JP2856986B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

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JP2856986B2
JP2856986B2 JP4204988A JP20498892A JP2856986B2 JP 2856986 B2 JP2856986 B2 JP 2856986B2 JP 4204988 A JP4204988 A JP 4204988A JP 20498892 A JP20498892 A JP 20498892A JP 2856986 B2 JP2856986 B2 JP 2856986B2
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ratio control
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裕史 大内
伸哉 藤本
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、触媒コンバータの上
流側及び下流側に空燃比センサ(本明細書では酸素濃度
センサ(O2センサ)を用いる)を設けて、上流側及び
下流側の空燃比センサの出力により空燃比制御を実施す
る内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to (an oxygen concentration sensor (O 2 sensor) in this specification) air-fuel ratio sensor on the upstream side and downstream side of the catalytic converter is provided, the upstream and downstream air The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that performs air-fuel ratio control based on the output of a fuel ratio sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、通常の単なる空燃比フィード
バック制御(シングルO2センサシステム)では、酸素
濃度を検出する空燃比センサを触媒コンバータの上流側
に設けているが、空燃比センサの出力特性のばらつきの
ために空燃比の制御精度の改善に支障が生じる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an ordinary simple air-fuel ratio feedback control (single O 2 sensor system), an air-fuel ratio sensor for detecting an oxygen concentration is provided upstream of a catalytic converter. Of the air-fuel ratio control accuracy.

【0003】このため、空燃比センサの出力特性のばら
つき及び燃料噴射弁等の部品のばらつき、経時あるいは
経年的変化を補償するために、触媒コンバータの下流側
に第2の空燃比センサを設け、上流側空燃比センサによ
る空燃比フィードバック制御に加えて下流側空燃比セン
サによる空燃比フィードバック制御を行うデュアルO2
センサシステムが既に提案されている(参照:米国特許
第3939654号明細書)。
For this reason, a second air-fuel ratio sensor is provided downstream of the catalytic converter in order to compensate for variations in output characteristics of the air-fuel ratio sensor, variations in components such as fuel injection valves, and changes over time or over time. Dual O 2 that performs air-fuel ratio feedback control by a downstream air-fuel ratio sensor in addition to air-fuel ratio feedback control by an upstream air-fuel ratio sensor
A sensor system has already been proposed (see US Pat. No. 3,939,654).

【0004】図3は、デュアルO2 センサシステムに係
るもので、触媒コンバータの上流及び下流側でそれぞれ
空燃比センサを用いた空燃比制御装置の一例を示すブロ
ック図である。同図において、1はエンジン、2はエア
クリーナ、3は吸気管、4はインテークマニホールド、
5はインジェクタ、6は圧力センサ、7はスロットル
弁、8はスロットル開度センサ、9はアイドルスイッ
チ、10は第1の空燃比センサ、11は第2の空燃比セ
ンサ、12は触媒コンバータ、13は点火コイル、14
はイグナイタ、15は排気管、16は水温センサ、20
はバッテリ、21はイグニッションキースイッチ、22
は電子式制御ユニット、23は警告ランプを示す。
FIG. 3 relates to a dual O 2 sensor system, and is a block diagram showing an example of an air-fuel ratio control device using air-fuel ratio sensors on the upstream and downstream sides of a catalytic converter, respectively. In the figure, 1 is an engine, 2 is an air cleaner, 3 is an intake pipe, 4 is an intake manifold,
5 is an injector, 6 is a pressure sensor, 7 is a throttle valve, 8 is a throttle opening sensor, 9 is an idle switch, 10 is a first air-fuel ratio sensor, 11 is a second air-fuel ratio sensor, 12 is a catalytic converter, 13 Is the ignition coil, 14
Is an igniter, 15 is an exhaust pipe, 16 is a water temperature sensor, 20
Is a battery, 21 is an ignition key switch, 22
Denotes an electronic control unit, and 23 denotes a warning lamp.

【0005】ここで、上記排気管15には、触媒コンバ
ータ12が設置されていて、その触媒コンバータ12の
上流側及び下流側に第1の空燃比センサ10と、第2の
空燃比センサ11が設けられそれぞれ排気ガスの空燃比
を検出する。
[0005] A catalyst converter 12 is provided in the exhaust pipe 15. A first air-fuel ratio sensor 10 and a second air-fuel ratio sensor 11 are provided upstream and downstream of the catalyst converter 12. Each is provided to detect an air-fuel ratio of exhaust gas.

【0006】また、上記圧力センサ6は、吸気管3から
インテークマニホールド4を経てエンジン1へ吸入され
る空気量を測定するためのもので、半導体型の圧力セン
サである。そして、インジェクタ5はスロットル弁7の
上流に配置され燃料の噴射を行うものであり、このスロ
ットル弁7にはスロットル弁の開度を検出するためのス
ロットル開度センサ8が取り付けられている。
The pressure sensor 6 is for measuring the amount of air taken into the engine 1 from the intake pipe 3 through the intake manifold 4, and is a semiconductor type pressure sensor. The injector 5 is arranged upstream of the throttle valve 7 and injects fuel. The throttle valve 7 is provided with a throttle opening sensor 8 for detecting the opening of the throttle valve.

【0007】さらに、水温センサ16は、内燃機関の冷
却水温を検出するサーミスタ型のセンサである。また、
イグニッションコイル13は、イグナイタ14からの信
号により点火を行うと共に、発生した点火信号を電子式
制御ユニット22へ送り出すものである。
Further, the water temperature sensor 16 is a thermistor-type sensor for detecting a cooling water temperature of the internal combustion engine. Also,
The ignition coil 13 ignites with a signal from the igniter 14 and sends out the generated ignition signal to the electronic control unit 22.

【0008】次に、電子式制御ユニット22は、圧力セ
ンサ6や水温センサ16、スロットル開度センサ8、点
火コイル13及び空燃比を検出する空燃比センサ10,
11からの各信号を入力して空燃比制御を行うものであ
る。
Next, the electronic control unit 22 includes a pressure sensor 6, a water temperature sensor 16, a throttle opening sensor 8, an ignition coil 13, and an air-fuel ratio sensor 10 for detecting an air-fuel ratio.
The air-fuel ratio control is performed by inputting each signal from 11.

【0009】図4はこの電子式制御ユニット22の詳細
なブロック図である。同図において、100はマイクロ
コンピュータであり、所定のプログラムにしたがって空
燃比センサ10,11の出力に応じて空燃比制御量等を
算出するCPU200、エンジン1の回転周期を計測す
るためのフリーランニングのカウンタ201、種々の制
御のために時間を計時するタイマ202、アナログ入力
信号をディジタル信号に変換するA/D変換器203、
ワークメモリとして使用されるRAM205、プログラ
ムが記憶されているROM206、駆動信号を出力する
ための出力ポート207及びコモンバス208等から構
成されている。
FIG. 4 is a detailed block diagram of the electronic control unit 22. In the figure, reference numeral 100 denotes a microcomputer, which is a CPU 200 for calculating an air-fuel ratio control amount or the like according to the outputs of the air-fuel ratio sensors 10 and 11 according to a predetermined program, and a free running for measuring a rotation cycle of the engine 1. A counter 201, a timer 202 for measuring time for various controls, an A / D converter 203 for converting an analog input signal into a digital signal,
It comprises a RAM 205 used as a work memory, a ROM 206 storing a program, an output port 207 for outputting a drive signal, a common bus 208, and the like.

【0010】また、101は第1入力インタフェース回
路で、点火コイル13の一次側点火信号を波形整形して
割り込み信号にしてマイクロコンピュータ100へ出力
する。そして、この割り込み信号が発生すると、CPU
200はカウンタ201の値を読み取るとともに、この
読み取った値と前回の読み取り値との差から内燃機関の
回転数の周期を算出してRAM205へ記憶する。
Reference numeral 101 denotes a first input interface circuit which shapes the waveform of the primary side ignition signal of the ignition coil 13 and outputs it to the microcomputer 100 as an interrupt signal. When this interrupt signal is generated, the CPU
200 reads the value of the counter 201, calculates the cycle of the rotational speed of the internal combustion engine from the difference between the read value and the previous read value, and stores the cycle in the RAM 205.

【0011】また、102は第2入力インタフェース回
路であり、空燃比センサ10,11や圧力センサ6、ス
ロットル開度センサ8及び水温センサ16等の各信号を
入力してA/D変換器203へ出力する。103はアド
ルスイッチ99のON/OFF信号を入力ポート204
へ出力する第3入力インタフェース回路、104は出力
インタフェース回路であり、出力ポート207からの駆
動出力を増幅してインジェクタ5や警告ランプ23へ出
力するものである。
Reference numeral 102 denotes a second input interface circuit, which inputs signals from the air-fuel ratio sensors 10 and 11, the pressure sensor 6, the throttle opening sensor 8 and the water temperature sensor 16 to the A / D converter 203. Output. Reference numeral 103 denotes an input / output port of the ON / OFF signal of the adder switch 99.
A third input interface circuit 104 for outputting the output signal to the output port 207 amplifies the drive output from the output port 207 and outputs the amplified drive output to the injector 5 and the warning lamp 23.

【0012】次に、以上のように構成された空燃比制御
装置のCPU200の動作について、図5の制御ブロッ
ク図を基本にして、図6の空燃比制御の挙動を示したタ
イムチャートを参照しつつ説明する。
Next, the operation of the CPU 200 of the air-fuel ratio control device configured as described above will be described with reference to a time chart showing the behavior of the air-fuel ratio control of FIG. 6 based on the control block diagram of FIG. I will explain it.

【0013】まず、ブロック501は予め設定された第
2の所定信号(空燃比制御の目標値)で、比較器により
第2の空燃比センサ11の出力V2 と比較され、その出
力偏差VS2をもとにブロック502である第2のPIコ
ントローラにおいて、上記出力偏差をPI制御し、所定
の補正出力V2SH を出力する。
First, a block 501 compares the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 with a second predetermined signal (target value of air-fuel ratio control) which is set in advance by a comparator, and the output deviation V S2. In the second PI controller which is a block 502 based on the above, the output deviation is subjected to PI control, and a predetermined correction output V 2SH is output.

【0014】次に、ブロック503はあらかじめ設定さ
れた第1の所定信号で、ブロック502の出力と加え合
わされ第1の空燃比センサ10の判定値VTHとして使用
される。そして、第1の空燃比センサ10の出力V1
上記加え合わせ値VTHとが比較器により比較され、その
出力比較値をもとにブロック504である第1のPIコ
ントローラで空燃比フィードバックの補正量CFBを演算
する。
Next, a block 503 is a first predetermined signal which is set in advance and added to the output of the block 502 to be used as a judgment value V TH of the first air-fuel ratio sensor 10. Then, the output V 1 of the first air-fuel ratio sensor 10 and the added value V TH are compared by a comparator, and based on the output comparison value, the first PI controller which is the block 504 performs the feedback of the air-fuel ratio feedback. The correction amount C FB is calculated.

【0015】次に、この補正量CFBに対してブロック5
05で圧力センサ6より検出した吸入空気量から演算さ
れた基本燃料量を掛け合わせる。掛け合わされた結果に
対し、ブロック506では、水温センサ10の信号をも
とに演算した内燃機関の暖機状態に対応した補正量やス
ロットル開度センサ8の信号より加減速の状態を検出
し、加減速状態に対応した補正量等の燃料補正量を掛け
合わせて最終の燃料吐出量を演算する。そして、この燃
料量からインジェクタ5の駆動時間を算出するため、ブ
ロック507,508でそれぞれの演算を行う。
Next, the correction amount C FB is applied to block 5.
At 05, the basic fuel amount calculated from the intake air amount detected by the pressure sensor 6 is multiplied. In response to the multiplication result, in block 506, the acceleration / deceleration state is detected from the correction amount corresponding to the warm-up state of the internal combustion engine calculated based on the signal from the water temperature sensor 10 and the signal from the throttle opening sensor 8, A final fuel discharge amount is calculated by multiplying a fuel correction amount such as a correction amount corresponding to the acceleration / deceleration state. Then, in order to calculate the driving time of the injector 5 from this fuel amount, respective calculations are performed in blocks 507 and 508.

【0016】以上の通り、第2の空燃比センサ11の出
力を用いて、第1の空燃比センサ10の判定値を補正す
ることにより空燃比制御を実施している。以上の制御動
作で、触媒コンバータ12の下流側に設けた第2の空燃
比センサ11の出力がリーンであれば、空燃比制御はリ
ッチ側に制御される。他方、上記第2の空燃比センサ1
1の出力がリッチであれば、空燃比制御はリーン側に制
御されることがわかる。
As described above, the air-fuel ratio control is performed by correcting the determination value of the first air-fuel ratio sensor 10 using the output of the second air-fuel ratio sensor 11. In the above control operation, if the output of the second air-fuel ratio sensor 11 provided downstream of the catalytic converter 12 is lean, the air-fuel ratio control is controlled to the rich side. On the other hand, the second air-fuel ratio sensor 1
If the output of No. 1 is rich, it is understood that the air-fuel ratio control is controlled to the lean side.

【0017】ところで、過渡制御時、触媒コンバータ1
2の下流側に設けた第2の空燃比センサ11の出力によ
って空燃比制御を実施すると、図7に示す通り、触媒コ
ンバータ12の下流側に設けた第2の空燃比センサ11
の出力V2 が変化するまでの時間遅れがあるため、時間
遅れの影響で過渡制御後リッチ雰囲気下での空燃比制御
リーン化、すなわち第2の空燃比センサ11による空燃
比フィードバック制御のリーン化行き過ぎが生じること
がわかる。このリーン化の行き過ぎにより、エミッショ
ンの悪化を招くことがあった。
During the transient control, the catalytic converter 1
When the air-fuel ratio control is performed by the output of the second air-fuel ratio sensor 11 provided downstream of the second air-fuel ratio sensor 11, the second air-fuel ratio sensor 11 provided downstream of the catalytic converter 12 as shown in FIG.
There is a time delay until the output V2 of the second air-fuel ratio changes, so the air-fuel ratio control leans under a rich atmosphere after the transient control due to the time delay, that is, the air-fuel ratio feedback control by the second air-fuel ratio sensor 11 becomes lean. It can be seen that overshoot occurs. This excessive leaning sometimes caused emission deterioration.

【0018】一方、触媒コンバータ12の触媒は車両を
通常考えられる使用条件の範囲内で使用されている限
り、その機能が著しく低下しないように設計されてい
る。しかし、使用中に何らかの原因、例えば失火してし
まう場合には、触媒の機能は著しく低下することがあ
る。
On the other hand, the catalyst of the catalytic converter 12 is designed so that its function is not significantly reduced as long as the vehicle is used within the range of operating conditions that can be normally considered. However, in the event of any cause during use, such as misfire, the function of the catalyst may be significantly reduced.

【0019】この結果、触媒コンバータ12が充分に排
気ガスを浄化しないまま走行されることがある。する
と、HC,CO,H2 等の未燃ガスの影響を受け、下流
側の第2の空燃比センサ11の出力V2 の挙動が変化す
る。すなわち、下流側の第2の空燃比センサ11の出力
2 の変化度合いが大きくなる。
As a result, the catalytic converter 12 may run without sufficiently purifying the exhaust gas. Then, the behavior of the output V 2 of the downstream second air-fuel ratio sensor 11 changes due to the influence of unburned gases such as HC, CO, and H 2 . That is, the change degree of the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 on the downstream side increases.

【0020】ここで、触媒正常時と劣化時について、上
述した空燃比制御を実施したとき、触媒コンバータ12
の上流及び下流側に取り付けた第1及び第2の空燃比セ
ンサ10,11の挙動を図8と図9に示しそれぞれにつ
いて説明する。
Here, when the above-described air-fuel ratio control is performed for the normal state and the deteriorated state of the catalyst, the catalytic converter 12
8 and 9 show the behavior of the first and second air-fuel ratio sensors 10 and 11 mounted on the upstream and downstream sides of FIG.

【0021】まず、図8(a)と(b)は触媒正常時の
第1と第2の空燃比センサ10と11の出力を示す。図
8(a)は、第1の空燃比センサ10の出力V1 と第1
の所定値の関係を表し、第1の空燃比センサ10の出力
1 は、上記空燃比フィードバック制御により適当な周
期で変化している。また、図8(b)は、第2の空燃比
センサ11の出力V2 と第2の所定値の関係を表し、第
2の空燃比センサ11の出力V2 は、触媒が正常である
ため触媒の浄化作用で略一定の出力Aが得られる。
First, FIGS. 8A and 8B show the outputs of the first and second air-fuel ratio sensors 10 and 11 when the catalyst is normal. FIG. 8A shows the output V 1 of the first air-fuel ratio sensor 10 and the first air-fuel ratio sensor 10.
The output V 1 of the first air-fuel ratio sensor 10 is changed at an appropriate cycle by the air-fuel ratio feedback control. Further, FIG. 8 (b), the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 indicates a relationship between the second predetermined value, the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11, since the catalyst is normal A substantially constant output A is obtained by the purifying action of the catalyst.

