JP2855896B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents
エンジンの空燃比制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの空燃比の
フィードバック制御を行なう装置、特に学習機能を備え
るものに関する。
フィードバック制御を行なう装置、特に学習機能を備え
るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】触媒コンバータの前(上流側)と後(下流
側)にそれぞれ酸素センサ(Ｏ2センサ)を設けた、いわゆ
るダブルＯ2センサシステムの装置がある(特開平１−１
１３５５２号、特開昭５８−７２６４７号公報参照)。
側)にそれぞれ酸素センサ(Ｏ2センサ)を設けた、いわゆ
るダブルＯ2センサシステムの装置がある(特開平１−１
１３５５２号、特開昭５８−７２６４７号公報参照)。
【０００３】これを図１９で説明すると、これは前Ｏ2
センサ出力ＶＦＯに基づいて空燃比フィードバック補正
係数αを計算するためのルーチンである。
センサ出力ＶＦＯに基づいて空燃比フィードバック補正
係数αを計算するためのルーチンである。
【０００４】前Ｏ2センサ(図では「前Ｏ2」で略記する。
以下同じ)による空燃比のフィードバック制御条件(図で
は「Ｆ／Ｂ」で略記する。以下同じ)が成立しているかど
うかをみて、そうであれば前Ｏ2センサ出力ＶＦＯをＡ
／Ｄ変換して取り込む（ステップ１，２）。
以下同じ)による空燃比のフィードバック制御条件(図で
は「Ｆ／Ｂ」で略記する。以下同じ)が成立しているかど
うかをみて、そうであれば前Ｏ2センサ出力ＶＦＯをＡ
／Ｄ変換して取り込む（ステップ１，２）。
【０００５】この取り込んだ前Ｏ2センサ出力ＶＦＯと
理論空燃比相当のスライスレベルＳＬFを比較し、ＶＦ
Ｏ≦ＳＬFであれば、空燃比が理論空燃比よりもリーン
側にあると判断し、フラグＦ１をＦ１＝０とする（ステ
ップ４)。ＶＦＯ＞ＳＬFであればＦ＝１とする（ステッ
プ３，５）。フラグＦ１は空燃比がリッチあるいはリー
ンのいずれの側にあるかを示すフラグであり、Ｆ１＝０
はリーン側にあることを、Ｆ１＝１はリッチ側にあるこ
とを表す。
理論空燃比相当のスライスレベルＳＬFを比較し、ＶＦ
Ｏ≦ＳＬFであれば、空燃比が理論空燃比よりもリーン
側にあると判断し、フラグＦ１をＦ１＝０とする（ステ
ップ４)。ＶＦＯ＞ＳＬFであればＦ＝１とする（ステッ
プ３，５）。フラグＦ１は空燃比がリッチあるいはリー
ンのいずれの側にあるかを示すフラグであり、Ｆ１＝０
はリーン側にあることを、Ｆ１＝１はリッチ側にあるこ
とを表す。
【０００６】フラグＦ１について前回のものと今回のも
のを比較することにより、空燃比が反転したかどうかを
判断して、以下のようにフィードバック補正係数αを算
出する。
のを比較することにより、空燃比が反転したかどうかを
判断して、以下のようにフィードバック補正係数αを算
出する。
【０００７】〈１〉リッチからリーンに反転した直後は
αに比例分ＰLを加えることで(ステップ６，７，９)、
空燃比をステップ的にリッチ側に戻し、〈２〉この逆に
リーンからリッチに反転した直後はαから比例分ＰRを
差し引くことで(ステップ６，７，１０)、空燃比をステ
ップ的にリーン側に戻す。
αに比例分ＰLを加えることで(ステップ６，７，９)、
空燃比をステップ的にリッチ側に戻し、〈２〉この逆に
リーンからリッチに反転した直後はαから比例分ＰRを
差し引くことで(ステップ６，７，１０)、空燃比をステ
ップ的にリーン側に戻す。
【０００８】〈３〉今回もリーンであると判断したとき
はαに積分分ＩLを加えることで(ステップ６，８，１
１)、空燃比を徐々にリッチ側に戻し、〈４〉今回もリ
ッチであるときはαから積分分ＩRを差し引く(ステップ
６，８，１２)ことで、空燃比を徐々にリーン側に戻
す。
はαに積分分ＩLを加えることで(ステップ６，８，１
１)、空燃比を徐々にリッチ側に戻し、〈４〉今回もリ
ッチであるときはαから積分分ＩRを差し引く(ステップ
６，８，１２)ことで、空燃比を徐々にリーン側に戻
す。
【０００９】図２０は後Ｏ2センサ出力ＶＲＯにて前Ｏ2
センサにより求まるαを修正するためのルーチンであ
る。
センサにより求まるαを修正するためのルーチンであ
る。
【００１０】ここでも後Ｏ2センサ(図では「後Ｏ2」で略
記する。以下同じ)による空燃比のフィードバック制御
条件が成立していることのほか、冷却水温Ｔwが所定値
以下であることやスロットルバルブが全閉してないこと
などのすべてを満たすと、後Ｏ2センサ出力ＶＲＯをＡ
／Ｄ変換して取り込む（ステップ２１〜２６）。
記する。以下同じ)による空燃比のフィードバック制御
条件が成立していることのほか、冷却水温Ｔwが所定値
以下であることやスロットルバルブが全閉してないこと
などのすべてを満たすと、後Ｏ2センサ出力ＶＲＯをＡ
／Ｄ変換して取り込む（ステップ２１〜２６）。
【００１１】この取り込んだ後Ｏ2センサ出力ＶＲＯと
理論空燃比相当のスライスレベルＳＬRを比較し、ＶＲ
Ｏ≦ＳＬRであればリーン側にあると判断して、比例分
ＰLに一定値ΔＰLを加えるとともに、比例分ＰRから一
定値ΔＰRを差し引くことで（ステップ２７〜２９）、
空燃比を全体としてリッチ側にシフトさせる。
理論空燃比相当のスライスレベルＳＬRを比較し、ＶＲ
Ｏ≦ＳＬRであればリーン側にあると判断して、比例分
ＰLに一定値ΔＰLを加えるとともに、比例分ＰRから一
定値ΔＰRを差し引くことで（ステップ２７〜２９）、
空燃比を全体としてリッチ側にシフトさせる。
【００１２】この逆にＶＲＯ＞ＳＬRであればリッチ側
にあると判断して、比例分ＰLに一定値ΔＰLを加えると
ともに、比例分ＰRから一定値ΔＰRを差し引くことで
(ステップ２７，３２，３３)、空燃比を全体としてリッ
チ側にシフトさせる。
にあると判断して、比例分ＰLに一定値ΔＰLを加えると
ともに、比例分ＰRから一定値ΔＰRを差し引くことで
(ステップ２７，３２，３３)、空燃比を全体としてリッ
チ側にシフトさせる。
【００１３】この場合、比例分ＰL，ＰRは学習値であ
り、こうして後Ｏ2センサ出力に基づいて比例分を学習
させることで、前Ｏ2センサ出力に基づく空燃比フィー
ドバック制御精度を高めるのである。
り、こうして後Ｏ2センサ出力に基づいて比例分を学習
させることで、前Ｏ2センサ出力に基づく空燃比フィー
ドバック制御精度を高めるのである。
【００１４】また、図２１で示したように、吸入空気量
Ｑaと回転数Ｎeから基本噴射パルス幅Ｔp(＝Ｋ・Ｑa／
Ｎe、ただしＫは定数)を算出し、これを上記の空燃比フ
ィードバック補正係数αで補正した値をインジェクタに
与える燃料噴射パルス幅Ｔiとして算出している。な
お、Ｃoは１と水温増量補正係数Ｋtwなどとの和、Ｔsは
無効パルス幅である。
Ｑaと回転数Ｎeから基本噴射パルス幅Ｔp(＝Ｋ・Ｑa／
Ｎe、ただしＫは定数)を算出し、これを上記の空燃比フ
ィードバック補正係数αで補正した値をインジェクタに
与える燃料噴射パルス幅Ｔiとして算出している。な
お、Ｃoは１と水温増量補正係数Ｋtwなどとの和、Ｔsは
無効パルス幅である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記の後Ｏ2セ
ンサは、排気温度の低くなる触媒コンバータの下流位置
にあって活性化しにくいので、後Ｏ2センサにヒーター
を内蔵させ、これに通電してセンサ素子を加熱してやる
と、容易に活性化することができる。
ンサは、排気温度の低くなる触媒コンバータの下流位置
にあって活性化しにくいので、後Ｏ2センサにヒーター
を内蔵させ、これに通電してセンサ素子を加熱してやる
と、容易に活性化することができる。
【００１６】しかしながら、触媒劣化時の排気性能を調
べてみると、触媒入口温度が所定の範囲を外れて低かっ
たり高かったりしたとき、ＮＯxの転化率にくらべてＣ
Ｏの転化率が急激に悪くなることがわかった。
べてみると、触媒入口温度が所定の範囲を外れて低かっ
たり高かったりしたとき、ＮＯxの転化率にくらべてＣ
Ｏの転化率が急激に悪くなることがわかった。
【００１７】そこでこの発明は、後Ｏ2センサのヒータ
ーに通電されておりかつ触媒温度が所定の温度範囲にな
いときは、後Ｏ2センサによる学習を禁止することなど
により、触媒劣化時にＣＯの転化率の悪化を防ぐことを
目的とする。
ーに通電されておりかつ触媒温度が所定の温度範囲にな
いときは、後Ｏ2センサによる学習を禁止することなど
により、触媒劣化時にＣＯの転化率の悪化を防ぐことを
目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、エンジンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と
回転数Ｎeをそれぞれ検出するセンサ３１,３２と、これ
らの検出値に基づいて基本噴射量Ｔpを算出する手段３
