JP2002174138A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒に蓄積された酸素またはＮＯｘを除去す
るための還元リッチ化の実行時間をより適切に制御し、
良好な排気特性を維持する。 【解決手段】 Ｏ２センサ１８の出力の予測値に相当す
る予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを、ファジー推論に基づ
く予測器を用いて算出する（Ｓ１４）。還元リッチ化開
始後、予測偏差電圧ＰＲＥＦＶＯ２が、所定閾値ＸＲＤ
ＣＥＮＤを超えると、目標空燃比係数ＫＣＭＤを理論空
燃比相当の所定値ＫＳＴＨＯＬＤに設定し（Ｓ１８，Ｓ
２１）、所定ホールド時間ＸＴＭＳＴＨＯＬＤ経過後、
通常制御に戻る（Ｓ２１）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に排気系に酸素蓄積能力及び／または
窒素酸化物蓄積能力が付加された触媒を備えた排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気系に、一般的に使用され
ている三元触媒には、酸素蓄積能力が付加されており、
機関のフュエルカット運転を行うと、そのフュエルカッ
ト運転から燃料を供給する通常の運転状態へ移行した直
後において、還元能力が著しく低下する。そのため、フ
ュエルカット終了直後において空燃比をリッチ化するこ
とにより、三元触媒に蓄積された酸素を短時間で除去す
る処理が従来より行われている。
【０００３】また空燃比を理論空燃比よりリーン側に設
定するリーン運転を頻繁に行う機関に、リーン運転中に
排出されるＮＯｘ（窒素酸化物）を捕捉するＮＯｘ捕捉
能力が付加されたＮＯｘ触媒を配置した排気浄化装置が
知られている。この装置では、リーン運転中にＮＯｘが
ＮＯｘ触媒に捕捉されるので、間欠的に空燃比のリッチ
化が行われ、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘが還元され
る。
【０００４】上述した空燃比のリッチ化（以下、三元触
媒に蓄積された酸素を除去するためのリッチ化も含めて
「還元リッチ化」という）は、リッチ化実行時間が短す
ぎると、酸素またはＮＯｘの除去が不完全となる一方、
リッチ化実行時間が長すぎると、ＨＣ及びＣＯの排出量
が増加を招く。したがって、リッチ化実行時間（リッチ
化終了時期）をどのように決定するかが問題となる。
【０００５】従来は、予め設定した時間だけ還元リッチ
化を実行する方法が知られているが、これでは、機関運
転状態に依存して変化する最適なリッチ化実行時間に設
定することは困難である。そこで、触媒の下流側に酸素
濃度センサを配置し、酸素濃度センサの出力がリッチ空
燃比を示す値に変化した時点で、還元リッチ化を終了す
る手法が提案されている（特許第２６９２３８０号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リッチ
化を終了すべく目標空燃比を変更した時点から、その目
標空燃比が反映された排気が触媒に到達するまでには遅
れ時間ＴＤがあるため、上記特許公報に示された手法に
は、以下のように問題があった。すなわち、触媒下流側
の酸素濃度センサの出力がリッチ空燃比を示す値に変化
した時点で、触媒に蓄積された酸素またはＮＯｘの除去
は完了しているにも拘わらず、その変化時点から遅れ時
間ＴＤの間は、リッチ空燃比に対応したガスが排出され
るため、ＨＣ及びＣＯの排出量が増加する。
【０００７】本発明は、この点に着目してなされたもの
であり、触媒に蓄積された酸素またはＮＯｘを除去する
ための還元リッチ化の実行時間をより適切に制御し、良
好な排気特性を維持することができる排気浄化装置を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けら
れ、酸素蓄積能力及び窒素酸化物蓄積能力の少なくとも
一方を有する排気浄化手段と、該排気浄化手段の下流側
に設けられた酸素濃度センサと備える内燃機関の排気浄
化装置において、前記排気浄化手段に蓄積した酸素また
は窒素酸化物を還元させるために前記機関に供給する混
合気の空燃比を理論空燃比よりリッチ化する空燃比制御
手段と、ファジー推論に基づく予測器を用いて前記酸素
濃度センサ出力の予測値を算出する予測手段と、該予測
値に応じて前記排気浄化手段に蓄積された酸素または窒
素酸化物の還元が完了したことを判定する判定手段とを
備えることを特徴とする。
【０００９】この構成によれば、ファジー推論に基づく
予測器を用いて酸素濃度センサ出力の予測値が算出さ
れ、該予測値に応じて排気浄化手段に蓄積された酸素ま
たは窒素酸化物の還元が完了したことが判定されるの
で、比較的単純な経験則に基づいて酸素濃度センサ出力
の精度の高い予測値を得、酸素または窒素酸化物の還元
完了時期を実際より若干早く判定することができる。こ
の判定結果を利用することにより、還元リッチ化の実行
時間を従来より適切に制御することが可能となる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記空燃比制御手
段は、前記予測値が理論空燃比よりリーン側の値からリ
ッチ側の値へ変化した時点で、前記リッチ化を終了す
る。この構成によれば、酸素濃度センサ出力の予測値が
理論空燃比よりリーン側の値からリッチ側の値へ変化し
た時点でリッチ化が終了されるので、リッチ化実行時間
が長すぎてＨＣ、ＣＯの排出量が増加することを防止す
ることができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記空燃比制御手
段は、前記リッチ化終了後所定時間に亘って前記空燃比
を理論空燃比近傍へ制御することを特徴とする。この構
成によれば、リッチ化終了後所定時間に亘って空燃比が
理論空燃比近傍へ制御されるので、リッチ化終了時点で
排気浄化手段に残っている少量の酸素またはＮＯｘを十
分に除去することができる。すなわち、排気浄化手段の
構造により、リッチ化が終了しても蓄積された酸素また
はＮＯｘの一部が除去しきれない場合があるが、リッチ
化終了後所定時間に亘って空燃比を理論空燃比近傍に維
持することにより、酸素またはＮＯｘの除去をより完全
