JP3292744B2

JP3292744B2 - ガスエンジンの空燃比制御方法

Info

Publication number: JP3292744B2
Application number: JP31882891A
Authority: JP
Inventors: 祐一菱沼; 章男藤原
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 2002-06-17
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JPH05156987A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気通路に配列されて
排気ガスを浄化する三元触媒と、該三元触媒の上流側に
配設された第１の酸素センサと、前記三元触媒の下流側
に配設された第２の酸素センサと、前記第１及び第２の
酸素センサの出力に応答して、排気ガス中の酸素濃度か
らガスエンジンの空燃比が理論空燃比に対してリッチ状
態にあるかリーン状態にあるかを検出し、その結果に基
づいて前記ガスエンジンの空燃比を制御する空燃比制御
装置、とを含むガスエンジンに関する。より詳細には、
その様なガスエンジンにおける空燃比制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１を参照して、従来のガスエンジンに
おいて為されている空燃比制御の態様について説明す
る。

【０００３】図１において、符号Ｅで示すガスエンジン
の吸気通路１には、燃料通路２からの燃料（例えば都市
ガス１３Ａ）及び空気取入口３からの空気を混合するミ
キサ４と、スロットルバルブ５と、吸気圧を検出する圧
力センサ６とが設けられている。また、ミキサ４をバイ
パスして、吸気通路１のスロットルバルブ５の上流側と
燃料通路２とを接続するバイパス通路７が設けられ、該
バイパス通路には、バイパス流量を調節するためのバル
ブすなわち空燃比制御バルブ８が介装されている。

【０００４】ここで、ガスエンジンＥには、エンジン回
転数を検出するための回転数センサ９が設けられてい
る。

【０００５】一方、ガスエンジン４の排気通路１０には
三元触媒１１が介装され、該触媒１１の上流側には第１
の酸素センサ（以下メイン酸素センサという）１２が設
けられ、触媒１１の下流側には第２の酸素センサ（以下
サブ酸素センサという）１３が設けられている。なお、
図示の例では、触媒１１の下流側に測温センサ１４も設
けられている。

【０００６】前記圧力センサ６、回転数センサ９、メイ
ン及びサブ酸素センサ１２、１３、測温センサ１４から
の検出信号は電子制御装置（ＥＣＵ）１５に入力され、
該制御装置１５で所定の処理が為された後に制御信号と
して空燃比制御バルブ８へ出力される。

【０００７】制御装置１５において、圧力センサ６及び
回転数センサ９の出力信号は全ガス消費量演算手段１６
に入力されて、そこで演算された全ガス消費量ＴＧはバ
イパスガス量演算手段１７へ送出される。バイパスガス
量演算手段１７は、バイパス比率テーブル１８の中か
ら、エンジンを理論空燃比付近で運転するのに必要なバ
イパス比率ＢＲを割り出す。

【０００８】サブ酸素センサ１３の出力Ｖ２は、触媒劣
化判定手段１９及び制御定数演算手段２０に入力され
る。そして制御定数演算手段２０は、サブ酸素センサ１
３の出力Ｖ２に応答して、例えば遅延時間ＴＤＬ、ＴＤ
Ｒ（リーン及びリッチ遅延時間）等のメインフィードバ
ック定数を演算して、空燃比補正量演算手段２１へ送出
する。ここで、空燃比補正量演算手段２１は、制御定数
演算手段２０で演算された遅延時間ＴＤＬ、ＴＤＲ及び
メイン酸素センサ１２からの出力Ｖ１に基づいて空燃比
補正量ＦＡＦを演算し、該補正量ＦＡＦをバイパスガス
量演算手段１７へ送出する。

【０００９】バイパスガス量演算手段１７は、全ガス消
費量演算手段１６で演算された全ガス消費量ＴＧ、バイ
パス比率テーブル１８の中から割り出されたバイパス比
率ＢＲ、空燃比補正量演算手段２１で演算された空燃比
補正量ＦＡＦに基づいて、次式（１）によりバイパスガ
ス量ＢＧを算出する。

【００１０】ＢＧ＝ＴＧ×（ＢＲ＋ＦＡＦ）・・・・・（１）ここで、空燃比補正量ＦＡＦはゼロを中心に＋或いは−
に振動するべき変数である。そのため、空燃比補正量Ｆ
ＡＦがオフセット値を有し＋或いは−の領域で振動して
いる場合には、ゼロを中心に振動する様に、バイパス比
率演算手段２２によりバイパス比率ＢＲを変更し、バイ
パス比率テーブル１８を更新する。

