JP2841806B2 - Air-fuel ratio control device for engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for engine

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JP2841806B2
JP2841806B2 JP2252104A JP25210490A JP2841806B2 JP 2841806 B2 JP2841806 B2 JP 2841806B2 JP 2252104 A JP2252104 A JP 2252104A JP 25210490 A JP25210490 A JP 25210490A JP 2841806 B2 JP2841806 B2 JP 2841806B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンへ供給される混合気の空燃比が理
論空燃比となるように燃料噴射量を制御するエンジン用
空燃比制御装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine that controls a fuel injection amount such that an air-fuel ratio of a mixture supplied to an engine becomes a stoichiometric air-fuel ratio. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、触媒の浄化作用を向上させるためにエンジ
ンに供給される混合気の空燃比を所定の空燃比を中央値
としてリッチ側とリーン側に振る所謂ディザ制御するも
のが開示されている(例えば特開昭62−56335号公
報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been disclosed a so-called dither control in which an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to an engine is increased toward a rich side and a lean side with a predetermined air-fuel ratio as a median value in order to improve a purification effect of a catalyst (for example, JP-A-62-56335).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、上記の空燃比をリッチ側とリーン側に振るデ
ィザ制御を加減速時も行なうと応答性,燃費が悪くなる
という問題がある。
However, if the dither control for changing the air-fuel ratio between the rich side and the lean side is performed also during acceleration / deceleration, there is a problem that responsiveness and fuel efficiency are deteriorated.

というのは、燃料を多く必要な加速時に、上記のディ
ザ制御によって空燃比がリーン側に振れると過渡応答性
が悪化する。反応に燃料を多く必要でない減速時に上記
のディザ制御によって空燃比がリッチ側に振れると燃料
が余分に消費され、燃費が悪化する。
This is because the transient response deteriorates when the air-fuel ratio swings to the lean side by the above-mentioned dither control during acceleration when a large amount of fuel is required. If the air-fuel ratio fluctuates to the rich side by the above dither control during deceleration when a large amount of fuel is not required for the reaction, the fuel is consumed excessively and the fuel efficiency is deteriorated.

本発明は上記課題を鑑みて、応答性及び燃費が優れた
エンジン用空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an air-fuel ratio control device for an engine having excellent responsiveness and fuel efficiency.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題を解決する手段として本発明は、 エンジンの排気管に配設され、排気ガスを浄化するた
めの触媒と、 この触媒の上流に配設され、前記エンジンに供給され
る混合気の空燃比に対してリニアな検出信号が出力され
る酸素濃度センサと、 前記混合気の目標空燃比を所定の周期でディザ制御す
るディザ制御手段と、 前記検出信号と前記目標空燃比とに応じて前記エンジ
ンへ供給する燃料噴射量を設定する燃料噴射手段とを備
える空燃比制御装置において、 前記エンジンの加減速を検出する加減速検出手段と、 加減速時、前記ディザ制御を禁止する禁止手段と、 加減速時に目標空燃比を所定の値に設定する目標空燃
比設定手段と を備えることを特徴とするエンジン用空燃比制御装置
を提案する。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a catalyst disposed in an exhaust pipe of an engine for purifying exhaust gas, and an air-fuel ratio of an air-fuel mixture disposed upstream of the catalyst and supplied to the engine. An oxygen concentration sensor that outputs a detection signal that is linear with respect to, a dither control unit that dither-controls a target air-fuel ratio of the air-fuel mixture at a predetermined cycle, and the engine according to the detection signal and the target air-fuel ratio. An acceleration / deceleration detecting means for detecting acceleration / deceleration of the engine; a prohibiting means for prohibiting the dither control during acceleration / deceleration. And a target air-fuel ratio setting means for setting the target air-fuel ratio to a predetermined value at the time of deceleration.

〔作用〕[Action]

これにより、加減速検出手段が加減速を検出するとデ
ィザ制御は禁止される。そして目標空燃比は所定値に設
定され、この目標空燃比と酸素濃度センサの検出信号と
に応じてエンジンに供給される燃料噴射量は設定され
る。
Thus, when the acceleration / deceleration detecting means detects the acceleration / deceleration, the dither control is prohibited. Then, the target air-fuel ratio is set to a predetermined value, and the fuel injection amount supplied to the engine is set according to the target air-fuel ratio and the detection signal of the oxygen concentration sensor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明により、加減速時にディザ制御を禁止すること
により、加速時には応答性が向上し、減速時には燃費が
向上するという優れた効果がある。
According to the present invention, by prohibiting dither control during acceleration / deceleration, there is an excellent effect that responsiveness is improved during acceleration and fuel consumption is improved during deceleration.

〔実施例〕〔Example〕

以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、
以下本発明の好適な実施例としてのエンジン用空燃比制
御装置について説明する。第2図は、空燃比制御が行わ
れるエンジン10とその周辺装置を示す概略構成図であ
る。図示するように本実施例では、エンジン10の点火時
期Ig、燃料噴射量TAUの各々の制御が、電子制御装置(E
CU)20により行われる。
In order to further clarify the configuration of the present invention described above,
Hereinafter, an air-fuel ratio control device for an engine as a preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the engine 10 for which air-fuel ratio control is performed and its peripheral devices. As shown, in the present embodiment, each control of the ignition timing Ig of the engine 10 and the fuel injection amount TAU is performed by an electronic control unit (E
CU) 20.

