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JP3550821B2 - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents
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JP3550821B2 - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
排気浄化用触媒の上流と下流に空燃比センサを設け、上流側空燃比センサで空燃比のフィードバック制御を行なうとともに、その空燃比フィードバック制御に使用する制御定数を、下流側空燃比センサ出力に基づいて修正する、いわゆるダブルOセンサシステムの装置がある(特開昭62−60941号、特開昭63−97851号、特開平3−217636号公報参照)。
【0003】
この装置では、上流側Oセンサ出力とスライスレベルとの比較により、次のようにして空燃比フィードバック補正量αが作られる。
【0004】
(1)リッチからリーンへの反転直後には、空燃比をステップ的にリッチ側に戻すため、前回算出された空燃比フィードバック補正量αより比例分PLだけ大きくされ、またリーンからリッチへの反転直後には空燃比をステップ的にリーン側に戻すため、αが前回値より比例分PRだけ小さくされる。
【0005】
(2)今回も前回と同じリーンであるときは空燃比を徐々にリッチ側に戻すため、αが前回値より積分分IL(IL<PL)だけ大きくされ、また前回もリッチ、今回もリッチであるときは、空燃比を徐々にリーン側に戻すため、αが前回値から積分分IRだけ小さくされる。
【0006】
このようにして作られるαは図19に示すように、周期的な波形となる。
【0007】
一方、空燃比フィードバック制御中に下流側Oセンサ出力に基づいて空燃比フィードバック制御の制御定数(たとえば比例分PL)の修正制御を行うため、下流側Oセンサ出力とスライスレベルとの比較により修正値LPが次のように作られる。
【0008】
リーンであるときは空燃比を全体としてリッチ側にシフトするため、修正値LPが一定値ΔLPずつ大きくされ、またリッチであるときは空燃比をリーン側にシフトするため、修正値LPが一定値ΔLPずつ大きくされる(図19参照)。
【0009】
このようにして作られる修正値LPは、リッチからリーンへの反転直後に比例分PLに加算され、リーンからリッチへの反転直後には比例分PRから減算される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、下流側Oセンサ部での空燃比の動きは、上流側Oセンサ部での空燃比に対して応答遅れを有するので、下流側Oセンサ出力がリッチあるいはリーンと判断している期間(時間やクランク角度)のうち一部分は、応答遅れによる誤判断が生じる。さらに実際の下流側Oセンサ出力では図20に示すようにリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答とで特性が異なるため、リッチと誤判断している期間の長さとリーンと誤判断している期間の長さが異なり、両者の期間差が比較的大きいと、下流側Oセンサ出力が全体としてリッチ寄り、あるいはリーン寄りに誤判断する。その誤判断された結果で空燃比フィードバック制御の制御定数を修正すると、空燃比フィードバック制御は、不要のリッチシフトあるいはリーンシフトを行うことになり、良好な運転性や排気浄化性能を得られない場合が生じ得るのである。
【0011】
ここで、エンジンの諸元や触媒を含む排気系の構成および燃料噴射弁やOセンサの特性、また制御回路の入出力器のフィルタ特性等、この制御定数の修正制御にかかわる各部の特性が明らかであるのなら、前述の不要分の空燃比シフト量を予め実験等により求めておき、実際の制御時には、これを打ち消すように補正を加えることも可能であるが、触媒や下流側Oセンサはエンジンの運転時間が増えるほど劣化してその特性が変化し、また、エンジンの運転条件によって排気流量が変化しても、下流側Oセンサ出力の応答が変化するので、現実には、予め実験等により求めた補正量のみで長期にわたり、あるいはエンジンの幅広い運転条件に対応して、誤判断を防止することは困難である。
【0012】
こうした誤判断を避けるため、下流側Oセンサの応答特性を実際に計測し、その計測結果に基づいて前記制御定数の修正制御の結果をさらに補正することが考えられる。その一例として、エンジンの燃料噴射量の基本信号に矩形波等の応答計測用信号を重畳することによって、このときの下流側Oセンサの応答波形から応答特性を計測するようにしたものが特開平5−187296号公報等に開示されている。
【0013】
しかしながら、このものでは、次の2つの問題がある。
【0014】
1)応答特性の計測時には、少なくとも下流側Oセンサによる制御定数の修正制御は中止する必要がある。
【0015】
2)矩形波を入力とするとき、その中心空燃比を所定の値(理論空燃比が望ましい)に固定する必要がある。ステップ入力であれば、その始点終点の空燃比も所定の値に固定しなければならない。これらの設定が精度良く行われないと、その分だけ応答計測結果に誤差を生じる。
【0016】
こうした2つの問題により、応答計測用信号を入力し、その応答波形をみて下流側Oセンサ出力やそれに基づく制御定数の修正制御結果を変更、調整することは実際には困難である。
【0017】
そこでこの発明は、どの程度のリッチ寄りあるいはリーン寄りの誤判断がなされたのかを知るため、空燃比フィードバック制御の制御定数の修正制御中に下流側空燃比センサ出力のリッチからリーンへの応答期間とリーンからリッチへの応答期間の差を測定し、この応答時間差に応じた補正を空燃比フィードバック制御の制御定数の修正値に加えることにより、下流側空燃比センサ出力にリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の間に大きな応答期間差があっても、良好な運転性や排気浄化性能を得ることを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
第1の発明では、図21に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ31、32と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分PL、PR、積分分IL、IR、上流側空燃比センサと比較するスライスレベルSLF等)を演算する手段33と、前記空燃比フィードバック制御を行う制御域の中にあって空燃比フィードバック制御を行う制御域よりも狭い所定の修正制御域に運転条件があることを条件の一つに含む前記制御定数の修正制御条件の成立時かまたは非成立時かを判定する手段34と、この判定結果より修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサ32の出力に基づいて修正値を演算する手段35と、この修正値で前記基本制御定数を修正して第1の制御定数を演算する手段36と、学習値を記憶する手段38と、前記修正制御条件の成立時に前記修正値に基づいて前記記憶手段38に記憶されている学習値を更新する手段39と、前記修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサ32の出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差(時間差やクランク角度差)を演算する手段40と、この応答差に応じて前記学習値に対する補正値を演算する手段41と、この補正値を記憶する手段42と、この記憶手段42に記憶されている補正値で前記記憶手段38に記憶されている学習値を補正した値を修正値として設定し、この設定された修正値で前記基本制御定数を修正して第2の制御定数を演算する手段43と、前記修正制御条件の成立時には前記第1制御定数を用いて、また前記修正制御条件の非成立時には前記第2制御定数を用いて前記上流側空燃比センサ31の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段44とを設けた。
【0019】
第2の発明では、図22に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ31、32と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分PL、PR、積分分IL、IR、上流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルSLF等)を演算する手段33と、前記下流側空燃比センサ32の出力を遅延させるとともに、この遅延させた値を正の上限値DRと負の下限値DLとの間に制限する手段51と、空燃比フィードバック制御条件の成立時にこの遅延、制限処理された信号に基づいて修正値を演算する手段52と、この修正値で前記基本制御定数を修正して制御定数を演算する手段53と、この制御定数を用いて前記上流側空燃比センサ31の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段54と、前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記遅延、制限処理された信号よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差(時間差やクランク角度差)を演算する手段56と、この応答差に応じて前記上限値と下限値の各基本値DR0、DL0に対する補正値HDを演算する手段57と、この補正値で前記上限値と下限値の各基本値DR0、DL0を2つの基本値DR0、DL0の間の幅を変えることなく補正して前記上限値DRと下限値DLを演算する手段58とを設けた。
【0020】
第3の発明は、第2の発明において、学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにした。
【0021】
第4の発明は、図23に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ31、32と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分PL、PR、積分分IL、IR、上流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルSLF等)を演算する手段33と、空燃比フィードバック制御に使用する制御定数を下流側空燃比センサ32の出力に基づいて修正する制御である修正制御の基本制御定数(修正値の演算の際の増加側へのきざみと減少側への刻みの大きさ、下流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルSLR等)を演算する手段61と、空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサ32の出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差(時間差やクランク角度差)を演算する手段62と、この応答差に応じて前記修正制御の基本制御定数に対する補正値を演算する手段63と、この補正値で前記修正制御の基本制御定数を補正して前記修正制御の制御定数を演算する手段64と、この修正制御の制御定数を用いて修正値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に演算する手段65と、この修正値で前記基本制御定数を修正して空燃比フィードバック制御の制御定数を演算する手段53と、この空燃比フィードバック制御の制御定数を用いて前記上流側空燃比センサ31の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段54とを設けた。
【0022】
第5の発明は、第4の発明において、学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにした。
【0023】
第6の発明は、図24に示すように、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサ31、32と、空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分PL、PR、積分分IL、IR、上流側空燃比センサと比較するスライスレベルSLF等)を演算する手段33と、前記空燃比フィードバック制御を行う制御域の中にあって空燃比フィードバック制御を行う制御域よりも狭い所定の修正制御域に運転条件があることを条件の一つに含む前記修正制御条件の成立時かまたは非成立時かを判定する手段34と、空燃比フィードバック制御に使用する制御定数を下流側空燃比センサの出力に基づいて修正する制御である修正制御の基本制御定数(修正値の演算の際の増加側へのきざみと減少側への刻みの大きさ、下流側空燃比センサ出力と比較するスライスレベルSLR等)を演算する手段61と、前記判定結果より修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサ32の出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差(時間差やクランク角度差)を演算する手段62と、この応答差に応じて前記修正制御の基本制御定数に対する補正値を演算する手段63と、この補正値で前記修正制御の基本制御定数を補正して前記修正制御の制御定数を演算する手段64と、この修正制御の制御定数を用いて修正値を前記修正制御条件の成立時に演算する手段72と、この修正値で前記空燃比フィードバック制御の基本制御定数を修正して第1の制御定数を演算する手段36と、学習値を記憶する手段38と、前記修正制御条件の成立時に前記修正値に基づいて前記記憶手段38に記憶されている学習値を更新する手段39と、前記記憶手段38に記憶されている学習値を修正値として設定し、この設定された修正値で前記空燃比フィードバック制御の基本制御定数を修正して第2の制御定数を演算する手段71と、前記修正制御条件の成立時には前記第1制御定数を用いて、また前記修正制御条件の非成立時には前記第2制御定数を用いて前記上流側空燃比センサ31の出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段44とを設けた。
【0024】
第7の発明は、第6の発明において、学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記修正制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにした。
【0025】
第8の発明は、第1、第4から第7までのいずれか一つの発明において、前記下流側空燃比センサ出力がリーンにある期間とリッチにある期間との差を前記応答差とする。
【0026】
第9の発明は、第1、第4から第7までのいずれか一つの発明において、前記下流側空燃比センサ出力と比較するためのスライスレベルが下限値SLRLと上限値SLRRを有し、前記下流側空燃比センサ出力が前記上限値SLRRから前記下限値SLRLまでを通過するのに要する期間と前記下流側空燃比センサ出力が前記下限値SLRLから前記上限値SLRRまでを通過するのに要する期間との差を前記応答差とする。
【0027】
第10の発明は、第1、第4から第7までのいずれか一つの発明において、前記下流側空燃比センサ出力がリーンとなってから下限ピークに達するまでの期間と前記下流側空燃比センサ出力がリッチになってから上限ピークに達するまでの期間との差を前記応答差とする。
【0028】
第11の発明は、第2または第3の発明において、前記遅延、制限処理された信号がリーンにある期間とリッチにある期間との差を前記応答差とする。
【0029】
第12の発明は、第2または第3の発明において、前記遅延、制限処理された信号と比較するためのスライスレベルが下限値SLRLと上限値SLRRを有し、前記遅延、制限処理された信号が前記上限値SLRRから前記下限値SLRLまでを通過するのに要する期間と前記遅延、制限処理された信号が前記下限値SLRLから前記上限値SLRRまでを通過するのに要する期間との差を前記応答差とする。
【0030】
第13の発明は、第2または第3の発明において、前記遅延、制限処理された信号がリーンとなってから下限ピークに達するまでの期間と前記遅延、制限処理された信号がリッチになってから上限ピークに達するまでの期間との差を前記応答差とする。
【0031】
第14の発明は、第1、第6、第7のいずれか一つの発明において、前記修正制御条件が所定の運転域である。
【0032】
【作用】
修正制御中に求めた学習値には、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスによる影響が乗っているので、修正制御条件の非成立時にそのまま学習値を修正値として制御定数の演算に使用したのでは、理論空燃比からずれてしまうのであるが、第1の発明では、修正制御条件の成立時に、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスを計測してこれに基づく補正値を求めておき、修正制御条件の非成立時になると、この補正値で学習値を補正した値を修正値として設定するので、修正制御条件を外れた運転域においては、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消して、空燃比を理論空燃比に近づけることができる。
【0033】
第2と第4の発明では、補正値を修正制御自体に反映させているため、修正制御を行いつつ下流側空燃比センサ出力の応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができる。
【0034】
第3と第5の発明では、学習値を空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として使用することで、空燃比フィードバック制御条件の成立直後から空燃比フィードバック制御の制御精度が向上する。
【0035】
第6の発明では、補正値を修正制御自体に反映させているため、修正制御を行いつつ下流側空燃比センサ出力の応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができるほか、そのようにして得られた修正制御結果を学習値として用いるので、学習値の補正を行うことなく、修正制御条件を外れた運転域においても、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができる。