３と、触媒コンバータ前の排気通路に介装され排気空燃
比に応じた出力をする第１のセンサ(たとえばＯ2セン
サ)３４と、このセンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当の
スライスレベルとの比較により空燃比が理論空燃比を境
にして反転したかどうかを判定する手段３５と、この判
定結果に応じ空燃比が理論空燃比の近傍へと制御される
ように空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たと
えば比例分ＰR,ＰL)を算出する手段３６と、運転条件
（たとえばエンジンの負荷と回転数）に応じて区分けさ
れた複数の小領域を持ち、各小領域に対応して制御定数
の学習値ＰＨＯＳを格納するメモリ３７と、現在の運転
条件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手段３
８と、現在の運転条件の属する小領域に格納されている
学習値ＰＨＯＳを前記メモリ３７から読み出す手段３９
と、この読み出された学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定
数ＰR,ＰLを修正した値に基づいて空燃比フィードバッ
ク補正量αを算出する手段４０と、この空燃比フィード
バック補正量αで前記基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴
射量Ｔiを算出する手段４１と、この噴射量Ｔiの燃料を
吸気管に供給する装置４２と、前記触媒コンバータ後の
排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２
のセンサ(たとえばＯ2センサ)４３と、このセンサ出力
ＶＲＯと前記スライスレベルとの比較により空燃比がリ
ッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手段４４
と、この判定した時点における運転条件の属する小領域
に対応して格納されている学習値ＰＨＯＳを前記メモリ
３７から読み出し、この読み出された学習値ＰＨＯＳを
前記リッチ,リーンの判定結果に応じて更新する手段４
５とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記
第２のセンサ４３を加熱するためのヒーター４６と、こ
のヒーター４６に通電する手段４７と、前記触媒コンバ
ータ温度（たとえば触媒入口温度Ｔin）を検出するセン
サ４８と、この温度Ｔinが所定の温度範囲（たとえば３
００〜６００℃の範囲）にあるかどうかを判定する手段
４９と、前記ヒーター４６に通電されているかどうかを
判定する手段５０と、これらの判定結果にもとづきヒー
ター４６に通電されておりかつ触媒コンバータ温度Ｔin
が所定の温度範囲にないとき前記学習値の更新を禁止す
る手段５１とを設けた。
すように、エンジンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と
回転数Ｎeをそれぞれ検出するセンサ３１,３２と、これ
らの検出値に基づいて基本噴射量Ｔpを算出する手段３
３と、触媒コンバータ前の排気通路に介装され排気空燃
比に応じた出力をする第１のセンサ(たとえばＯ2セン
サ)３４と、このセンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当の
スライスレベルとの比較により空燃比が理論空燃比を境
にして反転したかどうかを判定する手段３５と、この判
定結果に応じ空燃比が理論空燃比の近傍へと制御される
ように空燃比フィードバック制御の基本制御定数(たと
えば比例分ＰR,ＰL)を算出する手段３６と、運転条件
（たとえばエンジンの負荷と回転数）に応じて区分けさ
れた複数の小領域を持ち、各小領域に対応して制御定数
の学習値ＰＨＯＳを格納するメモリ３７と、現在の運転
条件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手段３
８と、現在の運転条件の属する小領域に格納されている
学習値ＰＨＯＳを前記メモリ３７から読み出す手段３９
と、この読み出された学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定
数ＰR,ＰLを修正した値に基づいて空燃比フィードバッ
ク補正量αを算出する手段４０と、この空燃比フィード
バック補正量αで前記基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴
射量Ｔiを算出する手段４１と、この噴射量Ｔiの燃料を
吸気管に供給する装置４２と、前記触媒コンバータ後の
排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２
のセンサ(たとえばＯ2センサ)４３と、このセンサ出力
ＶＲＯと前記スライスレベルとの比較により空燃比がリ
ッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手段４４
と、この判定した時点における運転条件の属する小領域
に対応して格納されている学習値ＰＨＯＳを前記メモリ
３７から読み出し、この読み出された学習値ＰＨＯＳを
前記リッチ,リーンの判定結果に応じて更新する手段４
５とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記
第２のセンサ４３を加熱するためのヒーター４６と、こ
のヒーター４６に通電する手段４７と、前記触媒コンバ
ータ温度（たとえば触媒入口温度Ｔin）を検出するセン
サ４８と、この温度Ｔinが所定の温度範囲（たとえば３
００〜６００℃の範囲）にあるかどうかを判定する手段
４９と、前記ヒーター４６に通電されているかどうかを
判定する手段５０と、これらの判定結果にもとづきヒー
ター４６に通電されておりかつ触媒コンバータ温度Ｔin
が所定の温度範囲にないとき前記学習値の更新を禁止す
る手段５１とを設けた。
【００１９】第２の発明は、図２に示すように、エンジ
ンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と回転数Ｎeをそれぞ
れ検出するセンサ３１,３２と、これらの検出値に基づ
いて基本噴射量Ｔpを算出する手段３３と、触媒コンバ
ータ前の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ(たとえばＯ2センサ)３４と、このセ
ンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当のスライスレベルとの
比較により空燃比が理論空燃比を境にして反転したかど
うかを判定する手段３５と、この判定結果に応じ空燃比
が理論空燃比の近傍へと制御されるように空燃比フィー
ドバック制御の基本制御定数(たとえば比例分ＰR,ＰL)
を算出する手段３６と、運転条件（たとえばエンジンの
負荷と回転数）に応じて区分けされた複数の小領域を持
ち、各小領域に対応して制御定数の学習値ＰＨＯＳを格
納するメモリ３７と、現在の運転条件が前記いずれの小
領域に属するかを判定する手段３８と、現在の運転条件
の属する小領域に格納されている学習値ＰＨＯＳを前記
メモリ３７から読み出す手段３９と、この読み出された
学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定数ＰR,ＰLを修正した
値に基づいて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段４０と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴射量Ｔiを算出する手段
４１と、この噴射量Ｔiの燃料を吸気管に供給する装置
４２と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介装され排
気空燃比に応じた出力をする第２のセンサ(たとえばＯ2
センサ)４３と、このセンサ出力ＶＲＯと前記スライス
レベルとの比較により空燃比がリッチ，リーンのいずれ
の側にあるかを判定する手段４４と、この判定した時点
における運転条件の属する小領域に対応して格納されて
いる学習値ＰＨＯＳを前記メモリ３７から読み出し、こ
の読み出された学習値ＰＨＯＳを前記リッチ,リーンの
判定結果に応じて更新する手段４５とを備えるエンジン
の空燃比制御装置において、前記第２のセンサ４３を加
熱するためのヒーター４６と、このヒーター４６に通電
する手段４７と、前記触媒コンバータ温度（たとえば触
媒入口温度Ｔin）を検出するセンサ４８と、この温度Ｔ
inが所定の温度範囲内（たとえば４００〜６００℃の範
囲内）のある温度以上かどうかを判定する手段６１と、
この判定結果にもとづき触媒コンバータ温度Ｔinが所定
の温度範囲内のある温度以上のとき前記ヒーター４６へ
の通電を停止する手段６２とを設けた。
ンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と回転数Ｎeをそれぞ
れ検出するセンサ３１,３２と、これらの検出値に基づ
いて基本噴射量Ｔpを算出する手段３３と、触媒コンバ
ータ前の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ(たとえばＯ2センサ)３４と、このセ
ンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当のスライスレベルとの
比較により空燃比が理論空燃比を境にして反転したかど
うかを判定する手段３５と、この判定結果に応じ空燃比
が理論空燃比の近傍へと制御されるように空燃比フィー
ドバック制御の基本制御定数(たとえば比例分ＰR,ＰL)
を算出する手段３６と、運転条件（たとえばエンジンの
負荷と回転数）に応じて区分けされた複数の小領域を持
ち、各小領域に対応して制御定数の学習値ＰＨＯＳを格
納するメモリ３７と、現在の運転条件が前記いずれの小
領域に属するかを判定する手段３８と、現在の運転条件
の属する小領域に格納されている学習値ＰＨＯＳを前記
メモリ３７から読み出す手段３９と、この読み出された
学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定数ＰR,ＰLを修正した
値に基づいて空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段４０と、この空燃比フィードバック補正量αで前記
基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴射量Ｔiを算出する手段
４１と、この噴射量Ｔiの燃料を吸気管に供給する装置
４２と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介装され排
気空燃比に応じた出力をする第２のセンサ(たとえばＯ2
センサ)４３と、このセンサ出力ＶＲＯと前記スライス
レベルとの比較により空燃比がリッチ，リーンのいずれ
の側にあるかを判定する手段４４と、この判定した時点
における運転条件の属する小領域に対応して格納されて
いる学習値ＰＨＯＳを前記メモリ３７から読み出し、こ
の読み出された学習値ＰＨＯＳを前記リッチ,リーンの
判定結果に応じて更新する手段４５とを備えるエンジン
の空燃比制御装置において、前記第２のセンサ４３を加
熱するためのヒーター４６と、このヒーター４６に通電
する手段４７と、前記触媒コンバータ温度（たとえば触
媒入口温度Ｔin）を検出するセンサ４８と、この温度Ｔ
inが所定の温度範囲内（たとえば４００〜６００℃の範
囲内）のある温度以上かどうかを判定する手段６１と、
この判定結果にもとづき触媒コンバータ温度Ｔinが所定
の温度範囲内のある温度以上のとき前記ヒーター４６へ
の通電を停止する手段６２とを設けた。
【００２０】第３の発明は、図３に示すように、エンジ
ンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と回転数Ｎeをそれぞ
れ検出するセンサ３１,３２と、これらの検出値に基づ
いて基本噴射量Ｔpを算出する手段３３と、触媒コンバ
ータ前の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ(たとえばＯ2センサ)３４と、このセ
ンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当の第１のスライスレベ
ルとの比較により空燃比が理論空燃比を境にして反転し
たかどうかを判定する手段３５と、この判定結果に応じ
空燃比が理論空燃比の近傍へと制御されるように空燃比
フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分
ＰR,ＰL)を算出する手段３６と、運転条件（たとえばエ
ンジンの負荷と回転数）に応じて区分けされた複数の小
領域を持ち、各小領域に対応して制御定数の学習値ＰＨ
ＯＳを格納するメモリ３７と、現在の運転条件が前記い
ずれの小領域に属するかを判定する手段３８と、現在の
運転条件の属する小領域に格納されている学習値ＰＨＯ
Ｓを前記メモリ３７から読み出す手段３９と、この読み
出された学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定数ＰR,ＰLを
修正した値に基づいて空燃比フィードバック補正量αを
算出する手段４０と、この空燃比フィードバック補正量
αで前記基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴射量Ｔiを算出
する手段４１と、この噴射量Ｔiの燃料を吸気管に供給
する装置４２と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介
装され排気空燃比に応じた出力をする第２のセンサ(た
とえばＯ2センサ)４３と、このセンサ出力ＶＲＯと理論
空燃比相当の第２のスライスレベルとの比較により空燃
比がリッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手
段４４と、この判定した時点における運転条件の属する
小領域に対応して格納されている学習値ＰＨＯＳを前記
メモリ３７から読み出し、この読み出された学習値ＰＨ
ＯＳを前記リッチ,リーンの判定結果に応じて更新する
手段４５とを備えるエンジンの空燃比制御装置におい
て、前記第２のセンサ４３を加熱するためのヒーター４
６と、このヒーター４６に通電する手段４７と、前記触
媒コンバータ温度（たとえば触媒入口温度Ｔin）を検出
するセンサ４８と、この温度Ｔinが所定の温度範囲（た
とえば３００〜６００℃の範囲）にあるかどうかを判定
する手段４９と、前記ヒーター４６に通電されているか
どうかを判定する手段５０と、これらの判定結果にもと
づきヒーター４６に通電されておりかつ触媒コンバータ
温度Ｔinが所定の温度範囲にないとき前記第２のスライ
スレベルを下げる手段７１とを設けた。
ンの負荷(たとえば吸入空気量Ｑa)と回転数Ｎeをそれぞ
れ検出するセンサ３１,３２と、これらの検出値に基づ
いて基本噴射量Ｔpを算出する手段３３と、触媒コンバ
ータ前の排気通路に介装され排気空燃比に応じた出力を
する第１のセンサ(たとえばＯ2センサ)３４と、このセ
ンサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当の第１のスライスレベ
ルとの比較により空燃比が理論空燃比を境にして反転し
たかどうかを判定する手段３５と、この判定結果に応じ
空燃比が理論空燃比の近傍へと制御されるように空燃比
フィードバック制御の基本制御定数(たとえば比例分
ＰR,ＰL)を算出する手段３６と、運転条件（たとえばエ
ンジンの負荷と回転数）に応じて区分けされた複数の小
領域を持ち、各小領域に対応して制御定数の学習値ＰＨ
ＯＳを格納するメモリ３７と、現在の運転条件が前記い
ずれの小領域に属するかを判定する手段３８と、現在の
運転条件の属する小領域に格納されている学習値ＰＨＯ
Ｓを前記メモリ３７から読み出す手段３９と、この読み
出された学習値ＰＨＯＳで前記基本制御定数ＰR,ＰLを
修正した値に基づいて空燃比フィードバック補正量αを
算出する手段４０と、この空燃比フィードバック補正量
αで前記基本噴射量Ｔpを補正して燃料噴射量Ｔiを算出
する手段４１と、この噴射量Ｔiの燃料を吸気管に供給
する装置４２と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介
装され排気空燃比に応じた出力をする第２のセンサ(た
とえばＯ2センサ)４３と、このセンサ出力ＶＲＯと理論
空燃比相当の第２のスライスレベルとの比較により空燃
比がリッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手
段４４と、この判定した時点における運転条件の属する
小領域に対応して格納されている学習値ＰＨＯＳを前記
メモリ３７から読み出し、この読み出された学習値ＰＨ
ＯＳを前記リッチ,リーンの判定結果に応じて更新する
手段４５とを備えるエンジンの空燃比制御装置におい
て、前記第２のセンサ４３を加熱するためのヒーター４
６と、このヒーター４６に通電する手段４７と、前記触
媒コンバータ温度（たとえば触媒入口温度Ｔin）を検出
するセンサ４８と、この温度Ｔinが所定の温度範囲（た
とえば３００〜６００℃の範囲）にあるかどうかを判定
する手段４９と、前記ヒーター４６に通電されているか
どうかを判定する手段５０と、これらの判定結果にもと
づきヒーター４６に通電されておりかつ触媒コンバータ
温度Ｔinが所定の温度範囲にないとき前記第２のスライ
スレベルを下げる手段７１とを設けた。
【００２１】
【作用】ヒーター４６で加熱することによって第２のセ
ンサ４３を活性化できるものの、触媒の劣化時には、触
媒温度が所定の温度範囲をはずれた低温や高温の温度域
