JP2692430B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

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JP2692430B2
JP2692430B2 JP16019691A JP16019691A JP2692430B2 JP 2692430 B2 JP2692430 B2 JP 2692430B2 JP 16019691 A JP16019691 A JP 16019691A JP 16019691 A JP16019691 A JP 16019691A JP 2692430 B2 JP2692430 B2 JP 2692430B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関において、排
気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に空燃比センサ
を設け、上流側の空燃比センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加えて下流側の空燃比センサによる空燃比フ
ィードバック制御を行う空燃比制御装置に関し、特に、
エミッション収束点(CO/NOX バランス)を任意に
設定し得る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine, in which an air-fuel ratio sensor is provided on the upstream side and the downstream side of a catalyst for purifying exhaust gas, and the air-fuel ratio feedback control by the air-fuel ratio sensor on the upstream side is added to the downstream side. Regarding an air-fuel ratio control device for performing air-fuel ratio feedback control by the air-fuel ratio sensor of
The present invention relates to a technique capable of arbitrarily setting an emission convergence point (CO / NO x balance).

【0002】[0002]

【従来の技術】排気ガス中の特定成分濃度を検出する空
燃比センサとして酸素濃度を検出する酸素センサを単一
設けた通常の空燃比フィードバック制御にあっては、酸
素センサをできるだけ燃焼室に近い排気系の例えば排気
ガス浄化用の触媒コンバータより上流側である排気マニ
ホールドの集合部分に設けているが、酸素センサの出力
特性のばらつきのために空燃比の制御精度の改善に支障
を来している。かかる酸素センサの出力特性のばらつき
及び燃料噴射弁等の部品のばらつき、経時変化を補償す
るために、触媒コンバータの下流にも酸素センサを設
け、上流側酸素センサによる空燃比フィードバック制御
に加えて下流側の酸素センサによる空燃比フィードバッ
ク制御を行うデュアル酸素センサシステムが提案されて
いる。
2. Description of the Related Art In a normal air-fuel ratio feedback control in which a single oxygen sensor for detecting an oxygen concentration is provided as an air-fuel ratio sensor for detecting a specific component concentration in exhaust gas, the oxygen sensor is as close to the combustion chamber as possible. It is provided in the exhaust manifold, for example, on the upstream side of the catalytic converter for purifying the exhaust gas, at the collection portion of the exhaust manifold, but the variation in the output characteristics of the oxygen sensor hinders the improvement of the air-fuel ratio control accuracy. There is. In order to compensate for such variations in the output characteristics of the oxygen sensor, variations in parts such as the fuel injection valve, and changes over time, an oxygen sensor is also provided downstream of the catalytic converter, and in addition to air-fuel ratio feedback control by the upstream oxygen sensor, A dual oxygen sensor system has been proposed in which air-fuel ratio feedback control is performed by a side oxygen sensor.

【0003】このデュアル酸素センサシステムでは、触
媒コンバータの下流側に設けられた酸素センサは、上流
側に設けられた酸素センサに比較して、応答速度が低い
ものの、触媒コンバータの下流であるため、排気温度が
低く、熱的影響が少ない点と、被毒量が少ない点と、排
気ガスが充分に混合し、かつ排気ガス中の酸素濃度が平
衡状態に近い点と、によって出力特性のばらつきが小さ
いという利点を有している。
In this dual oxygen sensor system, although the oxygen sensor provided on the downstream side of the catalytic converter has a lower response speed than the oxygen sensor provided on the upstream side, it is located downstream of the catalytic converter. There are variations in output characteristics due to the low exhaust temperature, low thermal effect, low poisoning amount, exhaust gas mixing, and oxygen concentration in exhaust gas close to equilibrium. It has the advantage of being small.

【0004】従って、2つの酸素センサの出力に基づく
空燃比フィードバック制御により、上流側酸素センサの
出力特性のばらつきを下流側酸素センサにより吸収でき
る。例えば、単一の酸素センサを設けたたものでは、酸
素センサ出力特性が悪化した場合、排気エミッション特
性に直接影響するのに対して、デュアル酸素センサシス
テムでは、上流側酸素センサの出力特性が悪化しても、
排気エミッション特性は悪化しない。
Therefore, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two oxygen sensors allows the downstream oxygen sensor to absorb variations in the output characteristics of the upstream oxygen sensor. For example, with a single oxygen sensor, when the oxygen sensor output characteristics deteriorate, the exhaust emission characteristics are directly affected, whereas in the dual oxygen sensor system, the output characteristics of the upstream oxygen sensor deteriorate. Even if
Exhaust emission characteristics do not deteriorate.

