JPH06249030A - Air-fuel ratio control device of engine - Google Patents
Air-fuel ratio control device of engineInfo
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- JPH06249030A JPH06249030A JP5035234A JP3523493A JPH06249030A JP H06249030 A JPH06249030 A JP H06249030A JP 5035234 A JP5035234 A JP 5035234A JP 3523493 A JP3523493 A JP 3523493A JP H06249030 A JPH06249030 A JP H06249030A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの空燃比制御
装置に関するものである。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】一般に、自動車用の普通の火花点火式エ
ンジンにおいては、燃料(例えば、ガソリン)と空気とか
らなる混合気が燃焼室内でピストンによって圧縮された
後、点火プラグによって着火・燃焼させられるが、混合
気の空燃比(空気と燃料の比Ａ／Ｆ)は、基本的には可燃
範囲内で任意に設定することができる。2. Description of the Related Art Generally, in an ordinary spark ignition engine for an automobile, a mixture of fuel (for example, gasoline) and air is compressed by a piston in a combustion chamber and then ignited and burned by a spark plug. However, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (air / fuel ratio A / F) can basically be set arbitrarily within the flammable range.
【０００３】そして、混合気がリーンなときほどエンジ
ン出力は低くなるものの、燃費性能及びエミッション性
能が高められる。なお、ＮＯx発生率は、理論空燃比よ
りはややリーン側の空燃比域(Ａ／Ｆで１６付近)でピー
クとなる。そこで、近年、さほど高いエンジン出力が必
要とされない低・中負荷領域では、着火性が損なわれな
い限り混合気をできるだけリーンにして(例えば、Ａ／
Ｆ＝１９〜２４)、燃費性能及びエミッション性能の向
上を図るようにしたリーンバーンエンジンが多用されて
いる。The leaner the air-fuel mixture, the lower the engine output, but the higher the fuel efficiency and the emission performance. The NOx generation rate has a peak in the air-fuel ratio region (around 16 in A / F) slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in recent years, in the low / medium load range where a very high engine output is not required, the air-fuel mixture should be made as lean as possible (for example, A /
(F = 19 to 24), a lean burn engine is often used to improve fuel efficiency and emission performance.
【０００４】かかるリーンバーンエンジンにおいては、
一般に低・中負荷領域(リーンゾーン)では運転状態に応
じて理論空燃比よりもリーンな目標空燃比が設定され、
実際の空燃比がこの目標空燃比に追従するように燃料噴
射量が設定される。具体的には、例えば排気通路にリニ
アＯ2センサ(リニア空燃比センサ)を臨設し、該リニア
Ｏ2センサによって検出された排気ガス中のＯ2濃度から
空燃比を把握し、該空燃比が目標空燃比に追従するよう
に燃料噴射量を設定するといったフィードバック制御が
行われる。なお、以下では便宜上リニアＯ2センサによ
って検出されたＯ2濃度から把握される空燃比を、「リニ
アＯ2センサによって検出される空燃比」ということにす
る。In such a lean burn engine,
Generally, in the low / medium load range (lean zone), a target air-fuel ratio that is leaner than the theoretical air-fuel ratio is set according to the operating state.
The fuel injection amount is set so that the actual air-fuel ratio follows this target air-fuel ratio. Specifically, for example, a linear O 2 sensor (linear air-fuel ratio sensor) is provided in the exhaust passage, and the air-fuel ratio is grasped from the O 2 concentration in the exhaust gas detected by the linear O 2 sensor. Feedback control is performed such that the fuel injection amount is set so as to follow the target air-fuel ratio. Incidentally, the air-fuel ratio to be grasped for convenience linear O 2 O 2 concentration detected by the sensor is below to be referred to as "air-fuel ratio detected by the linear O 2 sensor".
【０００５】しかしながら、リニアＯ2センサは制御対
象(吸気系ないし燃焼室)より下流の排気通路に臨設され
る関係上、リニアＯ2センサによって検出される空燃比
は、制御対象の実際の空燃比に対して応答遅れをもつこ
とになる。ここで、応答遅れ時間は、燃料噴射量(空燃
比)の変化がリニアＯ2センサに達するまでの所要時間す
なわちむだ時間と、燃料噴射量(空燃比)の変化がリニア
Ｏ2センサに達した後リニアＯ2センサ出力が所定の程度
まで変化するのに要する時間すなわち一時遅れ時間とか
らなる。このため、単純にリニアＯ2センサによって検
出された空燃比の目標空燃比に対する偏差に応じて燃料
噴射量を設定したのでは、該応答遅れによって制御が乱
れ、サイクリングあるいはハンチングが生じてしまう。However, since the linear O 2 sensor is provided in the exhaust passage downstream of the controlled object (intake system or combustion chamber), the air-fuel ratio detected by the linear O 2 sensor is the actual air-fuel ratio of the controlled object. Will have a delayed response to. Here, the response delay time is the time required for the change in the fuel injection amount (air-fuel ratio) to reach the linear O 2 sensor, that is, the dead time, and the change in the fuel injection amount (air-fuel ratio) reaches the linear O 2 sensor. It consists of the time required for the rear linear O 2 sensor output to change to a predetermined degree, that is, the temporary delay time. Therefore, if the fuel injection amount is simply set according to the deviation of the air-fuel ratio detected by the linear O 2 sensor from the target air-fuel ratio, the control delay is disturbed by the response delay and cycling or hunting occurs.
