JP2006194145A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関の排気ガス中には、NOX、CO、及びHC等が含まれており、これらの物質を浄化するために機関排気系には三元触媒装置が配置されている。三元触媒装置においては、排気ガスの空燃比が理論空燃比であれば、これらの物質は良好に浄化されるが、排気ガスの空燃比がリーンであると、還元作用が不活発となってNOXの浄化が不十分となり、また、排気ガスの空燃比がリッチであると、酸化作用が不活発となってCO及びHCの浄化が不十分となる。 The exhaust gas of the internal combustion engine contains NO x , CO, HC, and the like, and a three-way catalyst device is disposed in the engine exhaust system to purify these substances. In a three-way catalyst device, if the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio, these substances are purified well, but if the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, the reducing action becomes inactive. If the purification of NO x becomes insufficient and the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich, the oxidizing action becomes inactive and the purification of CO and HC becomes insufficient.
しかしながら、排気ガスの空燃比を常に理論空燃比に維持することは困難である。それにより、三元触媒装置にO2ストレージ能力を持たせ、排気ガスの空燃比がリーンである時には余剰酸素を吸収し、排気ガスの空燃比がリッチとなった時には吸収した酸素を放出することにより、排気ガスの空燃比が変動しても、三元触媒装置内の雰囲気を理論空燃比近傍に維持してNOX、CO、及びHCを良好に浄化することが可能となる。 However, it is difficult to always maintain the air-fuel ratio of the exhaust gas at the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, the three-way catalyst device has O 2 storage capability, absorbs excess oxygen when the exhaust gas air-fuel ratio is lean, and releases the absorbed oxygen when the exhaust gas air-fuel ratio becomes rich. As a result, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas varies, it becomes possible to maintain the atmosphere in the three-way catalyst device in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio and to purify NO x , CO, and HC well.
ところで、機関減速時においては、一般的に燃料を節約するためにフューエルカットが実施される。このフューエルカット中においては多量の酸素が三元触媒装置へ流入し、一般的には、O2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収される。それにより、フューエルカット復帰時において、燃焼空燃比をリッチにしてO2ストレージ能力の限界値まで吸収された酸素を全て放出させれば、この放出に使用された燃料量に基づき現在のO2ストレージ能力を推定することができる(例えば、特許文献1参照)。O2ストレージ能力は三元触媒装置の浄化能力と共に低下するものであるために、推定された現在のO2ストレージ能力は、三元触媒装置の劣化程度の指標として使用することができる。 By the way, during engine deceleration, fuel cut is generally performed to save fuel. During this fuel cut, a large amount of oxygen flows into the three-way catalyst device and is generally absorbed up to the limit value of the O 2 storage capacity. Thus, when the fuel cut is restored, if the combustion air-fuel ratio is made rich and all the oxygen absorbed up to the limit value of the O 2 storage capacity is released, the current O 2 storage is based on the amount of fuel used for this release. The ability can be estimated (see, for example, Patent Document 1). Since the O 2 storage capacity decreases with the purification capacity of the three-way catalyst device, the estimated current O 2 storage capacity can be used as an indicator of the degree of deterioration of the three-way catalyst device.
ところで、前述のように三元触媒装置のO2ストレージ能力を推定するためには、フューエルカット中においてO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されることが必要である。しかしながら、フューエルカット中において、スロットル弁開度は十分なエンジンブレーキを発生させるために比較的小さくされており、フューエルカット時間が短いと、フューエルカット中においてO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されないことがあり、この時には三元触媒装置のO2ストレージ能力を推定することができない。それにより、三元触媒装置のO2ストレージ能力を推定することが必要となっても、このような実施時間の短いフューエルカットが連続すれば長期に渡って三元触媒装置のO2ストレージ能力が推定されないこととなる。 Meanwhile, in order to estimate the O 2 storage capability of the three-way catalytic converter, as described above, it is necessary to O 2 oxygen into the three-way catalytic converter to the limit value of the storage capacity is absorbed in a fuel cut. However, during fuel cut, the throttle valve opening is relatively small to generate sufficient engine braking. If the fuel cut time is short, the three-way catalyst will reach the limit value of O 2 storage capacity during fuel cut. Oxygen may not be absorbed by the apparatus, and at this time, the O 2 storage capacity of the three-way catalyst apparatus cannot be estimated. Thereby, even if is necessary to estimate the O 2 storage capability of the three-way catalytic converter, the O 2 storage capability of such a short fuel cut execution time is a long time if a continuous three-way catalytic converter It will not be estimated.
