JP3392197B2 - 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
- Publication number
- JP3392197B2 JP3392197B2 JP30525493A JP30525493A JP3392197B2 JP 3392197 B2 JP3392197 B2 JP 3392197B2 JP 30525493 A JP30525493 A JP 30525493A JP 30525493 A JP30525493 A JP 30525493A JP 3392197 B2 JP3392197 B2 JP 3392197B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- engine
- catalyst
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
装置に関するものである。
ンジンの吸入空気量に応じて決まるが、さらにその時の
エンジン運転状態に応じて補正されて、実際の運転状
態、車両走行特性にとって最適な空燃比A/Fになるよ
うに制御されるのが通常である。ところで、最近では公
害防止のために、多くの車両に例えば三元触媒を使用し
た排気ガス浄化装置が搭載されるようになっている。該
三元触媒は、周知のように理論空燃比(A/F=14.
7、λ=1)近傍の極めて狭い領域(ウインドウ)のみ
で、CO並びにHCの酸化とNOxの還元とを同時に行
ない、それぞれCO2 、H2 O、O2 、N2 へと無害化
する。そして、この三元触媒を使用した排気ガス浄化装
置では、エンジンの実空燃比A/Fが理論空燃比14.
7よりもリーンになるとNOxを排出し、リッチになる
とCO,HCを排出することになる。
ンジンからの排気ガスを確実かつ十分に浄化するために
は、上記エンジンの実空燃比を当該エンジンの運転状態
に応じて可能な限り高精度かつ確実に理論空燃比(A/
F=14.7、λ=1)に維持することが必要である。
C,NOxを共に浄化することのできる理論空燃比のウ
インドウ(λ=1±a)は極めて狭く、通常の空燃比の
オープンループ制御では到底上記のような厳格な要求に
応じることはできない。
センサ)等の空燃比センサを用いた電子制御方式による
空燃比のフィードバック制御(クローズドループ制御)
が採用されている。これは、上記空燃比センサによって
排気ガス中の酸素濃度を高精度に検出し、該検出値に基
づいてエンジンの実空燃比の変動を等価的に判定し、該
判定値に応じてエンジンに対する供給燃料量をフィード
バック制御することにより、実空燃比を目標とする理論
空燃比(A/F=14.7±φ、λ=1±aのウインド
ウ内)に正確に維持するものである。これにより、上記
三元触媒が排気ガス浄化性能を発揮する。
度が所定値以上にならないと実質的な排気浄化性能を発
揮することができない特性がある。従って、エンジンを
始動してから暫くは、上記空燃比のフィードバック制御
をクランプして、オープンループによって空燃比を上記
理論空燃比よりもリッチな値に設定してエンジンの暖機
を促進し、暖機が完了した時点で上記フィードバック制
御に移行するという方法を採るのが一般的であった。
暖機途中は空燃比が理論空燃比からずれているために、
上記三元触媒が浄化性能を発揮せず、上記フィードバッ
ク制御が開始されるまで、さらには該制御によって実空
燃比が理論空燃比に収束するまでの比較的長い時間、排
気エミッションが悪化する問題がある。
平2−230935号公報に示されるように、上記フィ
ードバック制御中にエンジンの空燃比そのものを強制的
にリッチ方向及びリーン方向に交互に所定の振幅で変化
させ、暖機途中でも三元触媒に排気浄化性能を発揮させ
るようにしたもの(図9の特性参照)、さらに、このよ
うに空燃比を強制的に変動させる場合の基準となる空燃
比レベルを三元触媒のO2 ストレージ量に基づいて補正
するようにしたものが提案されている。
いないときに、エンジンから排出されるガスのA/Fを
λ=1を中心として大きく変動させると、その一部が浄
化されることが判明している。この現象は、触媒の表面
において、まずリッチに振ったときに表面のO2 が完全
になくなって排気ガスの還元反応が起き、またリーンに
振ったときは十分なO2 が表面に存在するために酸化反
応が促進されることによって生じ、HC,CO,NOx
の浄化率が向上する。
空燃比を強制的に変化させる制御を行なった場合、上記
暖機の進行に応じて排気ガスの温度が高くなったことを
契機として当該制御を止めても、実空燃比の大きな変動
が暫く続き、今度は実空燃比が目標とする理論空燃比λ
=1±aのウインドウ内に収束しにくくなる、という問
題がある。これでは、排気ガス温度が高くなっても、空
燃比の大きな変動が原因となって触媒が所期の排気ガス
浄化機能を発揮せず、トータル的にみれば却って排気ガ
スの浄化率が低くなり、また、触媒反応熱による触媒の
昇温が十分に図れないために該触媒の活性化が遅れるこ
とになる。
は、このような課題に対して、鋭意研究した結果、空燃
比を強制的に変化させるにしても、その変動幅を触媒の
活性化が進行するにつれて小さくしていけば、エンジン
暖機後における実空燃比の目標空燃比への収束を速やか
なものにすることができることを見出だし、請求項1乃
至請求項9の各発明を完成するに至ったものである。以
下、各発明について図1(クレーム対応図)に基づいて
説明する。
エンジン1の排気系10に排気ガス浄化用触媒11と空
燃比センサ16とを備え、さらに、該空燃比センサ16
の出力に基づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の
目標空燃比に収束するように制御するフィードバック制
御手段91と、このフィードバック制御手段91の作動
中において上記エンジンの空燃比をリッチ方向及びリー