【０００６】そこで、リニアＯ2センサでのむだ時間及
び一時遅れ時間に応じて目標空燃比を修正したフィード
バック制御用の目標空燃比(以下、これをＦ／Ｂ用目標
空燃比という)を設定し、空燃比のＦ／Ｂ用目標空燃比
に対する偏差に応じて燃料噴射量を設定するようにした
空燃比制御装置が提案されている(例えば、特開昭６４
−６０７４６号公報参照)。なお、以下ではエンジンの
運転状態に応じて設定される修正されていない目標空燃
比(すなわち空燃比のオープンループ制御において目標
値とされる目標空燃比)を、上記のＦ／Ｂ用目標空燃比
と区別するために基本目標空燃比(オープンループ用空
燃比)ということにする。Therefore, a target air-fuel ratio for feedback control in which the target air-fuel ratio is corrected according to the dead time and the temporary delay time in the linear O 2 sensor (hereinafter referred to as the F / B target air-fuel ratio) is set. , An air-fuel ratio control device has been proposed in which the fuel injection amount is set according to the deviation of the air-fuel ratio from the F / B target air-fuel ratio (for example, JP-A-64).
-60746). In the following, the uncorrected target air-fuel ratio (that is, the target air-fuel ratio that is the target value in the open-loop control of the air-fuel ratio) set according to the operating state of the engine is set to the above-mentioned F / B target air-fuel ratio. In order to distinguish this from the basic target air-fuel ratio (open-loop air-fuel ratio).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に減速
領域等においてはエンジン出力が必要とされないばかり
か、逆にエンジンブレーキが必要とされる。そこで、近
年、減速領域等のエンジン出力を必要としない所定の運
転領域では燃料供給を停止して燃費性能を高めるととも
にエンジンブレーキを強める燃料供給停止手段を備えた
エンジンが多用されている。By the way, generally, in the deceleration region and the like, not only the engine output is required, but conversely, engine braking is required. Therefore, in recent years, an engine provided with a fuel supply stopping means for stopping fuel supply to improve fuel efficiency and enhance engine braking in a predetermined operation area such as a deceleration area that does not require engine output is widely used.
【０００８】そして、Ｆ／Ｂ用目標空燃比に追従するよ
う空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置を備
えたリーンバーンエンジンに、さらに燃料供給停止手段
を設けて燃費性能を一層高めるようにしたエンジンが提
案されている。しかしながら、かかる従来のエンジンで
は、燃料供給停止後において燃料供給を再開したとき
(燃料復帰時)には、Ｆ／Ｂ用目標空燃比がエンジンの運
転状態に応じて設定される基本目標空燃比とほぼ等しく
なっているのにもかかわらず、リニアＯ2センサによっ
て検出される空燃比は燃料供給停止によって非常にリー
ンになっている。このため、燃料復帰時には、リーンＯ
2センサによって検出される空燃比とＦ／Ｂ用目標空燃
比との間の偏差が非常に大きくなり、燃料復帰直後から
空燃比のフィードバック制御を開始したのでは大きなハ
ンチングが生じてしまう。A lean burn engine equipped with an air-fuel ratio control device for feedback-controlling the air-fuel ratio so as to follow the F / B target air-fuel ratio is further provided with fuel supply stopping means to further improve fuel efficiency. An engine is proposed. However, in such a conventional engine, when the fuel supply is restarted after the fuel supply is stopped.
At the time of fuel recovery, the linear O 2 sensor detects the F / B target air-fuel ratio even though it is almost equal to the basic target air-fuel ratio set according to the operating state of the engine. The air-fuel ratio is extremely lean due to the stop of fuel supply. Therefore, when returning to fuel, lean O
The deviation between the air-fuel ratio detected by the two sensors and the F / B target air-fuel ratio becomes very large, and if the air-fuel ratio feedback control is started immediately after the fuel is restored, large hunting will occur.
【０００９】すなわち、図４に示すように、かかる従来
のエンジンでは、燃料供給が停止されているときにはＦ
／Ｂ用目標空燃比(逆数であらわしている)は直線Ｇ1の
ようになり、他方リニアＯ2センサ出力は曲線Ｇ2のよう
になるので、斜線部分が偏差として誤判定されてしま
い、空燃比制御に乱れが生じることになる。なお、図４
においては、燃料復帰時刻t1からリニアＯ2センサ出力
が変化しはじめる時刻t2までの所要時間がむだ時間Ｌと
なる。このため、このような燃料供給停止手段と空燃比
制御装置とを備えた従来のエンジンでは、燃料復帰後は
一定期間だけ空燃比のフィードバック制御を停止せざる
を得ないといった問題がある。That is, as shown in FIG. 4, in such a conventional engine, when the fuel supply is stopped, F
Since the target air-fuel ratio for / B (represented by the reciprocal) is as shown by the straight line G 1 , while the linear O 2 sensor output is as shown by the curve G 2 , the shaded area is erroneously determined as a deviation and the Disturbance will occur in the fuel ratio control. Note that FIG.
In, the time required from the fuel recovery time t 1 to the time t 2 at which the output of the linear O 2 sensor starts to change is the dead time L. Therefore, in the conventional engine provided with such a fuel supply stopping means and the air-fuel ratio control device, there is a problem that the air-fuel ratio feedback control must be stopped for a certain period after the fuel is restored.
