JP2887960B2 - リーンバーンエンジンシステムの空燃比制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に、触媒コンバー
タの浄化効率を維持するためのリーンバーンエンジンシ
ステムの空燃比制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リーンバーンエンジンシステムは、エン
ジンが定常運転状態にあるとき、その空燃比をリーン制
御モードで制御し、これに対し、加速時等のエンジンが
過渡期の運転状態にあるときには、その空燃比を理論空
燃比制御モードで制御しようとするものである。このよ
うにして空燃比が制御されれば、排ガス中のＣＯやＨＣ
を低減すると同時に、燃費を向上を図ることができる。

【０００３】しかしながら、空燃比がリーン制御モード
で制御されている場合には、排ガス中に酸素が存在して
いることから、三元触媒等を内蔵した触媒コンバータが
排ガス管路中に介挿されていても、この触媒コンバータ
はＮＯxを効率良く還元して浄化することができず、Ｎ
Ｏxの排出量が増加してしまう問題がある。このような
ことから、リーンバーンエンジンシステムの排ガス管路
中には、触媒コンバータの三元触媒よりも上流に位置
し、酸素の存在下にあっても排ガス中のＮＯxを還元し
て浄化するリーンＮＯx触媒が配置されている。

【０００４】一方、触媒コンバータの三元触媒を効率良
く働かせるには、エンジンの空燃比を理論空燃比に高精
度に制御する必要があり、それ故、上述したリーンバー
ンエンジンシステムの排ガス管路には、フロント及びリ
ア酸素センサが夫々配置されている。フロント酸素セン
サはエンジン側の近接して位置付けられ、これに対し、
リア酸素センサは、触媒コンバータよりも下流側に位置
付けられている。このようにリーンバーンエンジンシス
テムに２個の酸素センサが備えられていれば、フロント
酸素センサにより検出した排ガス中の酸素濃度に基づ
き、エンジンの空燃比を制御する一方、リア酸素センサ
により検出した排ガス中の酸素濃度に基づき空燃比を補
正制御でき、これにより、エンジンの空燃比を理論空燃
比に高精度に制御することも可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようする課題】ところで、前述したリー
ンバーンエンジンシステムに於いて、排ガス管路中に配
置されたリーンＮＯx触媒の酸素吸着量が大きいと、エ
ンジンの空燃比がリーン制御モードから理論空燃比制御
モードに切換えらた直後では、リーンＮＯx触媒からは
吸着されていた酸素が暫くの間放出され、このため、触
媒コンバータの三元触媒が有効に機能しなくなる。

【０００６】また、この場合、空燃比が実際に理論空燃
比に制御されていたとしても、リア酸素センサにて排ガ
ス中に酸素が検出されることから、このリア酸素センサ
からセンサ信号に基づいて、エンジンの空燃比が補正制
御されると、その補正は空燃比をリッチ側に過度に補正
してしまい、いわゆるリッチスパイクの発生を招くこと
が考えられる。

【０００７】この発明は、上述した事情に基づいてなさ
れたもので、その目的とするところは、排ガス中のＮＯ
xを効率良く浄化可能となるばかりでなく、空燃比制御
を適切に実施することができるリーンバーンエンジンシ
ステムの空燃比制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、エンジンか
ら延びる排ガス管路中に配置された触媒コンバータと
と、排ガス管路中に触媒コンバータの触媒よりも上流に
位置して配置されたリーンＮＯx触媒と、排ガス管路に
リーンＮＯx触媒よりも上流に位置して配置され、排ガ
ス中の酸素濃度を検出して空燃比を制御するためのフロ
ント酸素センサと、排ガス管路にリーンＮＯx触媒より
も下流側に位置して配置され、排ガス中の酸素濃度を検
出して空燃比制御の補正に使用されるリア酸素センサ
と、フロント及びリア酸素センサからのセンサ信号に基
づきエンジンの運転状況に応じてエンジンの空燃比を、
リーン側で制御するリーン制御モードと理論空燃比に制
御する理論空燃比制御モードとに切換え制御する制御手
段とを具備したリーンバーンエンジンシステムに於い
て、この発明の空燃比制御方法は、エンジンの空燃比が
リーン制御モードから理論空燃比制御モードに切換えら
れたとき、リア酸素センサにて検出した排ガス中の酸素
濃度が空燃比でみてリーン側から理論空燃比側に切換わ
るまでの間、エンジンの空燃比をリッチ側で制御するよ
うにしている。

