(57)【要約】【課題】触媒の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制することができる内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係る内燃機関の制御装置においては、検出部と、判定部と、空燃比制御部とを備える。検出部は、触媒が配設される内燃機関の排気通路において触媒の下流側の空燃比の状態を検出する。判定部は、検出部によって検出された空燃比の状態に基づいて、触媒の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する。空燃比制御部は、判定部の判定結果に基づいて、内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する。【選択図】図１
2020094573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒が配設される内燃機関の排気通路において前記触媒の下流側の空燃比の状態を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された空燃比の状態に基づいて、前記触媒の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御部と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記触媒の下流側に設けられる空燃比センサの出力に基づいて、前記触媒の下流側の空燃比の状態を検出し、
前記判定部は、
前記空燃比センサにおける今回状態と前回状態との差がリーン方向への変化を示す負値の状態が所定回数以上連続して検出された場合、または、当該差が負値の状態が所定時間継続して検出された場合、前記触媒の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定し、
前記空燃比制御部は、
前記判定部によって前記触媒の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定された場合、前記内燃機関に供給される燃料の補正値に所定加算値を反映させて空燃比を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記触媒の下流側に設けられる空燃比センサの出力に基づいて、前記触媒の下流側の空燃比の状態を検出し、
前記判定部は、
前記空燃比センサにおける今回状態と前回状態との差がリッチ方向への変化を示す正値の状態が所定回数以上連続して検出された場合、または、当該差が正値の状態が所定時間継続して検出された場合、前記触媒の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定し、
前記空燃比制御部は、
前記判定部によって前記触媒の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定された場合、前記内燃機関に供給される燃料の補正値に所定減算値を反映させて空燃比を制御すること
を特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記空燃比センサにおける今回状態と前回状態との差が負値で、かつ、当該差が第１閾値以下である場合、前記触媒の下流側の空燃比が、リーン変化状態よりリーン方向への変化が大きい第２リーン変化状態であると判定し、
前記空燃比制御部は、
前記判定部によって前記触媒の下流側の空燃比が第２リーン変化状態であると判定された場合、前記内燃機関に供給される燃料の補正値に第２所定加算値を反映させて空燃比を制御すること
を特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記空燃比センサにおける今回状態と前回状態との差が正値で、かつ、当該差が第２閾値以上である場合、前記触媒の下流側の空燃比が、リッチ変化状態よりリッチ方向への変化が大きい第２リッチ変化状態であると判定し、
前記空燃比制御部は、
前記判定部によって前記触媒の下流側の空燃比が第２リッチ変化状態であると判定された場合、前記内燃機関に供給される燃料の補正値に第２所定減算値を反映させて空燃比を制御すること
を特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
触媒が配設される内燃機関の排気通路において前記触媒の下流側の空燃比の状態を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された空燃比の状態に基づいて、前記触媒の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する判定工程と、
前記判定工程の判定結果に基づいて、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御工程と
を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に触媒が配設され、排ガスを浄化する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した内燃機関においては、触媒において効率的に排ガスを浄化するため、例えば触媒の下流側に空燃比センサを設け、かかる空燃比センサの出力に基づいて空燃比が理論空燃比近傍となるように制御している。具体的には、空燃比センサの出力がリーンを示す場合、空燃比をリッチ側に補正する一方、空燃比センサの出力がリッチを示す場合、空燃比をリーン側に補正するようにしている。
【０００５】
しかしながら、例えば、空燃比センサの出力がリーンからリッチに切り替わる直前まで、空燃比をリッチ側に補正すると、空燃比が過度にリッチ側になって触媒の浄化性能が低下してしまうおそれがある。逆に、空燃比センサの出力がリッチからリーンに切り替わる直前まで、空燃比をリーン側に補正すると、空燃比が過度にリーン側になって触媒の浄化性能が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、触媒の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制することができる内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、内燃機関の制御装置において、検出部と、判定部と、空燃比制御部とを備える。検出部は、触媒が配設される内燃機関の排気通路において前記触媒の下流側の空燃比の状態を検出する。判定部は、前記検出部によって検出された空燃比の状態に基づいて、前記触媒の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する。空燃比制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、触媒の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る内燃機関の制御方法の概要を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る制御装置を含む制御システムの構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、制御装置を含む制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、補正値情報を示す図である。
【図５】図５は、補正値情報を示す図である。
【図６】図６は、補正値情報を示す図である。
【図７】図７は、補正値情報を示す図である。
【図８】図８は、制御装置による空燃比制御の処理を説明するタイムチャートである。
【図９】図９は、制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
＜１．内燃機関の制御方法の概要＞
以下では先ず、制御装置が実行する内燃機関の制御方法の概要について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る内燃機関の制御方法の概要を示す図である。
【００１２】
本実施形態に係る内燃機関の制御方法は、例えば制御装置１０によって実行される。制御装置１０は、内燃機関４０の空燃比制御などを行うことができる。
【００１３】
内燃機関４０は、例えばガソリンを燃料とする自動車のエンジンである。以下、内燃機関４０を「エンジン４０」と記載する場合がある。エンジン４０の排気通路７０には、排ガスを浄化するための触媒８０が配設される。
【００１４】
触媒８０は、酸素を吸蔵する能力を有しており、例えば排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）等の酸化物を還元し、かかる還元によって生じた酸素を吸蔵する。また、触媒８０は、例えば排ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等を、吸蔵した酸素を放出して酸化する。このように、触媒８０は、酸素を吸蔵／放出して、排ガスに含まれる成分を還元／酸化することで、排ガスを浄化する。
【００１５】
制御装置１０は、触媒８０において効率的に排ガスを浄化するため、例えば触媒８０の下流側に空燃比センサ４２を設け、かかる空燃比センサ４２の出力に基づいて空燃比が理論空燃比近傍となるように空燃比制御を行う。
【００１６】
例えば、制御装置１０は、空燃比センサ４２の出力がリーンを示す場合、空燃比をリッチ側に補正する一方、空燃比センサ４２の出力がリッチを示す場合、空燃比をリーン側に補正するようにしている。
【００１７】
また、触媒８０は、空燃比がリーン側に大きくなると、窒素酸化物（ＮＯｘ）が排出されてしまうことから、制御装置１０は、空燃比センサ４２の出力が所定閾値を下回ると、空燃比をリッチ側へさらに補正するオフセット補正値を用いて、空燃比制御を行うことができる。
【００１８】
ところで、制御装置１０は、空燃比センサ４２の出力がリーンからリッチに切り替わる直前まで、空燃比をリッチ側に補正すると、空燃比が過度にリッチ側になって触媒の浄化性能が低下してしまうおそれがある。また、空燃比センサ４２の出力が所定閾値以上になるまで、空燃比制御において上記したオフセット補正値が反映されると、オフセット補正値によってリッチ側へさらに補正されるため、空燃比がさらにリッチ側になるおそれがある。
【００１９】
逆に、制御装置１０は、空燃比センサ４２の出力がリッチからリーンに切り替わる直前まで、空燃比をリーン側に補正すると、空燃比が過度にリーン側になって触媒の浄化性能が低下してしまうおそれがある。また、空燃比センサ４２の出力が所定閾値を下回るまで、空燃比制御においてオフセット補正値が反映されないと、空燃比がさらにリーン側になるおそれがある。
【００２０】
そこで、本実施形態にあっては、触媒８０の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制するようにした。
【００２１】
具体的には、制御装置１０は、先ず触媒８０の下流側の空燃比の状態（すなわち、空燃比の値、または、空燃比がリッチもしくはリーンの状態）を検出する（ステップＳ１）。制御装置１０は、検出された空燃比の状態に基づいて、触媒８０の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態であるか、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する（ステップＳ２）。そして、制御装置１０は、判定結果に基づいて空燃比制御を行う（ステップＳ３）。
【００２２】
詳しくは、触媒８０の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定される場合、すなわち、リーン方向への変化が継続している場合、リーン方向への変化がそのまま続くと推定される。そこで、制御装置１０は、判定結果に基づき、例えば、空燃比制御の燃料の補正値に所定加算値を反映させることができる。これにより、例えば、燃料の補正値に、上記したオフセット補正値に加え、所定加算値を反映させることも可能となり、よって空燃比はリッチ側へ大きく補正され、結果として触媒８０の下流側における空燃比が過度にリーンになることを抑制することができる。
【００２３】
一方、触媒８０の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定される場合、すなわち、リッチ方向への変化が継続している場合、リッチ方向への変化がそのまま続くと推定される。そこで、制御装置１０は、判定結果に基づき、例えば、空燃比制御の燃料の補正値に所定減算値を反映させることができる。これにより、例えば、燃料の補正値にオフセット補正値が反映されているような場合、所定減算値が反映されることで、空燃比のリッチ側への補正を緩やかにすることができ、結果として触媒８０の下流側における空燃比が過度にリッチ側へ振れてしまうことを抑制することができる。
【００２４】
このように、本実施形態にあっては、触媒の下流側の空燃比がリーン変化状態、または、リッチ変化状態であるかを判定し、判定結果に基づいて空燃比制御を行うことで、触媒８０の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制することができる。
【００２５】
＜２．制御装置を含む制御システムの構成＞
次に、本実施形態に係る制御装置１０を含む制御システムの構成について、図２以降を用いて説明する。図２は、実施形態に係る制御装置１０を含む制御システム１の構成例を示す模式図である。
【００２６】
図２に示すように、制御システム１にあっては、制御装置１０によって、空燃比制御等の各種制御が行われる。
【００２７】
エンジン４０において、気筒（シリンダ）５０には、吸気管６０と排気通路７０とが、吸気弁６１と排気弁７１とを介して連結される。吸気管６０には、吸入空気量を調整するスロットル６２や燃料を吸気管６０内に噴射するインジェクタ６３が設けられる。吸気管６０の上流側には、エアクリーナー６４が設けられ、エアクリーナー６４を通過した空気（吸気）が流れ込む。
【００２８】
シリンダ５０には、点火コイル５１および点火プラグ５２が設けられ、シリンダ５０内にはピストン５３が設けられる。排気通路７０には、上記した触媒８０が配設される。
【００２９】
排気通路７０において、触媒８０の上流側および下流側には、それぞれ空燃比センサ４１，４２が設けられる。空燃比センサ４１，４２は、いずれもＯ２センサである。これにより、触媒８０の上流側および下流側の空燃比を、簡易な構成で検出することができる。なお、空燃比センサ４１，４２は、いずれか一方、あるいは両方がＡ／Ｆセンサなどその他の種類のセンサであってもよい。また、以下では、空燃比センサ４１を「上流側空燃比センサ４１」、空燃比センサ４２を「下流側空燃比センサ４２」と記載する場合がある。
【００３０】
図３は、制御装置１０を含む制御システム１の構成例を示すブロック図である。なお、図３のブロック図では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３１】
換言すれば、図３のブロック図に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
【００３２】
図３に示すように、制御システム１は、上記した制御装置１０と、エンジン４０と、上流側空燃比センサ４１と、下流側空燃比センサ４２と、車載センサ群１００とを備える。
【００３３】
上流側空燃比センサ４１は、触媒８０の上流側の空燃比の状態を検出し、検出された空燃比の状態を示す信号を制御装置１０へ出力する。下流側空燃比センサ４２は、触媒８０の下流側の空燃比の状態を検出し、検出された空燃比の状態を示す信号を制御装置１０へ出力する。
【００３４】
車載センサ群１００には、例えば、空燃比制御などに必要な情報を検出する各種のセンサが含まれる。例えば、車載センサ群１００には、エンジン回転数を検出する回転数センサや、エンジン４０の吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
制御装置１０は、制御部２０と、記憶部３０とを備える。記憶部３０は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成される記憶部である。記憶部３０は、第１リッチカウンタ３１、第２リッチカウンタ３２、第１リーンカウンタ３３、第２リーンカウンタ３４、空燃比マップ３５、補正値情報３６、各種プログラムや設定データなどを記憶する。
【００３６】
第１リッチカウンタ３１は、触媒８０の下流側の空燃比の状態がリーン方向へ変化したことが検出された回数をカウントするカウンタである。上記したように、リーン方向への変化が継続すると、所定加算値を用いて空燃比をリッチ側へ補正するが、かかる第１リッチカウンタ３１は、そのリッチ側へ補正する所定加算値の算出の際に用いられる。
【００３７】
具体的には、例えば、後述する制御部２０の検出部２１で検出される下流側空燃比センサ４２の出力の今回の状態と前回の状態との出力差Ｖｒがリーン方向への変化を示す負値の状態である場合、空燃比はリーン方向へ変化していることから、第１リッチカウンタ３１は、カウントアップされる。
【００３８】
第２リッチカウンタ３２は、触媒８０の下流側の空燃比の状態がリーン方向へ急速に変化したことが検出された回数をカウントするカウンタである。
【００３９】
具体的には、例えば、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが負値で、かつ、その出力差Ｖｒが第１閾値以下である場合、触媒８０の下流側の空燃比が、リーン変化状態よりリーン方向への変化が大きい「第２リーン変化状態」である。かかる場合に、空燃比の状態がリーン方向へ急速に変化していることから、第２リッチカウンタ３２は、カウントアップされる。
【００４０】
第１リーンカウンタ３３は、触媒８０の下流側の空燃比の状態がリッチ方向へ変化したことが検出された回数をカウントするカウンタである。上記したように、リッチ方向への変化が継続すると、所定減算値を用いて空燃比をリーン側へ補正するが、かかる第１リーンカウンタ３３は、そのリーン側へ補正する所定減算値の算出の際に用いられる。
【００４１】
具体的には、例えば、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒがリッチ方向への変化を示す正値の状態である場合、空燃比の状態はリッチ方向へ変化していることから、第１リーンカウンタ３３は、カウントアップされる。
【００４２】
第２リーンカウンタ３４は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒがリッチ方向へ急速に変化したことが検出された回数をカウントするカウンタである。
【００４３】
具体的には、例えば、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが正値で、かつ、その出力差Ｖｒが第２閾値以上である場合、触媒８０の下流側の空燃比が、リッチ変化状態よりリッチ方向への変化が大きい「第２リッチ変化状態」である。かかる場合に、空燃比がリッチ方向へ急速に変化していることから、第２リーンカウンタ３４は、カウントアップされる。
【００４４】
空燃比マップ３５は、例えば、エンジン回転数などエンジン４０の運転状態に応じた目標空燃比が設定されるマップである。
【００４５】
補正値情報３６には、上記した第１、第２リッチカウンタ３１，３２、第１、第２リーンカウンタ３３，３４を用いた空燃比の補正に関する情報がそれぞれ含まれる。かかる補正値情報３６について、図４〜図７を参照して説明する。
【００４６】
図４は、第１リッチカウンタ３１を用いた補正に関する補正値情報３６を示す図である。図４に示すように、第１加算値は、空燃比がリーン変化状態のときにリッチ側へ補正する所定加算値の一例である。第１加算値は、第１リッチカウンタ３１が増えるにつれて大きくなるように設定される。すなわち、第１加算値は、第１リッチカウンタ３１が増えるにつれて、空燃比をよりリッチ側へ補正するように設定される。
【００４７】
図５は、第２リッチカウンタ３２を用いた補正に関する補正値情報３６を示す図である。図５に示すように、第２加算値は、空燃比が第２リーン変化状態のときにリッチ側へ補正する第２所定加算値の一例である。第２加算値は、第２リッチカウンタ３２が増えるにつれて大きくなるように設定される。すなわち、第２加算値は、第２リッチカウンタ３２が増えるにつれて、空燃比をよりリッチ側へ補正するように設定される。なお、例えば第２加算値は第１加算値より大きくなるように設定されるが、これに限られず、第１加算値および第２加算値は、任意の値に設定可能である。
【００４８】
図６は、第１リーンカウンタ３３を用いた補正に関する補正値情報３６を示す図である。図６に示すように、第１減算値は、空燃比がリッチ変化状態のときにリーン側へ補正する所定減算値の一例である。第１減算値は、第１リーンカウンタ３３が増えるにつれて大きくなるように設定される。すなわち、第１減算値は、第１リーンカウンタ３３が増えるにつれて、空燃比をよりリーン側へ補正するように設定される。
【００４９】
図７は、第２リーンカウンタ３４を用いた補正に関する補正値情報３６を示す図である。図７に示すように、第２減算値は、空燃比が第２リッチ変化状態のときにリーン側へ補正する第２所定減算値の一例である。第２減算値は、第２リーンカウンタ３４が増えるにつれて大きくなるように設定される。すなわち、第２減算値は、第２リーンカウンタ３４が増えるにつれて、空燃比をよりリーン側へ補正するように設定される。なお、例えば第２減算値は第１減算値より大きくなるように設定されるが、これに限られず、第１減算値および第２減算値は、任意の値に設定可能である。
