JP2005248914A - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。 The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
機関排気通路内に触媒を配置し、触媒上流の排気通路内に上流側空燃比センサを配置し、触媒下流の排気通路内に下流側空燃比センサを配置し、機関運転状態に基づいて基本燃料噴射量を算出し、上流側空燃比センサの出力に基づいてフィードバック補正係数を算出し、下流側空燃比センサの出力に基づいてこの算出されたフィードバック補正係数を補正し、空燃比が目標空燃比になるようにこの補正されたフィードバック補正係数でもって基本燃料噴射量を補正するようにした内燃機関の空燃比制御装置が公知である(特許文献1参照)。この場合、下流側空燃比センサはたとえば空燃比が目標空燃比に対してリッチであるかリーンであるかを示すセンサから構成され、空燃比がリッチであればリーンになるように、空燃比がリーンであればリッチになるように、燃料噴射量がフィードバック補正される。 A catalyst is disposed in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst, and the basic fuel is determined based on the engine operating state. The injection amount is calculated, the feedback correction coefficient is calculated based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor, the calculated feedback correction coefficient is corrected based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor, and the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine in which the basic fuel injection amount is corrected with the corrected feedback correction coefficient is known (see Patent Document 1). In this case, the downstream side air-fuel ratio sensor is composed of, for example, a sensor that indicates whether the air-fuel ratio is rich or lean with respect to the target air-fuel ratio, and if the air-fuel ratio is rich, the air-fuel ratio becomes lean. The fuel injection amount is feedback-corrected so that it becomes rich if lean.
ところで、機関減速運転時には機関への燃料供給を一時的に停止するのが一般的である。この場合、空気が燃焼室を通過して触媒内に直接流入するので、触媒内に流入する酸素の量が大幅に増大する。触媒は酸素を一時的に蓄える機能を備えており、このように機関への燃料供給が停止されると触媒内に蓄えられている酸素の量が大幅に増大する。次いで、機関への燃料供給が再開されるとその後しばらくの間は、燃焼室における空燃比に関わらず下流側空燃比センサの出力がリーンになる。このとき、下流側空燃比センサの出力に基づいてフィードバック補正係数を算出すると、燃焼室における空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に過補正されるという問題点がある。 By the way, it is common to temporarily stop the fuel supply to the engine during the engine deceleration operation. In this case, since air passes through the combustion chamber and flows directly into the catalyst, the amount of oxygen flowing into the catalyst is greatly increased. The catalyst has a function of temporarily storing oxygen. When the fuel supply to the engine is stopped in this way, the amount of oxygen stored in the catalyst is greatly increased. Next, when the fuel supply to the engine is resumed, the output of the downstream air-fuel ratio sensor becomes lean regardless of the air-fuel ratio in the combustion chamber for a while thereafter. At this time, if the feedback correction coefficient is calculated based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor, there is a problem that the air-fuel ratio in the combustion chamber is overcorrected to the rich side with respect to the target air-fuel ratio.
ここで、機関への燃料供給が停止されたときには下流側空燃比センサの出力に基づくフィードバック補正係数の算出作用を停止すると共に、機関への燃料供給が再開されてから遅延時間だけ経過した後に下流側空燃比センサの出力に基づくフィードバック補正係数の算出作用を再開するようにすれば、この問題点を解決できるかに見える。しかしながら、遅延時間は機関への燃料供給再開後に下流側空燃比センサの出力がリーンに維持される時間に概ね対応させるべきところ、このリーン維持時間は触媒の酸素貯蔵能力ないし劣化度合いに応じて定まり、この酸素貯蔵能力ないし劣化度合いは時間の経過と共に変化する。したがって、遅延時間をたとえば新品触媒のために最適な一定値に保持した場合には、時間の経過と共に、空燃比がリッチ側に過補正されることになる。 Here, when the fuel supply to the engine is stopped, the feedback correction coefficient calculation operation based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor is stopped, and after the delay time has elapsed since the fuel supply to the engine was resumed, It seems that this problem can be solved by restarting the calculation of the feedback correction coefficient based on the output of the side air-fuel ratio sensor. However, the delay time should generally correspond to the time during which the output of the downstream air-fuel ratio sensor is maintained lean after the resumption of fuel supply to the engine. This lean maintenance time is determined according to the oxygen storage capacity or the degree of deterioration of the catalyst. The oxygen storage capacity or the degree of deterioration changes with the passage of time. Therefore, when the delay time is maintained at an optimal constant value for a new catalyst, for example, the air-fuel ratio is overcorrected to the rich side as time elapses.
そこで本発明は、機関への燃料供給再開後に空燃比を目標空燃比に維持することができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can maintain the air-fuel ratio at a target air-fuel ratio after resuming the fuel supply to the engine.
前記課題を解決するために本発明によれば、機関排気通路内に触媒を配置し、触媒上流の排気通路内に上流側空燃比センサを配置し、触媒下流の排気通路内に下流側空燃比センサを配置し、機関運転状態に基づいて基本燃料噴射量を算出し、上流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサの出力とに基づいてフィードバック補正係数を算出し、空燃比が目標空燃比になるように該フィードバック補正係数でもって基本燃料噴射量を補正するようにした内燃機関の空燃比制御装置において、機関減速運転時に機関への燃料供給が一時的に停止されるようになっており、機関への燃料供給が停止されたときには下流側空燃比センサの出力に基づくフィードバック補正係数の算出作用を停止すると共に、機関への燃料供給が再開されてから遅延時間だけ経過した後に下流側空燃比センサの出力に基づくフィードバック補正係数の算出作用を再開し、上流側触媒が蓄積しうる最大酸素量またはその代表値を求めて該最大酸素量またはその代表値が小さいときには大きいときに比べて該遅延時間が短くなるようにしている。 In order to solve the above problems, according to the present invention, a catalyst is disposed in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst, and a downstream air-fuel ratio is disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst. The sensor is arranged, the basic fuel injection amount is calculated based on the engine operating state, the feedback correction coefficient is calculated based on the upstream air-fuel ratio sensor output and the downstream air-fuel ratio sensor output, In an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine in which the basic fuel injection amount is corrected with the feedback correction coefficient so as to become the fuel ratio, fuel supply to the engine is temporarily stopped during engine deceleration operation. When the fuel supply to the engine is stopped, the calculation of the feedback correction coefficient based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor is stopped, and at the time of delay after the fuel supply to the engine is restarted. Only after a lapse of time, the calculation of the feedback correction coefficient based on the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is resumed, and the maximum oxygen amount or its representative value that can be accumulated by the upstream catalyst is obtained, and the maximum oxygen amount or its representative value is small. In some cases, the delay time is made shorter than when it is large.
機関への燃料供給再開後に空燃比を目標空燃比に維持することができる。 The air-fuel ratio can be maintained at the target air-fuel ratio after the fuel supply to the engine is resumed.
図1を参照すると、1はたとえば四つの気筒を有する機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポート、10は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート7は吸気枝管11を介してサージタンク12に接続され、サージタンク12は吸気ダクト13を介してエアクリーナ14に接続される。吸気枝管11内には燃料噴射弁15が配置され、吸気ダクト13内にはステップモータ16により駆動されるスロットル弁17が配置される。
Referring to FIG. 1, for example, 1 is an engine body having four cylinders, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an intake valve, 7 is an intake port, and 8 is an exhaust valve. , 9 indicates an exhaust port, and 10 indicates a spark plug. The
一方、排気ポート9は排気マニホルド18を介して上流側ケーシング19uに接続される。この上流側ケーシング19u内には比較的小容量の上流側触媒20uが収容されている。また、上流側ケーシング19uは排気管21を介して下流側ケーシング19dに接続される。この下流側ケーシング19d内には比較的大容量の下流側触媒20dが収容されている。更に、下流側ケーシング19dは排気管22に接続される。これら上流側触媒20uおよび下流側触媒20dは白金PtやセリアCeO2を含む三元触媒から構成され、酸素を一時的に蓄える機能を有している。
On the other hand, the
電子制御ユニット30はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって相互に接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具備する。機関本体1には機関冷却水温を検出するための水温センサ39が取り付けられ、吸気ダクト13には吸入空気質量流量(以下、吸入空気量という)Gaを検出するためのエアフローメータ40が取り付けられる。また、排気マニホルド18および排気管21には上流側空燃比センサ41uおよび下流側空燃比センサ41dがそれぞれ取り付けられ、排気管22には下流側触媒20dから排出される排気ガスの温度を検出するための排気温センサ42が取り付けられる。なお、下流側触媒20dから排出される排気ガスの温度は下流側触媒20dの温度を表している。更に、アクセルペダル(図示しない)にはアクセルペダルの踏み込み量DEPを検出するための踏み込み量センサ43が接続される。これらセンサ39,40,41,42,43の出力電圧はそれぞれ対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に、入力ポート35にはクランクシャフトがたとえば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ44が接続される。CPU34ではこの出力パルスに基づいて機関回転数Nが算出される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して点火栓10、燃料噴射弁15、およびステップモータ16に接続される。
The
本発明による各実施例では、燃料噴射時間TAUが次式に基づいて算出される。 In each embodiment according to the present invention, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.
