JPS61138849A - 多気筒内燃エンジンの燃料供給フイ−ドバツク制御方法 - 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】 （技術分野） 本発明は多気筒内燃エンジンの燃料供給フィードバック
制御方法に関し、特に、複数の群に分割された複数の気
筒と、各気筒群に設けられた複数の排気通路とを備える
内燃エンジンの高回転運転時の燃料供給フィードバック
制御方法に関する。

（技術的背景及び問題点） 多気筒内燃エンジンの各気筒に供給される燃料量を電子
的に制御する方法において、従来、各気筒毎に燃料噴射
弁を設け、燃料噴射時間等の演算時間が十分に確保出来
る低回転運転時には、各気筒に対応する所定クランク角
度位置で発生する制御信号に同期して各気筒毎に燃料供
給量を設定し、斯く設定した燃料供給量を各気筒に所定
の順序で順次噴射供給し、高回転運転時には気筒当りの
燃料供給量を設定し、斯く設定した燃料供給量を所定ク
ランク角度位置で金気筒に同時に噴射供給して噴射時間
等の必要な演算時間を確保するようにした燃料供給量制
御方法が例えば特開昭５６−１５９２７号により知られ
ている。

しかし、エンジンの高回転時に燃料を全気筒に同時に噴
射供給する方法は各気筒間の燃料蒸発度合や燃料と空気
の混合度合の相違に起因して運転性能や排気ガス特性に
悪影響を及ぼし、エンジンの高回転運転時においても低
回転運転時と同様に各気筒毎に所定の順序で燃料を順次
噴射供給することが望ましい。

又、例えばＶ型６気筒エンジンでは各バンクの夫々に排
気通路が設けられる。このように複数の排気通路を有す
る型式の内燃エンジンでは、排気管内の排気ガス成分濃
度（例えば、ｏ２濃度）を検出するためには各排気通路
毎に排気ガスセンサを設けて各排気通路毎に排気ガス成
分濃度を検出する必要がある。これは燃料供給量の制御
遅れをなくすようにするために、又、排気ガスセンサの
特性上センサを高温に保つために排気ガスセンサを排気
弁に出来る限り近い位置に取り付けて排気ガス成分を検
出する必要があるためである。そして、各気筒に供給す
る燃料量は当該気筒に接続された排気通路に設けられた
排気ガスセンサの出力信号に応じて設定される。即ち、
斯かる複数の排気通路を有する内燃エンジンでは、エン
ジンの高回転時に従来の方法を採用して、各排気通路に
配設された排気ガスセンサのいずれか一つの出力信号に
応じて燃料量を設定し、この燃料量を金気筒に供給する
ことが出来ず、排気通路毎に気筒をグループ分けし、こ
の気筒のグループ分けに基づいて燃料供給量の制御を行
う必要がある。