ン方向に交互に強制的に変動させる空燃比可変手段92
とを備えているエンジンの空燃比制御装置を前提とす
る。
は、上記空燃比可変手段92によって空燃比を強制的に
変動させるために、さらに、上記触媒11の活性化状態
を判定する活性化状態判定手段93と、上記活性化状態
判定手段93による判定結果に基づき、上記触媒11の
活性化度が低いときに上記空燃比可変手段92による空
燃比の変動幅を上記触媒の活性化度が高いときよりも大
きくする空燃比変動幅調節手段94とを備えていること
を特徴とする。
暖機途中であっても、空燃比のフィードバック制御を実
行しながら、上記エンジンの実空燃比を空燃比可変手段
92によって強制的にリッチ方向及びリーン方向に交互
に変化させることができる。よって、触媒11が排気ガ
スの浄化機能を発揮し、暖機完了まで排気エミッション
が大きく悪化する問題が避けられる。
空燃比の強制的な変動幅は、活性化状態判定手段93に
よる触媒11の活性化状態の判定結果に基づき、該触媒
11の活性化度が低いときに大きな変動幅となるように
空燃比変動幅調節手段94によって調節される。
は空燃比の強制的な変動幅が大きくなるから、触媒11
による排気ガスの浄化率を高める上で有利になる。一
方、触媒11の活性化度が高くなってくると上記変動幅
が小さくなるから、上述の如き空燃比の強制的変動を行
なっても、上記フィードバック制御による実空燃比の目
標空燃比への収束性を損なうことがない。従って、比較
的早い時期から触媒11に目標空燃比において所期の浄
化性能を発揮させることができるようになり、該触媒1
1による排気ガス浄化率の向上が図れるとともに、該触
媒をその反応熱によって早期に昇温させることができ
る。
分は請求項1に係る発明と同じであるが、請求項1に係
る発明とは違って、上記エンジン1の始動を検出する始
動検出手段31と、上記エンジンの温度を検出する温度
検出手段20と、上記始動検出手段31によってエンジ
ン1の始動が検出された時の上記温度検出手段20によ
って検出されたエンジン温度に基づき、該温度が低いほ
ど長くなる時間を設定する時間設定手段95と、上記空
燃比可変手段92による空燃比の変動幅を、上記エンジ
ン始動後上記設定時間を経過するまでは大きな変動幅と
し、上記設定時間経過後は小さな変動幅とする空燃比変
動幅調節手段93とを備えていることを特徴とする。
手段92は、エンジン始動時のエンジン温度が低い時に
は、空燃比を比較的大きな変動幅で強制的に変化させる
ことになる。この場合、エンジン温度が低い始動時は触
媒11の温度も低くその活性が低いが、実空燃比が大き
く変動することによって、触媒11は温度が低いにも拘
らず、請求項1に係る発明と同様に排気ガスの浄化作用
を呈する。そして、上記大きな変動幅によって空燃比を
強制的に変化させる時間は上記始動時のエンジン温度が
低いほど長くなるから、触媒11によって排気ガスを浄
化させる上で、また、その際の反応熱によって触媒11
の温度を早期に上昇させる上で有利になる。
定された時間が経過した後は、上記空燃比可変手段92
による空燃比の強制的な変動幅が小さくなるから、空燃
比の強制的変動を行なっていてもフィードバック制御に
よる実空燃比の目標空燃比への収束性を損なうことがな
く、請求項1に係る発明と同様に、触媒11による排気
ガス浄化率の向上が図れるとともに、該触媒11の早期
昇温が図れる。
分が請求項1に係る発明と同じであり、且つエンジン始
動検出手段31及びエンジン温度検出手段20を備えて
いる点では、請求項2に係る発明と同様であるが、請求
項2に係る発明とは違って、空燃比変動幅調節手段94
が、上記始動検出手段31によってエンジンの始動が検
出された時の上記温度検出手段20によって検出された
エンジン温度に基づき、上記空燃比可変手段による空燃
比の変動幅を、当該温度が低いほど大きく且つエンジン
始動後の時間の経過に従って漸次小さくなるように調節
いる点に特徴がある。
ジン始動時のエンジン温度が低いほど空燃比可変手段9
2による空燃比の強制的な変動幅が大きくなるから、結
果的には触媒11の温度が低いほど空燃比が大きく変動
することになり、請求項1に係る発明と同様に、触媒1
1の活性化度が低いにも拘らず該触媒11によって排気
ガスを浄化することができる。また、上記空燃比の強制
的な変動幅はエンジン始動後の時間の経過に従って小さ
くなっていくから、請求項1に係る発明と同様に、フィ
ードバック制御による実空燃比の目標空燃比への収束性
を損なうことがなく、触媒11による排気ガス浄化率の
向上が図れるとともに、該触媒11の早期昇温が図れ
る。
の排気系10に排気ガス浄化用触媒11と空燃比センサ
16とを備え、さらに、該空燃比センサの16出力に基
づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の目標空燃比
に収束するように制御するフィードバック制御手段91
を備え、且つ該フィードバック制御手段91が実空燃比
の目標空燃比からの偏差の量に比例させて制御量を変更
させるP(比例)動作を行なうものであるエンジンの空
燃比制御装置を前提とする。
の活性化状態を判定する活性化状態判定手段93と、上
記活性化状態判定手段93による判定結果に基づき、上
記触媒11の活性化度が低いときに、上記フィードバッ
ク制御手段91の比例ゲインを上記触媒11の活性化度
が高いときよりも大きくする比例ゲイン調節手段とを備
えている点にある。
活性化度が低いときには、比例ゲインが大きくなるか
ら、それだけ制御量が大きくなって空燃比の変動が大き
くなり、請求項1に係る発明と同様に、触媒11の活性
化度が低いときにおける該触媒11による排気ガスの浄
化率を高める上で有利になる。そして、上記触媒11の
活性化度が高くなってくると、上記比例ゲインが小さく
なるから、請求項1に係る発明の場合と同様に、実空燃
比の目標空燃比への収束性を大きく損なうことはなく、
触媒11による排気ガス浄化率の向上が図れるととも
