JPH09268934A - 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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- JPH09268934A JPH09268934A JP8081532A JP8153296A JPH09268934A JP H09268934 A JPH09268934 A JP H09268934A JP 8081532 A JP8081532 A JP 8081532A JP 8153296 A JP8153296 A JP 8153296A JP H09268934 A JPH09268934 A JP H09268934A
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- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- hydrogen concentration
- exhaust gas
- oxygen sensor
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- Pending
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素センサを使用する内燃機関の空燃比制御
において、空燃比のリーンずれを防止すること。 【解決手段】 排気ガス中の酸素濃度に基づく出力を提
供する酸素センサと、排気ガス中の水素濃度を推定する
水素濃度推定手段（ステップ１０５）と、酸素センサの
出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段と、空燃
比制御手段により制御される空燃比を水素濃度推定手段
により推定される水素濃度に応じて結果的にリッチ側に
補正する補正手段（ステップ１０８）、とを具備する。
において、空燃比のリーンずれを防止すること。 【解決手段】 排気ガス中の酸素濃度に基づく出力を提
供する酸素センサと、排気ガス中の水素濃度を推定する
水素濃度推定手段（ステップ１０５）と、酸素センサの
出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段と、空燃
比制御手段により制御される空燃比を水素濃度推定手段
により推定される水素濃度に応じて結果的にリッチ側に
補正する補正手段（ステップ１０８）、とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関する。
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関排気系に酸素センサを配置し、この
酸素センサにより検出される排気ガスの空燃比に基づ
き、混合気空燃比を制御する空燃比制御が公知である。
このように酸素センサを使用する空燃比制御において、
酸素センサの出力が実際よりリッチ側にずれ、空燃比が
所望空燃比よりリーンに制御されることがある。
酸素センサにより検出される排気ガスの空燃比に基づ
き、混合気空燃比を制御する空燃比制御が公知である。
このように酸素センサを使用する空燃比制御において、
酸素センサの出力が実際よりリッチ側にずれ、空燃比が
所望空燃比よりリーンに制御されることがある。
【０００３】特開昭５９−１３６５４３号公報には、実
測される燃焼圧力に基づき把握される燃焼状態が基準燃
焼状態に対して悪化する時に、この悪化を改善するよう
に空燃比を制御することが記載されている。このような
空燃比制御には酸素センサが使用されないために、前述
の問題が発生することはない。
測される燃焼圧力に基づき把握される燃焼状態が基準燃
焼状態に対して悪化する時に、この悪化を改善するよう
に空燃比を制御することが記載されている。このような
空燃比制御には酸素センサが使用されないために、前述
の問題が発生することはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術において、燃焼悪化の要因は空燃比によるもの
とは限らず、それ以外の要因で燃焼が悪化している時に
空燃比を制御しても意味はなく、また、空燃比制御によ
ってさらに燃焼が悪化する可能性もある。それにより、
空燃比制御には、実際の混合気空燃比に対応する排気ガ
スの空燃比を検出するために酸素センサが必要とされ、
前述の空燃比のリーンずれを防止する対策が要求され
る。
従来技術において、燃焼悪化の要因は空燃比によるもの
とは限らず、それ以外の要因で燃焼が悪化している時に
空燃比を制御しても意味はなく、また、空燃比制御によ
ってさらに燃焼が悪化する可能性もある。それにより、
空燃比制御には、実際の混合気空燃比に対応する排気ガ
スの空燃比を検出するために酸素センサが必要とされ、
前述の空燃比のリーンずれを防止する対策が要求され
る。
【０００５】従って、本発明の目的は、酸素センサを使
用する内燃機関の空燃比制御において、空燃比のリーン
ずれを防止することである。
用する内燃機関の空燃比制御において、空燃比のリーン
