JP2000282925A - 三元触媒の酸素ストレージ量制御装置 - Google Patents
三元触媒の酸素ストレージ量制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】三元触媒の酸素ストレージ量を最適値に制御し
て、ＣＯ,ＨＣ,ＮＯｘを高い転化率で安定的に浄化でき
るようにする。 【解決手段】三元触媒７の入口側、出口側の広域型酸素
濃度センサ８、ストイキ型酸素濃度センサ９の出力値を
センサ出力変換部100の第１変換テーブル、第２変換テ
ーブルで変換して検出し、酸素ストレージ量推定部101
で、前記検出空燃比に基づき三元触媒7の酸素ストレー
ジ量を推定する。目標酸素ストレージ量設定部102で
は、目標酸素ストレージ量を設定し、目標空燃比設定部
104では、前記酸素ストレージ量の推定値と目標値との
差を目標空燃比に変換し、前記目標空燃比と実際の入口
空燃比との偏差を、空燃比比較部105、空燃比偏差演算
部106にて算出する。噴射量補正部107では、前記空燃比
偏差に応じて燃料噴射量を補正するための補正値を設定
する。
て、ＣＯ,ＨＣ,ＮＯｘを高い転化率で安定的に浄化でき
るようにする。 【解決手段】三元触媒７の入口側、出口側の広域型酸素
濃度センサ８、ストイキ型酸素濃度センサ９の出力値を
センサ出力変換部100の第１変換テーブル、第２変換テ
ーブルで変換して検出し、酸素ストレージ量推定部101
で、前記検出空燃比に基づき三元触媒7の酸素ストレー
ジ量を推定する。目標酸素ストレージ量設定部102で
は、目標酸素ストレージ量を設定し、目標空燃比設定部
104では、前記酸素ストレージ量の推定値と目標値との
差を目標空燃比に変換し、前記目標空燃比と実際の入口
空燃比との偏差を、空燃比比較部105、空燃比偏差演算
部106にて算出する。噴射量補正部107では、前記空燃比
偏差に応じて燃料噴射量を補正するための補正値を設定
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三元触媒の酸素スト
レージ量制御装置に関し、詳しくは、エンジンの排気通
路に介装されて排気中のＣＯ，ＨＣの酸化及びＮＯｘの
還元を行う三元触媒において、酸素ストレージ量を最適
に制御する技術に関する。
レージ量制御装置に関し、詳しくは、エンジンの排気通
路に介装されて排気中のＣＯ，ＨＣの酸化及びＮＯｘの
還元を行う三元触媒において、酸素ストレージ量を最適
に制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、エンジンの排気通路に三元触
媒を介装する一方、該三元触媒における酸化と還元との
バランスをとって高い転化率を実現するために、燃焼混
合気の空燃比を理論空燃比に保つ空燃比フィードバック
制御を行うエンジンの排気浄化システムが知られてい
る。
媒を介装する一方、該三元触媒における酸化と還元との
バランスをとって高い転化率を実現するために、燃焼混
合気の空燃比を理論空燃比に保つ空燃比フィードバック
制御を行うエンジンの排気浄化システムが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、三元触媒
は、酸素を貯蔵する酸素ストレージ能力を有するため、
触媒中の酸素ストレージ量が転化率に大きく影響するこ
とになり、例えば酸素ストレージ量が最適量よりも多い
と、ＣＯ，ＨＣの酸化反応が促進される一方、ＮＯｘの
還元反応が鈍り、逆に酸素ストレージ量が最適値よりも
少ないと、ＮＯｘの還元反応が促進される一方、ＣＯ，
ＨＣの酸化反応が鈍ることになる。
は、酸素を貯蔵する酸素ストレージ能力を有するため、
触媒中の酸素ストレージ量が転化率に大きく影響するこ
とになり、例えば酸素ストレージ量が最適量よりも多い
と、ＣＯ，ＨＣの酸化反応が促進される一方、ＮＯｘの
還元反応が鈍り、逆に酸素ストレージ量が最適値よりも
少ないと、ＮＯｘの還元反応が促進される一方、ＣＯ，
ＨＣの酸化反応が鈍ることになる。
【０００４】ところが、従来のように、触媒入口での排
気空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する場合に
は、そのときの酸素ストレージ量とは無関係に、触媒に
導入される排気中の酸素濃度が一定になるように制御す
るから、酸素ストレージ量を最適値に制御することには
ならず、結果的に、三元触媒における転化率を安定的に
高いレベルに維持させることができないという問題があ
った。
気空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する場合に
は、そのときの酸素ストレージ量とは無関係に、触媒に
導入される排気中の酸素濃度が一定になるように制御す
るから、酸素ストレージ量を最適値に制御することには
ならず、結果的に、三元触媒における転化率を安定的に
高いレベルに維持させることができないという問題があ
った。
【０００５】この点に鑑み、三元触媒の上流側に排気空
燃比をリニアに検出する広域型の酸素濃度センサ、三元
触媒の下流側に排気空燃比の理論空燃比に対するリッ
チ、リーンを検出するストイキ型の酸素濃度センサを設
け、上流側の広域型酸素濃度センサの出力に基づいて三
元触媒の酸素ストレージ量を推定しつつ下流側のストイ
キ型酸素濃度センサの出力がリッチを示した場合は酸素
ストレージ量を０とし、リーンを示した場合は酸素スト
レージ量を最大とする補正を行い、該酸素ストレージ量
の推定値に基づいて、酸素ストレージ量を最適値にする
