JP2000314342A - 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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- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の酸素蓄積量の演算誤差を回避する。
【解決手段】 触媒６の上流の排気通路３に排気ガスの
空燃比を検出する空燃比センサ１１を持ち、この空燃比
センサ１１の検出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づ
いて触媒６に蓄積される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積
量演算手段と、この酸素蓄積量の演算値が予め定めた目
標値となるように吸入空気の空燃比を制御する制御手段
とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記酸
素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値にリミッタ
を設ける。
空燃比を検出する空燃比センサ１１を持ち、この空燃比
センサ１１の検出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づ
いて触媒６に蓄積される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積
量演算手段と、この酸素蓄積量の演算値が予め定めた目
標値となるように吸入空気の空燃比を制御する制御手段
とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記酸
素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値にリミッタ
を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の空燃
比制御装置に関する。
比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化
するために、排気通路に三元触媒を配設し、三元触媒よ
り上流の排気通路に配設した空燃比センサにより排気ガ
スの空燃比を検出し、排気ガスの空燃比の理論空燃比か
らの偏差に基づいて三元触媒に蓄積される酸素量を推定
（演算）し、この酸素蓄積量の推定値（演算値）が目標
値（例えば、三元触媒の酸素蓄積限界値の半分程度）と
なるように吸入空気の空燃比を制御する技術が知られて
いる。
するために、排気通路に三元触媒を配設し、三元触媒よ
り上流の排気通路に配設した空燃比センサにより排気ガ
スの空燃比を検出し、排気ガスの空燃比の理論空燃比か
らの偏差に基づいて三元触媒に蓄積される酸素量を推定
（演算）し、この酸素蓄積量の推定値（演算値）が目標
値（例えば、三元触媒の酸素蓄積限界値の半分程度）と
なるように吸入空気の空燃比を制御する技術が知られて
いる。
【０００３】この場合、排気ガスの空燃比がリーンのと
き三元触媒に酸素が吸着して、リッチのときに三元触媒
から酸素が脱離するが、三元触媒に酸素が吸着する速度
よりも三元触媒から酸素が脱離する速度が小さいため、
排気ガスの空燃比がリーンのときは酸素蓄積量の増量分
を増加して、リッチのときは酸素蓄積量の減量分を減少
して、酸素蓄積量を演算することが行われている（特開
平９ー３１０６３５号、６ー２４９０２８号公報等参
照）。
き三元触媒に酸素が吸着して、リッチのときに三元触媒
から酸素が脱離するが、三元触媒に酸素が吸着する速度
よりも三元触媒から酸素が脱離する速度が小さいため、
排気ガスの空燃比がリーンのときは酸素蓄積量の増量分
を増加して、リッチのときは酸素蓄積量の減量分を減少
して、酸素蓄積量を演算することが行われている（特開
平９ー３１０６３５号、６ー２４９０２８号公報等参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなエンジン
は、例えば減速時等にエンジンへの燃料の供給をカット
するが、この燃料カット時は空燃比が超希薄となるた
め、三元触媒の酸素蓄積量は直ちに限界値に達するよう
になる。即ち、燃料カット時に空燃比センサの出力を基
に酸素蓄積量の演算を続けていると、三元触媒の実際の
酸素蓄積量が限界値に達するのにかかわらず、演算値の
みが大きくなり、実際の酸素蓄積量と演算値にずれを生
じてしまう。したがって、燃料カット後、元の運転に復
帰したときに空燃比制御を適切に行えなくなる可能性が
ある。
は、例えば減速時等にエンジンへの燃料の供給をカット
するが、この燃料カット時は空燃比が超希薄となるた
め、三元触媒の酸素蓄積量は直ちに限界値に達するよう
になる。即ち、燃料カット時に空燃比センサの出力を基
に酸素蓄積量の演算を続けていると、三元触媒の実際の
酸素蓄積量が限界値に達するのにかかわらず、演算値の
みが大きくなり、実際の酸素蓄積量と演算値にずれを生
じてしまう。したがって、燃料カット後、元の運転に復
帰したときに空燃比制御を適切に行えなくなる可能性が
ある。
【０００５】また、燃料カット時に限らず、空燃比の希
薄な状態が続いたりすると、三元触媒の実際の酸素蓄積
量が限界値に達して、やはり演算値との間でずれを生じ
ることがある。したがって、このような場合誤った値を
基に空燃比制御を行ってしまう可能性がある。
薄な状態が続いたりすると、三元触媒の実際の酸素蓄積
量が限界値に達して、やはり演算値との間でずれを生じ
ることがある。したがって、このような場合誤った値を
基に空燃比制御を行ってしまう可能性がある。
【０００６】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、排気通路
に少なくとも一つの触媒を持ち、その上流の排気通路に
排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを持ち、この
空燃比センサの検出空燃比の理論空燃比からの偏差に基
づいて触媒に蓄積される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積
量演算手段と、この酸素蓄積量の演算値が予め定めた目
標値となるように吸入空気の空燃比を制御する制御手段
とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記酸
素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値にリミッタ
を設ける。
に少なくとも一つの触媒を持ち、その上流の排気通路に
排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを持ち、この
空燃比センサの検出空燃比の理論空燃比からの偏差に基
づいて触媒に蓄積される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積
量演算手段と、この酸素蓄積量の演算値が予め定めた目
標値となるように吸入空気の空燃比を制御する制御手段
とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記酸
素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値にリミッタ
を設ける。
【０００８】第２の発明は、排気通路に少なくとも一つ
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、機関の運転状態が燃料カ
ット時かどうかを判定する判定手段と、燃料カット時に
前記酸素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値が触
媒の酸素蓄積限界値を越えたときに、その酸素蓄積量の
演算を中止すると共に、その酸素蓄積限界値を演算リミ
ッタとして酸素蓄積量の演算値に更新する演算値更新手
段とを設ける。
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、機関の運転状態が燃料カ
ット時かどうかを判定する判定手段と、燃料カット時に
前記酸素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値が触
媒の酸素蓄積限界値を越えたときに、その酸素蓄積量の
演算を中止すると共に、その酸素蓄積限界値を演算リミ
ッタとして酸素蓄積量の演算値に更新する演算値更新手
段とを設ける。
【０００９】第３の発明は、排気通路に少なくとも一つ
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、前記触媒の下流の排気通
路に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを設け、
この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側のリーン状態と判定したときに、前記酸素蓄積量演算
手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共に、触媒の
酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸素蓄積量の
演算値に更新する演算値更新手段を設ける。
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、前記触媒の下流の排気通
路に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを設け、
この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側のリーン状態と判定したときに、前記酸素蓄積量演算
手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共に、触媒の
酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸素蓄積量の
演算値に更新する演算値更新手段を設ける。
【００１０】第４の発明は、排気通路に少なくとも一つ
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、前記触媒の下流の排気通
路に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを設け、
この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側に設定した判定値よりもリーンにあるとき、前記酸素
蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共
に、触媒の酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸
素蓄積量の演算値に更新する演算値更新手段を設ける。
の触媒を持ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比
を検出する空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検
出空燃比の理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積
される酸素蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、こ
の酸素蓄積量の演算値が予め定めた目標値となるように
吸入空気の空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機
関の空燃比制御装置において、前記触媒の下流の排気通
路に排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサを設け、
この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側に設定した判定値よりもリーンにあるとき、前記酸素
蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共
に、触媒の酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸
素蓄積量の演算値に更新する演算値更新手段を設ける。
【００１１】
【発明の効果】第１の発明によれば、空燃比センサの出
力に基づく触媒の酸素蓄積量の演算値と実際の酸素蓄積
量とのずれを防止できる。
力に基づく触媒の酸素蓄積量の演算値と実際の酸素蓄積
量とのずれを防止できる。
【００１２】第２の発明によれば、燃料カット時に触媒
の酸素蓄積量の演算値と実際の酸素蓄積量との間にずれ
を生じることがなく、燃料カット後、元の運転に復帰し
た際に、実際の酸素蓄積量に一致した演算値を基に空燃
比制御を適切に行える。
の酸素蓄積量の演算値と実際の酸素蓄積量との間にずれ
を生じることがなく、燃料カット後、元の運転に復帰し
た際に、実際の酸素蓄積量に一致した演算値を基に空燃
比制御を適切に行える。
【００１３】第３の発明によれば、燃料カット時に限ら
ず、何らかの要因によって空燃比の希薄な状態が続いた
場合に、触媒の酸素蓄積量の演算値に基づく空燃比制御
に適切に復帰できる。
ず、何らかの要因によって空燃比の希薄な状態が続いた
場合に、触媒の酸素蓄積量の演算値に基づく空燃比制御
に適切に復帰できる。
【００１４】第４の発明によれば、触媒の酸素蓄積量の
演算値と実際の酸素蓄積量とのずれを速やかに補正し
て、適切に目標空燃比を設定できる。
演算値と実際の酸素蓄積量とのずれを速やかに補正し
て、適切に目標空燃比を設定できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１６】図１において、１はエンジン本体、２は吸
気通路、３は排気通路、４は燃料噴射弁を示す。吸気通
路２にはスロットル弁５が介装され、排気通路３には三
元触媒６が設置される。
気通路、３は排気通路、４は燃料噴射弁を示す。吸気通
路２にはスロットル弁５が介装され、排気通路３には三
元触媒６が設置される。
【００１７】排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーン
のとき三元触媒６に酸素が吸着され、理論空燃比よりリ
ッチのとき三元触媒６から酸素が脱離され、これらの反
応によって排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘが浄化され
る。
のとき三元触媒６に酸素が吸着され、理論空燃比よりリ
ッチのとき三元触媒６から酸素が脱離され、これらの反
応によって排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘが浄化され
る。
【００１８】三元触媒６の上流および下流の排気通路３
にはそれぞれ排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ
１１，２０が設置され、この信号はコントロールユニッ
ト１０に入力される。空燃比センサ１１は、排気ガスの
空燃比をリニアに計測することができるタイプのもので
あり、また空燃比センサ２０は、排気ガスの空燃比が理
論空燃比を境に出力値が急増するタイプのものである。
なお、空燃比センサ２０も空燃比をリニアに計測するこ
とができるタイプのものでも良い。
にはそれぞれ排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ
１１，２０が設置され、この信号はコントロールユニッ
ト１０に入力される。空燃比センサ１１は、排気ガスの
空燃比をリニアに計測することができるタイプのもので
あり、また空燃比センサ２０は、排気ガスの空燃比が理
論空燃比を境に出力値が急増するタイプのものである。
なお、空燃比センサ２０も空燃比をリニアに計測するこ
とができるタイプのものでも良い。
【００１９】また、エンジンの運転条件を検出する手段
として、エンジンの回転数、クランク角を検出する回転
数センサ（クランク角センサ）１２、エンジンの吸入空
気量（負荷）を検出する吸気量センサ１３、スロットル
弁５の開度を検出するスロットル弁開度センサ１４、エ
ンジンの冷却水温を検出する水温センサ１５、および車
速を検出する車速センサ１６等が設けられ、これらの信
号もコントロールユニット１０に入力される。
として、エンジンの回転数、クランク角を検出する回転
数センサ（クランク角センサ）１２、エンジンの吸入空
気量（負荷）を検出する吸気量センサ１３、スロットル
弁５の開度を検出するスロットル弁開度センサ１４、エ
ンジンの冷却水温を検出する水温センサ１５、および車
速を検出する車速センサ１６等が設けられ、これらの信
号もコントロールユニット１０に入力される。
【００２０】これらのセンサ信号に基づき、コントロー
ルユニット１０によって、三元触媒６の酸素蓄積量が演
算され、その酸素蓄積量が目標値となるように燃料噴射
弁４の燃料噴射量制御つまり空燃比制御が行われる。ま
た、その三元触媒６の酸素蓄積量の演算は、後述の条件
において中止されると共に、その酸素蓄積量の演算値に
リミッタが設けられる。
ルユニット１０によって、三元触媒６の酸素蓄積量が演
算され、その酸素蓄積量が目標値となるように燃料噴射
弁４の燃料噴射量制御つまり空燃比制御が行われる。ま
た、その三元触媒６の酸素蓄積量の演算は、後述の条件
において中止されると共に、その酸素蓄積量の演算値に
リミッタが設けられる。
【００２１】次に、コントロールユニット１０による制
御内容を図２のフローチャートに基づいて説明する。な
お、このフローは所定の制御周期で実行する。
御内容を図２のフローチャートに基づいて説明する。な
お、このフローは所定の制御周期で実行する。
【００２２】図２に示すように、ステップ１では、酸素
蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである空燃
比センサ１１の出力（検出空燃比ＡＦＳＡＢＦ）、三元
触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓｐｅｅｄ、エ
ンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、スロットル弁開
度、エンジン冷却水温、車速等を読み込む。
蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである空燃
比センサ１１の出力（検出空燃比ＡＦＳＡＢＦ）、三元
触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓｐｅｅｄ、エ
ンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、スロットル弁開
度、エンジン冷却水温、車速等を読み込む。
【００２３】ステップ２では、三元触媒６の酸素蓄積量
の演算開始条件を判定する。これは、三元触媒６が活性
状態にあるときにＯＫとする。簡単には、触媒の推定温
度が所定値以上のとき、ＯＫとする。触媒の推定温度
は、例えば冷却水温に基づいて求める。
の演算開始条件を判定する。これは、三元触媒６が活性
状態にあるときにＯＫとする。簡単には、触媒の推定温
度が所定値以上のとき、ＯＫとする。触媒の推定温度
は、例えば冷却水温に基づいて求める。
【００２４】ステップ３では、エンジンの燃料カット時
かどうかを見る。エンジン回転数Ｎｅ、スロットル弁開
度、車速等に基づき、所定の減速運転に入ると燃料噴射
弁４の燃料カットを行うようになっている。
かどうかを見る。エンジン回転数Ｎｅ、スロットル弁開
度、車速等に基づき、所定の減速運転に入ると燃料噴射
弁４の燃料カットを行うようになっている。
【００２５】燃料カット時にないときは、ステップ４に
進む。
進む。
【００２６】ステップ４では、三元触媒６の酸素蓄積量
ＯＳＱＨを演算する。これは、空燃比センサ１１の検出
空燃比ＡＦＳＡＢＦの理論空燃比ＡＦＳＭからの偏差に
基づき、次式（１）によって求めることができる。
ＯＳＱＨを演算する。これは、空燃比センサ１１の検出
空燃比ＡＦＳＡＢＦの理論空燃比ＡＦＳＭからの偏差に
基づき、次式（１）によって求めることができる。
【００２７】 ＯＳＱＨ＝｛（ＡＦＳＡＢＦ−ＡＦＳＭ）／ＡＦＳＭ｝ ×Ｑａ×ＡＤＳｓｐｅｅｄ＋ＨＳＯＳＱ （１） ただし、ＨＳＯＳＱは前回演算酸素蓄積量、またＡＤＳ
ｓｐｅｅｄは検出空燃比ＡＦＳＡＢＦがリーンのときは
相対的に大きな値を取り、リッチのときは相対的に小さ
な値を取る。
ｓｐｅｅｄは検出空燃比ＡＦＳＡＢＦがリーンのときは
相対的に大きな値を取り、リッチのときは相対的に小さ
な値を取る。
【００２８】三元触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨは、検出
空燃比ＡＦＳＡＢＦが理論空燃比ＡＦＳＭよりリーンの
とき（ＡＦＳＡＢＦ−ＡＦＳＭ＞０）は増加し、理論空
燃比ＡＦＳＭよりリッチのとき（ＡＦＳＡＢＦ−ＡＦＳ
Ｍ＜０）は減少する。
空燃比ＡＦＳＡＢＦが理論空燃比ＡＦＳＭよりリーンの
とき（ＡＦＳＡＢＦ−ＡＦＳＭ＞０）は増加し、理論空
燃比ＡＦＳＭよりリッチのとき（ＡＦＳＡＢＦ−ＡＦＳ
Ｍ＜０）は減少する。
【００２９】ステップ５では、三元触媒６の演算酸素蓄
積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏差
を求める。この目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨは、三元触
媒６の酸素蓄積限界値の半分程度とする。
積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏差
を求める。この目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨは、三元触
媒６の酸素蓄積限界値の半分程度とする。
【００３０】ステップ６では、三元触媒６の演算酸素蓄
積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏差
に基づき、比例積分微分制御による次式（２）によって
目標空燃比ＡＬＰＨＡを算出する。
積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏差
に基づき、比例積分微分制御による次式（２）によって
目標空燃比ＡＬＰＨＡを算出する。
【００３１】 ＡＬＰＨＡ＝［ＡＦＳＭ／｛１−（ＴＧＯＳＱＨ−ＯＳＱＨ）×ＰＩＤ ／Ｑａ｝−ＡＦＳＡＢＦ］／ＡＦＳＡＢＦ×ＰＩＤ （２） ただし、ＰＩＤは比例積分微分のゲイン。
【００３２】三元触媒６の演算酸素蓄積量ＯＳＱＨが目
標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨより大きいとき（ＴＧＯＳＱ
Ｈ−ＯＳＱＨ＜０）は目標空燃比ＡＬＰＨＡはリッチと
なり、目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨより小さいとき（Ｔ
ＧＯＳＱＨ−ＯＳＱＨ＞０）は目標空燃比ＡＬＰＨＡは
リッチとなる。
標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨより大きいとき（ＴＧＯＳＱ
Ｈ−ＯＳＱＨ＜０）は目標空燃比ＡＬＰＨＡはリッチと
なり、目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨより小さいとき（Ｔ
ＧＯＳＱＨ−ＯＳＱＨ＞０）は目標空燃比ＡＬＰＨＡは
リッチとなる。
【００３３】ステップ７では、燃料噴射量を設定する。
燃料噴射量は、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａ等
から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ）に目
標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して求める。
燃料噴射量は、エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａ等
から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ）に目
標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して求める。
【００３４】一方、ステップ３にて燃料カット時の場
合、ステップ８に進む。
合、ステップ８に進む。
【００３５】ステップ８では、三元触媒６の演算酸素蓄
積量ＯＳＱＨ（この場合前回演算酸素蓄積量）を三元触
媒６の酸素蓄積限界値と比較する。
積量ＯＳＱＨ（この場合前回演算酸素蓄積量）を三元触
媒６の酸素蓄積限界値と比較する。
【００３６】演算酸素蓄積量ＯＳＱＨが三元触媒６の酸
素蓄積限界値より小さい場合、ステップ９にて、三元触
媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算を行う。
素蓄積限界値より小さい場合、ステップ９にて、三元触
媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算を行う。
【００３７】そして、演算酸素蓄積量ＯＳＱＨが三元触
媒６の酸素蓄積限界値を越えると（同値を含む）、ステ
ップ１０にて、三元触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算
を中止すると共に、三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算
酸素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして更新設定する。
媒６の酸素蓄積限界値を越えると（同値を含む）、ステ
ップ１０にて、三元触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算
を中止すると共に、三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算
酸素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして更新設定する。
【００３８】なお、燃料カット時は、ステップ６，７に
て目標空燃比ＡＬＰＨＡ、燃料噴射量は０にする。
て目標空燃比ＡＬＰＨＡ、燃料噴射量は０にする。
【００３９】このような構成により、例えば減速時等、
燃料がカットされると、三元触媒６の実際の酸素蓄積量
が限界値に達するのに対して、空燃比センサ１１の出力
を基に三元触媒６の酸素蓄積量の演算を続けていると、
その酸素蓄積量の演算値のみが大きくなってしまうが、
この際図３のタイミングチャートに示すように、酸素蓄
積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄積量の限界値を越え
ると、その酸素蓄積量の演算は中止される。そして、こ
の際三元触媒６の酸素蓄積量の限界値がリミッタとして
酸素蓄積量の演算値に更新設定されるのである。
燃料がカットされると、三元触媒６の実際の酸素蓄積量
が限界値に達するのに対して、空燃比センサ１１の出力
を基に三元触媒６の酸素蓄積量の演算を続けていると、
その酸素蓄積量の演算値のみが大きくなってしまうが、
この際図３のタイミングチャートに示すように、酸素蓄
積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄積量の限界値を越え
ると、その酸素蓄積量の演算は中止される。そして、こ
の際三元触媒６の酸素蓄積量の限界値がリミッタとして
酸素蓄積量の演算値に更新設定されるのである。
【００４０】したがって、燃料カット時に三元触媒６の
実際の酸素蓄積量と演算値との間にずれを生じることが
なく、燃料カット後、元の運転に復帰した際に、三元触
媒６の実際の酸素蓄積量（限界値）に一致した演算値を
基に目標空燃比を設定することによって、空燃比制御を
適切に行える。
実際の酸素蓄積量と演算値との間にずれを生じることが
なく、燃料カット後、元の運転に復帰した際に、三元触
媒６の実際の酸素蓄積量（限界値）に一致した演算値を
基に目標空燃比を設定することによって、空燃比制御を
適切に行える。
【００４１】図４は、本発明の別の実施の形態（第２の
実施の形態）を示す。これは、燃料カット時に限らず、
三元触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄
積量の限界値を越えた場合に、適切な空燃比制御に復帰
できるようにしたものである。
実施の形態）を示す。これは、燃料カット時に限らず、
三元触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄
積量の限界値を越えた場合に、適切な空燃比制御に復帰
できるようにしたものである。
【００４２】図４に示すように、ステップ２１では、酸
素蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである三
元触媒６の上流の空燃比センサ１１の出力（検出空燃比
ＡＦＳＡＢＦ）、三元触媒６の下流の空燃比センサ２０
の出力、三元触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓ
ｐｅｅｄ、エンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、ス
ロットル弁開度、エンジン冷却水温、車速等を読み込
む。
素蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである三
元触媒６の上流の空燃比センサ１１の出力（検出空燃比
ＡＦＳＡＢＦ）、三元触媒６の下流の空燃比センサ２０
の出力、三元触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓ
ｐｅｅｄ、エンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、ス
ロットル弁開度、エンジン冷却水温、車速等を読み込
む。
【００４３】ステップ２２では、三元触媒６の酸素蓄積
量の演算開始条件（エンジン冷却水温が所定値以上等）
を判定する。
量の演算開始条件（エンジン冷却水温が所定値以上等）
を判定する。
【００４４】ステップ２３では、空燃比センサ２０の出
力を基に三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比がリーン
状態かどうかを見る。
力を基に三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比がリーン
状態かどうかを見る。
【００４５】三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比がリ
ーン状態にないときは、ステップ２４に進む。
ーン状態にないときは、ステップ２４に進む。
【００４６】ステップ２４では、三元触媒６の酸素蓄積
量ＯＳＱＨを前式（１）によって演算する。
量ＯＳＱＨを前式（１）によって演算する。
【００４７】ステップ２５では、三元触媒６の演算酸素
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差を求める。
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差を求める。
【００４８】ステップ２６では、三元触媒６の演算酸素
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差に基づき、前式（２）によって目標空燃比ＡＬＰＨＡ
を算出する。
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差に基づき、前式（２）によって目標空燃比ＡＬＰＨＡ
を算出する。
【００４９】ステップ２７では、エンジン回転数Ｎｅと
吸入空気量Ｑａ等から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×
Ｑａ／Ｎｅ）に目標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して燃料噴
射量を設定する。
吸入空気量Ｑａ等から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×
Ｑａ／Ｎｅ）に目標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して燃料噴
射量を設定する。
【００５０】一方、ステップ２３にて三元触媒６の下流
の排気ガスの空燃比がリーン状態の場合、ステップ２８
に進む。
の排気ガスの空燃比がリーン状態の場合、ステップ２８
に進む。
【００５１】ステップ２８では、三元触媒６の演算酸素
蓄積量ＯＳＱＨ（この場合前回演算酸素蓄積量）を三元
触媒６の酸素蓄積限界値と比較する。
蓄積量ＯＳＱＨ（この場合前回演算酸素蓄積量）を三元
触媒６の酸素蓄積限界値と比較する。
【００５２】演算酸素蓄積量ＯＳＱＨが三元触媒６の酸
素蓄積限界値より小さい場合、ステップ２４に入り三元
触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨを演算して、ステップ２５
〜２７に進む。
素蓄積限界値より小さい場合、ステップ２４に入り三元
触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨを演算して、ステップ２５
〜２７に進む。
【００５３】また、演算酸素蓄積量ＯＳＱＨが三元触媒
６の酸素蓄積限界値を越えると（同値を含む）、ステッ
プ２９にて、三元触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算を
中止すると共に、三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算酸
素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして更新設定して、ステ
ップ２５〜２７に進む。
６の酸素蓄積限界値を越えると（同値を含む）、ステッ
プ２９にて、三元触媒６の酸素蓄積量ＯＳＱＨの演算を
中止すると共に、三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算酸
素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして更新設定して、ステ
ップ２５〜２７に進む。
【００５４】このようにすれば、図３のように三元触媒
６の下流の排気ガスの空燃比がリーン状態となり、三元
触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄積量
の限界値を越えた場合に、演算値と三元触媒６の実際の
酸素蓄積量（限界値）とのずれを補正して、常に正確な
演算値を得ることができる。
６の下流の排気ガスの空燃比がリーン状態となり、三元
触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６の酸素蓄積量
の限界値を越えた場合に、演算値と三元触媒６の実際の
酸素蓄積量（限界値）とのずれを補正して、常に正確な
演算値を得ることができる。
【００５５】したがって、燃料カット時に限らず、何ら
かの要因によって空燃比の希薄な状態が続いた場合に、
演算値を基に目標空燃比を的確に設定することができ、
三元触媒６の酸素蓄積量に基づく空燃比制御に適切に復
帰できる。
かの要因によって空燃比の希薄な状態が続いた場合に、
演算値を基に目標空燃比を的確に設定することができ、
三元触媒６の酸素蓄積量に基づく空燃比制御に適切に復
帰できる。
【００５６】図５は、本発明の別の実施の形態（第３の
実施の形態）を示す。これは、前記第２の実施の形態
が、三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比がリーン状態
の場合、三元触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６
の酸素蓄積量の限界値を越えたかどうかを見るのに対し
て、三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比が理論空燃比
よりもリーン側に設定した判定値よりもリーンにあると
き、三元触媒６の酸素蓄積量の演算を中止すると共に、
三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその
酸素蓄積量の演算値に更新するものである。
実施の形態）を示す。これは、前記第２の実施の形態
が、三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比がリーン状態
の場合、三元触媒６の酸素蓄積量の演算値が三元触媒６
の酸素蓄積量の限界値を越えたかどうかを見るのに対し
て、三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比が理論空燃比
よりもリーン側に設定した判定値よりもリーンにあると
き、三元触媒６の酸素蓄積量の演算を中止すると共に、
三元触媒６の酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその
酸素蓄積量の演算値に更新するものである。
【００５７】図５に示すように、ステップ３１では、酸
素蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである三
元触媒６の上流の空燃比センサ１１の出力（検出空燃比
ＡＦＳＡＢＦ）、三元触媒６の下流の空燃比センサ２０
の出力、三元触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓ
ｐｅｅｄ、エンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、ス
ロットル弁開度、エンジン冷却水温、車速等を読み込
む。
素蓄積量演算パラメータ、条件判定パラメータである三
元触媒６の上流の空燃比センサ１１の出力（検出空燃比
ＡＦＳＡＢＦ）、三元触媒６の下流の空燃比センサ２０
の出力、三元触媒６の酸素の蓄積速度（比率）ＡＤＳｓ
ｐｅｅｄ、エンジンの回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、ス
ロットル弁開度、エンジン冷却水温、車速等を読み込
む。
【００５８】ステップ３２では、三元触媒６の酸素蓄積
量の演算開始条件（エンジン冷却水温が所定値以上等）
を判定する。
量の演算開始条件（エンジン冷却水温が所定値以上等）
を判定する。
【００５９】ステップ３３では、空燃比センサ２０の出
力を基に三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比が理論空
燃比よりもリーン側に設定した判定値よりもリーン状態
かどうかを見る。
力を基に三元触媒６の下流の排気ガスの空燃比が理論空
燃比よりもリーン側に設定した判定値よりもリーン状態
かどうかを見る。
【００６０】ステップ３３にてＮＯのときは、ステップ
３４に進む。
３４に進む。
【００６１】ステップ３４では、三元触媒６の酸素蓄積
量ＯＳＱＨを前式（１）によって演算する。
量ＯＳＱＨを前式（１）によって演算する。
【００６２】ステップ３５では、三元触媒６の演算酸素
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差を求める。
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差を求める。
【００６３】ステップ３６では、三元触媒６の演算酸素
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差に基づき、前式（２）によって目標空燃比ＡＬＰＨＡ
を算出する。
蓄積量ＯＳＱＨの目標酸素蓄積量ＴＧＯＳＱＨからの偏
差に基づき、前式（２）によって目標空燃比ＡＬＰＨＡ
を算出する。
【００６４】ステップ３７では、エンジン回転数Ｎｅと
吸入空気量Ｑａ等から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×
Ｑａ／Ｎｅ）に目標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して燃料噴
射量を設定する。
吸入空気量Ｑａ等から求まる基本燃料噴射量（定数Ｋ×
Ｑａ／Ｎｅ）に目標空燃比ＡＬＰＨＡを乗算して燃料噴
射量を設定する。
【００６５】一方、ステップ３３にてＹＥＳの場合、ス
テップ３８に進む。
テップ３８に進む。
【００６６】ステップ３８では、三元触媒６の酸素蓄積
量ＯＳＱＨの演算を中止すると共に、三元触媒６の酸素
蓄積限界値を演算酸素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして
更新設定して、ステップ３５〜３７に進む。
量ＯＳＱＨの演算を中止すると共に、三元触媒６の酸素
蓄積限界値を演算酸素蓄積量ＯＳＱＨにリミッタとして
更新設定して、ステップ３５〜３７に進む。
【００６７】このようにすれば、三元触媒６の酸素蓄積
量の演算値の誤差等によって三元触媒６の下流の排気ガ
スの空燃比が希薄になった場合に、演算値と三元触媒６
の実際の酸素蓄積量（限界値）とのずれを速やかに補正
して、適切に目標空燃比を設定できる。
量の演算値の誤差等によって三元触媒６の下流の排気ガ
スの空燃比が希薄になった場合に、演算値と三元触媒６
の実際の酸素蓄積量（限界値）とのずれを速やかに補正
して、適切に目標空燃比を設定できる。
【図１】実施の形態を示す構成図である。
【図２】制御内容を示すフローチャートである。
【図３】タイミングチャートである。
【図４】別の実施の形態の制御内容を示すフローチャー
トである。
トである。
【図５】別の実施の形態の制御内容を示すフローチャー
トである。
トである。
１ エンジン本体 ３ 排気通路 ４ 燃料噴射弁 ６ 三元触媒 １０ コントロールユニット １１ 空燃比センサ １２ 回転数センサ（クランク角センサ） １３ 吸気量センサ １４ スロットル開度センサ １５ 冷却水温センサ １６ 車速センサ ２０ 空燃比センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 博文 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 松野 修 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 排気通路に少なくとも一つの触媒を持
ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検出空燃比の
理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積される酸素
蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、この酸素蓄積
量の演算値が予め定めた目標値となるように吸入空気の
空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機関の空燃比
制御装置において、 前記酸素蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算値にリ
ミッタを設け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】 排気通路に少なくとも一つの触媒を持
ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検出空燃比の
理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積される酸素
蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、この酸素蓄積
量の演算値が予め定めた目標値となるように吸入空気の
空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機関の空燃比
制御装置において、 機関の運転状態が燃料カット時かどうかを判定する判定
手段と、 燃料カット時に前記酸素蓄積量演算手段による酸素蓄積
量の演算値が触媒の酸素蓄積限界値を越えたときに、そ
の酸素蓄積量の演算を中止すると共に、その酸素蓄積限
界値を演算リミッタとして酸素蓄積量の演算値に更新す
る演算値更新手段とを設けたことを特徴とする内燃機関
の空燃比制御装置。 - 【請求項３】 排気通路に少なくとも一つの触媒を持
ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検出空燃比の
理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積される酸素
蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、この酸素蓄積
量の演算値が予め定めた目標値となるように吸入空気の
空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機関の空燃比
制御装置において、 前記触媒の下流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出す
る空燃比センサを設け、 この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側のリーン状態と判定したときに、前記酸素蓄積量演算
手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共に、触媒の
酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸素蓄積量の
演算値に更新する演算値更新手段を設けたことを特徴と
する内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】 排気通路に少なくとも一つの触媒を持
ち、その上流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサを持ち、この空燃比センサの検出空燃比の
理論空燃比からの偏差に基づいて触媒に蓄積される酸素
蓄積量を演算する酸素蓄積量演算手段と、この酸素蓄積
量の演算値が予め定めた目標値となるように吸入空気の
空燃比を制御する制御手段とを備える内燃機関の空燃比
制御装置において、 前記触媒の下流の排気通路に排気ガスの空燃比を検出す
る空燃比センサを設け、 この空燃比センサの検出空燃比が理論空燃比よりも希薄
側に設定した判定値よりもリーンにあるとき、前記酸素
蓄積量演算手段による酸素蓄積量の演算を中止すると共
に、触媒の酸素蓄積限界値を演算リミッタとしてその酸
素蓄積量の演算値に更新する演算値更新手段を設けたこ
とを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044723A JP3868693B2 (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-22 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US09/516,498 US6282889B1 (en) | 1999-03-03 | 2000-03-01 | Air/fuel ration control system of internal combustion engine |
| DE10066194A DE10066194B4 (de) | 1999-03-03 | 2000-03-02 | Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE2000110005 DE10010005B4 (de) | 1999-03-03 | 2000-03-02 | Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| US09/873,205 US6381954B1 (en) | 1999-03-03 | 2001-06-05 | Air/fuel ratio control system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-55693 | 1999-03-03 | ||
| JP5569399 | 1999-03-03 | ||
| JP2000044723A JP3868693B2 (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-22 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314342A true JP2000314342A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3868693B2 JP3868693B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=26396600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000044723A Expired - Fee Related JP3868693B2 (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-22 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6282889B1 (ja) |
| JP (1) | JP3868693B2 (ja) |
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