【００１１】バイパスガス量演算手段１７で演算された
バイパスガス量ＢＧは、空燃比調整手段２３へ送出され
る。そして空燃比調整手段２３は、バイパスガス量ＢＧ
の演算結果に基づいて空燃比制御バルブ８の開度を設定
し、該バルブ８の開度を制御するのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ここで、サブ酸素セン
サ１３の出力特性は図１０で示す様になっており、空燃
比の制御は振幅の中心値を基準とする所謂「中心制御」
方式が採用されている。そして新品触媒を用いて、スレ
ショールドレベル、すなわちその電位以下になるとＮＯ
ｘが浄化出来なくなる電位レベル、が実験的に求めら
れ、サブ酸素センサ１３の出力振幅の中心値は該スレシ
ョールドレベルよりも十分上方に設定されている。

【００１３】しかし、図１０から明らかな様に、サブ酸
素センサ１３の出力は三元触媒１１の劣化に対応して、
その出力の中心Ｖ２ｃ或いは制御中心もリッチ側（図１
０では下方）へシフトしてしまう。その結果、符号Ｂ
１、Ｂ２で示す様に、サブ酸素センサ出力の振幅下限が
スレショールドレベルを越えてしまう場合が存在する。
そして、スレショールドレベルはそれ以下になるとＮＯ
ｘが浄化出来なくなる電位レベルであるため、サブ酸素
センサ出力の振幅下限がスレショールドレベルを越えて
しまうと、ＮＯｘの除去量或いはエミッションが悪化し
てしまう。現段階では、ガスエンジンのＮＯｘの除去量
は９９％という非常に高いレベルを目的としており、該
目的達成のためにも、図１０の符号Ｂ１、Ｂ２で示す様
な状態、すなわちサブ酸素センサ出力の振幅下限がスレ
ショールドレベルを越えてしまう状態の存在は阻止され
なければならない。

【００１４】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
て提案されたもので、サブ酸素センサ出力の振幅下限が
スレショールドレベルを越えてしまうことを防止するこ
とが出来る様なガスエンジンの空燃比制御方法の提供を
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、排気通
路に配列されて排気ガスを浄化する三元触媒と、該三元
触媒の上流側に配設された第１の酸素センサと、前記三
元触媒の下流側に配設された第２の酸素センサと、前記
第１及び第２の酸素センサの出力に応答して、排気ガス
中の酸素濃度からガスエンジンの空燃比が理論空燃比に
対してリッチ状態にあるかリーン状態にあるかを検出
し、その結果に基づいて前記ガスエンジンの空燃比を制
御する空燃比制御装置とを含むガスエンジンの空燃比制
御方法において、新品触媒を用いて実験的に求めた当初
のスレショールドレベル（三元触媒新品時のスレショー
ルドレベル）に三元触媒劣化時の第２の酸素センサ（サ
ブ酸素センサ）出力振幅の１／２の数値を加算する工程
と、該加算された電位レベルを新たなスレショールドレ
ベルに設定する工程と、該新たに設定されたスレショー
ルドレベルを第２の酸素センサ（サブ酸素センサ）出力
の中心値が下回らない様に空燃比制御を行う工程とより
なり、もって第２の酸素センサ（サブ酸素センサ）出力
の振幅下限値が所定のスレショールドレベルを越えない
様に制御するようになっている。

【００１６】また本発明によれば、排気通路に配列され
て排気ガスを浄化する三元触媒と、該三元触媒の上流側
に配設された第１の酸素センサと、前記三元触媒の下流
側に配設された第２の酸素センサと、前記第１及び第２
の酸素センサの出力に応答して、排気ガス中の酸素濃度
からガスエンジンの空燃比が理論空燃比に対してリッチ
状態にあるかリーン状態にあるかを検出し、その結果に
基づいて前記ガスエンジンの空燃比を制御する空燃比制
御装置とを含むガスエンジンの空燃比制御方法におい
て、三元触媒新品時のスレショールドレベルを基準とし
て第２の酸素センサ（サブ酸素センサ）出力振幅の下限
値の移動平均値を用いて該平均値がスレショールドレベ
ルを越えない様に、空燃比制御を行う工程を含み、もっ
て第２の酸素センサ（サブ酸素センサ）の出力の振幅下
限値が所定のスレショールドレベルを越えてしまわない
様に制御するようになっている。

【００１７】

【００１８】

【作用】上記の様な構成を有する本発明によれば、サブ
酸素センサの出力が所定のスレショールドレベルを越え
ない様に制御するので、ＮＯｘの除去量或いはエミッシ
ョンが悪化してしまうことがない。

