JPH09126040A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH09126040A
JPH09126040A JP7285640A JP28564095A JPH09126040A JP H09126040 A JPH09126040 A JP H09126040A JP 7285640 A JP7285640 A JP 7285640A JP 28564095 A JP28564095 A JP 28564095A JP H09126040 A JPH09126040 A JP H09126040A
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Japan
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air
internal combustion
combustion engine
fuel ratio
trigger signal
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Tomohiko Otani
朝彦 大谷
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Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1408Dithering techniques
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の浄化率を最大限に引き出すと共に、運
転性の悪化を防止する。 【解決手段】 内燃機関への供給混合気の空燃比に振幅
を与え、その空燃比振幅は内燃機関の運転状態、触媒の
浄化能力に基づいて可変とし、その空燃比振幅に対応し
て点火時期に振幅を与え、その点火時期振幅は内燃機関
の運転状態や前記空燃比振幅に応じて可変としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に、触媒の浄化性能を最大限に引き出すと
共に、車両等の運転性悪化を防止する内燃機関の制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】環境保護の見地から車両の排気ガスの各
成分に対する規制が強化されていると共に、排気ガスを
効率よく浄化するために数々の手段が提案されている。
特に、触媒を使用して排気ガスを浄化する場合、如何に
触媒の浄化作用を最大限に引き出すかが重要課題であ
り、従来技術、例えば、特開昭62−203946号公
報、及び、特開平2−271046号公報には、理論空
燃比を中心にして空燃比を変動させると触媒の浄化率が
向上する現象を利用した手段が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、該現象を利
用するために、前記の従来技術では、内燃機関への供給
燃料量を微小振動させる事が行われている。ただし、図
7、図9に示すように、その微小振動には、触媒の浄化
率の向上に適した振動振幅と振動周期が存在するが、内
燃機関の発生トルクにも変動を起こすので、運転性を犠
牲にしないためには触媒にとって理想的な振動周期、振
動振幅の適用を断念せざるを得ないという問題があっ
た。また、該触媒がまだ十分に活性化していなかった
り、或いは、浄化性能が劣化している状況下では、触媒
が十分にその浄化能力を発揮できる状況にある場合に適
した前記供給燃料の振動周期、振動振幅を適用すると、
触媒は排気ガスを浄化しきれず、かえって排出ガス成分
を悪化させるという問題があった。
【0004】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、空燃比を変
動させることで触媒の浄化率を最大限に引き出すと共
に、運転性の悪化を防止できる内燃機関の制御装置を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気ガ
スを浄化する触媒と、内燃機関の運転状態を検出する内
燃機関運転状態検出手段と、該運転状態に応じて供給す
る混合気の空燃比或いは内燃機関の発生トルクを制御す
る内燃機関制御手段と、該空燃比をリッチ側若しくはリ
ーン側へ変化させるトリガ信号を発生させるトリガ信号
発生手段と、該トリガ信号に応じて前記空燃比をリッチ
側、若しくは、リーン側へ変化させる空燃比調整手段と
を有し、前記トリガ信号に基づいて前記発生トルクを補
正することを特徴とし、トルク変動を抑制しながら触媒
の浄化作用を最大限に引き出すことができる。
【0006】また、前記触媒の排気ガス浄化能力の現状
態を検出する浄化能力検出手段を備え、前記空燃比調整
手段による空燃比の変化幅を、前記内燃機関の運転状
態、もしくは、前記浄化能力検出結果に基づいて変更す
ることを特徴とし、内燃機関の運転状態の如何に関わら
ず、さらには、触媒が未活性状態あるいは劣化状態の場
合でも触媒の浄化能力に応じた制御が可能である。
【0007】更に、前記トリガ信号が所定の時間間隔毎
に発生され、該トリガ信号は、前記空燃比をリッチ側に
変化させる場合に発生トルクを減少させるか、あるい
は、該トリガ信号が前記空燃比をリーン側に変化させる
場合に発生トルクを増加させるかの何れか一つのトルク
補正方向を決定するトルク補正方向決定手段を有し、該
決定結果に基づいた方向にトルク補正を施すことを特徴
とし、前記トリガ信号の発生時間間隔は、前記内燃機関
の運転状態、或いは、前記触媒浄化能力検出結果に基づ
いて可変であることを特徴としている。
【0008】更にまた、前記触媒の上流に設置され、排
気ガス成分から空燃比を検出する空燃比センサと、前記
空燃比センサの出力信号に応じて前記内燃機関への供給
混合気の空燃比を目標値に制御する空燃比制御手段と、
前記空燃比センサの出力信号を所定値と比較し、供給混
合気の空燃比がリッチかリーンかを判定するリッチリー
ン判定出段と備え、前記トリガ信号が該判定結果がリッ
チからリーン、或いは、リーンからリッチに反転した際
に発生され、該判定結果がリッチからリーンに反転した
場合のトリガ信号に対しては発生トルクを増加させる
か、あるいは、リーンからリッチに反転した場合のトリ
ガ信号に対しては発生トルクを減少させるかの何れか一
つのトルク補正方向を決定するトルク補正方向決定手段
を備え、該決定結果に基づいた方向にトルク補正を施す
とを特徴としている。
【0009】前記内燃機関の運転状態或いは前記空燃比
調整手段による空燃比変化幅に基づいてトルク補正量を
決定するトルク補正量決定手段を備え、該決定結果に基
づいて前記トルク補正の補正量が可変とすることを特徴
とし、前記トルク補正量決定手段により決定されたトル
ク補正量は前記トリガ信号発生当初にトルク補正量の初
期値として適用され、その後徐々に減少するようにトル
ク補正量を制御するトルク補正量制御手段を備え、該制
御結果に基づいてトルク補正を行うことを特徴としてい
る。
【0010】更にまた、前記トリガ信号の発生間隔を測
定するトリガ信号間隔測定手段を備え、前記トルク補正
の補正幅の減少速度が前記内燃機関の運転状態、もしく
は、前記トリガ信号間隔測定手段で測定した前記トリガ
信号の発生間隔の何れかに応じて可変であることを特徴
とし、前記トリガ信号から前記トルク補正を開始するま
での所定の遅れ時間が設定可能である遅れ時間設定手段
を備え、該手段によって設定された遅れ時間に基づいて
前記トルク補正を開始することを特徴としている。
【0011】更にまた、前記所定の遅れ時間が、前記内
燃機関の運転状態に基づいて可変であることを特徴と
し、前記内燃機関の発生トルクの補正が、点火時期、燃
料噴射時期、排気ガス環流量、吸入空気量、ガス流動、
燃料粒径、吸・排気弁タイミング、吸気弁リフト量、吸
気管長、及び、機関負荷の何れか一つ以上を調整して制
御することを特徴としている。
【0012】前述の如く構成された本発明に係る内燃機
関制御装置の内燃機関運転状態検出手段は、内燃機関の
回転数、負荷、冷却水温、スロットル開度、またそれら
