JPH06294341A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
エンジンの空燃比制御装置Info
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- JPH06294341A JPH06294341A JP8347393A JP8347393A JPH06294341A JP H06294341 A JPH06294341 A JP H06294341A JP 8347393 A JP8347393 A JP 8347393A JP 8347393 A JP8347393 A JP 8347393A JP H06294341 A JPH06294341 A JP H06294341A
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- Japan
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- reversing
- air
- fuel ratio
- amount
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 始動直後にＮＯｘ排出量をそれほど増加させ
ない範囲でＨＣ排出量を低減する。 【構成】 算出手段３８では、リーン側への反転時用の
初期値と減少率をＰＳＬＯとΔＰSL、リッチ側への反転
時用の初期値と減少率をＰＳＲＯとΔＰSRとして、ＰＳ
ＬＯ＞ＰＳＲＯ、ΔＰSL＞ΔＰSRかつΔＰSL／ΔＰSR＞
ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯとなるように、ＰＳＬＯ，ＰＳＲＯ
とΔＰSL，ΔＰSRをそれぞれ始動時の排気温度相当値に
応じて設定し、この設定されたＰＳＬＯとΔＰSLより、
またＰＳＲＯとΔＰSRより初期値から始動後の時間経過
とともに減少する値をリーン側への反転時用とリッチ側
への反転時用とで別々の暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲを
算出手段３９が算出する。これらの暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲを触媒のホット状態でマッチングしたステッ
プ分に加算してリーン側への反転時用とリッチ側への反
転時用とで別々のステップ分ＰＬ，ＰＲを算出手段４０
が算出する。
ない範囲でＨＣ排出量を低減する。 【構成】 算出手段３８では、リーン側への反転時用の
初期値と減少率をＰＳＬＯとΔＰSL、リッチ側への反転
時用の初期値と減少率をＰＳＲＯとΔＰSRとして、ＰＳ
ＬＯ＞ＰＳＲＯ、ΔＰSL＞ΔＰSRかつΔＰSL／ΔＰSR＞
ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯとなるように、ＰＳＬＯ，ＰＳＲＯ
とΔＰSL，ΔＰSRをそれぞれ始動時の排気温度相当値に
応じて設定し、この設定されたＰＳＬＯとΔＰSLより、
またＰＳＲＯとΔＰSRより初期値から始動後の時間経過
とともに減少する値をリーン側への反転時用とリッチ側
への反転時用とで別々の暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲを
算出手段３９が算出する。これらの暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲを触媒のホット状態でマッチングしたステッ
プ分に加算してリーン側への反転時用とリッチ側への反
転時用とで別々のステップ分ＰＬ，ＰＲを算出手段４０
が算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は排気管に設けたＯ2セ
ンサからの信号にもとづいて、エンジンに供給する混合
気の空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック補
正する装置に関する。
ンサからの信号にもとづいて、エンジンに供給する混合
気の空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック補
正する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる三元触媒方式では、排気三成分
（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ）を一挙に浄化するため、混合気
の空燃比が理論空燃比を中心としたある狭い範囲（触媒
ウインドウと呼ばれる）内に収まるように空燃比のフィ
ードバック補正を行っている（特開昭６１−２４１４３
４号公報参照）。
（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ）を一挙に浄化するため、混合気
の空燃比が理論空燃比を中心としたある狭い範囲（触媒
ウインドウと呼ばれる）内に収まるように空燃比のフィ
ードバック補正を行っている（特開昭６１−２４１４３
４号公報参照）。
【０００３】この場合のフィードバック補正は、ステッ
プ分と積分分とを空燃比フィードバック補正係数αの更
新量として空燃比を触媒ウインドウ内で振らせるもの
で、空燃比がリーン側からリッチ側に反転した直後は
（あるいはその逆へと反転したときも）、ステップ分を
付加することでリーン側（反転したと逆の方向）に空燃
比が応答よく戻るようにし、その後は空燃比がリッチ側
に反転するまで小さな値の積分分を付加することで、制
御を安定させるのである。
プ分と積分分とを空燃比フィードバック補正係数αの更
新量として空燃比を触媒ウインドウ内で振らせるもの
で、空燃比がリーン側からリッチ側に反転した直後は
（あるいはその逆へと反転したときも）、ステップ分を
付加することでリーン側（反転したと逆の方向）に空燃
比が応答よく戻るようにし、その後は空燃比がリッチ側
に反転するまで小さな値の積分分を付加することで、制
御を安定させるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比はあ
る幅で振れたほうが三元触媒の転換効率が高まる。上記
のステップ分は、三元触媒のホット状態（三元触媒が十
分に暖機された状態のこと）でマッチングされている。
る幅で振れたほうが三元触媒の転換効率が高まる。上記
のステップ分は、三元触媒のホット状態（三元触媒が十
分に暖機された状態のこと）でマッチングされている。
【０００５】しかしながら、三元触媒がホット状態にな
る前から空燃比フィードバック補正を行わせることによ
って、三元触媒が有効に働く運転域を少しでも拡大し、
排気性能を改善しようとするものがある。このもので
は、低水温時の燃料の応答遅れによってステップ分に対
する要求値がホット状態とは異なるため、空燃比フィー
ドバック補正を開始した直後の排気性能が悪くなる。低
水温時はポート内燃料の供給遅れが大きくなるため、ホ
ット状態に用いるステップ分と同じ値のステップ分を与
えたのでは、空燃比の振幅が小さくなり、三元触媒の転
換効率が落ちてしまうのである。
る前から空燃比フィードバック補正を行わせることによ
って、三元触媒が有効に働く運転域を少しでも拡大し、
排気性能を改善しようとするものがある。このもので
は、低水温時の燃料の応答遅れによってステップ分に対
する要求値がホット状態とは異なるため、空燃比フィー
ドバック補正を開始した直後の排気性能が悪くなる。低
水温時はポート内燃料の供給遅れが大きくなるため、ホ
ット状態に用いるステップ分と同じ値のステップ分を与
えたのでは、空燃比の振幅が小さくなり、三元触媒の転
換効率が落ちてしまうのである。
【０００６】また、始動後に三元触媒が暖まってくるに
つれてもステップ分に対する要求値が異なってくる。さ
らに、ホットリスタート時（冷却水温が十分高くても三
元触媒の温度が低下している）にもホット状態とは異な
ったステップ分が必要になる。
つれてもステップ分に対する要求値が異なってくる。さ
らに、ホットリスタート時（冷却水温が十分高くても三
元触媒の温度が低下している）にもホット状態とは異な
ったステップ分が必要になる。
【０００７】これらに対処するため、空燃比のフィード
バック補正を開始したタイミングから三元触媒の暖機完
了までのあいだ、始動時の冷却水温と始動からの時間経
過とで決まる暖機時補正量を、三元触媒のホット状態で
マッチングしてあるステップ分に加算するものを提案し
た（特願平４−２６５０６４号参照）。始動時の冷却水
温に応じた初期値より始動後の時間経過とともに減少
し、三元触媒の暖機完了のタイミングで０となる値を暖
機時補正量として求めるのである。
バック補正を開始したタイミングから三元触媒の暖機完
了までのあいだ、始動時の冷却水温と始動からの時間経
過とで決まる暖機時補正量を、三元触媒のホット状態で
マッチングしてあるステップ分に加算するものを提案し
た（特願平４−２６５０６４号参照）。始動時の冷却水
温に応じた初期値より始動後の時間経過とともに減少
し、三元触媒の暖機完了のタイミングで０となる値を暖
機時補正量として求めるのである。
【０００８】この場合に、空燃比フィードバック補正に
は、Ｏ2センサの暖機完了前のＯ2センサの活性化の段階
で入るのであるが、この暖機完了前のＯ2センサではリ
ーン側への反転時のほうがリッチ側への反転時より出力
応答が遅れることから平均空燃比がリーン側にシフトし
てＮＯｘ排出量が増えることが知られており、リーン側
への反転時用の初期値をリッチ側への反転時用の初期値
より大きくすることで、空燃比平均値を理論空燃比へと
戻し、これによってＮＯｘ排出量を低減させるのであ
る。
は、Ｏ2センサの暖機完了前のＯ2センサの活性化の段階
で入るのであるが、この暖機完了前のＯ2センサではリ
ーン側への反転時のほうがリッチ側への反転時より出力
応答が遅れることから平均空燃比がリーン側にシフトし
てＮＯｘ排出量が増えることが知られており、リーン側
への反転時用の初期値をリッチ側への反転時用の初期値
より大きくすることで、空燃比平均値を理論空燃比へと
戻し、これによってＮＯｘ排出量を低減させるのであ
る。
【０００９】ところで、三元触媒そのものについては図
１３に示したように、ＨＣ排出量を低減させるため三元
触媒の暖機完了前は要求空燃比がリーン側にあるほうが
望ましい。しかしながら、上記の先願装置では図１３の
三元触媒の特性までは考慮していなかったため、ＮＯｘ
排出量は低減できるもののＨＣ排出量については低減す
ることができなかったのである。
１３に示したように、ＨＣ排出量を低減させるため三元
触媒の暖機完了前は要求空燃比がリーン側にあるほうが
望ましい。しかしながら、上記の先願装置では図１３の
三元触媒の特性までは考慮していなかったため、ＮＯｘ
排出量は低減できるもののＨＣ排出量については低減す
ることができなかったのである。
【００１０】そこでこの発明は、始動時の排気系温度相
当値と始動後の時間とで決まる暖機時補正量を、三元触
媒のホット状態でマッチングしてあるステップ分に加え
るとともに、空燃比のフィードバック補正の開始からＯ
2センサの暖機完了までは空燃比平均値がリッチ方向に
シフトするように制御してＯ2センサの暖機不足に起因
するリーンシフトを相殺し、Ｏ2センサの暖機完了から
三元触媒の暖機完了までは平均空燃比をリーン側に制御
することにより、ＮＯｘ排出量をそれほど増加させない
範囲でＨＣ排出量を低減することを目的とする。
当値と始動後の時間とで決まる暖機時補正量を、三元触
媒のホット状態でマッチングしてあるステップ分に加え
るとともに、空燃比のフィードバック補正の開始からＯ
2センサの暖機完了までは空燃比平均値がリッチ方向に
シフトするように制御してＯ2センサの暖機不足に起因
するリーンシフトを相殺し、Ｏ2センサの暖機完了から
三元触媒の暖機完了までは平均空燃比をリーン側に制御
することにより、ＮＯｘ排出量をそれほど増加させない
範囲でＨＣ排出量を低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、三元触媒上流の排気管に位置するＯ2センサ３１
と、このＯ2センサの活性化のタイミングより空燃比フ
ィードバック補正を開始させる手段３２と、この空燃比
フィードバック補正の開始より前記Ｏ2センサ出力を受
けて空燃比がリッチ側とリーン側のいずれにあるかを判
定する手段３３と、この判定結果よりリーン側に反転し
たのかまたはリッチ側に反転したのかを判定する手段３
４と、これら２つの判定結果より反転時は三元触媒のホ
ット状態でマッチングしたステップ分を運転条件に応じ
て算出する手段３５と、前記２つの判定結果より反転時
以外に積分分Ｉを算出する手段３６と、始動からの経過
時間Ｔａｓを計測する手段３７と、リーン側への反転時
用の暖機時補正量の初期値ＰＳＬＯがリッチ側への反転
時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＲＯより大きく、およ
び前記リーン側への反転時用の減少率ΔＰSLが前記リッ
チ側への反転時用の減少率ΔＰSRより大きくなるよう
に、かつ前記リーン側への反転時用の減少率とリッチ側
への反転時用の減少率との比（ΔＰSL／ΔＰSR）が前記
リーン側への反転時用の初期値とリッチ側への反転時用
の初期値の比（ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯ）より大きくなるよ
うに、リーン側への反転時用の初期値ＰＳＬＯと減少率
ΔＰSL、およびリッチ側への反転時用の初期値ＰＳＲＯ
と減少率ΔＰSRをそれぞれ始動時の排気温度相当値（た
とえば冷却水温Ｔｗ）に応じて設定する手段３８と、こ
の設定されたリーン側への反転時用の初期値ＰＳＬＯと
減少率ΔＰSLおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより
初期値ＰＳＬＯから始動後の時間経過とともに減少する
値をリーン側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＬとし
て、またリッチ側への反転時用の初期値ＰＳＲＯと減少
率ΔＰSRおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより初期
値ＰＳＲＯから始動後の時間経過とともに減少する値を
リッチ側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＲとしてそれ
ぞれ算出する手段３９と、これらの暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲを前記三元触媒のホット状態でマッチングし
たステップ分に加算してリーン側への反転時用のステッ
プ分ＰＬとリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲとを
区別して算出する手段４０と、これら区別して算出され
たステップ分ＰＬ，ＰＲを用いて、リーン側への反転時
はリーン側への反転時用のステップ分ＰＬを、リッチ側
への反転時はリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲ
を、またこれらの反転時以外は前記積分分Ｉをそれぞれ
更新量として空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段４１と、この空燃比フィードバック補正量αで運転
条件に応じた基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算
出する手段４２と、この噴射量の燃料を吸気管に供給す
る装置４３とを設けた。
うに、三元触媒上流の排気管に位置するＯ2センサ３１
と、このＯ2センサの活性化のタイミングより空燃比フ
ィードバック補正を開始させる手段３２と、この空燃比
フィードバック補正の開始より前記Ｏ2センサ出力を受
けて空燃比がリッチ側とリーン側のいずれにあるかを判
定する手段３３と、この判定結果よりリーン側に反転し
たのかまたはリッチ側に反転したのかを判定する手段３
４と、これら２つの判定結果より反転時は三元触媒のホ
ット状態でマッチングしたステップ分を運転条件に応じ
て算出する手段３５と、前記２つの判定結果より反転時
以外に積分分Ｉを算出する手段３６と、始動からの経過
時間Ｔａｓを計測する手段３７と、リーン側への反転時
用の暖機時補正量の初期値ＰＳＬＯがリッチ側への反転
時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＲＯより大きく、およ
び前記リーン側への反転時用の減少率ΔＰSLが前記リッ
チ側への反転時用の減少率ΔＰSRより大きくなるよう
に、かつ前記リーン側への反転時用の減少率とリッチ側
への反転時用の減少率との比（ΔＰSL／ΔＰSR）が前記
リーン側への反転時用の初期値とリッチ側への反転時用
の初期値の比（ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯ）より大きくなるよ
うに、リーン側への反転時用の初期値ＰＳＬＯと減少率
ΔＰSL、およびリッチ側への反転時用の初期値ＰＳＲＯ
と減少率ΔＰSRをそれぞれ始動時の排気温度相当値（た
とえば冷却水温Ｔｗ）に応じて設定する手段３８と、こ
の設定されたリーン側への反転時用の初期値ＰＳＬＯと
減少率ΔＰSLおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより
初期値ＰＳＬＯから始動後の時間経過とともに減少する
値をリーン側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＬとし
て、またリッチ側への反転時用の初期値ＰＳＲＯと減少
率ΔＰSRおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより初期
値ＰＳＲＯから始動後の時間経過とともに減少する値を
リッチ側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＲとしてそれ
ぞれ算出する手段３９と、これらの暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲを前記三元触媒のホット状態でマッチングし
たステップ分に加算してリーン側への反転時用のステッ
プ分ＰＬとリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲとを
区別して算出する手段４０と、これら区別して算出され
たステップ分ＰＬ，ＰＲを用いて、リーン側への反転時
はリーン側への反転時用のステップ分ＰＬを、リッチ側
への反転時はリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲ
を、またこれらの反転時以外は前記積分分Ｉをそれぞれ
更新量として空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段４１と、この空燃比フィードバック補正量αで運転
条件に応じた基本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算
出する手段４２と、この噴射量の燃料を吸気管に供給す
る装置４３とを設けた。
【００１２】
【作用】冷間始動後にＯ2センサ３１が活性化したタイ
ミングでクランプ条件が解かれ、空燃比フィードバック
制御が開始されると、排気系温度相当値に応じた値を初
期値としこの初期値より始動からの時間経過とともに減
少する値が暖機時補正量として排気系のホット状態でマ
ッチングしたステップ分に加えられる。
ミングでクランプ条件が解かれ、空燃比フィードバック
制御が開始されると、排気系温度相当値に応じた値を初
期値としこの初期値より始動からの時間経過とともに減
少する値が暖機時補正量として排気系のホット状態でマ
ッチングしたステップ分に加えられる。
【００１３】この暖機時補正量により低水温時にステッ
プ分が大きくされると、それだけ空燃比の振幅が大きく
なり、これによって吸気ポート内燃料の供給遅れに伴う
触媒の転換効率の低下が防止される。
プ分が大きくされると、それだけ空燃比の振幅が大きく
なり、これによって吸気ポート内燃料の供給遅れに伴う
触媒の転換効率の低下が防止される。
【００１４】また、排気系はその温度が始動からの時間
経過とともに上昇しやがてホット状態に至るのである
が、この排気系の温度上昇に合わせて暖機時補正量が徐
々に小さくされると、排気系の暖機状態に応じた補正が
過不足なく行われる。
経過とともに上昇しやがてホット状態に至るのである
が、この排気系の温度上昇に合わせて暖機時補正量が徐
々に小さくされると、排気系の暖機状態に応じた補正が
過不足なく行われる。
【００１５】さらにホットリスタート時にも、暖機時補
正量が加えられると、暖機時補正量が加えられないとき
より排気性能がよくなる。ホットリスタート時は冷却水
温が十分に高いためポート内燃料の供給遅れはないもの
の、排気系の温度低下によって触媒の転換効率が落ちて
いるため、暖機時補正量によりステップ分が大きくされ
ると、触媒の転換効率が改善されるのである。
正量が加えられると、暖機時補正量が加えられないとき
より排気性能がよくなる。ホットリスタート時は冷却水
温が十分に高いためポート内燃料の供給遅れはないもの
の、排気系の温度低下によって触媒の転換効率が落ちて
いるため、暖機時補正量によりステップ分が大きくされ
ると、触媒の転換効率が改善されるのである。
【００１６】また、リーン側への反転時用の暖機時補正
量ＰＳＬとリッチ側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＲ
とをそれぞれ定める初期値と減少率について、リーン側
への反転時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＬＯがリッチ
側への反転時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＲＯより大
きく、およびリーン側への反転時用の減少率ΔＰSLがリ
ッチ側への反転時用の減少率ΔＰSRより大きくなるよう
に、かつリーン側への反転時用の減少率とリッチ側への
反転時用の減少率との比（ΔＰSL／ΔＰSR）がリーン側
への反転時用の初期値とリッチ側への反転時用の初期値
の比（ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯ）より大きくなるように、始
動時の排気温度相当値に応じて設定されると、始動後の
時間に対して初めのうちリーン側への反転時用の暖機時
補正量ＰＳＬのほうがリッチ側への反転時用の暖機時補
正量ＰＳＲより大きく、後になって両者の関係が逆転
し、ＰＳＲのほうがＰＳＬより大きくなる。
量ＰＳＬとリッチ側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＲ
とをそれぞれ定める初期値と減少率について、リーン側
への反転時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＬＯがリッチ
側への反転時用の暖機時補正量の初期値ＰＳＲＯより大
きく、およびリーン側への反転時用の減少率ΔＰSLがリ
ッチ側への反転時用の減少率ΔＰSRより大きくなるよう
に、かつリーン側への反転時用の減少率とリッチ側への
反転時用の減少率との比（ΔＰSL／ΔＰSR）がリーン側
への反転時用の初期値とリッチ側への反転時用の初期値
の比（ＰＳＬＯ／ＰＳＲＯ）より大きくなるように、始
動時の排気温度相当値に応じて設定されると、始動後の
時間に対して初めのうちリーン側への反転時用の暖機時
補正量ＰＳＬのほうがリッチ側への反転時用の暖機時補
正量ＰＳＲより大きく、後になって両者の関係が逆転
し、ＰＳＲのほうがＰＳＬより大きくなる。
【００１７】これによって空燃比平均値が、空燃比フィ
ードバック補正の開始からＯ2センサの暖機完了までは
Ｏ2センサの暖機不足に起因するリーンシフトを相殺す
るようにリッチ方向に制御され、Ｏ2センサの暖機完了
から三元触媒の暖機完了までは逆のリーン側に制御され
る。このようにＯ2センサだけでなく三元触媒の要求空
燃比にも合わせて空燃比平均値がシフトされると、ＮＯ
ｘ排出量がさほど増加することなくＨＣ排出量が大幅に
低減する。
ードバック補正の開始からＯ2センサの暖機完了までは
Ｏ2センサの暖機不足に起因するリーンシフトを相殺す
るようにリッチ方向に制御され、Ｏ2センサの暖機完了
から三元触媒の暖機完了までは逆のリーン側に制御され
る。このようにＯ2センサだけでなく三元触媒の要求空
燃比にも合わせて空燃比平均値がシフトされると、ＮＯ
ｘ排出量がさほど増加することなくＨＣ排出量が大幅に
低減する。
【００１８】
【実施例】図２において、７はエアクリーナから吸入さ
れる空気量Ｑａを検出するエアフローメータ、９はアイ
ドルスイッチ、１０は単位クランク角度ごとの信号とク
ランク角度の基準位置ごとの信号（Ｒｅｆ信号）とを出
力するクランク角度センサ、１１はエンジンの冷却水温
Ｔｗを検出する水温センサ、１２は排出ガス中の酸素濃
度に反応して理論空燃比を境に値の急変するＯ2セン
サ、１３はイグニッションスイッチ、１４は車速センサ
で、これらセンサ類の信号はマイコンからなるコントロ
ールユニット２１に入力されている。
れる空気量Ｑａを検出するエアフローメータ、９はアイ
ドルスイッチ、１０は単位クランク角度ごとの信号とク
ランク角度の基準位置ごとの信号（Ｒｅｆ信号）とを出
力するクランク角度センサ、１１はエンジンの冷却水温
Ｔｗを検出する水温センサ、１２は排出ガス中の酸素濃
度に反応して理論空燃比を境に値の急変するＯ2セン
サ、１３はイグニッションスイッチ、１４は車速センサ
で、これらセンサ類の信号はマイコンからなるコントロ
ールユニット２１に入力されている。
【００１９】燃料の噴射は、量が多いときも少ないとき
も吸気ポートに設けた一か所のインジェクタ４から供給
するので、量の調整はコントロールユニット２１により
その噴射時間で行う。噴射時間が長くなれば噴射量が多
くなり、噴射時間が短くなれば噴射量が少なくなる。混
合気の濃さつまり空燃比は、一定量の吸入空気に対する
燃料噴射量が多くなればリッチ側にずれ、燃料噴射量が
少なくなればリーン側にずれる。
も吸気ポートに設けた一か所のインジェクタ４から供給
するので、量の調整はコントロールユニット２１により
その噴射時間で行う。噴射時間が長くなれば噴射量が多
くなり、噴射時間が短くなれば噴射量が少なくなる。混
合気の濃さつまり空燃比は、一定量の吸入空気に対する
燃料噴射量が多くなればリッチ側にずれ、燃料噴射量が
少なくなればリーン側にずれる。
【００２０】したがって、吸入空気量との比が一定とな
るように燃料の基本噴射量を決定してやれば運転条件が
相違しても同じ空燃比の混合気が得られる。燃料の噴射
がエンジンの１回転について１回行われるときは、１回
転で吸い込んだ空気量に対して基本噴射パルス幅（基本
噴射量相当）Ｔｐ（＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ、ただしＫは定
数）をそのときの吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅ
とから求めるのである。通常このＴｐにより決定される
空燃比は理論空燃比付近になっている。
るように燃料の基本噴射量を決定してやれば運転条件が
相違しても同じ空燃比の混合気が得られる。燃料の噴射
がエンジンの１回転について１回行われるときは、１回
転で吸い込んだ空気量に対して基本噴射パルス幅（基本
噴射量相当）Ｔｐ（＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ、ただしＫは定
数）をそのときの吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅ
とから求めるのである。通常このＴｐにより決定される
空燃比は理論空燃比付近になっている。
【００２１】排気管５にはエンジンから排出されてくる
ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘといった三つの有害成分を処理する
三元触媒６が設けられる。この三元触媒６が三成分を同
時に処理できるのは、エンジンに供給している混合気の
空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲にあるときだ
けである。この範囲より空燃比が少しでもリッチ側にず
れるとＣＯ，ＨＣの排出量が増し、逆にリーン側にずれ
るとＮＯｘが多く排出される。
ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘといった三つの有害成分を処理する
三元触媒６が設けられる。この三元触媒６が三成分を同
時に処理できるのは、エンジンに供給している混合気の
空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲にあるときだ
けである。この範囲より空燃比が少しでもリッチ側にず
れるとＣＯ，ＨＣの排出量が増し、逆にリーン側にずれ
るとＮＯｘが多く排出される。
【００２２】そこで、コントロールユニット２１は、三
元触媒６の能力を十分に発揮できる理論空燃比に空燃比
平均値が維持されるよう、Ｏ2センサ１２からの出力信
号にもとづいて燃料噴射量をフィードバック補正する。
元触媒６の能力を十分に発揮できる理論空燃比に空燃比
平均値が維持されるよう、Ｏ2センサ１２からの出力信
号にもとづいて燃料噴射量をフィードバック補正する。
【００２３】Ｏ2センサ１２の出力が理論空燃比相当の
スライスレベルより高いと空燃比はリッチ側に、低いと
リーン側にある。
スライスレベルより高いと空燃比はリッチ側に、低いと
リーン側にある。
【００２４】この判定結果より空燃比がリッチ側に反転
したときは空燃比をリーン側に戻さなければならない。
そこで、図３の流れ図で示したように、空燃比がリッチ
側に反転した直後は空燃比フィードバック補正係数αか
らステップ分ＰＲを差し引き、空燃比がつぎにリーン側
へ反転する直前までαから積分分ＩＲを差し引く（ステ
ップ２，３，７、ステップ２，３，９）。
したときは空燃比をリーン側に戻さなければならない。
そこで、図３の流れ図で示したように、空燃比がリッチ
側に反転した直後は空燃比フィードバック補正係数αか
らステップ分ＰＲを差し引き、空燃比がつぎにリーン側
へ反転する直前までαから積分分ＩＲを差し引く（ステ
ップ２，３，７、ステップ２，３，９）。
【００２５】この逆に空燃比がリーン側に反転したとき
は、反転の直後にステップ分ＰＬをαに加算し、実空燃
比がつぎにリッチ側に反転する直前まで積分分ＩＬを加
算する（ステップ２，４，１４、ステップ２，４，１
２）。
は、反転の直後にステップ分ＰＬをαに加算し、実空燃
比がつぎにリッチ側に反転する直前まで積分分ＩＬを加
算する（ステップ２，４，１４、ステップ２，４，１
２）。
【００２６】なお、αの演算はＲｅｆ信号同期である。
これは、燃料噴射がＲｅｆ信号同期であり、系の乱れも
Ｒｅｆ信号同期であるため、これに合わせたものであ
る。また、流れ図で「Ｏ2 」はＯ2 センサ出力、「Ｓ／
Ｌ」はスライスレベルのことである。
これは、燃料噴射がＲｅｆ信号同期であり、系の乱れも
Ｒｅｆ信号同期であるため、これに合わせたものであ
る。また、流れ図で「Ｏ2 」はＯ2 センサ出力、「Ｓ／
Ｌ」はスライスレベルのことである。
【００２７】上記のステップ分ＰＲ，ＰＬの値は積分分
ＩＲ，ＩＬの値よりも相対的にずっと大きい。これは、
空燃比がリッチ側やリーン側に反転した直後は大きな値
のステップ分を与えて応答よく反対側に変化させるため
である。ステップ変化の後は小さな値の積分分でゆっく
りと空燃比を反対側へと変化させ、これにより制御を安
定させる。
ＩＲ，ＩＬの値よりも相対的にずっと大きい。これは、
空燃比がリッチ側やリーン側に反転した直後は大きな値
のステップ分を与えて応答よく反対側に変化させるため
である。ステップ変化の後は小さな値の積分分でゆっく
りと空燃比を反対側へと変化させ、これにより制御を安
定させる。
【００２８】ステップ分ＰＲとＰＬは、基本噴射パルス
幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅを
パラメータとするマップ（図４はステップ分ＰＲのマッ
プ、図５はステップ分ＰＬのマップである）をルックア
ップすることにより求める（図３のステップ５，ステッ
プ１０）。
幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅを
パラメータとするマップ（図４はステップ分ＰＲのマッ
プ、図５はステップ分ＰＬのマップである）をルックア
ップすることにより求める（図３のステップ５，ステッ
プ１０）。
【００２９】この場合、図４と図５を比較すればわかる
ように、ＰＬとＰＲのマップ値を一部の運転領域で異な
らせ、その領域でＰＬのマップ値のほうをＰＲのマップ
値より大きくしている。
ように、ＰＬとＰＲのマップ値を一部の運転領域で異な
らせ、その領域でＰＬのマップ値のほうをＰＲのマップ
値より大きくしている。
【００３０】これは、この運転領域においてリッチ側へ
の反転時とリーン側への反転時とでＯ2センサの出力応
答が相違し、図６のようにリーン側への反転時のほうが
センサ出力の応答が遅れるため、ＰＬとＰＲのマップ値
の大きさを同じにすると、空燃比がリーン側にシフトし
空燃比平均値を理論空燃比に維持することができないか
らである。そこで、こうした一部の運転領域に限って
は、Ｏ2センサ出力のリーン側への応答遅れに対応し
て、ＰＬ（リーンへの反転時に付加するステップ分）の
マップ値のほうをＰＲ（リーン側への反転時に付加する
ステップ分）のマップ値より大きくするのである。
の反転時とリーン側への反転時とでＯ2センサの出力応
答が相違し、図６のようにリーン側への反転時のほうが
センサ出力の応答が遅れるため、ＰＬとＰＲのマップ値
の大きさを同じにすると、空燃比がリーン側にシフトし
空燃比平均値を理論空燃比に維持することができないか
らである。そこで、こうした一部の運転領域に限って
は、Ｏ2センサ出力のリーン側への応答遅れに対応し
て、ＰＬ（リーンへの反転時に付加するステップ分）の
マップ値のほうをＰＲ（リーン側への反転時に付加する
ステップ分）のマップ値より大きくするのである。
【００３１】積分分ＩＲ，ＩＬは、後述する燃料噴射パ
ルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｉに比例させて与えて
いる（図３のステップ８，１３）。
ルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｉに比例させて与えて
いる（図３のステップ８，１３）。
【００３２】 ＩＲ＝Ｔｉ×ＫＩＲ＃ ＩＬ＝Ｔｉ×ＫＩＬ＃ ただし、ＫＩＲ＃；一定値 ＫＩＬ＃；一定値 これは、αの制御周期が長くなる運転域でαの振幅が大
きくなって、触媒ウインドウをはみ出すことがあるの
で、αの振幅をαの制御周期によらずほぼ一定とするた
めである。
きくなって、触媒ウインドウをはみ出すことがあるの
で、αの振幅をαの制御周期によらずほぼ一定とするた
めである。
【００３３】積分分ＩＲ，ＩＬの値は同じ値（ＫＩＲ＃
＝ＫＩＬ＃とする）でかまわない。ただし、ＫＩＲ＃と
ＫＩＬ＃の値を異ならせることもできる。このときは、
積分分の値の相違により空燃比平均値がリッチ側やリー
ン側のいずれかにシフトするので、そうならないように
上記のＰＲとＰＬの各マップ値を定める必要がある。こ
のようにして、混合気が理論空燃比の混合気より薄けれ
ば、理論空燃比になるようにインジェクタ４からの燃料
噴射量を増量し、逆に濃ければインジェクタ４からの燃
料噴射量を減量するということを繰り返す。
＝ＫＩＬ＃とする）でかまわない。ただし、ＫＩＲ＃と
ＫＩＬ＃の値を異ならせることもできる。このときは、
積分分の値の相違により空燃比平均値がリッチ側やリー
ン側のいずれかにシフトするので、そうならないように
上記のＰＲとＰＬの各マップ値を定める必要がある。こ
のようにして、混合気が理論空燃比の混合気より薄けれ
ば、理論空燃比になるようにインジェクタ４からの燃料
噴射量を増量し、逆に濃ければインジェクタ４からの燃
料噴射量を減量するということを繰り返す。
【００３４】図７は燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出するた
めのルーチンで、１０ｍｓごとに実行する。
めのルーチンで、１０ｍｓごとに実行する。
【００３５】燃料噴射パルス幅Ｔｉは Ｔｉ＝Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α＋Ｔｓ ただし、Ｔｐ；基本噴射パルス幅 ＣＯＥＦ；各種補正係数 α；空燃比フィードバック補正係数 Ｔｓ；無効パルス幅 により計算する。ＣＯＥＦには始動後増量補正係数Ｋａ
ｓや水温増量補正係数Ｋｔｗなどがある。これらはよく
知られた式と内容である。
ｓや水温増量補正係数Ｋｔｗなどがある。これらはよく
知られた式と内容である。
【００３６】さて、コントロールユニット２１では始動
後でＯ2センサ１２の温度が低いときにはＯ2センサに電
流を流し込んでセンサの内部抵抗の変化と起電力の変化
を感知しており、Ｏ2センサ１２が暖機されるにつれて
内部抵抗が下がり、図１４に示したようにＯ2センサ電
圧が下がってくるので、スライスレベルもそれに合わせ
て変化させている。
後でＯ2センサ１２の温度が低いときにはＯ2センサに電
流を流し込んでセンサの内部抵抗の変化と起電力の変化
を感知しており、Ｏ2センサ１２が暖機されるにつれて
内部抵抗が下がり、図１４に示したようにＯ2センサ電
圧が下がってくるので、スライスレベルもそれに合わせ
て変化させている。
【００３７】この場合に、Ｏ2センサ電圧がスライスレ
ベル１と一致したところでＯ2センサが活性化したと判
断してクランプ条件を解除し、空燃比のフィードバック
補正を開始する。排気系の温度上昇のほうが冷却水温の
上昇よりも早いため、Ｏ2センサの活性化のタイミング
でクランプ条件を解除すると、低水温時でも空燃比フィ
ードバック補正が開始されるわけである。
ベル１と一致したところでＯ2センサが活性化したと判
断してクランプ条件を解除し、空燃比のフィードバック
補正を開始する。排気系の温度上昇のほうが冷却水温の
上昇よりも早いため、Ｏ2センサの活性化のタイミング
でクランプ条件を解除すると、低水温時でも空燃比フィ
ードバック補正が開始されるわけである。
【００３８】しかしながら、低水温時は吸気ポート内燃
料の応答遅れが大きくなるため、三元触媒のホット状態
でマッチングしたステップ分では不十分となり、また三
元触媒の暖機が進むにつれてステップ分に対する要求値
も変わってくる。さらにホットリスタート時に要求され
るステップ分は触媒がホット状態にあるときとは異な
る。このため、空燃比フィードバック補正の開始タイミ
ングから、触媒のホット状態でマッチングしたステップ
分（図４と図５のマップ値）を用いたのでは、触媒の転
換効率が落ちてしまうのである。
料の応答遅れが大きくなるため、三元触媒のホット状態
でマッチングしたステップ分では不十分となり、また三
元触媒の暖機が進むにつれてステップ分に対する要求値
も変わってくる。さらにホットリスタート時に要求され
るステップ分は触媒がホット状態にあるときとは異な
る。このため、空燃比フィードバック補正の開始タイミ
ングから、触媒のホット状態でマッチングしたステップ
分（図４と図５のマップ値）を用いたのでは、触媒の転
換効率が落ちてしまうのである。
【００３９】これに対処するため、コントロールユニッ
ト２１では、Ｏ2センサの活性化のタイミングより排気
系のホット状態でマッチングしてあるステップ分に暖機
時補正量を加える。この例ではリッチ側への反転時とリ
ーン側への反転時とで異なる値の暖機時補正量（ＰＳＲ
がリッチ側への反転時用の暖機時補正量、ＰＳＬがリー
ン側への反転時用の暖機時補正量）を導入しているた
め、リーン側への反転時はＰＳＬをＰＬのマップ値に、
またリッチ側への反転時はＰＳＲをＰＲのマップ値に加
える。図３では、ＰＲとＰＬの各マップ値をアキュムレ
ータＡに入れておき、このアキュムレータＡの値と暖機
時補正量ＰＳＬまたはＰＳＲとを加算している（図３の
ステップ１０，１１、ステップ５，６）。
ト２１では、Ｏ2センサの活性化のタイミングより排気
系のホット状態でマッチングしてあるステップ分に暖機
時補正量を加える。この例ではリッチ側への反転時とリ
ーン側への反転時とで異なる値の暖機時補正量（ＰＳＲ
がリッチ側への反転時用の暖機時補正量、ＰＳＬがリー
ン側への反転時用の暖機時補正量）を導入しているた
め、リーン側への反転時はＰＳＬをＰＬのマップ値に、
またリッチ側への反転時はＰＳＲをＰＲのマップ値に加
える。図３では、ＰＲとＰＬの各マップ値をアキュムレ
ータＡに入れておき、このアキュムレータＡの値と暖機
時補正量ＰＳＬまたはＰＳＲとを加算している（図３の
ステップ１０，１１、ステップ５，６）。
【００４０】上記の暖機時補正量ＰＳＬとＰＳＲには、
始動時の冷却水温（始動時の排気系温度相当値を代表さ
せている）Ｔｗに応じた値を初期値とし、この初期値よ
り始動後の時間経過とともに減少する値を与える。
始動時の冷却水温（始動時の排気系温度相当値を代表さ
せている）Ｔｗに応じた値を初期値とし、この初期値よ
り始動後の時間経過とともに減少する値を与える。
【００４１】図８は暖機時補正量ＰＳＬとＰＳＲを演算
するための流れ図である。図において、イグニッション
スイッチ１３がスタート位置になると、そのときの冷却
水温Ｔｗから暖機時補正量の初期値テーブルをルックア
ップして初期値（ＰＳＬＯがリーン側への反転時用の初
期値、ＰＳＲＯがリッチ側への反転時用の初期値）を求
め、これらを対応するレジスタのＰＳＬとＰＳＲに入れ
る（図８のステップ３１〜３３）。ＰＳＬはリーン側へ
の反転時用の暖機時補正量、ＰＳＲはリッチ側への反転
時用の暖機時補正量を意味する。
するための流れ図である。図において、イグニッション
スイッチ１３がスタート位置になると、そのときの冷却
水温Ｔｗから暖機時補正量の初期値テーブルをルックア
ップして初期値（ＰＳＬＯがリーン側への反転時用の初
期値、ＰＳＲＯがリッチ側への反転時用の初期値）を求
め、これらを対応するレジスタのＰＳＬとＰＳＲに入れ
る（図８のステップ３１〜３３）。ＰＳＬはリーン側へ
の反転時用の暖機時補正量、ＰＳＲはリッチ側への反転
時用の暖機時補正量を意味する。
【００４２】イグニッションスイッチがスタート位置に
なった後は、各暖機時補正量ＰＳＬとＰＳＲを次式 ＰＳＬ＝ＰＳＬ−ΔＰSL＊Ｔａｓ… ＰＳＲ＝ＰＳＲ−ΔＰSR＊Ｔａｓ… ただし、Ｔａｓ；始動からの経過時間 ΔＰSL；ＰＳＬの減少率 ΔＰSR；ＰＳＲの減少率 により更新し（図８のステップ３４，３６、ステップ３
４，４０）、ＰＳＬ＜０またはＰＳＲ＜０になったとき
は、ＰＳＬまたはＰＳＲを０にする（図８のステップ３
７，３８、ステップ４１，４２）。これより、初期値Ｐ
ＳＬＯ、ＰＳＲＯから０となるまで始動後の時間経過に
応じて１制御周期当たり一定量（ΔＰSL×Ｔａｓ、ΔＰ
SR×Ｔａｓ）ずつ減少していくわけである。なお、減少
率ΔＰSL、ΔＰSRは１制御周期当たりの暖機時補正量の
減少量を定める値（この値を大きくすれば、暖機時補正
量ＰＳＬ，ＰＳＲが早く減少し、値を小さくすれば、ゆ
っくりと暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲが減少する）で、
単位としてはたとえば％／ｓｅｃを用いる。
なった後は、各暖機時補正量ＰＳＬとＰＳＲを次式 ＰＳＬ＝ＰＳＬ−ΔＰSL＊Ｔａｓ… ＰＳＲ＝ＰＳＲ−ΔＰSR＊Ｔａｓ… ただし、Ｔａｓ；始動からの経過時間 ΔＰSL；ＰＳＬの減少率 ΔＰSR；ＰＳＲの減少率 により更新し（図８のステップ３４，３６、ステップ３
４，４０）、ＰＳＬ＜０またはＰＳＲ＜０になったとき
は、ＰＳＬまたはＰＳＲを０にする（図８のステップ３
７，３８、ステップ４１，４２）。これより、初期値Ｐ
ＳＬＯ、ＰＳＲＯから０となるまで始動後の時間経過に
応じて１制御周期当たり一定量（ΔＰSL×Ｔａｓ、ΔＰ
SR×Ｔａｓ）ずつ減少していくわけである。なお、減少
率ΔＰSL、ΔＰSRは１制御周期当たりの暖機時補正量の
減少量を定める値（この値を大きくすれば、暖機時補正
量ＰＳＬ，ＰＳＲが早く減少し、値を小さくすれば、ゆ
っくりと暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲが減少する）で、
単位としてはたとえば％／ｓｅｃを用いる。
【００４３】初期値（ＰＳＬＯとＰＳＲＯ）の特性を図
９に、また減少率（ΔＰSLとΔＰSR）の特性を図１０に
示すと、冷却水温Ｔｗが低いほど初期値と減少率の値を
ともに大きくしている。これは、冷却水温Ｔｗが低くな
るほど、ポート内燃料の供給遅れが大きく、空燃比の振
幅が小さくなっていくので、低水温になるほどステップ
分を大きくすることによって空燃比の振幅の減少を防止
するためである。
９に、また減少率（ΔＰSLとΔＰSR）の特性を図１０に
示すと、冷却水温Ｔｗが低いほど初期値と減少率の値を
ともに大きくしている。これは、冷却水温Ｔｗが低くな
るほど、ポート内燃料の供給遅れが大きく、空燃比の振
幅が小さくなっていくので、低水温になるほどステップ
分を大きくすることによって空燃比の振幅の減少を防止
するためである。
【００４４】ところで、エンジン−排気系のシステムの
違いによってＯ2センサ１２と触媒６の始動からの昇温
特性が異なるので、それぞれのシステムに適した値に暖
機時補正量の初期値ＰＳＬ０，ＰＳＲ０と減少率Δ
ＰSL，ΔＰSRの各値をマッチングする必要がある。ここ
では、Ｏ2センサの活性化でフィードバック補正を開始
したタイミングからＯ2センサの暖機完了までは空燃比
平均値がリッチ側にシフトし、Ｏ2センサの暖機完了か
らその後の触媒の暖機完了までは空燃比平均値が逆のリ
ーン側にシフトするように設定する。
違いによってＯ2センサ１２と触媒６の始動からの昇温
特性が異なるので、それぞれのシステムに適した値に暖
機時補正量の初期値ＰＳＬ０，ＰＳＲ０と減少率Δ
ＰSL，ΔＰSRの各値をマッチングする必要がある。ここ
では、Ｏ2センサの活性化でフィードバック補正を開始
したタイミングからＯ2センサの暖機完了までは空燃比
平均値がリッチ側にシフトし、Ｏ2センサの暖機完了か
らその後の触媒の暖機完了までは空燃比平均値が逆のリ
ーン側にシフトするように設定する。
【００４５】具体的には、図９と図１０に示したよう
に、ＰＳＬ０＞ＰＳＲ０、ΔＰＳＬ＞ΔＰＳＲ、かつΔ
ＰSL／ΔＰSR＞ＰＳＬ０／ＰＳＲ０とするわけである。
このうち、ΔＰSL／ΔＰSRは減少率の比、またＰＳＬ０
／ＰＳＲ０は初期値の比であり、減少率の比のほうを初
期値の比より大きくすることによって、図１１に示した
ように、始動後時間が大きくなると、リッチ側への反転
時用の暖機時補正量ＰＳＲのほうがリーン側への反転時
用の暖機時補正量ＰＳＬより逆に大きくなるようにする
のである。
に、ＰＳＬ０＞ＰＳＲ０、ΔＰＳＬ＞ΔＰＳＲ、かつΔ
ＰSL／ΔＰSR＞ＰＳＬ０／ＰＳＲ０とするわけである。
このうち、ΔＰSL／ΔＰSRは減少率の比、またＰＳＬ０
／ＰＳＲ０は初期値の比であり、減少率の比のほうを初
期値の比より大きくすることによって、図１１に示した
ように、始動後時間が大きくなると、リッチ側への反転
時用の暖機時補正量ＰＳＲのほうがリーン側への反転時
用の暖機時補正量ＰＳＬより逆に大きくなるようにする
のである。
【００４６】まず、Ｏ2センサの暖機完了まで空燃比平
均値をリッチ側にシフトさせるのは、Ｏ2センサの応答
性がリーン側への反転時とリッチ側への反転時とで異な
ることに対応させたものである。Ｏ2センサ１２は、活
性化した後まだ暖機が完了していない状態では、リーン
側への反転時のほうがリッチ側への反転時より出力応答
が遅れるため、このＯ2センサの暖機不足のあいだ、リ
ッチ側への反転時とリーン側への反転時とで同じ値の暖
機時補正量（つまりＰＳＲ＝ＰＳＬ）を用いて空燃比フ
ィードバック補正を行うと、図１２に示したように空燃
比平均値がリーン側にシフトすることが知られており、
このリーンシフトによって、ＮＯｘの排出量が増える。
したがって、排気性能上からは、Ｏ2センサの暖機完了
前は、空燃比平均値がリッチ側にシフトするように制御
し、前述のリーンシフトを相殺しなければならないので
ある。
均値をリッチ側にシフトさせるのは、Ｏ2センサの応答
性がリーン側への反転時とリッチ側への反転時とで異な
ることに対応させたものである。Ｏ2センサ１２は、活
性化した後まだ暖機が完了していない状態では、リーン
側への反転時のほうがリッチ側への反転時より出力応答
が遅れるため、このＯ2センサの暖機不足のあいだ、リ
ッチ側への反転時とリーン側への反転時とで同じ値の暖
機時補正量（つまりＰＳＲ＝ＰＳＬ）を用いて空燃比フ
ィードバック補正を行うと、図１２に示したように空燃
比平均値がリーン側にシフトすることが知られており、
このリーンシフトによって、ＮＯｘの排出量が増える。
したがって、排気性能上からは、Ｏ2センサの暖機完了
前は、空燃比平均値がリッチ側にシフトするように制御
し、前述のリーンシフトを相殺しなければならないので
ある。
【００４７】一方、Ｏ2センサの暖機完了から三元触媒
の暖機完了まで空燃比平均値をリーン側にシフトさせる
のは、今度は暖機完了前の三元触媒の状態に合わせるた
めである。暖機完了前の三元触媒については、ＨＣの転
換効率が低下するので、要求空燃比としては図１３のよ
うにリーン側にあるほうがよい。
の暖機完了まで空燃比平均値をリーン側にシフトさせる
のは、今度は暖機完了前の三元触媒の状態に合わせるた
めである。暖機完了前の三元触媒については、ＨＣの転
換効率が低下するので、要求空燃比としては図１３のよ
うにリーン側にあるほうがよい。
【００４８】ここで、図１２に示すＯ2センサの暖機不
足に起因するリーンシフトが、図１３に示す要求空燃比
の特性に合致しているようにみえるが、図１２に示すリ
ーンシフトは、図１３に示す要求空燃比よりもはるかに
リーン側にシフトしているのであり、前述のようにＯ2
センサの暖機完了前はリッチ方向に制御して大幅なリー
ンシフトを相殺する必要がある。
足に起因するリーンシフトが、図１３に示す要求空燃比
の特性に合致しているようにみえるが、図１２に示すリ
ーンシフトは、図１３に示す要求空燃比よりもはるかに
リーン側にシフトしているのであり、前述のようにＯ2
センサの暖機完了前はリッチ方向に制御して大幅なリー
ンシフトを相殺する必要がある。
【００４９】この例の作用を図１４を参照しながら説明
する。
する。
【００５０】冷間始動後にＯ2センサが活性化したタイ
ミングで空燃比のクランプ条件が解かれ、空燃比フィー
ドバック補正が開始されると、冷却水温Ｔｗに応じた値
を初期値ＰＳＲＯ，ＰＳＬＯとしこの初期値より始動か
らの時間経過とともに減少する値が暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲとしてＰＬとＰＲのマップ値に加算される。
この暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲにより低水温時にステ
ップ分が大きくされると、それだけ空燃比の振幅が大き
くなり、これによって吸気ポート内燃料の供給遅れに伴
う触媒の転換効率の低下が防止される。また、触媒はそ
の温度が始動からの時間経過とともに上昇しやがてホッ
ト状態に至るのであるが、この触媒の温度上昇に合わせ
て暖機時補正量が徐々に小さくされると、触媒の暖機状
態に応じた補正が過不足なく行われる。たとえば、初期
値ＰＳＲＯ，ＰＳＬＯと同じ値の暖機時補正量を与え続
けると、ホット状態に近くなるほど過補正になってしま
うが、このようなことは起こらない。
ミングで空燃比のクランプ条件が解かれ、空燃比フィー
ドバック補正が開始されると、冷却水温Ｔｗに応じた値
を初期値ＰＳＲＯ，ＰＳＬＯとしこの初期値より始動か
らの時間経過とともに減少する値が暖機時補正量ＰＳ
Ｌ，ＰＳＲとしてＰＬとＰＲのマップ値に加算される。
この暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲにより低水温時にステ
ップ分が大きくされると、それだけ空燃比の振幅が大き
くなり、これによって吸気ポート内燃料の供給遅れに伴
う触媒の転換効率の低下が防止される。また、触媒はそ
の温度が始動からの時間経過とともに上昇しやがてホッ
ト状態に至るのであるが、この触媒の温度上昇に合わせ
て暖機時補正量が徐々に小さくされると、触媒の暖機状
態に応じた補正が過不足なく行われる。たとえば、初期
値ＰＳＲＯ，ＰＳＬＯと同じ値の暖機時補正量を与え続
けると、ホット状態に近くなるほど過補正になってしま
うが、このようなことは起こらない。
【００５１】このように、暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲ
を、始動時の冷却水温Ｔｗと始動後の経過時間Ｔａｓに
応じて与えることで、ポート内燃料による供給遅れを考
慮しつつ、触媒の温度上昇に見合った空燃比フィードバ
ック制御が可能となり、始動直後でも排気性能を十分に
改善できるのである。さらにホットリスタート時にも、
この例で暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲが加えられると、
暖機時補正量が加えられないときより排気性能がよくな
る。ホットリスタート時は冷却水温が十分に高いためポ
ート内燃料の供給遅れはないものの、触媒の温度低下に
よって触媒の転換効率が落ちているはずであり、暖機時
補正量によりステップ分を大きくすることによって、触
媒の転換効率を改善できるのである。
を、始動時の冷却水温Ｔｗと始動後の経過時間Ｔａｓに
応じて与えることで、ポート内燃料による供給遅れを考
慮しつつ、触媒の温度上昇に見合った空燃比フィードバ
ック制御が可能となり、始動直後でも排気性能を十分に
改善できるのである。さらにホットリスタート時にも、
この例で暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲが加えられると、
暖機時補正量が加えられないときより排気性能がよくな
る。ホットリスタート時は冷却水温が十分に高いためポ
ート内燃料の供給遅れはないものの、触媒の温度低下に
よって触媒の転換効率が落ちているはずであり、暖機時
補正量によりステップ分を大きくすることによって、触
媒の転換効率を改善できるのである。
【００５２】また、暖機時補正量ＰＳＬ、ＰＳＲを定め
る値（初期値と減少率）について、ＰＳＬ０＞ＰＳＲ
０、ΔＰＳＬ＞ΔＰＳＲおよびΔＰSL／ΔＰSR>ＰＳＬ
０／ＰＳＲ０のすべての条件が満たされるようにしたこ
とから、始動後の時間に対して初めのうちリーン側への
反転時用の暖機時補正量ＰＳＬのほうがリッチ側への反
転時用の暖機時補正量ＰＳＲより大きく、後になって両
者の関係が逆転し、ＰＳＲのほうがＰＳＬより大きくな
る。これによって空燃比平均値が、空燃比フィードバッ
ク補正の開始からＯ2センサの暖機完了まではＯ2センサ
の暖機不足に起因するリーンシフトを相殺するようにリ
ッチ方向に制御され、Ｏ2センサの暖機完了から三元触
媒の暖機完了までは逆のリーン側に制御される。このよ
うにＯ2センサだけでなく三元触媒の要求空燃比にも合
わせて空燃比平均値をシフトすると、図１５の◆印で示
したように、本制御がない場合（○印）に対してＮＯｘ
排出量をさほど増加させずにＨＣ排出量を大幅に低減さ
せることができる。参考のため、同図に空燃比フィード
バック補正の開始から触媒の暖機完了までずっと空燃比
平均値をリッチ方向に制御した場合（先願の例である）
を●印で示しており、この場合には、○印に対してＮＯ
ｘ排出量は低減できるもののＨＣ排出量は変化していな
い。
る値（初期値と減少率）について、ＰＳＬ０＞ＰＳＲ
０、ΔＰＳＬ＞ΔＰＳＲおよびΔＰSL／ΔＰSR>ＰＳＬ
０／ＰＳＲ０のすべての条件が満たされるようにしたこ
とから、始動後の時間に対して初めのうちリーン側への
反転時用の暖機時補正量ＰＳＬのほうがリッチ側への反
転時用の暖機時補正量ＰＳＲより大きく、後になって両
者の関係が逆転し、ＰＳＲのほうがＰＳＬより大きくな
る。これによって空燃比平均値が、空燃比フィードバッ
ク補正の開始からＯ2センサの暖機完了まではＯ2センサ
の暖機不足に起因するリーンシフトを相殺するようにリ
ッチ方向に制御され、Ｏ2センサの暖機完了から三元触
媒の暖機完了までは逆のリーン側に制御される。このよ
うにＯ2センサだけでなく三元触媒の要求空燃比にも合
わせて空燃比平均値をシフトすると、図１５の◆印で示
したように、本制御がない場合（○印）に対してＮＯｘ
排出量をさほど増加させずにＨＣ排出量を大幅に低減さ
せることができる。参考のため、同図に空燃比フィード
バック補正の開始から触媒の暖機完了までずっと空燃比
平均値をリッチ方向に制御した場合（先願の例である）
を●印で示しており、この場合には、○印に対してＮＯ
ｘ排出量は低減できるもののＨＣ排出量は変化していな
い。
【００５３】ところで、始動時の冷却水温に応じた初期
値から始動後の時間経過とともに減衰する係数により、
始動直後は目標空燃比をリッチ側に変更するものがある
（特開昭６０−２０９６４６号公報参照）。このもの
は、始動直後は目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側
にシフトすることで、低水温時の燃焼を安定させようと
するものであり、上記の始動後増量補正係数Ｋａｓや水
温増量補正係数Ｋｔｗの内容に相当する。これに対して
この発明は、あくまでも三元触媒の転換効率を最大にし
ようとするものであり、空燃比平均値でみれば理論空燃
比付近にあることなどの点で異なる。
値から始動後の時間経過とともに減衰する係数により、
始動直後は目標空燃比をリッチ側に変更するものがある
（特開昭６０−２０９６４６号公報参照）。このもの
は、始動直後は目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側
にシフトすることで、低水温時の燃焼を安定させようと
するものであり、上記の始動後増量補正係数Ｋａｓや水
温増量補正係数Ｋｔｗの内容に相当する。これに対して
この発明は、あくまでも三元触媒の転換効率を最大にし
ようとするものであり、空燃比平均値でみれば理論空燃
比付近にあることなどの点で異なる。
【００５４】また、広域空燃比センサで空燃比を検出し
ておき、この空燃比センサの活性化のタイミングから三
元触媒の暖機完了まで目標空燃比を理論空燃比から所定
値だけリーン（目標空燃比＝１７〜１８）に設定してエ
ンジンから排出されるＨＣを低減し、三元触媒の暖機完
了後は目標空燃比を理論空燃比に戻して空燃比のフィー
ドバック補正を行うものもある（特開平４−４１９５０
号公報参照）。このものでは、空燃比センサの活性化の
タイミングから三元触媒の暖機完了までのあいだ目標空
燃比をリーンに設定することでＨＣを５０％も低減でき
るものの低温始動直後の冷機時に空燃比がリーンに設定
されていることで、エンジン回転が不安定なり運転性が
損なわれる。これに対して、Ｏ2センサが活性化するタ
イミングでは三元触媒がすでに部分的（触媒中心部）に
は活性化し、転換効率が６０％以上に達しているため、
本願のようにＯ2センサが活性化したタイミングで空燃
比フィードバック補正を行って三元触媒を働かせること
でトータルの有害排出物を４０％以下に低減でき、しか
も低温始動直後の冷機時にも空燃比は理論空燃比にある
ため、エンジン回転が不安定なることがないのである。
ておき、この空燃比センサの活性化のタイミングから三
元触媒の暖機完了まで目標空燃比を理論空燃比から所定
値だけリーン（目標空燃比＝１７〜１８）に設定してエ
ンジンから排出されるＨＣを低減し、三元触媒の暖機完
了後は目標空燃比を理論空燃比に戻して空燃比のフィー
ドバック補正を行うものもある（特開平４−４１９５０
号公報参照）。このものでは、空燃比センサの活性化の
タイミングから三元触媒の暖機完了までのあいだ目標空
燃比をリーンに設定することでＨＣを５０％も低減でき
るものの低温始動直後の冷機時に空燃比がリーンに設定
されていることで、エンジン回転が不安定なり運転性が
損なわれる。これに対して、Ｏ2センサが活性化するタ
イミングでは三元触媒がすでに部分的（触媒中心部）に
は活性化し、転換効率が６０％以上に達しているため、
本願のようにＯ2センサが活性化したタイミングで空燃
比フィードバック補正を行って三元触媒を働かせること
でトータルの有害排出物を４０％以下に低減でき、しか
も低温始動直後の冷機時にも空燃比は理論空燃比にある
ため、エンジン回転が不安定なることがないのである。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、リーン側への反転時用
の暖機時補正量の初期値がリッチ側への反転時用の暖機
時補正量の初期値より大きく、およびリーン側への反転
時用の減少率がリッチ側への反転時用の減少率より大き
くなるように、かつリーン側への反転時用の減少率とリ
ッチ側への反転時用の減少率との比がリーン側への反転
時用の初期値とリッチ側への反転時用の初期値の比より
大きくなるように、リーン側への反転時用の初期値と減
少率、およびリッチ側への反転時用の初期値と減少率を
それぞれ始動時の排気温度相当値に応じて設定し、この
設定されたリーン側への反転時用の初期値と減少率およ
び始動からの経過時間より初期値から始動後の時間経過
とともに減少する値をリーン側への反転時用の暖機時補
正量として、またリッチ側への反転時用の初期値と減少
率および始動からの経過時間より初期値から始動後の時
間経過とともに減少する値をリッチ側への反転時用の暖
機時補正量としてそれぞれ算出し、これらの暖機時補正
量を三元触媒のホット状態でマッチングしたステップ分
に加算してリーン側への反転時用のステップ分とリッチ
側への反転時用のステップ分とを区別して算出し、これ
ら区別して算出されたステップ分を用いて、リーン側へ
の反転時はリーン側への反転時用のステップ分を、リッ
チ側への反転時はリッチ側への反転時用のステップ分
を、またこれらの反転時以外は積分分をそれぞれ更新量
として空燃比フィードバック補正量を算出するように構
成したため、ポート内燃料の供給遅れを考慮しつつ、排
気系の温度上昇に見合った空燃比フィードバック制御が
可能となり、始動直後でも排気性能を十分に改善できる
ほか、ホットリスタート時にも触媒の転換効率を改善で
き、かつＮＯｘ排出量をさほど増加させずにＨＣ排出量
を大幅に低減することができる。
の暖機時補正量の初期値がリッチ側への反転時用の暖機
時補正量の初期値より大きく、およびリーン側への反転
時用の減少率がリッチ側への反転時用の減少率より大き
くなるように、かつリーン側への反転時用の減少率とリ
ッチ側への反転時用の減少率との比がリーン側への反転
時用の初期値とリッチ側への反転時用の初期値の比より
大きくなるように、リーン側への反転時用の初期値と減
少率、およびリッチ側への反転時用の初期値と減少率を
それぞれ始動時の排気温度相当値に応じて設定し、この
設定されたリーン側への反転時用の初期値と減少率およ
び始動からの経過時間より初期値から始動後の時間経過
とともに減少する値をリーン側への反転時用の暖機時補
正量として、またリッチ側への反転時用の初期値と減少
率および始動からの経過時間より初期値から始動後の時
間経過とともに減少する値をリッチ側への反転時用の暖
機時補正量としてそれぞれ算出し、これらの暖機時補正
量を三元触媒のホット状態でマッチングしたステップ分
に加算してリーン側への反転時用のステップ分とリッチ
側への反転時用のステップ分とを区別して算出し、これ
ら区別して算出されたステップ分を用いて、リーン側へ
の反転時はリーン側への反転時用のステップ分を、リッ
チ側への反転時はリッチ側への反転時用のステップ分
を、またこれらの反転時以外は積分分をそれぞれ更新量
として空燃比フィードバック補正量を算出するように構
成したため、ポート内燃料の供給遅れを考慮しつつ、排
気系の温度上昇に見合った空燃比フィードバック制御が
可能となり、始動直後でも排気性能を十分に改善できる
ほか、ホットリスタート時にも触媒の転換効率を改善で
き、かつＮＯｘ排出量をさほど増加させずにＨＣ排出量
を大幅に低減することができる。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】一実施例のシステム図である。
【図３】空燃比フィードバック補正係数αの演算を説明
するための流れ図である。
するための流れ図である。
【図４】リッチ側への反転時用の三元触媒のホット状態
でのステップ分ＰＲのマップ値を示す特性図である。
でのステップ分ＰＲのマップ値を示す特性図である。
【図５】リーン側への反転時用の三元触媒のホット状態
でのステップ分ＰＬのマップ値を示す特性図である。
でのステップ分ＰＬのマップ値を示す特性図である。
【図６】三元触媒の暖機完了後の定常時の空燃比、Ｏ2
センサ出力、空燃比フィードバック補正係数αの各変化
波形図である。
センサ出力、空燃比フィードバック補正係数αの各変化
波形図である。
【図７】燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算を説明するための
流れ図である。
流れ図である。
【図８】暖機時補正量ＰＳＬ，ＰＳＲの演算を説明する
ための流れ図である。
ための流れ図である。
【図９】暖機時補正量の初期値ＰＳＬＯ，ＰＳＲＯの特
性図である。
性図である。
【図１０】減少率ΔＰSL，ΔＰSRの特性図である。
【図１１】始動後時間に対する暖機時補正量ＰＳＬ，Ｐ
ＳＲの特性図である。
ＳＲの特性図である。
【図１２】暖機不足の状態でリーン側への反転時のほう
がリッチ側への反転時より遅れる検出応答性を有するＯ
2センサを用いて空燃比フィードバック補正を行ったと
きの排気温度に対する空燃比平均値の特性図である。
がリッチ側への反転時より遅れる検出応答性を有するＯ
2センサを用いて空燃比フィードバック補正を行ったと
きの排気温度に対する空燃比平均値の特性図である。
【図１３】三元触媒の暖機完了前の触媒活性化レベルに
対する要求空燃比の特性図である。
対する要求空燃比の特性図である。
【図１４】前記実施例の冷間始動時の作用を説明するた
めの波形図である。
めの波形図である。
【図１５】前記実施例のＨＣ排出量とＮＯｘ排出量の特
性図である。
性図である。
４ インジェクタ（燃料供給装置） ６ 三元触媒 ７ エアフローメータ １０ クランク角度センサ １２ Ｏ2センサ ２１ コントロールユニット ３１ Ｏ2センサ ３２ フィードバック補正開始手段 ３３ リッチ，リーン判定手段 ３４ 反転判定手段 ３５ ホット状態ステップ分算出手段 ３６ 積分分算出手段 ３７ 始動後時間計測手段 ３８ 初期値、減少率設定手段 ３９ 暖機時補正量算出手段 ４０ 暖機時ステップ分算出手段 ４１ 空燃比フィードバック補正量算出手段 ４２ 燃料噴射量算出手段 ４３ 燃料供給装置
Claims (1)
- 【請求項１】 三元触媒上流の排気管に位置するＯ2セ
ンサと、このＯ2センサの活性化のタイミングより空燃
比フィードバック補正を開始させる手段と、この空燃比
フィードバック補正の開始より前記Ｏ2センサ出力を受
けて空燃比がリッチ側とリーン側のいずれにあるかを判
定する手段と、この判定結果よりリーン側に反転したの
かまたはリッチ側に反転したのかを判定する手段と、こ
れら２つの判定結果より反転時は三元触媒のホット状態
でマッチングしたステップ分を運転条件に応じて算出す
る手段と、前記２つの判定結果より反転時以外に積分分
Ｉを算出する手段と、始動からの経過時間Ｔａｓを計測
する手段と、リーン側への反転時用の暖機時補正量の初
期値ＰＳＬＯがリッチ側への反転時用の暖機時補正量の
初期値ＰＳＲＯより大きく、および前記リーン側への反
転時用の減少率ΔＰSLが前記リッチ側への反転時用の減
少率ΔＰSRより大きくなるように、かつ前記リーン側へ
の反転時用の減少率とリッチ側への反転時用の減少率と
の比（ΔＰSL／ΔＰSR）が前記リーン側への反転時用の
初期値とリッチ側への反転時用の初期値の比（ＰＳＬＯ
／ＰＳＲＯ）より大きくなるように、リーン側への反転
時用の初期値ＰＳＬＯと減少率ΔＰSL、およびリッチ側
への反転時用の初期値ＰＳＲＯと減少率ΔＰSRをそれぞ
れ始動時の排気温度相当値に応じて設定する手段と、こ
の設定されたリーン側への反転時用の初期値ＰＳＬＯと
減少率ΔＰSLおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより
初期値ＰＳＬＯから始動後の時間経過とともに減少する
値をリーン側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＬとし
て、またリッチ側への反転時用の初期値ＰＳＲＯと減少
率ΔＰSRおよび前記始動からの経過時間Ｔａｓより初期
値ＰＳＲＯから始動後の時間経過とともに減少する値を
リッチ側への反転時用の暖機時補正量ＰＳＲとしてそれ
ぞれ算出する手段と、これらの暖機時補正量ＰＳＬ，Ｐ
ＳＲを前記三元触媒のホット状態でマッチングしたステ
ップ分に加算してリーン側への反転時用のステップ分Ｐ
Ｌとリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲとを区別し
て算出する手段と、これら区別して算出されたステップ
分ＰＬ，ＰＲを用いて、リーン側への反転時はリーン側
への反転時用のステップ分ＰＬを、リッチ側への反転時
はリッチ側への反転時用のステップ分ＰＲを、またこれ
らの反転時以外は前記積分分Ｉをそれぞれ更新量として
空燃比フィードバック補正量αを算出する手段と、この
空燃比フィードバック補正量αで運転条件に応じた基本
噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段と、こ
の噴射量の燃料を吸気管に供給する装置とを設けたこと
を特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08347393A JP3456219B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | エンジンの空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08347393A JP3456219B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | エンジンの空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06294341A true JPH06294341A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3456219B2 JP3456219B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=13803439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08347393A Expired - Fee Related JP3456219B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | エンジンの空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456219B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014218946A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP08347393A patent/JP3456219B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014218946A (ja) * | 2013-05-09 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456219B2 (ja) | 2003-10-14 |
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