（発明の目的） 本発明は上述の要請に基づくもので、エンジンの高回転
運転時に、燃料噴射弁の開弁時間等の演算時間を確保す
ると共に各気筒へ所要の燃料を所定のタイミングで正確
に供給するようにした多気筒内燃エンジンの燃料供給フ
ィードバック制御方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 上述の目的を達成するために、本発明に依れば、複数の
群に分割された複数の気筒と、各気筒群の夫々に設けら
れた複数の排気通路とを備える内燃エンジンの前記各排
気通路内の排気ガス濃度を検出し、各気筒に供給される
燃料量を、当該気筒の気筒群に対応する排気通路内の排
気ガス濃度検出値に応じて設定し、斯く設定した燃料量
をエンジンの所定クランク角度位置を表わす所定制御信
号の発生に同期して所定の順序で順次容気筒に供給する
燃料供給フィードバック制御方法において、エンジン回
転数を検出し、検出したエンジン回転数が所定値以下の
とき、前記各気筒に供給される燃料量を前記所定制御信
号の発生に同期して各気筒毎に設定し、検出したエンジ
ン回転数が前記所定値以上のとき、前記各気筒に供給さ
れる燃料量を所定周期で前記各気筒群毎に設定すること
を特徴とする多気筒内燃エンジンの燃料供給フィードバ
ック制御方法が提供される。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法が適用された燃料供給制御装置の
全体構成図を示す。符号１は例えば■型６気筒型式の内
燃エンジンで、このエンジン１は車輌の前後方向に対し
てエンジンのクランク軸（図示せず）が直角に交わるよ
うに、即ち所謂横置きに車輌に搭載されている。エンジ
ン１は前列（フロントバンク）ＩＦと後列（リヤバンク
）ＩＲとの２組の気筒群に分けられ、後列ＩＲの気筒群
は＄ＩＣＹＬ、＃２ＣＹＬ及び＃３ＣＹＬの３つの気筒
により構成され、前列ＩＦの気筒群には８４Ｃ：ＹＬ、
＄５ＣＹＬ及び＃６Ｃ：ＹＬの３つの気筒により構成さ
れる。後列ＩＲの各気筒の排気側は排気管（＃１．気通
路）２に、前列ＩＦの各気筒の排気側は排気管３に夫々
接続され、こ九らの２つの排気管２，３は一側において
１つの集合排気管４に接続される。各排気管２，３内の
いずれの気筒の排気ポートよりも下流で且つ集合排気管
４との接合部より上流の各所定箇所には排気ガス濃度セ
ンサ５，６が配設されている。これらの各センサ５，６
は例えば排気ガス成分中の酸素濃度を検出する０□セン
サが使用される。各ｏ２センサ５゜６は夫々電子コント
ロールユニット（以下ｒＥＣＵ」という）７に電気的に
接続されており、０２センサ５，６の各検出信号がＥＣ
，Ｕ７に供給される６集合排気管４には三元触媒８が配
置され、排気ガス中のＨＣ，Ｃｏ、ＮＯｘ成分の浄化作
用を行う。

前列及び後列の各気筒群に共通して１つの吸気管９が配
設され、各気筒の吸気側が吸気管９に接続されているに
の吸気管９には各気筒の図示しない吸気弁の上流側に各
気筒毎に燃料噴射弁１０ａ−１Ｏｆが設けられ、各燃料
噴射弁１０ａ−１０ｆは図示しない燃料ポンプに接続さ
れている。又、燃料噴射弁１０　ａ　−１，ＯｆはＥＣ
Ｕ７に電気的に接続されており、ＥＣ：Ｕ７からの駆動
信号により各燃料噴射弁の開弁時間が制御される。

吸気管９の途中にはスロットル弁１１が配設され、この
スロットル弁１１にはスロットル弁開度（θＴＨ）セン
サ１２が連設されてスロットル弁の弁開度を電気的信号
に変換しＥＣＵ７に送るようにされている。一方、スロ
ットル弁１１の下流には管１３ａを介して絶対圧（ＰＢ
Ａ）センサ１３が設けられており、この絶対圧センサ１
３によって電気的信号に変換された絶対圧信号は前記Ｅ
ＣＵ７に送られる。又、その下流には吸気温（ＴＡ）セ
ンサ１４が取り付けられており、この吸気温センサ１４
も吸気温度を電気的信号に変換してＥＣＵ７に送るもの
である。

エンジン１本体にはエンジン水温（Ｔｗ）センサ１５が
設けられ、このセンサ１５はサーミスタ等から成り、冷
却水が充満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、その
検出水温信号をＥＣＵ７に供給する。

エンジン回転角度位置（Ｔ　Ｄ　Ｃ）センサ１６及び気
筒判別（ＣＹＬ）センサ１７がエンジンの図示しないカ
ム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付けられており、前
者１６はエンジンのクランク軸の１２０°回転毎に各気
筒の上死点（ＴＤＣ）に関し、所定のクランク角度前の
クランク角度位置で所定制御信号Ｃ以下これをｒＴＤＣ
信号」という）を、後者１７は特定の気筒の所定のクラ
ンク角度位置で気筒判別信号（以下これをｒｃＹＬ信号
」という）を夫々出力するものであり、これらの信号は
ＥＣＵ７に送られる。