ように空燃比を制御するようにしたものがある（特開平
６−２４９０２８号公報参照）。
燃比をリニアに検出する広域型の酸素濃度センサ、三元
触媒の下流側に排気空燃比の理論空燃比に対するリッ
チ、リーンを検出するストイキ型の酸素濃度センサを設
け、上流側の広域型酸素濃度センサの出力に基づいて三
元触媒の酸素ストレージ量を推定しつつ下流側のストイ
キ型酸素濃度センサの出力がリッチを示した場合は酸素
ストレージ量を０とし、リーンを示した場合は酸素スト
レージ量を最大とする補正を行い、該酸素ストレージ量
の推定値に基づいて、酸素ストレージ量を最適値にする
ように空燃比を制御するようにしたものがある（特開平
６−２４９０２８号公報参照）。
【０００６】しかしながら、上記のものでは、下流側の
ストイキ型酸素濃度センサがストイキ近傍の出力を出し
ているときには、補正が行われないため触媒に吸着して
いる酸素ストレージ量の推定値と実際の値とに差を生じ
てしまい、良好な制御を行えなかった。
ストイキ型酸素濃度センサがストイキ近傍の出力を出し
ているときには、補正が行われないため触媒に吸着して
いる酸素ストレージ量の推定値と実際の値とに差を生じ
てしまい、良好な制御を行えなかった。
【０００７】触媒の下流側にも広域型の酸素濃度センサ
を使用すれば、酸素ストレージ量を高精度に推定できる
が、コストが高くついてしまう。本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、触媒上流側に広域型酸素濃度
センサ、下流側にストイキ型酸素濃度センサを使用しつ
つ、酸素ストレージ量を、高精度に推定して、酸化反応
と還元反応とをバランスさせる最適量に制御できるよう
にし、以ってＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを安定的に高い転化率
で浄化できるようにすることを目的とする。
を使用すれば、酸素ストレージ量を高精度に推定できる
が、コストが高くついてしまう。本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、触媒上流側に広域型酸素濃度
センサ、下流側にストイキ型酸素濃度センサを使用しつ
つ、酸素ストレージ量を、高精度に推定して、酸化反応
と還元反応とをバランスさせる最適量に制御できるよう
にし、以ってＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを安定的に高い転化率
で浄化できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、図１に示すように、エンジンの排気通路に介装
される三元触媒の上流側に設置され、排気空燃比の変化
に対して出力値が連続的に変化する特性を有した広域型
酸素濃度センサと、三元触媒の下流側に設置され、排気
空燃比の理論空燃比近傍で出力値が急変する特性を有し
たストイキ型酸素濃度センサと、前記広域型酸素濃度セ
ンサの出力値に対して排気空燃比検出値を割付した第１
変換テーブルと、前記ストイキ型酸素濃度センサの出力
値に対して理論空燃比近傍の排気空燃比検出値を高密度
に割付した第２変換テーブルと、を有する変換手段と、
前記広域型酸素濃度センサ及びストイキ型酸素濃度セン
サの出力値を、それぞれ前記変換手段で変換して求めら
れた三元触媒上流側の排気空燃比と、三元触媒下流側の
排気空燃比と、に基づいて前記三元触媒における酸素ス
トレージ量を推定する酸素ストレージ量推定手段と、該
酸素ストレージ量推定手段で推定された酸素ストレージ
量に基づいて前記三元触媒入口の排気空燃比を制御する
入口空燃比制御手段と、を含んで構成した。
発明は、図１に示すように、エンジンの排気通路に介装
される三元触媒の上流側に設置され、排気空燃比の変化
に対して出力値が連続的に変化する特性を有した広域型
酸素濃度センサと、三元触媒の下流側に設置され、排気
空燃比の理論空燃比近傍で出力値が急変する特性を有し
たストイキ型酸素濃度センサと、前記広域型酸素濃度セ
ンサの出力値に対して排気空燃比検出値を割付した第１
変換テーブルと、前記ストイキ型酸素濃度センサの出力
値に対して理論空燃比近傍の排気空燃比検出値を高密度
に割付した第２変換テーブルと、を有する変換手段と、
前記広域型酸素濃度センサ及びストイキ型酸素濃度セン
サの出力値を、それぞれ前記変換手段で変換して求めら
れた三元触媒上流側の排気空燃比と、三元触媒下流側の
排気空燃比と、に基づいて前記三元触媒における酸素ス
トレージ量を推定する酸素ストレージ量推定手段と、該
酸素ストレージ量推定手段で推定された酸素ストレージ
量に基づいて前記三元触媒入口の排気空燃比を制御する
入口空燃比制御手段と、を含んで構成した。
【０００９】かかる構成によると、酸素ストレージ量推
定手段が、広域型酸素濃度センサ及びストイキ型酸素濃
度センサの出力値を、前記変換手段の第１変換テーブル
及び第２変換テーブルよりそれぞれ変換して求めた三元
触媒上流側及び下流側の排気空燃比（酸素濃度）に基づ
いて、前記三元触媒における酸素ストレージ量を推定す
る。ここで、ストイキ型酸素濃度センサの出力値は、排
気空燃比の理論空燃比近傍で急変する特性を有するが、
前記第２変換テーブルには、該出力値に対して理論空燃
比近傍の排気空燃比検出値を高密度に割付してあるの
で、排気空燃比を高精度に検出でき、したがって、酸素
ストレージ量を高精度に推定できる。
定手段が、広域型酸素濃度センサ及びストイキ型酸素濃
度センサの出力値を、前記変換手段の第１変換テーブル
及び第２変換テーブルよりそれぞれ変換して求めた三元
