JP2692430B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関において、排
気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に空燃比センサ
を設け、上流側の空燃比センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加えて下流側の空燃比センサによる空燃比フ
ィードバック制御を行う空燃比制御装置に関し、特に、
エミッション収束点（ＣＯ／ＮＯX バランス）を任意に
設定し得る技術に関する。
気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に空燃比センサ
を設け、上流側の空燃比センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加えて下流側の空燃比センサによる空燃比フ
ィードバック制御を行う空燃比制御装置に関し、特に、
エミッション収束点（ＣＯ／ＮＯX バランス）を任意に
設定し得る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス中の特定成分濃度を検出する空
燃比センサとして酸素濃度を検出する酸素センサを単一
設けた通常の空燃比フィードバック制御にあっては、酸
素センサをできるだけ燃焼室に近い排気系の例えば排気
ガス浄化用の触媒コンバータより上流側である排気マニ
ホールドの集合部分に設けているが、酸素センサの出力
特性のばらつきのために空燃比の制御精度の改善に支障
を来している。かかる酸素センサの出力特性のばらつき
及び燃料噴射弁等の部品のばらつき、経時変化を補償す
るために、触媒コンバータの下流にも酸素センサを設
け、上流側酸素センサによる空燃比フィードバック制御
に加えて下流側の酸素センサによる空燃比フィードバッ
ク制御を行うデュアル酸素センサシステムが提案されて
いる。
燃比センサとして酸素濃度を検出する酸素センサを単一
設けた通常の空燃比フィードバック制御にあっては、酸
素センサをできるだけ燃焼室に近い排気系の例えば排気
ガス浄化用の触媒コンバータより上流側である排気マニ
ホールドの集合部分に設けているが、酸素センサの出力
特性のばらつきのために空燃比の制御精度の改善に支障
を来している。かかる酸素センサの出力特性のばらつき
及び燃料噴射弁等の部品のばらつき、経時変化を補償す
るために、触媒コンバータの下流にも酸素センサを設
け、上流側酸素センサによる空燃比フィードバック制御
に加えて下流側の酸素センサによる空燃比フィードバッ
ク制御を行うデュアル酸素センサシステムが提案されて
いる。
【０００３】このデュアル酸素センサシステムでは、触
媒コンバータの下流側に設けられた酸素センサは、上流
側に設けられた酸素センサに比較して、応答速度が低い
ものの、触媒コンバータの下流であるため、排気温度が
低く、熱的影響が少ない点と、被毒量が少ない点と、排
気ガスが充分に混合し、かつ排気ガス中の酸素濃度が平
衡状態に近い点と、によって出力特性のばらつきが小さ
いという利点を有している。
媒コンバータの下流側に設けられた酸素センサは、上流
側に設けられた酸素センサに比較して、応答速度が低い
ものの、触媒コンバータの下流であるため、排気温度が
低く、熱的影響が少ない点と、被毒量が少ない点と、排
気ガスが充分に混合し、かつ排気ガス中の酸素濃度が平
衡状態に近い点と、によって出力特性のばらつきが小さ
いという利点を有している。
【０００４】従って、２つの酸素センサの出力に基づく
空燃比フィードバック制御により、上流側酸素センサの
出力特性のばらつきを下流側酸素センサにより吸収でき
る。例えば、単一の酸素センサを設けたたものでは、酸
素センサ出力特性が悪化した場合、排気エミッション特
性に直接影響するのに対して、デュアル酸素センサシス
テムでは、上流側酸素センサの出力特性が悪化しても、
排気エミッション特性は悪化しない。
空燃比フィードバック制御により、上流側酸素センサの
出力特性のばらつきを下流側酸素センサにより吸収でき
る。例えば、単一の酸素センサを設けたたものでは、酸
素センサ出力特性が悪化した場合、排気エミッション特
性に直接影響するのに対して、デュアル酸素センサシス
テムでは、上流側酸素センサの出力特性が悪化しても、
排気エミッション特性は悪化しない。
【０００５】そこで、従来、特開昭６３−２０５４４１
号公報等に示すように、下流側酸素センサの出力によっ
て上流側酸素センサの劣化を補正制御するようにしたも
のがある。
号公報等に示すように、下流側酸素センサの出力によっ
て上流側酸素センサの劣化を補正制御するようにしたも
のがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のデュアル酸素センサシステムにあっては、次
のような問題点を有していた。即ち、かかるシステムに
よって空燃比を補正制御した場合、モードエミッション
は一定値にしか収束せず、モードエミッション収束点即
ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の比であるＣ
Ｏ／ＮＯX バランスを任意に設定することが困難であ
る。
うな従来のデュアル酸素センサシステムにあっては、次
のような問題点を有していた。即ち、かかるシステムに
よって空燃比を補正制御した場合、モードエミッション
は一定値にしか収束せず、モードエミッション収束点即
ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の比であるＣ
Ｏ／ＮＯX バランスを任意に設定することが困難であ
る。
【０００７】例えば、図７に示すように、モードエミッ
ションの収束点は、目標とするＣＯ／ＮＯX バランス値
に対してずれることになり、空燃比を任意に選択できな
い。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、モードエミッションの収束点（ＣＯ／ＮＯX バラン
ス）を任意に設定可能な構成にして、任意の空燃比を選
択し得るようにすることを目的とする。
ションの収束点は、目標とするＣＯ／ＮＯX バランス値
に対してずれることになり、空燃比を任意に選択できな
い。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、モードエミッションの収束点（ＣＯ／ＮＯX バラン
ス）を任意に設定可能な構成にして、任意の空燃比を選
択し得るようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃機関
の排気系に介装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及
び下流側に夫々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空
燃比センサを備え、下流側空燃比センサの出力に応じて
空燃比フィードバック制御定数を演算する制御定数演算
手段と、前記上流側空燃比センサの出力及び前記制御定
数演算手段により演算された空燃比フィードバック制御
定数に応じて空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算
手段と、該空燃比補正量演算手段によって演算された空
燃比補正量に基づいて空燃比を調整する空燃比調整手段
と、前記下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリ
ッチ若しくはリッチからリーンへの反転時に、前記空燃
比フィードバック制御定数をリッチ側とリーン側におい
て個別に所定期間ホールドする空燃比フィードバック制
御定数ホールド手段と、を備えて構成した。
機関の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃機関
の排気系に介装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及
び下流側に夫々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空
燃比センサを備え、下流側空燃比センサの出力に応じて
空燃比フィードバック制御定数を演算する制御定数演算
手段と、前記上流側空燃比センサの出力及び前記制御定
数演算手段により演算された空燃比フィードバック制御
定数に応じて空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算
手段と、該空燃比補正量演算手段によって演算された空
燃比補正量に基づいて空燃比を調整する空燃比調整手段
と、前記下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリ
ッチ若しくはリッチからリーンへの反転時に、前記空燃
比フィードバック制御定数をリッチ側とリーン側におい
て個別に所定期間ホールドする空燃比フィードバック制
御定数ホールド手段と、を備えて構成した。
【０００９】
【作用】かかる装置においては、下流側空燃比センサに
よる空燃比フィードバック制御により、上流側空燃比セ
ンサの出力に基づく空燃比フィードバック制御の制御定
数としての微分量や積分定数、空燃比判定のディレイ時
間或いは上流側空燃比センサと比較するスライスレベル
等が補正される。即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数が補正されるので、上流側空燃比セン
サの出力特性のばらつきが下流側空燃比センサにより吸
収される。しかも、下流側空燃比センサの出力信号の反
転時において、空燃比フィードバック制御定数をリッチ
側で所定の期間だけホールドすると共に、リーン側で所
定の期間だけホールドし、かつこの所定期間を個別に設
定するようにしたから、ホールド期間をリッチ側とリー
ン側とでアンバランスにすることで、モードエミッショ
ン収束点即ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の
比であるＣＯ／ＮＯX バランスを任意に設定することが
可能となる。
よる空燃比フィードバック制御により、上流側空燃比セ
ンサの出力に基づく空燃比フィードバック制御の制御定
数としての微分量や積分定数、空燃比判定のディレイ時
間或いは上流側空燃比センサと比較するスライスレベル
等が補正される。即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数が補正されるので、上流側空燃比セン
サの出力特性のばらつきが下流側空燃比センサにより吸
収される。しかも、下流側空燃比センサの出力信号の反
転時において、空燃比フィードバック制御定数をリッチ
側で所定の期間だけホールドすると共に、リーン側で所
定の期間だけホールドし、かつこの所定期間を個別に設
定するようにしたから、ホールド期間をリッチ側とリー
ン側とでアンバランスにすることで、モードエミッショ
ン収束点即ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の
比であるＣＯ／ＮＯX バランスを任意に設定することが
可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図２において、エンジン１の排気管２には、排
気ガス中の有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx を同時に浄化す
る三元触媒を収納する触媒コンバータ３が設けられてい
る。
述する。図２において、エンジン１の排気管２には、排
気ガス中の有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx を同時に浄化す
る三元触媒を収納する触媒コンバータ３が設けられてい
る。
【００１１】この触媒コンバータ３の上流側と下流側の
排気管２には、夫々酸素センサ４，５が設けられてい
る。これら酸素センサ４，５は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を夫々発生し、この信号をエンジン
制御装置６の入力回路７，８を介してＡ／Ｄ変換器９に
夫々出力する。即ち、両酸素センサ４，５は空燃比が理
論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて異なる
出力電圧を前記Ａ／Ｄ変換器９に発生する。
排気管２には、夫々酸素センサ４，５が設けられてい
る。これら酸素センサ４，５は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を夫々発生し、この信号をエンジン
制御装置６の入力回路７，８を介してＡ／Ｄ変換器９に
夫々出力する。即ち、両酸素センサ４，５は空燃比が理
論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて異なる
出力電圧を前記Ａ／Ｄ変換器９に発生する。
【００１２】エンジン制御装置６の入出力回路１０に
は、吸気管１１のスロットル弁１２の上流側に取り付け
られたエアフローメータ１３からの吸入空気量検出信
号、クランク角センサ１４からの機関回転数検出信号及
び水温センサ１５からの機関冷却水温度検出信号の他に
種々の機関運転条件検出センサからの検出信号が入力さ
れ、燃料噴射弁１６による燃料噴射量を制御する信号
（空燃比フィードバック信号を含む）を前記燃料噴射弁
１６に出力するようになっている。
は、吸気管１１のスロットル弁１２の上流側に取り付け
られたエアフローメータ１３からの吸入空気量検出信
号、クランク角センサ１４からの機関回転数検出信号及
び水温センサ１５からの機関冷却水温度検出信号の他に
種々の機関運転条件検出センサからの検出信号が入力さ
れ、燃料噴射弁１６による燃料噴射量を制御する信号
（空燃比フィードバック信号を含む）を前記燃料噴射弁
１６に出力するようになっている。
【００１３】尚、上記エンジン制御装置６は、例えばマ
イクロコンピュータとして構成され、上述した入力回路
７，８、Ａ／Ｄ変換器９、入出力回路１０の他に、ＣＰ
Ｕ１７、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ１９等が設けられている。
次に、上記のハードウェア構造に基づく本発明に係る空
燃比制御の一例を、図３〜図５に示したフローチャート
に基づいて説明する。
イクロコンピュータとして構成され、上述した入力回路
７，８、Ａ／Ｄ変換器９、入出力回路１０の他に、ＣＰ
Ｕ１７、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ１９等が設けられている。
次に、上記のハードウェア構造に基づく本発明に係る空
燃比制御の一例を、図３〜図５に示したフローチャート
に基づいて説明する。
【００１４】図３は空燃比補正係数αを演算する空燃比
フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。ステップ１においては、上流側酸素センサ４による
空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立してい
るか否かを判別する。閉ループ（フィードバック）条件
成立の時は、ステップ２に進んで空燃比補正係数αを1.
0 とする。又、閉ループ（フィードバック）条件が不成
立の時は、ステップ３に進む。このステップ３では、上
流側酸素センサ４の出力ＯＳＲ１をＡ／Ｄ変換して読み
込み、ステップ４においてＯＳＲ１がスライスレベル電
圧ＳＬＦ以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッ
チかリーンかを判別する。リッチが判別されたならば、
ステップ５に進んで空燃比フラグＦ１を１（リッチ）と
する。リーンが判別されたならば、ステップ６に進んで
空燃比フラグＦ１を０（リーン）とする。ステップ７に
おいては、前記空燃比フラグＦ１の符号が反転したか否
かを判別する。即ち、空燃比が反転したか否かを判別す
る。空燃比が反転していれば、ステップ８に進んで、前
記空燃比フラグＦ１の値により、リッチからリーンへの
反転か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッ
チからリーンへの反転であれば、ステップ９に進んで後
に説明するサブルーチンにより空燃比フィードバック制
御定数としてのリッチ微分量ＰＬの補正量ＰＨＯＳを演
算した後にステップ１０に進んで、α＝α＋ＰＬ＋ＰＨ
ＯＳとスキップ的に増大させ、逆にリーンからリッチへ
の反転であれば、ステップ１１に進んでやはりサブルー
チンにより空燃比フィードバック制御定数としてのリー
ン微分量ＰＲの補正量ＰＨＯＳを演算した後にステップ
１２に進んで、α＝α−ＰＲ＋ＰＨＯＳとスキップ的に
減少させる。つまり、微分処理を行う。
フィードバック制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。ステップ１においては、上流側酸素センサ４による
空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立してい
るか否かを判別する。閉ループ（フィードバック）条件
成立の時は、ステップ２に進んで空燃比補正係数αを1.
0 とする。又、閉ループ（フィードバック）条件が不成
立の時は、ステップ３に進む。このステップ３では、上
流側酸素センサ４の出力ＯＳＲ１をＡ／Ｄ変換して読み
込み、ステップ４においてＯＳＲ１がスライスレベル電
圧ＳＬＦ以下か否かを判別する。つまり、空燃比がリッ
チかリーンかを判別する。リッチが判別されたならば、
ステップ５に進んで空燃比フラグＦ１を１（リッチ）と
する。リーンが判別されたならば、ステップ６に進んで
空燃比フラグＦ１を０（リーン）とする。ステップ７に
おいては、前記空燃比フラグＦ１の符号が反転したか否
かを判別する。即ち、空燃比が反転したか否かを判別す
る。空燃比が反転していれば、ステップ８に進んで、前
記空燃比フラグＦ１の値により、リッチからリーンへの
反転か、リーンからリッチへの反転かを判別する。リッ
チからリーンへの反転であれば、ステップ９に進んで後
に説明するサブルーチンにより空燃比フィードバック制
御定数としてのリッチ微分量ＰＬの補正量ＰＨＯＳを演
算した後にステップ１０に進んで、α＝α＋ＰＬ＋ＰＨ
ＯＳとスキップ的に増大させ、逆にリーンからリッチへ
の反転であれば、ステップ１１に進んでやはりサブルー
チンにより空燃比フィードバック制御定数としてのリー
ン微分量ＰＲの補正量ＰＨＯＳを演算した後にステップ
１２に進んで、α＝α−ＰＲ＋ＰＨＯＳとスキップ的に
減少させる。つまり、微分処理を行う。
【００１５】ステップ７において、空燃比フラグＦ１の
符号が反転していなければ、ステップ１３，１４，１５
にて積分処理を行う。つまり、ステップ１３において、
Ｆ１＝０か否かの判定を行う。Ｆ１＝０（リーン）であ
れば、ステップ１４において、α＝α＋ＩＬ（リッチ積
分定数）とし、Ｆ１＝１（リッチ）であれば、ステップ
１５において、α＝α−ＩＲ（リーン積分定数）とす
る。
符号が反転していなければ、ステップ１３，１４，１５
にて積分処理を行う。つまり、ステップ１３において、
Ｆ１＝０か否かの判定を行う。Ｆ１＝０（リーン）であ
れば、ステップ１４において、α＝α＋ＩＬ（リッチ積
分定数）とし、Ｆ１＝１（リッチ）であれば、ステップ
１５において、α＝α−ＩＲ（リーン積分定数）とす
る。
【００１６】ここで、上記の積分定数ＩＬ，ＩＲは、前
記微分量ＰＬ，ＰＲに比して充分に小さく設定してあ
る。従って、ステップ１４はリーン状態（Ｆ１＝０）で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ１５はリッチ状
態（Ｆ１＝１）で燃料噴射量を徐々に減少させる。上述
のようにして演算された空燃比補正係数αを図２のＲＡ
Ｍ１９に格納し、ステップ１６に進む。このステップ１
６では、下流側酸素センサ５の出力信号の反転時に補正
量ＰＨＯＳをリッチ側とリーン側において個別に所定期
間ホールドする空燃比フィードバック制御定数ホールド
手段の作用によって前記補正量ＰＨＯＳの変化を遅延
（ディレイ）させるためのディレイカウンタＤＬＹがＤ
ＬＹ≦０であるか否かを判定し、ＤＬＹ≦０であれば、
ステップ１７に進んで、フラグＦ３を０（ディレイカウ
ンタＤＬＹをＯＦＦ）する。
記微分量ＰＬ，ＰＲに比して充分に小さく設定してあ
る。従って、ステップ１４はリーン状態（Ｆ１＝０）で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ１５はリッチ状
態（Ｆ１＝１）で燃料噴射量を徐々に減少させる。上述
のようにして演算された空燃比補正係数αを図２のＲＡ
Ｍ１９に格納し、ステップ１６に進む。このステップ１
６では、下流側酸素センサ５の出力信号の反転時に補正
量ＰＨＯＳをリッチ側とリーン側において個別に所定期
間ホールドする空燃比フィードバック制御定数ホールド
手段の作用によって前記補正量ＰＨＯＳの変化を遅延
（ディレイ）させるためのディレイカウンタＤＬＹがＤ
ＬＹ≦０であるか否かを判定し、ＤＬＹ≦０であれば、
ステップ１７に進んで、フラグＦ３を０（ディレイカウ
ンタＤＬＹをＯＦＦ）する。
【００１７】次に、図４に基づいて図３のフローチャー
トのステップ９，１１におけるサブルーチンの作用を説
明する。このサブルーチンは、上述したようにＰＨＯＳ
の演算ルーチンである。即ち、ステップ２１において
は、下流側酸素センサ５の出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換し
て読み込み、ステップ２２においてＯＳＲ２がスライス
レベル電圧ＳＬＲ以下か否かを判別する。つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。リッチが判別された
ならば、ステップ２３に進んで空燃比フラグＦ２を１
（リッチ）とする。リーンが判別されたならば、ステッ
プ２４に進んで空燃比フラグＦ２を０（リーン）とす
る。ステップ２５においては、前記空燃比フラグＦ２の
符号が反転したか否か、つまり、空燃比が反転したか否
かを判別する。
トのステップ９，１１におけるサブルーチンの作用を説
明する。このサブルーチンは、上述したようにＰＨＯＳ
の演算ルーチンである。即ち、ステップ２１において
は、下流側酸素センサ５の出力ＯＳＲ２をＡ／Ｄ変換し
て読み込み、ステップ２２においてＯＳＲ２がスライス
レベル電圧ＳＬＲ以下か否かを判別する。つまり、空燃
比がリッチかリーンかを判別する。リッチが判別された
ならば、ステップ２３に進んで空燃比フラグＦ２を１
（リッチ）とする。リーンが判別されたならば、ステッ
プ２４に進んで空燃比フラグＦ２を０（リーン）とす
る。ステップ２５においては、前記空燃比フラグＦ２の
符号が反転したか否か、つまり、空燃比が反転したか否
かを判別する。
【００１８】空燃比が反転していれば、ステップ２６か
ら後段の各ステップに進んで、補正量ＰＨＯＳをリッチ
側とリーン側において個別に所定期間ホールドするため
の制御フローを実行する。空燃比が反転していなけれ
ば、ステップ３４から後段の各ステップに進んで、通常
の補正量ＰＨＯＳの増量，減量の制御フローを実行す
る。
ら後段の各ステップに進んで、補正量ＰＨＯＳをリッチ
側とリーン側において個別に所定期間ホールドするため
の制御フローを実行する。空燃比が反転していなけれ
ば、ステップ３４から後段の各ステップに進んで、通常
の補正量ＰＨＯＳの増量，減量の制御フローを実行す
る。
【００１９】即ち、ステップ２６において、前記空燃比
フラグＦ２の値により、リッチからリーンへの反転か、
リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチからリ
ーンへの反転であれば、ステップ２７に進んで、補正量
ＰＨＯＳの最小値ＰＨＯＳＭＩを次式により演算する。 ＰＨＯＳＭＩ＝１／４（ＰＨＯＳ）＋３／４（ＰＨＯＳＭＩ） ステップ２８では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
する前に該補正量ＰＨＯＳをステップ状に増大変化させ
る値ＰＨＰＬを、補正量ＰＨＯＳの最大値ＰＨＯＳＭＡ
と最小値ＰＨＯＳＭＩとに基づいて次式により演算す
る。
フラグＦ２の値により、リッチからリーンへの反転か、
リーンからリッチへの反転かを判別する。リッチからリ
ーンへの反転であれば、ステップ２７に進んで、補正量
ＰＨＯＳの最小値ＰＨＯＳＭＩを次式により演算する。 ＰＨＯＳＭＩ＝１／４（ＰＨＯＳ）＋３／４（ＰＨＯＳＭＩ） ステップ２８では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
する前に該補正量ＰＨＯＳをステップ状に増大変化させ
る値ＰＨＰＬを、補正量ＰＨＯＳの最大値ＰＨＯＳＭＡ
と最小値ＰＨＯＳＭＩとに基づいて次式により演算す
る。
【００２０】 ＰＨＰＬ＝１／１０（ＰＨＯＳＭＡ−ＰＨＯＳＭＩ） ステップ２９では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
するために補正量ＰＨＯＳの変化を遅延（ディレイ）さ
せるためのディレイカウンタＤＬＹに所定カウンタ値Ｄ
ＬＹＬを設定する（ＤＬＹ＝ＤＬＹＬ）と共に、ホール
ドする補正量ＰＨＯＳを次式により演算する。
するために補正量ＰＨＯＳの変化を遅延（ディレイ）さ
せるためのディレイカウンタＤＬＹに所定カウンタ値Ｄ
ＬＹＬを設定する（ＤＬＹ＝ＤＬＹＬ）と共に、ホール
ドする補正量ＰＨＯＳを次式により演算する。
【００２１】ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ＋ＰＨＰＬ ステップ３０では、フラグＦ３を０（ディレイカウンタ
ＤＬＹをＯＮ）する。一方、ステップ２６において、前
記空燃比フラグＦ２の値により、リーンからリッチへの
反転であれば、ステップ３１に進んで、補正量ＰＨＯＳ
の最大値ＰＨＯＳＭＡを次式により演算する。
ＤＬＹをＯＮ）する。一方、ステップ２６において、前
記空燃比フラグＦ２の値により、リーンからリッチへの
反転であれば、ステップ３１に進んで、補正量ＰＨＯＳ
の最大値ＰＨＯＳＭＡを次式により演算する。
【００２２】 ＰＨＯＳＭＡ＝１／４（ＰＨＯＳ）＋３／４（ＰＨＯＳＭＡ） ステップ３２では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
する前に該補正量ＰＨＯＳをステップ状に減少変化させ
る値ＰＨＰＲを、補正量ＰＨＯＳの最大値ＰＨＯＳＭＡ
と最小値ＰＨＯＳＭＩとに基づいて次式により演算す
る。 ＰＨＰＲ＝１／１０（ＰＨＯＳＭＡ−ＰＨＯＳＭＩ） ステップ３３では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
するために補正量ＰＨＯＳの変化を遅延（ディレイ）さ
せるためのディレイカウンタＤＬＹに所定カウンタ値Ｄ
ＬＹＲを設定する（ＤＬＹ＝ＤＬＹＲ）と共に、ホール
ドする補正量ＰＨＯＳを次式により演算して、ステップ
３０に進む。
する前に該補正量ＰＨＯＳをステップ状に減少変化させ
る値ＰＨＰＲを、補正量ＰＨＯＳの最大値ＰＨＯＳＭＡ
と最小値ＰＨＯＳＭＩとに基づいて次式により演算す
る。 ＰＨＰＲ＝１／１０（ＰＨＯＳＭＡ−ＰＨＯＳＭＩ） ステップ３３では、補正量ＰＨＯＳを所定期間ホールド
するために補正量ＰＨＯＳの変化を遅延（ディレイ）さ
せるためのディレイカウンタＤＬＹに所定カウンタ値Ｄ
ＬＹＲを設定する（ＤＬＹ＝ＤＬＹＲ）と共に、ホール
ドする補正量ＰＨＯＳを次式により演算して、ステップ
３０に進む。
【００２３】ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ−ＰＨＰＲ ステップ３４においては、前記空燃比フラグＦ２の値に
より、リッチかリーンかを判別する。リーンであれば、
ステップ３５に進んで、フラグＦ３が０か１かを判定
し、フラグＦ３が０（ディレイカウンタＤＬＹがＯＦ
Ｆ）であれば、ステップ３６に進んで、ＰＨＯＳ＝ＰＨ
ＯＳ＋ΔＰＨＯＳＬを演算してＰＨＯＳを増大させ、フ
ラグＦ３が１（ディレイカウンタＤＬＹがＯＮ）であれ
ば、ステップ３７に進んで、ディレイカウンタＤＬＹの
設定カウンタ値から１を減算する（ＤＬＹ＝ＤＬＹ−
１）。ステップ３４においては、リッチであれば、ステ
ップ３８に進んで、フラグＦ３が０か１かを判定し、フ
ラグＦ３が０（ディレイカウンタＤＬＹがＯＦＦ）であ
れば、ステップ３９に進んで、ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ−Δ
ＰＨＯＳＲを演算してＰＨＯＳを減少させ、フラグＦ３
が１（ディレイカウンタＤＬＹがＯＮ）であれば、ステ
ップ４０に進んで、ディレイカウンタＤＬＹの設定カウ
ンタ値から１を減算する（ＤＬＹ＝ＤＬＹ−１）。
より、リッチかリーンかを判別する。リーンであれば、
ステップ３５に進んで、フラグＦ３が０か１かを判定
し、フラグＦ３が０（ディレイカウンタＤＬＹがＯＦ
Ｆ）であれば、ステップ３６に進んで、ＰＨＯＳ＝ＰＨ
ＯＳ＋ΔＰＨＯＳＬを演算してＰＨＯＳを増大させ、フ
ラグＦ３が１（ディレイカウンタＤＬＹがＯＮ）であれ
ば、ステップ３７に進んで、ディレイカウンタＤＬＹの
設定カウンタ値から１を減算する（ＤＬＹ＝ＤＬＹ−
１）。ステップ３４においては、リッチであれば、ステ
ップ３８に進んで、フラグＦ３が０か１かを判定し、フ
ラグＦ３が０（ディレイカウンタＤＬＹがＯＦＦ）であ
れば、ステップ３９に進んで、ＰＨＯＳ＝ＰＨＯＳ−Δ
ＰＨＯＳＲを演算してＰＨＯＳを減少させ、フラグＦ３
が１（ディレイカウンタＤＬＹがＯＮ）であれば、ステ
ップ４０に進んで、ディレイカウンタＤＬＹの設定カウ
ンタ値から１を減算する（ＤＬＹ＝ＤＬＹ−１）。
【００２４】次に、図５に基づいて本発明制御のベース
フローについて説明する。ステップ４１においては、例
えば、ΔＰＨＯＳＬ＝１５×１０-6，ＰＨＯＳＲ＝７×
１０-6，ＤＬＹＲ＝２００，ＤＬＹＬ＝０と設定する。
ＤＬＹＲ＝２００，ＤＬＹＬ＝０の設定は、制御空燃比
をリッチ側にシフトすることができ、リーン側にシフト
するには、ＤＬＹＲ＝０，ＤＬＹＬ＝２００の設定にす
る。
フローについて説明する。ステップ４１においては、例
えば、ΔＰＨＯＳＬ＝１５×１０-6，ＰＨＯＳＲ＝７×
１０-6，ＤＬＹＲ＝２００，ＤＬＹＬ＝０と設定する。
ＤＬＹＲ＝２００，ＤＬＹＬ＝０の設定は、制御空燃比
をリッチ側にシフトすることができ、リーン側にシフト
するには、ＤＬＹＲ＝０，ＤＬＹＬ＝２００の設定にす
る。
【００２５】ステップ４２においては、図３に基づいて
説明したルーチンによる空燃比補正係数αの演算を行
い、ステップ４３で燃料噴射量の演算、ステップ４４で
図２の燃料噴射弁１６の駆動、を夫々実行する。以上の
説明から明らかなように、下流側酸素センサ５の出力信
号の反転時において、空燃比フィードバック制御定数と
しての微分量の補正量ＰＨＯＳをリッチ側でＤＬＹＬの
期間だけホールドし、リーン側でＤＬＹＲの期間だけホ
ールドするように、かつこのＤＬＹＬとＤＬＹＲの期間
をアンバランスにするようにしたから（図６参照）、モ
ードエミッションを任意値に収束させることができ、モ
ードエミッション収束点即ち、トータルのＣＯ排出量と
ＮＯX 排出量の比であるＣＯ／ＮＯX バランスを任意に
設定することが容易となる。
説明したルーチンによる空燃比補正係数αの演算を行
い、ステップ４３で燃料噴射量の演算、ステップ４４で
図２の燃料噴射弁１６の駆動、を夫々実行する。以上の
説明から明らかなように、下流側酸素センサ５の出力信
号の反転時において、空燃比フィードバック制御定数と
しての微分量の補正量ＰＨＯＳをリッチ側でＤＬＹＬの
期間だけホールドし、リーン側でＤＬＹＲの期間だけホ
ールドするように、かつこのＤＬＹＬとＤＬＹＲの期間
をアンバランスにするようにしたから（図６参照）、モ
ードエミッションを任意値に収束させることができ、モ
ードエミッション収束点即ち、トータルのＣＯ排出量と
ＮＯX 排出量の比であるＣＯ／ＮＯX バランスを任意に
設定することが容易となる。
【００２６】例えば、図７に示すモードエミッションの
収束点を、目標とするＣＯ／ＮＯX バランス値に対して
ずれることなく設定でき、空燃比を任意に選択できるよ
うになる。この場合、ＤＬＹＲを大きくすれば、ＣＯ／
ＮＯX 比を大きく（リッチシフト）でき、ＤＬＹＬを大
きくすれば、ＣＯ／ＮＯX 比を小さく（リーンシフト）
できる。
収束点を、目標とするＣＯ／ＮＯX バランス値に対して
ずれることなく設定でき、空燃比を任意に選択できるよ
うになる。この場合、ＤＬＹＲを大きくすれば、ＣＯ／
ＮＯX 比を大きく（リッチシフト）でき、ＤＬＹＬを大
きくすれば、ＣＯ／ＮＯX 比を小さく（リーンシフト）
できる。
【００２７】又、特に、本実施例によると、次のような
利点がある。即ち、上述のようにホールド期間を設ける
結果、補正制御周期の増大を来し、エミッション値自体
は悪化する（原点離れ）。このため、本実施例において
は、図６に示すように、下流側酸素センサ５の出力信号
がリーンからリッチに反転したときには、ＰＨＯＳ値か
らＰＨＰＲだけ差し引いて該ＰＨＯＳ値をステップ状に
変化させ、リッチからリーンに反転したときには、ＰＨ
ＯＳ値にＰＨＰＬを加えて該ＰＨＯＳ値をステップ状に
変化させるようにしてから、所定期間ホールドするよう
にしており、これにより、補正制御周期の短縮化を図れ
るようになり、エミッション値自体の悪化を防止でき、
エミッションを最良点に収束させることができる。
利点がある。即ち、上述のようにホールド期間を設ける
結果、補正制御周期の増大を来し、エミッション値自体
は悪化する（原点離れ）。このため、本実施例において
は、図６に示すように、下流側酸素センサ５の出力信号
がリーンからリッチに反転したときには、ＰＨＯＳ値か
らＰＨＰＲだけ差し引いて該ＰＨＯＳ値をステップ状に
変化させ、リッチからリーンに反転したときには、ＰＨ
ＯＳ値にＰＨＰＬを加えて該ＰＨＯＳ値をステップ状に
変化させるようにしてから、所定期間ホールドするよう
にしており、これにより、補正制御周期の短縮化を図れ
るようになり、エミッション値自体の悪化を防止でき、
エミッションを最良点に収束させることができる。
【００２８】尚、上記実施例において、図４のフローチ
ャートの各ステップは、下流側酸素センサ５の出力に応
じて空燃比フィードバック制御定数を演算する本発明の
制御定数演算手段と空燃比フィードバック制御定数をリ
ッチ側とリーン側において個別に所定期間ホールドする
空燃比フィードバック制御定数ホールド手段に相当す
る。
ャートの各ステップは、下流側酸素センサ５の出力に応
じて空燃比フィードバック制御定数を演算する本発明の
制御定数演算手段と空燃比フィードバック制御定数をリ
ッチ側とリーン側において個別に所定期間ホールドする
空燃比フィードバック制御定数ホールド手段に相当す
る。
【００２９】又、図３のフローチャートの各ステップ
は、上流側酸素センサ５の出力及び制御定数演算手段に
より演算された空燃比フィードバック制御定数に応じて
空燃比補正量を演算する本発明の空燃比補正量演算手段
に相当する。尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
は、上流側酸素センサ５の出力及び制御定数演算手段に
より演算された空燃比フィードバック制御定数に応じて
空燃比補正量を演算する本発明の空燃比補正量演算手段
に相当する。尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
【００３０】例えば、上記実施例においては、下流側酸
素センサ５の出力に応じて空燃比フィードバック制御定
数を演算する制御定数演算手段における制御定数とし
て、微分量を採用したが、制御定数として、積分定数や
リーン遅延時間と逆の判断を保持するためのリッチ遅延
時間との関係（リーン遅延時間＞リッチ遅延時間）や下
流側酸素センサ５の出力の比較電圧としてのスライスレ
ベル或いは空燃比判定のディレイ時間或いは上流側酸素
センサ４の出力の比較電圧を変化させても良い。
素センサ５の出力に応じて空燃比フィードバック制御定
数を演算する制御定数演算手段における制御定数とし
て、微分量を採用したが、制御定数として、積分定数や
リーン遅延時間と逆の判断を保持するためのリッチ遅延
時間との関係（リーン遅延時間＞リッチ遅延時間）や下
流側酸素センサ５の出力の比較電圧としてのスライスレ
ベル或いは空燃比判定のディレイ時間或いは上流側酸素
センサ４の出力の比較電圧を変化させても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内燃
機関の空燃比制御装置によると、内燃機関の排気系に介
装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に夫
々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空燃比センサを
備え、下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御として、上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比
フィードバック制御の制御定数としての微分量や積分定
数等を補正する、即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数を補正する制御を行うものにおいて、
下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリッチ若し
くはリッチからリーンへの反転時に、空燃比フィードバ
ック制御定数をリッチ側とリーン側において個別に所定
期間ホールドするようにしたから、２つの空燃比センサ
の出力に基づく空燃比フィードバック制御により、上流
側空燃比センサの出力特性のばらつきを下流側空燃比セ
ンサにより吸収でき、しかも、モードエミッションを任
意値に収束させることができ、モードエミッション収束
点即ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の比であ
るＣＯ／ＮＯX バランスを任意に設定することが容易と
なり、空燃比を任意に選択できる有用性大なるものであ
る。
機関の空燃比制御装置によると、内燃機関の排気系に介
装された排気ガス浄化用の触媒の上流側及び下流側に夫
々排気ガス中の特定成分濃度を検出する空燃比センサを
備え、下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック
制御として、上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比
フィードバック制御の制御定数としての微分量や積分定
数等を補正する、即ち、下流側空燃比センサの出力に応
じて前記制御定数を補正する制御を行うものにおいて、
下流側空燃比センサの出力信号のリーンからリッチ若し
くはリッチからリーンへの反転時に、空燃比フィードバ
ック制御定数をリッチ側とリーン側において個別に所定
期間ホールドするようにしたから、２つの空燃比センサ
の出力に基づく空燃比フィードバック制御により、上流
側空燃比センサの出力特性のばらつきを下流側空燃比セ
ンサにより吸収でき、しかも、モードエミッションを任
意値に収束させることができ、モードエミッション収束
点即ち、トータルのＣＯ排出量とＮＯX 排出量の比であ
るＣＯ／ＮＯX バランスを任意に設定することが容易と
なり、空燃比を任意に選択できる有用性大なるものであ
る。
【図１】 本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置のク
レーム対応図
レーム対応図
【図２】 本発明を実施するための装置のシステム図
【図３】 本発明の制御内容を説明するフローチャート
【図４】 本発明の制御内容を説明するフローチャート
【図５】 本発明の制御内容を説明するフローチャート
【図６】 図４のフローチャートの補足説明するための
タイミングチャート
タイミングチャート
【図７】 従来のシステムの問題点を説明するモードエ
ミッション収束点（ＣＯ／ＮＯX バランス）の説明図
ミッション収束点（ＣＯ／ＮＯX バランス）の説明図
１ エンジン ２ 排気管 ３ 触媒コンバータ ４ 上流側酸素センサ ５ 下流側酸素センサ ６ エンジン制御装置 １６ 燃料噴射弁
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気系に介装された排気ガス浄
化用の触媒の上流側及び下流側に夫々排気ガス中の特定
成分濃度を検出する空燃比センサを備え、下流側空燃比
センサの出力に応じて空燃比フィードバック制御定数を
演算する制御定数演算手段と、前記上流側空燃比センサ
の出力及び前記制御定数演算手段により演算された空燃
比フィードバック制御定数に応じて空燃比補正量を演算
する空燃比補正量演算手段と、該空燃比補正量演算手段
によって演算された空燃比補正量に基づいて空燃比を調
整する空燃比調整手段と、前記下流側空燃比センサの出
力信号のリーンからリッチ若しくはリッチからリーンへ
の反転時に、前記空燃比フィードバック制御定数をリッ
チ側とリーン側において個別に所定期間ホールドする空
燃比フィードバック制御定数ホールド手段と、を備えて
構成されることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16019691A JP2692430B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16019691A JP2692430B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510177A JPH0510177A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2692430B2 true JP2692430B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=15709891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16019691A Expired - Fee Related JP2692430B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692430B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP16019691A patent/JP2692430B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510177A (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 12 |
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