JPS62247141A - Air-fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio controller for internal combustion engine

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Publication number
JPS62247141A
JPS62247141A JP8820186A JP8820186A JPS62247141A JP S62247141 A JPS62247141 A JP S62247141A JP 8820186 A JP8820186 A JP 8820186A JP 8820186 A JP8820186 A JP 8820186A JP S62247141 A JPS62247141 A JP S62247141A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
correction coefficient
fuel
engine
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Application number
JP8820186A
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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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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration in the operating property of an engine, by providing an air-fuel ratio correction coefficient fixing means for fixing an air-fuel ratio correction coefficient when an acceleration-time quantity increase correction coefficient or a deceleration- time quantity decrease correction coefficient is not smaller than a prescribed value. CONSTITUTION:In the operation of an internal combustion engine A, the fed quantity of fuel is determined by a determination means B depending on the state of the operation and corrected by a correction means C to serve to control the fuel for the engine. An aimed air-fuel ratio is found out by a determination means E depending on the state of the operation of the engine. A correction coefficient is calculated by a calculation means F depending on the difference between the aimed air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio detected by an air-fuel ratio detection means D, to correct the actual air-fuel ratio by the correction means C through the use of the correction coefficient. At the time of acceleration or deceleration of the engine A, the fed quantity of fuel is corrected through the use of an acceleration- time quantity increase correction coefficient or a deceleration-time quantity decrease correction coefficient set by a setting means G. At that time, if the acceleration-time quantity increase correction coefficient or the deceleration-time quantity decrease correction coefficient is not smaller than a prescribed value, the correction coefficient for the actual air-fuel ratio is fixed by a fixing means H.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の気筒内に供給する混合気の空燃
比を制御する空燃比制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied into a cylinder of an internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近時、特に自動車用内燃機関における排気対策、運転性
及び燃費の向上等の要求により、気筒に供給する混合気
の空燃比を精度よく目標値に制御する空燃比制御が行な
われている。
BACKGROUND ART In recent years, in response to demands for measures against exhaust emissions, improvements in drivability, and fuel efficiency, particularly in internal combustion engines for automobiles, air-fuel ratio control is being performed to accurately control the air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to a cylinder to a target value.

そのため、例えば電子制御燃料噴射装置を用いた内燃機
関の場合、吸入空気旦と機関回転数とにより燃料の基本
噴射層を決定し、それにその時の機関状態に応じて種々
の増量補正等を行なうと共に、02センサ等を用いて機
関排気通路内の酸素濃度を検出することによって実際の
空燃比を検出し、その検出結果に応じた空燃比フィード
バック補正係数による補正を行なって燃料噴射量を制御
することにより空燃比を目標値(理論空燃比)に制御す
るようにしている。
Therefore, for example, in the case of an internal combustion engine using an electronically controlled fuel injection device, the basic injection layer of fuel is determined based on the intake air temperature and engine speed, and various increase corrections are made depending on the engine state at that time. The actual air-fuel ratio is detected by detecting the oxygen concentration in the engine exhaust passage using a 02 sensor, etc., and the fuel injection amount is controlled by correcting the air-fuel ratio feedback correction coefficient according to the detection result. The air-fuel ratio is controlled to a target value (stoichiometric air-fuel ratio).

また、電子制御式キャブレータを用いた内燃機関の場合
には1機関の要求する燃料の基本供給量は気化器(キャ
ブレータ)自体で決まるので、気化器内に設けた混合比
制御ソレノイドをオン・オをオン・オフ制御することに
より、89Ji補正分をフィードバック制御して、空燃
比を目標値と一致させるようにしている。
In addition, in the case of an internal combustion engine using an electronically controlled carburetor, the basic amount of fuel supplied per engine is determined by the carburetor itself, so the mixture ratio control solenoid installed inside the carburetor can be turned on and off. By controlling on/off the 89Ji correction amount, feedback control is performed to bring the air-fuel ratio into agreement with the target value.

しかしながら、このような従来の空燃比制御装置におい
ては、機関(以下「エンジン」ともいう)が充分に暖ま
った状態で、しかも一般に排気浄化システムに三元触媒
を使用するため、理論空燃比が必要な限られた運転状態
でのみ、フィードバック制御による精度の高い空燃比制
御を行なっていた。
However, in such conventional air-fuel ratio control devices, the stoichiometric air-fuel ratio is required when the engine (hereinafter also referred to as the "engine") is sufficiently warm, and because a three-way catalyst is generally used in the exhaust purification system. Highly accurate air-fuel ratio control using feedback control was performed only under limited operating conditions.

したがって、コールド状態からの始動後の暖機運転中や
高負荷域の運転状態では、上述のような空燃比のフィー
ドバック制御(クローズド制御)は行なわず、機関温度
や負荷状態に応じて予め記憶した各種増量補正係数等に
よるオープン制御のみを行なっていた6 そのため、エンジン自体の特性や燃料供給系の個々の部
品のバラツキ、あるいは経年変化等の影響により制御精
度の悪化を招き、暖機運転中や高負荷域の運転状態にお
いて、 !Jl:気特性気力性や運転性が悪化する恐れ
があった。
Therefore, during warm-up operation after starting from a cold state or during operating conditions in a high load range, feedback control (closed control) of the air-fuel ratio is not performed as described above, and the air-fuel ratio is stored in advance according to the engine temperature and load condition. Only open control was performed using various fuel increase correction coefficients, etc. 6 As a result, control accuracy deteriorated due to the characteristics of the engine itself, variations in the individual parts of the fuel supply system, or changes over time, causing problems during warm-up and In operating conditions in the high load range, ! Jl: There was a risk of deterioration in energy and drivability.

また、大幅な低燃費化を実現するためには、空燃比(以
下rA/FJともいう)が理論空燃比(Δ/ F = 
14.7)より大きいリーン域で稀薄燃焼を行なうよう
にすることが有効であるが、その場合、エンジンの燃焼
安定限界内で運転状態に応じて決定した目標A/Fにな
るように、A/Fを精度よくフィードバック制御するこ
とが必要である。
In addition, in order to achieve significant fuel efficiency, the air-fuel ratio (hereinafter also referred to as rA/FJ) must be adjusted to the stoichiometric air-fuel ratio (Δ/F =
14.7) It is effective to perform lean combustion in a larger lean range. It is necessary to accurately feedback control /F.

このような問題を解決するため5例えば特開昭60−1
78942号公報に記載されているように、新しいタイ
プの酸素センサを用いた空燃比検出回路による空燃比検
出手段(以下rA/Fセンサ」ともいう)により、実際
の空燃比をリッチ域(A/Fが理論空燃比より小さい領
域)からり−ン域まで広範囲に検出できるようにすると
共に。
In order to solve such problems, for example, JP-A-60-1
As described in Publication No. 78942, an air-fuel ratio detection means (hereinafter also referred to as rA/F sensor) using an air-fuel ratio detection circuit using a new type of oxygen sensor detects the actual air-fuel ratio in the rich range (A/F sensor). In addition, it is possible to detect a wide range from the region where F is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio to the region where F is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio.

機関の要求空燃比がリッチ域及びリーン域となる運転域
を含む機関運転状態に応じた目標空燃比を決定して、そ
の目標空燃比と上記A/Fセンサによって検出される空
燃比とが一致するように、広範囲の目4111fA/F
に対してフィードバック制御するようにした空燃比制御
装置が既に本出願人によって開発されている。
A target air-fuel ratio is determined according to the engine operating state, including an operating range in which the engine's required air-fuel ratio is in a rich range and a lean range, and the target air-fuel ratio matches the air-fuel ratio detected by the A/F sensor. Wide range of eyes 4111fA/F
The applicant has already developed an air-fuel ratio control device that performs feedback control on the air-fuel ratio.

〔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、内燃機関の過渡運転時、すなわち加速又
は減速時には、シリンダ内に供給される燃料のうち壁流
の割合が増加するので、これを補正するために燃料供給
量を調整するが、それによって過渡時には供給A/Fと
排気A/F (検出されるA/F)が異なってしまう、
しかも、非定常現象であるから、フィードバック制御を
行なうとかえってA/Fのハンチングを起こすなどの悪
影響が生じるという問題があった。
However, during transient operation of an internal combustion engine, that is, during acceleration or deceleration, the proportion of wall flow in the fuel supplied into the cylinder increases. Sometimes the supply A/F and exhaust A/F (detected A/F) are different.
Moreover, since it is an unsteady phenomenon, there is a problem in that performing feedback control may instead cause adverse effects such as hunting of the A/F.

そこで、このような過渡状態ではA/Fのフィードバッ
ク制御を停止してオープン制御に切り換えること考えら
れるが1機関が低温(コールド)で目標A/Fがリッチ
の状態でもフィードバック制御を行なう場合は、燃料の
加速増量あるいは減速減量が機関が高温(ホット)の時
に比べて大きく且つ時間的にも長い。
Therefore, in such a transient state, it is conceivable to stop A/F feedback control and switch to open control, but if feedback control is performed even when one engine is cold and the target A/F is rich, The acceleration increase or deceleration decrease in fuel is larger and takes longer than when the engine is hot.

つまり、特に機関コールド時には加速又は減速による補
正量の影響が大きくなり、絞り弁開度や吸入空気量の変
化だけでは、フィードバック制御を停止する条件を正確
に得ることができないという問題点があった。
In other words, especially when the engine is cold, the influence of the correction amount due to acceleration or deceleration becomes large, and there is a problem in that it is not possible to accurately obtain the conditions for stopping feedback control just by changing the throttle valve opening or intake air amount. .

この発明は、このような問題を解決することを目的とす
る。
This invention aims to solve such problems.

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

そのため、この発明による空燃比制御装置は。 Therefore, the air-fuel ratio control device according to the present invention.

加速時に燃料を増量して空燃比を補正するために算出さ
れる加速増量補正係数又は減速時に燃料を減量して空燃
比を補正するために算出される減速減量補正係数が所定
値より大きいときに、空燃比補正係数を固定する手段を
設けたものであり、その基本的構成は第1図に機能ブロ
ック図で示すようになる。
When the acceleration increase correction coefficient, which is calculated to correct the air-fuel ratio by increasing fuel during acceleration, or the deceleration reduction correction coefficient, which is calculated to correct the air-fuel ratio by reducing fuel during deceleration, is larger than a predetermined value. , a means for fixing the air-fuel ratio correction coefficient is provided, and its basic configuration is shown in a functional block diagram in FIG.

すなわち、内燃11[WAの吸入空気量Qa、回転数N
、冷却水温TV等の′iH転状層状態じてffi料供給
量決定手段Bによって決定される燃料供給量を空燃比補
正手段Cを介して補正して、吸入空気と混合した混合気
を内燃機関Aの燃焼室へ送って燃焼させ5その排気ガス
中の酸素IJiから空燃比検出手段りが上記混合気の空
燃比を検出し、目標空燃比決定手段Eが機関の運転状態
(回転数N、負荷、冷却水温TW等)に応じて決定した
目標空燃比との差に応じて空燃比補正係数算出手段Fが
補正係数αを算出し、そのαによって空燃比補正手段C
が空燃比を補正すると共に、加速又は減速時には加減速
補正係数設定手段Gによって加速増量補正係数(KAC
C)又は減速減量補正係数(KDEC)が設定され、そ
れによって燃料供給量を補正するようにした空燃比制御
装置において、加減速補正係数設定手段Gによって設定
された加速増量補正係数又は減速減量補正係数が所定値
以上のときに空燃比補正係数算出手段Fによって算出さ
れる空燃比補正係数αを固定する空燃比補正係数固定手
段■]を設けたものである。
That is, the intake air amount Qa of the internal combustion 11 [WA, the rotation speed N
The fuel supply amount determined by the ffi fuel supply amount determination means B is corrected by the air-fuel ratio correction means C according to the iH transition layer state such as the cooling water temperature TV, etc., and the air-fuel mixture mixed with the intake air is converted into internal combustion. The air-fuel ratio detection means detects the air-fuel ratio of the mixture from the oxygen IJi in the exhaust gas, and the target air-fuel ratio determination means E determines the operating state of the engine (rotational speed N). The air-fuel ratio correction coefficient calculating means F calculates a correction coefficient α according to the difference from the target air-fuel ratio determined according to the load, cooling water temperature TW, etc.), and the air-fuel ratio correction means C
corrects the air-fuel ratio, and when accelerating or decelerating, the acceleration/deceleration correction coefficient setting means G sets the acceleration increase correction coefficient (KAC).
C) Or in an air-fuel ratio control device in which a deceleration reduction correction coefficient (KDEC) is set and the fuel supply amount is corrected accordingly, the acceleration increase correction coefficient or deceleration reduction correction coefficient set by the acceleration/deceleration correction coefficient setting means G. An air-fuel ratio correction coefficient fixing means (2) for fixing the air-fuel ratio correction coefficient α calculated by the air-fuel ratio correction coefficient calculation means F when the coefficient is equal to or greater than a predetermined value is provided.

〔作 用〕[For production]

このように構成することにより、加速増量補正係数又は
減速減量補正係数によってA/Fフィードバック制御の
停止条件を判断して、空燃比補正係数を固定することに
より、必要且つ充分な期間だけオーブン制御に切り換え
て、運転性の悪化を防ぐことができる。
With this configuration, the condition for stopping the A/F feedback control is determined based on the acceleration increase correction coefficient or the deceleration decrease correction coefficient, and the air-fuel ratio correction coefficient is fixed, so that oven control is performed only for a necessary and sufficient period. By switching, it is possible to prevent deterioration of drivability.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面の第2図以降に基づいて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG. 2 and subsequent drawings.

第2図は、この発明による空燃比制御装置を備えた内燃
機関のシステム構成図である。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an internal combustion engine equipped with an air-fuel ratio control device according to the present invention.

このシステムにおいて、1はエンジン本体であり、吸入
空気はエアクリーナ2から吸気管3を通して各気筒の燃
焼室1aに吸入されるが、その際後述するコントロール
ユニット10からの噴射信号Siに基づいてインジェク
タ4から噴射される燃料と混合して混合気となる。
In this system, 1 is an engine main body, and intake air is taken from an air cleaner 2 through an intake pipe 3 into a combustion chamber 1a of each cylinder. It mixes with the fuel injected from the air to form an air-fuel mixture.

そして、コントロールユニット10からの点火信号IA
によって、各気筒毎に設けられた点火プラグ5が各点火
時期に順次作動して吸入した混合気を燃焼させ、ピスト
ン6を駆動する。実際には点火コイルを含む点火回路を
必要とするが、図示を省略している。
Then, the ignition signal IA from the control unit 10
As a result, the spark plugs 5 provided for each cylinder operate sequentially at each ignition timing to combust the intake air-fuel mixture and drive the piston 6. Although an ignition circuit including an ignition coil is actually required, illustration thereof is omitted.

燃焼後の排気は、排気管7を通して触媒コンバータ8に
導入され、そこで排気中の有害成分であるCHC,C○
、N0x)が三元触媒により清浄化されて排出される。
The exhaust gas after combustion is introduced into the catalytic converter 8 through the exhaust pipe 7, where the harmful components in the exhaust gas, such as CHC and C○, are removed.
, NOx) are purified by a three-way catalyst and discharged.

吸入空気量は吸気管3内の絞り弁(スロットルバルブ)
Sによって制御され、その吸入空気流量Qaがエアフロ
ーメータ11によって検出される。
The amount of intake air is determined by the throttle valve inside the intake pipe 3.
The intake air flow rate Qa is detected by the air flow meter 11.

また、絞り弁9の開度Cvが絞り弁開度センサ12によ
り、吸気管3の絞り弁Sより内側の圧力(吸入負圧)が
圧力センサ13によってそれぞれ検出される。
Further, the opening degree Cv of the throttle valve 9 is detected by the throttle valve opening degree sensor 12, and the pressure (intake negative pressure) inside the throttle valve S of the intake pipe 3 is detected by the pressure sensor 13.

さらに、エンジンの回転数Nがクランク角センサ14か
らのパルス信号により検出され、ウォータジャケット1
h内を流れる冷却水の温度Twが水温センサ15により
、排気中の酸素濃度が酸素センサ16によってそれぞれ
検出される。なお。
Further, the engine speed N is detected by a pulse signal from the crank angle sensor 14, and the engine speed N is detected by the pulse signal from the crank angle sensor 14.
The temperature Tw of the cooling water flowing in h is detected by the water temperature sensor 15, and the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by the oxygen sensor 16, respectively. In addition.

酸素センサ16及びそれによるA/F検出回路の具体例
は後述する。
Specific examples of the oxygen sensor 16 and its A/F detection circuit will be described later.

吸気管乙のインジェクタ4付近にスワールバルブ17が
設けられており、コントロールユニット10からの信号
によって制御されるソレノイド弁1日を介して導入され
る負圧によって作動される駆動弁18により開閉駆動さ
れる。
A swirl valve 17 is provided near the injector 4 in the intake pipe B, and is driven to open and close by a drive valve 18 operated by negative pressure introduced through a solenoid valve controlled by a signal from the control unit 10. Ru.

このスワールバルブ17は、例えば特開昭58−195
048号公報にも見られるように、閉じることによって
吸気通路を狭めてヘリカルボートを通過させるようにし
、燃焼室1a内にスワール(渦流)を生じさせて燃焼を
早める役目をなすもので、リーン域での失火限界を伸ば
し、稀薄空燃比で安定した燃焼を得るのに有効である。
This swirl valve 17 is, for example, JP-A-58-195
As seen in Publication No. 048, by closing the intake passage, the intake passage is narrowed to allow the helical boat to pass through, creating a swirl within the combustion chamber 1a and speeding up combustion. It is effective in extending the misfire limit in the engine and achieving stable combustion at lean air-fuel ratios.

なお、■vは吸気弁、EVは排気弁で、それぞれエンジ
ン本体1の各気筒の燃焼室1aに対して設けられている
Note that ■v is an intake valve, and EV is an exhaust valve, which are each provided for the combustion chamber 1a of each cylinder of the engine body 1.

コントロールユニット10は、この発明による空燃比制
御のほかに、点火時期の制御及びスワールバルブの制御
も行なうものであり、前述のエアフローメータ11及び
各センサ12〜16からの(W号を入力して、それらの
人力情報に基づいて。
In addition to controlling the air-fuel ratio according to the present invention, the control unit 10 also controls the ignition timing and the swirl valve. , based on their human power information.

燃料噴射1及び点火時期を算出して噴射信号St及び点
火信号IAを出力し、またソレノイド弁1日の制御信号
を出力してスワールバルブ17を開閉制御し、その結果
、エンジンの運転状態に応じた最適な燃焼を行なわせる
ものである。
It calculates the fuel injection 1 and ignition timing and outputs the injection signal St and ignition signal IA, and also outputs the control signal for the solenoid valve 1 to control the opening and closing of the swirl valve 17, and as a result, according to the operating state of the engine. This allows for optimal combustion.

このコントロールユニット10は、CPU、ROJ R
AM及び入出力インタフェース(A/D変換回路、0/
A変換回路を含む)等からなるマイクロコンピュータと
、出力用のドライバ回路。
This control unit 10 includes a CPU, ROJR
AM and input/output interface (A/D conversion circuit, 0/
A microcomputer (including A conversion circuit), etc., and an output driver circuit.

後述する空燃比検出口路等によって構成されている。It is constituted by an air-fuel ratio detection port, etc., which will be described later.

次に、第2図における酸素センサ16及びそれによって
広範囲なA/Fを検出する空燃比検出回路の具体例につ
いて説明する。
Next, a specific example of the oxygen sensor 16 shown in FIG. 2 and the air-fuel ratio detection circuit that detects a wide range of A/F using the oxygen sensor 16 will be described.

先ず、この実施例に使用する酸素センサ16の構成を第
3図によって説明すると、加熱用ヒータ21を設けた基
板20上にチャンネル状の大気導入部23を形成した大
気導入板22を積層し、その上に酸素イオン伝導性の板
状固体電解質24を積層しており、この固体電解質24
の下面には基準電極25が、それに対応する上面にはポ
ンプ電Fi26とセンサW1極27がそれぞけ印刷によ
り設けられている。
First, the configuration of the oxygen sensor 16 used in this embodiment will be explained with reference to FIG. 3. An air introduction plate 22 having a channel-shaped air introduction part 23 formed thereon is laminated on a substrate 20 on which a heater 21 is provided. A plate-shaped solid electrolyte 24 having oxygen ion conductivity is laminated thereon, and this solid electrolyte 24
A reference electrode 25 is provided on the lower surface, and a pump electrode Fi 26 and a sensor W1 pole 27 are provided on the corresponding upper surface by printing.

さらにこの固体電解質24の上に、被」り定ガス(排気
)を導入するガス導入部2日を窓状に形成した板状体2
8を積層し、その上にガスの拡散を規制する小孔31を
設けた板状体30を積層して構成されている。
Furthermore, on top of this solid electrolyte 24, a plate-shaped body 2 is formed in which a gas introduction part 2 for introducing a constant gas (exhaust gas) is formed into a window shape.
8 are laminated, and a plate-like body 30 having small holes 31 for regulating gas diffusion is laminated thereon.

また、基板20.大気導入板22.および板状体28.
30は、アルミナ、ムライト等の耐熱性絶縁材料、ある
いは耐熱性合金等によって形成される。固体電解質24
としては、酸素イオン伝導体であるZrO2、Hr02
 、Th02 、B 1203等の酸化物にCa20.
MgO+ Y203 +VB203等を固溶させた焼結
体が用いられる。
In addition, the substrate 20. Atmospheric introduction plate 22. and plate-like body 28.
30 is formed of a heat-resistant insulating material such as alumina or mullite, or a heat-resistant alloy. solid electrolyte 24
Examples include ZrO2, Hr02, which are oxygen ion conductors.
, Th02, B 1203 and other oxides with Ca20.
A sintered body containing MgO+Y203+VB203 or the like as a solid solution is used.

各電極25〜27は白金又は金を主成分とする。Each of the electrodes 25 to 27 has platinum or gold as a main component.

そして、ポンプ電f!i26と基準W1極25が、固体
電解質24に酸素イオンの移動を生じさせて上下両面間
の酸素分圧比を一定に保つ電流を流すための電極を構成
し、センサ電極27と基準電極25が、固体電解質24
の両面間の酸素分圧比によって発生する電圧を検出する
ための電極を構成している。
And pump electric f! The i26 and the reference W1 electrode 25 constitute an electrode for flowing a current that causes the movement of oxygen ions in the solid electrolyte 24 and keeps the oxygen partial pressure ratio between the upper and lower surfaces constant, and the sensor electrode 27 and the reference electrode 25, solid electrolyte 24
It constitutes an electrode for detecting the voltage generated by the oxygen partial pressure ratio between both sides of the electrode.

この酸素センサ16を用いて燃焼室に供給される混合気
の空燃比を検出する空燃比検出回路40は、第4図に示
すように、目標電圧V a (負電圧)を発生する電圧
+1[41,差動アンプ42.ポンプ電流供給部43.
抵抗44及びその両端電圧からポンプ電流Ipを検出す
る電流検出部45によって構成されている。
As shown in FIG. 4, the air-fuel ratio detection circuit 40 that detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber using the oxygen sensor 16 operates at a voltage +1[ which generates the target voltage Va (negative voltage)]. 41, differential amplifier 42. Pump current supply section 43.
It is composed of a resistor 44 and a current detection section 45 that detects the pump current Ip from the voltage across the resistor 44.

そして、差動アンプ42は、前述した酸素センサ16の
基準電極25に対するセンサ電極27の電位Vs(負電
圧)を目標電圧Vaと比較して、その差ΔV s = 
V s −V aを算出する。
Then, the differential amplifier 42 compares the potential Vs (negative voltage) of the sensor electrode 27 with respect to the reference electrode 25 of the oxygen sensor 16 mentioned above with the target voltage Va, and the difference ΔV s =
Calculate V s −V a.

ポンプ電流供給部43は、この差動アンプ42の出力Δ
Vsがゼロになるように、酸素センサ16のポンプ[1
126からポンプi11!流Ipを流し出す(あるいは
流し込む)。すなわち、ΔVsが正の時はIPを増やし
、ΔVsが負の時はrpを減らす。
The pump current supply section 43 receives the output Δ of this differential amplifier 42.
The oxygen sensor 16 pump [1
Pump i11 from 126! Pour out (or pour in) the current Ip. That is, when ΔVs is positive, IP is increased, and when ΔVs is negative, rp is decreased.

ポンプ電流検出部45は、抵抗44の両端間の電位差に
よりポンプ電流1pを電圧Vi(Vi−Ip)に変換し
て検出する。なお、ポンプ電流Ipは第4図に実線矢印
で示す方向を正とし、その時検出電圧Viも正になり、
破線矢印で示す逆方向の時は負になる。
The pump current detection section 45 converts the pump current 1p into a voltage Vi (Vi-Ip) based on the potential difference between both ends of the resistor 44, and detects the voltage Vi (Vi-Ip). Note that the pump current Ip is positive in the direction shown by the solid arrow in FIG. 4, and the detected voltage Vi also becomes positive at that time.
In the opposite direction indicated by the dashed arrow, it becomes negative.

目標電圧Vaを、酸素センサ16のガス導入部2日内の
酸素濃度が所定値に維持されているとき、すなわち固体
電解質24の両面間の酸素分圧比が所定値となるときの
基準電極25とセンサ電極27の間に発生される電圧V
sに相当する値に設定しておくと、この空燃比検出回路
40によって検出されるポンプ電流Tpは、第5図に示
すようにA/Fと一意的に対応する。
The target voltage Va is set between the reference electrode 25 and the sensor when the oxygen concentration within the gas introduction part of the oxygen sensor 16 is maintained at a predetermined value within two days, that is, when the oxygen partial pressure ratio between both surfaces of the solid electrolyte 24 is a predetermined value. The voltage V generated between the electrodes 27
When set to a value corresponding to s, the pump current Tp detected by the air-fuel ratio detection circuit 40 uniquely corresponds to the A/F as shown in FIG.

したがって、この回路によって呪空燃比をリッチ域から
リーン域まで広範囲に亘って精度よく検出することがで
きる。
Therefore, with this circuit, it is possible to accurately detect the cursed air-fuel ratio over a wide range from the rich region to the lean region.

第6図は、A/Fと逆数の関係にある後述するKMRと
IPとの対応関係を示す。
FIG. 6 shows the correspondence between KMR and IP, which will be described later, and which has a reciprocal relationship with A/F.

なお、この発明に使用する空燃比検出手段はこれに限る
ものではなく、A/Fをリッチ域からリーン域まで広範
囲に亘って精度よく検出できるものであればよく、その
ような種々のものが既に知られている。
Note that the air-fuel ratio detection means used in the present invention is not limited to this, and any means that can accurately detect A/F over a wide range from rich to lean ranges may be used. Already known.

この発明による空燃比制御装置の機能は殆ど第2図のコ
ントロールユニット10によってなされ。
Most of the functions of the air-fuel ratio control system according to the present invention are performed by the control unit 10 shown in FIG.

特に第1図のB、C及びE−Hの各手段の機能は内蔵の
マイクロコンピュータによってなされる。
In particular, the functions of each means B, C, and E-H in FIG. 1 are performed by a built-in microcomputer.

一般に、エンジンを運転するのに最適な空燃比は、エン
ジン本体の仕様とともにエンジンの暖機状態、負荷状態
を含めた運転状態により異る。
In general, the optimum air-fuel ratio for operating an engine varies depending on the specifications of the engine itself as well as the operating conditions including the warm-up condition and load condition of the engine.

定常状態でのエンジンの要求空燃比の一例を第7図、第
8図に示す。
An example of the required air-fuel ratio of the engine in a steady state is shown in FIGS. 7 and 8.

第7図で領域のは一般市街地走行を含めた使用頻度の高
い領域で、排気浄化システムで三元触媒を使っている場
合には、A/Fが約14.7の理論空燃比付近を使い、
酸化触媒を使っている場合はそれよりも一般的に薄い空
燃比がよい。
The area shown in Figure 7 is the area that is frequently used, including general city driving, and when a three-way catalyst is used in the exhaust purification system, the A/F should be around the stoichiometric air-fuel ratio of approximately 14.7. ,
If an oxidation catalyst is used, leaner air/fuel ratios are generally better.

領域@は高速高負荷領域で、領域Oと同じ空燃比で運転
してもよいが燃費向上の面から理論空燃比より薄い(リ
ーン域; A/F 20〜23)で運転するのが望まし
い。
Region @ is a high-speed, high-load region, and may be operated at the same air-fuel ratio as in region O, but from the perspective of improving fuel efficiency, it is desirable to operate at a leaner region (A/F 20 to 23) than the stoichiometric air-fuel ratio.

領域■は高負荷全開域で、高出力を得るためと排気温上
昇によるエンジン破壊等を防止する冷却効果を得るため
、濃い空燃比(リッチ域;Δ/1710〜13)で運転
するのが望ましい。
Region ■ is a high load fully open range, and it is desirable to operate at a rich air-fuel ratio (rich range; Δ/1710 to 13) in order to obtain high output and to obtain a cooling effect that prevents engine damage due to increased exhaust temperature. .

第8図は、第7図に1点ti線で示すA−nラインの負
荷と要求空燃比との関係を表わしたものである。この図
から判るように定常状態であってもエンジンの要求空燃
比は一定ではない。
FIG. 8 shows the relationship between the load on the A-n line shown by the one-point ti line in FIG. 7 and the required air-fuel ratio. As can be seen from this figure, the required air-fuel ratio of the engine is not constant even in a steady state.

第9図は、エンジンの暖v1吠態による定常無負荷時の
要求空燃比の例である。この図ではエンジンの暖機状態
のパラメータとしてエンジン冷却水温をとっており、そ
れとエンジン回転速度による要求空燃比を示している。
FIG. 9 is an example of the required air-fuel ratio during steady no-load conditions when the engine is in a warm-up state. In this figure, the engine cooling water temperature is taken as a parameter for the warm-up state of the engine, and the required air-fuel ratio depending on that and the engine rotation speed is shown.

この図から明らかなように、エンジン冷却水温が低い程
、またエンジン回転速度が低い程濃い空燃比が要求され
る。
As is clear from this figure, the lower the engine cooling water temperature and the lower the engine speed, the richer the air-fuel ratio is required.

このように、エンジンの要求空燃比は、エンジン回転速
度(回転数N)、負荷状態(吸入空気流ff1Qa又は
吸入負圧Pvによって検出できる)と。
In this way, the required air-fuel ratio of the engine is determined by the engine rotation speed (rotation speed N) and the load condition (which can be detected by the intake air flow ff1Qa or the intake negative pressure Pv).

暖機状態を示す冷却水温Twとによって異なるので、目
標空燃比(TLとする)もこれらの入力情報に基づいて
算出して決定する。
Since it differs depending on the cooling water temperature Tw indicating the warm-up state, the target air-fuel ratio (hereinafter referred to as TL) is also calculated and determined based on this input information.

次に、燃料供給量の決定及び空燃比補正機能について説
明する。
Next, the determination of fuel supply amount and the air-fuel ratio correction function will be explained.

燃料供給量は、第2図のインジェクタ4を駆動する噴射
信号Siのパルス幅によって決まるので。
The amount of fuel supplied is determined by the pulse width of the injection signal Si that drives the injector 4 shown in FIG.

このパルス幅Tiを次式によって算出して求める。This pulse width Ti is calculated and determined by the following equation.

T i =QAXKMRXCOFFXα+TsQAは1
気筒当りの吸入空気量で、定常運転状態では第2図のエ
アフローメータ11からの検出信号Qaとエンジン回転
数Nにより算出されるが。
T i =QAXKMRXCOFFXα+TsQA is 1
This is the intake air amount per cylinder, which is calculated from the detection signal Qa from the air flow meter 11 in FIG. 2 and the engine rotation speed N in a steady state of operation.

吸気温による補正等が加えられる。また、過渡時におい
ては、絞り弁開度センサ12の出力CVや圧力センサ1
0の出力Pvによって補正される。
Corrections based on intake temperature, etc. are added. In addition, during a transient period, the output CV of the throttle valve opening sensor 12 and the pressure sensor 1
It is corrected by the output Pv of 0.

KMRはエンジンの要求空燃比の逆数に相当する係数で
目標空燃比T Lと同様に、エンジン回転数Nと負荷状
態、及び冷却水温Twとによって算出される。
KMR is a coefficient corresponding to the reciprocal of the engine's required air-fuel ratio, and like the target air-fuel ratio T L, is calculated based on the engine speed N, the load state, and the cooling water temperature Tw.

C0EFは過渡時の燃料補正係数であり、燃料の気化や
壁流割合等によって定められるものであるが、具体的に
は加減速度の大小や暖機状態(冷却水温Tw)および運
転状態や始動直後か否か等によって算出される。
C0EF is a fuel correction coefficient during transient times, and is determined by fuel vaporization, wall flow rate, etc., but specifically, it is determined by the magnitude of acceleration/deceleration, warm-up state (cooling water temperature Tw), operating state, and immediately after startup. It is calculated based on whether or not.

ここで加速時の増量補正係数をKACCとし、減速時の
減量補正係数をKDECとすると、次のようになる。
Here, if the increase correction coefficient during acceleration is KACC and the reduction correction coefficient during deceleration is KDEC, then the following results are obtained.

C0EF= (1+KAcc−KDEC)このKACC
及びKDECは1例えば、特開昭58−144642号
公報にも記載されているが、例えば第10図(A、)、
(B)、(C)に示すようなアイドルスイッチ(アクセ
ルを離している時にオンで踏み込んだ時にオフになるス
イッチ)のオン・オフ、絞り弁開度Cvの変化速度、及
び吸気管圧力Pvの変化速度によって、同図(D)に太
線で示すように設定され、さらに冷却水温Twによって
修正される。
C0EF= (1+KAcc-KDEC) this KACC
and KDEC are also described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-144642, for example, in Fig. 10 (A,),
As shown in (B) and (C), the on/off of the idle switch (the switch that is on when the accelerator is released and turns off when the pedal is depressed), the rate of change of the throttle valve opening Cv, and the intake pipe pressure Pv It is set as shown by the thick line in FIG. 2(D) depending on the rate of change, and is further modified based on the cooling water temperature Tw.

あるいはまた、加速判断時にKACCの初期値を冷却水
温Twに応じた値に設定し、その後例えば2回転毎に冷
却水温Twに応じて予めた係数βを乗じて新らたなKA
CCとする方法もある。これを式で示すと次のようにな
る。
Alternatively, the initial value of KACC is set to a value corresponding to the cooling water temperature Tw at the time of acceleration judgment, and then, for example, every two revolutions, a new KACC is set by multiplying by a predetermined coefficient β according to the cooling water temperature Tw.
There is also a method of using CC. This can be expressed as an equation as follows.

KACCφ=f  (Tw)(φは初期値を示す)KA
CCn=KACCn−1Xβ (2回転毎に演算) 1/2;Tw>70” β=  3/4;20°< T w < 70 ’7/
8:Tw<20@ Kn)ECも同様に、減速判断に冷却水温Twに応じた
初期値を設定し、その後次式によって算出する。
KACCφ=f (Tw) (φ indicates the initial value) KA
CCn=KACCn-1Xβ (calculated every 2 rotations) 1/2; Tw>70" β= 3/4; 20°<Tw<70'7/
8: Tw<20@Kn) Similarly, for EC, an initial value corresponding to the cooling water temperature Tw is set for deceleration judgment, and then calculated using the following formula.

KDECφ=f  (Tw) KDECn=KDECn  + Xβ (2回転毎に演算) βは上記KACCnを求める係数と同じαは前述した酸
素センサ16とA/F検出回路40によって検出される
実際のA/F (センサ出力ip)が目標空燃比TLと
なるようにフィードバック制御する時の補正係数であり
1次式によって算出される。
KDECφ=f (Tw) KDECn=KDECn + Xβ (calculated every 2 rotations) β is the same as the coefficient for calculating KACCn above α is the actual A/F detected by the oxygen sensor 16 and A/F detection circuit 40 described above It is a correction coefficient when performing feedback control so that (sensor output ip) becomes the target air-fuel ratio TL, and is calculated by a linear equation.

α;α′±KpXDip α′=α′(前@)±KiXDip (+;リーンずれしている場合、−;リッチずれしてい
る場合) Dip=l Ip−TLI KP:比例分捕正定数 Ki:積分分補正定数 この実施例においては、この定数Kp(p分)。
α;α′±KpXDip α′=α′(Previous@)±KiXDip (+: When there is a lean shift, -: When there is a rich shift) Dip=l Ip-TLI KP: Proportional capture positive constant Ki : Integral correction constant In this embodiment, this constant Kp (p minute).

Ki(i分)を第11図に示すように目標空燃比TLが
リーンかストイッチかリッチかによって異なる値に設定
すると共に、TLに対してリーン側にずれている(リー
ンズれ)かリッチ側にずれているか(リッチずれ)かに
よっても異なる値に設定する。
As shown in Fig. 11, Ki (i minute) is set to a different value depending on whether the target air-fuel ratio TL is lean, switch, or rich, and whether the target air-fuel ratio TL is deviated to the lean side (lean) or rich side with respect to TL. It is also set to a different value depending on whether there is a deviation (rich deviation).

第11図中Kp、Kiの次の3字目のLはり一ンずれを
Rはリッチずれを示し、4字目のり、S。
In Fig. 11, the third character L after Kp and Ki is off by one inch, R is the rich deviation, and the fourth character is S.

Rはリーン、ストイチ、リッチを示している。R indicates lean, stoichiometric, and rich.

ここで、これらの各定数の大小関係を示すと次のように
なる。
Here, the relationship between the magnitudes of these constants is as follows.

KpLR<KpLS<KpLL K i LR<K i LS<K i LLK p R
R< K p RS < K p RLK i RR<
K i R3<、K i R[、KpRL<KpLL 
  KpR5<KpLSK p RR< K p L 
L K i RL<K i L L   K i R3<K
 i LSK  i  RR<K  i  LR すなわち、TLがリッチ域にある場合はリーン域にある
場合よりKp、Kiを小さくシ、リッチずれの場合には
リーンずれの場合より小さくしている。
KpLR<KpLS<KpLL K i LR<K i LS<K i LLK p R
R< K p RS < K p RLK i RR<
K i R3<, K i R[, KpRL<KpLL
KpR5<KpLSK p RR<K p L
L K i RL<K i L L K i R3<K
i LSK i RR<K i LR That is, when TL is in the rich range, Kp and Ki are smaller than when it is in the lean range, and in the case of rich deviation, they are made smaller than in the case of lean deviation.

なお、前記Tiを求める式におけるTsは無効パルス幅
である。
Note that Ts in the formula for determining Ti is the invalid pulse width.

次に、第2図のコントロールユニット10におけるA/
F制御動作を、第12図及び第13図に示すフローチャ
ートによって説明する。
Next, in the control unit 10 of FIG.
The F control operation will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 12 and 13.

第12図のA/Fフィードバック制御のルーチ、ンがス
タートすると、まずステップ1でフィードバック制御系
が故障していないかどうか、すなわちA/Fのフィード
バック制御が正常になされているか否かを判断する。
When the A/F feedback control routine shown in Fig. 12 starts, first in step 1 it is determined whether the feedback control system is malfunctioning, that is, whether the A/F feedback control is being performed normally. .

故障している場合には他のルーチンで、例えば酸素セン
サのヒータが断線しているとそれをチェックするルーチ
ンで、故障フラグFABNを立てる(−1″にする)。
If there is a failure, another routine, for example, a routine that checks if the oxygen sensor heater is disconnected, sets the failure flag FABN (-1'').

したがって、ステップ1でFABN=1であれば、フィ
ードバック制御系が故障していると判断して、以下のフ
ードバック制御に関する処理は行なわずにステップ18
へ進んで、λコントロール用の空燃比補正係数α(この
例では後述する積分分の定数による補正係数α′も)を
100%にクランプ(固定)シ、ステップ20でクロー
ズ・オープンフラグFCOをO“にしてメインルーチン
へリターンする。すなわち、オープン制御に切り換える
ことになる。
Therefore, if FABN=1 in step 1, it is determined that the feedback control system is malfunctioning, and the following processing related to feedback control is not performed and step 18
Step 20, clamp (fix) the air-fuel ratio correction coefficient α for λ control (in this example, also the correction coefficient α′ based on the integral constant described later) to 100%, and turn the close/open flag FCO to O in step 20. " to return to the main routine. In other words, switch to open control.

このフラグFC○は、フィードバック制御しているかオ
ーブン制御しているかを示すフラグで、夏“がフィード
バック制御状態、0”がオーブン制御状態を示す。
This flag FC○ is a flag indicating whether feedback control or oven control is being performed, and "summer" indicates the feedback control state, and "0" indicates the oven control state.

ステップ1でFABN= 1でなければ、フィードバッ
ク制御系が正常であると判断してステップ2へ進む。こ
こではA/Fの目標値T Lを算出する。これは、前述
したようにエンジンの運転状態(回転数、負荷、冷却水
温)に応じて算出される。
If FABN=1 in step 1, it is determined that the feedback control system is normal and the process proceeds to step 2. Here, the target value T L of A/F is calculated. As described above, this is calculated according to the operating state of the engine (rotational speed, load, cooling water temperature).

次に、ステップ3で前述した空燃比検出回路の出力rp
を読込む。そして、ステップ4でTL、ディレィを行な
う。これは、空燃比を排気側で検出しているので、燃料
を噴射してから燃焼して排気が出てくるまでの時間だけ
時間的に検出が遅れるので、その時点で算出された目標
値TLによる制御結果は上述した時間後に表われること
になるので、その時間だけ目標値を遅らせるためである
Next, in step 3, the output rp of the air-fuel ratio detection circuit described above is
Load. Then, in step 4, TL and delay are performed. This is because the air-fuel ratio is detected on the exhaust side, so there is a time delay in detection from the time the fuel is injected until it burns and the exhaust comes out, so the target value TL calculated at that point This is because the control result will appear after the above-mentioned time, so the target value is delayed by that time.

次に、ステップ5でTp通電オフかどうかを判断する。Next, in step 5, it is determined whether Tp is turned off.

これは、例えば始動直後に酸素センサのヒータが充分に
暖まっていないときには、空燃比検出回路によるIpは
流さないので、その時は実際の空燃比を検出できなから
、通電していないときにはやはりステップ18へ進んで
、α、α′を100%にクランプする。
This is because, for example, if the heater of the oxygen sensor is not sufficiently warmed up immediately after startup, the Ip from the air-fuel ratio detection circuit will not flow, so the actual air-fuel ratio cannot be detected at that time. Proceed to , and clamp α and α' to 100%.

ipが流れていれば1次にステップ6でエンジン冷却水
温が一30°C以下否かを判断する。そして2−30℃
以下の場合すなわち非常に寒い時には、燃料の燃焼があ
まり良くないので誤差が大きくなるため、やはりステッ
プ18へ進んでα。
If IP is flowing, then it is determined in step 6 whether the engine cooling water temperature is 130°C or less. and 2-30℃
In the following case, that is, when it is very cold, the fuel combustion is not very good and the error becomes large, so proceed to step 18 as well.

α′を100%にクランプしてオープン制御に切換える
Clamp α' to 100% and switch to open control.

ステップ6で一30°C以下でなければ、次にステップ
7.8で、燃料噴射量の加速増量補正係数KACCが所
定値へより大きいが、あるいは減速減量補正係数KDE
Cが所定値Bより太きいがを判断し、いずれかがA又は
Bより大きい時、あるいはこのA、+3は「0」でもよ
いので、KACC又はKDECがある時にはα、α′を
クランプ(固定)する。
If it is not below -30°C in step 6, then in step 7.8, the acceleration increase correction coefficient KACC of the fuel injection amount is greater than the predetermined value, or the deceleration decrease correction coefficient KDE
It is determined whether C is thicker than a predetermined value B, and when either is larger than A or B, or A and +3 may be "0", when KACC or KDEC is present, α and α' are clamped (fixed). )do.

これが、この発明による空燃比補正係数固定手段として
の機能である。
This is the function of the air-fuel ratio correction coefficient fixing means according to the present invention.

さらに、ステップ9でフューエルカット状態か否かを判
断して、フューエルカット状態の時にも同様にα、α′
をクランプする。
Furthermore, in step 9, it is determined whether or not the fuel is cut off, and α, α'
to clamp.

但し、これらの場合のクランプは、α、α′を必ずしも
100%にクランプするということではなく、その時に
A/Fのフィードバック制御が定常状態になっていたか
どうかによってクランプの仕方が異なる。
However, clamping in these cases does not necessarily mean that α and α' are clamped to 100%, and the manner of clamping differs depending on whether or not the A/F feedback control was in a steady state at that time.

すなわち、ステップ7.8.9のいずれかでYESなら
ばステップ】9へ進んで、ステディステイトのカウンタ
C3TDのカウント値が、フィードバック制御が開始さ
れてから定常状態になるのに必要な時間に相当する設定
値Xより大きいか否かを判断する。大きければ定常状態
に収束しているので、何もせずにステップ2oでクロー
ズ・オープンフラグFOCを0にしてメインルーチンへ
リターンし、オープン制御を行なうことになる。
In other words, if YES in any of steps 7, 8, and 9, the process proceeds to step 9, where the count value of the steady state counter C3TD corresponds to the time required to reach a steady state after feedback control is started. It is determined whether or not the value is larger than a set value X. If it is larger, it has converged to a steady state, so the close/open flag FOC is set to 0 in step 2o and the process returns to the main routine to perform open control.

ここで、何もしないということは、前回演算されたα、
α′がそのままクランプされるということで、例えばα
=l】0%で収束していた場合には、その110%をそ
のまま保持する。
Here, doing nothing means that the previously calculated α,
Since α′ is clamped as is, for example, α
=l] If it has converged at 0%, keep that 110% as it is.

カウンタC3TDのカウント値が設定値Xに達していな
い場合は、フィードバック制御が定常状態に収束してい
なかったので、ステップ18へ進んでα、α′を100
%にクランプしてオープン制御を行なうことになる。
If the count value of counter C3TD has not reached the set value
Open control will be performed by clamping to %.

一方、ステップ7.8.9でいずれもNOであれば、フ
ィードバック制御を行なうことになるが。
On the other hand, if NO in any of steps 7, 8, and 9, feedback control will be performed.

まずステップ10でクローズ・オープンフラグFCOを
チェックし、Fco= tであれば前回もフィードバッ
ク制御状態であったので、ステップ11.12を飛ばし
てステップ13へ進む。
First, in step 10, the close/open flag FCO is checked, and if Fco=t, it means that the previous time was also in the feedback control state, so steps 11 and 12 are skipped and the process proceeds to step 13.

FCO=0の場合は、前回がオーブン制御状態であり、
これから新たにフィードバック制御を行なうことになる
ので、ステップ11で前述のカウンタC3TDをクリア
して初期状態にし、ステップ12でフラグFCOを1“
 (フィードバック制御状態を示す)にした後ステップ
13へ進む。
If FCO=0, the previous time was in oven control state,
Since feedback control will be newly performed from now on, the counter C3TD mentioned above is cleared to the initial state in step 11, and the flag FCO is set to 1" in step 12.
(indicating the feedback control state), the process proceeds to step 13.

ステップ13ではカウンタC3TDのカウント値が設定
値Xより大きいかどうかをチェックし。
In step 13, it is checked whether the count value of the counter C3TD is larger than the set value X.

大きければステップ14を飛ばしてステップ15へ進み
、大きくなければステップ14でカウンタC3TDをイ
ンクリメントする。
If it is larger, skip step 14 and proceed to step 15; if it is not larger, counter C3TD is incremented in step 14.

そして、ステップ15ではipの異常判断を行なう、す
なわち、空燃比検出回路のrpに相当する出力電圧Vi
がOvあるいは5V(電源電圧)になっていたりしない
かどうかを見る。
Then, in step 15, it is determined whether there is an abnormality in ip, that is, the output voltage Vi corresponding to rp of the air-fuel ratio detection circuit
Check whether it is Ov or 5V (power supply voltage).

次に、ステップ16ではv!Iの異常判断を行なう。こ
のVsは酸素センサ16のセンサ電極からの出力電圧で
あり、この電圧が所定の値、例えば0.4v一定になっ
ているかどうかを判断する。
Next, in step 16, v! Determine whether I is abnormal. This Vs is the output voltage from the sensor electrode of the oxygen sensor 16, and it is determined whether this voltage is constant at a predetermined value, for example, 0.4V.

そして、ステップ17ではにαTVを算出するにのにα
TWは、エンジン冷却水温によって空燃比補正係数αの
積分分とか比例骨の定数を変えることが必要なので、こ
の水温補正係数を算出する。
Then, in step 17, to calculate αTV, α
In the TW, it is necessary to change the integral of the air-fuel ratio correction coefficient α or the constant of the proportional bone depending on the engine cooling water temperature, so this water temperature correction coefficient is calculated.

すなわち、水温が低い時には変化がゆっくりなので、あ
まりフィードバックのスピードを速くするとハンチング
を起したりするからである。
That is, when the water temperature is low, the change is slow, so if the feedback speed is increased too much, hunting may occur.

その後、第13図のフローへ進む。After that, the process advances to the flow shown in FIG.

ここではまず、ステップ21.22で、ステップ2で算
出したA/Fの目標値TLを2つのスライスレベル(基
準値)と比べて3種類の定数セットに振り分ける。
First, in steps 21 and 22, the A/F target value TL calculated in step 2 is compared with two slice levels (reference values) and distributed into three types of constant sets.

TLI−はリーン制御時のA/F目標値の基準値であり
、ステップ2Iで[I標値T LがTLLよすも大きけ
ればリーン制御であるのでステップ23へ進み、大きく
なければリッチ制御かストイチ(理論空燃比)制御なの
で、ステップ22へ進む。
TLI- is the reference value of the A/F target value during lean control, and in step 2I, [I target value T L is larger than TLL, it is lean control, so the process goes to step 23; if it is not larger, it is rich control. Since it is stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio) control, the process advances to step 22.

T 1. Rはリッチ制御時のA/F目標値の基準値で
あり、ステップ22で目標値T t、がTr、Rより小
さければリッチで制御なのでステップ24へ進み、小さ
くなければストイチ制御なのでステップ25へ進む。
T1. R is the reference value of the A/F target value during rich control, and in step 22, if the target value Tt is smaller than Tr, R, the control is rich, so the process goes to step 24; if it is not, it is the stoichiometric control, so the process goes to step 25. move on.

ステップ23〜25では、これらの各制御状態に応じて
、それぞれ第11図に示したように異なるA/F制御の
定数(リッチずれ用とリーンずれ用の積分分補正定数と
比例分捕正定数)をセットする。
In steps 23 to 25, different A/F control constants (integral correction constants and proportional compensation constants for rich deviation and lean deviation) are determined according to each of these control states, as shown in FIG. ).

次ニステップ26へ進み、 n i P= T p−T
l−を算出する。すなわち、A/Fの実際値(検出値)
と目標値の差をとってDiPとする。
Proceed to the next step 26, n i P= T p−T
Calculate l-. In other words, the actual value (detected value) of A/F
The difference between the target value and the target value is taken as DiP.

そして、ステップ27でDiPが0よりも大きいかどう
かを判断し、大きければ実際値が目標値より大きいので
リーンにずれており(以下「り一ンずれ」という)、D
iPがOより小さければ実際値が目標値より小さいので
リッチにずれている(以下「リッチずれ」という)と判
断して、リッチずれの場合はステップ28〜36へ進み
、り一ンずれの場合及びDir=O(実際値と目標値が
一致)の場合はステップ32〜37へ進む。
Then, in step 27, it is determined whether DiP is greater than 0. If DiP is greater than 0, the actual value is greater than the target value, indicating lean deviation (hereinafter referred to as "lean deviation"), and D
If iP is smaller than O, the actual value is smaller than the target value, so it is determined that there is a rich deviation (hereinafter referred to as "rich deviation"), and in the case of a rich deviation, the process proceeds to steps 28 to 36, and in the case of a linear deviation If Dir=O (actual value and target value match), the process proceeds to steps 32-37.

ステップ28では、DiP (この場合のDiPは負の
値)の絶対値DiPにステップ17で算出した水温補正
係数にαTWを掛けたものを新らたにDiPとして登録
する。
In step 28, the product obtained by multiplying the absolute value DiP of DiP (DiP in this case is a negative value) by αTW by the water temperature correction coefficient calculated in step 17 is newly registered as DiP.

次に、ステップ29でリッチ・リーンフラグFRLが1
″か否かを判断する。このフラグFRLは前回がリーン
ずれかりツチずれかを示すフラグで、1“がリーンずれ
を示し、0”がリッチずれを示すつ したがって、ステップ29でFRL=1であれば、前回
はリーンずれて今回からリッチずれに変ったので、ステ
ップ30でグリーンの■、EDをオフにし、ステップ3
1でフラグFRLを0“にする。
Next, in step 29, the rich/lean flag FRL is set to 1.
This flag FRL is a flag indicating whether the previous time was a lean deviation or a true deviation. 1" indicates a lean deviation and 0 indicates a rich deviation. Therefore, in step 29, FRL=1. If there is, it was lean last time and has changed to rich this time, so in step 30, turn off the green ■, ED, and step 3
1 sets the flag FRL to 0".

なお、グリーンのL E Dは、コントロールユニット
に設けられていて、A/Fのλコントロール中は点滅(
リッチずれで点灯しリーンずれになると消灯する)して
、その動作状態を表示するためのものである。
The green LED is provided in the control unit, and blinks during A/F λ control.
This is to display the operating status of the light (lights up when it is out of rich and turns off when it is out of lean).

ステップ29でFRL= ]でなければ、前回もリッチ
ずれであったのでステップ30.31を飛ばしてステッ
プ36へ進む。
If FRL= ] in step 29, the process skips steps 30 and 31 and proceeds to step 36 since there was a rich shift last time as well.

一方、リーンずれの場合は、ステップ32でDiP (
この場合のDiPは正の値)に水温補正係数KaTWを
掛けたものを新らたにDiPとして登録し、ステップ3
3でリッチ・リーンフラグF RLが1″か否かを判断
する。
On the other hand, in the case of lean deviation, in step 32 DiP (
In this case, DiP is a positive value) multiplied by the water temperature correction coefficient KaTW and registered as a new DiP, and step 3
At step 3, it is determined whether the rich/lean flag FRL is 1''.

1“でなければ前回はリッチずれて今回からリーンずれ
に変ったので、ステップ34でグリーンのLEDをオン
にして、ステップ35でフラグF RLを1“にする。
If it is not 1", then it was rich last time and has changed to lean this time, so in step 34 the green LED is turned on and in step 35 the flag FRL is set to 1".

ステップ33でFRr、=1であれば、前回もリーンず
れであったので、ステップ34.35を飛ばしてステッ
プ37へ進む。
If FRr,=1 in step 33, there was a lean shift last time as well, so steps 34 and 35 are skipped and the process proceeds to step 37.

ステップ36.37では、ステップ23〜25でセット
した定数を用いて補正係数α′とαを演算するが、αが
最終的な空燃比補正係数であり、α′というのは積分分
を演算するもので、定常偏差をなくすために積算をして
いってそのα′を更新保持する。
In steps 36 and 37, correction coefficients α' and α are calculated using the constants set in steps 23 to 25. α is the final air-fuel ratio correction coefficient, and α' is the integral calculated. Therefore, in order to eliminate steady-state deviations, integration is performed and α' is updated and held.

ステップ36ではリッチずれの場合のα′、αを算出す
るが、このα′は前回のα′とステップ23〜25のい
ずれかでセットされたリッチずれ用の積分分補正定数K
iRとステップ28で登録されたDiPから、次式によ
って算出する。
In step 36, α' and α in the case of rich deviation are calculated, and this α' is the previous α' and the integral correction constant K for rich deviation set in any of steps 23 to 25.
It is calculated from the iR and the DiP registered in step 28 using the following formula.

α′=α′ (前回)−KiRXDiPそして、αはこ
のα′の値とステップ23〜25のいずれかでセットさ
れたリッチずれ用の比例全補正定数KpR及び上記Di
Pを用いて、次式によって算出する。
α′=α′ (previous time) −KiRXDiP Then, α is the value of α′, the proportional total correction constant KpR for rich deviation set in any of steps 23 to 25, and the above Di
It is calculated by the following formula using P.

α=α’−KpRXDiP この場合、リッチにずれているのでαを小さくしなけれ
ばいけないので、α′からKiRXDiP。
α=α'-KpRXDiP In this case, since the deviation is rich, α must be made small, so KiRXDiP is calculated from α'.

KpRXDiPをそれぞれ減じている。KpRXDiP is respectively decreased.

ステップ37では同様にしてリーンずれの場合のα′と
αを次式によって算出する。
In step 37, α' and α in the case of lean deviation are similarly calculated using the following equations.

α′=α′ (前回) +K i LXD i Pα=
α’+KpLXDiP ココテ、Kir、トK p Lはステップ23−25の
いずれかでセットされたリーンずれ用の積分分補正定数
と比例全補正定数、r)iPはステップ32でSf、録
された値である。
α′=α′ (previous time) +K i LXD i Pα=
α' + KpL It is.

最後に、この算出された空燃比補正係数αを75%から
125%の間に制限して、メインルーチンへリターンし
、燃料噴射パルス幅Tiが算出されてフィードバック制
御がなされることになる。
Finally, the calculated air-fuel ratio correction coefficient α is limited between 75% and 125%, and the process returns to the main routine, where the fuel injection pulse width Ti is calculated and feedback control is performed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、この発明による内燃機関の空
燃比制御装置は、mr!Aの加速時に燃料供給量を増量
するために設定される加速増量補正係数(KACC)及
び減速時に燃料供給量を減量するために設定される減速
減量補正係数によって。
As explained above, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention has mr! According to the acceleration increase correction coefficient (KACC) that is set to increase the fuel supply amount during acceleration of A and the deceleration reduction correction coefficient that is set to decrease the fuel supply amount during deceleration.

A/Fフィードバック制御の停止条件を判断して。Determine the conditions for stopping A/F feedback control.

空燃比補正係数を固定することにより、必要且つ充分な
期間だけオーブン制御に切り換えて、運転性の悪化を防
止することができる。
By fixing the air-fuel ratio correction coefficient, it is possible to switch to oven control only for a necessary and sufficient period of time, thereby preventing deterioration in drivability.

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

第1図はこの発明による内燃機関の空燃比制御装置の基
本的構成を示す機能ブロック図、第2図はこの発明の一
実施例を示す内燃機関のシステム構成図。 第3図及び第4図はこの発明を実施するために使用する
酸素センサ及び空燃比検出回路の例を示す模式的断面図
及びブロック回路図、第5図及び第6図は広範囲のA/
Fを検出できるA/Fセンサの一般的特性を示す曲線図
。 第7図及び第8図は定常状態におけるエンジンの要求空
燃比の一例を示す説明図、 第9図はエンジンの暖機状態による定常無負荷時の要求
空燃比の一例を示す三次元マツプ図、第10図は加速増
量補正係数及び減速減量補正係数の求め方を説明するた
めの各信号波形図、第11図は目標空燃比の領域による
リーンずれ用とリッチずれ用のフードバック制御の定数
の設定例の説明図、 第12図及び第13図は第2図のコントロールユニット
における空燃比制御動作を示すフロー図である。 1・・・エンジン本体    2・・・エアクリーナ3
・・・吸気管       4・・・インジェクタ5・
・・点火プラグ     7・・・排気管8・・・触媒
コンバータ   S・・・絞り弁10・・・コントロー
ルユニット 11・・・エアフローメータ 12・・・絞り弁開度センサ  13・・・圧力センサ
14・・・クランク角センサ  15・・・水温センサ
16・・・酸素センサ   17・・・スワールバルブ
40・・・空燃比検出回路
FIG. 1 is a functional block diagram showing the basic configuration of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a system configuration diagram of an internal combustion engine showing an embodiment of the present invention. 3 and 4 are schematic sectional views and block circuit diagrams showing examples of an oxygen sensor and an air-fuel ratio detection circuit used to carry out the present invention, and FIGS. 5 and 6 show a wide range of A/F detection circuits.
FIG. 2 is a curve diagram showing general characteristics of an A/F sensor that can detect F. 7 and 8 are explanatory diagrams showing an example of the required air-fuel ratio of the engine in a steady state; FIG. 9 is a three-dimensional map diagram showing an example of the required air-fuel ratio in a steady no-load state when the engine is warmed up; Fig. 10 is a signal waveform diagram for explaining how to obtain the acceleration increase correction coefficient and deceleration reduction correction coefficient, and Fig. 11 shows the feedback control constants for lean deviation and rich deviation depending on the target air-fuel ratio region. 12 and 13 are flowcharts showing the air-fuel ratio control operation in the control unit of FIG. 2. 1...Engine body 2...Air cleaner 3
...Intake pipe 4...Injector 5.
... Spark plug 7 ... Exhaust pipe 8 ... Catalytic converter S ... Throttle valve 10 ... Control unit 11 ... Air flow meter 12 ... Throttle valve opening sensor 13 ... Pressure sensor 14 ... Crank angle sensor 15 ... Water temperature sensor 16 ... Oxygen sensor 17 ... Swirl valve 40 ... Air-fuel ratio detection circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 内燃機関の運転状態に応じて決定される目標空燃比
と空燃比検出手段によって検出される実際の空燃比との
差に応じた空燃比補正係数を算出し、その空燃比補正係
数によって内燃機関の気筒内に供給する混合気の空燃比
を補正して、実際の空燃比が目標空燃比と一致するよう
にフィードバック制御すると共に、加速時には加速増量
補正係数を、減速時には減速減量補正係数を設定して燃
料供給量を補正するようにした空燃比制御装置において
、前記加速増量補正係数又は減速減量補正係数が所定値
以上のときに前記空燃比補正係数を固定する空燃比補正
係数固定手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃
比制御装置。
1 Calculate an air-fuel ratio correction coefficient according to the difference between the target air-fuel ratio determined according to the operating state of the internal combustion engine and the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means, and use the air-fuel ratio correction coefficient to adjust the internal combustion engine. The system corrects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the cylinders, performs feedback control so that the actual air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio, and sets an acceleration increase correction coefficient during acceleration and a deceleration reduction correction coefficient during deceleration. In the air-fuel ratio control device, the air-fuel ratio correction coefficient is fixed by fixing the air-fuel ratio correction coefficient when the acceleration increase correction coefficient or the deceleration reduction correction coefficient is equal to or greater than a predetermined value. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, characterized in that:
JP8820186A 1986-04-18 1986-04-18 Air-fuel ratio controller for internal combustion engine Pending JPS62247141A (en)

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