JPS61237858A - Control device for air-fuel ratio in internal-combustion engine - Google Patents

Control device for air-fuel ratio in internal-combustion engine

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JPS61237858A
JPS61237858A JP7852885A JP7852885A JPS61237858A JP S61237858 A JPS61237858 A JP S61237858A JP 7852885 A JP7852885 A JP 7852885A JP 7852885 A JP7852885 A JP 7852885A JP S61237858 A JPS61237858 A JP S61237858A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
temperature
exhaust gas
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JP7852885A
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Japanese (ja)
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Toshiyasu Katsuno
歳康 勝野
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent air-fuel ratio from being excessively corrected, by detecting the element temperature of a sensor in the downstream side and stopping a control of the air-fuel ratio in accordance with an output of said sensor when the element temperature is less than a fixed value, in the case of an engine respectively providing air-fuel ratio sensors in the upstream and the downstream sides of a catalytic converter. CONSTITUTION:An internal-combustion engine, providing in its exhaust system a catalytic converter, provides in its upstream and downstream sides respectively the first and second air-fuel ratio sensors A, B, and in accordance with outputs of these sensors A, B an air-fuel ratio regulating means C controls air-fuel ratio in the engine. While here an element temperature discriminating means D, detecting an element temperature of the downstream side sensor B, discriminates whether or not this element temperature is in a fixed value or more. And when the element temperature is less than the fixed value, a stopping means E stops a control of the air-fuel ratio in accordance with the downstream side sensor B in the air-fuel ratio regulating means C. In this way, the engine, correctly discriminating the downstream side sensor B to be active or inactive, prevents an overrich and overlean state of the actual air-fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側および下流側に空燃比
センサ(本明細書では、酸素濃度センサ(02センサ)
)を設け、上流側の02センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加えて下流側の02センサによる空燃比フィ
ードバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides air-fuel ratio sensors (herein, oxygen concentration sensors (02 sensors)) on the upstream and downstream sides of a catalytic converter.
), and relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that performs air-fuel ratio feedback control using a downstream 02 sensor in addition to air-fuel ratio feedback control using an upstream 02 sensor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、機関の吸入空気量(もしくは吸入空気圧)およ
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の濃度を
検出する。2センサの検出信号にもとづいて演算された
空燃比補正係数FAFに応じて前記基本噴射量を補正し
、この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃料
量を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空燃
比を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィー
ドバック制御により、空燃比を理論空燃比近傍の非常に
狭い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三元
触媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるCo
 、 IC、NOxの3つの有害成分を同時に浄化する
触媒コンバータの浄化能力を高く保持できる。
Generally, the basic injection amount of the fuel injection valve is calculated according to the intake air amount (or intake air pressure) and rotational speed of the engine.
Detects the concentration of specific components, such as oxygen components, in engine exhaust gas. The basic injection amount is corrected according to the air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated based on the detection signals of the two sensors, and the amount of fuel actually supplied is controlled according to the corrected injection amount. This control is repeated until the air-fuel ratio of the engine is finally converged within a predetermined range. With this kind of air-fuel ratio feedback control, the air-fuel ratio can be controlled within a very narrow range near the stoichiometric air-fuel ratio.
It is possible to maintain a high purification ability of the catalytic converter, which simultaneously purifies three harmful components: , IC, and NOx.

上述の空燃比フィードバック制御(シングル02センサ
システム)では、酸素濃度を検出する02センサをでき
るだけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバ
ータより上流である排気マニホールドの集合部分に設け
ているが、02センサの出力特性のばらつきのために空
燃比の制御精度の改善に支障が生じている。02センサ
の出力特性のばらつきの原因を列挙すると、次のとおり
である。
In the above-mentioned air-fuel ratio feedback control (single 02 sensor system), the 02 sensor that detects the oxygen concentration is installed at a location in the exhaust system as close to the combustion chamber as possible, that is, at the gathering part of the exhaust manifold upstream from the catalytic converter. Due to variations in the output characteristics of the 02 sensor, it is difficult to improve the control accuracy of the air-fuel ratio. The causes of variations in the output characteristics of the 02 sensor are listed below.

(1)  02センサ自体の個体差、 (2)  燃料噴射弁および排気ガス再循環弁等の部品
の機関への組付は位置の公差による02センサの箇所に
おける排気ガスの混合の不均一、(3)02センサの出
力特性の経時あるいは経年的な変化。
(1) Individual differences in the 02 sensor itself; (2) uneven mixing of exhaust gas at the location of the 02 sensor due to positional tolerances in the assembly of parts such as fuel injection valves and exhaust gas recirculation valves into the engine; 3) Changes in the output characteristics of the 02 sensor over time or over time.

また、02センサ以外では、燃料噴射弁、排気ガス再循
環流量、タペットクリアランス等の機関状態の経時的あ
るいは経年的な変化、および製造ばらつきによる排気ガ
スの混合の不均一性が変化および拡大することがある。
In addition, for sensors other than the 02 sensor, non-uniformity in the exhaust gas mixture may change and expand due to changes in engine conditions such as the fuel injection valve, exhaust gas recirculation flow rate, and tappet clearance over time, as well as manufacturing variations. There is.

かかる02センサの出力特性のばらつきおよび部品のば
らつき、経時あるいは経年的変化を補償するために、触
媒コンバータの下流に第2のo2センサを設け、上流側
02センサにょる空燃比フィードバック制御に加えて下
流側o2センサにょる空燃比フィードバック制御を行う
ダブル02センサシステムが既に提案されている。この
ダブル02センサシステムでは、触媒コンバータの下流
側に設けられた02センサは、上流側o2センサに比較
して、低い応答速度を有するものの、次の理由により出
力特性のばらつきが小さいという利点を有している。
In order to compensate for variations in the output characteristics of the 02 sensor, variations in parts, and changes over time, a second O2 sensor is provided downstream of the catalytic converter, in addition to the air-fuel ratio feedback control by the upstream 02 sensor. A double 02 sensor system that performs air-fuel ratio feedback control using a downstream O2 sensor has already been proposed. In this double 02 sensor system, although the 02 sensor installed downstream of the catalytic converter has a lower response speed than the upstream O2 sensor, it has the advantage of less variation in output characteristics for the following reasons. are doing.

(1)  触媒コンバータの下流では、排気温が低いの
で熱的影響が少ない。
(1) Downstream of the catalytic converter, the exhaust gas temperature is low, so there is little thermal influence.

(2)  触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒
にトラップされているので下流側o2センサの被毒量は
少ない。
(2) Since various poisons are trapped in the catalyst downstream of the catalytic converter, the amount of poisoning of the downstream O2 sensor is small.

(3)触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混合
されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態
に近い値になっている。
(3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to an equilibrium state.

従って、上述のごとく、2つの02センサの出力にもと
づく空燃比フィードパ・ツク制御(ダブル02センサシ
ステム)により、上流側02センサの出力特性のばらつ
きを下流側02センサにより吸収できる。実際に、第2
図に示すように、シングル02センサシステムでは、0
2センサの出力特性が悪化した場合には、排気エミッシ
ョン特性に直接影響するのに対し、ダブル02センサシ
ステムでは、上流側o2センサの出力特性が悪化しても
、排気エミッション特性は悪化しない。つまり、ダブル
02センサシステムにおいては、下流側02センサが安
定な出力特性を維持している限り、良好な排気エミッシ
ョンが保証される。
Therefore, as described above, by performing air-fuel ratio feed pack control (double 02 sensor system) based on the outputs of the two 02 sensors, variations in the output characteristics of the upstream 02 sensor can be absorbed by the downstream 02 sensor. In fact, the second
As shown in the figure, in a single 02 sensor system, 0
If the output characteristics of the O2 sensor on the upstream side deteriorate, the exhaust emission characteristics will be directly affected, whereas in the double 02 sensor system, even if the output characteristics of the upstream O2 sensor deteriorate, the exhaust emission characteristics will not deteriorate. In other words, in the double 02 sensor system, good exhaust emissions are guaranteed as long as the downstream 02 sensor maintains stable output characteristics.

一般に、酸素濃淡電池型02センサの温度特性は、第3
A図に示すように、空燃比A/Fがリッチの場合には、
素子温が上昇するにつれて02センサの出力(リッチ信
号)は上昇しであるハイレベルで安定し、他方、空燃比
A/Fがリーンの場合には、素子温が上昇するにつれで
あるローレベルで安定する。なお、第3A図は、02セ
ンサ出力処理回路として流出し形式を用いている場合を
示しており、o22センサ出力処理路として流込み形式
を用いると、第3B図のごとくなり、非活性状態にあっ
ては、リッチ、リーン信号は共にハイレベルとなる。い
ずれにしても、02センサは素子温に応じて非活性状態
、活性状態となり、使用可能領域は限定される0通常、
400〜700℃の範囲が適当とされている。この活性
状態にあっては、一定の比較電圧VIIEFたとえば約
0.45Vにより02センサの出力電圧を比較すること
によりリッチ、リーンの判別が可能となる。
Generally, the temperature characteristics of the oxygen concentration battery type 02 sensor are
As shown in diagram A, when the air-fuel ratio A/F is rich,
As the element temperature rises, the output of the 02 sensor (rich signal) rises and stabilizes at a certain high level.On the other hand, when the air-fuel ratio A/F is lean, as the element temperature rises, the output of the 02 sensor (rich signal) rises and remains at a certain low level. Stabilize. Note that Figure 3A shows the case where the flow-in type is used as the O2 sensor output processing circuit, and if the flow-in type is used as the O22 sensor output processing path, the result will be as shown in Figure 3B, and the circuit will be in an inactive state. If so, both the rich and lean signals will be at high level. In any case, the 02 sensor becomes inactive or active depending on the element temperature, and the usable area is limited.
A range of 400 to 700°C is considered appropriate. In this active state, richness and leanness can be determined by comparing the output voltage of the 02 sensor using a constant comparison voltage VIIEF, for example, about 0.45V.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、下流側02センサは上流側02センサに
比べて低温側に位置しているので、活性化に時間を要す
る。従って、活性化が十分でない場合には、02センサ
出力処理回路として流出し形式を用いると、下流IIJ
 O2センサの雰囲気がリッチであってもリーンと判別
されることがあり、この結果、下流側02センサによる
空燃比フィードバック制御が行われ、従って、実際の空
燃比がオーバリッチになり、燃費の悪化、CO、HCエ
ミッションの悪化等を招き、逆に、02センサ出力処理
回路として流込み形式を用いると、下流側02センサの
雰囲気がリーンであってもリッチと判別されることがあ
り、この結果、下流側02センサによる空燃比フィード
バック制御が行われ、従って、実際の空燃比がオーバリ
ーンになり、ドラビリティの悪化、NOxエミツション
の悪化等を招くという問題点がある。
However, since the downstream 02 sensor is located at a lower temperature than the upstream 02 sensor, it takes time to activate it. Therefore, if activation is not sufficient, if the outflow type is used as the 02 sensor output processing circuit, downstream IIJ
Even if the atmosphere at the O2 sensor is rich, it may be determined to be lean, and as a result, air-fuel ratio feedback control is performed by the downstream O2 sensor, resulting in the actual air-fuel ratio becoming overrich, resulting in poor fuel efficiency. , CO, and HC emissions. Conversely, if a flow-in type is used as the 02 sensor output processing circuit, even if the downstream 02 sensor atmosphere is lean, it may be determined to be rich. , air-fuel ratio feedback control is performed by the downstream 02 sensor, and therefore the actual air-fuel ratio becomes over-lean, leading to deterioration of drivability, deterioration of NOx emissions, etc.

なお、02センサの活性、非活性の判別は、通常、その
出力処理回路の出力電圧が一旦上下したか否かによって
行われているが、これでは02センサの活性/非活性の
判別は正確ではなく、たとえ02センサが活性化してい
ても機関の空燃比リーンもしくはリッチにずれていれば
、活性化判断がされず、ダブル02センサシステムの利
点を生かすことができない、しかも、運転途中で02セ
ンサの温度が低下しても非活性とみなされないのである
Note that whether the 02 sensor is active or inactive is normally determined by checking whether the output voltage of its output processing circuit once goes up or down, but this method does not accurately determine whether the 02 sensor is active or inactive. Even if the 02 sensor is activated, if the air-fuel ratio of the engine is lean or rich, activation will not be determined and the advantage of the double 02 sensor system cannot be utilized. Even if the temperature of the compound decreases, it is not considered inactive.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の目的は、下流側空燃比センサ(02センサ)の
活性、非活性の判別を正確に行うことにより実際の空燃
比のオーバリッチ、オーバリーンを防止し、それにより
、燃費の悪化、ドラビリティの悪化、エミッションの悪
化等を防止することにあり、その手段は、第1A図、第
1B図、第1C図、第1D図に示される。
The purpose of the present invention is to prevent the actual air-fuel ratio from becoming over-rich or over-lean by accurately determining whether the downstream air-fuel ratio sensor (02 sensor) is active or inactive, thereby reducing fuel consumption and drivability. The purpose is to prevent the deterioration of the energy consumption, the deterioration of the emissions, etc., and the means thereof are shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D.

第1A図において、排気ガス中の特定成分濃度を検出す
る第1.第2の空燃比センサが内燃機関の排気系に設け
られた排気ガス浄化のための触媒コンバータの上流、下
流に、それぞれ設けられている。空燃比調整手段は上流
側、下流側空燃比センサの各出力に応じて機関の空燃比
を調整する。
In FIG. 1A, the first step detects the concentration of a specific component in the exhaust gas. Second air-fuel ratio sensors are provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas, which is provided in the exhaust system of the internal combustion engine. The air-fuel ratio adjusting means adjusts the air-fuel ratio of the engine according to each output of the upstream and downstream air-fuel ratio sensors.

素子温判別手段は下流側(第2の)空燃比センサの素子
温を検出し、この素子温が一定値以上か否かを判別する
。この結果、素子温が一定値未満のときに停止手段は空
燃比調整手段における下流側空燃比センサに応じた空燃
比調整を停止するものである。
The element temperature determining means detects the element temperature of the downstream (second) air-fuel ratio sensor, and determines whether or not this element temperature is equal to or higher than a certain value. As a result, when the element temperature is less than a certain value, the stopping means stops the air-fuel ratio adjustment according to the downstream air-fuel ratio sensor in the air-fuel ratio adjusting means.

第1B図においては、第1A図の素子温判別手段の代り
に、触媒コンバータの温度を検出し、該温度が一定値以
上か否かを判別する触媒コンバータ温判別手段が設けら
れている。この結果、停止手段は、触媒コンバータ温が
一定値未満のときに下流側空燃比センサの出力に応じた
空燃比調整を停止する。
In FIG. 1B, instead of the element temperature determining means in FIG. 1A, a catalytic converter temperature determining means is provided that detects the temperature of the catalytic converter and determines whether the temperature is equal to or higher than a certain value. As a result, the stopping means stops the air-fuel ratio adjustment according to the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the catalytic converter temperature is below a certain value.

第1C図においては、第1A図の素子温判別手段の代り
に、機関の排気温を検出し、該排気温が一定値以上か否
かを判別する排気温判別手段が設けられている。この結
果、停止手段は、排気温が一定値未満のときに下流側空
燃比センサの出力に応じた空燃比調整を停止する。
In FIG. 1C, instead of the element temperature determining means of FIG. 1A, exhaust temperature determining means is provided for detecting the exhaust gas temperature of the engine and determining whether or not the exhaust gas temperature is equal to or higher than a certain value. As a result, the stopping means stops the air-fuel ratio adjustment according to the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the exhaust gas temperature is less than a certain value.

第1D図においては、第1A図の素子温判別手段の代り
に、機関の冷却水温を検出し、該冷却水温が一定値以上
か否かを判別する冷却水温判別手段が設けられている。
In FIG. 1D, instead of the element temperature determining means in FIG. 1A, there is provided a cooling water temperature determining means for detecting the engine cooling water temperature and determining whether or not the cooling water temperature is equal to or higher than a certain value.

この結果、停止手段は、冷却水温が一定値未満のときに
下流側空燃比センサの出力に応じた空燃比調整を停止す
る。
As a result, the stopping means stops the air-fuel ratio adjustment according to the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the cooling water temperature is less than a certain value.

〔作 用〕[For production]

上述の手段によれば、下流側空燃比センサの素子温を直
接もしくは間接的に検出して活性、非活性を判別してい
るので、判別結果は正確であり、しかも、運転中での下
流側空燃比センサの非活性をも判別できる。
According to the above-mentioned means, since the element temperature of the downstream side air-fuel ratio sensor is detected directly or indirectly to determine whether it is activated or not, the determination result is accurate, and moreover, the downstream side air-fuel ratio sensor during operation is accurate. It is also possible to determine whether the air-fuel ratio sensor is inactive.

(実施例〕 以下、図面により本発明の詳細な説明する。(Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第4図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第4図において、機関本
体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が設けられて
いる。エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測する
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この出
力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵Δ/D変換
器101に供給きれている。ディストリビュータ4には
、その軸がたとえばクランク角に換算して7200毎に
基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ
5およびクランク角に換算して30°毎に基準位置検出
用パルス信号を発生するクランク角センサ6が設けられ
ている。これらクランク角センサ5,6のパルス信号は
制御回路1゜の入出力インターフェイス102に供給さ
れ、このうち、クランク角センサ6の出力はcPυ10
3の割込み端子に供給される。
FIG. 4 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 4, an air flow meter 3 is provided in the intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the intake air amount, has a built-in potentiometer, and generates an analog voltage output signal proportional to the intake air amount. This output signal has already been supplied to the multiplexer built-in Δ/D converter 101 of the control circuit 10. The distributor 4 has a crank angle sensor 5 whose shaft generates a reference position detection pulse signal every 7200 degrees in terms of crank angle, and a crank angle sensor 5 which generates a reference position detection pulse signal every 30 degrees in terms of crank angle. A crank angle sensor 6 is provided. The pulse signals of these crank angle sensors 5 and 6 are supplied to the input/output interface 102 of the control circuit 1°, and the output of the crank angle sensor 6 is cPυ10.
3 interrupt terminal.

さらに、吸気通路2には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を°吸気ボートへ供給するための燃料噴射弁7が設
けられている。
Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from a fuel supply system to the intake boat for each cylinder.

また、機関本体1のシリンダブロックのウォータジャケ
ット8には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
9が設けられている。水温センサ9は冷却水の温度TI
IHに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この
出力もA/D変換器101に供給されている。
Further, a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of cooling water is provided in the water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1. Water temperature sensor 9 indicates cooling water temperature TI
Generates analog voltage electrical signals according to IH. This output is also supplied to the A/D converter 101.

排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス
中の3つの有害成分HC、CO、Noにを同時に浄化す
る三元触媒を収容する触媒コンバータ12が設けられて
いる。さらに、触媒コンバータ12はその内部に触媒コ
ンバータ温度を検出するための触媒コンバータ温センサ
13aを内蔵している。
The exhaust system downstream of the exhaust manifold 11 is provided with a catalytic converter 12 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies three harmful components HC, CO, and NO in the exhaust gas. Further, the catalytic converter 12 has a built-in catalytic converter temperature sensor 13a for detecting the catalytic converter temperature.

排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ1
2の上流側には第1の02センサ13が設けられ、触媒
コンバータ12の下流側の排気管14には第2の02セ
ンサ15が設けられている。
The exhaust manifold 11 includes a catalytic converter 1.
A first 02 sensor 13 is provided on the upstream side of the catalytic converter 12, and a second 02 sensor 15 is provided on the exhaust pipe 14 on the downstream side of the catalytic converter 12.

02センサ13 、15は排気ガス中の酸素成分濃度に
応じた電気信号を発生する。すなわち、o2センサ13
 、15は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッ
チ側かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10の02
センサ出力処理回路111 、112を介してA/D変
換器101に発生する。下流側02センサ15はその先
端に素子温を検出するための素子温センサ15aを内蔵
している。なお、02センサ出力処理回路111 、1
12には大きく分けて流出し形式、流込み形式があり、
02センサの活性状態にあっては、両者はほぼ同一レベ
ルの出力を発生するが、非活性状態にあっては・前者が
ハイレベル出力、後者がローレベルの出力を発生する(
参照:第3A図、第3B図)。
The 02 sensors 13 and 15 generate electrical signals corresponding to the concentration of oxygen components in the exhaust gas. That is, the o2 sensor 13
, 15 of the control circuit 10 which outputs different output voltages depending on whether the air-fuel ratio is lean or rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.
The signal is generated at the A/D converter 101 via sensor output processing circuits 111 and 112. The downstream side 02 sensor 15 has a built-in element temperature sensor 15a at its tip for detecting the element temperature. Note that the 02 sensor output processing circuit 111, 1
12 can be broadly divided into outflow type and inflow type,
When the 02 sensor is in the active state, both generate outputs at almost the same level, but in the inactive state, the former generates a high-level output and the latter generates a low-level output (
(See Figure 3A, Figure 3B).

さらに、排気マニホールド11には排気ガスの温度を検
出するための排気温センサ17が設けられている。
Further, the exhaust manifold 11 is provided with an exhaust temperature sensor 17 for detecting the temperature of exhaust gas.

制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101 、入出力インターフェ
イス102 、CPU 103の外に、ROM 104
、RAM 105 、バックアップRAM 106 、
クロック発生回路107等が設けられている。なお、バ
ックアップRAM 106はバッテリ (図示せず)に
直結されており、従って、イグニッションスイッチ(図
示せず)がオーツとなっても記憶内容は消滅しない。
The control circuit 10 is configured as a microcomputer, for example, and includes an A/D converter 101, an input/output interface 102, a CPU 103, and a ROM 104.
, RAM 105 , backup RAM 106 ,
A clock generation circuit 107 and the like are provided. Note that the backup RAM 106 is directly connected to a battery (not shown), so even if the ignition switch (not shown) is turned off, the stored contents will not be erased.

また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、
フリップフロップ109、および駆動回路110は燃料
噴射弁7を制御するためのものである。
Further, in the control circuit 10, a down counter 108,
Flip-flop 109 and drive circuit 110 are for controlling fuel injection valve 7.

すなわち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量TAU
が演算されると、燃料噴射量TAUがダウンカウンタ1
08にプリセットされると共にフリップフロップ109
もセットされる。この結果、駆動回路110が燃料噴射
弁7の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ108が
クロック信号(図示せず)を計数して最後にそのキャリ
アウド端子が“1”レベルとなったときに、フリップフ
ロップ109がセットされて駆動回路110は燃料噴射
弁7の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量TA
XIだけ燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料噴射量
TAUに応じた量の燃料が機関本体1の燃焼室に送り込
まれることになる。
That is, in the routine described later, the fuel injection amount TAU
is calculated, the fuel injection amount TAU is counted down by the down counter 1.
08 and flip-flop 109
is also set. As a result, the drive circuit 110 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts the clock signal (not shown) and finally its carrier terminal reaches the "1" level, the flip-flop 109 is set and the drive circuit 110 controls the fuel injection valve 7. Stop biasing. In other words, the above fuel injection amount TA
The fuel injection valve 7 is energized by XI, so that an amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is sent into the combustion chamber of the engine body 1.

なお、CPU 103の割込み発生は、A/D変換器1
01のA/D変換終了時、入出力インターフェイス10
2がクランク角センサ6のパルス信号を受信した時、ク
ロック発生回路107からの割込信号を受信した時、等
である。
Note that the interrupt generation of the CPU 103 is caused by the A/D converter 1.
When the A/D conversion of 01 is completed, the input/output interface 10
2 receives a pulse signal from the crank angle sensor 6, receives an interrupt signal from the clock generation circuit 107, etc.

エアフローメータ3の吸入空気量データQおよび冷却水
温データTIIWは所定時間毎に実行されるA/D変換
ルーチンによって取込まれてRAM 105の所定領域
に格納される。つまり、 RAM 105におけるデー
タQおよびTIIWは所定時間毎に更新されている。ま
た、回転速度データNeはクランク角センサ6の30°
CA毎の割込みによって演算されてRAM 105の所
定領域に格納される。
The intake air amount data Q and the cooling water temperature data TIIW of the air flow meter 3 are taken in by an A/D conversion routine executed at predetermined time intervals and stored in a predetermined area of the RAM 105. That is, data Q and TIIW in RAM 105 are updated at predetermined intervals. In addition, the rotational speed data Ne is 30° of the crank angle sensor 6.
It is calculated by an interrupt for each CA and stored in a predetermined area of the RAM 105.

第5図の制御回路の動作を第5図、第7図、第8図のフ
ローチャートを参照して説明する。
The operation of the control circuit shown in FIG. 5 will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 5, 7, and 8.

第4図は上流側02センサ13の出力にもとづいて空燃
比補正(参数FAFを演算する第1の空燃比フィードバ
ック制御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎
に実行される。ステップ501では、上流側02センサ
による空燃比の閉ループ(フィードバック)条件が成立
しているか否かを判別する。機関始動中、始動後の燃料
増量動作中、暖機増量動作中、パワー増量動作中、リー
ン制御中等はいずれも閉ループ条件が不成立であり、そ
の他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が
不成立のときには、ステップ517に進んで空燃比補正
係数FAFを1.0とする。他方、閉ループ条件成立の
場合はステップ502に進む。
FIG. 4 shows a first air-fuel ratio feedback control routine that calculates an air-fuel ratio correction (number FAF) based on the output of the upstream 02 sensor 13, and is executed every predetermined time, for example, 4 ms. Determines whether the air-fuel ratio closed loop (feedback) condition is established using the side 02 sensor.During engine startup, during fuel increase operation after engine start, during warm-up increase operation, during power increase operation, lean control, etc. In all cases, the closed-loop condition is not satisfied, and in other cases, the closed-loop condition is satisfied.When the closed-loop condition is not satisfied, the process proceeds to step 517 and the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to 1.0.On the other hand, when the closed-loop condition is satisfied The process proceeds to step 502.

ステップ502では、上流側02センサ13の出力■1
をA/D変換して取込み、ステップ503にて■1が比
較電圧VRIたとえば0.45V以下か否かを判別する
、つまり、空燃比がリッチかリッチかを判別する。リー
ン(V1≦VRI)であれば、ステップ504にてディ
レィカウンタCDLYを1減算し、ステップ505 、
506にてディレィカウンタCDLYを最小値TDRで
ガードする。なお、最小値TDRは上流側02センサ1
3の出力においてリーンからリッチへの変化があっても
リーン状態であるとの判断を保持するためのリッチ遅延
時間であって、負の値で定義される。他方、リッチ(V
l>VR,)であれば、ステップ507にてディレィカ
ウンタCDLYを1加算して、ステップ508 、50
9にてディレィカウンタCDLYを最大値TDLでガー
ドする。なお、最大値TDLは上流側02センサの出力
においてリッチからリーンへの変化があってもリッチ状
態であるとの判断を保持するためのリーン遅延時間であ
って、正の値で定義される。
In step 502, the output ■1 of the upstream side 02 sensor 13
is A/D converted and taken in, and in step 503 it is determined whether or not (1) is less than the comparison voltage VRI, for example 0.45V, that is, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or rich. If lean (V1≦VRI), the delay counter CDLY is decremented by 1 in step 504, and step 505;
At 506, the delay counter CDLY is guarded with the minimum value TDR. Note that the minimum value TDR is the upstream side 02 sensor 1.
The rich delay time is defined as a negative value to maintain the determination that the lean state is present even if there is a change from lean to rich in the output of No. 3. On the other hand, Rich (V
l>VR,), the delay counter CDLY is incremented by 1 in step 507, and steps 508 and 50
At step 9, the delay counter CDLY is guarded at the maximum value TDL. The maximum value TDL is a lean delay time for maintaining the determination that the engine is in a rich state even if the output of the upstream 02 sensor changes from rich to lean, and is defined as a positive value.

ここで、ディレィカウンタCDLYの基準を0とし、C
DLY≧0のときに遅延処理後の空燃比をリッチとみな
し、CDLY < 0のときに遅延処理後の空燃比をリ
ーンとみなすものとする。
Here, the reference of the delay counter CDLY is set to 0, and C
When DLY≧0, the air-fuel ratio after the delay process is considered rich, and when CDLY<0, the air-fuel ratio after the delay process is considered lean.

ステップ510では、ディレィカウンタCDLYの符号
が反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ511にて、リッチからリーンへの反転
か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチか
らリーンへの反転であれば、ステップ512にてFAF
−PAP +RSとスキップ的に増大させ、逆に、リー
ンからリッチへの反転であれば、ステ77”513にテ
FAF4−FAF −RSとスキップ的に減少させる。
In step 510, it is determined whether the sign of the delay counter CDLY has been inverted, that is, it is determined whether the air-fuel ratio after the delay processing has been inverted. If the air-fuel ratio is reversed, it is determined in step 511 whether the reversal is from rich to lean or from lean to rich. If it is a reversal from rich to lean, in step 512 FAF
-PAP+RS, and on the other hand, if it is a reversal from lean to rich, step 77"513 skips and decreases FAF4-FAF-RS.

つまり、スキップ処理を行う。In other words, skip processing is performed.

ステップ510にてディレィカウンタCDLYの符号が
反転していなければ、ステップ514.515゜516
にて積分処理を行う。つまり、ステップ514ニテ、 
CDLY < Oか否かを判別し、CDLY<O(リー
ン)であればステップ515にてFAF−FAF +K
Iとし、他方、CDLY≧0(リッチ)であればステッ
プ516にてFAF−FAF −Kl とする。ここで
、積分定数Klはスキップ定数R5に比較して十分小さ
く設定してあり、つまり、Kl (R3である。従って
、ステップ515はリーン状態(CDLY< 0 )で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ516はリッチ
状態(CDLY≧0)て燃料噴射量を徐々に減少させる
If the sign of the delay counter CDLY is not inverted in step 510, steps 514, 515, 516
Integration processing is performed at . In other words, step 514,
Determine whether CDLY < O or not, and if CDLY < O (lean), at step 515 FAF-FAF +K
On the other hand, if CDLY≧0 (rich), then in step 516 FAF-FAF-Kl is set. Here, the integral constant Kl is set sufficiently small compared to the skip constant R5, that is, Kl (R3). Therefore, step 515 gradually increases the fuel injection amount in a lean state (CDLY < 0). , step 516 gradually reduces the fuel injection amount in a rich state (CDLY≧0).

ステップ512〜516にて演算された空燃比補正係数
FAFは最小値たとえば0.8および最大値たとえば1
.2にてガードするものとし、これにより、何らかの原
因で空燃比補正係数FAFが大きくなり過ぎ、もしくは
小さくなり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御
してオーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。
The air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated in steps 512 to 516 has a minimum value such as 0.8 and a maximum value such as 1.
.. If the air-fuel ratio correction coefficient FAF becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine will be controlled using that value and the engine will become over-rich or over-lean. prevent.

上述のごとく演算されたFAFをRAM 105に格納
して、ステップ518にてこのルーチンは終了する。
The FAF calculated as described above is stored in the RAM 105, and the routine ends in step 518.

第6図は第5図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。02センサ13の出力により
第6図(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の空燃比
信号A/Fが得られると、ディレィカウンタCDLYは
、第6図(B)に示すごとく、リッチ状態でカウントア
ツプされ、リーン状態でカウントダウンされる。この結
果、第6図(C)に示すごとく、遅延処理された空燃比
信号A/l?’が形成される。かとえば、時刻t1にて
空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変化しても、遅
延処理された空燃比信号A/F’はリッチ遅延時間(−
TDR)だけリーンに保持された後に時刻t2にてリッ
チに変化する。時刻t3にて空燃比信号^/Fがリッチ
からリーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A
/F’はリーン遅延時間TDL相当だけリッチに保持さ
れた後に時刻t4にてリーンに変化する。゛しかじ、空
燃比信号A/Fが時刻j5− j6 # j7のごとく
リッチ遅延時間(−TDR)より短い期間で反転すると
、ディレィカウンタCDLYが基準値0を交差するのに
時間を要し、この結果、時刻t8にて遅延処理後の空燃
比信号A/F’が反転、される。つまり、遅延処理後の
空燃比信号A/F’は遅延処理前の空燃比信号A/Fに
比べて安定となる。このように遅延処理後の安定した空
燃比信号A/F’にもとづいて第6図(D)に示す空燃
比補正係数FIAP’が得られる。
FIG. 6 is a timing diagram supplementary explanation of the operation according to the flowchart of FIG. When the air-fuel ratio signal A/F for rich/lean discrimination is obtained from the output of the 02 sensor 13 as shown in FIG. 6(A), the delay counter CDLY counts in the rich state as shown in FIG. 6(B). It is counted down in a lean state. As a result, as shown in FIG. 6(C), the delayed air-fuel ratio signal A/l? ' is formed. For example, even if the air-fuel ratio signal A/F changes from lean to rich at time t1, the air-fuel ratio signal A/F' that has undergone the delay processing will be delayed by the rich delay time (-
After being kept lean by TDR), it changes to rich at time t2. Even if the air-fuel ratio signal ^/F changes from rich to lean at time t3, the delayed air-fuel ratio signal A
/F' is held rich for an amount equivalent to the lean delay time TDL, and then changes to lean at time t4. However, when the air-fuel ratio signal A/F is reversed in a period shorter than the rich delay time (-TDR) as at time j5-j6 #j7, it takes time for the delay counter CDLY to cross the reference value 0, As a result, the air-fuel ratio signal A/F' after the delay process is inverted at time t8. In other words, the air-fuel ratio signal A/F' after the delay process is more stable than the air-fuel ratio signal A/F before the delay process. In this manner, the air-fuel ratio correction coefficient FIAP' shown in FIG. 6(D) is obtained based on the stable air-fuel ratio signal A/F' after the delay processing.

さらに遅延時間TDR、TOLを適切に設定すると、上
流側02センサ13による空燃比フィードバック制御の
制御空燃比をリッチ側もしくはリーン側に移行できる。
Further, by appropriately setting the delay times TDR and TOL, the air-fuel ratio controlled by the air-fuel ratio feedback control by the upstream 02 sensor 13 can be shifted to the rich side or the lean side.

たとえばリッチ遅延時間(−TDR)〉リーン遅延時間
(TDL )と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移
行でき、逆に、リーン遅延時間(TDL ) >リッチ
遅延時間(−TDR)と設定すれば、制御空燃比はリー
ン側に移行できる。つまり、下流側02センサ15の出
力に応じて遅延時間TDR、TDLを補正することによ
り空燃比が制御できる。
For example, if you set rich delay time (-TDR) > lean delay time (TDL), the control air-fuel ratio can shift to the rich side, and conversely, if you set lean delay time (TDL) > rich delay time (-TDR). For example, the controlled air-fuel ratio can be shifted to the lean side. That is, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the delay times TDR and TDL according to the output of the downstream 02 sensor 15.

第7図は下流側02センサ15の出力にもとづ′いて遅
延時間TDR、TOLを演算する第2の空燃比フィード
バック制御ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎
に実行される。ステップ701では、下流側の02セン
サによる空燃比の閉ループ条件が成立しているか否かを
判別する。
FIG. 7 shows a second air-fuel ratio feedback control routine that calculates delay times TDR and TOL based on the output of the downstream 02 sensor 15, and is executed every predetermined period of time, for example, every 1 second. In step 701, it is determined whether the closed loop condition of the air-fuel ratio by the 02 sensor on the downstream side is satisfied.

閉ループ条件不成立であれば、ステップ718゜719
に進んでリッチ遅延時間TDR、リーン遅延時間TDL
を一定値にする。たとえば・ TDR← −12(48ms相当) TDL  ←  6(24+ms相当)とする。ここで
、リッチ遅延時間(−TDR’)をリーン遅延時間TD
Lより大きく設定しているのは、各02センサが触媒の
前後にあるために生ガスの影響による出力特性および劣
化の速度の違いに伴う出力特性を考慮して比較電圧VR
Iは比較電圧VR2より低い値たとえば0.45Vとし
てリーン側に設定されているからである。
If the closed loop condition is not satisfied, steps 718 and 719
Proceed to rich delay time TDR, lean delay time TDL
Set to a constant value. For example, TDR ← −12 (equivalent to 48 ms) TDL ← 6 (equivalent to 24+ms). Here, the rich delay time (-TDR') is defined as the lean delay time TD
The reason why the comparison voltage VR is set larger than L is because each 02 sensor is located before and after the catalyst, so the comparison voltage VR
This is because I is set to a value lower than the comparison voltage VR2, for example 0.45V, on the lean side.

閉ループ条件成立であれば、ステップ702に進む。ス
テップ702では、下流側02センサ15の素子温を素
子温センサ15aの出力をA/D変換することにより取
込み、ステップ703にて素子温が一定値たとえば30
0℃ど以上か否かを判別する。
If the closed loop condition is satisfied, the process advances to step 702. In step 702, the element temperature of the downstream side 02 sensor 15 is taken in by A/D converting the output of the element temperature sensor 15a, and in step 703, the element temperature is set to a constant value, e.g.
Determine whether the temperature is above 0°C.

素子温≧−一定値ときに下流側02センサ15が活性状
態にあると判定するものである。
It is determined that the downstream side 02 sensor 15 is in the active state when the element temperature≧−a certain value.

なお、ステップ702 、703では、触媒コンバータ
12の温度を触媒コンバータ温センサ12aの出力を4
7口変換することにより取込み、触媒コンバータ温が一
定値たとえば350℃以上か否かを判別することもでき
、また、排気温を排気温センサ17の出力を^/D変換
することにより取込み、排気温が一定値たとえば400
℃以上か否かを判別することもでき、さらに、冷却水温
を水温センサ9の出力をA/D変換することにより取込
み、冷却水温が一定値たとえば50℃以上か否かを判別
することもできる。
Note that in steps 702 and 703, the temperature of the catalytic converter 12 is determined by changing the output of the catalytic converter temperature sensor 12a to 4.
It is also possible to determine whether the catalytic converter temperature is above a certain value, for example 350°C, by converting the output of the exhaust temperature sensor 17 into 7 ports. The temperature is a constant value, for example 400.
It is also possible to determine whether or not the temperature is above ℃.Furthermore, it is also possible to take in the cooling water temperature by A/D converting the output of the water temperature sensor 9, and to determine whether the cooling water temperature is above a certain value, for example, 50 ℃. .

下流側o2センサ15がステップ702 、703によ
り活性状態と判別されたときには、ステップ704に進
み、他方、非活性状態と判別されたときには、ステップ
718 、719に進む。
When the downstream O2 sensor 15 is determined to be active in steps 702 and 703, the process proceeds to step 704, and on the other hand, when it is determined to be inactive, the process proceeds to steps 718 and 719.

ステップ704では、下流側o2センサ15の出力v2
をA /D変換して取込み、ステップ705にて02セ
ンサ15の出力電圧■2が比較電圧VRまたとえば0.
55V以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッチ
かリーンか否かを判別する。
In step 704, the output v2 of the downstream O2 sensor 15 is
is A/D converted and taken in, and in step 705, the output voltage (2) of the 02 sensor 15 is equal to the comparison voltage VR or, for example, 0.
It is determined whether the voltage is 55V or less. In other words, it is determined whether the air-fuel ratio is rich or lean.

リーン(V2≦VR2)のときには、ステップ706に
てTDR−TDR−1とし、つまり、リッチ遅延時間(
−TDR)を増大させ、リッチからリーンへの変化をさ
らに遅延させて空燃比をリッチ側に移行させる。ステッ
プ707 、708では、TDRを最小値TRIにでガ
ードする。ここでは、TRIも負の値であり、従って、
(−TRI)は最大リッチ遅延時間を意味する。さらに
ステップ709にてTDL −TDL −1とし、つま
り、リーン遅延時間TDLを減少させ、リーンからリッ
チへの遅延を小さくして空燃比をリッチ側に移行させる
。ステップ710 、711では、TDLを最小値TL
Iにでガードする。ここでは、TLIは正の値であり、
従って、TLIは最小リーン遅延時間を意味する。
When lean (V2≦VR2), TDR-TDR-1 is set in step 706, that is, rich delay time (
-TDR) to further delay the change from rich to lean and shift the air-fuel ratio to the rich side. In steps 707 and 708, TDR is guarded to the minimum value TRI. Here, TRI is also a negative value, so
(-TRI) means the maximum rich delay time. Further, in step 709, TDL -TDL -1 is set, that is, the lean delay time TDL is decreased, the delay from lean to rich is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the rich side. In steps 710 and 711, TDL is set to the minimum value TL
Guard with I. Here, TLI is a positive value,
Therefore, TLI means minimum lean delay time.

他方、リッチ(V2>VR2)のときには、ステップ7
12にてTDR−TDR+1とし、つまり、リッチ遅延
時間(−TDR)を減少させ、リッチからリーンへの変
化の遅延を小さくして空燃比をリーン側に移行させる。
On the other hand, when rich (V2>VR2), step 7
In step 12, TDR-TDR+1 is set, that is, the rich delay time (-TDR) is decreased, the delay in changing from rich to lean is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side.

ステップ713 、714では、TDRを増大値TR2
にてガードする。ここでは、TR2も負の値であり、従
って、(−TRY)は最小リッチ遅延時間を意味する。
In steps 713 and 714, TDR is set to increase value TR2
Guard at. Here, TR2 is also a negative value, so (-TRY) means the minimum rich delay time.

さらにステップ715にてTDL −TDL + 1と
し、つまり、リーン遅延時間TDLを増加させ、リーン
からリッチへの変化をさらに遅延させて空燃比をリーン
側に移行させる。
Furthermore, in step 715, TDL - TDL + 1 is set, that is, the lean delay time TDL is increased, the change from lean to rich is further delayed, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side.

ステップ716 、717では、TDLを最大値TLI
にてガードする。ここでは、TLIは正の値であり、従
って、TL2は最大リーン遅延時間を意味する。
In steps 716 and 717, TDL is set to the maximum value TLI.
Guard at. Here, TLI is a positive value, so TL2 means the maximum lean delay time.

上述のごとく演算されたTDR、TDLはRAM 10
5に格納された後に、ステップ720にてこのルーチン
は終了する。
The TDR and TDL calculated as described above are stored in RAM 10.
5, the routine ends at step 720.

つまりTDLはTLI≦TDL≦TL2の範囲で制御さ
れ、TDRは(−TRI)≦(−TDR)≦(−TRY
)の範囲で制御される。
In other words, TDL is controlled within the range of TLI≦TDL≦TL2, and TDR is controlled within the range of (-TRI)≦(-TDR)≦(-TRY
) is controlled within the range.

なお、空燃比補正係数FAF 、フィードバンク中の遅
延時間TDR、TDLを一旦FAF’ 、 TDR’ 
、 TDL’とした後にバックアップラムRAM 10
6に格納することもでき、再始動時等における運転性の
向上に役立つものである。
Note that the air-fuel ratio correction coefficient FAF and the delay times TDR and TDL during feedbank are once changed to FAF' and TDR'.
, Backup RAM RAM 10 after setting TDL'
6, which is useful for improving drivability during restarts, etc.

第8図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
毎たとえば3609CA毎に実行される。ステップ80
1では、RAM 105により吸入空気量データQおよ
び回転速度データNeを読出して基本噴射量TAUPを
演算する。たとえばTAIJP4−K Q / N e
(Kは定数)とする。ステップ802にてRAM 10
5より冷却水温データT11−を読出してROM 10
4に格納された1次元マツプにより暖機増量値PWLを
補間計算する。この暖機増量値PWLは、図示のごとく
、現在の冷却水温TIIWが上昇するに従って小さくな
るように設定されている。
FIG. 8 shows an injection amount calculation routine, which is executed at every predetermined crank angle, for example, every 3609 CA. Step 80
1, the RAM 105 reads intake air amount data Q and rotational speed data Ne to calculate the basic injection amount TAUP. For example, TAIJP4-K Q/N e
(K is a constant). At step 802, RAM 10
Read the cooling water temperature data T11- from ROM 10
The warm-up increase value PWL is calculated by interpolation using the one-dimensional map stored in step 4. As shown in the figure, this warm-up increase value PWL is set to decrease as the current cooling water temperature TIIW increases.

ステップ803では、最終噴射量TAUを、TAtl−
TAIIP −FAF (1+FWL + α)十βに
より演算する。なお、α、βは他の運転状態パラメータ
によって定まる補正量であり、たとえば図示しないスロ
ットル位置センサからの信号、あるいは吸気温センサか
らの信号、バッテリ電圧等により決められる補正量であ
り、これらもRAM105に格納されている。次いで、
ステップ804にて、噴射量TAUをダウンカウンタ1
08にセットすると共にフリップフロップ109をセッ
トして燃料噴射を開始させる。そして、ステップ805
にてこのルーチンは終了する。なお、上述のごとく、噴
射11TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカウ
ンタ108のキャリアウド信号によってフリップフロッ
プ109がリセットされて燃料噴射は終了する。
In step 803, the final injection amount TAU is set to TAtl-
Calculate by TAIIP - FAF (1+FWL + α) + β. Note that α and β are correction amounts determined by other operating state parameters, such as a signal from a throttle position sensor (not shown), a signal from an intake air temperature sensor, battery voltage, etc. These are also correction amounts determined by the RAM 105. is stored in. Then,
At step 804, the injection amount TAU is counted down by 1.
08 and also sets the flip-flop 109 to start fuel injection. And step 805
This routine ends. As described above, when the time corresponding to 11 TAU of injection has elapsed, the flip-flop 109 is reset by the carrier signal of the down counter 108, and the fuel injection ends.

第9図は第5図、第7図のフローチャートによって得ら
れる遅延時間TDR、TDLのタイミング図である。第
9図(A)に示すごとく、下流側02センサ15の出力
電圧■2が変化すると、第9図(B)に示すごとく、リ
ーン状態(V2 ≦VR2)であれば遅延時間TDR、
TOLは共に増大され、他方、リッチ状態であれば遅延
時間TDR、TDLは共に減少される。このとき、TD
RはTRI”’TR2の範囲で変化し、TDRはTLI
〜Tuの範囲で変化する。
FIG. 9 is a timing diagram of delay times TDR and TDL obtained by the flowcharts of FIGS. 5 and 7. As shown in FIG. 9(A), when the output voltage ■2 of the downstream side 02 sensor 15 changes, as shown in FIG. 9(B), if it is in a lean state (V2≦VR2), the delay time TDR,
TOL is both increased, while in a rich state, both delay times TDR and TDL are decreased. At this time, T.D.
R varies in the range of TRI'''TR2 and TDR is TLI
~Tu.

下流側02センサ15の閉ループ条件でなければ、第9
図(B)のTDR、TDLの制御は停止され、たとえば
TDR=−12およびTDL−6に保持される。
If the downstream side 02 sensor 15 is not in a closed loop condition, the ninth
The control of TDR and TDL in FIG. 3B is stopped, and is maintained at, for example, TDR=-12 and TDL-6.

なお、第1の空燃比フィードバック制御を4ms毎に行
い、第2の空燃比フィードバック制御をIS毎に行って
いるが、これは、空燃比フィードバック制御は応答性の
良い上流側02センサによる制御を主として行い、応答
性の悪い下流側02センサによる制御を従として行うよ
うにしたものである。
Note that the first air-fuel ratio feedback control is performed every 4 ms, and the second air-fuel ratio feedback control is performed for each IS, but this is because the air-fuel ratio feedback control is controlled by the upstream 02 sensor with good response. The control is performed primarily by the downstream 02 sensor, which has poor response, and is controlled by the downstream 02 sensor, which has poor responsiveness.

また、上述の実施例においては、上流側02センサによ
る空燃比フィードバック制御における制御定数としての
遅延時間を下流側02センサの出力により補正するダブ
ル02センサシステム(参照二特開昭55−37562
号公報、特開昭58−72647号公報)を示したが、
本発明は他の制御定数、たとえば比例制御定数、積分制
御定数、スキップ制御定数、上流側02センサの比較電
圧(参照:特開昭55−37562号公!13)等を下
流側02センサの出力により補正するダブル02センサ
システムにも、本発明を適用し得る。さらに、制御定数
を固定する一方、2つの空燃比補正係数FAF 1 、
  FAF 2を導入して、それぞれを上流側02セン
サ、下流側02センサの再出力に応じて演算するダブル
02センサシステムにも本発明は適用し得る。
In addition, in the above-mentioned embodiment, a double 02 sensor system (see Japanese Patent Laid-Open No. 55-37562
(Japanese Patent Application Laid-open No. 58-72647),
The present invention uses other control constants, such as a proportional control constant, an integral control constant, a skip control constant, a comparison voltage of the upstream 02 sensor (see Japanese Patent Application Laid-open No. 55-37562! 13), etc. to the output of the downstream 02 sensor. The present invention can also be applied to a double 02 sensor system corrected by Furthermore, while fixing the control constant, two air-fuel ratio correction coefficients FAF 1 ,
The present invention can also be applied to a double 02 sensor system in which FAF 2 is introduced and each is calculated according to the re-outputs of the upstream 02 sensor and the downstream 02 sensor.

また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用い
ることもできる。
Furthermore, instead of the air flow meter, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor, or the like may be used as the intake air amount sensor.

さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。
Furthermore, in the above embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine rotation speed, but the fuel injection amount is calculated according to the intake air pressure and the engine rotation speed, or the throttle valve opening and the engine rotation speed. The fuel injection amount may also be calculated.

さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャプレ
タ式内燃機関にも本発明を通用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ(EACV)に
より機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの
、エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバル
ブによりキャプレタのエアブリード量を調整してメイン
系通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比
を制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる2次空気
量を調整するもの、等に本発明を通用し得る。この場合
には、ステップ801における基本噴射量TAIIP相
当の基本燃料噴射量がキヤブレタ自身によって決定され
、すなわち吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転
速度に応じて決定され、ステップ803にて最終燃料噴
射量TAUに相当する供給空気量が演算される。
Further, in the above embodiment, an internal combustion engine is shown in which the amount of fuel injected into the intake system is controlled by a fuel injection valve, but the present invention can also be applied to a capretor type internal combustion engine. For example, an electric air control valve (EACV) adjusts the intake air amount of the engine to control the air-fuel ratio, and an electric bleed air control valve adjusts the amount of air bleed from the carburetor to control the main system passage and The present invention can be applied to devices that control the air-fuel ratio by introducing atmospheric air into the slow system passage, and devices that adjust the amount of secondary air sent to the exhaust system of an engine. In this case, the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAIIP in step 801 is determined by the carburetor itself, that is, it is determined in accordance with the intake pipe negative pressure depending on the intake air amount and the rotational speed of the engine, and the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAIIP in step 803 is determined. The supplied air amount corresponding to the final fuel injection amount TAU is calculated.

さらに、上述の実施例では、空燃比センサとして02セ
ンサを用いたが、COセンサ、リーンミクスチャセンサ
等を用いることもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the 02 sensor was used as the air-fuel ratio sensor, but a CO sensor, lean mixture sensor, etc. may also be used.

さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわち
ディジタル回路によって構成されているが、アナログ回
路により構成することもできる。
Furthermore, although the embodiments described above are constructed using a microcomputer, that is, a digital circuit, they may also be constructed using an analog circuit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

第10図は本発明の詳細な説明するタイミング図である
。第10図(A)、(B)においては、時刻toのコー
ルドスタート後の2つの02センサ13 、15の出力
電圧VipV2を示しである。上流側の02センサ13
は比較的早く活性状態に入り、下流側の02センサ15
は比較的遅く活性状態に入る。つまり、時刻t1にて第
1のオーブンループ制御から上流側02センサ13によ
る第1の空燃比フィードバンク制御に切換ゎるのに対し
、時刻t2にて第2のオーブンループ制御がら下流II
 O2センサ15による第2の空燃比フィードバック制
御に切換わる。つまり、時刻t1〜t2では、上流側0
2センサ13による第1の空燃比フィードバック制御の
みが行われる。第2のオーブンループ制御と第2の空燃
比フィードバック制御との切換時点t2は、第10図(
C)に示す素子温が一定値に到達した時点、第10図(
D)に示す触媒コンバータの温度が一定値に到達した時
点、第10図(E)に示す排気温が一定値に到達した時
点、もしくは第10図(F)に示す冷却水温が一定値に
到達した時点である。このように、下流III O2セ
ンサ15の素子温を直接もしくは間接的に検出してこの
温度が一定値以上になったが否かにより下流側02セン
サ15の活性、非活性を判別すると、第10図(B)の
点線に示すごとく、下流側02センサ15が劣化して活
性化しているにもかかわらず、その出力電圧が低い場合
には、従来、非活性と判別されていたが、本発明にょれ
ば、活性と正確に判別される・従って・この場合・下流
側02センサによる空燃比フィードバック制御が早めに
行われる。また、長期間のアイドル状態等により運転途
中で下流側02センサの温度が低下した場合には、非活
性と判別することができる。
FIG. 10 is a timing diagram illustrating the present invention in detail. 10(A) and (B) show the output voltage VipV2 of the two 02 sensors 13 and 15 after the cold start at time to. Upstream 02 sensor 13
enters the active state relatively quickly, and the downstream 02 sensor 15
enters the active state relatively late. That is, at time t1, the first oven loop control is switched to the first air-fuel ratio feedbank control by the upstream side 02 sensor 13, whereas at time t2, the second oven loop control is switched to the downstream II
Switching is made to the second air-fuel ratio feedback control using the O2 sensor 15. In other words, from time t1 to t2, upstream side 0
Only the first air-fuel ratio feedback control using the second sensor 13 is performed. The switching point t2 between the second oven loop control and the second air-fuel ratio feedback control is shown in FIG.
At the point when the element temperature shown in C) reaches a certain value, the temperature shown in FIG. 10 (
When the temperature of the catalytic converter reaches a certain value shown in D), when the exhaust gas temperature reaches a certain value shown in Fig. 10 (E), or when the cooling water temperature reaches a certain value shown in Fig. 10 (F) That's when it happened. In this way, if the element temperature of the downstream III O2 sensor 15 is detected directly or indirectly and whether or not the downstream O2 sensor 15 is activated or inactive is determined based on whether or not this temperature exceeds a certain value, the 10th As shown by the dotted line in FIG. If so, it is accurately determined that it is active. Therefore, in this case, air-fuel ratio feedback control by the downstream 02 sensor is performed early. Furthermore, if the temperature of the downstream 02 sensor drops during operation due to a long period of idling, etc., it can be determined that the sensor is inactive.

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

第1図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、 第2図はシングル02センサシステムおよびダブル02
センサシステムを説明する排気エミッション特性図、 第3A図、第3B図は02センサの出力特性を説明する
グラフ、 第4図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第5図、第7図、第8図は第6図の制御回路の動作を説
明するためのフローチャート、第6図は第5図のフロー
チャートを補足説明するためのタイミング図、 第9図は第5図、第7図のフローチャートを補足説明す
るタイミング図、 第10図は本発明の詳細な説明するためのタイミング図
である。 1:ta関木本体     3:エアフローメータ、4
:ディストリビュータ、 5.6:クランク角センサ、 10:制御“回路、    12:触媒コンバータ、1
2a:触媒コンバータ温センサ、 13:上流側(第1の)02センサ、 15:下流側(第2の)02センサ、 15a:素子温センサ、  17:排気温センサ。 第1A図 第18図 第1C図 第1D図 第2図 NOx 口、0・・・最悪ナシングル02システム■、・・・・
ダブル02システム 第3A図 第3B図 素子温(6C) 第6図 第8図
Figure 1 is an overall block diagram for explaining the present invention in detail, Figure 2 is a single 02 sensor system and a double 02 sensor system.
FIG. 3A and FIG. 3B are graphs explaining the output characteristics of the 02 sensor. FIG. 4 is an overall diagram showing an embodiment of the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention. Schematic diagrams; Figures 5, 7, and 8 are flowcharts for explaining the operation of the control circuit in Figure 6; Figure 6 is a timing diagram for supplementary explanation of the flowchart in Figure 5; The figure is a timing diagram supplementary to the flowcharts of FIGS. 5 and 7, and FIG. 10 is a timing diagram for explaining the present invention in detail. 1: ta seki body 3: air flow meter, 4
: Distributor, 5.6: Crank angle sensor, 10: Control circuit, 12: Catalytic converter, 1
2a: Catalytic converter temperature sensor, 13: Upstream side (first) 02 sensor, 15: Downstream side (second) 02 sensor, 15a: Element temperature sensor, 17: Exhaust temperature sensor. Fig. 1A Fig. 18 Fig. 1C Fig. 1D Fig. 2
Double 02 system Figure 3A Figure 3B Element temperature (6C) Figure 6 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のため
の触媒コンバータの上流、下流に、それぞれ設けられた
、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第1、第2の空
燃比センサと、 前記第1、第2の空燃比センサの各出力に応じて前記機
関の空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記第2の空
燃比センサの素子温を検出し、該素子温が一定値以上か
否かを判別する素子温判別手段と、 前記素子温が前記一定値未満のときに前記空燃比調整手
段における前記第2の空燃比センサの出力に応じた空燃
比調整を停止する停止手段と、を具備する内燃機関の空
燃比制御装置。 2、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のため
の触媒コンバータの上流、下流に、それぞれ設けられた
、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第1、第2の空
燃比センサと、 前記第1、第2の空燃比センサの各出力に応じて前記機
関の空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記触媒コン
バータの温度を検出し、該温度が一定値以上か否かを判
別する触媒コンバータ温判別手段と、 前記触媒コンバータ温が前記一定値未満のときに前記空
燃比調整手段における前記第2の空燃比センサの出力に
応じた空燃比調整を停止する停止手段と、 を具備する内燃機関の空燃比制御装置。 3、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のため
の触媒コンバータの上流、下流に、それぞれ設けられた
、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第1、第2の空
燃比センサと、 前記第1、第2の空燃比センサの各出力に応じて前記機
関の空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記機関の排
気温を検出し、該排気温が一定値以上か否かを判別する
排気温判別手段と、 前記排気温が前記一定値未満のときに前記空燃比調整手
段における前記第2の空燃比センサの出力に応じた空燃
比調整を停止する停止手段と、を具備する内燃機関の空
燃比制御装置。 4、内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のため
の触媒コンバータの上流、下流に、それぞれ設けられた
、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第1、第2の空
燃比センサと、 前記第1、第2の空燃比センサの各出力に応じて前記機
関の空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記機関の冷
却水温を検出し、該冷却水温が一定値以上か否かを判別
する冷却水温判別手段と、前記冷却水温が前記一定値未
満のときに前記空燃比調整手段における前記第2の空燃
比センサの出力に応じた空燃比調整を停止する停止手段
と、を具備する内燃機関の空燃比制御装置。
[Scope of Claims] 1. First and second catalytic converters for detecting the concentration of specific components in exhaust gas, which are respectively provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in the exhaust system of an internal combustion engine. an air-fuel ratio sensor configured to detect an element temperature of the second air-fuel ratio sensor; , an element temperature determination means for determining whether or not the element temperature is above a certain value; An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a stop means for stopping fuel ratio adjustment. 2. First and second air-fuel ratio sensors that detect the concentration of specific components in exhaust gas, which are respectively provided upstream and downstream of a catalytic converter for exhaust gas purification that is installed in the exhaust system of an internal combustion engine. , an air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to each output of the first and second air-fuel ratio sensors, and detecting the temperature of the catalytic converter and determining whether or not the temperature is above a certain value. catalytic converter temperature discrimination means for determining; and stopping means for stopping air-fuel ratio adjustment according to the output of the second air-fuel ratio sensor in the air-fuel ratio adjustment means when the catalytic converter temperature is less than the certain value. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine. 3. First and second air-fuel ratio sensors that detect the concentration of specific components in exhaust gas, which are respectively provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas that is installed in the exhaust system of the internal combustion engine. , an air-fuel ratio adjustment means for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to each output of the first and second air-fuel ratio sensors; and an air-fuel ratio adjusting means for detecting the exhaust gas temperature of the engine and determining whether the exhaust gas temperature is equal to or higher than a certain value. and stopping means for stopping air-fuel ratio adjustment according to the output of the second air-fuel ratio sensor in the air-fuel ratio adjusting means when the exhaust gas temperature is less than the certain value. Air-fuel ratio control device for internal combustion engines. 4. First and second air-fuel ratio sensors that detect the concentration of specific components in exhaust gas, which are respectively provided upstream and downstream of a catalytic converter for purifying exhaust gas that is installed in the exhaust system of the internal combustion engine. , an air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to each output of the first and second air-fuel ratio sensors; and detecting a cooling water temperature of the engine, and determining whether the cooling water temperature is equal to or higher than a certain value. and a stopping means for stopping air-fuel ratio adjustment according to the output of the second air-fuel ratio sensor in the air-fuel ratio adjusting means when the cooling water temperature is less than the certain value. Air-fuel ratio control device for internal combustion engines.
JP7852885A 1985-04-15 1985-04-15 Control device for air-fuel ratio in internal-combustion engine Pending JPS61237858A (en)

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US06/850,619 US4707984A (en) 1985-04-15 1986-04-11 Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics
CA000506580A CA1248611A (en) 1985-04-15 1986-04-14 Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337557A (en) * 1992-02-29 1994-08-16 Suzuki Motor Corporation Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
US5661972A (en) * 1994-05-09 1997-09-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
FR2860831A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-15 Toyota Motor Co Ltd AIR-FUEL RATIO CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

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