【0005】そこで、従来、特開昭63−205441
号公報等に示すように、下流側酸素センサの出力によっ
て上流側酸素センサの劣化を補正制御するようにしたも
のがある。
Therefore, conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 63-205441.
As shown in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242, there is one in which the deterioration of the upstream oxygen sensor is corrected and controlled by the output of the downstream oxygen sensor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のデュアル酸素センサシステムにあっては、次
のような問題点を有していた。即ち、かかるシステムに
よって空燃比を補正制御した場合、モードエミッション
は一定値にしか収束せず、モードエミッション収束点即
ち、トータルのCO排出量とNOX 排出量の比であるC
O/NOX バランスを任意に設定することが困難であ
る。
However, such a conventional dual oxygen sensor system has the following problems. That is, when the air-fuel ratio is corrected and controlled by such a system, the mode emission converges only to a constant value, and the mode emission convergence point, that is, the ratio of the total CO emission amount to the NO x emission amount C
It is difficult to arbitrarily set the O / NO x balance.

【0007】例えば、図7に示すように、モードエミッ
ションの収束点は、目標とするCO/NOX バランス値
に対してずれることになり、空燃比を任意に選択できな
い。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、モードエミッションの収束点(CO/NOX バラン
ス)を任意に設定可能な構成にして、任意の空燃比を選
択し得るようにすることを目的とする。
For example, as shown in FIG. 7, the convergence point of mode emission deviates from the target CO / NO x balance value, and the air-fuel ratio cannot be arbitrarily selected. In view of the above conventional problems, the present invention has a configuration in which the convergence point (CO / NO x balance) of mode emission can be set arbitrarily so that any air-fuel ratio can be selected. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の空燃比制御装置は、図1に示すように、内燃機関
の排気系に介装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及
び下流側に夫々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空
燃比センサを備え、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を演算する制御定数演算
手段と、前記上流側空燃比センサの出力及び前記制御定
数演算手段により演算された空燃比フィードバック制御
定数に応じて空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算
手段と、該空燃比補正量演算手段によって演算された空
燃比補正量に基づいて空燃比を調整する空燃比調整手段
と、前記下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリ
ッチ若しくはリッチからリーンへの反転時に、前記空燃
比フィードバック制御定数をリッチ側とリーン側におい
て個別に所定期間ホールドする空燃比フィードバック制
御定数ホールド手段と、を備えて構成した。
Therefore, as shown in FIG. 1, an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention has an upstream side of a catalyst for purifying exhaust gas which is interposed in an exhaust system of the internal combustion engine. And a downstream side each having an air-fuel ratio sensor for detecting a specific component concentration in the exhaust gas, a control constant calculating means for calculating an air-fuel ratio feedback control constant according to the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, and the upstream side air-fuel ratio Air-fuel ratio correction amount calculation means for calculating an air-fuel ratio correction amount according to the output of the sensor and the air-fuel ratio feedback control constant calculated by the control constant calculation means, and air-fuel ratio correction calculated by the air-fuel ratio correction amount calculation means Air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio based on the amount, when the lean-to-rich or rich-to-lean inversion of the output signal of the downstream side air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio feedback It was constructed and a air-fuel ratio feedback control constant hold means for a predetermined period and hold individually the rich side and the lean side the control constants.

【0009】[0009]

【作用】かかる装置においては、下流側空燃比センサに
よる空燃比フィードバック制御により、上流側空燃比セ
ンサの出力に基づく空燃比フィードバック制御の制御定
数としての微分量や積分定数、空燃比判定のディレイ時
間或いは上流側空燃比センサと比較するスライスレベル
等が補正される。即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数が補正されるので、上流側空燃比セン
サの出力特性のばらつきが下流側空燃比センサにより吸
収される。しかも、下流側空燃比センサの出力信号の反
転時において、空燃比フィードバック制御定数をリッチ
側で所定の期間だけホールドすると共に、リーン側で所
定の期間だけホールドし、かつこの所定期間を個別に設
定するようにしたから、ホールド期間をリッチ側とリー
ン側とでアンバランスにすることで、モードエミッショ
ン収束点即ち、トータルのCO排出量とNOX 排出量の
比であるCO/NOX バランスを任意に設定することが
可能となる。
In such an apparatus, the differential amount and the integral constant as the control constants of the air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream side air-fuel ratio sensor and the delay time of the air-fuel ratio determination are controlled by the air-fuel ratio feedback control by the downstream side air-fuel ratio sensor. Alternatively, the slice level or the like compared with the upstream air-fuel ratio sensor is corrected. That is, since the control constant is corrected according to the output of the downstream side air-fuel ratio sensor, the variation in the output characteristics of the upstream side air-fuel ratio sensor is absorbed by the downstream side air-fuel ratio sensor. Moreover, when the output signal of the downstream side air-fuel ratio sensor is inverted, the air-fuel ratio feedback control constant is held for a predetermined period on the rich side and is held for a predetermined period on the lean side, and this predetermined period is set individually. because the way, by the imbalance of the hold period at the rich side and the lean side, the mode emission convergence point or, optionally CO / NO X balance is the ratio of CO emissions and NO X emissions total Can be set to.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図2において、エンジン1の排気管2には、排
気ガス中の有害成分HC,CO,NOx を同時に浄化す
る三元触媒を収納する触媒コンバータ3が設けられてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 2, the exhaust pipe 2 of the engine 1 is provided with a catalytic converter 3 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies harmful components HC, CO, and NOx in the exhaust gas.

