JP2024000576A - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、過給機を備える内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、過給機のタービンよりも下流に配置される排気浄化触媒を備える内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。 The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine equipped with a supercharger, and particularly relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine equipped with an exhaust purification catalyst disposed downstream of a turbine of the supercharger.
特許文献1には、排気浄化触媒の下流におけるエミッション特性を常に最良に維持するための内燃機関の空燃比制御装置が記載されている。具体的には、排気通路における触媒(三元排ガス浄化触媒)よりも上流側の部位に設けられた空燃比センサの出力値に基づいて燃料噴射量を設定するメインフィードバック制御と、排気浄化触媒よりも下流側の部位に設けられた酸素センサの出力値に基づいてメインフィードバック制御のずれを補正するサブフィードバック制御とを実行することにより燃料噴射量を制御している。特許文献1では、メインフィードバック制御のずれを吸入空気量に着目しており、吸入空気量が所定値を超える領域では、上流側および下流側のセンサの出力に基づいて、触媒上流側の空燃比がストイキ(理論空燃比)よりリッチな空燃比となるように燃料噴射量を制御することで、ストイキ状態よりもさらに安定して良好なエミッション特性を実現することができる、とされている。
特許文献1に記載の内燃機関における触媒特性補正量では、吸入空気量による補正を行うことで、触媒をストイキ状態にさせてエミッション特性が向上している。しかしながら、過給機付き内燃機関の排気通路に過給機のタービンが設けられ、かつタービンを迂回するバイパス通路がさらに設けられた場合における触媒特性補正量では、上述した吸入空気量のみの補正ではエミッション特性の向上が充分に得られない可能性がある。
In the catalyst characteristic correction amount for an internal combustion engine described in
エミッション特性の向上が充分に得られない具体的な理由として、ウェイストゲートバルブの開度によって排気通路内の排気の流れが変化していることが挙げられる。排気通路内において、燃焼室から排出された燃焼排ガスは、バイパス通路からの排ガスと、タービンからの排ガスとが合流して触媒の入口面に当たる。ウェイストゲートバルブの開度を減じる状態と、開度を増す状態とでは、上述のバイパス通路からの排ガスの流れ込む角度に変化が生じる。 A specific reason why the emission characteristics cannot be sufficiently improved is that the flow of exhaust gas in the exhaust passage changes depending on the opening degree of the waste gate valve. In the exhaust passage, the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber is combined with the exhaust gas from the bypass passage and the exhaust gas from the turbine, and hits the inlet surface of the catalyst. The angle at which exhaust gas flows from the above-mentioned bypass passage changes between a state in which the opening degree of the waste gate valve is decreased and a state in which the opening degree is increased.
さらに、タービンからの排ガスの温度は、タービンが回転して熱エネルギーを回収するため、燃焼排ガスが直接流れ込むバイパス通路からの排ガスの温度に比べて低く、また、タービンによって撹拌されながら流動して触媒に到達するため、触媒全面に排ガスが当たる。一方で、バイパス通路からの排ガスの流れは、タービンからの排ガスの流れに比べて撹拌する作用や構成がないので流れに勢いがあり、局所的に集中して触媒に当たる。つまり、ウェイストゲートバルブの開度によって、排ガスが流れ込む角度が変化するので、タービンからの排ガスの流れと、バイパス通路からの排ガスの流れとが合流したときに、触媒へのガス当たりの偏りが生じる場合がある。 Furthermore, the temperature of the exhaust gas from the turbine is lower than that of the exhaust gas from the bypass passage, into which the combustion exhaust gas directly flows, because the turbine rotates and recovers thermal energy. The exhaust gas hits the entire surface of the catalyst. On the other hand, the flow of exhaust gas from the bypass passage has no stirring action or structure compared to the flow of exhaust gas from the turbine, so the flow has momentum and hits the catalyst in a locally concentrated manner. In other words, the angle at which exhaust gas flows changes depending on the opening degree of the wastegate valve, so when the flow of exhaust gas from the turbine and the flow of exhaust gas from the bypass passage merge, the amount of gas hitting the catalyst will be uneven. There are cases.
