JP2002180876A - 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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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0295—Control according to the amount of oxygen that is stored on the exhaust gas treating apparatus
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- 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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- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/182—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/16—Oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
- F02D2200/0814—Oxygen storage amount
Abstract
(57)【要約】
【課題】触媒の貯蔵酸素量を吸入空気量と空燃比とから
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、過渡時に貯蔵酸素量の推定
精度が悪化し、空燃比制御精度が低下することを防止す
る。 【解決手段】吸入空気量の変化に対して遅れる触媒流入
排気ガス量に対応させるべく、機関負荷を示す基本噴射
量Ｔｐの微分値ΔＴｐ及び機関回転速度Ｎｅの微分値Δ
Ｎｅから、過渡運転時に吸入空気量の検出値を補正する
ための補正係数を設定する。そして、前記補正係数で補
正された吸入空気量と空燃比偏差Δλとから触媒におけ
る貯蔵酸素量を推定し、該貯蔵酸素量が目標値になるよ
うに空燃比のフィードバック補正係数を設定する。
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、過渡時に貯蔵酸素量の推定
精度が悪化し、空燃比制御精度が低下することを防止す
る。 【解決手段】吸入空気量の変化に対して遅れる触媒流入
排気ガス量に対応させるべく、機関負荷を示す基本噴射
量Ｔｐの微分値ΔＴｐ及び機関回転速度Ｎｅの微分値Δ
Ｎｅから、過渡運転時に吸入空気量の検出値を補正する
ための補正係数を設定する。そして、前記補正係数で補
正された吸入空気量と空燃比偏差Δλとから触媒におけ
る貯蔵酸素量を推定し、該貯蔵酸素量が目標値になるよ
うに空燃比のフィードバック補正係数を設定する。
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）と吸入空気量
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）と吸入空気量
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、上記貯蔵酸
素量の推定においては、排気ガス量を直接測定する代わ
りに、該排気ガス量に略一致すると考えられる吸入空気
量の検出値を用いていた。しかし、定常運転時には、吸
入空気量から貯蔵酸素量を精度良く推定できるものの、
過渡運転時には、吸入空気量の変化に対して触媒に流入
する排気ガス量に遅れが生じるため、貯蔵酸素量に推定
誤差が生じ、空燃比制御精度が悪化する可能性があっ
た。
素量の推定においては、排気ガス量を直接測定する代わ
りに、該排気ガス量に略一致すると考えられる吸入空気
量の検出値を用いていた。しかし、定常運転時には、吸
入空気量から貯蔵酸素量を精度良く推定できるものの、
過渡運転時には、吸入空気量の変化に対して触媒に流入
する排気ガス量に遅れが生じるため、貯蔵酸素量に推定
誤差が生じ、空燃比制御精度が悪化する可能性があっ
た。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、過渡運転時であっても吸入空気量から貯蔵酸素量
を精度良く推定でき、以って、空燃比制御精度を維持で
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。
あり、過渡運転時であっても吸入空気量から貯蔵酸素量
を精度良く推定でき、以って、空燃比制御精度を維持で
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。
【０００５】
【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、機関の吸入空気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、前記貯蔵
酸素量の推定に用いる吸入空気量を、機関の過渡運転時
に補正する構成とした。
発明では、機関の吸入空気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、前記貯蔵
酸素量の推定に用いる吸入空気量を、機関の過渡運転時
に補正する構成とした。
【０００６】かかる構成によると、定常運転時には、吸
入空気量と触媒に流入する排気ガス量とが略一致するも
のとして貯蔵酸素量を推定するが、吸入空気量と触媒流
入排気ガス量との間にずれが生じる過渡運転時には、吸
入空気量に補正を加えることで、実際の触媒流排気ガス
量に相当する値としてから、貯蔵酸素量の推定に用い
る。
入空気量と触媒に流入する排気ガス量とが略一致するも
のとして貯蔵酸素量を推定するが、吸入空気量と触媒流
入排気ガス量との間にずれが生じる過渡運転時には、吸
入空気量に補正を加えることで、実際の触媒流排気ガス
量に相当する値としてから、貯蔵酸素量の推定に用い
る。
【０００７】請求項２記載の発明では、前記機関の過渡
運転時に、吸入空気量の検出値に対して位相を遅らせる
補正を行う構成とした。かかる構成によると、過渡運転
時に、吸入空気量に対して位相遅れを生じる触媒流入排
気ガス量の特性に合わせて、吸入空気量の検出値の位相
を遅らせる補正を行い、この位相を遅らせた吸入空気量
