JP2600771B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
Air-fuel ratio control device for internal combustion engineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関の排気系に介装された三元触媒
の、上流側、および、下流側に配設された酸素濃度セン
サ等の空燃比センサの検出結果に基づく空燃比フォード
バック制御を実行する内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。Description: Object of the Invention [Industrial application field] The present invention relates to an oxygen concentration disposed upstream and downstream of a three-way catalyst interposed in an exhaust system of an internal combustion engine. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that executes air-fuel ratio feedback control based on a detection result of an air-fuel ratio sensor such as a sensor.
[従来の技術] 通常の空燃比フィードバック制御装置、所謂、シング
ル酸素濃度センサシステムでは、酸素濃度を検出する空
燃比センサとしての酸素濃度センサを燃焼室近傍に配設
するため、触媒コンバータの上流側である排気マニホー
ルドに設けている。しかし、酸素濃度センサの出力特性
の固体差により、空燃比の制御精度向上には限界があっ
た。そこで、上記酸素濃度センサの出力特性の固体差、
さらに、燃料噴射弁等の構成部品の固体差、経時変化、
経年変化等に起因する制御精度低下に対する対策とし
て、触媒コンバータの下流側に下流側酸素濃度センサを
配設し、上記触媒コンバータの上流側に配設された上流
側酸素濃度センサの検出信号に基づく空燃比フィードバ
ック制御に加えて、上記下流側酸素濃度センサの検出信
号に基づく空燃比フォードバック制御を実行する、所
謂、ダブル酸素濃度センサシステムが知られている。該
ダブル酸素濃度センサシステムでは、下流側酸素濃度セ
ンサの応答性は、上流側酸素濃度センサの応答性より低
いが、次のような理由により、出力特性が比較的安定し
ている。[Prior Art] In a normal air-fuel ratio feedback control device, a so-called single oxygen concentration sensor system, an oxygen concentration sensor as an air-fuel ratio sensor for detecting oxygen concentration is disposed near a combustion chamber, so that the upstream side of a catalytic converter is disposed. Is provided in the exhaust manifold. However, there is a limit in improving the control accuracy of the air-fuel ratio due to individual differences in the output characteristics of the oxygen concentration sensor. Therefore, the individual difference in the output characteristics of the oxygen concentration sensor,
Furthermore, individual differences in components such as fuel injection valves, aging,
As a countermeasure against a decrease in control accuracy due to aging or the like, a downstream oxygen concentration sensor is provided downstream of the catalytic converter, based on a detection signal of an upstream oxygen concentration sensor provided upstream of the catalytic converter. A so-called double oxygen concentration sensor system that executes air-fuel ratio feedback control based on a detection signal of the downstream oxygen concentration sensor in addition to the air-fuel ratio feedback control is known. In the double oxygen concentration sensor system, the response of the downstream oxygen concentration sensor is lower than the response of the upstream oxygen concentration sensor, but the output characteristics are relatively stable for the following reason.
(a)触媒コンバータの下流側の排気温度は上流側に比
べて低いので、下流側酸素濃度センサに対する熱的悪影
響が比較的少ない。(A) Since the exhaust gas temperature on the downstream side of the catalytic converter is lower than that on the upstream side, the adverse thermal effect on the downstream oxygen concentration sensor is relatively small.
(b)酸素濃度センサの出力特性に悪影響を及ぼす排気
中の有害物質は、触媒コンバータ内部で吸着されるの
で、下流側の排気から酸素濃度センサが悪影響を受ける
ことは比較的少ない。(B) Since the harmful substances in the exhaust gas that adversely affect the output characteristics of the oxygen concentration sensor are adsorbed inside the catalytic converter, the oxygen concentration sensor is relatively less adversely affected by the exhaust gas on the downstream side.
(c)触媒コンバータの下流側の排気は、充分混合され
ているため、排気中の酸素濃度はほぼ平衡状態に近いの
で、酸素濃度センサにより比較的正確に検出できる。(C) Since the exhaust gas on the downstream side of the catalytic converter is sufficiently mixed, the oxygen concentration in the exhaust gas is almost in an equilibrium state, so that it can be detected relatively accurately by the oxygen concentration sensor.
このため、2つの酸素濃度センサの検出信号に基づく
空燃比フィードバック制御(所謂、ダブル酸素濃度セン
サシステム)は、上流側酸素濃度センサの出力特性の悪
化を、下流側酸素濃度センサの検出信号により補正でき
る。すなわち、第9図に黒塗で示すように、ダブル酸素
濃度センサシステムでは、上流側酸素濃度センサの出力
特性が悪化しても、排気中の有害成分(HC,CO,NOx)の
排出量はほとんど増加せず、排気特性の悪化は見られな
い。一方、同図に白抜きで示すように、出力特性悪化時
のシングル酸素濃度センサシステムでは、排気中の有害
成分がかなり増加し、排気特性の悪化が顕著に現れる。
このように、ダブル酸素濃度センサシステムでは、下流
側酸素濃度センサの出力特性が安定していれば、良好な
排気特性が補償される。Therefore, the air-fuel ratio feedback control based on the detection signals of the two oxygen concentration sensors (so-called double oxygen concentration sensor system) corrects the deterioration of the output characteristics of the upstream oxygen concentration sensor by the detection signal of the downstream oxygen concentration sensor. it can. That is, as shown in black in FIG. 9, in the double oxygen concentration sensor system, even if the output characteristics of the upstream oxygen concentration sensor deteriorate, the emission amount of harmful components (HC, CO, NOx) in the exhaust gas is reduced. There is almost no increase, and no deterioration in exhaust characteristics is observed. On the other hand, as shown by a white outline in the figure, in the single oxygen concentration sensor system when the output characteristics are deteriorated, the harmful components in the exhaust are significantly increased, and the exhaust characteristics are significantly deteriorated.
Thus, in the double oxygen concentration sensor system, if the output characteristics of the downstream oxygen concentration sensor are stable, good exhaust characteristics are compensated.
上述のようなダブル酸素濃度センサシステムで、下流
側酸素濃度センサの検出信号による空燃比フィードバッ
ク制御実行中に、上流側酸素濃度センサの検出信号に基
づいて求めた空燃比補正係数FAFの制御定数、例えば、
リッチスキップ量、リーンスキップ量等を予め定められ
た所定補正量により、下流側酸素濃度センサの検出信号
に応じて、増減補正する技術が知られている。このよう
なものとして、例えば、「内燃機関の空燃比制御装置」
(特開昭61−234241号公報)等が提案されている。すな
わち、下流側空燃比センサの出力に応じて空燃比フィー
ドバック制御定数であるスキップ量を予め定められた一
定の補正量づつ増減補正し、該補正されたスキップ量を
用いて上流側空燃比センサの出力に応じた空燃比補正量
を演算して機関の空燃比を調整し、上流側空燃比センサ
の劣化に伴う応答速度の低下を防止する技術である。In the double oxygen concentration sensor system as described above, during the execution of the air-fuel ratio feedback control based on the detection signal of the downstream oxygen concentration sensor, the control constant of the air-fuel ratio correction coefficient FAF obtained based on the detection signal of the upstream oxygen concentration sensor, For example,
There is known a technique for increasing / decreasing a rich skip amount, a lean skip amount, and the like in accordance with a detection signal of a downstream oxygen concentration sensor by a predetermined correction amount. As such, for example, an “air-fuel ratio control device for an internal combustion engine”
(JP-A-61-234241) and the like have been proposed. That is, the skip amount, which is the air-fuel ratio feedback control constant, is increased or decreased by a predetermined constant correction amount in accordance with the output of the downstream air-fuel ratio sensor, and the upstream air-fuel ratio sensor is corrected using the corrected skip amount. This is a technique for calculating an air-fuel ratio correction amount according to the output to adjust the air-fuel ratio of the engine, thereby preventing a reduction in response speed due to deterioration of the upstream air-fuel ratio sensor.
[発明が解決しようとする課題] ところで、内燃機関の空燃比が希薄側(Lean)であ
り、かつ、三元触媒上流側の空燃比も希薄側(Lean)で
あるときは、下流側酸素濃度センサ検出信号に基づくス
キップ量の補正により、リッチスキップ量がリーンスキ
ップ量より大きな値に補正され、リッチスキップ量とリ
ーンスキップ量との非対称性が顕著になる場合がある。
このようなとき、触媒コンバータの上流側の排気の不充
分な混合により排気中の酸素濃度が不均一になると、上
流側酸素濃度センサと排気との接触状態によっては、該
上流側酸素濃度センサの検出信号が、所謂リーンスパイ
ク等のノイズ的な希薄側(Lean)信号を短周期で出力す
る場合がある。このように、上流側酸素濃度センサの検
出信号が、希薄側(Lean)と過濃側(Rich)との間で短
周期で反転したときは、非対称性の高いリーンスキップ
量およびリッチスキップ量を用いたスキップ補正によ
り、空燃比フィードバック制御量が何れか一方に過補正
されるので、制御精度の低下により排気浄化性能が悪化
し、排気中の有害成分排出量の増加を招くという問題点
があった。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is on the lean side (Lean) and the air-fuel ratio on the upstream side of the three-way catalyst is also on the lean side (Lean), the downstream oxygen concentration By correcting the skip amount based on the sensor detection signal, the rich skip amount is corrected to a value larger than the lean skip amount, and the asymmetry between the rich skip amount and the lean skip amount may become remarkable.
In such a case, if the oxygen concentration in the exhaust gas becomes uneven due to insufficient mixing of the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter, depending on the contact state between the upstream oxygen concentration sensor and the exhaust gas, In some cases, the detection signal outputs a lean signal (Lean) such as a so-called lean spike in a short cycle. As described above, when the detection signal of the upstream oxygen concentration sensor is inverted in a short cycle between the lean side (Lean) and the rich side (Rich), the lean skip amount and the rich skip amount with high asymmetry are reduced. Since the air-fuel ratio feedback control amount is overcorrected to either one by the skip correction used, there is a problem that the exhaust gas purification performance is deteriorated due to a decrease in control accuracy, and an increase in the amount of harmful components discharged in the exhaust gas is caused. Was.
また、上記のような、所謂リーンスパイク等のノイズ
的な信号を除去するため、上流側酸素濃度センサ検出信
号の判定時に、遅延時間を設けて該検出信号を安定化さ
せる、遅延時間処理も知られている。しかし、遅延時間
処理等では、遅延時間より長い反転周期を有するノイズ
的な信号の除去はできない。一方、広範囲の周期を有す
るノイズ除去のために、上記遅延時間を延長すると、空
燃比フィードバック制御の周波数低下により、制御の応
答性・追従性の悪化を招くという弊害を生じる。したが
って、遅延時間処理等による全てのノイズ的な信号の除
去は不可能であり、上記遅延時間処理も未だ充分なもの
ではなかった。In addition, in order to remove a noise-like signal such as a so-called lean spike as described above, a delay time process for stabilizing the upstream oxygen concentration sensor detection signal by providing a delay time when determining the detection signal is also known. Have been. However, in the delay time processing or the like, it is not possible to remove a noise-like signal having an inversion cycle longer than the delay time. On the other hand, if the above delay time is extended to remove noise having a wide range of cycles, the frequency of the air-fuel ratio feedback control is reduced, thereby causing a problem that control responsiveness and followability are deteriorated. Therefore, it is impossible to remove all noise-like signals by delay time processing or the like, and the delay time processing has not been sufficient yet.