【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、燃料復帰直後から空燃比の
フィードバック制御を開始することができ、空燃比をＦ
／Ｂ用目標空燃比に精度良く追従させることができるエ
ンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. The feedback control of the air-fuel ratio can be started immediately after the fuel is restored, and the air-fuel ratio can be set to F
An object of the present invention is to provide an engine air-fuel ratio control device capable of accurately following the target air-fuel ratio for / B.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、図１にその構成を示すように、第１の発明は、排気
ガス中の酸素濃度を検出することによって空燃比を把握
するリニア空燃比センサaと、該リニア空燃比センサaに
よって把握される空燃比が所定の目標空燃比に追従する
ように燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段bと、
所定の運転領域では燃料供給を停止する燃料供給停止手
段cとが設けられたエンジンの空燃比制御装置におい
て、燃料供給停止手段cによって燃料供給が停止されて
いるときには目標空燃比をリーン側に変更する目標空燃
比変更手段dが設けられていることを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置を提供する。In order to achieve the above object, as shown in the configuration of FIG. 1, the first invention is a linear air-fuel ratio controller for detecting the air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. A fuel ratio sensor a, a fuel injection amount setting means b for setting a fuel injection amount so that the air-fuel ratio grasped by the linear air-fuel ratio sensor a follows a predetermined target air-fuel ratio,
In an engine air-fuel ratio control device provided with a fuel supply stopping means c for stopping fuel supply in a predetermined operating region, when the fuel supply is stopped by the fuel supply stopping means c, the target air-fuel ratio is changed to the lean side. There is provided an engine air-fuel ratio control device characterized in that target air-fuel ratio changing means d is provided.
【００１２】第２の発明は、排気ガス中の酸素濃度を検
出することによって空燃比を把握するリニア空燃比セン
サaと、該リニア空燃比センサaによって把握される空燃
比が所定の目標空燃比に追従するように燃料噴射量を設
定する燃料噴射量設定手段bと、リニア空燃比センサ出
力のむだ時間に応じて上記目標空燃比を補正する目標空
燃比補正手段eと、所定の運転領域では燃料供給を停止
する燃料供給停止手段cとが設けられたエンジンの空燃
比制御装置において、燃料供給停止手段cによって燃料
供給が停止されているときには目標空燃比をリーン側に
変更する目標空燃比変更手段dと、燃料供給停止からの
復帰時にはむだ時間を縮小方向に補正するむだ時間補正
手段fとが設けられていることを特徴とするエンジンの
空燃比制御装置を提供する。A second aspect of the invention is a linear air-fuel ratio sensor a for detecting an air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration in exhaust gas, and an air-fuel ratio detected by the linear air-fuel ratio sensor a is a predetermined target air-fuel ratio. Fuel injection amount setting means b for setting the fuel injection amount so as to follow, target air-fuel ratio correction means e for correcting the target air-fuel ratio in accordance with the dead time of the linear air-fuel ratio sensor output, and in a predetermined operating range In an engine air-fuel ratio control device provided with a fuel supply stop means c for stopping fuel supply, when the fuel supply is stopped by the fuel supply stop means c, the target air-fuel ratio is changed to a lean side. Provided is an engine air-fuel ratio control device characterized in that means d and dead time correction means f for correcting the dead time in the reduction direction when returning from the stop of fuel supply are provided.
【００１３】第３の発明は、第２の発明にかかるエンジ
ンの空燃比制御装置において、燃料噴射量設定手段bと
目標空燃比補正手段eとが、リニア空燃比センサ出力の
むだ時間に対応するためのパラメータを含む所定のモデ
ル式に基づいて、前回の目標空燃比から今回の目標空燃
比を演算し、リニア空燃比センサ出力が該目標空燃比に
追従するように燃料噴射量を設定・補正するようになっ
た現代制御手段gとされていて、むだ時間補正手段fが、
燃料供給停止からの復帰時には、上記モデル式を変更す
ることによってむだ時間を補正するようになっているこ
とを特徴とするエンジンの空燃比制御装置を提供する。A third aspect of the present invention is the engine air-fuel ratio control apparatus according to the second aspect, wherein the fuel injection amount setting means b and the target air-fuel ratio correcting means e correspond to the dead time of the linear air-fuel ratio sensor output. Based on a predetermined model formula including parameters for calculating the target air-fuel ratio this time from the previous target air-fuel ratio, set and correct the fuel injection amount so that the linear air-fuel ratio sensor output follows the target air-fuel ratio. It is supposed to be the modern control means g, and the dead time correction means f is
An air-fuel ratio control system for an engine, wherein the dead time is corrected by changing the model formula when returning from the stop of fuel supply.
【００１４】第４の発明は、第２又は第３の発明にかか
るエンジンの空燃比制御装置において、むだ時間補正手
段fが、燃料供給停止時間が短いときにのみむだ時間を
補正するようになっていることを特徴とするエンジンの
空燃比制御装置を提供する。In a fourth aspect of the present invention, in the air-fuel ratio control device for an engine according to the second or third aspect, the dead time correction means f corrects the dead time only when the fuel supply stop time is short. An air-fuel ratio control system for an engine is provided.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図２(a),(b)に示すように、ガソリンエンジン１の各気
筒(１つのみ図示)においては、吸気弁２が開かれたとき
に吸気ポート３を介して独立吸気通路４から燃焼室５内
に混合気を吸入し、この混合気をピストン６で圧縮して
点火プラグ７で着火・燃焼させ、排気弁８が開かれたと
きに、燃焼ガスを排気ポート９を介して排気通路１０に
排出するといったプロセスが繰り返されるようになって
いる。なお、エンジン１は、通常の運転領域(リーンゾ
ーン)では空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比(Ａ／Ｆ＝１４.７
すなわち空気過剰率λ＝１)よりもリーン(Ａ／Ｆ＝１９
〜２４)に設定され、かつ空燃比がフィードバック制御
されるリーンバーンエンジンである。EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below.
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), in each cylinder (only one is shown) of the gasoline engine 1, combustion is performed from the independent intake passage 4 via the intake port 3 when the intake valve 2 is opened. The mixture is sucked into the chamber 5, the mixture is compressed by the piston 6 and ignited and burned by the spark plug 7, and when the exhaust valve 8 is opened, the combustion gas is exhausted through the exhaust port 9 and the exhaust passage. The process of discharging to 10 is repeated. In the engine 1, the air-fuel ratio A / F is the theoretical air-fuel ratio (A / F = 14.7) in the normal operating region (lean zone).