また一方で、触媒よりも下流側に配置される空燃比検出センサは、排気通路における触媒出口の中心から外れた位置に取り付けられるため、上述したウェイストゲートバルブの開度による触媒へのガス当たりの偏りによって触媒出口の空燃比検出センサの検出に影響を受けやすくなる。 On the other hand, since the air-fuel ratio detection sensor placed downstream of the catalyst is installed in a position off the center of the catalyst outlet in the exhaust passage, the amount of gas hitting the catalyst due to the opening degree of the waste gate valve mentioned above is reduced. Due to this bias, the detection by the air-fuel ratio detection sensor at the catalyst outlet becomes susceptible to influence.
例えば、仮にバイパス通路出口が排気通路内における車両の上下方向の下部に設けられ、ウェイストゲートバルブがある所定の開度で開いており、触媒出口の空燃比検出センサが車両の上下方向の上部に取り付けられた状態において、運転状態の変更などにより現在よりリッチな混合ガスを燃焼するために燃料噴射量を制御し、排気通路内にリッチな排ガスが流れ込んだ場合を想定してみる。ウェイストゲートバルブを介して高温で流れに勢いのあるバイパス通路からのリッチな排ガスが、触媒の入口面の下部の局所的に集中して当たり、触媒を通過し触媒の出口面の下部から出てくる。そして、触媒の出口面の上部に取り付けられている触媒出口の空燃比検出センサがセンサ付近の排ガスの空燃比を検出することになるため、リッチな排ガスが集中する触媒の出口面の下部にセンサがないため、検出される空燃比の値は下部に比べてリーンな排ガスであると検出され、さらにリッチにするように燃料噴射量を制御してしまう可能性がある。必要以上にリッチにしてしまうことで炭化水素などの有害物質が排出されやすくなり、エミッション特性が悪化するおそれがある。 For example, suppose the bypass passage outlet is provided at the bottom of the vehicle in the vertical direction in the exhaust passage, the waste gate valve is opened at a certain opening degree, and the air-fuel ratio detection sensor at the catalyst outlet is located at the top of the vehicle in the vertical direction. Let's assume that when the system is installed, the amount of fuel injection is controlled to burn a richer mixed gas due to a change in operating conditions, and the richer exhaust gas flows into the exhaust passage. Rich exhaust gas from the bypass passage with high temperature and flow through the wastegate valve is concentrated locally at the lower part of the inlet face of the catalyst, passes through the catalyst, and exits from the lower part of the outlet face of the catalyst. come. Since the catalyst outlet air-fuel ratio detection sensor installed at the top of the catalyst outlet surface detects the air-fuel ratio of the exhaust gas near the sensor, the sensor is located at the bottom of the catalyst outlet surface where rich exhaust gas is concentrated. Therefore, the detected air-fuel ratio value is detected to be lean exhaust gas compared to the lower part, and there is a possibility that the fuel injection amount is controlled to make it even richer. By making the fuel richer than necessary, harmful substances such as hydrocarbons are likely to be emitted, and there is a risk that emission characteristics may deteriorate.
また一方で、ウェイストゲートバルブがある所定の開度から減じる状態で、かつ排気通路内にリッチな排ガスが流れ込んだ場合を想定してみる。ウェイストゲートバルブを介して高温で流れに勢いのあるバイパス通路からのリッチな排ガスが、ウェイストゲートバルブのバルブ開度が減じることで排ガスの流れが上部に吹き付けられ、触媒の入口面の上部の局所的に集中して当たり、触媒を通過し触媒の出口面の上部から出てくる。そして、リッチな排ガスが集中する触媒の出口面の上部に、触媒出口の空燃比検出センサが取り付けられているため、検出される空燃比の値は下部に比べてリッチな排ガスであると検出されるため、検出された空燃比で要求を満たしていると判断してしまうが、触媒の下部部分では充分に排ガスが当たってはおらず、触媒出口からは浄化しきれなかった窒素酸化物を含む排ガスが排出されやすくなり、エミッション特性が悪化するおそれがある。 On the other hand, let us assume a case where the waste gate valve is in a state where the opening degree is decreased from a certain predetermined opening degree and rich exhaust gas flows into the exhaust passage. The rich exhaust gas from the bypass passage with high temperature and flow through the wastegate valve is blown to the upper part by reducing the valve opening of the wastegate valve, and the rich exhaust gas is blown to the upper part of the inlet surface of the catalyst. It hits the catalyst in a concentrated manner, passes through the catalyst, and emerges from the upper part of the exit surface of the catalyst. Since the catalyst outlet air-fuel ratio detection sensor is attached to the upper part of the catalyst outlet surface where rich exhaust gas is concentrated, the detected air-fuel ratio value indicates that the exhaust gas is richer than the lower part. Therefore, it is determined that the detected air-fuel ratio satisfies the requirements, but the lower part of the catalyst is not sufficiently exposed to exhaust gas, and exhaust gas containing nitrogen oxides that could not be purified comes out from the catalyst outlet. is likely to be emitted, and the emission characteristics may deteriorate.
