JP2004360605A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】触媒劣化時にも排気ガスの浄化性能を高めた内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられた触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力を2つの空燃比センサの出力で検出し、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化と判断し、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータを制御することにより空燃比変動を小さく制御する。この結果、触媒コンバータに入る排気ガスが安定して適切な空燃比制御を行うことができる。
【選択図】 図4
【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられた触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力を2つの空燃比センサの出力で検出し、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化と判断し、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータを制御することにより空燃比変動を小さく制御する。この結果、触媒コンバータに入る排気ガスが安定して適切な空燃比制御を行うことができる。
【選択図】 図4
Description
【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、排気ガス通路に酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータが設けられた内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の排気ガス通路には、内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための触媒コンバータと、空燃比フィードバック制御を行うための空燃比センサが設けられている。この場合、空燃比センサが1個しか設けられていないと、空燃比センサの出力特性のばらつきのために、空燃比フィードバック制御の精度が良くない。
【0003】
そこで、空燃比センサの出力特性のばらつきや経年変化を補償するために、排気ガス通路に2つの空燃比センサを設けた空燃比フィードバック制御が行われている。このような空燃比フィードバック制御では、空燃比センサは一般に、排気ガスの流れに対して触媒コンバータの上流側と下流側にそれぞれ1個ずつ設けられている。
【0004】
ところが、排気ガス通路に単に空燃比センサを2個設けた空燃比フィードバック制御では、内燃機関の過渡運転時に、触媒コンバータの下流側に設けられた空燃比センサの出力の時間遅れに起因してフィードバック制御が一時的に過大制御となったり、触媒コンバータの劣化時に空燃比制御が過制御になって、エミッションの悪化を招くという問題点があった。
【0005】
これに対して、排気ガス通路に設けられた2つの空燃比センサの出力偏差をフィルタ処理した信号によって空燃比制御量を演算し、この空燃比制御量に応じてインジェクタからの燃料噴射量を調整して空燃比を制御することにより、内燃機関の過渡運転状態時及び触媒コンバータの劣化時にも触媒コンバータの上流及び下流の空燃比センサの信号による空燃比制御が適切に行われるようにした空燃比制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−50204号公報([0027]〜[0032])
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、内燃機関の過渡運転状態時及び触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整のみにより空燃比を制御しているので、空燃比の制御範囲に限界があった。また、特許文献1に記載の発明では、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力を考慮しておらず、触コンバータが劣化して最大酸素吸蔵能力が劣化した場合でも、内燃機関の制御パラメータに対して通常時と同じ制御を行っているので、触媒コンバータに入る空燃比の理論空燃比からの偏差が大きいと有害な排気ガス成分を触媒コンバータで消化しきれず、エミッションが悪化するという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような空燃比制御装置の有する問題点を解消し、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に着目して、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が大きい時にはある程度の空燃比変動を許容して内燃機関の応答性を重視した制御を行い、逆に、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化と判断し、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータを制御することにより空燃比変動を小さく制御し、触媒コンバータに入る排気ガスを安定させて適切な空燃比制御を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
前記目的を達成する本発明の内燃機関の制御装置は、酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータが排気ガス通路に設けられた内燃機関の制御装置であって、触媒コンバータが吸蔵できる酸素量である酸素吸蔵可能量を算出する手段と、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さくなった時に、内燃機関の運転状態の制御パラメータを、空燃比の変動が小さくなる方向に補正する制御パラメータ補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【0010】
この場合、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時には空燃比の変動許容範囲を拡大し、内燃機関の運転状態の制御パラメータを、内燃機関を搭載した車両の運転性能を向上させる方向に補正することができる。
【0011】
また、内燃機関が電子制御式自動変速機を備えている場合は、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、(1)変速機のシフトアップポイントとシフトダウンポイントを決めるヒステリシスの幅を大きくする、(2)変速機のクラッチへのライン油圧の供給、排出速度を通常よりも遅くする制御を行うことができる。
【0012】
一方、内燃機関が無段自動変速機を備えている場合は、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、変速機の変速比の変化量を通常値よりも小さくする制御を行うことができる。
【0013】
更に、制御パラメータ補正手段は、以下のような制御を行うことができる。
(1)内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(2)内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量の変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(3)内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(4)内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量の変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(5)内燃機関に電子制御スロットルを備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、電子制御スロットルのスロットル弁位置の変化量を通常値よりも小さくする。
(6)内燃機関における点火タイミングの変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(7)内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、可変バルブタイミング機構の進角、遅角位置の変化量を通常値よりも小さくする。
(8)内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、可変バルブタイミング機構のバルブリフト量の変化量を通常値よりも小さくする。
(9)触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時にはインジェクタからの燃料噴射量の調整量を通常値よりも大きくする。
【0014】
なお、酸素吸蔵可能量の検出手段は、触媒コンバータの排気ガスの流れの上流側と下流側の排気ガス通路にそれぞれ設けられた第1と第2の空燃比センサの出力値を比較することにより、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量を算出することができる。
【0015】
更にまた、内燃機関を搭載した車両に、車両が登坂走行状態であることを検出する登坂走行検出手段が備えられている場合は、制御パラメータ補正手段は触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ登坂走行検出手段が車両の登坂走行を検出した場合には動作しないようにすることができる。
【0016】
これに加えて、内燃機関を搭載した車両に車両の運転状態検出手段が備えられている場合は、制御パラメータ補正手段は触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ運転状態検出手段が車両のカーブ路の走行、一時停止、右左折状態、及び断続的な低速走行状態の少なくとも1つの状態を検出した場合には動作しないようにすることができる。
【0017】
なお、内燃機関を搭載した車両に、車間距離検出装置が備えられている場合には、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ車間距離検出装置が車両の車間距離が所定距離未満であることを検出した場合には動作しない。
【0018】
前述のように、特許文献1に記載の技術は、触媒コンバータの下流側の空燃比センサの出力を、触媒コンバータの劣化時などになまし処理することにより変動を少なくし、空燃比センサの出力を用いる制御量が異常な値にならないようにする受け身的な制御(異常な場合に通常状態に近い状態にする制御)であるのに対して、本発明の内燃機関の制御装置に記載の技術は、触媒コンバータの状態(触媒コンバータの許容量)に応じて内燃機関の制御量を変更する能動的な制御であり、特許文献1に記載された技術に比べて、一層精密な内燃機関の制御を行うことが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は多気筒内燃機関1に適用する本発明の内燃機関の制御装置50の全体構成を示す図である。この実施例の内燃機関1は、点火ブラグ6を有する4気筒4サイクル火花点火式内燃機関であり、マイクロコンピュータを内蔵したECU(エンジン・コントロール・ユニット)10によって制御される。
【0021】
内燃機関1への吸気通路2には、エアクリーナ3の下流側に、内燃機関1への吸入空気量を測定するエアフローメータ13と電子制御スロットル弁4がこの順に設けられている。電子制御スロットル弁4はECU10からの制御信号で動作するアクチュエータ4Aによって駆動制御され、電子制御スロットル弁4の開弁位置は、スロットル位置センサ14で検出されてECU10にフィードバックされる。内燃機関1の各シリンダ1Sには点火プラグ6が設けられており、各点火プラグ6は点火コイル26を通じてイグナイタ25に接続されている。点火プラグ6の点火タイミングはイグナイタ25に接続するECU10によって制御される。
【0022】
また、この実施例の内燃機関1には自動変速機5が設けられている。自動変速機5としては、3速から5速の通常の電子制御オートマチックトランスミッションの他に、CVTと呼ばれる無段変速機を使用することができる。自動変速機5が通常の電子制御オートマチックトランスミッションの場合は、ECU10は車両の運転者の手動による変速時に、クラッチやブレーキの油圧の供給、排出のスピードを制御して、変速ショックを重視する時はゆっくりと、応答性を重視する時には急速に油圧を供給、排出するように動作する。また、CVTの場合は、ECU10は油圧を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリの溝幅を変え、スチールベルトとプーリの巻き付き半径の増減により変速比を連続的に無段階に変化させる。
【0023】
更に、この実施例の内燃機関1には、ECU1に制御されるVVT(連続可変バルブタイミング機構)7が設けられている。VVT7は、内燃機関1の低中速運転時は、低中速運転向きの、高速時は高速向きのバルブタイミング(吸気弁の開閉時期)に連続的に変化させることにより、あらゆる回転域であたかもその回転域専用のような高効率、高トルクを実現するものである。このような動作の実現のために、ECU1はVVT7に対して供給する油圧を補正し、吸気弁の進角、遅角量を変化させたり、リフト量を変化させることができる。
【0024】
一方、内燃機関1の排気通路8には排気ガスを浄化するための触媒コンバータ(例えば三元触媒)9が設けられている。そして、触媒コンバータ9の上流側の排気通路8内には、排気ガスの空燃比を測定するための空燃比センサである第1の酸素センサ11が取り付けられており、触媒コンバータ9の下流側の排気通路8内には、同じく空燃比センサである酸素センサ12が取り付けられている。第1の空燃比センサ11の出力と第2の酸素センサ12の出力はECU10に入力される。
【0025】
触媒コンバータ9は排気ガス通路8を流れる排気ガス中の酸素を吸蔵する能力があり、この酸素吸蔵能力は、触媒コンバータ9が新しいほど大きく、劣化してくると小さくなる。触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力(Cmax )は、第1の酸素センサ11の出力と第2の酸素センサ12の出力をECU10が比較することにより検出することができる。これを図2を用いて説明する。
【0026】
例えば、第1の酸素センサ11の出力波形が、図2(a)に示すように、排気ガスの空燃比がリッチ状態(酸素成分が多い状態)を検出した場合を考える。この状態の時、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力が大きい場合(Cmax が大の時)は、排気ガス中の酸素成分は触媒コンバータ9に吸蔵されるので、第2の酸素センサ12の出力は、例えば図2(b)のようになり、リッチ状態は検出されない。これに対して、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力が小さい場合(Cmax が小の時)は、排気ガス中の酸素成分を吸蔵する能力が触媒コンバータ9に余りないので、第2の酸素センサ12の出力は、例えば図2(c)のようになり、排気ガスのリッチ状態が解消されず、排気ガスが悪化する。
【0027】
また、内燃機関1の周囲には、燃料タンク15から蒸発する燃料のベーパが大気中に放出されないように吸着するキャニスタ16が設けられている。キャニスタ16に吸着されたベーパは、内燃機関1の運転時にパージ通路17を通じて吸気通路2のスロットル弁2の下流側に戻される。パージ通路17の途中には、ECU10によって開弁制御されるパージ流量制御弁27が設けられている。ECU10は、内燃機関1の運転状態に応じてこのパージ流量制御弁27の開度を調節し、内燃機関1の運転特性がパージされたベーパによって乱れないようにしている(パージされた燃料量を考慮した空燃比制御が行われている。)
更に、内燃機関1の排気通路8と吸気通路2との間には、排気ガスの一部を吸気系統に戻して低エミッション化を図るためのEGR通路18がある。このEGR通路18の途中にもECU10によって開弁制御されるEGR制御弁28が設けられている。ECU10は、内燃機関1の運転状態に応じてこのEGR制御弁28の開度を調節し、排気ガス中のNOxの低減を図っている。
【0028】
本発明は、以上のように構成された電子制御式内燃機関1において、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力の変化に応じて、以下のような制御パラメータ、例えば(1)自動変速機5における変速タイミング、
(2)自動変速機5における変速処理、
(3)自動変速機5がCVTの時の変速比の変化量、
(4)パージ流量制御弁27の開閉制御における最大パージ流量、
(5)パージ流量制御弁27の開閉制御におけるパージ流量の変化量、
(6)EGR制御弁28の開閉制御における最大EGR流量、
(7)EGR制御弁28の開閉制御におけるEGR流量の変化量、
(8)電子制御スロットル弁4におけるスロットル弁位置の変化量、
(9)点火プラグ6における点火タイミングの変化量、
(10)VVT7における吸気弁の進角、遅角時の変化量、
(11)VVT7における吸気弁のリフト量の変化量、
等を補正することにより、触媒コンバータ9を通る排気ガスを安定させる適正な空燃比制御を行うものである。以下、これらの制御パラメータの本発明における補正制御について図3から図16を用いて説明する。
【0029】
まず、図3を用いて、図1のECU10が触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量Cmax を算出する方法を説明する。
【0030】
ステップ91では第1の酸素センサの出力を読み込みを行い、続くステップ92では第2の酸素センサの出力の読み込みを行う。そして、ステップ93において、第1の酸素センサの出力と、第2の酸素センサの出力の比較から、触媒コンバータの最大酸素吸蔵収量Cmax を算出する。このようにして算出した酸素吸蔵可能量Cmax は、ステップ94において記憶する。この図3のルーチンは、例えば、内燃機関が始動される毎、或いは、1日とか2日とかの所定期間毎に更新しておけば良い。
(1)自動変速機5における変速タイミング、
図4(a)は本発明における自動変速機の変速制御の手順を示すフローチャートである。ステップ101では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ102では、図4(b)に示すような、触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する変速ヒステリシス幅の特性が記憶されたCmax−ヒステリシス幅マップに基づいて、ステップ101で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたヒステリシス幅Wを算出する。そして、ステップ103において、自動変速機の変速ポイントを補正してこのルーチンを終了する。
【0031】
ここで、自動変速機の変速ヒステリシス幅Wとは、図4(c)に示すような、車速が大きくなった時のシフトアップポイントと、車速が低下した時のシフトダウンポイントとの間の車速の幅のことである。本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図4(b)のCmax =C1の時)にはヒステリシス幅Wを小さな値W1とし、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図4(b)のCmax =C2の時)にはヒステリシス幅Wを大きな値W2としている。
【0032】
この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、ヒステリシス幅が大きいので自動変速機の変速回数が減ることになり、空燃比の変動が抑えられ、エミッションの悪化が抑えられる。なお、この実施例では、車速に応じて変速ヒステリシス幅を補正しているが、変速ヒステリシス幅はアクセル開度に応じて補正しても良いものである。
(2)自動変速機5における変速処理、
図5(a)は本発明における自動変速機のクラッチ制御の手順を示すフローチャートである。ステップ201では、まず、自動変速機が変速状態であるか否かを判定し、変速状態でない時にはこのルーチンを終了し、変速状態の時にステップ202に進む。ステップ202では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ203では、図5(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた自動変速機のクラッチの結合速度補正係数Sの特性が記憶されたCmax−結合速度の補正マップに基づいて、ステップ202で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた結合速度補正係数Sを算出する。この結合速度補正係数Sは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0033】
次のステップ204では、通常状態の自動変速機のクラッチ油圧の供給、排出速度を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここで、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ205では、ステップ204で算出された自動変速機のクラッチ油圧の供給、排出速度の値に、ステップ203で算出した補正係数Sを乗算してこのルーチンを終了する。
【0034】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図5(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Sが大きな値S1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図5(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Sが小さな値S2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時はクラッチやブレーキの油圧の供給、排出の速度が遅くなるので、変速ショックが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0035】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Sの値を大きくしているが、図5(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Sの値を1として補正しないようにしても良い。
(3)自動変速機5がCVTの時の変速比の変化量、
図6(a)は本発明における別の型の無段自動変速機(CVT)の変速比の制御手順を示すフローチャートである。ステップ301では、まず、CVTが変速状態であるか否かを判定し、変速状態でない時にはこのルーチンを終了し、変速状態の時にステップ302に進む。ステップ302では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ303では、図6(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたCVTの変速比の変化量補正係数Gの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ302で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた変速比の変化量補正係数Gを算出する。この変速比の変化量補正係数Gは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0036】
次のステップ304では、CVTの通常状態の自動変速制御における今回の変速比Rを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ305では、ステップ304で算出されたCVTの変速比の今回値Rと前回値R0の変化量ΔRを、式ΔR=R−R0で算出する。次いで、この変化量ΔRにステップ303で算出したCVTの変速比の変化量補正係数Gを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔRAを、式ΔRA=ΔR×Gで算出する。そして、最後にステップ306において、今回の変速比Rを、CVTの変速比の前回値R0と補正された変化量ΔRAとを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0037】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図6(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Gが大きな値G1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図6(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Gが小さな値G2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、CVTの変速比の前回値R0から今回値Rまでの変化量ΔRが補正されてこれより小さな値ΔRAとなり、これがCVTの変速比の前回値R0に加算されて今回の変速比Rが算出されるので、CVTの変速比の変化が小さくなり、変速がスムーズになるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0038】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Gの値を大きくしているが、図6(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Gの値を1として補正しないようにしても良い。
(4)パージ流量制御弁27の開閉制御における最大パージ流量、
図7(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量制御の手順を示すフローチャートである。ステップ401では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ402では、図7(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大パージ流量補正係数Pの特性が記憶されたCmax−最大パージ流量の補正マップに基づいて、ステップ401で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大パージ流量補正係数Pを算出する。この最大パージ流量補正係数Pは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0039】
次のステップ403では、通常状態のキャニスタの最大パージ流量を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ404では、ステップ403で算出した最大パージ流量値に、ステップ402で算出した補正係数Pを乗算してこのルーチンを終了する。
【0040】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図7(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Pが大きな値P1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図7(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Pが小さな値P2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は最大パージ流量が小さくなるので、ベーパのパージによる空燃比の乱れが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0041】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Pの値を大きくしているが、図7(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Pの値を1として補正しないようにしても良い。
(5)パージ流量制御弁27の開閉制御におけるパージ流量の変化量、
図8(a)は本発明におけるパージ流量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ501では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ502では、図8(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたパージ流量の変化量補正係数Uの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ502で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたパージ流量の変化量補正係数Uを算出する。このパージ流量の変化量補正係数Uは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0042】
次のステップ503では、運転条件に応じたキャニスタのパージ流量Fを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ504では、ステップ503で算出したパージ流量Fの今回値Fと前回値F0の変化量ΔFを、式ΔF=F−F0で算出する。次いで、この変化量ΔFにステップ502で算出したパージ流量の変化量補正係数Uを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔFAを、式ΔFA=ΔF×Uで算出する。そして、最後にステップ505において、今回のパージ流量Fを、パージ流量の前回値F0に、この補正された変化量ΔFAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0043】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図8(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Uが大きな値U1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図8(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Uが小さな値U2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、パージ流量の前回値F0から今回値Fまでの変化量ΔFが補正されてこれより小さな値ΔFAとなり、これがパージ流量の前回値F0に加算されて今回のパージ流量Fが算出されるので、パージ流量Fの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0044】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Uの値を大きくしているが、図8(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Uの値を1として補正しないようにしても良い。
(6)EGR制御弁28の開閉制御における最大EGR流量、
図9(a)は本発明における最大EGR流量制御の手順を示すフローチャートである。ステップ601では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ602では、図9(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大EGR流量補正係数Eの特性が記憶されたCmax−最大EGR流量の補正マップに基づいて、ステップ601で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大EGR流量補正係数Eを算出する。この最大EGR流量補正係数Eは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0045】
