JPH0735744B2 - 内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉ループ制御する方法 - Google Patents

内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉ループ制御する方法

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JPH0735744B2
JPH0735744B2 JP61000360A JP36086A JPH0735744B2 JP H0735744 B2 JPH0735744 B2 JP H0735744B2 JP 61000360 A JP61000360 A JP 61000360A JP 36086 A JP36086 A JP 36086A JP H0735744 B2 JPH0735744 B2 JP H0735744B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉
ループ制御する方法、更に詳細には、混合気の少なくと
も一つの成分を調量する電子制御装置と、内燃機関の排
気管に配置された第1の排ガス測定センサと備え、その
排ガス測定センサの出力信号が内燃機関の他の負荷、回
転数、温度等の動作量(パラメータ)とともに前記制御
装置に入力されて制御装置内で所定の時定数を持つ閉ル
ープ制御を介し処理され、さらに排気管において前記第
1の排ガス測定センサの背後下流に配置された排ガス触
媒と、排気管に配置された第2の測定センサとを設けた
内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉ループ制御
する方法に関する。
[従来技術] 例えばドイツ特許第2216705号(米国特許第3827237号)
には、内燃機関の排気ガスに含まれる有害物質を除去す
る装置並びに方法が記載されており、同装置の排気管に
は酸化及び還元を行なう反応器が直列に配置されてお
り、その場合、温度制御回路を用いて反応器の温度が、
又空燃比フィードバック制御回路を用いて空気と燃料の
比率が制御されている。
このような方法によって、反応器は暖機中高速にその動
作温度に達することができるとともに、外気の温度が低
い場合にも、反応器の動作温度を確実に維持することが
できる。さらにこの方法によって、燃費を少なくし、し
かも排気ガスに含まれる有害物質を減少させることが可
能になる。
[発明が解決しようとする問題点] しかしこのような内燃機関を装備した自動車を実際に運
転してみると、従来の方法や装置では今日課せられてい
る有害物質の排出に関する厳しい要件を満たすことがで
きないことが判明した。これは特に、内燃機関の動作パ
ラメータが時間的に急速に変化するような動的(ダイナ
ミック)な動作領域において言える。
従って本発明の目的は、内燃機関から排出される有害物
質を内燃機関の全ての動作状態において、今日あるいは
将来において予想される排ガス規制を満たし、それを上
まわるような特性を有する値をとることができるように
した、内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉ルー
プ制御する方法を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明はこのような問題点を解決するために、触媒と、
それぞれ気流の方向に見て触媒の前方及び後方に配置さ
れた酸素センサとを備え、混合気組成を示す尺度として
の酸素センサの信号が異る時定数を有する閉ループ制御
機能を介して混合気組成に作用を及ぼし、その場合前方
の酸素センサの信号はすくなくともPI動作特性を有する
閉ループ制御機能において比較的小さな時定数で処理さ
れ、また後方の酸素センサの信号が比較的大きな時定数
で前方の酸素センサの信号処理に作用を及ぼす内燃機関
用の燃料と空気の混合気の組成を閉ループ制御する方法
において、後方の酸素センサの信号を用いて前方の酸素
センサの信号を処理する閉ループ制御機能の制御パラメ
ータを変化させる構成を採用した。
[作 用] 本発明では、混合気の少なくとも1つの成分を調量する
電子制御装置と、内燃機関の排気管に配置された第1の
排ガス測定センサが設けられる。その排ガス測定センサ
の出力信号は、内燃機関の負荷、回転数あるいは温度な
どの他の動作量(パラメータ)とともに電子制御装置に
入力され、その制御装置内で所定の時定数をもつ閉ルー
プ制御を介して処理される。さらに本発明では、第1の
排ガス測定センサの背後下流に配置された排ガス触媒
と、排気管に配置された第2の測定センサが設けられ
る。この第2の測定センサが第2の排ガス測定センサと
して構成され、排気管中、触媒の背後下流に配置され
る。この第2の排ガス測定センサの出力信号は電子制御
装置に入力され、制御装置内で第1の閉ループ制御(制
御アルゴリズム)と異なる時定数の閉ループ制御を介し
て処理される。即ち、第1の排ガス測定センサの信号
は、本来の混合気組成の閉ループ制御を行なうために、
小さな時定数で処理され、一方第2の排ガス測定センサ
の信号は、主にドリフト等による制御パラメータの変動