触媒上流側及び下流側の排気空燃比（酸素濃度）に基づ
いて、前記三元触媒における酸素ストレージ量を推定す
る。ここで、ストイキ型酸素濃度センサの出力値は、排
気空燃比の理論空燃比近傍で急変する特性を有するが、
前記第２変換テーブルには、該出力値に対して理論空燃
比近傍の排気空燃比検出値を高密度に割付してあるの
で、排気空燃比を高精度に検出でき、したがって、酸素
ストレージ量を高精度に推定できる。
【００１０】一方、排気空燃比をリーン化して供給酸素
量を増大させれば、三元触媒内で酸化反応に必要な酸素
量よりも供給される酸素量が多くなって、酸素ストレー
ジ量が増大し、また、排気空燃比をリッチ化すれば供給
酸素量が減ることで三元触媒内に貯蔵されていた酸素が
酸化反応に用いられて酸素ストレージ量は減少すること
になる。
量を増大させれば、三元触媒内で酸化反応に必要な酸素
量よりも供給される酸素量が多くなって、酸素ストレー
ジ量が増大し、また、排気空燃比をリッチ化すれば供給
酸素量が減ることで三元触媒内に貯蔵されていた酸素が
酸化反応に用いられて酸素ストレージ量は減少すること
になる。
【００１１】そこで、推定された酸素ストレージ量に基
づいて入口空燃比制御手段が、触媒入口の排気空燃比、
即ち、燃焼混合気の空燃比（より具体的には、エンジン
への燃料噴射量）を制御し、実際の酸素ストレージ量が
最適値になるように調整する。
づいて入口空燃比制御手段が、触媒入口の排気空燃比、
即ち、燃焼混合気の空燃比（より具体的には、エンジン
への燃料噴射量）を制御し、実際の酸素ストレージ量が
最適値になるように調整する。
【００１２】請求項２記載の発明では、図１中に点線で
示したように、前記入口空燃比制御手段が、エンジンの
運転状態に基づいて酸素ストレージ量の目標値を設定す
る目標ストレージ量設定手段と、該目標ストレージ量設
定手段で設定された目標値と前記酸素ストレージ量推定
手段で推定された酸素ストレージ量との差が少なくなる
ように、前記三元触媒入口の排気空燃比をフィードバッ
ク制御する排気空燃比フィードバック手段と、を含んで
構成されるものとした。
示したように、前記入口空燃比制御手段が、エンジンの
運転状態に基づいて酸素ストレージ量の目標値を設定す
る目標ストレージ量設定手段と、該目標ストレージ量設
定手段で設定された目標値と前記酸素ストレージ量推定
手段で推定された酸素ストレージ量との差が少なくなる
ように、前記三元触媒入口の排気空燃比をフィードバッ
ク制御する排気空燃比フィードバック手段と、を含んで
構成されるものとした。
【００１３】かかる構成によると、三元触媒における酸
素ストレージ量が、エンジンの運転状態毎の目標値にな
るように、触媒入口の排気空燃比が制御される。例えば
ＮＯｘの排出量が多くなる運転状態では、酸素ストレー
ジ量の目標値を比較的小さくすることで、ＮＯｘを効果
的に浄化でき、また、ＣＯ，ＨＣの排出量が多くなる運
転状態では、酸素ストレージ量の目標値を比較的大きく
することで、ＣＯ，ＨＣを効果的に浄化できることにな
る。
素ストレージ量が、エンジンの運転状態毎の目標値にな
るように、触媒入口の排気空燃比が制御される。例えば
ＮＯｘの排出量が多くなる運転状態では、酸素ストレー
ジ量の目標値を比較的小さくすることで、ＮＯｘを効果
的に浄化でき、また、ＣＯ，ＨＣの排出量が多くなる運
転状態では、酸素ストレージ量の目標値を比較的大きく
することで、ＣＯ，ＨＣを効果的に浄化できることにな
る。
【００１４】請求項３記載の発明では、前記排気空燃比
フィードバック手段が、前記目標ストレージ量設定手段
で設定された目標値と前記酸素ストレージ量推定手段で
推定された酸素ストレージ量との差を前記三元触媒入口
の目標排気空燃比に変換し、該目標排気空燃比と前記三
元触媒の上流側の酸素濃度センサで検出される実際の排
気空燃比との差に基づいて、前記三元触媒入口の排気空
燃比をフィードバック制御する構成とした。
フィードバック手段が、前記目標ストレージ量設定手段
で設定された目標値と前記酸素ストレージ量推定手段で
推定された酸素ストレージ量との差を前記三元触媒入口
の目標排気空燃比に変換し、該目標排気空燃比と前記三
元触媒の上流側の酸素濃度センサで検出される実際の排
気空燃比との差に基づいて、前記三元触媒入口の排気空
燃比をフィードバック制御する構成とした。
【００１５】かかる構成によると、酸素ストレージ量の
目標値と推定値との差から、目標の酸素ストレージ量を
得るための目標排気空燃比を設定し、実際の排気空燃比
が目標排気空燃比になるように制御することで、酸素ス
トレージ量が目標値に一致するように制御される。
目標値と推定値との差から、目標の酸素ストレージ量を
得るための目標排気空燃比を設定し、実際の排気空燃比
が目標排気空燃比になるように制御することで、酸素ス
トレージ量が目標値に一致するように制御される。
【００１６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、三元触媒
下流側の酸素濃度センサは比較的安価なストイキ型酸素
濃度センサを使用して、コストの増加を抑制しつつ、三
元触媒における酸素ストレージ量を高精度に推定しなが
ら最適な値に制御でき、以て、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを安
定的に高い転化率で浄化できるという効果がある。
下流側の酸素濃度センサは比較的安価なストイキ型酸素
濃度センサを使用して、コストの増加を抑制しつつ、三
元触媒における酸素ストレージ量を高精度に推定しなが
ら最適な値に制御でき、以て、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを安
定的に高い転化率で浄化できるという効果がある。
【００１７】請求項２記載の発明によると、運転状態に
よるＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ排出量の違いに対応して、三元
触媒における酸素ストレージ量を変化させることがで
き、以て、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを効果的に浄化すること
が可能になるという効果がある。
よるＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ排出量の違いに対応して、三元
触媒における酸素ストレージ量を変化させることがで
き、以て、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを効果的に浄化すること
が可能になるという効果がある。
【００１８】請求項３記載の発明によると、酸素ストレ
ージ量を目標に一致させるための目標排気空燃比を設定
し、実際の排気空燃比を前記目標排気空燃比に一致させ
るようにフィードバック制御を行うことで、酸素ストレ
ージ量を目標に精度に良く制御できるという効果があ
る。
ージ量を目標に一致させるための目標排気空燃比を設定
し、実際の排気空燃比を前記目標排気空燃比に一致させ
るようにフィードバック制御を行うことで、酸素ストレ
ージ量を目標に精度に良く制御できるという効果があ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図２は、実施形態におけるエンジンのシステム構
成を示す図である。
する。図２は、実施形態におけるエンジンのシステム構
成を示す図である。
【００２０】この図２において、エンジン１の吸気通路
には燃料噴射弁２が設けられており、該燃料噴射弁２か
ら噴射される燃料と空気とが予混合し、シリンダ内に吸
気弁３を介して吸引される。シリンダ内の燃焼混合気
は、点火栓４による火花点火によって着火燃焼し、燃焼
排気は、排気弁５を介して排気通路６に排出される。
には燃料噴射弁２が設けられており、該燃料噴射弁２か
ら噴射される燃料と空気とが予混合し、シリンダ内に吸
気弁３を介して吸引される。シリンダ内の燃焼混合気
は、点火栓４による火花点火によって着火燃焼し、燃焼
排気は、排気弁５を介して排気通路６に排出される。
【００２１】排気通路６には、三元触媒７が介装されて
おり、該三元触媒７で排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが浄
化される。前記三元触媒７の上流側には、排気空燃比の
変化に対して出力値が連続的に変化する特性を有した広
域型酸素濃度センサ８が介装され、三元触媒７の下流側
には、排気空燃比の理論空燃比近傍で出力値が急変する
特性を有したストイキ型酸素濃度センサ９が介装されて
いる。
おり、該三元触媒７で排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが浄
化される。前記三元触媒７の上流側には、排気空燃比の
変化に対して出力値が連続的に変化する特性を有した広
域型酸素濃度センサ８が介装され、三元触媒７の下流側
には、排気空燃比の理論空燃比近傍で出力値が急変する
特性を有したストイキ型酸素濃度センサ９が介装されて
いる。
【００２２】前記広域型酸素濃度センサ８及びストイキ
型酸素濃度センサ９の検出信号はコントロールユニット
10に入力され、図中に制御ブロック図として示した流れ
に沿って処理されて、最終的には、燃料噴射弁２による
燃料噴射量が制御されるようになっている。
型酸素濃度センサ９の検出信号はコントロールユニット
10に入力され、図中に制御ブロック図として示した流れ
に沿って処理されて、最終的には、燃料噴射弁２による
燃料噴射量が制御されるようになっている。
【００２３】以下、図２に示す制御ブロック図に沿っ
て、処理内容を概説する。センサ出力変換処理部（変換
手段）100では、三元触媒７上流側の広域型酸素濃度セ
ンサ８からのＡ／Ｄ変換後の出力を、第１変換テーブル
によって排気空燃比の検出値に変換すると共に、三元触
媒７下流側のストイキ型酸素濃度センサ９からのＡ／Ｄ
変換後の出力を、第２変換テーブルによって排気空燃比
の検出値に変換する。ここで、前記第１変換テーブル及
び第２変換テーブルは、図３に示すような変換特性を有
する。そして、第１変換テーブルは、Ａ／Ｄ変換出力値
の変化に対して排気空燃比の検出値が略均等に割付して
あるのに対し、第２変換テーブルは、理論空燃比近傍の
Ａ／Ｄ変換出力値に対して、排気空燃比の検出値が細か
く高密度に割付してあり、これにより、理論空燃比近傍
の排気空燃比が高分解能で演算される。
て、処理内容を概説する。センサ出力変換処理部（変換
手段）100では、三元触媒７上流側の広域型酸素濃度セ
ンサ８からのＡ／Ｄ変換後の出力を、第１変換テーブル
によって排気空燃比の検出値に変換すると共に、三元触
媒７下流側のストイキ型酸素濃度センサ９からのＡ／Ｄ
変換後の出力を、第２変換テーブルによって排気空燃比
の検出値に変換する。ここで、前記第１変換テーブル及
び第２変換テーブルは、図３に示すような変換特性を有
する。そして、第１変換テーブルは、Ａ／Ｄ変換出力値
の変化に対して排気空燃比の検出値が略均等に割付して
あるのに対し、第２変換テーブルは、理論空燃比近傍の
Ａ／Ｄ変換出力値に対して、排気空燃比の検出値が細か
く高密度に割付してあり、これにより、理論空燃比近傍
の排気空燃比が高分解能で演算される。
【００２４】酸素ストレージ量推定部101 （酸素ストレ
ージ量推定手段）では、前記センサ出力変換処理部100
により変換処理された三元触媒７上流側の及び下流側の
排気空燃比（酸素濃度）に基づいて三元触媒７における
酸素ストレージ量を推定する。
ージ量推定手段）では、前記センサ出力変換処理部100
により変換処理された三元触媒７上流側の及び下流側の
排気空燃比（酸素濃度）に基づいて三元触媒７における
酸素ストレージ量を推定する。
【００２５】一方、目標酸素ストレージ量設定部102
（目標ストレージ量設定手段）では、エンジン負荷Ｔｐ
とエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標酸素ストレー
ジ量を設定する。尚、ＣＯ，ＨＣが出やすい運転領域で
は前記目標酸素ストレージ量を比較的大きくして、Ｃ
Ｏ，ＨＣの酸化反応が促進されるようにし、逆に、ＮＯ
ｘが出やすい領域では前記目標酸素ストレージ量を比較
的小さくして、ＮＯｘの還元反応が促進されるようにす
ると良い。
（目標ストレージ量設定手段）では、エンジン負荷Ｔｐ
とエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標酸素ストレー
ジ量を設定する。尚、ＣＯ，ＨＣが出やすい運転領域で
は前記目標酸素ストレージ量を比較的大きくして、Ｃ
Ｏ，ＨＣの酸化反応が促進されるようにし、逆に、ＮＯ
ｘが出やすい領域では前記目標酸素ストレージ量を比較
的小さくして、ＮＯｘの還元反応が促進されるようにす
ると良い。
【００２６】酸素ストレージ量比較部103 では、前記酸
素ストレージ濃度推定部101 で推定された実際の酸素ス
トレージ量と、前記目標酸素ストレージ量設定部102 で
設定された目標酸素ストレージ量との差を演算する。
素ストレージ濃度推定部101 で推定された実際の酸素ス
トレージ量と、前記目標酸素ストレージ量設定部102 で
設定された目標酸素ストレージ量との差を演算する。
【００２７】そして、目標空燃比設定部104 では、前記
酸素ストレージ量比較部103 で算出された酸素ストレー
ジ量の実際値と目標値との差を、目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）に変換する。尚、前記目標空燃比は、三元触媒７の
上流側の酸素濃度センサ８で検出される触媒入口の排気
空燃比の目標値である。
酸素ストレージ量比較部103 で算出された酸素ストレー
ジ量の実際値と目標値との差を、目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）に変換する。尚、前記目標空燃比は、三元触媒７の
上流側の酸素濃度センサ８で検出される触媒入口の排気
空燃比の目標値である。
【００２８】空燃比比較部105 では、前記目標空燃比設
定部104 で設定された目標空燃比と、前記酸素濃度セン
サ８からの検出信号に基づいてセンサ出力変換処理部10
0で検出された三元触媒７入口での実際の空燃比とを比
較し、空燃比偏差算出部106では、前記目標空燃比と実
際の空燃比との差を算出する。
定部104 で設定された目標空燃比と、前記酸素濃度セン
サ８からの検出信号に基づいてセンサ出力変換処理部10
0で検出された三元触媒７入口での実際の空燃比とを比
較し、空燃比偏差算出部106では、前記目標空燃比と実
際の空燃比との差を算出する。
【００２９】そして、噴射量補正部107 （排気空燃比フ
ィードバック手段）では、前記空燃比の差が少なくする
ように、換言すれば、実際の空燃比を前記目標空燃比に
近づけるように、燃料噴射弁２による燃料噴射量を補正
するための補正値を決定する。
ィードバック手段）では、前記空燃比の差が少なくする
ように、換言すれば、実際の空燃比を前記目標空燃比に
近づけるように、燃料噴射弁２による燃料噴射量を補正
するための補正値を決定する。
【００３０】尚、上記目標酸素ストレージ量設定部102
，酸素ストレージ量比較部103 ，目標空燃比設定部104
，空燃比比較部105 ，空燃比偏差算出部106 及び噴射
量補正部107 によって入口空燃比制御手段が構成され
る。
，酸素ストレージ量比較部103 ，目標空燃比設定部104
，空燃比比較部105 ，空燃比偏差算出部106 及び噴射
量補正部107 によって入口空燃比制御手段が構成され
る。
【００３１】噴射量演算部108 では、エンジン１の吸入
空気量Ｑ，回転速度Ｎｅに基づいて基本燃料噴射量を演
算すると共に、エンジン１の冷却水温度Ｔｗ等に応じた
補正値、及び、前記噴射量補正部107 で設定された補正
値によって前記基本燃料噴射量を補正して、最終的な燃
料噴射量を算出する。そして、前記燃料噴射量に相当す
るパルス幅の噴射パルス信号を、所定の噴射タイミング
において燃料噴射弁２に出力する。
空気量Ｑ，回転速度Ｎｅに基づいて基本燃料噴射量を演
算すると共に、エンジン１の冷却水温度Ｔｗ等に応じた
補正値、及び、前記噴射量補正部107 で設定された補正
値によって前記基本燃料噴射量を補正して、最終的な燃
料噴射量を算出する。そして、前記燃料噴射量に相当す
るパルス幅の噴射パルス信号を、所定の噴射タイミング
において燃料噴射弁２に出力する。
【００３２】ここで、図２の制御ブロック図に示した制
御内容を、図３のフローチャートに従って詳述する。図
３のフローチャートにおいて、まず、Ｓ１では、三元触
媒７上流側の酸素濃度センサ８からの検出信号（Ａ／Ｄ
変換値）を、前記第１変換テーブルにより変換して三元
触媒７入口での排気空燃比（酸素濃度）を検出する。
御内容を、図３のフローチャートに従って詳述する。図
３のフローチャートにおいて、まず、Ｓ１では、三元触
媒７上流側の酸素濃度センサ８からの検出信号（Ａ／Ｄ
変換値）を、前記第１変換テーブルにより変換して三元
触媒７入口での排気空燃比（酸素濃度）を検出する。
【００３３】Ｓ２では、前記Ｓ１で検出した排気空燃比
を平均化処理し、Ｓ３では、前記平均化処理された排気
空燃比を、入口空燃比ＡＦＩＮとする。Ｓ４では、三元
触媒７下流側の酸素濃度センサ９からの検出信号（Ａ／
Ｄ変換値）を、前記第１変換テーブルにより変換して三
元触媒７出口での排気空燃比（酸素濃度）を検出する。
を平均化処理し、Ｓ３では、前記平均化処理された排気
空燃比を、入口空燃比ＡＦＩＮとする。Ｓ４では、三元
触媒７下流側の酸素濃度センサ９からの検出信号（Ａ／
Ｄ変換値）を、前記第１変換テーブルにより変換して三
元触媒７出口での排気空燃比（酸素濃度）を検出する。
【００３４】Ｓ５では、前記Ｓ４で検出した排気空燃比
を平均化処理し、Ｓ６では、前記平均化処理された排気
空燃比を、出口空燃比ＡＦＯＵＴとする。Ｓ７では、前
記入口空燃比ＡＦＩＮと出口空燃比ＡＦＯＵＴとの差を
変数とする関数ｆ1 （ＡＦＩＮ−ＡＦＯＵＴ）に基づい
て三元触媒７における酸素ストレージ量の推定値ＳＯ2
を算出する。前記関数ｆ1 （ＡＦＩＮ−ＡＦＯＵＴ）
は、入口空燃比ＡＦＩＮと出口空燃比ＡＦＯＵＴとの
差、即ち、供給酸素量と反応後の残存酸素量との差か
ら、三元触媒における酸素ストレージ量を推定するモデ
ル式である。
を平均化処理し、Ｓ６では、前記平均化処理された排気
空燃比を、出口空燃比ＡＦＯＵＴとする。Ｓ７では、前
記入口空燃比ＡＦＩＮと出口空燃比ＡＦＯＵＴとの差を
変数とする関数ｆ1 （ＡＦＩＮ−ＡＦＯＵＴ）に基づい
て三元触媒７における酸素ストレージ量の推定値ＳＯ2
を算出する。前記関数ｆ1 （ＡＦＩＮ−ＡＦＯＵＴ）
は、入口空燃比ＡＦＩＮと出口空燃比ＡＦＯＵＴとの
差、即ち、供給酸素量と反応後の残存酸素量との差か
ら、三元触媒における酸素ストレージ量を推定するモデ
ル式である。
【００３５】Ｓ８では、エンジン負荷Ｔｐとエンジン回
転速度Ｎｅとに応じて予め目標酸素ストレージ量ＴＳＯ
2 を記憶したマップを参照し、そのときのエンジン負荷
Ｔｐとエンジン回転速度Ｎｅに対応する目標酸素ストレ
ージ量ＴＳＯ2 を検索する。
転速度Ｎｅとに応じて予め目標酸素ストレージ量ＴＳＯ
2 を記憶したマップを参照し、そのときのエンジン負荷
Ｔｐとエンジン回転速度Ｎｅに対応する目標酸素ストレ
ージ量ＴＳＯ2 を検索する。
【００３６】Ｓ９では、前記目標酸素ストレージ量ＴＳ
Ｏ2 と推定値ＳＯ2 との差ΔＳＯ2を算出する。Ｓ10で
は、前記酸素ストレージ量の差ΔＳＯ2 を変数とする関
数ｆ2 （ΔＳＯ2 ）に基づいて三元触媒７の入口での目
標排気空燃比ＴＡＦを算出する。前記関数ｆ2 （ΔＳＯ
2 ）は、前記酸素ストレージ量の差ΔＳＯ2 を０ならし
めるための、差ΔＳＯ2 から目標排気空燃比ＴＡＦへの
変換モデル式である。
Ｏ2 と推定値ＳＯ2 との差ΔＳＯ2を算出する。Ｓ10で
は、前記酸素ストレージ量の差ΔＳＯ2 を変数とする関
数ｆ2 （ΔＳＯ2 ）に基づいて三元触媒７の入口での目
標排気空燃比ＴＡＦを算出する。前記関数ｆ2 （ΔＳＯ
2 ）は、前記酸素ストレージ量の差ΔＳＯ2 を０ならし
めるための、差ΔＳＯ2 から目標排気空燃比ＴＡＦへの
変換モデル式である。
【００３７】Ｓ11では、前記目標排気空燃比ＴＡＦと、
実際の触媒入口空燃比である前記入口空燃比ＡＦＩＮと
の差ΔＡＦを演算する。Ｓ12では、前記ΔＡＦに基づい
て実際の入口空燃比ＡＦＩＮが、目標排気空燃比ＴＡＦ
よりもリーンであるかリッチであるかを判別する。
実際の触媒入口空燃比である前記入口空燃比ＡＦＩＮと
の差ΔＡＦを演算する。Ｓ12では、前記ΔＡＦに基づい
て実際の入口空燃比ＡＦＩＮが、目標排気空燃比ＴＡＦ
よりもリーンであるかリッチであるかを判別する。
【００３８】そして、実際の入口空燃比ＡＦＩＮが目標
排気空燃比ＴＡＦよりもリーンであるときには、Ｓ13へ
進んで燃料噴射量をより増量して入口空燃比をよりリッ
チに修正すべく補正値をリッチ方向へ積分制御する。
排気空燃比ＴＡＦよりもリーンであるときには、Ｓ13へ
進んで燃料噴射量をより増量して入口空燃比をよりリッ
チに修正すべく補正値をリッチ方向へ積分制御する。
【００３９】一方、実際の入口空燃比ＡＦＩＮが目標排
気空燃比ＴＡＦよりもリッチであるときには、Ｓ14へ進
んで燃料噴射量をより減量して入口空燃比をよりリーン
に修正すべく補正値をリーン方向へ積分制御する。
気空燃比ＴＡＦよりもリッチであるときには、Ｓ14へ進
んで燃料噴射量をより減量して入口空燃比をよりリーン
に修正すべく補正値をリーン方向へ積分制御する。
【００４０】また、実際の入口空燃比ＡＦＩＮが略目標
排気空燃比ＴＡＦに一致しているときには、Ｓ15へ進ん
で、それまでの補正値を保持させるようにする。実際の
入口空燃比ＡＦＩＮをリッチ化すれば、三元触媒７に対
する供給酸素量が減少して、酸素ストレージ量を減少変
化させることができ、また、実際の入口空燃比ＡＦＩＮ
をリーン化すれば、三元触媒７に対する供給酸素量が増
大して、酸素ストレージ量を増大変化させることができ
る。
排気空燃比ＴＡＦに一致しているときには、Ｓ15へ進ん
で、それまでの補正値を保持させるようにする。実際の
入口空燃比ＡＦＩＮをリッチ化すれば、三元触媒７に対
する供給酸素量が減少して、酸素ストレージ量を減少変
化させることができ、また、実際の入口空燃比ＡＦＩＮ
をリーン化すれば、三元触媒７に対する供給酸素量が増
大して、酸素ストレージ量を増大変化させることができ
る。
【００４１】従って、前記目標排気空燃比ＴＡＦの設定
においては、推定値ＳＯ2 が目標酸素ストレージ量ＴＳ
Ｏ2 よりも少ないときには、その差が大きいときほど目
標排気空燃比ＴＡＦとしてリーンな空燃比を設定すれ
ば、実際の酸素ストレージ量を増大変化させて目標に近
づけることができ、また、推定値ＳＯ2 が目標酸素スト
レージ量ＴＳＯ2 よりも多いときには、その差が大きい
ときほど目標排気空燃比ＴＡＦとしてリッチな空燃比を
設定すれば、実際の酸素ストレージ量を減少変化させて
目標に近づけることができる。
においては、推定値ＳＯ2 が目標酸素ストレージ量ＴＳ
Ｏ2 よりも少ないときには、その差が大きいときほど目
標排気空燃比ＴＡＦとしてリーンな空燃比を設定すれ
ば、実際の酸素ストレージ量を増大変化させて目標に近
づけることができ、また、推定値ＳＯ2 が目標酸素スト
レージ量ＴＳＯ2 よりも多いときには、その差が大きい
ときほど目標排気空燃比ＴＡＦとしてリッチな空燃比を
設定すれば、実際の酸素ストレージ量を減少変化させて
目標に近づけることができる。
【００４２】そして、三元触媒７における酸素ストレー
ジ量を目標値（最適値）に維持することができれば、三
元触媒７におけるＣＯ，ＨＣの酸化反応及びＮＯｘの還
元反応をバランス良く実行させて、最大限の浄化性能を
得ることができる。
ジ量を目標値（最適値）に維持することができれば、三
元触媒７におけるＣＯ，ＨＣの酸化反応及びＮＯｘの還
元反応をバランス良く実行させて、最大限の浄化性能を
得ることができる。
【図１】請求項１，２記載の発明に係る装置の基本構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】実施の形態におけるエンジンのシスムテ構成及
び制御内容を示すブロック図。
び制御内容を示すブロック図。
【図３】実施の形態に使用する第１変換テーブル及び第
２変換テ−ブルを示す図。
２変換テ−ブルを示す図。
【図４】実施の形態における酸素ストレージ量制御の様
子を示すフローチャート。
子を示すフローチャート。
１ エンジン ２ 燃料噴射弁 ３ 吸気弁 ４ 点火栓 ５ 排気弁 ６ 排気通路 ７ 三元触媒 ８ 広域型酸素濃度センサ ９ ストイキ型酸素濃度センサ 10 コントロールユニット 101 酸素ストレージ量推定部 102 目標酸素ストレージ量設定部 103 酸素ストレージ量比較部 104 目標空燃比設定部 105 空燃比比較部 106 空燃比偏差算出部 107 噴射量補正部 108 噴射量演算部 109入口空燃比検出部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA17 AA23 AB03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 DA01 DA02 DB01 DB11 DB13 DC03 EA01 EA05 EA16 EA34 HA36 HA37 HA42 3G301 JA21 MA01 MA12 NB02 NC02 ND01 PA01Z PD00A PD00Z PD03Z PD04A PD04Z PD09Z PE01Z
Claims (3)
- 【請求項１】エンジンの排気通路に介装される三元触媒
の上流側に設置され、排気空燃比の変化に対して出力値
が連続的に変化する特性を有した広域型酸素濃度センサ
と、 三元触媒の下流側に設置され、排気空燃比の理論空燃比
近傍で出力値が急変する特性を有したストイキ型酸素濃
度センサと、 前記広域型酸素濃度センサの出力値に対して排気空燃比
検出値を割付した第１変換テーブルと、前記ストイキ型
酸素濃度センサの出力値に対して理論空燃比近傍の排気
空燃比検出値を高密度に割付した第２変換テーブルと、
を有する変換手段と、 前記広域型酸素濃度センサ及びストイキ型酸素濃度セン
サの出力値を、それぞれ前記変換手段で変換して求めら
れた三元触媒上流側の排気空燃比と、三元触媒下流側の
排気空燃比と、に基づいて前記三元触媒における酸素ス
トレージ量を推定する酸素ストレージ量推定手段と、 該酸素ストレージ量推定手段で推定された酸素ストレー
ジ量に基づいて前記三元触媒入口の排気空燃比を制御す
る入口空燃比制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴する三元触媒の酸素スト
レージ量制御装置。 - 【請求項２】前記入口空燃比制御手段が、 エンジンの運転状態に基づいて酸素ストレージ量の目標
値を設定する目標ストレージ量設定手段と、 該目標ストレージ量設定手段で設定された目標値と前記
酸素ストレージ量推定手段で推定された酸素ストレージ
量との差が少なくなるように、前記三元触媒入口の排気
空燃比をフィードバック制御する排気空燃比フィードバ
ック手段と、 を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の三
元触媒の酸素ストレージ量制御装置。 - 【請求項３】前記排気空燃比フィードバック手段が、前
記目標ストレージ量設定手段で設定された目標値と前記
酸素ストレージ量推定手段で推定された酸素ストレージ
量との差を前記三元触媒入口の目標排気空燃比に変換
し、該目標排気空燃比と前記三元触媒の上流側の酸素濃
度センサで検出される実際の排気空燃比との差に基づい
て、前記三元触媒入口の排気空燃比をフィードバック制
御することを特徴とする請求項２記載の三元触媒の酸素
ストレージ量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09087999A JP4155662B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 三元触媒の酸素ストレージ量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09087999A JP4155662B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 三元触媒の酸素ストレージ量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282925A true JP2000282925A (ja) | 2000-10-10 |
| JP4155662B2 JP4155662B2 (ja) | 2008-09-24 |
Family
ID=14010757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09087999A Expired - Fee Related JP4155662B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 三元触媒の酸素ストレージ量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4155662B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6854262B2 (en) | 2001-03-19 | 2005-02-15 | Hitachi Unisia Automotive, Ltd. | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine and method thereof |
| JP2010112246A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
| CN112780427A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机系统的控制方法及装置 |
| US11047324B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-06-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Oxygen storage amount estimation device, oxygen storage amount estimation system, controller for internal combustion engine, data analysis device, and method for estimating oxygen storage amount |
| CN114810391A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-29 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09087999A patent/JP4155662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6854262B2 (en) | 2001-03-19 | 2005-02-15 | Hitachi Unisia Automotive, Ltd. | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine and method thereof |
| JP2010112246A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US11047324B2 (en) | 2019-04-18 | 2021-06-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Oxygen storage amount estimation device, oxygen storage amount estimation system, controller for internal combustion engine, data analysis device, and method for estimating oxygen storage amount |
| CN112780427A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机系统的控制方法及装置 |
| CN114810391A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-29 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4155662B2 (ja) | 2008-09-24 |
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