JP2002180874A - 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
(57)【要約】
【課題】触媒の貯蔵酸素量を排気ガス量と排気中の酸素
濃度とから推定し、該推定値に基づいて空燃比を制御す
る内燃機関の空燃比制御装置において、失火発生時に空
燃比制御精度が低下することを防止する。 【解決手段】回転変動などに基づいて失火の発生を検出
し（Ｓ１）、失火が発生すると貯蔵酸素量の推定値の更
新を停止させる（Ｓ２）。失火が終了すると、失火終了
から所定時間だけ空燃比を強制的にリーン化させる（Ｓ
４）。前記リーン化処理の終了時に、貯蔵酸素量の推定
値を所定値にリセットしてから（Ｓ５）、推定値の更新
を再開させる（Ｓ６）。
濃度とから推定し、該推定値に基づいて空燃比を制御す
る内燃機関の空燃比制御装置において、失火発生時に空
燃比制御精度が低下することを防止する。 【解決手段】回転変動などに基づいて失火の発生を検出
し（Ｓ１）、失火が発生すると貯蔵酸素量の推定値の更
新を停止させる（Ｓ２）。失火が終了すると、失火終了
から所定時間だけ空燃比を強制的にリーン化させる（Ｓ
４）。前記リーン化処理の終了時に、貯蔵酸素量の推定
値を所定値にリセットしてから（Ｓ５）、推定値の更新
を再開させる（Ｓ６）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関し、詳しくは、触媒の貯蔵酸素量に基づい
て燃焼混合気の空燃比を制御する構成の空燃比制御装置
に関する。
制御装置に関し、詳しくは、触媒の貯蔵酸素量に基づい
て燃焼混合気の空燃比を制御する構成の空燃比制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、触媒の上流側に設けられる酸
素センサで検出される空燃比（酸素濃度）と排気ガス量
とから、前記触媒における貯蔵酸素量を推定し、該貯蔵
酸素量が目標値になるように、燃焼混合気の空燃比（燃
料噴射量）を補正する構成の空燃比制御装置が知られて
いる（特開平６−２４９０２８号公報，特開平１０−１
８４４２５号公報等参照）。
素センサで検出される空燃比（酸素濃度）と排気ガス量
とから、前記触媒における貯蔵酸素量を推定し、該貯蔵
酸素量が目標値になるように、燃焼混合気の空燃比（燃
料噴射量）を補正する構成の空燃比制御装置が知られて
いる（特開平６−２４９０２８号公報，特開平１０−１
８４４２５号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機関で失火
が発生すると、大気がそのまま排気系に流れることか
ら、酸素センサは酸素過剰状態（リーン状態）を検出
し、貯蔵酸素量の増大変化が検出されることになる。し
かし、失火時には、機関に噴射された燃料が燃えないま
ま排気系に流れ、これが触媒で酸化反応して酸素を消費
する。
が発生すると、大気がそのまま排気系に流れることか
ら、酸素センサは酸素過剰状態（リーン状態）を検出
し、貯蔵酸素量の増大変化が検出されることになる。し
かし、失火時には、機関に噴射された燃料が燃えないま
ま排気系に流れ、これが触媒で酸化反応して酸素を消費
する。
【０００４】従って、実際には貯蔵酸素量が大きく増大
変化することはないが、酸素センサの検出結果から貯蔵
酸素量の推定値が増大変化するために、貯蔵酸素量を減
らす方向の制御（リッチ化制御）が行われることにな
り、貯蔵酸素量が目標よりも少ない値に制御されてしま
うという問題があった。また、失火時には、触媒で多量
の燃料が酸化反応し、貯蔵酸素が急激に消費されるた
め、実際の貯蔵酸素量としてはむしろ減る傾向を示す。
変化することはないが、酸素センサの検出結果から貯蔵
酸素量の推定値が増大変化するために、貯蔵酸素量を減
らす方向の制御（リッチ化制御）が行われることにな
り、貯蔵酸素量が目標よりも少ない値に制御されてしま
うという問題があった。また、失火時には、触媒で多量
の燃料が酸化反応し、貯蔵酸素が急激に消費されるた
め、実際の貯蔵酸素量としてはむしろ減る傾向を示す。
【０００５】このため、酸素センサの検出結果に基づく
貯蔵酸素量の推定値が増大変化することから空燃比をリ
ッチ化させると、貯蔵酸素量の減少を更に助長させるこ
とになる。また、リッチ方向への誤制御を回避できたと
しても、実際の貯蔵酸素量の減少変化は、排気ガス量・
酸素濃度からは推定されないので、そのままでは実際の
貯蔵酸素量が目標よりも少ない状態に放置されることに
なり、また、推定誤差を生じさせることにもなるという
問題があった。
貯蔵酸素量の推定値が増大変化することから空燃比をリ
ッチ化させると、貯蔵酸素量の減少を更に助長させるこ
とになる。また、リッチ方向への誤制御を回避できたと
しても、実際の貯蔵酸素量の減少変化は、排気ガス量・
酸素濃度からは推定されないので、そのままでは実際の
貯蔵酸素量が目標よりも少ない状態に放置されることに
なり、また、推定誤差を生じさせることにもなるという
問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、失火時に排気中の酸素濃度の検出結果に基づいて
無用なリッチ化制御が行われることを回避できる内燃機
関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。ま
た、失火時に触媒での燃料の酸化反応によって実際の貯
蔵酸素量が減少したとしても、実際の貯蔵酸素量を目標
値に速やかに戻し、また、貯蔵酸素量の推定精度を維持
できるようにすることを目的とする。
あり、失火時に排気中の酸素濃度の検出結果に基づいて
無用なリッチ化制御が行われることを回避できる内燃機
関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。ま
た、失火時に触媒での燃料の酸化反応によって実際の貯
蔵酸素量が減少したとしても、実際の貯蔵酸素量を目標
値に速やかに戻し、また、貯蔵酸素量の推定精度を維持
できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明では、機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに基
づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定し、
該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃比を
制御する内燃機関の空燃比制御装置において、機関の失
火時に、前記貯蔵酸素量の推定値の更新を停止させる構
成とした。
発明では、機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに基
づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定し、
該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃比を
制御する内燃機関の空燃比制御装置において、機関の失
火時に、前記貯蔵酸素量の推定値の更新を停止させる構
成とした。
【０００８】かかる構成によると、失火が発生して排気
系に大気が流れ、酸素センサでリーン状態が検出された
としても、これによって貯蔵酸素量が増大方向に更新さ
れることがない。請求項２記載の発明では、機関の排気
ガス量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装さ
れる触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量
に基づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空
燃比制御装置において、機関の失火の発生時に前記貯蔵
酸素量の推定値の更新を停止させ、かつ、失火終了時か
ら所定時間だけ空燃比を強制的にリーン化させ、該リー
ン化終了時に前記貯蔵酸素量の推定値の更新を再開させ
る構成とした。
系に大気が流れ、酸素センサでリーン状態が検出された
としても、これによって貯蔵酸素量が増大方向に更新さ
れることがない。請求項２記載の発明では、機関の排気
ガス量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装さ
れる触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量
に基づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空
燃比制御装置において、機関の失火の発生時に前記貯蔵
酸素量の推定値の更新を停止させ、かつ、失火終了時か
ら所定時間だけ空燃比を強制的にリーン化させ、該リー
ン化終了時に前記貯蔵酸素量の推定値の更新を再開させ
る構成とした。
【０００９】かかる構成によると、失火が発生すると、
貯蔵酸素量の推定値の更新を停止させることで、排気中
の酸素濃度が増大しても貯蔵酸素量の推定値が増大方向
に更新されることを阻止し、かつ、失火が終了すると、
所定時間だけ空燃比をリーン化させて、失火中に触媒で
の燃料の酸化反応で減った分の貯蔵酸素量を補い、該貯
蔵酸素量の補給が終わると、貯蔵酸素量の推定値の更新
を再開させる。
貯蔵酸素量の推定値の更新を停止させることで、排気中
の酸素濃度が増大しても貯蔵酸素量の推定値が増大方向
に更新されることを阻止し、かつ、失火が終了すると、
所定時間だけ空燃比をリーン化させて、失火中に触媒で
の燃料の酸化反応で減った分の貯蔵酸素量を補い、該貯
蔵酸素量の補給が終わると、貯蔵酸素量の推定値の更新
を再開させる。
【００１０】請求項３記載の発明では、前記リーン化終
了時に、前記貯蔵酸素量の推定値を予め設定された値に
リセットしてから更新を再開させる構成とした。かかる
構成によると、失火終了直後のリーン化によって貯蔵酸
素量が所定値（例えばフィードバック制御における目標
値）になっているものと判断し、前記所定値を初期値と
してその後の更新を行わせる。
了時に、前記貯蔵酸素量の推定値を予め設定された値に
リセットしてから更新を再開させる構成とした。かかる
構成によると、失火終了直後のリーン化によって貯蔵酸
素量が所定値（例えばフィードバック制御における目標
値）になっているものと判断し、前記所定値を初期値と
してその後の更新を行わせる。
【００１１】請求項４記載の発明では、機関の排気ガス
量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装される
触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量に基
づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の失火時に前記貯蔵酸素量の推
定値に基づく空燃比制御を停止させると共に、前記貯蔵
酸素量の推定値を所定値にリセットしてから前記空燃比
制御を再開させる構成とした。
量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装される
触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量に基
づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の失火時に前記貯蔵酸素量の推
定値に基づく空燃比制御を停止させると共に、前記貯蔵
酸素量の推定値を所定値にリセットしてから前記空燃比
制御を再開させる構成とした。
【００１２】かかる構成によると、失火の発生により貯
蔵酸素量の推定値が増大変化したとしても、貯蔵酸素量
の推定値に基づく空燃比制御が停止されることから、リ
ッチ化制御が行われることがなく、また、空燃比制御を
再開させるときには、貯蔵酸素量の推定値が所定値にリ
セットされ、失火時の影響をキャンセルした上で空燃比
制御が再開される。
蔵酸素量の推定値が増大変化したとしても、貯蔵酸素量
の推定値に基づく空燃比制御が停止されることから、リ
ッチ化制御が行われることがなく、また、空燃比制御を
再開させるときには、貯蔵酸素量の推定値が所定値にリ
セットされ、失火時の影響をキャンセルした上で空燃比
制御が再開される。
【００１３】請求項５記載の発明では、機関の排気ガス
量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装される
触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量に基
づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の失火時に前記推定値に基づく
空燃比制御を停止させると共に、失火終了時から所定時
間だけ空燃比を強制的にリーン化させ、該リーン化終了
時に前記貯蔵酸素量の推定値を所定値にリセットしてか
ら前記推定値に基づく空燃比制御を再開させる構成とし
た。
量と排気中の酸素濃度とに基づき、排気管に介装される
触媒の貯蔵酸素量を推定し、該推定した貯蔵酸素量に基
づいて燃焼混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の失火時に前記推定値に基づく
空燃比制御を停止させると共に、失火終了時から所定時
間だけ空燃比を強制的にリーン化させ、該リーン化終了
時に前記貯蔵酸素量の推定値を所定値にリセットしてか
ら前記推定値に基づく空燃比制御を再開させる構成とし
た。
【００１４】かかる構成によると、失火の発生中は貯蔵
酸素量の推定値に基づく空燃比制御が停止され、失火が
終了すると、所定時間だけ空燃比をリーン化させて、失
火中に触媒での燃料の酸化反応で減った分の貯蔵酸素量
を補い、該貯蔵酸素量の補給が終わると、貯蔵酸素量の
推定値を所定値にリセットした上で、貯蔵酸素量の推定
値に基づく空燃比制御を再開させる。
酸素量の推定値に基づく空燃比制御が停止され、失火が
終了すると、所定時間だけ空燃比をリーン化させて、失
火中に触媒での燃料の酸化反応で減った分の貯蔵酸素量
を補い、該貯蔵酸素量の補給が終わると、貯蔵酸素量の
推定値を所定値にリセットした上で、貯蔵酸素量の推定
値に基づく空燃比制御を再開させる。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、失火時
に、たとえ排気中の酸素濃度として酸素過剰状態が検出
されたとしても、貯蔵酸素量が増大更新されることが回
避され、以って、空燃比が誤ってリッチ化されることを
防止できるという効果がある。請求項２記載の発明によ
ると、失火中に貯蔵酸素量が増大更新されることが回避
され、空燃比が誤ってリッチ化されることを防止できる
と共に、失火中に触媒での燃料の酸化反応で減った貯蔵
酸素量を確実に回復させることができるという効果があ
る。
に、たとえ排気中の酸素濃度として酸素過剰状態が検出
されたとしても、貯蔵酸素量が増大更新されることが回
避され、以って、空燃比が誤ってリッチ化されることを
防止できるという効果がある。請求項２記載の発明によ
ると、失火中に貯蔵酸素量が増大更新されることが回避
され、空燃比が誤ってリッチ化されることを防止できる
と共に、失火中に触媒での燃料の酸化反応で減った貯蔵
酸素量を確実に回復させることができるという効果があ
る。
【００１６】請求項３記載の発明によると、リーン化処
理後に貯蔵酸素量の推定値を実際量に近似させてから更
新を再開させることができ、再開後の貯蔵酸素量の推定
精度を確保できるという効果がある。請求項４記載の発
明によると、失火中に誤った貯蔵酸素量の推定値に基づ
き空燃比が制御されることが回避されると共に、貯蔵酸
素量の推定値を実際量に近似させてから空燃比制御を再
開させることができ、再開後の貯蔵酸素量の推定値に基
づく空燃比制御精度を確保することができるという効果
がある。
理後に貯蔵酸素量の推定値を実際量に近似させてから更
新を再開させることができ、再開後の貯蔵酸素量の推定
精度を確保できるという効果がある。請求項４記載の発
明によると、失火中に誤った貯蔵酸素量の推定値に基づ
き空燃比が制御されることが回避されると共に、貯蔵酸
素量の推定値を実際量に近似させてから空燃比制御を再
開させることができ、再開後の貯蔵酸素量の推定値に基
づく空燃比制御精度を確保することができるという効果
がある。
【００１７】請求項５記載の発明によると、失火中に誤
った貯蔵酸素量の推定値に基づき空燃比が制御されるこ
とが回避されると共に、失火中に触媒での燃料の酸化反
応で減った貯蔵酸素量を確実に回復させることができ、
更に、貯蔵酸素量の推定値を実際量に近似させてから空
燃比制御を再開させて、再開後の貯蔵酸素量の推定値に
基づく空燃比制御精度を確保することができるという効
果がある。
った貯蔵酸素量の推定値に基づき空燃比が制御されるこ
とが回避されると共に、失火中に触媒での燃料の酸化反
応で減った貯蔵酸素量を確実に回復させることができ、
更に、貯蔵酸素量の推定値を実際量に近似させてから空
燃比制御を再開させて、再開後の貯蔵酸素量の推定値に
基づく空燃比制御精度を確保することができるという効
果がある。
【００１８】
【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１は実施の形態における内燃機関のシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載される内燃
機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２，吸気通
路３，モータで開閉駆動される電子制御式スロットル弁
４を介して空気が吸入される。
する。図１は実施の形態における内燃機関のシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載される内燃
機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２，吸気通
路３，モータで開閉駆動される電子制御式スロットル弁
４を介して空気が吸入される。
【００１９】各気筒の燃焼室内に燃料（ガソリン）を直
接噴射する電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、該
燃料噴射弁５から噴射される燃料と前記吸入される空気
とによって燃焼室内に混合気が形成される。燃料噴射弁
５は、コントロールユニット２０から出力される噴射パ
ルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧
力に調圧された燃料を噴射する。
接噴射する電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、該
燃料噴射弁５から噴射される燃料と前記吸入される空気
とによって燃焼室内に混合気が形成される。燃料噴射弁
５は、コントロールユニット２０から出力される噴射パ
ルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧
力に調圧された燃料を噴射する。
【００２０】燃焼室内に形成される混合気は、点火栓６
により着火燃焼する。尚、内燃機関１を上記の直接筒内
噴射式ガソリン機関に限定するものではなく、吸気ポー
トに燃料を噴射する構成の内燃機関であっても良い。機
関１からの排気は排気通路７より排出され、該排気通路
７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
により着火燃焼する。尚、内燃機関１を上記の直接筒内
噴射式ガソリン機関に限定するものではなく、吸気ポー
トに燃料を噴射する構成の内燃機関であっても良い。機
関１からの排気は排気通路７より排出され、該排気通路
７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
【００２１】前記触媒８は、酸素貯蔵能力を有する三元
触媒であって、排気中の有害３成分である一酸化炭素Ｃ
Ｏ及び炭化水素ＨＣを酸化すると共に、酸化窒素ＮＯｘ
を還元して、無害な二酸化炭素、水蒸気及び窒素に変換
させるものである。そして、該三元触媒８による浄化性
能は、排気空燃比が理論空燃比であるときに最も高く、
排気空燃比がリーンで酸素量が過剰であると、酸化作用
は活発になるが還元作用が不活発となり、逆に、排気空
燃比がリッチで酸素量が少ないと、酸化作用は不活発に
なるが還元作用が活発となる。
触媒であって、排気中の有害３成分である一酸化炭素Ｃ
Ｏ及び炭化水素ＨＣを酸化すると共に、酸化窒素ＮＯｘ
を還元して、無害な二酸化炭素、水蒸気及び窒素に変換
させるものである。そして、該三元触媒８による浄化性
能は、排気空燃比が理論空燃比であるときに最も高く、
排気空燃比がリーンで酸素量が過剰であると、酸化作用
は活発になるが還元作用が不活発となり、逆に、排気空
燃比がリッチで酸素量が少ないと、酸化作用は不活発に
なるが還元作用が活発となる。
【００２２】但し、前記三元触媒８は酸素を貯蔵する能
力（酸素ストレージ効果）を有するため、排気空燃比が
一時的にリッチになったときには、それまでに貯蔵され
ていた酸素を使用し、逆に、排気空燃比が一時的にリー
ンになったときには、余分な酸素を貯蔵することで、排
気浄化性能を維持できるようになっている。従って、空
燃比が理論空燃比からリーン側にずれたときに酸化窒素
ＮＯｘを還元でき、かつ、空燃比が理論空燃比からリッ
チ側にずれたときに一酸化炭素ＣＯ及び炭化水素ＨＣを
酸化できるようにするためには、三元触媒８に貯蔵され
る酸素の量（貯蔵酸素量）を、貯蔵できる最大量の半分
程度に維持し、余分な酸素を貯蔵し、かつ、酸化処理に
必要な酸素を脱離して供給できる状態にしておくことが
要求される。
力（酸素ストレージ効果）を有するため、排気空燃比が
一時的にリッチになったときには、それまでに貯蔵され
ていた酸素を使用し、逆に、排気空燃比が一時的にリー
ンになったときには、余分な酸素を貯蔵することで、排
気浄化性能を維持できるようになっている。従って、空
燃比が理論空燃比からリーン側にずれたときに酸化窒素
ＮＯｘを還元でき、かつ、空燃比が理論空燃比からリッ
チ側にずれたときに一酸化炭素ＣＯ及び炭化水素ＨＣを
酸化できるようにするためには、三元触媒８に貯蔵され
る酸素の量（貯蔵酸素量）を、貯蔵できる最大量の半分
程度に維持し、余分な酸素を貯蔵し、かつ、酸化処理に
必要な酸素を脱離して供給できる状態にしておくことが
要求される。
【００２３】そこで、前記コントロールユニット２０
は、所定運転領域において、三元触媒８における貯蔵酸
素量を推定し、該推定される貯蔵酸素量が目標量（最大
貯蔵酸素量の半分程度）よりも少ないときには、空燃比
をリーン化させて貯蔵酸素量を増大させ、逆に、推定さ
れる貯蔵酸素量が目標量よりも多いときには、空燃比を
リッチ化させて余分な酸素を脱離させ貯蔵酸素量を減少
させるように、前記燃料噴射弁５による燃料噴射量をフ
ィードバック制御するようになっている。
は、所定運転領域において、三元触媒８における貯蔵酸
素量を推定し、該推定される貯蔵酸素量が目標量（最大
貯蔵酸素量の半分程度）よりも少ないときには、空燃比
をリーン化させて貯蔵酸素量を増大させ、逆に、推定さ
れる貯蔵酸素量が目標量よりも多いときには、空燃比を
リッチ化させて余分な酸素を脱離させ貯蔵酸素量を減少
させるように、前記燃料噴射弁５による燃料噴射量をフ
ィードバック制御するようになっている。
【００２４】前記コントロールユニット２０は、ＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インター
フェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種セ
ンサからの入力信号を受け、これらに基づいて演算処理
して、電子制御式スロットル弁４の開度，燃料噴射弁５
による噴射量・噴射時期，点火栓６による点火時期を制
御する。
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インター
フェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種セ
ンサからの入力信号を受け、これらに基づいて演算処理
して、電子制御式スロットル弁４の開度，燃料噴射弁５
による噴射量・噴射時期，点火栓６による点火時期を制
御する。
【００２５】前記各種センサとして、機関１のクランク
角を検出するクランク角センサ２１、カム軸から気筒判
別信号を取り出すカムセンサ２２が設けられており、前
記クランク角センサ２１からの信号に基づき機関の回転
速度Ｎｅが算出される。この他、吸気通路３のスロット
ル弁４上流側で吸入空気量Ｑを検出するエアフローメー
タ２３、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）Ａ
ＰＳを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の
開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５、機関１の
冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気中の酸素
濃度を広域に検出する酸素センサ２７、車速ＶＳＰを検
出する車速センサ２８などが設けられている。
角を検出するクランク角センサ２１、カム軸から気筒判
別信号を取り出すカムセンサ２２が設けられており、前
記クランク角センサ２１からの信号に基づき機関の回転
速度Ｎｅが算出される。この他、吸気通路３のスロット
ル弁４上流側で吸入空気量Ｑを検出するエアフローメー
タ２３、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）Ａ
ＰＳを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の
開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５、機関１の
冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気中の酸素
濃度を広域に検出する酸素センサ２７、車速ＶＳＰを検
出する車速センサ２８などが設けられている。
【００２６】ここで、前記コントロールユニット２０に
よる貯蔵酸素量に基づく空燃比制御の様子を、図２のブ
ロック図に従って説明する。図２のブロック図におい
て、エアフローメータ２３で検出される吸入空気量Ｑの
データに、理論空燃比（空気過剰率λ＝１）と酸素セン
サ２７で検出される空燃比との偏差Δλを乗算する。
よる貯蔵酸素量に基づく空燃比制御の様子を、図２のブ
ロック図に従って説明する。図２のブロック図におい
て、エアフローメータ２３で検出される吸入空気量Ｑの
データに、理論空燃比（空気過剰率λ＝１）と酸素セン
サ２７で検出される空燃比との偏差Δλを乗算する。
【００２７】前記空燃比偏差Δλは、燃焼混合気の空燃
比が理論空燃比よりもリーンであれば正の値となり、リ
ッチであれば負の値になり、燃焼混合気の空燃比が理論
空燃比よりもリーンであれば、触媒８における貯蔵酸素
量が増大変化し、燃焼混合気の空燃比が理論空燃比より
もリッチであれば、触媒８における貯蔵酸素量が減少変
化することに対応する。
比が理論空燃比よりもリーンであれば正の値となり、リ
ッチであれば負の値になり、燃焼混合気の空燃比が理論
空燃比よりもリーンであれば、触媒８における貯蔵酸素
量が増大変化し、燃焼混合気の空燃比が理論空燃比より
もリッチであれば、触媒８における貯蔵酸素量が減少変
化することに対応する。
【００２８】尚、前記エアフローメータ２３で検出され
る吸入空気量Ｑは、排気ガス量に近似する値として用い
るものであり、直接排気ガス量を計測させても良い。ま
た、吸入空気量Ｑに対して排気還流による補正や過渡時
補正を施して、より排気ガス量に近似させることが好ま
しい。前記吸入空気量Ｑと空燃比偏差Δλとの乗算結果
には定数Ｋが乗算され、その結果が、積分器１０１で逐
次積分され、触媒８における貯蔵酸素量が求められる。
る吸入空気量Ｑは、排気ガス量に近似する値として用い
るものであり、直接排気ガス量を計測させても良い。ま
た、吸入空気量Ｑに対して排気還流による補正や過渡時
補正を施して、より排気ガス量に近似させることが好ま
しい。前記吸入空気量Ｑと空燃比偏差Δλとの乗算結果
には定数Ｋが乗算され、その結果が、積分器１０１で逐
次積分され、触媒８における貯蔵酸素量が求められる。
【００２９】次いで、前記積分器１０１から出力される
貯蔵酸素量の推定値と最大貯蔵酸素量の半分程度の値で
ある目標値との偏差が演算される。そして、前記貯蔵酸
素量の偏差のデータが入力されるフィードバック係数演
算部１０２では、貯蔵酸素量の推定値を目標値に一致さ
せるべく、空燃比のフィードバック補正係数を演算す
る。
貯蔵酸素量の推定値と最大貯蔵酸素量の半分程度の値で
ある目標値との偏差が演算される。そして、前記貯蔵酸
素量の偏差のデータが入力されるフィードバック係数演
算部１０２では、貯蔵酸素量の推定値を目標値に一致さ
せるべく、空燃比のフィードバック補正係数を演算す
る。
【００３０】即ち、貯蔵酸素量が目標量よりも少ないと
きには、空燃比をリーン化させて貯蔵酸素量を増大さ
せ、逆に、貯蔵酸素量が目標量よりも多いときには、空
燃比をリッチ化させて余分な酸素を脱離させ貯蔵酸素量
を減少させるように、フィードバック補正係数を設定す
る。噴射量演算部１０３では、前記フィードバック補正
係数を用いて基本燃料噴射量を補正して最終的な燃料噴
射量を演算し、該燃料噴射量に相当する噴射パルス信号
を燃料噴射弁５に出力する。
きには、空燃比をリーン化させて貯蔵酸素量を増大さ
せ、逆に、貯蔵酸素量が目標量よりも多いときには、空
燃比をリッチ化させて余分な酸素を脱離させ貯蔵酸素量
を減少させるように、フィードバック補正係数を設定す
る。噴射量演算部１０３では、前記フィードバック補正
係数を用いて基本燃料噴射量を補正して最終的な燃料噴
射量を演算し、該燃料噴射量に相当する噴射パルス信号
