JP2765136B2 - エンジン用空燃比制御装置 - Google Patents
エンジン用空燃比制御装置Info
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、触媒上流の空燃比が理論空燃比となるよう
に燃料噴射量を制御するエンジン用空燃比制御装置に関
するものである。
に燃料噴射量を制御するエンジン用空燃比制御装置に関
するものである。
従来、空燃比に対してリニアな検出信号が得られる第
１の酸素濃度センサ（空燃比センサ）を排気管に配設さ
れた三元触媒の上流に設け、空燃比センサからの検出信
号に応じて空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量
を制御するエンジン用空燃比制御装置において、三元触
媒の上流の空燃比に対してリッチ、リーンの検出信号が
得られる第２の酸素濃度センサ（O2センサ）を設け、O2
センサからの検出信号により実際の空燃比と空燃比セン
サの検出信号とのずれを補正する装置が開示されている
（例えば、特開昭56−64125号公報）。
１の酸素濃度センサ（空燃比センサ）を排気管に配設さ
れた三元触媒の上流に設け、空燃比センサからの検出信
号に応じて空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量
を制御するエンジン用空燃比制御装置において、三元触
媒の上流の空燃比に対してリッチ、リーンの検出信号が
得られる第２の酸素濃度センサ（O2センサ）を設け、O2
センサからの検出信号により実際の空燃比と空燃比セン
サの検出信号とのずれを補正する装置が開示されている
（例えば、特開昭56−64125号公報）。
ところが、前述の装置のように三元触媒の上流にO2セ
ンサを設け、その検出信号で空燃比センサの検出信号の
ずれを補正する場合、以下のような問題点がある。
ンサを設け、その検出信号で空燃比センサの検出信号の
ずれを補正する場合、以下のような問題点がある。
三元触媒の浄化率を高めるために、空燃比は理論空燃
比を中心にリッチ、リーンの短かい周期でくり返すよう
に制御される。ここで三元触媒の上流にO2センサを設け
た場合の検出信号は、第３図（ａ）に示すようなリッ
チ、リーンを短かい周期でくり返すようになる。したが
って、このような短かい周期の検出信号に基づいて空燃
比を補正すると、検出信号の変動の影響をうけるため、
安定した空燃比制御が行えない。
比を中心にリッチ、リーンの短かい周期でくり返すよう
に制御される。ここで三元触媒の上流にO2センサを設け
た場合の検出信号は、第３図（ａ）に示すようなリッ
チ、リーンを短かい周期でくり返すようになる。したが
って、このような短かい周期の検出信号に基づいて空燃
比を補正すると、検出信号の変動の影響をうけるため、
安定した空燃比制御が行えない。
三元触媒の上流では、十分に排気ガスが混合されてい
ない。したがっけ、O2センサの検出信号は取付け位置等
に応じて、ある特定の気筒の影響をうけやすい。
ない。したがっけ、O2センサの検出信号は取付け位置等
に応じて、ある特定の気筒の影響をうけやすい。
三元触媒の上流は高温である。また、排気ガス中に銅
性分が含まれている。したがって、補正用のO2センサ自
身の劣化が激しい。
性分が含まれている。したがって、補正用のO2センサ自
身の劣化が激しい。
本発明は、前述のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、実際の空燃
比と空燃比センサの検出信号とのずれを的確に補正し、
空燃比を理論空燃比に精度よく制御するエンジン用空燃
比制御装置を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、実際の空燃
比と空燃比センサの検出信号とのずれを的確に補正し、
空燃比を理論空燃比に精度よく制御するエンジン用空燃
比制御装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕 本発明は第１図に示すように、エンジンの排気管に配
設され、排気ガスを浄化するための触媒と、 この接触の上流に配設され、触媒上流の空燃比に対し
てリニアな第１の検出信号が出力される第１の酸素濃度
センと、 前記触媒の下流に配設され、触媒下流の空燃比が理論
空燃比に対してリッチかリーンかを示す第２の検出信号
が出力される第２の酸素濃度センサと、 前記第２の検出信号に応じて目標空燃比を設定する目
標空燃比設定手段と、 前記第１の検出信号と前記目標空燃比とに応じて前記
エンジンへ供給する燃料噴射量を設定する燃料噴射設定
手段と を備えるエンジン用空燃比制御装置を要旨としてい
る。
設され、排気ガスを浄化するための触媒と、 この接触の上流に配設され、触媒上流の空燃比に対し
てリニアな第１の検出信号が出力される第１の酸素濃度
センと、 前記触媒の下流に配設され、触媒下流の空燃比が理論
空燃比に対してリッチかリーンかを示す第２の検出信号
が出力される第２の酸素濃度センサと、 前記第２の検出信号に応じて目標空燃比を設定する目
標空燃比設定手段と、 前記第１の検出信号と前記目標空燃比とに応じて前記
エンジンへ供給する燃料噴射量を設定する燃料噴射設定
手段と を備えるエンジン用空燃比制御装置を要旨としてい
る。
また、前記目標空燃比設定手段は、 前記第２の検出信号がリッチの場合は前記目標空燃比
を単位時間あたり所定値ずつ徐々にリーン側に設定し、
前記第２の検出信号がリーンの場合は前記目標空燃比を
単位時間あたり所定値ずる徐々にリッチ側に設定する第
１の目標空燃比設定手段を備えるようにすると好まし
い。
を単位時間あたり所定値ずつ徐々にリーン側に設定し、
前記第２の検出信号がリーンの場合は前記目標空燃比を
単位時間あたり所定値ずる徐々にリッチ側に設定する第
１の目標空燃比設定手段を備えるようにすると好まし
い。
そして、前記目標空燃比設定手段は、 前記第２の検出信号の所定周期におけるリッチの時間
の総時間を検出する第１の時間検出手段と、 前記第２の検出信号の所定周期におけるリーンの時間
の総時間を検出する第２の時間検出手段と、 前記リッチの時間の総時間が前記リーンの時間の総時
間より長い場合は前記目標空燃比を所定値ずつ徐々にリ
ーン側に設定し、前記リーンの時間の総時間が前記リッ
チの時間の総時間より長い場合は前記目標空燃比を所定
値ずつ徐々にリッチ側に設定する第２の目標空燃比設定
手段と を備えるようにしてもよい。
の総時間を検出する第１の時間検出手段と、 前記第２の検出信号の所定周期におけるリーンの時間
の総時間を検出する第２の時間検出手段と、 前記リッチの時間の総時間が前記リーンの時間の総時
間より長い場合は前記目標空燃比を所定値ずつ徐々にリ
ーン側に設定し、前記リーンの時間の総時間が前記リッ
チの時間の総時間より長い場合は前記目標空燃比を所定
値ずつ徐々にリッチ側に設定する第２の目標空燃比設定
手段と を備えるようにしてもよい。
さらに、前記燃料噴射量設定手段は、 前記目標空燃比を前記目標空燃比設定手段で設定され
る目標空燃比に対して所定振幅で周期的に変化させるよ
うにすると良い。
る目標空燃比に対して所定振幅で周期的に変化させるよ
うにすると良い。
以上により、目標空燃比設定手段で第２の酸素濃度セ
ンサから出力される第２の検出信号に応じて目標空燃比
が設定される。次に、燃料噴射量設定手段で第１の酸素
濃度センサから出力される第１の検出信号と目標空燃比
とに応じて燃料噴射量が設定される。
ンサから出力される第２の検出信号に応じて目標空燃比
が設定される。次に、燃料噴射量設定手段で第１の酸素
濃度センサから出力される第１の検出信号と目標空燃比
とに応じて燃料噴射量が設定される。
以上説明した本発明の構成を一層明らかにする為に、
以下本発明の好適な実施例としてのエンジン用空燃比制
御装置について説明する。第２図は、空燃比制御が行わ
れるエンジン10とその周辺装置を示す概略構成図であ
る。図示するように本実施例では、エンジン10の点火時
期Ig、燃料噴射量TAUの各々の制御が、電子制御装置（E
CU）20により行われる。
