JP4464616B2

JP4464616B2 - Secondary air supply control device for internal combustion engine

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Publication number: JP4464616B2
Application number: JP2003057562A
Authority: JP
Inventors: 正之北; 徹野間
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: JP2004263677A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路内の触媒に２次空気を供給し活性化する内燃機関の２次空気供給制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の２次空気供給制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平５−１７１９７３号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、高容量のエアポンプを用いることなく触媒を早期に暖機する技術が示されている。
【特許文献】
特開平５−１７１９７３号公報（第２頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のものでは、内燃機関に供給される空燃比をリッチ側に設定すると共に、２次空気を供給することにより触媒を早期に暖機し活性化することができる。ところで、従来、２次空気の供給中における空燃比フィードバック制御は困難であるとして実行しないことが一般的であった。このため、２次空気の供給中に何らかの外乱要因によって空燃比が乱れると機関回転速度が大きく変動してドライバビリティが悪化するという不具合があった。
【０００４】
これに対処するには、当然のことながら、２次空気の供給中に空燃比フィードバック制御を実行することが有効であるが、その実行開始時における目標空燃比の設定が適切でないと、この目標空燃比によって内燃機関に供給される空燃比が急変することとなり、機関回転速度に変動が現われ、結果として、ドライバビリティが悪化するという不具合の発生が懸念される。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、２次空気の供給中に空燃比フィードバック制御を実行すると共に、その空燃比フィードバック制御の実行開始時における目標空燃比を適切に設定することで機関回転速度変動を抑制しドライバビリティを改善可能な内燃機関の２次空気供給制御装置の提供を課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の２次空気供給制御装置によれば、２次空気供給機構により触媒の上流側の排気通路内に供給される２次空気の供給中、所定の空燃比フィードバック制御条件が成立するときには、空燃比フィードバック制御手段により空燃比検出手段で検出される空燃比を目標空燃比に一致させるよう空燃比フィードバック制御が実行される。このように、２次空気の供給中に空燃比フィードバック制御が実行されることで、２次空気の供給中に外乱要因による空燃比の乱れが抑止され、２次空気の供給中における機関回転速度変動が抑制されドライバビリティが改善される。
【０００７】
また、前記空燃比フィードバック制御手段では、空燃比フィードバック制御の実行開始時における目標空燃比の初期値が、このとき空燃比検出手段で検出される空燃比に設定され、こののちの目標空燃比がこの初期値から所定空燃比となるまで徐変される。このように、目標空燃比の初期値がこのとき空燃比検出手段で検出される空燃比に設定されることで、空燃比フィードバック制御の実行開始時における機関回転速度変動が抑制されると共に、目標空燃比がこの初期値から所定空燃比となるまで徐変されることで、空燃比フィードバック制御の実行開始後も目標空燃比が所定空燃比となるまでの機関回転速度変動が良好に抑制されドライバビリティが改善される。
【０００８】
請求項２の内燃機関の２次空気供給制御装置によれば、２次空気供給機構により触媒の上流側の排気通路内に供給される２次空気の供給中、所定の空燃比フィードバック制御条件が成立するときには、空燃比フィードバック制御手段により空燃比検出手段で検出される空燃比を目標空燃比に一致させるよう空燃比フィードバック制御が実行される。このように、２次空気の供給中に空燃比フィードバック制御が実行されることで、２次空気の供給中に外乱要因による空燃比の乱れが抑止され、２次空気の供給中における機関回転速度変動が抑制されドライバビリティが改善される。
また、空燃比フィードバック制御手段では、空燃比フィードバック制御の実行開始時における目標空燃比の初期値が、２次空気の供給開始から空燃比検出手段で検出される所定期間の最小空燃比に設定され、こののちの目標空燃比がこの初期値から所定空燃比となるまで徐変される。このように、目標空燃比の初期値が２次空気の供給開始から空燃比検出手段で検出される所定期間の最小空燃比に設定されることで、空燃比フィードバック制御の実行開始時における機関回転速度変動が抑制されると共に、目標空燃比がこの初期値から所定空燃比となるまで徐変されることで、空燃比フィードバック制御の実行開始後も目標空燃比が所定空燃比となるまでの機関回転速度変動が良好に抑制されドライバビリティが改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、１０は内燃機関であり、内燃機関１０の吸気通路１１の上流側には、図示しないエアクリーナを介して供給される吸入空気量を検出するエアフローメータ１２が配設されている。このエアフローメータ１２の下流側には内燃機関１０への吸入空気量を調整するスロットルバルブ１３が配設されている。このスロットルバルブ１３にはその開度を検出するスロットル開度センサ１４が配設されている。吸気通路１１から内燃機関１０の各気筒の吸気ポート１５近傍には燃料を噴射供給するインジェクタ（燃料噴射弁）１６が配設されている。
【００１２】
そして、スロットルバルブ１３にて設定される吸入空気量とインジェクタ１６にて噴射供給される燃料との混合気が、吸気バルブ１７が開くことによって内燃機関１０の燃焼室１８内に導入される。また、内燃機関１０のシリンダヘッド側には各気筒毎に点火プラグ１９が配設されている。この点火プラグ１９の火花放電によって燃焼室１８内の混合気が点火される。混合気は、燃焼室１８内で燃焼されたのち、排出ガスとして排気バルブ２１が開くことによって燃焼室１８から排気通路２２に排出される。
【００１３】
この排気通路２２途中には周知の三元触媒２３が配設され、その上流側には排出ガスの空燃比に応じてリニアな信号を出力するＡ／Ｆ（空燃比）センサ２４、下流側には排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサ２５がそれぞれ配設されている。また、内燃機関１０のクランクシャフト２６には、その回転角であるクランク角〔°ＣＡ(Crank Angle）〕を検出するクランク角センサ２７が配設されている。内燃機関１０の機関回転速度は、クランク角センサ２７で検出されるクランクシャフト２６が所定時間当たりに回転するクランク角に基づいて算出される。更に、内燃機関１０にはその冷却水温を検出する水温センサ２８が配設されている。
【００１４】
次に、排気通路２２内に外気を供給する２次空気供給機構３０の構成について説明する。Ａ／Ｆセンサ２４の上流側の排気通路２２には、２次空気を供給するための２次空気供給通路３１が接続されている。２次空気供給通路３１の大気側にはエアフィルタ３２が配設され、このエアフィルタ３２の下流側には２次空気を圧送するエアポンプ３３が配設されている。
【００１５】
このエアポンプ３３の排気通路２２側にはコンビネーションバルブ３４が配設されている。このコンビネーションバルブ３４は、２次空気供給通路３１を開閉する圧力駆動型の開閉弁３５及びその下流側の逆止弁３６が一体化され構成されている。コンビネーションバルブ３４の開閉弁３５は、吸気圧導入通路３７によって導かれる背圧によって開閉が切替えられる。この吸気圧導入通路３７は吸気通路１１に接続され、この吸気圧導入通路３７の途中に配設された電磁駆動型の切換弁３８によって開閉弁３５の背圧が大気圧と吸気圧との間で切換えられる。
【００１６】
つまり、２次空気を供給する場合には、吸気通路１１の吸気圧を導入するために切換弁３８を開弁する。そして、開閉弁３５に吸気圧を導入することにより開閉弁３５が開弁される。これにより、エアポンプ３３から吐出された２次空気が開閉弁３５を通過して逆止弁３６側に流れる。この逆止弁３６は、排気通路２２からの排出ガスの流込みを規制するものであって、エアポンプ３３の２次空気圧力が排出ガス圧力よりも高くなったときには、その圧力によって逆止弁３６が開弁され、２次空気が排気通路２２内に供給される。
【００１７】
一方、２次空気を停止する場合には、エアポンプ３３が停止されると共に、切換弁３８を大気圧を導入する位置に切換えて開閉弁３５に大気圧を導入する。これにより、開閉弁３５が閉弁される。すると、排気通路２２への２次空気が停止され、逆止弁３６に２次空気の圧力が作用しなくなり排気通路２２側の圧力が高くなる。このため、逆止弁３６が自動的に閉弁され、排気通路２２内の排出ガスがエアポンプ３３側に逆流することが防止される。
【００１８】
４０はＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ４２、各種データ等を格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４、入出力回路４５及びそれらを接続するバスライン４６等からなる論理演算回路として構成されている。ＥＣＵ４０には、上述の各種センサ信号が入力され、入力される信号に基づいてＥＣＵ４０からインジェクタ１６、点火プラグ１９、２次空気供給機構３０のエアポンプ３３や切換弁３８等に制御信号が出力される。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における２次空気供給制御の処理手順を図２のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。ここで、図８（ａ）は、本実施例の２次空気供給制御に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート、図８（ｂ）は、比較のため２次空気の供給中、空燃比フィードバック制御の実行開始時に目標空燃比を理論空燃比に設定する２次空気供給制御の各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、この２次空気供給制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２０】
図２において、ステップＳ１０１では、三元触媒２３を早期に暖機し活性化するための２次空気供給制御条件が成立しているかが判定される。この２次空気供給制御条件が成立するのは、水温センサ２８で検出された冷却水温が所定温度以上で、内燃機関１０の暖機後からの停止期間が短く、吸入空気量が比較的少ないとき等である。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、２次空気供給制御条件が成立しているときにはステップＳ１０２に移行し、エアポンプ３３がＯＮ（オン）とされ（図８（ａ）に示す２次空気の供給中である時刻ｔ0 〜時刻ｔ2 参照）、本ルーチンを終了する。
【００２１】
このエアポンプ３３のＯＮ時には、上述したように、２次空気供給機構３０を構成する切換弁３８が開弁され、吸気圧導入通路３７を介してコンビネーションバルブ３４の開閉弁３５に吸気圧が導入されることにより開閉弁３５が開弁される。これにより、エアポンプ３３から吐出された２次空気が開閉弁３５を通過し、エアポンプ３３の２次空気圧力が排出ガス圧力よりも高くなるとコンビネーションバルブ３４の逆止弁３６が開弁され、２次空気が２次空気供給通路３１を通って２次空気供給孔３１ａから排気通路２２内に供給される。
【００２２】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、２次空気供給制御条件が不成立であるときにはステップＳ１０３に移行し、エアポンプ３３がＯＦＦ（オフ）とされ（図８（ａ）に示す２次空気供給停止である時刻ｔ0 以前、時刻ｔ2 以降参照）、本ルーチンを終了する。このエアポンプ３３のＯＦＦ時には、上述したように、２次空気供給機構３０を構成する切換弁３８が閉弁され、吸気圧導入通路３７を介してコンビネーションバルブ３４の開閉弁３５に大気圧が導入されることで開閉弁３５が閉弁される。これにより、排気通路２２側の圧力が高くなり、コンビネーションバルブ３４の逆止弁３６が自動的に閉弁される。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における燃料噴射制御の処理手順を図３のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。なお、この燃料噴射制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２４】
図３において、ステップＳ２０１では、内燃機関１０が始動完了しているかが判定される。ここでは、内燃機関１０がクランキングにより機関回転速度が例えば、５００〔ｒｐｍ〕以上となり始動完了状態にあるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関１０が未だ始動完了となっていないときにはステップＳ２０２に移行し、始動時制御処理として、水温センサ２８で検出される冷却水温等に基づく燃料噴射量の周知の始動時増量が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２５】
一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、内燃機関１０が始動完了となっているときにはステップＳ２０３に移行し、空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御条件が成立しているかが判定される。この空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立するのは、Ａ／Ｆセンサ２４が活性化しており内燃機関１０の運転状態が過渡状態でない定常状態にあるときである。ステップＳ２０３の判定条件が成立せず、即ち、Ａ／Ｆセンサ２４が非活性または内燃機関１０の運転状態が過渡状態にあり空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立しないときにはステップＳ２０４に移行し、後述のオープンループ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立、即ち、Ａ／Ｆセンサ２４が活性化、かつ内燃機関１０の運転状態が定常状態にあり空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立するとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ1 ）にはステップＳ２０５に移行し、後述の空燃比Ｆ／Ｂ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
次に、図３の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ２０４におけるオープンループ制御の処理手順を図４のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００２８】
図４において、ステップＳ３０１では、機関回転速度及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量ＴＰが算出される。次にステップＳ３０２に移行して、冷間始動時であるかが判定される。ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、冷却水温が所定温度未満と低く冷間始動時であるときにはステップＳ３０３に移行し、エアポンプ３３がＯＮとなっているかが判定される。ステップＳ３０３の判定条件が成立、即ち、エアポンプ３３がＯＮで２次空気が２次空気供給通路３１を通って２次空気供給孔３１ａから排気通路２２内に供給されているとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ0 〜時刻ｔ2 ）にはステップＳ３０４に移行する。
【００２９】
ステップＳ３０４では、エアポンプ３３からの２次空気供給に基づく燃料噴射量のエアポンプ補正量が算出される。次にステップＳ３０５に移行して、機関回転速度及び負荷に基づいて燃料噴射量の始動後補正量が算出される。次にステップＳ３０６に移行して、冷却水温に基づいて燃料噴射量の暖機補正量が算出される。次にステップＳ３０７に移行して、その他補正量１が算出される。
【００３０】
一方、ステップＳ３０３の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプ３３がＯＦＦで２次空気が供給されていないとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ0 以前、時刻ｔ2 以降）にはステップＳ３０８に移行し、機関回転速度及び負荷に基づいて燃料噴射量の始動後補正量が算出される。次にステップＳ３０９に移行して、冷却水温に基づいて燃料噴射量の暖機補正量が算出される。次にステップＳ３１０に移行して、内燃機関１０のその他の運転パラメータに基づいてその他補正量１が算出される。
【００３１】
一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立せず、即ち、冷却水温が所定温度以上と高く冷間始動時でないときにはステップＳ３１１に移行し、内燃機関１０のその他の運転パラメータに基づいてその他補正量２が算出される。ステップＳ３０７またはステップＳ３１０またはステップＳ３１１の処理ののちステップＳ３１２に移行し、最終的な燃料噴射量ＴＡＵが次式（１）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００３２】
【数１】

【００３３】
次に、図３の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ２０５における空燃比Ｆ／Ｂ制御の処理手順を図５のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００３４】
図５において、ステップＳ４０１では、後述の目標空燃比設定処理が実行される。次にステップＳ４０２に移行して、ステップＳ４０１で設定された目標空燃比に対して空燃比Ｆ／Ｂ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。この空燃比Ｆ／Ｂ制御処理は、内燃機関１０の機関回転速度、負荷、吸入空気量、冷却水温、始動後経過時間のうち少なくとも１つに基づき推定算出され、内燃機関１０に供給され燃焼に寄与する空燃比である後述の燃焼空燃比を、周知のように、Ａ／Ｆセンサ２４にて検出される三元触媒２３に導入される触媒前空燃比（図８（ａ）参照）に基づき設定されるリッチディザ係数とリーンディザ係数とによる目標空燃比に対してリッチ側とリーン側とに振らせるよう燃料噴射量を調整するものである。
【００３５】
次に、図５の空燃比Ｆ／Ｂ制御ルーチンのステップＳ４０１における目標空燃比設定の処理手順を図６のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００３６】
図６において、ステップＳ５０１では、エアポンプ３３がＯＮであるかが判定される。ステップＳ５０１の判定条件が成立、即ち、エアポンプ３３から２次空気の供給中であるときにはステップＳ５０２に移行し、エアポンプ３３から２次空気の供給中であることを示すＡＰＯＮフラグが「１」にセットされる。一方、ステップＳ５０１の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプ３３から２次空気の供給中でないときにはステップＳ５０２がスキップされる。
【００３７】
次にステップＳ５０３に移行して、ＡＰＯＮフラグが「１」であるかが判定される。ステップＳ５０３の判定条件が成立、即ち、ＡＰＯＮフラグが「１」で、エアポンプ３３から２次空気の供給中であるとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ0 〜時刻ｔ2 ）にはステップＳ５０４に移行し、後述のエアポンプＯＮ時における目標空燃比設定処理が実行され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０３の判定条件が成立せず、即ち、ＡＰＯＮフラグが「０」で、エアポンプ３３から２次空気の供給中でないとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ0 以前、時刻ｔ２以降）にはステップＳ５０５に移行し、周知の通常目標空燃比設定処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００３８】
次に、図６の目標空燃比設定ルーチンのステップＳ５０４におけるエアポンプＯＮ時で２次空気の供給中の目標空燃比設定の処理手順を図７のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００３９】
図７において、ステップＳ６０１では、エアポンプＯＮ時で２次空気の供給中であり、目標空燃比設定の初回であるかが判定される。ステップＳ６０１の判定条件が成立、即ち、目標空燃比設定の初回であるとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ1 ）にはステップＳ６０２に移行し、Ａ／Ｆセンサ２４にて検出される三元触媒２３に導入される触媒前空燃比（図８（ａ）参照）を算出する触媒前空燃比算出処理が実行される。次にステップＳ６０３に移行して、最終目標空燃比が理論空燃比に設定される。
【００４０】
次にステップＳ６０４に移行して、目標空燃比徐変量がステップＳ６０２で算出された目標空燃比の初期値としての触媒前空燃比とステップＳ６０３で設定された理論空燃比との差分に基づき算出される。次にステップＳ６０５に移行して、ステップＳ６０２で算出された触媒前空燃比がエアポンプＯＮ時の初回の目標空燃比とされ、本ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、ステップＳ６０１の判定条件が成立せず、即ち、目標空燃比設定の初回でないとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ1 を越え触媒前空燃比が１．０（理論空燃比）となるまでの期間）にはステップＳ６０６に移行し、今回の目標空燃比が前回目標空燃比にステップＳ６０４で算出された目標空燃比徐変量が加算され算出される。次にステップＳ６０７に移行して、目標空燃比が最終目標空燃比としての理論空燃比に到達したかが判定される。ステップＳ６０７の判定条件が成立せず、即ち、目標空燃比が未だ理論空燃比に到達していないときには、本ルーチンを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ６０７の判定条件が成立、即ち、目標空燃比が最終目標空燃比としての理論空燃比に到達したときにはステップＳ６０８に移行し、最終目標空燃比が目標空燃比とされる。次にステップＳ６０９に移行して、ＡＰＯＮフラグが「０」にセット、即ち、２次空気の供給中の空燃比制御終了であるとされ、本ルーチンを終了する。
【００４３】
なお、図８（ｂ）に示す２次空気供給制御では、上述の実施例と同様に、時刻ｔ00〜時刻ｔ02の期間に２次空気が供給されている。しかしながら、時刻ｔ01の２次空気の供給中の空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時に、目標空燃比が１．０（理論空燃比）に設定されている。このため、時刻ｔ01から触媒前空燃比が直ちに理論空燃比に向かって急変される。この触媒前空燃比の急変に起因して時刻ｔ01以降で機関回転速度に大きな変動が現われ、ドライバビリティが悪化することが分かる。
【００４４】
このように、本実施例の内燃機関の２次空気供給制御装置は、内燃機関１０の排気通路２２途中に設置され、排出ガスを浄化する三元触媒２３と、三元触媒２３の上流側の排気通路２２内に２次空気を供給する２次空気供給機構３０と、三元触媒２３の上流側の排気通路２２内で２次空気供給通路３１の２次空気供給孔３１ａより下流側に配設され、排出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ２４と、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中、所定の空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御条件が成立するときには、Ａ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比を予め設定された目標空燃比に一致するよう空燃比Ｆ／Ｂ制御を実行するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される空燃比Ｆ／Ｂ制御手段とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関の２次空気供給制御装置のＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される空燃比Ｆ／Ｂ制御手段は、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時における目標空燃比の初期値を、このときＡ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比に設定すると共に、こののちの目標空燃比をこの初期値から所定空燃比となるまで徐変するものである。
【００４５】
つまり、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中、所定の空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立するときには、Ａ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比を目標空燃比に一致させるよう空燃比Ｆ／Ｂ制御を実行し、この実行開始時における目標空燃比の初期値を、このときＡ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比としてリーン側に設定すると共に、こののちの目標空燃比がこの初期値から所定空燃比としての理論空燃比となるまで徐変するものである。これにより、２次空気の供給中の空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時において、目標空燃比の初期値を、このときＡ／Ｆセンサ２４で検出されるリーン側の空燃比に適切に設定でき、こののち理論空燃比まで徐変することで、機関回転速度変動を抑制しドライバビリティを改善することができる。
【００４６】
ところで、上記実施例では、２次空気供給機構３０をコンビネーションバルブ３４を用い吸気圧導入通路３７の途中に配設された切換弁３８によって開閉弁３５の背圧を大気圧と吸気通路１１側の吸気圧との間で切換える構成を採用しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、吸気通路１１側の吸気圧を利用することなく、２次空気供給通路３１の途中に電磁駆動弁を配設してエアポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦに連動させ、電磁駆動弁を開／閉するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施例では、２次空気の供給中にＡ／Ｆセンサ２４で検出される触媒前空燃比を空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の初期値に設定するとしているが本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、触媒前空燃比の変動を考慮することで空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の初期値をより適切に設定することができる。
【００４８】
つまり、２次空気の供給中にＡ／Ｆセンサ２４で検出される実際の触媒前空燃比は、内燃機関１０の各気筒の１燃焼サイクル毎に変動を繰返している。したがって、２次空気の供給中の空燃比Ｆ／Ｂ制御における目標空燃比の初期値を、触媒前空燃比の所定期間における最小空燃比、即ち、変動する触媒前空燃比で、このときの内燃機関１０の燃焼状態を最も反映していると思われるリッチ側の値に設定することで、２次空気の供給中の空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時における機関回転速度変動を抑制しドライバビリティを改善することができる。
【００４９】
このような内燃機関の２次空気供給制御装置のＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される空燃比Ｆ／Ｂ制御手段は、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時における目標空燃比の初期値を、２次空気の供給開始からＡ／Ｆセンサ２４で検出される所定期間の最小空燃比に設定すると共に、こののちの目標空燃比を初期値から所定空燃比としての理論空燃比となるまで徐変するものであり、目標空燃比の初期値をより適切に設定することができるため、上述の実施例の作用・効果をより安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける２次空気供給制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３におけるオープンループ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は図３における空燃比Ｆ／Ｂ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は図５における目標空燃比設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は図６におけるエアポンプＯＮ時目標空燃比設定の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は図２乃至図７の２次空気供給制御に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を、２次空気の供給中、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行開始時に目標空燃比を理論空燃比に設定する２次空気供給制御と比較して示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関
２２排気通路
２３三元触媒
２４Ａ／Ｆ（空燃比）センサ
２７クランク角センサ
３０２次空気供給機構
３１２次空気供給通路
３１ａ２次空気供給孔
４０ＥＣＵ（電子制御ユニット）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary air supply control device for an internal combustion engine that supplies and activates secondary air to a catalyst in an exhaust passage of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as a prior art document related to a secondary air supply control device for an internal combustion engine, one disclosed in JP-A-5-171973 is known. In this case, the catalyst can be used quickly without using a high-capacity air pump.Warm upTechnology is shown.
[Patent Literature]
    JP-A-5-171973 (page 2)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  In the foregoing, the air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine is set to the rich side and the secondary air is supplied to make the catalyst early.Warm upCan be activated. By the way, conventionally, air-fuel ratio feedback control during the supply of secondary air is generally not executed because it is difficult. For this reason, when the air-fuel ratio is disturbed due to some disturbance factor during the supply of the secondary air, the engine rotational speed fluctuates greatly and drivability deteriorates.
[0004]
In order to cope with this, it is natural to execute the air-fuel ratio feedback control during the supply of the secondary air. However, if the target air-fuel ratio is not properly set at the start of the execution, this target The air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine changes abruptly due to the air-fuel ratio, and the engine rotational speed fluctuates. As a result, there is a concern about the occurrence of a problem that drivability deteriorates.
[0005]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and performs air-fuel ratio feedback control during the supply of secondary air, and appropriately sets a target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control. Thus, an object of the present invention is to provide a secondary air supply control device for an internal combustion engine that can suppress fluctuations in engine rotation speed and improve drivability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the secondary air supply control device for an internal combustion engine according to claim 1, the predetermined air-fuel ratio feedback control condition is satisfied during the supply of the secondary air supplied into the exhaust passage upstream of the catalyst by the secondary air supply mechanism. When the condition is established, air-fuel ratio feedback control is executed by the air-fuel ratio feedback control means so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means matches the target air-fuel ratio. As described above, the air-fuel ratio feedback control is performed during the supply of the secondary air, so that the disturbance of the air-fuel ratio due to the disturbance factor is suppressed during the supply of the secondary air, and the engine speed during the supply of the secondary air is suppressed. Fluctuations are suppressed and drivability is improved.
[0007]
The air-fuel ratio feedback control meansIn this case, the initial value of the target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control is set to the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means at this time, and the target air-fuel ratio thereafter is changed from the initial value to the predetermined air-fuel ratio. It is gradually changed until. Thus, the initial value of the target air-fuel ratio is set to the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means at this time, so that the engine speed fluctuation at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control is suppressed and the target By gradually changing the air-fuel ratio from this initial value to the predetermined air-fuel ratio, the engine speed fluctuation until the target air-fuel ratio reaches the predetermined air-fuel ratio is well suppressed even after the execution of the air-fuel ratio feedback control is started, and the driver The ability is improved.
[0008]
According to the secondary air supply control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, the predetermined air-fuel ratio feedback control condition is satisfied during the supply of the secondary air supplied into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst by the secondary air supply mechanism. When established, air-fuel ratio feedback control is executed by the air-fuel ratio feedback control means so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means matches the target air-fuel ratio. As described above, the air-fuel ratio feedback control is executed during the supply of the secondary air, so that the disturbance of the air-fuel ratio due to the disturbance factor is suppressed during the supply of the secondary air, and the engine speed during the supply of the secondary air is suppressed. Fluctuations are suppressed and drivability is improved.
Air-fuel ratio feedback control meansThen, the initial value of the target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control is set to the minimum air-fuel ratio for a predetermined period detected by the air-fuel ratio detection means from the start of supply of secondary air, and the target air-fuel ratio thereafter Is gradually changed from this initial value to a predetermined air-fuel ratio. As described above, the initial value of the target air-fuel ratio is set to the minimum air-fuel ratio for a predetermined period detected by the air-fuel ratio detection means from the start of the supply of secondary air, so that the engine rotation at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control is performed. The engine until the target air-fuel ratio reaches the predetermined air-fuel ratio even after the start of execution of the air-fuel ratio feedback control is achieved by suppressing the speed fluctuation and gradually changing the target air-fuel ratio from the initial value to the predetermined air-fuel ratio. Rotational speed fluctuation is suppressed well and drivability is improved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0010]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine to which a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention is applied and its peripheral devices.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an internal combustion engine, and an air flow meter 12 for detecting an intake air amount supplied via an air cleaner (not shown) is disposed upstream of an intake passage 11 of the internal combustion engine 10. A throttle valve 13 that adjusts the amount of intake air to the internal combustion engine 10 is disposed downstream of the air flow meter 12. The throttle valve 13 is provided with a throttle opening sensor 14 for detecting the opening. An injector (fuel injection valve) 16 for supplying fuel is disposed near the intake port 15 of each cylinder of the internal combustion engine 10 from the intake passage 11.
[0012]
Then, the air-fuel mixture of the intake air amount set by the throttle valve 13 and the fuel injected and supplied by the injector 16 is introduced into the combustion chamber 18 of the internal combustion engine 10 by opening the intake valve 17. A spark plug 19 is provided for each cylinder on the cylinder head side of the internal combustion engine 10. The air-fuel mixture in the combustion chamber 18 is ignited by the spark discharge of the spark plug 19. The air-fuel mixture is combusted in the combustion chamber 18 and then discharged from the combustion chamber 18 to the exhaust passage 22 by opening the exhaust valve 21 as exhaust gas.
[0013]
A known three-way catalyst 23 is disposed in the middle of the exhaust passage 22, and an upstream side thereof is an A / F (air / fuel ratio) sensor 24 that outputs a linear signal in accordance with the air / fuel ratio of the exhaust gas. There are provided oxygen sensors 25 whose output voltages are inverted depending on whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Further, a crank angle sensor 27 for detecting a crank angle [° CA (Crank Angle)] that is a rotation angle of the crank shaft 26 of the internal combustion engine 10 is disposed. The engine speed of the internal combustion engine 10 is calculated based on a crank angle at which the crankshaft 26 detected by the crank angle sensor 27 rotates per predetermined time. Further, the internal combustion engine 10 is provided with a water temperature sensor 28 for detecting the cooling water temperature.
[0014]
Next, the configuration of the secondary air supply mechanism 30 that supplies outside air into the exhaust passage 22 will be described. A secondary air supply passage 31 for supplying secondary air is connected to the exhaust passage 22 upstream of the A / F sensor 24. An air filter 32 is disposed on the atmosphere side of the secondary air supply passage 31, and an air pump 33 that pumps secondary air is disposed on the downstream side of the air filter 32.
[0015]
A combination valve 34 is disposed on the exhaust passage 22 side of the air pump 33. The combination valve 34 is configured by integrating a pressure-driven on-off valve 35 that opens and closes the secondary air supply passage 31 and a check valve 36 on the downstream side thereof. The on-off valve 35 of the combination valve 34 is switched between open and closed by a back pressure guided by the intake pressure introduction passage 37. The intake pressure introduction passage 37 is connected to the intake passage 11, and the back pressure of the on-off valve 35 is changed between the atmospheric pressure and the intake pressure by an electromagnetically driven switching valve 38 disposed in the middle of the intake pressure introduction passage 37. Can be switched with.
[0016]
That is, when supplying secondary air, the switching valve 38 is opened to introduce the intake pressure of the intake passage 11. The on-off valve 35 is opened by introducing the intake pressure to the on-off valve 35. Thereby, the secondary air discharged from the air pump 33 passes through the on-off valve 35 and flows to the check valve 36 side. The check valve 36 regulates the flow of exhaust gas from the exhaust passage 22. When the secondary air pressure of the air pump 33 becomes higher than the exhaust gas pressure, the check valve 36 is controlled by the pressure. Is opened, and secondary air is supplied into the exhaust passage 22.
[0017]
On the other hand, when the secondary air is stopped, the air pump 33 is stopped and the switching valve 38 is switched to a position for introducing the atmospheric pressure to introduce the atmospheric pressure to the on-off valve 35. Thereby, the on-off valve 35 is closed. Then, the secondary air to the exhaust passage 22 is stopped, the pressure of the secondary air does not act on the check valve 36, and the pressure on the exhaust passage 22 side increases. For this reason, the check valve 36 is automatically closed, and the exhaust gas in the exhaust passage 22 is prevented from flowing back to the air pump 33 side.
[0018]
Reference numeral 40 denotes an ECU (Electronic Control Unit). The ECU 40 stores a CPU 41 as a central processing unit that executes various known arithmetic processes, a ROM 42 that stores a control program and a control map, and various data. The logical operation circuit includes a RAM 43, a B / U (backup) RAM 44, an input / output circuit 45, a bus line 46 connecting them, and the like. The above-described various sensor signals are input to the ECU 40, and control signals are output from the ECU 40 to the injector 16, the spark plug 19, the air pump 33 of the secondary air supply mechanism 30, the switching valve 38, and the like based on the input signals. .
[0019]
Next, the processing procedure of the secondary air supply control in the CPU 41 in the ECU 40 used in the secondary air supply control device of the internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention is based on the flowchart of FIG. This will be described with reference to FIG. 8A is a time chart showing transition states of various sensor signals and various control amounts corresponding to the secondary air supply control of this embodiment, and FIG. 8B is a secondary chart for comparison. 7 is a time chart showing transition states of various sensor signals and various control amounts of secondary air supply control for setting a target air-fuel ratio to a theoretical air-fuel ratio at the start of execution of air-fuel ratio feedback control during air supply. The secondary air supply control routine is repeatedly executed by the CPU 41 at predetermined time intervals.
[0020]
  In FIG. 2, in step S101, the three-way catalyst 23 is moved early.Warm upIt is determined whether secondary air supply control conditions for activation are satisfied. This secondary air supply control condition is satisfied when the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 28 is equal to or higher than a predetermined temperature, the stop period after the internal combustion engine 10 is warmed up is short, and the intake air amount is relatively small. Etc. When the determination condition of step S101 is satisfied, that is, when the secondary air supply control condition is satisfied, the process proceeds to step S102, where the air pump 33 is turned on (supplied secondary air shown in FIG. 8A). During this time (see time t0 to time t2), this routine is terminated.
[0021]
When the air pump 33 is turned on, as described above, the switching valve 38 constituting the secondary air supply mechanism 30 is opened, and the intake pressure is introduced to the on-off valve 35 of the combination valve 34 via the intake pressure introduction passage 37. As a result, the on-off valve 35 is opened. Thus, when the secondary air discharged from the air pump 33 passes through the on-off valve 35 and the secondary air pressure of the air pump 33 becomes higher than the exhaust gas pressure, the check valve 36 of the combination valve 34 is opened, and the secondary air Air is supplied into the exhaust passage 22 from the secondary air supply hole 31 a through the secondary air supply passage 31.
[0022]
On the other hand, when the determination condition of step S101 is not satisfied, that is, when the secondary air supply control condition is not satisfied, the routine proceeds to step S103, where the air pump 33 is turned off (secondary shown in FIG. 8A). When the air supply is stopped before time t0 and after time t2), this routine is terminated. When the air pump 33 is OFF, the switching valve 38 constituting the secondary air supply mechanism 30 is closed as described above, and atmospheric pressure is introduced to the on-off valve 35 of the combination valve 34 via the intake pressure introduction passage 37. As a result, the on-off valve 35 is closed. As a result, the pressure on the exhaust passage 22 side increases, and the check valve 36 of the combination valve 34 is automatically closed.
[0023]
Next, the procedure of the fuel injection control in the CPU 41 in the ECU 40 used in the secondary air supply control device for the internal combustion engine according to an example of the embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG. Will be described with reference to FIG. The fuel injection control routine is repeatedly executed by the CPU 41 every predetermined time.
[0024]
In FIG. 3, in step S201, it is determined whether the internal combustion engine 10 has been started. Here, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is in a start completed state because the engine speed is 500 [rpm] or more by cranking. When the determination condition of step S201 is not satisfied, that is, when the internal combustion engine 10 has not yet been started, the routine proceeds to step S202, where fuel injection based on the coolant temperature detected by the water temperature sensor 28 is performed as a start time control process. A known startup increase in quantity is performed and the routine is terminated.
[0025]
On the other hand, when the determination condition of step S201 is satisfied, that is, when the internal combustion engine 10 has been started, the routine proceeds to step S203, where it is determined whether the air-fuel ratio F / B (feedback) control condition is satisfied. The air-fuel ratio F / B control condition is satisfied when the A / F sensor 24 is activated and the operating state of the internal combustion engine 10 is in a steady state that is not a transient state. If the determination condition in step S203 is not satisfied, that is, if the A / F sensor 24 is inactive or the operating state of the internal combustion engine 10 is in a transient state and the air-fuel ratio F / B control condition is not satisfied, the process proceeds to step S204, which will be described later. The open loop control process is executed, and this routine is terminated.
[0026]
On the other hand, when the determination condition in step S203 is satisfied, that is, when the A / F sensor 24 is activated and the operating state of the internal combustion engine 10 is in a steady state, the air-fuel ratio F / B control condition is satisfied (FIG. 8A). (Time t1) shown in FIG. 4 shifts to step S205, an air-fuel ratio F / B control process described later is executed, and this routine ends.
[0027]
Next, the processing procedure of the open loop control in step S204 of the fuel injection control routine of FIG. 3 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0028]
In FIG. 4, in step S301, the basic fuel injection amount TP is calculated based on the engine speed and the intake air amount. Next, the process proceeds to step S302, where it is determined whether it is a cold start time. When the determination condition of step S302 is satisfied, that is, when the cooling water temperature is low and lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step S303, where it is determined whether the air pump 33 is ON. When the determination condition of step S303 is satisfied, that is, when the air pump 33 is ON and the secondary air is supplied through the secondary air supply passage 31 into the exhaust passage 22 from the secondary air supply hole 31a (FIG. 8A From time t0 to time t2) shown in FIG.
[0029]
In step S304, the air pump correction amount of the fuel injection amount based on the secondary air supply from the air pump 33 is calculated. Next, the routine proceeds to step S305, where a post-startup correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the engine speed and load. Next, the process proceeds to step S306, and the warm-up correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the coolant temperature. Next, the process proceeds to step S307, and the other correction amount 1 is calculated.
[0030]
On the other hand, when the determination condition of step S303 is not satisfied, that is, when the air pump 33 is OFF and the secondary air is not supplied (before time t0 and after time t2 shown in FIG. 8A), the process proceeds to step S308. Then, the post-startup correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the engine speed and the load. Next, the process proceeds to step S309, and the warm-up correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the coolant temperature. Next, the process proceeds to step S310, and the other correction amount 1 is calculated based on the other operating parameters of the internal combustion engine 10.
[0031]
On the other hand, when the determination condition of step S302 is not satisfied, that is, when the cooling water temperature is higher than a predetermined temperature and not during cold start, the process proceeds to step S311 and the other correction amount 2 is set based on other operating parameters of the internal combustion engine 10. Calculated. After step S307, step S310 or step S311, the process proceeds to step S312 where the final fuel injection amount TAU is calculated by the following equation (1), and this routine ends.
[0032]
[Expression 1]

[0033]
Next, the air-fuel ratio F / B control processing procedure in step S205 of the fuel injection control routine of FIG. 3 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0034]
In FIG. 5, in step S401, a target air-fuel ratio setting process to be described later is executed. Next, the process proceeds to step S402, the air-fuel ratio F / B control process is executed for the target air-fuel ratio set in step S401, and this routine is finished. This air-fuel ratio F / B control process is estimated and calculated based on at least one of the engine speed, load, intake air amount, cooling water temperature, and elapsed time after startup of the internal combustion engine 10, and is supplied to the internal combustion engine 10 for combustion. As is well known, a combustion air-fuel ratio described later, which is a contributing air-fuel ratio, is based on a pre-catalyst air-fuel ratio (see FIG. 8A) introduced into the three-way catalyst 23 detected by the A / F sensor 24. The fuel injection amount is adjusted so that the target air-fuel ratio based on the set rich dither coefficient and the lean dither coefficient is varied between the rich side and the lean side.
[0035]
Next, the processing procedure for setting the target air-fuel ratio in step S401 of the air-fuel ratio F / B control routine of FIG. 5 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0036]
In FIG. 6, in step S501, it is determined whether the air pump 33 is ON. When the determination condition of step S501 is satisfied, that is, when secondary air is being supplied from the air pump 33, the process proceeds to step S502, and the APON flag indicating that secondary air is being supplied from the air pump 33 is set to “1”. Is done. On the other hand, when the determination condition of step S501 is not satisfied, that is, when secondary air is not being supplied from the air pump 33, step S502 is skipped.
[0037]
Next, the process proceeds to step S503, where it is determined whether the APON flag is “1”. When the determination condition in step S503 is satisfied, that is, when the APON flag is “1” and the secondary air is being supplied from the air pump 33 (time t0 to time t2 shown in FIG. 8A), the process proceeds to step S504. Then, a target air-fuel ratio setting process when the air pump described later is ON is executed, and this routine is finished. On the other hand, when the determination condition of step S503 is not satisfied, that is, when the APON flag is “0” and the secondary air is not being supplied from the air pump 33 (before time t0 and after time t2 shown in FIG. 8A). Shifts to step S505, where a known normal target air-fuel ratio setting process is executed, and this routine ends.
[0038]
Next, a processing procedure for setting the target air-fuel ratio during the supply of secondary air when the air pump is ON in step S504 of the target air-fuel ratio setting routine of FIG. 6 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0039]
In FIG. 7, in step S601, it is determined whether the secondary air is being supplied when the air pump is ON, and the target air-fuel ratio setting is the first time. When the determination condition in step S601 is satisfied, that is, when the target air-fuel ratio is set for the first time (time t1 shown in FIG. 8A), the process proceeds to step S602, and the three elements detected by the A / F sensor 24 are detected. A pre-catalyst air-fuel ratio calculation process for calculating the pre-catalyst air-fuel ratio introduced into the catalyst 23 (see FIG. 8A) is executed. Next, the process proceeds to step S603, where the final target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio.
[0040]
Next, the routine proceeds to step S604, where the target air-fuel ratio gradual change amount is calculated based on the difference between the pre-catalyst air-fuel ratio as the initial value of the target air-fuel ratio calculated at step S602 and the stoichiometric air-fuel ratio set at step S603. The Next, the routine proceeds to step S605, where the pre-catalyst air-fuel ratio calculated in step S602 is set to the first target air-fuel ratio when the air pump is ON, and this routine is terminated.
[0041]
On the other hand, when the determination condition of step S601 is not satisfied, that is, when the target air-fuel ratio setting is not the first time (until time t1 shown in FIG. 8A), the pre-catalyst air-fuel ratio becomes 1.0 (theoretical air-fuel ratio). In step S606, the current target air-fuel ratio is calculated by adding the target air-fuel ratio gradually changing amount calculated in step S604 to the previous target air-fuel ratio. Next, the process proceeds to step S607, where it is determined whether the target air-fuel ratio has reached the stoichiometric air-fuel ratio as the final target air-fuel ratio. If the determination condition in step S607 is not satisfied, that is, if the target air-fuel ratio has not yet reached the stoichiometric air-fuel ratio, this routine ends.
[0042]
On the other hand, when the determination condition in step S607 is satisfied, that is, when the target air-fuel ratio reaches the theoretical air-fuel ratio as the final target air-fuel ratio, the process proceeds to step S608, and the final target air-fuel ratio is set as the target air-fuel ratio. Next, the process proceeds to step S609, where the APON flag is set to “0”, that is, it is determined that the air-fuel ratio control is being completed while the secondary air is being supplied, and this routine is terminated.
[0043]
In the secondary air supply control shown in FIG. 8B, the secondary air is supplied during the period from time t00 to time t02 as in the above-described embodiment. However, the target air-fuel ratio is set to 1.0 (theoretical air-fuel ratio) at the start of execution of the air-fuel ratio F / B control during the supply of secondary air at time t01. For this reason, the pre-catalyst air-fuel ratio is rapidly changed toward the stoichiometric air-fuel ratio from time t01. It can be seen that due to this sudden change in the pre-catalyst air-fuel ratio, large fluctuations appear in the engine speed after time t01, and drivability deteriorates.
[0044]
As described above, the secondary air supply control device for the internal combustion engine of the present embodiment is installed in the middle of the exhaust passage 22 of the internal combustion engine 10, and the three-way catalyst 23 for purifying exhaust gas, and the upstream of the three-way catalyst 23. A secondary air supply mechanism 30 for supplying secondary air into the exhaust passage 22 and a downstream side of the secondary air supply hole 31a of the secondary air supply passage 31 in the exhaust passage 22 on the upstream side of the three-way catalyst 23. A / F sensor 24 as an air / fuel ratio detecting means for detecting an air / fuel ratio in the exhaust gas and a predetermined air / fuel ratio F / B (feedback) control during the supply of secondary air by the secondary air supply mechanism 30 When the condition is satisfied, the air-fuel ratio F achieved by the CPU 41 in the ECU 40 that executes air-fuel ratio F / B control so that the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 matches the preset target air-fuel ratio. / B control means A. The air-fuel ratio F / B control means achieved by the CPU 41 in the ECU 40 of the secondary air supply control device for the internal combustion engine of the present embodiment is the initial target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio F / B control. The value is set to the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 at this time, and the target air-fuel ratio thereafter is gradually changed from this initial value to a predetermined air-fuel ratio.
[0045]
That is, during the supply of secondary air by the secondary air supply mechanism 30, when a predetermined air-fuel ratio F / B control condition is satisfied, the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 is made to coincide with the target air-fuel ratio. The fuel ratio F / B control is executed, and the initial value of the target air-fuel ratio at the start of the execution is set to the lean side as the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 at this time. It gradually changes from this initial value to the stoichiometric air-fuel ratio as a predetermined air-fuel ratio. Thereby, at the start of execution of the air-fuel ratio F / B control during the supply of the secondary air, the initial value of the target air-fuel ratio is appropriately set to the lean-side air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 at this time. Then, by gradually changing to the stoichiometric air-fuel ratio, fluctuations in engine speed can be suppressed and drivability can be improved.
[0046]
By the way, in the above embodiment, the back pressure of the on-off valve 35 is changed between the atmospheric pressure and the intake passage 11 side by the switching valve 38 provided in the middle of the intake pressure introduction passage 37 using the combination valve 34 in the secondary air supply mechanism 30. Although a configuration that switches between the intake pressure and the intake pressure is adopted, the present invention is not limited to this, and the secondary air supply is performed without using the intake pressure on the intake passage 11 side. An electromagnetically driven valve may be provided in the middle of the passage 31 so that the electromagnetically driven valve is opened / closed in conjunction with ON / OFF of the air pump 33.
[0047]
In the above embodiment, the pre-catalyst air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 during the supply of the secondary air is set to the initial value of the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio F / B control. In the case of implementation, the present invention is not limited to this, and the initial value of the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio F / B control can be set more appropriately by taking into account the fluctuation of the pre-catalyst air-fuel ratio.
[0048]
That is, the actual pre-catalyst air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24 during the supply of secondary air repeatedly fluctuates for each combustion cycle of each cylinder of the internal combustion engine 10. Therefore, the initial value of the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio F / B control during the supply of the secondary air is set to the minimum air-fuel ratio in the predetermined period of the pre-catalyst air-fuel ratio, that is, the fluctuating pre-catalyst air-fuel ratio. By setting the value on the rich side that seems to most reflect the combustion state of the engine 10, the driver can suppress fluctuations in the engine speed at the start of execution of the air-fuel ratio F / B control during the supply of secondary air. Can be improved.
[0049]
The air-fuel ratio F / B control means achieved by the CPU 41 in the ECU 40 of the secondary air supply control device for the internal combustion engine as described above sets the initial value of the target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio F / B control. The minimum air-fuel ratio for a predetermined period detected by the A / F sensor 24 from the start of secondary air supply is set, and the target air-fuel ratio thereafter is gradually changed from the initial value to the stoichiometric air-fuel ratio as the predetermined air-fuel ratio. Thus, since the initial value of the target air-fuel ratio can be set more appropriately, the operations and effects of the above-described embodiments can be obtained more stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine to which a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention is applied and its peripheral devices.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of secondary air supply control in a CPU in an ECU used in a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention. is there.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of fuel injection control in a CPU in an ECU used in a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of open loop control in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for air-fuel ratio F / B control in FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for setting a target air-fuel ratio in FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for setting a target air-fuel ratio when the air pump is ON in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram illustrating transition states of various sensor signals and various control amounts corresponding to the secondary air supply control of FIGS. 2 to 7, and the execution of air-fuel ratio F / B control is started during the supply of secondary air. 3 is a time chart showing comparison with secondary air supply control that sometimes sets a target air-fuel ratio to a theoretical air-fuel ratio.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine
22 Exhaust passage
23 Three-way catalyst
24 A / F (air-fuel ratio) sensor
27 Crank angle sensor
30 Secondary air supply mechanism
31 Secondary air supply passage
31a Secondary air supply hole
40 ECU (Electronic Control Unit)

Claims

内燃機関の排気通路途中に設置され、排出ガスを浄化する触媒と、
前記触媒の上流側の前記排気通路内に２次空気を供給する２次空気供給機構と、
前記触媒の上流側の前記排気通路内で２次空気の供給孔より下流側に配設され、排出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記２次空気供給機構による２次空気の供給中、所定の空燃比フィードバック制御条件が成立するときには、前記空燃比検出手段で検出される空燃比を予め設定された目標空燃比に一致するよう空燃比フィードバック制御を実行する空燃比フィードバック制御手段とを具備し、
前記空燃比フィードバック制御手段は、空燃比フィードバック制御の実行開始時における前記目標空燃比の初期値を、このとき前記空燃比検出手段で検出される空燃比に設定すると共に、こののちの前記目標空燃比を前記初期値から所定空燃比となるまで徐変することを特徴とする内燃機関の２次空気供給制御装置。A catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas;
A secondary air supply mechanism for supplying secondary air into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst;
An air-fuel ratio detecting means disposed downstream of the secondary air supply hole in the exhaust passage upstream of the catalyst and detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas;
When a predetermined air-fuel ratio feedback control condition is satisfied during the supply of secondary air by the secondary air supply mechanism, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is made to coincide with a preset target air-fuel ratio. Air-fuel ratio feedback control means for executing the fuel-fuel ratio feedback control ,
The air-fuel ratio feedback control means sets the initial value of the target air-fuel ratio at the start of execution of the air-fuel ratio feedback control to the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means at this time, and then the target air-fuel ratio. A secondary air supply control device for an internal combustion engine , wherein the fuel ratio is gradually changed from the initial value to a predetermined air-fuel ratio .

内燃機関の排気通路途中に設置され、排出ガスを浄化する触媒と、
前記触媒の上流側の前記排気通路内に２次空気を供給する２次空気供給機構と、
前記触媒の上流側の前記排気通路内で２次空気の供給孔より下流側に配設され、排出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記２次空気供給機構による２次空気の供給中、所定の空燃比フィードバック制御条件が成立するときには、前記空燃比検出手段で検出される空燃比を予め設定された目標空燃比に一致するよう空燃比フィードバック制御を実行する空燃比フィードバック制御手段とを具備し、
前記空燃比フィードバック制御手段は、空燃比フィードバック制御の実行開始時における前記目標空燃比の初期値を、２次空気の供給開始から前記空燃比検出手段で検出される所定期間の最小空燃比に設定すると共に、こののちの前記目標空燃比を前記初期値から所定空燃比となるまで徐変することを特徴とする内燃機関の２次空気供給制御装置。 A catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas;
A secondary air supply mechanism for supplying secondary air into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst;
An air-fuel ratio detecting means disposed downstream of the secondary air supply hole in the exhaust passage upstream of the catalyst and detecting an air-fuel ratio in the exhaust gas;
When a predetermined air-fuel ratio feedback control condition is satisfied during the supply of secondary air by the secondary air supply mechanism, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is made to coincide with a preset target air-fuel ratio. Air-fuel ratio feedback control means for executing the fuel-fuel ratio feedback control,
The air-fuel ratio feedback control means sets an initial value of the target air-fuel ratio at the start of execution of air-fuel ratio feedback control to a minimum air-fuel ratio for a predetermined period detected by the air-fuel ratio detection means from the start of supply of secondary air In addition, the secondary air supply control device for an internal combustion engine is characterized in that the target air-fuel ratio thereafter is gradually changed from the initial value to a predetermined air-fuel ratio.