特に、タービンと触媒との距離が比較的短い触媒近接配置の場合では、上述したタービンからの排ガスと、バイパス通路からの排ガスと、ウェイストゲートバルブの開度に伴う排ガスとの流動特性による触媒へのガス当たりの偏りが、さらに大きくなる可能性がある。 In particular, in the case where the distance between the turbine and the catalyst is relatively short and the catalyst is placed close to each other, the flow characteristics of the exhaust gas from the turbine, the exhaust gas from the bypass passage, and the exhaust gas due to the opening degree of the waste gate valve will affect the catalyst. The bias per gas may become even larger.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、触媒の下流側に配置された空燃比センサから検出される空燃比に、ウェイストゲートバルブの開度による触媒へのガス当たりの偏りに伴う補正を行い、エミッション特性の悪化を抑制することが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ものである。 This invention has been made with a focus on the above-mentioned technical problem, and is based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor located downstream of the catalyst. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can suppress deterioration of emission characteristics by making corrections due to the bias in .
上記の目的を達成するために、この発明は、内燃機関の排気通路に設けられたタービンを有する過給機と、前記排気通路における前記タービンよりも下流側に設けられた触媒と、前記タービンより上流の前記排気通路から分岐し、前記タービンを迂回して前記触媒より上流の前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路の流路断面積をバルブ開度によって変更可能なウェイストゲートバルブとを備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、前記触媒の下流側の空燃比を所定の空燃比にするための補正を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記触媒の下流側に配置される下流側排ガスセンサによって前記排気通路の下流側の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関の吸気の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記ウェイストゲートバルブの前記バルブ開度を検出するバルブ開度検出手段と、空燃比補正手段とをさらに備え、前記空燃比補正手段は、前記吸入空気量と前記バルブ開度とに基づいた予め定めたフィードバック補正量によって補正するように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a supercharger having a turbine provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, a catalyst provided downstream of the turbine in the exhaust passage, and a catalyst provided downstream of the turbine in the exhaust passage. a bypass passage that branches from the exhaust passage upstream, bypasses the turbine and joins the exhaust passage upstream of the catalyst; and a waste gate valve whose flow cross-sectional area of the bypass passage can be changed by a valve opening degree. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a controller that controls correction for adjusting an air-fuel ratio downstream of the catalyst to a predetermined air-fuel ratio, the controller disposed downstream of the catalyst. air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio on the downstream side of the exhaust passage by a downstream exhaust gas sensor; intake air amount detection means for detecting the intake air amount of the intake air of the internal combustion engine; It further includes a valve opening degree detection means for detecting a valve opening degree, and an air-fuel ratio correction means, and the air-fuel ratio correction means corrects it by a predetermined feedback correction amount based on the intake air amount and the valve opening degree. It is characterized in that it is configured to.
この発明によれば、触媒の下流側の排ガスセンサによって検出された空燃比検出値に、吸入空気量とウェイストゲートバルブの開度とに基づいた予め定めたフィードバック補正量を追加して補正することによって、ウェイストゲートバルブの開度による触媒へのガス当たりの偏りに伴う補正を行い、適切な空燃比を定めることができる。したがって、要求した空燃比に対して燃料の過不足なく、安定した空燃比の混合気の燃焼および排出が行われ、適切な空燃比の排ガスが触媒を通過することで、エミッション特性の悪化を抑制することができる。 According to this invention, the air-fuel ratio detection value detected by the exhaust gas sensor on the downstream side of the catalyst is corrected by adding a predetermined feedback correction amount based on the intake air amount and the opening degree of the waste gate valve. Accordingly, it is possible to determine an appropriate air-fuel ratio by correcting the imbalance in the amount of gas hitting the catalyst due to the opening degree of the waste gate valve. Therefore, a mixture with a stable air-fuel ratio is burned and discharged without excess or deficiency of fuel for the requested air-fuel ratio, and exhaust gas with an appropriate air-fuel ratio passes through the catalyst, suppressing deterioration of emission characteristics. can do.