【０００９】

【作用】上述した空燃比制御方法によれば、エンジンの
空燃比制御がリーン制御モードから理論空燃比制御モー
ドに切換えられ直後にあり、リア酸素センサのセンサ信
号に基づき判定される空燃比がまだリーン側にあるとき
には、空燃比をリッチ側で制御するようにしたから、こ
の場合、エンジンの排ガス中に於けるＣＯやＨＣの量が
増加することになる。しかしながら、これらの増加した
ＣＯやＨＣは、リーンＮＯx触媒から放出される酸素に
より酸化され、その酸素を消費させるから、リーンＮＯ
x触媒から放出された酸素が触媒コンバータの触媒作用
に及ぼす悪影響を大きく低減でき、結果的に排ガス中の
ＮＯxは触媒コンバータの三元触媒により効果的に浄化
される。

【００１０】また、上述した状況では、リア酸素センサ
はリーンＮＯx触媒から放出された酸素が既に消費され
た後の排ガス中の酸素濃度を検出することになるから、
この場合、リア酸素センサにて検出される排ガス中の酸
素濃度は殆どないか又は少ないものとなる。従って、フ
ロント及びリア酸素センサのセンサ信号は共に、エンジ
ンの空燃比が理論空燃比に制御されていることを示すも
のとなる。

【００１１】上述した理論空燃比制御の開始直後に於け
る空燃比のリッチ側での制御は、リア酸素センサのセン
サ信号に基づき判別される空燃比がリーン側から理論空
燃比側に反転するまで継続される。

【００１２】

【実施例】図１を参照すると、リーンバーンエンジンシ
ステムが概略的に示されている。このエンジンシステム
はエンジン１を備えており、このエンジン１からは排ガ
ス管路２が延びている。この排ガス管路２の途中には、
触媒コンバータ３が介挿されており、この触媒コンバー
タ３内には、ゼオライト系のリーンＮＯx触媒４と三元
触媒５とかタンデムにして収容されている。ここで、図
１から明かなようにリーンＮＯx触媒４は、排ガスの流
れ方向でみて三元触媒５よりもエンジン１側に位置し
て、つまり、三元触媒５の上流側に位置して配置されて
いる。

【００１３】そして、排ガス管路２には、排ガス中の酸
素濃度を検出するフロント及びリア酸素センサ６，７が
夫々設けられており、フロント酸素センサ６はエンジン
１側に位置付けられているとともに、リア酸素センサ７
は排ガスの流れ方向でみて触媒コンバータ３よりも下流
に位置付けられている。フロント及びリア酸素センサ
６，７は、エンジン１の空燃比をフィードバック制御す
るのに使用され、このため、これらフロント及びリア酸
素センサ６，７は、制御手段としての電子制御ユニット
（ＥＣＵ）８に電気的に接続されて、そのセンサ信号を
ＥＣＵ８に供給可能となっている。

【００１４】一方、エンジン１には吸気通路９が接続さ
れており、この吸気通路９にはエンジン１の燃焼室（図
示しない）に向けて燃料を噴出するためのフューエルイ
ンジェクタ１０が設けられている。このフューエルイン
ジェクタ１０もまた、ＥＣＵ８に電気的に接続されてお
り、その作動、即ち、燃料の噴射量はフロント及びリア
酸素センサ６，７からのセンサ信号に基づき、ＥＣＵ８
からのフューエルインジェクタ１０に出力される制御信
号により制御され、これにより、エンジン１の空燃比は
所望の値に維持されるようにフィードバック制御され
る。

【００１５】また、ＥＣＵ８は、エンジン１の空燃比制
御をリーン制御モードと理論空燃比制御モードとに切換
える機能を有しており、このため、ＥＣＵ８には、前述
したフロント及びリア酸素センサ６，７以外に、エンジ
ン１が定常運転状態にあるか否かの判別に使用されるア
クセル開度センサ１１やブレーキペダルセンサ１２等の
各種センサもまた接続されている。

