JPH07151002A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料制御装置

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JPH07151002A JP5329780A JP32978093A JPH07151002A JP H07151002 A JPH07151002 A JP H07151002A JP 5329780 A JP5329780 A JP 5329780A JP 32978093 A JP32978093 A JP 32978093A JP H07151002 A JPH07151002 A JP H07151002A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 触媒コンバータの浄化率を最大にするように
空燃比制御を行なうことにより、触媒コンバータのいか
なる条件下においても排出ガスエミッション特性を向上
することができる内燃機関の燃料制御装置を提供する。 【構成】 燃料制御装置は、触媒コンバータの最大酸素
蓄積量ＯMAXを推定する処理３と、触媒コンバータの酸
素蓄積量Ｏ2STRを推定する処理６と、酸素利用率Ｏ2USE
Rを算出する処理７と、空燃比Ａ／Ｆを強制振動（パー
タベーション）させる処理８を実行するように構成され
ている。特に、酸素利用率Ｏ2USERが最大になるように
空燃比制御を用いて酸素蓄積量Ｏ2STRを値「０」〜最大
酸素蓄積量ＯMAXの範囲でできるだけ大きな振幅で振動
させることにより触媒コンバータ１４の浄化率を高める
ことができる。酸素利用率Ｏ2USERの値は、酸素蓄積量
Ｏ2STRが最大酸素蓄積量ＯMAXを越えるときあるいは値
「０」を下回るときに排気ガスが浄化されないので減算
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料制御装
置に関し、特に内燃機関の排気系に配された触媒コンバ
ータの浄化率を向上するように空燃比を制御する内燃機
関の燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、内燃機関の排気系に取り付け
られた酸素濃度センサあるいはリニア空燃比センサによ
って排気ガス中の酸素濃度を検出し、この検出した酸素
濃度に応じて内燃機関に供給される混合気の空燃比を目
標空燃比になるようにフィードバック制御することが知
られている。
【０００３】最近では触媒コンバータの下流側に取り付
けられた酸素濃度センサの出力により目標空燃比や酸素
濃度センサの反転ディレイ時間などを調節することによ
って、触媒コンバータの上流側に取り付けられた酸素濃
度センサの出力に応じた制御量の微調整を行ない、空燃
比制御を安定化し、ひいては排気ガスエミッション特性
の向上を図っているものが実施され始めている。
【０００４】また、特開平２−１１８４１号公報には、
内燃機関に供給される混合気の空燃比を強制振動させる
ことにより触媒コンバータの浄化率を高めることが示さ
れている。さらに、特開平４−１３１７６２号公報には
触媒コンバータの下流側に取り付けられた酸素濃度セン
サによって検出された空燃比と、触媒コンバータをモデ
ル化したシミュレーションにより得られる酸素蓄積量か
ら計算された空燃比とが大きく違っているときには触媒
コンバータが劣化したと判断することが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以下に
掲げる点においてより一層の改善が望まれている。すな
わち、従来の空燃比のフィードバック制御では一定の目
標空燃比になるように空燃比を制御しているだけで、排
出ガスを浄化する触媒コンバータの浄化率を最大限に高
めるように空燃比制御しているわけではなかった。ま
た、触媒コンバータの浄化率はその温度や劣化状態に応
じて大きく左右されるけれどもそれらのパラメータを検
出あるいは推定して空燃比制御に利用していなかったた
めに、触媒コンバータの浄化率をそれぞれの運転状態に
おいて最大限に利用できなかった。さらに、触媒コンバ
ータの浄化率は排気ガスの空燃比が同じ値であってもそ
の振幅や周期によって変化することが明らかになってお
り、これは触媒コンバータ内の酸素蓄積量に大きく依存
していると考えられるが、これを検出あるいは推定して
制御に反映することは未だ考えられていなかった。
【０００６】そこで、本発明は触媒コンバータの浄化率
を最大にするように空燃比制御を行なうことにより、触
媒コンバータのいかなる条件下においても排出ガスエミ
ッション特性を向上することができる内燃機関の燃料制
御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の燃料制御装置は内燃機関の排気
系に配された触媒コンバータに蓄積されている酸素の蓄
積量を推定する酸素蓄積量推定手段と、この酸素蓄積量
推定手段によって推定された前記酸素の蓄積量に基づい
て前記触媒コンバータの浄化率に相関する物理量を演算
する物理量演算手段と、この物理量演算手段によって演
算された前記物理量に基づいて内燃機関に供給される混
合気の空燃比を制御する空燃比制御手段とを備える。
【０００８】
【作用】本発明の内燃機関の燃料制御装置は、酸素蓄積
量推定手段により触媒コンバータに蓄積されている酸素
の蓄積量を推定し、この酸素蓄積量推定手段によって推
定された前記酸素の蓄積量に基づいて物理量演算手段に
より前記触媒コンバータの浄化率に相関する物理量を演
算し、この物理量演算手段によって演算された前記物理
量に基づいて空燃比制御手段により内燃機関に供給され
る混合気の空燃比を制御する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の内燃機関の燃料制御装置の実
施例を図面に基づいてを説明する。
【００１０】図１は、本実施例の燃料制御装置を装備し
た内燃機関（以下単に「エンジン」という）の全体構成
図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気管２の途中
にはスロットル弁３が設けられている。スロットル弁３
にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されて
おり、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出
力して電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」とい
う）５に供給する。
【００１１】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射時間
（開弁時間）が制御される。
【００１２】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰBA）センサ７が設けられており、この絶
対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号は
前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温
（ＴＡ）センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを検
出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。
【００１３】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（Ｔｗ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）Ｔｗを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。エンジン回転数（ＮE）セ
ンサ１０及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１はエンジン
１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付け
られている。エンジン回転数センサ１０はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力
し、気筒判別センサ１１は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００１４】触媒コンバータ（三元触媒）１４はエンジ
ン１の排気管１３に配置されており、排気ガス中のＨ
Ｃ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化を行う。排気管１３の
触媒コンバータ１４の上流側及び下流側には、それぞれ
空燃比センサとしての酸素濃度センサ１５，１６（以下
それぞれ「上流側Ｏ２センサ１５」、「下流側Ｏ２セン
サ１６」という）が装着されており、これらのＯ２セン
サ１５，１６は排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検
出値に応じた電気信号を出力しＥＣＵ５に供給する。さ
らに触媒コンバータ１４にはその温度ＴCATを検出する
触媒温度センサ１７が装着されており、その検出信号が
ＥＣＵ５に供給される。
【００１５】ＥＣＵ５には更に、大気圧ＰＡを検出する
大気圧センサ３１及びエンジン１が搭載された車両の車
速ＶＨを検出する車速センサ３２が接続されており、こ
れらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。
【００１６】ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射
弁６及び電磁弁２２に駆動信号を供給する出力回路５ｄ
等から構成される。
【００１７】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じて空燃
比を制御するフィードバック制御運転領域やオープンル
ープ制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別す
るとともに、エンジン運転状態に応じ、前記ＴＤＣ信号
パルスに同期して燃料噴射弁６により噴射される燃料噴
射量Ｔｏｕｔを演算する。
【００１８】ＣＰＵ５ｂは燃料噴射弁６の駆動信号を出
力回路５ｄを介して出力するとともに、触媒コンバータ
１４の劣化判定を行う。
【００１９】［第１実施例の全体の制御処理］図２は本
実施例の燃料制御装置における全体の制御処理の概略を
示すブロック図である。燃料制御装置は、触媒温度ＴCA
Tを推定する処理（処理１）と、触媒の劣化を推定する
処理（処理２）と、触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積
量Ｏ２ＭＡＸを推定する処理（処理３）と、最大酸素蓄
積量Ｏ２ＭＡＸを修正する処理（処理４）と、触媒コン
バータ１４の上流側の空燃比Ａ／Ｆを推定する処理（処
理５）と、触媒コンバータ１４に蓄積されている酸素蓄
積量Ｏ2STRを推定する処理（処理６）と、触媒コンバー
タ１４の酸素利用率Ｏ2USERを算出する処理（処理７）
と、エンジン１に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆを強
制的に振動（パータベーション）させることにより該空
燃比Ａ／Ｆを制御する処理（処理８）とシリンダの基本
要求燃料量Ｔｃｙｌ0を演算する処理（処理９）と、空
燃比補正係数ＫＯ２を演算する処理（処理１０）と、後
述する付着制御に基づいて噴射燃料量ＴOUTを算出する
処理（処理１１）を行なうものであり、特に、触媒コン
バータ１４の酸素利用率Ｏ2USERが最大になるように空
燃比Ａ／Ｆを強制的に振動させることにより触媒コンバ
ータ１４の浄化率を最大限に高めることに特徴を有す
る。
【００２０】触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ２
ＭＡＸを推定する処理（処理３）では、触媒温度ＴCA
T、触媒の劣化および触媒の容量（体積）により触媒コ
ンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸが算出され
る。触媒温度ＴCAT、触媒の劣化および触媒の容量のう
ち触媒温度ＴCATは触媒温度センサ１７により直接に検
出しても良いし、後述するように触媒温度ＴCATを推定
する処理により算出してもよい。また、触媒の劣化は後
述する触媒劣化を推定する処理により算出してもよい。
さらに、触媒の容量は触媒の大きさにより決まる固定値
なのであらかじめ記憶手段５ｃに記憶しておくことがで
きる。算出された最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸは酸素蓄積
量Ｏ2STRを算出する際にリミットとして作用する他に、
最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸを越えるときは排気ガスを浄
化できないので酸素利用率Ｏ2USERの値を減算すること
にも使われる。
【００２１】空燃比Ａ／Ｆを推定する処理（処理５）で
は、空燃比Ａ／Ｆはリニア空燃比センサで直接に空燃比
Ａ／Ｆを検出してもよいが、本処理５ではリニア空燃比
センサを用いずにＯ２センサ１５の出力を用いて空燃比
補正係数ＫＯ2を算出し、算出された空燃比補正係数Ｋ
Ｏ2の中心値からのずれ量により空燃比Ａ／Ｆを算出す
る。また、上流側のＯ２センサ１５による空燃比フィー
ドバック制御に用いる空燃比補正係数ＫＯ2を、下流側
のＯ２センサ１６の出力により補正することによって空
燃比補正係数ＫＯ2の中心値からのずれをなくすことが
できる。
【００２２】触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRを
推定する処理（処理６）では、空燃比Ａ／Ｆがリーン側
であれば触媒コンバータ１４は酸素分子Ｏ2を吸着しリ
ッチ側であれば酸素分子Ｏ2を放出するので、空燃比Ａ
／Ｆおよび排気量により触媒コンバータ１４に酸素分子
Ｏ2が吸着、放出される度合いを計算して酸素蓄積量Ｏ2
STRを算出する。算出された酸素蓄積量Ｏ2STRは主に触
媒コンバータ１４の容量で決定される最大酸素蓄積量Ｏ
２ＭＡＸによってリミット処理される。また、酸素蓄積
量Ｏ2STRが負の値になるときも値「０」をもってリミッ
ト処理される。
【００２３】酸素利用率Ｏ2USERを算出する処理（処理
７）では、浄化率に相当する物理量である酸素利用率Ｏ
2USERが演算される。酸素利用率Ｏ2USERの値が大きい
程、触媒コンバータ１４の浄化率は高いが、酸素蓄積量
Ｏ2STRが最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸを越えるときあるい
は値「０」を下回るときは排気ガスが浄化されないの
で、この範囲で酸素利用率Ｏ2USERは減算される。
【００２４】空燃比Ａ／Ｆのパータベーション処理
（８）では、触媒コンバータ１４に蓄積されている酸素
蓄積量Ｏ2STRを値「０」〜最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸに
近い範囲でできるだけ大きな振幅で振動させ、しかもそ
の振動の周期を短くすることにより触媒の持つ酸素蓄積
能力を最大限に利用し、触媒コンバータ１４の浄化率を
高めるように空燃比Ａ／Ｆを制御する。
【００２５】以下に各処理１〜７の内容を詳細に説明す
る。
【００２６】［触媒温度ＴCATの推定（処理１）］図３
は触媒温度ＴCATの推定ルーチンを示すフローチャート
である。本ルーチンでは、まず始動時であるかどうかを
判別し（ステップＳ２１０）、始動時であればＴＡセン
サ８により検出された吸気温ＴＡを触媒温度ＴCATの初
期値として設定して（ステップＳ２２０）本ルーチンを
終了する。始動時でないときは触媒温度ＴCATと目標の
推定触媒温度ＴCATOBJとの差△ＴCATが値「０」より大
きいかどうかを判別する（ステップＳ２３０）。始動後
の触媒温度ＴCATは上昇していくのが通常であるが、目
標の推定触媒温度ＴCATOBJより大きくなったときには図
４に示すＴOUTSUM/α1テーブルを検索して積算値ＴOUTS
UMに基づく触媒温度を下げるための係数α1を検索し
（ステップＳ２４０）、目標の推定触媒温度ＴCATOBJよ
り小さいときにはＴOUTSUM/α2テーブルを検索して積算
値ＴOUTSUMに基づく触媒温度を上げるための係数α2を
検索する（ステップＳ２５０）。ここで、ＴOUTSUMは単
位時間当たりの燃料噴射時間ＴOUTの積算値であり、ＴO
UTが大きいほど燃焼エネルギーが大きくなるので触媒温
度ＴCATも上がることになり、従って、α1、α2は噴射
量の単位時間当たりの平均値であり、図４のテーブルに
よれば、係数α1は積算値ＴOUTSUMの増加に伴い減少す
る値をとり、係数α2は積算値ＴOUTSUMの増加に伴い増
加する値をとる。
【００２７】つぎに、目標の推定触媒温度ＴCATOBJの基
本値ＴCATOBJ0を吸気管内絶対圧力ＰBAおよびエンジン
回転数ＮEにより図示しないマップを用いて決定する
（ステップＳ２６０）。また、図５に示すＫTATCATテー
ブルを検索して吸気温ＴＡによって基本値ＴCATOBJ0の
補正係数ＫTATCATを決定する（ステップＳ２７０）。図
５のＫTATCATテーブルによれば、吸気温ＴＡが低いと外
気により触媒コンバータ１４が冷やされるので補正係数
ＫTATCATの値も小さくしてある。また、外気による触媒
コンバータ１４の冷却は車速Ｖによって違いを生ずるの
で、車速Ｖに応じて補正係数ＫTATCATの値を変更する。
【００２８】つぎに、基本値ＴCATOBJ0に検索した補正
係数ＫTATCATを乗算して外気によって冷却される触媒コ
ンバータ１４の温度の補正を行ない、目標推定触媒温度
ＴCATOBJを設定し（ステップＳ２８０）、この目標推定
触媒温度ＴCATOBJを用いて、触媒温度ＴCAT(n)を数式１
により算出する（ステップＳ２９０）。
【００２９】
【数１】 ＴCAT(n) ＝ α × ＴCAT(n-1) ＋ （１−α）×ＴCATOBJ ここで、αにはステップＳ２４０におけるα1の値、ま
たはステップ２５０におけるα2の値が代入される。ま
た、ＴCAT(n-1)は前回本ルーチンを実行したときに算出
された値である。触媒温度ＴCATが算出されると本ルー
チンを終了する。
【００３０】［触媒劣化の推定（処理２）］つぎに、触
媒コンバータ１４の性能劣化を推定する。性能劣化の判
定手法を図６〜図９を参照して説明する。この触媒劣化
判定は、図８に示すように下流側Ｏ２センサ１６の出力
ＲＶＯ２のみに基づいて補正係数ＫＯ2を算出するフィ
ードバック制御実行中に、ＫＯ2値を減少方向にスキッ
プさせるためのスペシャルＰ項ＰＬＳＰが発生してから
下流側Ｏ２センサ出力ＲＶＯ２が反転するまでの時間Ｔ
Ｌ及びＫＯ2値を増加方向にスキップさせるためのスペ
シャルＰ項ＰＲＳＰが発生してから下流側Ｏ２センサ出
力ＲＶＯ２が反転するまでの時間ＴＲを計測し、これら
の時間ＴＬ，ＴＲに基づいて行われる。図６は、この判
定を行うプログラムのフローチャートであり、同図のス
テップＳ２１では劣化判定を行うべき前条件が成立して
いるか否かを判別する。この判別は図７のプログラムに
より行う。
【００３１】図７のステップＳ４１では、吸気温ＴＡ、
エンジン水温Ｔｗ、エンジン回転数ＮE、吸気管内絶対
圧ＰBA、車速ＶＨ及び触媒温度ＴCATが所定上下限値の
範囲内にあるか否かを判別する。ここで、それぞれの上
下限値は、例えば以下のように設定する。吸気温ＴＡの
上限値ＴＡCATCHKHは１００℃、下限値ＴＡCATCHKLは６
０℃とし、エンジン水温Ｔｗの上限値ＴＷCATCHKHは１
００℃、下限値ＴｗCATCHKLは６０℃とし、エンジン回
転数ＮEの上限値ＮECATCHKHは３２００ｒｐｍ、下限値
ＮECATCHKLは２８００ｒｐｍとし、吸気管内絶対圧ＰBA
の上限値ＰBACATCHKHは５１０ｍｍＨｇ、下限値ＰBACAT
CHKLは４１０ｍｍＨｇとし、車速ＶＨの上限値ＶＨCATC
HKHは８０ｋｍ／ｈ、下限値ＶＨCATCHKLは３２ｋｍ／ｈ
とし、触媒温度ＴCATの上限値ＴCATCHKHは８００℃、下
限値は４００℃とする。
【００３２】続くステップＳ４３では車速ＶＨが略一定
か否か、具体的には車速ＶＨの変動が０．８ｋｍ／ｓｅ
ｃ以下の状態が所定時間（例えば２秒）継続したか否か
を判別し、ステップＳ４４ではモニタ前条件判断開始前
の所定時間（例えば１０秒）の間Ｏ２センサ１５，１６
の出力に基づく空燃比フィードバック制御を行っていた
か否かを判別する。そして、上記ステップＳ４１〜ステ
ップＳ４４の答がすべて肯定（ＹＥＳ）のときには、そ
の状態が所定時間（例えば２秒）継続したか否かを判別
し（ステップＳ４５）、継続したときモニタ許可（前条
件成立）とする（ステップＳ４６）。一方、ステップＳ
４１〜ステップＳ４５のいずれかの答が否定（ＮＯ）の
ときには、モニタ不許可（前条件不成立）とする（ステ
ップＳ４７）。
【００３３】図６にもどり、前条件が成立しないときに
はステップＳ２２に進み、時間ＴＬ，ＴＲの積算値ＴＬ
SUM，ＴＲSUM及びＴＬ値、ＴＲ値の計測回数ｎＴＬ，ｎ
ＴＲを値０にリセットし、通常の燃料制御を行う（ステ
ップＳ２３）。通常燃料制御では、空燃比フィードバッ
ク制御中はＯ２センサ１５，１６の出力に基づくフィー
ドバック制御により補正係数ＫＯ2を算出する一方、オ
ープンループ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値
に設定する。
【００３４】前条件が成立するときにはステップＳ２４
に進み、ＴＬ値、ＴＲ値の計測を所定回数行ったか否か
を判別し、最初はこの答が否定（ＮＯ）となるので、ス
テップＳ２５に進み、下流側Ｏ２センサ出力ＲＶＯ２の
みに基づくＰＩ（比例積分）制御を行うとともに、ＴＬ
値及びＴＲ値の計測を行って、それらの値の積算値ＴＬ
SUM，ＴＲSUMを算出する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００３５】具体的には、図８に示すように、下流側Ｏ
２センサ出力ＲＶＯ２のリーンリッチ反転時点ｔ１から
所定時間ＴLD経過した時刻ｔ２において、リーン方向の
スペシャルＰ項ＰＬＳＰにより、ＫＯ2値を減少方向に
スキップさせ、その後、センサ出力ＲＶＯ２のリッチリ
ーン反転時点ｔ３から所定時間ＴRD経過する時刻ｔ４ま
でＫＯ2値を漸減させるＩ項制御を行う。そしてこのと
き時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間をＴＬ値（ＴＬ１）
として計測する。次に時刻ｔ４においてリッチ方向のス
ペシャルＰ項ＰＲＳＰにより、ＫＯ2値を増加方向にス
キップさせ、その後センサ出力ＲＶＯ２のリーンリッチ
反転時点ｔ５から所定時間ＴLD経過する時刻ｔ６までＫ
Ｏ2値を漸増させるＩ項制御を行う。そして、このとき
時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間をＴＲ値（ＴＲ１）と
して計測する。以後、同様にして順次ＴＬ２，ＴＲ２，
…を計測し、それらの計測値の積算値としてＴＬSUM，
ＴＲSUMを算出する。
【００３６】ステップＳ２４の答が肯定（ＹＥＳ）、即
ち、所定回数計測が完了すると、次式（２Ａ）により判
定時間ＴCHKを算出する（ステップＳ２７）。
【００３７】 ＴCHK＝（ＴＬSUM／ｎＴＬ＋ＴＲSUM／ｎＴＲ）／２ …（２Ａ） 次に判定時間ＴCHKが所定値ｔSTRG以上か否かを判別し
（ステップＳ２８）、所定値ｔSTRG以上のときには正常
と判定する一方（ステップＳ２９）、所定値ｔSTRGより
小さいときには触媒が劣化していると判定する（ステッ
プＳ３０）。その後は前記ステップＳ２３と同様に通常
燃料制御を行う（ステップＳ３１）。
【００３８】上述した判定手法は、時間ＴＬとＴＲの平
均値Ｔが触媒の浄化率（ＣＡＴ浄化率）と図９に示すよ
うな関係があり、触媒の浄化率が低下してくると、平均
値Ｔが減少することを利用するものである。なお、触媒
の浄化率は、触媒の酸素蓄積能力に依存しており、平均
値Ｔの減少は酸素蓄積能力の低下を意味する。この手法
により、触媒の劣化を正確に判定することができる。
【００３９】［触媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ
２ＭＡＸの推定（処理３）］触媒コンバータ１４の最大
酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸは前述したように触媒の容量（体
積）に対して前述の処理１および処理２で推定された触
媒温度ＴCATおよび触媒の劣化度合いによって決定され
る。図１０は触媒温度ＴCATに対する最大酸素蓄積量Ｏ
２ＭＡＸを示すグラフである。触媒温度ＴCATが上昇す
るにつれて最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸは増加し、所定温
度以上では一定値になることがわかる。したがって、触
媒コンバータ１４の最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸは、触媒
温度ＴCATに応じた単位体積当たりの最大酸素蓄積量Ｏ
２ＭＡＸに触媒の体積および触媒の劣化度合いを乗算す
ることによって計算される。計算された最大酸素蓄積量
Ｏ２ＭＡＸは空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御に使用
され、後述する処理によって最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ
の値は修正される。
【００４０】［最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの修正（処理
４）］図１１は最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの修正ルーチ
ンを示すフローチャートである。本ルーチンでは、後述
する触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRから推定さ
れる下流側の空燃比Ａ／Ｆの反転のタイミングと下流側
のＯ２センサ１６から検出される反転のタイミングとが
互いにずれているときに最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの計
算値が違っていると判断して最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ
の修正を行なう。すなわち、リングバッファに推定され
た空燃比Ａ／Ｆの反転によって値「１」にセットされる
フラグＦSIMおよび下流側のＯ２センサ１６の出力反転
によって値「１」にセットされるフラグＦREALを用意し
ておく。下流側のＯ２センサ１６の出力の反転から一定
時間前までにフラグＦSIMが値「１」にセットされてい
ないとき、つまり推定された下流側の空燃比の反転が遅
いときは演算した最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値が大き
過ぎると判断して△Ｏ２ＭＡＸだけその値を小さくす
る。また、フラグＦSIMが値「１」にセットされてから
一定時間内に下流側のＯ２センサの出力反転がないとき
は演算した最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値が小さ過ぎる
と判断して△Ｏ２ＭＡＸだけその値を大きくするのであ
る。本ルーチンは所定時間（例えば、１秒）毎に実行さ
れるタイマー処理である。
【００４１】本ルーチンを図１１のフローチャートにし
たがって説明すると、まず、フラグＦCATO20およびＦCA
TO2MAXのいずれかが値「１」であるかどうかを判別する
（ステップＳ１１１）。後述する図１５に示す酸素蓄積
量Ｏ2STR演算ルーチンにおいてフラグＦCATO20は触媒コ
ンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRが零に近い所定値Ｏ2S
TRL（最大酸素蓄積量Ｏmaxの０〜３０％の範囲で設定）
を下回っているとき値「１」にセットされ、あるいはフ
ラグＦCATO2MAXは酸素蓄積量Ｏ2STRが最大酸素蓄積量Ｏ
maxに近い所定値Ｏ2STRH（その７０〜１００％の範囲で
設定）を越えているとき値「１」にセットされる。いず
れのフラグＦCATO2MAX、ＦCATO20も値「１」でないとき
はフラグＦSIMを値「０」にリセットし（ステップＳ１
１２）、フラグＦCATO2MAXおよびフラグＦCATO20のいず
れかが値「１」であるときはフラグＦSIMを値「１」に
セットする（ステップＳ１１３）。ついで、下流側のＯ
２センサ１６の出力が反転したかどうかを判別する（ス
テップＳ１１４）。反転していないときはフラグＦREAL
を値「０」にリセットし（ステップＳ１１５）、反転し
たときはフラグＦREALを値「１」にセットする（ステッ
プＳ１１６）。つづいて、これらのラグＦSIMおよびＦR
EALの値をリングバッファにストアする（ステップＳ１
１７）。フラグＦSIMの初期値ＦSIM(1)およびＦREALの
現在値ＦREAL(N)の値がそれぞれ「１」であるかを判別
し、両値がともに「０」であるときには最大酸素蓄積量
Ｏ２ＭＡＸの値を修正することなく本ルーチンを終了す
る（ステップＳ１１８、ステップＳ１１９）。また、ス
テップＳ１１８におけるフラグＦREALの現在値が「１」
でかつフラグＦSIM（１〜Ｎ）のいずれかの値が「１」
であるときは最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値を修正する
ことなく本ルーチンを終了する（ステップＳ１２０）。
さらに、ステップＳ１１９におけるフラグＦSIMの初期
値が「１」でかつフラグＦREAL（１〜Ｎ−１）のいずれ
かの値が「１」であるときは最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ
の値を修正することなく本ルーチンを終了する（ステッ
プＳ１２１）。ステップＳ１２０におけるフラグＦSIM
（１〜Ｎ）のいずれの値も「０」であるときは図１０の
同一触媒温度ＴCATに対する最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ
の値を△Ｏ２ＭＡＸだけ減らし（ステップＳ１２２）、
最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値が下限界値Ｏ２GLを下回
るときは（ステップＳ１２３）最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡ
Ｘの値を下限界値Ｏ２GLにリミット処理して（ステップ
Ｓ１２４）本ルーチンを終了する。ステップＳ１２１に
おけるフラグＦREAL（１〜Ｎ−１）のいずれの値も
「０」であるときは同一の触媒温度ＴCAに対する最大酸
素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値を△Ｏ２ＭＡＸだけ増やし（ス
テップＳ１２５）、最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値が上
限値Ｏ２GHを越えるときは（ステップＳ１２６）最大酸
素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの値を上限値Ｏ２GHにリミット処理
して（ステップＳ１２７）本ルーチンを終了する。
【００４２】［空燃比Ａ／Ｆの推定（処理５）］図１２
は空燃比推定ルーチンを示すフローチャートである。本
ルーチンでは、空燃比Ａ／Ｆの値を直接に出力するリニ
ア空燃比センサを用いる代わりにＯ２センサ１５の出力
に応じた空燃比補正係数ＫＯ2を用いて触媒コンバータ
１４上流側の空燃比Ａ／Ｆ（ＡＦＩＮ）の推定を行な
う。まず本ルーチンが実行されると、空燃比Ａ／Ｆのフ
ィードバック制御中であるかどうかを判別する（ステッ
プＳ３１０）。空燃比のフィードバック制御中のときに
は前述したようにＯ２センサ１５によって検出された空
燃比（酸素濃度）が目標空燃比に一致するように設定さ
れる補正係数ＫＯ2の平均値ＫＯ2AVEを算出する（ステ
ップＳ３２０）。平均値ＫＯ2AVEは数式２により加重平
均で算出される。
【００４３】
【数２】 ＫＯ2AVE ＝ α × ＫＯ2 ＋ （１−α）× ＫＯ2AVE ここで、αはなまし係数である。
【００４４】補正係数ＫＯ2と平均値ＫＯ2AVEとの比を
計算することによって燃空比Ｆ／Ａを算出して（ステッ
プＳ３３０）本ルーチンを終了する。また、ステップＳ
３１０でオープンループ制御であると判別されたときに
は燃空比Ｆ／Ａを値「１．０」に設定して（ステップＳ
３４０）本ルーチンを終了する。
【００４５】［触媒コンバータの酸素蓄積量Ｏ2STRの推
定（処理６）］つぎに、触媒コンバータ１４に蓄積され
ている酸素の酸素蓄積量Ｏ2STRを算出する。本実施例で
はＣＯとＯ2の２成分だけから酸素蓄積量Ｏ2STRを推定
する触媒コンバータの物理モデルを構築する。図１３は
触媒コンバータ１４の触媒作用を示す模式図である。触
媒コンバータ１４では、入力される空燃比Ａ／Ｆがリッ
チ側にあるときには ＣＯ＋Ｏ → ＣＯ２ の離脱反
応が起こり、空燃比Ａ／Ｆがリーン側にあるときには
Ｏ２ → ２Ｏ の吸着反応が起こる。したがって、空
燃比Ａ／Ｆがリッチ側にあるときＯ２の放出速度は数式
３により触媒コンバータ１４の入口にある排気ガスのＣ
Ｏ濃度から算出される。また、空燃比Ａ／Ｆがリーン側
にあるときのＯ２の吸着速度は数式４により触媒コンバ
ータ１４の入口にある排気ガスのＯ２濃度から算出され
る。
【００４６】
【数３】−ｄ／ｄｔ（Ｏ）＝ｋ1・［ＣＯF］・Ｏ
【００４７】
【数４】 ｄ／ｄｔ（Ｏ）＝ｋ2・［Ｏ2F］・（Ｏ２ＭＡＸ−Ｏ） ここで、吸入空気量Ｑ、酸素蓄積量Ｏ、入口ＣＯ濃度
［ＣＯF］ppm、出口ＣＯ濃度［ＣＯR］ppm、入口Ｏ２濃
度［Ｏ2F］ppm、出口Ｏ２濃度［Ｏ2R］ppm、酸素蓄積量
の変化率ｄ／ｄｔ（Ｏ）、係数Ｋ１，Ｋ２の記号を用い
る。係数Ｋ1，Ｋ2は排気ガス量（吸入空気量）、触媒温
度ＴＣＡＴで変化する値である。上記数式３および数式
４から酸素蓄積量Ｏが求められる。
【００４８】触媒コンバータ１４の酸素蓄積量Ｏ2STRが
値「０」〜最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの範囲にあるとき
には触媒コンバータ１４の出口での空燃比は１４．７の
領域にあるが、酸素蓄積量Ｏ2STRが値「０」以下あるい
は最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ以上のときには触媒コンバ
ータ１４の入口の空燃比Ａ／Ｆがそのまま出口に現れる
ことになる。
【００４９】図１４は触媒コンバータに入力される排気
ガスの空燃比Ａ／ＦとＣＯ濃度およびＯ２濃度との関係
を示す特性図である。排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが空燃比
１４．７以上であるとＯ２濃度を用いて触媒コンバータ
１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２を算出し、排
気ガスの空燃比Ａ／Ｆが空燃比１４．７未満であるとＣ
Ｏ濃度を用いて触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2S
TRの変化分△Ｏ２を算出する。酸素蓄積量Ｏ2STRの変化
分△Ｏ２は単位時間当たりの放出吸着速度である。
【００５０】図１５は触媒コンバータ１４内の酸素蓄積
量Ｏ2STRの演算ルーチンを示すフローチャートである。
前述の空燃比Ａ／Ｆ（燃空比Ｆ／Ａ）の推定ルーチンに
より算出された触媒コンバータ１４上流側の空燃比Ａ／
Ｆ（ＡＦＩＮ）が理論空燃比ＡＦstoich値「１４．７」
未満でリッチ側にあるかどうかを判別する（ステップＳ
４１０）。空燃比Ａ／Ｆがリッチ側にあるとき図１４の
特性に基づいてＡＦ／［ＣＯ］マップによりＣＯ濃度
［ＣＯF］を検索する（ステップＳ４２０）。検索され
たＣＯ濃度［ＣＯF］を用いて前述の数式４により酸素
蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２（−ｄ／ｄｔ（Ｏ））を求
める。また、空燃比Ａ／Ｆがリーン側にあるときＡＦ／
［Ｏ２］マップによりＯ２濃度［Ｏ2F］を検索する（ス
テップＳ４３０）。検索されたＯ２濃度［Ｏ2F］を用い
て前述の数式５により酸素蓄積量Ｏ2STRの変化分△Ｏ２
（ｄ／ｄｔ（Ｏ））を算出する。算出された変化分△Ｏ
２を前回までに算出されている酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ−
１）に加えて今回の酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）を算出する
（ステップＳ４４０）。算出された酸素蓄積量Ｏ2STR
（ｎ）が前記所定下限値Ｏ2STRLを下回っているかどう
かを判別する（ステップＳ４５０）。下回っていると判
別されたときには前記フラグＦCATO20を値「１」にセッ
トし、前記フラグＦCATO2MAXを値「０」にリセットする
（ステップＳ４６０）。つぎに、酸素蓄積量Ｏ2STR
（ｎ）に値「０」を設定して（ステップＳ４７０）、本
ルーチンを終了する。ステップＳ４５０で酸素蓄積量Ｏ
2STR（ｎ）が所定の下限値Ｏ2STRLを下回っていないと
判別されたとき、さらに酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）が前記
所定上限値Ｏ2STRHを越えているかどうかを判別する
（ステップＳ４８０）。越えていると判別されたときに
は前記フラグＦCATO20を値「０」にリセットし、前記フ
ラグＦCATO2MAXを値「１」にセットする（ステップＳ４
９０）。つぎに、酸素蓄積量Ｏ2STR（ｎ）に最大酸素蓄
積量Ｏ２ＭＡＸの値を設定して（ステップＳ５００）、
本ルーチンを終了する。ステップＳ４８０で、酸素蓄積
量Ｏ2STR（ｎ）が所定上限値Ｏ2STRHを越えていないと
判別されたときにはフラグＦCATO20およびフラグＦCATO
2MAXの双方を値「０」にリセットして本ルーチンを終了
する。上記フラグＦCATO20およびフラグＦCATO2MAXは後
述する酸素利用率演算ルーチンでも使用される。
【００５１】図１６は酸素蓄積量Ｏ2STRの時間的変化を
示す波形図である。酸素蓄積量Ｏ2STRは空燃比Ａ／Ｆの
リッチ、リーン反転周期に応じて振動し、酸素蓄積量Ｏ
2STRがＯ2STRL（例えば、最大酸素蓄積量Ｏ2ＭＡＸの１
０％）を下回るときあるいはＯ2STRH（例えば、最大酸
素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの９０％）を越えているときには、
それぞれのフラグＦCATO20，ＦCATO2MAXが値「１」にセ
ットされていることが示されている。図１６において、
Ｏ2USEおよびＯ2USERはそれぞれ後述する触媒コンバー
タ１４内の酸素利用量、酸素利用率である。
【００５２】図１８、図１９、図２０はそれぞれパータ
ベーションの周期、振幅を１．５［Ｈｚ］、Ａ／Ｆ幅
の１．００倍、１．５［Ｈｚ］、Ａ／Ｆ幅の０．５５
倍、４．０［Ｈｚ］、Ａ／Ｆ幅の０．２０倍とした場
合における触媒コンバータ１４上流側の空燃比Ａ／ＦI
N、触媒コンバータ後の空燃比Ａ／ＦOUT、酸素分子の移
動速度に相当するｄＯ／ｄｔおよび酸素蓄積量Ｏ2STRを
示す実験データである。ＡＦＩＮの波形が矩形波になら
ないのは吸気壁面付着燃料のためシリンダ流入燃料が遅
れるからである。図１８に示す酸素蓄積量Ｏ2STRは下限
値「０」と最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの上限値（＝０．
００８０４８ｍｏｌ）の間をくりかえし変動している
が、上下限値に達してしまっている領域（図中ｃ、ｄ領
域）が存在する。それでも、後述する空燃比Ａ／Ｆで推
定された触媒コンバータ下流側の空燃比Ａ／ＦOUTのデ
ータ（破線ａ）は実際に測定された空燃比Ａ／Ｆｏｕｔ
データ（実線ｂ）とほぼ一致している。図１８に示すよ
うに、パータベーションの周期と振幅を調整することで
触媒の酸素蓄積能力を最大に使うことができる。
【００５３】［酸素利用率Ｏ2USERの演算（処理７）］
触媒コンバータ１４内の酸素利用量Ｏ2USEは、酸素蓄積
量Ｏ2STRの軌跡に沿って時間軸に対する傾きに相当する
線分の長さを加算していくことにより数式５に示すよう
に算出されるが、酸素蓄積量Ｏ2STRがＯ2STRHを越える
とき、あるいはＯ2STRLを下回るときは補正係数Ｋpenal
tyで減算される。
【００５４】
【数５】 数式５の酸素蓄積量Ｏ2STRはΣ｜△Ｏ２｜にほぼ比例す
るので、酸素利用量Ｏ2USEは数式６に示すように単純に
｜△Ｏ２｜の積算を基本とする式となる。
【００５５】
【数６】 ここで、△ＴはＯ2STRがＯ2STRL以下あるいはＯ2STRH以
上に達している累積時間を示す。補正係数Ｋpenaltyは
前述のフラグＦCATO2MAXおよびＦCATO20が値「１」にセ
ットされているときに酸素利用量の値を下げるための補
正値であり、実際の触媒の浄化率との相関を考慮して決
定される。
【００５６】前述した触媒コンバータ１４の浄化率に相
関する酸素利用率Ｏ2USERは数式７において示される。
【００５７】
【数７】 ここで、時間ＴはＯ2USEが算出される回数Ｎに相当する
時間である。
【００５８】Ｏ2USEは所定時間（Ｔ）あたりの酸素蓄積
量Ｏ2STRの変化量を表わす量であり、触媒の浄化率に相
関する物理量である。
【００５９】図１７は酸素利用率Ｏ2USERの演算ルーチ
ンを示すフローチャートである。本ルーチンはタイマー
処理により実行され、本ルーチンを所定回数Ｎだけ実行
する度に１回だけ酸素利用率Ｏ2USERの演算を行なうよ
うにされている。まず、処理回数ｎがＮ回をこえていな
いかどうかを判別する（ステップＳ５１０）。越えてい
ないときには前述のフラグＦCATO2MAXあるいはフラグＦ
CATO20のいずれかが値「１」にセットされているかどう
かを判別する（ステップＳ５２０）。いずれのフラグも
値「１」にセットされていないときには前回までの酸素
利用量Ｏ2USEに今回の変化分｜△Ｏ２｜を加えて新たな
酸素利用量Ｏ2USEとする（ステップＳ５３０）。つぎ
に、経過時間Ｔを△Ｔ増加し、処理回数ｎを値「１」イ
ンクリメントして（ステップＳ５４０）本ルーチンを終
了する。ステップＳ５２０でフラグＦCATO2MAXあるいは
フラグＦCATO20のいずれかが値「１」にセットされてい
るときには補正係数Ｋpenaltyを前回までの酸素利用量
Ｏ2USEから減算し（ステップＳ５５０）、前述のステッ
プＳ５４０で経過時間Ｔを△Ｔ増加し、処理回数ｎを値
「１」インクリメントして本ルーチンを終了する。ま
た、ステップＳ５１０で処理回数ｎが所定回数Ｎに達し
たときには酸素利用量Ｏ2USEを経過時間Ｔで除算して酸
素利用率Ｏ2USERを演算するとともに酸素利用量Ｏ2USE
を値「０」にリセットする（ステップＳ５６０）。さら
に、経過時間Ｔおよび処理回数ｎを値「０」にリセット
して（ステップＳ５７０）本ルーチンを終了する。
【００６０】以上示した酸素利用率Ｏ2USERの演算を実
行すると、例えば図１６に示すようにＡの範囲では触媒
コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRは最大酸素蓄積量
Ｏ２ＭＡＸの１０％と最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの９０
％の間を繰り返しているが、最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸ
の１０％と最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの９０％に達して
いる領域があるために補正係数Ｋpenaltyが適用され酸
素利用量Ｏ2USEは下降方向に向って、酸素利用率Ｏ2USE
Rは小さい値となる。また、Ｂの範囲では触媒コンバー
タ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRが最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡ
Ｘの１０％と最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの９０％の間を
繰り返しているので酸素利用量Ｏ2USEは増加方向で酸素
利用率Ｏ2USERは大きい。Ｃの範囲では酸素利用率Ｏ2US
ERを高めるために空燃比制御のリーン／リッチの周期を
短くしているが、触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ
2STRを許容量一杯に活し切れず酸素利用量Ｏ2USEはＢの
範囲の値よりも下がる。
【００６１】また、図２１および図２２はＣＯ濃度とＮ
Ｏｘ濃度とのクロスポイントにおける触媒コンバータ１
４のＨＣ浄化率とパータベーション周期及び振幅との関
係を示すグラフである。図２１において領域ｇおよび領
域ｈの２箇所で最も高い浄化率を示している。したがっ
て、この浄化率の高い領域で空燃比Ａ／Ｆの制御を実行
することが排気ガス特性の改善のために望まれる。ま
た、図２３および図２４は図２１、図２２と同一条件に
おいて測定されたＣＯとＮＯｘ浄化率とパータベーショ
ン周期との関係を示す図である。
【００６２】（実施例１） ［空燃比制御（処理８）］つぎに、上記演算にて算出さ
れた酸素利用率Ｏ2USERを用いた空燃比Ａ／Ｆの強制振
動（パータベーション）処理について説明する。図２５
はパータベーションの処理を示すフローチャートであ
る。図２６は強制振動の振幅、周期を示すタイミングチ
ャートである。本実施例では燃料噴射時間ＴOUTのパー
タベーション係数Ｋｐの値の振巾、周期を変更する。
【００６３】まず、空燃比をリッチからリーンに切り替
えるためのダウンタイマｔPRの値が「０」になったかど
うかを判別し（ステップＳ８１０）、値「０」になって
いなければ本ルーチンを終了する。値「０」になってい
るときには、さらにリーンからリッチに切り替えるため
のダウンタイマｔPLの値が「０」になったかどうかを判
別し（ステップＳ８２０）、値「０」になっていなけれ
ば本ルーチンを終了する。値「０」になっていなければ
フラグＦpertが値「０」であるかどうかを判別する（ス
テップＳ８３０）。フラグＦpertが値「０」であるとき
には周期ｔpertRをダウンタイマｔPRにセットし（ステ
ップＳ８４０）、係数Ｋｐに値「１＋Ｋpert」を設定し
てリッチ側に振動させる（ステップＳ８５０）。フラグ
Ｆpertを値「１」にセットして本ルーチンを終了する
（ステップＳ８６０）。ステップＳ８３０においてフラ
グＦpertが値「１」であるときは周期ｔpertLをダウン
カウンタｔPLにセットし（ステップＳ８７０）、係数Ｋ
ｐに値「１−Ｋpert」を設定してリーン側に振動させる
（ステップＳ８８０）。フラグＦpertを値「０」にリセ
ットして本ルーチンを終了する（ステップＳ８９０）。
したがって、本ルーチンの実行により係数Ｋｐは値
「１．０」を中心に振幅Ｋpert、周期ｔpertR＋ｔpertL
で振動する波形となる。尚、触媒コンバータ１４内酸素
利用量Ｏ2USEは空燃比がリッチ側にあるときの方がリー
ン側にあるときに較べて大きいのでｔpertR＜ｔpertLに
設定される。
【００６４】つづいて、振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔp
ertLを酸素利用率Ｏ2USERで変更する処理について説明
する。図２７は振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLの変
更ルーチンを示すフローチャートである。まず、吸気管
圧力ＰB、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖなどが安定し、
パータベーションを実行する運転領域にあるかどうかを
判別する（ステップＳ９１０）。該運転領域にないとき
は、そのときの振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLを学
習値として設定して記憶し（ステップＳ１０３０）、本
ルーチンを終了する。パータベーションを実行する運転
領域にあるときには下流側Ｏ２センサ１６による空燃比
フィードバック制御（ＳＯ2Ｆ／Ｂ）を実行中であるか
どうかを判別する（ステップＳ９２０）。空燃比フィー
ドバック制御を実行していないときには前述のステップ
Ｓ１０３０を実行して、本ルーチンを終了する。空燃比
フィードバック制御を実行しているときには、酸素利用
率Ｏ2USERの変化量ΔＯ2USERの値が「０」より大きいか
どうか、即ち酸素利用率Ｏ2USERが増加方向にあるかあ
るいは減少方向にあるか否かを判別する（ステップＳ９
３０）。酸素利用率Ｏ2USERの値が増加方向にあるとき
には周期ｔpertR、ｔpertLをそれぞれ△ｔPR、△ｔPLだ
け増加し（ステップＳ９４０、ステップＳ９５０）、振
幅Ｋpertを△Ｋｐだけ増加する（ステップＳ９６０）。
また、ステップＳ９３０において酸素利用率Ｏ2USERの
値が減少方向にあるときには周期ｔpertR、ｔpertLをそ
れぞれ△ｔPR、△ｔPLだけ減少させ（ステップＳ９７
０、ステップＳ９８０）、振幅Ｋpertを△Ｋｐだけ減少
させる（ステップＳ９９０）。ついで、斯く増減された
振幅Ｋpertおよび周期ｔpertR、ｔpertLがそれぞれのリ
ミット値を越えたかどうかを判別し、越えている場合に
はリミット処理を行う（ステップＳ１０１０）。つぎ
に、振幅Ｋpertおよび周期ｔpertR、ｔpertLを学習して
記憶し（ステップＳ１０２０）本ルーチンを終了する。
【００６５】［シリンダの要求燃料量Ｔcylの演算処理
（処理９）］前述の係数Ｋｐを用いて、シリンダの要求
燃料量Ｔcylを演算する。すなわち、基本燃料量Ｔｉを
エンジン回転数ＮEおよび吸気管内絶対圧ＰBAから決定
し、この基本燃料量Ｔｉに補正係数Ｋtotal及び係数Ｋ
ｐを乗じて基本要求燃料量Ｔcyl0を決定する。処理１１
ではこのように決定された基本要求燃料量Ｔcyl0に対し
次に示す処理１０で算出された空燃比補正係数ＫＯ2を
乗じて値Ｔcyl0×ＫＯ2とし、この値をシリンダの要求
燃料量Ｔcylとするのである。
【００６６】
【数８】Ｔcyl＝Ｔi×Ｋp×ＫTOTAL×ＫＯ２ ［空燃比補正係数ＫＯ2の演算処理（処理１０）］図２
８および図２９は上流側Ｏ２センサ１６の出力電圧ＦＶ
Ｏ２に応じて空燃比補正係数ＫＯ2の算出を行う空燃比
補正係数ＫＯ2算出ルーチンのフローチャートである。
【００６７】ステップＳ１６１０では、第１及び第２の
リーンリッチフラグＦＡＦ１及びＦＡＦ２の初期化を行
う。第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１は、図３１
（ａ），（ｂ）に示すように上流側Ｏ２センサ出力電圧
ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦ（例えば０．４５Ｖ）よ
り高いリッチ状態のとき値１に設定されるフラグであ
り、第２のリーンリッチフラグＦＡＦ２は、図３１
（ｄ）に示すように第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１
が反転した（０→１又は１→０に変化した）時点から一
定時間遅延してフラグＦＡＦ１と同一値に設定されるフ
ラグである。
【００６８】これらのフラグＦＡＦ１，ＦＡＦ２の初期
化は具体的には図３０に示すプログラムにより実行され
る。先ず、フィードバック制御開始直後か否か、即ち、
前回までオープンループ制御を実行し、今回からフィー
ドバック制御を開始するのか否かを判別し（ステップＳ
１９１０）、開始時でなければ、初期化する必要がない
ので、直ちに本プログラムを終了する。
【００６９】開始時のときには、上流側Ｏ２センサ出力
電圧ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦより低いか否かを判
別する（ステップＳ１９２０）。ＦＶＯ２＜ＦＶＲＥＦ
が成立するときには第１及び第２のリーンリッチフラグ
ＦＡＦ１，ＦＡＦ２を値０に設定する一方（ステップＳ
１９３０）、ＦＶＯ２≧ＦＶＲＥＦが成立するときには
いずれも値１に設定する（ステップＳ１９４０）。
【００７０】図２８に戻り、ステップＳ１６２０までは
ＫＯ2値の初期化を行う。即ち、オープンループ制御か
らフィードバック制御へ移行した直後、あるいはフィー
ドバック制御中にスロットル弁が急激に開弁されたとき
には、学習値ＫＲＥＦをＫＯ2値の初期値として設定す
る。上記以外のときには、何も行わない。
【００７１】続くステップＳ１６３０では、今回ＫＯ2
値が初期化されたか否かを判別し、初期化されたときに
は直ちにステップＳ１７９０に進む一方、初期化されな
かったときには、ステップＳ１６４０に進む。
【００７２】フィードバック制御開始時は、ステップＳ
１６３０の答が肯定（ＹＥＳ）となるので、ステップＳ
１７９０〜Ｓ１８４０においてリーンリッチフラグＦＡ
Ｆ１，ＦＡＦ２の値に応じてＰ項発生ディレーカウンタ
ＣＤＬＹ１の初期値設定及びＫＯ2値の積分制御（Ｉ項
制御）を行う。カウンタＣＤＬＹ１は、図３１（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すように、第１のリーンリッチフラグ
ＦＡＦ１の反転時点から第２のリーンリッチフラグＦＡ
Ｆ２を反転させるまでの遅延時間、即ちＯ２センサ出力
ＦＶＯ２の反転時点から比例制御（Ｐ項制御）を実行す
るまでの時間を計測するものである。
【００７３】ステップＳ１７９０では第２のリーンリッ
チフラグＦＡＦ２が値０か否かを判別し、ＦＡＦ２＝０
のときにはステップＳ１８００（図２９）に進み、第１
のリーンリッチフラグＦＡＦ１が値０か否かを判別する
一方、ＦＡＦ２＝１のときにはステップＳ１８３０（図
２９）に進み、第１のリーンリッチフラグＦＡＦ１が値
１か否かを判別する。フィードバック制御開始時は、Ｆ
ＶＯ２＜ＦＶＲＥＦであればＦＡＦ１＝ＦＡＦ２＝０で
あるので（図３０参照）、ステップＳ１７９０，Ｓ１８
００を経てステップＳ１８１０に至り、カウンタＣＤＬ
Ｙ１に負の所定値ＴDRが設定される。またＦＶＯ２≧Ｆ
ＶＲＥＦであれば、ＦＡＦ１＝ＦＡＦ２＝１であるの
で、ステップＳ１７９０，Ｓ１８３０を経てステップＳ
１８４０に至り、カウンタＣＤＬＹ１に正の所定値ＴDL
が設定される。フラグＦＡＦ１及びＦＡＦ２がともに値
０又はともに値１以外のときは、カウンタＣＤＬＹ１の
初期値設定は行わず、ＦＡＦ２＝０であればＫＯ2値に
所定値Ｉを加算する一方（ステップＳ１８２０）、ＦＡ
Ｆ２＝１であればＫＯ2値から所定値Ｉを減算し（ステ
ップＳ１８５０）、ステップＳ１８６０に進む。また、
ＴＤＲ，ＴＤＬは第１実施例では固定値であるが、後述
する第２実施例において酸素蓄積量Ｏ2STRによって変更
される。
【００７４】図２８のステップＳ１６３０の答が否定
（ＮＯ）、即ちＫＯ2値が今回初期化されなかったとき
は、ステップＳ１６４０に進み、上流側Ｏ２センサ出力
電圧ＦＶＯ２が基準電圧ＦＶＲＥＦより低いか否かを判
別する。その結果、ＦＶＯ２＜ＦＶＲＥＦが成立すると
きには、ステップＳ１６５０に進み、第１のリーンリッ
チフラグＦＡＦ１を値０に設定するとともに、Ｐ項発生
ディレーカウンタＣＤＬＹ１を値１だけデクリメントす
る（図３１（ｃ），Ｔ４，Ｔ１０参照）。次いで、カウ
ンタＣＤＬＹ１のカウント値が負の所定値ＴDRより小さ
いか否かを判別し（ステップＳ１６６０）、ＣＤＬＹ１
＜ＴDRが成立するときにはＣＤＬＹ１＝ＴDRとする一方
（ステップＳ１６７０）、ＣＤＬＹ１≧ＴDRが成立する
ときには直ちにステップＳ１７１０に進む。
【００７５】ステップＳ１６４０の答が否定（ＮＯ）、
即ちＦＶＯ２≧ＦＶＲＥＦが成立するときには、第１の
リーンリッチフラグＦＡＦ１を値１に設定するととも
に、カウンタＣＤＬＹ１を値１だけインクリメントする
（図３１（ｃ），Ｔ２，Ｔ６，Ｔ８参照）。次いでカウ
ンタＣＤＬＹ１のカウント値が正の所定値ＴDLより大き
いか否かを判別し（ステップＳ１６９０）、ＣＤＬＹ１
＞ＴDLが成立するときにはＣＤＬＹ１＝ＴDLとする一方
（ステップＳ１７００）、ＣＤＬＹ１≦ＴDLが成立する
ときには直ちにステップＳ１７１０に進む。
【００７６】ここでステップＳ１６３０，Ｓ１６７０，
Ｓ１６９０，Ｓ１７００は、カウンタＣＤＬＹ１のカウ
ント値が負の所定値ＴDRより小、あるいは正の所定値Ｔ
DLより大とならないようにするために設けられている。
【００７７】ステップＳ１７１０では、カウンタＣＤＬ
Ｙ１のカウント値の符号（正負）が反転したか否かを判
別し、反転しないときには前記ステップＳ１７９０〜Ｓ
１８５０のＩ項制御を実行する一方、反転しているとき
にはステップＳ１７２０〜Ｓ１７８０のＰ項制御を実行
する。
【００７８】ステップＳ１７２０では、第１のリーンリ
ッチフラグＦＡＦ１が値０であるか否かを判別し、ＦＡ
Ｆ１＝０のときには、図２９のステップＳ１７３０に進
み、第２のリーンリッチフラグＦＡＦ２を値０とすると
ともに、カウンタＣＤＬＹ１のカウント値を負の所定値
ＴDRとし（ステップＳ１７４０）、さらに空燃比補正係
数ＫＯ2を数式９により算出する（ステップＳ１７５
０）（図３１、時刻ｔ４，ｔ１０参照）。
【００７９】
【数９】ＫＯ2＝ＫＯ2＋（ＰＲ１＋ＰＲ２）×Ｋ ここで、ＰＲ１は後述する図３９にて求められる下流側
Ｏ2センサに応じた第１のリッチ補正用比例項（Ｐ項）
である。また、ＰＲ２は後述する図３８にて求められる
Ｏ2STRに応じた第２のリッチ補正用比例項（Ｐ項）であ
るが、第１実施例ではＰＲ２＝０とする。ＫはＰ項増減
係数である。このＫ値はエンジン回転数ＮE及び吸気管
内絶対圧ＰBAに応じて設定されたマップから読み出され
る。
【００８０】ステップＳ１７２０の答が否定（ＮＯ）、
即ちＦＡＦ１＝１であるときには、第２のリーンリッチ
フラグＦＡＦ２を値１とするとともにカウンタＣＤＬＹ
１のカウント値を正の所定値ＴDLとし（ステップＳ１７
６０，Ｓ１７７０）、さらに補正係数ＫＯ2を数式１０
により算出する（ステップＳ１７８０）（図３１、時刻
ｔ２，ｔ８参照）。
【００８１】
【数１０】ＫＯ2＝ＫＯ2−（ＰＬ１＋ＰＬ２）×Ｋ ここで、ＰＬ１はＰＲ１と同様に後述する図３９にて求
められる第１のリーン補正用比例項（Ｐ項）である。ま
た、ＰＬ２は後述する図３８にてＰＲ２と同様に求めら
れる第２のリーン補正用比例項（Ｐ項）であるが、第１
実施例ではＰＬ２＝０とする。続くステップＳ１８６０
ではＫＯ2値のリミットチェックを行い、次いでＫＯ2値
の学習値ＫＲＥＦの算出（ステップＳ１８７０）及びＫ
ＲＥＦ値のリミットチェック（ステップＳ１８８０）を
行って本プログラムを終了する。
【００８２】図２８および図２９のプログラムによれ
ば、図３１に示すように、上流側Ｏ２センサ出力電圧Ｆ
ＶＯ２の反転時点（時刻ｔ１，ｔ３，ｔ７，ｔ９）から
所定時間（Ｔ２，Ｔ４，Ｔ８，Ｔ１０）遅延して、Ｐ項
制御が実行され（時刻ｔ２，ｔ４，ｔ８，ｔ１０）、第
２のリーンリッチフラグＦＡＦ２＝０の期間中はＫＯ2
値の増加方向のＩ項制御が実行され（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ５
〜Ｔ８）、ＦＡＦ２＝１の期間中はＫＯ2値の減少方向
のＩ項制御が実行される（Ｔ３，Ｔ４，Ｔ９，Ｔ１
０）。なお、時刻ｔ５〜ｔ７間でセンサ出力ＦＶＯ２が
短い周期で変動しているが、負の所定値ＴDRに対応する
Ｐ項制御の遅延時間より変動周期が短いため、第２のリ
ーンリッチフラグＦＡＦ２が反転せず、Ｐ項制御は実行
されない。
【００８３】つぎに、下流側Ｏ２センサ１６による空燃
比フィードバック制御について説明する。図３９は下流
側Ｏ２センサ１６による空燃比フィードバック制御ルー
チンを示すフローチャートである。まず、下流側Ｏ２セ
ンサ１６による空燃比フィードバック制御の条件が成立
しているかどうかを判別する（ステップＳ１３１０）。
また、本ルーチンを前回実行したときに下流側Ｏ２セン
サ１６による空燃比フィードバック制御の条件が成立し
ていたかどうかを判別する（ステップＳ１３２０）。ス
テップＳ１３１０およびステップＳ１３２０のうちいず
れかにおいて空燃比フィードバック制御条件が成立して
いるときには、図４０に示すテーブルを検索して、下流
側Ｏ２センサ１６の出力ＶＯ2に応じたリーンリッチの
ストイキ状態からのずれ量ＳＤλを求める（ステップＳ
１３３０）。斯く検索して求めたずれ量ＳＤλに基づい
て数式１１により比例・積分演算を行いＤλを算出する
（ステップＳ１３４０）。
【００８４】
【数１１】 Ｄλn＝Ｄλｎ-1＋ ＫI×ＳＤλ＋Ｋｐ×ＳＤλ 算出されたＤλがリミット値を越えているかどうかを判
別し、越えているときはリミット値に固定するリミット
チェック処理を行ない（ステップＳ１３５０）、学習値
ＤλREFを数式１２により算出する（ステップＳ１３６
０）。
【００８５】
【数１２】ＤλREF＝α×Ｄλ＋（１−α）×ＤλREF つづいて、図４１に示すテーブルを検索して、Ｄλに対
応する第１のＰ項ゲインＰR１、ＰL１を求める（ステッ
プＳ１３７０）。また、ステップＳ１３１０およびＳ１
３２０のいずれにおいても、空燃比フィードバック制御
条件が満足されないときには学習値ＤλREFをＤλと設
定した（ステップＳ１３８０）後、前記テーブルを検索
して第１のＰ項ＰR１、ＰL１を求める。第１のＰ項ＰR
１、ＰL１は前述の空燃比補正係数ＫＯ2の算出ルーチン
の処理において空燃比補正係数ＫＯ2の算出に用いられ
る。これにより、算出された空燃比補正係数ＫＯ2は燃
料噴射時間ＴOUTに反映される。
【００８６】［付着燃料制御処理（処理１１）］以下、
付着燃料制御における燃料輸送遅れ補正について説明す
る。燃料輸送遅れ補正に関する具体的な実施例を説明す
る前に、まず燃料輸送遅れ補正の原理についての説明を
図３２〜図３６を用いて行う。
【００８７】図３２は、燃料噴射量Ｔｏｕｔと要求燃料
量Ｔｃｙｌとの関係を示す概念図である。
【００８８】図中のＴｏｕｔは、あるエンジン運転サイ
クルで燃料噴射弁６から吸気管２へ噴射された噴射燃料
量であり、この噴射燃料量Ｔｏｕｔのうち、（Ａ（直接
率）×Ｔｏｕｔ）に相当する量が吸気ポート２Ａの壁面
に付着せずに直接気筒に供給され、残りの量が前回サイ
クルまでに壁面に付着している壁面付着燃料量Ｆｗ中に
付着増分量Ｆｗｉｎとして取り込まれる。ここで、直接
率Ａは、あるサイクル中に噴射された燃料のうち、その
サイクル中に直接気筒に吸入される燃料の割合を示すも
ので、０＜Ａ＜１で与えられる。
【００８９】そして、前記した（Ａ×Ｔｏｕｔ）と、壁
面付着燃料量Ｆｗから持ち去られる付着減少量Ｆｗｏｕ
ｔとを加えた値が、実際に気筒内に供給すべき要求燃料
量Ｔｃｙｌとなる。
【００９０】次に、燃料輸送遅れ補正の第１の方法を説
明する。
【００９１】この第１の方法は、付着減少量Ｆｗｏｕｔ
が付着増分量Ｆｗｉｎに対して所定の時間遅れをもって
追従すると考え、これを例えば１次遅れモデルとして表
現し、付着減少量Ｆｗｏｕｔの遅れ度合を遅れ係数（時
定数）Ｔを用いて表すものである。
【００９２】上記したように要求燃料量Ｔｃｙｌは、 Ｔｃｙｌ＝Ａ・Ｔｏｕｔ＋Ｆｗｏｕｔ となるので、燃料噴射量Ｔｏｕｔ及び付着増分量Ｆｗｉ
ｎは、
【００９３】
【数１３】Ｔｏｕｔ＝（Ｔｃｙｌ−Ｆｗｏｕｔ）／Ａ
【００９４】
【数１４】Ｆｗｉｎ＝（１−Ａ）Ｔｏｕｔ となる。
【００９５】そして、付着減少量Ｆｗｏｕｔは付着増分
量Ｆｗｉｎの１次遅れであるので、ｎで離散化すると、
今回サイクルでの付着減少量Ｆｗｏｕｔnは、
【００９６】
【数１５】 Ｆｗｏｕｔn ＝Ｆｗｏｕｔn-1 ＋（Ｆｗｉｎ−Ｆｗｏｕｔ）／Ｔ となる。この数式１５によれば、今回の付着減少量Ｆｗ
ｏｕｔn は、その前回値Ｆｗｏｕｔn−１に対して、付
着増分量Ｆｗｉｎから付着減少量Ｆｗｏｕｔを差し引い
た値（偏差）を１／Ｔ倍した値が増加することになる。
つまり、サイクル毎に同様の計算が行われると、前記偏
差に対して１／Ｔ倍ずつ付着減少量Ｆｗｏｕｔが付着増
分量Ｆｗｉｎに近付いていくことになる。
【００９７】例えば、燃料噴射量Ｔｏｕｔをステップ状
に増加させた場合、直接率Ａが一定であると仮定する
と、図３３に示すように付着増分量Ｆｗｉｎもステップ
状に増加する。これに対して付着減少分Ｆｗｏｕｔは、
時定数Ｔに基づいてゆっくりと応答して付着増分量Ｆｗ
ｉｎに近付いていくことになる。ここで、時定数Ｔは、
付着減少量Ｆｗｏｕｔの立上がり変化において、全体の
変化量の６３．２パーセントに達するまでの所要時間で
あり、後述詳細するようにエンジンの運転状態に応じて
設定される。
【００９８】そして、上記数式１３，１４，１５により
燃料噴射量Ｔｏｕｔを求めることができる。
【００９９】図３４は、燃料輸送遅れ補正の上記第１の
方法（以下、Ａ．Ｔ方式という）をモデル化した図であ
る。
【０１００】同図において、あるサイクルｎで燃料噴射
弁６から噴射された噴射燃料量Ｔｏｕｔn は乗算部５１
でＡ（直接率）倍される一方、乗算部５２で（１−Ａ）
倍される。乗算部５１の出力は（Ａn ×Ｔｏｕｔn ）と
なり、これが加算部５３へ供給され、今回の付着減少量
Ｆｗｏｕｔn に加算されて今回の要求燃料量Ｔｃｙｌｎ
となる。
【０１０１】一方、乗算部５２の出力は今回の付着増分
量Ｆｗｉｎnであり、上記数式１４に相当するＦｗｉｎn
＝（１−Ａn）×Ｔｏｕｔnとなる。これが更に乗算部５
４で１／Ｔ倍されて加算部５５に供給され、乗算部５６
の出力と加算される。この乗算部５６の出力は、付着減
少量Ｆｗｏｕｔnに（１−１／Ｔn）倍されたものとなる
から、（１−１／Ｔn）・Ｆｗｏｕｔnとなる。
【０１０２】また、加算部５３へ供給される付着減少量
Ｆｗｏｕｔn は、入力を１サイクル（１ＴＤＣ）遅延す
るサイクル遅延部５７の出力であるので、このサイクル
遅延部５７に入力されるものは、次回の付着減少量Ｆｗ
ｏｕｔn+1 となる。
【０１０３】従って、加算部５５の出力、つまりサイク
ルシフト部５７に入力される付着減少量Ｆｗｏｕｔn+1
は、
【０１０４】
【数１６】 Ｆｗｏｕｔn+1 ＝Ｆｗｉｎn ／Ｔ＋（１−１／Ｔn ）・Ｆｗｏｕｔn ＝Ｆｗｏｕｔn ＋（Ｆｗｉｎn −Ｆｗｏｕｔn ）／Ｔ 但し、Ｆｗｉｎn ＝（１−Ａn ）×Ｔｏｕｔn となり、上記数式１５に相当するものとなる。
【０１０５】続いて、燃料輸送遅れ補正の第２の方法を
説明する。
【０１０６】この第２の方法は、上記した特開平１−３
０５１４２号公報等に開示されるものであり、上記直接
率Ａのほかに、前回までにポート壁面に付着した燃料の
うち、今回サイクル中に蒸発等により燃焼室に吸入され
る燃料の割合である持ち去り率ｂ（０＜ｂ＜１）を用い
るものである。（Ａ×Ｔｏｕｔ）がポート壁面に付着せ
ずに直接シリンダに供給される量であり、（（１−Ａ）
×Ｔｏｕｔ）が付着増分量Ｆｗｉｎとなる点は上記Ａ・
Ｔ方式と同様であるが、付着減少量（持ち去り量）Ｆｗ
ｏｕｔは今回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗの
うち、（ｂ×Ｆｗ）であると考える方式である。
【０１０７】上記のように要求燃料量Ｔｃｙｌは、 Ｔｃｙｌ＝Ａ・Ｔｏｕｔ＋Ｆｗｏｕｔ となる。ここで、 Ｆｗｏｕｔ＝Ｂ×Ｆｗ Ｆｗｉｎ＝（１−Ａ）Ｔｏｕｔ となり、今回の壁面付着燃料量Ｆｗnは、前回までの壁
面付着燃料量Ｆｗn-1に対して付着増分量Ｆｗｉｎと付
着減少量Ｆｗｏｕｔとの偏差だけ増減するので、
【０１０８】
【数１７】 Ｆｗn ＝Ｆｗn-1 ＋Ｆｗｉｎ−Ｆｗｏｕｔ ＝Ｆｗn-1 ＋（１−Ａ）Ｔｏｕｔ−ｂ×Ｆｗn-1 ＝（１−Ａ）Ｔｏｕｔ＋（１−ｂ）×Ｆｗn-1 となる。
【０１０９】また、上記数式１より、燃料噴射量Ｔｏｕ
ｔは、
【０１１０】
【数１８】 Ｔｏｕｔ＝（Ｔｃｙｌ−Ｆｗｏｕｔ）／Ａ ＝（Ｔｃｙｌ−Ｂ・Ｆｗ）／Ａ となるので、上記数式１７及び数式１８により、燃料噴
射量Ｔｏｕｔを求めることができる。
【０１１１】図３５は、燃料輸送遅れ補正の上記第２の
方法（以下、Ａ．Ｂ方式という）をモデル化した図であ
る。
【０１１２】同図において、あるサイクルｎで燃料噴射
弁６から噴射された噴射燃料量Ｔｏｕｔn は乗算部６１
でＡ（直接率）倍される一方、乗算部６２で（１−Ａ）
倍される。乗算部６１の出力は（Ａn ×Ｔｏｕｔn ）と
なり、これが加算部６３へ供給されて、入力に対して蒸
発率（持ち去り率）Ｂを乗算する乗算部６４の出力であ
る今回の付着減少量Ｆｗｏｕｔn に加算されて今回の要
求燃料量Ｔｃｙｌｎとなる。
【０１１３】前述したようにＡ．Ｂ方式においては、乗
算部６４の出力である今回の付着減少量Ｆｗｏｕｔn は
前回まで蓄積された今回サイクル開始時点の壁面付着燃
料量Ｆｗn うちの（Ｂ×Ｆｗn ）であると考えるので、
乗算部６４の入力には、今回サイクル開始時点の壁面付
着燃料量Ｆｗn が供給されることになる。そして、その
壁面付着燃料量Ｆｗn が乗算部６５で（１−Ｂ）倍され
て加算部６６へ供給される。
【０１１４】一方、乗算部６２の出力は付着増分量Ｆｗ
ｉｎであり、数式１４に相当するＦｗｉｎn ＝（１−Ａ
n ）×Ｔｏｕｔn となる。これが更に前記加算部６６に
供給され、前記乗算部６５の出力である（１−Ｂ）×Ｆ
ｗn と加算される。また、乗算部６４，６５の入力であ
る今回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗn は、入
力を１サイクル（１ＴＤＣ）遅延するサイクル遅延部６
７の出力であるので、このサイクル遅延部６６に入力さ
れるものは、次回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆ
ｗn+1 、つまり今回サイクル終了時点の壁面付着燃料量
となる。
【０１１５】すなわち、前回まで蓄積された今回サイク
ル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗnから、（Ｂ・Ｆｗｏ
ｕｔn ）に相当する量が乗算部６４の出力となって持ち
去られ、持ち去られずに残った量である（１−Ｂ）・Ｆ
ｗｏｕｔn が加算部６６よって乗算部６２の出力である
今回の付着増分量Ｆｗｉｎn と加算される。
【０１１６】従って、加算部６６の出力である次回サイ
クル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗn+1 は、
【０１１７】
【数１９】Ｆｗn+1 ＝Ｆｗｉｎn ＋（１−Ｂn ）Ｆｗn ＝（１−Ａn ）×Ｔｏｕｔn ＋（１−Ｂn ）Ｆｗn ＝Ｆｗn ＋（１−Ａn ）×Ｔｏｕｔn −Ｂn ・Ｆｗn となり、上記数式１６に相当するものとなる。
【０１１８】なお、後述する具体的な実施例では、Ａ．
Ｔ方式を用いるものとする。
【０１１９】図３６は燃料噴射量演算ルーチンを示すフ
ローチャートである。本ルーチンはＴＤＣ信号パルス発
生に同期して実行される。まず、エンジン回転数ＮEお
よび吸気管内絶対圧ＰBAによりＴiマップを検索して基
本燃料量Ｔｉを決定する（ステップＳ１）。つぎに、補
正係数Ｋtotalを冷却水温Ｔｗに応じた補正係数ＫTW、
始動時の補正係数ＫAST、負荷状態に応じた補正係数ＫW
OT、リーン化係数ＫLS、吸気温度に応じた補正係数ＫTA
などの各種補正係数を乗じて計算する（ステップＳ
２）。前述したように、基本燃料量Ｔｉに補正係数Ｋto
tal、補正係数Ｋｐ及び空燃比補正係数ＫＯ2を乗算する
ことによってシリンダの要求燃料量Ｔcylが決定され
る。
【０１２０】上記の計算により得られた要求燃料量Ｔcy
l、直接率Ａ、輸送遅れ時定数Ｔを用いる（ステップＳ
３）ことにより数式１３にしたがって燃料量ＴOUT(n)を
計算する（ステップＳ４）。ここで、付着減少量Ｆwout
は前回本ルーチンを実行するときに計算された値が用い
られる。今回の燃料噴射量ＴOUT(n)が計算されると、今
回の付着減少量Ｆwout(n)および付着増加量Ｆwin(n)が
数式１４，１５により計算されて（ステップＳ５，Ｓ
６）、次回の燃料噴射量ＴOUTの計算に利用される。上
記計算を終了すると本ルーチンは終了する。
【０１２１】このようにして、酸素利用率Ｏ2USERを用
いた空燃比Ａ／Ｆ制御を行なうことができる。
【０１２２】［第２実施例の全体の制御処理］つぎに、
第２実施例の内燃機関の燃料制御装置について説明す
る。図３７は本実施例の燃料制御装置における全体の制
御処理の概略を示すブロック図である。内燃機関および
燃料制御装置の全体的構成は前記第１実施例と同じであ
る。また、燃料制御装置は前記第１実施例と同様に触媒
温度ＴCATを推定する処理（処理１）と、触媒の劣化を
推定する処理（処理２）と、触媒コンバータ１４の最大
酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸを推定する処理（処理３）と、最
大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸを修正する処理（処理４）と、
触媒コンバータ１４の上流側の空燃比Ａ／Ｆを推定する
処理（処理５）と、触媒コンバータ１４に蓄積されてい
る酸素蓄積量Ｏ2STRを推定する処理（処理６）と、触媒
コンバータ１４の酸素利用率Ｏ2USERを算出する処理
（処理７）と、酸素利用量Ｏ2USEに応じて空燃比補正係
数ＫＯ２のＦ／Ｂパラメータ（ＰＲ，ＰＬ，ＴＤＲ，Ｔ
ＤＬ）を調整することにより触媒浄化率を向上させるよ
うに該空燃比Ａ／Ｆを制御する処理（処理８）とシリン
ダの基本要求燃料量Ｔｃｙｌ0を演算する処理（処理
９）と、空燃比補正係数ＫＯ２を演算する処理（処理１
０）と、後述する付着制御に基づいて噴射燃料量ＴＯＵ
Ｔを算出する処理（処理１１）を行なうものである。
【０１２３】第１実施例ではパータベーションの周期お
よび振幅を変更することにより酸素利用率Ｏ2USERを最
大にする空燃比Ａ／Ｆ制御を行なった（第１図の処理
８）が、本第２実施例では下流側Ｏ２センサの出力が反
転した時点から空燃比補正係数ＫＯ2の比例制御を実行
するまでのディレイ時間ＴDR，ＴDLおよび空燃比補正係
数ＫＯ2をスキップさせるスキップ量（Ｐ項ゲインＰ
Ｒ，ＰＬ）を変更することにより酸素利用率Ｏ2USERを
最大にする空燃比Ａ／Ｆ制御を行なう。つづいて、空燃
比制御ルーチンについて説明する。
【０１２４】図３８は第２実施例の酸素利用率Ｏ2USER
を用いた空燃比制御ルーチン（処理８）を示すフローチ
ャートである。本ルーチンはタイマー処理によりくりか
えし実行される。まず、吸気管内絶対圧ＰBA、エンジン
回転数ＮE、車速Ｖ、スロットル弁開度θTHなどが所定
範囲内にあって、ＰBA値、θTH値が安定している空燃比
フィードバック制御の実行領域にあるかどうかを判別す
る（ステップＳ１１１０）。下流側Ｏ２センサ１６によ
る空燃比フィードバック制御中であるかどうかを判別し
（ステップＳ１１２０）、空燃比フィードバック制御中
であるときには、さらに酸素利用率Ｏ2USERが増加方向
にあるかあるいは減少方向にあるかを判別する（ステッ
プＳ１１３０）。増加方向にあるときはリッチ側および
リーン側の第２のＰ項ゲインＰR２、ＰL２を前回値に所
定値ＤＰR、ＤＰLを加えて増加し（ステップＳ１１４
０）、リッチ／リーン反転ディレイ時間ＴDR、ＴDLを前
回値に所定値ＤTDR、ＤTDLを加えて増加させる（ステッ
プＳ１１５０）。リッチ側／リーン側の第２のＰ項ゲイ
ンＰR２、ＰL２の増加およびリッチ／リーン反転ディレ
イ時間ＴDR、ＴDLの増加は、それぞれ前述したパータベ
ーション処理における振幅Ｋpertを増加し、周期ｔpert
R、ｔpertLを長くすることに相当する。一方，酸素利用
率Ｏ2USERが減少方向にあるときはリッチ側およびリー
ン側のＰ項ゲインＰR２、ＰL２を前回値からＤＰR、Ｄ
ＰLを差し引いて減少し（ステップＳ１１６０）、リッ
チ／リーン反転ディレイ時間ＴDR、ＴDLを前回値からＤ
TDR、ＤTDLを差し引いて減少させる（ステップＳ１１７
０）。
【０１２５】つづいて、第２のＰ項ゲインＰR２、ＰL２
およびディレイ時間ＴDR、ＴDLがリミット値を越えてい
るかどうかを判別し、越えているときは該リミット値に
固定するリミットチェック処理を行なって（ステップＳ
１１８０）から第２のＰ項ゲインＰR２、ＰL２およびデ
ィレイ時間ＴDR、ＴDLを学習する（ステップＳ１１９
０）。
【０１２６】また、ステップＳ１１１０およびステップ
Ｓ１１２０でそれぞれ空燃比フィードバック制御の実行
領域にあるとき、あるいは下流側Ｏ２センサ１６による
空燃比フィードバック制御が実行中でないときは第２の
Ｐ項ゲインＰR２、ＰL２およびディレイ時間ＴDR、ＴDL
を前回までに算出されている学習値に設定される（ステ
ップＳ１２１０）。
【０１２７】この第２のＰ項ＰＲ２、ＰＬ２及びディレ
イ時間ＴＤＲ，ＴＤＬに基づいて、さらに空燃比補正係
数ＫＯ2が算出される。この空燃比補正係数ＫＯ2の値は
処理９にて基本要求燃料量Ｔcyl0に乗算されて要求燃料
量Ｔcylとなる。空燃比補正係数ＫＯ２の算出は前記第
１実施例と同様である。
【０１２８】
【数２０】Ｔcyl＝Ｔi×ＫTOTAL×ＫＯ２ 以上示したように、第２実施例の内燃機関の燃料制御装
置によれば、触媒コンバータ１４の物理モデルに則って
酸素利用率Ｏ2USER が最大になるように空燃比補正係数
ＫＯ2のパラメータ（ＰＲ，ＰＬ，ＴＤＲ，ＴＤＬ）を
調整することにより触媒コンバータ１４の浄化率を高め
ることができ、しかも吸気管壁面に付着した燃料特性を
表す物理モデルに則った付着制御を行なうことにより最
適な燃料供給を実現できるので、排出ガスエミッション
特性を著しく改善することができる。
【０１２９】
【発明の効果】本発明の内燃機関の燃料制御装置によれ
ば、酸素蓄積量推定手段によって推定された触媒コンバ
ータ内の酸素の蓄積量に基づいて前記触媒コンバータの
浄化率に相関する物理量を演算し、演算された前記物理
量に基づいて空燃比を制御するので、触媒コンバータの
温度、劣化状態などの触媒コンバータのいかなる状態に
おいてもその触媒コンバータの持つ最大の浄化率が得ら
れ、排出ガスエミッション特性を向上させることができ
る。
【０１３０】本発明の請求項１０の内燃機関の燃料制御
装置によれば、壁面付着制御により触媒の浄化能力を最
大にするシリンダ内Ａ／Ｆに制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関１及びその制
御装置の全体構成図である。
【図２】第１実施例の燃料制御装置における全体の制御
処理の概略を示すブロック図である。
【図３】触媒温度ＴCATの推定ルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図４】補正係数ＫTATCATと吸気温ＴＡとの関係を示す
グラフである。
【図５】触媒温度を下げるための係数α1および触媒温
度を上げるための係数α2を示すグラフである。
【図６】触媒劣化の判定を行うプログラムのフローチャ
ートである。
【図７】触媒劣化の前条件を判定するプログラムのフロ
ーチャートである。
【図８】空燃比補正係数ＫＯ2の変化を示すタイミング
チャートである。
【図９】触媒劣化と触媒の浄化率との関係を示すグラフ
である。
【図１０】触媒温度ＴCATに対する最大酸素蓄積量Ｏ２
ＭＡＸを示すグラフである。
【図１１】最大酸素蓄積量Ｏ２ＭＡＸの修正ルーチンを
示すフローチャートである。
【図１２】空燃比推定ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図１３】触媒コンバータ１４の触媒作用を示す模式図
である。
【図１４】触媒コンバータに入力される排気ガスの空燃
比Ａ／ＦとＣＯ濃度およびＯ２濃度との関係を示す特性
図である。
【図１５】触媒コンバータ１４内の酸素蓄積量Ｏ2STRの
演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】酸素蓄積量Ｏ2STRの時間的変化を示す波形図
である。
【図１７】酸素利用率Ｏ2USERの演算ルーチンを示すフ
ローチャートである。
【図１８】触媒コンバータ１４前の空燃比Ａ／Ｆｉｎ、
触媒コンバータ後の空燃比Ａ／Ｆｏｕｔ、酸素分子の移
動速度ｄＯ／ｄｔおよび酸素蓄積量Ｏ2STRを示すタイミ
ングチャートである。
【図１９】触媒コンバータ１４前の空燃比Ａ／Ｆｉｎ、
触媒コンバータ後の空燃比Ａ／Ｆｏｕｔ、酸素分子の移
動速度ｄＯ／ｄｔおよび酸素蓄積量Ｏ2STRを示すタイミ
ングチャートである。
【図２０】触媒コンバータ１４前の空燃比Ａ／Ｆｉｎ、
触媒コンバータ後の空燃比Ａ／Ｆｏｕｔ、酸素分子の移
動速度ｄＯ／ｄｔおよび酸素蓄積量Ｏ2STRを示すタイミ
ングチャートである。
【図２１】ＣＯ濃度とＮＯｘ濃度のクロスポイントにお
ける触媒コンバータの浄化率を示すグラフである。
【図２２】ＣＯ濃度とＮＯｘ濃度のクロスポイントにお
ける触媒コンバータの浄化率を示すグラフである。
【図２３】触媒コンバータの浄化率を示すグラフであ
る。
【図２４】触媒コンバータの浄化率を示すグラフであ
る。
【図２５】パータベーション処理を示すフローチャート
である。
【図２６】強制振動の振幅、周期を示すタイミングチャ
ートである。
【図２７】振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLの変更ル
ーチンを示すフローチャートである。
【図２８】空燃比補正係数ＫＯ2算出ルーチンを示すフ
ローチャートである。
【図２９】図２８につづく空燃比補正係数ＫＯ2算出ル
ーチンを示すフローチャートである。
【図３０】フラグＦＡＦ１、２の初期化ルーチンを示す
フローチャートである。
【図３１】空燃比補正係数ＫＯ2の変化を示すタイミン
グチャートである。
【図３２】燃料輸送遅れ補正を概念的に示す模式図であ
る。
【図３３】付着増加量Ｆwinおよび付着減少量Ｆwoutの
時間変化を示すグラフである。
【図３４】燃料の付着制御のＡＴ方式のモデルを示す制
御図である。
【図３５】燃料付着制御のＡＢ方式のモデルを示す制御
図である。
【図３６】燃料噴射量演算ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図３７】第２実施例の燃料制御装置における全体の制
御処理の概略を示すブロック図である。
【図３８】酸素利用率Ｏ2USERを用いた空燃比制御ルー
チンを示すフローチャートである。
【図３９】下流側Ｏ2センサ１６による空燃比フィード
バック制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４０】ずれ量ＳＤλと下流側Ｏ２センサの出力ＳＶ
Ｏ2との関係を示すテーブルである。
【図４１】ずれ量ＤλとＰ項ゲイン（ＰR、ＰL）の関係
を示すテーブルである。
【符号の説明】
１ … 内燃機関 ５ … ＥＣＵ ８ … 吸気温センサ １４ … 触媒コンバータ １５ … 上流側の酸素濃度センサ １６ … 下流側の酸素濃度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｅ Ｒ 9/00 Ｚ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｍ 8011−3Ｇ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に配された触媒コンバ
    ータに蓄積されている酸素の蓄積量を推定する酸素蓄積
    量推定手段と、 この酸素蓄積量推定手段によって推定された前記酸素の
    蓄積量に基づいて前記触媒コンバータの浄化率に相関す
    る物理量を演算する物理量演算手段と、 この物理量演算手段によって演算された前記物理量に基
    づいて内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する
    空燃比制御手段とを備えた内燃機関の燃料制御装置。
  2. 【請求項２】 前記触媒コンバータの浄化率に相関する
    物理量は前記触媒コンバータに蓄積されている酸素の蓄
    積量の所定時間当たりの変化量であることを特徴とする
    請求項１記載の内燃機関の燃料制御装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒コンバータに蓄積されている前
    記酸素の蓄積量が前記触媒コンバータの最大酸素蓄積量
    に近い第１の所定量を越えるときおよび該蓄積量が零に
    近い第２の所定量を下回るときの少なくとも一方の場合
    に前記物理量を前記触媒コンバータの浄化率の低下側に
    補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃
    料制御装置。
  4. 【請求項４】 前記最大酸素蓄積量を前記触媒コンバー
    タの容量、温度、劣化度合いに基づいて演算する最大蓄
    積量演算手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の
    内燃機関の燃料制御装置。
  5. 【請求項５】 前記酸素蓄積量推定手段は今回の酸素の
    蓄積量を前記内燃機関の排気ガスの空燃比と前回推定さ
    れた酸素の蓄積量とに基づく物理モデルに則って推定す
    ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料制御
    装置。
  6. 【請求項６】 前記触媒コンバータの下流側に配置され
    た下流側空燃比検出手段と、 該下流側空燃比検出手段の出力に応じて前記混合気の空
    燃比を制御する空燃比帰還制御量を演算する空燃比帰還
    制御量演算手段と、 前記排気ガスの空燃比を前記空燃比帰還制御量の中心値
    からの偏差に基づいて演算する空燃比演算手段とを備え
    た請求項５に記載の内燃機関の燃料制御装置。
  7. 【請求項７】 前記触媒コンバータの上流側に配置され
    た上流側空燃比検出手段と、 該上流側空燃比検出手段の出力に基づいて前記混合気の
    空燃比を制御する空燃比帰還制御量を演算する空燃比帰
    還制御量演算手段と、 前記空燃比制御手段は前記上流側空燃比検出手段の出力
    が反転したときから空燃比帰還制御における比例制御を
    実行するまでのディレイ時間を可変にすることを特徴と
    する請求項１記載の内燃機関の燃料制御装置。
  8. 【請求項８】 前記触媒コンバータの上流側に配置され
    た上流側空燃比検出手段と、 該該上流側空燃比検出手段の出力に基づいて前記混合気
    の空燃比を制御する空燃比帰還制御量を演算する空燃比
    帰還制御量演算手段と、 前記空燃比制御手段は前記上流側空燃比検出手段の出力
    が反転したときに前記空燃比帰還制御量をスキップさせ
    るスキップ量を可変にすることを特徴とする請求項１記
    載の内燃機関の燃料制御装置。
  9. 【請求項９】 所定の周期、所定の振幅で前記混合気の
    空燃比を強制的に振動させる空燃比強制振動手段を備
    え、 前記空燃比制御手段は前記振幅および周期の少なくとも
    一方を可変にすることを特徴とする請求項１記載の内燃
    機関の燃料制御装置。
  10. 【請求項１０】 吸気管に噴射された燃料量のうち直接
    に燃焼室に吸入される第１の燃料量と前記吸気管の壁面
    に付着した後に蒸発して前記燃焼室に吸入される第２の
    燃料量とから物理モデルを構築し、該構築された物理モ
    デルに則った燃料付着特性を表すパラメータを用いて前
    記燃料量を決定することを特徴とする請求項１乃至請求
    項９記載の内燃機関の燃料制御装置。
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DE4442734A DE4442734C2 (de) 1993-12-01 1994-12-01 Kraftstoffzufuhrregelsystem für Verbrennungsmotoren
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10131788A (ja) * 1996-10-29 1998-05-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
US6481201B2 (en) 2000-06-26 2002-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine
US7784271B2 (en) 2006-04-27 2010-08-31 Honda Motor Co., Ltd. Scheme for detecting deterioration of a catalyst in an engine
JP2016153608A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
WO2020189080A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE505235C2 (sv) * 1995-06-07 1997-07-21 Volvo Ab Sätt och anordning för att bestämma syrebuffertkapaciteten i en katalytisk avgasrenare
JPH09126040A (ja) * 1995-11-02 1997-05-13 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
DE19606652B4 (de) * 1996-02-23 2004-02-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren der Einstellung des Kraftstoff-Luftverhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit nachgeschaltetem Katalysator
US6003308A (en) * 1996-10-29 1999-12-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
JP3361252B2 (ja) * 1997-08-14 2003-01-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
IT1305375B1 (it) 1998-08-25 2001-05-04 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo del titolo della miscela aria / combustibilealimentata ad un motore endotermico
DE19913901C2 (de) * 1999-03-26 2001-10-18 Siemens Ag Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators
US6336084B1 (en) 1999-05-11 2002-01-01 Ford Global Technologies, Inc. Three-way catalyst model for an engine air-to-fuel ratio control system
JP3690347B2 (ja) * 2000-02-03 2005-08-31 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
EP1433941B1 (en) * 2000-02-16 2006-07-26 Nissan Motor Co., Ltd. Engine exhaust purification device
JP3603797B2 (ja) * 2000-02-17 2004-12-22 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP3606211B2 (ja) * 2000-02-22 2005-01-05 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
KR100437998B1 (ko) 2000-02-24 2004-06-30 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 엔진의 배기정화장치
KR100495643B1 (ko) * 2000-02-25 2005-06-14 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 엔진의 배기 정화 장치
US7311066B1 (en) * 2000-05-22 2007-12-25 Wbip, Llc Controlling exhaust temperatures
JP3622661B2 (ja) * 2000-10-06 2005-02-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP4088412B2 (ja) * 2000-12-26 2008-05-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3729083B2 (ja) * 2001-04-27 2005-12-21 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
US6463733B1 (en) * 2001-06-19 2002-10-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for optimizing open-loop fill and purge times for an emission control device
US6629409B2 (en) * 2001-06-20 2003-10-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining set point location for oxidant-based engine air/fuel control strategy
US6453662B1 (en) 2001-06-20 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for estimating oxidant storage of a catalyst
US6993899B2 (en) * 2001-06-20 2006-02-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling catalyst storage capacity
US6497093B1 (en) * 2001-06-20 2002-12-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for adjusting air-fuel ratio
US6453661B1 (en) 2001-06-20 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for determining target oxygen storage in an automotive catalyst
US7198952B2 (en) * 2001-07-18 2007-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detecting apparatus and method
JP3912054B2 (ja) * 2001-08-01 2007-05-09 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10220337B4 (de) * 2002-05-07 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer mit einem Dreiwegekatalysator ausgerüsteten Brennkraftmaschine
GB2391324B (en) * 2002-07-29 2004-07-14 Visteon Global Tech Inc Open loop fuel controller
US6840036B2 (en) * 2002-08-30 2005-01-11 Ford Global Technologies, Llc Control of oxygen storage in a catalytic converter
FR2849111B1 (fr) * 2002-12-23 2007-04-20 Renault Sa Procede de regulation de la richesse du melange air/carburant dans un moteur thermique
WO2004059151A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-15 Volkswagen Ag Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines kraftstoff/luftverhältnisses für eine brennkraftmaschine
JP4016905B2 (ja) * 2003-08-08 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US7832196B2 (en) * 2003-10-27 2010-11-16 Wbip, Llc Electronic emissions control
DE10351590A1 (de) * 2003-11-05 2005-06-02 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
DE102005029633B3 (de) * 2005-06-25 2006-12-21 Audi Ag Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine mit einem sauerstoffspeicherfähigen Katalysator zugeführten Kraftstoff/Luftverhältnisses
JP4414384B2 (ja) * 2005-08-23 2010-02-10 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
JP4280931B2 (ja) 2005-10-19 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60259740A (ja) * 1984-06-06 1985-12-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 内燃機関の排気浄化方法
US4656829A (en) * 1986-01-27 1987-04-14 General Motors Corporation System for predicting catalytic converter temperature
JPH0726566B2 (ja) * 1988-06-03 1995-03-29 日産自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH0733793B2 (ja) * 1988-06-29 1995-04-12 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
DE4024210C2 (de) * 1990-07-31 1999-09-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
DE4024212C2 (de) * 1990-07-31 1999-09-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur stetigen Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
JP2654856B2 (ja) * 1990-09-21 1997-09-17 三菱自動車工業株式会社 触媒劣化診断装置
DE4128718C2 (de) * 1991-08-29 2001-02-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator
US5325664A (en) * 1991-10-18 1994-07-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System for determining deterioration of catalysts of internal combustion engines
JPH05209511A (ja) * 1991-11-18 1993-08-20 Nippondenso Co Ltd 触媒劣化検出装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10131788A (ja) * 1996-10-29 1998-05-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
US6481201B2 (en) 2000-06-26 2002-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine
US6901744B2 (en) 2000-06-26 2005-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine
US7784271B2 (en) 2006-04-27 2010-08-31 Honda Motor Co., Ltd. Scheme for detecting deterioration of a catalyst in an engine
JP2016153608A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
WO2020189080A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
CN113167151A (zh) * 2019-03-20 2021-07-23 日立安斯泰莫株式会社 内燃机控制装置
JPWO2020189080A1 (ja) * 2019-03-20 2021-10-21 日立Astemo株式会社 内燃機関制御装置
US11795889B2 (en) 2019-03-20 2023-10-24 Hitachi Astemo, Ltd. Internal combustion engine control device

Also Published As

Publication number Publication date
US5609023A (en) 1997-03-11
CA2137039A1 (en) 1995-06-02
DE4442734A1 (de) 1995-06-08
DE4442734C2 (de) 2003-02-06
CA2137039C (en) 1998-09-22
JP2962987B2 (ja) 1999-10-12

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