JP2796182B2 - Air-fuel ratio control method for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control method for internal combustion engine

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JP2796182B2
JP2796182B2 JP20703390A JP20703390A JP2796182B2 JP 2796182 B2 JP2796182 B2 JP 2796182B2 JP 20703390 A JP20703390 A JP 20703390A JP 20703390 A JP20703390 A JP 20703390A JP 2796182 B2 JP2796182 B2 JP 2796182B2
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【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各別の
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides separate upstream and downstream catalytic converters.
The present invention relates to an air-fuel ratio control method for an internal combustion engine applied to an automobile or the like having an O 2 sensor.

[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、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、前記インジェクタからの燃料供給量を減少さ
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、前記出力電圧が空燃比リーン状態を示した場合に
は、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 provided with an injector, when the output voltage of the O 2 sensor disposed on the upstream side of the catalytic converter exhibited a rich air-fuel ratio state, it reduces the amount of fuel supplied from the injector, the mixture The air-fuel ratio is changed to the stoichiometric air-fuel ratio, and when the output voltage indicates an air-fuel ratio lean state, the fuel supply amount is increased to change the air-fuel ratio of the mixture to the stoichiometric air-fuel ratio. I have to.

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。
すなわち、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るた
め、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。そこ
で、一定のゲート時間毎に第2のO2センサにより排気ガ
ス中の酸素濃度を検出し、その出力電圧が空燃比リッチ
を示している場合には、燃料供給量を減少させて空燃比
の制御中心をリーン側に変化させるようにし、前記出力
電圧が空燃比リーンを示している場合には、燃料供給量
を増加させて空燃比の制御中心をリッチ側に変化させる
ようにしている。
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.
That is, on the downstream side of the catalytic converter, since the exhaust gas discharged from each cylinder is in a stirred state, the air-fuel mixture adjusted based on the output voltage of the first O 2 sensor has a rich tendency as a whole. In this case, the time during which the output voltage of the second O 2 sensor indicates a rich state is prolonged, and when the mixture is generally lean, the time during which the output voltage of the second O 2 sensor indicates a lean state. Becomes longer. Therefore, the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by the second O 2 sensor every fixed gate time, and when the output voltage indicates the air-fuel ratio rich, the fuel supply amount is reduced to reduce the air-fuel ratio. The control center is changed to the lean side, and when the output voltage indicates the air-fuel ratio lean, the fuel supply amount is increased to change the control center of the air-fuel ratio to the rich side.

[発明が解決しようとする課題] ところが、前述のように空燃比の制御中心を変化させ
てからその反応が現れるまでの時間は、触媒コンバータ
の劣化状態により異なってくる。すなわち、触媒コンバ
ータが比較的新しい場合は、空燃比制御による反応が第
2のO2センサの出力として現れるまでの時間が長くな
る。したがって、その間は、第6図に概略的に示すよう
に、一定のゲート時間毎に空燃比の制御中心がリッチ側
又はリーン側に刻々と変化していくことになり、空燃比
の制御中心の振れ幅が大きくなる。一方、触媒コンバー
タの劣化が進行すると、その酸化・還元作用等の変化に
より、空燃比制御による反応が現れるまでの時間が短く
なる。そのため、制御による反応速度とゲート時間が適
合していれば、第7図に概略的に示すように、制御中心
の振れ幅を小さくすることができるが、ゲート時間が長
すぎる場合には、制御遅れが生じてしまうことになる。
よって、触媒コンバータの劣化状態に拘らず、一定のゲ
ート時間毎に空燃比を制御していたのでは、長期に亙っ
て排気ガスを浄化効率の高い領域で効率よく浄化するの
に限界があり、エミッションを効果的に改善するのが難
しくなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as described above, the time from when the control center of the air-fuel ratio is changed to when the reaction appears differs depending on the deterioration state of the catalytic converter. That is, when the catalytic converter is relatively new, the time required for the reaction by the air-fuel ratio control to appear as the output of the second O 2 sensor becomes longer. Therefore, during this time, as schematically shown in FIG. 6, the control center of the air-fuel ratio changes every time to the rich side or the lean side at every fixed gate time, and the control center of the air-fuel ratio becomes The swing width increases. On the other hand, as the deterioration of the catalytic converter progresses, the time required for the reaction by the air-fuel ratio control to appear becomes shorter due to changes in the oxidation / reduction actions. Therefore, if the control reaction speed and the gate time match, the swing width of the control center can be reduced as schematically shown in FIG. 7, but if the gate time is too long, the control There will be a delay.
Therefore, irrespective of the state of deterioration of the catalytic converter, if the air-fuel ratio is controlled every fixed gate time, there is a limit to efficiently purifying exhaust gas in a high purification efficiency region over a long period of time. , It is difficult to effectively improve emissions.

