JPH08254147A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH08254147A JPH08254147A JP5906195A JP5906195A JPH08254147A JP H08254147 A JPH08254147 A JP H08254147A JP 5906195 A JP5906195 A JP 5906195A JP 5906195 A JP5906195 A JP 5906195A JP H08254147 A JPH08254147 A JP H08254147A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関
し、触媒コンバータの上流側に配置された空燃比センサ
を使用して、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバー
タの貯蔵酸素を所定量に維持可能にすることを目的とす
る。 【構成】 Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバータ
の上流側に配置された空燃比センサの出力に基づき今回
の排気ガス中の余剰酸素量を算出する余剰酸素量算出手
段と、触媒コンバータにおける今回の余剰酸素の素通し
率を推測する素通し率推測手段（ステップ１０２）と、
余剰酸素量を素通し率に応じて補正することにより今回
の前記触媒コンバータにおける新たな貯蔵酸素増減量を
算出する貯蔵酸素増減量算出手段（ステップ１０３）
と、貯蔵酸素増減量算出手段により算出された貯蔵酸素
増減量の積算値をゼロに収束させるように燃料噴射量を
制御する燃料噴射量制御手段、とを具備する。
し、触媒コンバータの上流側に配置された空燃比センサ
を使用して、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバー
タの貯蔵酸素を所定量に維持可能にすることを目的とす
る。 【構成】 Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバータ
の上流側に配置された空燃比センサの出力に基づき今回
の排気ガス中の余剰酸素量を算出する余剰酸素量算出手
段と、触媒コンバータにおける今回の余剰酸素の素通し
率を推測する素通し率推測手段（ステップ１０２）と、
余剰酸素量を素通し率に応じて補正することにより今回
の前記触媒コンバータにおける新たな貯蔵酸素増減量を
算出する貯蔵酸素増減量算出手段（ステップ１０３）
と、貯蔵酸素増減量算出手段により算出された貯蔵酸素
増減量の積算値をゼロに収束させるように燃料噴射量を
制御する燃料噴射量制御手段、とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気通路の触媒コンバ
ータ上流側に配置された空燃比センサを使用して混合気
空燃比をフィードバック制御するための空燃比制御装置
に関する。
ータ上流側に配置された空燃比センサを使用して混合気
空燃比をフィードバック制御するための空燃比制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内へ実際に供給された空気量に基づい
て理論空燃比を実現するための気筒内へ供給すべき目標
燃料量を決定し、この目標燃料量を気筒内へ供給するた
めに必要な基本燃料噴射量を算出して燃料噴射を実行す
る内燃機関において、空燃比センサにより検出される排
気ガスの空燃比に基づき実際に気筒内へ供給された燃料
量を推定し、この燃料量と目標燃料量との差に基づき基
本燃料噴射量を補正するフィードバック空燃比制御装置
が提案されている。
て理論空燃比を実現するための気筒内へ供給すべき目標
燃料量を決定し、この目標燃料量を気筒内へ供給するた
めに必要な基本燃料噴射量を算出して燃料噴射を実行す
る内燃機関において、空燃比センサにより検出される排
気ガスの空燃比に基づき実際に気筒内へ供給された燃料
量を推定し、この燃料量と目標燃料量との差に基づき基
本燃料噴射量を補正するフィードバック空燃比制御装置
が提案されている。
【０００３】内燃機関の排気通路には、通常、酸化窒素
を還元すると同時に一酸化炭素及び炭化水素を酸化する
三元触媒コンバータが配置されている。この触媒コンバ
ータは、混合気空燃比が理論空燃比である時に、良好な
浄化性能を発揮するものであるが、一般的に、空燃比変
動に対し、排気ガスがリーン状態である時に過剰分の酸
素を貯蔵し、排気ガスがリッチ状態である時に不足分の
酸素を放出して排気ガスを理論空燃比に維持するＯ2 ス
トレージ能力が設けられている。