に、該触媒11の早期昇温が図れる。
1乃至請求項4のいずれか一に記載のエンジンの空燃比
制御装置において、上記目標空燃比が上記触媒11の排
気ガス浄化性能が良好となる空燃比に設定されているこ
とを特徴とする。
空燃比が触媒11の排気ガス浄化性能が良好となる目標
空燃比を境に強制的にリッチ方向及びリーン方向に交互
に変化することになるから、上記触媒11による排気ガ
スの浄化率を高める上で有利になる。
1又は請求項4に記載のエンジンの空燃比制御装置にお
いて、上記活性化状態判定手段として上記エンジンの温
度を検出する温度検出手段20を備えていて、該温度が
高いほど上記触媒11の活性化度が高いと判定されるこ
とを特徴とする。
度とは特殊なケースを除き略対応する関係にあるから、
当該発明の場合は、触媒11の温度を直接監視すること
なく、該触媒11の活性化度を検出が容易なエンジン温
度によって判定することができ、エンジン関連部品点数
の削減、コスト低減に有利になる。
1に記載のエンジンの空燃比制御装置において、上記空
燃比可変手段92が、上記空燃比センサ16の出力値が
目標空燃比に対応する値を境にリッチ側とリーン側との
間で反転することに応じて、上記エンジンの空燃比の強
制変化方向を当該反転した側とは逆方向に変更すること
を特徴とする。
サ16の出力値によって実空燃比がリッチ側にあると判
定されたときは、フィードバック制御によって実空燃比
がリーン側へ移行するよう空燃比制御が行なわれるが、
その際、同時に空燃比可変手段92が実空燃比をリーン
方向へ振るように働くから、実空燃比はフィードバック
制御だけの場合よりも速やかにリーンへ移行することに
なる。また、逆に実空燃比がリーン側にあるときも、速
やかにリッチ側へ移行することになる。従って、実空燃
比の変動周波数が高くなり、酸素濃度の急変によって触
媒11の排気ガス浄化性能が高まることを期することが
できる。
1に記載のエンジンの空燃比制御装置において、所定周
波数の信号を発生する発振手段を備えていて、上記空燃
比可変手段92が、上記発振手段の信号に基づいて上記
エンジンの空燃比の強制変化方向を変更することを特徴
とする。
標空燃比を境としてリッチ側にあるかリーン側にあるか
の如何に拘らず、比較的速い周期で該実空燃比を強制的
に変動させることが可能になり、酸素濃度の急変によっ
て触媒11の排気ガス浄化性能が高まることを期するこ
とができる。
7又は請求項8に記載のエンジン空燃比制御装置におい
て、上記活性化状態判定手段としてエンジンの温度を検
出する温度検出手段20を備えていて、上記空燃比変動
幅調節手段94が、上記温度検出手段20によって検出
されたエンジン温度に基づき、該温度が低いほど変動幅
を大きくすることを特徴とする。
可変手段92による空燃比の強制変動幅がエンジン温度
が低いほど大きな値にされるから、請求項7又は請求項
8に係る発明の作用に加えて、請求項6に係る発明の作
用が得られる。
各発明によれば、空燃比のフィードバック制御中に該空
燃比を強制的に変化させる手段を備えているとともに、
該変動幅を触媒の活性化の進行に伴って小さくするよう
にしたから、上記フィードバック制御による実空燃比の
目標空燃比への収束性を損なうことなく、触媒による排
気ガスの浄化率を高めることができ、同時に該触媒を早
期昇温させて速やかに活性状態にすることができる、と
いう効果が得られる。
れば、エンジンの始動検出手段と該エンジンの温度検出
手段とを備え、エンジン始動時のエンジン温度に基づき
該温度が低いほど長い時間、比較的大きな変動幅で空燃
比を強制的に変化させ、あるいはエンジン温度が低いほ
ど大きな変動幅で空燃比を強制的に変化させるようにし
たから、触媒の活性化度を直接監視することなく、上記
効果を確実に得ることができる。
比のフィードバック制御の比例ゲインを適宜変更するこ
とによって空燃比を強制的に変化させるようにしたか
ら、空燃比可変手段を別に設けることなく、上記効果を
得ることができる。
空燃比を触媒の排気ガスが良好となる空燃比に設定する
から、排気ガスの浄化率を高める上で有利になり、請求
項6に係る発明によれば、活性化状態の判定にエンジン
温度を利用するようにしたから、検出が難しい触媒温度
を直接視る必要がなく発明の実施化が容易になる。
燃比センサの出力値が目標空燃比を境にリッチ側とリー
ン側との間で反転することに応じて、空燃比の強制変化
方向を当該反転した側とは逆方向に変更させるようにし
たから、実空燃比の変動周波数を高くして触媒の排気ガ
ス浄化率の向上を期することができ、請求項8に係る発
明によれば、発振手段の信号に基づいて空燃比を強制的
に変化させるようにしたから、同様に触媒の排気ガス浄
化率の向上を期待することができる。
項7又は請求項8に係る発明の効果と請求項6に係る発
明の効果とが併せ得られる。
参照しながら詳細に説明する。
ンに本発明を適用した場合の一例である。図2は、同実
施例に係るエンジンの空燃比制御装置の全体的なシステ
ム構成を示す。
制御システムの概略を説明し、その後に制御内容につい
ての各実施例の説明に入る。
であり、吸入空気はエアクリーナ30を介して外部より
吸入され、その後エアフロメータ2、スロットルチャン
バ3を経て各シリンダに供給される。また燃料は燃料ポ
ンプ12により燃料タンク13からエンジン側に供給さ
れてフューエルインジェクタ5により噴射されるように
なっている。そして、上記シリンダへの吸入空気の量Q
は、上記スロットルチャンバ3内に設けられているスロ
ットル弁6によって制御される。スロットル弁6は、上
記アクセルペダルに連動して操作され減速走行状態及び
アイドル運転状態では、最小開度状態に維持される。そ
して、該最小(全閉)開度状態では、アイドルスイッチ
(ID・SW)15がONになる。
ットル弁6をバイパスする吸気通路7が設けられてお
り、アイドル時及びダッシュポットエア供給状態では、
上記エアフロメータ2を経た吸入空気は、上記バイパス
