JPS5923046A - 多気筒エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガスａ度を検出する排気センサの出力に
基いてエンジンへの燃料供給量を調整制御して、空燃比
を設定空燃比にフィードバッ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の改良に関するものである
。

一般に、この種の空燃比制御装置は、排気多岐管の集合
部Ｆ流にト配の如き排気センサを配設するとともに、エ
ンジンの容気筒−＼の燃料供給量を調整する燃料調整装
置を設け、上記排気センサの出力に基いて該燃料調整装
置を制御して、エンジンの各気筒への燃料供給量を一律
に調整制御することにより、エンジン全体としての空燃
比を設定空燃比にフィードバック制御するようにしたも
のである。

しかしながら、」二記従来のものでは、排気センサの出
力に基いて各気筒への燃料供給量を一律に調整制量する
ものであるため、各気筒の空燃比がそれぞれ等しい場合
にはそれぞれの空燃比を設定空燃比にフィードバック制
御することか可能であるが、各気筒の空燃比にバラツキ
が生じている場合には、それぞれの空燃比を設定空燃比
に制御することができず、空燃比制御が粗雑になるとい
う入点があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、上記の如き
排気多岐管の集合部下流に配設した排気セッサはエンジ
ンの点火順序でもって排気ガス濃度を順次検出するもの
であること、および該排気センサによる濃度検出には、
排気ガスが各気筒から該排気センサの配設位置まで流通
してくるまでの遅れ時間かあることに着目し、エンジン
の基準動作姿勢を検出して、基準動作姿勢と」二記排気
センザの検出遅れ時間とに基づいて現在排気セッサによ
り検出されている排気ガス濃度が、いずれの気筒の排気
ガスの排気ガス濃度であるかを判断し−、さらに、燃料
調整装置を各気筒毎に設け、排気セッサの出力を対応す
る気筒の燃料調整装置に分配することにより、１個の排
気センサでもって各気筒毎の排気ガス濃度を判別検出し
ながら各気筒′＼の燃料供給針を個別に制御して１．空
燃比を各気筒毎に設定空燃比にフィードバック制御する
ことを目的とするものである。

その際、−１−記排気センザの検出遅れ時間はエンジン
の運転状態に応して変化するものであるため、予めエン
ジンの４転状態に対応する排気セッサの検出遅れ時間を
実ｊ験により計測し記憶しておき、その都度実際のエン
ジン運転状態に応じた排気センサの検出遅れ時間を選び
出して上記気筒の判別を行わせるようにすることが必要
である。

そのため、本発明では、−に記目的を達成すべく、；粘
１図に示すように、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ＮＭ　’ｃ検出する
・運転状態演出セッサと、エンジンの基準動作姿勢を検
出する基準動作姿勢検出センサと、予めエンジンの運転
状態に対応しＣヒ記排気センザがエンジンの基準動作姿
勢から各気筒の排気ガス２／１ｊｌｆを検出するまでの
遅れ時間に関するデータを記憶させたメモリと、各気筒
に供給する燃料を各々調整する各燃料調整装置と、上記
排気センサ。

運転状態検出セッサおよび基準動作姿勢検出セッサの各
出力を受け、運転状態検出センサの出力に基いて上記メ
モリから読み出したデータと上記基準動作姿勢検出セッ
サの出力との関係から各気筒に対応する排気セッサ出力
を求め、該排気センサ出力に基いて上記各燃料調整装置
を各気筒毎に制御する制御回路とからなり、排気センサ
の出力を該制御回路によりその都度その出力に対応する
気筒の燃料調整装置に分配出力して、該各燃料調整装置
により各気筒毎の燃料供給量を個別に調整制御すること
により、空燃比を各気筒毎に設定空燃比にフィードバッ
ク制御するものである。

以ド、本発明の実施クリを図面に基いて詳細に説明する
。

第１図および第２図は本発明を４気筒エンジンの空燃比
制御装置に適用した場合の実施例を示し、１は第１ない
し第４０気筒１ａ〜１ｄを有するエンジン、２は吸気通
路、５は該吸気通路２に配設され各気筒１ａ〜１ｄへの
吸入空気量を制御するスロットルバルブ、４ｔ」、該吸
気Ｊ１ｎ路２の一端に接続訟れたエアクリーナである。

５ａ〜５ｄは吸気通路２のスロットルバルブろ下流に設
けた各気筒１ａ〜１ｄへの分岐通路２ａ〜２ｄにそれぞ
れ配設された第１〜第４の燃料噴射弁、６は吸気通路２
のスロットルバルブ５Ｆ流に配設され該吸気通路２の吸
入空気量を検出するエアフローセッサ、７は該セッサ６
の吸入空気量信号と、エンジン回転数を検出する回転数
セッサ８からのエンジン回転数信号とを受け、エンンン
１回転あたりの燃料噴射敏に相当する噴射パルスを」二
記吸入空気量信号値に応じたパルス幅に形成して発生す
る噴射パルス発生回路であって、該噴射パルス発生回路
７の噴射パルスは後述する燃料調整装置２５ａ〜・２５
ｄを介して各燃料噴射弁５ａ〜５ｄに出力されている。

