JPH0639933B2 - Air-fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents
Air-fuel ratio controller for internal combustion engineInfo
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- JPH0639933B2 JPH0639933B2 JP12990585A JP12990585A JPH0639933B2 JP H0639933 B2 JPH0639933 B2 JP H0639933B2 JP 12990585 A JP12990585 A JP 12990585A JP 12990585 A JP12990585 A JP 12990585A JP H0639933 B2 JPH0639933 B2 JP H0639933B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は触媒コンバータの上流側および下流側に空燃比
センサ(本明細書では、酸素濃度センサ(O2セン
サ))を設け、上流側のO2センサによる空燃比フィー
ドバック制御に加えて下流側のO2センサによる空燃比
フィードバック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention provides an air-fuel ratio sensor (an oxygen concentration sensor (O 2 sensor) in this specification) on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter, and O 2 relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine which performs air-fuel ratio feedback control by the O 2 sensor downstream in addition to the air-fuel ratio feedback control by the sensor.
一般に、機関の吸入空気量(もしくは吸入空気圧)およ
び回転速度に応じて燃料噴射弁の基本噴射量を演算し、
機関の排気ガス中の特定成分たとえば酸素成分の濃度を
検出するO2センサの検出信号にもとづいて演算された
空燃比補正係数FAFに応じて前記基本噴射量を補正し、
この補正された噴射量に応じて実際に供給される燃料量
を制御する。この制御を繰返して最終的に機関の空燃比
を所定範囲内に収束させる。このような空燃比フィード
バック制御により、空燃比を理論空燃比近傍の非常に狭
い範囲内に制御できるので、排気系に設けられた三元触
媒コンバータ、すなわち、排気ガス中に含まれるCO,HC,
NOxの3つの有害成分を同時に浄化する触媒コンバータ
の浄化能力を高く保持できる。Generally, the basic injection amount of the fuel injection valve is calculated according to the intake air amount (or intake air pressure) and the rotation speed of the engine,
Correcting the basic injection amount according to an air-fuel ratio correction coefficient FAF calculated based on a detection signal of an O 2 sensor that detects the concentration of a specific component in the exhaust gas of the engine, for example, an oxygen component,
The amount of fuel actually supplied is controlled according to the corrected injection amount. By repeating this control, the air-fuel ratio of the engine is finally converged within the predetermined range. By such air-fuel ratio feedback control, since the air-fuel ratio can be controlled within a very narrow range near the theoretical air-fuel ratio, a three-way catalytic converter provided in the exhaust system, that is, CO, HC contained in the exhaust gas,
The purification capacity of the catalytic converter that purifies three harmful components of NOx at the same time can be kept high.
上述の空燃比フィードバック制御(シングルO2センサ
システム)では、酸素濃度を検出するO2センサをでき
るだけ燃焼室に近い排気系の箇所、すなわち触媒コンバ
ータより上流である排気マニホールドの集合部分に設け
ているが、O2センサの出力特性のばらつきのために空
燃比の制御精度の改善に支障が生じている。O2センサ
の出力特性のばらつきの原因を列挙すると、次のとおり
である。In the above-mentioned air-fuel ratio feedback control (single O 2 sensor system), an O 2 sensor for detecting the oxygen concentration is provided at a location in the exhaust system that is as close to the combustion chamber as possible, that is, at a collective portion of the exhaust manifold that is upstream from the catalytic converter. However, the variation in the output characteristics of the O 2 sensor hinders the improvement of the air-fuel ratio control accuracy. The causes of variations in the output characteristics of the O 2 sensor are listed below.
(1)O2センサ自体の固体差、 (2)燃料噴射弁および排気ガス再循環弁等の部品の機関
への組付け位置の公差によるO2センサの箇所における
排気ガスの混合の不均一、 (3)O2センサの出力特性の経時あるいは経年的な変
化。(1) Solid difference of O 2 sensor itself, (2) Non-uniform mixing of exhaust gas at the location of O 2 sensor due to tolerance of assembly position of parts such as fuel injection valve and exhaust gas recirculation valve to the engine, (3) Changes in the output characteristics of the O 2 sensor over time or over time.
また、O2センサ以外では、燃料噴射弁、排気ガス再循
環流量、タペットクリアランス等の機関状態の経時的あ
るいは経年的な変化、および製造ばらつきによる排気ガ
スの混合の不均一性が変化および拡大することがある。In addition to the O 2 sensor, the non-uniformity of the exhaust gas mixture changes and expands due to changes in the engine state such as the fuel injection valve, the exhaust gas recirculation flow rate, the tappet clearance, and the like over time, and manufacturing variations. Sometimes.
かかるO2センサの出力特性のばらつきおよび部品のば
らつき、経時あるいは経年的変化を補償するために、触
媒コンバータの下流に第2のO2センサを設け、上流側
O2センサによる空燃比フィードバック制御に加えて下
流側O2センサによる空燃比フィードバック制御を行う
ダブルO2センサシステムが既に提案されている。この
ダブルO2センサシステムでは、触媒コンバータの下流
側に設けられたO2センサは、上流側O2センサに比較
して、低い応答速度を有するものの、次の理由により出
力特性のばらつきが小さいという利点を有している。A second O 2 sensor is provided downstream of the catalytic converter in order to compensate for such variations in the output characteristics of the O 2 sensor, variations in parts, and changes over time or over time, and the air-fuel ratio feedback control is performed by the upstream O 2 sensor. In addition, a double O 2 sensor system that performs air-fuel ratio feedback control using a downstream O 2 sensor has already been proposed. In this double O 2 sensor system, the O 2 sensor provided on the downstream side of the catalytic converter has a lower response speed than the upstream O 2 sensor, but the variation in the output characteristics is small for the following reasons. Have advantages.
(1)触媒コンバータの下流では、排気温が低いので熱的
影響が少ない。(1) Since the exhaust temperature is low downstream of the catalytic converter, there is little thermal influence.
(2)触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒にトラ
ップされているので下流側O2センサの被毒性は少な
い。(2) Downstream of the catalytic converter, various poisons are trapped in the catalyst, so that the downstream O 2 sensor is less toxic.
(3)触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混合さ
れており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衡状態に
近い値になっている。(3) The exhaust gas is sufficiently mixed downstream of the catalytic converter, and the oxygen concentration in the exhaust gas is close to the equilibrium state.
従って、上述のごとく、2つのO2センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御(ダブルO2センサシス
テム)により、上流側O2センサの出力特性のばらつき
を下流側O2センサにより吸収できる。実際に、第2図
に示すように、シングルO2センサシステムでは、O2
センサの出力特性が悪化した場合には、排気エミッショ
ン特性に直接影響するのに対し、ダブルO2センサシス
テムでは、上流側O2センサの出力特性が悪化しても、
排気エミッション特性は悪化しない。つまり、ダブルO
2センサシステムにおいては、下流側O2センサが安定
な出力特性を維持している限り、良好な排気エミッショ
ンが保証される。一般に、酸素濃淡電池型O2センサの
温度特性は、第3A図に示すように、空燃比A/Fがリ
ッチの場合には、素子温が上昇するにつれてO2センサ
の出力(リッチ信号)は上昇してあるハイレベルで安定
し、他方、空燃比A/Fがリーンの場合には、素子温が
上昇するにつれてあるローレベルで安定する。なお、第
3A図は、O2センサ出力処理回路として流出し形式を
用いている場合を示しており、O2センサ出力処理回路
として流込み形式を用いると、第3B図のごとくなり、
非活性状態にあっては、リッチ,リーン信号は共にハイ
レベルとなる。いずれにしても、O2センサは素子温に
応じて非活性状態、活性状態となり、使用可能領域は限
定される。通常、400〜700℃の範囲が適当とされてい
る。しかし、素子温を直接測定することは実用上困難で
あり、通常は機関冷却水温あるいはO2センサの出力を
素子温の代用値として活性化の判定を行っている。Therefore, as described above, the air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the two O 2 sensors (double O 2 sensor system), the variations in the output characteristic of the upstream O 2 sensor can be absorbed by the downstream O 2 sensor. In fact, as shown in FIG. 2, in a single O 2 sensor system, O 2
When the output characteristic of the sensor deteriorates, it directly affects the exhaust emission characteristic, whereas in the double O 2 sensor system, even if the output characteristic of the upstream O 2 sensor deteriorates,
Exhaust emission characteristics do not deteriorate. In other words, double O
In the two- sensor system, good exhaust emission is guaranteed as long as the downstream O 2 sensor maintains stable output characteristics. In general, the temperature characteristics of the oxygen concentration cell type O 2 sensor, as shown in FIG. 3A, when the air-fuel ratio A / F is rich, the output of the O 2 sensor as the element temperature rises (rich signal) When the air-fuel ratio A / F is lean, it stabilizes at a low level as the element temperature rises. Note that FIG. 3A shows the case where the outflow type is used as the O 2 sensor output processing circuit, and when the inflow type is used as the O 2 sensor output processing circuit, it becomes as shown in FIG. 3B.
In the inactive state, both the rich and lean signals are at high level. In any case, the O 2 sensor becomes inactive or active depending on the element temperature, and the usable area is limited. Generally, the range of 400 to 700 ° C. is considered suitable. However, it is practically difficult to directly measure the element temperature, and the activation is normally determined by using the engine cooling water temperature or the output of the O 2 sensor as a substitute value of the element temperature.
このようなO2センサの活性化判定方法として、機関の
コールドスタート時には機関冷却水温に基づいて活性化
を判定し、ホットスタート時にはO2センサの素子温の
低下が冷却水温の低下より早い点に鑑み機関冷却水温で
はなくO2センサの出力に基づいて活性化を判定する方
法が特開昭58−77150号公報に開示されている。As a method for determining the activation of the O 2 sensor, the activation is determined based on the engine cooling water temperature at the cold start of the engine, and the element temperature of the O 2 sensor decreases earlier than the cooling water temperature at the hot start. In view of this, a method of determining activation based on the output of the O 2 sensor instead of the engine cooling water temperature is disclosed in JP-A-58-77150.
上記活性化判定方法によれば、機関のコールドスター
ト、ホットスタート時ともに誤検出無くO2センサの活
性化を判定できる。According to the activation determination method described above, activation of the O 2 sensor can be determined without erroneous detection during cold start and hot start of the engine.
しかしながら、上述のダブルO2センサシステムの2つ
のO2センサに対し、上記従来の活性化判定方法を単純
に採用しただけでは、機関始動後に排気ガスのエミッシ
ョンが悪化するという問題がある。以下にこの問題を詳
述する。However, if the above-mentioned conventional activation determination method is simply adopted for the two O 2 sensors of the above-mentioned double O 2 sensor system, there is a problem that the emission of exhaust gas deteriorates after the engine is started. This problem will be detailed below.