吸気通路7を介して各シリンダに供給されることにな
り、その供給量は電磁弁8によって調節される。この電
磁弁8は、エンジンコントローラ(以下、ECUと略称
する)9より供給される制御信号のデューティ比Dによ
ってその開閉状態が制御される。
管10の排気通路10aの途中には先に述べたような三
元触媒コンバータ(キャタリストコンバータ)11が設
けられている。そして、該排気管10の上記三元触媒コ
ンバータ11の上流部には、排気通路10a内を流れる
排気ガス中の酸素濃度(A/F)を検出する空燃比セン
サとしてのO2 センサ16が設けられている。
の空燃比A/Fが理論空燃比(λ=1、A/F=14.
7)より濃いと高い起電力を出力し、薄いと低い起電力
を出力する(反転する)ようになっている。そして、そ
の起電力は特に理論空燃比(A/F=14.7)の近傍
で大きく変化する。
上記理論空燃比λ=1に対応する一定の基準電圧値(ス
ライスレベル)SLとを比較し、上記Vo が基準電圧値
SLよりも高い場合にはリッチと判定して燃料供給量を
減少させる一方、逆に上記Vo が基準電圧値SLよりも
低い場合にはリーンと判断して燃料供給量を増量させ、
それによって実空燃比が理論空燃比(λ=1、A/F=
14.7)付近に保たれるように該燃料供給量を制御す
る。
上記エンジンの水温TWが低い非暖機状態においては、
後述するように燃料供給量を変化させることにより強制
的にA/Fを図3(a)のようにリッチ及びリーン方向
に所定のレベル及び所定の周期で交互に変化させ、三元
触媒が活性化していなくとも排気浄化作用を生ぜしめ、
又それによる反応熱によって触媒の活性化を促進し得る
ようにしている。
ダヘッド部に設けられた点火プラグであり、該点火プラ
グ14にはイグナイタ17、ディストリビュータ18を
介して所定の点火電圧が印加されるようになっている。
その印加タイミング、すなわち点火時期は上記ECU9
より上記イグナイタ17に供給される点火時期制御信号
θIGTによってコントロールされる。さらに、符号1
9は吸気温センサ、20は水温センサであり、それぞれ
吸気温TA、エンジン水温(エンジン温度としてのその
冷却水の温度)TWを検出して上記ECU9に入力す
る。
クロコンピュータ(CPU)を初めとして、上記吸入空
気量Q、燃料噴射量(燃料供給量)Ti 、点火時期θI
GT、バルブタイミング等の各種制御回路、メモリ(R
OM及びRAM)、インターフェース(I/O)回路な
どを備えて構成されている。そして、このECU9の上
記インターフェース回路には上述の各検出信号の他に例
えば図示しないスタータスイッチからのエンジン始動信
号(ECUトリガー)、ディストリビュータ18のエン
ジン回転数センサ部からのエンジン回転数Ne の検出信
号、スロットル開度センサ6a により検出されたスロッ
トル開度TVOの検出信号等のエンジンコントロールに
必要な各種の検出信号が各々入力されるようになってい
る。
すると、上記ECU9における電子燃料噴射制御装置側
の空燃比制御システムにおいて、基本的にはエアフロメ
ータ2の出力値Qとエンジン回転数Ne とに基づいて先
ず基本燃料噴射量Tpkが決定される。さらに当該システ
ムおいては、上記O2 センサ16を用いて実際のエンジ
ン空燃比A/Fを適切に検出し、該検出値と設定された
目標空燃比との偏差に応じて上記基本燃料噴射量Tpkを
フィードバック補正することによって実空燃比を上記目
標空燃比(三元触媒コンバータ11の特性に対応して排
気浄化性能が最良となる理論空燃比近傍の値:ウインド
ウ値)に維持するようにPI動作を行なう空燃比フィー
ドバック制御が採用されている。さらに、上記基本燃料
噴射量Tpkには、空燃比可変手段による補正及びエンジ
ン水温による補正が掛けられるようになっている。
おける最終燃料噴射量Ti の一般的な算出式は、次のよ
うになる。
数 Cv :空燃比可変用発振係数 Cw :エンジン水温補正係数 Tv :無効噴射パルス幅
ジン回転数Ne 及び負荷(スロットル開度)が所定の範
囲(空燃比A/Fのフィードバックゾーン)内にある
等、その実行条件が成立している場合に、上記の如くO
2 センサ16の出力に基づいて行なわれるようになって
いる。
16の出力Vo と空燃比フィードバック補正係数(以
下、F/B補正係数という)CFBとの間には、一般に
は図3に示すような関係がある。
たとすると、上記O2 センサ16の信号は、図示のよう
にほとんどステップ状に跳ね上がる。この信号を受け取
って、上記ECU9はF/B補正係数CFBを先ず上記
偏差に比例した比例値PRだけリーン方向に落とし、そ
のあと偏差の時間積分値IRを差し引いていくことによ
り、該CFBを図示のように徐々に低下させる。
ら、実空燃比A/Fはやがて理論空燃比(λ=1)より
薄くなり、今度は上記O2 センサ16の出力信号Vo が
落ちる。そして、該O2 センサ16の出力Vo が、その
起電力の中央値、すなわちスライスレベルSLに比べて
マイナスになる。
9は上記F/B補正係数CFBを先ず比例値PLだけリ
ッチ方向に上げ、そのあと積分値ILを加算していくこ
とにより図示のように徐々に上げていく。その結果、燃
料噴射量Ti が増えて実空燃比A/Fがやがて理論空燃
比(λ=1)より濃くなり、O2 センサ16の信号Vo
が跳ね上がる。
再びF/B補正係数CFBをストンと下げる・・・とい
うように、空燃比A/Fには絶えずネガティブフィード
バックコントロールがかけられる。そして、全体として
混合気が濃いときには、実空燃比A/Fが濃くなる時間
の方が薄くなる時間よりも長くなるから、O2 センサ1
6の出力Vo がスライスレベルSLよりも大きくなる時
間が増え、F/B補正係数CFBは小さくなる方向に徐
々にずれていく。このようにして実空燃比A/Fは、図
3の右側方向の状態に示すように理論空燃比(λ=1)
の前後でバランスすることになる。
容を説明する。
して本例を説明する。