【００１９】すなわち、三元触媒新品時のスレショール
ドレベルに三元触媒劣化時のサブ酸素センサ出力振幅の
１／２の数値を加算して得られた電位レベルを新たなス
レショールドレベルに設定し、サブ酸素センサ出力の中
心値が、該新たに設定されたスレショールドレベルを下
回らない様に空燃比制御を行えば、サブ酸素センサ出力
の振幅下限値も当初のスレショールドレベルを下回るこ
とが無い。

【００２０】或いはサブ酸素センサ出力の振幅下限値そ
のものを制御の対象とすることにより、該下限値が当初
のスレショールドレベルを下回ってしまうことが防止さ
れるのである。

【００２１】これ等の制御の結果、空燃比の制御中心は
劣化触媒の程度に応じてリッチ側にシフトする。そのた
め、エミッションが改善されるのである。

【００２２】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００２３】先ず、図２、３を参照して、図１で示すガ
スエンジンＥの空燃比制御におけるメインフィードバッ
クについて説明する。

【００２４】ガスエンジンＥの空燃比制御に際して、図
１で説明した様に、空燃比補正量演算手段２１において
空燃比補正量ＦＡＦが演算される。以下、図２及び図３
を参照して、空燃比制御のためのメインフィードバック
について説明する。

【００２５】図２において、（Ａ）の符号Ｖ１はメイン
酸素センサ１２の出力を示し、符号ＶＲ１は第１の比較
電圧（例えば０．４５Ｖ）を示している。そして、メイ
ン酸素センサ出力Ｖ１が比較電圧ＶＲ１よりも大きいと
リッチ状態と判定され、小さいとリーン状態と判定され
る。その旨は、図２の（Ｂ）で示されている。

【００２６】図３は、空燃比補正量演算手段２１（図
１）において、メイン酸素センサ１２の出力Ｖ１に基づ
いて空燃比補正量ＦＡＦを演算するメインフィードバッ
クのフローチャートを示している。なお、図示の実施例
においては、図３の制御ルーチンは例えば４ｍｓ毎に実
行される。

【００２７】先ずステップＳ１において、メインフィー
ドバックの条件が成立しているか否かを判断する。ここ
でメインフィードバックの条件は、本実施例の場合では
ガスエンジンＥが運転中であること、メイン酸素センサ
１２が活性状態にあること等である。メインフィードバ
ックの条件が成立していない場合には、すなわちステッ
プＳ１がＮＯの場合は、ステップＳ２において空燃比補
正量ＦＡＦを０に設定して、ルーチンを終了する。

【００２８】メインフィードバックの条件が成立（ステ
ップＳ１がＹＥＳ）していると判断された場合には、ス
テップＳ２以降のメインフィードバックを実行する。

【００２９】先ずステップＳ２において、メイン酸素セ
ンサ１２の出力Ｖ１を取り込む。そして、取り込まれた
出力Ｖ１が比較電圧ＶＲ１よりも小さいか否か、換言す
るとリーン状態であるかリッチ状態であるかが判断され
る（ステップＳ４）。出力Ｖ１が比較電圧ＶＲ１よりも
小さければ（リーン状態：ステップＳ４がＹＥＳ）、ス
テップＳ５でフラッグＦ１が正の値を有するか否かが判
断される。これは、前回の制御ルーチンにおいて空燃比
が反転しなかったのか否かを判断することを意味してい
る。

【００３０】フラッグＦ１が正の値を有する場合（ステ
ップＳ５がＹＥＳ）はステップＳ６には進み、第１のデ
ィレイカウンタＣＤＬＹ１の値を１だけ減じ、ステップ
Ｓ７に進む。一方、フラッグＦ１が負の値を有する場合
（ステップＳ５がＮＯ）は、空燃比が反転したものと判
断して、ステップＳ８、９の処理を行う。すなわち、ス
テップＳ８において、図２の（Ｄ）で示すバルブ開度Ｆ
ＡＦの変化速度を規定する定数ＫＲ１がリバースフラッ
グＲＦ１となる。そして、ステップＳ９において、第１
のディレイカウンタＣＤＬＹ１の値を、後述する第１の
リーン遅延時間ＴＤＬ１に設定する。その後、ステップ
Ｓ７に進むのである。

【００３１】ステップＳ７では、図２の（Ｄ）で示す空
燃比補正量ＦＡＦの変化速度を規定するもう一つの定数
ＫＬ１が、フラッグＦ１として設定される。そして、ス
テップＳ１０に進み、第１のディレイカウンタＣＤＬＹ
１の値がゼロとなったか否か、すなわち遅延時間が経過
したか否かが判断される。