上記特開昭58−77150号公報の活性化判定方法に
おいては、機関のホットスタート時にO2センサの出力
のみに基づいて活性化を判定している。よって、機関の
始動後にO2センサが活性化するために必要な時間以上
の長時間にわたり機関から排出される排気ガスの空燃比
がリッチまたはリーンに偏る場合には、O2センサがた
とえ非活性状態から活性状態に変化しても、その出力値
は活性化判定基準値を横切らず、その結果、O2センサ
は未だ活性化していないと判定されることになる。従っ
て、この状態下では、せっかくO2センサが活性化して
いるにも拘らず、空燃比フィードバック制御を開始する
ことができず、もって、エミッションが悪化する。In the activation determination method disclosed in JP-A-58-77150, activation is determined based only on the output of the O 2 sensor when the engine is hot started. Therefore, when the air-fuel ratio of the exhaust gas O 2 sensor after the start of the engine is discharged from the engine for a long time more than the time required to activate is biased to the rich or lean, the O 2 sensor is even inactive Even if the state changes to the active state, the output value does not cross the activation determination reference value, and as a result, it is determined that the O 2 sensor is not yet activated. Therefore, in this state, the air-fuel ratio feedback control cannot be started even though the O 2 sensor is activated, and the emission is deteriorated.
一方、従来よりある冷却水温あるいはO2センサの出力
に基づく活性化判定を、単純にダブルO2センサシステ
ムの2つのO2センサに対し採用した場合には、始動時
の冷却水温が高いホットスタート時には、始動後直ちに
両O2センサとも活性化していると判断され、上流側O
2センサによる空燃比フィードバック制御と、この空燃
比フィードバック制御による空燃比の目標空燃比(理論
空燃比、ストイキ)に対するずれを補正するための下流
側O2センサによる空燃比フィードバック制御が開始さ
れることになる。この場合、上流側O2センサの素子温
は機関の温度の影響を相対的に強く受けるため、殆どの
場合確実に活性化状態にあり、従って上流側O2センサ
による空燃比フィードバック制御の開始には何ら問題は
ない。しかしながら、下流側O2センサは確実に活性化
するには至っていない場合、即ち、正確に空燃比が検出
できない場合が多々あり、それにも拘らず下流側O2セ
ンサによる空燃比フィードバック制御が開始される。従
って、下流側O2センサによる空燃比フィードバック制
御の本来の意図(上流側O2センサによる空燃比フィー
ドバック制御の目標空燃比からのずれを補正する意図)
とは逆に、上流側O2センサによる空燃比フィードバッ
ク制御の制御中心を、目標空燃比から離れる方向に補正
してしまい、従って、エミッションが悪化してしまうの
である。On the other hand, if the activation determination based on the output of the coolant temperature or the O 2 sensor is conventionally was simply adopted for two O 2 sensors double O 2 sensor system, hot start coolant temperature is high at the time of starting Sometimes, it is determined that both O 2 sensors are activated immediately after the start, and the upstream O 2 sensor is activated.
The air-fuel ratio feedback control by the two sensors and the air-fuel ratio feedback control by the downstream O 2 sensor for correcting the deviation of the air-fuel ratio from the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio, stoichiometry) by this air-fuel ratio feedback control are started. become. In this case, since the element temperature of the upstream O 2 sensor is relatively strongly affected by the temperature of the engine, the element temperature of the upstream O 2 sensor is certainly in the activated state in most cases, and therefore the start of the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor. There is no problem. However, there are many cases where the downstream O 2 sensor has not been reliably activated, that is, there are many cases where the air-fuel ratio cannot be accurately detected, and nevertheless the downstream O 2 sensor starts the air-fuel ratio feedback control. It Therefore, the original intention of the air-fuel ratio feedback control by the downstream O 2 sensor (the intention of correcting the deviation of the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor from the target air-fuel ratio)
On the contrary, the control center of the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor is corrected in the direction away from the target air-fuel ratio, and the emission is deteriorated.
本発明の目的はダブルO2センサシステムにおいて上流
側O2センサ、下流側O2センサそれぞれに適切な活性
化判定手段を設定することにより、機関の始動後素早く
空燃比フィードバック制御を開始して空燃比変動を抑え
るとともに、完全に活性状態にある下流側O2センサの
出力により上流側O2センサ出力による空燃比フィード
バック制御のずれを精度良く保証し、もって機関始動後
のエミッションの悪化を防止することにあり、その手段
は、第1A図、第1B図に示される。Upstream O 2 sensor object in the double O 2 sensor system of the present invention, by setting the appropriate activation determining means, respectively downstream O 2 sensor, air-starting after-start quick air-fuel ratio feedback control of the engine While suppressing the fuel ratio fluctuation, the output of the downstream side O 2 sensor which is in a completely active state accurately assures the deviation of the air-fuel ratio feedback control due to the output of the upstream side O 2 sensor, thereby preventing the deterioration of the emission after the engine start. In particular, the means is shown in FIGS. 1A and 1B.
第1A図は2つの空燃比補正量を導入したダブル空燃比
センサシステムを示す。第1A図において、排気ガス中
の特定成分濃度を検出する第1、第2の空燃比センサが
内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化のための触
媒コンバータの上流側、下流側に、それぞれ、設けられ
ている。第1の活性/非活性判別手段は機関の冷却水温
THWにより第1の空燃比センサが活性状態か非活性状
態かを判別する。第2の活性/非活性判別手段は第1の
空燃比センサの出力V1により第1の空燃比センサが活
性状態か非活性状態かを判別する。第1もしくは第2の
活性/非活性判別手段により第1の空燃比センサが活性
状態と判別されたときには、第1の空燃比補正量演算手
段が第1の(上流側)空燃比センサの出力V1に応じて
第1の空燃比補正量FAF1を演算する。また、コールド/
ホットスタート判別手段は機関がコールドスタートかホ
ットスタートかを判別する。この結果、機関がコールド
スタートのときには第3の活性/非活性判別手段が機関
の冷却水温THWにより第2の空燃比センサが活性状態
か非活性状態かを判別し、他方、機関がホットスタート
のときには、第4の活性/非活性判別手段が第2の空燃
比センサの出力V2により第2の空燃比センサが活性状
態か非活性状態かを判別する。第3もしくは第3の活性
/非活性判別手段により第2の空燃比センサが活性状態
と判別されたときには、第2の空燃比補正量演算手段が
第2の(下流側)空燃比センサの出力V2に応じて第2
の空燃比補正量FAF2を演算する。そして、空燃比調整手
段は第1、第2の空燃比補正量FAF1、FAF2に応じて機関
の空燃比を調整するものである。FIG. 1A shows a double air-fuel ratio sensor system that introduces two air-fuel ratio correction amounts. In FIG. 1A, first and second air-fuel ratio sensors for detecting a specific component concentration in exhaust gas are provided on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine. Each is provided. The first active / inactive determining means determines whether the first air-fuel ratio sensor is in the active state or the inactive state based on the engine coolant temperature THW. The second active / inactive determining means determines whether the first air-fuel ratio sensor is in the active state or the inactive state based on the output V 1 of the first air-fuel ratio sensor. When the first or second active / inactive determining means determines that the first air-fuel ratio sensor is in the active state, the first air-fuel ratio correction amount calculating means outputs the output of the first (upstream side) air-fuel ratio sensor. A first air-fuel ratio correction amount FAF1 is calculated according to V 1 . Also, cold /
The hot start determination means determines whether the engine is cold start or hot start. As a result, when the engine is cold started, the third activation / deactivation determination means determines whether the second air-fuel ratio sensor is in the activated state or the inactivated state based on the cooling water temperature THW of the engine, while the engine is in the hot start state. At this time, the fourth active / inactive determining means determines whether the second air-fuel ratio sensor is in the active state or the inactive state based on the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor. When the third or third active / inactive determining means determines that the second air-fuel ratio sensor is in the active state, the second air-fuel ratio correction amount calculating means outputs the output of the second (downstream) air-fuel ratio sensor. Second according to V 2
The air-fuel ratio adjustment amount FAF2 of is calculated. The air-fuel ratio adjusting means adjusts the air-fuel ratio of the engine according to the first and second air-fuel ratio correction amounts FAF1 and FAF2.
第1B図は空燃比フィードバック制御に関与する定数を
補正するダブル空燃比センサシステムを示す。第1B図
においては、第1A図の場合と同様に、第1、第2の空
燃比センサ、第1、第2の活性/非活性判別手段、コー
ルド/ホットスタート判別手段、および第3、第4の活
性/非活性判別手段が設けられている。第3もしくは第
4の活性/非活性判別手段により第2の空燃比センサが
活性状態と判別されたときには、定数変更手段が第2の
空燃比センサの出力V2に応じて空燃比フィードバック
制御に関与する定数を変更する。また、第1もしくは第
2の活性/非活性判別手段により第1の空燃比センサが
活性状態と判別されたときには、空燃比補正量演算手段
が空燃比フィードバック制御に関与する定数と第1の空
燃比センサの出力V1とに応じて空燃比補正量FAFを演
算する。そして、空燃比調整手段が空燃比補正量FAFに
応じて機関の空燃比を調整するものである。FIG. 1B shows a double air-fuel ratio sensor system that corrects constants involved in air-fuel ratio feedback control. In FIG. 1B, as in the case of FIG. 1A, first and second air-fuel ratio sensors, first and second active / inactive discrimination means, cold / hot start discrimination means, and third and third air-fuel ratio sensors. There are four active / inactive discriminating means. When the third or fourth activation / deactivation determination means determines that the second air-fuel ratio sensor is in the active state, the constant changing means performs the air-fuel ratio feedback control according to the output V 2 of the second air-fuel ratio sensor. Change the constants involved. Further, when the first or second active / inactive determining means determines that the first air-fuel ratio sensor is in the active state, the air-fuel ratio correction amount calculating means causes the constant and the first air-fuel ratio feedback control to be involved. The air-fuel ratio correction amount FAF is calculated according to the output V 1 of the fuel ratio sensor. Then, the air-fuel ratio adjusting means adjusts the air-fuel ratio of the engine according to the air-fuel ratio correction amount FAF.
上述の手段によれば、上流側空燃比センサは機関のホッ
トスタート時であれば機関の冷却水温THWによる活性
化判定により、始動後すぐに活性化状態と判定され、上
流側空燃比センサによる空燃比フィードバック制御が素
早く開始される。また、下流側空燃比センサは機関のホ
ットスタート時、コールドスタート時で別々の活性化判
定手段により確実に活性化状態にあることを判定出来、
活性状態の正確な出力信号により上流側02センサ出力
による空燃比フィードバック制御のずれを精度良く保証
出来る。According to the above-mentioned means, the upstream side air-fuel ratio sensor is judged to be in the activated state immediately after the start by the activation judgment by the cooling water temperature THW of the engine at the time of hot start of the engine, and the air conditioner by the upstream side air-fuel ratio sensor is judged. The fuel ratio feedback control is started quickly. Further, the downstream side air-fuel ratio sensor can surely determine that it is in the activated state by separate activation determination means at the time of hot start and cold start of the engine,
Deviation of the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor output by accurate output signal in an active state with high accuracy can be guaranteed.
以下、図面により本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第4図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第4図において、機関本
体1の吸気通路2にはエアフローメータ3が設けられて
いる。エアフローメータ3は吸入空気量を直接計測する
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例したアナグロ電圧の出力信号を発生する。この出
力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換
器101に供給されている。ディストリビュータ4には、
その軸がたとえばクランク角に換算して720°毎に基準
位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ5お
よびクランク角に換算して30°毎に基準位置検出用パ
ルス信号を発生するクランク角センサ6が設けられてい
る。これらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御
回路10の入出力インターフェイス102に供給され、こ
のうち、クランク角センサ6の出力はCPU103の割込み端
子に供給される。FIG. 4 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 4, an air flow meter 3 is provided in the intake passage 2 of the engine body 1. The air flow meter 3 directly measures the intake air amount, and has a built-in potentiometer to generate an output signal of an analog voltage proportional to the intake air amount. This output signal is supplied to the A / D converter 101 with a built-in multiplexer of the control circuit 10. In Distributor 4,
For example, a crank angle sensor 5 whose axis is converted into a crank angle to generate a reference position detection pulse signal every 720 ° and a crank angle sensor which is converted into a crank angle and generates a reference position detection pulse signal every 30 ° 6 is provided. The pulse signals of the crank angle sensors 5 and 6 are supplied to the input / output interface 102 of the control circuit 10, of which the output of the crank angle sensor 6 is supplied to the interrupt terminal of the CPU 103.
さらに、吸気通路2には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁7が設け
られている。Further, the intake passage 2 is provided with a fuel injection valve 7 for supplying pressurized fuel from the fuel supply system to the intake port for each cylinder.
また、機関本体1のシリンダブロックのウォータジャケ
ット8には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
9が設けられている。水温センサ9は冷却水の温度THW
に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出力
もA/D変換器101に供給されている。The water jacket 8 of the cylinder block of the engine body 1 is provided with a water temperature sensor 9 for detecting the temperature of the cooling water. The water temperature sensor 9 is the temperature of the cooling water THW
Generates an electric signal of analog voltage according to. This output is also supplied to the A / D converter 101.
排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス
中の3つの有害成分HC,CO,NOxを同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12が設けられている。An exhaust system downstream of the exhaust manifold 11 is provided with a catalytic converter 12 that accommodates a three-way catalyst that simultaneously purifies three harmful components HC, CO, and NOx in the exhaust gas.
排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ1
2の上流側には第1のO2センサ13が設けられ、触媒
コンバータ12の下流側の排気管14には第2のO2セ
ンサ15が設けられている。O2センサ13,15は排気ガ
ス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。すな
わち、O2センサ13,15は空燃比が理論空燃比に対して
リーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧を制御
回路10のO2センサ出力処理回路111,112を介してA
/D変換器101に発生する。なお、O2センサ出力処理
回路111,112には大きく分けて流出し形式、流込み形式
があり、O2センサの活性状態にあっては、両者はほぼ
同一レベルの出力を発生するが、非活性状態にあって
は、前者がローレベル出力、後者がハイレベルの出力を
発生する(参照:第3A図、第3B図)。ただし、ここ
では流出し形式のものを用いるものとする。The exhaust manifold 11 includes the catalytic converter 1
A first O 2 sensor 13 is provided on the upstream side of 2, and a second O 2 sensor 15 is provided on the exhaust pipe 14 on the downstream side of the catalytic converter 12. The O 2 sensors 13 and 15 generate electric signals according to the concentration of oxygen components in the exhaust gas. That is, the O 2 sensors 13 and 15 output different output voltages depending on whether the air-fuel ratio is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio via the O 2 sensor output processing circuits 111 and 112 of the control circuit 10.
Generated in the / D converter 101. The O 2 sensor output processing circuits 111 and 112 are roughly classified into an outflow type and an inflow type. When the O 2 sensor is in an active state, both generate substantially the same level of output, but are in an inactive state. In this case, the former produces a low level output and the latter produces a high level output (see FIGS. 3A and 3B). However, the outflow type is used here.
制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス1
02、CPU103、O2センサ出力処理回路111,112の外に、R
OM104、RAM105、バックアップRAM106、クロック発生回
路107等が設けられている。The control circuit 10 is configured as a microcomputer, for example, and includes an A / D converter 101 and an input / output interface 1
02, CPU 103, O 2 sensor output processing circuit 111, 112, R
An OM 104, a RAM 105, a backup RAM 106, a clock generation circuit 107, etc. are provided.
また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、フ
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁7
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回
路110が燃料噴射弁7の付勢を開始する。他方、ダウン
カウンタ108がクロック信号(図示せず)を計数して最
後にそのキャリアウト端子が“1”レベルとなったとき
に、フリップフロップ109がセットされてれ駆動回路110
は燃料噴射弁7の付勢を停止する。つまり、上述の燃料
噴射量TAUだけ燃料噴射弁7は付勢され、従って、燃料
噴射量TAUに応じた量の燃料が機関本体1の燃焼室に送
り込まれることになる。Further, in the control circuit 10, the down counter 108, the flip-flop 109, and the drive circuit 110 include the fuel injection valve 7
Is for controlling. That is, when the fuel injection amount TAU is calculated in the routine described later, the fuel injection amount TAU is preset in the down counter 108 and the flip-flop 109 is also set. As a result, the drive circuit 110 starts energizing the fuel injection valve 7. On the other hand, when the down counter 108 counts a clock signal (not shown) and finally its carry-out terminal becomes "1" level, the flip-flop 109 is set and the drive circuit 110 is set.
Stops energizing the fuel injection valve 7. That is, the fuel injection valve 7 is energized by the above-mentioned fuel injection amount TAU, and accordingly, the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount TAU is sent to the combustion chamber of the engine body 1.
なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換器101のA/
D変換終了時、入出力インターフェイス102がクランク
角センサ6のパルス信号を受信した時、クロック発生回
路107からの割込信号を受信した時、等である。It should be noted that the interrupt generation of the CPU 103 is caused by the A / D converter 101 A / D
For example, when the D conversion is completed, when the input / output interface 102 receives the pulse signal of the crank angle sensor 6, or when the interrupt signal from the clock generation circuit 107 is received.
エアフローメータ3の吸入空気量データQおよび冷却水
温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルー
チンによって取込まれてRAM105の所定領域に格納され
る。つまり、RAM105におけるデータQおよびTHWは所定
時間毎に更新されている。また、回転速度データNeは
クランク角センサ6の30°CA毎に割込みによって演算さ
れてRAM105の所定領域に格納される。The intake air amount data Q and the cooling water temperature data THW of the air flow meter 3 are fetched by an A / D conversion routine executed every predetermined time and stored in a predetermined area of the RAM 105. That is, the data Q and THW in the RAM 105 are updated every predetermined time. The rotation speed data Ne is calculated by interruption every 30 ° CA of the crank angle sensor 6 and stored in a predetermined area of the RAM 105.
第5図は活性、非活性判別ルーチンであって、所定時間
たとえば0.1s毎に実行される。FIG. 5 shows an active / inactive discrimination routine, which is executed every predetermined time, for example, every 0.1 s .
ステップ501では、RAM105より水温データTHWを読出して
THW>T1か否かを判別する。なお、T1はたとえば80℃で
ある。THW>T1であればステップ502にてホットスタート
フラグFCSを“1”として、他方、THW≦T1であればステ
ップ502′にてホットスタートフラグFCSを“0”として
ステップ503に進む。つまり、ステップ501,502,502′は
コールドスタートかホットスタートか否かを判別するも
のであり、一旦ホットスタートと判別されると、ホット
スタートフラグFCSは“1”に保持されることになる。In step 501, the water temperature data THW is read from the RAM 105.
It is determined whether THW> T 1 or. Note that T 1 is, for example, 80 ° C. If THW> T 1 , the hot start flag FCS is set to "1" in step 502, while if THW≤T 1 , the hot start flag FCS is set to "0" in step 502 'and the routine proceeds to step 503. That is, steps 501, 502 and 502 'are for determining whether it is cold start or hot start. Once the hot start is determined, the hot start flag FCS is held at "1".
コールドスタート(FCS=“0”)であれば、ステップ50
3からステップ504に進み、THW>T2か否かを判別する。T
2はT2<T1であって、たとえば70℃である。THW>T2であ
ればステップ507にて活性フラグCF/Bを“1”とす
る。THW≦T2であれば、ステップ508に直接進む。このよ
うに、コールドスタートであれば、機関の冷却水温に応
じて下流側O2センサ15の活性、非活性の判別を行
う。If cold start (FCS = "0"), step 50
The process proceeds from step 3 to step 504, and it is determined whether THW> T 2 . T
2 is T 2 <T 1 , for example 70 ° C. And an active flag CF / B "1" at step 507, if THW> T 2. If THW ≤ T 2 , then go directly to step 508. In this way, in the case of cold start, the downstream O 2 sensor 15 is determined to be active or inactive according to the temperature of the cooling water of the engine.
ホットスタート(FCS=“1”)であれば、ステップ503
からステップ505に進み、下流側O2センサ15の出力
V2をA/D変換して取込み、ステップ506にてV2が
所定値たとえば0.45Vを超えたか否かを判別する。V2
>0.45Vであればステップ507にて活性フラグCF/B
を“1”とするV2≦0.45Vであれば、ステップ508に
直接進む。このように、ホットスタートであれば、下流
側O2センサ15の出力V2に応じて下流側O2センサ
15の活性、非活性の判別を行う。If it is a hot start (FCS = "1"), step 503
To step 505, the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is A / D converted and taken in, and it is determined in step 506 whether V 2 exceeds a predetermined value, for example, 0.45V. V 2
If> 0.45V, the activation flag CF / B is determined in step 507.
If V 2 ≦ 0.45V in which is set to “1”, the process directly proceeds to step 508. Thus, if hot start, the activity of the downstream O 2 sensor 15, the determination of inactive performed in accordance with the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15.
第6図は上流側O2センサ13の出力にもとづいて空燃
比補正係数FAF1を演算する第1の空燃比フィードバック
制御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms毎に実行
される。FIG. 6 shows a first air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 based on the output of the upstream O 2 sensor 13, which is executed every predetermined time, for example, 4 ms.