本発明は、内燃機関の検出空燃比に基づく空燃比フィ
ードバック制御の応答性を損なうことなく、該検出空燃
比が希薄側(Lean)と過濃側(Rich)とを短周期で反転
したときでも、空燃比の過補正を好適に抑制可能な内燃
機関の空燃比制御装置の提供を目的とする。The present invention does not impair the responsiveness of the air-fuel ratio feedback control based on the detected air-fuel ratio of an internal combustion engine, even when the detected air-fuel ratio is reversed between a lean side and a rich side in a short cycle. It is another object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can appropriately suppress overcorrection of the air-fuel ratio.
発明の構成 [課題を解決するための手段] 上記目的を達成するためになされた本発明は、第1図
に例示するように、 内燃機関M1の排気通路に配設され、排気を浄化する三
元触媒M2と、 該三元触媒M2の上流側の排気中の特性成分濃度を検出
する上流側空燃比検出手段M3と、 上記三元触媒M2の下流側の排気中の特性成分濃度を検
出する下流側空燃比検出手段M4と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関M1
の空燃比を調節する空燃比調節手段M5と、 上記上流側空燃比検出手段M3の検出結果に基づいて、
上記内燃機関M2の空燃比の希薄側から過濃側への反転時
には該空燃比を希薄側へ迅速移行可能に、上記下流側空
燃比検出手段M4の検出結果に基づいて補正されるリーン
スキップ量で減少補正した制御量を、一方、上記内燃機
関M1の空燃比の過濃側から希薄側への反転時には該空燃
比を過濃側へ迅速移行可能に、上記下流側空燃比検出手
段M4の検出結果に基づいて補正されるリッチスキップ量
で増大補正した制御量を、上記空燃比調節手段M5に指令
する空燃比フィードバック制御手段M6と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置であって、 さらに、上記上流側空燃比検出手段M3の検出結果に基
づいて、上記空燃比の前回の希薄側反転時から今回の希
薄側反転時までの希薄側反転周期が、所定反転周期未満
である短周期反転状態にあるか否かを判定する判定手段
M7と、 該判定手段M7により短周期反転状態にあると判定され
たときは、上記リッチスキップ量を、上記下流側空燃比
検出手段M4の検出結果に基づく補正に係わらず上記空燃
比を微小変更可能なリッチスキップ量に変更し、上記制
御量の増大補正を行う、あるいは、上記リッチスキップ
量による上記制御量の増大補正を中止する変更手段M8
と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置
を要旨とするものである。Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The present invention made to achieve the above object is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine M1 to purify exhaust gas, as shown in FIG. A three-way catalyst M2; an upstream air-fuel ratio detecting means M3 for detecting a characteristic component concentration in exhaust gas on the upstream side of the three-way catalyst M2; and detecting a characteristic component concentration in exhaust gas on the downstream side of the three-way catalyst M2. According to the downstream air-fuel ratio detecting means M4 and the control amount externally commanded, the internal combustion engine M1
Air-fuel ratio adjusting means M5 for adjusting the air-fuel ratio of the air-fuel ratio, based on the detection result of the upstream air-fuel ratio detecting means M3,
When the air-fuel ratio of the internal combustion engine M2 is inverted from a lean side to a rich side, the lean skip amount is corrected based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection means M4 so that the air-fuel ratio can be quickly shifted to the lean side. On the other hand, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is inverted from the rich side to the lean side, the air-fuel ratio can be quickly shifted to the rich side when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is reversed. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio feedback control unit M6 that instructs the air-fuel ratio adjustment unit M5 with a control amount that is increased and corrected by a rich skip amount that is corrected based on a detection result. Further, based on the detection result of the upstream air-fuel ratio detection means M3, a short cycle in which the lean-side reversal cycle from the previous lean-side reversal to the present lean-side reversal of the air-fuel ratio is less than a predetermined reversal cycle. Determines if it is in the inverted state Judgment means
M7, when the determination means M7 determines that the vehicle is in the short-cycle inversion state, the rich skip amount is slightly changed regardless of the correction based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection means M4. Change means M8 for changing to a possible rich skip amount and performing the increase correction of the control amount, or canceling the increase correction of the control amount due to the rich skip amount.
And an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, characterized by comprising:
また、請求項2記載の発明は、上記構成に加えて、上
記空燃比フィードバック制御手段M6は、上記三元触媒の
下流側の空燃比が希薄側であり、かつ、上記制御量が所
定値を上回ったときには、上記下流側空燃比検出手段M4
の検出結果に基づくリーンスキップ量およびリッチスキ
ップ量の補正を中止するものである。Further, in the invention according to claim 2, in addition to the above configuration, the air-fuel ratio feedback control means M6 is configured such that the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst is lean, and the control amount is a predetermined value. If it exceeds, the downstream air-fuel ratio detecting means M4
The correction of the lean skip amount and the rich skip amount based on the detection result is stopped.
上流側空燃比検出手段M3とは、三元触媒M2の上流側の
排気中の特定成分濃度を検出するこのである。例えば、
周知の酸素濃度センサ、あるいは、リーンミクスチャセ
ンサ、もしくは、一酸化炭素(CO)センサ等の、各種ガ
スセンサにより実現できる。The upstream air-fuel ratio detecting means M3 detects the concentration of a specific component in exhaust gas on the upstream side of the three-way catalyst M2. For example,
It can be realized by various gas sensors such as a known oxygen concentration sensor, a lean mixture sensor, and a carbon monoxide (CO) sensor.
下流側空燃比検出手段M4とは、三元触媒M2の下流側の
排気中の特性成分濃度を検出するものである。例えば、
周知の酸素濃度センサ、あるいは、リーンミクスチャセ
ンサ、もしくは、一酸化炭素(CO)センサ等の、各種ガ
スセンサにより実現できる。The downstream air-fuel ratio detecting means M4 detects the concentration of a characteristic component in exhaust gas downstream of the three-way catalyst M2. For example,
It can be realized by various gas sensors such as a known oxygen concentration sensor, a lean mixture sensor, and a carbon monoxide (CO) sensor.
空燃比調節手段M5とは、外部から指令される制御量に
従って、内燃機関M1の空燃比を調節するものである。例
えば、燃料噴射量制御可能な燃料噴射弁、ブリードエア
流量制御可能な気化器、流量制御可能な2次空気導入装
置等により実現できる。The air-fuel ratio adjusting means M5 adjusts the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 according to a control amount commanded from the outside. For example, it can be realized by a fuel injection valve capable of controlling a fuel injection amount, a carburetor capable of controlling a bleed air flow rate, a secondary air introduction device capable of controlling a flow rate, and the like.
空燃比フィードバック制御手段M6とは、上流側空燃比
検出手段M3の検出結果に基づいて、内燃機関M1の空燃比
の希薄側から過濃側への反転時には空燃比を希薄側へ迅
速移行可能に、下流側空燃比検出手段M4の検出結果に基
づいて補正されるリーンスキップ量で減少補正した制御
量を、一方、内燃機関M1の空燃比の過濃側から希薄側へ
の反転時には空燃比を過濃側へ迅速移行可能に、下流側
空燃比検出手段M4の検出結果に基づいて補正されるリッ
チスキップ量で増大補正した制御量を、空燃比調節手段
M5に指令するものである。例えば、三元触媒の上流側と
下流側とに各々酸素濃度センサを備えた構成では、下流
側酸素濃度に基づいて変更補正される、リーンスキップ
量、リッチスキップ量、および上流側酸素濃度とから求
めた空燃比補正係数に基づいて燃料噴射量を決定して指
令するよう構成できる。The air-fuel ratio feedback control means M6 enables the air-fuel ratio to be quickly shifted to the lean side when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is reversed from the lean side to the rich side based on the detection result of the upstream side air-fuel ratio detecting means M3. The control amount reduced and corrected by the lean skip amount that is corrected based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection unit M4, while the air-fuel ratio is changed when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is inverted from the rich side to the lean side. The control amount increased and corrected by the rich skip amount corrected based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection unit M4 so that the air-fuel ratio can be quickly shifted to the rich side
It instructs M5. For example, in the configuration in which the oxygen concentration sensors are provided on the upstream side and the downstream side of the three-way catalyst, respectively, the lean skip amount, the rich skip amount, and the upstream oxygen concentration are changed and corrected based on the downstream oxygen concentration. The fuel injection amount may be determined based on the obtained air-fuel ratio correction coefficient and commanded.
判定手段M7とは、上流側空燃比検出手段M3の検出結果
に基づいて、空燃比の前回の希薄側反転時から今回の希
薄側反転時までの希薄側反転周期が、所定反転周期未満
である短周期反転状態にあるか否かを判定するものであ
る。例えば、前回希薄側反転時から今回希薄側反転時ま
での時間をカウンタにより計時するよう構成できる。The determination unit M7 is configured such that, based on the detection result of the upstream air-fuel ratio detection unit M3, the lean-side inversion cycle from the previous lean-side inversion of the air-fuel ratio to the current lean-side inversion is less than the predetermined inversion cycle. This is to determine whether or not a short-cycle inversion state exists. For example, the counter can measure the time from the previous lean-side inversion to the present lean-side inversion.
変更手段M8とは、判定手段M7により短周期反転状態に
あると判定されたときは、リッチスキップ量を、下流側
空燃比検出手段M4の検出結果に基づく補正に係わらず空
燃比を微小変更可能なリッチスキップ量に変更し、制御
量の増大補正を行う、あるいは、リッチスキップ量によ
る制御量の増大補正を中止するものである。例えば、リ
ッチスキップ量に変えてリッチスキップ量の値より小さ
い積分項による制御量の増大補正を行うよう構成でき、
あるいは、リッチスキップ量を値0にしてリッチスキッ
プ量による制御量の増大補正を中止するよう構成でき
る。The changing means M8 can slightly change the air-fuel ratio regardless of the correction based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detecting means M4 when the determining means M7 determines that the short cycle inversion state is established. In this case, the correction amount is changed to the rich skip amount and the control amount is increased, or the increase in the control amount due to the rich skip amount is stopped. For example, instead of the rich skip amount, the control amount can be increased and corrected by an integral term smaller than the rich skip amount value.
Alternatively, the rich skip amount may be set to the value 0, and the increase correction of the control amount due to the rich skip amount may be stopped.
上記空燃比フィードバック制御手段M6、判定手段M7お
よび変更手段M8は、例えば、各々独立したディスクリー
トな論理回路により実現できる。また、例えば、周知の
CPUを始めとしてROM,RAMおよびその他の周辺回路素子と
共に論理演算回路として構成され、予め定められた処理
手順に従って上記各手段を実現するものであってもよ
い。The air-fuel ratio feedback control means M6, the determination means M7, and the change means M8 can be realized by, for example, independent and independent logic circuits. Also, for example, the well-known
It may be configured as a logical operation circuit together with a CPU, a ROM, a RAM, and other peripheral circuit elements, and may realize the above-described units according to a predetermined processing procedure.
[作用] 本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、第1図に例示
するように、内燃機関M1の排気通路に介装された三元触
媒M2上流の上流側空燃比検出手段M3の検出結果に基づい
て、上記内燃機関M1の空燃比の希薄側から過濃側への反
転時には該空燃比を希薄側へ迅速移行可能に、上記下流
側空燃比検出手段M4の検出結果に基づいて補正されるリ
ーンスキップ量で減少補正した制御量を、一方、上記内
燃機関M1の空燃比の過濃側から希薄側への反転時には該
空燃比を過濃側へ迅速移行可能に、下流側空燃比検出手
段M4の検出結果に基づいて補正されるリッチスキップ量
で増大補正した制御量を、空燃比フィードバック制御手
段M6が空燃比調節手段M5に指令するに際し、上記上流側
空燃比検出手段M3の検出結果に基づいて、上記空燃比の
前回の希薄側反転時から今回の希薄側反転時までの希薄
側反転周期が、所定反転周期未満である短周期反転状態
にあると判定手段M7により判定されたときは、変更手段
M8が、上記リッチスキップ量を、上記下流側空燃比検出
手段M4の検出結果に基づく補正に係わらず上記空燃比を
微小変更可能なリッチスキップ量に変更し、上記制御量
の増大補正を行う、あるいは、上記リッチスキップ量に
よる上記制御量の増大補正を中止するように働く。[Operation] As shown in FIG. 1, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine of the present invention detects the air-fuel ratio detection means M3 upstream of the three-way catalyst M2 provided in the exhaust passage of the internal combustion engine M1. Based on the result, the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is corrected based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection means M4 so that the air-fuel ratio can be quickly shifted to the lean side when the air-fuel ratio is reversed from the lean side to the rich side. On the other hand, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is reversed from the rich side to the lean side, the air-fuel ratio can be quickly shifted to the rich side when the air-fuel ratio of the internal combustion engine M1 is reversed. When the air-fuel ratio feedback control unit M6 instructs the air-fuel ratio adjustment unit M5 to increase the control amount increased by the rich skip amount corrected based on the detection result of the detection unit M4, the detection of the upstream air-fuel ratio detection unit M3 is performed. Based on the result, the previous lean-side inversion of the air-fuel ratio From a dilute side reversal period to the current lean side when reversing it is, when it is determined by the determining means M7 in the short-period inversion state is less than a predetermined inversion period, changing means
M8 changes the rich skip amount to a rich skip amount capable of minutely changing the air-fuel ratio regardless of the correction based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection unit M4, and performs the increase correction of the control amount. Alternatively, it works to stop the increase correction of the control amount due to the rich skip amount.
すなわち、空燃比の過濃側から希薄側への反転時にお
いて、空燃比を調節する制御量の補正に際し、希薄側反
転周期が所定反転周期以上のときは、リッチスキップ量
により空燃比を迅速に目標側に移行させ、一方、希薄側
反転周期が所定反転周期未満のときは、上記リッチスキ
ップ量を、空燃比を微小変更可能なリッチスキップ量に
変更し、上記制御量の増大補正を行い、あるいは、上記
リッチスキップ量による上記制御量の増大補正を中止し
て、空燃比を徐々に目標側に移行させるのである。That is, during the reversal of the air-fuel ratio from the rich side to the lean side, when correcting the control amount for adjusting the air-fuel ratio, if the lean-side reversal cycle is equal to or longer than the predetermined reversal cycle, the air-fuel ratio is quickly increased by the rich skip amount. When the lean side reversal cycle is shorter than the predetermined reversal cycle, the rich skip amount is changed to a rich skip amount capable of minutely changing the air-fuel ratio, and the control amount is increased and corrected. Alternatively, the increase correction of the control amount based on the rich skip amount is stopped, and the air-fuel ratio is gradually shifted to the target side.
従って、本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、空燃
比検出結果が希薄側と過濃側とを短周期で反転するとき
でも、空燃比の過補正を制御するよう働く。Therefore, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine of the present invention functions to control over-correction of the air-fuel ratio even when the air-fuel ratio detection result reverses the lean side and the rich side in a short cycle.
以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。As described above, the technical problems of the present invention are solved by the operation of each component of the present invention.
[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例であるエンジンの空燃比制御
装置のシステム構成を第2図に示す。[Embodiment] Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a system configuration of an air-fuel ratio control device for an engine according to an embodiment of the present invention.
同図に示すように、エンジンの空燃比制御装置1は、
エンジン2およびこれを制御する電子制御装置(以下、
単にECUと呼ぶ。)3から構成されている。As shown in the figure, the air-fuel ratio control device 1 for the engine
The engine 2 and an electronic control device for controlling the engine 2
Simply called ECU. ) 3).
エンジン2は、シリンダ4、ピストン5およびシリン
ダヘッド6から燃焼室7を形成し、該燃焼室7には点火
プラグ8が配設されている。In the engine 2, a combustion chamber 7 is formed from a cylinder 4, a piston 5 and a cylinder head 6, and an ignition plug 8 is provided in the combustion chamber 7.
該エンジン2の吸気系は、上記燃焼室7と吸気バルブ
9を介して連通する吸気ポート10、吸気管11、吸入空気
の脈動を吸収するサージタンク12、アクセルペダル13に
連動して吸入空気量を調節するスロットルバルブ14およ
びエアクリーナ15から構成されている。The intake system of the engine 2 includes an intake port 10 communicating with the combustion chamber 7 via an intake valve 9, an intake pipe 11, a surge tank 12 for absorbing pulsation of intake air, and an intake air amount in conjunction with an accelerator pedal 13. The throttle valve 14 and the air cleaner 15 adjust the pressure.
上記エンジン2の排気系は、上記燃焼室7と排気バル
ブ16を介して連通する排気ポート17、排気マニホールド
18、三元触媒を充填した触媒コンバータ19および排気管
20から構成されている。The exhaust system of the engine 2 includes an exhaust port 17 communicating with the combustion chamber 7 via an exhaust valve 16, an exhaust manifold.
18, catalytic converter 19 filled with three-way catalyst 19 and exhaust pipe
Consists of 20.
上記エンジン2の点火系は、点火に必要な高電圧を出
力するイグニッションコイルを備えたイグナイタ21およ
び図示しないクランク軸に連動して上記イグナイタ21で
発生した高電圧を点火プラグに分配供給するディストリ
ビュータ22より構成されている。The ignition system of the engine 2 includes an igniter 21 having an ignition coil for outputting a high voltage required for ignition, and a distributor 22 for distributing and supplying a high voltage generated by the igniter 21 to a spark plug in conjunction with a crankshaft (not shown). It is composed of
上記エンジン2の燃料系統は、燃料を貯蔵するための
フューエルタンク23、該燃料を圧送するフューエルポン
プ24、圧送された燃料を上記吸気ポート10近傍に噴射す
る電磁式の燃焼噴射弁25から構成されている。The fuel system of the engine 2 includes a fuel tank 23 for storing fuel, a fuel pump 24 for pumping the fuel, and an electromagnetic combustion injection valve 25 for injecting the pumped fuel near the intake port 10. ing.
エンジンの空燃比制御装置1は検出器として、上述し
た吸気管11のスロットルバルブ14上流側に設けられて吸
入空気量を計測するエアフロメータ31、該エアフロメー
タ31内部に設けられて吸入空気温度を測定する吸気温セ
ンサ32、上記スロットルバルブ14に連動して該スロット
ルバルブ14の開度を検出するスロットルポジションセン
サ33、上記スロットルバルブ14の全閉状態を検出するア
イドルスイッチ34、シリンダブロック4aの冷却系統に配
設されて冷却水温度を検出する水温センサ35、排気マニ
ホールド18内に設けられて上記触媒コンバータ19に流入
する前の排気中の残存酸素濃度を検出する上流側酸素濃
度センサ36、排気管20内に設けられて上記触媒コンバー
タ19から流出した排気中の残存酸素濃度を検出する下流
側酸素濃度センサ37、上述したディストリビュータ22の
カムシャフトの1回転毎に、すなわち、図示しないクラ
ンク軸の2回転毎に基準信号を出力する気筒判別センサ
38、上記ディストリビュータ22のカムシャフトの1/24回
転毎に、すなわち、クランク角0°から30°の整数倍毎
に回転角信号を出力する回転速度センサを兼ねた回転角
センサ39を備えている。The air-fuel ratio control device 1 of the engine is provided as a detector at an upstream side of the throttle valve 14 of the above-described intake pipe 11 to measure an intake air amount, and is provided inside the air flow meter 31 to detect the intake air temperature. An intake air temperature sensor 32 to be measured, a throttle position sensor 33 that detects the opening of the throttle valve 14 in conjunction with the throttle valve 14, an idle switch 34 that detects a fully closed state of the throttle valve 14, and cooling of the cylinder block 4a. A water temperature sensor 35 disposed in the system to detect a cooling water temperature, an upstream oxygen concentration sensor 36 provided in the exhaust manifold 18 to detect a residual oxygen concentration in exhaust gas before flowing into the catalytic converter 19, and an exhaust gas A downstream oxygen concentration sensor 37 provided in the pipe 20 for detecting the concentration of residual oxygen in the exhaust gas flowing out of the catalytic converter 19, For each rotation of the camshaft of the string Byuta 22, i.e., the cylinder discrimination sensor for outputting a reference signal every two rotations of the crank shaft (not shown)
38, a rotation angle sensor 39 also serving as a rotation speed sensor that outputs a rotation angle signal every 1/24 rotation of the camshaft of the distributor 22, that is, every integer multiple of the crank angle from 0 ° to 30 °. .
