JP7143032B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP7143032B2
JP7143032B2 JP2018220069A JP2018220069A JP7143032B2 JP 7143032 B2 JP7143032 B2 JP 7143032B2 JP 2018220069 A JP2018220069 A JP 2018220069A JP 2018220069 A JP2018220069 A JP 2018220069A JP 7143032 B2 JP7143032 B2 JP 7143032B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
catalyst
deviation
rich
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.)
Active
Application number
JP2018220069A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020084882A (en
Inventor
昌吾 樋口
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.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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 Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2018220069A priority Critical patent/JP7143032B2/en
Publication of JP2020084882A publication Critical patent/JP2020084882A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7143032B2 publication Critical patent/JP7143032B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関における燃料噴射量を調整して空燃比を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling an air-fuel ratio by adjusting a fuel injection amount in an internal combustion engine.

一般に、内燃機関の排気通路には、気筒から排出される排気ガス中に含まれる有害物質ＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを酸化／還元して無害化する三元触媒が装着されている。ＨＣ、ＣＯ、ＮＯxの全てを効率よく浄化するには、混合気の空燃比をウィンドウと称する理論空燃比近傍の一定範囲に収める必要がある。そのために、従来より、触媒の上流及び下流にそれぞれＯ2センサを配し、それらＯ2センサの出力信号を用いる二重のフィードバックループを構築して、空燃比をフィードバック制御している。 In general, an exhaust passage of an internal combustion engine is equipped with a three-way catalyst that oxidizes /reduces harmful substances HC, CO, and NOx contained in exhaust gas discharged from a cylinder to render them harmless. In order to efficiently purify all of HC, CO, and NOx, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture must be kept within a certain range near the stoichiometric air-fuel ratio called a window. For this reason, conventionally, O 2 sensors are arranged upstream and downstream of the catalyst, respectively, and a double feedback loop is constructed using the output signals of these O 2 sensors to feedback-control the air-fuel ratio.

内燃機関の運転制御を司るＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、気筒に吸入される空気（新気）の量に比例する基本噴射量に、触媒に流入するガスの空燃比に応じて変動するフィードバック補正係数を乗じることで、インジェクタからの燃料噴射量を決定する。 The ECU (Electronic Control Unit), which governs the operation control of the internal combustion engine, applies a feedback correction that varies according to the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst to the basic injection amount that is proportional to the amount of air (fresh air) taken into the cylinder. Multiplying the coefficient determines the amount of fuel injected from the injector.

図２に示すように、ＥＣＵは、触媒の上流側のガスの空燃比を検出するフロントＯ2センサの出力電圧を、理論空燃比またはその近傍の空燃比に相当する判定電圧値と比較し、出力電圧が判定電圧値よりも高ければ空燃比リッチ、判定電圧値よりも低ければ空燃比リーンと判定する。但し、フロントＯ2センサの出力電圧が判定電圧値を跨ぐように変動したときには、即時に空燃比の判定結果を反転させるのではなく、遅延時間の経過を待ってから判定結果を反転させる。つまり、フロントＯ2センサの出力電圧がリーンからリッチに切り替わった（判定電圧値を上回った）際には、リッチ判定遅延時間ＴＤＲの経過の後、空燃比がリーンからリッチに反転したと判断する。並びに、フロントＯ2センサの出力電圧がリッチからリーンに切り替わった（判定電圧値を下回った）際には、リーン判定遅延時間ＴＤＬの経過の後、空燃比がリッチからリーンに反転したと判断する。 As shown in FIG. 2, the ECU compares the output voltage of the front O2 sensor, which detects the air-fuel ratio of the gas on the upstream side of the catalyst, with a judgment voltage value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio in the vicinity thereof, If the output voltage is higher than the judgment voltage value, it is judged that the air-fuel ratio is rich, and if it is lower than the judgment voltage value, it is judged that the air-fuel ratio is lean. However, when the output voltage of the front O2 sensor fluctuates across the determination voltage value, the determination result of the air-fuel ratio is not immediately reversed, but the determination result is reversed after the elapse of the delay time. That is, when the output voltage of the front O2 sensor switches from lean to rich (exceeds the judgment voltage value), it is judged that the air-fuel ratio has reversed from lean to rich after the rich judgment delay time TDR has elapsed. . In addition, when the output voltage of the front O2 sensor switches from rich to lean (below the judgment voltage value), it is judged that the air-fuel ratio has reversed from rich to lean after the lean judgment delay time TDL has elapsed. .

ＥＣＵは、触媒の上流側のガスの空燃比の判定結果に基づき、フィードバック補正係数ＦＡＦを増減調整する。具体的には、空燃比がリッチであると判定している間、フィードバック補正係数ＦＡＦをリーン積分値ＫＩＭずつ逓減させる一方、空燃比がリーンであると判定している間は、フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ積分値ＫＩＰずつ逓増させる。 The ECU increases or decreases the feedback correction coefficient FAF based on the determination result of the air-fuel ratio of the gas on the upstream side of the catalyst. Specifically, while the air-fuel ratio is determined to be rich, the feedback correction coefficient FAF is gradually decreased by the lean integral value KIM, while while the air-fuel ratio is determined to be lean, the feedback correction coefficient FAF is incremented by the rich integral value KIP.

リッチ判定遅延時間ＴＤＲ及びリーン判定遅延時間ＴＤＬについては、触媒の下流側のガスの空燃比に応じて設定する。図３及び図４に示すように、ＥＣＵは、触媒の下流側のガスの空燃比を検出するリアＯ2センサの出力電圧を判定電圧値と比較し、出力電圧が判定電圧値よりも高ければ空燃比リッチ、判定電圧値よりも低ければ空燃比リーンと判定する。そして、触媒の下流側のガスの空燃比がリーンである期間が長いほど、リッチ判定遅延時間ＴＤＲを延長する。逆に、触媒の下流側のガスの空燃比がリッチである期間が長いほど、リーン判定遅延時間ＴＤＬを延長する。これにより、フロントＯ2センサの出力電圧を参照する空燃比フィードバック制御の制御中心、即ちフィードバック制御によりガスの空燃比を収束させるべき目標が変化することになる（以上、下記特許文献を参照）。 The rich judgment delay time TDR and the lean judgment delay time TDL are set according to the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst. As shown in FIGS. 3 and 4, the ECU compares the output voltage of the rear O2 sensor that detects the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst with the judgment voltage value, and if the output voltage is higher than the judgment voltage value, If the air-fuel ratio is lower than the judgment voltage value, the air-fuel ratio is judged to be lean. The longer the period in which the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst is leaner, the longer the rich determination delay time TDR. Conversely, the longer the period in which the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst is rich, the longer the lean determination delay time TDL. As a result, the control center of the air-fuel ratio feedback control that refers to the output voltage of the front O 2 sensor, that is, the target to which the air-fuel ratio of the gas should be converged by the feedback control changes (see the following patent documents).

リアＯ2センサの出力電圧がリッチからリーンに切り替わるのは、触媒の最大酸素吸蔵能力の近くまで酸素が吸蔵されて、触媒内で酸素が過剰となった後である。触媒内に酸素が充満すると、ＮＯxの還元が難しくなり、ＮＯxが排出されやすくなる。翻って、リアＯ2センサの出力電圧がリーンからリッチに切り替わるのは、触媒に吸蔵されていた酸素の大半が消費され、触媒内の酸素が欠乏した後である。触媒内で酸素が不足すると、ＨＣやＣＯの酸化が困難となり、これらが排出されやすくなる。 The output voltage of the rear O2 sensor switches from rich to lean after oxygen has been stored to near the maximum oxygen storage capacity of the catalyst, resulting in an excess of oxygen in the catalyst. When the catalyst is filled with oxygen, it becomes difficult to reduce NOx , and NOx is easily discharged. On the other hand, the output voltage of the rear O 2 sensor switches from lean to rich after most of the oxygen stored in the catalyst is consumed and the oxygen in the catalyst becomes deficient. When oxygen is insufficient in the catalyst, it becomes difficult to oxidize HC and CO, and these are likely to be discharged.

要するに、リアＯ2センサの出力信号を参照するフィードバックには遅れが存在し、その遅れにより有害物質の排出の抑止に限界が生じていた。 In short, there is a delay in the feedback that refers to the output signal of the rear O 2 sensor, and the delay has caused a limit to the suppression of harmful substance emissions.

特開２０１０－１３８７９１号公報JP 2010-138791 A

本発明は、内燃機関からの有害物質の排出量をより一層削減することを所期の目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An intended object of the present invention is to further reduce the amount of harmful substances emitted from an internal combustion engine.

上述の課題を解決するべく、本発明では、内燃機関の排気通路に装着した排気浄化用の触媒に流入するガスの空燃比をフィードバック制御する制御装置であって、気筒に吸入された空気の量、及び排気通路における触媒の上流に設置されている空燃比センサの出力信号を基に、触媒に吸蔵されている酸素量とその目標吸蔵量との偏差を推算し、前記偏差に応じて、フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標を変化させることとし、排気通路における触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号がリッチ側の閾値を超えて空燃比リッチを示したときに前記偏差をリッチ側の所定値にリセットし、及び／または、触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号がリーン側の閾値を超えて空燃比リーンを示したときに前記偏差を前記リッチ側の所定値とは異なるリーン側の所定値にリセットする内燃機関の制御装置を構成した。一方で、前記偏差に応じたものとは別に、排気通路における触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号を基に、前記フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標の演算を並行し、前記偏差に応じた目標と、前記触媒下流の空燃比センサの出力信号に基づく目標との乖離が一定以上に広がった場合には、前者の目標ではなく後者の目標を用いて空燃比フィードバック制御を遂行するものとする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a control device for feedback-controlling the air-fuel ratio of gas flowing into an exhaust purification catalyst mounted in an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein the amount of air sucked into the cylinder is , and the output signal of an air-fuel ratio sensor installed upstream of the catalyst in the exhaust passage. The target of the air-fuel ratio to be converged is changed by control, and when the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage exceeds the rich side threshold and indicates the air-fuel ratio rich, the deviation is reset to a predetermined value on the rich side , and/or when the output signal of an air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst exceeds the threshold value on the lean side and indicates a lean air-fuel ratio, the deviation is reset to the rich side A control device for an internal combustion engine is configured to reset to a predetermined value on the lean side different from the predetermined value of . On the other hand, in addition to the deviation, the target air-fuel ratio to be converged by the feedback control is calculated based on the output signal of the air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage. , when the deviation between the target corresponding to the deviation and the target based on the output signal of the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst widens beyond a certain level, air-fuel ratio feedback control is performed using the latter target instead of the former target. shall be performed.

本発明によれば、内燃機関からの有害物質の排出量をより一層削減することができる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the amount of harmful substances emitted from an internal combustion engine.

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle internal combustion engine and a control device according to an embodiment of the present invention; FIG. 触媒の上流側の空燃比センサの出力信号を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。FIG. 4 is a timing chart showing how air-fuel ratio feedback control is performed with reference to the output signal of an air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst; 制御中心補正量ＦＡＣＦと遅延時間ＴＤＲ、ＴＤＬとの関係を例示するグラフ。5 is a graph illustrating the relationship between a control center correction amount FACF and delay times TDR and TDL; 触媒の下流側の空燃比センサの出力信号を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。FIG. 5 is a timing chart showing how air-fuel ratio feedback control is performed with reference to the output signal of an air-fuel ratio sensor on the downstream side of the catalyst; 同実施形態の制御装置が制御中心補正量ＦＡＣＦを演算する手順を示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for calculating a control center correction amount FACF by the control device of the same embodiment; 同実施形態の制御装置が演算する偏差Σ（ΔＯＳn）の推移を例示するタイミング図。FIG. 4 is a timing chart illustrating transition of deviation Σ(ΔOS n ) calculated by the control device of the embodiment;

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of a vehicle internal combustion engine according to this embodiment. The internal combustion engine in this embodiment is a spark-ignited four-stroke engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel is provided near the intake port of each cylinder 1 . A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1 . The spark plug 12 receives an induced voltage generated by an ignition coil and induces spark discharge between a center electrode and a ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。 An intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1 . An air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order on the intake passage 3 from upstream.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気ガスを各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。 An exhaust passage 4 for exhausting exhaust guides exhaust gas generated as a result of combustion of fuel in the cylinder 1 from an exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4 .

排気通路４における触媒４１の上流及び下流には、排気通路４を流通するガスの空燃比を検出するための空燃比センサ４３、４４を設置する。空燃比センサ４３、４４はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するＯ2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアＡ／Ｆセンサであってもよい。本実施形態では、触媒４１の上流側及び下流側の各空燃比センサ４３、４４について、排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力するＯ2センサを想定している。Ｏ2センサ４３、４４の出力電圧ｆ、ｇの特性は、理論空燃比近傍の一定範囲（ウィンドウ）では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるＺ特性曲線を描く。 Air-fuel ratio sensors 43 and 44 for detecting the air-fuel ratio of gas flowing through the exhaust passage 4 are installed upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 . Each of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 may be an O 2 sensor having an output characteristic that is non-linear with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas, or a linear A/F sensor having an output characteristic that is proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas. There may be. In this embodiment, each of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 on the upstream side and downstream side of the catalyst 41 is assumed to be an O 2 sensor that outputs a voltage signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas. The characteristics of the output voltages f and g of the O 2 sensors 43 and 44 show a large rate of change in output with respect to the air-fuel ratio in a certain range (window) near the stoichiometric air-fuel ratio, showing a steep slope. It draws a so-called Z characteristic curve that asymptotically approaches a low saturation value in the region and asymptotically approaches a high saturation value in the rich region where the air-fuel ratio is small.

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通するＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。 The external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 2 realizes so-called high-pressure loop EGR, and includes an EGR passage 21 that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. , an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21 and an EGR valve 23 for opening and closing the EGR passage 21 to control the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 . The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 33. As shown in FIG.

本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。 The ECU0, which is the control device for the internal combustion engine of this embodiment, is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like. The ECU 0 may be formed by connecting a plurality of ECUs or controllers so as to be able to communicate with each other via electric communication lines such as CAN (Controller Area Network).

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関に要求されるエンジン負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、触媒４１の上流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４３から出力される空燃比信号ｆ、触媒４１の下流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ４４から出力される空燃比信号ｇ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｈ等が入力される。 The input interface of the ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, and an accelerator pedal. or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (that is, the engine load factor required for the internal combustion engine), the accelerator opening signal c output from the sensor, the intake passage 3 (especially the surge tank 33 ), an intake air temperature/pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and intake air pressure, a cooling water temperature signal e that is output from a water temperature sensor that detects a cooling water temperature that indicates the temperature of the internal combustion engine, An air-fuel ratio signal f output from an air-fuel ratio sensor 43 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas on the upstream side of the catalyst 41, and an air-fuel ratio signal f that is output from an air-fuel ratio sensor 44 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst 41. A fuel ratio signal g, an atmospheric pressure signal h output from an atmospheric pressure sensor that detects the atmospheric pressure, and the like are input.

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。 From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter 13 of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening degree for the EGR valve 23 It outputs an operation signal l and the like.

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に吸入される空気（新気）量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び空気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、要求ＥＧＲ率、点火タイミング等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in memory in advance, calculates operating parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various types of information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for controlling the operation of the internal combustion engine through an input interface, learns the engine speed, and injects into the cylinder 1. Estimate the amount of air (fresh air). Then, based on the engine speed, air amount, etc., various operations such as required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, required EGR rate, ignition timing, etc. Determine parameters. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l corresponding to the operating parameters through the output interface.

燃料噴射量を決定するにあたり、ＥＣＵ０は、まず、気筒１に吸入される空気の量Ｇａを求め、その吸入空気量Ｇａに比例する（吸入空気量Ｇａに応じて理論空燃比またはその近傍の空燃比を実現できような）燃料噴射量の基本量ＴＰを決定する。吸入空気量Ｇａは、エンジン回転数及びサージタンク３３内吸気圧を基に推算する。必要であれば、その推算値に、吸気温や大気圧等に応じた補正を加えることができる。なお、吸気通路３にエアフローメータが設置されているならば、エアフローメータを介して吸入空気量Ｇａを直接計測することが可能である。 In determining the fuel injection amount, the ECU 0 first obtains the amount Ga of air taken into the cylinder 1, and is proportional to the intake air amount Ga (the theoretical air-fuel ratio or an air-fuel ratio in the vicinity thereof A basic amount TP of the fuel injection amount that can realize the fuel ratio is determined. The intake air amount Ga is estimated based on the engine speed and the intake pressure in the surge tank 33 . If necessary, the estimated value can be corrected according to intake air temperature, atmospheric pressure, and the like. If an airflow meter is installed in the intake passage 3, it is possible to directly measure the intake air amount Ga through the airflow meter.

次いで、この基本噴射量ＴＰを、触媒４１の上流側の空燃比センサ４３の出力信号ｆに応じて定まるフィードバック補正係数ＦＡＦで補正する。フィードバック補正係数ＦＡＦは、１を中心に増減する正数である。さらに、状況に応じて定まる各種補正係数Ｋや、インジェクタ１１の無効噴射時間ＴＡＵＶをも加味して、最終的な燃料噴射時間（インジェクタ１１に対する通電時間）Ｔを算定する。燃料噴射時間Ｔは、
Ｔ＝ＴＰ×ＦＡＦ×Ｋ＋ＴＡＵＶ
となる。そして、燃料噴射時間Ｔだけインジェクタ１１に信号ｊを入力、インジェクタ１１を開弁して燃料を噴射させる。 Next, this basic injection amount TP is corrected with a feedback correction coefficient FAF determined according to the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43 on the upstream side of the catalyst 41 . The feedback correction coefficient FAF is a positive number that increases and decreases around 1. Furthermore, the final fuel injection time (energization time for the injector 11) T is calculated in consideration of various correction coefficients K determined depending on the situation and the invalid injection time TAUV of the injector 11. The fuel injection time T is
T = TP x FAF x K + TAUV
becomes. Then, the signal j is input to the injector 11 for the fuel injection time T to open the injector 11 and inject the fuel.

また、ＥＣＵ０は、運転状況に応じて、気筒１への燃料供給を一時中断する燃料カットを実行する。ＥＣＵ０は、所定の燃料カット条件が成立したときに、燃料カット即ちインジェクタ１１からの燃料噴射を停止する。ＥＣＵ０は、少なくとも、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あることを以て、燃料カット条件が成立したものと判断する。 Further, the ECU 0 executes a fuel cut to temporarily interrupt the fuel supply to the cylinder 1 according to the operating conditions. The ECU 0 cuts fuel, that is, stops fuel injection from the injector 11 when a predetermined fuel cut condition is satisfied. The ECU 0 determines that the fuel cut condition is satisfied at least when the amount of depression of the accelerator pedal is equal to or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is equal to or higher than the fuel cut permission speed.

燃料カット中は、スロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量（０または０に近い）に依拠しない開度に開いておく。この操作は、燃料カット中の内燃機関のポンピングロスを低減してエンジン回転の減速を遅らせるために行う。このときのスロットルバルブ３２の開度は、一定値としてもよいし、車速等に応じて増減させてもよいが、何れにせよ比較的大きな開度とする。 During the fuel cut, the throttle valve 32 is opened to an opening that does not depend on the depression amount (0 or close to 0) of the accelerator pedal. This operation is performed to reduce the pumping loss of the internal combustion engine during fuel cut and delay the deceleration of the engine rotation. The degree of opening of the throttle valve 32 at this time may be a constant value or may be increased or decreased according to the vehicle speed or the like.

そして、ＥＣＵ０は、所定の燃料カット終了条件が成立したときに、燃料カットを終了することとし、燃料噴射（及び、点火）を再開する。ＥＣＵ０は、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等のうち何れかを以て、燃料カット終了条件が成立したものと判断する。 Then, when a predetermined fuel cut end condition is satisfied, the ECU 0 ends the fuel cut, and restarts fuel injection (and ignition). The ECU 0 determines that the condition for terminating fuel cut is met when the amount of depression of the accelerator pedal exceeds a threshold, or when the engine speed drops to the fuel cut return speed.

燃料カット終了条件の成立後は、スロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量に応じた開度に操作することは言うまでもない。 It goes without saying that the throttle valve 32 is operated to an opening degree corresponding to the depression amount of the accelerator pedal after the fuel cut end condition is satisfied.

以降、ＥＣＵ０が実施する空燃比フィードバック制御に関して詳述する。空燃比フィードバック制御は、気筒１に充填される混合気の空燃比、ひいては気筒１から排出され触媒４１へと導かれる排気ガスの空燃比を所望の目標空燃比に収束させ、以て触媒４１における有害物質の浄化能率を最大化するものである。 Hereinafter, the air-fuel ratio feedback control performed by the ECU 0 will be described in detail. The air-fuel ratio feedback control converges the air-fuel ratio of the air-fuel mixture charged in the cylinder 1, and thus the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the cylinder 1 and led to the catalyst 41, to a desired target air-fuel ratio. It maximizes the purification efficiency of harmful substances.

図２に示すように、ＥＣＵ０は、触媒４１の上流側のガスの空燃比を検出するセンサであるフロントＯ2センサ４３の出力電圧ｆを、理論空燃比またはその近傍の空燃比に相当する判定電圧値と比較して、その判定電圧値よりも高ければリッチ、判定電圧値よりも低ければリーンと判定する。そして、ＥＣＵ０は、触媒４１の上流側のガスの空燃比の判定結果に基づき、フィードバック補正係数ＦＡＦを増減調整する。 As shown in FIG. 2, the ECU 0 determines that the output voltage f of the front O2 sensor 43, which is a sensor that detects the air-fuel ratio of the gas on the upstream side of the catalyst 41, corresponds to the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio in the vicinity thereof. If it is higher than the judgment voltage value, it is judged to be rich, and if it is lower than the judgment voltage value, it is judged to be lean. Then, the ECU 0 increases or decreases the feedback correction coefficient FAF based on the determination result of the air-fuel ratio of the gas on the upstream side of the catalyst 41 .

具体的には、空燃比の判定結果がリーンからリッチに反転した（下記の遅延時間ＴＤＲが経過した）時点で、フィードバック補正係数ＦＡＦをスキップ値ＲＳＭだけ減少させる。加えて、空燃比がリッチであると判定している間、フィードバック補正係数ＦＡＦを演算サイクル（制御サイクル）あたりリーン積分値ＫＩＭだけ逓減させる。演算サイクルの周期は、内燃機関が備える個々の気筒１が新たなサイクル（吸気行程－圧縮行程－膨脹行程－排気行程の一連）を迎える周期に等しい。 Specifically, the feedback correction coefficient FAF is reduced by the skip value RSM at the time when the determination result of the air-fuel ratio is reversed from lean to rich (when the following delay time TDR has elapsed). In addition, while it is determined that the air-fuel ratio is rich, the feedback correction coefficient FAF is gradually decreased by the lean integral value KIM per calculation cycle (control cycle). The calculation cycle period is equal to the period in which each cylinder 1 of the internal combustion engine undergoes a new cycle (a series of intake stroke-compression stroke-expansion stroke-exhaust stroke).

他方、空燃比の判定結果がリッチからリーンに反転した（下記の遅延時間ＴＤＬが経過した）時点で、フィードバック補正係数ＦＡＦをスキップ値ＲＳＰだけ増加させる。加えて、空燃比がリーンであると判定している間、フィードバック補正係数ＦＡＦを演算サイクルあたりリッチ積分値ＫＩＰだけ逓増させる。 On the other hand, when the determination result of the air-fuel ratio is reversed from rich to lean (when the following delay time TDL has elapsed), the feedback correction coefficient FAF is increased by the skip value RSP. In addition, while it is determined that the air-fuel ratio is lean, the feedback correction coefficient FAF is gradually increased by the rich integral value KIP per calculation cycle.

基本噴射量ＴＰに乗ずるフィードバック補正量ＦＡＦが減少すると、インジェクタ１１による燃料噴射量が絞られて、混合気の空燃比がリーンへと向かう。逆に、フィードバック補正量ＦＡＦが増加すると、インジェクタ１１による燃料噴射量が上積みされて、混合気の空燃比がリッチへと向かう。 When the feedback correction amount FAF multiplied by the basic injection amount TP decreases, the fuel injection amount by the injector 11 is reduced and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes leaner. Conversely, when the feedback correction amount FAF increases, the amount of fuel injected by the injector 11 is increased, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes rich.

但し、フロントＯ2センサ４３の出力電圧ｆが判定電圧値を跨ぐように変動したときには、即時に触媒４１の上流側のガスの空燃比の判定結果を反転させるのではなく、遅延時間ＴＤＬ、ＴＤＲの経過を待ってから判定結果を反転させる。即ち、フロントＯ2センサ４３の出力電圧ｆがリッチからリーンに切り替わった（判定電圧値を下回った）ときには、リーン判定遅延時間ＴＤＬの経過の後、空燃比がリッチからリーンに反転したと判断する。並びに、フロントＯ2センサ４３の出力電圧ｆがリーンからリッチに切り替わった（判定電圧値を上回った）ときには、リッチ判定遅延時間ＴＤＲの経過の後、空燃比がリーンからリッチに反転したと判断する。 However, when the output voltage f of the front O2 sensor 43 fluctuates across the determination voltage value, the determination result of the air-fuel ratio of the gas on the upstream side of the catalyst 41 is not immediately reversed. After waiting for the elapse of , the judgment result is reversed. That is, when the output voltage f of the front O2 sensor 43 switches from rich to lean (below the determination voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has reversed from rich to lean after the lean determination delay time TDL has elapsed. . In addition, when the output voltage f of the front O2 sensor 43 switches from lean to rich (exceeds the determination voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has reversed from lean to rich after the rich determination delay time TDR has elapsed. .

リーン判定遅延時間ＴＤＬ及びリッチ判定遅延時間ＴＤＲを設けているのは、Ｏ2センサ４３の出力信号ｆにノイズが混入した場合に、空燃比のリーン／リッチの判定結果が短期間に複数回反転して燃料噴射量が振動するように増減するチャタリングを起こすことを予防する意図である。 The reason why the lean judgment delay time TDL and the rich judgment delay time TDR are provided is that when noise is mixed in the output signal f of the O2 sensor 43, the lean/rich judgment result of the air-fuel ratio is reversed several times in a short period of time. This is intended to prevent chattering in which the fuel injection amount fluctuates.

遅延時間ＴＤＬ、ＴＤＲは、制御中心補正量ＦＡＣＦに応じて増減する。図３に、制御中心補正量ＦＡＣＦと遅延時間ＴＤＬ、ＴＤＲとの関係を例示する。制御中心補正量ＦＡＣＦが大きくなるほど、リーン判定遅延時間ＴＤＬ（破線で表す）は短縮され、リッチ判定遅延時間ＴＤＲ（実線で表す）は延長される。さすれば、フィードバック補正係数ＦＡＦが増加から減少に転じる時期が遅れ、減少から増加に転じる時期が早まる。結果、燃料噴射量が平均的に増すこととなり、空燃比フィードバック制御の制御中心、換言すればフィードバック制御により収束させるべきガスの空燃比の目標がリッチ側に変位する。 The delay times TDL and TDR increase or decrease according to the control center correction amount FACF. FIG. 3 illustrates the relationship between the control center correction amount FACF and the delay times TDL and TDR. As the control center correction amount FACF increases, the lean determination delay time TDL (represented by the dashed line) is shortened and the rich determination delay time TDR (represented by the solid line) is extended. This delays the time at which the feedback correction coefficient FAF turns from increase to decrease, and hastens the time at which it turns from decrease to increase. As a result, the fuel injection amount increases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control, in other words, the target air-fuel ratio of the gas to be converged by the feedback control shifts to the rich side.

翻って、制御中心補正量ＦＡＣＦが小さくなるほど、リーン判定遅延時間ＴＤＬは延長され、リッチ判定遅延時間ＴＤＲは短縮される。さすれば、フィードバック補正係数ＦＡＦが増加から減少に転じる時期が早まり、減少から増加に転じる時期が遅れる。結果、燃料噴射量が平均的に減ることとなり、空燃比フィードバック制御の制御中心がリーン側に変位する。 Conversely, the lean determination delay time TDL is extended and the rich determination delay time TDR is shortened as the control center correction amount FACF becomes smaller. If so, the time at which the feedback correction coefficient FAF turns from increase to decrease is hastened, and the time at which it changes from decrease to increase is delayed. As a result, the fuel injection amount decreases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control shifts to the lean side.

ＥＣＵ０は、空燃比フィードバック制御中、上記の制御中心補正量ＦＡＣＦをも算出する。図５に示すように、ＥＣＵ０は、まず、今回の演算サイクルにおいて算出したフィードバック補正係数ＦＡＦnから、前回の演算サイクルにおいて算出したフィードバック補正係数ＦＡＦn-1を減算して、両者の差分ΔＦＡＦnを求める（ステップＳ１）。ｎは、演算サイクルを表す添字である。 The ECU 0 also calculates the control center correction amount FACF during the air-fuel ratio feedback control. As shown in FIG. 5, the ECU 0 first subtracts the feedback correction coefficient FAF n-1 calculated in the previous calculation cycle from the feedback correction coefficient FAF n calculated in the current calculation cycle, and obtains the difference ΔFAF n between the two. is obtained (step S1). n is a subscript representing an operation cycle.

次に、ＥＣＵ０は、連続する過去の複数回の演算サイクルにおいて算出したΔＦＡＦnを積算した値Σ（ΔＦＡＦn）を求める（ステップＳ２）。 Next, the ECU 0 obtains a value Σ(ΔFAF n ) obtained by integrating ΔFAF n calculated in a plurality of consecutive past calculation cycles (step S2).

そして、ＥＣＵ０は、今回の演算サイクルにおいて算出した、気筒１に吸入される空気量Ｇａnと、ΔＦＡＦnの積算値Σ（ΔＦＡＦn）とから、下式に示すΔＯＳnを求める（ステップＳ３）。
ΔＯＳn＝－Ｇａn×Σ（ΔＦＡＦn）／｛１＋Σ（ΔＦＡＦn）｝
このΔＯＳnは、気筒１から排出されるガスが触媒４１に流入することによって増減する、触媒４１内の酸素吸蔵量の変化量（増加量または減少量）の近似値である。 Then, the ECU 0 obtains ΔOS n shown in the following formula from the air amount Ga n taken into the cylinder 1 and the integrated value Σ(ΔFAF n ) of ΔFAF n calculated in the current calculation cycle (step S3). .
ΔOS n =−Gan×Σ(ΔFAF n )/{1+Σ( ΔFAF n ) }
This ΔOS n is an approximate value of the amount of change (increase or decrease) in the amount of oxygen stored in the catalyst 41 that increases or decreases as the gas discharged from the cylinder 1 flows into the catalyst 41 .

さらに、連続する過去の複数回の演算サイクルにおいて算出したΔＯＳnを積算した値Σ（ΔＯＳn）を求める（ステップＳ４）。この積算値Σ（ΔＯＳn）は、現在触媒４１が吸蔵している酸素の量が、あるべき目標吸蔵量からどれくらいの量乖離しているかを示す偏差となる。現在の触媒４１内の酸素吸蔵量が目標吸蔵量に一致している場合、偏差Σ（ΔＯＳn）は０となる。偏差Σ（ΔＯＳn）が正値であることは、触媒４１内の酸素吸蔵量があるべき目標吸蔵量よりも増えていることを意味する。逆に、偏差Σ（ΔＯＳn）が負値であることは、触媒４１内の酸素吸蔵量があるべき目標吸蔵量よりも減っていることを意味する。 Further, a value Σ(ΔOS n ) obtained by integrating ΔOS n calculated in a plurality of consecutive past calculation cycles is obtained (step S4). This integrated value .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) is a deviation indicating how much the amount of oxygen currently occluded by the catalyst 41 deviates from the desired target occluded amount. If the current oxygen storage amount in the catalyst 41 matches the target storage amount, the deviation Σ(ΔOS n ) becomes zero. A positive value of the deviation Σ(ΔOS n ) means that the oxygen storage amount in the catalyst 41 is greater than the target storage amount. Conversely, if the deviation Σ(ΔOS n ) is a negative value, it means that the oxygen storage amount in the catalyst 41 is less than the target storage amount.

目標吸蔵量は、触媒４１における有害物質ＨＣ、ＣＯの酸化反応及びＮＯxの還元反応が最も能率よく起こるような大きさに設定することが望ましい。例えば、触媒４１の最大酸素吸蔵能力に、１よりも小さい一定の比率（０．５ないし０．６程度の値）を乗算することで、目標吸蔵量を得る。触媒４１の最大酸素吸蔵能力は経年劣化により徐々に減退してゆくが、その最大酸素吸蔵能力を推算する具体的な方法は触媒４１のダイアグノーシス（自己診断）機能として公知（例えば、特開２０１６－０７０１５６号公報等を参照）であるため、ここではその説明を割愛する。 The target storage amount is desirably set to a value such that the oxidation reaction of the harmful substances HC and CO and the reduction reaction of NO x in the catalyst 41 occur most efficiently. For example, the target storage amount is obtained by multiplying the maximum oxygen storage capacity of the catalyst 41 by a fixed ratio smaller than 1 (a value of about 0.5 to 0.6). The maximum oxygen storage capacity of the catalyst 41 gradually declines due to aging deterioration, but a specific method for estimating the maximum oxygen storage capacity is known as a diagnosis (self-diagnosis) function of the catalyst 41 (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2016 -070156, etc.), the explanation thereof is omitted here.

しかして、ＥＣＵ０は、偏差Σ（ΔＯＳn）の正負に応じて（ステップＳ９、Ｓ１０）制御中心補正量ＦＡＣＦを調整する。偏差Σ（ΔＯＳn）が正値である場合には、制御中心補正量ＦＡＣＦをより大きくして（ステップＳ１１）、空燃比フィードバック制御の制御中心をよりリッチ側に変化させる。偏差Σ（ΔＯＳn）が負値である場合には、制御中心補正量ＦＡＣＦをより小さくして（ステップＳ１２）、空燃比フィードバック制御の制御中心をよりリーン側に変化させる。 Thus, the ECU 0 adjusts the control center correction amount FACF according to whether the deviation Σ(ΔOS n ) is positive or negative (steps S9 and S10). If the deviation Σ(ΔOS n ) is a positive value, the control center correction amount FACF is increased (step S11) to change the control center of the air-fuel ratio feedback control to the rich side. If the deviation .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) is a negative value, the control center correction amount FACF is made smaller (step S12) to shift the control center of the air-fuel ratio feedback control to the leaner side.

ステップＳ９ないしＳ１２では、偏差Σ（ΔＯＳn）が負値である間、制御中心補正量ＦＡＣＦを演算サイクルあたりリーン積分値ＦＡＣＦＫＩＭだけ逓減させる一方、偏差Σ（ΔＯＳn）が正値である間は、制御中心補正量ＦＡＣＦを演算サイクルあたりリッチ積分値ＦＡＣＦＫＩＰだけ逓増させるようにすることができる。あるいは、より単純に、偏差Σ（ΔＯＳn）が正値である場合の制御中心補正量ＦＡＣＦを、偏差Σ（ΔＯＳn）が０の場合のそれよりも大きな値に設定し、偏差Σ（ΔＯＳn）が負値である場合の制御中心補正量ＦＡＣＦを、偏差Σ（ΔＯＳn）が０の場合のそれよりも小さな値に設定するようにしてもよい。 In steps S9 to S12, while the deviation Σ(ΔOS n ) is a negative value, the control center correction amount FACF is gradually decreased by the lean integral value FACFKIM per operation cycle, while while the deviation Σ(ΔOS n ) is a positive value, , the control center correction amount FACF can be gradually increased by the rich integration value FACFKIP per operation cycle. Alternatively, more simply, the control center correction amount FACF when the deviation Σ(ΔOS n ) is a positive value is set to a value larger than that when the deviation Σ(ΔOS n ) is 0, and the deviation Σ(ΔOS n ) is a negative value, the control center correction amount FACF may be set to a value smaller than that when the deviation Σ(ΔOS n ) is zero.

尤も、上記の偏差Σ（ΔＯＳn）には誤差が混入することがある。即ち、ステップＳ１ないしＳ４を通じて算出した偏差Σ（ΔＯＳn）が、実際の触媒４１の酸素吸蔵量と目標吸蔵量との偏差から乖離することがあり得る。 Of course, the above deviation Σ(ΔOS n ) may contain an error. That is, the deviation Σ(ΔOS n ) calculated through steps S1 to S4 may deviate from the deviation between the actual oxygen storage amount of the catalyst 41 and the target oxygen storage amount.

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、触媒４１の下流側のガスの空燃比を検出するセンサであるリアＯ2センサ４４の出力信号ｇがリッチ側の閾値を超えて空燃比リッチを示したとき（ステップＳ５）、及び／または、リアＯ2センサ４４の出力信号ｇがリーン側の閾値を超えて空燃比リーンを示したときに（ステップＳ７）、演算している偏差Σ（ΔＯＳn）をリセットする（ステップＳ６、Ｓ８）処理を行う。 Therefore, when the output signal g of the rear O2 sensor 44, which is a sensor that detects the air-fuel ratio of the gas on the downstream side of the catalyst 41, exceeds the rich-side threshold value and indicates that the air-fuel ratio is rich ( Step S5) and/or when the output signal g of the rear O2 sensor 44 exceeds the lean side threshold value and indicates a lean air-fuel ratio (step S7), the calculated deviation Σ(ΔOS n ) is reset. Yes (steps S6 and S8).

リッチ側の閾値は、例えば０．８５Ｖに設定する。リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがこの閾値を上回ることは、触媒４１に吸蔵していた酸素が底を突き、触媒４１から流下するガスの空燃比が過リッチとなっていることを意味する。従って、図６に示すように、ＥＣＵ０は、リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリッチ側の閾値を上回ったときに（ステップＳ５）、メモリに記憶保持している偏差Σ（ΔＯＳn）を所定値、例えば０から現在の目標吸蔵量を減算した値（－目標吸蔵量）にリセットする（ステップＳ６）。リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリッチ側の閾値を上回っている間は、偏差Σ（ΔＯＳn）を当該所定値に維持する。その上で、制御中心補正量ＦＡＣＦの調整を実行する（ステップＳ１０、Ｓ１２）。 The threshold on the rich side is set to 0.85V, for example. When the output voltage g of the rear O2 sensor 44 exceeds this threshold, it means that the oxygen stored in the catalyst 41 has run out and the air-fuel ratio of the gas flowing down from the catalyst 41 is excessively rich. . Therefore, as shown in FIG . 6, when the output voltage g of the rear oxygen sensor 44 exceeds the rich side threshold (step S5), the ECU 0 stores the deviation Σ(ΔOS n ) stored in the memory. It is reset to a value obtained by subtracting the current target storage amount from a predetermined value, eg, 0 (-target storage amount) (step S6). While the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 exceeds the rich side threshold, the deviation Σ(ΔOS n ) is maintained at the predetermined value. After that, the control center correction amount FACF is adjusted (steps S10 and S12).

偏差Σ（ΔＯＳn）を当該所定値にリセットした後、リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリッチ側の閾値以下に低減したならば、その所定値を偏差Σ（ΔＯＳn）の初期値とし、これにΔＯＳnを加算するようにして偏差Σ（ΔＯＳn）の演算を再開する（ステップＳ１ないしＳ４）。 After the deviation Σ(ΔOS n ) is reset to the predetermined value, if the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 decreases below the rich side threshold, the predetermined value is set as the initial value of the deviation Σ(ΔOS n ). , and .DELTA.OS.sub.n is added thereto, and the calculation of the deviation .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) is restarted (steps S1 to S4).

リーン側の閾値は、例えば０．２０Ｖに設定する。リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがこの閾値を下回ることは、触媒４１の最大酸素吸蔵能力一杯まで酸素が吸蔵され、触媒４１から流下するガスの空燃比が過リーンとなっていることを意味する。従って、ＥＣＵ０は、リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリーン側の閾値を下回ったときに（ステップＳ７）、メモリに記憶保持している偏差Σ（ΔＯＳn）を所定値、例えば現在の触媒４１の最大酸素吸蔵能力から現在の目標吸蔵量を減算した値にリセットする（ステップＳ８）。なお、車両の運転中に内燃機関の気筒１に対する燃料噴射を数秒以上中断する燃料カットが発生することは間々あり、触媒４１の酸素吸蔵量が過大化してリアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリーン側の閾値を下回ることは珍しくない。リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリーン側の閾値を下回っている間は、偏差Σ（ΔＯＳn）を当該所定値に維持する。その上で、制御中心補正量ＦＡＣＦの調整を実行する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。 The threshold on the lean side is set to 0.20 V, for example. When the output voltage g of the rear O2 sensor 44 falls below this threshold, it means that oxygen is stored up to the maximum oxygen storage capacity of the catalyst 41 and the air-fuel ratio of the gas flowing down from the catalyst 41 is excessively lean. do. Therefore, when the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 falls below the lean-side threshold (step S7), the ECU 0 sets the deviation Σ (ΔOS n ) stored in the memory to a predetermined value, for example, the current catalyst 41 is reset to a value obtained by subtracting the current target storage amount from the maximum oxygen storage capacity (step S8). During operation of the vehicle, fuel injection into cylinder 1 of the internal combustion engine may occasionally be cut off for several seconds or more. It is not uncommon to fall below the threshold on the lean side. While the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 is below the lean side threshold, the deviation Σ(ΔOS n ) is maintained at the predetermined value. After that, the control center correction amount FACF is adjusted (steps S10 and S11).

偏差Σ（ΔＯＳn）を当該所定値にリセットした後、リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇがリーン側の閾値以上に増大したならば、その所定値を偏差Σ（ΔＯＳn）の初期値とし、これにΔＯＳnを加算するようにして偏差Σ（ΔＯＳn）の演算を再開する（ステップＳ１ないしＳ４）。 After the deviation Σ(ΔOS n ) is reset to the predetermined value, if the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 increases to the lean side threshold or more, the predetermined value is set as the initial value of the deviation Σ(ΔOS n ). , and .DELTA.OS.sub.n is added thereto, and the calculation of the deviation .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) is restarted (steps S1 to S4).

ＥＣＵ０は、ステップＳ１ないしＳ１２を、演算サイクルが訪れる都度（何れかの気筒１が新たなサイクルを迎える都度）反復する。 The ECU 0 repeats steps S1 through S12 each time a calculation cycle comes (each time any cylinder 1 enters a new cycle).

因みに、従来の空燃比フィードバック制御では、制御中心補正量ＦＡＣＦを、触媒４１の下流側の空燃比センサ４４の出力信号ｇに応じて定めていた。即ち、図４に示すように、リアＯ2センサ４４の出力電圧ｇを判定電圧値と比較し、その判定電圧値よりも高ければリッチ、判定電圧値よりも低ければリーンと判定する。なお、この判定電圧値は、フロントＯ2センサ４３の出力信号ｆと比較される判定電圧値とは一致しないことがある。 Incidentally, in conventional air-fuel ratio feedback control, the control center correction amount FACF is determined according to the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 on the downstream side of the catalyst 41 . That is, as shown in FIG. 4, the output voltage g of the rear O 2 sensor 44 is compared with the judgment voltage value. If it is higher than the judgment voltage value, it is judged rich, and if it is lower than the judgment voltage value, it is judged lean. Note that this determination voltage value may not match the determination voltage value compared with the output signal f of the front O 2 sensor 43 .

その上で、触媒４１の下流側のガスの空燃比の判定結果に基づき、制御中心補正量ＦＡＣＦを増減調整する。具体的には、空燃比がリッチであると判定している間、制御中心補正量ＦＡＣＦを演算サイクルあたりリーン積分値ＦＡＣＦＫＩＭだけ逓減させる一方、空燃比がリーンであると判定している間は、制御中心補正量ＦＡＣＦを演算サイクルあたりリッチ積分値ＦＡＣＦＫＩＰだけ逓増させる。既に述べた通り、制御中心補正量ＦＡＣＦが減少すると、空燃比制御中心はリーンへと向かい、制御中心補正量ＦＡＣＦが増加すると、空燃比制御中心はリッチへと向かう。 Then, based on the determination result of the air-fuel ratio of the gas on the downstream side of the catalyst 41, the control center correction amount FACF is increased or decreased. Specifically, while the air-fuel ratio is determined to be rich, the control center correction amount FACF is gradually reduced by the lean integral value FACFKIM per calculation cycle, while the air-fuel ratio is determined to be lean, The control center correction amount FACF is gradually increased by the rich integration value FACFKIP per calculation cycle. As described above, when the control center correction amount FACF decreases, the air-fuel ratio control center tends to lean, and when the control center correction amount FACF increases, the air-fuel ratio control center tends to rich.

本実施形態では、内燃機関の排気通路４に装着した排気浄化用の触媒４１に流入するガスの空燃比をフィードバック制御する制御装置０であって、気筒１に吸入された空気の量Ｇａn、及び排気通路４における触媒４１の上流に設置されている空燃比センサ４３の出力信号ｆを基に、触媒４１に吸蔵されている酸素量とその目標吸蔵量との偏差Σ（ΔＯＳn）を推算し、前記偏差Σ（ΔＯＳn）に応じて、フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標を変化させる内燃機関の制御装置０を構成した。 In this embodiment, the controller 0 feedback-controls the air-fuel ratio of the gas flowing into the exhaust purification catalyst 41 mounted in the exhaust passage 4 of the internal combustion engine. And based on the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43 installed upstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4, the deviation Σ (ΔOS n ) between the amount of oxygen stored in the catalyst 41 and its target amount is estimated. A controller 0 for an internal combustion engine is configured to change the target air-fuel ratio to be converged by feedback control according to the deviation Σ(ΔOS n ).

さらに、本実施形態の制御装置０は、排気通路４における触媒４１の下流に設置されている空燃比センサ４４の出力信号ｇがリッチ側の閾値を超えて空燃比リッチを示したときに前記偏差Σ（ΔＯＳn）を所定値にリセットし、及び／または、触媒４１の下流に設置されている空燃比センサ４４の出力信号ｇがリーン側の閾値を超えて空燃比リーンを示したときに前記偏差Σ（ΔＯＳn）を所定値にリセットすることで、反復的に演算している偏差Σ（ΔＯＳn）に混入する誤差の解消を図る。 Further, the control device 0 of the present embodiment detects the deviation when the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 installed downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 exceeds the rich-side threshold value and indicates that the air-fuel ratio is rich. Σ(ΔOS n ) is reset to a predetermined value and/or when the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 installed downstream of the catalyst 41 exceeds the lean side threshold value and indicates the air-fuel ratio lean. By resetting the deviation .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) to a predetermined value, errors mixed in the deviation .SIGMA.(. DELTA.OS.sub.n ) which is repeatedly calculated are eliminated.

本実施形態によれば、現在触媒４１に吸蔵している酸素の量をあるべき目標吸蔵量に収束させることが可能となる。従って、触媒４１内に酸素が充満してＮＯxが排出されたり、触媒４１内で酸素が欠乏してＨＣやＣＯが排出されたりすることを予防できるので、エミッションの良化に奏功する。リニアＡ／Ｆセンサよりも安価なＯ2センサ４３を使用して有害物質の排出量をより一層削減でき、コスト面でも有利である。 According to this embodiment, the amount of oxygen currently occluded in the catalyst 41 can be converged to the desired target occluded amount. Therefore, it is possible to prevent the catalyst 41 from being filled with oxygen and discharging NOx , and the catalyst 41 from lack of oxygen to discharge HC and CO, which is effective in improving emissions. The use of the O2 sensor 43, which is cheaper than the linear A/F sensor, makes it possible to further reduce the emission of harmful substances, which is also advantageous in terms of cost.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、触媒４１に吸蔵されている酸素量とその目標吸蔵量との偏差Σ（ΔＯＳn）に応じて制御中心補正量ＦＡＣＦを調整することで、フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標を変化させていた。だが、これに代えて、またはこれとともに、触媒４１の上流側の空燃比センサ４３の出力信号ｆと比較するべき目標値、換言すればフロントＯ2センサ４３の出力電圧ｆと比較するべき判定電圧値自体を調整することで、フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標を変化させるようにしても構わない。その際には、偏差Σ（ΔＯＳn）が正値であるときに判定電圧値を引き上げて目標値をよりリッチ側に変位させ、偏差Σ（ΔＯＳn）が負値であるときに判定電圧値を引き下げて目標値をよりリーン側に変位させる。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above. In the above-described embodiment, the control center correction amount FACF is adjusted according to the deviation Σ(ΔOS n ) between the amount of oxygen stored in the catalyst 41 and the target amount of oxygen stored. I was changing my goals. However, instead of or together with this, a target value to be compared with the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43 on the upstream side of the catalyst 41, in other words, a determination voltage to be compared with the output voltage f of the front O 2 sensor 43 By adjusting the value itself, the target air-fuel ratio to be converged by feedback control may be changed. In this case, when the deviation Σ(ΔOS n ) is a positive value, the determination voltage value is raised to shift the target value to the richer side, and when the deviation Σ(ΔOS n ) is a negative value, the determination voltage value is increased. is lowered to shift the target value to the leaner side.

また、内燃機関の制御装置たるＥＣＵ０が、偏差Σ（ΔＯＳn）に基づく（触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力信号ｇを参照しない）制御中心補正量ＦＡＣＦの演算と並行して、従来の空燃比フィードバック制御と同様の、触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力信号ｇを参照した制御中心補正量ＦＡＣＦの演算を実行することもあり得る。これら制御中心補正量は何れも、フィードバック制御により収束させるべきガスの空燃比の目標を指し示す。 Further, in parallel with the calculation of the control center correction amount FACF based on the deviation Σ(ΔOS n ) (without referring to the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41), the ECU 0, which is the control device for the internal combustion engine, conventionally It is also possible to calculate the control center correction amount FACF with reference to the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41, similar to the air-fuel ratio feedback control of . Each of these control center correction amounts indicates a target gas air-fuel ratio to be converged by feedback control.

そして、前者の制御中心補正量ＦＡＣＦと後者の制御中心補正量ＦＡＣＦとの乖離が一定以上に広がった（両者の差の絶対値が一定以上となった、または両者の比が一定範囲から逸脱した（両者の比が当該範囲の上限を超えて大きくなった、または当該範囲の下限を超えて小さくなった））場合には、前者の制御中心補正量ＦＡＣＦではなく後者の制御中心補正量ＦＡＣＦを用いて空燃比フィードバック制御を遂行する、つまり触媒４１の下流の空燃比センサ４４の出力信号ｇを基に設定した目標に空燃比を収束させるフィードバック制御を実施することが考えられる。さすれば、偏差Σ（ΔＯＳn）に一時的に大きな誤差が混入したとしても、有害物質の排出量が増大することを適切に回避できる。 Then, the divergence between the former control center correction amount FACF and the latter control center correction amount FACF spread beyond a certain level (the absolute value of the difference between the two became above a certain level, or the ratio of the two deviated from a certain range. (the ratio of both exceeds the upper limit of the range, or decreases beyond the lower limit of the range)), the latter control center correction amount FACF is used instead of the former control center correction amount FACF. It is conceivable to carry out air-fuel ratio feedback control using the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 , that is, to carry out feedback control to converge the air-fuel ratio to a target set based on the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 . Then, even if a large error temporarily enters the deviation Σ(ΔOS n ), it is possible to appropriately avoid an increase in the amount of harmful substances discharged.

後者の制御中心補正量ＦＡＣＦを用いて空燃比をフィードバック制御しているときに、空燃比センサ４４の出力信号ｇがリッチ側の閾値を超えて空燃比リッチを示した、及び／または、空燃比センサ４４の出力信号ｇがリーン側の閾値を超えて空燃比リーンを示した場合には、偏差Σ（ΔＯＳn）をリセットするとともに、以後前者の制御中心補正量ＦＡＣＦを用いる、つまりは偏差Σ（ΔＯＳn）に応じた目標に空燃比を収束させるフィードバック制御に復帰することができる。 During the feedback control of the air-fuel ratio using the latter control center correction amount FACF, the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 exceeds the rich side threshold value and indicates a rich air-fuel ratio, and/or When the output signal g of the sensor 44 exceeds the lean side threshold value and indicates a lean air-fuel ratio, the deviation Σ(ΔOS n ) is reset and the former control center correction amount FACF is used thereafter, that is, the deviation Σ It is possible to return to the feedback control that converges the air-fuel ratio to the target corresponding to (ΔOS n ).

その他、各部の具体的な構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part, the procedure of processing, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載された内燃機関の制御に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle.

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１１…インジェクタ
３…吸気通路
４…排気通路
４１…触媒
４３…触媒の上流の空燃比センサ（Ｏ2センサ）
ｂ…クランク角信号
ｄ…吸気温・吸気圧信号
ｆ…空燃比信号
ｊ…燃料噴射信号 0... Control unit (ECU)
REFERENCE SIGNS LIST 1 cylinder 11 injector 3 intake passage 4 exhaust passage 41 catalyst 43 air-fuel ratio sensor (O 2 sensor) upstream of the catalyst
b... crank angle signal d... intake air temperature/intake pressure signal f... air-fuel ratio signal j... fuel injection signal

Claims (1)

内燃機関の排気通路に装着した排気浄化用の触媒に流入するガスの空燃比をフィードバック制御する制御装置であって、
気筒に吸入された空気の量、及び排気通路における触媒の上流に設置されている空燃比センサの出力信号を基に、触媒に吸蔵されている酸素量とその目標吸蔵量との偏差を推算し、
前記偏差に応じて、フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標を変化させることとし、
排気通路における触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号がリッチ側の閾値を超えて空燃比リッチを示したときに前記偏差をリッチ側の所定値にリセットし、または、触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号がリーン側の閾値を超えて空燃比リーンを示したときに前記偏差を前記リッチ側の所定値とは異なるリーン側の所定値にリセットする一方、
前記偏差に応じたものとは別に、排気通路における触媒の下流に設置されている空燃比センサの出力信号を基に、前記フィードバック制御により収束させるべき空燃比の目標の演算を並行し、
前記偏差に応じた目標と、前記触媒下流の空燃比センサの出力信号に基づく目標との乖離が一定以上に広がった場合には、前者の目標ではなく後者の目標を用いて空燃比フィードバック制御を遂行する内燃機関の制御装置。 A control device for feedback-controlling the air-fuel ratio of gas flowing into an exhaust purification catalyst mounted in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Based on the amount of air taken into the cylinder and the output signal of an air-fuel ratio sensor installed upstream of the catalyst in the exhaust passage, the deviation between the amount of oxygen stored in the catalyst and its target amount is estimated. ,
According to the deviation, the air-fuel ratio target to be converged by feedback control is changed,
When the output signal of an air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage exceeds a rich-side threshold value to indicate that the air-fuel ratio is rich, the deviation is reset to a predetermined value on the rich side , or downstream of the catalyst. resetting the deviation to a predetermined value on the lean side different from the predetermined value on the rich side when the output signal of the air-fuel ratio sensor installed in the air-fuel ratio sensor exceeds the threshold value on the lean side and indicates the air-fuel ratio is lean ;
In parallel with the calculation of the target air-fuel ratio to be converged by the feedback control, based on the output signal of an air-fuel ratio sensor installed downstream of the catalyst in the exhaust passage, separately from the deviation,
When the deviation between the target corresponding to the deviation and the target based on the output signal of the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst widens beyond a certain level, air-fuel ratio feedback control is performed using the latter target instead of the former target. A control device for an internal combustion engine to carry out .
JP2018220069A 2018-11-26 2018-11-26 Control device for internal combustion engine Active JP7143032B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018220069A JP7143032B2 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018220069A JP7143032B2 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020084882A JP2020084882A (en) 2020-06-04
JP7143032B2 true JP7143032B2 (en) 2022-09-28

Family

ID=70909783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018220069A Active JP7143032B2 (en) 2018-11-26 2018-11-26 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7143032B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042002A (en) 2001-07-30 2003-02-13 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control device for engine
JP2008057481A (en) 2006-09-01 2008-03-13 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042002A (en) 2001-07-30 2003-02-13 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control device for engine
JP2008057481A (en) 2006-09-01 2008-03-13 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020084882A (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8205435B2 (en) Deterioration determination device for catalyst, catalyst deterioration determining method, and engine control unit
JP2014066154A (en) Control device of internal combustion engine
US6901906B2 (en) Apparatus and method for controlling air-fuel ratio in direct-injection internal combustion engine
JP6961307B2 (en) Internal combustion engine control device
JP7143032B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3627612B2 (en) Air-fuel ratio control device for internal combustion engine and catalyst deterioration determination device
JP2021131032A (en) Controller of internal combustion engine
JP2010138791A (en) Air-fuel ratio control device
JP2021139340A (en) Internal combustion engine control device
JP2020084902A (en) Control device of internal combustion engine
JP6153344B2 (en) Air-fuel ratio control device
JP7123512B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP7418930B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2005194981A (en) Catalyst deterioration determining device
JP6188364B2 (en) Air-fuel ratio control device
JP7383348B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2023090017A (en) Internal combustion engine control device
JP4321406B2 (en) Fuel supply control device for internal combustion engine
JP2022133865A (en) Control device for internal combustion engine
JP2018105163A (en) Control device of internal combustion engine
JP2005207286A (en) Catalyst deterioration determining device
JP2023090018A (en) Internal combustion engine control device
JP6238729B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2022142962A (en) Control device of internal combustion engine
JP2022142961A (en) Control device of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210728

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220830

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: 20220913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220913

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7143032

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150