エンジン10は、第2図に示すように、4気筒4サイク
ルの火花点火式のものであって、その吸入空気は上流よ
り、エアクリーナ11、吸気管12、スロットルバルブ13、
サージタンク14、吸気分岐管15を介して各気筒に吸入さ
れる。一方燃料は図示しない燃料タンクより圧送されて
吸気分岐管15に設けられた燃料噴射弁16a、16b、16c、1
6dから噴射・供給されるよう構成されている。また、エ
ンジン10には、点火回路17から供給される高電圧の電気
信号を各気筒の点火プラグ18a、18b、18c、18d、に分配
するディストリビュータ19、このディストリビュータ19
内に設けられエンジン10の回転数Neを検出する回転数セ
ンサ30、スロットルバルブ13の開度THを検出するスロッ
トルセンサ31、スロットルバルブ13下流の吸気圧PMを検
出する吸気圧センサ32、エンジン10の冷却水温Thwを検
出する暖機センサ33、吸気温Tamを検出する吸気温セン
サ34、が備えられている。前述の回転数センサ30はエン
ジン10のクランク軸と同期して回転するリングギアに対
して設けられるもので、回転数Neに比例してエンジン10
の2回転、即ち720℃Aに24発のパルス信号を出力す
る。スロットルセンサ31はスロットル開度THに応じたア
ナログ信号と共に、スロットルバラブ13がほぼ全閉であ
ることを検出するアイドルスイッチからのオン−オフ信
号も出力する。
As shown in FIG. 2, the engine 10 is of a four-cylinder, four-cycle spark ignition type, and its intake air is supplied from an air cleaner 11, an intake pipe 12, a throttle valve 13,
It is sucked into each cylinder via the surge tank 14 and the intake branch pipe 15. On the other hand, fuel is pressure-fed from a fuel tank (not shown), and fuel injection valves 16a, 16b, 16c, 1
It is configured to be injected and supplied from 6d. The engine 10 further includes a distributor 19 that distributes a high-voltage electric signal supplied from an ignition circuit 17 to ignition plugs 18a, 18b, 18c, and 18d of the respective cylinders.
A throttle sensor 30 for detecting the rotation speed Ne of the engine 10, a throttle sensor 31 for detecting the opening TH of the throttle valve 13, an intake pressure sensor 32 for detecting the intake pressure PM downstream of the throttle valve 13, and the engine 10 A warm-up sensor 33 for detecting the cooling water temperature Thw and an intake air temperature sensor 34 for detecting the intake air temperature Tam are provided. The above-described rotation speed sensor 30 is provided for a ring gear that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine 10, and is provided in proportion to the rotation speed Ne.
2 rotations, that is, 24 pulse signals are output at 720 ° C. The throttle sensor 31 outputs an on / off signal from an idle switch for detecting that the throttle valve 13 is almost fully closed together with an analog signal corresponding to the throttle opening TH.

さらに、エンジン10の排気管35には、エンジン10から
排出される排気ガス中の有害成分(CO、HC、NOx等)を
低減するための三元触媒38が設けられている。さらに、
三元触媒38の上流側にはエンジン10に供給された混合気
の空燃比λに応じたリニアな検出信号を出力する第1の
酸素濃度センサである空燃比センサ36が設けられてお
り、三元触媒38の下流側にはエンジン10に供給された混
合気の空燃比λが理論空燃比λに対してリッチか、リ
ーンかに応じた検出信号を出力する第2の酸素濃度セン
サであるO2センサ37が設けられている。
Further, the exhaust pipe 35 of the engine 10 is provided with a three-way catalyst 38 for reducing harmful components (CO, HC, NOx, etc.) in the exhaust gas discharged from the engine 10. further,
An air-fuel ratio sensor 36, which is a first oxygen concentration sensor that outputs a linear detection signal according to the air-fuel ratio λ of the air-fuel mixture supplied to the engine 10, is provided upstream of the three-way catalyst 38. air-fuel ratio lambda Do rich relative to the stoichiometric air-fuel ratio lambda 0 of the mixture supplied to the engine 10 on the downstream side of the original catalyst 38 is the second oxygen concentration sensor that outputs a detection signal according to whether lean O 2 sensor 37 is provided.

電子制御装置20は、周知のCPU21、ROM22、RAM23、バ
ックアップRAM24等を中心に算術論理演算回路として構
成され、上述した各センサからの入力を行う入力ポート
25や各アクチュエータへ制御信号を出力する出力ポート
26等と、バス27を介して相互に接続されている。電子制
御装置20は、入力ポート25を介して、吸気圧PM、吸気温
Tam、スロットル開度TH、冷却水温Thw、空燃比λおよび
回転数Ne等を入力し、これらに基づいて燃料噴射量TA
U、点火時期Igを算出し、出力ポート26を介して燃料噴
射弁16aないし16d、点火回路17の各々に制御信号を出力
する。これらの制御のうち、空燃比制御について以下に
説明する。
The electronic control unit 20 is configured as an arithmetic and logic operation circuit centered on the well-known CPU 21, ROM 22, RAM 23, backup RAM 24, and the like, and an input port for performing input from each of the above-described sensors.
Output port that outputs control signals to 25 and each actuator
26 and the like are interconnected via a bus 27. The electronic control unit 20 controls the intake pressure PM and the intake temperature via the input port 25.
Tam, throttle opening TH, cooling water temperature Thw, air-fuel ratio λ, rotation speed Ne, etc. are input, and based on these, the fuel injection amount TA
U, calculates the ignition timing Ig, and outputs a control signal to each of the fuel injection valves 16a to 16d and the ignition circuit 17 via the output port 26. Among these controls, the air-fuel ratio control will be described below.

