JP7040402B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents
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本発明は、燃料噴射弁と、排気通路に設けられた酸素吸蔵能力を有する触媒と、前記排気通路のうちの前記触媒の下流側に設けられた空燃比センサと、を備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention is a control device for an internal combustion engine including a fuel injection valve, a catalyst having an oxygen storage capacity provided in an exhaust passage, and an air-fuel ratio sensor provided on the downstream side of the catalyst in the exhaust passage. Regarding.
排気通路のうち酸素吸蔵能力を有した触媒の上流側に設けられた上流側空燃比センサの検出値を目標値にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御が周知である。また、下記特許文献1には、触媒の下流側に下流側空燃比センサを設け、下流側空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリーンである場合、上記目標値を理論空燃比よりもリッチとし、下流側空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリッチである場合、上記目標値を理論空燃比よりもリーンとする制御装置が記載されている(図11)。
The air-fuel ratio feedback control that feedback-controls the detection value of the upstream air-fuel ratio sensor provided on the upstream side of the catalyst having an oxygen storage capacity in the exhaust passage to the target value is well known. Further, in
ところで、下流側空燃比センサの個体差や経年劣化、温度特性等により、下流側空燃比センサの検出値がずれることがある。そして、たとえば、ずれを生じたまま上記装置のように目標値を切り替える制御をしている場合、触媒中の酸素吸蔵量を適切な値に保つことができず、触媒による排気浄化能力が低下するおそれがあるなど、ずれに対処できない場合には不都合が生じうる。 By the way, the detection value of the downstream air-fuel ratio sensor may deviate due to individual differences, aging deterioration, temperature characteristics, etc. of the downstream air-fuel ratio sensor. Then, for example, when the control for switching the target value is performed as in the above device with the deviation occurring, the oxygen storage amount in the catalyst cannot be maintained at an appropriate value, and the exhaust gas purification capacity by the catalyst is lowered. Inconvenience may occur if the deviation cannot be dealt with, such as when there is a risk.
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.燃料噴射弁と、排気通路に設けられた酸素吸蔵能力を有する触媒と、前記排気通路のうちの前記触媒の下流側に設けられた空燃比センサと、を備える内燃機関に適用され、前記触媒の酸素吸蔵量が所定量以上となっているときに、前記燃料噴射弁を操作して酸素と過不足なく反応する量よりも多量の未燃燃料を含む流体を前記触媒に流入させるリッチ制御処理と、前記リッチ制御処理がなされているときの前記空燃比センサの検出値に基づき、前記空燃比センサの検出値のずれ量を示すずれ量表現値を算出するずれ量算出処理と、を実行し、前記ずれ量算出処理は、前記検出値が同一であっても前記リッチ制御処理によって前記触媒の酸素吸蔵量が最大値からゼロへと減少する所要時間の長短に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する処理を含む内燃機関の制御装置である。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
1. 1. It is applied to an internal combustion engine including a fuel injection valve, a catalyst having an oxygen storage capacity provided in an exhaust passage, and an air-fuel ratio sensor provided on the downstream side of the catalyst in the exhaust passage, and is applied to the catalyst. When the oxygen storage amount is equal to or more than a predetermined amount, the fuel injection valve is operated to allow a fluid containing a larger amount of unburned fuel than the amount that reacts with oxygen in excess or deficiency to flow into the catalyst. Based on the detection value of the air-fuel ratio sensor when the rich control process is performed, the deviation amount calculation process of calculating the deviation amount expression value indicating the deviation amount of the detected value of the air-fuel ratio sensor is executed. In the deviation amount calculation process, even if the detection value is the same, the deviation amount expression value differs depending on the length of time required for the oxygen storage amount of the catalyst to decrease from the maximum value to zero by the rich control process. It is a control device of an internal combustion engine including a process of calculating a value.
触媒の酸素吸蔵量が所定量以上の状態で上記流体が触媒に流入する場合、流体に含まれる未燃燃料のうちの酸素と過不足なく反応する量を超えた部分は、触媒に吸蔵されている酸素と反応することから、触媒の下流に流出する未燃燃料は無視しうる。また、上記流体中の酸素量は、上記流体中の未燃燃料と過不足なく反応する量未満のため、触媒の下流に流出する酸素量も無視できる。したがって、上記構成のように、酸素吸蔵量が所定量以上となっているときにリッチ制御処理を開始することにより、触媒の下流に流出する流体中の酸素量および未燃燃料量は無視しうる。したがって、そのときの空燃比センサが晒される流体は、燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比である場合のものと同等となる。したがって、燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比である場合に想定される検出値からのずれ量に基づき、ずれ量表現値を算出することができる。このため、上記構成では、空燃比センサの検出値のずれ量を把握でき、ひいてはずれに対処することができる。 When the above fluid flows into the catalyst while the amount of oxygen stored in the catalyst is more than a predetermined amount, the portion of the unburned fuel contained in the fluid that exceeds the amount that reacts with oxygen in just proportion is stored in the catalyst. Since it reacts with the existing oxygen, the unburned fuel flowing out downstream of the catalyst can be ignored. Further, since the amount of oxygen in the fluid is less than the amount that reacts with the unburned fuel in the fluid in just proportion, the amount of oxygen flowing out to the downstream of the catalyst can be ignored. Therefore, as in the above configuration, by starting the rich control process when the oxygen storage amount is equal to or higher than the predetermined amount, the amount of oxygen and the amount of unburned fuel in the fluid flowing out downstream of the catalyst can be ignored. .. Therefore, the fluid to which the air-fuel ratio sensor is exposed at that time is equivalent to that when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned is the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the deviation amount expression value can be calculated based on the deviation amount from the detected value assumed when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned is the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in the above configuration, the deviation amount of the detected value of the air-fuel ratio sensor can be grasped, and the deviation can be dealt with.
ただし、上記所要時間の長短に応じてリッチ制御処理がなされているときの検出値が異なる傾向がある。そのため、所要時間が長い場合と短い場合とでは、ずれ量表現値が異なる値に算出されやすい。そこで上記構成では、ずれ量算出処理を、ずれ量算出処理の入力としての検出値とずれ量算出処理の出力を結びつける写像を所要時間の長短に応じて変更することによって、仮に検出値が同一であっても上記所要時間の長短に応じてずれ量表現値を異なる値に算出する処理とする。これにより、写像を変更しない場合と比較して、ずれ量表現値をより高精度に算出できる。 However, the detected value when the rich control process is performed tends to be different depending on the length of the required time. Therefore, it is easy to calculate the deviation amount expression value as a different value depending on whether the required time is long or short. Therefore, in the above configuration, the detection value is tentatively the same by changing the mapping that connects the detection value as the input of the deviation amount calculation process and the output of the deviation amount calculation process according to the length of the required time. Even if there is, it is a process of calculating the deviation amount expression value to a different value according to the length of the required time. As a result, the deviation amount expression value can be calculated with higher accuracy as compared with the case where the mapping is not changed.
2.前記ずれ量算出処理は、前記リッチ制御処理がなされているときの前記触媒に流入する流体の流量が大きい場合に小さい場合よりも前記所要時間が短くなるとして、前記検出値が同一であっても前記流量に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する処理を含む上記1記載の内燃機関の制御装置である。 2. 2. Even if the detected value is the same, the deviation amount calculation process is assumed that the required time is shorter than when the flow rate of the fluid flowing into the catalyst is large when the rich control process is performed, as compared with the case where the flow rate is small. The control device for an internal combustion engine according to 1 above, which includes a process of calculating the deviation amount expression value to a different value according to the flow rate.
リッチ制御処理がなされているときに触媒に流入する流体の流量が大きい場合には小さい場合よりも、単位時間あたりに流体中の未燃燃料と反応する触媒中の酸素量が多くなることから、酸素吸蔵量の減少速度が大きくなり、上記所要時間が短くなる。そしてその場合、触媒の下流に流出する未燃燃料量の増加速度が大きくなることから、上記流体の流量が大きい場合と小さい場合とでは、リッチ制御処理がなされているときの検出値に相違が生じやすい。そこで上記構成では、流量に応じてずれ量表現値を算出することにより、検出値が流量の影響を受けることを考慮してずれ量表現値を算出することができ、ひいてはずれ量表現値を、ずれ量をより適切に示す値とすることができる。 When the flow rate of the fluid flowing into the catalyst during the rich control process is large, the amount of oxygen in the catalyst that reacts with the unburned fuel in the fluid is larger than when the flow rate is small. The rate of decrease in oxygen storage is increased, and the required time is shortened. In that case, since the rate of increase in the amount of unburned fuel flowing downstream of the catalyst increases, there is a difference in the detected value when the rich control process is performed between the case where the flow rate of the fluid is large and the case where the flow rate is small. It is easy to occur. Therefore, in the above configuration, by calculating the deviation amount expression value according to the flow rate, the deviation amount expression value can be calculated in consideration of the influence of the flow rate on the detected value, and the deviation amount expression value can be calculated. The deviation amount can be set to a value indicating more appropriately.
3.前記触媒の酸素吸蔵量の最大値を学習する最大吸蔵量学習処理を実行し、前記ずれ量算出処理は、前記最大値が小さい場合に大きい場合よりも前記所要時間が短くなるとして、前記検出値が同一であっても前記最大値に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する処理を含む上記1または2記載の内燃機関の制御装置である。 3. 3. The maximum storage amount learning process for learning the maximum value of the oxygen storage amount of the catalyst is executed, and the detection value is assumed that the required time is shorter when the maximum value is small than when the maximum value is large. The control device for the internal combustion engine according to 1 or 2 above, which includes a process of calculating the deviation amount expression value to a different value according to the maximum value even if they are the same.
酸素吸蔵量の最大値が小さい場合には大きい場合よりもリッチ制御処理によって触媒の酸素吸蔵量がゼロとなるまでの所要時間が短くなる。そしてその場合、触媒の下流に流出する未燃燃料量の増加速度が大きくなることから、酸素吸蔵量の最大値が大きい場合と小さい場合とでは、リッチ制御処理がなされているときの検出値に相違が生じやすい。そこで上記構成では、酸素吸蔵量の最大値に応じてずれ量表現値を算出することにより、検出値が最大値の影響を受けることを考慮してずれ量表現値を算出することができ、ひいてはずれ量表現値を、ずれ量をより適切に示す値とすることができる。 When the maximum value of the oxygen storage amount is small, the time required for the oxygen storage amount of the catalyst to become zero by the rich control process is shorter than when the maximum value is large. In that case, since the rate of increase in the amount of unburned fuel flowing downstream of the catalyst increases, the detection value when the rich control process is performed depends on whether the maximum oxygen storage amount is large or small. Differences are likely to occur. Therefore, in the above configuration, by calculating the deviation amount expression value according to the maximum value of the oxygen storage amount, the deviation amount expression value can be calculated in consideration of the influence of the maximum value on the detected value, and by extension, the deviation amount expression value can be calculated. The deviation amount expression value can be a value that more appropriately indicates the deviation amount.
4.前記リッチ制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリッチであることを示すリッチ判定値以下となることをトリガとして、前記触媒に流入する流体を、該流体中の未燃燃料と過不足なく反応する量よりも多い量の酸素を含むように制御するリーン制御処理を実行し、前記リッチ制御処理を、前記リーン制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリーンであることを示すリーン判定値以上であることをトリガとして実行し、前記ずれ量算出処理は、前記リッチ制御処理がなされている一度の期間における複数の前記検出値の単純平均処理値を算出する単純平均処理と、前記リッチ制御処理および前記リーン制御処理の実行される周期に応じて、前記単純平均処理値の指数移動平均処理によって前記ずれ量表現値を更新する更新処理と、前記所要時間の長短に応じて前記指数移動平均処理への入力となる前記単純平均処理値を補正することによって、前記検出値が同一であっても前記所要時間の長短に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する補正処理と、を含む上記1~3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置である。 4. When the rich control process is executed, the fluid flowing into the catalyst is introduced into the fluid, triggered by the fact that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or less than the rich determination value indicating that the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio. A lean control process for controlling the inclusion of oxygen in an amount larger than the amount that reacts with the unburned fuel in just proportion is executed, and the rich control process is performed by the air-fuel ratio sensor when the lean control process is executed. Is executed as a trigger that is equal to or greater than the lean determination value indicating that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the deviation amount calculation process is performed on a plurality of the detected values in one period in which the rich control process is performed. The deviation amount expression value is updated by the exponential moving average processing of the simple average processing value according to the execution cycle of the simple average processing for calculating the simple average processing value and the rich control processing and the lean control processing. By correcting the simple average processing value that is input to the exponential moving average processing according to the length of the processing and the required time, even if the detected values are the same, the said according to the length of the required time. The control device for an internal combustion engine according to any one of 1 to 3 above, which includes a correction process for calculating a deviation amount expression value to a different value.
検出値がリーン判定値以上となる場合、酸素の吸蔵量が所定量以上であるとみなせるため、上記構成では、リーン判定値以上となることをトリガとしてリッチ制御処理を実行する。また、上記構成では、単純平均処理値を上記所要時間の長短に応じた補正対象とする。単純平均処理値は、一度のリッチ制御処理の期間にサンプリングされた検出値に基づくものであるため、触媒に流入する流体の流量が等しい期間における検出値群に基づき算出されたものであるとみなせる。そのため、上記2の構成を有する場合には、たとえば指数移動平均処理値を補正対象とする場合と比較すると、流量の違いに応じた補正をより適切に実行することができる。 When the detected value is equal to or greater than the lean determination value, it can be considered that the amount of oxygen stored is equal to or greater than the predetermined amount. Therefore, in the above configuration, the rich control process is executed with the detection value being equal to or greater than the lean determination value as a trigger. Further, in the above configuration, the simple average processing value is corrected according to the length of the required time. Since the simple average processing value is based on the detection value sampled during one rich control processing period, it can be considered that the simple average processing value is calculated based on the detection value group during the same period of the flow rate of the fluid flowing into the catalyst. .. Therefore, in the case of having the configuration of 2 above, the correction according to the difference in the flow rate can be performed more appropriately as compared with the case where the exponential moving average processing value is the correction target, for example.
5.前記リッチ制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリッチであることを示すリッチ判定値以下となることをトリガとして、前記触媒に流入する流体を、該流体中の未燃燃料と過不足なく反応する量よりも多い量の酸素を含むように制御するリーン制御処理と、前記ずれ量表現値を前記リーン制御処理に反映させるずれ量反映処理と、を実行し、前記リッチ制御処理を、前記リーン制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリーンであることを示すリーン判定値以上であることをトリガとして実行し、前記ずれ量反映処理は、前記ずれ量表現値がリーン側のずれ量である場合、前記ずれ量表現値の前記リーン制御処理への反映前における前記リッチ制御処理から前記リーン制御処理への切り替えタイミングよりも実際の切り替えタイミングを早める処理を含む上記1~4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置である。 5. When the rich control process is executed, the fluid flowing into the catalyst is introduced into the fluid, triggered by the fact that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or less than the rich determination value indicating that the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio. A lean control process for controlling the amount of oxygen to be contained in an amount larger than the amount that reacts with the unburned fuel in just proportion, and a deviation amount reflection process for reflecting the deviation amount expression value in the lean control process are executed. When the lean control process is executed, the rich control process is executed with the trigger that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or greater than the lean determination value indicating that the air-fuel ratio is leaner than the theoretical air-fuel ratio, and the deviation amount is reflected. When the deviation amount expression value is the deviation amount on the lean side, the processing is more actual than the switching timing from the rich control processing to the lean control processing before the deviation amount expression value is reflected in the lean control processing. The control device for an internal combustion engine according to any one of 1 to 4 above, which includes a process of accelerating the switching timing.
検出値がリーン判定値以上となる場合、酸素の吸蔵量が所定量以上であるとみなせるため、上記構成では、リーン判定値以上となることをトリガとしてリッチ制御処理を実行する。 When the detected value is equal to or greater than the lean determination value, it can be considered that the amount of oxygen stored is equal to or greater than the predetermined amount. Therefore, in the above configuration, the rich control process is executed with the detection value being equal to or greater than the lean determination value as a trigger.
ところで、空燃比センサの検出値がリーン側にずれている場合にはずれていない場合と比較して検出値がリッチ判定値以下となるタイミングが遅れる。そこで、上記構成では、ずれ量反映処理を実行することにより、空燃比センサの検出値がリーン側にずれている場合であっても、空燃比センサの検出値がずれていない場合にリーン制御処理に切り替えるタイミングにより近いタイミングにおいてリーン制御処理に切り替えることができる。 By the way, when the detected value of the air-fuel ratio sensor is deviated to the lean side, the timing at which the detected value becomes the rich determination value or less is delayed as compared with the case where the detected value is not deviated. Therefore, in the above configuration, by executing the shift amount reflection process, even if the detection value of the air-fuel ratio sensor is shifted to the lean side, the lean control process is performed when the detection value of the air-fuel ratio sensor is not shifted. It is possible to switch to the lean control process at a timing closer to the timing of switching to.
