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JP7706837B2 - Fuel injection amount correction system - Google Patents
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JP7706837B2 - Fuel injection amount correction system - Google Patents

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

本発明は、車両に搭載された内燃機関の気筒に対する燃料噴射量の補正制御に関する。 The present invention relates to correction control of the amount of fuel injected into the cylinders of an internal combustion engine mounted on a vehicle.

一般に、内燃機関の排気通路には、気筒から排気される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(例えば、下記特許文献を参照)。この種の触媒は、空燃比リーンのガスが流入したときに余剰の酸素を吸蔵する能力(O2 Storage Capacity)を有している。そして、空燃比リッチのガスが流入したときに、吸蔵していた酸素を放出する。これにより、空燃比リーンのガスに含まれるNOxを適切に還元処理でき、また空燃比リッチのガスに含まれるHC、COを適切に酸化処理できる。 In general, a three-way catalyst is installed in the exhaust passage of an internal combustion engine to oxidize/reduce harmful substances HC, CO, and NOx contained in gas exhausted from the cylinders to render them harmless (see, for example, the following patent document). This type of catalyst has the ability to store excess oxygen when lean air-fuel ratio gas flows in ( O2 storage capacity). Then, when rich air-fuel ratio gas flows in, the stored oxygen is released. This allows the NOx contained in lean air-fuel ratio gas to be appropriately reduced, and the HC and CO contained in rich air-fuel ratio gas to be appropriately oxidized.

尤も、HC、CO、NOxの全てを効率よく浄化するには、ガスの空燃比を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、内燃機関の排気通路上に空燃比センサを設置して、当該センサが検出する空燃比を所要の目標値に追従させるフィードバック制御を実施することが通例となっている。 However, in order to efficiently purify all of HC, CO, and NOx , it is necessary to keep the air-fuel ratio of the gas within a certain range near the theoretical air-fuel ratio. For this purpose, it is common to install an air-fuel ratio sensor in the exhaust passage of the internal combustion engine and implement feedback control to make the air-fuel ratio detected by the sensor follow a required target value.

図3は、排気通路における触媒の下流に空燃比センサとしてO2センサを設置し、その出力信号を参照して気筒に対する燃料噴射量を増減調整する空燃比フィードバック制御の一例である。周知の通り、O2センサの出力特性は、理論空燃比近傍の一定範囲では空燃比に対する出力電圧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出力電圧が低位飽和値に漸近し、それよりも空燃比が小さいリッチ領域では出力電圧が高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。 3 shows an example of air-fuel ratio feedback control in which an O2 sensor is installed downstream of a catalyst in the exhaust passage as an air-fuel ratio sensor, and the amount of fuel injected into a cylinder is increased or decreased by referring to the output signal of the O2 sensor. As is well known, the output characteristic of an O2 sensor shows a steep slope with a large rate of change in output voltage with respect to the air-fuel ratio in a certain range near the theoretical air-fuel ratio, and in a lean region where the air-fuel ratio is higher than that, the output voltage asymptotically approaches a lower saturation value, and in a rich region where the air-fuel ratio is lower than that, the output voltage asymptotically approaches a higher saturation value, drawing a so-called Z characteristic curve.

この空燃比フィードバック制御では、ベース値に、触媒下流のO2センサの出力電圧と目標値との偏差に応じた補正量を加味した値を用いて、燃料噴射量を修正する。O2センサの出力電圧が目標値よりも高い、即ち触媒の下流に流出するガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチであるならば、上記の補正量を逓減させる。結果、燃料噴射量がより減量される。 In this air-fuel ratio feedback control, the fuel injection amount is corrected using a value obtained by adding a correction amount according to the deviation between the output voltage of the O2 sensor downstream of the catalyst and the target value to the base value. If the output voltage of the O2 sensor is higher than the target value, that is, if the air-fuel ratio of the gas flowing out downstream of the catalyst is richer than the target air-fuel ratio, the above correction amount is gradually decreased. As a result, the fuel injection amount is further reduced.

翻って、O2センサの出力電圧が目標値よりも低い、即ち触媒の下流に流出するガスの空燃比が目標空燃比よりもリーンであるならば、上記の補正量を逓増させる。結果、燃料噴射量がより増量される。 On the other hand, if the output voltage of the O2 sensor is lower than the target value, that is, if the air-fuel ratio of the gas flowing downstream of the catalyst is leaner than the target air-fuel ratio, the above correction amount is gradually increased, resulting in a further increase in the amount of fuel injected.

触媒下流のガスの空燃比の変動は、触媒に吸蔵されていた酸素の大半が消費されて酸素が欠乏した事実、または触媒の最大酸素吸蔵能力近くまで酸素が吸蔵されて酸素が過剰となった事実を示す。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。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。触媒下流のガスの空燃比に基づき燃料噴射量に修正を施すことは、有害物質の排出抑制にとって非常に有効である。 Fluctuations in the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst indicate that most of the oxygen stored in the catalyst has been consumed, resulting in a shortage of oxygen, or that the catalyst has been stored close to its maximum oxygen storage capacity, resulting in an excess of oxygen. When there is a shortage of oxygen in the catalyst, it becomes difficult to oxidize HC and CO, and these are more likely to be discharged. When the catalyst is filled with oxygen, it becomes difficult to reduce NOx , and NOx is more likely to be discharged. Correcting the amount of fuel injection based on the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst is very effective in suppressing the emission of harmful substances.

特開2021-102933号公報JP 2021-102933 A

車両の走行中、運転者がアクセルペダルから足を離して惰行または減速を要求したときには、内燃機関の気筒に対する燃料噴射を一時休止する燃料カットを実行する。燃料カット中は、多量の酸素を含む空気が触媒に流入し、その酸素が触媒に吸蔵される。そして、燃料カットはしばしば発生するので、内燃機関の暖機完了後の多くの時期でNOxの排出が問題となり得る。 When a driver takes his/her foot off the accelerator pedal while the vehicle is running and requests coasting or deceleration, a fuel cut is performed to temporarily halt fuel injection into the cylinders of the internal combustion engine. During the fuel cut, air containing a large amount of oxygen flows into the catalyst, and the oxygen is stored in the catalyst. Since fuel cuts occur frequently, NOx emissions can become a problem at many times after the internal combustion engine has finished warming up.

