JP2023032938A - 燃料噴射量の補正システム - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の最適化を図る。【解決手段】内燃機関の排気通路に装着される排気浄化用の触媒を用いた車両の走行距離、若しくは前記触媒が装着された状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、前記触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し、燃料を燃焼させたときの前記触媒の劣化の度合い、及び前記気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの前記触媒の劣化の度合いを総合した、前記触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して、気筒に対する燃料噴射量を補正する燃料噴射量の補正システムを構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関の気筒に対する燃料噴射量の補正制御に関する。

一般に、内燃機関の排気通路には、気筒から排気されるガス中に含まれる有害物質ＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_xを酸化／還元して無害化する三元触媒が装着されている（例えば、下記特許文献を参照）。この種の触媒は、空燃比リーンのガスが流入したときに余剰の酸素を吸蔵する能力（Ｏ₂ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ）を有している。そして、空燃比リッチのガスが流入したときに、吸蔵していた酸素を放出する。これにより、空燃比リーンのガスに含まれるＮＯ_xを適切に還元処理でき、また空燃比リッチのガスに含まれるＨＣ、ＣＯを適切に酸化処理できる。

尤も、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_xの全てを効率よく浄化するには、ガスの空燃比を理論空燃比近傍の一定範囲に収める必要がある。そのために、内燃機関の排気通路上に空燃比センサを設置して、当該センサが検出する空燃比を所要の目標値に追従させるフィードバック制御を実施することが通例となっている。

図３は、排気通路における触媒の下流に空燃比センサとしてＯ₂センサを設置し、その出力信号を参照して気筒に対する燃料噴射量を増減調整する空燃比フィードバック制御の一例である。周知の通り、Ｏ₂センサの出力特性は、理論空燃比近傍の一定範囲では空燃比に対する出力電圧の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では出力電圧が低位飽和値に漸近し、それよりも空燃比が小さいリッチ領域では出力電圧が高位飽和値に漸近する、いわゆるＺ特性曲線を描く。

この空燃比フィードバック制御では、ベース値に、触媒下流のＯ₂センサの出力電圧と目標値との偏差に応じた補正量を加味した値を用いて、燃料噴射量を修正する。Ｏ₂センサの出力電圧が目標値よりも高い、即ち触媒の下流に流出するガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチであるならば、上記の補正量を逓減させる。結果、燃料噴射量がより減量される。

翻って、Ｏ₂センサの出力電圧が目標値よりも低い、即ち触媒の下流に流出するガスの空燃比が目標空燃比よりもリーンであるならば、上記の補正量を逓増させる。結果、燃料噴射量がより増量される。

触媒下流のガスの空燃比の変動は、触媒に吸蔵されていた酸素の大半が消費されて酸素が欠乏した事実、または触媒の最大酸素吸蔵能力近くまで酸素が吸蔵されて酸素が過剰となった事実を示す。触媒内で酸素が不足すると、ＨＣやＣＯの酸化が困難となり、これらが排出されやすくなる。触媒内に酸素が充満すると、ＮＯ_xの還元が難しくなり、ＮＯ_xが排出されやすくなる。触媒下流のガスの空燃比に基づき燃料噴射量に修正を施すことは、有害物質の排出抑制にとって非常に有効である。

特開２０２１－１０２９３３号公報

車両の走行中、運転者がアクセルペダルから足を離して惰行または減速を要求したときには、内燃機関の気筒に対する燃料噴射を一時休止する燃料カットを実行する。燃料カット中は、多量の酸素を含む空気が触媒に流入し、その酸素が触媒に吸蔵される。そして、燃料カットはしばしば発生するので、内燃機関の暖機完了後の多くの時期でＮＯ_xの排出が問題となり得る。

