JP2790899B2 - Air-fuel ratio control method for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control method for internal combustion engine

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JP2790899B2 JP2089594A JP8959490A JP2790899B2 JP 2790899 B2 JP2790899 B2 JP 2790899B2 JP 2089594 A JP2089594 A JP 2089594A JP 8959490 A JP8959490 A JP 8959490A JP 2790899 B2 JP2790899 B2 JP 2790899B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、触媒コンバータの上流側と下流側にO2セン
サを備えた自動車等に適用される内燃機関の空燃比制御
方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control method for an internal combustion engine applied to an automobile having an O 2 sensor on the upstream and downstream sides of a catalytic converter.

[従来の技術] 排気ガス浄化手段の一つとして広く利用されている三
元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭
い領域(三元触媒のウィンドウ)内に維持されていない
と、排気ガス中に含まれているCO、HC、NOxの全てを効
率よく浄化することができない。そのため、インジェク
タを備えたエンジンでは、燃料噴射量を微細に調節する
ための空燃比フィードバック補正係数を設けておき、触
媒コンバータの上流側に配置したO2センサの出力電圧が
空燃比リッチ状態を示した場合には、所定の遅延時間後
に前記補正係数を減少させることにより燃料供給量を絞
って、混合気の空燃比を理論空燃比側に変化させるよう
にしている。また、前記出力電圧が空燃比リーン状態を
示した場合には、所定の遅延時間後に前記補正係数を増
加させることにより燃料供給量を増加させて、混合気の
空燃比を理論空燃比側に変化させるようにしている。
[Prior Art] In a three-way catalyst widely used as one of exhaust gas purifying means, an air-fuel ratio of an air-fuel mixture is maintained in a narrow region (a window of a three-way catalyst) around a stoichiometric air-fuel ratio. no When, CO contained in the exhaust gas, HC, can not be efficiently purify all nO x. Therefore, in the engine having an injector, the air-fuel ratio feedback correction coefficient for adjusting the amount of fuel injection finely may be provided, the output voltage of the O 2 sensor disposed on the upstream side of the catalytic converter indicates an air-fuel ratio rich state In this case, the fuel supply amount is reduced by reducing the correction coefficient after a predetermined delay time to change the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the stoichiometric air-fuel ratio. When the output voltage indicates the air-fuel ratio lean state, the fuel supply amount is increased by increasing the correction coefficient after a predetermined delay time, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is changed to the stoichiometric air-fuel ratio. I try to make it.

ところが、単一のO2センサを利用して空燃比のフィー
ドバック制御を行うと、O2センサの出力特性のばらつき
や経時変化、インジェクタの燃料噴射量のばらつき等に
より所期の空燃比制御が行われず、空燃比の制御中心が
三元触媒のウィンドウ内からずれてしまうことがある。
また、触媒活性化温度が確保し易いエキゾーストマニホ
ールドに触媒コンバータを連結し、その上流におけるエ
キゾーストマニホールドの集合部にO2センサが配置され
ている場合には、特定の気筒から排出された排気ガスに
よりO2センサの出力電圧が左右されたり、高熱等によっ
て劣化が早められてしまうこともある。
However, when feedback control of the air-fuel ratio is performed using a single O 2 sensor, the intended air-fuel ratio control is performed due to variations in the output characteristics of the O 2 sensor, changes over time, and variations in the fuel injection amount of the injector. As a result, the control center of the air-fuel ratio may deviate from the window of the three-way catalyst.
In addition, when a catalytic converter is connected to an exhaust manifold that can easily secure the catalyst activation temperature, and an O 2 sensor is arranged at the upstream of the exhaust manifold, the exhaust gas discharged from a specific cylinder is used. The output voltage of the O 2 sensor may be affected or the deterioration may be accelerated due to high heat or the like.

このような不具合を回避するために、本発明の先行技
術として、例えば、特開昭62−29738号公報に示される
ように、触媒コンバータの上流側に配置した第1のO2
ンサの出力電圧に基づいて空燃比のフィードバック制御
を行いつつ、触媒コンバータの下流側に配置した第2の
O2センサの出力電圧に基づいて空燃比の制御中心を三元
触媒のウィンドウ内に補正するようにしたものがある。
第2のO2センサの出力電圧に基づいて、空燃比の制御中
心を変化させる態様としては、前記空燃比フィードバッ
ク補正係数のスキップ量やリッチ積分、リーン積分を変
化させる場合、又は空燃比リッチ、空燃比リーンの判定
遅延時間を変化させる場合等がある。
In order to avoid such a problem, as a prior art of the present invention, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-29738, the output voltage of a first O 2 sensor disposed upstream of a catalytic converter is disclosed. The feedback control of the air-fuel ratio is performed based on
There is one in which the control center of the air-fuel ratio is corrected within the window of the three-way catalyst based on the output voltage of the O 2 sensor.
As a mode of changing the control center of the air-fuel ratio based on the output voltage of the second O 2 sensor, when changing the skip amount or rich integration of the air-fuel ratio feedback correction coefficient, lean integration, or air-fuel ratio rich, There are cases where the determination delay time of the air-fuel ratio lean is changed.