【００３２】ステップＳ４がＮＯの場合、すなわち出力
Ｖ１が比較電圧ＶＲ１よりも大きくリッチ状態である場
合には、ステップＳ１１に進みフラッグＦ１が負の値を
有するか否か、すなわち前回の制御ルーチンにおいて空
燃比が反転しなかったのか否かが判断される。フラッグ
Ｆ１が負の値を有する場合には（ステップＳ１１がＹＥ
Ｓ）、ステップＳ１２に進み第１のディレイカウンタＣ
ＤＬＹ１の値を１だけ減ずる。そしてステップＳ１３に
進む。

【００３３】一方、フラッグＦ１が正の値を有する場合
（ステップＳ１１がＮＯ）は、前回の制御ルーチンで空
燃比が反転したものと判断して、ステップＳ１４、１５
の処理を行う。すなわち、ステップＳ１４において、図
２の（Ｄ）で示す空燃比補正量ＦＡＦの変化速度を規定
する定数ＫＬ１がリバースフラッグＲＦ１となる。そし
て、ステップＳ１５において、第１のディレイカウンタ
ＣＤＬＹ１の値を、後述する第１のリッチ遅延時間ＴＤ
Ｒ１に設定する。その後、ステップＳ１３に進むのであ
る。

【００３４】ステップＳ１３では、図２の（Ｄ）で示す
空燃比補正量ＦＡＦの変化速度を規定する定数ＫＲ１
が、フラッグＦ１として設定される。そして、ステップ
Ｓ１０に進み、第１のディレイカウンタＣＤＬＹ１の値
がゼロとなったか否かが判断される。

【００３５】ステップＳ１０において、遅延時間が丁度
経過しＣＤＬＹ１の値がゼロとなれば（ステップＳ１０
がＹＥＳ）、空燃比補正量ＦＡＦを図２の（Ｄ）で示す
様にスキップさせる。そのため、ステップＳ１６におい
て、空燃比補正量ＦＡＦが、直前の数値にスキップ量
（Ｆ１×ＲＳ１）を加えた値となる様に設定し、この制
御ルーチンを終了する。

【００３６】ステップＳ１０でＣＤＬＹ１の値がゼロで
は無い場合は、ステップＳ１７へ進みＣＤＬＹ１の値が
正か負かを判断し、以て遅延時間（ディレイ）が完了し
ているか否かを判断する。ＣＤＬＹ１の値が正でディレ
イ完了前の場合（ステップＳ１７がＹＥＳ）には、空燃
比補正量ＦＡＦを、（リバースフラッグＲＦ１）×｛図
２の（Ｄ）で示す傾きｋ１｝なる量を直前の空燃比補正
量ＦＡＦの数値に加えた値に設定して（ステップＳ１
８）、この制御ルーチンを終了する。一方、ステップＳ
１７がＮＯ（ＣＤＬＹ１の値が負でディレイが完了）の
場合にはステップＳ１９へ進み、｛（フラッグＦ１）×
（図２（Ｄ）で示す傾きｋ１）｝なる量を直前のＦＡＦ
の数値に加えた値に設定して、制御ルーチンを終了す
る。

【００３７】以上説明したメインフィードバック処理に
より、空燃比補正量ＦＡＦが好適に設定される。これに
より、三元触媒１１において、エミッションが最も効果
的となる空燃比が得られるのである。

【００３８】メインフィードバックにおける第１リッチ
或いはリーン遅延時間は、サブ酸素センサ１３（図１）
の出力Ｖ２に基づいて、図４〜９を参照しつつ以下に説
明するサブフィードバックにより設定される。なお、上
記のメインフィードバックは例えば４ｍｓ毎に制御ルー
チンが実行されるが、サブフィードバックはメインフィ
ードバックの制御ルーチン毎に実行する必要は無く、例
えば１ｓ毎に起動或いは実行される。

【００３９】本発明の第１実施例に係るサブフィードバ
ックのフローを図４に示す。図４において、先ずサブフ
ィードバックのための条件が成立しているか否かが判断
される（ステップＳ３１）。サブフィードバックのため
の条件としては、メインフィードバック条件が成立して
いること（図３のステップＳ１がＹＥＳであること）、
サブ酸素センサ１３（図１）が活性状態であること、と
いう条件を全て充足していること、等が挙げられる。