に基づいて貯蔵酸素量を推定させる。
運転時に、吸入空気量の検出値に対して位相を遅らせる
補正を行う構成とした。かかる構成によると、過渡運転
時に、吸入空気量に対して位相遅れを生じる触媒流入排
気ガス量の特性に合わせて、吸入空気量の検出値の位相
を遅らせる補正を行い、この位相を遅らせた吸入空気量
に基づいて貯蔵酸素量を推定させる。
【０００８】請求項３記載の発明では、機関負荷の変化
速度に応じて前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気量
を補正する構成とした。かかる構成によると、機関負荷
の変化速度から、吸入空気量に対する触媒流入排気ガス
量の遅れを推定し、吸入空気量に補正を加える。請求項
４記載の発明では、機関負荷の変化速度及び機関回転速
度の変化速度に応じて前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸
入空気量を補正する構成とした。
速度に応じて前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気量
を補正する構成とした。かかる構成によると、機関負荷
の変化速度から、吸入空気量に対する触媒流入排気ガス
量の遅れを推定し、吸入空気量に補正を加える。請求項
４記載の発明では、機関負荷の変化速度及び機関回転速
度の変化速度に応じて前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸
入空気量を補正する構成とした。
【０００９】かかる構成によると、機関負荷の変化速度
及び機関回転速度の変化速度から、吸入空気量に対する
触媒流入排気ガス量の遅れを推定し、吸入空気量に補正
を加える。請求項５記載の発明では、機関に燃料を噴射
する燃料噴射弁における基本燃料噴射量を、機関負荷の
代表値として用いる構成とした。
及び機関回転速度の変化速度から、吸入空気量に対する
触媒流入排気ガス量の遅れを推定し、吸入空気量に補正
を加える。請求項５記載の発明では、機関に燃料を噴射
する燃料噴射弁における基本燃料噴射量を、機関負荷の
代表値として用いる構成とした。
【００１０】かかる構成によると、シリンダ吸入空気量
に対応する基本燃料噴射量から機関負荷の変化を判断し
て、貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気量を補正する。
に対応する基本燃料噴射量から機関負荷の変化を判断し
て、貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気量を補正する。
【００１１】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、吸入空気
量に基づいて触媒の貯蔵酸素量を推定する構成におい
て、過渡運転時に吸入空気量と実際の触媒流入排気ガス
量とのずれを補正でき、過渡運転時における貯蔵酸素量
の推定精度が向上し、以って、過渡運転時の空燃比制御
精度を向上させることができるという効果がある。
量に基づいて触媒の貯蔵酸素量を推定する構成におい
て、過渡運転時に吸入空気量と実際の触媒流入排気ガス
量とのずれを補正でき、過渡運転時における貯蔵酸素量
の推定精度が向上し、以って、過渡運転時の空燃比制御
精度を向上させることができるという効果がある。
【００１２】請求項２記載の発明によると、吸入空気量
の変化に対して触媒流入排気ガス量の位相が遅れる過渡
運転時であっても、吸入空気量から触媒流入排気ガス量
を精度良く推定でき、位相ずれによって貯蔵酸素量の推
定精度が悪化することを防止できるという効果がある。
請求項３，４記載の発明によると、機関負荷（及び機関
回転速度）の変化速度から吸入空気量に対する触媒流入
排気ガス量の位相遅れを推定して、実際の触媒流入排気
ガス量を高精度に推定させることができるという効果が
ある。
の変化に対して触媒流入排気ガス量の位相が遅れる過渡
運転時であっても、吸入空気量から触媒流入排気ガス量
を精度良く推定でき、位相ずれによって貯蔵酸素量の推
定精度が悪化することを防止できるという効果がある。
請求項３，４記載の発明によると、機関負荷（及び機関
回転速度）の変化速度から吸入空気量に対する触媒流入
排気ガス量の位相遅れを推定して、実際の触媒流入排気
ガス量を高精度に推定させることができるという効果が
ある。
【００１３】請求項５記載の発明によると、機関負荷の
変化を精度良く判断でき、以って、過渡運転時であって
も吸入空気量から触媒流入排気ガス量を精度良く推定で
きるという効果がある。
変化を精度良く判断でき、以って、過渡運転時であって
も吸入空気量から触媒流入排気ガス量を精度良く推定で
きるという効果がある。
【００１４】
【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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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、過渡時補正係数設定部１０１では、機関負荷の変化
速度を示す基本燃料噴射量Ｔｐの微分値ΔＴｐと、機関
回転速度Ｎｅの変化速度を示す微分値ΔＮｅとに基づい
て、エアフローメータ２３で検出された吸入空気量Ｑを
補正するための補正係数を設定する。
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、過渡時補正係数設定部１０１では、機関負荷の変化
速度を示す基本燃料噴射量Ｔｐの微分値ΔＴｐと、機関
回転速度Ｎｅの変化速度を示す微分値ΔＮｅとに基づい
て、エアフローメータ２３で検出された吸入空気量Ｑを
補正するための補正係数を設定する。
【００２３】触媒８における貯蔵酸素量を推定するため
には、触媒流入排気ガス量の情報が必要であるが、本実
施形態では、触媒流入排気ガス量を直接検出する代わり
に、触媒流入排気ガス量に近似するパラメータとしてエ
アフローメータ２３で検出される吸入空気量Ｑを用い
る。前記エアフローメータ２３で検出される吸入空気量
Ｑは、機関の定常運転時には、触媒流入排気ガス量を略
正しく示すが、加速時及び減速時（過渡運転時）には、
吸入空気量Ｑの変化に対して触媒流入排気ガス量の位相
が遅れ、吸入空気量Ｑと実際の触媒流入排気ガス量との
間に誤差が生じる。
