JP2003049685A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents

Exhaust emission control device for engine

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JP2003049685A
JP2003049685A JP2001234904A JP2001234904A JP2003049685A JP 2003049685 A JP2003049685 A JP 2003049685A JP 2001234904 A JP2001234904 A JP 2001234904A JP 2001234904 A JP2001234904 A JP 2001234904A JP 2003049685 A JP2003049685 A JP 2003049685A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
value
catalyst
sensor
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Application number
JP2001234904A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Sakai
厚 酒井
Hajime Oguma
元 小熊
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a catalyst oxygen storage quantity to a target value continuously precisely by compensating an output variation due to degradation in an air-fuel ratio sensor upstream of a catalyst more appropriately according to an output characteristic of a downstream oxygen sensor. SOLUTION: An oxygen storage quantity is estimated according to an air-fuel ratio sensor output upstream of the catalyst with oxygen storage capacity, and an air-fuel ratio is controlled to bring the estimate coincident with the target value. The air-fuel ratio is charged to decrease and increase the oxygen storage quantity respectively when an oxygen sensor output downstream of the catalyst is on the lean side and on the rich side, and if the downstream air-fuel ratio nevertheless remains for a fixed time in an air-fuel ratio deviation state to the same side as before the change, the air-fuel ratio sensor output is corrected by a given level. The correction is, however, prohibited if a variation speed DRO2 of the oxygen sensor output toward the stoichiometric point is large in the air-fuel ratio deviation state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの排気浄化
装置に関し、特に排気系に酸素ストレージ機能を有する
触媒を設けた排気浄化装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust purification system for an engine, and more particularly to an improvement of an exhaust purification system provided with a catalyst having an oxygen storage function in an exhaust system.

【0002】[0002]

【従来の技術と解決すべき課題】三元触媒に吸収されて
いる酸素量(以下「酸素ストレージ量」という。)をエ
ンジンの吸入空気量と触媒に流入する排気の空燃比(も
しくは酸素濃度。以下同様。)に基づいて推定演算し、
触媒の酸素ストレージ量が一定量となるようにエンジン
の空燃比制御を行うものが知られている(特開平9-2288
73号)。
2. Description of the Related Art The amount of oxygen absorbed by a three-way catalyst (hereinafter referred to as "oxygen storage amount") is the intake air amount of the engine and the air-fuel ratio (or oxygen concentration) of the exhaust flowing into the catalyst. The same shall apply hereinafter.)
It is known that the air-fuel ratio of the engine is controlled so that the oxygen storage amount of the catalyst becomes constant (Japanese Patent Laid-Open No. 9-2288).
No. 73).

【0003】三元触媒のNOx、CO、HCの転換効率
を最大に維持するためには触媒雰囲気を理論空燃比にす
る必要があるが、触媒の酸素ストレージ量を適正量、例
えば最大酸素ストレージ量の二分の一程度に保っておく
ことで、触媒に流入する排気がリーン側にずれても排気
中の酸素が触媒に吸収され、あるいはリッチ側にずれて
も触媒に吸収されている酸素が放出されることから、触
媒雰囲気を実質的に理論空燃比付近に保つことができ
る。
In order to maintain the maximum conversion efficiency of NOx, CO, and HC of the three-way catalyst, it is necessary to make the catalyst atmosphere a stoichiometric air-fuel ratio, but the oxygen storage amount of the catalyst is an appropriate amount, for example, the maximum oxygen storage amount. By keeping it at about half of that, even if the exhaust gas flowing into the catalyst shifts to the lean side, the oxygen in the exhaust gas is absorbed by the catalyst, or even if it shifts to the rich side, the oxygen absorbed by the catalyst is released. Therefore, the catalyst atmosphere can be kept substantially near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0004】ところで、触媒の上流側に設けられる空燃
比センサは、高温の排気にさらされることなどから経時
劣化を起こすことがあり、またセンサ製造時の品質のバ
ラツキもあって、空燃比の検出に誤差(シフト)を生じ
ることがある。このように空燃比検出に誤差を生じる
と、空燃比センサの出力に基づいて触媒の酸素ストレー
ジ量を正確に演算することができなくなり、結果として
触媒の酸素ストレージ量を目標値に制御できなくなり、
排気エミッション性能が低下してしまう。
By the way, the air-fuel ratio sensor provided on the upstream side of the catalyst sometimes deteriorates with time due to exposure to high temperature exhaust gas, and there is a variation in quality at the time of manufacturing the sensor. May cause an error (shift). When an error occurs in the air-fuel ratio detection in this way, it becomes impossible to accurately calculate the oxygen storage amount of the catalyst based on the output of the air-fuel ratio sensor, and as a result, the oxygen storage amount of the catalyst cannot be controlled to the target value,
Exhaust emission performance deteriorates.

【0005】この対策として本出願人は、触媒の下流側
に設けたセンサからの空燃比情報により上流側空燃比セ
ンサのシフトの発生を判定するようにしたものを提案し
ている。これは、例えば上流側空燃比センサの出力が実
空燃比よりもリッチ側にシフトを生じていたとすると、
仮に実空燃比がストイキであったとしてもセンサによる
見かけ上の空燃比はリッチ側となるため実際の空燃比制
御の結果はリーン側にずれることになる。このずれを下
流側空燃比センサで検出すれば、それにより上流側空燃
比センサの出力をリーン側へと修正して実空燃比とのず
れを解消することができる。
As a countermeasure against this, the present applicant has proposed that the occurrence of the shift of the upstream side air-fuel ratio sensor is determined based on the air-fuel ratio information from the sensor provided on the downstream side of the catalyst. For example, if the output of the upstream air-fuel ratio sensor is shifted to the rich side of the actual air-fuel ratio,
Even if the actual air-fuel ratio is stoichiometric, the apparent air-fuel ratio by the sensor will be on the rich side, so the actual result of air-fuel ratio control will shift to the lean side. If this deviation is detected by the downstream air-fuel ratio sensor, it is possible to correct the output of the upstream air-fuel ratio sensor to the lean side and eliminate the deviation from the actual air-fuel ratio.

【0006】本発明は、このようにして上流側空燃比セ
ンサのシフトを補正するようにした排気浄化装置をさら
に改良したものであり、空燃比センサがもつヒステリシ
ス特性に着目して制御精度をより高めた排気浄化装置を
提供することを目的としている。
The present invention is a further improvement of the exhaust gas purification device which corrects the shift of the upstream side air-fuel ratio sensor in this way, and pays attention to the hysteresis characteristic of the air-fuel ratio sensor to improve the control accuracy. It is intended to provide an improved exhaust emission control device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
の排気管に設けられた触媒と、前記触媒に流入する排気
の空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記触媒下
流の空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記上流
側の検出空燃比に基づき触媒の酸素ストレージ量を演算
する酸素ストレージ量演算手段と、演算された酸素スト
レージ量に基づき触媒の酸素ストレージ量が所定量とな
るようにエンジンの空燃比を制御する空燃比制御手段
と、前記酸素ストレージ量を、下流側空燃比がリーンの
ときは減らし、リッチのときは増やすように目標空燃比
を切り換える空燃比切換手段と、前記目標空燃比の切換
後に、下流側空燃比検出値が所定のリーン側判定しきい
値よりもリーン側または所定のリッチ側判定しきい値よ
りもリッチ側である空燃比偏位状態であるときに当該空
燃比偏位を補正する方向に空燃比補正を行う空燃比補正
手段と、当該空燃比偏位状態で前記判定しきい値方向へ
の下流側空燃比センサの出力値の変化速度が基準値より
も大となったきには前記空燃比補正を禁止する補正禁止
手段とを備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a catalyst provided in an exhaust pipe of an engine, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst, and an air-fuel ratio downstream of the catalyst. A downstream air-fuel ratio sensor for detecting the fuel ratio, an oxygen storage amount calculation means for calculating the oxygen storage amount of the catalyst based on the detected air-fuel ratio on the upstream side, and an oxygen storage amount of the catalyst based on the calculated oxygen storage amount. Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the engine so as to be a fixed amount, and the air-fuel ratio switching that switches the target air-fuel ratio so that the oxygen storage amount is decreased when the downstream side air-fuel ratio is lean and increased when it is rich. And the downstream side air-fuel ratio detection value is leaner than a predetermined lean side determination threshold value or richer than a predetermined rich side determination threshold value after switching the target air-fuel ratio. An air-fuel ratio correction means for performing an air-fuel ratio correction in a direction for correcting the air-fuel ratio deviation in a fuel ratio deviation state, and a downstream side air-fuel ratio sensor in the judgment threshold value direction in the air-fuel ratio deviation state And a correction prohibiting means for prohibiting the air-fuel ratio correction when the changing speed of the output value becomes larger than the reference value.

【0008】第2の発明は、前記空燃比補正手段を、前
記空燃比偏位状態の継続時間が基準値を経過したときに
は当該空燃比偏位を補正する方向に空燃比補正を行うよ
うに構成する。
According to a second aspect of the present invention, the air-fuel ratio correction means is configured to correct the air-fuel ratio deviation when the duration of the air-fuel ratio deviation state exceeds a reference value. To do.

【0009】第3の発明は、前記第1または第2の発明
の空燃比補正を、前記上流側空燃比センサの出力値を当
該空燃比偏位方向に応じて補正することで行うものとす
る。
According to a third aspect of the invention, the air-fuel ratio correction of the first or second aspect of the invention is performed by correcting the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor according to the air-fuel ratio deviation direction. .

【0010】第4の発明は、前記第1または第2の発明
の空燃比補正を、前記空燃比制御手段における空燃比制
御目標値を当該空燃比偏位方向に応じて補正することで
行うものとする。
A fourth aspect of the invention is to perform the air-fuel ratio correction of the first or second aspect of the invention by correcting the air-fuel ratio control target value in the air-fuel ratio control means in accordance with the air-fuel ratio deviation direction. And

【0011】第5の発明は、前記第3の発明において、
上流側空燃比センサの出力補正値を、下流側空燃比セン
サの出力がリーン側のときはリーン側に一定量だけシフ
トする正の値、リッチ側のときはリッチ側に一定量だけ
シフトする負の値となるように設定するものとする。
A fifth invention is the same as the third invention,
The output correction value of the upstream air-fuel ratio sensor is a positive value that shifts to the lean side by a fixed amount when the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is lean, and a negative value that shifts to the rich side by a fixed amount when the output is rich. Shall be set to the value of.

