・アー・エス エンジンの燃料補給システムの状態を診断するための方法

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JPH0663469B2 (ja) 1994-08-22

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