を調整したりあるいは触媒の監視の目的のために、大き
な時定数で処理される。このように第1の排ガス測定セ
ンサの信号は、小さな時定数で処理される結果、高速な
混合気組成の閉ループ制御が可能になり、一方第2の排
ガス測定センサの信号は、大きな時定数で処理される結
果急激な制御作用をもたらすことなく、老朽化などによ
るドリフト現象を緩慢に補償して制御精度を向上させる
ことが可能になる。このような構成により内燃機関の有
害物質の排出は減少し、同時に走行特性を向上させ、し
かも燃費を最適なものにすることができる。このような
構成により、閉ループ制御における制御周波数を高く
し、しかも制御振幅を小さくすることができるので、触
媒の交換効率を顕著に向上させることができる。
[実施例] 以下、図面に示す実施例に従い、本発明を詳細に説明す
る。
内燃機関の排気ガスを適当な手段で後処理すると、そこ
に含まれている有害物質を顕著に減少させることができ
る。排ガス中に含まれる有害物質を減少させる方法は、
浄化方法を用いた排ガス触媒を用いることであり、それ
により一酸化炭素(CO)、炭化水素(CH)及び酸化窒素
(NOx)の3つの全ての有害成分を顕著に崩壊させるこ
とができる。この方法がうまくいく前提としては、内燃
機関が理論化学的な空気燃料混合気により十分正確に駆
動されていることで、このような混合気組成にすると、
有害物質の排出、燃費並びに走行特性はそれぞれ最適な
ものとなる。
3つの有害物質成分を崩壊させるためのラムダ(λ)値
(空気比ないし空気過剰率)の許容誤差はわずかなもの
にしなければならず、その精度のために混合気調節を閉
ループ制御によって調節せず、閉ループ制御によって調
節することが必要となる。そのような閉ループ制御回路
に用いられる測定センサとして種々の排ガス測定セン
サ、例えば酸素測定センサ(ラムダセンサ)、COセン
サ、NOxセンサが用いられる。
第1図(a)〜(d)には空気比λ(ラムダ)を横軸に
し、縦軸に酸素O2の濃度並びに上述した3つの有害物質
成分の濃度が図示されている。同図において、それぞれ
実線1は触媒通過前における排出量を、また点線2は触
媒通過後における排出量を示しており、空気比λが1.0
の近傍の値をとる時有害物質成分の排出が最少となるこ
とが理解される。触媒にとってその最適効果が現われる
領域はラムダ値が約0.998〜1.000に至る狭い範囲(窓)
であり、その領域を拡大したものが第1図(f)〜
(h)にそれぞれ図示されている。閉ループ制御回路を
用いてこの「触媒の窓」を逸脱するのを避けようとする
と、制御精度並びに制御速度に関し、制御回路に大きな
要件を課する必要がある。制御精度に対する要件は触媒
の窓の幅が約0.2%(ラムダ=1として)と極めて限定
された幅であることから発生し、また制御速度に対する
要件は、混合気形成器から内燃機関を経て排ガスセンサ
に至るまでの混合気の遅延時間によって発生するととも
に、また実際の運転において発生するように、内燃機関
の駆動状態が非定常状態になることによって生じるもの
である。
従来技術で述べた特許公報に記載されているように、排
ガスセンサを用いて混合気の組成を制御する従来の方法
では、内燃機関の負荷、回転数、温度など動作パラメー
タが高速にダイナミックに変化した場合にはその限界に
達する。特に負荷が急速に変化する場合には、この閉ル
ープ制御ではもはや空気と燃料の混合気を触媒の窓の領
域の値に制御することは不可能となり、有害物質の排出
が増大する。
第2図を参照し、実験的に求められた走行カーブを用い
て発生する問題を説明する。用いられた内燃機関には、
排ガス測定センサを備えた従来のラムダ制御回路(空燃
比フィードバック制御回路)が設けられており、その場
合、第2の排ガス測定センサは単に測定の目的のためだ
けに用いられている。第2図(a)〜(c)にはそれぞ
れ時間tに関し、自動車の速度v、内燃機関の回転数
n、並びに内燃機関に供給される燃料の量QKがそれぞれ
図示されている。これらの動作特性量はそれぞれアイド
リングやギヤチェンジ、負荷変化、並びにエンジンブレ
ーキなどに現れる代表的な特性をそれぞれ示している。
第2図(d)には触媒通過前における排気ガス中に含ま
れる酸素の量が図示されている。特に燃料供給が遮断さ
れる場合には、排気ガス中に含まれる酸素の量は大きな
量となり、部分的にこの図に図示されたよりもかなり大
きな値をとる。このことは燃料供給が0の場合にも、空
気が内燃機関により吸入され、燃焼されず、排気系に達
することを意味する。第2図(e)に図示したような空
気比ラムダの値も同様な特徴となる。ラムダの値が1よ
りも小さくなるピークのところは加速時、あるいはエン
ジンブレーキ終了後における燃料の濃厚化に起因する。
第2図(d)、(e)から明らかなように、信号平均値
に重畳される形で制御変動が現れており(ラムダ=1と
して2.3%の振動変動)、これは空燃比フィードバック
制御におけるPI(比例、積分)特性、並びに内燃機関を
通る気体の遅延時間に基づいて現れるものである。
第2図(f)、(g)には、実験的に求められた時間に
関する触媒通過後における排気ガス中の酸素成分、並び
に関連するラムダ値の値が図示されている。第2図
(f)から触媒によって酸素のピーク振幅は減少し、触
媒通過前にある約1%の平均酸素成分(第2図(d))
は、ほぼ0の値に減少することがわかる。またそれに対
応してラムダ値の値も第2図(g)に図示したように変
化したものとなる。
第2図(d)、(e)並びに第2図(f)、(g)間に
おける差は、平均ラムダ値ないし酸素濃度に重畳した制
御変動は、触媒によりほぼ完全に減衰ないし除去される
のであるが、これは空気燃料の混合気のラムダ値が「触
媒の窓」の範囲内にある時のみ言い得ることである。即
ち、第2図(a)〜(c)に示したように部分のうち、
定常的ないし準定常的な駆動条件になっている時に言い
得るものである。なお、第2図に図示した関係は、触媒
通過前に単一のラムダセンサを備えた従来の排ガス制御
装置を持った内燃機関において行なわれた実験から得ら
れたものであることに注意しておく。
第3図には触媒の前後に組み込まれた2つのラムダセン
サからの出力信号並びに関連する内燃機関の回転数nが
図示されている。この場合も、触媒の背後に組み込まれ
たラムダセンサは、単に測定の目的のためだけに、又触
媒前に配置されたラムダセンサはよく知られているよう
に排ガス制御回路の入力信号として用いられる。第3図
の測定結果は、混合気の平均ラムダ値が触媒の窓にある
時には、触媒がラムダ値の制御変動を顕著に減衰させる
という事実を、実験的に確認したことを示している。こ
れは第3図において準定常的な駆動状態が存在している
時の場合である。第3図の最初の3分の1のところに現
れる領域のように、内燃機関の駆動パラメータが顕著に
ダイナミックに変動する場合には、とりあえず「触媒の
窓」を離脱することになるので、触媒通過後の制御変動
は時間的にズレているが、同じ振幅で現れている。
触媒通過後のこのようなラムダ値の特性は、好ましくは
制御の目的に、特に長時間にわたるドリフト現象の抑
圧、ないしは空気比ラムダ値の基本制御値を調整をする
ために用いられる。それぞれ触媒の前後に排ガス測定セ
ンサを配置し、各排ガス測定センサからの出力信号を用
いて混合気を閉ループ制御することにより、制御特性を
向上させるだけでなく、触媒の機能を監視することもで
きる。触媒後に配置された第2の排ガス測定センサから
の信号は、触媒の窓を離れる時だけでなく、触媒の機能
が正常に働いていないような時でも、第1の排ガス測定
センサの信号と同様な制御変動を含有する。これは例え
ば触媒がその動作温度に達していない時や、触媒が鉛を
含んだ燃料を用いることによって有害になるような場合
である。触媒の機能を監視し、欠陥を識別する簡単な測
定装置を用いて、両排ガス測定センサからの信号の変動
振幅を比較し、それを比較的長い時間にわたって平均と
する。これはすでに述べたように、特に内燃機関の動作
パラメータが時間的に急速に変化する動的(ダイナミッ
ク)な動作時を考慮して行なわれる。というのは、その
場合触媒の窓を離脱するからである。従って触媒の機能
に関する正確な事実測定は、測定値を長時間にわたって
平均値を形成した後で初めて可能になる。触媒通過後の
ラムダ値の変動の平均振幅が、触媒通過前のものよりも
小さな値をとる場合には、触媒は正常な機能をはたして
いることになる。
一方、両センサからの変動振幅の変動値がほぼ同じ大き
さにあるような場合には、触媒は機能をはたしておら
ず、その動作温度にまだ達していないか、触媒の窓を長
い時間離脱しているかになる。もちろん両極端の中間に
ある場合でも触媒の変換効率、即ち浄化効率(転化率)
に関する情報を得ることは可能である。又同様に、複雑
な処理方法、例えば短時間相互相関分析を用いることも
可能である。又、工場における運転の場合にも、即ち自
動車に組み込む装置としていない場合でも、触媒の前後
に排ガス測定センサをそれぞれ配置し、触媒の機能を監
視するようにすることもできる。
第4図は本発明の装置の詳細な実施例が図示されてお
り、同図において符号10で示すものは内燃機関で、この
内燃機関には吸気管11を介して燃料を燃焼させるに必要
な空気量が供給される。この吸気管11には吸入された空
気量QLを測定する空気量測定装置12並びに絞り弁13が取
り付けられる。絞り弁13はアクセルペダル14を介して内
燃機関を装備した自動車の運転手により操作される。絞
り弁13ないしアクセルペダル14の位置αは、センサ(図
示せず)によって測定される。空気量測定装置12はバイ
パス路15によってバイパスされており、そのバイパス路
の断面積は操作機器16によって変化させることができ
る。また操作機器17によって、最適な燃焼に必要な燃料
の量QKが内燃機関に供給される。この場合、操作機器17
は、例えばキャブレター、間欠的あるいは連続的に噴射
を行う噴射装置、単一気筒あるいは吸気管燃料噴射装置
として構成することができる。
内燃機関の排ガスは、排気管18並びにこの排気管18に配
置された触媒19を経て外部に排出される。第1の排ガス
測定センサ20は、内燃機関10の排気管18において流れの
方向にみて触媒19の前方に、又第2の排ガス測定センサ
21は触媒19の後方にそれぞれ配置される。
電子制御装置22は、中央演算ユニット(CPU)23、メモ
リ(RAM)24、固定メモリ(ROM)25、不揮発性メモリ