[発明が解決しようとする課題] ところが、触媒コンバータの下流側では、それぞれの
気筒から排出された排気ガスが撹拌された状態にあり、
排気ガス中の酸素濃度が平衡状態に近いため、第2のO2
センサの出力電圧は、第1のO2センサの出力電圧よりも
緩慢な変化を示す。すなわち、第1のO2センサの出力電
圧に基づいて調節された混合気が全体としてリッチ傾向
の場合には、第2のO2センサの出力電圧がリッチ状態を
示す時間が長くなり、混合気が全体としてリーンの傾向
の場合には、第2のO2センサの出力電圧がリーン状態を
示す時間が長くなる。そして、燃料供給量を微細に調節
するためのフィードバック制御値が第2のO2センサの出
力電圧に基づいて微小値づつ徐々に増加又は減少し、か
かる制御が繰り返されることによって、空燃比の制御中
心が理論空燃比付近に調節されることになる。このた
め、第8図に概略的に示すように、フィードバック制御
値FACFに基づいて理論空燃比付近で空燃比のフィードバ
ック制御が行われても、一旦、エンジンスイッチをOFF
(キーオフ)にすると、次回のフィードバック開始時に
は、改めてイニシャル値からフィードバック制御が再開
される。その結果、フィードバック制御が行われる場合
は、開始の度に空燃比の制御中心が理論空燃比付近から
外れることになり、その間でエミッションが悪化する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, on the downstream side of the catalytic converter, the exhaust gas discharged from each cylinder is in a stirred state,
Since the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state, the second O 2
The output voltage of the sensor shows a slow change than the output voltage of the first O 2 sensor. That is, when the air-fuel mixture adjusted based on the output voltage of the first O 2 sensor has a tendency to be rich as a whole, the time during which the output voltage of the second O 2 sensor indicates a rich state becomes longer, and the air-fuel mixture becomes longer. Is lean as a whole, the time during which the output voltage of the second O 2 sensor indicates a lean state becomes longer. Then, the feedback control value for finely adjusting the fuel supply amount gradually increases or decreases by a small value based on the output voltage of the second O 2 sensor, and this control is repeated, thereby controlling the air-fuel ratio. The center will be adjusted near the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, as schematically shown in FIG. 8, even if feedback control of the air-fuel ratio is performed near the stoichiometric air-fuel ratio based on the feedback control value FACF, the engine switch is once turned off.
When (key-off) is set, the feedback control is restarted from the initial value at the next feedback start. As a result, when the feedback control is performed, the control center of the air-fuel ratio deviates from the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio at each start, and the emission deteriorates during that time.

本発明はこのような不具合を解消することを目的とし
ている。
An object of the present invention is to solve such a problem.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、次のような構
成を採用している。
[Means for Solving the Problems] The present invention employs the following configuration to achieve the above object.

すなわち、本発明にかかる内燃機関の空燃比制御方法
は、排気ガスを浄化する触媒コンバータの上流側に排気
ガス中の酸素濃度を検出する第1のO2センサを配置し、
その出力電圧に基づいて空燃比フィードバック補正係数
を逐次更新することにより燃焼室に供給する混合気の空
燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御するととも
に、前記触媒コンバータの下流側に配置した第2のO2
ンサの出力電圧に基づいてフィードバック制御値を決定
するようにしておき、そのフィードバック制御値に対応
させて前記空燃比フィードバック補正係数のスキップ
量、リッチ積分値若しくはリーン積分値、又は、空燃比
のリッチ判定遅延時間若しくはリーン判定遅延時間等の
直接制御要素を求め、その直接制御要素を用いて前記フ
ィードバック制御を継続することによって空燃比の制御
中心を理論空燃比近傍に変化させるように構成した内燃
機関の空燃比制御方法であって、前記フィードバック制
御値が増加から減少側に転換する場合の値を最大値とし
て更新し、前記フィードバック制御値が減少側から増加
側に転換する場合の値を最小値として更新して、前記更
新された最大値及び最小値に基づいてフィードバック制
御値の学習値を決定しておき、フィードバック制御の開
始時には前記学習値にてフィードバック制御を開始する
ようにしたことを特徴とする。
That is, in the air-fuel ratio control method for an internal combustion engine according to the present invention, a first O 2 sensor for detecting an oxygen concentration in exhaust gas is arranged on an upstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas,
The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is feedback-controlled near the stoichiometric air-fuel ratio by successively updating the air-fuel ratio feedback correction coefficient based on the output voltage, and a second air-fuel ratio is arranged downstream of the catalytic converter. The feedback control value is determined based on the output voltage of the O 2 sensor, and the skip amount, the rich integration value or the lean integration value of the air-fuel ratio feedback correction coefficient, or the air-fuel ratio corresponding to the feedback control value is determined. A direct control element such as a rich determination delay time or a lean determination delay time is determined, and the feedback control is continued using the direct control element to change the control center of the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio. An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine, wherein the feedback control value decreases from an increase. Is updated as a maximum value, the value when the feedback control value is changed from a decreasing side to an increasing side is updated as a minimum value, and feedback is performed based on the updated maximum value and minimum value. A learning value of the control value is determined, and when the feedback control is started, the feedback control is started with the learning value.

