JP2002106391A

JP2002106391A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP2002106391A
Application number: JP2000295962A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takahashi; 秀明高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】バンク２での強制的同期制御中の加速に伴う
バンク２での空燃比変動に対する追従性をよくする。【解決手段】各々の気筒群３２、３３の空燃比を独立
にフィードバック制御する独立フィードバック制御手段
３８と、所定の条件の成立時に前記複数の気筒群３２、
３３の空燃比変動の位相を強制的に同期させる制御を行
う強制的同期制御手段３９と、前記強制的同期制御手段
３９による強制的同期制御中に加速が判定されたとき前
記強制的同期制御手段３９による強制的同期制御を一時
禁止して前記独立フィードバック制御手段３８による独
立のフィードバック制御を行わせる手段４０とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は複数の気筒群を有
するたとえばＶ型、水平対向型等の多気筒エンジンの空
燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気通路に設けられる触媒が劣化する
と、空燃比フィードバック制御中の触媒下流側のＯ₂セ
ンサ出力の反転周期が短くなり、また出力振幅が大きく
なるので、この特性を利用し、触媒上流側と触媒下流側
のＯ₂センサ出力の反転周期や振幅に基づいて触媒の劣
化を診断するものがある（特開昭６１−２８６５５０号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｖ型、水平
対向型等のように複数のバンク（気筒群）を有するエン
ジンにダブルＯ₂センサシステムを適用し、空燃比フィ
ードバック制御の安定性を図った、いわゆる３Ｏ₂セン
サシステムが考案されている（特許第２６２１７４６号
参照）。この装置はバンク毎の排気通路にそれぞれ上流
側Ｏ₂センサを設け、各バンクの排気通路が合流する集
合部下流の排気通路に触媒を配置するとともに、この触
媒下流の排気通路に単一の下流側Ｏ₂センサを配置した
構成として、各々のバンクの空燃比を各々のバンクの上
流側Ｏ₂センサ出力に基づいて独立にフィードバック制
御し、また、下流側Ｏ₂センサ出力に基づいて複数のバ
ンクの空燃比制御を補正する。

【０００４】こうした３Ｏ₂センサシステムの装置にお
いては上流側Ｏ₂センサ出力と下流側Ｏ₂センサ出力の反
転周期や振幅に基づいて触媒の劣化を診断しようとした
場合に診断が困難になる。それは、３Ｏ₂センサシステ
ムの装置における各バンクの空燃比が各々の上流側Ｏ₂
センサ出力に基づいて独立にフィードバック制御されて
いるため、各バンクの空燃比制御の周期や位相が殆どの
場合一致しておらず、これらバンクからの排気空燃比の
変化も同期していないためである。このため、各バンク
からの排気は排気通路集合部で相互に干渉して混じり合
うことになり、触媒に流入する排気の空燃比変化の位相
や周期、振幅等がいずれのバンクの上流側Ｏ₂センサ出
力とも同期しない。したがって、触媒が劣化しているに
も拘わらず下流側Ｏ₂センサ出力が振れない可能性もで
てくる。

【０００５】このような状況を回避するため、お互いの
フィードバック制御の位相を監視し、位相のズレが所定
値以内にある場合にのみ診断を行なうように構成するこ
ともできるが、この場合には触媒診断の頻度が減少する
ため診断終了までの時間が長引く。

【０００６】そこで、１のバンクに対して残りのバンク
の空燃比変化の位相を強制的に同期させる制御を行うこ
とが考えられるのであるが、残りのバンクでのこの強制
的同期制御中にアクセルペダルが大きく踏み込まれて加
速が行われたとき空燃比フィードバック補正係数の制御
中心がずれるため、この場合にまで強制的同期制御を継
続したのでは、残りのバンクの空燃比が理論空燃比へと
収束するのが遅れ、これに伴って一時的に残りのバンク
の排気エミッション特性や制御特性が悪化するような事
態が生じる。

【０００７】これについてさらに図２を用いて説明する
と、同図は左右の各バンク１、２を有するＶ型エンジン
を対象として、バンク２で強制的同期制御を行っている
途中で加速が行われ、この加速によりｔ０のタイミング
で空燃比がずれた（空燃比フィードバック補正係数の制
御中心が上方へ変化した）場合の各バンク１、２の空燃
比フィードバック補正係数α１、α２の各波形である。
強制的同期制御中の加速により空燃比フィードバック補
正係数の制御中心がずれた後も、バンク２での強制的同
期制御を継続したとき、図示のようにバンク２の空燃比
フィードバック補正係数α２が変化する。これをｔ０か
らｔ７までの各タイミングにしたがって説明すると、次
のようになる。なお、バンク２でのここでの強制的同期
制御は、比例分でバンク１の空燃比変動の位相との同期
をとりつつ、積分分で自らの空燃比をフィードバック制
御するものである。