を還元すると同時に一酸化炭素及び炭化水素を酸化する
三元触媒コンバータが配置されている。この触媒コンバ
ータは、混合気空燃比が理論空燃比である時に、良好な
浄化性能を発揮するものであるが、一般的に、空燃比変
動に対し、排気ガスがリーン状態である時に過剰分の酸
素を貯蔵し、排気ガスがリッチ状態である時に不足分の
酸素を放出して排気ガスを理論空燃比に維持するＯ2 ス
トレージ能力が設けられている。
【０００４】このＯ2 ストレージ能力は有限なものであ
り、これを効果的に利用するためには、排気ガスの空燃
比が次にリッチ状態又はリーン状態のいずれとなっても
良いように、三元触媒コンバータに貯蔵されている酸素
を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量の半分）に維持する
ことが必要であり、このために、前述の空燃比制御装置
は、気筒内へ実際に供給された燃料量と目標燃料量との
差を、今回における排気ガス中の余剰酸素量（排気ガス
がリーン状態であり酸素過剰の時はプラス値となり、排
気ガスがリッチ状態であり酸素不足の時にはマイナス値
となる）とし、その積算値をゼロに収束させるように補
正量を算出して、基本燃料噴射量を補正するようになっ
ている。
り、これを効果的に利用するためには、排気ガスの空燃
比が次にリッチ状態又はリーン状態のいずれとなっても
良いように、三元触媒コンバータに貯蔵されている酸素
を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量の半分）に維持する
ことが必要であり、このために、前述の空燃比制御装置
は、気筒内へ実際に供給された燃料量と目標燃料量との
差を、今回における排気ガス中の余剰酸素量（排気ガス
がリーン状態であり酸素過剰の時はプラス値となり、排
気ガスがリッチ状態であり酸素不足の時にはマイナス値
となる）とし、その積算値をゼロに収束させるように補
正量を算出して、基本燃料噴射量を補正するようになっ
ている。
【０００５】このような空燃比制御装置により、機関急
加減速時等に吸気量が急激に増減して混合気空燃比が必
然的にかなりのリーン又はリッチ状態となる時には、前
述の補正量が増加又は減少され、混合気空燃比は逆にリ
ッチ又はリーン状態とされる。
加減速時等に吸気量が急激に増減して混合気空燃比が必
然的にかなりのリーン又はリッチ状態となる時には、前
述の補正量が増加又は減少され、混合気空燃比は逆にリ
ッチ又はリーン状態とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の空燃比制御装置
において、Ｏ2 ストレージ能力を有する三元触媒コンバ
ータは、常に、リーン状態の排気ガスの過剰分の酸素を
全て吸収して、リッチ状態の排気ガスの不足分の酸素を
全て放出することを前提としているが、実際には、この
ように酸素を吸収又は放出するとは限らず、この場合に
おいて、前述の空燃比制御装置では、三元触媒コンバー
タの貯蔵酸素を所定量に維持することができない。
において、Ｏ2 ストレージ能力を有する三元触媒コンバ
ータは、常に、リーン状態の排気ガスの過剰分の酸素を
全て吸収して、リッチ状態の排気ガスの不足分の酸素を
全て放出することを前提としているが、実際には、この
ように酸素を吸収又は放出するとは限らず、この場合に
おいて、前述の空燃比制御装置では、三元触媒コンバー
タの貯蔵酸素を所定量に維持することができない。
【０００７】従って、本発明の目的は、触媒コンバータ
の上流側に配置された空燃比センサを使用して、Ｏ2 ス
トレージ能力を有する触媒コンバータの貯蔵酸素を所定
量に維持可能な内燃機関の空燃比制御装置を提供するこ
とである。
の上流側に配置された空燃比センサを使用して、Ｏ2 ス
トレージ能力を有する触媒コンバータの貯蔵酸素を所定
量に維持可能な内燃機関の空燃比制御装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による内燃機関の
空燃比制御装置は、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コ
ンバータの上流側に配置された空燃比センサと、前記空
燃比センサの出力に基づき今回の排気ガス中の余剰酸素
量を算出する余剰酸素量算出手段と、前記触媒コンバー
タにおける今回の余剰酸素の素通し率を推測する素通し
率推測手段と、前記余剰酸素量算出手段により算出され
た余剰酸素量を前記素通し率推測手段により推測された
素通し率に応じて補正することにより今回の前記触媒コ
ンバータにおける新たな貯蔵酸素増減量を算出する貯蔵