上記各センサおよびスイッチの検出信号はECU3に入力
され、該ECU3はエンジン2を制御する。ECU3は、CPU3a,
ROM3b,RAM3c,バックアップRAM3d,タイマ3eを中心に論理
演算回路として構成され、コモンバス3fを介して入出力
ポート3gに接続されて外部との入出力を行なう。CPU3a
は、上述したエアフロメータ31、吸気温センサ32、スロ
ットルポジションセンサ33の検出信号をA/D変換器3hお
よび入出力ポート3gを介して、アイドルスイッチ34の検
出信号を入出力ポート3gを介して、気筒判別センサ38、
回転角センサ39の検出信号を波形整形回路3iおよび入出
力ポート3gを介して、水温センサ35、上流側酸素濃度セ
ンサ36、下流側酸素濃度センサ37の検出信号をA/D変換
器3jおよび入出力ポート3gを介して、各々入力する。一
方、CPU3aは、入出力部3gおよび駆動回路3mを介してイ
グナイタ21を駆動制御する。さらに、CPU3aは入出力部3
g、ダウンカウンタ3n、フリップフロップ回路3pおよび
駆動回路3rを介して燃料噴射弁25を駆動制御する。すな
わち、CPU3aで算出された燃料噴射量TAUに相当する値が
ダウンカウンタ3nにプリセットされると共に、フリップ
フロップ回路3pもセットされる。このため、駆動回路3r
が燃料噴射弁25を開弁し、燃料噴射が開始される。一
方、ダウンカウンタ3nがクロック信号を計数し、最後に
そのキャリアウト端子がハイレベル(1)になると、フ
リップフロップ回路3pがセットされて駆動回路3rは燃料
噴射弁25を閉弁し、燃料噴射が終了する。このように、
燃料噴射量TAUに応じた量の燃料がエンジン2に供給さ
れる。なお、上記ECU3は、イグニッションスイッチ40を
介して車載バッテリ41から電力の供給を受けて作動す
る。また、上記バックアップRAM3dは、イグニッション
スイッチ40を介さず、図示しない経路より電力が供給さ
れ、イグニッションスイッチ40の状態にかかわらず記憶
内容が保持される様に構成されている。The detection signals of the above sensors and switches are input to the ECU 3, which controls the engine 2. ECU3 is CPU3a,
The ROM 3b, the RAM 3c, the backup RAM 3d, and the timer 3e are mainly configured as a logical operation circuit, and are connected to the input / output port 3g via the common bus 3f to perform input / output with the outside. CPU3a
The detection signals of the air flow meter 31, the intake air temperature sensor 32, and the throttle position sensor 33 described above are output through the A / D converter 3h and the input / output port 3g, and the detection signal of the idle switch 34 is output through the input / output port 3g. , Cylinder discrimination sensor 38,
The detection signal of the rotation angle sensor 39 is input to the A / D converter 3j and input to the detection signal of the water temperature sensor 35, the upstream oxygen concentration sensor 36, and the downstream oxygen concentration sensor 37 via the waveform shaping circuit 3i and the input / output port 3g. Input each through the output port 3g. On the other hand, the CPU 3a controls the drive of the igniter 21 via the input / output unit 3g and the drive circuit 3m. Further, the CPU 3a is an input / output unit 3
g, the drive control of the fuel injection valve 25 via the down counter 3n, the flip-flop circuit 3p and the drive circuit 3r. That is, a value corresponding to the fuel injection amount TAU calculated by the CPU 3a is preset in the down counter 3n, and the flip-flop circuit 3p is also set. Therefore, the driving circuit 3r
Opens the fuel injection valve 25, and fuel injection is started. On the other hand, when the down counter 3n counts the clock signal and the carry-out terminal finally becomes high level (1), the flip-flop circuit 3p is set, and the drive circuit 3r closes the fuel injection valve 25, and Ends. in this way,
An amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is supplied to the engine 2. Note that the ECU 3 operates by receiving power supply from the vehicle-mounted battery 41 via the ignition switch 40. The backup RAM 3d is configured such that power is supplied from a path (not shown) without passing through the ignition switch 40, and the stored contents are retained regardless of the state of the ignition switch 40.
次に、上記ECU3の実行する第1の空燃比フィードバッ
ク制御処理を第3図(1),(2)の、第2の空燃比フ
ィードバック制御処理を第4図(1),(2)の、燃料
噴射制御処理を第5図の、各フローチャートに基づいて
説明する。Next, the first air-fuel ratio feedback control process executed by the ECU 3 is shown in FIGS. 3 (1) and (2), and the second air-fuel ratio feedback control process is shown in FIGS. 4 (1) and (2). The fuel injection control process will be described with reference to each flowchart in FIG.
まず、第1の空燃比フィードバック制御処理を第3図
(1),(2)に示すフローチャートに基づいて説明す
る。本第1の空燃比フィードバック制御処理は、ECU3の
起動後、所定時間(例えば、4[msec])毎に実行され
る。まず、ステップ102では、既述した各センサの検出
信号に基づく各データを読み込む処理が行われる。続く
ステップ104では、第1の空燃比フィードバック制御実
行条件が成立するか否かを判定し、肯定判断されるとス
テップ106に進み、一方、否定判断されると、空燃比補
正係数FAFの値を前回の制御終了時の値とし、一旦、本
第1の空燃比フィードバック制御処理を終了する。な
お、空燃比補正係数FAFの値を、一定値、前回の制御終
了までの平均値、バックアップRAM3dに記憶されている
学習値等に設定しても良い。ここで、例えば、冷却水温
度THWが所定温度(例えば、60[℃])以下のとき、始
動状態、始動後増量中、暖機増量中、加速増量(非同期
噴射)中、パワー増量中、上流側酸素濃度センサ36の出
力信号V1が一度も第1の比較電圧VR1を横切っていない
とき、等は何れも第1の空燃比フィードバック制御実行
条件不成立である。上記各条件に該当しない、第1の空
燃比フィードバック制御実行条件成立時に実行されるス
テップ106では、上流側酸素濃度センサ36の検出信号V1
をA/D変換して読み込む処理が行われる。続くステップ1
08では、リーン反転周期カウンタCRSLの計数値に値1を
加算する処理が行われる。次にステップ110に進み、上
流側酸素濃度センサ36の検出信号V1が第1の比較電圧VR
1(例えば、0.45[V])を上回るか否かを判定し、肯
定判断されると空燃比が過濃側(Rich)であるとしてス
テップ130に、一方、否定判断されると空燃比が希薄側
(Lean)であるとしてステップ112に各々進む。空燃比
が希薄側(Lean)であるときに実行されるステップ112
では、空燃比フラグF1を値0にリセットする処理が行わ
れる。続くステップ114では、空燃比フラグF1の値が反
転したか否かを判定し、肯定判断されるとステップ118
に、一方、否定判断されるとステップ116に、各々進
む。空燃比フラグF1の値が反転しないときに実行される
ステップ116では、空燃比補正計数FAFにリッチ積分定数
KIRを加算して徐々に増加させる処理を行った後、ステ
ップ140に進む。一方、空燃比フラブF1の値が反転した
ときに実行されるステップ118では、リーン反転周期カ
ウンタCRSLの計数値が判定値a(α[msec]に相当)未
満であるか否かを判定し、肯定判断されるとステップ12
0に、一方、否定判断されるとステップ126に進む。空燃
比が前回希薄側(Lean)に反転してから今回希薄側(Le
an)に反転するまで未だ充分時間が経過していないとき
に実行されるステップ120では、リーン反転周期カウン
タCRSLを値0にクリアする処理が行われる。続くステッ
プ122では、今回の反転がリーンスパイクによるものと
して、空燃比補正係数FAFにリッチ積分定数KIRを加算し
て徐々に増加させる処理を行った後、ステップ124に進
む。ステップ124では、スキップ補正中止制御実行フラ
グFRSLを値1にセットする処理を行った後、ステップ14
0に進む。一方、上記ステップ118で、空燃比が前回希薄
側(Lean)に反転してから今回希薄側(Lean)に反転す
るまで既に充分時間が経過したと判定されたときに実行
されるステップ126では、空燃比補正係数FAFにリッチス
キップ量RSRを加算してスキップ的に増加させる処理が
行われる。続くステップ127では、リーン反転周期カウ
ンタCRSLを値0にクリアする処理を行った後、ステップ
140に進む。First, the first air-fuel ratio feedback control process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The first air-fuel ratio feedback control process is executed every predetermined time (for example, 4 [msec]) after the ECU 3 is started. First, in step 102, a process of reading each data based on the detection signal of each sensor described above is performed. In the following step 104, it is determined whether or not the first air-fuel ratio feedback control execution condition is satisfied. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 106. If the determination is negative, the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is changed. The first air-fuel ratio feedback control process is temporarily terminated by setting the value at the end of the previous control. Note that the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF may be set to a constant value, an average value up to the end of the previous control, a learning value stored in the backup RAM 3d, or the like. Here, for example, when the cooling water temperature THW is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 60 [° C.]), the starting state, during the increase after the start, during the warm-up increase, during the acceleration increase (asynchronous injection), during the power increase, and during the upstream increase When the output signal V1 of the side oxygen concentration sensor 36 has never crossed the first comparison voltage VR1, the conditions for executing the first air-fuel ratio feedback control are not satisfied. In step 106, which is executed when the first air-fuel ratio feedback control execution condition that does not correspond to the above conditions is satisfied, the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36
Is A / D converted and read. Next step 1
At 08, a process of adding the value 1 to the count value of the lean inversion cycle counter CRSL is performed. Next, the routine proceeds to step 110, where the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36 is set to the first comparison voltage VR.
1 (for example, 0.45 [V]) is determined. If the determination is affirmative, the air-fuel ratio is determined to be on the rich side (Rich), and the routine proceeds to step 130. If the determination is negative, the air-fuel ratio is lean. It proceeds to step 112 as it is the side (Lean). Step 112 executed when the air-fuel ratio is on the lean side (Lean)
Then, a process of resetting the air-fuel ratio flag F1 to a value of 0 is performed. In the following step 114, it is determined whether or not the value of the air-fuel ratio flag F1 has been inverted.
On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 116. In step 116 executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is not inverted, a rich integration constant is added to the air-fuel ratio correction coefficient FAF.
After performing the process of adding and increasing the KIR gradually, the process proceeds to step 140. On the other hand, in step 118 executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is inverted, it is determined whether or not the count value of the lean inversion cycle counter CRSL is less than a determination value a (corresponding to α [msec]). If affirmative, step 12
On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 126. Since the air-fuel ratio was inverted to the lean side (Lean) last time, the lean side (Le
In step 120, which is executed when a sufficient time has not yet passed until inversion to an), a process of clearing the lean inversion cycle counter CRSL to a value of 0 is performed. In the subsequent step 122, assuming that the current reversal is due to a lean spike, a process of gradually increasing the value by adding the rich integration constant KIR to the air-fuel ratio correction coefficient FAF is performed, and then proceeds to step 124. In step 124, after performing a process of setting the skip correction suspension control execution flag FRSL to a value of 1, step 14
Go to 0. On the other hand, in step 126, which is executed when it is determined in step 118 that sufficient time has already passed from when the air-fuel ratio was inverted to the lean side (Lean) last time to when it was now inverted to the lean side (Lean), A process is performed in which the rich skip amount RSR is added to the air-fuel ratio correction coefficient FAF to increase in a skip manner. In the following step 127, a process of clearing the lean inversion cycle counter CRSL to a value of 0 is performed.
Go to 140.
一方、上記ステップ110で、空燃比が過濃側(Rich)
であると判定されたときに実行されるステップ130で
は、空燃比フラグF1を値1にセットする処理が行われ
る。続くステップ132では、空燃比フラグF1の値が反転
したか否かを判定し、肯定判断されるとステップ136
に、一方、否定判断されるとステップ134に、各々進
む。空燃比フラグF1の値が反転しないときに実行される
ステップ134では、空燃比補正係数FAFからリーン積分定
数KILを減算して徐々に減少させる処理を行った後、ス
テップ140に進む。一方、空燃比フラグF1の値が反転し
たときに実行されるステップ136では、空燃比補正係数F
AFからリーンスキップ量RSLを減算してスキップ的に減
少させた後、ステップ140に進む。ここで、両積分定数K
IR,KILは、両スキップ量RSR,RSLに比較して充分小さく
設定されている。従って、ステップ126,136では燃料噴
射量は迅速に増減補正され、一方、ステップ116,122,13
4では燃料噴射量は徐々に増減補正される。続くステッ
プ140,142では、上記空燃比補正係数FAFの値を、例え
ば、最大値1.2以下に制限し、さらに、続くステップ14
4,146では、最小値0.8以上に制限し、空燃比補正係数の
値FAFが何等かの原因により過大、あるいは、過小にな
った場合でも、空燃比のオーバリッチ状態、もしくは、
オーバリーン状態への移行を防止する。次にステップ14
8に進み、上記のように算出された空燃比補正係数FAFを
RAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶した後、一旦、本
第1の空燃比フィードバック制御処理を終了する。以
後、本第1の空燃比フィードバック制御処理は所定時間
毎に、上記ステップ102〜148を繰り返して実行する。On the other hand, in step 110, the air-fuel ratio is shifted to the rich side (Rich).