を燃料噴射弁５に出力する。
【００３１】また、失火検出部１０４では、機関回転速
度Ｎｅの変動に基づいて失火の有無を検出する。但し、
回転変動に基づき失火を検出する方法に限定するもので
はなく、筒内圧に基づいて失火を検出する構成や、燃焼
光から失火を検出する構成など、公知の種々の失火検出
方法を用いることができる。
度Ｎｅの変動に基づいて失火の有無を検出する。但し、
回転変動に基づき失火を検出する方法に限定するもので
はなく、筒内圧に基づいて失火を検出する構成や、燃焼
光から失火を検出する構成など、公知の種々の失火検出
方法を用いることができる。
【００３２】貯蔵酸素量クランプ制御部１０５では、前
記失火検出部１０４で失火の発生が検出されたときに、
前記貯蔵酸素量の更新を停止させる。また、リーン化制
御部１０６では、前記失火検出部１０４で失火が終了し
たことが検出された時点から所定時間だけ空燃比を強制
的にリーン化させるべく、前記噴射量演算部１０３にリ
ーン補正信号を出力する。
記失火検出部１０４で失火の発生が検出されたときに、
前記貯蔵酸素量の更新を停止させる。また、リーン化制
御部１０６では、前記失火検出部１０４で失火が終了し
たことが検出された時点から所定時間だけ空燃比を強制
的にリーン化させるべく、前記噴射量演算部１０３にリ
ーン補正信号を出力する。
【００３３】前記リーン化制御部１０６は、強制的なリ
ーン化の終了信号を前記貯蔵酸素量クランプ制御部１０
５に出力し、リーン化終了信号を受けたクランプ制御部
１０５では、貯蔵酸素量の推定値を所定値にリセットし
てから、更新処理を再開させる。上記失火検出部１０
４，貯蔵酸素量クランプ制御部１０５及びリーン化制御
部１０６における処理を、図３のフローチャートに従っ
て詳細に説明する。
ーン化の終了信号を前記貯蔵酸素量クランプ制御部１０
５に出力し、リーン化終了信号を受けたクランプ制御部
１０５では、貯蔵酸素量の推定値を所定値にリセットし
てから、更新処理を再開させる。上記失火検出部１０
４，貯蔵酸素量クランプ制御部１０５及びリーン化制御
部１０６における処理を、図３のフローチャートに従っ
て詳細に説明する。
【００３４】図３のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ１では、失火が発生しているか否かを判別する。そし
て、失火が発生していない状態では、ステップＳ６へジ
ャンプして進むことで、通常に貯蔵酸素量の推定値を更
新させ、次のステップＳ７では、貯蔵酸素量の推定値に
基づくフィードバック制御を実行させる。
Ｓ１では、失火が発生しているか否かを判別する。そし
て、失火が発生していない状態では、ステップＳ６へジ
ャンプして進むことで、通常に貯蔵酸素量の推定値を更
新させ、次のステップＳ７では、貯蔵酸素量の推定値に
基づくフィードバック制御を実行させる。
【００３５】一方、ステップＳ１で失火の発生が検出さ
れると、ステップＳ２へ進んで、吸入空気量（排気ガス
量）及び空燃比偏差Δλに基づく貯蔵酸素量の推定値の
更新を停止する。ステップＳ３では、失火が終了したか
否かを判別し、失火が終了すると、ステップＳ４へ進
む。
れると、ステップＳ２へ進んで、吸入空気量（排気ガス
量）及び空燃比偏差Δλに基づく貯蔵酸素量の推定値の
更新を停止する。ステップＳ３では、失火が終了したか
否かを判別し、失火が終了すると、ステップＳ４へ進
む。
【００３６】ステップＳ４では、燃焼混合気の空燃比を
強制的に所定時間リーン化させるべく、燃料噴射量を補
正する。前記所定時間は固定値であっても良いが、失火
の回数・継続時間、失火中に噴射された燃料の総量、更
には、吸入空気量・回転速度などの運転条件に基づいて
変更する構成とすることがより好ましい。
強制的に所定時間リーン化させるべく、燃料噴射量を補
正する。前記所定時間は固定値であっても良いが、失火
の回数・継続時間、失火中に噴射された燃料の総量、更
には、吸入空気量・回転速度などの運転条件に基づいて
変更する構成とすることがより好ましい。
【００３７】尚、前記所定時間を、失火の回数，継続時
間，失火中の燃料の総量などに基づいて設定する場合に
は、僅かの失火で終了してリーン補正の必要がない場合
に、前記所定時間として０が設定され、実質的にリーン
補正が行われない場合もあり得る。そして、前記所定時
間として０が設定される場合には、失火終了と同時にス
テップＳ５以降へ進むことになる。
間，失火中の燃料の総量などに基づいて設定する場合に
は、僅かの失火で終了してリーン補正の必要がない場合
に、前記所定時間として０が設定され、実質的にリーン
補正が行われない場合もあり得る。そして、前記所定時
間として０が設定される場合には、失火終了と同時にス
テップＳ５以降へ進むことになる。
【００３８】ステップＳ４における所定時間のリーン化
補正が完了すると、ステップＳ５へ進み、貯蔵酸素量の
推定値を所定値にリセットする。尚、前記所定値は、フ
ィードバック制御における目標値或いは目標付近の値と
する。これにより、所定時間のリーン化補正が完了した
後は、前記所定値を初期値として貯蔵酸素量の推定値の
更新が再開されることになる。
補正が完了すると、ステップＳ５へ進み、貯蔵酸素量の
推定値を所定値にリセットする。尚、前記所定値は、フ
ィードバック制御における目標値或いは目標付近の値と
する。これにより、所定時間のリーン化補正が完了した
後は、前記所定値を初期値として貯蔵酸素量の推定値の
更新が再開されることになる。
【００３９】失火が発生すると、酸素センサ２７はリー
ン状態を検出し、通常に貯蔵酸素量の推定値の更新を継
続させると、貯蔵酸素量の推定値が増大方向に更新さ
れ、該増大変化を抑制すべく、空燃比がリッチ化される
ことになるが、燃料カット時とは異なり、燃料が噴射さ
れているので、燃料の触媒８での酸化反応により実際の
貯蔵酸素量は増大変化しない。
ン状態を検出し、通常に貯蔵酸素量の推定値の更新を継
続させると、貯蔵酸素量の推定値が増大方向に更新さ
れ、該増大変化を抑制すべく、空燃比がリッチ化される
ことになるが、燃料カット時とは異なり、燃料が噴射さ
れているので、燃料の触媒８での酸化反応により実際の
貯蔵酸素量は増大変化しない。
【００４０】そこで、失火発生に伴って貯蔵酸素量の推
定値の更新を停止させることで、たとえ酸素センサ２７
がリーン状態を検出しても、貯蔵酸素量の推定値が増大
更新されることを阻止し、以って、酸素センサ２７のリ
ーン状態検出に基づき無用なリッチ化制御が行われるこ
とを回避する。更に、失火中の実際の貯蔵酸素量は、失
火により燃焼室から流れ出す燃料の触媒での酸化反応に
よって急激に消費されることから、失火前よりも減少す
る傾向を示すため、該減少分を補うべく失火終了後に空
燃比を所定時間だけリーン化させ、該リーン化完了後は
実際の貯蔵酸素量が所定値（目標値）付近になっている
ものと推定し、貯蔵酸素量の推定値をリセットする。
定値の更新を停止させることで、たとえ酸素センサ２７
がリーン状態を検出しても、貯蔵酸素量の推定値が増大
更新されることを阻止し、以って、酸素センサ２７のリ
ーン状態検出に基づき無用なリッチ化制御が行われるこ
とを回避する。更に、失火中の実際の貯蔵酸素量は、失
火により燃焼室から流れ出す燃料の触媒での酸化反応に
よって急激に消費されることから、失火前よりも減少す
る傾向を示すため、該減少分を補うべく失火終了後に空
燃比を所定時間だけリーン化させ、該リーン化完了後は
実際の貯蔵酸素量が所定値（目標値）付近になっている
ものと推定し、貯蔵酸素量の推定値をリセットする。
【００４１】これにより、実際の貯蔵酸素量を速やかに
目標値付近に復帰させることができ、かつ、更新を再開
させた後の貯蔵酸素量の推定精度を維持することができ
る。ところで、上記実施の形態では、失火時に貯蔵酸素
量の推定値の更新を停止させることで、誤った推定値に
基づき空燃比制御が行われることを回避するようにした
が、貯蔵酸素量に基づく空燃比制御を停止させること
で、たとえ貯蔵酸素量の推定値に誤りが生じても誤制御
を回避できる構成としても良い。
目標値付近に復帰させることができ、かつ、更新を再開
させた後の貯蔵酸素量の推定精度を維持することができ
る。ところで、上記実施の形態では、失火時に貯蔵酸素
量の推定値の更新を停止させることで、誤った推定値に
基づき空燃比制御が行われることを回避するようにした
が、貯蔵酸素量に基づく空燃比制御を停止させること
で、たとえ貯蔵酸素量の推定値に誤りが生じても誤制御
を回避できる構成としても良い。
【００４２】図４のブロック図は、失火時に貯蔵酸素量
の推定値に基づく空燃比制御を停止させる構成とした第
２の実施形態を示すものである。尚、図４のブロック図
において、図２のブロック図と同一要素には同一符号を
付し、詳細な説明を省略する。この図４のブロック図に
おいて、失火検出部１０４で失火の発生が検出される
と、フィードバック停止部１０７が、フィードバック係
数演算部１０２におけるフィードバック制御を停止させ
る（フィードバック補正係数をクランプさせる）。
の推定値に基づく空燃比制御を停止させる構成とした第
２の実施形態を示すものである。尚、図４のブロック図
において、図２のブロック図と同一要素には同一符号を
付し、詳細な説明を省略する。この図４のブロック図に
おいて、失火検出部１０４で失火の発生が検出される
と、フィードバック停止部１０７が、フィードバック係
数演算部１０２におけるフィードバック制御を停止させ
る（フィードバック補正係数をクランプさせる）。
【００４３】そして、前記失火検出部１０４で失火の終
了が検出されると、リーン化制御部１０６が空燃比を強
制的に所定時間だけリーン化させる。前記リーン化制御
部１０６におけるリーン化処理が完了すると、前記フィ
ードバック停止部１０７がフィードバック制御を再開さ
せるが、同時に、推定値リセット部１０８が貯蔵酸素量
の推定値を所定値（例えば目標値）にリセットし、前記
所定値を初期値として推定値が更新され、このときの推
定値を用いてフィードバック制御が行われるようにす
る。
了が検出されると、リーン化制御部１０６が空燃比を強
制的に所定時間だけリーン化させる。前記リーン化制御
部１０６におけるリーン化処理が完了すると、前記フィ
ードバック停止部１０７がフィードバック制御を再開さ
せるが、同時に、推定値リセット部１０８が貯蔵酸素量
の推定値を所定値（例えば目標値）にリセットし、前記
所定値を初期値として推定値が更新され、このときの推
定値を用いてフィードバック制御が行われるようにす
る。
【００４４】図５のフローチャートは、上記第２の実施
形態における失火時の制御を詳細に示すものであり、前
記図３のフローチャートに対してステップＳ２ａの部分
のみが異なる。即ち、第２の実施形態では、失火が発生
すると（Ｓ１）、ステップＳ２ａでフィードバック制御
を停止させる（フィードバック補正係数をクランプさせ
る）。
形態における失火時の制御を詳細に示すものであり、前
記図３のフローチャートに対してステップＳ２ａの部分
のみが異なる。即ち、第２の実施形態では、失火が発生
すると（Ｓ１）、ステップＳ２ａでフィードバック制御
を停止させる（フィードバック補正係数をクランプさせ
る）。
【００４５】これにより、たとえ失火により貯蔵酸素量
が実際より多く推定されても、これに基づいて空燃比が
リッチ方向に補正されることがなく、実際の貯蔵酸素量
が目標よりも少ない値に制御されてしまうことを回避で
きる。そして、失火が終了すると（Ｓ３）、第１の実施
形態と同様に、所定時間だけ強制的に空燃比をリーン化
し（Ｓ４）、失火中に噴射された燃料の酸化反応で減少
した貯蔵酸素量を回復させる。
が実際より多く推定されても、これに基づいて空燃比が
リッチ方向に補正されることがなく、実際の貯蔵酸素量
が目標よりも少ない値に制御されてしまうことを回避で
きる。そして、失火が終了すると（Ｓ３）、第１の実施
形態と同様に、所定時間だけ強制的に空燃比をリーン化
し（Ｓ４）、失火中に噴射された燃料の酸化反応で減少
した貯蔵酸素量を回復させる。
【００４６】更に、リーン化処理が終了すると、貯蔵酸
素量の推定値を所定値にリセットすることで、推定値を
実際値に近似する値に切り換え（Ｓ５）、推定値に基づ
くフィードバック制御を再開させる（Ｓ６，７）。
素量の推定値を所定値にリセットすることで、推定値を
実際値に近似する値に切り換え（Ｓ５）、推定値に基づ
くフィードバック制御を再開させる（Ｓ６，７）。
【図１】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。
図。
【図２】第１の実施の形態における空燃比制御を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図３】第１の実施の形態における失火時の空燃比制御
の詳細を示すフローチャート。
の詳細を示すフローチャート。
【図４】第２の実施の形態における空燃比制御を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図５】第２の実施の形態における失火時の空燃比制御
の詳細を示すフローチャート。
の詳細を示すフローチャート。
１…内燃機関 ４…スロットル弁 ５…燃料噴射弁 ６…点火栓 ８…触媒 ２０…コントロールユニット ２１…クランク角センサ ２３…エアフローメータ ２７…酸素センサ １０１…積分器 １０２…フィードバック係数演算部 １０３…噴射量演算部 １０４…失火検出部 １０５…貯蔵酸素量クランプ制御部 １０６…リーン化制御部 １０７…フィードバック停止部 １０８…推定値リセット部
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ａ ３６８ ３６８Ｇ ３６８Ｚ Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 DA04 DA28 EA07 EB12 EB16 EB24 FA00 FA05 FA07 FA24 FA28 FA33 FA38 3G091 AA02 AA17 AA23 AA24 AA28 AB03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB07 DA01 DA02 DA08 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 DC03 EA01 EA07 EA13 EA16 EA20 EA31 EA34 EA39 FB10 FB11 FB12 HA36 3G301 HA01 JA03 JA23 MA01 MA11 NC08 ND02 ND12 ND15 NE15 PA01Z PD00Z PD02Z PE01Z PE03Z PF01Z
Claims (5)
- 【請求項１】機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに
基づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定
し、該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃
比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、 機関の失火時に、前記貯蔵酸素量の推定値の更新を停止
させ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】機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに
基づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定
し、該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃
比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、 機関の失火の発生時に前記貯蔵酸素量の推定値の更新を
停止させ、かつ、失火終了時から所定時間だけ空燃比を
強制的にリーン化させ、該リーン化終了時に前記貯蔵酸
素量の推定値の更新を再開させることを特徴とする内燃
機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】前記リーン化終了時に、前記貯蔵酸素量の
推定値を予め設定された値にリセットしてから更新を再
開させることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の空
燃比制御装置。 - 【請求項４】機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに
基づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定
し、該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃
比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、 機関の失火時に前記貯蔵酸素量の推定値に基づく空燃比
制御を停止させると共に、前記貯蔵酸素量の推定値を所
定値にリセットしてから前記空燃比制御を再開させるこ
とを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項５】機関の排気ガス量と排気中の酸素濃度とに
基づき、排気管に介装される触媒の貯蔵酸素量を推定
し、該推定した貯蔵酸素量に基づいて燃焼混合気の空燃
比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、 機関の失火時に前記推定値に基づく空燃比制御を停止さ
せると共に、失火終了時から所定時間だけ空燃比を強制
的にリーン化させ、該リーン化終了時に前記貯蔵酸素量
の推定値を所定値にリセットしてから前記推定値に基づ
く空燃比制御を再開させることを特徴とする内燃機関の
空燃比制御装置。
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