でＣＯと反応できなかったＯ2が余分に放出され、空燃
比がリーン側にかたよる。このリーン側にかたよった空
燃比をリッチ側に戻そうとして、第２のセンサ出力に基
づき学習値を更新すると、空燃比がリッチ側にずれてし
まい、ＣＯの転化率が急激に悪くなる。
ンサ４３を活性化できるものの、触媒の劣化時には、触
媒温度が所定の温度範囲をはずれた低温や高温の温度域
でＣＯと反応できなかったＯ2が余分に放出され、空燃
比がリーン側にかたよる。このリーン側にかたよった空
燃比をリッチ側に戻そうとして、第２のセンサ出力に基
づき学習値を更新すると、空燃比がリッチ側にずれてし
まい、ＣＯの転化率が急激に悪くなる。
【００２２】これに対して、第１の発明で上記所定の温
度範囲をはずれた温度域で第２のセンサ出力に基づく学
習が禁止されると、第１のセンサを用いて空燃比のフィ
ードバック制御が行われ、実空燃比が理論空燃比の近く
へと制御されるので、ＣＯの転化率をおとすことがな
い。
度範囲をはずれた温度域で第２のセンサ出力に基づく学
習が禁止されると、第１のセンサを用いて空燃比のフィ
ードバック制御が行われ、実空燃比が理論空燃比の近く
へと制御されるので、ＣＯの転化率をおとすことがな
い。
【００２３】次に、ヒーターに通電しているときよりも
非通電のときのほうが制御領域（ＮＯの転化率とＣＯの
転化率のバランスがよい領域）が高温側にずれるので、
第２の発明で触媒温度が所定の温度範囲内のある温度以
上のときヒーターへの通電を停止すると、制御領域の上
限側が拡大する。また、触媒温度が高いため、ヒーター
への通電を停止しても、第２のセンサは十分に活性化す
る。
非通電のときのほうが制御領域（ＮＯの転化率とＣＯの
転化率のバランスがよい領域）が高温側にずれるので、
第２の発明で触媒温度が所定の温度範囲内のある温度以
上のときヒーターへの通電を停止すると、制御領域の上
限側が拡大する。また、触媒温度が高いため、ヒーター
への通電を停止しても、第２のセンサは十分に活性化す
る。
【００２４】一方、触媒の劣化にともない触媒コンバー
タ温度Ｔinが所定の温度範囲にないとき空燃比がリッチ
シフトする。これに対抗して、第３の発明で第２のスラ
イスレベルを下げると空燃比がリーン側に戻されるの
で、ずれが相殺され、触媒の劣化の影響がなくされる。
タ温度Ｔinが所定の温度範囲にないとき空燃比がリッチ
シフトする。これに対抗して、第３の発明で第２のスラ
イスレベルを下げると空燃比がリーン側に戻されるの
で、ずれが相殺され、触媒の劣化の影響がなくされる。
【００２５】
【実施例】図４において、吸入空気はエアクリーナから
吸気管３を通り、アクセルペダルと連動するスロットル
バルブ８によってその流量が制御され、シリンダに流入
する。燃料は噴射信号に基づき各気筒に設けたインジェ
クタ(燃料供給装置)４から、エンジン１の吸気ポートに
向けて噴射される。この噴射燃料とシリンダ内に流入す
る空気とが混じって形成される混合気はシリンダ内で点
火火花の助けを借りて燃焼し、燃焼したガスはピストン
を押し下げる仕事を行う。仕事のすんだ燃焼ガスは、排
気管５を通して触媒コンバータ６に導入され、ここで燃
焼ガス中の有害成分(ＣＯ,ＨＣ,ＮＯx)が三元触媒によ
り清浄化されて排出される。
吸気管３を通り、アクセルペダルと連動するスロットル
バルブ８によってその流量が制御され、シリンダに流入
する。燃料は噴射信号に基づき各気筒に設けたインジェ
クタ(燃料供給装置)４から、エンジン１の吸気ポートに
向けて噴射される。この噴射燃料とシリンダ内に流入す
る空気とが混じって形成される混合気はシリンダ内で点
火火花の助けを借りて燃焼し、燃焼したガスはピストン
を押し下げる仕事を行う。仕事のすんだ燃焼ガスは、排
気管５を通して触媒コンバータ６に導入され、ここで燃
焼ガス中の有害成分(ＣＯ,ＨＣ,ＮＯx)が三元触媒によ
り清浄化されて排出される。
【００２６】７は吸入空気量Ｑaを検出するエアフロー
メータ、９はスロットルバルブ８の開度ＴＶＯを検出す
るセンサ、１０はエンジンの回転数Ｎeを検出するクラ
ンク角度センサ、１１はウォータジャケットの冷却水温
Ｔwを検出する水温センサ、１３はノックセンサ、１４
は車速センサである。
メータ、９はスロットルバルブ８の開度ＴＶＯを検出す
るセンサ、１０はエンジンの回転数Ｎeを検出するクラ
ンク角度センサ、１１はウォータジャケットの冷却水温
Ｔwを検出する水温センサ、１３はノックセンサ、１４
は車速センサである。
【００２７】１２Ａ，１２Ｂは触媒コンバータ６の前と
後の排気管にそれぞれ設けられるＯ2センサで、理論空
燃比を境にして急変する特性を有し、理論空燃比の混合
気よりもリッチ側であるかリーン側であるかのいわゆる
２値を出力する。なお、Ｏ2センサに限らず、全域空燃
比センサやリーンセンサなどであっても構わない。
後の排気管にそれぞれ設けられるＯ2センサで、理論空
燃比を境にして急変する特性を有し、理論空燃比の混合
気よりもリッチ側であるかリーン側であるかのいわゆる
２値を出力する。なお、Ｏ2センサに限らず、全域空燃
比センサやリーンセンサなどであっても構わない。
【００２８】この２つのＯ2センサからの出力が、図５
でも示したように、上記のエアフローメータ７，クラン
ク角度センサ１０、水温センサ１１などからの出力とと
もに入力されるコントロールユニット２１では、インジ
ェクタ４に対して燃料噴射信号を出力し、また以下に示
すように、学習機能つきの空燃比フィードバック制御を
行う。
でも示したように、上記のエアフローメータ７，クラン
ク角度センサ１０、水温センサ１１などからの出力とと
もに入力されるコントロールユニット２１では、インジ
ェクタ４に対して燃料噴射信号を出力し、また以下に示
すように、学習機能つきの空燃比フィードバック制御を
行う。
【００２９】図６は前Ｏ2センサ出力ＶＦＯに基づく空
燃比フィードバック制御の基本ルーチンで、まず前Ｏ2
センサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当のスライスレベルの
比較により空燃比がこのスライスレベルを境にしてリッ
チあるいはリーンのいずれの側に反転したかを判定し
（ステップ５２〜５４）、判定結果に応じてマップを参
照することにより比例分と積分分を読み出し、これをＣ
ＰＵ内のレジスタに格納する（ステップ５５，６０，６
３，６８）。
燃比フィードバック制御の基本ルーチンで、まず前Ｏ2
センサ出力ＶＦＯと理論空燃比相当のスライスレベルの
比較により空燃比がこのスライスレベルを境にしてリッ
チあるいはリーンのいずれの側に反転したかを判定し
（ステップ５２〜５４）、判定結果に応じてマップを参
照することにより比例分と積分分を読み出し、これをＣ
ＰＵ内のレジスタに格納する（ステップ５５，６０，６
３，６８）。
【００３０】比例分と積分分の各マップ値ＰR，ＰL，ｉ
R，ｉLはあらかじめ与えられる値であり、空燃比フィー
ドバック制御の基本制御定数である。
R，ｉLはあらかじめ与えられる値であり、空燃比フィー
ドバック制御の基本制御定数である。
【００３１】なお、積分分については、マップ値ｉR,ｉ
Lにエンジン負荷(たとえば燃料噴射パルス幅Ｔi)を乗じ
た値を最終的な積分分ＩR,ＩLとして求めている（ステ
ップ６１，６９）。こうした負荷補正が必要となるの
は、αの制御周期が長くなる運転域でαの振幅が大きく
なって、三元触媒の排気浄化性能が落ちることがあるの
で、αの振幅をαの制御周期によらずほぼ一定とするた
めである。
Lにエンジン負荷(たとえば燃料噴射パルス幅Ｔi)を乗じ
た値を最終的な積分分ＩR,ＩLとして求めている（ステ
ップ６１，６９）。こうした負荷補正が必要となるの
は、αの制御周期が長くなる運転域でαの振幅が大きく
なって、三元触媒の排気浄化性能が落ちることがあるの
で、αの振幅をαの制御周期によらずほぼ一定とするた
めである。
【００３２】次に、比例分のマップ値ＰR,ＰLについて
は、これを学習値ＰＨＯＳにより修正する（ステップ５
８，６６）。
は、これを学習値ＰＨＯＳにより修正する（ステップ５
８，６６）。
【００３３】この学習値ＰＨＯＳは、図８でも示したよ
うに、学習値のマップ（たとえばエンジン回転数Ｎeと
基本噴射パルス幅Ｔpとで区分けしている）を検索し
て、現在の運転条件の属する学習領域に格納されている
値を読み出す（ステップ５７，６５、ステップ１１２，
１１３）。なお、後Ｏ2センサに故障が生じている場合
は、学習値に信頼性がなくなるので、ＰＨＯＳ＝０とし
て学習機能を外している（ステップ１１１，１１４）。
うに、学習値のマップ（たとえばエンジン回転数Ｎeと
基本噴射パルス幅Ｔpとで区分けしている）を検索し
て、現在の運転条件の属する学習領域に格納されている
値を読み出す（ステップ５７，６５、ステップ１１２，
１１３）。なお、後Ｏ2センサに故障が生じている場合
は、学習値に信頼性がなくなるので、ＰＨＯＳ＝０とし
て学習機能を外している（ステップ１１１，１１４）。
【００３４】一方、学習値ＰＨＯＳは後Ｏ2センサ出力
