JPH11315742A

JPH11315742A - 内燃機関の燃料供給制御装置

Info

Publication number: JPH11315742A
Application number: JP13424598A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kitajima; 真一北島; Kenji Nakano; 賢至中野; Takashi Kiyomiya; 孝清宮; Atsushi Izumiura; 篤泉浦; Kazutomo Sawamura; 和同澤村; Nobuyuki Irie; 宣行入江
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】排気系に三元触媒とＮＯｘ吸収剤とが配置さ
れた内燃機関がリーン制御を実行する運転状態から理論
空燃比へのフィードバック制御を実行すべき運転状態に
移行した場合に、三元触媒下流側の酸素濃度センサ出力
の応じたフィードバック制御の開始時期を適切に制御す
る。【解決手段】機関がリーン制御を実行する運転状態か
ら理論空燃比へのフィードバック制御を実行すべき運転
状態に移行したときは、遅延時間ＴＭＦＢＤＬＹだけＯ
２センサ１５の出力に応じたフィードバック制御の開始
を遅延させる（Ｓ２２）。ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮ
Ｏｘを還元するための空燃比リッチ化実行中は遅延時間
ＴＭＦＢＤＬＹを、該リッチ化実行時間に応じた時間Ｔ
ＭＤＥＣだけ減少方向に変更する（Ｓ１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料供
給制御装置に関し、特に排気系にＮＯｘ（窒素酸化物）
吸収剤が配置された内燃機関の燃料供給制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に供給する混合気の空燃比を理
論空燃比よりリーン側に設定するリーン制御を実行する
と、ＮＯｘの排出量が増加する傾向があるため、機関の
排気通路内にＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤を配置し、
排気ガスの浄化を行う技術が従来より知られている。こ
のＮＯｘ吸収剤は、空燃比が理論空燃比よりリーン側に
設定され、排気ガス中の酸素濃度が比較的高い（ＮＯｘ
が多い）状態（以下「排気ガスリーン状態」という）に
おいては、ＮＯｘを吸収する一方、逆に空燃比が理論空
燃比よりリッチ側に設定され、排気ガス中の酸素濃度が
低く、ＨＣ、ＣＯ成分が多い状態（以下「排気ガスリッ
チ状態」という）においては、吸収したＮＯｘを放出す
る特性を有する。このＮＯｘ吸収剤を内蔵する排気ガス
浄化装置は、排気ガスリッチ状態においては、ＮＯｘ吸
収剤から放出されるＮＯｘはＨＣ、ＣＯにより還元され
て、窒素ガスとして排出され、またＨＣ、ＣＯは酸化さ
れて水蒸気及び二酸化炭素として排出されるように構成
されている。

【０００３】また排気通路内に三元触媒を配置するとと
もにその上流側と下流側に酸素濃度センサを設け、２つ
の酸素濃度センサの出力に応じて機関に供給する混合気
の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する空燃比
制御装置において、燃料供給カットを実行する運転状態
から前記フィードバック制御を実行すべき運転状態に移
行したときは、下流側酸素濃度センサの出力に応じたフ
ィードバック制御のみその開始を遅延させるようにした
ものが、従来より知られている（特開平１−１９０９３
６号公報）。これは、燃料供給カット実行中に三元触媒
に酸素が蓄積され、燃料供給カットを終了した（燃料供
給を再開した）直後の過渡状態ではその蓄積された酸素
が放出されるので、下流側酸素濃度センサ出力のリッチ
方向へ変化が遅れることを考慮したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ＮＯｘ吸収剤が、
吸収できるＮＯｘ量には当然限界があるので、吸収した
ＮＯｘを放出させるための空燃比リッチ化（以下「還元
リッチ化」という）が、リーン制御実行中において間欠
的に実行される。

【０００５】ところが上記特開平１−１９０９３６号公
報に示された空燃比制御装置は、排気通路内にＮＯｘ吸
収剤が配置されていない機関を制御対象しているため、
このようなリーン制御中の一時的なリッチ化が考慮され
ていなかった。その結果、リーン制御を実行する運転状
態から空燃比フィードバック制御を実行すべき運転状態
に移行した場合において、従来装置の手法をそのまま適
用すると、フィードバック制御の開始時期が不適切とな
ることがあった。