【0012】第6の発明は、前記第3の発明において、
上流側空燃比センサの出力補正値を、下流側空燃比セン
サの出力がリーン側のときはリーン側に当該センサ出力
に応じた量だけシフトする正の値、リッチ側のときはリ
ッチ側に当該センサ出力に応じた量だけシフトする負の
値となるように設定するものとする。
A sixth invention is based on the third invention.
The output correction value of the upstream side air-fuel ratio sensor is a positive value that shifts to the lean side by an amount according to the sensor output when the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is lean side, and to the rich side when it is rich side. It should be set to a negative value that shifts by an amount according to the sensor output.

【0013】第7の発明は、前記第5または第6の発明
において、前記補正値を積算した絶対値が所定値に達し
たときに上流側空燃比センサに異常があるものと判定す
るように構成する。
In a seventh aspect based on the fifth or sixth aspect, it is determined that the upstream side air-fuel ratio sensor is abnormal when the absolute value obtained by integrating the correction values reaches a predetermined value. Constitute.

【0014】第8の発明は、前記第1の発明の酸素スト
レージ量演算手段を、酸素ストレージ量を吸収速度の速
い高速成分と、吸収速度が高速成分よりも遅い低速成分
とに分けて演算することにより推定するように構成す
る。
According to an eighth aspect of the present invention, the oxygen storage amount calculating means of the first aspect is operated by dividing the oxygen storage amount into a high-speed component having a fast absorption rate and a low-speed component having a higher absorption rate than the high-speed component. It is configured so as to be estimated.

【0015】第9の発明は、エンジンの排気管に設けら
れた触媒と、前記触媒に流入する排気の空燃比を検出す
る上流側空燃比センサと、前記触媒下流の空燃比を検出
する下流側空燃比センサと、前記上流側の検出空燃比に
基づきエンジンの空燃比を制御する空燃比制御手段と、
下流側空燃比が、リーンの時はリッチ側に、リッチのと
きはリーン側に目標空燃比を切り換える空燃比切換手段
と、前記目標空燃比の切換後に、下流側空燃比検出値が
所定のリーン側判定しきい値よりもリーン側または所定
のリッチ側判定しきい値よりもリッチ側である空燃比偏
位状態であるときには、当該空燃比偏位を補正する方向
に空燃比補正を行う空燃比補正手段と、当該空燃比偏位
状態で前記判定しきい値方向への下流側空燃比センサの
出力値の変化速度が基準値よりも大となったときには前
記空燃比補正を禁止する補正禁止手段とを備える。
A ninth aspect of the present invention is a catalyst provided in an exhaust pipe of an engine, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst, and a downstream side for detecting an air-fuel ratio downstream of the catalyst. An air-fuel ratio sensor, and air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the engine based on the detected air-fuel ratio on the upstream side,
When the downstream side air-fuel ratio is lean, it is on the rich side, and when it is rich, air-fuel ratio switching means for switching the target air-fuel ratio to lean side, and after the target air-fuel ratio is switched, the downstream side air-fuel ratio detection value is a predetermined lean value. When the air-fuel ratio deviation state is leaner than the side determination threshold value or richer than the predetermined rich side determination threshold value, the air-fuel ratio is corrected in the direction of correcting the air-fuel ratio deviation. Correction means and correction prohibiting means for prohibiting the air-fuel ratio correction when the rate of change of the output value of the downstream side air-fuel ratio sensor toward the determination threshold value in the air-fuel ratio deviation state becomes larger than a reference value. With.

【0016】[0016]

【作用・効果】前記第1の発明以下の各発明において、
空燃比切換手段により、触媒下流の空燃比がリーンとな
ったときは酸素ストレージ量が減るように目標空燃比が
リッチ方向に切り換えられ、触媒下流の空燃比がリッチ
となったときには酸素ストレージ量が増えるように目標
空燃比がリーン方向に切り換えられる。
[Operation and effect] In each of the following inventions,
By the air-fuel ratio switching means, the target air-fuel ratio is switched to the rich direction so that the oxygen storage amount decreases when the air-fuel ratio downstream of the catalyst becomes lean, and the oxygen storage amount decreases when the air-fuel ratio downstream of the catalyst becomes rich. The target air-fuel ratio is switched to the lean direction so as to increase.

【0017】このとき、上流側空燃比センサが例えばリ
ッチ方向にシフトを生じていたとすると、実空燃比がス
トイキであっても見かけ上の空燃比がリッチとなるの
で、酸素ストレージ量の演算値は酸素放出方向に誤差を
生じて常に酸素ストレージ量が不足している状態を示す
ことになるため空燃比はリーン方向に偏り、この結果と
して前述した空燃比切換手段によるリッチ方向への空燃
比の切換にかかわらず下流側空燃比センサの出力がリー
ン側しきい値を超えたリーン域での空燃比偏位状態が継
続しうる。これとは反対に、上流側空燃比センサの出力
がリーン方向にシフトを発生しているときは酸素ストレ
ージ量の演算値は酸素吸収方向に誤差を生じて常に酸素
ストレージ量が多い状態を示すことになるため空燃比は
リッチ方向に偏り、この結果として前述した空燃比切換
手段によるリーン方向への空燃比の切換にかかわらず下
流側空燃比センサの出力がリッチ側しきい値を超えたリ
ッチ域での空燃比偏位状態が継続しうる。
At this time, if the upstream side air-fuel ratio sensor shifts, for example, in the rich direction, the apparent air-fuel ratio becomes rich even if the actual air-fuel ratio is stoichiometric, so the calculated value of the oxygen storage amount is oxygen release. The air-fuel ratio is biased toward the lean direction because an error occurs in the direction and the oxygen storage amount is always insufficient, and as a result, the air-fuel ratio is switched to the rich direction by the air-fuel ratio switching means described above. Instead, the air-fuel ratio deviation state in the lean region where the output of the downstream side air-fuel ratio sensor exceeds the lean side threshold value can continue. On the contrary, when the output of the upstream air-fuel ratio sensor shifts in the lean direction, the calculated value of the oxygen storage amount has an error in the oxygen absorption direction and always indicates that the oxygen storage amount is large. Therefore, the air-fuel ratio is biased toward the rich side, and as a result, the output of the downstream side air-fuel ratio sensor exceeds the rich-side threshold regardless of the lean-direction switching of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio switching means described above. The air-fuel ratio excursion condition in 1 can continue.

【0018】このような空燃比偏位状態が継続している
ときには、下流側空燃比センサの出力からこれを判定し
て空燃比補正手段が当該偏位を補正する方向に、つまり
上流側空燃比センサのリッチ方向へのシフト発生に対し
てはリッチ方向に、リーン方向へのシフト発生に対して
はリーン方向への空燃比補正を行う。ただし、空燃比偏
位状態に入ったとしても、前述した空燃比の切換により
触媒下流の空燃比がストイキ方向に戻ろうとしていると
きには、補正を行うとかえって逆方向への空燃比の変動
を引き起こす可能性があるので、空燃比補正は行う必要
がない。すなわち、空燃比偏位状態において下流側空燃
比センサの出力を監視し、その出力がストイキ相当とな
ったときには補正を行わないものとすれば、無駄な補正
により空燃比制御の安定性が損なわれるおそれを回避す
ることができる。
When such an air-fuel ratio deviation state continues, it is judged from the output of the downstream side air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio correction means corrects the deviation, that is, the upstream side air-fuel ratio. Air-fuel ratio correction is performed in the rich direction when the sensor shifts in the rich direction, and in the lean direction when the shift occurs in the lean direction. However, even if the air-fuel ratio deviation state is entered, when the air-fuel ratio downstream of the catalyst is about to return to the stoichiometric direction due to the switching of the air-fuel ratio described above, correction is performed rather than causing the air-fuel ratio to fluctuate in the opposite direction. There is a possibility that there is a possibility that the air-fuel ratio will not be corrected. That is, if the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is monitored in the air-fuel ratio deviation state and the correction is not performed when the output becomes equivalent to stoichiometry, the stability of the air-fuel ratio control is impaired by unnecessary correction. The fear can be avoided.

【0019】ただし、図8に示したように空燃比センサ
の信号にはヒステリシスがあり、リーンからリッチへの
変化時とリッチからリーンへの変化時とでは、ストイキ
(λ=1)を示す出力値が異なることから、その信号値
によってストイキ相当を判定することとすると、ヒステ
リシスによる信号値と実空燃比とのあいだの誤差により
空燃比補正の過不足が発生し、空燃比制御の精度が悪化
してしまう。また、第2の発明として示したように、空
燃比偏位状態が一定時間経過した場合に空燃比補正を行
うように構成した場合には、時間経過により空燃比補正
を確実に行うことができる反面、前記空燃比センサ出力
と実空燃比との間の誤差により、すでに実空燃比はスト
イキとなっているにもかかわらずセンサ出力が空燃比偏
位状態を示しているために、時間経過に伴い空燃比補正
が行われてしまい無用な空燃比変動を生じる可能性があ
る。
However, as shown in FIG. 8, there is hysteresis in the signal of the air-fuel ratio sensor, and an output showing stoichiometry (λ = 1) at the time of changing from lean to rich and at the time of changing from rich to lean. Since the values are different, if it is decided to determine the stoichiometric equivalent by the signal value, the error between the signal value due to hysteresis and the actual air-fuel ratio will cause excess or deficiency of the air-fuel ratio correction, and the accuracy of the air-fuel ratio control will deteriorate. Resulting in. Further, as shown as the second aspect of the invention, when the air-fuel ratio correction is configured to be performed when the air-fuel ratio deviation state has passed a certain time, the air-fuel ratio correction can be surely performed with the passage of time. On the other hand, due to an error between the air-fuel ratio sensor output and the actual air-fuel ratio, the sensor output shows an air-fuel ratio deviation state even though the actual air-fuel ratio has already become stoichiometric, so the time elapses. As a result, the air-fuel ratio correction is performed, which may cause unnecessary air-fuel ratio fluctuation.