【0022】次に、図9(a)と(b)に触媒劣化時の
第1と第2の空燃比センサ10,11の出力V1とV2
示す。図9(a)は図8(a)と同様であり、図9
(b)は、第2の空燃比センサ11の出力V2 と第2の
所定値の関係を表し、第2の空燃比センサ11の出力V
2 は、触媒が劣化しているため触媒の浄化作用が低下
し、第2の空燃比センサ11の出力V2 の変化が大きく
なっている。この結果、エミッションの低下等を招くと
いう問題点がある。このため、触媒コンバータ12の劣
化の影響を受けにくい制御を実施することは重要であ
る。
Next, FIGS. 9A and 9B show the outputs V 1 and V 2 of the first and second air-fuel ratio sensors 10 and 11 when the catalyst is deteriorated. FIG. 9A is similar to FIG.
(B) shows the relationship between the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 and a second predetermined value, and the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11
In No. 2, since the catalyst has deteriorated, the purifying action of the catalyst has decreased, and the change in the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 has increased. As a result, there is a problem that the emission is reduced. For this reason, it is important to implement control that is less susceptible to deterioration of the catalytic converter 12.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の空燃
比制御装置では、過渡制御時、触媒コンバータ12の下
流側に設けた第2の空燃比センサ11の出力V2 の時間
遅れにより触媒下流側の第2の空燃比センサ11の出力
2 によるフィードバック制御が一時的に過大(行き過
ぎ)になり、また、触媒の劣化に伴い、触媒下流側の第
2の空燃比センサ11の出力V2 の変化度合いが大きく
なる。このため、空燃比制御が過制御となり、この結
果、エミッションの低下を招くという問題点があった。
[Problems that the Invention is to Solve In the air-fuel ratio control system of a conventional internal combustion engine, the transient control, catalyst downstream the time delay output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 provided downstream of the catalytic converter 12 The feedback control based on the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 on the side becomes temporarily excessive (excessive), and the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 on the downstream side of the catalyst accompanying the deterioration of the catalyst. Changes greatly. For this reason, the air-fuel ratio control becomes over-controlled, and as a result, there is a problem that the emission is reduced.

【0024】この発明は、上述した従来例の問題点を解
決するためになされたもので、過渡運転時及び触媒劣化
時にも触媒上流及び下流側の空燃比センサの信号による
空燃比制御が適切に行われる内燃機関の空燃比制御装置
を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional example, and the air-fuel ratio control based on the signals of the air-fuel ratio sensors on the upstream and downstream sides of the catalyst is appropriately performed even during the transient operation and the deterioration of the catalyst. It is an object to obtain an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine to be performed.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の空燃比制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた排
気ガス浄化のための触媒コンバータの上流側及び下流側
にそれぞれ設けられて排気ガス中の特定成分濃度を検出
する第1及び第2の空燃比センサと、空燃比センサへの
ノイズを除去する時定数より長く、空燃比制御が適性と
なるようフィルタ処理時定数が100〜300msec
に設定されていて上記第2の空燃比センサの出力偏差を
抑制すべくフィルタ処理するフィルタ処理手段と、この
フィルタ処理手段の出力に応じて空燃比制御量を演算す
る空燃比制御量演算手段と、上記第1の空燃比センサの
出力及び上記空燃比制御量に応じて内燃機関の空燃比を
制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is provided on an upstream side and a downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of the internal combustion engine, respectively. A first and second air-fuel ratio sensor for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas ;
It is longer than the time constant for eliminating noise, and the air-fuel ratio control is appropriate.
Filter processing time constant is 100 to 300 msec.
And filtering means have been set to filter in order to suppress the output deviation of the second air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio control quantity calculating means for calculating an air-fuel ratio control amount according to the output of the filtering means Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the internal combustion engine according to the output of the first air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio control amount.

【0026】[0026]

【作用】この発明による内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、空燃比センサへのノイズを除去する時定数より長
く、空燃比制御が適性となるようフィルタ処理時定数が
100〜300msecに設定されたフィルタ処理手段
は、第2の空燃比センサの出力偏差を抑制すべくこの第
2の空燃比センサの出力をフィルタ処理し、空燃比制御
量演算手段はそのフィルタ処理手段の出力に応じて空燃
比制御量を演算する。そして、空燃比制御手段により第
1の空燃比センサの出力及び上記空燃比制御量に応じて
内燃機関の空燃比が制御されることによって、空燃比制
御補正量が抑えられて過渡運転時及び触媒劣化時におけ
る空燃比変動を小さくして適正な空燃比制御が実施され
る。
In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the time is longer than a time constant for removing noise to the air-fuel ratio sensor.
Filter time constant so that air-fuel ratio control is appropriate.
The filter processing means set to 100 to 300 msec filters the output of the second air-fuel ratio sensor to suppress the output deviation of the second air-fuel ratio sensor, and the air-fuel ratio control amount calculating means includes a filter processing means. The air-fuel ratio control amount is calculated in accordance with the output of. The air-fuel ratio control means controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine according to the output of the first air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio control amount. The air-fuel ratio fluctuation at the time of deterioration is reduced, and appropriate air-fuel ratio control is performed.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図を参照して説
明する。図1は第2の空燃比センサ11の出力V2 をフ
ィルタ処理でのなまし出力手段によりフィルタ処理を行
った後、そのフィルタ処理したセンサ出力を用いて空燃
比制御を実施する構成図を示しており、電子式制御ユニ
ット22内のCPU200により実施される。
Embodiment 1 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram in which the output V2 of the second air-fuel ratio sensor 11 is subjected to a filtering process by a smoothing output unit in the filtering process, and then the air-fuel ratio control is performed using the filtered sensor output. This is performed by the CPU 200 in the electronic control unit 22.

【0028】図1において、101は第2の空燃比セン
サ11の出力V2 をフィルタ処理するなまし出力手段、
102はフィルタ処理したセンサ出力に基づく空燃比制
御手段、103は第1の空燃比センサ10の出力V1
基づく空燃比制御手段、104は基本燃料量及び他の補
正係数を加えた出力をインジェクタ5に送出して空燃比
制御する出力手段である。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a smooth output means for filtering the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11;
102 is an air-fuel ratio control unit based on the output of the filtered sensor, 103 is an air-fuel ratio control unit based on the output V1 of the first air-fuel ratio sensor 10, and 104 is an injector that adds an output obtained by adding a basic fuel amount and other correction coefficients. 5 is output means for controlling the air-fuel ratio by sending it to the control unit 5.

【0029】すなわち、まず、第2の空燃比センサ11
からの出力V2 をフィルタ処理でのなまし出力手段10
1によりフィルタ処理を行う。このときのフィルタ処理
時定数は、外来ノイズを除去する程度(数mSec)で
なく、100〜300mSec程度とする。
That is, first, the second air-fuel ratio sensor 11
Output means 10 for filtering the output V 2 from
1 to perform a filtering process. At this time, the filter processing time constant is set to about 100 to 300 mSec, not to the extent of removing extraneous noise (several mSec).

【0030】このフィルタ処理したセンサ出力を用い
て、空燃比制御手段102により、例えば前述した従来
例と同様な触媒下流側第2の空燃比センサ11による空
燃比制御を実施する。また、空燃比制御手段103によ
り触媒上流側第1の空燃比センサ10による空燃比制御
も前述と同様に実施する。
Using the filtered sensor output, the air-fuel ratio control means 102 controls the air-fuel ratio by the second air-fuel ratio sensor 11 on the downstream side of the catalyst, for example, similar to the above-described conventional example. Further, the air-fuel ratio control by the first air-fuel ratio sensor 10 on the upstream side of the catalyst by the air-fuel ratio control means 103 is performed in the same manner as described above.

【0031】上記の通り、演算された結果に基づき、出
力手段104により、基本制御量及び他の補正項目を加
え、インジェクタ5を駆動して空燃比制御を実施するも
のである。すなわち、この実施例では、従来の空燃比制
御装置に対し、第2の空燃比センサ11の出力V2 をフ
ィルタ処理するなまし演算手段を設けたものである。
As described above, based on the calculated result, the output means 104 adds the basic control amount and other correction items, and drives the injector 5 to perform the air-fuel ratio control. That is, in this embodiment, a smoothing operation means for filtering the output V2 of the second air-fuel ratio sensor 11 is provided in the conventional air-fuel ratio control device.

【0032】以上のように第2の空燃比センサ11の出
力V2 にフィルタ処理を加えることにより、第2の空燃
比センサ11の動きが抑えられる(小さくなる)。この
ため、図7中の点線に示す通り、過渡運転後の空燃比変
動が抑えられる。また、触媒の劣化についても、第2の
空燃比センサ11の出力の変化度合いが抑えられるた
め、空燃比制御が抑えられる。このため、空燃比制御が
過制御と成らず、エミッションの悪化が抑えられる。従
って、従来より適正な空燃比制御が実施できる。
As described above, the filtering of the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 suppresses (reduces) the movement of the second air-fuel ratio sensor 11. For this reason, as shown by the dotted line in FIG. 7, the air-fuel ratio fluctuation after the transient operation is suppressed. Also, regarding the deterioration of the catalyst, the degree of change in the output of the second air-fuel ratio sensor 11 is suppressed, so that the air-fuel ratio control is suppressed. For this reason, the air-fuel ratio control is not over-controlled, and the deterioration of the emission is suppressed. Therefore, more appropriate air-fuel ratio control can be performed than before.