ずれを防止することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の空燃比制御装置は、排気ガス中の酸素
濃度に基づく出力を提供する酸素センサと、排気ガス中
の水素濃度を推定する水素濃度推定手段と、前記酸素セ
ンサの出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段
と、前記空燃比制御手段により制御される空燃比を前記
水素濃度推定手段により推定される水素濃度に応じて結
果的にリッチ側に補正する補正手段、とを具備すること
を特徴とする。
による内燃機関の空燃比制御装置は、排気ガス中の酸素
濃度に基づく出力を提供する酸素センサと、排気ガス中
の水素濃度を推定する水素濃度推定手段と、前記酸素セ
ンサの出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段
と、前記空燃比制御手段により制御される空燃比を前記
水素濃度推定手段により推定される水素濃度に応じて結
果的にリッチ側に補正する補正手段、とを具備すること
を特徴とする。
【０００７】この空燃比制御装置は、酸素センサの出力
がリッチ側にずれる要因が排気ガス中の水素であること
に基づき、水素濃度推定手段により排気ガス中の水素濃
度を推定し、補正手段により水素濃度に応じて空燃比を
結果的にリッチ側に補正する。
がリッチ側にずれる要因が排気ガス中の水素であること
に基づき、水素濃度推定手段により排気ガス中の水素濃
度を推定し、補正手段により水素濃度に応じて空燃比を
結果的にリッチ側に補正する。
【０００８】また、請求項２に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記水素濃度推定手段が、現
在の機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、現在
の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段とを具備し、運
転状態検出手段により検出された現在の運転状態におけ
る基準燃焼状態と前記燃焼状態検出手段により検出され
た現在の燃焼状態とを比較することにより排気ガス中の
水素濃度を推定することを特徴とする。
機関の空燃比制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記水素濃度推定手段が、現
在の機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、現在
の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段とを具備し、運
転状態検出手段により検出された現在の運転状態におけ
る基準燃焼状態と前記燃焼状態検出手段により検出され
た現在の燃焼状態とを比較することにより排気ガス中の
水素濃度を推定することを特徴とする。
【０００９】この空燃比制御装置は、請求項１に記載の
内燃機関の空燃比制御装置において、各機関運転状態毎
に燃焼状態によって排気ガス中の水素濃度が変化するこ
とに基づき、水素濃度推定手段が現在の運転状態におけ
る基準燃焼状態と現在の燃焼状態とを比較することによ
り水素濃度を推定する。
内燃機関の空燃比制御装置において、各機関運転状態毎
に燃焼状態によって排気ガス中の水素濃度が変化するこ
とに基づき、水素濃度推定手段が現在の運転状態におけ
る基準燃焼状態と現在の燃焼状態とを比較することによ
り水素濃度を推定する。
【００１０】また、請求項３に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置は、請求項２に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記燃焼状態検出手段が燃焼
状態として燃焼期間を検出し、この燃焼期間と前記運転
状態検出手段により検出された現在の運転状態における
基準燃焼状態としての基準燃焼期間とを比較することに
より排気ガス中の水素濃度を推定することを特徴とす
る。
機関の空燃比制御装置は、請求項２に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記燃焼状態検出手段が燃焼
状態として燃焼期間を検出し、この燃焼期間と前記運転
状態検出手段により検出された現在の運転状態における
基準燃焼状態としての基準燃焼期間とを比較することに
より排気ガス中の水素濃度を推定することを特徴とす
る。
【００１１】また、請求項４に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記補正手段が、前記空燃比
制御手段により制御される空燃比を前記水素濃度推定手
段により推定される水素濃度と前記酸素センサの検出部
温度とに応じて結果的にリッチ側に補正することを特徴
とする。
機関の空燃比制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の
空燃比制御装置において、前記補正手段が、前記空燃比
