JPH01318730A - Detecting device for oxygen density by cylinder of exhaust gas - Google Patents

Detecting device for oxygen density by cylinder of exhaust gas

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JPH01318730A
JPH01318730A JP63152840A JP15284088A JPH01318730A JP H01318730 A JPH01318730 A JP H01318730A JP 63152840 A JP63152840 A JP 63152840A JP 15284088 A JP15284088 A JP 15284088A JP H01318730 A JPH01318730 A JP H01318730A
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JP
Japan
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exhaust gas
cylinder
oxygen sensor
oxygen
switching
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Application number
JP63152840A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Aoki
義則 青木
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01318730A publication Critical patent/JPH01318730A/en
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Abstract

PURPOSE:To detect an oxygen density by cylinder with high accuracy by performing the detection of an oxygen density by guiding one part of the exhaust gas fed from a pair of cylinders to one oxygen sensor with the switching of an exhaust gas guide plate and specifying the switching time conditions of the guide plate. CONSTITUTION:The manifold 11 for the exhaust of a four cylinder engine is composed of the branch pipes 11A-11D respectively connected to each cylinder 1A-1D, the yoked type manifolds 11E, 11F respectively shunting branch pipes 11A and 11D, and 11B and 11C and one exhaust pipe 11G to which both manifolds 11E, 11F are connected. In this case, oxygen sensors 14, 15 are provided at the center of each manifold 11E, 11F and exhaust gas guide plates 16, 17 are provided on each manifold 11E, 11F at the upper stream side than the respective oxygen sensor 14, 15. These guide plates 16, 17 are controlled by switching them at the time when the periodic number of the oxygen sensor output becomes more than the periodic number to be set according to the engine revolution number after the lapse of the specified time after the exhaust gas switching operation by the guide plates 16, 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車用多気筒エンジンの排気ガス濃
度の検出装置に関し、特に1個の酸素センサで2つの気
筒からの排気ガスを気筒別に検出できるようにした排気
ガスの気筒別酸素濃度検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an exhaust gas concentration detection device for, for example, an automobile multi-cylinder engine, and in particular, to a detection device for detecting exhaust gas concentration from two cylinders using one oxygen sensor. The present invention relates to a cylinder-by-cylinder oxygen concentration detection device for exhaust gas.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、自動車用多気筒エンジン等にあっては、吸気マ
ニホールドの複数の分岐管にそれぞれ噴射弁を設け、排
気マニホールド側に酸素センサを設け、この酸素センサ
によって排気ガス中の酸素濃度を検出して空燃比をフィ
ードバック制御するようにしている。
Generally, in multi-cylinder engines for automobiles, injection valves are provided in each of the multiple branch pipes of the intake manifold, and an oxygen sensor is provided on the exhaust manifold side, and the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by this oxygen sensor. The air-fuel ratio is controlled by feedback.

ところで、従来技術では排気マニホールドの排気管に設
けた1個の酸素センサで複数の気筒から順次排出される
排気ガス中の酸素濃度を検出し、該複数の気筒全体の空
燃比を一括してフィードバック制御するようになってい
る。
By the way, in the conventional technology, one oxygen sensor installed in the exhaust pipe of the exhaust manifold detects the oxygen concentration in the exhaust gas sequentially discharged from multiple cylinders, and the air-fuel ratio of the entire multiple cylinders is fed back at once. It is meant to be controlled.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

然るに、従来技術によるものでは、例えば各気筒の噴射
弁のうちのある噴射弁の燃料噴射量が他に比較して大き
い場合、酸素センサは該噴射弁に対応する気筒からの排
気ガスによって全体の排気ガスが燃料過濃(リッチ傾向
)とする信号を出力することになる結果、空燃比を安定
して制御できなくなり、エンジン出力を誤って低下させ
たり、或いは排気ガス中の各成分が不安定になって高価
な触媒を過剰使用するという問題、更には気筒毎の特性
の経年変化に対応できないという問題がある。
However, with the conventional technology, for example, if the fuel injection amount of one of the injection valves in each cylinder is larger than the others, the oxygen sensor will absorb the entire amount of fuel by the exhaust gas from the cylinder corresponding to that injection valve. As a result, the exhaust gas outputs a signal indicating that it has a tendency to be rich in fuel, making it impossible to stably control the air-fuel ratio, causing the engine output to erroneously decrease, or causing various components in the exhaust gas to become unstable. There is a problem that an expensive catalyst is used excessively, and that it is not possible to cope with changes in the characteristics of each cylinder over time.

そこで、各気筒毎の空燃比のバラツキを確実にフィード
バック制御するには、排気マニホールドの各気筒に、接
続する分岐管毎に酸素センサを設け、該各気筒から排出
される排気ガスの酸素濃度を個別に検出することが考え
られる。しかし、か(してはエンジンの金気筒数に対応
した数の酸素センサが必要になってコストが嵩んでしま
い、また酸素センサは気筒に近く高温状態になる分岐管
に設けられることになるため、温度による影響を受は易
いという未解決な問題がある。
Therefore, in order to reliably feedback control the air-fuel ratio variations in each cylinder, an oxygen sensor is installed in each branch pipe connected to each cylinder of the exhaust manifold, and the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from each cylinder is measured. It is possible to detect them individually. However, this increases the cost because the number of oxygen sensors corresponding to the number of cylinders in the engine is required, and the oxygen sensors are installed in branch pipes that are close to the cylinders and are subject to high temperatures. , there is an unresolved problem that it is easily affected by temperature.

