JP3162585B2 - Air-fuel ratio detection device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio detection device for internal combustion engine

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JP3162585B2
JP3162585B2 JP24327794A JP24327794A JP3162585B2 JP 3162585 B2 JP3162585 B2 JP 3162585B2 JP 24327794 A JP24327794 A JP 24327794A JP 24327794 A JP24327794 A JP 24327794A JP 3162585 B2 JP3162585 B2 JP 3162585B2
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internal combustion
combustion engine
sampling
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修介 赤崎
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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】この発明は内燃機関の空燃比検出
装置に関し、より具体的には運転状態に応じて最適なタ
イミングを選んで空燃比センサの出力をサンプリング
し、それに基づいて空燃比を検出するようにした内燃機
関の空燃比検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine, and more specifically, to select an optimal timing according to an operating state, sample an output of an air-fuel ratio sensor, and determine an air-fuel ratio based on the output. The present invention relates to an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine, which detects the air-fuel ratio.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気系に空燃比センサを設け
て空燃比を検出することは良く行われており、その一例
として特開昭59−101562号公報記載の技術を挙
げることができる。また、本出願人も先に特願平3−3
59339号(特開平5−180059号)において、
排気系の挙動を記述するモデルを設定して排気系集合部
に設けた単一の空燃比センサの出力を入力し、オブザー
バを介して各気筒の空燃比を推定する技術を提案してい
る。尚、そこにおいて、空燃比センサは広域空燃比セン
サ、即ち、理論空燃比で出力が反転するO2 センサでは
なく、理論空燃比の前後を通じて排気ガス中の酸素濃度
に比例した出力特性を有するものを使用している。ま
た、特開平1−313644号公報記載の技術は、所定
クランク角度毎に検出の適否を判定している。
2. Description of the Related Art It is common practice to provide an air-fuel ratio sensor in an exhaust system of an internal combustion engine to detect an air-fuel ratio, and an example thereof is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-101562. In addition, the present applicant has also previously filed Japanese Patent Application No. Hei.
No. 59339 (JP-A-5-180059),
A technique has been proposed in which a model describing the behavior of the exhaust system is set, the output of a single air-fuel ratio sensor provided in the exhaust system assembly is input, and the air-fuel ratio of each cylinder is estimated via an observer. Here, the air-fuel ratio sensor is not a wide-range air-fuel ratio sensor, that is, an O 2 sensor whose output is inverted at the stoichiometric air-fuel ratio, but has an output characteristic proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas before and after the stoichiometric air-fuel ratio. You are using Further, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-313644 determines whether detection is appropriate or not at every predetermined crank angle.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
おいて排気ガスは排気行程で排出されることから、多気
筒内燃機関の排気系集合部において空燃比の挙動をみる
と、明らかにTDCに同期している。従って、内燃機関
の排気系に前記した広域空燃比センサを設けて空燃比を
サンプリングするときもTDCに同期して行う必要があ
るが、検出出力を処理する制御ユニット(ECU)のサ
ンプルタイミングによっては空燃比の挙動を正確に捉え
られない場合が生じる。即ち、例えば、TDCに対して
排気系集合部の空燃比(A/F)が図34のようである
とき、制御ユニットで認識する空燃比(A/F)は図3
5に示す如く、サンプルタイミングによっては全く違っ
た値となる。この場合、実際の空燃比センサの出力変化
を可能な限り正確に把握できる位置でサンプリングする
のが望ましい。
By the way, since the exhaust gas is discharged in the exhaust stroke in the internal combustion engine, the behavior of the air-fuel ratio in the exhaust system collecting part of the multi-cylinder internal combustion engine is clearly synchronized with the TDC. ing. Therefore, it is necessary to provide the above-described wide-range air-fuel ratio sensor in the exhaust system of the internal combustion engine and perform the sampling of the air-fuel ratio in synchronization with TDC, but depending on the sampling timing of the control unit (ECU) that processes the detection output. In some cases, the behavior of the air-fuel ratio cannot be accurately grasped. That is, for example, when the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust system collecting part with respect to TDC is as shown in FIG. 34, the air-fuel ratio (A / F) recognized by the control unit is as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the value is completely different depending on the sample timing. In this case, it is desirable to perform sampling at a position where the actual change in the output of the air-fuel ratio sensor can be grasped as accurately as possible.

【0004】更に、空燃比の変化は排気ガスのセンサま
での到達時間やセンサの反応時間によっても相違する。
その中、センサまでの到達時間は排気ガス圧力、排気ガ
スボリュームなどに依存して変化する。更に、TDCに
同期してサンプリングすることはクランク角度に基づい
てサンプリングすることになるので、必然的に機関回転
数の影響を受けざるを得ない。このように、空燃比の検
出は機関の運転状態に依存するところが大きい。そのた
めに上記した従来技術においては所定クランク角度毎に
検出の適否を判定しているが、構成が複雑であって演算
時間が長くなるため高回転域では対応しきれなくなる恐
れがあると共に、検出を決定した時点で空燃比センサの
出力の変局点を徒過してしまう不都合も生じる。
Further, the change in the air-fuel ratio also depends on the time required for the exhaust gas to reach the sensor and the reaction time of the sensor.
The arrival time at the sensor changes depending on the exhaust gas pressure, the exhaust gas volume, and the like. Further, since sampling is performed in synchronization with TDC based on the crank angle, it is inevitably affected by the engine speed. As described above, the detection of the air-fuel ratio largely depends on the operating state of the engine. For this reason, in the above-described prior art, the appropriateness of the detection is determined for each predetermined crank angle. However, since the configuration is complicated and the calculation time is long, there is a possibility that the detection cannot be performed in a high rotation range, and the detection is not performed. At the time of the determination, there is also a disadvantage that the inflection point of the output of the air-fuel ratio sensor is missed.

【0005】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消し、簡易な構成でありながら運転状態に応じて空
燃比センサ出力を最良のタイミングでサンプリングして
実際の挙動を可能な限り反映する空燃比を検出し、もっ
て検出精度を向上させるようにした内燃機関の空燃比検
出装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned inconveniences, and to provide an air-fuel ratio sensor which samples the air-fuel ratio sensor output at the best timing according to the operating state and reflects the actual behavior as much as possible, with a simple configuration. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine, which detects a fuel ratio and thereby improves detection accuracy.

【0006】更には、検出した空燃比に基づいて後で述
べる演算などを行うとき、機関回転数の変動などによっ
て予定された期間に演算が終了しないことも起こり得
る。
Further, when an operation described later is performed based on the detected air-fuel ratio, the operation may not be completed in a predetermined period due to a change in the engine speed.

【0007】従って、この発明の第2の目的は、そのよ
うなときにも最良のサンプリング精度ないしは検出精度
を確保できるようにした内燃機関の空燃比検出装置を提
供することにある。
Accordingly, a second object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine which can ensure the best sampling accuracy or detection accuracy even in such a case.

【0008】更には、近時、特開平2−275043号
公報などに示されるように、内燃機関のバルブタイミン
グを機関の運転状態に応じて切り換える、いわゆる可変
バルブタイミング機構が提案されている。そのような可
変バルブタイミング機構、特に排気側のバルブタイミン
グも変更されるものにおいては、排気タイミングが変わ
ることから、それに応じて空燃比の挙動も影響を受ける
ことが予想される。
Further, recently, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-275043, a so-called variable valve timing mechanism for switching the valve timing of an internal combustion engine according to the operating state of the engine has been proposed. In such a variable valve timing mechanism, in particular, in which the valve timing on the exhaust side is also changed, since the exhaust timing changes, it is expected that the behavior of the air-fuel ratio will be affected accordingly.

【0009】従って、この発明の第3の目的は、可変バ
ルブタイミング機構を備えた内燃機関においても最良の
サンプリング精度ないしは検出精度を確保できるように
した内燃機関の空燃比検出装置を提供することにある。
更には、空燃比を最良のサンプリング精度で気筒毎に最
適にフィードバック制御することを可能とする内燃機関
の空燃比検出装置を提供することも付随的な目的とす
る。
Therefore, a third object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine which can ensure the best sampling accuracy or detection accuracy even in an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism. is there.
Further, it is an additional object to provide an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine, which enables optimal feedback control of the air-fuel ratio for each cylinder with the best sampling accuracy.

【0010】更には、空燃比の挙動は、内燃機関の環境
状態によっても相違する。例えば、内燃機関を搭載した
車両が高地を走行するとき、気圧が低下して排気系の圧
力が下がることから、排気ガスの圧力が見掛け上増加
し、排気ガスの空燃比センサまでの到達時間が低地を走
行する場合とは異なってくる。
Further, the behavior of the air-fuel ratio also differs depending on the environmental condition of the internal combustion engine. For example, when a vehicle equipped with an internal combustion engine runs at high altitude, the pressure of the exhaust gas apparently increases because the atmospheric pressure decreases and the pressure of the exhaust system decreases, and the arrival time of the exhaust gas to the air-fuel ratio sensor increases. It is different from running on lowlands.

【0011】従って、この発明の第4の目的は、内燃機
関を搭載した車両が高地を走行するときも最良のサンプ
リング精度ないしは検出精度を確保できるようにした内
燃機関の空燃比検出装置を提供することにある。
Accordingly, a fourth object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine which can ensure the best sampling accuracy or detection accuracy even when a vehicle equipped with the internal combustion engine runs at high altitude. It is in.

【0012】更には、内燃機関の環境状態の一つとして
空燃比センサの劣化がある。空燃比センサは劣化すると
応答性が低下し、反応時間が長くなり、空燃比を検出で
きるまでの時間が相違してくる。
Further, one of the environmental conditions of the internal combustion engine is deterioration of the air-fuel ratio sensor. When the air-fuel ratio sensor deteriorates, the responsiveness decreases, the reaction time increases, and the time until the air-fuel ratio can be detected differs.

【0013】従って、この発明の第5の目的は、空燃比
センサが劣化したときも最良のサンプリング精度ないし
は検出精度を確保できるようにした内燃機関の空燃比検
出装置を提供することにある。
Accordingly, a fifth object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine which can ensure the best sampling accuracy or detection accuracy even when the air-fuel ratio sensor has deteriorated.

【0014】更には、内燃機関の環境状態の一つとして
空燃比センサの反応時間が混合気により異なることが挙
げられる。即ち、空燃比センサの反応時間は、混合気の
空燃比がリーンであるときとリッチであるときとで相違
する。これは、センサの構造にもよるが、一般的に広域
空燃比センサの場合、ポンプ素子は混合気の空燃比がリ
ーンであるとき酸素を汲み出し、リッチであるとき酸素
を汲み入れるように動作するため、その動作の相違から
リーンのときの方が反応時間が早くなる。
Furthermore, one of the environmental conditions of the internal combustion engine is that the reaction time of the air-fuel ratio sensor differs depending on the air-fuel mixture. That is, the reaction time of the air-fuel ratio sensor differs between when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean and when it is rich. This depends on the structure of the sensor, but in general, in the case of a wide-range air-fuel ratio sensor, the pump element operates to pump oxygen when the air-fuel ratio of the mixture is lean and to pump oxygen when the air-fuel ratio is rich. Therefore, due to the difference in the operation, the reaction time is shorter in the lean operation.

【0015】従って、この発明の第6の目的は、混合気
の空燃比がリーンないしリッチのいずれであっても最良
のサンプリング精度ないしは検出精度を確保できるよう
にした内燃機関の空燃比検出装置を提供することにあ
る。
Accordingly, a sixth object of the present invention is to provide an air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine which can ensure the best sampling accuracy or detection accuracy regardless of whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean or rich. To provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに請求項1項に係る内燃機関の空燃比検出装置は、内
燃機関の排気系に配置された空燃比センサの出力をサン
プリングして空燃比を検出する装置において、少なくと
も機関回転数および機関負荷を含む前記内燃機関の運転
状態を検出する運転状態検出手段、前記内燃機関の所定
クランク角度ごとに、前記空燃比センサの出力を順次サ
ンプリングするサンプリング手段、前記サンプリングさ
れた値を順次記憶する記憶手段、少なくとも前記検出さ
れた機関回転数および機関負荷に応じて記憶されたサン
プリング値群の中の少なくともいずれかを選択する選択
手段、および選択されたサンプリング値に基づいて前記
内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段、を備える
如く構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio detecting apparatus for an internal combustion engine, which samples an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of the internal combustion engine. In devices that detect the air-fuel ratio, at least
Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including an engine speed and an engine load; sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor for each predetermined crank angle of the internal combustion engine; Memory means for sequentially storing values, selecting means for selecting at least one of a group of sampling values stored according to at least the detected engine speed and engine load , and An air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine is provided.

【0017】また請求項2項に係る内燃機関の空燃比検
出装置は、内燃機関の排気系に配置された空燃比センサ
の出力をサンプリングして空燃比を検出する装置におい
て、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段、前記内燃機関の所定クランク角度ごとに、前記空燃
比センサの出力を順次サンプリングするサンプリング手
段、前記サンプリングされた値を順次記憶する第1の記
憶手段、所定クランク角度において、前記第1の記憶手
段に記憶されたサンプリング値群の中の所定数のサンプ
リング値群を記憶する第2の記憶手段、前記検出された
運転状態に応じて前記第2手段に記憶された所定数のサ
ンプリング値群の中の少なくともいずれかを選択する選
択手段、および選択されたサンプリング値に基づいて前
記内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段、を備え
る如く構成した。
An air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine according to claim 2 is a device for detecting an air-fuel ratio by sampling an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of the internal combustion engine. Operating state detecting means for detecting a state; sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor for each predetermined crank angle of the internal combustion engine; first storage means for sequentially storing the sampled values; predetermined crank angle , A second storage means for storing a predetermined number of sampled value groups among the sampled value groups stored in the first storage means, and stored in the second means in accordance with the detected operating state Selecting means for selecting at least one of a predetermined number of sampling value groups, and air-fuel of the internal combustion engine based on the selected sampling values. Air-fuel ratio detecting means for detecting, and as constituted comprising a.

【0018】また請求項3項に係る内燃機関の空燃比検
出装置は、バルブタイミングを複数の特性の間で切り換
える可変バルブタイミング機構を備えてなる内燃機関
で、その排気系に配置された空燃比センサの出力をサン
プリングして空燃比を検出する装置において、前記バル
ブタイミングを含む内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段、前記内燃機関の所定クランク角度ごと
に、前記空燃比センサの出力を順次サンプリングするサ
ンプリング手段、前記サンプリングされた値を順次記憶
する記憶手段、前記検出された運転状態に応じて記憶さ
れたサンプリング値群の中の少なくともいずれかを選択
する選択手段、および選択されたサンプリング値に基づ
いて前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段、
を備える如く構成した。
An air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention is an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism for switching a valve timing between a plurality of characteristics, and an air-fuel ratio disposed in an exhaust system thereof. In an apparatus for sampling an output of a sensor to detect an air-fuel ratio, an operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including the valve timing, and for each predetermined crank angle of the internal combustion engine, an output of the air-fuel ratio sensor. Sampling means for sequentially sampling, storage means for sequentially storing the sampled values, selecting means for selecting at least one of a group of stored sampling values according to the detected operating state, and selected sampling Air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on the value,
It was configured to have:

【0019】また請求項4項に係る内燃機関の空燃比検
出装置は、バルブタイミングを複数の特性の間で切り換
える可変バルブタイミング機構を備えてなる内燃機関
で、その排気系に配置された空燃比センサの出力をサン
プリングして空燃比を検出する装置において、前記バル
ブタイミングを含む内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段、前記内燃機関の所定クランク角度ごと
に、前記空燃比センサの出力を順次サンプリングするサ
ンプリング手段、前記サンプリングされた値を順次記憶
する第1の記憶手段、所定クランク角度において、前記
第1の記憶手段に記憶されたサンプリング値群の中の所
定数のサンプリング値群を記憶する第2の記憶手段、前
記検出された運転状態に応じて前記第2手段に記憶され
た所定数のサンプリング値群の中の少なくともいずれか
を選択する選択手段、および選択されたサンプリング値
に基づいて前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出
手段、を備える如く構成した。
An air-fuel ratio detecting apparatus for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism for switching a valve timing between a plurality of characteristics, wherein an air-fuel ratio disposed in an exhaust system thereof. In an apparatus for sampling an output of a sensor to detect an air-fuel ratio, an operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including the valve timing, and for each predetermined crank angle of the internal combustion engine, an output of the air-fuel ratio sensor. Sampling means for sequentially sampling, first storage means for sequentially storing the sampled values, and storing a predetermined number of sampling value groups among the sampling value groups stored in the first storage means at a predetermined crank angle A predetermined number of samplers stored in the second means according to the detected operating state. Air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine on the basis of selection means for selecting at least one of in the value group, and the selected sampling value, and as constituted comprising a.

【0020】[0020]

【0021】また請求項項記載の内燃機関の空燃比検
出装置にあっては、前記運転状態検出手段は少なくとも
機関回転数、機関負荷、およびバルブタイミングから運
転状態を検出する如く構成した。
According to a fifth aspect of the present invention, in the air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine, the operating state detecting means is configured to detect an operating state from at least an engine speed, an engine load, and a valve timing.

【0022】また請求項項記載の内燃機関の空燃比検
出装置は、前記内燃機関の環境状態を検出する環境状態
検出手段を含み、前記選択手段は選択したサンプリング
値を検出された内燃機関の環境状態に応じて補正する如
く構成した。
An air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine according to a sixth aspect of the present invention includes an environmental state detecting means for detecting an environmental state of the internal combustion engine, and the selecting means detects the environmental state of the internal combustion engine. It was configured to correct according to the environmental condition.

【0023】また請求項項記載の内燃機関の空燃比検
出装置にあっては、前記環境状態検出手段は前記内燃機
関の位置する場所の大気圧を検出するものであり、前記
選択手段は、検出された大気圧に応じて選択したサンプ
リング値を補正する如く構成した。
According to a seventh aspect of the present invention, in the air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine, the environmental condition detecting means detects an atmospheric pressure at a location where the internal combustion engine is located, and the selecting means includes: The sampling value selected according to the detected atmospheric pressure is corrected.

【0024】また請求項項記載の内燃機関の空燃比検
出装置にあっては、前記環境状態検出手段は前記空燃比
センサの劣化度合いを検出するものであり、前記選択手
段は、検出された空燃比センサの劣化度合いに応じて選
択したサンプリング値を補正する如く構成した。
Further, in the air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine according to claim 8 , the environmental condition detecting means detects the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor, and the selecting means detects the degree of deterioration. The sampling value selected according to the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor is corrected.

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【作用】請求項1項にあっては、簡易な構成でありなが
ら機関の運転状態に応じた最適のタイミングでサンプリ
ングするため、実際の空燃比の挙動に近似する空燃比を
検出することができて検出精度が向上し、また検出値に
基づいて空燃比を制御するときの精度も向上する。尚、
この請求項および以下の請求項で言う記憶手段は記憶で
きるものであれば足り、その種類は問わない。
According to the first aspect, since sampling is performed at an optimum timing according to the operating state of the engine while having a simple configuration, it is possible to detect an air-fuel ratio that approximates the behavior of the actual air-fuel ratio. Thus, the detection accuracy is improved, and the accuracy when controlling the air-fuel ratio based on the detected value is also improved. still,
The storage means described in this claim and the following claims are sufficient as long as they can be stored, and the type thereof is not limited.

【0027】請求項2項にあっては、機関回転数の変動
などでサンプリング値の選択およびそれに基づく演算な
どが遅れても、サンプリング値が書き替えられることが
ないことから、検出精度およびそれに基づく演算精度を
向上させることができる。特に、後で述べるように、多
気筒内燃機関の排気系集合部に配置された単一の空燃比
センサの出力から各気筒の空燃比を推定するときなど
も、推定精度を向上させることができる。尚、所定数の
サンプリング値群は、1TDC内のサンプリング値群で
も良く、数TDC間にまたがるサンプリング値群であっ
ても良い。これは請求項4項も同様である。
According to the second aspect of the present invention, the sampling value is not rewritten even if the selection of the sampling value and the calculation based on the selection are delayed due to fluctuations in the engine speed, etc. Calculation accuracy can be improved. In particular, as will be described later, the accuracy of estimation can be improved even when estimating the air-fuel ratio of each cylinder from the output of a single air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust system assembly of a multi-cylinder internal combustion engine. . Note that the predetermined number of sampling value groups may be a sampling value group within one TDC or a sampling value group extending over several TDCs. This is the same for claim 4.

【0028】請求項3項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、請求項1項と同様
に、実際の空燃比の挙動に近似する空燃比を検出するこ
とができて検出精度が向上し、また検出値に基づいて空
燃比を制御するときの精度も向上する。ここで、バルブ
タイミングは吸気側、排気側のいずれか、または両方を
含む。また吸気側および/または排気側のバルブを複数
有しているような機関では、少なくとも1つのバルブタ
イミングを変更するものを含む。これは、吸気側、排気
側のバルブタイミングを少しでも変更すると、機関の吸
気特性が変化し、そのために機関の排気特性が変化する
ためである。またバルブタイミングの特性は後述の実施
例では2種であるが、3種以上であっても良い。請求項
4項も同様である。
According to a third aspect of the present invention, in an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, an air-fuel ratio approximating the behavior of an actual air-fuel ratio can be detected in the same manner as in the first aspect. The accuracy is improved, and the accuracy when controlling the air-fuel ratio based on the detected value is also improved. Here, the valve timing includes one or both of the intake side and the exhaust side. In an engine having a plurality of intake and / or exhaust valves, at least one of the valve timings is changed. This is because if the valve timings of the intake side and the exhaust side are slightly changed, the intake characteristic of the engine changes, and as a result, the exhaust characteristic of the engine changes. The valve timing characteristics are two types in the embodiment described later, but may be three or more types. Claim 4 is also the same.

【0029】請求項4項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、検出精度およびそ
れに基づく演算精度を向上させることができる。
According to the present invention, in an internal combustion engine provided with a variable valve timing mechanism, detection accuracy and calculation accuracy based thereon can be improved.

【0030】[0030]

【0031】請求項項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、実際の空燃比の挙
動に近似した検出精度を得ることができ、それに基づい
て演算するときも演算精度を向上させることができる。
[0031] In the 5 claims, in an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, it is possible to obtain a detection accuracy approximating the behavior of the actual air-fuel ratio, even calculation accuracy when calculating on the basis thereof Can be improved.

【0032】請求項項にあっては、前記内燃機関の環
境状態を検出する環境状態検出手段を含み、前記選択手
段は選択したサンプリング値を検出された内燃機関の環
境状態に応じて補正する如く構成したので、環境状態の
如何に関わらず、最良のサンプリング精度ないしは検出
精度を得ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an environmental condition detecting means for detecting an environmental condition of the internal combustion engine, and the selecting means corrects the selected sampling value according to the detected environmental condition of the internal combustion engine. With such a configuration, the best sampling accuracy or detection accuracy can be obtained regardless of environmental conditions.

【0033】請求項項にあっては、前記環境状態検出
手段は前記内燃機関の位置する場所の大気圧を検出する
ものであり、前記選択手段は、検出された大気圧に応じ
て選択したサンプリング値を補正する如く構成したの
で、前記内燃機関を搭載した車両が走行する場所の大気
圧、即ち、高度の如何に関わらず、最良のサンプリング
精度ないしは検出精度を得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the environmental condition detecting means detects an atmospheric pressure at a location where the internal combustion engine is located, and the selecting means selects the atmospheric pressure in accordance with the detected atmospheric pressure. Since the sampling value is configured to be corrected, the best sampling accuracy or detection accuracy can be obtained irrespective of the atmospheric pressure of the place where the vehicle equipped with the internal combustion engine runs, that is, the altitude.

【0034】請求項項にあっては、前記環境状態検出
手段は前記空燃比センサの劣化度合いを検出するもので
あり、前記選択手段は、検出された空燃比センサの劣化
度合いに応じて選択したサンプリング値を補正する如く
構成したので、空燃比センサの劣化度合いの如何に関わ
らず、最良のサンプリング精度ないしは検出精度を得る
ことができる。
[0034] In the 8 claims, wherein the environmental condition detecting means serves to detect the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor, said selection means, in accordance with the deterioration degree of the air-fuel ratio sensor which is detected selected Since the sampling value is corrected, the best sampling accuracy or detection accuracy can be obtained regardless of the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor.

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【実施例】以下、添付図面に即してこの発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0037】図1はこの発明に係る内燃機関の空燃比検
出装置を含む、内燃機関の空燃比フィードバック制御装
置を全体的に示しており、その空燃比制御においては排
気系の挙動を記述するモデルを設定し、排気系集合部に
配置した単一の広域空燃比センサの出力を入力すると共
に、モデルの内部状態を観測するオブザーバを設け、そ
の出力から各気筒の空燃比を推定する。
FIG. 1 generally shows an air-fuel ratio feedback control device for an internal combustion engine including an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine according to the present invention. In the air-fuel ratio control, a model describing the behavior of an exhaust system is shown. Is set, the output of a single wide-area air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust system collecting section is input, and an observer for observing the internal state of the model is provided, and the air-fuel ratio of each cylinder is estimated from the output.

【0038】図において符号10は4気筒の内燃機関を
示しており、吸気路12の先端に配置されたエアクリー
ナ14から導入された吸気は、スロットル弁16でその
流量を調節されつつインテークマニホルド18を経て第
1ないし第4気筒に流入される。各気筒の吸気弁(図示
せず)の付近にはインジェクタ20が設けられて燃料を
噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各
気筒内で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピ
ストン(図示せず)を駆動する。燃焼後の排気ガスは排
気弁(図示せず)を介してエキゾーストマニホルド22
に排出され、エキゾーストパイプ24を経て三元触媒コ
ンバータ26で浄化されつつ機関外に排出される。ま
た、吸気路12には、スロットル弁配置位置付近に、そ
れをバイパスするバイパス路28が設けられる。
In the figure, reference numeral 10 denotes a four-cylinder internal combustion engine. The intake air introduced from an air cleaner 14 disposed at the end of an intake passage 12 is supplied to an intake manifold 18 while its flow rate is adjusted by a throttle valve 16. After that, it flows into the first to fourth cylinders. An injector 20 is provided near an intake valve (not shown) of each cylinder to inject fuel. The air-fuel mixture injected and integrated with the intake air is ignited by an ignition plug (not shown) in each cylinder and burns to drive a piston (not shown). The exhaust gas after combustion is exhausted through an exhaust valve (not shown) to an exhaust manifold 22.
And is discharged outside the engine while being purified by the three-way catalytic converter 26 through the exhaust pipe 24. In addition, a bypass passage 28 is provided in the intake passage 12 near the throttle valve arrangement position to bypass the throttle valve.

【0039】内燃機関10のディストリビュータ(図示
せず)内にはTDC位置でTDC信号と、TDC周期を
12分割して得られるクランク角度15度ごとに(この
角度範囲を「ステージ」と言う)CRK信号を出力する
クランク角センサ34が設けられると共に、スロットル
弁16の開度を検出するスロットル開度センサ36、ス
ロットル弁16下流の吸気圧力を絶対圧力で検出する絶
対圧センサ38、更には内燃機関10の適宜位置には内
燃機関の位置する場所の大気圧を検出する大気圧センサ
39も設けられる。
In a distributor (not shown) of the internal combustion engine 10, a TDC signal at a TDC position and a CRK at every crank angle 15 degrees obtained by dividing the TDC cycle into 12 (this angle range is called a "stage"). A crank angle sensor 34 for outputting a signal is provided, a throttle opening sensor 36 for detecting the opening of the throttle valve 16, an absolute pressure sensor 38 for detecting the intake pressure downstream of the throttle valve 16 as an absolute pressure, and an internal combustion engine. At an appropriate position 10, an atmospheric pressure sensor 39 for detecting the atmospheric pressure at the position where the internal combustion engine is located is also provided.

【0040】更に、排気系においてエキゾーストマニホ
ルド22と三元触媒コンバータ26の間には酸素濃度検
出素子からなる広域空燃比センサ40が設けられ、排気
ガス中の酸素濃度に比例した値を出力する。即ち、広域
空燃比センサ40の出力は検出回路(図示せず)におい
て適当な線形化処理が行われ、理論空燃比を中心として
リーンからリッチにわたる広い範囲において排気ガス中
の酸素濃度に比例したリニアな特性からなる空燃比(A
/F)が検出される。その詳細は先に本出願人が提案し
た別の出願、特願平3−169456号(特開平4−3
69471号)に述べられているので、これ以上の説明
は省略する。尚、以下の説明において、このセンサを
「LAFセンサ」(リニア・エーバイエフ・センサ)と
称する。これらセンサの出力は制御ユニット(ECU)
42に送られる。
Further, in the exhaust system, a wide-range air-fuel ratio sensor 40 comprising an oxygen concentration detecting element is provided between the exhaust manifold 22 and the three-way catalytic converter 26, and outputs a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas. That is, the output of the wide-range air-fuel ratio sensor 40 is subjected to an appropriate linearization process in a detection circuit (not shown), and linearly proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in a wide range from lean to rich with the stoichiometric air-fuel ratio as the center. Air-fuel ratio (A
/ F) is detected. For details, refer to another application proposed by the present applicant, Japanese Patent Application No. 3-169456 (Japanese Patent Application Laid-Open No.
69471), and further description is omitted. In the following description, this sensor will be referred to as a “LAF sensor” (linear EV sensor). The output of these sensors is the control unit (ECU)
42.

【0041】図2は制御ユニット42の構成を示すブロ
ック図で、特にその中で空燃比検出に焦点をおいた構成
を示す。図示の如く、制御ユニット42は入出力(I/
O)用のCPU50と空燃比検出用のメインのCPU5
2を備える。ここで、入出力CPU50には前記したク
ランク角センサ34よりTDC信号およびCRK信号が
入力されると共に、スロットル開度センサ36、絶対圧
センサ38、大気圧センサ39およびLAFセンサ40
の出力信号が入力される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control unit 42, particularly showing the configuration focusing on the air-fuel ratio detection. As shown, the control unit 42 has an input / output (I /
O) CPU 50 and main CPU 5 for air-fuel ratio detection
2 is provided. Here, the TDC signal and the CRK signal are input from the crank angle sensor 34 to the input / output CPU 50, and the throttle opening sensor 36, the absolute pressure sensor 38, the atmospheric pressure sensor 39, and the LAF sensor 40
Is output.

【0042】入出力CPU50はクランク角センサ34
のCRK信号を所定時間カウントして機関回転数Neを
検出し、メインCPU52に送出する。また、入出力
(I/O)CPU50はA/D変換回路(図示せず)お
よび12個の記憶手段、例えばバッファ50aを備えて
おり、スロットル開度センサ36、絶対圧センサ3
8、、大気圧センサ39およびLAFセンサ40のアナ
ログ出力を順次A/D変換し、スロットル開度センサ出
力、絶対圧センサ出力および大気圧センサ出力のスロッ
トル開度θTH、吸気圧力Pbおよび大気圧Paを示すA
/D変換値を直ちにメインCPU52に送出すると共
に、LAFセンサ出力のA/D変換値LAFを、クラン
ク角センサ34からCRK信号が入力される度に、A/
D変換して順次バッファ50aに格納する。
The input / output CPU 50 includes a crank angle sensor 34.
The engine speed Ne is detected by counting the CRK signal for a predetermined time and transmitted to the main CPU 52. The input / output (I / O) CPU 50 includes an A / D conversion circuit (not shown) and twelve storage units, for example, a buffer 50a.
8, the analog outputs of the atmospheric pressure sensor 39 and the LAF sensor 40 are sequentially A / D converted, and the throttle opening degree θTH of the throttle opening sensor output, the absolute pressure sensor output and the atmospheric pressure sensor output, the intake pressure Pb, and the atmospheric pressure Pa A indicating
The A / D conversion value is immediately sent to the main CPU 52, and the A / D conversion value LAF of the LAF sensor output is converted to the A / D conversion value every time a CRK signal is input from the crank angle sensor 34.
The data is D-converted and sequentially stored in the buffer 50a.

【0043】即ち、入出力CPU50は、4気筒内燃機
関のTDC周期(180度)を12分割してなるステー
ジごとにLAFセンサ出力のA/D変換値を記憶する。
12個のバッファ50aには後で図17に示すように、
0から11までのNo.が付れて特定される。
That is, the input / output CPU 50 stores the A / D conversion value of the LAF sensor output for each stage obtained by dividing the TDC cycle (180 degrees) of the four-cylinder internal combustion engine into 12 parts.
As shown in FIG. 17 later, as shown in FIG.
No. from 0 to 11 Specified with.

【0044】図3は、その動作を示すフロー・チャート
であるが、空燃比の検出精度は特に前記したオブザーバ
の推定精度と密接な関連を有するので、同図の説明に入
る前に、ここでオブザーバによる空燃比推定について簡
単に説明する。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation. Since the detection accuracy of the air-fuel ratio is closely related to the above-mentioned estimation accuracy of the observer, before the description of FIG. The air-fuel ratio estimation by the observer will be briefly described.

【0045】先ず、1個のLAFセンサの出力から各気
筒の空燃比を精度良く分離抽出するためには、LAFセ
ンサの検出応答遅れを正確に解明する必要がある。そこ
で、とりあえずこの遅れを1次遅れ系と擬似的にモデル
化し、図4に示す如きモデルを作成した。ここでLA
F:LAFセンサ出力、A/F:入力A/F、とする
と、その状態方程式は下記の数1で示すことができる。
First, in order to accurately separate and extract the air-fuel ratio of each cylinder from the output of one LAF sensor, it is necessary to accurately clarify the detection response delay of the LAF sensor. Therefore, this delay is tentatively modeled as a first-order delay system, and a model as shown in FIG. 4 is created. Here LA
When F: LAF sensor output and A / F: input A / F, the state equation can be expressed by the following equation (1).

【0046】[0046]

【数1】 (Equation 1)

【0047】これを周期ΔTで離散化すると、数2で示
すようになる。図5は数2をブロック線図で表したもの
である。
When this is discretized by the period ΔT, it becomes as shown in Expression 2. FIG. 5 is a block diagram of Equation (2).

【0048】[0048]

【数2】 (Equation 2)

【0049】従って、数2を用いることによってセンサ
出力より真の空燃比を求めることができる。即ち、数2
を変形すれば数3に示すようになるので、時刻kのとき
の値から時刻k−1のときの値を数4のように逆算する
ことができる。
Therefore, the true air-fuel ratio can be obtained from the sensor output by using the equation (2). That is, Equation 2
Is obtained by modifying Equation (3), the value at time k-1 can be inversely calculated from the value at time k as shown in Equation 4.

【0050】[0050]

【数3】 (Equation 3)

【0051】[0051]

【数4】 (Equation 4)

【0052】具体的には数2をZ変換を用いて伝達関数
で示せば数5の如くになるので、その逆伝達関数を今回
のセンサ出力LAFに乗じることによって前回の入力空
燃比をリアルタイムに推定することができる。図6にそ
のリアルタイムのA/F推定器のブロック線図を示す。
More specifically, if Equation 2 is expressed as a transfer function using Z-transformation, Equation 5 is obtained. Therefore, the previous input air-fuel ratio can be calculated in real time by multiplying the inverse transfer function by the current sensor output LAF. Can be estimated. FIG. 6 shows a block diagram of the real-time A / F estimator.

【0053】[0053]

【数5】 (Equation 5)

【0054】続いて、上記の如く求めた真の空燃比に基
づいて各気筒の空燃比を分離抽出する手法について説明
すると、先願でも述べたように、排気系の集合部の空燃
比を各気筒の空燃比の時間的な寄与度を考慮した加重平
均であると考え、時刻kのときの値を、数6のように表
した。尚、F(燃料量)を制御量としたため、ここでは
『燃空比F/A』を用いているが、後の説明においては
理解の便宜のため、支障ない限り「空燃比」を用いる。
尚、空燃比(ないしは燃空比)は、先に数5で求めた応
答遅れを補正した真の値を意味する。
Next, a method of separating and extracting the air-fuel ratio of each cylinder based on the true air-fuel ratio obtained as described above will be described. The value at the time k was considered as a weighted average in consideration of the temporal contribution of the air-fuel ratio of the cylinder, and was represented as in Expression 6. Note that "F / A" is used here because F (fuel amount) is a control amount, but "Air / fuel ratio" will be used in the following description for convenience of understanding unless there is a problem.
Note that the air-fuel ratio (or the fuel-air ratio) means a true value obtained by correcting the response delay previously obtained by Expression 5.

【0055】[0055]

【数6】 (Equation 6)

【0056】即ち、集合部の空燃比は、気筒ごとの過去
の燃焼履歴に重みC(例えば直近に燃焼した気筒は40
%、その前が30%...など)を乗じたものの合算で
表した。このモデルをブロック線図であらわすと、図7
のようになる。
That is, the air-fuel ratio of the collecting portion is determined by adding a weight C to the past combustion history of each cylinder (for example, 40
%, Before that 30%. . . , Etc.). If this model is represented by a block diagram, FIG.
become that way.

【0057】また、その状態方程式は数7のようにな
る。
The equation of state is as shown in Equation 7.

【0058】[0058]

【数7】 (Equation 7)

【0059】また集合部の空燃比をy(k)とおくと、
出力方程式は数8のように表すことができる。
When the air-fuel ratio of the collecting portion is defined as y (k),
The output equation can be expressed as in Equation 8.

【0060】[0060]

【数8】 (Equation 8)

【0061】上記において、u(k)は観測不可能のた
め、この状態方程式からオブザーバを設計してもx
(k)は観測することができない。そこで4TDC前
(即ち、同一気筒)の空燃比は急激に変化しない定常運
転状態にあると仮定してx(k+1)=x(k−3)と
すると、数9のようになる。
In the above, since u (k) cannot be observed, even if an observer is designed from this equation of state, x (k)
(K) cannot be observed. Therefore, if x (k + 1) = x (k-3) assuming that the air-fuel ratio before 4TDC (that is, the same cylinder) is in a steady operation state in which the air-fuel ratio does not suddenly change, Equation 9 is obtained.

【0062】[0062]

【数9】 (Equation 9)

【0063】ここで、上記の如く求めたモデルについて
シミュレーション結果を示す。図8は4気筒内燃機関に
ついて3気筒の空燃比を14.7にし、1気筒だけ1
2.0にして燃料を供給した場合を示す。図9はそのと
きの集合部の空燃比を上記モデルで求めたものを示す。
同図においてはステップ状の出力が得られているが、こ
こで更にLAFセンサの応答遅れを考慮すると、センサ
出力は図10に「モデル出力値」と示すようになまされ
た波形となる。図中「実測値」は同じ場合のLAFセン
サ出力の実測値であるが、これと比較し、上記モデルが
多気筒内燃機関の排気系を良くモデル化していることを
検証している。
Here, simulation results are shown for the model obtained as described above. FIG. 8 shows that in the four-cylinder internal combustion engine, the air-fuel ratio of three cylinders is set to 14.7,
The case where the fuel is supplied at 2.0 is shown. FIG. 9 shows the air-fuel ratio of the collecting portion at that time obtained by the above model.
Although a step-like output is obtained in FIG. 10, if the response delay of the LAF sensor is further taken into consideration, the sensor output has a waveform smoothed as shown in FIG. 10 as “model output value”. In the figure, “actual measurement value” is an actual measurement value of the LAF sensor output in the same case, and it is verified by comparison with this that the above model models the exhaust system of the multi-cylinder internal combustion engine well.

【0064】よって、数10で示される状態方程式と出
力方程式にてx(k)を観察する通常のカルマンフィル
タの問題に帰着する。その荷重行列Q,Rを数11のよ
うにおいてリカッチの方程式を解くと、ゲイン行列Kは
数12のようになる。
Therefore, the problem is reduced to the problem of the ordinary Kalman filter for observing x (k) in the state equation and the output equation shown in Expression 10. When the Riccati equation is solved by using the weight matrices Q and R as in Equation 11, the gain matrix K is as shown in Equation 12.

【0065】[0065]

【数10】 (Equation 10)

【0066】[0066]

【数11】 [Equation 11]

【0067】[0067]

【数12】 (Equation 12)

【0068】これよりA−KCを求めると、数13のよ
うになる。
From this, A-KC is obtained as shown in Expression 13.

【0069】[0069]

【数13】 (Equation 13)

【0070】一般的なオブザーバの構成は図11に示さ
れるようになるが、今回のモデルでは入力u(k)がな
いので、図12に示すようにy(k)のみを入力とする
構成となり、これを数式で表すと数14のようになる。
The general observer configuration is as shown in FIG. 11, but since there is no input u (k) in this model, the configuration is such that only y (k) is input as shown in FIG. When this is expressed by a mathematical formula, it becomes as shown in Expression 14.

【0071】[0071]

【数14】 [Equation 14]

【0072】ここでy(k)を入力とするオブザーバ、
即ちカルマンフィルタのシステム行列は数15のように
表される。
Here, an observer that receives y (k) as an input,
That is, the system matrix of the Kalman filter is expressed as in Expression 15.

【0073】[0073]

【数15】 (Equation 15)

【0074】今回のモデルで、リカッチ方程式の荷重配
分Rの要素:Qの要素=1:1のとき、カルマンフィル
タのシステム行列Sは、数16で与えられる。
In the present model, when the elements of the weight distribution R of the Riccati equation: the elements of Q = 1: 1, the system matrix S of the Kalman filter is given by Expression 16.

【0075】[0075]

【数16】 (Equation 16)

【0076】図13に上記したモデルとオブザーバを組
み合わせたものを示す。シミュレーション結果は先の出
願に示されているので省略するが、これにより集合部空
燃比より各気筒の空燃比を的確に抽出することができ
る。
FIG. 13 shows a combination of the above-described model and observer. The simulation result is omitted since it is shown in the earlier application, but the air-fuel ratio of each cylinder can be accurately extracted from the air-fuel ratio of the collecting portion.

【0077】オブザーバによって集合部空燃比より各気
筒空燃比を推定することができたことから、PIDなど
の制御則を用いて空燃比を気筒別に制御することが可能
となる。具体的には、図14に示すように、センサ出力
(集合部A/F)と目標空燃比とからPID制御則を用
いて集合部フィードバック補正項KLAFを求めると共
に、オブザーバ推定値#nA/Fから気筒毎のフィード
バック補正項#nKLAF(n:気筒)を求める。気筒
毎のフィードバック補正項#nKLAFはより具体的に
は、集合部A/Fを気筒毎のフィードバック補正項#n
KLAFの全気筒についての平均値の前回演算値で除算
して求めた目標値とオブザーバ推定値#nA/Fとの偏
差を解消するようにPID則を用いて求める。
Since the air-fuel ratio of each cylinder can be estimated from the air-fuel ratio of the collecting portion by the observer, the air-fuel ratio can be controlled for each cylinder using a control law such as PID. More specifically, as shown in FIG. 14, an aggregate feedback correction term KLAF is obtained from a sensor output (aggregate A / F) and a target air-fuel ratio using a PID control law, and an observer estimated value # nA / F is obtained. , A feedback correction term #nKLAF (n: cylinder) for each cylinder is obtained. More specifically, the feedback correction term #nKLAF for each cylinder is changed to the feedback correction term #n for each cylinder.
It is obtained by using the PID rule so as to eliminate the deviation between the target value obtained by dividing the average value for all the cylinders of the KLAF by the previously calculated value and the observer estimated value # nA / F.

【0078】これにより、各気筒の空燃比(A/F)は
集合部空燃比(A/F)に収束し、集合部空燃比(A/
F)は目標空燃比(A/F)に収束することとなって、
結果的に全ての気筒の空燃比(A/F)が目標空燃比
(A/F)に収束する。ここで、各気筒の燃料噴射量#
nTout (インジェクタの開弁時間で規定される)は、 #nTout =Tim×KCMD×KTOTAL×#nK
LAF×KLAF で求められる。上記で、Tim:基本値、KCMD:目
標空燃比、KTOTAL:その他の補正項、である。更
にバッテリ補正などの加算項もあるが省略する。尚、か
かる制御の詳細は本出願人が先に提案した特願平5−2
51138号に述べられているので、これ以上の説明は
省略する。
As a result, the air-fuel ratio (A / F) of each cylinder converges to the air-fuel ratio (A / F) at the collecting portion, and the air-fuel ratio (A / F) at the collecting portion.
F) converges to the target air-fuel ratio (A / F),
As a result, the air-fuel ratios (A / F) of all cylinders converge on the target air-fuel ratio (A / F). Here, the fuel injection amount of each cylinder #
nTout (defined by the valve opening time of the injector) is: # nTout = Tim × KCMD × KTOTAL × # nK
It is determined by LAF × KLAF. In the above, Tim: basic value, KCMD: target air-fuel ratio, and KTOTAL: other correction terms. There are also additional terms such as battery correction, but they are omitted. The details of the control are described in Japanese Patent Application No. 5-2 proposed by the present applicant.
No. 51138, further description is omitted.

【0079】ここで、図3フロー・チャートに戻って本
発明に係る空燃比検出技術を説明する。尚、これはメイ
ンCPU52の動作を示すフロー・チャートであって、
TDC位置で起動される。
Here, returning to the flow chart of FIG. 3, the air-fuel ratio detecting technique according to the present invention will be described. This is a flow chart showing the operation of the main CPU 52.
It is activated at the TDC position.

【0080】先ず、S10において機関回転数Neおよ
び吸気圧力Pbを読み出し、S12に進んでタイミング
マップを検索して前記した12個のバッファのいずれか
をそのNo.で選択し、そこに記憶されているサンプリ
ング値を選択する。
First, in S10, the engine speed Ne and the intake pressure Pb are read out, and the program proceeds to S12, in which a timing map is searched, and one of the twelve buffers described above is assigned to its No. And select the sampling value stored therein.

【0081】図15はそのタイミングマップの特性を示
す説明図であり、図示の如く特性は、機関回転数Neが
低くないしは吸気圧力(負荷)Pbが高いほど早いクラ
ンク角度でサンプリングされた値を選択するように設定
される。ここで、「早い」とは前のTDC位置により近
い位置でサンプリングされた値(換言すれば古い値)を
意味する。逆に、機関回転数Neが高くないしは吸気圧
力Pbが低いほど遅いクランク角度、即ち、後のTDC
位置に近いクランク角度でサンプリングされた値(換言
すれば新しい値)を選択するように設定する。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the characteristics of the timing map. As shown in the drawing, the characteristics are such that a value sampled at a faster crank angle is selected as the engine speed Ne is lower or the intake pressure (load) Pb is higher. Is set to Here, “early” means a value sampled at a position closer to the previous TDC position (in other words, an old value). Conversely, the higher the engine speed Ne or the lower the intake pressure Pb, the slower the crank angle, that is, the later TDC
A setting is made so that a value sampled at a crank angle close to the position (in other words, a new value) is selected.

【0082】即ち、LAFセンサ出力は図35に示した
ように、実際の空燃比(A/F)の変局点に可能な限り
近い位置でサンプリングするのが最良であるが、その変
局点、例えば最初のピーク値は、センサの反応時間を一
定と仮定すれば、図16に示すように、機関回転数が低
くなるほど早いクランク角度で生じる。また、負荷が高
いほど排気ガス圧力や排気ガスボリュームが増加し、従
って排気ガスの流速が増してセンサへの到達時間が早ま
るものと予想される。その意味から、サンプルタイミン
グを図15に示すように設定した。
That is, as shown in FIG. 35, it is best to sample the output of the LAF sensor at a position as close as possible to the inflection point of the actual air-fuel ratio (A / F). For example, assuming that the reaction time of the sensor is constant, the first peak value occurs at a faster crank angle as the engine speed decreases as shown in FIG. Also, it is expected that as the load increases, the exhaust gas pressure and the exhaust gas volume increase, and accordingly, the flow rate of the exhaust gas increases and the arrival time at the sensor is shortened. In that sense, the sample timing was set as shown in FIG.

【0083】図3フロー・チャートに戻ると、S14に
進んで選択したバッファNo.を入出力CPU50に連
絡し、S16に進んで該当のバッファNo.に記憶され
ていたサンプリング値を受領する。
Returning to the flowchart of FIG. 3, the program proceeds to S14, in which the selected buffer No. Is communicated to the input / output CPU 50, and the process proceeds to S16, where the corresponding buffer No. Receiving the sampled value stored in.

【0084】この実施例は上記の如く構成したので、空
燃比の検出精度を向上させることができる。即ち、図1
7に示す如く、比較的短い間隔でサンプリングすること
から、サンプリング値はセンサ出力をほぼ忠実に反映す
ると共に、その比較的短い間隔でサンプリングされた値
をバッファ群に順次記憶しておき、機関回転数と吸気圧
力(負荷)に応じてセンサ出力の変局点を予測してバッ
ファ群の中からそれに対応する値を所定クランク角度に
おいて選択するようにした。この後、オブザーバ演算が
行われて各気筒空燃比(A/F)が推定され、図14で
説明したように、空燃比の気筒別のフィードバック制御
が行われる。
Since this embodiment is configured as described above, the accuracy of detecting the air-fuel ratio can be improved. That is, FIG.
As shown in FIG. 7, since sampling is performed at a relatively short interval, the sampled value almost exactly reflects the sensor output, and the values sampled at the relatively short interval are sequentially stored in a buffer group, and the engine rotation is performed. An inflection point of the sensor output is predicted according to the number and the intake pressure (load), and a value corresponding to the point is selected from a group of buffers at a predetermined crank angle. Thereafter, an observer calculation is performed to estimate the air-fuel ratio of each cylinder (A / F), and as described with reference to FIG. 14, the feedback control of the air-fuel ratio for each cylinder is performed.

【0085】従って、同図下部に示すように、メインC
PU52はセンサ出力の最大値と最小値を正確に認識す
ることができる。この場合、サンプルタイミングそのも
のを運転状態に応じて任意に変えることも考えられる
が、上記の如く構成したことで、結果的にサンプルタイ
ミングそのものを任意に変えることと等価の効果を持つ
ことができる。即ち、前記した特開平1−313644
号公報記載の技術と等価の効果を持つと共に、検出を決
定した時点で変局点が徒過してしまう、即ち、最適検出
ポイントを追い越してしまう不都合がなく、また構成も
簡易である利点を備える。
Therefore, as shown in the lower part of FIG.
The PU 52 can accurately recognize the maximum value and the minimum value of the sensor output. In this case, it is conceivable to arbitrarily change the sample timing itself in accordance with the operation state. However, the configuration as described above can have an effect equivalent to arbitrarily changing the sample timing itself. That is, the above-mentioned JP-A-1-313644
In addition to having the same effect as the technology described in Japanese Patent Application Publication No. H10-214, there is an advantage that the inflection point is missed when the detection is determined, that is, there is no inconvenience of overtaking the optimum detection point, and the configuration is simple. Prepare.

【0086】従って、この構成により前記したオブザー
バを用いて各気筒の空燃比を推定するときも、実際の空
燃比の挙動に近似する値を使用することができてオブザ
ーバの推定精度が向上し、結果として図14に関して述
べた気筒別の空燃比フィードバック制御を行うときの精
度も向上する。
Therefore, when the air-fuel ratio of each cylinder is estimated by using the above-described observer, a value approximating the actual behavior of the air-fuel ratio can be used, thereby improving the estimation accuracy of the observer. As a result, the accuracy in performing the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio feedback control described with reference to FIG. 14 is also improved.

【0087】図18はこの発明の第2の実施例を示す、
図2と同様な制御ユニットのブロック図である。
FIG. 18 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a control unit similar to FIG. 2.

【0088】第2実施例においては図示の如く、CPU
の個数を1個とした。LAFセンサの出力は検出回路4
3に入力され、その出力はCPUに入力され、マルチプ
レクサ44を介してA/D変換回路46に入力される。
同様にスロットル開度センサ36、絶対圧センサ38お
よび大気圧センサ39の出力もCPUに入力され、マル
チプレクサ44を介してA/D変換回路46に入力され
る。CPUはCPUコア54、ROM56およびRAM
58ならびにカウンタ60を備え、クランク角センサ3
4の出力は波形整形回路62を介してCPUに入力さ
れ、カウンタ60に入力される。A/D変換値およびカ
ウンタ値は、RAM58に格納される。CPUにおいて
CPUコア54は制御値を演算し、駆動回路66,68
を介してインジェクタ20、電磁弁70に出力する。こ
こで、ROM56はタイミングマップを備えると共に、
RAM58はバッファを備える。LAFセンサ出力は、
RAM58においてバッファに格納される。
In the second embodiment, as shown in FIG.
Was set to one. The output of the LAF sensor is a detection circuit 4
3 and the output is input to the CPU and input to the A / D conversion circuit 46 via the multiplexer 44.
Similarly, the outputs of the throttle opening sensor 36, the absolute pressure sensor 38, and the atmospheric pressure sensor 39 are also input to the CPU and input to the A / D conversion circuit 46 via the multiplexer 44. The CPU includes a CPU core 54, a ROM 56, and a RAM.
58 and a counter 60, and the crank angle sensor 3
4 is input to the CPU via the waveform shaping circuit 62 and is input to the counter 60. The A / D converted value and the counter value are stored in the RAM 58. In the CPU, the CPU core 54 calculates a control value, and the driving circuits 66 and 68
Through the injector 20 and the solenoid valve 70. Here, the ROM 56 includes a timing map,
The RAM 58 has a buffer. The LAF sensor output is
The data is stored in a buffer in the RAM 58.

【0089】図19タイミング・チャートを参照して第
2実施例を説明すると、第2実施例ではTDC周期を6
個のステージに分割しているが、ステージ数とは関わり
なく、場合によっては複数のTDC周期にまたがってセ
ンサ出力をサンプリング・記憶する必要が生じる。その
場合、同図に示す如く、任意のクランク角度範囲、例え
ばTDCの直後の所定クランク角度範囲で、そのステー
ジの最新値から例えば11回前までのサンプリング値の
いずれかを選択し、オブザーバによる各気筒の空燃比を
推定する演算を行うことになる。
The second embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.
Although the stage is divided into a plurality of stages, it is necessary to sample and store the sensor output over a plurality of TDC periods regardless of the number of stages. In this case, as shown in the figure, in an arbitrary crank angle range, for example, a predetermined crank angle range immediately after TDC, one of the sampling values from the latest value of the stage to, for example, 11 times before is selected, and each of the sample values is selected by the observer. Calculation for estimating the air-fuel ratio of the cylinder is performed.

【0090】このとき、図19の上部に想像線で示す如
く、機関回転数が上昇するなどして演算、より正確には
サンプリング値の選択が遅れた場合、同図下部に想像線
で示す如く、その間にもサンプリングが行われることか
ら、前記バッファに記憶しておいた値が書き替えられる
ことがある。その結果、例えば8回前、即ち、前々回T
DCのステージ4のサンプリング値と認識していた値
が、実際にはそのTDCのステージ5のサンプリング値
となっている場合がある。第2実施例はその不都合を解
消することを意図する。
At this time, as shown by the imaginary line in the upper part of FIG. 19, when the calculation, more precisely, the selection of the sampling value is delayed due to an increase in the engine speed, as shown by the imaginary line in the lower part of FIG. Since the sampling is performed during that time, the value stored in the buffer may be rewritten. As a result, for example, eight times before, ie, two times before T
In some cases, the value recognized as the sampling value of the DC stage 4 is actually the sampling value of the TDC stage 5. The second embodiment intends to eliminate the disadvantage.

【0091】具体的には図18に示す如く、RAM58
にバッファ(第1の記憶手段)に加えて演算バッファ
(第2の記憶手段)を設け、CPUコア54は図19に
示す如く、バッファに一旦格納した値を所定のタイミン
グで演算バッファに移して保存するようにした。より具
体的には図20フロー・チャートに示す如く、ステップ
100でCRK信号値がステージ0のものか否か、即
ち、演算範囲の最初のステージか否か判断し、そこで肯
定されるときはステップ102に進んで演算バッファの
値を更新、即ち、第1のバッファの2TDC分の値を演
算バッファに移すようにした。
More specifically, as shown in FIG.
19, an operation buffer (second storage means) is provided in addition to the buffer (first storage means). The CPU core 54 transfers the value once stored in the buffer to the operation buffer at a predetermined timing as shown in FIG. Saved. More specifically, as shown in the flow chart of FIG. 20, it is determined in step 100 whether the CRK signal value is that of stage 0, that is, whether it is the first stage in the calculation range. The process proceeds to step 102 where the value of the operation buffer is updated, that is, the value of 2 TDC of the first buffer is moved to the operation buffer.

【0092】第2実施例はこのように構成した結果、図
19に示したように、演算が遅れることがあってもサン
プリング値が演算終了まで破壊されることがない。よっ
て空燃比の検出精度、オブザーバの推定精度、更には気
筒別の空燃比フィードバック制御精度が向上する。残余
の構成および効果は第1実施例と異ならない。
As a result of the second embodiment constructed as described above, as shown in FIG. 19, even if the operation is delayed, the sampling value is not destroyed until the end of the operation. Therefore, the accuracy of air-fuel ratio detection, the accuracy of observer estimation, and the accuracy of air-fuel ratio feedback control for each cylinder are improved. The remaining configuration and effects are not different from those of the first embodiment.

【0093】尚、第2実施例において、第2の記憶手段
として演算バッファを用いたが、これに限られるもので
はなく、記憶できるものであれば、どのようなものでも
良い。また、第2実施例は演算タイミング、より正確に
はサンプリング値選択タイミングが浮動であることを前
提としている。サンプリング値選択タイミングを所定の
クランク角度範囲に固定すれば、第1実施例の構成で足
りる。そのとき、サンプリングが2TDCないしそれ以
上にわたるときは、必要TDC分のデータを格納できる
ようにバッファの容量を増やせば良い。
In the second embodiment, the operation buffer is used as the second storage means. However, the present invention is not limited to this. Further, the second embodiment is based on the premise that the operation timing, more precisely, the sampling value selection timing is floating. If the sampling value selection timing is fixed within a predetermined crank angle range, the configuration of the first embodiment is sufficient. At this time, when sampling is performed for 2 TDC or more, the capacity of the buffer may be increased so that data for the required TDC can be stored.

【0094】図21はこの発明の第3実施例を示す、図
18と同様の制御ユニットのブロック図である。第3実
施例は、いわゆる可変バルブタイミング機構を備えた内
燃機関について空燃比を検出する場合に関する。
FIG. 21 is a block diagram of a control unit similar to FIG. 18, showing a third embodiment of the present invention. The third embodiment relates to a case where an air-fuel ratio is detected for an internal combustion engine having a so-called variable valve timing mechanism.

【0095】図22および図23を参照して可変バルブ
タイミング機構について簡単に説明する。
The variable valve timing mechanism will be briefly described with reference to FIGS.

【0096】可変バルブタイミング機構600は図示例
の場合、吸気弁54と排気弁56の付近にそれぞれ設け
られたロッカシャフト612に回転自在に配置される3
個のロッカアーム614,616,618を備える(吸
気側と排気側とで構成が同一なため、図面で符号の後に
添字i(e)を付し、以下両者を共通に説明する)。該
ロッカアームはそれぞれカムシャフト(図示せず)に取
り付けられた低速用の2個のカムと、低速用のカムに比
して径方向に突出した形状を備える1個の高速用のカム
(共に図示せず)に係合する。
In the illustrated example, the variable valve timing mechanism 600 is rotatably disposed on a rocker shaft 612 provided near the intake valve 54 and the exhaust valve 56, respectively.
(The intake side and the exhaust side have the same configuration, so a suffix i (e) is added after the reference numeral in the drawings, and both will be described in common below). Each of the rocker arms has two low-speed cams attached to a camshaft (not shown) and one high-speed cam having a shape protruding in the radial direction as compared with the low-speed cam (both figures are shown). (Not shown).

【0097】ロッカアーム614,616,618には
油路650、穴632,孔634,636およびピン6
40,642,644などからなる連結機構630を備
え、油路650と油圧源(図示せず)との間に介挿され
た油圧切り換え機構660は電磁弁680を介して油路
650に圧油を供給/停止し、それによって前記ピンが
前進/後退してロッカアームが連結/解放される。ロッ
カアームが連結されるときは高速カムの動きに基づい
て、解放されたときは低速カムの動きに基づいてバルブ
タイミングとリフト量とが決定される。尚、可変バルブ
タイミング機構の詳細は前記した従来技術に述べられて
いるので、説明はこの程度に止める。
The rocker arms 614, 616, 618 have an oil passage 650, a hole 632, a hole 634, 636 and a pin 6
40, 642, 644 and the like, and a hydraulic pressure switching mechanism 660 inserted between the oil passage 650 and a hydraulic source (not shown) is connected to the oil passage 650 via a solenoid valve 680. Is supplied / stopped, whereby the pin is advanced / retracted and the rocker arm is connected / released. The valve timing and the lift amount are determined based on the movement of the high-speed cam when the rocker arm is connected, and based on the movement of the low-speed cam when released. Since the details of the variable valve timing mechanism are described in the above-mentioned prior art, the description will be limited to this extent.

【0098】この連結/解放は具体的には図23に示す
如く、機関回転数Neと吸気圧力Pbとから決定され
る。以下、高速カムによる場合を『HiV/T』、低速
カムによる場合を『LoV/T』と言うが、HiV/T
においては、LoV/Tに比して、バルブタイミングが
早まって結果的にそのオーバラップ量が増加すると共
に、リフト量も増加する。尚、油圧切り換え機構660
には油圧スイッチからなるV/Tセンサ670が設けら
れ、油路650の油圧を通じてロッカアームの連結/解
放、即ち、バルブタイミングがLoV/TとHiV/T
のいずれに制御されているか検出する。図21に示す如
く、V/Tセンサ670の出力はCPUに入力される。
This connection / release is specifically determined from the engine speed Ne and the intake pressure Pb, as shown in FIG. Hereinafter, the case using the high speed cam is referred to as “HiV / T”, and the case using the low speed cam is referred to as “LoV / T”.
In, the valve timing is advanced and the overlap amount is increased and the lift amount is increased as compared with LoV / T. The hydraulic pressure switching mechanism 660
Is provided with a V / T sensor 670 composed of a hydraulic switch, and the connection / release of the rocker arm through the hydraulic pressure of the oil passage 650, that is, the valve timing is LoV / T and HiV / T.
To which of the two is controlled. As shown in FIG. 21, the output of the V / T sensor 670 is input to the CPU.

【0099】先に述べた如く、可変バルブタイミング機
構においてはバルブタイミングの変更に伴って空燃比の
検出が影響を受けると思われる。そこで第3実施例にお
いては、図24フロー・チャートに示すように、機関回
転数と機関負荷とに加えてバルブタイミングも検出し、
それらからサンプリング値を選択するようにした。
As described above, in the variable valve timing mechanism, it is considered that the detection of the air-fuel ratio is affected by the change of the valve timing. Therefore, in the third embodiment, as shown in the flow chart of FIG. 24, the valve timing is detected in addition to the engine speed and the engine load.
The sampling value was selected from them.

【0100】図24フロー・チャートを参照して以下説
明する。尚、これは図21においてCPUコア54の動
作を示すフロー・チャートである。先ずS200におい
て機関回転数Ne、吸気圧力Pb、バルブタイミングV
/Tを読み出し、S202に進んでバルブタイミングが
HiV/TかLoV/Tか判断し、判断結果に従ってS
204,206に進んでHiないしLoバルブタイミン
グ用のタイミングマップを検索する。図25はその特性
を示す。
This will be described below with reference to the flowchart of FIG. This is a flow chart showing the operation of the CPU core 54 in FIG. First, at S200, the engine speed Ne, the intake pressure Pb, and the valve timing V
/ T is read, and the routine proceeds to S202, where it is determined whether the valve timing is HiV / T or LoV / T.
Proceeding to steps 204 and 206, a timing map for Hi to Lo valve timing is searched. FIG. 25 shows the characteristics.

【0101】機関回転数の任意の値Ne1をLo側につ
いてNe1−Lo、Hi側についてNe−Hiとし、吸
気圧力についてもその任意の値をLo側についてPb1
−Lo、Hi側についてPb1−Hiとすると、マップ
特性は、Pb1−Lo>Pb1−Hi、Ne1−Lo>
Ne1−Hiとする。即ち、HiV/Tにあっては排気
弁の開き時点がLoV/Tのそれより早いため、機関回
転数ないし吸気圧力の値が同一であれば、早期のサンプ
リング値を選択するように、マップ特性が設定される。
An arbitrary value Ne1 of the engine speed is Ne1-Lo for the Lo side and Ne-Hi for the Hi side, and the arbitrary value of the intake pressure is also Pb1 for the Lo side.
Assuming that Pb1−Hi is −Lo and Hi, the map characteristics are Pb1−Lo> Pb1−Hi and Ne1−Lo>.
Ne1-Hi. That is, since the opening time of the exhaust valve is earlier than that of LoV / T in HiV / T, if the values of the engine speed or the intake pressure are the same, an earlier sampling value is selected. Is set.

【0102】続いてS208に進んでセンサ出力のサン
プリング(図3のS12ないしS16に相当)を行い、
S210に進んでサンプリング値から数14に示すオブ
ザーバ行列の演算をHiV/Tについて行い、続いてS
212に進んで同様の演算をLoV/Tについて行う。
続いてS214に進んで再びバルブタイミングを判断
し、判断結果に応じてS216,218に進んで演算結
果を選択して終わる。
Then, the process proceeds to S208, where the sensor output is sampled (corresponding to S12 to S16 in FIG. 3).
Proceeding to S210, the operation of the observer matrix shown in Expression 14 is performed for HiV / T from the sampling value, and then S210
Proceeding to 212, the same calculation is performed for LoV / T.
Subsequently, the process proceeds to S214, in which the valve timing is determined again, and the process proceeds to S216, 218 according to the determination result to select and end the calculation result.

【0103】即ち、バルブタイミングの切り換えに伴っ
て空燃比の集合部の挙動も変わるため、オブザーバ行列
を変更する必要が生じる。しかし、各気筒の空燃比の推
定は瞬時に行えるものではなく、各気筒の空燃比推定演
算が収束し終わるまでに演算数回を要するため、バルブ
タイミングの変更前のオブザーバ行列を用いた演算と変
更後のオブザーバ行列を用いた演算とをオーバーラップ
して行っておき、もしバルブタイミングの変更が行われ
たとしても、S214で変更後のバルブタイミングに応
じて選択できるようにした。尚、各気筒が推定された後
は、先に述べたように、目標値との偏差を解消するよう
にフィードバック補正係数が求められて噴射量が決定さ
れる。
That is, since the behavior of the air-fuel ratio collecting portion changes with the switching of the valve timing, it is necessary to change the observer matrix. However, the estimation of the air-fuel ratio of each cylinder is not instantaneous, and the calculation of the air-fuel ratio of each cylinder requires several operations before the convergence is completed. The calculation using the changed observer matrix is performed in an overlapped manner, so that even if the valve timing is changed, it can be selected in S214 according to the changed valve timing. After each cylinder is estimated, as described above, a feedback correction coefficient is obtained so as to eliminate the deviation from the target value, and the injection amount is determined.

【0104】第3実施例は上記の如く構成したので、機
関回転数や吸気圧力のみならず、バルブタイミングも考
慮して最適にLAFセンサ出力のサンプリング値を選択
することができ、よって検出精度を向上できる。また、
前記したオブザーバを用いて集合部の空燃比から各気筒
の空燃比を推定するときも、推定精度を上げることが可
能となる。尚、残余の構成および効果は従前の実施例と
同様である。
Since the third embodiment is constructed as described above, the sampling value of the LAF sensor output can be optimally selected in consideration of not only the engine speed and the intake pressure but also the valve timing. Can be improved. Also,
Even when the air-fuel ratio of each cylinder is estimated from the air-fuel ratio of the collecting portion using the above-described observer, the estimation accuracy can be improved. The remaining configuration and effects are the same as in the previous embodiment.

【0105】図26はこの発明の第4実施例を示す、図
24と同様のフロー・チャートである。
FIG. 26 is a flow chart similar to FIG. 24, showing a fourth embodiment of the present invention.

【0106】第4実施例は第3実施例の変形例であり、
以下説明すると、S300において機関回転数Neなど
を読み出した後、S302に進んでLoV/T用のタイ
ミングマップを検索し、S304に進んでLoV/T用
にセンサ出力のサンプリング値を選択し、S306に進
んでLoV/T用のオブザーバ行列演算を行う。続いて
S308ないしS312に進んでHiV/T側について
同様の処理を行う。続いてS314に進んでバルブタイ
ミングを判断し、判断結果に応じてS316,318の
いずれかに進んで演算結果を選択する。即ち、第4実施
例においては、センサ出力サンプリングに関しては、実
際にバルブタイミングがどちらの特性にあるか否か判断
せず、Lo,Hi両方の特性について行う。その後S3
14で初めて特性を判断するようにした。残余の構成お
よび効果は第3実施例と同様である。
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment.
More specifically, after reading the engine speed Ne and the like in S300, the process proceeds to S302 to search for a timing map for LoV / T, and proceeds to S304 to select a sensor output sampling value for LoV / T. To perform the observer matrix operation for LoV / T. Subsequently, the process proceeds to S308 to S312 to perform the same processing on the HiV / T side. Then, the process proceeds to S314, in which the valve timing is determined, and according to the determination result, the process proceeds to S316, 318 to select a calculation result. That is, in the fourth embodiment, the sensor output sampling is performed for both the Lo and Hi characteristics without determining which characteristic the valve timing is actually in. Then S3
At 14 the characteristics were determined for the first time. The remaining configuration and effects are the same as in the third embodiment.

【0107】尚、第3および第4実施例において、CP
Uの構成として図18に示す第2実施例のものを用いた
が、図2に示す第1実施例の構成を用いても良い。逆
に、第1実施例においてCPUの構成として第2実施例
以下のものを用いても良い。また、ステージの数も6個
または12個に限られるものではない。また排気弁と吸
気弁とが共に変更される可変バルブタイミング機構を例
にとったが、それに限られるものではなく、既述の如
く、一方のみ変更される機構にも妥当する。また吸気弁
の休止が可能な機構にも妥当する。更に、バルブタイミ
ングを検出する手段として油圧スイッチを例に上げた
が、それに止まるものではなく、前記したピン640,
642,644の位置を検出しても良く、あるいは可変
バルブタイミング機構の制御ユニットのバルブタイミン
グ切り換え指令信号を参照して検出しても良い。
In the third and fourth embodiments, the CP
Although the configuration of U according to the second embodiment shown in FIG. 18 is used, the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2 may be used. Conversely, in the first embodiment, the configuration of the CPU following the second embodiment may be used. Also, the number of stages is not limited to six or twelve. Further, the variable valve timing mechanism in which both the exhaust valve and the intake valve are changed has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to a mechanism in which only one is changed as described above. Further, the present invention is also applicable to a mechanism capable of stopping the intake valve. Further, a hydraulic switch has been described as an example of the means for detecting the valve timing.
The positions 642 and 644 may be detected, or may be detected with reference to a valve timing switching command signal of a control unit of the variable valve timing mechanism.

【0108】図27はこの発明の第5実施例を示す、図
3に類似したフロー・チャートである。
FIG. 27 is a flow chart similar to FIG. 3, but showing a fifth embodiment of the present invention.

【0109】先に述べた如く、LAFセンサの反応時間
は、センサが検出しようとする混合気の空燃比がリーン
であると、リッチのときに比し、短くなる。第5実施例
は、この問題を解消するようにした。図27を参照して
説明すると、第1実施例と同様にS12に進んでバッフ
ァNo.を選択した後、S13に進んで目標空燃比(前
記したKCMD)に応じてバッファNo.に補正量Co
r1(正値)を加算してバッファNo.を補正する。
As described above, the reaction time of the LAF sensor is shorter when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be detected by the sensor is lean than when it is rich. The fifth embodiment solves this problem. Referring to FIG. 27, as in the first embodiment, the process proceeds to S12, where the buffer No. After selecting the buffer No., the process proceeds to S13, and the buffer No. is set according to the target air-fuel ratio (KCMD described above). Correction amount Co
r1 (positive value) and add the buffer No. Is corrected.

【0110】即ち、図28に示すように補正量Cor1
を目標空燃比に応じて求めてテーブル化しておき、目標
空燃比から補正量Cor1を検索してバッファNo.に
加算する。補正量Cor1はリッチ側が零に設定される
と共に、リーンになればなるほどプラス方向に大きくな
るように設定される。バッファNo.は先に図17に示
した如く、検出したクランク角度順にNo.11から減
少するように設定され、最新値をNo.0と設定してい
ることから、補正量Cor1を加算することは、より早
期のクランク角度で検出されたサンプリング値を選択し
直すことを意味する。
That is, as shown in FIG. 28, the correction amount Cor1
Is obtained in accordance with the target air-fuel ratio and is tabulated, and a correction amount Cor1 is retrieved from the target air-fuel ratio to obtain a buffer No. Is added to. The correction amount Cor1 is set to zero on the rich side, and is set so as to increase in the plus direction as the vehicle becomes leaner. Buffer No. Are No. in the order of the detected crank angles as shown in FIG. No. 11 and the latest value is set to “No. Since it is set to 0, adding the correction amount Cor1 means that a sampling value detected at an earlier crank angle is selected again.

【0111】これは、リーンのときの方が反応時間が早
いので、センサはリッチのときに比較すれば、より早期
のクランク角度で出力を生じることになるためである。
また、センサの特性からリーンであればあるほど応答性
が高くなるため、リーンであればあるほど補正量Cor
1を大きくし、よって一層早期のクランク角度で検出さ
れたサンプリング値に選択し直すようにした。
This is because the response time is shorter in the lean state, and the sensor generates an output at an earlier crank angle as compared with the rich state.
Also, from the characteristics of the sensor, the leaner the response, the higher the response. Therefore, the leaner the correction amount Cor
The value of 1 is increased, so that the sampling value detected at an earlier crank angle is selected again.

【0112】第5実施例は上記の如く構成したので、セ
ンサが検出しようとする混合気がリーンであるとリッチ
であるとの如何に関わらず、最良のサンプリング値を選
択することができ、空燃比の検出精度を上げることがで
きる。尚、センサが検出する混合気を示すパラメータと
して目標空燃比を使用したのは、空燃比が目標空燃比に
制御されるとき、実際の空燃比も目標空燃比になる筈だ
からである。その意味では目標空燃比に代えて検出した
空燃比を用いても良い。
Since the fifth embodiment is constructed as described above, it is possible to select the best sampling value regardless of whether the mixture to be detected by the sensor is rich or lean. The accuracy of fuel ratio detection can be improved. The reason why the target air-fuel ratio is used as a parameter indicating the air-fuel mixture detected by the sensor is that when the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the actual air-fuel ratio should also be the target air-fuel ratio. In that sense, the detected air-fuel ratio may be used instead of the target air-fuel ratio.

【0113】図29はこの発明の第6実施例を示す、図
27に類似したフロー・チャートである。
FIG. 29 is a flow chart similar to FIG. 27, showing a sixth embodiment of the present invention.

【0114】先に述べた如く、内燃機関を搭載した車両
が高地を走行するとき、大気圧が低下して排圧が低下す
ることから、排気ガスのセンサまでの到達時間が、低地
の場合に比し、短くなる。そこで、第6実施例は、この
問題を解消するようにした。図29を参照して説明する
と、第1実施例と同様にS12に進んでバッファNo.
を選択した後、S13に進んで大気圧Paに応じてバッ
ファNo.に補正量Cor2(正値)を加算してバッフ
ァNo.を補正する。
As described above, when a vehicle equipped with an internal combustion engine travels at high altitude, the atmospheric pressure decreases and the exhaust pressure decreases. Therefore, when the exhaust gas reaches the sensor at low altitude. Compared to shorter. Therefore, the sixth embodiment solves this problem. Referring to FIG. 29, as in the first embodiment, the process proceeds to S12, where the buffer No.
Is selected, the process proceeds to S13, and the buffer No. is set according to the atmospheric pressure Pa. And the correction amount Cor2 (positive value) to the buffer No. Is corrected.

【0115】即ち、図30に示すように補正量Cor2
を大気圧Paに応じて求めてテーブル化しておき、検出
した大気圧値から補正量Cor2を検索してバッファN
o.に加算する。補正量Cor2は大気圧が低いほど、
即ち、機関が位置する地の高度が高くなればなるほど大
きくなるように設定されるので、高度が増加するにつれ
てより早期のクランク角度で検出されたサンプリング値
を選択し直すことになる。
That is, as shown in FIG. 30, the correction amount Cor2
Is obtained in accordance with the atmospheric pressure Pa, and is stored in a table. The correction amount Cor2 is searched from the detected atmospheric pressure value, and the buffer N
o. Is added to. The correction amount Cor2 decreases as the atmospheric pressure decreases.
That is, since the higher the altitude of the ground where the engine is located, the higher the altitude, the sampling value detected at an earlier crank angle is selected again as the altitude increases.

【0116】第6実施例は上記の如く構成したので、機
関が位置する地の高度の如何に関わらず、最良のサンプ
リング値を選択することができ、空燃比の検出精度を上
げることができる。
Since the sixth embodiment is constructed as described above, the best sampling value can be selected regardless of the altitude of the ground where the engine is located, and the accuracy of detecting the air-fuel ratio can be improved.

【0117】図31はこの発明の第7実施例を示す、図
27に類似したフロー・チャートである。
FIG. 31 is a flow chart similar to FIG. 27, showing the seventh embodiment of the present invention.

【0118】先に述べた如く、LAFセンサが劣化する
と応答性が低下し、反応時間が長くなる。第6実施例は
この問題を解消を意図しており、図31を参照して説明
すると、第5ないし第6実施例と同様にS12からS1
3に進んでLAFセンサの劣化度合い応じてバッファN
o.を補正する。
As described above, when the LAF sensor is deteriorated, the responsiveness is reduced and the reaction time is prolonged. The sixth embodiment intends to solve this problem, and will be described with reference to FIG. 31. Similar to the fifth to sixth embodiments, S12 to S1 are executed.
3 and the buffer N is set according to the degree of deterioration of the LAF sensor.
o. Is corrected.

【0119】即ち、図32に示すように補正量Cor3
(負値)をセンサの劣化度合いに応じて求めてテーブル
化しておき、センサの劣化度合いを判定し、それから補
正量Cor3を検索してバッファNo.に加算する。劣
化度合いが進むほどセンサ反時間が長くなることから、
補正量Cor3は劣化度合いに応じてマイナス方向に増
加し、−nで最大となるように設定する。従って、図3
1のS13においてバッファNo.を加算補正すると
き、バッファNo.は減少方向に補正、即ち、図におい
て後期のクランク角度で検出したサンプリング値を選択
するように行われる。
That is, as shown in FIG. 32, the correction amount Cor3
(Negative value) is obtained in accordance with the degree of deterioration of the sensor and is tabulated, the degree of deterioration of the sensor is determined, and then the correction amount Cor3 is searched to obtain the buffer No. Is added to. As the degree of deterioration increases, the sensor anti-time increases,
The correction amount Cor3 is set so as to increase in the negative direction according to the degree of deterioration, and to become maximum at -n. Therefore, FIG.
1 in S13. Is added to the buffer No. Is corrected in the decreasing direction, that is, a sampling value detected at a later crank angle in the figure is selected.

【0120】ここでLAFセンサの劣化度合いの判定に
ついて図33を参照して説明すると、目標空燃比が例え
ば理論空燃比に制御されているとき、フューエルカット
の実行(F/C ON)を適宜な手法で検出し、LAF
センサが正常な段階で予め実験を通じてセンサ出力が理
論空燃比からリーン値、例えば30:1となるまでの基
準時間を求めておく。そして、実際の機関の運転時にフ
ューエルカットの実行を検出し、センサ出力がリーン
値、例えば30:1となるまでの時間を測定し、基準時
間からの遅れ時間τを測定する。遅れ時間τからセンサ
の劣化度合いを判定することができる。尚、LAFセン
サの劣化度合いの判定は図示の手法に限られるものでは
なく、前記した従来技術、特開平4−369471号で
提案する手法を用いても良い。
Here, the determination of the degree of deterioration of the LAF sensor will be described with reference to FIG. 33. When the target air-fuel ratio is controlled to, for example, the stoichiometric air-fuel ratio, the execution of the fuel cut (F / CON) is appropriately performed. LAF
At a normal stage of the sensor, a reference time until the sensor output becomes a lean value, for example, 30: 1 from the stoichiometric air-fuel ratio is previously obtained through an experiment through an experiment. Then, the execution of the fuel cut is detected during the actual operation of the engine, the time until the sensor output becomes a lean value, for example, 30: 1, is measured, and the delay time τ from the reference time is measured. The degree of deterioration of the sensor can be determined from the delay time τ. The determination of the degree of deterioration of the LAF sensor is not limited to the method shown in the figure, but may be the method proposed in the above-mentioned prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-369471.

【0121】第7実施例は上記の如く構成したので、セ
ンサの劣化度合いの如何に関わらず、最良のサンプリン
グ値を選択することができ、空燃比の検出精度を上げる
ことができる。
Since the seventh embodiment is configured as described above, the best sampling value can be selected regardless of the degree of deterioration of the sensor, and the detection accuracy of the air-fuel ratio can be improved.

【0122】尚、上記した第1ないし第7の実施例は、
排気系の挙動を記述するモデルを設定し、その内部状態
を観測するオブザーバを使用して空燃比制御を行う場合
を例にとって説明してきたが、この発明に係る空燃比検
出技術はそれに限定されるものではなく、空燃比センサ
の実測値に基づいて空燃比を制御する技術に全て妥当す
る。
The first to seventh embodiments described above are:
The case where the model describing the behavior of the exhaust system is set and the air-fuel ratio control is performed using an observer that observes the internal state has been described as an example, but the air-fuel ratio detection technology according to the present invention is limited to this. However, the present invention is applicable to any technology for controlling the air-fuel ratio based on the actual measurement value of the air-fuel ratio sensor.

【0123】更に、運転状態を機関回転数と吸気圧力な
どから検出したが、これに限られるものでなく、その他
のパラメータを追加しても良い。また機関負荷を示すパ
ラメータは吸気圧力に限られるものではなく、吸入空気
量、スロットル開度などでも良い。
Further, the operating state is detected from the engine speed and the intake pressure, but the present invention is not limited to this, and other parameters may be added. The parameter indicating the engine load is not limited to the intake pressure, but may be an intake air amount, a throttle opening, or the like.

【0124】更には、空燃比センサとして広域空燃比セ
ンサを使用する場合を例にとって説明したが、いわゆる
2 センサを用いて空燃比を制御する場合にも妥当す
る。
Further, the case where the wide-range air-fuel ratio sensor is used as the air-fuel ratio sensor has been described as an example, but the present invention is also applicable to the case where the so-called O 2 sensor is used to control the air-fuel ratio.

【0125】[0125]

【発明の効果】請求項1項にあっては、実際の空燃比の
挙動に近似する空燃比を検出することができ、よって検
出値を用いて空燃比制御などを行うときの制御精度を向
上させることができる。
According to the first aspect, an air-fuel ratio approximating the behavior of the actual air-fuel ratio can be detected, and thus the control accuracy when performing the air-fuel ratio control using the detected value is improved. Can be done.

【0126】請求項2項にあっては、機関回転数の変動
などでサンプリング値の選択およびそれに基づく演算な
どが遅れても、サンプリング値が書き替えられることが
ないことから、検出精度およびそれに基づく演算精度を
向上させることができる。特に、多気筒内燃機関の排気
系集合部に配置された単一の空燃比センサの出力から各
気筒の空燃比を推定するときなど、推定精度を向上させ
ることができる。
According to the second aspect, even if the selection of the sampling value and the calculation based on the sampling value are delayed due to a change in the engine speed, the sampling value is not rewritten. Calculation accuracy can be improved. In particular, the accuracy of estimation can be improved, for example, when estimating the air-fuel ratio of each cylinder from the output of a single air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust system assembly of a multi-cylinder internal combustion engine.

【0127】請求項3項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、請求項1項と同様
に、実際の空燃比の挙動に近似する空燃比を検出するこ
とができて検出精度が向上し、またその検出値に基づい
て空燃比を制御するときの精度も向上する。
According to the third aspect, in the internal combustion engine having the variable valve timing mechanism, the air-fuel ratio approximating the actual air-fuel ratio behavior can be detected and detected as in the first aspect. The accuracy is improved, and the accuracy when controlling the air-fuel ratio based on the detected value is also improved.

【0128】請求項4項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、検出精度およびそ
れに基づく演算精度を向上させることができる。
According to the fourth aspect, in an internal combustion engine provided with a variable valve timing mechanism, detection accuracy and calculation accuracy based thereon can be improved.

【0129】[0129]

【0130】請求項項にあっては、可変バルブタイミ
ング機構を備えた内燃機関において、実際の空燃比の挙
動に近似した検出精度を得ることができ、それに基づい
て演算するときも演算精度を向上させることができる。
[0130] In the 5 claims, in an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, it is possible to obtain a detection accuracy approximating the behavior of the actual air-fuel ratio, even calculation accuracy when calculating on the basis thereof Can be improved.

【0131】請求項項にあっては、内燃機関の環境状
態に応じて補正する如く構成したので、環境状態の如何
に関わらず、最良のサンプリング精度ないしは検出精度
を得ることができる。
[0131] In the claim 6 wherein, Owing to this configuration will be corrected according to the environmental conditions of the internal combustion engine, regardless of environmental conditions, it is possible to obtain the best sampling accuracy or detection accuracy.

【0132】請求項項にあっては、検出された大気圧
に応じて選択したサンプリング値を補正する如く構成し
たので、前記内燃機関を搭載した車両が走行する場所の
大気圧、即ち、高度の如何に関わらず、最良のサンプリ
ング精度ないしは検出精度を得ることができる。
[0132] In the seventh aspect, wherein, Owing to this arrangement corrects the sampling values selected corresponding to the detected atmospheric pressure, the atmospheric pressure of the location where the vehicle equipped with the internal combustion engine is running, i.e., altitude Regardless of the above, the best sampling accuracy or detection accuracy can be obtained.

【0133】請求項項にあっては、空燃比センサの劣
化度合いに応じて選択したサンプリング値を補正する如
く構成したので、空燃比センサの劣化度合いの如何に関
わらず、最良のサンプリング精度ないしは検出精度を得
ることができる。
[0133] In the eighth aspect, wherein, Owing to this arrangement corrects the sampled value selected in accordance with the deterioration degree of the air-fuel ratio sensor, regardless of the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor, the best sampling accuracy or Detection accuracy can be obtained.

【0134】[0134]

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

【図1】この発明に係る内燃機関の空燃比検出装置を含
む、空燃比フィードバック制御装置を全体的に示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram generally showing an air-fuel ratio feedback control device including an air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】図1中の制御ユニットの詳細を空燃比検出に焦
点をおいて示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a control unit in FIG. 1 focusing on air-fuel ratio detection.

【図3】図1装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the apparatus in FIG. 1;

【図4】先の出願で述べた空燃比センサの検出動作をモ
デル化した例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example in which the detection operation of the air-fuel ratio sensor described in the earlier application is modeled.

【図5】図4に示すモデルを周期ΔTで離散化したモデ
ルである。
FIG. 5 is a model obtained by discretizing the model shown in FIG. 4 with a period ΔT.

【図6】空燃比センサの検出挙動をモデル化した真の空
燃比推定器を示すブロック線図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a true air-fuel ratio estimator that models the detection behavior of an air-fuel ratio sensor.

【図7】内燃機関の排気系の挙動を示すモデルを表すブ
ロック線図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a model showing a behavior of an exhaust system of the internal combustion engine.

【図8】図7に示すモデルを用いて4気筒内燃機関につ
いて3気筒の空燃比を14.7に、1気筒の空燃比を1
2.0にして燃料を供給する場合を示すデータ図であ
る。
8 is a graph showing the air-fuel ratio of three cylinders as 14.7 and the air-fuel ratio of one cylinder as 1 using the model shown in FIG. 7;
FIG. 4 is a data diagram showing a case where fuel is supplied at 2.0.