の変化の度合等の内燃機関が動作している状況を検出す
るものであり、内燃機関制御手段が、内燃機関運転状態
に応じて内燃機関への供給燃料量、吸入空気量、供給混
合気の空燃比、点火時期、燃料噴射時期、排気ガス環流
量、吸入空気量、ガス流動、燃料粒径、吸・排気弁タイ
ミング、吸気弁リフト量、吸気管長、機関負荷などを制
御するものである。
【0013】トリガ信号発生手段は、内燃機関への供給
混合気の空燃比をリッチ側、若しくは、リーン側へ変化
させるトリガ信号を発生させるものであり、前記内燃機
関運転状態に基づいてトリガ信号を発生させるか否かの
判定をし、発生させる場合は自分自身で生成するか、或
いは、外部信号に応じてトリガ信号を発生させるもので
ある。浄化能力検出手段は、触媒の活性化状態や排気ガ
スの浄化能力の劣化度を検出するものである。
【0014】空燃比センサは、排気ガス成分から空燃比
を検出するものであり、空燃比制御手段は、空燃比検出
手段による検出結果によって、内燃機関に供給する混合
気の空燃比を目標空燃比に制御するように、供給する燃
料量や空気量を適宜制御するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
の形態について説明する。図1は、本実施の形態の内燃
機関及び該内燃機関の制御装置の全体構成を示たもので
ある。内燃機関1の気筒には、ピストン1a、シリンダ
1bで構成される燃焼室1cがあり、該燃焼室1cの上
部には、吸気管1dと排気管1eとが接続されている。
【0016】前記吸気管1dには、燃料タンク11、キ
ャニスタ12、サージ制御弁等からなる燃料供給系から
供給される燃料を噴射するインジェクタ8、及び、アイ
ドル時流量調整バルブ10等が配置されると共に、前記
燃焼室1cには点火プラグ9、前記排気管1eには、触
媒装置15が配置されている。また、前記吸気管1d及
び排気管1eにはEGRソレノイドバルブ14、排気ガ
ス環流弁14a等のEGER機構が配置されている。前
記内燃機関1には、該内燃機関1の運転状態を検出する
ための内燃機関運転状態検出手段である回転速度センサ
2、冷却水温センサ3、吸入空気量センサ4、スロット
ル開度センサ5が配置されている。更に、内燃機関1の
空燃比を検出する空燃比センサ7が前記排気管1に配置
されている。
【0017】制御装置6は、前記各種の検出センサーで
ある内燃機関運転状態検出手段からの検出信号を取り込
み、それらの検出結果に基づいて燃料噴射用インジェク
タ8、点火コイル(図示省略)、点火プラグ9、アイド
ル時空気流量調整バルブ10等を制御する。前記制御装
置6は、後述する内燃機関制御手段、トリガ信号発生手
段、空燃比調整手段、浄化能力検出手段、空燃比制御手
段、及び、リッチリーン判定手段等で構成されている。
【0018】該制御装置6は、図2に示す如く、入力回
路191、A/D変換部192、中央演算部193、R
OM194、RAM195、及び、出力回路196を含
んだ構成とされている。入力回路191は、入力信号1
90(例えば、冷却水温センサ3、吸入空気量センサ
4、スロットル開度センサ5、及び、空燃比センサ7等
からの信号)を受け付けて、該信号からノイズ成分の除
去等を行い、当該信号をA/D変換部192に出力する
ためのものである。A/D変換部192は、該信号をA
/D変換し、中央演算部193に出力するためのもので
ある。中央演算部93は、該A/D変換結果を取り込
み、ROM194に記憶された所定のプログラムを実行
することによって、前記各制御及び診断等を実行する機
能を備えている。なお、演算結果、及び、前記A/D変
換結果は、RAM195に一時保管されると共に、該演
算結果は、出力回路196を通じて制御出力信号197
として出力され、燃料インジェクタ8等の制御に用いる
構成となっている。但し、制御装置6の構成はこれに限
定されるものではない。
【0019】図3は、本実施の形態の制御装置の制御機
能の構成を示すものである。内燃機関運転状態検出手段
20で得られた内燃機関1の各種の運転状態情報20a
は、内燃機関制御手段21に伝達され、該運転情報20
aに応じて点火時期制御手段21a、及び、燃料噴射制
御手段21bによって制御を行うことで内燃機関1の運
転状態が制御される。
【0020】また、運転状態情報20aは、トリガ信号
発生手段22に伝達され、該トリガ信号22aを発生す
るか否かの判定に用いられる。例えば、冷却水温センサ
3が所定水温以上を示しているか、回転速度センサ2が
所定回転速度以上を示してから所定時間以上経過した
か、或いは、排気温度センサ(図示省略)が所定排気温
度以上を継続して示しているか等を確認することによ
り、トリガ信号22aを発生して良いかどうかを判定す
る。トリガ信号22aを発生して良いと判定した場合
は、運転状態情報20aと、触媒浄化能力検出手段29
による浄化能力検出情報29aに応じてトリガ信号発生
の時間間隔を決定し、該決定に基づいてトリガ信号22
aを発生する。なお、前記浄化能力検出情報29aが触
媒装置15の所定以上の劣化を示している場合は、トリ
ガ信号22aの発生自体を停止するようにすることもで
きる。
【0021】触媒浄化能力検出手段29は、前記排気温
度センサの信号に応じて触媒が活性化しているかどうか
を判定するか、もしくは、触媒装置15の下流に設けら
れた空燃比センサ(図示省略)の信号の空燃比制御中に
おける出力反転回数から触媒の劣化度を求める事に依っ
て実現できるが、無論それらに限定されるものではな
い。
【0022】発生されたトリガ信号22aに同期して与
えられる内燃機関1への供給混合気の空燃比の振幅をど
の程度にするかを空燃比調整手段24によって決定す
る。該空燃比調整手段24は、浄化能力検出情報29
a、及び、運転状態情報20aに基づいて内燃機関1へ
の供給混合気の空燃比の振幅を決定する。前記空燃比調
整手段24によって決定された前記トリガ信号22aに
同期した空燃比振幅信号24aは、燃料噴射制御手段2
1bに伝えられ、該空燃比振幅信号24aに基づき内燃
機関1への供給混合気の空燃比に振幅が与えられる。
【0023】一方、前記トリガ信号22aが、供給混合
気の空燃比をリッチ側に振るのか、リーン側に振るのか
を示す情報がトルク補正方向決定手段23に伝えられ、
発生トルクを減少させるか、増加させるかの判定を行
う。本実施の形態においては、点火時期の差異に基づき
トルク補正を行う実施の形態につき説明するが、燃料噴
射時期、排気ガス環流量、吸入空気量、ガス流動、燃料
粒径、吸・排気弁タイミング、吸気弁リフト量、吸気管
長、及び、機関負荷等の何れかを用いてトルク補正を行
うこともできるものである。
【0024】燃料噴射時期に関しては、特に、ディーゼ
ルエンジンにおいて着火時期を燃料噴射時期によって制
御できるため、発生トルクを有効に補正することができ
る。排気ガス環流量に関しては、排気ガス環流弁14a
を通じて不活性ガスを吸気側に環流することにより実効
シリンダ容積が減少し、また、燃焼速度が低下すること
を利用して発生トルクを補正することができる。
【0025】吸入空気量に関しては、アイドル時空気流
量調整バルブ10、或いは、その代替として、スロット
ル開度制御アクチュエータ(図示省略)に依って吸入空
気量を調整し、発生トルクを補正することができる。ガ
ス流動に関しては、ガス流動制御アクチュエータ(図示
省略)によって強力なタンブル、或いは、スワールを発
生させることによって燃焼速度が速くなることを利用し
て、発生トルクを補正することができる。
【0026】燃料粒径に関しては、吸入空気量センサ4
で計量された吸入空気を、補助空気通路(図示省略)に
連通した補助空気制御弁を介してインジェクタ8の噴射
口付近に供給し、燃料の噴霧粒径を小さくすることによ
って燃焼を改善し、発生トルクを補正することができ
る。吸・排気弁タイミングに関しては、可変バルブタイ
ミング機構(図示省略)によって吸・排気弁のオーバー
ラップ量を調整し、その大小に応じて体積効率が変化す
ることを利用して、発生トルクを補正することができ
る。
【0027】吸気弁リフト量に関しては、可変バルブリ
フト量調整機構(図示省略)によって吸気弁のリフト量
を調整し、その大小によって充填効率が変化することを
利用して、発生トルクを補正することができる。また、
多弁機構を持つエンジンにおいて、前記可変バルブリフ
ト量調整機構を利用して吸気弁を選択的に開弁できるよ
うにした場合、ガス流動が強化され、強力なタンブル、
或いは、スワールが発生して燃焼速度が速くなることを
利用して、発生トルクを補正することができる。
【0028】吸気管長に関しては、吸気管長調整機構
(図示省略)によって吸気管長を調整することにより、
慣性吸気効果の影響度が変化することを利用して、発生
トルクを補正することができる。機関負荷に関しては、
充電系制御装置(図示省略)によって発電機の発電力を
制御し、内燃機関1にかかる負荷を制御することによっ
て発生トルクを補正することができる。
【0029】ところで、前記トルク補正方向決定手段2
3では、点火時期を遅角側に振るか、進角側に振るかの
判定を行う。該トルク補正方向決定手段23で判定され
た遅角或いは進角情報は、前記トリガ信号に同期してト
ルク補正量決定手段25に伝えられ、該トルク補正量決
定手段25でどの程度遅角、或いは、進角するかを決定
する。ここでは、運転状態情報20a、及び、空燃比調
整手段24で決定された空燃比振幅に基づいてその遅角
量、或いは、進角量の初期値を決定する。前記トルク補
正量決定手段25で決定された遅角量、或いは、進角量
の初期値情報25aはトルク補正量制御手段26に送ら
れ、その遅角量、或いは、進角量をその初期値から如何
に減量するかを決定する。該トルク補正量制御手段26
では、運転状態情報20a、及び、トリガ信号間隔測定
手段28で測定した前記トリガ信号の発生時間間隔に応
じて、その減量速度を決定する。
【0030】前記の如く決定された前記トリガ信号に同
期した点火の遅角信号、或いは、進角信号26aは、遅
れ時間設定手段27に於いて、運転状態情報20aに基
づいて決定される所定の遅れ時間に従って、前記トリガ
信号に対して遅れを持った点火時期振幅信号27aが点
火時期制御手段21aに伝達される。該点火時期振幅信
号27aに基づいて内燃機関1の点火時期が遅角、或い
は、進角側へ制御される。
【0031】図4(a)は、図3に示した本実施の形態
の制御装置の空燃比振幅信号24aと点火時期振幅信号
27aとの関係を示している。前記空燃比振幅信号24
aは、図示しないトリガ信号に同期して、所定周期でリ
ッチ/リーンを繰り返す。該空燃比振幅信号24aの振
幅は、前述のとおり、空燃比調整手段24で浄化能力検
出情報29a、運転状態情報20aに応じて決定され
る。前記点火時期振幅信号27aは、該空燃比振幅信号
24aから所定の遅れ時間後にその初期値がセットされ
る。該初期値は前述のように運転状態情報20a、空燃
比調整手段24で決定された空燃比振幅に応じて決定さ
れる。点火時期振幅信号27aは、前述とおりトルク補
正方向決定手段23により、空燃比をリッチに振る時
は、発生トルクを減少させるために遅角方向に、逆にリ
ーンに振る時は発生トルクを増加させるために進角方向
に設定させる。前記初期値の減少速度は、前述のとお
り、トルク補正量制御手段26で決定され、遅角補正さ
れた点火時期は徐々に進角方向に、進角補正された点火
時期は徐々に遅角方向に、最終的に該補正量が0になる
ように制御される。
【0032】図4(b)は、トリガ信号から点火時期補
正の開始までの遅れ時間について説明したものである。
前述と同様に、空燃比振幅信号24aは、所定周期でリ
ッチ/リーンを繰り返す。燃料噴射パルス21bsの幅
は該信号に応じて太く、或いは細く補正される。また、
点火時期は前述のようにリッチ/リーンに応じて遅角/
進角補正されるが、これは点火信号21asの位置を図
4(b)において、左にずらすことで進角、右にずらす
ことで遅角されるものである。
【0033】そして、リーン側に空燃比を振る時、細い
燃料噴射パルス幅の出力は21bLから開始される。し
かし、図4(b)のようにシーケンシャル噴射を行う場
合、燃料噴射パルスは、各気筒の排気行程で出力される