電子制御装置20は、空燃比制御を行うために予め特開
昭64−110853号公報に開示されている設定手法を用いて
設計されている。
The electronic control unit 20 is designed in advance by using a setting method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-110853 in order to perform air-fuel ratio control.

制御対象のモデリング 本実施例ではエンジン10の空燃比λを制御するシステ
ムのモデルに、むだ時間P=3を持つ次数1の自己回帰
移動平均モデルを用い、さらに外乱dを考慮して近似し
ている。
Modeling of Controlled Object In the present embodiment, an autoregressive moving average model of order 1 having a dead time P = 3 is used as a model of a system for controlling the air-fuel ratio λ of the engine 10 and further approximated by taking a disturbance d into consideration. I have.

まず自己回帰移動平均モデルを用いた空燃比λを制御
するシステムのモデルは、 λ(k)=a・λ(k−1) +b・FAF(k−3) … (1) で近似できる。ここで、λは空燃比、FAFは空燃比補正
係数、a、bは定数、kは最初のサンプリング開始から
の制御回数を示す変数である。さらに外乱dを考慮する
と制御システムのモデルは、 λ(k)=a・λ(k−1) +b・FAF(k−3) +d(k−1) … (2) と近似できる。
First, a model of a system for controlling an air-fuel ratio λ using an autoregressive moving average model can be approximated by λ (k) = a · λ (k−1) + b · FAF (k−3) (1) Here, λ is an air-fuel ratio, FAF is an air-fuel ratio correction coefficient, a and b are constants, and k is a variable indicating the number of controls from the start of the first sampling. Further, considering the disturbance d, the model of the control system can be approximated as follows: λ (k) = a · λ (k−1) + b · FAF (k−3) + d (k−1) (2)

以上のようにして近似したモデルに対し、ステップ応
答を用いて回転同期(360℃A)サンプリングで離散化
して定数a、bを定めること、即ち、空燃比λを制御す
る系の伝達関数Gを求めることは容易である。
For the model approximated as described above, the constants a and b are determined by discretizing the rotation-synchronized (360 ° A) sampling using the step response, that is, the transfer function G of the system for controlling the air-fuel ratio λ is determined. It is easy to ask.

状態変数量 の表示方法 上式(2)を状態変数量 (k)=〔X1(k)、X
2(k)、X3(k)、X4(k)〕 を用いて書き直すと、 を得る。
How to display the state variable quantity The above equation (2) is converted to the state variable quantity (k) = [X 1 (k), X
2 (k), X 3 ( k), is rewritten with X 4 (k)] T, Get.

となる。 Becomes

レギュレータの設計 上記(5)、(6)の式についてレギュレータを設計
すると、最適フィードバックゲイン となる。更に、誤差を吸収させるための積分項Z1(k)
を加え、 FAF(k)=K1・λ(k) +K2・FAF(k−3) +K3・FAF(k−2) +K4・FAF(k−1)+Z1(k) … (6) として、空燃比λ、補正係数FAFを求めることができ
る。
Designing the regulator When the regulator is designed for the equations (5) and (6), the optimal feedback gain Becomes Further, an integral term Z 1 (k) for absorbing an error
Was added, FAF (k) = K 1 · λ (k) + K 2 · FAF (k-3) + K 3 · FAF (k-2) + K 4 · FAF (k-1) + Z 1 (k) ... (6 ), The air-fuel ratio λ and the correction coefficient FAF can be obtained.

なお、積分項ZI(k)は目標空燃比λTGと実際の空燃
比λ(k)との偏差と積分定数Kaとから決まる値であっ
て、次式により求められる。
The integral term Z I (k) is a value determined from the deviation between the target air-fuel ratio λ TG and the actual air-fuel ratio λ (k) and the integral constant Ka, and is obtained by the following equation.

Z1(k)=Z1(k−1) +Ka・(λTG−λ(k)) … (7) 最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaの決定 最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaは、例えば、次式で示される評価関数J
を最小とすることで設定できる。
Z 1 (k) = Z 1 (k−1) + Ka · (λ TG −λ (k)) (7) Optimal feedback gain And the integral constant Ka Optimal feedback gain And the integration constant Ka are, for example, an evaluation function J expressed by the following equation:
Can be set by minimizing.