本発明は、このような不具合をことごとく解消するこ
とを目的としている。
An object of the present invention is to eliminate all such disadvantages.

[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おける排気ガス中の
酸素濃度を第2のO2センサにより所定のゲート時間毎に
検出し、その出力電圧に基づい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、各ゲート時間が満了した時点か
ら次のゲート時間の計時動作が開始されるまでの間に、
その計時動作の開始を遅延させるためのホールド時間を
介在させるとともに、前記触媒コンバータの劣化を検出
しておき、前記触媒コンバータの劣化が進行するにつれ
て、前記ホールド時間を短縮する方向に変化させるよう
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,
With the feedback control of the air-fuel ratio of a mixture supplied to the combustion chamber the stoichiometric air-fuel ratio near on the basis of the output voltage, given by the oxygen concentration of the second O 2 sensor in the exhaust gas downstream of the catalytic converter An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine configured to detect at each gate time and change the control center of the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio based on the output voltage. Before the timing operation of the gate time of
While interposing a hold time for delaying the start of the timing operation, the deterioration of the catalytic converter is detected, and as the deterioration of the catalytic converter progresses, the hold time is changed in a direction to shorten the hold time. It is characterized by having done.

なお、ここで、触媒コンバータの劣化状態は、第1の
O2センサの出力と第2のO2センサの出力との相関係数に
基づいて判別するようにしてもよいし、あるいは、車両
の走行距離やエンジンの運転期間等に基づいて判別する
ようにしてもよい。
Here, the deterioration state of the catalytic converter is determined by the first
O 2 may be determined based on the correlation coefficient between the output and the output of the second O 2 sensor of the sensor, or so as to determine based on the operating period of the running distance and the engine of the vehicle or the like You may.

[作用] このような構成によれば、触媒コンバータが比較的新
しい場合には、各ゲート時間を一時的にホールドすると
ともに、そのホールド時間を長くすることになる。この
ようにすれば、第2のO2センサによる空燃比の検出間隔
が長くなり、その検出結果に基づく空燃比の制御が各ゲ
ート時間毎に一時的にホールドされるため、制御中心が
刻々と変化するのが防止されるとともに、制御中心の振
れ幅を抑えることが可能になる。
[Operation] According to such a configuration, when the catalytic converter is relatively new, each gate time is temporarily held and the hold time is lengthened. With this configuration, the detection interval of the air-fuel ratio by the second O 2 sensor becomes long, and the control of the air-fuel ratio based on the detection result is temporarily held at each gate time, so that the control center is instantaneously In addition to preventing the change, the swing width of the control center can be suppressed.

他方、触媒コンバータの劣化が進行した場合には、前
記ホールド時間を短縮することになる。この場合には、
第2のO2センサによる空燃比の検出間隔が短縮されるた
め、その検出結果に基づいて速やかに空燃比の制御中心
が調節されることになり、空燃比制御の追従性が高めら
れる。
On the other hand, when the deterioration of the catalytic converter progresses, the hold time is reduced. In this case,
Since the detection interval of the air-fuel ratio by the second O 2 sensor is shortened, the control center of the air-fuel ratio is quickly adjusted based on the detection result, and the follow-up performance of the air-fuel ratio control is improved.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図〜第5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.