【０００６】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、排気系に三元触媒とＮＯｘ吸収剤とが配置された
内燃機関がリーン制御を実行する運転状態から理論空燃
比へのフィードバック制御を実行すべき運転状態に移行
した場合に、三元触媒下流側の酸素濃度センサ出力に応
じたフィードバック制御の開始時期を適切に制御し、良
好な排気ガス特性を維持することができる燃料供給制御
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスリー
ン状態において排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸
収剤と、前記排気系に設けられた三元触媒と、該三元触
媒の上流側に設けられた第１の酸素濃度センサと、前記
三元触媒の下流側に設けられた第２の酸素濃度センサ
と、前記機関に供給する混合気の目標空燃比を決定する
目標空燃比決定手段と、前記目標空燃比が理論空燃比で
あるときに、前記第２の酸素濃度センサの出力を用いて
前記混合気の空燃比を前記目標空燃比とすべく、前記機
関に供給する燃料量をフィードバック制御するフィード
バック制御手段と、前記目標空燃比を理論空燃比よりリ
ーン側に設定するリーン制御が所定時間継続したときに
前記混合気の空燃比をリッチ化するリッチ化手段とを備
えた内燃機関の燃料供給制御装置において、前記機関が
前記リーン制御を実行すべき運転状態から前記フィード
バック制御を実行すべき運転状態に移行したときは、前
記フィードバック制御の開始を所定遅延時間だけ遅延さ
せる遅延手段を有し、該遅延手段は、前記リッチ化手段
によるリッチ化の実行中に、前記機関運転状態の移行が
あったときは、前記所定遅延時間をより短い時間に変更
することを特徴とする。

【０００８】ここで「所定時間」は、ＮＯｘ吸収剤が、
そのＮＯｘ吸収能力の限界までＮＯｘを吸収するのに要
する時間、若しくはそれより若干短い時間であり、例え
ば吸入空気量が比較的大きいエンジン運転状態が継続し
た場合を想定した一定時間とする。また「所定遅延時
間」は、リーン制御中に三元触媒に蓄積された酸素が放
出されるのに要する時間に対応し、リーン制御の継続時
間が長いほど長い時間に設定される。

【０００９】この構成によれば、機関がリーン制御を実
行すべき運転状態から第２の酸素濃度センサ出力を用い
たフィードバック制御を実行すべき運転状態に移行した
ときは、前記フィードバック制御の開始が所定遅延時間
だけ遅延され、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘを還元
するための一時的な空燃比リッチ化の実行中に、前記機
関運転状態の移行があったときは、前記所定遅延時間が
より短い時間に変更されるので、還元リッチ化の実行に
よる三元触媒からの酸素の放出を考慮した適切なタイミ
ングでフィードバック制御を開始することができる。そ
の結果、第２の酸素濃度センサの不適切な出力値が反映
されることなくかつ迅速にフィードバック制御を開始す
ることが可能となり、良好な排気ガス特性を維持するこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明の実施の一形態に係る燃料
供給制御装置を含む、内燃機関（以下「エンジン」とい
う）の制御装置の全体構成図であり、例えば４気筒のエ
ンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配され
ている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴ
Ｈ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の
開度に応じた電気信号を出力してエンジン制御用電子コ
ントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給
する。

【００１２】燃料噴射弁６は各気筒の燃焼室内に直接燃
料を噴射するように各気筒毎に設けられており、各噴射
弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣ
Ｕ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号によ
り燃料噴射弁６の開弁時期及び開弁時間が制御される。

【００１３】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。

【００１４】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。

【００１５】ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸
（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置セ
ンサ１０が接続されており、クランク軸の回転角度に応
じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置セ
ンサ１０は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角
度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」とい
う）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始
時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクラ
ンク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０
度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣセンサ及び
ＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク角周期（例えば
３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」と
いう）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬ信号パ
ルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パルスがＥＣＵ
５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転
数ＮＥの検出に使用される。

【００１６】排気管１２には排気ガス浄化装置を構成す
る三元触媒１６及びＮＯｘ吸収部１７が設けられてい
る。ＮＯｘ吸収部１７は、三元触媒１６の下流側に配置
されている。

【００１７】三元触媒１６は、酸素蓄積能力を有し、エ
ンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比より
リーン側に設定され、排気ガス中の酸素濃度が比較的高
い排気ガスリーン状態では、排気ガス中の酸素を蓄積
し、逆にエンジン１に供給される混合気の空燃比が理論
空燃比よりリッチ側に設定され、排気ガス中の酸素濃度
が低く、ＨＣ、ＣＯ成分が多い排気ガスリッチ状態で
は、蓄積した酸素により排気ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化
する機能を有する。