以下本発明の好適な実施例としてのエンジン用空燃比制
御装置について説明する。第２図は、空燃比制御が行わ
れるエンジン10とその周辺装置を示す概略構成図であ
る。図示するように本実施例では、エンジン10の点火時
期Ig、燃料噴射量TAUの各々の制御が、電子制御装置（E
CU）20により行われる。
エンジン10は、第２図に示すように、４気筒４サイク
ルの火花点火式のものであって、その吸入空気は上流よ
り、エアクリーナ11、吸気管12、スロットルバルブ13、
サージタンク14、吸気分岐管15を介して各気筒に吸入さ
れる。一方燃料は図示しない燃料タンクより圧送されて
吸気分岐管15に設けられた燃料噴射弁16a、16b、16c、1
6dから噴射・供給されるように構成されている。また、
エンジン10には、点火回路17から供給される高電圧の電
気信号を各気筒の点火プラグ18a、18b、18c、18d、に分
配するディストリビュータ19、このディストリビュータ
19内に設けられエンジン10の回転数Neを検出する回転数
センサ30、スロットルバルブ13の開度THを検出するスロ
ットルセンサ31、スロットルバルブ13下流の吸気圧PMを
検出する吸気圧センサ32、エンジン10の冷却水温Thwを
検出する暖機センサ33、吸気温Tamを検出する吸気温セ
ンサ34、が備えられている。前述の回転数センサ30はエ
ンジン10のクランク軸と同期して回転するリングギアに
対向して設けられるもので、回転数Neに比例してエンジ
ン10の１回転、即ち720°CAに24発のパルス信号を出力
する。スロットルセンサ31はスロットル開度THに応じた
アナログ信号と共に、スロットルバルブ13がほぼ全閉で
あることを検出するアイドルスイッチからのオン−オフ
信号も出力する。
ルの火花点火式のものであって、その吸入空気は上流よ
り、エアクリーナ11、吸気管12、スロットルバルブ13、
サージタンク14、吸気分岐管15を介して各気筒に吸入さ
れる。一方燃料は図示しない燃料タンクより圧送されて
吸気分岐管15に設けられた燃料噴射弁16a、16b、16c、1
6dから噴射・供給されるように構成されている。また、
エンジン10には、点火回路17から供給される高電圧の電
気信号を各気筒の点火プラグ18a、18b、18c、18d、に分
配するディストリビュータ19、このディストリビュータ
19内に設けられエンジン10の回転数Neを検出する回転数
センサ30、スロットルバルブ13の開度THを検出するスロ
ットルセンサ31、スロットルバルブ13下流の吸気圧PMを
検出する吸気圧センサ32、エンジン10の冷却水温Thwを
検出する暖機センサ33、吸気温Tamを検出する吸気温セ
ンサ34、が備えられている。前述の回転数センサ30はエ
ンジン10のクランク軸と同期して回転するリングギアに
対向して設けられるもので、回転数Neに比例してエンジ
ン10の１回転、即ち720°CAに24発のパルス信号を出力
する。スロットルセンサ31はスロットル開度THに応じた
アナログ信号と共に、スロットルバルブ13がほぼ全閉で
あることを検出するアイドルスイッチからのオン−オフ
信号も出力する。
さらに、エンジン10の排気管35には、エンジン10から
排出される排気ガス中の有害成分（CO、HC、NOx等）を
低減するための三元触媒38が設けられている。さらに、
三元触媒38の上流側には空燃比λに応じたリニアな検出
信号を出力する第１の酸素濃度センサである空燃比セン
サ36が設けられており、三元触媒38の下流側には三元触
媒下流の空燃比λが理論空燃比λ0に対してリッチか、
リーンかに応じた検出信号を出力する第２の酸素濃度セ
ンサであるO2センサ37が設けられている。
排出される排気ガス中の有害成分（CO、HC、NOx等）を
低減するための三元触媒38が設けられている。さらに、
三元触媒38の上流側には空燃比λに応じたリニアな検出
信号を出力する第１の酸素濃度センサである空燃比セン
サ36が設けられており、三元触媒38の下流側には三元触
媒下流の空燃比λが理論空燃比λ0に対してリッチか、
リーンかに応じた検出信号を出力する第２の酸素濃度セ
ンサであるO2センサ37が設けられている。
電子制御装置20は、周知のCPU21、ROM22、RAM23、バ
ックアップRAM24等を中心に算術論理演算回路として構
成され、上述した各センサからの入力を行う入力ポート
25や各アクチュエータへ制御信号を出力する出力ポート
26等と、バス27を介して相互に接続されている。電子制
御装置20は、入力ポート25を介して、吸気圧PM、吸気温
Tam、スロットル開度TH、冷却水温Thw、空燃比λおよび
回転数Ne等を入力し、これらに基づいて燃料噴射量TA
U、点火時期Igを算出し、出力ポート26を介して燃料噴
射弁16aないし16d、点火回路17の各々に制御信号を出力
する。これらの制御のうち、空燃比制御について以下に
説明する。
ックアップRAM24等を中心に算術論理演算回路として構
成され、上述した各センサからの入力を行う入力ポート
25や各アクチュエータへ制御信号を出力する出力ポート
26等と、バス27を介して相互に接続されている。電子制
御装置20は、入力ポート25を介して、吸気圧PM、吸気温
Tam、スロットル開度TH、冷却水温Thw、空燃比λおよび
回転数Ne等を入力し、これらに基づいて燃料噴射量TA
U、点火時期Igを算出し、出力ポート26を介して燃料噴
射弁16aないし16d、点火回路17の各々に制御信号を出力
する。これらの制御のうち、空燃比制御について以下に
説明する。
電子制御装置20は、空燃比制御を行うために予め次の
手法で設計されている。なお、以下に述べる設計手法は
特開昭64−110853号公報に開示されている。
手法で設計されている。なお、以下に述べる設計手法は
特開昭64−110853号公報に開示されている。
制御対象のモデリング 本実施例ではエンジン10の空燃比λを制御するシステ
ムのモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰
移動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似し
ている。
ムのモデルに、むだ時間Ｐ＝３を持つ次数１の自己回帰
移動平均モデルを用い、さらに外乱ｄを考慮して近似し
ている。
まず自己回帰移動平均モデルを用いた空燃比λを制御
するシステムのモデルは、 λ（ｋ）＝ａ・λ（ｋ−１）＋ｂ・FAF（ｋ−３） …（１） で近似できる。ここで、λは空燃比、FAFは空燃比補正
係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプリング開始から
の制御回数を示す変数である。さらに外乱ｄを考慮する
と制御システムのモデルは、 λ（ｋ）＝ａ・λ（ｋ−１）＋ｂ・FAF（ｋ−３）＋ｄ
（ｋ−１） …（２） と近似できる。
するシステムのモデルは、 λ（ｋ）＝ａ・λ（ｋ−１）＋ｂ・FAF（ｋ−３） …（１） で近似できる。ここで、λは空燃比、FAFは空燃比補正
係数、ａ、ｂは定数、ｋは最初のサンプリング開始から
の制御回数を示す変数である。さらに外乱ｄを考慮する
と制御システムのモデルは、 λ（ｋ）＝ａ・λ（ｋ−１）＋ｂ・FAF（ｋ−３）＋ｄ
（ｋ−１） …（２） と近似できる。
以上のようにして近似したモデルに対し、ステップ応
答を用いて回転同期（360°CA）サンプリングで離散化
して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空燃比λを制御す
る系の伝達関数Ｇを求めることは容易である。
答を用いて回転同期（360°CA）サンプリングで離散化
して定数ａ、ｂを定めること、即ち、空燃比λを制御す
る系の伝達関数Ｇを求めることは容易である。
を用いて書き直すと、 を得る。
となる。
レギュレータの設計 上記（３）、（４）式についてレギュレータを設計す
ると、最適フィードバックゲイン となる。更に、誤差を吸収させるための積分項ZI（ｋ）
を加え、 FAF（ｋ）＝K1・λ（ｋ）＋K2・FAF（ｋ−３）＋K3・FA
F（ｋ−２）＋K4・FAF（ｋ−１）＋ZI（ｋ） …（６） として、空燃比λ、補正係数FAFを求めることができ