制御手段により制御される空燃比を前記水素濃度推定手
段により推定される水素濃度と前記酸素センサの検出部
温度とに応じて結果的にリッチ側に補正することを特徴
とする。
【００１２】この空燃比制御装置は、請求項１に記載の
内燃機関の空燃比制御装置において、水素が酸素センサ
へ与える影響が水素濃度だけでなく酸素センサの検出部
温度によっても変化することに基づき、補正手段により
水素濃度と酸素センサの検出部温度とに応じて空燃比を
結果的にリッチ側に補正する。
内燃機関の空燃比制御装置において、水素が酸素センサ
へ与える影響が水素濃度だけでなく酸素センサの検出部
温度によっても変化することに基づき、補正手段により
水素濃度と酸素センサの検出部温度とに応じて空燃比を
結果的にリッチ側に補正する。
【００１３】
【発明の実施の形態】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図である。同図に
おいて、１は燃焼室、２はピストン、３は吸気弁４を介
して燃焼室１内へ通じる吸気通路、５は排気弁６を介し
て燃焼室１内へ通じる排気通路である。吸気通路３には
燃料噴射弁７が配置され、また、燃焼室１の上部には点
火栓８が配置されている。
装置が取り付けられた内燃機関の概略図である。同図に
おいて、１は燃焼室、２はピストン、３は吸気弁４を介
して燃焼室１内へ通じる吸気通路、５は排気弁６を介し
て燃焼室１内へ通じる排気通路である。吸気通路３には
燃料噴射弁７が配置され、また、燃焼室１の上部には点
火栓８が配置されている。
【００１４】２０は、燃料噴射弁７による燃料噴射量制
御により空燃比制御を担当する制御装置であり、吸気通
路３に配置され吸入空気量を検出するためのエアフロー
メータ２１と、機関温度として冷却水温を検出する水温
センサ２２と、機関回転数を検出するための回転センサ
２３と、排気通路５に配置された酸素センサ２４と、燃
焼室１内の圧力を検出するための圧力センサ２５等が接
続されている。酸素センサ２４は、特に、その検出部の
温度を検出するための温度センサを有している。
御により空燃比制御を担当する制御装置であり、吸気通
路３に配置され吸入空気量を検出するためのエアフロー
メータ２１と、機関温度として冷却水温を検出する水温
センサ２２と、機関回転数を検出するための回転センサ
２３と、排気通路５に配置された酸素センサ２４と、燃
焼室１内の圧力を検出するための圧力センサ２５等が接
続されている。酸素センサ２４は、特に、その検出部の
温度を検出するための温度センサを有している。
【００１５】酸素センサ２４は、排気ガスの空燃比をリ
ニアに検出可能なものである。制御装置２０による空燃
比制御は、一般的なものであり、エアフローメータ２１
により検出される吸入空気量に基づき目標空燃比が得ら
れるように基本燃料噴射量を決定し、この基本燃料噴射
量を酸素センサ２４により検出される排気ガスの空燃比
が目標空燃比となるようにフィードバック補正するよう
になっている。また、水温センサ２２により検出される
冷却水温に基づき目標空燃比を変更することも可能であ
る。
ニアに検出可能なものである。制御装置２０による空燃
比制御は、一般的なものであり、エアフローメータ２１
により検出される吸入空気量に基づき目標空燃比が得ら
れるように基本燃料噴射量を決定し、この基本燃料噴射
量を酸素センサ２４により検出される排気ガスの空燃比
が目標空燃比となるようにフィードバック補正するよう
になっている。また、水温センサ２２により検出される
冷却水温に基づき目標空燃比を変更することも可能であ
る。
【００１６】酸素センサ２４は、検出部に到来する排気
ガス中の酸素を検出してその濃度に応じた電圧を出力す
るものであり、この時に排気ガス中に水素が存在する
と、この水素によって検出部に酸素が到来し難くなり、
酸素センサ２４により出力される電圧は、実際より低い
酸素濃度を表す値となり、すなわち、出力のリッチずれ
が生じる。燃焼室１での燃焼に際して、燃焼初期には水
素が発生しやすく、燃焼期間が長ければ発生した水素は
そのほぼ全てが酸化され、排気ガス中には水素が含まれ
ることはないが、燃焼が良好で燃焼期間が短いと、この
水素が十分に酸化されず燃焼室１から排出され、排気ガ
ス中に含まれるようになる。このように、同じ機関運転
状態であっても、例えば、再循環排気ガス量の変化及び
燃焼室１内へのデポジットの付着等により燃焼期間が変
化すると、排気ガス中に含まれる水素濃度に違いが生じ
る。
ガス中の酸素を検出してその濃度に応じた電圧を出力す
るものであり、この時に排気ガス中に水素が存在する
と、この水素によって検出部に酸素が到来し難くなり、
酸素センサ２４により出力される電圧は、実際より低い
酸素濃度を表す値となり、すなわち、出力のリッチずれ
が生じる。燃焼室１での燃焼に際して、燃焼初期には水
素が発生しやすく、燃焼期間が長ければ発生した水素は
そのほぼ全てが酸化され、排気ガス中には水素が含まれ
ることはないが、燃焼が良好で燃焼期間が短いと、この
水素が十分に酸化されず燃焼室１から排出され、排気ガ
ス中に含まれるようになる。このように、同じ機関運転