ＶＲＯに基づいて更新する（ステップ５６，６４）。
ＶＲＯに基づいて更新する（ステップ５６，６４）。
【００３５】たとえば図７で示したように、 〈１〉後Ｏ2センサが活性状態にあること（ステップ８
１）。 〈２〉後Ｏ2センサが故障していない(図では「ＯＫ」で略
記する。図８において同じ)こと（ステップ８２）。 〈３〉触媒が活性状態にあること（ステップ８３）。 〈４〉後述するように学習禁止フラグＦＫＩＮが“１"
でないこと（ステップ８４）。 〈５〉アイドル状態でないこと（ステップ８５）。 のすべてを満たした場合に学習値の更新条件にあると判
断する。
１）。 〈２〉後Ｏ2センサが故障していない(図では「ＯＫ」で略
記する。図８において同じ)こと（ステップ８２）。 〈３〉触媒が活性状態にあること（ステップ８３）。 〈４〉後述するように学習禁止フラグＦＫＩＮが“１"
でないこと（ステップ８４）。 〈５〉アイドル状態でないこと（ステップ８５）。 のすべてを満たした場合に学習値の更新条件にあると判
断する。
【００３６】そして、現在の運転条件の属する学習領域
に格納されている学習値ＰＨＯＳを読み出してＣＰＵ内
のレジスタに格納しておき（ステップ８６，８７）、後
Ｏ2センサ出力ＶＲＯと理論空燃比相当のスライスレベ
ルの比較により空燃比がリッチ側にあると判断したとき
は、これから一定値ＤＰＨＯＳＲだけ差し引く（ステッ
プ８８，８９）。これは、ＰＨＯＳを小さくすると、Ｐ
Rが大きくかつＰLが小さくなり、空燃比がリーン側に戻
るからである。なお、空燃比をリーン側に戻すため、Ｐ
RとＰLの両方を変更する必要は必ずしもなく、ＰRを大
きくするのみあるいはＰLを小さくするのみでも構わな
い。
に格納されている学習値ＰＨＯＳを読み出してＣＰＵ内
のレジスタに格納しておき（ステップ８６，８７）、後
Ｏ2センサ出力ＶＲＯと理論空燃比相当のスライスレベ
ルの比較により空燃比がリッチ側にあると判断したとき
は、これから一定値ＤＰＨＯＳＲだけ差し引く（ステッ
プ８８，８９）。これは、ＰＨＯＳを小さくすると、Ｐ
Rが大きくかつＰLが小さくなり、空燃比がリーン側に戻
るからである。なお、空燃比をリーン側に戻すため、Ｐ
RとＰLの両方を変更する必要は必ずしもなく、ＰRを大
きくするのみあるいはＰLを小さくするのみでも構わな
い。
【００３７】この逆にリーン側にあると判断されると一
定値ＤＰＨＯＳＬだけ加算する（ステップ８８，９
０）。なお、減少量ＤＰＨＯＳＲよりも増加量ＤＰＨＯ
ＳＬを大きくすることで、エミッションの収束性をよく
することができる。
定値ＤＰＨＯＳＬだけ加算する（ステップ８８，９
０）。なお、減少量ＤＰＨＯＳＲよりも増加量ＤＰＨＯ
ＳＬを大きくすることで、エミッションの収束性をよく
することができる。
【００３８】更新された学習値ＰＨＯＳは同じ学習領域
に格納する（ステップ９１）。
に格納する（ステップ９１）。
【００３９】図６に戻り、空燃比フィードバック制御定
数(比例分ＰR,ＰLと積分分ＩR,ＩL)からはこれを用いて
空燃比フィードバック補正係数αを求める（ステップ５
９，６２，６７，７０）。こうして求めた補正係数αか
らは図２１にしたがって燃料噴射パルス幅Ｔiを算出す
る。
数(比例分ＰR,ＰLと積分分ＩR,ＩL)からはこれを用いて
空燃比フィードバック補正係数αを求める（ステップ５
９，６２，６７，７０）。こうして求めた補正係数αか
らは図２１にしたがって燃料噴射パルス幅Ｔiを算出す
る。
【００４０】図９（図７のステップ８１の詳細）は後Ｏ
2センサが活性状態にあるかどうかを判定するためのサ
ブルーチンである。
2センサが活性状態にあるかどうかを判定するためのサ
ブルーチンである。
【００４１】始動時で述べると、まず後Ｏ2センサが活
性状態にあるかどうかの判定結果を示すフラグの値をみ
るが（ステップ１２１）、始動時には活性状態にないの
で、フラグは立っておらず、次に進んでスタータがＯＮ
になっているかどうかをみる（ステップ１２２）。始動
した直後はスタータがＯＦＦになるので、カウンタ値ｊ
１を１だけインクリメントする（ステップ１２３）。こ
のカウンタ値ｊ１はスタータがＯＦＦになってからエン
ジンが回転した数を表す。
性状態にあるかどうかの判定結果を示すフラグの値をみ
るが（ステップ１２１）、始動時には活性状態にないの
で、フラグは立っておらず、次に進んでスタータがＯＮ
になっているかどうかをみる（ステップ１２２）。始動
した直後はスタータがＯＦＦになるので、カウンタ値ｊ
１を１だけインクリメントする（ステップ１２３）。こ
のカウンタ値ｊ１はスタータがＯＦＦになってからエン
ジンが回転した数を表す。
【００４２】このカウンタ値ｊ１と一定値ｎ１を比較し
ｊ１≧ｎ１であれば、始動時より一定の時間経過したと
判断して後Ｏ2センサ出力ＶＲＯが所定の範囲(その下限
値をＲＬ、その上限値をＲＨとする)に収まっているか
どうかをみる（ステップ１２５）。たとえばＲＬは２０
０mＶ、ＲＨは７００mＶである。図１２に始動からのセ
ンサ出力ＶＲＯの時間変化を示すと、活性状態になった
後、センサ出力ＶＲＯが最大を９００mＶ、最小を５０m
Ｖとして振れるので、ＶＲＯ＜ＲＬまたはＲＨ≦ＶＲＯ
の場合に、活性状態にあると判断できるのである。
ｊ１≧ｎ１であれば、始動時より一定の時間経過したと
判断して後Ｏ2センサ出力ＶＲＯが所定の範囲(その下限
値をＲＬ、その上限値をＲＨとする)に収まっているか
どうかをみる（ステップ１２５）。たとえばＲＬは２０
０mＶ、ＲＨは７００mＶである。図１２に始動からのセ
ンサ出力ＶＲＯの時間変化を示すと、活性状態になった
後、センサ出力ＶＲＯが最大を９００mＶ、最小を５０m
Ｖとして振れるので、ＶＲＯ＜ＲＬまたはＲＨ≦ＶＲＯ
の場合に、活性状態にあると判断できるのである。
【００４３】ただし、活性状態にあると判断されるごと
にカウンタ値ｊ２を１だけインクリメントし、このカウ
ンタ値ｊ２が一定値ｎ２を越えた場合に初めてフラグを
立てることで、判断の信頼性を向上させている（ステッ
プ１２６〜１２８）。
にカウンタ値ｊ２を１だけインクリメントし、このカウ
ンタ値ｊ２が一定値ｎ２を越えた場合に初めてフラグを
立てることで、判断の信頼性を向上させている（ステッ
プ１２６〜１２８）。
【００４４】図１０（図７のステップ８２と図８のステ
ップ１１１の詳細）は後Ｏ2センサが故障していないか
どうかを判定するためのサブルーチンで、フュエルカッ
トを一定時間継続した後のセンサ出力ＶＲＯがスライス
レベルＲＬを下回っておらず、あるいはスロットルバル
ブを一定時間全開した後のセンサ出力ＶＲＯがスライス
レベルＲＨを上回っていない場合に、センサに故障を生
じていると判断し、センサが故障したことを意味するフ
ラグを立てるものである。
ップ１１１の詳細）は後Ｏ2センサが故障していないか
どうかを判定するためのサブルーチンで、フュエルカッ
トを一定時間継続した後のセンサ出力ＶＲＯがスライス
レベルＲＬを下回っておらず、あるいはスロットルバル
ブを一定時間全開した後のセンサ出力ＶＲＯがスライス
レベルＲＨを上回っていない場合に、センサに故障を生
じていると判断し、センサが故障したことを意味するフ
ラグを立てるものである。
【００４５】ただし、同図においてカウンタ値ｊ３がフ
ュエルカットを継続した時間を、カウンタｊ４がスロッ
トルバルブが全開を継続した時間を表している。
ュエルカットを継続した時間を、カウンタｊ４がスロッ
トルバルブが全開を継続した時間を表している。
【００４６】なお、一定値ｎ３，ｎ４は上記のｎ１，ｎ
２とともに、後Ｏ2センサやエンジンの特性から定まる
値である。
２とともに、後Ｏ2センサやエンジンの特性から定まる
値である。
【００４７】図１１（図７のステップ８３の詳細）は触
媒が活性状態になったかどうかを判定するためのサブル
ーチンで、スタータがＯＦＦになってからの回転数を表
すカウンタ値ｊ５が、始動時の冷却水温に応じて定まる
基準値ｎ５（図１３参照）を越える場合に触媒が活性状
態になったことを意味するフラグを立てるものである。
媒が活性状態になったかどうかを判定するためのサブル
ーチンで、スタータがＯＦＦになってからの回転数を表
すカウンタ値ｊ５が、始動時の冷却水温に応じて定まる
基準値ｎ５（図１３参照）を越える場合に触媒が活性状
態になったことを意味するフラグを立てるものである。
【００４８】以上のようにして、学習機能つきで行う空
燃比フィードバック制御については、特願平２−１３７
８５４号ですでに提案している。
燃比フィードバック制御については、特願平２−１３７
８５４号ですでに提案している。
【００４９】さて、後Ｏ2センサ１２Ｂの設けられる触
媒後の位置は排気温度が低いので、センサ１２Ｂの活性
化を図るには、センサ１２Ｂにヒーター１５を内蔵さ
せ、これに図５のようにコントロールユニット２１から
通電を行うことである。
媒後の位置は排気温度が低いので、センサ１２Ｂの活性
化を図るには、センサ１２Ｂにヒーター１５を内蔵さ
せ、これに図５のようにコントロールユニット２１から