なお、前記フィードバック制御値に基づいて空燃比の
制御中心を変化させる態様としては、第1のO2センサの
出力電圧に基づいて決まる空燃比フィードバック補正係
数の直接制御要素であるスキップ量、リッチ積分、リー
ン積分等を変化させる場合、又は直接制御要素である空
燃比のリッチ判定遅延時間、リーン判定遅延時間を変え
る場合等がある。
The control center of the air-fuel ratio is changed based on the feedback control value as a skip amount, a rich integration, which is a direct control element of an air-fuel ratio feedback correction coefficient determined based on an output voltage of the first O 2 sensor. , The lean integral or the like is changed, or the air-fuel ratio rich determination delay time or lean determination delay time, which is a direct control element, is changed.

[作用] このような構成によれば、初回の空燃比フィードバッ
ク制御時には、制御開始から空燃比の制御中心が要求値
付近まで調節される間は若干エミッションが悪化するも
のの、その要求値付近でフィードバック制御値の学習が
行われると、フィードバック制御値が増加側から減少側
に転換する場合の値が最大値として更新され、前記フィ
ードバック制御値が減少側から増加側に転換する場合の
値が最小値として更新され、前記更新された最大値及び
最小値に基づいてフィードバック制御値の学習値が決定
される。そして次回のフィードバック制御の際には、直
ちに前記学習値を起点にして空燃比のフィードバック制
御が開始されることになる。
[Effect] According to such a configuration, during the first air-fuel ratio feedback control, while the control center of the air-fuel ratio is adjusted to near the required value from the start of the control, the emission slightly deteriorates, but the feedback is performed near the required value. When the control value is learned, the value when the feedback control value changes from the increasing side to the decreasing side is updated as the maximum value, and the value when the feedback control value changes from the decreasing side to the increasing side is the minimum value. The learning value of the feedback control value is determined based on the updated maximum value and minimum value. Then, at the time of the next feedback control, the feedback control of the air-fuel ratio is started immediately from the learning value as a starting point.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図〜第7図を参照して
説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.

第1図に概略的に示した内燃機関たるエンジンは、自
動車に利用されるもので、インジェクタ1と、クランク
角センサ2と、圧力センサ3と、アイドルスイッチ4
と、水温センサ5と、第1のO2センサたるメインO2セン
サ6と、第2のO2センサたるサブO2センサ7とを具備し
ている。
The engine, which is an internal combustion engine schematically shown in FIG. 1, is used for an automobile, and includes an injector 1, a crank angle sensor 2, a pressure sensor 3, and an idle switch 4.
When, and includes a water temperature sensor 5, a first O 2 sensor serving main O 2 sensor 6, and a second O 2 sensor serving sub O 2 sensor 7.