状態であっても、例えば、再循環排気ガス量の変化及び
燃焼室１内へのデポジットの付着等により燃焼期間が変
化すると、排気ガス中に含まれる水素濃度に違いが生じ
る。
【００１７】本実施形態の制御装置２０は、前述した空
燃比制御を実行する際に、各機関運転状態において燃焼
状態の変化に伴い変化する排気ガス中の水素濃度に応じ
て、酸素センサ２４の出力を図２に示すフローチャート
に従って補正することにより、酸素センサ２４出力のリ
ッチずれに伴う空燃比のリーンずれを防止するようにな
っている。
燃比制御を実行する際に、各機関運転状態において燃焼
状態の変化に伴い変化する排気ガス中の水素濃度に応じ
て、酸素センサ２４の出力を図２に示すフローチャート
に従って補正することにより、酸素センサ２４出力のリ
ッチずれに伴う空燃比のリーンずれを防止するようにな
っている。
【００１８】まず、ステップ１０１において、回転セン
サ２３によって機関回転数Ｎが検出され、エアフローメ
ータ２１によって吸入空気重量Ｇが検出される。次に、
ステップ１０２において、機関運転状態を表す機関回転
数Ｎと単位回転数当たりの吸入空気重量Ｇ／Ｎとに基づ
き、図３に示すマップからこの機関運転状態における水
素未排出燃焼状態の代表値として基準圧力勾配Ａnmが読
み込まれる。
サ２３によって機関回転数Ｎが検出され、エアフローメ
ータ２１によって吸入空気重量Ｇが検出される。次に、
ステップ１０２において、機関運転状態を表す機関回転
数Ｎと単位回転数当たりの吸入空気重量Ｇ／Ｎとに基づ
き、図３に示すマップからこの機関運転状態における水
素未排出燃焼状態の代表値として基準圧力勾配Ａnmが読
み込まれる。
【００１９】水素未排出燃焼状態とは、前述したよう
に、燃焼期間が比較的長く燃焼初期で発生した水素を燃
焼室１内で全て酸化可能な境界の燃焼状態であり、機関
運転状態によって、燃焼初期で発生する水素量と、燃焼
変化による最大燃焼圧力及び点火からこの時までの経過
時間とに違いがあるために、機関運転状態毎に異なり、
従って、このマップでは、機関運転状態毎にその代表値
としての基準圧力勾配Ａ nmが設定されている。基準圧力
勾配Ａnmとは、特定機関運転状態における各燃焼状態を
示す図４において、実線で示す水素未排出燃焼状態の点
火から筒内の最大燃焼圧力発生時までの単位時間当たり
の圧力上昇の平均値、すなわち、直線Ｌの傾きであり、
これは、この燃焼状態における燃焼期間を表す値とな
る。
に、燃焼期間が比較的長く燃焼初期で発生した水素を燃
焼室１内で全て酸化可能な境界の燃焼状態であり、機関
運転状態によって、燃焼初期で発生する水素量と、燃焼
変化による最大燃焼圧力及び点火からこの時までの経過
時間とに違いがあるために、機関運転状態毎に異なり、
従って、このマップでは、機関運転状態毎にその代表値
としての基準圧力勾配Ａ nmが設定されている。基準圧力
勾配Ａnmとは、特定機関運転状態における各燃焼状態を
示す図４において、実線で示す水素未排出燃焼状態の点
火から筒内の最大燃焼圧力発生時までの単位時間当たり
の圧力上昇の平均値、すなわち、直線Ｌの傾きであり、
これは、この燃焼状態における燃焼期間を表す値とな
る。
【００２０】次に、ステップ１０３において、圧力セン
サ２５により燃焼室１内の圧力を監視することにより点
火から実際の最大燃焼圧力発生時までの圧力勾配Ａ’が
算出され、ステップ１０４において、実際の圧力勾配
Ａ’が基準圧力勾配Ａnmより大きいか否が判断される。
この判断が否定される時は、排気ガス中には水素が含ま
れず酸素センサ２４の出力は実際の酸素濃度に基づくも
のであり、補正の必要はなく、そのまま終了する。一
方、ステップ１０４における判断が肯定される時、すな
わち、図４の点線又は一点鎖線で示す燃焼状態の時に
は、実際の圧力勾配Ａ’が大きいほど燃焼期間が短く、
排気ガス中には多量の水素が含まれており、ステップ１
０５に進み、実際の圧力勾配Ａ’と基準圧力勾配Ａnmと
の比Ｋが算出される。この比Ｋは、各機関運転状態にお
ける現在の燃焼状態と水素未排出燃焼状態との比較値で
あり、現在の燃焼状態における排気ガス中の水素濃度に
相当する値となる。
サ２５により燃焼室１内の圧力を監視することにより点
火から実際の最大燃焼圧力発生時までの圧力勾配Ａ’が
算出され、ステップ１０４において、実際の圧力勾配
Ａ’が基準圧力勾配Ａnmより大きいか否が判断される。
この判断が否定される時は、排気ガス中には水素が含ま
れず酸素センサ２４の出力は実際の酸素濃度に基づくも
のであり、補正の必要はなく、そのまま終了する。一
方、ステップ１０４における判断が肯定される時、すな
わち、図４の点線又は一点鎖線で示す燃焼状態の時に
は、実際の圧力勾配Ａ’が大きいほど燃焼期間が短く、
排気ガス中には多量の水素が含まれており、ステップ１
０５に進み、実際の圧力勾配Ａ’と基準圧力勾配Ａnmと
の比Ｋが算出される。この比Ｋは、各機関運転状態にお
ける現在の燃焼状態と水素未排出燃焼状態との比較値で
あり、現在の燃焼状態における排気ガス中の水素濃度に
相当する値となる。
【００２１】排気ガス中に水素が存在すると、前述した
ように、酸素センサ２４は実際より低い酸素濃度を示す