触媒の最大酸素吸蔵能力は、経年劣化により減退する。劣化の進んだ触媒では、NOxの浄化能率が落ちる。つまり、NOxの排出量が増大する懸念が生じる。 The maximum oxygen storage capacity of a catalyst decreases with age. A deteriorated catalyst has a lower NOx purification efficiency. In other words, there is a concern that the amount of NOx emissions may increase.

そこで、図3に例示しているように、空燃比フィードバック制御では、触媒下流のガスの空燃比が明らかに目標空燃比よりもリーンとならない、どちらかと言えば目標空燃比よりもリッチ寄りであるように、燃料噴射量を調整する傾向にある。従前のシステムでは、空燃比フィードバック制御におけるベース値を、予め触媒の経年劣化を見込んで余裕を持たせた(長い走行距離を経た後であっても法令上の排出基準を十分に満足できるような)高い値に設定し、燃料を常に多めに噴射するようにして、触媒の経年劣化が進んでもNOxの排出増を招かないように対策していた。 Therefore, as shown in Fig. 3, in air-fuel ratio feedback control, there is a tendency to adjust the fuel injection amount so that the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst is not obviously leaner than the target air-fuel ratio, but is rather richer than the target air-fuel ratio. In conventional systems, the base value in air-fuel ratio feedback control was set to a high value with a margin in advance in anticipation of aging deterioration of the catalyst (enough to satisfy the legal emission standards even after a long driving distance), and a larger amount of fuel was always injected as a measure to prevent an increase in NOx emissions even if the catalyst deteriorates with age.

だが、上記のベース値は、触媒の劣化の度合い如何によらず恒常的に一定値である。従って、新品ないし劣化が進んでいない、酸素吸蔵能力の大きい触媒に対しては、燃料噴射量が過剰となって、燃費性能を低下させる、またはHCやCOの排出増を招く可能性があった。図3(I)に示す新品の触媒では、図3(II)に示す劣化が進んだ触媒よりも、触媒下流の空燃比が大きくリッチとなっている。 However, the above base value is always constant regardless of the degree of catalyst deterioration. Therefore, for new or undeteriorated catalysts with a large oxygen storage capacity, the amount of fuel injected may be excessive, resulting in reduced fuel economy or increased emissions of HC and CO. For the new catalyst shown in Figure 3 (I), the air-fuel ratio downstream of the catalyst is much richer than for the deteriorated catalyst shown in Figure 3 (II).

以上の点に着目してなされた本発明は、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の最適化を図ることを所期の目的としている。 The present invention was developed with the above in mind, and aims to optimize air-fuel ratio feedback control based on the output signal of an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage of an internal combustion engine.

本発明では、内燃機関の排気通路に現在装着している排気浄化用の触媒を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒の劣化の度合い、及び気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とのうち少なくとも一方を参照して、気筒に対する燃料噴射量に修正を施す燃料噴射量の補正システムを構成した。 In the present invention, a fuel injection amount correction system is configured that obtains a first index value indicating the distance a vehicle has traveled using an exhaust purification catalyst currently installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, or the length of time the internal combustion engine has been operated in that state, obtains a second index value indicating the current degree of deterioration of the catalyst, which is a combination of the degree of deterioration of the catalyst when fuel is supplied to the cylinders of the internal combustion engine and burned while using the catalyst, and the degree of deterioration of the catalyst when a fuel cut is performed in which no fuel is supplied to the cylinders, and modifies the amount of fuel injected into the cylinders by referring to at least one of the first index value and the second index value.

より詳しくは、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量に修正を施す。その上で、前記フィードバック制御における前記ベース値を、前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して推測される前記触媒の劣化が進んでいるほど、燃料噴射量を増量する方向に引き上げるように更新し、前記触媒の劣化が進んでいなければ前記ベース値を低く抑える。 More specifically, in a feedback control in which the fuel injection amount is increased or decreased according to the deviation between the output signal of an air-fuel ratio sensor installed in an exhaust passage of an internal combustion engine and its target value, the fuel injection amount is corrected using a base value to which a correction amount according to the deviation has been added, and the base value in the feedback control is updated so as to increase the fuel injection amount as the deterioration of the catalyst estimated by referring to the first index value and the second index value progresses, and the base value is kept low if the deterioration of the catalyst is not progressing.

加えて、メモリには予め、前記第一の指標値と、その第一の指標値の時点で予想される前記第二の指標値との関係を規定したデータが格納されており、現時点での前記第一の指標値を前記第二の指標値に換算したもの、現時点での前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値または第二の指標値を参照して記憶保持している前記ベース値を更新することとしてもよい。 In addition, data defining the relationship between the first index value and the second index value predicted at the time of the first index value is stored in advance in the memory, and the base value stored and held may be updated by referring to the first index value or the second index value , provided that the deviation between the current first index value converted into the second index value and the current second index value is smaller than a predetermined value.

本発明に係る燃料噴射量の補正方法は、内燃機関の排気通路に現在装着している排気浄化用の触媒を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒の劣化の度合い、及び気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とのうち少なくとも一方を参照して、気筒に対する燃料噴射量に修正を施すというものである。より詳しくは、前記排気通路に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量を補正し、前記フィードバック制御における前記ベース値を、前記第一の指標値または前記第二の指標値を参照して推測される前記触媒の劣化が進んでいるほど、燃料噴射量を増量する方向に引き上げるように更新し、前記触媒の劣化が進んでいなければ前記ベース値を低く抑える。 The method for correcting the fuel injection amount according to the present invention involves obtaining a first index value indicating the distance a vehicle has been traveled using an exhaust purification catalyst currently installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, or the length of time the internal combustion engine has been operated in that state, obtaining a second index value indicating the current degree of deterioration of the catalyst, which is a combination of the degree of deterioration of the catalyst when fuel is supplied to the cylinders of the internal combustion engine and burned while using the catalyst, and the degree of deterioration of the catalyst when a fuel cut is performed in which no fuel is supplied to the cylinders, and correcting the fuel injection amount for the cylinders by referring to at least one of the first index value and the second index value. More specifically, in a feedback control in which the fuel injection amount is increased or decreased according to the deviation between the output signal of an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage and a target value thereof, the fuel injection amount is corrected using a base value to which a correction amount according to the deviation has been added, and the base value in the feedback control is updated so as to increase the fuel injection amount as the deterioration of the catalyst estimated by reference to the first index value or the second index value becomes more advanced, and the base value is kept low if the deterioration of the catalyst is not advanced.

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の最適化を図ることができる。 The present invention makes it possible to optimize air-fuel ratio feedback control based on the output signal of an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage of an internal combustion engine.

本発明の一実施形態における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 an internal combustion engine and a control device according to an embodiment of the present invention; 同実施形態において制御装置が実施する空燃比フィードバック制御の内容を説明するタイミング図。FIG. 4 is a timing chart illustrating the air-fuel ratio feedback control executed by the control device in the embodiment. 従来の空燃比フィードバック制御の内容を説明するタイミング図。FIG. 4 is a timing diagram illustrating the contents of conventional air-fuel ratio feedback control.

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ストロークガソリンエンジンであり、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、吸気ポートに向けて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。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overview of an internal combustion engine for a vehicle in this embodiment. The internal combustion engine in this embodiment is a spark-ignition four-stroke gasoline engine, and is equipped with multiple cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). An injector 11 that injects fuel toward the intake port is provided near the intake port of each cylinder 1. In addition, an ignition plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The ignition plug 12 generates a spark discharge between a center electrode and a ground electrode when an induced voltage generated by an ignition coil is applied to the ignition coil. The ignition coil is integrally built into the coil case together with an igniter, which is a semiconductor switching element.

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。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and directs 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 from upstream on the intake passage 3.

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ことで生じる排気を各気筒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。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を設けている。空燃比センサ43、44はそれぞれ、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、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の上流の空燃比センサ43、下流の空燃比センサ44ともに、O2センサを想定している。 An exhaust passage 4 for discharging exhaust gas leads exhaust gas generated by burning fuel in the cylinders 1 to the outside from the exhaust port of each cylinder 1. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4. Air-fuel ratio sensors 43, 44 for detecting the air-fuel ratio of gas flowing through the exhaust passage 4 are provided upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. The air-fuel ratio sensors 43, 44 may be O2 sensors having nonlinear output characteristics with respect to the air-fuel ratio of gas, or may be linear A/F sensors having output characteristics proportional to the air-fuel ratio of gas. In this embodiment, both the air-fuel ratio sensor 43 upstream of the catalyst 41 and the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 are assumed to be O2 sensors.

排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、排気通路4と吸気通路3とを連通する外部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における触媒41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(特に、サージタンク33または吸気マニホルド34)に接続している。 The exhaust gas recirculation device 2 includes an external EGR passage 21 that connects the exhaust passage 4 and the intake passage 3, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that opens and closes 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 a predetermined location downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 (in particular, the surge tank 33 or the intake manifold 34).

本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0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 ECU (Electronic Control Unit) 0, which is the control device for the internal combustion engine in this embodiment, is a microcomputer system having a processor, memory, an input interface, an output interface, etc. The ECU 0 may be configured by connecting multiple ECUs or controllers so that they can communicate with each other via an electric communication line such as a CAN (Controller Area Network).

ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速(または、車輪の回転速度)を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関の出力軸である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、運転者による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、要求されるエンジン負荷率またはエンジントルク)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、気筒1に連なる吸気通路3(特に、サージタンク33または吸気マニホルド34)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、排気浄化用の触媒41の上流側における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 includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed (or the rotation speed of the wheels), a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft, which is the output shaft of the internal combustion engine, and the engine speed, an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (in other words, the required engine load rate or engine torque), and an intake passage 3 ( In particular, the following signals are input: intake air temperature/intake pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and intake pressure in the surge tank 33 or intake manifold 34; a cooling water temperature signal e output from a water temperature sensor that detects the cooling water 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 gas upstream of the exhaust purification catalyst 41; an air-fuel ratio signal g output from an air-fuel ratio sensor 44 that detects the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41; and an atmospheric pressure signal h output from an atmospheric pressure sensor that detects the atmospheric pressure.

ECU0の出力インタフェースからは、内燃機関の点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号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の弁体を駆動するモータに対して開度操作信号k、EGRバルブ23の弁体を駆動するモータに対して開度操作信号l等を出力する。 The output interface of ECU0 outputs an ignition signal i to the igniter of the spark plug 12 of the internal combustion engine, a fuel injection signal j to the injector 11, an opening control signal k to the motor that drives the valve body of the throttle valve 32, an opening control signal l to the motor that drives the valve body of the EGR valve 23, etc.

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、内燃機関及び車両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、気筒1に吸入される空気(新気)量に見合った(理論空燃比またはその近傍の目標空燃比を具現するために必要な)要求燃料噴射量、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、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった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 ECU0 interprets and executes programs stored in memory in advance, and calculates operating parameters to control the operation of the internal combustion engine. ECU0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h required for operating control of the internal combustion engine and vehicle via the input interface, and determines operating parameters such as the required fuel injection amount (required to realize the theoretical air-fuel ratio or a target air-fuel ratio close to the theoretical air-fuel ratio) corresponding to the amount of air (fresh air) drawn into cylinder 1, the fuel injection timing (including the number of fuel injections per combustion), the fuel injection pressure, the ignition timing (including the number of ignitions per combustion), the required EGR rate (or the amount of EGR gas), and the like. ECU0 applies various control signals i, j, k, and l corresponding to the operating parameters via the output interface.

ECU0は、気筒1に充填される混合気の空燃比、ひいては気筒1から排出される排気ガスの空燃比をフィードバック制御する。ECU0は、まず、吸気圧及び吸気温、エンジン回転数、要求EGR率等から、気筒1に充填される新気の量を算出し、これに見合った基本噴射量TPを決定する。 ECU0 feedback controls the air-fuel ratio of the mixture filled in cylinder 1, and therefore the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from cylinder 1. ECU0 first calculates the amount of fresh air filled in cylinder 1 from the intake pressure and intake temperature, engine speed, required EGR rate, etc., and determines the basic injection amount TP that corresponds to this.

次いで、この基本噴射量TPを、排気通路4における触媒41の上流側及び/または下流側のガスの空燃比に応じて定まるフィードバック補正係数FAFで補正する。一般に、フィードバック補正係数FAFは、空燃比センサ43、44を介して実測されるガスの空燃比と目標空燃比(平常時は理論空燃比またはその近傍)との偏差に応じて調整され、実測空燃比が目標空燃比に対してリーンであるときには増加し、実測空燃比が目標空燃比に対してリッチであるときには減少する。 Next, this basic injection amount TP is corrected by a feedback correction coefficient FAF that is determined according to the air-fuel ratio of the gas upstream and/or downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. In general, the feedback correction coefficient FAF is adjusted according to the deviation between the air-fuel ratio of the gas actually measured via the air-fuel ratio sensors 43, 44 and the target air-fuel ratio (normally the theoretical air-fuel ratio or its vicinity), and increases when the actual air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, and decreases when the actual air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio.

そして、内燃機関の状況や環境条件等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Tを算定する。燃料噴射時間Tは、
T=TP×FAF×K+TAUV
となる。ECU0は、燃料噴射時間Tだけインジェクタ11に信号jを通電し、インジェクタ11を開弁して燃料を噴射させる。
Then, the final fuel injection time T is calculated taking into consideration various correction coefficients K determined according to the state of the internal combustion engine, environmental conditions, and the invalid injection time TAUV of the injector 11. The fuel injection time T is calculated as follows:
T=TP×FAF×K+TAUV
The ECU 0 energizes the injector 11 with a signal j for the fuel injection time T, thereby opening the injector 11 and injecting fuel.

触媒41の上流側及び/または下流側の空燃比信号f、gを参照したフィードバック制御は、例えば、内燃機関の冷間始動から所定時間が経過し、内燃機関の冷却水温が所定温度以上に高く(既に内燃機関が暖機され、触媒41及び空燃比センサ43、44も昇温して活性化している)、燃料カット中でなく、パワー増量中でなく、吸気圧が正常である、等の諸条件が全て成立している場合に行う。 Feedback control that references the air-fuel ratio signals f, g upstream and/or downstream of the catalyst 41 is performed when all of the following conditions are met: a predetermined time has passed since the internal combustion engine was started cold, the engine's cooling water temperature is higher than a predetermined temperature (the internal combustion engine has already been warmed up, and the catalyst 41 and the air-fuel ratio sensors 43, 44 have also been warmed up and activated), fuel is not being cut off, power is not being boosted, the intake pressure is normal, etc.

また、ECU0は、所定の燃料カット条件が成立したときに、気筒1への燃料供給を一時的に中断する燃料カットを実行する。ECU0は、少なくとも、内燃機関の冷却水温が所定温度以上に高く、アクセル開度が0または0に近い閾値以下となり、かつ現在のエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上に高いことを以て、燃料カット条件が成立したと判断して、インジェクタ11からの燃料噴射を停止する。 Furthermore, when a predetermined fuel cut condition is met, ECU0 executes a fuel cut to temporarily interrupt the fuel supply to cylinder 1. When ECU0 determines that the fuel cut condition is met when at least the engine coolant temperature is higher than a predetermined temperature, the accelerator opening is equal to or lower than a threshold value close to 0, and the current engine speed is higher than the fuel cut permission speed, ECU0 stops fuel injection from injector 11.

燃料カット条件の成立後、所定の燃料カット終了条件が成立したならば、燃料カットを終了することとし、インジェクタ11からの燃料噴射を再開する。ECU0は、アクセル開度が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数を下回るまで低下した、等のうちの何れかを以て、燃料カット終了条件が成立したと判断する。 If a specific fuel cut end condition is met after the fuel cut condition is met, the fuel cut is ended and fuel injection from the injector 11 is resumed. ECU0 determines that the fuel cut end condition is met when the accelerator opening exceeds a threshold value, the engine speed drops below the fuel cut return speed, etc.

以降、ECU0が実施する、触媒41の下流の空燃比センサ44の出力信号gに基づく空燃比フィードバック制御に関して詳記する。 The following describes in detail the air-fuel ratio feedback control implemented by ECU0 based on the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41.

図2に、空燃比フィードバック制御の模様を例示する。この空燃比フィードバック制御では、ECU0が、ベース値に、空燃比センサ44の出力信号gと目標値との偏差に応じた補正量を加味(加算、または乗算)した値を算出し、これを用いて燃料噴射量に修正を施す。より具体的には、ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が、フィードバック補正係数FAFに影響を及ぼす。ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が大きいほど、補正係数FAFが大きくなり、結果として燃料噴射量が増加する。逆に、ベース値に偏差に応じた補正量を加味した値が小さいほど、補正係数FAFが小さくなり、結果として燃料噴射量が減少する。 Figure 2 shows an example of the air-fuel ratio feedback control. In this air-fuel ratio feedback control, the ECU 0 calculates a value by adding (adding or multiplying) a correction amount according to the deviation between the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 and a target value to a base value, and uses this value to correct the fuel injection amount. More specifically, the value obtained by adding the correction amount according to the deviation to the base value affects the feedback correction coefficient FAF. The larger the value obtained by adding the correction amount according to the deviation to the base value, the larger the correction coefficient FAF becomes, and as a result, the fuel injection amount increases. Conversely, the smaller the value obtained by adding the correction amount according to the deviation to the base value, the smaller the correction coefficient FAF becomes, and as a result, the fuel injection amount decreases.

上記のベース値は、内燃機関の運転領域毎に異なる値に設定することができる。ECU0のメモリには予め、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,吸気圧(または、アクセル開度(エンジン負荷率)、吸気量若しくは燃料噴射量等)]とベース値との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在の運転領域[エンジン回転数,吸気圧等]をキーとして当該マップを検索し、ベース値を知得する。 The above base value can be set to a different value for each operating range of the internal combustion engine. Map data that specifies the relationship between the operating range of the internal combustion engine [engine speed, intake pressure (or accelerator opening (engine load factor), intake volume or fuel injection volume, etc.)] and the base value is stored in advance in the memory of ECU0. ECU0 searches the map using the current operating range [engine speed, intake pressure, etc.] as a key to obtain the base value.

本実施形態では、触媒41の下流の空燃比センサ44としてO2センサを想定している。O2センサ44の出力信号gの電圧は、理論空燃比近傍の一定範囲では空燃比に対する出力電圧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出力電圧が低位飽和値に漸近し、それよりも空燃比が小さいリッチ領域では出力電圧が高位飽和値に漸近する。 In this embodiment, an O2 sensor is assumed as the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41. The voltage of the output signal g of the O2 sensor 44 shows a large and steep gradient in the rate of change of the output voltage with respect to the air-fuel ratio in a certain range near the stoichiometric air-fuel ratio, and in a lean region where the air-fuel ratio is larger than that, the output voltage asymptotically approaches a lower saturation value, and in a rich region where the air-fuel ratio is smaller than that, the output voltage asymptotically approaches a higher saturation value.

ECU0は、O2センサ44の出力電圧gが目標値よりも高い、即ち触媒41から流下するガスの空燃比が目標空燃比よりもリッチである間、上記の偏差に応じた補正量を逓減させる。 The ECU 0 gradually reduces the correction amount according to the deviation while the output voltage g of the O 2 sensor 44 is higher than the target value, that is, while the air-fuel ratio of the gas flowing down from the catalyst 41 is richer than the target air-fuel ratio.

翻って、O2センサ44の出力電圧gが目標値よりも低い、即ち触媒41のから流下するガスの空燃比が目標空燃比よりもリーンである間、偏差に応じた補正量を逓増させる。 On the other hand, while the output voltage g of the O 2 sensor 44 is lower than the target value, that is, while the air-fuel ratio of the gas flowing down from the catalyst 41 is leaner than the target air-fuel ratio, the correction amount according to the deviation is gradually increased.

本実施形態の特徴として、現在の触媒41の劣化の度合いに応じて、上記のベース値を変更することが挙げられる。図3(I)及び図3(II)に示すように、従来の制御では、触媒41の劣化の度合い如何によらず、ベース値を恒常的に固定の一定値としていた。本実施形態の制御では、触媒41の劣化の度合いが大きい場合、触媒41の劣化の度合いがより小さい場合と比較して、ベース値を大きくする。図2(I)は触媒41が新品であるときの制御例、図2(II)は触媒41の劣化が進んだときの制御例である。後者のベース値は、前者のベース値よりも大きい。ベース値が大きくなれば、その分補正係数FAFが大きくなり、燃料噴射量が増加することになる。 The feature of this embodiment is that the base value is changed according to the current degree of deterioration of the catalyst 41. As shown in Figures 3(I) and 3(II), in conventional control, the base value is always fixed regardless of the degree of deterioration of the catalyst 41. In the control of this embodiment, when the degree of deterioration of the catalyst 41 is large, the base value is made larger than when the degree of deterioration of the catalyst 41 is smaller. Figure 2(I) is an example of control when the catalyst 41 is new, and Figure 2(II) is an example of control when the catalyst 41 has deteriorated. The latter base value is larger than the former base value. If the base value is larger, the correction coefficient FAF becomes larger accordingly, and the fuel injection amount increases.

触媒41は、これに流入する排気ガスから受ける高熱や被毒によって経年劣化し、酸素吸蔵能力が減退してゆく。ECU0は、下記の二つの指標値のうち少なくとも一方を基に、現在使用している触媒41の劣化の度合いを推定する:
[第一の指標値]
内燃機関の排気通路4に現在装着している触媒41を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を求める。
車両の走行距離は、車載のオドメータにより計測される値を参照したり、車速センサの出力信号aから判明する車速を積算(または、時間積分)したりして知得できる。
内燃機関の運用機関の長さは、例えば、クランク角センサの出力信号bから判明するエンジン回転数を積算(または、時間積分。これは、内燃機関の累積の回転回数を算出することを意味する)したり、気筒1に充填される吸気量または気筒1に対する燃料噴射量を積算(または、時間積分。これは、触媒41に流入したガスの累積の総量を算出することを意味する)したりして知得できる。
第一の指標値は、間接的ながら現在の触媒41の劣化の度合いを示す。第一の指標値が大きいほど、触媒41が劣化していると推測できる。
[第二の指標値]
排気通路4に現在装着している触媒41を用いた状態で、気筒1に燃料を供給し燃料を燃焼させて内燃機関を運転しているファイアリング中(特に、暖機完了後の空燃比フィードバック制御の実施中)の当該触媒41の劣化の度合い、及び気筒1に燃料を供給しない燃料カット中の当該触媒41の劣化の度合いを総合した、同触媒41の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を求める。
ファイアリング中の単位時間あたりまたは単位サイクル(吸気行程-圧縮行程-膨脹行程-排気行程の一連を一サイクルとする)あたりの劣化の度合いである熱劣化感度DFは、
F=eα
α=CF×logeF-SF
として算定される。上式にあって、eはネイピア数である。TFは、ファイアリング中の触媒41の温度であり、既知の任意の手法に則って推定することができる。例えば、現在の内燃機関の運転領域を基に、触媒41に流入する排気の温度を求める。ECU0のメモリには予め、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,吸気圧等]と排気温度との関係を規定したマップデータ格納されている。ECU0は、現在の運転領域[エンジン回転数,吸気圧等]をキーとして当該マップを検索し、排気温度を知得する。触媒41に流入した排気の持つ熱が触媒41に伝わり触媒41を昇温させるのに要する時間を加味して、触媒41の推定温度TFを算出する。勿論、触媒41の温度TFを検出するセンサが付設されているのであれば、当該温度センサを介して触媒41の温度TFを実測すればよい。
F及びSFはそれぞれ、実験的に定められる正の定数である。CF及びSFは、触媒41を含む内燃機関の諸元(気筒1の数、排気量、出力、触媒41の容量等)に応じて数値が異なり得る。
燃料カット中の単位時間あたりまたは単位サイクルあたりの劣化の度合いである熱劣化感度DSは、
S=eβ
β=CS×logeS-SS
として算定される。TSは、燃料カット中の触媒41の温度であり、既知の任意の手法に則って推定することができる。勿論、触媒41の温度TSを検出するセンサが付設されているのであれば、当該温度センサを介して触媒41の温度TSを実測すればよい。
S及びSSはそれぞれ、実験的に定められる正の定数である。CS及びSSは、触媒41を含む内燃機関の諸元に応じて数値が異なり得る。CSはCFとは必ずしも同値でなく、SSはSFとは必ずしも同値でない。
その上で、ファイアリング中の熱劣化感度DFを積算(または、時間積分)したものと、燃料カット中の熱劣化感度DSを積算(または、時間積分)したものとの総和を、第二の指標値、換言すれば触媒41の熱劣化指数として求める。第二の指標値は、より直接的に現在の触媒41の劣化の度合いを示す。第二の指標値が大きいほど、触媒41が劣化していると推測できる。
[第二の指標値の変形例(触媒41の酸素吸蔵能力)]
ECU0が、現在の触媒41の最大酸素吸蔵能力を推定し、これを第二の指標値とする態様もとり得る。触媒41の酸素吸蔵能力は、既知の任意の手法を採用して推算することができる。例えば、触媒41から酸素を完全に放出した状態で、触媒41に流入するガスの空燃比を強制的にリーンに操作し、触媒41の上流に設置した空燃比センサ43の出力信号fがリーンに切り替わってから触媒41の下流に設置した空燃比センサ44の出力信号gがリーンに切り替わるまでの期間に、触媒41に流入したガスの量を積算し、そのガス量から触媒41が吸蔵した酸素量を推計する。触媒41の下流の空燃比センサ44の出力gがリーンに反転した時点での酸素吸蔵量が、現在の触媒41の最大酸素吸蔵能力である。
あるいは、触媒41に酸素吸蔵能力一杯まで酸素を吸蔵した状態で、触媒41に流入するガスの空燃比を強制的にリッチに操作し、触媒41の上流の空燃比センサ43の出力信号fがリッチに切り替わってから触媒41の下流の空燃比センサ44の出力信号gがリッチに切り替わるまでの期間に、触媒41に流入したガスの量を積算し、そのガス量から触媒41が放出した酸素の量を推計する。触媒41の下流の空燃比センサ44の出力gがリッチに反転した時点の酸素放出量が、現在の触媒41の最大酸素放出能力、即ち最大酸素吸蔵能力ということになる。
このようにして推算した酸素吸蔵能力もまた、ファイアリング中の触媒41の劣化の度合い及び燃料カット中の触媒41の劣化の度合いを総合した第二の指標値たり得る。そして、酸素吸蔵能力が小さいほど、触媒41が劣化していると推測できる。
The catalyst 41 deteriorates over time due to exposure to high heat and poisoning from the exhaust gas flowing into it, and its oxygen storage capacity decreases. The ECU 0 estimates the degree of deterioration of the catalyst 41 currently being used based on at least one of the following two index values:
[First index value]
A first index value is calculated which indicates the distance the vehicle has traveled using the catalyst 41 currently installed in the exhaust passage 4 of the internal combustion engine, or the length of time the internal combustion engine has been operated in that state.
The travel distance of the vehicle can be obtained by referring to a value measured by an on-board odometer or by integrating (or time-integrating) the vehicle speed determined from the output signal a of a vehicle speed sensor.
The operating length of the internal combustion engine can be obtained, for example, by integrating the engine speed determined from the output signal b of the crank angle sensor (or integrating it over time, which means calculating the cumulative number of rotations of the internal combustion engine), or by integrating the amount of intake air filled into cylinder 1 or the amount of fuel injected into cylinder 1 (or integrating it over time, which means calculating the total cumulative amount of gas that has flowed into the catalyst 41).
The first index value indirectly indicates the current degree of deterioration of the catalyst 41. It can be inferred that the larger the first index value is, the more deteriorated the catalyst 41 is.
[Second index value]
A second index value is calculated which indicates the degree of deterioration of the catalyst 41, by combining the degree of deterioration of the catalyst 41 during firing (particularly during air-fuel ratio feedback control after warm-up is complete) when fuel is supplied to cylinder 1 and burned to operate the internal combustion engine, while using the catalyst 41 currently installed in the exhaust passage 4, and the degree of deterioration of the catalyst 41 during fuel cut when no fuel is supplied to cylinder 1.
The thermal deterioration sensitivity D F , which is the degree of deterioration per unit time during firing or per unit cycle (one cycle is a series of intake stroke - compression stroke - expansion stroke - exhaust stroke), is
D F = eα
α=C F ×log e T F −S F
In the above formula, e is the Napier's number. T F is the temperature of the catalyst 41 during firing, and can be estimated according to any known method. For example, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 41 is calculated based on the current operating range of the internal combustion engine. Map data that specifies the relationship between the operating range of the internal combustion engine [engine speed, intake pressure, etc.] and the exhaust gas temperature is stored in advance in the memory of the ECU 0. The ECU 0 searches the map using the current operating range [engine speed, intake pressure, etc.] as a key to obtain the exhaust gas temperature. The estimated temperature T F of the catalyst 41 is calculated taking into account the time required for the heat of the exhaust gas flowing into the catalyst 41 to be transmitted to the catalyst 41 and to raise the temperature of the catalyst 41. Of course, if a sensor that detects the temperature T F of the catalyst 41 is attached, the temperature T F of the catalyst 41 can be actually measured via the temperature sensor.
C F and S F are positive constants determined experimentally. C F and S F may vary in value depending on the specifications of the internal combustion engine including the catalyst 41 (the number of cylinders 1, the displacement, the output, the capacity of the catalyst 41, etc.).
The thermal degradation sensitivity D S , which is the degree of degradation per unit time or per unit cycle during fuel cut, is
D S = eβ
β=C S ×log e T S -S S
Ts is the temperature of the catalyst 41 during fuel cut, and can be estimated according to any known method. Of course, if a sensor for detecting the temperature Ts of the catalyst 41 is provided, the temperature Ts of the catalyst 41 can be actually measured via the temperature sensor.
C S and S S are positive constants that are determined experimentally. The values of C S and S S may vary depending on the specifications of the internal combustion engine including the catalyst 41. C S is not necessarily equal to C F , and S S is not necessarily equal to S F.
Then, the sum of the integrated (or time-integrated) thermal degradation sensitivity D F during firing and the integrated (or time-integrated) thermal degradation sensitivity D S during fuel cut is calculated as a second index value, in other words, a thermal degradation index of the catalyst 41. The second index value more directly indicates the current degree of degradation of the catalyst 41. It can be estimated that the larger the second index value, the more the catalyst 41 is deteriorated.
[Modification of the second index value (oxygen storage capacity of the catalyst 41)]
The ECU 0 may estimate the current maximum oxygen storage capacity of the catalyst 41 and use this as the second index value. The oxygen storage capacity of the catalyst 41 may be estimated by adopting any known method. For example, in a state where oxygen is completely released from the catalyst 41, the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 is forcibly operated to be lean, and the amount of gas flowing into the catalyst 41 is integrated during the period from when the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43 installed upstream of the catalyst 41 switches to lean until the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 installed downstream of the catalyst 41 switches to lean, and the amount of oxygen stored by the catalyst 41 is estimated from the amount of gas. The amount of oxygen stored at the time when the output g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 reverses to lean is the current maximum oxygen storage capacity of the catalyst 41.
Alternatively, with oxygen stored in the catalyst 41 up to its oxygen storage capacity, the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 is forcibly operated to be rich, and the amount of gas flowing into the catalyst 41 is integrated during the period from when the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43 upstream of the catalyst 41 switches to rich until the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 switches to rich, and the amount of oxygen released by the catalyst 41 is estimated from that gas amount. The amount of oxygen released at the time when the output g of the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 reverses to rich is the current maximum oxygen release capacity of the catalyst 41, i.e., the maximum oxygen storage capacity.
The oxygen storage capacity estimated in this way can also be a second index value that combines the degree of deterioration of the catalyst 41 during firing and the degree of deterioration of the catalyst 41 during fuel cut. It can be estimated that the smaller the oxygen storage capacity is, the more deteriorated the catalyst 41 is.

しかして、ECU0は、上掲の第一の指標値及び/第二の指標値に応じて、空燃比フィードバック制御におけるベース値を変更する。原則は、触媒41の劣化が進んでいるほどベース値を引き上げる、裏返せば触媒41の劣化が進んでいなければベース値を低く抑える、ということである。よって、
・第一の指標値が大きいほど、ベース値を大きくする。及び/または、
・第二の指標値が大きいほど(但し、熱劣化指数に代えて現在の酸素吸蔵能力を第二の指標値とする場合には、これが小さいほど)、ベース値を大きくする
ことになる。現在の内燃機関の運転領域や、実測空燃比と目標空燃比との偏差その他の条件が同等であるならば、ベース値が大きいほど燃料噴射量が増加する。
Thus, the ECU 0 changes the base value in the air-fuel ratio feedback control in accordance with the first index value and/or the second index value. In principle, the base value is increased as the deterioration of the catalyst 41 progresses, and conversely, the base value is kept low if the deterioration of the catalyst 41 is not advanced.
The larger the first index value, the larger the base value is set. And/or
The larger the second index value is (however, if the current oxygen storage capacity is used as the second index value instead of the thermal deterioration index, the smaller this value is), the larger the base value is made. If the current operating range of the internal combustion engine, the deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, and other conditions are the same, the larger the base value is, the larger the fuel injection amount is.

ベース値を決定するに際し、第一の指標値及び第二の指標値の双方を参照する場合には、第一の指標値が同等ならば、第二の指標値が大きいほどベース値を大きくする。また、第二の指標値が同等ならば、第一の指標値が大きいほどベース値を大きくする。 When determining the base value, if both the first index value and the second index value are referenced, then if the first index values are equal, the base value is increased as the second index value is greater. Also, if the second index values are equal, the base value is increased as the first index value is greater.

既に述べた通り、ECU0のメモリには、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,吸気圧等]とベース値との関係を規定したマップデータが格納されており、このマップデータを検索して現在の運転領域に対応したベース値を知得し、それを燃料噴射量の制御に用いている。 As already mentioned, map data that defines the relationship between the operating range of the internal combustion engine (engine speed, intake pressure, etc.) and the base value is stored in the memory of ECU0, and this map data is searched to obtain the base value that corresponds to the current operating range, and this is used to control the fuel injection amount.

本実施形態では、ECU0が、そのマップデータ上のベース値を適宜更新する。マップデータを更新する条件は、現時点での第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことである。現時点での第一の指標値を第二の指標値に換算したものと、現時点での第二の指標値との差(または、比)の絶対値が所定以下に小さければ(例えば、両者の差分の絶対値が前者(または、後者)の10%ないし15%以内に収まっているならば)、両者の精度がともに高いと考えられる。そこで、現時点での第一の指標値及び/または第二の指標値から決定したベース値を、マップデータとしてメモリに記憶保持することで、マップデータを更新する。更新したマップデータは、以後の燃料噴射量の制御に用いる。 In this embodiment, the ECU 0 appropriately updates the base value on the map data. The condition for updating the map data is that the deviation between the first index value and the second index value at the current time is smaller than a predetermined value. If the absolute value of the difference (or ratio) between the current first index value converted to the second index value and the current second index value is smaller than a predetermined value (for example, if the absolute value of the difference between the two is within 10% to 15% of the former (or the latter)), it is considered that both have high accuracy. Therefore, the map data is updated by storing and holding the base value determined from the current first index value and/or second index value in memory as map data. The updated map data is used for controlling the fuel injection amount thereafter.

なお、ECU0メモリには予め、第一の指標値である車両の走行距離等と、その走行距離等を経た時点で予想される第二の指標値との関係を規定したデータが格納されている。ECU0は、現時点での第一の指標値をキーとして当該データを検索し、予想される第二の指標値を知得することで、第一の指標値を第二の指標値に換算する。 The ECU0 memory stores data that defines the relationship between a first index value, such as the vehicle's travel distance, and a second index value that is predicted after that travel distance has been reached. The ECU0 searches the data using the current first index value as a key, obtains the predicted second index value, and converts the first index value into the second index value.

本実施形態では、内燃機関の排気通路4に現在装着している排気浄化用の触媒41を用いた状態で車両を走行させた距離、若しくはその状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、同触媒41を用いた状態で内燃機関の気筒1に燃料を供給し燃料を燃焼させたときの当該触媒41の劣化の度合い、及び気筒1に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの当該触媒41の劣化の度合いを総合した、現在の同触媒41の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得、前記第一の指標値と前記第二の指標値とを参照して、気筒1に対する燃料噴射量に修正を施す燃料噴射量の補正システムを構成した。 In this embodiment, a first index value is obtained that indicates the distance the vehicle has traveled using the exhaust purification catalyst 41 currently installed in the exhaust passage 4 of the internal combustion engine, or the length of time the internal combustion engine has been operated in that state. A second index value is obtained that indicates the current degree of deterioration of the catalyst 41, which is a combination of the degree of deterioration of the catalyst 41 when fuel is supplied to cylinder 1 of the internal combustion engine and burned while using the catalyst 41, and the degree of deterioration of the catalyst 41 when a fuel cut is performed in which no fuel is supplied to cylinder 1. A fuel injection amount correction system is configured that modifies the amount of fuel injected into cylinder 1 by referring to the first index value and the second index value.

より詳しくは、触媒41の下流に設置された空燃比センサ44の出力信号gとその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量に修正を施す。これに加えて、前記第一の指標値と前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値または第二の指標値を参照して記憶保持している前記ベース値を更新する。 More specifically, the fuel injection amount is adjusted using a base value plus a correction amount according to the deviation in a feedback control that increases or decreases the fuel injection amount according to the deviation between the output signal g of the air-fuel ratio sensor 44 installed downstream of the catalyst 41 and its target value. In addition, the base value stored and held is updated by referring to the first index value or the second index value, provided that the deviation between the first index value and the second index value is smaller than a predetermined value.