酸素増減量算出手段と、前記貯蔵酸素増減量算出手段に
より算出された貯蔵酸素増減量の積算値をゼロに収束さ
せるように燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段、
とを具備することを特徴とする。
空燃比制御装置は、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コ
ンバータの上流側に配置された空燃比センサと、前記空
燃比センサの出力に基づき今回の排気ガス中の余剰酸素
量を算出する余剰酸素量算出手段と、前記触媒コンバー
タにおける今回の余剰酸素の素通し率を推測する素通し
率推測手段と、前記余剰酸素量算出手段により算出され
た余剰酸素量を前記素通し率推測手段により推測された
素通し率に応じて補正することにより今回の前記触媒コ
ンバータにおける新たな貯蔵酸素増減量を算出する貯蔵
酸素増減量算出手段と、前記貯蔵酸素増減量算出手段に
より算出された貯蔵酸素増減量の積算値をゼロに収束さ
せるように燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段、
とを具備することを特徴とする。
【０００９】
【作用】前述の内燃機関の空燃比制御装置は、余剰酸素
量算出手段が、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバ
ータの上流側に配置された空燃比センサの出力に基づき
今回の排気ガス中の余剰酸素量を算出し、素通し率推測
手段が、触媒コンバータの今回の余剰酸素の素通し率を
推測し、貯蔵酸素増減量算出手段が、余剰酸素量を素通
し率に応じて補正して今回の触媒コンバータにおける新
たな貯蔵酸素増減量を算出するために、各回毎に正確な
貯蔵酸素増減量が算出され、燃料噴射量制御手段が、こ
の貯蔵酸素増減量の積算値をゼロに収束させるように燃
料噴射量を制御するために、触媒コンバータの酸素貯蔵
量を正確に所定量に維持することができる。
量算出手段が、Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバ
ータの上流側に配置された空燃比センサの出力に基づき
今回の排気ガス中の余剰酸素量を算出し、素通し率推測
手段が、触媒コンバータの今回の余剰酸素の素通し率を
推測し、貯蔵酸素増減量算出手段が、余剰酸素量を素通
し率に応じて補正して今回の触媒コンバータにおける新
たな貯蔵酸素増減量を算出するために、各回毎に正確な
貯蔵酸素増減量が算出され、燃料噴射量制御手段が、こ
の貯蔵酸素増減量の積算値をゼロに収束させるように燃
料噴射量を制御するために、触媒コンバータの酸素貯蔵
量を正確に所定量に維持することができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明による空燃比制御装置が取り
付けられた内燃機関の概略断面図である。同図におい
て、１は機関本体、２は吸気通路、３は排気通路であ
る。吸気通路２の最上流側には、エアクリーナ４が設置
され、その下流には吸気量を測定するためのエアフロー
メータ５が設けられている。吸気通路２のサージタンク
２ａの上流側には、スロットル弁６が、また下流側には
各気筒毎に燃料噴射弁７が配置されている。排気通路３
には排気ガスを浄化するための三元触媒コンバータ８が
設けられ、その上流側には排気ガス中の酸素濃度に基づ
き排気ガスの空燃比程度を検出可能なリニア出力型の空
燃比センサ９が配置されている。さらに、点火時期制御
装置であるディストリビュータ１０にはクランク角セン
サ１１が設置され、三元触媒コンバータ８には触媒温度
を測定するための温度センサ１２が配置されている。
付けられた内燃機関の概略断面図である。同図におい
て、１は機関本体、２は吸気通路、３は排気通路であ
る。吸気通路２の最上流側には、エアクリーナ４が設置
され、その下流には吸気量を測定するためのエアフロー
メータ５が設けられている。吸気通路２のサージタンク
２ａの上流側には、スロットル弁６が、また下流側には
各気筒毎に燃料噴射弁７が配置されている。排気通路３
には排気ガスを浄化するための三元触媒コンバータ８が
設けられ、その上流側には排気ガス中の酸素濃度に基づ
き排気ガスの空燃比程度を検出可能なリニア出力型の空
燃比センサ９が配置されている。さらに、点火時期制御
装置であるディストリビュータ１０にはクランク角セン
サ１１が設置され、三元触媒コンバータ８には触媒温度
を測定するための温度センサ１２が配置されている。
【００１１】前述のエアフローメータ５、空燃比センサ
９、クランク角センサ１１、及び温度センサ１２と、車
両の積算走行距離を測定するための走行距離計１３は、
制御装置２０に接続され、この制御装置２０によって燃
料噴射弁７の燃料噴射量を制御するようになっている。
図２は、この空燃比制御を示すブロック図である。
９、クランク角センサ１１、及び温度センサ１２と、車
両の積算走行距離を測定するための走行距離計１３は、
制御装置２０に接続され、この制御装置２０によって燃
料噴射弁７の燃料噴射量を制御するようになっている。
図２は、この空燃比制御を示すブロック図である。
【００１２】同図において、３０は内燃機関であり、３
１はエアフローメータ５により測定される空気量ｍａ及
びクランク角センサ１１により測定される回転数Ｎを基
にマップ等を使用して気筒内へ供給された空気量ｍｃを
推定する気筒内空気量推定手段である。３２は、気筒内
空気量推定手段３１により推定される吸気量ｍｃを、空
燃比センサ９の出力を基に計算されるこの時の混合気空
燃比αで割ることによって気筒内へ供給された燃料量ｆ
ｃを推定する燃料量推定手段である。また、３３は、気
筒内空気量推定手段３１により推定される空気量ｍｃを
理論空燃比αｒで割ることによって気筒内へ供給すべき
目標燃料量ｆｃｒを計算する目標燃料量設定手段であ
る。
１はエアフローメータ５により測定される空気量ｍａ及
びクランク角センサ１１により測定される回転数Ｎを基
にマップ等を使用して気筒内へ供給された空気量ｍｃを
推定する気筒内空気量推定手段である。３２は、気筒内
空気量推定手段３１により推定される吸気量ｍｃを、空
燃比センサ９の出力を基に計算されるこの時の混合気空
燃比αで割ることによって気筒内へ供給された燃料量ｆ
ｃを推定する燃料量推定手段である。また、３３は、気
筒内空気量推定手段３１により推定される空気量ｍｃを
理論空燃比αｒで割ることによって気筒内へ供給すべき
目標燃料量ｆｃｒを計算する目標燃料量設定手段であ
る。
【００１３】前述の両燃料量ｆｃ及びｆｃｒは、減算器
３４に出力されて差Δｆｃ（ｆｃ−ｆｃｒ）が計算さ
れ、この差Δｆｃが燃料噴射量設定手段３５と共に補正
手段３６に出力され、補正手段３６により補正された
後、差Δｆｃ’として第１加算手段３７に出力され、第
１加算手段３７において補正後の差Δｆｃ’の時間積分
値ｘ１が計算されて、燃料噴射量設定手段３５に出力さ
れる。燃料噴射量設定手段３５において、差Δｆｃ及び
補正後の差Δｆｃ’の時間積分値ｘ１を同時にゼロとす
べく燃料噴射量ｆｉが計算されるようになっている。
３４に出力されて差Δｆｃ（ｆｃ−ｆｃｒ）が計算さ
れ、この差Δｆｃが燃料噴射量設定手段３５と共に補正
手段３６に出力され、補正手段３６により補正された
後、差Δｆｃ’として第１加算手段３７に出力され、第
１加算手段３７において補正後の差Δｆｃ’の時間積分
値ｘ１が計算されて、燃料噴射量設定手段３５に出力さ
れる。燃料噴射量設定手段３５において、差Δｆｃ及び
補正後の差Δｆｃ’の時間積分値ｘ１を同時にゼロとす
べく燃料噴射量ｆｉが計算されるようになっている。
【００１４】詳しくは後述するが、前述の時間積分値ｘ
１が０となる時、三元触媒コンバータ８に貯蔵されてい
る酸素量は当初の量に等しくなるために、このように燃
料噴射量ｆｉを算出すれば、機関過渡運転時等に空燃比
が必然的にリッチ又はリーンとなるような場合において
も、比較的短時間で三元触媒コンバータ８に貯蔵されて
いる酸素を所定量にすると同時に、良好な燃焼を実現す
るために混合気空燃比を理論空燃比とすることができ
る。
１が０となる時、三元触媒コンバータ８に貯蔵されてい
る酸素量は当初の量に等しくなるために、このように燃
料噴射量ｆｉを算出すれば、機関過渡運転時等に空燃比
が必然的にリッチ又はリーンとなるような場合において
も、比較的短時間で三元触媒コンバータ８に貯蔵されて
いる酸素を所定量にすると同時に、良好な燃焼を実現す
るために混合気空燃比を理論空燃比とすることができ
る。
【００１５】燃料噴射量設定手段３５における燃料噴射
量ｆｉの設定を確実なものとするために、第２加算手段
３８により前述の時間積分値ｘ１のさらなる時間積分値
ｘ２が計算され燃料噴射量設定手段３５へ出力される。
また、燃料噴射弁７は吸気通路２内に燃料を噴射するも
のであるために、燃料噴射弁７から噴射された燃料の一
部が吸気通路２に付着すると共に、これまで付着した燃
料の一部が気化して気筒内へ供給され、このように、噴
射した燃料量と気筒内へ供給される燃料量とは必ずしも
同量とはならず、前者を基に後者を予測することが必要
であり、そのための手段として基本燃料推定手段３９が
設けられ、目標燃料量ｆｃｒを基に基本燃料噴射量ｆｉ
ｍが計算され燃料噴射量設定手段３５へ出力され、燃料