【0020】これに対して本発明によれば、仮に空燃比
偏位状態が継続したとしても下流側空燃比センサの出力
が判定しきい値方向(ストイキ方向)に基準値よりも大
きな速度で変化しているときには空燃比の補正を禁止す
るようにしたので、前述した無用な空燃比補正を回避し
てより適切な空燃比制御を行うことができる。
On the other hand, according to the present invention, even if the air-fuel ratio deviation state continues, the output of the downstream side air-fuel ratio sensor changes in the judgment threshold value direction (stoichiometric direction) at a speed larger than the reference value. Since the correction of the air-fuel ratio is prohibited while the air-fuel ratio is being corrected, the unnecessary air-fuel ratio correction described above can be avoided and more appropriate air-fuel ratio control can be performed.

【0021】前記空燃比補正は、第3の発明として示し
たように上流側空燃比センサの出力値を当該空燃比偏位
方向に応じて補正することで行い、あるいは第4の発明
として示したように、空燃比制御手段における空燃比制
御目標値を当該空燃比偏位方向に応じて補正することで
行うことができる。
The correction of the air-fuel ratio is performed by correcting the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor according to the direction of deviation of the air-fuel ratio as shown in the third invention, or as shown in the fourth invention. Thus, it can be performed by correcting the air-fuel ratio control target value in the air-fuel ratio control means according to the air-fuel ratio deviation direction.

【0022】第5の発明によれば、上流側空燃比センサ
の出力を下流側空燃比に応じて一定量だけ補正するもの
としたので、補正の前後における空燃比の急激な変動を
回避できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the output of the upstream air-fuel ratio sensor is corrected by a fixed amount according to the downstream air-fuel ratio, so that a rapid change in the air-fuel ratio before and after the correction can be avoided.

【0023】第6の発明によれば、上流側空燃比センサ
の出力を下流側空燃比センサの出力値の大きさに応じて
補正するものとしたので、酸素ストレージ量を早期に目
標値に収束させることができる。
According to the sixth aspect of the invention, the output of the upstream side air-fuel ratio sensor is corrected according to the magnitude of the output value of the downstream side air-fuel ratio sensor, so that the oxygen storage amount converges to the target value early. Can be made.

【0024】第7の発明によれば、上流側空燃比センサ
の出力に対する補正が多く、その積算値が大きくなって
くると制御の正確性、安定性の維持が難しくなり、排気
性能に悪影響を及ぼす可能性が生じるのに対して、補正
量の積算値が所定値を超えたときには異常と判定するよ
うにしたので、センサ異常の警告を行って修理や交換を
促すことができる。
According to the seventh aspect of the invention, the output of the upstream side air-fuel ratio sensor is often corrected, and if the integrated value becomes large, it becomes difficult to maintain the control accuracy and stability, which adversely affects the exhaust performance. However, since the abnormality is determined when the integrated value of the correction amount exceeds the predetermined value, a sensor abnormality warning can be given to prompt repair or replacement.

【0025】一方、触媒の酸素ストレージ特性は、触媒
の貴金属に高速で吸収/放出される特性と、触媒のセリ
アなど酸素ストレージ剤に低速で吸収/放出される特性
とに分かれることから、第8の発明として示したよう
に、酸素ストレージ量をこの特性に合わせて高速成分と
低速成分に分けて演算することにより、触媒の特性に応
じた酸素ストレージ量をより正確に演算でき、したがっ
て実酸素ストレージ量を精度良く目標値に制御すること
が可能となる。
On the other hand, the oxygen storage characteristic of the catalyst is divided into a characteristic of being rapidly absorbed / desorbed by the precious metal of the catalyst and a characteristic of being slowly absorbed / desorbed by an oxygen storage agent such as ceria of the catalyst. As shown in the invention, by calculating the oxygen storage amount by dividing it into a high speed component and a low speed component according to this characteristic, the oxygen storage amount according to the characteristics of the catalyst can be calculated more accurately. It is possible to accurately control the amount to the target value.

【0026】第9の発明によれば、無用な空燃比補正を
回避しつつ、より適切な空燃比制御を行うことができ
る。
According to the ninth aspect, more appropriate air-fuel ratio control can be performed while avoiding unnecessary air-fuel ratio correction.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図1は本発明が適用される排気浄化装
置の概略構成を示し、エンジン1の排気管2には触媒3
が設けられ、その上流には上流側空燃比センサとしてリ
ニア空燃比センサ4、下流には下流側空燃比センサとし
て酸素センサ(以下「O2センサ」と表す。)5がそれ
ぞれ設置され、これらセンサ出力に基づいてエンジン1
に供給する燃料の空燃比を制御するコントローラ6が備
えられる。前記空燃比センサ4は排気中の酸素濃度に応
じたリニアな出力特性をもち、下流側のO2センサ5は
酸素の有無に応じてより敏感に出力が変化する特性をも
っている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic structure of an exhaust emission control device to which the present invention is applied. A catalyst 3 is provided in an exhaust pipe 2 of an engine 1.
Is provided, the upstream side thereof is provided with a linear air-fuel ratio sensor 4 as an upstream side air-fuel ratio sensor, and the downstream thereof is provided with an oxygen sensor (hereinafter referred to as “O2 sensor”) 5 as a downstream side air-fuel ratio sensor. Based on engine 1
A controller 6 for controlling the air-fuel ratio of the fuel supplied to The air-fuel ratio sensor 4 has a linear output characteristic according to the oxygen concentration in the exhaust gas, and the downstream O2 sensor 5 has a characteristic in which the output changes more sensitively depending on the presence or absence of oxygen.

【0028】触媒3はいわゆる三元触媒であって、触媒
雰囲気が理論空燃比のときにNOx、HC、COを最大
効率で浄化する。触媒3は触媒担体にセリア等の酸素ス
トレージ剤が保持されており、流入する排気の空燃比に
応じて酸素を保持したり、放出したりする機能(酸素ス
トレージ機能)を有している。
The catalyst 3 is a so-called three-way catalyst and purifies NOx, HC and CO with maximum efficiency when the catalyst atmosphere has a stoichiometric air-fuel ratio. The catalyst 3 has an oxygen storage agent such as ceria held in the catalyst carrier, and has a function of holding or releasing oxygen (oxygen storage function) according to the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas.

【0029】エンジン1の吸気管7にはスロットル弁8
と、スロットル弁8により調整された吸入空気量を測定
するエアフローメータ9が設けられる。また、エンジン
1には冷却水の温度を検出する温度センサ10が取付け
られ、エンジン1の運転状態と共に触媒3の活性化状態
などを判定するため等に用いられる。
A throttle valve 8 is provided in the intake pipe 7 of the engine 1.
And an air flow meter 9 for measuring the amount of intake air adjusted by the throttle valve 8. A temperature sensor 10 that detects the temperature of the cooling water is attached to the engine 1 and is used to determine the operating state of the engine 1 and the activation state of the catalyst 3 and the like.

【0030】コントローラ6はCPUおよびその周辺装
置からなるマイクロコンピュータとして構成されてお
り、エアフローメータ9と、空燃比センサ4の出力に基
づいて触媒3の酸素ストレージ量を演算し、このストレ
ージ量が目標値となるように空燃比をフィードバック制
御する。演算した酸素ストレージ量が目標値よりも少な
いときは、目標空燃比をリーン側にして保持量を増や
し、逆に目標値よりも多いときはリッチ側にして酸素ス
トレージ量を減らし、これらにより目標値に一致させ
る。また、演算誤差により演算された酸素ストレージ量
と実際の酸素ストレージ量との間にずれを生じるが、下
流側のO2センサ5の検出する酸素濃度に基づいて、例
えばエンジンの燃料カット時などに、燃料カットに移行
してから所定のタイミングで演算した酸素ストレージ量
のリセットを行い、ずれを修正する。
The controller 6 is configured as a microcomputer including a CPU and its peripheral devices, calculates the oxygen storage amount of the catalyst 3 based on the outputs of the air flow meter 9 and the air-fuel ratio sensor 4, and this storage amount is the target. The air-fuel ratio is feedback-controlled so that it becomes a value. When the calculated oxygen storage amount is less than the target value, the target air-fuel ratio is set to the lean side to increase the holding amount. Conversely, when it is greater than the target value, it is set to the rich side to reduce the oxygen storage amount. To match. Further, although there is a difference between the calculated oxygen storage amount and the actual oxygen storage amount due to a calculation error, based on the oxygen concentration detected by the downstream O2 sensor 5, for example, at the time of fuel cut of the engine, After shifting to the fuel cut, the oxygen storage amount calculated at a predetermined timing is reset to correct the deviation.

【0031】触媒3の酸素ストレージ量の演算方法につ
いて概略を述べると次の通りである。すなわち、触媒上
流の排気空燃比から換算して排気中の酸素の過剰または
不足する割合である酸素過剰率が分かる。酸素過剰率は
ストイキのときをゼロとして、リーン側で正、リッチ側
で負の値となる。酸素過剰率とそのときの吸入空気量と
から触媒3に吸収される酸素量または放出される酸素量
が分かり、これを積算していくことで触媒3の酸素スト
レージ量を推定できる。
The outline of the method for calculating the oxygen storage amount of the catalyst 3 is as follows. That is, the excess oxygen ratio, which is the ratio of excess or deficiency of oxygen in the exhaust gas, can be found by converting from the exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst. The oxygen excess rate has a positive value on the lean side and a negative value on the rich side, with zero at stoichiometry. From the oxygen excess rate and the intake air amount at that time, the amount of oxygen absorbed or released by the catalyst 3 is known, and the oxygen storage amount of the catalyst 3 can be estimated by accumulating this.