次のステップ603では、通常状態のEGR通路の最大EGR流量を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ604では、ステップ603で算出した最大EGR流量値に、ステップ602で算出した補正係数Eを乗算してこのルーチンを終了する。
【0046】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図9(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Eが大きな値E1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図9(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Eが小さな値E2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は最大EGR流量が小さくなるので、EGR通路を経由した排気ガスの吸入通路への流入量が少なくなって、排気ガス流入による空燃比の乱れが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0047】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Eの値を大きくしているが、図9(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Eの値を1として補正しないようにしても良い。
(7)EGR制御弁28の開閉制御におけるEGR流量の変化量、
図10(a)は本発明におけるEGR流量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ701では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ702では、図10(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたEGR流量の変化量補正係数Mの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ702で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたEGR流量の変化量補正係数Mを算出する。このEGR流量の変化量補正係数Mは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0048】
次のステップ703では、運転条件に応じた通常状態のEGR通路のEGR流量Nを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ704では、ステップ703で算出したEGR流量Nの今回値Nと前回値N0の変化量ΔNを、式ΔN=N−N0で算出する。次いで、この変化量ΔNにステップ702で算出したEGR流量の変化量補正係数Mを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔNAを、式ΔNA=ΔN×Mで算出する。そして、最後にステップ705において、今回のEGR流量Nを、EGR流量の前回値N0に、この補正された変化量ΔNAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0049】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図10(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Mが大きな値M1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図10(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Mが小さな値M2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、EGR流量の前回値N0から今回値Nまでの変化量ΔNが補正されてこれより小さな値ΔNAとなり、これがEGR流量の前回値N0に加算されて今回のEGR流量Nが算出されるので、EGR流量Nの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0050】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Mの値を大きくしているが、図10(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Mの値を1として補正しないようにしても良い。
(8)電子制御スロットル弁4におけるスロットル弁位置の変化量、
図11(a)は本発明における電子スロットル弁位置の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ801では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ802では、図11(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた電子スロットル弁位置の変化量補正係数Vの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ802で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたスロットル弁位置の変化量補正係数Vを算出する。このスロットル弁位置の変化量補正係数Vは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0051】
次のステップ803では、運転条件に応じた通常状態のスロットル弁位置Tを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ804では、ステップ703で算出したスロットル弁位置Tの今回値Tと前回値T0の変化量ΔTを、式ΔT=T−T0で算出する。次いで、この変化量ΔTにステップ802で算出したスロットル弁位置の変化量補正係数Vを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔTAを、式ΔTA=ΔT×Vで算出する。そして、最後にステップ805において、今回のスロットル弁位置Tを、スロットル弁位置の前回値T0に、この補正された変化量ΔTAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0052】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図11(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Vが大きな値V1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図11(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Vが小さな値V2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、スロットル弁位置の前回値T0から今回値Tまでの変化量ΔTが補正されてこれより小さな値ΔTAとなり、これがスロットル弁位置の前回値T0に加算されて今回のスロットル弁位置Tが算出されるので、スロットル弁位置Tの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0053】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Vの値を大きくしているが、図11(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Vの値を1として補正しないようにしても良い。
(9)点火プラグ6における点火タイミングの変化量、
図12(a)は本発明における点火タイミングの変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ901では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ902では、図12(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた点火タイミングの変化量補正係数Bの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ902で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた点火タイミングの変化量補正係数Bを算出する。この点火タイミングの変化量補正係数Bは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0054】
次のステップ903では、運転条件に応じた通常状態の点火タイミングのHを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ904では、ステップ903で算出した点火タイミングHの今回値Hと前回値H0の変化量ΔHを、式ΔH=H−H0で算出する。次いで、この変化量ΔHにステップ902で算出した点火タイミングの変化量補正係数Bを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔHAを、式ΔHA=ΔH×Bで算出する。そして、最後にステップ905において、今回の点火タイミングHを、点火タイミングの前回値H0に、この補正された変化量ΔHAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0055】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図12(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Bが大きな値B1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図12(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Bが小さな値B2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、点火タイミングの前回値H0から今回値Hまでの変化量ΔHが補正されてこれより小さな値ΔHAとなり、これが点火タイミングの前回値H0に加算されて今回の点火タイミングHが算出されるので、点火タイミングHの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0056】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Bの値を大きくしているが、図12(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Bの値を1として補正しないようにしても良い。
(10)VVT7における吸気弁の進角、遅角時の変化量、
図13(a)は本発明におけるVVTの進角、遅角量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ1001では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1002では、図13(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ1002で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kを算出する。このVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0057】
次のステップ1003では、運転条件に応じた通常状態のVVTの進角、遅角量Xを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ1004では、ステップ1003で算出したVVTの進角、遅角量Xの今回値Xと前回値X0の変化量ΔXを、式ΔX=X−X0で算出する。次いで、この変化量ΔXにステップ1002で算出したVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kを乗算して、係数触媒コンバータの劣化を考慮して補正された変化量ΔXAを、式ΔXA=ΔX×Kで算出する。そして、最後にステップ1005において、今回のVVTの進角、遅角量Xを、VVTの進角、遅角量の前回値X0に、この補正された変化量ΔXAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0058】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図13(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Kが大きな値K1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図13(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Kが小さな値K2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、VVTの進角、遅角量の前回値X0から今回値Xまでの変化量ΔXが補正されてこれより小さな値ΔXAとなり、これがVVTの進角、遅角量の前回値X0に加算されて今回のVVTの進角、遅角量Xが算出されるので、VVTの進角、遅角量Xの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0059】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Kの値を大きくしているが、図13(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Kの値を1として補正しないようにしても良い。
(11)VVT7における吸気弁のリフト量の変化量、
図14(a)は本発明におけるVVTのリフト量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ1101では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1102では、図14(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTのリフト量の変化量補正係数Jの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ1102で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTのリフト量の変化量補正係数Jを算出する。このVVTのリフト量の変化量補正係数Jは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0060】
次のステップ1103では、運転条件に応じた通常状態のVVTのリフト量Lを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ1104では、ステップ1103で算出したVVTのリフト量Lの今回値Lと前回値L0の変化量ΔLを、式ΔL=L−L0で算出する。次いで、この変化量ΔLにステップ1102で算出したVVTのリフト量の変化量補正係数Jを乗算して、触媒コンバータの劣化を考慮して補正されたた変化量ΔLAを、式ΔLA=ΔL×Jで算出する。そして、最後にステップ1105において、今回のVVTのリフト量Lを、VVTのリフト量の前回値L0に、この補正された変化量ΔLAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0061】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図14(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Jが大きな値J1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図14(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Jが小さな値J2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、VVTのリフト量の前回値L0から今回値Lまでの変化量ΔLが補正されてこれより小さな値ΔLAとなり、これがVVTのリフト量の前回値L0に加算されて今回のVVTのリフト量Lが算出されるので、VVTのリフト量の変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0062】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Jの値を大きくしているが、図14(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Jの値を1として補正しないようにしても良い。
【0063】
以上のように、本発明の実施例では前述の(1)から(11)に示した制御パラメータを制御して、酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータ9が排気ガス通路に設けられた内燃機関において、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が小さくなった時には空燃比の変動が小さくなるようにし、逆に、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が大きい時には空燃比の変動許容範囲を拡大して車両の運転性能を向上させている。
【0064】
なお、制御パラメータとしては、前述の他に、図1には図示されていないインジェクタからの燃料噴射量も含めることができる。この場合は、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が大きい時にはインジェクタからの燃料噴射量の調整量を通常値よりも大きくするようにすれば良い。
【0065】
以上説明したように、本発明の実施例では、触媒コンバータが劣化してその酸素吸蔵可能量が低下した場合には、内燃機関の制御パラメータの値を補正し、空燃比の変化が急激にならないようにしてエミッションの悪化を防止している。ところが、内燃機関を搭載した車両の運転状態によっては、触媒コンバータが劣化した状態であっても、エミッションの悪化防止よりも車両の応答性を重視した方が良い場合がある。そして、このような場合には、触媒コンバータが劣化してその酸素吸蔵可能量が低下していても、内燃機関の制御パラメータの値を補正を一時的に停止して、前述の通常状態の制御を実行した方が良い場合もある。このような制御について以下に説明する。
【0066】
図15は、本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の一例を示すフローチャートである。この制御ではまず、ステップ1201において現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1202では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が基準値以下であるか否か、即ち、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下したか否かを判定する。ステップ1202における判定が、Cmax >基準値である場合には、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下していないのでステップ1210に進み、内燃機関の制御パラメータの補正を実行せずにこのルーチンを終了する。
【0067】
一方、ステップ1202でCmax ≦基準値である場合にはステップ1203に進み、ステップ1203からステップ1208において、車両の運転条件に応じて内燃機関の制御パラメータの補正の実行を行うか保留するかを判定する。内燃機関の制御パラメータの補正を保留する条件は、例えば、以下の通りである。
(1)車両が登坂走行中である(ステップ1203で判定)
(2)車両が一時停止中である(ステップ1204で判定)
(3)車両がカーブを走行中である(ステップ1205で判定)
(4)車両が交差点で右左折中である(ステップ1206で判定)
(5)車両が渋滞の中で断続走行中である(ステップ1207で判定)
(6)前方車両との車間が小さい走行中である(ステップ1208で判定)
そして、ステップ1203からステップ1208の何れかの判定でYESとなった場合はステップ1210に進み、制御パラメータの補正を実行せずにこのルーチンを終了するが、ステップ1203からステップ1208の全ての判定でNOとなった場合はステップ1209に進み、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax に基づいて前述の実施例で説明した内燃機関の制御パラメータの補正を実行する。
【0068】
なお、車両の登坂走行と降坂走行の判定は、図1に示したECU10内に記憶された基準加速度と、図示しない車両の速度センサからの速度信号から算出した実際の加速度とを比較することで行うことができる。基準加速度より実加速度が小さい場合が車両の登坂走行、基準加速度よりも実加速度が大きい場合が車両の降坂走行と判定できる。また、車両にカーナビゲーションシステムが搭載されており、このカーナビゲーションシステムの地図情報に、車両の走行路の高度情報が含まれている場合には、高度の変化から車両の登坂走行と降坂走行の判定を行うことも可能である。
【0069】
また、車両が一時停止中である時は、この後の車両の発進時の応答性を良くするために内燃機関の制御パラメータの補正を保留するものであり、車両の一時停止はECU10によって判定できる。更に、車両がカーブを走行中である時、車両が交差点で右左折中である時、及び車両が渋滞の中で断続走行中である時も、車両の応答性を良くすることが重要であるために、内燃機関の制御パラメータの補正を保留する。これらの運転状態もECU10が判定できる。
【0070】
一方、走行中の車両とその前方を走行中の車両との車間の大小は、車両に搭載されたレーダ装置によって判定することができる。そして、前方車両との車間距離が基準値より小さいような車両の走行状態は、車両の運転者が応答性の良い運転を行っていると判定し、車両の安全性のために、エミッションよりも応答性を良くする制御を実行するのである。
【0071】
図16は、本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の別の例を示すフローチャートであり、図15で説明した制御手順の変形例である。よって、図15で説明した制御手順と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略し、異なる点のみを説明する。図16に示す制御手順が図15で説明した制御手順と異なる点は、ステップ1202で触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が基準値以下であると判定した場合の制御手順である。
【0072】
図15で説明した制御手順では、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOと判定された場合は、内燃機関の制御パラメータの補正の実行を行わずに保留していた。一方、図16に示す制御手順では、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOとなった場合はステップ1211に進み、内燃機関の制御パラメータの補正を保留するのではなく、内燃機関の制御パラメータの補正を少なくする点が異なる。即ち、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOとなった場合は、内燃機関の応答性とエミッションの悪化の防止の両方を考慮した制御を行うものである。内燃機関の制御パラメータの補正を少なくする程度は、ここでは説明しないが、運転条件に応じて各制御パラメータにおいて個々に定めれば良い。
【0073】
なお、以上説明した実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下した場合に、内燃機関の制御パラメータを排気ガスのエミッションの悪化を防止する制御を説明した。一方、本発明の内燃機関の制御装置では、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が大きい状態では、内燃機関の制御パラメータを内燃機関の応答性が良くなる方向に補正することができる。この制御は、例えば、図5から図14のそれぞれの(b)に示した補正係数の上限値を1より大きな値にすることにより、実現することができる。
【0074】
なお、このような制御を行った場合、排気ガス中の残留酸素濃度が大きくなるが、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が大きいので、過剰な酸素は触媒コンバータに吸蔵されることになり、排気ガスのエミッションがそれほど悪化することがない。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化が判断され、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータが補正制御されることにより空燃比変動が小さく制御されるので、触媒コンバータに入る排気ガスが安定して適切な空燃比制御を行うことができる。また、逆に、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が大きい場合には、エミッションを悪化させることなく内燃機関の制御パラメータを内燃機関の応答性が良くなる方向に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関の制御装置の全体構成図である。
【図2】(a)は図1の第1の酸素センサの出力波形を示す波形図、(b)は触媒が正常時の図1の第2の酸素センサの出力波形を示す波形図、(c)は触媒の劣化時の図1の第2の酸素センサの出力波形を示す波形図である。
【図3】図1の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量の算出方法を説明するフローチャートである。
【図4】(a)は本発明における自動変速機の変速制御の手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する変速ヒステリシス幅の特性を示す特性図、(c)は触媒コンバータの劣化の状況に応じた変速ヒステリシスの幅の変化を説明する図である。
【図5】(a)は本発明における自動変速機のクラッチ制御の手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する自動変速機のクラッチの結合速度の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図6】(a)は本発明における別の型の自動変速機の変速比の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する自動変速機の変速比の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図7】(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する最大パージ流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図8】(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するパージ流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図9】(a)は本発明における最大EGR流量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する最大EGR流量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図10】(a)は本発明におけるEGR流量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するEGR流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図11】(a)は本発明における電子スロットル弁位置の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するスロットル弁位置の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図12】(a)は本発明における点火タイミングの変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する点火タイミングの変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図13】(a)は本発明におけるVVTの進角、遅角量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するVVTの進角、遅角量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図14】(a)は本発明におけるVVTのリフト量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するVVTのリフト量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図15】本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図16】本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…内燃機関
2…吸気通路
4…電子制御スロットル弁
5…自動変速機
6…点火ブラグ
7…VVT機構
8…排気通路
9…触媒コンバータ
10…ECU
11…第1の酸素センサ
12…第2の酸素センサ
14…スロットル位置センサ
16…キャニスタ
17…パージ通路
18…EGR通路
27…パージ流量制御弁
28…EGR制御弁
【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、排気ガス通路に酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータが設けられた内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の排気ガス通路には、内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための触媒コンバータと、空燃比フィードバック制御を行うための空燃比センサが設けられている。この場合、空燃比センサが1個しか設けられていないと、空燃比センサの出力特性のばらつきのために、空燃比フィードバック制御の精度が良くない。
【0003】
そこで、空燃比センサの出力特性のばらつきや経年変化を補償するために、排気ガス通路に2つの空燃比センサを設けた空燃比フィードバック制御が行われている。このような空燃比フィードバック制御では、空燃比センサは一般に、排気ガスの流れに対して触媒コンバータの上流側と下流側にそれぞれ1個ずつ設けられている。
【0004】
ところが、排気ガス通路に単に空燃比センサを2個設けた空燃比フィードバック制御では、内燃機関の過渡運転時に、触媒コンバータの下流側に設けられた空燃比センサの出力の時間遅れに起因してフィードバック制御が一時的に過大制御となったり、触媒コンバータの劣化時に空燃比制御が過制御になって、エミッションの悪化を招くという問題点があった。
【0005】
これに対して、排気ガス通路に設けられた2つの空燃比センサの出力偏差をフィルタ処理した信号によって空燃比制御量を演算し、この空燃比制御量に応じてインジェクタからの燃料噴射量を調整して空燃比を制御することにより、内燃機関の過渡運転状態時及び触媒コンバータの劣化時にも触媒コンバータの上流及び下流の空燃比センサの信号による空燃比制御が適切に行われるようにした空燃比制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−50204号公報([0027]〜[0032])
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、内燃機関の過渡運転状態時及び触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整のみにより空燃比を制御しているので、空燃比の制御範囲に限界があった。また、特許文献1に記載の発明では、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力を考慮しておらず、触コンバータが劣化して最大酸素吸蔵能力が劣化した場合でも、内燃機関の制御パラメータに対して通常時と同じ制御を行っているので、触媒コンバータに入る空燃比の理論空燃比からの偏差が大きいと有害な排気ガス成分を触媒コンバータで消化しきれず、エミッションが悪化するという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような空燃比制御装置の有する問題点を解消し、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に着目して、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が大きい時にはある程度の空燃比変動を許容して内燃機関の応答性を重視した制御を行い、逆に、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化と判断し、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータを制御することにより空燃比変動を小さく制御し、触媒コンバータに入る排気ガスを安定させて適切な空燃比制御を行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
前記目的を達成する本発明の内燃機関の制御装置は、酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータが排気ガス通路に設けられた内燃機関の制御装置であって、触媒コンバータが吸蔵できる酸素量である酸素吸蔵可能量を算出する手段と、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さくなった時に、内燃機関の運転状態の制御パラメータを、空燃比の変動が小さくなる方向に補正する制御パラメータ補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【0010】
この場合、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時には空燃比の変動許容範囲を拡大し、内燃機関の運転状態の制御パラメータを、内燃機関を搭載した車両の運転性能を向上させる方向に補正することができる。
【0011】
また、内燃機関が電子制御式自動変速機を備えている場合は、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、(1)変速機のシフトアップポイントとシフトダウンポイントを決めるヒステリシスの幅を大きくする、(2)変速機のクラッチへのライン油圧の供給、排出速度を通常よりも遅くする制御を行うことができる。
【0012】
一方、内燃機関が無段自動変速機を備えている場合は、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、変速機の変速比の変化量を通常値よりも小さくする制御を行うことができる。
【0013】
更に、制御パラメータ補正手段は、以下のような制御を行うことができる。
(1)内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(2)内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量の変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(3)内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(4)内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量の変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(5)内燃機関に電子制御スロットルを備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、電子制御スロットルのスロットル弁位置の変化量を通常値よりも小さくする。
(6)内燃機関における点火タイミングの変化量を、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくする。
(7)内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、可変バルブタイミング機構の進角、遅角位置の変化量を通常値よりも小さくする。
(8)内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えている場合に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、可変バルブタイミング機構のバルブリフト量の変化量を通常値よりも小さくする。
(9)触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時にはインジェクタからの燃料噴射量の調整量を通常値よりも大きくする。
【0014】
なお、酸素吸蔵可能量の検出手段は、触媒コンバータの排気ガスの流れの上流側と下流側の排気ガス通路にそれぞれ設けられた第1と第2の空燃比センサの出力値を比較することにより、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量を算出することができる。
【0015】
更にまた、内燃機関を搭載した車両に、車両が登坂走行状態であることを検出する登坂走行検出手段が備えられている場合は、制御パラメータ補正手段は触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ登坂走行検出手段が車両の登坂走行を検出した場合には動作しないようにすることができる。
【0016】
これに加えて、内燃機関を搭載した車両に車両の運転状態検出手段が備えられている場合は、制御パラメータ補正手段は触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ運転状態検出手段が車両のカーブ路の走行、一時停止、右左折状態、及び断続的な低速走行状態の少なくとも1つの状態を検出した場合には動作しないようにすることができる。
【0017】
なお、内燃機関を搭載した車両に、車間距離検出装置が備えられている場合には、制御パラメータ補正手段は、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ車間距離検出装置が車両の車間距離が所定距離未満であることを検出した場合には動作しない。
【0018】
前述のように、特許文献1に記載の技術は、触媒コンバータの下流側の空燃比センサの出力を、触媒コンバータの劣化時などになまし処理することにより変動を少なくし、空燃比センサの出力を用いる制御量が異常な値にならないようにする受け身的な制御(異常な場合に通常状態に近い状態にする制御)であるのに対して、本発明の内燃機関の制御装置に記載の技術は、触媒コンバータの状態(触媒コンバータの許容量)に応じて内燃機関の制御量を変更する能動的な制御であり、特許文献1に記載された技術に比べて、一層精密な内燃機関の制御を行うことが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は多気筒内燃機関1に適用する本発明の内燃機関の制御装置50の全体構成を示す図である。この実施例の内燃機関1は、点火ブラグ6を有する4気筒4サイクル火花点火式内燃機関であり、マイクロコンピュータを内蔵したECU(エンジン・コントロール・ユニット)10によって制御される。
【0021】
内燃機関1への吸気通路2には、エアクリーナ3の下流側に、内燃機関1への吸入空気量を測定するエアフローメータ13と電子制御スロットル弁4がこの順に設けられている。電子制御スロットル弁4はECU10からの制御信号で動作するアクチュエータ4Aによって駆動制御され、電子制御スロットル弁4の開弁位置は、スロットル位置センサ14で検出されてECU10にフィードバックされる。内燃機関1の各シリンダ1Sには点火プラグ6が設けられており、各点火プラグ6は点火コイル26を通じてイグナイタ25に接続されている。点火プラグ6の点火タイミングはイグナイタ25に接続するECU10によって制御される。
【0022】
また、この実施例の内燃機関1には自動変速機5が設けられている。自動変速機5としては、3速から5速の通常の電子制御オートマチックトランスミッションの他に、CVTと呼ばれる無段変速機を使用することができる。自動変速機5が通常の電子制御オートマチックトランスミッションの場合は、ECU10は車両の運転者の手動による変速時に、クラッチやブレーキの油圧の供給、排出のスピードを制御して、変速ショックを重視する時はゆっくりと、応答性を重視する時には急速に油圧を供給、排出するように動作する。また、CVTの場合は、ECU10は油圧を制御してプライマリプーリとセカンダリプーリの溝幅を変え、スチールベルトとプーリの巻き付き半径の増減により変速比を連続的に無段階に変化させる。
【0023】
更に、この実施例の内燃機関1には、ECU1に制御されるVVT(連続可変バルブタイミング機構)7が設けられている。VVT7は、内燃機関1の低中速運転時は、低中速運転向きの、高速時は高速向きのバルブタイミング(吸気弁の開閉時期)に連続的に変化させることにより、あらゆる回転域であたかもその回転域専用のような高効率、高トルクを実現するものである。このような動作の実現のために、ECU1はVVT7に対して供給する油圧を補正し、吸気弁の進角、遅角量を変化させたり、リフト量を変化させることができる。
【0024】
一方、内燃機関1の排気通路8には排気ガスを浄化するための触媒コンバータ(例えば三元触媒)9が設けられている。そして、触媒コンバータ9の上流側の排気通路8内には、排気ガスの空燃比を測定するための空燃比センサである第1の酸素センサ11が取り付けられており、触媒コンバータ9の下流側の排気通路8内には、同じく空燃比センサである酸素センサ12が取り付けられている。第1の空燃比センサ11の出力と第2の酸素センサ12の出力はECU10に入力される。
【0025】
触媒コンバータ9は排気ガス通路8を流れる排気ガス中の酸素を吸蔵する能力があり、この酸素吸蔵能力は、触媒コンバータ9が新しいほど大きく、劣化してくると小さくなる。触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力(Cmax )は、第1の酸素センサ11の出力と第2の酸素センサ12の出力をECU10が比較することにより検出することができる。これを図2を用いて説明する。
【0026】
例えば、第1の酸素センサ11の出力波形が、図2(a)に示すように、排気ガスの空燃比がリッチ状態(酸素成分が多い状態)を検出した場合を考える。この状態の時、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力が大きい場合(Cmax が大の時)は、排気ガス中の酸素成分は触媒コンバータ9に吸蔵されるので、第2の酸素センサ12の出力は、例えば図2(b)のようになり、リッチ状態は検出されない。これに対して、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力が小さい場合(Cmax が小の時)は、排気ガス中の酸素成分を吸蔵する能力が触媒コンバータ9に余りないので、第2の酸素センサ12の出力は、例えば図2(c)のようになり、排気ガスのリッチ状態が解消されず、排気ガスが悪化する。
【0027】
また、内燃機関1の周囲には、燃料タンク15から蒸発する燃料のベーパが大気中に放出されないように吸着するキャニスタ16が設けられている。キャニスタ16に吸着されたベーパは、内燃機関1の運転時にパージ通路17を通じて吸気通路2のスロットル弁2の下流側に戻される。パージ通路17の途中には、ECU10によって開弁制御されるパージ流量制御弁27が設けられている。ECU10は、内燃機関1の運転状態に応じてこのパージ流量制御弁27の開度を調節し、内燃機関1の運転特性がパージされたベーパによって乱れないようにしている(パージされた燃料量を考慮した空燃比制御が行われている。)
更に、内燃機関1の排気通路8と吸気通路2との間には、排気ガスの一部を吸気系統に戻して低エミッション化を図るためのEGR通路18がある。このEGR通路18の途中にもECU10によって開弁制御されるEGR制御弁28が設けられている。ECU10は、内燃機関1の運転状態に応じてこのEGR制御弁28の開度を調節し、排気ガス中のNOxの低減を図っている。
【0028】
本発明は、以上のように構成された電子制御式内燃機関1において、触媒コンバータ9の酸素吸蔵能力の変化に応じて、以下のような制御パラメータ、例えば(1)自動変速機5における変速タイミング、
(2)自動変速機5における変速処理、
(3)自動変速機5がCVTの時の変速比の変化量、
(4)パージ流量制御弁27の開閉制御における最大パージ流量、
(5)パージ流量制御弁27の開閉制御におけるパージ流量の変化量、
(6)EGR制御弁28の開閉制御における最大EGR流量、
(7)EGR制御弁28の開閉制御におけるEGR流量の変化量、
(8)電子制御スロットル弁4におけるスロットル弁位置の変化量、
(9)点火プラグ6における点火タイミングの変化量、
(10)VVT7における吸気弁の進角、遅角時の変化量、
(11)VVT7における吸気弁のリフト量の変化量、
等を補正することにより、触媒コンバータ9を通る排気ガスを安定させる適正な空燃比制御を行うものである。以下、これらの制御パラメータの本発明における補正制御について図3から図16を用いて説明する。
【0029】
まず、図3を用いて、図1のECU10が触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量Cmax を算出する方法を説明する。
【0030】
ステップ91では第1の酸素センサの出力を読み込みを行い、続くステップ92では第2の酸素センサの出力の読み込みを行う。そして、ステップ93において、第1の酸素センサの出力と、第2の酸素センサの出力の比較から、触媒コンバータの最大酸素吸蔵収量Cmax を算出する。このようにして算出した酸素吸蔵可能量Cmax は、ステップ94において記憶する。この図3のルーチンは、例えば、内燃機関が始動される毎、或いは、1日とか2日とかの所定期間毎に更新しておけば良い。
(1)自動変速機5における変速タイミング、
図4(a)は本発明における自動変速機の変速制御の手順を示すフローチャートである。ステップ101では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ102では、図4(b)に示すような、触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する変速ヒステリシス幅の特性が記憶されたCmax−ヒステリシス幅マップに基づいて、ステップ101で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたヒステリシス幅Wを算出する。そして、ステップ103において、自動変速機の変速ポイントを補正してこのルーチンを終了する。
【0031】
ここで、自動変速機の変速ヒステリシス幅Wとは、図4(c)に示すような、車速が大きくなった時のシフトアップポイントと、車速が低下した時のシフトダウンポイントとの間の車速の幅のことである。本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図4(b)のCmax =C1の時)にはヒステリシス幅Wを小さな値W1とし、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図4(b)のCmax =C2の時)にはヒステリシス幅Wを大きな値W2としている。
【0032】
この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、ヒステリシス幅が大きいので自動変速機の変速回数が減ることになり、空燃比の変動が抑えられ、エミッションの悪化が抑えられる。なお、この実施例では、車速に応じて変速ヒステリシス幅を補正しているが、変速ヒステリシス幅はアクセル開度に応じて補正しても良いものである。