また、９ｄ、各気筒１ａ〜１ｄ内の排気ガスを排出する
ための排気多岐管であって、該排気多岐管９の集合部９
８下流には排気ガス濃度に対応してリニアな出力を発生
するイ列えばＣＯセセン、　　ＨＣセンサよりなる排気
センサ１ｏが配設されており、該排気センサ１ｏにより
排気多岐’ｔｊｔ９の集合部９８ド流を通過する排気ガ
スの濃度を検出するようにしている。

さらに、１１は上記エンジン１のクランク軸（図示せず
）と同期回転する第１歯車１２に対し２て歯車比が「２
」である第２歯車１５０所定部位を検出する基準動作姿
勢検出センサであって、該検出センサ１１によりエンジ
ン１０基準動作姿勢、例えば第１気筒１ａのピストンか
圧縮行程時における」二元点位置にあるエンジン姿勢を
検出するようにしている。

加えて、１４Ｖｉエンジン１の各１ｓ１ａ〜１ｄでの点
火後この点火によって生じた排気ガスが上記排気センサ
１ｏにより検出されるまでの遅れ時間（以下、排気上／
→）−ｉｏの検出遅れ時間という）に１ぬするデータが
エンジンの運転状態に対応して予め記憶されたメモリで
あり、該メモリ１４内Ｋｄコ、データとして、例えば後
述する制御回路１５のカウンタ１６が排気センサ１ｏの
検出遅れ時間中にカラ／１・する数がエンジンの、正転
状態に対応して予め記憶きれている。

ナして、上記エアフローセンサ６ｉｌ−１、吸気通路２
の吸入空気歇を検出することによりエンジン１の運転状
態を検出する運転状態検出センサとして機能し、該エア
フローセンサ（運転状態検出センサ）６と排気センサ１
ｏと基準動作姿勢検出センサ１１とメモリ１４、と回転
数センサ８とは割面１回路１５に接続されている。該制
御回路１５は、Ｌ記排気センザ１０がらの現在の出力か
同れの気筒がら排出された排気ガスの排気ガス濃度を検
出したものであるかを判定する機能を備えたもので、そ
の内部には第３図に示すように、上記基準動作姿勢検出
センサ１１がらの出力を受けてリセットされ且つ上記回
転数センサ８がらの出力を受けてエンジン１の１回転の
間に「１ｏ」の割合で数をカウントするカウンタ１６と
、該カウンタ１６がらの出力（数値）および上記エア７
０−センサ（運転状態検出センサ）６の出力に応じてメ
モリ１４から読み出したデータ（数値）を受け、該カウ
ンタ１６の出力からデータ値を減算し、その演算結果が
第１気筒１ａに対応する数値（例えば１〜５）に相当す
る場合にのみ作動して作動信号を出力する第１判定回路
１７ａと、上記演算結果が第２気筒１ｂに対応する数値
（例えば１６〜２０）に相当する場合にのみ作動して作
動信号を出力する第２判定回路１７ｂと、同様に演算結
果が第３気筒１Ｃに対応する数値（例えば６〜１０）に
相当する場合にのみ作動して作動信号を出力する第３判
定回路１７Ｃと、演算結果が第４気筒１ｄＫ対応する数
値（例えば１１〜１５）に相当する場合にのみ作動して
作動信号を出力する第４判定回路１７（１と、該各判定
回路１７ａ〜１７ｄの作動信号を受けて排気センサ１０
からの出力の通過を許容する第１〜第４のゲート１８ａ
〜１８ｄと、核各ゲー１−１８　ａ〜１８ｄを通過した
排気センサ１０の出力を記憶保持する第１〜第４の保持
回路１９ａ〜１９ｄと、該各保持回路１９ａ〜１９ｄで
保持された排気センサ１０の出力をそれぞ、ｌｔ、設定
空燃比に相当する設定電圧を発生する設定電圧発生回路
２０かもの出力と比較し減算して偏差信号を出力する第
１〜第４の比較回路２１ａ〜２１ｄと、該各比較回路２
１ａ〜２１ｄの偏差信号を積分する第１〜第１の積分回
路２２ａ〜２２ｄとから成り、よってエアフローセンタ
　（運転状態検出センサ）６の出力に基いてメモリ１４
がも読み出したデータと基準動作姿勢検出センサ１１に
基づくカウンタ１６の出力との比較減算により所定の判
定回路１７ａ〜１７ｄを作動させて作動信号を出力せし
めることにより、各気筒１ａ〜１ｄに対応する排気セン
サ出力を求め、続いて上記各判定回路１７ａ〜１７ｄか
らの作動信号により開作動する第１〜第４のゲー）１８
ａ〜１８ｄにより排気センサ出力をその出力に対応する
気筒に分配するように構成されている。