【００１６】次に、ＥＣＵ８にて実施される空燃比制御
ルーチンに関し、図２乃至図５のフローチャートに従い
説明する。空燃比制御ルーチン先ず、図２のステップＳ
０にて、エンジン１が始動されたか否かの判別が実施さ
れ、ここでの判別は例えばエンジン１のイグニッション
キー（図示しない）がオン操作されたか否かに基づき実
施される。エンジン１が始動されて、ステップＳ０の判
別結果が正（YES）になると、次のステップＳ１にて空
燃比（Ａ／Ｆ）の初期制御が実施される。

【００１７】ステップＳ１は、図３に示されているサブ
ルーチンからなるが、このサブルーチンが実施されると
きには、まだエンジン１の始動直後であるから、この場
合、ステップＳ１００にて、エンジン１のＡ／Ｆはフロ
ント酸素センサ６のみのセンサ信号を使用して、理論空
燃比にフィードバック制御される。即ち、ステップＳ１
００では、エンジン１の近くにあって直ちに活性化する
フロント酸素センサ６のみを使用して、Ａ／Ｆは理論空
燃比制御モード（Ｓ−ＦＢ）で制御される。

【００１８】ステップＳ１００は所定時間継続して実施
され、この後、リア酸素センサ７が活性化し且つエンジ
ン１の冷却水温度が所定温度に達するような状況に至る
と、次のステップＳ１０１が実施される。このステップ
では、Ａ／Ｆはフロント及びリア酸素センサ６，７のセ
ンサ信号を使用して、Ｓ−ＦＢモードで制御されること
になる。従って、このような状況に至ると、Ａ／Ｆは、
フロント酸素センサ６のセンサ信号のみによるＳ−ＦＢ
モードに、リア酸素センサ７のセンサ信号を使用したゲ
イン補正が加えて制御されるから、Ａ／Ｆは理論空燃比
に高精度に制御されることになる。

【００１９】前述したサブルーチンが実施された後にあ
っては、ステップＳ２に進み、このステップではエンジ
ン１が駆動状態にあるか否かが判別される。ここでの判
別結果が正であると、次のステップＳ３にてフラグＦ1
に１がセットされているか否が判別されるが、この時点
ではその判別結果は否となって、ステップＳ４に進む。
なお、ステップＳ０，Ｓ２の判別結果が否となる場合、
この空燃比制御ルーチンは終了する。

【００２０】ステップＳ４では、エンジン１の運転状態
が定常運転状態となって、リーン制御モード（Ｌ−ＦＢ
モード）でのＡ／Ｆのフィードバック制御を実施可能な
条件が満たされているか否かが判別される。ここでの判
別は、例えばアクセル開度センサ１１等のセンサ信号に
基づいて実施することができる。ステップＳ４の判別結
果が正であると、次には、前述したＳ−ＦＢモードから
Ｌ−ＦＢモードに切換えられてＡ／Ｆが制御されている
か否かが判別される。通常では、先のステップＳ４の判
別結果が正となっているから、その判別結果は正とな
り、従って、次のステップＳ６にて第１タイマのカウン
トが実施される。ここでの第１タイマは、ステップＳ５
が正になってからの経過時間を計るものである。

【００２１】この後、ステップＳ７では、第１タイマの
値が所定時間ｔ1（≧０）に達したか否かが判別される
が、ステップＳ５の判別結果が正になった直後では、そ
の判別結果は否となるので、この場合には、ステップＳ
８に進む。このステップＳ８では、ステップＳ５での判
別とは逆に、Ｌ−ＦＢモードからＳ−ＦＢモードに切換
えられてＡ／Ｆが制御されているか否かが判別される
が、この状況では、その判別結果は否となり、ステップ
Ｓ３に戻って上述したステップが繰り返される。

【００２２】ステップＳ４，Ｓ５の判別結果が正に維持
されている状況で、ステップＳ７の判別結果が否になる
と、次のステップＳ９にて、リア酸素センサ７の使用が
停止される。即ち、この時点で、Ａ／ＦのＬ−ＦＢモー
ドによる制御には、リア酸素センサ７のセンサ信号は使
用されず、従って、Ｌ−ＦＢモードでのＡ／Ｆ制御は、
フロント酸素センサ６のセンサ信号に基づいて実施され
ることになる。

【００２３】なお、ステップＳ５の判別結果が正になっ
た後、ステップＳ６，Ｓ７を実施することなく、ステッ
プＳ９を実施するようにしてもよい。しかしながら、エ
ンジン１のＡ／Ｆがリーンとなっても、このリーンの状
態がリア酸素センサ７のセンサ信号に基づいて判別され
るにはある程度の遅れが生じるから、その遅れの分、つ
まり、前記所定時間ｔ1だけ経過する間、リア酸素セン
サ７にてＡ／Ｆがリーン側に移行したのを確認してか
ら、リア酸素センサ７の使用を停止すれば、万一、フロ
ント酸素センサ６が故障しても、その故障を検知するこ
とが可能となる。

【００２４】ステップＳ９からは、前述したステップＳ
８に進むため、このステップＳ８の判別結果が否に維持
されている限り、Ａ／Ｆは、Ｌ−ＦＢモードで制御され
ることになる。しかしながら、加速時等の場合のように
エンジン１の運転状態が定常運転状態からの過渡期にあ
り、それ故、Ａ／ＦがＬ−ＦＢモードからＳ−ＦＢモー
ドに切換えられて制御されるような状況に至ると、この
場合には、ステップＳ８の判別結果が正(ＹＥＳ)となっ
て、ステップＳ８から図４のステップＳ１０に進み、こ
こで前述したフラグＦ1に１がセットされ、そして、前
述した第１タイマの値がクリアされる。

【００２５】次のステップＳ１１では、第２タイマが作
動されて、そのカウントが開始される。即ち、第２タイ
マは、前述したステップＳ８が正になってからの経過時
間を計る。次のステップＳ１２では、第２タイマの値が
所定時間ｔ2に達した否かが判別されるが、ステップＳ
８が正になった直後ではその判別結果は否となり、それ
故、図２のステップ２に戻って、このステップ以降が繰
り返して実施される。

【００２６】ここで、ステップＳ２からステップＳ３が
実施される場合、フラグＦ1には既に１がセットされて
いるので、その判別結果は正となり、従って、ステップ
Ｓ３からは、ステップＳ８に飛んで、このステップ以降
が実施される。この後、ステップＳ１２の判別結果が正
になると、次のステップＳ１３に進み、このステップに
て、リア酸素センサ７の使用が再開される。

【００２７】次のステップＳ１４では、リア酸素センサ
７のセンサ信号に基づいて判別されるＡ／Ｆがリーン側
から理論空燃比側に反転したか否かが判別される。ここ
で、ステップＳ８の判別結果が正になった後、所定時間
ｔ2の経過後にステップＳ１３の実施を経てステップＳ
１４の判別を実施する理由は、以下の通りである。即
ち、ステップＳ８の判別結果が正となり、エンジン１の
Ａ／ＦがＳ−ＦＢモードで制御されても、エンジン１か
らの排ガスがリア酸素センサ７に達するまでに遅れが生
じるので、Ｓ−ＦＢモードでの制御の開始をリア酸素セ
ンサ７のセンサ信号から直ちに検出できない。それ故、
所定時間ｔ2の経過後にステップＳ１４の判別を実施す
るようにすれば、リア酸素センサ７によって酸素濃度が
検出された場合、その酸素は、前述したリーンＮＯx触
媒４に一旦吸着された酸素がリーンＮＯx触媒から放出
されたものであると判別することができる。

【００２８】従って、ステップＳ１４の判別結果が正で
あると、ステップＳ１５に進み、このステップでは、フ
ロント及びリア酸素センサ６，７を使用して、通常のＳ
−ＦＢモードでもって、Ａ／Ｆがフィードバック制御さ
れる。即ち、ステップＳ１５では、前述した図３のステ
ップＳ１０１と同様なＡ／Ｆ制御が実施され、この場
合、Ｓ−ＦＢ制御は、リア酸素センサ７のセンサ信号に
基づき、通常のゲインを使用して補正されることにな
る。なお、このゲインは、フューエルインジェクタ１０
から噴射される燃料の量を決定するのに使用されるもの
である。

