JPH0227132A - Device for controlling air-fuel ratio of internal combustion engine - Google Patents

Device for controlling air-fuel ratio of internal combustion engine

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JPH0227132A
JPH0227132A JP17395888A JP17395888A JPH0227132A JP H0227132 A JPH0227132 A JP H0227132A JP 17395888 A JP17395888 A JP 17395888A JP 17395888 A JP17395888 A JP 17395888A JP H0227132 A JPH0227132 A JP H0227132A
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lean
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To continuously carry out the optimum lean burn control with a low-cost structure by feedback controlling an air-fuel ratio to be on a lean side so as to estimatingly bring the level of a surge torque to the limit of stability. CONSTITUTION:In a control unit 8, engine speed variations per unit time are operated according to the input of the reference signal of a crank angle sensor 13 and the largest one among these is defined as the variation level of engine speed. The level of a surge torque corresponding to the engine-speed variation level is obtained by retrieving a map. Further, by obtaining the deviation between the surge-torque level and the stability-limit level of the surge torque, and by using a fuzzy quantity obtained by grasping same by human feeling and rewriting same, the lean burn control of air-fuel ratio is carried out. Thereby, it is possible to further lean combustion while keeping the stable condition of surge torque without being affected by the dispersion of parts, based on only the signal of an ordinarily provided O2 sensor.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に空燃
比をリーン状態に制御する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and particularly to a device for controlling the air-fuel ratio to a lean state.

〈従来の技術〉 従来、燃費を可及的に向上させるため、理論空燃比より
リーン側に設定した混合気を燃焼するようにしたものが
あり(以下リーンバーン制御という)、排気浄化対策も
簡易な構成で行える等の利点を有している。
<Conventional technology> Conventionally, in order to improve fuel efficiency as much as possible, there are systems that burn a mixture that is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as lean burn control), and exhaust purification measures are also simple. It has the advantage that it can be performed with a simple configuration.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、いわゆる空燃比フィードバンク制御に用いら
れる通常型の02センザは、理論空燃比を境として出力
レベルが反転する特性であり、理論空燃比よりリッチか
リーンかのON、OFF的な判定しか行えないため、該
02センサを用いて高精度なリーンバーン制御を行うこ
とは、困難である。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, the normal type 02 sensor used for so-called air-fuel ratio feed bank control has a characteristic that the output level is reversed around the stoichiometric air-fuel ratio, and whether it is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. It is difficult to perform highly accurate lean burn control using the 02 sensor because only an ON/OFF determination can be made.

出力レベルが空燃比の変化に対してリニアに変化する広
域空燃比センサを使用してフィードバック制御を行えば
、高精度なリーンバーン制御を行うことも可能であるが
、広域空燃比センサはコストが高い難点がある。尚、広
域空燃比センサを使用した先行技術としては、例えば実
開昭63−51137号公報に示されるようなものがあ
る。
If feedback control is performed using a wide range air fuel ratio sensor whose output level changes linearly with changes in the air fuel ratio, it is possible to perform highly accurate lean burn control, but wide range air fuel ratio sensors are expensive. There are high drawbacks. Incidentally, as a prior art using a wide range air-fuel ratio sensor, there is, for example, the one shown in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-51137.

そこで、空燃比を検出することなく、空燃比をリーン側
の所望の値に設定するオープンループ制御が行われてい
る。
Therefore, open-loop control is performed in which the air-fuel ratio is set to a desired value on the lean side without detecting the air-fuel ratio.

しかし、かかるオープンループ制御では、燃料噴射弁や
エアフローメータの特性のバラツギ、経時変化等により
、所望の空燃比が得られずリーン側にすれてサージトル
クが安定限界を超えたり、リッチ側にずれて十分な燃費
低減効果が得られないことがあり、また、NOX発生量
を適正レベルに抑えることも困難であった。
However, with such open-loop control, due to variations in the characteristics of the fuel injection valves and air flow meters, changes over time, etc., the desired air-fuel ratio cannot be obtained and the surge torque shifts to the lean side, exceeding the stability limit, or shifts to the rich side. Therefore, a sufficient fuel efficiency reduction effect may not be obtained, and it is also difficult to suppress the amount of NOx generated to an appropriate level.

また、機関の機構的な経時変化による内部EGRの変化
に伴い、初期状態での所望の空燃比ではサージトルクが
安定限界を超えてしまう等、サージトルクのレベルと燃
費向上とを共に満足する最適な空燃比が変化してくるこ
とがあり、これに対処できなかった。尚、この点は前記
広域空燃比センサを使用した場合でも空燃比を一定に制
御する限り、同様に生じる問題である。
In addition, due to changes in internal EGR due to mechanical changes in the engine over time, the surge torque may exceed the stability limit at the desired air-fuel ratio in the initial state. The air-fuel ratio may change, and we were unable to deal with this. Note that this problem similarly occurs even when the wide-range air-fuel ratio sensor is used, as long as the air-fuel ratio is controlled to be constant.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、空燃比以外の運転状態の検出に基づいて空燃比のリ
ーンバーンフィードバック制御を行うことにより、安価
な構成で最適なリーンバーン制御を継続して行えるよう
にした内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的
とする。
The present invention was made in view of these conventional problems, and provides optimal lean burn control with an inexpensive configuration by performing lean burn feedback control of the air-fuel ratio based on the detection of operating conditions other than the air-fuel ratio. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can continuously perform the following steps.

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は第1図に示すように、機関回転速度の
変動レベルを検出する回転速度変動レベル検出手段と、
検出された機関回転速度の変動レベルに基ついて機関に
生じるサージトルクのレベルを推定するサージトルク推
定手段と、推定されたサージトルクのレベルを安定限界
レベルに近づけるように機関に供給される混合気の空燃
比をリーン側にフィードバック制′4τIするリーン空
燃比フィードバック制御手段と、を含んで構成する。
<Means for Solving the Problems> Therefore, as shown in FIG. 1, the present invention includes a rotational speed fluctuation level detection means for detecting the fluctuation level of the engine rotational speed;
surge torque estimating means for estimating the level of surge torque generated in the engine based on the detected level of variation in engine rotational speed; and an air-fuel mixture supplied to the engine so as to bring the estimated level of surge torque close to a stable limit level. and a lean air-fuel ratio feedback control means for feedback controlling the air-fuel ratio to lean side.

また、リーン空燃比フィードバック制御手段は、推定さ
れたサージトルクのレベルと安定限界レベルとの偏差を
人間的な感覚で捉え直して設定した値に基づいて空燃比
をフィードバック制御するようにしてもよい。
Further, the lean air-fuel ratio feedback control means may perform feedback control of the air-fuel ratio based on a value set by reconsidering the deviation between the estimated surge torque level and the stability limit level using a human sense. .

さらに、機関の加減速を検出する加減速検出手段と、加
減速検出時は、回転速度変動レベル検出手段若しくはリ
ーン空燃比フィードバック制御手段の作動を停止するこ
とにより、回転速度変動レベルに応じたリーン空燃比の
フィードバック制御を停止するリーン空燃比フィードバ
ック制御停止手段を備えてもよい。また、このものにお
いて、空燃比が理論空燃比よりリッチかリーンかをON
Furthermore, by stopping the operation of the acceleration/deceleration detection means for detecting acceleration/deceleration of the engine, and the rotational speed fluctuation level detection means or the lean air-fuel ratio feedback control means when acceleration/deceleration is detected, a A lean air-fuel ratio feedback control stopping means may be provided to stop feedback control of the air-fuel ratio. Also, in this product, you can turn on whether the air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
.

OFF的に検出する空燃比検出手段と、加減速検出時は
前記空燃比検出手段からの検出値に基づいて空燃比を理
論空燃比にフィードバック制御する理論空燃比フィード
バック制御手段とを備えてもよい。
The air-fuel ratio detection means may be provided with an air-fuel ratio detection means that detects the off-state, and a stoichiometric air-fuel ratio feedback control means that feedback-controls the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on the detected value from the air-fuel ratio detection means when detecting acceleration/deceleration. .

く作用〉 機関回転速度の変動レベル、即ち単位時間当たりの変化
量は、サージトルクのレベルと深い相関を有しており、
したがって回転速度変動レベル検出手段によって検出し
た変動レベルに基づいてサージトルク推定手段により、
サージトルクのレベルを推定できる。
Effect> The level of variation in engine speed, that is, the amount of change per unit time, has a deep correlation with the level of surge torque.
Therefore, based on the fluctuation level detected by the rotational speed fluctuation level detection means, the surge torque estimation means
The surge torque level can be estimated.

リーン空燃比フィードバック制御手段は上記のようにし
て推定されたサージトルクのレベルを安定限界レベルに
近づけるように空燃比をリーン側にフィードバック制御
する。
The lean air-fuel ratio feedback control means feedback-controls the air-fuel ratio toward the lean side so that the surge torque level estimated as described above approaches the stability limit level.

これにより、ザージトルクを安定限界レベル近傍に維持
されるところまで、空燃比がリーン化される。
As a result, the air-fuel ratio is made lean to the point where the surge torque is maintained near the stability limit level.

また、リーン空燃比フィードバック制御手段において、
推定されたサージトルクのレベルと安定限界レベルとの
偏差を人間的な感覚で捉え直して設定した値に基づいて
空燃比をフィードバック制御するようにしたものでは、
人間の感覚で感じない程度のレベル偏差に対しては空燃
比を殆ど変化させず、感し方が大きくなるほど空燃比の
フィードバック補正量を大きくする等の制御が行われる
Furthermore, in the lean air-fuel ratio feedback control means,
In the system, the air-fuel ratio is feedback-controlled based on a set value based on a human-like understanding of the deviation between the estimated surge torque level and the stability limit level.
Control is performed such that the air-fuel ratio is hardly changed for level deviations that are not perceivable to the human senses, and the feedback correction amount of the air-fuel ratio is increased as the level deviation becomes more noticeable.

さらに、加減速検出手段と、リーン空燃比フィードバッ
ク制御停止手段を備え、機関の力l]減速時は、回転速
度変動レベル検出手段若しくはリーン空燃比フィードバ
ック制御手段の作動を停止することにより、回転速度変
動レベルに応じた空燃比のフィードバンク制御を停止す
るようにしたものでは、加減速時の回転変動をサージと
して誤検出してリーンバーン制御が行われることがない
。また、このものに、空燃比検出手段と、理論空燃比フ
ィードバック制御手段とを追加して、加減速時に理論空
燃比にフィードバック制御するようにしたものでは、加
減速性能が安定する。
Furthermore, it is provided with an acceleration/deceleration detection means and a lean air-fuel ratio feedback control stop means, and when the engine is decelerating, the rotation speed is stopped by stopping the operation of the rotation speed fluctuation level detection means or the lean air-fuel ratio feedback control means. By stopping feed bank control of the air-fuel ratio according to the fluctuation level, lean burn control will not be performed due to erroneously detecting rotational fluctuations during acceleration and deceleration as surges. Further, if an air-fuel ratio detection means and a stoichiometric air-fuel ratio feedback control means are added to this, and feedback control is performed to the stoichiometric air-fuel ratio during acceleration and deceleration, acceleration and deceleration performance becomes stable.

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

一実施例の構成を示す第2図において、機関1の吸気通
路2には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ3
とスロットル弁4の開度を検出するスロットルセンザ5
とが設けられる。
In FIG. 2 showing the configuration of one embodiment, an air flow meter 3 for detecting the intake air flow rate is installed in the intake passage 2 of the engine 1.
and a throttle sensor 5 that detects the opening degree of the throttle valve 4.
and is provided.

また、吸気マニホールド6には、各気筒毎に電磁式の燃
料噴射弁7が設けられていて、後述するマイクロコンピ
ュータを内蔵したコントロールユニット8からの噴射パ
ルス信号によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプか
ら圧送されたプレッシャレギュレータにより所定圧力に
制御された燃料を吸気マニホールド6内に噴射供給する
Further, the intake manifold 6 is provided with an electromagnetic fuel injection valve 7 for each cylinder, which is driven to open by an injection pulse signal from a control unit 8 containing a microcomputer, which will be described later. Fuel is injected into the intake manifold 6 and is controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator.

さらに機関の冷却ジャケット9内の冷却水温度T、Aを
検出する水温センサ10が設げられると共に、排気通路
11内の排気中酸素濃度に応じてこれに対応する吸入混
合気の空燃比が理論空燃比よりリンチ側にあるかリーン
側にあるかをON、OFF的に検出する空燃比検出手段
としての0□センサ12が設けられる。
Further, a water temperature sensor 10 is provided to detect the cooling water temperatures T and A in the cooling jacket 9 of the engine, and the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust passage 11 is determined according to the theoretical value. A 0□ sensor 12 is provided as an air-fuel ratio detecting means for detecting ON/OFF whether the air-fuel ratio is on the lean side or on the lean side.

また、機関回転と同期して微小な単位クランク角毎に単
位角度信号を出ノjすると共に、気筒毎の行程クランク
角期間ごとに基準信号を出力するクランク角センサ13
がディストリビュータ等に内蔵して設けられる。
In addition, a crank angle sensor 13 outputs a unit angle signal for each minute unit crank angle in synchronization with the engine rotation, and also outputs a reference signal for each stroke crank angle period for each cylinder.
is built into the distributor or the like.

そして、前記コントロールユニット8が上記各種センザ
頻からの検出信号に応じて前記燃料噴射弁7からの燃料
噴射量を演算して、それに応じたパルス幅をもつ噴射パ
ルス信号を出力することにより、空燃比を制御する。
Then, the control unit 8 calculates the fuel injection amount from the fuel injection valve 7 according to the detection signals from the various sensors, and outputs an injection pulse signal having a pulse width corresponding to the amount of fuel injected from the fuel injection valve 7. Controls fuel ratio.

以下に、前記空燃比制御を行うための各種演算ルーチン
を第3図〜第8図のフローチャートに従って説明する。
Below, various calculation routines for performing the air-fuel ratio control will be explained according to the flowcharts shown in FIGS. 3 to 8.

第3図は、機関回転速度演算ルーチンを示し、前記クラ
ンク角センサ13から基準信号を入力する毎(例えば4
気筒の内燃機関では機関の1/4回転毎)に実行される
FIG. 3 shows an engine rotational speed calculation routine, in which each time the reference signal is input from the crank angle sensor 13 (for example, 4
In a cylinder internal combustion engine, the process is performed every 1/4 revolution of the engine.

ステップ(図ではSと記す)■では、基準信号入力毎の
周期を演算する。
In step (denoted as S in the figure) (2), the period for each reference signal input is calculated.

ステップ2では、演算した周期に基づいて機関回転速度
Nを次式により演算する。
In step 2, the engine rotational speed N is calculated based on the calculated period using the following equation.

N−(1/基準信号周期)Xi/2X60第4図は、後
述するサージトルクの推定に用いる機関回転速度の変動
レベルを検出するルーチンを示し、単位時間例えば50
m5毎に実行される。
N-(1/reference signal period) Xi/2
Executed every m5.

ステップ11では、前記第3図のルーチンで求められた
機関回転速度Nの最新のデータと後述するステップ12
で前回記憶されている過去20回分のデータの中の所定
分とに基づいて、100.150.200.30050
0、1000100O毎に設定した各単位時間m当たり
の機関回転速度変動値ΔN1)Iz(= IN−Nm 
 l )を演算して記憶する。
In step 11, the latest data of the engine rotational speed N obtained in the routine shown in FIG.
100.150.200.30050 based on a predetermined portion of the past 20 data stored last time.
Engine rotational speed fluctuation value ΔN1)Iz(=IN-Nm
l) and store it.

ステップ12では、今回検出された機関回転速度Nを5
0m5ec前のデータとして更新し、以下1 sec前
までの5Qmsec毎にサンプリングされたそれまでの
データを順次シフトして、常に最新の20個の機関回転
速度Nのデータを記憶する。
In step 12, the engine rotation speed N detected this time is set to 5.
The data is updated as data from 0 m5 ec ago, and the data sampled every 5 Q msec up to 1 sec before is sequentially shifted, and the latest 20 engine rotational speed N data are always stored.

ステップ13では、前記ステップ11で記憶された変動
値ΔN1Hzの中から最大のものを検出してmaxΔN
として記憶する。これが、機関回転速度Nの変動レベル
に対応する。
In step 13, the maximum value is detected from among the fluctuation values ΔN1Hz stored in step 11, and the maximum value is determined as maxΔN.
be memorized as . This corresponds to the fluctuation level of the engine rotational speed N.

したかって、第3図及び第4図のルーチンが回転速度変
動レベル検出手段に相当する。
Therefore, the routines shown in FIGS. 3 and 4 correspond to the rotational speed fluctuation level detection means.

第5図は、バックグラウンドジョブ(B G J )で
行われるルーチンを示す。
FIG. 5 shows the routine performed in the background job (B G J ).

ステップ21では、現在の機関回転速度Nと、後述する
基本燃料噴射量TP(機関負荷を代表する(直)とに基
づいて、リーンバーン(all 4’1tllにおける
目標リーン空燃比の理論空燃比に対するリーン度合TA
F (−%)をマツプからの検索等により求める。
In step 21, based on the current engine rotational speed N and the basic fuel injection amount TP (representative of the engine load (direct), which will be described later), the target lean air-fuel ratio at all 4'1tll is Lean degree TA
Find F (-%) by searching from a map, etc.

ステップ22では、第4図のルーチンで求めた回転速度
変動レベルmaxΔNに対応するサージトルクSTkg
mのレベルをマツプからの検索等により求める。このス
テップ22の機能がサージトルク推定手段に相当する。
In step 22, the surge torque STkg corresponding to the rotational speed fluctuation level maxΔN obtained in the routine of FIG.
The level of m is found by searching from a map, etc. The function of step 22 corresponds to surge torque estimating means.

ステップ23では、前記推定されたサージトルクのレベ
ルSTkgmとサージトルクの安定限界レベル例えば0
.07kgmとの偏差ΔS T kg mを演算する。
In step 23, the estimated surge torque level STkgm and the surge torque stability limit level, for example, 0
.. The deviation ΔS T kg m from 0.07 kgm is calculated.

ステップ24では、前記演算された偏差ΔSTkgmを
、人間が感覚的に捉えられる量(ファジー量)に置き直
す。
In step 24, the calculated deviation ΔSTkgm is replaced with an amount (fuzzy amount) that can be sensed by humans.

第6図は、機関の加減速を検出するルーチンを示し、例
えば101Ilsec毎に実行される。
FIG. 6 shows a routine for detecting acceleration/deceleration of the engine, which is executed, for example, every 101 Ilsec.

ステップ31では、スロットルセンサ5からスロットル
弁開度TVO信号を入力する。
In step 31, a throttle valve opening TVO signal is input from the throttle sensor 5.

ステップ32では、前記人力したスロットル弁開度TV
Oの最新値と前回値との偏差、即ちスロットル弁開度変
化率ΔTVOを演算する。
In step 32, the human-powered throttle valve opening degree TV
The deviation between the latest value and the previous value of O, that is, the throttle valve opening change rate ΔTVO is calculated.

ステップ33では、前記スロットル弁開度変化率ΔTV
Oの絶対値を所定値(例えば1°/10m5ec)と比
較し、所定値を超えるときは加減速であると判定してス
テップ34へ進み、加減速フラグFtrをセットする。
In step 33, the throttle valve opening change rate ΔTV
The absolute value of O is compared with a predetermined value (for example, 1°/10 m5ec), and if it exceeds the predetermined value, it is determined that acceleration/deceleration is occurring, and the process proceeds to step 34, where an acceleration/deceleration flag Ftr is set.

次いでステップ35へ進み、加減速終了後の経過時間計
測用のタイマTmaccをリセツトする。
Next, the process proceeds to step 35, where the timer Tmacc for measuring the elapsed time after the end of acceleration/deceleration is reset.

また、ステップ33でスロットル弁開度変化率ΔTVO
が所定値以下と判定さ荘たときは、ステ・ンブ36へ進
み、前記タイマT maccをインクリメントする。
Also, in step 33, the throttle valve opening change rate ΔTVO
When it is determined that T_macc is less than a predetermined value, the process advances to step 36 and the timer T_macc is incremented.

次いでステップ37へ進み、タイマT maceO値を
加減速後置も大きなΔNの変動レベルが収束するまでの
時間として設定された時間例えば1 secと比較し、
設定時間に達すると、ステップ38へ進んで前記加減速
フラグFtrをリセットする。
Next, the process proceeds to step 37, where the timer T maceO value is compared with a time set as the time until the large fluctuation level of ΔN converges after acceleration and deceleration, for example, 1 sec.
When the set time is reached, the process proceeds to step 38 and the acceleration/deceleration flag Ftr is reset.

このようにして、加減速フラグFtrがセットされてい
るときに後述するようにリーンバーン制御が停止される
In this way, lean burn control is stopped as described later when the acceleration/deceleration flag Ftr is set.

このルーチンが加減速検出手段に相当する。This routine corresponds to acceleration/deceleration detection means.

第7図は、空燃比を機関運転状態に応じて可変に制御す
るための空燃比フィ・−ドハック補正係数LAMBDA
を設定するルーチンを示し、例えば機関の1回転毎に実
行される。
FIG. 7 shows the air-fuel ratio feed hack correction coefficient LAMBDA for variably controlling the air-fuel ratio according to the engine operating state.
This shows a routine for setting the engine speed, and is executed, for example, every revolution of the engine.

ステップ41では、前記加減速フラグFtrがセットさ
れているか否かを判定する。
In step 41, it is determined whether the acceleration/deceleration flag Ftr is set.

セットされていないと判定された定常運転状態では、ス
テップ42へ進み、現在の機関回転速度Nが設定範囲内
例えば11000rp〜3000rpmにあるか否かを
判定する。
In the steady operating state in which it is determined that the engine speed is not set, the process proceeds to step 42, where it is determined whether the current engine rotational speed N is within a set range, for example, 11,000 rpm to 3,000 rpm.

設定範囲内にあると判定されたときは、理論空燃比相当
の基本燃料噴射量T+’(噴射パルス幅)の最新のデー
タが設定範囲内(例えば1.3 m5ec〜3.5 m
5ec)にあるか否かを判定する。
When it is determined that the value is within the set range, the latest data of the basic fuel injection amount T+' (injection pulse width) corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is within the set range (for example, 1.3 m5ec to 3.5 m5ec).
5ec).

設定範囲内にあると判定されたときは、ステップ44へ
進み、水温センサ10によって検出される冷却水温度T
8が所定値例えば70°C以上の暖機完了状態か否かを
判定する。
When it is determined that the temperature is within the set range, the process proceeds to step 44, where the cooling water temperature T detected by the water temperature sensor 10 is
8 is a predetermined value, for example, 70° C. or higher, and it is determined whether or not the warm-up is completed.

そして、所定値以上と判定されたときは、リーンバーン
制御を行う運転条件が成立したと判断してステップ45
へ進み、当該運転状態におけるり−ンバーン制御用の目
標空燃比mLAMBDA (理論空燃比を1として設定
)を第5図のステップ21で求めたリーン度合TAFを
用いて次式により設定する。
If it is determined that the value is greater than or equal to the predetermined value, it is determined that the operating conditions for performing lean burn control are satisfied, and step 45
Then, the target air-fuel ratio mLAMBDA (set with the stoichiometric air-fuel ratio as 1) for lean burn control in the operating state is set using the lean degree TAF obtained in step 21 of FIG. 5 using the following equation.

mLAMBDA=1.0  + T A F1a 次いでステップ46へ進み、空燃比のフィードバック補
正係数LAMBDAを、第5図のステップ24で求めた
ファジー量Uを用いて次式により設定する。
mLAMBDA=1.0 + T A F1a Next, the process proceeds to step 46, where the air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA is set by the following equation using the fuzzy amount U obtained in step 24 of FIG.

1、AMBDA=mL八MBDAX  (1+u/M)
但し、Mは重み付は定数である。
1, AMBDA=mL8MBDAX (1+u/M)
However, the weighting of M is a constant.

一方、ステップ41〜44の判定により、リーンバーン
制御条件が整っていないと判断されたときはステップ4
7へ進み、0□センサ12からのリッチ。
On the other hand, if it is determined in steps 41 to 44 that the lean burn control conditions are not met, step 4
Proceed to 7, rich from 0□ sensor 12.

リーン検出値を入力する。Enter the lean detection value.

次いでステップ48へ進み、02センサ12を用いた理
論空燃比へのフィードバック制御条件が整っているか否
かを判定する。これは例えば水温T11が所定値(例え
ば20°C)以上1機関回転速度Nと基本燃料噴射量T
、とで定まる所定の運転領域にあること、0□センサ1
2の出力値が正常に機能する範囲内にあること等の全て
の条件が満たされたときを成立条件とする。
Next, the process proceeds to step 48, where it is determined whether the conditions for feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio using the 02 sensor 12 are satisfied. This means, for example, that the water temperature T11 is above a predetermined value (for example, 20°C), the engine rotation speed N, and the basic fuel injection amount T.
, 0□sensor 1 is in the predetermined operating range determined by
The establishment condition is when all the conditions such as the output value of No. 2 is within the normal functioning range are satisfied.

そして、整っていると判定されたときは、ステップ49
へ進み、0□センサ12の出力値を基準値と比較してリ
ッチ、リーンを判定する。
Then, if it is determined that the condition is set, step 49
Then, the output value of the 0□ sensor 12 is compared with the reference value to determine whether it is rich or lean.

リーンと判定されたときはステップ50へ進み、リッチ
状態から反転した直後か否かを、リッチ・リーンフラグ
FRがセラ1−されているか否かによって判定する。
When it is determined that the engine is lean, the process proceeds to step 50, and it is determined whether the rich state has just been reversed or not, depending on whether the rich/lean flag FR is set to 1-.

セットされていると判定されたときは、前回の状態がリ
ッチであってリーンに反転した直後であるから、ステッ
プ51へ進んでリッチ・リーンフラグFRをリセットし
た後、ステップ52へ進んで空燃比フィードバック補正
係数LA?IBDAを前回値に対して所定の比例リッチ
分PRを加算した値で更新する。
When it is determined that the air-fuel ratio is set, the previous state was rich and the air-fuel ratio has just changed to lean. Feedback correction coefficient LA? IBDA is updated with a value obtained by adding a predetermined proportional rich amount PR to the previous value.

また、ステップ50でセットされていないと判定された
ときは、反転後2回目以降であるから、ステップ53へ
進んで、空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを
前回値に対して所定の積分リッチ分I。
If it is determined in step 50 that it has not been set, since this is the second or subsequent time after the inversion, the process proceeds to step 53, where the air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA is set by a predetermined integral rich I with respect to the previous value.

を加算した値で更新する。Update with the added value.

ステップ49でリッチと判定されたときは、ステップ5
4で同様にしてリッチ・リーンフラグFRの判定を行い
、セットされていないリッチ状態への反転直後は、ステ
ップ55へ進んでリッチ・リーンフラグFRをセントし
た後、ステップ56へ進んでLAMBDAを比例リーン
分PLを減算した値で更新し、その後はステップ57へ
進んで積分リーン分ずつ減算した値で更新する。
If it is determined to be rich in step 49, step 5
4, the rich/lean flag FR is determined in the same way, and immediately after the reversal to the rich state, which is not set, the process proceeds to step 55, where the rich/lean flag FR is set, and then the process proceeds to step 56, where LAMBDA is proportionally set. It is updated with a value obtained by subtracting the lean portion PL, and then proceeds to step 57, where it is updated with a value obtained by subtracting the integral lean portion.

また、ステップ48で理論空燃比へのフィードバック制
御条件が不成立と判定されたときは、ステップ58へ進
み、LAMBDAを基準値1.0に固定する。
Further, when it is determined in step 48 that the feedback control condition for the stoichiometric air-fuel ratio is not satisfied, the process proceeds to step 58 and LAMBDA is fixed at the reference value 1.0.

これにより、オープンループ制御が行われ、後述する各
種の補正によって空燃比は理論空燃比よりリッチ化した
値に制御される。
As a result, open-loop control is performed, and the air-fuel ratio is controlled to a value richer than the stoichiometric air-fuel ratio by various corrections to be described later.

第8図は、燃料噴射量の設定ルーチンを示し、例えば1
0m5ec毎に実行される。
FIG. 8 shows a fuel injection amount setting routine, for example 1
Executed every 0m5ec.

ステップ61では、エアフローメータ3からの吸入空気
流量Q信号を入力する。
In step 61, the intake air flow rate Q signal from the air flow meter 3 is input.

ステップ62では、前記吸入空気流量Qと第3図のルー
チンで求めた機関回転速度Nとに基づいて理論空燃比相
当の基本燃料噴射量T、を次式により演算する。
In step 62, a basic fuel injection amount T corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is calculated based on the intake air flow rate Q and the engine rotational speed N obtained in the routine shown in FIG. 3 using the following equation.

TP−K −Q/N ステップ63では、水温T8等に応じた各種補正係数C
0EFと、バッテリ電圧に応じた補正分子。
TP-K -Q/N In step 63, various correction coefficients C according to water temperature T8, etc.
0EF and correction numerator depending on battery voltage.

を演算する。Calculate.

ステップ64では、これら補正量と第7図で求めた空燃
比フィードバック補正係数LAMBDAとに基づいて、
最終的な燃料噴射弁7からの燃料噴射量T。
In step 64, based on these correction amounts and the air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA obtained in FIG.
Final fuel injection amount T from the fuel injection valve 7.

(噴射パルス幅)を次式により設定する。(Injection pulse width) is set using the following formula.

T、  =T、   ・ C0EF  ・ しAMBT
I八十T。
T, =T, ・ C0EF ・ AMBT
I80T.

へかる制御において、リーンバーン制御条件成立時には
、機関回転速度Nの回転変動レベルに基づいて第5図の
ステップ22で推定したサージトルクを、第7図のステ
ップ46でLAMBDAをフィードバック補正すること
によって安定限界値に近づけることができる。即ち第5
図のステップ21及び第7図のステップ45.46の機
能と、第8図の燃料噴射量設定ルーチンの機能とにより
、リーン空燃比フィードバック制御手段が構成される。
In lean control, when the lean burn control condition is satisfied, the surge torque estimated in step 22 of FIG. 5 based on the rotational fluctuation level of the engine rotation speed N is corrected by feedback correction of LAMBDA in step 46 of FIG. It is possible to approach the stability limit value. That is, the fifth
The functions of step 21 in the figure and steps 45 and 46 in FIG. 7, and the function of the fuel injection amount setting routine in FIG. 8 constitute a lean air-fuel ratio feedback control means.

また、ステップ41の判定により加減速時にリーン側へ
の空燃比フィードバック制御を停止させる機能が、リー
ン空燃比フィードバック制御停止手段に相当し、ステッ
プ47〜ステツプ57の機能が理論空燃比フィドハック
制御手段に相当する。
Further, the function of stopping the air-fuel ratio feedback control toward the lean side during acceleration/deceleration based on the determination in step 41 corresponds to the lean air-fuel ratio feedback control stopping means, and the functions of steps 47 to 57 correspond to the stoichiometric air-fuel ratio feedback control means. Equivalent to.

そして、かかる制御によれば、高価な広域空燃比センサ
を使用することなく、通常装着されているセンサからの
信号のみに基づいて、部品バラツキに影響されることな
くサージトルクを安定状態に維持しつつ、リーン化を促
進することで燃費を可及的に向上でき、NOx発生レベ
ルも低く抑えられる最適の運転状態が得られる。
According to such control, surge torque can be maintained in a stable state without being affected by component variations, based only on signals from normally installed sensors, without using expensive wide-range air-fuel ratio sensors. At the same time, by promoting a lean engine, fuel efficiency can be improved as much as possible, and an optimal operating state can be obtained in which the level of NOx generation can be kept low.

また、機関の機構的な経時変化による内部ECRの変化
に伴い初期状態での所望の空燃比ではサージトルクのレ
ベルを満たせなくなってくるような場合でも、本発明で
は空燃比自体を最適値となるよう適宜修正しつつサージ
トルクレベルを安定限界に近づけるフィードバック制御
を行うことができる。
Furthermore, even if the desired air-fuel ratio in the initial state is no longer able to satisfy the surge torque level due to changes in the internal ECR due to mechanical changes in the engine over time, the present invention allows the air-fuel ratio itself to be set to the optimum value. Feedback control can be performed to bring the surge torque level closer to the stability limit while making appropriate corrections.

さらに本実施例では、第5図のステップ24でサージト
ルクレベルの安定限界レベルとの偏差を人間の感覚で捉
えた゛ファジー量に置き直し、この量を用いて空燃比を
リーンバーン制御する構成としたため、安定限界レベル
に対しである程度の偏差があっても人間が感じない程度
のときは、空燃比を殆ど修正せず、ある程度以上の偏差
に達してから該偏差を感覚的に捉えられる大きさに見合
って空燃比を修正することができる。
Furthermore, in this embodiment, in step 24 of FIG. 5, the deviation of the surge torque level from the stability limit level is replaced with a "fuzzy quantity" that is perceived by human senses, and this quantity is used to perform lean burn control of the air-fuel ratio. Therefore, even if there is a certain degree of deviation from the stability limit level, when it is not noticeable to humans, the air-fuel ratio is hardly corrected, and only after reaching a certain degree of deviation is the deviation large enough to be sensed. The air-fuel ratio can be modified accordingly.

したがって、十分快適なサージトルクレベルであるのに
空燃比を無駄にリッチ化修正されるようなことがなく、
また、サージトルクが増大してきたときは応答良く修正
されるので、常に快適な乗り心地を確保した上で燃費等
を可及的に改善できる。
Therefore, even though the surge torque level is sufficiently comfortable, the air-fuel ratio is not needlessly enriched.
Furthermore, when the surge torque increases, it is corrected in a responsive manner, so that a comfortable ride is always ensured and fuel efficiency etc. can be improved as much as possible.

また、本実施例では第6図のルーチンによって加減速を
検出して加減速時はリーンバーン制御を停止し、かつ、
加減速の程度が小さい特等所定条件が満たされていると
きは、02センサ12からの信号に基づいて理論空燃比
にフィードバック制御されるため、加減速時にも可及的
に燃費、排気エミッション等を満たしつつ加減速性能を
良好に保持できる。
Further, in this embodiment, acceleration/deceleration is detected by the routine shown in FIG. 6, lean burn control is stopped during acceleration/deceleration, and,
When special predetermined conditions with a small degree of acceleration/deceleration are met, feedback control is performed to the stoichiometric air-fuel ratio based on the signal from the 02 sensor 12, so fuel efficiency, exhaust emissions, etc. are minimized as much as possible during acceleration/deceleration. It is possible to maintain good acceleration/deceleration performance while satisfying the above requirements.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、サージトルクのレ
ベルを推定しつつ、安定限界に近づけるように空燃比を
リーン側にフィードバック制御する構成としたため、安
価に実施できる構成でありながら部品の特性バラツキや
、機関の経時変化等に影響されることなく常に良好なリ
ーンバーン制御が行われ、快適な乗り心地、NOx発生
レベルを満たしつつ燃費を可及的に向上できるものであ
る。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the configuration is such that the air-fuel ratio is feedback-controlled to the lean side so as to approach the stability limit while estimating the surge torque level, so that the configuration can be implemented at low cost. Despite this, excellent lean burn control is always performed without being affected by variations in the characteristics of parts or changes in the engine over time, etc., and it is possible to improve fuel efficiency as much as possible while maintaining a comfortable ride and NOx generation level. be.

また、空燃比フィードバック制御において、人間的な感
覚で捉えた値を用いた制御を行うようにしたものでは、
乗り心地を優先した、より無駄の無い合理的な制御を行
える。
In addition, in air-fuel ratio feedback control, the control is performed using values perceived by human senses.
This allows efficient and rational control that prioritizes ride comfort.

さらに、加減速検出時には前記り−、ンバーン制御を停
止したものでは、加減速性能を安定させることができ、
更に、所定の加減速条件では理論空燃比にフィードバッ
ク制御するようにしたものでは、加減速時にも可及的に
燃費、排気エミッション等を満たしつつ加減速性能を良
好に保持できる。
Furthermore, when acceleration/deceleration is detected, acceleration/deceleration performance can be stabilized by stopping the above-mentioned combustion control.
Furthermore, if feedback control is performed to the stoichiometric air-fuel ratio under predetermined acceleration/deceleration conditions, acceleration/deceleration performance can be maintained satisfactorily while satisfying fuel efficiency, exhaust emissions, etc. as much as possible during acceleration/deceleration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の構成を示すブロック図、第2図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第3図〜第8図は前
記実施例の制御を行うための各種ルーチンを示すフロー
チャー1・である。 1・・・機関  7・・・燃料噴射弁  8・・・コン
トロールユニット  12・・・0□センサ  13・
・・クランク角センサ
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
Figures 3 to 8, which are diagrams showing the configuration of an embodiment of the present invention, are flowcharts 1 showing various routines for controlling the embodiment. 1... Engine 7... Fuel injection valve 8... Control unit 12... 0□ Sensor 13.
・・Crank angle sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)機関回転速度の変動レベルを検出する回転速度変
動レベル検出手段と、検出された機関回転速度の変動レ
ベルに基づいて機関に生じるサージトルクのレベルを推
定するサージトルク推定手段と、推定されたサージトル
クのレベルを安定限界レベルに近づけるように機関に供
給される混合気の空燃比をリーン側にフィードバック制
御するリーン空燃比フィードバック制御手段と、を含ん
で構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置
(1) A rotational speed fluctuation level detection means for detecting a fluctuation level of the engine rotational speed, a surge torque estimating means for estimating the level of surge torque generated in the engine based on the detected fluctuation level of the engine rotational speed, an internal combustion engine comprising: lean air-fuel ratio feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine toward a lean side so that the level of surge torque approaches a stable limit level; air-fuel ratio control device.
(2)リーン空燃比フィードバック制御手段は、推定さ
れたサージトルクのレベルと安定限界レベルとの偏差を
人間的な感覚で捉え直して設定した値に基づいて空燃比
をフィードバック制御してなる請求項1に記載の内燃機
関の空燃比制御装置。
(2) A claim in which the lean air-fuel ratio feedback control means performs feedback control of the air-fuel ratio based on a value set by reconsidering the deviation between the estimated surge torque level and the stability limit level using a human sense. 1. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to 1.
(3)機関の加減速を検出する加減速検出手段と、加減
速検出時は、回転速度変動レベル検出手段若しくはリー
ン空燃比フィードバック制御手段の作動を停止すること
により、回転速度変動レベルに応じた空燃比のリーン側
へのフィードバック制御を停止するリーン空燃比フィー
ドバック制御停止手段とを備えたことを特徴とする請求
項1または2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
(3) Acceleration/deceleration detection means for detecting acceleration/deceleration of the engine, and when acceleration/deceleration is detected, stopping the operation of the rotation speed fluctuation level detection means or the lean air-fuel ratio feedback control means, so as to control the rotation speed according to the rotation speed fluctuation level. 3. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising lean air-fuel ratio feedback control stopping means for stopping feedback control of the air-fuel ratio toward the lean side.
(4)空燃比が理論空燃比よりリッチかリーンかをON
、OFF的に検出する空燃比検出手段と、加減速検出時
は前記空燃比検出手段からの検出値に基づいて空燃比を
理論空燃比にフィードバック制御する理論空燃比フィー
ドバック制御手段とを備えたことを特徴とする請求項3
に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
(4) Turn on whether the air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio
, comprising an air-fuel ratio detection means for detecting an OFF state, and a stoichiometric air-fuel ratio feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on a detected value from the air-fuel ratio detection means when acceleration/deceleration is detected. Claim 3 characterized by
An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to.
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