インジェクタ1は、吸気管8に装着してあり、電磁コ
イル等を内蔵している。そして、電磁コイルに電子制御
装置9から燃料噴射信号aが印加されると、その印加時
間に相当する量の燃料を吸気ポート付近に噴射するよう
になっている。クランク角センサ2は、ディストリビュ
ータ10に内蔵してあり、エンジン回転速度に対応してエ
ンジン回転信号bを発生するように構成されたものであ
る。圧力センサ3は、サージタンク11に設けてあり、吸
気圧に比例して吸気圧信号cを出力するようになってい
る。アイドルスイッチ4は、スロットルシャフト12に連
結してあり、スロットルバルブ13が閉じている場合はON
になり、スロットルバルブ13が開弁した場合はOFFにな
るON・OFFスイッチで、スロットル信号dを出力するよ
うになっている。水温センサ5は、例えば、サーミスタ
等を内蔵したもので、エンジン冷却水温に応じて水温信
号eを出力するようになっている。メインO2センサ6
は、触媒コンバータたるマニバータ14の上流側に配置し
てあり、排気ガス中の酸素濃度に対応してフィードバッ
ク信号fを出力するようになっている。具体的には、第
3図に示すように、混合気の空燃比A/Fが理論空燃比近
傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあって、排気ガ
ス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発生し、混合
気の空燃比A/Fが前記判定電圧よりもリッチ側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電圧を発
生し得るように構成されたものである。サブO2センサ7
は、メインO2センサ6と同様な構成のもので、排気ガス
中の酸素濃度に対応してフィードバック信号gを出力す
るようになっている。すなわち、混合気の空燃比が理論
空燃比近傍に存在する判定電圧よりもリーン側にあっ
て、排気ガス中の酸素濃度が高い場合には低い電圧を発
生し、混合気の空燃比が前記判定電圧よりもリッチ側に
あって、排気ガス中の酸素濃度が低い場合には高い電圧
を発生するようになっている。
The injector 1 is mounted on an intake pipe 8 and has a built-in electromagnetic coil and the like. When a fuel injection signal a is applied from the electronic control unit 9 to the electromagnetic coil, an amount of fuel corresponding to the application time is injected near the intake port. The crank angle sensor 2 is built in the distributor 10, and is configured to generate an engine rotation signal b corresponding to the engine rotation speed. The pressure sensor 3 is provided in the surge tank 11 and outputs an intake pressure signal c in proportion to the intake pressure. The idle switch 4 is connected to the throttle shaft 12 and is turned on when the throttle valve 13 is closed.
, And an ON / OFF switch which is turned off when the throttle valve 13 is opened outputs a throttle signal d. The water temperature sensor 5 incorporates, for example, a thermistor or the like, and outputs a water temperature signal e according to the engine cooling water temperature. Main O 2 sensor 6
Is arranged on the upstream side of the maniverter 14, which is a catalytic converter, and outputs a feedback signal f corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas. Specifically, as shown in FIG. 3, when the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture is leaner than the determination voltage existing near the stoichiometric air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas is high, It is configured to generate a low voltage and generate a high voltage when the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture is richer than the determination voltage and the oxygen concentration in the exhaust gas is low. is there. Sub O 2 sensor 7
Is of the same configuration as the main O 2 sensor 6, and outputs a feedback signal g corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas. That is, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is leaner than the determination voltage existing near the stoichiometric air-fuel ratio and the oxygen concentration in the exhaust gas is high, a low voltage is generated. When the oxygen concentration in the exhaust gas is lower than the voltage on the rich side, a high voltage is generated.

電子制御装置9は、燃焼室15に供給する混合気の空燃
比を調節する役割を担っており、中央演算処理装置16
と、メモリ−17と、入力インターフェース18と、出力イ
ンターフェース19を備えたマイクロコンピュータユニッ
トにより構成されている。入力インターフェース18に
は、少くとも、クランク角センサ2からのエンジン回転
信号bと、圧力センサ3からの吸気圧信号cと、アイド
ルスイッチ4からのスロットル信号dと、水温センサ5
からの水温信号eと、メインO2センサ6からのフィーバ
ック信号fと、サブO2センサ7からのフィードバック信
号gがそれぞれ入力されるようになっている。出力イン
ターフェース19からは、前記インジェクタ1に燃料噴射
信号aが出力されるようになっている。しかして、この
電子制御装置9は、エンジン回転信号bおよび吸気圧信
号c等から吸入空気量を算出し、その吸入空気量に応じ
て基本噴射量TPを決定する。次いで、この基本噴射量TP
を、メインO2センサ6のフィードバック信号fにより決
まる空燃比フィードバック補正係数FAFや、エンジンの
運転状況に応じて決まる各種補正係数K、および、無効
噴射時間TAUVで補正して、インジェクタ1への最終通電
時間Tを次式に基づいて決定し、その時間Tに相当する
量の燃料をインジェクタ1から噴射させる役割を担って
いる。
The electronic control unit 9 has a role of adjusting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 15.
, A memory unit 17, an input interface 18, and an output interface 19. The input interface 18 includes at least an engine rotation signal b from the crank angle sensor 2, an intake pressure signal c from the pressure sensor 3, a throttle signal d from the idle switch 4, and a water temperature sensor 5.
, A feedback signal f from the main O 2 sensor 6, and a feedback signal g from the sub O 2 sensor 7. The output interface 19 outputs a fuel injection signal a to the injector 1. Thus, the electronic control unit 9 calculates the intake air amount from the engine rotation signal b, the intake pressure signal c, and the like, and determines the basic injection amount TP according to the intake air amount. Next, this basic injection amount TP
Is corrected by the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF determined by the feedback signal f of the main O 2 sensor 6, the various correction coefficients K determined according to the operating condition of the engine, and the invalid injection time TAUV. The energization time T is determined based on the following equation, and plays a role of injecting an amount of fuel corresponding to the time T from the injector 1.