【００１８】ＮＯｘ吸収部１７は、ＮＯｘを吸収するＮ
Ｏｘ吸収剤及び酸化、還元を促進するための触媒を内蔵
する。ＮＯｘ吸収剤は、エンジン１に供給される混合気
の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定され、排気ガ
ス中の酸素濃度が比較的高い（ＮＯｘが多い）排気ガス
リーンにおいては、ＮＯｘを吸収する一方、逆にエンジ
ン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッ
チ側に設定され、排気ガス中の酸素濃度が低く、ＨＣ、
ＣＯ成分が多い排気ガスリッチ状態においては、吸収し
たＮＯｘを放出する特性を有する。ＮＯｘ吸収部１７
は、排気ガスリーン状態においては、ＮＯｘ吸収剤にＮ
Ｏｘを吸収させる一方、排気ガスリッチ状態において
は、ＮＯｘ吸収剤から放出されるＮＯｘがＨＣ、ＣＯに
より還元されて、窒素ガスとして排出され、またＨＣ、
ＣＯは酸化されて水蒸気及び二酸化炭素として排出され
るように構成されている。ＮＯｘ吸収剤としては、例え
ば酸化バリウム（Ｂａ０）が使用され、触媒としては例
えば白金（Ｐｔ）が使用される。このＮＯｘ吸収剤は、
一般にその温度が高くなるほど、吸収したＮＯｘを放出
しやすくなる特性を有する。

【００１９】ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の限界、す
なわち最大ＮＯｘ吸収量まで、ＮＯｘを吸収すると、そ
れ以上ＮＯｘを吸収できなくなるので、適時ＮＯｘを放
出させて還元するために空燃比のリッチ化、すなわち還
元リッチ化を実行する。

【００２０】三元触媒１６の上流位置には、比例型空燃
比センサ１４（以下「ＬＡＦセンサ１４」という）が装
着されており、このＬＡＦセンサ１４は排気ガス中の酸
素濃度（空燃比）にほぼ比例した電気信号を出力し、Ｅ
ＣＵ５に供給する。

【００２１】三元触媒１６の下流位置には、二値型酸素
濃度センサ１５（以下「Ｏ２センサ１５」という）が装
着されており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。
このＯ２センサ１５は、その出力ＶＳＯ２が理論空燃比
の前後において急激に変化する特性を有し、その出力Ｖ
ＳＯ２は理論空燃比よりリッチ側で高レベルとなり、リ
ーン側で低レベルとなる。

【００２２】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波
形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナロ
グ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成され
る。

【００２３】ＣＰＵ５ｂは、上述の各種エンジンパラメ
ータ信号に基づいて、種々のエンジン運転状態を判別す
るとともに、該判別されたエンジン運転状態に応じて、
次式（１）に基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期する
燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算する。

【００２４】ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＣＭＤ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２…（１）ここに、ＴＩは燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて設定されたＴＩマップを検索して決定される。ＴＩ
マップは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢ
Ａに対応する運転状態において、エンジンに供給する混
合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定されて
いる。

【００２５】ＫＣＭＤは目標空燃比係数であり、エンジ
ン回転数ＮＥ、スロットル弁開度θＴＨ、エンジン水温
ＴＷ等のエンジン運転パラメータに応じて設定される。
目標空燃比係数ＫＣＭＤは、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すな
わち燃空比Ｆ／Ａに比例し、理論空燃比のとき値１．０
をとる。より具体的には、エンジン回転数ＮＥ及びスロ
ットル弁開度θＴＨに応じて、図２に示すようなストイ
キ制御領域、第１リーン制御領域及び第２リーン制御領
域を判別し、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル弁開度
θＴＨがストイキ制御領域にあるエンジン運転状態で
は、目標空燃比係数ＫＣＭＤはおおむね「１．０」に設
定され、スロットル弁が全開とされるような高負荷運転
状態等の限られた運転状態において１．０より大きな値
に設定される。また、エンジン回転数ＮＥ及びスロット
ル弁開度θＴＨが第１リーン制御領域にあるエンジン運
転状態では、目標空燃比係数ＫＣＭＤは、例えば０．６
７〜０．８（空燃比１８から２２相当の値）程度に設定
され、第２リーン制御領域にあるエンジン運転状態で
は、例えば０．３〜０．５（空燃比３０から５０相当の
値）程度の設定される。

