JP2866539B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
Air-fuel ratio control device for internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、排気管内の触媒の前
後に設けられた2つの空燃比センサからの空燃比信号に
基づいて空燃比フィードバック制御を行う内燃機関用空
燃比制御装置に関し、特に触媒上流側の空燃比センサの
出力特性及び応答時間のバラツキによる制御誤差を抑制
した内燃機関用空燃比制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that performs air-fuel ratio feedback control based on air-fuel ratio signals from two air-fuel ratio sensors provided before and after a catalyst in an exhaust pipe. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that suppresses a control error due to a variation in output characteristics and response time of an air-fuel ratio sensor upstream of a catalyst.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、内燃機関の燃料噴射量は、混合
気の空燃比が運転状態に応じた最適値(例えば、14.7程
度)となるように、排気管に設けられた空燃比センサ(O
2センサ等)からの信号によりフィードバック制御されて
いる。2. Description of the Related Art Generally, the fuel injection amount of an internal combustion engine is controlled by an air-fuel ratio sensor (O) provided in an exhaust pipe such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes an optimum value (for example, about 14.7) according to the operating state.
Feedback control based on signals from two sensors).
【0003】通常、排気ガスの酸素濃度は、混合気の空
燃比が14.7よりも低いリッチ側の場合には減少し、リー
ンの場合には増大するので、O2センサの出力信号は、空
燃比が14.7に相当する酸素濃度に応答して、電圧レベル
が0〜1の間で変化するようになっている。例えば空燃
比がリッチの場合には、酸素濃度の減少に応じて空燃比
センサの出力信号(空燃比信号)の電圧値は増大する。Usually, the oxygen concentration in the exhaust gas air-fuel ratio of the mixture is reduced in the case of lower richer than 14.7, so increases in the case of lean, the output signal of the O 2 sensor, air-fuel ratio In response to an oxygen concentration corresponding to 14.7, the voltage level varies between 0 and 1. For example, when the air-fuel ratio is rich, the voltage value of the output signal (air-fuel ratio signal) of the air-fuel ratio sensor increases as the oxygen concentration decreases.
【0004】しかしながら、排気管内の触媒の上流側の
みに単一の空燃比センサを設けた場合は、空燃比センサ
の出力特性(動作点)のバラツキによって制御精度に支障
が生じるので、触媒の下流側にも別の空燃比センサを設
け、触媒の上流側の空燃比信号によるフィードバック制
御に加えて下流側の空燃比信号によるフィードバック制
御を行う装置が提案されている。[0004] However, if a single air-fuel ratio sensor is provided only on the upstream side of the catalyst in the exhaust pipe, variations in the output characteristics (operating points) of the air-fuel ratio sensor hinder control accuracy, so that the control accuracy is hindered. There is also proposed a device in which another air-fuel ratio sensor is provided on the side and performs feedback control based on the air-fuel ratio signal on the downstream side in addition to feedback control based on the air-fuel ratio signal on the upstream side of the catalyst.
【0005】この場合、触媒の下流側の空燃比センサ
は、触媒反応後で平均化された酸素濃度の排気ガスを検
出すると共に、排気ガスによる劣化も軽減されるので、
高精度の空燃比フィードバック制御を可能にする。即
ち、空燃比センサ及びインジェクタ(燃料噴射弁)等のバ
ラツキや出力特性の経時変化を補償することができる。
このような二重空燃比センサシステムは、例えば、米国
特許第3,939,654号明細書に記載されている。In this case, the air-fuel ratio sensor on the downstream side of the catalyst detects the exhaust gas having the oxygen concentration averaged after the catalytic reaction, and the deterioration due to the exhaust gas is reduced.
Enables high-precision air-fuel ratio feedback control. That is, it is possible to compensate for variations in the air-fuel ratio sensor, injectors (fuel injection valves), and the like and changes over time in output characteristics.
Such a dual air-fuel ratio sensor system is described, for example, in US Pat. No. 3,939,654.
【0006】図5は触媒の前後(上流側及び下流側)に空
燃比センサを設けた一般的な内燃機関用空燃比制御装置
の一例を示す構成図である。図において、1は内燃機関
即ちエンジン、2はエンジン1に混合気を供給する吸気
管、3は吸気管2の上流側の吸気口に設けられたエアク
リーナ、4は吸気管2の下流側とエンジン1との接続部
に形成されたインテークマニホールド、5は吸気管2の
上流側に設けられた燃料噴射用のインジェクタである。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a general air-fuel ratio control device for an internal combustion engine provided with air-fuel ratio sensors before and after the catalyst (upstream and downstream). In the figure, 1 is an internal combustion engine, that is, an engine, 2 is an intake pipe for supplying an air-fuel mixture to the engine 1, 3 is an air cleaner provided at an intake port on the upstream side of the intake pipe 2, 4 is a downstream side of the intake pipe 2 and the engine An intake manifold 5 formed at a connection with the fuel injection valve 1 is an injector for fuel injection provided upstream of the intake pipe 2.
【0007】6はインテークマニホールド4内の圧力P
を検出する半導体形の圧力センサであり、吸気管2から
インテークマニホールド4を介してエンジン1に吸入さ
れる空気量を圧力Pとして測定する。7は吸気管2内の
インジェクタ5の下流側に設けられたスロットル弁であ
る。Reference numeral 6 denotes a pressure P in the intake manifold 4.
, Which measures the amount of air taken into the engine 1 from the intake pipe 2 via the intake manifold 4 as a pressure P. Reference numeral 7 denotes a throttle valve provided on the downstream side of the injector 5 in the intake pipe 2.
【0008】8はスロットル弁7のスロットル開度φを
検出するスロットルセンサ、9はエンジン1から燃焼後
の排気ガスを導出する排気管、10は排気管9に挿入され
て排気ガスを三元処理する触媒、11は触媒10の上流側に
設けられた第1の空燃比センサ、12は触媒10の下流側に
設けられた第2の空燃比センサである。Reference numeral 8 denotes a throttle sensor for detecting the throttle opening φ of the throttle valve 7, reference numeral 9 denotes an exhaust pipe for taking out exhaust gas after combustion from the engine 1, and reference numeral 10 denotes a three-way exhaust gas inserted into the exhaust pipe 9 for three-way processing. The reference numeral 11 denotes a first air-fuel ratio sensor provided on the upstream side of the catalyst 10, and 12 denotes a second air-fuel ratio sensor provided on the downstream side of the catalyst 10.
【0009】13は昇圧トランスからなる点火コイル、14
は点火コイル13の一次巻線を通電遮断するパワートラン
ジスタからなるイグナイタである。15はスロットルセン
サ8と一体構造のアイドルスイッチであり、スロットル
弁7の全閉時にアイドリング運転状態を検出してオンす
る。16はエンジン1の冷却水温度Tを検出するサーミス
タ型の水温センサ、17は電源となるバッテリ、18はバッ
テリ17からの給電を開始させてイグニション起動させる
ためのキースイッチ、19は種々の異常検出時に駆動され
る警報ランプである。Reference numeral 13 denotes an ignition coil comprising a step-up transformer, 14
Is an igniter composed of a power transistor for interrupting the primary winding of the ignition coil 13. Reference numeral 15 denotes an idle switch integrated with the throttle sensor 8, which detects an idling operation state and turns on when the throttle valve 7 is fully closed. Reference numeral 16 denotes a thermistor-type water temperature sensor for detecting the cooling water temperature T of the engine 1, reference numeral 17 denotes a battery serving as a power supply, reference numeral 18 denotes a key switch for starting power supply from the battery 17 and starting ignition, and reference numeral 19 denotes various abnormality detections. It is an alarm lamp that is sometimes driven.
【0010】20は各種の運転状態に応じてインジェクタ
5及び警報ランプ19等を駆動制御するECU(電子式制
御ユニット)であり、運転状態として、スロットルセン
サ8からのスロットル開度φ、圧力センサ6からのイン
テークマニホールド4内の圧力P、水温センサ16からの
冷却水温度T、アイドルスイッチ15からのアイドル信号
D、点火コイル13の通電遮断に基づく回転信号R、各空
燃比センサ11及び12からの空燃比信号V1及びV2が入
力される。Reference numeral 20 denotes an electronic control unit (ECU) for driving and controlling the injector 5 and the alarm lamp 19 in accordance with various operating states. The operating state includes a throttle opening φ from the throttle sensor 8 and a pressure sensor 6. From the intake manifold 4, the cooling water temperature T from the water temperature sensor 16, the idle signal D from the idle switch 15, the rotation signal R based on the interruption of the energization of the ignition coil 13, and the output from the air-fuel ratio sensors 11 and 12. Air-fuel ratio signals V1 and V2 are input.
【0011】ECU20は、キースイッチ18の閉成により
バッテリ17から給電されて機能し、空燃比信号V1及び
V2並びに運転状態に応答してインジェクタ5に対する
燃料噴射信号Jを生成して空燃比をフィードバック制御
すると共に、異常発生時には警報ランプ19に対する異常
信号Eを生成する。又、イグナイタ14に対する点火信号
は、ECU20から生成されてもよい。The ECU 20 functions by being supplied with power from the battery 17 when the key switch 18 is closed, generates a fuel injection signal J for the injector 5 in response to the air-fuel ratio signals V1 and V2 and the operating state, and feeds back the air-fuel ratio. In addition to the control, when an abnormality occurs, an abnormality signal E for the alarm lamp 19 is generated. Further, the ignition signal to the igniter 14 may be generated from the ECU 20.
【0012】図6はECU20の具体的な機能構成を示す
ブロック図であり、21は回転信号Rを波形整形して割込
信号INTとする入力インタフェース、22は空燃比信号
V1、V2、圧力P、水温T及びスロットル開度φを取り込
む入力インタフェース、23はアイドル信号Dを取り込む
入力インタフェース、24は異常信号E及び燃料噴射信号
J等を出力する出力インタフェース、25はキースイッチ
18を介してバッテリ17に接続された電源回路、30は入力
インタフェース21〜23、出力インタフェース24及び電源
回路25に接続されたマイクロコンピュータである。FIG. 6 is a block diagram showing a specific functional configuration of the ECU 20, wherein 21 is an input interface for shaping the waveform of the rotation signal R to be an interrupt signal INT, and 22 is an air-fuel ratio signal.
V1, V2, pressure P, water temperature T and throttle opening φ input interface, input interface 23 for capturing idle signal D, output interface 24 for outputting abnormal signal E, fuel injection signal J, etc., 25 key switch
A power supply circuit connected to the battery 17 via 18, and a microcomputer 30 connected to the input interfaces 21 to 23, the output interface 24 and the power supply circuit 25.
【0013】マイクロコンピュータ30は、空燃比信号V
1及びV2等に応じて空燃比フィードバック制御量(以
下、単に空燃比制御量という)を算出するCPU31と、
入力インタフェース21を介した回転信号R即ち割込信号
INTに基づいてエンジン1の回転周期を計測するフリ
ーランニングのカウンタ32と、各種の制御のための計時
を行うタイマ33と、入力インタフェース22を介したアナ
ログ信号(空燃比信号V1、V2、圧力P、水温T及びスロ
ットル開度φ)をデジタル信号に変換するAD変換器34
と、入力インタフェース23を介したアイドル信号Dを取
り込む入力ポート35と、CPU31のワークメモリとして
使用されるRAM36と、CPU31の動作プログラム等が
記憶されたROM37と、出力インタフェース24を介して
各種制御信号E及びJを出力するための出力ポート38
と、各要素32〜38をCPU31に結合するコモンバス39と
から構成される。The microcomputer 30 has an air-fuel ratio signal V
A CPU 31 that calculates an air-fuel ratio feedback control amount (hereinafter, simply referred to as an air-fuel ratio control amount) according to 1 and V2 and the like;
A free-running counter 32 that measures the rotation cycle of the engine 1 based on the rotation signal R, that is, the interrupt signal INT, via the input interface 21, a timer 33 that performs timekeeping for various controls, and an input interface 22. AD converter 34 that converts the analog signals (the air-fuel ratio signals V1, V2, the pressure P, the water temperature T, and the throttle opening φ) into digital signals.
An input port 35 for taking in an idle signal D via the input interface 23, a RAM 36 used as a work memory of the CPU 31, a ROM 37 storing an operation program of the CPU 31, and various control signals via the output interface 24. Output port 38 for outputting E and J
And a common bus 39 that couples each of the elements 32-38 to the CPU 31.
【0014】CPU31は、入力インタフェース21を介し
て割込信号INTが入力されると、カウンタ32の値を読
取ると共に、カウンタ32の今回値と前回値との偏差から
エンジン1の回転周期を算出してRAM36に格納する。
出力インタフェース24は、出力ポート38からの制御信号
を増幅して異常信号E及び燃料噴射信号Jとして出力す
る。When an interrupt signal INT is input via the input interface 21, the CPU 31 reads the value of the counter 32 and calculates the rotation cycle of the engine 1 from the difference between the present value and the previous value of the counter 32. Stored in the RAM 36.
The output interface 24 amplifies the control signal from the output port 38 and outputs it as an abnormal signal E and a fuel injection signal J.
【0015】図7は従来のマイクロコンピュータ30によ
る空燃比フィードバック制御演算動作を図式的に示す機
能ブロック図であり、41は第1の空燃比センサ11からの
空燃比信号V1に対してPI(比例積分)制御を行う第1の
PIコントローラ、42は空燃比センサ12からの空燃比信
号V2に対してPI制御を行う第2のPIコントローラで
ある。FIG. 7 is a functional block diagram schematically showing the operation of the air-fuel ratio feedback control performed by the conventional microcomputer 30. Reference numeral 41 denotes a PI (proportional to the air-fuel ratio signal V1 from the first air-fuel ratio sensor 11). A first PI controller for performing (integral) control 42 is a second PI controller for performing PI control on the air-fuel ratio signal V2 from the air-fuel ratio sensor 12.
【0016】各PIコントローラ41及び42は、各空燃比
信号V1及びV2に基づいて各空燃比制御量C1及びC2を演算
するための演算手段を構成しており、第2の空燃比制御
量C2は、第1の空燃比制御量C1に対する補正量として作
用する。又、第1の空燃比制御量C1は空燃比補正量に相
当し、これにより最終的なインジェクタ5に対する燃料
噴射信号Jをフィードバック制御し、第2の空燃比信号
V2を第2の目標値VR2に一致させるようになっている。Each of the PI controllers 41 and 42 constitutes computing means for computing each of the air-fuel ratio control amounts C1 and C2 based on each of the air-fuel ratio signals V1 and V2, and comprises a second air-fuel ratio control amount C2. Acts as a correction amount for the first air-fuel ratio control amount C1. Further, the first air-fuel ratio control amount C1 corresponds to the air-fuel ratio correction amount, whereby the final fuel injection signal J to the injector 5 is feedback-controlled, and the second air-fuel ratio signal
V2 is made to coincide with the second target value VR2.
【0017】VR1及びVR2は各空燃比信号V1及びV2
に対して予め設定された空燃比制御用の第1及び第2の
目標値であり、いずれも最適空燃比14.7にほぼ対応する
電圧値に設定されているが、第2の目標値VR2は、第1
の目標値VR1よりもわずかに高い電圧値(リッチ側、即
ち14.7より小さい空燃比に対応する)に設定されてもよ
い。VR1 and VR2 are air-fuel ratio signals V1 and V2, respectively.
The first and second target values for air-fuel ratio control are set in advance, and both are set to voltage values substantially corresponding to the optimal air-fuel ratio 14.7, but the second target value VR2 is First
May be set to a voltage value slightly higher than the target value VR1 (corresponding to the rich side, that is, an air-fuel ratio smaller than 14.7).
【0018】FRは吸入空気量に対応した圧力Pから演
算される基本燃料量、CFは水温T及びスロットル開度
φに基づく加減速状態に対応した燃料補正量、KFは目
標燃料量に対するインジェクタ5の噴射時間補正係数、
Qはインジェクタ5の駆動時間に対する無駄時間補正量
である。FR is a basic fuel amount calculated from a pressure P corresponding to an intake air amount, CF is a fuel correction amount corresponding to an acceleration / deceleration state based on a water temperature T and a throttle opening φ, and KF is an injector 5 for a target fuel amount. Injection time correction coefficient,
Q is a dead time correction amount for the driving time of the injector 5.
【0019】43は第2の目標値VR2と空燃比信号V2との
偏差ΔV2を求めて第2のPIコントローラ42に入力する
減算器、44は第1の目標値VR1に第2の空燃比制御量C2
を加算して補正目標値VT1を求める加算器、45は補正目
標値VT1と空燃比信号V1との偏差ΔV1を求めて第1の
PIコントローラ41に入力する減算器である。加算器44
は、第1のPIコントローラ41により演算される空燃比
制御量C1を補正するための補正手段と構成している。Reference numeral 43 denotes a subtractor for calculating a deviation ΔV2 between the second target value VR2 and the air-fuel ratio signal V2 and inputting the difference ΔV2 to the second PI controller 42; Quantity C2
Is a subtractor that calculates a deviation ΔV1 between the correction target value VT1 and the air-fuel ratio signal V1 and inputs the deviation ΔV1 to the first PI controller 41. Adder 44
Constitutes a correction means for correcting the air-fuel ratio control amount C1 calculated by the first PI controller 41.
【0020】46は第1のPIコントローラ41からの空燃
比制御量C1に基本燃料量FRを乗算して目標燃料量F1
を生成する乗算器、47は目標燃料量F1に燃料補正量C
Fを乗算して補正燃料量Fを生成する乗算器、48は補正
燃料量Fに噴射時間補正係数KFを乗算してインジェク
タ5の駆動時間Gを生成する乗算器、49は駆動時間Gに
無駄時間補正量Qを加算してインジェクタ5に対する最
終的な燃料噴射信号Jを生成する加算器である。これら
の乗算器46〜48及び加算器49は、空燃比制御量C1を燃料
噴射信号Jに変換するための制御量変換手段を構成して
いる。Reference numeral 46 denotes a target fuel amount F1 obtained by multiplying the air-fuel ratio control amount C1 from the first PI controller 41 by the basic fuel amount FR.
, And 47 is a fuel correction amount C for the target fuel amount F1.
F is a multiplier that generates the corrected fuel amount F by multiplying F, 48 is a multiplier that generates the drive time G of the injector 5 by multiplying the corrected fuel amount F by the injection time correction coefficient KF, and 49 is a wasteful drive time G. This is an adder that adds the time correction amount Q to generate a final fuel injection signal J for the injector 5. The multipliers 46 to 48 and the adder 49 constitute control amount conversion means for converting the air-fuel ratio control amount C1 into the fuel injection signal J.
【0021】次に、図5〜図7と共に、図8の波形図を
参照しながら、従来の内燃機関用空燃比制御装置の具体
的な動作について説明する。まず、減算器43は、触媒10
の下流側の第2の空燃比信号V2と第2の目標値VR2とを
比較して偏差ΔV2(=VR2−V2)を生成し、第2のPIコ
ントローラ42は、偏差ΔV2をPI制御して空燃比制御量
C2を演算する。Next, a specific operation of the conventional air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. First, the subtractor 43
Is compared with the second target value VR2 to generate a deviation ΔV2 (= VR2−V2), and the second PI controller 42 controls the deviation ΔV2 by PI. Air-fuel ratio control amount
Calculate C2.
【0022】一方、加算器44は、第1の目標値VR1に空
燃比制御量C2即ち補正量を加算し、第1の空燃比センサ
11に対する補正目標値VT1(=VR1+C2)を生成する。
又、減算器45は、触媒10の上流側の第1の空燃比信号V
1と補正目標値VT1とを比較して偏差ΔV1(=VT1−V
1)を生成し、第1のPIコントローラ41は、偏差ΔV1を
PI制御してフィードバック用の空燃比制御量C1を演算
する。On the other hand, the adder 44 adds the air-fuel ratio control amount C2, that is, the correction amount, to the first target value VR1, and the first air-fuel ratio sensor
A correction target value VT1 (= VR1 + C2) for 11 is generated.
Further, the subtractor 45 outputs the first air-fuel ratio signal V on the upstream side of the catalyst 10.
1 and the correction target value VT1 to compare the deviation ΔV1 (= VT1−V
1), and the first PI controller 41 performs PI control on the deviation ΔV1 to calculate the air-fuel ratio control amount C1 for feedback.
【0023】こうして、第1の空燃比信号V1に基づく空
燃比制御量C1は、第2の空燃比制御量C2により補正され
て、最終的な空燃比制御量となる。図8から、空燃比制
御量C1は、補正目標値VT1を横切る回数及び周期とほぼ
等しいことが分かる。In this way, the air-fuel ratio control amount C1 based on the first air-fuel ratio signal V1 is corrected by the second air-fuel ratio control amount C2 to become the final air-fuel ratio control amount. From FIG. 8, it can be seen that the air-fuel ratio control amount C1 is substantially equal to the number and cycle of crossing the correction target value VT1.
【0024】次に、圧力センサ6からの圧力Pに基づい
て吸入空気量を検出すると共に、吸入空気量から基本燃
料量FRを演算し、乗算器46により、空燃比制御量C1に
基本燃料量FRを乗算して目標燃料量F1を求める。Next, while detecting the intake air amount based on the pressure P from the pressure sensor 6, the basic fuel amount FR is calculated from the intake air amount, and the basic fuel amount is added to the air-fuel ratio control amount C1 by the multiplier 46. The target fuel amount F1 is obtained by multiplying FR.
【0025】続いて、水温センサ16からの水温Tに基づ
いてエンジン1の暖気状態に対応した補正量を演算する
と共に、この補正量とスロットルセンサ8からのスロッ
トル開度φとに基づいて加減速状態を検出し、加減速状
態に対応した補正量等により燃料補正量CFを演算す
る。そして、乗算器47により、目標燃料量F1に燃料補
正量CFを乗算して、最終的な燃料噴射量に相当する補
正燃料量Fを求める。Subsequently, a correction amount corresponding to the warm-up state of the engine 1 is calculated based on the water temperature T from the water temperature sensor 16, and acceleration / deceleration is performed based on the correction amount and the throttle opening φ from the throttle sensor 8. The state is detected, and a fuel correction amount CF is calculated from a correction amount or the like corresponding to the acceleration / deceleration state. Then, the multiplier 47 multiplies the target fuel amount F1 by the fuel correction amount CF to obtain a corrected fuel amount F corresponding to the final fuel injection amount.
【0026】更に、乗算器48は、補正燃料量Fに噴射時
間補正係数KFを乗算してインジェクタ5の駆動時間G
を求め、加算器49は、駆動時間Gに無駄時間補正量Qを
加算して、インジェクタ5に対する最終的な燃料噴射信
号Jを求める。Further, a multiplier 48 multiplies the correction fuel amount F by an injection time correction coefficient KF to calculate the driving time G of the injector 5.
The adder 49 adds the dead time correction amount Q to the driving time G to obtain a final fuel injection signal J for the injector 5.
【0027】このように、第2の空燃比センサ12からの
空燃比信号V2を用いて、第1の空燃比センサ11に対す
る目標値VR1を補正することにより、触媒10の下流側の
空燃比信号V2が第2の目標値VR2となるように空燃比
フィードバック制御が行われる。As described above, by correcting the target value VR1 for the first air-fuel ratio sensor 11 using the air-fuel ratio signal V2 from the second air-fuel ratio sensor 12, the air-fuel ratio signal on the downstream side of the catalyst 10 is corrected. The air-fuel ratio feedback control is performed so that V2 becomes the second target value VR2.
【0028】即ち、触媒10の下流側の空燃比信号V2が
リーン側(空燃比が14.7より大)を示せば、燃料噴射信号
Jが長く設定されて、空燃比はリッチ側に制御される。
又、触媒10の下流側の空燃比信号V2がリッチ側(空燃
比が14.7より小)を示せば、燃料噴射信号Jが短く設定
されて、空燃比はリーン側に制御される。That is, if the air-fuel ratio signal V2 on the downstream side of the catalyst 10 indicates the lean side (the air-fuel ratio is larger than 14.7), the fuel injection signal J is set long, and the air-fuel ratio is controlled to the rich side.
If the air-fuel ratio signal V2 on the downstream side of the catalyst 10 indicates the rich side (the air-fuel ratio is smaller than 14.7), the fuel injection signal J is set short, and the air-fuel ratio is controlled to the lean side.
【0029】しかしながら、各空燃比センサ11及び12
は、個々の出力特性のバラツキを有するうえ、特に上流
側の第1の空燃比センサ11は、センサ素子の劣化等によ
り特性の経時変化を生じる。以下、出力特性のバラツキ
及び素子劣化による問題点について具体的に説明する。However, each of the air-fuel ratio sensors 11 and 12
Has variations in individual output characteristics, and in particular, the characteristics of the first air-fuel ratio sensor 11 on the upstream side change with time due to deterioration of the sensor element and the like. Hereinafter, the problem due to the variation in the output characteristics and the element deterioration will be specifically described.
【0030】図9は空燃比(A/F)を強制的に変化させ
た場合の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波
形図であり、Vaは特性中心の空燃比センサによる空燃
比信号、Vbは特性バラツキを有する空燃比センサによ
る空燃比信号、Vcは素子劣化した空燃比センサによる
空燃比信号である。FIG. 9 is a waveform diagram showing the output response characteristics of a general air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio (A / F) is forcibly changed. Va denotes the air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio sensor at the center of the characteristic. A signal Vb is an air-fuel ratio signal from an air-fuel ratio sensor having characteristic variations, and Vc is an air-fuel ratio signal from an air-fuel ratio sensor whose elements have deteriorated.
【0031】図9から明らかなように、目標値14.7を境
界とするリーン側及びリッチ側への空燃比変動に対し、
特性中心の空燃比センサによる空燃比信号Vaは約100m秒
程度で応答し、特性バラツキを有する空燃比センサによ
る空燃比信号Vbは約200m秒程度で応答し、素子劣化時の
空燃比センサによる空燃比信号Vcは、最大1.0m秒程度で
応答する。As is apparent from FIG. 9, the air-fuel ratio fluctuation on the lean side and the rich side with the target value 14.7 as the boundary is
The air-fuel ratio signal Va from the air-fuel ratio sensor at the characteristic center responds in about 100 msec, the air-fuel ratio signal Vb from the air-fuel ratio sensor having characteristic variation responds in about 200 msec, and the air-fuel ratio The fuel ratio signal Vc responds in a maximum of about 1.0 ms.
【0032】図10は図9の空燃比信号Va〜Vcの各出
力特性を有する空燃比センサを第1の空燃比センサ11と
して用いた場合の空燃比フィードバック制御動作を示す
波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram showing the air-fuel ratio feedback control operation when the air-fuel ratio sensor having the output characteristics of the air-fuel ratio signals Va to Vc of FIG. 9 is used as the first air-fuel ratio sensor 11.
【0033】ここでは、第1の空燃比信号V1に対する
第1の目標値VR1をα、補正目標値VT1をβとし、第2
の空燃比信号V2に基づく空燃比制御量C2により第1の
目標値がαからβに補正される場合を示す。即ち、第2
の空燃比信号V2が第2の目標値VR2よりリッチ側(電
圧値が高い)を示し、負の空燃比制御量C2を加算して補
正目標値VT1を低下させることにより、空燃比がリーン
側にフィードバック制御される場合を示す。Here, the first target value VR1 for the first air-fuel ratio signal V1 is α, the correction target value VT1 is β, and the second target value VR1 is β.
Shows a case where the first target value is corrected from α to β by the air-fuel ratio control amount C2 based on the air-fuel ratio signal V2. That is, the second
Indicates the rich side (the voltage value is higher) than the second target value VR2, and adds the negative air-fuel ratio control amount C2 to lower the correction target value VT1, whereby the air-fuel ratio becomes leaner. Shows a case where feedback control is performed.
【0034】図10において、Tα及びTβは空燃比信号
V1と目標値α及びβとの比較によりリッチ側と判定さ
れる時間であり、Tαは目標値をαとした場合のリッチ
判定時間、Tβは目標値をβとした場合のリッチ判定時
間である。例えば、空燃比信号Va(特性中心)の空燃比
センサ11に基づく空燃比制御量C1は、リッチ判定時間が
Tαよりも長いTβに補正されることにより、破線のよ
うに減少側(空燃比リーン側)に変化するので、結果的に
空燃比をリーン化することができる。In FIG. 10, Tα and Tβ are times when the air-fuel ratio signal V1 is compared with the target values α and β to determine the rich side, and Tα is a rich determination time when the target value is α, Tβ Is the rich determination time when the target value is β. For example, the air-fuel ratio control amount C1 of the air-fuel ratio signal Va (characteristic center) based on the air-fuel ratio sensor 11 is reduced on the decreasing side (air-fuel ratio lean) as indicated by a broken line by correcting the rich determination time to Tβ longer than Tα. Side), so that the air-fuel ratio can be made lean as a result.
【0035】同様に、空燃比信号Vb(特性バラツキ)又
はVc(素子劣化)の空燃比センサ11を用いたときのリッ
チ判定時間は、第1の空燃比信号V1の目標値をαから
βに補正することにより、Tαよりも長いTβに変化す
る。このとき、各空燃比信号Va〜Vcのような空燃比
センサ11の出力特性のバラツキにより、図9のように応
答時間が異なるので、図10のように、特性中心Vaの場
合と特性バラツキVb又は素子劣化Vcの場合とでリッ
チ判定時間の変化量(Tβ−Tα)が異なる。Similarly, when the air-fuel ratio sensor 11 for the air-fuel ratio signal Vb (characteristic variation) or Vc (element deterioration) is used, the rich determination time is determined by changing the target value of the first air-fuel ratio signal V1 from α to β. The correction changes to Tβ longer than Tα. At this time, the response time differs as shown in FIG. 9 due to the variation in the output characteristics of the air-fuel ratio sensor 11 such as the air-fuel ratio signals Va to Vc. Thus, as shown in FIG. Alternatively, the change amount (Tβ−Tα) of the rich determination time differs between the case of the element deterioration Vc.
【0036】このように、第1の空燃比センサ11の出力
特性が異なる場合、第2の空燃比制御量C2による第1の
目標値VR1の変更量(β−α)に対して、リッチ判定時間
Tα及びTβの変化量が異なるため、最終的な空燃比制
御量C1が異なってしまう。従って、第1の空燃比センサ
11の出力特性及び応答時間の違いによって、第1の目標
値VR1の補正量C2に対する空燃比制御量C1の変更量が異
なり、適正な空燃比に補正することができなくなる。As described above, when the output characteristics of the first air-fuel ratio sensor 11 are different, the rich judgment is made with respect to the change amount (β-α) of the first target value VR1 by the second air-fuel ratio control amount C2. Since the change amounts of the times Tα and Tβ are different, the final air-fuel ratio control amount C1 is different. Therefore, the first air-fuel ratio sensor
Due to the difference in the output characteristics and the response time of 11, the amount of change of the air-fuel ratio control amount C1 with respect to the correction amount C2 of the first target value VR1 differs, and it becomes impossible to correct the air-fuel ratio to an appropriate value.
【0037】即ち、空燃比信号Va(特性中心)の空燃比
センサ11を用いた場合は、応答時間が比較的早いため、
第1の目標値VR1の補正量C2に対するリッチ判定時間の
変化量が小さくなる。この結果、第1の目標値VR1の補
正量C2を大きく設定しなければ適正な空燃比制御を行う
ことができなくなる。That is, when the air-fuel ratio sensor 11 of the air-fuel ratio signal Va (characteristic center) is used, since the response time is relatively fast,
The amount of change of the rich determination time with respect to the correction amount C2 of the first target value VR1 becomes small. As a result, proper air-fuel ratio control cannot be performed unless the correction amount C2 of the first target value VR1 is set large.
【0038】又、空燃比信号Vc(素子劣化)の空燃比セ
ンサ11を用いた場合は、Vb(特性バラツキ)の空燃比
センサを用いた場合よりもリッチ判定時間の変化量が更
に大きくなり、適正な空燃比制御を行うことができな
い。特に、触媒10の上流側にある第1の空燃比センサ11
は劣化し易いため、このような空燃比制御量C1の変化を
無視することはできない。When the air-fuel ratio sensor 11 of the air-fuel ratio signal Vc (element deterioration) is used, the amount of change in the rich judgment time becomes larger than when the air-fuel ratio sensor of Vb (characteristic variation) is used. Proper air-fuel ratio control cannot be performed. In particular, the first air-fuel ratio sensor 11 upstream of the catalyst 10
Since the air-fuel ratio is easily deteriorated, such a change in the air-fuel ratio control amount C1 cannot be ignored.
【0039】[0039]
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用空燃
比制御装置は以上のように、第2の空燃比信号V2に基
づく第1の空燃比信号V1の目標値VR1の補正量C2に
対する最終的な空燃比制御量C1の変更量が、第1の空
燃比センサ11の出力特性及び応答時間の違いにより異な
るので、適正な空燃比制御量の補正を行うことができな
いという問題点があった。As described above, the conventional air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine has a final value VR1 for the target value VR1 of the first air-fuel ratio signal V1 based on the second air-fuel ratio signal V2. Since the actual change amount of the air-fuel ratio control amount C1 differs due to the difference in the output characteristics and the response time of the first air-fuel ratio sensor 11, there is a problem that the air-fuel ratio control amount cannot be properly corrected. .
【0040】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、第1の空燃比センサの出力特性
及び応答時間の違いによる空燃比制御量への影響を抑制
した内燃機関用空燃比制御装置を得ることを目的とす
る。The present invention has been made in order to solve the above problems, and is intended for an internal combustion engine in which the difference in the output characteristics and response time of the first air-fuel ratio sensor to the air-fuel ratio control amount is suppressed. An object is to obtain an air-fuel ratio control device.
【0041】[0041]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る内燃機関用空燃比制御装置は、第1の空燃比信号を遅
れフィルタ処理するフィルタ処理手段を設け、フィルタ
処理手段の時定数を、第1の空燃比センサの応答時間の
影響を抑制する値に設定したものである。Means for Solving the Problems] air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to claim 1 of the invention, slow the first air-fuel ratio signal
And a time constant of the filter processing means is set to a value that suppresses the influence of the response time of the first air-fuel ratio sensor.
【0042】又、この発明の請求項2に係る内燃機関用
空燃比制御装置は、第1の空燃比センサの応答時間のバ
ラツキが100m秒〜1秒であり、フィルタ処理手段の時定
数が30m秒〜100m秒に設定されたものである。Further, in the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 of the present invention, the variation of the response time of the first air-fuel ratio sensor is 100 ms to 1 second, and the time constant of the filter processing means is 30 msec. It is set to seconds to 100 ms.
【0043】[0043]
【作用】この発明の請求項1においては、第1の空燃比
信号のフィルタ処理信号を用いて第1の空燃比制御量を
求めると共に、第2の空燃比信号に基づく第2の空燃比
制御量により第1の空燃比制御量を補正し、第1及び第
2の空燃比信号による空燃比制御を適正に行う。又、フ
ィルタ処理手段の時定数を適切に設定することにより、
空燃比センサの応答時間の影響を除去する。 According to the first aspect of the present invention, the first air-fuel ratio control amount is obtained by using the filtered signal of the first air-fuel ratio signal, and the second air-fuel ratio control based on the second air-fuel ratio signal. The first air-fuel ratio control amount is corrected by the amount, and the air-fuel ratio control based on the first and second air-fuel ratio signals is appropriately performed. Also,
By appropriately setting the time constant of the filter processing means,
The effect of the response time of the air-fuel ratio sensor is eliminated.
【0044】又、この発明の請求項2においては、応答
時間のバラツキが100m秒〜1秒の空燃比信号に対して、
フィルタ処理時定数を30m秒〜100m秒に設定し、空燃比
センサの出力特性及び応答時間のバラツキを確実に抑制
する。According to a second aspect of the present invention, the response time varies from 100 msec to 1 sec with respect to the air-fuel ratio signal.
The filter processing time constant is set to 30 ms to 100 ms, and variations in output characteristics and response time of the air-fuel ratio sensor are reliably suppressed.
【0045】[0045]
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1による空燃比フィード
バック制御の演算動作を図式的に示す機能ブロック図で
あり、30Aはマイクロコンピュータ30に対応しており、
5、11及び12は前述と同様のものである。又、図示しな
い装置全体の構成及びECUの構成は、図5及び図6に
示した通りである。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing the operation of the air-fuel ratio feedback control according to the first embodiment of the present invention. 30A corresponds to the microcomputer 30,
5, 11, and 12 are the same as described above. The configuration of the entire apparatus (not shown) and the configuration of the ECU are as shown in FIGS.
【0046】50は第1の空燃比信号V1を遅れフィルタ処
理してフィルタ処理信号Vf1を生成するフィルタ処理手
段であり、そのフィルタ処理時定数は、外来ノイズを除
去する程度の数m秒ではなく、空燃比センサ11の応答時
間の違い(100m秒〜1秒)を抑制するために、30m秒〜10
0m秒程度に設定されている。Reference numeral 50 denotes filter processing means for delay- filtering the first air-fuel ratio signal V1 to generate a filtered signal Vf1, and its filtering time constant is not several milliseconds for removing external noise, but for several milliseconds. In order to suppress the difference in the response time of the air-fuel ratio sensor 11 (100 ms to 1 second),
It is set to about 0 ms.
【0047】51はフィルタ処理信号Vf1に基づいて第1
の空燃比制御量Cf1を演算する第1の演算手段であり、
図7内の減算器45及び第1のPIコントローラ41を含ん
でいる。この場合、第1の演算手段51内の減算器45は、
第1の空燃比信号V1と補正前の第1の目標値VR1とを
比較するようになっている。Reference numeral 51 denotes a first signal based on the filtered signal Vf1.
A first calculating means for calculating the air-fuel ratio control amount Cf1 of
It includes the subtractor 45 and the first PI controller 41 in FIG. In this case, the subtractor 45 in the first calculating means 51
The first air-fuel ratio signal V1 is compared with a first target value VR1 before correction.
【0048】52は第2の空燃比信号V2に基づいて第2の
空燃比制御量(補正量)C2′を演算する第2の演算手段で
あり、図7内の減算器43及び第2のPIコントローラ42
を含んでいる。この場合、第2の空燃比制御量C2′は、
第1の目標値VR1に対する補正量でなく、第1の空燃比
制御量Cf1に対する補正量となるので、第2のPIコン
トローラ42のPI制御量が前述とは異なっている。Reference numeral 52 denotes a second calculating means for calculating a second air-fuel ratio control amount (correction amount) C2 'based on the second air-fuel ratio signal V2. PI controller 42
Contains. In this case, the second air-fuel ratio control amount C2 ′ is
Since the correction amount is not the correction amount for the first target value VR1, but the correction amount for the first air-fuel ratio control amount Cf1, the PI control amount of the second PI controller 42 is different from that described above.
【0049】53は第1の空燃比制御量Cf1に第2の空燃
比制御量C2′を補正量として加算する加算器であり、第
1の空燃比制御量C1を補正するための補正手段を構成し
ており、加算結果は最終的な空燃比補正量に相当する空
燃比制御量C1′となる。54は空燃比制御量C1′をインジ
ェクタ5に対する燃料噴射信号Jに変換する制御量変換
手段であり、図7内の乗算器46〜48及び加算器49を含ん
でいる。Reference numeral 53 denotes an adder for adding the second air-fuel ratio control amount C2 'to the first air-fuel ratio control amount Cf1 as a correction amount, and a correction means for correcting the first air-fuel ratio control amount C1. The result of the addition is an air-fuel ratio control amount C1 'corresponding to the final air-fuel ratio correction amount. Numeral 54 denotes control amount conversion means for converting the air-fuel ratio control amount C1 'into a fuel injection signal J for the injector 5, and includes multipliers 46 to 48 and an adder 49 in FIG.
【0050】次に、図1と共に、図2のフローチャート
及び図3の波形図を参照しながら、この発明の実施例1
の動作について説明する。尚、図2に示したフィルタ処
理演算ルーチンは、例えば10m秒毎に実行される。ま
ず、第1の空燃比センサ11からの空燃比信号V1を読込
み(ステップS1)、電源投入後の最初の読込であるか否か
を判定する(ステップS2)。Next, referring to the flowchart of FIG. 2 and the waveform diagram of FIG. 3 together with FIG. 1, the first embodiment of the present invention will be described.
Will be described. Note that the filter processing calculation routine shown in FIG. 2 is executed, for example, every 10 ms. First, the air-fuel ratio signal V1 from the first air-fuel ratio sensor 11 is read (step S1), and it is determined whether or not this is the first reading after the power is turned on (step S2).
【0051】もし、ステップS2において最初の読込であ
ると判定されれば、空燃比信号V1を今回のフィルタ処
理信号Vf1(n)として初期設定し(ステップS3)、フィル
タ処理を終了してリターンする。このとき、今回のフィ
ルタ処理信号Vf1(n)は、前回のフィルタ処理信号Vf1
(n−1)として更新登録される。If it is determined in step S2 that this is the first reading, the air-fuel ratio signal V1 is initialized as the current filter processing signal Vf1 (n) (step S3), and the filter processing is terminated and the routine returns. . At this time, the current filtered signal Vf1 (n) is the same as the previous filtered signal Vf1 (n).
It is updated and registered as (n-1).
【0052】一方、ステップS2において最初の読込みで
ないと判定されれば、今回のフィルタ処理信号Vf1(n)
を、以下の(1)式のような一次フィルタ演算により設定
する(ステップS4)。On the other hand, if it is determined in step S2 that the reading is not the first reading, the current filtered signal Vf1 (n)
Is set by a primary filter operation such as the following equation (1) (step S4).
【0053】Vf1(n)=(1−Ks)×Vf1(n−1)+
Ks×V1 …(1)Vf1 (n) = (1−Ks) × Vf1 (n−1) +
Ks × V1 (1)
【0054】但し、(1)式において、Ksはフィルタ演
算係数であり、0<Ks<1の範囲内の値に設定され
る。(1)式で演算された今回のフィルタ処理信号Vf1
(n)に基づいて、第1の空燃比信号V1は、30m秒〜10
0m秒のフィルタ処理時定数により応答時間が遅延された
フィルタ処理信号Vf1に変換されて、第1の演算手段51
に入力される。However, in the equation (1), Ks is a filter operation coefficient, and is set to a value within a range of 0 <Ks <1. The current filtered signal Vf1 calculated by equation (1)
Based on (n), the first air-fuel ratio signal V1 is
The response time is converted to a filtered signal Vf1 whose response time is delayed by a filtering time constant of 0 ms, and the first processing means 51
Is input to
【0055】このとき、フィルタ処理信号Vf1の波形
は、図3内に破線で示すように、フィルタ処理時定数に
よって応答時間が長くなり、空燃比信号V1のバラツキ
を抑制するように変形される。図3は特性中心(Va)及
び特性バラツキ(Vb)の空燃比信号V1(実線)と各々の
フィルタ処理信号Vfa及びVfb(破線)とを示す波形図で
あり、元の空燃比信号Va及びVbの間に応答時間の違
いがあっても、フィルタ処理信号Vfa及びVfbの間には
応答時間の違いがほとんどないことが分かる。At this time, as shown by a broken line in FIG. 3, the waveform of the filtered signal Vf1 is modified such that the response time is increased by the filtering time constant and the variation of the air-fuel ratio signal V1 is suppressed. FIG. 3 is a waveform diagram showing the air-fuel ratio signal V1 (solid line) having the characteristic center (Va) and the characteristic variation (Vb), and the respective filtered signals Vfa and Vfb (dashed line). The original air-fuel ratio signals Va and Vb It can be seen that even if there is a difference in response time between the filtered signals Vfa and Vfb, there is almost no difference in response time.
【0056】このように、第1の空燃比信号V1にフィ
ルタ処理を加えることにより、第1の空燃比センサ11の
出力特性及び応答時間の違いは吸収される。従って、第
2の空燃比制御量C2′により補正された第1の空燃比制
御量C1′は、第1の空燃比センサ11の出力特性及び応答
時間の違いによる影響を受けることはほとんどなく、最
終的な燃料噴射信号Jにより適正な空燃比制御を行うこ
とができる。As described above, by applying the filtering process to the first air-fuel ratio signal V1, the difference between the output characteristics and the response time of the first air-fuel ratio sensor 11 is absorbed. Therefore, the first air-fuel ratio control amount C1 ′ corrected by the second air-fuel ratio control amount C2 ′ is hardly affected by the difference in the output characteristics and the response time of the first air-fuel ratio sensor 11, and Appropriate air-fuel ratio control can be performed by the final fuel injection signal J.
【0057】尚、第2の空燃比センサ12に関しては、前
述したように、触媒10の下流側に設置されているため、
排気ガス成分及び排気ガス温度による劣化をほとんど受
けないので、出力特性及び応答時間のバラツキについて
特に考慮する必要はない。Since the second air-fuel ratio sensor 12 is provided downstream of the catalyst 10 as described above,
Since there is almost no deterioration due to exhaust gas components and exhaust gas temperature, there is no need to particularly consider variations in output characteristics and response time.
【0058】実施例2.尚、上記実施例1では、第2の
空燃比制御量C2′を加算することにより第1の空燃比制
御量Cf1を補正する場合を例にとって説明したが、図7
のように第2の制御量C2で第1の目標値VR1を補正する
場合に適用してもよい。又、最終的な空燃比制御量C1′
を補正する方法であれば、第1のPIコントローラ41の
P値、I値又は遅延時間等を補正する任意の方法を適用
することもできる。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the case where the first air-fuel ratio control amount Cf1 is corrected by adding the second air-fuel ratio control amount C2 'has been described as an example.
It may be applied to the case where the first target value VR1 is corrected with the second control amount C2 as described above. Also, the final air-fuel ratio control amount C1 ′
Any method for correcting the P value, the I value, the delay time, or the like of the first PI controller 41 can be applied as long as the method is used to correct.
【0059】図4は第2の空燃比制御量C2により第1の
目標値VR1を補正するようにしたこの発明の実施例2を
示す機能ブロック図であり、5、11、12、44、50及び54
は前述と同様のものである。又、51A及び52Aはそれぞ
れ第1及び第2の演算手段51及び52に対応している。FIG. 4 is a functional block diagram showing a second embodiment of the present invention in which the first target value VR1 is corrected by the second air-fuel ratio control amount C2, and 5, 11, 12, 44, 50. And 54
Is the same as described above. 51A and 52A correspond to the first and second calculation means 51 and 52, respectively.
【0060】この場合、図7と同様に、第1の演算手段
51Aは、フィルタ処理信号Vf1及び補正目標値VT1を比
較する減算器45と第1のPIコントローラ41とを含み、
第2の演算手段52Aは、減算器43と第2のPIコントロ
ーラ42とを含む。In this case, as in the case of FIG.
51A includes a subtractor 45 for comparing the filtered signal Vf1 and the correction target value VT1, and a first PI controller 41,
The second calculation means 52A includes a subtractor 43 and a second PI controller 42.
【0061】[0061]
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、第1の空燃比信号を遅れフィルタ処理するフィルタ
処理手段を設け、フィルタ処理手段の時定数を、第1の
空燃比センサの応答時間の影響を抑制する値に設定し、
第1の空燃比信号のフィルタ処理信号を用いて第1の空
燃比制御量を求めると共に、第2の空燃比信号に基づく
第2の空燃比制御量により第1の空燃比制御量を補正す
るようにしたので、第1の空燃比センサの出力特性及び
応答時間の違いによる空燃比制御量への影響を抑制した
内燃機関用空燃比制御装置が得られる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, filter processing means for delay- filtering the first air-fuel ratio signal is provided, and the time constant of the filter processing means is set to the first air-fuel ratio sensor. To a value that suppresses the effect of response time
A first air-fuel ratio control amount is obtained by using a filter processing signal of the first air-fuel ratio signal, and the first air-fuel ratio control amount is corrected by a second air-fuel ratio control amount based on the second air-fuel ratio signal. Thus, there is an effect that an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine can be obtained in which the influence on the air-fuel ratio control amount due to the difference in the output characteristics and response time of the first air-fuel ratio sensor is suppressed.
【0062】又、この発明の請求項2によれば、100m秒
〜1秒の応答時間バラツキを有する第1の空燃比信号に
対し、フィルタ処理手段の時定数を30m秒〜100m秒に設
定したので、第1の空燃比センサの出力特性及び応答時
間の違いによる空燃比制御量への影響を確実に抑制した
内燃機関用空燃比制御装置が得られる効果がある。According to the second aspect of the present invention, the time constant of the filter processing means is set to 30 ms to 100 ms for the first air-fuel ratio signal having a response time variation of 100 ms to 1 second. Therefore, there is an effect that an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine in which the influence on the air-fuel ratio control amount due to the difference in the output characteristics and response time of the first air-fuel ratio sensor is reliably suppressed is obtained.
【図1】この発明の実施例1による空燃比フィードバッ
ク制御演算動作を図式的に示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing an air-fuel ratio feedback control calculation operation according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施例1によるフィルタ処理動作を
示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a filter processing operation according to the first embodiment of the present invention.
【図3】この発明の実施例1により得られるフィルタ処
理信号を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing a filtered signal obtained by the first embodiment of the present invention.
【図4】この発明の実施例2による空燃比フィードバッ
ク制御演算動作を図式的に示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram schematically showing an air-fuel ratio feedback control calculation operation according to a second embodiment of the present invention.
【図5】一般的な内燃機関用空燃比制御装置を示す構成
図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a general air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
【図6】図5内のECUの機能構成を示すブロック図で
ある。FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of an ECU in FIG. 5;
【図7】従来の内燃機関用空燃比制御装置による空燃比
フィードバック制御演算動作を図式的に示す機能ブロッ
ク図である。FIG. 7 is a functional block diagram schematically showing an air-fuel ratio feedback control operation performed by a conventional air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
【図8】一般的な内燃機関用空燃比制御装置による空燃
比フィードバック制御動作を説明するための波形図であ
る。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining an air-fuel ratio feedback control operation by a general air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
【図9】一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波
形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing output response characteristics of a general air-fuel ratio sensor.
【図10】出力特性の異なる空燃比センサを用いた場合
の従来の内燃機関用空燃比制御装置による空燃比フィー
ドバック制御動作を説明するための波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram for explaining an air-fuel ratio feedback control operation by a conventional air-fuel ratio control device for an internal combustion engine when air-fuel ratio sensors having different output characteristics are used.
1 エンジン 9 排気管 10 触媒 11 第1の空燃比センサ 12 第2の空燃比センサ 20 ECU 44 加算器(補正手段) 50 フィルタ処理手段 51 第1の演算手段 52 第2の演算手段 53 加算器(補正手段) C1′ 空燃比制御量 Cf1 第1の空燃比制御量 C2、C2′ 第2の空燃比制御量 V1 第1の空燃比信号 V2 第2の空燃比信号 Vf1 フィルタ処理信号 Reference Signs List 1 engine 9 exhaust pipe 10 catalyst 11 first air-fuel ratio sensor 12 second air-fuel ratio sensor 20 ECU 44 adder (correction means) 50 filter processing means 51 first calculation means 52 second calculation means 53 adder ( Correction means) C1 'Air-fuel ratio control amount Cf1 First air-fuel ratio control amount C2, C2' Second air-fuel ratio control amount V1 First air-fuel ratio signal V2 Second air-fuel ratio signal Vf1 Filter processing signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/14 310 F02D 45/00 358 F02D 45/00 368──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F02D 41/14 310 F02D 45/00 358 F02D 45/00 368
Claims (2)
浄化用の触媒と、 前記触媒の上流側に設けられて前記排気ガスの特定成分
濃度を第1の空燃比信号として検出する第1の空燃比セ
ンサと、 前記触媒の下流側に設けられて前記排気ガスの特定成分
濃度を第2の空燃比信号として検出する第2の空燃比セ
ンサと、 前記第1及び第2の空燃比信号に基づいて空燃比制御量
を演算するECUとを備え、 前記ECUが、 前記第1の空燃比信号に基づいて第1の空燃比制御量を
演算する第1の演算手段と、 前記第2の空燃比信号に基づいて第2の空燃比制御量を
演算する第2の演算手段と、 前記第2の空燃比制御量により前記第1の空燃比制御量
を補正して前記空燃比制御量とする補正手段とを含む内
燃機関用空燃比制御装置において、 前記ECUは、前記第1の空燃比信号を遅れフィルタ処
理するフィルタ処理手段を更に含み、 前記フィルタ処理手段の時定数は、前記第1の空燃比セ
ンサの応答時間の影響を抑制する値に設定されたことを
特徴とする内燃機関用空燃比制御装置。An exhaust gas purifying catalyst inserted in an exhaust system of an internal combustion engine, and a first component provided upstream of the catalyst for detecting a specific component concentration of the exhaust gas as a first air-fuel ratio signal. An air-fuel ratio sensor, a second air-fuel ratio sensor provided downstream of the catalyst to detect a specific component concentration of the exhaust gas as a second air-fuel ratio signal, and the first and second air-fuel ratio signals An ECU for calculating an air-fuel ratio control amount based on the first and second air-fuel ratio control amounts, wherein the ECU calculates a first air-fuel ratio control amount based on the first air-fuel ratio signal; A second calculating means for calculating a second air-fuel ratio control amount based on the air-fuel ratio signal; and correcting the first air-fuel ratio control amount by the second air-fuel ratio control amount to obtain the air-fuel ratio control amount. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: U, the further comprises a filtering means for filtering delays the first air-fuel ratio signal, the time constant of the filtering means is set to suppress values the influence of the response time of the first air-fuel ratio sensor An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.
ラツキは100m秒〜1秒であり、前記フィルタ処理手
段の時定数は、30m秒〜100m秒に設定されたこと
を特徴とする請求項1の内燃機関用空燃比制御装置。2. A method according to claim 1, wherein a variation in response time of said first air-fuel ratio sensor is 100 ms to 1 second, and a time constant of said filter processing means is set to 30 ms to 100 ms. Item 2. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to Item 1.
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Families Citing this family (1)
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Citations (1)
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| US3939654A (en) | 1975-02-11 | 1976-02-24 | General Motors Corporation | Engine with dual sensor closed loop fuel control |
Family Cites Families (2)
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1992
- 1992-10-13 JP JP4274337A patent/JP2866539B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3939654A (en) | 1975-02-11 | 1976-02-24 | General Motors Corporation | Engine with dual sensor closed loop fuel control |
Also Published As
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