T=TP×FAF×K+TAUV また、前記電子制御装置9には、第2図に概略的に示
すようなプラグラムを内蔵してある。まず、ステップ51
では、サブO2センサ7によるフィードバックF/Bの実行
条件が成立しているか否かを判別し、成立していると判
別した場合は、ステップ53に進み、成立していないと判
断した場合は、ステップ52に進む。ステップ52では、サ
ブO2センサ7の出力電圧により決まるフィードバック制
御値の学習値をホールドしておく。ステップ53では、サ
ブO2センサ7による空燃比のフィードバックF/B制御を
実行して、ステップ54に進む。ステップ54では、サブO2
センサ7の出力電圧により決まるフィードバック制御値
の制御方向が変化したか否かを判別し、変化したと判断
した場合にステップ55に進む。ステップ55では、第6図
に概略的に示すように、フィードバック制御値FACFが増
加側から減少側に転換する場合の値を最大値MAXとして
更新し、減少側から増加側に転換する場合の値を最小値
MINとしてそれぞれ適宜更新した後、ステップ56に進
む。ステップ56では、後述する手順に基づいて決定した
学習値を所定のメモリにセットする。
T = TP × FAF × K + TAUV Further, the electronic control unit 9 has a built-in program schematically shown in FIG. First, step 51
Then, it is determined whether or not the condition for executing the feedback F / B by the sub O 2 sensor 7 is satisfied. If it is determined that the condition is satisfied, the process proceeds to step 53. If it is determined that the condition is not satisfied, Then, go to step 52. In step 52, it keeps holding the learned value of the feedback control value determined by the output voltage of the sub O 2 sensor 7. In step 53, by executing the feedback F / B control of the air-fuel ratio by the sub O 2 sensor 7, the process proceeds to step 54. In step 54, the sub O 2
It is determined whether or not the control direction of the feedback control value determined by the output voltage of the sensor 7 has changed. If it is determined that the control direction has changed, the process proceeds to step 55. In step 55, as schematically shown in FIG. 6, the value when the feedback control value FACF changes from the increasing side to the decreasing side is updated as the maximum value MAX, and the value when the feedback control value FACF switches from the decreasing side to the increasing side is updated. Is the minimum
After appropriately updating each as MIN, the process proceeds to step 56. In step 56, a learning value determined based on a procedure described later is set in a predetermined memory.

次に、メインO2センサ6およびサブO2センサ7による
フィードバック制御を説明する。
Next, feedback control by the main O 2 sensor 6 and the sub O 2 sensor 7 will be described.

先ず、メインO2センサ6による空燃比のフィードバッ
ク制御条件、例えば、エンジン冷却水温が40℃以上であ
る、フューエルカット中でない、パワー増量中でない、
エンジン始動後から所定時間経過している、メインO2
ンサ6が活性中である、圧力センサ3が正常である、等
の条件が全て成立している場合には、メインO2センサ6
の出力電圧に基づいてフィードバック制御が行われる。
具体的には、第3図に示すように、メインO2センサ6の
出力電圧が判定電圧を上回った場合には、空燃比フィー
ドバック補正係数FAFの直接制御要素であるリッチ判定
遅延時間TDR後に空燃比フィードバック補正係数FAFを直
接制御要素であるスキップ量としての所定値RSMだけ減
少側にスキップさせ、次に直接制御要素であるリーン積
分KIMに基づいて一定値づつ徐々に減少させる。このた
め、インジェクタ1からの燃料供給量が絞られて、混合
気の空燃比が理論空燃比側に変化することになる。他
方、メインO2センサ6の出力電圧が判定電圧を下回った
場合には、直接制御要素であるリーン判定遅延時間TDL
後に空燃比フィードバック補正係数FAFを直接制御要素
であるスキップ量としての所定値RSPだけ増加側にスキ
ップさせ、次に直接制御要素であるリッチ積分KIPに基
づいて一定値づつ徐々に増加させる。その結果、インジ
ェクタ1から供給される燃料の量が増加して、混合気の
空燃比が理論空燃比側に変化することになる。
First, the feedback control condition of the air-fuel ratio by the main O 2 sensor 6, for example, the engine cooling water temperature is 40 ° C. or higher, the fuel is not cut, the power is not increased,
Has passed after starting the engine a predetermined time, the main O 2 sensor 6 is being active, are normal pressure sensor 3, if the conditions of the like have all met, the main O 2 sensor 6
Feedback control is performed based on the output voltage.
More specifically, as shown in FIG. 3, when the output voltage of the main O 2 sensor 6 exceeds the determination voltage, the idle state occurs after the rich determination delay time TDR which is a direct control element of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. The fuel ratio feedback correction coefficient FAF is skipped toward the decreasing side by a predetermined value RSM as a skip amount which is a direct control element, and then gradually decreased by a constant value based on a lean integral KIM which is a direct control element. Therefore, the fuel supply amount from the injector 1 is reduced, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture changes toward the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, when the output voltage of the main O 2 sensor 6 falls below the determination voltage, the lean determination delay time TDL which is a direct control element
Thereafter, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is skipped to the increasing side by a predetermined value RSP as a skip amount which is a direct control element, and then gradually increased by a constant value based on the rich integration KIP which is a direct control element. As a result, the amount of fuel supplied from the injector 1 increases, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture changes to the stoichiometric air-fuel ratio.