【0011】この触媒コンバータ3の上流側と下流側の
排気管2には、夫々酸素センサ4,5が設けられてい
る。これら酸素センサ4,5は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を夫々発生し、この信号をエンジン
制御装置6の入力回路7,8を介してA/D変換器9に
夫々出力する。即ち、両酸素センサ4,5は空燃比が理
論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて異なる
出力電圧を前記A/D変換器9に発生する。
The exhaust pipes 2 on the upstream side and the downstream side of the catalytic converter 3 are provided with oxygen sensors 4 and 5, respectively. These oxygen sensors 4 and 5 generate electric signals corresponding to the oxygen component concentration in the exhaust gas, and output these signals to the A / D converter 9 via the input circuits 7 and 8 of the engine control device 6, respectively. . That is, both oxygen sensors 4 and 5 generate different output voltages in the A / D converter 9 depending on whether the air-fuel ratio is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0012】エンジン制御装置6の入出力回路10に
は、吸気管11のスロットル弁12の上流側に取り付け
られたエアフローメータ13からの吸入空気量検出信
号、クランク角センサ14からの機関回転数検出信号及
び水温センサ15からの機関冷却水温度検出信号の他に
種々の機関運転条件検出センサからの検出信号が入力さ
れ、燃料噴射弁16による燃料噴射量を制御する信号
(空燃比フィードバック信号を含む)を前記燃料噴射弁
16に出力するようになっている。
In the input / output circuit 10 of the engine control unit 6, an intake air amount detection signal from an air flow meter 13 mounted upstream of the throttle valve 12 of the intake pipe 11 and an engine speed detection from a crank angle sensor 14 are detected. In addition to the signal and the engine cooling water temperature detection signal from the water temperature sensor 15, detection signals from various engine operating condition detection sensors are input, and signals for controlling the fuel injection amount by the fuel injection valve 16 (including an air-fuel ratio feedback signal) are included. ) Is output to the fuel injection valve 16.

【0013】尚、上記エンジン制御装置6は、例えばマ
イクロコンピュータとして構成され、上述した入力回路
7,8、A/D変換器9、入出力回路10の他に、CP
U17、ROM18、RAM19等が設けられている。
次に、上記のハードウェア構造に基づく本発明に係る空
燃比制御の一例を、図3〜図5に示したフローチャート
に基づいて説明する。
The engine control device 6 is constructed as, for example, a microcomputer, and has a CP in addition to the input circuits 7 and 8, the A / D converter 9 and the input / output circuit 10 described above.
A U17, a ROM 18, a RAM 19 and the like are provided.
Next, an example of the air-fuel ratio control according to the present invention based on the above hardware structure will be described based on the flowcharts shown in FIGS.

【0014】図3は空燃比補正係数αを演算する空燃比
フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。ステップ1においては、上流側酸素センサ4による
空燃比の閉ループ(フィードバック)条件が成立してい
るか否かを判別する。閉ループ(フィードバック)条件
成立の時は、ステップ2に進んで空燃比補正係数αを1.
0 とする。又、閉ループ(フィードバック)条件が不成
立の時は、ステップ3に進む。このステップ3では、上
流側酸素センサ4の出力OSR1をA/D変換して読み
込み、ステップ4においてOSR1がスライスレベル電
圧SLF以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッ
チかリーンかを判別する。リッチが判別されたならば、
ステップ5に進んで空燃比フラグF1を1(リッチ)と
する。リーンが判別されたならば、ステップ6に進んで
空燃比フラグF1を0(リーン)とする。ステップ7に
おいては、前記空燃比フラグF1の符号が反転したか否
かを判別する。即ち、空燃比が反転したか否かを判別す
る。空燃比が反転していれば、ステップ8に進んで、前
記空燃比フラグF1の値により、リッチからリーンへの
反転か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッ
チからリーンへの反転であれば、ステップ9に進んで後
に説明するサブルーチンにより空燃比フィードバック制
御定数としてのリッチ微分量PLの補正量PHOSを演
算した後にステップ10に進んで、α=α+PL+PH
OSとスキップ的に増大させ、逆にリーンからリッチへ
の反転であれば、ステップ11に進んでやはりサブルー
チンにより空燃比フィードバック制御定数としてのリー
ン微分量PRの補正量PHOSを演算した後にステップ
12に進んで、α=α−PR+PHOSとスキップ的に
減少させる。つまり、微分処理を行う。
FIG. 3 is a flowchart showing an air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient α. In step 1, it is determined whether or not the closed loop (feedback) condition of the air-fuel ratio by the upstream oxygen sensor 4 is satisfied. When the closed loop (feedback) condition is satisfied, the process proceeds to step 2 and the air-fuel ratio correction coefficient α is set to 1.
Set to 0. If the closed loop (feedback) condition is not satisfied, the process proceeds to step 3. In step 3, the output OSR1 of the upstream oxygen sensor 4 is A / D converted and read, and in step 4, it is determined whether OSR1 is equal to or lower than the slice level voltage SLF. That is, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean. If rich is identified,
In step 5, the air-fuel ratio flag F1 is set to 1 (rich). If lean is determined, the routine proceeds to step 6, where the air-fuel ratio flag F1 is set to 0 (lean). In step 7, it is determined whether or not the sign of the air-fuel ratio flag F1 is reversed. That is, it is determined whether or not the air-fuel ratio has been reversed. If the air-fuel ratio has been reversed, the routine proceeds to step 8, where it is determined whether the air-fuel ratio is reversed from rich to lean or lean to rich, depending on the value of the air-fuel ratio flag F1. In the case of reversal from rich to lean, the routine proceeds to step 9, where a correction amount PHOS of the rich differential amount PL as an air-fuel ratio feedback control constant is calculated by a subroutine described later, and then the routine proceeds to step 10, where α = α + PL + PH
If the lean-to-rich inversion is performed by increasing in a skip manner with OS, conversely, the routine proceeds to step 11, where the subroutine also calculates the correction amount PHOS of the lean differential amount PR as the air-fuel ratio feedback control constant, and then proceeds to step 12. Going forward, α = α−PR + PHOS is reduced in a skip manner. That is, differential processing is performed.