る。
ると、最適フィードバックゲイン となる。更に、誤差を吸収させるための積分項ZI（ｋ）
を加え、 FAF（ｋ）＝K1・λ（ｋ）＋K2・FAF（ｋ−３）＋K3・FA
F（ｋ−２）＋K4・FAF（ｋ−１）＋ZI（ｋ） …（６） として、空燃比λ、補正係数FAFを求めることができ
る。
なお、積分項ZI（ｋ）は目標空燃比λTGと実際の空燃
比λ（ｋ）との偏差と積分定数Kaとから決まる値であっ
て、次式により求められる。
比λ（ｋ）との偏差と積分定数Kaとから決まる値であっ
て、次式により求められる。
ZI（ｋ）＝ZI（ｋ−１）＋Ka・（λTG−λ（ｋ）） …
（７） 第４図は、前述のようにモデルを設計した空燃比λを
制御するシステムのブロック線図である。第４図におい
て、空燃比補正係数FAF（ｋ）をFAF（ｋ−１）から導く
ためにZ-1変換を用いて表示したが、これは過去の空燃
比補正係数FAF（ｋ−１）をRAM23に記憶しておき、次の
制御タイミングで読み出して用いている。
（７） 第４図は、前述のようにモデルを設計した空燃比λを
制御するシステムのブロック線図である。第４図におい
て、空燃比補正係数FAF（ｋ）をFAF（ｋ−１）から導く
ためにZ-1変換を用いて表示したが、これは過去の空燃
比補正係数FAF（ｋ−１）をRAM23に記憶しておき、次の
制御タイミングで読み出して用いている。
また、第４図において一点鎖線でかこまれたブロック
P1が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィードバック
制御している状態において状態変数量 を定める部分、ブロックP2が積分項ZI（ｋ）を求める部
分（累積部）、およびブロックP3がブロックP1で定めら
れた状態変数量 とブロックP2で定められた積分項ZI（ｋ）とから今回の
空燃比補正係数FAF（ｋ）を演算する部分である。
P1が空燃比λ（ｋ）を目標空燃比λTGにフィードバック
制御している状態において状態変数量 を定める部分、ブロックP2が積分項ZI（ｋ）を求める部
分（累積部）、およびブロックP3がブロックP1で定めら
れた状態変数量 とブロックP2で定められた積分項ZI（ｋ）とから今回の
空燃比補正係数FAF（ｋ）を演算する部分である。
最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaの決定 最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaは、例えば、次式で示される評価関数Ｊ
を最小とすることで設定できる。
を最小とすることで設定できる。
ここで、評価関数Ｊとは空燃比補正係数FAF（ｋ）の
動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標空燃比λTGと
の偏差を最小にしようと意図したものであり、空燃比補
正係数FAF（ｋ）に対する制約の重み付けは、重みのパ
ラメータＱ、Ｒの値によって変更することができる。し
たがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を種々換えて最適
な制御特定がえられるまでシミュレーションを繰り返
し、最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを定めればよい。
動きを制約しつつ、空燃比λ（ｋ）と目標空燃比λTGと
の偏差を最小にしようと意図したものであり、空燃比補
正係数FAF（ｋ）に対する制約の重み付けは、重みのパ
ラメータＱ、Ｒの値によって変更することができる。し
たがって、重みパラメータＱ、Ｒの値を種々換えて最適
な制御特定がえられるまでシミュレーションを繰り返
し、最適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを定めればよい。
さらに、最適フィールドバックゲイン 及び積分定数Kaはモデル定数ａ、ｂに依存している。よ
って、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ
変動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証
するためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最
適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを設計する必要がある。よって、シュミ
レーションはモデル定数ａ、ｂの現実に生じ得る変動を
加味して行ない、安定性を満足する最適フィードバック
ゲイン 及び積分定数Kaを定める。
って、実際の空燃比λを制御する系の変動（パラメータ
変動）に対するシステムの安定性（ロバスト性）を保証
するためには、モデル定数ａ、ｂの変動分を見込んで最
適フィードバックゲイン 及び積分定数Kaを設計する必要がある。よって、シュミ
レーションはモデル定数ａ、ｂの現実に生じ得る変動を
加味して行ない、安定性を満足する最適フィードバック
ゲイン 及び積分定数Kaを定める。
以上、制御対象のモデリング、状態変数量の表示
方法、レギュレータの設計、最適フィードバックゲ
イン及び積分定数の決定について説明したが、これらは
予め決定されており、電子制御装置20ではその結果即
ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて制御を行う。
方法、レギュレータの設計、最適フィードバックゲ
イン及び積分定数の決定について説明したが、これらは
予め決定されており、電子制御装置20ではその結果即
ち、前述の（６）、（７）式のみを用いて制御を行う。
以下、第５図、第７図に示すフローチャートに基づい
て空燃比制御について説明する。
て空燃比制御について説明する。
第５図は燃料噴射量TAUを設定する処理であり、回転
に同期（360°CA毎）して実行されるものである。
に同期（360°CA毎）して実行されるものである。
まず、ステップ101で吸気圧PM、回転数Ne等に応じて
基本燃料噴射量Tpが演算される。続くステップ102で空
燃比λのフィーヂバック条件が成立しているか否かを検
出する。ここで、フィードバック条件とは周知のとお
り、冷却水温Thwが所定値以上であって、高負荷、高回
転でないことである。ステップ102で空燃比λのフィー
ドバック条件が成立していない時は、ステップ103で空
燃比補正係数FAFが１に設定され、ステップ106へ進む。
基本燃料噴射量Tpが演算される。続くステップ102で空
燃比λのフィーヂバック条件が成立しているか否かを検
出する。ここで、フィードバック条件とは周知のとお
り、冷却水温Thwが所定値以上であって、高負荷、高回
転でないことである。ステップ102で空燃比λのフィー
ドバック条件が成立していない時は、ステップ103で空
燃比補正係数FAFが１に設定され、ステップ106へ進む。
また、ステップ102で空燃比λのフィードバック条件
が成立している時は、ステップ104で目標空燃比λTGが
設定される（詳細は後述）。そして、ステップ105で空
燃比λが目標空燃比λTGとなるように空燃比補正係数FA
Fが設定される。詳しくは、目標空燃比λTGと空燃比セ
ンサ36で検出される空燃比λ（ｋ）に応じて、前述の
（６）、（７）式により空燃比補正係数FAFが演算され
る。
が成立している時は、ステップ104で目標空燃比λTGが
設定される（詳細は後述）。そして、ステップ105で空
燃比λが目標空燃比λTGとなるように空燃比補正係数FA
Fが設定される。詳しくは、目標空燃比λTGと空燃比セ
ンサ36で検出される空燃比λ（ｋ）に応じて、前述の
（６）、（７）式により空燃比補正係数FAFが演算され
る。
そして、ステップ106で基本燃料噴射量Tpに対して空
燃比補正係数FAF及び他の補正係数FALLに応じて次式に
より補正され、燃料噴射量TAUが設定される。
燃比補正係数FAF及び他の補正係数FALLに応じて次式に
より補正され、燃料噴射量TAUが設定される。
TAU＝FAF×Tp×FALL 以上のようにして設定された燃料噴射量TAUに応じた
作動信号が燃料噴射弁16aないし16dへ出力される。
作動信号が燃料噴射弁16aないし16dへ出力される。
次に、目標空燃比λTGの設定（第５図中のステップ10
4）について説明する。
4）について説明する。
まず、O2センサ37の検出信号に基づいて実際の空燃比
と空燃比センサ36の検出信号とのずれを補正するように
目標空燃比の中央値λTGCが設定される。詳しくは、O2
センサ37の検出信号がリッチの時は、中央値λTGCを所
定値λMだけリーンに設定する。逆に、O2センサ37の検
出信号がリーンの時は、中央値λTGCを所定値λMだけリ
ッチに設定する。ここで、三元触媒38の浄化率ηの空燃
比λに対する特性は第６図に示す。後述するように第６
図に示す触媒ウィンドウＷ（図中斜線部）の範囲内で制
御される。触媒ウィンドウＷは0.1％程度であるため、
前述の所定値λMとしては、この値よりも小さく設定す
る。
と空燃比センサ36の検出信号とのずれを補正するように
目標空燃比の中央値λTGCが設定される。詳しくは、O2
センサ37の検出信号がリッチの時は、中央値λTGCを所
定値λMだけリーンに設定する。逆に、O2センサ37の検
出信号がリーンの時は、中央値λTGCを所定値λMだけリ
ッチに設定する。ここで、三元触媒38の浄化率ηの空燃
比λに対する特性は第６図に示す。後述するように第６
図に示す触媒ウィンドウＷ（図中斜線部）の範囲内で制
御される。触媒ウィンドウＷは0.1％程度であるため、
前述の所定値λMとしては、この値よりも小さく設定す
る。
また、実際の空燃比と空燃比センサの検出信号とのず
れは回転数Ne、吸気圧PMによっても異なる。即ち、浄化
率ηが最大となる空燃比が回転数Ne、吸気圧PMにより異
なる。よって、中央値λTGCの初期値として、予め回転
数Neと吸気圧PMとにより浄化率ηが最大となる空燃比を
求めておき、ROM22に記憶しておく。そして、フィード
バック開始時に、ROM22から読み出すようにすればよ
い。この中央値λTGCの初期値は、回転数Ne、吸気圧PM
が大きくなる程、リッチとなる特性を有している。
れは回転数Ne、吸気圧PMによっても異なる。即ち、浄化
率ηが最大となる空燃比が回転数Ne、吸気圧PMにより異
なる。よって、中央値λTGCの初期値として、予め回転
数Neと吸気圧PMとにより浄化率ηが最大となる空燃比を
求めておき、ROM22に記憶しておく。そして、フィード
バック開始時に、ROM22から読み出すようにすればよ
い。この中央値λTGCの初期値は、回転数Ne、吸気圧PM
が大きくなる程、リッチとなる特性を有している。
次に前述のようにして設定される中央値λTGCに対し
て、触媒ウィンドウＷ範囲内で、所定の振幅（ディザ振
幅）λDTZで周期的（ディザ周期TDZA）に目標空燃比λ
TGを変化させる（ディザ制御）。ここで、ディザ振幅λ
DTZ、ディザ周期TDZAについても、浄化率ηが最大とな
る最適値が回転数Neと吸気圧PMにより異なる。よって、
ディザ振幅λDTZ、ディザ周期TDZAの最適値を予め回転
数Neと吸気圧PMとにより求めておき、ROM2に記憶してお
く。そして、逐次、ROM22から読み込むようにすればよ
い。
て、触媒ウィンドウＷ範囲内で、所定の振幅（ディザ振
幅）λDTZで周期的（ディザ周期TDZA）に目標空燃比λ
TGを変化させる（ディザ制御）。ここで、ディザ振幅λ
DTZ、ディザ周期TDZAについても、浄化率ηが最大とな
る最適値が回転数Neと吸気圧PMにより異なる。よって、
ディザ振幅λDTZ、ディザ周期TDZAの最適値を予め回転
数Neと吸気圧PMとにより求めておき、ROM2に記憶してお
く。そして、逐次、ROM22から読み込むようにすればよ
い。
以上の目標空燃比λTGの設定について、第７図に示す
フローチャートに基づいて説明する。
フローチャートに基づいて説明する。
ステップ201〜ステップ203は、前述の目標空燃比の中
央値λTGCを設定する処理である。まず、ステップ201で
O2センサ37からの検出信号がリッチかリーンかを検出す
る。ここで、O2センサ37からの検出信号がリッチの場合
は、ステップ202で中央値λTGCを所定値λMだけ大き
く、即ちリーンに設定する（λTGC←λTGC＋λM）。ま
た、ステップ201で、O2センサ37からの検出信号がリー
ンの場合は、ステップ203で中央値λTGCを所定値λMだ
け小さく、即ちリーンに設定する（λTGC←λTGC−
λM）。
央値λTGCを設定する処理である。まず、ステップ201で
O2センサ37からの検出信号がリッチかリーンかを検出す
る。ここで、O2センサ37からの検出信号がリッチの場合
は、ステップ202で中央値λTGCを所定値λMだけ大き
く、即ちリーンに設定する（λTGC←λTGC＋λM）。ま
た、ステップ201で、O2センサ37からの検出信号がリー
ンの場合は、ステップ203で中央値λTGCを所定値λMだ
け小さく、即ちリーンに設定する（λTGC←λTGC−
λM）。
ステップ204〜ステップ213は、前述のディザ制御であ
る。ステップ204で、カウンタCDZAがディザ周期TDZA以
上か否かを検出する。ここで、カウンタCDZAはディザ周
期TDZAをカウントするものである。ここで、カウンタCD
ZAがディザ周期TDZA未満の場合は、ステップ205でカウ
ンタCDZAをカウントアップ（CDZA←CDZA＋１）し、ステ
ップ213へ進む。
る。ステップ204で、カウンタCDZAがディザ周期TDZA以
上か否かを検出する。ここで、カウンタCDZAはディザ周
期TDZAをカウントするものである。ここで、カウンタCD
ZAがディザ周期TDZA未満の場合は、ステップ205でカウ
ンタCDZAをカウントアップ（CDZA←CDZA＋１）し、ステ
ップ213へ進む。
また、ステップ204でカウンタCDZAがディザ周期TDZA
以上の場合は、ステップ206〜ステップ212で目標空燃比
λTGをステップ的に変化させるための処理を行う。ま
ず、ステップ206でカウンタCDZAをリセット（CDZA＝
０）する。ステップ207でディザ振幅λDZAを設定する。
詳しくは、前述のようにディザ振幅λDZAは、回転数Ne
と吸気圧PMとに応じた最適値を予め求めておき、回転数
Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22に記憶して
おく。そして、逐次ROM22からディザ振幅λDZAを読み込
む。続く、ステップ208でディザ周期TDZAを設定する。
ディザ周期TDZAについても、ディザ振幅λDZAと同様
に、回転数Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22
に記憶しておく。そして、逐次ROM22からディザ周期T
DZAを読み込む。
以上の場合は、ステップ206〜ステップ212で目標空燃比
λTGをステップ的に変化させるための処理を行う。ま
ず、ステップ206でカウンタCDZAをリセット（CDZA＝
０）する。ステップ207でディザ振幅λDZAを設定する。
詳しくは、前述のようにディザ振幅λDZAは、回転数Ne
と吸気圧PMとに応じた最適値を予め求めておき、回転数
Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22に記憶して
おく。そして、逐次ROM22からディザ振幅λDZAを読み込
む。続く、ステップ208でディザ周期TDZAを設定する。
ディザ周期TDZAについても、ディザ振幅λDZAと同様
に、回転数Neと吸気圧PMとの二次元マップとしてROM22
に記憶しておく。そして、逐次ROM22からディザ周期T
DZAを読み込む。
次に、ステップ209でフラグXDZRがセットされている
か否かを判定する。ここで、フラグXDZRがセットされて
いる（XDZR＝１）場合は、目標空燃比λTGが中央値λ
TGCに対してリッチに設定してあることを示す。ステッ
プ209でフラグXDZRがセットされている（XDZR＝１）と
判定された場合、即ち前回の制御タイミングまで目標空
