JPH0650192A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPH0650192A
JPH0650192A JP20364392A JP20364392A JPH0650192A JP H0650192 A JPH0650192 A JP H0650192A JP 20364392 A JP20364392 A JP 20364392A JP 20364392 A JP20364392 A JP 20364392A JP H0650192 A JPH0650192 A JP H0650192A
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JP
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fuel ratio
air
cylinder group
downstream side
cylinder
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JP20364392A
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Hiroshi Tanaka
比呂志 田中
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つの気筒群を有し、各気筒群の排気系毎に
それぞれ触媒コンバータを有する多気筒内燃機関の排気
浄化効率を向上する。 【構成】 A,B両気筒群の排気管14A,14Bにそ
れぞれ上流側O2 センサ13A,13B、上流側触媒コ
ンバータ12A,12B、下流側O2 センサ17A,1
7Bを設け、排気管14A,14Bの合流部下流側に下
流側触媒コンバータ17A,17Bを設ける。各気筒群
の空燃比を各々の上流側O2 センサ13A,13B出力
と下流側O2 センサ17A,17B出力とに基づいてフ
ィードバック制御する。両気筒群の空燃比変動の位相が
接近した場合、一方の気筒群の下流側O2 センサに基づ
く制御を中止し、1/2周期だけ変動周期をずらすこと
により下流側触媒コンバータ16の入口ガス空燃比を理
論空燃比に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2つの気筒群に分割さ
れた多気筒機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より内燃機関の排気系に空燃比セン
サ(O2 センサ)を設け、このセンサ出力により空燃比
を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排
気系に設けられた触媒コンバータの浄化能力を有効活用
してエミッション特性を改善する技術は良く知られてい
る。また、最近では、上流側のO2 センサの特性の経時
変化等を精度良く補償するために、触媒コンバータの下
流にもO2 センサを設けて、フィードバック制御に利用
する、所謂、ダブルO2 センサシステムも開発されてい
る。
【0003】このダブルO2 センサシステムをV型機関
に適用した空燃比制御装置の例としては、特開平1−1
10852号公報に記載されたものがある。同公報の装
置は、V型機関の各気筒バンクに接続される排気通路に
それぞれ触媒コンバータを設け、第一の気筒群の排気通
路には、触媒コンバータの上流側と下流側とにそれぞれ
2 センサを配置し、第二の気筒群の排気通路には、触
媒コンバータの下流側にのみO2 センサを設けた構成と
している。
【0004】すなわち同公報の装置では、第一の気筒群
の触媒コンバータ上流側のO2 センサ出力に基づいて第
一の気筒群と第二の気筒群の両方に対する基本燃料噴射
量を設定し、この基本燃料噴射量に対して触媒コンバー
タ下流側のO2 センサ出力に基づいてそれぞれの気筒群
毎に補正を加えている。また上記のようなV型エンジン
に適用したダブルO2 センサシステムにおいても触媒コ
ンバータを2つに分け、排気系の上流側と下流側とに配
置する所謂スタートキャタリストとメインキャタリスト
の構成が採用される場合がある。すなわち、前述の各気
筒群毎の排気通路には機関始動時の暖機が容易な小容量
の第一の触媒コンバータ(スタートキャタリスト)をそ
れぞれ設け、これらの排気通路合流後の排気通路には両
気筒群共通の大容量の第二の触媒(メインキャタリス
ト)を設けることにより機関始動時の排気エミッション
を低減するようにしたものである。エンジン冷間始動
後、メインキャタリストの暖機が完了しない間でもスタ
ートキャタリストによる排気浄化を行うことができ始動
時の排気エミッションを低減することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に上流側と下流側の触媒を設けたシステムに前記特開平
1−110852号公報のようなダブルO2 センサを適
用するとメインキャタリストによる排気浄化が不充分に
なる場合がある。すなわち、フィードバック制御時に
は、機関空燃比は理論空燃比を中心に、リーン側とリッ
チ側とに周期的に変動するが、前記特開平1−1108
52号公報の装置では、一方の気筒群の排気通路に設け
た触媒上流側O2 センサで両方の気筒群の基本燃料噴射
量を制御しているため、触媒下流側O2 センサで補正後
も第一の触媒下流側での空燃比のリッチ/リーンの変動
周期は両方の気筒群で一致してしまう。このため合流後
の空燃比、すなわち第二の触媒入口ガスの空燃比はゆっ
くりとした周期でリーン側とリッチ側とに変動すること
になる。このようなゆっくりとした変動周期があると、
触媒のO2 ストーレッジ効果が充分に働かないためリッ
チ側変動時にはHCの、リーン側変動時にはNOx の浄
化能力が低下してエミッションが悪化する問題が生じ
る。
【0006】これを防止するため、触媒上流側のO2
ンサも両方の気筒群に設け、両方の気筒群を別々に制御
するようにすることが考えられるが、この場合も制御周
期が同じだと両気筒群の空燃比変動周期も一致しやすく
なる。また、一方の気筒群の空燃比変動に基づいて他方
の気筒群の基本燃料噴射量を、空燃比変動が逆位相にな
るように制御することも考えられる(特開昭60−19
0631号公報参照)。しかし、この場合、逆位相に制
御される側の気筒群では過渡的に空燃比フィードバック
制御周期が長くなり制御性の悪化が生じる場合がある。
【0007】本発明は、上記課題に鑑み、第二の触媒で
の浄化能力低下を防止でき、制御性の悪化が少ない空燃
比制御装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、図1の
発明の構成図に示すように、多気筒機関の気筒を第一と
第二の気筒群A1 ,A2 に分割し、それぞれの気筒群毎
に排気系を設け、両気筒群の排気系毎にそれぞれ上流側
から順に上流側空燃比センサB1 ,B2 、第一の排気浄
化触媒C1 ,C2 、下流側空燃比センサD1 ,D2 を設
けると共に、両気筒群の排気系合流部下流側に第二の排
気浄化触媒Eを設けた内燃機関の空燃比制御装置におい
て、前記それぞれの排気系に設けた前記上流側空燃比セ
ンサB1,B2 出力に基づいてそれぞれの気筒群の空燃
比をフィードバック制御する気筒群毎の空燃比制御手段
1 ,F2 と、前記それぞれの排気系に設けた前記下流
側空燃比センサ出力に基づいて前記空燃比制御手段のそ
れぞれの気筒群に対する空燃比制御量をそれぞれ補正す
る気筒群毎の補正手段G1 ,G2 と、前記第一の気筒群
の下流側空燃比センサD1 の出力がリーンからリッチの
方向若しくはリッチからリーンの方向に反転した後前記
第二の気筒群の下流側空燃比センサD2 の出力が同じ方
向に反転するまでの時間を計測する計時手段Hと、前記
計時手段の計測した時間が所定値以下である場合には、
前記第一の気筒群下流側空燃比センサD1 の出力が前記
と逆の方向に反転するまで第二の気筒群の前記補正動作
を禁止し、第二の気筒群に対する前記空燃比制御量の値
を一定に保持する位相制御手段Iとを備えたことを特徴
とする空燃比制御装置が提供される。
【0009】
【作用】位相制御手段Iは、両方の気筒群の空燃比変動
の位相が近づいて来た場合には第二の気筒群の下流側O
2 センサD2 出力による補正を禁止して、第二の気筒群
の空燃比変動の位相を1/2周期だけ遅らせるようにす
る。これにより両方の気筒群の空燃比変動の位相は1/
2周期だけずれるため、合流部下流側の空燃比は常に理
論空燃比近傍に維持される。
【0010】
【実施例】図2は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概略図である。図2において
は、機関本体1のシリンダはV字型に2列に配列された
V型機関が示されており、機関本体1の吸気通路2には
エアフローメータ3が設けられている。エアフローメー
タ3は吸入空気量を直接計測するものであって、ポテン
ショメータを内蔵して吸入空気量に比例したアナログ電
圧の出力信号を発生する。この出力信号は制御回路10
のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101に供給されて
いる。ディストリビュータ4には、その軸がたとえばク
ランク角に換算して720°毎に基準位置検出用パルス
信号を発生するクランク角センサ5およびクランク角に
換算して30°毎に基準位置検出用パルス信号を発生す
るクランク角センサ6が設けられている。これらクラン
ク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給され、このうち、クラン
ク角センサ6の出力はCPU103の割込み端子に供給
される。
【0011】さらに、吸気通路2には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁7A,7Bが設けられている。また、機関本体1の
シリンダブロックのウォータジャケット(図示省略)に
は、冷却水の温度を検出するための水温センサ9が設け
られている。水温センサ9は冷却水の温度THWに応じ
たアナログ電圧の電気信号を発生する。この出力もA/
D変換器101に供給されている。