【0015】ステップ7において、空燃比フラグF1の
符号が反転していなければ、ステップ13,14,15
にて積分処理を行う。つまり、ステップ13において、
F1=0か否かの判定を行う。F1=0(リーン)であ
れば、ステップ14において、α=α+IL(リッチ積
分定数)とし、F1=1(リッチ)であれば、ステップ
15において、α=α−IR(リーン積分定数)とす
る。
If the sign of the air-fuel ratio flag F1 is not inverted in step 7, steps 13, 14, 15
Performs integration processing at. That is, in step 13,
It is determined whether or not F1 = 0. If F1 = 0 (lean), in step 14, α = α + IL (rich integration constant), and if F1 = 1 (rich), in step 15, α = α-IR (lean integration constant). .

【0016】ここで、上記の積分定数IL,IRは、前
記微分量PL,PRに比して充分に小さく設定してあ
る。従って、ステップ14はリーン状態(F1=0)で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ15はリッチ状
態(F1=1)で燃料噴射量を徐々に減少させる。上述
のようにして演算された空燃比補正係数αを図2のRA
M19に格納し、ステップ16に進む。このステップ1
6では、下流側酸素センサ5の出力信号の反転時に補正
量PHOSをリッチ側とリーン側において個別に所定期
間ホールドする空燃比フィードバック制御定数ホールド
手段の作用によって前記補正量PHOSの変化を遅延
(ディレイ)させるためのディレイカウンタDLYがD
LY≦0であるか否かを判定し、DLY≦0であれば、
ステップ17に進んで、フラグF3を0(ディレイカウ
ンタDLYをOFF)する。
Here, the integration constants IL and IR are set to be sufficiently smaller than the differential amounts PL and PR. Therefore, step 14 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (F1 = 0), and step 15 gradually decreases the fuel injection amount in the rich state (F1 = 1). The air-fuel ratio correction coefficient α calculated as described above is set to RA of FIG.
Store in M19 and proceed to step 16. This step 1
In 6, the change of the correction amount PHOS is delayed by the action of the air-fuel ratio feedback control constant holding means that holds the correction amount PHOS separately for a predetermined period on the rich side and the lean side when the output signal of the downstream oxygen sensor 5 is inverted. The delay counter DLY for
It is determined whether or not LY ≦ 0, and if DLY ≦ 0,
In step 17, the flag F3 is set to 0 (delay counter DLY is turned off).

【0017】次に、図4に基づいて図3のフローチャー
トのステップ9,11におけるサブルーチンの作用を説
明する。このサブルーチンは、上述したようにPHOS
の演算ルーチンである。即ち、ステップ21において
は、下流側酸素センサ5の出力OSR2をA/D変換し
て読み込み、ステップ22においてOSR2がスライス
レベル電圧SLR以下か否かを判別する。つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。リッチが判別された
ならば、ステップ23に進んで空燃比フラグF2を1
(リッチ)とする。リーンが判別されたならば、ステッ
プ24に進んで空燃比フラグF2を0(リーン)とす
る。ステップ25においては、前記空燃比フラグF2の
符号が反転したか否か、つまり、空燃比が反転したか否
かを判別する。
Next, the operation of the subroutine in steps 9 and 11 of the flowchart of FIG. 3 will be described with reference to FIG. This subroutine is called PHOS as described above.
Is a calculation routine of. That is, in step 21, the output OSR2 of the downstream oxygen sensor 5 is A / D converted and read, and in step 22, it is determined whether OSR2 is equal to or lower than the slice level voltage SLR. That is, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean. If rich is determined, the routine proceeds to step 23, where the air-fuel ratio flag F2 is set to 1
(Rich). If lean is determined, the routine proceeds to step 24, where the air-fuel ratio flag F2 is set to 0 (lean). At step 25, it is judged if the sign of the air-fuel ratio flag F2 is reversed, that is, if the air-fuel ratio is reversed.

