JPH11159376A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH11159376A JPH11159376A JP32310897A JP32310897A JPH11159376A JP H11159376 A JPH11159376 A JP H11159376A JP 32310897 A JP32310897 A JP 32310897A JP 32310897 A JP32310897 A JP 32310897A JP H11159376 A JPH11159376 A JP H11159376A
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- fuel ratio
- fuel
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の気筒群を有する内燃機関で各気筒群ご
との排気通路が集合した排気集合通路に触媒上流側空燃
比センサを設けて空燃比フィードバック制御を行う空燃
比制御装置において、空燃比制御精度を向上させる。 【解決手段】 Ａバンクの排気通路１１とＢバンクの排
気通路１１との合流部では、Ａバンクの気筒から排出さ
れる排気ガスとＢバンクの気筒から排出される排気ガス
とが混合（ミキシング）してしまい、Ａ／Ｆセンサ１３
によって検出される空燃比がいずれの気筒の燃焼状態を
反映しているのかを確実に把握することができない場合
が生じうる。そこで、本実施形態においては、排気ガス
の混合状態を検出すべく、混合状態が発生しやすい運転
状況を予めマップ化して記憶しておき、フィードバック
燃料補正量を変更する。また、Ａ／Ｆセンサ１３に対す
る排気ガスの当たり状態を検出し、同様にフィードバッ
ク燃料補正量を変更する。
との排気通路が集合した排気集合通路に触媒上流側空燃
比センサを設けて空燃比フィードバック制御を行う空燃
比制御装置において、空燃比制御精度を向上させる。 【解決手段】 Ａバンクの排気通路１１とＢバンクの排
気通路１１との合流部では、Ａバンクの気筒から排出さ
れる排気ガスとＢバンクの気筒から排出される排気ガス
とが混合（ミキシング）してしまい、Ａ／Ｆセンサ１３
によって検出される空燃比がいずれの気筒の燃焼状態を
反映しているのかを確実に把握することができない場合
が生じうる。そこで、本実施形態においては、排気ガス
の混合状態を検出すべく、混合状態が発生しやすい運転
状況を予めマップ化して記憶しておき、フィードバック
燃料補正量を変更する。また、Ａ／Ｆセンサ１３に対す
る排気ガスの当たり状態を検出し、同様にフィードバッ
ク燃料補正量を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関におい
て、吸入空気量に応じて適量の燃料を供給することによ
り、空気と燃料との混合比（空燃比：Ａ／Ｆ）を所望の
値に制御する装置（空燃比制御装置）に関し、より詳細
には、複数の気筒群を有する内燃機関の排気通路に空燃
比に対してリニアな出力を発生する空燃比センサ（Ａ／
Ｆセンサ）を設けて空燃比フィードバック制御を行う空
燃比制御装置に関する。
て、吸入空気量に応じて適量の燃料を供給することによ
り、空気と燃料との混合比（空燃比：Ａ／Ｆ）を所望の
値に制御する装置（空燃比制御装置）に関し、より詳細
には、複数の気筒群を有する内燃機関の排気通路に空燃
比に対してリニアな出力を発生する空燃比センサ（Ａ／
Ｆセンサ）を設けて空燃比フィードバック制御を行う空
燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用内燃機関において
は、排気ガス浄化対策として、不完全燃焼成分であるＨ
Ｃ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気
中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮＯ
x （窒素酸化物）の還元とを同時に促進する三元触媒が
利用されている。そのような三元触媒による酸化・還元
能力を高めるためには、機関の燃焼状態を示す空燃比
（Ａ／Ｆ）を理論空燃比近傍（ウィンドウ）に制御する
必要がある。そのため、機関における燃料噴射制御にお
いては、排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理
論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するＯ2 センサ
（酸素センサ）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料
量を補正する空燃比フィードバック制御が行われてい
る。
は、排気ガス浄化対策として、不完全燃焼成分であるＨ
Ｃ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気
中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮＯ
x （窒素酸化物）の還元とを同時に促進する三元触媒が
利用されている。そのような三元触媒による酸化・還元
能力を高めるためには、機関の燃焼状態を示す空燃比
（Ａ／Ｆ）を理論空燃比近傍（ウィンドウ）に制御する
必要がある。そのため、機関における燃料噴射制御にお
いては、排気ガス中の残留酸素濃度に基づき空燃比が理
論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するＯ2 センサ
（酸素センサ）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料
量を補正する空燃比フィードバック制御が行われてい
る。
【０００３】かかる空燃比フィードバック制御では、酸
素濃度を検出するＯ2 センサをできるだけ燃焼室に近い
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサの出力よりも緩やかに変化し、従
って混合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ
2 センサシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイ
ン空燃比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 セ
ンサによるサブ空燃比フィードバック制御を実施するも
のであり、メイン空燃比フィードバック制御による空燃
比補正係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正
することにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつ
きを吸収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
素濃度を検出するＯ2 センサをできるだけ燃焼室に近い
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサの出力よりも緩やかに変化し、従
って混合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ
2 センサシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイ
ン空燃比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 セ
ンサによるサブ空燃比フィードバック制御を実施するも
のであり、メイン空燃比フィードバック制御による空燃
比補正係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正
することにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつ
きを吸収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
【０００４】また、近年においては、三元触媒が常に一
定の安定した浄化性能を発揮しうるように空燃比を制御
する内燃機関も開発されている。すなわち、三元触媒の
Ｏ2ストレージ能力は、排気ガスがリーン状態にあると
きに過剰分の酸素を吸着し、排気ガスがリッチ状態にあ
るときに不足分の酸素を放出することにより、排気ガス
を浄化するものであるが、このような能力は有限なもの
である。従って、Ｏ2ストレージ能力を効果的に利用す
るためには、排気ガスの空燃比が次にリッチ状態又はリ
ーン状態のいずれとなってもよいように、触媒中に貯蔵
されている酸素の量を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量
の半分）に維持することが肝要であり、そのように維持
されていれば、常に一定のＯ2 吸着・放出作用が可能と
なり、結果として触媒による一定の酸化・還元能力が常
に得られる。
定の安定した浄化性能を発揮しうるように空燃比を制御
する内燃機関も開発されている。すなわち、三元触媒の
Ｏ2ストレージ能力は、排気ガスがリーン状態にあると
きに過剰分の酸素を吸着し、排気ガスがリッチ状態にあ
るときに不足分の酸素を放出することにより、排気ガス
を浄化するものであるが、このような能力は有限なもの
である。従って、Ｏ2ストレージ能力を効果的に利用す
るためには、排気ガスの空燃比が次にリッチ状態又はリ
ーン状態のいずれとなってもよいように、触媒中に貯蔵
されている酸素の量を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量
の半分）に維持することが肝要であり、そのように維持
されていれば、常に一定のＯ2 吸着・放出作用が可能と
なり、結果として触媒による一定の酸化・還元能力が常
に得られる。
【０００５】このように触媒の浄化性能を維持すべくＯ
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
例えば、空燃比をリニアに検出可能な空燃比センサ（全
域空燃比センサ、リニアＡ／Ｆセンサ、又は単にＡ／Ｆ
センサという）が用いられ、比例及び積分動作（ＰＩ動
作）によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）が行われ
る。すなわち、 次回燃料補正量＝ＫP ＊（今回燃料偏差）＋ＫI ＊Σ（今までの燃料偏差） 但し、燃料偏差＝実筒内燃料量−目標筒内燃料量 実筒内燃料量＝実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量 ＝空気量検出値／空燃比検出値 目標筒内燃料量＝筒内吸気を目標空燃比の混合気とする筒内燃料量 ＝空気量検出値／目標空燃比 目標空燃比＝理論空燃比 ＫP ＝比例項ゲイン ＫI ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
例えば、空燃比をリニアに検出可能な空燃比センサ（全
域空燃比センサ、リニアＡ／Ｆセンサ、又は単にＡ／Ｆ
センサという）が用いられ、比例及び積分動作（ＰＩ動
作）によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）が行われ
る。すなわち、 次回燃料補正量＝ＫP ＊（今回燃料偏差）＋ＫI ＊Σ（今までの燃料偏差） 但し、燃料偏差＝実筒内燃料量−目標筒内燃料量 実筒内燃料量＝実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量 ＝空気量検出値／空燃比検出値 目標筒内燃料量＝筒内吸気を目標空燃比の混合気とする筒内燃料量 ＝空気量検出値／目標空燃比 目標空燃比＝理論空燃比 ＫP ＝比例項ゲイン ＫI ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
【０００６】上記した燃料補正量の演算式からわかるよ
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。なお、かかるＯ2 ストレージ量一定制御システ
ムにおいても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補
償するために、触媒下流側にＯ2 センサが設けられるこ
とがある（例えば、特開平7-197837号公報参照）。
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。なお、かかるＯ2 ストレージ量一定制御システ
ムにおいても、Ａ／Ｆセンサの出力特性のばらつきを補
償するために、触媒下流側にＯ2 センサが設けられるこ
とがある（例えば、特開平7-197837号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
7-197837号公報においては、実施例として、Ｖ型の気筒
配列（バンク）を有する内燃機関における空燃比制御装
置が記載されており、その装置では触媒上流側の空燃比
センサが各バンクごとの排気通路にそれぞれ設けられて
いる。そこで、バンクごとの排気通路が集合した排気集
合通路に上流側空燃比センサを１つだけ設けて空燃比フ
ィードバック制御を行うことが可能であれば、コストダ
ウンを図ることができる。
7-197837号公報においては、実施例として、Ｖ型の気筒
配列（バンク）を有する内燃機関における空燃比制御装
置が記載されており、その装置では触媒上流側の空燃比
センサが各バンクごとの排気通路にそれぞれ設けられて
いる。そこで、バンクごとの排気通路が集合した排気集
合通路に上流側空燃比センサを１つだけ設けて空燃比フ
ィードバック制御を行うことが可能であれば、コストダ
ウンを図ることができる。
【０００８】しかしながら、その場合、各バンクからの
排気ガスの排気通路合流部での混合（ミキシング）や、
空燃比センサに対する排気ガスの当たり状態を考慮する
ことなく空燃比制御を行うと、制御の精度が問題とな
り、排気浄化性を悪化させる事態を招く。
排気ガスの排気通路合流部での混合（ミキシング）や、
空燃比センサに対する排気ガスの当たり状態を考慮する
ことなく空燃比制御を行うと、制御の精度が問題とな
り、排気浄化性を悪化させる事態を招く。
【０００９】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、複数
の気筒群を有する内燃機関で各気筒群ごとの排気通路が
集合した排気集合通路に触媒上流側空燃比センサを設け
て空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御装置にお
いて、排気混合状態や空燃比センサへの排気当たり状態
を考慮することにより空燃比制御精度を向上させること
にある。
の気筒群を有する内燃機関で各気筒群ごとの排気通路が
集合した排気集合通路に触媒上流側空燃比センサを設け
て空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御装置にお
いて、排気混合状態や空燃比センサへの排気当たり状態
を考慮することにより空燃比制御精度を向上させること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によれば、複数の気筒群ごとの
排気通路が集合した排気集合通路に三元触媒が設けられ
た内燃機関の空燃比制御装置であって、前記三元触媒よ
り上流側の前記排気集合通路に設置され、排気ガスの空
燃比にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサと、
前記空燃比センサによって現在検出されている空燃比と
所定の遅延時間前の吸入空気量とに基づいて実燃料量の
目標燃料量からの偏差を算出し、該偏差に応じて燃料の
フィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック
制御手段と、前記排気集合通路内での前記各気筒群から
の排気の混合状態を検出する混合検出手段と、前記混合
検出手段によって検出される排気の混合状態に基づい
て、前記空燃比フィードバック制御手段において算出さ
れるフィードバック補正量を変更するフィードバック補
正量変更手段と、を具備する、内燃機関の空燃比制御装
置が提供される。
に、本発明の第１の態様によれば、複数の気筒群ごとの
排気通路が集合した排気集合通路に三元触媒が設けられ
た内燃機関の空燃比制御装置であって、前記三元触媒よ
り上流側の前記排気集合通路に設置され、排気ガスの空
燃比にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサと、
前記空燃比センサによって現在検出されている空燃比と
所定の遅延時間前の吸入空気量とに基づいて実燃料量の
目標燃料量からの偏差を算出し、該偏差に応じて燃料の
フィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック
制御手段と、前記排気集合通路内での前記各気筒群から
の排気の混合状態を検出する混合検出手段と、前記混合
検出手段によって検出される排気の混合状態に基づい
て、前記空燃比フィードバック制御手段において算出さ
れるフィードバック補正量を変更するフィードバック補
正量変更手段と、を具備する、内燃機関の空燃比制御装
置が提供される。
【００１１】また、本発明の第２の態様によれば、複数
の気筒群ごとの排気通路が集合した排気集合通路に三元
触媒が設けられた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記三元触媒より上流側の前記排気集合通路に設置さ
れ、排気ガスの空燃比にほぼ比例する出力特性を有する
空燃比センサと、前記空燃比センサによって現在検出さ
れている空燃比と所定の遅延時間前の吸入空気量とに基
づいて実燃料量の目標燃料量からの偏差を算出し、該偏
差に応じて燃料のフィードバック補正量を算出する空燃
比フィードバック制御手段と、前記空燃比センサに対す
る排気の当たり状態を検出する排気当たり検出手段と、
前記排気当たり検出手段によって検出される排気の当た
り状態に基づいて、前記空燃比フィードバック制御手段
において算出されるフィードバック補正量を変更するフ
ィードバック補正量変更手段と、を具備する、内燃機関
の空燃比制御装置が提供される。
の気筒群ごとの排気通路が集合した排気集合通路に三元
触媒が設けられた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記三元触媒より上流側の前記排気集合通路に設置さ
れ、排気ガスの空燃比にほぼ比例する出力特性を有する
空燃比センサと、前記空燃比センサによって現在検出さ
れている空燃比と所定の遅延時間前の吸入空気量とに基
づいて実燃料量の目標燃料量からの偏差を算出し、該偏
差に応じて燃料のフィードバック補正量を算出する空燃
比フィードバック制御手段と、前記空燃比センサに対す
る排気の当たり状態を検出する排気当たり検出手段と、
前記排気当たり検出手段によって検出される排気の当た
り状態に基づいて、前記空燃比フィードバック制御手段
において算出されるフィードバック補正量を変更するフ
ィードバック補正量変更手段と、を具備する、内燃機関
の空燃比制御装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係る空燃比
制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。この機関は、車両に内燃機関として搭載される独立
噴射型Ｖ型６気筒４ストロークサイクルレシプロガソリ
ン機関である。図１において、機関本体１には、Ｖ字の
左側に＃１気筒、＃２気筒及び＃３気筒、右側に＃４気
筒、＃５気筒及び＃６気筒が紙面の厚み方向に並設され
ている。なお、図面では、＃１気筒及び＃４気筒のみが
示されている。また、噴射及び点火の順序は、＃１気
筒、＃５気筒、＃３気筒、＃６気筒、＃２気筒、＃４気
筒の順である。
制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。この機関は、車両に内燃機関として搭載される独立
噴射型Ｖ型６気筒４ストロークサイクルレシプロガソリ
ン機関である。図１において、機関本体１には、Ｖ字の
左側に＃１気筒、＃２気筒及び＃３気筒、右側に＃４気
筒、＃５気筒及び＃６気筒が紙面の厚み方向に並設され
ている。なお、図面では、＃１気筒及び＃４気筒のみが
示されている。また、噴射及び点火の順序は、＃１気
筒、＃５気筒、＃３気筒、＃６気筒、＃２気筒、＃４気
筒の順である。
【００１４】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
空気流量を直接計測するものであり、本実施形態では熱
線式エアフローメータが使用され、吸入空気の質量流量
ＧＡ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に入力されている。また、吸気通路２の
スロットル弁１８には、スロットル弁１８の開度ＴＡを
検出するためのスロットル開度センサ１９が設けられて
いる。このセンサ１９の出力信号は、制御回路１０のＡ
／Ｄ変換回路１０１に供給される。
ータ３が設けられている。エアフローメータ３は、吸入
空気流量を直接計測するものであり、本実施形態では熱
線式エアフローメータが使用され、吸入空気の質量流量
ＧＡ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に入力されている。また、吸気通路２の
スロットル弁１８には、スロットル弁１８の開度ＴＡを
検出するためのスロットル開度センサ１９が設けられて
いる。このセンサ１９の出力信号は、制御回路１０のＡ
／Ｄ変換回路１０１に供給される。
【００１５】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基準位置センサ５、及び
クランク角に換算して３０°毎にクランク角検出用パル
ス信号を発生するクランク角センサ６がそれぞれ設けら
れている。これらセンサ５及び６のパルス信号は、制御
回路１０の入出力インタフェース１０２に供給され、こ
のうちクランク角センサ６の出力は更にＣＰＵ１０３の
割込み端子に供給される。
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基準位置センサ５、及び
クランク角に換算して３０°毎にクランク角検出用パル
ス信号を発生するクランク角センサ６がそれぞれ設けら
れている。これらセンサ５及び６のパルス信号は、制御
回路１０の入出力インタフェース１０２に供給され、こ
のうちクランク角センサ６の出力は更にＣＰＵ１０３の
割込み端子に供給される。
【００１６】また、吸気通路２には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７が各気
筒毎に設けられている。
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が各気
筒毎に設けられている。
【００１７】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。
ォータジャケットには、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。
【００１８】機関１の左バンク（以下、Ａバンクとい
う）及び右バンク（以下Ｂバンクという）ごとの排気通
路１１は、合流しており、合流部より下流の排気集合通
路１４には、排気ガス中の３つの有害成分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１６が設けられている。そして、触媒コンバータ１
６より上流側の排気集合通路１４には空燃比センサ（上
流側空燃比センサ）１３が設けられている。さらに、触
媒コンバータ１６より下流側の排気集合通路１４には第
２の空燃比センサ（下流側空燃比センサ）１７が設けら
れている。
う）及び右バンク（以下Ｂバンクという）ごとの排気通
路１１は、合流しており、合流部より下流の排気集合通
路１４には、排気ガス中の３つの有害成分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１６が設けられている。そして、触媒コンバータ１
６より上流側の排気集合通路１４には空燃比センサ（上
流側空燃比センサ）１３が設けられている。さらに、触
媒コンバータ１６より下流側の排気集合通路１４には第
２の空燃比センサ（下流側空燃比センサ）１７が設けら
れている。
【００１９】本実施形態では、上流側空燃比センサ１３
としては、排気中の酸素成分濃度と広い空燃比範囲で一
対一に対応する、つまり排気空燃比と一対一に対応する
出力信号を発生する全域空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）
が使用されている。図２は、本実施形態で使用されるＡ
／Ｆセンサの出力特性を示している。一方、下流側空燃
比センサ１７としては、Ａ／Ｆセンサと同様に排気中の
酸素濃度に応じた電圧信号を出力するが、理論空燃比近
傍で比較的急激に変化する特性（いわゆるＺ特性）を示
すＯ2 センサが使用されている。図３は、本実施形態で
使用されるＯ2センサの出力特性を示している。Ａ／Ｆ
センサ１３が出力する電圧信号及びＯ2センサ１７が出
力する電圧信号は、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１
に供給される。
としては、排気中の酸素成分濃度と広い空燃比範囲で一
対一に対応する、つまり排気空燃比と一対一に対応する
出力信号を発生する全域空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）
が使用されている。図２は、本実施形態で使用されるＡ
／Ｆセンサの出力特性を示している。一方、下流側空燃
比センサ１７としては、Ａ／Ｆセンサと同様に排気中の
酸素濃度に応じた電圧信号を出力するが、理論空燃比近
傍で比較的急激に変化する特性（いわゆるＺ特性）を示
すＯ2 センサが使用されている。図３は、本実施形態で
使用されるＯ2センサの出力特性を示している。Ａ／Ｆ
センサ１３が出力する電圧信号及びＯ2センサ１７が出
力する電圧信号は、制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１
に供給される。
【００２０】本実施形態では、制御回路１０は、たとえ
ばマイクロコンピュータシステムとして構成され、Ａ／
Ｄ変換器１０１、入出力インタフェース１０２、ＣＰＵ
１０３の他に、ＲＯＭ１０４、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。制御回路１０は、機関１の燃料噴射制御、点
火時期制御等の基本制御を行う。
ばマイクロコンピュータシステムとして構成され、Ａ／
Ｄ変換器１０１、入出力インタフェース１０２、ＣＰＵ
１０３の他に、ＲＯＭ１０４、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。制御回路１０は、機関１の燃料噴射制御、点
火時期制御等の基本制御を行う。
【００２１】さらに、制御回路１０においては、ダウン
カウンタ１０８、フリップフロップ１０９及び駆動回路
１１０が、燃料噴射弁７を制御するために各気筒に対応
して設けられている。すなわち、後述のルーチンにおい
て、燃料噴射量（噴射時間）が演算されると、噴射時間
がダウンカウンタ１０８にプリセットされると共にフリ
ップフロップ１０９もセットされる。この結果、駆動回
路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウ
ンカウンタ１０８がクロック信号（図示せず）を計数し
て最後にその出力端子が“１”レベルとなったときに、
フリップフロップ１０９がリセットされて駆動回路１１
０は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃
料噴射時間だけ燃料噴射弁７は付勢され、噴射時間に応
じた量の燃料が各気筒の燃焼室に送り込まれることにな
る。
カウンタ１０８、フリップフロップ１０９及び駆動回路
１１０が、燃料噴射弁７を制御するために各気筒に対応
して設けられている。すなわち、後述のルーチンにおい
て、燃料噴射量（噴射時間）が演算されると、噴射時間
がダウンカウンタ１０８にプリセットされると共にフリ
ップフロップ１０９もセットされる。この結果、駆動回
路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウ
ンカウンタ１０８がクロック信号（図示せず）を計数し
て最後にその出力端子が“１”レベルとなったときに、
フリップフロップ１０９がリセットされて駆動回路１１
０は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃
料噴射時間だけ燃料噴射弁７は付勢され、噴射時間に応
じた量の燃料が各気筒の燃焼室に送り込まれることにな
る。
【００２２】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インタフェ
ース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信し
た時、等である。吸入空気流量データ、冷却水温データ
及びスロットル開度データは、所定時間もしくは所定ク
ランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取
込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。つま
り、ＲＡＭ１０５における吸入空気流量（質量）データ
ＧＡ、冷却水温データＴＨＷ及びスロットル開度データ
ＴＡ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°ＣＡ（クラ
ンク角）毎の割込みによって演算されてＲＡＭ１０５の
所定領域に格納される。また、機関負荷としての機関１
回転当たりの吸入空気量（質量）ＧＮも、ＧＮ←ＧＡ／
ＮＥなる演算が一定周期で実行されてＲＡＭ１０５の所
定領域に格納されている。
Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インタフェ
ース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信し
た時、等である。吸入空気流量データ、冷却水温データ
及びスロットル開度データは、所定時間もしくは所定ク
ランク角毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取
込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に格納される。つま
り、ＲＡＭ１０５における吸入空気流量（質量）データ
ＧＡ、冷却水温データＴＨＷ及びスロットル開度データ
ＴＡ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°ＣＡ（クラ
ンク角）毎の割込みによって演算されてＲＡＭ１０５の
所定領域に格納される。また、機関負荷としての機関１
回転当たりの吸入空気量（質量）ＧＮも、ＧＮ←ＧＡ／
ＮＥなる演算が一定周期で実行されてＲＡＭ１０５の所
定領域に格納されている。
【００２３】以下では、本発明に係る空燃比制御（燃料
噴射制御）について詳細に説明すべく、関連する処理ル
ーチンの手順を順次示す。
噴射制御）について詳細に説明すべく、関連する処理ル
ーチンの手順を順次示す。
【００２４】図４は、Ａバンク用筒内空気量推定及び目
標筒内燃料量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。本ルーチンは、Ａバンクの気筒に対する燃
料噴射ごと（＃１気筒、＃３気筒、＃２気筒の順）、す
なわち２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごとに実行さ
れる。まず、本ルーチンの前回までの走行により得られ
ている筒内空気量ＭＣA [i] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ
A [i] を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，
ｎ−１）回前のＭＣA [i] 及びＦＣＲA [i] を、第“ｉ
＋１”回前のＭＣA [i+1] 及びＦＣＲA [i+1] とする
（ステップ２０２）。これは、図５（Ａ）に示されるよ
うに、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣA [i]及び目標筒内
燃料量ＦＣＲA [i] のデータをＲＡＭ１０５内に記憶
し、今回新たにＭＣA [0] 及びＦＣＲA [0] を算出する
ためである。
標筒内燃料量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ートである。本ルーチンは、Ａバンクの気筒に対する燃
料噴射ごと（＃１気筒、＃３気筒、＃２気筒の順）、す
なわち２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごとに実行さ
れる。まず、本ルーチンの前回までの走行により得られ
ている筒内空気量ＭＣA [i] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ
A [i] を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，
ｎ−１）回前のＭＣA [i] 及びＦＣＲA [i] を、第“ｉ
＋１”回前のＭＣA [i+1] 及びＦＣＲA [i+1] とする
（ステップ２０２）。これは、図５（Ａ）に示されるよ
うに、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣA [i]及び目標筒内
燃料量ＦＣＲA [i] のデータをＲＡＭ１０５内に記憶
し、今回新たにＭＣA [0] 及びＦＣＲA [0] を算出する
ためである。
【００２５】次いで、現在の機関負荷ＧＮ、機関回転速
度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づいて、筒内に供給
される空気量ＭＣA [0] を推定する（ステップ２０
４）。なお、一般に、筒内空気量は、機関負荷ＧＮ及び
機関回転速度ＮＥから推定可能であるが、本実施形態で
は、スロットル開度ＴＡの値の変化より過渡状態を検出
して、過渡状態においても精密な筒内空気量が算出され
るようにしている。
度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づいて、筒内に供給
される空気量ＭＣA [0] を推定する（ステップ２０
４）。なお、一般に、筒内空気量は、機関負荷ＧＮ及び
機関回転速度ＮＥから推定可能であるが、本実施形態で
は、スロットル開度ＴＡの値の変化より過渡状態を検出
して、過渡状態においても精密な筒内空気量が算出され
るようにしている。
【００２６】次いで、筒内空気量ＭＣA [0] と目標空燃
比としての理論空燃比ＡＦＴとに基づき、 ＦＣＲA [0] ←ＭＣA [0] ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒
内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲA [0] を算出する
（ステップ２０６）。このようにして算出された筒内空
気量ＭＣA [0] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲA [0] は、今
回得られた最新のデータとして、図５（Ａ）に示される
ような形式でＲＡＭ１０５内に記憶される。
比としての理論空燃比ＡＦＴとに基づき、 ＦＣＲA [0] ←ＭＣA [0] ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒
内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲA [0] を算出する
（ステップ２０６）。このようにして算出された筒内空
気量ＭＣA [0] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲA [0] は、今
回得られた最新のデータとして、図５（Ａ）に示される
ような形式でＲＡＭ１０５内に記憶される。
【００２７】なお、同様に、Ｂバンク用筒内空気量推定
及び目標筒内燃料量算出ルーチンが、Ｂバンクの気筒に
対する燃料噴射ごと（＃５気筒、＃６気筒、＃４気筒の
順）、すなわち２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごと
（Ａバンク用ルーチンの実行時期と１２０°ＣＡずれて
いる）に実行され、図５（Ｂ）に示されるように、ＲＡ
Ｍ１０５内に筒内空気量ＭＣB [i] 及び目標筒内燃料量
ＦＣＲB [i] が形成される。
及び目標筒内燃料量算出ルーチンが、Ｂバンクの気筒に
対する燃料噴射ごと（＃５気筒、＃６気筒、＃４気筒の
順）、すなわち２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごと
（Ａバンク用ルーチンの実行時期と１２０°ＣＡずれて
いる）に実行され、図５（Ｂ）に示されるように、ＲＡ
Ｍ１０５内に筒内空気量ＭＣB [i] 及び目標筒内燃料量
ＦＣＲB [i] が形成される。
【００２８】図６及び図７は、Ａバンク用メイン空燃比
フィードバック制御ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャートである。このルーチンも、２４０°ＣＡ周期の所
定クランク角ごとに実行される。また、図８（Ａ）、図
９、図１０及び図１１は、本ルーチンで使用されるマッ
プを示し、詳細には、図８（Ａ）は、機関回転速度ＮＥ
と機関負荷ＧＮとに応じてフィードバック制御における
遅延サイクル数ｄA を定めるマップを示す図であり、図
９は、遅延サイクル数ｄA に対する過渡補正量ｄACを定
めるマップを示す図である。図１０は、排気の混合状態
を考慮し、積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに
応じてフィードバック燃料補正量ＤＦAを補正するため
の補正係数ＫＭA を定めるマップを示し、図１１は、Ａ
／Ｆセンサに対する排気の当たり状態を考慮し、積算吸
入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバ
ック燃料補正量ＤＦA を補正するための補正係数ＫＧA
を定めるマップを示している。
フィードバック制御ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャートである。このルーチンも、２４０°ＣＡ周期の所
定クランク角ごとに実行される。また、図８（Ａ）、図
９、図１０及び図１１は、本ルーチンで使用されるマッ
プを示し、詳細には、図８（Ａ）は、機関回転速度ＮＥ
と機関負荷ＧＮとに応じてフィードバック制御における
遅延サイクル数ｄA を定めるマップを示す図であり、図
９は、遅延サイクル数ｄA に対する過渡補正量ｄACを定
めるマップを示す図である。図１０は、排気の混合状態
を考慮し、積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに
応じてフィードバック燃料補正量ＤＦAを補正するため
の補正係数ＫＭA を定めるマップを示し、図１１は、Ａ
／Ｆセンサに対する排気の当たり状態を考慮し、積算吸
入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバ
ック燃料補正量ＤＦA を補正するための補正係数ＫＧA
を定めるマップを示している。
【００２９】まず、フィードバックを実行すべき条件が
成立するか否かを判定する（ステップ３０２）。例え
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、Ａ／Ｆセンサ１３の出力信号変化が
ない時、燃料カット中、等はフィードバック条件不成立
となり、その他の場合は条件成立となる。条件不成立の
ときには、フィードバック制御による燃料補正量ＤＦA
を０とし（ステップ３３４）、本ルーチンを終了する。
成立するか否かを判定する（ステップ３０２）。例え
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、Ａ／Ｆセンサ１３の出力信号変化が
ない時、燃料カット中、等はフィードバック条件不成立
となり、その他の場合は条件成立となる。条件不成立の
ときには、フィードバック制御による燃料補正量ＤＦA
を０とし（ステップ３３４）、本ルーチンを終了する。
【００３０】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている燃料偏差（実筒
内燃料量と目標筒内燃料量との差）ＦＤA [i] を更新す
る。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｍ−１）回前の
ＦＤA [i] を第“ｉ＋１”回前のＦＤA [i+1] とする
（ステップ３０４）。これは、過去ｍ回分の燃料偏差Ｆ
ＤA [i] のデータをＲＡＭ１０５内に記憶し、今回新た
に燃料偏差ＦＤA [0] を算出するためである。
ンの前回までの走行により得られている燃料偏差（実筒
内燃料量と目標筒内燃料量との差）ＦＤA [i] を更新す
る。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｍ−１）回前の
ＦＤA [i] を第“ｉ＋１”回前のＦＤA [i+1] とする
（ステップ３０４）。これは、過去ｍ回分の燃料偏差Ｆ
ＤA [i] のデータをＲＡＭ１０５内に記憶し、今回新た
に燃料偏差ＦＤA [0] を算出するためである。
【００３１】次いで、Ａ／Ｆセンサ１３の出力電圧値Ｖ
ＡＦを検出する（ステップ３０６）。次いで、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ３０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図２
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ３１０）。なお、図２のマップや後
述する各マップは、ＲＯＭ１０４にあらかじめ格納され
ている。
ＡＦを検出する（ステップ３０６）。次いで、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ３０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。そして、このような補正後のＶＡＦに基づき図２
の特性図を参照することにより、現在の空燃比ＡＢＦを
決定する（ステップ３１０）。なお、図２のマップや後
述する各マップは、ＲＯＭ１０４にあらかじめ格納され
ている。
【００３２】ところで、実際に筒内で燃焼せしめられた
燃料量（実筒内燃料量）を求めるべく空気量検出値と空
燃比検出値とに基づく演算を行う場合には、次のような
遅延時間を考慮する必要がある。すなわち、吸入空気量
を検出してその量に応じた目標筒内燃料量を算出し燃料
を噴射した時点から、その混合気が筒内で燃焼し、その
排気ガスがＡ／Ｆセンサに到達してセンサが応答する時
点までの間に、ある程度の時間差が存在する。したがっ
て、現在Ａ／Ｆセンサで検出されている空燃比に対し所
定の遅延時間前の吸入空気量を対応させて実筒内燃料量
を算出し、その値と遅延時間前の目標筒内燃料量とに基
づき遅延時間前の燃料偏差を算出する必要がある。この
遅延時間は、排気通路の長さの相違からＡバンクとＢバ
ンクとで異なるとともに、機関回転速度及び機関負荷に
よって異なってくる。
燃料量（実筒内燃料量）を求めるべく空気量検出値と空
燃比検出値とに基づく演算を行う場合には、次のような
遅延時間を考慮する必要がある。すなわち、吸入空気量
を検出してその量に応じた目標筒内燃料量を算出し燃料
を噴射した時点から、その混合気が筒内で燃焼し、その
排気ガスがＡ／Ｆセンサに到達してセンサが応答する時
点までの間に、ある程度の時間差が存在する。したがっ
て、現在Ａ／Ｆセンサで検出されている空燃比に対し所
定の遅延時間前の吸入空気量を対応させて実筒内燃料量
を算出し、その値と遅延時間前の目標筒内燃料量とに基
づき遅延時間前の燃料偏差を算出する必要がある。この
遅延時間は、排気通路の長さの相違からＡバンクとＢバ
ンクとで異なるとともに、機関回転速度及び機関負荷に
よって異なってくる。
【００３３】そこで、本実施形態においては、図８
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、それぞれＡバンク用遅
延サイクル数ｄA 及びＢバンク用遅延サイクル数ｄB を
機関回転速度ＮＥと機関負荷ＧＮとに応じて定める各マ
ップが準備されている。ステップ３１２では、現在の機
関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＧＮに基づいて図８（Ａ）
のマップを参照し、補間計算を実行することにより、遅
延サイクル数ｄA を求める。なお、その単位は、２４０
°ＣＡを１サイクルとするものである。
（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、それぞれＡバンク用遅
延サイクル数ｄA 及びＢバンク用遅延サイクル数ｄB を
機関回転速度ＮＥと機関負荷ＧＮとに応じて定める各マ
ップが準備されている。ステップ３１２では、現在の機
関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＧＮに基づいて図８（Ａ）
のマップを参照し、補間計算を実行することにより、遅
延サイクル数ｄA を求める。なお、その単位は、２４０
°ＣＡを１サイクルとするものである。
【００３４】また、過渡状態においては、遅延サイクル
数ｄA を補正することにより、その精度を高めることが
できる。例えば、負荷が小さい状態から大きい状態へと
変化するときには、排気通路の長さ当たりのガス量及び
ガスの塊が増大し、センサに到達するまでの時間が小さ
くなる。そこで、本実施形態においては、図９に示され
るようなマップを設けておき、前回の遅延サイクル数ｄ
AOと今回の遅延サイクル数ｄA との差Δｄにより過渡補
正量ｄACを求め、それを反映するようにしている。具体
的には、まず、Δｄ←ｄAO−ｄA なる演算を実行し（ス
テップ３１４）、次いで、Δｄに基づいて図９のマップ
を参照することにより過渡補正量ｄACを求め（ステップ
３１６）、そして、ｄA ←ｄA ＋ｄACなる演算により遅
延サイクル数ｄA の補正を実行する（ステップ３１
８）。最後に、次回の演算に備え、ｄ A をｄAOとして記
憶する（ステップ３２０）。
数ｄA を補正することにより、その精度を高めることが
できる。例えば、負荷が小さい状態から大きい状態へと
変化するときには、排気通路の長さ当たりのガス量及び
ガスの塊が増大し、センサに到達するまでの時間が小さ
くなる。そこで、本実施形態においては、図９に示され
るようなマップを設けておき、前回の遅延サイクル数ｄ
AOと今回の遅延サイクル数ｄA との差Δｄにより過渡補
正量ｄACを求め、それを反映するようにしている。具体
的には、まず、Δｄ←ｄAO−ｄA なる演算を実行し（ス
テップ３１４）、次いで、Δｄに基づいて図９のマップ
を参照することにより過渡補正量ｄACを求め（ステップ
３１６）、そして、ｄA ←ｄA ＋ｄACなる演算により遅
延サイクル数ｄA の補正を実行する（ステップ３１
８）。最後に、次回の演算に備え、ｄ A をｄAOとして記
憶する（ステップ３２０）。
【００３５】次に、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量
算出ルーチンにより既に算出されている、ｄA 回前の筒
内空気量ＭＣA [dA ] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ
A [dA ] （図５（Ａ）参照）に基づき、 ＦＤA [0] ←ＭＣA [dA ] ／ＡＢＦ−ＦＣＲA [dA ] なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
すなわち実筒内燃料量と目標筒内燃料量との差を求める
（ステップ３２２）。なお、過去ｎ（＞ｄA ）回分の筒
内空気量ＭＣA [i] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲA [i] を
記憶しておく必要があるのは、上述のような遅延時間の
ためである。
算出ルーチンにより既に算出されている、ｄA 回前の筒
内空気量ＭＣA [dA ] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ
A [dA ] （図５（Ａ）参照）に基づき、 ＦＤA [0] ←ＭＣA [dA ] ／ＡＢＦ−ＦＣＲA [dA ] なる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量
すなわち実筒内燃料量と目標筒内燃料量との差を求める
（ステップ３２２）。なお、過去ｎ（＞ｄA ）回分の筒
内空気量ＭＣA [i] 及び目標筒内燃料量ＦＣＲA [i] を
記憶しておく必要があるのは、上述のような遅延時間の
ためである。
【００３６】次いで、 ＤＦA ←ＫＦＰA ＊ＦＤA [0] ＋ＫＦＩA ＊ΣＦＤ
A [i] なる演算により、比例・積分制御（ＰＩ制御）による燃
料補正量ＤＦA が決定される（ステップ３２４）。な
お、右辺第１項は、ＰＩ制御の比例項であり、ＫＦＰA
は、比例項ゲインである。また、右辺第２項は、ＰＩ制
御の積分項であり、ＫＦＩA は、積分項ゲインである。
A [i] なる演算により、比例・積分制御（ＰＩ制御）による燃
料補正量ＤＦA が決定される（ステップ３２４）。な
お、右辺第１項は、ＰＩ制御の比例項であり、ＫＦＰA
は、比例項ゲインである。また、右辺第２項は、ＰＩ制
御の積分項であり、ＫＦＩA は、積分項ゲインである。
【００３７】さて、Ａバンクの排気通路１１とＢバンク
の排気通路１１との合流部では、Ａバンクの気筒から排
出される排気ガスとＢバンクの気筒から排出される排気
ガスとが混合（ミキシング）してしまい、Ａ／Ｆセンサ
１３によって検出される空燃比がいずれの気筒の燃焼状
態を反映しているのかを確実に把握することができない
場合が生じうる。そのような場合には、Ａ／Ｆセンサ出
力に基づくフィードバック補正量をある程度抑制するこ
とが肝要である。そこで、本実施形態においては、排気
ガスの混合状態を検出すべく、混合状態が発生しやすい
運転状況を予めマップ化して記憶しておき、フィードバ
ック燃料補正量ＤＦA を補正するようにしている。その
場合、混合状態を排気通路内のガス流速とガス圧力とに
より求めたいが、本実施形態においては、それらの特性
にほぼ一致する機関回転速度とセンサまでの積算吸入空
気量とにより混合状態を推定している。
の排気通路１１との合流部では、Ａバンクの気筒から排
出される排気ガスとＢバンクの気筒から排出される排気
ガスとが混合（ミキシング）してしまい、Ａ／Ｆセンサ
１３によって検出される空燃比がいずれの気筒の燃焼状
態を反映しているのかを確実に把握することができない
場合が生じうる。そのような場合には、Ａ／Ｆセンサ出
力に基づくフィードバック補正量をある程度抑制するこ
とが肝要である。そこで、本実施形態においては、排気
ガスの混合状態を検出すべく、混合状態が発生しやすい
運転状況を予めマップ化して記憶しておき、フィードバ
ック燃料補正量ＤＦA を補正するようにしている。その
場合、混合状態を排気通路内のガス流速とガス圧力とに
より求めたいが、本実施形態においては、それらの特性
にほぼ一致する機関回転速度とセンサまでの積算吸入空
気量とにより混合状態を推定している。
【００３８】具体的には、図１０に示されるマップを参
照することにより、センサまでの積算吸入空気量ＲＡと
機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバック燃料補正量
ＤＦ A を補正するための補正係数ＫＭA を設定するよう
にしている。同マップでは、空気量ＲＡが小さくなり、
間欠流が多くなって、排気ガス濃度が分散するような運
転状態において、補正係数ＫＭA が小さくなるように設
定されている。処理としては、まず、ステップ３２６に
おいて、これまで検出されてきた吸入空気流量ＧＡに基
づいてセンサまでの積算吸入空気量ＲＡを推定する演算
を行う。次いで、ステップ３２８において、図１０のマ
ップを参照することにより、積算吸入空気量ＲＡと機関
回転速度ＮＥとに応じた補正係数ＫＭA を決定する。
照することにより、センサまでの積算吸入空気量ＲＡと
機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバック燃料補正量
ＤＦ A を補正するための補正係数ＫＭA を設定するよう
にしている。同マップでは、空気量ＲＡが小さくなり、
間欠流が多くなって、排気ガス濃度が分散するような運
転状態において、補正係数ＫＭA が小さくなるように設
定されている。処理としては、まず、ステップ３２６に
おいて、これまで検出されてきた吸入空気流量ＧＡに基
づいてセンサまでの積算吸入空気量ＲＡを推定する演算
を行う。次いで、ステップ３２８において、図１０のマ
ップを参照することにより、積算吸入空気量ＲＡと機関
回転速度ＮＥとに応じた補正係数ＫＭA を決定する。
【００３９】また、本発明においては、Ａ／Ｆセンサ１
３に対する排気ガスの当たり状態を考慮する。すなわ
ち、センサまでの積算吸入空気量が大きいと、排気ガス
がＡ／Ｆセンサ１３に確実に接触することとなって、Ａ
／Ｆセンサ１３の検出精度が一層増大しているとみなす
ことができる。そこで、本実施形態においては、センサ
までの積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとによっ
てセンサへの排気ガスの当たり状態を推定し、フィード
バック燃料補正量ＤＦA に対する補正係数ＫＧAを決定
する、図１１の如きマップを設けている。なお、このマ
ップでは、排気通路の形状等も考慮されている。処理と
しては、ステップ３３０において、センサまでの積算吸
入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに基づき図１１のマ
ップを参照することにより、補正係数ＫＧA を決定す
る。
３に対する排気ガスの当たり状態を考慮する。すなわ
ち、センサまでの積算吸入空気量が大きいと、排気ガス
がＡ／Ｆセンサ１３に確実に接触することとなって、Ａ
／Ｆセンサ１３の検出精度が一層増大しているとみなす
ことができる。そこで、本実施形態においては、センサ
までの積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとによっ
てセンサへの排気ガスの当たり状態を推定し、フィード
バック燃料補正量ＤＦA に対する補正係数ＫＧAを決定
する、図１１の如きマップを設けている。なお、このマ
ップでは、排気通路の形状等も考慮されている。処理と
しては、ステップ３３０において、センサまでの積算吸
入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに基づき図１１のマ
ップを参照することにより、補正係数ＫＧA を決定す
る。
【００４０】ステップ３２８及び３３０で求めた補正係
数ＫＭA 及びＫＧA は、相反する傾向となるため、最後
のステップ３３２では、 ＤＦA ←ＤＦA ＊（ＫＭA ＋ＫＧA ）／２ なる演算式に示されるように、両補正係数の平均値によ
り、フィードバック燃料補正量ＤＦA に対する補正演算
を行う。
数ＫＭA 及びＫＧA は、相反する傾向となるため、最後
のステップ３３２では、 ＤＦA ←ＤＦA ＊（ＫＭA ＋ＫＧA ）／２ なる演算式に示されるように、両補正係数の平均値によ
り、フィードバック燃料補正量ＤＦA に対する補正演算
を行う。
【００４１】なお、同様に、Ｂバンク用メイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンが、２４０°ＣＡ周期の所定
クランク角ごと（Ａバンク用ルーチンの実行時期と１２
０°ＣＡずれている）に実行される。Ｂバンク用メイン
空燃比フィードバック制御ルーチンにおいては、遅延サ
イクル数ｄB を定めるマップとして前述の図８（Ｂ）に
示されるものが採用されるほか、図９、図１０及び図１
１に対応するＢバンク用マップがそれぞれ準備されてい
る。また、ＰＩ制御のゲインもＢバンク用に適合せしめ
られた値に設定されている。
ィードバック制御ルーチンが、２４０°ＣＡ周期の所定
クランク角ごと（Ａバンク用ルーチンの実行時期と１２
０°ＣＡずれている）に実行される。Ｂバンク用メイン
空燃比フィードバック制御ルーチンにおいては、遅延サ
イクル数ｄB を定めるマップとして前述の図８（Ｂ）に
示されるものが採用されるほか、図９、図１０及び図１
１に対応するＢバンク用マップがそれぞれ準備されてい
る。また、ＰＩ制御のゲインもＢバンク用に適合せしめ
られた値に設定されている。
【００４２】図１２は、サブ空燃比フィードバック制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン
の場合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、
メイン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃
比フィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判定する（ステップ４０２）。条件不成立の場合に
は、Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ス
テップ４１２）、本ルーチンを終了する。
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン
の場合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、
メイン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃
比フィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判定する（ステップ４０２）。条件不成立の場合に
は、Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ス
テップ４１２）、本ルーチンを終了する。
【００４３】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている電圧偏差（実際
に検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力
電圧との差）ＶＤ[i] を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ
＝０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤ[i] を第“ｉ＋１”
回前のＶＤ[i+1] とする（ステップ４０４）。これは、
過去ｐ回分の電圧偏差ＶＤ[i] のデータをＲＡＭ１０５
内に記憶し、今回新たに電圧偏差ＶＤ[0] を算出するた
めである。
ンの前回までの走行により得られている電圧偏差（実際
に検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力
電圧との差）ＶＤ[i] を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ
＝０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤ[i] を第“ｉ＋１”
回前のＶＤ[i+1] とする（ステップ４０４）。これは、
過去ｐ回分の電圧偏差ＶＤ[i] のデータをＲＡＭ１０５
内に記憶し、今回新たに電圧偏差ＶＤ[0] を算出するた
めである。
【００４４】次いで、Ｏ2 センサ１７の出力電圧ＶＯＳ
を検出する（ステップ４０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ[0] ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧偏差ＶＤ
[0] を求める（ステップ４０８）。
を検出する（ステップ４０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ[0] ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧偏差ＶＤ
[0] を求める（ステップ４０８）。
【００４５】最後に、 ＤＶ←ＫＶＰ＊ＶＤ[0] ＋ＫＶＩ＊ΣＶＤ[i] なる演算により、ＰＩ制御によるＡ／Ｆセンサ出力電圧
補正量ＤＶを決定する（ステップ４１０）。なお、ＫＶ
Ｐ及びＫＶＩは、それぞれ比例項及び積分項のゲインで
ある。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、Ａバンク用及びＢバンク用の各メイン空燃比フィー
ドバック制御ルーチンにおいて、Ａ／Ｆセンサ１３によ
るフィードバック制御の制御中心電圧を変化させるため
に使用される。
補正量ＤＶを決定する（ステップ４１０）。なお、ＫＶ
Ｐ及びＫＶＩは、それぞれ比例項及び積分項のゲインで
ある。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、Ａバンク用及びＢバンク用の各メイン空燃比フィー
ドバック制御ルーチンにおいて、Ａ／Ｆセンサ１３によ
るフィードバック制御の制御中心電圧を変化させるため
に使用される。
【００４６】図１３は、Ａバンク用燃料噴射制御ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。このルーチ
ンは、２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごとに実行さ
れる。最初に、前述したＡバンク用筒内空気量推定及び
目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算出された目標筒
内燃料量ＦＣＲA [0] 、及びＡバンク用メイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィード
バック補正量ＤＦA に基づき、 ＦＩA ←ＦＣＲA [0] ＊α＋ＤＦA ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩA を決定する（ス
テップ５０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラ
メータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、水温センサ９によって検出される
機関冷却水温ＴＨＷに基づく基本的な補正が含まれ、ま
た、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態において
吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づく補正
が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量ＦＩA
がＡバンク内の該当気筒の燃料噴射弁７から噴射される
ように、該当気筒に対応するダウンカウンタ１０８、フ
リップフロップ１０９及び駆動回路１１０を制御する
（ステップ４０４）。
ンの処理手順を示すフローチャートである。このルーチ
ンは、２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごとに実行さ
れる。最初に、前述したＡバンク用筒内空気量推定及び
目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算出された目標筒
内燃料量ＦＣＲA [0] 、及びＡバンク用メイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィード
バック補正量ＤＦA に基づき、 ＦＩA ←ＦＣＲA [0] ＊α＋ＤＦA ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩA を決定する（ス
テップ５０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラ
メータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、水温センサ９によって検出される
機関冷却水温ＴＨＷに基づく基本的な補正が含まれ、ま
た、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態において
吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づく補正
が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量ＦＩA
がＡバンク内の該当気筒の燃料噴射弁７から噴射される
ように、該当気筒に対応するダウンカウンタ１０８、フ
リップフロップ１０９及び駆動回路１１０を制御する
（ステップ４０４）。
【００４７】なお、同様に、Ｂバンク用燃料噴射制御ル
ーチンが、２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごと（Ａ
バンク用ルーチンの実行時期と１２０°ＣＡずれてい
る）に実行される。
ーチンが、２４０°ＣＡ周期の所定クランク角ごと（Ａ
バンク用ルーチンの実行時期と１２０°ＣＡずれてい
る）に実行される。
【００４８】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、本実施形態は、触媒上流側に全域空燃比セ
ンサを備えるとともに触媒下流側にＯ2 センサを備える
ダブルセンサシステムに対して本発明を適用したもので
あるが、上述の説明から明らかなように、触媒上流側の
全域空燃比センサのみでフィードバック制御を行う機関
にも本発明は適用可能である。
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、本実施形態は、触媒上流側に全域空燃比セ
ンサを備えるとともに触媒下流側にＯ2 センサを備える
ダブルセンサシステムに対して本発明を適用したもので
あるが、上述の説明から明らかなように、触媒上流側の
全域空燃比センサのみでフィードバック制御を行う機関
にも本発明は適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の気筒群を有する内燃機関で各気筒群ごとの排気通
路が集合した排気集合通路に触媒上流側空燃比センサを
設けて空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御装置
において、排気混合状態や空燃比センサへの排気当たり
状態を考慮することにより空燃比制御精度を向上させる
ことが可能となる。
複数の気筒群を有する内燃機関で各気筒群ごとの排気通
路が集合した排気集合通路に触媒上流側空燃比センサを
設けて空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御装置
において、排気混合状態や空燃比センサへの排気当たり
状態を考慮することにより空燃比制御精度を向上させる
ことが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る空燃比制御装置を備
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図２】空燃比とＡ／Ｆセンサ出力電圧との関係を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】空燃比とＯ2 センサ出力電圧との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図４】Ａバンク用筒内空気量推定及び目標筒内燃料量
算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】推定された筒内空気量及び算出された目標筒内
燃料量の記憶状態を説明するための図であって、（Ａ）
はＡバンク用を、（Ｂ）はＢバンク用を示す。
燃料量の記憶状態を説明するための図であって、（Ａ）
はＡバンク用を、（Ｂ）はＢバンク用を示す。
【図６】Ａバンク用メイン空燃比フィードバック制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャート（１／２）であ
る。
ーチンの処理手順を示すフローチャート（１／２）であ
る。
【図７】Ａバンク用メイン空燃比フィードバック制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャート（２／２）であ
る。
ーチンの処理手順を示すフローチャート（２／２）であ
る。
【図８】（Ａ）は、機関回転速度ＮＥと機関負荷ＧＮと
に応じてＡバンク用フィードバック制御における遅延サ
イクル数ｄA を定めるマップを示す図であり、（Ｂ）
は、機関回転速度ＮＥと機関負荷ＧＮとに応じてＢバン
ク用フィードバック制御における遅延サイクル数ｄB を
定めるマップを示す図である。
に応じてＡバンク用フィードバック制御における遅延サ
イクル数ｄA を定めるマップを示す図であり、（Ｂ）
は、機関回転速度ＮＥと機関負荷ＧＮとに応じてＢバン
ク用フィードバック制御における遅延サイクル数ｄB を
定めるマップを示す図である。
【図９】遅延サイクル数ｄA に対する過渡補正量ｄACを
定めるマップを示す図である。
定めるマップを示す図である。
【図１０】排気の混合状態を考慮し、積算吸入空気量Ｒ
Ａと機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバック燃料補
正量ＤＦA を補正するための補正係数ＫＭA を定めるマ
ップを示す図である。
Ａと機関回転速度ＮＥとに応じてフィードバック燃料補
正量ＤＦA を補正するための補正係数ＫＭA を定めるマ
ップを示す図である。
【図１１】Ａ／Ｆセンサに対する排気の当たり状態を考
慮し、積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに応じ
てフィードバック燃料補正量ＤＦA を補正するための補
正係数ＫＧA を定めるマップを示す図である。
慮し、積算吸入空気量ＲＡと機関回転速度ＮＥとに応じ
てフィードバック燃料補正量ＤＦA を補正するための補
正係数ＫＧA を定めるマップを示す図である。
【図１２】サブ空燃比フィードバック制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。
理手順を示すフローチャートである。
【図１３】Ａバンク用燃料噴射制御ルーチンの処理手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１…機関本体 ２…吸気通路 ３…エアフローメータ ４…ディストリビュータ ５…クランク基準位置センサ ６…クランク角センサ ７…燃料噴射弁 ９…水温センサ １０…制御回路 １１…バンクごとの排気通路 １３…上流側空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ） １４…排気集合通路 １６…三元触媒コンバータ １７…下流側空燃比センサ（Ｏ2 センサ） １８…スロットル弁 １９…スロットル開度センサ １０１…マルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器 １０２…入出力インタフェース １０３…ＣＰＵ １０４…ＲＯＭ １０５…ＲＡＭ １０６…バックアップＲＡＭ １０７…クロック発生回路 １０８…ダウンカウンタ １０９…フリップフロップ １１０…駆動回路
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の気筒群ごとの排気通路が集合した
排気集合通路に三元触媒が設けられた内燃機関の空燃比
制御装置であって、 前記三元触媒より上流側の前記排気集合通路に設置さ
れ、排気ガスの空燃比にほぼ比例する出力特性を有する
空燃比センサと、 前記空燃比センサによって現在検出されている空燃比と
所定の遅延時間前の吸入空気量とに基づいて実燃料量の
目標燃料量からの偏差を算出し、該偏差に応じて燃料の
フィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック
制御手段と、 前記排気集合通路内での前記各気筒群からの排気の混合
状態を検出する混合検出手段と、 前記混合検出手段によって検出される排気の混合状態に
基づいて、前記空燃比フィードバック制御手段において
算出されるフィードバック補正量を変更するフィードバ
ック補正量変更手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項２】 複数の気筒群ごとの排気通路が集合した
排気集合通路に三元触媒が設けられた内燃機関の空燃比
制御装置であって、 前記三元触媒より上流側の前記排気集合通路に設置さ
れ、排気ガスの空燃比にほぼ比例する出力特性を有する
空燃比センサと、 前記空燃比センサによって現在検出されている空燃比と
所定の遅延時間前の吸入空気量とに基づいて実燃料量の
目標燃料量からの偏差を算出し、該偏差に応じて燃料の
フィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック
制御手段と、 前記空燃比センサに対する排気の当たり状態を検出する
排気当たり検出手段と、 前記排気当たり検出手段によって検出される排気の当た
り状態に基づいて、前記空燃比フィードバック制御手段
において算出されるフィードバック補正量を変更するフ
ィードバック補正量変更手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32310897A JPH11159376A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32310897A JPH11159376A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159376A true JPH11159376A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18151177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32310897A Pending JPH11159376A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11159376A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032374B2 (en) | 2003-02-03 | 2006-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification apparatus for internal combustion engine |
| JP2008128174A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US7389174B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-06-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air/fuel ratio control apparatus for internal combustion engine |
| JP2015169185A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 株式会社デンソー | エンジンの制御装置 |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP32310897A patent/JPH11159376A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032374B2 (en) | 2003-02-03 | 2006-04-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification apparatus for internal combustion engine |
| US7389174B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-06-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air/fuel ratio control apparatus for internal combustion engine |
| JP2008128174A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Denso Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US7930879B2 (en) | 2006-11-24 | 2011-04-26 | Denso Corporation | Control device for internal combustion engine |
| JP2015169185A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 株式会社デンソー | エンジンの制御装置 |
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