には、触媒流入排気ガス量の情報が必要であるが、本実
施形態では、触媒流入排気ガス量を直接検出する代わり
に、触媒流入排気ガス量に近似するパラメータとしてエ
アフローメータ２３で検出される吸入空気量Ｑを用い
る。前記エアフローメータ２３で検出される吸入空気量
Ｑは、機関の定常運転時には、触媒流入排気ガス量を略
正しく示すが、加速時及び減速時（過渡運転時）には、
吸入空気量Ｑの変化に対して触媒流入排気ガス量の位相
が遅れ、吸入空気量Ｑと実際の触媒流入排気ガス量との
間に誤差が生じる。
【００２４】前記過渡運転時の位相ずれによる誤差を修
正するのが、前記過渡時補正係数設定部１０１で設定さ
れる補正係数の目的であり、微分値ΔＴｐがプラスとな
る機関負荷の上昇変化時（加速時）には、吸入空気量Ｑ
の増大変化に対して触媒流入排気ガス量の増大変化が遅
れるので、微分値ΔＴｐが大きくなるほど吸入空気量Ｑ
をより小さく減少補正する。
正するのが、前記過渡時補正係数設定部１０１で設定さ
れる補正係数の目的であり、微分値ΔＴｐがプラスとな
る機関負荷の上昇変化時（加速時）には、吸入空気量Ｑ
の増大変化に対して触媒流入排気ガス量の増大変化が遅
れるので、微分値ΔＴｐが大きくなるほど吸入空気量Ｑ
をより小さく減少補正する。
【００２５】また、微分値ΔＴｐがマイナスとなる機関
負荷の減少変化時（減速時）には、吸入空気量Ｑの減少
変化に対して触媒流入排気ガス量の減少変化が遅れるの
で、微分値ΔＴｐが小さくなるほど吸入空気量Ｑをより
大きく増大補正する。更に、上記微分値ΔＴｐに対する
補正係数の基本特性に対して、機関回転速度Ｎｅの微分
値ΔＮｅによる微修正を図るべく、微分値ΔＴｐに対応
して補正係数を記憶するテーブルを、各微分値ΔＮｅ毎
に予め記憶してある。
負荷の減少変化時（減速時）には、吸入空気量Ｑの減少
変化に対して触媒流入排気ガス量の減少変化が遅れるの
で、微分値ΔＴｐが小さくなるほど吸入空気量Ｑをより
大きく増大補正する。更に、上記微分値ΔＴｐに対する
補正係数の基本特性に対して、機関回転速度Ｎｅの微分
値ΔＮｅによる微修正を図るべく、微分値ΔＴｐに対応
して補正係数を記憶するテーブルを、各微分値ΔＮｅ毎
に予め記憶してある。
【００２６】但し、機関負荷の変化速度を示す前記微分
値ΔＴｐのみから補正係数を設定させる構成としても良
いし、機関負荷の変化速度を示すパラメータとしてスロ
ットル開度の変化速度などを用いても良い。また、上記
補正係数による補正によって一次遅れ補正を吸入空気量
Ｑに対して施すことになるので、前記補正係数による吸
入空気量Ｑの補正に代えて、一次遅れの伝達関数に設定
されるアナログフィルタ又はデジタルフィルタによりエ
アフローメータ２３出力信号又は吸入空気量データを処
理する構成としたり、吸入空気量Ｑのデータに対する加
重平均演算を行わせる構成とすることができ、この場
合、フィルタの時定数や加重平均演算における加重重み
を、機関負荷・回転速度などの運転条件に応じて変更す
ることが好ましい。
値ΔＴｐのみから補正係数を設定させる構成としても良
いし、機関負荷の変化速度を示すパラメータとしてスロ
ットル開度の変化速度などを用いても良い。また、上記
補正係数による補正によって一次遅れ補正を吸入空気量
Ｑに対して施すことになるので、前記補正係数による吸
入空気量Ｑの補正に代えて、一次遅れの伝達関数に設定
されるアナログフィルタ又はデジタルフィルタによりエ
アフローメータ２３出力信号又は吸入空気量データを処
理する構成としたり、吸入空気量Ｑのデータに対する加
重平均演算を行わせる構成とすることができ、この場
合、フィルタの時定数や加重平均演算における加重重み
を、機関負荷・回転速度などの運転条件に応じて変更す
ることが好ましい。
【００２７】前記過渡時補正係数設定部１０１で設定さ
れた補正係数は、エアフローメータ２３で検出された吸
入空気量Ｑに乗算され、該乗算補正後の吸入空気量Ｑ
（触媒流入排気ガス量の推定値）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が乗算される。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。
れた補正係数は、エアフローメータ２３で検出された吸
入空気量Ｑに乗算され、該乗算補正後の吸入空気量Ｑ
（触媒流入排気ガス量の推定値）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が乗算される。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。
【００２８】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１０
２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。ここで、上記貯蔵酸素量の推定に用いた吸入空気
量Ｑは、過渡運転時には吸入空気量Ｑの変化に対する触
媒流入排気ガス量の遅れに対応して補正されるから、過
渡時であっても、実際の触媒流入排気ガス量に応じた貯
蔵酸素量を求めることができる。
算結果には定数Ｋが乗算され、その結果が、積分器１０
２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。ここで、上記貯蔵酸素量の推定に用いた吸入空気
量Ｑは、過渡運転時には吸入空気量Ｑの変化に対する触
媒流入排気ガス量の遅れに対応して補正されるから、過
渡時であっても、実際の触媒流入排気ガス量に応じた貯
蔵酸素量を求めることができる。
【００２９】次いで、前記積分器１０２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１０３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１０３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１０４では、吸入空気量Ｑ及び機関回
転速度Ｎｅから演算されるシリンダ吸入空気量に対応す
る基本燃料噴射量Ｔｐを、前記フィードバック補正係数
などにより補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを求め、該
燃料噴射量Ｔｉ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１０４では、吸入空気量Ｑ及び機関回
転速度Ｎｅから演算されるシリンダ吸入空気量に対応す
る基本燃料噴射量Ｔｐを、前記フィードバック補正係数
などにより補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを求め、該
燃料噴射量Ｔｉ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】尚、上記ではエアフローメータ２３によっ
て吸入空気量Ｑを検出させる構成としたが、吸気圧力に
基づいて吸入空気量を検出する構成や、スロットル開度
及び機関回転速度から吸入空気量を推定する構成におい
て、上記実施形態と同様に、吸入空気量の検出値に遅れ
補正を施して貯蔵酸素量を推定させれば、過渡時に貯蔵
酸素量の推定精度が低下することを回避できる。
て吸入空気量Ｑを検出させる構成としたが、吸気圧力に
基づいて吸入空気量を検出する構成や、スロットル開度
及び機関回転速度から吸入空気量を推定する構成におい
て、上記実施形態と同様に、吸入空気量の検出値に遅れ
補正を施して貯蔵酸素量を推定させれば、過渡時に貯蔵
酸素量の推定精度が低下することを回避できる。
【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】実施の形態における空燃比制御を示すブロック
図。
図。
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…過渡時補正係数設定部 １０２…積分器 １０３…フィードバック係数演算部 １０４…噴射量演算部
───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｚ ３１４Ａ ３６２ ３６２Ｊ ３６４ ３６４Ｎ ３６４Ｈ ３６６ ３６６Ｅ ３６６Ｆ ３６８ ３６８Ｇ Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 CA04 CA06 DA05 EB09 EB15 FA00 FA07 FA10 FA29 FA34 FA38 3G091 AA02 AA17 AA23 AA24 AB03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB07 DA01 DA02 DA07 DB05 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB13 DC01 EA01 EA05 EA07 EA16 EA31 EA34 EA39 FA17 FA18 FA19 FB10 FB11 FB12 FC04 HA36 3G301 HA01 JA03 KA11 MA01 MA12 NC04 ND05 PA01Z PA12Z PD02Z PE02Z PE03Z
Claims (5)
- 【請求項１】機関の吸入空気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、 前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気量を、機関の過
渡運転時に補正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】前記機関の過渡運転時に、吸入空気量の検
出値に対して位相を遅らせる補正を行うことを特徴とす
る請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】機関負荷の変化速度に応じて前記貯蔵酸素
量の推定に用いる吸入空気量を補正することを特徴とす
る請求項１又は２記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】機関負荷の変化速度及び機関回転速度の変
化速度に応じて前記貯蔵酸素量の推定に用いる吸入空気
量を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の内
燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項５】機関に燃料を噴射する燃料噴射弁における
基本燃料噴射量を、機関負荷の代表値として用いること
を特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関の空燃比制
御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000373500A JP2002180876A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US10/003,534 US6609510B2 (en) | 2000-12-07 | 2001-12-06 | Device and method for controlling air-fuel ratio of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000373500A JP2002180876A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002180876A true JP2002180876A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18842875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000373500A Pending JP2002180876A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6609510B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002180876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4994505B1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-08-08 | 三井造船株式会社 | 舶用エンジン制御装置および方法 |
| CN103133170A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 福特环球技术公司 | 用于补偿发动机热状况的方法和系统 |
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| DE102004009615B4 (de) * | 2004-02-27 | 2008-03-13 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Sauerstoffbeladung eines 3-Wege-Katalysators einer lambdageregelten Brennkraftmaschine |
| US7152594B2 (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-26 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Air/fuel imbalance detection system and method |
| FR2906842B1 (fr) * | 2006-10-09 | 2008-12-05 | Renault Sas | Systeme de determination du debit massique d'oxydes d'azote emis dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne |
| CN115217659B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-02-09 | 天津大学 | 基于三元催化器储氧状态监测结果的汽油机喷油量控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146246A (en) * | 1979-04-26 | 1980-11-14 | Nippon Denso Co Ltd | Method of air fuel ratio feedback controlling |
| JPS562548A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for air fuel ratio of internal combustion engine |
| JPS5827847A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法及びその装置 |
| US4922877A (en) * | 1988-06-03 | 1990-05-08 | Nissan Motor Company, Limited | System and method for controlling fuel injection quantity for internal combustion engine |
| JPH0833127B2 (ja) * | 1990-05-01 | 1996-03-29 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3331650B2 (ja) * | 1992-12-28 | 2002-10-07 | スズキ株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| 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 |
| JP2880872B2 (ja) * | 1993-02-26 | 1999-04-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の気筒群別空燃比制御装置 |
| JP2869911B2 (ja) * | 1993-04-15 | 1999-03-10 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 |
| JP2884469B2 (ja) * | 1994-02-28 | 1999-04-19 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPH10184425A (ja) | 1996-12-24 | 1998-07-14 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3468500B2 (ja) * | 1997-09-19 | 2003-11-17 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
2000
- 2000-12-07 JP JP2000373500A patent/JP2002180876A/ja active Pending
-
2001
- 2001-12-06 US US10/003,534 patent/US6609510B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4994505B1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-08-08 | 三井造船株式会社 | 舶用エンジン制御装置および方法 |
| WO2012124399A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 三井造船株式会社 | 舶用エンジン制御装置および方法 |
| CN102959217A (zh) * | 2011-03-15 | 2013-03-06 | 三井造船株式会社 | 船舶用引擎控制装置及方法 |
| CN103133170A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 福特环球技术公司 | 用于补偿发动机热状况的方法和系统 |
| CN103133170B (zh) * | 2011-11-21 | 2017-04-12 | 福特环球技术公司 | 用于补偿发动机热状况的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6609510B2 (en) | 2003-08-26 |
| US20020069864A1 (en) | 2002-06-13 |
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