JP5928584B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも上流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じた信号を連続的に出力する上流側空燃比センサと、
前記排気浄化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じた信号を連続的に出力する下流側空燃比センサと、
前記内燃機関の始動の際、前記上流側空燃比センサと前記下流側空燃比センサとが共に活性化した後に、前記上流側空燃比センサの出力について所定の使用許可条件の成否を判定する使用許可条件判定手段と、
前記上流側空燃比センサと前記下流側空燃比センサが共に活性化した時点から、前記所定の使用許可条件が成立するまで、前記下流側空燃比センサの出力を用いて空燃比フィードバック制御を実行する始動時空燃比フィードバック制御実行手段と、
を備えることを特徴とする。
前記所定の使用許可条件の成立後は、前記上流側空燃比センサの出力を用いたメイン空燃比フィードバック制御と、前記下流側空燃比センサの出力を用いたサブ空燃比フィードバック制御とを実行することを特徴とする。
前記所定の使用許可条件は、前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力との出力差が設定期間に亘って所定偏差よりも小さいか否かであることを特徴とする。
前記所定の使用許可条件は、設定期間が経過したか否かであることを特徴とする。
前記始動時空燃比フィードバック制御実行手段は、前記所定の使用許可条件が成立するまで、前記上流側空燃比センサの出力を用いた空燃比フィードバック制御の実行を禁止することを特徴とする。
[システム構成の説明]
先ず、図1乃至図5を参照しながら、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1の空燃比制御装置のシステム構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、車両動力装置としてのエンジン10を備えている。エンジン10の排気通路12には、触媒14が配置されている。触媒14は、これに流入する空燃比がストイキ付近の狭い範囲にある場合に排気中のHC、CO、NOxの3成分を効率的に浄化する三元触媒である。
ECU20によるエンジン制御のひとつに、空燃比フィードバック制御がある。空燃比フィードバック制御では、フロントA/Fセンサ16の出力値に基づくA/Fフィードバック制御(メインA/Fフィードバック制御)と、リアA/Fセンサ18の出力値に基づくA/Fフィードバック制御(サブA/Fフィードバック制御)とが行われている。メインA/Fフィードバック制御では、フロントA/Fセンサ16の出力値と理論空燃比との偏差に基づき、燃料噴射量(吸入空気量およびエンジン回転数により算出)の計算に反映させるメインF/B値が算出される。サブA/Fフィードバック制御では、リアA/Fセンサ18の出力値と、触媒最適浄化点に対応する基準値との偏差が求められ、そのPID制御によって上記燃料噴射量に反映させるサブF/B値が算出される。
図2に示すように、時刻T1においてセンサが活性した後、時刻T2に到るまで、実際の空燃比(実A/F)と、A/Fセンサの出力値との間に乖離が生じる(所謂リッチ出力ズレを起こす)。これは、A/Fセンサの素子部に排気中のリッチ成分が付着しているためである。
図3に示すように、センサ素子部22は、固体電解質24と、一対の電極26と、拡散律速層28と、遮蔽層30と、ヒータ32とを備えている。固体電解質24は、例えばジルコニアとイットリアとの混合物を材料としてなり、略板状をなすものである。電極26は、例えばPtを材料としてなり、固体電解質24同様、略板状をなす。拡散律速層28は、例えばアルミナ粒子を材料とする多孔質層であり、ガスを流通するものである。他方、遮蔽層30は、例えばアルミナを材料する緻密な層であり、ガス遮蔽するものである。
次に、図5を参照しながら、上述した空燃比フィードバック制御の具体的な処理について説明する。図5は、実施の形態1において、ECU20により実行される空燃比フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図5に示すルーチンは、定期的に繰り返して実行されるものとする。
また、ECU20が図5のステップ130の処理を実行することにより上記第1の発明における「使用許可条件判定手段」が、同図のステップ120の処理を実行することにより上記第1の発明における「始動時空燃比フィードバック制御実行手段」が、それぞれ実現されている。
次に、図6乃至図7を参照しながら、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態においては、図1の装置構成において、図7に示す空燃比フィードバック制御ルーチンを実行することをその特徴とする。そのため、装置構成の説明については省略する。
上記実施の形態1の空燃比フィードバック制御においては、上記設定時間に適合値を用いた。しかしながら、リッチ出力ズレはリッチ成分の付着量によっても変化する。そのため、フロントA/Fセンサ16の出力値が正常に戻るまでの時間は、再始動前の運転履歴条件に左右される可能性が高い。ところで、上述したように、リアA/Fセンサ18はリッチ成分の付着影響が小さい。つまり、リアA/Fセンサ18の出力値は再始動後から正常値を示している。本実施形態の空燃比フィードバック制御においては、この点に着目し、フロントA/Fセンサ16の出力値がリアA/Fセンサ18の出力値と同等となった時点でリッチ出力ズレの影響が無くなったと判定することとした。
図7を参照しながら、上述した空燃比フィードバック制御の具体的な処理について説明する。図7は、実施の形態2において、ECU20により実行される空燃比フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図7に示すルーチンは、定期的に繰り返して実行されるものとする。
12 排気通路
14 触媒
16 フロントA/Fセンサ
18 リアA/Fセンサ
20 ECU
22 センサ素子部
24 固体電解質
26 電極
28 拡散律速層
30 遮蔽層
32 ヒータ
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも上流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じた信号を連続的に出力する上流側空燃比センサと、
前記排気浄化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じた信号を連続的に出力する下流側空燃比センサと、
前記内燃機関の始動の際、前記上流側空燃比センサと前記下流側空燃比センサとが共に活性化した後に、前記上流側空燃比センサの出力について所定の使用許可条件の成否を判定する使用許可条件判定手段と、
前記上流側空燃比センサと前記下流側空燃比センサが共に活性化した時点から、前記所定の使用許可条件が成立するまで、前記下流側空燃比センサの出力を用いて空燃比フィードバック制御を実行する始動時空燃比フィードバック制御実行手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記所定の使用許可条件の成立後は、前記上流側空燃比センサの出力を用いたメイン空燃比フィードバック制御と、前記下流側空燃比センサの出力を用いたサブ空燃比フィードバック制御とを実行することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記所定の使用許可条件は、前記上流側空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサの出力との出力差が設定期間に亘って所定偏差よりも小さいか否かであることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記所定の使用許可条件は、設定期間が経過したか否かであることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記始動時空燃比フィードバック制御実行手段は、前記所定の使用許可条件が成立するまで、前記上流側空燃比センサの出力を用いた空燃比フィードバック制御の実行を禁止することを特徴とする請求項1乃至4何れか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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