検出し、それをトリガー信号としてステップS1 で吸入
空気量Q、エンジン回転数Ne 、エンジン水温TW、O
2 センサ出力Vo 等のエンジンパラメータを各々入力す
る。次いで、ステップS2 に進み、上記各パラメータ
Q,Ne に基づいてエンジンに供給すべき基本燃料噴射
量(噴射パルス幅)Tpkを演算する。
上記エンジンの始動時における実際に検出されたエンジ
ン水温TWの値が基準温度T1 (上記三元触媒コンバー
タ11が活性状態になる温度よりも低い所定の冷却水温
度)よりも大であるか否かを判定する。その結果、YE
Sの時(上記基準温度T1 以上の触媒活性化途中及び触
媒活性化完了時の両領域の時)はステップS4 に進ん
で、上記目標空燃比(λ=1)SLとO2 センサ出力V
o との偏差から上記F/B補正係数CFBの値を算出す
る一方、他方NOの時(T1 よりも低い時)はステップ
S5 に進んで同CFBの値をCFB=0にクランプする
(オープンループ制御)。
合にもステップS6 に進んで、強制的な空燃比の可変制
御(所謂ディザ制御)を行なうための振幅値Cw1がエン
ジン水温TWに基づいてマップより演算され、これに基
づいて空燃比可変用発振係数Cv =Cw1×A(図3の
(a))が算出される(ステップS7 )。振幅値Cw1は
空燃比の強制変動幅に相当するものである。上記Aは所
定周波数のパルス信号を発生する発振器の当該信号を処
理して得られるものであり、+1又は−1の値をとる。
ジン水温TWが高くなるほど振幅値Cw1が小さくなるよ
うに作成されている。従って、空燃比の強制的な変動幅
はエンジン水温の上昇に伴って、つまりはエンジンの暖
機が進行し、三元触媒の活性度が高くなるにつれて小さ
くなっていく。また、当該振幅値Cw1の最大値は空燃比
の過度の変動を避けるためにA/Fの変化量0.1〜
0.2に相当する値に制限されている。
補正係数Cw がエンジン水温TWに基づいてマップから
演算される。該マップは、エンジン水温TWが上昇する
につれて当該補正係数Cw が漸次小さくなるように作成
されている。つまり、エンジン水温TWが低いコールド
スタート時には空燃比はリッチ側に振られエンジンの暖
機が促進される。
演算値Tpk,CFB,Cv ,Cw に基づいて上記フュー
エルインジェクタ5を駆動すべき最終燃料噴射パルス幅
Tiが演算される(Ti =Tpk(1+CFB+Cv +Cw
)+Tv )。
来を判断した後、ステップS11で上記演算値Ti に基づ
いて上記フューエルインジェクタ5が駆動され燃料が噴
射される。
ていないときに、エンジンから排出される排気ガスのA
/Fが空燃比可変発振係数Cv によってλ=1を中心と
して大きく変動することになり、これにより、排気ガス
の一部が浄化されるようになる。この現象は、上記三元
触媒の表面において、先ずA/Fをリッチ側に振ったと
きに表面のO2 が完全になくなって還元反応が起き、ま
た次にリーン側に振ったときは十分なO2 が表面に存在
するようになるため酸化反応が促進されることにより生
ずる。よって、HC,CO,NOxの浄化率が向上する
ことになる。
の温度が上がるにつれて、先にも述べたようにA/Fの
変動振幅が大きいことにより、今度はA/Fがλ=1±
aのウインドウから外れることのデメリットが大きくな
り、理論空燃比λ=1±aへの収束性が悪くなる。そこ
で、本例においては、上記Cv を触媒の活性化度に対応
するエンジン水温TWに基づいて、該水温が高くなるほ
ど小さくなるように補正して、A/Fの強制的な振幅を
小さくしていき、理論空燃比への収束性を向上させてい
るものである。また、上記現象により三元触媒が反応熱
によって、その昇温の速度が上がり活性化が促進される
効果が得られるという利点もある。
ク制御が行なわれないときでも、空燃比の強制的な変動
制御が行なわれることになり、このことは三元触媒によ
る排気ガス浄化を促進する上では有利に働くと考えられ
る。
o に関し、空燃比強制可変制御区間において、リッチ判
定時間(λ=1に相当する基準電圧よりも高くなってい
る時間)がリーン判定時間よりも長くなっているのは、
この区間ではエンジン水温補正係数Cw の影響によって
空燃比がリッチ側に振れているためである。
して本例を説明する。本例は空燃比可変発振係数Cv を
O2 センサ16のリーン/リッチ判定に応じて発振させ
るようにした点に特徴がある。
る。ステップS7 においてO2 センサ16の出力に基づ
いて実空燃比A/Fがリッチか否かの判定を行ない、こ
の判定に基づいて空燃比可変発振係数Cv を求める(ス
テップS8 ,S9 )。すなわち、リッチのときは実空燃
比がリーン方向へ振られるようCw に(−1)が乗じら
れてCv が求められ、リーンのときは実空燃比がリッチ
方向へ振られるよう+値のCw がそのままCv として求
められる。この関係は図6に示されている。以後は実施
例1のステップS8 以降と同じステップをとる。
制御量がF/B補正係数CFBへの空燃比可変発振係数
Cv の加重によって大きくなるため、図6に示すように
実空燃比の変動周波数が高くなり、それによって三元触
媒の非活性状態における排気ガス浄化性能の向上が期待
される。但し、三元触媒の活性化度が高くなる従って
(エンジン水温の上昇に従って)Cv が減少していくか
ら、上記実空燃比の変動周波数は漸次低くなり、また、
実空燃比の振幅も漸次小さくなっていく。従って、実空
燃比の目標空燃比への収束性は実施例1と同様に高い。
して本例を説明する。本例はF/B補正係数CFBの比
例ゲインPを調節することによって実空燃比を強制的に
変動させるようにした点に特徴がある。
る。ステップS3 においてTW≦T1 のときはフィード
バック制御及び空燃比強制可変制御は行なわれないが
(ステップS4 )、TW>T1 のときはステップS5 に
進んで上記比例ゲインPがエンジン水温TWに基づいて
マップより演算される。該マップはエンジン水温TW=
T1 〜T2 では該水温TWが高くなるほど比例ゲインP