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、最小限の個数の酸素センサによって複数の気筒からの
排気ガス中の酸素濃度を気筒別に検出できるようにする
ことにより、噴射弁や経年変化によりバラツキのある気
筒毎の空燃比を高精度にフィードバック制御できるよう
にし、しかも酸素センサが排気温度の影響を受けること
なく酸素濃度を高精度に検出できるようにした排気ガス
の気筒別酸素濃度検出装置を提供するものである。
The present invention was made in view of the above-mentioned shortcomings of the prior art, and it is possible to detect the oxygen concentration in the exhaust gas from a plurality of cylinders for each cylinder using a minimum number of oxygen sensors, thereby reducing the risk of injector valves and aging. The cylinder-specific oxygen concentration of exhaust gas enables highly accurate feedback control of the air-fuel ratio of each cylinder, which varies due to changes, and also allows the oxygen sensor to detect the oxygen concentration with high accuracy without being affected by exhaust temperature. A detection device is provided.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述した課題を解決するために構成された本発明の手段
は、エンジンの各気筒に接続された分岐管を有し、該分
岐管の2本を一対として1本の排気管に接続してなる排
気マニホールドと、該排気マニホールドの各一対の分岐
管の連結部毎に1偏設けられ、該各分岐管からそれぞれ
排出される排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
と、該酸素センサの近傍に位置して前記排気マニホール
ドの連結部に設けられ、前記各分岐管からそれぞれ排出
される排気ガスを該酸素センサ側に交互に案内する排気
ガス案内板と、該排気ガス案内板の排気ガス切換動作後
所定時間の経過を判定する経過時間判定手段と、該経過
時間判定手段が該所定時間の経過を判定した後、前記酸
素センサの出力の周期数が前記エンジンの回転数に応じ
て予め設定してある周期数以上となったとき、前記排気
ガス案内板の切換を判定する案内板切換判定手段とから
なる。
The means of the present invention configured to solve the above-mentioned problems has a branch pipe connected to each cylinder of an engine, and two of the branch pipes are connected as a pair to one exhaust pipe. An exhaust manifold, an oxygen sensor provided at each connecting portion of each pair of branch pipes of the exhaust manifold, and detecting the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from each branch pipe, and a vicinity of the oxygen sensor. an exhaust gas guide plate located at a connecting portion of the exhaust manifold and alternately guides exhaust gas discharged from each of the branch pipes toward the oxygen sensor; and an exhaust gas switch of the exhaust gas guide plate. elapsed time determining means for determining whether a predetermined time has elapsed after operation; and after the elapsed time determining means has determined that the predetermined time has elapsed, the number of cycles of the output of the oxygen sensor is preset according to the rotational speed of the engine. and a guide plate switching determining means for determining switching of the exhaust gas guide plate when the number of cycles exceeds a predetermined number of cycles.

〔作 用〕[For production]

排気ガス案内板は所定時間が経過し、かつ、酸素センサ
の出力周期数がエンジン回転数に応じて予め定めた回数
に達したときに、一対の気筒からの排気ガスを1の酸素
センサ側に交互に案内する。
The exhaust gas guide plate directs the exhaust gas from the pair of cylinders to the oxygen sensor side when a predetermined time has elapsed and the output cycle number of the oxygen sensor reaches a predetermined number depending on the engine rotation speed. Guide each other alternately.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図において、lは例えば4つの気筒IA。In FIG. 1, l represents, for example, four cylinders IA.

IB、IC,LDを有するエンジン本体で、該エンジン
本体lは空気と燃料の混合気を燃焼することによってピ
ストンを往復動させ、クランク(回転軸)2から回転出
力を導出するもので、該エンジン本体Iには、冷却水温
を検出する水温センサ3と、クランク2からエンジン回
転数等を検出するクランク角センサ4とが設けられてい
る。
An engine body having an IB, an IC, and a LD.The engine body 1 reciprocates a piston by burning a mixture of air and fuel, and derives rotational output from a crank (rotating shaft) 2. The main body I is provided with a water temperature sensor 3 that detects the coolant temperature, and a crank angle sensor 4 that detects the engine rotation speed and the like from the crank 2.

そして、該エンジン本体1の吸気側には一端にエアクリ
ーナ5、途中にエアフロメータ6が設けられた吸気配管
7、スロットルバルブスイッチ8Aを有するスロットル
ボディ8及び吸気マニホールド9が接続され、該吸気マ
ニホールド9の各分岐管にはそれぞれ後述の噴射パルス
に基づいてエンジン本体1の各気筒IA、IB、IC,
LDに燃料を噴射して供給する噴射弁10,10.・・
・が設けられている。
Connected to the intake side of the engine body 1 are an air cleaner 5 at one end, an intake pipe 7 having an air flow meter 6 in the middle, a throttle body 8 having a throttle valve switch 8A, and an intake manifold 9. Each branch pipe of the engine body 1 is connected to each cylinder IA, IB, IC,
Injection valves 10, 10 that inject and supply fuel to the LD.・・・
・ is provided.