従って、本発明の目的は、フューエルカット時において三元触媒装置のO2ストレージ能力を推定することが必要な時には、フューエルカット時間が比較的短くても、フューエルカット中においてO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されるようにしてO2ストレージ能力の推定を可能とする内燃機関の制御装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to limit the O 2 storage capacity during fuel cut even when the fuel cut time is relatively short when it is necessary to estimate the O 2 storage capacity of the three-way catalyst device during fuel cut. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of estimating the O 2 storage capacity by allowing oxygen to be absorbed by the three-way catalyst device up to the value.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の制御装置は、フューエルカット復帰時において排気ガスの空燃比をリッチにして三元触媒装置のO2ストレージ能力により吸収された酸素を全て放出させ、この放出のために使用された燃料量に基づき現在のO2ストレージ能力を推定する推定手段を具備し、前記推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、前記推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時に比較して、フューエルカット中の吸気を増量することを特徴とする。
The control apparatus for an internal combustion engine according to
また、本発明による請求項2に記載の内燃機関の制御装置は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、フューエルカット開始からの経過時間が設定時間に達した時には、前記推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時に実施したフューエルカット中の吸気の増量を中止することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein when the elapsed time from the start of fuel cut reaches a set time, the estimation means It is characterized by stopping the increase in intake during the fuel cut performed when it is necessary to estimate the current O 2 storage capacity.
また、本発明による請求項3に記載の内燃機関の制御装置は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記三元触媒装置の下流側に位置する酸素センサの出力に基づき、O2ストレージ能力の限界値まで前記三元触媒装置に酸素が吸収されたと判断された時には、前記推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時に実施したフューエルカット中の吸気の増量を中止することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the control device for the internal combustion engine according to the first aspect is based on an output of an oxygen sensor located downstream of the three-way catalyst device. 2 When it is determined that the three-way catalytic device has absorbed oxygen up to the limit value of the storage capacity, it is necessary to estimate the current O 2 storage capacity by the estimating means. It is characterized by stopping the increase.
また、本発明による請求項4に記載の内燃機関の制御装置は、請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、前記推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時には、フューエルカット復帰時において排気ガスの空燃比をリッチにして前記三元触媒装置のO2ストレージ能力により吸収された酸素の一部だけを放出させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the control device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the estimation means estimates the current O 2 storage capacity. When it is not necessary to do so, the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich when returning to the fuel cut, and only a part of the oxygen absorbed by the O 2 storage capability of the three-way catalyst device is released.
本発明による請求項1に記載の内燃機関の制御装置によれば、フューエルカット復帰時において排気ガスの空燃比をリッチにして三元触媒装置のO2ストレージ能力により吸収された酸素を全て放出させ、この放出のために使用された燃料量に基づき現在のO2ストレージ能力を推定する推定手段によって現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時に比較して、フューエルカット中の吸気を増量するようになっている。それにより、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要となれば、フューエルカット時間が比較的短くても、増量された吸気によりO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収され易くなり、推定手段により現在のO2ストレージ能力を確実に推定することができる。こうして、実施時間の短いフューエルカットが連続しても、長期に渡って三元触媒装置のO2ストレージ能力が推定されないことは防止される。 According to the control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich when the fuel cut is restored, and all the oxygen absorbed by the O 2 storage capability of the three-way catalyst device is released. , when it is necessary to estimate the current O 2 storage capability by the estimating means for estimating a current O 2 storage capability based on the amount of fuel used for the discharge, the current O 2 storage capability by the estimation means Compared to when it is not necessary to estimate the intake, the intake air during the fuel cut is increased. As a result, if it is necessary to estimate the current O 2 storage capacity, even if the fuel cut time is relatively short, oxygen is absorbed by the three-way catalyst device up to the limit value of the O 2 storage capacity due to the increased intake air. Therefore, the current O 2 storage capacity can be reliably estimated by the estimation means. In this way, it is possible to prevent the O 2 storage capacity of the three-way catalyst device from being estimated over a long period of time even if fuel cuts having a short execution time are continued.