触媒の最大酸素吸蔵能力は、経年劣化により減退する。劣化の進んだ触媒では、ＮＯ_xの浄化能率が落ちる。つまり、ＮＯ_xの排出量が増大する懸念が生じる。

そこで、図３に例示しているように、空燃比フィードバック制御では、触媒下流のガスの空燃比が明らかに目標空燃比よりもリーンとならない、どちらかと言えば目標空燃比よりもリッチ寄りであるように、燃料噴射量を調整する傾向にある。従前のシステムでは、空燃比フィードバック制御におけるベース値を、予め触媒の経年劣化を見込んで余裕を持たせた（長い走行距離を経た後であっても法令上の排出基準を十分に満足できるような）高い値に設定し、燃料を常に多めに噴射するようにして、触媒の経年劣化が進んでもＮＯ_xの排出増を招かないように対策していた。

だが、上記のベース値は、触媒の劣化の度合い如何によらず恒常的に一定値である。従って、新品ないし劣化が進んでいない、酸素吸蔵能力の大きい触媒に対しては、燃料噴射量が過剰となって、燃費性能を低下させる、またはＨＣやＣＯの排出増を招く可能性があった。図３（Ｉ）に示す新品の触媒では、図３（II）に示す劣化が進んだ触媒よりも、触媒下流の空燃比が大きくリッチとなっている。

以上の点に着目してなされた本発明は、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の最適化を図ることを所期の目的としている。

本発明では、内燃機関の排気通路に現在装着している排気浄化用の触媒を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒の劣化の度合い、及び気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とのうち少なくとも一方を参照して、気筒に対する燃料噴射量に修正を施す燃料噴射量の補正システムを構成した。

より詳しくは、内燃機関の排気通路における排気浄化用の触媒の下流に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量に修正を施す。

加えて、前記第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値または第二の指標値を参照して記憶保持している前記ベース値を更新することとしてもよい。

本発明に係る燃料噴射量の補正方法は、内燃機関の排気通路に現在装着している排気浄化用の触媒を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒の劣化の度合い、及び気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とのうち少なくとも一方を参照して、気筒に対する燃料噴射量に修正を施すというものである。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の最適化を図ることができる。

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態において制御装置が実施する空燃比フィードバック制御の内容を説明するタイミング図。 従来の空燃比フィードバック制御の内容を説明するタイミング図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。排気通路４における触媒４１の上流及び下流には、排気通路４を流通するガスの空燃比を検出するための空燃比センサ４３、４４を設けている。空燃比センサ４３、４４はそれぞれ、ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するＯ₂センサであってもよく、ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアＡ／Ｆセンサであってもよい。本実施形態では、触媒４１の上流の空燃比センサ４３、下流の空燃比センサ４４ともに、Ｏ₂センサを想定している。

排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４と吸気通路３とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における触媒４１の下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所（特に、サージタンク３３または吸気マニホルド３４）に接続している。

本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラが、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速（または、車輪の回転速度）を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求されるエンジン負荷率またはエンジントルク）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、気筒１に連なる吸気通路３（特に、サージタンク３３または吸気マニホルド３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、排気浄化用の触媒４１の上流側におけるガスの空燃比を検出する空燃比センサ４３から出力される空燃比信号ｆ、触媒４１の下流側におけるガスの空燃比を検出する空燃比センサ４４から出力される空燃比信号ｇ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｈ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、内燃機関の点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２の弁体を駆動するモータに対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３の弁体を駆動するモータに対して開度操作信号ｌ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関及び車両の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、気筒１に吸入される空気（新気）量に見合った（理論空燃比またはその近傍の目標空燃比を具現するために必要な）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。

ＥＣＵ０は、気筒１に充填される混合気の空燃比、ひいては気筒１から排出される排気ガスの空燃比をフィードバック制御する。ＥＣＵ０は、まず、吸気圧及び吸気温、エンジン回転数、要求ＥＧＲ率等から、気筒１に充填される新気の量を算出し、これに見合った基本噴射量ＴＰを決定する。