【００２６】また目標空燃比係数ＫＣＭＤは、還元リッ
チ化を実行するときは、一時的に例えば１．０５（空燃
比１４相当の値）程度に設定される。

【００２７】ＫＬＡＦは、フィードバック制御の実行条
件が成立するときは、ＬＡＦセンサ１４の検出値から算
出される検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤに一
致するようにＰＩＤ制御により算出される空燃比補正係
数である。

【００２８】Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数
であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン
加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決
定される。

【００２９】ＣＰＵ５ｂは、さらにエンジン運転状態に
応じて燃料噴射弁６の開弁時期（燃料噴射時期）を決定
する。具体的には、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル
弁開度θＴＨに応じて図２のストイキ制御領域及び第１
リーン制御領域では、各気筒の吸気行程で噴射し、第２
リーン制御領域では、各気筒の圧縮行程で噴射するよう
に決定される。

【００３０】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料
噴射時間ＴＯＵＴ及び燃料噴射時期に基づいて燃料噴射
弁６を開弁させる駆動信号を出力回路５ｄを介して燃料
噴射弁６に供給する。

【００３１】図３は、フラグ設定処理のフローチャート
であり、より具体的には還元リッチ化を実行することを
「１」で示す還元リッチ化フラグＦＲＳＰ及びＯ２セン
サ１５の出力ＶＳＯ２に応じたフィードバック制御を実
行することを「１」で示すＯ２フィードバックフラグＦ
ＳＯ２ＦＢの設定を行う処理のフローチャートである。
この処理は、ＴＤＣ信号パルスの発生毎にＣＰＵ５ｂで
実行される。

【００３２】ステップＳ１０では、エンジン運転状態が
リーン制御領域にあるか否かを判別し、リーン制御領域
にあるときは、Ｏ２フィードバックフラグＦＳＯ２ＦＢ
を「０」に設定するとともにエンジン運転状態がリーン
制御領域からストイキ制御領域に移行したときに、該移
行後の時間を計測するアップカウントタイマｔｍＦＢＤ
ＬＹの値を「０」にリセットし（ステップＳ１１）、ス
テップＳ１９またはＳ２０で「０」にリセットされるア
ップカウントタイマｔｍＬＮの値が所定時間ＴＭＬＮを
越えたか否かを判別する（ステップＳ１２）。このタイ
マｔｍＬＮはリーン制御開始時点からの経過時間または
還元リッチ化終了時点からの経過時間を計測するタイマ
である。所定時間ＴＭＬＮは、ＮＯｘ吸収剤が、そのＮ
Ｏｘ吸収能力の限界までＮＯｘを吸収するのに要する時
間、若しくはそれより若干短い時間であり、例えば吸入
空気量が比較的大きいエンジン運転状態が継続した場合
を想定した一定時間（例えば２０秒）に設定されてい
る。

【００３３】ステップＳ１２でｔｍＬＮ≦ＴＭＬＮであ
るときは、タイマｔｍＬＮの値に応じて図４（ａ）に示
すＴＭＦＢＤＬＹテーブルを検索し、遅延時間ＴＭＦＢ
ＤＬＹを決定する（ステップＳ１３）。この遅延時間Ｔ
ＭＦＢＤＬＹは、エンジン運転状態がリーン制御領域か
らストイキ制御領域に移行したときに、Ｏ２センサ１５
の出力ＶＳＯ２に応じたフィードバック制御の開始を遅
延させる時間であり、ＴＭＦＢＤＬＹテーブルは、タイ
マｔｍＬＮの値が大きくなるほど、すなわちリーン制御
の継続時間が長くなるほど、遅延時間ＴＭＦＢＤＬＹが
増加するように設定されている。同図（ａ）のおいて時
間Ｔ１は、例えば２秒程度に設定される。これにより遅
延時間ＴＭＦＢＤＬＹは、リーン制御中に三元触媒１６
に蓄積された酸素が放出されるのに要する時間にほぼ対
応するように設定される。

【００３４】続くステップＳ１４では、還元リッチ化処
理の継続時間を計測するアップカウントタイマｔｍＲＳ
Ｐを「０」にリセットするとともに、還元リッチ化フラ
グＦＲＳＰを「０」に設定して、本処理を終了する。

