JP3232902B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
Air-fuel ratio control device for internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関に供給される
空気と燃料の空燃比を機関の運転状態に応じて制御する
ようにした内燃機関の空燃比制御装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine which controls the air-fuel ratio of air and fuel supplied to the internal combustion engine according to the operating state of the engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関では、あらゆる運転条件
に対して出力性能や排気特性、或いはドライバビリティ
等の各種性能を適正化させるために、供給される混合気
の空気と燃料の比、即ち空燃比を制御することが行われ
ている。この制御は、実際の空燃比が機関の回転速度、
負荷状態及び暖機状態等に応じて変化する目標空燃比に
合致するように、燃料供給量を制御することにより行わ
れる。2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, in order to optimize various performances such as output performance, exhaust characteristics, and drivability under all operating conditions, the ratio of air to fuel of a supplied air-fuel mixture, that is, Control of the air-fuel ratio has been performed. This control is based on the fact that the actual air-fuel ratio
This is performed by controlling the fuel supply amount so as to match the target air-fuel ratio that changes according to the load state, the warm-up state, and the like.
【0003】その一例として、例えば特開昭58−27
848号公報に開示された空燃比制御方法では、機関か
ら排出される排気ガス中の酸素濃度を酸素センサにより
検出する。そして、その検出値に基づきコンピュータに
より比例補正及び積分補正を行うことにより空燃比補正
値を算出し、その補正値に基づき機関に対する燃料供給
量を補正することにより、実際の空燃比を目標空燃比に
合致させている。ここでは、酸素センサの検出値を比例
補正及び積分補正する際の比例定数及び積分定数を固定
値とすることなく、それらの少なくとも一方を機関の暖
機状態に応じて可変制御するようにしている。As one example, Japanese Patent Application Laid-open No. Sho 58-27
In the air-fuel ratio control method disclosed in Japanese Patent No. 848, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the engine is detected by an oxygen sensor. An air-fuel ratio correction value is calculated by performing a proportional correction and an integral correction by a computer based on the detected value, and the actual air-fuel ratio is corrected to the target air-fuel ratio by correcting the fuel supply amount to the engine based on the correction value. To match. Here, the proportional constant and the integral constant when the detection value of the oxygen sensor is corrected for the proportional correction and the integral correction are not fixed values, and at least one of them is variably controlled according to the warm-up state of the engine. .
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
制御方法では、比例定数及び積分定数を設定するのに関
して、実際の空燃比と目標空燃比とのズレ量を特に考慮
していなかった。このため、空燃比のズレに対して空燃
比補正値の追従性が良くなく、実際の空燃比が目標空燃
比に合致するまでに遅れが生じてしまい、排気特性の悪
化を招く傾向にあった。However, in the above-mentioned conventional control method, the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio was not taken into account in setting the proportional constant and the integral constant. For this reason, the follow-up of the air-fuel ratio correction value with respect to the deviation of the air-fuel ratio is not good, and a delay occurs until the actual air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio, which tends to cause deterioration of the exhaust characteristics. .
【0005】例えば、一般に行われる比例補正(PC)
及び積分補正(IC)の動作を図7にタイムチャートに
示す。即ち、機関が一定の回転速度及び一定の負荷をも
って運転される定常運転状態では、酸素センサの検出値
(Ox)が燃料高濃度を示すリッチであるか、或いは燃
料低濃度を示すリーンであるかが判断されたとき、空燃
比補正値(FAF)は所定の比例定数の値(スキップ
値)に基づいて比例補正(PC)が行われる。その後、
検出値(Ox)の判断が反転するまでの間で、空燃比補
正値(FAF)は所定の積分定数の値(傾き)に基づい
て積分補正(IC)が行われる。[0005] For example, a generally performed proportional correction (PC)
FIG. 7 is a time chart showing the operation of the integral correction (IC). That is, in a steady operation state in which the engine is operated at a constant rotation speed and a constant load, whether the detected value (Ox) of the oxygen sensor is rich indicating a high fuel concentration or lean indicating a low fuel concentration. Is determined, the air-fuel ratio correction value (FAF) is subjected to proportional correction (PC) based on a predetermined proportional constant value (skip value). afterwards,
Until the determination of the detection value (Ox) is reversed, the air-fuel ratio correction value (FAF) is subjected to integration correction (IC) based on the value (slope) of a predetermined integration constant.
【0006】ここで、同図に示すように、時刻t1にお
いて、スロットルバルブの開度(TA)がある開度状態
から「0%」の開度へ変わり機関が定常運転から減速運
転へ移行すると、実際の空燃比と目標空燃比とのズレ量
が一旦大きくなる。従って、その後に、比例補正(P
C)が行われた後の積分補正(IC)における積分定数
の値(傾き)が単に一定なだけでは、空燃比のズレを解
消するまでに比較的長い時間を要し、空燃比補正値(F
AF)を適正化させるまでに遅れが生じる。その結果、
機関に対する燃料供給量が適正値となるまでに遅れが生
じ、排気ガス中の炭化水素(HC)の量が一旦増えると
いった問題があった。Here, as shown in FIG. 1, at time t1, when the throttle valve opening (TA) changes from a certain opening state to an opening of "0%" and the engine shifts from steady operation to deceleration operation. Then, the amount of deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio temporarily increases. Therefore, after that, the proportional correction (P
If the value (slope) of the integration constant in the integration correction (IC) after C) is simply kept constant, it takes a relatively long time to eliminate the deviation of the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio correction value ( F
There is a delay before AF) is optimized. as a result,
There is a problem that a delay occurs until the fuel supply amount to the engine becomes an appropriate value, and the amount of hydrocarbons (HC) in the exhaust gas once increases.
【0007】このような問題に対処するために、積分定
数や比例定数を予め大きな値に設定することが考えられ
る。しかし、各定数を単に大きくしただけでは、空燃比
のズレ量が小さいときに、空燃比補正値が必要以上に大
きく補正されて、ハンチング等の現象に至るおそれがあ
る。In order to cope with such a problem, it is conceivable to previously set the integral constant and the proportional constant to large values. However, if the constants are simply increased, when the deviation amount of the air-fuel ratio is small, the air-fuel ratio correction value may be corrected more than necessary, leading to a phenomenon such as hunting.
【0008】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、空燃比補正値の変化量(積
分時定数)を最新の比例補正実施後の経過時間に応じて
変化させることで、空燃比を目標空燃比に適正にかつ迅
速に一致させ、機関の排気特性の悪化を防止することを
可能にした内燃機関の空燃比制御装置を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object to change the air-fuel ratio correction value (product).
Minute time constant) according to the elapsed time since the latest proportional correction
By changing the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio properly and promptly
It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine which is made to match the engine speed and to prevent deterioration of the exhaust characteristics of the engine.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、図1に示すように、内燃機
関M1に供給される空気と燃料の空燃比をその内燃機関
M1の運転状態に応じた目標空燃比に合致させるため
に、燃料供給手段M2をもって内燃機関M1に供給すべ
き燃料量を制御するようにした空燃比制御装置であっ
て、内燃機関M1から排出される排気ガス中の特定成分
の濃度を検出するための濃度検出手段M3と、その濃度
検出手段M3の検出値に基づき、比例定数をもって比例
補正を行うと共にその後に積分定数をもって積分補正を
行うことにより、空燃比に係る空燃比補正値を算出する
ための補正値算出手段M4と、その補正値算出手段M4
の算出値に応じて内燃機関M1に供給すべき燃料量を補
正するための燃料量補正手段M5とを備えた内燃機関の
空燃比制御装置において、積分定数を時間経過に応じて
変化する積分時定数とし、その積分時定数を最新の比例
補正が行われた後の時間経過に応じて増大させるための
積分時定数可変手段M6を設けたことを趣旨としてい
る。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, as shown in FIG. 1, the air-fuel ratio of air and fuel supplied to an internal combustion engine M1 is controlled by the operation of the internal combustion engine M1. An air-fuel ratio control device for controlling the amount of fuel to be supplied to an internal combustion engine M1 by a fuel supply means M2 in order to match a target air-fuel ratio according to a state, wherein exhaust gas discharged from the internal combustion engine M1 A concentration detecting means M3 for detecting the concentration of a specific component in the air and a proportional correction based on a detection value of the concentration detecting means M3 and a proportional correction based on a proportional constant followed by an integral correction based on an integration constant to obtain an air-fuel ratio Correction value calculating means M4 for calculating the air-fuel ratio correction value according to the above, and the correction value calculating means M4
In an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising a fuel amount correcting means M5 for correcting the amount of fuel to be supplied to the internal combustion engine M1 in accordance with the calculated value of The purpose is to provide an integration time constant variable means M6 for increasing the integration time constant as time elapses after the latest proportional correction is performed.
【0010】[0010]
【作用】上記の構成によれば、図1に示すように、補正
値算出手段M4では、濃度検出手段M3の検出値に基づ
き比例定数をもって比例補正が行われ、その後に積分時
定数をもって積分補正が行われることにより、空燃比補
正値が算出される。ここで、積分時定数は比例補正が行
われた後の時間経過に応じて積分時定数可変手段M6に
より増大される。そして、燃料量補正手段M5では、算
出された空燃比補正値に応じ、燃料供給手段M2により
内燃機関M1に供給すべき燃料量が補正される。According to the above arrangement, as shown in FIG. 1, the correction value calculating means M4 performs a proportional correction based on the detected value of the density detecting means M3 with a proportional constant, and then performs an integral correction with an integration time constant. Is performed, the air-fuel ratio correction value is calculated. Here, the integration time constant is increased by the integration time constant varying means M6 as time passes after the proportional correction is performed. Then, in the fuel amount correcting means M5, the fuel amount to be supplied to the internal combustion engine M1 is corrected by the fuel supplying means M2 according to the calculated air-fuel ratio correction value.
【0011】従って、積分時定数は実際の空燃比と目標
空燃比とのズレ量に応じて増大されることになり、空燃
比のズレ量が大きい場合には、空燃比補正値が時間経過
に応じて徐々に大きく補正され適正値に至る。そのた
め、実際の空燃比が目標空燃比に合致するまでの補正遅
れが短くなる。一方、空燃比のズレ量が小さい場合に
は、空燃比補正値が最初は比較的小さく補正され適正値
に至る。そのため、実際の空燃比が目標空燃比に対して
過剰に補正されることがない。Therefore, the integration time constant is increased in accordance with the amount of deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. If the amount of deviation of the air-fuel ratio is large, the correction value of the air-fuel ratio will increase over time. The value is gradually increased accordingly to reach an appropriate value. Therefore, the correction delay until the actual air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio is shortened. On the other hand, when the deviation amount of the air-fuel ratio is small, the air-fuel ratio correction value is corrected to be relatively small at first, and reaches an appropriate value. Therefore, the actual air-fuel ratio is not excessively corrected with respect to the target air-fuel ratio.
【0012】[0012]
【実施例】以下、この発明における内燃機関の空燃比制
御装置を具体化した一実施例を図2〜図6に基づいて詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
【0013】図2はこの実施例で自動車に搭載された内
燃機関の空燃比制御装置を含むガソリンエンジンシステ
ムを示す概略構成図である。内燃機関としてのエンジン
1を構成するシリンダブロック2には、複数のシリンダ
ボア3が形成されている。シリンダブロック2の上側に
は各シリンダボア3を閉塞するようにシリンダヘッド4
が組み付けられている。各シリンダボア3にはピストン
5が上下動可能に組み付けられ、そのピストン5がコン
ロッド6を介してクランクシャフト1aに連結されてい
る。シリンダボア3の内部において、ピストン5とシリ
ンダヘッド4により囲まれた空間が燃焼室7となってい
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a gasoline engine system including an air-fuel ratio control device of an internal combustion engine mounted on an automobile in this embodiment. A plurality of cylinder bores 3 are formed in a cylinder block 2 constituting the engine 1 as an internal combustion engine. A cylinder head 4 is provided above the cylinder block 2 so as to close each cylinder bore 3.
Is assembled. A piston 5 is attached to each cylinder bore 3 so as to be vertically movable, and the piston 5 is connected to a crankshaft 1 a via a connecting rod 6. Inside the cylinder bore 3, a space surrounded by the piston 5 and the cylinder head 4 is a combustion chamber 7.
【0014】シリンダヘッド4には、各燃焼室7のそれ
ぞれに対応して点火プラグ8が設けられている。同ヘッ
ド4には、各燃焼室7に連通する吸気ポート9及び排気
ポート10がそれぞれ設けられている。各ポート9,1
0には吸気通路11及び排気通路12がそれぞれ接続さ
れている。各ポート9,10には、開閉用の吸気バルブ
13及び排気バルブ14がそれぞれ設けられている。各
バルブ13,14は、カムシャフトを含む動弁装置(図
示しない)によりクランクシャフト1aの回転に連動し
て駆動される。各バルブ13,14の開閉に関するタイ
ミングはクランクシャフト1aの回転に同期する。即
ち、各バルブ13,14はエンジン1の吸気行程、圧縮
行程、爆発・膨張行程及び排気行程の一連の行程に同期
して、所定のタイミングで開閉される。The cylinder head 4 is provided with an ignition plug 8 corresponding to each of the combustion chambers 7. The head 4 is provided with an intake port 9 and an exhaust port 10 communicating with each combustion chamber 7. Each port 9, 1
0 is connected to an intake passage 11 and an exhaust passage 12 respectively. Each of the ports 9 and 10 is provided with an intake valve 13 and an exhaust valve 14 for opening and closing, respectively. Each of the valves 13 and 14 is driven by a valve train (not shown) including a camshaft in conjunction with the rotation of the crankshaft 1a. The timing for opening and closing the valves 13 and 14 is synchronized with the rotation of the crankshaft 1a. That is, the valves 13 and 14 are opened and closed at a predetermined timing in synchronization with a series of strokes of an intake stroke, a compression stroke, an explosion / expansion stroke, and an exhaust stroke of the engine 1.
【0015】吸気通路11の入口側にはエアクリーナ1
5が設けられている。吸気通路11の途中には、同通路
11を通過する空気の脈動を平滑化させるためのサージ
タンク16が設けられている。このサージタンク16の
下流側において、各シリンダボア3に対応する吸気ポー
ト9の近傍には、本発明における燃料供給手段としての
燃料噴射用のインジェクタ17がそれぞれ設けられてい
る。これらのインジェクタ17には、燃料タンク(図示
しない)の中の燃料が燃料ポンプ(図示しない)により
圧送される。そして、インジェクタ17を所定の指令信
号に基づいて制御することにより、吸気ポート9に対す
る燃料の噴射量及び噴射時期が制御される。即ち、燃料
噴射量制御が行われる。排気通路12の出口側には、排
気を浄化するための三元触媒を内蔵してなる触媒コンバ
ータ18が設けられている。An air cleaner 1 is provided on the inlet side of the intake passage 11.
5 are provided. A surge tank 16 for smoothing the pulsation of air passing through the intake passage 11 is provided in the middle of the intake passage 11. On the downstream side of the surge tank 16, near the intake ports 9 corresponding to the respective cylinder bores 3, fuel injectors 17 as fuel supply means in the present invention are provided. Fuel in a fuel tank (not shown) is pumped to these injectors 17 by a fuel pump (not shown). By controlling the injector 17 based on a predetermined command signal, the amount and timing of fuel injection to the intake port 9 are controlled. That is, fuel injection amount control is performed. On the outlet side of the exhaust passage 12, a catalytic converter 18 having a built-in three-way catalyst for purifying exhaust gas is provided.
【0016】そして、エアクリーナ15から取り込まれ
る外気は吸気通路11に導入される。各インジェクタ1
7から噴射される燃料は外気と共に混合気を形成する。
この混合気はエンジン1の吸入行程で吸気バルブ13が
開かれる際に、燃焼室7に取り込まれる。その後、燃焼
室7で点火プラグ8が作動することにより、混合気が燃
焼してピストン5が作動し、エンジン1に駆動力が得ら
れる。燃焼後の排気ガスはエンジン1の排気行程で排気
バルブ14が開かれる際に、排気通路12へ導かれ、触
媒コンバータ18で浄化された後に外部へ排出される。The outside air taken in from the air cleaner 15 is introduced into the intake passage 11. Each injector 1
The fuel injected from 7 forms a mixture with the outside air.
This air-fuel mixture is taken into the combustion chamber 7 when the intake valve 13 is opened during the intake stroke of the engine 1. Thereafter, when the ignition plug 8 operates in the combustion chamber 7, the air-fuel mixture burns, the piston 5 operates, and the driving force is obtained in the engine 1. The exhaust gas after combustion is guided to the exhaust passage 12 when the exhaust valve 14 is opened in the exhaust stroke of the engine 1, is purified by the catalytic converter 18, and is discharged to the outside.
【0017】サージタンク16の上流側には、アクセル
ペダル(図示しない)の操作に連動して作動するスロッ
トルバルブ19が設けられている。このバルブ19の開
度(スロットル開度)TAが調節されることにより、吸
気通路11に対する外気の取り込み量、即ち吸気量Qが
調節される。On the upstream side of the surge tank 16, there is provided a throttle valve 19 which operates in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown). By adjusting the opening degree (throttle opening degree) TA of the valve 19, the amount of outside air taken into the intake passage 11, that is, the intake air amount Q is adjusted.
【0018】スロットルバルブ19の近傍には、スロッ
トルセンサ31が設けられている。このセンサ31はス
ロットル開度TAを検出し、その検出結果に応じた信号
を出力する。このセンサ31には、周知のアイドルスイ
ッチ(図示しない)が内蔵されている。このアイドルス
イッチはスロットルバルブ19が全閉となったときに
「オン」され、それを示すアイドル信号IDLを出力す
る。エアクリーナ15の下流側にはエアフローメータ3
2が設けられている。このメータ32は吸気通路11に
取り込まれる吸気量Qを検出し、その検出結果に応じた
信号を出力する。エアクリーナ15の近傍には、吸気温
センサ33が設けられている。このセンサ33は吸気通
路11に取り込まれる吸気の温度(吸気温)THAを検
出し、その検出結果に応じた信号を出力する。In the vicinity of the throttle valve 19, a throttle sensor 31 is provided. The sensor 31 detects the throttle opening TA and outputs a signal corresponding to the detection result. The sensor 31 includes a well-known idle switch (not shown). This idle switch is turned "ON" when the throttle valve 19 is fully closed, and outputs an idle signal IDL indicating this. The air flow meter 3 is located downstream of the air cleaner 15.
2 are provided. The meter 32 detects the amount of intake air Q taken into the intake passage 11 and outputs a signal corresponding to the detection result. An intake air temperature sensor 33 is provided near the air cleaner 15. The sensor 33 detects the temperature of the intake air (intake temperature) THA taken into the intake passage 11 and outputs a signal corresponding to the detection result.
【0019】排気通路12の途中には、本発明における
濃度検出手段としての酸素センサ34が設けられてい
る。このセンサ34はエンジン1から排出される排気ガ
ス中の特定成分の濃度としての酸素濃度Oxを検出し、
その検出結果に応じた信号を出力する。このセンサ34
は、本発明における空燃比制御のために使用される。即
ち、エンジン1に供給される空気と燃料の空燃比をその
エンジン1の運転状態に応じた目標空燃比に合致させる
ために、インジェクタ17をもってエンジン1に供給す
べき燃料量が上記センサ34の検出結果に基づいて制御
される。In the middle of the exhaust passage 12, there is provided an oxygen sensor 34 as a concentration detecting means in the present invention. The sensor 34 detects an oxygen concentration Ox as a concentration of a specific component in the exhaust gas discharged from the engine 1,
A signal corresponding to the detection result is output. This sensor 34
Is used for air-fuel ratio control in the present invention. That is, in order to match the air-fuel ratio of air and fuel supplied to the engine 1 with a target air-fuel ratio corresponding to the operating state of the engine 1, the amount of fuel to be supplied to the engine 1 by the injector 17 is detected by the sensor 34. It is controlled based on the result.
【0020】シリンダブロック2には、水温センサ35
が設けられている。このセンサ35はエンジン1の冷却
水の温度(冷却水温)THWを検出し、その検出結果に
応じた信号を出力する。A water temperature sensor 35 is provided on the cylinder block 2.
Is provided. The sensor 35 detects the temperature (cooling water temperature) THW of the cooling water of the engine 1 and outputs a signal corresponding to the detection result.
【0021】各シリンダボア3に対応する点火プラグ8
には、ディストリビュータ20により分配された点火信
号が印加される。ディストリビュータ20はイグナイタ
21から出力される高電圧をクランクシャフト1aの回
転角度、即ちクランク角度(CA)に同期して各点火プ
ラグ8に分配する。各点火プラグ8における点火時期
は、イグナイタ21から出力される高電圧の出力タイミ
ングによって決定される。そして、イグナイタ21を所
定の指令信号に基づいて制御することにより、点火プラ
グ8における点火時期が制御される。即ち、点火時期制
御が行われる。Spark plugs 8 corresponding to each cylinder bore 3
, The ignition signal distributed by the distributor 20 is applied. The distributor 20 distributes the high voltage output from the igniter 21 to each spark plug 8 in synchronization with the rotation angle of the crankshaft 1a, that is, the crank angle (CA). The ignition timing of each ignition plug 8 is determined by the output timing of the high voltage output from the igniter 21. Then, by controlling the igniter 21 based on a predetermined command signal, the ignition timing of the ignition plug 8 is controlled. That is, ignition timing control is performed.
【0022】ディストリビュータ20にはクランクシャ
フト1aの回転に連動して回転されるロータ(図示しな
い)が内蔵されている。ディストリビュータ20には回
転速度センサ36と、気筒判別センサ37が設けられて
いる。回転速度センサ36はロータの回転からエンジン
1の回転速度(エンジン回転速度)NEを検出し、その
検出結果に応じた信号を出力する。気筒判別センサ37
は、同じくロータの回転からクランク角度における基準
位置を所定の割合で検出し、その検出結果を示す基準信
号GPを出力する。この実施例では、エンジン1の一連
の行程に対してクランクシャフト1aが2回転するもの
とし、回転速度センサ36では1パルス当たり30°の
割合でクランク角度が検出される。又、気筒判別センサ
37では1パルス当たり360°の割合でクランク角度
が検出される。The distributor 20 has a built-in rotor (not shown) that rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 1a. The distributor 20 is provided with a rotation speed sensor 36 and a cylinder discrimination sensor 37. The rotation speed sensor 36 detects the rotation speed NE of the engine 1 (engine rotation speed) NE from the rotation of the rotor, and outputs a signal corresponding to the detection result. Cylinder discrimination sensor 37
Detects a reference position at a crank angle from the rotation of the rotor at a predetermined ratio, and outputs a reference signal GP indicating the detection result. In this embodiment, it is assumed that the crankshaft 1a makes two rotations during a series of strokes of the engine 1, and the rotation speed sensor 36 detects the crank angle at a rate of 30 ° per pulse. The cylinder angle sensor 37 detects the crank angle at a rate of 360 ° per pulse.
【0023】この実施例において、電子制御装置(EC
U)51は前述した各センサ等31〜37において検出
される信号を入力する。そして、ECU51はこれらの
検出信号に基づき、エンジン1の点火時期制御、燃料噴
射量制御及び空燃比制御等をそれぞれ実行するために、
各インジェクタ17及びイグナイタ21等をそれぞれ制
御する。この実施例では、ECU51により本発明にお
ける補正値算出手段、燃料量補正手段及び積分時定数可
変手段が構成されている。In this embodiment, an electronic control unit (EC
U) 51 inputs signals detected by the sensors 31 to 37 described above. The ECU 51 executes the ignition timing control, the fuel injection amount control, the air-fuel ratio control, and the like of the engine 1 based on these detection signals.
Each injector 17 and igniter 21 are controlled. In this embodiment, the ECU 51 constitutes a correction value calculating means, a fuel amount correcting means and an integral time constant varying means in the present invention.
【0024】図3にブロック図で示すように、ECU5
1は中央処理装置(CPU)52、読出専用メモリ(R
OM)53、ランダムアクセスメモリ(RAM)54、
バックアップRAM55及びタイマカウンタ56等を備
えている。ECU51はこれら各部52〜56と外部入
力回路57及び外部出力回路58等とがバス59により
接続されて理論演算回路を構成している。As shown in the block diagram of FIG.
1 is a central processing unit (CPU) 52, a read-only memory (R
OM) 53, random access memory (RAM) 54,
A backup RAM 55 and a timer counter 56 are provided. In the ECU 51, these units 52 to 56, an external input circuit 57, an external output circuit 58, and the like are connected by a bus 59 to form a theoretical operation circuit.
【0025】ROM53には、前述した点火時期制御、
燃料噴射量制御、空燃比制御及びアイドル回転速度制御
等に係る所定のプログラム等が予め記憶されている。R
AM54には、CPU52の演算結果等が一時記憶され
る。バックアップRAM55には、予め記憶されたデー
タが保存される。タイマカウンタ56では、同時に複数
のカウント動作を行うことができる。The ROM 53 stores the above-described ignition timing control,
Predetermined programs related to fuel injection amount control, air-fuel ratio control, idle speed control, and the like are stored in advance. R
The calculation result of the CPU 52 and the like are temporarily stored in the AM 54. The backup RAM 55 stores data stored in advance. The timer counter 56 can perform a plurality of counting operations at the same time.
【0026】外部入力回路57には、前述した各センサ
等31〜37等がそれぞれ接続されている。外部出力回
路58には、各インジェクタ17及びイグナイタ21等
がそれぞれ接続されている。そして、CPU52は外部
入力回路57を介して入力される各センサ等31〜37
に係る検出信号を入力値として読み込む。CPU51は
それらの入力値に基づいて各部材17,21等を制御す
る。The external input circuit 57 is connected to the sensors 31 to 37 described above. The injector 17 and the igniter 21 are connected to the external output circuit 58, respectively. Then, the CPU 52 outputs each sensor 31 to 37 input via the external input circuit 57.
Is read as an input value. The CPU 51 controls the members 17, 21 and the like based on the input values.
【0027】次に、上記のガソリンエンジンシステムに
おいて、ECU51により実行される各種制御のうち、
燃料噴射量制御を含む空燃比制御の処理内容について図
4〜図6を参照して説明する。Next, in the above gasoline engine system, of the various controls executed by the ECU 51,
The processing content of the air-fuel ratio control including the fuel injection amount control will be described with reference to FIGS.
【0028】図4はECU51により実行される「燃料
噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートであり、所
定の間隔をもって周期的に実行される。処理がこのルー
チンへ移行すると、先ずステップ100において、各セ
ンサ等32,33,35,36の検出信号に基づき、吸
気量Q、吸気温THA、冷却水温THW及びエンジン回
転速度NEの値をそれぞれ読込む。FIG. 4 is a flowchart showing a "fuel injection amount calculation routine" executed by the ECU 51, which is periodically executed at predetermined intervals. When the process proceeds to this routine, first, in step 100, the values of the intake air amount Q, the intake air temperature THA, the cooling water temperature THW, and the engine speed NE are read based on the detection signals of the sensors 32, 33, 35, and 36, respectively. Put in.
【0029】続いて、ステップ110において、吸気量
Q及びエンジン回転速度NEの値に基づき、基本となる
基本噴射量TAUbを算出する。この基本噴射量TAU
bは所定のマップ(図示しない)を参照して周知の手法
により算出される。この実施例では、このステップ11
0の処理を実行するECU51が、エンジン1の運転状
態に応じた基本噴射量TAUbを算出するための基本噴
射量算出手段に相当する。Subsequently, in step 110, a basic injection amount TAUb is calculated based on the values of the intake air amount Q and the engine speed NE. This basic injection amount TAU
b is calculated by a known method with reference to a predetermined map (not shown). In this embodiment, this step 11
The ECU 51 executing the process 0 corresponds to a basic injection amount calculating means for calculating the basic injection amount TAUb according to the operating state of the engine 1.
【0030】次に、ステップ120において、吸気温T
HA及び冷却水温THWの値に基づき、基本噴射量TA
Ubを吸気温THA及び冷却水温THWの程度に応じて
補正するための温度補正値KTHを算出する。この温度
補正値KTHは所定のマップ(図示しない)を参照して
周知の手法により算出される。この実施例では、ステッ
プ120の処理を実行するECU51が、温度条件に応
じた温度補正値KTHを算出するための温度補正値算出
手段に相当する。Next, at step 120, the intake air temperature T
Based on the values of the HA and the cooling water temperature THW, the basic injection amount TA
A temperature correction value KTH for correcting Ub according to the degree of the intake air temperature THA and the cooling water temperature THW is calculated. This temperature correction value KTH is calculated by a known method with reference to a predetermined map (not shown). In this embodiment, the ECU 51 that executes the process of step 120 corresponds to a temperature correction value calculation unit for calculating a temperature correction value KTH according to a temperature condition.
【0031】次いで、ステップ130において、エンジ
ン1に供給される空燃比A/Fに係る空燃比補正値FA
Fを読み込む。この補正値FAFは後述する別途の「空
燃比補正値算出ルーチン」により算出されるものであ
る。この補正値FAFは、実際の空燃比A/Fを目標空
燃比に合致させるべく、基本噴射量TAUbを補正する
ためのものである。Next, at step 130, the air-fuel ratio correction value FA relating to the air-fuel ratio A / F supplied to the engine 1 is determined.
Read F. This correction value FAF is calculated by a separate “air-fuel ratio correction value calculation routine” described later. This correction value FAF is for correcting the basic injection amount TAUb so that the actual air-fuel ratio A / F matches the target air-fuel ratio.
【0032】その後、ステップ140において、上記の
各ステップ110〜130で得られた各パラメータTA
Ub,KTH,FAFを乗算することにより、目標噴射
量TAUを算出する。即ち、このステップ140では、
基本噴射量TAUbの値を温度補正値KTH及び空燃比
補正値FAFに基づいて補正することにより、エンジン
1に供給されるべき最終的な目標噴射量TAUを算出す
るのである。この実施例では、ステップ140の処理を
実行するECU51が、本発明における燃料量補正手段
に相当すると共に、エンジン1に供給すべき目標噴射量
TAUを算出するための目標噴射量算出手段に相当す
る。Thereafter, in step 140, each parameter TA obtained in each of the above steps 110 to 130 is obtained.
The target injection amount TAU is calculated by multiplying Ub, KTH, and FAF. That is, in this step 140,
The final target injection amount TAU to be supplied to the engine 1 is calculated by correcting the value of the basic injection amount TAUb based on the temperature correction value KTH and the air-fuel ratio correction value FAF. In this embodiment, the ECU 51 that executes the process of step 140 corresponds to the fuel amount correction unit in the present invention, and also corresponds to the target injection amount calculation unit for calculating the target injection amount TAU to be supplied to the engine 1. .
【0033】そして、ステップ150において、今回求
められた目標噴射量TAUをRAM54に一旦記憶し、
その後の処理を一旦終了する。その後、ECU51は別
途の処理ルーチン(図示しない)に従って、RAM54
より読み出される上記の目標噴射量TAUの値に基づき
各インジェクタ17を駆動することにより、各インジェ
クタ17から吸気ポート9に対する燃料の噴射を実行す
る。この燃料噴射の実行に係る処理内容は一般に周知の
技術であることから、ここでは説明を省略する。In step 150, the target injection amount TAU obtained this time is temporarily stored in the RAM 54,
Thereafter, the processing is temporarily terminated. Thereafter, the ECU 51 executes the processing in the RAM 54 according to a separate processing routine (not shown).
By driving each injector 17 based on the value of the target injection amount TAU read out from the above, fuel injection from each injector 17 to the intake port 9 is executed. The details of the processing relating to the execution of the fuel injection are generally well-known techniques, and thus description thereof is omitted here.
【0034】次に、前述した「燃料噴射量算出ルーチ
ン」において使用される空燃比補正値FAFの算出につ
いて説明する。図5はECU51により実行される「空
燃比補正値算出ルーチン」を示すフローチャートであ
り、所定の間隔をもって周期的に実行される。Next, the calculation of the air-fuel ratio correction value FAF used in the aforementioned "fuel injection amount calculation routine" will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an “air-fuel ratio correction value calculation routine” executed by the ECU 51, which is periodically executed at predetermined intervals.
【0035】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ200において、酸素センサ34の検出信号に基
づき酸素濃度Oxの値を読み込む。続いて、ステップ2
10において、酸素濃度Oxの値に基づき実際の空燃比
A/Fの値が燃料高濃度を示すリッチであるか否かを判
断する。この実施例では、同ステップ210の判断が所
定の遅延時間TDLだけ遅れて行われるようになってい
る。ここで、空燃比A/Fの値がリッチである場合に
は、処理をステップ220へ移行する。一方、空燃比A
/Fの値がリッチでなく燃料低濃度を示すリーンである
場合には、処理をステップ230へ移行する。When the process proceeds to this routine, first, at step 200, the value of the oxygen concentration Ox is read based on the detection signal of the oxygen sensor 34. Then, step 2
At 10, it is determined whether or not the actual value of the air-fuel ratio A / F is rich indicating a high fuel concentration based on the value of the oxygen concentration Ox. In this embodiment, the determination in step 210 is made with a delay of a predetermined delay time TDL. If the value of the air-fuel ratio A / F is rich, the process proceeds to step 220. On the other hand, the air-fuel ratio A
If the value of / F is not rich but lean indicating low fuel concentration, the process proceeds to step 230.
【0036】ステップ210から移行してステップ22
0においては、空燃比A/Fの値が前回リッチであった
か否かを判断する。ここで、空燃比A/Fの値が前回リ
ッチでない場合には、空燃比A/Fが今回にリーンから
リッチへ変わったものとして、ステップ221におい
て、リーン比例定数RSLをもって空燃比補正値FAF
に対する比例補正PCを行う。即ち、前回の空燃比補正
値FAFからリーン比例定数RSLを減算し、その減算
結果を新たなリーン比例定数RSLとして設定する。そ
して、その値をRAM54に一旦記憶する。ここで、リ
ーン比例定数RSLは予め固定値として設定されたもの
である。このリーン比例定数RSLは空燃比A/Fがリ
ッチである場合に、その空燃比A/Fがリーンとなるよ
うに補正するための、いわゆる「スキップ量」に相当す
るものであり、図6の時刻t4,t8において、空燃比
補正値FAFの波形に示されている。Step 22 shifts from step 210
At 0, it is determined whether or not the value of the air-fuel ratio A / F was rich last time. Here, if the value of the air-fuel ratio A / F is not rich last time, it is assumed that the air-fuel ratio A / F has changed from lean to rich this time, and in step 221 the air-fuel ratio correction value FAF is calculated using the lean proportional constant RSL.
Is performed for proportional correction PC. That is, the lean proportional constant RSL is subtracted from the previous air-fuel ratio correction value FAF, and the result of the subtraction is set as a new lean proportional constant RSL. Then, the value is temporarily stored in the RAM 54. Here, the lean proportional constant RSL is set in advance as a fixed value. The lean proportional constant RSL corresponds to a so-called “skip amount” for correcting the air-fuel ratio A / F to be lean when the air-fuel ratio A / F is rich, and is shown in FIG. At times t4 and t8, the waveform of the air-fuel ratio correction value FAF is shown.
【0037】その後、ステップ222において、タイマ
カウンタ56のカウント値CFSを「0」にリセット
し、その後の処理を一旦終了する。一方、ステップ22
0において、空燃比A/Fが前回リッチである場合に
は、空燃比A/Fがリッチの状態を維持しているものと
して、ステップ223において、リーン積分定数KLI
をもって空燃比補正値FAFに対する積分補正ICを行
う。即ち、前回までのカウント値CFSと所定の定数β
との乗算値に「1」を加算し、その加算結果にリーン積
分定数KLIを乗算する。この乗算結果「KLB*(1
+β*CFS)」はリーン積分定数KLIが時間経過に
応じて変化することを示すものであり、リーン積分時定
数に相当する。そして、前回の空燃比補正値FAFの値
から上記の乗算結果「KLB*(1+β*CFS)」を
減算し、その減算結果を新たな空燃比補正値FAFとし
て設定する。又、その値をRAM54に一旦記憶する。
ここで、リーン積分定数KLIは予め固定値として設定
されたものである。このリーン積分定数KLIに基づい
て得られるリーン積分時定数は、空燃比A/Fがリッチ
である場合に、その空燃比A/Fがリーンとなるように
補正するためのものであり、図6の時刻t4〜時刻t
6、時刻t8〜時刻t10の間において空燃比補正値F
AFの波形に示される。即ち、この実施例において、リ
ーン積分時定数は比例補正PCが行われた後の時間経過
に応じて、つまりはカウント値CFSの増大に応じて相
乗的に増大して変化する。詳しくは、リーン積分時定数
は、最初は少なく増大し、ある時間経過すると急激に増
大する特徴を有する。Thereafter, in step 222, the count value CFS of the timer counter 56 is reset to "0", and the subsequent processing is temporarily terminated. On the other hand, step 22
If the air-fuel ratio A / F is rich last time at 0, it is determined that the air-fuel ratio A / F maintains a rich state, and the lean integration constant KLI is determined at step 223.
Performs the integral correction IC for the air-fuel ratio correction value FAF. That is, the count value CFS up to the previous time and the predetermined constant β
Is added to the multiplied value of, and the result of the addition is multiplied by a lean integration constant KLI. The multiplication result “KLB * (1
+ Β * CFS) ”indicates that the lean integration constant KLI changes over time, and corresponds to the lean integration time constant. Then, the multiplication result “KLB * (1 + β * CFS)” is subtracted from the previous value of the air-fuel ratio correction value FAF, and the result of the subtraction is set as a new air-fuel ratio correction value FAF. The value is temporarily stored in the RAM 54.
Here, the lean integration constant KLI is set in advance as a fixed value. The lean integration time constant obtained based on the lean integration constant KLI is used to correct the air-fuel ratio A / F to be lean when the air-fuel ratio A / F is rich. From time t4 to time t
6, the air-fuel ratio correction value F between time t8 and time t10.
This is shown in the AF waveform. That is, in this embodiment, the lean integration time constant increases and changes synergistically as time elapses after the proportional correction PC is performed, that is, as the count value CFS increases. More specifically, the lean integration time constant has a characteristic that it initially increases slightly, and then increases rapidly after a certain period of time.
【0038】その後、ステップ224において、タイマ
カウンタ56のカウント値CFSを「1」だけインクリ
メントし、その後の処理を一旦終了する。これに対し、
ステップ210から移行してステップ230において
は、空燃比A/Fの値が前回リーンであったか否かを判
断する。ここで、空燃比A/Fの値が前回リーンでない
場合には、空燃比A/Fが今回にリッチからリーンへ変
わったものとして、ステップ231において、リッチ比
例定数RSRをもって空燃比補正値FAFに対する比例
補正PCを行う。即ち、前回の空燃比補正値FAFにリ
ッチ比例定数RSRを加算し、その加算結果を新たなリ
ッチ比例定数RSRとして設定する。そして、その値を
RAM54に一旦記憶する。ここで、リッチ比例定数R
SRは予め固定値として設定されたものである。このリ
ッチ比例定数RSRは空燃比A/Fがリーンである場合
に、その空燃比A/Fがリッチとなるように補正するた
めの、いわゆる「スキップ量」に相当するものであり、
図6の時刻t2,t6,t10において空燃比補正値F
AFの波形に示される。Thereafter, in step 224, the count value CFS of the timer counter 56 is incremented by "1", and the subsequent processing is temporarily terminated. In contrast,
After step 210, in step 230, it is determined whether the value of the air-fuel ratio A / F was lean last time. Here, if the value of the air-fuel ratio A / F is not the previous lean value, it is determined that the air-fuel ratio A / F has changed from rich to lean this time, and in step 231 the rich proportional constant RSR is applied to the air-fuel ratio correction value FAF. The proportional correction PC is performed. That is, the rich proportional constant RSR is added to the previous air-fuel ratio correction value FAF, and the addition result is set as a new rich proportional constant RSR. Then, the value is temporarily stored in the RAM 54. Here, the rich proportional constant R
SR is set in advance as a fixed value. The rich proportional constant RSR corresponds to a so-called “skip amount” for correcting the air-fuel ratio A / F to be rich when the air-fuel ratio A / F is lean,
The air-fuel ratio correction value F at times t2, t6, and t10 in FIG.
This is shown in the AF waveform.
【0039】その後、ステップ232において、タイマ
カウンタ56のカウント値CFSを「0」にリセット
し、その後の処理を一旦終了する。一方、ステップ23
0において、空燃比A/Fが前回リーンである場合に
は、空燃比A/Fがリーンの状態を維持しているものと
して、ステップ233において、リッチ積分定数KRI
をもって空燃比補正値FAFに対する積分補正ICを行
う。即ち、前回までのカウント値CFSと定数αとの乗
算値に「1」を加算し、その加算結果にリッチ積分定数
KRIを乗算する。この乗算結果「KRB*(1+α*
CFS)」はリッチ積分定数KRIが時間経過に応じて
変化することを示すものであり、リーン積分時定数に相
当する。そして、前回の空燃比補正値FAFの値に上記
の乗算結果「KRB*(1+α*CFS)」を加算し、
その加算結果を新たな空燃比補正値FAFとして設定す
る。又、その値をRAM54に一旦記憶する。ここで、
リッチ積分定数KRIは予め固定値として設定されたも
のである。このリッチ積分定数KRIに基づいて得られ
るリッチ積分時定数は空燃比A/Fがリーンである場合
に、その空燃比A/Fがリッチとなるように補正するた
めのものであり、図6の時刻t2〜時刻t4、時刻t6
〜時刻t8の間において空燃比補正値FAFの波形に示
される。即ち、この実施例において、リッチ積分時定数
は比例補正PCが行われた後の時間経過に応じて、つま
りはカウント値CFSの増大に応じて、相乗的に増大し
て変化する。リッチ積分時定数もリーン積分時定数と同
様に、最初は少なく増大し、ある時間経過すると急激に
増大するような特徴を有する。Thereafter, in step 232, the count value CFS of the timer counter 56 is reset to "0", and the subsequent processing is temporarily terminated. On the other hand, step 23
If the air-fuel ratio A / F is lean at the previous time at 0, it is determined that the air-fuel ratio A / F maintains a lean state, and the rich integration constant KRI is determined at step 233.
Performs the integral correction IC for the air-fuel ratio correction value FAF. That is, “1” is added to the multiplied value of the count value CFS and the constant α up to the previous time, and the addition result is multiplied by the rich integration constant KRI. The result of this multiplication “KRB * (1 + α *
CFS) "indicates that the rich integration constant KRI changes over time, and corresponds to a lean integration time constant. Then, the above multiplication result “KRB * (1 + α * CFS)” is added to the previous value of the air-fuel ratio correction value FAF,
The result of the addition is set as a new air-fuel ratio correction value FAF. The value is temporarily stored in the RAM 54. here,
The rich integration constant KRI is set in advance as a fixed value. The rich integration time constant obtained based on the rich integration constant KRI is used to correct the air-fuel ratio A / F to be rich when the air-fuel ratio A / F is lean. Time t2 to time t4, time t6
The waveform of the air-fuel ratio correction value FAF is shown from time t8 to time t8. That is, in this embodiment, the rich integration time constant increases and changes in a synergistic manner as time elapses after the proportional correction PC is performed, that is, as the count value CFS increases. Like the lean integration time constant, the rich integration time constant has a characteristic that it initially increases slightly and then increases rapidly after a certain period of time.
【0040】その後、ステップ234において、タイマ
カウンタ56のカウント値CFSを「1」だけインクリ
メントし、その後の処理を一旦終了する。上記のように
空燃比補正値FAFの算出が行われる。この実施例で
は、上記のように「空燃比補正値算出ルーチン」を実行
するECU51が、本発明における補正値算出手段及び
積分時定数可変手段に相当する。Thereafter, in step 234, the count value CFS of the timer counter 56 is incremented by "1", and the subsequent processing is temporarily terminated. The calculation of the air-fuel ratio correction value FAF is performed as described above. In this embodiment, the ECU 51 that executes the “air-fuel ratio correction value calculation routine” as described above corresponds to the correction value calculation unit and the integration time constant variable unit in the present invention.
【0041】ここで、上記の処理ルーチンに係る各種パ
ラメータOx,A/F,FAF,CFSの変化の関係を
図6のタイムチャートに従って説明する。時刻t1にお
いて、酸素濃度Oxの値が目標空燃比の値に相当する基
準値aを上回ると、遅延時間TDLだけ遅れた時刻t2
において、空燃比A/Fの判断がリーンとなる。このと
き、カウント値CFSはリセットされ、そのインクリメ
ントが開始される。又、空燃比補正値FAFはリッチ比
例定数RSRの分だけ比例補正PCされ、その後はリッ
チ積分時定数に基づく積分補正ICが行われる。このリ
ッチ積分時定数はカウント値CFSの増大に応じて相乗
的に増大することから、時刻t2以降では、空燃比補正
値FAFが二次曲線的に増大する。Here, the relationship between changes in various parameters Ox, A / F, FAF, and CFS according to the above processing routine will be described with reference to the time chart of FIG. At time t1, when the value of the oxygen concentration Ox exceeds the reference value a corresponding to the value of the target air-fuel ratio, time t2 delayed by the delay time TDL
In, the determination of the air-fuel ratio A / F is lean. At this time, the count value CFS is reset, and the increment is started. Further, the air-fuel ratio correction value FAF is proportionally corrected PC by the amount of the rich proportionality constant RSR, and thereafter, an integration correction IC based on the rich integration time constant is performed. Since the rich integration time constant increases synergistically with the increase of the count value CFS, the air-fuel ratio correction value FAF increases in a quadratic curve after time t2.
【0042】その後、時刻t3において、酸素濃度Ox
の値が基準値aを下回ると、遅延時間TDLだけ遅れた
時刻t4において、空燃比A/Fの判断がリッチとな
る。このとき、カウント値CFSは再びリセットされ、
そのインクリメントが開始される。又、空燃比補正値F
AFはリーン比例定数RSLの分だけ比例補正PCさ
れ、その後はリーン積分時定数に基づく積分補正ICが
行われる。このリーン積分時定数はカウント値CFSの
増大に応じて相乗的に増大することから、時刻t4以降
では、空燃比補正値FAFが二次曲線的に減少する。Thereafter, at time t3, the oxygen concentration Ox
Is smaller than the reference value a, the determination of the air-fuel ratio A / F becomes rich at time t4 delayed by the delay time TDL. At this time, the count value CFS is reset again,
The increment is started. Also, the air-fuel ratio correction value F
AF is proportionally corrected by the amount of the lean proportional constant RSL, and then the integral correction IC based on the lean integration time constant is performed. Since the lean integration time constant increases synergistically with the increase of the count value CFS, the air-fuel ratio correction value FAF decreases in a quadratic curve after time t4.
【0043】その後は、時刻t6,t8,t10におい
て、酸素濃度Oxの変化に基づき空燃比A/Fの判断が
反転する毎に、リッチ比例定数RSR又はリーン比例定
数RSLをもって比例補正PCが行われると共に、その
後にリッチ積分時定数又はリーン積分時定数をもって積
分補正ICが行われて空燃比補正値FAFが変化する。Thereafter, at times t6, t8, and t10, each time the determination of the air-fuel ratio A / F is inverted based on the change in the oxygen concentration Ox, the proportional correction PC is performed using the rich proportional constant RSR or the lean proportional constant RSL. At the same time, the integration correction IC is thereafter performed with the rich integration time constant or the lean integration time constant, and the air-fuel ratio correction value FAF changes.
【0044】以上説明したように、この実施例では、E
CU51により「空燃比補正値算出ルーチン」の処理が
実行されることにより、酸素センサ34による酸素濃度
Oxの検出値に基づき空燃比A/Fがリッチであるかリ
ーンであるか判断される。そして、その判断結果に基づ
きリーン比例定数RSLをもって比例補正PCが行わ
れ、その後にリーン積分定数KLIに係るリーン積分時
定数をもって積分補正ICが行われることにより、空燃
比補正値FAFが算出される。或いは、リッチ比例定数
RSRをもって比例補正PCが行われ、その後にリッチ
積分定数KRIに係るリッチ積分時定数をもって積分補
正ICが行われることにより、空燃比補正値FAFが算
出される。ここでは、比例補正PCが行われた後の時間
経過、即ちカウント値CFSに応じて、リッチ積分時定
数及びリーン積分時定数が最初は小さく、後に急激に大
きくなるように相乗的に増大される。そして、ECU5
1により「燃料噴射量算出ルーチン」の処理が実行され
ることにより、各インジェクタ17によりエンジン1に
供給すべき目標噴射量TAUが、上記のように算出され
た空燃比補正値FAFに応じて補正されて求められる。As described above, in this embodiment, E
By executing the process of the “air-fuel ratio correction value calculation routine” by the CU 51, it is determined whether the air-fuel ratio A / F is rich or lean based on the detected value of the oxygen concentration Ox by the oxygen sensor. Then, based on the determination result, the proportional correction PC is performed with the lean proportional constant RSL, and then the integral correction IC is performed with the lean integration time constant related to the lean integration constant KLI, whereby the air-fuel ratio correction value FAF is calculated. . Alternatively, the air-fuel ratio correction value FAF is calculated by performing the proportional correction PC with the rich proportional constant RSR and then performing the integration correction IC with the rich integration time constant related to the rich integration constant KRI. Here, the rich integration time constant and the lean integration time constant are initially small and then multiplied synergistically so as to increase rapidly after the proportional correction PC is performed, that is, according to the count value CFS. . And the ECU 5
1 executes the “fuel injection amount calculation routine” to correct the target injection amount TAU to be supplied to the engine 1 by each injector 17 according to the air-fuel ratio correction value FAF calculated as described above. Asked to be.
【0045】従って、リッチ積分時定数又はリーン積分
時定数は、実際の空燃比A/Fの値と目標空燃比に相当
する基準値aとのズレ量に応じて増大されることにな
る。そして、空燃比A/Fのズレ量が大きい場合には、
空燃比補正値FAFが時間経過に応じて徐々に大きく補
正されて適正値に至る。そのため、実際の空燃比A/F
の値が目標空燃比の値に合致するまでの補正遅れが短く
なる。一方、空燃比A/Fのズレ量が小さい場合には、
空燃比補正値FAFの値が最初は比較的小さく補正され
て適正値に至る。そのため、実際の空燃比A/Fの値が
目標空燃比の値に対して過剰に補正されることがない。Therefore, the rich integration time constant or the lean integration time constant is increased according to the amount of deviation between the actual value of the air-fuel ratio A / F and the reference value a corresponding to the target air-fuel ratio. When the deviation amount of the air-fuel ratio A / F is large,
The air-fuel ratio correction value FAF is gradually increased over time to reach an appropriate value. Therefore, the actual air-fuel ratio A / F
The correction delay until the value of? Coincides with the value of the target air-fuel ratio is shortened. On the other hand, when the deviation amount of the air-fuel ratio A / F is small,
At first, the value of the air-fuel ratio correction value FAF is corrected to be relatively small and reaches an appropriate value. Therefore, the actual value of the air-fuel ratio A / F is not excessively corrected with respect to the value of the target air-fuel ratio.
【0046】その結果、実際の空燃比A/Fの値と目標
空燃比の値とのズレ量に応じて、常に空燃比補正値FA
Fを適正に、且つ大きく遅れることなく求めることがで
きる。又、空燃比補正値FAFが遅れることなく求めら
れることから、エンジン1の運転状態が急激に変化した
ような場合でも、適正な空燃比補正値FAFが速やかに
得られることになり、運転状態の変化に応じた適正な目
標噴射量TAUを速やかに求めることができる。その意
味で、目標噴射量TAUに係る補正遅れに起因してエン
ジン1の排気特性が悪化することを未然に防止すること
ができる。As a result, the air-fuel ratio correction value FA is always determined according to the amount of deviation between the actual air-fuel ratio A / F value and the target air-fuel ratio value.
F can be determined appropriately and without a large delay. Further, since the air-fuel ratio correction value FAF is obtained without delay, an appropriate air-fuel ratio correction value FAF can be promptly obtained even when the operating state of the engine 1 changes suddenly. An appropriate target injection amount TAU according to the change can be quickly obtained. In this sense, it is possible to prevent the exhaust characteristics of the engine 1 from being deteriorated due to the correction delay related to the target injection amount TAU.
【0047】例えば、エンジン1が定常運転状態から減
速運転へ移行した場合には、実際の空燃比A/Fの値と
目標空燃比の値とのズレ量が一旦大きくなる。しかし、
この実施例では、積分定数の値が一定な従来例と異な
り、リッチ積分時定数又はリーン積分時定数が比例補正
PCの後の時間経過に応じて相乗的に増大し、空燃比A
/Fのズレを解消するのに要する時間が短くなり、空燃
比補正値FAFが短時間で適正化される。そのため、目
標噴射量TAUが必要な期間を超えて過剰に補正される
ことがなく、その意味で、排気ガス中の炭化水素(H
C)の増大を抑えることができる。For example, when the engine 1 shifts from the steady operation state to the deceleration operation, the difference between the actual value of the air-fuel ratio A / F and the value of the target air-fuel ratio temporarily increases. But,
In this embodiment, unlike the conventional example in which the value of the integration constant is constant, the rich integration time constant or the lean integration time constant increases synergistically with the passage of time after the proportional correction PC, and the air-fuel ratio A
The time required to resolve the deviation of / F is reduced, and the air-fuel ratio correction value FAF is optimized in a short time. Therefore, the target injection amount TAU is not excessively corrected beyond the necessary period, and in that sense, the hydrocarbon (H
C) can be suppressed from increasing.
【0048】更に、上記のように空燃比補正値FAFの
補正遅れを防止できることから、リッチ積分定数KRI
やリーン積分定数KLIの値を予め大きく設定したり、
リッチ比例定数RSRやリーン比例定数RSLの値を予
め大きく設定したりする必要がない。その意味で、空燃
比A/Fのズレ量が小さい場合に、空燃比補正値FAF
が過剰に補正されることがなく、空燃比補正値FAFが
無用なハンチング等の現象に至ることもない。Further, since the correction delay of the air-fuel ratio correction value FAF can be prevented as described above, the rich integration constant KRI
Or the value of the lean integration constant KLI is set large in advance,
There is no need to previously set the values of the rich proportional constant RSR and the lean proportional constant RSL large. In that sense, when the deviation amount of the air-fuel ratio A / F is small, the air-fuel ratio correction value FAF
Is not excessively corrected, and the air-fuel ratio correction value FAF does not lead to a phenomenon such as unnecessary hunting.
【0049】加えて、この実施例のリッチ積分時定数及
びリーン積分時定数は、比例補正PCの直後には少なく
増大することから、リッチ及びリーンの比例定数RS
R,RSLの値を、ある程度だけ予め大きく設定してお
くことも可能である。その場合、比例定数RSR,RS
Lを大きくした分だけ、比例補正PCの後の積分補正I
Cに要する時間を短くすることが可能となり、全体とし
て空燃比補正値FAFの補正に要する時間を短くするこ
とが可能となる。その意味で、比例定数RSR,RSL
の適合の自由度を増大させることができる。In addition, since the rich integration time constant and the lean integration time constant of this embodiment increase slightly immediately after the proportional correction PC, the rich and lean proportional constants RS
It is also possible to set the values of R and RSL large in advance to some extent. In that case, the proportional constants RSR, RS
Integral correction I after proportional correction PC by the amount of increasing L
The time required for C can be reduced, and the time required for correcting the air-fuel ratio correction value FAF can be reduced as a whole. In that sense, the proportional constants RSR, RSL
Can be increased.
【0050】尚、この発明は次のような別の実施例に具
体化することもできる。以下の別の実施例においても、
前記実施例と同等の作用及び効果を得ることができる。 (1)前記実施例では、排気ガス中の特定成分の濃度と
して、酸素濃度Oxを酸素センサ34により検出するよ
うに構成した。これに対し、排気ガス中の特定成分の濃
度として、二酸化炭素の濃度を特殊なセンサにより検出
するように構成してもよい。The present invention can be embodied in another embodiment as follows. In another example below,
The same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained. (1) In the above embodiment, the oxygen concentration Ox is detected by the oxygen sensor 34 as the concentration of the specific component in the exhaust gas. On the other hand, the concentration of carbon dioxide may be detected by a special sensor as the concentration of the specific component in the exhaust gas.
【0051】(2)前記実施例では、リッチ及びリーン
の積分時定数を比例補正が行われた後の時間経過に応じ
て相乗的に増大させるように構成した。これに対し、リ
ッチ及びリーンの積分時定数を、比例補正が行われた後
の所定時間内は一律に小さい値とし、その後は一律に大
きい値とするように、時間経過に応じて二段階に増大さ
せるように構成してもよい。(2) In the above embodiment, the integration time constant of rich and lean is increased synergistically with the lapse of time after the proportional correction is performed. On the other hand, the rich and lean integration time constants are uniformly set to a small value within a predetermined time after the proportional correction is performed, and then set to a uniformly large value thereafter, in two stages according to the passage of time. You may comprise so that it may increase.
【0052】(3)前記実施例では、本発明の空燃比制
御装置をエアフローメータ32を使用した「エル・ジェ
トロニック」タイプのエンジン1に適用したが、バキュ
ームセンサを使用した「ディ・ジェトロニック」タイプ
のエンジンに適用することもできる。(3) In the above embodiment, the air-fuel ratio control device of the present invention is applied to the "El Jetronic" type engine 1 using the air flow meter 32, but the "Die Jetronic" using a vacuum sensor is used. "Type engine.
【0053】(4)前記実施例では、本発明の空燃比制
御装置を内燃機関としてのガソリンエンジンに具体化し
たが、LPGエンジンやディーゼルエンジンに具体化す
ることもできる。(4) In the above embodiment, the air-fuel ratio control device of the present invention is embodied in a gasoline engine as an internal combustion engine, but may be embodied in an LPG engine or a diesel engine.
【0054】以上、本発明の各実施例について説明した
が、上記各実施例には、特許請求の範囲に記載した技術
的思想に係る次のような各種の実施態様が含まれること
を、以下にその効果と共に記載する。The embodiments of the present invention have been described above. However, it is to be noted that each of the embodiments includes the following various embodiments according to the technical idea described in the claims. Are described together with the effects.
【0055】(イ)請求項1に記載の発明において、前
記積分時定数可変手段による積分時定数の変更を、前記
比例補正が行われた後の時間経過に応じて、最初は小さ
く、後に急激に大きくなるように相乗的に増大させるよ
うに設定した内燃機関の空燃比制御装置。(A) In the invention according to the first aspect, the change of the integration time constant by the integration time constant variable means is initially small and then rapidly changed in accordance with the lapse of time after the proportional correction has been performed. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine which is set so as to increase in a synergistic manner so as to increase.
【0056】この構成によれば、積分時定数が最初は少
なく増大することから、比例定数の値を予め大きく設定
することが可能で、その分だけ比例補正後の積分補正に
要する時間を短くして空燃比補正値の補正に要する時間
を短くすることができる。According to this configuration, since the integration time constant increases at first, the value of the proportionality constant can be set to a large value in advance, and the time required for the integral correction after the proportionality correction can be shortened accordingly. Thus, the time required for correcting the air-fuel ratio correction value can be shortened.
【0057】尚、この明細書において、発明の構成に係
る手段及び部材等は、以下のように定義されるものとす
る。 (a)前記空燃比とは、空気/燃料の重量比を意味し、
内燃機関に吸入される混合気の空気/燃料の比をいう。
完全燃焼することを仮定して、理論的に必要な最小の空
気量のときの空燃比を理論空燃比という。理論空燃比よ
りも燃料の薄い場合の空燃比を「リーン」といい、濃い
場合の空燃比を「リッチ」という。In this specification, means, members, and the like according to the configuration of the present invention are defined as follows. (A) The air-fuel ratio means a weight ratio of air / fuel,
It refers to the air / fuel ratio of the air-fuel mixture sucked into the internal combustion engine.
Assuming complete combustion, the air-fuel ratio at the minimum theoretically necessary air amount is called the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio when the fuel is thinner than the stoichiometric air-fuel ratio is called "lean", and the air-fuel ratio when it is rich is called "rich".
【0058】[0058]
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、内燃機
関に供給すべき燃料量を補正するための空燃比補正値を
算出する際に、排気ガス中の特定成分濃度を示す検出値
に基づき、比例定数をもって比例補正を行うと共にその
後に積分時定数をもって積分補正を行うようにしてい
る。そして、その積分時定数を比例補正が行われた後の
時間経過に応じて増大させるようにしている。According to the first aspect of the present invention, when calculating the air-fuel ratio correction value for correcting the amount of fuel to be supplied to the internal combustion engine, the detected value indicating the concentration of the specific component in the exhaust gas is used. , The proportional correction is performed using the proportional constant, and thereafter the integral correction is performed using the integration time constant. Then, the integration time constant is increased as time elapses after the proportional correction is performed.
【0059】従って、空燃比のズレ量が大きい場合に
は、空燃比補正値が時間経過に応じて徐々に大きく補正
されて適正値に至ることから、実際の空燃比が目標空燃
比に合致するまでの補正遅れが短くなる。一方、空燃比
のズレ量が小さい場合には、空燃比補正値が最初は比較
的小さく補正されて適正値に至ることから、実際の空燃
比が目標空燃比に対して過剰に補正されることがない。
その結果、実際の空燃比と目標空燃比とのズレ量に応じ
て、常に空燃比補正値を適正に且つ遅れなく求めること
ができ、機関の排気特性の悪化を防止することができる
という効果を発揮する。Accordingly, when the deviation amount of the air-fuel ratio is large, the correction value of the air-fuel ratio is gradually increased over time to reach an appropriate value, so that the actual air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio. The correction delay until is shortened. On the other hand, when the deviation amount of the air-fuel ratio is small, the air-fuel ratio correction value is corrected to a relatively small value at first and reaches an appropriate value, so that the actual air-fuel ratio is excessively corrected with respect to the target air-fuel ratio. There is no.
As a result, the air-fuel ratio correction value can always be obtained properly and without delay in accordance with the amount of deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, and the effect of preventing deterioration of the exhaust characteristics of the engine can be prevented. Demonstrate.
【図1】 この発明の基本的な概念構成を説明する概念
構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram illustrating a basic conceptual configuration of the present invention.
【図2】 この発明を具体化した一実施例において、本
発明に係る内燃機関の空燃比制御装置を含むガソリンエ
ンジンシステムを示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a gasoline engine system including an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, in one embodiment of the present invention;
【図3】 一実施例においてECU等の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an ECU and the like in one embodiment.
【図4】 一実施例において、ECUにより実行される
「燃料噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating a “fuel injection amount calculation routine” executed by an ECU in one embodiment.
【図5】 一実施例において、ECUにより実行される
「空燃比補正値算出ルーチン」を示すフローチャートで
ある。FIG. 5 is a flowchart illustrating an “air-fuel ratio correction value calculation routine” executed by an ECU in one embodiment.
【図6】 一実施例において、図5のルーチンに係る各
種パラメータの変化を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing changes in various parameters according to the routine of FIG. 5 in one embodiment.
【図7】 従来技術において、空燃比補正値とそれに関
連するパラメータの変化を示すタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart showing a change in an air-fuel ratio correction value and a parameter related thereto in a conventional technique.
【符号の説明】 1…内燃機関としてのエンジン、17…燃料供給手段と
してのインジェクタ、34…濃度検出手段としての酸素
センサ、51…ECU(51は補正値算出手段、燃料量
補正手段及び積分時定数可変手段を構成する)。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine as internal combustion engine, 17 ... Injector as fuel supply means, 34 ... Oxygen sensor as concentration detection means, 51 ... ECU (51 is a correction value calculation means, fuel amount correction means and integration time Constituting the constant variable means).
Claims (1)
比をその内燃機関の運転状態に応じた目標空燃比に合致
させるために、燃料供給手段をもって前記内燃機関に供
給すべき燃料量を制御するようにした空燃比制御装置で
あって、 前記内燃機関から排出される排気ガス中の特定成分の濃
度を検出するための濃度検出手段と、 前記濃度検出手段の検出値に基づき、比例定数をもって
比例補正を行うと共にその後に積分定数をもって積分補
正を行うことにより、前記空燃比に係る空燃比補正値を
算出するための補正値算出手段と、 前記補正値算出手段の算出値に応じて前記内燃機関に供
給すべき燃料量を補正するための燃料量補正手段とを備
えた内燃機関の空燃比制御装置において、 前記積分定数を時間経過に応じて変化する積分時定数と
し、その積分時定数を最新の比例補正が行われた後の時
間経過に応じて増大させるための積分時定数可変手段を
設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。In order to match the air-fuel ratio of air and fuel supplied to an internal combustion engine with a target air-fuel ratio corresponding to an operating state of the internal combustion engine, the amount of fuel to be supplied to the internal combustion engine by a fuel supply means is determined. An air-fuel ratio control device configured to control, a concentration detecting means for detecting a concentration of a specific component in exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and a proportional constant based on a detection value of the concentration detecting means. A correction value calculating means for calculating an air-fuel ratio correction value related to the air-fuel ratio by performing a proportional correction with the integration constant after that, and An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel amount correction unit for correcting a fuel amount to be supplied to the internal combustion engine, wherein the integration constant is an integration time constant that changes with time. Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine, characterized in that the integration time constant latest proportional correction provided integral time constant varying means for increasing in accordance with the elapsed time after it has been made.
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|---|---|---|---|
| JP21292994A JP3232902B2 (en) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
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| JPH0874624A JPH0874624A (en) | 1996-03-19 |
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