次いで、この基本噴射量ＴＰを、排気通路４における触媒４１の上流側及び／または下流側のガスの空燃比に応じて定まるフィードバック補正係数ＦＡＦで補正する。一般に、フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比センサ４３、４４を介して実測されるガスの空燃比と目標空燃比（平常時は理論空燃比またはその近傍）との偏差に応じて調整され、実測空燃比が目標空燃比に対してリーンであるときには増加し、実測空燃比が目標空燃比に対してリッチであるときには減少する。

そして、内燃機関の状況や環境条件等に応じて定まる各種補正係数Ｋや、インジェクタ１１の無効噴射時間ＴＡＵＶをも加味して、最終的な燃料噴射時間Ｔを算定する。燃料噴射時間Ｔは、
Ｔ＝ＴＰ×ＦＡＦ×Ｋ＋ＴＡＵＶ
となる。ＥＣＵ０は、燃料噴射時間Ｔだけインジェクタ１１に信号ｊを通電し、インジェクタ１１を開弁して燃料を噴射させる。

触媒４１の上流側及び／または下流側の空燃比信号ｆ、ｇを参照したフィードバック制御は、例えば、内燃機関の冷間始動から所定時間が経過し、内燃機関の冷却水温が所定温度以上に高く（既に内燃機関が暖機され、触媒４１及び空燃比センサ４３、４４も昇温して活性化している）、燃料カット中でなく、パワー増量中でなく、吸気圧が正常である、等の諸条件が全て成立している場合に行う。

また、ＥＣＵ０は、所定の燃料カット条件が成立したときに、気筒１への燃料供給を一時的に中断する燃料カットを実行する。ＥＣＵ０は、少なくとも、内燃機関の冷却水温が所定温度以上に高く、アクセル開度が０または０に近い閾値以下となり、かつ現在のエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上に高いことを以て、燃料カット条件が成立したと判断して、インジェクタ１１からの燃料噴射を停止する。

燃料カット条件の成立後、所定の燃料カット終了条件が成立したならば、燃料カットを終了することとし、インジェクタ１１からの燃料噴射を再開する。ＥＣＵ０は、アクセル開度が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数を下回るまで低下した、等のうちの何れかを以て、燃料カット終了条件が成立したと判断する。

以降、ＥＣＵ０が実施する、触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力信号ｇに基づく空燃比フィードバック制御に関して詳記する。

図２に、空燃比フィードバック制御の模様を例示する。この空燃比フィードバック制御では、ＥＣＵ０が、ベース値に、空燃比センサ４４の出力信号ｇと目標値との偏差に応じた補正量を加味（加算、または乗算）した値を算出し、これを用いて燃料噴射量に修正を施す。より具体的には、ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が、フィードバック補正係数ＦＡＦに影響を及ぼす。ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が大きいほど、補正係数ＦＡＦが大きくなり、結果として燃料噴射量が増加する。逆に、ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が小さいほど、補正係数ＦＡＦが小さくなり、結果として燃料噴射量が減少する。

上記のベース値は、内燃機関の運転領域毎に異なる値に設定することができる。ＥＣＵ０のメモリには予め、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，吸気圧（または、アクセル開度（エンジン負荷率）、吸気量若しくは燃料噴射量等）］とベース値との関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在の運転領域［エンジン回転数，吸気圧等］をキーとして当該マップを検索し、ベース値を知得する。

本実施形態では、触媒４１の下流の空燃比センサ４４としてＯ₂センサを想定している。Ｏ₂センサ４４の出力信号ｇの電圧は、理論空燃比近傍の一定範囲では空燃比に対する出力電圧の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では出力電圧が低位飽和値に漸近し、それよりも空燃比が小さいリッチ領域では出力電圧が高位飽和値に漸近する。

ＥＣＵ０は、Ｏ₂センサ４４の出力電圧ｇが目標値よりも高い、即ち触媒４１から流下するガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチである間、上記の偏差に応じた補正量を逓減させる。