が小さくなるように作成されている。なお、T2 は三元
触媒が活性状態になる温度である。
F/B補正係数CFBが減少するようにP動作(CFB
←CFB−P)及びI動作(CFB←CFB−I)が順
に行なわれ、A/F=リーンのときはF/B補正係数C
FBが増大するようにP動作(CFB←CFB+P)及
びI動作(CFB←CFB+I)が順に行なわれる(ス
テップS6 〜S16)。なお、F1 及びF2 はP動作終了
判定フラグである。また、以後は実施例1のステップS
8 以降と同じステップをとる。
状態にあるときは上記比例ゲインPの調節によってF/
B補正係数CFBが大きくなるため、実空燃比の変動周
波数が高くなり、それによって排気ガス浄化性能の向上
が期待される。但し、三元触媒の活性化度が高くなる従
って(エンジン水温の上昇に従って)比例ゲインPが減
少していくから、上記実空燃比の変動周波数は漸次低く
なり、また、実空燃比の振幅も漸次小さくなっていく。
従って、実空燃比の目標空燃比への収束性は実施例1と
同様に高い。
して本例を説明する。本例はエンジン始動時のエンジン
水温に基づいて空燃比の強制変動制御を行なう点に特徴
がある。
る。ステップS3 においてエンジン始動が未だ検出され
ていないとき(始動検出フラグF=0)は、エンジンの
始動が検出された場合(エンジン回転数Ne>Ne1(例
えば300rpm))に、F=1とされて、該エンジン
始動時のエンジン水温TWの読み込みが行なわれる(ス
テップS4 〜S6 )。
空燃比を強制変動させるための振幅値Cw1がマップより
演算されるとともに、該振幅値Cw1によって空燃比を強
制的に変化させるべき時間t1 がマップより演算され、
このt1 の経過をカウントするタイマーがスタートする
(ステップS7 〜S9 )。この場合の上記振幅値マップ
はエンジン水温TWが低くなるほど振幅値Cw1が大きく
なる特性を有し、上記時間マップはエンジン水温TWが
低くなるほど設定時間t1 が長くなる特性を有する。
度T1 よりも大であるときはF/B補正係数CFBが演
算され、T1 以下であるときはCFB=0とされて、上
記設定された時間の残時間t1 が所定時間tA 以上ある
か否かが判定される(ステップS10〜S13)。残時間t
1 がtA よりも多い場合には、先に演算された振幅値C
w1に基づいて空燃比可変発振係数Cv が演算される(ス
テップS14)。
は、該t1 が未だ残っており、且つ振幅値Cw1が零にな
っていなければ、この振幅値Cw1の減算が行なわれ(C
w1←Cw1−ΔCw1)、得られた振幅値Cw1に基づいて空
燃比可変発振係数Cv が演算される(ステップS15〜S
17→S14)。そして、上記空燃比可変発振係数Cv の演
算後、タイマーのカウントダウン(t1 ←t1 −Δt1
)を行なうことになる(ステップS18)。また、残時
間t1 や振幅値Cw1が零になっている場合は空燃比可変
発振係数Cv は零とされる(ステップS19)。この場
合、上記tA はCw1を漸減させる時間である。以後は実
施例1のステップS8 以降と同じステップをとる。
基づいて空燃比可変発振係数Cv の初期値が決められる
とともに、該初期値で空燃比を強制的に変動させるべき
時間(t1 −tA )が決められることになる。この場
合、上記水温が低いほど、つまり三元触媒の活性化度が
低いほど、Cv の初期値は大きくなり、且つ該初期値で
空燃比を変動させるべき時間が長くなる。よって、エン
ジンのコールドスタートにおける上記三元触媒による排
気ガスの浄化に有利になる。また、上記時間(t1 −t
A )を経過した後は、つまり残時間tA は空燃比可変発
振係数Cv は漸次小さくなっていくから、実空燃比の目
標空燃比への収束性も高い。
化率の向上は特にPd 系の触媒で顕著に見られることか
ら、できれば、該Pd系触媒において本発明を実施する
ことが望ましい。
温に基づいて空燃比の強制的な可変制御を行なうように
したが、実際の触媒温度に基づいて該触媒の活性化度を
判定し、これに基づいて当該可変制御を行なうようにし
てもよい。特に、エンジン始動時は、エンジン水温と三
元触媒の温度は略正確に対応するが、エンジン始動後は
運転状態によって触媒温度が異なるので、実際の触媒温
度に基づいて空燃比可変発振係数Cv や比例ゲインPの
減少制御を行なう方が排気浄化性能の向上には有利にな
る。
置の構成図
示す特性図
性を示すグラフ
Claims (9)
- 【請求項1】 エンジンの排気系に排気ガス浄化用触媒
と空燃比センサとが設けられていて、該空燃比センサの
出力に基づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の目
標空燃比に収束するように制御するフィードバック制御
手段と、このフィードバック制御手段の作動中において
上記エンジンの空燃比をリッチ方向及びリーン方向に交
互に強制的に変化させる空燃比可変手段とを備えたエン
ジンの空燃比制御装置において、 上記触媒の活性化状態を判定する活性化状態判定手段
と、 上記活性化状態判定手段による判定結果に基づき、上記
触媒の活性化度が低いときに上記空燃比可変手段による
空燃比の変動幅を上記触媒の活性化度が高いときよりも
大きくする空燃比変動幅調節手段とを備えていることを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項2】 エンジンの排気系に排気ガス浄化用触媒
と空燃比センサとが設けられていて、該空燃比センサの
出力に基づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の目
標空燃比に収束するように制御するフィードバック制御
手段と、このフィードバック制御手段の作動中において
上記エンジンの空燃比をリッチ方向及びリーン方向に交
互に強制的に変化させる空燃比可変手段とを備えたエン
