JPH04116237A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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〉 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、詳しくは、
気筒毎の空燃比段差を修正して、実際の空燃比を目標空
燃比に近づけるように燃料噴射量を補正制御するものに
関する。

〈従来の技術〉 この種の空燃比制御装置を備えた内燃機関としては、従
来、特開昭６０−２４０８４０号公報等に示されるよう
なものかある。

これについて説明すると、エアフローメータにより検出
される機関の吸入空気流量Ｑと、クランク角センサ等の
機関回転速度センサにより検出される機関回転速度Ｎと
から基本燃料噴射量Ｔｐ（＝ＫＸＱ／Ｎ；には定数）を
演算し、更に、機関温度等の機関運転状態に応じた各種
補正係数Ｃ０ＥＦと、空燃比フィードバック補正係数Ｌ
ＡＭＢＤＡと、バッテリ電圧による電磁式燃料噴射弁の
有効開弁時間の変化を補正するための補正分子ｓとをそ
れぞれ演算し、これらにより前記基本燃料噴射量Ｔｐを
補正演算して最終的な燃料噴射量Ｔｉ　（＝ＴｐＸＣＯ
ＥＦＸＬＡＭＢＤＡ＋Ｔｓ）を設定する。

尚、前記各種補正係数Ｃ０ＥＦは、例えばＣＯＥ　Ｆ　
”　１　＋ＫＭＲ＋　Ｋｔ＝＋ＫＡＳ＋ＫＡＩ＋・・・
なる式で演算されるものであり、ここで、Ｋ〜は空燃比
補正係数、Ｋ？ｗは水温増量補正係数、Ｋ　Ａｓは始動
及び始動後増量補正係数、ＫＡＩはアイドル後増量補正
係数である。

そして、このようにして設定された燃料噴射量Ｔｉに相
当するパルス幅の駆動パルス信号を各気筒毎に設けた電
磁式燃料噴射弁に所定タイミングで出力することにより
、機関に所定の量の燃料を噴射供給するようにしていた
。

前記空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡは、機
関の吸入混合気の空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃
比）に制御するためのものであり、この空燃比フィード
バック補正係数ＬＡＭＢＤＡの値は、比例・積分制御に
より変化させて安定した制御となるようにしている。

即ち、第９図に示すように、混合気を理論空燃比で燃焼
させたときの排気中の酸素濃度比により起電力が急変し
、リッチ混合気側で起電力が高く、リーン混合気側では
起電力が低くなる酸素センサ（実開昭６１−１８２８４
６号公報等参照）７１を、機関７２の各気筒の排気通路
が集合された部分（排気マニホールド７３の集合部）に
設け、かかる酸素センサ７１からの出力電圧と理論空燃
比相当の基準電圧（スライスレベル）とを比較して、機
関吸入混合気の空燃比（金気筒の空燃比）が理論空燃比
に対してリッチかリーンかを判定し、例えば空燃比がリ
ーン（リッチ）の場合には、空燃比フィードバック補正
係数ＬＡＭＢＤＡを所定の積分分（１分）ずつ徐々に上
げて（下げて）いき、燃料噴射量Ｔｉを増量（減量）補
正することで空燃比を理論空燃比に制御する。尚、空燃
比のリッチ・リーンの反転時には、空燃比フィードバッ
ク補正係数ＬＡＭＢＤＡを前記積分分（１分）よりも大
きな比例分（Ｐ分）だけ変化させて、制御応答性を高め
るようにしている。

第９図において、７４はエアクリーナ、７５はスロット
ル弁、７６は吸気マニホールド、７７は三元触媒、７８
はマフラーである。

また、排気脈動緩衝を避けて、排気効率を高めるべく、
排気行程の重ならない複数の気筒からなる気筒グループ
毎に分割して排気マニホールドを接続したものがあり、
このものでは、各排気マニホールド集合部にそれぞれ酸
素センサを介装し、各酸素センサの信号に基づいて対応
する気筒グループ毎に空燃比フィードバック制御を行っ
ている。

即ち、例えば４気筒内燃機関の場合、＃ｌ気筒と＃４気
筒及び＃２気筒と＃３気筒との２つの気筒グループ毎に
排気を集合し、それぞれ前記２つの気筒グループの排気
集合部にそれぞれ酸素センサを設け、排気中の酸素濃度
を介して内燃機関に吸入される混合気の空燃比を検出す
るようにしているものがある。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしながら、このように気筒数よりも少ない数の酸素
センサを用いて混合気の空燃比を検出し、該空燃比に基
づいて空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの値
を変化させ、空燃比を理論空燃比に制御するようにした
ものにおいては、機関排気成分の吸気分配の不均一、燃
料噴射弁の特性バラツキ等が存在すると、特に機関回転
数が少ない例えばアイドル時には、第１０図に示すよう
に、前記バラツキがそのまま検出され、センサ出力にお
いて空燃比のバラツキ（リッチ・リーン）として出力さ
れる。

特に、気筒グループ別に排気マニホールドを接続したタ
イプのものでは、排気行程が重ならないため、酸素セン
サは気筒間の空燃比のばらつきを忠実に検出し易い。

即ち、４気筒内燃機関において、＃ｌ気筒と＃４気筒及
び＃２気筒と＃３気筒との２つの気筒グループ毎に排気
を集合し、それぞれ前記２つの気筒グループの排気集合
部にそれぞれ酸素センサを設けた場合における＃１気筒
と＃４気筒との集合部に設けた酸素センサを例にとると
、第１０図（ｂ）。

（Ｃ）のように＃ｌ気筒の排気を検出した時は酸素セン
サからの出力電圧かスライスレベルより高く、もって機
関吸入混合気の空燃比がリッチであると判断し、第１０
図（ａ）のように空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭ
ＢＤＡを所定の比例分（Ｐ分）だけ下げる。つぎの検出
タイミングにおいては、機関回転数が少ないため、＃４
気筒の排気か検出されるが、ここで前述の空燃比のバラ
ツキか存在すると＃４気筒の排気を検出した時は酸素セ
ンサ２０からの出力電圧がスライスレベルより低い場合
がある。この場合は機関吸入混合気の空燃比かリーンで
あると判断し、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢ
ＤＡを所定の比例分（Ｐ分）だけ上げることとなる。

通常空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの値は
、比例・積分制御により変化させて安定した制御となる
ようにしているが、前述の如く例えばアイドル時には、
所定の比例分だけの上下変化のみとなる。

従って、所定の期間（第１０図（ａ）におけるＴ期間）
は空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが異常反
転を繰り返すこととなり、各気筒の空燃比を個々に目標
空燃比に制御することができず、空燃比の変動を充分に
抑止することができないため、排気性状が一定せず、排
気を浄化するための三元触媒の能力を超えて排気エミッ
ション特性が悪化するという問題がある。

勿論、気筒毎に酸素センサを設けて、各センサからの信
号に応じて気筒毎に独立した空燃比フィードバック制御
を行えば、上記問題点は解消されるが、コストアップが
著しく、制御も多系統となりすぎる等の問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、気筒毎の空
燃比段差を修正して、実際の空燃比を目標空燃比に近づ
けるように燃料噴射量をフィードバック制御可能なよう
にすることができる内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、上記目的を達成するために、第１図
に示すように、下記のＡ−にの手段を含んで内燃機関の
空燃比制御装置を構成する。

（Ａ）　　機関に吸入される空気量に関与するパラメー
タを少なくとも含む機関運転状態を検出する機関運転状
態検出手段 （Ｂ）　　機関の排気通路に介装されて機関排気成分を
検出すると共にその数が気筒数より少ない排気成分検出
手段 （Ｃ）　　前記機関運転状態検出手段により検出された
前記機関運転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定する
基本燃料噴射量設定手段 （Ｄ）　　気筒別に設けられ、機関運転状態のエリア毎
に前記基本燃料噴射量を補正するための学習補正量を記
憶した書換え可能な学習補正量記憶手段（Ｅ）　　前記
排気成分検出手段で検出した排気成分を所定気筒の排気
成分に特定する気筒特定手段（Ｆ）　　排気成分検出手
段と気筒特定手段とより排気成分に基づいて気筒毎の空
燃比を検出する気筒別空燃比検出手段 （Ｇ）　　前記気筒別空燃比検出手段で検出した気筒毎
の空燃比のばらつきが所定レベル未満である場合は、前
記気筒毎の検出空燃比を目標空燃比に近づけるように前
記基本燃料噴射量を補正するフィードバック第１補正値
を設定するフィードバック第１補正値設定手段 （Ｈ）　　前記気筒別空燃比検出手段で検出した気筒毎
の空燃比のばらつきが所定レベル以上である場合は、前
記気筒毎の検出空燃比の平均レベルに基づいて、前記基
本燃料噴射量を補正するフィードバック第２補正値を設
定するフィードバック第２補正値設定手段 （Ｉ）　　フィードバック第２補正値の平均化された値
の基準値に対するリッチ−ノーンずれ方向を検出する空
燃比ずれ方向検出手段と、 （Ｊ）　　前記空燃比ずれ方向検出手段により検出され
た空燃比のずれ方向と同一方向に空燃比かずれている気
筒の学習補正量を、該空燃比のずれを無くす方向に修正
して書き換える学習補正量修正手段 （Ｋ）　　前記フィードバック第１補正値設定手段又は
フィードバック第２補正値設定手段により設定されたフ
ィードバック第１補正値又はフィードバック第２補正値
と、前記学習補正量記憶手段から検索された学習補正量
とに基づいて、前記基本燃料噴射量を補正して気筒毎の
燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段 〈作用〉 かかる構成の空燃比制御装置によると、機関運転状態検
出手段Ａにより機関に吸入される空気量に関与するパラ
メータを少な（とも含む機関運転状態が検出されると、
この機関運転状態に基ついて基本燃料噴射量設定手段Ｃ
か基本燃料噴射量を設定する。

気筒別空燃比検出手段Ｆは気筒特定手段Ｅにより特定し
た所定気筒の排気成分を排気成分検出手段Ｂにより検出
する。

そして、気筒別空燃比検出手段Ｆにより検出される空燃
比のばらつきが所定レベル未満である場合は、フィード
バック第１補正値設定手段Ｇが前記気筒毎の検出空燃比
を目標空燃比に近づけるように前記基本燃料噴射量を補
正するフィードバック第１補正値を設定し、また前記空
燃比のばらつきが所定レベル以上である場合は、フィー
ドバック第２補正値設定手段Ｈが前記気筒毎の検出空燃
比の平均レベルに基づいて、フィードバック第２補正値
を設定する。

そして、空燃比ずれ方向検出手段■により検出されたフ
ィードバック第２補正値の平均化された値のずれ方向と
同一方向に空燃比がずれている気筒の学習補正量を、学
習補正量修正手段Ｊが修正して書き換える。

そして、燃料噴射量設定手段Ｋが、前記フィードバック
第１または第２補正値及び学習補正値とに基づいて気筒
毎の燃料噴射量を設定する。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、４気筒内燃機関１には、エアクリーナ
２から吸気ダクト３．スロットル弁４及び吸気マニホー
ルド５を介して空気か吸入される。

吸気マニホールド５のブランチ部には各気筒毎に燃料噴
射弁６が設けられている。燃料噴射弁６はソレノイドに
通電されて開弁じ通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴
射弁であって、後述するコントロールユニット１２から
の駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない
燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータによ
り所定の圧力に調整された燃料を噴射供給する。

機関ｌの燃焼室には点火栓７が設けられていて、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。

そして、機関ｌからは、排気マニホールド８゜排気ダク
ト９．三元触媒１０及びマフラー１１を介して排気か排
出される。三元触媒１０は、排気成分中のＣｏ、ＨＣを
酸化し、また、ＮＯｘを還元して、他の無害な物質に転
換する排気浄化装置であり、混合気を理論空燃比て燃焼
させたときに両転換効率か最も良好なものとなる。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスを含ん
で構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセン
サからの入力信号を受け、後述の如く演算処理して、燃
料噴射弁６の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式あ
るいはフラップ式のエアフローメータ１３が設けられて
いて、吸入空気流量Ｑに応じた電圧信号を出力する。

また、クランク角センサ１４か設けられていて、４気筒
の場合、クランク角１８０°毎のリファレンス信号ＲＥ
Ｆ　（基準信号）とクランク角１°又は２°毎のポジシ
ョン信号ＰＯ３（単位信号）とを出力する。ここで、リ
ファレンス信号ＲＥＦの周期、あるいは所定時間内にお
けるポジション信号ＰＯ３の発生数を計測することによ
り、機関回転速度Ｎを算出可能であると共に、前記リフ
ァレンス信号ＲＥＦのうちの１つは他とそのパルス幅に
よって識別可能て＃１気筒の気筒判別信号となっている
。また、機関１のウォータジャケットの冷却水温Ｔｗを
検出する水温センサ１５等が設けられている。

ここで、上記エアフローメータ１３．クランク角センサ
１４等か機関運転状態検出手段に相当する。

さらに、排気マニホールド８は、第３図に示すように、
＃１気筒と＃４気筒及び＃２気筒と＃３気筒との２つの
気筒グループ（排気行程か近接しない気筒同士をグルー
プにしである）毎に排気を集合し、それぞれ排気ダクト
９を介して排気を三元触媒１０及びマフラー１１に導く
ようになっており、排気マニホールド８における前記２
つの気筒グループの排気集合部にそれぞれ排気成分検出
手段としての酸素センサ１６か設けられ、排気中の酸素
濃度を介して機関１に吸入される混合気の空燃比を検出
している。

ここにおいて、コントロールユニット１２に内蔵された
マイクロコンピュータのＣＰＵは、第４図〜第７図にフ
ローチャートとして示すＲＯＭ上のプログラム（燃料噴
射量演算ルーチン、　ＬＡＭＢＤＡ設定ルーチン、学習
ルーチン、酸素センサ出力サンプリングルーチン）に従
って演算処理を行い、燃料噴射を制御する。

尚、本実施例では説明を簡略化するために＃ｌ及び＃４
気筒に対する燃料噴射制御を第４図〜第７図に基づいて
説明し、他の＃２気筒及び＃３気筒に関しては同様に行
われるものとして説明を省略する。

第４図は燃料噴射量演算ルーチン、即ち各気筒に噴射供
給する燃料噴射量を演算するルーチンで、所定時間（例
えば１０ｍ５）毎に実行される。

ステップ１　（図中ではＳｌと記しである。以下同様）
では、エアフローメータ１３からの信号に基づいて検出
される吸入空気流量Ｑ、クランク角センサ１４からの信
号に基づいて算出される機関回転速度Ｎ、水温センサ１
５からの信号に基ついて検出される水温Ｔｗ等を入力す
る。

ステップ２では吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎとから
単位回転当たりの吸入空気流量に対応する基本燃料噴射
量Ｔｐ＝ＫｘＱ／Ｎ　（Ｋは定数）を演算する。

即ち、ステップ２が基本燃料噴射量設定手段の機能を奏
する。

ステップ３ては、各種補正係数Ｃ０ＦＦ（＝１＋Ｋｘｘ
　十に？−十ＲＡＳ＋ＫＡＩ＋・・・）を水温Ｔｗ等に
基づいて設定する。

次のステップ４ではバッテリ電圧に基づいて電圧補正分
子ｓを設定する。これは、バッテリ電圧の変動による燃
料噴射弁６の噴射流量変化を補正するためのものである
。

ステップ５ては、後述するＬＡＭＢＤＡ設定ルーチンで
設定される空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡ
を読み込む。

ステップ６ては、後述の酸素センサ出力サンプ、リング
ルーチンと同様な別ルーチンにより、最新に燃料噴射を
行う気筒が判定される。

ステップ７では、当該燃料噴射が行われる気筒に対応し
た基本燃料噴射量の学習値であって、後述する学習ルー
チンで設定される学習値ＬＲＮ、を読み込む。

ステップ８では、前記ステップ２で演算した基本燃料噴
射量Ｔｐに学習値ＬＲＮ、を加算することにより得られ
る値を、新たな基本燃料噴射量Ｔｐとする。

ステップ９では、燃料噴射量Ｔｉを次式に従って演算す
る。

’ｒ：＝’ｒｐ−ＣＯＥＦ　−ＬＡＭＢＤＡ＋Ｔｓステ
ップ１０ではステップ９で設定された燃料噴射量Ｔｉを
当該演算気筒用の出力用レジスタにセットする。これに
より、予め定めた機関回転同期（例えば１回転毎）の燃
料噴射タイミングになると、最新にセットされた燃料噴
射量Ｔｉに相当するパルス幅をもつ駆動パルス信号が当
該演算気筒に設けられた燃料噴射弁６に与えられて、燃
料噴射が行われる。

即ち、当該燃料噴射量演算ルーチンか燃料噴射量設定手
段に相当する。

次に、前記燃料噴射量演算ルーチンで読み込んだ空燃比
フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡを設定するＬＡＭ
ＢＤＡ設定ルーチンについて、第５図に示すフローチャ
ートを参照しつつ説明する。

ステップ２１では、後述する酸素センサ出力サンプリン
グルーチンにより実施される＃ｌ気筒の排気に対応した
酸素センサ１６の出力電圧Ｖ　（１２□及び＃４気筒の
排気に対応した酸素センサ１６の出力電圧Ｖ００４を読
み込む。

ステップ２２では、前記ステップ２１て読み込んだ出力
電圧の偏差（Ｖｏ２．、−■。６．４）を演算し、当該
偏差の絶対値（ｌ　Ｖｏ２□Ｉ−ＶＯ□４１）と所定値
Ｘとを比較し、ｌ　Ｖｏ２ｓ＋　　ＶＯ２１４ｌ　＜ｘ
ノ場合ハステップ２３に進む。

ステップ２３では、気筒間の空燃比のばらつきが小さい
ので、最も新しい酸素センサ１６の出力電圧（Ｖｏｚｓ
＋又はＶ　Ｏ２＃　４　）に対応した空燃比フィードバ
ック補正係数ＬＡＭＢＤＡ　（フィードバック第１補正
値に相当する）か設定される。

そして、ステップ２４においては、気筒間の空燃比のば
らつきが小さいとして、気筒バラツキフラグＦＨをＦＨ
＝０とする。

一方、ステップ２２ニおイテｌ　Ｖｏｗ−＋　　Ｖｏｗ
−ａ　Ｉ≧Ｘの場合はステップ２５に進む。

ステップ２５では、前記出力電圧Ｖ　０１　＠　ｌ及び
Ｖ　ｏ　２　ｍ　４の平均値ＡＶｅＶｏｔを演算する。

ステップ２６では、平均値ＡｖｅＶｏ＊に対応した空燃
比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡＡｖｔ　（フィ
ードバック第２補正値に相当する）を設定する。

ステップ２７では、各気筒の空燃比がまだばらついてい
るとして、前記気筒バラツキフラグＦＨをＦＨ＝　１と
する。

即ち、ステップ２３が、フィードバック第１補正値設定
手段の機能を奏し、ステップ２６がフィードバック第２
補正値設定手段の機能を奏する。

次に、前述したマイクロコンピュータの１構成要素であ
る図示しないＲＡＭの中に記憶されていて、前記燃料噴
射量演算ルーチンで燃料噴射量Ｔｉの演算に用いた学習
値ＬＲＮについて、気筒に対応して該データを書き換え
る学習ルーチンについて第６図に示すフローチャートを
参照しつつ説明する。

当該ルーチンはＶｏ、サンプリング割込にて実施される
。

ステップ３１では、前述のＬＡＭＢＤＡ設定ルーチンで
設定される気筒バラツキフラグＦＨがたっているか否か
（１かＯか）を判断し、ＦＨ＝１の場合は気筒間の空燃
比にばらつきがあり、各気筒の空燃比を個々に目標空燃
比に制御することができていないので学習を実施する必
要があるとして、ステップ３２に進む。

ステップ３２では、空燃比フィードバック補正係数ＬＡ
ＭＢＤＡＡ□の平均値（例えばリッチ・リーン反転時の
値の平均値’）　ＬＡＭＢＤＡ、ＥＡＮか基準値である
１より大きいか否か、即ち、＃１気筒と＃４気筒との空
燃比の平均値がリッチ・リーンのいずれの方向にずれて
いるかを判断し、１より大きい、即ち空燃比かリーン方
向にずれていると判断された場合はステップ３３に進む
。

即ち、当該ステップ３２が空燃比ずれ方向検出手段の機
能を奏する。

ステップ３３では、＃ｌ気筒の排気に対応した酸素セン
サ１６の出力電圧Ｖ　Ｏ２＄　１と前記平均値ＡｖｅＶ
。２とを比較する。そして、Ｖｏｗｓ’＜ＡＶｅＶ。２
の場合は＃１気筒のリーン傾向が大きいと判断して、ス
テップ３４に進む。

ステップ３４では、＃１気筒の空燃比のずれをなくすた
め、例えば負荷である基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速
度Ｎとによって決定される機関運転状態のエリア毎に、
前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正するための学習補正量Ｌ
ＲＮ、　、を所定量ＤＨＲ（但しＤＩＲ＞Ｏ）だけ増加
させ、＃１気筒の空燃比をリッチ化するように当該学習
補正量ＬＲＮ□を書き換える。

一方ステップ３３で、Ｖ　Ｏ２ｇ　＋≧ＡｖｅＶｏ２の
場合は、＃１気筒のリッチ傾向に比較して＃４気筒のり
−、ン傾向が大きく、もって＃１気筒と＃４気筒との空
燃比の平均値がリーン方向にずれていると判断して、ス
テップ３５に進む。

ステップ３５ては、＃４気筒の空燃比のずれをなくすた
め、例えば負荷であ゛る基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転
速度Ｎとによって決定される機関運転状態のエリア毎に
、前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正するための学習補正量
ＬＲＮ、、を所定量ＤＩＲ（但しＤＨＲ＞０）だけ増加
させ、＃４気筒の空燃比をリッチ化するように当該学習
補正量ＬＲＮ、、を書き換える。

また、ステップ３２において、空燃比フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡＡ、、、の平均値ＬＡＭＢＤＡＭＥ
ＡＮか基準値である１より小さい、即ち、＃ｌ気筒と＃
４気筒との空燃比の平均値がリッチ方向にずれていると
判断された場合はステップ３６に進む。

ステップ３６では、前記ステップ３３と同様に、＃ｌ気
筒の排気に対応した酸素センサ１６の出力電圧Ｖ　Ｏ２
＃　１と前記平均値ＡｖｅＶ。、とを比較する。そして
、Ｖｏ２ｍ＋＞ＡＶｅＶ。、の場合は＃１気筒のリッチ
傾向か大きいと判断して、ステップ３７に進む。

ステップ３７では、＃１気筒の空燃比のずれをなくすた
め、例えば負荷である基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速
度Ｎとによって決定される機関運転状態のエリア毎に、
前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正するだめの学習補正量Ｌ
ＲＮ、　、を所定量ＤＨＲ（但しＤＨＲ＞Ｏ）だけ減少
させ、＃１気筒の空燃比をリーン化するように当該学習
補正量ＬＲＮ、　、を書き換える。

一方ステップ３６で、Ｖ　Ｏ！　＃　Ｉ≦ＡｖｅＶｏ２
の場合は、＃１気筒のリーン傾向に比較して＃４気筒の
リッチ傾向が大きく、もって＃１気筒と＃４気筒との空
燃比の平均値かリッチ方向にずれていると判断して、ス
テップ３８に進む。

ステップ３８では、＃４気筒の空燃比のずれをなくすた
め、例えば負荷である基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速
度Ｎとによって決定される機関運転状態のエリア毎に、
前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正するための学習補正量Ｌ
ＲＮ、、を所定量ＤＨＲ（但しＤＨＲ＞０）だけ減少さ
せ、＃４気筒の空燃比をリーン化するように当該学習補
正量ＬＲＮ、、を書き換える。

また、ステップ３１において、ＦＨ＝Ｏの場合は各気筒
の空燃比を個々に目標空燃比に制御することができてい
るので学習を実施する必要はないとして、このルーチン
を終了する。

即ち、ステップ３４．３５及びステップ３７．３８の機
能が学習補正量修正手段に相当する。

ここで、学習ルーチンにより学習された結果等はマイク
ロコンピュータの１構成要素である図示しないＲＡＭの
中に記憶されることとなるので、該ＲＡＭが学習補正量
記憶手段を構成する。

第７図は排気から気筒を特定して空燃比を検出する酸素
センサ出力サンプリングルーチンであり、リファレンス
信号ＲＥＦのうちの＃１気筒の判別信号（この＃１気筒
の判別信号は第８図に示すように、＃１気筒の吸入行程
中に出力される。）が人力されると実行される。

まず、ステップ５１では、＃ｌ気筒の判別信号が入力さ
れてからリファレンス信号ＲＥＦが１回入力されたか否
かを判別する。この＃１気筒の判別信号が入力されてか
らリファレンス信号ＲＥＦが１回入力されたときという
のは、＃４気筒か排気行程にあるときであり、本実施例
では、＃４気筒の排気行程を示すリファレンス信号ＲＥ
Ｆが入力されてから所定遅延時間ＴＭＤＬＹ、後の酸素
センサ出力電圧ＶＯ，を、＃４気筒の排気中の酸素濃度
比を示すものとしてサンプリングするものである。

ステップ５２では、＃４気筒の排気行程を示すリファレ
ンス信号ＲＥＦからサンプリングのタイミングまでの時
間を計測するためのタイマーをスタートさせる。

そして、ステップ５３では、タイマーによる計測時間Ｔ
Ｍと所定遅延時間ＴＭＤＬＹ、とを比較して、所定遅延
時間ＴＭＤＬＹ、だけ経過したか否かを判別する。

前記所定遅延時間ＴＭＤＬＹ４は、排気分を介して排出
された排気か酸素センサ１６に到達するまでのトラベル
タイムと、酸素センサ１６の応答遅れ時間とを見込んで
設定しである。従って、＃４気筒の排気行程を示すリフ
ァレンス信号ＲＥＦが入力されてからこの所定遅延時間
ＴＭＤＬＹ、が経過したときには、＃ｌ気筒と＃４気筒
との排気集合部に設けた酸素センサ１６によって、基準
気筒ではない＃４気筒の排気中の酸素濃度比か検出され
ているものと特定できるものである。

ステップ５３で所定遅延時間ＴＭＤＬＹ４の経過が判定
されると、ステップ５４に進み、現在の酸素センサ１６
の出力電圧Ｖ。２をサンプリングして、この値を基準気
筒である＃４気筒の排気に対応した出力値Ｖ。７，４で
あるとする。

また、ステップ５１で気筒判別信号後のリファレンス信
号ＲＥＦの入力数カ月回より多いときにはステップ５５
に進む。

ステップ５５では、＃１気筒の判別信号か入力されてか
らリファレンス信号ＲＥＦか３回入力されたか否かを判
別する。この＃１気筒の判別信号か入力されてからリフ
ァレンス信号ＲＥＦが３回入力されたときというのは、
第８図に示すように、＃１気筒が排気行程にあるときて
あり、本実施例では、＃１気筒の排気行程を示すリファ
レンス信号ＲＥＦか入力されてから所定遅延時間ＴＭＤ
　ＬＹ１後の酸素センサ出力電圧■。２を、＃１気筒の
排気中の酸素濃度比を示すものとしてサンプリングする
ものである。

ステップ５６ては、＃１気筒の排気行程を示すリファレ
ンス信号ＲＥＦからサンプリングのタイミングまでの時
間を計測するためのタイマーをスタートさせる。

そして、ステップ５７では、タイマーによる計測時間Ｔ
Ｍと所定遅延時間ＴＭＤ　Ｌ　Ｙ　、とを比較して、所
定遅延時間ＴＭＤ　Ｌ　Ｙ　、だけ経過したか否かを判
別する。

前記所定遅延時間ＴＭＤＬＹ、は、排気分を介して排出
された排気が酸素センサ１６に到達するまでのトラベル
タイムと、酸素センサ１６の応答遅れ時間とを見込んで
設定しである。従って、＃１気筒の排気行程を示すリフ
ァレンス信号ＲＥＦか入力されてからこの所定遅延時間
ＴＭＤＬＹ、か経過したときには、＃ｌ気筒と＃４気筒
との排気集合部に設けた酸素センサ１６によって、基準
気筒である＃１気筒の排気中の酸素濃度比か検出されて
いるものと特定できるものである。従って、このように
して、２つの気筒の排気に曝される酸素センサ１６にお
いて基準気筒の酸素濃度比を分離して検出できるもので
ある。

即ち、ステップ５１〜５３及びステップ５５〜５７の機
能が気筒特定手段に相当する。

ステップ５７で所定遅延時間ＴＭＤＬＹ、の経過が判定
されると、ステップ５８に進み、現在の酸素センサ１６
の出力電圧Ｖ。２をサンプリングして、この値を基準気
筒である＃ｌ気筒の排気に対応した出力値Ｖ。２．１で
あるとする。

即ち、ステップ５４及び５８か気筒別空燃比検出手段に
相当する。

従って、本実施例によれば、機関名気筒間の吸気分配の
不均一、燃料噴射弁の特性バラツキ等が存在し、機関回
転数が少ない例えばアイドル時に酸素センサ出力におい
て空燃比のバラツキ（リッチ・リーン）として出力され
た場合は以下のような学習か実施される。

例えば、空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡＡ
ＹＥの平均値ＬＡＭＢ［ｌＡ、ｔＡＮか基準値である■
より大きい場合（空燃比かリーン方向にずれている場合
）に、＃１気筒のリーン傾向が大きいと判断されると、
＃１気筒の空燃比のずれをな（すため、例えば負荷であ
る基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎとによって決定
される機関運転状態のエリア毎に、前記基本燃料噴射量
Ｔｐを補正するだめの学習が実施される。また、空燃比
フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡＡ＝Ｅの平均値Ｌ
ＡＭＢＤＡ、ＥＡ、が基準値であるｌより小さい場合（
空燃比がリッチ方向にずれている場合）に、＃ｌ気筒の
リッチ傾向か大きいと判断されると、＃１気筒の空燃比
のずれをなくすための学習が実施される。

また＃４気筒の空燃比のずれをなくすだめの学習も前述
と同様に実施される。

もって、各気筒の空燃比を目標空燃比に制御することか
可能となり、空燃比の変動を充分に抑止することかでき
るため、排気性状か一定し、排気か三元触媒により充分
されることとなり、排気エミッション特性か向上する。

尚、他の＃２気筒及び＃３気筒に関しても、前述と同様
に学習が行われる。

さらに、３以上の気筒で１つの酸素センサのみを備える
ものにおいても、ばらつきを有する時に全ての気筒の空
燃比の平均値に基づいて空燃比フィードバック制御を行
いつつ、ばらつき大の気筒の空燃比を順次学習補正して
ゆき、学習によりばらつきを解消された気筒については
該気筒の空燃比を使用する構成とすればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、フィードバック
補正値の大小と気筒毎に検出した空燃比とにより学習す
べき気筒を決定し、ばらつき大の気筒の空燃比を順次学
習補正して、気筒毎の空燃比段差を修正するので、実際
の空燃比を目標空燃比に近づけるように燃料噴射量をフ
ィードバック制御することが可能となり、排気エミッシ
ョン特性か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図は第２図に
おける酸素センサの取付は位置を説明するための平面図
、第４図〜第７図は同上実施例における空燃比制御を説
明するためのフローチャート、第８図は同上実施例にお
ける酸素センサ出力サンプリングタイムのタイミングを
説明するためのタイムチャート、第９図は従来の酸素セ
ンサ取付は位置を説明するだめの平面図、第１０図は従
来の問題点を説明するためのタイムチャートである。 １・・・機関　　６・・・燃料噴射弁　　８・・・排気
マニホールド　　１０・・・三元触媒　　１２・・・コ
ントロールユニット　　１３・・・エアフローメータ　
　１４・・・クランク角センサ　　１６・・・酸素セン
サ特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第４図 ｌ０ｍ５ ブ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関に吸入される空気量に関与するパラメータを少なく
   とも含む機関運転状態を検出する機関運転状態検出手段
   と、 機関の排気通路に介装されて機関排気成分を検出すると
   共にその数が気筒数より少ない排気成分検出手段と、 前記機関運転状態検出手段により検出された前記機関運
   転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定する基本燃料噴
   射量設定手段と、 気筒別に設けられ、機関運転状態のエリア毎に前記基本
   燃料噴射量を補正するための学習補正量を記憶した書換
   え可能な学習補正量記憶手段と、前記排気成分検出手段
   で検出した排気成分を所定気筒の排気成分に特定する気
   筒特定手段と、排気成分検出手段と気筒特定手段とより
   排気成分に基づいて気筒毎の空燃比を検出する気筒別空
   燃比検出手段と、 前記気筒別空燃比検出手段で検出した気筒毎の空燃比の
   ばらつきが所定レベル未満である場合は、前記気筒毎の
   検出空燃比を目標空燃比に近づけるように前記基本燃料
   噴射量を補正するフィードバック第１補正値を設定する
   フィードバック第１補正値設定手段と、 前記気筒別空燃比検出手段で検出した気筒毎の空燃比の
   ばらつきが所定レベル以上である場合は、前記気筒毎の
   検出空燃比の平均レベルに基づいて、前記基本燃料噴射
   量を補正するフィードバック第２補正値を設定するフィ
   ードバック第２補正値設定手段と、 フィードバック第２補正値の平均化された値の基準値に
   対するリッチ・リーンずれ方向を検出する空燃比ずれ方
   向検出手段と、 前記空燃比ずれ方向検出手段により検出された空燃比の
   ずれ方向と同一方向に空燃比がずれている気筒の学習補
   正量を、該空燃比のずれを無くす方向に修正して書き換
   える学習補正量修正手段と、前記フィードバック第１補
   正値設定手段又はフィードバック第２補正値設定手段に
   より設定されたフィードバック第１補正値又はフィード
   バック第２補正値と、前記学習補正量記憶手段から検索
   された学習補正量とに基づいて、前記基本燃料噴射量を
   補正して気筒毎の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定
   手段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の空燃比
   制御装置。