のが通常であるから、該燃料噴射パルス21bLによっ
て噴射された燃料が実際に圧縮されて点火されるのは2
1aLのタイミングである。したがって、空燃比がリー
ンに振られたことに対する点火時期進角補正の適用は、
21aLまで遅らせなければならない。直ちに適用する
と21aRを進角補正するこになるが、ここでは直前に
噴射されたリッチな燃料に点火する点火信号であるか
ら、逆に遅角補正されなければならない。このように点
火時期の補正の開始を遅らせることによって、空燃比補
正と点火時期補正を爆発行程で同期させることができる
のである。
【0034】図3では、トリガ信号をトリガ信号発生手
段22自身で生成する場合の実施の態様に付いて述べた
が、図5では、外部信号に応じてトリガ信号を発生させ
る場合の実施の形態を示している。空燃比センサ7の信
号7aをリッチリーン判定手段30に伝達し、ここで空
燃比センサ信号7aと所定値とを比較する事によりリッ
チかリーンかを判定する。その判定信号30aに基づい
て、トリガ信号発生手段22に於いてトリガ信号を生成
する。この場合、トリガ信号は、空燃比センサ信号7a
に同期して生成されるので、この信号を用いて前記空燃
比制御を実施することができる。
【0035】この場合の空燃比制御速度、即ち、比例分
Pと積分分Iの大きさは、図3の実施の態様での空燃比
振幅の大きさに相当することは言うまでもない。本実施
の態様は、図3の実施の態様と同様に空燃比調整手段2
4に於いて、浄化能力検出情報29a、運転状態情報2
0aに応じて決定される。本実施の態様のその他の機能
は、図3の実施の態様と同様である。
【0036】図6は、本実施の態様の空燃比センサ信号
7a、空燃比振幅信号24a即ち空燃比制御係数、及
び、点火時期振幅信号27aの関係を示したものであ
る。空燃比センサ信号7aは、リッチ/リーン判定閾値
30tと比較され、該信号7aが該閾値よりも大きな値
をとるとリッチ、小さければリーンと判定され、判定結
果が2値信号30aとして出力される。該判定結果に応
じて、PI制御による空燃比フィードバック制御を行
う。これは、前記判定結果がリッチからリーンに反転し
た時に、空燃比をリッチ方向に制御するように、まず、
P分を追加し、その後、前記判定結果が再びリッチを示
すまで1分で継続してリッチ方向に徐々に制御し、逆に
リーンからリッチに反転した空燃比振幅信号24aとし
て扱い、図3と同様に制御する。
【0037】図7は、空燃比振幅(ΔA/F)と触媒の
浄化率、及び、空燃比振幅(ΔA/F)とエンジンのサ
ージトルクとの関係を示したものである。ΔA/Fが増
加すると各排気ガス成分の浄化率は、向上するが、それ
と共にサージトルクも増大し運転性が悪化する。浄化率
からすれば(B)が最良のΔA/Fであるが、サージト
ルクが許容値を上回り、(B)に相当するΔA/Fを用
いる事は出来ない。このために、サージトルクの許容値
から(A)に相当するΔA/Fを適用し、浄化率に関し
ては妥協せざるを得ない。
【0038】しかし、点火時期振幅を与えることに依っ
て、サージトルクの悪化は緩和され、ΔA/Fを(A)
から(B)にすることができるので、浄化率の最良のポ
イントを使用する事ができると共に運転性も改善するこ
とができる。図8は、ΔA/Fと点火時期振幅の初期値
との関係を示したものである。ΔA/Fが±0からリッ
チ、或いは、リーンに大きくなるに従って、点火時期振
幅の初期値は大きく設定している。図9は、ΔA/Fを
固定したまま周波数を振った場合のΔA/F周波数と触
媒の浄化率、及び、ΔA/F周波数とエンジンのサージ
トルクの関係を示したものである。
【0039】触媒の浄化率は、ΔA/F周波数を高くす
ると良くなる傾向があるが、サージトルクは、A/F振
幅の無い状態に比べて全体的に増加してしまい、また、
ΔA/Fが高周波になるに連れてサージトルクも増大す
る傾向がある。より良い浄化率を得るためには、より高
周波なΔA/Fを適用したいところであるが、サージト
ルクの悪化のために(A)に相当する周波数よりもΔA
/F周波数を高くすることはできない。しかし、点火時
期振幅を与えることによって、サージトルクの悪化は緩
和され、ΔA/Fを(A)から(B)にすることができ
るので、浄化率の最良のポイントを使用することができ
ると共に、運転性も改善することができる。以上、本発
明の一実施の形態について詳述したが、本発明は、前記
実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲
に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計にお
いて種々の変更ができるものである。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明による内燃機関の制御装置は、触媒の浄化能力検出情
報とエンジンの運転状態検出手段からの運転状態情報と
に基づいて内燃機関への供給混合気の空燃比の振幅を決
定し、かつ、点火時期を空燃比の振幅や内燃機関の運転
状態に応じて変化させることで、触媒の浄化率を最大限
に引き出すと共に、運転性の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の内燃機関制御装置を備
えた内燃機関構成図。
【図2】図1の内燃機関制御装置のコンピュータの構成
概念図。
【図3】図1の内燃機関制御装置の機能構成図。
【図4】(a)は図3の内燃機関制御装置の空燃比振幅
信号24aと点火時期振幅信号27aとの関係図、
(b)は図3の内燃機関制御装置の空燃比振幅の開始か
ら点火時期補正の開始までの遅れ時間の関係図。
【図5】本発明の他の実施の形態の内燃機関制御装置の
機能構成図。
【図6】図5の内燃機関制御装置の空燃比振幅信号24
aと点火時期振幅信号27aとの関係図。
【図7】空燃比振幅(ΔA/F)と触媒の浄化率及びエ
ンジンのサージトルクとの関係図。
【図8】空燃比振幅(ΔA/F)と点火時期振幅の初期
値との関係図。
【図9】ΔA/F周波数と、触媒の浄化率及びエンジン
のサージトルクとの関係図。
【符号の説明】
1…内燃機関、6…制御装置、15…触媒装置、20…
内燃機関運転状態検出手段、21…内燃機関制御手段、
21a…点火時期制御手段、21b…燃料噴射制御手
段、22…トリガ信号検出手段、23…トリガ補正方向
決定手段、24…空燃比調整手段、25…トルク補正量
決定手段、26…トルク補正量制御手段、27…遅れ時
間設定手段、28…トリガ信号間隔測定手段、29…触
媒浄化能力検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15 F02P 5/15 B

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
    内燃機関の運転状態を検出する内燃機関運転状態検出手
    段と、該運転状態に応じて供給する混合気の空燃比或い
    は内燃機関の発生トルクを制御する内燃機関制御手段
    と、該空燃比をリッチ側若しくはリーン側へ変化させる
    トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、該トリ
    ガ信号に応じて前記空燃比をリッチ側、若しくは、リー
    ン側へ変化させる空燃比調整手段とを有する内燃機関の
    制御装置において、 前記トリガ信号に基づいて前記発生トルクを補正するこ
    とを特徴とする内燃機関制御装置。
  2. 【請求項2】 前記触媒の排気ガス浄化能力の現状態を
    検出する浄化能力検出手段を備え、前記空燃比調整手段
    による空燃比の変化幅を、前記内燃機関の運転状態、も
    しくは、前記浄化能力検出結果に基づいて変更すること
    を特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。
  3. 【請求項3】 前記トリガ信号が所定の時間間隔毎に発
    生され、該トリガ信号は、前記空燃比をリッチ側に変化
    させる場合に発生トルクを減少させるか、あるいは、該
    トリガ信号が前記空燃比をリーン側に変化させる場合に
    発生トルクを増加させるかの何れか一つのトルク補正方
    向を決定するトルク補正方向決定手段を有し、該決定結
    果に基づいた方向にトルク補正を施すことを特徴とする
    請求項1又は2に記載の内燃機関制御装置。
  4. 【請求項4】 前記トリガ信号の発生時間間隔は、前記
    内燃機関の運転状態、或いは、前記触媒浄化能力検出結
    果に基づいて可変であることを特徴とする請求項3に記
    載の内燃機関制御装置。
  5. 【請求項5】 前記触媒の上流に設置され、排気ガス成
    分から空燃比を検出する空燃比センサと、前記空燃比セ
    ンサの出力信号に応じて前記内燃機関への供給混合気の
    空燃比を目標値に制御する空燃比制御手段と、前記空燃
    比センサの出力信号を所定値と比較し、供給混合気の空
    燃比がリッチかリーンかを判定するリッチリーン判定出
    段と備え、前記トリガ信号が該判定結果がリッチからリ
    ーン、或いは、リーンからリッチに反転した際に発生さ
    れ、該判定結果がリッチからリーンに反転した場合のト
    リガ信号に対しては発生トルクを増加させるか、あるい
    は、リーンからリッチに反転した場合のトリガ信号に対
    しては発生トルクを減少させるかの何れか一つのトルク
    補正方向を決定するトルク補正方向決定手段を備え、該
    決定結果に基づいた方向にトルク補正を施すことを特徴
    とする請求項1又は2に記載の内燃機関制御装置。
  6. 【請求項6】 前記内燃機関の運転状態或いは前記空燃
    比調整手段による空燃比変化幅に基づいてトルク補正量
    を決定するトルク補正量決定手段を備え、該決定結果に
    基づいて前記トルク補正の補正量が可変とすることを特
    徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の
    内燃機関制御装置。
  7. 【請求項7】 前記トルク補正量決定手段により決定さ
    れたトルク補正量は前記トリガ信号発生当初にトルク補
    正量の初期値として適用され、その後徐々に減少するよ
    うにトルク補正量を制御するトルク補正量制御手段を備
    え、該制御結果に基づいてトルク補正を行うことを特徴
    とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の内燃機関
    制御装置。
  8. 【請求項8】 前記トリガ信号の発生間隔を測定するト
    リガ信号間隔測定手段を備え、前記トルク補正の補正幅
    の減少速度が前記内燃機関の運転状態、もしくは、前記
    トリガ信号間隔測定手段で測定した前記トリガ信号の発
    生間隔の何れかに応じて可変であることを特徴とする請
    求項7に記載の内燃機関制御装置。
  9. 【請求項9】 前記トリガ信号から前記トルク補正を開
    始するまでの所定の遅れ時間が設定可能である遅れ時間
    設定手段を備え、該手段によって設定された遅れ時間に
    基づいて前記トルク補正を開始することを特徴とする請
    求項1乃至8の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
  10. 【請求項10】 前記所定の遅れ時間が、前記内燃機関
    の運転状態に基づいて可変であることを特徴とする請求
    項9に記載の内燃機関制御装置。
  11. 【請求項11】 前記内燃機関の発生トルクの補正が、
    点火時期、燃料噴射時期、排気ガス環流量、吸入空気
    量、ガス流動、燃料粒径、吸・排気弁タイミング、吸気
    弁リフト量、吸気管長、及び、機関負荷の何れか一つ以
    上を調整して制御することを特徴とする請求項1乃至1
    0の何れか一項に記載の内燃機関制御装置。
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