【００４０】ステップＳ３１がＮＯの場合、すなわちサ
ブフィードバックのための条件が成立していない、或い
はサブフィードバックを実行しない場合は、制御ルーチ
ンを終了する。一方、サブフィードバックのための条件
が成立している（ステップＳ３１がＹＥＳ）場合にはス
テップＳ３２へ進み、図５（Ａ）で示されているサブ酸
素センサ出力Ｖ２を取り込む。

【００４１】ステップＳ３３において、振幅を持つ出力
Ｖ２の平均値の軌跡である移動平均がＶ２として設定さ
れる。この出力Ｖ２の移動平均は図６では１点鎖線Ｖ２
ｃにて表現されている。換言すると、ステップＳ３３に
おいて、サブ酸素センサ出力Ｖ２としては、その中心値
が取り込まれることになる。

【００４２】図６で示す様に、本発明の第１実施例で
は、新品触媒を用いて実験的に求めた当初のスレショー
ルドレベル（当初のスレショールドレベル）ＶＲ２に、
サブ酸素センサの出力Ｖ２の振幅Ａの１／２（図６中、
符号ｅで示す）を加えた電位レベルＮＶＲ２（図６中、
２点鎖線で示すレベル）を新たなスレショールドレベル
に設定する。そして、サブ酸素センサ出力の移動平均Ｖ
２ｃが、該新たなスレショールドレベルＮＶＲ２を越え
ない様に制御する。そのため、ステップＳ３３におい
て、移動平均Ｖ２ｃがＶ２として設定されるのである。

【００４３】ステップＳ３３で新たに設定された出力Ｖ
２は、ステップＳ３４において第２の比較電圧（スレシ
ョールドレベル）ＶＲ２と比較される。換言すると、サ
ブ酸素センサ１３の出力Ｖ２をスレショールドレベルＶ
Ｒ２と比較することにより、サブ酸素センサ１３で検出
される空燃比がリーン状態にあるのかリッチ状態にある
のかが判断される。

【００４４】ここで、前述した様に、本発明の第１実施
例においては、新たなスレショールドレベルＮＶＲ２を
設定する必要があり、そのための制御ルーチンが図７に
示されている。

【００４５】図７において、先ずステップＳ１０１でフ
ィードバック条件（ガスエンジンが始動しているか否か
等）が成立しているか否かの判断を行う。フィードバッ
ク条件が成立していれば（ステップＳ１０１がＹＥ
Ｓ）、サブ酸素センサ出力Ｖ２を取り込む（ステップＳ
１０２）。そしてステップＳ１０３において、出力Ｖ２
の振動周波数Ｈと、当初のスレショールドレベルＶＲ２
近傍に振幅下限が存在する出力における振幅Ａとを検出
する。

【００４６】ここで、振動周波数Ｈが２Ｈｚより大きい
場合、該周波数Ｈはノイズだと考えられる。また、振幅
Ａが１００ｍＶ以下である場合には、三元触媒の劣化は
進行しておらず、スレショールドレベルを新たに設定す
る必要はないと考えられる。従って、ステップＳ１０４
において振動周波数Ｈが２Ｈｚ以下であり、且つ振幅Ａ
が１００ｍＶより大きいか否かを判定し、以て、検出さ
れた出力Ｖ２がノイズでは無く、三元触媒はスレショー
ルドレベルを新たに設定する必要がある程度に劣化して
いる旨を判定するのである。

【００４７】振動周波数Ｈが２Ｈｚ以下であり、且つ振
幅Ａが１００ｍＶより大きい場合には（ステップＳ１０
４がＮＯ）、ステップＳ１０５においてサブ酸素センサ
が劣化していないか否かを判定する。この判定方法とし
ては、例えば、空燃比制御バルブ８（図１）の開度を増
加してから減少し、増加した際にサブ酸素センサ出力Ｖ
２が上限側のスレショールドレベルを上回り、且つ減少
した際に出力Ｖ２が上限側のスレショールドレベルを下
回る場合には、サブ酸素センサが正常であると判断する
という内容の劣化判定方法を実行することが考えられ
る。

【００４８】サブ酸素センサが劣化していない場合（ス
テップＳ１０５がＹＥＳ）には、スレショールドレベル
ＶＲ２に振幅Ａの１／２を加算したものを新たにスレシ
ョールドレベルＶＲ２（図６のスレショールドレベルＮ
ＶＲ２に対応）に設定する（ステップＳ１０６）。そし
て、新たに設定されたスレショールドレベルＶＲ２が
０．７５Ｖ以上であるか否かの判定が為され（ステップ
Ｓ１０７）、０．７５Ｖより小さければその数値がスレ
ショールドレベルＶＲ２となり、０．７５Ｖ以上であれ
ばスレショールドレベルＶＲ２を０．７５Ｖに設定す
る。