11はエンジン本体1の排気側に設けられた排気マニホ
ールドで、該排気マニホールド11は各気筒IA、IB
、IC,IDにそれぞれ接続された分岐管11A、II
B、IIC,IIDと、第1の気筒IAの分岐管11A
及び第4の気筒IDの分岐管11Dを合流させる二叉状
の−の連結管LIEと、第2の気筒IBの連結管11B
及び第3の気筒ICの連結管11Cを合流させる二叉状
の他の連結管11Fと、該両連結管11E、IIFが連
結した1本の排気管11Gとから構成されており、該排
気管11Gにはマフラー12が設けられている。13は
前記マフラー12の上流側に位置して排気管11Gの途
中に設けられた触媒反応装置で、該触媒反応装置13に
は排気ガスを清浄化する例えば三元触媒が収容されてい
る。
Reference numeral 11 denotes an exhaust manifold provided on the exhaust side of the engine body 1, and the exhaust manifold 11 is connected to each cylinder IA, IB.
, IC, and ID branch pipes 11A and II, respectively.
B, IIC, IID and the branch pipe 11A of the first cylinder IA
and a forked connecting pipe LIE that joins the branch pipe 11D of the fourth cylinder ID, and a connecting pipe 11B of the second cylinder IB.
and another fork-shaped connecting pipe 11F that joins the connecting pipe 11C of the third cylinder IC, and one exhaust pipe 11G that connects both the connecting pipes 11E and IIF. 11G is provided with a muffler 12. Reference numeral 13 denotes a catalytic reaction device located upstream of the muffler 12 and provided in the middle of the exhaust pipe 11G. The catalytic reaction device 13 houses, for example, a three-way catalyst for purifying exhaust gas.

’14.15は排気ガス中の酸素濃度を検出し、後述す
るコントロールユニット24に酸素濃度に対応した信号
を出力電圧として出力する2個の酸素センサで、一方の
酸素センサ14は分岐管11A。
'14.15 is two oxygen sensors that detect the oxygen concentration in exhaust gas and output a signal corresponding to the oxygen concentration as an output voltage to a control unit 24, which will be described later, and one oxygen sensor 14 is connected to the branch pipe 11A.

11Dをそれぞれ介して第1の気筒IAと第4の気筒I
Dからの排気ガスが流入する−の連結管LIEの中央に
設けられ、他方の酸素センサ15は分岐管11B、II
Cをそれぞれ介して第2の気筒IBと第3の気筒ICか
らの排気ガスが流入する他の連結管11Fの中央に設け
られている。
11D respectively to the first cylinder IA and the fourth cylinder I.
The other oxygen sensor 15 is provided at the center of the - connecting pipe LIE into which the exhaust gas from D flows in, and the other oxygen sensor 15 is connected to the branch pipes 11B and II.
The connecting pipe 11F is provided at the center of another connecting pipe 11F into which exhaust gas from the second cylinder IB and the third cylinder IC flow in through the cylinder C, respectively.

ここで、該各酸素センサ14,15は第3図に示すよう
に、通常450〜500mV程度の基準電圧レベルをも
ち、排気ガス中の酸素濃度の検出信号を排気温度によっ
て異るある周期をもって出力するようになっている。
Here, as shown in FIG. 3, each of the oxygen sensors 14 and 15 normally has a reference voltage level of about 450 to 500 mV, and outputs a detection signal of the oxygen concentration in the exhaust gas at a certain period that varies depending on the exhaust temperature. It is supposed to be done.

次に、16は前記酸素センサ14より上流側に位置して
連結管11Eに回動可能に設けられた排気ガス案内板で
、該排気ガス案内板16は第1図中右方向に回転したと
きには第1の気筒IAから排出される排気ガスを酸素セ
ンサ14側に案内し、逆に左方向に回転したときには第
4の気筒IDからの排気ガスを酸素センサ14側に択一
的に案内する。17は前記排気ガス案内板16と同様の
機能を有する他の排気ガス案内板で、該排気ガス案内板
17は他の酸素センサ15の上流側に位置して連結管1
1Fに回動可能に設けられており、右、左方向に回転す
ることによって第2の気筒IBからの排気ガスと第3の
気筒ICからの排気ガスを酸素センサ15側に択一的に
案内するようになっている。
Next, 16 is an exhaust gas guide plate located upstream of the oxygen sensor 14 and rotatably provided on the connecting pipe 11E, and when the exhaust gas guide plate 16 is rotated to the right in FIG. The exhaust gas discharged from the first cylinder IA is guided to the oxygen sensor 14 side, and when the cylinder rotates counterclockwise, the exhaust gas from the fourth cylinder ID is alternatively guided to the oxygen sensor 14 side. Reference numeral 17 denotes another exhaust gas guide plate having the same function as the exhaust gas guide plate 16, and the exhaust gas guide plate 17 is located upstream of the other oxygen sensor 15 and connected to the connecting pipe 1.
It is rotatably provided on the 1F, and by rotating to the right or left, exhaust gas from the second cylinder IB and exhaust gas from the third cylinder IC are selectively guided to the oxygen sensor 15 side. It is supposed to be done.