翻って、Ｏ₂センサ４４の出力電圧ｇが目標値よりも低い、即ち触媒４１のから流下するガスの空燃比が目標空燃比よりもリーンである間、偏差に応じた補正量を逓増させる。

本実施形態の特徴として、現在の触媒４１の劣化の度合いに応じて、上記のベース値を変更することが挙げられる。図３（Ｉ）及び図３（II）に示すように、従来の制御では、触媒４１の劣化の度合い如何によらず、ベース値を恒常的に固定の一定値としていた。本実施形態の制御では、触媒４１の劣化の度合いが大きい場合、触媒４１の劣化の度合いがより小さい場合と比較して、ベース値を大きくする。図２（Ｉ）は触媒４１が新品であるときの制御例、図２（II）は触媒４１の劣化が進んだときの制御例である。後者のベース値は、前者のベース値よりも大きい。ベース値が大きくなれば、その分補正係数ＦＡＦが大きくなり、燃料噴射量が増加することになる。

触媒４１は、これに流入する排気ガスから受ける高熱や被毒によって経年劣化し、酸素吸蔵能力が減退してゆく。ＥＣＵ０は、下記の二つの指標値のうち少なくとも一方を基に、現在使用している触媒４１の劣化の度合いを推定する：
［第一の指標値］
内燃機関の排気通路４に現在装着している触媒４１を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を求める。
車両の走行距離は、車載のオドメータにより計測される値を参照したり、車速センサの出力信号ａから判明する車速を積算（または、時間積分）したりして知得できる。
内燃機関の運用機関の長さは、例えば、クランク角センサの出力信号ｂから判明するエンジン回転数を積算（または、時間積分。これは、内燃機関の累積の回転回数を算出することを意味する）したり、気筒１に充填される吸気量または気筒１に対する燃料噴射量を積算（または、時間積分。これは、触媒４１に流入したガスの累積の総量を算出することを意味する）したりして知得できる。
第一の指標値は、間接的ながら現在の触媒４１の劣化の度合いを示す。第一の指標値が大きいほど、触媒４１が劣化していると推測できる。
［第二の指標値］
排気通路４に現在装着している触媒４１を用いた状態で、気筒１に燃料を供給し燃料を燃焼させて内燃機関を運転しているファイアリング中（特に、暖機完了後の空燃比フィードバック制御の実施中）の当該触媒４１の劣化の度合い、及び気筒１に燃料を供給しない燃料カット中の当該触媒４１の劣化の度合いを総合した、同触媒４１の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を求める。
ファイアリング中の単位時間あたりまたは単位サイクル（吸気行程－圧縮行程－膨脹行程－排気行程の一連を一サイクルとする）あたりの劣化の度合いである熱劣化感度Ｄ_Fは、
Ｄ_F＝ｅα
α＝Ｃ_F×ｌｏｇ_eＴ_F－Ｓ_F
として算定される。上式にあって、ｅはネイピア数である。Ｔ_Fは、ファイアリング中の触媒４１の温度であり、既知の任意の手法に則って推定することができる。例えば、現在の内燃機関の運転領域を基に、触媒４１に流入する排気の温度を求める。ＥＣＵ０のメモリには予め、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，吸気圧等］と排気温度との関係を規定したマップデータ格納されている。ＥＣＵ０は、現在の運転領域［エンジン回転数，吸気圧等］をキーとして当該マップを検索し、排気温度を知得する。触媒４１に流入した排気の持つ熱が触媒４１に伝わり触媒４１を昇温させるのに要する時間を加味して、触媒４１の推定温度Ｔ_Fを算出する。勿論、触媒４１の温度Ｔ_Fを検出するセンサが付設されているのであれば、当該温度センサを介して触媒４１の温度Ｔ_Fを実測すればよい。