以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示す内燃機関10において、吸気通路12から吸入された空気は、気筒#1~#4のそれぞれの燃焼室14に流入する。燃焼室14において、燃料噴射弁16から噴射された燃料と吸気通路12から流入した空気との混合気は、点火装置18の火花放電によって燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、クランク軸20の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気として排気通路22に排出される。排気通路22には、上流側の三元触媒24および下流側の三元触媒26が設けられている。なお、三元触媒24,26は、いずれも酸素吸蔵能力を有する。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings.
In the
クランク軸20は、動力分割機構を構成する遊星歯車機構30のキャリアCに機械的に連結されている。遊星歯車機構30のサンギアSにはモータジェネレータ32の回転軸32aが機械的に連結されており、遊星歯車機構30のリングギアRには、モータジェネレータ34の回転軸34aと駆動輪36とが機械的に連結されている。これにより、本実施形態における内燃機関10は、シリーズ・パラレルハイブリッド車における駆動源の1つとなっている。
The
モータジェネレータ32には、インバータ40を介してバッテリ44の電力が供給され、モータジェネレータ34には、インバータ42を介してバッテリ44の電力が供給される。
The electric power of the
ECU50は、モータジェネレータ32,34を制御対象としてそれらの制御量であるトルクや回転速度を制御する処理に加えて、内燃機関10およびモータジェネレータ32,34を制御対象としてそれらの協働で要求される出力を生成するための処理を実行する制御装置である。
The
制御装置60は、内燃機関10を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分比率等を制御すべく、燃料噴射弁16や点火装置18等の内燃機関10の操作部を操作する。すなわち、たとえば燃料噴射弁16に操作信号MS1を出力して燃料噴射弁16を操作し、点火装置18に操作信号MS2を出力して点火装置18を操作する。
The
制御装置60は、制御量の制御のために、エアフローメータ70によって検出される吸入空気量Gaやクランク角センサ72の出力信号Scr、三元触媒24の上流側に設けられた上流側空燃比センサ74による検出値Afuを参照する。また、制御装置60は、三元触媒24の下流側であって三元触媒26の上流側に設けられた下流側空燃比センサ76による検出値Afdや、水温センサ78によって検出される内燃機関10の冷却水の温度(水温THW)を参照する。なお、上流側空燃比センサ74や下流側空燃比センサ76は、Z特性を有するいわゆる酸素センサではなく、排気中の未燃燃料量を超過する酸素量が多くなるほど検出値をリニアに大きい値とするセンサである。また、制御装置60は、通信線80を介してECU50と通信する機能を有する。
The
制御装置60は、CPU62、ROM64、および周辺回路66を備え、それらが通信線68によって接続されたものである。周辺回路66は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。
The
図2に、制御装置60が実行する処理を示す。図2に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62が実行することにより実現される。
ベース噴射量算出処理M10は、充填効率ηに基づき、燃焼室14内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料量のベース値であるベース噴射量Qbを算出する処理である。詳しくは、ベース噴射量算出処理M10は、たとえば充填効率ηが百分率で表現される場合、空燃比を目標空燃比とするための充填効率ηの1%当たりの燃料量QTHに、充填効率ηを乗算することによりベース噴射量Qbを算出する処理とすればよい。ベース噴射量Qbは、燃焼室14内に充填される空気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するために算出された燃料量である。ちなみに、本実施形態において、目標空燃比は、理論空燃比である。なお、充填効率ηは、CPU62により、吸入空気量Gaおよび回転速度NEに基づき算出される。また、回転速度NEは、CPU62により、出力信号Scrに基づき算出される。
FIG. 2 shows a process executed by the
The base injection amount calculation process M10 is a process of calculating the base injection amount Qb, which is the base value of the fuel amount for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 14 as the target air-fuel ratio, based on the filling efficiency η. Specifically, in the base injection amount calculation process M10, for example, when the filling efficiency η is expressed as a percentage, the filling efficiency η is set to the fuel amount QTH per 1% of the filling efficiency η for setting the air-fuel ratio as the target air-fuel ratio. The process may be such that the base injection amount Qb is calculated by multiplying. The base injection amount Qb is a fuel amount calculated to control the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the amount of air filled in the combustion chamber 14. Incidentally, in the present embodiment, the target air-fuel ratio is the theoretical air-fuel ratio. The filling efficiency η is calculated by the
メインフィードバック処理M12は、上流側空燃比センサ74の検出値Afuを目標値Afu*にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量としてのベース噴射量Qbの補正比率δに「1」を加算したフィードバック補正係数KAFを算出して出力する処理である。詳しくは、メインフィードバック処理M12は、検出値Afuと目標値Afu*との差を入力とする比例要素および微分要素の各出力値と、同差に応じた値の積算値を保持し出力する積分要素の出力値との和を補正比率δとする。
The main feedback processing M12 adds "1" to the correction ratio δ of the base injection amount Qb as the feedback operation amount, which is the operation amount for feedback-controlling the detected value Afu of the upstream air-
サブフィードバック処理M14は、下流側空燃比センサ76の検出値Afdに基づき、三元触媒24の酸素吸蔵量を調整するために目標値Afu*を操作する処理である。
低温補正処理M16は、水温THWが所定温度Tth(たとえば60℃)未満の場合、ベース噴射量Qbを増量すべく、低温増量係数Kwを「1」よりも大きい値に算出する処理である。詳しくは、低温増量係数Kwは、水温THWが低い場合に高い場合よりも大きい値に算出される。なお、水温THWが所定温度Tth以上の場合には、低温増量係数Kwは「1」とされ、低温増量係数Kwによるベース噴射量Qbの補正量をゼロとする。
The sub-feedback process M14 is a process of operating the target value Afu * in order to adjust the oxygen storage amount of the three-
The low temperature correction process M16 is a process of calculating the low temperature increase coefficient Kw to a value larger than “1” in order to increase the base injection amount Qb when the water temperature THW is less than the predetermined temperature Tth (for example, 60 ° C.). Specifically, the low temperature increase coefficient Kw is calculated to be a larger value when the water temperature THW is low than when it is high. When the water temperature THW is equal to or higher than the predetermined temperature Tth, the low temperature increase coefficient Kw is set to "1", and the correction amount of the base injection amount Qb by the low temperature increase coefficient Kw is set to zero.
要求噴射量算出処理M18は、ベース噴射量Qbに、フィードバック補正係数KAFおよび低温増量係数Kwを乗算することによって、1燃焼サイクルにおいて要求される燃料量(要求噴射量Qd)を算出する処理である。 The required injection amount calculation process M18 is a process of calculating the fuel amount (required injection amount Qd) required in one combustion cycle by multiplying the base injection amount Qb by the feedback correction coefficient KAF and the low temperature increase coefficient Kw. ..
噴射弁操作処理M20は、燃料噴射弁16を操作すべく、燃料噴射弁16に操作信号MS1を出力する処理である。特に、噴射弁操作処理M20は、燃料噴射弁16から1燃焼サイクル内に要求噴射量Qdの燃料を噴射させる処理である。
The injection valve operation process M20 is a process of outputting an operation signal MS1 to the
ストイキ点算出処理M22は、燃焼室14において燃焼対象とされる混合気の空燃比が理論空燃比である場合における下流側空燃比センサ76の検出値Afdをストイキ点AfLとして算出する処理である。
The stoichiometric point calculation process M22 is a process of calculating the detected value Afd of the downstream air-
最大吸蔵量学習処理M24は、上流側空燃比センサ74の検出値Afuおよび下流側空燃比センサ76の検出値Afdに基づき、三元触媒24の酸素吸蔵量OSの最大値OSmaxを学習する処理である。詳しくは、検出値Afdがリーンからリッチに反転することをトリガとして検出値Afuがリーンとなるように燃料噴射弁16を操作し、検出値Afdがリッチに反転してからリーンに反転するまでに三元触媒24に流入した酸素量に基づき、酸素吸蔵量OSの最大値OSmaxが算出される。詳しくは、最大吸蔵量学習処理M24は、検出値Afuおよび吸入空気量Gaに基づき、三元触媒24に流入する酸素流量を算出する処理を含む。
The maximum storage amount learning process M24 is a process of learning the maximum value OSmax of the oxygen storage amount OS of the three-
図3に、サブフィードバック処理M14の手順を示す。図3に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。
FIG. 3 shows the procedure of the sub-feedback process M14. The process shown in FIG. 3 is realized by the
図3に示す一連の処理において、CPU62は、まず、リーン判定フラグFlが「1」であるか否かを判定する(S10)。CPU62は、「1」であると判定する場合(S10:YES)、検出値Afdが、ストイキ基準値Afsからリッチ側サブオフセット量εrを減算した値以下であるか否かを判定する(S12)。ここで、ストイキ基準値Afsは、燃焼室14にて燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比である場合における下流側空燃比センサ76の検出値の基準値(基準となる空燃比センサの検出値)である。S12の処理は、三元触媒24の下流に流出する流体中の未燃燃料の流量が増加しつつあるか否かを判定する処理である。
In the series of processes shown in FIG. 3, the
CPU62は、ストイキ基準値Afsからリッチ側サブオフセット量εrを減算した値以下であると判定する場合(S12:YES)、リーン判定フラグFlに「0」を代入し、リッチ判定フラグFrに「1」を代入する(S14)。
When the
次にCPU62は、ストイキ基準値Afsにリーン側メインオフセット量δlを加算した値を目標値Afu*に代入する(S16)。
一方、CPU62は、リーン判定フラグFlが「0」であると判定する場合(S10:NO)、検出値Afdが、ストイキ基準値Afsにリーン側サブオフセット量εlを加算した値以上であるか否かを判定する(S18)。この処理は、三元触媒24による酸素の吸蔵量が最大値OSmaxに近づくことによって三元触媒24の下流に流出する流体中の酸素の流量が増加しつつあるか否かを判定する処理である。CPU62は、ストイキ基準値Afsにリーン側サブオフセット量εlを加算した値未満であると判定する場合(S18:NO)、S16の処理に移行する。
Next, the
On the other hand, when the
これに対しCPU62は、ストイキ基準値Afsにリーン側サブオフセット量εlを加算した値以上であると判定する場合(S18:YES)、リーン判定フラグFlを「1」とし、リッチ判定フラグFrを「0」とする(S20)。
On the other hand, when the
CPU62は、S20の処理が完了する場合や、S12の処理において否定判定する場合には、ストイキ基準値Afsからリッチ側メインオフセット量δrを減算した値を目標値Afu*に代入する(S22)。
When the processing of S20 is completed or when a negative determination is made in the processing of S12, the
ちなみに、リッチ側サブオフセット量εr、リーン側サブオフセット量εl、リッチ側メインオフセット量δr、およびリーン側メインオフセット量δlは、S16の処理およびS22の処理の一周期によって、三元触媒24の酸素吸蔵量が正味変化しないことを狙った値とされている。
By the way, the rich side sub-offset amount εr, the lean side sub-offset amount εl, the rich side main offset amount δr, and the lean side main offset amount δl are the oxygen of the three-
なお、CPU62は、S16,S22の処理が完了する場合には、図3に示す一連の処理を一旦終了する。
図4に、ストイキ点算出処理M22の手順を示す。図4に示す処理は、ROM64に記憶されたプログラムをCPU62がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
When the processes of S16 and S22 are completed, the
FIG. 4 shows the procedure of the stoichiometric point calculation process M22. The process shown in FIG. 4 is realized by the
図4に示す一連の処理において、CPU62は、まず、以下の条件(ア)~条件(オ)の論理積が真であるか否かを判定する(S30)。
条件(ア):充填効率ηの所定期間における変化量Δηの絶対値が所定量Δηth以下である旨の条件である。ここで、所定期間は、たとえば図4に示す一連の処理の周期とすればよく、その場合、変化量Δηは、充填効率ηに関する図4に示す一連の処理の今回の実行時におけるサンプリング値(今回値)と、前回の実行時におけるサンプリング値(前回値)との差とすればよい。この条件は、三元触媒24に流入する流体の所定期間における変化量の絶対値が所定量以下である旨の条件となる。この条件は、三元触媒24に流入する流体の変化量の絶対値が大きい場合には小さい場合よりも検出値Afdが変動しやすいことに鑑みて設けられた条件である。
In the series of processes shown in FIG. 4, the
Condition (a): It is a condition that the absolute value of the change amount Δη in the predetermined period of the filling efficiency η is equal to or less than the predetermined amount Δηth. Here, the predetermined period may be, for example, a cycle of a series of processes shown in FIG. 4, and in that case, the change amount Δη is a sampling value at the time of the current execution of the series of processes shown in FIG. 4 regarding the filling efficiency η. This value) may be the difference between the sampling value (previous value) at the time of the previous execution. This condition is a condition that the absolute value of the amount of change of the fluid flowing into the three-
条件(イ):吸入空気量Gaの所定期間における変化量ΔGaの絶対値が所定量ΔGath以下である旨の条件である。ここで、所定期間は、たとえば図4に示す一連の処理の周期とすればよく、その場合、変化量ΔGaは、吸入空気量Gaに関する今回値と前回値との差とすればよい。この条件は、三元触媒24に流入する流体の所定期間における変化量の絶対値が所定量以下である旨の条件となる。
Condition (a): It is a condition that the absolute value of the change amount ΔGa of the intake air amount Ga in a predetermined period is equal to or less than the predetermined amount ΔGath. Here, the predetermined period may be, for example, a series of processing cycles shown in FIG. 4, and in that case, the change amount ΔGa may be the difference between the current value and the previous value regarding the intake air amount Ga. This condition is a condition that the absolute value of the amount of change of the fluid flowing into the three-
条件(ウ):水温THWが所定温度Tth以上である旨の条件である。この条件は、開ループ操作量としての低温増量係数Kwによる空燃比の誤差の影響がストイキ点AfLの算出に及ぶことを回避するための条件である。 Condition (c): It is a condition that the water temperature THW is equal to or higher than the predetermined temperature Tth. This condition is a condition for avoiding the influence of the error of the air-fuel ratio due to the low temperature increase coefficient Kw as the open loop operation amount on the calculation of the stoichiometric point AfL.
条件(エ):内燃機関10の始動からの吸入空気量Gaの積算値InGが所定値InGth以上である旨の条件である。この条件は、三元触媒24が活性温度となっている旨の条件である。
Condition (d): It is a condition that the integrated value InG of the intake air amount Ga from the start of the
条件(オ):吸入空気量Gaが下限値GaL以上であって上限値GaH以下である旨の条件である。ここで、上限値GaHは、S22の処理の継続期間が過度に短くならない上限値に設定されている。また、下限値GaLは、アイドリング時等の値に設定されている。 Condition (e): It is a condition that the intake air amount Ga is equal to or more than the lower limit value GaL and is equal to or less than the upper limit value GaH. Here, the upper limit value GaH is set to an upper limit value in which the duration of the processing of S22 is not excessively shortened. Further, the lower limit value GaL is set to a value at the time of idling or the like.
CPU62は、上記条件(ア)~条件(オ)の論理積が真であると判定する場合(S30:YES)、リーン判定フラグFlが「0」から「1」に切り替わった時点であるか否かを判定する(S32)。CPU62は、図4に示す一連の処理の前回の実行時におけるリーン判定フラグFlの値が「0」であり、今回の実行時におけるリーン判定フラグFlの値が「1」であると判定する場合(S32:YES)、許可フラグFpに「1」を代入する(S34)。
When the
CPU62は、S34の処理を完了する場合やS32の処理において否定判定する場合には、以下の条件(カ)~条件(ク)の論理積が真であるか否かを判定する(S36)。
条件(カ):リーン判定フラグFlが「1」である旨の条件である。この処理は、三元触媒24に吸蔵されている酸素量が所定量以上であるとみなせる状態で三元触媒24に流入する流体中の未燃燃料量が、同未燃燃料と過不足なく反応する酸素量よりも多い状況である旨の条件である。すなわち、リーン判定フラグFlは、検出値Afdがストイキ基準値Afsよりもリーン側サブオフセット量εl以上大きくなったことをトリガとして「1」とされることから、リーン判定フラグFlが「1」となるときには、三元触媒24に十分な酸素が吸蔵されているとみなせる。そして、リーン判定フラグFlが「1」となることによってS22の処理がなされる場合、三元触媒24に流入する流体は、同流体中の酸素と過不足なく反応する未燃燃料量よりも大きい量の未燃燃料を含む。
When the
Condition (f): It is a condition that the lean determination flag Fl is "1". In this treatment, the amount of unburned fuel in the fluid flowing into the three-
条件(キ):検出値Afdの今回値と前回値との差の絶対値が規定量ΔAfd以下である旨の条件である。なお、図4においては、今回値を「n」にて示し、前回値を「n-1」にて示した。 Condition (g): It is a condition that the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the detected value Afd is equal to or less than the specified amount ΔAfd. In FIG. 4, the current value is indicated by "n" and the previous value is indicated by "n-1".
この条件は、三元触媒24の下流に流出する流体中の酸素量および未燃燃料量が無視できるほど小さい状況である旨の条件である。すなわち、S22の処理が開始された後、上流側空燃比センサ74の検出値AfuがS22の処理によって定めた目標値Afu*となるまでには時間を要し、その間、三元触媒24に流入する流体中の酸素量が減少していく。そのため、その期間においては、三元触媒24の下流に流出する流体中の酸素量が漸減し、検出値Afdの変化量も比較的大きくなる。その後、上流側空燃比センサ74の検出値AfuがS22の処理によって定めた目標値Afu*に収束して安定すると、下流側空燃比センサ76の検出値Afdの変化量の絶対値も小さくなる。条件(キ)は、この時点を特定する。
This condition is a condition that the amount of oxygen and the amount of unburned fuel in the fluid flowing out downstream of the three-
条件(ク):許可フラグFpが「1」である旨の条件である。
CPU62は、上記条件(カ)~条件(ク)の論理積が真であると判定する場合(S36:YES)、検出値Afdの積算値InAfdに今回のサンプリング値を加算することによって積算値InAfdを更新するとともに、検出値Afdの積算回数Nをインクリメントする(S38)。CPU62は、S38の処理を完了する場合や、S36の処理において否定判定する場合には、積算回数Nが基準回数NH以上であるか否かを判定する(S40)。この処理は、積算値InAfdを用いてストイキ点AfLを更新してよいか否かを判定するための処理である。
Condition (c): It is a condition that the permission flag Fp is "1".
When the
CPU62は、基準回数NH以上であると判定する場合(S40:YES)、検出値Afdの単純平均処理値を算出すべく、積算値InAfdを積算回数Nで除算した値を平均値Afdaveに代入する(S42)。次に、CPU62は、三元触媒24に流入する流体の流量と正の相関を有する吸入空気量Gaと、最大値OSmaxと、に応じて補正量Δaveを算出し、補正量Δaveによって平均値Afdaveを補正する(S43)。この処理は、平均値Afdaveが、S22の処理の実行時における三元触媒24に流入する流体の流量や、最大値OSmaxに依存することに鑑みたものである。詳しくは、吸入空気量Gaおよび最大値OSmaxを入力変数とし補正量Δaveを出力変数とするマップデータが予めROM64に記憶された状態で、CPU62により補正量Δaveをマップ演算する。なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。
When the
次に、CPU62は、平均値Afdaveの指数移動平均処理によって、ストイキ点AfLを算出する(S44)。ここでは、「0」よりも大きく「1」よりも小さい値を有した平滑化係数αを用いて、平均値Afdaveに平滑化係数αを乗算した値と、ストイキ点AfLに「1-α」を乗算した値との和によって、ストイキ点AfLを更新する。なお、ストイキ点AfLの初期値は、たとえばストイキ基準値Afsとすればよい。
Next, the
次にCPU62は、ストイキ点AfLからストイキ基準値Afsを減算した値を、リッチ側サブオフセット量εrの初期値εr0から減算するとともに、リーン側サブオフセット量εlの初期値εl0に加算することによって、リッチ側サブオフセット量εrおよびリーン側サブオフセット量εlを更新する(S46)。なお、ストイキ点AfLが算出されていないときには、図3の処理において、リッチ側サブオフセット量εrに初期値εr0を代入し、リーン側サブオフセット量εlに初期値εl0を代入すればよい。
Next, the
そしてCPU62は、積算回数N、積算値InAfdを初期化するとともに、許可フラグFpに「0」を代入する(S48)。
一方、CPU62は、S40の処理において否定判定する場合、検出値Afdの今回値から前回値を減算した値が、負の規定量ΔAfdMよりも小さいか否かを判定する(S50)。この処理は、三元触媒24による酸素の吸蔵量が少なくなり、三元触媒24に流入する流体中の未燃燃料が三元触媒24に吸蔵されている酸素によって十分に酸化されなくなったか否かを判定するための処理である。なお、本実施形態では、規定量ΔAfdMの絶対値は、規定量ΔAfdと等しい値とする。そしてCPU62は、規定量ΔAfdMよりも小さいと判定する場合(S50:YES)、積算回数Nが基準値NHよりも小さい下限値NL以上であるか否かを判定する(S52)。下限値NLは、積算値InAfdをストイキ点AfLに反映してよい下限値に設定されている。
Then, the
On the other hand, when a negative determination is made in the processing of S40, the
CPU62は、下限値NL以上であると判定する場合(S52:YES)、S42の処理に移行する一方、下限値NL未満であると判定する場合(S52:NO)、S48の処理に移行する。
When the
なお、CPU62は、S30,S50の処理において否定判定する場合や、S48の処理を完了する場合には、図4に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
The
Here, the operation and effect of this embodiment will be described.
図5に、下流側空燃比センサ76の検出値Afdの推移を示す。時刻t1に、検出値Afdがストイキ基準値Afsをリーン側サブオフセット量εl以上上回ることをトリガとして、CPU62は、目標値Afu*を理論空燃比よりもリッチ側とする(S22)。これにより、燃焼室14内で燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチとされることから、三元触媒24に流入する流体は、同流体中の酸素と過不足なく反応する未燃燃料量よりも多量の未燃燃料を含むようになる。この多量の未燃燃料は、三元触媒24に吸蔵されている酸素によって酸化されることから、三元触媒24から下流に流出する流体中の酸素量および未燃燃料量は無視しうる量となる。CPU62は、このことを、S36の処理において検出値Afdの変化量の絶対値が小さくなることによって検知し(時刻t2)、検出値Afdをサンプリングして、それらサンプリング値に基づきストイキ点AfLを算出する(S38~S44)。
FIG. 5 shows the transition of the detected value Afd of the downstream air-
このストイキ点AfLは、燃焼対象とされる混合気が定常的に理論空燃比とされる場合に三元触媒24の下流へと流出する流体に下流側空燃比センサ76が晒された場合の下流側空燃比センサ76の検出値となると考えられる。このため、CPU62では、ストイキ点AfLからストイキ基準値Afsを減算した値を、下流側空燃比センサ76の検出値のストイキ基準値Afsからのずれ量であるとして、これに基づき、リッチ側サブオフセット量εrおよびリーン側サブオフセット量εlを更新する。これにより、下流側空燃比センサ76の検出値のずれに起因して、S16の処理とS22の処理との一周期において三元触媒24に流入する酸素と未燃燃料とのうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰となることを抑制できる。
This stoichiometric point AfL is downstream when the downstream air-
ところで、図5に示すように、吸入空気量Gaが大きい場合の時刻t2以降における検出値Afdの低下速度(図5(b))は、吸入空気量Gaが小さい場合の時刻t2以降における検出値Afdの低下速度(図5(a))よりも大きい。これは、吸入空気量Gaが大きい場合にS22の処理がなされる場合には吸入空気量Gaが小さい場合と比較して三元触媒24に流入する流体中の未燃燃料の流量が大きくなることから、三元触媒24に吸蔵されている酸素の減少速度が大きくなるためである。そのため、吸入空気量Gaの大小によって、平均値Afdaveが異なることがある。同様に、三元触媒24の劣化等によって最大値OSmaxが小さくなる場合にも、最大値OSmaxが大きい場合と比較すると、検出値Afdの低下速度が大きくなる。そこでCPU62は、吸入空気量Gaや最大値OSmaxに応じた補正量Δaveによって平均値Afdaveを補正する。これにより、吸入空気量Gaや最大値OSmaxの大小にかかわらず、平均値Afdaveずれを小さくすることができ、ひいてはストイキ点AfLのずれを小さくすることができる。
By the way, as shown in FIG. 5, the rate of decrease of the detected value Afd after the time t2 when the intake air amount Ga is large (FIG. 5B) is the detected value after the time t2 when the intake air amount Ga is small. It is larger than the rate of decrease of Afd (FIG. 5 (a)). This is because when the treatment of S22 is performed when the intake air amount Ga is large, the flow rate of the unburned fuel in the fluid flowing into the three-
ちなみに、本実施形態では、下流側空燃比センサ76の検出値のずれが無視できるほど小さい場合、S16の処理とS22の処理との一周期における三元触媒24における酸素吸蔵量の変動量が、最大値OSmaxの数十%(たとえば10%)以下となるように、リッチ側サブオフセット量εrおよびリーン側サブオフセット量εlを設定している。一方、下流側空燃比センサ76の検出値Afdがずれている場合、燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比に対してずれたときに検出値Afdがストイキ基準値Afsとなる。そのため、仮に、ストイキ点AfLに基づきリッチ側サブオフセット量εrおよびリーン側サブオフセット量εlを更新しないなら、S16の処理とS22の処理とのうちのいずれか一方が過度に長くなり他方が過度に短くなる。そのため、S16の処理とS22の処理との一周期において三元触媒24に流入する酸素と未燃燃料とのうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰となり、三元触媒24の酸素吸蔵量が徐々に変化するおそれがある。そしてその場合、たとえばフューエルカット処理等が途中で実行されず、長時間の定常運転がなされる場合には、三元触媒24の酸素吸蔵量がゼロに近づいたり最大値OSmaxに近づいたりして、三元触媒24による排気の浄化性能が低下するおそれがある。
Incidentally, in the present embodiment, when the deviation of the detected value of the downstream air-
<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1~3]触媒は、三元触媒24に対応し、空燃比センサは、下流側空燃比センサ76に対応する。リッチ制御処理は、S22の処理に対応する。ずれ量表現値は、ストイキ点AfLに対応し、ずれ量算出処理は、S38,S42~S44の処理に対応する。すなわち、ストイキ点AfLは、燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比である場合における対象とする下流側空燃比センサ76の検出値であることから、基準となる下流側空燃比センサの検出値(ストイキ基準値Afs)との差がずれ量となり、ずれ量を表現するパラメータである。「所要時間の長短に応じてずれ量表現値を異なる値に算出する処理」は、S43の処理に対応する。すなわち、検出値Afdを入力としストイキ点AfLを出力とする写像は、補正量Δaveが吸入空気量Gaや最大値OSmaxに応じて異なる値となることから、所要時間に応じて異なる。そして異なる写像に応じてずれ量表現値を算出する場合、入力が同一でも出力が異なるものとなる。[4]リーン制御処理は、S16の処理に対応し、単純平均処理は、S42の処理に対応し、更新処理は、S44の処理に対応し、補正処理は、S43の処理に対応する。[5]リーン制御処理は、S16の処理に対応し、ずれ量反映処理は、S46の処理に対応する。
<Correspondence>
The correspondence between the matters in the above embodiment and the matters described in the above-mentioned "means for solving the problem" column is as follows. In the following, the correspondence is shown for each number of the solution means described in the column of "Means for solving the problem". [1 to 3] The catalyst corresponds to the three-
<その他の実施形態>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Other embodiments>
In addition, this embodiment can be changed and carried out as follows. The present embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・「ずれ量表現値の算出に用いられる流体の流量について」
S43の処理では、流体の流量として、吸入空気量Gaを用いたが、これに限らない。たとえば、排気流量を用いてもよい。ここで、排気流量は、吸入空気量Gaと所定期間あたりの要求噴射量Qdとの和として算出すればよい。
・ "About the flow rate of the fluid used to calculate the deviation amount expression value"
In the treatment of S43, the intake air amount Ga was used as the flow rate of the fluid, but the present invention is not limited to this. For example, the exhaust flow rate may be used. Here, the exhaust flow rate may be calculated as the sum of the intake air amount Ga and the required injection amount Qd per predetermined period.
・「補正処理について」
上記実施形態では、吸入空気量Gaおよび最大値OSmaxに基づき、平均値Afdaveの補正量Δaveを算出したが、これに限らない。たとえば、吸入空気量Gaおよび最大値OSmaxの2つパラメータに関しては、それらのうちの1つのみに基づき補正量Δaveを算出してもよい。
・ "About correction processing"
In the above embodiment, the correction amount Δave of the average value Afdave is calculated based on the intake air amount Ga and the maximum value OSmax, but the present invention is not limited to this. For example, with respect to the two parameters of the intake air amount Ga and the maximum value OSmax, the correction amount Δave may be calculated based on only one of them.
・「流体の流量や最大値OSmaxに基づく補正対象について」
上記実施形態では、吸入空気量Gaおよび最大値OSmaxに基づき、平均値Afdaveを補正したが、これに限らない。たとえば、ストイキ点AfLの算出に用いられる検出値Afd自体を補正してもよい。
・ "About correction target based on fluid flow rate and maximum value OSmax"
In the above embodiment, the average value Afdave is corrected based on the intake air amount Ga and the maximum value OSmax, but the present invention is not limited to this. For example, the detection value Afd itself used for calculating the stoichiometric point AfL may be corrected.
・「リッチ制御処理について」
上記実施形態では、サブフィードバック処理M14によって、リッチ制御処理を構成したがこれに限らない。たとえば、フューエルカット処理がなされると三元触媒24の酸素吸蔵量が大きくなることに鑑み、フューエルカット処理が実行された直後に、目標値Afu*を理論空燃比よりもリッチとする処理としてもよい。
・ "About rich control processing"
In the above embodiment, the rich control process is configured by the sub-feedback process M14, but the present invention is not limited to this. For example, in view of the fact that the oxygen occlusal amount of the three-
もっとも、燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値Afu*に制御する処理に限らず、たとえば排気行程において燃料噴射弁16から燃料を噴射することによって、三元触媒24に流入する流体中の成分を調整する処理としてもよい。
However, it is not limited to the process of controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned to the target value Afu *, for example, in the fluid flowing into the three-
・「ずれ量算出処理について」
上記構成では、空燃比センサの検出値Afdのずれを示すずれ量表現値として、ストイキ点AfLを算出したが、これに限らない。たとえば、燃焼対象となる混合気の空燃比が理論空燃比である場合における基準となる下流側空燃比センサの検出値(ストイキ基準値Afs)からのずれ量自体であってもよい。これはたとえばS38の処理において、検出値Afdからストイキ基準値Afsを減算した値の積算値を求め、S42の処理において、検出値Afdからストイキ基準値Afsを減算した値の平均値を求めることによって、実現できる。
・ "About the deviation amount calculation process"
In the above configuration, the stoichiometric point AfL is calculated as the deviation amount expression value indicating the deviation of the detection value Afd of the air-fuel ratio sensor, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the amount of deviation from the detection value (stoichi reference value Afs) of the downstream air-fuel ratio sensor as a reference when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be burned is the theoretical air-fuel ratio. For example, in the processing of S38, the integrated value of the value obtained by subtracting the stoichiometric reference value Afs from the detected value Afd is obtained, and in the processing of S42, the average value of the values obtained by subtracting the stoichiometric reference value Afs from the detected value Afd is obtained. ,realizable.
単純平均処理および指数移動平均処理によってストイキ点AfLを算出することは必須ではない。たとえば下記「ずれ量反映処理について」の欄に記載した手法にて「AfL-Afs」にゲインKを乗算した値にてリッチ側サブオフセット量εrおよびリーン側サブオフセット量εlを補正する場合、ストイキ点AfLを、平均値Afdaveとしてもよい。またたとえば、単純平均処理を削除して、検出値Afdの指数移動平均処理値をストイキ点AfLとしてもよい。なお、その場合、「流体の流量や最大値OSmaxに基づく補正対象について」の欄に記載したように、検出値Afd自体を流体の流量や最大値OSmaxに基づく補正対象とすることが望ましい。さらに、単純平均処理および指数移動平均処理の2つの処理のうちの少なくとも1つの処理を含むことも必須ではない。たとえば、検出値Afdの所定期間における時系列データを入力とする1次遅れフィルタ処理等のローパスフィルタ処理値をストイキ点AfLとする処理であってもよい。 It is not essential to calculate the stoichiometric point AfL by simple averaging and exponential moving average processing. For example, when the rich side sub-offset amount εr and the lean side sub-offset amount εl are corrected by the value obtained by multiplying “AfL-Afs” by the gain K by the method described in the column of “Displacement amount reflection processing” below, the stochastic The point AfL may be an average value Afdave. Further, for example, the simple averaging process may be deleted and the exponential moving average process value of the detected value Afd may be set as the stoichiometric point AfL. In that case, as described in the column of "About the correction target based on the fluid flow rate and the maximum value OSmax", it is desirable that the detected value Afd itself is the correction target based on the fluid flow rate and the maximum value OSmax. Furthermore, it is not essential to include at least one of the two processes, the simple averaging process and the exponential moving average process. For example, the low-pass filter processing value such as the first-order lag filter processing in which the time-series data in the predetermined period of the detected value Afd is input may be the processing in which the stochastic point AfL is used.
・「ずれ量算出処理の実行条件について」
ずれ量算出処理の実行条件としては、上記条件(ア)~条件(オ)の論理積が真である旨の条件を含むことは必須ではない。たとえば、三元触媒24に流入する流体の流量の変化量の絶対値が所定量以下である旨の条件としては、上記条件(ア)および条件(イ)のいずれか一方であってもよい。またたとえば、上記条件(ウ)を削除してもよい。また、条件(エ)に代えて、三元触媒24の温度を感知するサーミスタ等のセンサを備え、その検出値が所定温度以上である旨の条件を設けてもよい。さらに、たとえば条件(オ)における下限値GaLおよび上限値GaHの差を小さくする代わりに、上記条件(ア)および条件(イ)を削除してもよい。
・ "Execution condition of deviation amount calculation process"
It is not essential that the execution condition of the deviation amount calculation process includes the condition that the logical product of the above conditions (a) to (e) is true. For example, one of the above conditions (a) and (b) may be used as a condition that the absolute value of the change in the flow rate of the fluid flowing into the three-
またたとえば、条件(キ)に代えて、リーン判定フラグFlが「1」に切り替わってから所定時間が経過する旨の条件を用いてもよい。またたとえば、上記条件(キ)に代えて、検出値Afdとストイキ基準値Afsとの差の絶対値が所定値以下となる旨の条件を用いてもよい。 Further, for example, instead of the condition (g), a condition that a predetermined time elapses after the lean determination flag Fl is switched to "1" may be used. Further, for example, instead of the above condition (g), a condition that the absolute value of the difference between the detected value Afd and the stoichiometric reference value Afs is equal to or less than a predetermined value may be used.
なお、「リッチ制御処理について」の欄に記載したように、フューエルカット処理の直後にリッチ制御処理を実行する場合、フューエルカット処理の直後であることを実行条件とすればよい。 As described in the column of "About the rich control process", when the rich control process is executed immediately after the fuel cut process, the execution condition may be that it is immediately after the fuel cut process.
・「空燃比制御処理について」
上記実施形態では、ベース噴射量算出処理M10による開ループ制御およびメインフィードバック処理M12によるフィードバック制御の2自由度制御によって、空燃比を制御したが、空燃比制御処理としては、これに限らない。たとえば、サブフィードバック処理によって定まる目標値Afu*に開ループ制御する処理であってもよい。
・ "About air-fuel ratio control processing"
In the above embodiment, the air-fuel ratio is controlled by the two-degree-of-freedom control of the open loop control by the base injection amount calculation process M10 and the feedback control by the main feedback process M12, but the air-fuel ratio control process is not limited to this. For example, it may be a process of controlling the open loop to the target value Afu * determined by the sub-feedback process.
・「ずれ量反映処理について」
リッチ判定値としての「Afs-εr」、およびリーン判定値としての「Afs+εl」を補正する処理としては、S46の処理として例示したものに限らない。たとえば、図3のS12,S18の処理におけるストイキ基準値Afsに、「AfL-Afs」を加算する処理であってもよい。
・ "About the deviation amount reflection process"
The process for correcting "Afs-εr" as the rich determination value and "Afs + εl" as the lean determination value is not limited to the process exemplified as the process of S46. For example, it may be a process of adding "AfL-Afs" to the stoichiometric reference value Afs in the processes of S12 and S18 of FIG.
S46の処理に代えて、「AfL-Afs」に「1」よりも小さく「0」よりも大きいゲインKを乗算した値をリッチ側サブオフセット量εrから減算するとともに、同乗算した値をリーン側サブオフセット量εlに加算してもよい。 Instead of the processing of S46, the value obtained by multiplying "AfL-Afs" by the gain K smaller than "1" and larger than "0" is subtracted from the rich side sub-offset amount εr, and the multiplied value is the lean side. It may be added to the sub-offset amount εl.
上記実施形態では、S46の処理によって、ずれ量反映処理を構成したが、これに限らない。たとえば、検出値Afdから「AfL-Afs」を減算した値をS12,S18の処理の入力となる検出値Afdとしてもよい。 In the above embodiment, the shift amount reflection process is configured by the process of S46, but the present invention is not limited to this. For example, the value obtained by subtracting "AfL-Afs" from the detected value Afd may be used as the detected value Afd which is the input for the processing of S12 and S18.
なお、ずれ量反映処理としては、リッチ判定値としての「Afs-εr」、およびリーン判定値としての「Afs+εl」と、リッチ判定値およびリーン判定値との比較対象としての検出値Afdと、のいずれかをストイキ点AfLに応じて補正する処理に限らない。たとえば、下流側空燃比センサ76に供給する電気的な量(印加電圧等)によって下流側空燃比センサ76の出力が変化するのであれば、ストイキ点AfLがストイキ基準値Afsに近づくように電気的な量を調整する処理としてもよい。
The deviation amount reflecting process includes "Afs-εr" as a rich determination value, "Afs + εl" as a lean determination value, and a detection value Afd as a comparison target between the rich determination value and the lean determination value. It is not limited to the process of correcting any of them according to the stoichiometric point AfL. For example, if the output of the downstream air-
・「ずれ量表現値の用途について」
ずれ量表現値としては、サブフィードバック処理M14に反映させるものに限らない。たとえば、気筒#1~#4のそれぞれにおいて燃焼対象となる混合気の空燃比を同一に制御するように燃料噴射弁16を操作した際に、燃焼対象となる混合気が他と比較してリッチとなる異常(インバランス異常)の有無の判定処理に利用してもよい。ここで判定処理は、たとえば、メインフィードバック処理M12の目標値Afu*の補正量の絶対値を下流側空燃比センサ76の検出値Afdとストイキ基準値Afsとの差の絶対値が大きい場合に小さい場合よりも大きくする制御を前提とし、補正量に基づきインバランス異常の有無を判定する処理とすればよい。すなわち、インバランス異常が生じると、気筒のそれぞれにおいて燃焼対象となる混合気を1つに集めたものの空燃比に対して上流側空燃比センサ74の検出値Afuがリッチ側にずれることから、メインフィードバック処理M12により、上記1つに集めたものの空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御される。そのため、下流側空燃比センサ76の検出値Afdは、理論空燃比よりもリーンとなることから、上記補正量には、インバランス異常の度合いに関する情報が含まれる。この判定処理の精度を向上させるために、「ずれ量反映処理について」の欄に記載した要領で、補正量の算出処理の入力となる検出値Afdをストイキ点AfLに基づき補正すればよい。その場合、燃焼対象となる混合気の空燃比がいかなる値であっても、補正された検出値Afdは、基準となる空燃比センサの検出値(制御装置60が制御において前提とする値)に近い値となることから、補正量に基づくインバランス異常の有無の判定精度を向上させることができる。
・ "About the use of the deviation amount expression value"
The deviation amount expression value is not limited to the one reflected in the sub-feedback process M14. For example, when the
・「ずれ量表現値の記憶装置について」
上記実施形態では、ストイキ点AfLを記憶する記憶装置について特に明記しなかったが、たとえば揮発性メモリとしてのRAMに記憶させてもよい。この場合、制御装置60が新たに起動されるのに伴ってRAMが初期化されることなどから、起動直後にストイキ点AfLはRAMに記憶されていないこととなる。もっとも、これに代えて、たとえば制御装置60の起動、停止にかかわらずストイキ点AfLを常時記憶しておくこととしてもよい。これは、たとえば記憶装置として、制御装置60の主電源の状態にかかわらず給電が維持されるバックアップRAMや、不揮発性メモリを用いることによって実現できる。また、たとえば、ストイキ点AfLを記憶する記憶装置として、揮発性メモリとしてのRAMと不揮発性メモリとを備えた装置を用いてもよい。この場合、RAMに記憶されたストイキ点AfLを、S44の処理によって逐次更新し、制御装置60の停止に先立つ後処理として、ストイキ点AfLを不揮発性メモリに記憶させればよい。なお、この場合、制御装置60の起動に伴って、不揮発性メモリに記憶されていたストイキ点AfLを揮発性メモリに記憶させる。
・ "About the storage device of the deviation amount expression value"
In the above embodiment, the storage device for storing the stoichiometric point AfL is not particularly specified, but for example, it may be stored in a RAM as a volatile memory. In this case, since the RAM is initialized when the
・「制御装置について」
制御装置がCPU62とROM64とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
・ "About control device"
The control device is not limited to the one provided with the
・「車両について」
ハイブリッド車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らず、たとえばパラレルハイブリッド車やシリーズハイブリッド車であってもよい。もっとも、ハイブリッド車に限らず、車両の駆動源が内燃機関10のみとなる車両であってもよい。
・ "About the vehicle"
The hybrid vehicle is not limited to the series / parallel hybrid vehicle, and may be, for example, a parallel hybrid vehicle or a series hybrid vehicle. However, the vehicle is not limited to the hybrid vehicle, and may be a vehicle in which the drive source of the vehicle is only the
・「そのほか」
上記実施形態では、S50の処理における規定量ΔAfdMの絶対値をS36の処理における規定量ΔAfdと等しい値としたがこれに限らず、より大きい値としてもよい。また、S34の処理を、S32の処理において肯定判定されて且つ、上記条件(キ)が成立する場合に実行されることとし、S50の処理を、条件(キ)が成立しない場合にS52の処理に移行する処理としてもよい。この場合、S38の処理が開始された後、条件(キ)が成立しなくなると、積算値InAfdが初期化されることとなる。
·"others"
In the above embodiment, the absolute value of the specified amount ΔAfd in the processing of S50 is set to be equal to the specified amount ΔAfd in the processing of S36, but the value is not limited to this and may be larger. Further, the process of S34 is to be executed when the affirmative determination is made in the process of S32 and the above condition (g) is satisfied, and the process of S50 is the process of S52 when the condition (g) is not satisfied. It may be a process of shifting to. In this case, if the condition (g) is not satisfied after the processing of S38 is started, the integrated value InAfd is initialized.
10…内燃機関、12…吸気通路、14…燃焼室、16…燃料噴射弁、18…点火装置、20…クランク軸、22…排気通路、24,26…三元触媒、30…遊星歯車機構、32…モータジェネレータ、32a…回転軸、34…モータジェネレータ、34a…回転軸、36…駆動輪、40,42…インバータ、44…バッテリ、50…ECU、60…制御装置、62…CPU、64…ROM、66…周辺回路、68…通信線、70…エアフローメータ、72…クランク角センサ、74…上流側空燃比センサ、76…下流側空燃比センサ、78…水温センサ。 10 ... Internal combustion engine, 12 ... Intake passage, 14 ... Combustion chamber, 16 ... Fuel injection valve, 18 ... Ignition device, 20 ... Crank shaft, 22 ... Exhaust passage, 24, 26 ... Three-way catalyst, 30 ... Planetary gear mechanism, 32 ... motor generator, 32a ... rotary shaft, 34 ... motor generator, 34a ... rotary shaft, 36 ... drive wheel, 40, 42 ... inverter, 44 ... battery, 50 ... ECU, 60 ... control device, 62 ... CPU, 64 ... ROM, 66 ... peripheral circuit, 68 ... communication line, 70 ... air flow meter, 72 ... crank angle sensor, 74 ... upstream air-fuel ratio sensor, 76 ... downstream air-fuel ratio sensor, 78 ... water temperature sensor.
Claims (5)
前記触媒の酸素吸蔵量が所定量以上となっているときに、前記燃料噴射弁を操作して酸素と過不足なく反応する量よりも多量の未燃燃料を含む流体を前記触媒に流入させるリッチ制御処理と、
前記リッチ制御処理がなされているときの前記空燃比センサの検出値に基づき、前記空燃比センサの検出値のずれ量を示すずれ量表現値を算出するずれ量算出処理と、を実行し、
前記ずれ量算出処理は、前記検出値が同一であっても前記リッチ制御処理によって前記触媒の酸素吸蔵量が最大値からゼロへと減少する所要時間の長短に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する処理を含む内燃機関の制御装置。 It is applied to an internal combustion engine including a fuel injection valve, a catalyst having an oxygen storage capacity provided in an exhaust passage, and an air-fuel ratio sensor provided on the downstream side of the catalyst in the exhaust passage.
When the amount of oxygen stored in the catalyst is equal to or greater than a predetermined amount, the fuel injection valve is operated to allow a fluid containing a larger amount of unburned fuel than the amount that reacts with oxygen in just excess or deficiency to flow into the catalyst. Control processing and
Based on the detection value of the air-fuel ratio sensor when the rich control process is performed, the deviation amount calculation process of calculating the deviation amount expression value indicating the deviation amount of the detection value of the air-fuel ratio sensor is executed.
In the shift amount calculation process, even if the detected values are the same, the shift amount expression value differs depending on the length of time required for the oxygen storage amount of the catalyst to decrease from the maximum value to zero by the rich control process. A control device for an internal combustion engine that includes processing to calculate the value.
前記ずれ量算出処理は、前記最大値が小さい場合に大きい場合よりも前記所要時間が短くなるとして、前記検出値が同一であっても前記最大値に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する処理を含む請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。 The maximum storage amount learning process for learning the maximum value of the oxygen storage amount of the catalyst is executed.
Assuming that the required time is shorter when the maximum value is small than when the maximum value is large, the deviation amount calculation process changes the deviation amount expression value to a different value according to the maximum value even if the detected values are the same. The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, which includes a process for calculating.
前記リッチ制御処理を、前記リーン制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリーンであることを示すリーン判定値以上であることをトリガとして実行し、
前記ずれ量算出処理は、
前記リッチ制御処理がなされている一度の期間における複数の前記検出値の単純平均処理値を算出する単純平均処理と、
前記リッチ制御処理および前記リーン制御処理の実行される周期に応じて、前記単純平均処理値の指数移動平均処理によって前記ずれ量表現値を更新する更新処理と、
前記所要時間の長短に応じて前記指数移動平均処理への入力となる前記単純平均処理値を補正することによって、前記検出値が同一であっても前記所要時間の長短に応じて前記ずれ量表現値を異なる値に算出する補正処理と、を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 When the rich control process is executed, the fluid flowing into the catalyst is introduced into the fluid, triggered by the fact that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or less than the rich determination value indicating that the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio. A lean control process is performed to control the oxygen content to be greater than the amount that reacts with the unburned fuel in just proportion.
When the lean control process is executed, the rich control process is executed with the trigger that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or greater than the lean determination value indicating that the air-fuel ratio is leaner than the theoretical air-fuel ratio.
The deviation amount calculation process is
A simple averaging process for calculating a simple averaging process value of a plurality of the detected values in one period in which the rich control process is performed, and a simple averaging process.
An update process for updating the deviation amount expression value by an exponential moving average process of the simple average process value according to a cycle in which the rich control process and the lean control process are executed, and an update process.
By correcting the simple average processing value that is input to the exponential moving average processing according to the length of the required time, even if the detected values are the same, the deviation amount is expressed according to the length of the required time. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a correction process for calculating values to different values.
前記ずれ量表現値を前記リーン制御処理に反映させるずれ量反映処理と、を実行し、
前記リッチ制御処理を、前記リーン制御処理の実行時に、前記空燃比センサの検出値が理論空燃比よりもリーンであることを示すリーン判定値以上であることをトリガとして実行し、
前記ずれ量反映処理は、前記ずれ量表現値がリーン側のずれ量である場合、前記ずれ量表現値の前記リーン制御処理への反映前における前記リッチ制御処理から前記リーン制御処理への切り替えタイミングよりも実際の切り替えタイミングを早める処理を含む請求項1~4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 When the rich control process is executed, the fluid flowing into the catalyst is introduced into the fluid, triggered by the fact that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or less than the rich determination value indicating that the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio. Lean control processing that controls to contain more oxygen than the amount that reacts with unburned fuel in just proportion.
The deviation amount reflection process for reflecting the deviation amount expression value in the lean control process is executed.
When the lean control process is executed, the rich control process is executed with the trigger that the detected value of the air-fuel ratio sensor is equal to or greater than the lean determination value indicating that the air-fuel ratio is leaner than the theoretical air-fuel ratio.
In the deviation amount reflection process, when the deviation amount expression value is the deviation amount on the lean side, the switching timing from the rich control process to the lean control process before the deviation amount expression value is reflected in the lean control process. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, which includes a process of accelerating the actual switching timing.
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