ジンの空燃比制御装置において、 上記エンジンの始動を検出する始動検出手段と、 上記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、 上記始動検出手段によってエンジンの始動が検出された
時の上記温度検出手段によって検出されたエンジン温度
に基づき、該温度が低いほど長くなる時間を設定する時
間設定手段と、 上記空燃比可変手段による空燃比の変動幅を、上記エン
ジン始動後上記設定時間を経過するまでは大きな変動幅
とし、上記設定時間経過後は小さな変動幅とする空燃比
変動幅調節手段とを備えていることを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置。 - 【請求項3】 エンジンの排気系に排気ガス浄化用触媒
と空燃比センサとが設けられていて、該空燃比センサの
出力に基づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の目
標空燃比に収束するように制御するフィードバック制御
手段と、このフィードバック制御手段の作動中において
上記エンジンの空燃比をリッチ方向及びリーン方向に交
互に強制的に変化させる空燃比可変手段とを備えたエン
ジンの空燃比制御装置において、 上記エンジンの始動を検出する始動検出手段と、 上記エンジンの温度を検出する温度検出手段と、 上記始動検出手段によってエンジンの始動が検出された
時の上記温度検出手段によって検出されたエンジン温度
に基づき、上記空燃比可変手段による空燃比の変動幅を
当該温度が低いほど大きく且つエンジン始動後の時間の
経過に従って漸次小さくなるように空燃比変動幅調節手
段とを備えていることを特徴とするエンジンの空燃比制
御装置。 - 【請求項4】 エンジンの排気系に排気ガス浄化用触媒
と空燃比センサとが設けられていて、該空燃比センサの
出力に基づいてエンジンの空燃比を実空燃比が所定の目
標空燃比に収束するように制御するフィードバック制御
手段を備え、且つ該フィードバック制御手段が上記実空
燃比の目標空燃比からの偏差の量に比例させて制御量を
変化させる比例動作を行なうエンジンの空燃比制御装置
において、 上記触媒の活性化状態を判定する活性化状態判定手段
と、 上記活性化状態判定手段による判定結果に基づき、上記
触媒の活性化度が低いときに、上記フィードバック制御
手段の比例ゲインを上記触媒の活性化度が高いときより
も大きくする比例ゲイン調節手段とを備えていることを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか一に記
載のエンジンの空燃比制御装置において、 上記目標空燃比が上記触媒の排気ガス浄化性能が良好と
なる空燃比に設定されていることを特徴とするエンジン
の空燃比制御装置。 - 【請求項6】 請求項1又は請求項4に記載のエンジン
の空燃比制御装置において、 上記活性化状態判定手段として上記エンジンの温度を検
出する温度検出手段を備え、該温度が高いほど上記触媒
の活性化度が高いと判定されることを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載のエンジンの空燃比制御
装置において、 上記空燃比可変手段は、上記空燃比センサの出力値が目
標空燃比に対応する値を境にリッチ側とリーン側との間
で反転することに応じて、上記エンジンの空燃比の強制
的な変化方向を当該反転した側とは逆方向に変更するこ
とを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項8】 請求項1に記載のエンジンの空燃比制御
装置において、 所定周波数の信号を発生する発振手段を備えていて、 上記空燃比可変手段が、上記発振手段の信号に基づいて
上記エンジンの空燃比の強制的な変化方向を変更するこ
とを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。 - 【請求項9】 請求項7又は請求項8に記載のエンジン
空燃比制御装置において、 上記活性化状態判定手段として上記エンジンの温度を検
出する温度検出手段を備えていて、 上記空燃比変動幅調節手段が、上記温度検出手段によっ
て検出されたエンジン温度に基づき、該温度が低いほど
変動幅を大きくする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 |
---|---|---|---|
JP30525493A JP3392197B2 (ja) | 1992-12-14 | 1993-12-06 | エンジンの空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-332978 | 1992-12-14 | ||
JP33297892 | 1992-12-14 | ||
JP30525493A JP3392197B2 (ja) | 1992-12-14 | 1993-12-06 | エンジンの空燃比制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06235341A JPH06235341A (ja) | 1994-08-23 |
JP3392197B2 true JP3392197B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=26564227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30525493A Expired - Fee Related JP3392197B2 (ja) | 1992-12-14 | 1993-12-06 | エンジンの空燃比制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3392197B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3227319B2 (ja) * | 1994-11-04 | 2001-11-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP3324634B2 (ja) * | 1996-10-29 | 2002-09-17 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP3324635B2 (ja) * | 1996-10-29 | 2002-09-17 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
