JPH0763089A - Air-fuel ratio controller of internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio controller of internal combustion engine

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JPH0763089A
JPH0763089A JP21170193A JP21170193A JPH0763089A JP H0763089 A JPH0763089 A JP H0763089A JP 21170193 A JP21170193 A JP 21170193A JP 21170193 A JP21170193 A JP 21170193A JP H0763089 A JPH0763089 A JP H0763089A
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fuel
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lean
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrain the discharge of nitrogen oxides from increasing at a time when a target air-fuel ratio is switched from a theoretical air-fuel ratio to the lean one. CONSTITUTION:After a fuel cut is over, such fuel injection control as making a theoretical air-fuel ratio turn to the target air-fuel ratio is continued (P18), and for duration till the accumulated value TQan (P11, P12) of an intake air quantity Qan measured in suchlike theoretical air-fuel ratio control becomes more than the specified comparative value SLV (P16), this theoretical air-fuel ratio control is continued even if those of lean air-fuel ratio control conditions (P14, P15) are materialized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関し、詳しくは、酸素ストレージ効果を有する排気
浄化触媒を備えると共に、機関吸入混合気の空燃比が理
論空燃比と該理論空燃比よりもリーンな空燃比とに切り
換え制御される内燃機関において、理論空燃比からリー
ン空燃比への切り換え時におけるNOx排出量を抑制す
る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and more specifically, it is equipped with an exhaust gas purification catalyst having an oxygen storage effect, and the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for suppressing NOx emissions when switching from a stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio in an internal combustion engine that is controlled to switch to a leaner air-fuel ratio.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、機関吸入混合気の空燃比を、
機関運転条件に応じて理論空燃比と該理論空燃比よりも
大幅にリーン(例えば空燃比=21〜23)な空燃比(以
下、単にリーン空燃比と言う。)とに切り換え制御する
よう構成された空燃比制御装置が知られている(特開昭
63−12849号公報等参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, the air-fuel ratio of an engine intake air-fuel mixture is
According to the engine operating conditions, the stoichiometric air-fuel ratio and an air-fuel ratio significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, air-fuel ratio = 21 to 23) (hereinafter, simply referred to as lean air-fuel ratio) are controlled to be switched. Also known is an air-fuel ratio control device (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-12849).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開昭
63−12849号公報に開示される空燃比制御装置で
は、リーン空燃比への切り換えが過敏に行われないよう
に、空燃比切り換えを制御しているものの、基本的に
は、機関負荷や機関回転に応じて空燃比を切り換えるも
のであり、酸化セリウムを含浸した三元触媒などのよう
な酸素ストレージ効果を有する三元触媒における酸素ス
トレージ量に相関した空燃比切り換えを行っていない。
By the way, in the air-fuel ratio control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-12849, the air-fuel ratio switching is controlled so that the lean air-fuel ratio switching is not performed excessively. However, basically, the air-fuel ratio is switched according to the engine load and engine speed, and the amount of oxygen storage in a three-way catalyst that has an oxygen storage effect, such as a three-way catalyst impregnated with cerium oxide. The air-fuel ratio is not switched in correlation with.

【0004】このため、例えば燃料カット直後に理論空
燃比からリーン空燃比に切り換えられるときに、多量の
NOxが排出されてしまうことがあった。即ち、燃料カ
ットが継続して行われると、燃料カット中は排気中に多
量の酸素が含まれるため、2CeO2 ←Ce2 3 +1
/2O2 の反応が進んで、触媒に多量の酸素が吸着され
ることになる。
Therefore, for example, when the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio immediately after fuel cut, a large amount of NOx may be emitted. That is, if the fuel cut is continued, a large amount of oxygen is contained in the exhaust gas during the fuel cut, so that 2CeO 2 ← Ce 2 O 3 +1.
The / 2O 2 reaction proceeds, and a large amount of oxygen is adsorbed on the catalyst.

【0005】このようにして酸素ストレージ量が多量に
なった状態で、理論空燃比を目標空燃比とする燃料噴射
が再開されても、直ちにリーン空燃比への切り換えが行
われると、前記燃料カット中において多量に吸着された
酸素が十分に減少する前に、空燃比切り換えが実行され
ることになる。そして、触媒内の酸素ストレージ量が多
いとリーン空燃比への切り換えに伴ってNOxを浄化す
る間もなく酸素ストレージ量が飽和し、空燃比切り換え
時に発生するNOxを通常に浄化することができなくな
ってしまう。
Even if fuel injection with the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio is restarted in the state where the oxygen storage amount becomes large in this way, if the lean air-fuel ratio is immediately switched to, the fuel cut is performed. The air-fuel ratio switching will be executed before the oxygen adsorbed in a large amount inside is sufficiently reduced. If the amount of oxygen storage in the catalyst is large, the amount of oxygen storage will be saturated soon after the NOx is purified with switching to the lean air-fuel ratio, and NOx generated during switching the air-fuel ratio cannot be normally purified. .

【0006】また、通常のリーン空燃比制御中も、三元
触媒に多量の酸素がストレージされることになるが、こ
のような状態から一時的に理論空燃比に制御されてか
ら、再びリーン空燃比へ切り換えるときにも、前記燃料
カット後の理論空燃比からリーン空燃比への切り換え時
と同様に、酸素が多く吸着されている状況で、理論空燃
比からリーン空燃比への切り換えを行うことになって、
同様に、切り換え時にNOxが多量に排出されることに
なってしまう。
A large amount of oxygen is stored in the three-way catalyst even during the normal lean air-fuel ratio control. However, from this state, the stoichiometric air-fuel ratio is temporarily controlled, and then the lean air-fuel ratio is restored. Even when switching to the fuel ratio, as in the case of switching from the stoichiometric air-fuel ratio after the fuel cut to the lean air-fuel ratio, switching from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio should be performed in a situation where much oxygen is adsorbed. become,
Similarly, a large amount of NOx will be emitted at the time of switching.

【0007】即ち、燃料カット直後のリーン空燃比への
切り換えや、一時的に理論空燃比制御を行ってから再び
リーン制御に戻るようなときには、継続的に理論空燃比
に制御されている状態に比べて三元触媒における酸素ス
トレージ量が多くなっているため、酸素ストレージ量が
通常よりも早く飽和量にまで達し、その分NOx転化性
能が低下して、理論空燃比からリーン空燃比への切り換
え時におけるNOx排出量が増大してしまうものであ
る。
That is, when the air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio immediately after the fuel cut, or when the stoichiometric air-fuel ratio control is temporarily performed and then the lean control is returned to, the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled. Compared with this, since the oxygen storage amount in the three-way catalyst is large, the oxygen storage amount reaches the saturation amount earlier than usual, and the NOx conversion performance is reduced accordingly, and the theoretical air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio. Therefore, the amount of NOx emission at that time increases.

【0008】ここで、特開平4−81539号公報に
は、空燃比をリーン空燃比から理論空燃比へ切り換える
ときに、所定時間空燃比を理論空燃比よりもリッチに設
定する空燃比制御装置が開示されている。即ち、前記特
開平4−81539号公報に開示される技術は、リーン
空燃比からリッチ空燃比への切り換え時に、酸素ストレ
ージ量に応じて空燃比をリッチ化させることで、リーン
空燃比制御状態で触媒内にストレージされた酸素の早期
の消費を図り、理論空燃比への切り換え直後における触
媒による転化性能を確保するようにしている。
[0008] Here, Japanese Patent Laid-Open No. 4-81539 discloses an air-fuel ratio control device that sets the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio for a predetermined time when the air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. It is disclosed. That is, the technique disclosed in JP-A-4-81539 discloses a lean air-fuel ratio control state in which the air-fuel ratio is made rich according to the oxygen storage amount when switching from the lean air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio. The oxygen stored in the catalyst is consumed at an early stage to ensure conversion performance by the catalyst immediately after switching to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0009】しかしながら、上記従来技術のものは、空
燃比をリーン空燃比から理論空燃比に切り換えるときの
空燃比制御技術であり、理論空燃比に切り換えられてか
らのリーン空燃比への切り換えを見越した制御ではない
から、空燃比を理論空燃比からリーン空燃比に切り換え
るときに生じる上記の問題点を解消し得るものではな
い。
However, the above-mentioned prior art is an air-fuel ratio control technique when the air-fuel ratio is switched from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, and in anticipation of switching to the lean air-fuel ratio after switching to the stoichiometric air-fuel ratio. Since the control is not performed, the above problems that occur when the air-fuel ratio is switched from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio cannot be solved.

【0010】即ち、理論空燃比からリーン空燃比に切り
換えるときには、触媒内の酸素ストレージ量を予め低く
抑えておく必要があるが、上記従来技術のものでは、理
論空燃比からリーン空燃比への切り換えに酸素ストレー
ジ量に応じた規制を与えるものではなく、酸素ストレー
ジ量が比較的多い状態でリーン空燃比への切り換えが行
われることを確実に回避することはできず、切り換え途
中のNOx排出量を安定的に低く抑えることはできな
い。
That is, when the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio, it is necessary to keep the oxygen storage amount in the catalyst low in advance, but in the above-mentioned prior art, the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio. However, it is not possible to reliably avoid switching to the lean air-fuel ratio when the oxygen storage amount is comparatively large, and it is not possible to reliably prevent the NOx emission amount during the switching. It cannot be stably kept low.

【0011】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、理論空燃比からリーン空燃比への切り換えを、触
媒内の酸素ストレージ量に相関させて規制することで、
理論空燃比からリーン空燃比への切り換え時におけるN
Ox排出量を確実に低く抑えることができるようにする
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and by controlling the switching from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio in correlation with the oxygen storage amount in the catalyst,
N when switching from stoichiometric air-fuel ratio to lean air-fuel ratio
It is an object of the present invention to ensure that the Ox emission amount can be kept low.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の空燃比制御装置は、図1に示すように構成さ
れる。図1において、排気浄化触媒は、機関の排気通路
に介装され、然も、酸素ストレージ効果を有する触媒で
ある。
Therefore, an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to the present invention is constructed as shown in FIG. In FIG. 1, the exhaust purification catalyst is a catalyst that is provided in the exhaust passage of the engine and has an oxygen storage effect.

【0013】また、空燃比切り換え制御手段は、機関運
転条件に応じて機関吸入混合気の空燃比を理論空燃比と
該理論空燃比よりもリーンな空燃比とに切り換え制御す
る。そして、空燃比切り換え許可手段は、前記空燃比切
り換え制御手段による理論空燃比からリーン空燃比への
切り換えを、継続的に理論空燃比に制御された期間が、
前記排気浄化触媒における酸素ストレージ量に相関する
所定期間以上になっているときにのみ許可する。
The air-fuel ratio switching control means controls the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to be switched to the stoichiometric air-fuel ratio and an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio according to the engine operating conditions. The air-fuel ratio switching permission means switches the stoichiometric air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio by a period during which the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled.
Only when the predetermined time period or more which correlates with the amount of oxygen storage in the exhaust purification catalyst, is permitted.

【0014】ここで、前記期間を、機関吸入空気量の累
積値,機関回転数の累積値,時間のうちのいずれか1つ
によって検出するようにすると良い。また、前記空燃比
切り換え許可手段における前記所定期間が、理論空燃比
に制御される前のリーン空燃比制御状態又は燃料供給停
止状態における機関吸入空気量の累積値,機関回転数の
累積値,制御継続時間のうちのいずれか1つに応じて可
変設定されるようにすることが好ましい。
Here, the period may be detected by any one of the cumulative value of the engine intake air amount, the cumulative value of the engine speed, and the time. Further, the predetermined period in the air-fuel ratio switching permission means is such that the cumulative value of the engine intake air amount, the cumulative value of the engine speed, the control in the lean air-fuel ratio control state or the fuel supply stopped state before the stoichiometric air-fuel ratio is controlled. It is preferable to variably set it according to any one of the durations.

【0015】更に、前記空燃比切り換え許可手段におけ
る前記所定期間が、理論空燃比に制御される前が燃料供
給停止状態であったときに、該燃料供給の停止を開始さ
せた機関回転数に応じて可変設定させるようにしても良
い。
Furthermore, when the predetermined period in the air-fuel ratio switching permission means is in the fuel supply stopped state before the stoichiometric air-fuel ratio is controlled, it depends on the engine speed at which the stop of the fuel supply is started. You may make it variably set.

【0016】[0016]

【作用】かかる構成の空燃比制御装置によると、理論空
燃比に継続的に制御された期間が、排気浄化触媒におけ
る酸素ストレージ量に相関する所定期間以上にならない
と、リーン空燃比への切り換えが行われない。このた
め、例えばリーン空燃比制御状態から理論空燃比に移行
した場合、又は、燃料供給停止状態から理論空燃比に移
行した場合のように、排気浄化触媒に多量の酸素が吸着
された状態で理論空燃比制御に移行したときに、所定期
間以上の理論空燃比制御によって前記多量に吸着された
酸素を確実に減少させてから、リーン空燃比への移行が
行われるようにできる。
According to the air-fuel ratio control device having such a configuration, if the period during which the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled is not longer than the predetermined period that correlates with the oxygen storage amount in the exhaust purification catalyst, switching to the lean air-fuel ratio is performed. Not done Therefore, for example, when the lean air-fuel ratio control state shifts to the stoichiometric air-fuel ratio, or when the fuel supply stopped state shifts to the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust purification catalyst is theoretically adsorbed with a large amount of oxygen. When shifting to the air-fuel ratio control, the stoichiometric air-fuel ratio control for a predetermined period or more can surely reduce the large amount of adsorbed oxygen, and then the lean air-fuel ratio can be shifted.

【0017】従って、理論空燃比からリーン空燃比に移
行させるときに、排気浄化触媒における酸素ストレージ
量が早期に飽和状態に達してしまうことを回避でき、以
て、酸素過剰雰囲気ではその転化率が低下するNOxの
転化性能を確保し得る。上記のように、前記理論空燃比
での制御を強制する期間は、酸素ストレージ量に相関さ
せる必要があるから、前記期間は、酸素ストレージ量の
変化に相関する機関吸入空気量の累積値,機関回転数の
累積値,時間のうちのいずれかによって検出させる。
Therefore, when the stoichiometric air-fuel ratio is changed to the lean air-fuel ratio, it is possible to prevent the oxygen storage amount in the exhaust purification catalyst from reaching a saturated state at an early stage. It is possible to secure the conversion performance of the reduced NOx. As described above, the period during which the control at the stoichiometric air-fuel ratio is forced needs to be correlated with the oxygen storage amount. Therefore, the period is the cumulative value of the engine intake air amount correlated with the change in the oxygen storage amount, the engine It is detected by either the cumulative value of rotation speed or time.

【0018】また、理論空燃比に制御する前のリーン空
燃比制御状態又は燃料供給停止状態で、排気浄化触媒の
酸素ストレージ量は一定値になるとは限らない。そこ
で、理論空燃比制御を行う前のリーン空燃比制御状態又
は燃料供給停止状態における酸素ストレージ量に相関す
る機関吸入空気量の累積値,機関回転数の累積値,制御
継続時間のうちのいずれかに基づいて、理論空燃比制御
を強制する所定期間を可変設定し、実際の酸素ストレー
ジ量に対応する期間だけ理論空燃比制御を強制させるよ
うにする。
Further, the oxygen storage amount of the exhaust purification catalyst does not always become a constant value in the lean air-fuel ratio control state before controlling to the stoichiometric air-fuel ratio or in the fuel supply stopped state. Therefore, any one of the cumulative value of the engine intake air amount, the cumulative value of the engine speed, and the control continuation time that correlates with the oxygen storage amount in the lean air-fuel ratio control state before performing the theoretical air-fuel ratio control or the fuel supply stop state Based on the above, the predetermined period for which the stoichiometric air-fuel ratio control is forced is variably set, and the stoichiometric air-fuel ratio control is forced only for the period corresponding to the actual oxygen storage amount.

【0019】更に、理論空燃比制御の前に燃料供給を停
止させていた場合には、かかる燃料供給停止を開始させ
た回転数によっても、該燃料供給停止中の酸素ストレー
ジ量を推定することができるから、前記回転数に応じて
理論空燃比制御を強制する所定期間を設定させる構成で
あっても良い。
Further, when the fuel supply is stopped before the stoichiometric air-fuel ratio control, the oxygen storage amount during the fuel supply stop can be estimated by the rotation speed at which the fuel supply stop is started. Therefore, the predetermined period for forcing the stoichiometric air-fuel ratio control may be set according to the rotational speed.

【0020】[0020]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。実施例の
システム構成を示す図2において、V型内燃機関1の各
気筒には、エアクリーナ2,スロットル弁3,吸気マニ
ホールド4を介して空気が吸引される。前記吸気マニホ
ールド4の各ブランチ部には、それぞれ電磁式の燃料噴
射弁5が設けられている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. In FIG. 2 showing the system configuration of the embodiment, air is sucked into each cylinder of the V-type internal combustion engine 1 through an air cleaner 2, a throttle valve 3 and an intake manifold 4. An electromagnetic fuel injection valve 5 is provided at each branch of the intake manifold 4.

【0021】機関1からの排気は、排気マニホールド6
a,6bによって片バンク毎に集められた後、それぞれ
排気管7a,7bによってマフラ8に導かれる。前記排
気管7a,7bには、それぞれに触媒コンバータ(排気
浄化触媒)9a,9bが介装されている。前記触媒コン
バータ9a,9bは、理論空燃比付近でNOx,HC,
COを同時に高い転化率で浄化する三元触媒作用と、酸
素過剰状態(希薄空燃比燃焼状態)でNOxを還元(転
化)するリーンNOx触媒作用との両方を有するもので
あり、例えば酸化セリウムを含浸してなることで酸素ス
トレージ効果を有する触媒である。
Exhaust gas from the engine 1 is discharged to the exhaust manifold 6
After being collected for each bank by a and 6b, they are guided to the muffler 8 by exhaust pipes 7a and 7b, respectively. Catalytic converters (exhaust gas purification catalysts) 9a and 9b are provided in the exhaust pipes 7a and 7b, respectively. The catalytic converters 9a, 9b are configured to reduce NOx, HC, and
It has both a three-way catalytic action for purifying CO at a high conversion rate at the same time and a lean NOx catalytic action for reducing (converting) NOx in an oxygen excess state (lean air-fuel ratio combustion state). It is a catalyst that has an oxygen storage effect by being impregnated.

【0022】コントロールユニット10は、マイクロコン
ピュータを内蔵し、各種センサからの検出信号に基づい
て後述のように燃料噴射弁5による燃料噴射量Ti(噴
射パルス幅)を演算し、該燃料噴射量Tiに基づいて燃
料噴射弁5を開駆動制御することで、機関1への燃料供
給を電子制御する。尚、本実施例の機関は、所定の運転
領域においては、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃
比(例えば22)で燃焼させる所謂希薄燃焼機関であり、
前記リーン燃焼運転領域以外では、理論空燃比を目標空
燃比として燃焼を行わせるようになっている。
The control unit 10 has a built-in microcomputer, calculates a fuel injection amount Ti (injection pulse width) by the fuel injection valve 5 based on detection signals from various sensors, and calculates the fuel injection amount Ti. The fuel supply to the engine 1 is electronically controlled by controlling the open drive of the fuel injection valve 5 based on The engine of this embodiment is a so-called lean burn engine that burns at an air-fuel ratio (for example, 22) that is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in a predetermined operating range.
Except for the lean combustion operation region, combustion is performed with the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio.

【0023】また、本実施例において、コントロールユ
ニット10は、所定の減速運転条件において燃料噴射弁5
による燃料噴射(燃料供給)を強制的に停止させる制御
(以下、単に燃料カットという。)を行うよう構成され
ている。前記各種センサとしては、スロットル弁3の上
流側で機関1の吸入空気量Qaを検出するエアフローメ
ータ11、カム軸から機関回転信号を取り出すクランク角
センサ12、機関1の冷却水温度Twを検出する水温セン
サ13、排気マニホールド6a,6bの集合部にそれぞれ
設けられて各バンク毎に排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサ14a,14b、スロットル弁3の全閉位置でON
となるアイドルスイッチ15が設けられている。
Further, in this embodiment, the control unit 10 controls the fuel injection valve 5 under a predetermined deceleration operation condition.
The fuel injection (fuel supply) is forcibly stopped (hereinafter, simply referred to as fuel cut). As the various sensors, an air flow meter 11 that detects the intake air amount Qa of the engine 1 on the upstream side of the throttle valve 3, a crank angle sensor 12 that extracts an engine rotation signal from a cam shaft, and a cooling water temperature Tw of the engine 1 are detected. It is turned on at the fully closed position of the water temperature sensor 13, the oxygen sensors 14a and 14b, which are respectively provided in the collecting portion of the exhaust manifolds 6a and 6b to detect the oxygen concentration in the exhaust for each bank, and the throttle valve 3.
Idle switch 15 is provided.

【0024】更に、各触媒コンバータ9a,9bにはそ
れぞれその下流側に排気温度センサ16a,16bが設けら
れている。尚、17はアイドル時の吸入空気量を調整する
ためのコントロールバルブであり、スロットル弁3をバ
イパスして設けられたバイパス通路18を介して機関1に
供給される補助空気量を調整する。
Further, exhaust gas temperature sensors 16a and 16b are provided on the downstream sides of the catalytic converters 9a and 9b, respectively. Reference numeral 17 is a control valve for adjusting the intake air amount during idling, and adjusts the amount of auxiliary air supplied to the engine 1 via a bypass passage 18 that bypasses the throttle valve 3.

【0025】ここで、前記コントロールユニット10によ
る燃料噴射制御の構成を簡略化して図3のブロック図に
示してある。図3に示すように、コントロールユニット
10は、クランク角センサ12及びエアフローメータ11の検
出信号に基づいて基本燃料噴射量Tpを演算する基本燃
料噴射量演算手段A、基本燃料噴射量Tp(機関負荷代
表値)及びクランク角センサ12の出力(回転数)に基づ
いてリーン空燃比に制御する条件を判定するリーン判定
手段B、クランク角センサ12の出力(回転数)及びアイ
ドルスイッチ15のON・OFF信号に基づいて燃料カッ
ト条件を判定する燃料カット判定手段C、基本燃料噴射
量演算手段A,リーン判定手段B,燃料カット判定手段
Cからの出力及び酸素センサ14a,14bの検出信号に基
づいて最終的に燃料噴射量iを演算する噴射量演算手段
Dとしての機能を有する。そして、前記噴射量演算手段
Dで演算された燃料噴射量Tiに基づいて燃料噴射弁5
が駆動制御されるようになっている。
Here, the structure of the fuel injection control by the control unit 10 is simplified and shown in the block diagram of FIG. As shown in FIG. 3, the control unit
Reference numeral 10 denotes a basic fuel injection amount calculation means A for calculating a basic fuel injection amount Tp based on detection signals of the crank angle sensor 12 and the air flow meter 11, a basic fuel injection amount Tp (engine load representative value), and a crank angle sensor 12. Lean determination means B for determining a condition for controlling to a lean air-fuel ratio based on the output (rotation speed), the output (rotation speed) of the crank angle sensor 12 and the ON / OFF signal of the idle switch 15 for determining the fuel cut condition. The fuel injection amount i is finally calculated based on the output from the fuel cut determination means C, the basic fuel injection amount calculation means A, the lean determination means B, the fuel cut determination means C and the detection signals of the oxygen sensors 14a and 14b. It has a function as the injection amount calculation means D. Then, based on the fuel injection amount Ti calculated by the injection amount calculation means D, the fuel injection valve 5
Are driven and controlled.

【0026】尚、空燃比切り換え制御手段及び空燃比切
り換え許可手段としての機能は、後述するフローチャー
トに示すようにコントロールユニット10がソフトウェア
的に備えており、前記図3に示すブロック図上では、リ
ーン判定手段B及び噴射量演算手段Dによって空燃比切
り換え制御手段が構成され、また、空燃比切り換え許可
手段としての機能は前記噴射量演算手段Dに含まれるこ
とになる。
The function as the air-fuel ratio switching control means and the air-fuel ratio switching permission means is provided in software by the control unit 10 as shown in the flow chart described later, and in the block diagram shown in FIG. The determination unit B and the injection amount calculation unit D constitute an air-fuel ratio switching control unit, and the function as the air-fuel ratio switching permission unit is included in the injection amount calculation unit D.

【0027】次に、図4のフローチャートに従って、前
記図3に示す構成に従って行われる燃料噴射制御(空燃
比制御)の様子を詳細に説明する。尚、前記図4のフロ
ーチャートに示すプログラムは所定時間(例えば50m
s)毎に割込み実行されるようになっている。図4のフ
ローチャートにおいて、P1では、エアフローメータ11
の検出信号に基づいて機関1の吸入空気量Qanを検出
する。尚、前記吸入空気量データのラベル名における添
字のnは、サンプリング順を示す値とする。
Next, the state of fuel injection control (air-fuel ratio control) performed according to the configuration shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to the flow chart of FIG. In addition, the program shown in the flow chart of FIG.
An interrupt is executed every s). In the flowchart of FIG. 4, at P1, the air flow meter 11
The intake air amount Qan of the engine 1 is detected based on the detection signal of. The subscript n in the label name of the intake air amount data is a value indicating the sampling order.

【0028】次いで、P2では、クランク角センサ12の
検出信号に基づいて機関回転数Neを検出する。そし
て、P3では、前記P1,P2でそれぞれに検出された
機関回転数Neと吸入空気量Qanとに基づいて前記燃
料噴射弁5における基本噴射量(基本噴射パルス幅)T
p=K×Qa/Ne(Kは噴射弁5の流量特性に対応す
る比例定数である。)を演算する。尚、上記P3で演算
される基本噴射量Tpは、理論空燃比相当量として演算
されるものとする。
Next, at P2, the engine speed Ne is detected based on the detection signal of the crank angle sensor 12. Then, at P3, the basic injection amount (basic injection pulse width) T at the fuel injection valve 5 is based on the engine speed Ne and the intake air amount Qan detected at P1 and P2, respectively.
p = K × Qa / Ne (K is a proportional constant corresponding to the flow rate characteristic of the injection valve 5) is calculated. The basic injection amount Tp calculated in P3 is calculated as a stoichiometric air-fuel ratio equivalent amount.

【0029】次のP4では、アイドルスイッチ15のON
・OFF信号の読み込みを行う。そして、P5では、前
記アイドルスイッチ15がONの状態(スロットル弁3が
全閉状態)であるか否かを判別する。ここで、アイドル
スイッチ15がONであると判別されたときには、次い
で、P6へ進み、機関回転数Neが所定回転数(例えば
1200rpm)を越えているか否を判別する。
At the next P4, the idle switch 15 is turned on.
・ Read the OFF signal. Then, at P5, it is determined whether or not the idle switch 15 is ON (the throttle valve 3 is fully closed). Here, if it is determined that the idle switch 15 is ON, then the routine proceeds to P6, where the engine speed Ne is the predetermined speed (for example,
Determine whether it exceeds 1200 rpm).

【0030】そして、アイドルスイッチ15がONで、然
も、回転数Neが所定回転数よりも高い場合には、燃料
カットを行う減速運転条件であると判断し、P7へ進
む。P7では、燃料カットの実行状態を示す燃料カット
フラグFFCの判別を行い、燃料カットフラグFFCに1が
セットされていない場合、即ち、燃料カット条件が成立
した初回であるときには、P8へ進んで、前記燃料カッ
トフラグFFCに1をセットしてから、P9へ進む。
When the idle switch 15 is ON and the rotation speed Ne is higher than the predetermined rotation speed, it is determined that the deceleration operation condition for fuel cut is set, and the routine proceeds to P7. In P7, the fuel cut flag F FC indicating the execution state of the fuel cut is discriminated, and when 1 is not set in the fuel cut flag F FC , that is, when the fuel cut condition is satisfied for the first time, the process proceeds to P8. Then, after the fuel cut flag F FC is set to 1, the process proceeds to P9.

【0031】また、P7で燃料カットフラグFFCに既に
1がセットされていると判別されたときには、P8をジ
ャンプしてP9へ進む。P9では、最終的な燃料噴射量
Tiとして、燃料噴射弁5の電源電圧に相当するバッテ
リ電圧に応じた無効噴射時間に相当するパルス幅Tsを
セットし、実質的に燃料噴射弁5による燃料噴射が行わ
れないようにする。
If it is determined at P7 that the fuel cut flag F FC has already been set to 1, the process jumps to P8 and proceeds to P9. At P9, the pulse width Ts corresponding to the invalid injection time corresponding to the battery voltage corresponding to the power supply voltage of the fuel injection valve 5 is set as the final fuel injection amount Ti, and the fuel injection by the fuel injection valve 5 is substantially performed. Not be done.

【0032】一方、P5又はP6の少なくとも一方で、
燃料カット条件が成立していないと判別されたときに
は、P10へ進む。P10では、前記燃料カットフラグFFC
の判別を行う。前記燃料カットフラグF FCは前述のよう
に燃料カット中に1がセットされ、また、後述するよう
に燃料カットが終了すると0にリセットされるフラグで
あるから、P10で燃料カットフラグFFCに1がセットさ
れていると判別されたときには、燃料カット条件から脱
した初回であると見做すことができる。
On the other hand, at least one of P5 and P6,
When it is determined that the fuel cut conditions are not met
Goes to P10. At P10, the fuel cut flag FFC
Is determined. The fuel cut flag F FCAs mentioned above
Is set to 1 during fuel cut, and as described later
With the flag that is reset to 0 when the fuel cut is completed
Because there is, the fuel cut flag F at P10FCIs set to 1
If it is determined that the
It can be considered that it is the first time.

【0033】ここで、P10で燃料カットフラグFFCに1
がセットされていると判別されたときには、燃料噴射が
再開されてからの累積吸入空気量TQanの演算を行わ
せるために、P11へ進んで前記累積吸入空気量TQan
を0にリセットする。一方、P10で燃料カットフラグF
FCに0がセットされていると判別されたときには、P12
へ進み、前記累積吸入空気量TQanの更新演算を以下
の式に従って行わせる。
At P10, the fuel cut flag F FC is set to 1
When it is determined that is set, the program proceeds to P11 to calculate the cumulative intake air amount TQan after the fuel injection is restarted, and the cumulative intake air amount TQan is calculated.
Is reset to 0. On the other hand, at P10, the fuel cut flag F
When it is determined that FC is set to 0, P12
Then, the update calculation of the cumulative intake air amount TQan is performed according to the following equation.

【0034】TQan=TQan-1+Qan 上記演算式で、TQan-1は前回までの累積吸入空気量
であり、かかる前回値に今回P1で検出された吸入空気
量Qanを加算することで、燃料カットから噴射が再開
されてからP1で検出された吸入空気量Qanが累積さ
れるようにしてある。
TQan = TQan -1 + Qan In the above formula, TQan -1 is the cumulative intake air amount up to the previous time, and the intake air amount Qan detected at P1 this time is added to the previous value to cut the fuel cut. The intake air amount Qan detected at P1 is accumulated after the injection is restarted.

【0035】前記P11又はP12の処理を終えると、P13
へ進んで、前記燃料カットフラグF FCを0にリセットす
る。P14では、回転数Neが所定範囲内であるか否かを
判定し、回転数Neが所定範囲内であると判別される
と、更にP15へ進んで、機関負荷を代表する基本燃料噴
射量Tpが所定範囲内であるか否かを判別する。
When the processing of P11 or P12 is finished, P13
To the fuel cut flag F. FCReset to 0
It At P14, it is determined whether the rotation speed Ne is within a predetermined range.
It is determined that the rotation speed Ne is within a predetermined range.
Then, proceeding to P15, the basic fuel injection that represents the engine load
It is determined whether or not the injection amount Tp is within a predetermined range.

【0036】そして、回転数Ne及び基本燃料噴射量T
pがそれぞれ所定範囲内であると判別された場合には、
本実施例においてリーン空燃比に制御する運転領域に該
当すると判断されるが、更に、次のP16で、前記累積吸
入空気量TQanと所定の比較値SLVとを比較する。
そして、累積吸入空気量TQanが所定の比較値SLV
以下である場合には、P18へ進み、前記基本燃料噴射量
Tpと前記無効噴射時間Tsとに基づいて理論空燃比を
目標空燃比とする燃料噴射量Ti(=Tp+Ts)を演
算させる。
The rotation speed Ne and the basic fuel injection amount T
If it is determined that p is within the predetermined range,
In the present embodiment, it is determined that the operation range is controlled to the lean air-fuel ratio, but in the next P16, the cumulative intake air amount TQan is compared with the predetermined comparison value SLV.
Then, the cumulative intake air amount TQan is the predetermined comparison value SLV.
In the case of the following, the process proceeds to P18, and the fuel injection amount Ti (= Tp + Ts) with the theoretical air-fuel ratio as the target air-fuel ratio is calculated based on the basic fuel injection amount Tp and the invalid injection time Ts.

【0037】即ち、リーン空燃比制御条件としての回転
数Ne及び基本燃料噴射量Tpの条件が揃っていても、
燃料カットを終了し燃料噴射が再開されてからの累積吸
入空気量TQanが所定の比較値SLV以下である場合
には、リーン空燃比制御を行うことなく、理論空燃比に
制御させるものである。尚、P14,P15でリーン空燃比
制御条件が成立していないと判別されたときにも、P18
へ進んで理論空燃比相当の燃料噴射量Tiを演算させ
る。
That is, even if the conditions of the revolution speed Ne and the basic fuel injection amount Tp are satisfied as the lean air-fuel ratio control condition,
When the cumulative intake air amount TQan after the fuel cut is finished and the fuel injection is restarted is equal to or smaller than the predetermined comparison value SLV, the lean air-fuel ratio control is not performed, but the stoichiometric air-fuel ratio is controlled. Even when it is determined at P14 and P15 that the lean air-fuel ratio control condition is not satisfied, P18
Then, the process proceeds to and the fuel injection amount Ti equivalent to the theoretical air-fuel ratio is calculated.

【0038】一方、前記累積吸入空気量TQanが所定
の比較値SLVを上回っている場合には、P17へ進み、
基本燃料噴射量Tpを目標リーン空燃比(=22)相当値
に換算することで、目標リーン空燃比相当の噴射量Ti
(=Tp×14.6/22+Ts)を演算させる。このように
本実施例では、燃料カット後に目標空燃比を理論空燃比
とする燃料噴射を再開してからの吸入空気量の累積が所
定値以上になるまでは、たとえリーン空燃比制御の条件
が成立しても、理論空燃比に制御されることになる。
On the other hand, if the cumulative intake air amount TQan exceeds the predetermined comparison value SLV, the process proceeds to P17,
By converting the basic fuel injection amount Tp into a value equivalent to the target lean air-fuel ratio (= 22), the injection amount Ti equivalent to the target lean air-fuel ratio
(= Tp × 14.6 / 22 + Ts) is calculated. In this way, in this embodiment, even after the fuel is cut, the intake air amount after the fuel injection with the target air-fuel ratio as the stoichiometric air-fuel ratio is restarted is accumulated at a predetermined value or more, even if the lean air-fuel ratio control condition is satisfied. Even if it is established, it will be controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0039】燃料カットが行われている間は、排気中に
多量の酸素が含まれ、酸素ストレージ効果を有する触媒
コンバータ9a,9bにおいて多量の酸素が吸着される
ことになる。そして、燃料カットを終了して理論空燃比
を目標空燃比とする燃料噴射を再開した直後に理論空燃
比からリーン空燃比に切り換えられると、継続的に理論
空燃比に制御されていたときに比べて多くの酸素が触媒
に吸着されている状態で、リーン空燃比への切り換えが
行われることになる。この場合、リーン空燃比への切り
換えが行われると早期に酸素ストレージ量が飽和状態と
なるから、三元触媒作用におけるNOx転化性能を空燃
比の切り換え時に発揮させることができず、多量のNO
xが排出される惧れがある。
During the fuel cut, a large amount of oxygen is contained in the exhaust gas, and a large amount of oxygen is adsorbed in the catalytic converters 9a and 9b having an oxygen storage effect. Then, when the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio immediately after the fuel cut is finished and fuel injection with the stoichiometric air-fuel ratio as the target air-fuel ratio is restarted, compared to when the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled. With a large amount of oxygen adsorbed on the catalyst, switching to the lean air-fuel ratio is performed. In this case, when the air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio, the oxygen storage amount is saturated at an early stage, so that the NOx conversion performance in the three-way catalytic action cannot be exerted when the air-fuel ratio is switched, and a large amount of NO is generated.
There is a fear that x will be discharged.

【0040】これに対し、本実施例では、燃料カット終
了後は、触媒における酸素ストレージ量に相関すると予
測される累積吸入空気量TQanが所定の比較値SLV
を上回るようになるまでは、たとえリーン空燃比への移
行条件が成立しても理論空燃比で制御するから、燃料カ
ットによって過大となった酸素ストレージ量を、通常の
理論空燃比制御状態における安定レベルにまで低下させ
てから、リーン空燃比への切り換えが許可されることに
なる。従って、リーン空燃比への切り換え時に、触媒内
の酸素ストレージ量が飽和状態になるまでのタイムラグ
を確保でき、以て、切り換え時に三元触媒作用によるN
Ox転化性能を確保して、NOx排出量の増大を回避で
きるものである(図5参照)。
On the other hand, in this embodiment, after the fuel cut, the cumulative intake air amount TQan predicted to be correlated with the oxygen storage amount in the catalyst is the predetermined comparison value SLV.
Until it exceeds the limit, the stoichiometric air-fuel ratio is used for control even if the conditions for shifting to the lean air-fuel ratio are satisfied.Therefore, the oxygen storage amount that has become excessive due to fuel cut is stabilized in the normal stoichiometric air-fuel ratio control state. After lowering to the level, switching to the lean air-fuel ratio will be permitted. Therefore, at the time of switching to the lean air-fuel ratio, a time lag until the oxygen storage amount in the catalyst becomes saturated can be secured, and therefore, the N-way due to the three-way catalytic action at the time of switching can be secured.
It is possible to secure the Ox conversion performance and avoid an increase in the NOx emission amount (see FIG. 5).

【0041】前記実施例で累積吸入空気量TQanの判
別に用いた比較値SLVは、固定値であっても良いが、
燃料カット中における酸素ストレージ量が少ない場合に
は、それだけ早期にリーン空燃比への移行を許可するこ
とができるので、燃料カット中における酸素ストレージ
量に相関するパラメータに応じて可変設定することが好
ましい。
The comparison value SLV used to determine the cumulative intake air amount TQan in the above embodiment may be a fixed value,
When the oxygen storage amount during fuel cut is small, it is possible to permit the shift to the lean air-fuel ratio earlier, so it is preferable to variably set according to the parameter that correlates with the oxygen storage amount during fuel cut. .

【0042】具体的には、例えば図6に示すように、燃
料カットの開始回転数に応じて前記累積吸入空気量TQ
anの比較値SLVを可変設定させることができる。即
ち、燃料カットの開始回転数が高い場合には、それだけ
長く燃料カットが行われることになって、その分酸素ス
トレージ量が増大するので、燃料カットの開始回転数が
高いときほど比較値SLVを高く設定する。
Specifically, as shown in FIG. 6, for example, the cumulative intake air amount TQ is determined according to the starting rotational speed of fuel cut.
The comparison value SLV of an can be variably set. That is, when the fuel cut start rotation speed is high, the fuel cut is performed for that long, and the oxygen storage amount increases accordingly. Therefore, the higher the fuel cut start rotation speed, the comparative value SLV becomes. Set higher.

【0043】尚、一般に燃料カットの開始回転数が高く
なるに従って、燃料カット中の酸素ストレージ量が比例
的に増大するが、ある回転以上になると触媒における酸
化セリウムの重量によって定まる飽和量に達してしま
う。また、上記の燃料カットの開始回転数の他、燃料カ
ット中の累積吸入空気量や累積回転数、更に、燃料カッ
トの継続制御時間なども燃料カット中の酸素ストレージ
量に相関するから、これらのパラメータによって前記比
較値SLVを可変設定させる構成であっても良い。
Generally, the oxygen storage amount during fuel cut increases proportionally as the starting speed of fuel cut increases, but at a certain speed or higher, a saturation amount determined by the weight of cerium oxide in the catalyst is reached. I will end up. In addition to the above fuel cut start speed, the cumulative intake air amount and cumulative speed during fuel cut, and the continuous control time for fuel cut are also correlated with the oxygen storage amount during fuel cut. The comparison value SLV may be variably set by a parameter.

【0044】従って、燃料カット終了後に理論空燃比で
の制御を強制する期間の検出も、前記累積吸入空気量に
限らず、同様に酸素ストレージ量の変化に相関するパラ
メータである累積回転数や時間に基づいて検出させる構
成であっても良い。例えば、燃料カット終了後所定時間
だけ理論空燃比に強制制御させる構成とする場合には、
図4のフローチャートにおけるP11,P12の部分を、タ
イマ値のリセット及びカウントアップとし、P16では、
カウントアップされたタイマ値と所定時間とを比較さ
せ、所定時間以上経過している場合にのみリーン空燃比
に移行させるようにすれば良い。
Therefore, the detection of the period during which the control with the stoichiometric air-fuel ratio is forced after the fuel cut is detected is not limited to the above-mentioned cumulative intake air amount, but the cumulative rotational speed and time, which are parameters that are similarly correlated with the change in the oxygen storage amount. The configuration may be such that it is detected based on For example, in the case of forcibly controlling the stoichiometric air-fuel ratio for a predetermined time after the end of fuel cut,
The P11 and P12 parts in the flow chart of FIG. 4 are used to reset and count up the timer value, and in P16,
The counted timer value may be compared with a predetermined time, and the lean air-fuel ratio may be changed only when the predetermined time or more has elapsed.

【0045】ここで、前記所定時間は、固定値、若しく
は、燃料カットの開始回転数,燃料カット中の累積空気
量,累積回転数,燃料カットの時間に応じて可変設定さ
れた時間とすれば良い。また、燃料カット終了後に累積
回転数が所定回転数以上になるまでは、理論空燃比に強
制制御させる構成とする場合には、図4のフローチャー
トにおけるP11,P12の部分の累積吸入空気量を累積回
転数に置き換え、P16においては、燃料カット終了後か
ら累積された回転数と所定累積回転数とを比較させ、累
積回転数が所定累積回転数以上になっている場合にはの
みリーン空燃比に移行させるようにすれば良い。
Here, if the predetermined time is set to a fixed value or is set variably in accordance with the starting rotational speed of fuel cut, the cumulative air amount during fuel cutting, the cumulative rotational speed, and the fuel cut time. good. Further, when the configuration is such that the stoichiometric air-fuel ratio is forcibly controlled until the cumulative rotation speed becomes equal to or higher than the predetermined rotation speed after the fuel cut is completed, the cumulative intake air amount of the portions P11 and P12 in the flowchart of FIG. 4 is accumulated. Replacing with the engine speed, in P16, the engine speed accumulated after fuel cut is compared with a predetermined engine speed, and the lean air-fuel ratio is set only when the engine speed is higher than the engine speed. It is sufficient to make a transition.

【0046】ここでも、前記所定累積回転数は、固定
値、若しくは、燃料カットの開始回転数,燃料カット中
の累積空気量,累積回転数,燃料カットの時間に応じて
可変設定された時間とすれば良い。また、上記実施例で
は、燃料カット直後に理論空燃比からリーン空燃比に切
り換えられる場合についての制御を示したが、リーン空
燃比での制御状態から理論空燃比に移行し、再度リーン
空燃比に切り換える場合も、前記理論空燃比に制御する
期間を十分に確保して直前のリーン空燃比制御状態(第
1実施例における燃料カット状態)で多量に吸着された
酸素を減らしてからリーン空燃比への切り換えを行わせ
ることが望ましく、かかるリーン→リッチ→リーン切り
換え時に対応する実施例を、図7のフローチャートに従
って説明する。
Here again, the predetermined cumulative rotational speed is a fixed value, or is set to a variable speed according to the starting rotational speed of the fuel cut, the cumulative air amount during the fuel cut, the cumulative rotational speed, and the fuel cut time. Just do it. Further, in the above-mentioned embodiment, the control is shown for the case where the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio immediately after the fuel cut, but the control state at the lean air-fuel ratio is changed to the stoichiometric air-fuel ratio, and the lean air-fuel ratio is changed again. Also in the case of switching, the period for controlling to the stoichiometric air-fuel ratio is sufficiently secured to reduce a large amount of adsorbed oxygen in the immediately preceding lean air-fuel ratio control state (fuel cut state in the first embodiment), and then to the lean air-fuel ratio. It is desirable to perform the above switching, and an embodiment corresponding to such lean->rich-> lean switching will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0047】図7のフローチャートにおいて、P21で
は、エアフローメータ11の検出信号に基づいて機関1の
吸入空気量Qaを検出する。次いで、P22では、クラン
ク角センサ12の検出信号に基づいて機関回転数Neを検
出する。そして、P23では、前記P21,P22でそれぞれ
に検出された機関回転数Neと吸入空気量Qanとに基
づいて前記燃料噴射弁5における基本噴射量(基本噴射
パルス幅)Tp=K×Qa/Ne(Kは噴射弁5の流量
特性に対応する比例定数である。)を演算する。尚、上
記P23で演算される基本噴射量Tpは、理論空燃比相当
量として演算されるものとする。
In the flowchart of FIG. 7, at P21, the intake air amount Qa of the engine 1 is detected based on the detection signal of the air flow meter 11. Next, at P22, the engine speed Ne is detected based on the detection signal of the crank angle sensor 12. Then, at P23, the basic injection amount (basic injection pulse width) Tp = K × Qa / Ne at the fuel injection valve 5 based on the engine speed Ne and the intake air amount Qan detected at P21 and P22, respectively. (K is a proportional constant corresponding to the flow rate characteristic of the injection valve 5.) is calculated. The basic injection amount Tp calculated in P23 is calculated as the theoretical air-fuel ratio equivalent amount.

【0048】次のP24では、回転数Neが所定範囲内で
あるか否かを判定し、回転数Neが所定範囲内であると
判別されると、更にP25へ進んで、機関負荷を代表する
基本燃料噴射量Tpが所定範囲内であるか否かを判別す
る。そして、回転数Ne及び基本燃料噴射量Tpがそれ
ぞれ所定範囲内であると判別された場合には、本実施例
においてリーン空燃比に制御する運転領域に該当すると
判断されるが、回転数Neと基本燃料噴射量Tpとの少
なくとも一方が所定範囲内でないと判別されたときには
理論空燃比に制御する運転領域に該当すると判別され
る。
At the next P24, it is judged whether or not the rotation speed Ne is within a predetermined range. If it is judged that the rotation speed Ne is within a predetermined range, the routine proceeds to P25 to represent the engine load. It is determined whether or not the basic fuel injection amount Tp is within a predetermined range. If it is determined that the rotation speed Ne and the basic fuel injection amount Tp are within the predetermined ranges, respectively, it is determined that the operation range in which the lean air-fuel ratio is controlled in the present embodiment is applied. When it is determined that at least one of the basic fuel injection amount Tp is not within the predetermined range, it is determined that the operation range is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0049】理論空燃比制御領域に該当する場合には、
P26へ進む。P26では、理論空燃比制御状態を示すスト
イキフラグFsの判別を行う。このストイキフラグFs
は、後述するようにリーン空燃比制御中は0がセットさ
れるから、P26でストイキフラグFsに0がセットされ
ていると判別された場合には、リーン空燃比制御状態か
ら理論空燃比制御への移行初回に相当することになる。
In the case of the stoichiometric air-fuel ratio control range,
Go to P26. At P26, the stoichiometric flag Fs indicating the stoichiometric air-fuel ratio control state is determined. This stoichiometric flag Fs
As will be described later, 0 is set during lean air-fuel ratio control. Therefore, if it is determined at P26 that the stoichiometric flag Fs is set to 0, the lean air-fuel ratio control state is changed to the stoichiometric air-fuel ratio control. This is equivalent to the first transition.

【0050】そして、理論空燃比制御への移行初回であ
るとき、即ち、ストイキフラグFs=0であるときに
は、P27へ進み、今回の理論空燃比制御を強制的に継続
させる所定時間STS を、直前のリーン空燃比制御状態
の継続時間(リーン時間)TLに応じて可変設定する。
尚、前記リーン時間TL の計測については後述する。次
のP28では、理論空燃比制御を継続した時間を計測させ
るために理論空燃比時間TStをゼロリセットし、更に、
P29では、前記ストイキフラグFsに1をセットする。
When it is the first time to shift to the stoichiometric air-fuel ratio control, that is, when the stoichiometric flag Fs = 0, the routine proceeds to P27, where a predetermined time ST S for forcibly continuing the current stoichiometric air-fuel ratio control is It is variably set according to the duration (lean time) TL of the immediately preceding lean air-fuel ratio control state.
The measurement of the lean time T L will be described later. At the next P28, the theoretical air-fuel ratio time T St is reset to zero in order to measure the time during which the theoretical air-fuel ratio control is continued, and further,
At P29, the stoichiometric flag Fs is set to 1.

【0051】そして、P31へ進み、前記P23で演算され
た基本燃料噴射量Tpを用いて理論空燃比相当の燃料噴
射量Ti(=Tp+Ts)を演算させる。前記P29でス
トイキフラグFsに1をセットしたことにより、次回も
理論空燃比制御条件である場合には、P26から今度はP
30へ進み、前記理論空燃比時間T Stの増大更新を行って
から、P31の燃料噴射量Tiの演算に移行させる。
Then, the process proceeds to P31 and is calculated in P23.
Fuel injection equivalent to the theoretical air-fuel ratio using the basic fuel injection amount Tp
The injection amount Ti (= Tp + Ts) is calculated. In P29 above
By setting the Toiki Flag Fs to 1, next time
If it is the stoichiometric air-fuel ratio control condition, from P26 to P
30, the theoretical air-fuel ratio time T StThe update of
From P to the calculation of the fuel injection amount Ti of P31.

【0052】このような理論空燃比制御状態から、前記
P24,P25の判別によってリーン空燃比制御条件に移行
したことが判別されると、P32に進んでストイキフラグ
Fsの判別を行う。前記ストイキフラグFsは、理論空
燃比制御状態において1がセットされるから、理論空燃
比制御状態においてリーン空燃比制御条件が成立したと
きには、このP32では、ストイキフラグFsは1である
と判別されることになる。
When it is determined from the above stoichiometric air-fuel ratio control state that the lean air-fuel ratio control condition has been reached by the determination of P24 and P25, the routine proceeds to P32, where the stoichiometric flag Fs is determined. Since the stoichiometric flag Fs is set to 1 in the stoichiometric air-fuel ratio control state, when the lean air-fuel ratio control condition is satisfied in the stoichiometric air-fuel ratio control state, the stoichiometric flag Fs is determined to be 1 in P32. It will be.

【0053】そして、P32でストイキフラグFsが1で
あると判別されると、P33へ進み、前記P28,P30で計
測させた理論空燃比時間TStと、前記P27でリーン時間
Lに応じて設定された所定時間STS とを比較する。
ここで、理論空燃比に制御している継続時間TStが、か
かる理論制御状態の前のリーン空燃比制御状態の継続時
間TL に応じて設定した比較時間STS よりも短い場合
には、リーン空燃比への移行条件は成立しているもの
の、P26へ進んで、理論空燃比制御を継続させる。
When it is determined at P32 that the stoichiometric flag Fs is 1, the routine proceeds to P33, where the stoichiometric air-fuel ratio time T St measured at P28 and P30 and the lean time TL at P27 are determined. The set predetermined time ST S is compared.
Here, when the duration time T St for controlling to the stoichiometric air-fuel ratio is shorter than the comparison time ST S set according to the duration time T L of the lean air-fuel ratio control state before the theoretical control state, Although the condition for shifting to the lean air-fuel ratio is satisfied, the routine proceeds to P26, where the stoichiometric air-fuel ratio control is continued.

【0054】即ち、リーン空燃比制御状態では触媒に多
量の酸素が吸着されることになり、その後理論空燃比に
移行しても、理論空燃比での制御時間がリーン空燃比に
制御していた時間、即ち、リーン空燃比制御状態で吸着
された酸素量に対して短いと、触媒内に吸着されている
酸素量が多い状態のままリーン空燃比への切り換えが行
われることになってしまう。そして、この場合には、触
媒内の酸素ストレージ量が早期に飽和状態になってしま
うことから、空燃比切り換え時に十分にNOxを浄化で
きなくなってしまう。
That is, in the lean air-fuel ratio control state, a large amount of oxygen is adsorbed on the catalyst, and even if the air-fuel ratio is shifted to the theoretical air-fuel ratio thereafter, the control time at the theoretical air-fuel ratio is controlled to the lean air-fuel ratio. If the time is short, that is, the amount of oxygen adsorbed in the lean air-fuel ratio control state, switching to the lean air-fuel ratio is performed while the amount of oxygen adsorbed in the catalyst is large. In this case, the amount of oxygen storage in the catalyst becomes saturated at an early stage, and NOx cannot be sufficiently purified when the air-fuel ratio is switched.

【0055】そこで、リーン空燃比制御条件が成立して
も直ちに理論空燃比からリーン空燃比への切り換えを行
わず、リーン空燃比に制御していた時間に対して酸素ス
トレージ量を減少させるに必要十分な時間だけ継続的に
理論空燃比に制御してから、換言すれば、触媒内の酸素
ストレージ量が理論空燃比制御状態に対応する安定レベ
ルになってからリーン空燃比への移行が許可されるよう
にしたものである(図8参照)。
Therefore, even if the lean air-fuel ratio control condition is satisfied, the stoichiometric air-fuel ratio is not immediately switched to the lean air-fuel ratio, and it is necessary to reduce the oxygen storage amount with respect to the time when the lean air-fuel ratio is controlled. After continuously controlling to the stoichiometric air-fuel ratio for a sufficient time, in other words, the shift to the lean air-fuel ratio is permitted after the oxygen storage amount in the catalyst reaches a stable level corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio control state. (See FIG. 8).

【0056】従って、P33で理論空燃比制御の継続時間
Stが前記比較時間STS を越えるようになるまでは、
理論空燃比制御を強制的に継続させ、比較時間STS
越えると、P34以降へ進んでリーン空燃比制御を開始さ
せる。P34では、リーン空燃比制御を実際に始めるの
で、前記ストイキフラグFsをゼロリセットし、更に、
次のP35では、リーン時間TL を新たに計測させるため
に、リーン時間TL をゼロリセットする。
Therefore, until the theoretical air-fuel ratio control continuation time T St exceeds the comparison time ST S at P33,
When the stoichiometric air-fuel ratio control is forcibly continued and the comparison time ST S is exceeded, the routine proceeds to P34 and thereafter to start lean air-fuel ratio control. At P34, since the lean air-fuel ratio control is actually started, the stoichiometric flag Fs is reset to zero, and further,
At the next P35, the lean time T L is reset to zero in order to newly measure the lean time T L.

【0057】そして、P37では、P23で演算された基本
燃料噴射量Tpを目標のリーン空燃比(=22)に対応す
る量に換算することで、目標のリーン空燃比に対応する
噴射量Ti(=Tp×14.6/22+Ts)を演算させる。
前記P34でストイキフラグFsをゼロリセットしたの
で、次回もリーン空燃比制御条件である場合には、P32
からP36へ進み、前記リーン時間TL をカウントアップ
させた後、P37でリーン空燃比相当の噴射量Tiを演算
させる。
At P37, the basic fuel injection amount Tp calculated at P23 is converted into an amount corresponding to the target lean air-fuel ratio (= 22), so that the injection amount Ti (corresponding to the target lean air-fuel ratio is = Tp × 14.6 / 22 + Ts) is calculated.
Since the stoichiometric flag Fs is reset to zero in P34, if the lean air-fuel ratio control condition is satisfied next time, P32
From P to P36, the lean time T L is counted up, and then the injection amount Ti corresponding to the lean air-fuel ratio is calculated in P37.

【0058】尚、上記実施例では、理論空燃比制御及び
リーン空燃比制御の継続時間をそれぞれに計測させ、リ
ーン時間TL に応じて設定した比較時間STS を理論空
燃比時間TStが越えるようになるまでは、リーン空燃比
への切り換えを禁止するようにしたが、前記時間のパラ
メータに代えて、リーン空燃比制御中の累積吸入空気量
や累積回転数のパラメータを用いて、理論空燃比制御を
強制する期間(累積吸入空気量や累積回転数で検出され
る期間)を可変設定し、該可変設定された期間を検出さ
せるようにしても良い。
In the above embodiment, the theoretical air-fuel ratio control time and the lean air-fuel ratio control time are measured respectively, and the theoretical air-fuel ratio time T St exceeds the comparison time ST S set according to the lean time T L. Until this happens, switching to the lean air-fuel ratio was prohibited.However, instead of the parameter of the above time, the parameters of the cumulative intake air amount and cumulative rotational speed during lean air-fuel ratio control are used to calculate the theoretical air-fuel ratio. It is also possible to variably set the period for which the fuel ratio control is forced (the period detected by the cumulative intake air amount or the cumulative rotation speed) and detect the variably set period.

【0059】更に、簡易的には、前記理論空燃比時間T
Stや理論空燃比に制御されているときの累積吸入空気
量,累積回転数と固定値とを比較させて、リーン空燃比
への移行を規制するようにしても良い。尚、上記実施例
では、理論空燃比制御状態の前の状態が燃料カット状態
の場合と、リーン空燃比制御状態の場合とに分けて説明
したが、これらの制御を組み合わせて実行する構成とす
ることが好ましい。
Further, for simplicity, the theoretical air-fuel ratio time T
The transition to the lean air-fuel ratio may be regulated by comparing the cumulative intake air amount, the cumulative rotation speed and the fixed value when St or the stoichiometric air-fuel ratio is controlled. In the above embodiment, the case where the state before the stoichiometric air-fuel ratio control state is the fuel cut state and the case where it is the lean air-fuel ratio control state are described separately, but it is configured to execute these controls in combination. It is preferable.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
機関吸入混合気の空燃比が理論空燃比と該理論空燃比よ
りもリーンな空燃比とに切り換え制御される機関におい
て、継続的に理論空燃比に制御された期間が、排気浄化
触媒における酸素ストレージ量に相関する所定期間以上
になっているときに限って、理論空燃比からリーン空燃
比への切り換えを許可するようにしたので、排気浄化触
媒における酸素ストレージ量が通常よりも多くなってい
る状態で、リーン空燃比に切り換えられることを回避で
き、以て、理論空燃比からリーン空燃比への切り換えを
行うときに酸素ストレージ量が飽和するまでのタイムラ
グを確保することができ、空燃比切り換え時のNOx排
出量を確実に低く抑えることができるようになるという
効果がある。
As described above, according to the present invention,
In an engine in which the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is controlled by switching between the stoichiometric air-fuel ratio and an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the period during which the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled is the oxygen storage in the exhaust purification catalyst. The amount of oxygen storage in the exhaust gas purification catalyst is higher than usual because the switch from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio is allowed only when it is over a predetermined period that correlates with the amount. Therefore, it is possible to avoid switching to the lean air-fuel ratio, and thus it is possible to secure a time lag until the oxygen storage amount is saturated when switching from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio. There is an effect that the NOx emission amount can be reliably suppressed to a low level.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.

【図2】実施例のシステム構成を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a system configuration of an embodiment.

【図3】実施例の制御構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the embodiment.

【図4】第1実施例の空燃比制御を示すフローチャー
ト。
FIG. 4 is a flowchart showing the air-fuel ratio control of the first embodiment.

【図5】第1実施例の制御特性を示すタイムチャート。FIG. 5 is a time chart showing the control characteristics of the first embodiment.

【図6】第1実施例における比較値の特性を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing characteristics of comparative values in the first embodiment.

【図7】第2実施例の空燃比制御を示すフローチャー
ト。
FIG. 7 is a flowchart showing air-fuel ratio control of the second embodiment.

【図8】第2実施例の制御特性を示すタイムチャート。FIG. 8 is a time chart showing the control characteristics of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 5 燃料噴射弁 9a,9b 触媒コンバータ(排気浄化触媒) 10 コントロールユニット 11 エアフローメータ 12 クランク角センサ 13 水温センサ 1 Internal Combustion Engine 5 Fuel Injection Valve 9a, 9b Catalytic Converter (Exhaust Gas Purification Catalyst) 10 Control Unit 11 Air Flow Meter 12 Crank Angle Sensor 13 Water Temperature Sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】機関の排気通路に介装され酸素ストレージ
効果を有する排気浄化触媒と、 機関運転条件に応じて機関吸入混合気の空燃比を理論空
燃比と該理論空燃比よりもリーンな空燃比とに切り換え
制御する空燃比切り換え制御手段と、 前記空燃比切り換え制御手段による理論空燃比からリー
ン空燃比への切り換えを、継続的に理論空燃比に制御さ
れた期間が、前記排気浄化触媒における酸素ストレージ
量に相関する所定期間以上になっているときにのみ許可
する空燃比切り換え許可手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置。
1. An exhaust purification catalyst having an oxygen storage effect, which is provided in an exhaust passage of an engine, and a stoichiometric air-fuel ratio of an engine intake air-fuel mixture depending on engine operating conditions and an air leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio switching control means for switching control to the fuel ratio, and switching from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio by the air-fuel ratio switching control means, the period during which the stoichiometric air-fuel ratio is continuously controlled is in the exhaust purification catalyst. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio switching permission unit that permits only when a predetermined period of time or more that is correlated with the oxygen storage amount is exceeded.
【請求項2】前記期間が、機関吸入空気量の累積値,機
関回転数の累積値,時間のうちのいずれか1つによって
検出される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。
2. The empty space of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the period is detected by any one of a cumulative value of an engine intake air amount, a cumulative value of an engine speed, and a time. Fuel ratio control device.
【請求項3】前記空燃比切り換え許可手段における前記
所定期間が、理論空燃比に制御される前のリーン空燃比
制御状態又は燃料供給停止状態における機関吸入空気量
の累積値,機関回転数の累積値,制御継続時間のうちの
いずれか1つに応じて可変設定されることを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制
御装置。
3. The cumulative value of the engine intake air amount and the cumulative engine speed in the lean air-fuel ratio control state before the stoichiometric air-fuel ratio is controlled or the fuel supply is stopped during the predetermined period in the air-fuel ratio switching permission means. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control device is variably set according to any one of a value and a control duration time.
【請求項4】前記空燃比切り換え許可手段における前記
所定期間が、理論空燃比に制御される前が燃料供給停止
状態であったときに、該燃料供給の停止を開始させた機
関回転数に応じて可変設定されることを特徴とする請求
項1又は2のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装
置。
4. When the predetermined period of time in the air-fuel ratio switching permission means is in a fuel supply stopped state before the stoichiometric air-fuel ratio is controlled, the predetermined period is dependent on the engine speed at which the stop of the fuel supply is started. 3. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control device is variably set.
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KR100642266B1 (en) * 2004-07-09 2006-11-08 미츠비시덴키 가부시키가이샤 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

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