【００４９】この様にして、図４のステップＳ３４を実
行するのに必要なスレショールドレベルＶＲ２が決定さ
れるのである。

【００５０】図４に戻って、ステップＳ３４において、
サブ酸素センサ出力Ｖ２がスレショールドレベルＶＲ２
よりも小さい場合、すなわちサブ酸素センサ１３で検出
される空燃比がリーン状態にある場合には、ステップＳ
３５において第２のフラッグＦ２がゼロより大きいか否
かが判断される。これは、直前のルーチンで空燃比が反
転したか否かを判断するものであり、反転していない場
合にはステップＳ３５はＹＥＳとなる。その場合はステ
ップＳ３６へ進み、第２のディレイカウンタＣＤＬＹ２
の値を１だけ減じて、ステップＳ３７へ進む。

【００５１】ステップＳ３５においてＮＯの場合、すな
わち直前のルーチンで空燃比が反転している場合には、
ステップＳ３８において、図５の（Ｄ）で示す遅延補正
値ＤＬＴＤの変化速度を規定する定数ＫＲ２を、第２の
リバースフラッグＲＦ２に設定する。そして、第２のリ
ーン遅延時間ＴＤＬ２を、第２のディレイカウンタＣＤ
ＬＹ２の値に設定し（ステップＳ３９）、ステップＳ３
７へ進む。

【００５２】ステップＳ３７においては、図５の（Ｄ）
で示す遅延補正値ＤＬＴＤの変化速度を規定するもう一
つの定数ＫＲ２を、第２のフラッグＦ２として設定す
る。そして、ステップＳ４０へ進む。

【００５３】サブ酸素センサ出力Ｖ２がスレショールド
レベルＶＲ２よりも大きく、サブ酸素センサ１３で検出
される空燃比がリッチ状態にあって、ステップＳ３４が
ＮＯとなる場合には、ステップＳ３５と同様にステップ
Ｓ４１においてフラッグＦ２がゼロより小さいか否かが
判断される。第２のフラッグＦ２が負であり、直前のル
ーチンで空燃比が反転していないと推定される場合（ス
テップＳ４１がＹＥＳ）には第２のディレイカウンタＣ
ＤＬＹ２の値を１だけ減じて（ステップＳ４２）、ステ
ップＳ４３へ進む。

【００５４】ステップＳ４１においてＮＯの場合、すな
わち直前のルーチンで空燃比が反転している場合には、
ステップＳ４４において定数ＫＲ２を第２のリバースフ
ラッグＲＦ２に設定する。そして、第２のリッチ遅延時
間ＴＤＲ２を、第２のディレイカウンタＣＤＬＹ２の値
に設定し（ステップＳ４５）、ステップＳ４３へ進むの
である。

【００５５】ステップＳ４３においては、第２のフラッ
グＦ２として定数ＫＲ２を設定し、そしてステップＳ４
０へ進む。

【００５６】ステップＳ４０においては、第２のディレ
イカウンタＣＤＬＹ２がゼロであるか否かを判断する。
遅延時間が丁度経過して、ＣＤＬＹ２の値がゼロとなっ
た場合（ステップＳ１０がＹＥＳ）、遅延補正値ＤＬＴ
Ｄを図５の（Ｄ）で示す様にスキップさせる。すなわ
ち、ステップＳ４６において、遅延補正値ＤＬＴＤが、
直前の数値にスキップ量（Ｆ２×ＲＳ２）を加えた値と
なる様に設定する。そして、ステップＳ４７へ進む。

【００５７】ステップＳ４０でＣＤＬＹ２の値がゼロで
は無い場合は、ステップＳ４８へ進みＣＤＬＹ２の値が
正か負かを判断し、以て第２の遅延時間（ディレイ）が
完了しているか否かを判断する。ＣＤＬＹ２が正であ
り、ディレイが完了していない（ステップＳ４８がＹＥ
Ｓ）場合には、遅延補正値ＤＬＴＤは、｛（図５（Ｄ）
で示すＤＬＴＤの傾斜ｋ２）×（リバースフラッグＲＦ
２）｝なる数値を、直前の遅延補正値ＤＬＴＤに加えた
値に設定される（ステップＳ４９）。一方、ＣＤＬＹ２
が負であり、ディレイが完了している（ステップＳ４８
がＮＯ）場合、｛（傾斜ｋ２）×（フラッグＦ２）｝な
る数値を直前の遅延補正値ＤＬＴＤに加えた値が、新た
な遅延補正値ＤＬＴＤとして設定される（ステップＳ５
０）。そして、ステップＳ４９或いはステップＳ５０が
実行された後にステップＳ４７に進む。

