JPS6185547A - Air-fuel ratio controller - Google Patents

Air-fuel ratio controller

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Publication number
JPS6185547A
JPS6185547A JP20679784A JP20679784A JPS6185547A JP S6185547 A JPS6185547 A JP S6185547A JP 20679784 A JP20679784 A JP 20679784A JP 20679784 A JP20679784 A JP 20679784A JP S6185547 A JPS6185547 A JP S6185547A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
control
fuel
oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
JP20679784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyoaki Nakagawa
豊昭 中川
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6185547A publication Critical patent/JPS6185547A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1474Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the accuracy of air-fuel ratio control, by providing a judgment means for detecting whether a high air-fuel ratio has lasted over a prescribed time or not, and a gas feed means for supplying a gas of more than a prescribed oxygen concentration into an exhaust pipe. CONSTITUTION:The air-fuel ratio is calculated by an air-fuel ratio detection means b on the basis of the output of an oxygen sensor (a). A control signal for regulating intake air or fuel is sent out from a control means (c). It is found out by a judgment means (e) whether a high air-fuel ratio has lasted over a prescribed time or not. When it is found out by the means (e) that the high air-fuel has lasted over the prescribed time, a feed signal is sent out. A gas of more than a prescribed oxygen concentration is supplied into an exhaust pipe by a gas feed means (f) in response to the feed signal applied thereto, so as to burn up an unnecessary substance clinging to the oxygen sensor (a). The drop in the accuracy of air-fuel ratio detection is thus prevented to enhance the accuracy of air-fuel ratio control.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、酸素センサの出力に基づいて空燃比を制御す
る空燃比制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an air-fuel ratio control device that controls an air-fuel ratio based on the output of an oxygen sensor.

(従来技術) 近時、エンジンの出力向上、燃費、排気対策等の諸要求
を満たすため、空燃比がより精密に制御される傾向にあ
る。このような空燃比制御では。
(Prior Art) In recent years, there has been a trend toward more precise control of air-fuel ratios in order to meet various demands such as improved engine output, fuel efficiency, and measures against exhaust emissions. In this kind of air fuel ratio control.

排気中の酸素濃度をパラメータとして吸入混合気の空燃
比を検出している。
The air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture is detected using the oxygen concentration in the exhaust gas as a parameter.

従来のこの種の空燃比制御装置を開発動向に沿ってその
概略を順次分類すると、次のように示される。
Conventional air-fuel ratio control devices of this type can be roughly classified as follows according to development trends.

(1)   理論空燃比(λ=1)へのフィードバック
制御 この装置では、排気通路に設けた酸素センサの出力に基
づいて空燃比を理論空燃比に補正する補正係数を演算し
、空燃比を理論空燃比にフィードバック制御している。
(1) Feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio (λ=1) This device calculates a correction coefficient to correct the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of an oxygen sensor installed in the exhaust passage, and Feedback control is applied to the air-fuel ratio.

なお、一般的には上記酸素センサは理論空燃比以外の検
出が困難である(例えば「技術解説書ECC5L系エン
ジン」(昭和56年6月(株)日量自動車発行参照)。
In general, it is difficult for the above-mentioned oxygen sensor to detect air-fuel ratios other than the stoichiometric air-fuel ratio (see, for example, "Technical Manual ECC5L Series Engine" (published by Nichiwa Jidosha Co., Ltd., June 1981)).

(II)   リーン空燃比(λく1)へのフィードバ
ック制御 これは省エネルギーの観点からリーン空燃比(理論空燃
比より希薄(リーン)な空燃比をいう。
(II) Feedback control to lean air-fuel ratio (λ×1) This is a lean air-fuel ratio (an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio) from the viewpoint of energy saving.

以下同様)へのフィードバック制御を行うもので、この
種の装置としては、例えば特開昭56−89051号公
報に記載されたものがある。この装置に用いられている
酸素センサは流し込み電流の値に応じた空燃比で出力電
圧が急変する特性があり、かかる特性を利用してリーン
空燃比に精度よくフィードバック制御することができる
This type of device is described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-89051. The oxygen sensor used in this device has a characteristic that the output voltage changes suddenly at an air-fuel ratio depending on the value of the injected current, and this characteristic can be used to accurately feedback control to a lean air-fuel ratio.

(In)   学習制御方式 学習制御の概念を取り入れて酸素センサの出力に基づく
フィードバック制御値を学習し、酸素センサの出力が適
切なものでないとき(例えば始動時)にはこの学習値を
用いて空燃比をフィードフォワード制御するようなもの
である(例えば、特開昭58−124032号公報参照
)、また。
(In) Learning control method Incorporating the concept of learning control, a feedback control value based on the output of the oxygen sensor is learned, and when the output of the oxygen sensor is not appropriate (for example, at startup), this learned value is used to It is a kind of feedforward control of the fuel ratio (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 124032/1983).

上記学習値によりリーン空燃比にフィードフォワード制
御することも可能ではあるが、その制御精度は本質的に
フィードバック制御に劣る。
Although it is possible to perform feedforward control to a lean air-fuel ratio using the above learned value, the control accuracy is essentially inferior to feedback control.

しかしながら、このような(1)〜(III)の各装置
にあっては理論空燃比やリーン空燃比に制御することは
できるが、理論空燃比より過濃(リッチ)な空燃比(以
下、リッチ空燃比という)に制御することができず、加
速時等の高出力要求に対して空燃比の適否を直接判断す
ることができなかった。
However, although each of these devices (1) to (III) can control the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio or the lean air-fuel ratio, the air-fuel ratio (hereinafter referred to as rich) Therefore, it was not possible to directly determine whether the air-fuel ratio was appropriate for high output demands such as during acceleration.

そこで、本発明の出願人はリーン空燃比のみならずリッ
チ空燃比の範囲も連続的に検出できる酸素センサとして
先に「空燃比検出装置」 (特願昭59−88115号
公報参照)を提案しており、第6〜第9図のように示さ
れる。
Therefore, the applicant of the present invention previously proposed an "air-fuel ratio detection device" (see Japanese Patent Application No. 88115/1983) as an oxygen sensor that can continuously detect not only lean air-fuel ratios but also rich air-fuel ratio ranges. This is shown in FIGS. 6 to 9.

この酸素センサについて詳述すると、第6図は酸素セン
サの分解斜視図、第7図は酸素センサの断面図である。
To explain this oxygen sensor in detail, FIG. 6 is an exploded perspective view of the oxygen sensor, and FIG. 7 is a sectional view of the oxygen sensor.

これらの図において、1は電気絶縁性の高い平板状のア
ルミナ基板であり、アルミナ基板1の上面(図中上方の
端面)にはヒータ2を挟さんで基準ガス導入板3が積層
される。基準ガス導入板3の上面には基準ガス導入溝4
が形成されており、また基準ガス導入板3の上面側には
平板状の第1固体電解質5、隔壁板6および第2固体電
解質7が略平行に順次積層される。第1、第2固体電解
質5.7は酸素イオン伝導性の酸化ジルコニウム等を主
成分としている。第1.固体電解質5の上、下面には何
れも白金を主成分とする測定電極8および基準電極9が
それぞれ印刷処理により積層されており、これらの各電
極8.9にはリード線10.11がそれぞれ接続される
。また。
In these figures, reference numeral 1 denotes a flat alumina substrate with high electrical insulation properties, and a reference gas introduction plate 3 is laminated on the upper surface of the alumina substrate 1 (upper end surface in the figures) with a heater 2 in between. A reference gas introduction groove 4 is provided on the upper surface of the reference gas introduction plate 3.
A flat first solid electrolyte 5, a partition wall plate 6, and a second solid electrolyte 7 are sequentially stacked substantially parallel on the upper surface side of the reference gas introduction plate 3. The first and second solid electrolytes 5.7 are mainly composed of oxygen ion conductive zirconium oxide or the like. 1st. On the upper and lower surfaces of the solid electrolyte 5, a measuring electrode 8 and a reference electrode 9, both of which are mainly composed of platinum, are laminated by a printing process, and lead wires 10.11 are connected to each of these electrodes 8.9, respectively. Connected. Also.

第2固体電解質7の上、下面にはそれぞれポンプ電極と
してのポンプアノード12およびポンプカソード13が
積層されており、これらの各電極12.13にはそれぞ
れリード線14.15が接続される。基準ガス導入板3
と第1固体電解質5は基準ガス導入部16を画成してお
り、基準ガス導入部16には矢印AIRで示すように一
定酸素濃度の基準ガス、この場合、大気が導かれる。
A pump anode 12 and a pump cathode 13 as pump electrodes are laminated on the upper and lower surfaces of the second solid electrolyte 7, respectively, and lead wires 14.15 are connected to each of these electrodes 12.13, respectively. Reference gas introduction plate 3
and the first solid electrolyte 5 define a reference gas introduction section 16, into which a reference gas having a constant oxygen concentration, in this case, the atmosphere, is introduced as shown by the arrow AIR.

一方、第1固体電解質5.隔壁板6および第2固体電解
質7は測定電極8を覆ってこの測定電極8の囲りに間隙
部(酸素層)17を画成する酸素層画成部材18を構成
しており、この酸素層画成部材18の図中左方には符号
GASで示すように、被測定ガス、すなわち排気が導か
れる。なお、間隙部17の間隙りは極めて狭く1例えば
L =0.1nn程度に設定される。酸素層画成部材1
8は排気中と間隙部17との間における単位時間当りの
酸素分子の゛ 拡散量を規制している。
On the other hand, the first solid electrolyte 5. The partition plate 6 and the second solid electrolyte 7 constitute an oxygen layer defining member 18 that covers the measurement electrode 8 and defines a gap (oxygen layer) 17 around the measurement electrode 8. To the left of the defining member 18 in the figure, gas to be measured, that is, exhaust gas, is guided as indicated by the symbol GAS. Note that the gap of the gap portion 17 is set to be extremely narrow, for example, about L=0.1 nn. Oxygen layer defining member 1
8 regulates the amount of oxygen molecules diffused per unit time between the exhaust gas and the gap 17.

上記、第1固体電解質5、測定電極8および基準電極9
はセンサ部19を構成しており、第2固体電解質7.ポ
ンプアノード12およびポンプカソード13はポンプ部
20を構成している。したがって、センサ部19はその
基準電極9側が大気に接し、111定電極8側が間隙部
17に接する(すなわち、酸素層画成部材18を介して
排気に接する)こととなり、酸素濃淡電池を形成して後
述するネルンストの式■で示すように両電極8.9間の
酸素分圧比に応じた起電力Eを発生する。この起電力E
はセンサ部19の出力Vsとして外部に取り出される。
Above, the first solid electrolyte 5, the measurement electrode 8 and the reference electrode 9
constitutes the sensor section 19, and the second solid electrolyte 7. Pump anode 12 and pump cathode 13 constitute pump section 20 . Therefore, the sensor section 19 has its reference electrode 9 side in contact with the atmosphere, and its constant electrode 111 side in contact with the gap section 17 (that is, in contact with the exhaust gas via the oxygen layer defining member 18), forming an oxygen concentration cell. An electromotive force E is generated according to the oxygen partial pressure ratio between the two electrodes 8.9, as shown by Nernst's equation (2), which will be described later. This electromotive force E
is taken out to the outside as the output Vs of the sensor section 19.

また、ポンプ部20には後述する電流供給回路から流し
込み電流(以下、ポンプ電流という)Ipが供給されて
おり、ポンプ電流Ipはポンプ電極12.13間を流九
る。このとき、第2固体電解質7中をポンプ電流rpと
逆方向に酸素イオンが移動し、その移動量はポンプ電流
Ipの値に比例する。したがって、ポンプ部20はポン
プ電流rpの値に応じて排気と間隙部17との間で酸素
分子を移動させる(すなわち、酸素ポンプ作用を行う)
、これらのセンサ部19、ポンプ部20、酸素層画成部
材18および基準ガス導入Fi3は全体として酸素セン
サ21を構成している。なお、ヒータ2は第1.第2固
体電解質5,7を適温に加熱しそれらの活性を保ってい
る。
In addition, an inflow current (hereinafter referred to as pump current) Ip is supplied to the pump section 20 from a current supply circuit to be described later, and the pump current Ip flows between the pump electrodes 12 and 13. At this time, oxygen ions move in the second solid electrolyte 7 in a direction opposite to the pump current rp, and the amount of movement is proportional to the value of the pump current Ip. Therefore, the pump section 20 moves oxygen molecules between the exhaust gas and the gap section 17 according to the value of the pump current rp (that is, performs an oxygen pumping action).
, these sensor section 19, pump section 20, oxygen layer defining member 18, and reference gas introduction Fi3 constitute an oxygen sensor 21 as a whole. Note that the heater 2 is the first heater. The second solid electrolytes 5 and 7 are heated to an appropriate temperature to maintain their activity.

このような酸素センサ21は単体では空燃比を連続的に
算出することができず、外部からのエネルギを必要とし
その外部エネルギを酸素濃度に相関させている。第8図
は上記酸素センサ21を使用した空燃比検出回路の回路
図である。第8図におイテ、m素セン+21ハ!J −
トfi10.11.14.15ヲ介して空燃比検出回路
31に接続されており、空燃比検出回路31は電流供給
回路32、電流値検出回路33および差値検出回路34
により構成される。電流供給回路32は酸素センサ21
のポンプ部20にポンプ電流IPを供給しており、この
ポンプ電流IPの値は電流値検出回路33により検出さ
れる。電流値検出回路33はオペアンプOP1.OP2
、抵抗R1、R2、R3、R4、R5およびコンデンサ
C1により構成されており、ポンプ電流IPの値を抵抗
R1の両端間の電圧降下として検出し電圧信号Viを出
力する。この電圧信号Viはポンプ電流Ipが図中矢印
IL力方向供給されるとき正の値、矢印工、方向に供給
されるとき負の値となる(第7図参照)。電流供給回路
32はオペアンプOP3、トランジスタQ1、Q2.ダ
イオードD1、D2、コンデンサC2および抵抗R6に
より構成されており、差値検出回路34の出力ΔVsa
の値に応じてポンプ電流Ipの大きさおよびその向きを
制御する。すなわち、差値検出回路54はオペアンプO
P4、○P5.抵抗R7、R8、R9゜RIOlRll
、 R12により構成されており、センサ部19の出力
電圧Vsから目標電圧Vaを減算して差値ΔVsa(Δ
Vsa=K (Vs−Va)、但しKは定数)を電流供
給回路32に出力している。この目標電圧Vaは1間隙
部17の酸素濃度が所定値に維持されているときのセン
サ部出力Vsの急変する電圧値の上限と下限の中間値で
あり、電源電圧15Vを抵抗R7,R8で分圧し1例え
ば0,2Vという値に設定される。そして、センサ部出
力Vsは間隙部17の酸素濃度に対応し、目標電圧Va
は上記所定値に対応しているから、差値ΔVsaは間隙
部17における現酸素濃度の所定値からのずれの大きさ
を表わしている。したがって、前記電流供給回路32は
差値ΔVsaが零となるように、すなわちセンサ部出力
Vsが目標電圧Vaと一致するようにトランジスタQ1
、Q2およびダイオードD1、D2によるコンプリメン
タリ位相反転回路によりポンプ電流IPの大きさおよび
向きを制御する。
Such an oxygen sensor 21 cannot continuously calculate the air-fuel ratio by itself, but requires external energy and correlates the external energy with the oxygen concentration. FIG. 8 is a circuit diagram of an air-fuel ratio detection circuit using the oxygen sensor 21. It's good for Figure 8, m element + 21 ha! J-
The air-fuel ratio detection circuit 31 is connected to the air-fuel ratio detection circuit 31 through the fi 10.11.14.15, and the air-fuel ratio detection circuit 31 is connected to the current supply circuit 32, the current value detection circuit 33, and the difference value detection circuit 34.
Consisted of. The current supply circuit 32 is connected to the oxygen sensor 21
A pump current IP is supplied to the pump unit 20 , and the value of this pump current IP is detected by a current value detection circuit 33 . The current value detection circuit 33 includes an operational amplifier OP1. OP2
, resistors R1, R2, R3, R4, and R5, and a capacitor C1, and detects the value of the pump current IP as a voltage drop across the resistor R1 and outputs a voltage signal Vi. This voltage signal Vi takes a positive value when the pump current Ip is supplied in the direction of the arrow IL in the figure, and takes a negative value when it is supplied in the direction of the arrow IL (see FIG. 7). The current supply circuit 32 includes an operational amplifier OP3, transistors Q1, Q2 . It is composed of diodes D1 and D2, a capacitor C2, and a resistor R6, and the output ΔVsa of the difference value detection circuit 34
The magnitude and direction of pump current Ip are controlled according to the value of. In other words, the difference value detection circuit 54 uses the operational amplifier O
P4, ○P5. Resistance R7, R8, R9゜RIOlRll
, R12, the target voltage Va is subtracted from the output voltage Vs of the sensor section 19 to obtain a difference value ΔVsa(Δ
Vsa=K (Vs-Va), where K is a constant) is output to the current supply circuit 32. This target voltage Va is an intermediate value between the upper and lower limits of the voltage value at which the sensor output Vs suddenly changes when the oxygen concentration in the gap 17 is maintained at a predetermined value. The voltage is divided and set to a value of, for example, 0.2V. The sensor output Vs corresponds to the oxygen concentration in the gap 17, and the target voltage Va
Since ΔVsa corresponds to the predetermined value, the difference value ΔVsa represents the magnitude of the deviation of the current oxygen concentration in the gap 17 from the predetermined value. Therefore, the current supply circuit 32 operates the transistor Q1 so that the difference value ΔVsa becomes zero, that is, so that the sensor output Vs matches the target voltage Va.
, Q2 and diodes D1, D2 to control the magnitude and direction of the pump current IP.

このような空燃比検出回路はポンプ電流Ipという形で
外部エネルギを酸素センサ21に供給し。
Such an air-fuel ratio detection circuit supplies external energy to the oxygen sensor 21 in the form of pump current Ip.

これを排気中の酸素濃度に対応させ空燃比を広範囲に検
出している。
This corresponds to the oxygen concentration in the exhaust gas, and the air-fuel ratio is detected over a wide range.

すなわち、V s = V aとなるように酸素センサ
21にポンプ電流IPを供給すると、ポンプ電流IPの
酸素ポンプ作用により間隙部17の酸素分圧が決定され
る。いま、排気温度が1o00“Kであるとき、例えば
V a −500m Vに設定し間隙部17の酸素分圧
(測定電極8の酸素分圧pb)を理論空燃比に対応した
値に維持しようとする場合、その値pbは次に示すネル
ンストの弐〇により求められP b = 0.206 
X 10−”気圧となる。
That is, when the pump current IP is supplied to the oxygen sensor 21 so that Vs = Va, the oxygen partial pressure in the gap 17 is determined by the oxygen pumping action of the pump current IP. Now, when the exhaust temperature is 1000K, for example, it is set to V a -500mV to maintain the oxygen partial pressure in the gap 17 (oxygen partial pressure pb at the measurement electrode 8) at a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the value pb is obtained by Nernst's formula shown below, and P b = 0.206
X 10-” atmospheric pressure.

E=(RT/4F)・Ω ・(Pa/Pb)・・・・・
・■ 但し、R:気体定数 T:絶対温度 F:コアラディ定数 Pa:基準電極9の酸素分圧 ポンプ電流rpの値は間隙部17の酸素分圧Pbを理論
空燃比に対応した上記所定値(P b =O。
E=(RT/4F)・Ω・(Pa/Pb)・・・・・・
・■ However, R: Gas constant T: Absolute temperature F: Coaradi constant Pa: Oxygen partial pressure of the reference electrode 9 The value of the pump current rp is determined by changing the oxygen partial pressure Pb of the gap 17 to the above predetermined value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio ( P b =O.

206XIO”気圧)に維持するために必要なポンプエ
ネルギの大きさを表わしており、ポンプ電流IPの変化
は排気の酸素分圧、すなわち排気中の酸素濃度の変化に
対応したものとなる。そして、これら両者の関係は排気
中の酸素濃度を空燃比で表わすと第9図に示すようなI
p−A/F特性になり、ポンプ電流rpの値を電気信号
Viとして検出することにより、空燃比を連続して測定
することができる。この電圧信号Viは、その大きさが
空燃比に対して緩やかに変化しており、理論空燃比で零
となる。なお、ポンプ電流Ipの値は理論空燃比よりリ
ーン域では排気中の酸素分子02の量に対応し、リッチ
域では排気中のcoやHC等の量(これらが酸素分子0
2に変換されるため)に対応したものとなり、理論空燃
比を境に流れる方向が反転する。したがって、従来に比
してリッチ域の空燃比をも精度よく検出することができ
、これを用いることにより、リッチ空燃比の領域におい
てもフィードバック制御を行うことができる。
It represents the amount of pump energy required to maintain the pressure at 206XIO" atmospheric pressure), and changes in pump current IP correspond to changes in the oxygen partial pressure of the exhaust gas, that is, changes in the oxygen concentration in the exhaust gas. The relationship between these two is as shown in Figure 9 when the oxygen concentration in the exhaust gas is expressed as an air-fuel ratio.
It becomes a p-A/F characteristic, and by detecting the value of the pump current rp as an electric signal Vi, the air-fuel ratio can be continuously measured. The magnitude of this voltage signal Vi changes gradually with respect to the air-fuel ratio, and becomes zero at the stoichiometric air-fuel ratio. Note that the value of the pump current Ip corresponds to the amount of oxygen molecules 02 in the exhaust gas in the lean region from the stoichiometric air-fuel ratio, and corresponds to the amount of CO, HC, etc. in the exhaust gas in the rich region (these correspond to the amount of oxygen molecules 02 in the exhaust gas).
2), and the direction of flow is reversed at the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the air-fuel ratio in the rich range can be detected more accurately than in the past, and by using this, feedback control can be performed even in the rich air-fuel ratio range.

(問題点) ところで、このような先願に係る酸素センサを使用した
空燃比制御装置にあっては、酸素センサの主要部が排気
に直接晒される構成であるため、酸素センサがリッチ空
燃比の燃焼排気ガスに長時間晒されていると、排気中の
カーボンやHC成分等の不要物(以下、不要付着物とい
う)がその表面や電極等に堆積しやすい。すなわち、リ
ッチ空燃比にフィードバック制御することができる反面
、このリッチ空燃比への制御状態が長時間継続される可
能性があり、かかる場合、上記堆積を招きやすい。この
ため、酸素センサの表面の目詰まりや電極間での電流リ
ーク等を起すおそれがあり、空燃比の検出精度が低下し
て空燃比の制御精度の悪化が予想される。
(Problem) By the way, in the air-fuel ratio control device using the oxygen sensor according to the prior application, the main part of the oxygen sensor is directly exposed to exhaust gas, so the oxygen sensor is exposed to the rich air-fuel ratio. When exposed to combustion exhaust gas for a long time, unnecessary substances such as carbon and HC components in the exhaust gas (hereinafter referred to as unnecessary deposits) tend to accumulate on the surfaces, electrodes, etc. That is, although it is possible to carry out feedback control to a rich air-fuel ratio, there is a possibility that this control state to a rich air-fuel ratio continues for a long time, and in such a case, the above-mentioned deposition is likely to occur. For this reason, there is a risk of clogging of the surface of the oxygen sensor, current leakage between the electrodes, etc., and it is expected that the air-fuel ratio detection accuracy will decrease and the air-fuel ratio control accuracy will deteriorate.

(発明の目的) そこで本発明は、リッチ空燃比での運転が所定時間以上
継続しているか否かを検出し、継続しているときには排
気管内に所定酸素濃度以上の気体(例えば、大気)を供
給することにより、酸素センサに堆積した不要付着物を
焼却して空燃比検出粘度の低下を防ぎ、空燃比制御の精
度を向上させることを目的としている。
(Purpose of the Invention) Therefore, the present invention detects whether or not operation at a rich air-fuel ratio continues for a predetermined period of time or longer, and when the operation continues, injects gas (e.g., atmospheric air) with a predetermined oxygen concentration or higher into the exhaust pipe. By supplying oxygen, the purpose is to incinerate unnecessary deposits accumulated on the oxygen sensor, prevent a decrease in air-fuel ratio detection viscosity, and improve the accuracy of air-fuel ratio control.

(発明の構成) 第1図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。
(Configuration of the Invention) FIG. 1 is an overall configuration diagram for clearly showing the configuration of the present invention.

゛酸素センサaは排気管内の酸素濃度を検出しており、
空燃比検出手段すは酸素センサaの出力に基づいて吸入
混合気の空燃比を算出する。制御手段Cは空燃比検出手
段すの出力に基づいて吸入混合気の空燃比が所定空燃比
となるように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御する
制御信号を出力しており、操作手段dは制御信号に基づ
いて吸入空気あるいは燃料の供給料を操作する。一方。
゛Oxygen sensor a detects the oxygen concentration in the exhaust pipe,
The air-fuel ratio detection means calculates the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture based on the output of the oxygen sensor a. The control means C outputs a control signal for controlling the supply amount of intake air or fuel so that the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture becomes a predetermined air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio detection means d. Manipulating the intake air or fuel supply based on control signals. on the other hand.

判別手段eは空燃比が所定値よりリッチ側に所定時71
11以上制御されているか否かを判別し、制御されてい
るとき供給信号を出力する。そして、気体供給手段fが
供給信号の入力に応答して排気管内に所定酸素濃度以上
の気体を供給することにより、酸素センサaに付着した
不要付着物を焼却して空燃比の検出精度低下を防ぐもの
である。
The determining means e determines when the air-fuel ratio is richer than the predetermined value (71).
It is determined whether or not 11 or more are being controlled, and when it is being controlled, a supply signal is output. Then, the gas supply means f supplies gas with a predetermined oxygen concentration or higher into the exhaust pipe in response to the input of the supply signal, thereby incinerating unnecessary deposits adhering to the oxygen sensor a and reducing the accuracy of air-fuel ratio detection. It is something to prevent.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第2〜6図は本発明の一実施例を示す図である。2 to 6 are diagrams showing an embodiment of the present invention.

まず、構成を説明すると、第2図において、41はエン
ジンであり、吸入空気はエアクリーナ42より吸気管4
3を通して各気筒に供給され燃料は噴射信号Siに基づ
いてインジェクタ(操作手段)44により噴射される。
First, to explain the configuration, in FIG.
3 to each cylinder, and fuel is injected by an injector (operating means) 44 based on an injection signal Si.

そして、気筒内で燃焼した排気は排気管45を通して触
媒コンバータ46内で排気中の有害成分(Go、HC,
N0x)を三元触媒により清浄化して排出される。吸入
空気の流量Qaはエアフロメータ47により検出され、
吸気管43内の絞弁48によって制御される。絞弁48
の開度Cvは絞弁開度センサ49により検出され、エン
ジン1の回転数Nはクランク角センサ5oにより検出さ
れる。またウォータジャケットを流れる冷却水の温度T
wは水温センサ51により検出される。
The exhaust gas burned in the cylinder passes through the exhaust pipe 45 and enters the catalytic converter 46, where harmful components (Go, HC,
NOx) is purified by a three-way catalyst and discharged. The intake air flow rate Qa is detected by an air flow meter 47,
It is controlled by a throttle valve 48 in the intake pipe 43. Throttle valve 48
The opening Cv is detected by the throttle valve opening sensor 49, and the rotation speed N of the engine 1 is detected by the crank angle sensor 5o. Also, the temperature T of the cooling water flowing through the water jacket
w is detected by the water temperature sensor 51.

排気管5には先願例と同タイプの酸素センサ52が取り
付けられており、酸素センサ52は同じく同夕イブの空
燃比検出回路(空燃比検出手段)53に接続される。酸
素センサ52上流側の排気管45には2次空気導入管5
4の一端が開口しており、2次空気導入管54の他端は
リード弁55、ダイヤフラム弁56およびエアフィルタ
57を介して大気に連通ずる。
An oxygen sensor 52 of the same type as in the previous application is attached to the exhaust pipe 5, and the oxygen sensor 52 is connected to an air-fuel ratio detection circuit (air-fuel ratio detection means) 53, which is also used in the same evening. A secondary air introduction pipe 5 is connected to the exhaust pipe 45 on the upstream side of the oxygen sensor 52.
One end of the secondary air introduction pipe 54 is open, and the other end of the secondary air introduction pipe 54 communicates with the atmosphere via a reed valve 55, a diaphragm valve 56, and an air filter 57.

エアフィルタ57は塵埃を除去し、リード弁55は逆止
弁としての機能を有する。ダイヤフラム弁56はダイヤ
フラム58により画成される負圧室59と、ダイヤフラ
ム58に連結され2次空気導入管54の通路面積を2値
制御(全開/全閉)する弁体60と、を有しており、負
圧室59には電磁弁64により所定負圧あるいは大気が
択一的に導入される。電磁弁61には所定条件下(詳細
は後述する)で供給信号Skが入力されており、電磁弁
61は供給信号Skの非入力時には大気連通管62を全
開として負圧室59に大気を導入し、供給信号Skが入
力されると大気連通管62を遮断して負圧室59に負圧
源からの負圧を導入する。ダイヤフラム弁56は負圧室
59に負圧が導入されると、弁体60により2次空気導
入管54を全開として酸素センサ52上流側の排気管4
5内に2次空気(大気ンを供給する。一方、負圧室59
に大気が導入されると弁体60により2次空気導入管5
4を全開として2次空気の供給を遮断する。上記2次空
気導入管54、リード弁55、ダイヤフラム弁56.エ
アフィルタ57、電磁弁61、および大気連通管62は
全体として気体供給手段63を構成している。
The air filter 57 removes dust, and the reed valve 55 functions as a check valve. The diaphragm valve 56 includes a negative pressure chamber 59 defined by a diaphragm 58, and a valve body 60 that is connected to the diaphragm 58 and performs binary control (fully open/fully closed) of the passage area of the secondary air introduction pipe 54. A predetermined negative pressure or atmospheric air is selectively introduced into the negative pressure chamber 59 by a solenoid valve 64. A supply signal Sk is input to the solenoid valve 61 under predetermined conditions (details will be described later), and when the supply signal Sk is not input, the solenoid valve 61 fully opens the atmosphere communication pipe 62 to introduce the atmosphere into the negative pressure chamber 59. However, when the supply signal Sk is input, the atmospheric communication pipe 62 is shut off and negative pressure from the negative pressure source is introduced into the negative pressure chamber 59. When negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 59, the diaphragm valve 56 fully opens the secondary air introduction pipe 54 with the valve body 60, and closes the exhaust pipe 4 upstream of the oxygen sensor 52.
Secondary air (atmosphere) is supplied into the negative pressure chamber 59.
When the atmosphere is introduced into the secondary air introduction pipe 5 by the valve body 60,
4 is fully opened to cut off the supply of secondary air. The secondary air introduction pipe 54, the reed valve 55, the diaphragm valve 56. The air filter 57, the solenoid valve 61, and the atmosphere communication pipe 62 collectively constitute a gas supply means 63.

エンジン41の各部の状態を検出しているセンサ群、す
なわちエアフロメータ、絞弁開度センサ49、クランク
角センサ50、水温センサ51および空燃比検出回路5
3からの信号はコントロールユニット64に入力される
。コントロールユニット64は制御手段および判別手段
としての機能を有しており、CPU71、ROM72.
RAM73およびI10ポート74により構成される。
A group of sensors that detect the state of each part of the engine 41, namely an air flow meter, a throttle valve opening sensor 49, a crank angle sensor 50, a water temperature sensor 51, and an air-fuel ratio detection circuit 5
The signal from 3 is input to the control unit 64. The control unit 64 has functions as a control means and a determination means, and includes a CPU 71, a ROM 72.
It is composed of a RAM 73 and an I10 port 74.

CP U71はROM72に書き込まれているプログラ
ムに従ってI10ポート74より必要とする外部データ
を取り込んだり、またRAM73との間でデータの授受
を行ったりしながら演算処理し、必要に応じて処理した
データを110ポート74八出力する。■10ポート7
4には。
The CPU 71 takes in necessary external data from the I10 port 74 according to the program written in the ROM 72, performs arithmetic processing while exchanging data with the RAM 73, and stores the processed data as necessary. 110 port 748 output. ■10 ports 7
At 4.

前1記センサ群47,49.50.51.53からの信
号が入力されるとともに、I10ボート74からは噴射
信号Siおよび供給信号Skが出力される。ROM72
はCPU71における演算プログラムを格納しており、
RAM73は演算に使用するデータをマツプ等の形で記
憶している。
Signals from the first sensor group 47, 49.50.51.53 are input, and the I10 boat 74 outputs an injection signal Si and a supply signal Sk. ROM72
stores the calculation program for the CPU 71,
The RAM 73 stores data used in calculations in the form of a map or the like.

次に、作用を説明する。Next, the effect will be explained.

一般に空燃比のフィードバック制御系では外乱(エンジ
ン負荷等)によって制御量(空燃比)が変化しても、こ
れを排気中の酸素濃度として酸素センサにより検出して
目標値と比較し、その偏差を打ち消すように装置を作動
させている。したがって、制御量を高精度で目標値に一
致させることができる。ところで、このような制御は酸
素センサの出力が排気中の酸素濃度に正確に対応してい
るとき成立するもので、両者の相関にずれが発生すると
制御精度が低下する。すなわち、空燃比の検出が正確で
あるとの前提の下にかかる制御の効果が期待される。一
方、酸素センサは高温でかつカーボン成分等が入り混じ
っているという排気を被測定対象物としており、測定環
境の厳しい条件下にある。また、空燃比を連続的に検出
するために1例えば、拡散電流(ポンプ電流)を酸素濃
度に応じて変化させる等、特有の構造を必要としている
。先願では空燃比の連続的検出に重点がおかれており、
厳しい環境下での検出態勢を良好に維持していくという
点でやや不十分である。
Generally, in an air-fuel ratio feedback control system, even if the control amount (air-fuel ratio) changes due to disturbances (engine load, etc.), this is detected by an oxygen sensor as the oxygen concentration in the exhaust gas, compared with the target value, and the deviation is calculated. A device is activated to cancel it out. Therefore, the control amount can be made to match the target value with high precision. By the way, such control is established when the output of the oxygen sensor accurately corresponds to the oxygen concentration in the exhaust gas, and if a deviation occurs in the correlation between the two, the control accuracy decreases. That is, the effect of such control is expected on the premise that the detection of the air-fuel ratio is accurate. On the other hand, oxygen sensors measure exhaust gas that is high in temperature and contains carbon components, etc., and is subject to harsh measurement environments. Further, in order to continuously detect the air-fuel ratio, a unique structure is required, for example, to change the diffusion current (pump current) depending on the oxygen concentration. The earlier application focused on continuous detection of air-fuel ratio,
This is somewhat insufficient in terms of maintaining good detection readiness under harsh environments.

そこで本実施例では、酸素センサの検出精度が低下する
主原因はカーボンやHC成分の付着によるという点に着
目して、カーボン等の付着が予想される条件下でこれを
推定1判別し、カーボン等が付着、堆積したと判別した
とき排気管内に2次空気を供給することで、これらの付
着物を焼切り、除去している。
Therefore, in this example, we focused on the fact that the main cause of the decrease in detection accuracy of the oxygen sensor is the adhesion of carbon and HC components, and estimated this under conditions in which adhesion of carbon etc. is expected. When it is determined that such deposits have adhered or accumulated, secondary air is supplied into the exhaust pipe to burn off and remove these deposits.

第3図〜5図はROM72に書き込まれている空燃比制
御のプログラムを示すフローチャートであり、図中P1
〜P3zはフローチャートの各ステップを示している。
3 to 5 are flowcharts showing the air-fuel ratio control program written in the ROM 72, and in the figure P1
~P3z indicates each step of the flowchart.

第3図は2次空気供給制御のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは所定時開銀に1度実行さ
れる。
FIG. 3 is a flowchart showing a program for secondary air supply control, and this program is executed once every predetermined time period.

まず、P□、P2で他のルーチン(図示略)においてそ
れぞれ演算された基本噴射量TPおよび最終噴射量Ti
を読み込む。これらの各噴射量Tp、Tiはそれぞれ次
式〇、■に従って演算される。
First, the basic injection amount TP and the final injection amount Ti calculated in other routines (not shown) at P□ and P2, respectively.
Load. These injection amounts Tp and Ti are calculated according to the following equations 〇 and ◯, respectively.

T p = K X Q a / N        
−−■但し、K:定数 Ti=TpXCOEFXa+Ts  −−−−−−■な
お、基本噴射量Tpは略理論空燃比近傍の値となるよう
に演算される。また、■式中、C○EFは各種増量係数
であり、例えば冷却水温Twや加速増量(絞弁開度Cv
に基づいて判断)等に基づいて基本噴射量Tpを各種増
量補正するものである。αは空燃比を目標空燃比にフィ
ードバック制御するときの空燃比補正係数であり、Ts
はインジェクタ44の応答遅れ(むだ時間)を補正する
ための係数である。したがって、インジェクタ44から
は最終噴射量Tiの燃料が吸気管43内に噴射され、吸
入混合気の空燃比が常に目標値に制御される。
T p = K x Q a / N
--■ However, K: Constant Ti=TpXCOEFXa+Ts --------■ Note that the basic injection amount Tp is calculated to be a value approximately near the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, in formula (■), C○EF is various increase coefficients, such as cooling water temperature Tw and acceleration increase (throttle valve opening Cv
The basic injection amount Tp is subjected to various increase corrections based on the following: α is the air-fuel ratio correction coefficient when performing feedback control of the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio, and Ts
is a coefficient for correcting the response delay (dead time) of the injector 44. Therefore, the final injection amount Ti of fuel is injected from the injector 44 into the intake pipe 43, and the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture is always controlled to the target value.

次いで、P3〜P7からなる判別フローHFに移行し、
判別フローHFで2次空気供給についての判別を行う。
Next, the process moves to the determination flow HF consisting of P3 to P7,
A determination regarding the secondary air supply is made in the determination flow HF.

そして、その判別結果がら空燃比の制御状態が次に示す
A−Cの何れに該当するかを判断し、この状態に応じて
それを異なるステップに進む。
Then, based on the determination result, it is determined whether the air-fuel ratio control state corresponds to one of the following A to C, and the process proceeds to a different step depending on the state.

A状態:空燃比が理論空燃比よりリーン側に制御されて
いるとき。
State A: When the air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

B状態:空燃比が理論空燃比よりリッチ側に制御されて
いるが、その制御時間が所定値未満のとき。
State B: The air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, but the control time is less than a predetermined value.

C状態:空燃比が理論空燃比よりリッチ側に制御されて
おり、その制御時間が所定値以上のとき。
C state: When the air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the control time is longer than a predetermined value.

判別フローHFでは、Plで現空燃比が理論空燃比から
どの程度ずれているかを表すずれ率ΔFを次式■に従っ
て演算するとともに、これを正の所定値βと比較する。
In the determination flow HF, a deviation rate ΔF indicating how far the current air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio at Pl is calculated according to the following equation (2), and this is compared with a positive predetermined value β.

ずれ率ΔFは正の値であるときリッチ側にずれているこ
とを、負の値であるときリーン側にずれていることを表
す。ΔF〉βのときは空燃比がリッチ側に制御されてい
ると判断して、P4で供給フラグKFLが立っているか
否かを判別する。供給フラグKFLは排気管45内に2
次空気を供給するか否かを表すも・ので、供給するとき
立てられ(KFL=1)、供給しないとき降ろされる(
K F L=0)。KFL=1のとき(例えば、前回の
ルーチンで立てられているようなとき)はC状態に該当
するものとしてP8に進む。また、KFL=0のときは
P、でリッチカウンタのカウント値RCを所定値C0と
比較する。リッチカウンタはΔF〉βとなった以降(す
なわち空燃比がリッチ側に制御され始めてから)の経過
時間をカウントするもので、そのカウント値RCは本ル
ーチンの実行毎にイン、クリメントされる。RC<C,
のときはP6でリッチカウンタのカウント値RC,をイ
ンクリメントし、B状態に該当するものとしてP、に進
む、R2O3のときはP、で供給フラグKFLを立てC
状態と判断してP、に進む。一方、上記ステップP2で
ΔF≦βのときはA状態に該当するものとしてPo。に
進む。
When the shift rate ΔF is a positive value, it indicates a shift toward the rich side, and when it is a negative value, it indicates a shift toward the lean side. When ΔF>β, it is determined that the air-fuel ratio is controlled to the rich side, and it is determined in P4 whether or not the supply flag KFL is set. The supply flag KFL is set to 2 in the exhaust pipe 45.
This indicates whether or not air is to be supplied.It is set up when air is supplied (KFL=1), and is lowered when it is not supplied (KFL=1).
K F L = 0). When KFL=1 (for example, when it was set in the previous routine), it is assumed that the state corresponds to C and the process proceeds to P8. Further, when KFL=0, the count value RC of the rich counter is compared with a predetermined value C0 at P. The rich counter counts the time elapsed since ΔF>β (that is, since the air-fuel ratio started to be controlled to the rich side), and the count value RC is incremented each time this routine is executed. RC<C,
In the case of R2O3, the count value RC of the rich counter is incremented at P6, and the process proceeds to P as the state corresponds to B. If R2O3 is set, the supply flag KFL is set at P.
Determine the state and proceed to P. On the other hand, when ΔF≦β in step P2, Po corresponds to state A. Proceed to.

さて1判別フローHFでC状態と判断したときは、P、
で供給信号Skの出力を開始し、酸素センサ52上流側
から排気管45内に2次空気を供給する。これにより、
2次空気の酸素で酸素センサ52に堆積した不要付着物
の焼却が開始される1次いで、Pllで供給カウンタの
カウント値DCをインクリメントし、P12でこのカウ
ント値DCを所定値D0と比較する。供給カウンタは供
給信号Skの出力が開始されてからの経過時間(以下、
焼却時間という)をカウントするものである。DC≦D
0のときは焼却時間が所定値以下であると判断して今回
のルーチンを終了する。したがって。
Now, when it is determined that the state is C in the first judgment flow HF, P,
The output of the supply signal Sk is started at , and secondary air is supplied into the exhaust pipe 45 from the upstream side of the oxygen sensor 52 . This results in
Incineration of unnecessary deposits deposited on the oxygen sensor 52 is started using oxygen from the secondary air.Next, the count value DC of the supply counter is incremented at P11, and this count value DC is compared with a predetermined value D0 at P12. The supply counter measures the elapsed time (hereinafter referred to as
This is to count the amount of time (incineration time). DC≦D
When it is 0, it is determined that the incineration time is less than a predetermined value, and the current routine is ended. therefore.

このときは焼却時間が所定値を超えるまで本ルーチンが
繰り返される。そして、DC>DI、になると、十分な
焼却時間が経過し焼却が完了したと判断して、完了以後
の処理ステップP、。−P、−P13を順次実行する。
In this case, this routine is repeated until the incineration time exceeds a predetermined value. When DC>DI, it is determined that sufficient incineration time has elapsed and incineration has been completed, and processing steps P after completion are performed. -P and -P13 are executed sequentially.

まず、Pl、でリッチカウンタをクリアし、P、で供給
カウンタをクリアするとともに、供給フラグKFLを降
ろす。次いで、Pl、で供給信号Skの出力を停止する
First, the rich counter is cleared with Pl, the supply counter is cleared with P, and the supply flag KFL is lowered. Next, the output of the supply signal Sk is stopped at Pl.

このように、空燃比がリッチ側に所定時間以上継続して
制御されると、酸素センサ52への不要付着物の堆積を
予想し排気管45内に必要最小時間2次空気を供給して
この不要付着物を焼却する。
In this way, when the air-fuel ratio is continuously controlled to the rich side for a predetermined period of time or more, it is predicted that unnecessary deposits will accumulate on the oxygen sensor 52, and secondary air is supplied into the exhaust pipe 45 for the minimum necessary time to prevent this. Incinerate unnecessary deposits.

したがって、酸素センサ52表面の目詰りや電極間での
電流リーク等が回避され、空燃比の検出精度低下を防止
することができる。その結果、空燃比の制御精度を向上
させることができる。なお、かかる効果は本タイプのよ
うにリッチ空燃比へのフィードバック制御を行うものに
あっては、特に有効に発揮される。また、2次空気とし
ては大気に限らず5例えばより希薄なり−ン空燃比の排
気を用いてもよい。
Therefore, clogging of the surface of the oxygen sensor 52, current leakage between the electrodes, etc. can be avoided, and a decrease in air-fuel ratio detection accuracy can be prevented. As a result, the accuracy of controlling the air-fuel ratio can be improved. Note that this effect is particularly effectively exhibited in a system that performs feedback control to a rich air-fuel ratio, such as this type. Further, the secondary air is not limited to the atmosphere, but exhaust gas having a leaner air-fuel ratio, for example, may be used.

第4図は制御方式切換のプログラムを示すフローチャー
トである。P2□で供給フラグKFLが立っているか否
かを判別し、立っているときは排気管45内に2次空気
が供給されていると判断してP2□で空燃比の制御方式
をフィードフォワード制御に切換える。これは、2次空
気供給中は排気管45内が空燃比に対応する酸素濃度に
ならず酸素センサ52による検出情報が使えないからで
ある。なお、このとき前述した(I[り学習制御方式を
採用して空燃比を制御するようにしてもよい。そのよう
にすれば、2次空気供給中においても高精度で目標値に
制御することができる。一方、P 21で供給フラグK
FLが降りているときはP23で制御方式をフィードバ
ック制御とする。
FIG. 4 is a flowchart showing a control method switching program. P2□ determines whether or not the supply flag KFL is set, and if it is set, it is determined that secondary air is being supplied into the exhaust pipe 45, and P2□ controls the air-fuel ratio control method in feedforward mode. Switch to This is because the oxygen concentration in the exhaust pipe 45 does not correspond to the air-fuel ratio while the secondary air is being supplied, and the information detected by the oxygen sensor 52 cannot be used. In addition, at this time, the air-fuel ratio may be controlled by adopting the above-mentioned learning control method. In this way, even during secondary air supply, it is possible to control the air-fuel ratio to the target value with high accuracy. On the other hand, the supply flag K is set at P21.
When FL is descending, the control method is set to feedback control in P23.

第5図はヒータ電圧切換制御のプログラムを示すハロー
チャートである。なお、本制御についてはハード的構成
の図示が略されているが9例えば酸素センサ52のヒー
タへの通電制御を行なうヒータ制御回路を設け、これに
コントロールユニット64から指令を出すことにより実
行する。
FIG. 5 is a halo chart showing a program for heater voltage switching control. Although the hardware configuration of this control is not shown in the drawings, for example, a heater control circuit for controlling the supply of electricity to the heater of the oxygen sensor 52 is provided, and the control unit 64 issues commands to the heater control circuit to execute the control.

P、1で供給フラグKFLが立っているか否かを判別し
、立っているときは排気管45内に2次空気が供給され
ていると判断してP31でヒータ電圧vhを第1電圧v
h□に切り換える。一方、立っていないときはP31で
ヒータ電圧vhを第2電圧vh、(但し、v h、<v
 hよ)に切り換える。これは、前述した焼却時間を出
来る限り短くして酸素センサ52のデッドタイムを必要
最小限に抑えるためであり、そのために焼却時間中は酸
素センサ52の温度を上昇させて不要付着物を早急に焼
却するようにしている。
At P,1, it is determined whether or not the supply flag KFL is set, and when it is set, it is determined that secondary air is being supplied into the exhaust pipe 45, and at P31, the heater voltage vh is changed to the first voltage V.
Switch to h□. On the other hand, when the user is not standing, the heater voltage vh is changed to the second voltage vh in P31 (however, v h, <v
h). This is to minimize the dead time of the oxygen sensor 52 by shortening the above-mentioned incineration time as much as possible, and for this purpose, the temperature of the oxygen sensor 52 is raised during the incineration time to quickly remove unnecessary deposits. I'm trying to incinerate it.

なお9本発明は上記実施例に示したタイプの酸素センサ
に限定されるものではなく、排気中の酸素濃度を検出す
るものであればすべてに適用が可能である。
Note that the present invention is not limited to the type of oxygen sensor shown in the above embodiments, but can be applied to any sensor that detects the oxygen concentration in exhaust gas.

また、2次空気の供給制御は空燃比制御の形態がフィー
ドバック制御中である場合に限らず、フィードフォワー
ド制御(オープン制御)の場合であっても勿論適用でき
る。
Further, the supply control of the secondary air is of course applicable not only when the air-fuel ratio control is under feedback control but also when feedforward control (open control) is performed.

さらに、本発明は空燃比制御に際して燃料供給量のみを
操作する例に限らず、例えば吸入空気を操作して空燃比
を制御するもの、あるいは両者を共に変化させるものに
も適用できる。
Further, the present invention is not limited to controlling only the fuel supply amount when controlling the air-fuel ratio, but can also be applied to controlling the air-fuel ratio by controlling intake air, or changing both of them.

(効果) 本発明によれば、酸素センサに堆積した不要付着物を焼
却して空燃比検出の精度低下を防ぐことができ、空燃比
制御の精度を向上させることができる。
(Effects) According to the present invention, unnecessary deposits accumulated on the oxygen sensor can be incinerated to prevent a decrease in the accuracy of air-fuel ratio detection, and the accuracy of air-fuel ratio control can be improved.

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

第1図は本発明の全体構成図、第2〜5図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその概略構成図、第3
図はその2次空気供給制御のプログラムを示すフローチ
ャート、第4図はその制御方式切換のフローチャート、
第5図はそのヒータ電圧切換制御のプログラムを示すフ
ローチャート、第6〜9図は先願に係る空燃比制御装置
を示す図であり、第6図はその酸素センサの分解斜視図
、第7図はその酸素センサの断面図、第8図はその空燃
比検出回路の回路図、第9図はそのVi−A/F特性を
示す図である。 41・・・・・・エンジン、 44・・・・・・インジェクタ(操作手段)、52・・
・・・酸素センサ、 53・・・空燃比検出回路、(空燃比検出手段)、63
・・・・気体供給手段、 64・・・・・・コントロールユニット(制御手段、判
別手段)。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram thereof, and FIG.
The figure is a flowchart showing the program for secondary air supply control, and Figure 4 is a flowchart for switching the control method.
FIG. 5 is a flowchart showing the heater voltage switching control program, FIGS. 6 to 9 are diagrams showing the air-fuel ratio control device according to the prior application, FIG. 6 is an exploded perspective view of the oxygen sensor, and FIG. 8 is a sectional view of the oxygen sensor, FIG. 8 is a circuit diagram of its air-fuel ratio detection circuit, and FIG. 9 is a diagram showing its Vi-A/F characteristics. 41...Engine, 44...Injector (operating means), 52...
...Oxygen sensor, 53...Air-fuel ratio detection circuit, (air-fuel ratio detection means), 63
... Gas supply means, 64 ... Control unit (control means, discrimination means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)排気管内の酸素濃度を検出する酸素センサと、 b)酸素センサの出力に基づいて吸入混合気の空燃比を
算出する空燃比検出手段と、 c)空燃比検出手段の出力に基づいて吸入混合気の空燃
比が所定空燃比となるように吸入空気あるいは燃料の供
給量を制御する制御信号を出力する制御手段と、 d)制御信号に基づいて吸入空気あるいは燃料の供給量
を操作する操作手段と、 e)空燃比が所定値よりリッチ側に所定時間以上制御さ
れているか否かを判別し、制御されているとき供給信号
を出力する判別手段と、 f)供給信号が入力されると排気管内に所定酸素濃度以
上の気体を供給する気体供給手段と、を備えたことを特
徴とする空燃比制御装置。
[Scope of Claims] a) an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust pipe; b) an air-fuel ratio detector that calculates the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture based on the output of the oxygen sensor; c) an air-fuel ratio detector d) control means for outputting a control signal for controlling the supply amount of intake air or fuel so that the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture becomes a predetermined air-fuel ratio based on the output of the controller; an operating means for manipulating the supply amount; e) a determining means for determining whether or not the air-fuel ratio is controlled to be richer than a predetermined value for a predetermined period of time or more, and outputting a supply signal when the air-fuel ratio is controlled; and f) supply. An air-fuel ratio control device comprising: gas supply means for supplying gas having a predetermined oxygen concentration or higher into an exhaust pipe when a signal is input.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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