JP2017160844A - Air-fuel ratio control device and air-fuel ratio control method of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気管に設置された排気浄化触媒の上流側と下流側とに、排気成分から空燃比状態を検出するセンサを備えた内燃機関に適用される、内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法に関する。 The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine provided with sensors for detecting an air-fuel ratio state from exhaust components on the upstream side and the downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe, and The present invention relates to an air-fuel ratio control method.
特許文献１には、触媒上流側の空燃比センサの出力に基づいて触媒上流側の排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比（燃料噴射量）をフィードバック制御すると共に、触媒下流側の酸素センサの出力に基づいて触媒上流側の目標空燃比を補正するためのサブフィードバック制御を行う空燃比制御装置において、触媒上流側の空燃比と理論空燃比との偏差が所定範囲内の時には、該空燃比偏差が大きくなるほどサブフィードバック制御のパラメータ（リッチ積分項λＩＲ、リーン積分項λＩＬ、リッチスキップ項λＳＫＲ、リーンスキップ項λＳＫＬ）を大きくし、該空燃比偏差が所定範囲外の時には、該パラメータを前記所定範囲内における該パラメータの最大値よりも小さい所定値に固定する構成が開示されている。 In Patent Document 1, the air-fuel ratio (fuel injection amount) is feedback controlled so that the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the catalyst matches the target air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst, and the catalyst In an air-fuel ratio control apparatus that performs sub-feedback control for correcting the target air-fuel ratio upstream of the catalyst based on the output of the downstream oxygen sensor, the deviation between the air-fuel ratio upstream of the catalyst and the stoichiometric air-fuel ratio is within a predetermined range. When the air-fuel ratio deviation is larger, the sub feedback control parameters (rich integral term λIR, lean integral term λIL, rich skip term λSKR, lean skip term λSKL) are increased, and when the air-fuel ratio deviation is outside the predetermined range, A configuration is disclosed in which the parameter is fixed to a predetermined value smaller than the maximum value of the parameter within the predetermined range.
排気管に設置された排気浄化触媒の上流側と下流側とに、排気成分から空燃比状態を検出するセンサを備えた内燃機関の空燃比制御において、下流側センサの出力に基づいて上流側の制御空燃比（目標空燃比）を設定する制御におけるパラメータ（積分項、比例項（スキップ項）など）を、空燃比偏差に応じて変更する構成とすれば、空燃比のハンチングを抑制できるが、制御応答が低下するために実空燃比のエラー時間が長くなってしまうという問題があった。 In air-fuel ratio control of an internal combustion engine provided with sensors for detecting an air-fuel ratio state from exhaust components on the upstream side and downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe, the upstream side of the exhaust purification catalyst is based on the output of the downstream side sensor. If the parameters (integral term, proportional term (skip term), etc.) in the control for setting the control air-fuel ratio (target air-fuel ratio) are changed according to the air-fuel ratio deviation, hunting of the air-fuel ratio can be suppressed. There is a problem that the error time of the actual air-fuel ratio becomes long because the control response is lowered.
そこで、本発明は、空燃比のハンチングを抑制しつつ、実空燃比のエラー時間を可及的に短くできる、内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control apparatus and an air-fuel ratio control method for an internal combustion engine that can reduce an error time of an actual air-fuel ratio as much as possible while suppressing hunting of the air-fuel ratio.
そのため、本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、排気管に設置された排気浄化触媒の上流側と下流側とに、排気成分から空燃比状態を検出するセンサを備えた内燃機関に適用される空燃比制御装置であって、前記上流側センサにより検出される排気空燃比が制御空燃比に近づくように前記内燃機関への燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段と、前記下流側センサにより検出される排気空燃比が基準空燃比に近づくように前記制御空燃比を設定する制御空燃比設定手段と、を備え、前記制御空燃比設定手段は、前記下流側センサの出力が前記基準空燃比近傍の所定範囲の閾値を横切って変化したときに、前記制御空燃比を所定のリセット空燃比にリセットするようにした。 Therefore, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an internal combustion engine provided with sensors for detecting an air-fuel ratio state from exhaust components on the upstream side and the downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe. A fuel supply amount control means for controlling a fuel supply amount to the internal combustion engine so that an exhaust air / fuel ratio detected by the upstream sensor approaches a control air / fuel ratio, and the downstream side Control air-fuel ratio setting means for setting the control air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio detected by the sensor approaches the reference air-fuel ratio, and the control air-fuel ratio setting means has an output of the downstream sensor as the reference air-fuel ratio. The control air-fuel ratio is reset to a predetermined reset air-fuel ratio when it changes across a predetermined range of threshold values near the air-fuel ratio.
また、本発明に係る内燃機関の空燃比制御方法は、排気管に設置された排気浄化触媒の上流側と下流側とに、排気成分から空燃比状態を検出するセンサを備えた内燃機関に適用される空燃比制御方法であって、前記上流側センサにより検出される排気空燃比が制御空燃比に近づくように前記内燃機関への燃料供給量を制御するステップと、前記下流側センサにより検出される排気空燃比が基準空燃比に近づくように前記制御空燃比を設定するステップと、前記下流側センサの出力が前記基準空燃比近傍の所定範囲の閾値を横切って変化したときに、前記制御空燃比を所定のリセット空燃比にリセットするステップと、を含むようにした。 The air-fuel ratio control method for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an internal combustion engine provided with sensors for detecting an air-fuel ratio state from exhaust components on the upstream side and the downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe. A method of controlling the amount of fuel supplied to the internal combustion engine so that an exhaust air-fuel ratio detected by the upstream sensor approaches a control air-fuel ratio, and a method detected by the downstream sensor. The control air-fuel ratio is set so that the exhaust air-fuel ratio approaches the reference air-fuel ratio, and when the output of the downstream sensor changes across a threshold in a predetermined range near the reference air-fuel ratio, Resetting the fuel ratio to a predetermined reset air-fuel ratio.
上記発明によると、空燃比のハンチングを抑制しつつ、実空燃比のエラー時間を可及的に短くできる。 According to the above invention, the error time of the actual air-fuel ratio can be shortened as much as possible while suppressing hunting of the air-fuel ratio.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用する内燃機関の一態様を示す全体構成図である。
内燃機関１００は車両用の４気筒直列機関であり、吸気ダクト１１０に設けた電制スロットル１１１により各気筒（＃１気筒〜＃４気筒）に流入する空気量が調整される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an aspect of an internal combustion engine to which the present invention is applied.
The internal combustion engine 100 is a four-cylinder in-line engine for a vehicle, and the amount of air flowing into each cylinder (# 1 cylinder to # 4 cylinder) is adjusted by an electric throttle 111 provided in the intake duct 110.
また、各気筒の吸気ポート１１２ａ〜１１２ｄには、燃料噴射弁１１３ａ〜１１３ｄが設けられていて、燃料噴射弁１１３ａ〜１１３ｄは各気筒に燃料を供給する。なお、燃料噴射弁１１３ａ〜１１３ｄが各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の内燃機関とすることができる。
また、排気マニホールド１１４の集合部に接続される排気管１１５には、三元触媒などの排気浄化触媒を内蔵する触媒コンバータ（マニ触媒）１１６が設けられている。
Further, fuel injection valves 113a to 113d are provided in the intake ports 112a to 112d of the respective cylinders, and the fuel injection valves 113a to 113d supply fuel to the respective cylinders. The fuel injection valves 113a to 113d can be an in-cylinder direct injection internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber of each cylinder.
Further, a catalyst converter (mani catalyst) 116 containing an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst is provided in the exhaust pipe 115 connected to the collecting portion of the exhaust manifold 114.
電子制御ユニット（空燃比制御装置）１２０は、マイクロコンピュータを備え、電制スロットル１１１の開度や燃料噴射弁１１３ａ〜１１３ｄによる燃料噴射などを制御する機能をソフトウエアとして備えている。
電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２０には、内燃機関１００の吸入空気量ＱＡを検出するエアフローセンサ１３０、内燃機関１００の回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ１３１、触媒コンバータ１１６の上流側と下流側とに配置され排気成分から空燃比状態を検出するセンサ１３２，１３３などの各種センサの出力信号が入力される。
The electronic control unit (air-fuel ratio control device) 120 includes a microcomputer and has a function of controlling the opening degree of the electric throttle 111 and fuel injection by the fuel injection valves 113a to 113d as software.
The electronic control unit (ECU) 120 includes an air flow sensor 130 for detecting the intake air amount QA of the internal combustion engine 100, a rotational speed sensor 131 for detecting the rotational speed NE of the internal combustion engine 100, and upstream and downstream sides of the catalytic converter 116. Output signals of various sensors such as sensors 132 and 133 that detect the air-fuel ratio state from the exhaust components.
触媒コンバータ１１６の上流側のセンサ１３２は、排気中の酸素濃度に感応して理論空燃比を含む所定範囲の排気空燃比を連続的に検出できる所謂広域空燃比センサである。
一方、触媒コンバータ１１６の下流側のセンサ１３３は、排気中の酸素濃度に感応し、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチになると出力電圧が高くなり、排気空燃比が理論空燃比よりもリーンになると出力電圧が低くなり、理論空燃比（空気過剰率λ＝１）を境に出力電圧値が急変する特性を有し、理論空燃比に対する排気空燃比のリッチ／リーンを検出する所謂ストイキセンサである。
なお、以下では、上流側のセンサ１３２を空燃比センサ１３２と称し、下流側のセンサ１３３を酸素センサ１３３と称する。
The sensor 132 on the upstream side of the catalytic converter 116 is a so-called wide-range air-fuel ratio sensor that can continuously detect an exhaust air-fuel ratio in a predetermined range including the stoichiometric air-fuel ratio in response to the oxygen concentration in the exhaust gas.
On the other hand, the sensor 133 on the downstream side of the catalytic converter 116 is sensitive to the oxygen concentration in the exhaust gas. When the exhaust air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the output voltage becomes higher and the exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The so-called stoichiometric sensor detects the rich / lean of the exhaust air / fuel ratio with respect to the stoichiometric air / fuel ratio, with the characteristic that the output voltage becomes lower and the output voltage value changes abruptly at the stoichiometric air / fuel ratio (excess air ratio λ = 1). It is.
Hereinafter, the upstream sensor 132 is referred to as an air-fuel ratio sensor 132, and the downstream sensor 133 is referred to as an oxygen sensor 133.
電子制御ユニット１２０は、空燃比センサ１３２の出力から検出した排気空燃比（上流側排気空燃比）と制御空燃比（目標空燃比）とを比較し、例えば排気空燃比の検出値と制御空燃比との偏差（エラー量）に基づく比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によって、排気空燃比の検出値を制御空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数（空燃比補正値）ＬＡＭＢＤＡを演算する。 The electronic control unit 120 compares the exhaust air / fuel ratio (upstream exhaust air / fuel ratio) detected from the output of the air / fuel ratio sensor 132 with the control air / fuel ratio (target air / fuel ratio), for example, the detected value of the exhaust air / fuel ratio and the control air / fuel ratio. The air-fuel ratio feedback correction coefficient (air-fuel ratio correction value) LAMBDA for bringing the detected value of the exhaust air-fuel ratio closer to the control air-fuel ratio is calculated by proportional-integral-derivative control (PID control) based on the deviation (error amount).