【０００８】ｔ１：バンク１での比例分ＰＲ１の減算タ
イミングであるので、バンク２に対しても比例分ＰＲ２
が強制的に減算される。

【０００９】ｔ１直後〜ｔ３直前まで：バンク２の上流
側Ｏ₂センサ出力がリーンであるため、積分分ＩＬが加
算される。

【００１０】ｔ３：バンク１での比例分ＰＬ１の加算タ
イミングであるので、バンク２に対しても比例分ＰＬ２
が強制的に加算される。

【００１１】ｔ３直後からｔ５直前まで：ｔ４の直前ま
ではバンク２の上流側Ｏ₂センサ出力がリーンであるた
め積分分ＩＬが加算され、ｔ４でバンク２の上流側Ｏ₂
センサ出力がリーンよりリッチに反転するためｔ４から
積分分ＩＲが減算される。

【００１２】ｔ５：バンク１での比例分ＰＲ１の減算タ
イミングであるので、バンク２に対しても比例分ＰＲ２
が強制的に減算される。

【００１３】ｔ５直後からｔ７直前まで：ｔ６の直前ま
ではバンク２の上流側Ｏ₂センサ出力がリッチであるた
め積分分ＩＲが減算され、ｔ６でバンク２の上流側Ｏ₂
センサ出力がリッチよりリーンに反転するためｔ６より
積分分ＩＬが加算される。

【００１４】さて、このようにα２が変化することは、
バンク２での強制的同期制御により却ってバンク２でリ
ーンからリッチへの反転遅れが生じていることを表して
いる。これを説明すると、ｔ０のタイミングよりバンク
２で強制的同期制御を行わず、バンク毎の独立の空燃比
フィードバック制御を行ったとき、バンク２でリーンか
らリッチへと反転する本来のタイミングはｔ２である。
しかしながら、バンク２での強制的同期制御により、ｔ
２よりも時間的に早いｔ１のタイミングで比例分ＰＲ２
が強制的に減算されるため、バンク２での強制的同期制
御によればバンク２の上流側Ｏ₂センサ出力がリーンか
らリッチへと反転するタイミングがｔ４まで遅れてい
る。すなわち、加速判定後も続けてバンク２での強制的
同期制御を継続することによりバンク２の空燃比がリー
ンよりリッチへと反転するのが、ｔ２よりｔ４へと遅れ
るのであり、このリッチ側への反転遅れによりバンク２
の排気エミッションが悪くなる。

【００１５】そこで本発明は、バンク２での強制的同期
制御中に加速が判定されたときには、そのバンク２での
強制的同期制御を一時禁止してバンク毎の独立の空燃比
フィードバック制御に戻すことにより、加速に伴うバン
ク２での空燃比変動に対する追従性をよくすることを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図９に示
すように、複数の気筒群（図は２つの気筒群３２、３３
の場合である）と、各気筒群３２、３３毎に設けられた
排気通路３４、３５と、これら排気通路３４、３５が合
流する集合部下流の排気通路３６またはこれより上流側
の排気通路に配置される少なくとも１つの触媒（図は集
合部下流の排気通路３６に配置される触媒３７）と、各
々の気筒群の排気通路３４、３５の空燃比に基づいて各
々の気筒群３２、３３の空燃比を独立にフィードバック
制御する独立フィードバック制御手段３８と、所定の条
件の成立時に前記複数の気筒群３２、３３の空燃比変動
の位相を強制的に同期させる制御を行う強制的同期制御
手段３９と、前記強制的同期制御手段３９による強制的
同期制御中に加速が判定されたとき前記強制的同期制御
手段３９による強制的同期制御を一時禁止して前記独立
フィードバック制御手段３８による独立のフィードバッ
ク制御を行わせる手段４０とを備える。

【００１７】第２の発明では、第１の発明において前記
強制的同期制御手段３９が、いずれか１の気筒群を特定
気筒群、それ以外を残りの気筒群として、特定気筒群で
の前記比例分の付加タイミングで残りの気筒群に対して
同じ方向に比例分を強制的に付加する手段を備える場合
に、前記強制的同期制御を一時禁止する期間の終期が、
加速判定後における独立のフィードバック制御により前
記残りの気筒群の空燃比が２回反転したタイミングであ
る。

【００１８】第３の発明では、第２の発明において前記
所定の条件の成立時が触媒診断条件の成立時であり、前
記強制的同期制御中に各気筒群毎に設けられた排気通路
３４、３５が合流する集合部下流であってかつ前記触媒
下流の排気通路３６の空燃比を検出する空燃比センサに
少なくとも基づいて前記触媒の劣化の有無を判定すると
ともに、前記強制的同期制御を一時禁止する期間で前記
触媒の劣化の有無の判定を禁止する。

【００１９】第４の発明では、第１から第３までのいず
れか一つの発明において前記独立フィードバック制御手
段が、前記各々の気筒群の排気通路の空燃比に基づいて
各々の気筒群の排気通路の空燃比が反転したとき比例分
を付加し、また各々の気筒群の排気通路の空燃比が反転
しない状態では積分分を付加することにより各々の気筒
群の空燃比補正量（たとえば空燃比フィードバック補正
係数）を算出する手段と、各々の空燃比補正量に基づい
て各々の気筒群への燃料供給量を制御する手段とを備え
るとともに、前記強制的同期制御手段が、いずれか１の
気筒群を特定気筒群、それ以外を残りの気筒群として、
特定気筒群での前記比例分の付加タイミングで残りの気
筒群に対して同じ方向に比例分を強制的に付加する手段
と、前記比例分の強制的付加タイミング以外のとき前記
残りの気筒群に対して前記残りの気筒群の排気通路の空
燃比に基づく積分分を付加する手段とを備える。