この発明の実施形態における内燃機関の空燃比制御装置の一例を図1を参照して説明する。図1に示す過給機付き内燃機関(以下、エンジンと記す)1は、従来の内燃機関と同様に、シリンダブロック2に形成された複数の図示しないシリンダ(燃焼室)に向けて空気が流動する吸気通路3と、燃料と空気との混合気を燃焼することによって生じた排ガスが流動する排気通路4とを備えている。
An example of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A supercharged internal combustion engine (hereinafter referred to as engine) 1 shown in FIG. The
図1に示す吸気通路3の上流には、エアクリーナ5が設けられており、エアクリーナ5の下流側には、シリンダに供給する空気量を制御するため、すなわち吸気通路3の開口面積を制御するためのスロットルバルブ6が設けられている。このスロットルバルブ6は、従来のスロットルバルブと同様の構成で用いることができる。すなわち、運転者のアクセル操作量などに基づいてエンジンに要求される負荷を定め、その負荷に応じて開度を制御することができる電子制御式のスロットルバルブなどによって構成することができる。
An
スロットルバルブ6の下流側には、従来のエンジンと同様に複数のシリンダに空気を供給するためのインテークマニホールド7が設けられている。すなわち、吸気通路3の下流側はシリンダの数量に応じた数に分岐していて、その先端がシリンダブロック2に接続されている。
On the downstream side of the
シリンダブロック2には、混合気を燃焼することによって発生した排ガスを出力するための排気通路4が接続されている。具体的には、排気通路4の上流側の部分には、従来のエンジンと同様にシリンダの数量に応じた数に分岐して、それぞれのシリンダに接続されたエキゾーストマニホールド8が設けられている。すなわち、各シリンダから排出された排ガスがエキゾーストマニホールド8を介して合流されている。
An
その排気通路4の下流側には、排ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物などの物質を除去するための三元排ガス浄化触媒(以下、単に触媒と記す)9が設けられている。触媒9は、一例として多孔質のセラミックなどで格子状に多数の通路を有しており、その多孔質体には入口側の孔と出口側の孔とが交互に塞がっており、入口側が開かれた通路に入った排ガスが、通路同士を区切る仕切り壁を通過して、出口側が開かれた通路へ抜けられるように構成されている。そして、その触媒9を介して浄化された排ガスが車外に排出される。なお、触媒9を通過した排ガスをまたさらに浄化するために、触媒9の下流側に別の触媒コンバータ(図示せず)を追加してもよい。
A three-way exhaust gas purification catalyst (hereinafter simply referred to as catalyst) 9 is provided downstream of the
そして、排気通路4において、かつ触媒9の下流側には、排ガスセンサとして空燃比センサ10が取り付けられており、空燃比センサ10は、触媒9を通過する排ガスの空燃比に応じた電気信号を出力する。なお、空燃比センサは、少なくとも触媒9の下流側に配置されるのであって、例えば、触媒9の上流側に空燃比センサ10の他にさらに配置して、触媒9の下流側に配置される空燃比センサ10の空燃比の検出値に基づいて図示しないインジェクタの燃料噴射量を制御して空燃比の調整を行い、触媒9の上流側に設けた図示しない空燃比センサによって触媒9に入る排ガスの空燃比を検出してもよい。
In the
上記の排気通路4におけるエキゾーストマニホールド8と触媒9との間には、タービンハウジング11が設けられていて、その内部には、排ガスが流動することによって回転するタービンインペラ12が設けられている。このタービンインペラ12は、従来の過給機を構成するタービンインペラと同様の構成のものを用いることができる。
A
タービンインペラ12の回転中心軸には、連結軸13の一方の端部が一体回転可能に連結されていて、その連結軸13の他方の端部には、コンプレッサインペラ14が一体回転可能に連結されている。
One end of a connecting
このコンプレッサインペラ14は、吸気通路3におけるエアクリーナ5とスロットルバルブ6との間に設けられたコンプレッサハウジング15に収容されている。したがって、排ガスによってタービンインペラ12が回転させられ、タービンインペラ12に連動してコンプレッサインペラ14が回転する。その結果、吸気通路3を流動する空気が圧送されることにより、過給圧が増大するように構成されている。
The
タービンハウジング11に流動する排気量を制御するために、排気通路4におけるタービンハウジング11の上流側と下流側とに、タービンハウジング11を迂回して連通したバイパス通路16が設けられ、バイパス通路16には、流路断面積を制御するウェイストゲートバルブ17が設けられている。このウェイストゲートバルブ17は、常時開弁したノーマルオープン型のバルブであって、過給要求がある場合に、ウェイストゲートバルブ付近に取り付けられる開度センサ18によって流路断面積を調整するように構成されている。なお、ウェイストゲートバルブ17の開度によって流路断面積を小さくする場合は、ウェイストゲートバルブ17の開度を全閉の状態に設定することに限らず、適宜の開度に設定できる中間開度を設けてもよい。
In order to control the amount of exhaust gas flowing into the
このようにウェイストゲートバルブ17を設けることにより、シリンダから排出された排ガスは、バイパス通路16からの排ガスであるバイパス排ガス19と、タービンからの排ガスであるタービン排ガス20とに一旦分岐し、触媒9よりも上流側の排気通路4内で合流する。
By providing the
つづいて、エンジン1を制御するための電子制御装置(ECU)21が設けられている。このECU21は、この発明の実施例における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図2は、ECU21の構成の一例を説明するためのブロック図である。
Next, an electronic control unit (ECU) 21 for controlling the
ECU21は、車両に搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて指令信号を出力するように構成されている。ECU21に入力されるデータの一例を図2に示してあり、空燃比を検出する空燃比センサ10の信号、図示しないアクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサの信号、エンジン1の回転数を検出するセンサの信号、ウェイストゲートバルブ17の開度を検出する開度センサ18などのデータが、ECU21に入力される。
The
図2に示すECU21は、機能的構成として少なくとも、空燃比検出手段22、吸入空気量検出手段23、バルブ開度検出手段24、そして、空燃比補正手段25を備えている。
The
空燃比検出手段22は、空燃比センサ10に基づいて触媒9通過後の空燃比を検出する機能を有している。
The air-fuel ratio detection means 22 has a function of detecting the air-fuel ratio after passing through the
吸入空気量検出手段23は、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン1の吸入空気量Gaを演算する機能を有している。あるいは、ECU21に予め記憶されている吸気量マップによって定めてもよい。
The intake air amount detection means 23 has a function of calculating the intake air amount Ga of the
バルブ開度検出手段24は、開度センサ18に基づいてウェイストゲートバルブ17の開度を検出する機能を有している。
The valve opening detection means 24 has a function of detecting the opening of the
空燃比補正手段25は、空燃比検出手段22と、吸入空気量検出手段23と、バルブ開度検出手段24とによって求められたデータに基づいて、空燃比フィードバック補正量を定める機能を有している。そして、ECU21に入力された空燃比フィードバック補正量などのデータに基づいて、触媒9通過後の空燃比が補正される。
The air-fuel ratio correction means 25 has a function of determining an air-fuel ratio feedback correction amount based on data obtained by the air-fuel ratio detection means 22, the intake air amount detection means 23, and the valve opening detection means 24. There is. Then, the air-fuel ratio after passing through the
上述したように、ウェイストゲートバルブ17の開度によって、触媒9への排ガス流れの偏在および当たり方の強弱すなわち排ガスの流速のばらつきを考慮する必要がある。そこで、空燃比センサ10から検出された空燃比の値を補正するための、触媒9の入口面における排ガスの流速のばらつきなどから定めた空燃比フィードバック補正量について具体的に説明する。
As described above, depending on the opening degree of the
図3は、この発明の実施例における内燃機関の空燃比制御装置のフィードバック補正を説明するための概略図である。空燃比フィードバック補正量を定める方法として、まず、吸入空気量Gaとウェイストゲートバルブ17の開度との検出値に基づいて、触媒9の入口付近の排ガス濃度の偏在の状態や、触媒9の入口面における排ガスの流速の変化を、予め実験的に数値流体解析CFD(Computational Fluid Dynamics)にて検証、演算を行い、検証データに基づいた2次元配列のマップ(2Dマップ)を作成し、ウェイストゲートバルブ17の開度ごとの排ガス濃度のばらつきや、排ガスの流速と空燃比センサ10の位置との関係から空燃比フィードバック補正量を定め、ECU21に記憶させる。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining feedback correction of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine in an embodiment of the present invention. As a method for determining the air-fuel ratio feedback correction amount, first, based on the detected values of the intake air amount Ga and the opening degree of the
CFDによる検証データは、ここでは格子点分割による演算(a)と、センサ部による演算(b)のとの2例を挙げる。図3における格子点分割による演算(a)は、まず、吸入空気量Gaとウェイストゲートバルブ17の開度を入力する。次に、触媒9の格子状に形成されたセルを正面から見て、触媒9のセルごとに格子状に分割し、その各格子点(各格子の交点)における排ガスの流速や濃度を解析、検証し、要求される空燃比を演算する。触媒9の各格子点の解析を行うため、精度の高い補正量を求めることができる。
Here, two examples of verification data by CFD are given: calculation by grid point division (a) and calculation by sensor unit (b). In calculation (a) using lattice point division in FIG. 3, first, the intake air amount Ga and the opening degree of the
