JPH048617B2 - - Google Patents

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JPH048617B2
JPH048617B2 JP21032882A JP21032882A JPH048617B2 JP H048617 B2 JPH048617 B2 JP H048617B2 JP 21032882 A JP21032882 A JP 21032882A JP 21032882 A JP21032882 A JP 21032882A JP H048617 B2 JPH048617 B2 JP H048617B2
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cylinder
sensor
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exhaust gas
exhaust
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015Engines misfires

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は1個の排気センサの出力に基いてエン
ジンの気筒毎の空燃比を目標空燃比にフイードバ
ツク制御するようにした多気筒エンジンの空燃比
制御装置に関するものである。
従来、多気筒エンジンの空燃比制御装置は、排
気多岐管の集合部下流に1個の排気センサを配設
し、該排気センサによる検出排気ガス濃度に基い
て各気筒への燃料噴射量を一律に制御し、エンジ
ン全体の空燃比を目標空燃比にフイードバツク制
御するようにしている。
ところが各気筒への吸入空気量には各気筒間で
バラツキがあるものであり、このような吸入空気
量にバラツキを有する各気筒への燃料噴射量を一
律に制御したのでは各気筒の空燃比を目標空燃比
に制御することはできない。そこでこのような問
題を解決するため、本件出願人は、エンジンの排
気ガスが排気多岐管集合部下流では管路方向に層
状をなして流れることに着目して気筒毎の排気ガ
ス濃度を検出し、該検出排気ガス濃度に基いて気
筒毎の空燃比制御ができるようにした多気筒エン
ジンの空燃比制御装置についてすでに出願してい
る(特開昭59−23046号参照)。
しかしながら上記排気ガスは、低負荷時にはそ
の量が少ないためその流速が低くなつてあまり明
確な層状をなすものではなく、そのためこのよう
な低負荷時には気筒毎の排気ガス濃度を検出する
のは困難なものである。
なお、このような問題を解決するために気筒毎
に排気センサを設けることも考えられるが、この
ようにすると今度はコスト高になるという問題が
生ずる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもの
で、気筒毎に排気ガス濃度を検出できる高負荷運
転領域においては、検出排気ガス濃度に基いて当
該気筒への燃料供給量を補正制御する一方、気筒
毎の排気ガス濃度を検出できない低負荷運転領域
においては、点火順序の連続する気筒間での排気
センサの検出遅れ時間に基づいて演算された平均
値における排気センサ出力を検出排気ガス濃度と
し、該検出排気ガス濃度に基いて当該特定の複数
気筒への燃料供給量を補正制御することにより、
排気センサの数量を増加することなく低負荷運転
領域においても気筒毎の空燃比制御がよくできる
多気筒エンジンの空燃比制御装置を提供せんとす
るものである。
以下本発明の実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例を示し、図において
1は第1ないし第4の気筒1a〜1dを有する4
気筒エンジンで、該エンジン1は第1、第3、第
4、第2の気筒の順序で点火されるようになつて
いる。2は主通路2eと第1ないし第4の分岐通
路2a〜2dからなる吸気通路であり、上記主通
路2eには、該通路2eの吸入空気量を制御する
スロツトル弁3が設けられ、また上記主通路2e
のスロツトル弁3上流側には上記吸入空気量を検
出するエアフローセンサ4が設けられ、さらに上
記主通路2eの上流端にはエアクリーナ5が設け
られている。また上記第1ないし第4の分岐通路
2a〜2dは上記第1ないし第4の気筒1a〜1
dに接続されており、この各分岐通路2a〜2d
には燃料噴射弁16a〜16dが設けられてい
る。
そして8は第1ないし第4の枝管8a〜8dと
主管8eとからなる排気多岐管であり、該排気多
岐管8の上記各枝管8a〜8dは上記第1ないし
第4の気筒1a〜1dに接続されており、該各枝
管8a〜8dが集合した集合部8f下流における
上記主管8eには、該主管8eを通過する排気ガ
ス濃度を検出するための排気センサ9が取付けら
れており、該排気センサ9は、例えばO2センサ
からなり、上記排気ガス濃度に対応してリニアな
出力を発生するようになつている。なお10は上
記主管8eの排気センサ9下流に配設された排気
ガス浄化装置である。
また上記エンジン1のクランクシヤフト(図示
せず)には第1歯車11が連結され、該第1歯車
11にはこれの2倍の歯数を有する第2歯車12
が噛合しており、そのためこれはエンジン1の1/
2の回転速度で回転し、該第2歯車12の図示左
方には基準タイミング検出センサ13が配設され
ている。そして該基準タイミング検出センサ13
はエンジン1の動作の基準となるタイミングを検
出するためのもので、例えば第1の気筒1aのピ
ストンが圧縮上死点にあるタイミングを検出す
る。
なお、図示していないが上記第1歯車11付近
にはエンジン回転数を検出する回転センサが設け
られており、該回転センサ及び上記エアフローセ
ンサ4の出力はエンジン1の運転状態を表わす運
転情報となつている。
また14は記憶装置であり、これには予め実験
によつて求めた各運転状態における各気筒1a〜
1dの遅れ時間tn,m(以下すべてnは運転領域
番号でn=1〜16、mは気筒番号でm=1〜4で
ある)が記憶されており、ここで遅れ時間という
のは上記基準タイミングから上記排気センサ9が
各気筒1a〜1dの排気ガス濃度を検出するタイ
ミングまでに経過する時間であり、また運転領域
は第2図aに示すように吸入空気量Qとエンジン
回転数Nの値に対応した16の領域A1〜A16に区分
されている。
また該記憶装置14にはマツプAに示すように
吸入空気量Qとエンジン回転数Nとで定まる上記
運転領域毎に各気筒とも等しい値の目標空燃比
MAnが記憶されている(第2図b参照)。
また16eは上記各燃料噴射弁16a〜16d
を開閉駆動する駆動回路であり、該駆動回路16
eと上記各燃料噴射弁16a〜16dとで各気筒
1a〜1dに供給する燃料量を気筒毎に調整する
燃料調整装置16が構成されている。
そして17は制御回路であり、これは上記排気
センサ9、エアフローセンサ4、回転センサ及び
基準タイミング検出センサ13の出力を受けて上
記燃料調整装置16による各気筒への燃料噴射量
を補正制御するためのものである。そしてより詳
細には該制御回路17は、高負荷運転領域、即ち
領域A1〜A12において、現時点での上記排気セン
サ9による検出排気ガス濃度が上記各気筒1a〜
1dのいずれの気筒からの排気ガスの濃度である
かを判別し、該検出排気ガス濃度に基いて当該気
筒への燃料噴射量を補正制御するとともに、低負
荷運転領域、即ち領域A13〜A16においては、点
火順序の連続する第1、第3の気筒1a,1c及
び第4、第2の気筒1d,1b各々の気筒間での
排気センサ9の検出遅れ時間に基づいて演算され
た平均値における排気センサ9出力を検出排気ガ
ス濃度とし、該排気ガス濃度に基いて当該複数の
気筒への燃料噴射量を補正制御するようになつて
いる。
第4図は上記制御回路17の演算処理のフロー
チヤートを示し、図において、20は上記基準タ
イミング検出センサ13の出力を読み込むととも
に、上記エアフローセンサ4及び回転数センサの
出力を運転領域を特定するための運転情報として
読み込むステツプ、21はその運転領域における目
標空燃比MAnを上記記憶装置14から読み出し、
また、基本燃料噴射量TBnを、TBn=K×Q/
Nにより演算して求めるステツプである。ここで
Kは予め実験により求めた定数であるが、運転領
域に応じた変数とすることもできる。
また22はエンジン1の運転状態が低負荷運転領
域にあるか否かを判定する判定ステツプであり、
これは該領域のうち吸入空気量Qが所定空気量
Q0より少ない時低負荷領域を判定するステツプ
であり、23はエンジン1の運転状態が高負荷運転
領域にある場合に各気筒1a〜1dの現時点での
実際空燃比MAn、mを求めるステツプであり、
例えば運転領域A1での第1の気筒1aの実際空
燃比MA1,1を求める場合は、上記基準タイミング
検出センサ13の出力を受けてから、上記記憶装
置14に記憶されている第1の気筒1aの遅れ時
間t1,1が経過すると、この時点における上記排気
センサ9の出力を第1の気筒1aの検出排気ガス
濃度として読み込み、該濃度に基いて上記実際空
燃比MA1,1を求める。
また24は現時点における各気筒1a〜1dの上
記実際空燃比MAn、mと目標空燃比MAnとの空
燃比ずれ率EMn、m=MAn、m/MAnを求める
ステツプ、25は気筒毎の燃料噴射量TIn、mを求
めるステツプであり、これは上記ステツプ24で求
めた空燃比ずれ率EMn、mを用いてTIn、m=
TBn×EMn、mより求める。26は気筒毎の燃料
噴射量TIn、mを出力するステツプで、これは噴
射タイミング時点で割り込み処理されるようにな
つている。
27はエンジン1の運転状態が低負荷運転領域に
ある場合において、第1、第3の気筒1a,1c
及び第4、第2の気筒1d,1b各々の平均遅れ
時間Tn,1及びTn,2をTn,1=(to,1+to,3)/2及び
Tn,2=(to,4+to,2)/2により求めるステツプ、
28は上記平均遅れ時間に応じて複数気筒毎の平均
空燃比MMn、mを求めるステツプであり、ここ
では上記基準タイミングから平均遅れ時間Tn,1
はTn,2経過時点の検出排気ガス濃度を第1、第3
の気筒1a,1c又は第4、第2の気筒1d,1
bの排気ガス濃度として求める。
次に動作について説明する。
エンジン1の作動中、吸気通路2にはスロツト
ル弁3の開度に応じた量の空気が吸入され、その
吸入空気量はエアフローセンサ4により検出さ
れ、また排気多岐管8の主管8e内の排気ガス濃
度は排気センサ9により検出され、またエンジン
1の基準タイミング、即ち第1の気筒1aのピス
トンがその圧縮上死点にあるタイミングは基準タ
イミング検出センサ13により検出され、さらに
エンジン回転数は回転センサにより検出され、こ
れらの各センサ4,9,13及び回転センサの出
力は上記制御回路17に加えられる。また上記記
憶装置14には、マツプAに示す運転領域毎の目
標空燃比MAn及び運転領域毎、気筒毎の遅れ時
間tn,mが記憶されている。
そしてエンジン1の運転状態が高負荷運転領域
Ai(i=1〜12)にある場合、各気筒1a〜1d
からの排気ガスはその点火順序に従つて第1、第
3、第4、第2の気筒の排気ガスの順に層をなし
て上記排気多岐管8の主管8e内を流れている。
そしてこの場合、制御回路17は第4図に示すよ
うに、ステツプ20でエアフローセンサ4及び回転
センサの出力、即ち吸入空気量Q及びエンジン回
転数Nを運転情報として読み込み、ステツプ21で
記憶装置14から上記読み込んだ運転情報に基い
てその運転状態における目標空燃比MAiを読み
出し、該目標空燃比MAiを用いて演算してその
運転状態における基本燃料噴射量TBiを求める。
またステツプ22で吸入空気量Qが所定吸入空気量
Q0より多いか否かを判定し、この場合Q>Q0
あるのでステツプ22からステツプ23〜26の経路で
進む。
そして上記制御回路17はステツプ23で、上記
基準タイミング検出センサ13の出力が入力され
てから記憶装置14からその運転状態に応じて読
み出した気筒毎の遅れ時間ti,1,ti,3,ti,4,ti,2
各々経過すると(第3図a参照)、この時点にお
ける上記排気センサ9の出力を各々第1、第3、
第4,第2の気筒1a,1c,1d,1bの検出
排気ガス濃度として読み込み、該各検出排気ガス
濃度から各気筒1a〜1dの実際空燃比MAi,1
MAi,4を求め、ステツプ24で上記実際空燃比
MAi,1〜MAi,4と上記ステツプ21で読み込んだ目
標空燃比MAiとの空燃比ずれ率EMi,1〜EMi,4
求め、ステツプ25で気筒毎の燃料噴射量TIi,1
TIi,4を求める。そして上記制御回路17はステ
ツプ26で上記気筒毎の燃料噴射量TIi,nを駆動回
路16eおよび燃料噴射弁16a〜16dをして
気筒毎の噴射タイミングで噴射せしめ、ステツプ
20に戻りステツプ20〜26の経路を循環する。
次にエンジン1の低負荷運転領域Aj(j=13〜
16)においては、上記制御回路17は、ステツプ
22で吸入空気量Q<所定空気量Q0であるため低
負荷運転領域と判定してステツプ27に進み、該ス
テツプ27で第1、第3の気筒1a,1c及び第
4、第2の気筒1d,1bの平均遅れ時間Tj,1
びTj,2をTj,1=(tj,1+tj,3)/2及びTj,2=(tTj,4

tTj,2)/2より求め、ステツプ28で各気筒の平
均空燃比MMj,mを求める。即ち、上記平均遅
れ時間Tj,1又はTj,2経過時点の排気ガス濃度を第
1、第3気筒1a,1c又は第4、第2気筒1
d,1bの排気ガス濃度とし、該濃度によつて上
記平均空燃比MMj,mを求める。
そしてこの後、上記制御回路17はステツプ28
からステツプ24、25、26の経路で進み、ステツプ
24で気筒毎の空燃比ずれ率EMj,mを求め、ステ
ツプ25で気筒毎の燃料噴射量TIj,mを求め、こ
れをステツプ26で駆動回路16e及び燃料噴射弁
16a〜16dをして所定噴射タイミングで噴射
せしめ、その後ステツプ20に戻ることとなる。
このような本実施例装置では、高負荷運転領域
では気筒毎に検出した排気ガス濃度に基いて当該
気筒への燃料噴射量を補正制御し、低負荷運転領
域では第1、第3の気筒1a,1c毎及び第4、
第2の気筒1d,1b毎の平均遅れ時間を求め、
これに応じて該複数気筒毎の排気ガス濃度を求め
てこれにより燃料噴射量を補正制御するようにし
たので、低負荷運転領域における気筒毎の空燃比
制御を精度よく行なうことができる。
なお、上記実施例では目標空燃比MAnは各運
転領域においてすべての気筒について同じ値にし
たが、これは気筒毎に異なる値を用いても良い。
また平均遅れ時間は、第1、第3又は第4、第2
の気筒の遅れ時間の平均値としたが、これは各気
筒に対し重み付けをしても良い。また排気ガスセ
ンサ9は理論空燃比付近で急激な出力変化を示す
ものであつても良い。
以上のように本発明に係る多気筒エンジンの空
燃比制御装置によれば、気筒毎に排気ガス濃度を
検出できる高負荷運転領域においては、検出排気
ガス濃度に基いて当該気筒への燃料供給量を補正
制御する一方、気筒毎の排気ガス濃度を検出でき
ない低負荷運転領域においては、点火順序の連続
する気筒間での排気センサの検出遅れ時間に基づ
いて演算された平均値における排気センサ出力を
検出排気ガス濃度とし、該検出排気ガス濃度に基
いて当該特定の複数気筒への燃料供給量を補正制
御するようにしたので、排気センサの数量を増す
ことなく低負荷運転領域においても気筒毎の空燃
比制御を精度よく行なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による多気筒エンジ
ンの空燃比制御装置の概略構成図、第2図aはそ
の運転領域を示す特性図、第2図bはそのマツプ
を示す図、第3図a,bはその作用を説明するた
めの図、第4図はその制御回路の処理手順のフロ
ーチヤートを示す図である。 1……エンジン、4……運転状態検出センサ
(エアフローセンサ)、8……排気多岐管、9……
排気センサ、13……基準タイミング検出セン
サ、14……記憶装置、16……燃料調整装置
(駆動回路、燃料噴射弁)、17……制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排気多岐管の集合部下流に配設された排気セ
    ンサと、エンジンの運転状態を検出する運転状態
    検出センサと、エンジンの基準タイミングを検出
    する基準タイミング検出センサと、エンジンの低
    負荷運転領域を検出する低負荷センサと、上記基
    準タイミングから上記排気センサによる各気筒の
    排気ガス濃度を検出するタイミングまでの遅れ時
    間を予めエンジンの各運転状態に対応して記憶し
    ている記憶装置と、各気筒に供給する燃料を気筒
    毎に調整する燃料調整装置と、上記排気センサ、
    運転状態検出センサ、基準タイミング検出センサ
    及び低負荷センサの各出力を受け、エンジンの高
    負荷運転時には上記基準タイミングと上記記憶装
    置に記憶している現時点の運転状態に対応する各
    気筒の遅れ時間データとから現時点での排気セン
    サの検出排気ガス濃度がどの気筒からのものかを
    判別し該検出排気ガス濃度に基いて上記燃料調整
    装置による当該気筒への燃料供給量を補正制御す
    る一方、エンジンの低負荷運転時には上記基準タ
    イミング及び、上記記憶装置に記憶している現時
    点の運転状態に対応する点火順序の連続する複数
    の気筒の遅れ時間データに基いて演算された平均
    値を低負荷運転時の遅れ時間データとして用いて
    低負荷運転時の排気ガス濃度を求め該排気ガス濃
    度に基いて上記燃料調整装置による当該特定の複
    数気筒への燃料供給量を補正制御する制御回路と
    を備えたことを特徴とする多気筒エンジンの空燃
    比制御装置。
JP21032882A 1982-11-30 1982-11-30 多気筒エンジンの空燃比制御装置 Granted JPS59101563A (ja)

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JPH01216047A (ja) * 1988-02-24 1989-08-30 Hitachi Ltd エンジンの空燃比制御方法および装置

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