【００３５】ステップＳ１２でｔｍＬＮ＞ＴＭＬＮとな
ると、タイマｔｍＲＳＰの値がリッチ化時間ＴＭＲＳＰ
（例えば３．５秒）を越えたか否かを判別する（ステッ
プＳ１５）。最初は、この答えは否定（ＮＯ）であるの
で、還元リッチ化フラグＦＲＳＰを「１」に設定し（ス
テップＳ１６）、次いでタイマｔｍＲＳＰの値に応じて
図４（ｂ）に示すＴＭＤＥＣテーブルを検索し、遅延時
間ＴＭＦＢＤＬＹの減算補正項ＴＭＤＥＣを決定する
（ステップＳ１７）。ＴＭＤＥＣテーブルは、タイマｔ
ｍＲＳＰの値が大きくなるほど、すなわち還元リッチ化
の実行時間が長くなるほど、減算補正項ＴＭＤＥＣが増
加するように設定されている。同図（ｂ）において時間
Ｔ２は、例えば１秒程度に設定されている。続くステッ
プＳ１８では、下記式により遅延時間ＴＭＦＢＤＬＹを
補正する。

【００３６】ＴＭＦＢＤＬＹ＝ＴＭＦＢＤＬＹ−ＴＭＤＥＣステップＳ１７，Ｓ１８の処理により、還元リッチ化の
実行時間が長くなるほど、遅延時間ＴＭＦＢＤＬＹは短
くなるように補正される。

【００３７】ステップＳ１５でｔｍＲＳＰ＞ＴＭＲＳＰ
となると、タイマｔｍＬＮを「０」にリセットするとと
もに還元リッチ化フラグＦＲＳＰを「０」に設定して
（ステップＳ１９）、本処理を終了する。

【００３８】ステップＳ１０でエンジン運転状態がリー
ン制御領域にないときは、タイマｔｍＬＮを「０」にリ
セットするとともに還元リッチ化フラグＦＲＳＰを
「０」に設定し（ステップＳ２０）、エンジン運転状態
が目標空燃比係数ＫＣＭＤを「１．０」とするストイキ
制御領域にあるか否かを判別する（ステップＳ２１）。
この答が否定（ＮＯ）のとき（例えばスロットル全開運
転中のとき）は、Ｏ２フィードバックフラグＦＳＯ２Ｆ
Ｂを「０」に設定し（ステップＳ２４）、Ｏ２センサ出
力ＳＶＯ２に応じたフィードバック制御は実行しないよ
うにする。

【００３９】一方ステップＳ２１の答が肯定（ＹＥＳ）
であってエンジン運転状態がストイキ制御領域にあると
きは、タイマｔｍＦＢＤＬＹの値が遅延時間ＴＭＦＢＤ
ＬＹを越えたか否かを判別する（ステップＳ２２）。そ
して、ｔｍＦＢＤＬＹ≦ＴＭＦＢＤＬＹである間は、前
記ステップＳ２４に進み、ｔｍＴＦＢＤＬＹ＞ＴＭＦＢ
ＤＬＹとなると、Ｏ２フィードバックフラグＦＳＯ２Ｆ
Ｂを「１」に設定して、Ｏ２センサ出力ＶＳＯ２の出力
に応じたフィードバック制御、具体的には、Ｏ２センサ
出力ＶＳＯ２の出力に応じた目標空燃比係数ＫＣＭＤの
修正を許可する（ステップＳ２３）。

【００４０】以上のように図３の処理によれば、還元リ
ッチ化実行中にエンジン運転状態がリーン制御領域から
ストイキ制御領域に移行したときは、還元リッチ化の継
続時間に応じた減算補正項ＴＭＤＥＣによって減算補正
された遅延時間ＴＭＦＢＤＬＹだけ遅延して、Ｏ２セン
サ出力ＶＳＯ２に応じたフィードバック制御が開始され
るので、該フィードバック制御を、還元リッチ化による
三元触媒１６に蓄積された酸素の放出量に応じた時間だ
け早いタイミングで開始することができる。その結果、
還元リッチ化実行中にエンジン運転状態がリーン制御領
域からストイキ制御領域に移行した直後の過渡状態にお
いて、適切なタイミングでＯ２センサ出力ＶＳＯ２に応
じたフィードバック制御が開始され、良好な排気ガス特
性を維持することが可能となる。