そして、電子制御ユニット１２０は、吸入空気量ＱＡや機関回転速度ＮＥなどに基づいて算出した基準噴射パルス幅を空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡで補正して最終的な燃料噴射パルス幅（燃料供給量）ＴＩを演算し、この燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を燃料噴射弁１１３ａ〜１１３ｄに出力して燃焼混合気の空燃比を制御する。
つまり、電子制御ユニット１２０は、上流側センサ１３２により検出される排気空燃比が制御空燃比に近づくように内燃機関１００への燃料供給量を制御する手段（メインの空燃比フィードバック機能）をソフトウエアとして備えている。
Then, the electronic control unit 120 corrects the reference injection pulse width calculated based on the intake air amount QA, the engine rotational speed NE, and the like with the air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA to obtain the final fuel injection pulse width (fuel supply amount). TI is calculated and an injection pulse signal having this fuel injection pulse width TI is output to the fuel injection valves 113a to 113d to control the air-fuel ratio of the combustion mixture.
That is, the electronic control unit 120 uses software (main air-fuel ratio feedback function) for controlling the fuel supply amount to the internal combustion engine 100 so that the exhaust air-fuel ratio detected by the upstream sensor 132 approaches the control air-fuel ratio. As prepared.
また、電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力から排気空燃比（下流側排気空燃比）のリッチ／リーンを検出し、下流側排気空燃比が理論空燃比（基準空燃比）に近づくように例えば比例積分制御（ＰＩ制御）によって制御空燃比を設定する。
つまり、電子制御ユニット１２０は、下流側センサ１３３により検出される排気空燃比が理論空燃比（基準空燃比）に近づくように制御空燃比を設定する手段（サブの空燃比フィードバック機能）をソフトウエアとして備えている。
Further, the electronic control unit 120 detects the rich / lean of the exhaust air / fuel ratio (downstream exhaust air / fuel ratio) from the output of the oxygen sensor 133 so that the downstream exhaust air / fuel ratio approaches the stoichiometric air / fuel ratio (reference air / fuel ratio). For example, the control air-fuel ratio is set by proportional integral control (PI control).
That is, the electronic control unit 120 uses software (sub air / fuel ratio feedback function) for setting the control air / fuel ratio so that the exhaust air / fuel ratio detected by the downstream sensor 133 approaches the stoichiometric air / fuel ratio (reference air / fuel ratio). As prepared.
なお、電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力から排気空燃比のリッチ／リーンを検出できるが、理論空燃比（基準空燃比）に対する実空燃比の偏差（エラー量）を検知することはできない。
そのため、電子制御ユニット１２０は、ＰＩ制御によって制御空燃比を設定する処理において、空燃比偏差に応じた比例項、積分項の設定を行わず、予め記憶された固定値である比例項，積分項、若しくは、機関運転条件に応じて可変に設定する比例項，積分項に基づき簡易型の比例積分制御を実施する。
The electronic control unit 120 can detect the rich / lean exhaust air-fuel ratio from the output of the oxygen sensor 133, but cannot detect the deviation (error amount) of the actual air-fuel ratio with respect to the theoretical air-fuel ratio (reference air-fuel ratio). .
Therefore, the electronic control unit 120 does not set the proportional term and the integral term according to the air-fuel ratio deviation in the process of setting the control air-fuel ratio by the PI control, and the proportional term and the integral term which are fixed values stored in advance. Alternatively, simplified proportional-integral control is performed based on proportional and integral terms that are variably set according to engine operating conditions.
以下では、電子制御ユニット１２０による制御空燃比の設定処理（サブの空燃比フィードバック機能）を詳細に説明する。
図２のフローチャートは、電子制御ユニット１２０による制御空燃比の設定処理の一態様を示す。なお、電子制御ユニット１２０は、図２のフローチャートに示すルーチンを一定周期毎に割り込み実行する。
Hereinafter, the control air-fuel ratio setting process (sub air-fuel ratio feedback function) by the electronic control unit 120 will be described in detail.
The flowchart of FIG. 2 shows one aspect of the control air-fuel ratio setting process by the electronic control unit 120. The electronic control unit 120 interrupts and executes the routine shown in the flowchart of FIG. 2 at regular intervals.
電子制御ユニット１２０は、まず、ステップＳ２０１で、そのときの酸素センサ１３３の出力電圧が、出力電圧の可変範囲のうちの理論空燃比近傍領域内に設定した上下２つの電圧閾値ＲＴＨ，ＬＴＨ（ＲＴＨ＞ＬＴＨ）で挟まれる電圧範囲内に含まれる電圧であるか否かを検出する。
酸素センサ１３３の出力電圧が、リッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内である場合、換言すれば、触媒下流側の排気空燃比が理論空燃比近傍の空燃比である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０２に進み、制御空燃比（メインフードバック制御の目標空燃比）が所定のリセット空燃比にリセットされているか否かを設定する。
First, in step S201, the electronic control unit 120 has two upper and lower voltage thresholds RTH, LTH (RTH) in which the output voltage of the oxygen sensor 133 at that time is set within the vicinity of the theoretical air-fuel ratio in the variable range of the output voltage. > LTH), it is detected whether or not the voltage is included in the voltage range between.
When the output voltage of the oxygen sensor 133 is within a range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, in other words, when the exhaust air / fuel ratio on the downstream side of the catalyst is an air / fuel ratio near the stoichiometric air / fuel ratio, The electronic control unit 120 proceeds to step S202, and sets whether or not the control air-fuel ratio (target air-fuel ratio for main food back control) has been reset to a predetermined reset air-fuel ratio.
なお、前記リセット空燃比は、例えば理論空燃比とすることができ、また、理論空燃比近傍の任意の値とすることができる。
そして、制御空燃比がリセット空燃比とは異なっていてリセット空燃比にリセットされていない状態である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０３に進み、制御空燃比をリセット空燃比にリセットする。換言すれば、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０３で、制御空燃比をそれまでの値からリセット空燃比に切り替える。
The reset air-fuel ratio can be a theoretical air-fuel ratio, for example, and can be an arbitrary value near the theoretical air-fuel ratio.
If the control air-fuel ratio is different from the reset air-fuel ratio and is not reset to the reset air-fuel ratio, the electronic control unit 120 proceeds to step S203 and resets the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio. In other words, the electronic control unit 120 switches the control air-fuel ratio from the previous value to the reset air-fuel ratio in step S203.
一方、制御空燃比がリセット空燃比に一致していてリセット空燃比にリセットされている状態である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０３を迂回して本ルーチンを終了させることで、制御空燃比をリセット空燃比に保持させる。
酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲外からリッチ側閾値ＲＴＨ又はリーン側閾値ＬＴＨを横切って範囲内に変化したとき、換言すれば、酸素センサ１３３の出力電圧が、リッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内の値であることを検出した初回に、制御空燃比がリセット空燃比にリセットされる。そして、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に留まっている間は、制御空燃比はリセット空燃比に保持されるよう構成されている。
On the other hand, when the control air-fuel ratio coincides with the reset air-fuel ratio and is reset to the reset air-fuel ratio, the electronic control unit 120 bypasses step S203 and ends this routine, thereby completing the control air-fuel ratio. Is maintained at the reset air-fuel ratio.
When the output voltage of the oxygen sensor 133 changes from outside the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH to within the range across the rich side threshold value RTH or the lean side threshold value LTH, in other words, the oxygen sensor 133 The control air-fuel ratio is reset to the reset air-fuel ratio for the first time when it is detected that the output voltage is a value within the range between the rich-side threshold value RTH and the lean-side threshold value LTH. The control air-fuel ratio is maintained at the reset air-fuel ratio while the output voltage of the oxygen sensor 133 remains within the range between the rich-side threshold value RTH and the lean-side threshold value LTH.
一方、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲外である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４に進み、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い排気空燃比のリッチ状態であるか否かを検出する。
そして、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０５に進み、本ルーチンの前回実行時に、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であったか否かを検出する。
On the other hand, when the output voltage of the oxygen sensor 133 is outside the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the electronic control unit 120 proceeds from step S201 to step S204, and the output voltage of the oxygen sensor 133 is rich. It is detected whether the exhaust air-fuel ratio is in a rich state that is higher than the side threshold value RTH.
When the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the rich side threshold value RTH, the electronic control unit 120 proceeds to step S205, and the output voltage of the oxygen sensor 133 is set to the rich side threshold value RTH and the lean side when the routine is executed last time. It is detected whether or not it is within a range between the threshold LTH.
酸素センサ１３３の出力電圧の前回値がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であった場合、つまり、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内からリッチ側閾値ＲＴＨを横切って範囲外（リッチ領域）になった初回である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６で電子制御ユニット１２０は、前回までの制御空燃比に所定のリーン補正Ｐ分（リーンスキップ項、比例分）を付加した空燃比、換言すれば、前回の制御空燃比よりもリーン側にリーン補正Ｐ分だけシフトした空燃比を、今回の制御空燃比とする比例制御を実施する。
When the previous value of the output voltage of the oxygen sensor 133 is within a range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, that is, the output voltage of the oxygen sensor 133 is between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH. If it is the first time that the value is outside the range (rich region) across the rich side threshold value RTH from within the sandwiched range, the electronic control unit 120 proceeds to step S206.
In step S206, the electronic control unit 120 adds the predetermined lean correction P amount (lean skip term, proportional amount) to the previous control air-fuel ratio, in other words, on the lean side of the previous control air-fuel ratio. Proportional control is performed in which the air-fuel ratio shifted by the lean correction P is the current control air-fuel ratio.
ここで、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であるときに制御空燃比はリセット空燃比に保持されるから、ステップＳ２０６で電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比からリセット空燃比よりもリーン補正Ｐ分だけリーン側の空燃比に制御空燃比を切り替えることになる。
一方、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い排気空燃比のリッチ状態が前回から継続している場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０６を迂回してステップＳ２０７に進み、また、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０６の処理後もステップＳ２０７に進む。
Here, when the output voltage of the oxygen sensor 133 is within the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the control air / fuel ratio is held at the reset air / fuel ratio. Therefore, in step S206, the electronic control unit 120 Therefore, the control air-fuel ratio is switched from the reset air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio by the lean correction P from the reset air-fuel ratio.
On the other hand, when the exhaust air / fuel ratio rich state in which the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the rich threshold RTH has continued from the previous time, the electronic control unit 120 bypasses step S206 and proceeds to step S207. The electronic control unit 120 proceeds to step S207 even after the process of step S206.
ステップＳ２０７で電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０７の処理前の制御空燃比に所定のリーン補正Ｉ分（リーン積分項、積分分）を付加した空燃比、換言すれば、ステップＳ２０７の処理前の制御空燃比よりもリーン側にリーン補正Ｉ分だけ変更した空燃比を、制御空燃比の最新値とする積分制御を実施する。
つまり、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い下流側排気空燃比のリッチ状態において、電子制御ユニット１２０は、一定周期毎に制御空燃比を前回値よりもリーン側にリーン補正Ｉ分だけ変更する処理を繰り返し、制御空燃比を徐々にリーン方向に変化させる。
In step S207, the electronic control unit 120 adds the predetermined lean correction I (lean integral term, integral) to the control air-fuel ratio before processing in step S207, in other words, control before processing in step S207. Integral control is performed in which the air-fuel ratio changed to the lean side of the air-fuel ratio by the lean correction I is the latest value of the control air-fuel ratio.