更に、ＥＣＵ７には大気圧ＰＡ、バッテリ電圧Ｖ、ｅ等
の他のエンジン運転パラメータ値を検出するセンサ１８
及びエンジンのスタータスイッチ１９が接続されており
、ＥＣＵ７はセンサ１８からの検出値及びスタータスイ
ッチ１９のオン・オフ状態信号を供給される。

ＥＣＵ７は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入力回路７ａ、
中央演算処理回路（以下ｒＣＰＵＪという）７ｂ、ＣＰ
Ｕ７ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果等
を記憶する記憶手段７ｃ、及び前記各燃料噴射弁１０ａ
　−１０ｆに駆動信号を供給する出力回路７ｄ等から構
成される。

ＣＰＵ７ｂは入力回路７ａを介して供給された前述の各
種センサからのエンジンパラメータ信号に基づいて、次
式（１）及び（２）で与えられる燃料噴射弁１０ａ−１
０ｆの開弁時間ＴＯｕＴを後述するように所定時期に算
出する。

Ｔ　０ＬＩＴ　＝Ｔ　Ｉ　Ｘ　Ｋ　ｏｚ（（）　Ｘ　Ｋ
１＋　Ｋ２・＝　（１）Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ　ＸＫＯｚ（Ｆ
）ｘｘ□＋Ｌ−・・（２）式（１）は後列ＩＲの気筒群
に含まれる気筒＃ＩＣＹＬ、＄２ＣＹＬ及び＃３ＣＹＬ
の各燃料噴射弁１０ａ−１０ｃの開弁時間Ｔ　Ｏ，ＪＴ
の演算に、式（２）は前列ＩＦの気筒群に含まれる気筒
＃４ＣＹＬ、＄５ＣＹＬ及び＃６ＣＹＬの各燃料噴射弁
１０ｄ−１０ｆの開弁時間ＴＯｕＴの演算に夫々適用さ
れる。

ここに、Ｔｉは燃料噴射弁６の基本開弁時間を示しこの
基本開弁時間は例えば吸気管内絶対圧ＰＥＡとエンジン
回転数Ｎｅとに基づいてＥＣＵ７内の記憶手段７ｃから
読み出される一ＫＯｚ（尺）及びＫＯ２（Ｆ）はいずれ
もＯ□フィードバック補正係数であり、これらの各値は
後列の気筒群の排気管２に配設された０２センサ５及び
前列の気筒群の排気管３に配設されたｏ２センサ６の各
出力信号に基づき公知の方法により夫々設定され、この
補正係数によりエンジンに供給される混合気の空燃比が
目標空燃比（例えば理論空燃比）に保持される゛、に１
及びに２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演
算される補正係数及び補正変数であり、エンジン運転状
態に応じて燃費特性、排気ガス特性等の諸特性の最適化
が図られるような所要値に設定される。

ＣＰＵ７ｂは上述のようにして求めた開弁時間ＴＯｇＴ
に基づいて各燃料噴射弁１０ａ−１０ｆを開弁させる駆
動信号をＴＤＣ信号の発生に同期して所定の順序で順次
各噴射弁に供給する。

次に、第２図を参照して本発明方法に依る各噴射弁１０
ａ−１０ｆの開弁時間ＴＯＱＴの演算手順及び噴射順序
を説明する。先ず、第２図（ａ）は気筒判別ＣＹＬ信号
の発生の様子を示し、このＣＹＬ信号により順次発生す
るＴＤＣ信号（第２図（ｂ））に対応する気筒が判別さ
れる。即ち、ＣＹＬ信号Ｓａの発生直後に発生するＴＤ
Ｃ信号Ｓａ、は＃１気筒に対応し、これに続＜ＴＤＣ信
号Ｓ　ａ４＋　Ｓ　ａｔＨＳ　８５１５８３１　Ｓ　ａ
＠”’は夫々＃４．＄２．＃５．＃３．＄６・・・の各
気筒に対応すると判別される。そして、ＣＰＵ７ｂはこ
の気筒類に、対応する燃料噴射弁の開弁時間Ｔ　０ＬＩ
Ｔを設定すると共に当該噴射弁に順次駆動信号を出力さ
せる。

今、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｚ、　（例えば
３０００ｒｐｍ）以下である場合、即ちエンジンの低速
域では各ＴＤＣ信号の発生毎に各気筒の噴射弁の開弁時
間ＴＯＩＪＴを演算するに必要な時間が十分に確保する
ことが出来るのでＣＰＵ７ｂはＴＤＣ信号の発生毎に（
第２図のＴＤＣ信号Ｓａ□〜Ｓａ、の発生時に）、各Ｔ
ＤＣ信号に対応する気筒の燃料噴射弁の開弁時間を演算
し、演算した開弁時間に対応した駆動信号を各ＴＤＣ信
号に同期して当該噴射弁に出力させる。なすわち、＃１
気筒に対応するＴＤＣ信号（Ｓａｔ）が発生したとき、
ＣＰＵ７ｂは前記式（１）に基づき開弁時間を演算し、
演算した開弁時間に対応した駆動信号（ＴＯＩＪＴＭｌ
）を＃１気筒の噴射弁１０ａに出力させる０次いで、＃
４気筒に対応するＴＤＣ信号（Ｓａ、）が発生したとき
、前記式（２）に基づき開弁時間を演算し、演算値に対
応する駆動信号（ＴｏｇＴｖ４）を＃４気筒の噴射弁１
０ｄに出力させる。同様に１２．＃５気筒に対応する各
ＴＤＣ信号（Ｓａｗｓ　Ｓａ、）が発生したとき、夫々
前記式（１）及び（２）に基づき開弁時間を演算し、演
算値に対応する各駆動信号（Ｔｏｇ丁Ｍ、、ＴＯ，ＪＴ
　ｌｌｌ５）を各ＴＤＣ信号に同期して各噴射弁ｏｏｂ
、ｔｏａ）に夫々出力させる。

一方、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｚａ（３００
０ｒＰｍ）以上である場合、ＣＰＵ７ｂは＃１気筒及び
＃５気筒に対応するＴＤＣ信号パルスが発生したときに
のみ、開弁時間Ｔ　ＯＬ、Ｔの演、算を実行する。即ち
、ＣＰＵ７ｂは＃１気筒に対応するＴＤＣ信号（ｓｂｌ
）が発生したとき、前記式（１）に基づき、後列ＩＲの
気筒群（＃１゜＃２．＄３気筒）のための開弁時間ＴＯ
ＵＴを演算し、＃５気筒に対応するＴＤＣ信号（Ｓｂｓ
）が発生したとき、前記式（２）に基づき、前列ＩＦの
気筒群（＃４．＄５．＃６気筒）のための開弁時間Ｔｏ
、ＪＴを演算する。そして、これらの演算値はＥＣＵ７
の記憶手段７ｃに記憶され、＃１気筒に対応するＴＤＣ
信号（Ｓｂ、）の発生時に演算された開弁時間は＃１気
筒の噴射弁１０ａの駆動に適用されると共に＃２気筒、
＃３気筒の各ＴＤＣ信号（ｓ　ｂ、、　ｓ　ｂ、、後者
は図示せず、）が発生したときに各気筒の噴射弁１０ｂ
、１０ｃの駆動に適用される（第２図（ｃ）の噴射弁駆
動信号ＴＯＬＩＴ　Ｍｌ’　）　ａ同様に＃５気筒に対
応するＴＤＣ信号（ｓｂ、）の発生時に演算された開弁
時間は＃５気筒の噴射弁１０ａの駆動に適用されると共
に、後続の＃６気筒、＃４気筒の各ＴＤＣ信号が発生し
たときに各気筒の噴射弁１０ｆ、１０ｄの駆動に適用さ
れる（第２図（ｃ）の噴射弁駆動信号ＴＯＬＩＴＭｓ’
　）　ｅ 尚、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｚ、を越えた時
点から＃１又は＃５気筒のＴＤＣ信号がＥＣＵ７に入力
する迄の間はＣＰＵ７ｂは各気筒群の開弁時間ＴＯｇＴ
の演算を実行しないのでこの間における噴射弁の駆動に
は低速運転時に演算された開弁時間が使用される。より
具体的には、第２図において、＃３気筒に対応するＴＤ
Ｃ信号Ｓａａの発生時にエンジン回転数Ｎｅが所定回転
数Ｎｚ、を越えたことを判別したとすれば、このＴＤＣ
信号Ｓｂ、の発生時には開弁時間の演算は実行されず、
ＴＤＣ信号Ｓａ□の直前の信号であって後列の気筒群の
気筒に対応するＴＤＣ信号、即ち＃２気筒に対応するＴ
ＤＣ信号Ｓａｇの発生時に演算された開弁時間に基づい
た噴射弁駆動信号ＴＯｇＴＭｘが＃３気筒の噴射弁１０
ｃに供給され、＃６気筒に対応するＴＤＣ信号Ｓａ、の
発生時には前記ＴＤＣ信号Ｓａ、の直前の信号であって
前列の気筒群の気筒に対応するＴＤＣ信号、即ち＃５気
筒に対応するＴＤＣ信号Ｓａ、の発生時に演算された開
弁時間に基づいた噴射弁駆動信号ＴｏｇｔＭ、が＃６気
筒の噴射弁１０ｆに供給される。