値を出力し、すなわち、リッチずれが生じ、図５に示す
ように、この傾向は水素濃度が高いほど顕著となる。一
方、同図に示すように、この傾向は、酸素センサ２４の
検出部温度にも依存し、同じ水素濃度であっても活性化
状態の酸素センサ２４において検出部温度が低い時ほ
ど、リッチずれ量が大きくなる。従って、ステップ１０
６において、酸素センサ２４の検出部温度Ｔ’が検出さ
れ、ステップ１０７において、酸素センサ２４の出力に
基づく空燃比λの補正値Δλが次式によって算出され
る。 Δλ ＝ ａ＊Ｋ／Ｔ’ （ａは定数）
ように、酸素センサ２４は実際より低い酸素濃度を示す
値を出力し、すなわち、リッチずれが生じ、図５に示す
ように、この傾向は水素濃度が高いほど顕著となる。一
方、同図に示すように、この傾向は、酸素センサ２４の
検出部温度にも依存し、同じ水素濃度であっても活性化
状態の酸素センサ２４において検出部温度が低い時ほ
ど、リッチずれ量が大きくなる。従って、ステップ１０
６において、酸素センサ２４の検出部温度Ｔ’が検出さ
れ、ステップ１０７において、酸素センサ２４の出力に
基づく空燃比λの補正値Δλが次式によって算出され
る。 Δλ ＝ ａ＊Ｋ／Ｔ’ （ａは定数）
【００２２】次に、ステップ１０８において、酸素セン
サ２４の出力に基づく排気ガス中の空燃比λは補正値Δ
λが加えられ、すなわち、リーン側に補正されて新たな
空燃比λ’（λ＋Δλ）が算出される。このように補正
された空燃比λ’に基づき前述の一般的な空燃比制御が
実施されるようになっている。
サ２４の出力に基づく排気ガス中の空燃比λは補正値Δ
λが加えられ、すなわち、リーン側に補正されて新たな
空燃比λ’（λ＋Δλ）が算出される。このように補正
された空燃比λ’に基づき前述の一般的な空燃比制御が
実施されるようになっている。
【００２３】酸素センサは、前述した排気ガスの空燃比
を検出可能なリニア出力型の他に、排気ガスの空燃比状
態がリッチであるかリーンであるかを検出可能なステッ
プ出力型のものがある。このようなステップ出力型の酸
素センサでも、前述したような排気ガス中の水素による
出力のリッチずれが発生する。すなわち、排気ガスの空
燃比がストイキよりリーンであるにもかかわらずリッチ
であると出力する。このリッチずれの程度が、前述同
様、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサの検出部温度
により変化する。
を検出可能なリニア出力型の他に、排気ガスの空燃比状
態がリッチであるかリーンであるかを検出可能なステッ
プ出力型のものがある。このようなステップ出力型の酸
素センサでも、前述したような排気ガス中の水素による
出力のリッチずれが発生する。すなわち、排気ガスの空
燃比がストイキよりリーンであるにもかかわらずリッチ
であると出力する。このリッチずれの程度が、前述同
様、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサの検出部温度
により変化する。
【００２４】このような酸素センサを使用する空燃比制
御は、一般的に、エアフローメータ２１の測定誤差及び
燃料噴射弁７の燃料噴射誤差が存在しても混合気空燃比
を理論空燃比近傍で変動させることを意図して、エアフ
ローメータ２１により検出される吸入空気量に基づき理
論空燃比とする現在の基本燃料噴射量を決定し、この基
本燃料噴射量に補正係数ＦＡＦを乗算して実際の燃料噴
射量を決定するようになっている。
御は、一般的に、エアフローメータ２１の測定誤差及び
燃料噴射弁７の燃料噴射誤差が存在しても混合気空燃比
を理論空燃比近傍で変動させることを意図して、エアフ
ローメータ２１により検出される吸入空気量に基づき理
論空燃比とする現在の基本燃料噴射量を決定し、この基
本燃料噴射量に補正係数ＦＡＦを乗算して実際の燃料噴
射量を決定するようになっている。
【００２５】この補正係数ＦＡＦは、例えば、０．８か
ら１．２でガードされており、図６に示すように、酸素
センサの出力が所定時間リッチを示した時には、比較的
大きな値であるＲＳＬだけスキップ的に減少され、その
後、比較的小さな値であるＫＩＬだけ積分的に減少さ
れ、こうして酸素センサの出力が所定時間リーンを示し
た時には、逆に比較的大きな値であるＲＳＲだけスキッ
プ的に増加され、その後、比較的小さな値であるＫＩＲ
だけ積分的に増加され、これが繰り返されるようになっ
ている。
ら１．２でガードされており、図６に示すように、酸素
センサの出力が所定時間リッチを示した時には、比較的
大きな値であるＲＳＬだけスキップ的に減少され、その
後、比較的小さな値であるＫＩＬだけ積分的に減少さ
れ、こうして酸素センサの出力が所定時間リーンを示し
た時には、逆に比較的大きな値であるＲＳＲだけスキッ
プ的に増加され、その後、比較的小さな値であるＫＩＲ
だけ積分的に増加され、これが繰り返されるようになっ
ている。
【００２６】このようなステップ出力型酸素センサを使
用する空燃比制御の場合には、水素濃度及び酸素センサ
の検出部温度に応じて、酸素センサの出力ではなく、積
分的増加項ＫＩＲを変化させる。具体的には、前述同様
なフローチャートによって空燃比ずれ量Ｃを次式により
算出し、これが大きいほど、積分的増加項ＫＩＲを大き
くするように制御する。 Ｃ ＝ ｂ＊Ｋ／Ｔ’ （ｂは定数）
用する空燃比制御の場合には、水素濃度及び酸素センサ
の検出部温度に応じて、酸素センサの出力ではなく、積
分的増加項ＫＩＲを変化させる。具体的には、前述同様
なフローチャートによって空燃比ずれ量Ｃを次式により
算出し、これが大きいほど、積分的増加項ＫＩＲを大き
くするように制御する。 Ｃ ＝ ｂ＊Ｋ／Ｔ’ （ｂは定数）
【００２７】このような制御により、補正係数ＦＡＦ
は、点線で示すように全体的に空燃比をリッチ側にする
ように変更され、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサ
の検出部温度に応じて空燃比をリッチ側に補正すること
が可能となり、空燃比のリーンずれを防止することがで
きる。もちろん、積分的増加項ＫＩＲではなく、スキッ
プ的増加項ＲＳＲを、空燃比ずれ量Ｃが大きいほど、大
きくするように変更しても、一点鎖線で示すように同様
に空燃比をリッチ側に補正することができる。さらに、
空燃比ずれ量Ｃが大きいほど、積分的減少項ＫＩＬ又は
スキップ的減少項ＲＳＬを小さくするように変更しても
同様な補正が可能である。
は、点線で示すように全体的に空燃比をリッチ側にする
ように変更され、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサ
の検出部温度に応じて空燃比をリッチ側に補正すること
が可能となり、空燃比のリーンずれを防止することがで
きる。もちろん、積分的増加項ＫＩＲではなく、スキッ
プ的増加項ＲＳＲを、空燃比ずれ量Ｃが大きいほど、大
きくするように変更しても、一点鎖線で示すように同様
に空燃比をリッチ側に補正することができる。さらに、
空燃比ずれ量Ｃが大きいほど、積分的減少項ＫＩＬ又は
スキップ的減少項ＲＳＬを小さくするように変更しても
同様な補正が可能である。
【００２８】前述のリニア出力型の酸素センサ２４にお
いても、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサの検出部
温度に応じて出力を直接補正するのではなく、未補正の
酸素センサの出力に基づき決定された燃料噴射量を前述
した空燃比の補正量Δλに基づき補正して結果的に空燃
比をリッチ側に補正することも可能である。
いても、排気ガス中の水素濃度及び酸素センサの検出部
温度に応じて出力を直接補正するのではなく、未補正の
酸素センサの出力に基づき決定された燃料噴射量を前述
した空燃比の補正量Δλに基づき補正して結果的に空燃
比をリッチ側に補正することも可能である。
【００２９】前述のフローチャートにおいて、排気ガス
中の水素濃度を推定するために、燃焼期間として圧力勾
配を算出するようにしたが、これは、本発明を限定する
ものではなく、例えば、燃焼室内に温度センサを配置し
て燃焼温度を監視することによって、また、クランクシ
ャフトの角速度の微小時間変化を監視することによって
も、現在の燃焼期間を把握することができる。
中の水素濃度を推定するために、燃焼期間として圧力勾
配を算出するようにしたが、これは、本発明を限定する
ものではなく、例えば、燃焼室内に温度センサを配置し
て燃焼温度を監視することによって、また、クランクシ
ャフトの角速度の微小時間変化を監視することによって
も、現在の燃焼期間を把握することができる。
【００３０】
【発明の効果】このように、請求項１に記載の本発明に
よる内燃機関の空燃比制御装置によれば、酸素センサの
出力がリッチ側にずれる要因が排気ガス中の水素である
ことに基づき、水素濃度推定手段が、排気ガス中の水素
濃度を推定し、補正手段が、空燃比制御手段により制御
される空燃比を、推定された水素濃度に応じて結果的に
リッチ側に補正するために、酸素センサ出力のリッチず
れに伴う空燃比のリーンずれを良好に防止することがで
きる。
よる内燃機関の空燃比制御装置によれば、酸素センサの
出力がリッチ側にずれる要因が排気ガス中の水素である
ことに基づき、水素濃度推定手段が、排気ガス中の水素
濃度を推定し、補正手段が、空燃比制御手段により制御
される空燃比を、推定された水素濃度に応じて結果的に
リッチ側に補正するために、酸素センサ出力のリッチず
れに伴う空燃比のリーンずれを良好に防止することがで
きる。
【００３１】また、請求項２に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置によれば、各機関運転状態毎に燃
焼状態によって排気ガス中の水素濃度が変化することに
基づき、水素濃度推定手段が現在の運転状態における基
準燃焼状態と現在の燃焼状態とを比較することにより水
素濃度を推定するために、正確な水素濃度の推定が可能
となる。
機関の空燃比制御装置によれば、各機関運転状態毎に燃
焼状態によって排気ガス中の水素濃度が変化することに
基づき、水素濃度推定手段が現在の運転状態における基
準燃焼状態と現在の燃焼状態とを比較することにより水
素濃度を推定するために、正確な水素濃度の推定が可能