かかるフィードバック制御中にサブO2センサ7による
フィードバックF/B条件が成立すると、例えば、メインO
2センサ6による空燃比のフィードバック実行開始から
所定時間経過している、メインO2センサ6が活性になっ
てから所定時間経過している、エンジン冷却水温が70℃
以上である、過渡時の燃料補正量が所定量を下回ってい
る、エンジンがアイドリング状態で車速が0である、又
はエンジンが非アイドリング状態で所定の運転領域にあ
る、サブO2センサ7の出力電圧により決まるフィードバ
ック制御値の学習回数が設定回数を下回っている、等の
諸条件が全て成立すれば、サブO2センサ7によるフィー
ドバックF/B制御が行われる(ステップ51→ステップ5
3)。ここでのフィードバック制御では、第4図に示す
ように、所定時間(例えば、40msec毎)のゲート時間CD
UTYSOを設けて制御するようにしている。具体的には、
サブO2センサ7の出力電圧が判定電圧を上回っているの
が連続して検出されると、リッチ時間DUTYSOが設定時間
毎にカウントアップされる。リッチ時間DUTYSOがカウン
トアップされて一定値に達すると、リッチフラグSOFLG
が空燃比リッチを示す旨の信号1にセットされ、フィー
ドバック制御値FACFが減少側から増加側に転換した場合
には、前記フラグSOFLGに空燃比リーンを示す旨の信号
0がセットされる。そして、空燃比リッチを示す旨の信
号1がセットされている場合には、リーン積分FACFKIM
に基づいて一定値づつフィードバック制御値FACFが減少
される。一方、リッチフラグSOFLGが空燃比リーンを示
す旨の信号0に切替わった場合には、フィードバック制
御値FACFを一定値FACFRSPだけ増加側にスキップさせた
後、リッチ積分FACFKIPに基づいて一定値づつ徐々に増
加させる。このような手順に基づいてフィードバック制
御値FACFが変化されるとともに、フィードバック制御値
FACFに基づいて、第5図に示すマップからリッチ判定遅
延時間TDRおよびリーン判定遅延時間TDLが決定される。
ここで、フィードバック制御値FACFが大きくなれば、リ
ッチ判定遅延時間TDRが長くなる一方、リーン判定遅延
時間TDLが短縮される。このため、空燃比フィードバッ
ク補正係数FAFが増加側から減少側に転換する時期が遅
くなるとともに、減少側から増加側に転換される時期が
早くなり、インジェクタ1から供給される燃料の量が増
加することになる。フィードバック制御値FACFが小さく
なる場合は、逆に、燃料供給量が減少することになる。
また、フィードバック制御値FACFが増加側から減少側に
反転する場合の最大値MAXと、減少側から増加側に反転
する場合の最小値MINを適宜更新しつつ、これらの値か
ら次式に基づいて学習値FKGを決定する(ステップ54〜
ステップ56)。
If the feedback F / B condition by the sub O 2 sensor 7 is satisfied during the feedback control, for example,
The predetermined time has elapsed since the start of the feedback execution of the air-fuel ratio by the two sensors 6, the predetermined time has elapsed since the main O 2 sensor 6 was activated, and the engine coolant temperature is 70 °
The output of the sub O 2 sensor 7 is as described above, the fuel correction amount during the transition is less than a predetermined amount, the vehicle speed is 0 when the engine is idling, or the engine is in a predetermined operation region when the engine is not idling. the learning number of the feedback control value determined by the voltage is below the set number of times, if the conditions are satisfied all equal, the sub-O 2 feedback F / B control by the sensor 7 is performed (step 51 → step 5
3). In this feedback control, as shown in FIG. 4, the gate time CD for a predetermined time (for example, every 40 msec)
UTYSO is provided for control. In particular,
When the output voltage of the sub O 2 sensor 7 exceeds the determination voltage is continuously detected, the rich time DUTYSO is counted up every predetermined time. When the rich time DUTYSO counts up and reaches a certain value, the rich flag SOFLG
Is set to the signal 1 indicating that the air-fuel ratio is rich, and when the feedback control value FACF is changed from the decrease side to the increase side, the signal 0 indicating the air-fuel ratio lean is set to the flag SOFLG. When the signal 1 indicating that the air-fuel ratio is rich is set, the lean integration FACFKIM
, The feedback control value FACF is decreased by a constant value. On the other hand, when the rich flag SOFLG is switched to the signal 0 indicating that the air-fuel ratio is lean, the feedback control value FACF is skipped to the increasing side by a constant value FACFRSP, and then gradually increased by a constant value based on the rich integration FACFKIP. To increase. The feedback control value FACF is changed based on such a procedure, and the feedback control value FACF is changed.
Based on the FACF, the rich determination delay time TDR and the lean determination delay time TDL are determined from the map shown in FIG.
Here, when the feedback control value FACF increases, the rich determination delay time TDR increases, while the lean determination delay time TDL decreases. Therefore, the timing at which the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is switched from the increasing side to the decreasing side is delayed, and the timing at which the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is switched from the decreasing side to the increasing side is earlier, and the amount of fuel supplied from the injector 1 is increased. Will be. When the feedback control value FACF decreases, the fuel supply amount decreases.
Also, while appropriately updating the maximum value MAX when the feedback control value FACF reverses from the increasing side to the decreasing side and the minimum value MIN when the feedback control value FACF reverses from the decreasing side to the increasing side, based on these values, Determine the learning value FKG (Step 54-
Step 56).

