JP3733621B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3733621B2 JP3733621B2 JP28190095A JP28190095A JP3733621B2 JP 3733621 B2 JP3733621 B2 JP 3733621B2 JP 28190095 A JP28190095 A JP 28190095A JP 28190095 A JP28190095 A JP 28190095A JP 3733621 B2 JP3733621 B2 JP 3733621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- catalyst
- rich
- correction coefficient
- 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
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に機関排気通路に備えられる排気浄化用の触媒の焼損・劣化を防止するための空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の内燃機関の空燃比制御装置として、例えば特開昭63−38648号公報に示されるようなものがある。
これは、触媒の温度を検出して、これが所定値以上となった場合に、空燃比の制御中心をリッチ側にずらすことにより、触媒の転化率を低下させて、反応熱による温度上昇を防止し、これにより触媒の劣化を防止するものである。
【0003】
具体的には、O2 センサ出力がスライスレベルを切ってから、リッチ・リーン判定するまでにディレイ時間を設け、触媒高温時にリーン→リッチ判定時のディレイ時間を大とすることにより、空燃比の制御中心をリッチ側にずらしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の空燃比制御装置にあっては、空燃比の制御中心をリッチ側にずらすので、上流側触媒(マニホルード触媒)のみでなく、下流側触媒(床下触媒)での転化率も低下するため、CO,HCの排出量が増大するという問題点があった。
【0005】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、排気性能を悪化させることなく、触媒の焼損・劣化を防止できるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、図1に示すように、機関排気通路に排気浄化用の上流側触媒及び下流側触媒を備える一方、上流側触媒上流の排気組成に基づいて空燃比を検出する空燃比検出手段と、検出空燃比が理論空燃比となるように機関への燃料供給量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比フィードバック制御手段を、検出空燃比のリーン・リッチの反転時に空燃比フィードバック補正係数を所定の比例定数分増減する比例制御手段と、検出空燃比のリーン・リッチに応じて所定時間毎に空燃比フィードバック補正係数を所定の積分定数分増減する積分制御手段と、空燃比フィードバック補正係数により燃料供給量を補正する燃料供給量補正手段と、を含んで構成する一方、前記上流側触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、検出された触媒温度が所定値以上のときに、前記比例制御手段による検出空燃比のリーン・リッチの反転時における空燃比フィードバック補正係数の比例定数分の増減を、リーンからリッチへの反転時であるかリッチからリーンへの反転時であるかにかかわらず、遅延させ、この遅延させている間、前記積分制御手段を停止させて、空燃比フィードバック補正係数をホールドする応答性低下手段とを設けるようにしたものである。
【0007】
すなわち、上流側触媒の温度が所定値以上のときは、前記比例制御手段による検出空燃比のリーン・リッチの反転時における空燃比フィードバック補正係数の比例定数分の増減を、リーン→リッチの反転時であるかリッチ→リーンの反転時であるかにかかわらず、遅延させることで、検出空燃比に対する空燃比制御の応答性を低下させて、上流側触媒入口での空燃比のパータベーション(perturbation;混乱)を大とすることにより、上流側触媒の転化率を低下させて、反応熱による触媒の温度上昇を防止する。このようにしても、空燃比の制御中心はストイキとしているため、下流側触媒入口での空燃比は、上流側触媒による平衡化作用もあって、空燃比の振幅が過大となることもなく、ストイキ付近に制御されるから、エミッションの悪化を抑制できる。
【0008】
また、前記比例制御手段による空燃比フィードバック補正係数の比例定数分の増減を遅延させている間、前記積分制御手段を停止させて、空燃比フィードバック補正係数をホールドすることにより、比例制御の遅延による効果をより活かすことができる。
【0009】
請求項2に係る発明では、前記応答性低下手段による遅延時間(応答性の低下度合)を排気流量に応じて可変する応答性低下度合可変手段を設けたことを特徴とする。
排気流量が大のときは、触媒の最大ストレージ量に達する時間が短くなるため、応答性の低下を抑制し、下流側触媒入口空燃比の振幅が過大にならないようにするのである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は本発明の一実施例を示すシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載される内燃機関1の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から吸気ダクト3、スロットル弁4、吸気マニホールド5及び各吸気弁6を介して空気が吸入される。吸気マニホールド5の各ブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁7が設けられている。
【0011】
燃料噴射弁7は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロールユニット14からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を噴射供給する。
機関1の各燃焼室には点火栓8が設けられており、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。
【0012】
そして、機関1の各燃焼室からの排気は、各排気弁9から排気マニホールド10を介して、上流側触媒(以下「マニ触媒」という)11に導かれる。更には、排気ダクト12を介して、下流側触媒(以下「床下触媒」という)13に導かれる。
コントロールユニット14は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、後述のごとく演算処理して、燃料噴射弁7の作動を制御する。
【0013】
前記各種センサとしては、機関1のクランク軸又はカム軸回転よりクランク角度と共にエンジン回転数Nを検出可能なクランク角センサ15、吸気ダクト3内で吸入空気流量Qを検出するエアフローメータ16、スロットル弁4の開度TVOを検出するスロットルセンサ17(スロットル弁4の全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、エンジン1の冷却水温TWを検出する水温センサ18、排気マニホールド10の集合部にてマニ触媒11上流の排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力する上流側O2 センサ19、更には、マニ触媒11下流(床下触媒13上流)にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力する下流側O2 センサ20などが設けられている。また、図示しないが、スタートスイッチからの信号も用いられる。
【0014】
次に、コントロールユニット14の演算処理内容について、図3〜図5のフローチャートにより説明する。
図3は触媒温判定ルーチンのフローチャートであり、時間同期で実行される。
ステップ1(図にはS1と記してある。以下同様)では、スタートスイッチがONか否かを判定し、ONのとき(始動時)は、ステップ2で、始動後経過時間を計測するタイマTM1をクリアし、ステップ3で、図6のテーブルを参照し、水温センサ18により検出される始動時の水温TWINTの関数fとして、暖機時間T1=f(TWINT)を推定する。スタートスイッチがOFFのときは、ステップ4で、始動後経過時間を計測するタイマTM1をカウントアップする。
【0015】
ステップ5では、図7のマップを参照し、機関回転数Nと基本燃料噴射量(負荷)TPとの関数gとして、定常触媒温TCA=g(N,TP)を推定する。
ステップ6では、タイマ(始動後経過時間)TM1を暖機時間T1と比較して、TM1≧T1のときは、ステップ7で、水温センサ18により検出される水温TWが所定値TW1以上か否かを判定する。
【0016】
この結果、TM1<T1又はTW<TW1のときは、ステップ8へ進んで、触媒温TC=定常触媒温TCAと推定する。そして、ステップ11へ進んで、触媒通常温であることを示すべく、フラグF1=0とする。また、ステップ12で、ディレイを解除すべく、フラグF3=0とする。
TM1≧T1かつTW≧TW1のときは、ステップ9へ進んで、次式のごとく、定常触媒温TCAの加重平均により、触媒温TCを推定する。
【0017】
TC=〔(n−1)/n〕・TC+(1/n)・TCA
尚、この実施例では、触媒温TCを機関運転状態より推定して検出しているが、センサにより直接的に検出するようにしてもよい。
そして、ステップ10へ進んで、推定された触媒温TCが所定値TC1以上か否かを判定する。
【0018】
この結果、TC<TC1のときは、ステップ11へ進んで、触媒通常温であることを示すべく、フラグF1=0とする。また、ステップ12で、ディレイを解除すべく、フラグF3=0とする。
TC≧TC1のときは、ステップ13へ進んで、触媒高温であることを示すべく、フラグF1=1とする。また、ステップ14で、図8のマップを参照し、機関回転数Nと基本燃料噴射量(負荷)TPとの関数hとして、ディレイ時間T2=h(N,TP)を設定する。
【0019】
ディレイ時間T2は一定値でもよいが、排気流量が大のときは、触媒の最大ストレージ量に達する時間が短くなるため、ディレイ時間T2を短くするのが望ましい。ディレイ時間T2が長すぎると、床下触媒入口空燃比の振幅が大きくなるからである。よって、この実施例では、機関運転状態より排気流量が大きな領域でディレイ時間T2を短くしている。
【0020】
図4は空燃比フィードバック制御ルーチンのフローチャートであり、時間同期で実行される。
ステップ21では、空燃比フィードバック(F/B)制御条件か否かを判定し、制御条件でない場合は、ステップ22で、空燃比フィードバック補正係数αを1.0 にクランプして、本ルーチンを終了する。
【0021】
ステップ23では、上流側O2 センサ19の信号OS1を読込み、ステップ24で、その信号OS1と所定のスライスレベルSL1とを比較し、OS1≦SL1のときはステップ25でF2=0(リーン)と判定し、OS1>SL1のときはステップ26でF2=1(リッチ)と判定する。
そして、ステップ27へ進むが、ステップ27以降については、触媒通常温の場合と触媒高温の場合とに分けて説明する。
【0022】
〔触媒通常温の場合;F1=0〕
ステップ27では、フラグF2が反転したか否かを判定し、反転時(リッチ・リーンの反転時)は、ステップ28へ進む。
ステップ28では、フラグF1=1(触媒高温)か否かを判定し、フラグF1=0(触媒通常温)の場合は、ステップ29へ進む。
【0023】
ステップ29では、フラグF2=1(リッチ)か否かを判定し、フラグF2=0(リーン)の場合は、リッチ→リーンの反転時であるため、ステップ30で空燃比フィードバック補正係数αを所定の比例定数PL 分増大させる。逆にフラグF2=1(リッチ)の場合は、リーン→リッチの反転時であるため、ステップ31で空燃比フィードバック補正係数αを所定の比例定数PR 分減少させる。
【0024】
ステップ27での判定の結果、非反転時は、ステップ32へ進む。
ステップ32では、フラグF1=1(触媒高温)か否かを判定し、フラグF1=0(触媒通常温)の場合は、ステップ33へ進む。
ステップ33では、フラグF2=1(リッチ)か否かを判定し、フラグF2=0(リーン)の場合は、ステップ34で空燃比フィードバック補正係数αを所定の積分定数IL 分増大させる。逆にフラグF2=1(リッチ)の場合は、ステップ35で空燃比フィードバック補正係数αを所定の積分定数IR 分減少させる。尚、IL <<PL 、IR <<PR である。
【0025】
〔触媒高温の場合;F1=1〕
ステップ27では、フラグF2が反転したか否かを判定し、反転時(リッチ・リーンの反転時)は、ステップ28へ進む。
ステップ28では、フラグF1=1(触媒高温)か否かを判定し、フラグF1=1(触媒高温)の場合は、ステップ36へ進む。
【0026】
ステップ36では、ディレイ開始のため、フラグF3=1とし、また、ステップ37で、ディレイ時間計測用のタイマTM2をクリアして、本ルーチンを終了する。
その後は、ステップ27での判定でステップ32へ進むと、ステップ32でフラグF1=1(触媒高温)か否かを判定し、フラグF1=1(触媒高温)の場合は、ステップ38へ進む。
【0027】
ステップ38では、フラグF3=1(ディレイ中)か否かを判定し、フラグF3=1(ディレイ中)であれば、ステップ39へ進んで、ディレイ時間計測用のタイマTM2をカウントアップする。
そして、ステップ40で、タイマTM2が予め定めたディレイ時間T2に達したか否かを判定し、ディレイ時間T2内であれば、本ルーチンを終了する。このディレイ中、空燃比フィードバック補正係数αはホールドされる。
【0028】
そして、ディレイ時間T2経過すると、ステップ41で、ディレイ解除のため、フラグF3=0とした後、ステップ29からステップ30又は31へ進んで、空燃比フィードバック補正係数αへの比例定数分の付加を行う。
その後は、ステップ38での判定で、F3=0であるので、ステップ33からステップ34又は35へ進んで、空燃比フィードバック補正係数αへの積分定数分の付加を行う。
【0029】
このような制御により、触媒高温の場合の空燃比フィードバック補正係数αは図9に示すように変化する。
図5は燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートであり、時間同期又は回転同期で実行される。
ステップ51では、エアフローメータ16により検出される吸入空気流量Qとクランク角センサ15により検出される機関回転数Nとから、次式にしたがって、基本燃料噴射量TPを算出する。
【0030】
TP=K・Q/N (Kは定数)
ステップ52では、基本燃料噴射量TPと、空燃比フィードバック補正係数αと、バッテリ電圧依存の電圧補正分TSとから、次式にしたがって、燃料噴射量TIを算出する。
TI=TP・α+TS
燃料噴射量TIが算出されると、機関回転に同期した所定のタイミングで、TIのパルス幅の駆動パルス信号が噴射気筒の燃料噴射弁7に出力されて、燃料噴射が行われる。
【0031】
このように、マニ触媒11が高温のときは、空燃比のリッチ・リーンの反転後の比例制御を遅延させて、マニ触媒11入口での空燃比のパータベーションを大とすることにより、マニ触媒11の転化率を低下させて、反応熱によるマニ触媒11の温度上昇を防止する。このようにしても、空燃比の制御中心はストイキとしているため、床下触媒13入口での空燃比は、マニ触媒11による平衡化作用もあって、空燃比の振幅が過大となることもなく、ストイキ付近に制御されるから、エミッションの悪化を抑制できる。
【0032】
本実施例においては、上流側O2 センサ19が空燃比検出手段に相当する。また、図4のルーチンと図5のルーチンが空燃比フィードバック制御手段に相当し、特に図4のステップ29〜31の部分が比例制御手段、図4のステップ33〜35の部分が積分制御手段、図5のステップ52の部分が燃料供給量補正手段に相当する。また、図3のルーチンが触媒温度検出手段に相当する。また、図4のステップ28,,32,36〜37,38〜41の部分が応答性低下手段(比例制御遅延手段)に相当する。また、図3のステップ14の部分が応答性低下度合可変手段に相当する。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、上流側触媒が高温のときは、検出空燃比のリーン・リッチの反転時における空燃比フィードバック補正係数の比例定数分の 増減を、リーン→リッチの反転時であるかリッチ→リーンの反転時であるかにかかわらず、遅延させることで、検出空燃比に対する空燃比制御の応答性を低下させ、空燃比の制御中心をストイキとしたまま、上流側触媒入口での空燃比のパータベーションを大とすることにより、エミッションを悪化させることなく、上流側触媒の焼損・劣化を防止できるという効果が得られる。
【0034】
また、空燃比フィードバック補正係数の比例制御を遅延させることで、簡単に実現できるという効果が得られる。
また、比例制御を遅延させている間、空燃比フィードバック補正係数をホールドすることで、比例制御の遅延による効果をより活かすことができるという効果が得られる。
【0035】
請求項2に係る発明によれば、遅延時間(応答性の低下度合)を排気流量に応じて可変することで、触媒の特性変化に対応できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示すシステム図
【図3】 触媒温判定ルーチンのフローチャート
【図4】 空燃比フィードバック制御ルーチンのフローチャート
【図5】 燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート
【図6】 暖機時間の特性図
【図7】 定常触媒温の特性図
【図8】 ディレイ時間の特性図
【図9】 空燃比フィードバック補正係数の変化の様子を示す図
【符号の説明】
1 内燃機関
7 燃料噴射弁
10 排気マニホールド
11 上流側触媒(マニ触媒)
12 排気ダクト
13 下流側触媒(床下触媒)
14 コントロールユニット
15 クランク角センサ
16 エアフローメータ
18 水温センサ
19 上流側O2 センサ
20 下流側O2 センサ
Claims (2)
- 機関排気通路に排気浄化用の上流側触媒及び下流側触媒を備える一方、上流側触媒上流の排気組成に基づいて空燃比を検出する空燃比検出手段と、検出空燃比が理論空燃比となるように機関への燃料供給量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段とを備える内燃機関の空燃比制御装置において、
前記空燃比フィードバック制御手段を、
検出空燃比のリーン・リッチの反転時に空燃比フィードバック補正係数を所定の比例定数分増減する比例制御手段と、
検出空燃比のリーン・リッチに応じて所定時間毎に空燃比フィードバック補正係数を所定の積分定数分増減する積分制御手段と、
空燃比フィードバック補正係数により燃料供給量を補正する燃料供給量補正手段と、を含んで構成する一方、
前記上流側触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
検出された触媒温度が所定値以上のときに、前記比例制御手段による検出空燃比のリーン・リッチの反転時における空燃比フィードバック補正係数の比例定数分の増減を、リーンからリッチへの反転時であるかリッチからリーンへの反転時であるかにかかわらず、遅延させ、この遅延させている間、前記積分制御手段を停止させて、空燃比フィードバック補正係数をホールドする応答性低下手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記応答性低下手段による遅延時間を排気流量に応じて可変する応答性低下度合可変手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28190095A JP3733621B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28190095A JP3733621B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09126014A JPH09126014A (ja) | 1997-05-13 |
JP3733621B2 true JP3733621B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=17645531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28190095A Expired - Fee Related JP3733621B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3733621B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4840590B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2011-12-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排気制御装置 |
JP2015206273A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
US11624333B2 (en) | 2021-04-20 | 2023-04-11 | Kohler Co. | Exhaust safety system for an engine |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP28190095A patent/JP3733621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09126014A (ja) | 1997-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3622279B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
JP3541523B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
US6035839A (en) | Method and apparatus for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine | |
JP3733621B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP4254021B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の触媒早期暖機制御装置 | |
JPH11107827A (ja) | 内燃機関の触媒温制御装置 | |
JP5427715B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP2946379B2 (ja) | 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置 | |
JPH07151000A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP5278054B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2000130221A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP3601101B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3318702B2 (ja) | 内燃機関の触媒劣化診断装置 | |
JP3562300B2 (ja) | 筒内直接燃料噴射式内燃機関の制御装置 | |
JP3009228B2 (ja) | 天然ガスエンジンの排気浄化方法及び装置 | |
JPH11257130A (ja) | 内燃機関の燃料制御装置 | |
JP3123357B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP3489204B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2987675B2 (ja) | 内燃機関の吸気制御装置 | |
JP3561142B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH0893522A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2002122018A (ja) | 触媒温度推定装置 | |
JPH10122057A (ja) | エンジンのegr制御装置 | |
JPH08254145A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2004308542A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050927 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |