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JP2002227690A - Air fuel ratio controller for internal combustion engine - Google Patents

Air fuel ratio controller for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2002227690A
JP2002227690A JP2001027811A JP2001027811A JP2002227690A JP 2002227690 A JP2002227690 A JP 2002227690A JP 2001027811 A JP2001027811 A JP 2001027811A JP 2001027811 A JP2001027811 A JP 2001027811A JP 2002227690 A JP2002227690 A JP 2002227690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
control
exhaust gas
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001027811A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4314551B2 (en
Inventor
Nobuaki Ikemoto
池本  宣昭
Yosuke Ishikawa
洋祐 石川
Koichi Shimizu
幸一 清水
Hisashi Iida
飯田  寿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2001027811A priority Critical patent/JP4314551B2/en
Priority to US09/998,641 priority patent/US6530214B2/en
Publication of JP2002227690A publication Critical patent/JP2002227690A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4314551B2 publication Critical patent/JP4314551B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute a stable sub-feedback control when a catalyst is restored from a saturated adsorption state in a system executing a main/sub-feedback control using an intermediate target value. SOLUTION: Exhaust gas sensors 24, 25 are provided on an upstream side and a downstream side respectively of the catalyst 23, an intermediate target value is set based on the output of the downstream side exhaust gas sensor 25 at a previous computation and a final target value (final downstream side target air fuel ratio), and the correction amount of the upstream side target air fuel ratio is calculated based on the deviation between the output of the present downstream side exhaust gas sensor 25 and the intermediate target value. In this case when the catalyst 23 is restored from the saturated adsorption state, at least one of the updated amount of the intermediate target value, an updated speed, a control gain of the sub-feedback control, a control cycle and a control range is changed, thus limiting the control condition for the sub- feedback control within a range to secure stability when the catalyst 23 is restored from the saturated adsorption state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス浄化用の触
媒の上流側と下流側にそれぞれ空燃比センサ(リニアA
/Fセンサ)又は酸素センサを設置して内燃機関の空燃
比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio sensor (linear A) provided upstream and downstream of an exhaust gas purifying catalyst.
/ F sensor) or an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that performs feedback control of the air-fuel ratio of the internal combustion engine by installing an oxygen sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日の自動車は、排気管に三元触媒を設
置して排ガスを浄化するようにしているが、触媒の排ガ
ス浄化率を高めるためには、排ガスの空燃比を触媒の浄
化ウインド内(理論空燃比付近)に制御する必要があ
る。そこで、触媒の上流側と下流側にそれぞれ排ガスセ
ンサ(空燃比センサ又は酸素センサ)を設置し、上流側
排ガスセンサで検出される排ガスの空燃比が上流側目標
空燃比となるように燃料噴射量をフィードバック制御す
ると共に、下流側排ガスセンサで検出される排ガスの空
燃比が下流側目標空燃比となるように上流側目標空燃比
を補正するサブフィードバック制御を実施するようにし
たものがある。
2. Description of the Related Art In today's automobiles, a three-way catalyst is installed in an exhaust pipe to purify exhaust gas. However, in order to increase the exhaust gas purification rate of the catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas must be reduced by using a catalyst purification window. It is necessary to control within (around the stoichiometric air-fuel ratio). Therefore, an exhaust gas sensor (air-fuel ratio sensor or oxygen sensor) is installed on each of the upstream and downstream sides of the catalyst, and the fuel injection amount is adjusted so that the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the upstream exhaust gas sensor becomes the upstream target air-fuel ratio. And performs a sub-feedback control to correct the upstream target air-fuel ratio so that the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the downstream exhaust gas sensor becomes the downstream target air-fuel ratio.

【0003】このようなメイン/サブフィードバックシ
ステムでは、特許第2518247号公報に示すよう
に、下流側排ガスセンサの検出空燃比と下流側目標空燃
比との偏差が大きくなるほど、空燃比フィードバック制
御定数(例えばスキップ量)の更新量を大きくすること
が提案されている。
In such a main / sub feedback system, as shown in Japanese Patent No. 2518247, as the deviation between the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the downstream target air-fuel ratio increases, the air-fuel ratio feedback control constant ( It has been proposed to increase the update amount (eg, skip amount).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒の動特
性は、触媒の劣化度合、触媒内のリーン/リッチ成分吸
着状態、エンジン運転状態によって変化するが、上記従
来のメイン/サブフィードバックシステムでは、触媒の
動特性の変化に対するサブフィードバック制御の応答性
が十分とは言えない。このため、触媒の動特性の変化に
対してサブフィードバック制御の応答遅れが発生して触
媒下流側の空燃比(下流側排ガスセンサの出力)が不安
定となり、ハンチングが発生する可能性がある。
The dynamic characteristics of the catalyst vary depending on the degree of deterioration of the catalyst, the state of adsorbing lean / rich components in the catalyst, and the operating state of the engine. The responsiveness of the sub-feedback control to the change in the dynamic characteristics of the catalyst is not sufficient. Therefore, a response delay of the sub-feedback control with respect to the change in the dynamic characteristics of the catalyst occurs, and the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst (output of the downstream side exhaust gas sensor) becomes unstable, and hunting may occur.

【0005】そこで、本発明者らは、この欠点を解消す
るために、特願2000−404671号の明細書に記
載されているように、下流側排ガスセンサの過去の検出
空燃比と最終的な下流側目標空燃比とに基づいてサブフ
ィードバック制御の中間目標値を設定し、下流側排ガス
センサの検出空燃比と前記中間目標値との偏差に基づい
て上流側目標空燃比を補正するサブフィードバック制御
を行うシステムを実用化に向けて開発中である。
[0005] In order to solve this drawback, the inventors of the present invention, as described in Japanese Patent Application No. 2000-404671, describe the past detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the final air-fuel ratio. A sub-feedback control that sets an intermediate target value of the sub feedback control based on the downstream target air-fuel ratio and corrects the upstream target air-fuel ratio based on a deviation between the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the intermediate target value. Is under development for practical use.

【0006】このシステムを実用化にするに当たって、
次のような新たな技術的課題が判明している。すなわ
ち、排ガス浄化に一般的に用いられている三元触媒は、
排ガス中のリッチ成分(HC、CO等)とリーン成分
(NOx、酸素等)とを酸化・還元反応させたり、排ガ
ス中のリッチ成分やリーン成分を触媒に吸着することに
よって、排ガスを浄化するようにしている。排ガスがリ
ーン又はリッチにかたよった状態が続くと、触媒のリー
ン又はリッチ成分の吸着量が増加し、やがて、触媒の吸
着量が飽和状態となる。このように、触媒が飽和吸着状
態になると、サブフィードバック制御により触媒の吸着
量を減少させる方向に触媒上流側の空燃比が制御される
が、触媒が飽和吸着状態から吸着量の少ない状態に復帰
するまでの期間は、触媒のストレージ状態が不安定であ
るため、この期間に、通常時と同じ条件で中間目標値を
用いた高応答のサブフィードバック制御を実施すると、
サブフィードバック制御が不安定となり、オーバーシュ
ートやハンチングが発生する可能性があり、排気エミッ
ションが増加するおそれがある。
In putting this system into practical use,
The following new technical issues have been identified. That is, three-way catalysts generally used for exhaust gas purification are:
Exhaust gas is purified by causing an oxidation / reduction reaction between a rich component (HC, CO, etc.) and a lean component (NOx, oxygen, etc.) in the exhaust gas, or by adsorbing a rich component or a lean component in the exhaust gas on a catalyst. I have to. If the state in which the exhaust gas leans or leans continues, the adsorption amount of the lean or rich component of the catalyst increases, and eventually the adsorption amount of the catalyst becomes saturated. As described above, when the catalyst enters the saturated adsorption state, the air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst is controlled in a direction to reduce the adsorption amount of the catalyst by the sub-feedback control, but the catalyst returns from the saturated adsorption state to a state where the adsorption amount is small. During this period, the storage state of the catalyst is unstable, so during this period, if high-response sub-feedback control using the intermediate target value is performed under the same conditions as during normal operation,
The sub-feedback control becomes unstable, overshoot or hunting may occur, and exhaust emission may increase.

【0007】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、中間目標値を用いて
メイン/サブフィードバック制御を行うシステムにおい
て、触媒が飽和吸着状態から復帰する際に、安定したサ
ブフィードバック制御を行うことができ、排ガス浄化性
能を確保することができる内燃機関の空燃比制御装置を
提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and accordingly, has as its object to provide a system for performing main / sub feedback control using an intermediate target value when the catalyst returns from a saturated adsorption state. Another object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can perform stable sub-feedback control and ensure exhaust gas purification performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の内燃機関の空燃比制御装置は下
流側排ガスセンサの過去の検出空燃比と最終的な下流側
目標空燃比とに基づいてサブフィードバック制御の中間
目標値を設定し、下流側排ガスセンサの検出空燃比と前
記中間目標値との偏差に基づいて上流側目標空燃比を補
正するサブフィードバック制御を行うものにおいて、触
媒が飽和吸着状態から復帰する際に、復帰制御手段によ
って、前記中間目標値の更新量、更新速度、前記サブフ
ィードバック制御の制御ゲイン、制御周期、制御範囲の
うちの少なくとも1つを変更する復帰制御を所定期間実
行するようにしたものである。このようにすれば、触媒
が飽和吸着状態から復帰する際に、触媒のストレージ状
態が不安定であっても、サブフィードバック制御の制御
条件を安定性を確保できる範囲内に制限して、安定した
サブフィードバック制御を実施することができ、排ガス
浄化性能を確保することができる。
In order to achieve the above object, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention includes a past air-fuel ratio detected by a downstream exhaust gas sensor and a final downstream target air-fuel ratio. In the sub-feedback control for setting an intermediate target value of the sub-feedback control based on the fuel ratio and correcting the upstream target air-fuel ratio based on the deviation between the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the intermediate target value. When the catalyst returns from the saturated adsorption state, the return control means changes at least one of the update amount of the intermediate target value, the update speed, the control gain of the sub feedback control, the control cycle, and the control range. The return control is executed for a predetermined period. With this configuration, when the catalyst returns from the saturated adsorption state, even if the storage state of the catalyst is unstable, the control condition of the sub-feedback control is limited to a range where stability can be ensured, and stable Sub-feedback control can be performed, and exhaust gas purification performance can be ensured.

【0009】この場合、請求項2のように、下流側排ガ
スセンサの過去の検出空燃比と最終的な下流側目標空燃
比との偏差に減衰率を乗算した値と、最終的な下流側目
標空燃比とを加算して中間目標値を求め、触媒が飽和吸
着状態から復帰する際に、減衰率を変更するようにして
も良い。このようにすれば、中間目標値を簡単な演算処
理で設定できると共に、触媒が飽和吸着状態から復帰す
る際のサブフィードバック制御の制御条件の変更を、簡
単な演算処理で行うことができる。
In this case, a value obtained by multiplying the difference between the past detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the final downstream target air-fuel ratio by the damping rate, and the final downstream target An intermediate target value may be obtained by adding the air-fuel ratio and the attenuation rate may be changed when the catalyst returns from the saturated adsorption state. With this configuration, the intermediate target value can be set by a simple calculation process, and the control condition of the sub-feedback control when the catalyst returns from the saturated adsorption state can be changed by a simple calculation process.

【0010】また、請求項3のように、下流側排ガスセ
ンサの検出空燃比と中間目標値との偏差に対する比例積
分動作で演算した値を所定の制御範囲内に制限すること
で、上流側目標空燃比の補正量を求め、内燃機関の運転
状態又は触媒の状態に関連するパラメータ応じて比例積
分動作のゲイン(制御ゲイン)及び/又は制御範囲(上
限ガード値と下限ガード値)を変更するようにしても良
い。このようにすれば、触媒の動特性の変化を上流側目
標空燃比の補正量に応答良く反映させることができると
共に、触媒が飽和吸着状態から復帰する際のサブフィー
ドバック制御の制御条件の変更を、簡単な演算処理で行
うことができる。
In addition, the value calculated by the proportional integral operation with respect to the deviation between the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the intermediate target value is limited within a predetermined control range, so that the upstream target A correction amount of the air-fuel ratio is obtained, and a gain (control gain) and / or a control range (an upper guard value and a lower guard value) of the proportional integration operation are changed according to a parameter related to an operating state of the internal combustion engine or a state of the catalyst. You may do it. In this way, the change in the dynamic characteristics of the catalyst can be reflected in the correction amount of the upstream target air-fuel ratio with good response, and the control condition of the sub-feedback control when the catalyst returns from the saturated adsorption state can be changed. , Can be performed by simple arithmetic processing.

【0011】また、排ガスの空燃比がリッチ又はリーン
の状態が継続する時間が長くなるほど、触媒の吸着量が
増加し、その触媒を吸着量の少ない状態に復帰させるま
での時間が長くなることを考慮して、請求項4のよう
に、復帰制御を実行する期間を触媒が飽和吸着状態とな
るようなリッチ又はリーンの状態が継続する時間に応じ
て設定するようにしても良い。このようにすれば、復帰
制御を実行する期間を、触媒の実際の吸着量に応じた適
正な時間に設定することができ、復帰制御を過不足なく
実施することができる。
Further, the longer the time that the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or lean continues, the longer the adsorption amount of the catalyst increases, and the longer it takes to return the catalyst to the state of low adsorption amount. In consideration of this, the period in which the return control is executed may be set according to the time during which the rich or lean state in which the catalyst enters the saturated adsorption state continues. With this configuration, the period during which the return control is executed can be set to an appropriate time according to the actual adsorption amount of the catalyst, and the return control can be performed without excess or deficiency.

【0012】或は、触媒から流出する排ガスの空燃比が
触媒の吸着量によって変化する点に着目して、請求項5
のように、復帰制御を終了して通常の制御に戻るタイミ
ングを、触媒から流出する排ガスの空燃比を検出する下
流側排ガスセンサの検出空燃比に基づいて判定するよう
にしても良い。このようにすれば、下流側排ガスセンサ
で検出した触媒下流側の空燃比に基づいて触媒が吸着量
の少ない状態に戻るタイミングを確認しながら、復帰制
御を終了して通常の制御に戻ることができ、復帰制御か
ら最適なタイミングで通常の制御に戻ることができる。
Alternatively, noting that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the catalyst changes depending on the amount of catalyst adsorbed,
As described above, the timing of ending the return control and returning to the normal control may be determined based on the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the catalyst. With this configuration, it is possible to end the return control and return to the normal control while confirming the timing at which the catalyst returns to the state in which the amount of adsorption is small based on the air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst detected by the downstream side exhaust gas sensor. It is possible to return from the return control to the normal control at an optimum timing.

【0013】また、請求項6のように、燃料カット実行
時に触媒が飽和吸着状態になったと判定するようにして
も良い。つまり、燃料カット実行時には、吸入空気がそ
のまま燃焼せずに排気系に流れるため、触媒の内部を流
れる排ガス中の酸素濃度(リーン成分濃度)が著しく増
加して触媒のリーン成分吸着量が急激に増加し、比較的
短時間で触媒が飽和吸着状態となる。従って、燃料カッ
ト実行時に触媒が飽和吸着状態となったと判定しても、
妥当な判定となる。
Further, it may be determined that the catalyst is in a saturated adsorption state during execution of the fuel cut. That is, when executing the fuel cut, the intake air flows into the exhaust system without burning as it is, so that the oxygen concentration (lean component concentration) in the exhaust gas flowing inside the catalyst increases remarkably, and the lean component adsorption amount of the catalyst sharply increases. And the catalyst becomes saturated adsorption in a relatively short time. Therefore, even if it is determined that the catalyst is in the saturated adsorption state during the fuel cut,
This is a valid decision.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】[実施形態(1)]以下、本発明
の一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図1に
基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明す
る。内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流
部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリー
ナ13の下流側には、吸入空気量を検出するエアフロー
メータ14が設けられている。このエアフローメータ1
4の下流側には、スロットルバルブ15が設けられてい
る。
[Embodiment (1)] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of an intake pipe 12 of an engine 11 which is an internal combustion engine, and an air flow meter 14 for detecting an intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. This air flow meter 1
Downstream of 4, a throttle valve 15 is provided.

【0015】更に、スロットルバルブ15の下流側には
サージタンク17が設けられ、このサージタンク17
に、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホ
ールド19が設けられている。各気筒の吸気マニホール
ド19の吸気ポート近傍には、それぞれ燃料を噴射する
燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン
11のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ21が
取り付けられている。
Further, a surge tank 17 is provided downstream of the throttle valve 15.
Further, an intake manifold 19 for introducing air into each cylinder of the engine 11 is provided. A fuel injection valve 20 for injecting fuel is attached near each intake port of the intake manifold 19 of each cylinder. An ignition plug 21 is attached to a cylinder head of the engine 11 for each cylinder.

【0016】一方、エンジン11の排気管22の途中に
は、排ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触
媒等の触媒23が設置されている。この触媒23の上流
側と下流側には、それぞれ排ガス空燃比又はリッチ/リ
ーンを検出する排ガスセンサ24,25が設置されてい
る。本実施形態では、上流側排ガスセンサ24は、排ガ
ス空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比
センサ(リニアA/Fセンサ)が用いられ、下流側排ガ
スセンサ25は、排ガスの空燃比が理論空燃比に対して
リッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素セン
サが用いられている。従って、下流側排ガスセンサ25
は、空燃比がリーンの時には0.1V程度の出力電圧を
発生し、空燃比がリッチの時には0.9V程度の出力電
圧を発生する。尚、エンジン11のシリンダブロックに
は、冷却水温を検出する水温センサ26や、エンジン回
転速度を検出する回転速度センサ27が取り付けられて
いる。
On the other hand, a catalyst 23 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in exhaust gas is provided in the exhaust pipe 22 of the engine 11. Exhaust gas sensors 24 and 25 for detecting an exhaust gas air-fuel ratio or rich / lean are installed upstream and downstream of the catalyst 23, respectively. In the present embodiment, an air-fuel ratio sensor (linear A / F sensor) that outputs a linear air-fuel ratio signal according to the exhaust gas air-fuel ratio is used as the upstream exhaust gas sensor 24, and the downstream exhaust gas sensor 25 is an exhaust gas air-fuel sensor. An oxygen sensor whose output voltage is inverted depending on whether the fuel ratio is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is used. Therefore, the downstream side exhaust gas sensor 25
Generates an output voltage of about 0.1 V when the air-fuel ratio is lean, and generates an output voltage of about 0.9 V when the air-fuel ratio is rich. The cylinder block of the engine 11 is provided with a water temperature sensor 26 for detecting a cooling water temperature and a rotation speed sensor 27 for detecting an engine rotation speed.

【0017】エンジン制御回路(以下「ECU」と表記
する)28は、ROM29、RAM30、CPU31、
バッテリ32でバックアップされたバックアップRAM
33、入力ポート34、出力ポート35等からなるマイ
クロコンピュータを主体として構成されている。入力ポ
ート34には、回転速度センサ27の出力信号が入力さ
れると共に、エアフローメータ14、上流側及び下流側
排ガスセンサ24,25、水温センサ26の出力信号
が、それぞれA/D変換器36を介して入力される。ま
た、出力ポート35には、駆動回路39を介して燃料噴
射弁20、点火プラグ21等が接続されている。
An engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 28 includes a ROM 29, a RAM 30, a CPU 31,
Backup RAM backed up by battery 32
The microcomputer is mainly composed of a microcomputer including an input port 33, an input port 34, an output port 35, and the like. The output signal of the rotation speed sensor 27 is input to the input port 34, and the output signals of the air flow meter 14, the upstream and downstream exhaust gas sensors 24 and 25, and the water temperature sensor 26 are respectively supplied to the A / D converter 36. Is entered via The output port 35 is connected to the fuel injection valve 20, the ignition plug 21 and the like via a drive circuit 39.

【0018】ECU28は、ROM29に記憶された燃
料噴射制御プログラムや点火制御プログラムをCPU3
1で実行することで、燃料噴射弁20や点火プラグ21
の動作を制御すると共に、空燃比制御プログラムを実行
することで、排ガスの空燃比が目標空燃比となるように
空燃比(燃料噴射量)をフィードバック制御する。
The ECU 28 executes the fuel injection control program and the ignition control program stored in the ROM 29 by the CPU 3.
1, the fuel injection valve 20 and the spark plug 21
By executing the air-fuel ratio control program, the air-fuel ratio (fuel injection amount) is feedback-controlled so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio.

【0019】以下、本実施形態(1)の空燃比フィード
バック制御システムについて図2及び図3に基づいて説
明する。ここで、図2はCPU31の演算処理機能で実
現する空燃比制御手段40の機能を示すブロック図、図
3は空燃比フィードバック制御システム全体の機能を示
すブロック図である。
Hereinafter, the air-fuel ratio feedback control system of the embodiment (1) will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a block diagram showing the function of the air-fuel ratio control means 40 realized by the arithmetic processing function of the CPU 31, and FIG. 3 is a block diagram showing the function of the entire air-fuel ratio feedback control system.

【0020】空燃比制御手段40は、燃料噴射量フィー
ドバック制御部41と目標空燃比計算部42とから構成
され、目標空燃比計算部42は、負荷目標空燃比計算部
43と目標空燃比補正部44とから構成されている。
The air-fuel ratio control means 40 comprises a fuel injection amount feedback control unit 41 and a target air-fuel ratio calculation unit 42. The target air-fuel ratio calculation unit 42 includes a load target air-fuel ratio calculation unit 43 and a target air-fuel ratio correction unit. 44.

【0021】燃料噴射量フィードバック制御部41は、
上流側排ガスセンサ24の検出空燃比AFが上流側目標
空燃比AFref に収束するように、燃料噴射弁20の燃
料噴射時間Tinj を算出する。この燃料噴射時間Tinj
の算出は、制御対象のモデルの線形方程式に対して構築
された最適レギュレータにより行われる。この燃料噴射
量フィードバック制御部41が、特許請求の範囲でいう
空燃比フィードバック制御手段に相当する役割を果た
す。
The fuel injection amount feedback control unit 41
The fuel injection time Tinj of the fuel injection valve 20 is calculated so that the detected air-fuel ratio AF of the upstream side exhaust gas sensor 24 converges on the upstream side target air-fuel ratio AFref. This fuel injection time Tinj
Is calculated by the optimal regulator constructed for the linear equation of the model to be controlled. The fuel injection amount feedback control unit 41 plays a role corresponding to an air-fuel ratio feedback control unit described in claims.

【0022】一方、負荷目標空燃比計算部43は、RO
M29に記憶された関数式又はマップにより吸入空気量
(又は吸気管圧力)とエンジン回転速度に応じた負荷目
標空燃比AFbaseを算出する。この負荷目標空燃比AF
baseを算出するための関数式又はマップは、下流側排ガ
スセンサ25の出力O2out(検出空燃比)が定常的にほ
ぼ最終目標値O2targ (最終的な下流側目標空燃比)と
等しいときに、上流側目標空燃比AFref を負荷目標空
燃比AFbaseに維持すれば、下流側排ガスセンサ25の
出力O2outが最終目標値O2targ 付近に維持されるよう
に予め試験等によって設定されている。
On the other hand, the load target air-fuel ratio calculation unit 43
The load target air-fuel ratio AFbase according to the intake air amount (or the intake pipe pressure) and the engine speed is calculated from the function formula or map stored in M29. This load target air-fuel ratio AF
The function formula or map for calculating the base is such that when the output O2out (detected air-fuel ratio) of the downstream exhaust gas sensor 25 is constantly substantially equal to the final target value O2targ (final downstream target air-fuel ratio), If the side target air-fuel ratio AFref is maintained at the load target air-fuel ratio AFbase, the output O2out of the downstream side exhaust gas sensor 25 is set in advance by a test or the like so as to be maintained near the final target value O2targ.

【0023】また、目標空燃比補正部44は、下流側排
ガスセンサ25の出力O2outに基づいて、後述する中間
目標値O2midtargを用いて上流側目標空燃比AFref の
補正量AFcompを算出する。そして、この補正量AFco
mpを負荷目標空燃比AFbaseに加算することにより、上
流側目標空燃比AFref を求め、この上流側目標空燃比
AFref を燃料噴射量フィードバック制御部41に入力
する。 AFref =AFbase+AFcomp 尚、上式に代えて、次式により上流側目標空燃比AFre
f を算出しても良い。 AFref =(1+AFcomp)×AFbase
The target air-fuel ratio corrector 44 calculates a correction amount AFcomp of the upstream target air-fuel ratio AFref based on the output O2out of the downstream exhaust gas sensor 25 by using an intermediate target value O2midtarg described later. Then, this correction amount AFco
By adding mp to the load target air-fuel ratio AFbase, an upstream target air-fuel ratio AFref is obtained, and this upstream target air-fuel ratio AFref is input to the fuel injection amount feedback control unit 41. AFref = AFbase + AFcomp Note that instead of the above equation, the upstream target air-fuel ratio AFre is calculated by the following equation.
f may be calculated. AFref = (1 + AFcomp) × AFbase

【0024】この場合、目標空燃比計算部42(負荷目
標空燃比計算部43と目標空燃比補正部44)が、特許
請求の範囲でいうサブフィードバック制御手段に相当す
る役割を果たす。
In this case, the target air-fuel ratio calculation unit 42 (the load target air-fuel ratio calculation unit 43 and the target air-fuel ratio correction unit 44) plays a role corresponding to the sub-feedback control means in the claims.

【0025】次に、目標空燃比補正部44で中間目標値
O2midtargを設定して上流側目標空燃比AFref の補正
量AFcompを算出する方法を図3に基づいて説明する。
Next, a method of calculating the correction amount AFcomp of the upstream target air-fuel ratio AFref by setting the intermediate target value O2midtarg in the target air-fuel ratio correction unit 44 will be described with reference to FIG.

【0026】制御対象を燃料噴射量フィードバック制御
部41、燃料噴射弁20、エンジン11、触媒23、下
流側排ガスセンサ25等からなる系とする。目標空燃比
補正部44は、時間遅れ要素(1/z)45、中間目標
値計算部46、減衰率設定部47及び補正量計算部48
から構成され、時間遅れ要素45は、前回演算時の下流
側排ガスセンサ25の出力O2out(i-1) を中間目標値計
算部46に入力する。
The control object is a system including a fuel injection amount feedback control unit 41, a fuel injection valve 20, an engine 11, a catalyst 23, a downstream exhaust gas sensor 25, and the like. The target air-fuel ratio correction unit 44 includes a time delay element (1 / z) 45, an intermediate target value calculation unit 46, an attenuation rate setting unit 47, and a correction amount calculation unit 48.
The time delay element 45 inputs the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation to the intermediate target value calculation unit 46.

【0027】一方、中間目標値計算部46は、特許請求
の範囲でいう中間目標値設定手段に相当する役割を果た
し、前回演算時の下流側排ガスセンサ25の出力O2out
(i-1) と最終目標値O2targ(i)(最終的な下流側目標空
燃比)とに基づいて中間目標値O2midtarg(i) を下記の
(1)式を用いて計算する。これにより、前回演算時の
下流側排ガスセンサ25の出力O2out(i-1) と最終目標
値O2targ(i)との間に中間目標値O2midtarg(i) が設定
される。 O2midtarg(i) =O2targ(i)+Kdec ×{O2out(i-1) −O2targ(i)} ……(1)
On the other hand, the intermediate target value calculating section 46 plays a role corresponding to the intermediate target value setting means in the claims, and outputs the output O2out of the downstream side exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation.
Based on (i-1) and the final target value O2targ (i) (final downstream target air-fuel ratio), an intermediate target value O2midtarg (i) is calculated using the following equation (1). Thus, the intermediate target value O2midtarg (i) is set between the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation and the final target value O2targ (i). O2midtarg (i) = O2targ (i) + Kdec × {O2out (i-1) -O2targ (i)} (1)

【0028】上式において、O2targ(i)は今回の最終目
標値、O2out(i-1) は前回演算時の下流側排ガスセンサ
25の出力である。また、Kdec は減衰率であり、制御
条件設定部47で、0<Kdec <1の範囲内で設定され
る。この減衰率Kdec は、触媒23が飽和吸着状態から
復帰する際の復帰制御と、通常制御とで切り換えられ
る。復帰制御時の減衰率Kdec は、通常制御時の減衰率
Kdec よりも大きい値に設定され、復帰制御時の中間目
標値の更新量が通常制御の場合よりも小さくなるように
設定されている。各制御モードでの減衰率Kdec は、演
算処理の簡略化のために固定値としても良いが、エンジ
ン運転状態、触媒23の状態、下流側排ガスセンサ25
の出力特性等に応じてマップ又は数式により設定するよ
うにしても良い。
In the above equation, O2targ (i) is the current final target value, and O2out (i-1) is the output of the downstream exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation. Kdec is an attenuation rate, which is set by the control condition setting unit 47 within the range of 0 <Kdec <1. The attenuation rate Kdec is switched between a return control when the catalyst 23 returns from the saturated adsorption state and a normal control. The damping rate Kdec during the return control is set to a value larger than the damping rate Kdec during the normal control, and the update amount of the intermediate target value during the return control is set to be smaller than that in the normal control. The damping rate Kdec in each control mode may be a fixed value for simplicity of the calculation process, but the engine operating state, the state of the catalyst 23, the downstream exhaust gas sensor 25
May be set by a map or a mathematical expression in accordance with the output characteristics of the above.

【0029】以上のようにして、制御条件設定部47で
設定した減衰率Kdec を用いて、中間目標値計算部46
で中間目標値O2midtarg(i) を計算した後、この中間目
標値O2midtarg(i) を用いて次式により上流側目標空燃
比AFref の補正量AFcomp(i) を算出する。 AFcomp(i) =Fsat {K1 ×(O2midtarg(i) −O2o
ut(i) )+K2 ×Σ(O2midtarg(i) −O2out(i) )} =Fsat (K1 ×ΔO2(i)+K2 ×ΣΔO2(i)) 但し、ΔO2(i)=O2midtarg(i) −O2out(i)
As described above, using the attenuation rate Kdec set by the control condition setting unit 47, the intermediate target value calculation unit 46
After calculating the intermediate target value O2midtarg (i), the correction amount AFcomp (i) of the upstream target air-fuel ratio AFref is calculated using the intermediate target value O2midtarg (i) by the following equation. AFcomp (i) = Fsat {K1 × (O2midtarg (i) −O2o
ut (i)) + K2 × {(O2midtarg (i) −O2out (i))} = Fsat (K1 × ΔO2 (i) + K2 × ΔΔO2 (i)) where ΔO2 (i) = O2midtarg (i) −O2out ( i)

【0030】上式において、Fsat は図4に示すような
特性の飽和関数であり、補正量AFcomp(i) は、K1 ×
ΔO2(i)+K2 ×Σ(ΔO2(i))の演算値を所定の制御
範囲(上限ガード値と下限ガード値)でガード処理して
求められる。上式において、K1 は比例ゲイン、K2 は
積分ゲインである。K1 ×ΔO2(i)は比例項であり、中
間目標値O2midtarg(i) と下流側排ガスセンサ25の出
力O2out(i) との偏差ΔO2(i)が大きくなるほど、大き
くなる。また、K2 ×ΣΔO2(i)は積分項であり、中間
目標値O2midtarg(i) と下流側排ガスセンサ25の出力
O2out(i) との偏差ΔO2(i)の積算値が大きくなるほ
ど、大きくなる。補正量AFcomp(i) は、比例項と積分
項を加算して求めた値を所定の制御範囲(上限ガード値
と下限ガード値)でガード処理して求められる。
In the above equation, Fsat is a saturation function having a characteristic as shown in FIG. 4, and the correction amount AFcomp (i) is K1 ×
The calculated value of ΔO2 (i) + K2 × Σ (ΔO2 (i)) is obtained by performing guard processing in a predetermined control range (upper guard value and lower guard value). In the above equation, K1 is a proportional gain, and K2 is an integral gain. K1 × ΔO2 (i) is a proportional term, and increases as the deviation ΔO2 (i) between the intermediate target value O2midtarg (i) and the output O2out (i) of the downstream side exhaust gas sensor 25 increases. K2 × ΣΔO2 (i) is an integral term, and increases as the integrated value of the deviation ΔO2 (i) between the intermediate target value O2midtarg (i) and the output O2out (i) of the downstream exhaust gas sensor 25 increases. The correction amount AFcomp (i) is obtained by performing a guard process on a value obtained by adding the proportional term and the integral term in a predetermined control range (upper guard value and lower guard value).

【0031】本実施形態では、比例・積分ゲインK1 ,
K2 と制御範囲(上限ガード値と下限ガード値)は、制
御条件設定部47によって、前述した減衰率Kdec と同
じく、触媒23が飽和吸着状態から復帰する際の復帰制
御と、通常制御とで切り換えられる。復帰制御時の比例
・積分ゲインK1 ,K2 は、通常制御の場合よりも小さ
い値に設定され、また、復帰制御時の制御範囲(上限ガ
ード値と下限ガード値)の幅は、通常制御の場合よりも
狭くなるように設定されている。各制御モードでの比例
・積分ゲインK1 ,K2 と制御範囲(上限ガード値と下
限ガード値)は、演算処理の簡略化のために固定値とし
ても良いが、エンジン運転状態、触媒23の状態、下流
側排ガスセンサ25の出力特性等に応じてマップ又は数
式により設定するようにしても良い。尚、制御条件設定
部47は、特許請求の範囲でいう復帰制御手段に相当す
る役割を果たす。
In the present embodiment, the proportional / integral gains K1,
K2 and the control range (upper guard value and lower guard value) are switched by the control condition setting unit 47 between the return control when the catalyst 23 returns from the saturated adsorption state and the normal control, similarly to the above-described damping rate Kdec. Can be The proportional / integral gains K1 and K2 during the return control are set to values smaller than those in the normal control, and the width of the control range (upper guard value and lower guard value) during the return control is It is set to be narrower than that. The proportional / integral gains K1 and K2 and the control range (upper guard value and lower guard value) in each control mode may be fixed values for simplification of the calculation process. It may be set by a map or a mathematical expression according to the output characteristics of the downstream side exhaust gas sensor 25 and the like. The control condition setting unit 47 plays a role corresponding to a return control unit described in the claims.

【0032】以上説明した目標空燃比補正部44による
補正量AFcomp(i) の算出は、図5乃至図8の各プログ
ラムに従って実行される。以下、各プログラムの処理内
容を説明する。
The calculation of the correction amount AFcomp (i) by the target air-fuel ratio correction unit 44 described above is executed in accordance with the respective programs shown in FIGS. Hereinafter, the processing contents of each program will be described.

【0033】図5のサブフィードバック制御プログラム
は、所定時間毎又は所定クランク角毎に実行される。本
プログラムが起動されると、まずステップ100で、エ
ンジン11に供給する混合気の空燃比がリッチ域(例え
ばλ<0.98)であるか否かを判定し、リッチ域であ
れば、ステップ101に進み、リッチ域にとどまる時間
をカウントするリッチ時間カウンタCrichを例えば2カ
ウントアップし、リッチ域でなければ、ステップ102
に進み、リッチ時間カウンタCrichを0にリセットす
る。このリッチ時間カウンタCrichの値は、触媒23の
リッチ成分吸着量(リッチ側の飽和吸着度合)を推定す
る情報となる。例えば、パワー増量実行中は、λ<0.
98となるため、リッチ時間カウンタCrichが所定周期
で2ずつカウントアップされ続ける。
The sub-feedback control program of FIG. 5 is executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When the program is started, first, in step 100, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 11 is in a rich region (for example, λ <0.98). The program proceeds to 101, where a rich time counter Crich for counting the time of staying in the rich region is incremented by, for example, two.
To reset the rich time counter Crich to 0. The value of the rich time counter Crich is information for estimating the rich component adsorption amount (rich side saturated adsorption degree) of the catalyst 23. For example, during power increase, λ <0.
Since it is 98, the rich time counter Crich keeps counting up by two at a predetermined cycle.

【0034】その後、ステップ103に進み、エンジン
11に供給する混合気の空燃比がリーン域(例えばλ>
1.02)であるか否かを判定し、リーン域であれば、
ステップ104に進み、リーン域にとどまる時間をカウ
ントするリーン時間カウンタCleanを例えば2カウント
アップし、リーン域でなければ、ステップ105に進
み、リーン時間カウンタCleanを0にリセットする。こ
のリーン時間カウンタCleanの値は、触媒23のリーン
成分吸着量(リーン側の飽和吸着度合)を推定する情報
となる。例えば、燃料カット実行中は、λ>1.02と
なるため、リーン時間カウンタCleanが所定周期で2ず
つカウントアップされ続ける。
Thereafter, the routine proceeds to step 103, where the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 11 is in a lean region (for example, λ>
1.02), and if it is a lean region,
Proceeding to step 104, the lean time counter Clean that counts the time during which the vehicle stays in the lean area is incremented by, for example, two. If it is not the lean area, the processing proceeds to step 105, where the lean time counter Clean is reset to zero. The value of the lean time counter Clean serves as information for estimating the lean component adsorption amount (lean side saturated adsorption degree) of the catalyst 23. For example, during execution of the fuel cut, since λ> 1.02, the lean time counter Clean continues to be incremented by 2 in a predetermined cycle.

【0035】その後、ステップ106に進み、サブフィ
ードバック制御実行中であるか否かを判定し、サブフィ
ードバック制御実行中でなければ、そのまま本プログラ
ムを終了するが、サブフィードバック制御実行中であれ
ば、ステップ107に進み、図6のサブフィードバック
条件設定プログラムを実行して、次のようにしてサブフ
ィードバック制御の制御条件を設定する。
Thereafter, the program proceeds to a step 106, wherein it is determined whether or not the sub-feedback control is being executed. If the sub-feedback control is not being executed, the present program is terminated. Proceeding to step 107, the sub-feedback condition setting program of FIG. 6 is executed, and the control conditions of the sub-feedback control are set as follows.

【0036】図6のサブフィードバック条件設定プログ
ラムが起動されると、まずステップ111で、下流側排
ガスセンサ25の出力が例えば0.75V以上であるか
否かで、触媒23から流出する排ガスの空燃比が所定以
上のリッチであるか否かを判定し、所定以上のリッチで
なければ、触媒23がリッチ側の飽和吸着状態でないと
判断して、ステップ112に進み、リッチ時間カウンタ
Crichを0にリセットして、次のステップ113に進
む。また、下流側排ガスセンサ25の出力が0.75V
以下の場合もステップ113に進む。
When the sub-feedback condition setting program shown in FIG. 6 is started, first, in step 111, whether the output of the downstream side exhaust gas sensor 25 is, for example, 0.75 V or more is determined based on whether or not the exhaust gas flowing out of the catalyst 23 is empty. It is determined whether or not the fuel ratio is rich beyond a predetermined value. If not, it is determined that the catalyst 23 is not in the rich side saturated adsorption state, and the routine proceeds to step 112, where the rich time counter Crich is set to 0. Reset and proceed to the next step 113. The output of the downstream exhaust gas sensor 25 is 0.75 V
In the following cases, the process proceeds to step 113.

【0037】このステップ113では、リッチ時間カウ
ンタCrichの値が0よりも大きいか否かを判定し、この
リッチ時間カウンタCrichの値が0よりも大きい場合
は、触媒23のリッチ側の飽和吸着状態から復帰させる
ための復帰制御を実行する。この復帰制御中は、ステッ
プ114で、リッチ時間カウンタCrichを1ずつデクリ
メントしてステップ115に進み、減衰率Kdec をリッ
チ側の復帰制御時の減衰率Kdecrich に設定する。
In this step 113, it is determined whether or not the value of the rich time counter Crich is larger than 0. If the value of the rich time counter Crich is larger than 0, the saturated adsorption state on the rich side of the catalyst 23 is determined. Execute the return control for returning from. During this return control, at step 114, the rich time counter Crich is decremented by one, and the routine proceeds to step 115, where the attenuation rate Kdec is set to the attenuation rate Kdecrich at the time of the rich-side return control.

【0038】更に、次のステップ116で、比例・積分
ゲインK1 ,K2 をリッチ側の復帰制御時の比例・積分
ゲインK1rich ,K2rich に設定すると共に、次のステ
ップ117で、上限ガード値と下限ガード値をリッチ側
の復帰制御時の上限ガード値Kuprichと下限ガード値K
udrichに設定する。この後、ステップ129に進み、後
述する図8の補正量算出プログラムを実行して、上流側
目標空燃比AFref の補正量AFcomp(i) を算出する。
Further, in the next step 116, the proportional / integral gains K1 and K2 are set to the proportional / integral gains K1rich and K2rich for the return control on the rich side, and in the next step 117, the upper limit guard value and the lower limit guard are set. The upper guard value Kuprich and the lower guard value K at the time of return control on the rich side
Set to udrich. Thereafter, the routine proceeds to step 129, where a correction amount calculation program shown in FIG. 8 described later is executed to calculate a correction amount AFcomp (i) of the upstream target air-fuel ratio AFref.

【0039】一方、前記ステップ113で、リッチ時間
カウンタCrichの値が0と判定された場合は、ステップ
119に進み、下流側排ガスセンサ25の出力が例えば
0.2V以下であるか否かで、触媒23から流出する排
ガスの空燃比が所定以上のリーンであるか否かを判定
し、所定以上のリーンでなければ、触媒23がリーン側
の飽和吸着状態でないと判断して、ステップ120に進
み、リーン時間カウンタCleanを0にリセットして、次
のステップ121に進む。また、下流側排ガスセンサ2
5の出力が0.2V以上の場合もステップ121に進
む。
On the other hand, if it is determined in step 113 that the value of the rich time counter Crich is 0, the process proceeds to step 119, in which whether the output of the downstream exhaust gas sensor 25 is, for example, 0.2 V or less is determined. It is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the catalyst 23 is lean or more than a predetermined value. , Resets the lean time counter Clean to 0, and proceeds to the next step 121. In addition, the downstream side exhaust gas sensor 2
Also when the output of No. 5 is 0.2 V or more, the process proceeds to step 121.

【0040】このステップ121では、リーン時間カウ
ンタCleanの値が0よりも大きいか否かを判定し、この
リーン時間カウンタCleanの値が0よりも大きい場合
は、触媒23のリーン側の飽和吸着状態から復帰させる
ための復帰制御を実行する。この復帰制御中は、ステッ
プ122で、リーン時間カウンタCleanを1ずつデクリ
メントしてステップ123に進み、減衰率Kdec をリー
ン側の復帰制御時の減衰率Kdeclean に設定する。
In this step 121, it is determined whether or not the value of the lean time counter Clean is greater than 0. If the value of the lean time counter Clean is greater than 0, the saturated adsorption state on the lean side of the catalyst 23 is determined. Execute the return control for returning from. During this return control, at step 122, the lean time counter Clean is decremented by one, and the routine proceeds to step 123, where the attenuation rate Kdec is set to the attenuation rate Kdeclean at the time of the lean-side return control.

【0041】更に、次のステップ124で、比例・積分
ゲインK1 ,K2 をリーン側の復帰制御時の比例・積分
ゲインK1lean ,K2lean に設定すると共に、次のステ
ップ125で、上限ガード値と下限ガード値をリーン側
の復帰制御時の上限ガード値Kupleanと下限ガード値K
udleanに設定する。この後、ステップ129に進み、後
述する図8の補正量算出プログラムを実行して、上流側
目標空燃比AFref の補正量AFcomp(i) を算出する。
Further, in the next step 124, the proportional / integral gains K1 and K2 are set to the proportional / integral gains K1lean and K2lean for the return control on the lean side, and in the next step 125, the upper limit guard value and the lower limit guard The upper guard value Kuplean and the lower guard value K at the time of the lean-side return control
Set to udlean. Thereafter, the routine proceeds to step 129, where a correction amount calculation program shown in FIG. 8 described later is executed to calculate a correction amount AFcomp (i) of the upstream target air-fuel ratio AFref.

【0042】一方、前記ステップ121で、リーン時間
カウンタCleanの値が0と判定された場合は、触媒23
が飽和吸着状態でないと判断して、通常制御を実行す
る。この通常制御中は、図7のステップ126で、減衰
率Kdec を通常制御時の減衰率Kdecnomalに設定する。
On the other hand, if it is determined in step 121 that the value of the lean time counter Clean is 0, the catalyst 23
Is not in the saturated adsorption state, and normal control is executed. During the normal control, the damping rate Kdec is set to the damping rate Kdecnomal in the normal control in step 126 of FIG.

【0043】更に、次のステップ127で、比例・積分
ゲインK1 ,K2 を通常制御時の比例・積分ゲインK1n
omal,K2nomalに設定すると共に、次のステップ128
で、上限ガード値と下限ガード値を、通常制御時の上限
ガード値Kupnomal と下限ガード値Kudnomal に設定す
る。この後、ステップ129に進み、以下に説明する図
8の補正量算出プログラムを実行して、上流側目標空燃
比AFref の補正量AFcomp(i) を算出する。
Further, in the next step 127, the proportional / integral gains K1 and K2 are changed to the proportional / integral gains K1n in the normal control.
omal, K2nomal and the next step 128
Then, the upper and lower guard values are set to the upper and lower guard values Kupnomal and Kudnomal during normal control. Thereafter, the routine proceeds to step 129, where a correction amount calculation program of FIG. 8 described below is executed to calculate a correction amount AFcomp (i) of the upstream target air-fuel ratio AFref.

【0044】図8の補正量算出プログラムが起動される
と、まず、ステップ201で、現在の下流側排ガスセン
サ25の出力O2out(i) を読み込み、次のステップ20
2で、上述した図6及び図7のサブフィードバック条件
設定プログラムで設定された減衰率Kdec 、比例・積分
ゲインK1 ,K2 、上限ガード値及び下限ガード値を読
み込む。
When the correction amount calculation program shown in FIG. 8 is started, first, in step 201, the current output O2out (i) of the downstream side exhaust gas sensor 25 is read, and the next step 20 is executed.
In step 2, the attenuation factor Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, the upper limit guard value, and the lower limit guard value set by the above-described sub-feedback condition setting program in FIGS. 6 and 7 are read.

【0045】この後、ステップ203に進み、減衰率K
dec を用いて、前回演算時の下流側排ガスセンサ25の
出力O2out(i-1) と最終目標値O2targ(i)(最終的な下
流側目標空燃比)とに基づいて中間目標値O2midtarg
(i) を前記(1)式を用いて算出する。これにより、前
回演算時の下流側排ガスセンサ25の出力O2out(i-1)
と最終目標値O2targ(i)との間に中間目標値O2midtarg
(i) が設定される。
Thereafter, the routine proceeds to step 203, where the attenuation rate K
Using dec, the intermediate target value O2midtarg based on the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 at the previous calculation and the final target value O2targ (i) (final downstream target air-fuel ratio).
(i) is calculated using the above equation (1). Thereby, the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation is obtained.
And the final target value O2targ (i), the intermediate target value O2midtarg
(i) is set.

【0046】この後、ステップ204に進み、中間目標
値O2midtarg(i) と下流側排ガスセンサ25の出力O2o
ut(i) との偏差ΔO2(i)を算出する。 ΔO2(i)=O2midtarg(i) −O2out(i)
Thereafter, the routine proceeds to step 204, where the intermediate target value O2midtarg (i) and the output O2o of the downstream side exhaust gas sensor 25 are output.
The deviation ΔO2 (i) from ut (i) is calculated. ΔO2 (i) = O2midtarg (i)-O2out (i)

【0047】そして、次のステップ205で、前回まで
の偏差ΔO2 の積算値ΣΔO2(i-1)に今回の偏差ΔO2
(i)を積算して、今回までの偏差ΔO2 の積算値ΣΔO2
(i)を求める。 ΣΔO2(i)=ΣΔO2(i-1)+ΔO2(i)
Then, in the next step 205, the integrated value ΣΔO2 (i-1) of the deviation ΔO2 up to the previous time is added to the current deviation ΔO2
(i) is integrated and the integrated value of the deviation ΔO2 up to this time ΣΔO2
Find (i). ΣΔO2 (i) = ΣΔO2 (i-1) + ΔO2 (i)

【0048】この後、ステップ206に進み、上流側目
標空燃比AFref の補正量AFcomp(i) を次式により算
出する。 AFcomp(i) =Fsat (K1 ×ΔO2(i)+K2 ×ΣΔO
2(i)) これにより、上流側目標空燃比AFref の補正量AFco
mp(i) は比例項(K1×ΔO2(i))と積分項(K2 ×Σ
ΔO2(i))を加算して求めた値を上限ガード値と下限ガ
ード値でガード処理して求められる。
Thereafter, the routine proceeds to step 206, where a correction amount AFcomp (i) of the upstream target air-fuel ratio AFref is calculated by the following equation. AFcomp (i) = Fsat (K1 × ΔO2 (i) + K2 × ΣΔO
2 (i)) Thus, the correction amount AFco of the upstream target air-fuel ratio AFref
mp (i) has a proportional term (K1 × ΔO2 (i)) and an integral term (K2 × Σ
ΔO2 (i)) is obtained by performing guard processing on the value obtained by adding the upper guard value and the lower guard value.

【0049】そして、次のステップ207で、今回のΔ
O2(i)とΣΔO2(i)をそれぞれ前回のΔO2(i-1)とΣΔ
O2(i-1)として記憶して本プログラムを終了する。
Then, in the next step 207, the current Δ
O2 (i) and ΣΔO2 (i) are replaced by the previous ΔO2 (i-1) and ΣΔ
This is stored as O2 (i-1) and the program ends.

【0050】エンジン運転中は、吸入空気量(又は吸気
管圧力)とエンジン回転速度に応じた負荷目標空燃比A
Fbaseを算出し、上記図8の補正量算出プログラムで算
出した補正量AFcompを負荷目標空燃比AFbaseに加算
することで、上流側目標空燃比AFref を求め、上流側
排ガスセンサ24の検出空燃比AFが上流側目標空燃比
AFref に収束するように燃料噴射時間Tinj (燃料噴
射量)を算出する。
During the operation of the engine, the load target air-fuel ratio A according to the intake air amount (or the intake pipe pressure) and the engine speed.
By calculating the Fbase, and adding the correction amount AFcomp calculated by the correction amount calculation program of FIG. 8 to the load target air-fuel ratio AFbase, an upstream target air-fuel ratio AFref is obtained, and the detected air-fuel ratio AF of the upstream exhaust gas sensor 24 is calculated. The fuel injection time Tinj (fuel injection amount) is calculated so that the target value converges to the upstream target air-fuel ratio AFref.

【0051】以上説明した本実施形態のメイン/サブフ
ィードバック制御の実行例を図9及び図10のタイムチ
ャートを用いて説明する。図9は、燃料カット復帰後の
制御例を示している。燃料カット実行中は、サブフィー
ドバック実行条件が不成立となり、減衰率Kdec 、比例
・積分ゲインK1,K2 、上限ガード値及び下限ガード
値の算出が停止される。燃料カットが実行されると、触
媒23のリーン成分吸着量が飽和状態となるため、燃料
カット復帰直後に、触媒23をリーン側の飽和吸着状態
から復帰させるための復帰制御が実行される。このリー
ン側の復帰制御では、減衰率Kdec 、比例・積分ゲイン
K1,K2 、上限ガード値及び下限ガード値をそれぞれ
リーン側の復帰制御時の値に設定する。これにより、中
間目標値の更新量を通常制御の場合よりも小さくすると
共に、サブフィードバック制御による上流側目標空燃比
AFref の補正量AFcompを通常制御の場合よりも小さ
くする設定する。この復帰制御中は、減衰率Kdec 、比
例・積分ゲインK1 ,K2 、上限ガード値及び下限ガー
ド値を、復帰制御の経過時間に応じて(つまり触媒23
の回復度合に応じて)、徐々に通常制御時の値に近付け
ていく。
An example of the execution of the main / sub feedback control of the present embodiment described above will be described with reference to the time charts of FIGS. FIG. 9 shows a control example after returning from the fuel cut. During the fuel cut, the sub-feedback execution condition is not satisfied, and the calculation of the damping rate Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, the upper guard value, and the lower guard value is stopped. When the fuel cut is executed, the lean component adsorption amount of the catalyst 23 becomes saturated. Therefore, immediately after the fuel cut is restored, the return control for returning the catalyst 23 from the lean saturated adsorption state is executed. In the lean-side return control, the attenuation rate Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, the upper guard value, and the lower guard value are set to the values at the time of the lean-side return control. Thus, the update amount of the intermediate target value is set to be smaller than that in the case of the normal control, and the correction amount AFcomp of the upstream target air-fuel ratio AFref by the sub feedback control is set to be smaller than that in the case of the normal control. During this return control, the attenuation rate Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, the upper guard value and the lower guard value are changed according to the elapsed time of the return control (that is, the catalyst 23).
(Depending on the degree of recovery), and gradually approaches the value during normal control.

【0052】このようにすれば、燃料カット復帰後に、
触媒23がリーン側の飽和吸着状態から吸着量の少ない
状態に復帰する際に、触媒23のストレージ状態が不安
定であっても、サブフィードバック制御の制御条件を安
定性を確保できる範囲内に制限して、安定したサブフィ
ードバック制御を実施することができ、燃料カット復帰
後の排ガス浄化性能を確保することができる。
In this way, after returning from the fuel cut,
When the catalyst 23 returns from the lean side saturated adsorption state to the state where the amount of adsorption is small, even if the storage state of the catalyst 23 is unstable, the control condition of the sub-feedback control is limited to a range where stability can be ensured. As a result, stable sub-feedback control can be performed, and exhaust gas purification performance after returning from fuel cut can be ensured.

【0053】この復帰制御の実行時間は、リーン時間カ
ウンタCleanでカウントした燃料カット実行時間に応じ
て設定され、この設定時間の経過後に復帰制御を終了し
て通常制御に移行する。また、この設定時間の経過前で
あっても、下流側排ガスセンサ25の出力が例えば0.
2V以上になった時点で、触媒23がリーン成分吸着量
の少ない状態に復帰したと判断して、復帰制御を終了し
て通常制御に戻る。
The execution time of the return control is set in accordance with the fuel cut execution time counted by the lean time counter Clean, and after the set time has elapsed, the return control is terminated and the control shifts to the normal control. Further, even before the set time has elapsed, the output of the downstream exhaust gas sensor 25 is, for example, 0.5.
When the voltage becomes 2 V or more, it is determined that the catalyst 23 has returned to the state in which the lean component adsorption amount is small, and the return control is ended to return to the normal control.

【0054】この通常制御では、減衰率Kdec 、比例・
積分ゲインK1 ,K2 、上限ガード値及び下限ガード値
をそれぞれ通常制御時の値に切り換えて、中間目標値の
更新量を復帰制御の場合よりも大きくすると共に、サブ
フィードバック制御による上流側目標空燃比AFref の
補正量AFcompを復帰制御の場合よりも大きくする。こ
れにより、通常制御時には、触媒23の動特性の変化に
応答良く追従した高応答のサブフィードバック制御を実
行して、排ガス浄化性能を最大限に高める。
In this normal control, the damping rate Kdec is proportional to
The integral gains K1 and K2, the upper guard value and the lower guard value are each switched to the value at the time of the normal control to increase the update amount of the intermediate target value as compared with the case of the return control, and the upstream target air-fuel ratio by the sub feedback control. The correction amount AFcomp of AFref is made larger than in the case of the return control. As a result, during normal control, high-response sub-feedback control that follows the change in the dynamic characteristics of the catalyst 23 with good response is executed, and the exhaust gas purification performance is maximized.

【0055】一方、図10は、パワー増量復帰後の制御
例を示している。パワー増量実行中は、サブフィードバ
ック実行条件が不成立となり、減衰率Kdec 、比例・積
分ゲインK1 ,K2 、上限ガード値及び下限ガード値の
算出が停止される。パワー増量が実行されると、触媒2
3のリッチ成分吸着量が飽和状態となるため、パワー増
量復帰直後に、触媒23をリッチ側の飽和吸着状態から
復帰させるための復帰制御が実行される。このリッチ側
の復帰制御では、減衰率Kdec 、比例・積分ゲインK1
,K2 、上限ガード値及び下限ガード値をそれぞれリ
ッチ側の復帰制御時の値に設定する。これにより、中間
目標値の更新量を通常制御の場合よりも小さくすると共
に、サブフィードバック制御による上流側目標空燃比A
Fref の補正量AFcompを通常制御の場合よりも小さく
する。
FIG. 10 shows an example of control after returning from the power increase. During the power increase, the sub-feedback execution condition is not satisfied, and the calculation of the damping rate Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, the upper guard value, and the lower guard value is stopped. When the power increase is performed, the catalyst 2
Since the rich component adsorption amount of No. 3 becomes saturated, the return control for returning the catalyst 23 from the rich side saturated adsorption state is executed immediately after the power increase return. In the return control on the rich side, the attenuation rate Kdec, the proportional / integral gain K1
, K2, the upper limit guard value and the lower limit guard value are set to the values at the time of the return control on the rich side. As a result, the update amount of the intermediate target value is made smaller than in the case of the normal control, and the upstream target air-fuel ratio A
The correction amount AFcomp of Fref is made smaller than in the case of the normal control.

【0056】このようにすれば、パワー増量復帰後に、
触媒23がリッチ側の飽和吸着状態から復帰する際に、
触媒23のストレージ状態が不安定であっても、サブフ
ィードバック制御の制御条件を安定性を確保できる範囲
内に制限して、安定したサブフィードバック制御を実施
することができ、パワー増量復帰後の排ガス浄化性能を
確保することができる。
By doing so, after returning from the power increase,
When the catalyst 23 returns from the saturated adsorption state on the rich side,
Even if the storage state of the catalyst 23 is unstable, the control condition of the sub-feedback control can be limited to a range where stability can be ensured, and stable sub-feedback control can be performed. Purification performance can be ensured.

【0057】復帰制御の実行時間は、リッチ時間カウン
タCrichでカウントしたパワー増量実行時間に応じて設
定され、この設定時間の経過後に復帰制御を終了して通
常制御に移行する。また、この設定時間の経過前であっ
ても、下流側排ガスセンサ25の出力が例えば0.75
V以下になった時点で、触媒23がリッチ成分吸着量の
少ない状態に復帰したと判断して、復帰制御を終了して
通常制御に戻る。
The execution time of the return control is set in accordance with the power increase execution time counted by the rich time counter Crich. After the elapse of the set time, the return control ends and the control shifts to the normal control. Even before the set time has elapsed, the output of the downstream side exhaust gas sensor 25 is, for example, 0.75
At the time point when the voltage becomes V or less, it is determined that the catalyst 23 has returned to the state in which the rich component adsorption amount is small, and the return control is ended to return to the normal control.

【0058】尚、上記実施形態では、リーン側とリッチ
側の復帰制御の制御条件を、触媒23の特性や下流側排
ガスセンサ25の出力特性等に応じて異なる条件に設定
するようにしているが、演算処理の簡略化のために、リ
ーン側とリッチ側の復帰制御の制御条件を同一の条件に
設定しても良い。
In the above-described embodiment, the control conditions for the return control on the lean side and the rich side are set to different conditions in accordance with the characteristics of the catalyst 23, the output characteristics of the downstream exhaust gas sensor 25, and the like. In order to simplify the arithmetic processing, the control conditions for the return control on the lean side and the rich side may be set to the same condition.

【0059】また、上記実施形態では、復帰制御時に減
衰率Kdec 、比例・積分ゲインK1,K2 、制御範囲
(上限ガード値及び下限ガード値)を全て復帰制御時の
値に変更するようにしたが、これらの中の一部のみを変
更するようにしても良い。
In the above embodiment, the damping rate Kdec, the proportional / integral gains K1, K2, and the control range (upper guard value and lower guard value) are all changed to the values at the time of the return control at the time of the return control. Alternatively, only some of these may be changed.

【0060】また、上記実施形態では、復帰制御と通常
制御とで、減衰率Kdec を変更することで、中間目標値
O2midtarg(i) の更新量を変更するようにしたが、これ
以外の方法で中間目標値O2midtarg(i) の更新量を変更
するようにしても良い。或は、復帰制御と通常制御と
で、中間目標値O2midtarg(i) の更新周期(更新速度)
を変更するようにしても良い。
In the above embodiment, the update amount of the intermediate target value O2midtarg (i) is changed by changing the attenuation rate Kdec between the return control and the normal control. The update amount of the intermediate target value O2midtarg (i) may be changed. Alternatively, the update cycle (update speed) of the intermediate target value O2midtarg (i) between the return control and the normal control
May be changed.

【0061】また、中間目標値O2midtarg(i) を、前回
演算時の下流側排ガスセンサ25の出力O2out(i-1) と
最終目標値O2targ(i)とをパラメータとする二次元マッ
プにより算出するようにしても良い。この場合は、復帰
制御用の中間目標値算出マップと通常制御用の中間目標
値算出マップを実験又はシミュレーション等で設定すれ
ば良い。
The intermediate target value O2midtarg (i) is calculated by a two-dimensional map using the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 and the final target value O2targ (i) at the time of the previous calculation as parameters. You may do it. In this case, the intermediate target value calculation map for the return control and the intermediate target value calculation map for the normal control may be set by experiments or simulations.

【0062】また、復帰制御と通常制御とで、サブフィ
ードバック制御の制御周期(補正量AFcomp(i) の演算
周期)を変更するようにしても良い。また、上記実施形
態では、下流側排ガスセンサ25の出力電圧が例えば
0.75V以上又は0.2V以下になったか否かで触媒
23が飽和吸着状態になったか否かを判定するようにし
たが、燃料カット実行時に触媒23が飽和吸着状態にな
ったと判定するようにしても良い。或は、下流側排ガス
センサ25の出力電圧が所定のリッチ電圧以上又は所定
のリーン電圧以下の状態が所定時間以上継続したか否か
で触媒23が飽和吸着状態になったか否かを判定するよ
うにしても良い。
The control cycle of the sub-feedback control (calculation cycle of the correction amount AFcomp (i)) may be changed between the return control and the normal control. Further, in the above-described embodiment, whether or not the catalyst 23 is in the saturated adsorption state is determined based on whether or not the output voltage of the downstream side exhaust gas sensor 25 has become, for example, 0.75 V or more or 0.2 V or less. Alternatively, it may be determined that the catalyst 23 is in the saturated adsorption state when executing the fuel cut. Alternatively, it may be determined whether the catalyst 23 has entered the saturated adsorption state by determining whether the output voltage of the downstream side exhaust gas sensor 25 is equal to or higher than a predetermined rich voltage or equal to or lower than a predetermined lean voltage for a predetermined time or longer. You may do it.

【0063】また、上記実施形態では、中間目標値O2m
idtarg(i) を算出する際に前回演算時の下流側排ガスセ
ンサ25の出力O2out(i-1) を用いたが、所定演算回数
前の下流側排ガスセンサ25の出力O2out(i-n) を用い
ても良い。
In the above embodiment, the intermediate target value O2m
When calculating idtarg (i), the output O2out (i-1) of the downstream exhaust gas sensor 25 at the time of the previous calculation was used, but the output O2out (in) of the downstream exhaust gas sensor 25 before the predetermined number of calculations was used. Is also good.

【0064】また、下流側排ガスセンサ25は、酸素セ
ンサに代えて、空燃比センサ(リニアA/Fセンサ)を
用いても良く、また、上流側排ガスセンサ24は、空燃
比センサ(リニアA/Fセンサ)に代えて酸素センサを
用いても良い。
The downstream exhaust gas sensor 25 may use an air-fuel ratio sensor (linear A / F sensor) instead of the oxygen sensor. The upstream exhaust gas sensor 24 may use an air-fuel ratio sensor (linear A / F sensor). An oxygen sensor may be used instead of the (F sensor).

【0065】その他、本発明は、中間目標値O2midtarg
(i) の算出式や補正量AFcomp(i)の算出式を適宜変更
しても良い等、本発明は種々変更して実施できることは
言うまでもない。
In addition, according to the present invention, the intermediate target value O2midtarg
It goes without saying that the present invention can be implemented with various changes, for example, the calculation formula of (i) and the calculation formula of the correction amount AFcomp (i) may be appropriately changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システ
ム全体の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine control system showing an embodiment of the present invention.

【図2】ECUのCPUの演算処理機能で実現する空燃
比制御手段の機能を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a function of an air-fuel ratio control unit realized by an arithmetic processing function of a CPU of an ECU;

【図3】空燃比フィードバック制御システム全体の機能
を示す機能ブロック図
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the entire air-fuel ratio feedback control system.

【図4】補正量AFcomp(i) を算出する飽和関数を説明
する図
FIG. 4 is a diagram illustrating a saturation function for calculating a correction amount AFcomp (i).

【図5】サブフィードバック制御プログラムの処理の流
れを示すフローチャート
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing of a sub-feedback control program;

【図6】サブフィードバック条件設定プログラムの処理
の流れを示すフローチャート(その1)
FIG. 6 is a flowchart (part 1) illustrating a processing flow of a sub-feedback condition setting program;

【図7】サブフィードバック条件設定プログラムの処理
の流れを示すフローチャート(その2)
FIG. 7 is a flowchart showing a processing flow of a sub-feedback condition setting program (part 2);

【図8】補正量算出プログラムの処理の流れを示すフロ
ーチャート
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of a correction amount calculation program.

【図9】燃料カット復帰後の制御例を示すタイムチャー
FIG. 9 is a time chart showing a control example after returning from fuel cut;

【図10】パワー増量復帰後の制御例を示すタイムチャ
ート
FIG. 10 is a time chart showing a control example after returning from a power increase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…エンジン(内燃機関)、20…燃料噴射弁、22
…排気管、23…触媒、24…上流側排ガスセンサ、2
5…下流側排ガスセンサ、28…ECU(空燃比フィー
ドバック制御手段,サブフィードバック制御手段,中間
目標値設定手段)、31…CPU、40…空燃比制御手
段、41…燃料噴射量フィードバック制御部(空燃比フ
ィードバック制御手段)、42…目標空燃比計算部(サ
ブフィードバック制御手段)、43…負荷目標空燃比計
算部、44…目標空燃比補正部、45…時間遅れ要素
(1/z)、46…中間目標値計算部(中間目標値設定
手段)、47…制御条件設定部(復帰制御手段)、47
…補正量計算部。
11 ... engine (internal combustion engine), 20 ... fuel injection valve, 22
... exhaust pipe, 23 ... catalyst, 24 ... upstream exhaust gas sensor, 2
5 downstream exhaust gas sensor, 28 ECU (air-fuel ratio feedback control means, sub feedback control means, intermediate target value setting means), 31 CPU, 40 air-fuel ratio control means, 41 fuel injection amount feedback control unit (air Fuel ratio feedback control means), 42 ... target air-fuel ratio calculation unit (sub feedback control means), 43 ... load target air-fuel ratio calculation unit, 44 ... target air-fuel ratio correction unit, 45 ... time delay element (1 / z), 46 ... Intermediate target value calculation section (intermediate target value setting means), 47 ... control condition setting section (return control means), 47
... A correction amount calculation unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 368 F02D 45/00 368G (72)発明者 清水 幸一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 飯田 寿 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3G084 BA09 BA13 DA10 DA12 EA07 EB09 EB13 EB14 EB15 EB18 EB20 FA20 FA30 FA33 3G091 AA02 AA17 AA28 AB03 BA01 BA14 BA15 BA19 CB02 DA01 DA02 DA03 DA05 DA10 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 DC03 EA01 EA05 EA30 FA05 FA07 FA11 FB10 FB11 FB12 HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 JA21 KA26 MA01 MA12 MA24 NA03 NA04 NC02 ND05 ND22 ND27 NE17 NE19 NE23 PD09A PD09Z PE01Z PE08Z──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 45/00368 F02D 45/00 368G (72) Inventor Koichi Shimizu 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture In Denso Co., Ltd. (72) Inventor Hisashi Iida 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in Denso Co., Ltd. (Reference) 3G084 BA09 BA13 DA10 DA12 EA07 EB09 EB13 EB14 EB15 EB18 EB20 FA20 FA30 FA33 3G091 AA02 AA17 AA28 AB03 BA01 BA14 BA15 BA19 CB02 DA01 DA02 DA03 DA05 DA10 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 DC03 EA01 EA05 EA30 FA05 FA07 FA11 FB10 FB11 FB12 HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 JA21 KA26 MA01 MA12 MA24 NA03 NE04 NE02 ND05 PD17 PE01Z PE08Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排ガス浄化用の触媒の上流側と下流側で
それぞれ排ガスの空燃比又はリッチ/リーンを検出する
上流側排ガスセンサ及び下流側排ガスセンサと、 前記上流側排ガスセンサの検出空燃比が上流側目標空燃
比となるように燃料噴射量をフィードバック制御する空
燃比フィードバック制御手段と、 前記下流側排ガスセンサの過去の検出空燃比と最終的な
下流側目標空燃比とに基づいて中間目標値を設定する中
間目標値設定手段と、 前記下流側排ガスセンサの検出空燃比と前記中間目標値
とに基づいて前記上流側目標空燃比を補正するサブフィ
ードバック制御を行うサブフィードバック制御手段とを
備えた内燃機関の空燃比制御装置において、 前記触媒が飽和吸着状態から復帰する際に、前記中間目
標値の更新量、更新速度、前記サブフィードバック制御
の制御ゲイン、制御周期、制御範囲のうちの少なくとも
1つを変更する復帰制御を所定期間実行する復帰制御手
段を備えていることを特徴とする内燃機関の空燃比制御
装置。
1. An upstream exhaust gas sensor and a downstream exhaust gas sensor for detecting an air-fuel ratio or rich / lean of exhaust gas on an upstream side and a downstream side of an exhaust gas purifying catalyst, respectively. Air-fuel ratio feedback control means for feedback-controlling the fuel injection amount so as to attain the upstream target air-fuel ratio; and an intermediate target value based on the past detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the final downstream target air-fuel ratio. And a sub-feedback control means for performing sub-feedback control for correcting the upstream target air-fuel ratio based on the detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and the intermediate target value. In the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, when the catalyst returns from the saturated adsorption state, the update amount, the update speed, and the Control gain feedback controller, the control cycle, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a return control for changing at least one and a recovery control means for executing a predetermined period of the control range.
【請求項2】 前記中間目標値設定手段は、前記下流側
排ガスセンサの過去の検出空燃比と最終的な下流側目標
空燃比との偏差に減衰率を乗算した値と、最終的な下流
側目標空燃比とを加算して前記中間目標値を求め、 前記復帰制御手段は、前記復帰制御時に前記減衰率を変
更することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空
燃比制御装置。
2. An intermediate target value setting means, comprising: a value obtained by multiplying a deviation between a past detected air-fuel ratio of the downstream exhaust gas sensor and a final downstream target air-fuel ratio by an attenuation rate; 2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intermediate target value is obtained by adding a target air-fuel ratio, and the return control means changes the attenuation rate during the return control. 3.
【請求項3】 前記サブフィードバック制御手段は、前
記下流側排ガスセンサの検出空燃比と前記中間目標値と
の偏差に対する比例積分動作で演算した値を所定の制御
範囲内に制限することで前記上流側目標空燃比の補正量
を求め、 前記復帰制御手段は、前記復帰制御時に前記比例積分動
作のゲイン及び/又は前記制御範囲を変更することを特
徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。
3. The sub-feedback control means limits a value calculated by a proportional integral operation to a deviation between an air-fuel ratio detected by the downstream exhaust gas sensor and the intermediate target value to a predetermined control range to thereby control the upstream-side exhaust gas sensor. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a correction amount of the side target air-fuel ratio is obtained, and the return control means changes a gain of the proportional integration operation and / or the control range during the return control. Air-fuel ratio control device.
【請求項4】 前記復帰制御手段は、前記復帰制御を実
行する期間を前記触媒が飽和吸着状態となるようなリッ
チ又はリーンの状態が継続する時間に応じて設定するこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃
機関の空燃比制御装置。
4. The return control means sets a period during which the return control is performed in accordance with a time during which a rich or lean state in which the catalyst enters a saturated adsorption state continues. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記復帰制御手段は、前記復帰制御を終
了して通常の制御に戻るタイミングを前記下流側排ガス
センサの検出空燃比に基づいて判定することを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の空燃比
制御装置。
5. The method according to claim 1, wherein said return control means determines a timing of terminating said return control and returning to normal control based on a detected air-fuel ratio of said downstream side exhaust gas sensor. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to any one of the above.
【請求項6】 前記復帰制御手段は、燃料カット実行時
に前記触媒が飽和吸着状態になったと判定することを特
徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の内燃機関の
空燃比制御装置。
6. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the return control means determines that the catalyst has reached a saturated adsorption state when executing a fuel cut.
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