なお、以上の制御は、エンジン運転中に繰り返し実行
されるようになっている。
Note that the above control is repeatedly executed during the operation of the engine.

このような構成によると、メインO2センサ6の出力電
圧に基づいて空燃比のフィードバック制御が行われてい
る場合、空燃比の制御中心がリッチ側又はリーン側にず
れると、サブO2センサ7の出力電圧により決まるフィー
ドバック制御値の増減によって、緩やかに、しかも、微
細に混合気の空燃比が調節されることになる。その際、
第6図に概略的に示すように、フィードバック制御値FA
CFの学習が行われて、その学習値が決定される。しかし
て、理論空燃比は、第7図に示すように、前記フィード
バック制御値FACFが増加側から減少側に転換する場合の
値MAXと、減少側から増加側に転換する場合の値MINとの
間に存在することになり、前記学習値が理論空燃比に対
応した値になる。そして、次回の運転時からは、フィー
ドバック制御が開始される際は、前記学習値を起点にし
て空燃比のフィードバック制御が開始されることにな
る。
According to such a configuration, when the feedback control of the air-fuel ratio is performed based on the output voltage of the main O 2 sensor 6, if the control center of the air-fuel ratio shifts to the rich side or the lean side, the sub O 2 sensor 7 The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is gently and finely adjusted by increasing or decreasing the feedback control value determined by the output voltage. that time,
As schematically shown in FIG. 6, the feedback control value FA
Learning of the CF is performed, and the learning value is determined. Thus, the stoichiometric air-fuel ratio is, as shown in FIG. 7, a value MAX when the feedback control value FACF changes from the increasing side to the decreasing side and a value MIN when the feedback control value FACF changes from the decreasing side to the increasing side. The learning value becomes a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. Then, from the next operation, when the feedback control is started, the feedback control of the air-fuel ratio is started from the learning value as a starting point.

したがって、以上のような構成によれば、メインO2
ンサ6の出力特性のばらつきや経時変化、インジェクタ
1の燃料噴射量のばらつき等により、又は特定の気筒か
ら排出された排気ガスによってメインO2センサ6の出力
電圧が左右され、所定の空燃比制御が得られなくなるよ
うな事態が生じても、サブO2センサ7によるフィードバ
ック制御によって、混合気の空燃比を有効に三元触媒の
ウィンドウ内に収束させることができる。
Therefore, according to the configuration described above, the main O variation or aging of the output characteristics of 2 sensor 6, a variation or the like of the fuel injection amount of the injector 1, or the main O 2 by the exhaust gas discharged from a certain cylinder Even if the output voltage of the sensor 6 is influenced and the predetermined air-fuel ratio control cannot be obtained, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be effectively controlled by the feedback control by the sub O 2 sensor 7 within the window of the three-way catalyst. Can be converged.

しかも、この制御方法によれば、初回の空燃比フィー
ドバック制御時には、制御開始から空燃比の制御中心が
要求値付近まで調節される間は若干エミッションが悪化
するものの、その要求値付近でフィードバック制御値の
学習が行われると、次回のフィードバック制御の際に
は、前記学習値を起点にして直ちに空燃比のフィードバ
ック制御を行うことができる。このため、空燃比のフィ
ードバック制御が行われる場合に、その開始初期におけ
るエミッションを有効に改善することができる。
In addition, according to this control method, during the first air-fuel ratio feedback control, while the control center of the air-fuel ratio is adjusted to near the required value from the start of the control, although the emission slightly deteriorates, the feedback control value near the required value is reduced. Is performed, the feedback control of the air-fuel ratio can be immediately performed from the learning value at the time of the next feedback control. Therefore, when the feedback control of the air-fuel ratio is performed, the emission in the early stage of the start can be effectively improved.

また、前記学習値によってリッチ判定遅延時間TDRお
よびリーン判定遅延時間TDLが決定され、これにより決
定すべき制御中心が決定できるため、エンジン冷却時に
サブO2センサ7によるフィードバック制御が停止され、
メインO2センサによるフィードバック制御が行われる場
合においても、直ちに学習値を起点にその近傍でフィー
ドバック制御を行うことができるので、かかるフィード
バック制御時のエミッションの悪化が抑制できる。
Further, the rich determination delay time TDR and the lean determination delay time TDL are determined by the learning value, and the control center to be determined can be determined thereby, so that the feedback control by the sub O 2 sensor 7 is stopped during engine cooling,
When the feedback control by the main O 2 sensor is also carried out immediately because the learning value can be carried out feedback control in the vicinity of the starting point, deterioration of the emission during such feedback control can be suppressed.

なお、第2のO2センサの出力信号に基づいて決定する
フィードバック制御値は、前述の制御手順に基づいて決
定する場合に限らないのは勿論である。また、前記フィ
ードバック制御値に基づいて空燃比フィードバック補正
係数の直接制御要素であるリッチ積分、リーン積分、ス
キップ量を変化させることにより、空燃比の制御中心を
調節することも可能である。
Note that the feedback control value determined based on the output signal of the second O 2 sensor is not limited to the case determined based on the control procedure described above. Further, the control center of the air-fuel ratio can be adjusted by changing the rich integration, the lean integration, and the skip amount, which are direct control elements of the air-fuel ratio feedback correction coefficient, based on the feedback control value.

[発明の効果] 本発明は、以上のような構成であるから、第1のO2
ンサにより混合気の空燃比が理論空燃比付近からずれる
のを第2のO2センサによって防止することができるだけ
でなく、空燃比のフィードバック制御が行われる場合に
理論空燃比付近からフィードバック制御を開始すること
ができるので、経時変化等によってエミッションが悪化
するのを有効に回避することができるとともに、フィー
ドバック開始初期におけるエミッションを有効に改善す
ることができる。
The present invention [Effect of the invention] is as described above because construction is that, it is possible to prevent the air-fuel ratio of the mixture by the first O 2 sensor being displaced from the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio by a second O 2 sensor Not only can the feedback control be started near the stoichiometric air-fuel ratio when the air-fuel ratio feedback control is performed, it is possible to effectively avoid deterioration of the emission due to aging or the like, and to start the feedback control. Early emissions can be effectively improved.

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

第1図から第7図は本発明の一実施例を示し、第1図は
概略的な全体構成図、第2図は制御手順を概略的に示す
フローチャート図、第3図は制御態様を示すタイミング
チャート図、第4図は制御態様を示すタイミングチャー
ト図、第5図は制御設定条件を示す図、第6図と第7図
は作動説明図である。第8図は従来例を示す第6図相当
の作動説明図である。 1……インジェクタ 6……第1のO2センサ(メインO2センサ) 7……第2のO2センサ(サブO2センサ) 14……触媒コンバータ(マニバータ) 15……燃焼室 FACF……フィードバック制御値
1 to 7 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram, FIG. 2 is a flowchart diagram schematically showing a control procedure, and FIG. 3 shows a control mode. FIG. 4 is a timing chart showing a control mode, FIG. 5 is a view showing control setting conditions, and FIGS. 6 and 7 are operation explanatory diagrams. FIG. 8 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 6 showing a conventional example. 1 Injector 6 First O 2 sensor (main O 2 sensor) 7 Second O 2 sensor (sub O 2 sensor) 14 Catalytic converter (maniverter) 15 Combustion chamber FACF Feedback control value

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気ガスを浄化する触媒コンバータの上流
側に排気ガス中の酸素濃度を検出する第1のO2センサを
配置し、その出力電圧に基づいて空燃比フィードバック
補正係数を逐次更新することにより燃焼室に供給する混
合気の空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御す
るとともに、前記触媒コンバータの下流側に配置した第
2のO2センサの出力電圧に基づいてフィードバック制御
値を決定するようにしておき、そのフィードバック制御
値に対応させて前記空燃比フィードバック補正係数のス
キップ量、リッチ積分値若しくはリーン積分値、又は、
空燃比のリッチ判定遅延時間若しくはリーン判定遅延時
間等の直接制御要素を求め、その直接制御要素を用いて
前記フィードバック制御を継続することによって空燃比
の制御中心を理論空燃比近傍に変化させるように構成し
た内燃機関の空燃比制御方法であって、前記フィードバ
ック制御値が増加側から減少側に転換する場合の値を最
大値として更新し、前記フィードバック制御値が減少側
から増加側に転換する場合の値を最小値として更新し
て、前記更新された最大値及び最小値に基づいてフィー
ドバック制御値の学習値を決定しておき、フィードバッ
ク制御の開始時には前記学習値にてフィードバック制御
を開始するようにしたことを特徴とする内燃機関の空燃
比制御方法。
1. A place first O 2 sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalytic converter for purifying exhaust gas, and sequentially updates the air-fuel ratio feedback correction coefficient on the basis of the output voltage determining as well as feedback controlled to the stoichiometric air-fuel ratio near the air-fuel ratio of a mixture supplied to the combustion chamber, a feedback control value based on the second O 2 sensor output voltage that is disposed downstream of the catalytic converter by In such a manner, in accordance with the feedback control value, the skip amount of the air-fuel ratio feedback correction coefficient, a rich integration value or a lean integration value, or
A direct control element such as an air-fuel ratio rich determination delay time or a lean determination delay time is obtained, and the feedback control is continued using the direct control element to change the control center of the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio. An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine, comprising: updating a value when the feedback control value changes from an increasing side to a decreasing side as a maximum value, and changing the feedback control value from a decreasing side to an increasing side. Is updated as the minimum value, a learning value of the feedback control value is determined based on the updated maximum value and minimum value, and the feedback control is started with the learning value at the start of the feedback control. An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine, characterized in that:
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