【００２０】

【発明の効果】第１の発明では強制的同期制御中に、空
燃比変動の生じる加速を判定すると、強制的同期制御を
一時禁止してバンク毎の独立の空燃比フィードバック制
御に戻すようにしたので、加速に伴う空燃比変動に対す
る追従性がよくなり、その間の排気エミッション、運転
性の悪化を回避できる。

【００２１】加速により空燃比が目標に対してずれる場
合でも気筒群毎の独立のフィードバック制御を気筒群の
空燃比が２回反転するだけ行なえば、目標の空燃比にほ
ぼ収束するため、強制的同期制御を禁止する期間の終期
を残りの気筒群の空燃比が２回反転したタイミングとす
る第２の発明によれば、強制的同期制御を禁止する期間
を必要以上に長くとる必要がなくなる。

【００２２】強制的同期制御を禁止する期間が最低限の
期間となるため、強制的同期制御を禁止する期間が触媒
の劣化の有無の判定を禁止する期間でもある第３の発明
によれば、触媒の劣化の有無の判定頻度の減少を最小限
に抑えることができる。

【００２３】第４の発明によれば、強制的同期制御中、
残りの気筒群について、比例分で特定気筒群の空燃比変
動の位相との同期をとりつつ、積分分で自らの空燃比を
フィードバック制御するので、強制的同期制御中の排気
エミッションの悪化を防止できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１において、１、２はＶ型エン
ジンの左右のバンク、３は吸気通路で、各気筒毎に燃料
噴射弁４を備える。この噴射弁４は燃料供給系５からの
加圧燃料を吸気ポートに供給するためものである。

【００２５】左右の各バンク１、２毎に独立に排気通路
６、７が形成され、各排気通路６、７にウォームアップ
用の三元触媒９、１０が設けられる。また、２つの排気
通路６、７は合流され、その集合部下流の排気通路８に
も三元触媒１１が設けられている。

【００２６】三元触媒９、１０、１１は理論空燃比の運
転時に最大の転換効率をもって排気中のＮＯｘの還元と
ＨＣ、ＣＯの酸化を行う。このため、各触媒９、１０の
上流側に設けたＯ₂センサ１３、１４の出力が、エアフ
ローメータ１６からの吸入空気流量信号、クランク角セ
ンサ１７からの単位クランク角信号や気筒判別のための
基準位置信号、水温センサ１８からの水温信号ととも
に、ＥＣＭ（エレクトロニックコントロールモジュー
ル）１２に入力され、主にマイコンからなるＥＣＭ１２
では、触媒９、１０に流入する排気の空燃比が理論空燃
比となるように、各バンク１、２毎に独立に空燃比のフ
ィードバック制御を行う。

【００２７】この各バンク毎の空燃比制御については両
バンク１、２で同様である。バンク１で具体的に述べる
と、１気筒について１燃焼サイクル（クランク角で７２
０°）に必要となる基本噴射パルス幅Ｔｐ（この基本噴
射パルス幅に対応する燃料量によりほぼ理論空燃比の混
合気が得られる）をエンジンの回転速度Ｎｅと吸入空気
流量Ｑａから、また上流側Ｏ₂センサ１３出力に基づい
て空燃比フィードバック補正係数α１をそれぞれ演算
し、この空燃比フィードバック補正係数α１で基本噴射
パルス幅Ｔｐを補正して燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を演算
し、所定の噴射タイミングでこの燃料噴射パルス幅Ｔｉ
１のあいだ燃料噴射弁４を開くものである。

【００２８】また、三元触媒９、１０、１１が劣化する
と触媒の転換効率が落ちるので、ＥＣＭ１２では、三元
触媒１１の下流側に設けられたＯ₂センサ１５と、上流
側Ｏ₂センサ１３または１４の出力に基づいて触媒の劣
化診断を行う。

【００２９】この場合に、バンク１とバンク２の空燃比
変動の位相を同期させる必要が生じる。このため、本実
施形態では触媒診断条件（所定の条件）の成立時になる
と、バンク１（特定の気筒群）での比例分の付加タイミ
ングにおいてバンク２（残りの気筒群）に対しても比例
分を強制的に付加することにより強制的同期制御（位相
を強制的に同期させる制御）を開始する。

【００３０】また、バンク２での強制的同期制御中に加
速が判定されたときにはバンク２での強制的同期制御を
一時禁止してバンク毎の独立の空燃比フィードバック制
御に戻す。この場合、バンク２での強制的同期制御を一
時禁止する期間は、加速判定時を起点として加速判定後
のバンク毎の独立の空燃比フィードバック制御において
バンク２の排気空燃比が２回反転するまでである。

【００３１】ＥＣＭ１１で実行されるこの制御の内容
を、以下のフローチャートにしたがって説明する。

【００３２】図４はバンク１の上流側Ｏ₂センサ１３出
力に基づいてバンク１の空燃比フィードバック補正係数
α１を演算するためのもので、一定時間毎（たとえば１
０ｍｓ毎）に実行する。