【0012】右バンク(以下、Aバンク)および左バン
ク(以下、Bバンク)の排気マニホールド11A,11
Bより下流の排気系には、それぞれ、排気ガス中の3つ
の有毒成分HC,CO,NOx を同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12A,12Bが設けられ
ている。この触媒コンバータ(スタートキャタリスト)
12A,12Bはエンジン始動時の触媒暖機を短時間で
行なえるように、比較的小容量とされ、エンジンルーム
に設けられる。
【0013】Aバンクの排気マニホールド11Aには、
すなわち触媒コンバータ12Aの上流側には上流側O2
センサ13Aが設けられ、また、Bバンクの排気マニホ
ールド11Bには、すなわち、触媒コンバータ12Bの
上流側には上流側O2 センサ13Bが設けられている。
また、触媒コンバータ12A,12B下流側の排気管1
4A,14Bにはそれぞれ下流側O2 センサ17A,1
7Bが設けられている。
【0014】さらに、2つの排気管14A,14Bはそ
の下流において集合部15において合流しており、この
集合部15には、三元触媒を収容する触媒コンバータ1
6が設けられている。この触媒コンバータ16は比較的
大きいため、車体の床下に設けられる。上流側O2 セン
サ13A,13B及び下流側O2 センサ17A,17B
は排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生す
る。すなわち、O2 センサ13A,13B,17A,1
7Bは空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側
かに応じて、異なる出力電圧を制御回路10のA/D変
換器101に発生する。
【0015】制御回路10は、たとえばマイクロコンピ
ュータとして構成され、A/D変換器101、入出力イ
ンターフェイス102、CPU103の外に、ROM1
04,RAM105、バックアップRAM106、クロ
ック発生回路107等が設けられている。また、吸気通
路2のスロットル弁18には、スロットル弁18が全閉
か否かを検出するためのアイドルスイッチ19が設けら
れており、この出力信号は制御回路10の入出力インタ
ーフェイス102に供給される。
【0016】さらに、20A,20Bは、2次空気導入
吸気弁であって、減速時あるいはアイドル時に2次空気
を排気マニホールド11A,11Bに供給してHC、C
Oエミッションを低減するためのものである。また、制
御回路10において、ダウンカウンタ108A、フリッ
プフロップ109A、および駆動回路110AはAバン
クの燃料噴射弁7Aを制御するためのものであり、ダウ
ンカウンタ108B、フリップフロップ109B、およ
び駆動回路110BはBバンクの燃料噴射弁7Bを制御
するものである。すなわち、後述のルーチンにおいて、
燃料噴射量TAUA(TAUB)が演算されると、燃料
噴射量TAUA(TAUB)がダウンカウンタ108A
(108B)にプリセットされると共にフリップフロッ
プ109A(109B)もセットされる。この結果、駆
動回路110A(110B)が燃料噴射弁7A(7B)
の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ108A(1
08B)がクロック信号(図示せず)を係数して最後に
そのキャリアウト端子が“1”レベルとなったときに、
フリップフロップ109A(109B)がセットされて
駆動回路110A(110B)は燃料噴射弁7A(7
B)の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量TA
UA(TAUB)だけ燃料噴射弁7A(7B)は付勢さ
れ、従って、燃料噴射量TAUA(TAUB)に応じた
量の燃料が機関本体1の各A,Bバンクの燃料室に送り
込まれることになる。
【0017】なお、CUP103の割込み発生は、A/
D変換器101のA/D変換終了時、入出力インターフ
ェイス102がクランク角センサ6のパルス信号を受信
した時、クロック発生回路107からの割込信号を受信
した時、等である。エアフローメータ3の吸入空気量デ
ータQおよび冷却水温データTHWは所定時間毎に実行
されるA/D変換ルーチンによって取込まれてRAM1
05の所定領域に格納される。つまり、RAM105に
おけるデータQおよびTHWは所定時間毎に更新されて
いる。また、回転速度データNe はクランク角センサ6
の30℃A毎に割込みによって演算されてRAM105
の所定領域に格納される。
【0018】図3,図4は上流側O2 センサ13A,1
3Bの出力V1A,V1Bの出力にもとづいてAバンク用、
Bバンク用空燃比補正係数FAFA,FAFBを演算す
る第一の空燃比フィードバック制御ルーチンであって、
所定時間たとえば4ms毎に実行される。図3において
ステップ301では、上流側O2 センサ13A,13B
による空燃比の閉ループ(フィードバック)条件が成立
しているか否かを判別する。たとえば、冷却水温が所定
値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量中、
パワー増量中、触媒過熱防止のためのOTP増量中、上
流側O2 センサ13A、13Bの出力信号が一度も反転
していない時、燃料カット中等はいずれも閉ループ条件
が不成立であり、その他の場合が閉ループ条件成立であ
る。閉ループ条件が不成立のときには、ステップ311
に進みルーチンを終了する。
【0019】ステップ301でフィードバック制御条件
が成立している場合には、ステップ302でフラグXw
をリセット(=“0”)してステップ303に進む、フ
ラグXw はこれからフィードバック制御を行う気筒バン
クを示すフラグでXw =0はAバンクを、Xw =1はB
バンクを示す。ステップ303〜306ではフラグXw
の値に応じてRAM105のアドレスセットが行われ
る。すなわちXw =0であればAバンク用にRAM10
5のアドレスがセットされ、ステップ307で実行する
サブルーチンのパラメータはAバンク用のものが使用さ
れる(この場合、以下のサブルーチンの変数の添字
“i”は“A”を意味するものとする。同様にXw =1
の場合にはBバンク用にRAM105のアドレスセット
が行われる。この場合以下のサブルーチンの変数の添字
“i”は“B”を意味するものとする。)次いでステッ
プ307では空燃比補正係数FAFi(この場合、Xw
=0であるのでFAFiはFAFA、すなわちAバンク
用の空燃比補正係数を意味する。)演算サブルーチン
(後述)が実行され、次いでステップ309ではXw が
1か否かが判定され、Xw ≠1の場合はステップ310
でXw をセット(=“1”)してステップ303に戻
る。またXw =1の場合にはステップ311でルーチン
を終了する。すなわち、本ルーチンが実行されるとまず
Aバンクの空燃比補正係数FAFAが演算され、続いて
Bバンクの空燃比補正係数FAFBが演算される。
【0020】次に、図4に図3のステップ307の空燃
比補正係数FAFA,FAFB演算サブルーチンを示
す。なお、以下の説明中iで示す文字はフラグXw の値
に応じてA又はBを表すものとする。ステップ401で
は、上流側O2 センサ13iの出力V1iをA/D変換し
て取込み、ステップ402にてV1iが比較電圧VR1たと
えば0.45V以下か否かを判別する、つまり、空燃比
がリッチかリーンかを判別する。リーン(V1i≦VR1
であれば、ステップ403にてディレイカウンタCDL
Yiが正か否かを判別し、CDLYi>0であればステ
ップ404にてCDLYiを0とし、ステップ405に
進む。ステップ405では、ディレイカウンタCDLY
iを1減算し、ステップ406,407にてディレイカ
ウンタCDLYiを最小値TDLでガードする。この場
合、ディレイカウンタCDLYiが最小値TDLに到達
したときにはステップ408にて空燃比フラグF1iを
“0”(リーン)とする。なお、最小値TDLは上流側
2 センサ13iの出力においてリッチからリーンへの
変化があってもリッチ状態であるとの判断を保持するた
めのリーン遅延状態であって、負の値で定義される。他
方、リッチ(V1i>VR1)であれば、ステップ409に
てディレイカウンタCDLYiが負か否かを判別し、C
DLYi>0であればステップ410にてCDLYiを
0とし、ステップ411に進む。ステップ411ではデ
ィレイカウンタCDLYiを1加算し、ステップ41
2,413にてディレイカウンタCDLYiを最大値T
DRでガードする。この場合、ディレイカウンタCDL
Yiが最大値TDRに到達したときはステップ414に
て空燃比フラグF1iを“1”(リッチ)とする。な
お、最大値TDRは上流側O2 センサ13iの出力にお
いてリーンからリッチへの変化があってもリーン状態で
あるとの判断を保持するためのリッチ遅延状態であっ
て、正の値で定義される。
【0021】ステップ415では、空燃比フラグF1i
の符号が反転したか否かを判別する、すなわち遅延処理
後の空燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が反転
していれば、ステップ416にて、空燃比フラグF1i
の値により、リッチからリーンへの反転か、リーンから
リッチへの反転かを判別する。リッチからリーンへの反
転であれば、ステップ417にてリッチスキップ量RS
RiをRAM105より読出し、FAFi←FAFA+
RSRiとスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリ
ッチへの反転であれば、ステップ418にてリーンスキ
ップ量RSLiをRAM105より読出し、FAFi←
FAFi−RSLiとスキップ的に減少させる。つま
り、スキップ処理を行う。ここでスキップ量RSRiは
後述のルーチン(図9,10)で算出され、スキップ量
RSLiは、例えばRSLi=10%−RSRiにより
算出される。
【0022】ステップ415にて空燃比フラグF1iの
符号が反転していなければ、ステップ419,420,
421にて積分処理を行う。つまり、ステップ419に
て、F1i=“0”か否かを判別し、F1i=“0”
(リーン)であればステップ420にてFAFi←FA
Fi+KIRとし、他方、F1i=“1”(リッチ)で
あればステップ421にてFAFi←FAFi−KIL
とする。ここで、積分定数KIR,KILはスキップ量
RSRi,RSLiに比して十分小さく設定してあり、
つまり、KIR(KIL)<RSRi(RSLi)であ
る。従って、ステップ420はリーン状態(F1i=
“0”)で燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ42
1はリッチ状態(F1i=“1”)で燃料噴射量を徐々
に減少させる。
【0023】次に、ステップ422では、ステップ41
7,418,420,421にて演算された空燃比補正
係数FAFiは最小値たとえば0.8にてガードされ、
また、最大値たとえば1.2にてガードされる。これに
より、何らかの原因で空燃比補正係数FAFiが大きく
なり過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で
機関の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンに
なるのを防ぐ。
【0024】ガードされたFAFiはRAM105に格
納され、サブルーチンは終了する。前述のようにこのサ
ブルーチンは、フラグXw の値に応じてAバンクとBバ
ンクとについて交互に実行されるため、FAFAとFA
FBとが個別に計算される。図5は図4のフローチャー
トによる動作を補足説明するタイミング図であって、た
とえばAバンクについて示している。上流側O2 センサ
13Aの出力V1Aにより図5(A)に示すごとくリッ
チ、リーン判別の空燃比信号A/Fが得られると、ディ
レイカウンタCDLYAは、図5(B)に示すごとく、
リッチ状態でカウントアップされ、リーン状態でカウン
トダウンされる。この結果、図5(C)に示すごとく、
遅延処理された空燃比信号A/F′(フラグF1Aに相
当)が形成される。たとえば、時刻t1 にて空燃比信号
A/Fがリーンからリッチに変化しても、遅延処理され
た空燃比信号A/F′はリッチ遅延時間TDRだけリー
ンに保持された後に時刻t2 にてリッチに変化する。時
刻t3 にて空燃比信号A/Fがリッチからリーンに変化
しても、遅延処理された空燃比信号A/F′はリーン遅
延時間(−TDL)相当だけリッチに保持された後に時
刻t4 にてリーンに変化する。しかし空燃比信号A/
F′が時刻t5 , t6 , t7 のごとくリッチ遅延時間T
DRの短い期間で反転すると、ディレイカウンタCDL
Yが最大値TDRに到達するのに時間を要し、この結
果、時刻t8 にて遅延処理後の空燃比信号A/F′が反
転される。つまり、遅延処理後の空燃比信号A/F′は
遅延処理前の空燃比信号A/Fに比べて安定となる。こ
のように遅延処理後の安定した空燃比信号A/F′にも
とづいて図5(D)に示す空燃比補正係数FAFAが得
られる。
【0025】次に、下流側O2 センサ17A,17Bに
よる第二の空燃比フィードバック制御について説明す
る。第二の空燃比フィードバック制御としては、第一空
燃比フィードバック制御定数としてのスキップ量RSR
(A,B),RSL(A,B)、積分定数KIR,KI
L、遅延時間TDR,TDL、もしくは上流側O2 セン
サ13A,13Bの出力V1A ,1Bの比較電圧VR1を可
変にするシステムと、第二の空燃比補正係数FAF2を
導入するシステムとがある。
【0026】たとえば、リッチスキップ量RSR(A,
B)を大きくすると、両A,Bバンクの制御空燃比をリ
ッチ側に移行でき、また、リーンスキップ量RSL
(A,B)を小さくしても両バンクA,Bの制御空燃比
をリッチ側に移行でき、他方、リーンスキップ量RSL
(A,B)を大きくすると、両A,Bバンクの制御空燃
比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量RS
R(A,B)を小さくしても両A,Bバンクの制御空燃
比をリーン側に移行できる。したがって、下流側O 2
ンサ17A,17Bの出力V2A ,2Bに応じてリッチス
キップ量RSL(A,B)を補正することにより空燃比
が制御できる。また、リッチ積分定数K1Rを大きくす
ると、両A,Bバンクの制御空燃比をリッチ側に移行で
き、また、リーン積分定数KILを小さくしても両バン
クA,Bの制御空燃比をリッチ側に移行でき、他方、リ
ーン積分定数KILを大きくすると、両A,Bバンクの
制御空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積分定
数KIRを小さくしても両A,Bバンクの制御空燃比を
リーン側に移行できる。従って、下流側O2 センサ17
A,17Bの出力に応じてリッチ積分定数KIRおよび
リーン積分定数KILを補正することにより空燃比が制
御できる。リッチ遅延時間TDRを大きくもしくはリー
ン遅延時間(−TDL)を小さく設定すれば、両A,B
バンクの制御空燃比はリッチ側に移行でき、逆に、リー
ン遅延時間(−TDL)を大きくもしくはリッチ遅延時
間(TDR)を小さく設定すれば、両A,Bバンクの制
御空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下流側O2
センサ17A,17Bの出力V2A ,2Bに応じて遅延時
間TDR,TDLを補正することにより空燃比が制御で
きる。さらにまた、比較電圧VR1を大きくすると両A,
Bバンクの制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、比
較電圧VR1を小さくすると両A,Bバンクの制御空燃比
をリーン側に移行できる。従って、下流側O2 センサ1
5の出力に応じて比較電圧VR1を補正することにより空
燃比が制御できる。
【0027】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側O2 センサ17によって可変とするこ
とはそれぞれに長所がある。たとえば、遅延時間は非常
に微妙な空燃比の調整が可能であり、また、スキップ量
は、遅延時間のように空燃比のフィードバック周期を長
くすることなくレスポンスの良い制御が可能である。従
って、これら可変量は当然2つ以上組み合わされて用い
られ得る。
【0028】次に、空燃比フィードバック制御定数とし
てのスキップ量を可変にした場合のダブルO2 センサシ
ステムについて説明する。スキップ量RSRA,RSR
BはA,Bそれぞれのバンクについて下流側O2センサ
17A,17Bの出力に基づいて図4のFAFA,FA
FBと同様な〔スキップ〕+〔積分〕の演算により設定
される。この演算については後述する。このRSRA,
RSRBの下流側O2 センサ17A,17B出力に基づ
くフィードバック制御はFAFA,FAFB(図4)の
制御に較べて長い時間間隔(例えば128ms毎又は2
56ms毎又は512ms毎)で実行され、その結果下
流側O2 センサ17A,17Bの出力(すなわち上流側
触媒12A,12B出口の空燃比)はゆっくりとした周
期でリッチとリーンとの間を変動することになる。
【0029】図6は下流側O2 センサ17A,17Bと
それに基づいて制御されたRSRA,RSRBの値の変
化を示すタイミング図である。図に示すように、RSR
AとRSRBとは、A,B両バンクで略同一の周期で変
化するため、A,B両バンクの空燃比変化(すなわちR
SRA,RSRBの変化)の位相が一致する場合が生じ
る(図6)。このように両方の触媒の出口ガスの空燃比
変動が一致すると、合流後下流側触媒16に流入する排
気ガスの空燃比は、リッチとリーンとの間でゆっくり変
動することになり、それぞれリッチ側及びリーン側のピ
ーク時にHCとNOx の浄化能力が低下することにな
る。
【0030】そこで図7に示すように、本発明では、例
えばAバンク側の下流側O2 センサ17Aの出力V2A
リーンからリッチに反転した後、Bバンク側の下流側O
2 センサ17Bの出力V2Bがリーンからリッチに反転す
るまでの時間CRS2(図6)を計測し、両バンクの位
相が接近している場合、すなわちCRS2が所定値以下
の場合には、Bバンク側のRSRBの積分を行わずRS
RBの値をホールドするようにしている。
【0031】また、ホールド後、最初にAバンク側のO
2 センサ17A出力が逆方向(リッチからリーン)に反
転した場合にRSRBの積分を再開することによりRS
RBとRSRAの位相を強制的に1/2周期だけずらせ
ている(図7参照)。これにより、触媒12A,12B
出口ガスの空燃比は逆位相で変動するようになるため、
合流後の触媒16入口ガスは常に理論空燃比に保持さ
れ、エミッションが低減される。図8は従来の制御(R
SRBの位相制御を行わない場合)と本発明による位相
制御を行った場合の下流側触媒16入口ガス空燃比変化
を示す。本発明によれば触媒16入口ガスは常に理論空
燃比近傍に保持されることがわかる。
【0032】次に上記の制御を行うためのRSRA,R
SRBの演算ルーチン(空燃比サブフィードバックルー
チン)を図9に示す。本ルーチンは、例えば128ms
毎に実行される。図9においてステップ901は、下流
側O2 センサ17A,17Bによるフィードバック制御
実行条件を満足しているか否かの判定を示す。フィード
バック制御実行条件は、例えば、上流側O2 センサ13
A,13Bによるフィードバック制御実行中であるこ
と、冷却水温THWが所定値(例えば70℃)以上であ
ること、スロットル弁16が全閉でないこと、二次空気
が導入されていないこと及び下流側O2 センサ17A,
17Bが活性化していること等であり、これらの条件が
全部満たされた場合のみステップ902以下を実行す
る。
【0033】ステップ902ではフラグXWOVKがリセッ
ト(=“0”)される。フラグXWO rKは図3で説明した
フラグXw と同様制御を実行する気筒バンクを示すフラ
グであり、XWOrK=0はAバンクを、XWOrK=1はBバ
ンクを示す。次いでステップ903〜906ではフラグ
WOrKの値に応じてRAM105のアドレスセットが行
われ、ステップ907ではRSRi演算サブルーチンが
実行される。また、ステップ909,910ではフラグ
WOrKの値に応じてステップ903〜907の繰返し又
はルーチンの終了が行われる。これによりルーチンが実
行されるとまずAバンクのスキップ量RSRAが計算さ
れ、次いでBバンクのスキップ量RSRBが計算されて
からルーチンが終了する。
【0034】次に図10に図9のステップ907のスキ
ップ量RSRA,RSRB演算サブルーチンを示す。な
お、以下の説明中iで示す文字はフラグXWOrKの値に応
じてA又はBを表すものとする。図10においてステッ
プ1001では、下流側O2 センサ17iの出力V2i
A/D変換して取込み、ステップ1002にてV2iが比
較電圧VR2たとえば0.45V以下か否かを判別する、
つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する、リーン
(V2i≦VR2)であった場合はステップ1004で空燃
比フラグF2iを“0”(リーン)とする。またV2i
R2であればステップ1004でF2iを“1”(リッ
チ)とする。
【0035】次いでステップ1006では、空燃比フラ
グF2iの符号が反転したか否か、すなわち触媒12i
下流側の空燃比が反転したか否かを判別する。空燃比が
反転していれば、ステップ1007にて、空燃比フラグ
F2iの値により、リッチからリーンへの反転か、リー
ンからリッチへの反転かを判別する。リッチからリーン
への反転であれば、ステップ1008にてスキップ量R
SRiをRSRi←RSRi+RS1と一定値RS1だ
けスキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの
反転であれば、ステップ1009にてスキップ量RSR
iをRSRi←RSRi−RS2と一定値RS2だけス
キップ的に減少させ、スキップ処理を行う。
【0036】ステップ1006でフラグF2iが反転し
ていなければステップ1011でフラグXWOrK=1か否
か、又、ステップ1012でフラグXHOLD=0か否かが
判定され、XWOrK=0、すなわちAバンクのスキップ量
RSRAを演算中である場合にはステップ1014以下
の積分を実行する。ステップ1011でXWOrK=1、す
なわちBバンクのスキップ量RSRBを演算中の場合に
はステップ1012でXHOLD=0の場合のみステップ1
014以下の積分を実行する。XHOLD=1の場合は積分
を実行しない。
【0037】ここでXHOLDは、後述のように、A,Bバ
ンクの空燃比変動位相が近接した場合(図7でCRS2
が所定値以下になった場合)に“1”にセットされるフ
ラグである。すなわち、ステップ1017から1022
により、フラグXHOLDは、フラグF2B(ステップ10
19でXWOrK=1)がリーンからリッチに反転したとき
(ステップ1007,1009,1019)にCRS2
が所定値A以下の場合に“1”にセットされ(ステップ
1020,ステップ1022)、フラグF2A(ステッ
プ1017でXWOrK=0)がリッチからリーンに反転し
たとき(ステップ1007,1008,1017)に
“0”リセットされる。
【0038】これにより両バンクの空燃比位相が近接し
て来た場合にはBバンクのスキップ量RSRBは1/2
周期の間一定値に保持され、Bバンクの空燃比位相が強
制的に1/2周期遅らせられることがわかる。なお、本
実施例では、AバンクとBバンクとの位相のずれは、両
バンクのリーンからリッチへの反転時の間隔(図7、C
RS2)で判定しているが、これは、リッチからリーン
への反転の間隔(図7、CRS1)で判定しても良い。
【0039】図11は、図3,図4,図9,図10によ
り計算された空燃比補正係数FAFA,FAFBを用い
て各バンクの燃料噴射量TAUA,TAUBを演算する
ルーチンであって、所定クランク角毎、例えば360℃
A毎に実行される。ステップ1101では、RAM10
5より吸入空気量データQおよび回転速度データNeを
読出して基本噴射量TAUPをTAUP←α・Q/Ne
(αは定数)により演算する。ステップ1102では、
Aバンク用最終噴射量TAUAを、TAUA←TAUP
・FAFA・β+γ(β,γは他の運転状態パラメータ
で定まる補正量)により演算する。次いで、ステップ1
103にて、噴射量TAUAをAバンク用ダウンカウン
タ108Aにセットすると共にフリップフロップ109
Aをセットして燃料噴射を開始させる。同様に、ステッ
プ1104では、Bバンク用最終噴射量TAUBを、T
AUB←TAUP・FAFB・β+γにより演算する。
次いで、ステップ1105にて、噴射量TAUBをBバ
ンク用ダウンカウンタ108Bにセットすると共にフリ
ップフロップ109Bをセットして燃料噴射を開始させ
る。そして、ステップ1106にてこのルーチンは終了
する。
【0040】なお、ステップ1101,1102,11
04において、定数α,β,γをAバンク用、Bバンク
用に別個に設定してもよい。なお、上述のごとく、噴射
量TAUAもしくはTAUBに相当する時間が経過する
と、ダウンカウンタ108Aもしくは108Bのキャリ
アウト信号によってフリップフロップ109Aもしくは
109Bがリセットされて燃料噴射は終了する。
【0041】本発明では、下流側O2 センサ17の出力
に基づくフィードバック制御を一定期間ホールドするこ
とにより両バンクの位相調整を行っているが、一般に下
流側O2 センサによるフィードバック制御はもともと、
上流側O2 センサによる制御より実行周期が長く、変化
も緩やかであるため下流側O2 センサによるフィードバ
ック制御を一時ホールドしたことによる過渡的な制御性
の悪化は生じない。
【0042】なお、上記実施例では、下流側O2 センサ
17A,17Bによる第二の空燃比フィードバック制御
についてスキップ量RSRを制御する場合について説明
したが、他の制御定数、例えば積分定数KIR,KI
L、遅延時間TDR,TDL等を下流側O2 センサ17
A,17B出力を用いて制御する場合にも本発明を適用
可能であることはいうまでもない。
【0043】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したことによ
り、2つの気筒群を有する内燃機関の排気浄化効率を過
渡的な制御性の悪化を生じることなく向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の内燃機関の空燃比制御装置の一実施例
を示す全体概略図である。
【図3】図2の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
【図4】図2の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャートである。
【図5】図3,図4のフローチャートを補足説明するた
めのタイミング図である。
【図6】従来の制御による上流側触媒出口ガスの空燃比
変化位相を示すタイミング図である。
【図7】本発明の制御を説明するタイミング図である。
【図8】本発明の効果を説明するタイミング図である。
【図9】本発明の制御を示すフローチャートの一実施例
である。
【図10】本発明の制御を示すフローチャートの一実施
例である。
【図11】図2の制御回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1…機関本体 3…エアフローメータ 4…ディストリビュータ 5,6…クランク角センサ 10…制御回路 12A,12B,16…触媒コンバータ 13A,13B…上流側O2 センサ 17A,17B…下流側O2 センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒機関の気筒を第一と第二の気筒群
    に分割し、それぞれの気筒群毎に排気系を設け、両気筒
    群の排気系毎にそれぞれ上流側から順に上流側空燃比セ
    ンサ、第一の排気浄化触媒、下流側空燃比センサを設け
    ると共に、両気筒群の排気系合流部下流側に第二の排気
    浄化触媒を設けた内燃機関の空燃比制御装置において、
    前記それぞれの排気系に設けた前記上流側空燃比センサ
    出力に基づいてそれぞれの気筒群の空燃比をフィードバ
    ック制御する気筒群毎の空燃比制御手段と、前記それぞ
    れの排気系に設けた前記下流側空燃比センサ出力に基づ
    いて前記空燃比制御手段のそれぞれの気筒群に対する空
    燃比制御量をそれぞれ補正する気筒群毎の補正手段と、 前記第一の気筒群の下流側空燃比センサの出力がリーン
    からリッチの方向若しくはリッチからリーンの方向に反
    転した後前記第二の気筒群の下流側空燃比センサの出力
    が同じ方向に反転するまでの時間を計測する計時手段
    と、前記計時手段の計測した時間が所定値以下である場
    合には、前記第一の気筒群下流側空燃比センサの出力が
    前記と逆の方向に反転するまで第二の気筒群の前記補正
    動作を禁止し、第二の気筒群に対する前記空燃比制御量
    の値を一定に保持する位相制御手段とを備えたことを特
    徴とする空燃比制御装置。
JP20364392A 1992-07-30 1992-07-30 空燃比制御装置 Pending JPH0650192A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5570574A (en) * 1993-12-03 1996-11-05 Nippondenso Co., Ltd. Air-fuel ratio control system for internal combustion engine
US7674992B2 (en) 2003-04-01 2010-03-09 Vertu Limited Key for a mobile device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5570574A (en) * 1993-12-03 1996-11-05 Nippondenso Co., Ltd. Air-fuel ratio control system for internal combustion engine
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