In step 130, which is executed when it is determined that the air-fuel ratio has been set, the process of setting the air-fuel ratio flag F1 to the value 1 is performed. In the following step 132, it is determined whether or not the value of the air-fuel ratio flag F1 has been inverted.
On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 134. In step 134, which is executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is not inverted, a process is performed in which the lean integration constant KIL is subtracted from the air-fuel ratio correction coefficient FAF to gradually decrease the value, and then the process proceeds to step 140. On the other hand, in step 136 executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is inverted, the air-fuel ratio correction coefficient F
After the lean skip amount RSL is subtracted from the AF to decrease in a skip manner, the process proceeds to step 140. Where both integral constants K
IR and KIL are set sufficiently smaller than the two skip amounts RSR and RSL. Accordingly, in steps 126 and 136, the fuel injection amount is rapidly increased or decreased, while
In 4, the fuel injection amount is gradually increased or decreased. In the following steps 140 and 142, the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is limited to, for example, a maximum value of 1.2 or less.
In 4,146, the minimum value is restricted to 0.8 or more, and even if the value FAF of the air-fuel ratio correction coefficient is excessively large or small for some reason, the air-fuel ratio is over-rich, or
Prevent transition to Ovaline state. Then step 14
8 and calculate the air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated as described above.
After the data is stored in the RAM 3c and the backup RAM 3d, the first air-fuel ratio feedback control process is temporarily ended. Thereafter, the first air-fuel ratio feedback control process repeats the above steps 102 to 148 at predetermined time intervals.
次に、第2の空燃比フィードバック制御処理について
説明する。第2の空燃比フィードバック制御処理は、第
1の空燃比フィードバック制御処理の制御定数であるス
キップ量RSR,RSLを変更する制御を行なうものである。Next, the second air-fuel ratio feedback control process will be described. The second air-fuel ratio feedback control process performs control for changing skip amounts RSR and RSL, which are control constants of the first air-fuel ratio feedback control process.
本実施例で実行される第2の空燃比フィードバック制
御処理を第4図(1),(2)に示すフローチャートに
基づいて説明する。本第2の空燃比フィードバック制御
処理は、ECU3の起動後、所定時間(例えば、512[mse
c])毎に実行され、スキップ量RSR,RSLを補正演算す
る。まず、ステップ202では、既述した各センサの検出
信号に基づく各データを読み込む処理が行われる。続く
ステップ204では、空燃比フィードバック制御処理実行
条件が成立するか否かを判定し、肯定判断されるとステ
ップ206に進み、一方、否定判断されると前回の処理で
算出したスキップ量RSR,RSLの値をRAM3cおよびバックア
ップRAM3dに記憶した後、一旦、本第2の空燃比フィー
ドバック制御処理を終了する。The second air-fuel ratio feedback control process executed in this embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 (1) and 4 (2). The second air-fuel ratio feedback control process is performed for a predetermined time (for example, 512 [mse
c]), and the skip amounts RSR and RSL are corrected and calculated. First, in step 202, a process of reading each data based on the detection signal of each sensor described above is performed. In the following step 204, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback control process execution condition is satisfied. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 206. If the determination is negative, the skip amounts RSR, RSL calculated in the previous process are determined. Is stored in the RAM 3c and the backup RAM 3d, and then the second air-fuel ratio feedback control process is temporarily terminated.
上記ステップ204で、例えば、冷却水温度THWが所定温
度(例えば、60[℃])以下のとき、始動状態、始動後
増量中、暖機増量中、加速増量(非同期噴射)中、パワ
ー増量中、上流側酸素濃度センサ36の検出信号V1が一度
も第1の比較電圧VR1を横切っていないとき、等は何れ
も空燃比フィードバック制御処理実行条件不成立であ
る。上記各条件に該当しない、空燃比フィードバック制
御処理実行条件成立時にはステップ206に進む。ステッ
プ206では冷却水温度THWが所定温度(例えば、70
[℃])以上であるか否か、ステップ208ではスロット
ルバルブ14が非全閉状態であるか否か、ステップ210で
は下流側酸素濃度センサ37が活性状態に有るか否か、ス
テップ212では下流側酸素濃度センサ37が正常であるか
否か、ステップ214ではエンジン2の負荷が所定負荷X1
以上有るか否か、を各々判定し、全てのステップで肯定
判断されると、第2の空燃比フィードバック制御処理実
行条件が成立するとしてステップ220以下に進み、一
方、何れか一つのステップで否定判断されると第2の空
燃比フィードバック制御処理実行条件が成立しないもの
として、前回の処理で算出したスシップ量RSR,RSLの値
をRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶した後、一旦、
本第2の空燃比フィードバック制御処理を終了する。In the above step 204, for example, when the cooling water temperature THW is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 60 [° C.]), the starting state, during the post-start increasing, during the warm-up increasing, during the acceleration increasing (asynchronous injection), during the power increasing. When the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36 has never crossed the first comparison voltage VR1, the conditions for executing the air-fuel ratio feedback control process are not satisfied. When the air-fuel ratio feedback control processing execution condition that does not correspond to the above conditions is satisfied, the process proceeds to step 206. In step 206, the cooling water temperature THW is set to a predetermined temperature (for example, 70
[° C.]) or more, at step 208, whether or not the throttle valve 14 is not fully closed, at step 210, whether or not the downstream oxygen concentration sensor 37 is in an active state, and at step 212, whether or not the downstream oxygen concentration sensor 37 is active. In step 214, it is determined whether the side oxygen concentration sensor 37 is normal or not.
It is determined whether or not there is more than one, and if affirmative determination is made in all the steps, it is determined that the second air-fuel ratio feedback control processing execution condition is satisfied, and the process proceeds to step 220 and subsequent steps. When it is determined that the second air-fuel ratio feedback control process execution condition is not satisfied, the values of the ship amounts RSR and RSL calculated in the previous process are stored in the RAM 3c and the backup RAM 3d, and then temporarily
The second air-fuel ratio feedback control process ends.
第2の空燃比フィードバック制御処理実行条件成立時
に実行されるステップ220では、下流側酸素濃度センサ3
7の検出信号V2をA/D変換して読み込む処理が行われる。
続くステップ221では、前回の処理で算出した空燃比補
正係数FAF、スキップ量RSR,RSLの値を読み込む処理が行
われる。次にステップ222に進み、下流側酸素濃度セン
サ37の検出信号V2が第2の比較電圧VR2(例えば、0.55
[V])を上回るか否かを判定し、肯定判断されると空
燃比が過濃側(Rich)であるとしてステップ244に、一
方、否定判断されると空燃比が希薄側(Lean)であると
してステップ223に各々進む。空燃比が希薄側(Lean)
であるときに実行されるステップ223では、空燃比補正
係数FAFの値が1.0を上回るか否かを判定し、肯定判断さ
れると、前回の処理で算出したスキップ量RSR,RSLの値
をRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶した後、一旦、
本第2の空燃比フィードバック制御処理を終了し、一
方、否定判断されるとステップ224以下に進む。In step 220 executed when the second air-fuel ratio feedback control processing execution condition is satisfied, the downstream oxygen concentration sensor 3
The process of A / D converting and reading the detection signal V2 of 7 is performed.
In the following step 221, a process of reading the values of the air-fuel ratio correction coefficient FAF and the skip amounts RSR and RSL calculated in the previous process is performed. Next, the routine proceeds to step 222, where the detection signal V2 of the downstream oxygen concentration sensor 37 is changed to the second comparison voltage VR2 (for example, 0.55
[V]), and if affirmatively determined, the air-fuel ratio is determined to be on the rich side (Rich), and the process proceeds to step 244. If negatively determined, the air-fuel ratio is determined on the lean side (Lean). If so, the process proceeds to step 223. Air-fuel ratio is lean side (Lean)
In step 223 executed when is, it is determined whether or not the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF exceeds 1.0, and if a positive determination is made, the values of the skip amounts RSR and RSL calculated in the previous process are stored in the RAM 3c. And after storing it in the backup RAM 3d,
The second air-fuel ratio feedback control process ends, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 224 and subsequent steps.
空燃比補正係数FAFの値が1.0以下、かつ、空燃比が希
薄側(Lean)であるときに実行されるステップ224で
は、リッチスキップ量RSRの値にスキップ補正量ΔRSを
加算し、続くステップ226,228で該リッチスキップ量RSR
の値を最大値RMAX以下の量に制限し、さらに、ステップ
230では、リーンスキップ量RSLの値からスキップ補正量
ΔRSを減算し、続くステップ232,234で該リーンスキッ
プ量RSLの値を最小値LMIN以上の量に制限する。ここ
で、例えば、最大値は7.5[%]、最小値は2.5[%]で
ある。なお、最大値は空燃比の変動によりドライバビリ
ティが悪化しない範囲の値であり、最小値は過渡追従性
が低下しない範囲の値である。このように、リッチスキ
ップ量RSRを増加補正すると共に、リーンスキップ量RSL
を減少補正して空燃比を過濃側(Lich)に移行させ易く
する。続くステップ236では、上記のように補正したリ
ッチスキップ量RSR、リーンスキップ量RSLおよび空燃比
補正係数FAFをRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶す
る処理が行われる。次にステップ260に進み、スキップ
補正中止制御実行フラグFRSLを値0にリセットする処理
を行った後、一旦、本第2の空燃比フィードバック制御
処理を終了する。In step 224 executed when the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is equal to or less than 1.0 and the air-fuel ratio is on the lean side (Lean), the skip correction amount ΔRS is added to the value of the rich skip amount RSR, and the following steps 226 and 228 And the rich skip amount RSR
Is limited to an amount equal to or less than the maximum value RMAX.
In 230, the skip correction amount ΔRS is subtracted from the value of the lean skip amount RSL, and in subsequent steps 232 and 234, the value of the lean skip amount RSL is limited to an amount equal to or more than the minimum value LMIN. Here, for example, the maximum value is 7.5 [%] and the minimum value is 2.5 [%]. Note that the maximum value is a value in a range where drivability does not deteriorate due to a change in the air-fuel ratio, and the minimum value is a value in a range where the transient followability does not decrease. In this way, the rich skip amount RSR is increased and corrected, and the lean skip amount RSL is corrected.
Is reduced and the air-fuel ratio is easily shifted to the rich side (Lich). In the following step 236, a process of storing the rich skip amount RSR, the lean skip amount RSL, and the air-fuel ratio correction coefficient FAF corrected as described above in the RAM 3c and the backup RAM 3d is performed. Next, the routine proceeds to step 260, where the processing for resetting the skip correction suspension control execution flag FRSL to 0 is performed, and then the second air-fuel ratio feedback control processing is temporarily ended.
一方、上記ステップ222で、空燃比が過濃側(Rich)
であると判定されたときに実行されるステップ244で
は、リッチスキップ量RSRの値からスキップ補正量ΔRS
を減算し、続くステップ246,248で該リッチスキップ量R
SRの値を最小値RMIN以上の量に制限し、次にステップ25
0に進み、リーンスキップ量RSLの値にスキップ補正量Δ
RSを加算し、続くステップ252,254で該リーンスキップ
量RSLの値を最大値LMAX以下の量に制限する。このよう
に、リッチスキップ量RSRを減少補正すると共に、リー
ンスキップ量RSLを増加補正して空燃比を希薄側(Lea
n)に移行し易くする。その後、上述したステップ236,2
60を経て、一旦、本第2の空燃比フィードバック制御処
理を終了する。以後、本第2の空燃比フィードバック制
御処理は所定時間毎に、上記ステップ202〜260を繰り返
して実行する。On the other hand, in step 222, the air-fuel ratio is
In step 244 executed when it is determined that the skip correction amount ΔRS
Is subtracted, and in subsequent steps 246 and 248, the rich skip amount R
Limit the value of SR to an amount equal to or greater than the minimum value RMIN, then step 25
Proceeds to 0, and the skip correction amount Δ
RS is added, and in steps 252 and 254, the value of the lean skip amount RSL is limited to an amount equal to or less than the maximum value LMAX. As described above, while the rich skip amount RSR is corrected to decrease, the lean skip amount RSL is increased and corrected to increase the air-fuel ratio on the lean side (Lea side).
Make it easier to move to n). Thereafter, steps 236 and 2 described above are performed.
After 60, the second air-fuel ratio feedback control process is temporarily ended. Thereafter, the second air-fuel ratio feedback control process repeats the above steps 202 to 260 at predetermined time intervals.
次に、燃料噴射制御処理を第5図に示すフローチャー
トに基づいて説明する。本燃料噴射制御処理は、ECU3の
起動後、所定クランク角度毎(例えば、360[℃A])
に実行される。まず、ステップ300では、既述した各デ
ータを読み込む処理が行われる。続くステップ320で
は、基本燃料噴射量TAU0を、定数α、吸入空気量Qおよ
び回転速度Neから、次式(1)のように算出する処理が
行われる。Next, the fuel injection control process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This fuel injection control process is performed at every predetermined crank angle after the ECU 3 is started (for example, 360 [° C. A]).
Is executed. First, in step 300, a process of reading each data described above is performed. In the following step 320, a process of calculating the basic fuel injection amount TAU0 from the constant α, the intake air amount Q, and the rotation speed Ne as in the following equation (1) is performed.
TAU0=α×Q/Ne …(1) 続くステップ330では、暖機増量係数FWLを、冷却水温
度THWに応じて、予めROM3bに記憶されている。第6図に
示すマップに従った補間計算により算出する処理が行わ
れる。次に、ステップ340に進み、実燃料噴射量TAUを次
式(2)のように算出する処理が行われる。但し、β、
γは、他の運転状態パラメータに従って定まる補正係数
である。TAU0 = α × Q / Ne (1) In the following step 330, the warm-up increase coefficient FWL is stored in the ROM 3b in advance according to the cooling water temperature THW. Processing for calculation by interpolation calculation according to the map shown in FIG. 6 is performed. Next, the routine proceeds to step 340, where processing for calculating the actual fuel injection amount TAU as in the following equation (2) is performed. Where β,
γ is a correction coefficient determined according to other operating state parameters.
TAU= TAU0・FAF・(FWL+β+1)+γ …(2) 続くステップ350では、上記ステップ340で算出された
実燃料噴射量TAUを、ダウンカウンタ3nにセットすると
共に、フリップフロップ回路3pをセットする制御信号を
出力して燃料噴射を開始させた後、一旦、本燃料噴射制
御処理を終了する。なお、既述したように、実燃料噴射
量TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカウンタ3n
のキャリアウト信号により、フリップフロップ3pがリセ
ットされて燃料噴射は終了する。以後、本燃料噴射制御
処理は所定クランク角度毎に、上記ステップ300〜350を
繰り返して実行する。TAU = TAU0 · FAF · (FWL + β + 1) + γ (2) In the following step 350, a control signal for setting the actual fuel injection amount TAU calculated in step 340 to the down counter 3n and setting the flip-flop circuit 3p. Is output to start the fuel injection, and then the fuel injection control process is temporarily ended. Note that, as described above, when the time corresponding to the actual fuel injection amount TAU elapses, the down counter 3n
Is reset, the flip-flop 3p is reset, and the fuel injection ends. Thereafter, the fuel injection control process is repeatedly executed at every predetermined crank angle by repeating steps 300 to 350 described above.
なお本実施例において、エンジン2が内燃機関M1に、
触媒コンバータ19が三元触媒M2、上流側酸素濃度センサ
36が上流側空燃比検出手段M3に、下流側酸素濃度センサ
37が下流側空燃比検出手段M4に、燃料噴射弁25が空燃比
調節手段M5に、各々該当する。また、ECU3および該ECU3
の実行する処理のうちステップ(102〜106,110〜116,12
4,126,130〜148,202〜260,300〜350)が空燃比フィード
バック制御手段M6として、ステップ(108,118,120,12
7)が判定手段M7として、ステップ(122)が変更手段M8
として、各々機能する。In this embodiment, the engine 2 is replaced by the internal combustion engine M1,
Catalytic converter 19 is three-way catalyst M2, upstream oxygen concentration sensor
36 is an upstream air-fuel ratio detecting means M3, and a downstream oxygen concentration sensor
37 corresponds to the downstream air-fuel ratio detecting means M4, and the fuel injection valve 25 corresponds to the air-fuel ratio adjusting means M5. ECU3 and ECU3
Steps (102 to 106, 110 to 116, 12
4,126,130 to 148,202 to 260,300 to 350) serve as the air-fuel ratio feedback control means M6 in steps (108,118,120,12).
7) is the determining means M7, and step (122) is the changing means M8.
Function as each.
以上説明したように本実施例によれば、リーンスパイ
ク発生時には、空燃比補正係数FAFを、リッチスキップ
量RSRによるスキップ補正に代えてリッチ積分定数KIRに
よる積分補正するため、空燃比補正係数FAFの補正量が
適切、かつ、徐々に減少補正され、空燃比補正係数FSF
が中央値から過濃側(Rich)に大きく離れないので、排
気中の有害成分である炭化水素(HC)や一酸化炭素(C
O)の排出量の低減が可能になり、リーンスパイク等の
ノイズ的な希薄側(Lean)信号から悪影響を受けにく
い、最適な空燃比フィードバック制御を実現できる。As described above, according to the present embodiment, when a lean spike occurs, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is integrated by the rich integration constant KIR instead of the skip correction by the rich skip amount RSR. The correction amount is appropriate and gradually reduced, and the air-fuel ratio correction coefficient FSF
Does not greatly deviate from the median value to the rich side (Rich), so hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (C)
O) emission amount can be reduced, and an optimal air-fuel ratio feedback control that is not easily affected by a noise-like lean signal (Lean) such as a lean spike can be realized.
すなわち、第7図のタイミングチャートに示すよう
に、時刻T1に上流側酸素濃度センサ検出信号V1の希薄側
(Lean)への移行に伴って空燃比補正係数FAFはリッチ
スキップ量RSRだけスキップ補正される。また、同時刻T
1から空燃比補正係数FAFはリッチ積分定数KIRづつ加算
補正されると共に、リーン反転周期カウンタCRSLはリセ
ット後、計数を開始する。やがて、時刻T2に到ると、上
流側酸素濃度センサ検出信号V1の過濃側(Rich)への移
行に伴って空燃比補正係数FAFはリーンスキップ量RSLだ
けスキップ補正され、同時刻からリーン積分定数KILだ
け減算補正される。同様に、時刻T3、時刻T4において
も、上流側酸素濃度センサ検出信号V1の希薄側(Lean)
への移行に伴って空燃比補正係数FAFはリッチスキップ
量RSRだけスキップ補正され、該時刻T3、T4から空燃比
補正係数FAFはリッチ積分定数KIRづつ加算補正されると
共に、リーン反転周期カウンタCRSLはリセット後、計数
を開始する。やがて、時刻T6に到ると、再び、上流側酸
素濃度センサ検出信号V1は希薄側(Lean)に移行する。
しかし、前回の希薄側(Lean)反転時(時刻T4)にリセ
ットされたリーン反転周期カウンタCRSLの計数値は未だ
判定値a未満である。したがって、同時刻T6にリーン反
転周期カウンタCRSLはリセットされ、時刻T6〜時刻T7ま
で、空燃比補正係数FAFはリッチ積分定数KIRだけ積分補
正される。やがて、時刻T9に到ると、リーン反転周期カ
ウンタCRSLの計数値は、既に時刻T8に判定値aを上回っ
ているので、上流側酸素濃度センサ検出信号V1の希薄側
(Lean)への移行に伴って空燃比補正係数FAFはリッチ
スキップ量RSRだけスキップ補正され、同時刻T9から空
燃比補正係数FAFはリッチ積分定数KIRづつ加算補正され
ると共に、リーン反転周期カウンタCRSLはリセット後、
計数を開始する。以後、同様の空燃比補正係数FAFの増
減補正が実行される。この結果、同図に実線で示すよう
に、上流側酸素濃度センサ検出信号V1がリーンスパイク
を伴って変動しても(時刻T4〜時刻T7)、空燃比補正係
数FAFは該リーンスパイクの影響を受けないで補正され
るので、中心値から大きく過濃側(Rich){増量}に離
れることはない。しかし、同図に破線で示すように、従
来技術では、リーンスパイクの影響により、時刻T6で空
燃比補正係数FAFはリッチスキップ量RSRだけスキップ補
正されるので、空燃比補正係数FAFは中心値から増量側
に大きく離れ、同時刻T6から時刻T12まで、上流側酸素
濃度は過濃側(Rich)となっていた。このため、特に時
刻T6〜時刻T10の間では、過濃側(Rich)への過補正に
より排気中の有害成分排出量が増加していた。That is, as shown in the timing chart of FIG. 7, at time T1, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skip-corrected by the rich skip amount RSR with the shift of the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 to the lean side (Lean). You. At the same time T
From 1, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is added and corrected by the rich integration constant KIR, and the lean inversion cycle counter CRSL starts counting after being reset. Eventually, at time T2, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skip-corrected by the lean skip amount RSL with the shift of the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 to the rich side (Rich), and lean integration is performed from the same time. Subtraction is corrected by the constant KIL. Similarly, also at time T3 and time T4, the lean side (Lean) of the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1
With the shift to, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skip-corrected by the rich skip amount RSR, and from the times T3 and T4, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is added and corrected by the rich integration constant KIR, and the lean inversion cycle counter CRSL is After resetting, counting starts. Eventually, at time T6, the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 shifts to the lean side (Lean) again.
However, the count value of the lean inversion cycle counter CRSL reset at the time of the previous lean (Lean) inversion (time T4) is still less than the determination value a. Therefore, at the same time T6, the lean inversion cycle counter CRSL is reset, and from time T6 to time T7, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is integrated and corrected by the rich integration constant KIR. Eventually, at time T9, the count value of the lean reversal cycle counter CRSL has already exceeded the determination value a at time T8, so the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 shifts to the lean side (Lean). Accordingly, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skip-corrected by the rich skip amount RSR, and from the same time T9, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is added and corrected by the rich integration constant KIR, and the lean inversion cycle counter CRSL is reset.
Start counting. Thereafter, the same increase / decrease correction of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is executed. As a result, as shown by the solid line in the figure, even if the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 fluctuates with a lean spike (time T4 to time T7), the air-fuel ratio correction coefficient FAF does not influence the lean spike. Since it is corrected without receiving it, it does not greatly deviate from the center value to the rich side (Rich) {increase}. However, as shown by the broken line in the figure, in the prior art, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skip-corrected by the rich skip amount RSR at time T6 due to the influence of the lean spike. The oxygen concentration was far away from the increasing side, and from the same time T6 to the time T12, the upstream oxygen concentration was on the rich side (Rich). For this reason, in particular, between time T6 and time T10, the harmful component emission amount in the exhaust gas increased due to overcorrection toward the rich side (Rich).
また、上流側酸素濃度センサ検出信号V1の判定時に空
燃比信号の安定化を目的として、リーン遅延時間TDLや
リッチ遅延時間TDRを設定する遅延処理を行わないた
め、空燃比フィードバック制御周波数の低下を招かない
ので、空燃比フィードバック制御の応答性・追従性を高
水準に維持したまま、制御精度を向上できる。Also, when the upstream oxygen concentration sensor detection signal V1 is determined, a delay process for setting the lean delay time TDL and the rich delay time TDR is not performed for the purpose of stabilizing the air-fuel ratio signal. Since this is not required, the control accuracy can be improved while maintaining the responsiveness and followability of the air-fuel ratio feedback control at a high level.
さらに、下流側酸素濃度センサ検出信号V2が希薄側
(Lean)であり、かつ、空燃比補正係数FAFが1.0を上回
ったときは、第2の空燃比フィードバック制御処理を実
行しないため、リッチスキップ量RSRおよびリーンスキ
ップ量RSLの非対称補正が継続されないので、リッチス
キップ量RSRとリーンスキップ量RSLとの非対称性を最小
限に抑制できる。Further, when the downstream oxygen concentration sensor detection signal V2 is on the lean side (Lean) and the air-fuel ratio correction coefficient FAF exceeds 1.0, the second air-fuel ratio feedback control process is not executed, so the rich skip amount Since the asymmetry correction of the RSR and the lean skip amount RSL is not continued, it is possible to minimize the asymmetry between the rich skip amount RSR and the lean skip amount RSL.
また、比較的短い周期で変動する上流側酸素濃度セン
サ36の検出信号V1に基づく第1の空燃比フィードバック
制御処理を4[msec]毎に、一方、比較的長い周期で変
動する下流側酸素濃度センサ37の検出信号V2に基づく第
2の空燃比フィードバック制御処理を512[msec]毎に
実行するので、制御の応答性・追従性を高水準に補償で
きる。Further, the first air-fuel ratio feedback control process based on the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36 which fluctuates in a relatively short cycle is performed every 4 [msec], while the downstream oxygen concentration fluctuates in a relatively long cycle. Since the second air-fuel ratio feedback control process based on the detection signal V2 of the sensor 37 is executed every 512 [msec], the responsiveness and follow-up of the control can be compensated to a high level.
さらに、上述した実施例では、エアフロメータ31の検
出する吸入空気量Qおよび回転角センサ39の検出する回
転速度Neに基づいて燃料噴射量TAUを決定するよう構成
したが、例えば、カルマン渦センサ、ホットワイヤセン
サ等により吸入空気量Qを計測しても良いし、吸気管圧
力PMと回転速度Neと、あるいは、スロットルバルブ開度
TAと回転速度Neとに基づいて燃料噴射量TAUを算出する
構成であっても良い。Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount TAU is determined based on the intake air amount Q detected by the air flow meter 31 and the rotation speed Ne detected by the rotation angle sensor 39. The intake air amount Q may be measured by a hot wire sensor or the like, or the intake pipe pressure PM and the rotation speed Ne, or the throttle valve opening degree
The fuel injection amount TAU may be calculated based on the TA and the rotation speed Ne.
また、上述の実施例では、酸素濃度センサ36,37を使
用したが、例えば、一酸化炭素COを検出するガスセン
サ、あるいは、所謂、リーンミクスチャセンサ等を使用
しても良い。In the above-described embodiment, the oxygen concentration sensors 36 and 37 are used. However, for example, a gas sensor that detects carbon monoxide CO, or a so-called lean mixture sensor may be used.
さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁25により燃料
噴射量を制御するエンジンの空燃比制御装置1について
説明した。しかし、例えば、気化器を備えたエンジンで
あって、エアコントロールバルブ(EACV)により吸入空
気量を制御するエンジン、ブリードエアコントロールバ
ルブにより気化器のブリードエア量を調節してメイン系
通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を
制御するエンジン、排気系に供給される2次空気の量を
調節するエンジン等にも適用できる。このように、気化
器を備えたエンジンでは、基本燃料噴射量が気化器の特
性から定まり、所望の空燃比を実現する供給空気量を演
算により算出して空燃比制御を行なうのである。Further, in the above-described embodiment, the air-fuel ratio control device 1 for the engine in which the fuel injection amount is controlled by the fuel injection valve 25 has been described. However, for example, an engine equipped with a carburetor, an engine that controls the amount of intake air with an air control valve (EACV), a bleed air control valve that adjusts the bleed air amount of the carburetor, and a main system passage and a slow system The present invention is also applicable to an engine that controls an air-fuel ratio by introducing air into a passage, an engine that adjusts an amount of secondary air supplied to an exhaust system, and the like. As described above, in the engine having the carburetor, the basic fuel injection amount is determined from the characteristics of the carburetor, and the air-fuel ratio control is performed by calculating the supply air amount that achieves the desired air-fuel ratio by calculation.
また、上述した実施例の第1の空燃比フィードバック
制御処理に代えて、例えば、第8図(1),(2)のフ
ローチャートに示すような第1の空燃比フィードバック
制御処理を実行するよう構成しても、既述した実施例と
同様な効果が得られる。Further, in place of the first air-fuel ratio feedback control process of the above-described embodiment, for example, a first air-fuel ratio feedback control process as shown in the flowcharts of FIGS. 8 (1) and (2) is executed. Even in this case, an effect similar to that of the above-described embodiment can be obtained.
すなわち、第8図(1),(2)に示す第1の空燃比
フィードバック制御処理は、ECU3の起動後、所定時間
(例えば、4[msec])毎に実行される。まず、ステッ
プ402では、既述した各センサの検出信号に基づく各デ
ータを読み込む処理が行われる。続くステップ404で
は、リーン反転周期カウンタCRSLの計数値に値1を加算
する処理が行われる。次にステップ405に進み、リッチ
スキップ量RSRの値が、リーンスキップ量RSLと定数Aと
の和を上回るか否かを判定し、肯定判断されるとスキッ
プ補正中止制御を伴うスキップ補正制限処理を行なうも
のとしてステップ110aに進み、一方、否定判断されると
通常の空燃比フィードバック制御処理を実行するために
ステップ406以下に進む。ここで、ステップ110aで実行
される処理は、既述した実施例の第3図(1),(2)
に示す第1の空燃比フィードバック制御処理のステップ
104〜148と同様な処理である。That is, the first air-fuel ratio feedback control process shown in FIGS. 8A and 8B is executed every predetermined time (for example, 4 [msec]) after the ECU 3 is started. First, in step 402, a process of reading each data based on the detection signal of each sensor described above is performed. In the following step 404, a process of adding the value 1 to the count value of the lean inversion cycle counter CRSL is performed. Next, proceeding to step 405, it is determined whether or not the value of the rich skip amount RSR exceeds the sum of the lean skip amount RSL and the constant A. If the determination is affirmative, skip correction restriction processing with skip correction stop control is performed. The process proceeds to step 110a on the assumption that the process is to be performed. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 406 to execute the normal air-fuel ratio feedback control process. Here, the processing executed in step 110a is the same as that of the embodiment described above with reference to FIGS.
Of the first air-fuel ratio feedback control process shown in FIG.
This is the same processing as 104 to 148.
ステップ406では、第1の空燃比フィードバック制御
実行条件が成立するか否かを判定し、肯定判断されると
ステップ408に進み、一方、否定判断されると、空燃比
補正係数FAFの値を前回の制御終了時の値とし、一旦、
本第1の空燃比フィードバック制御処理を終了する。な
お、空燃比補正係数FAFの値を、一定値、前回の制御終
了までの平均値、バックアップRAM3dに記憶されている
学習値等に設定しても良い。ここで、例えば、冷却水温
度THWが所定温度(例えば、60[℃])以下のとき、始
動状態、始動後増量中、暖機増量中、加速増量(非同期
噴射)中、パワー増量中、上流側酸素濃度センサ36の出
力信号V1が一度も第1の比較電圧VR1を横切っていない
とき、等は何れも第1の空燃比フィードバック制御実行
条件不成立である。上記各条件に該当しない、第1の空
燃比フィードバック制御実行条件成立時に実行されるス
テップ408では、上流側酸素濃度センサ36の検出信号V1
をA/D変換して読み込む処理が行われる。続くステップ4
10では、上流側酸素濃度センサ36の検出信号V1が第1の
比較電圧VR1(例えば、0.45[V])以下であるか否か
を判定し、肯定判断されると空燃比が希薄側(Lean)で
あるとしてステップ412に、一方、否定判断されると空
燃比が過濃側(Rich)であるとしてステップ414に各々
進む。空燃比が希薄側(Lean)であるときに実行される
ステップ412では、空燃比フラグF1を値0にリセットす
る処理を行った後、ステップ420に進む。一方、上記ス
テップ410で、空燃比が過濃側(Rich)であると判定さ
れたときに実行されるステップ414では、空燃比フラグF
1を値1にセットする処理を行った後、ステップ420に進
む。In step 406, it is determined whether or not the first air-fuel ratio feedback control execution condition is satisfied. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 408. If the determination is negative, the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to the previous value. At the end of the control of
The first air-fuel ratio feedback control process ends. Note that the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF may be set to a constant value, an average value up to the end of the previous control, a learning value stored in the backup RAM 3d, or the like. Here, for example, when the cooling water temperature THW is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 60 [° C.]), the starting state, during the increase after the start, during the warm-up increase, during the acceleration increase (asynchronous injection), during the power increase, and during the upstream increase When the output signal V1 of the side oxygen concentration sensor 36 has never crossed the first comparison voltage VR1, the conditions for executing the first air-fuel ratio feedback control are not satisfied. In step 408, which is executed when the first air-fuel ratio feedback control execution condition that does not correspond to the above conditions is satisfied, the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36 is set.
Is A / D converted and read. Next step 4
At 10, it is determined whether or not the detection signal V1 of the upstream oxygen concentration sensor 36 is equal to or lower than the first comparison voltage VR1 (for example, 0.45 [V]), and if the determination is affirmative, the air-fuel ratio becomes lean (Lean). ), The process proceeds to step 412. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 414 assuming that the air-fuel ratio is on the rich side (Rich). In step 412 executed when the air-fuel ratio is on the lean side (Lean), the process proceeds to step 420 after performing a process of resetting the air-fuel ratio flag F1 to a value of 0. On the other hand, in step 414 executed when it is determined in step 410 that the air-fuel ratio is on the rich side (Rich), the air-fuel ratio flag F
After the process of setting 1 to the value 1 is performed, the process proceeds to step 420.
