JP4122676B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4122676B2
JP4122676B2 JP2000043367A JP2000043367A JP4122676B2 JP 4122676 B2 JP4122676 B2 JP 4122676B2 JP 2000043367 A JP2000043367 A JP 2000043367A JP 2000043367 A JP2000043367 A JP 2000043367A JP 4122676 B2 JP4122676 B2 JP 4122676B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
control
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000043367A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001234779A (en
Inventor
圭司 岡田
秀明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2000043367A priority Critical patent/JP4122676B2/en
Publication of JP2001234779A publication Critical patent/JP2001234779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4122676B2 publication Critical patent/JP4122676B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、詳しくは暖機運転時のフィードバック制御による排気エミッション性能の改善に関する。
【0002】
【従来の技術と解決すべき課題】
一般にフィードバック制御を行う内燃機関においても、その冷間始動時には燃焼を安定させるために燃料噴射量を増量し、暖機完了後に目標の空燃比となるように燃料噴射量をフィードバック制御するようにしている。排気エミッション性能を改善するためには暖機完了前のより低い温度からフィードバック制御を開始することが望ましいのであるが、そうするとそれまで燃料噴射量の増量によりリッチとなっていた空燃比が、フィードバック制御への移行に伴いストイキに補正されることになるためエンジン回転が大きく低下するという問題が生じる。
【0003】
このような問題に対して、フィードバック制御を開始する際に吸入空気量を増量させて回転低下を防止するようにしたものが提案されている(特開平7−119519号参照)。しかしながら、吸入空気量の増量には吸気系容積による時間的遅れが避けられないので、これでは上述した空燃比変化に伴う急激な回転低下には対応しきれない。
【0004】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたもので、暖機運転時のフィードバック制御開始による回転低下を防止し、かつ排気エミッション性能を改善することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、内燃機関の負荷、回転速度、温度、排気酸素濃度を含む運転状態を検出する検出手段と、運転状態に応じて定めた目標空燃比に一致するようにオープンループ制御により、または排気酸素濃度に基づくフィードバック制御により実空燃比を制御する空燃比制御手段とを備えた内燃機関において、前記空燃比制御手段を、機関始動以後の検出温度が、暖機完了温度よりも低く設定された基準温度以下のときはオープンループ制御を、前記基準温度を超えるときはフィードバック制御を実行し、かつフィードバック制御時に、前記検出手段によって検出された回転速度の前回値と今回値との差から定まる回転速度低下量が基準値よりも大となったときにはフィードバック制御のリーン方向への制御速度を通常運転時よりも減少させるとともに、回転速度低下量が前記基準値よりも大きい間は前記制御速度を徐々に減少させ、その後回転速度低下量が基準値よりも小さくなったときには制御速度を徐々に増大させるように構成した。
【0007】
請求項2の発明は、上記空燃比制御手段を、フィードバック制御時の回転速度低下量が、前記基準値よりも大に設定された第2の基準値よりも大となったときにはオープンループ制御に戻すように構成した。
【0008】
請求項3の発明は、上記空燃比制御手段を、PI制御におけるリーン化比例制御定数またはリーン化積分制御定数の少なくとも何れか一方の補正によりリーン方向への制御速度を変化させるように構成した。
【0009】
請求項4の発明は、上記空燃比制御手段を、回転速度低下をアイドル運転時にのみ判定するように構成した。
【0010】
請求項5の発明は、上記空燃比制御手段を、機関始動後に排気酸素濃度を検出するセンサの活性が完了したことを条件としてオープンループ制御からフィードバック制御への移行を許可するように構成した。
【0011】
請求項6の発明は、上記空燃比制御手段を、フィードバック制御において酸素濃度を反映する空燃比フィードバック補正係数のクランプを行うことによりオープンループ制御を行うように構成した。
【0012】
請求項7の発明は、上記空燃比制御手段を、フィードバック制御は理論空燃比を目標空燃比として実行し、オープンループ制御は理論空燃比よりもリッチ側に設定した空燃比を目標空燃比として実行するように構成した。
【0013】
請求項8の発明は、上記オープンループ制御時のリッチ空燃比を、機関始動後の温度上昇または時間経過の少なくとも何れか一方の条件にしたがって理論空燃比方向に補正するように構成した。
【0014】
【作用・効果】
上記請求項1以下の各発明において、機関始動以後の検出温度が暖機完了温度よりも低く設定された基準温度以下のときはオープンループ制御が実行される。前記基準温度としては、例えば排気酸素濃度を検出するセンサがある程度活性化して酸素濃度によるフィードバック制御が可能となる温度である。このときのオープンループ制御は、前記酸素濃度を用いた空燃比フィードバック制御を前提とするならば、酸素濃度を反映する空燃比フィードバック補正係数のクランプを行うことにより実現することができる。これにより、空燃比フィードバック制御が困難な冷間始動直後や極低温時には例えばリッチ空燃比を目標空燃比とするオープンループ制御により安定した暖機運転を継続させることができる。
【0015】
上記オープンループ制御時のリッチ空燃比を、機関始動後の温度上昇または時間経過の少なくとも何れか一方の条件にしたがって理論空燃比方向に補正するものとすれば、始動後温度上昇または時間経過に応じた回転安定性の向上に対して空燃比を最適化して、燃費をより改善することができる。
【0016】
一方、暖機が進行して機関温度が基準温度を超えたときには空燃比フィードバック制御が開始される。ただし、このフィードバック制御時に、前記検出手段によって検出された回転速度の前回値と今回値との差から定まる回転速度低下量が基準値よりも大となったときにはフィードバック制御のリーン方向への制御速度を通常運転時よりも減少させる。これは、例えばPI制御におけるリーン化比例制御定数またはリーン化積分制御定数の少なくとも何れか一方の補正によりリーン方向への制御速度を補正することで実現する。これにより、回転速度低下に対して空燃比リーン方向への制御動作が抑制されるため燃焼が安定方向となり、暖機運転を安定して継続させることが可能となる。このようにして暖機完了前の温度条件下で空燃比フィードバック制御を行わせることにより、排気エミッションおよび燃費を改善することができる。また、回転速度低下に対して空燃比制御により対応するので燃焼状態を安定させるまでの時間的遅れが少なく、それだけ良好な回転安定性が得られる。
【0017】
上記フィードバック制御において、回転速度低下量がある基準値よりも大となったときに空燃比のリーン方向への制御速度を徐々に減少させ、その後、回転速度低下量が基準値よりも小となったときには前記制御速度を徐々に増大させる構成とすることにより、フィードバック制御への移行時の回転安定性を確保しつつ、その後回転速度低下が回復しつつあるときの制御応答性を改善できる。また、フィードバック制御時の回転速度低下量が、前記基準値よりも大に設定された第2の基準値よりも大となったときにはオープンループ制御に戻すように構成することにより、フィードバック制御では対応できないほどの急激な回転速度低下によるストールを防止することができる。
【0018】
暖機運転中であっても運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作等により要求負荷および回転速度が増大したときには、回転低下やストールのおそれはないので、回転速度低下はアイドル運転時にのみ判定すればよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明による実施形態の機械的構成を概略的に表したものである。図において1はマイクロコンピュータおよびその周辺装置から構成されたコントロールユニットであり、各種運転状態信号に基づいて火花点火式内燃機関2の燃料噴射量および点火時期等を制御する。機関制御のための基本的な検出量はエアフロメータ3からの吸気量信号とクランク角センサ4からの機関回転速度信号であり、詳しくは後述するが、例えば燃料噴射量はこれらの信号から定まる基本値を水温センサ5からの冷却水温信号、排気酸素センサ(以下「O2センサ」と表す)6からの酸素濃度信号等に応じて補正することによりその信号値を決定する。燃料噴射量信号はインジェクタ7に付与され、これにより所要量の燃料が内燃機関2に供給される。また、点火時期については、図示しないアクセルセンサからのアクセル操作量と機関回転速度とから定まる基本値を水温等により補正することでその信号値が決定され、クランク角センサ4からのクランク位置信号を参照しながら前記信号値に応じたタイミングで点火プラグ8に点火電流が供給される。なお9はスロットルバルブ、10は触媒コンバータである。