【0032】下流側の空燃比がリーン側のときは、触媒
3の酸素ストレージ量が飽和保持量に達しているとき
で、それ以上の酸素量の保持はできず、そのまま下流に
流れ出る。この状態から空燃比がストイキよりもリッチ
側になると、酸素の不足量に応じて保持酸素量は最大値
から減っていく。下流側の空燃比がリッチのときは、酸
素ストレージ量がゼロのときであり、その状態から空燃
比がリーン側になると、そのときの酸素過剰量に応じて
触媒3の酸素ストレージ量が増加していく。このように
してある運転状態を基準として、触媒3の酸素ストレー
ジ量を演算により求めることが可能で、これを積算して
いくことで、現在の酸素ストレージ量とすることができ
る。予め触媒3の最大酸素ストレージ量を実験等により
確認しておき、例えばその二分の一の保持量を目標値と
して設定し、酸素ストレージ量がこの目標値と一致する
ように空燃比を制御するのである。
When the air-fuel ratio on the downstream side is lean, when the oxygen storage amount of the catalyst 3 has reached the saturated holding amount, it is not possible to hold the oxygen amount more than that, and the oxygen flows directly to the downstream side. From this state, when the air-fuel ratio becomes richer than stoichiometric, the retained oxygen amount decreases from the maximum value according to the oxygen shortage amount. When the air-fuel ratio on the downstream side is rich, it means that the oxygen storage amount is zero, and when the air-fuel ratio goes to the lean side from that state, the oxygen storage amount of the catalyst 3 increases in accordance with the oxygen excess amount at that time. To go. In this way, the oxygen storage amount of the catalyst 3 can be calculated by using the operating state as a reference, and by accumulating the oxygen storage amount, the current oxygen storage amount can be obtained. The maximum oxygen storage amount of the catalyst 3 is confirmed in advance by experiments or the like, and for example, a half of the retained amount is set as a target value, and the air-fuel ratio is controlled so that the oxygen storage amount matches this target value. is there.

【0033】ただし、エンジンの空燃比は運転条件によ
る要求値があり、触媒3を三元触媒として機能させると
きは、ストイキ近傍に制御する必要があり、この運転状
態で酸素ストレージ量を目標値に一致させるには、空燃
比をストイキとするための公知のλ制御に対して、酸素
ストレージ量の目標値からの偏差分に対応した値を補正
値として付与することで、エンジン1の要求燃焼特性を
満たしつつ、酸素ストレージ量を目標値に収束させられ
る。
However, the air-fuel ratio of the engine has a required value depending on the operating conditions, and when the catalyst 3 is made to function as a three-way catalyst, it is necessary to control it near stoichiometry, and in this operating state the oxygen storage amount is set to the target value. In order to make them coincide with each other, by adding a value corresponding to the deviation of the oxygen storage amount from the target value as a correction value to the known λ control for making the air-fuel ratio stoichiometric, the required combustion characteristics of the engine 1 are obtained. While satisfying, the oxygen storage amount can be made to converge to the target value.

【0034】この実施形態では、酸素ストレージ量を演
算するための上流側の空燃比センサ4の出力が正常かど
うか判断し、もしもセンサ劣化などにより出力にシフト
を生じているときは、これに応じて空燃比センサ出力を
補正し、酸素ストレージ量の目標値からの変動を防ぐ。
In this embodiment, it is determined whether or not the output of the upstream air-fuel ratio sensor 4 for calculating the oxygen storage amount is normal, and if the output is shifted due to sensor deterioration or the like, the output is responded accordingly. The output of the air-fuel ratio sensor is corrected to prevent the oxygen storage amount from changing from the target value.

【0035】このために、高熱の影響を受けにくい触媒
3の下流側のO2センサ5の出力を利用し、触媒下流側
の空燃比がリッチ側のときは酸素ストレージ量を増やす
方向に、リーン側のときは酸素ストレージ量を減らす方
向に目標空燃比を調整し、これにもかかわらず触媒下流
の空燃比がストイキに戻らずに同一側に偏った空燃比偏
位状態が一定時間経過したときには上流の空燃比センサ
4の出力がシフトしているものとして、これに応じて空
燃比センサ4の出力を修正(シフト補正)する。ただし
前記時間経過前であってもO2センサ5の出力がストイ
キ方向に大きく変化しているときには前記空燃比センサ
4の出力の修正は行わない。
For this reason, the output of the O2 sensor 5 on the downstream side of the catalyst 3 which is not easily affected by high heat is utilized, and when the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst is rich, the oxygen storage amount is increased and the lean side is increased. In this case, the target air-fuel ratio is adjusted to reduce the amount of oxygen storage, and nevertheless the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst does not return to stoichiometric and is biased to the same side. Assuming that the output of the air-fuel ratio sensor 4 is shifted, the output of the air-fuel ratio sensor 4 is corrected (shift correction) accordingly. However, even before the elapse of the time, the output of the air-fuel ratio sensor 4 is not corrected when the output of the O2 sensor 5 greatly changes in the stoichiometric direction.

【0036】前記制御内容を図2のフローチャートにし
たがって詳しく説明する。このフローは基本空燃比がス
トイキとなる運転状態において、コントローラ6におい
て一定の時間毎に繰り返し実行される。なお図中および
以下の説明中で符号Sを付した数字は処理ステップ番号
を表している。
The control contents will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. This flow is repeatedly executed by the controller 6 at regular intervals in an operating state where the basic air-fuel ratio becomes stoichiometric. In the drawings and the following description, the numbers with the reference symbol S represent processing step numbers.

【0037】まずS1では、触媒上流側の空燃比センサ
4の出力に基づいて触媒3の酸素ストレージ量が目標値
となるように空燃比の制御が行われる。目標空燃比が酸
素ストレージ量の演算値と目標値との比較に基づいて決
定され、この目標空燃比となるようにエンジン1への燃
料供給量が制御される。
First, in S1, the air-fuel ratio is controlled based on the output of the air-fuel ratio sensor 4 on the upstream side of the catalyst so that the oxygen storage amount of the catalyst 3 reaches a target value. The target air-fuel ratio is determined based on the comparison between the calculated value of the oxygen storage amount and the target value, and the fuel supply amount to the engine 1 is controlled so as to reach this target air-fuel ratio.

【0038】次いで、S2で下流側の空燃比センサ5の
出力から空燃比がストイキかどうか判断され、ストイキ
のときは制御動作を終了する。通常は触媒3の酸素スト
レージ能力により、触媒下流の排気空燃比はストイキに
なるが、触媒3の酸素ストレージ量が飽和状態になった
り、あるいは全部の酸素が放出されたりしたときなど、
下流側空燃比がストイキから変動する。
Next, at S2, it is judged from the output of the downstream side air-fuel ratio sensor 5 whether the air-fuel ratio is stoichiometric, and if it is stoichiometric, the control operation is ended. Normally, the exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst becomes stoichiometric due to the oxygen storage capacity of the catalyst 3, but when the oxygen storage amount of the catalyst 3 becomes saturated, or when all the oxygen is released,
The downstream air-fuel ratio fluctuates from stoichiometry.

【0039】ストイキでないと判断されたときは、S3
に進み、前記空燃比制御の目標空燃比を所定量だけ変更
する。すなわち、検出された空燃比がリーン側のときは
目標空燃比が所定量だけリッチ側に設定され、逆にリッ
チ側のときは目標空燃比が所定量だけリーン側に設定さ
れる。このため、触媒下流側の空燃比はストイキに向け
てそれぞれ変化していく。
If it is determined that the stoichiometry is not stoichiometric, S3
Then, the target air-fuel ratio of the air-fuel ratio control is changed by a predetermined amount. That is, when the detected air-fuel ratio is lean, the target air-fuel ratio is set to the rich side by a predetermined amount, and conversely, when the detected air-fuel ratio is rich, the target air-fuel ratio is set to the lean side by a predetermined amount. Therefore, the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst changes toward stoichiometry.

【0040】S4では、この目標空燃比の変更に伴って
下流側空燃比センサ5の出力が同一側にあるか反転した
かが判断される。同一側にあるとき、つまり目標空燃比
を変更したにもかかわらずリーン側のまま、あるいはリ
ッチ側のままであるときは、上流側空燃比センサ4の出
力にずれが生じているものと判断し、S5において上流
側空燃比センサ4の出力に対するシフト量を演算し、こ
れを空燃比制御にフィードバックする。
At S4, it is judged whether the output of the downstream side air-fuel ratio sensor 5 is on the same side or reversed with the change of the target air-fuel ratio. When they are on the same side, that is, when the target side air-fuel ratio remains lean or rich despite the change, the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is judged to be misaligned. , S5, the shift amount for the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is calculated, and this is fed back to the air-fuel ratio control.

【0041】このシフト量の演算は例えば次のようにし
て行う。検出された下流側空燃比がリーン側にあり、こ
のため目標空燃比がリッチ側に変更されたにもかかわら
ず下流側空燃比が依然としてリーン側のときは図3
(A)にもあるように、触媒3の酸素ストレージ量はほ
ぼ飽和状態にある。これはリッチ側にしても実際の空燃
比がそれほどリッチにならないことに原因がある。上流
側の空燃比センサ4の出力のシフトがあると、このセン
サ出力に基づいて目標値となるようにフィードバック制
御しても、実際の空燃比はそれほどリッチとならない。
これは空燃比センサ4が実際の空燃比よりも見かけ上は
リッチの出力を出しているためである。したがってこの
場合には、上流側空燃比センサ4の出力に対して一定量
だけリーン側への補正を行い、これを空燃比の制御にフ
ィードバックする。
The calculation of this shift amount is performed as follows, for example. When the detected downstream side air-fuel ratio is on the lean side and therefore the target side air-fuel ratio is changed to the rich side, but the downstream side air-fuel ratio is still on the lean side, FIG.
As shown in (A), the oxygen storage amount of the catalyst 3 is almost saturated. This is because the actual air-fuel ratio does not become so rich even on the rich side. If there is a shift in the output of the air-fuel ratio sensor 4 on the upstream side, the actual air-fuel ratio will not become so rich even if feedback control is performed based on this sensor output so as to reach the target value.
This is because the air-fuel ratio sensor 4 is apparently richer than the actual air-fuel ratio. Therefore, in this case, the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is corrected to the lean side by a fixed amount, and this is fed back to the control of the air-fuel ratio.

