JP4211142B2

JP4211142B2 - Engine air-fuel ratio control device

Info

Publication number: JP4211142B2
Application number: JP17984299A
Authority: JP
Inventors: 真悟鴫濱; 勝彦坂本; 裕二太田; 祐二坂田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: JP2001012282A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガスを吸気通路に還流させる排気還流通路および排気還流制御弁を有する排気還流制御手段を備えたエンジンの空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平９−２５８５２号公報に示されるように、排気通路と吸気通路とを結ぶ排気還流通路と、排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁とを備えるエンジンにおいて、排気還流制御弁が目標値よりも大きく開く開故障を診断する開故障診断手段と、この排気還流制御弁の開故障時にエンジン出力を制限するフェイルセーフ制御手段とを備えたエンジンのフェイル制御装置が知られている。
【０００３】
また、例えば特公昭６３−３５８２０号公報に示されるように、排気ガス流通量が電子的に制御可能なアクチュエータ手段を有し、このアクチュエータ手段により排気ガス還流量を制御する方式の排気ガス還流システムを備えた電子制御型エンジン制御装置において、上記アクチュエータ手段が排気ガス流通量の最大位置近傍で停止したまま制御不能になったことを検出する故障検出手段と、エンジンがアイドル運転状態にあることを検出するアイドル検出手段と、エンジンのアイドル状態での回転数を制御するアイドル制御アクチュエータ手段とを設け、上記故障検出手段の故障検出データに応じて上記アイドル制御アクチュエータ手段の制御量を増加させることにより排気ガス還流システム故障時のアイドル回転数を補償するように構成した排気ガス還流システムのバックアップ装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記両公報に開示された従来技術では、それぞれ排気ガス還流制御手段の制御弁が開状態で固着した開故障の発生を検出し、この開故障の発生時に、エンジン出力を制限し、あるいはアイドル回転数を補償する制御を実行するように構成されており、上記開故障以外の故障、例えば排気還流通路の詰まり等に起因した故障の発生時に、これらの故障に起因して排気ガスの還流量が低減した場合に、ＮＯｘの排出量が増大するのを抑制することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、排気還流通路が詰まる等の故障が発生した場合においても、ＮＯｘの排出量が増大するのを効果的に抑制することができるエンジンの空燃比制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、排気ガスを吸気通路に還流させる排気還流通路および排気還流制御弁を有する排気還流制御手段と、この排気還流制御手段による排気ガスの還流量が不足する傾向があることを検出する還流不足検出手段と、燃料フィードバック制御用の空燃比センサと、上記還流不足検出手段により排気ガスの還流量が不足した状態にあることが検出された場合に、空燃比をリッチ側に補正する第１空燃比補正手段と、上記空燃比センサに劣化が生じたことを検出するセンサ劣化検出手段と、このセンサ劣化検出手段によって空燃比センサの劣化が検出された場合に、この空燃比センサの出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正する第２空燃比補正手段とを備え、上記還流不足検出手段により排気還流量の不足が検出されるとともに、上記センサ劣化検出手段によって空燃比センサの劣化が検出された場合に、上記両空燃比補正手段の一方による空燃比の補正を制限するように構成したものである。
【０００７】
上記構成によれば、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態と、空燃比センサが劣化してその検出値に誤差が生じている状態とが同時に検出された場合に、空燃比をリッチ側に移行させる補正と、空燃比センサの劣化時に、この空燃比センサの出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を変化させる補正とが同時に実行されることが防止され、これによって空燃比を理論空燃比とするフィードバック制御時に制御振幅が顕著に増大することが抑制されることになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記空燃比補正手段は、還流不足検出手段によって検出された排気還流量の不足度合いに応じて空燃比の補正量を変化させるように構成されたものである。
【０００９】
上記構成によれば、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態となった場合には、この排気還流の不足度合いに応じて空燃比をリッチ側に移行させる補正量が制御されることにより、排気ガスの還流量が適正に制御されてＮＯｘ排出量の増大が効果的に抑制されることになる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２記載のエンジンの空燃比制御装置において、排気ガスを吸気通路に還流させるエンジンの運転領域で、上記空燃比補正手段によって空燃比をリッチ側に補正する制御を実行するように構成したものである。
【００１３】
上記構成によれば、排気ガスを吸気通路に還流させるエンジンの運転領域で、排気ガスの還流量が不足することに起因したＮＯｘ排出量の増大が効果的に抑制されることになる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記還流不足検出手段は、排気還流通路もしくは吸気通路に設けられた圧力センサにより検出された排気還流制御弁の開時と閉時とにおける排気還流圧力差に基づいて排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを検出するように構成されたものである。
【００１５】
上記構成によれば、還流不足検出手段により排気還流制御弁の開時と閉時とにおける排気還流圧力差を検出して、この圧力差が一定値以下であることが確認された場合等に、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態にあると判定されて、空燃比をリッチ側に移行させる補正が実行されることになる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、上記請求項４記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記還流不足検出手段により、排気還流制御弁の開時と閉時とにおける排気還流圧力差の平均値に基づいて排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを検出するように構成したものである。
【００１７】
上記構成によれば、還流不足検出手段により排気還流制御弁の開時と閉時とにおける排気還流圧力差の平均値に基づいて、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かが適正に判定されることになる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、上記請求項１〜５の何れかに記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記還流不足検出手段により検出された排気還流量が、予め設定された基準値よりも不足していることが確認された場合に、排気還流制御手段が異常であることを報知する報知手段を備えたものである。
【００１９】
上記構成によれば、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態にあることが、還流不足検出手段において検出された場合には、空燃比をリッチ側に移行させる補正が実行されることにより、排気ガスの還流量が不足することに起因したＮＯｘ排出量の増大が抑制されるとともに、上記報知手段によって排気還流制御手段が異常であることが乗員に報知されることになる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、上記請求項１〜６の何れかに記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記還流不足検出手段により排気ガスの還流量が不足した状態にあることが検出されるとともに、上記センサ劣化検出手段によって空燃比センサに劣化が生じたことが検出された場合に、上記第１空燃比補正手段による空燃比の補正を制限するように構成したものである。
【００２３】
上記構成によれば、排気還流通路が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態と、空燃比センサが劣化してその検出値に誤差が生じていることが同時に検出された場合には、上記第１空燃比補正手段による空燃比の補正が制限され、上記第２空燃比補正手段による空燃比の補正が通常通りに実行されることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係るエンジンの空燃比制御装置を有するエンジンの概略構成を示している。このエンジンは、エンジン本体１と、吸気通路２と、排気通路３とを有している。上記吸気通路２には、その上流側から順に、エアクリーナ４と、エアフローメータ５と、スロットル弁６と、サージタンク８と、燃料噴射手段９とが設けられ、上記エアクリーナ４には、吸気温センサ２１が配設されている。
【００２５】
上記スロットル弁６の下流側に位置する吸気通路２、例えばサージタンク８には、排気通路３に連通する排気還流通路１０が接続され、この排気還流通路１０には、排気還流制御弁１１が設けられている。そして、上記排気還流通路１０と排気還流制御弁１１とにより、排気ガスを吸気通路２に還流させる排気還流制御手段７が構成されている。
【００２６】
また、上記排気還流制御弁１１の設置部と、吸気通路２との間に配設された上記排気還流通路１０の下流部には、排気還流圧力を検出する圧力センサ１２の設置部に連通する連通路１３が接続されている。この連通路１３には、上記圧力センサ１２の検出部を大気側に切り換える切換弁（図示せず）が設置され、この圧力センサ１２により排気還流圧力が検出されるようになっている。
【００２７】
上記圧力センサ１２は、連通路に設けられた切換弁の切換に応じて上記排気還流通圧力と大気圧との両方を検出するように構成されている。なお、上記圧力センサ１２に代え、インレットマニホールドの内部圧力を検出するインマニ圧力センサによって上記排気還流圧力を検出するように構成してもよい。
【００２８】
上記排気還流制御弁１１は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１４から出力される制御信号に応じて作動するアクチュエータと、このアクチュエータによって開閉駆動される弁体とを有し、この弁体が上記排気還流通路１０の全閉位置から全開位置に至る範囲に亘って駆動されることにより、エンジンの運転状態に対応して排気通路３から吸気通路２に還流される排気ガスの還流量が制御されるようになっている。
【００２９】
一方、上記排気通路３には、三元触媒等からなる排気ガス浄化用触媒１５，１６が配設されるとともに、これらの排気ガス浄化用触媒１５，１６の上流側には、燃料フィードバック制御用の第１空燃比センサ１７が配設され、一方の排気ガス浄化用触媒１５の下流側で他方の排気ガス浄化用触媒１６の上流側には、触媒モニタ用の第２空燃比センサ１８が配設されている。
【００３０】
上記両空燃比センサ１７，１８は、所定の活性化温度以上にある場合において、空燃比がリーンのときに低出力状態となるとともに、空燃比がリッチのときに高出力状態となることにより、理論空燃比に相当する酸素濃度で出力電圧が急変するように構成されたいわゆるλＯ₂センサ等からなっている。
【００３１】
上記エンジンコントロールユニット１４には、図２に示すように、上流側の第１空燃比センサ１７から出力された空燃比の検出信号と、エンジン回転数を検出する回転数センサ１９およびエンジンの冷却水温を検出する水温センサ２０等から出力される検出信号と、上記エアフローメータ５によって検出された吸入空気量の検出信号とに基づいて燃料噴射量を制御するとともに、所定のフィードバック制御条件が成立したときに、上記第１空燃比センサ１７の出力に応じて空燃比を理論空燃比とするように燃料噴射量をフィードバック制御する燃料噴射量制御手段２２が設けられている。
【００３２】