また、−上記制御回路１５の各積分回路２２ａ〜２２ｄ
の出力は、噴射パルス発生回路７と各燃料噴射弁５ａ〜
５ｄとの間に介設した第１〜第４の補正回路２５ａ〜２
５ｄにそれぞれ出力されている。該各補正回路２！１ａ
〜２３ｄは、噴射パルス発生回路７かもの噴射パルスを
上記制御回路１５の容積分回路２２ａ〜２２ａの出力に
基いて補正するもので、該各補正回路２′５ａ〜２５（
ｉにより、各燃料噴射弁５ａ〜５ｄからの燃料噴射量を
該補正された噴射パルス信号でもって個別に調整制御す
るようにした第１〜第４の燃料調整装置を構成ｊ７てい
る。尚、第２図において２４は排気多岐晴９の排気セン
サ１０下流に配設された排気ガス浄化装置である。

次に、上記実施例の作動を第４図に基いて説明、するに
、例えばエンジン１の点火順序が第１気筒１ａ−第３気
筒１Ｃ−第４気筒１ｄ−・第２気筒１ｂの場合に、各気
筒１ａ〜１ｄの排気ガス濃度を検出する排気セッサ１０
の出力は第４図（イ）に示すように各気筒１ａ〜１ｄで
の空燃比の違いによりリニアに変化する。また、基準動
作姿勢検出セッサ１１は、同図（ロ）に示すようにエン
ジンの基阜動作姿勢時にパルス波を発生することをエン
ジンの２回転毎に繰返し、制御回路１５のカウンタ１６
は、同図（ハ）に示すように、核基孕動作姿勢検出セン
ヤ゛１１の出力（パルス波）を受けてす七ノドされたの
ち、エンジン１の２回転の間Ｋ「２０」をカウントする
ことを繰返している。

今、制御回路１５のカウンタ１６がエンジン１０基準動
作姿勢時から１１２」をカウントしだ時、エンジン１で
は第４気筒１ｄが排気行程にある。

この時、エンジン１の運転状態に応じて排気センサ１０
の検出遅れ時間が例えばエンジン１の２気筒分に相当す
る場合には、メモリ１４からはエアフローセンサー（Ｉ
軍転状態検出センザ）６の出力に基いて［１０Ｊの数値
か読み出されて１ＪＩＪ御回路１５の第１〜第４の判定
回路１７ａ〜１７ｄに出力される。そして、該各判定回
路１７ａ〜１７ｄでｄ、それぞれ−に記カウンタ１６の
数値「１２」からメモリ１４の数値「ｌＯ」を減算する
演算が行われ、その演算結果１−２」に上り刊気センサ
１０の出力は現在第１気筒１ａから排出された排気ガス
の排気ガス濃度を検出したものであると判断されて、第
１気ｍ１ａに対応する第コー判定回路１７ａ。

のみが作動して作動信号を第１ゲート１８ａに出力する
。このため、排気センサ１０の出力は第１気筒１ａに対
応する第１ゲート１８ａのみを通過して分配されたのち
保持回路１９ａで記憶保持され、さらに第１比較回路２
１ａおよび積分回路２２ａで信号処理されて第１燃料調
整装置（第１補正回路２６ａ）に出力される。該第１燃
料調整装置（第］、補正回路２６ａ）では噴射パルス発
生回路７かもの噴射パルスが上記積分回路２２ａからの
排気セッサ出力に基いて補正されて第１燃柑噴射弁５　
ａ、に出力される。その結果、第１燃利噴射弁５ａから
の燃料噴射量は第１気筒１ａの排気ガス濃度を検出した
排気センサ１０の出力に基いて調整制御され、第１気筒
１ａの空燃比は設定空燃比にフィードバック制御される
ことになる。

その後は、同様にして第１〜第４の判定回路１７８〜１
７ｄにより各気筒１ａ〜１ｄに対応する排気センサ出力
が求められ、この各気筒１ａ〜１ｄに対応する排気セン
サ出力に基いて各燃料噴射弁５ａ〜５ｄの燃料噴射量は
各燃料調整装置（第１−ｍ４補ｊ亡回路２６ａ〜２６ｄ
）により個別に調整開明１され、その結果、各気筒１ａ
〜１ｄの空・燃比はそれぞれ等しく設定空燃比にフィー
トノくツク制御される。よって、各気筒１ａ〜１ｄの空
燃比にバラツキか生じている場合でも、それぞれの空燃
比はそれぞれ等しく設定空燃比にフィード・くツク制御
されることになる。