【0033】図2は、上述した第2の空燃比センサ11
のなまし出力手段101の動作を表すフローチャート
で、本演算は、所定時間毎、例えば10mS毎に実行さ
れる。ステップS201では、第2の空燃比センサ11
の出力V2 を読み込む。次に、ステップS202では、
電源投入後はじめてのセンサ出力読み込みか否かを判定
し、はじめての読み込みであれば、ステップS303に
てなまし出力(フィルタ値)を初期化しなまし処理を終
了する。
FIG. 2 shows the second air-fuel ratio sensor 11 described above.
In the flowchart showing the operation of the smoothing output means 101, this calculation is executed every predetermined time, for example, every 10 ms. In step S201, the second air-fuel ratio sensor 11
Read of the output V 2. Next, in step S202,
It is determined whether or not the sensor output is read for the first time after the power is turned on. If it is the first read, the smoothed output (filter value) is initialized in step S303, and the smoothing process ends.

【0034】上記ステップS202において、はじめて
の読み込みでなければ、ステップS304に進み、フィ
ルタ値(今回)=フィルタ値(前回)×(1−Kf) +センサ出力(今回)×Kffは係数 の一次フィルタ演算を実行する。ここで、時定数は、空
燃比センサへのノイズを除去する時定数より長くし、空
燃比制御が適正となるよう100〜300mSec程度
に設定する。以上の処理によって第2の空燃比センサ1
1の出力V2 をなまし演算処理する。
In step S202, if it is not the first reading, the process proceeds to step S304, where the filter value (current) = filter value (previous) × (1−K f ) + sensor output (current) × K f K f Performs a first-order filter operation on coefficients. Here, the time constant is set longer than the time constant for removing noise to the air-fuel ratio sensor, and is set to about 100 to 300 mSec so that the air-fuel ratio control is appropriate. By the above processing, the second air-fuel ratio sensor 1
Annealing for processing the first output V 2.

【0035】このことにより、図5に示すように、従来
では、第2の所定信号(触媒下流目標値)と第2の空燃
比センサの出力V2 との偏差で実施していた空燃比制御
が第2の所定信号(触媒下流目標値)と空燃比センサな
まし出力の出力偏差VS2で空燃比制御が実施されること
になる。このため、過渡運転時の出力偏差が小さくな
り、結果として、空燃比制御量が抑えられて、過渡運転
時の空燃比変動が抑えられる。触媒劣化時についても、
なまし出力を用いることで第2の所定信号との出力偏差
が小さくなり、結果として、空燃比変動が抑えられる。
なお、第2の空燃比センサ11がリニアO2 センサでも
同様の効果が得られる。
As a result, as shown in FIG. 5, the air-fuel ratio control which has conventionally been performed based on the deviation between the second predetermined signal (catalyst downstream target value) and the output V2 of the second air-fuel ratio sensor is performed. Is to perform the air-fuel ratio control with the second predetermined signal (target value downstream of the catalyst) and the output deviation V S2 of the smoothed output of the air-fuel ratio sensor. For this reason, the output deviation during the transient operation is reduced, and as a result, the air-fuel ratio control amount is suppressed, and the air-fuel ratio fluctuation during the transient operation is suppressed. When the catalyst deteriorates,
By using the smoothed output, the output deviation from the second predetermined signal is reduced, and as a result, the fluctuation of the air-fuel ratio is suppressed.
Note that the same effect can be obtained even when the second air-fuel ratio sensor 11 is a linear O 2 sensor.

【0036】実施例2.以上の実施例では、第2の空燃
比センサ11の出力V2 で第1の空燃比センサ10の判
定値を変更する方法について述べたが、第2の空燃比セ
ンサ11の出力V2 で第1空燃比センサ10の出力V1
を用いた空燃比制御量を変更する方法(フィードバック
補正のP値、I値、ディレイ時間)でも同様である。
Embodiment 2 FIG. In the above embodiment has been described how to change the determination of the air-fuel ratio sensor 10 outputs at V 2 first of the second air-fuel ratio sensor 11, the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor 11 Output V 1 of 1 air-fuel ratio sensor 10
The same applies to the method of changing the air-fuel ratio control amount (P value, I value, delay time of feedback correction) using.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、空燃
比センサへのノイズを除去する時定数より長く、空燃比
制御が適性となるようフィルタ処理時定数が100〜3
00msecに設定されたフィルタ処理手段によって第
2の空燃比センサの出力偏差を抑制すべくフィルタ処理
して得た出力に基づいて空燃比制御を実施するので、
媒劣化に拘わらずデュアル0 2 制御を正確に行うことが
でき、空燃比制御補正量を抑えられて過渡運転時及び触
媒劣化時における空燃比変動を小さくして適正な空燃比
制御を実施できるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the air-fuel
Air-fuel ratio longer than the time constant for removing noise to the ratio sensor
Filter processing time constant is 100 to 3 so that control is appropriate
Since implementing the air-fuel ratio control based on the configured filtering means output which is obtained by filtering in order to suppress the output deviation of the second air-fuel ratio sensor of the 00Msec, touch
Accurate dual O 2 control regardless of medium deterioration
Thus, the air-fuel ratio control correction amount can be suppressed, and the effect of reducing the air-fuel ratio fluctuation during transient operation and catalyst deterioration and performing appropriate air-fuel ratio control can be achieved.

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

【図1】この発明の一実施例による空燃比制御装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an air-fuel ratio control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のなまし出力手段の演算処理フローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart of a calculation process performed by a smoothing output unit in FIG. 1;

【図3】空燃比制御装置の全体を示すシステム構成図で
ある。
FIG. 3 is a system configuration diagram showing the entire air-fuel ratio control device.

【図4】電子式制御装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an electronic control device.

【図5】従来の空燃比制御のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional air-fuel ratio control.

【図6】従来の空燃比制御時の空燃比センサ挙動例を示
す波形図である。
FIG. 6 is a waveform chart showing an example of an air-fuel ratio sensor behavior during conventional air-fuel ratio control.

【図7】従来とこの発明における過渡運転時の触媒上下
流の空燃比の挙動を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing the behavior of the air-fuel ratio upstream and downstream of the catalyst during the transient operation according to the related art and the present invention.

【図8】従来の触媒正常時の空燃比センサの挙動を示す
波形図である。
FIG. 8 is a waveform chart showing the behavior of the conventional air-fuel ratio sensor when the catalyst is normal.

【図9】従来の触媒劣化時の空燃比センサの挙動を示す
波形図である。
FIG. 9 is a waveform chart showing the behavior of the conventional air-fuel ratio sensor when the catalyst is deteriorated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の空燃比センサ 11 第2の空燃比センサ 12 触媒コンバータ 15 排気管 101 なまし出力手段(フィルタ処理手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st air-fuel ratio sensor 11 2nd air-fuel ratio sensor 12 Catalytic converter 15 Exhaust pipe 101 Smooth output means (filter processing means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F02D 41/00-45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられた排気ガス
浄化のための触媒コンバータの上流側及び下流側にそれ
ぞれ設けられて排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
1及び第2の空燃比センサと、空燃比センサへのノイズ
を除去する時定数より長く、空燃比制御が適性となるよ
うフィルタ処理時定数が100〜300msecに設定
されていて上記第2の空燃比センサの出力偏差を抑制す
べくフィルタ処理するフィルタ処理手段と、このフィル
タ処理手段の出力に応じて空燃比制御量を演算する空燃
比制御量演算手段と、上記第1の空燃比センサの出力及
び上記空燃比制御量に応じて内燃機関の空燃比を制御す
る空燃比制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関
の空燃比制御装置。
1. A first and a second air space provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, respectively, for detecting a concentration of a specific component in the exhaust gas. Noise to fuel ratio sensor and air-fuel ratio sensor
Is longer than the time constant for removing
Filter processing time constant is set to 100 to 300 msec.
And filtering means for filtering in order to suppress the output deviation of the second air-fuel ratio sensor have been, and air-fuel ratio control quantity calculating means for calculating an air-fuel ratio control amount according to the output of the filtering means, the An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: air-fuel ratio control means for controlling an air-fuel ratio of the internal combustion engine according to an output of a first air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio control amount.
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