また、上記エンジンコントロールユニット１４には、排気還流圧力を検出する上記圧力センサ１２の検出信号に応じて排気ガスの還流量が不足する傾向にあるか否かを検出する還流不足検出手段２３と、上記排気還流不足が検出された場合に、空燃比をリッチ側に補正する第１空燃比補正手段２４と、上記第１空燃比センサ１７に劣化が生じたことを検出するセンサ劣化検出手段２５と、第１空燃比センサ１７の劣化検出時に、この第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正する第２空燃比補正手段２６とが設けられている。
【００３３】
上記還流不足検出手段２３は、各センサの検出信号に応じてエンジンが外乱のない安定した運転状態にあることが確認された場合に、排気還流通路１０に設けられた排気還流制御弁１１を開閉して、この排気還流制御弁１１の開時と閉時とにおける排気還流圧力差を上記圧力センサ１２の検出信号に応じて求めるように構成されている。
【００３４】
そして、上記排気還流制御弁１１の開時と閉時とにおける排気還流圧力差に基づいて排気ガスの還流量が不足する傾向にあるか否かを上記還流不足検出手段２３により検出し、この検出信号を上記第１空燃比補正手段２４に出力するとともに、表示ランプまたはブザー等からなる警報手段２７に作動指令信号を出力するように構成されている。
【００３５】
上記第１空燃比補正手段２４は、還流不足検出手段２３から出力される検出信号に応じ、上記排気還流制御弁１１の開時と閉時とにおける排気還流圧力差の平均値を求め、この値に基づいて上記排気還流制御手段７を介して吸気通路２に還流される排気ガスの還流量が不足する傾向にあることが検出された場合に、上記第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正することにより、空燃比をリッチ側に補正するように構成されている。
【００３６】
すなわち、上記燃料噴射量制御手段２２により燃料噴射量をフィードバック制御して空燃比を理論空燃比とする制御が実行されることにより、図３に示すように、理論空燃比を境にしてリーン側とリッチ側とに交互に切り替わる空燃比を、上記第１空燃比センサ１７により検出する。そして、通常時には、上記空燃比がリーン領域からリッチ領域に切り替わった時点Ｔ１から、図３の実線で示すように、ディレイタイマーのカウント値が、リッチ切替時におけるディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１に対応した値となった時点Ｔ２で、空燃比判定がリーン判定からリッチ判定に切り替わったことを示す制御フラグをセットすることにより、上記時点Ｔ１から上記基本量Ｄｂｓ１に対応したディレイ時間Ｄｌｒの経過後に、燃料噴射の制御量を増量補正状態から減量補正状態に変化させるようになっている。
【００３７】
一方、上記還流不足検出手段２３において排気ガスの還流量が不足する傾向があることが検出された場合には、図３の破線で示すように、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１に、上記排気還流量の不足度合いに対応した補正量Ｄｔｋ３が加算されることにより、空燃比がリーン領域からリッチ領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｌｒが補正される。この結果、空燃比判定がリーン判定からリッチ判定に切り替わった時点でセットされる上記制御フラグのセット時点Ｔ３が、通常のセット時点Ｔ２に比べて遅延され、燃料噴射量が通常時よりも増量されることになって空燃比がリーン側に補正される。
【００３８】
また、センサ劣化検出手段２５は、上記燃料噴射量制御手段２２により実行される燃料噴射量のフィードバック制御時に、上記第１空燃比センサ１７により検出された排気ガス中の酸素濃度に対応する空燃比が、リーン側またはリッチ側の一方に偏る傾向が生じているか否かを判別することにより、上記第１空燃比センサ１７に劣化が生じたか否かを検出し、この検出信号を上記第２空燃比補正手段２６等に出力するように構成されている。
【００３９】
すなわち、上記センサ劣化検出手段２５は、図４に示すように、燃料噴射量のフィードバック制御時に、理論空燃比を境にしてリーン側とリッチ側とに交互に切り替わる空燃比の変化時間を測定し、所定のリッチ領域からリーン領域に切り替わるまでのリッチ時間Ｒｅｓ２と、所定のリーン領域からリッチ領域に切り替わるまでのリーン時間Ｒｅｓ１とを比較することにより、空燃比がリーン側またはリッチ側の一方に偏る傾向が生じたことを検出するように構成されている。
【００４０】
そして、例えば図４の破線で示すように、上記第１空燃比センサ１７の検出値がリーン側に偏ってリーン時間Ｒｅｓ１がリッチ時間Ｒｅｓ２よりも大きいことが検出された場合に、上記第１空燃比センサ１７の検出値がリーン側に偏る劣化が生じたと判定して、この劣化状態の検出信号を上記第２空燃比補正手段２６に出力するとともに、表示ランプまたはブザー等からなる警報手段２７に作動指令信号を出力するように構成されている。
【００４１】
上記第２空燃比補正手段２６は、センサ劣化検出手段２５により第１空燃比センサ１７の検出値がリーン側に偏る劣化が生じたことが検出された場合に、図４の破線で示すように、リッチ領域からリーン領域に切り替わる際、つまりリーン切替時におけるディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ２に、センサの劣化度合いに対応したリーン補正量Ｄｔｋ２を加算することにより、リッチ領域からリーン領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｒｌを補正するように構成されている。
【００４２】
この結果、図４の破線で示すように、空燃比判定がリッチ判定からリーン判定に切り替わったことを示す制御フラグのリセット時点Ｔ５が、通常のリセット時点Ｔ４に比べて遅延され、ディレイ時間Ｄｒｌの補正を行わない場合に比べて燃料噴射量が減量されることにより、空燃比がリーン側に補正されて上記空燃比のリッチ化傾向が是正されることになる。
【００４３】
なお、上記図４の例とは逆に第１空燃比センサ１７の検出値がリッチ側に偏る劣化が生じたことがセンサ劣化検出手段２５において検出された場合には、図３に示すリッチ補正量Ｄｔｋ３に代えてセンサの劣化度合いに対応したディレイ時間Ｄｌｒの補正量Ｄｔｋ１が設定され、このリッチ補正量Ｄｔｋ１が上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１に加算されることにより、リーン領域からリッチ領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｌｒが補正される。
【００４４】
上記構成の空燃比制御によって実行される制御の基本制御動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まずエンジンの運転状態を検出する上記回転数センサ１９および水温センサ２０等から出力された各検出信号を入力した後（ステップＳ１）、回転数センサ１９によって検出されたエンジン回転数Ｎｅと、エアフローメータ５によって検出された吸入空気量Ｇａとに基づいて燃料の基本噴射量Ｔｅを演算するとともに（ステップＳ２）、上記水温センサ２０によって検出されたエンジンの冷却水温Ｅｃｔに基づいて燃料噴射の水温補正増量Ｃｗを演算する（ステップＳ３）。
【００４５】
次いで、上記センサ劣化検出手段２５による第１空燃比センサ１７の劣化検出が既に行われたことを示す完了フラグＦ２が１にセットされているか否かを判定し（ステップＳ４）、ＮＯと判定された場合には、上記各センサの検出信号に応じて上記第１空燃比センサ１７の劣化検出条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００４６】
例えば、エンジン回転および吸気の充填効率が所定範囲内で、車速およびエンジンの冷却水温が所定値以上であるとともに、単位時間当たりにおけるエンジン回転数の変化量、同充填効率の変化量および同スロットル開度の変化量が所定値以下であり、かつアイドル運転領域および失火状態のいずれでもないとともに、各種の故障モニターの実行中でなく、エバポモニタの実行中および排気ガス還流モニタの実行中のいずれでもなく、さらに各種センサに故障が発生していないことが検出されることにより、エンジンが外乱のない安定した運転状態にあることが確認された場合に、上記第１空燃比センサ１７の劣化検出条件が成立したと判定されるようになっている。
【００４７】
上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて第１空燃比センサ１７の劣化検出条件が成立したことが確認された場合には、後述する第１空燃比センサ１７の劣化検出制御を実行するとともに（ステップＳ６）、上記第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間Ｄｌｒ，Ｄｒｌを補正するための補正量Ｄｔｋ１，Ｄｔｋ２を、上記ステップＳ６で求めた平均偏差Ｄｅｆ２，Ｄｅｆ１に基づいて算出する（ステップＳ７）。
【００４８】
なお、上記ステップＳ５でＮＯと判定されて第１空燃比センサ１７の劣化検出条件が成立していないことが確認された場合には、前回の劣化検出時における制御データ（Ｄｅｆ１，Ｄｅｆ２）が記憶されているか否かを判定し（ステップＳ８）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ステップＳ６に移行して前回の制御データに基いて上記ディレイ時間設定用の補正量Ｄｔｋ１，Ｄｔｋ２を算出し、ＮＯと判定された場合には、下記のステップＳ９に移行する。
【００４９】
次いで、上記還流不足検出手段２３による排気還流不足の検出が既に行われたことを示す完了フラグＦ１が１にセットされているか否かを判定し（ステップＳ９）、ＮＯと判定された場合には、上記各センサの検出信号に応じて上記排気還流不足の検出条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００５０】
例えばエンジン回転、スロットル開度および吸気の充填効率が所定範囲内で、車速、吸入空気温度および排気還流制御弁１１のリフト量が所定値以上であるとともに、単位時間当たりにおけるエンジン回転数の変化量および同充填効率の変化量が所定値以下であり、燃料噴射故障のモニタの実行中でないとともに、負荷変化がない状態で、圧力センサ１２が凍結した状態にないことが確認されることにより、エンジンが外乱のない安定した運転状態にあることが確認された場合に、上記排気還流不足の検出条件が成立したと判定されるようになっている。
【００５１】
上記ステップＳ１０でＹＥＳと判定されて排気還流不足の検出条件が成立したことが確認された場合には、後述する排気還流不足の検出制御を実行するとともに（ステップＳ１１）、上記第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間Ｄｌｒを補正するための補正量Ｄｔｋ３を、上記ステップＳ１１で求めた排気還流圧力差の平均値Ｐａｖｅに基づいて算出する（ステップＳ１２）。このようして図７に示すように排気還流圧力差の平均値Ｐａｖｅが小さい程、大きな値の補正量Ｄｔｋ３が設定されることになる。
【００５２】
なお、上記ステップＳ１０でＮＯと判定されて排気還流不足の検出条件が成立していないことが確認された場合には、前回の還流不足検出時における制御データ（Ｐａｖｅ）が記憶されているか否かを判定し（ステップＳ１３）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ステップＳ１２に移行して前回の制御データに基づいて上記ディレイ時間Ｄｌｒ設定用の補正量Ｄｔｋ３を演算し、ＮＯと判定された場合には、下記のステップＳ１４に移行する。
【００５３】
次いで、フィードバック補正値の演算制御を実行することにより（ステップＳ１４）、後述するように、燃料噴射制御時におけるフィードバック補正値Ｃｆｂを求めた後、燃料噴射制御の学習条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ１５）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ステップＳ１４で求めたフィードバック補正値Ｃｆｂに基づき、フィードバック制御用の学習値Ｃｌｍを更新するとともに（ステップＳ１６）、この更新値に基づいて上記フィードバック補正値Ｃｆｂを修正する（ステップＳ１７）。
【００５４】
そして、上記ステップＳ２で求めた燃料の基本噴射量Ｔｅと、ステップＳ３で求めた水温補正量Ｃｗと、ステップＳ１４で求めたフィードバック補正量Ｃｆｂと、ステップＳ１６で求めた学習値Ｃｌｍとに基づき、燃料の最終噴射量Ｔｉを演算した後（ステップＳ１８）、この最終噴射量Ｔｉに対応した噴射量となるように燃料の噴射制御を実行する（ステップＳ１９）。
【００５５】
次に、上記基本制御動作のステップＳ６において実行される劣化検出制御の制御動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。上記第１空燃比センサ１７の検出信号に応じて所定のリーン領域からリッチ領域に切り替わるまでのリーン時間Ｒｅｓ１を測定するとともに、このリーン時間Ｒｅｓ１の測定値を前回の積算値に加算することにより、リーン時間Ｒｅｓ１の積算値Ｓｕｍ１を算出し（ステップＳ２１）、かつ所定のリッチ領域からリーン領域に切り替わるまでのリッチ時間Ｒｅｓ２を測定するとともに、このリッチ時間Ｒｅｓ２の積算値Ｓｕｍ２を算出する（ステップＳ２２）。
