JP2005220766A - Air-fuel ratio controller of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に供給する燃料噴射量を気筒毎の排気通路の配置構成上の差異に応じて適切に制御する内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。 The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that appropriately controls the fuel injection amount supplied to the internal combustion engine in accordance with the difference in the arrangement configuration of the exhaust passage for each cylinder.
従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平1−177435号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、複数の空燃比検出手段の信号に基づいて空燃比フィードバック制御を行うについて、一部の気筒のフィードバック制御を開始した際に気筒群毎の空燃比の差異に伴うトルク変動を抑制しつつフィードバック制御を早期に開始する技術が示されている。
前述のものでは、内燃機関の各気筒群の排気通路中にそれぞれ配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素(O2 )センサ(空燃比センサ)の出力信号に基づき、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数を独立して変化させることにより気筒群毎の混合気の空燃比を理論空燃比近傍に調節するものである。 In the foregoing, air-fuel ratio feedback is provided based on an output signal of an oxygen (O 2 ) sensor (air-fuel ratio sensor) that is disposed in the exhaust passage of each cylinder group of the internal combustion engine and detects the oxygen concentration in the exhaust gas. By independently changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the control, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture for each cylinder group is adjusted to the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.
ところで、例えば、内燃機関の配置構成上の制約等によって、排気ポートからの排気ガスが酸素センサに到達するまでの時間が長くかかる場合にあっては、酸素センサからの出力信号によって空燃比フィードバック補正係数におけるスキップ量や積分定数を変化させると空燃比フィードバック補正係数の変動幅が大きくなることで、混合気の空燃比に相当な遅れが生じることとなる。この結果として、混合気の空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅が大きくなることとなる。 By the way, for example, when it takes a long time for the exhaust gas from the exhaust port to reach the oxygen sensor due to restrictions on the arrangement configuration of the internal combustion engine, the air-fuel ratio feedback correction is performed by the output signal from the oxygen sensor. If the skip amount or the integral constant in the coefficient is changed, the fluctuation range of the air-fuel ratio feedback correction coefficient is increased, so that a considerable delay occurs in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. As a result, the fluctuation range of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the rich side and the lean side becomes large.
更に、V型複数気筒からなる内燃機関で、気筒を前後にV型となるよう配置した二輪車の場合にあっては、配置構成上の制約によって内燃機関の前側気筒に接続された排気通路の方が後側気筒に接続された排気通路よりも長くならざるを得ない。すると、内燃機関の各排気通路中で排気ガスの酸素濃度を検出するため配設される酸素センサまでの排気ポートからの距離も、前側気筒の方が後側気筒よりも長くなることとなる。 Further, in the case of an internal combustion engine consisting of V-type multiple cylinders in which the cylinders are arranged back and forth in a V-shape, the direction of the exhaust passage connected to the front cylinder of the internal combustion engine due to arrangement restrictions Must be longer than the exhaust passage connected to the rear cylinder. Then, the distance from the exhaust port to the oxygen sensor arranged for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas in each exhaust passage of the internal combustion engine is also longer in the front cylinder than in the rear cylinder.
このため、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数の変動幅が前側気筒と後側気筒とで異なることとなる。具体的には、図12(b)に示すように、前側気筒に接続され距離が長い排気通路に配設された酸素センサからの出力電圧VOX1による空燃比フィードバック補正係数FAF1の変動幅W1の方が、図12(a)に示すように、後側気筒に接続され距離が短い排気通路に配設された酸素センサからの出力電圧VOXによる空燃比フィードバック補正係数FAFの変動幅Wより大きくなることとなる。なお、図中のTDR,TDL,TDR1,TDL1は、酸素センサ出力電圧VOX,VOX1がリッチ側とリーン側との間の判定電圧を経て反転遷移したときの反転方向に対して反対側に、空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1をスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間である。 For this reason, the fluctuation range of the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control differs between the front cylinder and the rear cylinder. Specifically, as shown in FIG. 12B, the fluctuation range W1 of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 due to the output voltage VOX1 from the oxygen sensor connected to the front cylinder and disposed in the exhaust passage having a long distance. However, as shown in FIG. 12 (a), the fluctuation width W of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF due to the output voltage VOX from the oxygen sensor connected to the rear cylinder and disposed in the exhaust passage having a short distance becomes larger. It becomes. Note that TDR, TDL, TDR1, and TDL1 in the figure are empty on the opposite side to the inversion direction when the oxygen sensor output voltages VOX and VOX1 undergo an inversion transition through the determination voltage between the rich side and the lean side. This is a delay time for delaying the timing for skipping the fuel ratio feedback correction coefficients FAF and FAF1.
この結果、気筒毎に混合気の空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅及び変動周期が異なることとなり、特に、二輪車等の車両重量が軽い車両では、ドライバビリティの悪化を招くという不具合があった。また、前側気筒と後側気筒とで混合気の空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅及び変動周期が異なると、必要とする触媒容量が異なることとなり、その容量設定が適切でないとエミッションの悪化を招くという不具合があった。 As a result, the fluctuation range and the fluctuation cycle of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the rich side and the lean side are different for each cylinder, and in particular, in a vehicle with a light vehicle weight such as a two-wheeled vehicle, drivability deteriorates. there were. Also, if the fluctuation range and fluctuation cycle of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the rich side and the lean side are different between the front cylinder and the rear cylinder, the required catalyst capacity will differ, and if the capacity setting is not appropriate, emission There was a defect that caused deterioration.
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、内燃機関の配置構成上の制約等にかかわらず、気筒毎の混合気の空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制してドライバビリティの向上、更には、気筒毎の触媒容量を最適化してエミッションの改善を図ることが可能な内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and suppresses the fluctuation range of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of each cylinder to the rich side and the lean side regardless of restrictions on the arrangement configuration of the internal combustion engine. Thus, an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine capable of improving drivability and further improving emission by optimizing the catalyst capacity of each cylinder.
