JP2002115590A - 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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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気浄化触媒の酸素吸蔵能力の低下を抑止す
ると共に、安定した空燃比制御を行うことのできる内燃
機関の空燃比制御装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、排気浄化触媒１９の酸素吸蔵
量を推定する酸素吸蔵量推定手段２５，１８と、酸素吸
蔵量に基づいて制御空燃比を制御する空燃比制御手段１
３，１８，５とを備え、酸素吸蔵量に対して上側閾値及
び下側閾値が設定されており、空燃比制御手段１３，１
８，５は、酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは空燃
比をリッチ側に制御し、下側閾値よりも小さいときは空
燃比をリーン側に制御することを特徴としている。
ると共に、安定した空燃比制御を行うことのできる内燃
機関の空燃比制御装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、排気浄化触媒１９の酸素吸蔵
量を推定する酸素吸蔵量推定手段２５，１８と、酸素吸
蔵量に基づいて制御空燃比を制御する空燃比制御手段１
３，１８，５とを備え、酸素吸蔵量に対して上側閾値及
び下側閾値が設定されており、空燃比制御手段１３，１
８，５は、酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは空燃
比をリッチ側に制御し、下側閾値よりも小さいときは空
燃比をリーン側に制御することを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関する。
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関では、排気ガスを浄化するため
に排気通路上に排気浄化触媒（三元触媒）を配置し、排
気通路に設けた空燃比センサにより空燃比を検出して、
混合気が理論空燃比となるようにフィードバック制御を
行うことにより、窒素酸化物NOx、一酸化炭素CO、炭化
水素HCを同時に低減するようにしている。内燃機関から
排出される排気ガスの浄化率をさらに向上させるには、
上述したフィードバック制御を精度良く行うことが有効
である。また、排気浄化触媒の酸素吸蔵作用に着目し
て、窒素酸化物NOx、一酸化炭素CO、炭化水素HCの浄化
率をより一層向上させることも有効である。
に排気通路上に排気浄化触媒（三元触媒）を配置し、排
気通路に設けた空燃比センサにより空燃比を検出して、
混合気が理論空燃比となるようにフィードバック制御を
行うことにより、窒素酸化物NOx、一酸化炭素CO、炭化
水素HCを同時に低減するようにしている。内燃機関から
排出される排気ガスの浄化率をさらに向上させるには、
上述したフィードバック制御を精度良く行うことが有効
である。また、排気浄化触媒の酸素吸蔵作用に着目し
て、窒素酸化物NOx、一酸化炭素CO、炭化水素HCの浄化
率をより一層向上させることも有効である。
【０００３】この酸素吸蔵作用を効果的に利用するため
の制御が従来から検討されている。このような酸素吸蔵
作用に着目した制御装置としては、特開平5-195842号公
報に記載のものなどがある。特開平5-195842号公報に記
載の制御装置は、排気浄化触媒に吸蔵される酸素量（酸
素吸蔵量）の目標値を一つ定めて、酸素吸蔵量がこの目
標値となるように空燃比を常時制御するものである。
の制御が従来から検討されている。このような酸素吸蔵
作用に着目した制御装置としては、特開平5-195842号公
報に記載のものなどがある。特開平5-195842号公報に記
載の制御装置は、排気浄化触媒に吸蔵される酸素量（酸
素吸蔵量）の目標値を一つ定めて、酸素吸蔵量がこの目
標値となるように空燃比を常時制御するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、排気浄化触媒
の性質として、酸化・還元反応や酸素の吸脱反応をある
程度繰り返し行わせた方が触媒金属が活性化され、浄化
性能（酸化還元性能及び酸素吸脱性能）が高く維持され
るという性質がある。上述したように、一つの目標値に
収束するような制御を常時行うと、このような触媒金属
の活性化が阻害され、排気浄化性能が低下するという現
象が生じる。そこで、このような問題が生じないような
改善が要望されていた。
の性質として、酸化・還元反応や酸素の吸脱反応をある
程度繰り返し行わせた方が触媒金属が活性化され、浄化
性能（酸化還元性能及び酸素吸脱性能）が高く維持され
るという性質がある。上述したように、一つの目標値に
収束するような制御を常時行うと、このような触媒金属
の活性化が阻害され、排気浄化性能が低下するという現
象が生じる。そこで、このような問題が生じないような
改善が要望されていた。
【０００５】従って、本発明の目的は、排気浄化触媒の
酸素吸蔵能力の低下を抑止すると共に、安定した空燃比
制御を行うことのできる内燃機関の空燃比制御装置を提
供することにある。
酸素吸蔵能力の低下を抑止すると共に、安定した空燃比
制御を行うことのできる内燃機関の空燃比制御装置を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の酸
素吸蔵量を、内燃機関の空燃比から算出される酸素吸脱
量の履歴に基づいて推定する酸素吸蔵量推定手段と、酸
素吸蔵量推定手段によって推定される酸素吸蔵量に基づ
いて、空燃比を制御する空燃比制御手段とを備えた内燃
機関の空燃比制御装置であって、酸素吸蔵量推定手段に
よって推定される酸素吸蔵量に対して、上側閾値及び下
側閾値が設定されており、空燃比制御手段は、酸素吸蔵
量推定手段によって推定される酸素吸蔵量が上側閾値と
下側閾値との間にあるときは、空燃比を一定に制御し、
上側閾値より大きいときは、空燃比をリッチ側に制御
し、下側閾値よりも小さいときは、空燃比をリーン側に
制御することを特徴としている。
は、内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の酸
素吸蔵量を、内燃機関の空燃比から算出される酸素吸脱
量の履歴に基づいて推定する酸素吸蔵量推定手段と、酸
素吸蔵量推定手段によって推定される酸素吸蔵量に基づ
いて、空燃比を制御する空燃比制御手段とを備えた内燃
機関の空燃比制御装置であって、酸素吸蔵量推定手段に
よって推定される酸素吸蔵量に対して、上側閾値及び下
側閾値が設定されており、空燃比制御手段は、酸素吸蔵
量推定手段によって推定される酸素吸蔵量が上側閾値と
下側閾値との間にあるときは、空燃比を一定に制御し、
上側閾値より大きいときは、空燃比をリッチ側に制御
し、下側閾値よりも小さいときは、空燃比をリーン側に
制御することを特徴としている。
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上側閾値と下側閾値との間に、目標吸
蔵量がさらに設定され、空燃比制御手段は、酸素吸蔵量
推定手段によって推定される酸素吸蔵量が上側閾値より
大きいときは、酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように空
燃比をリッチ側に制御し、下側閾値よりも小さいとき
は、酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように空燃比をリー
ン側に制御することを特徴としている。
の発明において、上側閾値と下側閾値との間に、目標吸
蔵量がさらに設定され、空燃比制御手段は、酸素吸蔵量
推定手段によって推定される酸素吸蔵量が上側閾値より
大きいときは、酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように空
燃比をリッチ側に制御し、下側閾値よりも小さいとき
は、酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように空燃比をリー