ここで、評価関数Jとは空燃比補正係数FAF(k)の
動きを制約しつつ、空燃比λ(k)と目標空燃比λTG
の偏差を最小にしようと意図したものであり、空燃比補
正係数FAF(k)に対する制約の重み付けは、重みのパ
ラメータQ、Rの値によって変更することができる。し
たがって、重みパラメータQ、Rの値を種々換えて最適
な制御特性がえられるまでシュミレーションを繰り返
し、最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを定めればよい。
Here, the evaluation function J is intended to minimize the deviation between the air-fuel ratio λ (k) and the target air-fuel ratio λ TG while restricting the movement of the air-fuel ratio correction coefficient FAF (k). The weighting of the constraint on the fuel ratio correction coefficient FAF (k) can be changed by the values of the weighting parameters Q and R. Therefore, the simulation is repeated until the optimum control characteristics are obtained by changing the values of the weight parameters Q and R variously, and the optimum feedback gain is obtained. And the integral constant Ka may be determined.

さらに、最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaはモデル定数a、bに依存している。よ
って、実際の空燃比λを制御する系の変動(パラメータ
変動)に対するシステムの安定性(ロバスト性)を保証
するためには、モデル定数a、bの変動分を見込んで最
適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを設計する必要がある。よって、シュミ
レーションはモデル定数a、bの現実に生じ得る変動を
加味して行ない、安定性を満足する最適フィードバック
ゲイン 及び積分定数Kaを定める。
Furthermore, the optimal feedback gain And the integration constant Ka depend on the model constants a and b. Therefore, in order to guarantee the stability (robustness) of the system with respect to the variation (parameter variation) of the system that controls the actual air-fuel ratio λ, the optimal feedback gain is set in consideration of the variation of the model constants a and b. And the integral constant Ka must be designed. Therefore, the simulation is performed in consideration of the actual fluctuations of the model constants a and b, and the optimal feedback gain satisfying the stability is obtained. And the integration constant Ka are determined.

以上、制御対象のモデリング、状態変数量の表示
方法、レギュレータの設計、最適フィードバックゲ
イン及び積分定数の決定について説明したが、これらは
予め設定されており、電子制御装置20ではその結果即
ち、前述の(6)、(7)式のみを用いて制御を行う。
The modeling of the controlled object, the method of displaying the state variable amount, the design of the regulator, and the determination of the optimal feedback gain and the integration constant have been described above. These are set in advance. Control is performed using only equations (6) and (7).

以下、第3図、第7図に示すフローチャートに基づい
て空燃比制御について説明する。
Hereinafter, the air-fuel ratio control will be described based on the flowcharts shown in FIGS.

第3図は燃料噴射量TAUを設定する処理であり、回転
に同期(360℃A毎)して実行されるものである。
FIG. 3 shows a process for setting the fuel injection amount TAU, which is executed in synchronization with the rotation (every 360 ° A).

まず、ステップ101で吸気圧PM、回転数Ne等に応じて
基本燃料噴射量Tpが演算される。続くステップ102で空
燃比λのフィードバック条件が成立しているか否かを検
出する。ここで、フィードバック条件とは周知のとお
り、冷却水温Thwが所定値以上であって、高負荷、高回
転でないことである。ステップ102で空燃比λのフィー
ドバック条件が成立していない時は、ステップ103で空
燃比補正係数FAFが1に設定され、ステップ106へ進む。
First, in step 101, the basic fuel injection amount Tp is calculated according to the intake pressure PM, the rotation speed Ne, and the like. In the following step 102, it is detected whether or not the feedback condition of the air-fuel ratio λ is satisfied. Here, as is well known, the feedback condition is that the cooling water temperature Thw is equal to or higher than a predetermined value, and is not a high load and a high rotation. If the feedback condition of the air-fuel ratio λ is not satisfied in step 102, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to 1 in step 103, and the routine proceeds to step 106.

また、ステップ102で空燃比λのフィードバック条件
が成立している時は、ステップ104で目標空燃比λTG
設定される(詳細は後述)。そして、ステップ105で空
燃比λが目標空燃比λTGとなるように空燃比補正係数FA
Fが設定される。詳しくは、目標空燃比λTGと空燃比セ
ンサ36で検出される空燃比λ(k)に応じて、前述の
(6)、(7)式により空燃比補正係数FAFが演算され
る。
When the feedback condition for the air-fuel ratio λ is satisfied in step 102, the target air-fuel ratio λ TG is set in step 104 (details will be described later). Then, in step 105, the air-fuel ratio correction coefficient FA is set so that the air-fuel ratio λ becomes the target air-fuel ratio λ TG.
F is set. More specifically, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is calculated according to the equations (6) and (7) according to the target air-fuel ratio λ TG and the air-fuel ratio λ (k) detected by the air-fuel ratio sensor 36.

そして、ステップ106で基本燃料噴射量Tpに対して空
燃比補正係数FAF及び他の補正係数FALLに応じて次式に
より補正され、燃料噴射量TAUが設定される。
Then, in step 106, the basic fuel injection amount Tp is corrected by the following equation according to the air-fuel ratio correction coefficient FAF and another correction coefficient FALL, and the fuel injection amount TAU is set.

TAU=FAF×Tp×FALL 以上のようにして設定された燃料噴射量TAUに応じた
作動信号が燃料噴射弁16aないし16dへ出力される。
TAU = FAF × Tp × FALL An operation signal corresponding to the fuel injection amount TAU set as described above is output to the fuel injection valves 16a to 16d.

次に目標空燃比λTGの設定について第5図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。
Next, the setting of the target air-fuel ratio λ TG will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップ301ではエンジン10が定常運転中か否かを例
えば吸気圧変化率ΔPMより判別する。吸気圧変化率ΔPM
の絶対値|ΔPM|が所定値P1より大きいとき、即ち定常
状態ではないときステップ302に進んで加速中であるか
または、減速中であるかの判別を吸気圧変化が正である
か負であるかにより行なう。吸気圧変化ΔPMが正である
ときは加速中とまた負である時は減速中と判別する。加
速中と判別するとステップ303に進んで目標空燃比λTG
を加速時目標空燃比λACに設定する。λACは出力トルク
及びエミッションを考慮して12.5〜14.0程度に設定して
ある。また、ステップ302で減速中と判別するとステッ
プ304に進んで目標空燃比λTGを減速時目標空燃比λDC
に設定する。λDCは減速時のドライバビリティや失火の
有無を考慮して16.0程度に設定してある。
In step 301, it is determined whether or not the engine 10 is operating in a steady state, for example, from the intake pressure change rate ΔPM. Intake pressure change rate ΔPM
When the absolute value | ΔPM | is larger than the predetermined value P1, that is, when the vehicle is not in the steady state, the routine proceeds to step 302, where it is determined whether the intake pressure change is positive or negative by determining whether the vehicle is accelerating or decelerating. Depending on whether there is. When the intake pressure change ΔPM is positive, it is determined that the vehicle is accelerating, and when it is negative, it is determined that the vehicle is decelerating. If it is determined that the vehicle is accelerating, the routine proceeds to step 303, where the target air-fuel ratio λ TG
Is set to the target air-fuel ratio during acceleration λ AC . λ AC is set to about 12.5-14.0 in consideration of output torque and emission. If it is determined in step 302 that the vehicle is decelerating, the routine proceeds to step 304, where the target air-fuel ratio λ TG is reduced to the target air-fuel ratio λ DC during deceleration.
Set to. λ DC is set to about 16.0 in consideration of drivability during deceleration and the presence or absence of misfire.

以上の様に加減速時には目標空燃比λTGを加速時及び
減速時目標空燃比λACDCに設定し、後述するディザ
制御は行わない。
As described above, the target air-fuel ratio λ TG is set to the target air-fuel ratios λ AC and λ DC during acceleration and deceleration during acceleration and deceleration, and the dither control described later is not performed.

ステップ301で定常状態と判別したときはステップ305
に進んで定常時目標空燃比λSTの設定処理を実行する。
If it is determined in step 301 that the state is the steady state, step 305
To execute the setting process of the steady-state target air-fuel ratio λ ST .

上記処理においてはまず、O2センサ37の検出信号に基
づいて実際の空燃比と空燃比センサ36の検出信号とのず
れを補正するように目標空燃比の中央値λTGCが設定さ
れる。詳しくは、O2センサ37の検出信号がリッチの時
は、中央値λTGCを所定値λだけリーンに設定する。
逆に、O2センサ37の検出信号がリーンの時は、中央値λ
TGCを所定値λだけリッチに設定する。ここで、三元
触媒38の浄化率ηの空燃比λに対する特性は第4図に示
す。後述すうように第4図に示す触媒ウィンドウW(図
中斜線部)の範囲内で制御される。触媒ウィンドウWは
1%程度であるため、前述の所定値λとしては、この
値よりも小さく設定する。
In the above process, first, the median value λ TGC of the target air-fuel ratio is set so as to correct the difference between the actual air-fuel ratio and the detection signal of the air-fuel ratio sensor 36 based on the detection signal of the O 2 sensor 37. More specifically, when the detection signal of the O 2 sensor 37 is rich, the central value λ TGC is set lean by a predetermined value λ M.
Conversely, when the detection signal of the O 2 sensor 37 is lean, the median λ
The TGC by a predetermined value λ M is set to the rich. Here, the characteristics of the purification rate η of the three-way catalyst 38 with respect to the air-fuel ratio λ are shown in FIG. As will be described later, the control is performed within a range of a catalyst window W (hatched portion in the figure) shown in FIG. Since the catalyst window W is approximately 1%, as the predetermined value lambda M described above, is set to be smaller than this value.

また、実際の空燃比と空燃比センサの検出信号とのず
れは回転数Ne、吸気圧PMによっても異なる。即ち、浄化
率ηが最大となる空燃比が回転数Ne、吸気圧PMにより異
なる。よって、中央値λTGCの初期値として、予め回転
数Neと吸気圧PMとにより浄化率ηが最大となる空燃比を
求めておき、ROM22に記憶しておく。そして、フィード
バック開始時に、ROM22から読み出すようにすればよ
い。この中央値λTGCの初期値は、回転数Ne、吸気圧PM
が大きくなる程、リッチとなる特性を有している。
In addition, the difference between the actual air-fuel ratio and the detection signal of the air-fuel ratio sensor differs depending on the rotation speed Ne and the intake pressure PM. That is, the air-fuel ratio at which the purification rate η becomes maximum differs depending on the rotation speed Ne and the intake pressure PM. Therefore, as an initial value of the median value λ TGC, the air-fuel ratio at which the purification rate η becomes the maximum is obtained in advance from the rotation speed Ne and the intake pressure PM, and stored in the ROM 22. Then, at the start of feedback, the information may be read from the ROM 22. The initial value of this median λ TGC is the rotation speed Ne, the intake pressure PM
Has a characteristic that becomes richer as the value becomes larger.