請求項1の内燃機関の空燃比制御装置によれば、V型複数気筒からなる内燃機関であって、長さが気筒毎に異なる排気通路中で排気ポートからの距離が異なる位置に酸素濃度検出手段がそれぞれ配設されており、反転方向判別手段で酸素濃度検出手段による酸素濃度に応じた検出値がリッチ側とリーン側との間の判定値を経て反転遷移したときの反転方向が判別され、この反転方向に対して反対側に、ディレイ時間設定手段によって空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間、スキップ量設定手段によって空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるためのスキップ量、積分定数設定手段によって空燃比フィードバック補正係数を徐変させるための積分定数、積分ディレイ時間設定手段によって積分定数を設定するタイミングを遅らせるための積分ディレイ時間が、物理量検出手段で検出される車両の走行状態や内燃機関の運転状態に伴って変化する物理量に基づきそれぞれ設定され、これらディレイ時間、スキップ量、積分定数、積分ディレイ時間により遷移される空燃比フィードバック補正係数に応じて、燃料噴射量制御手段にて気筒ごとに供給する燃料噴射量が制御される。これにより、V型複数気筒からなる内燃機関における排気通路の距離が異なる気筒で、内燃機関の排気ポートからの排気ガスが酸素濃度検出手段に到達するまでの時間が異なっていても、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数を所望のように遷移できるため、気筒毎に空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができ、気筒毎のばらつきをなくすことができる。これにより、内燃機関の気筒毎の燃焼が安定され、ドライバビリティが向上される。
According to the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of
請求項2の内燃機関の空燃比制御装置における積分定数設定手段では、排気通路の距離が長い気筒の積分定数が、排気通路の距離が短い気筒よりも小さく設定されることで、空燃比フィードバック補正係数のリッチ側及びリーン側への変動幅が、排気通路の距離にかかわらず同等に設定できることとなり、結果的に、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅が抑制される。
In the integral constant setting means in the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項3の内燃機関の空燃比制御装置における積分ディレイ時間設定手段では、排気通路の距離が長い気筒の積分ディレイ時間が、排気通路の距離が短い気筒よりも長く設定されることで、空燃比フィードバック補正係数のリッチ側及びリーン側への変動幅が、排気通路の距離にかかわらず同等に設定できることとなり、結果的に、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅が抑制される。
In the integral delay time setting means in the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to
請求項4の内燃機関の空燃比制御装置では、排気通路中で排気ポートからの距離が異なる位置にそれぞれ配設され、内燃機関から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する触媒のうち、排気通路の距離が長い方の触媒容量が、排気通路の距離が短い方よりも大きく設定されることで、気筒毎に長さの異なる排気通路中の排気ガス量に対応する触媒のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減が図られる。
The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項5の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する触媒のうち、排気通路の距離が長い方のセル数が、排気通路の距離が短い方よりも多く設定されることで、気筒毎に長さの異なる排気通路中の排気ガス量に対応する触媒のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減が図られる。 In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, among the catalysts for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine for each cylinder, the number of cells with the longer exhaust passage distance is shorter and the exhaust passage distance is shorter. By setting a larger number, the respective catalyst capacities of the catalysts corresponding to the exhaust gas amounts in the exhaust passages having different lengths for each cylinder are optimized, and the emission is reduced.
請求項6の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する触媒のうち、排気通路の距離が長い方のみが2分割されることで、気筒毎に長さの異なる排気通路中の排気ガス量に対応する触媒のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減が図られる。 In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, among the catalysts for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine for each cylinder, only the longer exhaust passage distance is divided into two parts, so that each cylinder is divided. The respective catalyst capacities of the catalysts corresponding to the exhaust gas amounts in the exhaust passages having different lengths are optimized to reduce the emission.
請求項7の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する触媒のうち、排気通路の距離が長い方のみが2分割されると共に、酸素濃度検出手段より上流側に1つが配設されることで、気筒毎に長さの異なる排気通路中の排気ガス量に対応する触媒のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減が図られると共に、距離の長い排気通路の触媒では走行中に受ける風の影響で活性化し難いのが助けられる。 In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, among the catalysts for purifying the exhaust gas discharged from the internal combustion engine for each cylinder, only the longer exhaust passage distance is divided into two, and the oxygen concentration detection means By disposing one on the upstream side, the respective catalyst capacities of the catalysts corresponding to the exhaust gas amounts in the exhaust passages having different lengths for each cylinder are optimized, and the emission is reduced. The catalyst in the long exhaust passage helps to be difficult to be activated due to the influence of the wind received during traveling.
請求項8の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する触媒が、排気通路の距離にかかわらずそれぞれ2分割されると共に、酸素濃度検出手段より上流側にそれぞれ1つずつ配設されることで、気筒毎に長さの異なる排気通路中の排気ガス量に対応する触媒のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減が図られると共に、距離の長い排気通路では走行中に受ける風の影響で活性化し難いのが助けら、また、距離の短い排気通路中の触媒及び距離の長い排気通路中の触媒がそれぞれ2分割されることで、配置設計における自由度が増大される。
In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to
請求項9の内燃機関の空燃比制御装置では、気筒毎に独立し長さの異なる排気通路が接続されたV型複数気筒からなる内燃機関が二輪車に搭載されることで、気筒毎の燃焼が安定され車両ショックの低減が図られ、ドライバビリティが向上されると共に、気筒毎の触媒の触媒容量が最適化されることでエミッションの低減も良好に図られる。 In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 9, combustion is performed for each cylinder by mounting an internal combustion engine composed of a plurality of V-type cylinders connected to exhaust passages having different lengths independently for each cylinder. As a result, the vehicle shock is reduced, drivability is improved, and the catalyst capacity of the catalyst for each cylinder is optimized, so that emission can be reduced well.
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on examples.
図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置が適用された二輪車におけるV型4サイクル2気筒からなる内燃機関のうち排気通路の距離が短い気筒及びその周辺機器を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a cylinder with a short exhaust passage distance and its peripheral devices in an internal combustion engine composed of a V-type four-cycle two-cylinder in a motorcycle to which an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. It is a block diagram.
図1において、内燃機関1はV型4サイクル2気筒の火花点火式として構成され、その吸入空気は上流側からエアクリーナ2、吸気通路3、スロットルバルブ4を通過して吸気通路3内でインジェクタ(燃料噴射弁)5から噴射された燃料と混合され、所定空燃比の混合気として吸気ポート6から各気筒内に分配供給される。また、内燃機関1のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ7が配設され、点火タイミング毎に点火コイル/イグナイタ8から高電圧が各気筒の点火プラグ7に印加され、各気筒内の混合気に点火される。そして、内燃機関1の各気筒で燃焼された排気ガスは排気ポート11から排気通路12の下流側に配設された三元触媒13を通過して大気中に排出される。
In FIG. 1, an
エアクリーナ2内には吸気温センサ21が配設され、吸気温センサ21によってエアクリーナ2内に流入される吸気温THA〔℃〕が検出される。また、吸気通路3には吸気圧センサ22が配設され、吸気圧センサ22によってスロットルバルブ4の下流側の吸気圧PM〔kPa:キロパスカル〕が検出される。そして、スロットルバルブ4にはスロットル開度センサ23が配設され、スロットル開度センサ23によってスロットルバルブ4のスロットル開度TA〔°〕が検出される。また、内燃機関1のシリンダブロックには水温センサ24が配設され、水温センサ24によって内燃機関1内の冷却水温THW〔℃〕が検出される。そして、内燃機関1のクランクシャフト(図示略)にはクランク角センサ25が配設され、クランク角センサ25によってクランクシャフトの回転に伴い単位時間当たりに発生されるパルス数からなるクランク角信号に基づく機関回転速度NE〔rpm〕が検出される。更に、内燃機関1のカムシャフト(図示略)にはカム角センサ26が配設され、カム角センサ26によってカムシャフト回転角θ2 〔°CA(Crank Angle:クランク角)〕が検出される。
An intake
また、排気通路12内の三元触媒13の上流側には酸素センサ27が配設され、酸素センサ27によって排気通路12の三元触媒13の上流側の酸素濃度に対応する出力電圧VOX〔V:ボルト〕が検出される。この酸素センサ27に替えて空燃比(A/F)センサを配設し、内燃機関1から排出される排気ガスにおける空燃比をリニアに検出してもよい。この他、車載バッテリ(図示略)には電源電圧センサ29が配設され、電源電圧センサ29によって電源電圧VB 〔V〕が検出される。
Further, an
なお、本実施例において、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1のうち排気通路の距離が長い気筒に対応するものについては、必要に応じて排気通路12′、三元触媒13′、酸素センサ27′及びその出力電圧VOX1〔V〕等として区別するものとする。
In the present embodiment, among the
一方、燃料タンク31内から燃料ポンプ32で汲上げられた燃料は、燃料配管33、燃料フィルタ34、燃料配管35、デリバリパイプ36の順に圧送され、各気筒のインジェクタ5に分配供給される。デリバリパイプ36内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ37、リターン配管38の経路にて燃料タンク31内に戻される。このプレッシャレギュレータ37によってデリバリパイプ36内の燃圧(燃料圧力)と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ36内の燃圧が調整される。
On the other hand, the fuel pumped up from the
更に、エアクリーナ2と内燃機関1の排気ポート11直後の排気通路12とが2次空気通路41にて接続され、その2次空気通路41途中にはエアクリーナ2からの空気を2次空気として、排気通路12内に適宜、導入するための2次空気制御弁42が配設されている。
Further, the
内燃機関1の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)50は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのCPU51、制御プログラムや制御マップ等を格納したROM52、各種データを格納するRAM53、B/U(バックアップ)RAM54等を中心に論理演算回路として構成され、上述の各種センサからの検出信号を入力する入力ポート55及び各種アクチュエータとしてのインジェクタ5に後述の最終燃料噴射時間(最終燃料噴射量に相当)TAU、点火コイル/イグナイタ8に制御信号Ig、燃料ポンプ32に制御信号Ipや2次空気制御弁42に制御信号Iaを出力する出力ポート56に対しバス57を介して接続されている。
An ECU (Electronic Control Unit) 50 that controls the operating state of the
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているECU50内のCPU51における燃料噴射時間(燃料噴射量)演算の処理手順を示す図2のフローチャートに基づいて説明する。なお、この燃料噴射時間演算ルーチンは各気筒への燃料噴射タイミング直前毎にCPU51にて繰返し実行される。また、本実施例で用いられる各マップはROM52内に予め記憶されている。
Next, a description will be given based on the flowchart of FIG. 2 showing the processing procedure of the fuel injection time (fuel injection amount) calculation in the
図2において、まず、ステップS101でクランク角センサ25にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度NEが読込まれる。次にステップS102に移行して、スロットル開度センサ23にて検出されたスロットル開度TAが読込まれる。次にステップS103に移行して、吸気圧センサ22にて検出された吸気圧PMが読込まれる。次にステップS104に移行して、排気通路12の距離が短い気筒であるかが判定される。
In FIG. 2, first, the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the
ステップS104の判定条件が成立、即ち、内燃機関1の排気通路12の距離が短い後側気筒であり、排気ポート11から酸素センサ27までの距離が短いときにはステップS105に移行し、ステップS101で読込まれた機関回転速度NE〔rpm〕、ステップS102で読込まれたスロットル開度TA〔°〕、ステップS103で読込まれた吸気圧PM〔kPa〕をパラメータとする排気通路12の距離が短い気筒に対するマップ(図示略)に基づき基本燃料噴射時間TPが算出される。次にステップS106に移行して、無効燃料噴射時間TVが電源電圧センサ29で検出されたインジェクタ5への電源電圧VB に対応して算出される。次にステップS107に移行して、吸気温センサ21にて検出された吸気温THA〔℃〕、水温センサ24にて検出された冷却水温THW〔℃〕等をパラメータとする排気通路12の距離が短い気筒に対するマップ(図示略)に基づき各種補正係数Kが算出される。
If the determination condition in step S104 is satisfied, that is, the rear cylinder has a short distance of the
次にステップS108に移行して、後述の排気通路12の距離が短い気筒に対する空燃比フィードバック補正係数FAF演算処理が実行される。次にステップS109に移行して、ステップS105で算出された基本燃料噴射時間TP、ステップS106で算出された無効燃料噴射時間TV、ステップS107で算出された各種補正係数K、ステップS108で算出された空燃比フィードバック補正係数FAFに基づき排気通路12の距離が短い気筒に対する最終燃料噴射時間TAUが次式(1)にて算出され、本ルーチンを終了する。
Next, the process proceeds to step S108, and an air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF calculation process for a cylinder having a short distance of the
(数1)
TAU←TP*K*FAF+TV ・・・(1)
(Equation 1)
TAU ← TP * K * FAF + TV (1)
一方、ステップS104の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関1の排気通路12′の距離が長い前側気筒であり、排気ポート11′から酸素センサ27′までの距離が長いときにはステップS110に移行し、ステップS101で読込まれた機関回転速度NE〔rpm〕、ステップS102で読込まれたスロットル開度TA〔°〕、ステップS103で読込まれた吸気圧PM〔kPa〕をパラメータとする排気通路12′の距離が長い気筒に対するマップ(図示略)に基づき基本燃料噴射時間TP1が算出される。次にステップS111に移行して、無効燃料噴射時間TVが電源電圧センサ29で検出されたインジェクタ5への電源電圧VB に対応して算出される。次にステップS112に移行して、吸気温センサ21にて検出された吸気温THA〔℃〕、水温センサ24にて検出された冷却水温THW〔℃〕等をパラメータとする排気通路12′の距離が長い気筒に対するマップ(図示略)に基づき各種補正係数K1が算出される。
On the other hand, if the determination condition of step S104 is not satisfied, that is, the front cylinder has a long distance of the exhaust passage 12 'of the
次にステップS113に移行して、後述の排気通路12′の距離が長い気筒における空燃比フィードバック補正係数FAF1演算処理が実行される。次にステップS114に移行して、ステップS110で算出された基本燃料噴射時間TP1、ステップS111で算出された無効燃料噴射時間TV、ステップS112で算出された各種補正係数K1、ステップS113で算出された空燃比フィードバック補正係数FAF1に基づき排気通路12′の距離が長い気筒における最終燃料噴射時間TAU1が次式(2)にて算出され、本ルーチンを終了する。 Next, the process proceeds to step S113, and an air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 calculation process is executed in a cylinder having a long distance of the exhaust passage 12 'described later. Next, the process proceeds to step S114, the basic fuel injection time TP1 calculated in step S110, the invalid fuel injection time TV calculated in step S111, various correction factors K1 calculated in step S112, and calculated in step S113. Based on the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1, the final fuel injection time TAU1 in the cylinder having the long exhaust passage 12 'is calculated by the following equation (2), and this routine is finished.
(数2)
TAU1←TP1*K1*FAF1+TV ・・・(2)
(Equation 2)
TAU1 ← TP1 * K1 * FAF1 + TV (2)
次に、上述のECU50内のCPU51における図2のステップS108の排気通路12の距離が短い気筒に対する空燃比フィードバック補正係数FAF演算の処理手順を示す図3のフローチャートに基づき、図4及び図5を参照して説明する。
Next, based on the flowchart of FIG. 3 showing the processing procedure of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF for the cylinder having the short distance of the
ここで、図4は排気通路12の距離が短い気筒における機関回転速度NE〔rpm〕をパラメータとして負荷である全閉から全開までのスロットル開度TA〔°〕に対応するディレイ時間TDR,TDL、積分ディレイ時間KDR,KDL、積分定数KII,KID、スキップ量KSI,KSDを算出するマップである。このうち、ディレイ時間TDR,TDLは機関回転速度NE〔rpm〕及びスロットル開度TA〔°〕によらず、機関回転速度NE〔rpm〕のみで算出してもよい。また、図5は上述の図2及び図3の処理に対応する排気通路12の距離が短い気筒に配設された酸素センサ27の出力電圧VOXと空燃比フィードバック補正係数FAFとの関係を示すタイムチャートである。なお、この空燃比フィードバック補正係数FAF演算ルーチンは所定時間毎にCPU51にて繰返し実行される。
Here, FIG. 4 shows delay times TDR, TDL corresponding to the throttle opening TA [°] from fully closed to fully open as a load with the engine rotational speed NE [rpm] in the cylinder having a short distance of the
図3において、まず、ステップS201では、空燃比フィードバック制御の実施条件が成立しているかが判定される。ここで、空燃比フィードバック制御の実施条件としては、例えば、内燃機関1の冷却水温THWが所定温度以上、始動後所定時間経過、燃料カット中でない等があり、これらの実施条件が全て成立するときに酸素センサ27による空燃比フィードバック制御が実施される。
In FIG. 3, first, in step S201, it is determined whether an execution condition for air-fuel ratio feedback control is satisfied. Here, the execution conditions of the air-fuel ratio feedback control include, for example, that the cooling water temperature THW of the
ステップS201の判定条件が成立、即ち、上述の実施条件が全て成立するときにはステップS202に移行し、クランク角センサ25にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度NEが読込まれる。次にステップS203に移行して、スロットル開度センサ23にて検出されたスロットル開度TAが読込まれる。次にステップS204に移行して、空燃比フィードバック補正係数FAFを算出するため、図4(a)、図4(b)に示すマップにより、ステップS202で読込まれた機関回転速度をパラメータとしてステップS203で読込まれたスロットル開度TA〔°〕に対応するリッチ反転時のディレイ時間TDR、リーン反転時のディレイ時間TDLがそれぞれ算出される。
When the determination condition of step S201 is satisfied, that is, when all the above-described execution conditions are satisfied, the process proceeds to step S202, and the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the
次にステップS205に移行して、空燃比フィードバック補正係数FAFを算出するため、図4(c)、図4(d)、図4(e)、図4(f)、図4(g)、図4(h)に示すマップにより、ステップS202で読込まれた機関回転速度NE〔rpm〕をパラメータとしてステップS203で読込まれたスロットル開度TA〔°〕に対応するリッチ反転時の積分ディレイ時間KDR、積分定数KII、スキップ量KSI、リーン反転時の積分ディレイ時間KDL、積分定数KID、スキップ量KSDがそれぞれ算出される。 Next, in step S205, in order to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF, FIGS. 4 (c), 4 (d), 4 (e), 4 (f), 4 (g), Based on the map shown in FIG. 4 (h), the integral delay time KDR at the time of rich inversion corresponding to the throttle opening degree TA [°] read in step S203 using the engine speed NE [rpm] read in step S202 as a parameter. , Integration constant KII, skip amount KSI, integral delay time KDL during lean inversion, integration constant KID, and skip amount KSD are calculated.
次にステップS206に移行して、酸素センサ27の出力電圧VOXが判定電圧α以上であるかが判定される。なお、この判定電圧αとしては、理論空燃比に対応する0.45〔V〕近傍とされる。ステップS206の判定条件が成立、即ち、酸素センサ27の出力電圧VOXが判定電圧α以上と理論空燃比よりリッチ側にあるとき(図5に示す時刻t0 〜時刻t3 )にはステップS207に移行し、リーン側からリッチ側に反転後、ステップS204で算出されたリッチ反転時のディレイ時間(図5に示す時刻t0 から時刻t1 までの時間)TDRが経過しているかが判定される。ステップS207の判定条件が成立せず、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間TDRが経過していないときにはステップS208に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出された積分定数KIIだけ増量され、本ルーチンを終了する。
Next, the process proceeds to step S206, where it is determined whether the output voltage VOX of the
一方、ステップS207の判定条件が成立、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間TDRが経過しているとき(図5に示す時刻t1 )にはステップS209に移行し、初回であるかが判定される。ステップS209の判定条件が成立、即ち、初回であるとき(図5に示す時刻t1 )にはステップS210に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出されたスキップ量KSDだけ減量され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition in step S207 is satisfied, that is, when the delay time TDR has elapsed after reversal from the lean side to the rich side (time t1 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S209, and is the first time? Is determined. When the determination condition of step S209 is satisfied, that is, the first time (time t1 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S210, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is decreased by the skip amount KSD calculated in step S205, This routine ends.
そして、ステップS209の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき(図5に示す時刻t1 〜時刻t4 )にはステップS211に移行し、ステップS205で算出された積分ディレイ時間(図5に示す時刻t1 から時刻t2 までの時間)KDRが経過しているかが判定される。ステップS211の判定条件が成立、即ち、積分ディレイ時間KDRが経過しているとき(図5に示す時刻t2 )にはステップS212に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出された積分定数KIDだけ減量され、本ルーチンを終了する。なお、ステップS211の判定条件が成立せず、即ち、積分ディレイ時間KDRが経過していないときにはステップS212がスキップされ、本ルーチンを終了する。 When the determination condition in step S209 is not satisfied, that is, when it is not the first time (time t1 to time t4 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S211 and the integral delay time calculated in step S205 (shown in FIG. 5). It is determined whether the time KDR has elapsed (time from time t1 to time t2). When the determination condition of step S211 is satisfied, that is, when the integration delay time KDR has elapsed (time t2 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S212, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated by the integration calculated in step S205. The amount is reduced by a constant KID, and this routine is terminated. Note that if the determination condition of step S211 is not satisfied, that is, if the integration delay time KDR has not elapsed, step S212 is skipped, and this routine ends.
一方、ステップS206の判定条件が成立せず、即ち、酸素センサ27の出力電圧VOXが判定電圧α未満と理論空燃比よりリーン側にあるとき(図5に示す時刻t3 〜時刻t6 )にはステップS213に移行し、リッチ側からリーン側に反転後、ステップS204で算出されたリーン反転時のディレイ時間(図5に示す時刻t3 から時刻t4 までの時間)TDLが経過しているかが判定される。ステップS213の判定条件が成立せず、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間TDLが経過していないときにはステップS212に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出された積分定数KIDだけ減量され、本ルーチンを終了する。
On the other hand, when the determination condition of step S206 is not satisfied, that is, when the output voltage VOX of the
一方、ステップS213の判定条件が成立、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間TDLが経過しているとき(図5に示す時刻t4 )にはステップS214に移行し、初回であるかが判定される。ステップS214の判定条件が成立、即ち、初回であるとき(図5に示す時刻t4 )にはステップS215に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出されたスキップ量KSIだけ増量され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition in step S213 is satisfied, that is, when the delay time TDL has elapsed after reversing from the rich side to the lean side (time t4 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S214, and is it the first time? Is determined. When the determination condition in step S214 is satisfied, that is, the first time (time t4 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S215, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is increased by the skip amount KSI calculated in step S205, This routine ends.
一方、ステップS214の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき(図5に示す時刻t4 〜時刻t7 )にはステップS216に移行し、ステップS205で算出された積分ディレイ時間(図5に示す時刻t4 から時刻t5 までの時間)KDLが経過しているかが判定される。ステップS216の判定条件が成立、即ち、積分ディレイ時間KDLが経過しているとき(図5に示す時刻t5 )にはステップS208に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFがステップS205で算出された積分定数KIIだけ増量され、本ルーチンを終了する。なお、ステップS216の判定条件が成立せず、即ち、積分ディレイ時間KDLが経過していないときにはステップS208がスキップされ、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition of step S214 is not satisfied, that is, when it is not the first time (time t4 to time t7 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S216, and the integral delay time calculated in step S205 (shown in FIG. 5). It is determined whether the time KDL has elapsed (from time t4 to time t5). When the determination condition in step S216 is satisfied, that is, when the integration delay time KDL has elapsed (time t5 shown in FIG. 5), the process proceeds to step S208, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is calculated by the integration calculated in step S205. The amount is increased by the constant KII, and this routine is terminated. If the determination condition in step S216 is not satisfied, that is, if the integration delay time KDL has not elapsed, step S208 is skipped, and this routine is terminated.
一方、ステップS201の判定条件が成立せず、即ち、上述の空燃比フィードバック制御の実施条件のうち1つでも成立しないときにはステップS217に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAFが「1.0」に設定され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition of step S201 is not satisfied, that is, when one of the above-described conditions for air-fuel ratio feedback control is not satisfied, the process proceeds to step S217, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is set to “1.0”. This is the end of this routine.
次に、上述のECU50内のCPU51における図2のステップS113の排気通路12′の距離が長い気筒に対する空燃比フィードバック補正係数FAF1演算の処理手順を示す図6のフローチャートに基づき、図7及び図8を参照して説明する。 Next, based on the flowchart of FIG. 6 showing the processing procedure of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 for the cylinder with the long distance of the exhaust passage 12 'in step S113 of FIG. Will be described with reference to FIG.
ここで、図7は排気通路12′の距離が長い気筒における機関回転速度NE〔rpm〕をパラメータとして負荷である全閉から全開までのスロットル開度TA〔°〕に対応するディレイ時間TDR1,TDL1、積分ディレイ時間KDR1,KDL1、積分定数KII1,KID1、スキップ量KSI1,KSD1を算出するマップである。 Here, FIG. 7 shows delay times TDR1, TDL1 corresponding to the throttle opening degree TA [°] from fully closed to fully open as a load with the engine speed NE [rpm] in the cylinder having a long exhaust passage 12 'as a parameter. , Integration delay times KDR1, KDL1, integration constants KII1, KID1, and skip amounts KSI1, KSD1 are calculated.
このうち、積分定数KII1,KID1は図4の積分定数KII,KIDより小さく設定され、積分ディレイ時間KDR1,KDL1は図4の積分ディレイ時間KDR,KDLより長く設定される。なお、スキップ量KSI1,KSD1は図4のスキップ量KSI,KSDに等しく設定してもよい。また、ディレイ時間TDR1,TDL1は機関回転速度NE〔rpm〕及びスロットル開度TA〔°〕によらず、機関回転速度NE〔rpm〕のみで算出してもよい。 Among these, the integral constants KII1 and KID1 are set smaller than the integral constants KII and KID in FIG. 4, and the integral delay times KDR1 and KDL1 are set longer than the integral delay times KDR and KDL in FIG. The skip amounts KSI1, KSD1 may be set equal to the skip amounts KSI, KSD in FIG. The delay times TDR1 and TDL1 may be calculated only by the engine speed NE [rpm], regardless of the engine speed NE [rpm] and the throttle opening degree TA [°].
また、図8は上述の図2及び図6の処理に対応する排気通路12′の距離が長い気筒に配設された酸素センサ27′の出力電圧VOX1〔V〕と空燃比フィードバック補正係数FAF1との関係を示すタイムチャートである。なお、この空燃比フィードバック補正係数FAF1演算ルーチンは所定時間毎にCPU51にて繰返し実行される。
FIG. 8 shows an output voltage VOX1 [V] of an oxygen sensor 27 'disposed in a cylinder having a long distance of the exhaust passage 12' corresponding to the processing of FIGS. 2 and 6, and an air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1. It is a time chart which shows the relationship. The air / fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 calculation routine is repeatedly executed by the
図6において、まず、ステップS301では、空燃比フィードバック制御の実施条件が成立しているかが判定される。ここで、空燃比フィードバック制御の実施条件としては、例えば、内燃機関1の冷却水温THWが所定温度以上、始動後所定時間経過、燃料カット中でない等があり、これらの実施条件が全て成立するときに酸素センサ27′による空燃比フィードバック制御が実施される。
In FIG. 6, first, in step S301, it is determined whether an execution condition for air-fuel ratio feedback control is satisfied. Here, the execution conditions of the air-fuel ratio feedback control include, for example, that the cooling water temperature THW of the
ステップS301の判定条件が成立、即ち、上述の実施条件が全て成立するときにはステップS302に移行し、クランク角センサ25にて検出されたクランク角信号に基づく機関回転速度NEが読込まれる。次にステップS303に移行して、スロットル開度センサ23にて検出されたスロットル開度TAが読込まれる。次にステップS304に移行して、空燃比フィードバック補正係数FAF1を算出するため、図7(a)、図7(b)に示すマップにより、ステップS302で読込まれた機関回転速度をパラメータとしてステップS303で読込まれたスロットル開度TA〔°〕に対応するリッチ反転時のディレイ時間TDR1、リーン反転時のディレイ時間TDL1がそれぞれ算出される。
When the determination condition of step S301 is satisfied, that is, when all the above-described execution conditions are satisfied, the process proceeds to step S302, and the engine speed NE based on the crank angle signal detected by the
次にステップS305に移行して、空燃比フィードバック補正係数FAF1を算出するため、図7(c)、図7(d)、図7(e)、図7(f)、図7(g)、図7(h)に示すマップにより、ステップS302で読込まれた機関回転速度NE〔rpm〕をパラメータとしてステップS303で読込まれたスロットル開度TA〔°〕に対応するリッチ反転時の積分ディレイ時間KDR1、積分定数KII1、スキップ量KSI1、リーン反転時の積分ディレイ時間KDL1、積分定数KID1、スキップ量KSD1がそれぞれ算出される。 Next, in step S305, in order to calculate the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1, FIG. 7 (c), FIG. 7 (d), FIG. 7 (e), FIG. 7 (f), FIG. Based on the map shown in FIG. 7 (h), the integral delay time KDR1 at the time of rich inversion corresponding to the throttle opening degree TA [°] read in step S303 using the engine speed NE [rpm] read in step S302 as a parameter. , Integral constant KII1, skip amount KSI1, integral delay time KDL1 during lean inversion, integral constant KID1, and skip amount KSD1 are calculated.
次にステップS306に移行して、酸素センサ27′の出力電圧VOX1が判定電圧α以上であるかが判定される。なお、この判定電圧αとしては、理論空燃比に対応する0.45〔V〕近傍とされる。ステップS306の判定条件が成立、即ち、酸素センサ27′の出力電圧VOX1が判定電圧α以上と理論空燃比よりリッチ側にあるとき(図8に示す時刻t00〜時刻t03)にはステップS307に移行し、リーン側からリッチ側に反転後、ステップS304で算出されたリッチ反転時のディレイ時間(図8に示す時刻t00から時刻t01までの時間)TDR1が経過しているかが判定される。ステップS307の判定条件が成立せず、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間TDR1が経過していないときにはステップS308に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出された積分定数KII1だけ増量され、本ルーチンを終了する。
Next, the process proceeds to step S306, where it is determined whether the output voltage VOX1 of the
一方、ステップS307の判定条件が成立、即ち、リーン側からリッチ側に反転後、ディレイ時間TDR1が経過しているとき(図8に示す時刻t01)にはステップS309に移行し、初回であるかが判定される。ステップS309の判定条件が成立、即ち、初回であるとき(図8に示す時刻t01)にはステップS310に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出されたスキップ量KSD1だけ減量され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition in step S307 is satisfied, that is, when the delay time TDR1 has elapsed after the reversal from the lean side to the rich side (time t01 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S309. Is determined. When the determination condition of step S309 is satisfied, that is, when it is the first time (time t01 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S310, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is decreased by the skip amount KSD1 calculated in step S305, This routine ends.
そして、ステップS309の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき(図8に示す時刻t01〜時刻t04)にはステップS311に移行し、ステップS305で算出された積分ディレイ時間(図8に示す時刻t01から時刻t02までの時間)KDR1が経過しているかが判定される。ステップS311の判定条件が成立、即ち、積分ディレイ時間KDR1が経過しているとき(図8に示す時刻t02)にはステップS312に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出された積分定数KID1だけ減量され、本ルーチンを終了する。なお、ステップS311の判定条件が成立せず、即ち、積分ディレイ時間KDR1が経過していないときにはステップS312がスキップされ、本ルーチンを終了する。 Then, when the determination condition of step S309 is not satisfied, that is, when it is not the first time (time t01 to time t04 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S311 and the integral delay time calculated in step S305 (shown in FIG. 8). It is determined whether (time from time t01 to time t02) KDR1 has elapsed. When the determination condition in step S311 is satisfied, that is, when the integration delay time KDR1 has elapsed (time t02 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S312 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is calculated by the integration calculated in step S305. The amount is reduced by the constant KID1, and this routine is terminated. If the determination condition in step S311 is not satisfied, that is, if the integration delay time KDR1 has not elapsed, step S312 is skipped, and this routine is terminated.
一方、ステップS306の判定条件が成立せず、即ち、酸素センサ27′の出力電圧VOX1が判定電圧α未満と理論空燃比よりリーン側にあるとき(図8に示す時刻t03〜時刻t06)にはステップS313に移行し、リッチ側からリーン側に反転後、ステップS304で算出されたリーン反転時のディレイ時間(図8に示す時刻t03から時刻t04までの時間)TDL1が経過しているかが判定される。ステップS313の判定条件が成立せず、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間TDL1が経過していないときにはステップS312に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出された積分定数KID1だけ減量され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition in step S306 is not satisfied, that is, when the output voltage VOX1 of the oxygen sensor 27 'is less than the determination voltage α and on the lean side from the theoretical air-fuel ratio (time t03 to time t06 shown in FIG. 8). The process proceeds to step S313, and after inversion from the rich side to the lean side, it is determined whether the delay time (time from time t03 to time t04 shown in FIG. 8) TDL1 calculated in step S304 has elapsed. The If the determination condition in step S313 is not satisfied, that is, after the reverse from the rich side to the lean side, the delay time TDL1 has not elapsed, the process proceeds to step S312 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is calculated by the integration calculated in step S305. The amount is reduced by the constant KID1, and this routine is terminated.
一方、ステップS313の判定条件が成立、即ち、リッチ側からリーン側に反転後、ディレイ時間TDL1が経過しているとき(図8に示す時刻t04)にはステップS314に移行し、初回であるかが判定される。ステップS314の判定条件が成立、即ち、初回であるとき(図8に示す時刻t04)にはステップS315に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出されたスキップ量KSI1だけ増量され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition in step S313 is satisfied, that is, when the delay time TDL1 has elapsed after reversal from the rich side to the lean side (time t04 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S314, and is the first time? Is determined. When the determination condition in step S314 is satisfied, that is, the first time (time t04 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S315, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is increased by the skip amount KSI1 calculated in step S305. This routine ends.
一方、ステップS314の判定条件が成立せず、即ち、初回でないとき(図8に示す時刻t04〜時刻t07)にはステップS316に移行し、ステップS305で算出された積分ディレイ時間(図8に示す時刻t04から時刻t05までの時間)KDL1が経過しているかが判定される。ステップS316の判定条件が成立、即ち、積分ディレイ時間KDL1が経過しているとき(図8に示す時刻t05)にはステップS308に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1がステップS305で算出された積分定数KII1だけ増量され、本ルーチンを終了する。なお、ステップS316の判定条件が成立せず、即ち、積分ディレイ時間KDL1が経過していないときにはステップS308がスキップされ、本ルーチンを終了する。 On the other hand, when the determination condition of step S314 is not satisfied, that is, when it is not the first time (time t04 to time t07 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S316 and the integral delay time calculated in step S305 (shown in FIG. 8). (Time from time t04 to time t05) It is determined whether or not KDL1 has elapsed. When the determination condition in step S316 is satisfied, that is, when the integration delay time KDL1 has elapsed (time t05 shown in FIG. 8), the process proceeds to step S308, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is calculated by the integration calculated in step S305. The amount is increased by the constant KII1, and this routine is terminated. If the determination condition in step S316 is not satisfied, that is, if the integration delay time KDL1 has not elapsed, step S308 is skipped, and this routine ends.
一方、ステップS301の判定条件が成立せず、即ち、上述の空燃比フィードバック制御の実施条件のうち1つでも成立しないときにはステップS317に移行し、空燃比フィードバック補正係数FAF1が「1.0」に設定され、本ルーチンを終了する。 On the other hand, if the determination condition in step S301 is not satisfied, that is, if any one of the above-described conditions for air-fuel ratio feedback control is not satisfied, the process proceeds to step S317, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF1 is set to “1.0”. This is the end of this routine.
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′と、排気通路12,12′中で排気ポート11,11′からの距離が異なる位置にそれぞれ配設され、内燃機関1から排出される排気ガスの酸素濃度を気筒毎に検出する酸素濃度検出手段としての酸素センサ27,27′と、二輪車の走行状態や内燃機関1の運転状態に伴って変化する物理量としての機関回転速度NE、スロットル開度TA、吸気圧PMを気筒毎に検出する物理量検出手段としてのクランク角センサ25、スロットル開度センサ23、吸気圧センサ22と、酸素センサ27,27′による酸素濃度に応じた検出値としての出力電圧VOX,VOX1がリッチ側とリーン側との間の判定値としての判定電圧αを経て反転遷移したときの反転方向を気筒毎に判別するECU50にて達成される反転方向判別手段と、前記反転方向判別手段で判別された反転方向に対して反対側に、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1をスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間TDR,TDL,TDR1,TDL1を、機関回転速度NE及びスロットル開度TAに基づき気筒毎に設定するECU50にて達成されるディレイ時間設定手段と、空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1をスキップさせるためのスキップ量KSI,KSD,KSI1,KSD1を、機関回転速度NE及びスロットル開度TAに基づき気筒毎に設定するECU50にて達成されるスキップ量設定手段と、空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1を徐変させるための積分定数KII,KID,KII1,KID1を、機関回転速度NE及びスロットル開度TAに基づき気筒毎に設定するECU50にて達成される積分定数設定手段と、積分定数KII,KID,KII1,KID1を設定するタイミングを遅らせるための積分ディレイ時間KDR,KDL,KDR1,KDL1を、機関回転速度NE及びスロットル開度TAに基づき気筒毎に設定するECU50にて達成される積分ディレイ時間設定手段と、ディレイ時間TDR,TDL,TDR1,TDL1、スキップ量KSI,KSD,KSI1,KSD1、積分定数KII,KID,KII1,KID1、積分ディレイ時間KDR,KDL,KDR1,KDL1により遷移される空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1に応じて気筒毎に供給する最終燃料噴射時間(燃料噴射量)TAU,TAU1を制御するECU50にて達成される燃料噴射量制御手段とを具備するものである。また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関1が二輪車に搭載されているものである。
As described above, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment includes
つまり、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1であって、それぞれの排気ポート11,11′に独立して接続された排気通路12,12′の距離が異なる気筒毎に、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1を、酸素センサ27,27′の出力電圧VOX,VOX1、機関回転速度NE、スロットル開度TA、吸気圧PMに応じて所望のように遷移させることができる。このため、排気通路12,12′の距離が異なる気筒で、内燃機関1の排気ポート11,11′からの排気ガスが酸素センサ27,27′に到達するまでの時間が異なっていても、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができる。これにより、内燃機関1の気筒毎の燃焼が安定され、特に、車両重量が軽い二輪車に搭載されることで、車両ショックの低減が図られ、ドライバビリティを向上することができる。
That is, the air-fuel ratio feedback control is performed for each cylinder in the
また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のECU50にて達成される積分定数設定手段は、排気通路12′の距離が長い気筒の積分定数KII1,KID1を、排気通路12の距離が短い気筒よりも小さく設定するものである。これにより、空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1のリッチ側及びリーン側への変動幅を、排気通路の距離にかかわらず同等に設定できることとなり、結果的に、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができる。
Further, the integral constant setting means achieved in the
そして、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置のECU50にて達成される積分ディレイ時間設定手段は、排気通路12′の距離が長い気筒の積分ディレイ時間KDR1,KDL1を、排気通路12の距離が短い気筒よりも長く設定するものである。これにより、空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1のリッチ側及びリーン側への変動幅を、排気通路の距離にかかわらず同等に設定できることとなり、結果的に、空燃比のリッチ側及びリーン側への変動幅を抑制することができる。
The integral delay time setting means achieved by the
次に、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′に配設されている三元触媒13,13′の触媒容量の最適化について、図9を参照して説明する。ここで、図9はV型4サイクル2気筒からなる内燃機関1を搭載した二輪車の要部構成を示す概略図であり、図中の14,14′はマフラ、二点鎖線にて前後輪のタイヤ外径を示す。なお、図9の内燃機関1の上部に搭載されている吸気系及び燃料供給系等については、図1にて説明されているため省略する。
Next, the catalyst capacity of the three-
上述したように、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′の空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1に応じて最終燃料噴射時間TAU,TAU1が算出され、これら最終燃料噴射時間TAU,TAU1に基づき気筒毎の混合気の空燃比が最適化されることで二輪車におけるドライバビリティは向上される。
As described above, the final fuel is determined according to the air-fuel ratio feedback correction coefficients FAF and FAF1 of the
ところで、図8に示すように、距離が長い排気通路12′における空燃比フィードバック補正係数FAF′は、図5に示すように、距離が短い排気通路12における空燃比フィードバック補正係数FAFよりも周期が長くなる。これに対処するためには、距離が長い排気通路12′の三元触媒13′と距離の短い排気通路12の三元触媒13とで排気ガス浄化のための許容量を変えればよいことが分かる。
As shown in FIG. 8, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF ′ in the
そこで、図9に示すように、距離が長い排気通路12′に配設された三元触媒13′の触媒容量が、距離が短い排気通路12に配設された三元触媒13の触媒容量よりも大きく設定する。これにより、気筒毎の触媒容量が最適化されエミッションの改善を図ることができる。なお、三元触媒13,13′に担持されている触媒密度や触媒成分を変えることも有効である。
Therefore, as shown in FIG. 9, the catalyst capacity of the three-way catalyst 13 'disposed in the exhaust passage 12' having a long distance is larger than the catalyst capacity of the three-
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、排気通路12,12′中で排気ポート11,11′からの距離が異なる位置にそれぞれ配設され、内燃機関1から排出される排気ガスを気筒毎に浄化する三元触媒13,13′を具備し、三元触媒13,13′は排気通路12′の距離が長い方の触媒容量を、排気通路12の距離が短い方よりも大きく設定するものである。これにより、気筒毎に長さの異なる排気通路12,12′中の排気ガス量に対応する三元触媒13,13′のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減を図ることができる。
As described above, the air-fuel ratio control apparatus for the internal combustion engine of this embodiment is disposed in the
図10は、上述の図9におけるV型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′に配設されている三元触媒13,13′のセル数及び配置の変形例を示す説明図である。なお、図10において、図9と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 10 shows the three-
上述したように、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′の空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1に応じて最終燃料噴射時間TAU,TAU1が算出され、これら最終燃料噴射時間TAU,TAU1に基づき気筒毎の混合気の空燃比が最適化されることで二輪車におけるドライバビリティは向上される。
As described above, the final fuel is determined according to the air-fuel ratio feedback correction coefficients FAF and FAF1 of the
ところで、図8に示すように、距離が長い排気通路12′における空燃比フィードバック補正係数FAF′は、図5に示すように、距離が短い排気通路12における空燃比フィードバック補正係数FAFよりも周期が長くなる。これに対処するためには、距離が長い排気通路12′の三元触媒13′と距離の短い排気通路12の三元触媒13とで排気ガス浄化のための許容量を変えればよいことが分かる。
As shown in FIG. 8, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF ′ in the
そこで、図10に示すように、距離が長い排気通路12′に配設されたセル数を2つの三元触媒13a′,13b′とし、距離が短い排気通路12に配設された三元触媒13より多くする。また、距離が長い排気通路12′に配設された三元触媒13a′,13b′を2分割し、それら三元触媒13a′,13b′の合計触媒容量を、距離が短い排気通路12に配設された三元触媒13の触媒容量よりも大きく設定する。更に、三元触媒13a′を距離が長い排気通路12′に配設された酸素センサ27′より上流側に配設する。これにより、気筒毎の触媒容量が最適化されエミッションの改善を図ることができる。なお、三元触媒13,13′,13b′に担持されている触媒密度や触媒成分を変えることも有効である。
Therefore, as shown in FIG. 10, the number of cells arranged in the long exhaust passage 12 'is two three-
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、三元触媒13,13a′,13b′が、排気通路12′の距離が長い方のセル数を2つとし、排気通路12の距離が短い方よりも多くするものである。また、三元触媒13,13a′,13b′が排気通路12′の距離が長い方のみを2分割すると共に、酸素センサ27′より上流側に1つの三元触媒13a′を配設するものである。これにより、気筒毎に長さの異なる排気通路12,12′中の排気ガス量に対応する三元触媒13,13a′,13b′のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減を図ることができると共に、距離の長い排気通路12′では走行中に受ける風の影響で活性化し難いのを助けることができる。
Thus, in the air-fuel ratio control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, the three-
また、図11は、上述の図9におけるV型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′に配設されている三元触媒13,13′のセル数及び配置の他の変形例を示す説明図である。なお、図11において、図9及び図10と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 11 shows three elements arranged in the
上述したように、V型4サイクル2気筒からなる内燃機関1の気筒毎に独立して接続された長さの異なる排気通路12,12′の空燃比フィードバック補正係数FAF,FAF1に応じて最終燃料噴射時間TAU,TAU1が算出され、これら最終燃料噴射時間TAU,TAU1に基づき気筒毎の混合気の空燃比が最適化されることで二輪車におけるドライバビリティは向上される。
As described above, the final fuel is determined according to the air-fuel ratio feedback correction coefficients FAF and FAF1 of the
ところで、図8に示すように、距離が長い排気通路12′における空燃比フィードバック補正係数FAF′は、図5に示すように、距離が短い排気通路12における空燃比フィードバック補正係数FAFよりも周期が長くなる。これに対処するためには、距離が長い排気通路12′の三元触媒13′と距離の短い排気通路12の三元触媒13とで排気ガス浄化のための許容量を変えればよいことが分かる。
As shown in FIG. 8, the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF ′ in the
そこで、図11に示すように、距離が長い排気通路12′に配設されたセル数を2つの三元触媒13a′,13b′、距離が短い排気通路12に配設されたセル数を2つの三元触媒13a,13bとする。また、距離が長い排気通路12′に配設された三元触媒13a′,13b′、距離が短い排気通路12に配設された三元触媒13a,13bにそれぞれ2分割する。そして、三元触媒13a′,13b′の合計触媒容量を、三元触媒13a,13bの合計触媒容量よりも大きく設定する。更に、三元触媒13a′を距離が長い排気通路12′に配設された酸素センサ27′より上流側に配設、かつ三元触媒13aを距離が短い排気通路12に配設された酸素センサ27より上流側に配設する。これにより、気筒毎の触媒容量が最適化されエミッションの改善を図ることができる。なお、三元触媒13a,13b,13a′,13b′に担持されている触媒密度や触媒成分を変えることも有効である。
Therefore, as shown in FIG. 11, the number of cells disposed in the exhaust passage 12 'having a long distance is set to two three-
このように、本実施例の内燃機関の空燃比制御装置は、三元触媒13a,13b,13a′,13b′が、排気通路12,12′の距離にかかわらずそれぞれ2分割すると共に、酸素センサ27,27′より上流側に三元触媒13a,13a′をそれぞれ1つずつ配設するものである。これにより、気筒毎に長さの異なる排気通路12,12′中の排気ガス量に対応する三元触媒13a,13b,13a′,13b′のそれぞれの触媒容量が最適化されエミッションの低減を図ることができると共に、距離の長い排気通路12′では走行中に受ける風の影響で活性化し難いのを助けることができる。更に、距離の短い排気通路12中の三元触媒13a,13b及び距離の長い排気通路12′中の三元触媒13a′,13b′がそれぞれ2分割されていることで、配置設計における自由度を増すことができる。
Thus, in the air-fuel ratio control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment, the three-
1 内燃機関
12 排気通路
13 三元触媒
27 酸素(O2 )センサ
50 ECU(電子制御ユニット)
1 an
Claims (9)
前記排気通路中で排気ポートからの距離が異なる位置にそれぞれ配設され、前記内燃機関から排出される排気ガスの酸素濃度を前記気筒毎に検出する酸素濃度検出手段と、
車両の走行状態や前記内燃機関の運転状態に伴って変化する物理量を前記気筒毎に検出する物理量検出手段と、
前記酸素濃度検出手段による酸素濃度に応じた検出値がリッチ側とリーン側との間の判定値を経て反転遷移したときの反転方向を前記気筒毎に判別する反転方向判別手段と、
前記反転方向判別手段で判別された反転方向に対して反対側に、空燃比フィードバック制御における空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるタイミングを遅らせるためのディレイ時間を、前記物理量に基づき前記気筒毎に設定するディレイ時間設定手段と、
前記空燃比フィードバック補正係数をスキップさせるためのスキップ量を、前記物理量に基づき前記気筒毎に設定するスキップ量設定手段と、
前記空燃比フィードバック補正係数を徐変させるための積分定数を、前記物理量に基づき前記気筒毎に設定する積分定数設定手段と、
前記積分定数を設定するタイミングを遅らせるための積分ディレイ時間を、前記物理量に基づき前記気筒毎に設定する積分ディレイ時間設定手段と、
前記ディレイ時間、前記スキップ量、前記積分定数、前記積分ディレイ時間により遷移される前記空燃比フィードバック補正係数に応じて前記気筒毎に供給する燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 Exhaust passages of different lengths connected independently for each cylinder of an internal combustion engine consisting of V-type multiple cylinders;
Oxygen concentration detection means that is disposed at different positions from the exhaust port in the exhaust passage and detects the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine for each cylinder;
Physical quantity detection means for detecting, for each cylinder, a physical quantity that changes in accordance with a running state of a vehicle or an operating state of the internal combustion engine;
A reversal direction discriminating means for discriminating a reversal direction for each cylinder when a detection value according to the oxygen concentration by the oxygen concentration detection means undergoes a reversal transition through a determination value between the rich side and the lean side;
A delay time for delaying the timing for skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient in the air-fuel ratio feedback control is set for each cylinder based on the physical quantity, on the opposite side to the reverse direction determined by the reverse direction determining means. Delay time setting means;
Skip amount setting means for setting a skip amount for skipping the air-fuel ratio feedback correction coefficient for each cylinder based on the physical amount;
An integration constant setting means for setting an integration constant for gradually changing the air-fuel ratio feedback correction coefficient for each cylinder based on the physical quantity;
An integral delay time setting means for setting an integral delay time for delaying the timing for setting the integral constant for each cylinder based on the physical quantity; and
Fuel injection amount control means for controlling the fuel injection amount to be supplied to each cylinder in accordance with the delay time, the skip amount, the integration constant, and the air-fuel ratio feedback correction coefficient that is transited by the integration delay time. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine characterized by the above.
前記触媒は、前記排気通路の距離が長い方の触媒容量を、前記排気通路の距離が短い方よりも大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 A catalyst that is disposed in each of the exhaust passages at different positions from the exhaust port and purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine for each cylinder;
2. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the catalyst has a larger catalyst capacity when the distance of the exhaust passage is longer than when the distance of the exhaust passage is shorter.
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WO2016002956A1 (en) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | ヤマハ発動機株式会社 | Vehicle and v-type multi-cylinder four-stroke engine unit |
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2004
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