【００４１】図５は、目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出す
る処理のフローチャートであり、本処理はＴＤＣ信号パ
ルスの発生毎にＣＰＵ５ｂで実行される。

【００４２】ステップＳ３１では、エンジン運転状態に
応じて目標空燃比係数ＫＣＭＤを決定する。目標空燃比
係数ＫＣＭＤは、基本的には、図２に示す制御領域に対
応して前述したように設定され、高負荷運転時やエンジ
ン水温ＴＷが低いときは、エンジン負荷やエンジン水温
ＴＷに応じた修正が行われる。

【００４３】ステップＳ３２では下記式（２）によりス
テップＳ３１で算出された目標空燃比係数ＫＣＭＤを修
正して本処理を終了する。

【００４４】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＫＣＭＤＳＯ２（２）ここでＫＣＭＤＳＯ２は、図６の処理によりＯ２センサ
出力ＶＳＯ２に応じて算出される修正加算項である。

【００４５】図６は、修正加算項ＫＣＭＤＳＯ２を演算
する処理のフローチャートであり、本処理はＴＤＣ信号
パルスの発生毎にＣＰＵ５ｂで実行される。

【００４６】ステップＳ４１では、図３の処理により設
定されるＯ２フィードバックフラグＦＳＯ２ＦＢが
「１」であるか否かを判別し、ＦＳＯ２ＦＢ＝０であっ
てフィードバック制御が許可されていないときは、直ち
に処理を終了する。

【００４７】ＦＳＯ２ＦＢ＝１であるときは、下記式に
よりＯ２センサ出力の基準値ＶＳＯ２ＲＥＦとＯ２セン
サ出力ＶＳＯ２との偏差ΔＶＳＯ２を算出する（ステッ
プＳ４２）。基準値ＶＳＯ２ＲＥＦは、Ｏ２センサ出力
ＶＳＯ２がとりうる値のほぼ中心値に設定されている。

【００４８】ΔＶＳＯ２＝ＶＳＯ２ＲＥＦ−ＶＳＯ２続くステップＳ４３では、下記式により、目標補正項Ｖ
ＲＥＦＰＭ、ＶＲＥＦＩＭ、ＶＲＥＦＤＭを算出した
後、これら各補正項を加算してＯ２フィードバックにお
ける目標補正値ＶＲＥＦＭを算出する。下記式において
（ｋ）、（ｋ−１）は、それぞれ今回算出値及び前回算
出値を表すために付したものである。ただし、今回値を
示す（ｋ）は、通常は省略している。

【００４９】ＶＲＥＦＰＭ（ｋ）＝ΔＶＳＯ２（ｋ）×ＫＶＰＭＶＲＥＦＩＭ（ｋ）＝ＶＲＥＦＩＭ（ｋ−１）＋ΔＶＳ
Ｏ２（ｋ）×ＫＶＩＭＶＲＥＦＤＭ（ｋ）＝（ΔＶＳＯ２（ｋ）−ΔＶＳＯ２
（ｋ−１））×ＫＶＤＭＶＲＥＦＭ（ｋ）＝ＶＲＥＦＰＭ（ｋ）＋ＶＲＥＦＩＭ
（ｋ）＋ＶＲＥＦＤＭ（ｋ）次に、ステップＳ４４では、目標補正値ＶＲＥＦＭ
（ｋ）のリミットチェックを行ない、目標補正値ＶＲＥ
ＦＭ及び目標補正項ＶＲＥＦＩＭが所定上下限値の範囲
内に入るようにする。

【００５０】そしてＶＲＥＦＭ（ｋ）のリミットチェッ
クを終了した後、ステップＳ４５に進み、補正項ＤＫＣ
ＭＤＯ２を算出する。

【００５１】補正項ＤＫＣＭＤＯ２は、具体的には図７
に示すように、ＤＫＣＭＤＯ２テーブルの検索により算
出される。すなわち、ＤＫＣＭＤＯ２テーブルは、ＤＫ
ＣＭＤＯ２値は目標補正値ＶＲＥＦＭが大きな値を有す
る程、大きな値となるように設定される。また、ＶＲＥ
ＦＭ値に関しては、前記ステップＳ４４でリミットチェ
ックが行なわれていることからＤＫＣＭＤＯ２値に関し
ても所定の上下限値内の値に設定されることとなる。

【００５２】次いで、ステップＳ４６では下記式によ
り、補正項ＤＫＣＭＤＯ２を平均化して修正加算項ＫＣ
ＭＤＳＯ２を算出する。

【００５３】ＫＣＭＤＳＯ２＝α×ＤＫＣＭＤＯ２＋
（１−α）×ＫＣＭＤＳＯ２ここで、右辺のＫＣＭＤＳＯ２は、前回算出値であり、
αは０と１の間の値に設定されるなまし係数である。

【００５４】このようにして算出した修正加算項ＫＣＭ
ＤＳＯ２を、目標空燃比係数ＫＣＭＤに加算することに
より、Ｏ２センサ出力ＶＳＯ２に応じたフィードバック
制御が実行され、エンジンの排気系やＬＡＦセンサの特
性のばらつきや経年変化の影響を抑制することができ
る。

【００５５】図３を参照して説明したように、還元リッ
チ化実行中にエンジン運転状態がリーン制御領域からス
トイキフィードバック制御領域に移行した直後の過渡状
態においては、適切なタイミングでＯ２センサ出力ＶＳ
Ｏ２に応じたフィードバック制御が開始され、修正加算
項ＫＣＭＤＳＯ２の更新が行われるので、不適切なＯ２
センサ出力値が反映されることなくかつ迅速にフィード
バック制御を開始することが可能となり、良好な排気ガ
ス特性を維持することができる。

【００５６】図８は空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出する
処理のフローチャートであり、本処理はＴＤＣ信号パル
スの発生毎にＣＰＵ５ｂで実行される。

【００５７】ステップＳ５１でＬＡＦセンサ１４の出力
に応じたフィードバック制御を実行するＬＡＦフィード
バック制御条件が成立しているか否かを判別する。この
ＬＡＦフィードバック制御条件は、ＬＡＦセンサ１４が
活性化しており、燃料供給遮断運転あるいはスロットル
全開運転を実行していないこと等を条件として成立す
る。ステップＳ５１の答が否定（ＮＯ）のときは、空燃
比補正係数ＫＬＡＦを「１．０」に設定して（ステップ
Ｓ５２）、本処理を終了する。

【００５８】ＬＡＦフィードバック制御条件が成立する
ときは、ＬＡＦセンサ１４の出力を当量比に変換した検
出当量比ＫＡＣＴと、目標空燃比係数ＫＣＭＤとの偏差
ＤＫＡＦ（ｋ）（＝ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））
を算出し（ステップＳ５３）、偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及び
各制御ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、比
例項ＫＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）及び微
分項ＫＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ５４）。

【００５９】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦ
（ｋ−１）ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤそして、比例項ＫＬＡＦＰ、積分項ＫＬＡＦＩ及び微分
項ＫＬＡＦＤを加算して空燃比補正係数ＫＬＡＦ（＝Ｋ
ＬＡＦＰ＋ＫＬＡＦＩ＋ＫＬＡＦＤ）を算出し（ステッ
プＳ５５）、算出した空燃比補正係数ＫＬＡＦの値が所
定上下限値の範囲内に入るようにリミット処理を行って
（ステップＳ５６）、本処理を終了する。

【００６０】図９は、上述したように算出される目標空
燃比係数ＫＣＭＤ及び空燃比補正係数ＫＬＡＦ等を上記
式（１）に適用して燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する処
理のフローチャートであり、本処理はＴＤＣ信号パルス
の発生毎にＣＰＵ５ｂで実行される。

【００６１】ステップＳ６１では、還元リッチ化フラグ
ＦＲＳＰが「１」であるか否かを判別し、ＦＲＳＰ＝０
であって還元リッチ化を実行しないときは、直ちにステ
ップＳ６３に進んで式（１）の演算を実行し、ＦＲＳＰ
＝１であって還元リッチ化を実行するときは、目標空燃
比係数ＫＣＭＤをリッチ化所定値ＫＣＭＤＲＳＰ（例え
ば空燃比１４相当程度の値）に置き換えて、ステップＳ
６３に進む。

【００６２】リーン運転中は目標空燃比係数ＫＣＭＤ
は、図５の処理により１．０より小さい値に設定される
が、還元リッチ化を実行すべきときは、本処理により目
標空燃比係数ＫＣＭＤが１．０より大きいリッチ化所定
値ＫＣＭＤＲＳＰに置換され、空燃比が理論空燃比より
リッチ側の値に制御される。