【００５８】ステップＳ４７を実行する際には、既に遅
延補正値ＤＬＴＤは設定されている（ステップＳ４６、
Ｓ４９、Ｓ５０参照）。ステップＳ４７においては該遅
延補正値ＤＬＴＤが正か負かを判断する。そして、遅延
補正値ＤＬＴＤが正であれば（ステップＳ４７がＹＥ
Ｓ）、第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１は定数ａに該遅延
補正値ＤＬＴＤを加えた数値となり、第１のリーン遅延
時間ＴＤＬ１はそのまま定数ｂに設定される（ステップ
Ｓ５１）。一方、遅延補正値ＤＬＴＤが負であれば（ス
テップＳ４７がＮＯ）、ステップＳ５２で示す様に、第
１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１はそのまま定数ａが設定さ
れ、第１のリーン遅延時間ＴＤＬ１は定数ｂから該遅延
補正値ＤＬＴＤを減算した数値に設定される。

【００５９】この様に、第１のリッチ遅延時間ＴＤＲ１
及び第１のリーン遅延時間ＴＤＬ１が設定された段階
で、サブフィードバックの制御ルーチンが完了する。

【００６０】図４〜７で説明した本発明の第１実施例に
係るサブフィードバックは、三元触媒が劣化した場合に
スレショールドレベルを振幅／２だけ大きくして、サブ
酸素センサ出力の中心値が新たに設定されたスレショー
ルドレベルを下回らない様に制御するものである。これ
に対して、図８、９で説明する本発明の第１実施例に係
るサブフィードバックは、スレショールドレベルを新た
に設定することはせず、サブ酸素センサの出力の振幅下
限値を用いて制御するものである。

【００６１】図８において、符号Ｖ２_LCで示されいるの
はサブ酸素センサ出力Ｖ２の振幅下限値移動平均値であ
る。そして、振幅下限値移動平均値Ｖ２_LCを制御の対象
として、スレショールドレベルＶＲ２を下回らない様に
制御することによって、サブ酸素センサ出力Ｖ２がスレ
ショールドレベルＶＲ２を下回ることが防止され、エミ
ッションの悪化も防止されるのである。

【００６２】本発明の第２実施例に係るサブフィードバ
ックのフローチャートが図９で示されている。図９にお
いて、図４のサブフィードバックと同様に、先ずサブフ
ィードバックのための条件が成立しているか否かが判断
される（ステップＳ６１）。そして、サブフィードバッ
クのための条件が成立している（ステップＳ６１がＹＥ
Ｓ）場合には、ステップ６２へ進み、サブ酸素センサ出
力Ｖ２を取り込む。

【００６３】次にステップＳ６３において、振幅を持つ
出力Ｖ２における振幅下限値のみが選択され、それ以降
の制御ルーチンを実行する。そしてステップＳ６４では
該振幅下限値の移動平均、すなわち図８の符号Ｖ２_LCで
示されるものがＶ２として設定される。換言すれば、サ
ブ酸素センサ出力の振幅下限値の移動平均（図８中、Ｖ
２_LC）が制御の対象として設定されるのである。そし
て、ステップＳ６５において、サブ酸素センサ出力の振
幅下限値の移動平均がスレショールドレベルＶＲ２と比
較されるのである。

【００６４】以下の制御ルーチンは、第１実施例におけ
る制御ルーチンと同一であるため、対応する符号を付け
て、重複説明は省略する。

【００６５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば三元
触媒が劣化した後も劣化の程度に応じ、ややリッチ側に
よった空燃比に制御されるので、ＮＯｘ除去量或いは有
害物質のエミッションが悪化することは無い。換言すれ
ば、劣化触媒においても優れたエミッションが得られる
のである。

【００６６】その結果、煩雑な触媒の交換作業の周期を
長期化することが出来、ランニングコストの低下が実現
される。また、劣化触媒においても優れたエミッション
が得られることから、ガスエンジンのエミッションの目
標値到達に大いに寄与するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するガスエンジンの全体構成を示
す図。

【図２】図１のガスエンジンのメインフィードバックに
おける、メイン酸素センサの出力と、リッチ／リーン判
定と、遅延処理と、バルブ開度との時間的関係を示す特
性図。