That is, in the rich state of the downstream exhaust air-fuel ratio where the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the rich-side threshold value RTH, the electronic control unit 120 leans the control air-fuel ratio to the lean side from the previous value at every fixed period. The process of changing by the amount is repeated, and the control air-fuel ratio is gradually changed in the lean direction.
ここで、電子制御ユニット１２０が、制御空燃比を目標空燃比として内燃機関１００の燃料供給量を制御することで、下流側排気空燃比のリッチ状態が解消されるように、内燃機関１００の空燃比が制御されることになる。
そして、下流側排気空燃比のリッチ状態が解消され、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に戻ると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０１→ステップＳ２０２→ステップＳ２０３と進み、徐々にリーン方向に変化させていた制御空燃比をリセット空燃比にまでステップ的に戻す処理を実施する。
Here, the electronic control unit 120 controls the fuel supply amount of the internal combustion engine 100 with the control air / fuel ratio as the target air / fuel ratio, so that the rich state of the downstream exhaust air / fuel ratio is eliminated. The fuel ratio will be controlled.
When the rich state of the downstream exhaust air-fuel ratio is resolved and the output voltage of the oxygen sensor 133 returns to the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the electronic control unit 120 performs step S201 → step. The process proceeds from S202 to step S203, and a process of stepwise returning the control air-fuel ratio that has been gradually changed in the lean direction to the reset air-fuel ratio is performed.
一方、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内でなく、かつ、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い排気空燃比のリッチ状態でもない場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０１→ステップＳ２０４→ステップＳ２０８の順に進む。
ステップＳ２０８で電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低い排気空燃比のリーン状態であるか否かを検出する。
On the other hand, even if the output voltage of the oxygen sensor 133 is not within the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH and the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the rich side threshold value RTH, the exhaust air / fuel ratio is in a rich state. If not, the electronic control unit 120 proceeds in the order of step S201 → step S204 → step S208.
In step S208, the electronic control unit 120 detects whether or not the exhaust air-fuel ratio is in a lean state where the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the lean threshold LTH.
そして、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低い場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０９に進み、本ルーチンの前回実行時に、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であったか否かを検出する。
酸素センサ１３３の出力電圧の前回値がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であった場合、つまり、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内からリーン側閾値ＬＴＨを横切って範囲外（リーン領域）になった初回である場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２１０に進む。
If the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the lean side threshold value LTH, the electronic control unit 120 proceeds to step S209, and the output voltage of the oxygen sensor 133 is set to the rich side threshold value RTH and the lean side value during the previous execution of this routine. It is detected whether or not it is within a range between the threshold LTH.
When the previous value of the output voltage of the oxygen sensor 133 is within a range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, that is, the output voltage of the oxygen sensor 133 is between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH. If it is the first time that the vehicle is outside the range (lean region) across the lean side threshold LTH from within the sandwiched range, the electronic control unit 120 proceeds to step S210.
ステップＳ２１０で電子制御ユニット１２０は、前回までの制御空燃比に所定のリッチ補正Ｐ分（リッチスキップ項）を付加した空燃比、換言すれば、前回の制御空燃比よりもリッチ側にリッチ補正Ｐ分だけシフトした空燃比を、今回の制御空燃比とする比例制御を実施する。
ここで、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であるときに制御空燃比はリセット空燃比に保持されるから、ステップＳ２１０で電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比からリセット空燃比よりもリッチ補正Ｐ分だけリッチ側の空燃比に制御空燃比を切り替えることになる。
In step S210, the electronic control unit 120 adds the predetermined rich correction P amount (rich skip term) to the previous control air-fuel ratio, in other words, the rich correction P to the rich side of the previous control air-fuel ratio. Proportional control is performed in which the air-fuel ratio shifted by the same amount is used as the current control air-fuel ratio.
Here, when the output voltage of the oxygen sensor 133 is within the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the control air / fuel ratio is held at the reset air / fuel ratio. Therefore, the control air-fuel ratio is switched from the reset air-fuel ratio to the air-fuel ratio richer by the rich correction P than the reset air-fuel ratio.
一方、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低い排気空燃比のリーン状態が前回から継続している場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２１０を迂回してステップＳ２１１に進み、また、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２１０の処理後もステップＳ２１１に進む。
ステップＳ２１１で電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２１１の処理前の制御空燃比に所定のリッチ補正Ｉ分（リッチ積分項）を付加した空燃比、換言すれば、ステップＳ２１１の処理前の制御空燃比よりもリッチ側にリッチ補正Ｉ分だけ変更した空燃比を、制御空燃比の最新値とする積分制御を実施する。
On the other hand, when the exhaust air-fuel ratio lean state in which the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the lean threshold LTH has continued from the previous time, the electronic control unit 120 bypasses step S210 and proceeds to step S211. The electronic control unit 120 proceeds to step S211 after the process of step S210.
In step S211, the electronic control unit 120 determines the air-fuel ratio obtained by adding a predetermined rich correction I (rich integral term) to the control air-fuel ratio before processing in step S211, in other words, the control air-fuel ratio before processing in step S211. Also, integral control is performed in which the air-fuel ratio changed to the rich side by the rich correction I is the latest value of the control air-fuel ratio.
つまり、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低い下流側排気空燃比のリーン状態において、電子制御ユニット１２０は、一定周期毎に制御空燃比を前回値よりもリッチ側にリッチ補正Ｉ分だけ変更する処理を繰り返し、制御空燃比を徐々にリッチ方向に変化させる。
ここで、電子制御ユニット１２０が、制御空燃比を目標空燃比として内燃機関１００の燃料供給量を制御することで、下流側排気空燃比のリーン状態が解消されるように、内燃機関１００の空燃比が制御されることになる。
That is, in the lean state of the downstream exhaust air-fuel ratio where the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the lean-side threshold value LTH, the electronic control unit 120 performs the rich correction I to make the control air-fuel ratio richer than the previous value at regular intervals. The process of changing by the same amount is repeated to gradually change the control air-fuel ratio in the rich direction.
Here, the electronic control unit 120 controls the fuel supply amount of the internal combustion engine 100 with the control air / fuel ratio as the target air / fuel ratio, so that the lean state of the downstream exhaust air / fuel ratio is eliminated. The fuel ratio will be controlled.
そして、下流側排気空燃比のリーン状態が解消され、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に戻ると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ２０１→ステップＳ２０２→ステップＳ２０３と進み、徐々にリッチ方向に変化させていた制御空燃比をリセット空燃比にまでステップ的に戻す処理を実施する。
なお、電子制御ユニット１２０は、リーン補正Ｐ分、リーン補正Ｉ分、リッチ補正Ｐ分、リッチ補正Ｉ分（サブフィードバック制御のパラメータ）として、予めメモリに記憶されている固定値を用いることができ、また、内燃機関１００の運転状態（機関負荷や機関回転速度など）に応じて可変に設定することができる。
When the lean state of the downstream side exhaust air-fuel ratio is canceled and the output voltage of the oxygen sensor 133 returns to the range sandwiched between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the electronic control unit 120 performs step S201 → step. The process proceeds from S202 to step S203, and a process of stepwise returning the control air-fuel ratio that has been gradually changed in the rich direction to the reset air-fuel ratio is performed.
The electronic control unit 120 can use fixed values stored in advance in the memory as lean correction P, lean correction I, rich correction P, and rich correction I (sub feedback control parameters). In addition, the internal combustion engine 100 can be variably set according to the operating state (engine load, engine speed, etc.).
図３のタイムチャートは、電子制御ユニット１２０が図２のフローチャートに従って制御空燃比の設定を行ったときの上流側排気空燃比、酸素センサ１３３の出力電圧、制御空燃比（目標空燃比）の変化の一例を示す。
この図３のタイムチャートに示す例では、時刻ｔ１のときに、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ方向に変化し、係る変化を検知した電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリセット空燃比からリーン補正Ｐ分だけリーン方向にシフトさせる。
The time chart of FIG. 3 shows changes in the upstream exhaust air-fuel ratio, the output voltage of the oxygen sensor 133, and the control air-fuel ratio (target air-fuel ratio) when the electronic control unit 120 sets the control air-fuel ratio according to the flowchart of FIG. An example is shown.
In the example shown in the time chart of FIG. 3, at time t1, the output voltage of the oxygen sensor 133 changes in the rich direction across the rich side threshold value RTH, and the electronic control unit 120 that has detected such a change The fuel ratio is shifted in the lean direction from the reset air-fuel ratio by the lean correction P.
その後、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い下流側排気空燃比のリッチ状態では、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリーン補正Ｉ分によって周期的によりリーン側に変更する。
時刻ｔ２のときに酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に戻ると、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリッチ方向にシフトさせてリセット空燃比にリセットする。
Thereafter, in the rich state of the downstream exhaust air-fuel ratio where the output voltage of the oxygen sensor 133 from time t1 to time t2 is higher than the rich-side threshold value RTH, the electronic control unit 120 periodically changes the control air-fuel ratio by the lean correction I. To change to the lean side.
When the output voltage of the oxygen sensor 133 returns to the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH across the rich side threshold value RTH at time t2, the electronic control unit 120 increases the control air-fuel ratio in the rich direction. To reset to the reset air-fuel ratio.
つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、触媒上流側の排気空燃比がリッチシフトした場合、電子制御ユニット１２０は、積分制御で制御空燃比を徐々にリーン化させてリッチ状態の解消を図り、酸素センサ１３３の出力電圧（触媒下流側の排気空燃比）がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に戻ったときに、制御空燃比をリセット空燃比にリセットする。これにより、積分制御による制御空燃比の補正分が過剰に残ることが抑制され、その後の制御空燃比の収束性を高めることができる。 That is, when the exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst is richly shifted between time t1 and time t2, the electronic control unit 120 gradually reduces the control air-fuel ratio by integral control to eliminate the rich state, When the output voltage of the oxygen sensor 133 (exhaust air / fuel ratio downstream of the catalyst) returns to the range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH across the rich side threshold value RTH, the control air / fuel ratio is reset. Reset to fuel ratio. As a result, it is possible to suppress the correction amount of the control air-fuel ratio by the integral control from remaining excessively, and to improve the convergence of the control air-fuel ratio thereafter.
そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内を保持する状態では、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリセット空燃比に維持する。
時刻ｔ３のときに酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側閾値ＬＴＨよりも低い値になると、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリセット空燃比からリッチ補正Ｐ分だけリッチ方向にシフトさせる。
In a state where the output voltage of the oxygen sensor 133 from time t2 to time t3 is maintained within a range between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH, the electronic control unit 120 resets the control air fuel ratio to the reset air fuel ratio. To maintain.
When the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the lean threshold LTH and becomes lower than the lean threshold LTH at time t3, the electronic control unit 120 enriches the control air / fuel ratio by the rich correction P from the reset air / fuel ratio. Shift in direction.
その後、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリッチ補正Ｉ分によって周期的によりリッチ側に変更する処理を、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内に戻るまで（時刻ｔ４まで）繰り返す。
係る制御空燃比の設定処理では、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲内であるとき、制御空燃比はリセット空燃比に保持され、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲外になったときに制御空燃比を変化させるので、上流側排気空燃比のハンチングを抑制し安定化させることができる。
Thereafter, the electronic control unit 120 performs processing for periodically changing the control air-fuel ratio to the rich side by the rich correction I, within a range where the output voltage of the oxygen sensor 133 is sandwiched between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH. It repeats until it returns to (until time t4).
