JPH0763092A

JPH0763092A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH0763092A
Application number: JP5208064A
Authority: JP
Inventors: Michio Morishita; 道夫森下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料噴射弁の経時変化等により気筒群間で燃料
噴射量にばらつきが生じても、気筒群毎に下流側空燃比
センサを設けたり、各気筒群からの排気ガスを触媒上流
で合流させたりせずに、気筒群間で空燃比に差が生ずる
のを抑制する。【構成】エンジン本体１の気筒群Ｇ１，Ｇ２毎の排気系
を、排気マニホルド１９及び触媒コンバータ１８からな
るデュアルマニバータ１４によって構成する。触媒コン
バータ１８内の触媒２１，２２上流に共通の上流側酸素
センサ２５を設け、下流に共通の下流側酸素センサ２６
を設ける。電子制御装置（ＥＣＵ）３６は、各酸素セン
サ２５，２６の出力に応じ基本噴射量を補正して最終噴
射量を求め、その値に応じて燃料噴射弁７を駆動制御す
る。ＥＣＵ３６は下流側酸素センサ２６の出力周期と上
流側酸素センサ２５の出力周期との偏差が判定値より小
さいとき、判定値以上となるように気筒群Ｇ１，Ｇ２毎
に基本噴射量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に係り、より詳しくは、排気ガス浄化用触媒の上流
側及び下流側にそれぞれ空燃比センサを設け、上流側空
燃比センサによる空燃比フィードバック制御に加えて、
下流側空燃比センサによる空燃比フィードバック制御を
行うようにした内燃機関の燃料噴射制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般的な内燃機関の燃料噴射
制御に際しては、機関への吸入空気量及び機関回転数
（あるいは吸気管圧力）に基づき基本噴射量を演算し、
その基本噴射量を補正して最終的な目標噴射量（最終噴
射量）を求めている。この補正の１つとして、空燃比補
正係数を用いた空燃比フィードバック制御がある。すな
わち、排気系に設けられた触媒が高い浄化性能を発揮す
るのは、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となったときであ
る。そのため、内燃機関からの排気ガス中の特定成分濃
度（一般的には酸素濃度）を、触媒上流に設けた空燃比
センサ（一般的には酸素センサ）で検出し、その検出信
号に基づいて空燃比補正係数を演算し、この補正係数で
基本噴射量を補正する。補正により得られた最終噴射量
に応じた燃料噴射を行うことで、空燃比Ａ／Ｆを理論空
燃比近傍に収束させるようにしている。

【０００３】そして、上記空燃比フィードバック制御に
関連する技術として、ダブル酸素センサシステムが提案
されている。このシステムは、触媒の下流に別の酸素セ
ンサを設け、上流側酸素センサによる空燃比フィードバ
ック制御に加え、下流側酸素センサによる空燃比フィー
ドバック制御を行うものである。下流側酸素センサは、
触媒の酸素ストレージ効果を利用して空燃比Ａ／Ｆをで
きる限り理論空燃比に近づけるべく、空燃比Ａ／Ｆを補
正するために用いられる。下流側酸素センサの出力特性
（周期、振幅等）は、通常、上流側酸素センサの出力特
性とは大きく異なる傾向を示す。このシステムでは、２
つの酸素センサの出力に基づく空燃比フィードバック制
御を行うことで、上流側酸素センサの出力特性のばらつ
きを下流側酸素センサにより吸収し、排気エミッション
を良好に維持しようとしている。

【０００４】ところで、上記システムを適用した技術と
しては、例えば特開平４−３３９１４９号公報に開示さ
れたものがある。この技術では、多気筒内燃機関が第１
気筒群及び第２気筒群の２つの気筒群を有し、両気筒群
の排気系としてデュアル排気管が用いられている。デュ
アル排気管は、点火順序の影響により排気ガス干渉が起
こって機関出力が低下するのを防止するための排気管で
ある。デュアル排気管の各々の途中箇所には触媒が配置
され、各触媒の上流に上流側酸素センサが設けられ、触
媒下流の排気管集合部に共通の下流側酸素センサが設け
られている。そして、上下各酸素センサの出力に基づく
空燃比Ａ／Ｆのフィードバック制御が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術においては、１つの酸素センサを２つの気筒群の共通
の下流側酸素センサとして機能させているので、燃料噴
射弁の経時変化等により気筒群間で燃料噴射量がばらつ
いた場合、空燃比Ａ／Ｆが大きく変動する問題がある。

【０００６】例えば、第１気筒群の燃料噴射量が大、第
２気筒群の燃料噴射量が小になったとすると、第１気筒
群には空燃比Ａ／Ｆのリッチな混合気が流れ、第２気筒
群には空燃比Ａ／Ｆのリーンな混合気が流れる。この状
態で空燃比フィードバック制御が実行されると、仮に上
流側酸素センサがリッチ信号を出力している状態では、
燃料噴射量が減量補正される。この際、第１気筒群から
の排気ガス中の酸素濃度は第２気筒群からの排気ガス中
の酸素濃度よりも高いので、第１気筒群の空燃比Ａ／Ｆ
が理論空燃比よりもリーンになる（上流側酸素センサが
リーン信号を出力する）まで、同気筒群の燃料噴射量が
減量される。第２気筒群でも同量だけ燃料噴射量が減量
されるので、もともとリーンである第２気筒群の空燃比
Ａ／Ｆはさらにリーンになる。

【０００７】前記とは逆に、上流側酸素センサがリーン
信号を出力している状態では、燃料噴射量が増量補正さ
れる。この際、第２気筒群からの排気ガス中の酸素濃度
が第１気筒群からの排気ガス中の酸素濃度よりも低いの
で、第２気筒群の空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりもリッ
チになる（上流側酸素センサがリッチ信号を出力する）
まで、同気筒群の燃料噴射量が減量される。第１気筒群
でも同量だけ燃料噴射量が増量されるので、もともとリ
ッチである第１気筒群の空燃比Ａ／Ｆはよりリッチにな
る。

【０００８】このようにして、触媒に流れる排気ガスは
第１気筒群側では濃く、第２気筒群側では希薄になり、
気筒群間で空燃比Ａ／Ｆに差が生ずる。このため、双方
の濃度の影響を受けて下流側酸素センサのリッチ・リー
ンの反転が早くなり、同酸素センサの出力特性は上流側
酸素センサの出力特性と同様な傾向を示すようになる。
その結果、このような下流側酸素センサの出力に応じて
基本噴射量の補正をすると過補正となり、気筒群間での
空燃比Ａ／Ｆの差がさらに拡大してしまう。

【０００９】前記の不具合に対しては、下流側酸素セン
サを気筒群毎に設けることが考えられる。しかし、この
ようにすると気筒群間での空燃比Ａ／Ｆの差を小さくで
きるものの、下流側酸素センサの数が増える分、システ
ムのコストが上昇してしまう。

【００１０】別の対策として、第１気筒群からの排気ガ
スと第２気筒群からの排気ガスとを触媒上流で混合させ
て、触媒内における排気ガス中の酸素濃度を均一にする
ことが考えられる。しかし、このようにすると、排気ガ
ス干渉を抑える排気系のデュアル効果が損なわれ、本来
の目的である性能（機関出力）向上が得られない。

【００１１】一方、上流側酸素センサ及び下流側酸素セ
ンサの各出力信号に基づき触媒の劣化を検出する技術が
開発されている（例えば、特開昭６１−２８６５５０号
公報参照）。この技術では、触媒劣化により下流側酸素
センサが未燃ガスの影響を大きく受け、その出力の振幅
が大きくなるとともに周期が短くなることを、触媒の劣
化検出に利用している。しかし、上記したように、気筒
群間で燃料噴射量にばらつきが生ずると、下流側酸素セ
ンサのリッチ・リーンの反転が早くなる。この出力特性
は、触媒劣化時の下流側酸素センサの出力特性と類似し
ている。このため、触媒が劣化していないにもかかわら
ず劣化していると誤判定してしまうおそれがある。

