JPH11141377A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気筒群毎に空燃比を適切に制御して高負荷域で
の運転性と排気浄化性能を両立する。 【解決手段】基本燃料噴射量Ｔｐが設定値Ｔｐ０以上の
高負荷域では低負荷域よりフィードバック制御定数の値
を空燃比のずれ幅が小さくなるように設定し（Ｓ15，Ｓ
17) 、一方の気筒群の空燃比検出値ＯＳＲＡを用いて該
一方の気筒群のフィードバック補正係数αＡを設定し
（Ｓ20〜Ｓ29) 、他方の気筒群のフィードバック補正係
数αＢはαＡより機関回転速度Ｎの関数として設定した
値β（Ｓ18) だけ大きく設定することにより一方の気筒
群よりリッチシフトするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数に区分された
気筒群毎に空燃比検出手段を備えた内燃機関の空燃比制
御装置に関し、特に、高負荷域での空燃比制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両用内燃機関においては、空燃比セン
サによって排気中の所定成分例えば酸素の濃度を検出し
て空燃比を検出し、該空燃比検出信号に基づいて空燃比
を目標空燃比 (一般的には理論空燃比) にフィードバッ
ク制御する一方、該目標空燃比近傍に空燃比制御したと
きに最も浄化効率の高い触媒を担持した触媒コンバータ
装置によって排気中のＣＯ，ＨＣ (未燃燃料成分) ，Ｎ
Ｏ_X 等の汚染物質を浄化することが一般化している。

【０００３】近年では、燃費，排気浄化のため、高負荷
域でも前記空燃比フィードバック制御を行うようになっ
てきているが、該高負荷域で空燃比フィードバック制御
を行う場合、空燃比の変動による運転性の悪化を防止す
るため、フィードバック制御定数である比例分Ｐ，積分
分Ｉを小さく設定する必要がある。一方、高負荷域では
ＮＯｘ排出量が増加するが、通常の空燃比フィードバッ
ク制御を行うと、ＮＯｘ中のＯ分を空燃比センサ（酸素
センサ) で検出できないため、空燃比がリーン側にずれ
てしまい排気浄化性能が悪化する。これを抑制するた
め、リーン検出時に燃料噴射量を増量させる比例分ＰL
を大きくし、リッチ検出時に燃料噴射量を減少させる比
例分ＰR を小さくすることで、空燃比をリッチ方向にシ
フト補正することが有効である。

【０００４】例えば、従来、Ｖ型内燃機関において、一
方のバンク（バンク１) の排気通路の排気浄化触媒の
上, 下流にそれぞれ空燃比センサを設け、該バンク１に
対して上流側の空燃比検出値に基づいて空燃比フィード
バック制御を行いつつ、下流側の空燃比検出値によって
フィードバック制御定数等を補正して燃料噴射量を設定
し、他方のバンク（バンク２) の排気通路の排気浄化触
媒の下流に空燃比センサを設け、該バンク２の燃料噴射
量は、バンク１の燃料噴射量をバンク２の空燃比センサ
による空燃比検出値に基づいて補正するようにしたもの
がある（特開平１−１１０８５１号公報参照) 。

【０００５】このものでは、触媒通過後はＮＯｘ濃度が
下がるため、触媒下流側の空燃比センサによるλ点（λ
＝１) の検出値は正確となり、触媒上流のＮＯｘ濃度が
大きくなって上流側空燃比センサのλ点がリーン側にず
れる分、下流側空燃比センサの検出値に基づいて比例分
Ｐのバランスを変え、ＰL を大きく、ＰR を小さく補正
することにより、空燃比をリッチシフトさせて目標値近
傍に維持することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したよう
に高負荷域で運転性悪化防止のため比例分Ｐを小さく設
定する（上限を設ける) 制約の下では、比例分Ｐのバラ
ンスを最大限に変え、例えばＰL ＝上限値, ＰR ＝０と
しても十分にリッチシフトすることができず、バンク１
では空燃比のリーン化を補正しきれず、触媒での浄化性
能が悪化する。また、ＰL の大きさを制限せずに狙いの
ところまで、比例分Ｐのバランスを変えようとすると、
比例分Ｐが大き過ぎて運転性が悪化する。

【０００７】このように、従来方式では高負荷域で運転
性と排気浄化とを両立することができなかった。本発明
は、このような従来の課題に着目してなされたもので、
気筒群毎の空燃比を適切に制御することにより、高負荷
域で運転性と排気浄化とを両立させた内燃機関の空燃比
制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、複数に区分された気筒群毎に接続された各排
気通路に夫々排気中の所定成分の検出により空燃比を検
出する空燃比検出手段を備えると共に、これら各排気通
路の下流側に合流して接続された排気通路に排気浄化触
媒を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、所定以
上の高負荷域で、特定の気筒群の空燃比検出手段によっ
て検出された空燃比に基づいて該特定の気筒群の燃料噴
射量を設定して空燃比を目標値にフィードバック制御す
る一方、他の気筒群の燃料噴射量を前記特定の気筒群の
設定燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量して空燃比を
特定気筒群よりリッチ側にシフトするようにしたことを
特徴とする。

【０００９】請求項１に係る発明によると、高負荷域で
は特定の気筒群は対応する空燃比検出手段の空燃比検出
値に基づいて空燃比フィードバック制御を行い、他の気
筒群は、特定の気筒群に対して設定された燃料噴射量に
対し、燃料噴射量を増量して空燃比を制御する。ここ
で、前記空燃比フィードバック制御における制御定数を
空燃比の変動が小さくなるように比例分，積分分等を小
さい値に設定することにより、安定した運転性を確保で
きる。

【００１０】一方、高負荷域で増大するＮＯｘによって
リーン化される特定の気筒群の空燃比に対し、他の気筒
群の空燃比がリッチシフトし、以て、全ての気筒群から
の排気が合流した排気の空燃比を理論空燃比相当の値と
して、排気浄化触媒を浄化効率が高い状態で作用させる
ことができるので、排気浄化性能も確保できる。また、
請求項２に係る発明は、複数に区分された気筒群毎に接
続された各排気通路に夫々排気中の所定成分の検出によ
り空燃比を検出する空燃比検出手段を備えると共に、こ
れら各排気通路の下流側に合流して接続された排気通路
に排気浄化触媒を備えた内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された所定以上の高
負荷域で、特定の気筒群の空燃比検出手段によって検出
された空燃比に基づいて該特定の気筒群の燃料噴射量を
設定して空燃比を目標値にフィードバック制御する第１
の空燃比制御手段と、他の気筒群の燃料噴射量を前記特
定の気筒群の設定燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量
して空燃比を特定気筒群よりリッチ側にシフトするよう
に制御する第２の空燃比制御手段と、を含んで構成した
ことを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る発明によると、運転状態検
出手段によって検出された高負荷域では特定の気筒群に
対しては、第１の空燃比制御手段が対応する空燃比検出
手段の空燃比検出値に基づいて空燃比フィードバック制
御を行い、他の気筒群に対しては、第２の空燃比制御手
段が、特定の気筒群に対して設定された燃料噴射量に対
し、燃料噴射量を増量して空燃比を制御する。

【００１２】ここで、前記第１の空燃比制御手段が、空
燃比フィードバック制御における制御定数を空燃比の変
動が小さくなるように比例分，積分分等を小さい値に設
定することにより、安定した運転性を確保できる。一
方、高負荷域で増大するＮＯｘによってリーン化される
特定の気筒群の空燃比に対し、他の気筒群の空燃比がリ
ッチシフトし、以て、全ての気筒群からの排気が合流し
た排気の空燃比を理論空燃比相当の値として、排気浄化
触媒を浄化効率が高い状態で作用させることができるの
で、排気浄化性能も確保できる。

【００１３】また、請求項３に係る発明は、前記所定の
高負荷域では、特定気筒群の空燃比フィードバック制御
におけるフィードバック制御定数を、低負荷域での空燃
比フィードバック制御におけるフィードバック制御定数
の値より空燃比の振れ幅が縮小する方向に補正して設定
することを特徴とする。

【００１４】請求項３に係る発明によると、低負荷域で
は、空燃比の変動を大きくしてもトルク変動が小さく運
転性は安定しているため、応答性を確保すべく比例分，
積分分等の制御定数を大きめに設定し、高負荷域のみ
で、機関の安定性を重視して比例分，積分分等の制御定
数を空燃比の振れ幅が縮小するように小さく設定する。

【００１５】また、請求項４に係る発明は、前記他の気
筒群の燃料噴射量の増量分を、排気中のＮＯｘ濃度に応
じて設定することを特徴とする。請求項４に係る発明に
よると、特定の気筒群は、ＮＯｘ濃度に応じてリーン化
の度合いが変化するので、他の気筒群の燃料噴射量の増
量分を該ＮＯｘの濃度に応じて設定してリッチシフトす
ることにより、特定気筒群のリーン化を精度良く相殺す
ることができる。

【００１６】また、請求項５に係る発明は、前記特定の
気筒群と他の気筒群とで、独立に空燃比を学習し、該学
習結果に応じて前記他の気筒群の燃料噴射量の増量分を
補正して設定することを特徴とする。請求項５に係る発
明によると、他の気筒群については、特定の気筒群の空
燃比検出手段による空燃比検出値を基準として燃料噴射
量が設定されているので、特定の気筒群と他の気筒群と
の間に空燃比のずれがある場合には、これら気筒群の合
流した排気の空燃比が理論空燃比相当に対してずれを生
じることとなる。

【００１７】そこで、特定の気筒群と他の気筒群とを、
それぞれ対応する空燃比検出手段による空燃比検出値に
基づいて独立に空燃比の学習を行い、該学習結果に基づ
いて気筒群間の空燃比のずれ量に応じて他の気筒群の燃
料噴射量の増量分を補正する。これにより、気筒群間に
空燃比のずれがある場合でも該空燃比のずれ量も含めて
他の気筒群の燃料噴射量の増量補正が行われるため、こ
れら気筒群の合流した排気の空燃比が、より精度良く理
論空燃比相当近傍に維持され、排気浄化触媒による排気
浄化性能をより安定させることができる。

【００１８】また、請求項６に係る発明は、前記燃料噴
射量の増量分の補正に使用される学習結果は、低負荷域
で気筒群毎に行われた学習の結果であることを特徴とす
る。請求項６に係る発明によると、高負荷域で前記他の
気筒群についてリッチシフト制御する場合、該他の気筒
群の空燃比検出手段による空燃比検出値に基づく空燃比
フィードバック制御は行われず、気筒群間の空燃比のず
れを学習することができない。

【００１９】そこで、低負荷域で気筒群毎に対応する空
燃比検出手段の空燃比検出値に基づく空燃比フィードバ
ック制御と空燃比学習とを独立して行い、その学習結果
に基づいて推定される気筒群間の空燃比のずれに応じて
燃料噴射量の増量分を補正する。また、請求項７に係る
発明は、前記燃料噴射量の増量分の補正に使用される学
習結果は、高負荷域でかつ内燃機関に連結された変速機
が高速ギア位置にあるときに気筒群毎に行われた学習の
結果であることを特徴とする。

【００２０】請求項７に係る発明によると、負荷が異な
ると空燃比の学習値は変化し、気筒群間の空燃比のずれ
量も変化する。一方、高負荷域においても高速ギア位置
では、制御定数を大きくして空燃比フィードバック制御
を行っても車体の変動を比較的小さく抑えられる。そこ
で、高負荷域で高速ギア位置にあるときは、前記制御定
数のバランス設定によるリッチシフト制御を行ってＮＯ
ｘ低減を確保しつつ、両気筒群共に空燃比フィードバッ
ク制御を行って空燃比の学習を行い、該学習結果に基づ
いて気筒群間の空燃比のずれ量に応じた燃料噴射量の増
量分の補正を行う。

【００２１】これにより、高負荷域で学習された気筒群
間の空燃比ずれ量に基づいて燃料噴射量の増量分を補正
するようにしたため、各気筒群の合流した排気の空燃比
が、更に精度良く理論空燃比相当近傍に維持され、排気
浄化触媒による排気浄化性能を更に安定させることがで
きる。また、請求項８に係る発明は、前記特定の気筒群
の点火時期を、前記燃料噴射量の増量分に応じて遅角補
正することを特徴とする。

【００２２】請求項８に係る発明によると、高負荷域で
他の気筒群を特定の気筒群よりリッチシフトする制御を
行うと、気筒群間でトルクの段差を生じることとなる。
そこで、前記リッチシフト制御を行っている他の気筒群
に対し点火時期を燃料噴射量の増量分だけ遅角補正する
ことにより、気筒群間のトルク段差を解消することがで
きる。

【００２３】また、請求項９に係る発明は、前記特定の
気筒群の点火時期を、前記空燃比の学習結果に応じた補
正を行う前の燃料噴射量の増量分に応じて遅角補正する
ことを特徴とする。請求項９に係る発明によると、燃料
噴射量の増量分を気筒群間の空燃比のずれ量に応じて補
正するようにした場合は、該増量分から空燃比の学習結
果により求められた空燃比のずれ量に応じた補正分を差
し引いた値が、気筒群間のトルク段差に関与する燃料噴
射量の増量分に相当する。

【００２４】そこで、前記燃料噴射量の増量分の空燃比
の学習結果に応じた補正を行う前の値に基づいて前記他
の気筒群の点火時期の遅角補正量を設定することによ
り、トルク段差をより精度良く解消することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】一実施例の構成を示す図２におい
て、Ｖ型内燃機関１の吸気通路２には吸入空気流量Ｑを
検出するエアフローメータ３及びアクセルペダルと連動
して吸入空気流量Ｑを制御する絞り弁４が設けられ、下
流のマニホールド部分には気筒毎に電磁式の燃料噴射弁
５が設けられる。

【００２６】燃料噴射弁５は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット６からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、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圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関１の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ７が設けられ
る。

【００２７】一方、排気通路は、Ｖ型をなす両バンクの
中の一方のバンクの気筒群を第１気筒群とし、他方のバ
ンクの気筒群を第２気筒群として、夫々上流側の排気通
路８，９が接続され、これら上流側排気通路８，９の下
流側は合流して一本の排気通路10となっている。上流側
排気通路８, ９に夫々排気中酸素濃度を検出することに
よって空燃比を検出する空燃比検出手段としての第１の
空燃比センサ11，12が装着され、下流側の排気通路20に
排気浄化触媒13が装着されている。尚、排気浄化触媒13
としては排気中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯ_X の還元を行
って浄化する三元触媒が使用される。

【００２８】また、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ14が内蔵されており、該クランク
角センサ14から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転数Ｎを検出する。そ
して、前記コントロールユニット６は、前記各種センサ
類からの検出信号に基づいて運転状態に応じた燃料噴射
量を制御して空燃比制御を行う。

【００２９】次に、コントロールユニット６による各種
制御ルーチンを図示のフローチャートに従って説明す
る。図３は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチ
ンは所定周期（例えば10ms）毎に行われる。ステップ
（図ではＳと記す）１では、エアフローメータ３によっ
て検出された吸入空気流量Ｑとクランク角センサ14から
の信号に基づいて算出した機関回転速度Ｎとに基づき、
単位回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃料噴射量
Ｔ_P を次式によって演算する。

【００３０】Ｔ_P ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ （Ｋは定数） ステップ２では、水温センサ７によって検出された冷却
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。ステップ３では、後述する空燃比フィードバック補
正係数設定ルーチンにより設定された空燃比フィードバ
ック補正係数αを入力する。ここで、最新に燃料噴射さ
れる気筒が属している気筒群に対して後述するように設
定された空燃比フィードバック補正係数αＡ (第１気筒
群用) 又はαＢ (第２気筒群用) を入力する。

【００３１】ステップ４では、バッテリ電圧値に基づい
て電圧補正分Ｔ_S を設定する。これは、バッテリ電圧変
動による燃料噴射弁15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では、最終的な燃料噴射量（燃
料供給量）Ｔ_I を次式に従って演算する。

【００３２】Ｔ_I ＝Ｔ_P ×ＣＯＥＦ×α＋Ｔ_S ステップ６では、演算された燃料噴射弁Ｔ_I を出力用レ
ジスタにセットする。これにより、予め定められた機関
回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料
噴射量Ｔ_I のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射
弁15に与えられて燃料噴射が行われる。

【００３３】次に、空燃比フィードバック補正係数αの
設定ルーチンを図４, 図５に従って説明する。このルー
チンは機関回転に同期して実行される。ステップ11で
は、空燃比検出に基づく空燃比フィードバック制御中で
あるか否かを判定し、フィードバック制御を行っていな
い時にはステップ12へ進んで空燃比フィードバック補正
係数αＡ_, αＢを所定値 (例えば１又は前回フィードバ
ック制御終了時の値) に固定してこのルーチンを終了す
る。

【００３４】ステップ11で、空燃比フィードバック制御
中と判定された時には、ステップ13で、第１の空燃比セ
ンサ11,12 の出力値ＯＳＲＡ, ＯＳＲＢを読み込む。ス
テップ14では、機関負荷を表す基本燃料噴射量Ｔｐが所
定値Ｔｐ0 以下の低負荷域か、所定値を超える高負荷域
かを判定する。ステップ14で低負荷域と判定された場合
はステップ15へ進み、第１気筒群及び第２気筒群の空燃
比フィードバック制御を行うときに使用される制御定数
として、リーン検出時に燃料噴射量を増量する比例分Ｐ
L 及び積分分ＩL,リッチ検出時に燃料噴射量を減量する
比例分ＰR 及び積分分ＩR を、それぞれＰL ＝ＰL0, Ｉ
L ＝ＩL0, ＰR ＝ＰR0, ＩR ＝ＩR0に設定する。

【００３５】次いでステップ16へ進み、低負荷域である
ことを示すためフラグＦ３を０にセットする。また、ス
テップ14で高負荷域と判定された場合はステップ17へ進
み、第１気筒群の空燃比フィードバック制御を行うとき
に使用される制御定数ＰL,ＩL,ＰR ,ＩR を、ＰL ＝ＰL
1, ＩL ＝ＩL1, ＰR ＝ＰR1, ＩR ＝ＩR1として、それ
ぞれ低負荷域での設定値より小さい値に設定する。

【００３６】次いでステップ18へ進み、第２気筒群の燃
料噴射量を第１気筒群の燃料噴射量に対して増量補正す
るため、第１気筒群の空燃比フィードバック補正係数α
Ａに加えられる増量補正係数βを機関回転速度Ｎに応じ
た関数ｆ（Ｎ) として図６に示したような特性のマップ
からの検索等によって設定する。ここで、空燃比フィー
ドバック制御を行う第１気筒群の空燃比が、高負荷域で
増大するＮＯｘにより該ＮＯｘ中のＯ分を検出できない
ため、リーン化されるのに対し、第２気筒群の空燃比を
増量補正係数βによってリッチシフトさせ、以て第１気
筒群からの排気と第２気筒群からの排気とを合流した排
気の空燃比が理論空燃比相当の値となって排気浄化触媒
13での浄化効率が最大限高められるように増量補正係数
βの値を設定する。したがって、ＮＯｘ濃度に応じて第
１気筒群のリーン化の度合いが変化するので増量補正係
数βの値を該ＮＯｘの濃度に応じて設定するのが望まし
いが、該ＮＯｘの濃度をコストの掛かるセンサによって
検出する代わりに運転状態によって推定するのであり、
ここでは高負荷域に限定されているので、増量補正係数
βを機関回転速度Ｎの関数として設定するようにしたも
のである。なお、高負荷域をさらに区分した負荷域毎に
応じて設定してもよいことは勿論である。

【００３７】ステップ19では、高負荷域であることを示
すためフラグＦ３を１にセットする。前記ステップ16又
はステップ19を経た後、ステップ20へ進み、前記第１の
空燃比センサの出力値ＯＳＲＡの値が基準値ＳＬ未満の
リーン状態か、基準値ＳＬ以上のリッチ状態かを判別す
る。

【００３８】そして、リーン状態と判定されたときはス
テップ21へ進んで当該リーン状態を示すためフラグＦ１
を０にセットし、リッチ状態と判定されたときはステッ
プ22へ進んでリッチ状態であることを示すためフラグＦ
１を１にセットする。次いでステップ23へ進み、前記フ
ラグＦ１の値が反転したか、つまりリッチ状態とリーン
状態とが切り換わったか否かを判定する。

【００３９】前記フラグＦ１の値が反転した、つまりリ
ッチ状態とリーン状態とが切り換わったと判定されたと
きには、ステップ24へ進んで前記フラグＦ１の値を判定
する。そして、フラグＦが０と判定されたときは、リッ
チからリーンへ切り換わったと判断してステップ25へ進
み、第１気筒群の空燃比フィードバック補正係数αＡ
を、前回値に燃料噴射量増量方向の比例分ＰL を加えた
値で更新設定し、フラグＦが１と判定されたときは、リ
ーンからリッチへ切り換わったと判断してステップ26へ
進み、αＡを、前回値から燃料噴射量減量方向の比例分
ＰR を差し引いた値で更新設定する。

【００４０】また、ステップ23でフラグＦ１の値が反転
していないと判定された場合はステップ27へ進みフラグ
Ｆ１の値を判定し、フラグＦの値が１と判定されたとき
はステップ28へ進み、αＡを、前回値に燃料噴射量増量
方向の積分分ＩL を加えた値で更新設定し、フラグＦが
１と判定されたときは、ステップ29へ進み、αＡを、前
回値から燃料噴射量減量方向の積分分ＩR を差し引いた
値で更新設定する。

【００４１】このように比例積分制御により空燃比フィ
ードバック補正係数αＡを設定しつつ、第１気筒群につ
いて空燃比フィードバック制御を行う。次にステップ30
へ進み、前記負荷状態を示すフラグＦ３の値を判定す
る。そして、フラグＦ３が０で低負荷域であると判定さ
れた場合は、ステップ31〜ステップ40において、第２の
空燃比センサ12の出力値ＯＳＲＢに基づいて前記ステッ
プ20〜ステップ29での第１気筒群の空燃比フィードバッ
ク制御と同様にして第２気筒群の空燃比フィードバック
制御を行う。

【００４２】また、ステップ30でフラグＦ３の値が１つ
まり高負荷域と判定された場合はステップ41へ進み、第
２気筒群の空燃比フィードバック補正係数αＢを、第１
気筒群の空燃比フィードバック補正係数αＡに前記ステ
ップ18で設定した燃料噴射量の増量補正係数βを加算し
た値（αＢ＝αＡ＋β) に設定する。このようにすれ
ば、低負荷域では、第１気筒群，第２気筒群に対し、そ
れぞれ対応する空燃比センサの空燃比検出値に基づき、
十分な応答性が得られるように設定された制御定数ＰL
0, ＩL0, ＰR0, ＩR0を用いて通常の空燃比フィードバ
ック制御を行う。

【００４３】一方、高負荷域では第１気筒群は対応する
空燃比センサの空燃比検出値に基づいて小さい値に設定
された制御定数ＰL1, ＩL1, ＰR1, ＩR1を用いて空燃比
フィードバック制御を行うのに対し、第２気筒群は、第
１気筒群に対して設定された燃料噴射量に対し、増量補
正係数βによる増量分だけ燃料噴射量が増量して設定さ
れる。これにより、第１気筒群, 第２気筒群共に空燃比
の変動が小さくなり安定した運転性を確保できると共
に、高負荷域で増大するＮＯｘによってリーン化される
第１気筒群の空燃比に対し、第２気筒群の空燃比がリッ
チシフトし、以て、第１気筒群からの排気と第２気筒群
からの排気とが合流した排気の空燃比を理論空燃比相当
の値となって、排気浄化触媒を浄化効率が高い状態で作
用させることができるので、排気浄化性能も確保でき
る。

【００４４】次に、第２の実施の形態について説明す
る。第１の実施の形態では第２気筒群については、第１
の空燃比センサの空燃比検出値を基準として燃料噴射量
が設定されているので、第１気筒群と第２気筒群との間
に空燃比のずれがある場合には、第１気筒群と第２気筒
群との合流した排気の空燃比が理論空燃比相当に対して
ずれを生じることとなる。

【００４５】そこで、第２の実施の形態では、第１気筒
群と第２気筒群とを、対応する空燃比センサの出力値に
基づいて空燃比の学習を行い、該学習結果に基づいて気
筒群間の空燃比のずれ量に応じた前記増量補正係数βの
補正を行うようにしたものである。図７〜図９は、第２
の実施の形態に係る空燃比補正係数設定ルーチンのフロ
ーチャートを示す。

【００４６】図４, 図５に示した第１の実施の形態と異
なる部分について説明すると、図８のステップ23でフラ
グＦ１の値が反転したとき、つまりリッチ，リーンが切
り換わったときに、リッチ，リーンの各状態においてス
テップ51，ステップ55でそれぞれ負荷判定を行い、低負
荷域のときにステップ52，ステップ56でそれぞれリッチ
からリーン，リーンからリッチへの反転時の空燃比フィ
ードバック補正係数αＡの値をそれぞれαＡ１，αＡ２
としてセットし、ステップ53，ステップ57でこれらの各
反転時の補正係数αＡ１，αＡ２の平均値αave を算出
し、ステップ54, ステップ58で、前記平均値αave と基
準値１との偏差（αave −１) を所定割合Ｋずつ積算し
て、平均値αave の基準値１からのずれ量を学習するこ
とにより、第１気筒群の空燃比学習値ＬαＡを求める。

【００４７】また、図９のステップ61からステップ66に
おいても同様にして第２気筒群の空燃比の学習値ＬαＢ
を求める。このようにして求められた第１気筒群の空燃
比学習値ＬαＡに対する第２気筒群の空燃比学習値Ｌα
Ｂの偏差（ＬαＢ−ＬαＡ) は、第２気筒群の第１気筒
群に対する空燃比のずれ量を表す。

【００４８】そこで、図７のステップ18’において、第
２気筒群の燃料噴射量の増量補正係数βを機関回転速度
Ｎの関数ｆ（Ｎ) に前記偏差（ＬαＢ−ＬαＡ) を加算
して算出する。このようにすれば、第１気筒群と第２気
筒群との間に空燃比のずれがある場合でも該空燃比のず
れ量も含めて第２気筒群の燃料噴射量の増量補正が行わ
れるため、第１気筒群と第２気筒群との合流した排気の
空燃比が、より精度良く理論空燃比相当近傍に維持さ
れ、排気浄化触媒による排気浄化性能をより安定させる
こ気ができる。

【００４９】次に第３の実施の形態について説明する。
前記第２の実施の形態では各気筒群の空燃比の学習を低
負荷域で行い、高負荷域に反映させるようにしたが、正
確には負荷が異なると空燃比の学習値は変化し、気筒群
間の空燃比のずれ量も変化するので、高負荷域での気筒
群間の空燃比のずれ量を完全に補正しきれているとはい
えない。

【００５０】そこで、第３の実施の形態では、高負荷域
において制御定数を大きくして空燃比フィードバック制
御を行っても車体の変動を比較的小さく抑えられる高速
ギア位置では、前記制御定数のバランス設定によるリッ
チシフト制御を行ってＮＯｘ低減を確保しつつ、両気筒
群共に空燃比フィードバック制御を行って空燃比の学習
を行い、該学習結果に基づいて気筒群間の空燃比のずれ
量に応じた前記増量補正係数βの補正を行うようにした
ものである。

【００５１】図10〜図12は、第３の実施の形態に係る空
燃比補正係数設定ルーチンのフローチャートを示す。図
７〜図９に示した第２の実施の形態と異なる部分につい
て説明すると、図10で低負荷域と判定されステップ19で
フラグＦ３を１にセットした後、ステップ71で変速機が
低速ギア位置であるか否かを判定し、高速ギア位置と判
定されたときには、ステップ72でフラグＦ４を０にセッ
トした後ステップ73へ進み、空燃比フィードバック制御
によるリッチシフト制御を行うため、制御定数ＰL ，Ｉ
L ，ＰR ，ＩR をそれぞれ機関回転速度Ｎの関数値ＰL
(Ｎ) ，ＩL(Ｎ) ，ＰR(Ｎ) ，ＩR(Ｎ) としてマップか
らの検索等により設定する。即ち、燃料噴射量増量方向
のＰL(Ｎ) ，ＩL(Ｎ) は十分大きい値に設定し、ＰR
(Ｎ) ，ＩR(Ｎ) は小さい値に設定するが、ＮＯｘ濃度
に応じたリッチシフト量となるように制御するため、増
量補正係数βと同様の考え方で、機関回転速度Ｎの関数
値として設定する。

【００５２】一方、ステップ71で低速ギア位置と判定さ
れたときは、ステップ74でフラグＦ４を１にセットした
後、第２の実施の形態と同様にステップ17で制御定数Ｐ
L ，ＩL ，ＰR ，ＩR を小さい値ＰR1, ＩL1, ＰR1, Ｉ
R1に設定するが、ステップ18”では第２気筒群の燃料噴
射量の増量補正係数βを前記機関回転速度Ｎの関数値ｆ
（Ｎ) に、後述するように高負荷域で学習した第１気筒
群の空燃比学習値ＬαＡａに対する第２気筒群の空燃比
学習値ＬαＢａの偏差（ＬαＢａ−ＬαＡａ)を加算し
た値で設定する。

【００５３】また、低負荷域でステップ16’ではフラグ
Ｆ３と共にフラグＦ４も０にセットする。したがって、
フラグＦ４は、１のときは高負荷域で低速ギア位置であ
り、０のときは高負荷域で高速ギア位置又は低負荷域で
ある。そして、図11において、リッチ, リーンの反転時
にステップ51, ステップ81及びステップ55, ステップ85
でフラグＦ３とフラグＦ４との値を判定して高負荷域か
つ高速ギア位置にあると判定されたときに、ステップ82
〜ステップ84及びステップ86〜ステップ88で低負荷域と
同様に、かつ、低負荷域とは独立して空燃比の学習を行
い、第１気筒群の高負荷域での空燃比学習値ＬαＡａを
求める。

【００５４】また、図12において、ステップ30’でフラ
グＦ４の値を判定し、１の場合、つまり高負荷域で低速
ギア位置にあるときは、ステップ41に進んで第２気筒群
の空燃比フィードバック補正係数αＢを第１気筒群の空
燃比フィードバック補正係数αＡに燃料噴射量の増量補
正係数βを加算して補正するが、ステップ91, ステップ
95のフラグＦ３の負荷判定により高負荷域で高速ギア位
置にあると判定されたときは、ステップ92〜ステップ94
及びステップ96〜ステップ98で前記第１気筒群と同様に
第２気筒群の高負荷域での空燃比学習値ＬαＢａを求め
る。

【００５５】このようにして算出された各気筒群の空燃
比学習値ＬαＡａ, ＬαＢａが前記したように、第２気
筒群の燃料噴射量の増量補正係数βの補正に使用され
る。としたがって、この場合も機関回転速度Ｎと負荷と
に応じて設定してもよい。このようにすれば、高負荷域
で学習された第１気筒群に対する第２気筒群の空燃比ず
れ量に基づいて増量補正係数βを補正するようにしたた
め、第１気筒群と第２気筒群との合流した排気の空燃比
が、更に精度良く理論空燃比相当近傍に維持され、排気
浄化触媒による排気浄化性能を更に安定させることがで
きる。

【００５６】ところで、前記各実施の形態のように高負
荷域で第２気筒群を第１気筒群よりリッチシフトする制
御を行うと、気筒群間でトルクの段差を生じることとな
る。そこで、第４の実施の形態では、第２気筒群に対し
てリッチシフト制御を行っているときに、該第２気筒群
に対し点火時期を、燃料噴射量の増量分（前記実施の形
態の場合には増量補正係数β) に応じて遅角補正するこ
とにより、トルク段差を解消する。

【００５７】図13は、第４の実施の形態に係る点火時期
制御ルーチンのフローチャートを示す。ステップ101 で
は機関の運転状態, 回転速度Ｎ, 負荷（基本燃料噴射量
Ｔｐ)等に基づいて点火時期を設定する。ステップ102
では、次に点火を行う気筒が第２気筒群に属しているか
否かを判定する。

【００５８】ステップ102 で第２気筒群に属していると
判定された場合には、ステップ103へ進み、前記第２気
筒群に対してリッチシフト制御を行う高負荷域であるか
否かを判定する。そして、ステップ103 で前記高負荷域
と判定された場合は、ステップ104 へ進み、当該第２気
筒群の気筒の点火時期を前記増量補正係数βに応じて、
遅角補正する。ここで、該遅角補正量は、該第２気筒群
の燃料噴射量の増量によって生じるトルク増大分を打ち
消してトルクを減少させる大きさに設定される。

【００５９】このようにすれば、第１気筒群と第２気筒
群とのトルクの段差を解消できる。なお、第２の実施の
形態，第３の実施の形態のように、増量補正係数βを気
筒群間の空燃比のずれ量に応じて補正するようにしたも
のでは、該増量補正係数βの値から空燃比学習値の偏差
（ＬαＢ−ＬαＡ) 又は（ＬαＢａ−ＬαＡａ) を差し
引いた値、つまり、機関回転速度Ｎの関数値ｆ（Ｎ)
が、気筒群間のトルク段差に関与する燃料噴射量の増量
分に相当するので、該関数値ｆ（Ｎ) に基づいて前記第
２気筒群の点火時期の遅角補正量を設定することによ
り、トルク段差をより精度良く解消することができる。

【００６０】なお、本発明は、Ｖ型内燃機関の他、水平
対向型機関或いはデュアル排気マニホールドを備えた機
関のように気筒群毎に上流側の排気通路が接続された機
関などに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成，機能を示すブロック図。

【図２】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄
化装置のシステム構成図。

【図３】 同上実施の形態の燃料噴射量制御ルーチンを
示すフローチャート。

【図４】 第１の実施の形態に係る空燃比フィードバッ
ク補正係数設定ルーチンの前段のフローチャート。

【図５】 同じく後段のフローチャート。

【図６】 同じく燃料噴射量の増量補正係数βのマッ
プ。

【図７】 第２の実施の形態に係る空燃比フィードバッ
ク補正係数設定ルーチンの前段のフローチャート。

【図８】 同じく中段のフローチャート。

【図９】 同じく後段のフローチャート。

【図10】 第３の実施の形態に係る空燃比フィードバッ
ク補正係数設定ルーチンの前段のフローチャート。

【図11】 同じく中段のフローチャート。

【図12】 同じく後段のフローチャート。

【図13】 第４の実施の形態に係る点火時期設定ルーチ
ンのフローチャート。

【符号の説明】

１ Ｖ型内燃機関 ５ 燃料噴射弁 ６ コントロールユニット ８，９ 上流側排気通路 10 下流側排気通路 11，12 空燃比センサ 13 排気浄化触媒 14 クランク角センサ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数に区分された気筒群毎に接続された各
   排気通路に夫々排気中の所定成分の検出により空燃比を
   検出する空燃比検出手段を備えると共に、これら各排気
   通路の下流側に合流して接続された排気通路に排気浄化
   触媒を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、 所定以上の高負荷域で、特定の気筒群の空燃比検出手段
   によって検出された空燃比に基づいて該特定の気筒群の
   燃料噴射量を設定して空燃比を目標値にフィードバック
   制御する一方、他の気筒群の燃料噴射量を前記特定の気
   筒群の設定燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量して空
   燃比を特定気筒群よりリッチ側にシフトするようにした
   ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】複数に区分された気筒群毎に接続された各
   排気通路に夫々排気中の所定成分の検出により空燃比を
   検出する空燃比検出手段を備えると共に、これら各排気
   通路の下流側に合流して接続された排気通路に排気浄化
   触媒を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段によって検出された所定以上の高
   負荷域で、特定の気筒群の空燃比検出手段によって検出
   された空燃比に基づいて該特定の気筒群の燃料噴射量を
   設定して空燃比を目標値にフィードバック制御する第１
   の空燃比制御手段と、 他の気筒群の燃料噴射量を前記特定の気筒群の設定燃料
   噴射量に対して燃料噴射量を増量して空燃比を特定気筒
   群よりリッチ側にシフトするように制御する第２の空燃
   比制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
   御装置。
3. 【請求項３】前記所定の高負荷域では、特定気筒群の空
   燃比フィードバック制御におけるフィードバック制御定
   数を、低負荷域での空燃比フィードバック制御における
   フィードバック制御定数の値より空燃比の振れ幅が縮小
   する方向に補正して設定することを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 【請求項４】前記他の気筒群の燃料噴射量の増量分を、
   排気中のＮＯｘ濃度に応じて設定することを特徴とする
   請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
5. 【請求項５】前記特定の気筒群と他の気筒群とで、独立
   に空燃比を学習し、該学習結果に応じて前記他の気筒群
   の燃料噴射量の増量分を補正して設定することを特徴と
   する請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機
   関の空燃比制御装置。
6. 【請求項６】前記燃料噴射量の増量分の補正に使用され
   る学習結果は、低負荷域で気筒群毎に行われた学習の結
   果であることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
7. 【請求項７】前記燃料噴射量の増量分の補正に使用され
   る学習結果は、高負荷域でかつ内燃機関に連結された変
   速機が高速ギア位置にあるときに気筒群毎に行われた学
   習の結果であることを特徴とする請求項５に記載の内燃
   機関の空燃比制御装置。
8. 【請求項８】前記特定の気筒群の点火時期を、前記燃料
   噴射量の増量分に応じて遅角補正することを特徴とする
   請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
9. 【請求項９】前記特定の気筒群の点火時期を、前記空燃
   比の学習結果に応じた補正を行う前の燃料噴射量の増量
   分に応じて遅角補正することを特徴とする請求項５〜請
   求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装
   置。