TAU=TB・KK・FAF
ここで、TBは基本燃料噴射時間、KKは燃料増量補正係数、FAFはフィードバック補正係数をそれぞれ表している。
TAU = TB ・ KK ・ FAF
Here, TB represents a basic fuel injection time, KK represents a fuel increase correction coefficient, and FAF represents a feedback correction coefficient.
基本燃料噴射時間TBは空燃比を理論空燃比に一致させるのに必要な燃料噴射時間であって、たとえば図2に示されるように機関負荷L(=吸入空気量Ga/機関回転数N)および機関回転数Nの関数として予めROM32内に記憶されている。 The basic fuel injection time TB is a fuel injection time required to make the air-fuel ratio coincide with the stoichiometric air-fuel ratio. For example, as shown in FIG. 2, the engine load L (= intake air amount Ga / engine speed N) and It is stored in advance in the ROM 32 as a function of the engine speed N.
燃料増量補正係数KKはたとえば暖機運転時に燃料増量補正するための暖機増量補正係数、要求負荷が高いときに燃料増量補正するための高負荷時増量補正係数、下流側触媒20dの温度が高いときに下流側触媒20dの熱劣化を阻止するために燃料増量補正するための高温時増量補正係数などを一まとめにして表したものであり、燃料増量補正する必要がないときには1.0に保持される。
The fuel increase correction coefficient KK is, for example, a warm-up increase correction coefficient for correcting the fuel increase during the warm-up operation, a high load increase correction coefficient for correcting the fuel increase when the required load is high, and the temperature of the
フィードバック補正係数FAFは上流側空燃比センサ41uおよび下流側空燃比センサ41dの出力に基づいて平均空燃比を目標空燃比に一致させるためのものであり、1.0を中心として変動する。なお、オープンループ制御が行われるときにはこのフィードバック補正係数FAFは1.0に保持される。
The feedback correction coefficient FAF is used to make the average air-fuel ratio coincide with the target air-fuel ratio based on the outputs of the upstream-side air-
目標空燃比はどのように定めてもよいが、本発明による実施例では目標空燃比は理論空燃比とされる。この場合、上流側空燃比センサ41uおよび下流側空燃比センサ41dは排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生するいわゆるZ特性酸素濃度センサから構成される。すなわち、空燃比センサ41u,41dの出力電圧Vは図3(A)に示されるように、空燃比A/Fが理論空燃比(=約14.6)であると基準電圧VREF(=約0.5ボルト)になり、空燃比A/Fがリッチになると約1.0ボルトになり、空燃比A/Fがリーンになると約0ボルトになる。このようにこれら空燃比センサ41u,41dは空燃比が理論空燃比を横切って変動すると出力電圧が急変する酸素濃度センサから構成される。
The target air-fuel ratio may be determined in any way, but in the embodiment according to the present invention, the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the upstream air-
なお、上流側空燃比センサ41uおよび下流側空燃比センサ41dを、広い空燃比範囲にわたって空燃比に比例した出力電圧を発生するいわゆるリニア特性酸素濃度センサから構成することもできる。このリニア特性酸素濃度センサの出力電圧Vは図3(B)に示されるように、空燃比A/Fが理論空燃比(=約14.6)であると約3.3ボルトになり、空燃比A/Fがリッチになるにつれて低くなり、空燃比A/Fがリーンになるにつれて高くなる。あるいは、上流側空燃比センサ41uをリニア特性酸素濃度センサ(図3(B)参照)から構成し、下流側空燃比センサ41dをZ特性酸素濃度センサ(図3(A)参照)から構成することもできる。
The upstream air-
上流側空燃比センサ41uおよび下流側空燃比センサ41dの出力に基づく空燃比のフィードバック補正係数FAFの算出作用にはさまざまなものが知られている。本発明による実施例ではこれら空燃比センサ41u,41dに基づいて二つの補正係数算出作用が行われる。具体的には、上流側空燃比センサ41uの出力に基づいて第1補正係数算出作用が行われ、下流側空燃比センサ41dの出力に基づいて第2補正係数算出作用が行われる。
Various actions are known for calculating the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF based on the outputs of the upstream air-
第1補正係数算出作用は上述したフィードバック補正係数FAFを算出するためのものである。これを図4(A),(B)を参照して説明する。 The first correction coefficient calculating operation is for calculating the feedback correction coefficient FAF described above. This will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).
図4(A)は第1補正係数算出作用を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。図4(A)を参照すると、まずステップ100では上流側空燃比センサ41uの出力電圧VUが基準電圧VREFよりも高いか否か、すなわち空燃比がリッチであるか否かが判別される。VU>VREFのときには次いでステップ101に進み、前回の処理サイクルにおける上流側空燃比センサ41uの出力電圧であるVUPが基準電圧VREF以下であるか否か、すなわち前回の処理サイクルにおける空燃比がリーンであったか否かが判別される。VUP≦VREFのとき、すなわち空燃比がリーンからリッチに切り替わったときには次いでステップ102に進み、フィードバック補正係数FAFからスキップ値SRだけ減算される。その結果、図4(B)に示されるようにフィードバック補正係数FAFが大幅に減少する。次いでステップ107に進む。これに対し、VUP>VREFのとき、すなわち空燃比が継続してリッチのときには次いでステップ103に進み、フィードバック補正係数FAFから積分値IR(≪SR)だけ減算される。その結果、図4(B)に示されるようにフィードバック補正係数FAFが徐々に減少する。次いでステップ107に進む。
FIG. 4A shows a routine for executing the first correction coefficient calculation operation. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 4A, first, at
一方、ステップ100においてVU≦VREFのとき、すなわち空燃比がリーンのときには次いでステップ104に進み、VUPが基準電圧VREFよりも高いか否か、すなわち前回の処理サイクルにおける空燃比がリーンであったか否かが判別される。VUP>VREFのとき、すなわち空燃比がリッチからリーンに切り替わったときには次いでステップ105に進み、フィードバック補正係数FAFにスキップ値SLだけ加算される。その結果、図4(B)に示されるようにフィードバック補正係数FAFが大幅に増大する。次いでステップ107に進む。これに対し、VUP≦VREFのとき、すなわち空燃比が継続してリーンのときには次いでステップ106に進み、フィードバック補正係数FAFに積分値IL(≪SL)だけ加算される。その結果、図4(B)に示されるようにフィードバック補正係数FAFが徐々に増大する。次いでステップ107に進む。
On the other hand, when VU ≦ VREF in
ステップ107では、今回の処理サイクルにおける上流側空燃比センサ41uの出力電圧VUがVUPとして記憶される。
In
これに対し、第2補正係数算出作用は上述したスキップ値SR,SLを算出するためのものである。これを図5(A),(B)を参照して説明する。 On the other hand, the second correction coefficient calculation operation is for calculating the skip values SR and SL described above. This will be described with reference to FIGS.
図5(A)は第2補正係数算出作用を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。図5(A)を参照すると、まずステップ110では下流側空燃比センサ41dの出力電圧VDが基準電圧VREFよりも高いか否か、すなわち空燃比がリッチであるか否かが判別される。VD>VREFのときには次いでステップ111に進み、スキップ値SRに小さな一定値Δだけ加算される。その結果、図5(B)に示されるようにスキップ値SRが徐々に増大する。後述するように、本発明による実施例ではスキップ値SR,SLの和を一定値(たとえば0.1)に維持するようにしている。このためスキップ値SRが徐々に増大すると、スキップ値SLがその分だけ減少する。次いでステップ113に進む。これに対し、VD≦VREFのときにはステップ112に進み、スキップ値SRから小さな一定値Δだけ減算される。その結果、図5(B)に示されるようにスキップ値SRが徐々に減少し、スキップ値SLが徐々に増大する。次いでステップ113に進む。
FIG. 5A shows a routine for executing the second correction coefficient calculation operation. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 5A, first, at
ステップ113では、スキップ値SRをたとえば0.01から0.09までの範囲内に維持するガード処理が行われる。続くステップ114では、スキップ値SLが算出される(SL=0.1−SR)。
In step 113, a guard process for maintaining the skip value SR within a range of 0.01 to 0.09, for example, is performed. In the
さて、図1に示される内燃機関では、機関減速運転時に機関への燃料供給が一時的に停止されるようになっている。このような機関への燃料供給停止時には、第1および第2補正係数算出作用は停止される。次いで、機関への燃料供給が再開されたときに、補正係数算出作用、特に下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用を再開すると、空燃比がリッチ側に過補正されるおそれがあることは冒頭で述べたとおりである。 In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the fuel supply to the engine is temporarily stopped during the engine deceleration operation. When the fuel supply to the engine is stopped, the first and second correction coefficient calculation operations are stopped. Next, when the fuel supply to the engine is resumed, when the correction coefficient calculation action, particularly the second correction coefficient calculation action based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 41d is resumed, the air-fuel ratio is overcorrected to the rich side. As mentioned at the beginning, there is a fear.
そこで本発明による実施例では、まず、機関への燃料供給が停止されたときには下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用を停止すると共に、機関への燃料供給が再開されてから遅延時間だけ経過した後に第2補正係数算出作用を再開するようにしている。このことを図6を参照しながらもう少し詳しく説明する。 Therefore, in the embodiment according to the present invention, first, when the fuel supply to the engine is stopped, the second correction coefficient calculation action based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 41d is stopped and the fuel supply to the engine is restarted. The second correction coefficient calculation operation is resumed after the delay time has elapsed. This will be described in more detail with reference to FIG.
図6において、XFCは燃料供給停止フラグを、COXは上流側触媒20uの蓄積酸素量を、XFBDは下流側補正許可フラグを、それぞれ表している。燃料供給停止フラグXFCは機関への燃料供給を停止すべきときにセットされ(XFC=1)、それ以外はリセットされる(XFC=0)ものである。下流側補正許可フラグXFBDは下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用を実行すべきときにセットされ(XFBD=1)、禁止すべきときにリセットされる(XFBD=0)ものである。
In FIG. 6, XFC represents a fuel supply stop flag, COX represents an accumulated oxygen amount of the
図6を参照すると、矢印Xで示されるように燃料供給停止フラグXFCがセットされて機関への燃料供給が停止されると、上流側触媒20u内に流入する酸素の量が大幅に増大するので、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが急激に増大し、上流側触媒20uが蓄積しうる最大の酸素量CMAXまで増大する。また、上流側触媒20uを通過する酸素の量も大幅に増大するので、下流側空燃比センサ41dの出力電圧VDが急激に低下する。さらに、燃料供給停止フラグXFCがセットされると、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされ、第2補正係数算出作用が禁止される。このため、第2補正係数算出作用で算出されるたとえばスキップSRの更新が禁止される。なお、燃料供給停止フラグXFCがセットされている間は、上流側空燃比センサ41uの出力に基づく第1補正係数算出作用も禁止される。
Referring to FIG. 6, when the fuel supply stop flag XFC is set as indicated by the arrow X and the fuel supply to the engine is stopped, the amount of oxygen flowing into the
次いで、矢印Yで示されるように燃料供給停止フラグXFCがリセットされて機関への燃料供給が再開されると、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが減少し始める。また、このとき第1補正係数算出作用が再開されるので、下流側空燃比センサ41dの出力電圧VDが基準電圧VREFに向けて少しずつ上昇する。
Next, when the fuel supply stop flag XFC is reset as indicated by the arrow Y and the fuel supply to the engine is resumed, the accumulated oxygen amount COX of the
次いで、矢印Zで示されるように機関への燃料供給が再開されてから遅延時間DTだけ経過すると、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされる。その結果、下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用が再開され、スキップ値SRの更新が再開される。次いで、矢印Wで示されるように下流側空燃比センサ41dの出力電圧VDがほぼ基準電圧VREFまで戻ると、スキップ値SRおよびSLがほぼ一定に維持されるようになり、かくしてスキップ値SRおよびSLの学習が完了する。このとき、図6に示される例では上流側触媒20uの蓄積酸素量COXがほぼゼロになっている。
Next, as indicated by the arrow Z, when the delay time DT has elapsed since the fuel supply to the engine was resumed, the downstream correction permission flag XFBD is reset. As a result, the second correction coefficient calculation operation based on the output of the downstream side air-fuel ratio sensor 41d is resumed, and the update of the skip value SR is resumed. Next, when the output voltage VD of the downstream air-fuel ratio sensor 41d returns to substantially the reference voltage VREF as indicated by an arrow W, the skip values SR and SL are maintained substantially constant, and thus the skip values SR and SL Learning is completed. At this time, in the example shown in FIG. 6, the accumulated oxygen amount COX of the
上述した遅延時間DTは次のようにして設定される。すなわち、上述したリッチ側への過補正の問題は上流側触媒20u内に多量の酸素が蓄えられていることに起因する。とすれば、機関への燃料供給が再開された後、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが多い間は下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用を禁止し、蓄積酸素量COXが少なくなった後に第2補正係数算出作用を再開すれば、上述の過補正を阻止できることになる。
The delay time DT described above is set as follows. That is, the above-described problem of overcorrection to the rich side is caused by the fact that a large amount of oxygen is stored in the
機関への燃料供給が再開されてから、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXがたとえば一定のしきい値COX1よりも少なくなるまでの所要時間は上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXに応じて変動する。具体的には、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXが大きいときには図7に実線で示されるように、所要時間tは長くなる。これに対し、最大蓄積酸素量CMAXが小さくなると図7に破線で示されるように、所要時間tは短くなる。この最大蓄積酸素量CMAXは一定に維持されるものではなく、上流側触媒20uの劣化度合いに依存して経時変化し、すなわち上流側触媒20uの劣化度合いが大きくなるにつれて小さくなる。
The time required from when the fuel supply to the engine is resumed until the accumulated oxygen amount COX of the
そこで、本発明による第1実施例では、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXと上述の所要時間tすなわち遅延時間DTとの関係を予め実験により求めておき、図8に実線で示されるマップの形で予めROM32内に記憶するようにしている。その上で、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXを求め、図8に実線で示されるマップから遅延時間DTを算出するようにしている。このようにすると、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXすなわち劣化度合いが変動したときにも、遅延時間DTを最適に維持することができる。
Therefore, in the first embodiment according to the present invention, the relationship between the maximum accumulated oxygen amount CMAX of the
なお、図8に破線で示されるように、遅延時間DTに下限値DTMINを設け、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXが過度に少なくなったときにすなわち上流側触媒20uの劣化度合いが過度に大きくなったときにも、一定の遅延時間DTが確保されるようにすることもできる。
As shown by the broken line in FIG. 8, when the lower limit value DTMIN is provided for the delay time DT and the maximum accumulated oxygen amount CMAX of the
ところで、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXを求めるのにさまざまな方法がある。たとえば、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXは図9に示されるように、上流側触媒20uの劣化度合いDDが大きくなるにつれて小さくなる。そこで、上流側触媒20uの劣化度合いDDを求めてこの劣化度合いDDに基づき上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXを算出することができる。ここで、上流側触媒20uの劣化度合いを求める方法にもさまざまなものがある。たとえば機関に供給された燃料量の積算値、車両走行距離の積算値、上流側空燃比センサ41uの出力の軌跡長と下流側空燃比センサ41dの軌跡長との比、などに基づいて上流側触媒20uの劣化度合い決定することができる。
There are various methods for obtaining the maximum accumulated oxygen amount CMAX of the
図10は本発明による実施例の補正係数算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 FIG. 10 shows a correction coefficient calculation routine of the embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図10を参照すると、まずステップ120では、燃料供給停止フラグXFCがリセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがリセットされている(XFC=0)ときには、次いでステップ121に進み、図4(A)を参照して説明した第1補正係数算出ルーチンが実行される。続くステップ122では、下流側補正許可フラグXFBDがセットされているか否かが判別される。下流側補正許可フラグXFBDがセットされている(XFBD=1)ときには次いでステップ123に進み、図5(A)を参照して説明した第2補正係数算出ルーチンが実行される。これに対し、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされている(XFBD=0)ときには処理サイクルを終了する。すなわち、この場合には第2補正係数算出ルーチンが実行されない。一方、ステップ120において燃料供給停止フラグXFCがセットされている(XFC=1)ときにも、処理サイクルを終了する。この場合には第1および第2補正係数算出ルーチンが実行されない。
Referring to FIG. 10, first, at
なお、図10に示される例では、燃料供給停止フラグXFCがリセットされると(XFC=0)、すなわち機関への燃料供給が再開されると、直ちに第1補正係数算出作用が実行される。しかしながら、機関への燃料供給が再開されてから比較的短い遅延時間が経過するまでは第1補正係数算出作用を禁止し、その後第1補正係数算出作用を再開するようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 10, when the fuel supply stop flag XFC is reset (XFC = 0), that is, when the fuel supply to the engine is resumed, the first correction coefficient calculation operation is immediately executed. However, the first correction coefficient calculation operation may be prohibited until a relatively short delay time has elapsed after the fuel supply to the engine is restarted, and then the first correction coefficient calculation operation may be restarted.
図11は本発明による実施例の燃料供給停止フラグXFCの制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 FIG. 11 shows a control routine for the fuel supply stop flag XFC of the embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図11を参照すると、まずステップ130では、アクセルペダルの踏み込み量DEPがゼロであるか否かが判別される。DEP=0のときには次いでステップ131に進み、燃料供給停止フラグXFCがセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがリセットされている(XFC=0)ときには次いでステップ132に進み、機関回転数Nが第1の設定回転数N1よりも低いか否かが判別される。N>N1のときには次いでステップ133に進み、燃料供給停止フラグXFCがセットされる(XFC=1)。これに対し、N≦N1のときには処理サイクルを終了し、燃料供給停止フラグXFCがリセットされ続ける(XFC=0)。
Referring to FIG. 11, first, in
燃料供給停止フラグXFCがセットされた(XFC=1)ときには、ステップ131からステップ134に進み、機関回転数Nが第2の設定回転数N2(<N1)よりも高いか否かが判別される。N>N2のときには処理サイクルを終了し、燃料供給停止フラグXFCがセットされ続ける(XFC=1)。これに対し、N≦N2になるとステップ134からステップ135に進み、燃料供給停止フラグXFCがリセットされる(XFC=0)。また、ステップ130においてDEP>0のときもステップ135に進み、燃料供給停止フラグXFCがリセットされる。
When the fuel supply stop flag XFC is set (XFC = 1), the routine proceeds from
図12は本発明による第1実施例の下流側補正許可フラグXFBDの制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 FIG. 12 shows a control routine for the downstream side correction permission flag XFBD of the first embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図12を参照すると、ステップ140では燃料供給停止フラグXFCがリセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがセットされている(XFC=1)とき、すなわち機関への燃料供給が停止されているときには次いでステップ141に進み、下流側補正許可フラグXFBDがセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがセットされた後初めてステップ141に進んだときには下流側補正許可フラグXFBDはセットされている(XFBD=1)ので、次いでステップ142に進み、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされる(XFBD=0)。すなわち、下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用が禁止される。続くステップ143では、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXがたとえば図9のマップから算出される。続くステップ144では遅延時間DTが図8のマップから算出される。続くステップ145では、機関への燃料供給が再開されてからの経過時間を表すカウンタTがクリアされる(T=0)。下流側補正許可フラグXFBDがいったんリセットされると、ステップ141から処理サイクルを終了する。したがって、燃料供給停止フラグXFCがセットされている限り、下流側補正許可フラグXFBDはリセットされ続ける。すなわち、機関への燃料供給が停止されている限り、第2補正係数算出作用が禁止される。
Referring to FIG. 12, in
次いで、燃料供給停止フラグXFCがリセットされると(XFC=0)、ステップ140からステップ146に進み、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがリセットされた後初めてステップ146に進んだときには下流側補正許可フラグXFBDはリセットされている(XFBD=0)ので、次いでステップ147に進み、カウンタTが1だけインクリメントされる。続くステップ148ではカウンタTが経過時間DTよりも大きいか否かが判別される。T≦DTのときには処理サイクルを終了し、T>DTになると次いでステップ149に進んで下流側補正許可フラグXFBDがセットされる(XFBD=1)。したがって、機関への燃料供給が再開されてから経過時間DTが経過すると、下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用が許可される。次いで、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされるとステップ146から処理サイクルを終了する。
Next, when the fuel supply stop flag XFC is reset (XFC = 0), the routine proceeds from
図13は本発明による実施例の燃料供給制御ルーチンを示している。このルーチンはたとえば予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。 FIG. 13 shows a fuel supply control routine of the embodiment according to the present invention. This routine is executed, for example, by interruption every predetermined crank angle.
図13を参照すると、まずステップ150では、燃料供給停止フラグXFCがセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがセットされている(XFC=1)ときには次いでステップ151に進み、基本燃料噴射時間TBが図2のマップから算出される。続くステップ152では燃料増量補正係数KKが算出される。続くステップ153では図4(A)に示される第1補正係数算出ルーチンで算出されているフィードバック補正係数FAFが読み込まれる。続くステップ154では、燃料噴射時間TAUが算出される(TAU=TB・KK・FAF)。続くステップ155では、燃料噴射弁15からTAUだけ燃料が噴射される。
Referring to FIG. 13, first, at
これに対し、燃料供給停止フラグXFCがセットされているとき(XFC=1)には、ステップ150からステップ156に進み、機関への燃料供給が停止される。
On the other hand, when the fuel supply stop flag XFC is set (XFC = 1), the routine proceeds from
次に、本発明による第2実施例を説明する。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described.
機関への燃料供給が再開された後、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが多い間は下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用を禁止し、蓄積酸素量COXが少なくなった後に第2補正係数算出作用を再開すべきことは、上述したとおりである。
After the fuel supply to the engine is resumed, the second correction coefficient calculation operation based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 41d is prohibited while the accumulated oxygen amount COX of the
そこで本発明による第2実施例では、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXを直接的または間接的に求め、機関への燃料供給が再開された後この蓄積酸素量COXがしきい値COX1よりも多いときには第2補正係数算出作用を禁止し、しきい値COX1よりもすくなったときに第2補正係数算出作用を再開するようにしている。
Therefore, in the second embodiment according to the present invention, the accumulated oxygen amount COX of the
本発明による第2実施例では、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXは次のようにして算出される。すなわち、機関への燃料供給が停止されている間は、上流側触媒20u内に空気が燃焼されることなく流入し、蓄積酸素量COXは増大する(図6,7参照)。この場合、蓄積酸素量COXの単位時間当たりの増量分はたとえばGa・aで表すことができる(COX=COX+Ga・a)。ここで、Gaは吸入空気量、aは空気中の酸素濃度に基づいて定められる一定値(たとえば0.23)である。これに対し、機関への燃料供給が再開された後は、上流側触媒20u内に未燃HC,COが流入し、蓄積酸素量COXは少しずつ減少する(図6,7参照)。この場合、蓄積酸素量COXの単位時間当たりの減少分はたとえばGa・bで表すことができる(COX=COX−Ga・b)。ここで、Gaは吸入空気量、bはたとえば排気ガス中の未燃HC、COの濃度に基づいて定められる一定値(b<a)である。
In the second embodiment according to the present invention, the accumulated oxygen amount COX of the
図14および図15は本発明による第2実施例の下流側補正許可フラグXFBDの制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 14 and 15 show a control routine for the downstream side correction permission flag XFBD of the second embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図14および図15を参照すると、ステップ200では燃料供給停止フラグXFCがリセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがセットされている(XFC=1)とき、すなわち機関への燃料供給が停止されているときには次いでステップ201に進み、下流側補正許可フラグXFBDがセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがセットされた後初めてステップ201に進んだときには下流側補正許可フラグXFBDはセットされている(XFBD=1)ので、次いでステップ202に進み、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされる(XFBD=0)。すなわち、下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用が禁止される。続くステップ203では、上流側触媒20uの最大蓄積酸素量CMAXがたとえば図9のマップから算出される。
Referring to FIGS. 14 and 15, in
下流側補正許可フラグXFBDがリセットされたときにはステップ201からステップ204に進む。ステップ204では、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが更新される(COX=COX+Ga・a)。続くステップ205では、更新された蓄積酸素量COXが最大蓄積酸素量CMAXよりも大きいか否かが判別される。COX≦CMAXのときには処理サイクルを終了し、COX>CMAXのときには次いでステップ206に進み、COXがCMAXに制限される。
When the downstream correction permission flag XFBD is reset, the routine proceeds from
次いで、燃料供給停止フラグXFCがリセットされると(XFC=0)、ステップ200からステップ207に進み、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされているか否かが判別される。燃料供給停止フラグXFCがリセットされた後初めてステップ207に進んだときには下流側補正許可フラグXFBDはリセットされている(XFBD=0)ので、次いでステップ208に進み、上流側触媒20uの蓄積酸素量COXが更新される(COX=COX−Ga・b)。続くステップ209では、更新された蓄積酸素量COXがしきい値COX1よりも小さいか否かが判別される。COX≧COX1のときには処理サイクルを終了し、COX<COX1になると次いでステップ210に進み、下流側補正許可フラグXFBDがセットされる(XFBD=1)。したがって、機関への燃料供給が再開された後上流側触媒20uの蓄積酸素量COXがしきい値COX1よりも少なくなると、下流側空燃比センサ41dの出力に基づく第2補正係数算出作用が許可される。次いで、下流側補正許可フラグXFBDがリセットされるとステップ207から処理サイクルを終了する。
Next, when the fuel supply stop flag XFC is reset (XFC = 0), the routine proceeds from
本発明による第2実施例のその他の構成および作用は上述した本発明による第1実施例と同様であるので説明を省略する。 The other configurations and operations of the second embodiment according to the present invention are the same as those of the first embodiment according to the present invention described above, and hence the description thereof is omitted.
1…機関本体
15…燃料噴射弁
18…排気マニホルド
20u…上流側触媒
20d…下流側触媒
21…排気管
41u…上流側空燃比センサ
41d…下流側空燃比センサ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A catalyst is disposed in the engine exhaust passage, an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst, a downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst, and the basic fuel is determined based on the engine operating state. An injection amount is calculated, a feedback correction coefficient is calculated based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the output of the downstream air-fuel ratio sensor, and the basic fuel is calculated with the feedback correction coefficient so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. In an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that corrects an injection amount, fuel supply to the engine is temporarily stopped during engine deceleration operation, and downstream when fuel supply to the engine is stopped. The calculation of the feedback correction coefficient based on the output of the side air-fuel ratio sensor is stopped, and after the delay time has elapsed since the fuel supply to the engine is resumed, the output of the downstream air-fuel ratio sensor is stopped. The delay correction time is shorter than when the maximum oxygen amount or its representative value is small when the maximum oxygen amount that can be accumulated by the upstream catalyst or its representative value is obtained. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine configured as described above.
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