【００１２】第１〜第３の発明は前述した事情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、排気ガス干渉を起こ
りにくくするために気筒群毎に排気ガスの通路を集合さ
せた排気系を有し、かつ、触媒の上流及び下流にそれぞ
れ空燃比センサを設け、各空燃比センサの出力に基づき
空燃比フィードバック制御を行うようにした内燃機関に
おいて、燃料噴射弁の経時変化等により気筒群間で燃料
噴射量にばらつきが生じても、気筒群毎に下流側空燃比
センサを設けたり、各気筒群からの排気ガスを触媒上流
で合流させたりする対策を採らずに、気筒群間で空燃比
に差が生ずるのを抑制できる内燃機関の燃料噴射制御装
置を提供することにある。さらに、第３の発明の目的
は、前記目的に加え、気筒群間での燃料噴射量のばらつ
きによる影響を除いて触媒の劣化判定を行い、その判定
精度を向上させることができる内燃機関の燃料噴射制御
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、図１に示すように、複数の気筒群Ｍ１
Ａ，Ｍ１Ｂを有する機関本体Ｍ１と、前記機関本体Ｍ１
の各気筒に連通する吸気通路Ｍ２において気筒群Ｍ１
Ａ，Ｍ１Ｂ毎に設けられ、その吸気通路Ｍ２を流通する
空気に燃料を噴射して混合気を生成するための燃料噴射
弁Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂと、前記各気筒からの排気ガスを流通
可能にした気筒数と同数の排気分岐部Ｍ４Ａ（ａ），Ｍ
４Ｂ（ａ）、及び同排気分岐部Ｍ４Ａ（ａ），Ｍ４Ｂ
（ａ）の下流側に設けられた気筒群数と同数の排気集合
部Ｍ４Ａ（ｂ），Ｍ４Ｂ（ｂ）からなり、排気ガス干渉
を防止するための排気通路Ｍ４Ａ，Ｍ４Ｂと、前記排気
通路Ｍ４Ａ，Ｍ４Ｂの各排気集合部Ｍ４Ａ（ｂ），Ｍ４
Ｂ（ｂ）の途中に配設された排気ガス浄化用の触媒Ｍ５
Ａ，Ｍ５Ｂと、前記機関本体Ｍ１の運転状態を検出する
運転状態検出手段Ｍ６と、前記運転状態検出手段Ｍ６に
よる運転状態に基づき、各燃料噴射弁Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂの
共通の基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段Ｍ７
と、前記触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの上流に設けられ、同触媒
Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂによる浄化前の排気ガス中の特定成分濃
度を検出する上流側空燃比センサＭ８と、前記触媒Ｍ５
Ａ，Ｍ５Ｂの下流に共通に設けられ、同触媒Ｍ５Ａ，Ｍ
５Ｂによる浄化後の排気ガス中の特定成分濃度を検出す
る１つの下流側空燃比センサＭ９と、前記混合気の空燃
比を所定空燃比とするべく、前記上流側空燃比センサＭ
８及び下流側空燃比センサＭ９の各出力に応じて、前記
基本噴射量算出手段Ｍ７による基本噴射量を補正して最
終噴射量を算出する最終噴射量算出手段Ｍ１０と、前記
最終噴射量算出手段Ｍ１０による最終噴射量に応じて燃
料噴射弁Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂを駆動制御する駆動制御手段Ｍ
１１とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記上流側空燃比センサＭ８の出力状態及び下流側空燃
比センサＭ９の出力状態の変化度合を算出する変化度合
算出手段Ｍ１２と、前記変化度合算出手段Ｍ１２による
変化度合が予め設定した所定値よりも小さいとき、その
変化度合が所定値以上となるように、基本噴射量算出手
段Ｍ７による基本噴射量を気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ毎に補
正する基本噴射量補正手段Ｍ１３とを設けている。

【００１４】第２の発明は、前記第１の発明の構成に加
え、複数の気筒群を２つの気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂにて構
成し、前記変化度合算出手段Ｍ１２による変化度合が所
定値よりも小さいとき、基本噴射量補正手段Ｍ１３によ
り、一方の気筒群Ｍ１Ａ（Ｍ１Ｂ）での基本噴射量を増
量補正するとともに、他方の気筒群Ｍ１Ｂ（Ｍ１Ａ）で
の基本噴射量を減量補正して、前記変化度合を所定値以
上にするようにしている。

【００１５】第３の発明は、前記第１又は第２の発明の
構成に加え、図１において二点鎖線で示すように、基本
噴射量補正手段Ｍ１３による補正量が予め定めた所定範
囲から外れても、基本噴射量補正後の変化度合算出手段
Ｍ１２による変化度合が所定値よりも小さいとき、上流
側空燃比センサＭ８の出力状態と、下流側空燃比センサ
Ｍ９の出力状態との変化度合に基づき触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５
Ｂの劣化判定を行う触媒劣化判定手段Ｍ１４を設けてい
る。

【００１６】

【作用】第１又は第２の発明における機関本体Ｍ１の運
転時には、吸気通路Ｍ２を流通する空気に、燃料噴射弁
Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂからの噴射燃料が加わって所定空燃比の
混合気が生成される。混合気は、吸気通路Ｍ２から各気
筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂの各気筒に取り込まれる。また、各
気筒からの排気ガスは、排気通路Ｍ４Ａ，Ｍ４Ｂの排気
分岐部Ｍ４Ａ（ａ），Ｍ４Ｂ（ａ）を通り、排気集合部
Ｍ４Ａ（ｂ），Ｍ４Ｂ（ｂ）で集合される。この際、排
気ガス干渉が抑制される。排気ガスは、各排気集合部Ｍ
４Ａ（ｂ），Ｍ４Ｂ（ｂ）の途中に配設された触媒Ｍ５
Ａ，Ｍ５Ｂで浄化される。

【００１７】前記機関本体Ｍ１の運転に際しては、燃料
噴射弁Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂによる燃料噴射が以下のようにし
て制御される。機関本体Ｍ１の運転状態が運転状態検出
手段Ｍ６によって検出される。前記運転状態検出手段Ｍ
６による運転状態に基づき、各燃料噴射弁Ｍ３Ａ，Ｍ３
Ｂからの基本噴射量が基本噴射量算出手段Ｍ７によって
算出される。また、機関本体Ｍ１の運転時には、触媒Ｍ
５Ａ，Ｍ５Ｂによる浄化前の排気ガス中の特定成分濃度
が上流側空燃比センサＭ８によって検出される。触媒Ｍ
５Ａ，Ｍ５Ｂによる浄化後の排気ガス中の特定成分濃度
が下流側空燃比センサＭ９によって検出される。この
際、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間で燃料噴射量にばらつきが
なく、触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂが劣化していなければ、下流
側空燃比センサＭ９の出力特性は、上流側空燃比センサ
Ｍ８の出力特性とは異なる傾向を示す。

【００１８】最終噴射量算出手段Ｍ１０は、機関本体Ｍ
１への混合気の空燃比を所定空燃比とするために、上流
側空燃比センサＭ８及び下流側空燃比センサＭ９の各出
力に応じて、前記基本噴射量を補正して最終噴射量を算
出する。算出された最終噴射量に応じ、駆動制御手段Ｍ
１１は燃料噴射弁Ｍ３Ａ，Ｍ３Ｂを駆動制御する。

【００１９】ところで、上記したように１つの空燃比セ
ンサが複数の気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂの共通の下流側空燃
比センサＭ９として機能している。このため、前記のよ
うな燃料噴射制御が行われていて、燃料噴射弁Ｍ３Ａ，
Ｍ３Ｂの経時変化等により気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間で燃
料噴射量にばらつきが生じた場合、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１
Ｂ間で空燃比に差が生じ、触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂを流れる
排気ガス中の特定成分濃度が気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ毎に
異なるようになる。すると、触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂを流れ
る排気ガス中の特定成分濃度の影響を受けて、下流側空
燃比センサＭ９の出力特性は上流側空燃比センサＭ８の
出力特性と同様な傾向を示すようになる。その結果、こ
の下流側空燃比センサＭ９の出力に従って基本噴射量の
補正をすると、過補正となり、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間
での空燃比の差がさらに拡大してしまう。

【００２０】これに対し第１又は第２の発明では、変化
度合算出手段Ｍ１２が、上流側空燃比センサＭ８の出力
状態及び下流側空燃比センサＭ９の出力状態の変化度合
を算出する。算出された変化度合が予め設定した所定値
よりも小さいとき、基本噴射量補正手段Ｍ１３は基本噴
射量算出手段Ｍ７によって求められた基本噴射量を、気
筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ毎に補正する。

【００２１】従って、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間で燃料噴
射量がばらついても、基本噴射量の補正によりそのばら
つきが吸収され、上下両空燃比センサＭ８，Ｍ９の出力
状態の変化度合が所定値以上にされる。すなわち、下流
側空燃比センサＭ９の出力特性が、上流側空燃比センサ
Ｍ８の出力特性とは異なる傾向を示すようになる。この
下流側空燃比センサＭ９の出力に応じて前記基本噴射量
を補正すれば、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間での空燃比の差
が少なくなる。

【００２２】特に、複数の気筒群が２つの気筒群Ｍ１
Ａ，Ｍ１Ｂにて構成された第２の発明では、前記変化度
合算出手段Ｍ１２による変化度合が所定値よりも小さい
とき、基本噴射量補正手段Ｍ１３は、一方の気筒群Ｍ１
Ａ（Ｍ１Ｂ）での燃料噴射量を増量補正するとともに、
他方の気筒群Ｍ１Ｂ（Ｍ１Ａ）での燃料噴射量を減量補
正する。

【００２３】なお、前記のように空燃比の差を小さくす
るに当たって、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ毎に下流側空燃比
センサを設けたり、各気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂからの排気
ガスを触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂ上流で合流させたりする対策
を採っていない。このため、上記の対策にともなう弊害
（下流側空燃比センサの追加や排気ガス干渉の発生）は
ない。

【００２４】ところで、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間で燃料
噴射量にばらつきが生じているときの下流側空燃比セン
サＭ９の出力状態は、触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂが劣化してい
るときの下流側空燃比センサＭ９の出力状態と類似して
いる。このため、気筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間で燃料噴射量
にばらつきが生じているときに、何らかの対策を打たず
に触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの劣化判定を行うと、誤判定して
しまうおそれがある。

【００２５】これに対し第３の発明では、基本噴射量補
正手段Ｍ１３による補正量が所定範囲から外れても、基
本噴射量補正後の変化度合算出手段Ｍ１２による変化度
合が依然として所定値よりも小さいとき、触媒劣化判定
手段Ｍ１４が上流側空燃比センサＭ８の出力状態と、下
流側空燃比センサＭ９の出力状態との変化度合に応じて
触媒Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの劣化判定を行う。すなわち、各気
筒群Ｍ１Ａ，Ｍ１Ｂ間での燃料噴射量のばらつきの影響
が除かれた状態で触媒劣化判定が行われる。従って、ば
らつきの影響が除かれた分、劣化判定の精度が向上す
る。

【００２６】

【実施例】以下、第１〜第３の発明を具体化した一実施
例を図２〜図８に従って説明する。

【００２７】車両には、内燃機関としてのガソリンエン
ジンが搭載されている。図２に示すように、ガソリンエ
ンジンの主要部を構成する機関本体としてのエンジン本
体１には、４つの気筒（第１気筒♯１、第２気筒♯２、
第３気筒♯３、第４気筒♯４）が順に配列されている。
これらの気筒♯１〜♯４は２つの気筒群に分割されてい
る。一方の気筒群である第１気筒群Ｇ１は、第１気筒♯
１及び第４気筒♯４からなる。他方の気筒群である第２
気筒群Ｇ２は、第２気筒♯２及び第３気筒♯３からな
る。気筒♯１〜♯４はそれぞれ燃焼室（図示しない）を
備えており、各燃焼室に吸気通路２が連通するととも
に、排気通路１２又は排気通路１３が連通している。

【００２８】吸気通路２には、上流側からエンジン本体
１に向けて順に、エアクリーナ３、スロットルバルブ
４、サージタンク５、吸気マニホルド６が配設されてお
り、これらを介して外気がエンジン本体１に取り込まれ
る。スロットルバルブ４は吸気通路２を流通する吸入空
気の量を調節するためのものであり、アクセルペダル
（図示しない）の操作に連動して開閉される。また、サ
ージタンク５は吸入空気の脈動を平滑化させるためのも
のである。

【００２９】吸気マニホルド６には、各気筒♯１〜♯４
に向けて燃料を噴射供給するための燃料噴射弁７が取付
けられている。そして、各燃料噴射弁７から噴射される
燃料と吸気通路２内へ導入された外気とからなる混合気
は、各燃焼室内へ導入される。

【００３０】各燃焼室に導入された混合気に着火するた
めに、エンジン本体１には気筒♯１〜♯４毎に点火プラ
グ８が取付けられている。点火プラグ８はディストリビ
ュータ９にて分配された点火信号に基づいて駆動され
る。ディストリビュータ９は、イグナイタ１１から出力
される高電圧を、エンジン本体１のクランク角に同期し
て点火プラグ８に分配する。そして、燃焼室内へ導入さ
れた混合気が点火プラグ８の点火によって爆発・燃焼さ
れ、エンジン本体１の駆動力が得られる。本実施例では
各気筒♯１〜♯４の配列順序とは異なる順序、例えば、
第１気筒♯１、第３気筒♯３、第４気筒♯４及び第２気
筒♯２の順で点火が行われる。このような順で燃焼室に
て生成した燃焼ガスは、排気通路１２，１３を通じて外
部へ排出される。

【００３１】排気通路１２，１３の上流側部分はデュア
ルマニバータ１４によって構成されている。デュアルマ
ニバータ１４は、内部がセパレータ１５によって２つの
空間（第１空間１６、第２空間１７）に仕切られた触媒
コンバータ１８と、各気筒♯１〜♯４及び触媒コンバー
タ１８間を接続する排気マニホルド１９とを備えてい
る。

【００３２】排気マニホルド１９は第１分岐管１９Ａ、
第２分岐管１９Ｂ、第３分岐管１９Ｃ及び第４分岐管１
９Ｄからなり、それらの上流端は対応する番号の気筒♯
１〜♯４に接続されている。第１分岐管１９Ａ及び第４
分岐管１９Ｄの各下流端は、第１空間１６に連通した状
態で触媒コンバータ１８に接続されている。同様に、第
２分岐管１９Ｂ及び第３分岐管１９Ｃの各下流端は、第
２空間１７に連通した状態で触媒コンバータ１８に接続
されている。

【００３３】このため、第１気筒♯１からの排気ガス及
び第４気筒♯４からの排気ガスは、それぞれ第１分岐管
１９Ａ及び第４分岐管１９Ｄに沿って流れる。そして、
これらの２つの分岐管１９Ａ，１９Ｄからの排気ガス
は、若干の時間差をもって触媒コンバータ１８内の第１
空間１６に流入する。同様に、第２気筒♯２からの排気
ガス及び第３気筒♯３からの排気ガスは、それぞれ第２
分岐管１９Ｂ及び第３分岐管１９Ｃに沿って流れる。そ
して、これらの２つの分岐管１９Ｂ，１９Ｃからの排気
ガスは、若干の時間差をもって触媒コンバータ１８内の
第２空間１７に流入する。

【００３４】触媒コンバータ１８の各空間１６，１７に
は、その上流部分及び下流部分を残した状態でそれぞれ
触媒２１，２２が収容されている。それぞれの空間１
６，１７で合流した排気ガスは触媒２１，２２を通過す
る。その通過の途中で、排気ガス中の有害成分の浄化が
行われる。すなわち、触媒２１，２２の作用により、一
酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）の酸化と、窒素
酸化物（ＮＯｘ）の還元とが同時に行われ、二酸化炭
素、水蒸気及び窒素に清浄化される。

【００３５】触媒コンバータ１８の下流には、第１空間
１６に連通した状態で第１導出管２３が接続されるとと
もに、第２空間１７に連通した状態で第２導出管２４が
接続されている。両導出管２３，２４の下流端は互いに
集合されて１本となっている。このため、上記のように
触媒２１，２２で浄化された後の排気ガスは、対応する
導出管２３，２４を通った後に合流する。

【００３６】本実施例では、前記排気マニホルド１９の
第１分岐管１９Ａ及び第４分岐管１９Ｄによって排気分
岐部が構成され、第１空間１６及び第１導出管２３によ
って排気集合部が構成されている。さらに、これら排気
分岐部及び排気集合部によって排気通路１２が構成され
ている。同様に、前記排気マニホルド１９の第２分岐管
１９Ｂ及び第３分岐管１９Ｃによって排気分岐部が構成
され、第２空間１７及び第２導出管２４によって排気集
合部が構成されている。さらに、これら排気分岐部及び
排気集合部によって排気通路１３が構成されている。

【００３７】上記構成のデュアルマニバータ１４では、
触媒２１，２２をできるだけ排気通路１２，１３の上流
に配置し、かつ排気干渉を受けにくいデュアル排気管と
することにより、排気浄化とエンジン出力の向上とを両
立させている。

【００３８】触媒コンバータ１８内において、両触媒２
１，２２の上流には上流側空燃比センサとしての１つの
上流側酸素センサ２５が配設され、両触媒２１，２２の
下流には下流側空燃比センサとしての１つの下流側酸素
センサ２６が配設されている。より詳しくは、各気筒群
Ｇ１，Ｇ２からの排気ガスが上下各酸素センサ２５，２
６に均等に当たるようにするために、セパレータ１５に
おいて、両触媒２１，２２よりも上流側部分に開口が設
けられ、ここに上流側酸素センサ２５が取付けられてい
る。同様に、セパレータ１５において、両触媒２１，２
２よりも下流側部分に開口が設けられ、ここに下流側酸
素センサ２６が取付けられている。

【００３９】上流側酸素センサ２５は、図４（ａ）に示
すように、触媒２１，２２による浄化前の排気ガス中の
特定成分濃度である残存酸素濃度を検知し、その濃度に
応じた電気信号（出力電圧Ｖ１）を出力する。下流側酸
素センサ２６は、図４（ｄ）に示すように、触媒２１，
２２による浄化後の排気ガス中の特定成分濃度である残
存酸素濃度を検知し、その濃度に応じた電気信号（出力
電圧Ｖ２）を出力する。

【００４０】図２に示すように、前記エンジン本体１に
は、上記上流側酸素センサ２５及び下流側酸素センサ２
６以外にも、スロットルセンサ２７、吸気圧センサ２
８、水温センサ２９、回転数センサ３０、気筒判別セン
サ３１、車速センサ３２、シフト位置センサ３３等が設
けられている。吸気圧センサ２８及び回転数センサ３０
は、基本噴射量算出の際に必要なエンジン本体１の運転
状態を検出するための運転状態検出手段となっている。

【００４１】スロットルセンサ２７はスロットルバルブ
４の近傍に設けられ、その開度（スロットル開度）ＴＡ
を検出する。吸気圧センサ２８はサージタンク５に設け
られ、吸気管圧力（絶対圧）ＰＭを検出する。水温セン
サ２９はウォータアウトレットハウジング等に取付けら
れ、エンジン本体１内を流れる冷却水の温度（冷却水
温）ＴＨＷを検出する。回転数センサ３０は、前記ディ
ストリビュータ９に内蔵されたロータ（図示しない）の
回転からエンジン本体１の回転数（エンジン回転数）Ｎ
Ｅを検出する。気筒判別センサ３１は、同じくディスト
リビュータ９のロータの回転に応じてエンジン本体１の
クランク角の変化を所定の割合で検出する。車速センサ
３２はエンジン本体１に駆動連結された変速機（図示し
ない）に設けられ、車両の走行速度（車速）ＳＰＤを検
出する。シフト位置センサ３３は運転席のシフトレバー
３４の近傍に設けられ、変速機の変速操作時のシフト位
置を検出する。

【００４２】前記各センサ２５〜３３からの出力信号に
応じて燃料噴射弁７及びイグナイタ１１を駆動制御する
ために電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）３
６が設けられている。図３にはこのＥＣＵ３６の電気的
構成等を示す。ＥＣＵ３６は、中央処理装置（ＣＰＵ）
３７、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）３８、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）３９、バックアップＲＡＭ４１、
外部入力回路４２及び外部出力回路４３を備え、これら
は互いにバス４４によって接続されている。

【００４３】ＣＰＵ３７は、基本噴射量算出手段、最終
噴射量算出手段、駆動制御手段、変化度合算出手段、基
本噴射量補正手段及び触媒劣化判定手段を構成してい
る。ＣＰＵ３７は、予め設定された制御プログラムに従
って各種演算処理を実行する。ＲＯＭ３８は、ＣＰＵ３
７で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや
初期データを予め記憶している。ＲＡＭ３９は、ＣＰＵ
３７の演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭ４
１は、電源が切られた後にも各種データを保持するよう
に、バッテリによってバックアップされている。

【００４４】外部入力回路４２には、上流側酸素センサ
２５、下流側酸素センサ２６、スロットルセンサ２７、
吸気圧センサ２８、水温センサ２９、回転数センサ３
０、気筒判別センサ３１、車速センサ３２及びシフト位
置センサ３３がそれぞれ接続されている。また、外部出
力回路４３には、燃料噴射弁７及びイグナイタ１１がそ
れぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ３７は外部入力
回路４２を介して各センサ２５〜３３からの出力信号を
入力値として読み込む。また、ＣＰＵ３７はこれら入力
値に基づき、外部出力回路４３を介して燃料噴射弁７及
びイグナイタ１１を駆動制御する。

【００４５】例えば、ＣＰＵ３７は、空燃比（混合気中
の空気／燃料の重量比）Ａ／Ｆを上流側酸素センサ２５
及び下流側酸素センサ２６の各出力信号から検出し、そ
の空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように燃料噴射弁７
からの燃料噴射量を調整する。この燃料噴射量の調整を
行うために、ＣＰＵ３７は次式（１）に基づき、燃料噴
射弁７の最終噴射量ＴＡＵを算出する。

【００４６】ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ１×ＦＡＦ２×（ＦＷＬ＋α）＋β …（１）ここで、ＴＡＵＰは理論空燃比を得るように設定された
基本噴射量であり、回転数センサ３０によるエンジン回
転数ＮＥと、吸気圧センサ２８による吸気管圧力ＰＭと
に基づき求められる。

【００４７】ＦＡＦ１は上流側酸素センサ２５の出力信
号の変化にともない変化する第１のフィードバック補正
係数であり、ＦＡＦ２は下流側酸素センサ２６の出力信
号の変化にともない変化する第２のフィードバック補正
係数である。これらのフィードバック補正係数ＦＡＦ
１，ＦＡＦ２は、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるよう
に前記基本噴射量ＴＡＵＰを補正するための補正係数で
ある。

【００４８】図４（ｃ），（ｆ）には、気筒群Ｇ１，Ｇ
２間で燃料噴射量にばらつきがない場合の第１のフィー
ドバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補
正係数ＦＡＦ２の変化をそれぞれ示す。また、図５
（ｃ），（ｆ）には、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射量
にばらつきが生じた場合の、第１のフィードバック補正
係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ
２の変化をそれぞれ示す。

【００４９】上記式（１）中のＦＷＬは、冷間時の運転
性確保を目的として、基本噴射量ＴＡＵＰを増量補正す
るために用いられる暖機増量値である。α，βは他の運
転状態パラメータ、例えばスロットル開度ＴＡ、バッテ
リ電圧等に基づき決定される補正量である。

【００５０】ＣＰＵ３７は、上流側酸素センサ２５及び
下流側酸素センサ２６の各出力信号に基づき、第１のフ
ィードバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦ２を以下のようにして求める。

【００５１】ＣＰＵ３７は、図４（ａ）で示すように、
上流側酸素センサ２５の出力電圧Ｖ１と予め設定された
基準電圧Ｖｒ１とを比較する。ＣＰＵ３７は、図４
（ｂ）で示すように、出力電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒ１よ
りも高ければリッチと判定し、低ければリーンと判定す
る。ＣＰＵ３７はリッチの場合、前回の検出結果と比較
し、リーンからリッチに反転したか否かを判定する。リ
ーンからリッチに反転すると、図４（ｃ）に示すよう
に、ＣＰＵ３７はＦＡＦ１−ＲＳ１（ＲＳ１はスキップ
量）を新たな第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１と
するとともに、リーンからリッチに反転がないとＦＡＦ
１−ＫＩ１（ＫＩ１は積分量，ＲＳ１≫ＫＩ１）を新た
な第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１とする。

【００５２】また、ＣＰＵ３７は上流側酸素センサ２５
からの信号に基づく空燃比Ａ／Ｆがリーンの場合、前回
の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転したか否
かを判定する。リッチからリーンに反転すると、ＣＰＵ
３７はＦＡＦ１＋ＲＳ１を新たな第１のフィードバック
補正係数ＦＡＦ１とするとともに、リッチからリーンに
反転がないとＦＡＦ１＋ＫＩ１を新たな第１のフィード
バック補正係数ＦＡＦ１とする。

【００５３】従って、リッチとリーンとの間で反転があ
ると、ＣＰＵ３７は燃料噴射量を増減するべく第１のフ
ィードバック補正係数ＦＡＦ１を階段状に変化（スキッ
プ）させるとともに、リッチ又はリーンのときには第１
のフィードバック補正係数ＦＡＦ１を徐々に増減させ
る。

【００５４】なお、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比に制御さ
れているとき、第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１
は「１．０」を中心に変動する。前記と同様にして、Ｃ
ＰＵ３７は、図４（ｄ）で示すように、下流側酸素セン
サ２６の出力電圧Ｖ２と予め設定された基準電圧Ｖｒ２
とを比較する。ＣＰＵ３７は、図４（ｅ）で示すよう
に、出力電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒ２よりも高ければリッ
チと判定し、低ければリーンと判定する。ＣＰＵ３７は
リッチの場合、前回の検出結果と比較し、リーンからリ
ッチに反転したか否かを判定する。リーンからリッチに
反転すると、図４（ｆ）に示すように、ＣＰＵ３７はＦ
ＡＦ２−ＲＳ２（ＲＳ２はスキップ量）を新たな第２の
フィードバック補正係数ＦＡＦ２とするとともに、リー
ンからリッチに反転がないとＦＡＦ２−ＫＩ２（ＫＩ２
は積分量，ＲＳ２≫ＫＩ２）を新たな第２のフィードバ
ック補正係数ＦＡＦ２とする。

【００５５】また、ＣＰＵ３７は下流側酸素センサ２６
からの信号に基づく空燃比Ａ／Ｆがリーンの場合、前回
の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転したか否
かを判定する。リッチからリーンに反転すると、ＣＰＵ
３７はＦＡＦ２＋ＲＳ２を新たな第２のフィードバック
補正係数ＦＡＦ２とするとともに、リッチからリーンに
反転がないとＦＡＦ２＋ＫＩ２を新たな第２のフィード
バック補正係数ＦＡＦ２とする。

【００５６】従って、リッチとリーンとの間で反転があ
ると、ＣＰＵ３７は燃料噴射量を増減するべく第２のフ
ィードバック補正係数ＦＡＦ２を階段状に変化（スキッ
プ）させるとともに、リッチ又はリーンのときには第２
のフィードバック補正係数ＦＡＦ２を徐々に増減させ
る。

【００５７】なお、図５には気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料
噴射量にばらつきが生じた場合の、上下両酸素センサ２
５，２６の出力電圧Ｖ１，Ｖ２、両フィードバック補正
係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２等を示す。図中の（ａ）〜
（ｆ）は前記した図４の（ａ）〜（ｆ）に対応してい
る。

【００５８】図４及び図５からわかるように、気筒群Ｇ
１，Ｇ２間で燃料噴射量のばらつきがない場合には、上
流側酸素センサ２５と下流側酸素センサ２６とでは全く
異なる傾向の波形が出力されている。しかし、燃料噴射
量のばらつきが生ずると、下流側酸素センサ２６の出力
波形は上流側酸素センサ２５の出力波形に近似してく
る。例えば、上流側酸素センサ２５の出力周期をＴ１と
し、下流側酸素センサ２６の出力周期をＴ２とした場
合、次のような傾向が見られる。燃料噴射量にばらつき
がない場合には、出力周期Ｔ１に比べ出力周期Ｔ２の方
が極めて大きい。これに対し、燃料噴射量にばらつきが
生じた場合には、出力周期Ｔ１と出力周期Ｔ２とはほぼ
同じになる。

【００５９】前記のような上下両酸素センサ２５，２６
の出力波形での傾向は、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射
量にばらつきが生じた場合以外にも、触媒２１，２２が
劣化した場合にも見られる。すなわち、触媒２１，２２
が劣化すると、排気ガスの十分な浄化が行われない。そ
の結果、未燃ガスの影響を受けて下流側酸素センサ２６
の出力波形の振幅が大きく、かつ出力周期Ｔ２が小さく
なることがわかっている。

【００６０】図３に示すように、ＣＰＵ３７は前述した
式（１）に基づき最終噴射量ＴＡＵを算出すると、それ
に応じた駆動信号を、外部出力回路４３を介して燃料噴
射弁７に出力する。この信号の出力により、燃料噴射弁
７の開弁時間が制御されて所定量の燃料が噴射される。
このようにして空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように
フィードバック制御が行われる。

【００６１】また、ＣＰＵ３７は外部出力回路４３を介
してイグナイタ１１を制御する。そのために、エンジン
本体１の運転状態に応じた最適な点火時期が予めＲＯＭ
３８に記憶されており、ＣＰＵ３７は回転数センサ３０
を含む上記各種センサからの信号によりエンジン本体１
の運転状態を検知し、最適な点火時期を演算する。そし
て、ＣＰＵ３７は外部出力回路４３を介してイグナイタ
１１へ点火指示信号を出力し点火時期を制御する。

【００６２】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果を説明する。図６及び図７のフローチャー
トはＣＰＵ３７によって実行される各処理のうち、基本
噴射量ＴＡＵＰを気筒群Ｇ１，Ｇ２毎に補正して、第１
気筒群Ｇ１の基本噴射量ＴＡＵＰ１と、第２気筒群Ｇ２
の基本噴射量ＴＡＵＰ２とを求めるためのルーチンを示
しており、所定のタイミングで実行される。

【００６３】なお、前回の基本噴射量補正ルーチンの実
行時において、例えば、第１の補正係数Ｋ１を用いて第
１気筒群Ｇ１の基本噴射量ＴＡＵＰ１を増量補正し、か
つ第２の補正係数Ｋ２を用いて第２気筒群Ｇ２の基本噴
射量ＴＡＵＰ２を減量補正しているとする。第１の補正
係数Ｋ１は、例えば「１．０１」のような「１．００」
よりも大きな値である。第２の補正係数Ｋ２は、例えば
「０．９９」のような「１．００」よりも小さな値であ
る。そして、第１の補正係数Ｋ１を乗算することにより
基本噴射量ＴＡＵＰ１を増量補正し、第２の補正係数Ｋ
２を乗算することにより基本噴射量ＴＡＵＰ２を減量補
正しているものとする。

【００６４】さて、図６の基本噴射量補正ルーチンが開
始されると、ＣＰＵ３７はまずステップ１０１におい
て、上下両酸素センサ２５，２６による空燃比Ａ／Ｆの
フィードバック実行条件が成立しているか否かを判定す
る。この判定条件が成立するのは、以下に示す各条件が
成立していない場合である。この条件としては、冷却水
温ＴＨＷが所定値より低いこと、エンジン始動時である
こと、始動後増量時であること、高負荷走行時であるこ
と、燃料カット時であること、リーン信号又はリッチ信
号が長く継続して出力されていること等が挙げられる。

【００６５】次に、ＣＰＵ３７はステップ１０２におい
て、気筒群Ｇ１，Ｇ２毎に基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡ
ＵＰ２を補正するための条件が成立しているか否かを判
定する。この判定条件としては、冷却水温ＴＨＷ、エン
ジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＭ、車速ＳＰＤ、シフト
位置、上流側酸素センサ２５のフィードバック状態等の
いずれか、あるいは組合せにより決定する。

【００６６】ＣＰＵ３７は上記ステップ１０１，１０２
の両方の判定条件が満たされるまでは、これらの処理を
繰り返す。そして両判定条件が成立すると、ＣＰＵ３７
はステップ１０３において、下流側酸素センサ２６の出
力周期Ｔ２と、上流側酸素センサ２５の出力周期Ｔ１と
の偏差ΔＴを求め、この偏差ΔＴが予め設定された判定
値Ａ以上であるか否かを判定する。この判定条件が成立
していると、ＣＰＵ３７は、燃料噴射弁７の経時変化等
により気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射量がばらついてお
らず、しかも触媒２１，２２が劣化していないと判断
し、このルーチンを終了する。一方、ステップ１０３の
判定条件が成立していないと、燃料噴射弁７の経時変化
等に起因して気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射量がばらつ
いているか、あるいは触媒２１，２２が劣化しているお
それがあると判断し、ステップ１０４において前回の補
正内容を確認する。ここでは、ＣＰＵ３７は前回の基本
噴射量補正ルーチン実行時において、第１気筒群Ｇ１の
基本噴射量ＴＡＵＰ１が増量補正され、かつ第２気筒群
Ｇ２の基本噴射量ＴＡＵＰ２が減量補正されたか、ある
いはこれとは逆に基本噴射量ＴＡＵＰ１が減量補正さ
れ、かつ基本噴射量ＴＡＵＰ２が増量補正されたかを確
認する。既述したように、第１の補正係数Ｋ１により基
本噴射量ＴＡＵＰ１が増量補正され、かつ第２の補正係
数Ｋ２により基本噴射量ＴＡＵＰ２が減量補正されてい
る。

【００６７】前記補正内容を確認すると、ＣＰＵ３７は
ステップ１０５において、確認した内容と同様の傾向
（増・減量の方向）で各気筒群Ｇ１，Ｇ２の基本噴射量
ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２を補正する。この補正に際して
は、第１の補正係数Ｋ１及び第２の補正係数Ｋ２をそれ
ぞれ所定値ずつ変更する。例えば、この所定値を共通の
「０．０１」とした場合、第１の補正係数Ｋ１を「１．
０１」から「１．０２」に変更し、第２の補正係数Ｋ２
を「０．９９」から「０．９８」に変更する。そして、
基本噴射量ＴＡＵＰ１に第１の補正係数Ｋ１を乗算し、
基本噴射量ＴＡＵＰ２に第２の補正係数Ｋ２を乗算し、
その結果を新たな基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２と
する。これらの更新にともない、最終噴射量ＴＡＵも気
筒群Ｇ１，Ｇ２間で異なる値となる。この最終噴射量Ｔ
ＡＵに基づき、燃料噴射弁７の開弁時間が調整されるこ
とで、第１気筒群Ｇ１の噴射量が増量され、第２気筒群
Ｇ２の噴射量が減量される。

【００６８】次に、ＣＰＵ３７はステップ１０６におい
て、前記ステップ１０３と同様にして、下流側酸素セン
サ２６の出力周期Ｔ２と、上流側酸素センサ２５の出力
周期Ｔ１との偏差ΔＴが判定値Ａ以上であるか否かを判
定する。この判定条件が成立していると、ＣＰＵ３７
は、燃料噴射弁７の経時変化等があるにもかかわらず、
前記ステップ１０５での基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵ
Ｐ２の増減補正により、気筒群Ｇ１，Ｇ２間での燃料噴
射量のばらつきが吸収されていると判断し、図７のステ
ップ１０７へ移行する。

【００６９】ステップ１０７において、ＣＰＵ３７は前
記ステップ１０５で用いた第１の補正係数Ｋ１及び第２
の補正係数Ｋ２が、予め設定した上限値Ｋmax 及び下限
値Ｋmin 間の範囲内に属しているか否かを判定する。上
・下限値Ｋmax ，Ｋmin はともに実験により求められた
値であり、例えば「１．０４」，「０．９６」等の値を
採る。ステップ１０７の処理を行うのは、上記の範囲か
ら外れた補正係数Ｋ１，Ｋ２を用いて基本噴射量ＴＡＵ
Ｐ１，ＴＡＵＰ２の補正を行うと、気筒群Ｇ１，Ｇ２間
の燃料噴射量のばらつきを吸収できても、他の不具合を
新たに招いてしまうからである。そのため、両補正係数
Ｋ１，Ｋ２に上・下限の制限を付している。

【００７０】前記ステップ１０７の判定条件が成立して
いないと、ＣＰＵ３７はそのままこのルーチンを終了す
る。一方、ステップ１０７の判定条件が成立している
と、ＣＰＵ３７はステップ１０８へ移行し、次回の基本
噴射量補正ルーチンの実行に備えて、両補正係数Ｋ１，
Ｋ２をそれぞれ記憶する。これは、基本噴射量補正ルー
チンの次回実行時に、今回の補正係数Ｋ１，Ｋ２を用
い、その値を基準としてステップ１０５での補正係数Ｋ
１，Ｋ２を決定すれば、その分、ステップ１０３の判定
条件を成立させるまでに要する時間を短縮できるからで
ある。両補正係数Ｋ１，Ｋ２の記憶後、ＣＰＵ３７はこ
のルーチンを終了する。

【００７１】図６に示すように、前記ステップ１０５で
基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２の補正を実行したに
もかかわらず、ステップ１０６の判定条件が成立してい
ないと、ＣＰＵ３７はステップ１０９へ移行する。ステ
ップ１０９において、ＣＰＵ３７は第１の補正係数Ｋ１
が上限値Ｋmax よりも小さく、第２の補正係数Ｋ２が下
限値Ｋmin よりも大きいか否かを判定する。この判定条
件が成立していると、ＣＰＵ３７は前記したステップ１
０５〜１０８の各処理を繰り返す。この繰り返しによ
り、第１の補正係数Ｋ１が「０．０１」ずつ増加され
て、第１気筒群Ｇ１の基本噴射量ＴＡＵＰ１が徐々に増
量される。第２の補正係数Ｋ２が「０．０１」ずつ減少
されて、第２気筒群Ｇ２の基本噴射量ＴＡＵＰ２が徐々
に減量される。そして、これらの基本噴射量ＴＡＵＰ
１，ＴＡＵＰ２の補正によりステップ１０６，１０７の
判定条件が成立すると、ＣＰＵ３７はそのときの補正係
数Ｋ１，Ｋ２をそれぞれ記憶して、このルーチンを終了
する。

【００７２】前記ステップ１０９の判定条件が成立しな
いと、ＣＰＵ３７は図７のステップ１１０以降の処理を
行う。すなわち、第１の補正係数Ｋ１が上限値Ｋmax 以
上となり、第２の補正係数Ｋ２が下限値Ｋmin 以下とな
るまで、基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２を補正して
も、出力周期Ｔ２，Ｔ１の偏差ΔＴが判定値Ａ以上にな
らない場合がある。このような現象が起こるのは、誤っ
た方向に基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２を補正して
しまった場合、及び触媒２１，２２が劣化している場合
が考えられる。

【００７３】ＣＰＵ３７は、ステップ１１０において、
前記ステップ１０１と同様に上下両酸素センサ２５，２
６による空燃比Ａ／Ｆのフィードバック実行条件が成立
しているか否かを判定する。また、ＣＰＵ３７はステッ
プ１１１において、前記ステップ１０２と同様に気筒群
Ｇ１，Ｇ２毎に基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２を補
正するための条件が成立しているか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ３７は上記ステップ１１０，１１１の両方の判定条
件が満たされるまでは、これらの処理を繰り返す。そし
て両判定条件が成立すると、ＣＰＵ３７はステップ１１
２において、両補正係数Ｋ１，Ｋ２をともに強制的に
「１．００」にして、基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ
２に対する補正量を一旦「０」に戻す。

【００７４】次に、ＣＰＵ３７はステップ１１３におい
て、前記ステップ１０５で行われた補正とは逆の傾向
（増・減量の方向）で、各気筒群Ｇ１，Ｇ２の基本噴射
量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２をそれぞれ補正する。この補
正に際しては、第１の補正係数Ｋ１及び第２の補正係数
Ｋ２をそれぞれ所定値ずつ変更する。例えば、この所定
値を共通の「０．０１」とした場合、第１の補正係数Ｋ
１を「１．００」から「０．９９」に変更し、第２の補
正係数Ｋ２を「１．００」から「１．０１」に変更す
る。そして、基本噴射量ＴＡＵＰ１に第１の補正係数Ｋ
１を乗算し、基本噴射量ＴＡＵＰ２に第２の補正係数Ｋ
２を乗算し、その結果を新たな基本噴射量ＴＡＵＰ１，
ＴＡＵＰ２とする。これらの更新にともない、最終噴射
量ＴＡＵも気筒群Ｇ１，Ｇ２間で異なる値となる。この
最終噴射量ＴＡＵに基づき、燃料噴射弁７の開弁時間が
調整されることで、第１気筒群Ｇ１の噴射量が減量さ
れ、第２気筒群Ｇ２の噴射量が増量される。

【００７５】次に、ＣＰＵ３７はステップ１１４におい
て、前記ステップ１０３と同様にして、上下両酸素セン
サ２５，２６の出力周期Ｔ１，Ｔ２の偏差ΔＴが判定値
Ａ以上であるか否かを判定する。この判定条件が成立し
ていると、ＣＰＵ３７は、燃料噴射弁７の経時変化等が
あるにもかかわらず、前記ステップ１１３での基本噴射
量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２の増減補正により、気筒群Ｇ
１，Ｇ２間で燃料噴射量のばらつきが吸収されていると
判断し、ステップ１０７，１０８の処理を実行し、この
ルーチンを終了する。

【００７６】前記ステップ１１３で基本噴射量ＴＡＵＰ
１，ＴＡＵＰ２の補正を実行したにもかかわらず、ステ
ップ１１４の判定条件が成立しないと、ＣＰＵ３７はス
テップ１１５へ移行する。ステップ１１５において、Ｃ
ＰＵ３７は第１の補正係数Ｋ１が下限値Ｋmin よりも大
きく、第２の補正係数Ｋ２が上限値Ｋmax よりも小さい
か否かを判定する。この判定条件が成立していると、Ｃ
ＰＵ３７は前記したステップ１１３，１１４の各処理を
繰り返す。この繰り返しにより、第１の補正係数Ｋ１が
「０．０１」ずつ減少されて、基本噴射量ＴＡＵＰ１が
徐々に減量される。また、第２の補正係数Ｋ２が「０．
０１」ずつ増加されて、基本噴射量ＴＡＵＰ２が徐々に
増量される。そして、これらの基本噴射量ＴＡＵＰ１，
ＴＡＵＰ２の補正によりステップ１１４，１０７の判定
条件が成立すると、ＣＰＵ３７はステップ１０８でその
ときの第１の補正係数Ｋ１及び第２の補正係数Ｋ２をそ
れぞれ記憶して、このルーチンを終了する。

【００７７】前記ステップ１１５の判定条件が成立しな
いと、ＣＰＵ３７は、出力周期Ｔ２，Ｔ１の偏差ΔＴが
判定値Ａ以上とならない原因が、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で
の燃料噴射量のばらつきによるものではないと判断し、
ステップ２００の触媒劣化検出ルーチンを実行し、この
基本噴射量補正ルーチンを終了する。

【００７８】このように本実施例では、下流側酸素セン
サ２６の出力状態（出力周期Ｔ２）及び上流側酸素セン
サ２５の出力状態（出力周期Ｔ１）の変化度合（偏差Δ
Ｔ）を算出する。算出した偏差ΔＴと判定値Ａとを比較
し（ステップ１０３）、偏差ΔＴが判定値Ａよりも小さ
いとき、その偏差ΔＴが判定値Ａ以上となるように基本
噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２をそれぞれ補正してい
る。この補正として、第１気筒群Ｇ１の基本噴射量ＴＡ
ＵＰ１を増量し、第２気筒群Ｇ２の基本噴射量ＴＡＵＰ
２を減量している（ステップ１０５）。これらの補正を
しても、偏差ΔＴが判定値Ａ以上にならない場合には、
基本噴射量ＴＡＵＰ１を減量補正し、基本噴射量ＴＡＵ
Ｐ２を増量補正している（ステップ１１３）。このた
め、気筒群Ｇ１，Ｇ２間での空燃比Ａ／Ｆの差を小さく
することができる。

【００７９】より詳細には、本実施例では１つの酸素セ
ンサを一対の気筒群Ｇ１，Ｇ２の共通の下流側酸素セン
サ２６として機能させている。このため、燃料噴射弁７
の経時変化等により気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射量に
ばらつきが生じた場合、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で空燃比Ａ
／Ｆに差が生じ、触媒２１，２２に流れる排気ガス中の
酸素濃度が気筒群Ｇ１，Ｇ２毎に異なるようになる。す
ると、触媒２１，２２を流れる排気ガス中の酸素濃度の
影響を受けて、下流側酸素センサ２６の出力特性は上流
側酸素センサ２５の出力特性と同様な傾向を示すように
なる。その結果、この下流側酸素センサ２６の出力に従
って基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２の補正をすると
過補正となり、気筒群Ｇ１，Ｇ２間の空燃比Ａ／Ｆの差
がさらに拡大してしまう。

【００８０】これに対し本実施例では、気筒群Ｇ１，Ｇ
２間で燃料噴射量がばらついた場合には、そのばらつき
が、基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２の補正により吸
収され、上下両酸素センサ２５，２６の出力周期Ｔ１，
Ｔ２の偏差ΔＴが判定値Ａ以上にされる。すなわち、下
流側酸素センサ２６の出力特性が、上流側酸素センサ２
５の出力特性とは異なる傾向を示すようになる。従っ
て、この下流側酸素センサ２６の出力に応じて空燃比フ
ィードバック制御を行えば、気筒群Ｇ１，Ｇ２間での空
燃比Ａ／Ｆの差を小さくできる。

【００８１】なお、前記のように空燃比Ａ／Ｆの差を小
さくするに当たって、気筒群Ｇ１，Ｇ２毎に下流側空燃
比センサを設けたり、各気筒群Ｇ１，Ｇ２からの排気ガ
スを触媒２１，２２上流で合流させたりする対策を採っ
ていない。このため、上記の対策にともなう弊害（下流
側空燃比センサの追加や排気ガス干渉の発生）はない。

【００８２】さらに、本実施例では気筒群Ｇ１，Ｇ２間
の燃料噴射量が均一になるので、各気筒群Ｇ１，Ｇ２で
の燃焼状態も均一となる。その結果、運転性の向上や燃
費の改善が期待できる。

【００８３】また、燃料噴射弁７の燃料噴射量のばらつ
きを自動的に補正できるので、従来のものに比べ、流量
公差の大きな燃料噴射弁７でも使用可能となる。次に、
触媒劣化検出ルーチンを図８に従って説明する。

【００８４】このルーチンの処理が開始されると、ＣＰ
Ｕ３７はまずステップ２０１において下流側酸素センサ
２６が活性状態であるか否かを判定する。例えば、下流
側酸素センサ２６の出力電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒ２（例
えば、０．４５Ｖ）よりも低い状態から高い状態へ移行
している場合、あるいは高い状態から低い状態へ移行し
ている場合には、下流側酸素センサ２６が活性状態であ
るとする。

【００８５】この判定条件が成立していると、ＣＰＵ３
７はステップ２０２において、ＲＡＭ３９からエンジン
回転数ＮＥを読み出し、その値が所定の範囲（ＮＥ１＜
ＮＥ＜ＮＥ２）内に属しているか否かを判定する。

【００８６】ステップ２０２の判定条件が成立している
と、ＣＰＵ３７はステップ２０３において、ＲＡＭ３９
から吸気管圧力ＰＭを読み出し、その値が所定の範囲
（ＰＭ１＜ＰＭ＜ＰＭ２）内に属しているか否かを判定
する。ＮＥ１，ＮＥ２，ＰＭ１，ＰＭ２はそれぞれ実験
により求められたしきい値である。

【００８７】前記ステップ２０３の判定条件が全て成立
していると、ＣＰＵ３７はエンジン本体１の運転状態
が、アイドル状態、加減速状態、燃料増量域等を除いた
定常状態であると判断し、ステップ２０４以降の処理を
実行する。一方、前記ステップ２０１，２０２，２０３
の判定条件の１つでも成立していないと、ＣＰＵ３７は
このルーチンを一旦終了する。

【００８８】ステップ２０４において、ＣＰＵ３７は下
流側酸素センサ２６の出力波形の振幅ΔＶ２が所定値
（例えば０．３Ｖ）より大きいか否かを判定する。この
判定条件が成立していると、ＣＰＵ３７は触媒２１，２
２が劣化しているものとみなし、ステップ２０６へ移行
する。

【００８９】また、ステップ２０４の判定条件が成立し
ていないと、ＣＰＵ３７はステップ２０５において、上
流側酸素センサ２５の出力周期Ｔ１と下流側酸素センサ
２６の出力周期Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）が所定値（例
えば、０．３）より大きいか否かを判定する。この判定
条件が成立していると、ＣＰＵ３７は下流側酸素センサ
２６の出力周期Ｔ２が正常時に比べ小さくなっており、
触媒２１，２２が劣化しているおそれがあるとみなし、
ステップ２０６へ移行する。ステップ２０５の判定条件
が成立していないと、ＣＰＵ３７は触媒２１，２２が劣
化していないと判断し、このルーチンを一旦終了する。

【００９０】ステップ２０６において、ＣＰＵ３７は、
ステップ２０４の判定条件あるいはステップ２０５の判
定条件が成立している累積時間を計測するために、カウ
ンタＣの値を「１」インクリメントする。続いて、ＣＰ
Ｕ３７はステップ２０７においてカウンタＣの値が所定
値（例えば、「１００」）を越えたか否かを判定する。
この判定条件が成立していないと、ＣＰＵ３７は触媒劣
化判定ルーチンを一旦終了する。

【００９１】出力波形の振幅ΔＶ２が所定値より大きな
状態が続くか、あるいは出力周期の比（Ｔ１／Ｔ２）が
所定値より大きな状態が続くと、ステップ２０６の処理
によりカウンタＣの値が「１」ずつ加算されてゆく。こ
の加算により、ステップ２０７の判定条件が成立する
と、ＣＰＵ３７は触媒２１，２２が劣化していると判断
し、ステップ２０８で劣化判定し、このルーチンを終了
する。

【００９２】このように、本実施例では既述した気筒群
Ｇ１，Ｇ２毎の基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２を可
能な限り補正したにもかかわらず、出力周期Ｔ２，Ｔ１
の偏差ΔＴが判定値Ａよりも小さいとき、触媒２１，２
２の劣化判定を行うようにしている。このため、劣化判
定の精度を良くすることができる。

【００９３】より詳細には、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料
噴射量にばらつきが生じているときの下流側酸素センサ
２６の出力特性は、触媒２１，２２が劣化しているとき
の下流側酸素センサ２６の出力特性と類似している。こ
のため、気筒群Ｇ１，Ｇ２間で燃料噴射量にばらつきが
生じているときに、何らからの対策を打たずに触媒２
１，２２の劣化判定を行うと、誤判定してしまうおそれ
がある。

【００９４】これに対し本実施例では、前記のように基
本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡＵＰ２の補正を実行すること
により、気筒群Ｇ１，Ｇ２間での燃料噴射量のばらつき
の影響を除き、その後に触媒劣化判定を行うようにして
いる。従って、燃料噴射量のばらつきの影響が除かれた
分、判定精度が向上する。

【００９５】なお、第１〜第３の発明は前記実施例の構
成に限定されるものではなく、例えば以下のように各発
明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。（１）前記実施例における基本噴射量補正ルーチンで
は、両気筒群Ｇ１，Ｇ２の基本噴射量ＴＡＵＰ１，ＴＡ
ＵＰ２の補正を同時に行っているが、この補正を異なる
タイミングで行うようにしてもよい。また、一方の気筒
群Ｇ１（Ｇ２）のみの基本噴射量ＴＡＵＰ１（ＴＡＵＰ
２）を増量補正、あるいは減量補正するようにしてもよ
い。

【００９６】（２）前記実施例では、基本噴射量補正ル
ーチンにおいて、ステップ１０５，１１３の処理が実行
される毎に一定の値ずつ補正係数Ｋ１，Ｋ２を変化させ
たが、その変化の程度を異ならせてもよい。すなわち、
時間の経過とともに基本噴射量の補正量が変化するよう
にしてもよい。また、補正係数Ｋ１及び補正係数Ｋ２
を、互いに異なる値ずつ変化させてもよい。

【００９７】（３）図８の触媒劣化検出ルーチンにおい
て、ステップ２０４もしくは２０５のいずれか一方の判
定処理を省略してもよい。また、ステップ２０５の処理
内容にかえて、下流側酸素センサ２６の出力周期Ｔ２と
所定運転状態パラメータ、例えばエンジン回転数ＮＥに
応じた所定値との比較により触媒２１，２２の劣化を判
定してもよい。

【００９８】（４）第１〜第３の発明を、３つ以上の気
筒群からなる内燃機関に適用してもよい。また、各気筒
群を３つ以上の気筒から構成してもよい。（５）前記実施例では、下流側酸素センサ２６の出力周
期Ｔ２と上流側酸素センサ２５の出力周期Ｔ１との偏差
ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）を求め、これを変化度合とした
が、両出力周期Ｔ２，Ｔ１の比（Ｔ２／Ｔ１）を変化度
合としてもよい。

【００９９】（６）前記実施例では上下両酸素センサ２
５，２６の出力状態として出力波形の周期を用いたが、
これにかえて出力波形の周波数を用いてもよい。（７）前記実施例では、各気筒♯１〜♯４に対応して、
その気筒数と同数（この場合４個）の燃料噴射弁７を設
けたが、気筒群Ｇ１，Ｇ２に対応して、その気筒群数と
同数（２個）の燃料噴射弁を設けてもよい。前記実施例
を例に採れば、第１気筒♯１及び第４気筒♯４に共通の
燃料噴射弁を設け、第２気筒♯２及び第３気筒♯３に共
通の燃料噴射弁を設けてもよい。

【０１００】（８）第１〜第３の発明は、吸入空気量と
エンジン回転数ＮＥとから基本噴射量ＴＡＵＰを求める
タイプの燃料噴射制御装置にも適用できる。

【０１０１】

【発明の効果】以上詳述したように第１又は第２の発明
では、排気ガス干渉を起こりにくくするために気筒群毎
に排気ガスの通路を集合させた排気系を有し、かつ、触
媒の上流及び下流にそれぞれ空燃比センサを設け、上下
各空燃比センサの出力に基づき空燃比フィードバック制
御を行うようにした内燃機関において、上流側空燃比セ
ンサの出力状態及び下流側空燃比センサの出力状態の変
化度合を算出し、その変化度合が予め設定した所定値よ
りも小さいとき、その変化度合が所定値以上となるよう
に気筒群毎に基本噴射量を補正するようにしている。特
に、第２の発明では、複数の気筒群が２つの気筒群から
なる場合、一方の気筒群での基本噴射量を増量補正する
とともに、他方の気筒群での基本噴射量を減量補正し
て、変化度合を所定値以上にするようにしている。

【０１０２】このため、燃料噴射弁の経時変化等により
気筒群間で燃料噴射量にばらつきが生じても、気筒群毎
に下流側空燃比センサを設けたり、各気筒群からの排気
ガスを触媒上流で合流させたりする対策を採らずに、前
記燃料噴射量のばらつきを吸収し、気筒群間で空燃比に
差が生ずるのを抑制できる。従って、下流側空燃比セン
サ追加によるコスト上昇を抑えることができる。また、
排気ガス合流に起因する、排気ガス干渉による機関出力
低下を招くことがない。

【０１０３】また、第３の発明では、基本噴射量に対す
る補正量が予め定めた所定範囲から外れても、変化度合
が所定値よりも小さいとき、上流側空燃比センサの出力
状態と、下流側空燃比センサの出力状態との変化度合に
基づき触媒の劣化判定を行うようにしている。このた
め、前記第１又は第２の発明の効果に加え、気筒群間で
の燃料噴射量のばらつきによる影響を除いて触媒の劣化
判定を行うことができ、その分劣化判定の精度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３の発明の基本的な概念構成を説明す
る概念構成図である。

【図２】第１〜第３の発明を具体化した一実施例におい
て、ガソリンエンジン及びその周辺装置を示す概略構成
図である。

【図３】一実施例におけるＥＣＵの構成等を示すブロッ
ク図である。

【図４】一実施例において、気筒群間で燃料噴射量のば
らつきがない場合の上下両酸素センサの出力波形、フィ
ードバック補正係数等を示す特性図である。

【図５】一実施例において、気筒群間で燃料噴射量のば
らつきが生じた場合の上下両酸素センサの出力波形、フ
ィードバック補正係数等を示す特性図である。

【図６】一実施例において、ＣＰＵにより実行される基
本噴射量補正ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【図７】同じく、基本噴射量補正ルーチンを説明するフ
ローチャートである。

【図８】一実施例において、ＣＰＵにより実行される触
媒劣化検出ルーチンを説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１…機関本体としてのエンジン本体、２…吸気通路、７
…燃料噴射弁、１２，１３…排気通路、１８…排気集合
部の一部を構成する触媒コンバータ、１９…排気分岐部
を構成する排気マニホルド、２１，２２…触媒、２３…
排気集合部の一部を構成する第１導出管、２４…排気集
合部の一部を構成する第２導出管、２５…上流側空燃比
センサとしての上流側酸素センサ、２６…下流側空燃比
センサとしての下流側酸素センサ、２８…運転状態検出
手段の一部を構成する吸気圧センサ、３０…運転状態検
出手段の一部を構成する回転数センサ、３７…基本噴射
量算出手段、最終噴射量算出手段、駆動制御手段、変化
度合算出手段、基本噴射量補正手段及び触媒劣化判定手
段としてのＣＰＵ、Ｇ１…第１気筒群、Ｇ２…第２気筒
群、Ｔ１，Ｔ２…出力状態としての出力周期、ΔＴ…変
化度合、Ａ…所定値としての判定値

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の気筒群を有する機関本体と、前記機関本体の各気筒に連通する吸気通路において気筒
群毎に設けられ、その吸気通路を流通する空気に燃料を
噴射して混合気を生成するための燃料噴射弁と、前記各気筒からの排気ガスを流通可能にした気筒数と同
数の排気分岐部、及び同排気分岐部の下流側に設けられ
た気筒群数と同数の排気集合部からなり、排気ガス干渉
を防止するための排気通路と、前記排気通路の各排気集合部の途中に配設された排気ガ
ス浄化用の触媒と、前記機関本体の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、前記運転状態検出手段による運転状態に基づき、各燃料
噴射弁の共通の基本噴射量を算出する基本噴射量算出手
段と、前記触媒の上流に設けられ、同触媒による浄化前の排気
ガス中の特定成分濃度を検出する上流側空燃比センサ
と、前記触媒の下流に共通に設けられ、同触媒による浄化後
の排気ガス中の特定成分濃度を検出する１つの下流側空
燃比センサと、前記混合気の空燃比を所定空燃比とするべく、前記上流
側空燃比センサ及び下流側空燃比センサの各出力に応じ
て、前記基本噴射量算出手段による基本噴射量を補正し
て最終噴射量を算出する最終噴射量算出手段と、前記最終噴射量算出手段による最終噴射量に応じて燃料
噴射弁を駆動制御する駆動制御手段とを備えた内燃機関
の燃料噴射制御装置において、前記上流側空燃比センサの出力状態及び下流側空燃比セ
ンサの出力状態の変化度合を算出する変化度合算出手段
と、前記変化度合算出手段による変化度合が予め設定した所
定値よりも小さいとき、その変化度合が所定値以上とな
るように、基本噴射量算出手段による基本噴射量を気筒
群毎に補正する基本噴射量補正手段とを設けたことを特
徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】複数の気筒群を２つの気筒群にて構成
し、前記変化度合算出手段による変化度合が所定値より
も小さいとき、基本噴射量補正手段により、一方の気筒
群での基本噴射量を増量補正するとともに、他方の気筒
群での基本噴射量を減量補正して、前記変化度合を所定
値以上にするようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】基本噴射量補正手段による補正量が予め
定めた所定範囲から外れても、基本噴射量補正後の変化
度合算出手段による変化度合が所定値よりも小さいと
き、上流側空燃比センサの出力状態と、下流側空燃比セ
ンサの出力状態との変化度合に基づき触媒の劣化判定を
行う触媒劣化判定手段を設けたことを特徴とする請求項
１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。