【００５６】
なお、本実施形態では、図４に示すように、上記第１空燃比センサ１７の出力が、例えば０．３５Ｖ程度のリーン判定値Ｖ１以下となってから、０．５５Ｖ程度のリッチ判定値Ｖ２に上昇するまでの間をリーン時間Ｒｅｓ１とし、このリッチ判定値Ｖ２以上となってから、上記リーン判定値Ｖ１に低下するまでの間をリッチ時間Ｒｅｓ２としている。
【００５７】
また、上記リーン時間Ｒｅｓ１およびリッチ時間Ｒｅｓ２の積算回数Ｃｆｔが、予め１０回程度に設定された基準回数Ｃ以上となったか否かを判定し（ステップＳ２３）、ＹＥＳと判定された場合には、上記リーン時間Ｒｅｓ１の積算値Ｓｕｍ１と、積算回数Ｃｆｔとに基づいて上記リーン時間Ｒｅｓ１の平均値Ａｖｅ１を算出するとともに（ステップＳ２４）、上記リッチ時間Ｒｅｓ２の積算値Ｓｕｍ２と、積算回数Ｃｆｔとに基づいて上記リッチ時間Ｒｅｓ２の平均値Ａｖｅ２を算出する（ステップＳ２５）。
【００５８】
次いで、上記ステップＳ２４，Ｓ２５で求めたリーン時間Ｒｅｓ１の平均値Ａｖｅ１と、リッチ時間Ｒｅｓ２の平均値Ａｖｅ２とに基づき、上記センサの劣化度合いに応じたディレイ時間設定用の補正量Ｄｔｋ２，Ｄｔｋ１を演算するための平均偏差Ｄｅｆ１（＝Ａｖｅ１−Ａｖｅ２）またはＤｅｆ２（＝Ａｖｅ２−Ａｖｅ１）を算出する（ステップＳ２６）。
【００５９】
つまり、図４の破線で示すように、上記リーン時間Ｒｅｓ１がリッチ時間Ｒｅｓ２よりも長くなる傾向が生じ、上記リーン時間Ｒｅｓ１の平均値Ａｖｅ１が、リッチ時間Ｒｅｓ２の平均値Ａｖｅ２よりも大きいことが検出された場合には、上記空燃比がリッチ領域からリーン領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｒｌの補正量Ｄｔｋ２を演算するための平均値偏差Ｄｅｆ１が算出される。
【００６０】
また、逆に上記リッチ時間Ｒｅｓ２がリーン時間Ｒｅｓ１よりも長くなる傾向が生じ、上記リッチ時間Ｒｅｓ２の平均時間Ａｖｅ２が、リーン時間Ｒｅｓ１の平均値Ａｖｅ１よりも大きいことが検出された場合には、上記空燃比がリーン領域からリッチ領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｌｒの補正量Ｄｔｋ１を演算するための平均偏差Ｄｅｆ２が算出される。
【００６１】
そして、上記第１空燃比センサ１７の劣化検出が既に行われたことを示す完了フラグＦ２を１にセットした後（ステップＳ２７）、上記基本制御動作にリターンする。なお、上記ステップＳ２３でＮＯと判定されてリーン時間Ｒｅｓ１およびリッチ時間Ｒｅｓ２の積算回数Ｃｆｔが、基準回数Ｃ未満であることが確認された場合には、この時点で上記基本制御動作のステップＳ８に移行する。
【００６２】
次に、上記基本制御動作のステップＳ１１において実行される検出制御の制御動作を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。この検出制御がスタートすると、まず上記排気還流制御弁１１を開放して、この弁開時に上記圧力センサ１２よって排気還流圧力ＥＧＰｏｎを検出した後（ステップＳ３１）、上記排気還流制御弁１１を閉止して、この弁閉時に上記圧力センサ１２よって排気還流圧力ＥＧＰｏｆｆを検出する（ステップＳ３２）。
【００６３】
次いで、上記弁開時の排気還流圧力ＥＧＰｏｎと、弁閉時の排気還流圧力ＥＧＰｏｆｆとの圧力差（ＥＧＰｏｎ−ＥＧＰｏｆｆ）を算出した後、この圧力差の算出値を、前回の積算値に加算することにより、排気還流圧力差の積算値Ｐｓｕｍを算出する（ステップＳ３３）。
【００６４】
次に、上記排気還流圧力差の積算回数Ｐｃｆｔが、予め設定された基準回数Ｂ以上となったか否かを判定し（ステップＳ３４）、ＹＥＳと判定された場合には、上記排気還流圧力差の積算値Ｐｓｕｍと、その積算回数Ｐｃｆｔとに基づいて、上記排気還流量の不足度合いに応じたディレイ時間Ｄｌｒの補正量Ｄｔｋ３を算出するための排気還流圧力差の平均値Ｐａｖｅを算出する（ステップＳ３６）。
【００６５】
そして、上記排気還流不足の検出が既に行われたことを示す完了フラグＦ１を１にセットした後（ステップＳ３７）、上記基本制御動作にリターンする。なお、上記ステップＳ３４でＮＯと判定されて排気還流圧力差の積算回数Ｐｃｆｔが、基準回数Ｂ未満であることが確認された場合には、この時点で上記基本制御動作のステップＳ１３に移行する。
【００６６】
次に、上記基本制御動作のステップＳ１４において実行されるフィードバック補正値の演算制御動作を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３が１にセットされているか否かを判定し（ステップＳ４１）、ＮＯと判定されて空燃比がリーン状態にあることが確認された場合には、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度Ｔｖｏ等に基づき、リッチ切替時におけるディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１を算出する（ステップＳ４２）。
【００６７】
そして、上記第２空燃比補正手段２６による補正条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ４３）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１と、上記基本制御のステップＳ７で算出されたリッチ切替時における補正量Ｄｔｋ１とに基づいて、リーン領域からリッチ領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｌｒを算出する（ステップＳ４４）。
【００６８】
すなわち、上記ステップＳ４３で、エンジンがアイドル運転状態にないとともに、第２空燃比センサ１８の故障モニタを行っていない状態で、リーン切替時における平均偏差Ｄｅｆ２が所定値以上であり、かつ上記リーン時間Ｒｅｓ１の平均値Ａｖｅ１が所定値以上であることが確認されることにより、上記第２補正条件が成立したと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１に、上記補正量Ｄｔｋ１を加算することにより、リッチ切替時におけるディレイ時間Ｄｌｒを算出する。
【００６９】
また、上記ステップＳ４３でＮＯと判定されて第２空燃比補正手段２６による補正条件が成立していないことが確認された場合には、上記第１空燃比補正手段２４による補正条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ４５）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１と、上記基本制御のステップＳ１２で算出したディレイ時間Ｄｌｒの補正量Ｄｔｋ３とに基づいて、リーン領域からリッチ領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｌｒを算出する（ステップＳ４６）。
【００７０】
すなわち、上記ステップＳ４５でエンジンがアイドル運転状態にないとともに、第２空燃比センサ１８の故障モニタを行っていない状態、つまり排気ガスを吸気通路２に還流させるエンジンの運転領域にあることが確認されることにより、上記第１補正条件が成立したと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１に、上記補正量Ｄｔｋ３を加算することにより、リッチ切替時におけるディレイ時間Ｄｌｒを算出する（ステップＳ４６）。
【００７１】
また、上記ステップＳ４５でＮＯと判定されて第１補正条件が成立していないことが確認された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１のみに基づいてリッチ切替時におけるディレイ時間Ｄｌｒを算出する（ステップＳ４７）。次いで、燃料噴射のフィードバック制御条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ４８）、ＮＯと判定された場合には、燃料噴射のフィードバック補正値Ｃｆｂを０に設定した後に上記基本制御にリターンする（ステップＳ４９）。
【００７２】
また、上記ステップＳ４８でＹＥＳと判定されて燃料噴射のフィードバック制御条件が成立していることが確認された場合には、上記第１空燃比センサ１７の出力電圧Ｏｘｙを読み込んだ後（ステップＳ５０）、この出力電圧Ｏｘｙが０．４５Ｖ程度に予め設定された基準電圧Ｖ０よりも高いか否かを判定することにより、空燃比がリッチ状態であるか否かを確認する（ステップＳ５１）。
【００７３】
上記ステップＳ５１でＮＯと判定されて現在の空燃比がリーン状態であることが確認された場合には、上記ディレイ時間Ｄｌｒを計測するためのディレイタイマーのカウント値Ｔｏｘｄｌｙをリセットするとともに（ステップＳ５２）、上記空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３を０にリセットする（ステップＳ５３）。次いで、現時点における燃料噴射のフィードバック補正値Ｃｆｂに所定値Ａ（比例項もしくは積分項）を加算することにより燃料噴射の増量補正を行った後（ステップＳ５４）、上記基本制御にリターンする。
【００７４】
一方、上記ステップＳ５１でＹＥＳと判定されて現在の空燃比がリッチ状態であることが確認された場合には、上記ディレイタイマーのカウント値Ｔｏｘｄｌｙに１を加算してディレイタイマーのカウントを行った後（ステップＳ５５）、上記カウント値ＴｏｘｄｌｙがステップＳ４４，Ｓ４６，Ｓ４７の何れかにおいて算出されたディレイ時間Ｄｌｒとなったか否かを判定し（ステップＳ５６）、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ５３に移行してリーン状態のフィードバック制御を継続して実行する
また、上記ステップＳ５６でＹＥＳ判定されてディレイタイマーにより設定されたディレイ時間Ｄｌｒが経過したことが確認された場合には、上記空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３を１にセットする（ステップＳ５７）。次いで、現時点における燃料噴射のフィードバック補正値Ｃｆｂから所定値Ａを減算することにより燃料噴射の減量補正を行った後（ステップＳ５８）、上記基本制御にリターンする。
【００７５】
また、上記ステップＳ４１でＹＥＳと判定されて空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３０にリセットされていることが確認された場合には、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度Ｔｖｏ等に基づき、リッチ状態からリーン状態への切替時におけるディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ２を算出する（ステップＳ５９）。
【００７６】
そして、上記第２空燃比補正手段２６による補正条件が成立したか否かを判定し（ステップＳ６０）、ＹＥＳと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ２と、上記基本制御のステップＳ７で算出されたリーン切替時における補正量Ｄｔｋ２とに基づいて、リッチ領域からリーン領域に切り替わる際のディレイ時間Ｄｒｌを算出する（ステップＳ６１）。
【００７７】
すなわち、上記ステップＳ６０で、エンジンがアイドル運転状態にないとともに、第２空燃比センサ１８の故障モニタを行っていない状態で、リッチ切替時における平均偏差Ｄｅｆ１が所定値以上であるか、または上記リッチ時間Ｒｅｓ２の平均値Ａｖｅ２が所定値以上であることが確認されることにより、上記第２補正条件が成立したと判定された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ２に、上記補正量Ｄｔｋ２を加算することにより、リーン切替時におけるディレイ時間Ｄｒｌを算出する。
【００７８】
また、上記ステップＳ６０でＮＯと判定されて第２空燃比補正手段２６による補正条件が成立していないことが確認された場合には、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ２のみに基づいてリーン切替時におけるディレイ時間Ｄｒｌを算出する（ステップＳ６２）。次いで、燃料噴射のフィードバック条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ６３）、ＮＯと判定された場合には、燃料噴射のフィードバック補正値Ｃｆｂを０に設定した後に上記基本制御にリターンする（ステップＳ４９）。
【００７９】
また、上記ステップＳ６３でＹＥＳと判定されて燃料噴射のフィードバック条件が成立していることが確認された場合には、上記第１空燃比センサ１７の出力電圧Ｏｘｙを読み込んだ後（ステップＳ６４）、この出力電圧Ｏｘｙが予め０．４５Ｖ程度に設定された基準電圧Ｖ０よりも低いか否かを判定することにより、空燃比がリーン状態であるか否かを確認する（ステップＳ６５）。
【００８０】