【0020】
次に上記コントロールユニット1による空燃比制御の制御動作例につき図2以下の流れ図に沿って説明する。図2は空燃比制御の基本となる燃料噴射量演算ルーチンを示しており、これは例えば10ms毎に周期的に実行される。以下、制御ルーチンのステップを順を追って説明する。
S101:エアフローメータ3の出力信号から吸入空気量QAを、クランク角センサ4の出力信号から機関回転速度NEをそれぞれ読み込む。
S102:吸入空気量QA、機関回転速度NEに基づき、Tp=K・QA/NAの演算により基本燃料噴射量Tpを算出する。Kは係数、Tpは混合気の空然比を理論空然比とする燃料噴射量である。なお、インジェクタ7は圧力調整された燃料供給下でその開弁時間に応じて燃料噴射量を制御する構成となっており、この場合燃料噴射量Tpはインジェクタ7の開弁時間または開閉時間比を与える。
S103:基本燃料墳射量Tp、目標当量比TFBYA、フィードバック補正係数αに基づき、最終的な燃料噴射量Tiを算出する。TFBYAは制御しようとする混合気の燃空比と理論空燃比との比率であり、本発明の目標空燃比に相当する。TFBYA=1のときは理論空燃比、TFBYA>1のときはリッチ空燃比、TFBYA<1のときはリーン空燃比を表す。フィードバック補正係数αはO2センサ6の出力に応じて実空燃比を目標空燃比に収束させるための補正係数であり、α>1のときはリッチ側に、α<1のときはリーン側にそれぞれ空燃比を補正する。α=1に固定(クランプ)したときはフィードバック制御は行われず、TFBYAで与えられる目標空燃比によるオープンループ制御となる。
【0021】
次に、図3により上記目標当量比TFBYAを算出するルーチンにつき説明する。このルーチンも図2と同様の周期で繰り返し実行される。ここでTFBYAは、理論空燃比を表す基本値=1に始動後増量補正係数KASまたは水温増量補正係数KTWを加算することでリッチ方向に補正される。
【0022】
始動後増量補正係数KASは、始動時および始動直後の燃焼を安定させるための補正係数で、0以上の値に設定される。水温増量補正係数KTWは、低水温時の燃焼を燃焼を安定させるための補正係数で、0以上の値に設定される。
S201:水温センサ5の出力信号から機関冷却水の水温TWKを読み込む。
S202:スタータSWがONであるか否か、すなわち現在機関始動のためのクランキングが行われている最中であるか否かを判断する。
S203:スタータSWがONであるときは、水温TWKに基づき始動後増量補正係数の初期値TKASをテーブル検索等により求める。TKASは、水温TWKが低いときほど大きな値とされる。
S204:始動後増量補正係数KASの時間補正係数TMKASを1に設定する。TMKASはKASを始動後の時間経過にしたがって減少させて行くための補正係数である。KASは経過時間に限らず例えば始動後の水温上昇にしたがって減少させて行くようにしてもよい。
S205:初期値TKASをそのまま始動後増量補正係数KASに設定する。
S206:スタータSWがOFFであるときは、時間補正係数の前回算出値TMKASzから減少分△TMKを減算する。このステップの処理により、時間補正係数TMKASの値は、スタータSWがOFFになった後、時間の経過とともに徐々に小さくなる。すなわち始動後増量燃料は次第に減少する。
S207:時間補正係数TMKASが0より大きいか否かを判断する。
S208:時間補正係数TMKASが0より大きいときは、初期値TKASに時間補正係数TMKASを乗じて始動後増量補正係数KASを算出する。
S209:時間補正係数TMKASが0以下のときは、始動後増量補正係数KASを0に設定する。
S210:水温TWKに基づき水温増補正係数KTWを算出する。KTWは、水温TWKが低いときほど大きな値とされ、エンジン暖機完了温度以上では0になる。
S211:1と始動後増量補正係数KASと水温増量補正係数KTWとを加算して目標当量比の仮置き値TFBYA1を算出する。
S212:空然比フィードバック補正係数αが1にクランプされているか否か、すなわち、空然比フィードバック制御が非実行状態であるか否かを判断する。αをクランプする条件については後述する。
S213:空然比フィードバック補正係数αが1にクランプされているときは、S211で算出した仮置き値TFBYA1を最終的な目標当量比TFBYAとする。これにより図2に示した制御ルーチンにより、TFBYAによるオープンループ制御、この場合リッチ側に補正された目標空燃比による暖機運転が行われる。
S214:フィードバック補正係数αが1にクランプされていないとき、すなわち、フィードバック制御実行中であるときは、目標当量比TFBYAを1にクランプする。この場合、次の図4に示した制御ルーチンにより設定されるフィードバック補正係数αを用いて、理論空燃比を目標空燃比とする空燃比フィードバック制御が行われる。
【0023】
図4は空然比フィードバック補正係数αを算出するルーチンであり、図2と同様の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンでは、機関回転速度の急激な低下を招く可能性がない条件、例えば始動から十分に時間が経過しかつエンジンの暖機が完了しているとき、または非アイドル時には通常のフィードバック制御を実施する他、機関回転速度の急激な低下を招く可能性がある条件下においても、O2センサ6の活性が完了した後は、可能な限りフィードバック制御を実施する(以下、O2センサ6の活性完了を条件として開始する空燃比フィードバック制御を早期フィードバック制御と言う)。
S301:O2センサ6の出力信号OSFを読み込むとともに、水温センサ5の出力信号から機関冷却水温TWKを読み込む。
S302:OSFに基づき、O2センサ6の活性が完了しているか否か、すなわちO2センサ6が排気ガス中の酸素濃度に応じた出力を発生する状態にあるか否かを判断する。
S303〜S310:アイドルSWの状態、水温、始動後増量補正の有無に基づき、機関が空然比フィードバック制御を行える状態にあるか否かを判断し、次のようにして制御の許可状態を示すフラグFFBH、FFBLの設定を行う。
・アイドルSWがOFFであるとき、すなわちアクセルが踏込まれている状態では、機関回転速度の急低下が問題となることはないので、水温や始動後増量補正の有無に関わらず通常の空然比フィードバック制御を許可(FFBH=1)する(S310)。
・アイドルSWがONであり、水温TWKが暖磯完了水温TWFBH以上かつ始動後増量補正が終了している(KAS=0)場合、フィードバック制御を行っても機関回転速度が急激に低下することはないので、通常の空然比フィードバック制御を許可(FFBH=1)する(S310)。
・アイドルSWがONであり、水温TWKが暖機完了水温TWFBHより低いか始動後増量補正が終了していない(KAS>0)場合、フィードバック制御を行うと機関回転速度が急激に低下する可能性があるので、通常の空然比フィードバック制御を不許可(FFBH=0)とするとともに、機関回転速度を監視しつつ実施する早期フィードバック制御を許可(FFBL=1)する(S307、S309)。
・アイドルSWがONであり、水温TWKが所定の低温しきい値TWFBLより低い場合、燃焼が不安定となってアイドル運転を維持することが困難であることが明らかであるため、早期フィードバック制御も不許可(FFBL=0)とする(S305)。
S311〜S318:空然比フィードバック制御許可フラグFFBH、FFBLと機関回転速度監視フラグFNEとに応じて、次のようにして空然比フィードバック制御の設定あるいは算出を行う。
・通常の空然比フィードバック制御が許可されている場合、O2センサ6の出力信号OSFと通常フィードバック制御用の制御定数(リッチ化比例定数PL、リーン化比例定数PR、リッチ化積分定数IL、リーン化積分定数IR)を用いて空然比フィードバック補正係数αを算出する(S317)。 この処理の詳細については図5を用いて後述する。
・早期フィードバック制御のみ許可されており機関回転速度監視フラグFNEが1である場合、O2センサ6の出力信号OSFと早期フィードバック制御用の制御定数(リッチ化比例定数PLs、リーン化比例定数PRs、リッチ化積分定数ILs、リーン化積分定数IRs)を用いてフィードバック補正係数αを算出する(S316)。 この処理の詳細については図6を用いて後述する。早期フィードバック制御用制御定数は、通常制御用制御定数と全く同じ値に設定しても良いが、ここでは機関回転速度を急低下させ難い制御となるように、リーン方向への制御速度が小さくなる設定(IRs<IR、PRs<PR)としている。
・早期フィードバック制御も不許可とされている場合、または、早期フィードバック制御は許可されているが機関回転速度監視フラグFNEが0である場合、フィードバック制御を中止し空然比フィードバック補正係数αを1にクランプする。(S313、S315)