Ｃ_F及びＳ_Fはそれぞれ、実験的に定められる正の定数である。Ｃ_F及びＳ_Fは、触媒４１を含む内燃機関の諸元（気筒１の数、排気量、出力、触媒４１の容量等）に応じて数値が異なり得る。
燃料カット中の単位時間あたりまたは単位サイクルあたりの劣化の度合いである熱劣化感度Ｄ_Sは、
Ｄ_S＝ｅβ
β＝Ｃ_S×ｌｏｇ_eＴ_S－Ｓ_S
として算定される。Ｔ_Sは、燃料カット中の触媒４１の温度であり、既知の任意の手法に則って推定することができる。勿論、触媒４１の温度Ｔ_Sを検出するセンサが付設されているのであれば、当該温度センサを介して触媒４１の温度Ｔ_Sを実測すればよい。
Ｃ_S及びＳ_Sはそれぞれ、実験的に定められる正の定数である。Ｃ_S及びＳ_Sは、触媒４１を含む内燃機関の諸元に応じて数値が異なり得る。Ｃ_SはＣ_Fとは必ずしも同値でなく、Ｓ_SはＳ_Fとは必ずしも同値でない。
その上で、ファイアリング中の熱劣化感度Ｄ_Fを積算（または、時間積分）したものと、燃料カット中の熱劣化感度Ｄ_Sを積算（または、時間積分）したものとの総和を、第二の指標値、換言すれば触媒４１の熱劣化指数として求める。第二の指標値は、より直接的に現在の触媒４１の劣化の度合いを示す。第二の指標値が大きいほど、触媒４１が劣化していると推測できる。
［第二の指標値の変形例（触媒４１の酸素吸蔵能力）］
ＥＣＵ０が、現在の触媒４１の最大酸素吸蔵能力を推定し、これを第二の指標値とする態様もとり得る。触媒４１の酸素吸蔵能力は、既知の任意の手法を採用して推算することができる。例えば、触媒４１から酸素を完全に放出した状態で、触媒４１に流入するガスの空燃比を強制的にリーンに操作し、触媒４１の上流に設置した空燃比センサ４３の出力信号ｆがリーンに切り替わってから触媒４１の下流に設置した空燃比センサ４４の出力信号ｇがリーンに切り替わるまでの期間に、触媒４１に流入したガスの量を積算し、そのガス量から触媒４１が吸蔵した酸素量を推計する。触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力ｇがリーンに反転した時点での酸素吸蔵量が、現在の触媒４１の最大酸素吸蔵能力である。
あるいは、触媒４１に酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵した状態で、触媒４１に流入するガスの空燃比を強制的にリッチに操作し、触媒４１の上流の空燃比センサ４３の出力信号ｆがリッチに切り替わってから触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力信号ｇがリッチに切り替わるまでの期間に、触媒４１に流入したガスの量を積算し、そのガス量から触媒４１が放出した酸素の量を推計する。触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力ｇがリッチに反転した時点の酸素放出量が、現在の触媒４１の最大酸素放出能力、即ち最大酸素吸蔵能力ということになる。
このようにして推算した酸素吸蔵能力もまた、ファイアリング中の触媒４１の劣化の度合い及び燃料カット中の触媒４１の劣化の度合いを総合した第二の指標値たり得る。そして、酸素吸蔵能力が小さいほど、触媒４１が劣化していると推測できる。