その際、エンジンの運転状態の変化に伴い排気セッサ１
０の検出遅れ時間も変化することになるか、それに応じ
てエアフローセンサ（運転状態検出センサ）６の出力も
変化してメモリ１４から読み出きれる数値も変化するの
で、Ｅ　ｒｉＬ排気センサ１Ｕの検出遅れ時間に対する
補正は第１〜第４の判定回路１７ａ〜・１７（Ｌでの演
算により行われることになり、その結果、第１〜第４の
判定回路１７８〜１７（ｌによる排気セッサ１０の出力
の判別し１１、常にエンジン１の運転状態の変化にｘ−
ｊ応ｌ〜て１丁う在なものとなる。

尚、−に記実施例では、運転状態検出センサノニし。

てエアフローセンサ６を用い、該セッサ６の出力に対応
してメモリ１４から排気センサ１０の検出障れ時間に関
するデータを読み出すようにしたか、その他、運転状態
検出センサとして回転数センサ８を用いたり、回転数セ
ンサ８とエアフローセンサ６とを組合せたものを用いて
、エンジン１の運転状態に１、−己じたデータをメモリ
１４から読み出ずようにしてもよいのは勿論である。

また、−上記実施例では、排気ガス濃度と対応してリニ
アか出力を発生する例えばＣＯセセン、ＨＣセンサより
なる排気センサ１０でもって排気ガス濃度をリニアに検
出して、空燃比を各気筒１ａ〜１ｄ毎に設定空燃比にフ
ィードバック制御したが、本発明は、その他、上記リニ
ア０２センサよりなる排気センサに代え、設定空燃比点
で出力電圧が急激に変化する０２センザよりなる排気セ
ンサを用いて排気ガス濃度を０Ｎ−ＯＦＦ的に検出して
も、同様に空燃比を各気筒毎に設定空燃比にフィードバ
ック制御することが可能である。

さらに、上記実施例では、４気筒エンジンの空燃比制御
装置に本発明を適用した場合について説明したが、その
他、６気筒エンジン等の多気筒エンジンに×；］（〜で
も同様に適用することかてさるのｄ、いうまでもない。

以−ヒ説明し／ねように、本発明によれば、］個の排気
センサでもって各気筒毎の排気ガス濃ＩＷを利別険出し
なから該排気センサの出力に基いて夕１応する気筒への
燃料供給量を各燃料調整装置により個別に調整制御した
ので、気筒毎に空燃比を設定空燃比に緻密にフィードバ
ック制御することができ、エンジン全体としての空燃比
制御をより重鐘に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図ないし
第４図は本発明の実施例を示し、第２図ｉｄ４気筒エン
ジンの空燃比制御装置に適用した場合の全体販路構成図
、第３図は同ブロック回路図、第４図（イ）〜（ハ）な
」、亡れぞれ点火順序に対する排気センサ、基準動作姿
勢検出センサおよび制御回路のカウンタの出力波形を示
す図である。 １・・エンジン、６　エアフローセンサ（運転状態検出
センサ）、９・排気多岐管、９ａ・集合部、１０　・排
気センサ、１１・・基準動作姿勢検出センサ、１４・・
メモリ、１５・・制御回路、１６・・カウンタ、１７ａ
・・第１判定回路、１７ｂ・・第２判定回路、１７Ｃ・
・第３判定回路、１　’７　ｄ　−第４判定回路、１８
ａ〜１８ｄ・・ゲート、１　ｑ　ａ　〜１９　ｄ・保持
回路、２０・・設定電圧発生回路、２１ａ−２１’ｉ・
・比較回路、２２ａ〜２２ｄ・・積分回路、２５ａ〜２
′５ｄ・・補正回路（燃料調整装置）。

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、エンジンの基準動作姿勢を検出する基準動作姿勢検
   出セン＋Ｉ−と、予めエンジンの運転状態に対応して上
   記排気センサがエンジンの基準動作姿勢から各気筒の排
   気ガス濃度を検出するまでの遅れ時間に関するデータを
   記憶させたメモリと、各気筒に供給する燃料を各り調整
   する各燃料調整装置と、上記排気センサ、運転状態検出
   センサおよび基準動作姿勢検出センサの各出力を受け、
   運転状態検出センサの出力に基いて上記メモリから読み
   出しだデータと上記基準動作姿勢検出センサの出力との
   関係から各気筒に対応する排気センサ出力を求め、該排
   気センサ出力に基づいて上記各燃料調整装置を各気筒毎
   に制御する制呻回路とからなることを特徴とする多気筒
   エンジンの空燃比制御装置。