That is, leaner (A / F = 19) than the excess air ratio λ = 1.
Is a lean burn engine in which the air-fuel ratio is feedback-controlled.
【００１６】排気通路１０には、排気ガス中のＯ2濃度
を検出するリニアＯ2センサ１１(リニア空燃比センサ)
が臨設され、このＯ2濃度から空燃比が把握されるよう
になっている。なお、以下では便宜上、この空燃比を
「リニアＯ2センサ１１によって検出された空燃比」とい
う。また、リニアＯ2センサ１１より下流側において、
排気通路１０には排気ガスを浄化する触媒コンバータ１
２が介設されている。A linear O 2 sensor 11 (linear air-fuel ratio sensor) for detecting the O 2 concentration in the exhaust gas is provided in the exhaust passage 10.
Is installed so that the air-fuel ratio can be grasped from this O 2 concentration. Note that, hereinafter, for convenience, this air-fuel ratio is referred to as "the air-fuel ratio detected by the linear O 2 sensor 11." Further, on the downstream side of the linear O 2 sensor 11,
The exhaust passage 10 has a catalytic converter 1 for purifying exhaust gas.
2 is installed.
【００１７】各気筒の燃焼室５に空気を供給するため
に、上流端が大気に開放された単一の共通吸気通路１４
が設けられ、この共通吸気通路１４には空気の流れ方向
にみて上流側から順に、エアクリーナ(図示せず)と、吸
気量を検出するエアフローセンサ(図示せず)と、アクセ
ルペダル(図示せず)の踏み込み量に応じて開閉されるス
ロットル弁１５とが設けられている。そして、共通吸気
通路１４の下流端は、吸入空気の流れを安定化させるサ
ージタンク１６に接続され、このサージタンク１６に前
記した各気筒の独立吸気通路４の上流端が接続されてい
る。In order to supply air to the combustion chamber 5 of each cylinder, a single common intake passage 14 whose upstream end is open to the atmosphere.
The common intake passage 14 is provided with an air cleaner (not shown), an air flow sensor (not shown) for detecting the intake amount, and an accelerator pedal (not shown) in this order from the upstream side in the direction of air flow. ) And a throttle valve 15 which is opened / closed according to the depression amount. The downstream end of the common intake passage 14 is connected to a surge tank 16 that stabilizes the flow of intake air, and the surge tank 16 is connected to the upstream end of the independent intake passage 4 of each cylinder.
【００１８】共通吸気通路１４に対して、スロットル弁
１５をバイパスさせて空気を通すバイパス吸気通路１７
が設けられ、このバイパス吸気通路１７には、該バイパ
ス吸気通路１７内を流れる空気の流量を調節することに
よってアイドル回転数を制御するＩＳＣバルブ１８が介
設されている。A bypass intake passage 17 for allowing air to flow through the common intake passage 14 by bypassing the throttle valve 15.
The bypass intake passage 17 is provided with an ISC valve 18 for controlling the idling speed by adjusting the flow rate of the air flowing in the bypass intake passage 17.
【００１９】独立吸気通路４には、上流側から順に、所
定の低負荷領域ではスワールを強化するために通路断面
を絞る絞り弁１９と、独立吸気通路４内の空気中に燃料
(ガソリン)を噴射して混合気を形成する燃料噴射弁２０
とが設けられている。ここで、燃料噴射弁２０の燃料噴
射量は、後で説明するようにコントロールユニット２５
によって、混合気の空燃比Ａ／Ｆ(空気過剰率λ)が所定
のＦ／Ｂ用目標空燃比(フィードバック制御用の目標空
燃比)に追従するようフィードバック制御されるように
なっている。さらに、減速領域等のエンジン出力を必要
としない運転領域ではコントロールユニット２５によっ
て燃料噴射弁２０からの燃料噴射が停止され、燃費性能
が高められるととともにエンジンブレーキが強化される
ようになっている。In the independent intake passage 4, in order from the upstream side, a throttle valve 19 for narrowing the passage cross-section in order to strengthen the swirl in a predetermined low load region, and a fuel in the air in the independent intake passage 4 are provided.
Fuel injection valve 20 that injects (gasoline) to form an air-fuel mixture
And are provided. Here, the fuel injection amount of the fuel injection valve 20 is controlled by the control unit 25 as described later.
Thus, feedback control is performed so that the air-fuel ratio A / F (air excess ratio λ) of the air-fuel mixture follows a predetermined F / B target air-fuel ratio (target air-fuel ratio for feedback control). Further, in an operating region where engine output is not required, such as a deceleration region, the control unit 25 stops fuel injection from the fuel injection valve 20 to improve fuel efficiency and enhance engine braking.
【００２０】また、混合気の燃焼温度の過上昇(ＮＯx発
生量の増加)を防止するために、排気通路１０内の排気
ガスの一部をＥＧＲガスとして独立吸気通路４に還流さ
せるＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ
バルブ２２とが設けられている。Further, in order to prevent the combustion temperature of the air-fuel mixture from excessively increasing (increasing the amount of NOx generated), a part of the exhaust gas in the exhaust passage 10 is recirculated to the independent intake passage 4 as EGR gas 21. And EGR that adjusts the EGR gas amount
A valve 22 is provided.
【００２１】エンジン１の各種制御を行うために、マイ
クロコンピュータ等からなるコントロールユニット２５
が設けられている。このコントロールユニット２５は、
特許請求の範囲に記載された「燃料噴射量設定手段」と
「目標空燃比補正手段」と「燃料供給停止手段」と「目標空
燃比変更手段」と「むだ時間補正手段」とを含み、現代制
御理論に基づいて空燃比制御等の各種制御を行う総合的
な現代制御手段であって、エアフローセンサによって検
出される吸気量、回転数センサによって検出されるエン
ジン回転数、リニアＯ2センサ１１によって検出される
空燃比等を制御情報として所定の制御を行うようになっ
ている。A control unit 25 including a microcomputer and the like for performing various controls of the engine 1.
Is provided. This control unit 25
The present invention includes "fuel injection amount setting means", "target air-fuel ratio correction means", "fuel supply stopping means", "target air-fuel ratio changing means" and "dead time correction means" described in the claims. Comprehensive modern control means for performing various controls such as air-fuel ratio control based on the control theory. The intake amount detected by the air flow sensor, the engine speed detected by the rotation speed sensor, and the linear O 2 sensor 11 are used. Predetermined control is performed by using the detected air-fuel ratio or the like as control information.
【００２２】以下、コントロールユニット２５(現代制
御手段)による現代制御理論に基づく空燃比制御の制御
則を説明する。本実施例における空燃比制御は、基本的
には、制御システム(制御対象)すなわちエンジン１の燃
料系システムにおける燃料の挙動ないしは空燃比の動特
性を解明して、リニアＯ2センサ１１のむだ時間及び一
時遅れ時間に応じた最適なＦ／Ｂ用目標空燃比を求める
ことができるモデル式をつくり、該モデル式に従って最
適なＦ／Ｂ用目標空燃比を設定し、リニアＯ2センサ１
１によって検出される空燃比の該Ｆ／Ｂ用目標空燃比に
対する偏差に応じて燃料噴射量を設定・補正し、この最
適な燃料噴射量で燃料噴射を行うといった手順で行われ
るようになっている。ここで、モデル式は燃料供給停止
あるいは燃料復帰による燃料の挙動の変化を考慮してつ
くられ、換言すれば燃料供給時と燃料供給停止時とでは
モデル式が切り替えられ、これによって燃料供給停止時
あるいは燃料復帰時においても最適なＦ／Ｂ用目標空燃
比が設定され、燃料復帰直後から精度の良い安定した空
燃比のフィードバック制御が行われるようになってい
る。The control law of the air-fuel ratio control based on the modern control theory by the control unit 25 (modern control means) will be described below. In the air-fuel ratio control in this embodiment, basically, the behavior of the fuel or the dynamic characteristics of the air-fuel ratio in the control system (controlled object), that is, the fuel system of the engine 1 is clarified, and the dead time of the linear O 2 sensor 11 is elucidated. Also, a model formula capable of obtaining the optimum F / B target air-fuel ratio according to the temporary delay time is created, and the optimum F / B target air-fuel ratio is set according to the model formula, and the linear O 2 sensor 1
The fuel injection amount is set / corrected according to the deviation of the air-fuel ratio detected by 1 from the F / B target air-fuel ratio, and fuel injection is performed at this optimum fuel injection amount. There is. Here, the model formula is created in consideration of the change in the behavior of the fuel due to the fuel supply stop or the fuel return, in other words, the model formula is switched between the fuel supply time and the fuel supply stop time. Alternatively, the optimum F / B target air-fuel ratio is set even at the time of fuel return, and accurate and stable feedback control of the air-fuel ratio is performed immediately after fuel return.
【００２３】本実施例においては、最適なＦ／Ｂ用目標
空燃比を求めるためのモデル式は、次の式１のように設
定される。In this embodiment, the model formula for obtaining the optimum F / B target air-fuel ratio is set as the following formula 1.
【数１】 λd[i]＝α・λd[i−1]＋(1−α)・{λafl[i−1−L]・Ｃcut[i−1−L] ＋γ[i−1−L]}………………………………………………………式１ ただし、 i :時刻 Ｌ: むだ時間 α: 一時遅れ特性値 λd[i]: 今回のＦ／Ｂ用目標空燃比 λd[i−1]: 前回のＦ／Ｂ用目標空燃比 λafl[i−1−L]: (Ｌ＋１)回前の基本空燃比 Ｃcut[i−1−L]: (Ｌ＋１)回前の燃料カット係数 γ[i−1−L]: (Ｌ＋１)回前のウェット分補正値[Formula 1] λd [i] = α · λd [i−1] + (1−α) · {λafl [i−1−L] · Ccut [i−1−L] + γ [i−1−L] } ………………………………………………………… Equation 1 However, i: time L: dead time α: temporary delay characteristic value λd [i]: for this F / B Target air-fuel ratio λd [i-1]: Previous target air-fuel ratio for F / B λafl [i-1-L]: (L + 1) times before basic air-fuel ratio Ccut [i-1-L]: (L + 1) times Previous fuel cut coefficient γ [i−1−L]: (L + 1) times before wet correction value
【００２４】式１において、iは現時刻をあらわし、i−
ωは現時刻より制御ルーチンをω回実行するのに必要な
時間だけ前(過去)の時刻(ω回前の時刻)をあらわしてい
る。むだ時間Ｌは燃料噴射量が変化した場合においてこ
の影響がリニアＯ2センサ１１に達するのに要する時間
であり、一時遅れ特性値αはリニアＯ2センサ１１の一
時遅れ特性をあらわす値である。ここで、αは時定数Ｔ
から算出される。In equation 1, i represents the current time, i-
ω represents a time (past time) before (past) a time required to execute the control routine ω times from the current time. The dead time L is the time required for this effect to reach the linear O 2 sensor 11 when the fuel injection amount changes, and the temporary delay characteristic value α is a value representing the temporary delay characteristic of the linear O 2 sensor 11. Where α is the time constant T
Calculated from
【００２５】基本目標空燃比λaflは、エンジンの運転
状態、例えばエアフローセンサによって検出される吸気
量、回転数センサによって検出されるエンジン回転数、
水温センサによって検出されるエンジン水温等に基づい
て設定されるオープンループ用の目標空燃比であって、
空燃比のフィードバック制御が行われないとき、すなわ
ち空燃比がほぼ理論空燃比とされるリッチゾーンで運転
される場合の目標値である。そして、Ｆ／Ｂ用目標空燃
比は、リーンゾーンにおいて空燃比のフィードバック制
御が行われるときの目標値であり、このＦ／Ｂ用目標空
燃比を目標値とすることによって、リニアＯ2センサ１
１のむだ時間及び一時遅れ時間が補償された、誤差の少
ない安定したフィードバック制御を行うことができる。The basic target air-fuel ratio λafl is the operating state of the engine, for example, the intake air amount detected by the air flow sensor, the engine speed detected by the speed sensor,
A target air-fuel ratio for open loop set based on the engine water temperature detected by the water temperature sensor,
This is the target value when the feedback control of the air-fuel ratio is not performed, that is, when the air-fuel ratio is operated in the rich zone where the air-fuel ratio is almost the theoretical air-fuel ratio. The F / B target air-fuel ratio is a target value when the feedback control of the air-fuel ratio is performed in the lean zone. By setting this F / B target air-fuel ratio as the target value, the linear O 2 sensor 1
It is possible to perform stable feedback control with a small error in which the dead time of 1 and the temporary delay time are compensated.
【００２６】燃料カット係数Ｃcutは、燃料供給時には
１(１００％)とされ、燃料供給停止時(燃料カット時)に
は０とされる係数である。なお燃料の一部がカットされ
る場合は、Ｃcutを０〜１の範囲内で燃料カット率に応
じて設定すればよい。The fuel cut coefficient Ccut is a coefficient which is 1 (100%) when the fuel is supplied and 0 when the fuel supply is stopped (when the fuel is cut). When part of the fuel is cut, Ccut may be set within the range of 0 to 1 according to the fuel cut rate.
【００２７】ウェット分補正値γは、吸気ポート３での
燃料付着による空燃比のずれを補正するために、燃料供
給停止時に次の式２により設定される補正値である。す
なわち、燃料供給停止時には燃料噴射は行われないが、
燃料供給停止以前に吸気ポート３に付着していた燃料が
燃焼室５に流入する。そして、この燃料が燃料復帰時に
燃焼され、この燃焼ガスがリニアＯ2センサ１１に影響
を及ぼし、むだ時間が短縮されたのと同じ効果が生じ、
このままでは燃料復帰時におけるリニアＯ2センサ出力
とＦ／Ｂ用目標空燃比との間の偏差が大きくなる。そこ
で、このウェット分補正値γを導入することによって、
吸気ポート３に付着していた燃料の燃焼に起因する上記
効果を打ち消し、燃料復帰時に上記偏差が生じるのを防
止するようにしている。The wet correction value γ is a correction value set by the following equation 2 when the fuel supply is stopped in order to correct the deviation of the air-fuel ratio due to the adhesion of fuel in the intake port 3. That is, although fuel injection is not performed when the fuel supply is stopped,
The fuel adhering to the intake port 3 before the fuel supply is stopped flows into the combustion chamber 5. Then, this fuel is burned at the time of returning the fuel, and this combustion gas affects the linear O 2 sensor 11, and the same effect as that of reducing the dead time occurs,
As it is, the deviation between the output of the linear O 2 sensor and the F / B target air-fuel ratio at the time of fuel recovery becomes large. Therefore, by introducing this wet amount correction value γ,
The above-mentioned effect caused by the combustion of the fuel adhering to the intake port 3 is canceled and the above deviation is prevented from occurring when the fuel is restored.
【数２】 γ[i]＝γ0・exp(−i／Ｔ)………………………………………………式２ ただし、 γ0: 初期値 Ｔ: 時定数 式２においてexp(ω)は、自然対数の底eのω乗をあらわ
すものとする。なお、燃料供給時にはγ[i]は０とされ
る。[Formula 2] γ [i] = γ 0 · exp (−i / T) ………………………………………… Equation 2 where γ 0 : initial value T: time constant In Expression 2, exp (ω) represents the base e of the natural logarithm to the power ω. Note that γ [i] is set to 0 when fuel is supplied.
【００２８】ウェット補正値γは、式２から明らかなよ
うに、燃料供給停止後において時間iの経過に伴って減
少(減衰)する。したがって、燃料供給停止時間が短いと
きほどγの値は大きくなり、むだ時間がより短縮される
ことになる。すなわち、燃料供給停止後においては、時
間の経過に伴って吸気ポート３の付着燃料が減少してゆ
くので、これを考慮して燃料供給停止時間に応じてウェ
ット補正値γを設定するようにしている。As is clear from the equation 2, the wet correction value γ decreases (decreases) with the passage of time i after the fuel supply is stopped. Therefore, the shorter the fuel supply stop time, the larger the value of γ, and the shorter the dead time. That is, after the fuel supply is stopped, the amount of fuel adhering to the intake port 3 decreases with the lapse of time. Therefore, in consideration of this, the wet correction value γ should be set according to the fuel supply stop time. There is.
【００２９】以下、図３に示すフローチャートに従って
適宜図２(a),(b)を参照しつつ、かかる空燃比制御にお
けるＦ／Ｂ用目標空燃比の具体的な設定方法を説明す
る。図３に示すように、ステップ＃１では吸気量、エン
ジン回転数、リニアＯ2センサ出力値(空燃比)、燃料カ
ット信号等の各種制御情報が読み込まれる。A specific method for setting the F / B target air-fuel ratio in the air-fuel ratio control will be described below with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b) as needed in accordance with the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 3, in step # 1, various control information such as the intake air amount, the engine speed, the linear O 2 sensor output value (air-fuel ratio), and the fuel cut signal are read.
【００３０】続いて、ステップ＃２で、燃料供給停止中
(燃料カット中)であるか否かが比較・判定され、燃料供
給停止中であると判定された場合は(ＹＥＳ)、ステップ
＃３で、式２によりウェット補正値γ[i]が演算され
る。他方、燃料供給停止中ではないと判定された場合は
(ＮＯ)、ステップ＃４でウェット補正値γ[i]が０とさ
れる。Then, in step # 2, the fuel supply is stopped.
Whether or not (fuel is being cut) is compared / determined, and if it is determined that the fuel supply is being stopped (YES), the wet correction value γ [i] is calculated by Equation 2 in step # 3. It On the other hand, if it is determined that the fuel supply is not stopped,
(NO), the wet correction value γ [i] is set to 0 in step # 4.
【００３１】次に、ステップ＃５で式１に基づいて、今
回のＦ／Ｂ用目標空燃比λd[i]が演算され、リニアＯ2
センサ１１によって検出された空燃比の上記Ｆ／Ｂ用目
標空燃比に対する偏差に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴
射量が設定され、この設定値に基づいて燃料が噴射され
るといった空燃比のフィードバック制御が行われる。こ
の後、ステップ＃１に復帰する。Next, in step # 5, the present target F / B air-fuel ratio λd [i] is calculated based on the equation 1, and the linear O 2
The fuel injection amount of the fuel injection valve 20 is set according to the deviation of the air-fuel ratio detected by the sensor 11 from the F / B target air-fuel ratio, and feedback of the air-fuel ratio such that fuel is injected based on this set value Control is performed. Then, the process returns to step # 1.
【００３２】このような空燃比制御によれば、燃料供給
停止時ないしは燃料復帰時におけるＦ／Ｂ用目標空燃比
は、図４中の曲線Ｇ2のようになるので、燃料復帰時に
おいて、リニアＯ2センサ１１によって検出される空燃
比とＦ／Ｂ用目標空燃比との間にはほとんど偏差が生じ
ない。このため、燃料復帰直後から精度の良い安定した
空燃比のフィードバック制御を行うことができる。According to such air-fuel ratio control, the target air-fuel ratio for F / B when the fuel supply is stopped or when the fuel is restored becomes as shown by the curve G 2 in FIG. There is almost no deviation between the air-fuel ratio detected by the O 2 sensor 11 and the F / B target air-fuel ratio. Therefore, it is possible to perform accurate and stable feedback control of the air-fuel ratio immediately after the fuel is restored.
【００３３】[0033]
【発明の作用・効果】第１の発明によれば、燃料供給停
止時には目標空燃比がリーン側に変更されるので、燃料
復帰時におけるリニア空燃比センサ出力と目標空燃比と
の間の偏差が小さくなる。したがって、燃料復帰直後か
ら精度の良い安定した空燃比のフィードバックを行うこ
とができる。According to the first aspect of the invention, since the target air-fuel ratio is changed to the lean side when the fuel supply is stopped, the deviation between the output of the linear air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio at the time of fuel recovery is reduced. Get smaller. Therefore, it is possible to perform accurate and stable feedback of the air-fuel ratio immediately after the fuel is restored.
【００３４】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、燃料復帰時
にはむだ時間が縮小方向に補正されるので、吸気ポート
に付着していた燃料の燃焼によって生じるむだ時間が短
縮されたのと同様の効果が打ち消され、燃料復帰時にお
けるリニア空燃比センサ出力と目標空燃比との間の偏差
が一層縮小され、空燃比制御の制御精度が一層高められ
る。According to the second invention, basically, the same action and effect as the first invention can be obtained. Furthermore, since the dead time is corrected toward the reduction at the time of fuel recovery, the same effect as that of reducing the dead time caused by the combustion of the fuel adhering to the intake port is canceled, and the linear air-fuel ratio at the time of fuel recovery is canceled. The deviation between the sensor output and the target air-fuel ratio is further reduced, and the control accuracy of the air-fuel ratio control is further enhanced.
【００３５】第３の発明によれば、基本的には第２の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、現代制御理
論を用いて、制御システムの特性をあらわすモデル式に
基づいて空燃比制御が行われるので、空燃比制御の制御
精度がさらに高められる。According to the third invention, basically, the same operation and effect as those of the second invention can be obtained. Furthermore, since the air-fuel ratio control is performed based on the model formula expressing the characteristics of the control system using the modern control theory, the control accuracy of the air-fuel ratio control is further enhanced.
【００３６】第４の発明によれば、基本的には第２又は
第３の発明と同様の作用・効果が得られる。さらに、燃
料供給停止時間が短いとき、すなわち吸気ポートに付着
燃料が残っている場合にのみむだ時間が短縮方向に補正
されるので、燃料供給停止時間が長く、したがって吸気
ポートでの燃料付着がないときにむだ時間が誤補正され
るのが防止される。According to the fourth invention, basically, the same operation and effect as those of the second or third invention can be obtained. Further, the dead time is corrected to a shorter direction only when the fuel supply stop time is short, that is, when the adhering fuel remains in the intake port, so the fuel supply stop time is long, and therefore no fuel adheres to the intake port. Occasionally, the dead time is prevented from being erroneously corrected.
【図１】 請求項１〜４に対応する第１〜第４の発明の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of first to fourth inventions corresponding to claims 1 to 4.
【図２】 (a)は本発明にかかる空燃比制御装置を備え
たエンジンのシステム構成図であり、(b)は(a)に示すエ
ンジンの制御システム(制御対象)への入出力関係を示す
図である。FIG. 2 (a) is a system configuration diagram of an engine equipped with an air-fuel ratio control device according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows an input / output relation to an engine control system (control target) shown in (a). FIG.
【図３】 空燃比制御におけるＦ／Ｂ用目標空燃比の設
定方法を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a method for setting an F / B target air-fuel ratio in air-fuel ratio control.
【図４】 燃料復帰時における目標空燃比の逆数の時間
に対する特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a characteristic of a reciprocal of a target air-fuel ratio with respect to time at the time of fuel return.
１…エンジン ３…吸気ポート ５…燃焼室 １１…リニアＯ2センサ ２０…燃料噴射弁 ２５…コントロールユニット1 ... engine 3 ... intake port 5 ... combustion chamber 11 ... linear O 2 sensor 20 ... Fuel injection valve 25 ... Control Unit
Claims (4)
よって空燃比を把握するリニア空燃比センサと、該リニ
ア空燃比センサによって把握される空燃比が所定の目標
空燃比に追従するように燃料噴射量を設定する燃料噴射
量設定手段と、所定の運転領域では燃料供給を停止する
燃料供給停止手段とが設けられたエンジンの空燃比制御
装置において、 燃料供給停止手段によって燃料供給が停止されていると
きには目標空燃比をリーン側に変更する目標空燃比変更
手段が設けられていることを特徴とするエンジンの空燃
比制御装置。1. A linear air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio by detecting an oxygen concentration in exhaust gas, and a fuel so that the air-fuel ratio detected by the linear air-fuel ratio sensor follows a predetermined target air-fuel ratio. In an air-fuel ratio control device for an engine, which is provided with a fuel injection amount setting means for setting an injection amount and a fuel supply stopping means for stopping fuel supply in a predetermined operating region, the fuel supply is stopped by the fuel supply stopping means. An air-fuel ratio control device for an engine, characterized in that target air-fuel ratio changing means for changing the target air-fuel ratio to a lean side is provided when the engine is in a lean state.
よって空燃比を把握するリニア空燃比センサと、該リニ
ア空燃比センサによって把握される空燃比が所定の目標
空燃比に追従するように燃料噴射量を設定する燃料噴射
量設定手段と、リニア空燃比センサ出力のむだ時間に応
じて上記目標空燃比を補正する目標空燃比補正手段と、
所定の運転領域では燃料供給を停止する燃料供給停止手
段とが設けられたエンジンの空燃比制御装置において、 燃料供給停止手段によって燃料供給が停止されていると
きには目標空燃比をリーン側に変更する目標空燃比変更
手段と、 燃料供給停止からの復帰時にはむだ時間を縮小方向に補
正するむだ時間補正手段とが設けられていることを特徴
とするエンジンの空燃比制御装置。2. A linear air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio by detecting an oxygen concentration in exhaust gas, and a fuel for which the air-fuel ratio detected by the linear air-fuel ratio sensor follows a predetermined target air-fuel ratio. Fuel injection amount setting means for setting an injection amount, target air-fuel ratio correction means for correcting the target air-fuel ratio according to the dead time of the linear air-fuel ratio sensor output,
In an air-fuel ratio control device for an engine provided with a fuel supply stopping means for stopping fuel supply in a predetermined operating region, a target for changing the target air-fuel ratio to the lean side when the fuel supply is stopped by the fuel supply stopping means An air-fuel ratio control device for an engine, comprising: an air-fuel ratio changing means; and a dead time correcting means for correcting a dead time in a reduction direction when returning from a stop of fuel supply.
制御装置において、 燃料噴射量設定手段と目標空燃比補正手段とが、リニア
空燃比センサ出力のむだ時間に対応するためのパラメー
タを含む所定のモデル式に基づいて、前回の目標空燃比
から今回の目標空燃比を演算し、リニア空燃比センサ出
力が該目標空燃比に追従するように燃料噴射量を設定・
補正するようになった現代制御手段とされていて、 むだ時間補正手段が、燃料供給停止からの復帰時には、
上記モデル式を変更することによってむだ時間を補正す
るようになっていることを特徴とするエンジンの空燃比
制御装置。3. The engine air-fuel ratio control device according to claim 2, wherein the fuel injection amount setting means and the target air-fuel ratio correction means include a parameter for responding to the dead time of the linear air-fuel ratio sensor output. Based on a predetermined model formula, the current target air-fuel ratio is calculated from the previous target air-fuel ratio, and the fuel injection amount is set so that the linear air-fuel ratio sensor output follows the target air-fuel ratio.
It is said to be a modern control means to correct, the dead time correction means, when returning from the fuel supply stop,
An air-fuel ratio control system for an engine, wherein the dead time is corrected by changing the model formula.
ジンの空燃比制御装置において、 むだ時間補正手段が、燃料供給停止時間が短いときにの
みむだ時間を補正するようになっていることを特徴とす
るエンジンの空燃比制御装置。4. The engine air-fuel ratio control device according to claim 2 or 3, wherein the dead time correction means corrects the dead time only when the fuel supply stop time is short. An air-fuel ratio control device for an engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03523493A JP3192514B2 (en) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | Engine air-fuel ratio control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03523493A JP3192514B2 (en) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | Engine air-fuel ratio control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249030A true JPH06249030A (en) | 1994-09-06 |
| JP3192514B2 JP3192514B2 (en) | 2001-07-30 |
Family
ID=12436157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03523493A Expired - Fee Related JP3192514B2 (en) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | Engine air-fuel ratio control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192514B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6247457B1 (en) | 1998-07-07 | 2001-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP03523493A patent/JP3192514B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6247457B1 (en) | 1998-07-07 | 2001-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3192514B2 (en) | 2001-07-30 |
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