次に前述のようにして設定される中央値λTGCに対し
て、触媒ウィンドウW範囲で、所定の振幅(ディザ振
幅)λDTZで周期的(ディザ周期TDZA)に目標空燃比λ
TGを変化させる(ディザ制御)。ここで、ディザ振幅λ
DTZ、ディザ周期TDZAについても、浄化率ηが最大とな
る最適値が回転数Neと吸気圧PMにより異なる。よって、 ディザ振幅λDTZ、ディザ周期TDZAの最適値を予め回
転数Neと吸気圧PMとにより求めておき、ROM22に記憶し
ておく。そして、遂次、ROM22から読み込むようにすれ
ばよい。
Next, the target air-fuel ratio λ is periodically (dither period T DZA ) at a predetermined amplitude (dither amplitude) λ DTZ in the catalyst window W range with respect to the median value λ TGC set as described above.
Change TG (dither control). Where the dither amplitude λ
Also for DTZ and dither period T DZA , the optimum value at which the purification rate η becomes maximum differs depending on the rotation speed Ne and the intake pressure PM. Therefore, the optimum values of the dither amplitude λ DTZ and the dither period T DZA are previously obtained from the rotation speed Ne and the intake pressure PM and stored in the ROM 22 . Then, it may be read from the ROM 22 one after another.

以上の定常時目標空燃比λSTの設定について、第6図
に示すフローチャートに基づいて説明する。
The setting of the target air-fuel ratio lambda ST at more constant will be described with reference to a flowchart shown in Figure 6.

ステップ201〜ステップ203は、前述の目標空燃比の中
央値λTGCを設定する処理である。まず、ステップ201で
O2センサ37からの検出信号がリッチかリーンかを検出す
る。ここで、O2センサ37からの検出信号がリッチの場合
は、ステップ202で中央値λTGCを所定値λだけ大き
く、即ちリーンに設定する(λTGC←λTGC+λ)。ま
た、ステップ201で、O2センサ37からの検出信号がリー
ンの場合は、ステップ203で中央値λTGCを所定値λ
け小さく、即ちリーンに設定する(λTGC←λTGC
λ)。
Steps 201 to 203 are processing for setting the above-described median value λ TGC of the target air-fuel ratio. First, in step 201
Detection signals from the O 2 sensor 37 detects rich or lean. Here, when the detection signal from the O 2 sensor 37 is rich, large median lambda TGC predetermined value lambda M in step 202, i.e., set to a lean (λ TGC ← λ TGC + λ M). Further, in step 201, if the detection signal from the O 2 sensor 37 is lean, it reduces the median lambda TGC predetermined value lambda M in step 203, i.e., set to a lean (λ TGC ← λ TGC -
λ M ).

ステップ204〜ステップ213は、前述のディザ制御であ
る。ステップ204で、カウンタCDZAがディザ周期TDZA
上か否かを検出する。ここで、カウンタCDZAはディザ周
期TDZAをカウントするものである。ここで、カウンタCD
ZAがディザ周期TDZA未満の場合は、ステップ205でカウ
ンタCDZAをカウントアップ(CDZA←CDZA+1)し、ステ
ップ213へ進む。
Steps 204 to 213 are the aforementioned dither control. In step 204, it is detected whether or not the counter CDZA is equal to or longer than the dither period TDZA . Here, the counter CDZA counts the dither period TDZA . Where the counter CD
If ZA is less than the dither period T DZA , the counter CDZA is counted up in step 205 (CDZA ← CDZA + 1), and the process proceeds to step 213.

また、ステップ204でカウンタCDZAがディザ周期TDZA
以上の場合は、ステップ206〜ステップ212で定常時目標
空燃比λSTをステップ的に変化させるための処理を行
う。まず、ステップ206でカンウンタCDZAをリセット(C
DZA=0)する。ステップ207でディザ振幅λDZAを設定
する。詳しくは、前述のようにディザ振幅λDZAは、回
転数Neと吸気圧PMとに応じた最適値を予め求めておき、
回転数Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22に記
憶しておく。
In step 204, the counter CDZA sets the dither period T DZA
For more, performs processing for causing stepwise changes the steady target air-fuel ratio lambda ST at step 206 to step 212. First, in step 206, the counter CDZA is reset (C
DZA = 0). In step 207, the dither amplitude λ DZA is set. Specifically, as described above, the dither amplitude λ DZA is determined in advance to an optimum value according to the rotation speed Ne and the intake pressure PM,
A two-dimensional map of the rotation speed Ne and the intake pressure PM is stored in the ROM 22.