S318:O2センサ6の活性が完了していないときはフィードバック制御を実施することができないので、フィードバック補正係数αを1にクランプする。
【0024】
図5と図6に、それぞれ上記S317、S316で実行される空燃比フィードバック補正係数αの算出サブルーチンを示す。
S401・S421:空然比フィードバック補正係数αが1にクランプされる状態が解除されてから初めて本ステップが実行されるか否かを判断する。
S402・S422:通常フィードバック制御の場合(図5)、αクランプ解除直後であるときは、1をαの初期値として設定する。これに対して、早期フィードバック制御の場合(図6)には、αクランプ解除直後であるときは、直前の目標当量比算出ルーチン実行時に算出した目標当量比の仮置き値TFBYA1をαの初期値として設定する。
S403〜S405・S423〜S425:O2センサ6の出力信号OSFをスライスレベルSLFと比較し、空然比がリッチかリーンかを示すフラグF11の設定を行う。空燃比がリーンのときF11=0、リッチのときF11=1に設定する。
S406〜S412・S426〜S432:フラグF11の反転の有無とフラグF11の値とに応じ、通常制御の場合(図5)にはF11の反転時には通常制御用比例定数(PL、PR)によってαを増減させ、非反転時には通常制御用積分定数(IL、IR)によってαを増減させる。ただし、上述したように、早期空燃比フィードバック時(図6)には、制御定数として早期制御用に設定したもの(PLs、PRs、ILs、IRs)を用いる。
【0025】
図7は、機関回転速度の低下状態を示すフラグFNEを設定するための機関回転速度監視ルーチンである。この処理は、空然比フィードバック制御の実施や中止、あるいは制御定数変更の影響が機関回転速度に反映される最小限の周期、ただし図4のルーチンの実行周期よりは長い周期で実行される。本ルーチンでは、機関回転速度が急激に低下しているか、緩やかに低下しているかを判断し、機関回転速度監視フラグFNEの設定を行う。
S501:クランク角センサ4の出力信号から機関回転速度NEを読み込む。
S502:早期空然比フィードバック制御許可フラグFFBLが1であるか否か、すなわち、機関回転速度の低下を監視する必要があるか否かを判断する。
S503:フラグFFBLが1であるときは、回転数低下量△NEを算出する。△NEは、前回本ルーチンを実行したときに読み込んだ機関回転速度NEzから今回読み込んだ機関回転速度NEを減じて算出するので、値が正であるとき機関回転速度が低下していることを示し、負であるときは機関回転速度が上昇していることを示す。
S504:回転数低下量△NEが急低下を判定するための基準値DNELMTより大きいか否かを判断する。
S505:回転数低下量△NEが基準値DNELMTより大きいときは、機関回転速度監視フラグFNE=0(早期空然比フィードバック制御禁止)に設定する。
S506:回転数低下量△NEが正の値であるか否かを判断する。
S507:回転数低下量△NEが正の値であるときは、機関回転速度監視フラグFNE=1に設定する。すなわち、機関回転速度が低下する状態にあるもののその低下速度が緩慢である場合にFNE=1とし、早期空然比フィードバック制御を実施させる。
S508:S506で回転数低下量△NEが負の値であるときは、これは上述したように回転速度が上昇しつつあることを意味しているので、既に設定されているFNEの値をそのまま維持する。
S509:S502でフラグFFBLが0であるときは、フラグFNEを1に初期化しておく。
【0026】
図8は、上記空燃比制御を実行した場合の機関始動後の冷却水温TWK、目標当量比TFBYA、空燃比フィードバック補正係数α、機関回転速度変化ΔNE、O2センサ活性状態、および各フラグの状態の推移を示したタイミングチャートである。これは図示したように冷却水温TWKが上下の判定しきい値TWFBH−TWFBL間にある温度条件下で機関始動がなされ、その後アイドル運転が継続された場合の制御の様子を示している。
【0027】
機関始動の当初、O2センサ6が活性状態にないため空燃比フィードバック制御は禁止状態であり(FFBL=0、FFBH=0)、このため空燃比フィードバック補正係数αはクランプされると共に目標当量比TFBYAがそのときの水温と始動後経過時間とに応じたリッチ空燃比を与えるように設定され、この設定当量比TFBYA1を目標空燃比とするオープンループ制御が実行される。この状態で運転が継続され、やがてO2センサ6が活性状態となると、早期フィードバック制御の許可フラグFFBLが1に反転するため、空燃比フィードバック補正係数αのクランプが解除されると共に目標当量比TFBYAが1に固定され、これにより理論空燃比を目標空燃比とするフィードバック制御が開始される。
【0028】
ただし、このとき機関回転速度の低下量ΔNEが基準値DNELMTを超えたことから、いったんフィードバック制御を中止し、オープンループ制御に戻っている。その後回転速度が回復したのち、再びフィードバック制御が開始される。これにより再び回転低下を起こしているが、このときの低下量ΔNEは基準値DNELMT以下であるところから、オープンループ制御に戻ることなく、リーン方向への制御速度を緩やかにしたフィードバック制御を継続している。これにより回転速度の低下量が緩やかに回復する。
【0029】
上記制御の過程で冷却水温度TWKが上限のしきい値TWFBHを超えた時点で暖機完了と判定し、FFBL=0とすると共にFFBH=1として、リーン化方向の制御速度を抑制した早期フィードバック制御を終了し、通常のフィードバック制御へと移行する。
【0030】
次に、本発明による空燃比制御に関する第2の実施形態を説明する。上記第1の実施形態がフラグFNEによって早期フィードバック制御の実施と禁止とを制御するのに対し、本実施形態では、FNEを0〜Nの範囲の整数として算出し、早期フィードバック制御の禁止と実施する際の早期フィードバック制御用制御定数の大きさを可変設定する。
【0031】
図9にこのための空然比フィードバック補正係数αの算出サブルーチンを示す。図6の処理とは、S430の判定でリッチ・リーンフラグF11がリッチ状態を示しているときの係数αの算出手法が異なる。図6の処理ではS432にて早期フィードバック制御用のリーン化積分制御定数IRsを設定していたが、この実施形態ではS452にて、空然比フィードバック制御係数の前回算出値αzから通常制御用リーン化積分制御定数IRのFNE/Nを減算し、新たなαを算出するようにしている。例えば、N=3、FNE=1の場合、リーン化積分制御定数は通常時の1/3の大きさとなり、リーン方向への制御速度が1/3となる。
【0032】
次に、この実施形態における機関回転速度監視ルーチンを図10に示す。
S521〜S524:図7のS501〜S504と同一である。
S525:FNEの前回設定値FNEzから1を減算し、新たなFNEを算出する。すなわち、機関回転速度の急低下が検出されている間、リーン化積分制御定数の大きさを徐々に小さくし、リーン方向への制御速度を徐々に小さくする。
S526:FNEが0以下か否かを判断する。
S527:FNEが0以下のときはFNEの値を0に制限する。
S528:回転数低下量△NEが、基準値DNELMTより小さい側に設定した基準値DNETHより大きいか否かを判断する。
S529:△NEが基準値DNETHより大きいときはFNEの前回設定値FNEzを今回も維持する。
S530:回転数低下量△NEが正の値であるか否かを判断する。
S531:FNEの前回設定値FNEzに1を加算し、新たなFNEを算出する。すなわち、機関回転速度がゆっくりと低下していることが検出されたら、リーン化積分制御定数の大きさを徐々に大きくし、リーン方向への制御速度を徐々に大きくする。
S532:FNEがNより大きいか否かを判断する。
S533:FNEがNより大きいときはFNEの値をNに制限する。
S534:S530で回転数低下量△NEが負の値であるときは、FNEの前回設定値FNEzを今回も維持する。
S535:S522でフラグFFBLが0であるときは、フラグFNEをNに初期化しておく。
【0033】
図11に、上記第2の実施形態の制御による空燃比制御動作のタイミングチャートを示す。制御実行時の前提は図8と同様である。この制御では、図示されるように早期フィードバック制御開始後の回転低下に対して、回転低下量ΔNEに応じて回転速度低下監視フラグFNEの値が漸増減し、これにより空燃比フィードバック補正係数αが細かく可変設定されることから、回転低下量に応じてより適切な空燃比が設定され、滑らかな回転制御特性が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能な内燃機関の機械的構成例を示す概略図。
【図2】本発明の第1の実施形態による制御を示す第1の流れ図。
【図3】本発明の第1の実施形態による制御を示す第2の流れ図。
【図4】本発明の第1の実施形態による制御を示す第3の流れ図。
【図5】本発明の第1の実施形態による制御を示す第4の流れ図。
【図6】本発明の第1の実施形態による制御を示す第5の流れ図。
【図7】本発明の第1の実施形態による制御を示す第7の流れ図。
【図8】本発明の第1の実施形態の制御による空燃比制御動作を表すタイミングチャート。
【図9】本発明の第2の実施形態による制御を示す第1の流れ図。
【図10】本発明の第1の実施形態による制御を示す第2の流れ図。
【図11】本発明の第2の実施形態の制御による空燃比制御動作を表すタイミングチャート。
【符号の説明】
1 コントロールユニット
2 内燃機関
3 エアフローメータ
4 クランク角センサ
5 水温センサ
6 O2センサ
7 インジェクタ
8 点火プラグ
9 スロットルバルブ
10 触媒コンバータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to improvement of exhaust emission performance by feedback control during warm-up operation.
[0002]
[Prior art and problems to be solved]
In general, even in an internal combustion engine that performs feedback control, during cold start, the fuel injection amount is increased in order to stabilize combustion, and the fuel injection amount is feedback controlled so that the target air-fuel ratio is reached after warm-up is completed. Yes. In order to improve exhaust emission performance, it is desirable to start feedback control from a lower temperature before the completion of warm-up, but if so, the air-fuel ratio that has been enriched by increasing the fuel injection amount until then will be feedback control A problem arises that the engine rotation is greatly reduced because the correction to stoichiometry is made with the shift to.
[0003]
In order to solve such a problem, there has been proposed one in which the amount of intake air is increased to prevent a decrease in rotation when feedback control is started (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-119519). However, since the time delay due to the intake system volume is inevitable for the increase in the intake air amount, this cannot cope with the rapid decrease in rotation accompanying the change in the air-fuel ratio described above.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and aims to prevent a reduction in rotation due to the start of feedback control during warm-up operation and to improve exhaust emission performance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a detecting means for detecting an operating state including a load, a rotational speed, a temperature and an exhaust oxygen concentration of an internal combustion engine, and an open loop control so as to coincide with a target air-fuel ratio determined according to the operating state. Or an air-fuel ratio control means for controlling the actual air-fuel ratio by feedback control based on the exhaust oxygen concentration, wherein the detected temperature after engine startup is lower than the warm-up completion temperature. Open loop control is performed when the temperature is below the set reference temperature, feedback control is performed when the reference temperature is exceeded, and the difference between the previous value and the current value of the rotational speed detected by the detection means during feedback control is performed. When the amount of decrease in the rotational speed determined from is greater than the reference value, the control speed in the lean direction of the feedback control is reduced. Than during normal operation Decrease At the same time, the control speed is gradually decreased while the rotation speed decrease amount is larger than the reference value, and then the control speed is gradually increased when the rotation speed decrease amount becomes smaller than the reference value. It was configured as follows.
[0007]
Claim 2 According to the invention, the air-fuel ratio control means is returned to the open loop control when the rotational speed reduction amount during the feedback control is larger than the second reference value set larger than the reference value. Configured.
[0008]
Claim 3 According to the present invention, the air-fuel ratio control means is configured to change the control speed in the lean direction by correcting at least one of the lean proportional control constant or the lean integral control constant in the PI control.
[0009]
Claim 4 According to the invention, the air-fuel ratio control means is configured to determine the decrease in the rotational speed only during the idling operation.
[0010]
Claim 5 According to the present invention, the air-fuel ratio control means is configured to permit the transition from the open loop control to the feedback control on condition that the activation of the sensor for detecting the exhaust oxygen concentration is completed after the engine is started.
[0011]
Claim 6 In the present invention, the air-fuel ratio control means is configured to perform open-loop control by clamping an air-fuel ratio feedback correction coefficient that reflects the oxygen concentration in feedback control.
[0012]
Claim 7 According to the present invention, the air-fuel ratio control means is executed such that the feedback control is executed with the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio, and the open-loop control is executed with the air-fuel ratio set richer than the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio. Configured.
[0013]
Claim 8 According to the invention, the rich air-fuel ratio at the time of the open loop control is corrected in the stoichiometric air-fuel ratio direction according to at least one of a temperature increase after engine start and a time lapse.
[0014]
[Action / Effect]
In each of the first and subsequent aspects of the invention, the open loop control is executed when the detected temperature after engine startup is equal to or lower than a reference temperature set lower than the warm-up completion temperature. The reference temperature is, for example, a temperature at which the sensor for detecting the exhaust oxygen concentration is activated to some extent and feedback control based on the oxygen concentration is possible. If the air-fuel ratio feedback control using the oxygen concentration is premised, the open loop control at this time can be realized by clamping an air-fuel ratio feedback correction coefficient that reflects the oxygen concentration. As a result, stable warm-up operation can be continued by open-loop control using the rich air-fuel ratio as a target air-fuel ratio, for example, immediately after cold start where air-fuel ratio feedback control is difficult or at extremely low temperatures.
[0015]
If the rich air-fuel ratio at the time of the open loop control is corrected in the theoretical air-fuel ratio direction according to at least one of the temperature increase after engine start and the time elapse, it will respond to the temperature increase after start or time elapse. In addition, the air-fuel ratio can be optimized to improve the rotational stability, and the fuel consumption can be further improved.
[0016]
On the other hand, when the engine warms up and the engine temperature exceeds the reference temperature, air-fuel ratio feedback control is started. However, during this feedback control, if the amount of decrease in the rotational speed determined from the difference between the previous value and the current value of the rotational speed detected by the detection means is greater than the reference value, the control speed in the lean direction of the feedback control The Than during normal operation Decrease. This is realized, for example, by correcting the control speed in the lean direction by correcting at least one of the leaning proportional control constant and the leaning integral control constant in the PI control. As a result, since the control operation in the air-fuel ratio lean direction is suppressed with respect to the decrease in the rotational speed, the combustion becomes a stable direction, and the warm-up operation can be stably continued. Thus, exhaust emission and fuel consumption can be improved by performing air-fuel ratio feedback control under the temperature condition before completion of warm-up. In addition, since the air-fuel ratio control responds to a decrease in the rotational speed, there is little time delay until the combustion state is stabilized, and a good rotational stability can be obtained.
[0017]
In the feedback control described above, the control speed in the lean direction of the air-fuel ratio is set when the rotational speed reduction amount becomes larger than a certain reference value. gradually After that, when the rotational speed reduction amount becomes smaller than the reference value, the control speed is reduced. gradually By increasing the configuration, it is possible to improve the control responsiveness when the decrease in the rotational speed is subsequently recovered while securing the rotational stability during the shift to the feedback control. In addition, when the amount of decrease in the rotational speed during feedback control becomes larger than the second reference value set to be larger than the reference value, it is configured to return to the open loop control so that the feedback control can cope. Stalls due to a sudden decrease in rotational speed that cannot be achieved can be prevented.
[0018]
Even when the engine is warming up, when the required load and rotation speed increase due to the accelerator pedal being depressed by the driver, there is no risk of rotation reduction or stalling. Therefore, the reduction in rotation speed need only be determined during idle operation. .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a mechanical configuration of an embodiment according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a control unit composed of a microcomputer and its peripheral devices, which controls the fuel injection amount and ignition timing of the spark ignition internal combustion engine 2 based on various operation state signals. The basic detection amount for engine control is an intake air amount signal from the air flow meter 3 and an engine rotation speed signal from the crank angle sensor 4, which will be described in detail later. For example, the fuel injection amount is determined based on these signals. The signal value is determined by correcting the value in accordance with a cooling water temperature signal from the water temperature sensor 5, an oxygen concentration signal from an exhaust oxygen sensor (hereinafter referred to as "O2 sensor") 6, and the like. The fuel injection amount signal is given to the injector 7, whereby a required amount of fuel is supplied to the internal combustion engine 2. Further, the ignition timing is determined by correcting a basic value determined from an accelerator operation amount from an unillustrated accelerator sensor and an engine rotation speed by a water temperature or the like, and a crank position signal from the crank angle sensor 4 is determined. With reference to the ignition plug 8, an ignition current is supplied at a timing according to the signal value. In addition, 9 is a throttle valve and 10 is a catalytic converter.
[0020]
Next, a control operation example of the air-fuel ratio control by the control unit 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 2 shows a fuel injection amount calculation routine that is the basis of air-fuel ratio control, and this routine is periodically executed, for example, every 10 ms. Hereinafter, the steps of the control routine will be described in order.
S101: The intake air amount QA is read from the output signal of the air flow meter 3, and the engine speed NE is read from the output signal of the crank angle sensor 4.
S102: Based on the intake air amount QA and the engine speed NE, the basic fuel injection amount Tp is calculated by calculating Tp = K · QA / NA. K is a coefficient, and Tp is a fuel injection amount in which the air-fuel ratio is the theoretical air-fuel ratio. The injector 7 is configured to control the fuel injection amount in accordance with the valve opening time under pressure-adjusted fuel supply. In this case, the fuel injection amount Tp is the ratio of the valve opening time or the opening / closing time ratio of the injector 7. give.
S103: A final fuel injection amount Ti is calculated based on the basic fuel injection amount Tp, the target equivalent ratio TFBYA, and the feedback correction coefficient α. TFBYA is the ratio of the fuel / air ratio of the air / fuel mixture to be controlled to the stoichiometric air / fuel ratio, and corresponds to the target air / fuel ratio of the present invention. When TFBYA = 1, the stoichiometric air-fuel ratio is represented. When TFBYA> 1, the rich air-fuel ratio is represented. When TFBYA <1, the lean air-fuel ratio is represented. The feedback correction coefficient α is a correction coefficient for converging the actual air-fuel ratio to the target air-fuel ratio according to the output of the O 2 sensor 6. When α> 1, it is on the rich side, and when α <1, it is on the lean side. Correct the air / fuel ratio. When α = 1 is fixed (clamped), feedback control is not performed, and open-loop control is performed using the target air-fuel ratio given by TFBYA.
[0021]
Next, a routine for calculating the target equivalent ratio TFBYA will be described with reference to FIG. This routine is also repeatedly executed at the same cycle as in FIG. Here, TFBYA is corrected in the rich direction by adding the post-startup increase correction coefficient KAS or the water temperature increase correction coefficient KTW to the basic value = 1 representing the theoretical air-fuel ratio = 1.
[0022]
The post-startup increase correction coefficient KAS is a correction coefficient for stabilizing combustion at the start and immediately after the start, and is set to a value of 0 or more. The water temperature increase correction coefficient KTW is a correction coefficient for stabilizing combustion at low water temperature and is set to a value of 0 or more.
S201: The engine cooling water temperature TWK is read from the output signal of the water temperature sensor 5.
S202: It is determined whether or not the starter SW is ON, that is, whether or not cranking for starting the engine is currently being performed.
S203: When the starter SW is ON, the initial value TKAS of the post-startup increase correction coefficient is obtained by table search or the like based on the water temperature TWK. TKAS is set to a larger value as the water temperature TWK is lower.
S204: The time correction coefficient TMKAS of the post-startup increase correction coefficient KAS is set to 1. TMKAS is a correction coefficient for decreasing KAS over time after starting. KAS is not limited to the elapsed time, and may be decreased, for example, as the water temperature rises after starting.
S205: The initial value TKAS is set to the post-startup increase correction coefficient KAS as it is.
S206: When the starter SW is OFF, the decrease ΔTMK is subtracted from the previously calculated value TMKASz of the time correction coefficient. As a result of the processing in this step, the value of the time correction coefficient TMKAS gradually decreases with the passage of time after the starter SW is turned off. That is, the increased fuel gradually decreases after starting.
S207: It is determined whether or not the time correction coefficient TMKAS is greater than zero.
S208: When the time correction coefficient TMKAS is greater than 0, the post-startup increase correction coefficient KAS is calculated by multiplying the initial value TKAS by the time correction coefficient TMKAS.
S209: When the time correction coefficient TMKAS is 0 or less, the post-startup increase correction coefficient KAS is set to 0.
S210: A water temperature increase correction coefficient KTW is calculated based on the water temperature TWK. KTW is set to a larger value as the water temperature TWK is lower, and becomes 0 when the engine warm-up completion temperature is exceeded.
S211: The post-startup increase correction coefficient KAS and the water temperature increase correction coefficient KTW are added to calculate a temporary equivalent value TFBYA1 for the target equivalence ratio.
S212: It is determined whether the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is clamped to 1, that is, whether the air-fuel ratio feedback control is in a non-execution state. The conditions for clamping α will be described later.
S213: When the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is clamped to 1, the temporary placement value TFBYA1 calculated in S211 is set as the final target equivalent ratio TFBYA. Accordingly, the control routine shown in FIG. 2 performs the open loop control by TFBYA, in this case, the warm-up operation by the target air-fuel ratio corrected to the rich side.
S214: When the feedback correction coefficient α is not clamped to 1, that is, when feedback control is being executed, the target equivalent ratio TFBYA is clamped to 1. In this case, air-fuel ratio feedback control in which the theoretical air-fuel ratio is the target air-fuel ratio is performed using the feedback correction coefficient α set by the control routine shown in FIG.
[0023]
FIG. 4 shows a routine for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, which is repeatedly executed at the same cycle as in FIG. In this control routine, normal feedback control is performed under conditions that may not cause a sudden decrease in engine speed, for example, when sufficient time has elapsed since the start and the engine has been warmed up, or when the engine is not idling. In addition to the above, even under conditions that may cause a sudden decrease in the engine speed, after the activation of the O2 sensor 6 is completed, feedback control is performed as much as possible (hereinafter, the activation of the O2 sensor 6 is completed). The air-fuel ratio feedback control that starts on condition of this is called early feedback control).
S301: The output signal OSF of the O2 sensor 6 is read, and the engine cooling water temperature TWK is read from the output signal of the water temperature sensor 5.
S302: Based on the OSF, it is determined whether or not the activation of the O2 sensor 6 is completed, that is, whether or not the O2 sensor 6 is in a state of generating an output corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas.
S303 to S310: Based on the state of the idle SW, the water temperature, and whether or not the increase correction after starting is performed, it is determined whether or not the engine is in a state in which it is possible to perform the air-fuel ratio feedback control, and the control permission state is indicated as follows. The flags FFBH and FFBL are set.
-When the idle switch is OFF, that is, when the accelerator is depressed, there is no problem with a sudden decrease in the engine speed. Feedback control is permitted (FFBH = 1) (S310).
-If the idle SW is ON, the water temperature TWK is equal to or higher than the warming-up water temperature TWFBH, and the post-start-up increase correction has been completed (KAS = 0), the engine speed will drop sharply even if feedback control is performed. Therefore, the normal air-ratio feedback control is permitted (FFBH = 1) (S310).
・ If the idle SW is ON and the water temperature TWK is lower than the warm-up water temperature TWFBH or the post-startup increase correction has not been completed (KAS> 0), the engine speed may drop sharply if feedback control is performed Therefore, normal air-ratio feedback control is not permitted (FFBH = 0), and early feedback control is performed while monitoring the engine speed (FFBL = 1) (S307, S309).
-If the idle SW is ON and the water temperature TWK is lower than the predetermined low temperature threshold value TWFBL, it is clear that combustion becomes unstable and it is difficult to maintain idle operation. Disallowed (FFBL = 0) (S305).
S311 to S318: The air-fuel ratio feedback control is set or calculated as follows according to the air-fuel ratio feedback control permission flags FFBH and FFBL and the engine speed monitoring flag FNE.
When the normal air-ratio ratio feedback control is permitted, the output signal OSF of the O2 sensor 6 and control constants for the normal feedback control (the rich proportional constant PL, the lean proportional constant PR, the rich integral constant IL, the lean The air-fuel ratio feedback correction coefficient α is calculated using the integration constant IR) (S317). Details of this processing will be described later with reference to FIG.
When only the early feedback control is permitted and the engine speed monitoring flag FNE is 1, the output signal OSF of the O2 sensor 6 and the control constants for the early feedback control (the rich proportional constant PLs, the lean proportional constant PRs, the rich The feedback correction coefficient α is calculated using the integration integral constant ILs and the lean integration constant IRs) (S316). Details of this processing will be described later with reference to FIG. The control constant for early feedback control may be set to exactly the same value as the control constant for normal control, but here, the control speed in the lean direction becomes small so that the engine speed is difficult to reduce rapidly. Setting (IRs <IR, PRs <PR).
If the early feedback control is not permitted, or if the early feedback control is permitted but the engine speed monitoring flag FNE is 0, the feedback control is stopped and the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is set to 1. Clamp to (S313, S315)
S318: Since the feedback control cannot be executed when the activation of the O2 sensor 6 is not completed, the feedback correction coefficient α is clamped to 1.
[0024]
FIG. 5 and FIG. 6 show subroutines for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient α executed in S317 and S316, respectively.
S401 and S421: It is determined whether or not this step is executed only after the state in which the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is clamped to 1 is released.
S402 and S422: In the case of normal feedback control (FIG. 5), 1 is set as the initial value of α when immediately after α clamp release. On the other hand, in the case of early feedback control (FIG. 6), if it is immediately after α clamp release, the temporary equivalent value TFBYA1 of the target equivalent ratio calculated at the time of execution of the immediately preceding target equivalent ratio calculation routine is set to the initial value of α. Set as.
S403 to S405 / S423 to S425: The output signal OSF of the O2 sensor 6 is compared with the slice level SLF, and the flag F11 indicating whether the air-fuel ratio is rich or lean is set. When the air-fuel ratio is lean, F11 = 0 is set, and when the air-fuel ratio is rich, F11 = 1 is set.
S406 to S412, S426 to S432: Depending on the presence or absence of inversion of the flag F11 and the value of the flag F11, in the case of normal control (FIG. 5), α is determined by the normal control proportional constants (PL, PR) when F11 is inverted. When it is not inverted, α is increased or decreased by the normal constant for control (IL, IR). However, as described above, at the time of the early air-fuel ratio feedback (FIG. 6), the control constants set for early control (PLs, PRs, ILs, IRs) are used.
[0025]
FIG. 7 is an engine speed monitoring routine for setting a flag FNE indicating a decrease state of the engine speed. This process is executed at the minimum cycle in which the effect of the air-ratio feedback control is executed or stopped, or the influence of the change in the control constant is reflected in the engine speed, but longer than the execution cycle of the routine of FIG. In this routine, it is determined whether the engine speed is rapidly decreasing or slowly, and the engine speed monitoring flag FNE is set.
S501: The engine speed NE is read from the output signal of the crank angle sensor 4.
S502: It is determined whether or not the early air ratio feedback control permission flag FFBL is 1, that is, whether or not it is necessary to monitor a decrease in engine speed.
S503: When the flag FFBL is 1, the rotational speed decrease amount ΔNE is calculated. ΔNE is calculated by subtracting the engine speed NE read this time from the engine speed NEz read this time when this routine was executed last time, so that the engine speed decreases when the value is positive. When it is negative, it indicates that the engine speed is increasing.
S504: It is determined whether or not the rotational speed decrease amount ΔNE is larger than a reference value DNELMT for determining a rapid decrease.
S505: When the rotational speed decrease amount ΔNE is larger than the reference value DNELMT, the engine rotational speed monitoring flag FNE = 0 (early air ratio feedback control prohibition) is set.
S506: It is determined whether or not the rotational speed reduction amount ΔNE is a positive value.
S507: When the engine speed reduction amount ΔNE is a positive value, the engine speed monitor flag FNE = 1 is set. That is, when the engine speed is in a state of decreasing but the speed of decrease is slow, FNE = 1 is set, and the early air-to-air ratio feedback control is performed.
S508: When the rotational speed decrease amount ΔNE is a negative value in S506, this means that the rotational speed is increasing as described above, so the FNE value that has already been set is used as it is. maintain.
S509: When the flag FFBL is 0 in S502, the flag FNE is initialized to 1.
[0026]
FIG. 8 shows the state of the cooling water temperature TWK, the target equivalence ratio TFBYA, the air / fuel ratio feedback correction coefficient α, the engine speed change ΔNE, the O2 sensor active state, and the state of each flag when the air-fuel ratio control is executed. It is a timing chart showing changes. This shows the state of control when the engine is started under a temperature condition where the cooling water temperature TWK is between the upper and lower determination threshold values TWFBH-TWFBL as shown in the figure, and then the idling operation is continued.
[0027]
Since the O2 sensor 6 is not in an active state at the start of engine starting, the air-fuel ratio feedback control is prohibited (FFBL = 0, FFBH = 0). Therefore, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is clamped and the target equivalent ratio TFBYA. Is set so as to give a rich air-fuel ratio corresponding to the water temperature at that time and the elapsed time after start-up, and open-loop control is executed with this set equivalent ratio TFBYA1 as the target air-fuel ratio. When the operation is continued in this state and the O2 sensor 6 is activated in a short time, the early feedback control permission flag FFBL is inverted to 1, so that the clamp of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is released and the target equivalent ratio TFBYA is Thus, feedback control with the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio is started.
[0028]
However, at this time, since the decrease amount ΔNE of the engine speed exceeds the reference value DNELMT, the feedback control is temporarily stopped and the process returns to the open loop control. Thereafter, after the rotational speed is recovered, feedback control is started again. As a result, the rotation is reduced again, but since the amount of decrease ΔNE at this time is less than or equal to the reference value DNELMT, feedback control with a moderate control speed in the lean direction is continued without returning to open loop control. ing. As a result, the amount of decrease in the rotational speed is gradually recovered.
[0029]
In the above control process, when the cooling water temperature TWK exceeds the upper limit threshold value TWFBH, it is determined that the warm-up is completed, and FFBL = 0 and FFBH = 1 are set, so that the control speed in the leaning direction is suppressed and early feedback is performed. The control is terminated and the routine shifts to normal feedback control.
[0030]
Next, a second embodiment regarding air-fuel ratio control according to the present invention will be described. While the first embodiment controls execution and prohibition of early feedback control by the flag FNE, in this embodiment, FNE is calculated as an integer in the range of 0 to N, and prohibition and execution of early feedback control are performed. Variably set the control constant for early feedback control.
[0031]
FIG. 9 shows a subroutine for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient α for this purpose. The processing method of FIG. 6 differs from the calculation method of the coefficient α when the rich / lean flag F11 indicates the rich state in the determination of S430. In the process of FIG. 6, the leaning integral control constant IRs for early feedback control is set in S432, but in this embodiment, the lean for normal control is calculated from the previous calculated value αz of the air-fuel ratio feedback control coefficient in S452. A new α is calculated by subtracting FNE / N of the integration control constant IR. For example, when N = 3 and FNE = 1, the lean integration control constant is 1/3 of the normal value, and the control speed in the lean direction is 1/3.
[0032]
Next, the engine speed monitoring routine in this embodiment is shown in FIG.
S521 to S524: Same as S501 to S504 in FIG.
S525: 1 is subtracted from the previous setting value FNEz of FNE to calculate a new FNE. That is, while the sudden decrease in the engine rotation speed is detected, the lean integration control constant is gradually reduced, and the control speed in the lean direction is gradually reduced.
S526: It is determined whether FNE is 0 or less.
S527: When FNE is 0 or less, the value of FNE is limited to 0.
S528: It is determined whether or not the rotation speed decrease amount ΔNE is larger than a reference value DNETH set on the side smaller than the reference value DNELMT.
S529: When ΔNE is larger than the reference value DNETH, the previous setting value FNEz of FNE is maintained this time.
S530: It is determined whether or not the rotational speed reduction amount ΔNE is a positive value.
S531: 1 is added to the previous setting value FNEz of FNE to calculate a new FNE. That is, when it is detected that the engine speed is slowly decreasing, the lean integration control constant is gradually increased, and the control speed in the lean direction is gradually increased.
S532: It is determined whether or not FNE is greater than N.
S533: When FNE is larger than N, the value of FNE is limited to N.
S534: When the rotational speed decrease amount ΔNE is a negative value in S530, the previous setting value FNEz of FNE is maintained this time as well.
S535: When the flag FFBL is 0 in S522, the flag FNE is initialized to N.
[0033]
FIG. 11 shows a timing chart of the air-fuel ratio control operation by the control of the second embodiment. The premise at the time of control execution is the same as FIG. In this control, as shown in the figure, with respect to the rotation decrease after the start of the early feedback control, the value of the rotation speed decrease monitoring flag FNE gradually increases / decreases in accordance with the rotation decrease amount ΔNE, whereby the air / fuel ratio feedback correction coefficient α is increased. Since it is finely variably set, a more appropriate air-fuel ratio is set according to the rotation reduction amount, and smooth rotation control characteristics are exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a mechanical configuration example of an internal combustion engine to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a first flowchart showing control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a second flowchart showing control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a third flowchart showing the control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a fourth flowchart showing the control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a fifth flowchart showing the control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a seventh flowchart showing the control according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a timing chart showing an air-fuel ratio control operation by the control of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a first flowchart showing control according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a second flowchart showing the control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a timing chart showing an air-fuel ratio control operation by the control of the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Control unit
2 Internal combustion engine
3 Air flow meter
4 Crank angle sensor
5 Water temperature sensor
6 O2 sensor
7 Injector
8 Spark plug
9 Throttle valve
10 Catalytic converter

Claims (8)

内燃機関の負荷、回転速度、温度、排気酸素濃度を含む運転状態を検出する検出手段と、運転状態に応じて定めた目標空燃比に一致するようにオープンループ制御により、または排気酸素濃度に基づくフィードバック制御により実空燃比を制御する空燃比制御手段とを備えた内燃機関において、
前記空燃比制御手段を、機関始動以後の検出温度が、暖機完了温度よりも低く設定された基準温度以下のときはオープンループ制御を、前記基準温度を超えるときはフィードバック制御を実行し、
かつフィードバック制御時に、前記検出手段によって検出された回転速度の前回値と今回値との差から定まる回転速度低下量が基準値よりも大となったときにはフィードバック制御のリーン方向への制御速度を通常運転時よりも減少させるとともに、回転速度低下量が前記基準値よりも大きい間は前記制御速度を徐々に減少させ、その後回転速度低下量が基準値よりも小さくなったときには前記制御速度を徐々に増大させるように構成した内燃機関の空燃比制御装置。
Detection means for detecting an operating state including the load, rotation speed, temperature, and exhaust oxygen concentration of the internal combustion engine, and by open loop control so as to coincide with a target air-fuel ratio determined according to the operating state, or based on the exhaust oxygen concentration In an internal combustion engine provided with an air-fuel ratio control means for controlling the actual air-fuel ratio by feedback control,
The air-fuel ratio control means performs an open loop control when the detected temperature after engine start is equal to or lower than a reference temperature set lower than the warm-up completion temperature, and executes feedback control when the reference temperature exceeds the reference temperature.
Also, during feedback control, when the amount of decrease in the rotational speed determined from the difference between the previous value and the current value of the rotational speed detected by the detecting means becomes larger than the reference value, the control speed in the lean direction of the feedback control is normally set. The control speed is gradually decreased while the rotational speed decrease amount is larger than the reference value, and then the control speed is gradually decreased when the rotational speed decrease amount becomes smaller than the reference value. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine configured to increase .
空燃比制御手段は、フィードバック制御時の回転速度低下量が、前記基準値よりも大に設定された第2の基準値よりも大となったときにはオープンループ制御に戻すように構成した請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。The air-fuel ratio control means is configured to return to open loop control when the amount of decrease in rotational speed during feedback control is greater than a second reference value set larger than the reference value. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1. 空燃比制御手段は、PI制御におけるリーン化比例制御定数またはリーン化積分制御定数の少なくとも何れか一方の補正によりリーン方向への制御速度を変化させる請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means changes the control speed in the lean direction by correcting at least one of the leaning proportional control constant or the leaning integral control constant in the PI control. . 空燃比制御手段は、回転速度低下をアイドル運転時にのみ判定する請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means determines a decrease in rotational speed only during idle operation . 空燃比制御手段は、機関始動後に排気酸素濃度を検出するセンサの活性が完了したことを条件としてオープンループ制御からフィードバック制御への移行を許可する請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means permits the transition from the open loop control to the feedback control on condition that the sensor for detecting the exhaust oxygen concentration is completed after the engine is started. . 空燃比制御手段は、フィードバック制御において酸素濃度を反映する空燃比フィードバック補正係数のクランプを行うことによりオープンループ制御を行う請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means performs open loop control by clamping an air-fuel ratio feedback correction coefficient that reflects the oxygen concentration in the feedback control . 空燃比制御手段は、フィードバック制御は理論空燃比を目標空燃比として実行し、オープンループ制御は理論空燃比よりもリッチ側に設定した空燃比を目標空燃比として実行する請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means executes the feedback control with the stoichiometric air-fuel ratio as a target air-fuel ratio, and performs the open-loop control with the air-fuel ratio set to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio. Engine air-fuel ratio control device. 空燃比制御手段は、オープンループ制御時の空燃比を、機関始動後の温度上昇または時間経過の少なくとも何れか一方の条件にしたがって理論空燃比方向に補正する請求項7に記載の空燃比制御装置。8. The air-fuel ratio control device according to claim 7, wherein the air-fuel ratio control means corrects the air-fuel ratio at the time of open-loop control in the stoichiometric air-fuel ratio direction according to at least one of a temperature increase after engine start and a time lapse. .
JP2000043367A 2000-02-21 2000-02-21 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4122676B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000043367A JP4122676B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000043367A JP4122676B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001234779A JP2001234779A (en) 2001-08-31
JP4122676B2 true JP4122676B2 (en) 2008-07-23

Family

ID=18566292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000043367A Expired - Fee Related JP4122676B2 (en) 2000-02-21 2000-02-21 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4122676B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4254519B2 (en) * 2003-12-19 2009-04-15 日産自動車株式会社 Engine air-fuel ratio control device
JP4254520B2 (en) * 2003-12-19 2009-04-15 日産自動車株式会社 Engine air-fuel ratio control device
JP4412086B2 (en) * 2004-07-12 2010-02-10 日産自動車株式会社 Engine air-fuel ratio control device
JP2006037875A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Nissan Motor Co Ltd Engine air-fuel ratio control system
JP6327240B2 (en) * 2015-12-15 2018-05-23 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001234779A (en) 2001-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3784080B2 (en) Fuel injection amount correction method during warm-up process
US7240671B2 (en) Device for correcting fuel injection amount of internal combustion engine, and control apparatus for internal combustion engine employing the device
US5954025A (en) Control apparatus, for internal combustion engine, for improving stability of an idle state of the engine
JPH0615834B2 (en) Engine controller
JP4102401B2 (en) Internal combustion engine control device
JP4122676B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH0224550A (en) Controlling device of heater power of oxygen concentration sensor with heater
JP4345629B2 (en) Engine air-fuel ratio control device
JP2006220085A (en) Controller of internal combustion engine
JPH06101456A (en) Air amount control device for internal combustion engine
US5778662A (en) Control apparatus and method for internal combustion engine
JP4371027B2 (en) Engine air-fuel ratio control device
JPH0686829B2 (en) Air-fuel ratio feedback control method for internal combustion engine
JP2006097510A (en) Air-fuel ratio control device of engine
JPH0626432A (en) Ignition timing control device of internal combustion engine
JP2000130221A (en) Fuel injection control device of internal combustion engine
JP2775676B2 (en) Fuel supply control device for internal combustion engine
JPH07127499A (en) Fuel control device for internal combustion engine
JP3622290B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4269279B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4254519B2 (en) Engine air-fuel ratio control device
JP3601101B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP4371028B2 (en) Engine air-fuel ratio control device
JP3780766B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2005273459A (en) Air-fuel ratio control device of engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070605

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080408

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees