JP3733671B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP3733671B2
JP3733671B2 JP34405596A JP34405596A JP3733671B2 JP 3733671 B2 JP3733671 B2 JP 3733671B2 JP 34405596 A JP34405596 A JP 34405596A JP 34405596 A JP34405596 A JP 34405596A JP 3733671 B2 JP3733671 B2 JP 3733671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
desorption amount
amount
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP34405596A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10184424A (en
Inventor
章弘 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP34405596A priority Critical patent/JP3733671B2/en
Publication of JPH10184424A publication Critical patent/JPH10184424A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3733671B2 publication Critical patent/JP3733671B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三元触媒は空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ，ＣＯを酸化しかつＮＯｘを還元する機能を有し、従って空燃比をほぼ理論空燃比に維持しえれば三元触媒を用いてＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に浄化することができる。ところが空燃比をほぼ理論空燃比に維持することは困難であり、実際には空燃比が理論空燃比からずれてしまう。しかしながら空燃比が理論空燃比からずれたとしても三元触媒のＯ2 スレージ機能、即ち酸素貯蔵機能によってＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを浄化することができる。
【０００３】
即ち、三元触媒は空燃比がリーンのときに排気ガス中の過剰酸素を取込んで貯蔵する機能を有し、この機能によってＮＯｘが還元せしめられる。一方、空燃比がリッチになると排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒内に貯蔵されている酸素を奪い、それによって未燃ＨＣ，ＣＯが酸化せしめられる。従って空燃比が理論空燃比からずれたときにＮＯｘを還元せしめるには三元触媒が酸素を貯蔵しえる状態になければならず、即ち三元触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量に対して余裕がなければならず、一方このとき未燃ＨＣ，ＣＯを酸化せしめるには三元触媒が或る程度の酸素を貯蔵していなければならないことになる。即ち、空燃比が理論空燃比からリーン側にずれたときにＮＯｘを還元でき、空燃比が理論空燃比に対してリッチ側にずれたときに未燃ＨＣ，ＣＯを酸化できるようにするためには三元触媒の酸素吸蔵量を最大酸素吸蔵量の半分程度に維持しておく必要がある。
【０００４】
ところで三元触媒に吸着される酸素量および三元触媒から脱離される酸素量は吸入空気量および理論空燃比に対する空燃比のずれ量から算出することができ、従ってこれら吸入空気量および空燃比のずれ量から三元触媒の貯蔵酸素量を算出することができる。そこで三元触媒に貯蔵しておくべき目標貯蔵酸素量を予め定めておき、算出された三元触媒の貯蔵酸素量がこの目標貯蔵酸素量となるように燃料噴射量を制御するようにした内燃機関が公知である（特開昭６−２４９０２８号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように算出された貯蔵酸素量に基づいて三元触媒に貯蔵しておくべき酸素量を制御するためには三元触媒の貯蔵酸素量を正確に算出しなければならない。ところが上述のように吸入空気量および空燃比のずれ量から貯蔵酸素量を算出していると算出しているうちに実際の貯蔵酸素量に対してずれを生じ、従って貯蔵酸素量を正確に算出するためにはこのずれ量を修正する必要がある。しかしながら上述の内燃機関ではこのずれ量の修正を行っておらず、斯くして算出された貯蔵酸素量が実際の貯蔵酸素量を正確に表していないという問題を生ずる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために１番目の発明によれば、三元触媒上流の機関排気通路内に上流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関排気通路内に下流側空燃比センサを配置した内燃機関において、吸入空気量と上流側空燃比センサにより検出された空燃比と三元触媒における酸素の脱離速度と吸着速度の速度比とから三元触媒に貯蔵されている酸素の脱離量を示す貯蔵酸素脱離量を算出する算出手段と、貯蔵酸素脱離量が目標脱離量となるように機関の空燃比を制御する制御手段と、算出された貯蔵酸素脱離量が零に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンであるときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少すべく速度比を修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が零に達しているにもかかわらず下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンでないときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大すべく速度比を修正する速度比修正手段とを具備している。
【０００７】
即ち、算出された貯蔵酸素脱離量が零に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンであるときには、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が零に達していないのに実際には零になっているときには計算上の酸素の脱離速度が実際よりも速すぎると考えられる。従ってこのときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少させる。これに対して算出された貯蔵酸素脱離量が零であるにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンでないとき、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が零であるのに実際には零でないときには計算上の酸素の脱離速度が実際よりも遅すぎると考えられる。従ってこのときには逆に脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大させる。
【０００８】
２番目の発明では１番目の発明において、算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには最大脱離量を減量修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないときには最大脱離量を増量修正する最大脱離量修正手段を具備している。
【０００９】
即ち、算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているのに実際には最大脱離量に達していないときには計算上の最大脱離量が大きすぎると考えられる。従ってこのときには最大脱離量が減少せしめられる。これに対して算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないとき、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているのに実際には最大脱離量に達していないときには計算上の最大脱離量が小さすぎると考えられる。従ってこのときには最大脱離量が増大せしめられる。
【００１０】
３番目の発明では、三元触媒上流の機関排気通路内に上流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関排気通路内に下流側空燃比センサを配置した内燃機関において、吸入空気量と上流側空燃比センサにより検出された空燃比と三元触媒における酸素の脱離速度と吸着速度の速度比とから三元触媒に貯蔵された酸素の脱離量を示す貯蔵酸素脱離量を算出する算出手段と、該貯蔵酸素脱離量が目標脱離量となるように機関の空燃比を制御する制御手段と、算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大すべく速度比を修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらず下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少すべく速度比を修正する速度比修正手段とを具備している。
【００１１】
即ち、算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないのに実際には最大脱離量に達しているときには計算上の酸素の脱離速度が実際よりも遅すぎると考えられる。従ってこのときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大させる。これに対して算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないとき、即ち計算上では貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているのに実際には最大脱離量に達していないときには計算上の酸素の脱離速度が実際よりも速すぎると考えられる。従ってこのときには逆に脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、１は機関本体、２はピストン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタンク１０は吸気ダクト１２およびエアフローメータ１３を介してエアクリーナ１４に連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１５が配置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１６および排気管１７を介して三元触媒１８を内蔵したケーシング１９に接続される。
【００１３】
電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、常時電源に接続されたバックアップＲＡＭ３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフローメータ１３は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。スロットル弁１５にはスロットル弁１５がアイドリング位置にあることを示す出力信号を発生するアイドルスイッチ２１が取付けられ、このアイドルスイッチ２１の出力信号が入力ポート３６に入力される。また、機関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ２２が取付けられ、この水温センサ２２の出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００１４】
一方、三元触媒１８上流の排気管１７内には空燃比センサ２３（以下、上流側空燃比センサと称する）が配置され、三元触媒１８下流の排気管２０内にも空燃比センサ２４（以下、下流側空燃比センサと称する）が配置される。これら空燃比センサ２３，２４の出力信号は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、三元触媒１８内には三元触媒１８の温度に比例した出力電圧を発生する温度センサ２５が配置され、この温度センサ２５の出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、入力ポート３６には機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ２６が接続される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して夫々点火栓４および燃料噴射弁１１に接続される。
【００１５】
上流側空燃比センサ２３は図２（Ａ）に示されるように空燃比Ａ／Ｆに応じた電流Ｉを発生する。この電流Ｉは電圧に変換されてＡＤ変換器３８を介し入力ポート３６に入力される。従って上流側空燃比センサ２３の出力信号から三元触媒１８上流における空燃比Ａ／Ｆを知ることができる。
これに対して下流側空燃比センサ２４は図２（Ｂ）に示されるように理論空燃比において急変する出力電圧Ｖを発生する。即ち、下流側空燃比センサ２４は空燃比がリーンのときには０．１（Ｖ）程度の出力電圧Ｖを発生し、空燃比がリッチのときには０．９（Ｖ）程度の出力電圧を発生する。なお、本発明による実施例では下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖが設定値ＶL 、例えば０．２（Ｖ）よりも低いときに三元触媒１８の下流側における空燃比がリーンであると判断し、下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖが設定値ＶR 、例えば０．７（Ｖ）よりも高いときに三元触媒１８の下流側における空燃比がリッチであると判断するようにしている。
【００１６】
ところで三元触媒１８は空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ，ＣＯを酸化しかつＮＯｘを還元する機能、即ちＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。しかしながら冒頭で述べたように三元触媒１８はＯ2 ストレージ機能、即ちその内部に酸素を貯蔵する機能を有し、このＯ2 ストレージ機能によってたとえ空燃比が理論空燃比からずれたとしても三元触媒１８によってＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することができる。この酸素の貯蔵作用は三元触媒１８内に含まれるセリウムＣｅによって行われる。
【００１７】
即ち、セリウムＣｅは金属単体の状態であると不安定であり、酸素が結合するとセリアＣｅＯ2 となって安定する。従ってセリウムＣｅの周囲に酸素が存在すれば、即ち空燃比がリーンであればただちに酸素を奪ってセリアＣｅＯ2 となる。一方、空燃比がリッチになると、即ち排気ガス中に多量の未燃ＨＣ，ＣＯが存在するとこれら未燃ＨＣ，ＣＯはセリアＣｅＯ2 から酸素を奪い、従ってセリアＣｅＯ2 は再び不安定なセリウムＣｅとなる。この場合、セリウムＣｅが周囲から酸素を奪うのに要する時間は極めて短かく、即ち酸素の吸着速度は極めて速く、これに対して未燃ＨＣ，ＣＯがセリアＣｅＯ2 から酸素を奪うのに要する時間は若干長いこと、即ち酸素の脱離速度は吸着速度に比べて遅いことが判明している。
【００１８】
このように空燃比がリーンになると排気ガス中から酸素が奪われるので排気ガス中に含まれるＮＯｘが還元せしめられ、空燃比がリッチになると排気ガスの未燃ＨＣ，ＣＯがセリアＣｅＯ2 から酸素を奪うので未燃ＨＣ，ＣＯが酸化せしめられる。従って空燃比が理論空燃比からずれたとしてもＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することができる。ただし、この場合ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することができるのは空燃比がリーンになったときに三元触媒１８が酸素を貯蔵しうる状態になければならず、空燃比がリッチになったときに三元触媒１８が或る程度の酸素を貯蔵していなければならないことになる。
【００１９】
ところで三元触媒１８が貯蔵しうる酸素量には限度があり、三元触媒１８は三元触媒１８が貯蔵しうる酸素量以上の酸素は貯蔵することができない。一方、空燃比が理論空燃比からずれた場合にリーン側にずれるかリッチ側にずれるかはわからず、従ってどちら側にずれても排気ガス中の有害成分を浄化しうるためにはこれから貯蔵しうる酸素量とこれから脱離しうる酸素量とを等しくしておくことが必要となる。即ち、三元触媒１８が貯蔵しうる酸素量に限度があることを考えると三元触媒１８に貯蔵されている酸素量を三元触媒１８が貯蔵しうる最大酸素量の半分に維持しておく必要がある。
【００２０】
ところで三元触媒１８に貯蔵されている酸素量は直接計測することはできず、従ってこの酸素量は通常計算することによって求めるようにしている。この場合、通常は酸素の貯蔵量が零のときを基準として酸素の貯蔵量を算出するようにしているがこのような酸素の貯蔵量が零の状態を確実に創り出すためには空燃比がリッチである状態を積極的に創り出さなければならないという問題がある。更に、三元触媒１８からの酸素の脱離速度は比較的遅く、またこの脱離速度は雰囲気温度の影響を大きく受けるので空燃比が一時的にリッチになったからといって酸素の貯蔵量が必ず零になるとは言えないという欠点がある。即ち、酸素の貯蔵量が零のときを基準とすると基準値が狂うという危険性がある。
【００２１】
これに対して三元触媒１８の酸素の貯蔵量が最大となる状態は容易かつ確実に創り出すことができる。即ち、機関停止中は三元触媒１８は大気にさらされているので三元触媒１８の酸素の貯蔵量は最大となっており、これが三元触媒１８の通常の状態である。従って酸素の貯蔵量が最大である状態を基準とすることは極く自然である。また、減速運転中に燃料の供給を停止することは普通に行われており、このときには三元触媒１８は大気にさらされる。大気中には多量の酸素が存在しており、しかも三元触媒１８の酸素の吸着速度は速いために燃料の供給停止時間が極めて短時間であっても三元触媒１８の酸素の貯蔵量は確実に最大となる。従って本発明による実施例では酸素の貯蔵量が最大のときを基準として酸素の貯蔵量を算出するようにしている。
【００２２】
ところで酸素の貯蔵量が最大であるということは三元触媒に貯蔵されている酸素が全く脱離していないことを意味している。従って本発明による実施例ではこのような状態、即ち貯蔵酸素の脱離量が零の状態を基準として酸素の脱離量を求めるようにしている。この貯蔵酸素脱離量は以下記号ＯＳＣによって表される。従って貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零であるということは酸素の貯蔵量が最大であるときを示しており、貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大のときには脱離可能な酸素が全部脱離しているときを示している。貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大のときが以下記号ＯＳＣｍａｘでもって表される。
【００２３】
次に酸素の吸着量および脱離量の計算方法について説明する。本発明による実施例では時間Δｔ当りの酸素吸着量および酸素脱離量が次式を用いて算出される。
吸着量＝ＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）｝・Δｔ
脱離量＝ＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）／ｋ｝・Δｔ
ここでＫＯ2 は空気中の酸素濃度を示し、Ｇａは吸入空気量（ｇ／ｓ），（Ａ／Ｆ）は上流側空燃比センサ２３により検出された空燃比、（ΔＡ／Ｆ）はこの空燃比（Ａ／Ｆ）と理論空燃比との偏差（Ａ／Ｆ−理論空燃比）を表している。
【００２４】
空燃比がリーンのときには三元触媒１８に酸素が吸着されるのでこのときには上述の吸着量を求める式が用いられる。この式においてＫＯ2 ・Ｇａは機関シリンダ内に単位時間当りに供給される酸素量（ｇ／ｓ）を示しており、（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）は燃焼した際に余剰となる酸素の割合を示している。従ってＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）｝・Δｔは時間Δｔ当りの余剰酸素量（ｇ）を表している。ここでΔＡ／Ｆは正である。このような余剰酸素が存在するとこの余剰酸素はただちに三元触媒１８に吸着されるものと考えられるので時間Δｔ当りの吸着量は余剰酸素量と同一量となり、従って時間Δｔ当りの吸着量は上式の如く表されることになる。
【００２５】
このように空燃比がリーンのときには時間Δｔ当り上述の余剰酸素量が貯蔵されることになり、従って上述の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは逆に時間Δｔ当り上述の余剰酸素量だけ減少することになる。従って貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは次式で表されることになる。
ＯＳＣ＝ＯＳＣ−ＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）｝・Δｔ
一方、空燃比がリッチのときには三元触媒１８から酸素が脱離するのでこのときには上述の脱離量を求める式が用いられる。この式においてもＫＯ2 ・Ｇａは機関シリンダ内に単位時間当りに供給される酸素量（ｇ／ｓ）を示している。これに対しこの式において（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）は燃焼した際に不足する酸素の割合を示しており、従ってＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）｝・Δｔは時間Δｔ当りの不足酸素量（ｇ）を表している。ここでΔＡ／Ｆは負である。
【００２６】
燃焼する際に酸素が不足するとこの不足酸素量分だけ未燃ＨＣ，ＣＯが発生し、この未燃ＨＣ，ＣＯの発生量に比例した量の酸素、即ち不足酸素量に比例した量の酸素が三元触媒１８から脱離せしめられる。ところが前述したように三元触媒１８からの酸素の脱離速度は三元触媒１８への酸素の吸着速度よりも遅く、従ってこのとき三元触媒１８から脱離せしめられる酸素量は吸着速度に対して脱離速度が遅い分だけ不足酸素量よりも少なくなる。云い換えると三元触媒１８から脱離せしめられる酸素量は不足酸素量の（脱離速度／吸着速度）倍となる。従ってこの脱離速度と吸着速度との速度比をｌ／ｋ（＝脱離速度／吸着速度）とすると時間Δｔ当りの脱離量は上述の不足酸素量に速度比ｌ／ｋを乗算した量となり、従って時間Δｔ当りの脱離量は上式の如く表されることになる。