【００６３】本実施形態では、ＬＡＦセンサ１４及びＯ
２センサ１５が、それぞれ第１及び第２のの酸素濃度セ
ンサに相当し、図５の処理が目標空燃比決定手段に相当
し、図６の処理がフィードバック制御手段に相当し、図
３のステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ１６及び図９
のステップＳ６１，Ｓ６２がリッチ化手段に相当し、図
３のステップＳ１０，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ２１，Ｓ２２
が遅延手段に相当する。

【００６４】なお、本発明は上述した実施形態に限るも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、燃料噴
射弁６は吸気管２内に燃料を噴射するように設けるよう
にしてもよい。また、本実施形態においては、三元触媒
をＮＯｘ吸収剤の上流側に設けたが、ＮＯｘ吸収剤の下
流側に設けたり、三元触媒と、ＮＯｘ吸収剤とを一体に
構成してもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、機
関がリーン制御を実行すべき運転状態から第２の酸素濃
度センサ出力を用いたフィードバック制御を実行すべき
運転状態に移行したときは、前記フィードバック制御の
開始が所定遅延時間だけ遅延され、ＮＯｘ吸収剤に吸収
されたＮＯｘを還元するための一時的な空燃比リッチ化
の実行中に、前記機関運転状態の移行があったときは、
前記所定遅延時間がより短い時間に変更されるので、還
元リッチ化の実行による三元触媒からの酸素の放出を考
慮した適切なタイミングでフィードバック制御を開始す
ることができる。その結果、第２の酸素濃度センサの不
適切な出力値が反映されることなくかつ迅速にフィード
バック制御を開始することが可能となり、良好な排気ガ
ス特性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかる燃料供給制御装
置を含む、内燃機関とその制御装置の構成を示す図であ
る。

【図２】エンジン回転数及びスロットル弁開度に応じて
判別されるエンジンの運転領域を示す図である。

【図３】還元リッチ化及びＯ２センサ出力に応じたフィ
ードバック制御の実行を制御するためのフラグ設定を行
う処理のフローチャートである。

【図４】図３の処理で使用するテーブルを示す図であ
る。

【図５】目標空燃比係数ＫＣＭＤを算出する処理のフロ
ーチャートである。

【図６】目標空燃比係数ＫＣＭＤの修正加算項ＫＣＭＤ
ＳＯ２を算出する処理のフローチャートである。

【図７】図６の処理で使用するテーブルを示す図であ
る。

【図８】空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出する処理のフロ
ーチャートである。

【図９】燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する処理のフロー
チャートである。

【符号の説明】

１内燃機関５電子コントロールユニット（目標空燃比決定手段、
フィードバック制御手段、リッチ化手段、遅延手段）１２排気管１４酸素濃度センサ（第１の酸素濃度センサ）１５酸素濃度センサ（第２の酸素濃度センサ）１６三元触媒１７ＮＯｘ吸収部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｚ (72)発明者泉浦篤埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者澤村和同埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者入江宣行栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台143番地株式会社ピーエスジー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
リーン状態において排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯ
ｘ吸収剤と、前記排気系に設けられた三元触媒と、該三
元触媒の上流側に設けられた第１の酸素濃度センサと、
前記三元触媒の下流側に設けられた第２の酸素濃度セン
サと、前記機関に供給する混合気の目標空燃比を決定す
る目標空燃比決定手段と、前記目標空燃比が理論空燃比
であるときに、前記第２の酸素濃度センサの出力を用い
て前記混合気の空燃比を前記目標空燃比とすべく、前記
機関に供給する燃料量をフィードバック制御するフィー
ドバック制御手段と、前記目標空燃比を理論空燃比より
リーン側に設定するリーン制御が所定時間継続したとき
に前記混合気の空燃比を一時的にリッチ化するリッチ化
手段とを備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、前記機関が前記リーン制御を実行すべき運転状態から前
記フィードバック制御を実行すべき運転状態に移行した
ときは、前記フィードバック制御の開始を所定遅延時間
だけ遅延させる遅延手段を有し、該遅延手段は、前記リ
ッチ化手段によるリッチ化の実行中に、前記機関運転状
態の移行があったときは、前記所定遅延時間をより短い
時間に変更することを特徴とする内燃機関の燃料供給制
御装置。