燃比λTGが中央値λTGCに対してリッチに設定されてい
た場合は、ステップ210で目標空燃比λTGを中央値λTGC
に対して、ディザ振幅λDZAだけリーンに設定されるよ
うに、フラグXDZRをリセットする（XDZR←０）。また、
ステップ209でフラグXDZRがリセットされている（XDZR
＝１）と判定された場合、即ち前回の制御タイミングま
で目標空燃比λTGが中央値λTGCに対してリーンに設定
されていた場合は、ステップ211で目標空燃比λTGを中
央値λTGCに対して、ディザ振幅λDZAだけリッチに設定
されるように、フラグXDZRをセットする（XDZR←１）。
続くステップ212でディザ振幅λDZAを負の数にし、ステ
ップ213で進む。
か否かを判定する。ここで、フラグXDZRがセットされて
いる（XDZR＝１）場合は、目標空燃比λTGが中央値λ
TGCに対してリッチに設定してあることを示す。ステッ
プ209でフラグXDZRがセットされている（XDZR＝１）と
判定された場合、即ち前回の制御タイミングまで目標空
燃比λTGが中央値λTGCに対してリッチに設定されてい
た場合は、ステップ210で目標空燃比λTGを中央値λTGC
に対して、ディザ振幅λDZAだけリーンに設定されるよ
うに、フラグXDZRをリセットする（XDZR←０）。また、
ステップ209でフラグXDZRがリセットされている（XDZR
＝１）と判定された場合、即ち前回の制御タイミングま
で目標空燃比λTGが中央値λTGCに対してリーンに設定
されていた場合は、ステップ211で目標空燃比λTGを中
央値λTGCに対して、ディザ振幅λDZAだけリッチに設定
されるように、フラグXDZRをセットする（XDZR←１）。
続くステップ212でディザ振幅λDZAを負の数にし、ステ
ップ213で進む。
そしてステップ213で目標空燃比λTGを次式により設
定する。
定する。
λTG＝λTGC＋λDZA したがって、目標空燃比λTGを中央値λTGCに対して
ディザ振幅λDZAだけリーンに設定する場合は、ステッ
プ213で次式により目標空燃比λTGが設定される。
ディザ振幅λDZAだけリーンに設定する場合は、ステッ
プ213で次式により目標空燃比λTGが設定される。
λTG＝λTGC＋λDZA また、目標空燃比λTGを中央値λTGCに対してディザ
振幅λDZAだけリッチに設定する場合は、ステップ212で
ディザ振幅λDZAが負の数に設定されるため、ステップ2
13で次式により目標空燃比λTGが設定される。
振幅λDZAだけリッチに設定する場合は、ステップ212で
ディザ振幅λDZAが負の数に設定されるため、ステップ2
13で次式により目標空燃比λTGが設定される。
λTG＝λTGC−λDZA 以上の中央値λTGCの設定におけるタイムチャートを
示す。O2センサ37の信号がリーンである間は所定値λM
ずつ中央値λTGCをリッチへと設定し、O2センサ37の信
号がリッチである間は所定値λMずつ中央値λTGCをリー
ンへと設定する。よって中央値λTGCは空燃比センサ36
が示す理論空燃比となる。したがって、実際の空燃比と
空燃比センサ36の検出信号とのずれを補正することがで
きる。
示す。O2センサ37の信号がリーンである間は所定値λM
ずつ中央値λTGCをリッチへと設定し、O2センサ37の信
号がリッチである間は所定値λMずつ中央値λTGCをリー
ンへと設定する。よって中央値λTGCは空燃比センサ36
が示す理論空燃比となる。したがって、実際の空燃比と
空燃比センサ36の検出信号とのずれを補正することがで
きる。
次に、第９図にディザ制御に関するタイムチャートを
示す。目標空燃比λTGを中央値λTGCに対してディザ振
幅λDZAだけ、リッチまたはリーンに短かいディザ周期T
DZAでふるように設定する。したがって、三元触媒38の
浄化率ηを高めることができる。
示す。目標空燃比λTGを中央値λTGCに対してディザ振
幅λDZAだけ、リッチまたはリーンに短かいディザ周期T
DZAでふるように設定する。したがって、三元触媒38の
浄化率ηを高めることができる。
ここで、O2センサ37を三元触媒38の下流に配設した場
合の検出信号の特性を第３図（ｂ）に示す。この特性図
より明らかなように、O2センサ37を三元触媒38の下流に
配設した場合の検出信号の特性（第３図（ｂ））は、三
元触媒38の上流に配設した場合の検出信号の特性（第３
図（ａ））に比べリッチ、リーンの反転周期が長くな
る。これは、三元触媒38で排気ガス中の有害成分が酸化
還元反応により浄化が行われるためである。よって、三
元触媒38の浄化率ηを高めるために空燃比λがリッチ、
リーンの短かい周期でくり返すように制御されても、そ
の影響を受けずに、空燃比センサ36を精度よく補正する
ことができる。
合の検出信号の特性を第３図（ｂ）に示す。この特性図
より明らかなように、O2センサ37を三元触媒38の下流に
配設した場合の検出信号の特性（第３図（ｂ））は、三
元触媒38の上流に配設した場合の検出信号の特性（第３
図（ａ））に比べリッチ、リーンの反転周期が長くな
る。これは、三元触媒38で排気ガス中の有害成分が酸化
還元反応により浄化が行われるためである。よって、三
元触媒38の浄化率ηを高めるために空燃比λがリッチ、
リーンの短かい周期でくり返すように制御されても、そ
の影響を受けずに、空燃比センサ36を精度よく補正する
ことができる。
また、三元触媒38の下流では排気ガスが充分に混合さ
れるため、その検出信号は特定の気筒の空燃比λに依存
することなく、全気筒の平均的な空燃比λであるため、
適切な空燃比λの補正を行うことができる。
れるため、その検出信号は特定の気筒の空燃比λに依存
することなく、全気筒の平均的な空燃比λであるため、
適切な空燃比λの補正を行うことができる。
さらに、三元触媒38により排気ガスが冷され、かつ排
気ガス中の銅成分も吸収されるため、O2センサ37の劣化
を防止することができる。
気ガス中の銅成分も吸収されるため、O2センサ37の劣化
を防止することができる。
前述の実施例においては、目標空燃比の中央値λTGC
を常にO2センサ37の検出信号に応じて設定するようにし
ている。そこで、O2センサ37の検出信号のリッチの時間
とリーンの時間とがほぼ等しくなった時点で目標空燃比
の中央値λTGCを一定として、以降設計を中止するよう
にしてもよい。この場合の目標空燃比の中央値λTGCと
しては、第９図における点Ｄとしても良いし、点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの平均値としても良い。
を常にO2センサ37の検出信号に応じて設定するようにし
ている。そこで、O2センサ37の検出信号のリッチの時間
とリーンの時間とがほぼ等しくなった時点で目標空燃比
の中央値λTGCを一定として、以降設計を中止するよう
にしてもよい。この場合の目標空燃比の中央値λTGCと
しては、第９図における点Ｄとしても良いし、点Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの平均値としても良い。
また、前述の実施例では各制御タイミングにおけるO2
センサの検出信号に応じて目標空燃比の中央値λTGCを
設定しているが、他の実施例としてO2センサの検出信号
の所定周期におけるリッチの時間とリーンの時間とに応
じて目標空燃比の中央値λTGCを設定するようにしても
よい。
センサの検出信号に応じて目標空燃比の中央値λTGCを
設定しているが、他の実施例としてO2センサの検出信号
の所定周期におけるリッチの時間とリーンの時間とに応
じて目標空燃比の中央値λTGCを設定するようにしても
よい。
以下、他の実施例について説明する。目標空燃比λTG
は、前述のように短かい周期でリッチ、リーンを繰り返
すように設定され制御される。ここで、目標空燃比の中
央値λTGCと理論空燃比λ0（14.7）とが等しい場合（λ
TGC＝λ0）、O2センサ37の検出信号は第10図（ａ）のよ
うになる。即ち、検出信号の所定周期におけるリッチの
時間TRiの総時間STRとリーンの時間TLiの総時間STLとが
