JPH09310636A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH09310636A JPH09310636A JP8125124A JP12512496A JPH09310636A JP H09310636 A JPH09310636 A JP H09310636A JP 8125124 A JP8125124 A JP 8125124A JP 12512496 A JP12512496 A JP 12512496A JP H09310636 A JPH09310636 A JP H09310636A
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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】
【課題】触媒の酸素ストレージ量変化による空燃比のず
れを修正する。 【解決手段】ＤＯＳ制御領域判定部で排気浄化触媒上流
側と下流側との空燃比センサの検出値に基づく空燃比フ
ィードバック制御 (ＤＯＳ制御) を行う領域を判定し、
当該領域でＤＯＳ制御部によりＤＯＳ制御を実行し、第
２の空燃比補正量算出部で下流側空燃比検出値に基づい
て第２の空燃比補正量ＰHOS を算出する。一方、触媒温
度推定部で触媒の熱量の授受を算出して触媒温度を推定
し、触媒活性レベル判定部により該推定温度から触媒活
性レベルを推定すると共に、下流側空燃比検出値の変化
速度に基づいて酸素ストレージ能力を推定し、それらの
推定値から推定される酸素ストレージ量に基づいて第２
の空燃比補正量修正部が第２の空燃比補正量ＰHOS を修
正する。
れを修正する。 【解決手段】ＤＯＳ制御領域判定部で排気浄化触媒上流
側と下流側との空燃比センサの検出値に基づく空燃比フ
ィードバック制御 (ＤＯＳ制御) を行う領域を判定し、
当該領域でＤＯＳ制御部によりＤＯＳ制御を実行し、第
２の空燃比補正量算出部で下流側空燃比検出値に基づい
て第２の空燃比補正量ＰHOS を算出する。一方、触媒温
度推定部で触媒の熱量の授受を算出して触媒温度を推定
し、触媒活性レベル判定部により該推定温度から触媒活
性レベルを推定すると共に、下流側空燃比検出値の変化
速度に基づいて酸素ストレージ能力を推定し、それらの
推定値から推定される酸素ストレージ量に基づいて第２
の空燃比補正量修正部が第２の空燃比補正量ＰHOS を修
正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化触媒の上
流側と下流側との空燃比検出信号に基づいて、空燃比を
制御する装置に関し、特に、触媒の機能に応じて空燃比
制御の補正を行う技術に関する。
流側と下流側との空燃比検出信号に基づいて、空燃比を
制御する装置に関し、特に、触媒の機能に応じて空燃比
制御の補正を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用内燃機関においては、空燃比セン
サによって排気中の所定成分例えば酸素の濃度を検出し
て空燃比を検出し、該空燃比検出信号に基づいて空燃比
を目標空燃比 (一般的には理論空燃比) にフィードバッ
ク制御する一方、該目標空燃比近傍に空燃比制御したと
きに最も浄化効率の高い触媒を担持した排気浄化触媒に
よって排気中のＣＯ，ＨＣ (未燃燃料成分) ，ＮＯX 等
の汚染物質を浄化することが一般化している。
サによって排気中の所定成分例えば酸素の濃度を検出し
て空燃比を検出し、該空燃比検出信号に基づいて空燃比
を目標空燃比 (一般的には理論空燃比) にフィードバッ
ク制御する一方、該目標空燃比近傍に空燃比制御したと
きに最も浄化効率の高い触媒を担持した排気浄化触媒に
よって排気中のＣＯ，ＨＣ (未燃燃料成分) ，ＮＯX 等
の汚染物質を浄化することが一般化している。
【０００３】一方、排気浄化触媒の上流側と下流側に空
燃比センサを設け、該下流側の空燃比センサの検出値に
よって上流側の空燃比センサの検出値に基づいて設定さ
れた空燃比フィードバック補正係数αを補正することに
より、上流側空燃比センサにより制御される空燃比の目
標空燃比からのずれを補正するようにしたものがある。
燃比センサを設け、該下流側の空燃比センサの検出値に
よって上流側の空燃比センサの検出値に基づいて設定さ
れた空燃比フィードバック補正係数αを補正することに
より、上流側空燃比センサにより制御される空燃比の目
標空燃比からのずれを補正するようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記排気浄
化触媒内では、触媒成分であるＣｅＯ2 と排気中のＯと
の間で以下のような反応を生じている。
化触媒内では、触媒成分であるＣｅＯ2 と排気中のＯと
の間で以下のような反応を生じている。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、空燃比がリッチからリーンに変化
して排気中の酸素濃度が増大すると、(1) 式の反応は→
方向の反応定数ｋ1 が増大して、ＣｅＯ2 が排気中の酸
素を取り込むいわゆる酸素のストレージ (貯蔵) 量が増
大し、逆に空燃比がリーンからリッチに変化して排気中
の酸素濃度が減少すると、(1) 式で←方向の反応定数ｋ
2 が増大して酸素ストレージ量が減少する。
して排気中の酸素濃度が増大すると、(1) 式の反応は→
方向の反応定数ｋ1 が増大して、ＣｅＯ2 が排気中の酸
素を取り込むいわゆる酸素のストレージ (貯蔵) 量が増
大し、逆に空燃比がリーンからリッチに変化して排気中
の酸素濃度が減少すると、(1) 式で←方向の反応定数ｋ
2 が増大して酸素ストレージ量が減少する。
【０００７】そして、目標空燃比近傍のウインド領域内
では、相対的にリッチ時には(3) 式に示すような排気中
のＣＯを酸化させる反応が促進され、相対的にリーン時
には(4) 式に示す酸素ストレージ反応が進むが、該反応
のバランスは触媒の酸素ストレージ量によって異なり、
酸素ストレージ量が多いときほどＣＯの酸化反応は促進
される一方、排気中の酸素を取り込む反応は減少する。
では、相対的にリッチ時には(3) 式に示すような排気中
のＣＯを酸化させる反応が促進され、相対的にリーン時
には(4) 式に示す酸素ストレージ反応が進むが、該反応
のバランスは触媒の酸素ストレージ量によって異なり、
酸素ストレージ量が多いときほどＣＯの酸化反応は促進
される一方、排気中の酸素を取り込む反応は減少する。
【０００８】 ＣＯ＋ＣｅＯ2 ・Ｏ→ＣＯ2 ＋ＣｅＯ2 ・・・ (3) ＣｅＯ2 ＋ (１／２) Ｏ2 →ＣｅＯ2 ・Ｏ ・・・ (4) したがって、触媒上流側の排気中の酸素濃度が同一であ
っても触媒の酸素ストレージ量が多いときは前記(4) 式
の反応速度が減少するため、触媒下流側の酸素濃度は相
対的に増大して触媒下流側の空燃比検出値はリーン側に
ずれ、触媒の酸素ストレージ量が少ないときは(4) 式の
反応速度が増大するため、触媒下流側の空燃比検出値は
リッチ側にずれてしまう。このため、該空燃比検出値に
基づいて空燃比フィードバック補正係数αの補正を行う
と、前者では空燃比がリッチ側に後者ではリーン側にず
れた補正がなされてしまうということがあった。
っても触媒の酸素ストレージ量が多いときは前記(4) 式
の反応速度が減少するため、触媒下流側の酸素濃度は相
対的に増大して触媒下流側の空燃比検出値はリーン側に
ずれ、触媒の酸素ストレージ量が少ないときは(4) 式の
反応速度が増大するため、触媒下流側の空燃比検出値は
リッチ側にずれてしまう。このため、該空燃比検出値に
基づいて空燃比フィードバック補正係数αの補正を行う
と、前者では空燃比がリッチ側に後者ではリーン側にず
れた補正がなされてしまうということがあった。
【０００９】従来、触媒の劣化を、酸素ストレージ量が
減少してくることにより下流側の空燃比センサの検出値
のリッチ、リーン反転周期が短くなることを利用して診
断し、該診断結果に応じて空燃比フィードバック補正係
数αの補正量を長期的に変更するようにしたものはある
が、時事刻々の酸素ストレージ量の変化を高精度に捉え
てリアルタイムの補正を行うようなものはなかった。
減少してくることにより下流側の空燃比センサの検出値
のリッチ、リーン反転周期が短くなることを利用して診
断し、該診断結果に応じて空燃比フィードバック補正係
数αの補正量を長期的に変更するようにしたものはある
が、時事刻々の酸素ストレージ量の変化を高精度に捉え
てリアルタイムの補正を行うようなものはなかった。
【００１０】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、酸素ストレージ量を高精度に検出し
て、リアルタイムで高精度な空燃比補正が行えるように
した内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的と
する。
なされたもので、酸素ストレージ量を高精度に検出し
て、リアルタイムで高精度な空燃比補正が行えるように
した内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は図１に示すように、内燃機関の排気通路に介装
された排気浄化触媒の上流側と下流側とに夫々備えら
れ、排気中の特定成分から空燃比の所定空燃比に対する
リッチ，リーンを検出する上流側及び下流側の空燃比検
出手段と、前記上流側空燃比検出手段の検出値に基づい
て第１の空燃比補正量を設定する第１の空燃比補正量設
定手段と、前記下流側空燃比検出手段の検出値に基づい
て前記第１の空燃比補正量を補正する第２の空燃比補正
量を設定する第２の空燃比補正量設定手段と、これら第
１及び第２の空燃比補正量に基づいて、空燃比を目標値
に近づけるようにフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、を含んで構成された内燃機関の空
燃比制御装置において、前記排気浄化触媒の活性レベル
を判定する触媒活性レベル判定手段と、前記排気浄化触
媒の酸素ストレージ能力を推定する酸素ストレージ能力
推定手段と、前記判定された触媒の活性レベルと、前記
推定された触媒の酸素ストレージ能力と、に基づいて、
触媒の酸素ストレージ量に応じた前記第２の空燃比補正
量の修正を行う第２の空燃比補正量修正手段と、を含ん
で構成したことを特徴とする。
る発明は図１に示すように、内燃機関の排気通路に介装
された排気浄化触媒の上流側と下流側とに夫々備えら
れ、排気中の特定成分から空燃比の所定空燃比に対する
リッチ，リーンを検出する上流側及び下流側の空燃比検
出手段と、前記上流側空燃比検出手段の検出値に基づい
て第１の空燃比補正量を設定する第１の空燃比補正量設
定手段と、前記下流側空燃比検出手段の検出値に基づい
て前記第１の空燃比補正量を補正する第２の空燃比補正
量を設定する第２の空燃比補正量設定手段と、これら第
１及び第２の空燃比補正量に基づいて、空燃比を目標値
に近づけるようにフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、を含んで構成された内燃機関の空
燃比制御装置において、前記排気浄化触媒の活性レベル
を判定する触媒活性レベル判定手段と、前記排気浄化触
媒の酸素ストレージ能力を推定する酸素ストレージ能力
推定手段と、前記判定された触媒の活性レベルと、前記
推定された触媒の酸素ストレージ能力と、に基づいて、
触媒の酸素ストレージ量に応じた前記第２の空燃比補正
量の修正を行う第２の空燃比補正量修正手段と、を含ん
で構成したことを特徴とする。
【００１２】また、請求項２に係る発明は、前記触媒活
性レベル判定手段が、機関の運転状態及び環境状態に基
づいて触媒温度を推定して活性レベルを判定することを
特徴とする。また、請求項３に係る発明は、前記機関の
運転状態は機関の燃焼により発生して触媒に供給される
熱量を算出するための運転パラメータあり、前記環境状
態は触媒からの放熱量を算出するための外気温度であ
り、これら供給熱量と放熱量とに基づいて触媒温度を推
定することを特徴とする。
性レベル判定手段が、機関の運転状態及び環境状態に基
づいて触媒温度を推定して活性レベルを判定することを
特徴とする。また、請求項３に係る発明は、前記機関の
運転状態は機関の燃焼により発生して触媒に供給される
熱量を算出するための運転パラメータあり、前記環境状
態は触媒からの放熱量を算出するための外気温度であ
り、これら供給熱量と放熱量とに基づいて触媒温度を推
定することを特徴とする。
【００１３】また、請求項４に係る発明は、前記酸素ス
トレージ能力推定手段は、前記下流側空燃比検出手段の
出力値の変化速度に基づいて触媒の酸素ストレージ能力
を推定することを特徴とする。
トレージ能力推定手段は、前記下流側空燃比検出手段の
出力値の変化速度に基づいて触媒の酸素ストレージ能力
を推定することを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、第２の空
燃比検出手段による空燃比検出結果に基づく第２の空燃
比補正量を、触媒の活性レベル判定結果と酸素ストレー
ジ能力とに基づいて高精度に推定された触媒の酸素スト
レージ量に基づいて修正する構成としたため、逐次変化
する触媒の酸素ストレージ量に応じて第２の空燃比補正
量を高精度に修正することができ、もって、空燃比制御
精度を可及的に向上することができる。
燃比検出手段による空燃比検出結果に基づく第２の空燃
比補正量を、触媒の活性レベル判定結果と酸素ストレー
ジ能力とに基づいて高精度に推定された触媒の酸素スト
レージ量に基づいて修正する構成としたため、逐次変化
する触媒の酸素ストレージ量に応じて第２の空燃比補正
量を高精度に修正することができ、もって、空燃比制御
精度を可及的に向上することができる。
【００１５】また、請求項２に係る発明によれば、機関
の運転状態及び環境状態に基づいて触媒温度を推定して
排気浄化触媒の活性レベルを、高精度に判定することが
でき、ひいては第２の空燃比補正量の修正精度を高める
ことができる。また、請求項３に係る発明によれば、触
媒への供給熱量と放熱量とを算出して触媒温度を高精度
に推定することができ、以て、触媒の活性レベルの判定
精度、ひいては第２の空燃比補正量の修正精度を高める
ことができる。
の運転状態及び環境状態に基づいて触媒温度を推定して
排気浄化触媒の活性レベルを、高精度に判定することが
でき、ひいては第２の空燃比補正量の修正精度を高める
ことができる。また、請求項３に係る発明によれば、触
媒への供給熱量と放熱量とを算出して触媒温度を高精度
に推定することができ、以て、触媒の活性レベルの判定
精度、ひいては第２の空燃比補正量の修正精度を高める
ことができる。
【００１６】また、請求項４に係る発明によれば、下流
側空燃比検出手段の出力値の変化速度に基づいて触媒の
酸素ストレージ能力を高精度に推定することができ、以
て、第２の空燃比補正量の修正精度を高めることができ
る。
側空燃比検出手段の出力値の変化速度に基づいて触媒の
酸素ストレージ能力を高精度に推定することができ、以
て、第２の空燃比補正量の修正精度を高めることができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。一実施形態の構成を示す図２におい
て、機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出する
エアフローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入
空気流量Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニ
ホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設け
られる。
づいて説明する。一実施形態の構成を示す図２におい
て、機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑを検出する
エアフローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入
空気流量Ｑを制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニ
ホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁15が設け
られる。
【００１８】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
る。一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中
酸素濃度を検出することによって機関に供給される混合
気の空燃比を検出する第１の空燃比センサ (上流側空燃
比検出手段) 19が設けられ、その下流側の排気管に排気
中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する
排気浄化触媒としての三元触媒20が設けられ、更に該三
元触媒20の下流側に第１空燃比センサ19と同一の機能を
持つ第２の空燃比センサ (下流側空燃比検出手段) 21が
設けられる。
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
る。一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中
酸素濃度を検出することによって機関に供給される混合
気の空燃比を検出する第１の空燃比センサ (上流側空燃
比検出手段) 19が設けられ、その下流側の排気管に排気
中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する
排気浄化触媒としての三元触媒20が設けられ、更に該三
元触媒20の下流側に第１空燃比センサ19と同一の機能を
持つ第２の空燃比センサ (下流側空燃比検出手段) 21が
設けられる。
【００１９】更に、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ22が内蔵されており、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
その他、外気温度を検出する外気温度センサ23が設けら
れる。
は、クランク角センサ22が内蔵されており、該クランク
角センサ22から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
その他、外気温度を検出する外気温度センサ23が設けら
れる。
【００２０】図３は本実施形態の制御ブロック図を示
す。各ブロックの機能を説明する。ＤＯＳ制御領域判定
部は、機関回転速度Ｎｅ，基本燃料噴射量ＴP ，第２の
空燃比センサの検出値等を入力して、第１の空燃比セン
サの検出値に基づいて設定される空燃比フィードバック
補正係数αを、第２の空燃比センサの空燃比検出結果に
基づいて修正する制御 (以下ＤＯＳ制御という) を実行
する領域であるか否かを判定する。
す。各ブロックの機能を説明する。ＤＯＳ制御領域判定
部は、機関回転速度Ｎｅ，基本燃料噴射量ＴP ，第２の
空燃比センサの検出値等を入力して、第１の空燃比セン
サの検出値に基づいて設定される空燃比フィードバック
補正係数αを、第２の空燃比センサの空燃比検出結果に
基づいて修正する制御 (以下ＤＯＳ制御という) を実行
する領域であるか否かを判定する。
【００２１】ＤＯＳ制御部は、前記ＤＯＳ制御を実行す
る領域と判定されたときに、該ＤＯＳ制御を実行する。
第２の空燃比補正量算出部は、前記ＤＯＳ制御の実行に
より第２の空燃比補正量のＰHOS を算出する。触媒温度
推定部は、外気温度Ｔair 、水温Ｔｗ、機関回転速度Ｎ
ｅ、基本燃料噴射量ＴP 等を入力し、燃焼によって発生
し排気を介して触媒に供給される熱量を算出すると共
に、触媒から外気への放熱量を算出して熱量の授受を求
める。そして、定常状態と考えたときに触媒の活性化の
基準となる温度、例えば450 °Ｃ以上となる熱量の授受
がある場合は、該基準温度以上とする超過熱量分をプラ
スとして積算し、基準温度未満となる熱量の授受である
場合は、該基準温度未満とする不足熱量分をマイナスと
して積算して触媒温度を推定できる積算値を求める。
る領域と判定されたときに、該ＤＯＳ制御を実行する。
第２の空燃比補正量算出部は、前記ＤＯＳ制御の実行に
より第２の空燃比補正量のＰHOS を算出する。触媒温度
推定部は、外気温度Ｔair 、水温Ｔｗ、機関回転速度Ｎ
ｅ、基本燃料噴射量ＴP 等を入力し、燃焼によって発生
し排気を介して触媒に供給される熱量を算出すると共
に、触媒から外気への放熱量を算出して熱量の授受を求
める。そして、定常状態と考えたときに触媒の活性化の
基準となる温度、例えば450 °Ｃ以上となる熱量の授受
がある場合は、該基準温度以上とする超過熱量分をプラ
スとして積算し、基準温度未満となる熱量の授受である
場合は、該基準温度未満とする不足熱量分をマイナスと
して積算して触媒温度を推定できる積算値を求める。
【００２２】触媒活性レベル判定部は、前記積算値によ
って推定される触媒温度に基づいて触媒の活性レベルを
判定する。酸素ストレージ能力推定部は、第２の空燃比
センサ21の出力値Ｖ02’の単位時間当りの変化量 (変化
速度) ΔＶ02’を算出して触媒20の酸素ストレージ能力
を推定する。
って推定される触媒温度に基づいて触媒の活性レベルを
判定する。酸素ストレージ能力推定部は、第２の空燃比
センサ21の出力値Ｖ02’の単位時間当りの変化量 (変化
速度) ΔＶ02’を算出して触媒20の酸素ストレージ能力
を推定する。
【００２３】酸素ストレージ量推定部は、前記判定され
た触媒20の活性レベルと、推定された酸素ストレージ能
力 (ΔＶ02’ )とに基づいて、触媒20の酸素ストレージ
量を推定する。具体的には、触媒20の活性レベル及び酸
素ストレージ能力 (ΔＶ02’) と酸素ストレージ量との
間には図４のような相関関係があるので、該関係に基づ
いて予め酸素ストレージ量の推定値を格納したマップか
らの検索により酸素ストレージ量を推定すればよい。
た触媒20の活性レベルと、推定された酸素ストレージ能
力 (ΔＶ02’ )とに基づいて、触媒20の酸素ストレージ
量を推定する。具体的には、触媒20の活性レベル及び酸
素ストレージ能力 (ΔＶ02’) と酸素ストレージ量との
間には図４のような相関関係があるので、該関係に基づ
いて予め酸素ストレージ量の推定値を格納したマップか
らの検索により酸素ストレージ量を推定すればよい。
【００２４】第２の空燃比補正量修正部は、前記第２の
空燃比補正量算出部で算出された第２の空燃比補正量Ｐ
HOS を、前記推定された酸素ストレージ量によって修正
する。具体的には、推定された触媒の酸素ストレージ量
が多すぎるときは、第２の空燃比センサ21は排気中の酸
素濃度を高め、つまりリーン側にずれて検出しており、
該検出値に基づいて設定された第２の空燃比補正量ＰHO
S を用いるとリッチ側に過補正することになるので、該
過補正を修正すべく第２の空燃比補正量ＰHOSをリーン
側に減少させる修正を行う。逆に推定酸素ストレージ量
が少なすぎるときは第２の空燃比センサ21はリッチ側に
ずれて検出しているから、第２の空燃比補正量をリッチ
側に増大させる修正を行う。
空燃比補正量算出部で算出された第２の空燃比補正量Ｐ
HOS を、前記推定された酸素ストレージ量によって修正
する。具体的には、推定された触媒の酸素ストレージ量
が多すぎるときは、第２の空燃比センサ21は排気中の酸
素濃度を高め、つまりリーン側にずれて検出しており、
該検出値に基づいて設定された第２の空燃比補正量ＰHO
S を用いるとリッチ側に過補正することになるので、該
過補正を修正すべく第２の空燃比補正量ＰHOSをリーン
側に減少させる修正を行う。逆に推定酸素ストレージ量
が少なすぎるときは第２の空燃比センサ21はリッチ側に
ずれて検出しているから、第２の空燃比補正量をリッチ
側に増大させる修正を行う。
【００２５】次に、前記修正を含むコントロールユニッ
ト16による空燃比制御ルーチンを図５及び図６のフロー
チャートに従って説明する。図５は燃料噴射量設定ルー
チンを示し、このルーチンは所定周期（例えば10ms）毎
に行われる。ステップ（図ではＳと記す）１では、エア
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Ｑとク
ランク角センサ22からの信号に基づいて算出した機関回
転速度Ｎとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相
当する基本燃料噴射量ＴP を次式によって演算する。
ト16による空燃比制御ルーチンを図５及び図６のフロー
チャートに従って説明する。図５は燃料噴射量設定ルー
チンを示し、このルーチンは所定周期（例えば10ms）毎
に行われる。ステップ（図ではＳと記す）１では、エア
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Ｑとク
ランク角センサ22からの信号に基づいて算出した機関回
転速度Ｎとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相
当する基本燃料噴射量ＴP を次式によって演算する。
【００２６】ＴP ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ （Ｋは定数） ステップ２では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。ステップ３では、後述するフィードバック補正係数
設定ルーチンにより設定されたフィードバック補正係数
αを読み込む。
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。ステップ３では、後述するフィードバック補正係数
設定ルーチンにより設定されたフィードバック補正係数
αを読み込む。
【００２７】ステップ４では、バッテリ電圧値に基づい
て電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ５では、最終的な燃料噴射量ＴI
を次式に従って演算する。 ＴI ＝ＴP ×ＣＯＥＦ×α＋ＴS 尚、燃料噴射量ＴI は空燃比制御量に相当するからステ
ップ１〜ステップ５までの機能が、空燃比制御量設定手
段に相当する。
て電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するための
ものである。ステップ５では、最終的な燃料噴射量ＴI
を次式に従って演算する。 ＴI ＝ＴP ×ＣＯＥＦ×α＋ＴS 尚、燃料噴射量ＴI は空燃比制御量に相当するからステ
ップ１〜ステップ５までの機能が、空燃比制御量設定手
段に相当する。
【００２８】ステップ６では、演算された燃料噴射弁Ｔ
I を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定
められた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、
演算した燃料噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信
号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。次
に、ＤＯＳ制御ルーチンを図６に従って説明する。この
ルーチンは機関回転に同期して実行される。
I を出力用レジスタにセットする。これにより、予め定
められた機関回転同期の燃料噴射タイミングになると、
演算した燃料噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信
号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴射が行われる。次
に、ＤＯＳ制御ルーチンを図６に従って説明する。この
ルーチンは機関回転に同期して実行される。
【００２９】ステップ11では、前記ＤＯＳ制御を行う運
転条件であるか否かを判定する。運転条件を満たしてい
ないときには、このルーチンを終了する。この場合、フ
ィードバック補正係数αは前回のフィードバック制御終
了時の値若しくは一定の基準値にクランプされ、フィー
ドバック制御は停止される。ステップ12では、第１の空
燃比センサ19からの信号電圧ＶO2を入力する。
転条件であるか否かを判定する。運転条件を満たしてい
ないときには、このルーチンを終了する。この場合、フ
ィードバック補正係数αは前回のフィードバック制御終
了時の値若しくは一定の基準値にクランプされ、フィー
ドバック制御は停止される。ステップ12では、第１の空
燃比センサ19からの信号電圧ＶO2を入力する。
【００３０】ステップ13では、ステップ11で入力した信
号電圧ＶO2と目標空燃比（理論空燃比）相当の基準値Ｓ
Ｌとを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。そ
して、空燃比がリッチと判定されたときには、ステップ
14へ進みリーンからリッチに反転した直後か否かを判定
する。反転直後と判定されたときはステップ15へ進み、
別のルーチンで設定された第２の空燃比補正量ＰHOS ’
を入力する。
号電圧ＶO2と目標空燃比（理論空燃比）相当の基準値Ｓ
Ｌとを比較し、空燃比のリッチ・リーンを判別する。そ
して、空燃比がリッチと判定されたときには、ステップ
14へ進みリーンからリッチに反転した直後か否かを判定
する。反転直後と判定されたときはステップ15へ進み、
別のルーチンで設定された第２の空燃比補正量ＰHOS ’
を入力する。
【００３１】次いでステップ16へ進み、空燃比フィード
バック補正係数α設定用のリッチ反転時に与える減少方
向の比例分ＰR を基準値ＰROから前記第２の空燃比補正
量ＰHOS を減算した値で更新した後、ステップ17で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値から前記比例分Ｐ
R を減じた値で更新する。また、ステップ14で第１の空
燃比センサ19の出力がリーンからリッチへの反転直後で
はないと判定された時には、ステップ18へ進んで空燃比
フィードバック補正係数αを現在値から積分分ＩR を減
少した値で更新する。
バック補正係数α設定用のリッチ反転時に与える減少方
向の比例分ＰR を基準値ＰROから前記第２の空燃比補正
量ＰHOS を減算した値で更新した後、ステップ17で空燃
比フィードバック補正係数αを現在値から前記比例分Ｐ
R を減じた値で更新する。また、ステップ14で第１の空
燃比センサ19の出力がリーンからリッチへの反転直後で
はないと判定された時には、ステップ18へ進んで空燃比
フィードバック補正係数αを現在値から積分分ＩR を減
少した値で更新する。
【００３２】一方、ステップ13で空燃比がリーンと判定
されたときも同様にしてステップ19でリッチからリーン
への反転直後か否かを判別し、反転直後のときはステッ
プ20で第２の空燃比補正量ＰHOS ’を入力し、ステップ
21で空燃比フィードバック補正係数αのリーン反転時に
与える増大方向の比例分ＰL の基準値ＰL0に前記第２の
空燃比補正量ＰHOS ’を加算した値で更新した後、ステ
ップ22で空燃比フィードバック補正係数αを現在値に前
記比例分ＰL を加算した値で更新する。また、ステップ
19で反転直後でないと判定された時には、ステップ23で
空燃比フィードバック補正係数αを現在値に積分分ＩL
を加算した値で更新する。
されたときも同様にしてステップ19でリッチからリーン
への反転直後か否かを判別し、反転直後のときはステッ
プ20で第２の空燃比補正量ＰHOS ’を入力し、ステップ
21で空燃比フィードバック補正係数αのリーン反転時に
与える増大方向の比例分ＰL の基準値ＰL0に前記第２の
空燃比補正量ＰHOS ’を加算した値で更新した後、ステ
ップ22で空燃比フィードバック補正係数αを現在値に前
記比例分ＰL を加算した値で更新する。また、ステップ
19で反転直後でないと判定された時には、ステップ23で
空燃比フィードバック補正係数αを現在値に積分分ＩL
を加算した値で更新する。
【００３３】尚、本ルーチンにおいて、空燃比フィード
バック補正係数αは第１の空燃比センサ19の信号に基づ
いて比例分の基準値ＰRO, ＰLOと積分分ＩR,ＩL を用い
て設定される第１の空燃比補正量を第２の空燃比補正量
ＰHOS ’で補正して設定されるものと考えられるから、
本ルーチンは第１の空燃比補正量演算手段と、空燃比補
正量演算手段の構成を兼ね備えるものである。
バック補正係数αは第１の空燃比センサ19の信号に基づ
いて比例分の基準値ＰRO, ＰLOと積分分ＩR,ＩL を用い
て設定される第１の空燃比補正量を第２の空燃比補正量
ＰHOS ’で補正して設定されるものと考えられるから、
本ルーチンは第１の空燃比補正量演算手段と、空燃比補
正量演算手段の構成を兼ね備えるものである。
【００３４】続いて、第２の空燃比補正量ＰHOS ’を設
定するルーチンを図７に基づいて説明する。このルーチ
ンは所定の周期毎に実行される。ステップ31では、第２
の空燃比センサの出力電圧ＶO2’を入力する。ステップ
32では、前記信号電圧ＶO2’と目標空燃比（理論空燃
比）相当の基準値ＳＬとを比較し、空燃比のリッチ・リ
ーンを判別する。
定するルーチンを図７に基づいて説明する。このルーチ
ンは所定の周期毎に実行される。ステップ31では、第２
の空燃比センサの出力電圧ＶO2’を入力する。ステップ
32では、前記信号電圧ＶO2’と目標空燃比（理論空燃
比）相当の基準値ＳＬとを比較し、空燃比のリッチ・リ
ーンを判別する。
【００３５】空燃比がリッチと判定されたときにはステ
ップ33へ進み、リーンからリッチへの反転直後か否かを
判別する。そして、反転直後と判定された時にはステッ
プ34で第２の空燃比補正量ＰHOSを前回値から所定の比
例分ＰHRを減算した値で更新し、反転直後でないと判定
された時にはステップ35で前回値から所定の積分分ＩHR
を減算した値で更新する。
ップ33へ進み、リーンからリッチへの反転直後か否かを
判別する。そして、反転直後と判定された時にはステッ
プ34で第２の空燃比補正量ＰHOSを前回値から所定の比
例分ＰHRを減算した値で更新し、反転直後でないと判定
された時にはステップ35で前回値から所定の積分分ＩHR
を減算した値で更新する。
【００３６】一方、前記ステップ32で空燃比がリーンと
判定されたときには、ステップ36へ進みリーンからリッ
チへの反転直後か否かを判別し、反転直後と判定された
時にはステップ37で第２の空燃比補正量ＰHOS を前回値
に所定の比例分ＰHLを加算した値で更新し、反転直後で
ないと判定された時にはステップ38で前回値に所定の積
分分ＩHRを加算した値で更新する。
判定されたときには、ステップ36へ進みリーンからリッ
チへの反転直後か否かを判別し、反転直後と判定された
時にはステップ37で第２の空燃比補正量ＰHOS を前回値
に所定の比例分ＰHLを加算した値で更新し、反転直後で
ないと判定された時にはステップ38で前回値に所定の積
分分ＩHRを加算した値で更新する。
【００３７】次に、ステップ39へ進み、前記のようにし
て更新された第２の空燃比補正量ＰHOS を、前記図３で
説明したように推定された触媒の酸素ストレージ量に応
じて修正してＰHOS ’とする。具体的には、酸素ストレ
ージ量が目標空燃比 (理論空燃比) 燃焼時相当の基準量
より多いときは、第２の空燃比センサ21がリーン側にず
れた検出を行うので、該ずれによって第２の空燃比補正
量ＰHOS がリッチ側に補正すべく大きめの値に設定され
ているので、これを再修正するように減少する修正を行
う。また、酸素ストレージ量が前記基準量より少ないと
きは、第２空燃比補正量ＰHOS を増大する修正を行う。
て更新された第２の空燃比補正量ＰHOS を、前記図３で
説明したように推定された触媒の酸素ストレージ量に応
じて修正してＰHOS ’とする。具体的には、酸素ストレ
ージ量が目標空燃比 (理論空燃比) 燃焼時相当の基準量
より多いときは、第２の空燃比センサ21がリーン側にず
れた検出を行うので、該ずれによって第２の空燃比補正
量ＰHOS がリッチ側に補正すべく大きめの値に設定され
ているので、これを再修正するように減少する修正を行
う。また、酸素ストレージ量が前記基準量より少ないと
きは、第２空燃比補正量ＰHOS を増大する修正を行う。
【００３８】このように、本発明によれば、前記実施形
態に示したように触媒の逐次変化する酸素ストレージ量
をリアルタイムで高精度に推定しつつ、該酸素ストレー
ジ量に応じて触媒下流の空燃比検出値に基づく空燃比補
正量を高精度に修正し、以て空燃比制御精度を可及的に
高めることができ、ひいては排気浄化性能が改善され、
運転性能も向上する。
態に示したように触媒の逐次変化する酸素ストレージ量
をリアルタイムで高精度に推定しつつ、該酸素ストレー
ジ量に応じて触媒下流の空燃比検出値に基づく空燃比補
正量を高精度に修正し、以て空燃比制御精度を可及的に
高めることができ、ひいては排気浄化性能が改善され、
運転性能も向上する。
【図１】 本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】 本発明の一実施形態を示すシステム構成図
【図３】 同上実施形態の制御ブロック図。
【図４】 酸素ストレージ量の特性を示すマップ。
【図５】 同じく燃料噴射量設定ルーチンを示すフロー
チャート。
チャート。
【図６】 同じく空燃比フィードバック補正係数設定ル
ーチンを示すフローチャート
ーチンを示すフローチャート
【図７】 同じく第２の空燃比補正量の設定ルーチンを
示すフローチャート。
示すフローチャート。
11 内燃機関 15 燃料噴射弁 16 コントロールユニット 18 排気通路 19 第１の空燃比センサ 21 第２の空燃比センサ 22 クランク角センサ 23 外気温度センサ
Claims (4)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に介装された排気浄化
触媒の上流側と下流側とに夫々備えられ、排気中の特定
成分から空燃比の所定空燃比に対するリッチ，リーンを
検出する上流側及び下流側の空燃比検出手段と、 前記上流側空燃比検出手段の検出値に基づいて第１の空
燃比補正量を設定する第１の空燃比補正量設定手段と、 前記下流側空燃比検出手段の検出値に基づいて前記第１
の空燃比補正量を補正する第２の空燃比補正量を設定す
る第２の空燃比補正量設定手段と、 これら第１及び第２の空燃比補正量に基づいて、空燃比
を目標値に近づけるようにフィードバック制御する空燃
比フィードバック制御手段と、 を含んで構成された内燃機関の空燃比制御装置におい
て、 前記排気浄化触媒の活性レベルを判定する触媒活性レベ
ル判定手段と、 前記排気浄化触媒の酸素ストレージ能力を推定する酸素
ストレージ能力推定手段と、 前記判定された触媒の活性レベルと、前記推定された触
媒の酸素ストレージ能力と、に基づいて、触媒の酸素ス
トレージ量に応じた前記第２の空燃比補正量の修正を行
う第２の空燃比補正量修正手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。 - 【請求項２】前記触媒活性レベル判定手段は、機関の運
転状態及び環境状態に基づいて触媒温度を推定して活性
レベルを判定することを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】前記機関の運転状態は機関の燃焼により発
生して触媒に供給される熱量を算出するための運転パラ
メータあり、前記環境状態は触媒からの放熱量を算出す
るための外気温度であり、これら供給熱量と放熱量とに
基づいて触媒温度を推定することを特徴とする請求項２
に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】前記酸素ストレージ能力推定手段は、前記
下流側空燃比検出手段の出力値の変化速度に基づいて触
媒の酸素ストレージ能力を推定することを特徴とする請
求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の空
燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125124A JPH09310636A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125124A JPH09310636A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310636A true JPH09310636A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14902449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125124A Pending JPH09310636A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310636A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002081339A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-03-22 | Denso Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2003521626A (ja) * | 2000-02-03 | 2003-07-15 | 日産自動車株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
| JP2006336476A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 |
| WO2009092465A1 (de) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine |
| US7779621B2 (en) | 2006-12-25 | 2010-08-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Air fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
| US7958720B2 (en) | 2005-05-31 | 2011-06-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Combustion control apparatus for direct-injection spark-ignition internal combustion engine |
| WO2011111156A1 (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | トヨタ自動車 株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| CN113167151A (zh) * | 2019-03-20 | 2021-07-23 | 日立安斯泰莫株式会社 | 内燃机控制装置 |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP8125124A patent/JPH09310636A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003521626A (ja) * | 2000-02-03 | 2003-07-15 | 日産自動車株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
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| JP5282844B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2013-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| US8899015B2 (en) | 2010-03-09 | 2014-12-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst degradation detection device |
| CN113167151A (zh) * | 2019-03-20 | 2021-07-23 | 日立安斯泰莫株式会社 | 内燃机控制装置 |
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