DE10246505A1 (de) * | 2002-10-05 | 2004-04-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie die Brennkraftmaschine selbst |
JP2006274963A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの空燃比制御方法及びエンジンの空燃比制御装置 |
JP4987354B2 (ja) * | 2006-05-30 | 2012-07-25 | 株式会社デンソー | 内燃機関の触媒早期暖機制御装置 |
JP6387933B2 (ja) * | 2015-09-14 | 2018-09-12 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP30525493A patent/JP3392197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06235341A (ja) | 1994-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100288406B1 (ko) | 엔진의 공연비 제어장치 | |
JPH0726580B2 (ja) | 内燃機関の触媒劣化判定装置 | |
JP3709655B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2003254129A (ja) | 排気浄化装置 | |
JPH09203313A (ja) | 触媒の劣化検出装置 | |
JP3392197B2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
JP3397604B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3550839B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH06117308A (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
JPH0674765B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御方法 | |
JP4325264B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3826997B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2000130221A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JPH1162666A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JPH07151000A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3491409B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2796182B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御方法 | |
JPH08144802A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3493697B2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
JP2807554B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御方法 | |
JP3010625B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2526568B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2001065391A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2002013429A (ja) | 内燃機関の排気浄化制御装置 | |
JP4446873B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090124 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100124 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100124 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110124 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120124 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |