JPH08158915A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH08158915A JPH08158915A JP6299584A JP29958494A JPH08158915A JP H08158915 A JPH08158915 A JP H08158915A JP 6299584 A JP6299584 A JP 6299584A JP 29958494 A JP29958494 A JP 29958494A JP H08158915 A JPH08158915 A JP H08158915A
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- JP
- Japan
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- fuel ratio
- air
- ratio sensor
- air fuel
- catalytic converter
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒
コンバータの上流側に配置された第１空燃比センサと、
下流側に配置された第２空燃比センサとを有する内燃機
関の空燃比制御装置に関し、触媒の劣化時及び不活性時
にも、第２空燃比センサによって第１空燃比センサの基
準出力の良好な補正を実現することを目的とする。 【構成】 第１空燃比センサ２１の出力に基づき燃料噴
射量を制御すると共に、第２空燃比センサ２２により検
出される空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される
補正量を使用して、第１空燃比センサ２１の理論空燃比
に対応する基準出力を補正する空燃比制御装置におい
て、触媒コンバータ９の現状におけるＯ2 ストレージ能
力に応じて変化する変数に基づき、現状におけるＯ2 ス
トレージ能力が低い時ほど補正量を小さくするように変
更する。
コンバータの上流側に配置された第１空燃比センサと、
下流側に配置された第２空燃比センサとを有する内燃機
関の空燃比制御装置に関し、触媒の劣化時及び不活性時
にも、第２空燃比センサによって第１空燃比センサの基
準出力の良好な補正を実現することを目的とする。 【構成】 第１空燃比センサ２１の出力に基づき燃料噴
射量を制御すると共に、第２空燃比センサ２２により検
出される空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される
補正量を使用して、第１空燃比センサ２１の理論空燃比
に対応する基準出力を補正する空燃比制御装置におい
て、触媒コンバータ９の現状におけるＯ2 ストレージ能
力に応じて変化する変数に基づき、現状におけるＯ2 ス
トレージ能力が低い時ほど補正量を小さくするように変
更する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気通路の触媒コンバ
ータ上流側に配置された第１空燃比センサと、下流側に
配置された第２空燃比センサとによって混合気空燃比を
フィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置に関
する。
ータ上流側に配置された第１空燃比センサと、下流側に
配置された第２空燃比センサとによって混合気空燃比を
フィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気通路には、通常、酸化窒
素を還元すると同時に一酸化炭素及び炭化水素を酸化す
る三元触媒コンバータが配置されている。この三元触媒
コンバータは、排気ガスの空燃比が理論空燃比である時
に、前述のような良好な排気ガス浄化性能を発揮するも
のであるために、排気ガスの空燃比の変動に対して、リ
ーン状態の排気ガスから余剰の酸素を貯蔵し、排気ガス
がリッチ状態となっている時に貯蔵した酸素を放出する
Ｏ2 ストレージ能力が設けられている。
素を還元すると同時に一酸化炭素及び炭化水素を酸化す
る三元触媒コンバータが配置されている。この三元触媒
コンバータは、排気ガスの空燃比が理論空燃比である時
に、前述のような良好な排気ガス浄化性能を発揮するも
のであるために、排気ガスの空燃比の変動に対して、リ
ーン状態の排気ガスから余剰の酸素を貯蔵し、排気ガス
がリッチ状態となっている時に貯蔵した酸素を放出する
Ｏ2 ストレージ能力が設けられている。
【０００３】触媒コンバータの上流側に配置された第１
空燃比センサと下流側に配置された第２空燃比センサと
を具備する空燃比制御装置において、第１空燃比センサ
として排気ガスの空燃比程度を検出可能なリニア出力型
の空燃比センサを使用し、触媒コンバータの上流側にお
ける排気ガスの空燃比と理論空燃比との差に基づき、機
関運転状態により定まる基本燃料噴射量を補正制御する
空燃比制御装置が提案されている。
空燃比センサと下流側に配置された第２空燃比センサと
を具備する空燃比制御装置において、第１空燃比センサ
として排気ガスの空燃比程度を検出可能なリニア出力型
の空燃比センサを使用し、触媒コンバータの上流側にお
ける排気ガスの空燃比と理論空燃比との差に基づき、機
関運転状態により定まる基本燃料噴射量を補正制御する
空燃比制御装置が提案されている。
【０００４】この空燃比制御装置において、第２空燃比
センサは、それにより検出される触媒コンバータの下流
側における触媒のＯ2 ストレージ能力により比較的変動
の少ない排気ガスの空燃比と理論空燃比との差に基づ
き、第１空燃比センサの理論空燃比に対応する基準出力
を補正するためのものである。
センサは、それにより検出される触媒コンバータの下流
側における触媒のＯ2 ストレージ能力により比較的変動
の少ない排気ガスの空燃比と理論空燃比との差に基づ
き、第１空燃比センサの理論空燃比に対応する基準出力
を補正するためのものである。
【０００５】このような空燃比制御装置において、三元
触媒コンバータが劣化すると、Ｏ2ストレージ能力は低
減し、三元触媒コンバータの下流側における排気ガスの
空燃比は、上流側の排気ガスの空燃比と同様に変動する
ようになる。この時に、第２空燃比センサによる通常の
第１空燃比センサ基準出力補正が実施されると、空燃比
変動が小さいことを前提として補正量が設定されている
ために、三元触媒コンバータ上流側における正常な空燃
比の変動に対しても、第１空燃比センサの基準出力が大
きくずれているものとして補正を実施することになり、
混合気空燃比がハンチングする可能性がある。
触媒コンバータが劣化すると、Ｏ2ストレージ能力は低
減し、三元触媒コンバータの下流側における排気ガスの
空燃比は、上流側の排気ガスの空燃比と同様に変動する
ようになる。この時に、第２空燃比センサによる通常の
第１空燃比センサ基準出力補正が実施されると、空燃比
変動が小さいことを前提として補正量が設定されている
ために、三元触媒コンバータ上流側における正常な空燃
比の変動に対しても、第１空燃比センサの基準出力が大
きくずれているものとして補正を実施することになり、
混合気空燃比がハンチングする可能性がある。
【０００６】特開平３−２１７６３４号公報には、第１
空燃比センサの出力に基づき混合気空燃比を理論空燃比
を中心としてスキップ的に変動させ、第２空燃比センサ
の出力に基づき、この空燃比制御におけるリーン側及び
リッチ側の制御ゲインを増減させて第１空燃比センサの
基準出力のずれを補正する空燃比制御装置において、三
元触媒コンバータの劣化判定手段を具備し、三元触媒コ
ンバータが劣化した時には、制御ゲインを強制的に小さ
くする空燃比制御装置が記載されている。
空燃比センサの出力に基づき混合気空燃比を理論空燃比
を中心としてスキップ的に変動させ、第２空燃比センサ
の出力に基づき、この空燃比制御におけるリーン側及び
リッチ側の制御ゲインを増減させて第１空燃比センサの
基準出力のずれを補正する空燃比制御装置において、三
元触媒コンバータの劣化判定手段を具備し、三元触媒コ
ンバータが劣化した時には、制御ゲインを強制的に小さ
くする空燃比制御装置が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この空燃比制御装置に
よって、三元触媒コンバータが劣化した時には、混合気
空燃比の変動幅が小さくされるために、空燃比がハンチ
ングすることはないが、この時において、第１空燃比セ
ンサの基準出力のずれに対する補正は犠牲にされてお
り、燃焼及び排気エミッション悪化がもたらされる。ま
た、触媒コンバータの有するＯ2 ストレージ能力は、触
媒が活性化する以前においてはかなり低下するものであ
り、この時には、特に制御ゲインが小さくされないため
に、依然として混合気空燃比がハンチングする可能性が
ある。
よって、三元触媒コンバータが劣化した時には、混合気
空燃比の変動幅が小さくされるために、空燃比がハンチ
ングすることはないが、この時において、第１空燃比セ
ンサの基準出力のずれに対する補正は犠牲にされてお
り、燃焼及び排気エミッション悪化がもたらされる。ま
た、触媒コンバータの有するＯ2 ストレージ能力は、触
媒が活性化する以前においてはかなり低下するものであ
り、この時には、特に制御ゲインが小さくされないため
に、依然として混合気空燃比がハンチングする可能性が
ある。
【０００８】従って、本発明の目的は、排気通路におけ
る触媒コンバータの下流側に配置された第２空燃比セン
サにより、上流側に配置された第１空燃比センサの基準
出力を補正する空燃比制御装置において、触媒の劣化時
及び不活性時にも、良好な第１空燃比センサの基準出力
の補正を実現すると共に、混合気空燃比のハンチングを
防止することができる空燃比制御装置を提供することで
ある。
る触媒コンバータの下流側に配置された第２空燃比セン
サにより、上流側に配置された第１空燃比センサの基準
出力を補正する空燃比制御装置において、触媒の劣化時
及び不活性時にも、良好な第１空燃比センサの基準出力
の補正を実現すると共に、混合気空燃比のハンチングを
防止することができる空燃比制御装置を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の空燃比制御装置は、Ｏ2 ストレージ能力を有する
触媒コンバータと、排気通路の前記触媒コンバータの上
流側に配置された第１空燃比センサと、排気通路の前記
触媒コンバータの下流側に配置された第２空燃比センサ
とを具備し、前記第１空燃比センサの出力に基づき燃料
噴射量を制御すると共に、前記第２空燃比センサにより
検出される空燃比と理論空燃比との差に基づき決定され
る補正量を使用して、第１空燃比センサの理論空燃比に
対応する基準出力を補正する空燃比制御装置において、
前記触媒コンバータの現状におけるＯ2 ストレージ能力
に応じて変化する変数に基づき、前記現状におけるＯ2
ストレージ能力が低い時ほど前記補正量を小さくするよ
うに変更する補正量変更手段を、さらに具備することを
特徴とする。
機関の空燃比制御装置は、Ｏ2 ストレージ能力を有する
触媒コンバータと、排気通路の前記触媒コンバータの上
流側に配置された第１空燃比センサと、排気通路の前記
触媒コンバータの下流側に配置された第２空燃比センサ
とを具備し、前記第１空燃比センサの出力に基づき燃料
噴射量を制御すると共に、前記第２空燃比センサにより
検出される空燃比と理論空燃比との差に基づき決定され
る補正量を使用して、第１空燃比センサの理論空燃比に
対応する基準出力を補正する空燃比制御装置において、
前記触媒コンバータの現状におけるＯ2 ストレージ能力
に応じて変化する変数に基づき、前記現状におけるＯ2
ストレージ能力が低い時ほど前記補正量を小さくするよ
うに変更する補正量変更手段を、さらに具備することを
特徴とする。
【００１０】また、本発明による第二の内燃機関の空燃
比制御装置は、前述の第一の内燃機関の空燃比制御装置
において、前記現状におけるＯ2 ストレージ能力に応じ
て変化する変数として、前記第２空燃比センサの出力が
理論空燃比よりリッチ又はリーンを示す値からリーン又
はリッチを示す値へ反転する期間を使用することを特徴
とする。
比制御装置は、前述の第一の内燃機関の空燃比制御装置
において、前記現状におけるＯ2 ストレージ能力に応じ
て変化する変数として、前記第２空燃比センサの出力が
理論空燃比よりリッチ又はリーンを示す値からリーン又
はリッチを示す値へ反転する期間を使用することを特徴
とする。
【００１１】
【作用】前述の第一の内燃機関の空燃比制御装置は、排
気通路の触媒コンバータの上流側に配置された第１空燃
比センサの出力に基づき燃料噴射量が制御されると共
に、下流側に配置された第２空燃比センサにより検出さ
れる空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される補正
量を使用して第１空燃比センサの基準出力が補正され、
補正量変更手段が、このようにして決定される補正量
を、触媒コンバータの現状におけるＯ2 ストレージ能力
に応じて変化する変数に基づき、現状におけるＯ2 スト
レージ能力が低い時ほど小さくするように変更する。
気通路の触媒コンバータの上流側に配置された第１空燃
比センサの出力に基づき燃料噴射量が制御されると共
に、下流側に配置された第２空燃比センサにより検出さ
れる空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される補正
量を使用して第１空燃比センサの基準出力が補正され、
補正量変更手段が、このようにして決定される補正量
を、触媒コンバータの現状におけるＯ2 ストレージ能力
に応じて変化する変数に基づき、現状におけるＯ2 スト
レージ能力が低い時ほど小さくするように変更する。
【００１２】また、前述の第二の内燃機関の空燃比制御
装置は、前述の第一の内燃機関の空燃比制御装置におい
て、現状におけるＯ2 ストレージ能力が触媒の劣化又は
不活性によって低減された時には、触媒コンバータの上
流側の空燃比変動に対しての下流側に配置された第２空
燃比センサの出力の反転期間が短くなるために、現状に
おけるＯ2 ストレージ能力に応じて変化する変数とし
て、この反転期間を使用する。
装置は、前述の第一の内燃機関の空燃比制御装置におい
て、現状におけるＯ2 ストレージ能力が触媒の劣化又は
不活性によって低減された時には、触媒コンバータの上
流側の空燃比変動に対しての下流側に配置された第２空
燃比センサの出力の反転期間が短くなるために、現状に
おけるＯ2 ストレージ能力に応じて変化する変数とし
て、この反転期間を使用する。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明による空燃比制御装置が取り
付けられた内燃機関の概略断面図である。同図におい
て、１はピストン、２は燃焼室、３は燃焼室２を臨む点
火プラグである。吸気弁４を介して吸気通路５が、また
排気弁６を介して排気通路７が、それぞれ燃焼室２へ通
じている。吸気通路５には、気筒毎に燃料噴射弁８が配
置されている。
付けられた内燃機関の概略断面図である。同図におい
て、１はピストン、２は燃焼室、３は燃焼室２を臨む点
火プラグである。吸気弁４を介して吸気通路５が、また
排気弁６を介して排気通路７が、それぞれ燃焼室２へ通
じている。吸気通路５には、気筒毎に燃料噴射弁８が配
置されている。
【００１４】排気通路７には、酸化窒素を還元すると共
に一酸化炭素及び炭化水素を酸化する三元触媒コンバー
タ９が設けられている。この三元触媒コンバータ９は、
排気ガスの空燃比がリーンである時に余剰の酸素を貯蔵
し、排気ガスの空燃比がリッチとなる時にこの酸素を放
出するＯ2 ストレージ能力を有するものである。三元触
媒コンバータ９の上流側には、排気ガスの空燃比程度を
検出可能なリニア出力型の第１空燃比センサ２１が、ま
た下流側には、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍とな
る時に出力電圧が急変するステップ出力型の第２空燃比
センサ２２が、それぞれ配置され、これらが制御装置２
０に電気的に接続されている。制御装置２０には、機関
回転数を検出するための回転センサ２３、吸入空気量を
検出するエアフローメータ２４、及び冷却水温を検出す
る冷却水温センサ２５等の機関運転状態を把握するため
の各センサがさらに接続されている。
に一酸化炭素及び炭化水素を酸化する三元触媒コンバー
タ９が設けられている。この三元触媒コンバータ９は、
排気ガスの空燃比がリーンである時に余剰の酸素を貯蔵
し、排気ガスの空燃比がリッチとなる時にこの酸素を放
出するＯ2 ストレージ能力を有するものである。三元触
媒コンバータ９の上流側には、排気ガスの空燃比程度を
検出可能なリニア出力型の第１空燃比センサ２１が、ま
た下流側には、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍とな
る時に出力電圧が急変するステップ出力型の第２空燃比
センサ２２が、それぞれ配置され、これらが制御装置２
０に電気的に接続されている。制御装置２０には、機関
回転数を検出するための回転センサ２３、吸入空気量を
検出するエアフローメータ２４、及び冷却水温を検出す
る冷却水温センサ２５等の機関運転状態を把握するため
の各センサがさらに接続されている。
【００１５】制御装置２０による燃料噴射量制御は、燃
料増量が実施される機関冷間時等の特定運転状態を除
き、エアフローメータ２４により測定される吸入空気量
に対して理論空燃比を実現するための基本燃料噴射量を
決定し、第１空燃比センサ２１により測定される実際の
空燃比と理論空燃比との差に基づき、この基本燃料噴射
量を補正して実際に噴射する燃料量を決定するものであ
る。このような燃料噴射量制御において、第１空燃比セ
ンサ２１の出力、特にストイキ点には高い信頼性が要求
されるために、制御装置２０は、三元触媒コンバータ９
の下流側に配置されているために上流側の第１空燃比セ
ンサ２１に比較して劣化しにくく、かつストイキ近傍で
出力の急変する第２空燃比センサ２２を使用して、図２
に示す第１フローチャートに従って第１空燃比センサ２
１の理論空燃比に対する基準出力のずれを補正するよう
になっている。
料増量が実施される機関冷間時等の特定運転状態を除
き、エアフローメータ２４により測定される吸入空気量
に対して理論空燃比を実現するための基本燃料噴射量を
決定し、第１空燃比センサ２１により測定される実際の
空燃比と理論空燃比との差に基づき、この基本燃料噴射
量を補正して実際に噴射する燃料量を決定するものであ
る。このような燃料噴射量制御において、第１空燃比セ
ンサ２１の出力、特にストイキ点には高い信頼性が要求
されるために、制御装置２０は、三元触媒コンバータ９
の下流側に配置されているために上流側の第１空燃比セ
ンサ２１に比較して劣化しにくく、かつストイキ近傍で
出力の急変する第２空燃比センサ２２を使用して、図２
に示す第１フローチャートに従って第１空燃比センサ２
１の理論空燃比に対する基準出力のずれを補正するよう
になっている。
【００１６】第１フローチャートは、機関始動と同時に
開始され、所定期間毎に繰り返えされるものである。ま
ず、ステップ１０１において、前述した第１空燃比セン
サ２１による燃料噴射量制御が実施されているかどうか
が判断される。この判断が肯定される時には、ステップ
１０２において、第２空燃比センサ２２が活性化してい
るかどうかが判断される。この判断には、冷却水温セン
サ２５により検出される機関温度としての冷却水温等が
利用可能である。ステップ１０１の判断が否定される時
には第１空燃比センサ２１の基準出力補正は必要なく、
またステップ１０２における判断が否定される時には第
１空燃比センサ２１の基準出力補正は不可能であり、い
ずれの場合もそのまま終了する。
開始され、所定期間毎に繰り返えされるものである。ま
ず、ステップ１０１において、前述した第１空燃比セン
サ２１による燃料噴射量制御が実施されているかどうか
が判断される。この判断が肯定される時には、ステップ
１０２において、第２空燃比センサ２２が活性化してい
るかどうかが判断される。この判断には、冷却水温セン
サ２５により検出される機関温度としての冷却水温等が
利用可能である。ステップ１０１の判断が否定される時
には第１空燃比センサ２１の基準出力補正は必要なく、
またステップ１０２における判断が否定される時には第
１空燃比センサ２１の基準出力補正は不可能であり、い
ずれの場合もそのまま終了する。
【００１７】ステップ１０２における判断が肯定される
時、すなわち、第２空燃比センサ２２が活性化している
時には、ステップ１０３に進み、第２空燃比センサ２２
の理論空燃比に対応する基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば０．
４５Ｖ）と現在の出力電圧Ｖとの差Ｖｄが算出され、ス
テップ１０４において、この差Ｖｄの前回までの合計Ｔ
Ｖｄ（機関始動時において０にリセットされている）に
今回の差Ｖｄが加えられ、今回までの新たな差の合計Ｔ
Ｖｄが算出される。
時、すなわち、第２空燃比センサ２２が活性化している
時には、ステップ１０３に進み、第２空燃比センサ２２
の理論空燃比に対応する基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば０．
４５Ｖ）と現在の出力電圧Ｖとの差Ｖｄが算出され、ス
テップ１０４において、この差Ｖｄの前回までの合計Ｔ
Ｖｄ（機関始動時において０にリセットされている）に
今回の差Ｖｄが加えられ、今回までの新たな差の合計Ｔ
Ｖｄが算出される。
【００１８】次に、ステップ１０５に進み、図３に示す
第２フローチャートにより決定される第２空燃比センサ
２２の現在の出力反転時間Ｔを基に、図４に示すマップ
から第１係数ａを決定する。図４に示すマップにおい
て、第１係数ａは、出力反転時間Ｔが比較的短い時には
０であり、その後、出力反転時間Ｔの増加に伴い大きく
なり、出力反転時間Ｔが比較的長い時には所定値となる
ように設定されている。
第２フローチャートにより決定される第２空燃比センサ
２２の現在の出力反転時間Ｔを基に、図４に示すマップ
から第１係数ａを決定する。図４に示すマップにおい
て、第１係数ａは、出力反転時間Ｔが比較的短い時には
０であり、その後、出力反転時間Ｔの増加に伴い大きく
なり、出力反転時間Ｔが比較的長い時には所定値となる
ように設定されている。
【００１９】ここで、図３に示す第２フローチャートを
説明する。本フローチャートは、機関始動と同時に開始
され、所定期間、例えば６５ｍｓ毎に繰り返されるもの
である。まずステップ２０１において、当初０にリセッ
トされているカウント値ｎを１だけ増加させ、ステップ
２０２に進む。ステップ２０２において、第２空燃比セ
ンサ２２の現在の出力電圧Ｖが理論空燃比を示す基準電
圧Ｖｒｅｆ未満であるかどうかが判断される。この判断
が肯定される時、すなわち三元触媒コンバータ９の下流
側における排気ガスの空燃比がリーンである時には、ス
テップ２０３に進み、フラグＦが１であるかどうかが判
断される。
説明する。本フローチャートは、機関始動と同時に開始
され、所定期間、例えば６５ｍｓ毎に繰り返されるもの
である。まずステップ２０１において、当初０にリセッ
トされているカウント値ｎを１だけ増加させ、ステップ
２０２に進む。ステップ２０２において、第２空燃比セ
ンサ２２の現在の出力電圧Ｖが理論空燃比を示す基準電
圧Ｖｒｅｆ未満であるかどうかが判断される。この判断
が肯定される時、すなわち三元触媒コンバータ９の下流
側における排気ガスの空燃比がリーンである時には、ス
テップ２０３に進み、フラグＦが１であるかどうかが判
断される。
【００２０】フラグＦは機関始動時において０にリセッ
トされているために、この判断は否定されてステップ２
０４に進み、カウント値ｎは０にリセットされる。三元
触媒コンバータ９の下流側における排気ガスの空燃比が
リーンに維持される限り、この流れが繰り返され、カウ
ント値ｎは０に保持されるが、リッチとなると、ステッ
プ２０２における判断が否定されてステップ２０５に進
み、フラグＦが１とされ終了する。排気ガスの空燃比が
リッチに維持される限り、カウント値ｎは第２フローチ
ャートが繰り返される毎に１づつ増加される。
トされているために、この判断は否定されてステップ２
０４に進み、カウント値ｎは０にリセットされる。三元
触媒コンバータ９の下流側における排気ガスの空燃比が
リーンに維持される限り、この流れが繰り返され、カウ
ント値ｎは０に保持されるが、リッチとなると、ステッ
プ２０２における判断が否定されてステップ２０５に進
み、フラグＦが１とされ終了する。排気ガスの空燃比が
リッチに維持される限り、カウント値ｎは第２フローチ
ャートが繰り返される毎に１づつ増加される。
【００２１】三元触媒コンバータ９の下流側における排
気ガスの空燃比が再びリーンとなると、ステップ２０２
における判断が肯定されてステップ２０３に進む。この
時には、フラグＦは１であるために、ステップ２０３に
おける判断が肯定されてステップ２０６に進む。ステッ
プ２０６において、現在のカウント値ｎに本フローチャ
ートの実行間隔６５ｍｓが乗算された値が第２空燃比セ
ンサ２１の出力反転時間Ｔとされ、次にステップ２０７
においてフラグＦが０とされ終了する。
気ガスの空燃比が再びリーンとなると、ステップ２０２
における判断が肯定されてステップ２０３に進む。この
時には、フラグＦは１であるために、ステップ２０３に
おける判断が肯定されてステップ２０６に進む。ステッ
プ２０６において、現在のカウント値ｎに本フローチャ
ートの実行間隔６５ｍｓが乗算された値が第２空燃比セ
ンサ２１の出力反転時間Ｔとされ、次にステップ２０７
においてフラグＦが０とされ終了する。
【００２２】本フローチャートによれば、図５に示すよ
うに、三元触媒コンバータ９の下流側における排気ガス
の空燃比がリーンからリッチに変化してから、その後再
びリーンへ変化するまでの時間が、出力反転時間Ｔとし
て更新される。
うに、三元触媒コンバータ９の下流側における排気ガス
の空燃比がリーンからリッチに変化してから、その後再
びリーンへ変化するまでの時間が、出力反転時間Ｔとし
て更新される。
【００２３】このように更新される第２空燃比センサ２
２の出力反転時間Ｔに基づき、マップから決定される第
１補正係数ａを使用して、第１フローチャートにおける
ステップ１０６において、次式（１）によって第１空燃
比センサ２１の補正電圧Ｖｃが算出される。 Ｖｃ＝ａ＊Ｖｄ＋ｂ＊ＴＶｄ −−− （１） ここで、ｂは比較的小さな所定の第２係数である。
２の出力反転時間Ｔに基づき、マップから決定される第
１補正係数ａを使用して、第１フローチャートにおける
ステップ１０６において、次式（１）によって第１空燃
比センサ２１の補正電圧Ｖｃが算出される。 Ｖｃ＝ａ＊Ｖｄ＋ｂ＊ＴＶｄ −−− （１） ここで、ｂは比較的小さな所定の第２係数である。
【００２４】このように、第１空燃比センサ２１の補正
電圧Ｖｃは、第２空燃比センサ２１における基準電圧Ｖ
ｒｅｆと実際の測定電圧Ｖとの差Ｖｄに応じて変化する
比例項（ａ＊Ｖｄ）と、これまでの差Ｖｄの合計ＴＶｄ
に応じて変化する積分項（ｂ＊ＴＶｄ）との和として計
算されるものである。比例項は、差Ｖｄを直接的に使用
するために第１空燃比センサ２１の基準出力が瞬間的に
大きくずれた場合の補正に有効に機能するものであり、
また積分項は、これまでの差Ｖｄを平均的に使用するた
めに第１空燃比センサ２１の基準出力が徐々にずれるよ
うな場合の補正に有効に機能する。
電圧Ｖｃは、第２空燃比センサ２１における基準電圧Ｖ
ｒｅｆと実際の測定電圧Ｖとの差Ｖｄに応じて変化する
比例項（ａ＊Ｖｄ）と、これまでの差Ｖｄの合計ＴＶｄ
に応じて変化する積分項（ｂ＊ＴＶｄ）との和として計
算されるものである。比例項は、差Ｖｄを直接的に使用
するために第１空燃比センサ２１の基準出力が瞬間的に
大きくずれた場合の補正に有効に機能するものであり、
また積分項は、これまでの差Ｖｄを平均的に使用するた
めに第１空燃比センサ２１の基準出力が徐々にずれるよ
うな場合の補正に有効に機能する。
【００２５】三元触媒コンバータ９の有するＯ2 ストレ
ージ能力が十分に発揮されている場合、すなわち、触媒
が劣化しておらず、また十分に活性化している場合に
は、第１空燃比センサ２１の出力に基づく燃料噴射量制
御による混合気空燃比の変動に対して、三元触媒コンバ
ータ９の下流側における排気ガスの空燃比の変動は、振
幅が小さく抑制され、変動周期が長いものとなるが、現
状におけるＯ2 ストレージ能力が触媒劣化又は触媒不活
性によって低下すると、三元触媒コンバータ９の下流側
における排気ガスの空燃比変動は、混合気空燃比変動に
近づき、その振幅が大きくなり、変動周期が短くなる。
ージ能力が十分に発揮されている場合、すなわち、触媒
が劣化しておらず、また十分に活性化している場合に
は、第１空燃比センサ２１の出力に基づく燃料噴射量制
御による混合気空燃比の変動に対して、三元触媒コンバ
ータ９の下流側における排気ガスの空燃比の変動は、振
幅が小さく抑制され、変動周期が長いものとなるが、現
状におけるＯ2 ストレージ能力が触媒劣化又は触媒不活
性によって低下すると、三元触媒コンバータ９の下流側
における排気ガスの空燃比変動は、混合気空燃比変動に
近づき、その振幅が大きくなり、変動周期が短くなる。
【００２６】それにより、三元触媒コンバータ９の下流
側における排気ガスの空燃比変動の変動周期、すなわ
ち、第２空燃比センサ２２の出力反転時間Ｔを測定する
ことによって触媒の現状におけるＯ2 ストレージ能力を
把握することができ、また、第２空燃比センサ２２によ
って測定される排気ガスの空燃比と理論空燃比との差
は、第１空燃比センサの基準出力のずれが大きいほど大
きくなると共に、触媒の現状におけるＯ2 ストレージ能
力が低いほど大きくなる。
側における排気ガスの空燃比変動の変動周期、すなわ
ち、第２空燃比センサ２２の出力反転時間Ｔを測定する
ことによって触媒の現状におけるＯ2 ストレージ能力を
把握することができ、また、第２空燃比センサ２２によ
って測定される排気ガスの空燃比と理論空燃比との差
は、第１空燃比センサの基準出力のずれが大きいほど大
きくなると共に、触媒の現状におけるＯ2 ストレージ能
力が低いほど大きくなる。
【００２７】従って、第２空燃比センサ２２の出力反転
時間Ｔ、すなわち、触媒の現状におけるＯ2 ストレージ
能力に応じて、第１空燃比センサ２１の補正電圧Ｖｃの
比例項に使用される第１係数ａを決定することで、正確
な補正電圧Ｖｃの算出が可能となり、第１空燃比センサ
２１の基準電圧の良好な補正が実施される。
時間Ｔ、すなわち、触媒の現状におけるＯ2 ストレージ
能力に応じて、第１空燃比センサ２１の補正電圧Ｖｃの
比例項に使用される第１係数ａを決定することで、正確
な補正電圧Ｖｃの算出が可能となり、第１空燃比センサ
２１の基準電圧の良好な補正が実施される。
【００２８】触媒の現状におけるＯ2 ストレージ能力が
かなり低下している場合には、混合気空燃比の変動と触
媒コンバータ９の下流側における排気ガスの空燃比変動
とが、ほぼ一致するために、第２空燃比センサ２２の出
力反転時間Ｔが比較的小さくなり、第１係数ａは０とさ
れる。この時には、第２空燃比センサ２２によって測定
される排気ガスの空燃比と理論空燃比との差は比較的大
きくなるが、この差において、混合気空燃比の変動分が
占める割合が大きいものであるのに対して、第１空燃比
センサ２１の基準出力のずれ分が占める割合は小さいた
めに、この差を直接的に使用する比例項は０とされ、積
分項だけで補正電圧Ｖｃが算出され、それにより、第１
空燃比センサ２１の基準電圧の良好な補正が維持される
と共に、過補正に伴い混合気空燃比がハンチングするこ
とは防止される。
かなり低下している場合には、混合気空燃比の変動と触
媒コンバータ９の下流側における排気ガスの空燃比変動
とが、ほぼ一致するために、第２空燃比センサ２２の出
力反転時間Ｔが比較的小さくなり、第１係数ａは０とさ
れる。この時には、第２空燃比センサ２２によって測定
される排気ガスの空燃比と理論空燃比との差は比較的大
きくなるが、この差において、混合気空燃比の変動分が
占める割合が大きいものであるのに対して、第１空燃比
センサ２１の基準出力のずれ分が占める割合は小さいた
めに、この差を直接的に使用する比例項は０とされ、積
分項だけで補正電圧Ｖｃが算出され、それにより、第１
空燃比センサ２１の基準電圧の良好な補正が維持される
と共に、過補正に伴い混合気空燃比がハンチングするこ
とは防止される。
【００２９】
【発明の効果】本発明による第一の内燃機関の空燃比制
御装置によれば、排気通路の触媒コンバータの上流側に
配置された第１空燃比センサの出力に基づき燃料噴射量
が制御されると共に、下流側に配置された第２空燃比セ
ンサにより検出される空燃比と理論空燃比との差に基づ
き決定される補正量を使用して第１空燃比センサの基準
出力が補正される空燃比制御装置において、触媒コンバ
ータの現状におけるＯ2ストレージ能力が低下している
時ほど、混合気空燃比の変動が影響して大きくなる補正
量を、補正量変更手段が、現状におけるＯ2 ストレージ
能力が低い時ほど小さくするように変更して適正な値と
するために、第１空燃比センサの基準出力の正確な補正
が実行される。それにより、第１空燃比センサの基準出
力の過補正により、混合気空燃比がハンチングして、ド
ライバビリティが悪化することは防止される。
御装置によれば、排気通路の触媒コンバータの上流側に
配置された第１空燃比センサの出力に基づき燃料噴射量
が制御されると共に、下流側に配置された第２空燃比セ
ンサにより検出される空燃比と理論空燃比との差に基づ
き決定される補正量を使用して第１空燃比センサの基準
出力が補正される空燃比制御装置において、触媒コンバ
ータの現状におけるＯ2ストレージ能力が低下している
時ほど、混合気空燃比の変動が影響して大きくなる補正
量を、補正量変更手段が、現状におけるＯ2 ストレージ
能力が低い時ほど小さくするように変更して適正な値と
するために、第１空燃比センサの基準出力の正確な補正
が実行される。それにより、第１空燃比センサの基準出
力の過補正により、混合気空燃比がハンチングして、ド
ライバビリティが悪化することは防止される。
【００３０】また、本発明による第二の内燃機関の空燃
比制御装置によれば、前述の第一の内燃機関の空燃比制
御装置において、現状におけるＯ2 ストレージ能力が触
媒の劣化又は不活性によって低減された時には、触媒コ
ンバータの上流側の空燃比変動に対しての下流側に配置
された第２空燃比センサの出力の反転期間が短くなるこ
とに注目し、現状におけるＯ2 ストレージ能力に応じて
変化する変数として、この反転期間を使用するために、
触媒の劣化程度又は不活性程度のいずれによっても変化
するＯ2 ストレージ能力に対して、簡単に触媒コンバー
タの現状におけるＯ2 ストレージ能力を把握することが
でき、補正量変更手段による補正量の変更を特別なセン
サを設けることなく容易に行うことが可能となる。
比制御装置によれば、前述の第一の内燃機関の空燃比制
御装置において、現状におけるＯ2 ストレージ能力が触
媒の劣化又は不活性によって低減された時には、触媒コ
ンバータの上流側の空燃比変動に対しての下流側に配置
された第２空燃比センサの出力の反転期間が短くなるこ
とに注目し、現状におけるＯ2 ストレージ能力に応じて
変化する変数として、この反転期間を使用するために、
触媒の劣化程度又は不活性程度のいずれによっても変化
するＯ2 ストレージ能力に対して、簡単に触媒コンバー
タの現状におけるＯ2 ストレージ能力を把握することが
でき、補正量変更手段による補正量の変更を特別なセン
サを設けることなく容易に行うことが可能となる。
【図１】本発明による空燃比制御装置が取り付けられた
内燃機関の概略断面図である。
内燃機関の概略断面図である。
【図２】第１空燃比センサの補正電圧を決定するための
第１フローチャートである。
第１フローチャートである。
【図３】第２空燃比センサの出力反転時間を決定するた
めの第２フローチャートである。
めの第２フローチャートである。
【図４】第１フローチャートに使用される第１係数を決
定するためのマップである。
定するためのマップである。
【図５】第２空燃比センサの出力電圧及び第２フローチ
ャートにより更新される出力反転時間のタイムチャート
である。
ャートにより更新される出力反転時間のタイムチャート
である。
２…燃焼室 ７…排気通路 ９…三元触媒コンバータ ２０…制御装置 ２１…第１空燃比センサ ２２…第２空燃比センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバ
ータと、排気通路の前記触媒コンバータの上流側に配置
された第１空燃比センサと、排気通路の前記触媒コンバ
ータの下流側に配置された第２空燃比センサとを具備
し、前記第１空燃比センサの出力に基づき燃料噴射量を
制御すると共に、前記第２空燃比センサにより検出され
る空燃比と理論空燃比との差に基づき決定される補正量
を使用して、第１空燃比センサの理論空燃比に対応する
基準出力を補正する空燃比制御装置において、前記触媒
コンバータの現状におけるＯ2 ストレージ能力に応じて
変化する変数に基づき、前記現状におけるＯ2 ストレー
ジ能力が低い時ほど前記補正量を小さくするように変更
する補正量変更手段を、さらに具備することを特徴とす
る内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】 前記現状におけるＯ2 ストレージ能力に
応じて変化する変数として、前記第２空燃比センサの出
力が理論空燃比よりリッチ又はリーンを示す値からリー
ン又はリッチを示す値へ反転する期間を使用することを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299584A JPH08158915A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US08/565,507 US5609025A (en) | 1994-12-02 | 1995-11-30 | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299584A JPH08158915A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158915A true JPH08158915A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=17874530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6299584A Pending JPH08158915A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5609025A (ja) |
| JP (1) | JPH08158915A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012039064A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2012097671A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
| WO2012098641A1 (ja) | 2011-01-18 | 2012-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5996337A (en) * | 1998-02-06 | 1999-12-07 | Engelhard Corporation | Dynamic calorimetric sensor system |
| US6513321B2 (en) * | 1999-12-28 | 2003-02-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine |
| AU2013376223B2 (en) * | 2013-01-29 | 2016-01-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03217634A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの空燃比制御装置 |
| 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 |
| JP3300012B2 (ja) * | 1992-03-16 | 2002-07-08 | マツダ株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
| JPH05296088A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-09 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の異常検出装置 |
| US5433074A (en) * | 1992-07-30 | 1995-07-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an engine |
| JP2858288B2 (ja) * | 1993-09-02 | 1999-02-17 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の空燃比制御装置における自己診断装置 |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP6299584A patent/JPH08158915A/ja active Pending
-
1995
- 1995-11-30 US US08/565,507 patent/US5609025A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012039064A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| CN102575602A (zh) * | 2010-09-24 | 2012-07-11 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的空燃比控制装置 |
| JP4973807B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE112010005904T5 (de) | 2010-09-24 | 2013-07-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine |
| US9188072B2 (en) | 2010-09-24 | 2015-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
| DE112010005904B4 (de) * | 2010-09-24 | 2016-05-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine |
| JP2012097671A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
| WO2012098641A1 (ja) | 2011-01-18 | 2012-07-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| CN103270282A (zh) * | 2011-01-18 | 2013-08-28 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的空燃比控制装置 |
| CN103270282B (zh) * | 2011-01-18 | 2016-01-06 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的空燃比控制装置 |
| US9261032B2 (en) | 2011-01-18 | 2016-02-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5609025A (en) | 1997-03-11 |
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