また、本発明による請求項2に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、フューエルカット開始からの経過時間が設定時間に達した時にはフューエルカット中の吸気の増量を中止するようになっている。それにより、フューエルカット中の吸気増量が不必要に実施される機会を減少し、吸気増量に伴うエンジンブレーキ性能の低下を比較的短い期間とすることができる。
According to the control device for an internal combustion engine according to
また、本発明による請求項3に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、三元触媒装置の下流側に位置する酸素センサの出力に基づき、O2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されたと判断された時には、フューエルカット中の吸気の増量を中止するようになっている。それにより、フューエルカット中の吸気増量が不必要に実施されることはなく、吸気増量に伴うエンジンブレーキ性能の低下を最小期間とすることができる。
According to the control device for an internal combustion engine according to claim 3 of the present invention, in the control device for the internal combustion engine according to
また、本発明による請求項4に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時には、フューエルカット復帰時において排気ガスの空燃比をリッチにして三元触媒装置のO2ストレージ能力により吸収された酸素の一部だけを放出させるようになっている。フューエルカット復帰時において、三元触媒装置に吸収された酸素を放出させることは、その後のリーン空燃比での運転を可能とするためにも必要であり、推定手段によって排気ガスの空燃比をリッチにしてO2ストレージ能力により吸収された酸素を全て放出させる場合には比較的多くの燃料が使用される。しかしながら、本制御装置では、推定手段により現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時には、O2ストレージ能力により吸収された酸素の一部だけしか放出させず、それほど多くの燃料を使用せずに、その後のリーン空燃比での運転を可能としている。こうして、フューエルカット復帰時毎に推定手段によって比較的多くの燃料を使用してO2ストレージ能力を推定すると共にリーン空燃比での運転を可能とする場合に比較して、燃料消費の悪化を抑制することができる。
According to the control apparatus for an internal combustion engine described in claim 4 according to the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to any one of
図1は機関排気系の一部を示す概略図である。同図において、1は三元触媒装置であり、2は三元触媒装置1へ流入する排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサであり、3は三元触媒装置1から流出する排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサである。上流側空燃比センサ2は、排気ガスの空燃比に対応する電圧を出力するリニア出力型とすることが好ましい。一方、下流側空燃比センサ3は、上流側空燃比センサ2と同様にリニア出力型としても良いが、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチであるかリーンであるかを検出可能なステップ出力型としても良い。
FIG. 1 is a schematic view showing a part of an engine exhaust system. In the figure, 1 is a three-way catalyst device, 2 is an upstream air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the three-
三元触媒装置1は、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍である時に、排気ガス中のNOX、CO、及びHCを良好に浄化する。しかしながら、排気ガスの空燃比を常に理論空燃比近傍に維持することは困難であるために、三元触媒装置1にはセリア等を担持させてO2ストレージ能力を持たせ、排気ガスの空燃比がリーンとなる時には余剰酸素を吸収し、排気ガスの空燃比がリッチとなる時には吸収した酸素を放出することにより、排気ガスの空燃比に係らずに三元触媒装置1内の雰囲気を理論空燃比近傍にすることを可能としている。
The three-
ところで、機関減速時において、燃料を節約するためにフューエルカットを実施することが一般的である。この時には、多量の酸素が三元触媒装置1へ流入するために、一般的には、O2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収されてしまう。それにより、フューエルカット復帰時にリーン空燃比での運転が実施されると、三元触媒装置1は、この時の余剰酸素を吸収することはできず、三元触媒装置1内の雰囲気はリーンのままとなるために、還元作用が不活発となってNOXを十分に浄化することができない。従って、フューエルカット復帰時には、意図的にリッチ空燃比での運転を実施し、吸収されている酸素を放出させてO2ストレージ能力を回復することが必要である。
By the way, when the engine is decelerated, it is common to perform fuel cut in order to save fuel. At this time, since a large amount of oxygen flows into the three-
また、三元触媒装置1のO2ストレージ能力は、三元触媒装置1の浄化能力と共に劣化するものであるために、現在のO2ストレージ能力が推定されれば、これを空燃比制御及び異臭(H2S)対策に利用することができるだけでなく、三元触媒装置1の劣化の指標として使用することもできる。フューエルカット復帰時には、一般的に、O2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収されているために、吸収されている酸素を全て放出させて、それに使用された燃料量を算出すれば、放出酸素量と燃料量とは対応するために、現在のO2ストレージ能力を推定することができる。もちろん、こうして、フューエルカット復帰時において吸収されている全ての酸素を放出させれば、O2ストレージ能力は回復してリーン空燃比での運転が可能となる。
Further, since the O 2 storage capability of the three-
本発明による内燃機関の制御装置は、図2及び3に示す第一フローチャートに示す制御によってO2ストレージ能力を推定すると共にフューエルカット復帰時におけるリーン空燃比での運転を可能としている。先ず、ステップ101において、フューエルカット開始時、すなわち、機関回転数が比較的高い時のアクセルペダルの開放又はブレーキペダルの踏み込み等によりフューエルカットを開始する時であるか否かが判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了する。
The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention estimates the O 2 storage capacity by the control shown in the first flowcharts shown in FIGS. 2 and 3, and enables operation at a lean air-fuel ratio at the time of fuel cut return. First, in
一方、フューエルカット開始時には、ステップ101における判断が肯定され、ステップ102において、フューエルカット復帰時、すなわち、アクセルペダルの踏み込み又は機関回転数が設定回転数まで低下すること等によりフューエルカットを中止する時であるか否かが判断される。この判断が否定される時に、すなわち、フューエルカット開始時には、ステップ103において、第一フラグF1が1であるか否かが判断される。
On the other hand, at the start of fuel cut, the determination in
詳しくは後述するが、この第一フラグF1は、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時に1にセットされ、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時に0にリセットされるものであり、例えば、機関始動時に1にセットされているために、ステップ103における判断は肯定されてステップ104へ進む。ステップ104では、フューエルカット開始からの経過時間tが設定時間t1以上となったか否かが判断される。フューエルカット開始当初は、この判断は否定され、ステップ105においてフューエルカット中の吸気増量を実施し、ステップ106において第二フラグF2を0にリセットしてステップ102へ戻る。フューエルカット開始からの経過時間tが設定時間t1となった時にはステップ104の判断が肯定され、ステップ107において吸気増量は中止され、ステップ108において第二フラグF2は1にセットされる。その後は、フューエルカット復帰時まで吸気増量を中止する。また、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時には第一フラグF1は0にリセットされており、この時には、ステップ103の判断が否定されて、ステップ107において、フューエルカット開始時からフューエルカット復帰時まで吸気増量は中止され、第二フラグF2は1にセットされる。吸気増量が実施されていてもいなくても、フューエルカット復帰時となれば、ステップ102における判断が肯定されて、次に説明するリッチ化制御が実施される。
Although details will be described later, resets the first flag F1 is set to 1 when it is necessary to estimate the current O 2 storage capability, to 0 when not necessary to estimate the current O 2 storage capability For example, since it is set to 1 when the engine is started, the determination in
ステップ109では、燃焼空燃比を理論空燃比(14.6)よりリッチな設定空燃比(例えば、13.0)にするリッチ化制御を実施する。次いで、ステップ110において、燃料噴射量Q(Ga/13.0)と、今回の吸気量Gaに対して理論空燃比を実現するために必要な燃料量Ga/14.6との差Aを算出する。この差Aは、今回において三元触媒装置1から酸素を放出するのに使用される燃料量となり、今回の放出酸素量に対応する値となる。次いで、ステップ111において、この差Aを積算値TAとして積算する。
In step 109, the enrichment control is performed so that the combustion air-fuel ratio is set to a set air-fuel ratio (for example, 13.0) richer than the stoichiometric air-fuel ratio (14.6). Next, at
次いで、ステップ112において、前述の第一フラグF1が1であるか否かが判断され、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、この判断が肯定されてステップ113へ進む。ステップ113では、前述の第二フラグF2が1であるか否かが判断される。前述したように、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、ステップ105においてフューエルカット中の吸気増量が実施される。この吸気増量は、例えば、図5に実線で示すように、機関回転数が比較的高い時において、機関回転数が高いほどスロットル弁を大きく開弁して実施される。機関回転数が比較的低くなれば、フューエルカット復帰の可能性が高く、フューエルカット復帰時に吸気増量が実施されていると、過大な機関出力が発生して車両が急加速してしまう。それにより、機関回転数が比較的低くなれば、スロットル弁を全閉(アイドル時のスロットル弁開度)して吸気量を少なくしている。
Next, at
図5の点線は、機関回転数が比較的高い時において実施される一般的な吸気増量を示している。機関回転数が比較的高い時にスロットル弁を全閉して吸気量を少なくすると、気筒内には大きな負圧が発生してピストン及び吸排気弁の潤滑油が気筒内へ侵入し易くなる。これを防止するために、フューエルカット中において機関回転数が比較的高い時にはスロットル弁を開弁して一般的な吸気増量が実施される。ステップ105の吸気増量は、この一般的な吸気増量が実施される場合には、それに加えられるさらなる吸気増量である。
A dotted line in FIG. 5 indicates a general intake air increase performed when the engine speed is relatively high. If the throttle valve is fully closed and the intake amount is reduced when the engine speed is relatively high, a large negative pressure is generated in the cylinder, and the lubricating oil of the piston and the intake / exhaust valve easily enters the cylinder. In order to prevent this, when the engine speed is relatively high during the fuel cut, the throttle valve is opened to perform a general intake air increase. The air intake increase in
現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、さらなる吸気増量を実施することにより、すなわち、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時には、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時に比較して、フューエルカット中の吸気を増量することにより、フューエルカット時間が短くても、O2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収され易くしている。このように、O2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されない限り、以下に説明するような現在のO2ストレージ能力の推定は実施することができず、もし、さらなる吸気増量が実施されなければ、実施時間の短いフューエルカットが連続すると、長期に渡って三元触媒装置のO2ストレージ能力が推定されないこととなる。 When it is necessary to estimate the current O 2 storage capability, by implementing additional intake increased, i.e., when it is necessary to estimate the current O 2 storage capability, the current O 2 storage capability Compared to when it is not necessary to estimate, increasing the intake air during the fuel cut makes it easier for the three-way catalyst device to absorb oxygen to the limit value of the O 2 storage capacity even if the fuel cut time is short. Yes. Thus, as long as the oxygen in the three-way catalytic converter to the limit value of the O 2 storage capability is not absorbed, it can not be carried out the estimation of the current O 2 storage ability as described below, if a further intake increased If the fuel cut is performed for a short period of time, the O 2 storage capacity of the three-way catalyst device is not estimated over a long period of time.
