JPH0249948A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２つの気筒グループに分割された多気筒エン
ジンの各気筒グループ毎に空燃比をフィードバック制御
するエンジンの空燃比制御装置に関する。

（従来技術） 従来、■６型エンジンのような■型多気筒エンジンにお
いては、両バンクの排気通路の集合部から下流側の共通
排気通路に０□センサのような空燃比センサを設け、さ
らにこの空燃比センサの下流側に、排気ガスを浄化する
ための触媒コンバータを設けているが、上記空燃比セン
サが設けられている位置は、エンジンの排気ボートから
遠いために、排気ガスの温度が低下して空燃比センサに
応答遅れを生じる問題があり、また、バンク間で空燃比
にバラツキを生じる欠点があった。そこで例えば特開昭
６０−１９０６３０号公報に開示されているように、２
つのバンクの各バンクに属する気筒グループ毎に設けら
れている排気通路にそれぞれ空燃比センサを配設して、
２つのバンクに対しそれぞれ独立的に空燃比のフィード
バック制御を行なうようにした空燃比制御システムが採
用されている。このような空燃比制御を行えば、高温の
排気ガスに空燃比センサをさらすことができ、しかも各
バンク毎に正確な空燃比制御が可能になるため、触媒コ
ンバータによる排気ガス浄化能力を高めることができる
。

しかしながら、両バンクの排気通路にそれぞれ設けられ
ている空燃比センサの特性のバラツキ、劣化度合の差異
等によって、共通排気通路におけるトータルの空燃比に
ずれが生じ、触媒による排気ガス浄化性能が低下してエ
ミッション特性を悪化させるという問題を発生している
。

（発明の目的） 本発明は、上述のように２つの気筒グループごとに空燃
比制御を行なう場合の触媒に流入する排気ガスの空燃比
が理論空燃比となるようにして、触媒による排気ガス浄
化性能を向上させることができるエンジンの空燃比制御
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、空燃比センサがそれぞれ設けられている２つ
の排気通路を上記空燃比センサの下流側で集合させて共
通排気通路を形成し、この共通排気通路に、排気ガスを
浄化する触媒装置を設けるとともに、上記共通排気通路
の、上記２つの排気通路の集合部と上記触媒装置との間
の部位に、上記２つの排気通路から排出される排気ガス
の平均空燃比の前記目標空燃比に対するずれを検出する
ための第３空燃比センサを設け、この第３空燃比センサ
による上記ずれの検出にもとづいて、少なくとも一方の
気筒グループの空燃比を補正するようにしたことを特徴
とする。

（発明の効果） 本発明によれば、触媒に流入する排気ガスの空燃比を理
論空燃比とほぼ等しくすることができ、これによって触
媒による排気ガス浄化性能を確保することができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明によるエンジンの制御装置の実施例を示
す全体概要図である。第１図において、エンジン本体１
の例えば６個の気筒は１字型に２列に配列されて左バン
ク２Ｌおよび右バンク２Ｒを構成しており、各バンク２
Ｌ、２Ｒに属するそれぞれ３個の気筒が第１気筒グルー
プおよび第２気筒グループを形成している。共通吸気通
路３の上流側にはエアフローメータ４が設けられ、この
エアフローメータ４の下流にスロットルバルブ５および
サージタンク６が設けられ、サージタンク６から分岐さ
れた独立吸気通路７．８が各バンク２Ｌ、２Ｒの気筒グ
ループにそれぞれ接続されている。各独立吸気通路７．
８には、各気筒毎に燃料供給系から燃料パイプ９を通じ
て加圧燃料を吸気ボートへ供給するためのフューエルイ
ンジェクタ１０．１１が設けられている。

一方、各バンク２Ｌ、２Ｒには排気通路１３．１４がそ
れぞれ独立的に接続されており、これら排気通路１３．
１４には、空燃比センサとしての０□センサ１５．１６
がそれぞれ配設され、排気通路１３．１４は、上記０□
センサ１５．１６の下流側で合流して共通排気通路１７
を形成している。この共通排気通路１７には、排気ガス
中の３つの有害成分ＨＣ，Ｃｏ、ＮＯＸを同時に浄化す
る三元触媒コンバータ１８が設けられ、さらに、共通排
気通路１７の、排気通路１３．１４の集合部と触媒コン
バータ１８との間の部位に、第３の空燃比センサとして
の０□センサ１９が配設されている。

以上の構成において、排気ガス中の酸素濃度に応じた電
気信号を発生する０２センサ１５．１６は、第２図に示
すように、理論空燃比（λ＝１）近傍で急激な出力値の
変化を示し、制御回路２０はこれら０□センサ１５．１
６の出力およびエアフローメータ４、エンジン回転数セ
ンサ、水温センサ、アイドルスイッチ付きスロットル開
度センサその他の各種センサからの出力にもとづいて、
フューエルインジェクタ１０．１１に対する燃料噴射制
御信号のパルス幅Ｔｉを演算し、各バンク２Ｌ、２Ｒ毎
に空燃比のフィードバック制御を行なっている。

この場合、制御回路２０は、上記０□センサ１５．１６
の出力変化幅のほぼ中心に、リッチ方向およびリーン方
向の空燃比変化の判定基準となる判定レベルａ　（スラ
イスレベル）を設定し、ｏ２センサ１５．１６の出力カ
ーブが、この判定レベルａをリーン側からリッチ側に横
切った時点をもってリーン検出時点とし、また上記出力
カーブが上記判定レベルａをリッチからリーン側に横切
った時点をもってリーン検出時点としている。さらにフ
ューエルインジェクタ１０．１１から０！センサ１５．
１６までの燃焼ガスの伝達遅れ、およびＯ□センサ１５
．１６自体の応答遅れ等を補償すべく、０２センサ１５
．１６の出力が上記判定レベルａを横切ってリッチ−リ
ーン、またはリーン−リッチに反転してがら空燃比変更
制御開始時点までのデイレ−タイムＴＤＬおよびＴ、を
設け、リーンデイレ−タイムＴＤＬが経過した時点から
リッチデイレ−タイムＴＤ、ｌが経過する時点までを空
燃比制御フラグＦ＝１の期間として空燃比をリーン側に
制御している。なお、第２図の空燃比制御信号波形にお
いて、Ｐは比例値、■は制御信号波形の傾斜を決定する
積分率である。

また、制御回路は２０は、第３の空燃比センサである０
□センサ１９によって、共通排気通路１７における排気
ガスの実際の空燃比Ａの目標空燃比Ｖ、に対するずれ量
を検出し、このずれ量の検出にもとづいて、両バンク２
Ｌ、２Ｒにおける空燃比フィードバック制御におけるデ
イレ−タイムＴ、いＴ、またはフィードバック制御値の
補正を行ない、触媒装置１８に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比となるようにしている。

次に、上記制御回路２０が実行する空燃比制御について
第３図のフローチャートを参照して説明する。

まずステップＳ１において、スロットル開度センサから
出力されるスロットル開度信号およびエンジン回転数セ
ンサから出力されるエンジン回転数信号にもとづいて、
運転領域が低、中負荷域の空燃比フィードバック制御領
域にあるか否かを判定し、フィードバック領域にあれば
、ステップｓ２に進んで０２センサ１５．１６を用いた
フィードバック制御のメインルーチンを実行する。そし
て次のステップＳ３で共通排気通路１７における実際の
空燃比Ａをあられす第３の０２センサ１９の出力を読込
む。次にステップＳ４でこの空燃比Ａを目標空燃比■、
と比較し、Ａ＞Ｖ、であれば、空燃比はリッチ側にずれ
ているから、ステップＳ５へ進み、リッチディレータイ
ムＴＤ、ｌから所定のデイレ−補正タイムＭを減算した
値Ｔ□−Ｍを判定し、Ｔｏｍ　　Ｍ２Ｏのときはステッ
プＳ６でリッチディレータイムＴｆｌ＋ｔをＴ□−Ｍに
変更する。また、Ｔｏや−Ｍｈｏであれば、ステップＳ
７でリーンデイレ−タイムＴＤＬ側を変更してＴＤＬ＋
Ｍとする。

一方、ステップＳ４に、おいてＡ＜Ｖ、と判定された場
合は、空燃比はリーン側にずれているからステップＳ８
へ進み、リーンデイレ−タイムＴ０゜から所定のデイレ
−補正タイムＭを減算した値ＴＤＬ　　Ｍの値を判定し
、ＴＩＬＬ　　Ｍ２ＯのときはステップＳ９でリーンデ
イレ−タイムＴＤＬをＴＤＬＭに変更する。また、ＴＤ
Ｌ　　Ｍ＜Ｏであれば、ステップ３１０でリッチデイレ
−タイムＴＩＩＲ側を変更してＴｅｌ＋Ｍとする。

以上の処理はステップＳｌｌでエンジン停止と判定され
るまで反復実行されるが、ステップＳ１の判定結果がｒ
ＮＯｊのときは、ステップ３１２でオープン制御を行な
う。

以上説明した第３図のフローチャートに示す処理は、リ
ッチデイレ−タイムＴＤＲまたはリーンデイレ−タイム
ＴＤＬを変更することにより、触媒に流入する排気ガス
の空燃比のずれを補正するようにしたものであり、次に
その変更された両ディレ−タイムＴＤＩＩ、　Ｔｏｔと
に基づいたフィードバック制御メインルーチンであるス
テ・７プＳ２の処理について第４図のフローチャートを
参照して説明する。

まずステップＳ２１でｏ２センサ１９からの実際の空燃
比Ａを読込み、ステップ３２２でこの実際の空燃比Ａを
目標空燃比■、と比較し、Ａ＞Ｖ。

で空燃比がリッチの場合には、ステップ３２３でさらに
前回の空燃比Ａ′を目標空燃比Ｖ、と比較し、Ａ’＞Ｖ
、で前回もリッチな場合には、ステップＳ２４で空燃比
フラグＦが１か否かを判定し、Ｆ＝１の場合は次のステ
ップＳ２５でフィードバック制御値りから積分値ΔＩを
減算して空燃比をリーン側に制御する。また、Ａ′≦Ｖ
Ｆで前回はリーンの場合には、ステップ３２６でリーン
デイレ−タイムＴＤＬのタイマをセットし、次のステッ
プＳ２７でリーンデイレ−タイムＴＤＬがタイムアンプ
したか否かを判定し、この判定が「ＮＯ」の間は、ステ
ップ３２８でリーンデイレ−タイムを減算するとともに
ステップＳ２９でフィードバック制御値りに積分値Δ■
を加算して空燃比をリッチ側に制御する。リーンデイレ
−タイムＴＤＬがタイムアツプしたときは、ステップＳ
３０へ進んで空燃比フラグＦを１にしてリッチ判定を行
ない、ステップ３３１でフィードバック制御値りから比
例値Ｐを減算する。その後は、ステップＳ３２で今回の
空燃比Ａを前回の空燃比Ａ′として終了する。

一方、上記ステップＳ２２でＡ≦ｖＦと判定されて空燃
比がリーンの場合には、ステップＳ３３で前回の空燃比
Ａ′を目標空燃比■、と比較し、Ａ’＜Ｖ、で前回もリ
ーンな場合には、ステップＳ３４で空燃比フラグＦが０
か否かを判定し、Ｆ＝０の場合はステップ３３５でフィ
ードバンク制御値りに積分値Δ■を加算して空燃比をリ
ッチ側に制御する。また、Ａ′≧■、で前回はリッチの
場合には、ステップ３３６でリッチデイレ−タイムＴＤ
ｌのタイマをセットし、次のステップＳ３７でリッチデ
イレ−タイムＴｏ１１がタイムアツプしたか否かを判定
し、この判定がｒＮＯＪの間は、ステップ３３８でリッ
チデイレ−タイマを減算するとともに、ステップＳ３９
でフィードバンク制御値りから積分値ΔＩを減算して空
燃比をリーン側に制御する。リッチデイレ−タイムＴｉ
、、がタイムアンプしたときは、ステップ３４０へ進ん
で空燃比フラグＦを０にしてリーン判定を行ない、ステ
ップＳ４１でフィードバック制御値りに比例値Ｐを加算
して、前記と同様にステップ３３２で今回の空燃比Ａを
前回の空燃比Ａ′として終了する。

なお、上述の実施例では、デイレ−タイムＴｏいＴｌ１
ｌｌの補正またはフィードバック制御値りの補正を双方
のバンク２Ｌ、２Ｒについて行なっているが、少なくと
も一方のバンクのみ補正を行なってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体概要図、第２図は空燃比
センサの出力と空燃比フィードバンク制御信号との関係
を示す線図、第３図および第４図は本発明における空燃
比フィードバンク制御のフローチャートである。 −・エンジン本体 し、２Ｒ・−左右バンク 共通吸気通路　　　７．８−独立吸気通路０．１１−フ
ューエルインジェクタ ３．１４−排気通路 ５．１６．１９−−−Ｏｆセンサ ７・・−共通排気通路　　１８・・・触媒コンバータ０
−制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つの気筒グループに分割された多気筒エンジンの一方
   の気筒グループの排気通路に第１空燃比センサを配設し
   、他方の気筒グループの排気通路に第２空燃比センサを
   配設して、これら第１および第２空燃比センサの出力に
   もとづいて、対応する気筒グループの空燃比をそれぞれ
   目標空燃比に近づけるべくフィードバック制御するよう
   にしたエンジンの空燃比制御装置において、 上記第１および第２空燃比センサがそれぞれ設けられて
   いる２つの排気通路を上記空燃比センサの下流側で集合
   させて共通排気通路を形成し、この共通排気通路に、排
   気ガスを浄化する触媒装置を設けるとともに、上記共通
   排気通路の、上記２つの排気通路の集合部と上記触媒装
   置との間の部位に、上記２つの排気通路から排出される
   排気ガスの平均空燃比の前記目標空燃比に対するずれを
   検出するための第３空燃比センサを設け、この第３空燃
   比センサによる上記ずれの検出にもとづいて、少なくと
   も一方の気筒グループの空燃比を補正するようにしたこ
   とを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。