(EEPROM)26、タイマ27並びに入出力ユニット(I/O)2
8、29、30、31を有する。上述したブロック23〜31はそ
れぞれアドレスデータバスを介して接続される。入出力
ユニット28〜31の数、並びに配置はそれぞれ任意に変化
させることができる。
入出力ユニット28には内燃機関の種々の動作量(パラメ
ータ)、特に温度θ、回転数n、上死点を表わすマーク
(OT)、絞り弁位置α、吸入された空気流量ないし空気
量を示す信号QL並びに第1の排ガス測定センサ20からの
出力信号ラムダ(λ)、並びに第2の排ガス測定セン
サ21からの信号ラムダ(λ)が入力される。これらの
センサ20、21は排ガス中における酸素含有料を検出する
酸素センサとして構成され、空気比に関する情報を供給
する。もちろん酸素センサの代わりに他の排ガス測定セ
ンサ、例えばNOxセンサあるいはCOセンサを用いるよう
にしてもよい。従って本発明は、特定の排ガス成分を測
定する例に限定されるものではない。又、入出力ユニッ
ト28に供給される動作量を種々に変化させることもでき
る。重要なことは、触媒19の前後に配置された2つの排
ガス測定センサ20、21からの信号が電子制御装置22に入
力され、そこで混合気の制御に用いられることである。
入出力ユニット29は燃料供給を行う操作機器17を駆動す
る信号並びに空気バイパス路15を操作する操作機器16を
駆動する信号を供給する。又、入出力ユニット30は触媒
19の機能状態に関する情報を表示するために用いられ
る。この情報は、例えば運転手に工場を探させるように
指示するか、あるいは内燃機関の走行特性を悪化させ、
運転手に工場を探させるように強制させるようなものと
する。又、入出力ユニット31は、他の制御信号、例えば
点火プラグ33を制御する信号、あるいは自動変速ギヤを
制御する信号などを出力するのに用いられる。
CPU23、RAM24、ROM25、EEPROM26並びにタイマ27は公知
のものであり、このような組み合わせ、あるいは同様な
組み合わせで各マイクロコンピュータに使用されるもの
である。又、特性値を格納するため、例えば混合器の基
本制御値あるいは制御アルゴリズムの振幅並びに周波数
に影響を与えるP、I成分のような制御パラメータを格
納するためのEEPROM26が用いられる。電子制御装置22に
おける制御の流れを示すフローチャートがドイツ特許出
願第P3403395.5号に開示されており、それを参照するよ
うにするとよい。
第5図(a)、(b)に図示されたフローチャートは、
本発明による装置の制御の流れを示すものであり、以下
にその制御の流れについて説明する。
まず、ステップ51において、通常の測定値並びに基本制
御値を格納した信号発生器から基本噴射時間が求められ
る。続いて排ガス測定センサ20、21からその振幅が読み
取られる(ステップ52)。続いてステップ53で両センサ
の動作状態が判別される。ステップ54でセンサ20(触媒
の前方でエンジンに取り付けられたセンサ)が正常動作
かどうかが判別され、センサ20が故障していると判断さ
れた場合には、これが表示され(ステップ68)、例えば
混合気を稀薄化することにより、走行特性を悪化させ
(ステップ67)、異なる噴射信号を出力する。この場
合、ラムダ制御(空燃比フィードバック制御)は行なわ
れない。
またステップ55で触媒の後方に配置されるセンサ21が正
常動作かどうか判断され、故障している場合には、同様
にステップ64でそれが表示され、続いてステップ65で走
行特性が悪化される。その場合、走行特性の悪化は混合
気を稀薄するのではなく、例えば点火を遅らせることに
よって行なわれるので、内部の高速ラムダ制御が動作し
つづけることになる(ステップ63)。両センサ20、21が
動作可能な場合には、ステップ56において両センサから
の信号を比較することにより触媒が監視される。ステッ
プ57では触媒が機能しているかどうかが判断され、機能
していない場合にはステップ66で警告表示が行われる。
この場合も走行特性の悪化はステップ67で稀薄化駆動す
ることによって行われる。というのは触媒が機能してい
ない場合にはラムダ制御を避けることができるからであ
る(排気ガス並びに稀薄化駆動における温度負荷は点火
遅れよりも問題にならない)。
触媒が機能している場合には、ステップ58において信号
処理が行われる。即ちセンサ21からの信号の変動振幅、
センサ信号の平均値などが求められる。続いてステップ
59でラムダ値が触媒の窓において最適な位置にあるかど
うかが判断される。最適位置を求めるために(平均値、
変動振幅、変動周波数を含む)目標値あるいは許容値を
信号発生器(メモリ)に格納しておかなければならな
い。最適位置でない場合には、ステップ60で調整が可能
かどうかが判断される。例えば暖機中、ギヤ切換時、回
転数あるいは負荷の変動が大きい場合には調整を受けつ
けないようにする。調整ができる場合にはステップ61に
おいて学習効果が与えられる。学習効果は通常の方法に
よって行われる。触媒の窓における最適位置が守られる
まで学習が行われるので、閉ループ制御となる。従って
「緩慢な(時定数の大きな)ラムダ制御」と「学習効
果」は同じ意味となる。
続いてステップ62においてラムダ制御機能のパラメータ
の調整が行われる。その場合、異なるパラメータ調整が
可能である。その2つの例をあげると、センサ信号の平
均値が触媒の窓における最適位置と一致しない場合に
は、ラムダ平均値に対する基本制御値を変化させること
ができる。他の調整は変動振幅が非常に大きい場合、例
えば高速ラムダ制御器の比較成分を変化させることがで
きる。続いてステップ63でセンサ20を用いた通常の高速
ラムダ制御が行われる。
このように排ガス測定センサ20、21からの両出力信号に
基づいて行われる閉ループ制御は、異なる制御時定数で
行なわれる。例えば排ガス測定センサ20からの出力信号
は高速(時定数が小さい)閉ループ制御回路で、排ガス
測定センサ21からの出力信号は緩慢な(時定数が大き
い)制御回路で処理される。その場合、緩慢な閉ループ
制御回路は高速の閉ループ制御回路に対し回路的にみて
カスケード制御を行なう。排ガス測定センサ20をエンジ
ンに近接させて配置するが好ましいことが判明した。そ
れによって、気体の遅延時間を短縮することができ、発
生する変動の振幅を減少させることができる。又、排ガ
ス測定センサ21の出力信号により、閉ループ制御機能を
介し単独あるいは通常使用される信号発生器に付加して
発生するラムダ変位を制御するようにすると好ましい結
果が得られることが判明した。又、好ましくは排ガス測
定センサ20、21からの信号は交互に電子制御装置に入力
される。
空気比(ラムダ)の目標値は、特性信号発生器(メモ
リ)として格納される。この特性信号発生器を介して、
触媒の窓における最適位置は、各動作点に対し例えば物
理的な両排ガスセンサの出力電圧として読み出される。
以上、説明した実施例で時定数の小さな高速閉ループ制
御回路と時定数の大きな緩慢な閉ループ制御回路を2つ
設けるのではなく、1つの制御回路にし、センサ20、21
からの信号を処理する場合、1つの制御回路の時定数を
異なるようにしてもよい。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、混
合気を調量する電子制御装置にも適用できるものであ
る。
[効 果] 以上説明したように、本発明では、後方の酸素センサの
信号を用いて前方の酸素センサの信号を処理する時定数
の小さな、即ち高速な閉ループ制御機能の制御パラメー
タを直接変化させるようにしているので、混合気のラム
ダ値(空燃比)を正確に触媒の窓の最適位置に移動させ
ることが可能になり、触媒の浄化効率を顕著に向上させ
ることができ、排気ガスに含まれる有害物質を顕著に減
少させることが可能になる。
更に、本発明では、前方の酸素センサの信号は小さな時
定数で処理されるので、混合気の組成に対して高速な閉
ループ制御が行なわれ、また後方の酸素センサの信号は
大きな時定数で処理されるので、高速な閉ループ制御機
能の制御パラメータは緩慢に調整される結果、急激な制
御作用をもたらすことなく、老朽化などによるドリフト
現象を緩慢に補償して制御精度を向上させることが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)はラムダ値に対して酸素、HC、NO
x、COの含有量を示した線図、第1図(e)〜(h)は
それぞれ第1図(a)〜(d)図の拡大線図、第2図
(a)〜(c)は時間に対する自動車速度、回転数、燃
料供給量を示す線図、第2図(d)〜(g)は触媒通過
前後における酸素含有量並びにラムダ値を時間に対して
示した特性図、第3図は触媒通過前後におけるラムダ値
の値を時間に対して示した特性図、第4図は本発明装置
の概略構成を示すブロック図、第5図(a)、(b)は
それぞれ第4図の装備の制御の流れを示すフローチャー
ト図である。 10……内燃機関、11……吸気管 12……空気量測定装置 13……絞り弁、14……アクセルペダル 16、17……操作機器 18……排気管、19……触媒 20、21……排ガス測定センサ
フロントページの続き (72)発明者 ヴイルフリート・トウーレヴアイト ドイツ連邦共和国 7141 シユヴイーバー デインゲン・ヘルマンエツシイヒシユトラ ーセ 106 (72)発明者 ベルンハルト・ツアイリンガー ドイツ連邦共和国7143フアイヒンゲン 2・クロイツヴエーク 21 (56)参考文献 特開 昭58−48755(JP,A) 特開 昭55−37562(JP,A) 特開 昭51−55818(JP,A) 特開 昭52−102934(JP,A) 特開 昭58−72647(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒と、それぞれ気流の方向に見て触媒の
    前方及び後方に配置された酸素センサとを備え、混合気
    組成を示す尺度としての酸素センサの信号が異る時定数
    を有する閉ループ制御機能を介して混合気組成に作用を
    及ぼし、その場合前方の酸素センサの信号はすくなくと
    もPI動作特性を有する閉ループ制御機能において比較的
    小さな時定数で処理され、また後方の酸素センサの信号
    が比較的大きな時定数で前方の酸素センサの信号処理に
    作用を及ぼす内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を
    閉ループ制御する方法において、後方の酸素センサの信
    号を用いて前方の酸素センサの信号を処理する閉ループ
    制御機能の制御パラメータを変化させることを特徴とす
    る内燃機関用の燃料と空気の混合気の組成を閉ループ制
    御する方法。
  2. 【請求項2】両酸素センサの信号が異る2つの閉ループ
    制御機能により処理されることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の方法。
  3. 【請求項3】両酸素センサの信号の制御変動の振幅が検
    出されることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項に記載の方法。
  4. 【請求項4】両酸素センサの信号の制御変動の振幅を比
    較することにより触媒の浄化効率に関する情報を得るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項までの
    いずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】両酸素センサの信号が平均されることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】両酸素センサの信号の制御変動の振幅がほ
    ぼ同じ大きさである場合には警告装置が作動されること
    を特徴とする特許請求の範囲第3項から第5項までのい
    ずれか1項に記載の方法。
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2765136B2 (ja) * 1989-12-14 1998-06-11 株式会社デンソー エンジン用空燃比制御装置
DE4024210C2 (de) * 1990-07-31 1999-09-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
DE4024213A1 (de) * 1990-07-31 1992-02-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur lambdaregelung einer brennkraftmaschine mit katalysator
JPH0726580B2 (ja) * 1990-11-20 1995-03-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化判定装置
DE4112479C2 (de) * 1991-04-17 2002-06-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Alterungszustandes eines Katalysators
DE4112478C2 (de) * 1991-04-17 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen des Alterungszustandes eines Katalysators
JP2503829B2 (ja) * 1991-04-23 1996-06-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JPH086624B2 (ja) * 1991-05-16 1996-01-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
DE4125154C2 (de) * 1991-07-30 2001-02-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Einrichtung zur Lambdasonden-Überwachung bei einer Brennkraftmaschine
JP2570930B2 (ja) * 1991-10-11 1997-01-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化判別装置
JPH0598947A (ja) * 1991-10-11 1993-04-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP2812023B2 (ja) * 1991-11-12 1998-10-15 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化度検出装置
JP2819896B2 (ja) * 1991-11-18 1998-11-05 株式会社日立製作所 排気ガス浄化用触媒装置診断機能を備えた内燃機関の制御装置
JP2626384B2 (ja) * 1991-12-16 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化判別装置
JP2797800B2 (ja) * 1991-12-18 1998-09-17 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化度検出装置
US5337557A (en) * 1992-02-29 1994-08-16 Suzuki Motor Corporation Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
DE4211092A1 (de) * 1992-04-03 1993-10-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators
DE4331153C2 (de) * 1992-09-26 2001-02-01 Volkswagen Ag Verfahren zur Gewinnung von fehlerspezifischen Beurteilungskriterien eines Abgaskatalysators und einer Regel-Lambdasonde
US5417058A (en) * 1992-09-30 1995-05-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for detecting deterioration of a catalytic converter for an engine
US5379590A (en) * 1993-10-06 1995-01-10 Ford Motor Company Air/fuel control system with hego current pumping
US5383333A (en) * 1993-10-06 1995-01-24 Ford Motor Company Method for biasing a hego sensor in a feedback control system
DE19541903A1 (de) * 1995-11-10 1997-05-15 Bayerische Motoren Werke Ag Überwachungssystem für die Abgasreinigung einer Brennkraftmaschine
US5598703A (en) * 1995-11-17 1997-02-04 Ford Motor Company Air/fuel control system for an internal combustion engine
DE19545694C2 (de) * 1995-12-07 2001-07-26 Mannesmann Vdo Ag Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine
DE19651613C1 (de) * 1996-12-12 1998-08-06 Mannesmann Vdo Ag Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine
DE19722334B4 (de) * 1997-05-28 2011-01-05 Robert Bosch Gmbh Abgassondendiagnoseverfahren und -vorrichtung
JP3887903B2 (ja) * 1997-09-02 2007-02-28 株式会社デンソー 内燃機関の空燃比制御装置
GB9722950D0 (en) * 1997-10-30 1998-01-07 Lotus Car A method of monitoring efficiency of a catalytic converter and a control systemsuitable for use in the method
US6062019A (en) * 1997-11-25 2000-05-16 Mannesmann Vdo Ag Method for controlling the fuel/air ratio of an internal combustion engine
DE19755299A1 (de) * 1997-12-12 1999-06-17 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur NO¶x¶-Reduzierung an gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen
DE19819204C1 (de) 1998-04-29 1999-09-30 Siemens Ag Verfahren zur Abgasreinigung mit Trimmregelung
DE19850338C2 (de) 1998-11-02 2001-11-22 Heraeus Electro Nite Int Verfahren und Einrichtung zur Kontrolle und Beobachtung der Alterung eines Katalysators im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen und des Schadstoffausstoßes
DE19856367C1 (de) 1998-12-07 2000-06-21 Siemens Ag Verfahren zur Reinigung des Abgases mit Lambda-Regelung
DE19903721C1 (de) 1999-01-30 2000-07-13 Daimler Chrysler Ag Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit Lambdawertregelung und Brennkraftmaschine
DE10017931A1 (de) 2000-04-11 2001-12-06 Siemens Ag Verfahren zur Diagnose einer Abgasreinigungsanlage einer lambdageregelten Brennkraftmaschine
US6360159B1 (en) * 2000-06-07 2002-03-19 Cummins, Inc. Emission control in an automotive engine
DE10100613C1 (de) * 2001-01-09 2002-06-13 Siemens Ag Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
DE10163058A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102004017886B3 (de) * 2004-04-13 2005-07-21 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine mit Abgaskatalysator
US20050241297A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Wenbo Wang Method and apparatus for an optimized fuel control based on outlet oxygen signal to reduce vehicle missions
DE102005029950B4 (de) * 2005-06-28 2017-02-23 Volkswagen Ag Lambdaregelung bei einem Verbrennungsmotor
DE102006049656B4 (de) * 2006-10-18 2016-02-11 Volkswagen Ag Lambda-Regelung mit einer Sprung-Lambda-Sonde

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2328459A1 (de) * 1973-01-31 1975-01-02 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur ueberwachung von katalytischen reaktoren in abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinen
DE2444334A1 (de) * 1974-09-17 1976-03-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der aktivitaet von katalytischen reaktoren
JPS52102934A (en) * 1976-02-25 1977-08-29 Nippon Denso Co Ltd Air-fuel ratio control system
JPS5537562A (en) * 1978-09-08 1980-03-15 Nippon Denso Co Ltd Air-fuel ratio control system
US4235204A (en) * 1979-04-02 1980-11-25 General Motors Corporation Fuel control with learning capability for motor vehicle combustion engine
JPS573815A (en) * 1980-06-09 1982-01-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd Curing of polyepoxy compound
JPS5848755A (ja) * 1981-09-18 1983-03-22 Toyota Motor Corp エンジンの空燃比制御方法
JPS5872647A (ja) * 1981-10-26 1983-04-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御方法
JPS59147843A (ja) * 1983-02-14 1984-08-24 Nissan Motor Co Ltd 空燃比制御装置

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