In the control air-fuel ratio setting process, when the output voltage of the oxygen sensor 133 is within a range sandwiched between the rich-side threshold value RTH and the lean-side threshold value LTH, the control air-fuel ratio is held at the reset air-fuel ratio, and the oxygen sensor 133 Since the control air-fuel ratio is changed when the output voltage is outside the range between the rich-side threshold value RTH and the lean-side threshold value LTH, hunting of the upstream exhaust air-fuel ratio can be suppressed and stabilized.
また、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨとリーン側閾値ＬＴＨとで挟まれる範囲外から範囲内に戻ったときに、制御空燃比をリセット空燃比にまでステップ的に戻すから、積分制御による制御空燃比の補正代が残ることを抑制でき、以って、高い応答で空燃比を収束させつつ上流側排気空燃比の変動幅を安定化させてエラー時間を短くすることができる。 Further, when the output voltage of the oxygen sensor 133 returns from outside the range sandwiched between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH to return to the reset air fuel ratio stepwise, the integral control Therefore, it is possible to suppress the correction margin of the control air-fuel ratio due to the above, and to stabilize the fluctuation range of the upstream exhaust air-fuel ratio while converging the air-fuel ratio with a high response, thereby shortening the error time.
つまり、積分制御によって蓄積される補正分の大きさは変動するが、リッチ状態若しくはリーン状態が解消されたときに付加される比例分（Ｐ分）は、積分制御の蓄積量とは無関係に設定される値であるため、上記のリセット空燃比へのリセットを実施しない比例積分制御では、制御空燃比を理論空燃比付近に安定して戻すことができず、実空燃比の収束が遅れる場合がある。
これに対し、リッチ状態若しくはリーン状態が解消されたときに制御空燃比をリセット空燃比に戻すようにすれば、積分制御の蓄積量が変動しても、制御空燃比を理論空燃比付近に安定して戻すことができ、実空燃比の収束を早めることができる。
In other words, the magnitude of the correction amount accumulated by the integral control varies, but the proportional amount (P minute) added when the rich state or lean state is canceled is set regardless of the accumulation amount of the integral control. Therefore, in the proportional integral control in which the reset to the reset air-fuel ratio is not performed, the control air-fuel ratio cannot be stably returned to the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and the convergence of the actual air-fuel ratio may be delayed. is there.
On the other hand, if the control air-fuel ratio is returned to the reset air-fuel ratio when the rich state or the lean state is resolved, the control air-fuel ratio is stabilized near the theoretical air-fuel ratio even if the accumulated amount of integral control fluctuates. And the convergence of the actual air-fuel ratio can be accelerated.
次いで、図４のフローチャートに基づき、電子制御ユニット１２０による制御空燃比の設定処理の別の態様を説明する。なお、電子制御ユニット１２０は、図４のフローチャートに示すルーチンを一定周期毎に割り込み実行する。
図４のフローチャートに示す制御空燃比の設定処理では、図２のフローチャートに示した設定処理と同様に、電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧とリッチ側閾値ＲＴＨ，リーン側閾値ＬＴＨとを比較して制御空燃比をＰＩ制御によって変化させるが、制御空燃比をリセット空燃比にリセットさせるタイミングが異なる。
Next, another aspect of the control air-fuel ratio setting process by the electronic control unit 120 will be described based on the flowchart of FIG. The electronic control unit 120 executes the routine shown in the flowchart of FIG.
In the control air-fuel ratio setting process shown in the flowchart of FIG. 4, as in the setting process shown in the flowchart of FIG. 2, the electronic control unit 120 sets the output voltage of the oxygen sensor 133, the rich side threshold value RTH, and the lean side threshold value LTH. The control air-fuel ratio is changed by PI control, but the timing for resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio is different.
電子制御ユニット１２０は、まず、ステップＳ３０１で、リーンフラグＦＬが立ち上がっているか否か（リーンフラグＦＬ＝１であるか否か）を判定し、リーンフラグＦＬが立ち上がっている制御空燃比のリッチ化処理中である場合は、ステップＳ３０２に進む。
なお、上記のリーンフラグＦＬ及び後述するリッチフラグＦＲの初期値は零である。
First, in step S301, the electronic control unit 120 determines whether or not the lean flag FL is raised (whether or not the lean flag FL = 1), and the control air-fuel ratio is enriched when the lean flag FL is raised. If it is being processed, the process proceeds to step S302.
Note that the initial values of the lean flag FL and the rich flag FR described later are zero.
ステップＳ３０２で電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高くなったか否かを判別し、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも低い場合はステップＳ３０３に進んで、制御空燃比を前回値よりもリッチ補正Ｉ分だけリッチ方向に変更する処理を実施する。
つまり、リーンフラグＦＬが立ち上がっている状態では、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側閾値ＲＴＨよりも高くなるまで、制御空燃比をリッチ補正Ｉ分だけリッチ方向に変更する処理を繰り返し、制御空燃比を徐々にリッチ方向に変化させる。
In step S302, the electronic control unit 120 determines whether or not the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the rich side threshold value RTH. If the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the rich side threshold value RTH, the electronic control unit 120 proceeds to step S303. Then, the control air-fuel ratio is changed in the rich direction by the rich correction I from the previous value.
That is, in the state where the lean flag FL is raised, the control air-fuel ratio is changed in the rich direction by the rich correction I until the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the rich side threshold value RTH and becomes higher than the rich side threshold value RTH. The process is repeated to gradually change the control air-fuel ratio in the rich direction.
係る制御空燃比のリッチ化によって酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側閾値ＲＴＨよりも高くなると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０４に進み、リーンフラグＦＬを零にリセットし、リッチフラグＦＲを立ち上げる。
次いで、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０５に進み、制御空燃比をリセット空燃比にリセットし、更に、次のステップＳ３０６で制御空燃比をリーン補正Ｐ分だけリセット空燃比よりもリーン側に変更する。
When the output voltage of the oxygen sensor 133 becomes higher than the rich side threshold value RTH across the rich side threshold value RTH due to the enrichment of the control air-fuel ratio, the electronic control unit 120 proceeds to step S304 and resets the lean flag FL to zero. The rich flag FR is raised.
Next, the electronic control unit 120 proceeds to step S305, resets the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio, and further changes the control air-fuel ratio to the lean side from the reset air-fuel ratio by the lean correction P in the next step S306. .
リーンフラグＦＬが零にリセットされリッチフラグＦＲが立ち上げられたことで、次回の本ルーチン実行時に、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０１でリーンフラグＦＬが零であることを判定し、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７で電子制御ユニット１２０は、リッチフラグＦＲが立ち上がっているか否かを判定し、リッチフラグＦＲが立ち上がっている制御空燃比のリーン化処理中である場合は、ステップＳ３０８に進む。
When the lean flag FL is reset to zero and the rich flag FR is raised, the electronic control unit 120 determines in step S301 that the lean flag FL is zero in the next execution of this routine, and the process proceeds to step S307. move on.
In step S307, the electronic control unit 120 determines whether or not the rich flag FR is raised. If the control air-fuel ratio is being leaned while the rich flag FR is raised, the process proceeds to step S308.
ステップＳ３０８で電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなったか否かを判別し、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも高い場合はステップＳ３０９に進んで、制御空燃比を前回値よりもリーン補正Ｉ分だけリーン方向に変更する処理を実施する。
つまり、リッチフラグＦＲが立ち上がっている状態では、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなるまで、制御空燃比をリーン補正Ｉ分だけリーン方向に変更する処理を繰り返し、制御空燃比を徐々にリーン方向に変化させる。
In step S308, the electronic control unit 120 determines whether or not the output voltage of the oxygen sensor 133 has become lower than the lean threshold LTH. If the output voltage of the oxygen sensor 133 is higher than the lean threshold LTH, the electronic control unit 120 proceeds to step S309. Then, the control air-fuel ratio is changed in the lean direction by the lean correction I from the previous value.
That is, in the state where the rich flag FR is raised, the control air-fuel ratio is changed in the lean direction by the lean correction I until the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the lean threshold LTH and becomes lower than the lean threshold LTH. The process is repeated to gradually change the control air-fuel ratio in the lean direction.
係る制御空燃比のリーン化によって酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３１０に進み、リッチフラグＦＲを零にリセットし、リーンフラグＦＬを立ち上げる。
次いで、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３１１に進み、制御空燃比をリセット空燃比にリセットし、更に、次のステップＳ３１２で制御空燃比をリッチ補正Ｐ分だけリセット空燃比よりもリッチ側に変更する。
When the output voltage of the oxygen sensor 133 becomes lower than the lean threshold value LTH across the lean threshold value LTH due to the leaning of the control air-fuel ratio, the electronic control unit 120 proceeds to step S310 and resets the rich flag FR to zero. Then, raise the lean flag FL.
Next, the electronic control unit 120 proceeds to step S311, resets the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio, and further changes the control air-fuel ratio to the rich side from the reset air-fuel ratio by the rich correction P in the next step S312. .
リッチフラグＦＲが零にリセットされリーンフラグＦＬが立ち上げられたことで、次回の本ルーチン実行時に、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０１でリーンフラグＦＬが立ち上がっていることを判定し、ステップＳ３０２に進む。
リッチフラグＦＲ及びリーンフラグＦＬの初期値は零であり、空燃比制御の開始当初はリッチフラグＦＲ及びリーンフラグＦＬが共に零であるため、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０７の判定を経て、ステップＳ３１３に進むことになる。
When the rich flag FR is reset to zero and the lean flag FL is raised, the electronic control unit 120 determines that the lean flag FL is raised at step S301 at the next execution of this routine, and the process goes to step S302. move on.
Since the initial values of the rich flag FR and the lean flag FL are zero, and the rich flag FR and the lean flag FL are both zero at the beginning of the air-fuel ratio control, the electronic control unit 120 performs the determination in step S301 and step S307. Then, the process proceeds to step S313.
ステップＳ３１３で電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも低い値からリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側閾値ＲＴＨよりも高い値になったか否か、又は、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも高い値からリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側閾値ＬＴＨよりも低い値になったか否かを検出する。
そして、電子制御ユニット１２０は、上記の制御開始条件が成立しない間は、そのまま本ルーチンを終了させることで、リッチフラグＦＲ及びリーンフラグＦＬを共に零に保持し、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切って増大変化したときにステップＳ３１４に進み、また、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切って減少変化したときにステップＳ３１４に進む。
In step S313, the electronic control unit 120 determines whether the output voltage of the oxygen sensor 133 has changed from a value lower than the rich threshold RTH to a value higher than the rich threshold RTH across the rich threshold RTH, or the oxygen sensor It is detected whether or not the output voltage 133 is lower than the lean threshold value LTH across the lean threshold value LTH from a value higher than the lean threshold value LTH.
The electronic control unit 120 ends the routine as it is while the above control start condition is not satisfied, thereby holding both the rich flag FR and the lean flag FL at zero, and the output voltage of the oxygen sensor 133 is rich. The process proceeds to step S314 when the change is increased across the side threshold value RTH, and the process proceeds to step S314 when the output voltage of the oxygen sensor 133 is decreased and decreased across the lean side threshold value LTH.
電子制御ユニット１２０は、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってステップＳ３１４に進んだときにはリッチフラグＦＲを立ち上げ、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってステップＳ３１４に進んだときにはリーンフラグＦＬを立ち上げる。
また、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３１４で、制御空燃比を任意の初期値（理論空燃比若しくは理論空燃比近傍値）に設定する。
The electronic control unit 120 raises the rich flag FR when the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the rich side threshold value RTH and proceeds to step S314, and the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the lean side threshold value LTH and goes to step S314. When advanced, the lean flag FL is raised.
