JP2004360640A

JP2004360640A - Air fuel ratio control system of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004360640A
Application number: JP2003162311A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Kato; 辰則加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve emission and drivability by restricting the range of variation to the rich and lean sides in the air-fuel ratio. <P>SOLUTION: A correction coefficient FAF in an air-fuel ratio feedback control can be changed as desired in response to output voltage VOX1 of an oxygen sensor, vehicle speed SPD, and gear position GP. Thus, even though it takes a long time for exhaust gas from the internal combustion engine to reach the oxygen sensor due to restrictions, etc., of layout constitution, the range of variation to the rich and lean sides in the air-fuel ratio can be restricted. Further, since the center of control in the air-fuel ratio can be shifted to the rich side, the amount of NO<SB>x</SB>-discharge in the high-speed region in the vehicle speed SPD can be reduced. In an internal combustion engine of a big valve-overlap, drivability in the low-speed range in the vehicle speed SPD can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給する燃料噴射量を運転状態に応じて適切に制御する内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平２−２８６８４５号公報、特開昭６２−６７２５１号公報にて開示されたものが知られている。このうち、前者のものでは、車両走行時における内燃機関の空燃比制御に際し、空燃比フィードバック補正係数のスキップ量（スキップ値）と積分定数との少なくとも一方を車速に対応させて変化させ、燃料噴射量（燃料供給量）を調節する技術が示されている。また、後者のものでは、低車速時のＣＯ（一酸化炭素）の排出及び高車速時のＮＯｘ（窒素酸化物）の排出を抑制して全車速における排気特性の改善を図る技術が示されている。
【特許文献１】特開平２−２８６８４５号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献２】特開昭６２−６７２５１号公報（第１頁〜第２頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前述のものでは、内燃機関の排気通路途中に配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素（Ｏ_２）センサの出力信号に基づき、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数を変化させることにより、混合気の空燃比を理論空燃比近傍に調節するものである。ところで、例えば、配置構成上の制約等によって内燃機関の排気ポートからの排気ガスが酸素センサに到達するまでの時間が長くかかる場合にあっては、酸素センサからの出力信号によって空燃比フィードバック補正係数におけるスキップ量や積分定数を変化させると混合気の空燃比に相当な遅れが生じることとなる。このため、混合気の空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅が大きくなり、結果として、エミッションやドライバビリティの悪化を招くという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の配置構成上の制約等に関わらず、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制してエミッションやドライバビリティの改善を図ることができる内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の空燃比制御装置によれば、反転方向判別手段で酸素濃度検出手段による酸素濃度に応じた検出値がリッチ側とリーン側との間の判定値を経て反転遷移したときの反転方向が判別され、この反転方向に対して反対側に、スキップ量設定手段によって空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるためのスキップ量、積分定数設定手段によって空燃比フィードバック補正係数を徐変させるための積分定数、ディレイ時間設定手段によって空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間が、物理量検出手段で検出される車両の走行状態や内燃機関の運転状態に伴って変化する物理量に基づきそれぞれ設定され、これらスキップ量、積分定数、ディレイ時間により遷移される空燃比フィードバック補正係数に応じて、燃料噴射量制御手段にて内燃機関に供給する燃料噴射量が制御される。
【０００６】
これにより、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数を、酸素濃度検出手段からの検出値と車両の走行状態や内燃機関の運転状態に伴って変化する物理量とに応じて所望のように遷移させることができるため、喩え配置構成上の制約等で内燃機関からの排気ガスが酸素濃度検出手段に到達するまでの時間が長くかかる場合にあっても、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができ、また、空燃比の制御中心をリッチ側へシフトすることができるため、高速域でのＮＯｘ排出量が低減され、低速域でのドライバビリティの改善が図られる。
【０００７】
請求項２の内燃機関の空燃比制御装置では、物理量が車両の車速、車両に搭載された変速機のギヤ位置、内燃機関の機関回転速度のうち少なくとも１つであるため、物理量を得るための特別な構成を必要とすることなく、適宜、必要な物理量が簡単に得られる。
【０００８】
請求項３の内燃機関の空燃比制御装置におけるディレイ時間設定手段では、物理量の変化に応じてディレイ時間が適宜、変えられることで、空燃比フィードバック補正係数を所望のように遷移させることができる。
【０００９】
請求項４の内燃機関の空燃比制御装置におけるディレイ時間設定手段では、物理量が等しいときには、少なくとも反転方向判別手段で検出値のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間が、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間より長く設定される。これにより、空燃比フィードバック補正係数による空燃比の制御中心をリッチ側へシフトさせることができる。
【００１０】
請求項５の内燃機関の空燃比制御装置におけるディレイ時間設定手段では、各ギヤ位置に対する車速が所定車速以上または各ギヤ位置に対する機関回転速度が所定機関回転速度以上のときには、少なくとも反転方向判別手段で検出値のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間が、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間より長く設定される。これにより、車両の走行状態や内燃機関の運転状態に応じて空燃比フィードバック補正係数による空燃比の制御中心を適宜、リッチ側へシフトさせることができるため、所定車速以上または所定機関回転速度以上でのＮＯｘ排出量の低減が図られる。
【００１１】
請求項６の内燃機関の空燃比制御装置におけるディレイ時間設定手段では、各ギヤ位置に対する車速が所定車速以下または各ギヤ位置に対する機関回転速度が所定機関回転速度以下のときには、少なくとも反転方向判別手段で検出値のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間が、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間より長く設定される。これにより、車両の走行状態や内燃機関の運転状態に応じて空燃比フィードバック補正係数による空燃比の制御中心を適宜、リッチ側へシフトさせることができるため、所定車速以下または所定機関回転速度以下でのドライバビリティの改善が図られる。
【００１２】
請求項７の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関が二輪車に搭載されることで、特に、二輪車に要望される高速域でのＮＯｘの低減、低速域での燃焼安定による車両ショックの低減が図られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された二輪車における内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１５】
図１において、内燃機関１は４サイクル４気筒（＃１気筒〜＃４気筒）の火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ４を通過して吸気通路３内でインジェクタ（燃料噴射弁）５から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として吸気ポート６から各気筒内に分配供給される。また、内燃機関１のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ７が配設され、点火タイミング毎に点火コイル／イグナイタ８から高電圧が各気筒の点火プラグ７に印加され、各気筒内の混合気に点火される。そして、内燃機関１の各気筒で燃焼された排気ガスは排気ポート１１から排気通路１２の下流側に配設された三元触媒１３を通過して大気中に排出される。
【００１６】
エアクリーナ２内には吸気温センサ２１が配設され、吸気温センサ２１によってエアクリーナ２内に流入される吸気温ＴＨＡ〔℃〕が検出される。また、吸気通路３には吸気圧センサ２２が配設され、吸気圧センサ２２によってスロットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ：キロパスカル〕が検出される。そして、スロットルバルブ４にはスロットル開度センサ２３が配設され、スロットル開度センサ２３によってスロットルバルブ４のスロットル開度ＴＡ〔°〕が検出される。また、内燃機関１のシリンダブロックには水温センサ２４が配設され、水温センサ２４によって内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷ〔℃〕が検出される。そして、内燃機関１のクランクシャフト（図示略）にはクランク角センサ２５が配設され、クランク角センサ２５によってクランクシャフトの回転に伴い単位時間当たりに発生されるパルス数からなるクランク角信号に基づく機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕が検出される。更に、内燃機関１のカムシャフト（図示略）にはカム角センサ２６が配設され、カム角センサ２６によってカムシャフト回転角θ２〔°ＣＡ（ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅ：クランク角）〕が検出される。
【００１７】
また、排気通路１２内の三元触媒１３の上流側には酸素センサ２７が配設され、酸素センサ２７によって排気通路１２の三元触媒１３の上流側の酸素濃度に対応する出力電圧ＶＯＸ１〔Ｖ：ボルト〕が検出される。なお、酸素センサ２７に替えて空燃比（Ａ／Ｆ）センサを配設し、内燃機関１から排出される排気ガスにおける空燃比をリニアに検出してもよい。
【００１８】
この他、変速機（図示略）にはギヤ位置センサ２８が配設され、ギヤ位置センサ２８によってギヤ位置ＧＰが検出される。また、車載バッテリ（図示略）には電源電圧センサ２９が配設され、電源電圧センサ２９によって電源電圧ＶＢ〔Ｖ〕が検出される。更に、車両の車輪（図示略）または変速機の出力軸（図示略）には車速センサ３０が配設され、車速センサ３０によって車輪または出力軸の回転に伴い単位時間当たりに発生されるパルス数からなる車速信号に基づく車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕が検出される。
【００１９】
一方、燃料タンク３１内から燃料ポンプ３２で汲上げられた燃料は、燃料配管３３、燃料フィルタ３４、燃料配管３５、デリバリパイプ３６の順に圧送され、各気筒のインジェクタ５に分配供給される。デリバリパイプ３６内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ３７、リターン配管３８の経路にて燃料タンク３１内に戻される。このプレッシャレギュレータ３７によってデリバリパイプ３６内の燃圧（燃料圧力）と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ３６内の燃圧が調整される。
【００２０】
更に、エアクリーナ２と内燃機関１の排気ポート１１直後の排気通路１２とが２次空気通路４１にて接続され、その２次空気通路４１途中にはエアクリーナ２からの空気を２次空気として、排気通路１２内に適宜、導入するための２次空気制御弁４２が配設されている。
【００２１】
内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：電子制御ユニット）５０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ５１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ５２、各種データを格納するＲＡＭ５３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ５４等を中心に論理演算回路として構成され、上述の各種センサからの検出信号を入力する入力ポート５５及び各種アクチュエータとしてのインジェクタ５に後述の最終燃料噴射時間（最終燃料噴射量に相当）ＴＡＵ、燃料ポンプ３２に制御信号Ｉｐ、２次空気制御弁４２に制御信号Ｉａや点火コイル／イグナイタ８に制御信号Ｉｇを出力する出力ポート５６に対しバス５７を介して接続されている。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ５０内のＣＰＵ５１における燃料噴射時間（燃料噴射量）演算の処理手順を示す図２のフローチャートに基づいて説明する。なお、この燃料噴射時間演算ルーチンは各気筒への燃料噴射タイミング直前毎にＣＰＵ５１にて繰返し実行される。また、本実施例で用いられる各マップはＲＯＭ５２内に予め記憶されている。
【００２３】
図２において、まず、ステップＳ１０１でクランク角センサ２５にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、スロットル開度センサ２３にて検出されたスロットル開度ＴＡが読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、吸気圧センサ２２にて検出された吸気圧ＰＭが読込まれる。次にステップＳ１０４に移行して、第１の基本燃料噴射時間ＦＤＰがステップＳ１０１で読込まれた機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕とステップＳ１０３で読込まれた吸気圧ＰＭ〔ｋＰａ〕とをパラメータとするマップ（図示略）に基づき算出される。次にステップＳ１０５に移行して、第２の基本燃料噴射時間ＦＴＡがステップＳ１０１で読込まれた機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕とステップＳ１０２で読込まれたスロットル開度ＴＡ〔°〕とをパラメータとするマップ（図示略）に基づき算出される。
【００２４】
次にステップＳ１０６に移行して、重み付け係数ＫＴＰがステップＳ１０２で読込まれたスロットル開度ＴＡをパラメータとするマップ（図示略）に基づき算出される。次にステップＳ１０７に移行して、ステップＳ１０４で算出された第１の基本燃料噴射時間ＦＤＰ、ステップＳ１０５で算出された第２の基本燃料噴射時間ＦＴＡ、ステップＳ１０６で算出された重み付け係数ＫＴＰに基づき最終基本燃料噴射時間ＴＰが次式（１）にて算出される。
【００２５】
【数１】
ＴＰ←ＦＤＰ＊（１−ＫＴＰ）＋ＦＴＡ＊ＫＴＰ・・・（１）
【００２６】
次にステップＳ１０８に移行して、後述の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ演算処理が実行される。次にステップＳ１０９に移行して、加減速補正係数ＦＡＥＷが機関回転速度ＮＥの変化量に基づき算出される。次にステップＳ１１０に移行して、各種補正係数Ｋ１が吸気温センサ２１にて検出された吸気温ＴＨＡ、水温センサ２４にて検出された冷却水温ＴＨＷ等に基づき算出される。次にステップＳ１１１に移行して、無効燃料噴射時間ＴＶが電源電圧センサ２９で検出されたインジェクタ５への電源電圧ＶＢに対応して算出される。次にステップＳ１１２に移行して、ステップＳ１０７で算出された最終基本燃料噴射時間ＴＰ、ステップＳ１０８で算出された空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ、ステップＳ１０９で算出された加減速補正係数ＦＡＥＷ、ステップＳ１１０で算出された各種補正係数Ｋ１、ステップＳ１１１で算出された無効燃料噴射時間ＴＶに基づき最終燃料噴射時間ＴＡＵが次式（２）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
【数２】
ＴＡＵ←ＴＰ＊Ｋ１＊ＦＡＦ＊ＦＡＥＷ＋ＴＶ・・・（２）
【００２８】
なお、上述の燃料噴射時間演算ルーチンにおいて、ステップＳ１０５で第２の基本燃料噴射時間ＦＴＡを設定することなく、最終燃料噴射時間ＴＡＵを算出するようにしてもよい。
【００２９】
次に、上述のＥＣＵ５０内のＣＰＵ５１における図２のステップＳ１０８の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ演算の処理手順を示す図３のフローチャートに基づき、図４及び図５を参照して説明する。ここで、図４は車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、積分定数ＫＩＩ，ＫＩＤ、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤを算出するマップである。また、図５は酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１〔Ｖ〕と空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦとの関係を示すタイムチャートである。なお、この空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ演算ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ５１にて繰返し実行される。
【００３０】
図３において、まず、ステップＳ２０１では、空燃比フィードバック制御の実施条件が成立しているかが判定される。ここで、空燃比フィードバック制御の実施条件としては、例えば、内燃機関１の冷却水温ＴＨＷが所定温度以上、始動後所定時間経過、燃料カット中でない等があり、これらの実施条件が全て成立するときに酸素センサ２７による空燃比フィードバック制御が実施される。
【００３１】
ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、上述の実施条件が全て成立するときにはステップＳ２０２に移行し、車速センサ３０にて検出された車速ＳＰＤが読込まれる。次にステップＳ２０３に移行して、クランク角センサ２５にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度ＮＥが読込まれる。次にステップＳ２０４に移行して、ギヤ位置センサ２８にて検出されたギヤ位置ＧＰが読込まれる。
【００３２】
次にステップＳ２０５に移行して、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出するため、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すマップにより、ステップＳ２０２で読込まれた車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するリッチ反転時のディレイ時間ＴＤＲ、リーン反転時のディレイ時間ＴＤＬがそれぞれ算出される。次にステップＳ２０６に移行して、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出するため、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）に示すマップにより、ステップＳ２０２で読込まれた車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応する積分定数ＫＩＩ，ＫＩＤ、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤがそれぞれ算出される。
【００３３】
次にステップＳ２０７に移行して、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１が判定電圧α以上であるかが判定される。なお、この判定電圧としては、理論空燃比に対応する０．４５〔Ｖ〕近傍とされる。ステップＳ２０７の判定条件が成立、即ち、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１が判定電圧α以上とリッチ側にあるとき（図５に示す時刻ｔ０〜時刻ｔ２）にはステップＳ２０８に移行し、リーン側からリッチ側に反転後、ステップＳ２０５で算出されたリッチ反転時のディレイ時間（図５に示す時刻ｔ０〜時刻ｔ１）ＴＤＲが経過しているかが判定される。ステップＳ２０８の判定条件が成立せず、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間ＴＤＲが経過していないときにはステップＳ２０９に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出された積分定数ＫＩＩだけ増量され、本ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、ステップＳ２０８の判定条件が成立、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間ＴＤＲが経過しているとき（図５に示す時刻ｔ１）にはステップＳ２１０に移行し、初回であるかが判定される。ステップＳ２１０の判定条件が成立、即ち、初回であるとき（図５に示す時刻ｔ１）にはステップＳ２１１に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出されたスキップ量ＫＳＤだけ減量され、本ルーチンを終了する。そして、ステップＳ２１０の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき（図５に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ３）にはステップＳ２１２に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出された積分定数ＫＩＤだけ減量され、本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ２０７の判定条件が成立せず、即ち、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１が判定電圧α未満とリーン側にあるとき（図５に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ４）にはステップＳ２１３に移行し、リッチ側からリーン側に反転後、ステップＳ２０５で算出されたリーン反転時のディレイ時間（図５に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ３）ＴＤＬが経過しているかが判定される。ステップＳ２１３の判定条件が成立せず、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間ＴＤＬが経過していないときにはステップＳ２１２に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出された積分定数ＫＩＤだけ減量され、本ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ２１３の判定条件が成立、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間ＴＤＬが経過しているとき（図５に示す時刻ｔ３）にはステップＳ２１４に移行し、初回であるかが判定される。ステップＳ２１４の判定条件が成立、即ち、初回であるとき（図５に示す時刻ｔ３）にはステップＳ２１５に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出されたスキップ量ＫＳＩだけ増量され、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２１４の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき（図５に示す時刻ｔ３〜時刻ｔ５）にはステップＳ２０９に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがステップＳ２０６で算出された積分定数ＫＩＩだけ増量され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、上述の空燃比フィードバック制御の実施条件のうち１つでも成立しないときにはステップＳ２１６に移行し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが「１．０」に設定され、本ルーチンを終了する。
【００３７】
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関１の排気通路１２に設けられ、内燃機関１から排出される排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段としての酸素センサ２７と、車両（図示略）の走行状態や内燃機関１の運転状態に伴って変化する物理量を検出する物理量検出手段と、酸素センサ２７による酸素濃度に応じた検出値としての出力電圧ＶＯＸ１がリッチ側とリーン側との間の判定値としての判定電圧αを経て反転遷移したときの反転方向を判別するＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段と、前記反転方向判別手段で判別された反転方向に対して反対側に、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをスキップさせるためのスキップ量ＫＳＤ，ＫＳＩを、前記物理量に基づき設定するスキップ量設定手段と、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを徐変させるための積分定数ＫＩＤ，ＫＩＩを、前記物理量に基づき設定するＥＣＵ５０にて達成される積分定数設定手段と、前記反転方向判別手段で判別された反転方向に対して反対側に、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬを、前記物理量に基づき設定するＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段と、スキップ量ＫＳＤ，ＫＳＩ、積分定数ＫＩＤ，ＫＩＩ、ディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬにより遷移される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに応じて内燃機関１に供給する最終燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＡＵを制御するＥＣＵ５０にて達成される燃料噴射量制御手段とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、物理量を車両の車速ＳＰＤ、車両に搭載された変速機（図示略）のギヤ位置ＧＰとするものである。
【００３８】
そして、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、物理量としての車速ＳＰＤ、ギヤ位置ＧＰの変化に応じて、ＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段により反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬを変えるものである。より具体的には、ＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、物理量としての車速ＳＰＤ、ギヤ位置ＧＰが等しいときには、少なくともＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段で酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＲを、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＬより長く設定するものである（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
【００３９】
更に、ＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、各ギヤ位置ＧＰに対する車速ＳＰＤが所定車速以上のときには、少なくともＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段で酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間（図５に示す時刻ｔ４〜時刻ｔ５）ＴＤＲを、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間（図５に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ３）ＴＤＬより長く設定するものである（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
【００４０】
このように、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを、酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１、車速ＳＰＤ、ギヤ位置ＧＰに応じて所望のように遷移させることができるため、喩え配置構成上の制約等で内燃機関１の排気ポート１１からの排気ガスが酸素センサ２７に到達するまでの時間が長くかかる場合にあっても、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができ、また、空燃比の制御中心をリッチ側へシフトすることができるため、車速ＳＰＤの高速域でのＮＯｘ排出量を低減でき、また、バルブオーバラップ量の大きな内燃機関にあっては、車速ＳＰＤの低速域でのドライバビリティの改善を図ることができる。
【００４１】
また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関１が二輪車に搭載されているものである。これにより、特に、二輪車に要望される車速ＳＰＤの高速域でのＮＯｘの低減、車速ＳＰＤの低速域での燃焼安定による車両ショックの低減を図ることができる。
【００４２】
ところで、上記実施例では、空燃比フィードバック補正係数演算ルーチンにおけるステップＳ２０５で、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出するため、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すマップにより、車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するリッチ反転時のディレイ時間ＴＤＲ、リーン反転時のディレイ時間ＴＤＬがそれぞれ算出されているが、車速ＳＰＤに替えて機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕を用いることもできる。この場合には、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すマップにより、機関回転速度ＮＥをパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するリッチ反転時のディレイ時間ＴＤＲ、リーン反転時のディレイ時間ＴＤＬがそれぞれ算出される。
【００４３】
また、ステップＳ２０６では、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出するため、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）に示すマップにより、車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応する積分定数ＫＩＩ，ＫＩＤ、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤがそれぞれ算出されているが、車速ＳＰＤに替えて機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕を用いることもできる。この場合には、図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）、図６（ｆ）に示すマップにより、機関回転速度ＮＥをパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応する積分定数ＫＩＩ，ＫＩＤ、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤがそれぞれ算出される。
【００４４】
このような内燃機関の空燃比制御装置は、物理量を内燃機関１の機関回転速度ＮＥ、車両に搭載された変速機のギヤ位置ＧＰとするものであり、また、このＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、各ギヤ位置ＧＰに対する機関回転速度ＮＥが所定機関回転速度以上のときには、少なくともＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段で酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＲを、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＬより長く設定するものである。上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００４５】
更に、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）、図７（ｅ）、図７（ｆ）に示すマップにより、車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕及び機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとしてディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬ、積分定数ＫＩＩ，ＫＩＤ、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤをそれぞれ算出するようにしてもよい。なお、これらのマップにおいては、ギヤ位置ＧＰに対して一律な値を算出することができる。このような内燃機関の空燃比制御装置は、物理量を車両の車速ＳＰＤ、内燃機関１の機関回転速度ＮＥとするものであり、上述の実施例と同様の作用・効果が期待できる。
【００４６】
更にまた、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すマップにより、車速ＳＰＤ〔ｋｍ／ｈ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬをそれぞれ算出するようにしてもよい。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すマップでは、車速ＳＰＤの高速域のみならず低速域でもギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応してディレイ時間ＴＤＲがディレイ時間ＴＤＬより長くなるようにされている。
【００４７】
このような内燃機関の空燃比制御装置は、物理量を車両の車速ＳＰＤ、車両に搭載された変速機のギヤ位置ＧＰとするものであり、また、このＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、各ギヤ位置ＧＰに対する車速ＳＰＤが所定車速以上、かつ各ギヤ位置ＧＰに対する車速ＳＰＤが所定車速以下のときには、少なくともＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段で酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＲを、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＬより長く設定するものである。これにより、車速ＳＰＤの高速域におけるＮＯｘ低減に加えて、車速ＳＰＤの低速域におけるドライバビリティの改善を図ることができる。
【００４８】
また、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すマップにより、機関回転速度ＮＥ〔ｒｐｍ〕をパラメータとしてギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応するディレイ時間ＴＤＲ，ＴＤＬをそれぞれ算出するようにしてもよい。なお、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すマップでは、機関回転速度ＮＥの高回転域のみならず低回転域でもギヤ位置ＧＰ（１速〜６速）に対応してディレイ時間ＴＤＲがディレイ時間ＴＤＬより長くなるようにされている。
【００４９】
このような内燃機関の空燃比制御装置は、物理量を内燃機関１の機関回転速度ＮＥ、車両に搭載された変速機のギヤ位置ＧＰとするものであり、また、このＥＣＵ５０にて達成されるディレイ時間設定手段は、各ギヤ位置ＧＰに対する機関回転速度ＮＥが所定機関回転速度以上、かつ各ギヤ位置ＧＰに対する機関回転速度ＮＥが所定機関回転速度以下のときには、少なくともＥＣＵ５０にて達成される反転方向判別手段で酸素センサ２７の出力電圧ＶＯＸ１のリーン側からリッチ側への反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＲを、この逆の反転方向が判別された際のディレイ時間ＴＤＬより長く設定するものである。これにより、機関回転速度ＮＥの高回転域におけるＮＯｘ低減に加えて、機関回転速度ＮＥの低回転域におけるドライバビリティの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された二輪車における内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料噴射時間演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２における空燃比フィードバック補正係数演算の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３で車速をパラメータとしてギヤ位置に対応するディレイ時間、積分定数、スキップ量を算出するマップである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で用いられている酸素センサの出力電圧と空燃比フィードバック補正係数との関係を示すタイムチャートである。
【図６】図６は図４のパラメータに替え、機関回転速度をパラメータとしてギヤ位置に対応するディレイ時間、積分定数、スキップ量を算出するマップである。
【図７】図７は図４のパラメータに替え、車速及び機関回転速度をパラメータとしてディレイ時間、積分定数、スキップ量を算出するマップである。
【図８】図８は図４のパラメータに替え、車速をパラメータとしてギヤ位置に対応するディレイ時間を算出するマップである。
【図９】図９は図４のパラメータに替え、機関回転速度をパラメータとしてギヤ位置に対応するディレイ時間を算出するマップである。
【符号の説明】
１内燃機関
１２排気通路
２７酸素（Ｏ_２）センサ
２８ギヤ位置センサ
３０車速センサ
５０ＥＣＵ（電子制御ユニット）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that appropriately controls a fuel injection amount supplied to the internal combustion engine according to an operation state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as prior art documents related to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, those disclosed in JP-A-2-286845 and JP-A-62-67251 are known. In the former, at the time of air-fuel ratio control of the internal combustion engine during vehicle running, at least one of the skip amount (skip value) of the air-fuel ratio feedback correction coefficient and the integration constant is changed in accordance with the vehicle speed, and fuel injection is performed. A technique for adjusting the amount (fuel supply amount) is shown. In the latter case, there is disclosed a technique for suppressing the emission of CO (carbon monoxide) at low vehicle speed and the emission of NOx (nitrogen oxide) at high vehicle speed to improve the exhaust characteristics at all vehicle speeds. I have.
[Patent Document 1] JP-A-2-286845 (pages 1 and 2)
[Patent Document 2] JP-A-62-67251 (pages 1 and 2)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the above-described system, the oxygen (O 2) which is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and detects the oxygen concentration in the exhaust gas is used. ₂ The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is adjusted to near the stoichiometric air-fuel ratio by changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control based on the output signal of the sensor. By the way, for example, when it takes a long time for exhaust gas from the exhaust port of the internal combustion engine to reach the oxygen sensor due to restrictions on the arrangement and the like, the air-fuel ratio feedback correction coefficient is determined by the output signal from the oxygen sensor. If the skip amount and the integration constant are changed, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture will be considerably delayed. For this reason, the fluctuation range of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture toward the rich side and the lean side becomes large, and as a result, there is a problem that the emission and the drivability are deteriorated.
[0004]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and it suppresses the fluctuation range of the air-fuel ratio to the rich side and the lean side irrespective of the restrictions on the arrangement configuration of the internal combustion engine, thereby achieving emission and drivability. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can improve the fuel consumption.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine of the first aspect, when the detected value corresponding to the oxygen concentration by the oxygen concentration detecting means in the reversing direction discriminating means makes a reversal transition through the judgment value between the rich side and the lean side. Of the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control by the skip amount setting means, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient by the integration constant setting means. The delay time for delaying the timing of skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient by the delay time setting means depends on the running state of the vehicle and the operating state of the internal combustion engine detected by the physical quantity detection means. Are set based on the physical quantities that change according to In accordance with the air-fuel ratio feedback correction coefficient is shifted by Ray time, fuel injection amount supplied to the internal combustion engine by the fuel injection amount control means is controlled.
[0006]
Thereby, the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control is changed as desired according to the detection value from the oxygen concentration detecting means and the physical quantity that changes according to the running state of the vehicle or the operating state of the internal combustion engine. Therefore, even if it takes a long time for the exhaust gas from the internal combustion engine to reach the oxygen concentration detecting means due to restrictions on the metaphor arrangement, etc., the air-fuel ratio changes to the rich side and the lean side. Since the width can be suppressed and the control center of the air-fuel ratio can be shifted to the rich side, the amount of NOx emission in the high-speed range is reduced, and the drivability in the low-speed range is improved.
[0007]
The physical quantity is at least one of the vehicle speed of the vehicle, the gear position of the transmission mounted on the vehicle, and the engine speed of the internal combustion engine. Necessary physical quantities can be easily obtained as appropriate without requiring a special configuration.
[0008]
In the delay time setting means in the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the third aspect, the air-fuel ratio feedback correction coefficient can be changed as desired by appropriately changing the delay time according to the change in the physical quantity.
[0009]
The delay time setting means in the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein when the physical quantities are equal, at least the delay time when the reversal direction of the detected value is determined by the reversal direction determination means from the lean side to the rich side is determined. The delay time is set to be longer than the delay time when the reverse inversion direction is determined. Thereby, the control center of the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient can be shifted to the rich side.
[0010]
In the delay time setting means in the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 5, when the vehicle speed for each gear position is equal to or higher than a predetermined vehicle speed or when the engine speed for each gear position is equal to or higher than a predetermined engine speed, at least the reversing direction determining means. The delay time when the reversal direction of the detected value from the lean side to the rich side is determined is set longer than the delay time when the reverse reversal direction is determined. With this, the control center of the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient can be appropriately shifted to the rich side according to the running state of the vehicle and the operating state of the internal combustion engine. NOx emission is reduced.
[0011]
In the delay time setting means in the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 6, when the vehicle speed for each gear position is equal to or less than a predetermined vehicle speed or when the engine speed for each gear position is equal to or less than the predetermined engine speed, at least the reversing direction determining means. The delay time when the reversal direction of the detected value from the lean side to the rich side is determined is set longer than the delay time when the reverse reversal direction is determined. With this, the control center of the air-fuel ratio based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient can be appropriately shifted to the rich side in accordance with the running state of the vehicle or the operating state of the internal combustion engine. Drivability is improved.
[0012]
In the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, since the internal combustion engine is mounted on a motorcycle, reduction of NOx in a high-speed range required for the motorcycle and reduction of a vehicle shock due to stable combustion in a low-speed range are reduced. Is achieved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0014]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine and its peripheral devices in a two-wheeled vehicle to which an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention is applied.
[0015]
In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is configured as a four-cycle, four-cylinder (# 1 cylinder to # 4 cylinder) spark ignition type, and its intake air passes through an air cleaner 2, an intake passage 3, and a throttle valve 4 from an upstream side. The fuel is mixed with fuel injected from an injector (fuel injection valve) 5 in the intake passage 3 and is distributed and supplied into each cylinder from an intake port 6 as a mixture having a predetermined air-fuel ratio. An ignition plug 7 is provided for each cylinder in the cylinder head of the internal combustion engine 1, and a high voltage is applied to the ignition plug 7 of each cylinder from the ignition coil / igniter 8 at each ignition timing, so that the air-fuel mixture in each cylinder is Is ignited. Exhaust gas burned in each cylinder of the internal combustion engine 1 is discharged from the exhaust port 11 to the atmosphere through a three-way catalyst 13 disposed downstream of the exhaust passage 12.
[0016]
An intake air temperature sensor 21 is provided in the air cleaner 2, and the intake air temperature sensor 21 detects an intake air temperature THA [° C.] flowing into the air cleaner 2. An intake pressure sensor 22 is provided in the intake passage 3, and the intake pressure sensor 22 detects an intake pressure PM [kPa: kilopascal] downstream of the throttle valve 4. The throttle valve 4 is provided with a throttle opening sensor 23, and the throttle opening sensor 23 detects the throttle opening TA [°] of the throttle valve 4. Further, a water temperature sensor 24 is provided in a cylinder block of the internal combustion engine 1, and the water temperature sensor 24 detects a cooling water temperature THW [° C.] in the internal combustion engine 1. A crank angle sensor 25 is provided on a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1, and is based on a crank angle signal consisting of the number of pulses generated per unit time with the rotation of the crankshaft by the crank angle sensor 25. The engine speed NE [rpm] is detected. Further, a cam angle sensor 26 is provided on a camshaft (not shown) of the internal combustion engine 1, and the cam angle sensor 26 detects a camshaft rotation angle θ2 [° CA (Crank Angle: crank angle)].
[0017]
An oxygen sensor 27 is disposed in the exhaust passage 12 upstream of the three-way catalyst 13, and the oxygen sensor 27 outputs an output voltage VOX1 [V corresponding to the oxygen concentration of the exhaust passage 12 upstream of the three-way catalyst 13. : Bolt] is detected. Note that an air-fuel ratio (A / F) sensor may be provided instead of the oxygen sensor 27, and the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 may be detected linearly.
[0018]
In addition, a transmission (not shown) is provided with a gear position sensor 28, and the gear position sensor 28 detects a gear position GP. Further, a power supply voltage sensor 29 is provided on the vehicle-mounted battery (not shown), and the power supply voltage sensor 29 detects a power supply voltage VB [V]. Further, a vehicle speed sensor 30 is disposed on a wheel (not shown) of the vehicle or an output shaft (not shown) of the transmission, and the number of pulses generated per unit time by the vehicle speed sensor 30 as the wheel or the output shaft rotates. The vehicle speed SPD [km / h] based on the vehicle speed signal is detected.
[0019]
On the other hand, the fuel pumped from the fuel tank 31 by the fuel pump 32 is pressure-fed in the order of a fuel pipe 33, a fuel filter 34, a fuel pipe 35, and a delivery pipe 36, and is distributed and supplied to the injector 5 of each cylinder. Excess fuel in the delivery pipe 36 is returned to the fuel tank 31 through the path of the pressure regulator 37 and the return pipe 38. The fuel pressure in the delivery pipe 36 is adjusted by the pressure regulator 37 so that the pressure difference between the fuel pressure (fuel pressure) in the delivery pipe 36 and the intake pressure becomes constant.
[0020]
Further, the air cleaner 2 and the exhaust passage 12 immediately after the exhaust port 11 of the internal combustion engine 1 are connected by a secondary air passage 41. In the middle of the secondary air passage 41, air from the air cleaner 2 is used as secondary air. A secondary air control valve 42 is provided in the passage 12 for introduction as appropriate.
[0021]
An ECU (Electronic Control Unit) 50 that controls the operating state of the internal combustion engine 1 includes a CPU 51 as a central processing unit that executes various known arithmetic processes, a ROM 52 storing a control program, a control map, and the like, and various data. , A B / U (backup) RAM 54, etc., and is configured as a logical operation circuit, and an input port 55 for inputting detection signals from the above-described various sensors and an injector 5 as various actuators to be described later. The bus 57 is connected to the output port 56 for outputting the control signal Ip to the fuel pump 32, the control signal Ia to the secondary air control valve 42, and the control signal Ig to the ignition coil / igniter 8, for the time (corresponding to the final fuel injection amount) TAU. Connected through.
[0022]
Next, a flowchart of FIG. 2 showing a processing procedure for calculating a fuel injection time (fuel injection amount) in the CPU 51 in the ECU 50 used in the air-fuel ratio control device for the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention. It will be described based on. This fuel injection time calculation routine is repeatedly executed by the CPU 51 immediately before the timing of fuel injection into each cylinder. Each map used in this embodiment is stored in the ROM 52 in advance.
[0023]
In FIG. 2, first, in step S101, the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the crank angle sensor 25 is read. Next, the process proceeds to step S102, where the throttle opening TA detected by the throttle opening sensor 23 is read. Next, the process proceeds to step S103, where the intake pressure PM detected by the intake pressure sensor 22 is read. Next, the process proceeds to step S104, in which the first basic fuel injection time FDP is a map in which the engine speed NE [rpm] read in step S101 and the intake pressure PM [kPa] read in step S103 are used as parameters. (Not shown). Next, the process proceeds to step S105, in which the second basic fuel injection time FTA is used as parameters with the engine speed NE [rpm] read in step S101 and the throttle opening TA [°] read in step S102. It is calculated based on a map (not shown).
[0024]
Next, the process proceeds to step S106, where the weighting coefficient KTP is calculated based on a map (not shown) using the throttle opening TA read in step S102 as a parameter. Next, the process proceeds to step S107, based on the first basic fuel injection time FDP calculated in step S104, the second basic fuel injection time FTA calculated in step S105, and the weighting coefficient KTP calculated in step S106. The final basic fuel injection time TP is calculated by the following equation (1).
[0025]
(Equation 1)
TP ← FDP * (1-KTP) + FTA * KTP (1)
[0026]
Next, the process proceeds to step S108, where an air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculation process described later is executed. Next, the routine proceeds to step S109, where the acceleration / deceleration correction coefficient FAEW is calculated based on the amount of change in the engine speed NE. Next, the process proceeds to step S110, where various correction coefficients K1 are calculated based on the intake air temperature THA detected by the intake air temperature sensor 21, the cooling water temperature THW detected by the water temperature sensor 24, and the like. Next, the process proceeds to step S111, in which the ineffective fuel injection time TV is calculated corresponding to the power supply voltage VB to the injector 5 detected by the power supply voltage sensor 29. Next, the process proceeds to step S112, where the final basic fuel injection time TP calculated in step S107, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculated in step S108, the acceleration / deceleration correction coefficient FAEW calculated in step S109, and the step S110. Based on the calculated various correction coefficients K1 and the invalid fuel injection time TV calculated in step S111, the final fuel injection time TAU is calculated by the following equation (2), and this routine ends.
[0027]
(Equation 2)
TAU ← TP * K1 * FAF * FAEW + TV (2)
[0028]
In the above-described fuel injection time calculation routine, the final fuel injection time TAU may be calculated without setting the second basic fuel injection time FTA in step S105.
[0029]
Next, a description will be given with reference to FIGS. 4 and 5 based on the flowchart of FIG. 3 showing the processing procedure of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculation in step S108 of FIG. 2 by the CPU 51 in the ECU 50 described above. Here, FIG. 4 is a map for calculating the delay times TDR, TDL, the integration constants KII, KID, and the skip amounts KSI, KSD corresponding to the gear positions GP (first to sixth speeds) using the vehicle speed SPD [km / h] as a parameter. It is. FIG. 5 is a time chart showing the relationship between the output voltage VOX1 [V] of the oxygen sensor 27 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. The air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculation routine is repeatedly executed by the CPU 51 at predetermined time intervals.
[0030]
In FIG. 3, first, in step S201, it is determined whether the execution condition of the air-fuel ratio feedback control is satisfied. Here, the execution conditions of the air-fuel ratio feedback control include, for example, that the cooling water temperature THW of the internal combustion engine 1 is equal to or higher than a predetermined temperature, a predetermined time has elapsed after the engine is started, and that the fuel is not being cut, and the like. Then, the air-fuel ratio feedback control by the oxygen sensor 27 is performed.
[0031]
When the determination condition of step S201 is satisfied, that is, when all the above-described execution conditions are satisfied, the process proceeds to step S202, and the vehicle speed SPD detected by the vehicle speed sensor 30 is read. Next, the routine proceeds to step S203, where the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the crank angle sensor 25 is read. Next, the process proceeds to step S204, where the gear position GP detected by the gear position sensor 28 is read.
[0032]
Next, the process proceeds to step S205, where the vehicle speed SPD [km / h] read in step S202 is calculated using the maps shown in FIGS. 4A and 4B to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. The delay time TDR at the time of rich inversion and the delay time TDL at the time of lean inversion corresponding to the gear position GP (1st to 6th speed) are calculated as parameters. Next, the process proceeds to step S206 to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF by using the maps shown in FIGS. 4C, 4D, 4E, and 4F in step S202. Using the vehicle speed SPD [km / h] read in as parameters, the integral constants KII and KID and the skip amounts KSI and KSD corresponding to the gear positions GP (first to sixth speeds) are calculated.
[0033]
Next, the process proceeds to step S207, and it is determined whether the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 is equal to or higher than the determination voltage α. It should be noted that the determination voltage is set at around 0.45 [V] corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. When the determination condition of step S207 is satisfied, that is, when the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 is on the rich side with the determination voltage α or higher (time t0 to time t2 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S208, and from the lean side. After the inversion to the rich side, it is determined whether or not the delay time TDR (time t0 to time t1 shown in FIG. 5) at the time of the rich inversion calculated in step S205 has elapsed. If the determination condition in step S208 is not satisfied, that is, if the delay time TDR has not elapsed after reversing from the lean side to the rich side, the process proceeds to step S209, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated by the integration calculated in step S206. The amount is increased by the constant KII, and this routine ends.
[0034]
On the other hand, when the determination condition of step S208 is satisfied, that is, when the delay time TDR has elapsed after the reversal from the lean side to the rich side (time t1 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S210, and is it the first time? Is determined. If the determination condition of step S210 is satisfied, that is, the first time (time t1 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S211 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is reduced by the skip amount KSD calculated in step S206, This routine ends. Then, if the determination condition of step S210 is not satisfied, that is, if it is not the first time (time t1 to time t3 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S212, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculated in step S206 is calculated. The amount is reduced by the constant KID, and this routine ends.
[0035]
On the other hand, when the determination condition of step S207 is not satisfied, that is, when the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 is leaner than the determination voltage α (time t2 to time t4 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S213. After the inversion from the rich side to the lean side, it is determined whether or not the delay time (time t2 to time t3 shown in FIG. 5) TDL at the time of lean inversion calculated in step S205 has elapsed. If the determination condition in step S213 is not satisfied, that is, if the delay time TDL has not elapsed after reversing from the rich side to the lean side, the process proceeds to step S212, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated by the integration calculated in step S206. The amount is reduced by the constant KID, and this routine ends.
[0036]
On the other hand, when the determination condition of step S213 is satisfied, that is, when the delay time TDL has elapsed after the inversion from the rich side to the lean side (time t3 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S214, and is it the first time? Is determined. If the determination condition of step S214 is satisfied, that is, if it is the first time (time t3 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S215, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is increased by the skip amount KSI calculated in step S206, This routine ends. If the determination condition in step S214 is not satisfied, that is, if it is not the first time (time t3 to time t5 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S209, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated in step S206. The amount is increased by the constant KII, and this routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S201 is not satisfied, that is, when at least one of the above-described execution conditions of the air-fuel ratio feedback control is not satisfied, the process proceeds to step S216, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF becomes “1.0”. Is set, and this routine ends.
[0037]
As described above, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is provided in the exhaust passage 12 of the internal combustion engine 1 and serves as an oxygen concentration detecting means for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1. The sensor 27, physical quantity detecting means for detecting a physical quantity that changes according to the running state of a vehicle (not shown) or the operating state of the internal combustion engine 1, and the output voltage VOX 1 as a detection value according to the oxygen concentration of the oxygen sensor 27 are provided. Inversion direction discriminating means achieved by the ECU 50 for discriminating the inversion direction when the inversion transition is made via the judgment voltage α as a judgment value between the rich side and the lean side, and the inversion judged by the inversion direction judgment means. On the opposite side to the direction, the skip amounts KSD and KSI for skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF in the air-fuel ratio feedback control are added to the physical quantities. Means for setting the integral constants KID and KII for gradually changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF based on the physical quantity; On the opposite side to the reversal direction determined by the means, the delay times TDR and TDL for delaying the timing of skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF are set based on the physical quantity. Means and a final fuel injection time (fuel injection amount) TAU to be supplied to the internal combustion engine 1 in accordance with the skip amounts KSD and KSI, the integration constants KID and KII, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF which is shifted by the delay times TDR and TDL. The fuel injection amount control means achieved by the ECU 50 that controls It is provided. In the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the physical quantities are the vehicle speed SPD of the vehicle and the gear position GP of a transmission (not shown) mounted on the vehicle.
[0038]
The delay time setting means achieved by the ECU 50 of the air-fuel ratio control device for the internal combustion engine according to the present embodiment determines the reversal direction achieved by the ECU 50 according to changes in the vehicle speed SPD as a physical quantity and the gear position GP. The delay time TDR, TDL when the reversal direction is determined by the means is changed. More specifically, when the vehicle speed SPD and the gear position GP as the physical quantities are equal, the delay time setting means achieved by the ECU 50 is at least the reversal direction determining means achieved by the ECU 50 and is the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27. The delay time TDR when the reversal direction from the lean side to the rich side is determined is set to be longer than the delay time TDL when the reverse reversal direction is determined (see FIGS. 4A and 4A). 4 (b)).
[0039]
Further, when the vehicle speed SPD with respect to each gear position GP is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, the delay time setting means achieved by the ECU 50 is at least a reversal direction determining means achieved by the ECU 50 to determine the lean side of the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27. The delay time TDR (time t4 to time t5 shown in FIG. 5) when the reversal direction is determined to the rich side is determined by the delay time (time t2 to time t2 shown in FIG. 5) when the reverse reversal direction is determined. Time t3) is set to be longer than TDL (see FIGS. 4A and 4B).
[0040]
As described above, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF in the air-fuel ratio feedback control can be changed as desired in accordance with the output voltage VOX1, the vehicle speed SPD, and the gear position GP of the oxygen sensor 27. Even when it takes a long time for the exhaust gas from the exhaust port 11 of the internal combustion engine 1 to reach the oxygen sensor 27 due to restrictions or the like, the fluctuation range of the air-fuel ratio to the rich side and the lean side can be suppressed. In addition, since the control center of the air-fuel ratio can be shifted to the rich side, the NOx emission in the high speed region of the vehicle speed SPD can be reduced. It is possible to improve drivability in the low speed region of the SPD.
[0041]
In the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the internal combustion engine 1 is mounted on a motorcycle. As a result, it is possible to reduce NOx in a high-speed region of the vehicle speed SPD required for a motorcycle, and reduce a vehicle shock due to stable combustion in a low-speed region of the vehicle speed SPD.
[0042]
By the way, in the above-described embodiment, in order to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF in the step S205 in the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculation routine, the vehicle speed SPD [km is calculated based on the maps shown in FIGS. / H] as parameters, the delay time TDR at the time of rich inversion and the delay time TDL at the time of lean inversion corresponding to the gear position GP (1st to 6th speed) are calculated, but the engine speed is replaced with the vehicle speed SPD. NE [rpm] can also be used. In this case, according to the maps shown in FIGS. 6A and 6B, the delay time TDR at the time of rich inversion corresponding to the gear position GP (first speed to sixth speed) and the lean A delay time TDL at the time of inversion is calculated.
[0043]
Further, in step S206, the vehicle speed SPD [km / km] is calculated based on the maps shown in FIGS. 4C, 4D, 4E, and 4F to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF. h] as parameters, the integration constants KII and KID and the skip amounts KSI and KSD corresponding to the gear positions GP (1st to 6th speed) are calculated, but the engine speed NE [rpm] is replaced with the vehicle speed SPD. It can also be used. In this case, according to the maps shown in FIGS. 6C, 6D, 6E, and 6F, the gear position GP (first to sixth speeds) is set using the engine speed NE as a parameter. Are calculated, the integration constants KII and KID and the skip amounts KSI and KSD corresponding to are calculated.
[0044]
In such an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, the physical quantities are the engine speed NE of the internal combustion engine 1 and the gear position GP of the transmission mounted on the vehicle. When the engine rotational speed NE for each gear position GP is equal to or higher than the predetermined engine rotational speed, the time setting means is a reversal direction determining means achieved by at least the ECU 50 to change the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 from the lean side to the rich side. The delay time TDR when the reverse direction is determined is set to be longer than the delay time TDL when the reverse direction is determined. The same operation and effect as in the above embodiment can be expected.
[0045]
7 (a), 7 (b), 7 (c), 7 (d), 7 (e) and 7 (f), the vehicle speed SPD [km / h] and The delay times TDR and TDL, the integration constants KII and KID, and the skip amounts KSI and KSD may be calculated using the engine rotation speed NE [rpm] as a parameter. In these maps, a uniform value can be calculated for the gear position GP. Such an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine uses the physical quantity as the vehicle speed SPD of the vehicle and the engine rotation speed NE of the internal combustion engine 1, and the same operation and effect as the above-described embodiment can be expected.
[0046]
Further, the delay times TDR and TDL corresponding to the gear positions GP (1st to 6th speed) are calculated using the vehicle speed SPD [km / h] as a parameter from the maps shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). You may make it. In the maps shown in FIGS. 8A and 8B, the delay time TDR corresponds to the delay time TDL corresponding to the gear position GP (first speed to sixth speed) not only in the high speed range but also in the low speed range of the vehicle speed SPD. It is going to be longer.
[0047]
Such an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine uses the physical quantities as the vehicle speed SPD of the vehicle and the gear position GP of the transmission mounted on the vehicle. The delay time setting means achieved by the ECU 50 includes: When the vehicle speed SPD with respect to each gear position GP is equal to or higher than a predetermined vehicle speed and the vehicle speed SPD with respect to each gear position GP is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, at least the reversal direction determining means achieved by the ECU 50 determines the lean side of the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27. Is set to be longer than the delay time TDL when the reverse direction is determined when the reverse direction is determined to the rich side. Thus, in addition to the reduction of NOx in the high speed region of the vehicle speed SPD, the drivability in the low speed region of the vehicle speed SPD can be improved.
[0048]
9A and 9B, the delay times TDR and TDL corresponding to the gear positions GP (1st to 6th speed) are calculated using the engine speed NE [rpm] as a parameter. You may do so. In the maps shown in FIGS. 9A and 9B, the delay time TDR corresponds to the gear position GP (1st to 6th speed) not only in the high rotation range but also in the low rotation range of the engine speed NE. Is longer than the delay time TDL.
[0049]
In such an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, the physical quantities are the engine speed NE of the internal combustion engine 1 and the gear position GP of the transmission mounted on the vehicle. The time setting means determines the inversion direction at least achieved by the ECU 50 when the engine speed NE for each gear position GP is equal to or higher than a predetermined engine speed and the engine speed NE for each gear position GP is equal to or lower than the predetermined engine speed. The delay time TDR when the inversion direction from the lean side to the rich side of the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 is determined by the means is set to be longer than the delay time TDL when the reverse inversion direction is determined. is there. As a result, in addition to the reduction of NOx in the high rotational speed range of the engine rotational speed NE, the drivability in the low rotational speed range of the engine rotational speed NE can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine and its peripheral devices in a motorcycle to which an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection time calculation in a CPU in an ECU used in an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for calculating an air-fuel ratio feedback correction coefficient in FIG. 2;
FIG. 4 is a map for calculating a delay time, an integration constant, and a skip amount corresponding to a gear position using the vehicle speed as a parameter in FIG. 3;
FIG. 5 is a time chart showing a relationship between an output voltage of an oxygen sensor used in an air-fuel ratio control device of an internal combustion engine and an air-fuel ratio feedback correction coefficient according to one embodiment of the present invention. is there.
FIG. 6 is a map for calculating a delay time, an integration constant, and a skip amount corresponding to a gear position using the engine rotation speed as a parameter instead of the parameters of FIG. 4;
FIG. 7 is a map for calculating a delay time, an integration constant, and a skip amount by using the vehicle speed and the engine rotation speed as parameters instead of the parameters of FIG. 4;
FIG. 8 is a map for calculating a delay time corresponding to a gear position using the vehicle speed as a parameter instead of the parameter of FIG. 4;
FIG. 9 is a map for calculating a delay time corresponding to a gear position by using the engine rotation speed as a parameter instead of the parameter of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 internal combustion engine
12 Exhaust passage
27 Oxygen (O ₂ ) Sensor
28 Gear position sensor
30 Vehicle speed sensor
50 ECU (electronic control unit)

Claims

An oxygen concentration detecting means provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, for detecting an oxygen concentration of exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Physical quantity detection means for detecting a physical quantity that changes with the running state of the vehicle and the operating state of the internal combustion engine,
Inversion direction determination means for determining the inversion direction when the detection value according to the oxygen concentration by the oxygen concentration detection means makes an inversion transition through a determination value between the rich side and the lean side,
On the opposite side to the inversion direction determined by the inversion direction determination means, a skip amount for skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control, a skip amount setting means for setting based on the physical quantity,
An integration constant for gradually changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient, based on the physical quantity;
On the opposite side to the reversal direction determined by the reversal direction determination means, a delay time for delaying the timing of skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient, a delay time setting means for setting based on the physical quantity,
Fuel injection amount control means for controlling a fuel injection amount to be supplied to the internal combustion engine in accordance with the air-fuel ratio feedback correction coefficient shifted by the skip amount, the integration constant, and the delay time. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine.

2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the physical quantity is at least one of a vehicle speed of the vehicle, a gear position of a transmission mounted on the vehicle, and an engine rotation speed of the internal combustion engine. 3. Fuel ratio control device.

3. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the delay time setting unit changes the delay time according to a change in the physical quantity. 4.

When the physical quantities are equal, the delay time setting means sets the delay time when at least the reversal direction discriminating means determines the reversal direction from the lean side to the rich side of the detection value. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the delay time is set to be longer than the delay time when the determination is made.

When the vehicle speed for each gear position is equal to or higher than a predetermined vehicle speed or when the engine speed for each gear position is equal to or higher than a predetermined engine speed, the delay time setting means shifts at least the reversal direction determining means from the lean side to the rich side of the detected value. 4. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the delay time when the reversal direction is determined is set longer than the delay time when the reverse reversal direction is determined. .

When the vehicle speed for each gear position is equal to or less than a predetermined vehicle speed or when the engine speed for each gear position is equal to or less than a predetermined engine speed, the delay time setting means shifts at least the inversion direction determining means from the lean side to the rich side of the detection value. 4. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the delay time when the reversal direction is determined is set longer than the delay time when the reverse reversal direction is determined. .

The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the internal combustion engine is mounted on a motorcycle.