等しくなる。即ち、 STR＝STL ここで、 一方、目標空燃比の中央値λTGCが理論空燃比λ0に対
してリッチである場合（λTGC＜λ0）、第10図（ｂ）に
示すようにリッチの時間TRiがリーンの時間TLiに比べて
長くなる。即ち、 STR＞STL また、目標空燃比の中央値λTGCが理論空燃比λ0に対
してリーンである場合（λTGC＞λ0）、第10図（ｃ）に
示すようにリーンの時間TLiがリッチの時間TRiに比べて
長くなる。即ち、 STR＜STL 次に第11図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。第11図は第７図のステップ201〜ステップ203がステ
ップ301〜ステップ303に変わるのみであり、それ以外は
第７図と同様であるため説明を省略する。
は、前述のように短かい周期でリッチ、リーンを繰り返
すように設定され制御される。ここで、目標空燃比の中
央値λTGCと理論空燃比λ0（14.7）とが等しい場合（λ
TGC＝λ0）、O2センサ37の検出信号は第10図（ａ）のよ
うになる。即ち、検出信号の所定周期におけるリッチの
時間TRiの総時間STRとリーンの時間TLiの総時間STLとが
等しくなる。即ち、 STR＝STL ここで、 一方、目標空燃比の中央値λTGCが理論空燃比λ0に対
してリッチである場合（λTGC＜λ0）、第10図（ｂ）に
示すようにリッチの時間TRiがリーンの時間TLiに比べて
長くなる。即ち、 STR＞STL また、目標空燃比の中央値λTGCが理論空燃比λ0に対
してリーンである場合（λTGC＞λ0）、第10図（ｃ）に
示すようにリーンの時間TLiがリッチの時間TRiに比べて
長くなる。即ち、 STR＜STL 次に第11図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。第11図は第７図のステップ201〜ステップ203がステ
ップ301〜ステップ303に変わるのみであり、それ以外は
第７図と同様であるため説明を省略する。
まず、ステップ301で、O2センサの検出信号における
所定周期（例えば、本実施例では５周期）分におけるリ
ッチの時間の総時間STRとリーンの時間の総時間STLとの
大小比較をする。ここで、リッチ又はリーンの総時間ST
R、STLは、O2センサ37からの検出信号の反転に同期して
起動されるルーチンで求められる。前回起動されてから
今回起動されるまでの時間を演算し、その時間をそれぞ
れリッチの時間かリーンの時間かに応じて総時間STR、S
TLに加算することにより求められる。ステップ301で、S
TR＞STLならば中央値λTGCが理論空燃比λ0に対してリ
ッチであるため、ステップ302で中央値λTGCを所定値λ
Mだけ大きくする（λTGC←λTGC＋λM）。
所定周期（例えば、本実施例では５周期）分におけるリ
ッチの時間の総時間STRとリーンの時間の総時間STLとの
大小比較をする。ここで、リッチ又はリーンの総時間ST
R、STLは、O2センサ37からの検出信号の反転に同期して
起動されるルーチンで求められる。前回起動されてから
今回起動されるまでの時間を演算し、その時間をそれぞ
れリッチの時間かリーンの時間かに応じて総時間STR、S
TLに加算することにより求められる。ステップ301で、S
TR＞STLならば中央値λTGCが理論空燃比λ0に対してリ
ッチであるため、ステップ302で中央値λTGCを所定値λ
Mだけ大きくする（λTGC←λTGC＋λM）。
一方、ステップ301でSTR＞STLならば、目標空燃比の
中央値λTGCが理論空燃比に対してリーンであるため、
ステップ303で目標空燃比の中央値λTGCを所定値λMだ
け小さくする（λTGC←λTGC−λM）。
中央値λTGCが理論空燃比に対してリーンであるため、
ステップ303で目標空燃比の中央値λTGCを所定値λMだ
け小さくする（λTGC←λTGC−λM）。
以上で目標空燃比の中央値λTGCの設定を終了する。
以上詳述したように本発明によれば、混合気が理論空
燃比となるように、触媒の上流に配設される第１の酸素
濃度センサから出力される第１の検出信号と目標空燃比
とに応じて制御される。そして、実際の空燃比と第１の
検出信号とのずれを補正するように、触媒の下流に配設
される第２の酸素濃度センサから出力される第２の検出
信号に応じて目標空燃比が設定される。
燃比となるように、触媒の上流に配設される第１の酸素
濃度センサから出力される第１の検出信号と目標空燃比
とに応じて制御される。そして、実際の空燃比と第１の
検出信号とのずれを補正するように、触媒の下流に配設
される第２の酸素濃度センサから出力される第２の検出
信号に応じて目標空燃比が設定される。
したがって、実際の空燃比と第１の検出信号とのずれ
を精度よく補正でき、触媒の浄化率の高い空燃比に精度
よく制御することができるという優れた効果がある。
を精度よく補正でき、触媒の浄化率の高い空燃比に精度
よく制御することができるという優れた効果がある。
第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例の構成図、第３図はO2センサの検出信号の特性
図、第４図は前記実施例における空燃比制御の作動説明
に供するブロック図、第５図、第７図は前記実施例の作
動説明に供するブロック図、第６図は三元触媒の浄化率
の特性図、第８図、第９図は前記実施例のタイムチャー
ト、第10図は他の実施例のタイムチャート、第11図は他
の実施例の作動説明に供するフローチャートである。 16a〜16d……燃料噴射弁、20……ECU,36……空燃比セン
サ,37……センサ,38……三元触媒。
実施例の構成図、第３図はO2センサの検出信号の特性
図、第４図は前記実施例における空燃比制御の作動説明
に供するブロック図、第５図、第７図は前記実施例の作
動説明に供するブロック図、第６図は三元触媒の浄化率
の特性図、第８図、第９図は前記実施例のタイムチャー
ト、第10図は他の実施例のタイムチャート、第11図は他
の実施例の作動説明に供するフローチャートである。 16a〜16d……燃料噴射弁、20……ECU,36……空燃比セン
サ,37……センサ,38……三元触媒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−230938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97845（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00,395
Claims (4)
- 【請求項１】エンジンの排気管に配設され、排気ガスを
浄化するための触媒と、 この触媒の上流に配設され、触媒上流の空燃比に対して
リニアな第１の検出信号が出力される第１の酸素濃度セ
ンサと、 前記触媒の下流に配設され、触媒下流の空燃比が理論空
燃比に対してリッチかリーンかを示す第２の検出信号が
出力される第２の酸素濃度センサと、 前記第２の検出信号に応じて目標空燃比を設定する目標
空燃比設定手段と、 前記第１の検出信号と前記目標空燃比とに応じて前記エ
ンジンへ供給する燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定
手段と を備えることを特徴とするエンジン用空燃比制御装置。 - 【請求項２】前記目標空燃比設定手段は、 前記第２の検出信号がリッチの場合は前記目標空燃比を
単位時間あたり所定値ずつ徐々にリーン側に設定し、前
記第２の検出信号がリーンの場合は前記目標空燃比を単
位時間あたり所定値ずつ徐々にリッチ側に設定する第１
の目標空燃比設定手段を備えることを特徴とする請求項
１記載のエンジン用空燃比制御装置。 - 【請求項３】前記目標空燃比設定手段は、 前記第２の検出信号の所定周期におけるリッチの時間の
総時間を検出する第１の時間検出手段と、 前記第２の検出信号の所定周期におけるリーンの時間の
総時間を検出する第２の時間検出手段と、 前記リッチの時間の総時間が前記リーンの時間の総時間
より長い場合は前記目標空燃比を所定値ずつ徐々にリー
ン側に設定し、前記リーンの時間の総時間が前記リッチ