In step S314, the electronic control unit 120 sets the control air-fuel ratio to an arbitrary initial value (theoretical air-fuel ratio or a value near the theoretical air-fuel ratio).
図４のフローチャートに示した制御空燃比の設定処理では、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨとリッチ側閾値ＲＴＨとで挟まれる範囲内からリーン側閾値ＬＴＨ又はリッチ側閾値ＲＴＨを横切って範囲外になったときに、制御空燃比を変化させる方向を切り替え、出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨとリッチ側閾値ＲＴＨとで挟まれる範囲内でも制御空燃比を変更するので、図２のフローチャートにしたがって制御空燃比を設定する場合に比べて、空燃比センサ（上流側センサ）１３２による空燃比制御点のずれを検知し易い。 In the control air-fuel ratio setting process shown in the flowchart of FIG. 4, the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the lean side threshold value LTH or the rich side threshold value RTH from the range between the lean side threshold value LTH and the rich side threshold value RTH. When the output is outside the range, the direction in which the control air-fuel ratio is changed is switched, and the control air-fuel ratio is changed even within the range where the output voltage is sandwiched between the lean side threshold value LTH and the rich side threshold value RTH. Therefore, it is easier to detect the deviation of the air-fuel ratio control point by the air-fuel ratio sensor (upstream sensor) 132 than when the control air-fuel ratio is set.
また、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側に変化したとき、及び、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側に変化したときに、制御空燃比をリセット空燃比にリセットするから、積分制御による制御空燃比の補正代が残ることを抑制でき、以って、高い応答で空燃比を収束させつつ上流側排気空燃比の変動幅を安定化させてエラー時間を短くすることができる。
また、制御空燃比のリセットタイミングの判定に用いるリッチ側閾値ＲＴＨ，リーン側閾値ＬＴＨの間隔を拡げれば、触媒コンバータ１１６の下流に床下触媒コンバータが配置される構成において、床下触媒コンバータの入口における排気空燃比を周期的に振らせて床下触媒コンバータにおける排気浄化機能を向上させることができる。
Further, when the output voltage of the oxygen sensor 133 changes to the rich side across the rich side threshold value RTH, and when the output voltage of the oxygen sensor 133 changes to the lean side across the lean side threshold value LTH, the control air-fuel ratio Since the air / fuel ratio is reset to the reset air / fuel ratio, it is possible to suppress the control air / fuel ratio correction margin due to integral control from remaining, and to stabilize the fluctuation range of the upstream exhaust air / fuel ratio while converging the air / fuel ratio with a high response. Error time can be shortened.
Further, if the interval between the rich side threshold value RTH and the lean side threshold value LTH used for determining the reset timing of the control air-fuel ratio is widened, in the configuration in which the underfloor catalytic converter is arranged downstream of the catalytic converter 116, at the inlet of the underfloor catalytic converter. It is possible to improve the exhaust purification function in the underfloor catalytic converter by periodically varying the exhaust air-fuel ratio.
図４のフローチャートに示した制御空燃比の設定処理において、リセット空燃比は任意の値であり、電子制御ユニット１２０は、理論空燃比のほか、触媒の性能に合わせて理論空燃比からずらした空燃比を用いることができる。
図５のタイムチャートは、電子制御ユニット１２０が図４のフローチャートに従って空燃比制御を実施したときの上流側排気空燃比、酸素センサ１３３の出力電圧、制御空燃比（目標空燃比）の変化の一例を示す。
In the control air-fuel ratio setting process shown in the flowchart of FIG. 4, the reset air-fuel ratio is an arbitrary value, and the electronic control unit 120 performs an air flow shifted from the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the catalyst performance in addition to the theoretical air-fuel ratio. A fuel ratio can be used.
The time chart of FIG. 5 is an example of changes in the upstream exhaust air-fuel ratio, the output voltage of the oxygen sensor 133, and the control air-fuel ratio (target air-fuel ratio) when the electronic control unit 120 performs air-fuel ratio control according to the flowchart of FIG. Indicates.
酸素センサ１３３の出力電圧の閾値として、理論空燃比（空気過剰率λ＝１）付近の領域内にリッチ側閾値ＲＴＨ及びリーン側閾値ＬＴＨ（ＲＴＨ＞ＬＴＨ）が設定され、例えば、時刻ｔ１で酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ方向に変化すると、制御空燃比はリセット空燃比にリセットされ、更に、リセット空燃比からリーン補正Ｐ分だけリーン方向にシフトされる。
その後、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも高い下流側排気空燃比のリッチ状態では、制御空燃比はリーン補正Ｉ分によって周期的によりリーン側に変更され、時刻ｔ２のときに酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン方向に変化すると、制御空燃比はリッチ方向にシフトされてリセット空燃比にリセットされ、更に、リセット空燃比からリッチ補正Ｐ分だけリッチ方向にシフトされる。
As the threshold value of the output voltage of the oxygen sensor 133, a rich side threshold value RTH and a lean side threshold value LTH (RTH> LTH) are set in a region in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio (excess air ratio λ = 1). When the output voltage of the sensor 133 changes in the rich direction across the rich side threshold value RTH, the control air-fuel ratio is reset to the reset air-fuel ratio, and is further shifted in the lean direction from the reset air-fuel ratio by the lean correction P.
Thereafter, in the rich state of the downstream exhaust air-fuel ratio in which the output voltage of the oxygen sensor 133 from time t1 to time t2 is higher than the lean-side threshold LTH, the control air-fuel ratio is periodically made leaner by the lean correction I. When the output voltage of the oxygen sensor 133 changes in the lean direction across the lean side threshold LTH at time t2, the control air-fuel ratio is shifted to the rich direction and reset to the reset air-fuel ratio. To the rich direction by the rich correction P.
つまり、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、触媒上流側の排気空燃比がリッチシフトした場合、電子制御ユニット１２０は、積分制御で制御空燃比を徐々にリーン化させてリッチ状態の解消を図り、酸素センサ１３３の出力電圧（触媒下流側の排気空燃比）がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン方向に変化したときに制御空燃比をリセット空燃比にリセットする。これにより、積分制御による制御空燃比の補正分が過剰に残ることが抑制され、その後の制御空燃比の収束性を高めることができる。
その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも低い下流側排気空燃比のリーン状態では、制御空燃比はリッチ補正Ｉ分によって周期的によりリッチ側に変更される。
That is, when the exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst is richly shifted between time t1 and time t2, the electronic control unit 120 gradually reduces the control air-fuel ratio by integral control to eliminate the rich state, When the output voltage of the oxygen sensor 133 (exhaust air / fuel ratio downstream of the catalyst) changes in the lean direction across the lean side threshold LTH, the control air / fuel ratio is reset to the reset air / fuel ratio. As a result, it is possible to suppress the correction amount of the control air-fuel ratio by the integral control from remaining excessively, and to improve the convergence of the control air-fuel ratio thereafter.
Thereafter, in the lean state of the downstream exhaust air-fuel ratio where the output voltage of the oxygen sensor 133 from time t2 to time t3 is lower than the rich-side threshold value RTH, the control air-fuel ratio is periodically changed to the rich side by the rich correction I. The
ところで、図４のフローチャートに示した制御空燃比の設定処理において、リセット空燃比を制御空燃比の振幅に応じて変更する処理を付加するができ、係るリセット空燃比の変更処理を含む制御空燃比の設定処理の一態様を、図６のフローチャートに従って説明する。
図６のフローチャートにおいて、図４のフローチャートと同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付して詳細な説明は省略する。
Incidentally, in the control air-fuel ratio setting process shown in the flowchart of FIG. 4, a process for changing the reset air-fuel ratio according to the amplitude of the control air-fuel ratio can be added, and the control air-fuel ratio including the reset air-fuel ratio change process can be added. One aspect of the setting process will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the flowchart of FIG. 6, steps that perform the same processing as in the flowchart of FIG. 4 are assigned the same step numbers, and detailed descriptions thereof are omitted.
図６のフローチャートにおいて、リーンフラグＦＬが立ち上がっている状態で酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側に変化すると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０４でリッチ／リーンフラグの設定処理を実施した後に、ステップＳ３０５Ａに進む。
ステップＳ３０５Ａで電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比の更新演算処理（学習処理）を実施する。
In the flowchart of FIG. 6, when the output voltage of the oxygen sensor 133 changes to the rich side across the rich side threshold value RTH with the lean flag FL rising, the electronic control unit 120 sets the rich / lean flag in step S304. After performing the processing, the process proceeds to step S305A.
In step S305A, the electronic control unit 120 performs a reset air-fuel ratio update calculation process (learning process).
このステップＳ３０５Ａでのリセット空燃比の演算処理を、図７のタイムチャートを参照しつつ以下に説明する。
電子制御ユニット１２０がステップＳ３０５Ａに進んだタイミングが、図７のタイムチャートの時刻ｔ４のタイミングであると仮定し、時刻ｔ４のタイミングでリセット空燃比にリセットされる前の制御空燃比をリッチピーク（２）とする。
The calculation process of the reset air-fuel ratio in step S305A will be described below with reference to the time chart of FIG.
Assuming that the timing at which the electronic control unit 120 advances to step S305A is the timing at time t4 in the time chart of FIG. 7, the control air-fuel ratio before being reset to the reset air-fuel ratio at time t4 is rich-peaked ( 2).
また、時刻ｔ４の前に酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側に変化したタイミングである時刻ｔ３にて、リセットされる前の制御空燃比をリーンピーク（１）とする。
ここで、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比の更新前の値をＲＡＦoldとし、リセット空燃比の更新後の値をＲＡＦnewとしたときに、時刻ｔ４のタイミングでリセット空燃比ＲＡＦnewを下式に基づき算出する。
Further, the control air-fuel ratio before being reset is set to the lean peak (1) at time t3, which is the timing when the output voltage of the oxygen sensor 133 changes to the lean side across the lean threshold LTH before time t4. .
Here, the electronic control unit 120 sets the reset air-fuel ratio RAFnew at the timing of time t4 based on the following equation when the value before update of the reset air-fuel ratio is RAFold and the value after update of the reset air-fuel ratio is RAFnew. calculate.
ＲＡＦnew＝ＲＡＦold＋{（リーンピーク（１）−ＲＡＦold）−（ＲＡＦold−リッチピーク（２））}／２＊重みＷ
例えば、ＲＡＦold＝14.25、リーンピーク（１）＝16.00、リッチピーク（２）＝12.00、重みＷ＝1.0と仮定すると、時刻ｔ４でのＲＡＦnew＝14.00となり、時刻ｔ３で制御空燃比はリッチピーク（２）＝12.00からＲＡＦnew＝14.00にリセットされる。
RAFnew = RAFold + {(lean peak (1) −RAFold) − (RAFold−rich peak (2))} / 2 * weight W
For example, assuming that RAFold = 14.25, lean peak (1) = 16.00, rich peak (2) = 12.00, weight W = 1.0, RAFnew = 14.00 at time t4, and the control air-fuel ratio becomes rich peak (2 ) = 12.00 to RAFnew = 14.00.
つまり、重みＷ＝1.0の場合は、リーンピーク（１）とリッチピーク（２）との平均値をリセット空燃比ＲＡＦnewとし、リーンピーク（１）を最大値としリッチピーク（２）を最小値とする制御空燃比の振幅の中心を新たなリセット空燃比ＲＡＦnewとする。
ここで、重みＷが1.0よりも小さい値であれば、制御空燃比のリーン側のピーク値とリッチ側のピーク値との中心にリセット空燃比を徐々に近づけることになり、リセット空燃比の変動を抑制することができ、空燃比制御点を安定させることができる。
That is, when the weight W = 1.0, the average value of the lean peak (1) and the rich peak (2) is the reset air-fuel ratio RAFnew, the lean peak (1) is the maximum value, and the rich peak (2) is the minimum value. The center of the amplitude of the control air-fuel ratio to be set is set as a new reset air-fuel ratio RAFnew.
Here, if the weight W is a value smaller than 1.0, the reset air-fuel ratio is gradually brought closer to the center between the lean-side peak value and the rich-side peak value of the control air-fuel ratio. And the air-fuel ratio control point can be stabilized.
上記のようにして、電子制御ユニット１２０はステップＳ３０５Ａでリセット空燃比の更新演算を行うと、次いで、ステップＳ３０５Ｂに進み、制御空燃比をステップＳ３０５Ａで算出したリセット空燃比ＲＡＦnewにリセットする処理を実施する。
一方、図６のフローチャートにおいて、リッチフラグＦＲが立ち上がっている状態で酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨを横切ってリーン側に変化すると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３１０でリッチ／リーンフラグの設定処理を実施した後に、ステップＳ３１１Ａに進む。
As described above, when the electronic control unit 120 performs the update calculation of the reset air-fuel ratio in step S305A, the process proceeds to step S305B, and the process of resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio RAFnew calculated in step S305A is performed. To do.
On the other hand, in the flowchart of FIG. 6, when the output voltage of the oxygen sensor 133 changes to the lean side across the lean side threshold LTH with the rich flag FR rising, the electronic control unit 120 causes the rich / lean flag in step S310. After performing the setting process, the process proceeds to step S311A.
ステップＳ３１１Ａで電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０５Ａと同様に、リセット空燃比の更新演算処理（学習処理）を実施する。
このステップＳ３１１Ａでのリセット空燃比の演算処理を、図７のタイムチャートを参照しつつ以下に説明する。
In step S311A, the electronic control unit 120 performs a reset air-fuel ratio update calculation process (learning process) as in step S305A.
The calculation process of the reset air-fuel ratio in step S311A will be described below with reference to the time chart of FIG.
電子制御ユニット１２０がステップＳ３１１Ａに進んだタイミングが、図７のタイムチャートの時刻ｔ３のタイミングであると仮定し、時刻ｔ３の前に酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨを横切ってリッチ側に変化したタイミングである時刻ｔ２にて、リセットされる前の制御空燃比をリッチピーク（１）とする。
ここで、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比の更新前の値をＲＡＦoldとし、リセット空燃比の更新後の値をＲＡＦnewとしたときに、リセット空燃比ＲＡＦnewを下式に基づき算出する。
Assuming that the timing at which the electronic control unit 120 proceeds to step S311A is the timing at time t3 in the time chart of FIG. 7, the output voltage of the oxygen sensor 133 crosses the rich side threshold RTH before the time t3, and the rich side. The control air-fuel ratio before being reset is set to the rich peak (1) at time t2, which is the timing at which the change is made.
Here, the electronic control unit 120 calculates the reset air-fuel ratio RAFnew based on the following equation when the value before updating the reset air-fuel ratio is RAFold and the value after updating the reset air-fuel ratio is RAFnew.
ＲＡＦnew＝ＲＡＦold＋{（リーンピーク（１）−ＲＡＦold）−（ＲＡＦold−リッチピーク（１））}／２＊重みＷ
例えば、ＲＡＦold＝14.50、リーンピーク（１）＝16.00、リッチピーク（１）＝12.50、重みＷ＝1.0と仮定すると、時刻ｔ３でのＲＡＦnew＝14.25となり、時刻ｔ３で制御空燃比はリーンピーク（２）＝16.00からＲＡＦnew＝14.25にリセットされる。
RAFnew = RAFold + {(lean peak (1) −RAFold) − (RAFold−rich peak (1))} / 2 * weight W
For example, assuming that RAFold = 14.50, lean peak (1) = 16.00, rich peak (1) = 12.50, and weight W = 1.0, RAFnew = 14.25 at time t3, and the control air-fuel ratio becomes lean peak (2 at time t3). ) = 16.00 to RAFnew = 14.25.
また、電子制御ユニット１２０がステップＳ３１１Ａに進んだタイミングが、図７のタイムチャートの時刻ｔ５のタイミングであると仮定し、時刻ｔ５でリセットする前の制御空燃比をリーンピーク（２）とすると、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比ＲＡＦnewを下式に基づき算出する。 Further, assuming that the timing at which the electronic control unit 120 proceeds to step S311A is the timing at time t5 in the time chart of FIG. 7, and assuming that the control air-fuel ratio before resetting at time t5 is the lean peak (2), The electronic control unit 120 calculates the reset air-fuel ratio RAFnew based on the following equation.
ＲＡＦnew＝ＲＡＦold＋{（リーンピーク（２）−ＲＡＦold）−（ＲＡＦold−リッチピーク（２））}／２＊重みＷ
例えば、ＲＡＦold＝14、リーンピーク（２）＝16.50、リッチピーク（１）＝12.00、重みＷ＝1.0と仮定すると、時刻ｔ５でのＲＡＦnew＝14.25となり、時刻ｔ５で制御空燃比はリーンピーク（２）＝16.50からＲＡＦnew＝14.25にリセットされる。
RAFnew = RAFold + {(lean peak (2) −RAFold) − (RAFold−rich peak (2))} / 2 * weight W
For example, assuming that RAFold = 14, lean peak (2) = 16.50, rich peak (1) = 12.00, weight W = 1.0, RAFnew = 14.25 at time t5, and the control air-fuel ratio becomes lean peak (2 at time t5). ) = 16.50 to RAFnew = 14.25.
上記のようにして、電子制御ユニット１２０はステップＳ３１１Ａでリセット空燃比の更新演算を行うと、次いで、ステップＳ３１１Ｂに進み、制御空燃比をステップＳ３１１Ａで算出したリセット空燃比ＲＡＦnewにリセットする処理を実施する。
電子制御ユニット１２０は、上記のようにしてリセット空燃比を制御空燃比の振幅（リッチピーク、リーンピーク）に応じて変更することで、制御空燃比の制御点（制御中心）の変化に応じてリセット空燃比を修正し、制御空燃比を制御中心付近にリセットするので、制御空燃比の収束安定性がより向上する。
As described above, when the electronic control unit 120 performs the update calculation of the reset air-fuel ratio in step S311A, the process proceeds to step S311B, and the process of resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio RAFnew calculated in step S311A is performed. To do.
The electronic control unit 120 changes the reset air-fuel ratio according to the amplitude (rich peak, lean peak) of the control air-fuel ratio as described above, thereby changing the control air-fuel ratio control point (control center). Since the reset air-fuel ratio is corrected and the control air-fuel ratio is reset near the control center, the convergence stability of the control air-fuel ratio is further improved.
ところで、触媒下流側の排気空燃比がリッチ方向又はリーン方向に振れ、制御空燃比をリセット空燃比にリセットする周期（下流側排気空燃比のリッチ／リーン反転周期）が長くなると、制御空燃比のＰＩ制御における積分補正項が蓄積され、空燃比制御の安定性が損なわれることになる。
係るリセット周期が長くなることによる空燃比制御の安定性の低下を抑制する処理（以下では、タイムアウト処理ともいう）を更に付加した制御空燃比の設定処理の一態様を、図８のフローチャートに従って説明する。
By the way, if the exhaust air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst fluctuates in the rich direction or the lean direction and the period for resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio (the rich / lean inversion period of the downstream exhaust air-fuel ratio) becomes long, the control air-fuel ratio The integral correction term in the PI control is accumulated, and the stability of the air-fuel ratio control is impaired.
One aspect of the control air-fuel ratio setting process to which a process for suppressing a decrease in the stability of the air-fuel ratio control due to an increase in the reset period (hereinafter also referred to as a time-out process) is further described with reference to the flowchart of FIG. To do.
なお、図８のフローチャートにおいて、図６のフローチャートと同じ処理を実施するステップには同じステップ番号を付して詳細な説明は省略する。
つまり、図８のフローチャートに示す制御空燃比の設定処理では、図６のフローチャートに基づき説明した、制御空燃比の制御点の変化に応じてリセット空燃比を変更する処理（ステップＳ３０５Ａ，ステップＳ３１１Ａ）を実施し、更に、後述するタイムアウト処理を実施する。
In the flowchart of FIG. 8, steps that perform the same processing as in the flowchart of FIG. 6 are assigned the same step numbers, and detailed descriptions thereof are omitted.
That is, in the control air-fuel ratio setting process shown in the flowchart of FIG. 8, the process of changing the reset air-fuel ratio according to the change in the control point of the control air-fuel ratio described based on the flowchart of FIG. 6 (step S305A, step S311A) Further, a timeout process described later is performed.
電子制御ユニット１２０は、リーンフラグＦＬが立ち上がっていてかつ酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも低い状態では、ステップＳ３０３Ａに進んで制御空燃比をリッチ補正Ｉ分だけリッチ方向に変更する処理を実施し、次いでステップＳ３０３Ｂに進む。
ステップＳ３０３Ｂで電子制御ユニット１２０は、前回制御空燃比をリセットしてからの経過時間（リセット時間周期）、換言すれば、リッチ方向への積分制御の継続時間が、当該継続時間が空燃比制御の収束性を損なうほどに長いか否かを判定するための判定時間に達しているか否かを判別する。
When the lean flag FL is raised and the output voltage of the oxygen sensor 133 is lower than the rich side threshold value RTH, the electronic control unit 120 proceeds to step S303A and changes the control air-fuel ratio in the rich direction by the rich correction I. The process is performed, and then the process proceeds to step S303B.
In step S303B, the electronic control unit 120 determines the elapsed time (reset time period) since the last reset of the control air-fuel ratio, in other words, the integration control duration in the rich direction, It is determined whether or not a determination time for determining whether or not the time is long enough to impair convergence.
ここで、前記経過時間が判定時間よりも短い間は、電子制御ユニット１２０は後述するステップＳ３０３Ｃ，ステップＳ３０３Ｄを迂回することで、制御空燃比をリッチ補正Ｉ分だけリッチ方向に変更する処理を通常に繰り返す。
一方、前記経過時間（リセット時間周期）が判定時間に達した場合、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０３Ｃに進み、タイムアウト用リセット空燃比を演算する。
Here, while the elapsed time is shorter than the determination time, the electronic control unit 120 normally performs a process of changing the control air-fuel ratio in the rich direction by the rich correction I by bypassing step S303C and step S303D described later. Repeat.
On the other hand, when the elapsed time (reset time period) reaches the determination time, the electronic control unit 120 proceeds to step S303C and calculates the reset air-fuel ratio for timeout.
このとき、空燃比のリーン状態が過剰に継続している状態であるので、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比を制御空燃比のリセット方向とは逆方向であるリッチ方向に所定値だけオフセットさせた空燃比を、タイムアウト用リセット空燃比に設定する。
次いで、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０３Ｄに進み、制御空燃比をタイムアウト用リセット空燃比にリセットした後、リッチ補正Ｐ分（リッチスキップ項）だけリセット空燃比よりもリッチ側に変更する。
つまり、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリセット空燃比に一旦リセットした後に、制御空燃比をリッチ方向に比例積分制御で変化させる制御を開始し、下流側排気空燃比のリーン状態の解消を図る。
At this time, since the lean state of the air-fuel ratio continues excessively, the electronic control unit 120 offsets the reset air-fuel ratio by a predetermined value in the rich direction that is opposite to the reset direction of the control air-fuel ratio. Set the air-fuel ratio to the resetting air-fuel ratio for timeout.
Next, the electronic control unit 120 proceeds to step S303D, resets the control air-fuel ratio to the time-out reset air-fuel ratio, and then changes it to the rich side from the reset air-fuel ratio by rich correction P (rich skip term).
That is, the electronic control unit 120 once resets the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio, then starts control to change the control air-fuel ratio in the rich direction by proportional integral control, and cancels the lean state of the downstream exhaust air-fuel ratio. Plan.
制御空燃比をタイムアウト用リセット空燃比にリセットした後に下流側排気空燃比のリーン状態が解消され、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高くなると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０４でリーンフラグＦＬを零にリセットしリッチフラグＦＲを立ち上げた後、ステップＳ３０５Ａに進む。
ステップＳ３０５Ａで電子制御ユニット１２０は、直前のリーンフラグＦＬが立ち上がっていた期間（リッチ方向への積分制御期間）で、タイムアウト用リセット空燃比へのリセット（タイムアウト処理）を実施したか否かによって、リセット空燃比を異なる処理で算出する。
After the control air-fuel ratio is reset to the time-out reset air-fuel ratio, when the lean state of the downstream exhaust air-fuel ratio is canceled and the output voltage of the oxygen sensor 133 becomes higher than the rich-side threshold value RTH, the electronic control unit 120 returns to step S304. After the lean flag FL is reset to zero and the rich flag FR is raised, the process proceeds to step S305A.
In step S305A, the electronic control unit 120 determines whether or not resetting to the resetting air-fuel ratio for timeout (timeout process) is performed during the period when the previous lean flag FL was raised (integral control period in the rich direction). The reset air-fuel ratio is calculated by different processing.
直前のリーンフラグＦＬが立ち上がっていた期間でタイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施していない場合、電子制御ユニット１２０は、図６のフローチャートのステップＳ３０５Ａと同様に、現時点のリセット処理前の制御空燃比であるリッチピーク値と前回のリセット処理前のリーンピーク値とに基づきこれらピーク値の中心値に近づくようにリセット空燃比を更新し、係るリセット空燃比に制御空燃比をリセットする処理を次のステップＳ３０５Ｂで実施する。 When the reset to the time-out reset air-fuel ratio has not been performed in the period in which the previous lean flag FL was raised, the electronic control unit 120 performs the control before the reset processing at the present time, as in step S305A of the flowchart of FIG. Based on the rich peak value that is the air-fuel ratio and the lean peak value before the previous reset process, the reset air-fuel ratio is updated so as to approach the center value of these peak values, and the process of resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio is performed. This is performed in the next step S305B.
一方、直前のリーンフラグＦＬが立ち上がっていた期間でタイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施している場合、つまり、タイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施した後もリセット前と同一方向に制御空燃比を変化させる必要が生じ、２回連続して同一方向に制御空燃比をリセットすることになる場合、電子制御ユニット１２０は、現時点のリセット処理前の制御空燃比であるリッチピーク値（２）と、タイムアウト用リセット空燃比にリセットする前の制御空燃比であるリッチピーク値（１）と、タイムアウト用リセット空燃比ＴＲＡＦとに基づき、下式に従って今回制御空燃比をリセットするリセット空燃比ＲＡＦnewを算出する。 On the other hand, if reset to timeout reset air-fuel ratio is performed during the period when the previous lean flag FL was raised, that is, control is performed in the same direction as before reset after resetting to timeout reset air-fuel ratio When it is necessary to change the air-fuel ratio and the control air-fuel ratio is reset twice in the same direction, the electronic control unit 120 determines the rich peak value (2) that is the control air-fuel ratio before the current reset process. ), The rich peak value (1) that is the control air-fuel ratio before resetting to the time-out reset air-fuel ratio, and the time-out reset air-fuel ratio TRAF, the reset air-fuel ratio RAFnew that resets the current control air-fuel ratio according to the following equation: Is calculated.
ＲＡＦnew＝ＴＲＡＦ−{（ＴＲＡＦ−リッチピーク（１））−（ＴＲＡＦ−リッチピーク（２））}／２＊重みＷ２＝ＴＲＡＦ−（リッチピーク（２）−リッチピーク（１））／２＊重みＷ２
上記演算式により、２回分のピーク値の偏差に重みを掛けた値に基づきリセット空燃比が変更され、タイムアウト用リセット空燃比へのリセットにおいて下流側排気空燃比を反転させるのに不足していた分だけリセット空燃比ＲＡＦが更にリッチ側に修正され、リッチ方向への積分制御期間の短縮が図られる。
RAFnew = TRAF-{(TRAF-rich peak (1))-(TRAF-rich peak (2))} / 2 * weight W2 = TRAF- (rich peak (2) -rich peak (1)) / 2 * weight W2
According to the above calculation formula, the reset air-fuel ratio is changed based on a value obtained by weighting the deviation of the peak value for two times, and it is insufficient to reverse the downstream exhaust air-fuel ratio in resetting to the reset-time reset air-fuel ratio. Accordingly, the reset air-fuel ratio RAF is further corrected to the rich side, and the integration control period in the rich direction is shortened.
なお、重みＷ２は、前記重みＷよりも1.0により近い値（1.0≧Ｗ２＞Ｗ）とすることで、リセット周期（リッチ・リーン反転周期）が長い状態を速やかに解消しつつ、空燃比制御の安定性を維持できる。但し、重みＷ２と重みＷとを同じ値（1.0≧Ｗ＝Ｗ２）とすることができる。
一方、リッチ期間が過剰に長くなった場合も、電子制御ユニット１２０は上記と同様な処理を実施する。
Note that the weight W2 is set to a value closer to 1.0 than the weight W (1.0 ≧ W2> W), so that the state in which the reset cycle (rich / lean inversion cycle) is long is quickly eliminated, and the air-fuel ratio control is performed. Stability can be maintained. However, the weight W2 and the weight W can be the same value (1.0 ≧ W = W2).
On the other hand, even when the rich period becomes excessively long, the electronic control unit 120 performs the same processing as described above.
つまり、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０９Ａで制御空燃比をリーン補正Ｉ分だけリーン方向に変更した後、ステップＳ３０９Ｂで、前回制御空燃比をリセットしてからの経過時間、換言すれば、リーン方向への積分制御の継続時間が、当該継続時間が空燃比制御の収束性を損なうほどに長いか否かを判定するための判定時間に達しているか否かを判別する。
そして、リーン方向への積分制御の継続時間が判定時間に達すると、ステップＳ３０９Ｃに進み、タイムアウト用リセット空燃比を演算する。
That is, the electronic control unit 120 changes the control air-fuel ratio in the lean direction by the lean correction I in step S309A, and then in step S309B, the elapsed time since the last reset of the control air-fuel ratio, in other words, the lean direction. It is determined whether or not the continuation time of the integration control has reached a determination time for determining whether or not the continuation time is long enough to impair the convergence of the air-fuel ratio control.
Then, when the duration time of the integral control in the lean direction reaches the determination time, the process proceeds to step S309C, and the time-out reset air-fuel ratio is calculated.
このとき、空燃比のリッチ状態が継続している状態であるので、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比を制御空燃比のリセット方向とは逆方向であるリーン方向に所定値だけオフセットさせた空燃比を、タイムアウト用リセット空燃比に設定する。
次いで、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３０９Ｄに進み、制御空燃比をタイムアウト用リセット空燃比にリセットした後、リーン補正Ｐ分（リーンスキップ項）だけリセット空燃比よりもリッチ側に変更する。つまり、電子制御ユニット１２０は、制御空燃比をリセット空燃比に一旦リセットした後に、制御空燃比をリーン方向に比例積分制御で変化させる制御を開始し、リッチ状態の解消を図る。
At this time, since the rich state of the air-fuel ratio is continuing, the electronic control unit 120 is the air-conditioner in which the reset air-fuel ratio is offset by a predetermined value in the lean direction that is opposite to the reset direction of the control air-fuel ratio. The fuel ratio is set to the resetting air-fuel ratio for timeout.
Next, the electronic control unit 120 proceeds to step S309D, resets the control air-fuel ratio to the time-out reset air-fuel ratio, and then changes it to a richer side than the reset air-fuel ratio by the lean correction P (lean skip term). That is, the electronic control unit 120 once resets the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio, and then starts control to change the control air-fuel ratio in the lean direction by proportional-integral control, thereby eliminating the rich state.
上記のようにして制御空燃比をタイムアウト用リセット空燃比にリセットした後にリッチ状態が解消され、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなると、電子制御ユニット１２０は、ステップＳ３１０でリッチフラグＦＲを零にリセットしリーンフラグＦＬを立ち上げた後、ステップＳ３１１Ａに進む。
ステップＳ３１１Ａで電子制御ユニット１２０は、直前のリッチフラグＦＲが立ち上がっていた期間（リーン方向への積分制御期間）で、タイムアウト用リセット空燃比へのリセット（タイムアウト処理）を実施したか否かによって、リセット空燃比を異なる処理で算出する。
When the rich state is eliminated after the control air-fuel ratio is reset to the time-out reset air-fuel ratio as described above and the output voltage of the oxygen sensor 133 becomes lower than the lean-side threshold value LTH, the electronic control unit 120 performs a rich operation in step S310. After the flag FR is reset to zero and the lean flag FL is raised, the process proceeds to step S311A.
In step S311A, the electronic control unit 120 determines whether or not resetting to the resetting air-fuel ratio for timeout (timeout process) is performed in the period during which the previous rich flag FR was raised (integral control period in the lean direction). The reset air-fuel ratio is calculated by different processing.
直前のリッチフラグＦＲが立ち上がっていた期間でタイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施していない場合、電子制御ユニット１２０は、図６のフローチャートのステップＳ３１１Ａと同様に、現時点のリセット処理前の制御空燃比であるリーンピーク値と前回のリセット処理前のリッチピーク値とに基づきこれらピーク値の中心値に近づくようにリセット空燃比を更新し、係るリセット空燃比に制御空燃比をリセットする処理を次のステップＳ３１１Ｂで実施する。 When the reset to the time-out reset air-fuel ratio has not been performed in the period in which the previous rich flag FR was raised, the electronic control unit 120 performs the control before the reset processing at the present time, as in step S311A of the flowchart of FIG. Based on the lean peak value that is the air-fuel ratio and the rich peak value before the previous reset process, the reset air-fuel ratio is updated so as to approach the center value of these peak values, and the process of resetting the control air-fuel ratio to the reset air-fuel ratio is performed. It implements at the following step S311B.
一方、直前のリッチフラグＦＲが立ち上がっていた期間でタイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施している場合、つまり、タイムアウト用リセット空燃比へのリセットを実施した後もリセット前と同一方向に制御空燃比を変化させる必要が生じ、２回連続して同一方向に制御空燃比をリセットすることになる場合、電子制御ユニット１２０は、現時点のリセット処理前の制御空燃比であるリーンピーク値（２）と、タイムアウト用リセット空燃比にリセットする前の制御空燃比であるリーンピーク値（１）と、タイムアウト用リセット空燃比ＴＲＡＦとに基づき、下式に従ってリセット空燃比ＲＡＦnewを算出する。 On the other hand, when resetting to the timeout reset air-fuel ratio is performed in the period when the immediately preceding rich flag FR was rising, that is, after resetting to the timeout reset air-fuel ratio, control is performed in the same direction as before resetting. When it is necessary to change the air-fuel ratio and the control air-fuel ratio is reset twice in the same direction, the electronic control unit 120 determines the lean peak value (2) that is the control air-fuel ratio before the current reset process. ), The lean peak value (1) that is the control air-fuel ratio before resetting to the time-out reset air-fuel ratio, and the time-out reset air-fuel ratio TRAF, the reset air-fuel ratio RAFnew is calculated according to the following equation.
ＲＡＦnew＝ＴＲＡＦ＋{（リーンピーク（１）−ＴＲＡＦ）−（リーンピーク（２）−ＴＲＡＦ）}／２＊重みＷ２＝ＴＲＡＦ＋（リーンピーク（１）−リーンピーク（２））／２＊重みＷ２
上記演算式により、２回分のピーク値の偏差に重みを掛けた値に基づきリセット空燃比が変更され、タイムアウト用リセット空燃比へのリセットにおいて下流側排気空燃比を反転させるのに不足していた分だけリセット空燃比ＲＡＦが更にリーン側に修正され、リーン方向への積分制御期間の短縮が図られる。
RAFnew = TRAF + {(lean peak (1) -TRAF)-(lean peak (2) -TRAF)} / 2 * weight W2 = TRAF + (lean peak (1) -lean peak (2)) / 2 * weight W2
According to the above calculation formula, the reset air-fuel ratio is changed based on a value obtained by weighting the deviation of the peak value for two times, and it is insufficient to reverse the downstream exhaust air-fuel ratio in resetting to the reset-time reset air-fuel ratio. Accordingly, the reset air-fuel ratio RAF is further corrected to the lean side, and the integration control period in the lean direction is shortened.
図９のタイムチャートは、リーン方向への積分制御期間が過剰に長くなった場合のリセット空燃比の設定特性を例示する。
図９のタイムチャートの時刻ｔ１の時点で空燃比のリーン状態が解消され、酸素センサ１３３の出力電圧がリッチ側閾値ＲＴＨよりも高くなると、制御空燃比はリセット空燃比にリセットされるが、リセット前の制御空燃比がリッチピーク（１）として記憶され、後のリセット空燃比の更新演算に用いることができるようにする。
The time chart of FIG. 9 illustrates the setting characteristic of the reset air-fuel ratio when the integral control period in the lean direction becomes excessively long.
When the air-fuel ratio lean state is canceled at time t1 in the time chart of FIG. 9 and the output voltage of the oxygen sensor 133 becomes higher than the rich side threshold value RTH, the control air-fuel ratio is reset to the reset air-fuel ratio. The previous control air-fuel ratio is stored as the rich peak (1) so that it can be used for the subsequent update calculation of the reset air-fuel ratio.
時刻ｔ１から制御空燃比は積分制御によって徐々にリーン方向に変更されるが、時刻ｔ１から所定の判定時間だけ経過した時刻ｔ２の時点になっても、酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなっていないため、時刻ｔ２のときに制御空燃比はタイムアウト用リセット空燃比にリセットされる。また、時刻ｔ２では、タイムアウト用リセット空燃比にリセットされる前の制御空燃比がリーンピーク（１）としてデータ保存される。 The control air-fuel ratio is gradually changed in the lean direction by integral control from time t1, but the output voltage of the oxygen sensor 133 remains at the lean threshold LTH even at the time t2 when a predetermined determination time has elapsed from time t1. Therefore, the control air-fuel ratio is reset to the time-out reset air-fuel ratio at time t2. At time t2, the control air-fuel ratio before being reset to the time-out reset air-fuel ratio is stored as a lean peak (1).
前回のリセット処理からの経過時間が判定時間に達したことに基づく制御空燃比の強制的なリセット処理を実施した後、制御空燃比はタイムアウト用リセット空燃比を初期値として積分制御によって徐々にリーン方向に変更され、時刻ｔ３のときに酸素センサ１３３の出力電圧がリーン側閾値ＬＴＨよりも低くなる。
この時刻ｔ３で、リセット処理前の制御空燃比をリーンピーク（２）とし、このリーンピーク（２）と前回の経過時間に基づく強制的なリセット時のリーンピーク（１）とに基づいてリセット空燃比が更新され、更新されたリセット空燃比に制御空燃比がリセットされる。
After executing the forced reset processing of the control air-fuel ratio based on the elapsed time from the previous reset processing reaching the judgment time, the control air-fuel ratio gradually leans by integral control with the reset air-fuel ratio for timeout as the initial value. The output voltage of the oxygen sensor 133 becomes lower than the lean side threshold value LTH at time t3.
At this time t3, the control air-fuel ratio before the reset processing is set to the lean peak (2), and the reset empty is based on the lean peak (2) and the lean peak (1) at the time of forced reset based on the previous elapsed time. The fuel ratio is updated, and the control air-fuel ratio is reset to the updated reset air-fuel ratio.
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、上記実施形態において、電子制御ユニット１２０は、リセット空燃比を制御空燃比のピーク値に基づき変更する処理を行うが、基本リセット空燃比を補正するための補正値を制御空燃比のピーク値に基づき設定する処理を行い、基本リセット空燃比を補正値で補正してリセット空燃比を定め、このリセット空燃比に制御空燃比をリセットすることができる。
Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. is there.
For example, in the above embodiment, the electronic control unit 120 performs processing for changing the reset air-fuel ratio based on the peak value of the control air-fuel ratio, but the correction value for correcting the basic reset air-fuel ratio is changed to the peak value of the control air-fuel ratio. The basic air-fuel ratio is corrected with a correction value to determine the reset air-fuel ratio, and the control air-fuel ratio can be reset to this reset air-fuel ratio.
また、電子制御ユニット１２０は、上記の制御空燃比のピーク値に基づき変更したリセット空燃比又は基本リセット空燃比の補正値を、内燃機関１００の運転条件（機関負荷、機関回転速度など）に応じてメモリに更新記憶させる学習処理を実施し、そのときの運転条件に対応して記憶されているリセット空燃比又は基本リセット空燃比の補正値を読み出して、制御空燃比のリセット処理に用いることができる。 Further, the electronic control unit 120 sets the correction value of the reset air-fuel ratio or the basic reset air-fuel ratio changed based on the peak value of the control air-fuel ratio according to the operating conditions (engine load, engine speed, etc.) of the internal combustion engine 100. The learning process for updating and storing in the memory is performed, the correction value of the reset air-fuel ratio or the basic reset air-fuel ratio stored in correspondence with the operating condition at that time is read out, and used for the control air-fuel ratio reset process. it can.
また、リセット空燃比を制御空燃比のピーク値に基づき変更する場合に、ピーク値や変更後のリセット空燃比が予め定めた範囲を逸脱する値であった場合に、リセット空燃比の変更をキャンセルしたり、リセット空燃比を初期値に戻したりする構成とすることができる。
また、電子制御ユニット１２０は、リッチ側閾値ＲＴＨ，リーン側閾値ＬＴＨ、リセット周期と比較する判定時間、重みＷ，Ｗ２のうちの少なくとも１つのパラメータを、機関運転状態などに応じて可変に設定することができる。
Also, when changing the reset air-fuel ratio based on the peak value of the control air-fuel ratio, if the peak value or the reset air-fuel ratio after the change is a value that deviates from the predetermined range, the change of the reset air-fuel ratio is cancelled. Or the reset air-fuel ratio is returned to the initial value.
Further, the electronic control unit 120 variably sets at least one parameter among the rich side threshold value RTH, the lean side threshold value LTH, the determination time to be compared with the reset period, and the weights W and W2 according to the engine operating state and the like. be able to.
１００…内燃機関、１１３ａ〜１１３ｄ…燃料噴射弁、１１６…触媒コンバータ（排気浄化触媒）、１２０…電子制御ユニット、１３２…空燃比センサ（上流側センサ）、１３３…酸素センサ（下流側センサ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Internal combustion engine, 113a-113d ... Fuel injection valve, 116 ... Catalytic converter (exhaust purification catalyst), 120 ... Electronic control unit, 132 ... Air-fuel ratio sensor (upstream sensor), 133 ... Oxygen sensor (downstream sensor)
Claims (9)
前記上流側センサにより検出される排気空燃比が制御空燃比に近づくように前記内燃機関への燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段と、
前記下流側センサにより検出される排気空燃比が基準空燃比に近づくように前記制御空燃比を設定する制御空燃比設定手段と、
を備え、
前記制御空燃比設定手段は、前記下流側センサの出力が前記基準空燃比近傍の所定範囲の閾値を横切って変化したときに、前記制御空燃比を所定のリセット空燃比にリセットする、内燃機関の空燃比制御装置。 An air-fuel ratio control device applied to an internal combustion engine provided with a sensor for detecting an air-fuel ratio state from an exhaust component on an upstream side and a downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe,
Fuel supply amount control means for controlling the fuel supply amount to the internal combustion engine so that the exhaust air-fuel ratio detected by the upstream sensor approaches the control air-fuel ratio;
Control air-fuel ratio setting means for setting the control air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio detected by the downstream sensor approaches a reference air-fuel ratio;
With
The control air-fuel ratio setting means resets the control air-fuel ratio to a predetermined reset air-fuel ratio when the output of the downstream sensor changes across a predetermined range of threshold values near the reference air-fuel ratio. Air-fuel ratio control device.
前記制御空燃比設定手段は、前記閾値と前記下流側センサの出力との比較に基づくリッチ／リーンの判別結果に応じて前記制御空燃比を比例積分制御で変化させる、請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。 The downstream sensor is a sensor that detects whether the exhaust air-fuel ratio is richer or leaner than the reference air-fuel ratio,
The control air-fuel ratio setting means changes the control air-fuel ratio by proportional-integral control according to a rich / lean discrimination result based on a comparison between the threshold value and the output of the downstream sensor. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
前記上流側センサにより検出される排気空燃比が制御空燃比に近づくように前記内燃機関への燃料供給量を制御するステップと、
前記下流側センサにより検出される排気空燃比が基準空燃比に近づくように前記制御空燃比を設定するステップと、
前記下流側センサの出力が前記基準空燃比近傍の所定範囲の閾値を横切って変化したときに、前記制御空燃比を所定のリセット空燃比にリセットするステップと、
を含む、内燃機関の空燃比制御方法。 An air-fuel ratio control method applied to an internal combustion engine provided with a sensor for detecting an air-fuel ratio state from an exhaust component on an upstream side and a downstream side of an exhaust purification catalyst installed in an exhaust pipe,
Controlling the amount of fuel supplied to the internal combustion engine so that the exhaust air-fuel ratio detected by the upstream sensor approaches the control air-fuel ratio;
Setting the control air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio detected by the downstream sensor approaches a reference air-fuel ratio;
Resetting the control air-fuel ratio to a predetermined reset air-fuel ratio when the output of the downstream sensor changes across a threshold in a predetermined range near the reference air-fuel ratio;
An air-fuel ratio control method for an internal combustion engine, comprising:
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