【００５０】
図２の説明に戻ると、制御部２０は、検出部２１と、判定部２２と、空燃比制御部２３とを備え、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などを有するマイクロコンピュータである。
【００５１】
検出部２１は、上流側空燃比センサ４１や下流側空燃比センサ４２、車載センサ群１００などから出力される信号に基づいて、空燃比やエンジン回転数などを検出する。そして、検出された空燃比の状態などを示す信号を判定部２２や空燃比制御部２３などへ出力する。
【００５２】
判定部２２は、下流側空燃比センサ４２によって検出された空燃比の状態に基づいて、触媒８０の下流側の空燃比がリーン変化状態、または、リッチ変化状態であるかを判定する。
【００５３】
例えば、判定部２２は、下流側空燃比センサ４２における今回状態（今回値）と前回状態（前回値）との差Ｖｒがリーン方向への変化を示す負値の状態が所定回数以上連続して検出された場合、触媒８０の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定することができる。
【００５４】
なお、リーン変化状態の判定は上記に限定されるものではない。すなわち、例えば、判定部２２は、下流側空燃比センサ４２の差Ｖｒが負値の状態が所定時間継続して検出された場合、触媒８０の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定してもよい。
【００５５】
また、判定部２２は、下流側空燃比センサ４２の差Ｖｒがリッチ方向への変化を示す正値の状態が所定回数以上連続して検出された場合、触媒８０の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定する。なお、判定部２２は、下流側空燃比センサ４２の差Ｖｒが正値の状態が所定時間継続して検出された場合、触媒８０の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定してもよい。
【００５６】
さらに、判定部２２は、触媒８０の下流側の空燃比が、第２リーン変化状態であるか、第２リッチ変化状態であるかを判定することができる。例えば、判定部２２は、下流側空燃比センサ４２の差Ｖｒが負値で、かつ、差Ｖｒが第１閾値以下である場合、触媒８０の下流側の空燃比が第２リーン変化状態であると判定する。なお、第１閾値は、触媒８０の下流側の空燃比において、リーン方向への変化が比較的大きいと判定可能な値に設定されるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
また  判定部２２は、下流側空燃比センサ４２の差Ｖｒが負値で、かつ、差Ｖｒが第２閾値以上である場合、触媒８０の下流側の空燃比が第２リッチ変化状態であると判定する。そして、判定部２２は、上記した判定結果を示す情報を空燃比制御部２３へ出力する。なお、第２閾値は、触媒８０の下流側の空燃比において、リッチ方向への変化が比較的大きいと判定可能な値に設定されるが、これに限定されるものではない。
【００５８】
空燃比制御部２３は、判定部の判定結果、記憶部３０に記憶される各種の情報に基づいて、空燃比を制御する。
【００５９】
例えば、空燃比制御部２３は、空燃比が、空燃比マップ３５に基づいて設定される目標空燃比となるように空燃比を制御する。さらに、空燃比制御部２３は、例えば下流側空燃比センサ４２の出力がリッチであるか、リーンであるかによってエンジン４０に供給される燃料（以下、供給燃料）の補正を行う。以下、かかる補正に用いられる補正値を「基本補正値」と記載する場合がある。
【００６０】
また、空燃比制御部２３は、例えば、空燃比センサ４２の出力が所定閾値を下回ると、空燃比をリッチ側へさらに補正するオフセット補正値を用いて、供給燃料の補正を行うことができる。なお、空燃比センサ４２の出力が所定閾値を上回ると、オフセット補正値を用いた補正は行われないが、これに限定されるものではない。
【００６１】
さらに、本実施形態に係る空燃比制御部２３にあっては、基本補正値、オフセット補正値に加え、第１加算値、第２加算値、第１減算値、第２減算値を用いて、供給燃料の補正を行って空燃比を制御することができる。
【００６２】
例えば、空燃比制御部２３は、第１リッチカウンタ３１がカウントアップされている場合、すなわち、触媒の下流側の空燃比がリーン変化状態であると判定されている場合、補正値情報３６にアクセスし、第１リッチカウンタ３１に応じた第１加算値を読み出す。そして、空燃比制御部２３は、基本補正値やオフセット補正値、第１加算値が反映された補正値を用いて供給燃料を補正し、空燃比を制御する。これにより、触媒８０の下流側の空燃比が過度にリーンになることを抑制することができる。
【００６３】
また、例えば、空燃比制御部２３は、第２リッチカウンタ３２がカウントアップされている場合、すなわち、触媒の下流側の空燃比が第２リーン変化状態であると判定されている場合、補正値情報３６にアクセスし、第２リッチカウンタ３２に応じた第２加算値を読み出す。そして、空燃比制御部２３は、基本補正値やオフセット補正値、第２加算値が反映された補正値を用いて供給燃料を補正し、空燃比を制御する。これにより、触媒８０の下流側の空燃比が過度にリーンになることを抑制することができる。
【００６４】
なお、空燃比制御部２３は、第１、第２加算値の両方が得られた場合、加算値の大きい方を選択するが、これに限定されるものではなく、加算値の小さい方を選択したり、第１、第２加算値の平均値を選択したりしてもよい。
【００６５】
例えば、空燃比制御部２３は、第１リーンカウンタ３３がカウントアップされている場合、すなわち、触媒の下流側の空燃比がリッチ変化状態であると判定されている場合、補正値情報３６にアクセスし、第１リーンカウンタ３３に応じた第１減算値を読み出す。そして、空燃比制御部２３は、基本補正値やオフセット補正値、第１減算値が反映された補正値を用いて供給燃料を補正し、空燃比を制御する。これにより、触媒８０の下流側の空燃比が過度にリッチになることを抑制することができる。
【００６６】
また、例えば、空燃比制御部２３は、第２リーンカウンタ３４がカウントアップされている場合、すなわち、触媒の下流側の空燃比が第２リッチ変化状態であると判定されている場合、補正値情報３６にアクセスし、第２リーンカウンタ３４に応じた第２減算値を読み出す。そして、空燃比制御部２３は、基本補正値やオフセット補正値、第２減算値が反映された補正値を用いて供給燃料を補正し、空燃比を制御する。これにより、触媒８０の下流側の空燃比が過度にリッチになることを抑制することができる。
【００６７】
なお、空燃比制御部２３は、第１、第２減算値の両方が得られた場合、減算値の大きい方を選択するが、これに限定されるものではなく、減算値の小さい方を選択したり、第１、第２減算値の平均値を選択したりしてもよい。
【００６８】
次に、本実施形態に係る制御装置１０による空燃比制御について図８を参照して、より詳しく説明する。図８は、本実施形態に係る制御装置１０による空燃比制御の処理を説明するタイムチャートである。図８では、本実施形態に係る制御装置１０による空燃比制御が行われた各種値を実線で示し、従来技術のものを破線で示している。
【００６９】
図８に破線で示すように、従来技術にあっては、例えば、時刻Ｔ２で下流側空燃比センサ４２の出力が所定閾値を下回ると、空燃比をリッチ側へさらに補正するオフセット補正値が補正値に反映される。
【００７０】
しかしながら、かかるオフセット補正値は、下流側空燃比センサ４２の出力が所定閾値を下回るまで、補正値に反映されないため、下流側空燃比センサ４２の出力のリーン側への減少の速度に間に合わず、空燃比が過度にリーンになっている。
【００７１】
また、従来技術にあっては、例えば、時刻Ｔ４で下流側空燃比センサ４２の出力が所定閾値を上回ると、オフセット補正値が補正値に反映されなくなる。
【００７２】
しかしながら、下流側空燃比センサ４２の出力が所定閾値を上回る直前まで、オフセット補正値が補正値に反映されていたため、オフセット補正値が反映されなくなっても、空燃比が過度にリッチになっている。
【００７３】
これに対し、本実施形態に係る制御装置１０にあっては、時刻Ｔ１において出力差Ｖｒが負値の状態が継続すると、リーン変化状態と判定され、例えば、第１加算値が補正値に反映されるようにする。すなわち、空燃比をリッチ側へ補正する。これにより、従来技術の時刻Ｔ２以降で発生していた、空燃比が急速にリーン側へ変化するような状態を回避でき、結果として触媒８０の下流側の空燃比が過度にリーンになることを抑制することができる。
【００７４】
また、本実施形態に係る制御装置１０にあっては、時刻Ｔ３において出力差Ｖｒが正値の状態が継続すると、リッチ変化状態と判定され、例えば、第２減算値が補正値に反映されるようにする。すなわち、空燃比をリーン側へ補正する。これにより、従来技術の時刻Ｔ４以降で発生していた、空燃比が急速にリッチ側へ変化するような状態を回避でき、結果として触媒８０の下流側の空燃比が過度にリッチになることを抑制することができる。
【００７５】
＜３．実施形態に係る制御装置の制御処理＞
次に、制御装置１０における具体的な処理手順について図４を用いて説明する。図９は、制御装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００７６】
図９に示すように、制御装置１０の制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力の今回状態と前回状態との出力差Ｖｒがリーン方向への変化を示す負値であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御部２０は、出力差Ｖｒが負値であると判定された場合（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、第１、第２リーンカウンタがゼロか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００７７】
制御部２０は、第１、第２リーンカウンタがゼロではないと判定された場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、第１、第２リーンカウンタをクリアしてゼロにする（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理が終わると、あるいは、第１、第２リーンカウンタがゼロであると判定された場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、第１リッチカウンタをカウントアップする（ステップＳ１３）。
【００７８】
次いで、制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第１閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第１閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、すなわち、触媒８０の下流側の空燃比が第２リーン変化状態であると判定された場合、第２リッチカウンタをカウントアップする（ステップＳ１５）。他方、制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第１閾値以下ではないと判定された場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１５の処理をスキップする。
【００７９】
次いで、制御部２０は、補正値情報３６に基づいて現在の第１、第２リッチカウンタに対応する第１、第２加算値を算出する（ステップＳ１６）。次いで、制御部２０は、算出された第１加算値が第２加算値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００８０】
制御部２０は、第１加算値が第２加算値より大きいと判定された場合（ステップＳ１７，Ｙｅｓ）、第１加算値を供給燃料の補正値に反映させる（ステップＳ１８）。一方、制御部２０は、第１加算値が第２加算値より大きいと判定されない場合（ステップＳ１７，Ｎｏ）、すなわち、第２加算値が第１加算値より大きい場合、第２加算値を供給燃料の補正値に反映させる（ステップＳ１９）。
【００８１】
また、制御部２０は、出力差Ｖｒが負値ではないと判定された場合（ステップＳ１０，Ｎｏ）、すなわち、出力差Ｖｒがリッチ方向への変化を示す正値である場合、第１、第２リッチカウンタがゼロか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００８２】
制御部２０は、第１、第２リッチカウンタがゼロではないと判定された場合（ステップＳ２０，Ｎｏ）、第１、第２リッチカウンタをクリアしてゼロにする（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理が終わると、あるいは、第１、第２リッチカウンタがゼロであると判定された場合（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、第１リーンカウンタをカウントアップする（ステップＳ２２）。
【００８３】
次いで、制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第２閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、すなわち、触媒８０の下流側の空燃比が第２リッチ変化状態であると判定された場合、第２リーンカウンタをカウントアップする（ステップＳ２４）。他方、制御部２０は、下流側空燃比センサ４２の出力差Ｖｒが第２閾値以上ではないと判定された場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、ステップＳ２４の処理をスキップする。
【００８４】
次いで、制御部２０は、補正値情報３６に基づいて現在の第１、第２リーンカウンタに対応する第１、第２減算値を算出する（ステップＳ２５）。次いで、制御部２０は、算出された第１減算値が第２減算値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００８５】
制御部２０は、第１減算値が第２減算値より大きいと判定された場合（ステップＳ２６，Ｙｅｓ）、第１減算値を供給燃料の補正値に反映させる（ステップＳ２７）。一方、制御部２０は、第１減算値が第２減算値より大きいと判定されない場合（ステップＳ２６，Ｎｏ）、すなわち、第２減算値が第１減算値より大きい場合、第２減算値を供給燃料の補正値に反映させる（ステップＳ２８）。
【００８６】
上述してきたように、実施形態に係るエンジン４０の制御装置１０においては、検出部２１と、判定部２２と、空燃比制御部２３とを備える。検出部２１は、触媒８０が配設されるエンジン４０の排気通路７０において触媒８０の下流側の空燃比の状態を検出する。判定部２２は、検出部２１によって検出された空燃比の状態に基づいて、触媒８０の下流側の空燃比がリーン方向への変化が継続するリーン変化状態、または、リッチ方向への変化が継続するリッチ変化状態であるかを判定する。空燃比制御部２３は、判定部２２の判定結果に基づいて、エンジン４０に供給される混合気の空燃比を制御する。これにより、触媒８０の下流側における空燃比が過度にリッチまたはリーンになることを抑制することができる。
【００８７】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  制御装置
２０  制御部
２１  検出部
２２  判定部
２３  空燃比制御部
４０  エンジン
４２  下流側空燃比センサ
７０  排気通路
８０  触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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