【００２７】
このように空燃比がリッチのときには時間Δｔ当り不足酸素量・速度比ｌ／ｋが脱離することになり、従って上述の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは時間Δｔ当り不足酸素量・速度比ｌ／ｋだけ増大することになる。従ってΔＡ／Ｆ＜０であることを考えると貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは次式で表されることになる。
ＯＳＣ＝ＯＳＣ−ＫＯ2 ・｛Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）／ｋ｝・Δｔ
なお、空燃比が理論空燃比に維持されているときには酸素の吸着作用および脱離作用は行われていないと考えられるのでこのときには貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは変化しない。
【００２８】
このように貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは吸入空気量と、上流側空燃比センサ２３により検出された空燃比と、三元触媒１８における酸素の脱離速度と吸着速度の速度比ｌ／ｋとから算出することができる。これに対して貯蔵酸素の最大脱離量ＯＳＣｍａｘは基本的には三元触媒１８が新品のときの最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）と三元触媒１８の劣化係数ＤＫとの積（＝Ｇ（Ｔｃ）・ＤＫ）によって表される。三元触媒１８が新品のときの最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）は図３（Ａ）に示されるように三元触媒１８の温度Ｔｃの関数であり、この最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）は三元触媒１８の温度Ｔｃが高くなるほど大きくなる。
【００２９】
一方、三元触媒１８の劣化係数ＤＫは三元触媒１８が新品のときには１．０である。しかしながら三元触媒１８の使用期間が長くなるにつれて三元触媒１８が次第に劣化し、Ｏ2 ストレージ機能が次第に弱くなる。本発明による実施例では三元触媒１８の使用期間の代表値として累積運転時間ＴＤを用いており、この場合三元触媒１８の劣化係数ＤＫは図３（Ｂ）に示されるように累積運転時間ＴＤが長くなるにつれて次第に小さくなる。
【００３０】
図３（Ａ），（Ｂ）に示されるＧ（Ｔｃ）およびＤＫは実験により求められ、従ってこれらＧ（Ｔｃ）とＤＫの積から求められる最大脱離量ＯＳＣｍａｘは実際の最大脱離量をよく表している。しかしながら三元触媒１８の使用のしかたによってはＧ（Ｔｃ）とＤＫの積から求められる最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の最大脱離量を正確に表さなくなる危険性がある。そこで本発明による第１実施例では後述するように最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の最大脱離量を正確に表すように最大脱離量ＯＳＣｍａｘを修正係数ＫＯＳＣにより修正するようにしている。これに対して第２実施例では後述するようにＧ（Ｔｃ）とＤＫの積から求められた最大脱離量ＯＳＣｍａｘを修正することなくそのまま用いている。
【００３１】
本発明による実施例では空燃比が理論空燃比に対してリーン側或いはリッチ側のいずれにずれた場合でも排気ガス中の有害成分を浄化しうるように最大脱離量ＯＳＣｍａｘの半分を目標脱離量ＯＳＣｒｅｆとして設定し、計算により得られた貯蔵酸素脱離量ＯＳＣがこの目標脱離量ＯＳＣｒｅｆとなるように燃料噴射量が制御される。
【００３２】
即ち、本発明による実施例では空燃比を理論空燃比にするのに必要な基本燃料噴射時間ＴＡＵＢが予め実験により求められており、この基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは図４に示されるように機関負荷（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ３２内に記憶されている。燃料噴射時間をこの基本燃料噴射時間ＴＡＵＢに維持しておくと空燃比は理論空燃比に維持され、従って貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに維持されているときには燃料噴射時間は基本燃料噴射時間ＴＡＵＢに維持される。これに対して貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆからずれると貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに戻るように燃料噴射時間が増大又は減少せしめられる。次にこのことについて図５を参照しつつ説明する。
【００３３】
図５に示されるように貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに維持されているときには燃料噴射時間ＴＡＵが基本燃料噴射時間ＴＡＵＢに維持される。次いで酸素の脱離量が増大し、貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆよりも大きくなると機関空燃比をリーンにすべく燃料噴射時間ＴＡＵが基本燃料噴射時間ＴＡＵＢに対して減少せしめられる。機関空燃比がリーンになると三元触媒１８に酸素が吸着され、斯くして貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは再び目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに戻る。
【００３４】
次いで酸素の吸着量が増大し、貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆよりも小さくなると機関空燃比をリッチにすべく燃料噴射時間ＴＡＵが基本燃料噴射時間ＴＡＵＢに対して増大せしめられる。機関空燃比がリッチになると三元触媒１８から酸素が脱離され、斯くして貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは再び目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに戻る。
【００３５】
このように貯蔵酸素脱離量ＯＳＣに応じて燃料噴射時間ＴＡＵを制御することにより貯蔵酸素脱離量ＯＳＣを目標脱離量ＯＳＣｒｅｆに維持することができる。この場合、機関空燃比がリーンになると過剰酸素が三元触媒１８に奪われるために排気ガス中のＮＯｘが還元され、機関空燃比がリッチになると三元触媒１８から酸素を奪うことによって排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯは酸化され、斯くして三元触媒１８から流出する排気ガス中にはほとんど未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘが含まれないことになる。このとき図５に示されるように下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖは理論空燃比であることを示す０．４５（Ｖ）付近に維持される。
【００３６】
ところで本発明による実施例では例えば減速運転時において燃料の供給が停止されたときのように三元触媒１８への流入ガスが空気過剰であるとき、即ち貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零であるときを基準として貯蔵酸素脱離量ＯＳＣの計算が開始される。このとき計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣや計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の貯蔵酸素脱離量や実際の最大脱離量に対してずれると貯蔵酸素脱離量ＯＳＣを実際の最大脱離量の半分である目標脱離量に維持することができなくなる。そこで本発明による第１実施例では計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量に一致しかつ最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の最大脱離量に一致するように脱離速度と吸着速度の速度比ｌ／ｋを修正し、かつ最大脱離量ＯＳＣｍａｘを修正係数ＫＯＳＣにより修正するようにしている。次にこのことについて図６から図１１を参照しつつ説明する。
【００３７】
なお、この第１実施例では最大脱離量ＯＳＣｍａｘに修正係数ＫＯＳＣを乗算することによって最大脱離量ＯＳＣｍａｘが修正される。即ち、次式の計算が行われる。
ＯＳＣｍａｘ＝ＯＳＣｍａｘ・ＫＯＳＣ
従って修正係数ＫＯＳＣが増大すると最大脱離量ＯＳＣｍａｘが増大し、修正係数ＫＯＳＣが減少すると最大脱離量ＯＳＣｍａｘが減少することになる。
【００３８】
図６は貯蔵酸素脱離量ＯＳＣおよび最大脱離量ＯＳＣｍａｘが夫々実際の貯蔵酸素脱離量および実際の最大脱離量に完全に一致しており、このような状態で何らかの理由により一時的に機関空燃比が大巾にリーンになった場合を示している。機関空燃比が大巾にリーンになったとすると排気ガス中の酸素が急激に三元触媒１８に吸着されるので貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは急激に減少し、零に達する。貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達すると三元触媒１８はもはや酸素を吸着しえなくなるために三元触媒１８の下流における空燃比もリーンになり、斯くして図６に示されるように下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖは０．２（Ｖ）よりも低くなる。即ち、下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比はリーンとなる。このときには図６に示されるように修正係数ＫＯＳＣは変化せず、また速度比ｌ／ｋのｋの値も変化しない。
【００３９】
図７は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリーンになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになった場合を示している。このときには酸素の脱離速度を速く設定しすぎていたと考えられる。
このとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになったということは貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達していなくても実際の貯蔵酸素脱離量は零になっていることを意味している。このように計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣと実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣとの間で差が生じるのは酸素の脱離速度を速く設定しすぎ、その結果計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量よりも大きくなるからである。そこでこの場合には酸素の脱離速度を遅くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを低下させるために図７に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を大きくするようにしている。なお、このとき実際の貯蔵酸素脱離量は零になっているので計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零とされる。
【００４０】
図８は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリーンになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになっていない場合を示している。このときには酸素の脱離速度を遅く設定しすぎていたと考えられる。
このとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになっていないということは貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達していても実際の貯蔵酸素脱離量は零に達していないことを意味している。このように計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣと実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣとの間で差が生じるのは酸素の脱離速度を遅く設定しすぎ、その結果計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量よりも小さくなるからである。そこでこの場合には酸素の脱離速度を速くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを増大させるために図８に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を小さくするようにしている。
【００４１】
図９は貯蔵酸素脱離量ＯＳＣおよび最大脱離量ＯＳＣｍａｘが夫々実際の貯蔵酸素脱離量および実際の最大脱離量に完全に一致しており、このような状態で何らかの理由により一時的に機関空燃比が大巾にリッチになった場合を示している。機関空燃比が大巾にリッチになったとすると排気ガス中の酸素が急激に三元触媒１８から脱離されるので貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは急激に増大し、最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達する。貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達すると三元触媒１８にはもはや脱離すべき酸素が存在しなくなるために三元触媒１８の下流における空燃比もリッチになり、斯くして図９に示されるように下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖは０．７（Ｖ）よりも高くなる。即ち、下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比はリッチとなる。このときには図９に示されるように修正係数ＫＯＳＣは変化せず、また速度比ｌ／ｋのｋの値も変化しない。
【００４２】
図１０は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリッチになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチになった場合を示している。即ち、計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達していないのに実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達している場合を示している。
【００４３】
このように計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘと実際の最大脱離量との間で差を生じるのは酸素の脱離速度を低く設定しすぎているか、計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが誤まっているからである。この場合、酸素の脱離速度については図７および図８に示す方法で修正されているので酸素の脱離速度は正しいと考えられ、斯くして計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが誤まっているものと考えられる。従ってこの場合には図１０に示されるように最大脱離量ＯＳＣｍａｘを低下させるために修正係数ＫＯＳＣが低下せしめられる。更にこのとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは最大脱離量ＯＳＣｍａｘとされる。
【００４４】
図１１は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリッチになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチになっていない場合を示している。即ち、計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達しているのに実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達していない場合を示している。
【００４５】
このように計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘと実際の最大脱離量との間で差を生じるのは酸素の脱離速度を速く設定しすぎているか、計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが誤まっているからである。この場合、前述したように酸素の脱離速度については図７および図８に示す方法で修正されているので酸素の脱離速度は正しいと考えられ、斯くして計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが誤まっているものと考えられる。従ってこの場合には図１１に示されるように最大脱離量ＯＳＣｍａｘを増大させるために修正係数ＫＯＳＣが増大せしめられる。
【００４６】
このように第１実施例では計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣおよび計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘが夫々実際の貯蔵酸素脱離量および実際の最大脱離量に正確に一致せしめられる。従って実際の貯蔵酸素脱離量が実際の最大脱離量の半分に維持せしめられるので空燃比が理論空燃比からリーン側或いはリッチ側のいずれにずれても排気ガス中の有害成分を確実に浄化できることになる。
【００４７】
次に第１実施例において用いられる貯蔵酸素脱離量ＯＳＣの算出ルーチンについて図１２を参照しつつ説明する。なお、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図１２を参照するとまず初めにステップ１００において累積運転時間を求めるためのカウント値ＴＤが１だけインクリメントされる。次いでステップ１０１では機関始動後一定時間経過したか否かが判別され、機関始動後一定時間経過していないときにはステップ１１３に進む。ステップ１１３では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零とされ、次いで処理サイクルを完了する。一方、ステップ１０１において機関始動後一定時間経過したと判断されたときにはステップ１０２に進んで温度センサ２５により検出された三元触媒１８の温度Ｔｃが一定値Ｔｃｏよりも高くなったか否かが判別される。Ｔｃ≦Ｔｃｏのときにはステップ１１３に進み、Ｔｃ＞Ｔｃｏのときにはステップ１０３に進む。
【００４８】
ステップ１０３では減速運転時において燃料噴射が停止せしめられているか否かが判別され、燃料噴射が停止せしめられているときにはステップ１１３に進む。これに対して燃料噴射が停止せしめられていないときにはステップ１０４に進み、ステップ１０４からステップ１１２において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。この貯蔵酸素脱離量ＯＳＣの算出が開始される前はステップ１１３において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零とされており、従って貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零の状態から計算が開始されることがわかる。
【００４９】
ステップ１０４では上流側空燃比センサ２３の出力から図２（Ａ）に示す関係に基づいて算出された空燃比Ａ／Ｆが読込まれる。次いでステップ１０５ではこの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比であるか否かが判別され、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比のときには図１３に示す修正ルーチンに進む。これに対して空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比でないときにはステップ１０６に進んで空燃比Ａ／Ｆがリーンであるか否かが判別される。空燃比Ａ／Ｆがリーンであるときにはステップ１０７に進み、エアフローメータ１３により求められた吸入空気量Ｇａ、上流側空燃比センサ２３の出力に基づき算出された空燃比の偏差ΔＡ／Ｆ（＝空燃比Ａ／Ｆ−理論空燃比）および割込み時間間隔Δｔを用いて次式から貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。
【００５０】
ＯＳＣ←ＯＳＣ−ＫＯ2 ・Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）・Δｔ
次いでステップ１０８では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零よりも大きいか否かが判別される。ＯＳＣ≧０のときには図１３に示す修正ルーチンに進み、ＯＳＣ＜０のときにはステップ１０９に進んでＯＳＣを零とした後図１３に示す修正ルーチンに進む。
【００５１】
一方、ステップ１０６において空燃比Ａ／Ｆがリーンでないと判別されたとき、即ち空燃比Ａ／Ｆがリッチであるときにはステップ１１０に進み、エアフローメータ１３により求められた吸入空気量Ｇａ、上流側空燃比センサ２３の出力に基づき算出された空燃比の偏差ΔＡ／Ｆ（＝空燃比Ａ／Ｆ−理論空燃比）および割込み時間間隔Δｔを用いて次式から貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。
【００５２】
ＯＳＣ←ＯＳＣ−ＫＯ2 ・Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）／ｋ・Δｔ
次いでステップ１１１では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘよりも大きいか否かが判別される。ＯＳＣ≦ＯＳＣｍａｘのときには図１３に示す修正ルーチンに進み、ＯＳＣ＞ＯＳＣｍａｘのときにはステップ１１２に進んでＯＳＣをＯＳＣｍａｘとした後図１３に示す修正ルーチンに進む。
【００５３】
図１３に示す修正ルーチンではまず初めにステップ１１４において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零と最大脱離量ＯＳＣｍａｘとの間にあるか否かが判別される。ＯＳＣｍａｘ＞ＯＳＣ＞０であるときにはステップ１１５に進んで下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖが０．２（Ｖ）と０．７（Ｖ）の間であるか否か、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比が理論空燃比であるか否かが判別される。０．２＜Ｖ＜０．７のときには処理サイクルを完了する。これに対して０．２＜Ｖ＜０．７でないときにはステップ１１６に進む。
【００５４】
ステップ１１６ではＶ≧０．７であるか否かが判別される。Ｖ≧０．７であるとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチであるときにはステップ１１７に進み、次式に基づいて修正係数ＫＯＳＣが更新される。
ＫＯＳＣ＝ＫＯＳＣ・（１−β１）
ここでβ１は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときには修正係数ＫＯＳＣが図１０に示されるように減少せしめられる。次いでステップ１１８ではＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘとされる。
【００５５】
一方、ステップ１１６においてＶ＜０．７であると判断されたとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンであるときにはステップ１１９に進み、次式に基づいて速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
ｋ＝ｋ・（１＋γ１）
ここでγ１は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値が図７に示されるように増大せしめられる。次いでステップ１２０ではＯＳＣが零とされる。
【００５６】
一方、ステップ１１４においてＯＳＣｍａｘ＞ＯＳＣ＞０でないと判別されたときにはステップ１２１に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘであるか否かが判別される。ＯＳＣ＝ＯＳＣｍａｘのときにはステップ１２２に進んでＶ≧０．７であるか否かが判別される。Ｖ＜０．７のとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチでないときにはステップ１２３に進んで次式に基づき修正係数ＫＯＳＣが更新される。
【００５７】
ＫＯＳＣ＝ＫＯＳＣ・（１＋β２）
ここでβ２は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときには修正係数ＫＯＳＣが図１１に示されるように増大せしめられる。
これに対し、ステップ１２１においてＯＳＣ＝ＯＳＣｍａｘではないと判別されたときにはステップ１２４に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零であるか否かが判別される。ＯＳＣ＝０のときにはステップ１２５に進んでＶ≦０．２であるか否かが判別される。Ｖ＞０．２のとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンでないときにはステップ１２６に進んで次式に基づき速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
【００５８】
ｋ＝ｋ・（１−γ２）
ここでγ２は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値は図８に示されるように減少せしめられる。
次に第１実施例において用いられている燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンについて図１４を参照しつつ説明する。なお、このルーチンは繰返し実行される。
【００５９】
図１４を参照するとまず初めにステップ２００において図３（Ａ）に示す関係から求められた最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）と、図３（Ｂ）に示す関係から求められた劣化係数ＤＫとの積である最大脱離量ＯＳＣｍａｘ（＝Ｇ（Ｔｃ）・ＤＫ）が算出される。次いでステップ２０１では次式に示すように最大脱離量ＯＳＣｍａｘに修正係数ＫＯＳＣを乗算することによって最大脱離量ＯＳＣｍａｘが更新される。
【００６０】
ＯＳＣｍａｘ＝ＯＳＣｍａｘ・ＫＯＳＣ
次いでステップ２０２では最大脱離量ＯＳＣｍａｘの半分が目標脱離量ＯＳＣｒｅｆとされる。次いでステップ２０３では図４に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＡＵＢが算出される。
次いでステップ２０４では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆと等しいか否かが判別される。ＯＳＣ＝ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ２０５に進んで燃料噴射時間ＴＡＵが基本燃料噴射時間ＴＡＵＢとされる。これに対してＯＳＣ＝ＯＳＣｒｅｆでないときにはステップ２０６に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆよりも少ないか否かが判別される。ＯＳＣ＜ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ２０７に進んで基本燃料噴射時間ＴＡＵＢにリッチ補正係数ＫＲ（ＫＲ＞１．０）を乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＡＵＢ・ＫＲ）が算出される。これに対してＯＳＣ＞ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ２０８に進んで基本燃料噴射時間ＴＡＵＢにリーン補正係数ＫＬ（０＜ＫＬ＜１．０）を乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＡＵＢ・ＫＬ）が算出される。
【００６１】
なお、修正係数ＫＯＳＣの値および速度比ｌ／ｋのｋの値はバックアップＲＡＭ３５内に記憶される。
図１５から図２３は第２実施例を示している。この第２実施例は三元触媒１８が新品のときの最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）と劣化係数ＤＫの積から求められる最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の最大脱離量と一致する場合を示している。従ってこの第２実施例では最大脱離量ＯＳＣｍａｘを修正係数ＫＯＳＣにより修正する必要がないので修正係数ＫＯＳＣは用いておらず、計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量に一致しかつ最大脱離量ＯＳＣｍａｘが実際の最大脱離量に一致するように脱離速度と吸着速度の速度比ｌ／ｋのみを修正するようにしている。次にこのことについて図１５から図２０を参照しつつ説明する。
【００６２】
図１５は貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量に完全に一致しており、このような状態で何らかの理由により一時的に機関空燃比が大巾にリーンになった場合を示している。機関空燃比が大巾にリーンになったとすると排気ガス中の酸素が急激に三元触媒１８に吸着されるので貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは急激に減少し、零に達する。貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達すると三元触媒１８はもはや酸素を吸着しえなくなるために三元触媒１８の下流における空燃比もリーンになり、斯くして図１５に示されるように下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖは０．２（Ｖ）よりも低くなる。即ち、下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比はリーンとなる。このときには図１５に示されるように速度比ｌ／ｋのｋの値は変化しない。
【００６３】
図１６は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリーンになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになった場合を示している。このときには酸素の脱離速度を速く設定しすぎていたと考えられる。
このとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになったということは貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達していなくても実際の貯蔵酸素脱離量は零になっていることを意味している。このように計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣと実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣとの間で差が生じるのは酸素の脱離速度を速く設定しすぎ、その結果計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量よりも大きくなるからである。そこでこの場合には酸素の脱離速度を遅くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを低下させるために図１６に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を大きくするようにしている。なお、このとき実際の貯蔵酸素脱離量は零になっているので計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零とされる。
【００６４】
図１７は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリーンになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになっていない場合を示している。このときには酸素の脱離速度を遅く設定しすぎていたと考えられる。
このとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンになっていないということは貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零になっているにもかかわらずに実際の貯蔵酸素脱離量は零になっていないことを意味している。このように計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣと実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣとの間で差が生じるのは酸素の脱離速度を遅く設定しすぎ、その結果計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量よりも小さくなるからである。そこでこの場合には酸素の脱離速度を速くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを増大させるために図１７に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を小さくするようにしている。
【００６５】
図１８は貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量に完全に一致しており、このような状態で何らかの理由により一時的に機関空燃比が大巾にリッチになった場合を示している。機関空燃比が大巾にリッチになったとすると排気ガス中の酸素が急激に三元触媒１８から脱離されるので貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは急激に増大し、最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達する。貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達すると三元触媒１８には脱離すべき酸素が存在しなくなるために三元触媒１８の下流における空燃比もリッチになり、斯くして図１８に示されるように下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖは０．７（Ｖ）よりも高くなる。即ち、下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比はリッチとなる。このときには図１８に示されるように速度比ｌ／ｋのｋの値も変化しない。
【００６６】
図１９は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリッチになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達する前に下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチになった場合を示している。即ち、計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達していないのに実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達している場合を示している。
【００６７】
このように計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘと実際の最大脱離量との間で差を生じるのは酸素の脱離速度を低く設定しすぎているからである。従ってこの場合には酸素の脱離速度を速くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを増大させるために図１９に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を小さくするようにしている。更にこのとき貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは最大脱離量ＯＳＣｍａｘとされる。
【００６８】
図２０は何らかの理由により空燃比が一時的に大巾にリッチになったときに計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチになっていない場合を示している。即ち、計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達しているのに実際の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘに達していない場合を示している。
【００６９】
このように計算上の最大脱離量ＯＳＣｍａｘと実際の最大脱離量との間で差を生じるのは酸素の脱離速度を速く設定しすぎているからである。従ってこの場合には酸素の脱離速度を遅くさせるために、即ち速度比ｌ／ｋを減少させるために図２０に示される如く速度比ｌ／ｋのｋの値を大きくするようにしている。
このように第２実施例では空燃比がリーンになったときでもリッチになったときでも酸素の脱離速度が遅いと判断されたときには酸素の脱離速度が速められ、空燃比がリーンになったときでもリッチになったときでも酸素の脱離速度が速いと判断されたときには酸素の脱離速度が遅くされる。即ち、この第２実施例では酸素の脱離速度を更新する機会が増大せしめられるので酸素の脱離速度を実際の脱離速度に早期に一致させることができる。
【００７０】
このように第２実施例でも計算上の貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが実際の貯蔵酸素脱離量に正確に一致せしめられるので実際の貯蔵酸素脱離量が実際の最大脱離量の半分に維持せしめられ、斯くして空燃比が理論空燃比からリーン側或いはリッチ側のいずれにずれても排気ガス中の有害成分を確実に浄化できることになる。
次に第２実施例において用いられる貯蔵酸素脱離量ＯＳＣの算出ルーチンについて図２１を参照しつつ説明する。なお、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
【００７１】
図２１を参照するとまず初めにステップ３００において累積運転時間を求めるためのカウント値ＴＤが１だけインクリメントされる。次いでステップ３０１では機関始動後一定時間経過したか否かが判別され、機関始動後一定時間経過していないときにはステップ３１３に進む。ステップ３１３では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零とされ、次いで処理サイクルを完了する。一方、ステップ３０１において機関始動後一定時間経過したと判断されたときにはステップ３０２に進んで温度センサ２５により検出された三元触媒１８の温度Ｔｃが一定値Ｔｃｏよりも高くなったか否かが判別される。Ｔｃ≦Ｔｃｏのときにはステップ３１３に進み、Ｔｃ＞Ｔｃｏのときにはステップ３０３に進む。
【００７２】
ステップ３０３では減速運転時において燃料噴射が停止せしめられているか否かが判別され、燃料噴射が停止せしめられているときにはステップ３１３に進む。これに対して燃料噴射が停止せしめられていないときにはステップ３０４に進み、ステップ３０４からステップ３１２において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。この第２実施例においても貯蔵酸素脱離量ＯＳＣの算出が開始される前はステップ３１３において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零とされており、従って貯蔵酸素脱離量ＯＳＣは零の状態から計算が開始されることがわかる。
【００７３】
ステップ３０４では上流側空燃比センサ２３の出力から図２（Ａ）に示す関係に基づいて算出された空燃比Ａ／Ｆが読込まれる。次いでステップ３０５ではこの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比であるか否かが判別され、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比のときには図２２に示す修正ルーチンに進む。これに対して空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比でないときにはステップ３０６に進んで空燃比Ａ／Ｆがリーンであるか否かが判別される。空燃比Ａ／Ｆがリーンであるときにはステップ３０７に進み、エアフローメータ１３により求められた吸入空気量Ｇａ、上流側空燃比センサ２３の出力に基づき算出された空燃比の偏差ΔＡ／Ｆ（＝空燃比Ａ／Ｆ−理論空燃比）および割込み時間間隔Δｔを用いて次式から貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。
【００７４】
ＯＳＣ←ＯＳＣ−ＫＯ2 ・Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）・Δｔ
次いでステップ３０８では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零よりも大きいか否かが判別される。ＯＳＣ≧０のときには図２２に示す修正ルーチンに進み、ＯＳＣ＜０のときにはステップ３０９に進んでＯＳＣを零とした後図２２に示す修正ルーチンに進む。
【００７５】
一方、ステップ３０６において空燃比Ａ／Ｆがリーンでないと判別されたとき、即ち空燃比Ａ／Ｆがリッチであるときにはステップ３１０に進み、エアフローメータ１３により求められた吸入空気量Ｇａ、上流側空燃比センサ２３の出力に基づき算出された空燃比の偏差ΔＡ／Ｆ（＝空燃比Ａ／Ｆ−理論空燃比）および割込み時間間隔Δｔを用いて次式から貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが算出される。
【００７６】
ＯＳＣ←ＯＳＣ−ＫＯ2 ・Ｇａ・（ΔＡ／Ｆ）／（Ａ／Ｆ）／ｋ・Δｔ
次いでステップ３１１では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘよりも大きいか否かが判別される。ＯＳＣ≦ＯＳＣｍａｘのときには図２２に示す修正ルーチンに進み、ＯＳＣ＞ＯＳＣｍａｘのときにはステップ３１２に進んでＯＳＣをＯＳＣｍａｘとした後図２２に示す修正ルーチンに進む。
【００７７】
図２２に示す修正ルーチンではまず初めにステップ３１４において貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零と最大脱離量ＯＳＣｍａｘとの間にあるか否かが判別される。ＯＳＣｍａｘ＞ＯＳＣ＞０であるときにはステップ３１５に進んで下流側空燃比センサ２４の出力電圧Ｖが０．２（Ｖ）と０．７（Ｖ）の間であるか否か、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比が理論空燃比であるか否かが判別される。０．２＜Ｖ＜０．７のときには処理サイクルを完了する。これに対して０．２＜Ｖ＜０．７でないときにはステップ３１６に進む。
【００７８】
ステップ３１６ではＶ≧０．７であるか否かが判別される。Ｖ≧０．７であるとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチであるときにはステップ３１７に進み、次式に基づいて速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
ｋ＝ｋ・（１−δ１）
ここでδ１は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値が図１９に示されるように減少せしめられる。次いでステップ３１８ではＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘとされる。
【００７９】
一方、ステップ３１６においてＶ＜０．７であると判断されたとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンであるときにはステップ３１９に進み、次式に基づいて速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
ｋ＝ｋ・（１＋δ２）
ここでδ２は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値が図１６に示されるように増大せしめられる。次いでステップ３２０ではＯＳＣが零とされる。
【００８０】
一方、ステップ３１４においてＯＳＣｍａｘ＞ＯＳＣ＞０でないと判別されたときにはステップ３２１に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが最大脱離量ＯＳＣｍａｘであるか否かが判別される。ＯＳＣ＝ＯＳＣｍａｘのときにはステップ３２２に進んでＶ≧０．７であるか否かが判別される。Ｖ＜０．７のとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリッチでないときにはステップ３２３に進んで次式に基づき速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
【００８１】
ｋ＝ｋ・（１＋δ３）
ここでδ３は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値が図２０に示されるように増大せしめられる。
これに対し、ステップ３２１においてＯＳＣ＝ＯＳＣｍａｘではないと判別されたときにはステップ３２４に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが零であるか否かが判別される。ＯＳＣ＝０のときにはステップ３２５に進んでＶ≦０．２であるか否かが判別される。Ｖ＞０．２のとき、即ち下流側空燃比センサ２４により検出された空燃比がリーンでないときにはステップ３２６に進んで次式に基づき速度比ｌ／ｋのｋの値が更新される。
【００８２】
ｋ＝ｋ・（１−δ４）
ここでδ４は１よりも小さい正の定数である。従ってこのときにはｋの値は図１７に示されるように減少せしめられる。
次に第２実施例において用いられている燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンについて図２３を参照しつつ説明する。なお、このルーチンは繰返し実行される。
【００８３】
図２３を参照するとまず初めにステップ４００において図３（Ａ）に示す関係から求められた最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）と、図３（Ｂ）に示す関係から求められた劣化係数ＤＫとの積である最大脱離量ＯＳＣｍａｘ（＝Ｇ（Ｔｃ）・ＤＫ）が算出される。次いでステップ４０１では最大脱離量ＯＳＣｍａｘの半分が目標脱離量ＯＳＣｒｅｆとされる。次いでステップ４０２では図４に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＡＵＢが算出される。
【００８４】
次いでステップ４０３では貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆと等しいか否かが判別される。ＯＳＣ＝ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ４０４に進んで燃料噴射時間ＴＡＵが基本燃料噴射時間ＴＡＵＢとされる。これに対してＯＳＣ＝ＯＳＣｒｅｆでないときにはステップ４０５に進んで貯蔵酸素脱離量ＯＳＣが目標脱離量ＯＳＣｒｅｆよりも少ないか否かが判別される。ＯＳＣ＜ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ４０６に進んで基本燃料噴射時間ＴＡＵＢにリッチ補正係数ＫＲ（ＫＲ＞１．０）を乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＡＵＢ・ＫＲ）が算出される。これに対してＯＳＣ＞ＯＳＣｒｅｆのときにはステップ４０７に進んで基本燃料噴射時間ＴＡＵＢにリーン補正係数ＫＬ（０＜ＫＬ＜１．０）を乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＡＵＢ・ＫＬ）が算出される。
【００８５】
【発明の効果】
実際の貯蔵酸素脱離量を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】空燃比センサの出力を示す図である。
【図３】三元触媒が新品のときの最大脱離量Ｇ（Ｔｃ）および劣化係数ＤＫを示す図である。
【図４】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。
【図５】貯蔵酸素脱離量の制御方法を説明するためのタイムチャートである。
【図６】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図７】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図８】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図９】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】第１実施例における修正係数ＫＯＳＣおよび速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】貯蔵酸素脱離量ＯＳＣを算出するためのフローチャートである。
【図１３】最大脱離量ＯＳＣｍａｘおよび速度比ｌ／ｋのｋの値を修正するためのフローチャートである。
【図１４】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフローチャートである。
【図１５】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１６】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１８】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図１９】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図２０】第２実施例における速度比ｌ／ｋのｋの値の更新方法を説明するためのタイムチャートである。
【図２１】貯蔵酸素脱離量ＯＳＣを算出するためのフローチャートである。
【図２２】速度比ｌ／ｋのｋの値を修正するためのフローチャートである。
【図２３】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１１…燃料噴射弁
１３…エアフローメータ
１６…排気マニホルド
１８…三元触媒
２３…上流側空燃比センサ
２４…下流側空燃比センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
The three-way catalyst has a function of oxidizing HC and CO and reducing NOx when the air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, if the air-fuel ratio can be maintained substantially at the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst can be used. , CO and NOx can be purified simultaneously. However, it is difficult to maintain the air-fuel ratio substantially at the stoichiometric air-fuel ratio, and actually the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio. However, even if the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst O 2 HC, CO, NOx can be purified by a sledge function, that is, an oxygen storage function.
[0003]
That is, the three-way catalyst has a function of taking in and storing excess oxygen in the exhaust gas when the air-fuel ratio is lean, and NOx is reduced by this function. On the other hand, when the air-fuel ratio becomes rich, unburned HC and CO in the exhaust gas take away oxygen stored in the three-way catalyst, and thereby unburned HC and CO are oxidized. Therefore, in order to reduce NOx when the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst must be in a state capable of storing oxygen, that is, the oxygen storage amount of the three-way catalyst is larger than the maximum oxygen storage amount. On the other hand, there must be a margin, while the three-way catalyst must store a certain amount of oxygen in order to oxidize unburned HC and CO. That is, NOx can be reduced when the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side, and unburned HC and CO can be oxidized when the air-fuel ratio shifts to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. It is necessary to maintain the oxygen storage amount of the three-way catalyst at about half of the maximum oxygen storage amount.
[0004]
Incidentally, the amount of oxygen adsorbed on the three-way catalyst and the amount of oxygen desorbed from the three-way catalyst can be calculated from the amount of intake air and the deviation of the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio. The stored oxygen amount of the three-way catalyst can be calculated from the deviation amount. Accordingly, an internal combustion engine in which a target stored oxygen amount to be stored in the three-way catalyst is determined in advance, and the fuel injection amount is controlled so that the calculated stored oxygen amount of the three-way catalyst becomes the target stored oxygen amount. The engine is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-249028).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to control the amount of oxygen to be stored in the three-way catalyst based on the amount of stored oxygen calculated in this way, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst must be accurately calculated. However, as described above, while calculating the stored oxygen amount from the difference between the intake air amount and the air-fuel ratio, a shift occurs with respect to the actual stored oxygen amount, and therefore the stored oxygen amount is accurately calculated. In order to achieve this, it is necessary to correct this deviation amount. However, the above-described internal combustion engine does not correct the deviation amount, and thus the problem is that the calculated stored oxygen amount does not accurately represent the actual stored oxygen amount.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the first invention, an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst, and a downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst. In the internal combustion engine, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst is calculated from the intake air amount, the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor, and the ratio of the oxygen desorption rate and adsorption rate in the three-way catalyst. Calculation means for calculating the stored oxygen desorption amount indicating the desorption amount, control means for controlling the air-fuel ratio of the engine so that the stored oxygen desorption amount becomes the target desorption amount, and the calculated stored oxygen desorption amount When the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is lean even though has not reached zero, the speed ratio is corrected and calculated so as to decrease the desorption speed relative to the adsorption speed. The stored oxygen desorption amount has reached zero. Nevertheless when the air-fuel ratio detected by the downstream side air-fuel ratio sensor is not lean is and a speed ratio correction means for correcting the speed ratio so as to relatively increase relative rate of adsorption desorption rate.
[0007]
That is, when the calculated stored oxygen desorption amount does not reach zero but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is lean, that is, the calculated stored oxygen desorption amount is zero. When it is not reached but is actually zero, the calculated oxygen desorption rate is considered to be too fast. Therefore, at this time, the desorption rate is decreased relative to the adsorption rate. On the other hand, when the calculated stored oxygen desorption amount is zero, the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is not lean, that is, the calculated stored oxygen desorption amount is zero. However, when it is not actually zero, it is considered that the calculated oxygen desorption rate is too slow. Therefore, at this time, the desorption rate is increased relative to the adsorption rate.
[0008]
In the second invention, in the first invention, when the calculated stored oxygen desorption amount does not reach the maximum desorption amount, the maximum value is obtained when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is rich. The maximum desorption amount is corrected when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is not rich even though the desorption amount is corrected to decrease and the calculated stored oxygen desorption amount reaches the maximum desorption amount. The maximum desorption amount correcting means is provided for correcting the amount of increase.
[0009]
That is, when the calculated stored oxygen desorption amount does not reach the maximum desorption amount, but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is rich, that is, in the calculation, the stored oxygen desorption amount When the maximum desorption amount is reached but the maximum desorption amount is not actually reached, it is considered that the calculated maximum desorption amount is too large. Accordingly, at this time, the maximum desorption amount is reduced. On the other hand, when the calculated stored oxygen desorption amount reaches the maximum desorption amount, but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is not rich, that is, the stored oxygen desorption is calculated. When the amount reaches the maximum desorption amount but does not actually reach the maximum desorption amount, the calculated maximum desorption amount is considered to be too small. Therefore, at this time, the maximum desorption amount is increased.
[0010]
In the third aspect of the invention, in the internal combustion engine in which the upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst and the downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst, Storage oxygen desorption amount indicating the desorption amount of oxygen stored in the three-way catalyst from the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor and the ratio of the oxygen desorption rate and adsorption rate in the three-way catalyst. Calculating means for calculating, control means for controlling the air-fuel ratio of the engine so that the stored oxygen desorption amount becomes the target desorption amount, and the calculated stored oxygen desorption amount not reaching the maximum desorption amount Nevertheless, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is rich, the speed ratio is corrected to increase the desorption speed relative to the adsorption speed, and the calculated stored oxygen desorption amount is Despite reaching the maximum desorption amount Air-fuel ratio detected is when it is not rich has and a speed ratio correction means for correcting the speed ratio so as to relatively decrease to desorption rate of absorption rate by the flow side air-fuel ratio sensors.
[0011]
That is, when the calculated stored oxygen desorption amount does not reach the maximum desorption amount, but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is rich, that is, in the calculation, the stored oxygen desorption amount When the maximum desorption amount is actually reached even though the maximum desorption amount is not reached, it is considered that the calculated oxygen desorption rate is too slow. Accordingly, at this time, the desorption rate is increased relative to the adsorption rate. On the other hand, when the calculated stored oxygen desorption amount reaches the maximum desorption amount, but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is not rich, that is, the stored oxygen desorption is calculated. When the amount reaches the maximum desorption amount but does not actually reach the maximum desorption amount, it is considered that the calculated oxygen desorption rate is too fast. Therefore, at this time, the desorption rate is decreased relative to the adsorption rate.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 that injects fuel into the intake port 6 is attached to each branch pipe 9. The surge tank 10 is connected to an air cleaner 14 via an intake duct 12 and an air flow meter 13, and a throttle valve 15 is disposed in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected to a casing 19 containing a three-way catalyst 18 via an exhaust manifold 16 and an exhaust pipe 17.
[0013]
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, and a constant power source connected to each other by a bidirectional bus 31. A backup RAM 35, an input port 36, and an output port 37 are provided. The air flow meter 13 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and this output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. An idle switch 21 that generates an output signal indicating that the throttle valve 15 is in the idling position is attached to the throttle valve 15, and the output signal of the idle switch 21 is input to the input port 36. Further, a water temperature sensor 22 that generates an output voltage proportional to the engine cooling water temperature is attached to the engine body 1, and the output voltage of the water temperature sensor 22 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.
[0014]
On the other hand, an air-fuel ratio sensor 23 (hereinafter referred to as an upstream air-fuel ratio sensor) is disposed in the exhaust pipe 17 upstream of the three-way catalyst 18, and an air-fuel ratio sensor 24 ( Hereinafter, it is referred to as a downstream air-fuel ratio sensor). The output signals of these air-fuel ratio sensors 23 and 24 are input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. Further, a temperature sensor 25 that generates an output voltage proportional to the temperature of the three-way catalyst 18 is disposed in the three-way catalyst 18, and the output voltage of the temperature sensor 25 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. Is input. The input port 36 is connected to a rotational speed sensor 26 that generates an output pulse representing the engine rotational speed. On the other hand, the output port 37 is connected to the spark plug 4 and the fuel injection valve 11 via the corresponding drive circuit 39.
[0015]
The upstream air-fuel ratio sensor 23 generates a current I corresponding to the air-fuel ratio A / F as shown in FIG. This current I is converted into a voltage and input to the input port 36 via the AD converter 38. Therefore, the air-fuel ratio A / F upstream of the three-way catalyst 18 can be known from the output signal of the upstream air-fuel ratio sensor 23.
On the other hand, the downstream air-fuel ratio sensor 24 generates an output voltage V that changes suddenly at the stoichiometric air-fuel ratio as shown in FIG. That is, the downstream air-fuel ratio sensor 24 generates an output voltage V of about 0.1 (V) when the air-fuel ratio is lean, and generates an output voltage of about 0.9 (V) when the air-fuel ratio is rich. In the embodiment according to the present invention, the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 is set to the set value V. L For example, when it is lower than 0.2 (V), it is determined that the air-fuel ratio on the downstream side of the three-way catalyst 18 is lean, and the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 is set to the set value V. R For example, when it is higher than 0.7 (V), it is determined that the air-fuel ratio on the downstream side of the three-way catalyst 18 is rich.
[0016]
The three-way catalyst 18 has a function of oxidizing HC and CO and reducing NOx when the air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, that is, a function of simultaneously purifying HC, CO, and NOx. However, as mentioned at the beginning, the three-way catalyst 18 is O 2 It has a storage function, that is, a function of storing oxygen therein, and this O 2 Even if the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio by the storage function, the three-way catalyst 18 can purify HC, CO, and NOx. This oxygen storage action is performed by cerium Ce contained in the three-way catalyst 18.
[0017]
That is, cerium Ce is unstable when it is in the state of a single metal, and when oxygen is bonded, ceria CeO. 2 And become stable. Therefore, if oxygen exists around cerium Ce, that is, if the air-fuel ratio is lean, the oxygen is immediately taken away and ceria CeO. 2 It becomes. On the other hand, when the air-fuel ratio becomes rich, that is, when a large amount of unburned HC and CO are present in the exhaust gas, these unburned HC and CO are ceria CeO. 2 Deprived of oxygen from Ceria CeO 2 Becomes unstable cerium Ce again. In this case, the time required for cerium Ce to take oxygen from the surroundings is extremely short, that is, the adsorption rate of oxygen is very fast, whereas unburned HC and CO are converted to ceria CeO. 2 It has been found that the time required to deprive oxygen is slightly longer, that is, the oxygen desorption rate is slower than the adsorption rate.
[0018]
When the air-fuel ratio becomes lean in this way, oxygen is deprived from the exhaust gas, so NOx contained in the exhaust gas is reduced, and when the air-fuel ratio becomes rich, unburned HC and CO of the exhaust gas are converted to ceria CeO. 2 Oxygen is taken away from the fuel, so that unburned HC and CO are oxidized. Therefore, even if the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, HC, CO, and NOx can be purified. However, in this case, HC, CO, and NOx can be purified because the three-way catalyst 18 must be able to store oxygen when the air-fuel ratio becomes lean, and the air-fuel ratio becomes rich. Sometimes the three way catalyst 18 must store some amount of oxygen.
[0019]
Incidentally, the amount of oxygen that can be stored by the three-way catalyst 18 is limited, and the three-way catalyst 18 cannot store oxygen that exceeds the amount of oxygen that can be stored by the three-way catalyst 18. On the other hand, when the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, it is not known whether it deviates to the lean side or to the rich side. It is necessary to make the amount of oxygen that can be released equal to the amount of oxygen that can be desorbed from this. That is, considering that there is a limit to the amount of oxygen that can be stored in the three-way catalyst 18, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 18 is maintained at half of the maximum amount of oxygen that can be stored in the three-way catalyst 18. There is a need.
[0020]
By the way, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 18 cannot be directly measured. Therefore, this amount of oxygen is usually obtained by calculation. In this case, normally, the oxygen storage amount is calculated based on the case where the oxygen storage amount is zero. However, in order to reliably create such a state where the oxygen storage amount is zero, the air-fuel ratio is rich. There is a problem that a certain state must be actively created. Further, the desorption rate of oxygen from the three-way catalyst 18 is relatively slow, and this desorption rate is greatly influenced by the ambient temperature, so that the oxygen storage amount is reduced simply because the air-fuel ratio becomes temporarily rich. There is a drawback that it cannot always be zero. That is, there is a risk that the reference value will be incorrect if the oxygen storage amount is zero.
[0021]
On the other hand, a state where the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 18 is maximized can be easily and reliably created. That is, since the three-way catalyst 18 is exposed to the atmosphere while the engine is stopped, the oxygen storage amount of the three-way catalyst 18 is maximum, and this is the normal state of the three-way catalyst 18. Therefore, it is very natural to use the state where the amount of stored oxygen is the maximum. Further, it is common to stop the supply of fuel during the deceleration operation. At this time, the three-way catalyst 18 is exposed to the atmosphere. A large amount of oxygen is present in the atmosphere, and the oxygen adsorption rate of the three-way catalyst 18 is fast. Therefore, even if the fuel supply stop time is extremely short, the amount of oxygen stored in the three-way catalyst 18 is small. It will definitely be the maximum. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the oxygen storage amount is calculated based on the maximum oxygen storage amount.
[0022]
By the way, the maximum amount of oxygen stored means that the oxygen stored in the three-way catalyst is not desorbed at all. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the amount of desorbed oxygen is obtained on the basis of such a state, that is, a state where the amount of desorbed stored oxygen is zero. This stored oxygen desorption amount is represented by the symbol OSC below. Therefore, when the stored oxygen desorption amount OSC is zero, it indicates that the oxygen storage amount is maximum, and when the stored oxygen desorption amount OSC is maximum, all desorbable oxygen is desorbed. Is shown. The maximum stored oxygen desorption amount OSC is represented by the symbol OSCmax.
[0023]
Next, a method for calculating the amount of adsorption and desorption of oxygen will be described. In the embodiment according to the present invention, the oxygen adsorption amount and the oxygen desorption amount per time Δt are calculated using the following equations.
Adsorption amount = KO 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F)} · Δt
Desorption amount = KO 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F) / k} · Δt
KO here 2 Represents the oxygen concentration in the air, Ga represents the intake air amount (g / s), (A / F) represents the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 23, and (ΔA / F) represents this air-fuel ratio (A / F) and the stoichiometric air-fuel ratio (A / F-theoretical air-fuel ratio).
[0024]
When the air-fuel ratio is lean, oxygen is adsorbed on the three-way catalyst 18, and at this time, the above-described equation for obtaining the adsorption amount is used. In this formula, KO 2 Ga indicates the amount of oxygen (g / s) supplied per unit time into the engine cylinder, and (ΔA / F) / (A / F) indicates the proportion of excess oxygen when combusted. ing. Therefore KO 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F)} · Δt represents the amount of excess oxygen (g) per time Δt. Here, ΔA / F is positive. If such surplus oxygen is present, it is considered that this surplus oxygen is immediately adsorbed by the three-way catalyst 18, so that the amount of adsorption per time Δt is the same as the amount of surplus oxygen, and therefore the amount of adsorption per time Δt is higher. It will be expressed as a formula.
[0025]
Thus, when the air-fuel ratio is lean, the above-mentioned surplus oxygen amount is stored per time Δt. Therefore, the above-mentioned stored oxygen desorption amount OSC is conversely reduced by the above-mentioned surplus oxygen amount per time Δt. Become. Therefore, the stored oxygen desorption amount OSC is expressed by the following equation.
OSC = OSC-KO 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F)} · Δt
On the other hand, when the air-fuel ratio is rich, oxygen is desorbed from the three-way catalyst 18, and at this time, the above-described equation for obtaining the desorption amount is used. Also in this formula, KO 2 Ga indicates the amount of oxygen (g / s) supplied per unit time in the engine cylinder. On the other hand, in this equation, (ΔA / F) / (A / F) indicates the ratio of oxygen deficient when burned, and thus KO. 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F)} · Δt represents a deficient oxygen amount (g) per time Δt. Here, ΔA / F is negative.
[0026]
If there is a shortage of oxygen during combustion, unburned HC and CO are generated by the amount of shortage of oxygen, and an amount of oxygen proportional to the amount of unburned HC and CO generated, that is, an amount of oxygen proportional to the amount of shortage of oxygen. It is desorbed from the three-way catalyst 18. However, as described above, the desorption rate of oxygen from the three-way catalyst 18 is slower than the adsorption rate of oxygen to the three-way catalyst 18, so that the amount of oxygen desorbed from the three-way catalyst 18 at this time is relative to the adsorption rate. Thus, the amount of oxygen is less than the amount of deficient oxygen due to the slower desorption rate. In other words, the amount of oxygen desorbed from the three-way catalyst 18 is (desorption rate / adsorption rate) times the amount of insufficient oxygen. Therefore, when the rate ratio between the desorption rate and the adsorption rate is 1 / k (= desorption rate / adsorption rate), the desorption amount per time Δt is an amount obtained by multiplying the above deficient oxygen amount by the rate ratio 1 / k. Therefore, the desorption amount per time Δt is expressed by the above equation.
[0027]
Thus, when the air-fuel ratio is rich, the deficient oxygen amount / velocity ratio 1 / k per time Δt is desorbed. Therefore, the above stored oxygen desorption amount OSC is deficient in the deficient oxygen amount / velocity ratio l / k per time Δt. It will increase by k. Therefore, considering that ΔA / F <0, the stored oxygen desorption amount OSC is expressed by the following equation.
OSC = OSC-KO 2 {Ga · (ΔA / F) / (A / F) / k} · Δt
Note that when the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio, it is considered that oxygen adsorption and desorption are not performed, and at this time, the stored oxygen desorption amount OSC does not change.
[0028]
Thus, the stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the intake air amount, the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 23, and the oxygen desorption rate and adsorption rate rate ratio l / k in the three-way catalyst 18. Can be calculated. In contrast, the maximum desorption amount OSCmax of the stored oxygen is basically the product of the maximum desorption amount G (Tc) when the three-way catalyst 18 is new and the deterioration coefficient DK of the three-way catalyst 18 (= G ( Tc) · DK). As shown in FIG. 3A, the maximum desorption amount G (Tc) when the three-way catalyst 18 is new is a function of the temperature Tc of the three-way catalyst 18, and this maximum desorption amount G (Tc) is The temperature increases as the temperature Tc of the three-way catalyst 18 increases.
[0029]
On the other hand, the deterioration coefficient DK of the three-way catalyst 18 is 1.0 when the three-way catalyst 18 is new. However, as the usage period of the three-way catalyst 18 becomes longer, the three-way catalyst 18 gradually deteriorates, and O 2 The storage function gradually becomes weaker. In the embodiment according to the present invention, the cumulative operation time TD is used as a representative value of the usage period of the three-way catalyst 18. In this case, the deterioration coefficient DK of the three-way catalyst 18 is the cumulative operation time as shown in FIG. It becomes gradually smaller as TD becomes longer.
[0030]
G (Tc) and DK shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B) are obtained by experiments. Therefore, the maximum desorption amount OSCmax obtained from the product of G (Tc) and DK is the actual maximum desorption amount. It expresses well. However, depending on how the three-way catalyst 18 is used, there is a risk that the maximum desorption amount OSCmax obtained from the product of G (Tc) and DK may not accurately represent the actual maximum desorption amount. Therefore, in the first embodiment according to the present invention, as will be described later, the maximum desorption amount OSCmax is corrected by the correction coefficient KOSC so that the maximum desorption amount OSCmax accurately represents the actual maximum desorption amount. In contrast, in the second embodiment, as will be described later, the maximum desorption amount OSCmax obtained from the product of G (Tc) and DK is used without modification.
[0031]
In the embodiment according to the present invention, half of the maximum desorption amount OSCmax is set to the target desorption so that harmful components in the exhaust gas can be purified even when the air-fuel ratio shifts to the lean side or the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel injection amount is controlled so that the stored oxygen desorption amount OSC obtained by calculation is set as the amount OSCref and becomes the target desorption amount OSCref.
[0032]
In other words, in the embodiment according to the present invention, the basic fuel injection time TAUB necessary for setting the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is obtained in advance by experiment, and this basic fuel injection time TAUB is calculated as shown in FIG. It is stored in advance in the ROM 32 as a function of (intake air amount Q / engine speed N) and engine speed N. If the fuel injection time is maintained at the basic fuel injection time TAUB, the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the stored oxygen desorption amount OSC is maintained at the target desorption amount OSCref, the fuel injection time is basic. The fuel injection time TAUB is maintained. On the other hand, when the stored oxygen desorption amount OSC deviates from the target desorption amount OSCref, the fuel injection time is increased or decreased so that the stored oxygen desorption amount OSC returns to the target desorption amount OSCref. Next, this will be described with reference to FIG.
[0033]
As shown in FIG. 5, when the stored oxygen desorption amount OSC is maintained at the target desorption amount OSCref, the fuel injection time TAU is maintained at the basic fuel injection time TAUB. Next, when the oxygen desorption amount increases and the stored oxygen desorption amount OSC becomes larger than the target desorption amount OSCref, the fuel injection time TAU is decreased with respect to the basic fuel injection time TAUB in order to make the engine air-fuel ratio lean. . When the engine air-fuel ratio becomes lean, oxygen is adsorbed by the three-way catalyst 18, and thus the stored oxygen desorption amount OSC returns to the target desorption amount OSCref again.
[0034]
Next, when the oxygen adsorption amount increases and the stored oxygen desorption amount OSC becomes smaller than the target desorption amount OSCref, the fuel injection time TAU is increased with respect to the basic fuel injection time TAUB to make the engine air-fuel ratio rich. When the engine air-fuel ratio becomes rich, oxygen is desorbed from the three-way catalyst 18, and thus the stored oxygen desorption amount OSC returns to the target desorption amount OSCref again.
[0035]
In this way, the stored oxygen desorption amount OSC can be maintained at the target desorption amount OSCref by controlling the fuel injection time TAU in accordance with the stored oxygen desorption amount OSC. In this case, when the engine air-fuel ratio becomes lean, excess oxygen is taken away by the three-way catalyst 18, so NOx in the exhaust gas is reduced, and when the engine air-fuel ratio becomes rich, exhaust gas is taken away from the three-way catalyst 18. The unburned HC and CO therein are oxidized, so that the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 18 hardly contains unburned HC, CO and NOx. At this time, as shown in FIG. 5, the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 is maintained at around 0.45 (V) indicating the stoichiometric air-fuel ratio.
[0036]
By the way, in the embodiment according to the present invention, for example, when the gas flowing into the three-way catalyst 18 is in excess of air as when the fuel supply is stopped during the deceleration operation, that is, when the stored oxygen desorption amount OSC is zero. Based on the above, calculation of the stored oxygen desorption amount OSC is started. At this time, if the calculated stored oxygen desorption amount OSC or the calculated maximum desorption amount OSCmax deviates from the actual stored oxygen desorption amount or the actual maximum desorption amount, the stored oxygen desorption amount OSC is reduced to the actual maximum desorption amount OSC. The target desorption amount that is half the desorption amount cannot be maintained. Therefore, in the first embodiment according to the present invention, the desorption rate is such that the calculated stored oxygen desorption amount OSC matches the actual stored oxygen desorption amount and the maximum desorption amount OSCmax matches the actual maximum desorption amount. And the adsorption speed ratio l / k are corrected, and the maximum desorption amount OSCmax is corrected by a correction coefficient KOSC. Next, this will be described with reference to FIGS.
[0037]
In the first embodiment, the maximum desorption amount OSCmax is corrected by multiplying the maximum desorption amount OSCmax by the correction coefficient KOSC. That is, the following equation is calculated.
OSCmax = OSCmax · KOSC
Therefore, when the correction coefficient KOSC increases, the maximum desorption amount OSCmax increases, and when the correction coefficient KOSC decreases, the maximum desorption amount OSCmax decreases.
[0038]
FIG. 6 shows that the stored oxygen desorption amount OSC and the maximum desorption amount OSCmax completely coincide with the actual stored oxygen desorption amount and the actual maximum desorption amount, respectively. This shows a case where the engine air-fuel ratio becomes significantly lean. If the engine air-fuel ratio becomes extremely lean, oxygen in the exhaust gas is rapidly adsorbed by the three-way catalyst 18, so that the stored oxygen desorption amount OSC decreases rapidly and reaches zero. When the stored oxygen desorption amount OSC reaches zero, the three-way catalyst 18 can no longer adsorb oxygen, so the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst 18 also becomes lean, and as shown in FIG. The output voltage V of the side air-fuel ratio sensor 24 is lower than 0.2 (V). That is, the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes lean. At this time, as shown in FIG. 6, the correction coefficient KOSC does not change, and the value k of the speed ratio 1 / k does not change.
[0039]
FIG. 7 shows that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes lean before the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches zero when the air-fuel ratio temporarily becomes lean for some reason. The case where it became is shown. At this time, it is considered that the oxygen desorption rate was set too fast.
At this time, the fact that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 has become lean before the stored oxygen desorption amount OSC reaches zero means that even if the stored oxygen desorption amount OSC does not reach zero, This means that the stored oxygen desorption amount is zero. Thus, the difference between the calculated stored oxygen desorption amount OSC and the actual stored oxygen desorption amount OSC is that the oxygen desorption rate is set too fast, and as a result, the calculated stored oxygen desorption amount is This is because the amount OSC is larger than the actual stored oxygen desorption amount. Therefore, in this case, in order to slow down the oxygen desorption rate, that is, to reduce the speed ratio 1 / k, the value of k of the speed ratio 1 / k is increased as shown in FIG. At this time, since the actual stored oxygen desorption amount is zero, the calculated stored oxygen desorption amount OSC is zero.
[0040]
FIG. 8 shows that the downstream side air-fuel ratio sensor 24 detects that the calculated stored oxygen desorption amount OSC has reached zero when the air-fuel ratio temporarily becomes significantly lean for some reason. This shows a case where the air-fuel ratio is not lean. At this time, it is considered that the oxygen desorption rate was set too late.
At this time, the fact that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not lean even though the stored oxygen desorption amount OSC has reached zero means that the stored oxygen desorption amount OSC has reached zero. This means that the actual stored oxygen desorption amount does not reach zero. Thus, the difference between the calculated stored oxygen desorption amount OSC and the actual stored oxygen desorption amount OSC is that the oxygen desorption rate is set too late, and as a result, the calculated stored oxygen desorption amount is This is because the amount OSC is smaller than the actual stored oxygen desorption amount. Therefore, in this case, in order to increase the desorption rate of oxygen, that is, to increase the speed ratio 1 / k, the value of k of the speed ratio 1 / k is decreased as shown in FIG.
[0041]
FIG. 9 shows that the stored oxygen desorption amount OSC and the maximum desorption amount OSCmax completely coincide with the actual stored oxygen desorption amount and the actual maximum desorption amount, respectively. The case where the engine air-fuel ratio becomes extremely rich is shown. If the engine air-fuel ratio becomes extremely rich, oxygen in the exhaust gas is rapidly desorbed from the three-way catalyst 18, so the stored oxygen desorption amount OSC increases rapidly and reaches the maximum desorption amount OSCmax. When the stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax, the three-way catalyst 18 no longer has oxygen to be desorbed, so the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst 18 becomes rich. As shown in FIG. 9, the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes higher than 0.7 (V). That is, the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes rich. At this time, as shown in FIG. 9, the correction coefficient KOSC does not change, and the value k of the speed ratio 1 / k does not change.
[0042]
FIG. 10 shows that the calculated stored oxygen desorption amount OSC was detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 before reaching the maximum desorption amount OSCmax when the air-fuel ratio temporarily became rich for some reason. The case where the air-fuel ratio becomes rich is shown. That is, the calculated stored oxygen desorption amount OSC does not reach the maximum desorption amount OSCmax, but the actual stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax.
[0043]
As described above, the difference between the calculated maximum desorption amount OSCmax and the actual maximum desorption amount is that the oxygen desorption rate is set too low, or the calculated maximum desorption amount OSCmax is incorrect. It is because it is waiting. In this case, since the oxygen desorption rate is corrected by the method shown in FIGS. 7 and 8, it is considered that the oxygen desorption rate is correct. Therefore, the calculated maximum desorption amount OSCmax is incorrect. It is thought that there is. Therefore, in this case, as shown in FIG. 10, the correction coefficient KOSC is lowered in order to reduce the maximum desorption amount OSCmax. Further, at this time, the stored oxygen desorption amount OSC is set to the maximum desorption amount OSCmax.
[0044]
FIG. 11 shows a downstream air-fuel ratio sensor in spite of the fact that the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax when the air-fuel ratio temporarily becomes significantly rich for some reason. The case where the air-fuel ratio detected by 24 is not rich is shown. That is, the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax, but the actual stored oxygen desorption amount OSC does not reach the maximum desorption amount OSCmax.
[0045]
As described above, the difference between the calculated maximum desorption amount OSCmax and the actual maximum desorption amount is that the oxygen desorption rate is set too fast, or the calculated maximum desorption amount OSCmax is incorrect. It is because it is waiting. In this case, since the oxygen desorption rate is corrected by the method shown in FIGS. 7 and 8 as described above, it is considered that the oxygen desorption rate is correct, and thus the calculated maximum desorption amount OSCmax. Seems to be wrong. Therefore, in this case, as shown in FIG. 11, the correction coefficient KOSC is increased in order to increase the maximum desorption amount OSCmax.
[0046]
As described above, in the first embodiment, the calculated stored oxygen desorption amount OSC and the calculated maximum desorption amount OSCmax are exactly matched with the actual stored oxygen desorption amount and the actual maximum desorption amount, respectively. Therefore, since the actual stored oxygen desorption amount is maintained at half of the actual maximum desorption amount, harmful components in the exhaust gas are reliably purified regardless of whether the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean side or the rich side. It will be possible.
[0047]
Next, a routine for calculating the stored oxygen desorption amount OSC used in the first embodiment will be described with reference to FIG. This routine is executed by interruption every predetermined time.
Referring to FIG. 12, first, at step 100, the count value TD for obtaining the accumulated operation time is incremented by one. Next, at step 101, it is determined whether or not a certain time has elapsed since the engine was started. In step 113, the stored oxygen desorption amount OSC is made zero, and then the processing cycle is completed. On the other hand, when it is determined in step 101 that a certain time has elapsed after the engine is started, the routine proceeds to step 102 where it is determined whether or not the temperature Tc of the three-way catalyst 18 detected by the temperature sensor 25 has become higher than a certain value Tco. The When Tc ≦ Tco, the process proceeds to step 113, and when Tc> Tco, the process proceeds to step 103.
[0048]
In step 103, it is determined whether or not the fuel injection is stopped during the deceleration operation. When the fuel injection is stopped, the process proceeds to step 113. On the other hand, when the fuel injection is not stopped, the routine proceeds to step 104 where the stored oxygen desorption amount OSC is calculated from step 104 to step 112. Before the calculation of the stored oxygen desorption amount OSC is started, the stored oxygen desorption amount OSC is set to zero in step 113. Therefore, the calculation can be started from the state where the stored oxygen desorption amount OSC is zero. Recognize.
[0049]
In step 104, the air-fuel ratio A / F calculated based on the relationship shown in FIG. 2A is read from the output of the upstream air-fuel ratio sensor 23. Next, at step 105, it is judged if this air-fuel ratio A / F is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio A / F is the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. On the other hand, when the air-fuel ratio A / F is not the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to step 106, where it is judged if the air-fuel ratio A / F is lean. When the air-fuel ratio A / F is lean, the routine proceeds to step 107, where the air-fuel ratio deviation ΔA / F (= empty) calculated based on the intake air amount Ga obtained by the air flow meter 13 and the output of the upstream air-fuel ratio sensor 23. The stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the following equation using (fuel ratio A / F−theoretical air / fuel ratio) and interruption time interval Δt.
[0050]
OSC ← OSC-KO 2 Ga · (ΔA / F) / (A / F) · Δt
Next, at step 108, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is larger than zero. When OSC ≧ 0, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. 13, and when OSC <0, the routine proceeds to step 109 where the OSC is set to zero and then the routine proceeds to the correction routine shown in FIG.
[0051]
On the other hand, when it is determined in step 106 that the air-fuel ratio A / F is not lean, that is, when the air-fuel ratio A / F is rich, the routine proceeds to step 110, where the intake air amount Ga obtained by the air flow meter 13 is determined. The stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the following equation using the air-fuel ratio deviation ΔA / F (= air-fuel ratio A / F−theoretical air-fuel ratio) calculated based on the output of the fuel ratio sensor 23 and the interrupt time interval Δt. .
[0052]
OSC ← OSC-KO 2 Ga · (ΔA / F) / (A / F) / k · Δt
Next, at step 111, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is larger than the maximum desorption amount OSCmax. When OSC ≦ OSCmax, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. 13, and when OSC> OSCmax, the routine proceeds to step 112 where the OSC is set to OSCmax and then the routine proceeds to the correction routine shown in FIG.
[0053]
In the correction routine shown in FIG. 13, first, at step 114, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is between zero and the maximum desorption amount OSCmax. When OSCmax>OSC> 0, the routine proceeds to step 115, where whether the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 is between 0.2 (V) and 0.7 (V), that is, the downstream air-fuel ratio. It is determined whether or not the air-fuel ratio detected by the sensor 24 is the stoichiometric air-fuel ratio. When 0.2 <V <0.7, the processing cycle is completed. On the other hand, when 0.2 <V <0.7, the routine proceeds to step 116.
[0054]
In step 116, it is determined whether or not V ≧ 0.7. When V ≧ 0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is rich, the routine proceeds to step 117, where the correction coefficient KOSC is updated based on the following equation.
KOSC = KOSC · (1-β1)
Here, β1 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the correction coefficient KOSC is decreased as shown in FIG. Next, at step 118, the OSC is made the maximum desorption amount OSCmax.
[0055]
On the other hand, when it is determined in step 116 that V <0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is lean, the routine proceeds to step 119, where the speed ratio l / The value of k is updated.
k = k · (1 + γ1)
Here, γ1 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is increased as shown in FIG. Next, at step 120, OSC is made zero.
[0056]
On the other hand, when it is determined in step 114 that OSCmax>OSC> 0, the routine proceeds to step 121, where it is determined whether or not the stored oxygen desorption amount OSC is the maximum desorption amount OSCmax. When OSC = OSCmax, the routine proceeds to step 122, where it is judged if V ≧ 0.7. When V <0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not rich, the routine proceeds to step 123 where the correction coefficient KOSC is updated based on the following equation.
[0057]
KOSC = KOSC · (1 + β2)
Here, β2 is a positive constant smaller than 1. Accordingly, at this time, the correction coefficient KOSC is increased as shown in FIG.
On the other hand, when it is determined at step 121 that OSC = OSCmax is not satisfied, the routine proceeds to step 124 where it is determined whether or not the stored oxygen desorption amount OSC is zero. When OSC = 0, the routine proceeds to step 125, where it is judged if V ≦ 0.2. When V> 0.2, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not lean, the routine proceeds to step 126 where the value of k of the speed ratio 1 / k is updated based on the following equation.
[0058]
k = k · (1−γ2)
Here, γ2 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is decreased as shown in FIG.
Next, a routine for calculating the fuel injection time TAU used in the first embodiment will be described with reference to FIG. This routine is repeatedly executed.
[0059]
Referring to FIG. 14, first, in step 200, the maximum desorption amount G (Tc) obtained from the relationship shown in FIG. 3A and the deterioration coefficient DK obtained from the relationship shown in FIG. 3B. A maximum desorption amount OSCmax (= G (Tc) · DK) as a product is calculated. Next, at step 201, the maximum desorption amount OSCmax is updated by multiplying the maximum desorption amount OSCmax by the correction coefficient KOSC as shown in the following equation.
[0060]
OSCmax = OSCmax · KOSC
Next, at step 202, half of the maximum desorption amount OSCmax is set as the target desorption amount OSCref. Next, at step 203, the basic fuel injection time TAUB is calculated from the map shown in FIG.
Next, at step 204, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is equal to the target desorption amount OSCref. When OSC = OSCref, the routine proceeds to step 205, where the fuel injection time TAU is made the basic fuel injection time TAUB. On the other hand, when OSC = OSCref is not established, the routine proceeds to step 206, where it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is smaller than the target desorption amount OSCref. When OSC <OSCref, the routine proceeds to step 207, where the fuel injection time TAU (= TAUB · KR) is calculated by multiplying the basic fuel injection time TAUB by the rich correction coefficient KR (KR> 1.0). On the other hand, when OSC> OSCref, the routine proceeds to step 208, where the fuel injection time TAU (= TAUB · KL) is calculated by multiplying the basic fuel injection time TAUB by the lean correction coefficient KL (0 <KL <1.0). Is done.
[0061]
The value of the correction coefficient KOSC and the value k of the speed ratio 1 / k are stored in the backup RAM 35.
15 to 23 show a second embodiment. This second embodiment shows a case where the maximum desorption amount OSCmax obtained from the product of the maximum desorption amount G (Tc) and the degradation coefficient DK when the three-way catalyst 18 is new coincides with the actual maximum desorption amount. ing. Therefore, in this second embodiment, the maximum desorption amount OSCmax does not need to be corrected by the correction coefficient KOSC, so the correction coefficient KOSC is not used, and the calculated stored oxygen desorption amount OSC becomes the actual stored oxygen desorption amount. Only the speed ratio 1 / k between the desorption rate and the adsorption rate is corrected so that they match and the maximum desorption amount OSCmax matches the actual maximum desorption amount. Next, this will be described with reference to FIGS.
[0062]
FIG. 15 shows the case where the stored oxygen desorption amount OSC completely matches the actual stored oxygen desorption amount, and the engine air-fuel ratio temporarily becomes significantly lean for some reason in this state. ing. If the engine air-fuel ratio becomes extremely lean, oxygen in the exhaust gas is rapidly adsorbed by the three-way catalyst 18, so that the stored oxygen desorption amount OSC decreases rapidly and reaches zero. When the stored oxygen desorption amount OSC reaches zero, the three-way catalyst 18 can no longer adsorb oxygen, so the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst 18 also becomes lean, and as shown in FIG. The output voltage V of the side air-fuel ratio sensor 24 is lower than 0.2 (V). That is, the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes lean. At this time, as shown in FIG. 15, the value k of the speed ratio 1 / k does not change.
[0063]
FIG. 16 shows that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes lean before the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches zero when the air-fuel ratio temporarily becomes lean for some reason. The case where it became is shown. At this time, it is considered that the oxygen desorption rate was set too fast.
At this time, the fact that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 has become lean before the stored oxygen desorption amount OSC reaches zero means that even if the stored oxygen desorption amount OSC does not reach zero, This means that the stored oxygen desorption amount is zero. Thus, the difference between the calculated stored oxygen desorption amount OSC and the actual stored oxygen desorption amount OSC is that the oxygen desorption rate is set too fast, and as a result, the calculated stored oxygen desorption amount is This is because the amount OSC is larger than the actual stored oxygen desorption amount. Therefore, in this case, in order to slow down the oxygen desorption rate, that is, to reduce the speed ratio 1 / k, the value of k of the speed ratio 1 / k is increased as shown in FIG. At this time, since the actual stored oxygen desorption amount is zero, the calculated stored oxygen desorption amount OSC is zero.
[0064]
FIG. 17 is detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 even when the calculated stored oxygen desorption amount OSC has reached zero when the air-fuel ratio temporarily becomes lean for some reason. This shows a case where the air-fuel ratio is not lean. At this time, it is considered that the oxygen desorption rate was set too late.
At this time, the fact that the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not lean even though the stored oxygen desorption amount OSC has reached zero means that the stored oxygen desorption amount OSC has become zero. This means that the actual stored oxygen desorption amount is not zero. Thus, the difference between the calculated stored oxygen desorption amount OSC and the actual stored oxygen desorption amount OSC is that the oxygen desorption rate is set too late, and as a result, the calculated stored oxygen desorption amount is This is because the amount OSC is smaller than the actual stored oxygen desorption amount. Therefore, in this case, in order to increase the oxygen desorption rate, that is, to increase the speed ratio 1 / k, the value of k of the speed ratio 1 / k is decreased as shown in FIG.
[0065]
FIG. 18 shows a case where the stored oxygen desorption amount OSC completely matches the actual stored oxygen desorption amount, and the engine air-fuel ratio temporarily becomes rich for some reason in this state. ing. If the engine air-fuel ratio becomes extremely rich, oxygen in the exhaust gas is rapidly desorbed from the three-way catalyst 18, so the stored oxygen desorption amount OSC increases rapidly and reaches the maximum desorption amount OSCmax. When the stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax, the oxygen to be desorbed does not exist in the three-way catalyst 18, so that the air-fuel ratio downstream of the three-way catalyst 18 becomes rich. As shown, the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes higher than 0.7 (V). That is, the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 becomes rich. At this time, the value k of the speed ratio 1 / k does not change as shown in FIG.
[0066]
FIG. 19 shows that the calculated stored oxygen desorption amount OSC was detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 before reaching the maximum desorption amount OSCmax when the air-fuel ratio temporarily became significantly rich for some reason. The case where the air-fuel ratio becomes rich is shown. That is, the calculated stored oxygen desorption amount OSC does not reach the maximum desorption amount OSCmax, but the actual stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax.
[0067]
The reason for the difference between the calculated maximum desorption amount OSCmax and the actual maximum desorption amount is that the oxygen desorption rate is set too low. Therefore, in this case, in order to increase the desorption rate of oxygen, that is, to increase the speed ratio 1 / k, the value of k of the speed ratio 1 / k is decreased as shown in FIG. Further, at this time, the stored oxygen desorption amount OSC is set to the maximum desorption amount OSCmax.
[0068]
FIG. 20 shows a downstream air-fuel ratio sensor in spite of the fact that the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax when the air-fuel ratio temporarily becomes significantly rich for some reason. The case where the air-fuel ratio detected by 24 is not rich is shown. That is, the calculated stored oxygen desorption amount OSC reaches the maximum desorption amount OSCmax, but the actual stored oxygen desorption amount OSC does not reach the maximum desorption amount OSCmax.
[0069]
The reason for the difference between the calculated maximum desorption amount OSCmax and the actual maximum desorption amount is that the oxygen desorption rate is set too high. Therefore, in this case, the value of k of the speed ratio 1 / k is increased as shown in FIG. 20 in order to slow down the oxygen desorption rate, that is, to reduce the speed ratio 1 / k.
As described above, in the second embodiment, the oxygen desorption rate is increased when the oxygen desorption rate is judged to be slow even when the air-fuel ratio becomes lean or rich, and the air-fuel ratio becomes lean. When it is determined that the oxygen desorption rate is high, even when it becomes rich, the oxygen desorption rate is slowed down. That is, in this second embodiment, the opportunity for updating the oxygen desorption rate is increased, so that the oxygen desorption rate can be made to coincide with the actual desorption rate at an early stage.
[0070]
Thus, in the second embodiment, the calculated stored oxygen desorption amount OSC can be made to exactly match the actual stored oxygen desorption amount, so that the actual stored oxygen desorption amount is maintained at half of the actual maximum desorption amount. Therefore, even if the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio to either the lean side or the rich side, harmful components in the exhaust gas can be reliably purified.
Next, a routine for calculating the stored oxygen desorption amount OSC used in the second embodiment will be described with reference to FIG. This routine is executed by interruption every predetermined time.
[0071]
Referring to FIG. 21, first, at step 300, the count value TD for obtaining the cumulative operation time is incremented by one. Next, at step 301, it is determined whether or not a certain time has elapsed since the engine was started. In step 313, the stored oxygen desorption amount OSC is made zero, and then the processing cycle is completed. On the other hand, when it is determined in step 301 that a certain time has elapsed after the engine is started, the routine proceeds to step 302, where it is determined whether or not the temperature Tc of the three-way catalyst 18 detected by the temperature sensor 25 has become higher than a certain value Tco. The When Tc ≦ Tco, the process proceeds to step 313, and when Tc> Tco, the process proceeds to step 303.
[0072]
In step 303, it is determined whether or not the fuel injection is stopped during the deceleration operation. When the fuel injection is stopped, the process proceeds to step 313. On the other hand, when the fuel injection is not stopped, the routine proceeds to step 304 where the stored oxygen desorption amount OSC is calculated from step 304 to step 312. Also in the second embodiment, before the calculation of the stored oxygen desorption amount OSC is started, the stored oxygen desorption amount OSC is set to zero in step 313. Therefore, the stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the zero state. Can be seen.
[0073]
In step 304, the air-fuel ratio A / F calculated based on the relationship shown in FIG. 2A is read from the output of the upstream air-fuel ratio sensor 23. Next, at step 305, it is judged if this air-fuel ratio A / F is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio A / F is the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. On the other hand, when the air-fuel ratio A / F is not the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to step 306, where it is judged if the air-fuel ratio A / F is lean. When the air-fuel ratio A / F is lean, the routine proceeds to step 307 where the intake air amount Ga obtained by the air flow meter 13 and the air-fuel ratio deviation ΔA / F calculated based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 23 (= empty). The stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the following equation using (fuel ratio A / F−theoretical air / fuel ratio) and interruption time interval Δt.
[0074]
OSC ← OSC-KO 2 Ga · (ΔA / F) / (A / F) · Δt
Next, at step 308, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is larger than zero. When OSC ≧ 0, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. 22. When OSC <0, the routine proceeds to step 309, where the OSC is set to zero, and then the routine proceeds to the correction routine shown in FIG.
[0075]
On the other hand, when it is determined in step 306 that the air-fuel ratio A / F is not lean, that is, when the air-fuel ratio A / F is rich, the routine proceeds to step 310, where the intake air amount Ga obtained by the air flow meter 13 and the upstream-side air The stored oxygen desorption amount OSC is calculated from the following equation using the air-fuel ratio deviation ΔA / F (= air-fuel ratio A / F−theoretical air-fuel ratio) calculated based on the output of the fuel ratio sensor 23 and the interrupt time interval Δt. .
[0076]
OSC ← OSC-KO 2 Ga · (ΔA / F) / (A / F) / k · Δt
Next, at step 311, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is larger than the maximum desorption amount OSCmax. When OSC ≦ OSCmax, the routine proceeds to the correction routine shown in FIG. 22, and when OSC> OSCmax, the routine proceeds to step 312 to set OSC to OSCmax and then proceeds to the correction routine shown in FIG.
[0077]
In the correction routine shown in FIG. 22, first, at step 314, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is between zero and the maximum desorption amount OSCmax. When OSCmax>OSC> 0, the routine proceeds to step 315, where whether the output voltage V of the downstream air-fuel ratio sensor 24 is between 0.2 (V) and 0.7 (V), that is, the downstream air-fuel ratio. It is determined whether or not the air-fuel ratio detected by the sensor 24 is the stoichiometric air-fuel ratio. When 0.2 <V <0.7, the processing cycle is completed. On the other hand, when 0.2 <V <0.7, the routine proceeds to step 316.
[0078]
In step 316, it is determined whether or not V ≧ 0.7. When V ≧ 0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is rich, the routine proceeds to step 317, and the value of k of the speed ratio 1 / k is updated based on the following equation. .
k = k · (1-δ1)
Here, δ1 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is decreased as shown in FIG. Next, at step 318, the OSC is made the maximum desorption amount OSCmax.
[0079]
On the other hand, when it is determined at step 316 that V <0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is lean, the routine proceeds to step 319, where the speed ratio l / The value of k is updated.
k = k · (1 + δ2)
Here, δ2 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is increased as shown in FIG. Next, at step 320, OSC is made zero.
[0080]
On the other hand, when it is determined in step 314 that OSCmax>OSC> 0, the routine proceeds to step 321 where it is determined whether or not the stored oxygen desorption amount OSC is the maximum desorption amount OSCmax. When OSC = OSCmax, the routine proceeds to step 322, where it is judged if V ≧ 0.7. When V <0.7, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not rich, the routine proceeds to step 323 where the value of k of the speed ratio 1 / k is updated based on the following equation.
[0081]
k = k · (1 + δ3)
Here, δ3 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is increased as shown in FIG.
On the other hand, when it is determined at step 321 that OSC = OSCmax is not established, the routine proceeds to step 324, where it is determined whether or not the stored oxygen desorption amount OSC is zero. When OSC = 0, the routine proceeds to step 325, where it is judged if V ≦ 0.2. When V> 0.2, that is, when the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 24 is not lean, the routine proceeds to step 326, where the value k of the speed ratio 1 / k is updated based on the following equation.
[0082]
k = k · (1−δ4)
Here, δ4 is a positive constant smaller than 1. Therefore, at this time, the value of k is decreased as shown in FIG.
Next, a routine for calculating the fuel injection time TAU used in the second embodiment will be described with reference to FIG. This routine is repeatedly executed.
[0083]
Referring to FIG. 23, first, at step 400, the maximum desorption amount G (Tc) obtained from the relationship shown in FIG. 3A and the deterioration coefficient DK obtained from the relationship shown in FIG. 3B. A maximum desorption amount OSCmax (= G (Tc) · DK) as a product is calculated. Next, at step 401, half of the maximum desorption amount OSCmax is set as the target desorption amount OSCref. Next, at step 402, the basic fuel injection time TAUB is calculated from the map shown in FIG.
[0084]
Next, at step 403, it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is equal to the target desorption amount OSCref. When OSC = OSCref, the routine proceeds to step 404, where the fuel injection time TAU is made the basic fuel injection time TAUB. On the other hand, when OSC = OSCref is not established, the routine proceeds to step 405, where it is judged if the stored oxygen desorption amount OSC is smaller than the target desorption amount OSCref. When OSC <OSCref, the routine proceeds to step 406, where the fuel injection time TAU (= TAUB · KR) is calculated by multiplying the basic fuel injection time TAUB by the rich correction coefficient KR (KR> 1.0). On the other hand, when OSC> OSCref, the routine proceeds to step 407, where the fuel injection time TAU (= TAUB · KL) is calculated by multiplying the basic fuel injection time TAUB by the lean correction coefficient KL (0 <KL <1.0). Is done.
[0085]
【The invention's effect】
The actual stored oxygen desorption amount can be accurately calculated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.
FIG. 2 is a diagram showing an output of an air-fuel ratio sensor.
FIG. 3 is a diagram showing a maximum desorption amount G (Tc) and a deterioration coefficient DK when a three-way catalyst is new.
FIG. 4 is a diagram showing a map of basic fuel injection time.
FIG. 5 is a time chart for explaining a method of controlling the stored oxygen desorption amount.
FIG. 6 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value of k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 7 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 8 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 9 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value of k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 10 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 11 is a time chart for explaining a method of updating the correction coefficient KOSC and the value of k of the speed ratio 1 / k in the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart for calculating a stored oxygen desorption amount OSC.
FIG. 13 is a flowchart for correcting the value of k of the maximum desorption amount OSCmax and the speed ratio 1 / k.
FIG. 14 is a flowchart for calculating a fuel injection time TAU.
FIG. 15 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 16 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 17 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 18 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 19 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 20 is a time chart for explaining a method of updating the value of k of the speed ratio 1 / k in the second embodiment.
FIG. 21 is a flowchart for calculating a stored oxygen desorption amount OSC.
FIG. 22 is a flowchart for correcting the value k of the speed ratio 1 / k.
FIG. 23 is a flowchart for calculating a fuel injection time TAU.
[Explanation of symbols]
11 ... Fuel injection valve
13 ... Air flow meter
16 ... Exhaust manifold
18 ... Three-way catalyst
23. Upstream air-fuel ratio sensor
24. Downstream air-fuel ratio sensor

Claims (3)

三元触媒上流の機関排気通路内に上流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関排気通路内に下流側空燃比センサを配置した内燃機関において、吸入空気量と上流側空燃比センサにより検出された空燃比と三元触媒における酸素の脱離速度と吸着速度の速度比とから三元触媒に貯蔵された酸素の脱離量を示す貯蔵酸素脱離量を算出する算出手段と、該貯蔵酸素脱離量が目標脱離量となるように機関の空燃比を制御する制御手段と、算出された貯蔵酸素脱離量が零に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンであるときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少すべく上記速度比を修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が零に達しているにもかかわらず下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリーンでないときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大すべく上記速度比を修正する速度比修正手段とを具備した内燃機関の空燃比制御装置。In an internal combustion engine in which an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst and a downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst, the intake air amount and the upstream air-fuel ratio sensor A calculation means for calculating a stored oxygen desorption amount indicating a desorption amount of oxygen stored in the three-way catalyst from an air-fuel ratio detected by the three-way catalyst and a ratio of the oxygen desorption rate and the adsorption rate in the three-way catalyst; Control means for controlling the air-fuel ratio of the engine so that the stored oxygen desorption amount becomes the target desorption amount, and the downstream air-fuel ratio sensor even though the calculated stored oxygen desorption amount has not reached zero When the air-fuel ratio detected by the above is lean, the speed ratio is corrected to reduce the desorption speed relative to the adsorption speed, and the calculated stored oxygen desorption amount has reached zero. Detected by the downstream air-fuel ratio sensor. Air-fuel ratio is an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine and a speed ratio correction means for correcting the speed ratio so as to relatively increase relative rate of adsorption desorption rate when not lean was. 算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには最大脱離量を減量修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないときには最大脱離量を増量修正する最大脱離量修正手段を具備した請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。When the calculated stored oxygen desorption amount does not reach the maximum desorption amount, but the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is rich, the maximum desorption amount is corrected and reduced. Maximum desorption amount correction means for increasing and correcting the maximum desorption amount when the stored oxygen desorption amount reaches the maximum desorption amount and the air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor is not rich. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 provided. 三元触媒上流の機関排気通路内に上流側空燃比センサを配置すると共に三元触媒下流の機関排気通路内に下流側空燃比センサを配置した内燃機関において、吸入空気量と上流側空燃比センサにより検出された空燃比と三元触媒における酸素の脱離速度と吸着速度の速度比とから三元触媒に貯蔵された酸素の脱離量を示す貯蔵酸素脱離量を算出する算出手段と、該貯蔵酸素脱離量が目標脱離量となるように機関の空燃比を制御する制御手段と、算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達していないにもかかわらずに下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチであるときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に増大すべく上記速度比を修正し、かつ算出された貯蔵酸素脱離量が最大脱離量に達しているにもかかわらず下流側空燃比センサにより検出された空燃比がリッチでないときには脱離速度を吸着速度に対し相対的に減少すべく上記速度比を修正する速度比修正手段とを具備した内燃機関の空燃比制御装置。In an internal combustion engine in which an upstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage upstream of the three-way catalyst and a downstream air-fuel ratio sensor is disposed in the engine exhaust passage downstream of the three-way catalyst, the intake air amount and the upstream air-fuel ratio sensor A calculation means for calculating a stored oxygen desorption amount indicating a desorption amount of oxygen stored in the three-way catalyst from an air-fuel ratio detected by the three-way catalyst and a ratio of the oxygen desorption rate and the adsorption rate in the three-way catalyst; Control means for controlling the air-fuel ratio of the engine so that the stored oxygen desorption amount becomes the target desorption amount, and the downstream side even though the calculated stored oxygen desorption amount has not reached the maximum desorption amount When the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is rich, the speed ratio is corrected to increase the desorption rate relative to the adsorption rate, and the calculated stored oxygen desorption amount becomes the maximum desorption amount. Despite being reached, the downstream air-fuel ratio Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine and a speed ratio correction means for correcting the speed ratio so as to relatively decrease relative rate of adsorption desorption rate when the air-fuel ratio detected by the service is not rich.
JP34405596A 1996-12-24 1996-12-24 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Expired - Lifetime JP3733671B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34405596A JP3733671B2 (en) 1996-12-24 1996-12-24 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34405596A JP3733671B2 (en) 1996-12-24 1996-12-24 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10184424A JPH10184424A (en) 1998-07-14
JP3733671B2 true JP3733671B2 (en) 2006-01-11

Family

ID=18366312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34405596A Expired - Lifetime JP3733671B2 (en) 1996-12-24 1996-12-24 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3733671B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3912054B2 (en) 2001-08-01 2007-05-09 日産自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5404262B2 (en) * 2009-09-04 2014-01-29 ダイハツ工業株式会社 Air-fuel ratio control device
JP5545631B2 (en) * 2010-02-25 2014-07-09 ダイハツ工業株式会社 Air-fuel ratio control device
JP5679839B2 (en) * 2011-01-28 2015-03-04 ダイハツ工業株式会社 Air-fuel ratio control device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10184424A (en) 1998-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2600492B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3572961B2 (en) Engine exhaust purification device
KR100899313B1 (en) Fuel-air ratio control unit in internal combustion engine
JP4877246B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3902399B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2000314342A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3687495B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3912054B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2006233943A (en) Air fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3733671B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3778012B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH07119447A (en) Exhaust emission control method for internal combustion engine, exhaust emission control device suitable for the method, and deterioration degree of catalyst detecting device
JPH10184426A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP4159656B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2004108183A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP3767062B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH10184425A (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JPH09317447A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JPH10196435A (en) Air-fuel ratio controller for internal combustion engine
JP3772554B2 (en) Engine exhaust purification system
JPH0689686B2 (en) Air-fuel ratio controller for engine
JPH07158425A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JPH09310635A (en) Air-fuel ratio control device of internal combustion engine
JPS58174141A (en) Air fuel ratio controller
JPH1136848A (en) Catalyst deterioration determination device of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051010

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081028

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101028

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101028

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111028

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111028

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121028

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121028

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131028

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term