本実施形態では、触媒41の劣化が進行していない段階ではベース値をより小さく設定し、触媒41の劣化が進行するにつれてベース値をより大きく引き上げる。本実施形態によれば、図2(I)に示す新品または劣化の進んでいない触媒41であっても、図2(II)に示す劣化が進んだ触媒41であっても、触媒41の下流のガスの空燃比を目標空燃比の近傍に収束させることが可能である。図2(I)に示す新品の触媒でも、触媒41の下流の空燃比が大きくリッチ化しない。 In this embodiment, the base value is set smaller when the catalyst 41 is not yet degraded, and is increased as the catalyst 41 deteriorates. According to this embodiment, it is possible to converge the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41 to the vicinity of the target air-fuel ratio, whether it is a new or undegraded catalyst 41 as shown in FIG. 2(I) or a degraded catalyst 41 as shown in FIG. 2(II). Even with the new catalyst shown in FIG. 2(I), the air-fuel ratio downstream of the catalyst 41 does not become significantly rich.

しかも、新品または劣化の進んでいない触媒41に対して、過剰な量の燃料を噴射せずに済む、即ち燃料消費量を削減、節約することができる。従って、燃費性能のより一層の向上を図り得る。また、HCやCOの排出増を招かずに済む。 Moreover, there is no need to inject excessive amounts of fuel into a new or undegraded catalyst 41, meaning that fuel consumption can be reduced and saved. This can further improve fuel economy. In addition, there is no need to increase emissions of HC and CO.

本実施形態のシステムは、触媒41の温度を精確に実測するセンサを必要とせず、低コストで実現できる。 The system of this embodiment does not require a sensor to accurately measure the temperature of the catalyst 41, and can be implemented at low cost.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態には限定されない。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。 The present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part and the processing procedure can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to the 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
4…排気通路
41…触媒
44…触媒の下流の空燃比センサ(O2センサ)
g…触媒の下流の空燃比信号
0...Control unit (ECU)
1... cylinder 11... injector 4... exhaust passage 41... catalyst 44... air-fuel ratio sensor ( O2 sensor) downstream of catalyst
g... Air-fuel ratio signal downstream of the catalyst

Claims (3)

内燃機関の排気通路に装着される排気浄化用の触媒を用いた車両の走行距離、若しくは前記触媒が装着された状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、
前記触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し、燃料を燃焼させたときの前記触媒の劣化の度合い、及び前記気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの前記触媒の劣化の度合いを総合した、前記触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得
前記排気通路に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量を補正し、
前記フィードバック制御における前記ベース値を、前記第一の指標値または前記第二の指標値を参照して推測される前記触媒の劣化が進んでいるほど、燃料噴射量を増量する方向に引き上げるように更新し、前記触媒の劣化が進んでいなければ前記ベース値を低く抑える燃料噴射量の補正システム。
obtaining a first index value indicating a travel distance of a vehicle using an exhaust gas purification catalyst installed in an exhaust passage of an internal combustion engine, or a length of time during which the internal combustion engine has been operated with the catalyst installed;
obtaining a second index value indicating a degree of deterioration of the catalyst, the second index value being a combination of a degree of deterioration of the catalyst when fuel is supplied to a cylinder of an internal combustion engine and the fuel is combusted while the catalyst is in use, and a degree of deterioration of the catalyst when a fuel cut is performed in which no fuel is supplied to the cylinder ;
a feedback control for increasing or decreasing a fuel injection amount in accordance with a deviation between an output signal of an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage and a target value thereof, the fuel injection amount being corrected by using a base value plus a correction amount in accordance with the deviation;
A fuel injection amount correction system that updates the base value in the feedback control so as to increase the fuel injection amount as the deterioration of the catalyst estimated by referring to the first index value or the second index value progresses, and keeps the base value low if the deterioration of the catalyst is not progressing.
メモリには予め、前記第一の指標値と、その第一の指標値の時点で予想される前記第二の指標値との関係を規定したデータが格納されており、
現時点での前記第一の指標値を前記第二の指標値に換算したものと、現時点での前記第二の指標値との乖離が所定以下に小さいことを条件として、第一の指標値または第二の指標値を参照して前記ベース値を更新する請求項1記載の燃料噴射量の補正システム。
The memory stores in advance data defining a relationship between the first index value and the second index value predicted at the time of the first index value,
2. A fuel injection amount correction system according to claim 1, wherein the base value is updated by referring to the first index value or the second index value, under the condition that a deviation between the current first index value converted into the second index value and the current second index value is smaller than a predetermined value.
内燃機関の排気通路に装着される排気浄化用の触媒を用いた車両の走行距離、若しくは前記触媒が装着された状態で内燃機関を運用した期間の長さを示唆する第一の指標値を得、
前記触媒を用いた状態で内燃機関の気筒に燃料を供給し、燃料を燃焼させたときの前記触媒の劣化の度合い、及び前記気筒に燃料を供給しない燃料カットを実行したときの前記触媒の劣化の度合いを総合した、前記触媒の劣化の度合いを示唆する第二の指標値を得
前記排気通路に設置された空燃比センサの出力信号とその目標値との偏差に応じて燃料噴射量を増減させるフィードバック制御にて、ベース値に前記偏差に応じた補正量を加味したものを用いて燃料噴射量を補正し、
前記フィードバック制御における前記ベース値を、前記第一の指標値または前記第二の指標値を参照して推測される前記触媒の劣化が進んでいるほど、燃料噴射量を増量する方向に引き上げるように更新し、前記触媒の劣化が進んでいなければ前記ベース値を低く抑える燃料噴射量の補正方法。
obtaining a first index value indicating a travel distance of a vehicle using an exhaust gas purification catalyst installed in an exhaust passage of an internal combustion engine, or a length of time during which the internal combustion engine has been operated with the catalyst installed;
obtaining a second index value indicating a degree of deterioration of the catalyst, the second index value being a combination of a degree of deterioration of the catalyst when fuel is supplied to a cylinder of an internal combustion engine and the fuel is combusted while the catalyst is in use, and a degree of deterioration of the catalyst when a fuel cut is performed in which no fuel is supplied to the cylinder ;
a feedback control for increasing or decreasing a fuel injection amount in accordance with a deviation between an output signal of an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage and a target value thereof, the fuel injection amount being corrected by using a base value plus a correction amount in accordance with the deviation;
A method for correcting a fuel injection amount, in which the base value in the feedback control is updated so as to increase the fuel injection amount as the deterioration of the catalyst estimated by referring to the first index value or the second index value progresses, and the base value is kept low if the deterioration of the catalyst is not progressing.
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