なものとすることできる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前
記予測手段は、前記酸素濃度センサ出力値を前記予測器
の入力として前記予測値の算出を行うことを特徴とす
る。この構成によれば、酸素濃度センサ出力値を予測器
の入力として予測値の算出が行われるので、予測器の構
成を比較的単純なものとすることができ、人間の経験則
をメンバシップ関数に容易に反映することができる。そ
の結果メンバシップ関数の設定などを容易に行うことが
できるとともに、予測精度を向上させることができる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記予測手段は、
前記酸素濃度センサ出力値と、該酸素濃度センサ出力値
の定常的な成分及び変化量を示す成分を含むパラメータ
（σＰＲＥ）とを、前記予測器の入力として前記予測値
の算出を行うことを特徴とする。この構成によれば、酸
素濃度センサ出力値と、該酸素濃度センサ出力値の定常
的な成分及び変化量を示す成分とを含むパラメータと
が、ファイジー推論に基づく予測器の入力とされるの
で、酸素濃度センサ出力値がほぼ一定の値の滞留する状
態や大きく変化する状態を正確に予測し、精度の高い予
測値を得ることができる。
【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１から４
の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前
記予測手段は、最小最大重心法を用いており、ファジー
推論の後件部では棒状関数を用いて前記予測値の算出を
行うことを特徴とする。この構成によれば、前記予測値
の算出に最小最大重心法が用いられ、ファジー推論の後
件部では棒状関数を用いて予測値の算出が行われるの
で、演算処理を簡略化し、より早い制御周期で制御を行
うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかか
る排気浄化装置を含む、内燃機関（以下「エンジン」と
いう）及びその制御装置の全体構成図であり、例えば４
気筒のエンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３
が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度
（ＴＨＡ）センサ４が連結されており、当該スロットル
弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロー
ルユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１６】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の
開弁時間が制御される。
【００１７】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられており、この
絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ９が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。
【００１８】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を
出力してＥＣＵ５に供給する。エンジン１の図示しない
カム軸周囲又はクランク軸周囲には、エンジン回転数
（ＮＥ）センサ１１及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２
が取り付けられている。エンジン回転数センサ１１は、
エンジン１の各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤ
Ｃ）より所定クランク角度前のクランク角度位置で（４
気筒エンジンではクランク角１８０゜毎に）ＴＤＣ信号
パルスを出力し、気筒判別センサ１２は、特定の気筒の
所定クランク角度位置で気筒判別信号パルスを出力する
ものであり、これらの各信号パルスはＥＣＵ５に供給さ
れる。
【００１９】排気管１３には排気浄化手段としての、三
元触媒１４と、ＮＯｘ浄化装置１５とが上流側からこの
順序で設けられている。三元触媒１４は、酸素蓄積能力
を有し、エンジン１に供給される混合気の空燃比が理論
空燃比よりリーン側に設定され、排気中の酸素濃度が比
較的高い排気リーン状態では、排気中の酸素を蓄積し、
逆にエンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃
比よりリッチ側に設定され、排気中の酸素濃度が低く、
ＨＣ、ＣＯ成分が多い排気リッチ状態では、蓄積した酸
素により排気中のＨＣ，ＣＯを酸化する機能を有する。
【００２０】ＮＯｘ浄化装置１５は、ＮＯｘを捕捉する
ＮＯｘ捕捉剤及び酸化、還元を促進するための触媒を内
蔵する。ＮＯｘ浄化装置１５は、エンジン１に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定され
た場合の排気リーン状態においては、ＮＯｘを捕捉し、
エンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比近
傍または理論空燃比よりリッチ側に設定された場合の排
気リッチ状態においては、捕捉されたＮＯｘがＨＣ、Ｃ
Ｏにより還元されて、窒素ガスとして排出され、またＨ
Ｃ、ＣＯは酸化されて水蒸気及び二酸化炭素として排出
されるように構成されている。
【００２１】ＮＯｘ捕捉剤のＮＯｘ蓄積能力の限界、す
なわち最大ＮＯｘ蓄積量まで、ＮＯｘを捕捉すると、そ
れ以上ＮＯｘを捕捉できなくなるので、適時ＮＯｘを還
元するために空燃比のリッチ化、すなわち還元リッチ化
を実行する。なお、本実施形態では、フュエルカット運
転直後において三元触媒１４に蓄積される酸素を除くた
めに行う空燃比のリッチ化も「還元リッチ化」という。
【００２２】三元触媒１４の上流位置には、比例型空燃
比センサ１７（以下「ＬＡＦセンサ１７」という）が装
着されており、このＬＡＦセンサ１７は排気中の酸素濃
度（空燃比）にほぼ比例した電気信号を出力し、ＥＣＵ
５に供給する。ＮＯｘ浄化装置１５の下流位置には、そ
れぞれ二値型酸素濃度センサ（以下「Ｏ２センサ」とい
う）１８が装着されており、この酸素濃度センサの検出
信号はＥＣＵ５に供給される。このＯ２センサ１８は、
その出力が理論空燃比の前後において急激に変化する特
性を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ側で高レベ
ルとなり、リーン側で低レベルとなる。
【００２３】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブ
タイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バ
ルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換
機構３０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁
リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選
択時は２つに吸気弁のうちの一方を休止させて、空燃比
を理論空燃比よりリーン化する場合においても安定した
燃焼を確保するようにしている。
【００２４】バルブタイミング切換機構３０は、バルブ
タイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この
油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがＥＣＵ５に接続
されている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ５に供給さ
れ、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してエンジン１の運転状態
に応じたバルブタイミングの切換制御を行う。
【００２５】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波
形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナロ
グ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」とい
う）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算
結果等を記憶するメモリ、燃料噴射弁６に駆動信号を供
給する出力回路等から構成される。
【００２６】ＥＣＵ５のＣＰＵは、上述の各種エンジン
パラメータ信号に基づいて、種々のエンジン運転状態を
判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態に応
じて、次式（１）に基づき、ＴＤＣ信号パルスに同期し
て開弁作動する燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＵＴを
演算する。 ＴＯＵＴ＝ＴＩＭ×ＫＣＭＤ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２…（１）
【００２７】ここに、ＴＩＭは基本燃料量、具体的には
燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転
数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＴ
Ｉマップを検索して決定される。ＴＩマップは、エンジ
ン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する運転
状態において、エンジンに供給する混合気の空燃比がほ
ぼ理論空燃比になるように設定されている。すなわち、
基本燃料量ＴＩＭは、エンジンの単位時間当たりの吸入
空気量（質量流量）にほぼ比例する値を有する。
【００２８】ＫＣＭＤは目標空燃比係数であり、エンジ
ン回転数ＮＥ、スロットル弁開度ＴＨＡ、エンジン水温
ＴＷ等のエンジン運転パラメータに応じて設定される。
目標空燃比係数ＫＣＭＤは、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すな
わち燃空比Ｆ／Ａに比例し、理論空燃比のとき値１．０
をとるので、目標当量比ともいう。
【００２９】ＫＬＡＦは、フィードバック制御の実行条
件が成立するときは、ＬＡＦセンサ１７の検出値から算
出される検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤに一
致するようにＰＩＤ制御により算出される空燃比補正係
数である。Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決定
される。
【００３０】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料
噴射時間ＴＯＵＴに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる
駆動信号を出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給す
る。本実施形態では、エンジン１への燃料供給を遮断す
るフュエルカット運転の終了直後（燃料供給再開直後）
においては、三元触媒に蓄積された酸素を除去するため
に、空燃比を理論空燃比よりリッチ側に設定する還元リ
ッチ化を実行する。また、リーン運転を所定時間継続し
た時点では、ＮＯｘ浄化装置１５に蓄積されたＮＯｘを
還元するための還元リッチ化を実行する。その際、還元
リッチ化の実行時間（終了時期）を、Ｏ２センサ１８の
出力ＶＯ２の予測値に基づいて決定する。この予測値
は、以下に説明するファジー推論に基づく予測器により
算出される。
【００３１】Ｏ２センサ１８の出力電圧ＶＯ２は、通常
０．１Ｖから１Ｖ程度であるが、本実施形態における予
測器では、下記式（２）で定義される偏差電圧ＶＯ２Ｔ
Ｍを入力パラメータとして用いる。 ＶＯ２ＴＭ＝ＶＯ２−ＶＣＮＴ （２） ここでＶＣＮＴは、例えば０．６Ｖ程度に設定される所
定値である。
【００３２】図２は、偏差電圧ＶＯ２ＴＭの今回値ＶＯ
２ＴＭ（ｋ）と、１サンプル周期前の値（以下「前回
値」という）ＶＯ２ＴＭ（ｋ−１）との関係を示すスラ
イディングモード制御等に用いられる位相平面の図であ
る。偏差電圧ＶＯ２ＴＭが、低レベル（−０．６Ｖ程
度）に停滞しているときは、今回値ＶＯ２ＴＭ（ｋ）と
前回値ＶＯ２ＴＭ（ｋ−１）とに対応するサンプル点
は、領域Ｐ１近傍に位置する一方、高レベル（０．４Ｖ
程度）に停滞しているときは、今回値ＶＯ２ＴＭ（ｋ）
と前回値ＶＯ２ＴＭ（ｋ−１）とに対応するサンプル点
は、領域Ｐ２近傍に位置する。そして、偏差電圧ＶＯ２
ＴＭが低レベルから高レベルへ変化するときは、領域Ｐ
１から矢線（矢印を付した線）ＡＲ１で示すような軌跡
を描いて、領域Ｐ２へ移動し、逆に高レベルから低レベ
ルへ変化するときは、領域Ｐ２から矢線ＡＲ２で示すよ
うな軌跡を描いて、領域Ｐ１へ移動する。図２に示す位
相平面でのサンプル点の挙動は、エンジンの運転状態、
あるいは三元触媒１４またはＮＯｘ浄化装置１５の状態
（酸素またはＮＯｘの蓄積量、劣化度合など）によらず
おおむね一定であることが、経験的に確認されている。
【００３３】そこで偏差電圧ＶＯ２ＴＭと、下記式
（３）で定義される切替関数値σＰＲＥ（ｋ）とを、フ
ァジー推論に基づく予測器の入力パラメータとした。 σＰＲＥ（ｋ）＝ＶＯ２ＴＭ（ｋ）＋ＰＲＥＳ×ＶＯ２ＴＭ（ｋ−１） （３） 式（３）においてσＰＲＥ（ｋ）＝０とした式は、図２
の原点を通る直線を示す式である。図２の領域Ｐ１とＰ
２とが、原点を通る直線の両側に位置するように直線Ｌ
１を引き、直線Ｌ１の傾きから係数ＰＲＥＳが決定され
る（図２に示す直線は、ＰＲＥＳ＝−０．８程度であ
る）。
【００３４】式（３）により定義される切替関数値σＰ
ＲＥ（ｋ）は、偏差電圧ＶＯ２ＴＭの定常的な成分と、
変化量を示す成分（微分成分）とを含むので、偏差電圧
ＶＯ２ＴＭが、低レベルに停留しているときと、高レベ
ルに滞留しているときとで、異なる値となり、また偏差
電圧ＶＯ２ＴＭが変化しているときは、その単位時間当
たりの変化量に応じた値を示す。
【００３５】このように予測器の入力パラメータを決定
し、これらの入力パラメータの状態と、予測される近い
将来の偏差電圧、すなわち予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆ
の大まかな傾向を９つのルールにまとめると図３に示す
ようになる。この図において、「Ｎ」は負の値をとるこ
とを示し、「Ｚ０」はゼロ近傍の値をとることを示し、
「Ｐ」は正の値をとることを示す。また「ｉ」は、以下
に説明する９つのルールに便宜的に付けた番号である。
【００３６】図３に示した９つのルールは、以下のよう
になる。 ルール１（ｉ＝１） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ（ｋ）及び切
替関数値σＰＲＥ（ｋ）がともに、負の値であるとき
は、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、負の値
である可能性が高い。
【００３７】ルール２（ｉ＝２） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ
（ｋ）が負の値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）がゼロ近
傍の値であるときは、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶ
Ｏ２Ｆは、ゼロ近傍の値である可能性が高い。 ルール３（ｉ＝３） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ（ｋ）が負の
値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）が正の値であるとき
は、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、正の値
である可能性が高い。
【００３８】ルール４（ｉ＝４） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ
（ｋ）がゼロ近傍の値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）が
負の値であるときは、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶ
Ｏ２Ｆは、負の値である可能性が高い。 ルール５（ｉ＝５） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ（ｋ）及び切
替関数値σＰＲＥ（ｋ）がともに、ゼロ近傍の値である
ときは、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、ゼ
ロ近傍の値である可能性が高い。
【００３９】ルール６（ｉ＝６） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ
（ｋ）がゼロ近傍の値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）が
正の値であるときは、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶ
Ｏ２Ｆは、正の値である可能性が高い。 ルール７（ｉ＝７） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ（ｋ）が正の
値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）が負の値であるとき
は、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、負の値
である可能性が高い。
【００４０】ルール８（ｉ＝８） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ
（ｋ）が正の値で、切替関数値σＰＲＥ（ｋ）がゼロ近
傍の値であるときは、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶ
Ｏ２Ｆは、ゼロ近傍の値である可能性が高い。 ルール９（ｉ＝９） 偏差電圧ＶＯ２ＴＭ（ｋ）及び切
替関数値σＰＲＥ（ｋ）がともに、正の値であるとき
は、近い将来の予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、正の値
である可能性が高い。
【００４１】次に切替関数値σＰＲＥ（ｋ）及び偏差電
圧ＶＯ２ＴＭに対応する前件部のメンバシップ関数は、
それぞれ図４（ａ）及び（ｂ）に示すように設定されて
いる。すなわち、同図（ａ）のメンバシップ関数Ｎは、
切替関数値σＰＲＥが負の値をとるときの関数に対応
し、メンバシップ関数Ｚ０は、切替関数値σＰＲＥがゼ
ロ近傍の値をとるときの関数に対応し、メンバシップ関
数Ｐは、切替関数値σＰＲＥが正の値をとるときの関数
に対応する。また、同図（ｂ）のメンバシップ関数Ｎ
は、偏差電圧ＶＯ２ＴＭが負の値をとるときの関数に対
応し、メンバシップ関数Ｚ０は、偏差電圧ＶＯ２ＴＭが
ゼロ近傍の値をとるときの関数に対応し、メンバシップ
関数Ｐは、偏差電圧ＶＯ２ＴＭが正の値をとるときの関
数に対応する。
【００４２】さらに後件部は、同図（ｃ）に示すよう
に、予測器の出力に相当する予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２
Ｆを横軸とした棒状の３つのメンバシップ関数（シング
ルトンの棒状関数）が設定されている。ここで、上記ル
ールｉ（ｉ＝１〜９）の適合度をＷＰＲＥ（ｉ）、後件
部の棒状関数の高さをＷＷＰＲＥ（ｉ）、位置をＷＰＰ
ＲＥ（ｉ）とすると、予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、
以下のように算出される。
【００４３】各ルールｉにおいて、切替関数値σＰＲＥ
（ｉ）に対応する前件部の適合度をＷＰＲＥσ（ｉ）と
し、偏差電圧ＶＯ２ＴＭに対応する前件部の適合度をＷ
ＰＲＥＶ（ｉ）とすると、ルールｉの適合度ＷＰＲＥ
（ｉ）は下記式（４）により算出される。 ＷＰＲＥ（ｉ）＝ｍｉｎ（ＷＰＲＥσ（ｉ），ＷＰＲＥＶ（ｉ）） （４） ここで、ｍｉｎ（ＷＰＲＥσ（ｉ），ＷＰＲＥＶ
（ｉ））は、適合度ＷＰＲＥσ（ｉ）及びＷＰＲＥＶ
（ｉ）のうち、小さい方を選択する演算（最小選択演
算）である。
【００４４】図５に示すように、σＰＲＥ（ｋ）＝σＰ
ＲＥ１，かつＶＯ２ＴＭ（ｋ）＝ＶＯ２ＴＭ１である場
合（ケース１）、及びσＰＲＥ（ｋ）＝σＰＲＥ２，か
つＶＯ２ＴＭ（ｋ）＝ＶＯ２ＴＭ２である場合（ケース
２）を例にとって、演算方法を具体的に説明する。な
お、図５においては、ＷＰＲＥσＮ２＜ＷＰＲＥＶＮ２
＜ＷＰＲＥＶＺ２＜ＷＰＲＥσＺ２なる関係が成立して
いる。
【００４５】これらのケース１，２をおいて各ルールｉ
について、９通りの適合度ＷＰＲＥσ及びＷＰＲＥＶを
求めると、図６に示すようになる。そして各ルールｉに
おいて、ハッチングを付して示す適合度の小さい方が選
択される。すなわちケース１においては、ＷＰＲＥ
（１）＝１であり、ｉ＝２〜９に対するＷＰＲＥ（ｉ）
は「０」である。またケース２においては、ＷＰＲＥ
（１）＝ＷＰＲＥσＮ２，ＷＰＲＥ（２）＝ＷＰＲＥＶ
Ｎ２，ＷＰＲＥ（４）＝ＷＰＲＥσＮ２，ＷＰＲＥ
（６）＝ＷＰＲＥＶＺ２であり、ｉ＝３，６〜９に対す
るＷＰＲＥ（ｉ）は「０」である。
【００４６】次に各ルールｉにおける後件部の重みの最
大値を選択して積算する。すなわち、下記式（５）によ
り適合度ＷＰＲＥ（ｉ）に後件部の棒状関数の高さＷＷ
ＰＲＥ（ｉ）及び位置ＷＰＰＲＥ（ｉ）（図５（ｃ）参
照）を乗算して積算し、重み積算値ＷＰＲＥＴＯＴＡＬ
を算出する。なお、高さＷＷＰＲＥ（ｉ）は、例えばす
べてのｉに対して「１．０」とし、位置ＷＰＰＲＥ
（ｉ）は、ｉ＝１，４，７に対しては、図５（ｃ）に示
すＷＰＰＲＥＮとし、ｉ＝３，６，９については同図に
示すＷＰＰＲＥＰとし、ｉ＝２，５，８については
「０」とする。
【数１】
【００４７】そして、重心位置を算出する下記式（６）
に重み積算値ＷＰＲＥＴＯＴＡＬを適用して、予測偏差
電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを算出する。
【数２】 このようにしてファジー推論に基づく予測器により、偏
差電圧ＶＯ２ＴＭの近い将来（数サンプル周期後の）の
予測値としての予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを得ること
ができる。
【００４８】図７は、Ｏ２センサ出力ＶＯ２と、予測偏
差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆに所定電圧ＶＣＮＴを加算するこ
とにより得られる予測センサ出力ＰＲＥＶＯ２とを対比
して示すタイムチャートである。本実施形態のファジー
推論に基づく予測器によれば、図７に示すように、時間
ＴＰＲＥだけ早く立ち上がる予測センサ出力ＰＲＥＶＯ
２を得ることができる。したがって、この予測センサ出
力ＰＲＥＶＯ２または予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆに基
づいて、還元リッチ化終了時期を決定することにより、
還元リッチ化終了時期が遅れてＨＣ及びＣＯの排出量が
増加する事態を回避し、良好な排気特性を維持すること
が可能となる。
【００４９】以下図８〜１１を参照して、ＥＣＵ５によ
る具体的な制御処理を説明する。図８は、前記式（１）
に適用される目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する処理の
フローチャートであり、この処理は、所定時間（例えば
３０〜１２０ｍｓｅｃ程度）毎にＥＣＵ５のＣＰＵで実
行される。ステップＳ１１では、エンジン１が始動中で
あるかまたは始動後所定期間ＴＡＳＴ内であるか否かを
判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、目標空
燃比係数ＫＣＭＤを始動時用所定値ＫＣＭＤＳＴ（例え
ば１．０）に設定し（ステップＳ１２）、ステップＳ２
３に進む。
【００５０】エンジン１の始動完了から所定期間ＴＡＳ
Ｔ経過後であるときは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管
内絶対圧ＰＢＡに応じて、ＫＣＭＤマップを検索し、エ
ンジン運転状態に応じた目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出
する（ステップＳ１３）。リーン運転を実行する運転状
態では、目標空燃比係数ＫＣＭＤは「１．０」より小さ
い値に設定される。
【００５１】ステップＳ１４では、図９に示すＰＲＥＶ
Ｏ２Ｆ算出処理を実行し、前述したファジー推論に基づ
く予測器により予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを算出す
る。次いで目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定値ＫＣＭＤＳ
Ｌ（≒１．０）より小さいか否かを判別する（ステップ
Ｓ１５）。ＫＣＭＤ＜ＫＣＭＤＳＬであってリーン運転
中であるときは、直ちにステップＳ２３に進み、ＫＣＭ
Ｄ≧ＫＣＭＤＳＬであるときは、ステップＳ１６に進
む。なお、フュエルカット運転中は、目標空燃比係数Ｋ
ＣＭＤは「１．０」に設定されるので、フュエルカット
運転中及びフュエルカット運転終了直後は、ステップＳ
１５からステップＳ１６に進む。
【００５２】ステップＳ１６では、フュエルカット後フ
ラグＦＡＦＣまたはリッチ化開始後フラグＦＡＳＡＦが
「１」であるか否かを判別する。フュエルカット後フラ
グＦＡＦＣは、フュエルカット終了時点から所定期間Ｘ
ＴＭＡＦＣ（例えば１５秒）内であるとき、またはフュ
エルカット実行中であるとき「１」に設定され、リッチ
化開始後フラグＦＡＳＡＦは、目標空燃比係数ＫＣＭＤ
を１．０より小さい値から１．０以上の値へ変更した時
点、すなわちリーン運転からストイキリッチ運転へ移行
した時点から所定期間ＸＴＭＡＳＡＦ（例えば１０秒）
内であるとき、またはリーン運転中であるとき「１」に
設定される。
【００５３】ステップＳ１６の答が否定（ＮＯ）、すな
わちＦＡＦＣ＝ＦＡＳＡＦ＝０であるときは、直ちにス
テップＳ２３に進み、ＦＡＦＣ＝１またはＦＡＳＡＦ＝
１であるときは、ステップＳ１７に進む。リーン運転中
は、ステップＳ１５からステップＳ２３に進むので、ス
テップＳ１６からステップＳ１７に進むのは、フュエル
カット終了時点から所定期間ＸＴＭＡＦＣ内のとき、ま
たはリーン運転からストイキリッチ運転へ移行した時点
から所定期間ＸＴＭＡＳＡＦ内のときである。
【００５４】ステップＳ１７では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてＫＲＥＤＵＣマップ
を検索し、リッチ化係数値ＫＲＥＤＵＣ（≧１．０）を
算出する。ＫＲＥＤＵＣマップは、エンジン回転数ＮＥ
が低くなるほど、また吸気管内絶対圧ＰＢＡが低くなる
ほど、リッチ化係数値ＫＲＥＤＵＣが大きくなるように
設定されている。
【００５５】続くステップＳ１８では、ステップＳ１４
で算出した予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆが所定閾値ＸＲ
ＤＣＥＮＤ（例えば０Ｖ）を越えたか否かを判別する。
リッチ化開始当初は、ＰＲＥＶＯ２Ｆ＜ＸＲＤＣＥＮＤ
であるので、ステップＳ１９に進み、ステップＳ１３で
算出した目標空燃比係数ＫＣＭＤをステップＳ１７で算
出したリッチ化係数値ＫＲＥＤＵＣに変更する。次いで
ステップＳ２１で参照されるダウンカウントタイマｔｍ
ＳＴＨＯＬＤを所定ホールド時間ＸＴＭＳＴＨＯＬＤに
セットしてスタートさせ（ステップＳ２０）、ステップ
Ｓ２３に進む。
【００５６】目標空燃比係数ＫＣＭＤをリッチ化係数値
ＫＲＥＤＵＣに設定すると、フュエルカット終了直後に
おいては、三元触媒１４に蓄積された酸素が除去され、
またリーン運転からストイキリッチ運転へ移行した直後
においては、ＮＯｘ浄化装置１５に蓄積されたＮＯｘが
除去される。そして、酸素またはＮＯｘの除去が完了す
るとＯ２センサ１８がリーン空燃比を示す値からリッチ
空燃比を示す値に変化する。前述したように予測偏差電
圧ＰＲＥＶＯ２Ｆは、センサ出力ＶＯ２より若干早く上
昇し、所定閾値ＸＲＤＣＥＮＤを越えると、ステップＳ
１８からステップＳ２１に進み、ステップＳ２０でスタ
ートしたタイマｔｍＳＴＨＯＬＤの値が「０」であるか
否かを判別する。最初は、ｔｍＳＴＨＯＬＤ＞０である
ので、目標空燃比係数ＫＣＭＤを理論空燃比相当の所定
値ＫＳＴＨＯＬＤ（例えば１．０）に設定し（ステップ
Ｓ２２）、ステップＳ２３に進む。その後、所定ホール
ド時間ＸＴＭＳＴＨＯＬＤが経過すると、ステップＳ２
１から直ちにステップＳ２３に進む。
【００５７】ステップＳ２０，Ｓ２１及びＳ２２によ
り、還元リッチ化終了時点から所定ホール時間ＸＴＭＳ
ＴＨＯＬＤの間は、目標空燃比係数ＫＣＭＤが理論空燃
比相当の値に保持される。所定ホールド時間ＸＴＭＳＴ
ＨＯＬＤ経過後は、ステップＳ１３で算出される目標空
燃比係数ＫＣＭＤがそのまま使用される通常の制御に戻
る。
【００５８】ステップＳ２３では、図１０に示すフュエ
ルカット後判断処理を実行し、フュエルカット後フラグ
ＦＡＦＣの設定を行う。続くステップＳ２４では、図１
１に示すリッチ化開始後判断処理を実行し、リッチ化開
始後フラグＦＡＳＡＦの設定を行い、本処理を終了す
る。
【００５９】図８の処理によれば、ファジー推論に基づ
いて算出された予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆによって、
三元触媒１４に蓄積された酸素の除去完了またはＮＯｘ
浄化装置１５に蓄積されたＮＯｘの除去完了が判定され
るので、Ｏ２センサ出力ＶＯ２そのものに応じて判定す
る場合に比べて、酸素またはＮＯｘの除去完了時期を早
く検知することができる。その結果、還元リッチ化継続
時間が長くなり過ぎてＨＣ及びＣＯの排出量が増加する
ことを防止し、良好な排気特性を維持することができ
る。
【００６０】また還元リッチ化終了後所定ホールド時間
ＸＴＭＳＴＨＯＬＤに亘って目標空燃比係数ＫＣＭＤが
理論空燃比相当の値ＫＳＴＨＯＬＤに保持されるので、
還元リッチ化終了時点で三元触媒１４またはＮＯｘ浄化
装置１５に残っている少量の酸素またはＮＯｘを十分に
除去することができる。すなわち、三元触媒あるいはＮ
Ｏｘ浄化装置の構造により、還元リッチ化が終了しても
蓄積された酸素またはＮＯｘの一部が除去しきれない場
合があるが、還元リッチ化終了後所定ホールド時間ＸＴ
ＭＳＴＨＯＬＤに亘って空燃比を理論空燃比近傍に維持
することにより、三元触媒１４の作用により排気特性を
良好に保ちながら、酸素またはＮＯｘの除去をより完全
なものとすることができる。
【００６１】図９は、図８のステップＳ１４で実行され
るＰＲＥＶＯ２Ｆ算出処理のフローチャートである。ス
テップＳ３１では、前記式（３）により切替関数値σＰ
ＲＥ（ｋ）を算出し、次いで前記式（４）により、各ル
ールｉ（ｉ＝１〜９）について前件部の適合度ＷＰＲＥ
（ｉ）を算出する（ステップＳ３２）。ステップＳ３３
では、前記式（６）により重心演算を行い、予測偏差電
圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを算出する。
【００６２】図１０は、図８のステップＳ２３で実行さ
れるフュエルカット後判断処理のフローチャートであ
る。ステップＳ４１では、フュエルカットの実行を
「１」で示すフュエルカットフラグＦＦＣが「１」であ
るか否かを判別し、ＦＦＣ＝１であるときは、ダウンカ
ウントタイマｔｍＡＦＣを所定時間ＸＴＭＡＦＣにセッ
トしてスタートさせ（ステップＳ４２）、フュエルカッ
ト後フラグＦＡＦＣを「１」に設定する（ステップＳ４
５）。
【００６３】またフュエルカット運転が終了し、フュエ
ルカットフラグＦＦＣが「１」から「０」に変化する
と、ステップＳ４１からステップＳ４３に進み、タイマ
ｔｍＡＦＣの値が「０」であるか否かを判別する。そし
て、ｔｍＡＦＣ＞０である間は、ステップＳ４５に進
み、タイマｔｍＡＦＣの値が「０」となると、フュエル
カット後フラグＦＡＦＣを「０」に戻す（ステップＳ４
４）。
【００６４】図１１は、図８のステップＳ２４で実行さ
れるリッチ化開始後判断処理のフローチャートである。
ステップＳ５１では、目標空燃比係数ＫＣＭＤが所定値
ＫＣＭＤＳＬより小さいか否かを判別し、ＫＣＭＤ＜Ｋ
ＣＭＤＳＬである（リーン運転中である）ときは、ダウ
ンカウントタイマｔｍＡＳＡＦを所定時間ＸＴＭＡＳＡ
Ｆにセットしてスタートさせ（ステップＳ５２）、リッ
チ化開始後フラグＦＡＳＡＦを「１」に設定する（ステ
ップＳ５５）。
【００６５】また還元リッチ化が開始され、目標空燃比
係数ＫＣＭＤが所定値ＫＣＭＤＳＬ以上の値に設定され
ると、ステップＳ５１からステップＳ５３に進み、タイ
マｔｍＡＳＡＦの値が「０」であるか否かを判別する。
そして、ｔｍＡＳＡＦ＞０である間は、ステップＳ５５
に進み、タイマｔｍＡＳＡＦの値が「０」となると、リ
ッチ化開始後フラグＦＡＳＡＦを「０」に戻す（ステッ
プＳ５４）。
【００６６】本実施形態では、三元触媒１４及びＮＯｘ
浄化装置１５が排気浄化手段を構成し、ＥＣＵ５が空燃
比制御手段、予測手段及び判定手段を構成する。より具
体的には、図８のステップＳ１５〜Ｓ２４が空燃比制御
手段に相当し、図８のステップＳ１４、すなわち図９の
処理が予測手段に相当し、図８のステップＳ１８が判定
手段に相当する。
【００６７】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、図８のス
テップＳ１３またはＳ１７においては、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて目標空燃比係数
ＫＣＭＤまたはリッチ化係数値ＫＲＥＤＵＣを算出する
ようにしたが、吸気管内絶対圧ＰＢＡに代えて、当該車
両のアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジンの要
求出力と、エンジン回転数ＮＥとに応じて目標空燃比係
数ＫＣＭＤまたはリッチ化係数値ＫＲＥＤＵＣを算出す
るようにしてもよい。
【００６８】また上述した実施形態では、偏差電圧ＶＯ
２ＴＭ及びこの偏差電圧ＶＯ２ＴＭを用いて算出される
切替関数値σＰＲＥを予測器の入力パラメータとして、
予測偏差電圧ＰＲＥＶＯ２Ｆを算出するようにしたが、
Ｏ２センサ出力ＶＯ２及びこの出力電圧ＶＯ２を用いて
算出される切替関数値σＰＲＥａを予測器の入力パラメ
ータとし、予測Ｏ２センサ出力ＰＲＥＶＯ２を算出する
ようにしてもよい。
【００６９】また図８のステップＳ２２の所定値ＫＳＴ
ＨＯＬＤは、理論空燃比に相当する「１．０」とするこ
とが望ましいが、「１．０」よりわずかに小さい値また
はわずかに大きい値、すなわち理論空燃比近傍に空燃比
に対応する値に設定してもよい。
【００７０】また上述した実施形態では、排気管に酸素
蓄積能力を有する三元触媒と、ＮＯｘ蓄積能力を有する
ＮＯｘ浄化装置とが設けられたエンジンに、本発明を適
用した場合を示したが、本発明は、三元触媒またはＮＯ
ｘ浄化装置の何れか一方のみが設けられたエンジンに適
用してもよい。また上述した実施形態では、Ｏ２センサ
１８として、いわゆる二値型の酸素濃度センサを用いた
が、ＬＡＦセンサ１７と同様のリニア型の酸素濃度セン
サを用いてもよい。
【００７１】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、ファジー推論に基づく予測器を用いて酸素
濃度センサ出力の予測値が算出され、該予測値に応じて
排気浄化手段に蓄積された酸素または窒素酸化物の還元
が完了したことが判定されるので、比較的単純な経験則
に基づいて酸素濃度センサ出力の精度の高い予測値を
得、酸素または窒素酸化物の還元完了時期を実際より若
干早く判定することができる。この判定結果を利用する
ことにより、還元リッチ化の実行時間を従来より適切に
制御することが可能となる。
【００７２】請求項２に記載の発明によれば、酸素濃度
センサ出力の予測値が理論空燃比よりリーン側の値から
リッチ側の値へ変化した時点でリッチ化が終了されるの
で、リッチ化実行時間が長すぎてＨＣ、ＣＯの排出量が
増加することを防止することができる。
【００７３】請求項３に記載の発明によれば、リッチ化
終了後所定時間に亘って空燃比が理論空燃比近傍へ制御
されるので、リッチ化終了時点で排気浄化手段に残って
いる少量の酸素またはＮＯｘを十分に除去することがで
きる。すなわち、排気浄化手段の構造により、リッチ化
が終了しても蓄積された酸素またはＮＯｘの一部が除去
しきれない場合があるが、リッチ化終了後所定時間に亘
って空燃比を理論空燃比近傍に維持することにより、酸
素またはＮＯｘの除去をより完全なものとすることでき
る。
【００７４】請求項４に記載の発明によれば、酸素濃度
センサ出力値を予測器の入力として予測値の算出が行わ
れるので、予測器の構成を比較的単純なものとすること
ができ、人間の経験則をメンバシップ関数に容易に反映
することができる。その結果メンバシップ関数の設定な
どを容易に行うことができるとともに、予測精度を向上
させることができる。
【００７５】請求項５に記載の発明によれば、酸素濃度
センサ出力値と、該酸素濃度センサ出力値の定常的な成
分及び変化量を示す成分を含むパラメータとが、ファイ
ジー推論に基づく予測器の入力とされるので、酸素濃度
センサ出力値がほぼ一定の値の滞留する状態や大きく変
化する状態を正確に予測し、精度の高い予測値を得るこ
とができる。
【００７６】請求項６に記載の発明によれば、前記予測
値の算出に最小最大重心法が用いられ、ファジー推論の
後件部では棒状関数を用いて予測値の算出が行われるの
で、演算処理を簡略化し、より早い制御周期で制御を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその
制御装置の構成を示す図である。
【図２】酸素濃度センサ出力の変化の傾向を説明するた
めの図である。
【図３】ファイジー推論に用いるルールを示す図であ
る。
【図４】ファジー推論に用いるメンバシップ関数を示す
図である。
【図５】メンバシップ関数を用いた適合度の算出方法を
説明するための図である。
【図６】適合度の算出例を説明するための図である。
【図７】酸素濃度センサ出力と、予測したセンサ出力と
を示すタイムチャートである。
【図８】目標空燃比係数（ＫＣＭＤ）を算出する処理の
フローチャートである。
【図９】予測偏差電圧（ＰＲＥＶＯ２Ｆ）を算出する処
理のフローチャートである。
【図１０】フュエルカット後フラグ（ＦＡＦＣ）の設定
を行う処理のフローチャートである。
【図１１】リッチ化開始後フラグ（ＦＡＳＡＦ）の設定
を行う処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ５ 電子コントロールユニット（空燃比制御手段、予測
手段、判定手段） ６ 燃料噴射弁 １３ 排気管 １４ 三元触媒（排気浄化手段） １５ ＮＯｘ浄化装置（排気浄化手段） １８ 酸素濃度センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ 7/00 7/00 Ａ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ａ (72)発明者 岩城 喜久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 森下 邦裕 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA06 DA25 3G084 BA09 BA13 BA24 DA04 EA11 EB08 EB12 FA10 FA20 FA26 FA29 FA33 3G091 AA02 AA12 AA17 AA23 AA28 AB03 AB04 AB06 BA14 BA15 BA19 BA33 CB02 CB07 CB08 DA01 DA02 DB06 DB07 DB08 DB10 DB13 DC01 EA00 EA01 EA06 EA07 EA15 EA16 EA26 EA30 EA31 EA34 FA05 FB10 FB11 FB12 FC02 HA08 HA10 HA36 HA37 3G301 JA25 KA27 LB02 MA01 MA11 NA09 ND02 ND43 NE13 NE14 PA11A PD04A PE01A PE08A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、酸素蓄積
    能力及び窒素酸化物蓄積能力の少なくとも一方を有する
    排気浄化手段と、該排気浄化手段の下流側に設けられた
    酸素濃度センサと備える内燃機関の排気浄化装置におい
    て、 前記排気浄化手段に蓄積した酸素または窒素酸化物を還
    元させるために前記機関に供給する混合気の空燃比を理
    論空燃比よりリッチ化する空燃比制御手段と、 ファジー推論に基づく予測器を用いて前記酸素濃度セン
    サ出力の予測値を算出する予測手段と、 該予測値に応じて前記排気浄化手段に蓄積された酸素ま
    たは窒素酸化物の還元が完了したことを判定する判定手
    段とを備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】 前記空燃比制御手段は、前記予測値が理
    論空燃比よりリーン側の値からリッチ側の値へ変化した
    時点で、前記リッチ化を終了する請求項１に記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記空燃比制御手段は、前記リッチ化終
    了後所定時間に亘って前記空燃比を理論空燃比近傍へ制
    御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排
    気浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記予測手段は、前記酸素濃度センサ出
    力値を前記予測器の入力として前記予測値の算出を行う
    ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 前記予測手段は、前記酸素濃度センサ出
    力値と、該酸素濃度センサ出力値の定常的な成分及び変
    化量を示す成分を含むパラメータとを、前記予測器の入
    力として前記予測値の算出を行うことを特徴とする請求
    項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 前記予測手段は、最小最大重心法を用い
    ており、ファジー推論の後件部では棒状関数を用いて前
    記予測値の算出を行うことを特徴とする請求項１から５
    の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
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