【００３３】ステップ１ではバンク１の上流側Ｏ₂セン
サ１３出力ＯＳＦ１をＡ／Ｄ変換して取り込む。

【００３４】ステップ２では空燃比のフィードバック条
件（図では「Ｆ／Ｂ条件」で略記）が成立しているかど
うかみる。空燃比のフィードバック条件は下記、の
条件がともに成立しているときである。

【００３５】上流側Ｏ₂センサ１３、１４の活性がと
もに完了している。

【００３６】各種燃料増量補正係数ＣＯＥＦ＝１（エ
ンジン始動直後の各種燃料増量制御が終了している）。

【００３７】、のいずれかが成立していないとき
（空燃比フィードバック条件の非成立時）は、ステップ
１６に進んで、α１を１．０にクランプして今回の処理
を終了する。

【００３８】、の条件がすべて成立しているとき
（空燃比フィードバック条件の成立時）にはステップ３
以降に進む。

【００３９】ステップ３〜５は、バンク１の上流側Ｏ₂
センサ１３出力ＯＳＦ１とスライスレベルＳＬＦを比較
し、その比較結果に基づいてバンク１の三元触媒９に流
入する排気の空燃比が理論空燃比よりリーン側であるか
リッチ側であるかを判断し、その結果を状態フラグＦ１
１にセットする部分である。ここで、Ｆ１１＝０とセッ
トされたときには理論空燃比よりリーン側の空燃比であ
ることを、Ｆ１１＝１とセットされたときには理論空燃
比よりリッチ側の空燃比であることを表す。

【００４０】ステップ６〜８はこの状態フラグＦ１１に
基づいて次のいずれの場合であるかをみる部分である。

【００４１】〈１〉フラグＦ１１が“１”から“０”へ
と反転した直後（つまり空燃比がリッチからリーンへ反
転した直後）である場合、〈２〉フラグＦ１１が“０”
から“１”へと反転した直後（つまり空燃比がリーンか
らリッチへ反転した直後）である場合、〈３〉フラグＦ
１１が前回、今回とも同じ“０”である（つまり空燃比
がリーンを継続している）場合、〈４〉フラグＦ１１が
前回、今回とも同じ“１”である（つまり空燃比がリッ
チを継続している）場合、これらの判定結果、たとえば
空燃比がリッチからリーンへ反転した直後であればα１
を比例分ＰＬ１だけステップ的に大きくし（ステップ
６、７、９）、その後空燃比がリーンを継続しているあ
いだα１を積分分ＩＬずつ徐々に大きくする（ステップ
６、８、１１）。やがて、空燃比が今度はリーンからリ
ッチへ反転するので、その直後にα１を比例分ＰＲ１だ
けステップ的に小さくし（ステップ６、７、１０）、そ
の後空燃比がリッチを継続しているあいだα１を積分分
ＩＲずつ徐々に小さくする（ステップ６、８、１２）。
後は以上を繰り返す。

【００４２】なお、ステップ９〜１２でα１に添えた
「ｚ」により前回算出した値であることを意味させてい
る。この添え字は適宜用いる。

【００４３】また、上記〈１〉〜〈４〉の判定結果に合
わせてフラグＦ２を設定する。すなわち、〈１〉の場合
にＦ２＝１（ステップ６、７、１３）、〈２〉の場合に
Ｆ２＝２（ステップ６、７、１４）、〈３〉、〈４〉の
場合にＦ２＝０とする（ステップ６、８、１５）。この
フラグＦ２は後述する強制的同期制御に必要となるもの
である（図３の第２段目参照）。

【００４４】図５はバンク２の空燃比フィードバック補
正係数α２を演算するためのもので、一定時間毎（たと
えば１０ｍｓ毎）に実行する。

【００４５】ステップ２１で触媒診断中かどうかみる。
触媒診断中であればステップ２２でスロットルセンサ
（図示しない）により検出されるスロットル開度の所定
時間当たり変化量ΔＴＶＯと所定値（一定値）ＴＶＯ１
を比較する。ここで、ＴＶＯ１は加速が行われたかどう
かを判定するための値である。ΔＴＶＯがＴＶＯ１未満
（定常運転時）であればステップ２３のサブルーチン１
で強制的同期制御時のバンク２の空燃比フィードバック
補正係数α２を演算する。これを図６により説明する
と、図６においてステップ３１〜３５では図４のステッ
プ１〜５と同様にしてフラグＦ１２を設定する。ここ
で、Ｆ１２＝０とセットされたときにはバンク２の三元
触媒１０に流入する排気の空燃比が理論空燃比よりリー
ン側の空燃比であることを、Ｆ１２＝１とセットされた
ときにはバンク２の三元触媒１０に流入する排気の空燃
比が理論空燃比よりリッチ側の空燃比であることを表
す。

【００４６】続くステップ３６〜３９は強制的同期制御
を行う部分である。すなわち、ステップ３６ではバンク
１の比例分の付加タイミングであるかどうかをみる。こ
こで、バンク１の比例分の付加タイミングとは図４にお
いて比例分ＰＬ１を加算するタイミングまたは比例分Ｐ
Ｒ１を減算するタイミングのことである。これらのタイ
ミングでだけフラグＦ２＝１または２としているので、
フラグＦ２によりバンク１の比例分の付加タイミングで
あるかどうかがわかる。すなわち、Ｆ２＝１またはＦ２
＝２であればバンク１の比例分の付加タイミングである
としてステップ３７に進み、今度はその付加タイミング
が加算タイミングであるのか減算タイミングがあるのか
をみる。

【００４７】Ｆ２＝１（加算タイミング）であればステ
ップ３８に進み、比例分ＰＬ２を前回の算出値であるα
２ｚに加算した値を今回の空燃比フィードバック補正係
数α２とする。同様にして、Ｆ２＝２（減算タイミン
グ）であるときにはステップ３９に進み、前回の算出値
であるα２ｚから比例分ＰＲ２を減算した値を今回の空
燃比フィードバック補正係数α２とする。すなわち、バ
ンク１で比例分ＰＬ１を加算するときにはバンク２でも
比例分ＰＬ２を強制的に加算し、バンク１で比例分ＰＲ
１を減算するときにはバンク２でも比例分ＰＲ２を強制
的に減算する。

【００４８】一方、Ｆ２＝０（バンク１の比例分付加タ
イミングでない）のときはステップ３６よりステップ４
０〜４２に進み、フラグＦ１２の値に応じて積分分を付
加する。なお、空燃比フィードバック条件の非成立時
は、ステップ３２よりステップ４３に進んで、α２を
１．０にクランプする。

【００４９】このようにしてサブルーチン１の処理を終
了したら図５に戻り、ステップ２４で従来と同様に触媒
の劣化診断を行う。たとえば、上流側Ｏ₂センサ１３出
力の反転周期と下流側Ｏ₂センサ１５出力の反転周期の
比に基づいて触媒の劣化の有無を判定させればよい。

【００５０】次に、図５において触媒診断の途中でΔＴ
ＶＯがＴＶＯ１以上（加速時）となったときにはステッ
プ２２よりステップ２５に進んで触媒診断を禁止（一時
禁止）し、バンク毎の独立の空燃比フィードバック制御
に戻すためステップ２６、２７でフラグＦ５（イグニッ
ションスイッチＯＮ直後に０に初期設定）＝１とすると
ともに、カウンタｈａｎｔｅｎ（イグニッションスイッ
チＯＮ直後に０に初期設定）＝２にセットする。すなわ
ち、フラグＦ５はＦ５＝１のとき触媒診断中の加速であ
ると判定されたことを表す状態フラグである（図３の第
４段目参照）。また、カウンタｈａｎｔｅｎはＦ５＝１
になったタイミングを起点としてバンク２の上流側Ｏ₂
センサ１４出力の反転回数をカウントダウンするための
ものである（図３の第５段目参照）。

【００５１】続くステップ２８のサブルーチン２では触
媒診断一時禁止中のバンク２の空燃比フィードバック補
正係数を演算する。これを図７により説明すると、図７
のステップ５１〜６２、６５を図４のステップ１〜１
２、１６と比較すればわかるように、触媒診断一時禁止
中はバンク毎の独立の空燃比フィードバック制御を行う
のだから、このときのバンク２の空燃比フィードバック
補正係数の演算方法は図４に示すバンク１と同様であ
る。異なるのは各バンク１、２を区別するため、バンク
１では上流側Ｏ₂センサ１３出力がＯＳＦ１、フラグが
Ｆ１１、比例分がＰＬ１、ＰＲ１であったものが、バン
ク２では上流側Ｏ₂センサ１４出力がＯＳＦ２、フラグ
がＦ１２、比例分がＰＬ２、ＰＲ２となるだけである。
したがって、これらについての詳細な説明は省略する。
なお、触媒診断一時禁止中と触媒診断中とを区別するこ
となく、バンク２の空燃比フィードバック補正係数には
同じ符号のα２を用いている。

【００５２】図７のステップ６３、６４は触媒診断一時
禁止中にバンク２の空燃比が反転した回数をカウント
（カウントダウン）する部分である。詳細にはフラグＦ
１２が反転（つまりバンク２の空燃比が反転）したとき
だけステップ６３でカウンタｈａｎｔｅｎをみる。カウ
ンタｈａｎｔｅｎが０でないときだけステップ６４に進
み、カウンタｈａｎｔｅｎを１だけデクリメントする。

【００５３】このようにしてサブルーチン２の処理を終
了したら図５に戻る。上記のようにΔＴＶＯがＴＶＯ１
以上となったタイミング（加速判定タイミング）で触媒
診断が一時禁止されるとともにフラグＦ５＝１となる
と、次回からはステップ２１、２９よりステップ３０へ
と流れることになり、ここでカウンタｈａｎｔｅｎをみ
る。カウンタｈａｎｔｅｎは加速判定タイミングで２と
なり、それ以降は図７のサブルーチン２においてバンク
２の上流側Ｏ₂センサ１４出力が反転する毎に１づつ小
さくなる値であるため、カウンタｈａｎｔｅｎが０とな
らない間はステップ３４でサブルーチン２の処理を行
う。すなわち、図７のサブルーチン２では、加速判定タ
イミング後初めてバンク２の上流側Ｏ₂センサ１４出力
が反転すると、ｈａｎｔｅｎ＝１となり、加速判定タイ
ミング後２度目にバンク２の上流側Ｏ ₂センサ１４出力
が反転したとき、ｈａｎｔｅｎ＝０となる。したがっ
て、このｈａｎｔｅｎ＝０となった次の回には図５にお
いて今度はステップ３０よりステップ３１に進んでフラ
グＦ５＝０とするとともに、ステップ３２でサブルーチ
ン１の処理（強制的同期制御時の空燃比フィードバック
補正係数α２の演算）を行い、ステップ３３で触媒診断
を再開する。

【００５４】触媒診断の再開後には図５においてステッ
プ２１、２２、２３、２４と流れることになり、引き続
いてサブルーチン１の処理が行われ、触媒診断が継続さ
れる。

【００５５】なお、そもそも触媒診断中でないときには
図５においてステップ２１、２９、３４と流れ、ステッ
プ３４のサブルーチン２で触媒診断時でないとき（つま
りバンク毎に独立に空燃比フィードバック制御を行うと
き）の空燃比フィードバック補正係数α２を演算する。

【００５６】図８は各バンク１、２の燃料噴射弁４に与
える燃料噴射パルス幅を算出するためのものである。ス
テップ７１ではエアフローメータ１６の出力をＡ／Ｄ変
換し、リニアライズした値を吸入空気流量Ｑａとする。
ステップ７２では吸入空気流量Ｑａをエンジン回転速度
Ｎｅと気筒数の積の２倍で割って１気筒１行程当たりの
吸入空気量を算出し、これに定数Ｋを乗じた値を基本噴
射パルス幅Ｔｐとして演算する。すなわち、Ｔｐは１気
筒１行程当たりに必要となる燃料噴射量を与える燃料噴
射パルス幅である。

【００５７】ステップ７３、７４では

【００５８】

【数１】Ｔｉ１＝Ｔｐ×（１＋ＣＯＥＦ）×α１＋Ｔｓ、Ｔｉ２＝Ｔｐ×（１＋ＣＯＥＦ）×α２＋Ｔｓ、ただし、ＣＯＥＦ：各種燃料増量補正係数、Ｔｓ：無効噴射パルス幅、の式によりシーケンシャル噴射時のバンク１、２の各燃
料噴射パルス幅Ｔｉ１、Ｔｉ２を算出する。ここで、数
１式のＣＯＥＦは１と水温補正係数ＫＴＷや始動後増量
補正係数ＫＡＳなどとの和であり、エンジン暖機完了後
になればＣＯＥＦ＝１となる。また、燃料噴射弁４に噴
射信号を与えてから噴射弁４が実際に開弁するまでに作
動遅れ時間があり、Ｔｓはこの作動遅れ時間を補償する
ためのものである。

【００５９】このようにして算出されたバンク毎の燃料
噴射パルス幅Ｔｉ１、Ｔｉ２はＥＣＭ１２内のメモリに
ストアされ、図示しない燃料噴射実行ルーチンで読み出
されて使用される。たとえば、Ｖ６エンジンで点火順序
が１−２−３−４−５−６であれば、クランク角センサ
１７の信号が、バンク１にある＃１気筒の燃料噴射開始
時期と一致したとき、Ｔｉ１を開弁時間とする燃料噴射
制御パルス信号が＃１気筒の燃料噴射弁４に、またクラ
ンク角センサ１７の信号が、バンク２にある＃２気筒の
燃料噴射開始時期と一致したとき、Ｔｉ２を開弁時間と
する燃料噴射制御パルス信号が＃２気筒の燃料噴射弁３
に送られる。

【００６０】ここで、本実施形態の作用を図３を参照し
ながら説明する。

【００６１】ｔ０はバンク２での強制的同期制御の途中
で加速が判定されたタイミングである。加速により空燃
比フィードバック補正係数の制御中心が上方へとずれた
後も、バンク２での強制的同期制御を継続したとき、図
２でも前述したように、バンク２の空燃比がリーンより
リッチへと反転するのが、ｔ２よりｔ４へと遅れ、この
リッチ側への反転遅れによりバンク２の排気エミッショ
ンが悪くなる。なお、図２は図３に対する比較例であ
る。

【００６２】これに対して、本実施形態によれば次のよ
うにバンク２の空燃比フィードバック補正係数α２が変
化する。ここでもｔ０からｔ１０までの各タイミングに
したがって説明すると、次のようになる。

【００６３】ｔ０直後〜ｔ４まで：ｔ０のタイミングで
触媒診断が一時禁止され、フラグＦ５＝１となることか
ら、ｔ０直後よりｔ４まで図５においてステップ２１→
２９→３０→３４と流れ、サブルーチン２が実行され
る。ここで、図７のサブルーチン２はバンク毎に独立に
空燃比フィードバック制御を行う場合のα２の演算処理
を示すものであるから、バンク２の上流側Ｏ₂センサ１
４出力にしたがってα２が演算される。すなわち、ｔ０
直後からｔ２直前まではバンク２の上流側Ｏ₂センサ１
４出力がリーンであるので、積分分ＩＬが加算され、バ
ンク２の上流側Ｏ₂センサ出力がリーンからリッチへと
反転するｔ２のタイミングで比例分ＰＬ２が減算され
る。また、ｔ２でカウンタｈａｎｔｅｎが２より１に切
換わる。ｔ２直後からｔ４直前まではバンク２の上流側
Ｏ₂センサ１４出力がリッチであるので、積分分ＩＲが
減算され、バンク２の上流側Ｏ₂センサ出力がリッチか
らリーンへと反転するｔ４のタイミングで比例分ＰＲ２
が加算される。また、ｔ４でカウンタｈａｎｔｅｎが１
より０に切換わる。

【００６４】ｔ４直後〜ｔ１０直前まで：ｔ４でｈａｎ
ｔｅｎ＝０となるためｔ４直後の１回目で図５において
ステップ２１→２９→３０→３１→３２と流れ、サブル
ーチン１が実行され、触媒診断が再開される。また、ｔ
４直後の２回目以降は図５においてステップ２１→２２
→２３→２４と流れ、サブルーチン１が実行され、触媒
診断が行われる。ここで、図６のサブルーチン１は強制
的同期制御を行う場合のα２の演算処理を示すものであ
るから、バンク１の比例分の付加タイミングではその比
例分の付加方向と同じ向きにバンク２に対しても比例分
が強制的に付加され、これに対してバンク１の比例分の
付加タイミング以外ではバンク２の上流側Ｏ₂センサ１
４出力にしたがって積分分が付加される。言い換える
と、バンク２の上流側Ｏ₂センサ１４出力にしたがって
積分分が付加されるとともに、その途中でバンク１の比
例分の付加タイミングになったときだけその比例分の付
加方向と同じ向きにバンク２に対しても比例分が強制的
に付加される。すなわち、ｔ４直後からｔ６直前まで、
ｔ８直後からｔ１０直前まではいずれもバンク２の上流
側Ｏ₂センサ１４出力がリーンであるので、積分分ＩＬ
が加算され、ｔ６からｔ８直前まではバンク２の上流側
Ｏ₂センサ１４出力がリッチであるので、積分分ＩＲが
減算される。また、バンク１の比例分ＰＲ１の減算タイ
ミングであるｔ５、ｔ９では比例分ＰＲ２が強制的に減
算され、バンク１の比例分ＰＬ１の加算タイミングであ
るｔ７では比例分ＰＬ２が強制的に加算される。

【００６５】ｔ１０以降：ｔ６よりｔ１０直前までの操
作が繰り返される。

【００６６】このように、本実施形態ではバンク２での
強制的同期制御中に、空燃比フィードバック補正係数の
制御中心が変化する（空燃比変動が生じる）加速を判定
すると、バンク２での強制的同期制御を一時禁止してバ
ンク毎の独立の空燃比フィードバック制御に戻すように
したので、バンク２での空燃比変動に対する追従性がよ
くなり、その間の排気エミッション、運転性悪化が回避
できる。

【００６７】また、加速によりバンク２（残りの気筒
群）の空燃比が目標に対してずれる場合でもバンク毎の
独立の空燃比フィードバック制御をバンク２の空燃比が
２回反転するだけ行なえば、目標の空燃比にほぼ収束す
るため、強制的同期制御を禁止する期間の終期を、バン
ク２の空燃比が２回反転したタイミングとする本実施形
態によれば、強制的同期制御を禁止する期間を必要以上
に長くとる必要がなく、触媒診断を速やかに終わらせる
ことができる。

【００６８】実施形態では、バンク２での強制的同期制
御を禁止する期間の終期を、加速判定タイミング後にバ
ンク２の空燃比が２回反転したタイミングとしたが、３
回以上反転したタイミングとしてもかまわない。ただ
し、強制的同期制御を禁止する期間が長くなるほど触媒
診断を終了するのが遅れる。したがって、実施形態のよ
うに、強制的同期制御を禁止する期間の終期を加速判定
タイミング後にバンク２の空燃比が２回反転したタイミ
ングとすることが好ましい。

【００６９】また、バンク２では比例分の強制的付加で
バンク１の空燃比変動の位相との同期をとりつつ、積分
分の付加で自らの空燃比をフィードバック制御するの
で、強制的同期制御中の排気エミッションの悪化を防止
できる。

【００７０】実施形態では、スロットルセンサに基づい
て加速を判定する場合で説明したが、これに限られな
い。たとえばアクセルセンサに基づいて加速を判定して
もかまわない。

【００７１】実施形態では、Ｖ型エンジンの場合で述べ
たが、これに限られるものでなく、水平対向型エンジン
だけでなく直列型エンジンに対しても適用できる。

【００７２】実施形態では気筒群が２つの場合で述べた
が、２つに限られるものでない。たとえば３つの気筒群
に分割してもかまわない。このときには、いずれか１の
気筒群を特定気筒群、それ以外の２つの気筒群を残りの
気筒群とすればよい。

【００７３】実施形態では、所定の条件の成立時として
触媒診断条件の成立時で述べたが、これに限られるもの
でなく、複数の気筒群の空燃比変動の位相を同期させる
要求があるときには本発明の適用がある。

【００７４】実施形態では、上流側Ｏ₂センサ出力と比
較するスライスレベルにヒステリシスを設けない場合で
説明したが、スライスレベルにヒステリシスを設けた場
合でもかまわない。たとえば、ＳＬＬＦをリーン側スラ
イスレベル、ＳＬＨＦをリッチ側スライスレベル（ＳＬ
ＨＦ＞ＳＬＬＦ）として、これらと上流側Ｏ₂センサ１
３、１４出力との比較結果に基づいてバンク１、２の三
元触媒９、１０に流入する排気の空燃比が理論空燃比よ
りリーン側であるかリッチ側であるかを判断し、フラグ
Ｆ１１、Ｆ１２をセットする。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の制御システム図。

【図２】強制的同期制御を行っている途中で加速が行わ
れ、この加速により空燃比がずれた場合の本実施形態に
対する比較例の作用を説明するための波形図。

【図３】強制的同期制御を行っている途中で加速が行わ
れ、この加速により空燃比がずれた場合の本実施形態の
作用を説明するための波形図。

【図４】バンク１の空燃比フィードバック補正係数の演
算を説明するためのフローチャート。

【図５】バンク２の空燃比フィードバック補正係数の演
算を説明するためのフローチャート。

【図６】サブルーチン１の内容を説明するためのフロー
チャート。

【図７】サブルーチン２の内容を説明するためのフロー
チャート。

【図８】各バンクの燃料噴射パルス幅の算出を説明する
ためのフローチャート。

【図９】第１の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

６、７、８排気通路９、１０、１１触媒１２ＥＣＭ１３上流側Ｏ₂センサ１４上流側Ｏ₂センサ１５下流側Ｏ₂センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/10 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/10 ３０５ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｃ３１２３１２Ｅ３１４３１４ＺＦターム(参考） 3G084 AA03 BA09 BA13 CA04 DA04 DA10 DA28 EA05 EB14 EB15 EC02 FA07 FA10 FA20 FA33 FA38 FA39 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AA29 AB03 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CB02 DA01 DA02 DA03 DA07 DA08 DB06 DB08 DB09 DB10 DC01 EA01 EA05 EA07 EA16 EA30 EA31 EA34 FA17 FA18 FB10 FB11 FB12 FC02 HA11 HA12 HA36 HA37 HA42 HB02 3G301 HA01 HA08 JA00 JA03 JA11 JA21 KA12 MA01 MA12 NA03 NA04 NA06 NB03 NB15 NB16 NB18 ND05 ND07 ND17 NE16 NE23 PA01Z PA12Z PD09Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の気筒群と、各気筒群毎に設けられた排気通路と、これら排気通路が合流する集合部下流の排気通路または
これより上流側の排気通路に配置される少なくとも１つ
の触媒と、各々の気筒群の排気通路の空燃比に基づいて各々の気筒
群の空燃比を独立にフィードバック制御する独立フィー
ドバック制御手段と、所定の条件の成立時に前記複数の気筒群の空燃比変動の
位相を強制的に同期させる制御を行う強制的同期制御手
段と、前記強制的同期制御手段による強制的同期制御中に加速
が判定されたとき前記強制的同期制御手段による強制的
同期制御を一時禁止して前記独立フィードバック制御手
段による独立のフィードバック制御を行わせる手段とを
備えることを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】前記強制的同期制御手段が、いずれか１の
気筒群を特定気筒群、それ以外を残りの気筒群として、
特定気筒群での前記比例分の付加タイミングで残りの気
筒群に対して同じ方向に比例分を強制的に付加する手段
を備える場合に、前記強制的同期制御を一時禁止する期
間の終期は、加速判定後における独立のフィードバック
制御により前記残りの気筒群の空燃比が２回反転したタ
イミングであることを特徴とする請求項１に記載のエン
ジンの空燃比制御装置。
【請求項３】前記所定の条件の成立時は触媒診断条件の
成立時であり、前記強制的同期制御中に各気筒群毎に設
けられた排気通路が合流する集合部下流であってかつ前
記触媒下流の排気通路の空燃比を検出する空燃比センサ
に少なくとも基づいて前記触媒の劣化の有無を判定する
とともに、前記強制的同期制御を一時禁止する期間で前
記触媒の劣化の有無の判定を禁止することを特徴とする
請求項２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】前記独立フィードバック制御手段は、前記
各々の気筒群の排気通路の空燃比に基づいて各々の気筒
群の排気通路の空燃比が反転したとき比例分を付加し、
また各々の気筒群の排気通路の空燃比が反転しない状態
では積分分を付加することにより各々の気筒群の空燃比
補正量を算出する手段と、各々の空燃比補正量に基づい
て各々の気筒群への燃料供給量を制御する手段とを備え
るとともに、前記強制的同期制御手段は、いずれか１の気筒群を特定
気筒群、それ以外を残りの気筒群として、特定気筒群で
の前記比例分の付加タイミングで残りの気筒群に対して
同じ方向に比例分を強制的に付加する手段と、前記比例
分の強制的付加タイミング以外のとき前記残りの気筒群
に対して前記残りの気筒群の排気通路の空燃比に基づく
積分分を付加する手段とを備えることを特徴とする請求
項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃
比制御装置。