(2)自動変速機5における変速処理、
図5(a)は本発明における自動変速機のクラッチ制御の手順を示すフローチャートである。ステップ201では、まず、自動変速機が変速状態であるか否かを判定し、変速状態でない時にはこのルーチンを終了し、変速状態の時にステップ202に進む。ステップ202では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ203では、図5(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた自動変速機のクラッチの結合速度補正係数Sの特性が記憶されたCmax−結合速度の補正マップに基づいて、ステップ202で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた結合速度補正係数Sを算出する。この結合速度補正係数Sは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0033】
次のステップ204では、通常状態の自動変速機のクラッチ油圧の供給、排出速度を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここで、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ205では、ステップ204で算出された自動変速機のクラッチ油圧の供給、排出速度の値に、ステップ203で算出した補正係数Sを乗算してこのルーチンを終了する。
【0034】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図5(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Sが大きな値S1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図5(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Sが小さな値S2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時はクラッチやブレーキの油圧の供給、排出の速度が遅くなるので、変速ショックが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0035】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Sの値を大きくしているが、図5(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Sの値を1として補正しないようにしても良い。
(3)自動変速機5がCVTの時の変速比の変化量、
図6(a)は本発明における別の型の無段自動変速機(CVT)の変速比の制御手順を示すフローチャートである。ステップ301では、まず、CVTが変速状態であるか否かを判定し、変速状態でない時にはこのルーチンを終了し、変速状態の時にステップ302に進む。ステップ302では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ303では、図6(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたCVTの変速比の変化量補正係数Gの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ302で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた変速比の変化量補正係数Gを算出する。この変速比の変化量補正係数Gは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0036】
次のステップ304では、CVTの通常状態の自動変速制御における今回の変速比Rを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ305では、ステップ304で算出されたCVTの変速比の今回値Rと前回値R0の変化量ΔRを、式ΔR=R−R0で算出する。次いで、この変化量ΔRにステップ303で算出したCVTの変速比の変化量補正係数Gを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔRAを、式ΔRA=ΔR×Gで算出する。そして、最後にステップ306において、今回の変速比Rを、CVTの変速比の前回値R0と補正された変化量ΔRAとを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0037】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図6(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Gが大きな値G1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図6(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Gが小さな値G2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、CVTの変速比の前回値R0から今回値Rまでの変化量ΔRが補正されてこれより小さな値ΔRAとなり、これがCVTの変速比の前回値R0に加算されて今回の変速比Rが算出されるので、CVTの変速比の変化が小さくなり、変速がスムーズになるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0038】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Gの値を大きくしているが、図6(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Gの値を1として補正しないようにしても良い。
(4)パージ流量制御弁27の開閉制御における最大パージ流量、
図7(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量制御の手順を示すフローチャートである。ステップ401では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ402では、図7(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大パージ流量補正係数Pの特性が記憶されたCmax−最大パージ流量の補正マップに基づいて、ステップ401で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大パージ流量補正係数Pを算出する。この最大パージ流量補正係数Pは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0039】
次のステップ403では、通常状態のキャニスタの最大パージ流量を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ404では、ステップ403で算出した最大パージ流量値に、ステップ402で算出した補正係数Pを乗算してこのルーチンを終了する。
【0040】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図7(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Pが大きな値P1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図7(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Pが小さな値P2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は最大パージ流量が小さくなるので、ベーパのパージによる空燃比の乱れが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0041】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Pの値を大きくしているが、図7(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Pの値を1として補正しないようにしても良い。
(5)パージ流量制御弁27の開閉制御におけるパージ流量の変化量、
図8(a)は本発明におけるパージ流量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ501では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ502では、図8(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたパージ流量の変化量補正係数Uの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ502で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたパージ流量の変化量補正係数Uを算出する。このパージ流量の変化量補正係数Uは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0042】
次のステップ503では、運転条件に応じたキャニスタのパージ流量Fを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ504では、ステップ503で算出したパージ流量Fの今回値Fと前回値F0の変化量ΔFを、式ΔF=F−F0で算出する。次いで、この変化量ΔFにステップ502で算出したパージ流量の変化量補正係数Uを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔFAを、式ΔFA=ΔF×Uで算出する。そして、最後にステップ505において、今回のパージ流量Fを、パージ流量の前回値F0に、この補正された変化量ΔFAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0043】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図8(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Uが大きな値U1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図8(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Uが小さな値U2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、パージ流量の前回値F0から今回値Fまでの変化量ΔFが補正されてこれより小さな値ΔFAとなり、これがパージ流量の前回値F0に加算されて今回のパージ流量Fが算出されるので、パージ流量Fの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0044】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Uの値を大きくしているが、図8(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Uの値を1として補正しないようにしても良い。
(6)EGR制御弁28の開閉制御における最大EGR流量、
図9(a)は本発明における最大EGR流量制御の手順を示すフローチャートである。ステップ601では、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ602では、図9(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大EGR流量補正係数Eの特性が記憶されたCmax−最大EGR流量の補正マップに基づいて、ステップ601で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた最大EGR流量補正係数Eを算出する。この最大EGR流量補正係数Eは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0045】
次のステップ603では、通常状態のEGR通路の最大EGR流量を内燃機関の運転状態に応じて算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ604では、ステップ603で算出した最大EGR流量値に、ステップ602で算出した補正係数Eを乗算してこのルーチンを終了する。
【0046】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図9(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Eが大きな値E1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図9(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Eが小さな値E2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は最大EGR流量が小さくなるので、EGR通路を経由した排気ガスの吸入通路への流入量が少なくなって、排気ガス流入による空燃比の乱れが小さく抑えられることになり、エミッションの悪化が抑えられる。
【0047】
なお、この実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Eの値を大きくしているが、図9(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Eの値を1として補正しないようにしても良い。
(7)EGR制御弁28の開閉制御におけるEGR流量の変化量、
図10(a)は本発明におけるEGR流量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ701では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ702では、図10(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたEGR流量の変化量補正係数Mの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ702で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたEGR流量の変化量補正係数Mを算出する。このEGR流量の変化量補正係数Mは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0048】
次のステップ703では、運転条件に応じた通常状態のEGR通路のEGR流量Nを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ704では、ステップ703で算出したEGR流量Nの今回値Nと前回値N0の変化量ΔNを、式ΔN=N−N0で算出する。次いで、この変化量ΔNにステップ702で算出したEGR流量の変化量補正係数Mを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔNAを、式ΔNA=ΔN×Mで算出する。そして、最後にステップ705において、今回のEGR流量Nを、EGR流量の前回値N0に、この補正された変化量ΔNAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0049】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図10(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Mが大きな値M1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図10(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Mが小さな値M2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、EGR流量の前回値N0から今回値Nまでの変化量ΔNが補正されてこれより小さな値ΔNAとなり、これがEGR流量の前回値N0に加算されて今回のEGR流量Nが算出されるので、EGR流量Nの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0050】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Mの値を大きくしているが、図10(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Mの値を1として補正しないようにしても良い。
(8)電子制御スロットル弁4におけるスロットル弁位置の変化量、
図11(a)は本発明における電子スロットル弁位置の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ801では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ802では、図11(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた電子スロットル弁位置の変化量補正係数Vの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ802で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたスロットル弁位置の変化量補正係数Vを算出する。このスロットル弁位置の変化量補正係数Vは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0051】
次のステップ803では、運転条件に応じた通常状態のスロットル弁位置Tを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ804では、ステップ703で算出したスロットル弁位置Tの今回値Tと前回値T0の変化量ΔTを、式ΔT=T−T0で算出する。次いで、この変化量ΔTにステップ802で算出したスロットル弁位置の変化量補正係数Vを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔTAを、式ΔTA=ΔT×Vで算出する。そして、最後にステップ805において、今回のスロットル弁位置Tを、スロットル弁位置の前回値T0に、この補正された変化量ΔTAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0052】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図11(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Vが大きな値V1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図11(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Vが小さな値V2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、スロットル弁位置の前回値T0から今回値Tまでの変化量ΔTが補正されてこれより小さな値ΔTAとなり、これがスロットル弁位置の前回値T0に加算されて今回のスロットル弁位置Tが算出されるので、スロットル弁位置Tの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0053】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Vの値を大きくしているが、図11(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Vの値を1として補正しないようにしても良い。
(9)点火プラグ6における点火タイミングの変化量、
図12(a)は本発明における点火タイミングの変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ901では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ902では、図12(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた点火タイミングの変化量補正係数Bの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ902で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じた点火タイミングの変化量補正係数Bを算出する。この点火タイミングの変化量補正係数Bは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0054】
次のステップ903では、運転条件に応じた通常状態の点火タイミングのHを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ904では、ステップ903で算出した点火タイミングHの今回値Hと前回値H0の変化量ΔHを、式ΔH=H−H0で算出する。次いで、この変化量ΔHにステップ902で算出した点火タイミングの変化量補正係数Bを乗算して、補正係数触媒コンバータの劣化を考慮した変化量ΔHAを、式ΔHA=ΔH×Bで算出する。そして、最後にステップ905において、今回の点火タイミングHを、点火タイミングの前回値H0に、この補正された変化量ΔHAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0055】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図12(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Bが大きな値B1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図12(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Bが小さな値B2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、点火タイミングの前回値H0から今回値Hまでの変化量ΔHが補正されてこれより小さな値ΔHAとなり、これが点火タイミングの前回値H0に加算されて今回の点火タイミングHが算出されるので、点火タイミングHの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0056】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Bの値を大きくしているが、図12(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Bの値を1として補正しないようにしても良い。
(10)VVT7における吸気弁の進角、遅角時の変化量、
図13(a)は本発明におけるVVTの進角、遅角量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ1001では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1002では、図13(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ1002で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kを算出する。このVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0057】
次のステップ1003では、運転条件に応じた通常状態のVVTの進角、遅角量Xを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ1004では、ステップ1003で算出したVVTの進角、遅角量Xの今回値Xと前回値X0の変化量ΔXを、式ΔX=X−X0で算出する。次いで、この変化量ΔXにステップ1002で算出したVVTの進角、遅角量の変化量補正係数Kを乗算して、係数触媒コンバータの劣化を考慮して補正された変化量ΔXAを、式ΔXA=ΔX×Kで算出する。そして、最後にステップ1005において、今回のVVTの進角、遅角量Xを、VVTの進角、遅角量の前回値X0に、この補正された変化量ΔXAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0058】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図13(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Kが大きな値K1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図13(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Kが小さな値K2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、VVTの進角、遅角量の前回値X0から今回値Xまでの変化量ΔXが補正されてこれより小さな値ΔXAとなり、これがVVTの進角、遅角量の前回値X0に加算されて今回のVVTの進角、遅角量Xが算出されるので、VVTの進角、遅角量Xの変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0059】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Kの値を大きくしているが、図13(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Kの値を1として補正しないようにしても良い。
(11)VVT7における吸気弁のリフト量の変化量、
図14(a)は本発明におけるVVTのリフト量の変化量の制御手順を示すフローチャートである。ステップ1101では、まず、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1102では、図14(b)に示すような、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTのリフト量の変化量補正係数Jの特性が記憶されたCmax−変化量の補正マップに基づいて、ステップ1102で読み出した現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値に応じたVVTのリフト量の変化量補正係数Jを算出する。このVVTのリフト量の変化量補正係数Jは、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きいほど大きい。
【0060】
次のステップ1103では、運転条件に応じた通常状態のVVTのリフト量Lを算出する。この算出の方法は公知のものであり、本発明の主旨ではないのでこれ以上の説明は省略する。ここでも、通常状態とは、触媒コンバータの劣化を考慮に入れず、その酸素吸蔵可能量Cmax の値に変化がないとした状態のことである。この後のステップ1104では、ステップ1103で算出したVVTのリフト量Lの今回値Lと前回値L0の変化量ΔLを、式ΔL=L−L0で算出する。次いで、この変化量ΔLにステップ1102で算出したVVTのリフト量の変化量補正係数Jを乗算して、触媒コンバータの劣化を考慮して補正されたた変化量ΔLAを、式ΔLA=ΔL×Jで算出する。そして、最後にステップ1105において、今回のVVTのリフト量Lを、VVTのリフト量の前回値L0に、この補正された変化量ΔLAを加算することによって算出してこのルーチンを終了する。
【0061】
このように本発明では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きい時(例えば図14(b)のCmax =C1の時)には、補正係数Jが大きな値J1となり、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時(例えば図14(b)のCmax =C2の時)には、補正係数Jが小さな値J2となる。この結果、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が小さい時は、VVTのリフト量の前回値L0から今回値Lまでの変化量ΔLが補正されてこれより小さな値ΔLAとなり、これがVVTのリフト量の前回値L0に加算されて今回のVVTのリフト量Lが算出されるので、VVTのリフト量の変化が小さくなり、空燃比の乱れが小さくなるので、エミッションの悪化が抑えられる。
【0062】
なお、この実施例でも、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が大きくなるにつれて、直線的に補正係数Jの値を大きくしているが、図14(c)に示すように、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax の値が基準値C0より大きい時には、補正係数Jの値を1として補正しないようにしても良い。
【0063】
以上のように、本発明の実施例では前述の(1)から(11)に示した制御パラメータを制御して、酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータ9が排気ガス通路に設けられた内燃機関において、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が小さくなった時には空燃比の変動が小さくなるようにし、逆に、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が大きい時には空燃比の変動許容範囲を拡大して車両の運転性能を向上させている。
【0064】
なお、制御パラメータとしては、前述の他に、図1には図示されていないインジェクタからの燃料噴射量も含めることができる。この場合は、触媒コンバータ9の酸素吸蔵可能量が大きい時にはインジェクタからの燃料噴射量の調整量を通常値よりも大きくするようにすれば良い。
【0065】
以上説明したように、本発明の実施例では、触媒コンバータが劣化してその酸素吸蔵可能量が低下した場合には、内燃機関の制御パラメータの値を補正し、空燃比の変化が急激にならないようにしてエミッションの悪化を防止している。ところが、内燃機関を搭載した車両の運転状態によっては、触媒コンバータが劣化した状態であっても、エミッションの悪化防止よりも車両の応答性を重視した方が良い場合がある。そして、このような場合には、触媒コンバータが劣化してその酸素吸蔵可能量が低下していても、内燃機関の制御パラメータの値を補正を一時的に停止して、前述の通常状態の制御を実行した方が良い場合もある。このような制御について以下に説明する。
【0066】
図15は、本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の一例を示すフローチャートである。この制御ではまず、ステップ1201において現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax を読み出す。次のステップ1202では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が基準値以下であるか否か、即ち、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下したか否かを判定する。ステップ1202における判定が、Cmax >基準値である場合には、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下していないのでステップ1210に進み、内燃機関の制御パラメータの補正を実行せずにこのルーチンを終了する。
【0067】
一方、ステップ1202でCmax ≦基準値である場合にはステップ1203に進み、ステップ1203からステップ1208において、車両の運転条件に応じて内燃機関の制御パラメータの補正の実行を行うか保留するかを判定する。内燃機関の制御パラメータの補正を保留する条件は、例えば、以下の通りである。
(1)車両が登坂走行中である(ステップ1203で判定)
(2)車両が一時停止中である(ステップ1204で判定)
(3)車両がカーブを走行中である(ステップ1205で判定)
(4)車両が交差点で右左折中である(ステップ1206で判定)
(5)車両が渋滞の中で断続走行中である(ステップ1207で判定)
(6)前方車両との車間が小さい走行中である(ステップ1208で判定)
そして、ステップ1203からステップ1208の何れかの判定でYESとなった場合はステップ1210に進み、制御パラメータの補正を実行せずにこのルーチンを終了するが、ステップ1203からステップ1208の全ての判定でNOとなった場合はステップ1209に進み、現在の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax に基づいて前述の実施例で説明した内燃機関の制御パラメータの補正を実行する。
【0068】
なお、車両の登坂走行と降坂走行の判定は、図1に示したECU10内に記憶された基準加速度と、図示しない車両の速度センサからの速度信号から算出した実際の加速度とを比較することで行うことができる。基準加速度より実加速度が小さい場合が車両の登坂走行、基準加速度よりも実加速度が大きい場合が車両の降坂走行と判定できる。また、車両にカーナビゲーションシステムが搭載されており、このカーナビゲーションシステムの地図情報に、車両の走行路の高度情報が含まれている場合には、高度の変化から車両の登坂走行と降坂走行の判定を行うことも可能である。
【0069】
また、車両が一時停止中である時は、この後の車両の発進時の応答性を良くするために内燃機関の制御パラメータの補正を保留するものであり、車両の一時停止はECU10によって判定できる。更に、車両がカーブを走行中である時、車両が交差点で右左折中である時、及び車両が渋滞の中で断続走行中である時も、車両の応答性を良くすることが重要であるために、内燃機関の制御パラメータの補正を保留する。これらの運転状態もECU10が判定できる。
【0070】
一方、走行中の車両とその前方を走行中の車両との車間の大小は、車両に搭載されたレーダ装置によって判定することができる。そして、前方車両との車間距離が基準値より小さいような車両の走行状態は、車両の運転者が応答性の良い運転を行っていると判定し、車両の安全性のために、エミッションよりも応答性を良くする制御を実行するのである。
【0071】
図16は、本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の別の例を示すフローチャートであり、図15で説明した制御手順の変形例である。よって、図15で説明した制御手順と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略し、異なる点のみを説明する。図16に示す制御手順が図15で説明した制御手順と異なる点は、ステップ1202で触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が基準値以下であると判定した場合の制御手順である。
【0072】
図15で説明した制御手順では、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOと判定された場合は、内燃機関の制御パラメータの補正の実行を行わずに保留していた。一方、図16に示す制御手順では、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOとなった場合はステップ1211に進み、内燃機関の制御パラメータの補正を保留するのではなく、内燃機関の制御パラメータの補正を少なくする点が異なる。即ち、ステップ1203からステップ1208の判定の何れかでNOとなった場合は、内燃機関の応答性とエミッションの悪化の防止の両方を考慮した制御を行うものである。内燃機関の制御パラメータの補正を少なくする程度は、ここでは説明しないが、運転条件に応じて各制御パラメータにおいて個々に定めれば良い。
【0073】
なお、以上説明した実施例では、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が低下した場合に、内燃機関の制御パラメータを排気ガスのエミッションの悪化を防止する制御を説明した。一方、本発明の内燃機関の制御装置では、逆に、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が大きい状態では、内燃機関の制御パラメータを内燃機関の応答性が良くなる方向に補正することができる。この制御は、例えば、図5から図14のそれぞれの(b)に示した補正係数の上限値を1より大きな値にすることにより、実現することができる。
【0074】
なお、このような制御を行った場合、排気ガス中の残留酸素濃度が大きくなるが、触媒コンバータの酸素吸蔵可能量Cmax が大きいので、過剰な酸素は触媒コンバータに吸蔵されることになり、排気ガスのエミッションがそれほど悪化することがない。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が小さくなったことをもって触媒コンバータの劣化が判断され、触媒コンバータの劣化時に、インジェクタからの燃料噴射量の調整による空燃比制御に加えて、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力に応じて他の内燃機関の制御パラメータが補正制御されることにより空燃比変動が小さく制御されるので、触媒コンバータに入る排気ガスが安定して適切な空燃比制御を行うことができる。また、逆に、触媒コンバータの最大酸素吸蔵能力が大きい場合には、エミッションを悪化させることなく内燃機関の制御パラメータを内燃機関の応答性が良くなる方向に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関の制御装置の全体構成図である。
【図2】(a)は図1の第1の酸素センサの出力波形を示す波形図、(b)は触媒が正常時の図1の第2の酸素センサの出力波形を示す波形図、(c)は触媒の劣化時の図1の第2の酸素センサの出力波形を示す波形図である。
【図3】図1の触媒コンバータの酸素吸蔵可能量の算出方法を説明するフローチャートである。
【図4】(a)は本発明における自動変速機の変速制御の手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する変速ヒステリシス幅の特性を示す特性図、(c)は触媒コンバータの劣化の状況に応じた変速ヒステリシスの幅の変化を説明する図である。
【図5】(a)は本発明における自動変速機のクラッチ制御の手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する自動変速機のクラッチの結合速度の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図6】(a)は本発明における別の型の自動変速機の変速比の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する自動変速機の変速比の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図7】(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する最大パージ流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図8】(a)は本発明におけるキャニスタのパージ流量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するパージ流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図9】(a)は本発明における最大EGR流量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する最大EGR流量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図10】(a)は本発明におけるEGR流量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するEGR流量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図11】(a)は本発明における電子スロットル弁位置の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するスロットル弁位置の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図12】(a)は本発明における点火タイミングの変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正する点火タイミングの変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図13】(a)は本発明におけるVVTの進角、遅角量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するVVTの進角、遅角量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図14】(a)は本発明におけるVVTのリフト量の変化量の制御手順を示すフローチャート、(b)は触媒コンバータの劣化の状況に応じて補正するVVTのリフト量の変化量の補正係数の特性を示す特性図、(c)は(b)の補正係数の特性の別の例を示す特性図である。
【図15】本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図16】本発明における制御パラメータの補正を保留する制御の制御手順の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…内燃機関
2…吸気通路
4…電子制御スロットル弁
5…自動変速機
6…点火ブラグ
7…VVT機構
8…排気通路
9…触媒コンバータ
10…ECU
11…第1の酸素センサ
12…第2の酸素センサ
14…スロットル位置センサ
16…キャニスタ
17…パージ通路
18…EGR通路
27…パージ流量制御弁
28…EGR制御弁
Claims (18)
- 酸素吸蔵能力を備えた触媒コンバータが排気ガス通路に設けられた内燃機関の制御装置であって、
前記触媒コンバータが吸蔵できる酸素吸蔵可能量を算出する手段と、
前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さくなった時に、前記内燃機関の運転状態の制御パラメータを、空燃比の変動が小さくなる方向に補正する制御パラメータ補正手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時には空燃比の変動許容範囲を拡大し、前記内燃機関の運転状態の制御パラメータを、前記内燃機関を搭載した車両の運転性能を向上させる方向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制御装置。
- 前記内燃機関が電子制御式自動変速機を備えており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記変速機のシフトアップポイントとシフトダウンポイントを決めるヒステリシスの幅を大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関が電子制御式自動変速機を備えており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記変速機のクラッチへのライン油圧の供給、排出速度を通常よりも遅くすることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関が無段自動変速機を備えており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記変速機の変速比の変化量を通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御パラメータ補正手段は、前記内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量を、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御パラメータ補正手段は、前記内燃機関に設けられたキャニスタからの最大パージ流量の変化量を、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御パラメータ補正手段は、前記内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量を、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御パラメータ補正手段は、前記内燃機関に設けられたEGR通路を流れる最大EGR流量の変化量を、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関が電子制御スロットルを備えており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記電子制御スロットルのスロットル弁位置の変化量を通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御パラメータ補正手段は、前記内燃機関における点火タイミングの変化量を、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えており、前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記可変バルブタイミング機構の進角、遅角位置の変化量を通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関が可変バルブタイミング機構を備えており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さい時に、前記可変バルブタイミング機構のバルブリフト量の変化量を通常値よりも小さくすることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が大きい時にはインジェクタからの燃料噴射量の調整量を通常値よりも大きくすることを特徴とする請求項1から13の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記酸素吸蔵可能量の検出手段が、前記触媒コンバータの排気ガスの流れの上流側と下流側の排気ガス通路にそれぞれ設けられた第1と第2の空燃比センサの出力値を比較することにより、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量を算出することを特徴とする請求項1から14の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関を搭載した車両に、車両が登坂走行状態であることを検出する登坂走行検出手段が備えられており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ前記登坂走行検出手段が車両の登坂走行を検出した場合には動作しないことを特徴とする請求項1から15の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関を搭載した車両に、車両の運転状態検出手段が備えられており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ前記運転状態検出手段が車両のカーブ路走行、一時停止、右左折状態、及び断続的な低速走行状態の少なくとも1つの状態を検出した場合には動作しないことを特徴とする請求項1から16の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関を搭載した車両に、車間距離検出装置が備えられており、
前記制御パラメータ補正手段は、前記触媒コンバータの酸素吸蔵可能量が小さく、かつ前記車間距離検出装置が車両の車間距離が所定距離未満であることを検出した場合には動作しないことを特徴とする請求項1から17の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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