【００２９】この後、次のステップＳ１６では、フラグ
Ｆ1は０にリセットされ、また、同時に第２及び第３タ
イマの値も夫々クリアされる。なお、第３タイマについ
ては後述する。ステップＳ１６からは、図２のステップ
Ｓ２に戻って、このステップ以降のステップが繰り返し
て実施されることになるが、このとき、フラグＦ1が０
にリセットされているから、次のステップＳ３ではその
判別結果は否となり、ステップＳ４に進んで、このステ
ップでの判別が実施される。

【００３０】この場合、エンジン１の運転状態が定常運
転状態ではなく、まだ過渡期にある状況では、ステップ
Ｓ４の判別結果は否となり、ステップＳ４から直ちに図
４のステップＳ１５に進むことになり、これにより、Ａ
／Ｆ制御は、Ｓ−ＦＢモードに維持されて実施されるこ
とになる。一方、ステップＳ１４の判別結果が否の場
合、即ち、Ａ／Ｆ制御がＬ−ＦＢモードからＳ−ＦＢモ
ードに切換えられてから所定時間ｔ2の経過後に、ステ
ップＳ１４の判別結果が否となる場合には、ステップＳ
１４からステップＳ１７に進み、このステップでは、前
述した通常のゲインの代わりにリッチ用ゲインを使用し
て、Ｓ−ＦＢモードに従いＡ／Ｆがフィードバック制御
される。なお、リッチ用ゲインは後述のステップにて決
定されるようになっており、従って、この時点では、リ
ッチ側でのＳ−ＦＢモードは実質的に実施されることは
ない。

【００３１】次のステップＳ１８では、フロント酸素セ
ンサ６のセンサ信号に基づく、その学習制御が停止され
る。この学習制御は、個々のフロント酸素センサが有す
る出力特性のばらつきを補償するために必要なのもので
あるが、学習制御を備えていない空燃比制御ルーチンの
場合にあっては、ステップＳ１８は省略することができ
る。しかしながら、フロント酸素センサの学習制御を有
している場合には、ステップＳ１８を実施しないと、誤
った学習がなされるので、ステップＳ１８は必要なもの
となる。

【００３２】ステップＳ１８からは、図５のステップＳ
１９に進み、このステップでは、エンジン１の燃料噴射
が非同期噴射であるか否かが判別される。この非同期噴
射は、エンジン１の加速感を増すために実施されるが、
ステップＳ１９での判別結果が正の場合には、このステ
ップＳ１９以降を実施することなく、図４のステップＳ
１４に戻って、このステップ以降のステップが繰り返し
実施される。

【００３３】一方、ステップＳ１９の判別結果が否の場
合には、ステップＳ２０に進み、このステップＳ２０に
て、前述したリッチ用ゲインＰが決定される。ステップ
Ｓ２０では、例えば次式に基づきリッチ用ゲインＰが算
出されるようになっている。 Ｐ(n+1)＝Ｐ(n)・（１−Ｋ） ここで、Ｐ(n)は今回のリッチ用ゲイン、Ｐ(n+1)は次回
のリッチ用ゲイン、ｎは０以上の自然数、Ｋはテーリン
グ係数を夫々示している。なお、リッチ用ゲインＰの初
期Ｐ(0)はＰ0に設定されており、また、テーリング係数
Ｋの初期値はＫ1（＜１）に設定されている。

【００３４】次のステップＳ２１では、前述したステッ
プＳ１４の場合と同様に、リア酸素センサ７のセンサ信
号がＡ／Ｆでみてリーン側から反転したか否が判別され
るが、その判別結果が否の場合には、ステップＳ２２に
進んで、第３タイマによるカウントが開始された後、次
のステップＳ２３にて、第３タイマの値が所定時間ｔ3
に達したか否かが判別される。ここで、第３タイマは、
実質的に前述したステップＳ１４が実施されて、その判
別結果が否である場合からの経過時間を計測するもので
ある。

【００３５】ステップＳ２３の判別結果が否の場合に
は、図４のステップＳ１７に戻って、このステップ以降
のステップが繰り返される。従って、ステップＳ１９，
Ｓ２１の判別結果が夫々否に維持されている限り、リッ
チ用ゲインＰの値は、図４に示されているように時間の
経過に伴い、テーリング係数Ｋの初期値Ｋ1で決定され
る減少率に従って減少される。また、この状況で、ステ
ップＳ１７の実施が繰り返されることにより、Ａ／Ｆが
リッチ用ゲインＰに基づくＳ−ＦＢモードに従い制御さ
れる結果、Ａ／Ｆは、一旦リッチ側に移行した後、理論
空燃比に向かうように制御されることになる。

【００３６】しかしながら、ステップＳ２３の判別結果
が正になると、次のステップＳ２４にて、テーリング係
数Ｋが０に置換され後、ステップＳ２５にて、現在のリ
ッチ用ゲインＰ(n)に定数Ｐ1（＜Ｐ0）が代入される。
従って、ステップＳ２３の判別結果が正になった後、ス
テップＳ１７以降のステップが前述した場合と同様にし
て繰り返される場合には、図６に示されているようにリ
ッチ用ゲインＰが一定値に維持されたまま、Ａ／Ｆはリ
ッチ側の領域で制御されることになる。

【００３７】一方、ステップＳ２１の判別結果が正にな
ると、ステップＳ２６に進み、このステップにて、リッ
チ用ゲインＰ及びテーリング係数Ｋの値は夫々初期値に
置き換えられた後、図４のステップＳ１５に飛んで、こ
のステップ以降のステップが前述したようにして実施さ
れることになる。前述したように、一実施例の空燃比制
御ルーチンでは、Ａ／Ｆの制御がＬ−ＦＢモードからＳ
−ＦＢモードに切換えられた場合、リア酸素センサのセ
ンサ信号がＡ／Ｆでみてリーン側から理論空燃比側に反
転しない間、Ｓ−ＦＢモードでのＡ／Ｆ制御にリッチ用
ゲインＰを使用して、Ａ／Ｆを実質にリッチ側で制御す
るようにしたから、例えリーンＮＯx触媒に吸着されて
いた酸素が放出されても、この酸素は、排ガス中の増加
したＣＯやＨＣの酸化に利用されて消費され、結果的に
触媒コンバータ３の三元触媒５を通過する排ガス中の酸
素濃度を低減若しくは無くすことができ、三元触媒５の
触媒作用、特にＮＯxの浄化作用がリーンＮＯx触媒４か
らの酸素によって悪影響を受けることがなく、排ガスを
効果的に浄化することができる。

【００３８】また、上述した状況に於いて、専用のリッ
チ用ゲインＰを使用することで、リア酸素センサ７から
のセンサ信号に基づくＳ−ＦＢモードの補正が不所望に
過度になったりすることもない。図７を参照すると、一
実施例の空燃比制御ルーチンを実施しない場合での触媒
コンバータに於けるＮＯxの浄化効率が示されており、
破線ＡはリーンＮＯx触媒４と三元触媒５とを有した触
媒コンバータ３のＮＯxの浄化効率を示し、一方、実線
Ｂは三元触媒のみを有した触媒コンバータのＮＯxの浄
化効率を示している。図７から明らかなように、破線Ａ
の浄化率特性は、実線Ｂの浄化率特性に比べ、その浄化
能が低下しているが、これはリーンＮＯx触媒４から放
出される酸素が原因であると考えられる。しかしなが
ら、前述した空燃比制御ルーチンが実施されれば、Ａ／
Ｆ制御がＬ−ＦＢモードからＳ−ＦＢモードに切換えら
れた後、リア酸素センサ７のセンサ信号がＡ／Ｆでみて
リーン側にあるときには、Ａ／Ｆをリッチ側で制御する
ことで、リーンＮＯx触媒４から三元触媒５に向かって
放出される酸素の悪影響を除去でき、これにより、三元
触媒５によるＮＯxの浄化効率を十分に維持することが
できる。なお、図７中、斜線を施して示した領域は、三
元触媒５のいわゆるウインドウ幅を示しているが、上述
の説明から明かなように、この実施例の空燃比制御ルー
チンが実施されれば、そのウインドウ幅を狭めるような
こともない。

【００３９】更に、リア酸素センサ７のセンサ信号がＡ
／Ｆでみてリーン側から反転して理論空燃比側のＡ／Ｆ
を示した場合、Ａ／Ｆは直ちに通常のＳ−ＦＢモードで
制御されるから、燃費の悪化を招くようなこともない。
また、Ａ／ＦがＬ−ＦＢモードで制御されているとき、
排ガス中のＮＯxはリーンＮＯx触媒により効果的に浄化
されるのは勿論のこと、このとき、リア酸素センサ７の
使用が停止されているから、このリア酸素センサ７から
のセンサ信号がＬ−ＦＢモードでの制御に悪影響を与え
ることもない。