そして、遂次ROM22からディザ振幅λDZAを読み込む。
続く、ステップ208でディザ周期TDZAを設定する。ディ
ザ周期TDZAについても:ディザ振幅λDZAと同様に、回
転数Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22に記憶
しておく。そして、遂次ROM22からディザ周期TDZAを読
み込む。
Then, the dither amplitude λ DZA is read from the successive ROM 22 .
Subsequently, in step 208, a dither cycle T DZA is set. The dither cycle T DZA is also stored in the ROM 22 as a two-dimensional map of the rotation speed Ne and the intake pressure PM, similarly to the dither amplitude λ DZA . Then, the dither cycle T DZA is read from the successive ROM 22 .

次に、ステップ209でフラグXDZRがセットされている
か否かを判定する。ここで、フラグXDZRがセットされて
いる(XDZR=1)場合は、定常時目標空燃比λSTが中央
値λTGCに対してリッチに設定してあることを示す。ス
テップ209でフラグXDZRがセットされている(XDZR=
1)と判定された場合、即ち前回の制御タイミングまで
定常時目標空燃比λSTが中央値λTGCに対してリッチに
設定されていた場合は、ステップ210で定常時目標空燃
比λSTを中央値λTGCに対して、ディザ振幅λDZAだけリ
ーンに設定されるように、フラグXDZRをリセットする
(XDZR←0)。また、ステップ209でフラグXDZRがリセ
ットされている(XDZR=1)と判定された場合、即ち前
回の制御タイミングまで定常時目標空燃比λSTが中央値
λTGCに対してリーンに設定されていた場合は、ステッ
プ211で目標空燃比λTGを中央値λTGCに対して、ディザ
振幅λDZAだけリッチに設定されるように、フラグXDZR
をセットする(XDZR←1)。続くステップ212でディザ
振幅λDZAを負の数にし、ステップ213で進む。
Next, at step 209, it is determined whether or not the flag XDZR is set. Here, when the flag XDZR is set (XDZR = 1), it indicates that the steady-state target air-fuel ratio λ ST is set to be rich with respect to the median value λ TGC . In step 209, the flag XDZR is set (XDZR =
If it is determined that 1), that is, if the steady-state target air-fuel ratio λ ST has been set to be rich relative to the median value λ TGC until the previous control timing, the steady-state target air-fuel ratio λ ST The flag XDZR is reset so that the value λ TGC is set lean by the dither amplitude λ DZA (XDZR ← 0). If it is determined in step 209 that the flag XDZR has been reset (XDZR = 1), that is, the steady-state target air-fuel ratio λ ST has been set lean relative to the median value λ TGC until the previous control timing. In step 211, the flag XDZR is set so that the target air-fuel ratio λ TG is set to be rich with respect to the median value λ TGC by the dither amplitude λ DZA in step 211.
Is set (XDZR ← 1). In the following step 212, the dither amplitude λ DZA is set to a negative number, and the process proceeds in step 213.

そしてステップ213で定常時目標空燃比λSTを次式に
より設定する。
Then, in step 213, the steady-state target air-fuel ratio λ ST is set by the following equation.

λST=λTGC+λDZA したがって、定常時目標空燃比λSTを中央値λTGC
対してディザ振幅λDZAだけリーンに制定する場合は、
ステップ213で次式により定常時目標空燃比λSTが設定
される。
λ ST = λ TGC + λ DZA Accordingly, when the steady-state target air-fuel ratio λ ST is established lean by the dither amplitude λ DZA with respect to the median value λ TGC ,
In step 213, the steady-state target air-fuel ratio λ ST is set by the following equation.

λST=λTGC+λDZA また、定常時目標空燃比λSTを中央値λTGCに対して
ディザ振幅λDZAだけリッチに設定する場合は、ステッ
プ212でディザ振幅λDZAが負の数に設定されるため、ス
テップ213で次式により定常時目標空燃比λSTが設定さ
れる。
λ ST = λ TGC + λ DZA When the steady-state target air-fuel ratio λ ST is set to be rich from the median value λ TGC by the dither amplitude λ DZA , the dither amplitude λ DZA is set to a negative value in step 212. Therefore, in step 213, the steady-state target air-fuel ratio λ ST is set by the following equation.

λST=λTGC−λDZA 定常時目標空燃比λSTが求まると第5図に戻って、ス
テップ306で目標空燃比λTGに上記のλSTを設定する。
λ ST = λ TGCDZA When the steady-state target air-fuel ratio λ ST is determined, the process returns to FIG. 5, and in step 306, the above-mentioned λ ST is set to the target air-fuel ratio λ TG .

第7図は本実施例において、加減速時の補正係数FAF,
目標空燃比λTG,実際の空燃比λの動作、及びNOX,COの
発生状況を示したタイムチャートである。加速時初期に
おいては、空燃比λはリーン側に移行するが、加速時に
は目標空燃比λTGがリッチ側(λAC)に設定され、さら
にディザ制御が停止するためリーン側に振られることな
くすぐにλACに収束する。従って、加速時にオーバーリ
ーンになることが抑制され、従来加速時に発生していた
NOXを低減することができ、また加速性も向上する。
FIG. 7 shows a correction coefficient FAF,
6 is a time chart showing the operation of the target air-fuel ratio λ TG and the actual air-fuel ratio λ, and the generation status of NO X and CO. At the initial stage of acceleration, the air-fuel ratio λ shifts to the lean side, but at the time of acceleration, the target air-fuel ratio λ TG is set to the rich side (λ AC ), and the dither control stops. Converges to λ AC . Therefore, over-leaning during acceleration is suppressed, which has conventionally occurred during acceleration.
It is possible to reduce the NO X, also improves acceleration performance.