ステップ601では、上流側O2センサ13による空燃比
の閉ループ(フィードバック)条件が成立しているか否
かを判別する。機関始動中、始動後の燃料増量動作中、
暖機増量動作中、パワー増量動作中、リーン制御中、上
流側O2センサ13の不活性状態時等はいずれも閉ルー
プ条件が不成立であり、その他の場合が閉ループ条件成
立である。なお、上流側O2センサ13の活性/不活性
状態の判別はRAM105より水温データTHWを読出して一旦T
HW≧70℃になったか否かを判別するか、あるいは上流側
O2センサ13の出力レベルが一度上下したか否かを判
別することによって行われる。閉ループ条件が不成立の
ときには、ステップ617に進んで空燃比補正係数FAF1を
1.0とする。他方、閉ループ条件成立の場合はステップ
602に進む。In step 601, it is determined whether or not the closed loop (feedback) condition of the air-fuel ratio by the upstream O 2 sensor 13 is satisfied. During engine start, during fuel increase operation after start,
The closed loop condition is not satisfied during the warm-up increase operation, the power increase operation, the lean control, the inactive state of the upstream O 2 sensor 13, and the closed loop condition is satisfied in other cases. To determine the active / inactive state of the upstream O 2 sensor 13, the water temperature data THW is read from the RAM 105 and once
This is performed by determining whether or not HW ≧ 70 ° C. or whether or not the output level of the upstream O 2 sensor 13 has once risen / falled. When the closed loop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 617, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 is set.
Set to 1.0. On the other hand, if the closed loop condition is satisfied, step
Proceed to 602.
ステップ602では、上流側O2センサ13の出力V1を
A/D変換して取込み、ステップ603にてV1が比較電
圧VR1たとえば0.45V以下か否かを判別する、つまり、
空燃比がリッチかリーンかを判別する。リーン(V1≦
VR1)であれば、ステップ604にて第1のディレイカウ
ンタCDLY1を1減算し、ステップ605,606にて第1のデ
ィレイカウンタCDLY1を最小値TDR1でガードする。な
お、最小値TDR1は上流側O2センサ13の出力において
リーンからリッチへの変化があってもリーン状態である
ことの判断を保持するためのリッチ遅延時間であって、
負の値で定義される。他方、リッチ(V1>VR1)であ
れば、ステップ607にて第1のディレイカウンタCDLY1を
1加算して、ステップ608,609にて第1のディレイカウ
ンタCDLY1を最大値TDL1でガードする。なお、最大値TDL
1は上流側O2センサ13の出力においてリッチからリ
ーンへの変化があってもリッチ状態であるとの判断を保
持するためのリッチ遅延時間であって、正の値で定義さ
れる。In step 602, the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is A / D-converted and taken in, and in step 603 it is determined whether or not V 1 is the comparison voltage V R1 or less than 0.45 V, that is,
Determine whether the air-fuel ratio is rich or lean. Lean (V 1 ≦
If it is V R1 ), the first delay counter CDLY1 is decremented by 1 in step 604, and the first delay counter CDLY1 is guarded by the minimum value TDR1 in steps 605 and 606. The minimum value TDR1 is a rich delay time for holding the determination of the lean state even when the output of the upstream O 2 sensor 13 changes from lean to rich,
Defined with a negative value. On the other hand, if rich (V 1 > V R1 ), the first delay counter CDLY1 is incremented by 1 in step 607, and the first delay counter CDLY1 is guarded by the maximum value TDL1 in steps 608 and 609. The maximum value TDL
1 is a rich delay time for holding the determination that the output is in the rich state even when the output of the upstream O 2 sensor 13 changes from rich to lean, and is defined by a positive value.
ここで、第1のディレイカウンタCDLY1の基準を0と
し、CDLY1>0のときに遅延処理後の空燃比をリッチと
みなし、CDLY1≦0のときに遅延処理後の空燃比をリー
ンとみなすものとする。Here, the reference of the first delay counter CDLY1 is set to 0, the air-fuel ratio after delay processing is considered rich when CDLY1> 0, and the air-fuel ratio after delay processing is considered lean when CDLY1 ≦ 0. To do.
ステップ610では、第1のディレイカウンタCDLY1の符号
が反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ611にて、リッチからリーンへの反転
か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチか
らリーンへの反転であれば、ステップ612にてFAF1←FAF
1+RS1とスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリ
ッチへの反転であれば、ステップ613にてFAF1←FAF1−R
S1とスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理
を行う。In step 610, it is determined whether or not the sign of the first delay counter CDLY1 is inverted, that is, it is determined whether or not the air-fuel ratio after the delay process is inverted. If the air-fuel ratio has been reversed, it is determined in step 611 whether rich-lean reversal or lean-rich reversal is performed. If it is the reverse from rich to lean, in step 612 FAF1 ← FAF
1 + RS1 and skip-wise increase. On the contrary, if lean-to-rich inversion, in step 613 FAF1 ← FAF1-R
S1 and skip-like reduction. That is, skip processing is performed.
ステップ610にて第1のディレイカウンタCDLY1の符号が
反転していなければ、ステップ614,615,616にて積分処
理を行う。つまり、ステップ614にてCDLY1≦0か否かを
判別し、CDLY1≦0(リーン)であればステップ615にて
FAF1←FAF1+KI1とし、他方、CDLY1>0(リッチ)で
あればステップ616にてFAF1←FAF1−KI1とする。ここ
で、積分定数KI1はスキップ定数RS1に比して十分小さ
く設定してあり、つまり、KI1<RS1である。従って、
ステップ615はリーン状態(CDLY1≦0)で燃料噴射量を
徐々に増大させ、ステップ616はリッチ状態(CDLY1>
0)で燃料噴射量を徐々に減少させる。If the sign of the first delay counter CDLY1 is not inverted in step 610, integration processing is performed in steps 614, 615 and 616. That is, in step 614, it is determined whether or not CDLY1 ≦ 0. If CDLY1 ≦ 0 (lean), in step 615
FAF1 ← FAF1 + KI1. On the other hand, if CDLY1> 0 (rich), FAF1 ← FAF1-KI1 is set in step 616. Here, the integration constant KI1 is set sufficiently smaller than the skip constant RS1, that is, KI1 <RS1. Therefore,
Step 615 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (CDLY1 ≦ 0), and step 616 is in the rich state (CDLY1>
In 0), the fuel injection amount is gradually reduced.
ステップ612,613,615,616にて演算された空燃比補正係
数FAF1は最小値たとえば0.8および最大値たとえば1.2
にてガードするものとし、これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAF1が大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。The air-fuel ratio correction coefficient FAF1 calculated in steps 612, 613, 615, 616 has a minimum value of 0.8 and a maximum value of 1.2.
Therefore, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF1 becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled by that value to cause overrich or over lean. prevent.
上述のごとく演算されたFAF1をRAM105に格納して、ステ
ップ618にてこのルーチンは終了する。The FAF1 calculated as described above is stored in the RAM 105, and this routine ends at step 618.
第7図は第6図のフローチャートによる動作を補足説明
するタイミング図である。上流側O2センサ13の出力
により第7図(A)に示すごとくリッチ、リーン判別の
空燃比信号A/F1が得られると、第1のディレイカウン
タCDLY1は、第7図(B)に示すごとく、リッチ状態で
カウントアップされ、リーン状態でガウントダウンされ
る。この結果、第7図(C)に示すごとく、遅延処理さ
れた空燃比信号A/F1′が形成される。たとえば、時刻
t1にて空燃比信号A/F1がリーンからリッチに変化し
ても、遅延処理された空燃比信号A/F1′はリッチ遅延
時間(−TDR1)だけリーンに保持された後に時刻t2に
てリッチに変化する。時刻t3にて空燃比信号A/F1が
リッチからリーンに変化しても、遅延処理された空燃比
信号A/F1′はリーン遅延時間TDL1相当だけリッチに保
持された後に時刻t4にてリーンに変化する。しかし、
空燃比信号A/F1が時刻t5,t6 t7のごとくリッチ遅延時
間(−TDR1)より短い期間で反転すると、第1のディレ
イカウンタCDLY1が基準値0を交差するのに時間を要
し、この結果、時刻t8にて遅延処理後の空燃比信号A
/F1′が反転される。つまり、遅延処理後の空燃比信号
A/F1′は遅延処理前の空燃比信号A/F1に比べて安定
となる。このように遅延処理後の安定した空燃比信号A
/F1′にもとづいて第7図(D)に示す空燃比補正係数
FAF1が得られる。FIG. 7 is a timing chart for supplementarily explaining the operation according to the flowchart of FIG. When the rich-lean air-fuel ratio signal A / F1 is obtained from the output of the upstream O 2 sensor 13 as shown in FIG. 7 (A), the first delay counter CDLY1 is shown in FIG. 7 (B). As usual, it counts up in the rich state, and gowns down in the lean state. As a result, as shown in FIG. 7C, the delayed air-fuel ratio signal A / F1 'is formed. For example, the time after the air-fuel ratio signal A / F1 at time t 1 is also changed from lean to rich, the air-fuel ratio signal A / F1 delayed processed 'is held lean only the rich delay time (-TDR1) It changes to rich at t 2 . Be changed from the air-fuel ratio signal A / F1 is rich at time t 3 to lean, the delayed air-fuel ratio signal A / F1 'is at time t 4 after being held rich only equivalent lean delay time TDL1 Change to lean. But,
Invert a shorter period of time than the air-fuel ratio signal A / F1 is the time t 5, t 6 t 7 rich delay time as the (-TDR1), takes time first delay counter CDLY1 crosses the reference value 0 As a result, at time t 8 , the air-fuel ratio signal A after the delay processing is
/ F1 'is inverted. That is, the air-fuel ratio signal A / F1 'after the delay processing is more stable than the air-fuel ratio signal A / F1 before the delay processing. In this way, the stable air-fuel ratio signal A after the delay processing is performed.
/ F1 'based on the air-fuel ratio correction coefficient shown in Fig. 7 (D)
FAF1 is obtained.
次に、下流側O2センサ15による第2の空燃比フィー
ドバック制御について説明する。第2の空燃比フィード
バック制御としては、第2の空燃比補正係数FAF2を導入
するシステムと、第1の空燃比フィードバック制御に関
与する定数としての遅延時間TDR1,TDL1、スキップ量RS
1(この場合、リーンからリッチへのリッチスキップ量
RS1Rおよびリッチからリーンへのリーンスキップ量RS1L
を別々に設定する)、積分定数KI1(この場合も、リッ
チ積分定数KI1Rおよびリーン積分定数KI1Lを別々に設定
する)、積分定数KI1(この場合も、リッチ積分定数KI
1Rおよびリーン積分定数KI1Lを別々に設定する)、もし
くは上流側O2センサ13の出力V1の比較電圧VR1を
可変にするシステムとがある。Next, the second air-fuel ratio feedback control by the downstream O 2 sensor 15 will be described. As the second air-fuel ratio feedback control, a system that introduces the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 and delay times TDR1, TDL1 and skip amount RS as constants involved in the first air-fuel ratio feedback control are used.
1 (in this case, the rich skip amount from lean to rich)
RS1R and lean skip amount from rich to lean RS1L
, The integration constant KI1 (also in this case, the rich integration constant KI1R and the lean integration constant KI1L are set separately), the integration constant KI1 (also in this case, the rich integration constant KI).
1R and lean integration constant KI1L are set separately), or there is a system in which the comparison voltage V R1 of the output V 1 of the upstream O 2 sensor 13 is made variable.
たとえば、リッチ遅延時間(−TDR1)>リーン遅延時間
(TDL1)と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移行で
き、逆に、リーン遅延時間(TDL1)>リッチ遅延時間(−
TDR1)と設定すれば、制御空燃比リーン側に移行でき
る。つまり、下流側O2センサ15のの出力に応じて遅
延時間TDR1,TDL1を補正することにより空燃比が制御で
きる。また、リッチスキップ量RSIRを大きくすると、制
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量RS1Lを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量RS1Lを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RS1Rを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行でき
る。従って、下流側O2センサ15の出力に応じてリッ
チスキップ量RS1Rおよびリーンスキップ量RS1Lを補正す
ることにより空燃比が制御できる。さらにまた、リッチ
積分定数KI1Rを大きくすると、制御空燃比をリッチ側に
移行でき、また、リーン積分定数KI1Lを小さくしても制
御空燃比をリッチ側に移行でき、他方、リーン積分定数
KI1Lを大きくすると、制御空燃比をリーン側に移行で
き、また、リッチ積分定数KI1Rを小さくしても制御空燃
比をリーン側に移行できる。従って、下流側O2センサ
15の出力に応じてリッチ積分定数KI1Rおよびリーン積
分定数KI1Lを補正することにより空燃比が制御できる。
さらにまた、比較電圧VR1を大きくすると制御空燃比を
リッチ側に移行でき、また、比較電圧VR1を小さくする
と制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
O2センサ15の出力に応じて比較電圧VR1を補正する
ことにより空燃比が制御できる。For example, rich delay time (-TDR1)> lean delay time
If (TDL1) is set, the control air-fuel ratio can shift to the rich side, and conversely, lean delay time (TDL1)> rich delay time (-
If set to TDR1), the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. That is, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the delay times TDR1 and TDL1 according to the output of the downstream O 2 sensor 15. Further, if the rich skip amount RSIR is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean skip amount RS1L is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while the lean skip amount RS1L is increased. , The control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and the rich skip amount
Even if RS1R is reduced, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich skip amount RS1R and the lean skip amount RS1L according to the output of the downstream O 2 sensor 15. Furthermore, if the rich integration constant KI1R is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and even if the lean integration constant KI1L is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, while the lean integration constant is increased.
When KI1L is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side, and even when the rich integration constant KI1R is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the rich integration constant KI1R and the lean integration constant KI1L according to the output of the downstream O 2 sensor 15.
Furthermore, if the comparison voltage V R1 is increased, the control air-fuel ratio can be shifted to the rich side, and if the comparison voltage V R1 is decreased, the control air-fuel ratio can be shifted to the lean side. Therefore, the air-fuel ratio can be controlled by correcting the comparison voltage V R1 according to the output of the downstream O 2 sensor 15.
第8図〜第10図を参照して第2の空燃比補正係数FAF2
を導入したダブルO2センサシステムについて説明す
る。Referring to FIGS. 8 to 10, the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2
A double O 2 sensor system in which is introduced will be described.
第8図は下流側O2センサ15の出力にもとづいて第2
の空燃比補正係数FAF2を演算する第2の空燃比フィード
バック制御ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎
に実行される。ステップ601では、下流側O2センサ1
5による閉ループ条件か否かを判別する。このステップ
801は第6図のステップ601とほぼ同一である。閉ループ
条件でなければステップ818に進んでFAF2=1.0とし、
閉ループ条件のときにステップ802へ進む。FIG. 8 shows the second based on the output of the downstream O 2 sensor 15.
Is a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the air-fuel ratio correction coefficient FAF2, and is executed every predetermined time, for example, every 1 s. In step 601, the downstream O 2 sensor 1
It is determined whether or not the closed loop condition of 5 is satisfied. This step
801 is almost the same as step 601 in FIG. If it is not a closed loop condition, proceed to step 818 and set FAF2 = 1.0,
If it is a closed loop condition, the process proceeds to step 802.
ステップ802では、活性フラグCF/Bが“1”か否かを判
別し、CF/B=“1”のときのみ、ステップ803に進む。In step 802, it is determined whether or not the activation flag CF / B is "1", and the process proceeds to step 803 only when CF / B = "1".
ステップ803では、下流側O2センサ15の出力V2を
A/D変換して取込み、ステップ804にてV2が比較電
圧VR2たとえば0.45V以下か否かを判別する、つまり、
空燃比がリッチかリーンかを判別する。なお、比較電圧
VR2は触媒コンバータ2の上流、下流で生ガスの影響に
よる出力特性が異なることおよび効化速度が異なること
等を考慮して上流側O2センサ13の出力の比較電圧V
R1より高く設定される。リーン(V2≦VR2)であれ
ば、ステップ805にて第2のディレイカウンタCDLY2を1
減算し、ステップ806,807にて第2のディレイカウンタC
DLY2を最小値TDR2でガードする。なお、最小値TDR2はリ
ーンからリッチへの変化があってもリーン状態を保持す
るためのリッチ遅延時間であって、負の値で定義され
る。他方、リッチ(V2>VR2)であれば、ステップ80
8にて第2のディレイカウンタCDLY2を1加算して、ステ
ップ809,810にて第2のディレイカウンタCDLY2を最大値
TDL2でガードする。なお、最大値TDL2はリッチからリー
ンへの変化があってもリッチ状態を保持するためのリー
ン遅延時間であって、正の値で定義される。In step 803, the output V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is A / D converted and taken in, and in step 804, it is judged whether or not V 2 is the comparison voltage V R2, for example, 0.45 V or less, that is,
Determine whether the air-fuel ratio is rich or lean. The comparison voltage V R2 is the comparison voltage V R2 of the output of the upstream O 2 sensor 13 in consideration of the fact that the output characteristics due to the influence of raw gas are different upstream and downstream of the catalytic converter 2 and the activation speed is different.
Set higher than R1 . If lean (V 2 ≦ V R2 ), the second delay counter CDLY 2 is set to 1 in step 805.
Subtract and subtract the second delay counter C in steps 806 and 807.
Guard DLY2 with minimum value TDR2. The minimum value TDR2 is a rich delay time for maintaining a lean state even when there is a change from lean to rich, and is defined as a negative value. On the other hand, if rich (V 2 > V R2 ), step 80
In step 8, the second delay counter CDLY2 is incremented by 1, and in steps 809 and 810, the second delay counter CDLY2 is set to the maximum value.
Guard with TDL2. The maximum value TDL2 is a lean delay time for maintaining the rich state even when there is a change from rich to lean, and is defined by a positive value.
ここでも、第2のディレイカウンタCDLY2の基準を0と
し、CDLY2>0のときに遅延処理後の空燃比をリッチと
みなし、CDLY2≦0のときに遅延処理後の空燃比をリー
ンとみなすものとする。Here again, the reference of the second delay counter CDLY2 is set to 0, the air-fuel ratio after delay processing is considered rich when CDLY2> 0, and the air-fuel ratio after delay processing is considered lean when CDLY2 ≦ 0. To do.
ステップ811では、第2のディレイカウンタCDLY2の符号
が反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理後の空
燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転してい
れば、ステップ812にて、リッチからリーンへの反転
か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチか
らリーンへの反転であれば、ステップ813にてFAF2←FAF
2+RS2とスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッ
チへの反転であれば、ステップ814にてFAF2←FAF2−RS2
とスキップ的に減少させる。つまり、スキップ処理を行
う。In step 811, it is determined whether or not the sign of the second delay counter CDLY2 is inverted, that is, it is determined whether or not the air-fuel ratio after the delay process is inverted. If the air-fuel ratio is reversed, it is determined in step 812 whether rich-to-lean reversal or lean-to-rich reversal is performed. If it is the reverse from rich to lean, in step 813 FAF2 ← FAF
2 + RS2 and increase in a skip manner, and conversely, if lean to rich inversion, in step 814 FAF2 ← FAF2-RS2
And reduce like a skip. That is, skip processing is performed.
ステップ811にて第2のディレイカウンタCDLY2の符号が
反転していなければ、ステップ815,816,817にて積分処
理を行う。つまり、ステップ815にて、CDLY2≦0か否か
を判別し、CDLY2≦0(リーン)であればステップ816に
てFAF2←FAF2+KI2とし、他方、CDLY2>0(リッチ)で
あればステップ817にてFAF2←FAF2+KI2とする。ここ
で、積分定数KI2はスキップ定数RS2に比して十分小さく
設定してあり、つまり、KI2<RS2である。従って、ステ
ップ816はリーン状態(CDLY2≦0)で燃料噴射量を徐々
に増大させ、ステップ817はリッチ状態(CDLY2>0)で
燃料噴射量を徐々に減少させる。If the sign of the second delay counter CDLY2 is not inverted in step 811, integration processing is performed in steps 815, 816 and 817. In other words, in step 815, it is determined whether or not CDLY2 ≦ 0. If CDLY2 ≦ 0 (lean), then in step 816 FAF2 ← FAF2 + KI2, while if CDLY2> 0 (rich), in step 817. FAF2 ← FAF2 + KI2. Here, the integration constant KI2 is set sufficiently smaller than the skip constant RS2, that is, KI2 <RS2. Therefore, step 816 gradually increases the fuel injection amount in the lean state (CDLY2 ≦ 0), and step 817 gradually decreases the fuel injection amount in the rich state (CDLY2> 0).
ステップ813,814,816,817にて演算された空燃比補正係
数FAF2は最小値たとえば0.8および最大値たとえば1.2
にてガードするものとし、これにより、何らかの原因で
空燃比補正係数FAF2が大きくなり過ぎ、もしくは小さく
なり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオ
ーバリッチ、オーバリーンになるのを防ぐ。The air-fuel ratio correction coefficient FAF2 calculated in steps 813, 814, 816, 817 has a minimum value of 0.8 and a maximum value of 1.2, for example.
Therefore, if the air-fuel ratio correction coefficient FAF2 becomes too large or too small for some reason, the air-fuel ratio of the engine is controlled by that value to cause overrich or over lean. prevent.
上述のごとく演算されたFAF2をRAM105に格納して、ステ
ップ819にてこのルーチンは終了する。The FAF2 calculated as described above is stored in the RAM 105, and this routine ends at step 819.
このように、第2の空燃比補正係数FAF2は閉ループ条件
の成立および活性フラグCF/B=“1”のときに遅延処理
された下流側O2センサ15の出力にもとづいて演算さ
れる。In this way, the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 is calculated based on the output of the downstream O 2 sensor 15 which is delayed when the closed loop condition is satisfied and the activation flag CF / B = “1”.
上述のごとく、空燃比フィードバック中に演算されたFA
F1、FAF2は一旦他の値FAF1′、FAF2′に変換してバック
アップラムRAM106に格納することもでき、これにより、
再始動時等における運転性の向上に役立つものである。As described above, FA calculated during air-fuel ratio feedback
F1 and FAF2 can be once converted into other values FAF1 ′ and FAF2 ′ and stored in the backup RAM RAM 106.
This is useful for improving drivability at the time of restart.
第9図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク角
毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ901では、
RAM105により吸入空気量データQおよび回転速度データ
Neを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←KQ/Ne(Kは定数)とする。ステップ902にてR
AM105より冷却水温データTHWを読出してROM104に格納さ
れた1次元マップにより暖機増量値FWLを補間計算す
る。この暖機増量値FWLは、図示のごとく、現在の冷却
水温THWが上昇するに従って小さくなるように設定され
ている。FIG. 9 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, every 360 ° CA. In step 901,
The RAM 105 reads the intake air amount data Q and the rotation speed data Ne to calculate the basic injection amount TAUP. Eg TA
UP ← KQ / Ne (K is a constant). R at step 902
The cooling water temperature data THW is read from the AM 105 and the warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in the ROM 104. This warm-up increase value FWL is set to decrease as the current cooling water temperature THW increases, as shown in the figure.
ステップ903では、最終噴射量TAUを、TAU←TAUP・FAF1
・FAF2・(FWL+α)+βにより演算する。なお、α,β
は他の運転状態パラメータによって定まる補正量であ
り、たとえば図示しないスロットル位置センサからの信
号、あるいは吸気温センサからの信号、バッテリ電圧等
により決められる補正量であり、これらもRAM105に格納
されている。次いで、ステップ904にて、噴射量TAUをダ
ウンカウンタ108にセットすると共にフリップフロップ1
09をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ステッ
プ905にてこのルーチンは終了する。なお、上述のごと
く、噴射量TAUに相当する時間が経過すると、ダウンカ
ウンタ108のキャリアウト信号によってフリップフロッ
プ109がリセットされて燃料噴射は終了する。In step 903, the final injection amount TAU is set to TAU ← TAUP ・ FAF1
・ Calculate by FAF2 ・ (FWL + α) + β. Note that α and β
Is a correction amount determined by other operating state parameters, for example, a signal from a throttle position sensor (not shown) or a signal from an intake air temperature sensor, a correction amount determined by a battery voltage, etc., and these are also stored in the RAM 105. . Next, at step 904, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 1
Set 09 to start fuel injection. Then, in step 905, this routine ends. As described above, when the time corresponding to the injection amount TAU elapses, the flip-flop 109 is reset by the carry-out signal of the down counter 108 and the fuel injection ends.
第10図は第6図および8図のフローチャートによって
得られる第1,第2の空燃比補正係数FAF1,FAF2を説明
するためのタイミング図である。上流側O2センサ13
の出力電圧V1が第10図(A)に示すごとく変化する
と、第6図のステップ603での比較結果は第10図
(B)のごとくなる。第10図(B)の比較結果は遅延
処理されると第10図(C)のごとくなる。この結果、
第10図(D)に示すように、遅延されたリッチとリー
ンとの切換え時点でFAF1はRS1だけスキップする。他
方、下流側O2センサ15の出力電圧V2が第10図
(E)に示すごとく変化すると、第8図のステップ804
での比較結果は第10図(F)のごとくなり、さらに、
遅延処理されると第10図(G)のごとくなる。第2の
空燃比補正係数FAF2は第10図(G)の遅延された比較
結果にもとづいて演算されると第10図(H)のごとく
なる。FIG. 10 is a timing chart for explaining the first and second air-fuel ratio correction coefficients FAF1 and FAF2 obtained by the flow charts of FIGS. 6 and 8. Upstream O 2 sensor 13
When the output voltage V 1 of the above changes as shown in FIG. 10 (A), the comparison result in step 603 of FIG. 6 becomes as shown in FIG. 10 (B). The comparison result of FIG. 10 (B) becomes as shown in FIG. 10 (C) when the delay processing is performed. As a result,
As shown in FIG. 10 (D), FAF1 skips only RS1 at the time of the delayed switching between rich and lean. On the other hand, when the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 changes as shown in FIG. 10 (E), step 804 in FIG.
The comparison result at is as shown in Fig. 10 (F).
When the delay processing is performed, it becomes as shown in FIG. When the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 is calculated based on the delayed comparison result in FIG. 10 (G), it becomes as shown in FIG. 10 (H).
次に、第11図および第12図を参照して空燃比フィー
ドバック制御に関与する定数としての遅延時間を可変に
したダブルO2センサシステムについて説明する。Next, a double O 2 sensor system in which the delay time as a constant involved in the air-fuel ratio feedback control is variable will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
第11図は下流側O2センサ15の出力にもとづいて遅
延時間TDR1,TDL1を演算する第2の空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンであって、所定時間たとえば1s毎に実
行される。ステップ1101,1102は、第8図のステップ80
1,802と同様である。従って、閉ループ条件不成立もし
くは活性フラグCF/B=“0”であれば、ステップ1124,1
125に進んでリッチ遅延時間TDR1、リーン遅延時間TDL1
を一定値にする。たとえば、 TDR1← −12(48ms相当) TDL1 ← 6(24ms相当) とする。ここで、リッチ遅延時間(−TDR1)をリーン遅
延時間TDL1より大きく設定しているのは、比較電圧VR1
は低い値たとえば0.45Vとしてリーン側に設定されてい
るからである。FIG. 11 is a second air-fuel ratio feedback control routine for calculating the delay times TDR1 and TDL1 based on the output of the downstream O 2 sensor 15, and is executed every predetermined time, for example, every 1 s. Steps 1101 and 1102 are the same as step 80 in FIG.
Same as 1,802. Therefore, if the closed loop condition is not satisfied or the activation flag CF / B = "0", the steps 1124 and 1
Proceed to 125, rich delay time TDR1, lean delay time TDL1
To a constant value. For example, TDR1 ← -12 (equivalent to 48 ms) TDL1 ← 6 (equivalent to 24 ms). Here, the reason to set the rich delay time (-TDR1) greater than the lean delay time TDL1, the comparison voltage V R1
Is set to a low value such as 0.45 V on the lean side.
閉ループ条件成立かつ活性フラグCF/B=“1”であれ
ば、ステップ1103に進む。If the closed loop condition is satisfied and the activation flag CF / B = “1”, the process proceeds to step 1103.
ステップ1103〜1110は第8図のステップ803〜810に対応
している。つまり、リッチ,リーン判別はステップ1104
にて行っているが、この判別結果はステップ1105〜1110
にて遅延処理される。そして、遅延処理されたリッチ,
リーン判別はステップ1111にて行われる。Steps 1103 to 1110 correspond to steps 803 to 810 in FIG. In other words, the rich / lean discrimination is made in step 1104.
The result of this determination is steps 1105 to 1110.
Will be delayed. And the rich that has been delayed,
Lean determination is performed in step 1111.
ステップ1111にて第2のディレイカウンタCDLY2がCDLY2
≦0か否かが判別され、この結果、CDLY2≦0であれ
ば、空燃比はリーンと判別されてステップ1112〜1117に
進み、他方、CDLY2>0であれば空燃比はリッチと判別
されてステップ1118〜1123に進む。In step 1111, the second delay counter CDLY2 is set to CDLY2.
It is determined whether or not ≤0. As a result, if CDLY2≤0, it is determined that the air-fuel ratio is lean and the routine proceeds to steps 1112 to 1117. On the other hand, if CDLY2> 0, the air-fuel ratio is determined to be rich. Proceed to steps 1118 to 1123.
ステップ1112では、TDR1←TDR1−1とし、つまり、リッ
チ遅延時間(−TDR1)を増大させ、リッチからリーンへ
の変化をさらに遅延させて空燃比をリッチ側に移行させ
る。ステップ1113,1114では、TDR1を最小値TR1にてガ
ードする。ここでは、TR1も負の値であり、従って、
(−TR1)は最大リッチ遅延時間を意味する。さらに、
ステップ1115にてTDL1←TDL1−1とし、つまり、リーン
遅延時間TDL1を減少させ、リーンからリッチへの変化の
遅延を小さくして空燃比をリッチ側に移行させる。ステ
ップ1116,1117では、TDL1を最小値TL1にてガードす
る。ここでは、TL1は正の値であり、従って、TL1は最
小リーン遅延時間を意味する。In step 1112, TDR1 ← TDR1-1 is set, that is, the rich delay time (-TDR1) is increased, the change from rich to lean is further delayed, and the air-fuel ratio is shifted to the rich side. In steps 1113 and 1114, TDR1 is guarded by the minimum value T R1 . Here, T R1 is also a negative value, so
(-T R1 ) means the maximum rich delay time. further,
In step 1115, TDL1 ← TDL1-1 is set, that is, the lean delay time TDL1 is reduced, the delay of the change from lean to rich is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the rich side. In steps 1116 and 1117, TDL1 is guarded with the minimum value T L1 . Here, T L1 is a positive value, so T L1 means the minimum lean delay time.
ステップ1118では、TDR1←TDR1+1とし、つまり、リッ
チ遅延時間(−TDR1)を減少させ、リッチからリーンへ
の変化の遅延を小さくして空燃比をリーン側に移行させ
る。ステップ1119,1120でTDR1を最大値TR2にてガード
する。ここではTR2も負の値であり、従って、(−
TR2)は最小リッチ遅延時間を意味する。さらに、ステ
ップ1121にてTDL1←TDL1+1とし、つまり、リーン遅延
時間TDL1を増加させ、リーンからリッチへの変化をさら
に遅延させて空燃比をリーン側に移行させる。ステップ
1122,1123では、TDL1を最大値TL1にてガードする。こ
こではTL1は正の値であり、従って、TL2は最大リーン
遅延時間を意味する。In step 1118, TDR1 ← TDR1 + 1 is set, that is, the rich delay time (-TDR1) is reduced, the delay of the change from rich to lean is reduced, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side. To guard at the maximum value T R2 the TDR1 in step 1119,1120. Here, T R2 is also a negative value, so (−
T R2 ) means the minimum rich delay time. Further, in step 1121, TDL1 ← TDL1 + 1 is set, that is, the lean delay time TDL1 is increased, the change from lean to rich is further delayed, and the air-fuel ratio is shifted to the lean side. Step
In 1122 and 1123, TDL1 is guarded with the maximum value T L1 . Here, T L1 is a positive value, so T L2 means the maximum lean delay time.
上述のごとく演算されたTDR1,TDL1はRAM105に格納され
た後に、ステップ1126にてこのルーチンは終了する。After the TDR1 and TDL1 calculated as described above are stored in the RAM 105, this routine ends at step 1126.
このように、遅延時間TDR1,TDL1は閉ループ条件の成立
および活性フラグCF/B=“1”のときに遅延処理された
下流側O2センサ15の出力にもとづいて演算される。In this way, the delay times TDR1 and TDL1 are calculated based on the output of the downstream O 2 sensor 15 that has been delayed when the closed loop condition is satisfied and the activation flag CF / B = “1”.
なお、空燃比フィードバック中に演算されたFAF1,TDR1,
TDL1は一旦他の値FAF1′、TDR1′TDL1′に変換してバッ
クアップRAM106に格納することもできる。これにより、
再始動時等における運転性向上に役立つものである。Note that FAF1, TDR1, calculated during air-fuel ratio feedback
TDL1 can be temporarily converted into other values FAF1 ′ and TDR1′TDL1 ′ and stored in the backup RAM 106. This allows
This is useful for improving drivability when restarting.
第12図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角毎たとえば360°CA毎に実行される。ステップ1201で
はRAM105より吸入空気量データQおよび回転速度データ
Neを読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTA
UP←KQ/Ne(Kは定数)とする。ステップ1202にて
RAM105より冷却水温データTHWを読出してROM104に格納
された1次元マップにより暖機増量値FWLを補間計算す
る。FIG. 12 shows an injection amount calculation routine, which is executed every predetermined crank angle, for example, every 360 ° CA. In step 1201, the intake air amount data Q and the rotation speed data Ne are read from the RAM 105 to calculate the basic injection amount TAUP. Eg TA
UP ← KQ / Ne (K is a constant). At step 1202
The cooling water temperature data THW is read from the RAM 105, and the warm-up increase value FWL is interpolated by the one-dimensional map stored in the ROM 104.
ステップ1203では、最終噴射量TAUを、 TAU←TAUP・FAF1・(FWL+α)+β により演算する。なお、α,βは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量である。In step 1203, the final injection amount TAU is calculated by TAU ← TAUPFAF1 (FWL + α) + β. Note that α and β are correction amounts that are determined by other operating state parameters.
次いで、ステップ1204にて、噴射量TAUをダウンカウン
タ108にセットすると共にフリップフロップ109をセット
して燃料噴射を開始させる。そして、ステップ1205にて
このルーチンは終了する。Next, at step 1204, the injection amount TAU is set in the down counter 108 and the flip-flop 109 is set to start fuel injection. Then, in step 1205, this routine ends.
第13図は第6図、第11図のフローチャートによって
得られる遅延時間TDR1,TDL1のタイミング図である。第
13図(A)に示すごとく、下流側O2センサ15の出
力電圧V2が変化すると、第13図(B)に示すごと
く、リーン状態(V2≦VR2)であれば遅延時間TDR1,T
DL1は共に増大され、他方、リッチ状態であれば遅延時
間TDR1,TDL1は共に減少される。このとき、TDR1はTR1
〜TR2の範囲で変化し、TDL1はTL1〜TL2の範囲では変
化する。FIG. 13 is a timing chart of the delay times TDR1 and TDL1 obtained by the flowcharts of FIGS. 6 and 11. As shown in FIG. 13 (A), when the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 changes, as shown in FIG. 13 (B), in the lean state (V 2 ≦ V R2 ), the delay time TDR1 , T
Both DL1 are increased, while the delay times TDR1 and TDL1 are both decreased in the rich state. At this time, TDR1 is T R1
To T R2 , and T DL1 changes in the range from T L1 to T L2 .
下流側O2センサ15の閉ループ条件不成立もしくは活
性フラグCF/B=“0”であれば、第13図(B)のTDR
1,TDL1の制御は停止され、たとえばTDR1=−12および
TDL1=6に保持される。If the closed-loop condition of the downstream O 2 sensor 15 is not satisfied or the activation flag CF / B = “0”, the TDR of FIG.
1, TDL1 control is stopped, eg TDR1 = -12 and
It is held at TDL1 = 6.
なお、第1の空燃比フィードバック制御は4ms毎に、ま
た、第2の空燃比フィードバック制御は1s毎に行われ
るのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良い上流
側O2センサによる制御を主にして行い、応答性の悪い
下流側O2センサによる制御を従にして行うためであ
る。The first air-fuel ratio feedback control is performed every 4 ms, and the second air-fuel ratio feedback control is performed every 1 s. The main reason for the air-fuel ratio feedback control is the upstream O 2 sensor with good responsiveness. This is because the control is performed by the downstream O 2 sensor, which has poor responsiveness.
また、上流側O2センサによる空燃比フィードバック制
御に関与する他の定数、たとえばスキップ量、積分定
数、上流側O2センサの比較電圧(参照:特開昭55-375
62号公報)等を下流側O2センサの出力により補正する
ダブルO2センサシステムにも、本発明を適用して得
る。Further, other constants related to the air-fuel ratio feedback control by the upstream O 2 sensor, such as the skip amount, the integration constant, and the comparison voltage of the upstream O 2 sensor (see JP-A-55-375).
No. 62) and the like are obtained by applying the present invention to a double O 2 sensor system in which the output of the downstream O 2 sensor is corrected.
また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの代
わりに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用
いることもできる。Further, as the intake air amount sensor, a Karman vortex sensor, a heat wire sensor, or the like can be used instead of the air flow meter.
さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。Further, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is calculated according to the intake air amount and the engine rotation speed. However, depending on the intake air pressure and the engine rotation speed, or the throttle valve opening and the engine rotation speed. The fuel injection amount may be calculated.
さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ(EACV)により
機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの、エ
レクトリック・フリード・エア・コントロールバルブに
よりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系通
路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を制
御するもの、機関の排気系へ送り込まれる2次空気量を
調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合に
は、ステップ901,1201における基本噴射量TAUP相当の基
本燃料噴射量がキャブレタ自身によって決定され、すな
わち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回転速度
に応じて決定され、ステップ903,1203にて最終燃料噴射
量TAUに相当する供給空気量が演算される。Further, although the internal combustion engine in which the fuel injection amount is controlled by the fuel injection valve is shown in the above-mentioned embodiment, the present invention can be applied to a carburetor type internal combustion engine. For example, an electric air control valve (EACV) adjusts the intake air amount of the engine to control the air-fuel ratio, an electric free air control valve adjusts the air bleed amount of the carburetor, and the main system passage and The present invention can be applied to those that control the air-fuel ratio by introducing the atmosphere into the slow passage and those that adjust the amount of secondary air sent into the exhaust system of the engine. In this case, the basic fuel injection amount corresponding to the basic injection amount TAUP in steps 901 and 1201 is determined by the carburetor itself, that is, determined according to the intake pipe negative pressure according to the intake air amount and the rotation speed of the engine, In steps 903 and 1203, the supply air amount corresponding to the final fuel injection amount TAU is calculated.
さらに、上述の実施例では、空燃比センサとしてO2セ
ンサを用いたが、C0センサ、リーンミクスチャセンサ等
を用いることもできる。Further, although the O 2 sensor is used as the air-fuel ratio sensor in the above-described embodiment, a C0 sensor, a lean mixture sensor, or the like can be used.
さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわち
ディジタル回路によって構成されているが、アナログ回
路により構成することもできる。第14図は本発明の効
果を説明するタイミング図である。コールドスタートが
時刻t1にて行われると、車速SPDは第14図(A)に
示すごとく変化し、この場合、第14図(B),(C)
に示すごとく、冷却水温THWおよび下流側O2センサ1
5の活性度も低いが、第14図(D)に示すごとく下流
側O2センサ15の出力電圧V2は未燃ガスの影響によ
りリッチスパイクが発生する。Further, although the above-mentioned embodiment is constituted by a microcomputer, that is, a digital circuit, it may be constituted by an analog circuit. FIG. 14 is a timing chart for explaining the effect of the present invention. When the cold start is performed at time t 1 , the vehicle speed SPD changes as shown in FIG. 14 (A), and in this case, FIG. 14 (B), (C).
As shown in, the cooling water temperature THW and the downstream O 2 sensor 1
Although the activity of No. 5 is also low, as shown in FIG. 14 (D), the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 causes a rich spike due to the influence of unburned gas.
(なお、O2センサ出力処理回路が流れ込み形式であれ
ばリーンスパイクが発生する。)従って、従来のごと
く、コールドスタート時も下流側O2センサ15の出力
電圧V2により活性、非活性判別を行うと、上述のリッ
チスパイクX1によって時刻t2′にて活性化されてい
るとみなされ、この結果、第14図(E)の点線に示す
ごとく、下流側O2センサ15による空燃比フィードバ
ック制御量たとえば第2の空燃比補正係数FAF2もしくは
遅延時間TDR1,TDL1はリッチ側に補正される。(流込み
形式のO2センサ処理回路を用いるとリーン側に補正さ
れる。)この結果、第14図(F)の点線に示すごと
く、CO(HC)エミッションは大幅に増加することにな
る。これに対し、本発明によれば、冷却水温THWにて活
性、非活性の判別を行っているので、時刻t2にて活性
化とみなされる。従って、下流側O2センサ15による
空燃比フィードバック制御量は第14図(E)の実線に
示すごとく、リッチ補正されておらず、この結果、第1
4図(F)の実線に示すごとく、CO(HC)エミッション
は減少する。(Note that if the O 2 sensor output processing circuit is a flow-in type, a lean spike occurs.) Therefore, as in the conventional case, the active / inactive discrimination is made by the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 even at cold start. When it is performed, it is considered that the rich spike X 1 is activated at time t 2 ′, and as a result, as shown by the dotted line in FIG. 14 (E), the air-fuel ratio feedback by the downstream O 2 sensor 15 is performed. The control amount, for example, the second air-fuel ratio correction coefficient FAF2 or the delay times TDR1 and TDL1 is corrected to the rich side. (If the flow-in type O 2 sensor processing circuit is used, it is corrected to the lean side.) As a result, the CO (HC) emission greatly increases as shown by the dotted line in FIG. 14 (F). On the other hand, according to the present invention, since it is determined whether the cooling water temperature THW is active or inactive, it is considered to be activated at time t 2 . Therefore, the air-fuel ratio feedback control amount by the downstream O 2 sensor 15 is not rich-corrected as shown by the solid line in FIG.
As shown by the solid line in Fig. 4 (F), CO (HC) emission decreases.
また、ホットスタートが時刻t3にて行われると、下流
側O2センサ15の出力電圧V2は未燃ガスの影響が少
なく、第14図(D)に示すごとく安定している。従っ
て、本発明によれば、下流側O2センサ15の出力電圧
V2により活性、非活性を判別する。この結果、時刻t
4にて活性化とみなされる。一方、上流側O2センサ1
3の活性/不活性状態は機関の水温THWが一旦70℃以
上になったか、あるいは上流側O2センサ13の出力レ
ベルが一度上下したかにより判別されるため、機関のホ
ットスタート時には始動直後から機関の水温THWによる
活性化判定により活性化状態と判別される。従って、前
述した他の閉ループ(フィードバック)条件が成立しだ
い素早く上流側O2センサ13の出力に応じた空燃比フ
ィードバック制御を開始することが出来る。When the hot start is performed at time t 3 , the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is little affected by unburned gas and is stable as shown in FIG. 14 (D). Therefore, according to the present invention, the output voltage V 2 of the downstream O 2 sensor 15 is used to determine whether it is active or inactive. As a result, time t
4 is considered activated. On the other hand, the upstream O 2 sensor 1
The active / inactive state of No. 3 is determined by whether the water temperature THW of the engine has once risen to 70 ° C. or higher, or whether the output level of the upstream O 2 sensor 13 has once risen or falled. The activation state is determined by the activation determination based on the water temperature THW of the engine. Therefore, the air-fuel ratio feedback control according to the output of the upstream O 2 sensor 13 can be started promptly as soon as the other closed loop (feedback) condition described above is satisfied.
以上説明したように本発明によれば、ダブルO2センサ
システムにおいて上流側O2センサ、下流側O2センサ
それぞれに適切な活性化判定手段を設定することによ
り、機関の始動後素早く空燃比フィードバック制御を開
始して空燃比変動を抑えるとともに、完全に活性状態に
ある下流側O2センサの出力により上流側O2センサ出
力による空燃比フィードバック制御のずれを精度良く保
証し、もって機関始動後のエミッションの悪化を防止す
ることが出来る。According to the present invention described above, the upstream O 2 sensor in the double O 2 sensor system, by setting the downstream O 2 sensor suitable activation determining means, respectively, quick air-fuel ratio feedback after the start of the engine The control is started to suppress the air-fuel ratio fluctuation, and the output of the downstream side O 2 sensor in the completely active state accurately assures the deviation of the air-fuel ratio feedback control due to the output of the upstream side O 2 sensor. Emissions can be prevented from deteriorating.
第1A図、第1B図は本発明の構成を説明するための全
体ブロック図、 第2図はシングルO2センサシステムおよびダブルO2
センサシステムを説明する排気エミッション特性図、 第3A図、第3B図はO2センサの出力特性を示すグラ
フ、 第4図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第5図、第6図、第8図〜第12図は第4図の制御回路
の動作を説明するためのフローチャート、 第7図は第6図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第10図は第6図および第8図のフローチャートを補足
説明するためのタイミング図、 第13図は、第6図および第11図のフローチャートを
補足説明するためのタイミング図、 第14図は本発明の効果を説明するためのタイミング図
である。 1…機関本体、3…エアフローメータ、 4…ディストリビュータ、 5,6…クランク角センサ、 10…制御回路、12…触媒コンバータ、 13…上流側(第1の)O2センサ、 15…下流側(第1の)O2センサ。1A and 1B are overall block diagrams for explaining the configuration of the present invention, and FIG. 2 is a single O 2 sensor system and a double O 2 sensor system.
FIG. 3A and FIG. 3B are graphs showing output characteristics of an O 2 sensor, and FIG. 4 is an overall view showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention. Schematic diagrams, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 8 to FIG. 12 are flow charts for explaining the operation of the control circuit of FIG. 4, and FIG. 7 is timing for supplementary explanation of the flow chart of FIG. FIG. 10 is a timing chart for supplementary explanation of the flowcharts of FIGS. 6 and 8, and FIG. 13 is a timing chart for supplementary explanation of the flowcharts of FIGS. 6 and 11. FIG. 7 is a timing diagram for explaining the effect of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main body, 3 ... Air flow meter, 4 ... Distributor, 5, 6 ... Crank angle sensor, 10 ... Control circuit, 12 ... Catalytic converter, 13 ... Upstream (first) O 2 sensor, 15 ... Downstream ( First) O 2 sensor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝野 歳康 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−243334(JP,A) 特開 昭60−36946(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyasu Katsuno 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-60-243334 (JP, A) JP-A-60- 36946 (JP, A)
Claims (8)
化のための触媒コンバータの上流側、下流側に、それぞ
れ設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
1、第2の空燃比センサと、 前記機関の冷却水温により前記第1の空燃比センサが活
性状態か非活性状態かを判別する第1の活性/非活性判
別手段と、 前記第1の空燃比センサの出力により前記第1の空燃比
センサが活性状態か非活性状態かを判別する第2の活性
/非活性判別手段と、 前記第1もしくは第2の活性/非活性判別手段により前
記第1の空燃比センサが活性状態と判別されたときに前
記第1の空燃比センサの出力に応じて第1の空燃比補正
量を演算する第1の空燃比補正量演算手段と、 前記機関がコールドスタートかホットスタートかを判別
するコールド/ホットスタート判別手段と、 前記機関がコールドスタートのときに前記機関の冷却水
温により前記第2の空燃比センサが活性状態か非活性状
態かを判別する第3の活性/非活性判別手段と、 前記機関がホットスタートのときに前記第2の空燃比セ
ンサの出力により前記第2の空燃比センサが活性状態か
非活性状態かを判別する第4の活性/非活性判別手段
と、 前記第3もしくは第4の活性/非活性判別手段により前
記第2の空燃比センサが活性状態と判別されたときに前
記第2の空燃比センサの出力に応じて第2の空燃比補正
量を演算する第2の空燃比補正量演算手段と、 前記第1、第2の空燃比補正量に応じて前記機関の空燃
比を調整する空燃比調整手段と を具備する内燃機関の空燃比制御装置。1. A first and a second detector, which are respectively provided on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, for detecting a concentration of a specific component in the exhaust gas. An air-fuel ratio sensor, a first active / inactive determination unit that determines whether the first air-fuel ratio sensor is in an active state or an inactive state based on the cooling water temperature of the engine, and an output of the first air-fuel ratio sensor. Second active / inactive discrimination means for discriminating whether the first air-fuel ratio sensor is in an active state or inactive state, and the first air-fuel ratio sensor by the first or second active / inactive discrimination means. A first air-fuel ratio correction amount calculation means for calculating a first air-fuel ratio correction amount according to the output of the first air-fuel ratio sensor, and the engine is cold start or hot start. Cold / hot A start / stop determining means for determining whether the second air-fuel ratio sensor is in an active state or an inactive state based on a cooling water temperature of the engine when the engine is cold started; A fourth active / inactive determining means for determining whether the second air-fuel ratio sensor is in an active state or an inactive state based on the output of the second air-fuel ratio sensor when the engine is hot started; A second air-fuel ratio correction amount is calculated according to the output of the second air-fuel ratio sensor when the fourth active / inactive discrimination means determines that the second air-fuel ratio sensor is in the active state. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio correction amount calculating means; and an air-fuel ratio adjusting means for adjusting an air-fuel ratio of the engine according to the first and second air-fuel ratio correction amounts.
前記機関の冷却水温に応じてコールドスタートかホット
スタートかを判別する特許請求の範囲第1項に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cold / hot start determination means determines whether it is a cold start or a hot start according to the cooling water temperature of the engine.
化のための触媒コンバータの上流側、下流側に、それぞ
れ設けられ、排気ガス中の特定成分濃度を検出する第
1、第2の空燃比センサと、 前記機関の冷却水温により前記第1の空燃比センサが活
性状態か非活性状態かを判別する第1の活性/非活性判
別手段と、 前記第1の空燃比センサの出力により前記第1の空燃比
センサが活性状態か非活性状態かを判別する第2の活性
/非活性判別手段と、 前記機関がコールドスタートかホットスタートかを判別
するコールド/ホットスタート判別手段と、 前記機関がコールドスタートのときに前記機関の冷却水
温により前記第2の空燃比センサが活性状態か非活性状
態かを判別する第3の活性/非活性判別手段と、 前記機関がホットスタートのときに前記第2の空燃比セ
ンサの出力により前記第2の空燃比センサが活性状態か
非活性状態かを判別する第4の活性/非活性判別手段
と、 前記第3もしくは第4の活性/非活性判別手段により前
記第2の空燃比センサが活性状態と判別されたときに前
記第2の空燃比センサの出力に応じて空燃比フィードバ
ック制御に関与する定数を変更する定数変更手段と、 前記第1もしくは第2の活性/非活性判別手段により前
記第1の空燃比センサが活性状態と判別されたときに前
記空燃比フィードバック制御に関与する定数と前記第1
の空燃比センサの出力に応じて空燃比補正量を演算する
空燃比補正量演算手段と、 前記空燃比補正量に応じて前記機関の空燃比を調整する
空燃比調整手段と を具備する内燃機関の空燃比制御装置。3. A first and a second detector, which are respectively provided on the upstream side and the downstream side of a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of an internal combustion engine, for detecting a concentration of a specific component in the exhaust gas. An air-fuel ratio sensor, a first active / inactive determination unit that determines whether the first air-fuel ratio sensor is in an active state or an inactive state based on the cooling water temperature of the engine, and an output of the first air-fuel ratio sensor. Second active / inactive determination means for determining whether the first air-fuel ratio sensor is in an active state or inactive state; cold / hot start determination means for determining whether the engine is cold start or hot start; Third active / inactive determining means for determining whether the second air-fuel ratio sensor is in the active state or the inactive state according to the cooling water temperature of the engine when the engine is cold start, and the engine is hot-started. Sometimes, fourth active / inactive determining means for determining whether the second air-fuel ratio sensor is in an active state or an inactive state based on the output of the second air-fuel ratio sensor, and the third or fourth active / inactive state determining means. Constant changing means for changing a constant involved in air-fuel ratio feedback control according to an output of the second air-fuel ratio sensor when the second air-fuel ratio sensor is judged to be in an active state by the inactivity judging means, When the first or second active / inactive determining means determines that the first air-fuel ratio sensor is in the active state, the constant and the first constant that are involved in the air-fuel ratio feedback control.
An internal combustion engine including: an air-fuel ratio correction amount calculating means for calculating an air-fuel ratio correction amount according to the output of the air-fuel ratio sensor; and an air-fuel ratio adjusting means for adjusting the air-fuel ratio of the engine according to the air-fuel ratio correction amount. Air-fuel ratio controller.
前記機関の冷却水温に応じてコールドスタートかホット
スタートかを判別する特許請求の範囲第3項に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。4. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said cold / hot start determination means determines whether it is a cold start or a hot start according to the temperature of the cooling water of said engine.
定数が遅延時間である特許請求の範囲第3項に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。5. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the constant involved in the air-fuel ratio feedback control is a delay time.
定数がスキップ制御定数である特許請求の範囲第3項に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。6. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the constant relating to the air-fuel ratio feedback control is a skip control constant.
定数が積分制御定数である特許請求の範囲第3項に記載
の内燃機関の空燃比制御装置。7. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the constant involved in the air-fuel ratio feedback control is an integral control constant.
定数が前記第1の空燃比センサ出力の比較電圧である特
許請求の範囲第3項に記載の内燃機関の空燃比制御装
置。8. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the constant involved in the air-fuel ratio feedback control is a comparison voltage of the output of the first air-fuel ratio sensor.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12990585A JPH0639933B2 (en) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | Air-fuel ratio controller for internal combustion engine |
| US06/850,619 US4707984A (en) | 1985-04-15 | 1986-04-11 | Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics |
| CA000506580A CA1248611A (en) | 1985-04-15 | 1986-04-14 | Double air-fuel ratio sensor system having improved response characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12990585A JPH0639933B2 (en) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | Air-fuel ratio controller for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291742A JPS61291742A (en) | 1986-12-22 |
| JPH0639933B2 true JPH0639933B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=15021287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12990585A Expired - Lifetime JPH0639933B2 (en) | 1985-04-15 | 1985-06-17 | Air-fuel ratio controller for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639933B2 (en) |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP12990585A patent/JPH0639933B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61291742A (en) | 1986-12-22 |
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