次に、図3におけるセンサ部による演算(b)では、格子点分割による演算(a)と同様に、まずは吸入空気量Gaとウェイストゲートバルブ17の開度を入力する。そして、触媒9の格子状に形成されたセルを正面から見て、空燃比センサ10の先端部10’における全体的な排ガスの流速や濃度を解析、検証し、要求される空燃比を演算する。触媒9全体から比較して空燃比センサの先端部10’の排ガスの流速や濃度を検証するため、格子点分割による演算(a)よりも入力する情報量を少なくして、演算量を減らし、すなわち処理時間を短くすることができる。
Next, in the calculation (b) by the sensor section in FIG. 3, the intake air amount Ga and the opening degree of the
よって、格子点分割による演算(a)あるいはセンサ部による演算(b)による検証データに基づき2次元配列のマップを作成し、ECU21に記憶させる。そして、空燃比補正手段25の実行時に、予め定めた空燃比フィードバック補正量などのデータに基づいて、触媒9通過後の空燃比の補正を実行する。
Therefore, a two-dimensional array map is created based on the verification data obtained by the calculation by grid point division (a) or the calculation by the sensor section (b), and is stored in the
また、上述したこの発明の実施例における内燃機関の空燃比制御装置は、以下に説明する制御を実行するように構成されている。図4は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、それらのフローチャートで示す制御は、エンジン1が運転されているときにECU21によって繰り返し実行される。まず、空燃比を検出する(ステップS1)。空燃比は、空燃比検出手段22によって求められる。具体的には、空燃比センサ10に基づいて触媒9通過後の空燃比を検出する。
Further, the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine in the embodiment of the present invention described above is configured to execute the control described below. FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of the control, and the control shown in these flowcharts is repeatedly executed by the
次に、吸入空気量Gaを検出する(ステップS2)。吸入空気量Gaは、吸入空気量検出手段23によって求められる。具体的には、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン1の吸入空気量Gaを演算する。
Next, the intake air amount Ga is detected (step S2). The intake air amount Ga is determined by the intake air amount detection means 23. Specifically, the intake air amount Ga of the
これに続けて、ウェイストゲートバルブ17の開度を検出する(ステップS3)。このウェイストゲートバルブ17の開度は、バルブ開度検出手段24によって求められる。具体的には、開度センサ18に基づいてウェイストゲートバルブ17の開度を検出する。
Following this, the opening degree of the
続いて、空燃比の補正を実行する(ステップS4)。空燃比検出手段22と、吸入空気量検出手段23と、バルブ開度検出手段24とによって求められたデータに基づいて、空燃比フィードバック補正量を定め、ECU21に入力された空燃比フィードバック補正量などのデータに基づいて、触媒9通過後の空燃比の補正を実行する。空燃比の補正がなされたら、図4に示すルーチンを一旦終了する。
Subsequently, the air-fuel ratio is corrected (step S4). The air-fuel ratio feedback correction amount is determined based on the data obtained by the air-fuel ratio detection means 22, the intake air amount detection means 23, and the valve opening detection means 24, and the air-fuel ratio feedback correction amount input into the
空燃比フィードバック補正量を定め、空燃比の補正が行われることによって、適切な空燃比の排ガスが触媒9を通過することができる。具体的には、触媒9の下流側の空燃比センサによって検出された空燃比検出値に、吸入空気量Gaとウェイストゲートバルブ17の開度とに基づいた予め定めた空燃比フィードバック補正量を追加して補正することによって、ウェイストゲートバルブ17の開度による触媒9へのガス当たりの偏りに伴う補正を行い、適切な空燃比を定めることができる。したがって、要求した空燃比に対して燃料の過不足なく、安定した空燃比の混合気の燃焼および排出が行われ、適切な空燃比の排ガスが触媒9を通過することで、エミッション特性の悪化を抑制することができる。
By determining the air-fuel ratio feedback correction amount and correcting the air-fuel ratio, exhaust gas with an appropriate air-fuel ratio can pass through the
なお、この発明は上述した実施例に限定されないのであって、この発明の目的の範囲で適宜に変更して実施することができる。また、上述したフローチャートの構成に限定しない。例えば、ステップS1とステップS2との順序を替えてもよいし、空燃比フィードバック補正量を定める方法として、格子点分割による演算(a)と、センサ部による演算(b)のとの2例を挙げるが、これに限定しない。吸入空気量Gaとウェイストゲートバルブ17の開度を入力し、触媒9の入口面における排ガスの流速のばらつきを解析し演算を行って触媒9の空燃比を補正する(触媒ストイキ状態)ように構成されていれば、解析および演算方法は特に限定しない。
Note that this invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the objective of this invention. Furthermore, the present invention is not limited to the configuration of the flowchart described above. For example, the order of step S1 and step S2 may be changed, and two examples of methods for determining the air-fuel ratio feedback correction amount are calculation by grid point division (a) and calculation by the sensor unit (b). However, it is not limited to these. The intake air amount Ga and the opening degree of the
1 エンジン
2 シリンダブロック
3 吸気通路
4 排気通路
5 エアクリーナ
6 スロットルバルブ
7 インテークマニホールド
8 エキゾーストマニホールド
9 触媒
10 空燃比センサ
10’ 先端部
11 タービンハウジング
12 タービンインペラ
13 連結軸
14 コンプレッサインペラ
15 コンプレッサハウジング
16 バイパス通路
17 ウェイストゲートバルブ
18 開度センサ
19 バイパス排ガス
20 タービン排ガス
21 ECU
22 空燃比検出手段
23 吸入空気量検出手段
24 バルブ開度検出手段
25 空燃比補正手段
Ga 吸入空気量
1
22 Air-fuel ratio detection means 23 Intake air amount detection means 24 Valve opening detection means 25 Air-fuel ratio correction means Ga Intake air amount
Claims (1)
前記触媒の下流側の空燃比を所定の空燃比にするための補正を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記触媒の下流側に配置される下流側排ガスセンサによって前記排気通路の下流側の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関の吸気の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、前記ウェイストゲートバルブの前記バルブ開度を検出するバルブ開度検出手段と、空燃比補正手段とをさらに備え、
前記空燃比補正手段は、前記吸入空気量と前記バルブ開度とに基づいた予め定めたフィードバック補正量によって補正するように構成されている
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 A supercharger having a turbine provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, a catalyst provided downstream of the turbine in the exhaust passage, and a supercharger branching from the exhaust passage upstream of the turbine and bypassing the turbine. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a bypass passage that merges with the exhaust passage upstream from the catalyst; and a wastegate valve that can change the cross-sectional area of the bypass passage by changing the valve opening. ,
A controller that controls correction for adjusting the air-fuel ratio downstream of the catalyst to a predetermined air-fuel ratio,
The controller includes:
air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio on the downstream side of the exhaust passage by a downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst; and intake air amount detection means for detecting the intake air amount of intake air of the internal combustion engine. , further comprising a valve opening detection means for detecting the valve opening of the wastegate valve, and an air-fuel ratio correction means,
An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, wherein the air-fuel ratio correction means is configured to perform correction using a predetermined feedback correction amount based on the intake air amount and the valve opening degree.
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