そして、この駆動信号ＴＯｇＴＭｇは後続のＴＤＣ信号
Ｓｂ４の発生時に＃４気筒の噴射弁１０ｄにも供給され
る。

第３図は本発明に依る燃料供給制御手順を示すフローチ
ャートでＴＤＣ信号発生毎に実行される。

先ず、エンジンの点火スイッチ（図示せず）をオンする
とＥＣＵ７内のＣＰＵ７ｂがイニシャライズしくステッ
プ１）、エンジンの始動によりＴＤＣ信号が入力する（
ステップ２）０次いで、最初のＴＤＣ信号から次のＴＤ
Ｃ信号までの経過時間をカウントし、その値に基づいて
エンジン回転数Ｎｅを計算し同じ＜ＥＣＵ７の記憶手段
７ｃにストアする（ステップ３）、そして、計算したエ
ンジン回転数Ｎｅが前記所定回転数Ｎｚ、（３０００ｒ
ｐｍ）以下であるか否かを判別しくステップ４）、Ｎｚ
０値以下であればステップ５に進む。ステップ５では、
全ての基本アナログ値である各センサからの大気圧ＰＡ
、絶対絶対圧Ｐａフェンジン水温、。

大気圧ＴＡ、バッテリ電圧Ｖ　ｅ　、スロットル弁開度
θＴＨ，０２センサの出力電圧値Ｖ及びスタータスイッ
チ１９のオン・オフ状態等をＥＣＵＴ内に読み込み、必
要な値をストアする。尚、○２センサの出力電圧値Ｖは
各ループにおいて当該ＴＤＣ信号に対応する気筒に接続
された排気管に配設されたｏ２センサ５又は６の出力電
圧値Ｖが交互に読み込まれストアされる。続いて、読み
込んだ各種センサからの信号値に基づいて補正係数値及
び補正変数値Ｋｏ＊（Ｊ＋　ＫＯｌ（Ｆ）ｌ　ｘｔ及び
に２を算出する（ステップ６）。次いで、エンジン回転
数Ｎｏ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてＥＣＵ７の記
憶手段７ｃから基本開弁時間Ｔｉを読み出す（ステップ
７）。上記ステップ６．７で得られた算出値及び読出値
から今回ループのＴＤＣ信号に対応する気筒群に応じた
前式（１）又は（２）の基づいて開弁時間ＴＯＬＩＴが
算出される（ステップ８）。斯く求めた開弁時間ＴＯｇ
Ｔは記憶手段７ｃの各気筒群別に設けられた記憶場所に
新たな記憶値として更新記憶される（ステップ９）。

そして、ステップ１２に進み、当該気筒の燃料噴射弁に
、開弁時間ＴＯＩＪＴに応じた駆動信号を出力する。

エンジン回転数Ｎｅが増加して、前記ステップ４におい
て前記所定値Ｎｚａ　（３０００ｒｐｍ）を越えたと判
別された場合、ステップ１０に進み、今回ループのＴＤ
Ｃ信号が＃１気筒又は＃５気筒に対応する信号であるか
否かを判別する。この答が肯定（Ｙｅｓ）であれば前述
したと同様にステップ５乃至９を実行して、今回ループ
で演算した開弁時間ＴＯυＴに基づいて当該噴射弁を駆
動する（ステップ１２）。前記ステップ１０において、
答が否定（Ｎｏ）であればステップ１１に進み。

前記ステップ９において記憶手段７Ｃに気筒群別に記憶
した開弁時間ＴＯｕＴを読み出しくステップ１１）、こ
の読み出した開弁時間に基づいて当該噴射弁を駆動する
（ステップ１２）。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の多気筒内燃エンジンの燃
料供給フィードバック制御方法に依れば、エンジン回転
数が所定値以下の低速時には所定制御信号の発生に同期
して各気筒毎に燃料量を設定し、エンジン回転数が前記
所定値以上の高速時には所定周期で各気筒群毎に燃料量
を設定し、斯く設定した燃料量を前記所定制御信号の発
生に同期して所定の順序で順次容気筒に供給するように
したので高速時であっても燃料噴射弁の開弁時間等の演
算時間が確保出来ると共に各気筒への所要の燃料量を所
定のタイミングで正確に供給することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した燃料供給制御装置の全体構成
図、第２図は気筒判別ＣＹＬ信号、ＴＤＣ信号及び各燃
料噴射弁の駆動信号の発生の様子を示すタイミングチャ
ート、第３図は燃料供給制御手順を示すフローチャート
である。 １・・・内燃エンジン、２，３・・・排気通路（排気管
）、５．６・・・排気ガス濃度（０２）センサ、７・・
・電子コントロールユニット、７ｂ・・・ＣＰＵ、７Ｃ
・・・記憶手段、１０ａ−１０ｆ・・・燃料噴射弁、１
６・・・エンジン回転角度位置（ＴＤＣ）センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の群に分割された複数の気筒と、各気筒群の夫
   々に設けられた複数の排気通路とを備える内燃エンジン
   の前記各排気通路内の排気ガス濃度を検出し、各気筒に
   供給される燃料量を、当該気筒の気筒群に対応する排気
   通路内の排気ガス濃度検出値に応じて設定し、斯く設定
   した燃料量をエンジンの所定クランク角度位置を表わす
   所定制御信号の発生に同期して所定の順序で順次各気筒
   に供給する燃料供給フィードバック制御方法において、
   エンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数が所
   定値以下のとき、前記各気筒に供給される燃料量を前記
   所定制御信号の発生に同期して各気筒毎に設定し、検出
   したエンジン回転数が前記所定値以上のとき、前記各気
   筒に供給される燃料量を所定周期で前記各気筒群毎に設
   定することを特徴とする多気筒内燃エンジンの燃料供給
   フィードバック制御方法。 ２、前記所定周期は前記所定制御信号の発生周期よリも
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
   気筒内燃エンジンの燃料供給フィードバック制御方法。 ３、前記設定された燃料量を前記各気筒群毎に記憶する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多気筒内
   燃エンジンの燃料供給フィードバック制御方法。 ４、エンジン回転数が前記所定値を横切って上昇したと
   き、前記各気筒群の燃料量が設定される迄の間に亘って
   、エンジン回転数検出値が前記所定値以下のときに設定
   され、当該気筒群のために記憶された燃料量を各気筒に
   供給することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   多気筒内燃エンジンの燃料供給フィードバック制御方法
   。 ５、前記各気筒群毎の燃料量の設定は前記各気筒群の特
   定の気筒に対する前記所定制御信号の発生に同期して実
   行されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   多気筒内燃エンジンの燃料供給フィードバック制御方法
   。