【0018】空燃比が反転していれば、ステップ26か
ら後段の各ステップに進んで、補正量PHOSをリッチ
側とリーン側において個別に所定期間ホールドするため
の制御フローを実行する。空燃比が反転していなけれ
ば、ステップ34から後段の各ステップに進んで、通常
の補正量PHOSの増量,減量の制御フローを実行す
る。
If the air-fuel ratio is reversed, the routine proceeds from step 26 to the subsequent steps to execute a control flow for individually holding the correction amount PHOS on the rich side and the lean side for a predetermined period. If the air-fuel ratio is not reversed, the routine proceeds from step 34 to the subsequent steps to execute the normal control flow for increasing and decreasing the correction amount PHOS.

【0019】即ち、ステップ26において、前記空燃比
フラグF2の値により、リッチからリーンへの反転か、
リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチからリ
ーンへの反転であれば、ステップ27に進んで、補正量
PHOSの最小値PHOSMIを次式により演算する。 PHOSMI=1/4(PHOS)+3/4(PHOSMI) ステップ28では、補正量PHOSを所定期間ホールド
する前に該補正量PHOSをステップ状に増大変化させ
る値PHPLを、補正量PHOSの最大値PHOSMA
と最小値PHOSMIとに基づいて次式により演算す
る。
That is, at step 26, depending on the value of the air-fuel ratio flag F2, it is reversed from rich to lean, or
Determine whether the transition is from lean to rich. If it is the inversion from rich to lean, the routine proceeds to step 27, where the minimum value PHOSMI of the correction amount PHOS is calculated by the following equation. PHOSMI = 1/4 (PHOS) +3/4 (PHOSMI) In step 28, the value PHPL for increasing the correction amount PHOS in a stepwise increase before the correction amount PHOS is held for a predetermined period is set to the maximum value PHOSMA of the correction amount PHOS.
And the minimum value PHOSMI are calculated according to the following equation.

【0020】 PHPL=1/10(PHOSMA−PHOSMI) ステップ29では、補正量PHOSを所定期間ホールド
するために補正量PHOSの変化を遅延(ディレイ)さ
せるためのディレイカウンタDLYに所定カウンタ値D
LYLを設定する(DLY=DLYL)と共に、ホール
ドする補正量PHOSを次式により演算する。
PHPL = 1/10 (PHOSMA-PHOSMI) In step 29, a predetermined counter value D is set in a delay counter DLY for delaying a change in the correction amount PHOS in order to hold the correction amount PHOS for a predetermined period.
While setting LYL (DLY = DLYL), the correction amount PHOS to be held is calculated by the following equation.

【0021】PHOS=PHOS+PHPL ステップ30では、フラグF3を0(ディレイカウンタ
DLYをON)する。一方、ステップ26において、前
記空燃比フラグF2の値により、リーンからリッチへの
反転であれば、ステップ31に進んで、補正量PHOS
の最大値PHOSMAを次式により演算する。
PHOS = PHOS + PHPL In step 30, the flag F3 is set to 0 (delay counter DLY is turned on). On the other hand, if it is determined in step 26 that the air-fuel ratio flag F2 is inversion from lean to rich, the routine proceeds to step 31, where the correction amount PHOS is reached.
The maximum value PHOSMA of is calculated by the following equation.

【0022】 PHOSMA=1/4(PHOS)+3/4(PHOSMA) ステップ32では、補正量PHOSを所定期間ホールド
する前に該補正量PHOSをステップ状に減少変化させ
る値PHPRを、補正量PHOSの最大値PHOSMA
と最小値PHOSMIとに基づいて次式により演算す
る。 PHPR=1/10(PHOSMA−PHOSMI) ステップ33では、補正量PHOSを所定期間ホールド
するために補正量PHOSの変化を遅延(ディレイ)さ
せるためのディレイカウンタDLYに所定カウンタ値D
LYRを設定する(DLY=DLYR)と共に、ホール
ドする補正量PHOSを次式により演算して、ステップ
30に進む。
PHOSMA = 1/4 (PHOS) +3/4 (PHOSMA) In step 32, a value PHPR for stepwise decreasing and changing the correction amount PHOS is held before the correction amount PHOS is held for a predetermined period. Maximum value PHOSMA
And the minimum value PHOSMI are calculated according to the following equation. PHPR = 1/10 (PHOSMA-PHOSMI) In step 33, a predetermined counter value D is set in a delay counter DLY for delaying a change in the correction amount PHOS in order to hold the correction amount PHOS for a predetermined period.
LYR is set (DLY = DLYR), the correction amount PHOS to be held is calculated by the following equation, and the process proceeds to step 30.

【0023】PHOS=PHOS−PHPR ステップ34においては、前記空燃比フラグF2の値に
より、リッチかリーンかを判別する。リーンであれば、
ステップ35に進んで、フラグF3が0か1かを判定
し、フラグF3が0(ディレイカウンタDLYがOF
F)であれば、ステップ36に進んで、PHOS=PH
OS+ΔPHOSLを演算してPHOSを増大させ、フ
ラグF3が1(ディレイカウンタDLYがON)であれ
ば、ステップ37に進んで、ディレイカウンタDLYの
設定カウンタ値から1を減算する(DLY=DLY−
1)。ステップ34においては、リッチであれば、ステ
ップ38に進んで、フラグF3が0か1かを判定し、フ
ラグF3が0(ディレイカウンタDLYがOFF)であ
れば、ステップ39に進んで、PHOS=PHOS−Δ
PHOSRを演算してPHOSを減少させ、フラグF3
が1(ディレイカウンタDLYがON)であれば、ステ
ップ40に進んで、ディレイカウンタDLYの設定カウ
ンタ値から1を減算する(DLY=DLY−1)。
PHOS = PHOS-PHPR In step 34, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean based on the value of the air-fuel ratio flag F2. If lean,
In step 35, it is determined whether the flag F3 is 0 or 1, and the flag F3 is 0 (delay counter DLY is OF.
If F), go to step 36 and PHOS = PH
If OS + ΔPHOSL is calculated and PHOS is increased, and the flag F3 is 1 (delay counter DLY is ON), the routine proceeds to step 37, where 1 is subtracted from the set counter value of the delay counter DLY (DLY = DLY−
1). If rich in step 34, the routine proceeds to step 38, where it is determined whether the flag F3 is 0 or 1, and if the flag F3 is 0 (delay counter DLY is OFF), the routine proceeds to step 39 and PHOS = PHOS-Δ
PHOSR is calculated to decrease PHOS, and flag F3
Is 1 (delay counter DLY is ON), the routine proceeds to step 40, where 1 is subtracted from the set counter value of the delay counter DLY (DLY = DLY-1).

【0024】次に、図5に基づいて本発明制御のベース
フローについて説明する。ステップ41においては、例
えば、ΔPHOSL=15×10-6,PHOSR=7×
10-6,DLYR=200,DLYL=0と設定する。
DLYR=200,DLYL=0の設定は、制御空燃比
をリッチ側にシフトすることができ、リーン側にシフト
するには、DLYR=0,DLYL=200の設定にす
る。
Next, the base flow of the control of the present invention will be described with reference to FIG. In step 41, for example, ΔPHOSL = 15 × 10 −6 , PHOSR = 7 ×
10 −6 , DLYR = 200, and DLYL = 0 are set.
The settings of DLYR = 200 and DLYL = 0 can shift the control air-fuel ratio to the rich side, and to shift to the lean side, the settings of DLYR = 0 and DLYL = 200 are set.

【0025】ステップ42においては、図3に基づいて
説明したルーチンによる空燃比補正係数αの演算を行
い、ステップ43で燃料噴射量の演算、ステップ44で
図2の燃料噴射弁16の駆動、を夫々実行する。以上の
説明から明らかなように、下流側酸素センサ5の出力信
号の反転時において、空燃比フィードバック制御定数と
しての微分量の補正量PHOSをリッチ側でDLYLの
期間だけホールドし、リーン側でDLYRの期間だけホ
ールドするように、かつこのDLYLとDLYRの期間
をアンバランスにするようにしたから(図6参照)、モ
ードエミッションを任意値に収束させることができ、モ
ードエミッション収束点即ち、トータルのCO排出量と
NOX 排出量の比であるCO/NOX バランスを任意に
設定することが容易となる。
In step 42, the air-fuel ratio correction coefficient α is calculated by the routine described with reference to FIG. 3, the fuel injection amount is calculated in step 43, and the fuel injection valve 16 in FIG. 2 is driven in step 44. Execute each. As is clear from the above description, when the output signal of the downstream oxygen sensor 5 is inverted, the correction amount PHOS of the differential amount as the air-fuel ratio feedback control constant is held for the DLYL period on the rich side and DLYR on the lean side. Therefore, the mode emission can be converged to an arbitrary value because the period of DLYL and DLYR is unbalanced (see FIG. 6). It becomes easy to arbitrarily set the CO / NO x balance, which is the ratio of the CO emission amount and the NO x emission amount.

【0026】例えば、図7に示すモードエミッションの
収束点を、目標とするCO/NOX バランス値に対して
ずれることなく設定でき、空燃比を任意に選択できるよ
うになる。この場合、DLYRを大きくすれば、CO/
NOX 比を大きく(リッチシフト)でき、DLYLを大
きくすれば、CO/NOX 比を小さく(リーンシフト)
できる。
For example, the convergence point of the mode emission shown in FIG. 7 can be set without deviating from the target CO / NO x balance value, and the air-fuel ratio can be arbitrarily selected. In this case, if DLYR is increased, CO /
Increasing the NO X ratio (rich shift) can, by increasing the DLYL, reduce the CO / NO X ratio (lean shift)
it can.

【0027】又、特に、本実施例によると、次のような
利点がある。即ち、上述のようにホールド期間を設ける
結果、補正制御周期の増大を来し、エミッション値自体
は悪化する(原点離れ)。このため、本実施例において
は、図6に示すように、下流側酸素センサ5の出力信号
がリーンからリッチに反転したときには、PHOS値か
らPHPRだけ差し引いて該PHOS値をステップ状に
変化させ、リッチからリーンに反転したときには、PH
OS値にPHPLを加えて該PHOS値をステップ状に
変化させるようにしてから、所定期間ホールドするよう
にしており、これにより、補正制御周期の短縮化を図れ
るようになり、エミッション値自体の悪化を防止でき、
エミッションを最良点に収束させることができる。
Further, in particular, this embodiment has the following advantages. That is, as a result of providing the hold period as described above, the correction control cycle increases, and the emission value itself deteriorates (away from the origin). Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the output signal of the downstream oxygen sensor 5 is inverted from lean to rich, the PHOS value is subtracted by PHPR to change the PHOS value stepwise, When it reverses from rich to lean, PH
After adding PHPL to the OS value to change the PHOS value stepwise, the PHOS value is held for a predetermined period, whereby the correction control cycle can be shortened and the emission value itself deteriorates. Can be prevented,
Emissions can be converged to the best point.

【0028】尚、上記実施例において、図4のフローチ
ャートの各ステップは、下流側酸素センサ5の出力に応
じて空燃比フィードバック制御定数を演算する本発明の
制御定数演算手段と空燃比フィードバック制御定数をリ
ッチ側とリーン側において個別に所定期間ホールドする
空燃比フィードバック制御定数ホールド手段に相当す
る。
In the above embodiment, each step of the flow chart of FIG. 4 is performed by the control constant calculating means of the present invention for calculating the air-fuel ratio feedback control constant according to the output of the downstream oxygen sensor 5 and the air-fuel ratio feedback control constant. Corresponds to an air-fuel ratio feedback control constant holding means for individually holding each of the rich side and the lean side for a predetermined period.

【0029】又、図3のフローチャートの各ステップ
は、上流側酸素センサ5の出力及び制御定数演算手段に
より演算された空燃比フィードバック制御定数に応じて
空燃比補正量を演算する本発明の空燃比補正量演算手段
に相当する。尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
Further, each step of the flow chart of FIG. 3 is performed by the air-fuel ratio of the present invention for calculating the air-fuel ratio correction amount according to the output of the upstream oxygen sensor 5 and the air-fuel ratio feedback control constant calculated by the control constant calculating means. It corresponds to a correction amount calculation means. Although the present invention has been described with reference to the specific embodiments as described above, the present invention is not limited to this, and the patents attached to the present invention by a person skilled in the art or the like. Without departing from the scope of the claims
It should be noted that various changes and modifications are possible.

【0030】例えば、上記実施例においては、下流側酸
素センサ5の出力に応じて空燃比フィードバック制御定
数を演算する制御定数演算手段における制御定数とし
て、微分量を採用したが、制御定数として、積分定数や
リーン遅延時間と逆の判断を保持するためのリッチ遅延
時間との関係(リーン遅延時間>リッチ遅延時間)や下
流側酸素センサ5の出力の比較電圧としてのスライスレ
ベル或いは空燃比判定のディレイ時間或いは上流側酸素
センサ4の出力の比較電圧を変化させても良い。
For example, in the above embodiment, the differential amount is adopted as the control constant in the control constant calculating means for calculating the air-fuel ratio feedback control constant according to the output of the downstream oxygen sensor 5, but the integral is used as the control constant. The relationship between the constant and the lean delay time and the rich delay time for holding the opposite judgment (lean delay time> rich delay time), the slice level as the comparison voltage of the output of the downstream oxygen sensor 5, or the delay of the air-fuel ratio judgment The time or the comparison voltage of the output of the upstream oxygen sensor 4 may be changed.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内燃
機関の空燃比制御装置によると、内燃機関の排気系に介
装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に夫
々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空燃比センサを
備え、下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御として、上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比
フィードバック制御の制御定数としての微分量や積分定
数等を補正する、即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数を補正する制御を行うものにおいて、
下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリッチ若し
くはリッチからリーンへの反転時に、空燃比フィードバ
ック制御定数をリッチ側とリーン側において個別に所定
期間ホールドするようにしたから、2つの空燃比センサ
の出力に基づく空燃比フィードバック制御により、上流
側空燃比センサの出力特性のばらつきを下流側空燃比セ
ンサにより吸収でき、しかも、モードエミッションを任
意値に収束させることができ、モードエミッション収束
点即ち、トータルのCO排出量とNOX 排出量の比であ
るCO/NOX バランスを任意に設定することが容易と
なり、空燃比を任意に選択できる有用性大なるものであ
る。
As described above, according to the air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention, the exhaust gas is exhausted upstream and downstream of the exhaust gas purifying catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine. Equipped with an air-fuel ratio sensor that detects the concentration of a specific component in the gas, as the air-fuel ratio feedback control by the downstream side air-fuel ratio sensor, the differential amount and integration constant as the control constant of the air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream side air-fuel ratio sensor Etc., that is, in the control for correcting the control constant according to the output of the downstream air-fuel ratio sensor,
When the output signal of the downstream side air-fuel ratio sensor is reversed from lean to rich or from rich to lean, the air-fuel ratio feedback control constants are held individually for a predetermined period on the rich side and the lean side. By the air-fuel ratio feedback control based on the output, the variation in the output characteristics of the upstream side air-fuel ratio sensor can be absorbed by the downstream side air-fuel ratio sensor, and the mode emission can be converged to an arbitrary value. The CO / NO x balance, which is the ratio of the CO emission amount to the NO x emission amount, can be easily set arbitrarily, and the usefulness of arbitrarily selecting the air-fuel ratio is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置のク
レーム対応図
FIG. 1 is a diagram illustrating a complaint response of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】 本発明を実施するための装置のシステム図FIG. 2 is a system diagram of an apparatus for carrying out the present invention.

【図3】 本発明の制御内容を説明するフローチャートFIG. 3 is a flowchart illustrating the control content of the present invention.

【図4】 本発明の制御内容を説明するフローチャートFIG. 4 is a flowchart illustrating the control content of the present invention.

【図5】 本発明の制御内容を説明するフローチャートFIG. 5 is a flowchart illustrating the control content of the present invention.

【図6】 図4のフローチャートの補足説明するための
タイミングチャート
6 is a timing chart for supplementary explanation of the flowchart of FIG.

【図7】 従来のシステムの問題点を説明するモードエ
ミッション収束点(CO/NOX バランス)の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of mode emission convergence points (CO / NO x balance) for explaining the problems of the conventional system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 排気管 3 触媒コンバータ 4 上流側酸素センサ 5 下流側酸素センサ 6 エンジン制御装置 16 燃料噴射弁 1 Engine 2 Exhaust Pipe 3 Catalytic Converter 4 Upstream Oxygen Sensor 5 Downstream Oxygen Sensor 6 Engine Control Device 16 Fuel Injection Valve

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の排気系に介装された排気ガス浄
化用の触媒の上流側及び下流側に夫々排気ガス中の特定
成分濃度を検出する空燃比センサを備え、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を
演算する制御定数演算手段と、前記上流側空燃比センサ
の出力及び前記制御定数演算手段により演算された空燃
比フィードバック制御定数に応じて空燃比補正量を演算
する空燃比補正量演算手段と、該空燃比補正量演算手段
によって演算された空燃比補正量に基づいて空燃比を調
整する空燃比調整手段と、前記下流側空燃比センサの出
力信号のリーンからリッチ若しくはリッチからリーンへ
の反転時に、前記空燃比フィードバック制御定数をリッ
チ側とリーン側において個別に所定期間ホールドする空
燃比フィードバック制御定数ホールド手段と、を備えて
構成されることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。
1. An air-fuel ratio sensor for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas is provided upstream and downstream of a catalyst for purifying exhaust gas which is interposed in an exhaust system of an internal combustion engine, and a downstream air-fuel ratio sensor is provided. Control constant calculating means for calculating the air-fuel ratio feedback control constant according to the output of the, and the air-fuel ratio correction amount according to the output of the upstream side air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio feedback control constant calculated by the control constant calculating means. Air-fuel ratio correction amount calculation means for calculating, air-fuel ratio adjustment means for adjusting the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio correction amount calculated by the air-fuel ratio correction amount calculation means, and lean output signal of the downstream side air-fuel ratio sensor Air-fuel ratio feedback control constant that holds the air-fuel ratio feedback control constant for a predetermined period on the rich side and the lean side, respectively, when reversing from the rich side to the rich side or from the rich side to the lean side. Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine, characterized in that it is configured with a control constant holding means.
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