しかしながら、さらなる吸気増量を実施しても、フューエルカット時間が極端に短い場合にはO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されない。こうして、フューエルカット開始からの経過時間tが設定時間t1に達せずに、フューエルカット復帰時となった時には、O2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されていないことがあり、第二フラグF2はステップ108において1にセットされることなく、ステップ106において0にリセットされたままである。それにより、第二フラグF2が1ではなくステップ113の判断が否定される時には、ステップ116へ進み、現在のO2ストレージ能力の推定は実施されない。
However, even if the intake air amount is further increased, if the fuel cut time is extremely short, oxygen is not absorbed by the three-way catalyst device up to the limit value of the O 2 storage capacity. Thus, when the elapsed time t from the start of the fuel cut does not reach the set time t1 and the fuel cut is restored, oxygen may not be absorbed by the three-way catalyst device up to the limit value of the O 2 storage capacity. The second flag F2 is not set to 1 in
一方、フューエルカット開始からの経過時間tが設定時間t1に達してO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収されている時には、第二フラグF2は1にセットされており、ステップ113の判断が肯定されて、現在のO2ストレージ能力の推定を実施するためにステップ114へ進む。
On the other hand, when the elapsed time t from the start of the fuel cut reaches the set time t1 and oxygen is absorbed by the three-way catalyst device up to the limit value of the O 2 storage capacity, the second flag F2 is set to 1. The determination at
ステップ114では、下流側空燃比センサ3の出力がリッチを示すか否かが判断される。ステップ109において、燃焼空燃比はリッチとされているが、三元触媒装置1から放出される酸素によって、暫くの間は三元触媒装置1から流出する排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍となり、下流側空燃比センサ3の出力はリッチを示すことはない。それにより、ステップ114における判断は否定されて、ステップ109におけるリッチ化制御が持続され、ステップ110において今回の吸気量Gaに対して新たに算出された燃料量Aを積算値TAに積算し、これらの処理は下流側空燃比センサ3の出力がリッチを示すまで繰り返される。
In
下流側空燃比センサ3の出力がリッチを示せば、三元触媒装置1から全ての酸素が放出されたこととなり、この放出酸素量が三元触媒装置1のO2ストレージ能力を示しており、同時に、O2ストレージ能力は回復するためにリーン空燃比での運転も可能となる。それにより、ステップ115において、この放出酸素量に対応する燃料量の積算値TAは、現在のO2ストレージ能力を示す値Cとして記憶され、また、第一フラグF1は0にリセットされる。次いで、ステップ117において積算値TAは0にリセットされ、ステップ118においてフューエルカット時間tは0にリセットされ、ステップ119においてリッチ化制御を中止して通常運転を開始する。
If the output of the downstream air-fuel ratio sensor 3 is rich, all the oxygen has been released from the three-
こうして、第一フラグF1が0にリセットされると、次回のフューエルカット開始時においては、ステップ103における判断が否定され、ステップ107において、フューエルカット開始からさらなる吸気増量は中止される。また、フューエルカット復帰時においては、ステップ112における判断が否定されてステップ116へ進む。ステップ116では、積算値TAが設定値TA1に達したか否かが判断され、この判断が肯定されるまで、ステップ109においてリッチ化制御を実施し、ステップ110において今回の吸気量Gaに対して新たに算出された燃料量Aを積算値TAに積算する。
Thus, when the first flag F1 is reset to 0, at the start of the next fuel cut, the determination in
こうして、積算値TAが設定値TA1に達すると、ステップ117において積算値TAは0にリセットされ、ステップ118においてフューエルカット時間tは0にリセットされ、ステップ119においてリッチ化制御を中止して通常運転を開始する。このように、O2ストレージ能力Cが推定された直後のような現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時には、フューエルカット復帰時において、フューエルカット中に三元触媒装置1へO2ストレージ能力によって吸収された酸素のうちで、設定値TA1の積算燃料量に対応する酸素量しか放出させない。
Thus, when the integrated value TA reaches the set value TA1, the integrated value TA is reset to 0 in
しかしながら、三元触媒装置1のO2ストレージ能力は、この放出酸素量だけ回復しており、NOXの浄化を犠牲にせずにリーン空燃比での運転が可能となる。こうして、フューエルカット復帰時毎に三元触媒装置1に吸収された酸素を全て放出させる場合に比較して、燃料消費の悪化を抑制することができる。次回のフューエルカット復帰時には、三元触媒装置1に吸収された酸素を全て放出させるようにしても良いが、本実施形態においては、第一フラグF1が1にセットされるまでは、フューエルカット開始時においてさらなる吸気増量は中止されると共に、フューエルカット復帰時においてリッチ化制御により三元触媒装置1に吸収されている酸素の一部しか放出させないようにしており、さらに燃料消費の悪化を抑制することができる。
However, the O 2 storage capacity of the three-
前述のさらなる吸気増量において、フューエルカット開始時の機関回転数が高いほどスロットル弁が大きく開弁されて大幅な吸気増量となるために、短時間でO2ストレージ能力の限界値まで三元触媒装置に酸素が吸収される。それにより、フューエルカット開始時の機関回転数が高いほど前述の設定時間t1を短くするようにしても良い。この設定時間t1は、劣化のないO2ストレージ能力を基準に設定しなければならず、フューエルカット開始からの経過時間tが設定時間t1に達した時にさらなる吸気増量を中止しても、O2ストレージ能力が劣化している場合には、限界値まで酸素が吸収された以降も暫くの間はさらなる吸気増量が実施されることとなるが、それでも、このさらなる吸気増量が不必要に実施される機会を減少させることができる。また、フューエルカット中のさらなる吸気増量は、比較的多量の吸気を気筒内へ供給することとなり、エンジンブレーキ性能を低下させる懸念があるが、さらなる吸気増量が不必要に実施される機会を減少させることにより、エンジンブレーキ性能の低下を比較的短い期間とすることができる。もちろん、推定されたO2ストレージ能力が劣化しているほど設定時間t1を短くするようにしても良い。 In a further intake increase above, the higher the engine speed during the fuel cut start is large throttle valve opening to a substantial intake increased, short time O 2 limit value until the three-way catalytic converter storage capacity Absorbs oxygen. Accordingly, the set time t1 may be shortened as the engine speed at the start of fuel cut increases. This set time t1 must be set based on the O 2 storage capacity without deterioration, and even if the intake air increase is stopped when the elapsed time t from the start of the fuel cut reaches the set time t1, O 2 If the storage capacity has deteriorated, further inspiration increase will be performed for a while after oxygen is absorbed to the limit value, but this additional inspiration increase is still performed unnecessarily. Opportunities can be reduced. In addition, further increase in intake during fuel cut will supply a relatively large amount of intake air into the cylinder, which may reduce engine braking performance, but will reduce the chance that additional intake increase will be performed unnecessarily. As a result, the engine brake performance can be lowered for a relatively short period. Of course, the set time t1 may be shortened as the estimated O 2 storage capability deteriorates.
ところで、O2ストレージ能力は内燃機関の運転時間に応じて劣化するものであるために、吸気量の積算値が設定値に達した時に、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時を示す第一フラグF1を1にセットするようにしても良い。また、機関始動毎に現在のO2ストレージ能力を推定する場合において、機関停止直後の再始動時にはO2ストレージ能力にそれほど変化はないために、第一フラグF1を1にセットせずにO2ストレージ能力の推定を中止するようにしても良い。 By the way, since the O 2 storage capacity deteriorates with the operation time of the internal combustion engine, it is necessary to estimate the current O 2 storage capacity when the integrated value of the intake air amount reaches the set value. The first flag F1 indicating time may be set to 1. Further, in the case of estimating the current O 2 storage capability for each engine starting, because much has not changed O 2 storage capacity during the restarting immediately after the engine stop, O 2 without setting the first flag F1 to 1 The estimation of storage capacity may be stopped.
前述したように、第一フローチャートにおいて、フューエルカット復帰時のリーン空燃比での運転を可能にするだけのリッチ化制御は、燃料量の積算値TAが設定値TA1に達するまで実施するようになっている。この設定値TA1は固定値としても良いが、例えば、現在記憶されているO2ストレージ能力Cの1/2としても良い。それにより、このリーン空燃比での運転を可能とするリッチ化制御は、現在のO2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収されている場合には、その半分を放出させることとなり、現在のO2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収されていない場合には、その半分以上を放出させることとなり、いずれにしても、三元触媒装置に吸収されている酸素の半分以上を放出させることができる。 As described above, in the first flowchart, the enrichment control that enables the operation at the lean air-fuel ratio at the time of fuel cut return is performed until the integrated value TA of the fuel amount reaches the set value TA1. ing. The set value TA1 may be a fixed value, but may be, for example, ½ of the currently stored O 2 storage capability C. As a result, the enrichment control that enables operation at this lean air-fuel ratio releases half of the oxygen that has been absorbed to the limit value of the current O 2 storage capacity. 2 If oxygen is not absorbed to the limit of storage capacity, more than half will be released, and in any case, more than half of the oxygen absorbed by the three-way catalyst device can be released. .
現在のO2ストレージ能力の限界値の約半分の酸素が吸収された状態とされれば、リッチ化制御の中止と同時に通常運転が開始され、この通常運転が、リーン空燃比での運転を暫く継続する場合だけでなく、リッチ空燃比での運転を暫く継続する場合にも、三元触媒装置1内の雰囲気を理論空燃比近傍に維持し易くなる。
If about half of the limit value of the current O 2 storage capacity is absorbed, normal operation is started simultaneously with the stop of the enrichment control, and this normal operation continues for a while at the lean air-fuel ratio. Not only when the operation is continued, but also when the operation at the rich air-fuel ratio is continued for a while, the atmosphere in the three-
第一フローチャートにおけるリッチ化制御は、燃焼空燃比をリッチにするものとしたが、膨張行程又は排気行程で気筒内へ燃料を噴射して、又は、排気行程へ燃料を噴射して、三元触媒装置1へ流入する排気ガスの空燃比をリッチにしても良い。
The enrichment control in the first flowchart is to make the combustion air-fuel ratio rich. However, the three-way catalyst is injected by injecting fuel into the cylinder in the expansion stroke or exhaust stroke, or by injecting fuel into the exhaust stroke. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
図4は、前述した第一フローチャートの図2に示す部分に代えて本発明による内燃機関の制御装置により実施される第二フローチャートの一部を示している。第一フローチャートとの違いは、ステップ204において、下流側空燃比センサ3の出力がリーンを示すか否かを判断することである。フューエルカット中において、三元触媒装置1へ流入する酸素がO2ストレージ能力の限界値まで吸収されるまでは、三元触媒装置1から流出する排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍となり、下流側空燃比センサ3の出力はリーンを示すことはない。それにより、本フローチャートのように、ステップ204における判断が肯定された時に直ちにステップ205の吸気増量が中止されれば、劣化しているか否かに係らず現在のO2ストレージ能力の限界値まで酸素が吸収された以降にさらなる吸気増量が実施されることはなく、エンジンブレーキ性能の低下を最小期間とすることができる。
FIG. 4 shows a part of a second flowchart implemented by the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, instead of the part shown in FIG. 2 of the first flowchart described above. The difference from the first flowchart is that in
本願発明において、フューエルカット中の一般的な吸気増量は実施されなくても良く、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要である時に、現在のO2ストレージ能力を推定することが必要でない時に比較して、フューエルカット中の吸気が増量されれば良い。 In the present invention, typical intake increased during the fuel-cut may not be performed, when it is necessary to estimate the current O 2 storage capability, not necessary to estimate the current O 2 storage capability It is sufficient that the intake air during the fuel cut is increased compared to the time.
1 三元触媒装置
2 上流側空燃比センサ
3 下流側空燃比センサ
1 Three-
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JP2013068189A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2021536547A (en) * | 2018-09-07 | 2021-12-27 | ルノー エス.ア.エス.Renault S.A.S. | Devices and methods for inspecting the operating status of processing units for gaseous emissions from internal combustion engine exhaust lines |
-
2005
- 2005-01-13 JP JP2005006170A patent/JP2006194145A/en active Pending
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