しかして、ＥＣＵ０は、上掲の第一の指標値及び／第二の指標値に応じて、空燃比フィードバック制御におけるベース値を変更する。原則は、触媒４１の劣化が進んでいるほどベース値を引き上げる、裏返せば触媒４１の劣化が進んでいなければベース値を低く抑える、ということである。よって、
・第一の指標値が大きいほど、ベース値を大きくする。及び／または、
・第二の指標値が大きいほど（但し、熱劣化指数に代えて現在の酸素吸蔵能力を第二の指標値とする場合には、これが小さいほど）、ベース値を大きくする
ことになる。現在の内燃機関の運転領域や、実測空燃比と目標空燃比との偏差その他の条件が同等であるならば、ベース値が大きいほど燃料噴射量が増加する。

ベース値を決定するに際し、第一の指標値及び第二の指標値の双方を参照する場合には、第一の指標値が同等ならば、第二の指標値が大きいほどベース値を大きくする。また、第二の指標値が同等ならば、第一の指標値が大きいほどベース値を大きくする。

既に述べた通り、ＥＣＵ０のメモリには、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，吸気圧等］とベース値との関係を規定したマップデータが格納されており、このマップデータを検索して現在の運転領域に対応したベース値を知得し、それを燃料噴射量の制御に用いている。

本実施形態では、ＥＣＵ０が、そのマップデータ上のベース値を適宜更新する。マップデータを更新する条件は、現時点での第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことである。現時点での第一の指標値を第二の指標値に換算したものと、現時点での第二の指標値との差（または、比）の絶対値が所定以下に小さければ（例えば、両者の差分の絶対値が前者（または、後者）の１０％ないし１５％以内に収まっているならば）、両者の精度がともに高いと考えられる。そこで、現時点での第一の指標値及び／または第二の指標値から決定したベース値を、マップデータとしてメモリに記憶保持することで、マップデータを更新する。更新したマップデータは、以後の燃料噴射量の制御に用いる。

なお、ＥＣＵ０メモリには予め、第一の指標値である車両の走行距離等と、その走行距離等を経た時点で予想される第二の指標値との関係を規定したデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現時点での第一の指標値をキーとして当該データを検索し、予想される第二の指標値を知得することで、第一の指標値を第二の指標値に換算する。

本実施形態では、内燃機関の排気通路４に現在装着している排気浄化用の触媒４１を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒４１を用いた状態で内燃機関の気筒１に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒４１の劣化の度合い、及び気筒１に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒４１の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒４１の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して、気筒１に対する燃料噴射量に修正を施す燃料噴射量の補正システムを構成した。

より詳しくは、触媒４１の下流に設置された空燃比センサ４４の出力信号ｇとその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量に修正を施す。これに加えて、前記第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値または第二の指標値を参照して記憶保持している前記ベース値を更新する。

本実施形態では、触媒４１の劣化が進行していない段階ではベース値をより小さく設定し、触媒４１の劣化が進行するにつれてベース値をより大きく引き上げる。本実施形態によれば、図２（Ｉ）に示す新品または劣化の進んでいない触媒４１であっても、図２（II）に示す劣化が進んだ触媒４１であっても、触媒４１の下流のガスの空燃比を目標空燃比の近傍に収束させることが可能である。図２（Ｉ）に示す新品の触媒でも、触媒４１の下流の空燃比が大きくリッチ化しない。

しかも、新品または劣化の進んでいない触媒４１に対して、過剰な量の燃料を噴射せずに済む、即ち燃料消費量を削減、節約することができる。従って、燃費性能のより一層の向上を図り得る。また、ＨＣやＣＯの排出増を招かずに済む。

本実施形態のシステムは、触媒４１の温度を精確に実測するセンサを必要とせず、低コストで実現できる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態には限定されない。各部の具体的な構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１１…インジェクタ
４…排気通路
４１…触媒
４４…触媒の下流の空燃比センサ（Ｏ₂センサ）
ｇ…触媒の下流の空燃比信号

Claims (3)

1. 内燃機関の排気通路に装着される排気浄化用の触媒を用いた車両の走行距離、若しくは前記触媒が装着された状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、
   前記触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し、燃料を燃焼させたときの前記触媒の劣化の度合い、及び前記気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの前記触媒の劣化の度合いを総合した、前記触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、
   前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して、気筒に対する燃料噴射量を補正する燃料噴射量の補正システム。
2. 前記排気通路における前記触媒の下流に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、
   ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量を補正し、
   前記第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値及び第二の指標値を参照して前記ベース値を更新する請求項１記載の燃料噴射量の補正システム。
3. 内燃機関の排気通路に装着される排気浄化用の触媒を用いた車両の走行距離、若しくは前記触媒が装着された状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、
   前記触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し、燃料を燃焼させたときの前記触媒の劣化の度合い、及び前記気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの前記触媒の劣化の度合いを総合した、前記触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、
   前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して、気筒に対する燃料噴射量を補正する燃料噴射量の補正方法。

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