ン側に制御することを特徴としている。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、目標吸蔵量が、上側閾値と下側閾値と
の間に、上側目標吸蔵量と下側目標吸蔵量として二つ設
定され、空燃比制御手段は、酸素吸蔵量推定手段によっ
て推定される酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは、
酸素吸蔵量が上側目標吸蔵量となるように空燃比をリッ
チ側に制御し、下側閾値よりも小さいときは、酸素吸蔵
量が下側目標吸蔵量となるように空燃比をリーン側に制
御することを特徴としている。
の発明において、目標吸蔵量が、上側閾値と下側閾値と
の間に、上側目標吸蔵量と下側目標吸蔵量として二つ設
定され、空燃比制御手段は、酸素吸蔵量推定手段によっ
て推定される酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは、
酸素吸蔵量が上側目標吸蔵量となるように空燃比をリッ
チ側に制御し、下側閾値よりも小さいときは、酸素吸蔵
量が下側目標吸蔵量となるように空燃比をリーン側に制
御することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施形態の説明の前に、排気浄化
触媒の酸素吸蔵作用について簡単に説明する。
触媒の酸素吸蔵作用について簡単に説明する。
【００１０】以下に説明する実施形態においては、図１
に示されるように、排気通路７上に排気浄化触媒１９を
有している。なお、排気浄化触媒は、排気通路上に複数
設けられる場合がある。直列的に複数設けられる場合
や、分岐部分に並列的に複数設けられる場合などであ
る。例えば、四気筒のエンジンに対して、そのうちの二
気筒の排気管が一つにまとめられた箇所に排気浄化触媒
が一つ設置され、残りの二気筒の排気管が一つにまとめ
られた箇所にもう一つの排気浄化触媒が設置される場合
がある。本実施形態においては、各シリンダ３毎の排気
管が一つにまとめられらた箇所よりも下流側に一つの排
気浄化触媒１９が配設されている。
に示されるように、排気通路７上に排気浄化触媒１９を
有している。なお、排気浄化触媒は、排気通路上に複数
設けられる場合がある。直列的に複数設けられる場合
や、分岐部分に並列的に複数設けられる場合などであ
る。例えば、四気筒のエンジンに対して、そのうちの二
気筒の排気管が一つにまとめられた箇所に排気浄化触媒
が一つ設置され、残りの二気筒の排気管が一つにまとめ
られた箇所にもう一つの排気浄化触媒が設置される場合
がある。本実施形態においては、各シリンダ３毎の排気
管が一つにまとめられらた箇所よりも下流側に一つの排
気浄化触媒１９が配設されている。
【００１１】以下の実施形態における排気浄化触媒１９
としては、酸素吸蔵作用を有する三元触媒が用いられて
いる。この三元触媒は、セリア(CeO2)等の成分を有し、
排気ガス中の酸素を吸蔵・放出する性質を有している。
としては、酸素吸蔵作用を有する三元触媒が用いられて
いる。この三元触媒は、セリア(CeO2)等の成分を有し、
排気ガス中の酸素を吸蔵・放出する性質を有している。
【００１２】この三元触媒の酸素吸蔵放出機能は、混合
気の空燃比がリーンになると排気ガス中に存在する過剰
酸素を吸着保持し、空燃比がリッチになると吸着保持し
た酸素を放出するものである。混合気がリーンになった
ときには過剰な酸素が三元触媒に吸着保持されるために
窒素酸化物NOxが還元され、混合気がリッチになったと
きには三元触媒に吸着保持された酸素が放出されるため
に一酸化炭素COや炭化水素HCが酸化され、窒素酸化物NO
x、一酸化炭素CO、炭化水素HCを浄化することができ
る。
気の空燃比がリーンになると排気ガス中に存在する過剰
酸素を吸着保持し、空燃比がリッチになると吸着保持し
た酸素を放出するものである。混合気がリーンになった
ときには過剰な酸素が三元触媒に吸着保持されるために
窒素酸化物NOxが還元され、混合気がリッチになったと
きには三元触媒に吸着保持された酸素が放出されるため
に一酸化炭素COや炭化水素HCが酸化され、窒素酸化物NO
x、一酸化炭素CO、炭化水素HCを浄化することができ
る。
【００１３】このとき、上述したように、三元触媒がそ
の酸素吸蔵能力の限界まで酸素を吸蔵していれば、入ガ
スの排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵する
ことができなくなり、排気ガス中の窒素酸化物NOxを充
分に浄化できなくなる。一方、三元触媒が酸素を放出し
きって酸素を全く吸蔵していなければ、入ガスの排気空
燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができ
ないので、排気ガス中の一酸化炭素COや炭化水素HCを充
分に浄化できなくなる。このため、入ガスの排気空燃比
がリーンとなってもリッチとなっても対応できるように
酸素吸蔵量を制御する。
の酸素吸蔵能力の限界まで酸素を吸蔵していれば、入ガ
スの排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵する
ことができなくなり、排気ガス中の窒素酸化物NOxを充
分に浄化できなくなる。一方、三元触媒が酸素を放出し
きって酸素を全く吸蔵していなければ、入ガスの排気空
燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができ
ないので、排気ガス中の一酸化炭素COや炭化水素HCを充
分に浄化できなくなる。このため、入ガスの排気空燃比
がリーンとなってもリッチとなっても対応できるように
酸素吸蔵量を制御する。
【００１４】三元触媒の酸素吸蔵・放出は、上述したよ
うに排気空燃比に応じて行われるので、空燃比を制御す
ることによって、酸素吸蔵量を制御し得る。通常の空燃
比制御では、吸入空気量などから基本燃料噴射量を算出
し、この基本燃料噴射量に対して各種補正係数をかける
（あるいは加える）ことによって、最終的な燃料噴射量
が決定される。ここでは、酸素吸蔵量を制御するため
に、酸素吸蔵量に基づく補正係数が一つ決定され、これ
によって、酸素吸蔵量に基づく空燃比制御が行われる。
うに排気空燃比に応じて行われるので、空燃比を制御す
ることによって、酸素吸蔵量を制御し得る。通常の空燃
比制御では、吸入空気量などから基本燃料噴射量を算出
し、この基本燃料噴射量に対して各種補正係数をかける
（あるいは加える）ことによって、最終的な燃料噴射量
が決定される。ここでは、酸素吸蔵量を制御するため
に、酸素吸蔵量に基づく補正係数が一つ決定され、これ
によって、酸素吸蔵量に基づく空燃比制御が行われる。
【００１５】追って詳述するが、酸素吸蔵量に基づく空
燃比制御を行わない場合がある。このような場合であっ
ても空燃比制御自体は行われ得るものであり、酸素吸蔵
量に基づく空燃比制御が行われない場合とは、上述した
酸素吸蔵量に基づく補正係数が算出されない場合や、酸
素吸蔵量に基づく補正係数が算出されても実際の空燃比
制御には反映されない場合などである。
燃比制御を行わない場合がある。このような場合であっ
ても空燃比制御自体は行われ得るものであり、酸素吸蔵
量に基づく空燃比制御が行われない場合とは、上述した
酸素吸蔵量に基づく補正係数が算出されない場合や、酸
素吸蔵量に基づく補正係数が算出されても実際の空燃比
制御には反映されない場合などである。
【００１６】以下には、本発明の内燃機関の空燃比制御
装置の実施形態について説明する。図１に本実施形態の
制御装置を有する内燃機関の構成図を示す。
装置の実施形態について説明する。図１に本実施形態の
制御装置を有する内燃機関の構成図を示す。
【００１７】本実施形態の制御装置は、内燃機関である
エンジン１を制御するものである。エンジン１は、図１
に示されるように、点火プラグ２によって各シリンダ３
内の混合気に対して点火を行うことによって駆動力を発
生する。エンジン１の燃焼に際して、外部から吸入した
空気は吸気通路４を通り、インジェクタ５から噴射され
た燃料と混合され、混合気としてシリンダ３内に吸気さ
れる。シリンダ３の内部と吸気通路４との間は、吸気バ
ルブ６によって開閉される。シリンダ３の内部で燃焼さ
れた混合気は、排気ガスとして排気通路７に排気され
る。シリンダ３の内部と排気通路７との間は、排気バル
ブ８によって開閉される。
エンジン１を制御するものである。エンジン１は、図１
に示されるように、点火プラグ２によって各シリンダ３
内の混合気に対して点火を行うことによって駆動力を発
生する。エンジン１の燃焼に際して、外部から吸入した
空気は吸気通路４を通り、インジェクタ５から噴射され
た燃料と混合され、混合気としてシリンダ３内に吸気さ
れる。シリンダ３の内部と吸気通路４との間は、吸気バ
ルブ６によって開閉される。シリンダ３の内部で燃焼さ
れた混合気は、排気ガスとして排気通路７に排気され
る。シリンダ３の内部と排気通路７との間は、排気バル
ブ８によって開閉される。
【００１８】吸気通路４上には、シリンダ３内に吸入さ
れる吸入空気量を調節するスロットルバルブ９が配設さ
れている。このスロットルバルブ９には、その開度を検
出するスロットルポジションセンサ１０が接続されてい
る。また、吸気通路４上には、アイドル時（スロットル
バルブ９の全閉時）にバイパス通路１１を介してシリン
ダ３に供給される吸入空気量を調節するエアバイパスバ
ルブ１２も配されている。さらに、吸気通路４上には、
吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１３も取り
付けられている。
れる吸入空気量を調節するスロットルバルブ９が配設さ
れている。このスロットルバルブ９には、その開度を検
出するスロットルポジションセンサ１０が接続されてい
る。また、吸気通路４上には、アイドル時（スロットル
バルブ９の全閉時）にバイパス通路１１を介してシリン
ダ３に供給される吸入空気量を調節するエアバイパスバ
ルブ１２も配されている。さらに、吸気通路４上には、
吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１３も取り
付けられている。
【００１９】エンジン１のクランクシャフト近傍には、
クランクシャフトの位置を検出するクランクポジション
センサ１４が取り付けられている。クランクポジション
センサ１４の出力からは、シリンダ３内のピストン１５
の位置や、エンジン回転数NEを求めることもできる。ま
た、エンジン１には、エンジン１のノッキングを検出す
るノックセンサ１６や冷却水温度を検出する水温センサ
１７も取り付けられている。
クランクシャフトの位置を検出するクランクポジション
センサ１４が取り付けられている。クランクポジション
センサ１４の出力からは、シリンダ３内のピストン１５
の位置や、エンジン回転数NEを求めることもできる。ま
た、エンジン１には、エンジン１のノッキングを検出す
るノックセンサ１６や冷却水温度を検出する水温センサ
１７も取り付けられている。
【００２０】これらの点火プラグ２、インジェクタ５、
スロットルポジションセンサ１０、エアバイパスバルブ
１２、エアフロメータ１３、クランクポジションセンサ
１４、ノックセンサ１６、水温センサ１７やその他のセ
ンサ類は、エンジン１を総合的に制御する電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）１８と接続されており、ＥＣＵ１８から
の信号に基づいて制御され、あるいは、検出結果をＥＣ
Ｕ１８に対して送出している。排気通路７上に配設され
た排気浄化触媒１９の温度を測定する触媒温度センサ２
１、チャコールキャニスタ２３によって捕集された燃料
タンク内での蒸発燃料を吸気通路４上にパージさせるパ
ージコントロールバルブ２４もＥＣＵ１８に接続されて
いる。
スロットルポジションセンサ１０、エアバイパスバルブ
１２、エアフロメータ１３、クランクポジションセンサ
１４、ノックセンサ１６、水温センサ１７やその他のセ
ンサ類は、エンジン１を総合的に制御する電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）１８と接続されており、ＥＣＵ１８から
の信号に基づいて制御され、あるいは、検出結果をＥＣ
Ｕ１８に対して送出している。排気通路７上に配設され
た排気浄化触媒１９の温度を測定する触媒温度センサ２
１、チャコールキャニスタ２３によって捕集された燃料
タンク内での蒸発燃料を吸気通路４上にパージさせるパ
ージコントロールバルブ２４もＥＣＵ１８に接続されて
いる。
【００２１】また、ＥＣＵ１８には、排気浄化触媒１９
の上流側に取り付けられた上流側空燃比センサ２５及び
排気浄化触媒１９の下流側に取り付けられた下流側空燃
比センサ２６も接続されている。上流側空燃比センサ２
５は、その取付位置における排気ガス中の酸素濃度から
排気空燃比をリニアに検出するリニア空燃比センサであ
る。下流側空燃比センサ２６は、その取付位置における
排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比をオン−オフ的に
検出する酸素センサである。なお、これらの空燃比セン
サ２５，２６は、所定の温度（活性化温度）以上となら
なければ正確な検出を行えないため、早期に活性化温度
に昇温されるように、ＥＣＵ１８を介して供給される電
力によって昇温される。
の上流側に取り付けられた上流側空燃比センサ２５及び
排気浄化触媒１９の下流側に取り付けられた下流側空燃
比センサ２６も接続されている。上流側空燃比センサ２
５は、その取付位置における排気ガス中の酸素濃度から
排気空燃比をリニアに検出するリニア空燃比センサであ
る。下流側空燃比センサ２６は、その取付位置における
排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比をオン−オフ的に
検出する酸素センサである。なお、これらの空燃比セン
サ２５，２６は、所定の温度（活性化温度）以上となら
なければ正確な検出を行えないため、早期に活性化温度
に昇温されるように、ＥＣＵ１８を介して供給される電
力によって昇温される。
【００２２】ＥＣＵ１８は、内部に演算を行うＣＰＵや
演算結果などの各種情報量を記憶するＲＡＭ、バッテリ
によってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡ
Ｍ、各制御プログラムを格納したＲＯＭ等を有してい
る。ＥＣＵ１８は、空燃比に基づいてエンジン１を制御
したり、排気浄化触媒１９に吸蔵されている酸素吸蔵量
を演算する。また、ＥＣＵ１８は、インジェクタ５によ
って噴射する燃料噴射量を演算したり、酸素吸蔵量の履
歴から排気浄化触媒１９の劣化判定も行う。即ち、ＥＣ
Ｕ１８は、検出した排気空燃比や算出した酸素吸蔵量な
どに基づいてエンジン１を制御する。
演算結果などの各種情報量を記憶するＲＡＭ、バッテリ
によってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡ
Ｍ、各制御プログラムを格納したＲＯＭ等を有してい
る。ＥＣＵ１８は、空燃比に基づいてエンジン１を制御
したり、排気浄化触媒１９に吸蔵されている酸素吸蔵量
を演算する。また、ＥＣＵ１８は、インジェクタ５によ
って噴射する燃料噴射量を演算したり、酸素吸蔵量の履
歴から排気浄化触媒１９の劣化判定も行う。即ち、ＥＣ
Ｕ１８は、検出した排気空燃比や算出した酸素吸蔵量な
どに基づいてエンジン１を制御する。
【００２３】次に、上述した空燃比制御装置によって、
酸素吸脱量の履歴を用いて排気浄化触媒１９の酸素吸蔵
量を推定し、この推定された酸素吸蔵量に基づく空燃比
フィードバック制御（制御を停止させる場合も含む）に
ついて説明する。
酸素吸脱量の履歴を用いて排気浄化触媒１９の酸素吸蔵
量を推定し、この推定された酸素吸蔵量に基づく空燃比
フィードバック制御（制御を停止させる場合も含む）に
ついて説明する。
【００２４】酸素吸蔵量O2SUMは、上流側空燃比センサ
２５によって検出される排気浄化触媒１９の上流側の排
気空燃比Abyfから排気浄化触媒１９の酸素吸脱量O2ADを
推定し、これを積算していくことによって（即ち、履歴
を用いることによって）得られる。ここでは、酸素吸脱
量O2ADが正の値の時は酸素が排気浄化触媒１９に吸蔵さ
れ、即ち、酸素吸蔵量O2SUMは増加される。一方、酸素
吸脱量O2ADが負の値の時は酸素が放出され、即ち、酸素
吸蔵量O2SUMは減少される。
２５によって検出される排気浄化触媒１９の上流側の排
気空燃比Abyfから排気浄化触媒１９の酸素吸脱量O2ADを
推定し、これを積算していくことによって（即ち、履歴
を用いることによって）得られる。ここでは、酸素吸脱
量O2ADが正の値の時は酸素が排気浄化触媒１９に吸蔵さ
れ、即ち、酸素吸蔵量O2SUMは増加される。一方、酸素
吸脱量O2ADが負の値の時は酸素が放出され、即ち、酸素
吸蔵量O2SUMは減少される。
【００２５】また、排気浄化触媒１９が吸蔵し得る最大
の酸素吸蔵量を最大吸蔵可能酸素量OSCとする（図３参
照）。即ち、酸素吸蔵量O2SUMは、ゼロと最大吸蔵可能
酸素量OSCとの間の値をとることになる。酸素吸蔵量O2S
UMがゼロということは、排気浄化触媒１９が酸素を吸蔵
していないということであり、酸素吸蔵量O2SUMが最大
吸蔵可能酸素量OSCであるということは、排気浄化触媒
１９がその能力の限界まで酸素を吸蔵しきっているとい
うことである。最大吸蔵可能酸素量OSCは、一定ではな
く、排気浄化触媒１９の状態（温度や劣化度合いなど）
により変動し得る。最大吸蔵可能酸素量OSCの更新は、
下流側空燃比センサ２６の検出結果の基づいて行われ
る。
の酸素吸蔵量を最大吸蔵可能酸素量OSCとする（図３参
照）。即ち、酸素吸蔵量O2SUMは、ゼロと最大吸蔵可能
酸素量OSCとの間の値をとることになる。酸素吸蔵量O2S
UMがゼロということは、排気浄化触媒１９が酸素を吸蔵
していないということであり、酸素吸蔵量O2SUMが最大
吸蔵可能酸素量OSCであるということは、排気浄化触媒
１９がその能力の限界まで酸素を吸蔵しきっているとい
うことである。最大吸蔵可能酸素量OSCは、一定ではな
く、排気浄化触媒１９の状態（温度や劣化度合いなど）
により変動し得る。最大吸蔵可能酸素量OSCの更新は、
下流側空燃比センサ２６の検出結果の基づいて行われ
る。
【００２６】なお、酸素吸蔵量O2SUMは、ある時点（例
えばイグニションオン時）を基準として算出してもよ
く、この場合は、基準時の酸素吸蔵量O2SUMをゼロと
し、これに対して上側、下側で変動するような制御をし
ても良い。このような場合は、その時点での排気浄化触
媒１９の状態に応じて酸素吸蔵量O2SUMが取りうる上限
値及び下限値をそれぞれ設定でき、この上下限値の差が
上述した最大吸蔵可能酸素量OSCに相当するものとなる
（図４参照）。上述した上限値及び下限値は、排気浄化
触媒１９の状態に応じてそれぞれ変動し得る。これらの
上限値及び下限値（即ち、最大吸蔵可能酸素量OSC）の
更新は、下流側空燃比センサ２６の検出結果の基づいて
行われる。
えばイグニションオン時）を基準として算出してもよ
く、この場合は、基準時の酸素吸蔵量O2SUMをゼロと
し、これに対して上側、下側で変動するような制御をし
ても良い。このような場合は、その時点での排気浄化触
媒１９の状態に応じて酸素吸蔵量O2SUMが取りうる上限
値及び下限値をそれぞれ設定でき、この上下限値の差が
上述した最大吸蔵可能酸素量OSCに相当するものとなる
（図４参照）。上述した上限値及び下限値は、排気浄化
触媒１９の状態に応じてそれぞれ変動し得る。これらの
上限値及び下限値（即ち、最大吸蔵可能酸素量OSC）の
更新は、下流側空燃比センサ２６の検出結果の基づいて
行われる。
【００２７】本実施形態では、上流側空燃比センサ１９
やＥＣＵ１８などが、酸素吸脱量O2ADの履歴から酸素吸
蔵量O2SUMを推定する酸素吸蔵量推定手段として機能し
ている。また、ＥＣＵ１８や、エアフロメータ１３、イ
ンジェクタ５などが空燃比制御手段として機能してい
る。
やＥＣＵ１８などが、酸素吸脱量O2ADの履歴から酸素吸
蔵量O2SUMを推定する酸素吸蔵量推定手段として機能し
ている。また、ＥＣＵ１８や、エアフロメータ１３、イ
ンジェクタ５などが空燃比制御手段として機能してい
る。
【００２８】本実施形態における制御のフローチャート
を図２に、酸素吸蔵量O2SUMの時間経過に伴う変化を図
３に示す。本実施形態の制御においては、図３に示され
るように、推定される酸素吸蔵量O2SUMに対して上側閾
値Ｂ及び下側閾値Ａが設定されている。さらに、この上
側閾値Ｂと下側閾値Ａとの間に二つの目標吸蔵量がさら
に設定されている。この二つの目標吸蔵量は、上側閾値
Ｂに近い上側目標吸蔵量Ｂ−βと、下側閾値Ａに近い下
側目標吸蔵量Ａ＋αとである。
を図２に、酸素吸蔵量O2SUMの時間経過に伴う変化を図
３に示す。本実施形態の制御においては、図３に示され
るように、推定される酸素吸蔵量O2SUMに対して上側閾
値Ｂ及び下側閾値Ａが設定されている。さらに、この上
側閾値Ｂと下側閾値Ａとの間に二つの目標吸蔵量がさら
に設定されている。この二つの目標吸蔵量は、上側閾値
Ｂに近い上側目標吸蔵量Ｂ−βと、下側閾値Ａに近い下
側目標吸蔵量Ａ＋αとである。
【００２９】なお、これらの下側閾値Ａ，上側閾値Ｂ，
下側目標吸蔵量Ａ＋α，上側目標吸蔵量Ｂ−βは、固定
値とされても良いし、変動する値とされても良い。本実
施形態においては、排気浄化触媒１９の状態に応じて変
動される。また、図３に示される範囲内においては、最
大酸素吸蔵可能量OSCは、一定の値を維持している。
下側目標吸蔵量Ａ＋α，上側目標吸蔵量Ｂ−βは、固定
値とされても良いし、変動する値とされても良い。本実
施形態においては、排気浄化触媒１９の状態に応じて変
動される。また、図３に示される範囲内においては、最
大酸素吸蔵可能量OSCは、一定の値を維持している。
【００３０】そして、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ｂよ
り大きくなったときには酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸
蔵量Ｂ−βとなるまで空燃比をリッチ側に制御する（酸
素吸蔵量O2SUMは減少される）。一方、酸素吸蔵量O2SUM
が、下側閾値Ａよりも小さくなったときには酸素吸蔵量
O2SUMが下側目標吸蔵量Ａ＋αとなるまで空燃比をリー
ン側に制御する（酸素吸蔵量O2SUMは増加される）。そ
して、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ａと下側閾値Ｂとの
間にあるときは、空燃比を一定に制御する。
り大きくなったときには酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸
蔵量Ｂ−βとなるまで空燃比をリッチ側に制御する（酸
素吸蔵量O2SUMは減少される）。一方、酸素吸蔵量O2SUM
が、下側閾値Ａよりも小さくなったときには酸素吸蔵量
O2SUMが下側目標吸蔵量Ａ＋αとなるまで空燃比をリー
ン側に制御する（酸素吸蔵量O2SUMは増加される）。そ
して、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ａと下側閾値Ｂとの
間にあるときは、空燃比を一定に制御する。
【００３１】なお、ここに言う、酸素吸蔵量O2SUMが上
側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にある、とは、酸素吸蔵量
O2SUMがはじめからこの範囲内にある場合をいい、上述
したように、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ｂより大きく
なって、酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸蔵量Ｂ−βとな
るまでの過程で上記範囲内にある場合や、下側閾値Ａよ
りも小さくなっって、酸素吸蔵量O2SUMが下側目標値Ａ
＋αとなるまでの過程で上記範囲内にある場合を含まな
い。
側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にある、とは、酸素吸蔵量
O2SUMがはじめからこの範囲内にある場合をいい、上述
したように、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ｂより大きく
なって、酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸蔵量Ｂ−βとな
るまでの過程で上記範囲内にある場合や、下側閾値Ａよ
りも小さくなっって、酸素吸蔵量O2SUMが下側目標値Ａ
＋αとなるまでの過程で上記範囲内にある場合を含まな
い。
【００３２】酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ａと下側閾値
Ｂとの間にある場合に空燃比を一定に制御する際、本実
施形態では、理論空燃比へのフィードバック制御が実行
される。これは、空燃比センサ２５，２６によって検出
される排気空燃比に基づいて、空燃比が理論空燃比とな
るように制御する一般的なものである。このように、空
燃比が一定となるように制御されるが、実際には加速時
に燃料増量や減速時にフューエルカットなどの燃料噴射
量補正制御によって空燃比が意図的に変動されたり、不
可避的な空気量変化と燃料噴射量の制御誤差などによっ
て空燃比が不可避的に変動し、空燃比が理論空燃比から
ずれるという現象が生じる。
Ｂとの間にある場合に空燃比を一定に制御する際、本実
施形態では、理論空燃比へのフィードバック制御が実行
される。これは、空燃比センサ２５，２６によって検出
される排気空燃比に基づいて、空燃比が理論空燃比とな
るように制御する一般的なものである。このように、空
燃比が一定となるように制御されるが、実際には加速時
に燃料増量や減速時にフューエルカットなどの燃料噴射
量補正制御によって空燃比が意図的に変動されたり、不
可避的な空気量変化と燃料噴射量の制御誤差などによっ
て空燃比が不可避的に変動し、空燃比が理論空燃比から
ずれるという現象が生じる。
【００３３】このような現象の結果、酸素吸蔵量O2SUM
が上述した範囲内にあり、空燃比が一定に制御されて
も、酸素吸蔵量O2SUMは運転状態の変化に応じて成り行
きで変動する。酸素吸蔵量O2SUMが上述した所定の範囲
外となれば、上述した制御によって空燃比が制御される
が、所定の範囲内にある場合は、上述したような成り行
きによって変動する。上述したように、排気浄化触媒に
は、酸化・還元反応や酸素の吸脱反応がある程度繰り返
し行われた方が、即ち、酸素吸蔵量O2SUMがある程度変
動した方が触媒金属が活性化され、浄化性能（酸化還元
性能及び酸素吸脱性能）が高く維持されるという性質が
ある。このため、このように、所定の範囲内で自然に変
動させることによって触媒金属が活性化され、排気浄化
性能を高く維持することができる。
が上述した範囲内にあり、空燃比が一定に制御されて
も、酸素吸蔵量O2SUMは運転状態の変化に応じて成り行
きで変動する。酸素吸蔵量O2SUMが上述した所定の範囲
外となれば、上述した制御によって空燃比が制御される
が、所定の範囲内にある場合は、上述したような成り行
きによって変動する。上述したように、排気浄化触媒に
は、酸化・還元反応や酸素の吸脱反応がある程度繰り返
し行われた方が、即ち、酸素吸蔵量O2SUMがある程度変
動した方が触媒金属が活性化され、浄化性能（酸化還元
性能及び酸素吸脱性能）が高く維持されるという性質が
ある。このため、このように、所定の範囲内で自然に変
動させることによって触媒金属が活性化され、排気浄化
性能を高く維持することができる。
【００３４】さらに、酸素吸蔵量O2SUMと、酸素吸蔵量O
2SUMに基づく空燃比制御の制御ゲイン（酸素吸蔵量O2SU
Mに関係した部分の制御ゲインのみ）との関係を図５に
示す。このように、酸素吸蔵量O2SUMの所定範囲からの
乖離が大きいほど、制御ゲインの絶対値を大きくするよ
うにすれば、酸素吸蔵量O2SUMをより早期に所定範囲内
に復帰させることができると共に、所定範囲内にある場
合は制御ゲインの絶対値を小さくして制御系が荒れるの
を抑止することができる。
2SUMに基づく空燃比制御の制御ゲイン（酸素吸蔵量O2SU
Mに関係した部分の制御ゲインのみ）との関係を図５に
示す。このように、酸素吸蔵量O2SUMの所定範囲からの
乖離が大きいほど、制御ゲインの絶対値を大きくするよ
うにすれば、酸素吸蔵量O2SUMをより早期に所定範囲内
に復帰させることができると共に、所定範囲内にある場
合は制御ゲインの絶対値を小さくして制御系が荒れるの
を抑止することができる。
【００３５】図２に示されるフローチャートに基づいて
説明する。まず、酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御
を行える基本的な状況にあるか否か（制御実行条件が成
立しているか否か）が判定される（ステップ１００）。
制御実行条件とは、例えば、上流側空燃比センサ２５が
活性化温度に達しているか否かなどである。上述したよ
うに、酸素吸蔵量O2SUMは上流側空燃比センサ２５の出
力に基づいて推定されるので、上流側空燃比センサ２５
が活性化していない場合は、酸素吸蔵量O2SUMの正常な
推定を行えない。このような場合は、制御実行条件が成
立していないとみなされる。
説明する。まず、酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御
を行える基本的な状況にあるか否か（制御実行条件が成
立しているか否か）が判定される（ステップ１００）。
制御実行条件とは、例えば、上流側空燃比センサ２５が
活性化温度に達しているか否かなどである。上述したよ
うに、酸素吸蔵量O2SUMは上流側空燃比センサ２５の出
力に基づいて推定されるので、上流側空燃比センサ２５
が活性化していない場合は、酸素吸蔵量O2SUMの正常な
推定を行えない。このような場合は、制御実行条件が成
立していないとみなされる。
【００３６】ステップ１００が否定される場合は、酸素
吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御は行われず、図２に示
されるフローチャートの制御を一旦終了する。ステップ
１００が肯定される場合は、次に、排気浄化触媒１９の
状況などから、上側閾値Ｂ及び下側閾値Ａが算出される
（ステップ１１０）。次いで、その時点での酸素吸蔵量
O2SUMが、算出された下側閾値Ａよりも小さいか否かを
判定する（ステップ１２０）。ステップ１２０が肯定さ
れる場合、即ち、酸素吸蔵量O2SUMが下側閾値Ａより小
さく、所定範囲外にある場合は、酸素吸蔵量O2SUMを所
定範囲内に戻すべく、酸素吸蔵量O2SUMの目標吸蔵量と
して、下側目標吸蔵量Ａ＋αが設定される（ステップ１
５０）。ステップ１５０の後、設定されている目標吸蔵
量に収束させる制御が行われる（ステップ１８０）。
吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御は行われず、図２に示
されるフローチャートの制御を一旦終了する。ステップ
１００が肯定される場合は、次に、排気浄化触媒１９の
状況などから、上側閾値Ｂ及び下側閾値Ａが算出される
（ステップ１１０）。次いで、その時点での酸素吸蔵量
O2SUMが、算出された下側閾値Ａよりも小さいか否かを
判定する（ステップ１２０）。ステップ１２０が肯定さ
れる場合、即ち、酸素吸蔵量O2SUMが下側閾値Ａより小
さく、所定範囲外にある場合は、酸素吸蔵量O2SUMを所
定範囲内に戻すべく、酸素吸蔵量O2SUMの目標吸蔵量と
して、下側目標吸蔵量Ａ＋αが設定される（ステップ１
５０）。ステップ１５０の後、設定されている目標吸蔵
量に収束させる制御が行われる（ステップ１８０）。
【００３７】一方、ステップ１２０が否定されるような
場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、算出された上側閾値Ｂよ
りも大きいか否かを判定する（ステップ１３０）。ステ
ップ１３０が肯定される場合、即ち、酸素吸蔵量O2SUM
が上側閾値Ｂより大きく、所定範囲外にある場合は、酸
素吸蔵量O2SUMを所定範囲内に戻すべく、酸素吸蔵量O2S
UMの目標吸蔵量として、上側目標吸蔵量Ｂ−βが設定さ
れる（ステップ１６０）。ステップ１６０の後、設定さ
れている目標吸蔵量に収束させる制御が行われる（ステ
ップ１８０）。
場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、算出された上側閾値Ｂよ
りも大きいか否かを判定する（ステップ１３０）。ステ
ップ１３０が肯定される場合、即ち、酸素吸蔵量O2SUM
が上側閾値Ｂより大きく、所定範囲外にある場合は、酸
素吸蔵量O2SUMを所定範囲内に戻すべく、酸素吸蔵量O2S
UMの目標吸蔵量として、上側目標吸蔵量Ｂ−βが設定さ
れる（ステップ１６０）。ステップ１６０の後、設定さ
れている目標吸蔵量に収束させる制御が行われる（ステ
ップ１８０）。
【００３８】さらに、ステップ１３０も否定されるよう
な場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、下側目標吸蔵量Ａ＋α
以上、上側目標吸蔵量Ｂ−β以下の範囲内にあるか否か
を判定する（ステップ１４０）。ステップ１４０が肯定
されような場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、下側目標吸蔵
量Ａ＋α以上、上側目標吸蔵量Ｂ−β以下の範囲内にあ
るので、無条件に酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御
は行われないこととなり、図２に示されるフローチャー
トの制御を一旦終了する。
な場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、下側目標吸蔵量Ａ＋α
以上、上側目標吸蔵量Ｂ−β以下の範囲内にあるか否か
を判定する（ステップ１４０）。ステップ１４０が肯定
されような場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、下側目標吸蔵
量Ａ＋α以上、上側目標吸蔵量Ｂ−β以下の範囲内にあ
るので、無条件に酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御
は行われないこととなり、図２に示されるフローチャー
トの制御を一旦終了する。
【００３９】一方、ステップ１４０が否定される場合
は、酸素吸蔵量O2SUMが、上側目標吸蔵量Ｂ−βより大
きく、かつ、上側閾値Ｂ以下であるか、下側目標吸蔵量
Ａ＋αより小さく、かつ、下側閾値Ａ以上であるかであ
る。この場合は、酸素吸蔵量O2SUMが所定範囲外となっ
てステップ１５０やステップ１６０で設定された目標吸
蔵量に収束させる制御中であるか否かを判定する（ステ
ップ１７０）。
は、酸素吸蔵量O2SUMが、上側目標吸蔵量Ｂ−βより大
きく、かつ、上側閾値Ｂ以下であるか、下側目標吸蔵量
Ａ＋αより小さく、かつ、下側閾値Ａ以上であるかであ
る。この場合は、酸素吸蔵量O2SUMが所定範囲外となっ
てステップ１５０やステップ１６０で設定された目標吸
蔵量に収束させる制御中であるか否かを判定する（ステ
ップ１７０）。
【００４０】ステップ１７０が肯定されるようであれ
ば、設定されている目標吸蔵量に収束させる制御が行わ
れる（ステップ１８０）。ステップ１７０が否定される
場合は、酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御は行われ
ずに、図２に示されるフローチャートの制御を一旦終了
する。
ば、設定されている目標吸蔵量に収束させる制御が行わ
れる（ステップ１８０）。ステップ１７０が否定される
場合は、酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御は行われ
ずに、図２に示されるフローチャートの制御を一旦終了
する。
【００４１】このようにすることによって、酸素吸蔵量
O2SUMは、ある一定の範囲（本実施形態の場合は、上側
閾値Ｂと下側閾値Ａとの間）で変動し得る。既に述べた
が、排気浄化触媒には、酸化・還元反応や酸素の吸脱反
応をある程度繰り返し行わせた方が触媒金属が活性化さ
れ、浄化性能（酸化還元性能及び酸素吸脱性能）が高く
維持されるという性質があるので、このように、所定の
範囲内で自然に変動させることによって触媒金属が活性
化され、排気浄化性能を高く維持することができる。
O2SUMは、ある一定の範囲（本実施形態の場合は、上側
閾値Ｂと下側閾値Ａとの間）で変動し得る。既に述べた
が、排気浄化触媒には、酸化・還元反応や酸素の吸脱反
応をある程度繰り返し行わせた方が触媒金属が活性化さ
れ、浄化性能（酸化還元性能及び酸素吸脱性能）が高く
維持されるという性質があるので、このように、所定の
範囲内で自然に変動させることによって触媒金属が活性
化され、排気浄化性能を高く維持することができる。
【００４２】これに対して、一つの目標値に収束するよ
うに酸素吸蔵量O2SUMを制御すると、このような活性化
が行われず、排気浄化触媒の浄化性能が鈍くなってしま
う。また、一つの目標値に収束するように酸素吸蔵量O2
SUMを制御するばあい、制御と実際の状況とが合わない
と、制御が発散しやすくなるということも懸念される。
これに対して、本実施形態によれば、所定の範囲内にあ
る場合は、成り行きに任せて変動させることによって、
制御が破綻してしまうようなことを抑止できる。しか
も、成り行きであっても、所定範囲内で酸素吸蔵量O2SU
Mは変動するので、上述した活性化は確実に行われる。
うに酸素吸蔵量O2SUMを制御すると、このような活性化
が行われず、排気浄化触媒の浄化性能が鈍くなってしま
う。また、一つの目標値に収束するように酸素吸蔵量O2
SUMを制御するばあい、制御と実際の状況とが合わない
と、制御が発散しやすくなるということも懸念される。
これに対して、本実施形態によれば、所定の範囲内にあ
る場合は、成り行きに任せて変動させることによって、
制御が破綻してしまうようなことを抑止できる。しか
も、成り行きであっても、所定範囲内で酸素吸蔵量O2SU
Mは変動するので、上述した活性化は確実に行われる。
【００４３】また、本実施形態は、外乱などによって酸
素吸蔵量O2SUMを所定範囲内で変動させる（酸素吸脱反
応を行わせる）ものであったが、酸素吸蔵量O2SUMを所
定範囲内で強制的に変動させるということも考えられ
る。しかし、この場合は、強制的な変動に外乱が重畳さ
れ、排気浄化触媒が酸素を使い切ってしまったり、酸素
をその能力一杯にまで吸蔵してしまったりというような
ことが生じやすい。このようなことが生じると、排気浄
化性能が悪化するのは既に述べたとおりである。
素吸蔵量O2SUMを所定範囲内で変動させる（酸素吸脱反
応を行わせる）ものであったが、酸素吸蔵量O2SUMを所
定範囲内で強制的に変動させるということも考えられ
る。しかし、この場合は、強制的な変動に外乱が重畳さ
れ、排気浄化触媒が酸素を使い切ってしまったり、酸素
をその能力一杯にまで吸蔵してしまったりというような
ことが生じやすい。このようなことが生じると、排気浄
化性能が悪化するのは既に述べたとおりである。
【００４４】逆に、このようなことを危惧して、強制的
に変動させる範囲を小さくさせれば、変動幅が小さくな
って、一つの目標値に対して収束させるような制御と何
ら変わらなくなってしまう。このようなことも考慮する
と、本実施形態のように、酸素吸蔵量O2SUMを強制的に
変動させずに、所定範囲外となるような場合にだけ制御
することが好ましい。
に変動させる範囲を小さくさせれば、変動幅が小さくな
って、一つの目標値に対して収束させるような制御と何
ら変わらなくなってしまう。このようなことも考慮する
と、本実施形態のように、酸素吸蔵量O2SUMを強制的に
変動させずに、所定範囲外となるような場合にだけ制御
することが好ましい。
【００４５】上述した実施形態では、酸素吸蔵量O2SUM
が所定範囲外を外れるような場合は、その所定範囲内に
設定された目標吸蔵量となるまで、酸素吸蔵量O2SUMに
基づく空燃比制御が行われた。この場合、一旦所定範囲
外となったら、一度目標吸蔵量となるまでは、所定範囲
内であっても酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御が行
われる場合がある。しかし、酸素吸蔵量O2SUMが所定範
囲外を外れるような場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、その
所定範囲内に戻るまで酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比
制御を行うという制御を行っても良い。この制御は、上
述した制御におけるαやβの値がゼロである場合と同等
である。
が所定範囲外を外れるような場合は、その所定範囲内に
設定された目標吸蔵量となるまで、酸素吸蔵量O2SUMに
基づく空燃比制御が行われた。この場合、一旦所定範囲
外となったら、一度目標吸蔵量となるまでは、所定範囲
内であっても酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比制御が行
われる場合がある。しかし、酸素吸蔵量O2SUMが所定範
囲外を外れるような場合は、酸素吸蔵量O2SUMが、その
所定範囲内に戻るまで酸素吸蔵量O2SUMに基づく空燃比
制御を行うという制御を行っても良い。この制御は、上
述した制御におけるαやβの値がゼロである場合と同等
である。
【００４６】本発明は、上述した各実施形態に限定され
るものではない。例えば、酸素吸蔵量推定手段は、エン
ジン１の空燃比から算出される酸素吸脱量O2ADの履歴か
ら酸素吸蔵量O2SUMを推定するが、上述した実施形態に
おいては、酸素吸脱量O2ADを算出するための空燃比とし
て上流側空燃比センサ２５の出力を用いた。しかし、酸
素吸脱量を算出するための空燃比として、エンジン１の
制御空燃比を用いることも可能である。あるいは、上述
した燃料挙動モデルや燃焼モデルから得られる空燃比を
用いてもよい。
るものではない。例えば、酸素吸蔵量推定手段は、エン
ジン１の空燃比から算出される酸素吸脱量O2ADの履歴か
ら酸素吸蔵量O2SUMを推定するが、上述した実施形態に
おいては、酸素吸脱量O2ADを算出するための空燃比とし
て上流側空燃比センサ２５の出力を用いた。しかし、酸
素吸脱量を算出するための空燃比として、エンジン１の
制御空燃比を用いることも可能である。あるいは、上述
した燃料挙動モデルや燃焼モデルから得られる空燃比を
用いてもよい。
【００４７】また、上述した実施形態においては、酸素
吸蔵量O2SUMが上側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にあると
きに空燃比を一定に制御するのに、一般的な空燃比フィ
ードバック補正制御が行われた。しかし、空燃比を一定
に制御するのに、オープンループ制御などで制御しても
良い。このようにしても、酸素吸蔵量O2SUMは所定の範
囲内で自然に変動するので、排気浄化触媒の排気浄化性
能を高く維持することができる。
吸蔵量O2SUMが上側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にあると
きに空燃比を一定に制御するのに、一般的な空燃比フィ
ードバック補正制御が行われた。しかし、空燃比を一定
に制御するのに、オープンループ制御などで制御しても
良い。このようにしても、酸素吸蔵量O2SUMは所定の範
囲内で自然に変動するので、排気浄化触媒の排気浄化性
能を高く維持することができる。
【００４８】なお、ここに言う、酸素吸蔵量O2SUMが上
側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にある、とは、酸素吸蔵量
O2SUMがはじめからこの範囲内にある場合をいい、上述
したように、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ｂより大きく
なって、酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸蔵量Ｂ−βとな
るまでの過程で上記範囲内にある場合や、下側閾値Ａよ
り
側閾値Ａと下側閾値Ｂとの間にある、とは、酸素吸蔵量
O2SUMがはじめからこの範囲内にある場合をいい、上述
したように、酸素吸蔵量O2SUMが上側閾値Ｂより大きく
なって、酸素吸蔵量O2SUMが上側目標吸蔵量Ｂ−βとな
るまでの過程で上記範囲内にある場合や、下側閾値Ａよ
り
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、酸素吸蔵量が上側閾値
と下側閾値の間（所定範囲内）で変動するので、排気浄
化触媒の活性化が促進され、排気浄化触媒の浄化性能を
高く維持することができると共に、安定した空燃比制御
を行うことができる。
と下側閾値の間（所定範囲内）で変動するので、排気浄
化触媒の活性化が促進され、排気浄化触媒の浄化性能を
高く維持することができると共に、安定した空燃比制御
を行うことができる。
【００５０】このとき、酸素吸蔵量の目標吸蔵量を所定
範囲内に設定し、酸素吸蔵量が所定範囲外になったとき
に、酸素吸蔵量がこの目標吸蔵量となるように空燃比制
御を行うことによって、酸素吸蔵量を所定範囲内に維持
しつつ、その変動をも行わせることを両立させることが
できる。
範囲内に設定し、酸素吸蔵量が所定範囲外になったとき
に、酸素吸蔵量がこの目標吸蔵量となるように空燃比制
御を行うことによって、酸素吸蔵量を所定範囲内に維持
しつつ、その変動をも行わせることを両立させることが
できる。
【００５１】そして、この目標吸蔵量を所定範囲内に上
側目標吸蔵量と下側目標吸蔵量として二つ設定すること
によって、酸素吸蔵量の基づく空燃比制御によって酸素
吸蔵量を強制的に制御する機会がさらに減り、排気浄化
触媒の活性化をより一層促進することができる。
側目標吸蔵量と下側目標吸蔵量として二つ設定すること
によって、酸素吸蔵量の基づく空燃比制御によって酸素
吸蔵量を強制的に制御する機会がさらに減り、排気浄化
触媒の活性化をより一層促進することができる。
【図１】本発明の制御装置の一実施形態を有する内燃機
関を示す断面図である。
関を示す断面図である。
【図２】本発明の制御装置の一実施形態による制御のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】本発明の制御装置の一実施形態による制御時の
酸素吸蔵量の変化を示すグラフである。
酸素吸蔵量の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の制御装置の他の実施形態による制御時
の酸素吸蔵量の変化を示すグラフである。
の酸素吸蔵量の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の制御装置の一実施形態による制御時の
酸素吸蔵量と制御ゲインとの関係を示すグラフである。
酸素吸蔵量と制御ゲインとの関係を示すグラフである。
１…エンジン（内燃機関）、４…吸気通路、５…インジ
ェクタ（空燃比制御手段）、７…排気通路、１３…エア
フロメータ（空燃比制御手段）、１８…ＥＣＵ（酸素吸
蔵量推定手段・空燃比制御手段）、１９…排気浄化触
媒、２５…上流側空燃比センサ（酸素吸蔵量推定手
段）、２６…下流側空燃比センサ。
ェクタ（空燃比制御手段）、７…排気通路、１３…エア
フロメータ（空燃比制御手段）、１８…ＥＣＵ（酸素吸
蔵量推定手段・空燃比制御手段）、１９…排気浄化触
媒、２５…上流側空燃比センサ（酸素吸蔵量推定手
段）、２６…下流側空燃比センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 章弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 加藤 直人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03 BA07 BA14 BA15 BA19 CB02 CB07 DA01 DA02 DA10 DB06 DB10 DB13 DC01 DC03 EA01 EA05 EA07 EA12 EA16 EA18 EA31 EA34 FA16 FB10 FB11 FB12 GB04W GB04Y HA08 HA11 HA36 HA37 HA39 HB08 3G301 HA01 HA06 JA21 LA00 LA04 LB02 LC01 LC03 MA01 NA06 NA08 NC02 ND05 NE01 NE06 NE13 NE15 NE17 NE19 PA01Z PA11Z PC08Z PD03Z PD04Z PD09Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB01 AB02 BA19X DA01 DA02 DA07
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配設された排気浄
化触媒の酸素吸蔵量を、前記内燃機関の空燃比から算出
される酸素吸脱量の履歴に基づいて推定する酸素吸蔵量
推定手段と、 前記酸素吸蔵量推定手段によって推定される酸素吸蔵量
に基づいて、空燃比を制御する空燃比制御手段とを備え
た内燃機関の空燃比制御装置であって、 前記酸素吸蔵量推定手段によって推定される酸素吸蔵量
に対して、上側閾値及び下側閾値が設定されており、 前記空燃比制御手段は、前記酸素吸蔵量推定手段によっ
て推定される酸素吸蔵量が上側閾値と下側閾値との間に
あるときは、空燃比を一定に制御し、上側閾値より大き
いときは、空燃比をリッチ側に制御し、下側閾値よりも
小さいときは、空燃比をリーン側に制御することを特徴
とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】 上側閾値と下側閾値との間に、目標吸蔵
量がさらに設定され、 前記空燃比制御手段は、前記酸素吸蔵量推定手段によっ
て推定される酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは、
酸素吸蔵量が目標吸蔵量となるように空燃比をリッチ側
に制御し、下側閾値よりも小さいときは、酸素吸蔵量が
目標吸蔵量となるように空燃比をリーン側に制御するこ
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】 目標吸蔵量が、上側閾値と下側閾値との
間に、上側目標吸蔵量と下側目標吸蔵量として二つ設定
され、 前記空燃比制御手段は、前記酸素吸蔵量推定手段によっ
て推定される酸素吸蔵量が上側閾値より大きいときは、
酸素吸蔵量が上側目標吸蔵量となるように空燃比をリッ
チ側に制御し、下側閾値よりも小さいときは、酸素吸蔵
量が下側目標吸蔵量となるように空燃比をリーン側に制
御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。
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| JP2000307995A JP3622661B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| DE60122642T DE60122642T2 (de) | 2000-10-06 | 2001-10-04 | Steuerungsvorrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in einer Brennkraftmaschine |
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|---|---|
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| JP2000307995A Expired - Fee Related JP3622661B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| KR (1) | KR100423378B1 (ja) |
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| US7779621B2 (en) | 2006-12-25 | 2010-08-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Air fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
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| DE10351590A1 (de) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges |
| DE10360072A1 (de) * | 2003-12-20 | 2005-07-14 | Audi Ag | Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges |
| JP5464391B2 (ja) * | 2011-01-18 | 2014-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| KR101780878B1 (ko) * | 2013-01-29 | 2017-09-21 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 내연 기관의 제어 장치 |
| EP2952718B1 (en) * | 2013-01-29 | 2019-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system of internal combustion engine |
| US9903297B2 (en) | 2014-01-10 | 2018-02-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system of internal combustion engine |
| JP6269367B2 (ja) * | 2014-07-23 | 2018-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP6314727B2 (ja) | 2014-07-28 | 2018-04-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
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| DE4128718C2 (de) * | 1991-08-29 | 2001-02-01 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator |
| JP2996043B2 (ja) * | 1993-02-26 | 1999-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2962987B2 (ja) * | 1993-12-01 | 1999-10-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の燃料制御装置 |
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| DE4410489C1 (de) * | 1994-03-25 | 1995-10-05 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator |
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- 2000-10-06 JP JP2000307995A patent/JP3622661B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-21 US US09/956,992 patent/US6546719B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-04 EP EP01123765A patent/EP1195507B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-04 DE DE60122642T patent/DE60122642T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-05 KR KR10-2001-0061328A patent/KR100423378B1/ko not_active IP Right Cessation
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| JP3622661B2 (ja) | 2005-02-23 |
| DE60122642D1 (de) | 2006-10-12 |
| KR20020027250A (ko) | 2002-04-13 |
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