【００４０】この発明は、上述した一実施例に制約され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、前
述したリッチ用ゲインＰ及びテーリング係数Ｋの初期値
を、リーンＮＯx触媒４の経年変化に起因する酸素吸着
特性の変化に基づき、学習して求めるようにすれば、Ａ
／Ｆのリッチ側での補正制御が過度になり、この結果、
リッチスパイクを招いて排ガス中のＣＯやＨＣが不所望
に増大するようなこともない。

【００４１】また、一実施例のリーンバーンエンジンシ
ステムでは、触媒コンバータ３の下流にリア酸素センサ
７が配置されているが、このリア酸素センサ７は、触媒
コンバータ３内のリーンＮＯx触媒４と三元触媒５との
間に配置するようにしてもよい。更に、触媒コンバータ
３に於いては、三元触媒の代わりに、Ａ／Ｆが理論空燃
比にあるときにＮＯxを浄化する他の触媒を使用しても
よい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のリーン
バーンエンジンシステムの空燃比制御方法によれば、空
燃比制御がリーン制御モードから理論空燃比制御モード
に切換えられたとき、リア酸素センサのセンサ信号がＡ
／Ｆでみてリーンから理論空燃比側に反転するまでの
間、空燃比をリッチ側で制御するようにしたから、リー
ンＮＯx触媒から放出される酸素を原因とした触媒コン
バータに於けるＮＯxの浄化能の低下を阻止でき、この
結果、空燃比がリーン制御モード又は理論空燃比制御モ
ードの何れのモードで制御されていても、排ガス中のＮ
Ｏxを効率良く浄化可能となり、また、リア酸素センサ
のセンサ信号がリーン側から反転した場合には、空燃比
のリッチ側での制御を直ちに停止するようにしたから、
燃費の悪化をも招くことがない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】リーンバーンエンジンシステムを示した概略図
である。

【図２】空燃比制御ルーチンの一部を示したフローチャ
ートである。

【図３】図２中の１つのステップの詳細を示したフロー
チャートである。

【図４】前記空燃比制御ルーチンの一部を示したフロー
チャートである。

【図５】前記空燃比制御ルーチンの一部を示したフロー
チャートである。

【図６】リッチ用ゲインの時間変化を示したグラフであ
る。

【図７】前記空燃比制御ルーチンを実施しない場合での
触媒コンバータに於けるＮＯxの浄化率特性を示したグ
ラフである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 排ガス管路 ３ 触媒コンバータ ４ リーンＮＯx触媒 ５ 三元触媒 ６ フロント酸素センサ ７ リア酸素センサ ８ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １０ フューエルインジェクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１Ｇ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから延びる排ガス管路中に配置
   された触媒コンバータと、排ガス管路中に触媒コンバー
   タの触媒よりも上流に位置して配置されたリーンＮＯx
   触媒と、排ガス管路にリーンＮＯx触媒よりも上流に位
   置して配置され、排ガス中の酸素濃度を検出して空燃比
   を制御するためのフロント酸素センサと、排ガス管路に
   リーンＮＯx触媒よりも下流側に位置して配置され、排
   ガス中の酸素濃度を検出して空燃比制御の補正に使用さ
   れるリア酸素センサと、フロント及びリア酸素センサか
   らのセンサ信号に基づきエンジンの運転状況に応じてエ
   ンジンの空燃比を、リーン側で制御するリーン制御モー
   ドと理論空燃比で制御する理論空燃比制御モードとに切
   換え制御する制御手段とを具備してなるリーンバーンエ
   ンジンシステムに於いて、 エンジンの空燃比がリーン制御モードから理論空燃比制
   御モードに切換えられたとき、リア酸素センサにて検出
   した排ガス中の酸素濃度が空燃比でみてリーン側から理
   論空燃比側に切換わるまでの間、エンジンの空燃比をリ
   ッチ側で制御することを特徴とするリーンバーンエンジ
   ンシステムの空燃比制御方法。