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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Abstract
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
比制御装置に関する。
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。
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)。
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。
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。
ことを目的としている。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
に基づいて説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
進む。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
合、ステップ8に進む。
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。
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。
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。
て目標空燃比ALPHA、燃料噴射量は0にする。
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。
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。
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。
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。
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。
ーン状態にないときは、ステップ24に進む。
量OSQHを前式(1)によって演算する。
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
差に基づき、前式(2)によって目標空燃比ALPHA
を算出する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
34に進む。
量OSQHを前式(1)によって演算する。
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
差に基づき、前式(2)によって目標空燃比ALPHA
を算出する。
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。
テップ38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。
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。
トである。
トである。
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 |
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JP2000044723A JP3868693B2 (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-22 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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JP2000314342A true JP2000314342A (ja) | 2000-11-14 |
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JP2000044723A Expired - Fee Related JP3868693B2 (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-22 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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