上記ステップＳ６５でＮＯと判定されて現在の空燃比がリッチ状態であることが確認された場合には、上記ディレイ時間Ｄｒｌを計測するためのディレイタイマーのカウント値Ｔｏｘｄｌｙをリセットするとともに（ステップＳ６６）、上記ステップＳ５７に移行して空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３を１にセットする（ステップＳ５３）。
【００８１】
一方、上記ステップＳ６５でＹＥＳと判定されて現在の空燃比がリーン状態であることが確認された場合には、上記ディレイタイマーのカウント値Ｔｏｘｄｌｙに１を加算してディレイタイマーのカウントを行った後（ステップＳ６７）、上記カウント値ＴｏｘｄｌｙがステップＳ６１またはＳ６２において算出されたディレイ時間Ｄｒｌとなったか否かを判定し（ステップＳ６８）、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ５７に移行してリッチ状態のフィードバック制御を継続して実行する。
【００８２】
また、上記ステップＳ６８でＹＥＳ判定されてディレイタイマーにより設定されたディレイ時間Ｄｒｌが経過したことが確認された場合には、上記ステップＳ５３に移行して空燃比がリッチ状態であることを示す制御フラグＦ３を０にリセットした後、現時点における燃料噴射のフィードバック補正値Ｃｆｂに所定値Ａを加算することにより燃料噴射の増量補正を行った後（ステップＳ５４）、上記基本制御にリターンする。
【００８３】
上記のように排気還流制御手段７による排気ガスの還流量が不足する傾向があることを検出する還流不足検出手段２３と、この還流不足検出手段２３により排気ガスの還流量が不足する傾向があることが検出された場合に、上記第１空燃比補正手段２４により空燃比をリッチ側に補正するように構成したため、排気還流制御弁１１が故障した場合に限られず、排気還流通路１０が詰まる等の故障が発生した場合においても、空燃比をリッチ側に移行させる補正を実行することにより、排気ガスの還流量が不足することに起因したＮＯｘ排出量の増大を抑制することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、還流不足検出手段２３によって検出された排気還流量の不足度合いに応じて空燃比の補正量を変化させるように構成したため、上記排気還流通路１０が詰まる等の故障が発生した場合に、上記還流不足検出手段２３によって検出された排気還流量の不足度合いに応じて空燃比をリッチ側に移行させる補正量を制御することにより、空燃比がオーバリッチになるという事態の発生を防止しつつ、上記排気ガスの還流量を適正に制御してＮＯｘ排出量の増大を効果的に抑制することができる。
【００８５】
なお、上記還流不足検出手段２３により排気ガスの還流量が不足する傾向があることが検出された場合に、空燃比を検出する第１空燃比センサ１７の検出信号に応じて燃料噴射量を制御する際の制御ゲインを変化させることにより空燃比をリッチ側に補正することも可能であるが、上記実施形態に示すように、上記第１空燃比補正手段２４により、第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正することにより、空燃比をリッチ側に補正するように構成した場合には、簡単な構成で、空燃比をリッチ側に移行させる補正を適正に実行して排気ガスの還流量が不足することに起因したＮＯｘ排出量の増大を効果的に抑制できるという利点がある。
【００８６】
また、上記実施形態では、排気ガスを吸気通路２に還流させるエンジンの運転領域で、上記第１空燃比補正手段２４によって空燃比をリッチ側に補正する制御を実行し、アイドル運転時等の排気ガスを還流させる運転領域にない場合に、上記ディレイ時間設定用の基本量Ｄｂｓ１のみに基づいてリッチ切替時におけるディレイ時間Ｄｌｒを算出して上記補正を行わないように構成したため、上記第１空燃比補正手段２４により空燃比をリッチ側に補正する制御が不必要時に実行されるのを防止しつつ、排気ガスを吸気通路に還流させるエンジンの運転領域で、排気ガスの還流量が不足することに起因してＮＯｘ排出量が増大するのを効果的に抑制することができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、排気還流通路１０に設けられた圧力センサ１２により検出された排気還流制御弁１１の開時と閉時とにおける排気還流圧力差を上記還流不足検出手段２３により検出し、この排気還流圧力差の検出値に基づいて排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを検出するように構成したため、上記排気還流通路１０の詰まり等に起因した還流制御手段７の故障を正確に検出して上記第１空燃比補正手段２４による補正を適正に実行することができる。
【００８８】
すなわち、上記排気還流通路１０の詰まりが発生した場合には、上記排気還流制御弁を閉状態から開状態に移行させた場合においても、上記排気還流通路１０内の圧力がそれ程著しい変化が生じないため、上記圧力センサ１２の検出値に基づいて上記排気還流通路１０の詰まり等に起因した還流制御手段７の故障が発生したか否かを正確に検出することができる。
【００８９】
なお、吸気通路２に設けられた圧力センサにより検出された吸気圧力に基づいて上記排気還流圧力差を類推し、この排気還流圧力差の類推値に基づいて上記排気還流通路１０の詰まり等に起因した還流制御手段７の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを検出するように構成してもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、還流不足検出手段２３により、排気還流制御弁１１の開時と閉時とにおける排気還流圧力差の平均値Ｐａｖｅに基づいて排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを検出するように構成したため、ノイズの発生に起因した誤検出を生じることなく、上記排気還流圧力差の平均値Ｐａｖｅに基づいて、排気還流通路１０が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態にあるか否かを適正に検出することができる。
【００９１】
さらに、上記実施形態では、上記還流不足検出手段２３により検出された排気還流量が、予め設定された基準値よりも不足していることが確認された場合に、排気還流制御手段７が異常であることを報知する警報手段２７を設けたため、この警報手段２７により排気還流制御手段７が異常であることを乗員に報知してその修理を促すことができる。
【００９２】
また、上記実施形態のように、還流不足検出手段２３により排気ガスの還流量が不足した状態にあることが検出された場合に、空燃比をリッチ側に補正する第１空燃比補正手段２４と、センサ劣化検出手段２５によって第１空燃比センサ１７の劣化が検出された場合に、この第１空燃比センサ１７の出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正する第２空燃比補正手段２６とを備えた空燃比制御装置において、上記還流不足検出手段２３により排気還流量の不足が検出されるとともに、上記センサ劣化検出手段２５によって第１空燃比センサ１７の劣化が検出された場合に、上記両空燃比補正手段２４，２６の一方による空燃比の補正を制限するように構成した場合には、排気還流通路１０が詰まる等の故障が発生して排気ガスの還流量が不足した状態と、空燃比センサ１７が劣化してその検出値に誤差が生じている状態とが同時に検出された場合に、上記両空燃比補正手段２４，２６による空燃比の補正が同時に実行されることに起因して空燃比を理論空燃比とするフィードバック制御時に制御振幅が顕著に増大するという事態の発生を防止することができる。
【００９３】
特に、上記実施形態では、還流不足検出手段２３により排気ガスの還流量が不足した状態にあることが検出されるとともに、センサ劣化検出手段２５によって第１空燃比センサ１７に劣化が生じたことが検出された場合に、第１空燃比補正手段２４による空燃比の補正を制限するように構成したため、劣化が生じた第１空燃比センサ１７の検出値に基づいて、不正確な空燃比の補正制御が実行されるという事態の発生を防止することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、排気ガスを吸気通路に還流させる排気還流通路および排気還流制御弁を有する排気還流制御手段と、この排気還流制御手段による排気ガスの還流量が不足する傾向があることを検出する還流不足検出手段と、燃料フィードバック制御用の空燃比センサと、上記還流不足検出手段により排気ガスの還流量が不足した状態にあることが検出された場合に、空燃比をリッチ側に補正する第１空燃比補正手段と、上記空燃比センサに劣化が生じたことを検出するセンサ劣化検出手段と、このセンサ劣化検出手段によって空燃比センサの劣化が検出された場合に、この空燃比センサの出力反転に対する制御量変化のディレイ時間を補正する第２空燃比補正手段とを備え、上記還流不足検出手段により排気還流量の不足が検出されるとともに、上記センサ劣化検出手段によって空燃比センサの劣化が検出された場合に、上記両空燃比補正手段の一方による空燃比の補正を制限するように構成したため、排気還流制御弁が故障した場合に限られず、排気還流通路が詰まる等の故障が発生した場合においても、空燃比をリッチ側に移行させる補正を実行することにより、排気ガスの還流量が不足することに起因したＮＯｘ排出量の増大を抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの空燃比制御装置を備えたエンジンの概略図である。
【図２】本発明に係るエンジンの空燃比制御装置の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る空燃比制御装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【図４】空燃比センサの劣化時における制御動作を示すタイムチャートである。
【図５】空燃比制御装置による基本制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図６】空燃比制御装置による基本制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図７】排気還流圧力差とディレイ時間の補正量との対応関係を示すグラフである。
【図８】空燃比センサの劣化検出制御動作を示すフローチャートである。
【図９】排気還流制御手段の故障検出制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】フィードバック補正値の演算制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１１】フィードバック補正値の演算制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２吸気通路
１０排気還流通路
１１排気還流制御弁
１２圧力センサ
１７空燃比センサ
２３還流不足検出手段
２４第１空燃比補正手段
２５劣化検出手段
２６第２空燃比補正手段
２７警報手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine having an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas to an intake air passage and an exhaust gas recirculation control means having an exhaust gas recirculation control valve.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-25852, in an engine including an exhaust gas recirculation passage that connects an exhaust passage and an intake passage, and an exhaust gas recirculation control valve that opens and closes the exhaust gas recirculation passage according to an operating state. An engine fail control device comprising an open failure diagnosis means for diagnosing an open failure in which the exhaust gas recirculation control valve opens larger than a target value, and a fail safe control means for restricting the engine output when the exhaust gas recirculation control valve opens. Are known.
[0003]
In addition, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-35820, an exhaust gas recirculation system having actuator means in which the exhaust gas circulation amount can be electronically controlled, and the exhaust gas recirculation amount is controlled by this actuator means. In the electronic control type engine control apparatus comprising: a failure detection means for detecting that the actuator means has become uncontrollable while being stopped near the maximum position of the exhaust gas flow rate; and that the engine is in an idle operation state. By providing idle detection means for detecting and idle control actuator means for controlling the number of revolutions of the engine in an idle state, the control amount of the idle control actuator means is increased in accordance with failure detection data of the failure detection means Configured to compensate for idle speed when exhaust gas recirculation system fails Backup apparatus for an exhaust gas recirculation system is known the.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior arts disclosed in the above two publications, the occurrence of an open failure in which the control valve of the exhaust gas recirculation control means is fixed in the open state is detected, and when this open failure occurs, the engine output is limited or idle rotation is performed. When the occurrence of a failure other than the above open failure, for example, a failure due to clogging of the exhaust gas recirculation passage, the exhaust gas recirculation amount is reduced due to these failures. When it is reduced, there is a problem that it is not possible to suppress an increase in the NOx emission amount.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points. An engine of the present invention can effectively suppress an increase in NOx emission even when a failure such as clogging of the exhaust gas recirculation passage occurs. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 has a tendency that exhaust gas recirculation control means having an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas recirculation control valve for recirculating exhaust gas to the intake air passage and an exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation control means tend to be insufficient. Underflow detection means for detecting An air-fuel ratio sensor for fuel feedback control, and a first air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio to a rich side when the recirculation shortage detection means detects that the exhaust gas recirculation amount is in a shortage state; A sensor deterioration detecting means for detecting that the air-fuel ratio sensor has deteriorated, and when the deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the sensor deterioration detecting means, A second air-fuel ratio correcting means for correcting a delay time, and when the exhaust gas recirculation amount is detected to be insufficient by the recirculation insufficient detection means, and the deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the sensor deterioration detecting means, The air-fuel ratio correction by one of the air-fuel ratio correction means is limited. It is a thing.
[0007]
According to the above configuration, a failure such as clogging of the exhaust gas recirculation passage occurs, and the exhaust gas recirculation amount is insufficient. When the state and the state in which the air-fuel ratio sensor deteriorates and the detected value has an error are detected at the same time, Correction to shift the air-fuel ratio to the rich side And correction for changing the delay time of the control amount change with respect to the inversion of the output of the air-fuel ratio sensor at the time of deterioration of the air-fuel ratio sensor is prevented from being executed at the same time. Sometimes the control amplitude increases significantly. Will be suppressed.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the engine air-fuel ratio control apparatus according to the first aspect, the air-fuel ratio correction means corrects the air-fuel ratio in accordance with the degree of exhaust gas recirculation deficiency detected by the recirculation shortage detection means. It is configured to change the amount.
[0009]
According to the above configuration, when a failure such as clogging of the exhaust gas recirculation passage occurs and the exhaust gas recirculation amount becomes insufficient, the air-fuel ratio shifts to the rich side according to the degree of exhaust gas recirculation deficiency. By controlling the correction amount to be controlled, the recirculation amount of the exhaust gas is appropriately controlled, and the increase in the NOx emission amount is effectively suppressed.
[0012]
Claim 3 The invention according to claim 1 is the above claim 1. Or 2 The engine air-fuel ratio control apparatus described above is configured to execute control for correcting the air-fuel ratio to the rich side by the air-fuel ratio correcting means in the engine operating region where the exhaust gas is recirculated to the intake passage.
[0013]
According to the above configuration, an increase in the NOx emission amount due to an insufficient exhaust gas recirculation amount is effectively suppressed in the engine operating region where the exhaust gas is recirculated to the intake passage.
[0014]
Claim 4 The invention according to claim 1 to claim 1 above. 3 In the engine air-fuel ratio control device according to any one of the above, the recirculation deficiency detecting means includes exhaust when the exhaust gas recirculation control valve detected by a pressure sensor provided in the exhaust gas recirculation passage or the intake passage is opened and closed. Based on the recirculation pressure difference, it is configured to detect whether or not the exhaust gas recirculation amount is insufficient.
[0015]
According to the above configuration, when the exhaust gas recirculation control valve is opened by the recirculation insufficient detection means, Close When the exhaust gas recirculation pressure difference was detected and it was confirmed that this pressure difference was below a certain value, etc., the exhaust gas recirculation passage was clogged, causing a failure such as the exhaust gas recirculation amount being insufficient. It is determined that the air-fuel ratio is in the state, and correction for shifting the air-fuel ratio to the rich side is executed.
[0016]
Claim 5 The invention according to claim 1 4 In the engine air-fuel ratio control device described above, the exhaust gas recirculation amount is insufficient based on the average value of the exhaust gas recirculation pressure difference between when the exhaust gas recirculation control valve is opened and when the exhaust gas recirculation control valve is open. It is configured to detect whether or not.
[0017]
According to the above configuration, when the exhaust gas recirculation control valve is opened by the recirculation insufficient detection means, Close Based on the average value of the difference in exhaust gas recirculation pressure with respect to the time, it is properly determined whether or not the exhaust gas recirculation passage is clogged and the exhaust gas recirculation amount is insufficient.
[0018]
Claim 6 The invention according to claim 1 to claim 1 above. 5 In the engine air-fuel ratio control device according to any one of the above, when it is confirmed that the exhaust gas recirculation amount detected by the recirculation insufficiency detecting means is insufficient below a preset reference value, the exhaust gas recirculation is performed. Informing means for informing that the control means is abnormal is provided.
[0019]
According to the above configuration, when a failure such as the exhaust gas recirculation passage is clogged and the exhaust gas recirculation amount is insufficient is detected by the recirculation insufficient detection means, the air-fuel ratio is set to the rich side. By executing the shift correction, an increase in the NOx emission amount due to the shortage of the exhaust gas recirculation amount is suppressed, and the occupant is informed by the notification means that the exhaust gas recirculation control means is abnormal. Will be.
[0022]
Claim 7 The invention according to claim 1 1 to 6 In the engine air-fuel ratio control device described above, it is detected that the exhaust gas recirculation amount is insufficient by the recirculation insufficient detection means, and that the air-fuel ratio sensor has deteriorated by the sensor deterioration detection means. When detected, the correction of the air-fuel ratio by the first air-fuel ratio correcting means is limited.
[0023]
According to the above configuration, it is detected at the same time that the exhaust gas recirculation passage is clogged and the exhaust gas recirculation amount is insufficient, and that the air-fuel ratio sensor is deteriorated and the detected value has an error. In this case, the correction of the air-fuel ratio by the first air-fuel ratio correcting means is limited, and the correction of the air-fuel ratio by the second air-fuel ratio correcting means is executed as usual.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine having an engine air-fuel ratio control apparatus according to an embodiment of the present invention. This engine has an engine body 1, an intake passage 2, and an exhaust passage 3. In the intake passage 2, an air cleaner 4, an air flow meter 5, a throttle valve 6, a surge tank 8, and fuel injection means 9 are provided in order from the upstream side, and the air cleaner 4 includes an intake air temperature sensor. 21 is disposed.
[0025]
An exhaust gas recirculation passage 10 communicating with the exhaust passage 3 is connected to the intake passage 2, for example, the surge tank 8, located downstream of the throttle valve 6, and an exhaust gas recirculation control valve 11 is provided in the exhaust gas recirculation passage 10. It has been. The exhaust gas recirculation passage 10 and the exhaust gas recirculation control valve 11 constitute exhaust gas recirculation control means 7 for recirculating exhaust gas to the intake air passage 2.
[0026]
Further, a downstream portion of the exhaust gas recirculation passage 10 disposed between the installation portion of the exhaust gas recirculation control valve 11 and the intake passage 2 communicates with an installation portion of a pressure sensor 12 that detects the exhaust gas recirculation pressure. A communication path 13 is connected. A switching valve (not shown) for switching the detection part of the pressure sensor 12 to the atmosphere side is installed in the communication path 13, and the exhaust gas recirculation pressure is detected by the pressure sensor 12.
[0027]
The pressure sensor 12 is configured to detect both the exhaust gas recirculation pressure and the atmospheric pressure in response to switching of a switching valve provided in the communication path. Instead of the pressure sensor 12, the exhaust gas recirculation pressure may be detected by an intake manifold pressure sensor that detects the internal pressure of the inlet manifold.
[0028]
The exhaust gas recirculation control valve 11 has an actuator that operates in response to a control signal output from an engine control unit (ECU) 14 and a valve body that is driven to open and close by the actuator. By driving the passage 10 over a range from the fully closed position to the fully open position, the recirculation amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust passage 3 to the intake passage 2 is controlled in accordance with the operating state of the engine. It has become.
[0029]
On the other hand, the exhaust passage 3 is provided with exhaust gas purification catalysts 15 and 16 made of a three-way catalyst or the like, and on the upstream side of these exhaust gas purification catalysts 15 and 16 is for fuel feedback control. The first air-fuel ratio sensor 17 is disposed downstream of one of the exhaust gas purification catalysts 15 and upstream of the other exhaust gas purification catalyst 16. It is installed.
[0030]
Both the air-fuel ratio sensors 17 and 18 are in a low output state when the air-fuel ratio is lean and in a high output state when the air-fuel ratio is rich when the air-fuel ratio is lean, when they are above a predetermined activation temperature. A so-called λO configured such that the output voltage changes suddenly at an oxygen concentration corresponding to the theoretical air-fuel ratio. ₂ It consists of sensors.
[0031]
As shown in FIG. 2, the engine control unit 14 includes an air-fuel ratio detection signal output from the upstream first air-fuel ratio sensor 17, a rotation speed sensor 19 for detecting the engine speed, and an engine coolant temperature. When the fuel injection amount is controlled based on the detection signal output from the water temperature sensor 20 or the like for detecting the amount of air and the detection signal of the intake air amount detected by the air flow meter 5, and when a predetermined feedback control condition is satisfied In addition, a fuel injection amount control means 22 that feedback-controls the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio according to the output of the first air-fuel ratio sensor 17 is provided.
[0032]
Further, the engine control unit 14 includes a recirculation shortage detecting means 23 for detecting whether or not the recirculation amount of the exhaust gas tends to be short in accordance with a detection signal of the pressure sensor 12 for detecting the exhaust recirculation pressure, A first air-fuel ratio correcting unit 24 for correcting the air-fuel ratio to a rich side when the exhaust gas recirculation shortage is detected; and a sensor deterioration detecting unit 25 for detecting that the first air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated; The second air-fuel ratio correcting means 26 is provided for correcting the delay time of the control amount change with respect to the output inversion of the first air-fuel ratio sensor 17 when the deterioration of the first air-fuel ratio sensor 17 is detected.
[0033]
The recirculation deficiency detecting means 23 opens and closes the exhaust gas recirculation control valve 11 provided in the exhaust gas recirculation passage 10 when it is confirmed that the engine is in a stable operating state without disturbance according to the detection signal of each sensor. The exhaust gas recirculation pressure difference between when the exhaust gas recirculation control valve 11 is opened and when the exhaust gas recirculation control valve 11 is closed is expressed as the pressure sensor 1. 2 It is comprised so that it may obtain | require according to this detection signal.
[0034]
Based on the difference in exhaust gas recirculation pressure between when the exhaust gas recirculation control valve 11 is opened and when the exhaust gas recirculation control valve 11 is closed, the exhaust gas recirculation amount detecting means 23 detects whether or not the exhaust gas recirculation amount tends to be insufficient. A signal is output to the first air-fuel ratio correcting means 24, and an operation command signal is output to an alarm means 27 such as a display lamp or a buzzer.
[0035]
The first air-fuel ratio correcting unit 24 obtains an average value of the exhaust gas recirculation pressure difference between when the exhaust gas recirculation control valve 11 is opened and when the exhaust gas recirculation control valve 11 is opened according to the detection signal output from the recirculation insufficient detection unit 23. When it is detected that the recirculation amount of the exhaust gas recirculated to the intake passage 2 through the exhaust gas recirculation control means 7 tends to be insufficient based on the control, the output reversal of the first air-fuel ratio sensor 17 is controlled. By correcting the delay time of the amount change, the air-fuel ratio is corrected to the rich side.
[0036]
That is, the fuel injection amount control means 2 2 By performing feedback control of the fuel injection amount to control the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in FIG. 3, the air is alternately switched between the lean side and the rich side with the stoichiometric air-fuel ratio as a boundary. The fuel ratio is detected by the first air-fuel ratio sensor 17. In normal times, from the time T1 when the air-fuel ratio switches from the lean region to the rich region, the count value of the delay timer becomes the basic amount Dbs1 for setting the delay time at the time of rich switching, as shown by the solid line in FIG. By setting a control flag indicating that the air-fuel ratio determination is switched from lean determination to rich determination at time T2 when the corresponding value is reached, after a delay time Dlr corresponding to the basic amount Dbs1 has elapsed from time T1. The control amount of fuel injection is changed from the increase correction state to the decrease correction state.
[0037]
On the other hand, when the recirculation shortage detecting means 23 detects that the recirculation amount of the exhaust gas tends to be insufficient, the basic amount Dbs1 for setting the delay time is set to the basic amount Dbs1 for setting the delay time as shown by the broken line in FIG. By adding the correction amount Dtk3 corresponding to the insufficient degree of the exhaust gas recirculation amount, the delay time Dlr when the air-fuel ratio is switched from the lean region to the rich region is corrected. As a result, the set time T3 of the control flag that is set when the air-fuel ratio determination is switched from the lean determination to the rich determination is delayed compared to the normal set time T2, and the fuel injection amount is increased from the normal time. As a result, the air-fuel ratio is corrected to the lean side.
[0038]
In addition, the sensor deterioration detection unit 25 includes the fuel injection amount control unit 2. 2 Does the air-fuel ratio corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the first air-fuel ratio sensor 17 tend to be biased to one of the lean side and the rich side during the feedback control of the fuel injection amount executed by? By determining whether or not the first air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated, it is detected whether or not the first air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated, and this detection signal is output to the second air-fuel ratio correcting means 26 and the like.
[0039]
That is, as shown in FIG. 4, the sensor deterioration detection means 25 measures the change time of the air-fuel ratio that alternates between the lean side and the rich side at the stoichiometric air-fuel ratio during feedback control of the fuel injection amount. By comparing the rich time Res2 until switching from the predetermined rich region to the lean region and the lean time Res1 until switching from the predetermined lean region to the rich region, the air-fuel ratio is biased to either the lean side or the rich side It is configured to detect that a trend has occurred.
[0040]
For example, as shown by a broken line in FIG. 4, when it is detected that the detected value of the first air-fuel ratio sensor 17 is biased toward the lean side and the lean time Res1 is larger than the rich time Res2, the first empty air-fuel ratio sensor 17 is detected. It is determined that the deterioration in which the detection value of the fuel ratio sensor 17 is biased toward the lean side, and the detection signal of this deterioration state is output to the second air-fuel ratio correction means 26 and the alarm means 27 comprising a display lamp or a buzzer. An operation command signal is output.
[0041]
The second air-fuel ratio correcting means 26, as shown by the broken line in FIG. 4, when the sensor deterioration detecting means 25 detects that the detected value of the first air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated toward the lean side. When switching from the rich region to the lean region, that is, when switching from the rich region to the lean region by adding the lean correction amount Dtk2 corresponding to the degree of deterioration of the sensor to the basic amount Dbs2 for setting the delay time at the time of lean switching. The delay time Dr1 is corrected.
[0042]
As a result, as shown by the broken line in FIG. 4, the reset time T5 of the control flag indicating that the air-fuel ratio determination is switched from the rich determination to the lean determination is delayed compared to the normal reset time T4, and the delay time Drl By reducing the fuel injection amount as compared with the case where the correction is not performed, the air-fuel ratio is corrected to the lean side, and the tendency to enrich the air-fuel ratio is corrected.
[0043]
In contrast to the example of FIG. 4 described above, when the sensor deterioration detection means 25 detects that the detection value of the first air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated toward the rich side, the rich correction shown in FIG. Instead of the amount Dtk3, the correction amount Dtk1 of the delay time Dlr corresponding to the degree of deterioration of the sensor is set, and this rich correction amount Dtk1 is added to the basic amount Dbs1 for setting the delay time, so that the lean region to the rich region. The delay time Dlr when switching to is corrected.
[0044]
A basic control operation of the control executed by the air-fuel ratio control with the above configuration will be described based on the flowchart shown in FIG. When the control operation starts, first the detection signals output from the rotation speed sensor 19 and the water temperature sensor 20 that detect the operating state of the engine are input (step S1), and then the engine detected by the rotation speed sensor 19 is detected. A basic fuel injection amount Te is calculated based on the rotational speed Ne and the intake air amount Ga detected by the air flow meter 5 (step S2), and the water temperature Sensor 20 Based on the engine coolant temperature Ect detected in step S3, the fuel injection water temperature correction increase Cw is calculated (step S3).
[0045]
Next, it is determined whether or not the completion flag F2 indicating that the deterioration detection of the first air-fuel ratio sensor 17 has already been performed by the sensor deterioration detection means 25 is set to 1 (step S4), and NO is determined. If so, it is determined whether or not the deterioration detection condition for the first air-fuel ratio sensor 17 is satisfied according to the detection signal of each sensor (step S5).
[0046]
For example, the engine speed and the charging efficiency of the intake air are within a predetermined range, the vehicle speed and the cooling water temperature of the engine are not less than a predetermined value, the amount of change in the engine speed per unit time, the amount of change in the charging efficiency, The amount of change in the degree is not more than a predetermined value, and it is neither in the idling operation region nor in the misfire state, and is not being executed during various types of failure monitoring, during the execution of the evaporation monitor, or during the execution of the exhaust gas recirculation monitor Further, when it is confirmed that no failure has occurred in the various sensors, and it is confirmed that the engine is in a stable operating state without disturbance, the deterioration detection condition of the first air-fuel ratio sensor 17 is It is determined that it has been established.
[0047]
When it is determined YES in step S5 and it is confirmed that the condition for detecting the deterioration of the first air-fuel ratio sensor 17 is satisfied, deterioration detection control for the first air-fuel ratio sensor 17 described later is executed (step S6). ), Correction amounts Dtk1, Dtk2 for correcting the delay times Dlr, Drl of the control amount change with respect to the output inversion of the first air-fuel ratio sensor 17 are calculated based on the average deviations Def2, Def1 obtained in step S6. (Step S7).
[0048]
If it is determined NO in step S5 and it is confirmed that the deterioration detection condition of the first air-fuel ratio sensor 17 is not satisfied, the control data (Def1, Def2) at the previous detection of deterioration is stored. (YES in step S8), if YES, the process proceeds to step S6 to calculate the delay time setting correction amounts Dtk1 and Dtk2 based on the previous control data. If NO is determined, the process proceeds to the following step S9.
[0049]
Next, it is determined whether or not the completion flag F1 indicating that the exhaust gas recirculation insufficient detection by the recirculation insufficient detection means 23 has already been performed is set to 1 (step S9). Then, it is determined whether or not the exhaust recirculation deficiency detection condition is satisfied according to the detection signals of the sensors (step S10).
[0050]
For example, the engine speed, the throttle opening, and the charging efficiency of the intake air are within a predetermined range, the vehicle speed, the intake air temperature, and the lift amount of the exhaust gas recirculation control valve 11 are not less than a predetermined value, and the change amount of the engine speed per unit time When the change amount of the charging efficiency is equal to or less than a predetermined value, the fuel injection failure monitor is not being executed, and it is confirmed that the pressure sensor 12 is not frozen in a state where there is no load change. Is determined to be in a stable operation state without disturbance, it is determined that the exhaust recirculation insufficient detection condition is satisfied.
[0051]
When it is determined YES in step S10 and it is confirmed that the exhaust recirculation insufficient detection condition is satisfied, exhaust gas recirculation insufficient detection control described later is executed (step S11), and the first air-fuel ratio sensor is performed. A correction amount Dtk3 for correcting the delay time Dlr of the control amount change with respect to the output inversion of 17 is calculated based on the average value Pave of the exhaust gas recirculation pressure difference obtained in step S11 (step S12). Thus, as shown in FIG. 7, the smaller the average value Pave of the exhaust gas recirculation pressure difference, the larger the correction amount Dtk3 is set.
[0052]
If it is determined NO in step S10 and it is confirmed that the exhaust recirculation insufficient detection condition is not satisfied, whether or not the control data (Pave) at the previous detection of the recirculation insufficient is stored. (Step S13), if YES is determined, the process proceeds to step S12, the correction amount Dtk3 for setting the delay time Dlr is calculated based on the previous control data, and NO is determined. In the case, the process proceeds to the following step S14.
[0053]
Next, by performing calculation control of the feedback correction value (step S14), as described later, after obtaining the feedback correction value Cfb at the time of fuel injection control, it is determined whether or not a learning condition for fuel injection control is satisfied. When the determination is made (step S15) and YES is determined, the learning value Clm for feedback control is updated based on the feedback correction value Cfb obtained at step S14 (step S16), and based on the updated value. The feedback correction value Cfb is corrected (step S17).
[0054]
Then, based on the basic fuel injection amount Te obtained in step S2, the water temperature correction amount Cw obtained in step S3, the feedback correction amount Cfb obtained in step S14, and the learning value Clm obtained in step S16, After calculating the final fuel injection amount Ti (step S18), fuel injection control is executed so that the fuel injection amount corresponds to the final fuel injection amount Ti (step S19).
[0055]
Next, the control operation of the deterioration detection control executed in step S6 of the basic control operation will be described based on the flowchart shown in FIG. By measuring the lean time Res1 until switching from the predetermined lean region to the rich region according to the detection signal of the first air-fuel ratio sensor 17, and adding the measured value of the lean time Res1 to the previous integrated value, The integrated value Sum1 of the lean time Res1 is calculated (step S21), and the rich time Res2 until switching from the predetermined rich region to the lean region is measured, and the integrated value Sum2 of the rich time Res2 is calculated (step S22). .
[0056]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, after the output of the first air-fuel ratio sensor 17 becomes less than the lean determination value V1 of, for example, about 0.35V, the rich determination value V2 of about 0.55V. The lean time Res1 is defined as the time until the value rises, and the rich time Res2 is defined as the lean determination value V1 or more until the lean determination value V1 is reached.
[0057]
Further, it is determined whether or not the cumulative number Cft of the lean time Res1 and the rich time Res2 is equal to or more than a reference number C set to about 10 in advance (step S23). An average value Ave1 of the lean time Res1 is calculated based on the accumulated value Sum1 of the lean time Res1 and the accumulated number Cft (step S24), and based on the accumulated value Sum2 of the rich time Res2 and the accumulated number Cft. The average value Ave2 of the rich time Res2 is calculated (step S25).
[0058]
Next, based on the average value Ave1 of the lean time Res1 and the average value Ave2 of the rich time Res2 obtained in steps S24 and S25, the correction amounts Dtk2 and Dtk1 for setting the delay time according to the degree of deterioration of the sensor are calculated. The average deviation Def1 (= Ave1-Ave2) or Def2 (= Ave2-Ave1) is calculated (step S26).
[0059]
That is, as shown by the broken line in FIG. 4, the lean time Res1 tends to be longer than the rich time Res2, and it is detected that the average value Ave1 of the lean time Res1 is larger than the average value Ave2 of the rich time Res2. When the air-fuel ratio is switched from the rich region to the lean region, the average value deviation Def1 for calculating the correction amount Dtk2 of the delay time Drl is calculated.
[0060]
Conversely, when the rich time Res2 tends to be longer than the lean time Res1, the average time Ave2 of the rich time Res2 is detected to be greater than the average value Ave1 of the lean time Res1, An average deviation Def2 for calculating the correction amount Dtk1 of the delay time Dlr when the air-fuel ratio is switched from the lean region to the rich region is calculated.
[0061]
Then, after setting the completion flag F2 indicating that the deterioration detection of the first air-fuel ratio sensor 17 has already been performed (step S27), the process returns to the basic control operation. If it is determined NO in step S23 and it is confirmed that the number of integrations Cft of the lean time Res1 and the rich time Res2 is less than the reference number C, the process proceeds to step S8 of the basic control operation at this time. Transition.
[0062]
Next, the control operation of the detection control executed in step S11 of the basic control operation will be described based on the flowchart shown in FIG. When this detection control starts, first, the exhaust gas recirculation control valve 1 1 And the exhaust gas recirculation pressure EGPon is detected by the pressure sensor 12 when the valve is opened (step S31), and then the exhaust gas recirculation control valve 1 is 1 And the exhaust gas recirculation pressure EGPoff is detected by the pressure sensor 12 when the valve is closed (step S32).
[0063]
Next, after calculating the pressure difference (EGPon−EGPoff) between the exhaust gas recirculation pressure EGPon when the valve is opened and the exhaust gas recirculation pressure EGPoff when the valve is closed, the calculated value of this pressure difference is added to the previous integrated value. Thus, the integrated value Psum of the exhaust gas recirculation pressure difference is calculated (step S33).
[0064]
Next, it is determined whether or not the cumulative number Pcft of the exhaust gas recirculation pressure difference is equal to or greater than a preset reference number B (step S34). If it is determined YES, the exhaust gas recirculation pressure difference is determined. Based on the integrated value Psum and the number of times of integration Pcft, an average value Pave of the exhaust gas recirculation pressure difference for calculating the correction amount Dtk3 of the delay time Dlr according to the degree of shortage of the exhaust gas recirculation amount is calculated (step S36). ).
[0065]
Then, after the completion flag F1 indicating that the exhaust gas recirculation deficiency has already been detected is set to 1 (step S37), the process returns to the basic control operation. If it is determined NO in step S34 and it is confirmed that the cumulative number Pcft of the exhaust gas recirculation pressure difference is less than the reference number B, the process proceeds to step S13 of the basic control operation at this point.
[0066]
Next, the feedback correction value calculation control operation executed in step S14 of the basic control operation will be described based on the flowchart shown in FIG. When this control operation starts, it is determined whether or not the control flag F3 indicating that the air-fuel ratio is in a rich state is set to 1 (step S41), and it is determined as NO and the air-fuel ratio is in a lean state. Is confirmed, a basic amount Dbs1 for setting a delay time at the time of rich switching is calculated based on the engine speed Ne, the throttle opening degree Tvo, and the like (step S42).
[0067]
Then, it is determined whether or not the correction condition by the second air-fuel ratio correction means 26 is satisfied (step S43). If YES is determined, the basic amount Dbs1 for setting the delay time and the basic control are determined. The delay time Dlr for switching from the lean region to the rich region is calculated based on the correction amount Dtk1 at the time of rich switching calculated in step S7 (step S44).
[0068]
That is, in step S43, when the engine is not in the idle operation state and the second air-fuel ratio sensor 18 is not monitored for failure, the average deviation Def2 at the time of lean switching is equal to or greater than a predetermined value, and the lean time If it is determined that the second correction condition is satisfied by confirming that the average value Ave1 of Res1 is equal to or greater than a predetermined value, the correction amount Dtk1 is added to the basic amount Dbs1 for setting the delay time. Is added to calculate the delay time Dlr at the time of rich switching.
[0069]
If it is determined NO in step S43 and it is confirmed that the correction condition by the second air-fuel ratio correction unit 26 is not satisfied, the correction condition by the first air-fuel ratio correction unit 24 is satisfied. (YES in step S45), if YES is determined, based on the basic amount Dbs1 for setting the delay time and the correction amount Dtk3 of the delay time Dlr calculated in step S12 of the basic control. Thus, the delay time Dlr when switching from the lean region to the rich region is calculated (step S46).
[0070]
That is, in step S45, it is confirmed that the engine is not in the idle operation state and the second air-fuel ratio sensor 18 is not being monitored for failure, that is, in the engine operation region in which the exhaust gas is recirculated to the intake passage 2. Thus, when it is determined that the first correction condition is satisfied, the delay time Dlr at the time of rich switching is calculated by adding the correction amount Dtk3 to the basic amount Dbs1 for setting the delay time. (Step S46).
[0071]
On the other hand, if it is determined NO in step S45 and it is confirmed that the first correction condition is not satisfied, the delay time Dlr at the time of rich switching is set based only on the basic amount Dbs1 for setting the delay time. Calculate (step S47). Next, it is determined whether or not a fuel injection feedback control condition is satisfied (step S48). If NO is determined, the fuel injection feedback correction value Cfb is set to 0 and then the control returns to the basic control. (Step S49).
[0072]
If it is determined YES in step S48 and it is confirmed that the fuel injection feedback control condition is satisfied, the output voltage Oxy of the first air-fuel ratio sensor 17 is read (step S50). Then, it is determined whether or not the air-fuel ratio is in a rich state by determining whether or not the output voltage Oxy is higher than a preset reference voltage V0 of about 0.45 V (step S51).
[0073]
If it is determined NO in step S51 and it is confirmed that the current air-fuel ratio is in a lean state, the delay timer count value Toddly for measuring the delay time Dlr is reset (step S52). Then, the control flag F3 indicating that the air-fuel ratio is rich is reset to 0 (step S53). Next, the fuel injection increase correction is performed by adding a predetermined value A (proportional or integral term) to the current fuel injection feedback correction value Cfb (step S54), and then the process returns to the basic control.
[0074]
On the other hand, if it is determined YES in step S51 and it is confirmed that the current air-fuel ratio is in a rich state, 1 is added to the count value Toxdly of the delay timer and the delay timer is counted. (Step S55), it is determined whether or not the count value Toxdly has reached the delay time Dlr calculated in any of Steps S44, S46, and S47 (Step S56). Go to S53 and continue to execute the feedback control in the lean state
If it is determined YES in step S56 and it is confirmed that the delay time Dlr set by the delay timer has elapsed, the control flag F3 indicating that the air-fuel ratio is rich is set to 1. (Step S57). Next, the fuel injection reduction correction is performed by subtracting the predetermined value A from the current fuel injection feedback correction value Cfb (step S58), and then the process returns to the basic control.
[0075]
If it is determined YES in step S41 and it is confirmed that the control flag F30 indicating that the air-fuel ratio is in a rich state is reset, based on the engine speed Ne, the throttle opening Tvo, and the like. The basic amount Dbs2 for setting the delay time at the time of switching from the rich state to the lean state is calculated (step S59).
[0076]
Then, it is determined whether or not the correction condition by the second air-fuel ratio correction means 26 is satisfied (step S60). If it is determined YES, the basic amount Dbs2 for setting the delay time and the basic control are determined. Based on the correction amount Dtk2 at the time of lean switching calculated in step S7, a delay time Dr1 when switching from the rich region to the lean region is calculated (step S61).
[0077]
That is, in step S60, when the engine is not in the idle operation state and the second air-fuel ratio sensor 18 is not monitored for failure, the average deviation Def1 at the time of rich switching is greater than or equal to a predetermined value, or the rich When it is determined that the second correction condition is satisfied by confirming that the average value Ave2 of the time Res2 is equal to or greater than a predetermined value, the correction amount is added to the basic amount Dbs2 for setting the delay time. By adding Dtk2, the delay time Dr1 at the time of lean switching is calculated.
[0078]
On the other hand, if it is determined NO in step S60 and it is confirmed that the correction condition by the second air-fuel ratio correction means 26 is not satisfied, lean switching is performed based only on the basic amount Dbs2 for setting the delay time. The delay time Drl at the time is calculated (step S62). Next, it is determined whether or not the fuel injection feedback condition is satisfied (step S63). If NO is determined, the fuel injection feedback correction value Cfb is set to 0 and then the control returns to the basic control. (Step S49).
[0079]
If it is determined YES in step S63 and it is confirmed that the fuel injection feedback condition is satisfied, the output voltage Oxy of the first air-fuel ratio sensor 17 is read (step S64). It is determined whether or not the air-fuel ratio is in a lean state by determining whether or not the output voltage Oxy is lower than a reference voltage V0 set in advance to about 0.45 V (step S65).
[0080]
When it is determined NO in step S65 and it is confirmed that the current air-fuel ratio is in a rich state, the delay timer count value Toddly for measuring the delay time Drl is reset (step S66). In step S57, the control flag F3 indicating that the air-fuel ratio is in a rich state is set to 1 (step S53).
[0081]
On the other hand, if it is determined YES in step S65 and it is confirmed that the current air-fuel ratio is in a lean state, 1 is added to the delay timer count value Toxdly and the delay timer is counted. (Step S67) It is determined whether or not the count value Toxdly has reached the delay time Drl calculated in Step S61 or S62 (Step S68). If NO is determined, the process proceeds to Step S57. Continue to execute rich state feedback control.
[0082]
If it is determined YES in step S68 and it is confirmed that the delay time Drl set by the delay timer has elapsed, the process proceeds to step S53 to indicate that the air-fuel ratio is in a rich state. After F3 is reset to 0, the fuel injection increase correction is performed by adding the predetermined value A to the current fuel injection feedback correction value Cfb (step S54), and then the process returns to the basic control.
[0083]
As described above, the exhaust gas recirculation control means 7 detects that the exhaust gas recirculation amount tends to be insufficient, and the recirculation insufficient detection means 23 tends to cause the exhaust gas recirculation amount to be insufficient. If the exhaust gas recirculation control valve 11 fails, the exhaust gas recirculation passage 10 is clogged, and the like. Even when this failure occurs, it is possible to suppress the increase in the NOx emission amount due to the shortage of the exhaust gas recirculation amount by executing the correction for shifting the air-fuel ratio to the rich side.
[0084]
In the above embodiment, since the air-fuel ratio correction amount is changed in accordance with the degree of shortage of the exhaust gas recirculation amount detected by the recirculation shortage detection means 23, a failure such as clogging of the exhaust gas recirculation passage 10 occurs. In this case, by controlling the correction amount for shifting the air-fuel ratio to the rich side in accordance with the degree of shortage of the exhaust gas recirculation amount detected by the above-described recirculation shortage detection means 23, a situation in which the air-fuel ratio becomes over-rich occurs. It is possible to appropriately control the exhaust gas recirculation amount while effectively preventing the increase in the NOx emission amount.
[0085]
When the recirculation shortage detecting means 23 detects that the recirculation amount of the exhaust gas tends to be short, the fuel injection amount is controlled according to the detection signal of the first air-fuel ratio sensor 17 for detecting the air-fuel ratio. Although it is possible to correct the air-fuel ratio to the rich side by changing the control gain at the time, the first air-fuel ratio sensor 17 uses the first air-fuel ratio correction means 24 as shown in the above embodiment. When it is configured to correct the air-fuel ratio to the rich side by correcting the delay time of the control amount change with respect to the output reversal, the correction for shifting the air-fuel ratio to the rich side is performed appropriately with a simple configuration. Thus, there is an advantage that the increase in the NOx emission amount due to the shortage of the exhaust gas recirculation amount can be effectively suppressed.
[0086]
Further, in the above embodiment, in the engine operating region in which the exhaust gas is recirculated to the intake passage 2, control is performed to correct the air / fuel ratio to the rich side by the first air / fuel ratio correcting means 24, and exhaust during idle operation or the like is executed. Since the delay time Dlr at the time of rich switching is calculated based on only the basic amount Dbs1 for setting the delay time and the correction is not performed when it is not in the operation region in which the gas is recirculated, the first air-fuel ratio is not calculated. The exhaust gas recirculation amount is insufficient in the engine operating region in which the exhaust gas is recirculated to the intake passage while preventing the control to correct the air-fuel ratio to the rich side by the correction means 24 when it is unnecessary. As a result, an increase in the NOx emission amount can be effectively suppressed.
[0087]
Further, in the above embodiment, the exhaust gas recirculation pressure difference between the opening and closing of the exhaust gas recirculation control valve 11 detected by the pressure sensor 12 provided in the exhaust gas recirculation passage 10 is detected by the recirculation insufficient detection means 23. Since it is configured to detect whether or not the exhaust gas recirculation amount is insufficient based on the detected value of the exhaust gas recirculation pressure difference, failure of the recirculation control means 7 due to clogging of the exhaust gas recirculation passage 10 or the like. Can be accurately detected, and the correction by the first air-fuel ratio correcting means 24 can be appropriately executed.
[0088]
That is, when the exhaust gas recirculation passage 10 is clogged, the pressure in the exhaust gas recirculation passage 10 does not change so much even when the exhaust gas recirculation control valve is shifted from the closed state to the open state. Therefore, it is possible to accurately detect whether or not a failure of the recirculation control means 7 due to the clogging of the exhaust recirculation passage 10 has occurred based on the detection value of the pressure sensor 12.
[0089]
The exhaust gas recirculation pressure difference is inferred based on the intake pressure detected by the pressure sensor provided in the intake passage 2, and the exhaust gas recirculation passage 10 is clogged based on the analog value of the exhaust gas recirculation pressure difference. It may be configured to detect whether or not the recirculation control means 7 has failed and the exhaust gas recirculation amount is insufficient.
[0090]
Further, in the above embodiment, whether or not the exhaust gas recirculation amount is insufficient based on the average value Pave of the exhaust gas recirculation pressure difference between when the exhaust gas recirculation control valve 11 is opened and when the exhaust gas recirculation control valve 11 is closed. Therefore, a malfunction such as clogging of the exhaust gas recirculation passage 10 occurs based on the average value Pave of the exhaust gas recirculation pressure difference without causing erroneous detection due to the occurrence of noise. It is possible to appropriately detect whether or not the gas recirculation amount is insufficient.
[0091]
Further, in the above embodiment, the exhaust gas recirculation control means 7 is abnormal when it is confirmed that the exhaust gas recirculation amount detected by the recirculation insufficient detection means 23 is less than a preset reference value. Announce that there is alarm Since means 27 is provided, this alarm The means 27 can inform the passenger that the exhaust gas recirculation control means 7 is abnormal and prompt the repair.
[0092]
Further, as in the above-described embodiment, the first air-fuel ratio correcting means 24 for correcting the air-fuel ratio to the rich side when the recirculation shortage detecting means 23 detects that the exhaust gas recirculation amount is insufficient. A second air-fuel ratio correcting means 26 for correcting the delay time of the control amount change with respect to the output inversion of the first air-fuel ratio sensor 17 when the sensor deterioration detecting means 25 detects the deterioration of the first air-fuel ratio sensor 17; In the air-fuel ratio control apparatus having the above, when the shortage of the exhaust gas recirculation amount is detected by the recirculation shortage detecting means 23 and the deterioration of the first air-fuel ratio sensor 17 is detected by the sensor deterioration detecting means 25, the above-mentioned When the correction of the air-fuel ratio by one of the both air-fuel ratio correcting means 24 and 26 is limited, a failure such as clogging of the exhaust gas recirculation passage 10 occurs and the exhaust gas recirculation When the state in which the air-fuel ratio sensor 17 is insufficient and the state in which the air-fuel ratio sensor 17 has deteriorated and an error has occurred in the detected value are detected at the same time, the air-fuel ratio correction by the air-fuel ratio correcting means 24 and 26 is executed simultaneously. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the control amplitude significantly increases during feedback control in which the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio.
[0093]
In particular, in the above-described embodiment, it is detected that the exhaust gas recirculation amount is insufficient by the recirculation shortage detecting means 23, and the first air-fuel ratio sensor 17 has been deteriorated by the sensor deterioration detecting means 25. If detected, the correction of the air-fuel ratio by the first air-fuel ratio correction means 24 is limited, so that an incorrect correction of the air-fuel ratio is performed based on the detected value of the first air-fuel ratio sensor 17 where the deterioration has occurred. Occurrence of a situation where control is executed can be prevented.
[0094]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has a tendency that the exhaust gas recirculation control means having the exhaust gas recirculation passage and the exhaust gas recirculation control valve for recirculating the exhaust gas to the intake passage, and the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation control means tend to be insufficient. A reflux deficiency detecting means for detecting the presence of An air-fuel ratio sensor for fuel feedback control, and a first air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio to a rich side when the recirculation shortage detection means detects that the exhaust gas recirculation amount is in a shortage state; A sensor deterioration detecting means for detecting that the air-fuel ratio sensor has deteriorated, and when the deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the sensor deterioration detecting means, A second air-fuel ratio correcting means for correcting a delay time, and when the exhaust gas recirculation amount is detected to be insufficient by the recirculation insufficient detection means, and the deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the sensor deterioration detecting means, Since it is configured to limit the correction of the air-fuel ratio by one of the both air-fuel ratio correction means, Not only when the exhaust gas recirculation control valve fails, but also when a malfunction such as clogging of the exhaust gas recirculation passage occurs, the recirculation amount of the exhaust gas becomes insufficient by executing correction for shifting the air-fuel ratio to the rich side. There is an advantage that an increase in NOx emission due to the above can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an engine equipped with an air-fuel ratio control device for an engine according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control apparatus for an engine according to the present invention.
FIG. 3 is a time chart showing the control operation of the air-fuel ratio control apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a time chart showing a control operation when the air-fuel ratio sensor is deteriorated.
FIG. 5 is a flowchart showing the first half of the basic control operation by the air-fuel ratio control apparatus.
FIG. 6 is a flowchart showing the latter half of the basic control operation by the air-fuel ratio control apparatus.
FIG. 7 is a graph showing a correspondence relationship between an exhaust gas recirculation pressure difference and a delay time correction amount.
FIG. 8 is a flowchart showing a deterioration detection control operation of the air-fuel ratio sensor.
FIG. 9 is a flowchart showing a failure detection control operation of the exhaust gas recirculation control means.
FIG. 10 is a flowchart showing the first half of a feedback correction value calculation control operation;
FIG. 11 is a flowchart showing the second half of the feedback correction value calculation control operation;
[Explanation of symbols]
2 Intake passage
10 Exhaust gas recirculation passage
11 Exhaust gas recirculation control valve
12 Pressure sensor
17 Air-fuel ratio sensor
23 Insufficient reflux detection means
24 First air-fuel ratio correction means
25 Degradation detection means
26 Second air-fuel ratio correction means
27 Alarm means

Claims

An exhaust gas recirculation control means having an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas recirculation control valve for recirculating exhaust gas to the intake air passage; and a recirculation deficiency detection means for detecting that the recirculation amount of the exhaust gas by the exhaust gas recirculation control means tends to be insufficient. The air-fuel ratio sensor for fuel feedback control and the first air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio to the rich side when it is detected that the exhaust gas recirculation amount is insufficient by the recirculation insufficient detection means And a sensor deterioration detecting means for detecting that the air-fuel ratio sensor has deteriorated, and when the deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the sensor deterioration detecting means, the control amount change with respect to the output reversal of the air-fuel ratio sensor And a second air-fuel ratio correcting means for correcting the delay time of the exhaust gas, and a shortage of the exhaust gas recirculation amount is detected by the insufficient recirculation detecting means, and the sensor Reduction when deterioration of the air-fuel ratio sensor is detected by the detection means, the both air-fuel ratio correction air-fuel ratio control system for an engine, characterized by being configured to limit the correction of the air-fuel ratio by one unit.

2. The engine air-fuel ratio control apparatus according to claim 1, wherein the air-fuel ratio correcting means is configured to change the air-fuel ratio correction amount in accordance with the degree of exhaust gas recirculation deficiency detected by the recirculation insufficient detection means. An air-fuel ratio control apparatus for an engine.

3. The engine air-fuel ratio control apparatus according to claim 1 or 2, wherein control is performed to correct the air-fuel ratio to the rich side by the air-fuel ratio correcting means in an engine operating region in which exhaust gas is recirculated to the intake passage. air-fuel ratio control system for an engine, characterized in that the.

The air-fuel ratio control apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the recirculation deficiency detecting means is an open state of an exhaust recirculation control valve detected by a pressure sensor provided in the exhaust recirculation passage or the intake passage. An engine air-fuel ratio control apparatus configured to detect whether or not an exhaust gas recirculation amount is insufficient based on a difference in exhaust gas recirculation pressure between when closed and when closed .

5. The engine air-fuel ratio control apparatus according to claim 4, wherein the exhaust gas recirculation amount is insufficient based on an average value of an exhaust gas recirculation pressure difference between when the exhaust gas recirculation control valve is opened and when the exhaust gas recirculation control valve is open. An air-fuel ratio control apparatus for an engine characterized by detecting whether or not the engine is in a state .

In the engine air-fuel ratio control apparatus according to any one of claims 1 to 5, it has been confirmed that the exhaust gas recirculation amount detected by the recirculation deficiency detecting means is deficient from a preset reference value. In this case, the engine air-fuel ratio control device is provided with notification means for notifying that the exhaust gas recirculation control means is abnormal .

The air-fuel ratio control apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas recirculation amount detecting unit detects that the exhaust gas recirculation amount is insufficient, and the sensor deterioration detecting unit detects air exhaust. An engine air-fuel ratio control apparatus configured to limit correction of an air-fuel ratio by the first air-fuel ratio correction means when it is detected that deterioration has occurred in a fuel ratio sensor .