の時間の総時間より長い場合は前記目標空燃比を所定値
ずつ徐々にリッチ側に設定する第２の目標空燃比設定手
段と を備えることを特徴とする請求項１記載のエンジン用空
燃比制御装置。 - 【請求項４】前記燃料噴射量設定手段は、 前記目標空燃比を前記目標空燃比設定手段で設定される
目標空燃比に対して所定振幅で周期的に変化させること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエン
ジン用空燃比制御装置。
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Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5315823A (en) * | 1991-02-12 | 1994-05-31 | Nippondenso Co., Ltd. | Control apparatus for speedily warming up catalyst in internal combustion engine |
| DE4128997A1 (de) * | 1991-08-31 | 1993-03-04 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur regelung und pruefung |
| JP3651007B2 (ja) * | 1991-09-24 | 2005-05-25 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE4136911A1 (de) * | 1991-11-09 | 1993-05-13 | Till Keesmann | Verfahren zur katalytischen nachverbrennung der abgase einer mit mehreren zylindern ausgestatteten brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausuebung dieses verfahrens |
| JP2917632B2 (ja) * | 1991-12-03 | 1999-07-12 | 日産自動車株式会社 | エンジンの空燃比制御装置 |
| CA2096382C (en) * | 1992-05-19 | 1998-05-05 | Ken Ogawa | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines |
| US5622047A (en) * | 1992-07-03 | 1997-04-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter |
| US5487270A (en) * | 1992-07-03 | 1996-01-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Air-fuel ratio control system for internal combustion engine |
| JP3306930B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2002-07-24 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3039162B2 (ja) * | 1992-10-13 | 2000-05-08 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2843878B2 (ja) * | 1993-01-21 | 1999-01-06 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3197654B2 (ja) * | 1993-01-21 | 2001-08-13 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの空燃比センサ劣化検出装置 |
| JPH06229292A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3179920B2 (ja) * | 1993-02-12 | 2001-06-25 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の触媒診断装置 |
| JP2880872B2 (ja) * | 1993-02-26 | 1999-04-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の気筒群別空燃比制御装置 |
| US5473889A (en) * | 1993-09-24 | 1995-12-12 | Honda Giken Kogyo K.K. (Honda Motor Co., Ltd. In English) | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines |
| JP3438298B2 (ja) * | 1994-03-25 | 2003-08-18 | マツダ株式会社 | 空燃比センサの故障検出装置 |
| JP3449011B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2003-09-22 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| WO1996021099A1 (fr) * | 1994-12-30 | 1996-07-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande d'injection de carburant destine a un moteur a combustion interne |
| US5758490A (en) * | 1994-12-30 | 1998-06-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel metering control system for internal combustion engine |
| US5657735A (en) * | 1994-12-30 | 1997-08-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel metering control system for internal combustion engine |
| US5832724A (en) * | 1995-01-27 | 1998-11-10 | Mazda Motor Corporation | Air-fuel ratio control system for engines |
| DE19505687A1 (de) * | 1995-02-20 | 1996-08-22 | Audi Ag | Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine im Sekundärluftbetrieb |
| JP3581737B2 (ja) * | 1995-02-24 | 2004-10-27 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3841842B2 (ja) * | 1995-02-24 | 2006-11-08 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US5619976A (en) * | 1995-02-24 | 1997-04-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system employing controller of recurrence formula type for internal combustion engines |
| JP3498817B2 (ja) * | 1995-06-14 | 2004-02-23 | 株式会社デンソー | 内燃機関の排気系故障診断装置 |
| JP3805408B2 (ja) * | 1995-06-15 | 2006-08-02 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE19626405B4 (de) * | 1995-06-30 | 2008-09-18 | Denso Corp., Kariya | Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
| JP3765617B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2006-04-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3887903B2 (ja) * | 1997-09-02 | 2007-02-28 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE19801815A1 (de) * | 1998-01-19 | 1999-07-22 | Volkswagen Ag | Mager-Regeneration von NOx-Speichern |
| US6513321B2 (en) * | 1999-12-28 | 2003-02-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine |
| US6539707B2 (en) | 2000-10-03 | 2003-04-01 | Denso Corporation | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
| US6567738B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-05-20 | Ford Global Technologies, Llc | Fueling control system |
| FR2833309B1 (fr) * | 2001-12-07 | 2006-01-20 | Renault | Dispositif de regulation de la richesse d'un moteur a combustion interne |
| WO2004059151A1 (de) * | 2002-12-30 | 2004-07-15 | Volkswagen Ag | Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines kraftstoff/luftverhältnisses für eine brennkraftmaschine |
| US7377104B2 (en) * | 2004-03-05 | 2008-05-27 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control system with mixed exhaust gas oxygen sensor types |
| AU2006203294B2 (en) * | 2005-08-31 | 2011-09-08 | Ford Global Technologies, Llc | Engine Control System with Mixed Exhaust Gas Oxygen Sensor Types |
| DE102005061872A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration einer Abgasreinigungsanlage |
| US7809490B2 (en) * | 2007-08-17 | 2010-10-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Phase and frequency error based asymmetrical AFR pulse reference tracking algorithm using the pre-catalyst O2 sensor switching output |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4027477A (en) * | 1976-04-29 | 1977-06-07 | General Motors Corporation | Dual sensor closed loop fuel control system having signal transfer between sensors during warmup |
| DE2713988A1 (de) * | 1977-03-30 | 1978-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und einrichtung zur bestimmung der verhaeltnisanteile des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luftgemisches |
| JPS5664125A (en) * | 1979-10-26 | 1981-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Closed loop fuel injection method |
| JPS603446A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | 機関の空燃比制御装置 |
| JPS60243316A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの２次空気制御装置 |
| JPS6183466A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Suzuki Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
| DE3500594C2 (de) * | 1985-01-10 | 1995-08-17 | Bosch Gmbh Robert | Zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine zur Beeinflussung des Betriebsgemisches |
| JPS6445913A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-20 | Mitsubishi Motors Corp | Catalyst deterioration diagnosing device for internal combustion engine |
| JP2551038B2 (ja) * | 1987-10-22 | 1996-11-06 | 日本電装株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2801596B2 (ja) * | 1987-11-05 | 1998-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比制御方法 |
| DE3827978A1 (de) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung fuer stetige lambdaregelung |
-
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