加速時初期においては空燃比λはリッチ側に移行する
が減速時には目標空燃比λTGがリーン側(λDC)に設定
され、さらにディザ制御が停止するためリッチ側に振ら
れることなくすぐにリーン側(λDC)に収束する。よっ
て、減速時にオーバーリッチになることが抑制され、従
来減速時に発生していたCOを低減することができ、燃費
も向上する。
At the initial stage of acceleration, the air-fuel ratio λ shifts to the rich side, but at the time of deceleration, the target air-fuel ratio λ TG is set to the lean side (λ DC ), and the dither control stops. Converge to the side (λ DC ). Therefore, over-rich during deceleration is suppressed, CO that has been generated during deceleration in the past can be reduced, and fuel efficiency also improves.

以上説明したように実施例においては、加減速時には
目標空燃比を予め求めておいた加速時目標空燃比λAC
び減速時目標空燃比λDCに設定したが、第9図に示すフ
ローチャートの如く加速時には定常状態時の目標空燃比
λTGから所定値αだけ減算することにより目標空燃比λ
TGをリッチ側に設定(ステップ401)、減速時には所定
値βだけ減算することにより目標空燃比λTGをリーン側
に設定(ステップ402)するようにしてもよい。
As described above, in the embodiment, during acceleration / deceleration, the target air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio during acceleration λ AC and the target air-fuel ratio during deceleration λ DC which have been determined in advance. However, as shown in the flowchart of FIG. During acceleration, the target air-fuel ratio λ is subtracted by a predetermined value α from the target air-fuel ratio λ TG in the steady state.
TG may be set to the rich side (step 401), and the target air-fuel ratio λ TG may be set to the lean side by subtracting a predetermined value β during deceleration (step 402).

さらに他の実施例として加減速時上述のディザ制御を
停止して目標空燃比を論理空燃比に固定するようにして
もよい。
As still another embodiment, the above-described dither control may be stopped during acceleration / deceleration to fix the target air-fuel ratio to the logical air-fuel ratio.

また本実施例では、加減速時、目標空燃比λTGを方形
波状に変化させているが、第8図のB,Cを示す様に加速
時中及び減速中に目標空燃比λTGを加減速前の目標空燃
比に徐々にまたは急激に戻すようにしてもよい。
In this embodiment, the target air-fuel ratio λ TG is changed in a square wave at the time of acceleration / deceleration, but the target air-fuel ratio λ TG is increased during acceleration and during deceleration as shown by B and C in FIG. The target air-fuel ratio before deceleration may be gradually or rapidly returned.

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

第1図はクレーム対応図、第2図は本発明の一実施例の
構成図、第3図,第5図,第6図は前記実施例の作動説
明に供するフローチャート、第4図は三元触媒の浄化率
の特性図、第7図は前記実施例のタイムチャート、第8
図は他の実施例のタイムチャート、第9図は他の実施例
の作動説明に供するフローチャートである。 16a〜16d……燃料噴射弁,20……ECU,36……空燃比セン
サ,38……三元触媒。
FIG. 1 is a diagram corresponding to claims, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 3, 5, and 6 are flowcharts for explaining the operation of the embodiment, and FIG. FIG. 7 is a characteristic chart of the purification rate of the catalyst, FIG.
FIG. 9 is a time chart of another embodiment, and FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the other embodiment. 16a to 16d: fuel injection valve, 20: ECU, 36: air-fuel ratio sensor, 38: three-way catalyst.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンの排気管に配設され、排気ガスを
浄化するための触媒と、 この触媒の上流に配設され、前記エンジンに供給される
混合気の空燃比に対してリニアな検出信号が出力される
酸素濃度センサと、 前記混合気の目標空燃比を所定の周期でディザ制御する
ディザ制御手段と、 前記検出信号と前記目標空燃比とに応じて前記エンジン
へ供給する燃料噴射量を設定する燃料噴射手段とを備え
る空燃比制御装置において、 前記エンジンの加減速を検出する加減速検出手段と、 加減速時、前記ディザ制御を禁止する禁止手段と、 加減速時に目標空燃比を所定の値に設定する目標空燃比
設定手段と を備えることを特徴とするエンジン用空燃比制御装置。
1. A catalyst disposed in an exhaust pipe of an engine for purifying exhaust gas, and a catalyst disposed upstream of the catalyst and linearly detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to the engine. An oxygen concentration sensor that outputs a signal, dither control means that dither-controls a target air-fuel ratio of the air-fuel mixture at a predetermined cycle, and a fuel injection amount supplied to the engine according to the detection signal and the target air-fuel ratio. An acceleration / deceleration detection means for detecting acceleration / deceleration of the engine; a prohibition means for inhibiting the dither control during acceleration / deceleration; and a target air / fuel ratio during acceleration / deceleration. And a target air-fuel ratio setting means for setting the air-fuel ratio to a predetermined value.
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