【0042】これに対して、図3(B)にあるように、
検出された下流側空燃比がリッチ側にあり、目標空燃比
がリーン側に変更されたにもかかわらず、下流側空燃比
が依然としてリッチ側のときは、前記とは逆に上流側の
空燃比センサ4の出力が、実際の空燃比よりも見かけ
上、リーン側にシフトしていることが考えられ、これを
補正するために上流側空燃比センサ4の出力に対して一
定量だけリッチ側への補正を行う。なお、この補正量に
ついては、一定量ではなく、O2センサ5の出力の絶対
値の大きさに応じて変化させることもできる。この場合
には酸素ストレージ量を補正後早期に目標値に収束させ
られる。
On the other hand, as shown in FIG.
Even if the detected downstream air-fuel ratio is on the rich side and the target air-fuel ratio is changed to the lean side, but the downstream air-fuel ratio is still on the rich side, conversely to the above, the upstream air-fuel ratio is It is conceivable that the output of the sensor 4 apparently shifts to the lean side relative to the actual air-fuel ratio, and in order to correct this, the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is shifted to the rich side by a certain amount. Is corrected. It should be noted that this correction amount is not a fixed amount but may be changed according to the magnitude of the absolute value of the output of the O2 sensor 5. In this case, the oxygen storage amount can be quickly converged to the target value after correction.

【0043】このようにS5では基本的に上流側空燃比
センサ4の出力のシフトに対する補正量を演算し、これ
を空燃比制御にフィードバックすることで、酸素ストレ
ージ量を目標値に向けて増加または減少させる。ただ
し、詳しくは後述するが、本発明では前記補正をO2セ
ンサ5の出力変化速度に応じて禁止するようにしてい
る。
As described above, in S5, basically, the correction amount for the shift of the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is calculated and fed back to the air-fuel ratio control to increase the oxygen storage amount toward the target value or Reduce. However, as will be described in detail later, in the present invention, the correction is prohibited according to the output change speed of the O2 sensor 5.

【0044】一方、S6では、このセンサ出力に対する
シフト量の積算値から上流側空燃比センサ4の異常判定
を行う。これは、上流側の空燃比センサ4の補正量を積
算していき、その積算量の絶対値が所定の制限値に達し
たときに、空燃比センサ4の異常であると判断するもの
で、空燃比センサ4の劣化が進んで、そのセンサ出力の
積算補正量がある限度に達したときは、安定した空燃比
制御が難しくなり、排気性能に悪影響を及ぼす可能性が
あるため、異常を判定し、報知することにより早期の修
理、交換を促すのである。
On the other hand, in S6, the abnormality of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is judged from the integrated value of the shift amount with respect to this sensor output. This is to accumulate the correction amount of the air-fuel ratio sensor 4 on the upstream side, and determine that the air-fuel ratio sensor 4 is abnormal when the absolute value of the integrated amount reaches a predetermined limit value. When the deterioration of the air-fuel ratio sensor 4 progresses and the accumulated correction amount of the sensor output reaches a certain limit, stable air-fuel ratio control becomes difficult and exhaust performance may be adversely affected. However, by informing the user, prompt repair and replacement can be promoted.

【0045】なお、出力のシフト量は下流側空燃比セン
サ5がリーン側を示しているときは正の固定値、リッチ
側を示しているときは負の固定値として算出され、これ
らを積算した補正量の絶対値が、予め設定した限界値に
達したときに異常であると判定する。
The output shift amount is calculated as a positive fixed value when the downstream side air-fuel ratio sensor 5 indicates the lean side and a negative fixed value when the downstream side air-fuel ratio sensor 5 indicates the rich side, and these values are integrated. When the absolute value of the correction amount reaches a preset limit value, it is determined to be abnormal.

【0046】次に全体的な作用について説明する。触媒
3の酸素ストレージ量は目標値である、例えば最大スト
レージ量の二分の一程度に制御されることで、触媒3は
NOxとHC、COの浄化を効率よく行える。酸素スト
レージ量は上流側の空燃比センサ4の出力に基づいて演
算され、これが目標値よりも減ると空燃比がリーン側に
制御され、ストレージ量を増やし、反対に目標値よりも
増えるとリッチ側に制御され、ストレージ量を減らす。
このため触媒3が適正に機能する正常状態では、触媒3
の下流側の空燃比はストイキとなり、リーンやリッチと
なることはない。
Next, the overall operation will be described. The oxygen storage amount of the catalyst 3 is a target value, for example, is controlled to about one half of the maximum storage amount, so that the catalyst 3 can efficiently purify NOx, HC, and CO. The oxygen storage amount is calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 4 on the upstream side. When this amount decreases below the target value, the air-fuel ratio is controlled to the lean side, and the storage amount increases, and conversely, when it increases above the target value, the rich side increases. Controlled to reduce the amount of storage.
Therefore, in a normal state where the catalyst 3 functions properly, the catalyst 3
The air-fuel ratio on the downstream side of the engine becomes stoichiometric and does not become lean or rich.

【0047】しかし、空燃比センサ4が経時的に劣化
し、センサ出力が正規の状態からシフトすると、空燃比
を実際によりもリーン側に検出したり、リッチ側に検出
したりする。すると、この空燃比センサ4の出力に基づ
いて酸素ストレージ量を演算しても、正確な保持量が求
められず、触媒3の酸素ストレージ量が飽和したり、全
て放出されたりする可能性がある。
However, when the air-fuel ratio sensor 4 deteriorates with time and the sensor output shifts from the normal state, the air-fuel ratio is actually detected to the lean side or the rich side. Then, even if the oxygen storage amount is calculated on the basis of the output of the air-fuel ratio sensor 4, an accurate holding amount cannot be obtained, and the oxygen storage amount of the catalyst 3 may be saturated or all of it may be released. .

【0048】この場合には、触媒下流側の空燃比がスト
イキからリッチまたはリーンに変動する。このような空
燃比の変動があり、いま下流側空燃比がリーン側になっ
たとすると、目標空燃比がリッチ側に所定量だけ変更さ
れる。この目標空燃比のリッチ側への変更により、触媒
3の酸素ストレージ量が減少し、触媒下流側の空燃比が
ストイキに戻る。しかし、目標空燃比の変更にもかかわ
らず、依然として触媒下流側空燃比がリーン側にあると
きは、上記したように上流側空燃比センサ4の劣化等に
よる出力のシフトが大きいものとして、図3(A)のよ
うに、センサ出力が一定量だけ補正される。
In this case, the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst fluctuates from stoichiometric to rich or lean. If there is such a change in the air-fuel ratio and the downstream side air-fuel ratio is now on the lean side, the target air-fuel ratio is changed to the rich side by a predetermined amount. By changing the target air-fuel ratio to the rich side, the oxygen storage amount of the catalyst 3 decreases, and the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst returns to stoichiometric. However, when the catalyst downstream side air-fuel ratio is still on the lean side in spite of the change of the target air-fuel ratio, it is assumed that the output shift due to deterioration of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is large as described above. As in (A), the sensor output is corrected by a fixed amount.

【0049】目標空燃比をリッチ側に変更したにもかか
わらずそれほどリッチ側にならないことから、上流側空
燃比センサ4が見かけ上、実際よりもリッチ側にシフト
されていることを意味し、したがってこの補正では、上
流側空燃比センサ4のセンサ出力が一定量だけリーン側
にシフトされる。補正により空燃比センサ4の出力が相
対的にリーン側にシフトすると、これをフィードバック
することにより、実際の空燃比が適正にリッチ側に修正
されていき、目標通りの空燃比となる。
Even though the target air-fuel ratio is changed to the rich side, it does not become so rich, which means that the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is apparently shifted to the rich side rather than the actual side. In this correction, the sensor output of the upstream air-fuel ratio sensor 4 is shifted to the lean side by a fixed amount. When the output of the air-fuel ratio sensor 4 is relatively shifted to the lean side by the correction, the actual air-fuel ratio is corrected to the rich side by feeding back this, and the target air-fuel ratio is obtained.

【0050】以上のことは、図3(B)のように、空燃
比センサ4の出力がこれとは逆の方向にシフトしている
ときでも、同じようにして行われ、このときは補正の方
向が逆になる。
The above is performed in the same manner even when the output of the air-fuel ratio sensor 4 is shifted in the opposite direction as shown in FIG. 3 (B), and at this time, the correction is performed. The directions are reversed.

【0051】このような制御を行うことで、上流側空燃
比センサ4の出力にシフトがあっても、酸素ストレージ
量を目標値に収束させることが可能となる。
By performing such control, the oxygen storage amount can be converged to the target value even if the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 4 is shifted.

【0052】ただし、空燃比センサ4の出力のずれによ
っては、上記した補正動作が連続して行われることもあ
り、また、同一方向の補正が何度も繰り返されるときに
は、センサ劣化が大幅に進んでいる可能性もある。そこ
で、劣化に対するセンサ出力の補正量の絶対値が限界値
に達したならば、センサの異常を判定し、補正を継続す
るよりも新品と交換すること等を促すようになってい
る。
However, the above-described correction operation may be continuously performed depending on the deviation of the output of the air-fuel ratio sensor 4. Further, when the correction in the same direction is repeated many times, the sensor deterioration greatly progresses. There is also the possibility of leaving. Therefore, when the absolute value of the correction amount of the sensor output with respect to deterioration reaches a limit value, it is determined that the sensor is abnormal, and it is recommended to replace the sensor with a new one rather than to continue the correction.

【0053】次に、図4、図5により、空燃比センサ4
の出力に基づいて触媒3の酸素ストレージ量を演算する
具体例を説明する。触媒3に対する酸素ストレージ特性
は、触媒の貴金属に高速で吸収/放出される特性と、触
媒のセリアなどの酸素ストレージ材に低速で吸収/放出
される特性に分かれる。したがって酸素ストレージ量を
この特性に合わせて高速と低速成分に分けて演算するこ
とにより、触媒の特性に応じた実際のストレージ量を正
確に演算できる。
Next, referring to FIGS. 4 and 5, the air-fuel ratio sensor 4
A specific example of calculating the oxygen storage amount of the catalyst 3 based on the output of The oxygen storage characteristic for the catalyst 3 is divided into a characteristic of being rapidly absorbed / released by the precious metal of the catalyst and a characteristic of being slowly absorbed / released by an oxygen storage material such as ceria of the catalyst. Therefore, by calculating the oxygen storage amount separately for the high speed component and the low speed component according to this characteristic, the actual storage amount according to the characteristic of the catalyst can be accurately calculated.

