JP4172387B2

JP4172387B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

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Publication number: JP4172387B2
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Inventors: 衛吉岡
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Description

本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。

内燃機関の燃料増量時で且つ触媒コンバータの下流側に設けられた酸素濃度センサの出力がリッチを示した場合に所定時間空燃比をリーン側に制御し、その後理論空燃比への制御に復帰させる内燃機関の空燃比制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
特開昭６３−１１７１３９号公報特開昭６３−１３４８３５号公報特開平６−３０７２７１号公報特開昭５９−１７３５３３号公報

排気浄化触媒は、排気中にＣＯやＨＣがある場合、吸蔵している酸素や排気ガス中の酸素を用いてＣＯやＨＣを酸化して浄化している。一方、排気中にＮＯｘなどの酸化成分が含まれている場合はこの酸化成分を排気中のＨＣ、ＣＯで還元し、浄化している。排気ガス規制の強化に対応するため、車両などに搭載する排気浄化システムの触媒容量が大型化している。そのため、従来の空燃比制御では、内燃機関の燃料増量運転後、車両の減速、停止までに排気浄化触媒へ吸蔵される酸素量が少なく、触媒排気臭（具体的には硫化水素（Ｈ_２Ｓ））の発生が抑制できない可能性がある。

そこで、本発明は、燃料増量運転後、内燃機関が減速、停止するまでに触媒排気臭を抑制可能な量の酸素を排気浄化触媒へ確実に吸蔵できる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、理論空燃比よりもリーンな排気ガスが流入した場合に酸素を吸蔵し、理論空燃比よりもリッチな排気ガスが流入した場合に吸蔵している酸素を放出する酸素吸蔵能を備えた排気浄化触媒が排気通路に配置された内燃機関に適用される空燃比制御装置において、前記内燃機関の減速時に前記内燃機関の回転数が燃料カット回転数よりも高いと判断した場合に前記内燃機関へ供給する燃料を停止する燃料カット手段と、前記排気浄化触媒に空燃比が理論空燃比よりもリッチな排気ガスが流入する前記内燃機関の燃料増量運転中に前記排気浄化触媒から放出された放出酸素量が多いほど前記燃料カット回転数を低くして前記排気浄化触媒の容量に応じて定まり、前記排気浄化触媒からの硫化水素の発生を抑制可能な酸素量が前記内燃機関の停止までに前記排気浄化触媒に吸蔵されるように前記放出酸素量と相関する物理量に応じて前記燃料カット回転数を変更する燃料カット回転数変更手段と、を備えたことにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

燃料増量運転中はＣＯやＨＣを含む空燃比のリッチな排気が排気浄化触媒へ流入するので、排気浄化触媒から酸素が放出される。一方、燃料カット手段により内燃機関へ供給される燃料が停止されると排気中の酸素濃度が空気の酸素濃度とほぼ同じになるので、排気浄化触媒へ酸素が吸蔵される。本発明の内燃機関の空燃比制御装置によれば、燃料カット回転数変更手段が燃料増量運転中の放出酸素量が多いほど燃料カット回転数を低くするので、燃料カット手段による燃料供給の停止が実施され易くなる。そのため、内燃機関の減速時に排気浄化触媒へ多くの酸素を吸蔵させることができる。従って、内燃機関の減速、停止までに排気浄化触媒へ触媒排気臭を抑制可能な量の酸素を吸蔵させることができる。

本発明の空燃比制御装置において、前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転中の前記内燃機関の積算吸入空気量を参照し、前記積算吸入空気量が多いほど前記燃料カット回転数を低くするように前記積算吸入空気量に応じて前記燃料カット回転数を変更してもよい（請求項２）。燃料増量運転中の積算吸入空気量が多い場合、排気浄化触媒へ空燃比のリッチな排気が多く流入するので、排気浄化触媒から多くの酸素が放出される。そこで、積算吸入空気量が多いほど燃料カット回転数を低くして減速時に燃料供給が停止され易くする。これにより減速時に排気浄化触媒へ多くの酸素を吸蔵させることができる。従って、Ｈ_２Ｓの発生を抑制することができる。また、積算吸入空気量が少ない場合即ち排気浄化触媒から放出された酸素量が少ない場合は、燃料カット回転数が高くなり燃料供給が停止され難くなるので、排気浄化触媒の雰囲気が酸素過剰になり難くなる。触媒の劣化は高温で酸素が過剰に存在する雰囲気において促進されるので、燃料供給が停止され難くなることで排気浄化触媒の劣化が抑制される。

本発明の空燃比制御装置において、前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転が実施された期間を参照し、前記燃料増量運転期間が長いほど前記燃料カット回転数を低くするように前記燃料増量運転期間に応じて前記燃料カット回転数を変更してもよい（請求項３）。燃料増量運転期間が長いと排気浄化触媒へ空燃比のリッチな排気が流入する時間が長いので、排気浄化触媒から多くの酸素が放出される。そこで、燃料増量運転期間が長いほど燃料カット回転数を低くして排気浄化触媒へ酸素を多く吸蔵させる。このように燃料カット回転数を変更することで、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、排気浄化触媒へＨ_２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素を吸蔵させることができる。

本発明の空燃比制御装置において、前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転時の空燃比を参照し、前記空燃比のリッチ側への変化が大きいほど前記燃料カット回転数を低くするように前記空燃比に応じて前記燃料カット回転数を変更してもよい（請求項４）。燃料増量運転時における空燃比のリッチ側への変化が大きいほど燃料増量運転中に排気浄化触媒へ流入するＣＯ、ＨＣの量が多くなるので、排気浄化触媒から多くの酸素が放出される。そこで、空燃比のリッチ側への変化が大きいほど燃料カット回転数を低くして減速時に排気浄化触媒へ酸素を多く吸蔵させる。このように燃料カット回転数を変更することで、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ、排気浄化触媒へＨ_２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素を適正に吸蔵させることができる。

本発明の空燃比制御装置において、前記燃料カット回転数制御手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記排気浄化触媒へ供給された供給酸素量が多いほど前記燃料カット回転数を高くするように前記供給酸素量に応じて前記燃料カット回転数を補正してもよい（請求項５）。燃料増量運転後に内燃機関の空燃比がストイキで運転された場合及び燃料供給が停止された場合は、排気浄化触媒へ酸素が供給される。この供給酸素量が多い場合は、減速時に排気浄化触媒へ供給する酸素量を減らすことができる。そこで、供給酸素量が多いほど燃料カット手段による燃料供給が停止され難くなるように燃料カット回転数を高く補正する。このように燃料カット回転数を補正することで、排気浄化触媒の劣化をより抑制することができる。

本発明の空燃比制御装置において、前記燃料カット回転数制御手段は、前記排気浄化触媒の最大酸素吸蔵量が多いほど前記燃料カット回転数が低くなるように前記最大酸素吸蔵量に応じて前記燃料カット回転数を補正してもよい（請求項６）。このように燃料カット回転数を補正することで、最大酸素吸蔵量に応じた量の酸素を減速時に排気浄化触媒へ供給することができる。

本発明によれば、燃料増量運転時に排気浄化触媒から放出された酸素量に応じて燃料カット手段の動作が適正に制御される。そのため、排気浄化触媒の劣化を抑制しつつ内燃機関の減速時に排気浄化触媒へ酸素を吸蔵させて触媒排気臭（Ｈ_２Ｓ）の発生を抑制することができる。

図１に本発明の空燃比制御装置が適用される内燃機関の一実施形態を示す。内燃機関１は、複数（図１では４つ）の気筒２を有している。周知のように、内燃機関１には吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアフィルタ５と、吸気量に対応した信号を出力するエアフローセンサ６と、吸気量調整用のスロットルバルブ７とが設けられている。排気通路４には、内燃機関１から排出された排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ８と、排気の温度に対応した信号を出力する排気温センサ９と、排気浄化触媒１０と、排気中の酸素濃度に対応した信号を出力する酸素濃度センサ１１とが設けられている。排気浄化触媒１０としては、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒などが使用される。

内燃機関１の運転状態はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１２により制御される。ＥＣＵ１２は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を組み合わせたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ１２は、例えば空燃比センサ８や酸素濃度センサ１１等の出力を参照して各気筒２に設けられた燃料噴射弁１３の動作を制御し、排気の空燃比が目標空燃比になるように各気筒２に適正な燃料量を供給する。また、ＥＣＵ１２は、内燃機関１の減速時に内燃機関１の回転数が燃料カット回転数（例えば１０００ｒｐｍ）よりも高いと判断した場合等に、内燃機関１へ供給する燃料を停止（Ｆ／Ｃ）する。このようにＦ／Ｃを実行することでＥＣＵ１２は燃料カット手段として機能する。その他、ＥＣＵ１２には内燃機関１のクランク角度に対応した信号を出力するクランク角センサ１４が接続されている。

図２及び図３は、ＥＣＵ１２が内燃機関１の空燃比を制御するために実行する空燃比制御ルーチンの第一の実施例を示すフローチャートである。図２の空燃比制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。

図２の空燃比制御ルーチンにおいてＥＣＵ１２は、まずステップＳ１１で内燃機関１に供給する燃料を増量する燃料増量条件が成立したか否かを判断する。燃料増量条件は、例えば内燃機関１に出力向上が要求された場合等に成立する。燃料増量条件が成立していないと判断した場合はステップＳ１２へ進み、ＥＣＵ１２は内燃機関１が減速状態にあるか否かを判断する。内燃機関１が減速状態であるか否かは、例えばスロットルバルブ７の開度（ＴＡ）が所定の開度Ｃ未満であるか否かによって判断する。なお、所定の開度Ｃには、例えば内燃機関１のアイドル運転時の開度よりも少し大きい程度の開度が設定される。減速状態であると判断した場合はステップＳ１３へ進み、ＥＣＵ１２は触媒劣化抑制条件が成立しているか否かを判断する。触媒劣化抑制条件は、例えば触媒１０の温度が所定の判定温度（例えば８００℃）よりも高温である場合に成立する。触媒劣化抑制条件が成立していないと判断した場合はステップＳ１４へ進み、ＥＣＵ１２は内燃機関１の回転数ＮＥを取得する。回転数ＮＥは、例えばクランク角センサ１４の出力より取得することができる。次のステップＳ１５においてＥＣＵ１２は、Ｆ／Ｃを開始するか否かを判定するための燃料カット開始回転数ＮＥ１と、Ｆ／Ｃを終了するか否かを判定するための燃料カット終了回転数ＮＥ２と、を補正するための補正係数ｋｇａｆｃを算出する。補正係数ｋｇａｆｃは、後述するステップＳ２９で取得する燃料増量運転中の内燃機関１の積算吸入空気量ＧａＦに係数ｋ１を掛けた値から、内燃機関１の燃料増量運転後に内燃機関１の空燃比がストイキで運転された期間に触媒１０へ供給された酸素量であるＯ２Ｓを引いて算出する。なお、係数ｋ１は、ＧａＦから燃料増量運転中に触媒１０から放出された酸素量の積算値を推定するための係数である。そのため、補正係数ｋｇａｆｃは、ＧａＦが大きくなり燃料増量運転中に触媒１０から放出された酸素量が多いほど大きくなり、燃料増量運転後に触媒１０へ供給された酸素量が多いほど小さくなる。

続くステップＳ１６においてＥＣＵ１２は、ｋｇａｆｃが０よりも大きいか否かを判断する。ｋｇａｆｃが０よりも大きいと判断した場合はステップＳ１７へ進み、ｋｇａｆｃに応じたＮＥ１、ＮＥ２を取得する。一方、ｋｇａｆｃが０以下であると判断した場合はステップＳ１８へ進み、ｋｇａｆｃに０を代入した後ステップＳ１７へ進む。ＮＥ１及びＮＥ２は、例えば図４に示したＮＥ１及びＮＥ２とｋｇａｆｃとの関係をマップとしてＥＣＵ１２のＲＯＭに記憶しておき、そのマップを参照することで取得することができる。図４から明らかなように、ｋａｇｆｃが大きくなるほどＮＥ１及びＮＥ２が低くなるように設定される。次のステップＳ１９において、ＥＣＵ１２はＮＥがＮＥ１よりも大きいか否かを判断する。ＮＥがＮＥ１よりも大きいと判断した場合はステップＳ２０へ進み、ＥＣＵ１２はＦ／Ｃを実行しているか否かを示すフラグであるＸＦＣに、Ｆ／Ｃを実行していることを示す１を代入する。続くステップＳ２１においてＥＣＵ１２は、内燃機関１へＦ／Ｃの実行を指示する。その後今回の制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１９でＮＥがＮＥ１以下であると判断した場合はステップＳ２２へ進み、ＸＦＣが１であるか否かを判断する。ＸＦＣが１である（Ｆ／Ｃが実行中）と判断した場合は、ステップＳ２２へ進み、ＮＥがＮＥ２よりも大きいか否かを判断する。ＮＥがＮＥ２よりも大きいと判断した場合はステップＳ２１へ進み、ＥＣＵ１２は内燃機関１へＦ／Ｃの実行を指示する。その後今回の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ１２で内燃機関１が減速状態ではないと判断した場合及びステップＳ１３で触媒劣化抑制条件が成立していると判断した場合はステップＳ２４へ進み、ＥＣＵ１２はＦ／Ｃの実行を禁止する。また、ＥＣＵ１２はＸＦＣにＦ／Ｃを実行していないことを示す０を代入する。次のステップＳ２５においてＥＣＵ１２は、燃料増量運転後に内燃機関１の空燃比がストイキで運転されたストイキ運転期間の積算吸入空気量ＧａＳを取得する。ＧａＳは、例えばストイキ運転期間中のエアフローセンサ６の出力を積算することで取得することができる。続くステップＳ２６においてＥＣＵ１２は、ＧａＳに係数ｋ２を掛けてＯ２Ｓを取得する。なお、係数ｋ２には、ＧａＳをＯ２Ｓに変換するための値が設定されている。なお、ＧａＳ、Ｏ２Ｓの値はＥＣＵ１２のＲＡＭに記録され、今回の制御ルーチンが終了しても新たな数値が代入されるまで前の値が保持される。次のステップＳ２７においてＥＣＵ１２は、内燃機関１の空燃比がストイキになるようにストイキ制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２３でＮＥがＮＥ２以下であると判断した場合はステップＳ２８へ進み、ＥＣＵ１２はＦ／Ｃを禁止する。また。ＥＣＵ１２は、ＸＦＣ及びｋｇａｆｃに０を代入する。その後、ステップＳ２７で内燃機関１へストイキ制御を指示した後、今回の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ１１で燃料増量条件が成立していると判断した場合は図３のステップＳ２９へ進み、ＥＣＵ１２はＧａＦを取得する。ＧａＦは、例えば内燃機関１の燃料増量運転中のエアフローメータ６の出力を積算することで取得することができる。なお、ＧａＦの値はＥＣＵ１２のＲＡＭに記録され、今回の制御ルーチンが終了しても新たな数値が代入されるまで前の値が保持される。次のステップＳ３０でＥＣＵ１２はＧａＦが所定のガード値Ｇよりも大きいか否かを判断する。なお、ガード値Ｇは、Ｆ／Ｃ実行の開始を判断するＮＥ１が極端に低回転にならないように、適正な値が設定される。ＧａＦがガード値Ｇよりも大きいと判断した場合はステップＳ３１へ進み、ＥＣＵ１２はＧａＦにガード値Ｇを代入する。続くステップＳ３２においてＥＣＵ１２は、ＧａＳ及びＯ２Ｓに０を代入して初期化する。なお、ＧａＦがガード値Ｇ以下であると判断した場合はステップＳ３１をスキップし、ステップＳ３２の処理を実行する。次のステップＳ３３においてＥＣＵ１２は、内燃機関１へ燃料増量制御を指示する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

このように図２及び図３の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ１２は触媒１０から放出された酸素量に応じて、減速時のＦ／Ｃによって触媒１０へ適正に酸素が吸蔵されるようにＮＥ１、ＮＥ２を変更する。このようにＮＥ１、ＮＥ２を変更することで、触媒１０の劣化を抑制しつつ内燃機関１の減速、停止までに触媒１０へＨ２Ｓの発生を抑制可能な量の酸素を吸蔵させることができる。なお、燃料増量運転中に触媒１０から放出された酸素量（放出酸素量）の推定に使用するパラメータは積算吸入空気量に限定されない。例えば、燃料増量運転を実施していた時間や、燃料増量運転時の空燃比を使用して放出酸素量を推定することもできる。なお、燃料増量運転時間は長いほど、空燃比はリッチ側への変化が大きいほど放出酸素量が多くなるので、この場合にＥＣＵ１２はＮＥ１、ＮＥ２を低くする。このように図２及び図３の空燃比制御ルーチンを実行することで、ＥＣＵ１２は燃料カット回転数変更手段として機能する。

図５及び図６は、ＥＣＵ１２が実行する空燃比制御ルーチンの第二の実施例を示すフローチャートである。図５の空燃比制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図５及び図６において図２及び図３と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。

図５の空燃比制御ルーチンにおいてＥＣＵ１２は、まずステップＳ５１で触媒１０の最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを取得する。Ｃｍａｘは空燃比制御ルーチンとは異なるＣｍａｘ算出ルーチンで算出され、ＥＣＵ１２のＲＡＭに記録されている。Ｃｍａｘは、例えば以下に示す方法で取得することができる。内燃機関１が部分負荷域で略定常に運転されている場合等に、内燃機関１の空燃比をリッチにするリッチ制御を行い、触媒１０から酸素を放出させて酸素吸蔵量をゼロにする。なお、酸素濃度センサ１１の出力がリッチ側になることで、触媒１０の酸素吸蔵量がゼロになったと判断できる。次に、内燃機関１の空燃比をリーンにするリーン制御を行い、触媒１０にＣｍａｘまで酸素を吸蔵させる。この場合は酸素濃度センサ１１の出力がリーン側になることで、触媒１０の酸素吸蔵量がＣｍａｘになったと判断できる。Ｃｍａｘは、内燃機関１にリーン制御を行ってから酸素濃度センサ１１の出力がリーンになるまでの間に内燃機関１へ吸入された空気量と、リーン制御中に空燃比センサ８が検出した空燃比とストイキの空燃比との差（酸素過剰分）とを掛け合わせ、この掛け合わせた値を積算していくことにより取得することができる。

次のステップＳ１１においてＥＣＵ１２は、燃料増量条件が成立しているか否かを判断する。燃料増量条件が成立していないと判断した場合は、以降図２の空燃比制御ルーチンと同じ処理を実行し、その後今回の制御ルーチンを終了する。一方、燃料増量条件が成立していると判断した場合は図６のステップＳ２９へ進み、ＥＣＵ１２はＧａＦを取得する。続くステップＳ５２においてＥＣＵ１２は、Ｃｍａｘに応じた触媒還元判定値ｋＧを取得する。触媒還元判定値ｋＧは、例えば図７に示したＣｍａｘとｋＧとの関係をマップとしてＥＣＵ１２のＲＯＭに記憶しておき、そのマップを参照することで取得することができる。図７から明らかなように、Ｃｍａｘが大きくなるほどｋＧが高くなるように設定される。

続くステップＳ５３においてＥＣＵ１２は、ＧａＦがｋＧよりも大きいか否かを判断する。ＧａＦがｋＧよりも大きいと判断した場合はステップＳ５４に進み、ＥＣＵ１２はＧａＦにｋＧを代入する。その後、ＥＣＵ１２はステップＳ３２及びＳ３３の処理を実行して今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ５３においてＧａＦがｋＧ以下であると判断した場合はステップＳ５４をスキップしてステップＳ３２へ進み、以降同様の処理を実行した後、今回の制御ルーチンを終了する。

以上に説明したように、図５及び図６の空燃比制御ルーチンでは、ＣｍａｘによってｋＧが変更され、Ｃｍａｘが多いほどＧａＦの上限値が多くなる。そのため、Ｃｍａｘが多いほどｋｇａｆｃの上限値が大きくなり、ＮＥ１、ＮＥ２はより低回転側まで変更される。このようにＣｍａｘによってＮＥ１、ＮＥ２の変更を補正することで、触媒１０の酸素吸蔵量に応じて適正に酸素を吸蔵させることができる。

図８及び図９は、ＥＣＵ１２が実行する空燃比制御ルーチンの第三の実施例を示すフローチャートである。図８の空燃比制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図８及び図９において図５及び図６と同一の処理には同一の参照符合を付し、説明を省略する。

図８の空燃比制御ルーチンにおいて、内燃機関１の回転数ＮＥを取得する（ステップＳ１４）までは図５の制御ルーチンと同様の処理を行う。続くステップＳ６１において、ＥＣＵ１２は補正係数ｋｇａｆｃを算出する。補正係数ｋｇａｆｃは、ＧａＦにｋ１を掛けた値からＯ２Ｓと、後述するステップＳ６３で取得するＦ／Ｃの実行期間中に触媒１０へ供給された酸素量Ｏ２ＦＣと、を引いて算出する。以降、ＸＦＣに１を代入する（ステップＳ２０）まで図５の制御ルーチンと同様の処理を行う。次の図９のステップＳ６２においてＥＣＵ１２は、Ｆ／Ｃ実行中の内燃機関１の積算吸入空気量ＧａＦＣを取得する。ＧａＦＣは、例えばＦ／Ｃ実行期間中のエアフローセンサ６の出力を積算することで取得することができる。次のステップＳ６３においてＥＣＵ１２は、ＧａＦＣに係数ｋ３を掛けてＯ２ＦＣを取得する。なお、係数ｋ３には、ＧａＦＣをＯ２ＦＣに変換するための値（例えば空気中における酸素の重量比０．２３）が設定される。なお、ＧａＦＣ、Ｏ２ＦＣの値はＥＣＵ１２のＲＡＭに記録され、今回の制御ルーチンが終了しても新たな数値が代入されるまで前の値が保持される。次のステップＳ２１においてＥＣＵ１２はＦ／Ｃの実行を指示し、その後の今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１２で否定判断した場合及びステップＳ１３で肯定判断した場合は、ステップＳ２４以下図５と同様の処理を行う。

一方、ステップＳ１１で燃料増量条件が成立していると判断した場合は、ＧａＦがｋＧよりも大きいか否かを判断する（図９のステップＳ５３）まで図６の制御ルーチンと同様の処理を行う。ＧａＦがｋＧよりも大きいと判断した場合はステップＳ５４でＧａＦにｋＧを代入した後、ステップＳ６４へ進む。一方、ＧａＦがｋＧ以下であると判断した場合はステップＳ５４をスキップしてステップＳ６４へ進む。ステップＳ６４においてＥＣＵ１２は、ＧａＳ、Ｏ２Ｓ、ＧａＦＣ、Ｏ２ＦＣに０を代入して値を初期化する。次のステップＳ３３でＥＣＵ１２は内燃機関１へ燃料増量制御を指示した後、今回の制御ルーチンを終了する。

このように、図８及び図９の空燃比制御ルーチンでは、Ｆ／Ｃ中に触媒１０へ供給された酸素供給量を使用してｋｇａｆｃを算出するので、Ｆ／Ｃを実行する期間を短くすることができる。そのため、触媒１０の劣化をより抑制することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、排気通路に配置される排気浄化触媒の数は一個に限定されない。複数の排気浄化触媒が排気通路に配置されていてもよい。排気浄化触媒の温度を取得する手段は排気温センサに限定されない。触媒温度は例えば吸入空気量、回転数、空燃比、点火時期、車速等からも推定可能である。そのため、触媒劣化抑制条件の成立は、これらのパラメータから推定した触媒温度を用いて判断してもよい。

本発明の空燃比制御ルーチン中で取得するＧａＦの積算開始時期は、燃料増量運転の開始と同時ではなくてもよい。例えば、空燃比センサの出力がリッチになってから積算を開始してもよい。この場合、排気浄化触媒へ流入する排気の空燃比がリッチの状態になってからのＧａＦが取得できるので、排気浄化触媒から放出された酸素量をより精度よく取得することができる。また、同様にＧａＳやＧａＦＣも空燃比センサの出力を参照して積算を開始することで精度を向上させることができる。

本発明の空燃比制御装置が適用される内燃機関の一実施形態を示す図。図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第一の実施例を示すフローチャート。図２に続くフローチャート。補正係数と燃料カット開始回転数及び燃料カット終了回転数との関係の一例を示す図。図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第二の実施例を示すフローチャート。図５に続くフローチャート。触媒の最大酸素吸蔵量と触媒還元判定値との関係の一例を示す図。図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンの第三の実施例を示すフローチャート。図８に続くフローチャート。

符号の説明

１内燃機関
４排気通路
１０排気浄化触媒
１２エンジンコントロールユニット（燃料カット手段、燃料カット回転数変更手段）

Claims

理論空燃比よりもリーンな排気ガスが流入した場合に酸素を吸蔵し、理論空燃比よりもリッチな排気ガスが流入した場合に吸蔵している酸素を放出する酸素吸蔵能を備えた排気浄化触媒が排気通路に配置された内燃機関に適用される空燃比制御装置において、
前記内燃機関の減速時に前記内燃機関の回転数が燃料カット回転数よりも高いと判断した場合に前記内燃機関へ供給する燃料を停止する燃料カット手段と、前記排気浄化触媒に空燃比が理論空燃比よりもリッチな排気ガスが流入する前記内燃機関の燃料増量運転中に前記排気浄化触媒から放出された放出酸素量が多いほど前記燃料カット回転数を低くして前記排気浄化触媒の容量に応じて定まり、前記排気浄化触媒からの硫化水素の発生を抑制可能な酸素量が前記内燃機関の停止までに前記排気浄化触媒に吸蔵されるように前記放出酸素量と相関する物理量に応じて前記燃料カット回転数を変更する燃料カット回転数変更手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転中の前記内燃機関の積算吸入空気量を参照し、前記積算吸入空気量が多いほど前記燃料カット回転数を低くするように前記積算吸入空気量に応じて前記燃料カット回転数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。
前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転が実施された期間を参照し、前記燃料増量運転期間が長いほど前記燃料カット回転数を低くするように前記燃料増量運転期間に応じて前記燃料カット回転数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。
前記燃料カット回転数変更手段は、前記物理量として前記燃料増量運転時の空燃比を参照し、前記空燃比のリッチ側への変化が大きいほど前記燃料カット回転数を低くするように前記空燃比に応じて前記燃料カット回転数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。
前記燃料カット回転数制御手段は、前記燃料増量運転の終了後に前記排気浄化触媒へ供給された供給酸素量が多いほど前記燃料カット回転数を高くするように前記供給酸素量に応じて前記燃料カット回転数を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
前記燃料カット回転数制御手段は、前記排気浄化触媒の最大酸素吸蔵量が多いほど前記燃料カット回転数が低くなるように前記最大酸素吸蔵量に応じて前記燃料カット回転数を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。