となる。
【００３２】また、請求項３に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置によれば、燃焼状態検出手段が燃
焼状態として燃焼期間を検出し、この燃焼期間と運転状
態検出手段により検出された現在の運転状態における基
準燃焼状態としての基準燃焼期間とを比較することによ
り排気ガス中の水素濃度を推定するために、水素濃度の
推定には、水素濃度に直接的に影響する燃焼期間が使用
されるために、請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御
装置に比較して、水素濃度の推定をさらに正確なものと
することができる。
機関の空燃比制御装置によれば、燃焼状態検出手段が燃
焼状態として燃焼期間を検出し、この燃焼期間と運転状
態検出手段により検出された現在の運転状態における基
準燃焼状態としての基準燃焼期間とを比較することによ
り排気ガス中の水素濃度を推定するために、水素濃度の
推定には、水素濃度に直接的に影響する燃焼期間が使用
されるために、請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御
装置に比較して、水素濃度の推定をさらに正確なものと
することができる。
【００３３】また、請求項４に記載の本発明による内燃
機関の空燃比制御装置によれば、水素が酸素センサへ与
える影響が水素濃度だけでなく酸素センサの検出部温度
によっても変化することに基づき、補正手段が、空燃比
制御手段により制御される空燃比を水素濃度推定手段に
より推定される水素濃度と酸素センサの検出部温度とに
応じて結果的にリッチ側に補正するために、請求項１に
記載の内燃機関の空燃比制御装置に比較して、酸素セン
サ出力のリッチずれに伴う空燃比のリーンずれをさらに
良好に防止することができる。
機関の空燃比制御装置によれば、水素が酸素センサへ与
える影響が水素濃度だけでなく酸素センサの検出部温度
によっても変化することに基づき、補正手段が、空燃比
制御手段により制御される空燃比を水素濃度推定手段に
より推定される水素濃度と酸素センサの検出部温度とに
応じて結果的にリッチ側に補正するために、請求項１に
記載の内燃機関の空燃比制御装置に比較して、酸素セン
サ出力のリッチずれに伴う空燃比のリーンずれをさらに
良好に防止することができる。
【図１】本発明による空燃比制御装置が取り付けられた
内燃機関の概略図である。
内燃機関の概略図である。
【図２】酸素センサの出力補正のためのフローチャート
である。
である。
【図３】基準圧力勾配を決定するためのマップである。
【図４】特定機関運転状態における各燃焼状態を示すタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図５】酸素センサの検出部温度毎の水素濃度に対する
酸素センサ出力のリッチずれ量を示すグラフである。
酸素センサ出力のリッチずれ量を示すグラフである。
【図６】特定空燃比制御に使用される補正係数のタイム
チャートである。
チャートである。
１…燃焼室 ２…ピストン ３…吸気通路 ５…排気通路 ７…燃料噴射弁 ８…点火栓 ２０…制御装置 ２４…酸素センサ ２５…圧力センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 排気ガス中の酸素濃度に基づく出力を提
供する酸素センサと、排気ガス中の水素濃度を推定する
水素濃度推定手段と、前記酸素センサの出力に基づき空
燃比を制御する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手段
により制御される空燃比を前記水素濃度推定手段により
推定される水素濃度に応じて結果的にリッチ側に補正す
る補正手段、とを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】 前記水素濃度推定手段が、現在の機関運
転状態を検出する運転状態検出手段と、現在の燃焼状態
を検出する燃焼状態検出手段とを具備し、運転状態検出
手段により検出された現在の運転状態における基準燃焼
状態と前記燃焼状態検出手段により検出された現在の燃
焼状態とを比較することにより排気ガス中の水素濃度を
推定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。 - 【請求項３】 前記燃焼状態検出手段が燃焼状態として
燃焼期間を検出し、この燃焼期間と前記運転状態検出手
段により検出された現在の運転状態における基準燃焼状
態としての基準燃焼期間とを比較することにより排気ガ
ス中の水素濃度を推定することを特徴とする請求項２に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項４】 前記補正手段が、前記空燃比制御手段に
より制御される空燃比を前記水素濃度推定手段により推
定される水素濃度と前記酸素センサの検出部温度とに応
じて結果的にリッチ側に補正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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8081532A JPH09268934A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8081532A JPH09268934A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09268934A true JPH09268934A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13748933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8081532A Pending JPH09268934A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09268934A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2844006A1 (fr) * | 2002-08-27 | 2004-03-05 | Toyota Motor Co Ltd | Appareil et procede pour commander le rapport air-carburant dans un moteur a combustion interne a injection directe |
| CN100360782C (zh) * | 2002-08-01 | 2008-01-09 | 福特全球科技公司 | 测定氢燃料内燃机的空气/燃料比的方法和系统 |
| US7597091B2 (en) | 2005-12-08 | 2009-10-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus and method for an internal combustion engine |
| US8744729B2 (en) | 2007-07-24 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting abnormal air-fuel ratio variation among cylinders of multi-cylinder internal combustion engine |
| JP2016217197A (ja) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン装置 |
| CN115977818A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-18 | 杭州纳瑙新材料科技有限公司 | 发动机控制方法及控制系统 |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP8081532A patent/JPH09268934A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100360782C (zh) * | 2002-08-01 | 2008-01-09 | 福特全球科技公司 | 测定氢燃料内燃机的空气/燃料比的方法和系统 |
| FR2844006A1 (fr) * | 2002-08-27 | 2004-03-05 | Toyota Motor Co Ltd | Appareil et procede pour commander le rapport air-carburant dans un moteur a combustion interne a injection directe |
| US7597091B2 (en) | 2005-12-08 | 2009-10-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus and method for an internal combustion engine |
| US8744729B2 (en) | 2007-07-24 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting abnormal air-fuel ratio variation among cylinders of multi-cylinder internal combustion engine |
| JP2016217197A (ja) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン装置 |
| CN115977818A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-18 | 杭州纳瑙新材料科技有限公司 | 发动机控制方法及控制系统 |
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