【0054】図4は高速成分の酸素ストレージ量を演算
するフローチャート、図5は同じく低速成分を演算する
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for calculating the oxygen storage amount of the high speed component, and FIG. 5 is a flowchart for similarly calculating the low speed component.

【0055】図4において、このサブルーチンでは触媒
3に流入する排気の酸素過不足量O2INと高速成分の酸素
放出率Aに基づき高速成分HO2の演算が行われる。
In FIG. 4, in this subroutine, the high speed component HO2 is calculated based on the oxygen excess / deficiency O2IN of the exhaust gas flowing into the catalyst 3 and the oxygen release rate A of the high speed component.

【0056】これによると、まず、S31では酸素過不
足量O2INの値に基づき高速成分HO2が酸素を吸収する状
態にあるか、あるいは酸素を放出する状態にあるかが判
断される。
According to this, first, in S31, it is judged based on the value of the oxygen excess / deficiency O2IN whether the high-speed component HO2 is in the state of absorbing oxygen or in the state of releasing oxygen.

【0057】その結果、触媒3に流入する排気の空燃比
がリーンであって、酸素過不足量O2INがゼロより大きい
場合、高速成分HO2が酸素を吸収する状態にあると判断
して、S32に進み、次式(1)、 HO2 = HO2z + O2IN … (1) HO2z:高速成分HO2の前回値により高速成分HO2が演算さ
れる。
As a result, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 3 is lean and the oxygen excess / deficiency O2IN is larger than zero, it is judged that the high speed component HO2 is in the state of absorbing oxygen, and the routine proceeds to S32. Next, the following equation (1), HO2 = HO2z + O2IN (1) HO2z: The high speed component HO2 is calculated from the previous value of the high speed component HO2.

【0058】一方、酸素過不足量O2INがゼロ以下の値
で、高速成分が酸素を放出する状態にあると判断された
場合はS33に進み、次式(2)、 HO2 = HO2z + O2IN × A … (2) A:高速成分HO2の酸素放出率により高速成分HO2が演算
される。
On the other hand, if the oxygen excess / deficiency O2IN is a value of zero or less and it is determined that the high-speed component is in the state of releasing oxygen, the process proceeds to S33, and the following equation (2), HO2 = HO2z + O2IN x A (2) A: The high-speed component HO2 is calculated from the oxygen release rate of the high-speed component HO2.

【0059】このようにして高速成分HO2が演算された
ら、S34、S35でその値が高速成分の最大量HO2MAX
を超えていないか、あるいは最小量HO2MIN(=0)以下
になっていないかが判断される。
When the high speed component HO2 is calculated in this manner, the value is the maximum amount HO2MAX of the high speed component in S34 and S35.
It is determined whether or not the value exceeds HO2MIN (= 0) or less.

【0060】そして、高速成分HO2が最大量HO2MAX以上
になっている場合はS36に進み、高速成分HO2に吸収
されずに溢れ出るオーバフロー分(過剰量)OVERFLOWが
次式(3)、 OVERFLOW = HO2 − HO2MAX … (3) により演算され、さらに、高速成分HO2が最大量HO2MAX
に制限される。
If the high-speed component HO2 is equal to or larger than the maximum amount HO2MAX, the process proceeds to S36, and the overflow amount (excess amount) OVERFLOW that overflows without being absorbed by the high-speed component HO2 is given by the following equation (3), OVERFLOW = HO2 − HO2MAX… (3), and the high-speed component HO2 is the maximum amount HO2MAX.
Limited to.

【0061】また、高速成分HO2が最小量HO2MIN以下に
なっている場合はS37に進み、高速成分HO2に吸収さ
れずに溢れ出るオーバフロー分(不足量)OVERFLOWが次
式(4)、 OVERFLOW = HO2 − HO2MIN … (4) により演算され、さらに、高速成分HO2が最小量HO2MIN
に制限される。なお、ここでは最小量HO2MINとして0を
与えているから、高速成分HO2をすべて放出した状態で
不足する酸素量が負のオーバフロー分として算出される
ことになる。
If the high-speed component HO2 is less than the minimum amount HO2MIN, the process proceeds to S37, and the overflow amount (deficiency amount) OVERFLOW that overflows without being absorbed by the high-speed component HO2 is given by the following equation (4), OVERFLOW = HO2 − HO2MIN… (4), and the high-speed component HO2 is the minimum amount HO2MIN
Limited to. Since 0 is given as the minimum amount HO2MIN here, the oxygen amount deficient in the state where all the high-speed component HO2 is released is calculated as a negative overflow amount.

【0062】また、高速成分HO2が最大量HO2MAXと最小
量HO2MINの間にあるときは、触媒3に流入した排気の酸
素過不足量O2INは全て高速成分HO2に吸収されるので、
オーバフロー分OVERFLOWにはゼロが設定される。
When the high speed component HO2 is between the maximum amount HO2MAX and the minimum amount HO2MIN, the oxygen excess / deficiency amount O2IN of the exhaust gas flowing into the catalyst 3 is completely absorbed by the high speed component HO2.
Zero is set to OVERFLOW for overflow.

【0063】ここで、高速成分HO2が最大量HO2MAX以上
あるいは最小量HO2MIN以下となって高速成分HO2から溢
れ出たオーバフロー分OVERFLOWは、低速成分LO2で吸収
あるいは放出される。
Here, the overflow amount OVERFLOW that overflows from the high speed component HO2 when the high speed component HO2 becomes the maximum amount HO2MAX or more or the minimum amount HO2MIN or less is absorbed or released by the low speed component LO2.

【0064】また、図5は酸素ストレージ量の低速成分
LO2を演算するためのサブルーチンの内容を示す。この
サブルーチンでは高速成分HO2から溢れ出たオーバフロ
ー分OVERFLOWに基づき低速成分LO2が演算される。
FIG. 5 shows the low-speed component of the oxygen storage amount.
The contents of the subroutine for calculating LO2 are shown below. In this subroutine, the low speed component LO2 is calculated based on the overflow amount OVERFLOW overflowing from the high speed component HO2.

【0065】これによると、S41では低速成分LO2が
次式(5)、 LO2 = LO2z + OVERFLOW × B … (5) LO2z:低速成分LO2の前回値 B:低速成分の酸素吸収放出率 により演算される。ここで低速成分の酸素吸収放出率B
は1以下の正の値に設定されるが、実際には吸収と放出
とで異なる特性を有し、また実際の吸収放出率は触媒温
度TCAT、低速成分LO2等の影響を受けるので、吸収率と
放出率とをそれぞれ分離して設定するようにしてもよ
い。その場合、オーバフロー分OVERFLOWが正であると
き、酸素が過剰であり、このときの酸素吸収率Bは、例
えば触媒温度TCATが高いほど、また低速成分LO2が小さ
いほど大きな値に設定される。また、オーバフロー分OV
ERFLOWが負であるとき、酸素が不足しており、このとき
の酸素放出率Bは、例えば触媒温度TCATが高いほど、ま
た低速成分LO2が大きいほど大きな設定される。
According to this, in S41, the low speed component LO2 is calculated by the following equation (5), LO2 = LO2z + OVERFLOW × B (5) LO2z: previous value of low speed component LO2 B: oxygen absorption / release rate of low speed component It Here, the oxygen absorption / release rate B of the low-speed component
Is set to a positive value of 1 or less, but it actually has different characteristics for absorption and release, and the actual absorption / desorption rate is affected by the catalyst temperature TCAT, low-speed component LO2, etc. The release rate and the release rate may be set separately. In that case, when the overflow amount OVERFLOW is positive, oxygen is excessive, and the oxygen absorption rate B at this time is set to a larger value as the catalyst temperature TCAT is higher and the low-speed component LO2 is smaller. In addition, overflow OV
When ERFLOW is negative, oxygen is insufficient, and the oxygen release rate B at this time is set larger as the catalyst temperature TCAT is higher and the low speed component LO2 is larger.

【0066】S42、S43では、高速成分HO2の演算
時と同様に、演算された低速成分LO2がその最大量LO2MA
Xを超えていないか、あるいは最小量LO2MIN(=0)以
下になっていないかが判断される。
At S42 and S43, the calculated low-speed component LO2 is the maximum amount LO2MA, as in the calculation of the high-speed component HO2.
It is determined whether it does not exceed X or is less than or equal to the minimum amount LO2MIN (= 0).

【0067】その結果、最大量LO2MAXを超えている場合
はS44に進み、低速成分LO2から溢れる酸素過不足量O
2OUTが次式(6)、 O2OUT = LO2 − LO2MAX … (6) により演算されて低速成分LO2が最大量LO2MAXに制限さ
れる。酸素過不足量O2OUTはそのまま触媒3の下流に流
出する。
As a result, when the maximum amount LO2MAX is exceeded, the routine proceeds to S44, where the oxygen excess / deficiency O overflowing from the low speed component LO2 is exceeded.
2OUT is calculated by the following equation (6), O2OUT = LO2-LO2MAX (6), and the low-speed component LO2 is limited to the maximum amount LO2MAX. The oxygen excess / deficiency O2OUT flows out to the downstream of the catalyst 3 as it is.

【0068】一方、最小量以下になっている場合はS4
5へ進み、低速成分LO2が最小量LO2MINに制限される。
On the other hand, if it is less than the minimum amount, S4
5, the low speed component LO2 is limited to the minimum amount LO2MIN.

【0069】このようにして触媒3に対する酸素ストレ
ージ量が演算され、この酸素ストレージ量が目標値と一
致するように、空燃比が制御される。
In this way, the oxygen storage amount for the catalyst 3 is calculated, and the air-fuel ratio is controlled so that this oxygen storage amount matches the target value.

【0070】次に、前述した空燃比補正(空燃比センサ
4のシフト補正)と補正禁止の処理につき図6に示した
フローチャートに沿って説明する。この処理では基本的
に触媒下流が判定しきい値を超えるリッチまたはリーン
の空燃比偏位状態が基準時間継続した場合には空燃比セ
ンサ4の出力を補償するシフト量を与え、ただし基準時
間経過前であってもリアO2センサ5出力がストイキに
向かって所定の速度で変化しているときには前記シフト
量による補正を禁止する。以下、順を追って説明する。
Next, the above-described air-fuel ratio correction (shift correction of the air-fuel ratio sensor 4) and correction prohibition processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this processing, basically, when the rich or lean air-fuel ratio deviation state in which the catalyst downstream exceeds the determination threshold value continues for the reference time, a shift amount for compensating the output of the air-fuel ratio sensor 4 is provided, but the reference time elapses. Even before, when the output of the rear O2 sensor 5 is changing toward the stoichiometry at a predetermined speed, the correction by the shift amount is prohibited. Hereinafter, description will be made step by step.

【0071】まず、スタータスイッチの状態からエンジ
ン始動を検出し、スタータスイッチオンのときには初期
化処理として前記空燃比偏位状態の経過時間の基準とな
るタイマ値TMHOSを0にリセットしてからリアO2
センサ5の出力を読み込む(S11〜S13)。スター
タスイッチがオンでないときには、すでにエンジン運転
中であるので、TMHOSのリセット処理は行わずにリ
アO2センサ出力の読み込みに移る。
First, engine start is detected from the state of the starter switch, and when the starter switch is turned on, the timer value TMHOS which is the reference for the elapsed time of the air-fuel ratio deviation state is reset to 0 as an initialization process, and then the rear O2
The output of the sensor 5 is read (S11-S13). When the starter switch is not on, the engine is already in operation, and therefore the TMHOS reset process is not performed and the rear O2 sensor output is read.

【0072】次いで、前記リアO2センサ5の出力か
ら、触媒3の下流が所定のリッチ判定しきい値を超える
空燃比偏位状態(リッチ判定中)であるか、あるいは所
定のリーン判定しきい値を超える空燃比偏位状態(リー
ン判定中)であるかを判定する(S14,S21)。何
れでもないときには、これは空燃比がストイキ付近にあ
ることを示しているので、タイマ値TMHOSをリセッ
トして今回の処理を終了する(S125)。
Next, from the output of the rear O2 sensor 5, whether the downstream side of the catalyst 3 is in an air-fuel ratio deviation state (during rich determination) exceeding a predetermined rich determination threshold value or a predetermined lean determination threshold value is set. It is determined whether or not the air-fuel ratio deviation state exceeds the value (lean determination is being performed) (S14, S21). If neither is the case, this indicates that the air-fuel ratio is in the vicinity of stoichiometry, so the timer value TMHOS is reset and the processing of this time is ended (S125).

【0073】前記S14においてリッチ判定中であると
判定されたときには、次にタイマ値TMHOSを加算し
たうえで、リアO2センサ5の出力の単位時間当たりの
低下代DRO2を演算する(S15,S16)。前記D
RO2はセンサ出力の減少方向つまりストイキに向かっ
ての変化速度であり、例えば本ルーチンの処理周期で検
出したセンサ値の差分をとることで得た値を用いること
ができる。
When it is determined in S14 that the rich determination is being performed, the timer value TMHOS is added next, and the decrease margin DRO2 of the output of the rear O2 sensor 5 per unit time is calculated (S15, S16). . The D
RO2 is the changing direction of the sensor output, that is, the changing speed toward stoichiometry, and a value obtained by taking the difference between the sensor values detected in the processing cycle of this routine can be used.

【0074】次に、このDRO2を低下速度ストイキ判
定値RO2DWNSTと比較する(S17)。ここでD
RO2≧RO2DWNSTであれば、リッチ域での空燃
比偏位状態が継続するとみなして、次にタイマ値TMH
OSが基準値を超えたか否かを判定する(S18)。T
MHOSが基準値を超えたときには、空燃比補正のため
に空燃比センサ4に対する補正用のシフト量を積算する
処理を行ったのち、タイマ値TMHOSをリセットして
今回の処理を終了する(S19,S20)。ただし、前
記S7での判定において、DRO2<RO2DWNST
であれば、これはリアO2センサ出力がストイキに向か
って判定値以上の速度で低下していることを示している
ので、前記S19〜S20でのシフト補正処理は行わず
に、タイマ値TMHOSをリセットして今回の処理を終
了する。
Next, this DRO2 is compared with the reduction speed stoichiometric determination value RO2DWNST (S17). Where D
If RO2 ≧ RO2DWNST, it is considered that the air-fuel ratio deviation state in the rich region continues, and then the timer value TMH
It is determined whether the OS has exceeded the reference value (S18). T
When MHOS exceeds the reference value, a process of integrating the shift amount for correction with respect to the air-fuel ratio sensor 4 for the air-fuel ratio correction is performed, and then the timer value TMHOS is reset to end the present process (S19, S20). However, in the determination in S7, DRO2 <RO2DWNST
If this is the case, this indicates that the rear O2 sensor output is decreasing toward the stoichiometry at a speed equal to or higher than the determination value. Therefore, the timer value TMHOS is set without performing the shift correction process in S19 to S20. Reset and finish this process.

【0075】前記S21においてリーン判定中であると
判定されたときには、タイマ値TMHOSを加算したう
えで、リアO2センサ5の出力の単位時間当たりの上昇
代DRO2を演算する(S22,S23)。この場合、
DRO2にはセンサ出力の増大方向の変化速度が代入さ
れる。
When it is determined in S21 that the lean determination is being performed, the timer value TMHOS is added, and then the rise margin DRO2 of the output of the rear O2 sensor 5 per unit time is calculated (S22, S23). in this case,
The change speed in the increasing direction of the sensor output is substituted into DRO2.

【0076】次に、このDRO2を上昇速度ストイキ判
定値RO2UPSTと比較する(S24)。ここでDR
O2≦RO2UPSTであれば、リーン域での空燃比偏
位状態が継続するとみなして、次にタイマ値TMHOS
が基準値を超えたか否かを判定する(S18)。TMH
OSが基準値を超えたときには、空燃比補正のために空
燃比センサ4に対する補正用のシフト量を積算する処理
を行ったのち、タイマ値TMHOSをリセットして今回
の処理を終了する(S19,S20)。ただし、前記S
24での判定において、DRO2>RO2DWNSTで
あれば、これはリアO2センサ出力がストイキに向かっ
て判定値以上の速度で上昇していることを示しているの
で、前記S19〜S20でのシフト補正処理は行わず
に、タイマ値TMHOSをリセットして今回の処理を終
了する。
Next, this DRO2 is compared with the rising speed stoichiometric determination value RO2UPST (S24). DR here
If O2 ≦ RO2UPST, it is considered that the air-fuel ratio deviation state in the lean region continues, and then the timer value TMHOS
Is determined to exceed the reference value (S18). TMH
When the OS exceeds the reference value, a process for accumulating the correction shift amount for the air-fuel ratio sensor 4 for the air-fuel ratio correction is performed, and then the timer value TMHOS is reset and the present process is terminated (S19, S20). However, S
In the determination in 24, if DRO2> RO2DWNST, this indicates that the rear O2 sensor output is increasing toward the stoichiometry at a speed equal to or higher than the determination value. Therefore, the shift correction process in S19 to S20 is performed. Is not performed, the timer value TMHOS is reset and the processing of this time is ended.

【0077】前述の処理の繰り返しにより、空燃比セン
サ3の出力値を適切に維持して酸素ストレージ量を適正
量に保つための空燃比制御をより精度良く行うことがで
きる。図7はこのような制御を実行したときのセンサ出
力等の変化状態を、補正禁止処理を行わなかった場合と
の比較において示したタイミングチャートである。これ
はリッチ判定中の状態からリアO2センサ5出力がスト
イキ方向に低下してゆくときの様子を示した図である
が、図に破線で示したように補正禁止処理を行わないと
きは実空燃比がストイキ付近に収束しようとしていると
きであっても一定時間TMHOSの経過によりシフト補
正が行われるため、補正過剰となってリーン方向への空
燃比の反転が起きるなど制御が不安定化する。
By repeating the above-described processing, the air-fuel ratio control for properly maintaining the output value of the air-fuel ratio sensor 3 and maintaining the oxygen storage amount at an appropriate amount can be performed more accurately. FIG. 7 is a timing chart showing a change state of the sensor output and the like when such control is executed in comparison with a case where the correction prohibition process is not performed. This is a diagram showing a state in which the output of the rear O2 sensor 5 decreases in the stoichiometric direction from the state during rich determination, but as shown by the broken line in the figure, when the correction prohibition process is not performed, it is a real space. Even when the fuel ratio is about to converge to the stoichiometric range, shift correction is performed after the elapse of TMHOS for a certain period of time, resulting in overcorrection and instability of control such as inversion of the air-fuel ratio in the lean direction.

【0078】これに対して、本発明の制御によれば、O
2センサ出力の低下代DRO2が基準値(RO2DWN
ST)よりも大きな速度で減少してストイキに向かって
いるときにはシフト補正用のタイマ値TMHOSをリセ
ットすることで、前記シフト補正を行わないようにした
ので、これにより空燃比センサ4のシフト補正量が過大
となる不具合を回避してより適切な空燃比制御を行わせ
ることができる。
On the other hand, according to the control of the present invention, O
2 Sensor output drop margin DRO2 is the reference value (RO2DWN
(ST) When the vehicle speed decreases to a stoichiometric speed larger than ST), the shift correction timer value TMHOS is reset so that the shift correction is not performed. Therefore, the shift correction amount of the air-fuel ratio sensor 4 is set. It is possible to perform a more appropriate air-fuel ratio control while avoiding the problem that the value becomes excessive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したエンジンの一実施形態の概略
構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an engine to which the present invention is applied.

【図2】前記実施形態における基本的な制御動作を示す
フローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a basic control operation in the embodiment.

【図3】酸素ストレージ量と目標空燃比の関係について
の説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between an oxygen storage amount and a target air-fuel ratio.

【図4】酸素ストレージ量(高速成分ストレージ量)を
演算するためのフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart for calculating an oxygen storage amount (high-speed component storage amount).

【図5】酸素ストレージ量(低速成分ストレージ量)を
演算するためのフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart for calculating an oxygen storage amount (low-speed component storage amount).

【図6】実施形態において空燃比センサ出力の補正を禁
止する処理に関するフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart regarding processing for prohibiting correction of an air-fuel ratio sensor output in the embodiment.

【図7】図6の処理の実行結果を示すタイミングチャー
ト。
7 is a timing chart showing an execution result of the processing of FIG.

【図8】酸素センサのヒステリシス特性についての説明
図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a hysteresis characteristic of the oxygen sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 3 触媒 4 空燃比センサ 5 O2センサ(酸素センサ) 6 コントローラ 1 engine 3 catalyst 4 Air-fuel ratio sensor 5 O2 sensor (oxygen sensor) 6 controller

───────────────────────────────────────────────────── 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 F02D 41/22 305K F02D 41/22 305 45/00 358K 45/00 358 B01D 53/36 103B Fターム(参考) 3G084 BA09 DA04 EA04 EA11 EA13 EB12 EB22 EC01 EC03 FA07 FA10 FA20 FA30 3G091 AA17 AA28 AB03 BA14 BA15 BA19 BA27 BA32 CB02 DA01 DA02 DA08 DB06 DB07 DB08 DB10 DB13 DC03 EA01 EA05 EA16 EA18 EA26 EA30 FB10 FB11 FB12 GA06 HA36 HA37 HA39 3G301 HA01 JA11 JA16 JB09 LB01 MA01 NA06 NA08 NB03 NB15 ND01 NE14 NE17 NE19 NE23 NE26 PA01Z PD09A PD09Z PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F02D 41/22 305K F02D 41/22 305 45/00 358K 45/00 358 B01D 53/36 103B F-term (reference) 3G084 BA09 DA04 EA04 EA11 EA13 EB12 EB22 EC01 EC03 FA07 FA10 FA20 FA30 3G091 AA17 AA28 AB03 BA14 BA15 BA19 BA27 BA32 CB02 DA01 DA02 DA08 DB06 DB07 DB08 DB10 DB13 DB03 DB08 DB10 DB13 DB03 HA39 3G301 HA01 JA11 JA16 JB09 LB01 MA01 NA06 NA08 NB03 NB15 ND01 NE14 NE17 NE19 NE23 NE26 PA01Z PD09A PD09Z PE08Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA13 DA20 EA04

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンの排気管に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気の空燃比を検出する上流側空燃
比センサと、 前記触媒下流の空燃比を検出する下流側空燃比センサ
と、 前記上流側の検出空燃比に基づき触媒の酸素ストレージ
量を演算する酸素ストレージ量演算手段と、 演算された酸素ストレージ量に基づき触媒の酸素ストレ
ージ量が所定量となるようにエンジンの空燃比を制御す
る空燃比制御手段と、 前記酸素ストレージ量を、下流側空燃比がリーンのとき
は減らし、リッチのときは増やすように目標空燃比を切
り換える空燃比切換手段と、 前記目標空燃比の切換後に、下流側空燃比検出値が所定
のリーン側判定しきい値よりもリーン側または所定のリ
ッチ側判定しきい値よりもリッチ側である空燃比偏位状
態であるときには当該空燃比偏位を補正する方向に空燃
比補正を行う空燃比補正手段と、 当該空燃比偏位状態で前記判定しきい値方向への下流側
空燃比センサの出力値の変化速度が基準値よりも大とな
ったきには前記空燃比補正を禁止する補正禁止手段とを
備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
1. A catalyst provided in an exhaust pipe of an engine, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst, and a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio downstream of the catalyst. An oxygen storage amount calculating means for calculating the oxygen storage amount of the catalyst based on the upstream detected air-fuel ratio, and an engine air-fuel ratio so that the oxygen storage amount of the catalyst becomes a predetermined amount based on the calculated oxygen storage amount. Air-fuel ratio control means for controlling, the oxygen storage amount, an air-fuel ratio switching means for switching the target air-fuel ratio so as to decrease when the downstream side air-fuel ratio is lean and increase when the downstream air-fuel ratio is rich, and after the target air-fuel ratio is switched When the downstream side air-fuel ratio detection value is in an air-fuel ratio deviation state that is leaner than a predetermined lean side determination threshold value or richer than a predetermined rich side determination threshold value The air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio deviation in the direction for correcting the air-fuel ratio deviation, and the change speed of the output value of the downstream side air-fuel ratio sensor toward the determination threshold value in the air-fuel ratio deviation state is a reference value. An exhaust emission control device for an engine, comprising: a correction prohibiting means for prohibiting the air-fuel ratio correction when it becomes larger than the above.
【請求項2】前記空燃比補正手段は、前記空燃比偏位状
態の継続時間が基準値を経過したときに、当該空燃比偏
位を補正する方向に空燃比補正を行うように構成されて
いる請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
2. The air-fuel ratio correction means is configured to perform the air-fuel ratio correction in a direction of correcting the air-fuel ratio deviation when the duration of the air-fuel ratio deviation state exceeds a reference value. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1.
【請求項3】前記空燃比補正は、前記上流側空燃比セン
サの出力値を当該空燃比偏位方向に応じて補正すること
で行う請求項1または請求項2に記載のエンジンの排気
浄化装置。
3. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the air-fuel ratio correction is performed by correcting an output value of the upstream side air-fuel ratio sensor in accordance with the air-fuel ratio deviation direction. .
【請求項4】前記空燃比補正は、前記空燃比制御手段に
おける空燃比制御目標値を当該空燃比偏位方向に応じて
補正することで行う請求項1または請求項2に記載のエ
ンジンの排気浄化装置。
4. The engine exhaust according to claim 1, wherein the air-fuel ratio correction is performed by correcting an air-fuel ratio control target value in the air-fuel ratio control means in accordance with the air-fuel ratio deviation direction. Purification device.
【請求項5】前記上流側空燃比センサの出力補正値は、
下流側空燃比センサの出力がリーン側のときはリーン側
に一定量だけシフトする正の値、リッチ側のときはリッ
チ側に一定量だけシフトする負の値となるように設定さ
れる請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置。
5. The output correction value of the upstream side air-fuel ratio sensor is
When the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is lean, it is set to a positive value that shifts to the lean side by a fixed amount, and when it is to the rich side, it is set to a negative value that shifts to the rich side by a fixed amount. 3. An engine exhaust gas purification device as described in 3.
【請求項6】前記上流側空燃比センサの出力補正値は、
下流側空燃比センサの出力がリーン側のときはリーン側
に当該センサ出力に応じた量だけシフトする正の値、リ
ッチ側のときはリッチ側に当該センサ出力に応じた量だ
けシフトする負の値となるように設定される請求項3に
記載のエンジンの排気浄化装置。
6. The output correction value of the upstream side air-fuel ratio sensor is
When the output of the downstream air-fuel ratio sensor is lean, it is a positive value that shifts to the lean side by an amount according to the sensor output, and when it is rich, it is a negative value that shifts to the rich side by an amount according to the sensor output. The engine exhaust gas purification device according to claim 3, wherein the exhaust gas purification device is set to have a value.
【請求項7】前記補正値を積算した絶対値が所定値に達
したときに上流側空燃比センサに異常があるものと判定
するように構成されている請求項5または請求項6に記
載のエンジンの排気浄化装置。
7. The method according to claim 5, wherein the upstream side air-fuel ratio sensor is determined to be abnormal when the absolute value obtained by integrating the correction values reaches a predetermined value. Engine exhaust purification device.
【請求項8】前記酸素ストレージ量演算手段は、酸素ス
トレージ量を吸収速度の速い高速成分と、吸収速度が高
速成分よりも遅い低速成分とに分けて演算することによ
り推定するように構成されている請求項1または請求項
2に記載のエンジンの排気浄化装置。
8. The oxygen storage amount calculation means is configured to estimate the oxygen storage amount by separately calculating the oxygen storage amount into a high-speed component having a high absorption rate and a low-speed component having an absorption rate slower than the high-speed component. The exhaust gas purification device for an engine according to claim 1 or 2.
【請求項9】エンジンの排気管に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気の空燃比を検出する上流側空燃
比センサと、 前記触媒下流の空燃比を検出する下流側空燃比センサ
と、 前記上流側の検出空燃比に基づきエンジンの空燃比を制
御する空燃比制御手段と、 下流側空燃比が、リーンの時はリッチ側に、リッチのと
きはリーン側に目標空燃比を切り換える空燃比切換手段
と、 前記目標空燃比の切換後に、下流側空燃比検出値が所定
のリーン側判定しきい値よりもリーン側または所定のリ
ッチ側判定しきい値よりもリッチ側である空燃比偏位状
態であるときには、当該空燃比偏位を補正する方向に空
燃比補正を行う空燃比補正手段と、 当該空燃比偏位状態で前記判定しきい値方向への下流側
空燃比センサの出力値の変化速度が基準値よりも大とな
ったときには前記空燃比補正を禁止する補正禁止手段
と、を備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装
置。
9. A catalyst provided in an exhaust pipe of an engine, an upstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the catalyst, and a downstream air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio downstream of the catalyst. An air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the engine based on the detected air-fuel ratio on the upstream side, and an air-fuel ratio for switching the target air-fuel ratio to the rich side when the downstream side air-fuel ratio is lean, and to the lean side when the air-fuel ratio is rich. After the switching of the fuel ratio switching means and the target air-fuel ratio, the downstream side air-fuel ratio detection value is leaner than a predetermined lean side determination threshold value or richer than a predetermined rich side determination threshold value. When the air-fuel ratio deviation is detected, the air-fuel ratio correction means for correcting the air-fuel ratio deviation is output, and the output value of the downstream side air-fuel ratio sensor in the judgment threshold value direction in the air-fuel ratio deviation state. The change rate of is the standard value Exhaust purification apparatus for an engine when the became large, characterized in that it comprises a correction inhibiting means for inhibiting the air-fuel ratio correction.
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