噴射弁７の燃料噴射量ｆｉは、この基本燃料噴射量ｆｉ
ｍと補正量δｆｉとの和として算出されるようになって
いる。
量ｆｉの設定を確実なものとするために、第２加算手段
３８により前述の時間積分値ｘ１のさらなる時間積分値
ｘ２が計算され燃料噴射量設定手段３５へ出力される。
また、燃料噴射弁７は吸気通路２内に燃料を噴射するも
のであるために、燃料噴射弁７から噴射された燃料の一
部が吸気通路２に付着すると共に、これまで付着した燃
料の一部が気化して気筒内へ供給され、このように、噴
射した燃料量と気筒内へ供給される燃料量とは必ずしも
同量とはならず、前者を基に後者を予測することが必要
であり、そのための手段として基本燃料推定手段３９が
設けられ、目標燃料量ｆｃｒを基に基本燃料噴射量ｆｉ
ｍが計算され燃料噴射量設定手段３５へ出力され、燃料
噴射弁７の燃料噴射量ｆｉは、この基本燃料噴射量ｆｉ
ｍと補正量δｆｉとの和として算出されるようになって
いる。
【００１６】現在の機関運転状態における基本燃料噴射
量ｆｉｍの推定には、次式（１）及び（２）に示す燃料
挙動モデルが使用される。 ｆｗ（ｋ＋１）＝Ｐｆｗ（ｋ）＋Ｒｆｉ（ｋ） −− （１） ｆｃ（ｋ）＝（１−Ｐ）ｆｗ（ｋ）＋（１−Ｒ）ｆｉ（ｋ） −− （２）
量ｆｉｍの推定には、次式（１）及び（２）に示す燃料
挙動モデルが使用される。 ｆｗ（ｋ＋１）＝Ｐｆｗ（ｋ）＋Ｒｆｉ（ｋ） −− （１） ｆｃ（ｋ）＝（１−Ｐ）ｆｗ（ｋ）＋（１−Ｒ）ｆｉ（ｋ） −− （２）
【００１７】ここで、ｆｉ（ｋ）は今回の燃料噴射量で
あり、Ｒは噴射された燃料のうちで吸気通路壁面等に付
着して気筒内へ供給されない割合であり、またｆｗ
（ｋ）は今回において吸気通路壁面等に付着している燃
料量であり、Ｐは吸気通路壁面等に付着している燃料の
うち依然として気筒内へ供給されない割合である。従っ
て、ｆｗ（ｋ＋１）は次回において吸気通路壁面等に付
着している燃料量を表し、またｆｃ（ｋ）は今回におい
て気筒内へ供給される燃料量を表している。Ｐ及びＲは
実験等から定まる値であり、厳密には機関温度及び燃料
性状等により変化する変数であるが制御を簡単にするた
めに、定数としても良い。
あり、Ｒは噴射された燃料のうちで吸気通路壁面等に付
着して気筒内へ供給されない割合であり、またｆｗ
（ｋ）は今回において吸気通路壁面等に付着している燃
料量であり、Ｐは吸気通路壁面等に付着している燃料の
うち依然として気筒内へ供給されない割合である。従っ
て、ｆｗ（ｋ＋１）は次回において吸気通路壁面等に付
着している燃料量を表し、またｆｃ（ｋ）は今回におい
て気筒内へ供給される燃料量を表している。Ｐ及びＲは
実験等から定まる値であり、厳密には機関温度及び燃料
性状等により変化する変数であるが制御を簡単にするた
めに、定数としても良い。
【００１８】上式（１）及び（２）において、燃料噴射
量ｆｉ（ｋ）、吸気通路壁面等に付着する燃料量ｆｗ
（ｋ）、及び気筒内へ供給される燃料量ｆｃ（ｋ）をそ
れぞれ次式（３）、（４）、及び（５）で示すようにノ
ミナル値ｆｉｍ（ｋ）、ｆｗｍ（ｋ）、ｆｃｍ（ｋ）と
偏差δｆｉ（ｋ）、δｆｗ（ｋ）、δｆｃ（ｋ）との和
として表し、基本燃料噴射量ｆｉｍ（ｋ）（燃料噴射量
のノミナル値）を次式（６）によって算出すると共に、
現代制御理論等を適用して、差ｆｃ−ｆｃｒと前述の積
分値ｘ１とを同時にゼロに収束させるように補正量δｆ
ｉ（ｋ）（燃料噴射量の偏差）を算出するようになって
いる。 ｆｉ（ｋ）＝ｆｉｍ（ｋ）＋δｆｉ（ｋ） −− （３） ｆｗ（ｋ）＝ｆｗｍ（ｋ）＋δｆｗ（ｋ） −− （４） ｆｃ（ｋ）＝ｆｃｍ（ｋ）＋δｆｃ（ｋ） −− （５） ｆｉｍ（ｋ）＝（ｆｃｒ−（１−Ｐ）ｆｗｍ）／（１−Ｒ） −− （６）
量ｆｉ（ｋ）、吸気通路壁面等に付着する燃料量ｆｗ
（ｋ）、及び気筒内へ供給される燃料量ｆｃ（ｋ）をそ
れぞれ次式（３）、（４）、及び（５）で示すようにノ
ミナル値ｆｉｍ（ｋ）、ｆｗｍ（ｋ）、ｆｃｍ（ｋ）と
偏差δｆｉ（ｋ）、δｆｗ（ｋ）、δｆｃ（ｋ）との和
として表し、基本燃料噴射量ｆｉｍ（ｋ）（燃料噴射量
のノミナル値）を次式（６）によって算出すると共に、
現代制御理論等を適用して、差ｆｃ−ｆｃｒと前述の積
分値ｘ１とを同時にゼロに収束させるように補正量δｆ
ｉ（ｋ）（燃料噴射量の偏差）を算出するようになって
いる。 ｆｉ（ｋ）＝ｆｉｍ（ｋ）＋δｆｉ（ｋ） −− （３） ｆｗ（ｋ）＝ｆｗｍ（ｋ）＋δｆｗ（ｋ） −− （４） ｆｃ（ｋ）＝ｆｃｍ（ｋ）＋δｆｃ（ｋ） −− （５） ｆｉｍ（ｋ）＝（ｆｃｒ−（１−Ｐ）ｆｗｍ）／（１−Ｒ） −− （６）
【００１９】実際に気筒内へ供給された燃料量ｆｃと理
論空燃比を実現するために気筒内へ供給すべき目標燃料
量ｆｃｒとの差Δｆｃに微小時間Δｔを掛けた値は、排
気流量が考慮された排気ガス中の燃料に対する余剰酸素
量（排気ガスの空燃比がリッチであり、酸素不足状態の
時はマイナス値となる）を等価的に表している。三元触
媒コンバータ８は、今回その全てを吸収（排気ガスの空
燃比がリッチである時には、不足酸素量に相当する酸素
を放出）するとは限らず、補正手段３６が、この余剰酸
素量を補正して今回の三元触媒コンバータ８における新
たな貯蔵酸素増減量（排気ガスの空燃比がリッチである
時には、この値はマイナスとなり、今回放出される酸素
量を示す）とするために、第１加算手段によって積算さ
れるこの貯蔵酸素増減量の積算値、すなわち、補正後の
前述の差Δｆｃ’の時間積分値は、三元触媒コンバータ
８の当初の酸素貯蔵量（例えば、最大酸素貯蔵量の半
分）に対する現在の増減量を示し、この値を０にするこ
とで、三元触媒コンバータ８の貯蔵酸素を正確に所定量
（当初の酸素貯蔵量）にすることができる。
論空燃比を実現するために気筒内へ供給すべき目標燃料
量ｆｃｒとの差Δｆｃに微小時間Δｔを掛けた値は、排
気流量が考慮された排気ガス中の燃料に対する余剰酸素
量（排気ガスの空燃比がリッチであり、酸素不足状態の
時はマイナス値となる）を等価的に表している。三元触
媒コンバータ８は、今回その全てを吸収（排気ガスの空
燃比がリッチである時には、不足酸素量に相当する酸素
を放出）するとは限らず、補正手段３６が、この余剰酸
素量を補正して今回の三元触媒コンバータ８における新
たな貯蔵酸素増減量（排気ガスの空燃比がリッチである
時には、この値はマイナスとなり、今回放出される酸素
量を示す）とするために、第１加算手段によって積算さ
れるこの貯蔵酸素増減量の積算値、すなわち、補正後の
前述の差Δｆｃ’の時間積分値は、三元触媒コンバータ
８の当初の酸素貯蔵量（例えば、最大酸素貯蔵量の半
分）に対する現在の増減量を示し、この値を０にするこ
とで、三元触媒コンバータ８の貯蔵酸素を正確に所定量
（当初の酸素貯蔵量）にすることができる。
【００２０】図３は、補正手段３６による差Δｆｃの補
正を示すフローチャートであり、以下これを説明する。
まず、ステップ１０１において、エアフローメータ５に
よって測定された現在の吸入空気量ＧＡ、温度センサ１
２によって測定される触媒温度Ｔ、及び走行距離計１３
によって測定される積算走行距離Ｌを読み込む。次に、
ステップ１０２において、図４に示す三種類のマップを
使用して、吸入空気量にＧＡに基づく排気流量Ｑ、触媒
温度Ｔ、及び積算走行距離Ｌによって、それぞれ第１、
第２、及び第３補正係数α，β，γを決定する。
正を示すフローチャートであり、以下これを説明する。
まず、ステップ１０１において、エアフローメータ５に
よって測定された現在の吸入空気量ＧＡ、温度センサ１
２によって測定される触媒温度Ｔ、及び走行距離計１３
によって測定される積算走行距離Ｌを読み込む。次に、
ステップ１０２において、図４に示す三種類のマップを
使用して、吸入空気量にＧＡに基づく排気流量Ｑ、触媒
温度Ｔ、及び積算走行距離Ｌによって、それぞれ第１、
第２、及び第３補正係数α，β，γを決定する。
【００２１】図４に示すように、第１補正係数αは、排
気流量Ｑの増大に伴い０から１に近づくように設定され
ており、すなわち、排気流量Ｑの増大に伴って排気流速
が速くなると、排気ガス中の余剰酸素に対する三元触媒
コンバータ８の酸素吸収及び放出割合が低下することに
基づいて、排気流量Ｑに対する三元触媒コンバータ８に
おける今回の余剰酸素の素通し率を示している。
気流量Ｑの増大に伴い０から１に近づくように設定され
ており、すなわち、排気流量Ｑの増大に伴って排気流速
が速くなると、排気ガス中の余剰酸素に対する三元触媒
コンバータ８の酸素吸収及び放出割合が低下することに
基づいて、排気流量Ｑに対する三元触媒コンバータ８に
おける今回の余剰酸素の素通し率を示している。
【００２２】また、第２補正係数βは、触媒温度Ｔの増
加に伴い１から０に近づくように設定されており、すな
わち、触媒温度Ｔが低いほど触媒活性化程度が低く、前
述の酸素吸収及び放出割合が低下することに基づいて、
触媒温度Ｔに対する三元触媒コンバータ８における今回
の余剰酸素の素通し率を示している。
加に伴い１から０に近づくように設定されており、すな
わち、触媒温度Ｔが低いほど触媒活性化程度が低く、前
述の酸素吸収及び放出割合が低下することに基づいて、
触媒温度Ｔに対する三元触媒コンバータ８における今回
の余剰酸素の素通し率を示している。
【００２３】同様に、第３補正係数γは、積算走行距離
Ｌの増大に伴い１から０に近づくように設定されてお
り、すなわち、積算走行距離Ｌが多いほど触媒劣化程度
が大きく前述の酸素吸収及び放出割合が低下することに
基づいて、積算走行距離Ｌに対する三元触媒コンバータ
８における今回の余剰酸素の素通し率を示している。
Ｌの増大に伴い１から０に近づくように設定されてお
り、すなわち、積算走行距離Ｌが多いほど触媒劣化程度
が大きく前述の酸素吸収及び放出割合が低下することに
基づいて、積算走行距離Ｌに対する三元触媒コンバータ
８における今回の余剰酸素の素通し率を示している。
【００２４】次に、ステップ１０３に進み、次式によっ
て今回の差Δｆｃを補正する。 Δｆｃ’＝（１−α）・（１−β）・（１−γ）・Δｆｃ このようにして補正された差Δｆｃ’は、排気流速、触
媒活性化程度、及び触媒劣化程度が考慮された、排気ガ
ス中の余剰酸素量のおける三元触媒コンバータ８の今回
の貯蔵酸素増減量、すなわち、排気ガスが酸素過剰の場
合にはプラス値として三元触媒コンバータ８に今回新た
に吸収される酸素量を、また排気ガスが酸素不足の場合
にはマイナス値として三元触媒８から今回新たに放出さ
れる酸素量を正確に表しており、第１加算手段３７によ
って算出されるこの貯蔵酸素増減量の積算値を０に収束
させるように、燃料噴射量設定手段３５において、基本
燃料噴射量ｆｉｍの補正量δｆｉを算出することで、三
元触媒コンバータ８の貯蔵酸素を所定量に正確に維持す
ることが可能となる。
て今回の差Δｆｃを補正する。 Δｆｃ’＝（１−α）・（１−β）・（１−γ）・Δｆｃ このようにして補正された差Δｆｃ’は、排気流速、触
媒活性化程度、及び触媒劣化程度が考慮された、排気ガ
ス中の余剰酸素量のおける三元触媒コンバータ８の今回
の貯蔵酸素増減量、すなわち、排気ガスが酸素過剰の場
合にはプラス値として三元触媒コンバータ８に今回新た
に吸収される酸素量を、また排気ガスが酸素不足の場合
にはマイナス値として三元触媒８から今回新たに放出さ
れる酸素量を正確に表しており、第１加算手段３７によ
って算出されるこの貯蔵酸素増減量の積算値を０に収束
させるように、燃料噴射量設定手段３５において、基本
燃料噴射量ｆｉｍの補正量δｆｉを算出することで、三
元触媒コンバータ８の貯蔵酸素を所定量に正確に維持す
ることが可能となる。
【００２５】本実施例において、排気流速、触媒活性化
程度、及び触媒劣化程度を表す各値は、本発明を限定す
るものではなく、例えば、排気流速を直接測定すること
も可能であり、また、触媒活性化程度として機関始動か
らの経過時間を、また触媒劣化程度として三元触媒コン
バータ８の上流側及び下流側における排気ガスの空燃比
反転時間の差及び吸入空気量の積算値等を使用すること
も可能である。
程度、及び触媒劣化程度を表す各値は、本発明を限定す
るものではなく、例えば、排気流速を直接測定すること
も可能であり、また、触媒活性化程度として機関始動か
らの経過時間を、また触媒劣化程度として三元触媒コン
バータ８の上流側及び下流側における排気ガスの空燃比
反転時間の差及び吸入空気量の積算値等を使用すること
も可能である。
【００２６】
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の空
燃比制御装置によれば、余剰酸素量算出手段が、Ｏ2 ス
トレージ能力を有する触媒コンバータの上流側に配置さ
れた空燃比センサの出力に基づき今回の排気ガス中の余
剰酸素量を算出し、素通し率推測手段が、触媒コンバー
タにおける今回の余剰酸素の素通し率を推測し、貯蔵酸
素増減量算出手段が、余剰酸素量を素通し率に応じて補
正して今回の触媒コンバータにおける新たな貯蔵酸素増
減量を算出するために、各回毎に正確な貯蔵酸素増減量
が算出され、燃料噴射量制御手段が、この貯蔵酸素増減
量の積算値をゼロに収束させるように燃料噴射量を制御
するために、触媒コンバータの酸素貯蔵量を正確に所定
量に維持することができ、機関急加減速時等に吸気量が
急激に増減して混合気空燃比が必然的にかなりのリーン
又はリッチ状態となっても、触媒コンバータのＯ2 スト
レージ能力が十分に機能して排気ガスが理論空燃比とさ
れ、排気エミッションが悪化することは防止される。
燃比制御装置によれば、余剰酸素量算出手段が、Ｏ2 ス
トレージ能力を有する触媒コンバータの上流側に配置さ
れた空燃比センサの出力に基づき今回の排気ガス中の余
剰酸素量を算出し、素通し率推測手段が、触媒コンバー
タにおける今回の余剰酸素の素通し率を推測し、貯蔵酸
素増減量算出手段が、余剰酸素量を素通し率に応じて補
正して今回の触媒コンバータにおける新たな貯蔵酸素増
減量を算出するために、各回毎に正確な貯蔵酸素増減量
が算出され、燃料噴射量制御手段が、この貯蔵酸素増減
量の積算値をゼロに収束させるように燃料噴射量を制御
するために、触媒コンバータの酸素貯蔵量を正確に所定
量に維持することができ、機関急加減速時等に吸気量が
急激に増減して混合気空燃比が必然的にかなりのリーン
又はリッチ状態となっても、触媒コンバータのＯ2 スト
レージ能力が十分に機能して排気ガスが理論空燃比とさ
れ、排気エミッションが悪化することは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空燃比制御装置が取り付けられた
内燃機関の概略断面図である。
内燃機関の概略断面図である。
【図２】制御装置により実施される空燃比制御を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】補正手段による補正を示すフローチャートであ
る。
る。
【図４】図３のフローチャートに使用される各補正係数
を決定するためのマップであり、（Ａ）は排気流量に応
じての第１補正係数を、（Ｂ）は触媒温度に応じての第
２補正係数を、（Ｃ）は積算走行距離に応じての第３補
正係数を決定するためのマップを示す。
を決定するためのマップであり、（Ａ）は排気流量に応
じての第１補正係数を、（Ｂ）は触媒温度に応じての第
２補正係数を、（Ｃ）は積算走行距離に応じての第３補
正係数を決定するためのマップを示す。
１…機関本体 ２…吸気通路 ３…排気通路 ５…エアフローメータ ７…燃料噴射弁 ８…三元触媒コンバータ ９…リニア出力型空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｏ2 ストレージ能力を有する触媒コンバ
ータの上流側に配置された空燃比センサと、前記空燃比
センサの出力に基づき今回の排気ガス中の余剰酸素量を
算出する余剰酸素量算出手段と、前記触媒コンバータに
おける今回の余剰酸素の素通し率を推測する素通し率推
測手段と、前記余剰酸素量算出手段により算出された余
剰酸素量を前記素通し率推測手段により推測された素通
し率に応じて補正することにより今回の前記触媒コンバ
ータにおける新たな貯蔵酸素増減量を算出する貯蔵酸素
増減量算出手段と、前記貯蔵酸素増減量算出手段により
算出された貯蔵酸素増減量の積算値をゼロに収束させる
ように燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段、とを
具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5906195A JPH08254147A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5906195A JPH08254147A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254147A true JPH08254147A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13102463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5906195A Pending JPH08254147A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08254147A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7198952B2 (en) | 2001-07-18 | 2007-04-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration detecting apparatus and method |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP5906195A patent/JPH08254147A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7198952B2 (en) | 2001-07-18 | 2007-04-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst deterioration detecting apparatus and method |
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