【0036】
第7の発明では、学習値を修正制御条件の成立直後の修正値の初期値として使用することで、修正制御条件の成立直後から空燃比フィードバック制御の制御精度が向上する。
【0037】
第9と第12の発明では、リッチからリーンへの応答の速度とリーンからリッチへの応答の速度を計測することになり、応答特性がより明確に現れるため、補正値の精度が向上する。
【0038】
第10と第13の発明では、たとえばリッチからリーンへの反転を検出した制御側が、それまでのリーン化処理(修正値の減少による)よりリッチ化処理(修正値の増大による)に転じてよりその制御が結果として現れる(つまり触媒下流位置の空燃比がリッチ化し始める)までの期間を計測するので、下流側空燃比センサ出力の応答特性が最もよく現れ、これによって補正値の精度が一段と向上する。
【0039】
下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消できるのは、修正制御条件を外れた運転域であるため、第14の発明により、所定の運転域を小さくするほど、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消できる運転域が拡大する。
【0040】
【発明の実施の形態】
図1において、1はエンジン本体で、その吸気通路8には吸気絞り弁5の下流に位置して燃料噴射弁7が設けられ、コントロールユニット(図ではC/Uで略記)2からの噴射信号により運転条件に応じて所定の空燃比となるように、吸気中に燃料を噴射供給する。
【0041】
コントロールユニット2にはクランク角センサ4からのRef信号(基準位置信号)とPos信号(1°信号)、エアフローメータ6からの吸入空気量信号、水温センサ11からのエンジン冷却水温信号等が入力され、これらに基づいて基本噴射パルス幅Tpを算出するとともに、排気通路9の三元触媒10の上流側に設置した酸素センサ3からの空燃比(酸素濃度)信号に基づいて空燃比のフィードバック制御を行い、さらにその空燃比フィードバック制御に使用する比例分を、三元触媒10の下流側に設置した酸素センサ13からの空燃比(酸素濃度)信号により修正する。
【0042】
ここで、空燃比フィードバック制御は、排気空燃比が理論空燃比を中心として周期的に振らすようにした制御であり、このとき排気通路9に設けた三元触媒10が最大の転換効率をもって、排気中のNOxの還元とHC、COの酸化を行う。
【0043】
図2のフローチャートは上流側Oセンサ出力OSR1に基づいて空燃比フィードバック補正係数αを計算するためのルーチンで、回転同期(Ref信号同期)、あるいは所定時間ごと(たとえば4msごと)で実行する。
【0044】
S10では、空燃比のフィードバック制御条件が成立しているかどうかをみる。▲1▼冷却水温Twが所定値以下のとき、▲2▼上流側Oセンサが不活性のとき、▲3▼高負荷時等はいずれも空燃比フィードバック制御条件の成立しない場合であり、このときはS25に進んで、αに1を入れて(αをクランプ)、図2のフローを終了する。
【0045】
上記の▲1▼〜▲3▼等のいずれでもないとき(空燃比フィードバック制御条件の成立時)はS11に進んで上流側Oセンサ出力OSR1をA/D変換して取り込み、S12においてOSR1とスライスレベルSLFを比較する。OSR1>SLFであればリッチ側にあると判断し、S13でフラグAFF1に“1”を入れ、OSR1≦SLFであるときはリーン側にあると判断し、S14においてフラグAFF1に“0”を入れる。AFF1=0はリーン側にあることを、AFF1=1はリッチ側にあることを表す。
【0046】
S15ではフラグAFF0の値を読み込む。フラグAFF0は前回に空燃比がリッチあるいはリーンのいずれの側にあったかを示すフラグであり、AFF0=0は前回リーン側にあったことを、AFF0=1は前回リッチ側にあったことを表す。
【0047】
S16では2つのフラグAFF0、AFF1を比較し、両者の値が等しくないときは、OSR1がリッチからリーンへの反転直後あるいはその反対にリーンからリッチへの反転直後にあると判断し、S17で比例分PL、PRを演算する。この比例分PL、PRの演算は図3のフローチャートで説明する。
【0048】
図3のS30では比例分の基本値PL0、PR0を読み込む。PL0、PR0は、上流側Oセンサ3や触媒10に劣化のない状態でマッチングしたときの基本値で、図4、図5に示したように回転数Neとエンジン負荷相当の基本噴射パルス幅Tpとをパラメータとするマップで割り付けており、このマップを検索して求める。
【0049】
S31では比例分修正制御条件(図7のS40でまとめて説明する)かどうかみて、比例分修正制御条件の成立時は、S32、S33で修正値LPを読み込み、基本値PL0に修正値LPを加算した値を比例分PL、また基本値PR0から修正値LPを差し引いた値を比例分PRとおくことによって比例分PL、PRを演算し、そのあと図2のS18に戻る。
【0050】
これに対して比例分修正制御条件の非成立時には、S31からS34、S35に進んで、学習値LPAを読み込み、これをLPとおく。なお、S34、S35の補正値HLPについては後述する。
【0051】
図2に戻りS18ではフラグAFF1の値をみる。AFF1=0であればリッチからリーンへの反転直後にあると判断し、S19で空燃比フィードバック補正係数α(初期値は0)を比例分PLだけ大きくし、またAFF1=1であるときはリーンからリッチへの反転直後にあると判断し、S20においてαを比例分PRだけ小さくする。
【0052】
一方、2つのフラグAFF0、AFF1の値が等しいときは、反転直後でないと判断し、S21に進んで、フラグAFF1の値をみる。AFF1=0であれば前回、今回ともリーンであると判断し、S22でαを積分分ILだけ大きくし、またAFF1=1であるときは前回、今回ともリッチであると判断し、S23においてαを積分分IRだけ小さくする。
【0053】
S24ではAFF1の値をAFF0に移して図2のフローを終了する。
【0054】
図7のフローチャートは、上記の修正値LPを演算するためのもので、図2、図3とは独立にRef信号に同期して実行する。
【0055】
S40では比例分修正制御条件かどうかをみる。▲4▼下流側Oセンサが非活性のとき、▲5▼運転条件が所定の比例分修正制御域にないとき、▲6▼運転条件の変化が所定の範囲より大きいとき等に比例分修正制御条件が非成立となる。▲5▼の比例分修正制御域Aは、図6に示したように、学習値LPAの算出に関しノイズ(上流側Oセンサや触媒の劣化以外の要因による理論空燃比からのずれ)の少ない領域を設定しておけばよい。
【0056】
比例分修正制御条件の成立時は、S41以降に進むが、S41〜S54は図2のS11〜S16、S18〜S24とほぼ同様である。
【0057】
S41では下流側Oセンサ出力OSR2を読み込み、このOSR2をS42においてスライスレベルSLRと比較する。OSR2>SLRであれば、S43でフラグAFR1に“1”を、またOSR2≦SLRであるときは、S44においてフラグAFR1に“0”を入れる。AFR1=0はリーン側に、またAFR1=1はリッチ側にあることを表している。
【0058】
S45ではフラグAFR0の値を読み込む。AFF0=0は前回にリーン側にあったことを、またAFF0=1は前回リッチ側にあったことを表す。
【0059】
S46では2つのフラグAFR0、AFR1を比較し、両者の値が等しいときは、反転直後でないと判断し、S51に進んで、フラグAFR1の値をみる。AFR1=0であれば前回、今回ともリーンであると判断し、S52で修正値LP(初期値は0)を所定値DLPだけ増加させ、またAFF1=1であるときは前回、今回ともリッチであると判断し、S53においてLPを所定値DLPだけ減少させる。
【0060】
これに対して、2つのフラグAFR0、AFR1の値が等しくないときは、OSR1が反転した直後にあると判断し、S47に進んでフラグAFR1の値をみる。AFR1=0であればリッチからリーンへの反転直後にあると判断し、S48、S49に進み、またまたAFR1=1であるときはリーンからリッチへの反転直後にあると判断し、S50に進む。
【0061】
ここで、図2のS19、S20に相当する部分が図7のほうにないため、修正値LPは、αと相違して図10に示したように、漸増と漸減とを繰り返す波形となる。
【0062】
その一方で、図2にないS48、S49、S50が図7に追加されている。
【0063】
図7においてS50へと流れるのは図10においてt2、t4のタイミング(リーンからリッチへの反転直後)であり、このタイミングでのLPをLPRに移すと、LPRにはLPの最新の極大値が入る。
【0064】
また、S48、S49へと流れるのは図10においてt1、t3のタイミング(リッチからリーンへの反転直後)であり、このタイミングでのLP(つまりLPの極小値)とLPRの平均値LPMを求め、この平均値LPMから学習値LPAを、
LPA←LPM×n+LPA×(1−n) …(1)
ただし、n:加重平均係数(n<1)
の式により計算する。学習値LPAはバックアップRAMに記憶させる。
【0065】
S54では次回制御のためAFR1の値をAFR0に移したあとで、比例分PL、PRの演算を終了する。
【0066】
図11のフローチャートは、燃料噴射パルス幅Tiを演算するためのもので、たとえば4ms周期で実行する。
【0067】
S1では吸入空気量Qaと回転数Neを読み込み、これらから基本噴射パルス幅TpをTp=K・Qa/Ne(ただしKは定数)の式により求め、このTpをS3において各種補正係数の和Co、空燃比フィードバック補正係数αおよび無効パルス幅Tsで補正することにより燃料噴射パルス幅Tiを算出し、これをS4においてレジスタにセットすることで、クランク角センサの出力にしたがって所定の噴射タイミングでの噴射に備える。
【0068】
このようにして、上流側Oセンサや触媒に劣化のない状態でマッチングして得た基本値PL0、PR0と上流側Oセンサや触媒の劣化状況を考慮するための修正値LPとから比例分PL、PRを算出(図3のS33)する場合に、修正値LPとして、比例分修正制御中であれば、触媒下流位置の空燃比に応じて算出した値をそのまま使用し(図3のS32、図7)、比例分修正制御中でなくなると、学習値LPAを使用している(図3のS35)。
【0069】
なお、運転条件によって適正な比例分の値が異なることについては、基本値PL0、PR0を運転条件により領域分けしたマップ(ROM)に記憶しておく(すなわち、各領域毎に基本値をマッチングしておく)ことで対処し、修正値LP、学習値LPAを領域毎に算出することはないので、運転中に更新される値が、LPとLPAだけとなり、RAMに確保するメモリが2つで済んでいる。
【0070】
さて、比例分修正制御中に算出した学習値LPAには、下流側Oセンサの応答特性のアンバランスによる影響が乗っているので、そのままLPAを修正値LPとして比例分の算出に使用したのでは、理論空燃比からずれてしまう。このずれを防ぐため本発明では学習値LPAに対する補正値HLPを新たに導入する。具体的には、図3のS34、S35を変更するとともに、図8のフローを新たに追加している。
【0071】
図8のフローチャートは、補正値HLPを演算するためのもので、図2、図7とは独立に、一定時間Δt毎に実行する。なお、図7と同一の部分には同一の番号を付しており、図7と異なる部分を主に説明する。
【0072】
補正値HLPの演算は比例分修正制御中であることを条件として行う(S60)。比例分修正制御中を条件としてHLPの演算を行うのは、比例分修正制御中は下流側Oセンサの応答特性のアンバランスの影響が補正されずにそのまま理論空燃比からのずれとして生じているからである。
【0073】
比例分修正制御中であれば、リッチからリーンへの反転時にS46、S47からS62へと進んでカウンタT1を0にリセットし、リーンにあるあいだS46、S51からS68へと進んでカウンタT1をΔtずつ加算することで、カウンタT1により空燃比がリーンにある時間を計測する(図10参照)。
【0074】
同様にして、リーンからリッチへの反転時にS46、S47からS63へと進んでカウンタT2を0にリセットし、リッチにあるあいだS46、S51からS69へと進んでカウンタT2をΔtずつ加算することで、T2により空燃比がリッチにある時間を計測する(図10参照)。
【0075】
反転時には、S46からS61へと進んでT1とT2の差ΔTを計算し、その差ΔTをS64、S65において積算値SUMT(初期値は0)に加算するとともに、カウンタC(初期値は0)をカウントアップする。これらのSUMT、CからS66、S67では、
TUB=SUMT/C …(2)
の式により、比例分修正制御中での応答差の平均値TUBを計算し、このTUBから図9のテーブルを検索して補正値HLPを求め、これをバックアップRAMに記憶する。
【0076】
下流側Oセンサの応答差とそれによる空燃比シフト量(理論空燃比からのずれのこと)との関係、およびその空燃比シフトを解消するための補正値HLPは、実験等によって予め求めておくことができるので、応答差に対応させて補正値HLPを設定するテーブルを予め作っておくことができ、現在の応答差(の平均値)TUBに対応する補正値HLPをこのテーブルから検索するのである。
【0077】
なお、応答差が0のとき補正値HLPが0になるとは限らない。空燃比フィードバック制御の制御定数(たとえばPL0、PR0)のマッチングを行ったときの応答差と等しい応答差のときは補正値HLPが0となるものの、この応答差とのずれが生じたときにこのずれによる空燃比シフトを解消するため、0でない値の補正値HLPが図8のフローにより算出されるわけである。
【0078】
なお、図8のフローでは、細かい点は省略した。実際には、補正値HLPの算出条件が前回非成立で今回成立の場合、T1、T2をいずれもリセットする処理や、HLPの算出条件成立からの経過時間が短く、T1、T2のどちらかが0(つまり計測が行われていない)場合にS61、S64〜S67の処理を行わないようにする処理等が必要になる。
【0079】
このようにして得た補正値HLPは、図3において比例分修正制御条件の非成立時になると、S34、S35で学習値LPAとともに読み込み、学習値LPAに補正値HLPを加算した値を修正値LPとして設定する。
【0080】
このようにして、第1実施形態では、下流側Oセンサの応答特性のアンバランスの影響が補正されずにそのまま出ている比例分修正制御中に、下流側Oセンサの応答特性のアンバランスを計測してこれに基づく補正値HLPを求めておき、比例分修正制御中以外の運転域になると、この補正値HLPで学習値LPAを補正した値を修正値LPとして設定することで、当該運転域においては、下流側Oセンサの応答特性のアンバランスの影響を解消して、空燃比を理論空燃比に近づけるのである。
【0081】
なお、第1実施形態では、図6に示した比例分修正制御域Aの全域で補正値HLPの算出を行っているが、制御域A内のさらに狭い領域でだけ補正値HLPの算出を行わせるようにしてもかまわない。
【0082】
さて、第1実施形態は、図12(A)に示したように、リーンにある時間T1とリッチにある時間T2を計測し、これらの時間差ΔTを応答差とするものであるが、本発明はこれに限られるものでない。なお、OSR2の波形は単に傾向を表すだけのもので、実際の波形とは異なる。
【0083】
図12(B)のように、OSR2と比較するためのスライスレベルに下限値SLRLと上限値SLRRを設け、OSR2がSLRRからSLRLまでを通過するに要する時間T1と、この逆にOSR2がSLRLからSLRRまでを通過するに要する時間T2とを計測し、両者の時間差を応答差とするもの(第2実施形態)、また図12(C)のように、リーンとなってからOSR2が下限ピークに達するまでの時間T1と、リッチになってからOSR2が上限ピークに達するまでの時間T2とを計測し、両差の時間差を応答差とするもの(第3実施形態)であってもかまわない。
【0084】
ここで、図12(B)に示した方法は、リッチからリーンへの応答の速度とリーンからリッチへの応答の速度を計測することになり、図12(A)の方法より応答特性が明確に現れるというメリットを有するのに対し、2つのスライスレベルSLRL、SLRRとOSR2との比較という処理が新たに加わるので、図12(A)の方法よりも処理は少しだけ複雑になる。図12(C)の方法は、たとえばリッチからリーンへの反転を検出した制御側が、それまでのリーン化処理(LP減少による)よりリッチ化処理(LP増大による)に転じてよりその制御が結果として現れる(つまり触媒下流位置の空燃比がリッチ化し始める)までの時間を計測するもので、下流側Oセンサの応答特性が3つの中では最もよく現れる計測方法であるが、OSR2のピーク位置を検出する処理が必要であり、3つの方法の中では最も複雑な処理になる。このように、異なる方法で応答特性を計測すれば異なる応答差が得られるので、どの方法を用いるかによってHLPテーブルも全く異なるものになる。
【0085】
図13、図15、図16の各フローチャートは第4実施形態で、図13は図3に、図15は図7のうち修正値LPを演算する部分に、また図16は図7のうち学習値LPAを演算する部分および図8に対応する。
【0086】
第4実施形態の方法は、図18に示したように、基本的には図12(C)と同じで、反転時よりOSR2がピークに達するまでの時間を計測するものである。
【0087】
ただし、時間計測を開始するのは、OSR2の反転するタイミングでなく、ディレイカウンタCAFRの符号(正と負)の反転するタイミングである点が図12(C)と異なっている。なお、ディレイカウンタCAFRは、後述するようにOSR2を時間的に遅らせた信号(波形そのものはOSR2と異なる)である。
以下、第1実施形態との違いを主に説明する。
【0088】
まず、図13のS70では比例分の基本値PL0、PR0と学習値LPAを読み込む。
【0089】
ここで、第1実施形態ではPL0、PR0が運転条件に応じたマップ値、学習値LPAが全運転域で1つの値であったが、第4実施形態のPL0、PR0は全運転域で1つの値、学習値LPAは図14に示したように運転条件に応じたマップ値(各学習領域毎の学習値を持つ)である。
【0090】
また、図13には図3のS31がないことから、空燃比フィードバック制御が行われる全運転域において基本的にはS70からS32、S33と流れて、比例分PL、PRの修正制御を実行する。空燃比フィードバック制御が行われる全運転域において比例分PL、PRの修正制御を実行するのであれば、運転条件の差異に基づく理論空燃比のずれも上流側Oセンサや触媒の劣化状況に基づく理論空燃比のずれも、ともに修正値LPにより修正されて適正な比例分が得られる(空燃比が理論空燃比に収束する)ので、S70で読み込む比例分の基本値PL0、PR0は運転条件によらない定数でよいわけである。もちろん、第1実施形態と同じに、PL0、PR0をマップ値とおいてもかまわない。
【0091】
さらに、図13ではS71、S72を追加しており、空燃比フィードバック制御条件の成立直後の1回目(あるいは運転条件が図14において1つの学習領域からこれと異なる他の学習領域に移行した直後の1回目)に、学習値LPAを修正値LPに移している。ここでの学習値LPAの使い方は、第1実施形態と異なり、学習値LPAを修正値LPの初期値として使用することで、空燃比フィードバック制御条件の成立直後あるいは他の学習領域を移行した直後の空燃比フィードバック制御の制御精度向上に寄与するものである。
【0092】
図15のフローチャートに移ると、これは図6と相違して所定時間Δt毎に実行する。
【0093】
S42、S83〜S88はOSR2の信号を遅延させる処理を行う部分で、OSR2>SLRよりリッチにあるときS83でディレイカウンタCAFRを所定時間Δtずつ増加し、S84、S85においてCAFRが上限値(正の値)DRを超えるときはDRに制限する。同様にして、OSR2≦SLRよりリーンのときはS86でディレイカウンタCAFRを所定時間Δtずつ減少させ、S87、S88においてCAFRが下限値(負の値)DLより小さくなるときはDLに制限する。この結果、ディレイカウンタCAFRは、図18に示したように、OSR2よりも遅れた信号(波形そのものはOSR2と異なる)として得られる。
【0094】
このようにして得たCAFRを、OSR2の代わりに用いるのであり、S89ではCAFRと0とを比較し、CAFRが0より小さいときは、S52で修正値LPをDLPずつ増加し、またCAFRが0以上のときはS53においてLPをDLPずつ減少させることによって、LPを演算する。なお、飛ばしたS81、S82は後述する。
【0095】
図16のフローチャートでは、S90、S91、S92、S93、S48、S49、S50(残りは後述)が学習値LPAの演算に関係する部分である(図7と同一部分には同一の番号を付している)。
【0096】
S90で空燃比フィードバック制御条件かどうかみて、空燃比フィードバック制御条件の成立時にはS91に進み、学習条件が成立するかどうかみる。
【0097】
学習条件の非成立時(運転条件の変化が所定の範囲より大きいとき等)には、学習値LPAを算出することなく、図16のフローを終了し、学習条件の成立時に最終的にS49に進んで、学習値LPAの算出を行っている。第1実施形態の比例分修正制御では、その比例分修正制御中に学習値LPAを算出することが重要であるのに対し、第4実施形態では、比例分修正制御を行うこと自体が重要であり、学習値LPAの算出は2次的なものであるため、比例分修正制御の中に学習値の算出精度を確保するための条件(具体的には運転条件変化が所定の範囲より大きいか否か等)を入れていない。つまり、可能な限り比例分修正制御を行わせ、その中で学習条件が成立したら、学習値LPAの算出を行うのである。
【0098】
なお、図16のS49における学習値LPAは、現在の運転条件が属する学習領域に対応する学習値をLPAマップから検索し、その検索した値を更新して得た値を最新の学習値としてLPAマップの同じ学習領域に書き込むことなる。
【0099】
このようにして、比例分修正制御を行う場合においても、修正値LP(および学習値LPA)に下流側O センサの応答特性のアンバランスによる影響が乗ってしまうため、第4実施形態では、ディレイカウンタの上限値、下限値に対する補正値HDを導入し、この補正値HDによって、下流側O センサ出力の応答特性のアンバランスの影響がなくなるようにディレイカウンタ上限値とディレイカウンタ下限値の比率を補正値HDにより変化させる。詳細には、図16において、学習値LPAに関係する部分以外の部分と、図15のS81、S82を新たに追加している。ただし、図16において図8と同じ部分には同じ番号を付している。
【0100】
図16において、S91で学習条件の非成立時には、補正値HDを算出しない。
【0101】
学習条件の成立時には、リッチからリーンへの反転時にS92、S93からS62へと進んでカウンタT1を0にリセットし、リーンにあるあいだかつOSR2が減少中に限ってS92、S95、S96からS68へと進んでカウンタT1をΔtずつ加算する。同様にして、リーンからリッチへの反転時にS92、S93からS63へと進んでカウンタT2を0にリセットし、リッチにあるあいだかつOSR2が増大中に限ってS92、S95、S97からS69へと進んでカウンタT2をΔtずつ加算する。
【0102】
反転時には、S92からS61へと進んでT1とT2の差ΔTを計算し、その差ΔTをS64、S65において積算値SUMTに加算するとともに、カウンタCをカウントアップする。これら2つの値からS66では、上記の(2)式により、学習条件成立時の応答差の平均値TUBを計算し、このTUBからS94において図17のテーブルを検索して補正値HDを求め、これをバックアップRAMに記憶する。
【0103】
このようにして記憶させた補正値HDを、図15のS8、S8において読み込み、この補正値HDをディレイカウンタ上限値の基本値DR0に加算した値をディレイカウンタ上限値DRとして、またディレイカウンタ下限値の基本値DL0HDを加算した値をディレイカウンタ下限値DLとして求める。DR0とDL0の絶対値は同じ大きさの値であるため、DR0とDL0に加える補正値HDの大きさを変えるとDRとDLの大きさ(絶対値)の比率が変化するわけである。
【0104】
このようにして、第4実施形態では、補正値HDを比例分修正制御の中で用いるディレイカウンタ下限値DL、上限値DRに反映(つまり補正値HDを比例分修正制御自体に反映)させているため、比例分修正制御を行いつつ下流側Oセンサの応答特性のアンバランスによる影響を補正値HDによってなくすことができる。
【0105】
このことは、補正値HDを比例分修正制御の他の制御定数(LP算出の際の増加側へのきざみと減少側への刻みの大きさであるDLP、スライスレベルSLR等)に反映させるようにする場合も同様である。なお、DL、DRも比例分修正制御の制御定数である。
【0106】
第1実施形態では、比例分修正制御を行わないとき(所定運転域A以外のとき)に限り下流側Oセンサの応答特性のアンバランスによる影響を補正値HLPにより無くすことができることを前述したが、このことは、補正値HLPを空燃比フィードバック制御の他の制御定数(積分分IL、IR、スライスレベルSLF等)に反映させるようにする場合も同様である。
【0107】
また、空燃比フィードバック制御の制御定数の修正制御を行う所定領域を第1実施形態のように設定し、第2実施形態のように補正値HDを制御定数の修正制御自体に反映させ、所定領域での修正制御中に得られた学習値をそのまま(補正なし)、修正制御を行わない領域での空燃比フィードバック制御に反映させるようにすることもできる。
【0108】
【発明の効果】
修正制御中に求めた学習値には、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスによる影響が乗っているので、修正制御条件の非成立時にそのまま学習値を修正値として制御定数の演算に使用したのでは、理論空燃比からずれてしまうのであるが、第1の発明では、修正制御条件の成立時に、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスを計測してこれに基づく補正値を求めておき、修正制御条件の非成立時になると、この補正値で学習値を補正した値を修正値として設定するので、修正制御条件を外れた運転域においては、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消して、空燃比を理論空燃比に近づけることができる。
【0109】
第2と第4の発明では、補正値を修正制御自体に反映させているため、修正制御を行いつつ下流側空燃比センサ出力の応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができる。
【0110】
第3と第5の発明では、学習値を空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として使用することで、空燃比フィードバック制御条件の成立直後から空燃比フィードバック制御の制御精度が向上する。
【0111】
第6の発明では、修正制御を行いつつ下流側空燃比センサ出力の応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができるほか、学習値の補正を行うことなく、修正制御条件を外れた運転域においても、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスによる影響をなくすことができる。
【0112】
第7の発明では、学習値を修正制御条件の成立直後の修正値の初期値として使用することで、修正制御条件の成立直後から空燃比フィードバック制御の制御精度が向上する。
【0113】
第9と第12の発明では、リッチからリーンへの応答の速度とリーンからリッチへの応答の速度を計測することになり、応答特性がより明確に現れるため、補正値の精度が向上する。
【0114】
第10と第13の発明では、たとえばリッチからリーンへの反転を検出した制御側が、それまでのリーン化処理(修正値の減少による)よりリッチ化処理(修正値の増大による)に転じてよりその制御が結果として現れる(つまり触媒下流位置の空燃比がリッチ化し始める)までの期間を計測するので、下流側空燃比センサ出力の応答特性が最もよく現れ、これによって補正値の精度が一段と向上する。
【0115】
下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消できるのは、修正制御条件を外れた運転域であるため、第14の発明により、所定の運転域を小さくするほど、下流側空燃比センサの応答特性のアンバランスの影響を解消できる運転域が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の制御システム図である。
【図2】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明するためのフローチャートである。
【図3】比例分PL、PRの演算を説明するためのフローチャートである。
【図4】比例分の基本値PL0のマップを表す図である。
【図5】比例分の基本値PR0のマップを表す図である。
【図6】所定運転域Aの領域図である。
【図7】修正値LPの演算を演算するためのフローチャートである。
【図8】補正値HLPの演算を説明するためのフローチャートである。
【図9】補正値HLPのテーブルを表す図である。
【図10】第1実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図11】燃料噴射パルス幅Tiの演算を説明するための波形図である。
【図12】3つの実施形態による応答差を求める方法の違いを説明するための波形図である。
【図13】第4実施形態の比例分PL、PRの演算を説明するためのフローチャートである。
【図14】学習値LPAのマップを表す図である。
【図15】第4実施形態の修正値LPの演算を説明するためのフローチャートである。
【図16】第4実施形態の補正値HDの演算を説明するためのフローチャートである。
【図17】補正値HDのテーブルを表す図である。
【図18】第4実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図19】従来のOセンサ出力OSR1、OSR2、空燃比フィードバック補正係数α、修正値PL、PRの各波形図である。
【図20】下流側Oセンサ出力の応答波形図である。
【図21】第1の発明のクレーム対応図である。
【第22】第2の発明のクレーム対応図である。
【図23】第4の発明のクレーム対応図である。
【第24】第6の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
2 コントロールユニット
3 上流側Oセンサ(上流側空燃比センサ)
4 クランク角センサ
6 エアフローメータ
7 燃料噴射弁
9 排気通路
10 三元触媒
13 下流側Oセンサ(下流側空燃比センサ)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine.
[0002]
[Prior art]
Air-fuel ratio sensors are provided upstream and downstream of the exhaust gas purification catalyst.The air-fuel ratio feedback control is performed by the upstream air-fuel ratio sensor, and the control constant used for the air-fuel ratio feedback control is determined based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor. So-called double O 2 There is a sensor system device (see JP-A-62-60941, JP-A-63-97851, and JP-A-3-217636).
[0003]
In this device, the upstream O 2 By comparing the sensor output with the slice level, the air-fuel ratio feedback correction amount α is generated as follows.
[0004]
(1) Immediately after inversion from rich to lean, in order to return the air-fuel ratio to the rich side in a stepwise manner, the air-fuel ratio feedback correction amount α calculated last time is increased by a proportional amount PL, and the inversion from lean to rich is performed. Immediately afterward, in order to gradually return the air-fuel ratio to the lean side, α is reduced by a proportional amount PR from the previous value.
[0005]
(2) In this case, when the air-fuel ratio is the same lean as the previous time, the air-fuel ratio is gradually returned to the rich side, so that α is increased by the integral IL (IL <PL) from the previous value. At some point, α is reduced from the previous value by an integral amount IR to gradually return the air-fuel ratio to the lean side.
[0006]
The α thus formed has a periodic waveform as shown in FIG.
[0007]
On the other hand, during the air-fuel ratio feedback control, the downstream O 2 In order to perform the correction control of the control constant (for example, the proportional component PL) of the air-fuel ratio feedback control based on the sensor output, the downstream O 2 By comparing the sensor output with the slice level, a correction value LP is created as follows.
[0008]
When lean, the air-fuel ratio is shifted to the rich side as a whole, so that the correction value LP is increased by a constant value ΔLP. When rich, the air-fuel ratio is shifted to the lean side, so the correction value LP is constant. It is increased by ΔLP (see FIG. 19).
[0009]
The correction value LP thus created is added to the proportional component PL immediately after the inversion from rich to lean, and is subtracted from the proportional component PR immediately after the inversion from lean to rich.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, downstream O 2 The movement of the air-fuel ratio at the sensor is 2 Since there is a response delay with respect to the air-fuel ratio at the sensor, 2 In a part of the period (time or crank angle) in which the sensor output is determined to be rich or lean, an erroneous determination occurs due to a response delay. Furthermore, the actual downstream O 2 As shown in FIG. 20, the characteristics of the sensor output are different between the response from rich to lean and the response from lean to rich. If the period difference between the two is relatively large, the downstream O 2 An erroneous determination is made that the sensor output as a whole is rich or lean. If the control constant of the air-fuel ratio feedback control is corrected based on the result of the erroneous determination, the air-fuel ratio feedback control will perform an unnecessary rich shift or a lean shift, and good driving performance and exhaust purification performance cannot be obtained. Can occur.
[0011]
Here, the specifications of the engine, the configuration of the exhaust system including the catalyst, the fuel injection valve and the O 2 If the characteristics of each part related to the correction control of this control constant, such as the characteristics of the sensor and the filter characteristics of the input / output unit of the control circuit, are clear, the above-mentioned unnecessary air-fuel ratio shift amount is determined in advance by experiments or the like. At the time of actual control, it is possible to make a correction so as to cancel this. 2 The sensor deteriorates and its characteristics change as the operating time of the engine increases, and even if the exhaust gas flow rate changes due to the operating conditions of the engine, the downstream O 2 Since the response of the sensor output changes, it is actually difficult to prevent an erroneous determination over a long period of time or in response to a wide range of operating conditions of the engine using only the correction amount obtained in advance through experiments or the like.
[0012]
To avoid such misjudgments, the downstream O 2 It is conceivable that the response characteristic of the sensor is actually measured, and the result of the correction control of the control constant is further corrected based on the measurement result. As an example, by superimposing a response measurement signal such as a rectangular wave on the basic signal of the fuel injection amount of the engine, the downstream O 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-187296 discloses a technique for measuring a response characteristic from a response waveform of a sensor.
[0013]
However, this has the following two problems.
[0014]
1) When measuring the response characteristics, at least the downstream O 2 Correction control of the control constant by the sensor needs to be stopped.
[0015]
2) When a rectangular wave is input, it is necessary to fix the center air-fuel ratio to a predetermined value (preferably a stoichiometric air-fuel ratio). In the case of a step input, the air-fuel ratio at the start point and the end point must also be fixed at a predetermined value. If these settings are not made with high accuracy, an error will occur in the response measurement result.
[0016]
Due to these two problems, a signal for response measurement is input, and the response waveform is observed. 2 It is actually difficult to change and adjust the sensor output and the control result based on the modification of the control constant.
[0017]
Accordingly, the present invention provides a response period from the rich-to-lean output of the downstream air-fuel ratio sensor during the correction control of the control constant of the air-fuel ratio feedback control in order to know how rich or lean the misjudgment was made. And the response time from lean to rich is measured, and a correction according to this response time difference is added to the correction value of the control constant of the air-fuel ratio feedback control, so that the output from the downstream air-fuel ratio sensor changes from rich to lean. The purpose of the present invention is to obtain good driving performance and exhaust gas purification performance even when there is a large response period difference between the response from the lean and the rich.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the first invention, as shown in FIG. 21, the air-fuel ratio sensors 31 and 32 on the upstream and downstream sides of the catalyst and the basic control constants of the air-fuel ratio feedback control (for example, proportional components PL and PR, integral component IL, Means 33 for calculating IR, a slice level SLF to be compared with the upstream air-fuel ratio sensor, etc.) One of the conditions is that there is an operation condition in a predetermined correction control region which is in the control region for performing the air-fuel ratio feedback control and is narrower than the control region for performing the air-fuel ratio feedback control. Means 34 for determining whether the correction control condition of the control constant is satisfied or not, and calculating a correction value based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32 when the correction control condition is satisfied based on the determination result. Means 35, means 36 for calculating the first control constant by correcting the basic control constant with the corrected value, means 38 for storing the learning value, and based on the corrected value when the corrected control condition is satisfied. Means 39 for updating the learning value stored in the storage means 38; and a difference between a response from rich to lean and a response from lean to rich from the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32 when the correction control condition is satisfied. (A time difference or a crank angle difference), a means 41 for calculating a correction value for the learning value according to the response difference, a means 42 for storing the correction value, and a storage means 42 A value obtained by correcting the learning value stored in the storage means 38 with the stored correction value is set as a correction value, and the basic control constant is corrected with the set correction value to set a second control constant. Means 43 for calculating, based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 using the first control constant when the modified control condition is satisfied, and using the second control constant when the modified control condition is not satisfied. Means 44 for performing feedback control of the air-fuel ratio.
[0019]
In the second invention, as shown in FIG. 22, the air-fuel ratio sensors 31 and 32 on the upstream and downstream sides of the catalyst and the basic control constants of the air-fuel ratio feedback control (for example, proportional components PL and PR, integral component IL, IR, a slice level SLF to be compared with the output of the upstream air-fuel ratio sensor, etc.), and the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32 is delayed. 51, means 52 for calculating a correction value based on the delayed and limited signal when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, and the basic control constant Means 53 for calculating a control constant by correcting the air-fuel ratio, means 54 for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 using the control constant, Means 56 for calculating the difference (time difference or crank angle difference) between the response from rich to lean and the response from lean to rich based on the delayed and limited signal when the feedback control condition is satisfied. Means 57 for calculating a correction value HD for each of the basic values DR0 and DL0 of the upper limit and the lower limit, and calculating the basic values DR0 and DL0 of the upper and lower limits by the correction value. Without changing the width between the two base values DR0, DL0 Means 58 for correcting and calculating the upper limit DR and the lower limit DL is provided.
[0020]
In a third aspect based on the second aspect, the learning value is updated and stored based on the correction value when the learning condition is satisfied, and the learned value is stored immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. It was used as the initial value of the correction value.
[0021]
In the fourth invention, as shown in FIG. 23, the air-fuel ratio sensors 31 and 32 on the upstream and downstream sides of the catalyst and the basic control constants of the air-fuel ratio feedback control (for example, proportional components PL, PR, integral IL, Means 33 for calculating IR, a slice level SLF to be compared with the output of the upstream air-fuel ratio sensor, and the like; This control corrects a control constant used for the air-fuel ratio feedback control based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32. Means 61 for calculating a basic control constant of the correction control (a step toward the increasing side and a step toward the decreasing side when calculating the correction value, a slice level SLR to be compared with the output of the downstream air-fuel ratio sensor, etc.); Means 62 for calculating a difference (time difference or crank angle difference) between a rich-to-lean response and a lean-to-rich response from the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32 when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied; According to the correction control Basic Means 63 for calculating a correction value for the control constant, and correcting the basic control constant of the correction control with the correction value Of the correction control Means 64 for calculating a control constant; Correction control Using control constants Repair Means 65 for calculating a positive value when said air-fuel ratio feedback control condition is satisfied; Means 53 for calculating the control constant of the air-fuel ratio feedback control by correcting the basic control constant with this correction value, and controlling the air based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 Means 54 for performing feedback control of the fuel ratio; Was provided.
[0022]
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the learning value is updated and stored based on the correction value when the learning condition is satisfied, and this learning value is stored immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. It was used as the initial value of the correction value.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, as shown in FIG. 24, the air-fuel ratio sensors 31 and 32 on the upstream and downstream sides of the catalyst and the basic control constants of the air-fuel ratio feedback control (for example, proportional PL, PR, integral IL, Means 33 for calculating IR, a slice level SLF to be compared with the upstream air-fuel ratio sensor, etc.) One of the conditions is that there is an operation condition in a predetermined correction control region which is in the control region for performing the air-fuel ratio feedback control and is narrower than the control region for performing the air-fuel ratio feedback control. Means 34 for determining whether the correction control condition is satisfied or not, This control corrects the control constant used for air-fuel ratio feedback control based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor. Means 61 for calculating a basic control constant of the correction control (a step toward the increasing side and a step toward the decreasing side when calculating the correction value, a slice level SLR to be compared with the output of the downstream air-fuel ratio sensor, etc.); Said From the judgment result Means 62 for calculating the difference (time difference or crank angle difference) between the response from rich to lean and the response from lean to rich from the output of the downstream air-fuel ratio sensor 32 when the modified control condition is satisfied; Of the correction control Basic Means 63 for calculating a correction value for the control constant, and correcting the basic control constant of the correction control with the correction value Of the correction control Means 64 for calculating a control constant; Correction control Using control constants Repair Means 72 for calculating a positive value when said correction control condition is satisfied; A means 36 for calculating a first control constant by correcting the basic control constant of the air-fuel ratio feedback control with the corrected value, a means 38 for storing a learning value, and adding the corrected value when the corrected control condition is satisfied. Means 39 for updating the learning value stored in the storage means 38 based on the learning value stored in the storage means 38 as a correction value, and performing the air-fuel ratio feedback control with the set correction value. Means 71 for calculating a second control constant by correcting the basic control constant of the above, using the first control constant when the corrected control condition is satisfied, and using the second control constant when the corrected control condition is not satisfied. Means 44 for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 31 using Was provided.
[0024]
In a seventh aspect based on the sixth aspect, when the learning condition is satisfied, the learning value is updated based on the correction value and stored, and the learning value is stored in the correction value immediately after the correction control condition is satisfied. Was used as the initial value of.
[0025]
In an eighth aspect based on any one of the first, fourth to seventh aspects, a difference between a period in which the downstream air-fuel ratio sensor output is lean and a period in which the downstream air-fuel ratio sensor is rich is defined as the response difference.
[0026]
In a ninth aspect based on any one of the first, fourth to seventh aspects, the slice level for comparison with the downstream air-fuel ratio sensor output has a lower limit SLRL and an upper limit SLRR, The time required for the downstream air-fuel ratio sensor output to pass from the upper limit SLRR to the lower limit SLRL and the time required for the downstream air-fuel ratio sensor output to pass from the lower limit SLRL to the upper limit SLRR The difference between the two is defined as the response difference.
[0027]
In a tenth aspect based on any one of the first, fourth to seventh aspects, a period from when the output of the downstream air-fuel ratio sensor becomes lean to when it reaches a lower limit peak, and when the downstream air-fuel ratio sensor The difference from the period from when the output becomes rich to when it reaches the upper limit peak is defined as the response difference.
[0028]
In an eleventh aspect based on the second or third aspect, a difference between a period in which the delayed and limited signal is lean and a period in which the signal is rich is defined as the response difference.
[0029]
In a twelfth aspect based on the second or third aspect, the slice level for comparison with the delayed and limited signal has a lower limit SLRL and an upper limit SLRR, and the delayed and limited signal is The difference between the time required for the signal to pass from the upper limit SLRR to the lower limit SLRL and the time required for the delayed, restricted signal to pass from the lower limit SLRL to the upper limit SLRR is defined as Response difference.
[0030]
According to a thirteenth aspect, in the second or third aspect, a period from when the delayed and limited signal reaches a lean to a lower limit peak and when the delayed and limited signal becomes rich. The difference from the period up to the upper limit peak is defined as the response difference.
[0031]
In a fourteenth aspect based on any one of the first, sixth and seventh aspects, the correction control condition is a predetermined operating range.
[0032]
[Action]
Since the learning value obtained during the correction control is affected by the imbalance in the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor, when the correction control condition is not satisfied, the learning value is used as it is as the correction value for calculating the control constant. However, in the first invention, when the modified control condition is satisfied, the unbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor is measured, and a correction value based on the unbalanced air-fuel ratio is determined. In the meantime, when the modified control condition is not satisfied, a value obtained by correcting the learning value with the corrected value is set as a modified value. Therefore, in an operation range where the modified control condition is not satisfied, the response characteristic of the downstream air-fuel ratio sensor is reduced. The air-fuel ratio can be made closer to the stoichiometric air-fuel ratio by eliminating the effect of imbalance.
[0033]
In the second and fourth inventions, since the correction value is reflected in the correction control itself, it is possible to eliminate the influence of the imbalance in the response characteristic of the downstream air-fuel ratio sensor output while performing the correction control.
[0034]
In the third and fifth aspects, the control accuracy of the air-fuel ratio feedback control is improved immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied by using the learning value as the initial value of the correction value immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. I do.
[0035]
In the sixth invention, the correction value is reflected in the correction control itself, so that it is possible to eliminate the influence of the unbalance of the response characteristics of the output of the downstream air-fuel ratio sensor while performing the correction control. Since the corrected control result obtained is used as the learning value, it is possible to eliminate the influence of the unbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor even in an operation range outside the correction control condition without correcting the learning value. .
[0036]
In the seventh invention, the control accuracy of the air-fuel ratio feedback control is improved immediately after the correction control condition is satisfied by using the learning value as the initial value of the correction value immediately after the correction control condition is satisfied.
[0037]
In the ninth and twelfth aspects, the speed of the response from rich to lean and the speed of the response from lean to rich are measured, and the response characteristics appear more clearly, so that the accuracy of the correction value is improved.
[0038]
In the tenth and thirteenth aspects, for example, the control side that has detected the inversion from rich to lean switches from the leaning process (by decreasing the correction value) to the enrichment process (by increasing the correction value). Since the period until the control appears as a result (that is, the air-fuel ratio at the downstream position of the catalyst starts to be enriched) is measured, the response characteristic of the output of the downstream air-fuel ratio sensor appears best, thereby further improving the accuracy of the correction value. I do.
[0039]
Since the influence of the imbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor can be eliminated in the operating range where the modified control condition is deviated, according to the fourteenth aspect, the smaller the predetermined operating range, the lower the downstream air-fuel ratio. The operating range in which the influence of the imbalance in the response characteristics of the sensor can be eliminated is expanded.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine main body. A fuel injection valve 7 is provided in an intake passage 8 at a position downstream of an intake throttle valve 5. An injection signal from a control unit (abbreviated as C / U in the figure) 2 is provided. Thus, fuel is injected and supplied into the intake air so that a predetermined air-fuel ratio is obtained according to the operating conditions.
[0041]
The Ref signal (reference position signal) and Pos signal (1 ° signal) from the crank angle sensor 4, the intake air amount signal from the air flow meter 6, the engine cooling water temperature signal from the water temperature sensor 11, and the like are input to the control unit 2. Based on these, the basic injection pulse width Tp is calculated, and feedback control of the air-fuel ratio is performed based on the air-fuel ratio (oxygen concentration) signal from the oxygen sensor 3 installed on the exhaust passage 9 on the upstream side of the three-way catalyst 10. Then, the proportional component used for the air-fuel ratio feedback control is corrected by the air-fuel ratio (oxygen concentration) signal from the oxygen sensor 13 installed on the downstream side of the three-way catalyst 10.
[0042]
Here, the air-fuel ratio feedback control is a control in which the exhaust air-fuel ratio periodically fluctuates around the stoichiometric air-fuel ratio. At this time, the three-way catalyst 10 provided in the exhaust passage 9 has the maximum conversion efficiency. Reduction of NOx in exhaust gas and oxidation of HC and CO are performed.
[0043]
The flowchart of FIG. 2 This is a routine for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient α based on the sensor output OSR1, and is executed at rotation synchronization (Ref signal synchronization) or every predetermined time (for example, every 4 ms).
[0044]
In S10, it is determined whether the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. (1) When the cooling water temperature Tw is equal to or lower than a predetermined value, (2) upstream O 2 When the sensor is inactive, {circle around (3)} when the load is high, etc., are the cases where the air-fuel ratio feedback control condition is not satisfied. In this case, the process proceeds to S25, where 1 is set to α (α is clamped), and FIG. The flow of 2 is ended.
[0045]
If none of the above (1) to (3) is satisfied (when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied), the process proceeds to S11, and the upstream O 2 The sensor output OSR1 is A / D converted and captured, and in S12, OSR1 is compared with the slice level SLF. If OSR1> SLF, it is determined that it is on the rich side, and "1" is set in the flag AFF1 in S13. If OSR1≤SLF, it is determined that it is on the lean side, and "0" is inserted in the flag AFF1 in S14. . AFF1 = 0 indicates a lean side, and AFF1 = 1 indicates a rich side.
[0046]
In S15, the value of the flag AFF0 is read. The flag AFF0 is a flag indicating whether the air-fuel ratio was on the rich side or the lean side last time. AFF0 = 0 indicates that it was on the lean side last time, and AFF0 = 1 indicates that it was on the rich side last time.
[0047]
In S16, the two flags AFF0 and AFF1 are compared. If the values are not equal, it is determined that OSR1 is immediately after the inversion from rich to lean or conversely, immediately after the inversion from lean to rich, and in S17, the proportionality is determined. The minutes PL and PR are calculated. The calculation of the proportional components PL and PR will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0048]
In S30 of FIG. 3, the proportional basic values PL0 and PR0 are read. PL0 and PR0 are upstream O 2 The basic value when the sensor 3 and the catalyst 10 are matched in a state where there is no deterioration. The basic value is assigned by a map using the rotation speed Ne and the basic injection pulse width Tp corresponding to the engine load as parameters as shown in FIGS. Search this map and ask.
[0049]
In S31, it is determined whether or not the proportional component correction control condition (to be described collectively in S40 of FIG. 7). When the proportional component correction control condition is satisfied, the correction value LP is read in S32 and S33, and the correction value LP is set to the basic value PL0. The proportional values PL and PR are calculated by setting the value obtained by subtracting the correction value LP from the basic value PR0 to the proportional value PL, and calculating the proportional components PL and PR, and then return to S18 in FIG.
[0050]
On the other hand, when the proportional component correction control condition is not satisfied, the process proceeds from S31 to S34 and S35, where the learning value LPA is read and is set as LP. The correction values HLP in S34 and S35 will be described later.
[0051]
Returning to FIG. 2, in S18, the value of the flag AFF1 is checked. If AFF1 = 0, it is determined that it is immediately after the inversion from rich to lean, and in step S19, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α (initial value is 0) is increased by a proportional amount PL, and if AFF1 = 1, lean Is determined to be immediately after the reversal from to rich, and α is reduced by a proportional amount PR in S20.
[0052]
On the other hand, if the values of the two flags AFF0 and AFF1 are equal, it is determined that it is not immediately after inversion, and the process proceeds to S21 to check the value of the flag AFF1. If AFF1 = 0, it is determined that the current time is lean in both the previous and current times, and in step S22, α is increased by the integral amount IL. If AFF1 = 1, it is determined that the current time is rich in both the previous and current times. Is reduced by the integral IR.
[0053]
In S24, the value of AFF1 is moved to AFF0, and the flow of FIG. 2 ends.
[0054]
The flowchart of FIG. 7 is for calculating the above-mentioned correction value LP, and is executed independently of FIGS. 2 and 3 in synchronization with the Ref signal.
[0055]
In S40, it is checked whether or not the condition is the proportional correction control condition. (4) Downstream O 2 When the sensor is inactive, (5) the operating condition is not in the predetermined proportional correction control range, or (6) when the change in the operating condition is larger than the predetermined range, the proportional correction control condition is not satisfied. . As shown in FIG. 6, the proportional component correction control area A in (5) has noise (upstream O) related to the calculation of the learning value LPA. 2 It is sufficient to set an area where the deviation from the stoichiometric air-fuel ratio due to factors other than deterioration of the sensor and the catalyst is small.
[0056]
When the proportional component correction control condition is satisfied, the process proceeds to S41 and thereafter, but S41 to S54 are almost the same as S11 to S16 and S18 to S24 in FIG.
[0057]
In S41, the downstream O 2 The sensor output OSR2 is read, and this OSR2 is compared with the slice level SLR in S42. If OSR2> SLR, "1" is set to the flag AFR1 in S43, and if OSR2≤SLR, "0" is set to the flag AFR1 in S44. AFR1 = 0 indicates a lean side, and AFR1 = 1 indicates a rich side.
[0058]
In S45, the value of the flag AFR0 is read. AFF0 = 0 indicates that it was on the lean side last time, and AFF0 = 1 indicates that it was on the rich side last time.
[0059]
In S46, the two flags AFR0 and AFR1 are compared. If the two values are equal, it is determined that it is not immediately after the inversion, and the process proceeds to S51 to check the value of the flag AFR1. If AFR1 = 0, it is determined that the current value is lean in both the previous time and the current time. In S52, the correction value LP (initial value is 0) is increased by a predetermined value DLP. It is determined that there is, and in S53, LP is reduced by a predetermined value DLP.
[0060]
On the other hand, when the values of the two flags AFR0 and AFR1 are not equal, it is determined that the OSR1 has just been inverted, and the process proceeds to S47 to check the value of the flag AFR1. If AFR1 = 0, it is determined that it is immediately after the inversion from rich to lean, and the process proceeds to S48 and S49. If AFR1 = 1, it is determined that it is immediately after the inversion from lean to rich, and the process proceeds to S50.
[0061]
Here, since there is no portion corresponding to S19 and S20 in FIG. 2 in FIG. 7, the correction value LP has a waveform that repeats a gradual increase and a gradual decrease as shown in FIG.
[0062]
On the other hand, S48, S49 and S50 not shown in FIG. 2 are added to FIG.
[0063]
In FIG. 7, the flow to S50 is at the timing of t2 and t4 in FIG. 10 (immediately after the inversion from lean to rich). When LP is shifted to LPR at this timing, the latest maximum value of LP is stored in LPR. enter.
[0064]
Also, the flow to S48 and S49 is at the timings t1 and t3 in FIG. 10 (immediately after the inversion from rich to lean), and the LP (that is, the minimum value of LP) and the average value LPM of the LPR at this timing are obtained. , A learning value LPA from the average value LPM,
LPA ← LPM × n + LPA × (1-n) (1)
Where n: weighted average coefficient (n <1)
It is calculated by the following equation. The learning value LPA is stored in the backup RAM.
[0065]
In S54, after the value of AFR1 is shifted to AFR0 for the next control, the calculation of the proportional components PL and PR is terminated.
[0066]
The flowchart of FIG. 11 is for calculating the fuel injection pulse width Ti, and is executed, for example, at a period of 4 ms.
[0067]
In step S1, the intake air amount Qa and the rotational speed Ne are read, and the basic injection pulse width Tp is determined from these by the equation Tp = K · Qa / Ne (where K is a constant). The fuel injection pulse width Ti is calculated by correcting with the air-fuel ratio feedback correction coefficient α and the invalid pulse width Ts, and this is set in a register in S4. Prepare for injection.
[0068]
In this way, the upstream O 2 Basic values PL0 and PR0 obtained by matching without deterioration of the sensor and catalyst and the upstream O 2 When calculating the proportional components PL and PR from the correction value LP for considering the deterioration state of the sensor and the catalyst (S33 in FIG. 3), if the proportional component correction control is being performed, the catalyst downstream position is set as the correction value LP. The value calculated according to the air-fuel ratio is used as it is (S32 in FIG. 3, FIG. 7), and when the proportional component correction control is not performed, the learning value LPA is used (S35 in FIG. 3).
[0069]
It should be noted that the fact that the value of the appropriate proportion differs depending on the operating conditions is stored in a map (ROM) in which the basic values PL0 and PR0 are divided according to the operating conditions (that is, the basic values are matched for each region). Since the correction value LP and the learning value LPA are not calculated for each area, only the values LP and LPA that are updated during operation are limited to two. Done.
[0070]
By the way, the learning value LPA calculated during the proportional correction control includes the downstream O 2 Since the response characteristic of the sensor is affected by the imbalance, if the LPA is directly used as the correction value LP for the calculation of the proportional component, it will deviate from the stoichiometric air-fuel ratio. In order to prevent this deviation, the present invention newly introduces a correction value HLP for the learning value LPA. Specifically, S34 and S35 in FIG. 3 are changed, and the flow in FIG. 8 is newly added.
[0071]
The flowchart in FIG. 8 is for calculating the correction value HLP, and is executed at regular time intervals Δt independently of FIGS. 2 and 7. The same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and parts different from those in FIG. 7 will be mainly described.
[0072]
The calculation of the correction value HLP is performed on condition that the proportional correction control is being performed (S60). The calculation of the HLP is performed on condition that the proportional component correction control is being performed. 2 This is because the influence of the imbalance of the response characteristics of the sensor is generated as a deviation from the stoichiometric air-fuel ratio without being corrected.
[0073]
If the proportional amount correction control is being performed, the process proceeds from S46 and S47 to S62 when the inversion from rich to lean is performed, and the counter T1 is reset to 0. During the lean operation, the process proceeds from S46 and S51 to S68 and the counter T1 is Δt. By adding each time, the time during which the air-fuel ratio is lean is measured by the counter T1 (see FIG. 10).
[0074]
Similarly, at the time of inversion from lean to rich, the process proceeds from S46 and S47 to S63 to reset the counter T2 to 0, and while rich, proceeds from S46 and S51 to S69 and adds the counter T2 by Δt. , T2, the time during which the air-fuel ratio is rich is measured (see FIG. 10).
[0075]
At the time of inversion, the process proceeds from S46 to S61 to calculate the difference ΔT between T1 and T2, and adds the difference ΔT to the integrated value SUMT (initial value is 0) in S64 and S65, and also sets the counter C (initial value is 0). Count up. From SUMT, C to S66, S67,
TUB = SUMT / C (2)
The average value TUB of the response difference during the proportional correction control is calculated according to the following formula, and the table of FIG. 9 is searched from this TUB to obtain the correction value HLP, which is stored in the backup RAM.
[0076]
Downstream O 2 The relationship between the response difference of the sensor and the resulting air-fuel ratio shift amount (a deviation from the stoichiometric air-fuel ratio) and the correction value HLP for eliminating the air-fuel ratio shift can be obtained in advance by experiments or the like. Therefore, a table for setting the correction value HLP corresponding to the response difference can be created in advance, and the correction value HLP corresponding to the (average value of) the current response difference TUB is searched from this table.
[0077]
When the response difference is 0, the correction value HLP is not always 0. When the response difference is equal to the response difference when matching the control constants (for example, PL0 and PR0) of the air-fuel ratio feedback control, the correction value HLP becomes 0, but when a deviation from the response difference occurs, the correction value HLP becomes zero. In order to eliminate the air-fuel ratio shift due to the deviation, the correction value HLP of a value other than 0 is calculated according to the flow of FIG.
[0078]
In the flowchart of FIG. 8, the details are omitted. Actually, when the calculation condition of the correction value HLP is not satisfied last time and this time is satisfied, the processing for resetting both T1 and T2 and the elapsed time from the satisfaction of the calculation condition of HLP are short, and either T1 or T2 is not satisfied. When the value is 0 (that is, when the measurement is not performed), processing such as not performing the processing of S61 and S64 to S67 is required.
[0079]
The correction value HLP thus obtained is read together with the learning value LPA in S34 and S35 when the proportional component correction control condition is not satisfied in FIG. 3, and a value obtained by adding the correction value HLP to the learning value LPA is the correction value LP. Set as
[0080]
Thus, in the first embodiment, the downstream O 2 During the proportional component correction control in which the effect of unbalance in the response characteristics of the sensor is output without correction, the downstream O 2 The unbalance of the response characteristics of the sensor is measured, and a correction value HLP based on the unbalance is measured. When the operating range is not in the proportional correction control, the value obtained by correcting the learning value LPA with the correction value HLP is corrected to the correction value LP. In the operating range, the downstream O 2 The air-fuel ratio is made closer to the stoichiometric air-fuel ratio by eliminating the effect of the imbalance in the response characteristics of the sensor.
[0081]
In the first embodiment, the correction value HLP is calculated in the entire proportional component correction control area A shown in FIG. 6, but the correction value HLP is calculated only in a narrower area in the control area A. You can make it work.
[0082]
In the first embodiment, as shown in FIG. 12A, a lean time T1 and a rich time T2 are measured, and the time difference ΔT is used as a response difference. Is not limited to this. Note that the waveform of OSR2 merely represents a tendency, and is different from an actual waveform.
[0083]
As shown in FIG. 12B, a lower limit SLRL and an upper limit SLRR are provided in a slice level for comparison with OSR2, and a time T1 required for OSR2 to pass from SLRR to SLRL, and vice versa, OSR2 is switched from SLRL to SLRL. The time T2 required to pass through the SLRR is measured, and the time difference between the two is taken as the response difference (second embodiment). Also, as shown in FIG. The time T1 required to reach the maximum value and the time T2 required until the OSR2 reaches the upper limit peak after the richness is measured, and the time difference between the two is used as the response difference (third embodiment).
[0084]
Here, the method shown in FIG. 12B measures the speed of the response from rich to lean and the speed of the response from lean to rich, and the response characteristics are clearer than the method of FIG. However, since a process of comparing two slice levels SLRL, SLRR and OSR2 is newly added, the process is slightly more complicated than the method of FIG. In the method of FIG. 12C, for example, the control side that has detected the reversal from rich to lean changes from the leaning process (by LP decrease) to the enrichment process (by LP increase), and the control is performed as a result. (Ie, the air-fuel ratio at the downstream position of the catalyst starts to be enriched). 2 Although this is the measurement method in which the response characteristics of the sensor appear most frequently among the three methods, processing for detecting the peak position of OSR2 is required, and the processing is the most complicated among the three methods. As described above, if response characteristics are measured by different methods, different response differences can be obtained, so that the HLP table is completely different depending on which method is used.
[0085]
13, 15, and 16 are flowcharts of the fourth embodiment. FIG. 13 is FIG. 3, FIG. 15 is a portion for calculating the correction value LP in FIG. 7, and FIG. FIG. 8 corresponds to the part for calculating the value LPA and FIG.
[0086]
As shown in FIG. 18, the method of the fourth embodiment is basically the same as FIG. 12C, and measures the time from the inversion until the OSR2 reaches a peak.
[0087]
However, the point that time measurement is started is not the timing when OSR2 is inverted, but the timing when the signs (positive and negative) of the delay counter CAFR are inverted from FIG. 12C. Note that the delay counter CAFR is a signal (a waveform itself is different from OSR2) obtained by temporally delaying OSR2 as described later.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
[0088]
First, in S70 of FIG. 13, the basic values PL0 and PR0 for the proportion and the learning value LPA are read.
[0089]
Here, in the first embodiment, PL0 and PR0 are map values according to the operating conditions, and the learning value LPA is one value in the entire operating range. However, PL0 and PR0 in the fourth embodiment are 1 in the entire operating range. The one value, the learning value LPA, is a map value (having a learning value for each learning region) according to the driving conditions as shown in FIG.
[0090]
In addition, since FIG. 13 does not include S31 in FIG. 3, the flow basically proceeds from S70 to S32 and S33 in the entire operation range where the air-fuel ratio feedback control is performed, and executes the correction control of the proportional components PL and PR. . If the correction control of the proportional components PL and PR is performed in the entire operation range in which the air-fuel ratio feedback control is performed, the deviation of the stoichiometric air-fuel ratio based on the difference in the operation conditions is also reduced to the upstream side O. 2 The deviation of the stoichiometric air-fuel ratio based on the deterioration state of the sensor and the catalyst is also corrected by the correction value LP to obtain an appropriate proportional component (the air-fuel ratio converges on the stoichiometric air-fuel ratio). The values PL0 and PR0 may be constants independent of operating conditions. Of course, as in the first embodiment, PL0 and PR0 may be set as map values.
[0091]
Further, in FIG. 13, S71 and S72 are added, and the first time immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied (or immediately after the operating condition shifts from one learning region to another learning region different from this in FIG. 14). At the first time, the learning value LPA is shifted to the correction value LP. The method of using the learning value LPA here is different from that of the first embodiment, by using the learning value LPA as the initial value of the correction value LP, immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied or immediately after shifting to another learning region. This contributes to improving the control accuracy of the air-fuel ratio feedback control.
[0092]
Referring to the flowchart of FIG. 15, this is executed at predetermined time intervals Δt, unlike in FIG.
[0093]
S42 and S83 to S88 are portions for performing a process of delaying the signal of OSR2. When OSR2> SLR is rich, the delay counter CAFR is increased by a predetermined time Δt in S83, and in S84 and S85, the CAFR is set to the upper limit value (positive value). Value) If DR is exceeded, limit to DR. Similarly, when lean than OSR2 ≦ SLR, the delay counter CAFR is decreased by a predetermined time Δt in S86, and when CAFR becomes smaller than the lower limit (negative value) DL in S87 and S88, it is limited to DL. As a result, as shown in FIG. 18, the delay counter CAFR is obtained as a signal delayed from OSR2 (the waveform itself is different from OSR2).
[0094]
The CAFR thus obtained is used in place of OSR2. In S89, CAFR is compared with 0. If CAFR is smaller than 0, the correction value LP is increased by DLP in S52, and CAFR becomes 0. In the above case, LP is calculated by decreasing LP by DLP in S53. The skipped S81 and S82 will be described later.
[0095]
In the flowchart of FIG. 16, S90, S91, S92, S93, S48, S49, and S50 (the rest will be described later) are parts related to the calculation of the learning value LPA (the same parts as in FIG. ing).
[0096]
In S90, it is determined whether the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. If the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, the process proceeds to S91, and it is determined whether the learning condition is satisfied.
[0097]
When the learning condition is not satisfied (for example, when the change in the operating condition is larger than a predetermined range), the flow of FIG. 16 is terminated without calculating the learning value LPA, and when the learning condition is satisfied, the process finally proceeds to S49. Then, the learning value LPA is calculated. In the proportional correction control of the first embodiment, it is important to calculate the learning value LPA during the proportional correction control, whereas in the fourth embodiment, it is important to perform the proportional correction control itself. Since the calculation of the learning value LPA is secondary, a condition for ensuring the calculation accuracy of the learning value during the proportional component correction control (specifically, whether the operating condition change is larger than a predetermined range or not). Or not). That is, the correction control is performed as much as possible, and when the learning condition is satisfied, the learning value LPA is calculated.
[0098]
The learning value LPA in S49 of FIG. 16 is obtained by retrieving a learning value corresponding to the learning region to which the current driving condition belongs from the LPA map and updating the retrieved value as the latest learning value. It will be written in the same learning area of the map.
[0099]
In this way, even when the proportional component correction control is performed, the correction value LP (and the learning value LPA) is added to the downstream O 2 In the fourth embodiment, a correction value HD for the upper limit value and the lower limit value of the delay counter is introduced because the imbalance of the response characteristic of the sensor is added. 2 The ratio between the upper limit of the delay counter and the lower limit of the delay counter is changed by the correction value HD so that the unbalance of the response characteristics of the sensor output is eliminated. More specifically, in FIG. 16, portions other than the portion related to the learning value LPA and S81 and S82 in FIG. 15 are newly added. However, in FIG. 16, the same portions as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
[0100]
In FIG. 16, when the learning condition is not satisfied in S91, the correction value HD is not calculated.
[0101]
When the learning condition is satisfied, the process proceeds from S92 and S93 to S62 at the time of inversion from rich to lean, and resets the counter T1 to 0. During lean and only when OSR2 is decreasing, the process proceeds from S92, S95, S96 to S68. And increment the counter T1 by Δt. Similarly, at the time of inversion from lean to rich, the process proceeds from S92, S93 to S63, resets the counter T2 to 0, and proceeds from S92, S95, S97 to S69 while rich and while OSR2 is increasing. Increments the counter T2 by Δt.
[0102]
At the time of inversion, the process proceeds from S92 to S61 to calculate the difference ΔT between T1 and T2, and adds the difference ΔT to the integrated value SUMT in S64 and S65, and counts up the counter C. From these two values, in S66, the average value TUB of the response difference when the learning condition is satisfied is calculated according to the above equation (2), and in S94, the table in FIG. This is stored in the backup RAM.
[0103]
The correction value HD stored in this manner is stored in S8 of FIG. 1 , S8 2 The value obtained by adding the correction value HD to the basic value DR0 of the upper limit value of the delay counter is used as the upper limit value DR of the delay counter, and the basic value DL0 of the lower limit value of the delay counter. To HD Added The value is obtained as the delay counter lower limit value DL. Since the absolute values of DR0 and DL0 have the same magnitude, if the magnitude of the correction value HD added to DR0 and DL0 is changed, the ratio of the magnitude (absolute value) of DR and DL changes.
[0104]
As described above, in the fourth embodiment, the correction value HD is reflected on the delay counter lower limit value DL and the upper limit value DR used in the proportional correction control (that is, the correction value HD is reflected on the proportional correction control itself). Therefore, the downstream O 2 The influence of the unbalance of the response characteristics of the sensor can be eliminated by the correction value HD.
[0105]
This means that the correction value HD is reflected in other control constants of the proportional correction control (DLP, which is the size of the step toward the increasing side and the size of the step toward the decreasing side in calculating the LP, the slice level SLR, etc.). The same applies to the case of Note that DL and DR are also control constants for the proportional correction control.
[0106]
In the first embodiment, only when the proportional component correction control is not performed (other than the predetermined operation range A), the downstream O 2 As described above, the influence of unbalance of the response characteristics of the sensor can be eliminated by the correction value HLP. This is because the correction value HLP is controlled by other control constants of the air-fuel ratio feedback control (integral IL, IR, slice level SLF). And so on).
[0107]
Further, a predetermined region for performing the control for correcting the control constant of the air-fuel ratio feedback control is set as in the first embodiment, and the correction value HD is reflected in the control for correcting the control constant itself as in the second embodiment, and the predetermined region is controlled. The learning value obtained during the correction control in (1) can be directly reflected (no correction) in the air-fuel ratio feedback control in a region where the correction control is not performed.
[0108]
【The invention's effect】
Since the learning value obtained during the correction control is affected by the imbalance in the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor, when the correction control condition is not satisfied, the learning value is used as it is as the correction value for calculating the control constant. However, in the first invention, when the modified control condition is satisfied, the unbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor is measured, and a correction value based on the unbalanced air-fuel ratio is determined. In the meantime, when the modified control condition is not satisfied, a value obtained by correcting the learning value with the corrected value is set as a modified value. Therefore, in an operation range where the modified control condition is not satisfied, the response characteristic of the downstream air-fuel ratio sensor is reduced. The air-fuel ratio can be made closer to the stoichiometric air-fuel ratio by eliminating the effect of imbalance.
[0109]
In the second and fourth inventions, since the correction value is reflected in the correction control itself, it is possible to eliminate the influence of the imbalance in the response characteristic of the downstream air-fuel ratio sensor output while performing the correction control.
[0110]
In the third and fifth aspects, the control accuracy of the air-fuel ratio feedback control is improved immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied by using the learning value as the initial value of the correction value immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. I do.
[0111]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to eliminate the influence of the imbalance of the response characteristics of the output of the downstream air-fuel ratio sensor while performing the correction control, and to perform the correction in the operating range outside the correction control condition without correcting the learning value. Also, it is possible to eliminate the influence of the unbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor.
[0112]
In the seventh invention, the control accuracy of the air-fuel ratio feedback control is improved immediately after the correction control condition is satisfied by using the learning value as the initial value of the correction value immediately after the correction control condition is satisfied.
[0113]
In the ninth and twelfth aspects, the speed of the response from rich to lean and the speed of the response from lean to rich are measured, and the response characteristics appear more clearly, so that the accuracy of the correction value is improved.
[0114]
In the tenth and thirteenth aspects, for example, the control side that has detected the inversion from rich to lean switches from the leaning process (by decreasing the correction value) to the enrichment process (by increasing the correction value). Since the period until the control appears as a result (that is, the air-fuel ratio at the downstream position of the catalyst starts to be enriched) is measured, the response characteristic of the output of the downstream air-fuel ratio sensor appears best, thereby further improving the accuracy of the correction value. I do.
[0115]
Since the influence of the imbalance of the response characteristics of the downstream air-fuel ratio sensor can be eliminated in the operating range where the modified control condition is deviated, according to the fourteenth aspect, the smaller the predetermined operating range, the lower the downstream air-fuel ratio. The operating range in which the influence of the imbalance in the response characteristics of the sensor can be eliminated is expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control system diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart for explaining calculation of an air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
FIG. 3 is a flowchart for explaining calculation of proportional components PL and PR.
FIG. 4 is a diagram showing a map of a basic value PL0 for a proportional component.
FIG. 5 is a diagram showing a map of a basic value PR0 for a proportional component.
FIG. 6 is a region diagram of a predetermined operation region A.
FIG. 7 is a flowchart for calculating a correction value LP.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the calculation of a correction value HLP.
FIG. 9 is a diagram illustrating a table of correction values HLP.
FIG. 10 is a waveform chart for explaining the operation of the first embodiment.
FIG. 11 is a waveform chart for explaining calculation of a fuel injection pulse width Ti.
FIG. 12 is a waveform chart for explaining a difference in a method for obtaining a response difference according to three embodiments.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the calculation of proportional components PL and PR according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a map of a learning value LPA.
FIG. 15 is a flowchart illustrating a calculation of a correction value LP according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a calculation of a correction value HD according to a fourth embodiment.
FIG. 17 is a diagram illustrating a table of correction values HD.
FIG. 18 is a waveform chart for explaining the operation of the fourth embodiment.
FIG. 19 shows a conventional O 2 It is each waveform diagram of sensor output OSR1, OSR2, air-fuel ratio feedback correction coefficient (alpha), correction value PL, PR.
FIG. 20: Downstream side O 2 It is a response waveform diagram of a sensor output.
FIG. 21 is a diagram corresponding to the claims of the first invention.
FIG. 22 is a diagram corresponding to the claims of the second invention.
FIG. 23 is a diagram corresponding to a claim of the fourth invention.
FIG. 24 is a diagram corresponding to the claim of the sixth invention.
[Explanation of symbols]
2 Control unit
3 Upstream O 2 Sensor (upstream air-fuel ratio sensor)
4 Crank angle sensor
6 Air flow meter
7 Fuel injection valve
9 Exhaust passage
10 Three-way catalyst
13 Downstream O 2 Sensor (downstream air-fuel ratio sensor)

Claims (14)

触媒の上流側と下流側の各空燃比センサと、
空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段と、
前記空燃比フィードバック制御を行う制御域の中にあって空燃比フィードバック制御を行う制御域よりも狭い所定の修正制御域に運転条件があることを条件の一つに含む前記制御定数の修正制御条件の成立時かまたは非成立時かを判定する手段と、
この判定結果より修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサの出力に基づいて修正値を演算する手段と、
この修正値で前記基本制御定数を修正して第1の制御定数を演算する手段と、
学習値を記憶する手段と、前記修正制御条件の成立時に前記修正値に基づいて前記記憶手段に記憶されている学習値を更新する手段と、
前記修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサの出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差を演算する手段と、
この応答差に応じて前記学習値に対する補正値を演算する手段と、
この補正値を記憶する手段と、
この記憶手段に記憶されている補正値で前記記憶手段に記憶されている学習値を補正した値を修正値として設定し、この設定された修正値で前記基本制御定数を修正して第2の制御定数を演算する手段と、
前記修正制御条件の成立時には前記第1制御定数を用いて、また前記修正制御条件の非成立時には前記第2制御定数を用いて前記上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst,
Means for calculating a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control;
Correction control condition of the control constant, which includes one of the conditions that an operating condition is in a predetermined correction control region that is narrower than the control region that performs the air-fuel ratio feedback control in the control region that performs the air-fuel ratio feedback control. Means for determining whether or not is established,
Means for calculating a correction value based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the correction control condition is satisfied based on the determination result;
Means for correcting the basic control constant with the corrected value to calculate a first control constant;
Means for storing a learning value; means for updating a learning value stored in the storage means based on the correction value when the correction control condition is satisfied;
Means for calculating a difference between a response from rich to lean and a response from lean to rich from the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the correction control condition is satisfied;
Means for calculating a correction value for the learning value according to the response difference;
Means for storing the correction value;
A value obtained by correcting the learning value stored in the storage means with the correction value stored in the storage means is set as a correction value, and the basic control constant is corrected with the set correction value to obtain a second correction value. Means for calculating a control constant;
When the correction control condition is satisfied, the first control constant is used. When the correction control condition is not satisfied, the air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor is performed using the second control constant. Means for controlling the air-fuel ratio of an engine.
触媒の上流側と下流側の各空燃比センサと、
空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段と、
前記下流側空燃比センサの出力を遅延させるとともに、この遅延させた値を正の上限値と負の下限値との間に制限する手段と、
空燃比フィードバック制御条件の成立時にこの遅延、制限された信号に基づいて修正値を演算する手段と、
この修正値で前記基本制御定数を修正して制御定数を演算する手段と、
この制御定数を用いて前記上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と、
前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記遅延、制限処理された信号よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差を演算する手段と、
この応答差に応じて前記上限値と下限値の各基本値に対する補正値を演算する手段と、
この補正値で前記上限値と下限値の各基本値を2つの基本値の間の幅を変えることなく補正して前記上限値と下限値を演算する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst,
Means for calculating a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control;
Means for delaying the output of the downstream air-fuel ratio sensor, limiting the delayed value between a positive upper limit and a negative lower limit,
Means for calculating a correction value based on the delay and the limited signal when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied;
Means for correcting the basic control constant with the corrected value to calculate a control constant,
Means for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor using the control constant,
Means for calculating a difference between a response from rich to lean and a response from lean to rich from the delayed, limited signal when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied,
Means for calculating a correction value for each basic value of the upper limit value and the lower limit value according to the response difference;
Means for calculating the upper limit value and the lower limit value by correcting each of the basic values of the upper limit value and the lower limit value with the correction value without changing the width between the two basic values. Air-fuel ratio control device.
学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにしたことを特徴とする請求項2に記載のエンジンの空燃比制御装置。When the learning condition is satisfied, the learning value is updated based on the correction value and stored, and this learning value is used as an initial value of the correction value immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 2, wherein: 触媒の上流側と下流側の各空燃比センサと、
空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段と、
空燃比フィードバック制御に使用する制御定数を下流側空燃比センサの出力に基づいて修正する制御である修正制御の基本制御定数を演算する手段と、
空燃比フィードバック制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサの出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差を演算する手段と、
この応答差に応じて前記修正制御の基本制御定数に対する補正値を演算する手段と、
この補正値で前記修正制御の基本制御定数を補正して前記修正制御の制御定数を演算する手段と、
この修正制御の制御定数を用いて修正値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立時に演算する手段と
この修正値で前記基本制御定数を修正して空燃比フィードバック制御の制御定数を演算する手段と、
この空燃比フィードバック制御の制御定数を用いて前記上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst,
Means for calculating a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control;
Means for calculating a basic control constant of correction control, which is control for correcting a control constant used for air-fuel ratio feedback control based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor ,
Means for calculating the difference between the response from rich to lean and the response from lean to rich from the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied,
Means for calculating a correction value for a basic control constant of the correction control according to the response difference;
Means for correcting the basic control constant of the correction control with the correction value and calculating a control constant of the correction control ;
Means for calculating the Fix positive using the control constant of the correction control at the time of establishment of the air-fuel ratio feedback control condition,
Means for calculating the control constant of the air-fuel ratio feedback control by correcting the basic control constant with the corrected value;
An air-fuel ratio control device for an engine, comprising: means for performing feedback control of the air-fuel ratio based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor using the control constant of the air-fuel ratio feedback control .
学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記空燃比フィードバック制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにしたことを特徴とする請求項4に記載のエンジンの空燃比制御装置。When the learning condition is satisfied, the learning value is updated based on the correction value and stored, and this learning value is used as an initial value of the correction value immediately after the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 4, characterized in that: 触媒の上流側と下流側の各空燃比センサと、
空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する手段と、
前記空燃比フィードバック制御を行う制御域の中にあって空燃比フィードバック制御を行う制御域よりも狭い所定の修正制御域に運転条件があることを条件の一つに含む前記修正制御条件の成立時かまたは非成立時かを判定する手段と、
空燃比フィードバック制御に使用する制御定数を下流側空燃比センサの出力に基づいて修正する制御である修正制御の基本制御定数を演算する手段と、
前記判定結果より修正制御条件の成立時に前記下流側空燃比センサの出力よりリッチからリーンへの応答とリーンからリッチへの応答の差を演算する手段と、
この応答差に応じて前記修正制御の基本制御定数に対する補正値を演算する手段と、
この補正値で前記修正制御の基本制御定数を補正して前記修正制御の制御定数を演算する手段と、
この修正制御の制御定数を用いて修正値を前記修正制御条件の成立時に演算する手段と
この修正値で前記空燃比フィードバック制御の基本制御定数を修正して第1の制御定数を演算する手段と、
学習値を記憶する手段と、
前記修正制御条件の成立時に前記修正値に基づいて前記記憶手段に記憶されている学習値を更新する手段と、
前記記憶手段に記憶されている学習値を修正値として設定し、この設定された修正値で前記空燃比フィードバック制御の基本制御定数を修正して第2の制御定数を演算する手段と、
前記修正制御条件の成立時には前記第1制御定数を用いて、また前記修正制御条件の非成立時には前記第2制御定数を用いて前記上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst,
Means for calculating a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control;
When the modified control condition is satisfied, which includes one of the conditions that the operating condition is in a predetermined modified control region which is in the control region for performing the air-fuel ratio feedback control and is smaller than the control region for performing the air-fuel ratio feedback control. Means for determining whether or not
Means for calculating a basic control constant of correction control, which is control for correcting a control constant used for air-fuel ratio feedback control based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor ,
Means for calculating a difference between a response from rich to lean and a response from lean to rich from the output of the downstream air-fuel ratio sensor when the correction control condition is satisfied from the determination result ;
Means for calculating a correction value for a basic control constant of the correction control according to the response difference;
Means for correcting the basic control constant of the correction control with the correction value and calculating a control constant of the correction control ;
Means for calculating the Fix positive using the control constant of the correction control at the time of establishment of the corrected control conditions,
Means for correcting a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control with the corrected value to calculate a first control constant;
Means for storing a learning value;
Means for updating a learning value stored in the storage means based on the correction value when the correction control condition is satisfied;
Means for setting a learning value stored in the storage means as a correction value, calculating a second control constant by correcting a basic control constant of the air-fuel ratio feedback control with the set correction value,
When the correction control condition is satisfied, the first control constant is used. When the correction control condition is not satisfied, the air-fuel ratio feedback control based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor is performed using the second control constant. Means for controlling the air-fuel ratio of an engine.
学習条件の成立時に前記修正値に基づいて学習値を更新してこれを記憶しておき、この学習値を前記修正制御条件の成立直後の修正値の初期値として用いるようにしたことを特徴とする請求項6に記載のエンジンの空燃比制御装置。When the learning condition is satisfied, the learning value is updated based on the correction value and stored, and the learning value is used as an initial value of the correction value immediately after the correction control condition is satisfied. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 6. 前記下流側空燃比センサ出力がリーンにある期間とリッチにある期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項1、4から7までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。8. The engine according to claim 1, wherein a difference between a period in which the downstream air-fuel ratio sensor output is lean and a period in which the downstream air-fuel ratio sensor is rich is defined as the response difference. 9. Fuel ratio control device. 前記下流側空燃比センサ出力と比較するためのスライスレベルが下限値と上限値を有し、前記下流側空燃比センサ出力が前記上限値から前記下限値までを通過するのに要する期間と前記下流側空燃比センサ出力が前記下限値から前記上限値までを通過するのに要する期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項1、4から7までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。A slice level for comparison with the downstream air-fuel ratio sensor output has a lower limit and an upper limit, and a period required for the downstream air-fuel ratio sensor output to pass from the upper limit to the lower limit and the downstream. 8. The response difference according to claim 1, wherein a difference from a period required for an output of the side air-fuel ratio sensor to pass from the lower limit to the upper limit is set as the response difference. Engine air-fuel ratio control device. 前記下流側空燃比センサ出力がリーンとなってから下限ピークに達するまでの期間と前記下流側空燃比センサ出力がリッチになってから上限ピークに達するまでの期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項1、4から7までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。The difference between the period from when the downstream air-fuel ratio sensor output becomes lean to when it reaches the lower limit peak and the period when the downstream air-fuel ratio sensor output becomes rich until it reaches the upper limit peak is defined as the response difference. The air-fuel ratio control device for an engine according to any one of claims 1, 4 to 7, wherein: 前記遅延、制限処理された信号がリーンにある期間とリッチにある期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項2または3に記載のエンジンの空燃比制御装置。4. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 2, wherein a difference between a period in which the delayed and limited signal is lean and a period in which the signal is rich is set as the response difference. 5. 前記遅延、制限処理された信号と比較するためのスライスレベルが下限値と上限値を有し、前記遅延、制限処理された信号が前記上限値から前記下限値までを通過するのに要する期間と前記遅延、制限処理された信号が前記下限値から前記上限値までを通過するのに要する期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項2または3に記載のエンジンの空燃比制御装置。The delay, the slice level for comparing with the signal subjected to the limit processing has a lower limit and an upper limit, and the delay, the period required for the signal subjected to the limit processing to pass from the upper limit to the lower limit. 4. The air-fuel ratio of the engine according to claim 2, wherein a difference from a period required for the delayed and limited signal to pass from the lower limit to the upper limit is set as the response difference. 5. Control device. 前記遅延、制限処理された信号がリーンとなってから下限ピークに達するまでの期間と前記遅延、制限処理された信号がリッチになってから上限ピークに達するまでの期間との差を前記応答差とすることを特徴とする請求項2または3に記載のエンジンの空燃比制御装置。The difference between the period from when the delayed, limited signal becomes lean to when it reaches the lower limit peak and the time when the delay and the limited signal becomes rich until it reaches the upper limit peak is the response difference. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 2 or 3, wherein: 前記修正制御条件は所定の運転域であることを特徴とする請求項1、6、7のいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。The air-fuel ratio control device for an engine according to any one of claims 1, 6, and 7, wherein the correction control condition is a predetermined operation range.
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