ステップ420では、空燃比フラグF1の値が反転したか
否かを判定し、肯定判断されるとステップ422に、一
方、否定判断されるとステップ428に、各々進む。空燃
比フラグF1の値が反転したときに実行されるステップ42
2では、過濃側(Rich)から希薄側(Lean)への反転
か、希薄側(Lean)から過濃側(Rich)への反転かを判
定する処理が行われる。過濃側(Rich)から希薄側(Le
an)への反転時に実行されるステップ424では、空燃比
補正係数FAFにリッチスキップ量RSRを加算してスキップ
的に増加させ、一方、希薄側(Lean)から過濃側(Ric
h)への反転時に実行されるステップ426では、空燃比補
正係数FAFからリーンスキップ量RSLを減算してスキップ
的に減少させ、各々ステップ440に進む。また、上記ス
テップ420で空燃比フラグF1の値が反転しないときに実
行されるステップ428では、希薄側(Lean)であるか、
過濃側(Rich)であるかを判定する処理が行われる。希
薄側(Lean)であるときに実行されるステップ430で
は、空燃比補正係数FAFにリッチ積分定数KIRを加算して
徐々に増加させ、一方、過濃側(Rich)であるときに実
行されるステップ432では、空燃比補正係数FAFからリー
ン積分定数KILを減算して徐々に減少させ、各々ステッ
プ440に進む。In step 420, it is determined whether or not the value of the air-fuel ratio flag F1 has been inverted. When the determination is affirmative, the process proceeds to step 422, and when the determination is negative, the process proceeds to step 428. Step 42 executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is inverted
In 2, a process is performed to determine whether the reversal is from the rich side (Rich) to the lean side (Lean) or from the lean side (Lean) to the rich side (Rich). From the rich side (Rich) to the lean side (Le
In step 424 executed at the time of inversion to (an), the rich skip amount RSR is added to the air-fuel ratio correction coefficient FAF to increase in a skipping manner, while the lean side (Lean) to the rich side (Ric
In step 426 executed at the time of reversal to h), the lean skip amount RSL is subtracted from the air-fuel ratio correction coefficient FAF to be reduced in a skip manner, and the process proceeds to step 440. Also, in step 428, which is executed when the value of the air-fuel ratio flag F1 is not inverted in step 420, whether or not the value is on the lean side (Lean)
A process for determining whether the image is on the rich side (Rich) is performed. In step 430 executed when the engine is on the lean side (Lean), the rich integration constant KIR is added to the air-fuel ratio correction coefficient FAF to gradually increase the value. On the other hand, the operation is executed when the engine is on the rich side (Rich). In step 432, the lean integration constant KIL is subtracted from the air-fuel ratio correction coefficient FAF to gradually decrease the value, and the process proceeds to step 440.
ステップ440,442では、上記空燃比補正係数FAFの値
を、例えば、最大値1.2以下に制限し、さらに、続くス
テップ444,446では、最小値0.8以上に制限し、空燃比補
正係数の値FAFが何等かの原因により過大、あるいは、
過小になった場合でも、空燃比のオーバリッチ状態、も
しくは、オーバリーン状態への移行を防止する。次にス
テップ448に進み、上記のように算出された空燃比補正
係数FAFをRAM3cおよびバックアップRAM3dに記憶した
後、一旦、本第1の空燃比フィードバック制御処理を終
了する。以後、本第1の空燃比フィードバック制御処理
は所定時間毎に、上記ステップ402〜448を繰り返して実
行する。In steps 440 and 442, the value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is limited to, for example, a maximum value of 1.2 or less, and in subsequent steps 444 and 446, the value is limited to a minimum value of 0.8 or more and the value of the air-fuel ratio correction coefficient Excessive depending on the cause, or
Even when the air-fuel ratio becomes too small, the air-fuel ratio is prevented from shifting to an over-rich state or an over-lean state. Next, the routine proceeds to step 448, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated as described above is stored in the RAM 3c and the backup RAM 3d, and then the first air-fuel ratio feedback control process is temporarily ended. Thereafter, the first air-fuel ratio feedback control process is repeatedly executed at predetermined time intervals by repeating steps 402 to 448 described above.
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
のような実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施
し得ることは勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. .
発明の効果 以上詳記したように本発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、空燃比検出結果の空燃比の過濃側から希薄側への
反転時において、空燃比を調節する制御量の補正に際
し、希薄側反転周期が所定反転周期以上のときは、リッ
チスキップ量により空燃比を迅速に目標側に移行させ、
一方、希薄側反転周期が所定反転周期未満のときは、上
記リッチスキップ量を、空燃比を微小変更可能なリッチ
スキップ量に変更し、上記制御量の増大補正を行い、あ
るいは、上記リッチスキップ量による上記制御量の増大
補正を中止して、空燃比を徐々に目標側に移行させるよ
う構成されている。このため、空燃比検出結果が、希薄
側と過濃側との間で短周期で反転したときでも、空燃比
フィードバック制御量の過補正を確実に防止し、常時最
適な制御量に補正できるので、制御精度の向上により排
気浄化性能が高まるという優れた効果を奏する。Effect of the Invention As described in detail above, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention corrects the control amount for adjusting the air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the air-fuel ratio detection result is inverted from the rich side to the lean side. When the lean-side reversal cycle is equal to or longer than the predetermined reversal cycle, the air-fuel ratio is quickly shifted to the target side by the rich skip amount,
On the other hand, when the lean-side reversal cycle is less than the predetermined reversal cycle, the rich skip amount is changed to a rich skip amount capable of minutely changing the air-fuel ratio, and the control amount is increased or corrected. Is stopped, and the air-fuel ratio is gradually shifted to the target side. For this reason, even when the air-fuel ratio detection result is reversed in a short period between the lean side and the rich side, overcorrection of the air-fuel ratio feedback control amount can be reliably prevented, and the air-fuel ratio feedback control amount can always be corrected to the optimal control amount. In addition, there is an excellent effect that the exhaust purification performance is enhanced by improving the control accuracy.
第1図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成
図、第2図は本発明第一実施例のシステム構成図、第3
図(1),(2)、第4図(1),(2)、第5図は同
じくその制御を示すフローチャート、第6図は同じくそ
のマップを示すグラフ、第7図は同じくその制御の様子
を示すタイミングチャート、第8図(1),(2)はそ
の他の実施例の制御を示すフローチャート、第9図は従
来技術の排気特性を示すグラフである。 M1…内燃機関 M2…三元触媒 M3…上流流側空燃比検出手段 M4…下流側空燃比検出手段 M5…空燃比調節手段 M6…空燃比フィードバック制御手段 M7…判定手段 M8…変更手段 1…エンジンの空燃比制御装置 2…エンジン 3…電子制御装置(ECU) 3a…CPU 19…触媒コンバータ 25…燃料噴射弁 36…上流側酸素濃度センサ 37…下流側酸素濃度センサFIG. 1 is a basic configuration diagram conceptually illustrating the contents of the present invention, FIG. 2 is a system configuration diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. (1) and (2), FIGS. 4 (1) and (2), and FIG. 5 are flowcharts showing the control, FIG. 6 is a graph showing the map, and FIG. FIGS. 8 (1) and 8 (2) are flow charts showing the control of another embodiment, and FIG. 9 is a graph showing the exhaust characteristics of the prior art. M1: internal combustion engine M2: three-way catalyst M3: upstream air-fuel ratio detecting means M4: downstream air-fuel ratio detecting means M5: air-fuel ratio adjusting means M6: air-fuel ratio feedback control means M7: determining means M8: changing means 1. engine Air-fuel ratio control device 2 ... Engine 3 ... Electronic control device (ECU) 3a ... CPU 19 ... Catalyst converter 25 ... Fuel injection valve 36 ... Upstream oxygen concentration sensor 37 ... Downstream oxygen concentration sensor
Claims (2)
化する三元触媒と、 該三元触媒の上流側の排気中の特定成分濃度を検出する
上流側空燃比検出手段と、 上記三元触媒の下流側の排気中の特定成分濃度を検出す
る下流側空燃比検出手段と、 外部から指令される制御量に従って、上記内燃機関の空
燃比を調節する空燃比調節手段と、 上記上流側空燃比検出手段の検出結果に基づいて、上記
内燃機関の空燃比の希薄側から過濃側への反転時には該
空燃比を希薄側へ迅速移行可能に、上記下流側空燃比検
出手段の検出結果に基づいて補正されるリーンスキップ
量で減少補正した制御量を、一方、上記内燃機関の空燃
比の過濃側から希薄側への反転時には該空燃比を過濃側
へ迅速移行可能に、上記下流側空燃比検出手段の検出結
果に基づいて補正されるリッチスキップ量で増大補正し
た制御量を、上記空燃比調節手段に指令する空燃比フィ
ードバック制御手段と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置であって、 さらに、上記上流側空燃比検出手段の検出結果に基づい
て、上記空燃比の前回の希薄側反転時から今回の希薄側
反転時までの希薄側反転周期が、所定反転周期未満であ
る短周期反転状態にあるか否かを判定する判定手段と、 該判定手段により短周期反転状態にあると判定されたと
きは、上記リッチスキップ量を、上記下流側空燃比検出
手段の検出結果に基づく補正に係わらず上記空燃比を微
小変更可能なリッチスキップ量に変更し、上記制御量の
増大補正を行う、あるいは、上記リッチスキップ量によ
る上記制御量の増大補正を中止する変更手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。A three-way catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine for purifying exhaust gas; an upstream air-fuel ratio detecting means for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas upstream of the three-way catalyst; Downstream air-fuel ratio detection means for detecting a specific component concentration in exhaust gas downstream of the three-way catalyst; air-fuel ratio adjustment means for adjusting the air-fuel ratio of the internal combustion engine in accordance with a control amount externally commanded; Based on the detection result of the side air-fuel ratio detecting means, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is reversed from a lean side to a rich side, the air-fuel ratio can be quickly shifted to the lean side so that the air-fuel ratio can be quickly shifted to the lean side. On the other hand, when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is reversed from the rich side to the lean side, the air-fuel ratio can be quickly shifted to the rich side when the control amount reduced and corrected by the lean skip amount corrected based on the result, Compensation is performed based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detection means. An air-fuel ratio feedback control means for instructing the air-fuel ratio adjustment means with a control amount increased by the corrected rich skip amount, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine comprising: Based on the detection result of the detecting means, it is determined whether or not the lean-side reversal cycle from the previous lean-side reversal of the air-fuel ratio to the present lean-side reversal is in a short cycle reversal state that is shorter than a predetermined reversal cycle. Determining means for determining, when the determining means determines that the vehicle is in the short-cycle inversion state, the air-fuel ratio is reduced by a small amount regardless of the correction based on the detection result of the downstream air-fuel ratio detecting means. Changing means for changing to a changeable rich skip amount and performing the increase correction of the control amount, or changing means for canceling the increase correction of the control amount due to the rich skip amount. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
記三元触媒の下流側の空燃比が希薄側であり、かつ、上
記制御量が所定値を上回ったときには、上記下流側空燃
比検出手段の検出結果に基づくリーンスキップ量および
リッチスキップ量の補正を中止するものであることを特
徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The air-fuel ratio feedback control means of the downstream air-fuel ratio detection means when the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst is lean and the control amount exceeds a predetermined value. 2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction of the lean skip amount and the rich skip amount based on the detection result is stopped.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5903388A JP2600771B2 (en) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH01232137A JPH01232137A (en) | 1989-09-18 |
JP2600771B2 true JP2600771B2 (en) | 1997-04-16 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |