JPH0610739A - Air-fuel ratio controller of engine - Google Patents

Air-fuel ratio controller of engine

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JPH0610739A
JPH0610739A JP9962293A JP9962293A JPH0610739A JP H0610739 A JPH0610739 A JP H0610739A JP 9962293 A JP9962293 A JP 9962293A JP 9962293 A JP9962293 A JP 9962293A JP H0610739 A JPH0610739 A JP H0610739A
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve accuracy in control by correcting a target air-fuel ratio to the leaner side than before, and carrying out feedback-control in response to the target lean air-fuel ratio, when a combustion variation quantity detected in an opening loop control system is smaller than the standard value for example. CONSTITUTION:A fuel injection valve 3 arranged near a throttle chamber 1 is drive-controlled by a microcomputer 13 based on a detection signal at least from an air-fuel ratio sensor 9, in this air-fuel ratio controller. Meanwhile, a microcomputer 13 is provided with an closed loop control system which performs feedback-control so that a real air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio, and an open loop control system which temporarily stops the feedback- control. In this case, when a combustion variation quantity detected in the open loop control system is more than a standard value, a target air-fuel ratio is corrected to the leaner side than before. On the other hand, when the combustion variation quantity is less than the standard value, the target air-fuel ratio is corrected to the leaner side. The feedback-control is carried out in response to the corrected target lean air-fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの空燃比制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine air-fuel ratio control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車分野においては、燃費の省
約化,排気公害の防止を図るために、エンジンの空燃比
(A/F)を許容の目標リーン空燃比に設定して、でき
るだけリーン燃焼限界に近い状態(但し、目標リーン空
燃比は、燃焼の安定性を保つため、リーン燃焼限界点よ
り空燃比が小さい点に設定してある)でエンジンを運転
する、リーンバーンシステムが実用化されつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the automobile field, in order to reduce fuel consumption and prevent exhaust pollution, the air-fuel ratio (A / F) of the engine is set to an allowable target lean air-fuel ratio, and as lean as possible. Practical use of a lean burn system that operates the engine in a state close to the combustion limit (however, the target lean air-fuel ratio is set to a point where the air-fuel ratio is smaller than the lean combustion limit point in order to maintain combustion stability) Is being done.

【0003】このようなリーンバーンシステムとして
は、例えば排気通路に空燃比センサ(A/Fセンサ)を
設けて実際の空燃比を検出し、この検出信号をマイクロ
コンピユータに入力して目標のリーン空燃比になるよう
閉ループ制御(フィードバック制御)するものがある。
As such a lean burn system, for example, an air-fuel ratio sensor (A / F sensor) is provided in the exhaust passage to detect an actual air-fuel ratio, and this detection signal is input to a micro computer to obtain a target lean air-fuel ratio. There is one that performs closed loop control (feedback control) so that the fuel ratio is achieved.

【0004】また、従来の空燃比制御技術には、上記の
如くA/Fセンサを用いて実空燃比が目標リーン空燃比
となるように制御するフィードバック制御に代わる技術
によりリーン空燃比運転時の安定した燃焼,運転を図ろ
うとする技術が種々提案されている。
Further, in the conventional air-fuel ratio control technique, a technique which replaces the feedback control for controlling the actual air-fuel ratio to the target lean air-fuel ratio by using the A / F sensor as described above is used for lean air-fuel ratio operation. Various techniques have been proposed for achieving stable combustion and operation.

【0005】例えば、特開昭52−17127号公報で
は、エンジンの排気ガス中の失火限界付近のリーン空燃
比領域で運転を行う場合に、空燃比の変動,分配,微粒
化の変化,外気温度等外的条件によって、燃焼状態が悪
化し、失火が発生するのを考慮して、エンジンの排気ガ
ス中の炭化水素(HC)濃度を検知し、この検知された
電気信号の振幅があらかじめ設定された基準値より大き
いときに失火の兆候をとらえて、混合気の実質的な空燃
比をリッチ側に補正する技術が開示されている。
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-17127, when the engine is operated in the lean air-fuel ratio region near the misfire limit in the exhaust gas, fluctuations in air-fuel ratio, distribution, changes in atomization, and outside air temperature. Taking into account the fact that combustion conditions deteriorate due to iso-external conditions and misfires occur, the hydrocarbon (HC) concentration in the exhaust gas of the engine is detected, and the amplitude of this detected electric signal is preset. There is disclosed a technique in which a sign of misfire is detected when the value is larger than the reference value and the substantial air-fuel ratio of the air-fuel mixture is corrected to the rich side.

【0006】その他、例えば、特開昭60−27748
号、特開昭60−13938号公報等に開示されるよう
に、エンジンの燃焼変動状態(例えばトルク変動,筒内
圧変動,回転数変動等)をラフネスセンサで検出して、
燃焼変動量が許容設定値となるよう空燃比を制御するリ
ーン限界フィードバック制御や、特開昭60−1356
34号公報に開示されるように、エンジンの運転中に空
燃比を故意的に短期間のみ運転性を損なわない程度に空
燃比をリーン側に変化させて、この時の燃焼変動量から
エンジンのリーン燃焼限界点(失火限界点)の変化をと
らえて、この変化に応じて制御空燃比を補正する制御技
術等が提案されている。
In addition, for example, JP-A-60-27748.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-13938, etc., a roughness sensor detects a combustion fluctuation state (for example, torque fluctuation, cylinder pressure fluctuation, rotational speed fluctuation, etc.) of an engine,
Lean limit feedback control for controlling the air-fuel ratio so that the combustion fluctuation amount reaches an allowable set value, and JP-A-60-1356.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 34-34, the air-fuel ratio is intentionally changed to a lean side to such an extent that the drivability is not impaired for a short period while the engine is operating, and the combustion fluctuation amount at this time is used to determine the engine A control technique or the like has been proposed in which a change in the lean combustion limit point (misfire limit point) is detected and the control air-fuel ratio is corrected according to the change.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンバー
ンシステムでは、その制御精度を高めるには、上記従来
技術の最初に述べたリーン空燃比フィードバック制御、
すなわち、排気通路にA/Fセンサを設けて実際の空燃
比を検出し、この実空燃比が目標のリーン空燃比になる
ようフィードバック制御する技術が理想であり、このリ
ーン空燃比フィードバック制御にリーン燃焼限界点の変
化を加味して目標リーン空燃比を常に最適値に保つこと
が望まれる。
In the lean burn system, in order to improve the control accuracy, the lean air-fuel ratio feedback control described at the beginning of the above-mentioned prior art,
That is, an ideal technique is to provide an A / F sensor in the exhaust passage to detect the actual air-fuel ratio and perform feedback control so that this actual air-fuel ratio becomes the target lean air-fuel ratio. It is desirable to always keep the target lean air-fuel ratio at the optimum value, taking into account the change in the combustion limit point.

【0008】しかし、上記従来技術には、この点の技術
的な配慮がなされていなかった。
However, the above-mentioned prior art does not give any technical consideration to this point.

【0009】すなわち、特開昭52−17127号公報
では、正常燃焼状態の時は空燃比をオープンモードで制
御し、燃焼状態が悪化した時にのみHC検出信号から混
合気をリッチ補正するといった特殊なフィードバック制
御技術を採用するだけのものであり、しかも、リーン燃
焼限界点が今までよりリーン側に移行したときのリーン
補正は不可能であり、また特開昭60−27748号公
報では、目標リーン空燃比を定めたリーン空燃比フィー
ドバック制御を採用しているものの、燃焼変動量が異常
になると、上記リーン空燃比フィードバック制御からリ
ーン空燃比限界フィードバック(燃焼変動量が所定の許
容燃焼変動量となるよう空燃比を制御)に切り替わる方
式であり、特開昭60−13938号公報では、上記同
様のリーン空燃比限界フィードバックのみを採用するも
のであり、これらのリーン空燃比限界フィードバック
は、ラフネスセンサで検出したトルク変動,筒内圧変
動,エンジン回転数変動のいずれかのパラメータで燃焼
変動量をとらえて、空燃比をフィードバック制御するも
のであり、空燃比センサを用いての上記リーン空燃比フ
ィードバック制御(実空燃比が目標リーン空燃比となる
ような制御)とは異なる態様となる。このラフネスセン
サを用いたフィードバック制御は、エンジンの回転数,
トルク変動,筒内圧等のパラメータがエンジン(ピスト
ン,コンロツド等)の慣性,車体慣性,車体の振動系等
の外的要因に大きく影響されるため、燃焼変動のみを上
記外的要因と分離して検出することが因難である。従つ
て上記外的要因の影響を受ける分だけ、フィードバック
制御精度が犠牲になり易い。
That is, in Japanese Patent Laid-Open No. 52-17127, there is a special case in which the air-fuel ratio is controlled in the open mode in the normal combustion state and the air-fuel mixture is rich-corrected from the HC detection signal only when the combustion state deteriorates. Only the feedback control technique is adopted, and further, the lean correction when the lean combustion limit point is shifted to the lean side is impossible, and in JP-A-60-27748, the target lean is disclosed. Although the lean air-fuel ratio feedback control that defines the air-fuel ratio is adopted, if the combustion fluctuation amount becomes abnormal, the lean air-fuel ratio feedback control causes lean air-fuel ratio limit feedback (the combustion fluctuation amount becomes a predetermined allowable combustion fluctuation amount). The above-mentioned lean air-fuel ratio is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-13938. The lean air-fuel ratio limit feedback uses only the field feedback, and the lean air-fuel ratio limit feedback captures the combustion fluctuation amount by any of the parameters of torque fluctuation detected by the roughness sensor, cylinder pressure fluctuation, and engine speed fluctuation to determine the air-fuel ratio. Is a feedback control, and is a mode different from the lean air-fuel ratio feedback control using the air-fuel ratio sensor (control in which the actual air-fuel ratio becomes the target lean air-fuel ratio). Feedback control using this roughness sensor is
Parameters such as torque fluctuation and in-cylinder pressure are greatly affected by external factors such as engine inertia (piston, rotor, etc.), vehicle body inertia, vehicle body vibration system, etc. Therefore, only combustion fluctuation is separated from the above external factors. It is difficult to detect. Therefore, the feedback control accuracy is likely to be sacrificed because of the influence of the external factors.

【0010】また、特開昭60−135634号は、エ
ンジンの運転中に空燃比を故意的に短期間のみ運転性を
損なわない程度にリーン側に変化させて、この時の燃焼
変動量からエンジンのリーン燃焼限界点の変化をとら
え、この変化に応じて制御空燃比を補正するが、空燃比
制御そのものが開ループ方式のもので、本願出願人の望
むフィードバック制御のさらに精度向上を期待すること
はできない。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60-135634, the air-fuel ratio is intentionally changed to a lean side so that the drivability is not impaired only for a short period during the operation of the engine, and the combustion fluctuation amount at this time is used to determine the engine. The change in the lean combustion limit point of the above is detected, and the control air-fuel ratio is corrected according to this change.However, the air-fuel ratio control itself is an open-loop method, and it is expected that the feedback control desired by the applicant of this application will be further improved in accuracy. I can't.

【0011】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、リーン空燃比フィードバック制御の精度を向上さ
せることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to improve the accuracy of lean air-fuel ratio feedback control.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、空燃比センサを用いてエンジンの排気ガ
スから実空燃比を検出し、この実空燃比が目標リーン空
燃比になるようにフィードバック制御を行う閉ループ制
御系と、前記フィードバック制御を一時中断して開ルー
プ制御により燃焼変動量を検出する開ループ制御系とを
備え、前記開ループ制御系により検出する燃焼変動量が
予め設定した基準値より大きい時には前記目標リーン空
燃比を今までよりリッチ側に修正し、この燃焼変動量が
前記基準値より小さい時には前記目標リーン空燃比を今
までよりリーン側に修正して、この修正された目標リー
ン空燃比により以後の前記フィードバック制御を実行す
るよう設定して成る空燃比制御装置を提案する。
In order to achieve the above object, the present invention detects an actual air-fuel ratio from exhaust gas of an engine using an air-fuel ratio sensor, and this actual air-fuel ratio becomes a target lean air-fuel ratio. Thus, a closed loop control system for performing feedback control, and an open loop control system for temporarily interrupting the feedback control to detect a combustion fluctuation amount by open loop control are provided, and the combustion fluctuation amount detected by the open loop control system is set in advance. When it is larger than the set reference value, the target lean air-fuel ratio is corrected to the rich side until now, and when the combustion fluctuation amount is smaller than the reference value, the target lean air-fuel ratio is corrected to the lean side until now. There is proposed an air-fuel ratio control device which is set so as to execute the subsequent feedback control with a corrected target lean air-fuel ratio.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、リーンバーンシステムの運転
中は、基本的には、閉ループ制御系により、空燃比セン
サで検出した実空燃比が目標リーン空燃比(目標リーン
空燃比は、通常、リーン燃焼限界に近い所でリーン燃焼
限界点よりある程度空燃比を小さくした点に設定して、
リーン空燃比制御に余裕を持たせ安定したリーン燃焼を
得られるようにしてある)となるようフィードバック制
御される。この目標リーン空燃比の最適値は、エンジン
の経時変化等に伴うリーン燃焼限界点(失火限界点)に
より変化してしまうため、前記フィードバック制御を一
次中断してリーン燃焼限界点が変化しているか確認のモ
ードが設定される。このモードは、開ループ制御系によ
りリーン燃焼限界点の変化を知り得る空燃比点を任意に
設定して、この空燃比点の燃焼変動量を検出することで
行われる。
According to the present invention, during operation of the lean burn system, basically, the closed loop control system causes the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor to be the target lean air-fuel ratio (the target lean air-fuel ratio is usually Near the lean combustion limit, set the air-fuel ratio to some extent below the lean combustion limit point,
The lean air-fuel ratio control is provided with a margin so that stable lean combustion can be obtained). Since the optimum value of the target lean air-fuel ratio will change due to the lean combustion limit point (misfire limit point) accompanying the change with time of the engine, etc., is the feedback control temporarily interrupted to change the lean combustion limit point? The confirmation mode is set. This mode is performed by arbitrarily setting an air-fuel ratio point capable of knowing the change of the lean combustion limit point by the open loop control system and detecting the combustion fluctuation amount of this air-fuel ratio point.

【0014】このような開ループ制御系によりリーン燃
焼限界点の変化をとらえるのは、閉ループ制御系のまま
では目標リーン空燃比となるようなフィードバック制御
に拘束されてしまい、上記任意設定空燃比点が得られず
リーン燃焼限界点の変化を精度良くとらえることができ
なくなるためである。このようにして、開ループにより
とらえた燃焼変動量の変化は精度良くとらえることがで
き、従ってこの燃焼変動量よりリーン燃焼限界点の変化
も精度良く知ることができ、このリーン燃焼限界点に応
じて目標リーン空燃比の最適値を正確に修正することが
できる。具体的には、開ループ制御系により検出する燃
焼変動量が予め設定した基準値より大きい時には、リー
ン燃焼限界点が今までよりリッチ側に移行したものとし
て、目標リーン空燃比を今までよりリッチ側に修正し、
この燃焼変動量が前記基準値より小さい時には、リーン
燃焼限界点が今までよりリーン側に移行したものとし
て、目標リーン空燃比を今までよりリーン側に修正す
る。
The change of the lean combustion limit point by such an open loop control system is restricted by the feedback control which gives the target lean air-fuel ratio in the closed loop control system, and the above-mentioned arbitrary set air-fuel ratio point is restrained. This is because it is not possible to accurately capture the change in the lean combustion limit point. In this way, the change in the combustion fluctuation amount captured by the open loop can be accurately detected, and therefore the change in the lean combustion limit point can also be accurately known from the combustion fluctuation amount, and the change in the lean combustion limit point can be detected. Therefore, the optimum value of the target lean air-fuel ratio can be corrected accurately. Specifically, when the combustion fluctuation amount detected by the open loop control system is larger than a preset reference value, the target lean air-fuel ratio becomes richer than ever, assuming that the lean combustion limit point has shifted to the rich side. Fix on the side,
When the combustion fluctuation amount is smaller than the reference value, it is assumed that the lean combustion limit point has shifted to the lean side, and the target lean air-fuel ratio is corrected to the lean side.

【0015】そして、この修正された目標リーン空燃比
により、以後、空燃比センサ(空燃比センサはラフネス
センサに比べて信頼性が高い)を用いた前記リーン空燃
比フィードバック制御を再び実行するので、常に最適な
リーン空燃比制御を実現させる。
Since the corrected target lean air-fuel ratio is used, the lean air-fuel ratio feedback control using the air-fuel ratio sensor (the air-fuel ratio sensor is more reliable than the roughness sensor) is executed again thereafter. Always realize the optimum lean air-fuel ratio control.

【0016】なお、上記開ループ制御による燃焼変動量
の検出は、例えば空燃比センサの出力からとらえること
ができる。これは、空燃比がリーン燃焼限界(失火限
界)を超えない場合には、センサ出力中に含まれる変動
成分(時間的に変化する脈動成分)がほとんどなく、空
燃比がリーン燃焼限界点を超えるほど(燃焼変動量が大
きくなるほど)センサ出力中の変動成分が大きくなる。
これは、エンジンが燃焼変動が大きくなるほど、排気ガ
ス中の酸素濃度がこれに応じて気筒の排気時に対応して
脈動的に顕著にあらわれ、これがセンサ出力の変動成分
となるためである。また、空燃比センサに代えてエンジ
ンのトルク変動,筒内圧変動,エンジン回転数変動等か
らとらえることも可能である。このような現象をラフネ
スセンサでとらえて上記開ループ制御を一時的に行って
も、その後のリーン空燃比フィードバック制御は、排気
管に設けた空燃比センサを用いて閉ループ制御系により
行われるので、リーン空燃比フィードバック制御の精度
を低下させることはない。
The detection of the combustion fluctuation amount by the open loop control can be grasped from the output of the air-fuel ratio sensor, for example. This is because when the air-fuel ratio does not exceed the lean combustion limit (misfire limit), there is almost no fluctuation component (pulsation component that changes with time) contained in the sensor output, and the air-fuel ratio exceeds the lean combustion limit point. The larger the combustion fluctuation amount, the larger the fluctuation component in the sensor output.
This is because as the combustion fluctuation of the engine increases, the oxygen concentration in the exhaust gas pulsation correspondingly increases correspondingly when the cylinder is exhausted, and this becomes a fluctuation component of the sensor output. Further, instead of the air-fuel ratio sensor, it is also possible to detect from engine torque fluctuations, cylinder pressure fluctuations, engine speed fluctuations, and the like. Even if the open loop control is performed temporarily by capturing such a phenomenon with the roughness sensor, the subsequent lean air-fuel ratio feedback control is performed by the closed loop control system using the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust pipe. The accuracy of lean air-fuel ratio feedback control is not reduced.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の適用対象となる自動車エン
ジンの制御システムを示す構成図であり、図中、1はス
ロツトルチヤンバ、2は絞り弁,3は燃料噴射弁、4は
点火プラグ、5は気筒内の燃焼室、6はエンジンの冷却
水温を検出する水温センサ、7はクランク角センサ、8
は排気管、9は空燃比センサ(以下、A/Fセンサと略
する)、10はA/Fセンサ9の制御回路、11はヒー
タ駆動回路、12は感応コイル、13は空燃比制御を行
うマイクロコンピユータであり、このマイクロコンピュ
ータ13によって以下に述べる本実施例のリーン空燃比
フィードバック制御を行うための閉ループ制御系と、上
記リーン空燃比フィードバックを一次中断して目標リー
ン空燃比の修正(ただし修正が必要な場合)を行うため
の開ループ制御系が構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a control system of an automobile engine to which the present invention is applied. In the figure, 1 is a throttle valve, 2 is a throttle valve, 3 is a fuel injection valve, 4 is an ignition plug. 5 is a combustion chamber in the cylinder, 6 is a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water of the engine, 7 is a crank angle sensor, and 8 is a crank angle sensor.
Is an exhaust pipe, 9 is an air-fuel ratio sensor (hereinafter abbreviated as A / F sensor), 10 is a control circuit for the A / F sensor 9, 11 is a heater drive circuit, 12 is a sensitive coil, and 13 is air-fuel ratio control. The microcomputer 13 is a closed loop control system for performing lean air-fuel ratio feedback control of the present embodiment described below by this microcomputer 13, and the target lean air-fuel ratio is corrected by temporarily interrupting the lean air-fuel ratio feedback (however, correction is performed). An open loop control system for performing

【0019】本実施例における自動車エンジン制御シス
テムでは、エンジンの回転数,負荷,水温等により制御
したいA/F(目標A/F)がマイクロコンピユータ1
3で決定され、この決定値に基づき噴射弁3が出力され
る。そして、スロツトルチヤンバ1において形成された
混合気は燃焼室5に入り、点火プラグ4により点火さ
れ、その後、排気ガスが排気管8に流れる。このとき、
A/Fセンサ9が排気ガス中の酸素濃度に比例した出力
信号Voutを出力して実A/Fを検出し、その信号をマイ
クロコンピユータ13に入力して、マイクロコンピユー
タ13が目標A/Fと実A/Fとの偏差を求め、この偏
差に基づき閉ループ制御(P・I制御)系を用いて目標
A/Fとなるよう空燃比フィードバック制御を行う。
In the vehicle engine control system according to this embodiment, the A / F (target A / F) to be controlled by the engine speed, load, water temperature, etc., is the microcomputer 1.
3 and the injection valve 3 is output based on this determined value. Then, the air-fuel mixture formed in the throttle chamber 1 enters the combustion chamber 5 and is ignited by the ignition plug 4, and then the exhaust gas flows into the exhaust pipe 8. At this time,
The A / F sensor 9 outputs an output signal V out proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas to detect the actual A / F, inputs the signal to the micro computer 13, and the micro computer 13 outputs the target A / F. Between the actual A / F and the actual A / F, and based on this deviation, air-fuel ratio feedback control is performed so that the target A / F is achieved using a closed loop control (P / I control) system.

【0020】ここでリーンA/Fフィード制御は、リー
ン燃焼限界(失火限界)点近くでリーン燃焼限界点より
も空燃比が小さい所にある程度余裕を持たせて設定され
る。その理由を図4に基づき説明する。図4は、エンジ
ンのA/Fと、排気ガス中のHCガス,燃費F及びA/
Fセンサ9の出力特性Voutを示すものである。図示す
るように排気ガス中の有害成分であるHC及び燃費F
は、A/Fがリーンとなつて失火領域(斜線部分)に近
づくと最も減少するが、失火領域に入ると急激に増加す
る。従つて、排気公害対策及び燃費の省約化を図るため
には、目標リーンA/Fをリーン燃焼限界点近くである
程度余裕を持たせた手前のところに設定することが好ま
しく、以上の見地から目標リーンA/Fが定められる。
Here, the lean A / F feed control is set near the lean combustion limit (misfire limit) point with a margin to some extent where the air-fuel ratio is smaller than the lean combustion limit point. The reason will be described based on FIG. FIG. 4 shows the A / F of the engine, the HC gas in the exhaust gas, the fuel consumption F and the A / F.
The output characteristic V out of the F sensor 9 is shown. As shown in the figure, HC, which is a harmful component in the exhaust gas, and fuel consumption F
Decreases most when the A / F becomes lean and approaches the misfire area (hatched area), but increases sharply when entering the misfire area. Therefore, in order to reduce exhaust pollution and reduce fuel consumption, it is preferable to set the target lean A / F near the lean combustion limit point with some allowance. A target lean A / F is set.

【0021】また、本実施例のA/Fセンサ9は、酸化
ジルコニウム等の固体電解質よりなり、排気ガス中の酸
素濃度量に比例した出力信号を取り出せるもので、図4
に示すようにA/Fが大きくなると、排気ガス中の酸素
濃度が増加するため、これに比例してA/Fセンサ9の
出力Voutも大きくなる。 このA/Fセンサの出力特
性により前述した如く排気ガス中の実A/Fを検出する
ものである。 なお、A/Fセンサ9は、使用している
固体電解質の特性上、高温に加熱しなければならないの
で、ヒータ駆動回路11を設けてある。
The A / F sensor 9 of this embodiment is made of a solid electrolyte such as zirconium oxide and can output an output signal proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas.
As shown in (1), the oxygen concentration in the exhaust gas increases as the A / F increases, and the output V out of the A / F sensor 9 also increases in proportion to this. The output characteristic of this A / F sensor detects the actual A / F in the exhaust gas as described above. Since the A / F sensor 9 must be heated to a high temperature due to the characteristics of the solid electrolyte used, the heater drive circuit 11 is provided.

【0022】リーンA/Fフィードバック制御は、一般
に暖機後の部分負荷運転時に行われるが、目標リーンA
/Fは、常に一定に保てば安定した運転が保障されるわ
けではなく、リーンA/Fを一定にしてもエンジン等の
経時変化に伴い失火領域の限界(リーン燃焼限界)点が
変化するので、このようなリーン燃焼限界点の変化に対
応して目標リーンA/Fを修正する必要がある。
The lean A / F feedback control is generally performed during a partial load operation after warming up, but the target lean A / F feedback control is performed.
/ F does not guarantee stable operation if it is always kept constant, and even if the lean A / F is kept constant, the limit (lean combustion limit) point of the misfire region changes as the engine changes over time. Therefore, it is necessary to correct the target lean A / F in response to such a change in the lean combustion limit point.

【0023】図2(a)は、エンジンの経時変化に伴う
リーン燃焼限界点の変化を示すもので、斜線の部分が失
火領域である。同図の特性線は空気過剰率λ=実空燃比
/理論空燃比(14.7)に対するセンサ出力Voutの変化
を表わし、当初のリーン燃焼限界点Aは、空気過剰率で
いえばλAの所にあり、初めはこのλA手前の空気過剰率
λ0(λ0<λA)をリーンA/Fフィードバック制御の目
標リーンA/Fとすると、λ0に対応するA/Fセンサ
9の出力値Vout,0をセンサ出力目標値として実際の
A/Fセンサ出力がVout,0になるように燃料噴射量
(換言すれば供給空燃比)がフィードバック制御され
る。
FIG. 2 (a) shows a change in the lean combustion limit point with the aging of the engine, and the hatched portion is the misfire region. The characteristic line in the figure represents the change in the sensor output V out with respect to the excess air ratio λ = actual air-fuel ratio / theoretical air-fuel ratio (14.7), and the initial lean combustion limit point A is λ A in terms of excess air ratio. First, assuming that the excess air ratio λ 00A ) before this λ A is the target lean A / F of the lean A / F feedback control, the A / F sensor 9 corresponding to λ 0 The fuel injection amount (in other words, the supply air-fuel ratio) is feedback-controlled so that the actual A / F sensor output becomes V out , 0 with the output value V out , 0 of V.sub.out 0 as the sensor output target value.

【0024】ここで、エンジンの経時変化によりリーン
燃焼限界点が今までよりリツチ寄りのB点(λB)に変
わると、空気過剰率がλ0>λBとなるので、閉ループ制
御の目標出力値Vout,0をそのままにしておけば失火
が生じる。一方、リーン燃焼限界が今までよりリーン寄
りのC点(λC)に変わると、空気過剰率がλ0<λCとな
るので、現在のλ0よりもリーン空燃比を大きくした運
転が可能となる。
Here, when the lean combustion limit point is changed to point B (λ B ) which is closer to the latch than before due to the change with time of the engine, the excess air ratio becomes λ 0 > λ B , so the target output of the closed loop control. If the value V out , 0 is left as it is, a misfire will occur. On the other hand, when the lean combustion limit changes to the leaner C point (λ C ), the excess air ratio becomes λ 0C , so it is possible to operate with a lean air-fuel ratio larger than the current λ 0. Becomes

【0025】本実施例では以上のリーン燃焼限界の変化
を配慮して、次のようにしてリーンA/Fフィードバッ
ク制御の基準となるセンサ出力目標値すなわち目標リー
ンA/F(空気過剰率)を修正する。ここで、このよう
な目標値修正を説明するに先立ち、A/Fセンサ9の出
力変動特性について説明する。図5はA/Fの変化とA
/Fセンサ9の出力変動幅ΔVoutの関係及びHCの変
動幅ΔHCの関係を表わし、またグラフの上部には、実
際のA/Fセンサ9の出力信号の様子を表わしている。
同図に示すように、排気されるHCガスの排出量の変動
量ΔHCは、失火領域限界ぎりぎりのA/F(本例では
A/Fが18.8の位置)に至るまではほぼ一定である
が、機関の気筒のうち少なくとも1つに失火が発生する
と、HCの排出量が時間的に変動する。このような現象
は、失火した気筒から排気されるHC排出量が脈動的に
増加するためであり、その変動量ΔHCは、グラフから
も明らかなように失火領域のA/Fの大きさ、すなわち
失火(燃焼変動量)の程度に比例する。また、このHC
排出量の変動幅ΔHCが大きくなるにつれて、A/Fセ
ンサ9の出力変動幅ΔVoutも、図5のセンサ信号の波
形及びこの波形(出力変動幅)グラフに示すように大き
くなる。これは、失火によりHCガスの排出量が時間的
に変動すると、この変動ΔHCに対応して排気ガス中の酸
素濃度もA/Fに比例して時間的に変動し、ひいてはA
/Fセンサ9の出力信号の変動量ΔVoutが大きくなる
ためである。
In the present embodiment, in consideration of the above change in the lean combustion limit, the sensor output target value which is the reference of the lean A / F feedback control, that is, the target lean A / F (excess air ratio) is set as follows. Fix it. Here, prior to explaining such target value correction, the output variation characteristic of the A / F sensor 9 will be described. Fig. 5 shows changes in A / F and A
The relationship between the output fluctuation width ΔV out of the / F sensor 9 and the fluctuation width ΔHC of the HC is shown, and the actual output signal of the A / F sensor 9 is shown at the top of the graph.
As shown in the figure, the variation amount ΔHC of the exhaust amount of the exhausted HC gas is almost constant until the A / F (the A / F is at the position of 18.8 in this example) which is almost at the limit of the misfire area. However, when a misfire occurs in at least one of the cylinders of the engine, the amount of HC discharged fluctuates with time. Such a phenomenon is because the amount of HC exhausted from the misfiring cylinder increases in a pulsating manner, and the variation amount ΔHC thereof is, as is clear from the graph, the magnitude of A / F in the misfire region, that is, It is proportional to the degree of misfire (combustion fluctuation). Also, this HC
As the fluctuation range ΔHC of the discharge amount increases, the output fluctuation range ΔV out of the A / F sensor 9 also increases as shown in the waveform of the sensor signal in FIG. 5 and this waveform (output fluctuation range) graph. This is because when the discharge amount of HC gas fluctuates with time due to misfire, the oxygen concentration in the exhaust gas also fluctuates with time in proportion to A / F corresponding to this fluctuation ΔHC.
This is because the variation amount ΔV out of the output signal of the / F sensor 9 becomes large.

【0026】以上のようにA/Fセンサ9は、その出力
特性からして失火が始まると、その出力レベルVout
勿論のこと、更には出力レベルの時間的な変動度合ΔV
outも失火の程度に比例して大きくなる。
As described above, when the misfire starts due to the output characteristics of the A / F sensor 9, not only the output level V out of the A / F sensor 9 but also the temporal fluctuation degree ΔV of the output level.
Out also increases in proportion to the degree of misfire.

【0027】本実施例では、このようなA/Fセンサ9
の出力信号Voutから変動成分ΔVo utをとり出し、この
変動量ΔVout換言すれば燃焼変動量が顕著にあらわれ
る現象をとらえてリーン燃焼限界点の変化を検出し、こ
のリーン燃焼限界がエンジンの経時変化により変化した
場合には、これに対応できるように目標リーンA/Fを
修正しようとするものである。
In this embodiment, such an A / F sensor 9 is used.
The demold the output signal V out from the fluctuation component [Delta] V o ut, detects a change in the lean combustion limit point weight combustion variation in other words the variation [Delta] V out catches a phenomenon remarkable, the lean combustion limit engine If the change occurs due to the change over time, the target lean A / F is corrected so as to be able to cope with this.

【0028】以下、上記目標リーンA/Fを補正する具
体的手段について説明する。
Specific means for correcting the target lean A / F will be described below.

【0029】図6(a)はA/Fセンサ9の信号Vout
から変動成分ΔVoutを取出すための回路例を示すもの
で、この回路は変動する信号ΔVoutを全波整流するも
のである。ここで、図6(b)に示すような変動成分Δ
outを含むセンサ信号Voutを入力すると、コンデンサ
14により直流分をカツトして交流成分(変動成分)Δ
out が取り出される。次いで、アンプ15,16によ
り構成された回路により図6(b)の点線より上部の半
波が抽出され、また、アンプ17よりなる回路で点線よ
り下部の半波が抽出される。更にアンプ18よりなる回
路で夫ぞれ抽出された半波を合せて整流し、ΔVout
比例したアナログ値を出力することができる(図6
(c))。このようにして取出された検出信号ΔVout
が図1に示すマイクロコンピユータ13に入力される。
ΔVoutに比例したアナログ値を得るのに、マイクロコ
ンピユータによるデジタル処理も可能であるが、処理時
間,コンピユータの容量を考慮すれば、前述の如く予め
アナログ処理した方が好ましい。マイクロコンピユータ
13は、上記検出信号ΔVoutをリーンA/F設定(補
正)モード時に求め、この検出信号ΔVoutを基にして
目標リーンA/Fを次のように修正する。
FIG. 6A shows the signal V out of the A / F sensor 9.
2 shows an example of a circuit for extracting the fluctuation component ΔV out from the circuit. This circuit performs full-wave rectification on the fluctuation signal ΔV out . Here, the fluctuation component Δ as shown in FIG.
If you enter a sensor signal V out including V out, Katsuhito and alternating current component (fluctuation component) DC component by capacitors 14 delta
V out is taken out. Next, the circuit constituted by the amplifiers 15 and 16 extracts the half-wave above the dotted line in FIG. 6B, and the circuit including the amplifier 17 extracts the half-wave below the dotted line. Further, the half-waves extracted by the circuit including the amplifier 18 are combined and rectified, and an analog value proportional to ΔV out can be output (FIG. 6).
(C)). The detection signal ΔV out extracted in this way
Is input to the microcomputer 13 shown in FIG.
In order to obtain an analog value proportional to ΔV out , digital processing by a microcomputer is possible, but considering the processing time and the capacity of the computer, it is preferable to perform analog processing beforehand as described above. The microcomputer 13 obtains the detection signal ΔV out in the lean A / F setting (correction) mode, and corrects the target lean A / F as follows based on the detection signal ΔV out .

【0030】図2(a),(b)は、この修正を行うた
めの説明図で、同図(a)は空気過剰率(A/Fを空気
過剰率で表わす)に対するエンジン経時変化の失火領域
の変動を表わし、同図(b)は空気過剰率に対するエン
ジン経時変化のセンサ出力変動量ΔVout特性線の変化を
表わす。ここで、当初のエンジン状態における失火限界
領域がA点(空気過剰率λA)にあるものとし、当初はこ
のλAの手前の空気過剰率λ0が初期の目標リーンA/F
として、このλ0に対応するセンサ出力Vout,0を目標
閉ループ制御値として、A/Fセンサの出力がVout
0になるように、マイクロコンピユータ13が燃料噴射
量を制御しているものとする。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) are explanatory views for making this correction. In FIG. 2 (a), the misfire of the engine over time with respect to the excess air ratio (A / F is represented by the excess air ratio) is misfired. The change in the region is shown, and FIG. 6B shows the change in the sensor output change amount ΔV out characteristic line of the engine time change with respect to the excess air ratio. Here, it is assumed that the misfire limit region in the initial engine state is at point A (air excess ratio λ A ), and initially the air excess ratio λ 0 before this λ A is the initial target lean A / F.
Then, the sensor output V out , 0 corresponding to this λ 0 is used as a target closed loop control value, and the output of the A / F sensor is V out ,
It is assumed that the microcomputer 13 controls the fuel injection amount so that it becomes zero.

【0031】また、エンジンの経時変化に伴う目標リー
ンA/Fの修正を行うための基準値をリーン燃焼限界点
のセンサ出力変動ΔVout=ε(図2(b)参照)に設定
する。このような条件の下でエンジンの経時変化によ
り、リーン燃焼限界点Aが図2(a)のリツチ側のB点
に移行すると、図2(b)の1点鎖線B′に示す如くセ
ンサ出力変動の立上りが早まる。従つて、初期のリーン
燃焼限界点Aのセンサ出力値Vout,Aを基準にして、
その時の初期の失火基準センサ出力変動値εとエンジン
の経時変化後のセンサ出力変化量ΔVout1とを比較し
て、エンジン経時変化後の失火の程度が判断できる。そ
して、本例では、ΔVout1は基準のセンサ出力変動値ε
より大きいので、ΔVout1−εに相当するα分だけ目標
リーンA/Fに対応のセンサ出力目標値を修正すればよ
い。この場合の修正後の空気過剰率(目標リーンA/F
値)λmは(1)式で表わされる。
Further, the reference value for correcting the target lean A / F with the aging of the engine is set to the sensor output fluctuation ΔV out = ε (see FIG. 2B) at the lean combustion limit point. Under such conditions, when the lean combustion limit point A shifts to point B on the latch side in FIG. 2 (a) due to the change with time of the engine, the sensor output as shown by the one-dot chain line B'in FIG. 2 (b). The rise of fluctuations is accelerated. Therefore, based on the sensor output value V out , A at the initial lean combustion limit point A,
At that time, the initial misfire reference sensor output fluctuation value ε is compared with the engine output change amount ΔV out1 after the engine has changed over time, so that the degree of misfire after the engine can be determined. In this example, ΔV out1 is the reference sensor output fluctuation value ε.
Since it is larger, it is necessary to correct the sensor output target value corresponding to the target lean A / F by α corresponding to ΔV out1 −ε. Corrected excess air ratio in this case (target lean A / F
Value) λ m is expressed by equation (1).

【0032】[0032]

【数1】λm=λ0−K1α ………(1) ここで、K1は修正係数、λ0はもとの空気過剰率であ
る。このような修正を行うことにより、図2(a)に示
す如く新たな目標リーンA/Fすなわちλmがエンジン
経時変化後の失火限界点Bの手前に設定できる。そし
て、この場合には、センサ出力特性に基づきλmに対応
するVout,mを求め、修正後はこのVout ,mを目標
センサ出力として、リーンA/Fフィードバック制御が
行われる。
## EQU1 ## λ m = λ 0 −K 1 α (1) where K 1 is a correction coefficient and λ 0 is the original excess air ratio. By making such a correction, as shown in FIG. 2A, a new target lean A / F, that is, λ m , can be set in front of the misfire limit point B after the engine aging. Then, in this case, V out , m corresponding to λ m is obtained based on the sensor output characteristic, and after correction, lean A / F feedback control is performed using this V out , m as the target sensor output.

【0033】逆に、失火限界領域Aが図2(a)のリー
ン側のC点に移行した場合には、図2(b)の破線C′
に示す如く、センサ出力変動の立上りが遅まる。この場
合には初期の失火限界A点における、基準センサ出力変
動値εとエンジン経時変化のセンサ出力変動量ΔVout2
とを比較して、エンジン経時変化後の失火の程度が判断
できる。そして、本例では、ΔVout2はεより小さいの
で、もつとリーン側での運転が可能であると判断して、
制御目標とする修正後の空気過剰率λnをε−ΔVout2
相当するβ分だけ大きくなるように修正すればよい。こ
の場合の修正後の空気過剰率λnは(2)式で表わされ
る。
On the contrary, when the misfire limit area A shifts to the lean side point C in FIG. 2 (a), the broken line C'in FIG. 2 (b).
As shown in, the rise of the sensor output fluctuation is delayed. In this case, the reference sensor output fluctuation value ε and the sensor output fluctuation amount ΔV out2 due to engine aging at the initial misfire limit point A.
By comparing with, it is possible to judge the degree of misfire after engine aging. Then, in this example, ΔV out2 is smaller than ε, so it is determined that the lean side can be operated, and
It suffices to correct the corrected air excess ratio λ n, which is the control target, to be increased by β corresponding to ε-ΔV out2 . The corrected excess air ratio λ n in this case is expressed by the equation (2).

【0034】[0034]

【数2】λn=λ0+K2β ………(2) K2は修正係数である。そして、この修正により新たな
目標A/F,λnがエンジン経時変化後のリーン燃焼限
界点Cの手前に設定される。また予め定めたセンサ出力
特性に基づきλnに対応するVout,nを求め、補正後は
このVout,nをセンサ出力目標値として、リーンA/
Fフィードバック制御が行われる。
## EQU2 ## λ n = λ 0 + K 2 β (2) K 2 is a correction coefficient. Then, by this correction, a new target A / F, λ n is set before the lean combustion limit point C after the engine aging. Further, V out , n corresponding to λ n is calculated based on a predetermined sensor output characteristic, and after correction, this V out , n is used as a sensor output target value, and lean A /
F feedback control is performed.

【0035】このような目標リーンA/F(センサ出力
目標値)修正後に再度エンジンの経時変化により失火限
界領域が変動した場合には、上記同様の修正がなされる
が、この場合には、B或いはC点がリーン燃焼限界点と
みなして、この時のεとエンジン経時変化後のB点,C
点におけるΔVout の差に相当するα分、或いはβ分に
基づき目標空気過剰率を修正すればよい。
After the target lean A / F (sensor output target value) has been corrected, if the misfire limit region changes again due to the change with time of the engine, the same correction as described above is made, but in this case, B Alternatively, the point C is regarded as the lean combustion limit point, and ε at this time and the points B and C after the engine changes with time.
The target excess air ratio may be corrected based on α or β corresponding to the difference in ΔV out at the point.

【0036】以上のような制御を行うフローチヤートを
図3に示す。同図に示すように、目標リーンA/Fの修
正を行う場合には、始めに、部分負荷運転時のようなリ
ーンA/F運転域であるか否かを、エンジン回転数とア
クセル開度(負荷)を基に判断する。次にリーン燃焼限
界の変化を検出するモード(リーン限界モード)になる
と、リーンA/Fの閉ループ制御を一時中断し、開ルー
プ制御とする。その理由は、目標リーン空燃比に保とう
とする閉ループ制御のままでは、センサ信号にフィード
バック制御動作の影響が出てしまい、出力Vout,A点
の失火によるΔVoutの成分を抽出できないためであ
る。
A flow chart for performing the above control is shown in FIG. As shown in the figure, when the target lean A / F is corrected, it is first necessary to determine whether the lean A / F operation range is the same as that in the partial load operation by determining the engine speed and the accelerator opening degree. Judge based on (load). Next, when a mode for detecting a change in the lean combustion limit (lean limit mode) is entered, the closed loop control of the lean A / F is temporarily suspended and the open loop control is performed. The reason is that if the closed loop control for keeping the target lean air-fuel ratio is left as it is, the influence of the feedback control operation will be exerted on the sensor signal, and the output V out and the component of ΔV out due to the misfire at the point A cannot be extracted. .

【0037】すなわち、リーン限界検出モードになる
と、開ループとした後に空燃比λA点のセンサ出力値Δ
out(本例ではΔVout1或いはΔVout2)を検出し、
既述の如くΔVoutとεの差を求め、ΔVout>εの場合
はα(=ΔVout−ε)分だけλ0を修正し、ΔVout
εの場合はβ(=ε−ΔVout)の分だけλ0を修正す
る。そして、この修正後の空気過剰率λm,λnに対応す
るA/Fセンサ出力に基づき、A/Fを再び閉ループ制
御することにより、エンジンが経時変化してリーン燃焼
限界点が変動してもこれに対応したリーン燃焼限界点手
前の所でのリーン燃焼運転が可能となる。
That is, in the lean limit detection mode, the sensor output value Δ at the air-fuel ratio λ A point is set after the open loop is formed.
V out (ΔV out1 or ΔV out2 in this example) is detected,
As described above, the difference between ΔV out and ε is obtained, and when ΔV out > ε, λ 0 is corrected by α (= ΔV out −ε), and ΔV out <
In the case of ε, λ 0 is corrected by β (= ε-ΔV out ). Then, based on the output of the A / F sensor corresponding to the corrected excess air ratios λ m and λ n , the A / F is closed-loop controlled again to change the engine over time and change the lean combustion limit point. Corresponding to this, it becomes possible to perform lean combustion operation just before the lean combustion limit point.

【0038】以上の動作をA/F制御マツプで示すと図
7のようになる。図7の横軸はエンジンの負荷状態で、
縦軸は制御目標とする空気過剰率λである。このマツプ
に示すようにスロツトル全開でλ<1.0とリツチ側に
するほかは、ほとんどリーン運転であり、特に燃焼の安
定する部分負荷運転時には、リーン燃焼運転モードとな
る。ここで、リーン燃焼限界点が変化した後の検出セン
サ変動量ΔVoutがΔVout>εと判断された場合には、
現状のA/F制御では失火が生じるものとされるので、
既述の如く空気過剰率λ0をK1α分だけリツチ側λm
変更される。また、逆にΔVoutがΔVout<εと判断さ
れた場合には、失火域に至るまで余裕があるのでλ0
2β分だけリーン側λnに変更される。このような修正
はリーン限界域の全ての負荷領域で行われ、このように
してA/F制御マツプが書き換えられる。
The above operation is shown in FIG. 7 by an A / F control map. The horizontal axis of Fig. 7 represents the engine load state,
The vertical axis represents the excess air ratio λ that is the control target. As shown in this map, except that the throttle is fully opened to λ <1.0 and the switch is on the latch side, almost lean operation is performed, and particularly during partial load operation in which combustion is stable, the lean combustion operation mode is set. Here, when it is determined that the detected sensor fluctuation amount ΔV out after the lean combustion limit point changes is ΔV out > ε,
Since it is supposed that misfire will occur in the current A / F control,
As described above, the excess air ratio λ 0 is changed to the latch side λ m by K 1 α. On the contrary, when ΔV out is determined to be ΔV out <ε, λ 0 is changed to the lean side λ n by K 2 β because there is a margin to reach the misfire area. Such correction is performed in all the load regions in the lean limit region, and the A / F control map is rewritten in this way.

【0039】本実施例によれば、リーンバーンシステム
において、基本的には信頼性の高い空燃比センサを用い
た閉ループ制御系によりリーンA/Fフィードバック制
御を行い、一時的にこれを中断して開ループ制御系によ
り目標リーンA/Fの修正を正確に行い、以後、再び、
修正された目標リーンA/Fにより前記リーンA/Fフ
ィードバック制御を実行するので、常に最適なリーン空
燃比制御を実現させる。また、既存のA/Fセンサを利
用してリーンA/F補正を行い得るのでコスト的にも有
利である。
According to the present embodiment, in the lean burn system, the lean A / F feedback control is basically performed by the closed loop control system using the highly reliable air-fuel ratio sensor, and this is temporarily interrupted. Correct the target lean A / F by the open loop control system, and then again
Since the lean A / F feedback control is executed by the corrected target lean A / F, the optimum lean air-fuel ratio control is always realized. In addition, lean A / F correction can be performed using an existing A / F sensor, which is advantageous in terms of cost.

【0040】図8は、本発明の第2実施例を示すフロー
チヤートであり、本実施例は基本的には前述の第1実施
例と同様に検出すべきセンサ出力変動量ΔVoutに基づ
き目標空気過剰率の補正を行うものであるが、異なる点
は、ΔVout>εとΔVout<εの両者の場合において補
正値をある一定値α′とする予め定めるものである。す
なわち、ΔVout>εでは、λm=λ0−α′として空気
過剰率λを一定値だけ小さくする。また、ΔVout<εの
場合には、λn=λ0+α′として空気過剰率を一定値だ
け大きくできる。このような制御方式によれば、制御を
簡単に行い得ると共に、更にα′に充分な幅をもたせる
ことにより、εを充分小さくしてもリーンA/Fの補正
を行うことができる。
FIG. 8 is a flow chart showing a second embodiment of the present invention. This embodiment is basically based on the sensor output fluctuation amount ΔV out to be detected as in the first embodiment described above. Although the excess air ratio is corrected, the difference is that the correction value is set to a predetermined constant value α'in both cases of ΔV out > ε and ΔV out <ε. That is, when ΔV out > ε, λ m = λ 0 −α ′ and the excess air ratio λ is reduced by a constant value. When ΔV out <ε, λ n = λ 0 + α ′ can be set to increase the excess air ratio by a certain value. According to such a control method, the control can be easily performed, and the lean A / F can be corrected even if ε is sufficiently small by making α ′ have a sufficient width.

【0041】図9は、目標リーンA/Fマツプを書き換
える別の例(第3実施例)を示すもので、本例では失火
限界領域変化後のセンサ出力変動ΔVoutを検出した
ら、目標リーンA/F値、λ′を、
FIG. 9 shows another example (third embodiment) of rewriting the target lean A / F map. In this example, when the sensor output fluctuation ΔV out after the change of the misfire limit region is detected, the target lean A is detected. / F value, λ '

【0042】[0042]

【数3】λ′=λ0・f(ΔVout) ………(3) の式で補正する。ここで、f(ΔVout)は、ΔVout
大きくなると(3)式左辺の目標リーンA/F,λ′が小
さくなり、ΔVoutが小さくなるとλ′が大きくなるよ
うな関係を設定する。例えば、
## EQU3 ## λ '= λ 0 · f (ΔV out ) ... It is corrected by the equation (3). Here, f ([Delta] V out), when [Delta] V out becomes large (3) left side of the target lean A / F, lambda 'decreases, [Delta] V out is the lambda reduced' to set the like increases relationship. For example,

【0043】[0043]

【数4】 λ′=λ0(K1+K2/ΔVout) ………(4) のような関係を用いてλ′を書き換える。この場合は、
2 がΔVoutの大きさを知る基準値的役割をなす。
Equation 4] rewritten λ '= λ 0 (K 1 + K 2 / ΔV out) ......... using the relation such as (4) lambda'. in this case,
K 2 serves as a reference value for knowing the magnitude of ΔV out .

【0044】図10(a),(b)及び図11は本発明
の第4実施例を示すものである。本実施例は気筒別に失
火を検出して目標リーンA/Fを気筒別に補正するもの
で、図10(a)にその原理を示す。同図(a)の
(イ)はクランクが2回転ごとに出る気筒判別基準信
号,(ロ)は排気の流動遅れ等,A/Fセンサ9に排気
が到達するまでの遅れ時間tdを配慮した気筒判別基準
信号p1である。パルス間の時間をtrとする。(ハ)は
A/Fセンサ9の出力信号であり、失火している気筒に
対応する部分でセンサ出力変動値ΔVoutは大きくな
る。この大きくなる時期をコンパレータ等でパルス信号
2に変換したのが(ニ)の信号である。しかして、
(ニ)の信号が(ロ)の気筒判別基準信号からtCだけ
遅れて発生したとすれば(tCは気筒判別信号p1とセン
サ信号p2 との発生周期の時間差として表わされる)、
C/trを求めることにより現在どこの気筒が失火して
いるかを検出することができる。なお、図10(b)に
示すように、遅れ時間tdはエンジン回転数N等により
変化するので、予めマイクロコンピユータ内にエンジン
回転数に対する遅れ時間td の関係を記憶しておく必要
がある。
FIGS. 10A, 10B and 11 show the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, misfire is detected for each cylinder and the target lean A / F is corrected for each cylinder. The principle is shown in FIG. 10 (a). (A) of the figure (a) is a cylinder discrimination reference signal that the crank outputs every two revolutions, (b) is a delay time t d until the exhaust reaches the A / F sensor 9, such as a flow delay of the exhaust. This is the cylinder discrimination reference signal p 1 . Let the time between pulses be t r . (C) is the output signal of the A / F sensor 9, and the sensor output fluctuation value ΔV out becomes large in the portion corresponding to the cylinder in which the misfire has occurred. The signal of (d) is obtained by converting this increasing time into a pulse signal p 2 by a comparator or the like. Then,
If the signal (d) is generated with a delay of t C from the cylinder discrimination reference signal (b) (t C is represented as a time difference between the generation periods of the cylinder discrimination signal p 1 and the sensor signal p 2 ),
By determining t C / t r , it is possible to detect which cylinder is currently misfiring. Incidentally, as shown in FIG. 10 (b), the delay time t d so changed by the engine rotational speed N, and the like, it is necessary to store in advance microcomputer relationship delay time t d with respect to the engine rotational speed in the .

【0045】図11は、このような原理に基づき気筒別
に目標A/Fを補正する方法を表わすフローチヤートで
ある。図11の補正方法においては、先ずn回分のtC
の平均値mを求める。すなわちn回分のtCをr(=tC
+r′)で表わすと、平均値mは、m=r/nとなる。
そして、mとパルス間の時間trとの比Q=m/trを求
める。また、マイクロコンピユータ等の記憶領域にQと
比較して失火気筒を知らせる基準数値ε1,ε2,ε3
ε4が記録されており、例えば4気筒の場合には、Q≦
ε1の時は第1気筒が失火しているものと判断し、ε1
Q≦ε2の時は第2気筒が、ε2<Q≦ε3の時は第3気
筒が、ε3<Qの時は第4気筒が失火しているものと判
断する。そして、失火が生じた各気筒別毎に目標リーン
A/Fλ′を補正する。なお、第11図のフローチヤー
ト中の、λ1,λ2,λ3,λ4は各気筒の補正前の目標リ
ーンA/F、λ′1,λ′2,λ′3,λ′4 は補正後の
目標リーンA/Fである。
FIG. 11 is a flow chart showing a method for correcting the target A / F for each cylinder based on such a principle. In the correction method of FIG. 11, first, t C for n times
The average value m of is calculated. That is, t C for n times is r (= t C
+ R '), the average value m is m = r / n.
Then, the ratio Q = m / t r between m and the time t r between pulses is obtained. In addition, reference numerical values ε 1 , ε 2 , ε 3 , which notify a misfiring cylinder by comparing with Q in a storage area of a microcomputer or the like,
ε 4 is recorded. For example, in case of 4 cylinders, Q ≦
When ε 1 , it is judged that the first cylinder has misfired, and ε 1 <
The second cylinder when the Q ≦ epsilon 2 is, the third cylinder when the epsilon 2 <Q ≦ epsilon 3 is, when epsilon 3 <Q is determined that the fourth cylinder is misfiring. Then, the target lean A / F λ'is corrected for each cylinder in which misfire has occurred. In the flow chart of FIG. 11, λ 1 , λ 2 , λ 3 and λ 4 are target lean A / F before correction of each cylinder, λ ′ 1 , λ ′ 2 , λ ′ 3 and λ ′ 4 Is the corrected target lean A / F.

【0046】以上の実施例は全てA/Fセンサの信号の
変動分により失火を検出し、この変動分ΔVoutに基づ
き目標リーンA/Fを補正するものであるが、図12か
ら図13には、これと異なる目標リーンA/Fの補正方
法を示す。
In all of the above embodiments, the misfire is detected by the fluctuation of the signal of the A / F sensor, and the target lean A / F is corrected based on this fluctuation ΔV out . Shows a target lean A / F correction method different from this.

【0047】図12(a),(b)及び図13の実施例
は、A/Fセンサ9を加熱するためのヒータ20の電気
量を検出して、この値を基に、A/F制御目標値を補正
しようとする原理図を示すものである。図12(a)
は、A/Fと、ヒータ電流値I H ,HCの関係を示し
た。A/Fを大きくしてゆくと、失火が始まり、HCが
多く排出されるようになると、失火度合が進行し燃焼温
度が低くなるために、A/Fセンサ周りの排気温度も低
くなる。一方、この種のヒータ20は、センサ温度を一
定に保とうとする機能が働くよう設定してあるため、排
気温度が低くなるとヒータ電流IHを大きくする。この
ためIH を検出すれば、失火による燃焼温度の低下、す
なわち失火度合が検出できる。
Embodiments of FIGS. 12 (a), 12 (b) and 13
Is the electricity of the heater 20 for heating the A / F sensor 9.
Detect the amount and correct the A / F control target value based on this value
It shows a principle diagram to be attempted. Figure 12 (a)
Is the A / F and the heater current value I H , HC relationship
It was When A / F is increased, misfire begins and HC
As more is discharged, the degree of misfire progresses and the combustion temperature
Exhaust temperature around the A / F sensor is low due to the low temperature.
Become On the other hand, this kind of heater 20 keeps the sensor temperature constant.
Since it is set so that the function to keep it constant will work,
When the air temperature becomes low, the heater current IHTo increase. this
For IH Is detected, the combustion temperature decreases due to misfire,
That is, the degree of misfire can be detected.

【0048】図12(b)は、IHを検出するための実
際のヒータ制御回路を示すもので、同図に示すようにタ
イミング制御回路21により制御された所定のタイミン
グでヒータ9の固体電解質20の両側の電極22a,2
2b間に、定電流回路23により定電流Icを流す。こ
の時、固体電解質20の内部抵抗rに比例した電圧をサ
ンプルホールド回路24により同期して取り込み、基準
値Vrefと比較して、IHを制御し、内部抵抗rを一定に
保つように制御する。このため、排気温が低下し、セン
サの温度が低下すると、IHを大きくして、ヒータ温度
を上げセンサ温度を一定に保つようにする。すなわち、
Hで排気温を検出できる。ここではIHを検出するため
に、抵抗Rを介してVHを測定しており、このVHの度合
で失火の程度が判断できる。
FIG. 12B shows an actual heater control circuit for detecting I H. As shown in FIG. 12, the solid electrolyte of the heater 9 is controlled at a predetermined timing controlled by the timing control circuit 21. Electrodes 22a, 2 on both sides of 20
A constant current Ic is made to flow by the constant current circuit 23 between 2b. At this time, a voltage proportional to the internal resistance r of the solid electrolyte 20 is synchronously taken in by the sample hold circuit 24, compared with a reference value V ref, and I H is controlled to control the internal resistance r to be constant. To do. Therefore, exhaust temperature is lowered, the temperature of the sensor is reduced, by increasing the I H, to keep the sensor temperature raised heater temperature constant. That is,
The exhaust temperature can be detected by I H. Here, in order to detect I H , V H is measured via the resistor R, and the degree of misfire can be determined by the degree of V H.

【0049】図13に、上記VHを基に目標リーンA/
Fの補正を行うためのフローチヤートを示す。このフロ
ーチヤートに示すようにリーン運転域で、リーン限界検
出モードになると検出信号VHがリードされる。次にエ
ンジン回転数Nをリードして、回転数Nの値によつて、
Hと比較する基準値εを決定する(ε1〜εn)。ここ
でエンジン回転数Nによつてεを変化させるのは、Nに
より、排気温の度合が異なるためである。すなわちエン
ジン回転Nの変化に対応して基準値εをε1 〜εn まで
種々設定し、現在のエンジン回転数に対応する基準値ε
よりも、VH がVH ≧εの場合には、制御目標リーンA
/F(λ′)を、
FIG. 13 shows the target lean A / based on the above V H.
The flow chart for correcting F is shown. As shown in this flow chart, the detection signal V H is read in the lean limit detection mode in the lean operation range. Next, the engine speed N is read, and according to the value of the speed N,
A reference value ε to be compared with V H is determined (ε 1 to ε n ). The reason why ε is changed depending on the engine speed N is that the degree of the exhaust temperature is different depending on N. That is, the reference value ε is set variously from ε 1 to ε n according to the change of the engine speed N, and the reference value ε corresponding to the current engine speed is set.
If V H is V H ≧ ε, the control target lean A
/ F (λ ')

【0050】[0050]

【数5】λ′=λ0−α ………(5) により補正し、VがVH<εの場合には、## EQU5 ## Corrected by (5) λ '= λ 0 -α (5), and when V H is V H <ε,

【0051】[0051]

【数6】 λ′=λ0+α ………(6) により補正する。## EQU6 ## Correction is performed by λ '= λ 0 + α (6).

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、リーンバ
ーンシステムにおいて、基本的には信頼性の高い空燃比
センサを用いた閉ループ制御系によりリーン空燃比フィ
ードバック制御を高精度に行い、一時的にこれを中断し
て開ループ制御系により目標リーン空燃比の修正を正確
に行い、以後、再び、修正された目標リーン空燃比によ
り前記リーン空燃比フィードバック制御を実行するの
で、常に最適なリーン空燃比制御を実現させる。
As described above, according to the present invention, in the lean burn system, basically, the closed loop control system using the highly reliable air-fuel ratio sensor is used to perform the lean air-fuel ratio feedback control with high accuracy and temporarily. The target lean air-fuel ratio is corrected accurately by the open loop control system, and thereafter the lean air-fuel ratio feedback control is executed again by the corrected target lean air-fuel ratio, so that the optimum lean air-fuel ratio is always maintained. Realize air-fuel ratio control.

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

【図1】本発明の適用対象となる自動車エンジン制御シ
ステム図
FIG. 1 is a diagram of an automobile engine control system to which the present invention is applied.

【図2】本発明のA/F制御における第1実施例を説明
するための空気過剰率−センサ出力特性線図
FIG. 2 is an air excess ratio-sensor output characteristic diagram for explaining the first embodiment in the A / F control of the present invention.

【図3】上記第1実施例のA/F制御を表わすフローチ
ヤート
FIG. 3 is a flow chart showing the A / F control of the first embodiment.

【図4】上記第1実施例に使用するA/Fセンサの出力
と燃費、HCガスの関係を表わす特性線図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the output of the A / F sensor used in the first embodiment, fuel consumption, and HC gas.

【図5】上記A/Fセンサのセンサ出力変動成分とA/
Fとの関係を表わす特性線図
FIG. 5 shows the sensor output fluctuation component of the A / F sensor and A / F.
Characteristic diagram showing the relationship with F

【図6】(a),(b),(c)は上記A/Fセンサの
出力変動成分を取出す回路及び波形説明図
6 (a), (b), and (c) are explanatory diagrams of a circuit and a waveform for extracting an output fluctuation component of the A / F sensor.

【図7】上記第1実施例のA/F制御マツプの補正前と
補正後の状態を表わす線図
FIG. 7 is a diagram showing a state before and after correction of the A / F control map of the first embodiment.

【図8】本発明の第2実施例を示すフローチヤートFIG. 8 is a flow chart showing a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例を示すフローチヤートFIG. 9 is a flow chart showing a third embodiment of the present invention.

【図10】(a),(b)は本発明の第4実施例を示す
動作波形図及び特性線図
10 (a) and 10 (b) are operation waveform diagrams and characteristic diagrams showing a fourth embodiment of the present invention.

【図11】上記第4実施例のフローチヤートFIG. 11 is a flow chart of the fourth embodiment.

【図12】本発明の第5実施例を表わす説明図FIG. 12 is an explanatory diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第6実施例を表わす説明図FIG. 13 is an explanatory diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スロツトルチヤンバ、2…絞り弁、3…燃料噴射
弁、5…エンジン(燃焼室)、8…排気通路、9…A/
Fセンサ、13…マイクロコンピユータ(閉ループ制御
系、開ループ制御系)、14〜18…センサ出力変動量
検出回路。
1 ... Slot torch chamber, 2 ... Throttle valve, 3 ... Fuel injection valve, 5 ... Engine (combustion chamber), 8 ... Exhaust passage, 9 ... A /
F sensor, 13 ... Micro computer (closed loop control system, open loop control system), 14-18 ... Sensor output fluctuation amount detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空燃比センサを用いてエンジンの排気ガ
スから実空燃比を検出し、この実空燃比が目標リーン空
燃比になるようにフィードバック制御を行う閉ループ制
御系と、前記フィードバック制御を一時中断して開ルー
プ制御により燃焼変動量を検出する開ループ制御系とを
備え、前記開ループ制御系により検出する燃焼変動量が
予め設定した基準値より大きい時には前記目標リーン空
燃比を今までよりリッチ側に修正し、この燃焼変動量が
前記基準値より小さい時には前記目標リーン空燃比を今
までよりリーン側に修正して、この修正された目標リー
ン空燃比により以後の前記フィードバック制御を実行す
るよう設定して成ることを特徴とするエンジンの空燃比
制御装置。
1. A closed loop control system for detecting an actual air-fuel ratio from exhaust gas of an engine using an air-fuel ratio sensor and performing feedback control so that the actual air-fuel ratio becomes a target lean air-fuel ratio, and the feedback control is temporarily performed. An open loop control system for detecting the combustion fluctuation amount by interrupting open loop control is provided, and when the combustion fluctuation amount detected by the open loop control system is larger than a preset reference value, the target lean air-fuel ratio is more than ever. When the combustion fluctuation amount is smaller than the reference value, the target lean air-fuel ratio is corrected to a leaner side than ever before, and the feedback control is performed thereafter based on the corrected target lean air-fuel ratio. An air-fuel ratio control device for an engine, characterized by being set as follows.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954028A (en) * 1996-08-08 1999-09-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
JP2010138703A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 National Traffic Safety & Environment Laboratory Air-fuel ratio control method and air-fuel ratio control device of lpg engine
JP2013047524A (en) * 2012-11-19 2013-03-07 National Traffic Safety & Environment Laboratory Air-fuel ratio control method and device for lpg engine
JP2013122241A (en) * 2012-11-19 2013-06-20 National Traffic Safety & Environment Laboratory Method and device for controlling air-fuel ratio of lpg engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5217127A (en) * 1975-08-01 1977-02-08 Hitachi Ltd Device for decreasing poisoneous exhaust gas of automobile engine
JPS5930895A (en) * 1982-08-13 1984-02-18 Hitachi Ltd Modification of coal
JPS6123376A (en) * 1984-06-13 1986-01-31 ブリツト・コ−ポレイシヨン Pulse laser system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5217127A (en) * 1975-08-01 1977-02-08 Hitachi Ltd Device for decreasing poisoneous exhaust gas of automobile engine
JPS5930895A (en) * 1982-08-13 1984-02-18 Hitachi Ltd Modification of coal
JPS6123376A (en) * 1984-06-13 1986-01-31 ブリツト・コ−ポレイシヨン Pulse laser system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954028A (en) * 1996-08-08 1999-09-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
JP2010138703A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 National Traffic Safety & Environment Laboratory Air-fuel ratio control method and air-fuel ratio control device of lpg engine
JP2013047524A (en) * 2012-11-19 2013-03-07 National Traffic Safety & Environment Laboratory Air-fuel ratio control method and device for lpg engine
JP2013122241A (en) * 2012-11-19 2013-06-20 National Traffic Safety & Environment Laboratory Method and device for controlling air-fuel ratio of lpg engine

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