【図9】図8に示す入力を与えたときの図7モデルの集
合部の空燃比を表すデータ図である。
9 is a data diagram showing the air-fuel ratio of the aggregate of the model of FIG. 7 when the input shown in FIG. 8 is given.

【図10】図8に示す入力を与えたときの図7モデルの
集合部の空燃比をLAFセンサの応答遅れを考慮して表
したデータと、同じ場合のLAFセンサ出力の実測値を
比較するグラフ図である。
10 compares the air-fuel ratio of the collective portion of the model of FIG. 7 when the input shown in FIG. 8 is given in consideration of the response delay of the LAF sensor, and the measured value of the LAF sensor output in the same case. FIG.

【図11】一般的なオブザーバの構成を示すブロック線
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a general observer.

【図12】先の出願で用いるオブザーバの構成を示すブ
ロック線図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an observer used in the earlier application.

【図13】図7に示すモデルと図12に示すオブザーバ
を組み合わせた構成を示す説明ブロック図である。
13 is an explanatory block diagram showing a configuration in which the model shown in FIG. 7 and the observer shown in FIG. 12 are combined.

【図14】この発明で予定する空燃比のフィードバック
制御を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing an air-fuel ratio feedback control scheduled in the present invention.

【図15】図3フロー・チャートで使用するタイミング
マップの特性を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing characteristics of a timing map used in the flowchart of FIG. 3;

【図16】図15の特性を説明する、機関回転数および
機関負荷に対するセンサ出力特性を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating sensor output characteristics with respect to the engine speed and the engine load for explaining the characteristics of FIG. 15;

【図17】図3の動作を説明するタイミング・チャート
である。
FIG. 17 is a timing chart illustrating the operation of FIG. 3;

【図18】この発明の第2実施例を示す、図2と同様の
制御ユニットのブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram of a control unit similar to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention.

【図19】第2実施例の動作を説明するタイミング・チ
ャートである。
FIG. 19 is a timing chart illustrating the operation of the second embodiment.

【図20】第2実施例の動作を説明するフロー・チャー
トである。
FIG. 20 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.

【図21】この発明の第3実施例を示す、図18と同様
の制御ユニットのブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of a control unit similar to FIG. 18, showing a third embodiment of the present invention.

【図22】第3実施例で予定する可変バルブタイミング
機構を説明する、油圧回路図を含む部分断面図である。
FIG. 22 is a partial cross-sectional view including a hydraulic circuit diagram for explaining a variable valve timing mechanism planned in a third embodiment.

【図23】バルブタイミングの切り換え特性を示す説明
図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing switching characteristics of valve timing.

【図24】第3実施例の動作を示すフロー・チャートで
ある。
FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the third embodiment.

【図25】第3実施例のタイミングマップの特性を示す
説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing characteristics of a timing map according to the third embodiment.

【図26】この発明の第4実施例を示す図24と同様の
フロー・チャートである。
FIG. 26 is a flowchart similar to FIG. 24, showing a fourth embodiment of the present invention;

【図27】この発明の第5実施例を示す図3と同様のフ
ロー・チャートである。
FIG. 27 is a flowchart similar to FIG. 3, showing a fifth embodiment of the present invention.

【図28】図27フロー・チャートのS13で行うバッ
ファNo.の補正量Cor1の特を示す説明図である。
FIG. 28 is a diagram showing the buffer No. performed in S13 of the flow chart of FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing characteristics of a correction amount Cor1 of FIG.

【図29】この発明の第6実施例を示す、図27と同様
のフロー・チャートである。
FIG. 29 is a flowchart similar to FIG. 27, showing a sixth embodiment of the present invention;

【図30】図29フロー・チャートのS13で行うバッ
ファNo.の補正量Cor2の特を示す説明図である。
FIG. 30 is a diagram showing the buffer No. performed in S13 of the flow chart of FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing characteristics of a correction amount Cor2 of FIG.

【図31】この発明の第7実施例を示す、図27と同様
のフロー・チャートである。
FIG. 31 is a flowchart similar to FIG. 27, showing a seventh embodiment of the present invention;

【図32】図31フロー・チャートのS13で行うバッ
ファNo.の補正量Cor3の特を示す説明図である。
FIG. 32 is a diagram showing the buffer No. performed in S13 of the flow chart of FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing characteristics of the correction amount Cor3 of FIG.

【図33】第7実施例で使用する空燃比センサの劣化度
合いの判定手法を示す説明図である。
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a method for determining the degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor used in the seventh embodiment.

【図34】多気筒内燃機関のTDCと排気系集合部の空
燃比との関係を示す説明図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a relationship between TDC of a multi-cylinder internal combustion engine and an air-fuel ratio of an exhaust system assembly.

【図35】実際の空燃比に対するサンプルタイミングの
良否を示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing quality of sample timing with respect to an actual air-fuel ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 内燃機関 18 インテークマニホルド 20 インジェクタ 22 エキゾーストマニホルド 39 大気圧センサ 40 空燃比センサ(LAFセンサ) 42 制御ユニット 50 入出力CPU 50a バッファ 52 メインCPU 54 CPUコア 56 ROM 58 RAM 600 可変バルブタイミング機構 670 V/Tセンサ Reference Signs List 10 internal combustion engine 18 intake manifold 20 injector 22 exhaust manifold 39 atmospheric pressure sensor 40 air-fuel ratio sensor (LAF sensor) 42 control unit 50 input / output CPU 50a buffer 52 main CPU 54 CPU core 56 ROM 58 RAM 600 variable valve timing mechanism 670 V / T sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤崎 修介 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 木村 英輔 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 阿部 悟 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平3−130545(JP,A) 特開 平1−219327(JP,A) 特開 平4−80653(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 13/02 F02D 41/14 310 F02D 45/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shusuke Akasaki 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside of Honda R & D Co., Ltd. (72) Eisuke Kimura 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. (72) Inventor Satoru Abe 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside Honda R & D Co., Ltd. (56) References JP-A-3-130545 (JP, A) JP-A-1- 219327 (JP, A) JP-A-4-80653 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 13/02 F02D 41/14 310 F02D 45/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に配置された空燃比セ
ンサの出力をサンプリングして空燃比を検出する装置に
おいて、 a.少なくとも機関回転数および機関負荷を含む前記内
燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、 b.前記内燃機関の所定クランク角度ごとに、前記空燃
比センサの出力を順次サンプリングするサンプリング手
段、 c.前記サンプリングされた値を順次記憶する記憶手
段、 d.少なくとも前記検出された機関回転数および機関負
に応じて記憶されたサンプリング値群の中の少なくと
もいずれかを選択する選択手段、 および e.選択されたサンプリング値に基づいて前記内燃機関
の空燃比を検出する空燃比検出手段、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
An apparatus for detecting an air-fuel ratio by sampling an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, comprising: a. Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including at least an engine speed and an engine load ; b. Sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor at each predetermined crank angle of the internal combustion engine; c. Storage means for sequentially storing the sampled values; d. At least the detected engine speed and engine load
Selecting means for selecting at least one of a group of stored sampling values according to the load ; and e. Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on a selected sampling value.
【請求項2】 内燃機関の排気系に配置された空燃比セ
ンサの出力をサンプリングして空燃比を検出する装置に
おいて、 a.前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段、 b.前記内燃機関の所定クランク角度ごとに、前記空燃
比センサの出力を順次サンプリングするサンプリング手
段、 c.前記サンプリングされた値を順次記憶する第1の記
憶手段、 d.所定クランク角度において、前記第1の記憶手段に
記憶されたサンプリング値群の中の所定数のサンプリン
グ値群を記憶する第2の記憶手段、 e.前記検出された運転状態に応じて前記第2手段に記
憶された所定数のサンプリング値群の中の少なくともい
ずれかを選択する選択手段、 および f.選択されたサンプリング値に基づいて前記内燃機関
の空燃比を検出する空燃比検出手段、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
2. An apparatus for detecting an air-fuel ratio by sampling an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, comprising: a. Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine; b. Sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor at each predetermined crank angle of the internal combustion engine; c. First storage means for sequentially storing the sampled values; d. Second storage means for storing a predetermined number of sampling value groups among the sampling value groups stored in the first storage means at a predetermined crank angle; e. Selecting means for selecting at least one of a predetermined number of sampling value groups stored in the second means according to the detected operating state; and f. Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on a selected sampling value.
【請求項3】 バルブタイミングを複数の特性の間で切
り換える可変バルブタイミング機構を備えてなる内燃機
関で、その排気系に配置された空燃比センサの出力をサ
ンプリングして空燃比を検出する装置において、 a.前記バルブタイミングを含む内燃機関の運転状態を
検出する運転状態検出手段、 b.前記内燃機関の所定クランク角度ごとに、前記空燃
比センサの出力を順次サンプリングするサンプリング手
段、 c.前記サンプリングされた値を順次記憶する記憶手
段、 d.前記検出された運転状態に応じて記憶されたサンプ
リング値群の中の少なくともいずれかを選択する選択手
段、 および e.選択されたサンプリング値に基づいて前記内燃機関
の空燃比を検出する空燃比検出手段、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
3. An apparatus for detecting an air-fuel ratio by sampling an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism for switching a valve timing between a plurality of characteristics. , A. Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including the valve timing; b. Sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor at each predetermined crank angle of the internal combustion engine; c. Storage means for sequentially storing the sampled values; d. Selecting means for selecting at least one of a group of stored sampling values according to the detected operating state; and e. Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on a selected sampling value.
【請求項4】 バルブタイミングを複数の特性の間で切
り換える可変バルブタイミング機構を備えてなる内燃機
関で、その排気系に配置された空燃比センサの出力をサ
ンプリングして空燃比を検出する装置において、 a.前記バルブタイミングを含む内燃機関の運転状態を
検出する運転状態検出手段、 b.前記内燃機関の所定クランク角度ごとに、前記空燃
比センサの出力を順次サンプリングするサンプリング手
段、 c.前記サンプリングされた値を順次記憶する第1の記
憶手段、 d.所定クランク角度において、前記第1の記憶手段に
記憶されたサンプリング値群の中の所定数のサンプリン
グ値群を記憶する第2の記憶手段、 e.前記検出された運転状態に応じて前記第2手段に記
憶された所定数のサンプリング値群の中の少なくともい
ずれかを選択する選択手段、 および f.選択されたサンプリング値に基づいて前記内燃機関
の空燃比を検出する空燃比検出手段、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
4. An apparatus for detecting an air-fuel ratio by sampling an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust system of an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism for switching a valve timing between a plurality of characteristics. , A. Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including the valve timing; b. Sampling means for sequentially sampling the output of the air-fuel ratio sensor at each predetermined crank angle of the internal combustion engine; c. First storage means for sequentially storing the sampled values; d. Second storage means for storing a predetermined number of sampling value groups among the sampling value groups stored in the first storage means at a predetermined crank angle; e. Selecting means for selecting at least one of a predetermined number of sampling value groups stored in the second means according to the detected operating state; and f. Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on a selected sampling value.
【請求項5】 前記運転状態検出手段は少なくとも機関
回転数、機関負荷、およびバルブタイミングから運転状
態を検出することを特徴とする請求項3項または4項記
載の内燃機関の空燃比検出装置。
5. The air-fuel ratio detecting device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said operating state detecting means detects an operating state from at least an engine speed, an engine load, and a valve timing.
【請求項6】 前記内燃機関の環境状態を検出する環境
状態検出手段を含み、前記選択手段は選択したサンプリ
ング値を検出された内燃機関の環境状態に応じて補正す
ることを特徴とする請求項1項ないし項のいずれかに
記載の内燃機関の空燃比検出装置。
6. An environmental condition detecting means for detecting an environmental condition of the internal combustion engine, wherein the selecting means corrects the selected sampling value in accordance with the detected environmental condition of the internal combustion engine. Item 6. An air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 5 .
【請求項7】 前記環境状態検出手段は前記内燃機関の
位置する場所の大気圧を検出するものであり、前記選択
手段は、検出された大気圧に応じて選択したサンプリン
グ値を補正することを特徴とする請求項項記載の内燃
機関の空燃比検出装置。
7. The environmental condition detecting means detects an atmospheric pressure at a location where the internal combustion engine is located, and the selecting means corrects a selected sampling value according to the detected atmospheric pressure. The air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein :
【請求項8】 前記環境状態検出手段は前記空燃比セン
サの劣化度合いを検出するものであり、前記選択手段
は、検出された空燃比センサの劣化度合いに応じて選択
したサンプリング値を補正することを特徴とする請求項
項記載の内燃機関の空燃比検出装置。
8. The environmental condition detecting means detects a degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor, and the selecting means corrects a sampling value selected according to the detected degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor. Claims characterized by the following:
7. The air-fuel ratio detection device for an internal combustion engine according to claim 6 .
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