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、メモリー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 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
すようなプログラムを内蔵してある。サブO2センサ7に
よるフィードバックの実行条件が成立しているのを前提
に、ステップ51でホールド時間が終了したか否かを判別
し、終了した場合に限りステップ52に進む。ステップ52
では、ゲート時間計測ルーチンを処理してステップ53に
進む。ゲート時間計測ルーチンでは、例えば、次のよう
な処理を行う。第4図に概略的に示すように、ゲート時
間毎にサブO2センサ7の出力電圧に基づいて空燃比がリ
ッチか否かを判別する。空燃比がリーンからリッチに変
化した場合には、燃料供給量を減少させて空燃比の制御
中心をリッチ側からリーン側に変化させる。前回の検出
時に引き続いて空燃比がリッチである場合には、制御中
心をさらにリーン側へ変化させる。空燃比がリッチから
リーンに変化した場合には、燃料供給量をスキップ的に
増加して制御中心をリーン側からリッチ側にリッチスキ
ップさせる。空燃比が前回に引き続いてリーンである場
合には、燃料供給量を増加させて制御中心をさらにリッ
チ側へ変化させることになる。ステップ53では、エンジ
ンの定常条件が成立しているか否かを判別する。例え
ば、一定時間毎に検出した吸気圧の変化量が一定範囲内
にあって燃料の加速増量が行われていない場合には、ス
テップ54に進み、エンジンが定常状態でない場合には、
ステップ56に進む。ステップ54では、メインO2センサ6
の出力OX1とサブO2センサ7の出力OX2から相関係数を求
めてステップ55に進む。ステップ55では、相関係数に対
するホールド時間を決定する。ホールド時間は、各ゲー
ト時間が完了した時点から次のゲート時間の計時動作が
開始されるまでの間に、その計時動作の開始を遅延させ
るためのものである。一般に、アニバータ14が比較的新
しい場合は相関係数が小さくなり、アニバータ14の劣化
が進行するにつれて、相関係数が大きくなる。そこで、
相関係数が小さな場合はホールド時間を長くし、相関係
数が大きな場合はホールド時間を短く設定することにな
る。ステップ56では、前回のゲート時間を使用する。
T = TP × FAF × K + TAUV Further, the electronic control unit 9 has a built-in program as schematically shown in FIG. Assuming that the sub-O 2 execution conditions of the feedback by the sensor 7 is established, the hold time is determined whether or not it is completed at step 51, the process proceeds to step 52 only when completed. Step 52
Then, the gate time measurement routine is processed, and the routine proceeds to step 53. In the gate time measurement routine, for example, the following processing is performed. As shown schematically in Figure 4, the air-fuel ratio is determined whether or not rich based on the output voltage of the sub O 2 sensor 7 for each gate time. When the air-fuel ratio changes from lean to rich, the fuel supply amount is reduced to change the control center of the air-fuel ratio from rich to lean. If the air-fuel ratio is still rich at the time of the previous detection, the control center is further changed to the lean side. When the air-fuel ratio changes from rich to lean, the fuel supply amount is increased in a skipping manner, and the control center is rich skipped from lean to rich. If the air-fuel ratio is lean following the previous time, the control center is further changed to the rich side by increasing the fuel supply amount. In step 53, it is determined whether or not the steady condition of the engine is satisfied. For example, when the change amount of the intake pressure detected every certain time is within a certain range and the fuel acceleration increase is not performed, the process proceeds to step 54, and when the engine is not in a steady state,
Proceed to step 56. In step 54, the main O 2 sensor 6
The process proceeds to step 55 to seek a correlation coefficient from the output OX2 of the output OX1 and sub O 2 sensor 7. In step 55, a hold time for the correlation coefficient is determined. The hold time is for delaying the start of the clock operation from the time when each gate time is completed to the time when the clock operation for the next gate time is started. Generally, when the anniversator 14 is relatively new, the correlation coefficient becomes small, and as the anniverser 14 deteriorates, the correlation coefficient becomes large. Therefore,
When the correlation coefficient is small, the hold time is lengthened, and when the correlation coefficient is large, the hold time is shortened. In step 56, the previous gate time is used.

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まわった場合には、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を所
定値RSMだけ減少側にスキップさせ、次にリーン積分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まわった場合に
は、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を所定値RSPだけ増加側にスキップさせ、次
にリッチ積分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.
Specifically, as shown in FIG. 3, when the output voltage of the main O 2 sensor 6 exceeds the determination voltage, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is reduced by the predetermined value RSM after the rich determination delay time TDR. Side, then lean integral KIM
, And is gradually decreased by a constant value. 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 air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is skipped to the increasing side by the predetermined value RSP after the lean determination delay time TDL, and then the rich integration KIP The value is gradually increased based on a constant value. 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
フィードバック条件が成立すると、例えば、メインO2
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まわってい
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、等の諸条件が全て成立すれば、サブO2センサ7によ
るフィードバック制御が行われる。サブO2センサ7の出
力電圧が判定電圧を上まわっている場合には、前記リッ
チ積分KIPを減少させ、又はリーン側へのスキップ量RSM
を大きくすることにより、燃料供給量を減少させて制御
中心をリーン側へ変化させる。この場合、リッチ判定遅
延時間TDRを短縮して燃料供給量を減少させるようにし
てもよい。逆に、サブO2センサ7の出力電圧が判定電圧
を下まわっている場合には、前記リッチ積分KIPを増加
させ、又はリーン側へのスキップ量RSMを小さくするこ
とにより、燃料供給量を増加させて制御中心をリッチ側
へ変化させる。この場合、リッチ判定遅延時間TDRを長
くして燃料供給量を増加させるようにしてもよい。
When the feedback condition is satisfied by the sub O 2 sensor 7 in such a feedback control, for example, predetermined time has elapsed from the feedback execution start of the air-fuel ratio by the main O 2 sensor 6, the main O 2 sensor 6 after becoming active When a predetermined time has elapsed, the engine coolant temperature is 70 ° C. or higher, the fuel correction amount during the transition is less than a predetermined amount, the engine is idling, the vehicle speed is 0, or the engine is not idling. It is in a predetermined operating region, if the conditions are satisfied all equal, feedback control by the sub-O 2 sensor 7 is performed. When the output voltage of the sub O 2 sensor 7 is higher than the determination voltage, the rich integration KIP is reduced, or the skip amount RSM to the lean side is reduced.
Is increased, the fuel supply amount is reduced, and the control center is changed to the lean side. In this case, the fuel supply amount may be reduced by shortening the rich determination delay time TDR. Conversely, when the output voltage of the sub O 2 sensor 7 is lower than the judgment voltage, the fuel supply amount is increased by increasing the rich integration KIP or decreasing the lean side skip amount RSM. Then, the control center is changed to the rich side. In this case, the rich determination delay time TDR may be lengthened to increase the fuel supply amount.

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の出力電圧により空燃比の制御
中心が微細に調節されることになる。すなわち、サブO2
センサ7の出力電圧に基づいて空燃比がリーンよりであ
るのがゲート時間終了時に検出された場合には、燃料供
給量が微少量だけ増量されて制御中心がリッチ側へ変更
されることになる。逆に、サブO2センサ7の出力電圧に
基づいて空燃比がリッチよりであるのがゲート時間終了
時に検出された場合には、燃料供給量が微少量減少され
て制御中心がリーン側へ変更されることになる。
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 control center of the air-fuel ratio is finely adjusted by the output voltage. That is, sub O 2
If it is detected at the end of the gate time that the air-fuel ratio is lean based on the output voltage of the sensor 7, the fuel supply amount is increased by a small amount, and the control center is changed to the rich side. . Conversely, when it is detected at the end of the gate time that the air-fuel ratio is rich based on the output voltage of the sub O 2 sensor 7, the fuel supply amount is slightly reduced and the control center is changed to the lean side. Will be done.

また、マニバータ14が比較的新しい場合には、第4図
に概略的に示すように、各ゲート時間が一時的にホール
ドされるとともに、そのホールド時間が長くなる。この
ため、サブO2センサ7による空燃比の検出間隔が長くな
り、その検出結果に基づく空燃比の制御が各ゲート時間
毎に一時的にホールドされることになる。その結果、空
燃比の制御中心が制御の反応時間に応じた速度で緩やか
に変化することになり、制御中心がリッチ側若しくはリ
ーン側へ過剰に制御されてしまうようなことはなく、振
れ幅が抑えられる。
When the maniverter 14 is relatively new, as shown schematically in FIG. 4, each gate time is temporarily held and the hold time becomes long. Therefore, the detection interval of the air-fuel ratio due to the sub-O 2 sensor 7 becomes long, so that the air-fuel ratio control based on the detection result is temporarily held in each gate time. As a result, the control center of the air-fuel ratio gradually changes at a speed corresponding to the reaction time of the control, and the control center is not excessively controlled to the rich side or the lean side, and the swing width is reduced. Can be suppressed.

他方、マニバータ14の劣化が進行した場合には、第5
図に概略的に示すように、前記ホールド時間が短縮され
る。このため、サブO2センサによる空燃比の検出間隔が
短縮されるとともに、その検出結果に基づいて空燃比の
制御中心が速やかに調節されることになり、制御遅れが
回避される。
On the other hand, if the deterioration of the maniverter 14 progresses, the fifth
As shown schematically in the figure, the hold time is reduced. Therefore, the detection interval of the air-fuel ratio is reduced by the sub O 2 sensor, will be controlled center of the air-fuel ratio is adjusted quickly based on the detection result, control delay is avoided.

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て、効率よく排気ガスを浄化さ
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. And the exhaust gas can be efficiently purified.