18は前記排気ガス案内板16.17を回動操作するア
クチュエータで、該アクチュエータ18は第2図に示す
ようにケーシング18Aと、該ケーシング18A内を2
室A、Bに画成するダイヤフラム18Bと、ケーシング
18A内に摺動可能に挿入された一端側が該ダイヤフラ
ム18Bに接続され、他端側が各排気ガス案内板16.
17に回動可能に接続された作動ロッド18Cと、ケー
シング18Aとダイヤフラム18Bとの間に張設された
戻しばね180と、吸気マニホールド9とケーシング1
8Aとの間に接続され、該吸気マニホールド9内に発生
する負圧によってケーシング18AのA室内の空気を吸
引する吸気配管18Eとから構成されている。そして、
該アクチュエータ18の吸気配管18Eの途中にはコン
トロールユニット24からの弁切換信号によってケーシ
ング18AのA室内を負圧と大気圧に切換える三方切換
弁19が設けられている。
Reference numeral 18 denotes an actuator that rotates the exhaust gas guide plates 16 and 17. As shown in FIG.
A diaphragm 18B defining the chambers A and B, one end slidably inserted into the casing 18A is connected to the diaphragm 18B, and the other end is connected to each exhaust gas guide plate 16.
17, a return spring 180 stretched between the casing 18A and the diaphragm 18B, and the intake manifold 9 and the casing 1.
8A, and an intake pipe 18E that sucks air in the A chamber of the casing 18A by the negative pressure generated in the intake manifold 9. and,
A three-way switching valve 19 is provided in the middle of the intake pipe 18E of the actuator 18, which switches the pressure inside the chamber A of the casing 18A between negative pressure and atmospheric pressure in response to a valve switching signal from the control unit 24.

20は燃料タンク、21は該燃料タンク20内に設けら
れた油中型の燃料ポンプで、該燃料ポンプ21は燃料タ
ンク20内の燃料を各噴射弁10に燃料配管22を介し
て圧送供給し、この燃料の一部は圧力レギュレータ23
を介して燃料タンク20内へと戻されるようになってい
る。ここで、該圧力レギュレータ23は吸気マニホール
ド9内の圧力を制御圧として導くことにより、この制御
圧に基づいて燃料配管22内の燃圧を制御し、この制御
された燃圧をもって各噴射弁10から燃料を噴射させる
ようになっている。
20 is a fuel tank; 21 is an oil-immersed fuel pump provided in the fuel tank 20; the fuel pump 21 pressure-feeds the fuel in the fuel tank 20 to each injection valve 10 via a fuel pipe 22; A portion of this fuel is transferred to the pressure regulator 23
The fuel is returned to the fuel tank 20 through the fuel tank 20. Here, the pressure regulator 23 controls the fuel pressure in the fuel pipe 22 based on this control pressure by guiding the pressure in the intake manifold 9 as a control pressure, and uses this controlled fuel pressure to inject fuel from each injection valve 10. It is designed to spray.

更に、24はマイクロコンピュータ等によって構成され
るコントロールユニットを示し、該コントロールユニッ
ト24はCPU等から構成される処理回路と、RAM又
はROM等からなる記憶回路とを含んで構成されており
、更に、カウンタ及びタイマを内蔵している。そして、
コントロールユニット24の入力側は水温センサ3、ク
ランク角センサ4、エアフロメータ6、スロットルバル
ブスイッチ8A、酸素センサ14,15、エンジンスイ
ッチ、車速センサ、インヒビタスイッチ等(いずれも図
示せず)と接続され、出力側は各噴射弁10、三方切換
弁19及び電源としてのバッテリと接続されている。ま
た、コントロールユニット24の記憶回路には第5図に
示すプログラムが格納されると共に、第4図に示すテー
ブル25が格納されている。ここで、該テーブル25内
にはエンジン回転数Nに対して酸素センサ14,15の
出力周期数nが何回繰返した時に三方切換弁18を切換
操作するかを予め設定した弁切換周期n0の切換周期数
テーブル26と、三方切換弁19の切換動作後期定時間
t0の経過、例えばto。=5秒を設定する設定時間テ
ーブル27が格納されている。
Furthermore, 24 indicates a control unit constituted by a microcomputer etc., and the control unit 24 is constituted by including a processing circuit constituted by a CPU etc. and a storage circuit constituted by a RAM or ROM etc. It has a built-in counter and timer. and,
The input side of the control unit 24 is connected to a water temperature sensor 3, a crank angle sensor 4, an air flow meter 6, a throttle valve switch 8A, an oxygen sensor 14, 15, an engine switch, a vehicle speed sensor, an inhibitor switch, etc. (all not shown). , the output side is connected to each injection valve 10, three-way switching valve 19, and a battery as a power source. In addition, the program shown in FIG. 5 is stored in the memory circuit of the control unit 24, and the table 25 shown in FIG. 4 is also stored. Here, the table 25 contains a preset valve switching period n0 that indicates how many times the output period number n of the oxygen sensors 14 and 15 is repeated to switch the three-way switching valve 18 with respect to the engine speed N. The switching period number table 26 and the elapsed time t0 after the switching operation of the three-way switching valve 19, for example, to. A setting time table 27 in which 5 seconds is set is stored.

そして、前記コントロールユニット24は、クランク角
センサ4によるエンジン回転数、エアフロメータ6によ
る吸入空気量から基本噴射量を演算すると共に、水温セ
ンサ3、酸素センサ14゜15等からの検出信号及び空
燃比フィードバック補正係数、基本空燃比学習補正係数
、その他各種の補正係数から各噴射弁10による噴射量
を演算し、噴射弁10に所定デユーティの噴射パルスを
出力する。
The control unit 24 calculates the basic injection amount from the engine speed detected by the crank angle sensor 4 and the intake air amount detected by the air flow meter 6, and also receives detection signals from the water temperature sensor 3, oxygen sensor 14, 15, etc., and the air-fuel ratio. The injection amount by each injection valve 10 is calculated from the feedback correction coefficient, the basic air-fuel ratio learning correction coefficient, and various other correction coefficients, and an injection pulse of a predetermined duty is output to the injection valve 10.

更に、該コントロールユニット24は所定時間(。の経
過後、切換周期数テーブル26に基づいて三方切換弁1
9に弁切換信号を出力し、大気と吸気配管18Eとの間
を切換動作して吸気マニホールド9内の負圧によりアク
チュエータ18のA室内を間歇的に負圧にするようにな
っている。
Further, the control unit 24 controls the three-way switching valve 1 based on the switching cycle number table 26 after a predetermined period of time has passed.
A valve switching signal is output to the actuator 18 to switch between the atmosphere and the intake pipe 18E, so that the negative pressure in the intake manifold 9 intermittently makes the chamber A of the actuator 18 negative pressure.

実施例は上述の如く構成されるが、次にその作動につい
て説明する。
The embodiment is constructed as described above, and its operation will now be described.

スタートスイッチによってエンジン本体lが始動すると
、コントロールユニット24は吸入空気量、エンジン回
転数から基本噴射量を演算し、更に水温センサ、酸素セ
ンサ14,15等からの検出信号に基づいて噴射量を演
算し、噴射弁10に所定デユーティの噴射パルスを出力
する。
When the engine body l is started by the start switch, the control unit 24 calculates the basic injection amount from the intake air amount and engine rotation speed, and further calculates the injection amount based on detection signals from the water temperature sensor, oxygen sensors 14, 15, etc. Then, an injection pulse with a predetermined duty is output to the injection valve 10.

エンジン本体lの気筒IA、IB、・・・は第1゜第3
.第4.第2の順序で爆発、排気を行っており、酸素セ
ンサ14,15は分岐管IA、IB。
The cylinders IA, IB, ... of the engine body L are the 1st and 3rd cylinders.
.. 4th. Explosion and exhaust are performed in the second order, and oxygen sensors 14 and 15 are connected to branch pipes IA and IB.

・・・を介して排出されてくる排気ガス中の酸素濃度を
検出することによって、酸素濃度に対応した信号を出力
電圧としてコントロールユニット24に出力する。該コ
ントロールユニット24は各酸素センサ14.15から
の出力電圧に基づいて空燃比フィードバック補正係数を
書き換え、各噴射弁IOによる燃料噴射量を増減させて
空燃比をフィードバック制御し、燃料が吸入空気に対し
て過濃になったり、稀薄になったりするのを防止するよ
うになっており、空燃比をフィードバック制御する点で
は従来技術によるものと異るところはない。
By detecting the oxygen concentration in the exhaust gas discharged through..., a signal corresponding to the oxygen concentration is outputted to the control unit 24 as an output voltage. The control unit 24 rewrites the air-fuel ratio feedback correction coefficient based on the output voltage from each oxygen sensor 14.15, increases or decreases the amount of fuel injected by each injector IO, and performs feedback control of the air-fuel ratio, so that the fuel becomes the intake air. On the other hand, it is designed to prevent the fuel from becoming too rich or too lean, and there is no difference from the conventional technology in terms of feedback control of the air-fuel ratio.

而して、本実施例によれば、2つの気筒IA。According to this embodiment, there are two cylinders IA.

IDにそれぞれ接続する2本の分岐管11A。Two branch pipes 11A each connected to the ID.

11Dの連結管11Hに1個の酸素センサ14を設け、
また、他の2つの気筒11B、11Cにそれぞれ接続す
る2本の分岐管11B、IICの連結管11Fに他の1
個の酸素センサを設けると共に、各連結管11E、II
Fには酸素センサ14゜15の上流側に位置して分岐管
11A、IID及びIIB、IICからの排気ガスを択
一的に案内する排気ガス案内板16.17を設けである
。そして、コントロールユニット24からの弁切換信号
によって三方切換弁19を切換動作し、吸気マニホール
ド9内に発生する負圧によってアクチュエータ18のダ
イヤフラム18Bを作動することにより、作動ロンド1
8Cを介して該各排気ガス案内板16.17を左、右方
向に交互にその向きを切換制御するようになっている。
One oxygen sensor 14 is provided in the connecting pipe 11H of 11D,
In addition, two branch pipes 11B and IIC connecting pipes 11F are connected to the other two cylinders 11B and 11C, respectively.
In addition to providing two oxygen sensors, each connecting pipe 11E, II
F is provided with exhaust gas guide plates 16, 17 located upstream of the oxygen sensors 14 and 15 to selectively guide exhaust gas from the branch pipes 11A, IID, IIB, and IIC. Then, the three-way switching valve 19 is switched in response to a valve switching signal from the control unit 24, and the diaphragm 18B of the actuator 18 is operated by the negative pressure generated in the intake manifold 9.
The direction of each of the exhaust gas guide plates 16 and 17 is alternately controlled to the left and to the right via the guide 8C.

そこで、次に各排気ガス案内板16.17の切換制御に
ついて、第5図に示す流れ図を参照しつつ説明する。
Next, the switching control of each exhaust gas guide plate 16, 17 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、エンジンlがスタートすると、コントロールユニ
ット24を構成するRAM内のカウンタnの周期数n及
びタイマtの経過時間tが零リセットされる(ステップ
1)。この時、三方切換弁19はアクチュエータ18を
介して排気ガス切換弁16.17をいずれか一方の切換
方向に切換作動した状態になっている。次に、ステップ
2で設定時間テーブル27から所定時間t0の続出しを
行ない、次のステップ3でタイマtにより経過時間tの
カウントを開始し、ステップ4で経過時間tが所定時間
t。に達したか否か判定し、rNOJならば1=1.に
達するまでステップ3でカウントを繰返す。
First, when the engine 1 starts, the number of cycles n of the counter n and the elapsed time t of the timer t in the RAM constituting the control unit 24 are reset to zero (step 1). At this time, the three-way switching valve 19 is in a state in which the exhaust gas switching valves 16 and 17 are switched to one of the switching directions via the actuator 18. Next, in step 2, the predetermined time t0 is continuously read out from the set time table 27, and in the next step 3, the timer t starts counting the elapsed time t, and in step 4, the elapsed time t is set to the predetermined time t. It is determined whether or not the value has been reached, and if rNOJ, 1=1. Repeat the count in step 3 until .

一方、ステップ4でYESと判定したときには、クラン
ク角センサ4からエンジン回転数Nを読込み(ステップ
5)、ステップ6でコントロールユニット24に格納し
てある切換周期テーブル26からエンジン回転数Nに対
応する弁切換周期n0を読出す。そして、ステップ7で
は各酸素センサ14.15の検出信号の周期数nを読込
み、ステップ8で該周期数nをカウントして検出信号の
周期数nが弁切換周rIJIn 0以上か否かを判定す
る(ステップ9)。rNOJならばステップに戻り、n
o =nに達するまでカウントを繰返す。
On the other hand, if the determination in step 4 is YES, the engine speed N is read from the crank angle sensor 4 (step 5), and in step 6, the engine speed N is read from the switching period table 26 stored in the control unit 24. Read the valve switching cycle n0. Then, in step 7, the number of cycles n of the detection signal of each oxygen sensor 14, 15 is read, and in step 8, the number of cycles n is counted to determine whether the number of cycles n of the detection signal is greater than or equal to the valve switching frequency rIJIn 0. (Step 9). If rNOJ, return to step and n
Repeat counting until o=n is reached.

ステップ9でrYES Jと判定したときには、ステッ
プ10に移ってコントロールユニット24から三方切換
弁19に弁切換信号が出力される。これによりアクチュ
エータ18のA室内が負圧(大気圧)に切換えられ、作
動ロンド18Cを介して各排気ガス案内板16.17の
排気ガス案内方向が切換えられる。
If rYES J is determined in step 9, the process moves to step 10, where a valve switching signal is output from the control unit 24 to the three-way switching valve 19. As a result, the pressure in chamber A of the actuator 18 is switched to negative pressure (atmospheric pressure), and the exhaust gas guide direction of each exhaust gas guide plate 16, 17 is switched via the actuation iron 18C.

実施例の処理動作は以上の如くであるが、ステップ1で
雰リセットした弁切換後の時間tをカウントしくステッ
プ3)、ステップ2で読出した設定時間L0に対して経
過時間tが過ぎたか否かを判定する動作(ステップ4)
が本発明の経過時間判定手段の具体例である。
The processing operation of the embodiment is as described above. In step 3), the time t after the valve switching reset in step 1 is counted, and whether or not the elapsed time t has passed with respect to the set time L0 read out in step 2. (Step 4)
This is a specific example of the elapsed time determining means of the present invention.

また、ステップ7で読込んだ酸素センサ14゜15の出
力周期数nをカウントしくステップ8)、エンジン回転
数Nに応じて定めである弁切換周期n0に達したと判定
したとき(ステップ9)に弁切換信号を出力する動作(
ステップ10)が本発明の案内板切換判定手段の具体例
である。
Also, when the output cycle number n of the oxygen sensor 14, 15 read in step 7 is counted (step 8), it is determined that the valve switching cycle n0, which is determined according to the engine speed N, has been reached (step 9). Operation to output a valve switching signal to (
Step 10) is a specific example of the guide plate switching determination means of the present invention.

叙上の如〈実施例によれば、2つの気筒IA。As mentioned above, according to the embodiment, there are two cylinders IA.

ID(又はIB、IC)からの排気ガスを1の酸素セン
サ14(15)に交互に案内する排気ガス案内板16 
(17)は、所定時間t0が経過し、かつ、該酸素セン
サ14(15)出力周期数nがエンジン回転数Nに応じ
て予め設定してある弁切換周期n0に達したときに、切
換動作するように構成したから、各気筒IA、ID (
IB、IC)の排気ガス中の酸素濃度を気筒別に確実に
検出できる。
Exhaust gas guide plate 16 that alternately guides exhaust gas from ID (or IB, IC) to one oxygen sensor 14 (15)
(17) is a switching operation when a predetermined time t0 has elapsed and the output cycle number n of the oxygen sensor 14 (15) reaches a valve switching cycle n0 that is preset according to the engine rotation speed N. Since it is configured so that each cylinder IA, ID (
The oxygen concentration in the exhaust gas of IB, IC) can be reliably detected for each cylinder.

また、酸素センサ14.15は排気温度が低温の場合と
高温の場合とでは、時間当りの検出信号の周期数が変化
するという温度依存特性を有しているため、排気温度の
異るエンジン1の低回転時と高回転時とでは酸素センサ
14,15の検出信号の時間当りの周期数が変ることに
なり、単に所定時間L0の経過によってのみ排気ガス案
内板16.17を切換操作するだけでは、酸素濃度を高
精度に検出できないことになる。しかし、実施例によれ
ば、エンジン回転数Nに対応した弁切換周!tI] n
 0を予め設定しておき、酸素センサ14゜15の検出
信号の周期数nが当該弁切換周期n。
In addition, the oxygen sensors 14 and 15 have a temperature-dependent characteristic in which the number of cycles of the detection signal per hour changes depending on whether the exhaust temperature is low or high. The number of cycles per hour of the detection signals of the oxygen sensors 14 and 15 changes between low rotation and high rotation, so the exhaust gas guide plates 16 and 17 are simply switched when the predetermined time L0 has elapsed. In this case, the oxygen concentration cannot be detected with high accuracy. However, according to the embodiment, the valve switching frequency corresponding to the engine speed N! tI]n
0 is set in advance, and the number of cycles n of the detection signal of the oxygen sensor 14 and 15 is the valve switching cycle n.

に達したときに、三方切換弁19に弁切換信号を出力し
て排気ガス案内板16.17を切換操作するように構成
したから、排気温度に影響されることなく各気筒IA、
IB、・・・の酸素濃度を高精度に検出できる。
Since the configuration is configured such that when the temperature reaches the three-way switching valve 19, a valve switching signal is output to the three-way switching valve 19 to switch the exhaust gas guide plates 16, 17, so that each cylinder IA and
The oxygen concentration of IB, . . . can be detected with high accuracy.

更に、実施例によれば、排気ガス案内板16゜17を切
換操作する場合にカウントする所定時間1、の長さは、
アクチュエータ18の耐久性及び応答性を考慮して適宜
設定することができるから、該アクチュエータ18の耐
久性を向上させることができる。
Furthermore, according to the embodiment, the length of the predetermined time 1 counted when switching the exhaust gas guide plates 16 and 17 is as follows:
Since it can be set appropriately in consideration of the durability and responsiveness of the actuator 18, the durability of the actuator 18 can be improved.

更にまた、4つの気筒IA、IB、・・・からの各排気
ガス濃度を気筒数の半分の個数の酸素センサ14.15
で個別に検出することができ、4個の酸素センサを用い
る場合と同様に気筒別の空燃比をフィードパ・ンク制御
することが可能になる。従って、排気ガス中の各成分を
安定化できるから触媒の使用量を少なくでき、コスト低
減を図ることができるし、各気筒の特性の経年変化に対
応した空燃比の制御が可能になるから、排気ガスの性質
を向上できる。
Furthermore, the concentration of each exhaust gas from the four cylinders IA, IB, .
It is possible to perform feed pump control on the air-fuel ratio for each cylinder in the same way as when four oxygen sensors are used. Therefore, since each component in the exhaust gas can be stabilized, the amount of catalyst used can be reduced and costs can be reduced, and the air-fuel ratio can be controlled in response to changes in the characteristics of each cylinder over time. The properties of exhaust gas can be improved.

なお、実施例は4気筒エンジンを例に挙げ、2個の酸素
センサ14,15で金気筒IA、IB。
In this embodiment, a four-cylinder engine is used as an example, and two oxygen sensors 14 and 15 are used to control the gold cylinders IA and IB.

・・・の排気ガス中の酸素濃度を検出するものとして述
べたが、例えば6気筒エンジンにあっては3個の酸素セ
ンサを用いればよく、要するに本発明によれば酸素セン
サは気筒数の半分の個数で足りることになる。
..., but for example, in a six-cylinder engine, three oxygen sensors may be used, and in short, according to the present invention, the number of oxygen sensors is half the number of cylinders. The number of items will be sufficient.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上詳述した如(であって、一対の気筒からの
排気ガスを1の酸素センサ側に交互に案内する排気ガス
案内板は、所定時間が経過し、かつ、酸素センサの検出
信号の周期数がエンジン回転数に対応して予め設定した
回数に達したときに切換えるように構成したから、酸素
センサは排気温度等の影響を受けることなく気筒別の酸
素濃度を高精度に検出できる。また、各噴射弁の特性或
いは各気筒の経年変化した特性による気筒のバラツキに
対応した気筒別の空燃比をフィードバック制御すること
が実現できる結果、排気ガス濃度を正常に維持して触媒
の使用量を低減できる。
The present invention is as described in detail above (wherein, the exhaust gas guide plate that alternately guides the exhaust gas from a pair of cylinders toward one oxygen sensor side is configured so that when a predetermined period of time has elapsed, The oxygen sensor is configured to switch when the number of cycles reaches a preset number corresponding to the engine speed, so the oxygen sensor can detect the oxygen concentration of each cylinder with high accuracy without being affected by exhaust temperature, etc. In addition, it is possible to feedback control the air-fuel ratio of each cylinder in response to cylinder variations due to the characteristics of each injector or the characteristics of each cylinder that have changed over time.As a result, it is possible to maintain the exhaust gas concentration normally and use the catalyst. The amount can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る排気ガスの気筒別酸素濃
度検出装置の全体構成図、第2図は該酸素濃度検出装置
を構成するアクチュエータの拡大断面図、第3図は酸素
センサの検出信号の出力周期を示す線図、第4図はコン
トロールユニット内に格納されたテーブルの構成を示す
説明図、第5図は酸素濃度を気筒別に検出する制御処理
の流れ図である。 IA、IB、IC,ID・・・気筒、1■・・・排気マ
ニホールド、IIA、IIB、IIC,IID・・・分
岐管、IIE、IIF・・・連結管、14.15・・・
酸素センサ、16.17・・・排気ガス案内板。 特許出願人 日本電子機器株式会社 代理人 弁理士 広  瀬  和  空回      
中   村   直   樹第3図 第4図 7−−−−−−−コ L、   −−1
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas cylinder-by-cylinder oxygen concentration detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of an actuator constituting the oxygen concentration detection device, and FIG. 3 is an oxygen sensor FIG. 4 is a diagram showing the output cycle of the detection signal, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the structure of a table stored in the control unit, and FIG. 5 is a flowchart of control processing for detecting oxygen concentration for each cylinder. IA, IB, IC, ID...Cylinder, 1■...Exhaust manifold, IIA, IIB, IIC, IID...Branch pipe, IIE, IIF...Connecting pipe, 14.15...
Oxygen sensor, 16.17...Exhaust gas guide plate. Patent Applicant Japan Electronics Co., Ltd. Agent Patent Attorney Kazu Hirose Sorakai
Naoki NakamuraFigure 3Figure 4Figure 7-----L, --1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの各気筒に接続された分岐管を有し、該分岐管
の2本を一対として1本の排気管に接続してなる排気マ
ニホールドと、該排気マニホールドの各一対の分岐管の
連結部毎に1個設けられ、該各分岐管からそれぞれ排出
される排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、
該酸素センサの近傍に位置して前記排気マニホールドの
連結部に設けられ、前記各分岐管からそれぞれ排出され
る排気ガスを該酸素センサ側に交互に案内する排気ガス
案内板と、該排気ガス案内板の排気ガス切換動作後所定
時間の経過を判定する経過時間判定手段と、該経過時間
判定手段が該所定時間の経過を判定した後、前記酸素セ
ンサの出力の周期数が前記エンジンの回転数に応じて予
め設定してある周期数以上となったとき、前記排気ガス
案内板の切換を判定する案内板切換判定手段とから構成
してなる排気ガスの気筒別酸素濃度検出装置。
An exhaust manifold that has a branch pipe connected to each cylinder of the engine, and connects two of the branch pipes as a pair to one exhaust pipe, and each joint of each pair of branch pipes of the exhaust manifold. an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from each of the branch pipes;
an exhaust gas guide plate that is located near the oxygen sensor and is provided at a connecting portion of the exhaust manifold, and that alternately guides exhaust gas discharged from each of the branch pipes toward the oxygen sensor; and the exhaust gas guide. elapsed time determining means for determining whether a predetermined time has elapsed after the exhaust gas switching operation of the plate; and after the elapsed time determining means determines that the predetermined time has elapsed, the number of cycles of the output of the oxygen sensor is determined by the number of revolutions of the engine; A cylinder-specific exhaust gas oxygen concentration detection device comprising a guide plate switching determining means for determining switching of the exhaust gas guide plate when the number of cycles exceeds a preset number of cycles according to the number of cycles.
JP63152840A 1988-06-21 1988-06-21 Detecting device for oxygen density by cylinder of exhaust gas Pending JPH01318730A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597815B1 (en) 1998-10-19 2003-07-22 International Business Machines Corporation Image data compression apparatus and method thereof
JPWO2018163417A1 (en) * 2017-03-10 2019-12-12 三菱電機株式会社 Refrigerant detector

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