通電を行うことである。
【００５０】ところで、触媒劣化時にこのヒーター１５
のＯＮが制御混合比に与える影響を調べてみると、図１
４の実線で示したように、触媒入口温度Ｔinが６００℃
を越える温度域で、ＮＯxの転化率にくらべてＣＯの転
化率が急激に悪くなっている（つまり実空燃比がリッチ
シフトしている）。これは、触媒の劣化により、Ｏ2が
ＣＯと反応しないまま放出される結果、後Ｏ2センサで
リーン側にかたよって検出され、リーン側にかたよった
空燃比をリッチ側に戻そうと学習されてしまうためと思
われる。また、３００℃以下でも同様の事情からＣＯの
転化率が悪くなっている。なお、図１４で「Ｒr」は後
Ｏ2センサのヒーター、「Ｆr」は前Ｏ2センサのヒータ
ーを意味させている。
のＯＮが制御混合比に与える影響を調べてみると、図１
４の実線で示したように、触媒入口温度Ｔinが６００℃
を越える温度域で、ＮＯxの転化率にくらべてＣＯの転
化率が急激に悪くなっている（つまり実空燃比がリッチ
シフトしている）。これは、触媒の劣化により、Ｏ2が
ＣＯと反応しないまま放出される結果、後Ｏ2センサで
リーン側にかたよって検出され、リーン側にかたよった
空燃比をリッチ側に戻そうと学習されてしまうためと思
われる。また、３００℃以下でも同様の事情からＣＯの
転化率が悪くなっている。なお、図１４で「Ｒr」は後
Ｏ2センサのヒーター、「Ｆr」は前Ｏ2センサのヒータ
ーを意味させている。
【００５１】こうした空燃比のリッチシフトを防止する
ため、コントロールユニット２１は、図４で示したよう
に、温度センサ１６により触媒の入口温度Ｔinを検出
し、これが６００℃を越えるときと３００℃以下のとき
は学習を禁止する。
ため、コントロールユニット２１は、図４で示したよう
に、温度センサ１６により触媒の入口温度Ｔinを検出
し、これが６００℃を越えるときと３００℃以下のとき
は学習を禁止する。
【００５２】たとえば、図９において、ヒーター１５の
ＯＮにより後Ｏ2センサが活性化したあと、触媒入口温
度Ｔinが所定の範囲（ＳＬＴＷＬ＜Ｔin≦ＳＬＴＷＨ）
にあるかどうかみて、所定の範囲になければ学習禁止フ
ラグＦＫＩＮをＦＫＩＮ＝１とし（ステップ１２１，１
３３，１３４）、図７においてＦＫＩＮ＝１のときは、
学習値を更新しないようにするのである（ステップ８
４，９２）。
ＯＮにより後Ｏ2センサが活性化したあと、触媒入口温
度Ｔinが所定の範囲（ＳＬＴＷＬ＜Ｔin≦ＳＬＴＷＨ）
にあるかどうかみて、所定の範囲になければ学習禁止フ
ラグＦＫＩＮをＦＫＩＮ＝１とし（ステップ１２１，１
３３，１３４）、図７においてＦＫＩＮ＝１のときは、
学習値を更新しないようにするのである（ステップ８
４，９２）。
【００５３】上記の触媒入口温度Ｔinは触媒温度を代表
させた値であり、触媒入口温度のかわりに後Ｏ2センサ
の素子温度（素子裏に熱電対をとりつける）や後Ｏ2セ
ンサ近傍の排気温度を検出してもかまわない。温度その
ものでなく、回転数Ｎeと基本噴射パルス幅Ｔpの積（つ
まり温度相当量）を用いることもできる。
させた値であり、触媒入口温度のかわりに後Ｏ2センサ
の素子温度（素子裏に熱電対をとりつける）や後Ｏ2セ
ンサ近傍の排気温度を検出してもかまわない。温度その
ものでなく、回転数Ｎeと基本噴射パルス幅Ｔpの積（つ
まり温度相当量）を用いることもできる。
【００５４】また、上記の下限値ＴＷＬ（３００℃）と
上限値ＴＷＨ（６００℃）とには、ヒステリシス（ヒス
テリシス幅ＨＹＳＴＷは２０℃程度）を設けることによ
って、制御のハンチングを防止している（ステップ１３
６，１３７）。
上限値ＴＷＨ（６００℃）とには、ヒステリシス（ヒス
テリシス幅ＨＹＳＴＷは２０℃程度）を設けることによ
って、制御のハンチングを防止している（ステップ１３
６，１３７）。
【００５５】ここで、この例の作用を説明する。
【００５６】ヒーター加熱することによって後Ｏ2セン
サを活性化できるものの、触媒の劣化時には、Ｔin≦３
００℃とＴin＞６００℃の温度域でＣＯと反応できなか
ったＯ2が余分に放出され、空燃比がリーン側にかたよ
る。このリーン側にかたよった空燃比をリッチ側に戻そ
うとして、後Ｏ2センサ出力に基づき学習値ＰＨＯＳを
書き換えると（ＰＨＯＳは大きくなる）、空燃比がリッ
チ側にずれてしまい、ＣＯの転化率が急激に悪くなる。
サを活性化できるものの、触媒の劣化時には、Ｔin≦３
００℃とＴin＞６００℃の温度域でＣＯと反応できなか
ったＯ2が余分に放出され、空燃比がリーン側にかたよ
る。このリーン側にかたよった空燃比をリッチ側に戻そ
うとして、後Ｏ2センサ出力に基づき学習値ＰＨＯＳを
書き換えると（ＰＨＯＳは大きくなる）、空燃比がリッ
チ側にずれてしまい、ＣＯの転化率が急激に悪くなる。
【００５７】これに対して、この例ではＴin≦３００℃
とＴin＞６００℃の温度域で後Ｏ2センサ出力に基づく
学習が禁止される。こうした温度域での後Ｏ2センサ出
力は正規の出力とはいえず、その正規でない後Ｏ2セン
サ出力を用いることによってＣＯの転化率を悪くしてし
まうのなら、かえって学習させないほうがよいのであ
る。
とＴin＞６００℃の温度域で後Ｏ2センサ出力に基づく
学習が禁止される。こうした温度域での後Ｏ2センサ出
力は正規の出力とはいえず、その正規でない後Ｏ2セン
サ出力を用いることによってＣＯの転化率を悪くしてし
まうのなら、かえって学習させないほうがよいのであ
る。
【００５８】なお、学習を禁止しても、前Ｏ2センサを
用いて空燃比のフィードバック制御は行われるのであ
り、実空燃比が理論空燃比の近くへと制御され、これに
よりＣＯの転化率をおとすことはない。
用いて空燃比のフィードバック制御は行われるのであ
り、実空燃比が理論空燃比の近くへと制御され、これに
よりＣＯの転化率をおとすことはない。
【００５９】次に、図１５は他の実施例で、図９に対応
する。
する。
【００６０】この例でも触媒入口温度Ｔinが低いとき
は、後Ｏ2センサのヒーター１５をＯＮにするものの、
触媒入口温度Ｔinが４００〜６００℃の範囲内の所定の
温度（たとえば６００℃）より高いときに限ってヒータ
ー１５をＯＦＦとしたものである（ステップ１７１，１
７２）。これは、こうした高温域ではヒーター１５をつ
けるまでもないこと、またヒーター１５をＯＦＦにした
ときのほうが、図１４の破線で示したように、制御領域
（ＮＯの転化率とＣＯの転化率のバランスがよい領域）
の上限側を６８０℃の近くまで拡大することができるか
らである。
は、後Ｏ2センサのヒーター１５をＯＮにするものの、
触媒入口温度Ｔinが４００〜６００℃の範囲内の所定の
温度（たとえば６００℃）より高いときに限ってヒータ
ー１５をＯＦＦとしたものである（ステップ１７１，１
７２）。これは、こうした高温域ではヒーター１５をつ
けるまでもないこと、またヒーター１５をＯＦＦにした
ときのほうが、図１４の破線で示したように、制御領域
（ＮＯの転化率とＣＯの転化率のバランスがよい領域）
の上限側を６８０℃の近くまで拡大することができるか
らである。
【００６１】なお、この例でも先の実施例と同様に、ヒ
ーター１５のＯＮ、ＯＦＦを切換える温度にヒステリシ
スを設けている（ステップ１７４，１７５）。
ーター１５のＯＮ、ＯＦＦを切換える温度にヒステリシ
スを設けている（ステップ１７４，１７５）。
【００６２】一方、３００℃以下または６００℃を越え
る温度域でＮＯの転化率に対するＣＯの転化率がわるく
なる原因は、触媒の劣化にともなって後Ｏ2センサ出力
がリーン側にかたよることであった。
る温度域でＮＯの転化率に対するＣＯの転化率がわるく
なる原因は、触媒の劣化にともなって後Ｏ2センサ出力
がリーン側にかたよることであった。
【００６３】ところで、後Ｏ2センサ出力と比較するス
ライスレベルＳＬRと実空燃比の関係は図１６の通りで
あるから、このスライスレベルＳＬRを上下させること
で、リーンやリッチとして計測される時間を短くも長く
もすることができる。たとえば、スライスレベルを下げ
ると、リッチとして計測される時間が長くなるため、空
燃比を強制的にリーン側にすることができる。
ライスレベルＳＬRと実空燃比の関係は図１６の通りで
あるから、このスライスレベルＳＬRを上下させること
で、リーンやリッチとして計測される時間を短くも長く
もすることができる。たとえば、スライスレベルを下げ
ると、リッチとして計測される時間が長くなるため、空
燃比を強制的にリーン側にすることができる。
【００６４】そこで、触媒の劣化にともなって空燃比が
リッチシフトするのであれば、これに対抗してスライス
レベルＳＬRを下げることでリーン側に戻してやると、
ずれが相殺され、触媒の劣化の影響をなくすことができ
る。
リッチシフトするのであれば、これに対抗してスライス
レベルＳＬRを下げることでリーン側に戻してやると、
ずれが相殺され、触媒の劣化の影響をなくすことができ
る。
【００６５】具体的には、図１７で示したように、触媒
入口温度Ｔinが３００℃以下または６００℃を越える温
度域でスライスレベルＳＬRを下げたテーブルを用意し
ておき、このテーブルをそのときの触媒入口温度Ｔinに
応じて検索させることで、３００℃以下または６００℃
を越える温度域でも排気組成を改善することができるの
である。
入口温度Ｔinが３００℃以下または６００℃を越える温
度域でスライスレベルＳＬRを下げたテーブルを用意し
ておき、このテーブルをそのときの触媒入口温度Ｔinに
応じて検索させることで、３００℃以下または６００℃
を越える温度域でも排気組成を改善することができるの
である。
【００６６】なお、図１７においても、触媒入口温度に
代えて、後Ｏ2センサの素子温度やＮe・Ｔpなどを用い
ることができる。
代えて、後Ｏ2センサの素子温度やＮe・Ｔpなどを用い
ることができる。
【００６７】また、学習値ＰＨＯＳの更新幅の比を変え
ることによっても、空燃比を強制的にリーン側に戻すこ
とができる。たとえば、図１８に示したように、Ｇを
０．１とおくことによって、学習値ＰＨＯＳの更新幅Ｄ
ＰＨＯＳＬを、Ｔin≦３００℃またはＴin＞６００℃の
とき、１０倍大きくするのである（ステップ１８２，１
８３）。
ることによっても、空燃比を強制的にリーン側に戻すこ
とができる。たとえば、図１８に示したように、Ｇを
０．１とおくことによって、学習値ＰＨＯＳの更新幅Ｄ
ＰＨＯＳＬを、Ｔin≦３００℃またはＴin＞６００℃の
とき、１０倍大きくするのである（ステップ１８２，１
８３）。
【００６８】実施例では、学習値ＰＨＯＳを比例分に対
して用いたが、積分分ＩR，ＩLに対して用いることもで
きる。
して用いたが、積分分ＩR，ＩLに対して用いることもで
きる。
【００６９】図１ないし図３と流れ図の対応は次の通り
である。図６のステップ５２〜５４が反転判定手段３
５、ステップ５５，６０，６３，６８が基本制御定数算
出手段３６、ステップ５６，６４と図７が学習値更新手
段４５、図６のステップ５７，６５と図８が学習値読み
出し手段３９、図６のステップ５８，５９，６２，６
６，６７，７０が空燃比フィードバック補正量算出手段
４０、図７のステップ８４と図９のステップ１３４，１
３５が学習禁止手段５１、図９のステップ１２１が通電
判定手段５０、ステップ１２２，１３１が通電手段４
７、ステップ１３３が判定手段４９、図１５のステップ
１７１が判定手段６１、ステップ１７２が通電停止手段
６２の機能を果たしている。
である。図６のステップ５２〜５４が反転判定手段３
５、ステップ５５，６０，６３，６８が基本制御定数算
出手段３６、ステップ５６，６４と図７が学習値更新手
段４５、図６のステップ５７，６５と図８が学習値読み
出し手段３９、図６のステップ５８，５９，６２，６
６，６７，７０が空燃比フィードバック補正量算出手段
４０、図７のステップ８４と図９のステップ１３４，１
３５が学習禁止手段５１、図９のステップ１２１が通電
判定手段５０、ステップ１２２，１３１が通電手段４
７、ステップ１３３が判定手段４９、図１５のステップ
１７１が判定手段６１、ステップ１７２が通電停止手段
６２の機能を果たしている。
【００７０】
【発明の効果】第１の発明では、ヒーターを設けてこれ
に通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを
加熱するとともに、ヒーターに通電されておりかつ触媒
コンバータ温度が所定の温度範囲にないとき第２のセン
サ出力にもとづく学習値の更新を禁止するため、触媒の
劣化にともなう空燃比のリッチシフトの影響を受けるこ
とがなく、触媒の劣化時にもＣＯの転化率を良好に維持
することができる。
に通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを
加熱するとともに、ヒーターに通電されておりかつ触媒
コンバータ温度が所定の温度範囲にないとき第２のセン
サ出力にもとづく学習値の更新を禁止するため、触媒の
劣化にともなう空燃比のリッチシフトの影響を受けるこ
とがなく、触媒の劣化時にもＣＯの転化率を良好に維持
することができる。
【００７１】第２の発明では、ヒーターを設けてこれに
通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを加
熱するとともに、触媒コンバータ温度が所定の温度範囲
内のある温度以上のときヒーターへの通電を停止するた
め、第２のセンサを活性化しつつ、ヒーターへの通電時
よりもＮＯの転化率とＣＯの転化率のバランスがよい領
域の上限側を拡大することができる。
通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを加
熱するとともに、触媒コンバータ温度が所定の温度範囲
内のある温度以上のときヒーターへの通電を停止するた
め、第２のセンサを活性化しつつ、ヒーターへの通電時
よりもＮＯの転化率とＣＯの転化率のバランスがよい領
域の上限側を拡大することができる。
【００７２】第３の発明では、ヒーターを設けてこれに
通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを加
熱するとともに、ヒーターに通電されておりかつ触媒コ
ンバータ温度が所定の温度範囲にないとき第２のセンサ
出力と比較する第２のスライスレベルを下げるため、こ
のスライスレベルの低下による空燃比のリーンシフト
で、触媒の劣化にともなう空燃比のリッチシフトが相殺
され、触媒の劣化の影響がなくされる。
通電することで触媒コンバータ下流の第２のセンサを加
熱するとともに、ヒーターに通電されておりかつ触媒コ
ンバータ温度が所定の温度範囲にないとき第２のセンサ
出力と比較する第２のスライスレベルを下げるため、こ
のスライスレベルの低下による空燃比のリーンシフト
で、触媒の劣化にともなう空燃比のリッチシフトが相殺
され、触媒の劣化の影響がなくされる。
【図１】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２】第２の発明のクレーム対応図である。
【図３】第３の発明のクレーム対応図である。
【図４】一実施例の制御システム図である。
【図５】この実施例のコントロールユニットのブロック
図である。
図である。
【図６】この実施例の制御動作を説明するための流れ図
である。
である。
【図７】学習値の更新を説明するための流れ図である。
【図８】学習値の読みだしを説明するための流れ図であ
る。
る。
【図９】後Ｏ2センサの活性判定を説明するための流れ
図である。
図である。
【図１０】後Ｏ2センサの故障判定を説明するための流
れ図である。
れ図である。
【図１１】触媒の活性判定を説明するための流れ図であ
る。
る。
【図１２】後Ｏ2センサの出力波形図である。
【図１３】基準値ｎ５の特性図である。
【図１４】触媒劣化時の制御混合比への影響を示す特性
図である。
図である。
【図１５】他の実施例の後Ｏ2センサの活性判定を説明
するための流れ図である。
するための流れ図である。
【図１６】スライスレベルＳＬRと空燃比の関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図１７】触媒入口温度に対するスライスレベルＳＬR
の特性図である。
の特性図である。
【図１８】別の他の実施例の後Ｏ2センサの活性判定を
説明するための流れ図である。
説明するための流れ図である。
【図１９】従来例の空燃比フィードバック補正係数αの
演算を説明するための流れ図である。
演算を説明するための流れ図である。
【図２０】従来例のαの修正を説明するための流れ図で
ある。
ある。
【図２１】従来例のＴiの演算を説明するための流れ図
である。
である。
４ インジェクタ(燃料噴射装置) ５ 排気管 ６ 触媒コンバータ ７ エアフローメータ(エンジン負荷センサ) １０ クランク角センサ(エンジン回転数センサ) １２Ａ 前Ｏ2センサ(第１のセンサ) １２Ｂ 後Ｏ2センサ(第２のセンサ) １５ ヒーター １６ 温度センサ ２１ コントロールユニット ３１ エンジン負荷センサ ３２ エンジン回転数センサ ３３ 基本噴射量算出手段 ３４ 第１のセンサ ３５ 反転判定手段 ３６ 基本制御定数算出手段 ３７ 学習値メモリ ３８ 学習領域判定手段 ３９ 学習値読み出し手段 ４０ 空燃比フィードバック補正量算出手段 ４１ 燃料噴射量算出手段 ４２ 燃料供給装置 ４３ 第２のセンサ ４４ リッチ,リーン判定手段 ４５ 学習値更新手段 ４６ ヒーター ４７ 通電手段 ４８ 温度センサ ４９ 判定手段 ５０ 通電判定手段 ５１ 学習更新禁止手段 ６１ 判定手段 ６２ 通電停止手段 ７１ スライスレベル低下手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00 310 F02D 45/00 340 F02D 41/14 310
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出
するセンサと、これらの検出値に基づいて基本噴射量を
算出する手段と、触媒コンバータ前の排気通路に介装さ