また、マニバータ14の劣化状態に対応させて、サブO2
センサ7による空燃比の検出間隔を変化させれば、空燃
比制御の反応時間に応じて制御中心を変化させることが
できるので、制御中心がリッチ側やリーン側へ過剰に制
御されるのを防止することができ、制御中心の振れ幅を
有効に低減することができる。その結果、長期に亙っ
て、排気ガスを浄化効率の高い領域で効率よく浄化する
ことができ、エミッションを長期に亙って効果的に改善
することができる。
In addition, the sub O 2
If the detection interval of the air-fuel ratio by the sensor 7 is changed, the control center can be changed according to the reaction time of the air-fuel ratio control, thereby preventing the control center from being excessively controlled to the rich side or the lean side. And the swing width of the control center can be effectively reduced. As a result, exhaust gas can be efficiently purified over a long period of time in a region with high purification efficiency, and emission can be effectively improved over a long period.

なお、触媒コンバータの劣化状態は、車両の走行距離
やエンジンの運転期間等から判別するようにしてもよ
い。
The state of deterioration of the catalytic converter may be determined based on the traveling distance of the vehicle, the operating period of the engine, and the like.

[発明の効果] 本発明は、以上のような構成であるから、混合気の空
燃比が理論空燃比付近からずれるのを有効に防止するこ
とができるとともに、触媒コンバータの機能変化に左右
されることなしに、空燃比の制御中心の振れ幅を有効に
低減して理論空燃比付近に収束させることができる。そ
の結果、長期に亙って排気ガスを浄化効率の高い領域で
浄化することができるとともに、エミッションを長期に
亙って改善することができる制御精度に優れた内燃機関
の空燃比制御方法を提供することができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to effectively prevent the air-fuel ratio of the air-fuel mixture from deviating from the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and is affected by a change in the function of the catalytic converter. Without this, it is possible to effectively reduce the swing width of the control center of the air-fuel ratio and converge it near the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, it is possible to provide an air-fuel ratio control method for an internal combustion engine which is capable of purifying exhaust gas in a region having high purification efficiency over a long period of time and improving emission over a long period of time and having excellent control accuracy. can do.

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

第1図から第5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図および第5図は作用説明図である。
第6図は従来例を示す第4図相当の作用説明図、第7図
は従来例を示す第5図相当の作用説明図である。 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) 9……電子制御装置 14……触媒コンバータ(マニバータ) 15……燃焼室
1 to 5 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. FIGS. 4 and 5 are timing charts for explaining the operation.
FIG. 6 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 4 showing a conventional example, and FIG. 7 is an operation explanatory view equivalent to FIG. 5 showing a conventional example. 1 Injector 6 First O 2 sensor (main O 2 sensor) 7 Second O 2 sensor (sub O 2 sensor) 9 Electronic control unit 14 Catalyst converter (maniverter) 15 … Combustion chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−8857(JP,A) 特開 平1−211634(JP,A) 特開 平3−249320(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00 395────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-8857 (JP, A) JP-A 1-211634 (JP, A) JP-A-3-249320 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) F02D 41/00-45/00 395

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おける排気ガ
ス中の酸素濃度を第2のO2センサにより所定のゲート時
間毎に検出し、その出力電圧に基づいて空燃比の制御中
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、各ゲート時間が満了した
時点から次のゲート時間の計時動作が開始されるまでの
間に、その計時動作の開始を遅延させるためのホールド
時間を介在させるとともに、前記触媒コンバータの劣化
を検出しておき、前記触媒コンバータの劣化が進行する
につれて、前記ホールド時間を短縮する方向に変化させ
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 first O 2 sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the catalytic converter for purifying exhaust gas is disposed, an empty air-fuel mixture supplied to the combustion chamber on the basis of the output voltage The fuel ratio is feedback-controlled near the stoichiometric air-fuel ratio, and the oxygen concentration in the exhaust gas on the downstream side of the catalytic converter is detected by the second O 2 sensor at predetermined gate times, and the air-fuel ratio is determined based on the output voltage. An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine configured to change the control center of the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, from the time when each gate time has expired to the time when the timing operation of the next gate time is started, In addition to interposing a hold time for delaying the start of the timing operation, the deterioration of the catalytic converter is detected, and as the catalytic converter deteriorates, the e Air-fuel ratio control method for an internal combustion engine, characterized in that so as to change the direction to shorten the hold time.
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