【図３】メインフィードバックのフローチャートを示す
図。

【図４】本発明の第１実施例に係るサブフィードバック
のフローチャートを示す図。

【図５】サブフィードバックにおける、メイン酸素セン
サの出力と、リッチ／リーン判定と、遅延処理と、バル
ブ開度との時間的関係を示す特性図。

【図６】本発明の第１実施例に係るサブフィードバック
における、サブ酸素センサの出力特性とスレショールド
レベルとの関係を示した特性図。

【図７】本発明の第１実施例に係るサブフィードバック
において、スレショールドレベルを設定するルーチンの
フローチャートを示す図。

【図８】本発明の第２実施例に係るサブフィードバック
のフローチャートを示す図。

【図９】本発明の第２実施例に係るサブフィードバック
における、サブ酸素センサの出力特性とスレショールド
レベルとの関係を示した特性図。

【図１０】従来技術におけるサブ酸素センサの出力特性
とスレショールドレベルとの関係を示した特性図。

【符号の説明】

１・・・吸気通路２・・・燃料通路３・・・空気取入口４・・・ミキサ５・・・スロットルバルブ６・・・圧力センサ７・・・バイパス通路８・・・空燃比制御バルブ９・・・回転数センサ１０・・・排気通路１１・・・三元触媒１２・・・メイン酸素センサ１３・・・サブ酸素センサ１４・・・測温センサ１５・・・制御装置１６・・・全ガス消費量演算手段１７・・・バイパスガス量演算手段１８・・・バイパス比率テーブル１９・・・触媒劣化判定手段２０・・・制御定数判定手段２１・・・空燃比補正量演算手段２２・・・バイパスガス量演算手段２３・・・空燃比調整手段Ｖ１・・・メイン酸素センサ出力Ｖ２・・・サブ酸素センサ出力ＴＤＬ、ＴＤＲ・・・遅延時間ＦＡＦ・・・空燃比補正量ＫＲ１、ＫＬ１・・・空燃比制御バルブ開度の変化速度
を規定する定数ＤＬＴＤ・・・遅延補正値ＫＲ２、ＫＬ２・・・遅延補正値の変化速度を規定する
もう一つの定数ＶＲ２、ＮＶＲ２・・・スレショールドレベルＡ・・・サブ酸素センサ出力の振幅Ｖ２_LC・・・サブ酸素センサ出力の振幅下限値の移動平
均Ｖ２ｃ・・・サブ酸素センサ出力の振幅中心値

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に配列されて排気ガスを浄化す
る三元触媒と、該三元触媒の上流側に配設された第１の
酸素センサと、前記三元触媒の下流側に配設された第２
の酸素センサと、前記第１及び第２の酸素センサの出力
に応答して、排気ガス中の酸素濃度からガスエンジンの
空燃比が理論空燃比に対してリッチ状態にあるかリーン
状態にあるかを検出し、その結果に基づいて前記ガスエ
ンジンの空燃比を制御する空燃比制御装置とを含むガス
エンジンの空燃比制御方法において、新品触媒を用いて
実験的に求めた当初のスレショールドレベルに三元触媒
劣化時の第２の酸素センサ出力振幅の１／２の数値を加
算する工程と、該加算された電位レベルを新たなスレシ
ョールドレベルに設定する工程と、該新たに設定された
スレショールドレベルを第２の酸素センサ出力の中心値
が下回らない様に空燃比制御を行う工程とよりなり、も
って第２の酸素センサの出力の振幅下限値が所定のスレ
ショールドレベルを越えない様に制御することを特徴と
するガスエンジンの空燃比制御方法。
【請求項２】排気通路に配列されて排気ガスを浄化す
る三元触媒と、該三元触媒の上流側に配設された第１の
酸素センサと、前記三元触媒の下流側に配設された第２
の酸素センサと、前記第１及び第２の酸素センサの出力
に応答して、排気ガス中の酸素濃度からガスエンジンの
空燃比が理論空燃比に対してリッチ状態にあるかリーン
状態にあるかを検出し、その結果に基づいて前記ガスエ
ンジンの空燃比を制御する空燃比制御装置とを含むガス
エンジンの空燃比制御方法において、三元触媒新品時の
スレショールドレベルを基準として第２の酸素センサ出
力振幅の下限値の移動平均値を用いて該平均値がスレシ
ョールドレベルを越えない様に、空燃比制御を行う工程
を含み、もって第２の酸素センサの出力の振幅下限値が
所定のスレショールドレベルを越えてしまわない様に制
御することを特徴とするガスエンジンの空燃比制御方
法。