れ排気空燃比に応じた出力をする第１のセンサと、この
センサ出力と理論空燃比相当のスライスレベルとの比較
により空燃比が理論空燃比を境にして反転したかどうか
を判定する手段と、この判定結果に応じ空燃比が理論空
燃比の近傍へと制御されるように空燃比フィードバック
制御の基本制御定数を算出する手段と、運転条件に応じ
て区分けされた複数の小領域を持ち、各小領域に対応し
て制御定数の学習値を格納するメモリと、現在の運転条
件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手段と、
現在の運転条件の属する小領域に格納されている学習値
を前記メモリから読み出す手段と、この読み出された学
習値で前記基本制御定数を修正した値に基づいて空燃比
フィードバック補正量を算出する手段と、この空燃比フ
ィードバック補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴
射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供
給する装置と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介装
され排気空燃比に応じた出力をする第２のセンサと、こ
のセンサ出力と前記スライスレベルとの比較により空燃
比がリッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手
段と、この判定した時点における運転条件の属する小領
域に対応して格納されている学習値を前記メモリから読
み出し、この読み出された学習値を前記リッチ,リーン
の判定結果に応じて更新する手段とを備えるエンジンの
空燃比制御装置において、前記第２のセンサを加熱する
ためのヒーターと、このヒーターに通電する手段と、前
記触媒コンバータ温度を検出するセンサと、この温度が
所定の温度範囲にあるかどうかを判定する手段と、前記
ヒーターに通電されているかどうかを判定する手段と、
これらの判定結果にもとづきヒーターに通電されており
かつ触媒コンバータ温度が所定の温度範囲にないとき前
記学習値の更新を禁止する手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項２】 エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出
するセンサと、これらの検出値に基づいて基本噴射量を
算出する手段と、触媒コンバータ前の排気通路に介装さ
れ排気空燃比に応じた出力をする第１のセンサと、この
センサ出力と理論空燃比相当のスライスレベルとの比較
により空燃比が理論空燃比を境にして反転したかどうか
を判定する手段と、この判定結果に応じ空燃比が理論空
燃比の近傍へと制御されるように空燃比フィードバック
制御の基本制御定数を算出する手段と、運転条件に応じ
て区分けされた複数の小領域を持ち、各小領域に対応し
て制御定数の学習値を格納するメモリと、現在の運転条
件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手段と、
現在の運転条件の属する小領域に格納されている学習値
を前記メモリから読み出す手段と、この読み出された学
習値で前記基本制御定数を修正した値に基づいて空燃比
フィードバック補正量を算出する手段と、この空燃比フ
ィードバック補正量で前記基本噴射量を補正して燃料噴
射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気管に供
給する装置と、前記触媒コンバータ後の排気通路に介装
され排気空燃比に応じた出力をする第２のセンサと、こ
のセンサ出力と前記スライスレベルとの比較により空燃
比がリッチ，リーンのいずれの側にあるかを判定する手
段と、この判定した時点における運転条件の属する小領
域に対応して格納されている学習値を前記メモリから読
み出し、この読み出された学習値を前記リッチ,リーン
の判定結果に応じて更新する手段とを備えるエンジンの
空燃比制御装置において、前記第２のセンサを加熱する
ためのヒーターと、このヒーターに通電する手段と、前
記触媒コンバータ温度を検出するセンサと、この温度が
所定の温度範囲内のある温度以上かどうかを判定する手
段と、この判定結果にもとづき触媒コンバータ温度が所
定の温度範囲内のある温度以上のとき前記ヒーターへの
通電を停止する手段とを設けたことを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置。 - 【請求項３】 エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出
するセンサと、これらの検出値に基づいて基本噴射量を
算出する手段と、触媒コンバータ前の排気通路に介装さ
れ排気空燃比に応じた出力をする第１のセンサと、この
センサ出力と理論空燃比相当の第１のスライスレベルと
の比較により空燃比が理論空燃比を境にして反転したか
どうかを判定する手段と、この判定結果に応じ空燃比が
理論空燃比の近傍へと制御されるように空燃比フィード
バック制御の基本制御定数を算出する手段と、運転条件
に応じて区分けされた複数の小領域を持ち、各小領域に
対応して制御定数の学習値を格納するメモリと、現在の
運転条件が前記いずれの小領域に属するかを判定する手
段と、現在の運転条件の属する小領域に格納されている
学習値を前記メモリから読み出す手段と、この読み出さ
れた学習値で前記基本制御定数を修正した値に基づいて
空燃比フィードバック補正量を算出する手段と、この空
燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補正して
燃料噴射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を吸気
管に供給する装置と、前記触媒コンバータ後の排気通路
に介装され排気空燃比に応じた出力をする第２のセンサ
と、このセンサ出力ＶＲＯと理論空燃比相当の第２のス
ライスレベルとの比較により空燃比がリッチ，リーンの
いずれの側にあるかを判定する手段と、この判定した時
点における運転条件の属する小領域に対応して格納され
ている学習値を前記メモリから読み出し、この読み出さ
れた学習値を前記リッチ,リーンの判定結果に応じて更
新する手段とを備えるエンジンの空燃比制御装置におい
て、前記第２のセンサを加熱するためのヒーターと、こ
のヒーターに通電する手段と、前記触媒コンバータ温度
を検出するセンサと、この温度が所定の温度範囲にある
かどうかを判定する手段と、前記ヒーターに通電されて
いるかどうかを判定する手段と、これらの判定結果にも
とづきヒーターに通電されておりかつ触媒コンバータ温
度が所定の温度範囲にないとき前記第２のスライスレベ
ルを下げる手段とを設けたとを設けたことを特徴とする
エンジンの空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20830991A JP2855896B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | エンジンの空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20830991A JP2855896B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | エンジンの空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544556A JPH0544556A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2855896B2 true JP2855896B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16554124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20830991A Expired - Lifetime JP2855896B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | エンジンの空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855896B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20830991A patent/JP2855896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544556A (ja) | 1993-02-23 |
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