JPS61215433A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の吸気系に混合気生成装置を設ける
とともに排気系に空燃比検出装置を設けた内燃機関の空
燃比制御装置に係り、特に、複数の気筒群と排気系を有
して、各々の気筒群毎に燃料供給装置を設けるとともに
、各々の排気系毎に空燃比検出装置を設けて、各々の気
筒群で独立に空燃比制御を行う内燃機関の空燃比制御装
置の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えば■型多気筒エンジンあるいは水平対向型多
気筒エンジン等において排気系に設けた酸素濃度センサ
を使用して空燃比のフィードバック制御を行う場合、触
媒の排気ガス浄化性能の向上を目的として、上記エンジ
ンに複数の気筒群と、該気筒群に連通ずる吸気系に燃料
供給装置を設けるとともに、上記気筒群に連通して分枝
した排気系を設けて、ざらに上記排気系の各々に酸素濃
度センサを設けｔ多気筒群毎独立に空燃比フィードバッ
ク制御を行う方式が採用されている。

例えば、多気筒機関の前後気筒、または、左右気筒の排
気管集合部に各々１個づつ酸素濃度検出素子を設けて応
答性がよく、良好な混合比制御を目的としたものに特開
昭５２−１４０７２２号公報、排気ガス通路系内の異な
った位置に少なくとも２つの酸素濃度検出素子を配置し
て出来るだけすべてのシリンダの排気ガスを検出すると
ともに上記酸素検出素子の温度が所定の下側限界値を下
回らないようにしたものに特開昭５２−１５３０２７号
公報等が提案されている。

このような複数の酸素濃度センサを使用したシステムは
、例えば複数の排気系のいづれか１か所に１個の酸素濃
度センサを備えたシステム、あるいは、複数の排気系の
下流側で、該複数の排気系を合流させて、該合流か所に
１個の酸素濃度センサを有するシステムと比較して、各
排気系に連通ずる各気筒群の燃焼状態の差異により生じ
る微妙な空燃比の差を良好な精度で検出することにより
正確な空燃比フィードバック制御が可能となるという利
点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したような複数の気筒群および各気筒群
に連通する排気系と該排気系に設けられた酸素濃度セン
サより構成されるシステムにおいて、ある酸素濃度セン
サに、例えば該酸素濃度センサ自体の障害や結線の断線
等の故障が発生した場合には、故障の発生した系の気筒
群においては空燃比制御をオープン制御とするのが従来
の一般的方法であった。ところが、オープン制御を行う
と、例えば大気圧が低い高地で内燃機関を運転した場合
、あるいは吸気系に配設された空気流量計や燃料噴射弁
の機械的設定条件の差異に基づく特性の変化が生じた場
合に空燃比が目標値から非常に大きく離れることがある
。このため、空燃比フィードバック制御を行っている気
筒群の空燃比と空燃比オープン制御を行っている気筒群
の空燃比との不揃いに起因して運転性能が低下する、あ
るいは排気特性が悪化するという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するための本発明の構成を第１図に基
づいて説明する。第１図は、本発明の基本概念を示す構
成図である。本発明は第１図に示すように、 １または複数の気筒から成る気筒群ａ１〜ａｎを複数有
し、 各気筒群ａ１〜ａｎ毎に排気系ｂ１〜ｂｎを有する内燃
機関Ｃの各排気系ｂ１〜ｂｎ毎に設けられて各排気系ｂ
１〜ｂｎ毎の空燃比を独立に検出する空燃比検出手段ｄ
１〜ｄｎと、 上記複数の気筒群ａ１〜ａｎの吸気系に該気筒群ａ１〜
ａｎと同数設けられて該気筒群ａ１〜ａｎ毎独立に燃料
を供給する燃料供給手段ｅ１〜ｅｎと、 上記内燃機関Ｃの冷却水温および回転数を含む運転状態
を検出する運転状態検出手段ｆと、上記運転状態検出手
段ｆから得られる検出結果と上記各空燃比検出手段ｄ１
〜ｄｎから得られる検出結果とに基づいて上記内燃機関
Ｃの各気筒群ａ１〜ａｎ毎独立に空燃比の制御を行うよ
うに各気筒群ａ１〜ａｎ毎に設けられて上記各燃料供給
手段ｅ１〜ｅｎを駆動する制御手段９１〜ｇｎと、を具
備した内燃機関の空燃比制御装置において、上記運転状
態検出手段ｆから得られる検出結果および上記各空燃比
検出手段ｄ１〜ｄｎから得られる各検出結果に基づいて
各空燃比検出手段ｄ１〜ｄｎが正常であるか否かを判定
するとともに正常でないと判定された空燃比検出手段ｄ
ｌｌｌ−１を他の正常であると判定された空燃比検出手
段ｄｍに切り替える判定切替手段りと、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置を
要旨とするものである。

［作用］ 次に、本発明の作用を第１図に基いて説明する。

内燃機関Ｃの運転中に、１または複数の気筒から構成さ
れる各気筒群ａ１〜ａｎの各空燃比は、該気筒群ａ１〜
ａｎ各々に連設された排気系ｂ１〜ｂｎ各々に配設され
た各空燃比検出手段ｄ１〜ｄｎにより検出される。そし
て、上記各気筒群ａ１〜ａｎの各々に対応して設けられ
た制御手段０１〜ｇｎは、運転状態検出手段ｆと、各空
燃比検出手段ｄ１〜ｄｎとから得られる検出結果に基い
て、上記内燃機関Ｃの吸気系に、各気筒群ａ１〜ａｎと
同数設けられた燃料供給手段ｅ１〜ｅｎをを制御して、
各気筒群ａ１〜ａｎ毎独立に空燃比フィードバック制御
を行う。

このとき、上記運転状態検出手段ｆと、各空燃比検出手
段ｄ１〜ｄｎとから得られる検出結果に基いて、判定切
替手段りは、例えば、空燃比検出手段ｄ＋ａ−１が正常
でないと判定する。すると、この場合、判定切替手段り
は、空燃比検出手段ｄト１を例えば正常であると判定さ
れた空燃比検出手段手段ｄｍに切り替える。そして上記
気筒群ａｍ−１およびａｍをともに空燃比検出手段ｄｍ
の検出結果に基いて、それぞれ制御手段ｇｍ−１および
ｑフィードバック制御は従来通り行われる。以上のよう
にして本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に、本発明の好適な一実施例に関して図面に基づいて
詳細に説明する。第２図は、本発明第１実施例の内燃機
関の空燃比制御装置を装備した■型６気筒エンジンのシ
ステム構成図である。

同図において、■型６気筒エンジンＥは第１シリンダ１
ａ、ピストン１ｂ、シリンダブロック１Ｃ、シリンダヘ
ッド１ｄにより形成される第１燃焼室１ｅと同様の構成
である図示しない第３シリ　　　　゛ンダ、第５シリン
ダより成る第１気筒群１および、第２シリンダ２ａ、ピ
ストン２ｂ、シリンダプロッタ２Ｇ、シリンダヘッド２
ｄにより形成される第２燃焼室２ｅと同様の構成である
図示しない第４シリンダ、第６シリンダより成る第２気
筒群２より構成されている。上記各燃焼室には点火プラ
グ１ｆ１２ｆおよび図示しない点火プラグが配設されて
いる。

両気筒群１．２の吸気系統は、第１シリンダ１ａの吸気
バルブ１ｑを介して、吸気ボート１ｈと、図示しない第
３シリンダと第５シリンダそれぞれの吸気バルブを介し
てそれぞれの吸気ボートと、および第２シリンダ２ａの
吸気バルブ２ｇを介して、吸気ポート２ｈと、図示しな
い第４シリンダと第６シリンダそれぞれの吸気バルブを
介して、それぞれの吸気ボートとが、それぞれ吸気管Ｅ
１に連通している。該吸気管Ｅ１上流には吸入空気の脈
動を吸収するサージタンクＥ２が設けられており、該サ
ージタンクＥ２上流にはスロットルバルブＴＶが配設さ
れており、ざらに該スロットルバルブＴＶ上流側には、
吸入空気取入口としてエアクリーナＥ３が設けられてい
る。

一方、両気筒群１．２の排気系統は、第１シリンダの排
気バルブ１１を介して、排気ポート１ｊと、図示しない
第３シリンダと第５シリンダそれぞれの排気バルブを介
して、排気ポートが第１気筒群排気多岐管１ｋに連通し
、第２シリンダの排気バルブ２１を介して、排気ポート
２ｊと、図示しない第４シリンダと第６シリンダそれぞ
れの排気バルブを介して、それぞれの排気ポートが第２
気筒群排気多岐管２ｋに連通している。そして、上記両
気筒群排気多岐管１に、２にはそれぞれ排気管１Ｑ１２
Ｑに連通している。

燃料系統は、図示しない燃料タンクおよび燃料ポンプよ
り成る燃料供給源Ｆ１より燃料供給管Ｐ１と、該燃料供
給管Ｐ１に連通ずる第１気筒群１の吸気ボート１ｈ近傍
に配設された第１気筒群燃料噴射弁ＩＮＪＩおよび、第
２気筒群２の吸気ボート近傍に配設された第２気筒群燃
料噴射弁ＩＮＪ２により構成されている。

また、点火系統は、点火に必要な高電圧を出力するイグ
ナイタＩＧ、および、図示していないクランク軸に連動
して上記イグナイタＩＧで発生した高電圧を上記各気筒
の各点火プラグに分配供給するディストリビュータＤＢ
１より構成されている。

ざらに、上記吸気系統には、スロットルバルブＴＶの上
流側にポートＰＯ１が開口し、該ポートＰＯ１はバイパ
ス管路Ｐ２およびバイパス流量制御弁ＢＦＶ１を介して
サージタンクＥ２に連通している。該バイパス流量制御
弁ＢＦＶ１は、流路断面積を変更することにより、Ｖ型
６気筒エンジンＥがアイドル状態の場合にエンジン回転
数を一定に維持するように作用する。また、上記吸気系
統には、サージタンクＥ２にポートＰＯ２が開口し、一
方、上記排気系統には、第１気筒群排気多岐管１ｋにポ
ートＰＯ３が開口するとともに第２気筒群排気多岐管２
ｋにポートＰＯ４が開口し、上記両ポートＰＯ３、ＰＯ
４はそれぞれ排気ガス再循環管路（以下単にＥＧＲ管路
とよぶ。）Ｐ３、Ｐ４と、排気ガス再循環制御弁（以下
単にＥＧＲ制御弁とよぶ。）ＥＧＲＶｌ、およびＥＧＲ
管路Ｐ５を介して上記ポートＰＯ２に連通している。

該ＥＧＲ制御弁ＥＧＲＶ１は、ＥＧＲ管路Ｐ３、Ｐ４と
ＥＧＲ管路Ｐ５とを適宜連通あるいは遮断することによ
り、排気系統から排気ガスを吸気系統に導入して、窒素
酸化物ＮＯＸの発生を抑制するように機能する。

そして、センサとしては、上記吸気系統のエアクリーナ
Ｅ３とスロットルバルブＴＶの間に設けられて吸入空気
量を計測するエアフロメータＡＦＭ１、該エアフロメー
タＡＦＭｌ内に設けられて吸入空気温度を測定する吸気
温センサＡＴＳ１、スロットルバルブＴＶに連動して該
スロットルバルブＴＶの開度を検出するスロットルポジ
ションセンサＴＰＳ１、第１気筒群のシリンダブロック
１Ｃの冷却系統に設けられて冷却水温を検出する第１気
筒群水温センサＷＴＳ１、同様に第２気筒群のシリンダ
ブロック２Ｃの冷却系統に設けられて冷却水温を検出す
る第２気筒群水温センサＷＴＳ２、第１気筒群１の排気
多岐管１に内に設けられて該第１気筒群１の排気ガス中
の残存酸素濃度をアナログ信号として検出する第１気筒
群酸素濃度センサＯ８１、同じく第２気筒群２の排気多
岐管２に内に設けられて該第２気筒群２の排気ガス中の
残存酸素濃度をアナログ信号として検出する第２気筒群
酸素濃度センサ０３２がそれぞれ備えられている。

また、上記ディストリビュータＤＢ１内部には、該ディ
ストリビュータＤＢ１のカムシャフトの１７２４回転毎
に、すなわちクランク角Ｏ０がら３００の整数倍毎に回
転角信号を出力する回転数センサを兼ねた回転角センサ
ＡＳＩと、上記ディス轢 トリピユータＤＢＩのカムシャフトの１回点毎に、すな
わち図示しないクランク軸の２回転毎に基準信号を１回
出力する気筒判別センサｃｓ１が設けられている。

なお、上記各センサからの信号は電子制御装置（以下単
にＥＣＵとよぶ。）１０に入力されるとともに該ＥＣＵ
は上記Ｖ型６気筒エンジンＥを制御する。そして、上記
ＥＣＵ１０は車両用直流電源ＢＤ’ｌよ・り給電されて
いる。

次に、上記ＥＣＵ１０の構成を第３図に基づいて説明す
る。

ＥＣＵｌｏは、上述した各センサから出力されるデータ
を制御プログラムに従って入力および演算するとともに
、上記各種装置を制御するための処理を行うセントラル
プロセツシングユニット（以下単にＣＰｔＪとよぶ。＞
１０８．上記制御プログラムおよび初期データが格納さ
れているり一ドオンリメモリ（以下単にＲＯＭとよぶ。

）１０ｂ、ＥＣＬＪｌｏに入力されるデータや演算制御
に必要なデータが一時的に読み書きされるランダムアク
セスメモリ（以下単にＲＡＭとよぶ。）１０Ｇ、■型６
気筒エンジンＥのキースイッチが運転者によりＯＦＦさ
れた場合でも以後の該Ｖ型６気筒エンジンＥの制御に必
要なデータを保持できるようにバッテリによってバック
アップされたバックアップランダムアクセスメモリ（以
下単にバックアップＲＡＭとよぶ。＞１０６を備えてい
る。

また、ＥＣＵｌｏには、上述したエアフロメータＡＦＭ
１、スロットルポジションセンサＴＰＳ１、第１気筒群
水温センサＷＴＳ１、第２気筒群水温センサＷＴＳ２、
吸気温センサＡＴＳ１、第１気筒群酸素濃度センサＯ８
１、第２気筒群酸素濃度センサ０５２からの出力信号の
バッファ１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１ｏｈ、’＋ｏ；、
１０ｊ。

１０ｋが設′けられており、上記各センサの出力信号を
ＣＰＬｌｌｏａに選択的に出力するマルチプレクサ１０
！ｌ１１およびアナログ信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器１０ｍも配設されている。

ざらに、ＥＣＵｌｏには、上述した車両用直流電源ＢＤ
１のバッフ？１０ｎおよび該車両用直流電源ＢＤ１の電
圧を所定電圧と比較して所定電圧以下の場合には信号を
出力するコンパレータ１０ｐが設けられるとともに、上
述した気筒判別センサＣ８１、回転角センサＡＳ１のそ
れぞれの出力信号の波形を整形する整形回路１０ｑが配
設されている。

そして、コン、パレータ１０Ｄ、または整形回路１０ｑ
、あるいはバッファ１０ｅ、１０ｆ、１０Ｑ、１０ｈ、
１０ｉ１１０ｊ、１０ｋ、マルチプレクサ１０Ｑ、およ
びＡ／Ｄ変換器１０ｍを介して上記各センサ信号をＣＰ
ｔＪｌｏａに送るとともにＣＰＵ１０ａからのマルチプ
レクサ１０Ｑ、Ａ／Ｄ変換器１０ｍへの制御信号を出力
する入出力ボート１０ｒも備わっている。

また、ＥＣＵｌｏは、上述した第１気筒群燃料噴射弁Ｉ
ＮＪ１、第２気筒群燃料噴射弁ＩＮＪ２、イグナイタＩ
Ｇ、ＥＧＲ制御弁ＥＧＲＶ１、バイパス流量制御弁ＢＦ
Ｖ１にそれぞれ駆動電流を通電する駆動回路１０Ｓ、１
０ｔ、１０ｕ、ＩＯＶ、１０Ｗを備えるとともに、上記
各駆動回路１０Ｓ、ｉｏｔ、’＋ｏｕ、１０Ｖ、１０Ｗ
に制御信号を出力する出力ポート１０Ｘを有する。そし
て、上記各素子間への制御信号やデータの通路となるパ
スライン１０ｙ、およびＣＰＬｌｌｏａを始めＲＯＭ１
０ｂ、ＲＡＭｌ０ｃ等へ所定の間隔で制御タイミングと
なるクロック信号を送るクロック回路１ＱＺも有してい
る。なお、上記出力ポート１０Ｘ内には、燃料噴射量（
燃料噴射時間）をセットするカウンタが備えられており
、ＣＰＬｌｌｏａにより燃料噴射開始の処理が行なわれ
ると、予め上記カウンタに設定された値に対応する時間
だけ、第１気筒群燃料噴射弁ＩＮＪ１および第２気筒群
燃料噴射弁ＩＮＪ２を開弁する制御が可能となっている
。

次に、上記ＥＣＵ１０により実行される処理を第４図、
第５図（Ａ＞、（Ｂ）に示す各フローチャートにより説
明する。なお括弧内の３桁の数字は各処理のステップ番
号を表わす。

第４図は、上記ＥＣＵ１０により実行される■型６気筒
エンジンＥの燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等を
制御する公知の主制御処理に適宜割り込んで実行される
空燃比検出の判定切替処理を示すフローチャートである
。また第５図（Ａ＞は、上記空燃比検出の判定切替処理
に適宜割り込んで実行される第１気筒群酸素濃度センサ
Ｏ８１の故障判定処理を示すフローチャートであり、一
方、第５図（Ｂ）は、上記空燃比検出の判定切替処理に
適宜割り込んで実行される第２気筒群酸素濃度センサ０
３２の故障判定処理を示すフローチャートである。

第４図に示す空燃比検出の判定切替処理の詳細について
説明する。

まず、本処理が上記公知の主制御処理に割り込むと、第
１気筒群酸素濃度センサフィードバック信号α１が第１
気筒群酸素濃度センサＯ８１より検出される（１００）
。次に第１気筒群酸素濃度センサＯ８１が正常であるか
否かが判定される（１０２＞。この判定は後述する第１
気筒群酸素濃度センサＯ８１の故障判定処理の結果に基
づいて行われる。この条件に該当する場合、すなわち第
１気筒群酸素濃度センサＯ８１が正常である場合にはス
テップ１０４に進み第２気筒群酸素濃度センサフィード
バック信号α２が第２気筒群酸素濃度センサＯ３２より
検出される。次に、第２気筒群酸素濃度センサＯ３２が
正常であるか否かが判定される（１０６）。この判定は
後述する第２気筒群酸素濃度センサＯ８２の故障判定処
理の結果に基づいて行われる。この条件に該当する場合
、すなわち第２気筒群酸素濃度センサ０３２も正常であ
る。場合には、ステップ１０８に進む。ここでは、第１
気筒群１は第１気筒群酸素濃度センサＯ８１のフィード
バック信号α１に基づく空燃比フィードバック制御を、
また、第２気筒群２は第２気筒群酸素濃度センサＯ３２
のフィードバック信号α２に基づく空燃比フィードバッ
ク制御を、それぞれ独立に行うと判定される（１０８）
。そして本処理を終了して、制御は上記公知の主制御処
理に移行する。

一方、上記ステップ１０６の条件に該当しない場合、す
なわち第２気筒群酸素濃度センサＯ３２が異常であると
判定された場合は、ステップ１１０に進む。ここでは、
第１気筒群１および第２気筒群２の両者とも、正常であ
ると判定された第１気筒群酸素濃度センサＯ８１のフィ
ードバック信号α１に基づいて空燃比フィードバック制
御を行うと切替判定される。そして本処理を終了して公
知の主制御処理に復帰する。

一方、上記ステップ１０２の条件に該当しない場合、す
なわち第１気筒群酸素濃度センサ０３２が異常であると
判定された場合は、ステップ１１２に進む。ここでは、
上述したステップ１０４と同様に第２気筒群酸素濃度セ
ンサフィードバック信号α２が検出される（１１２＞。

次に、上述したステップ１０６と同様に第２気筒群酸素
濃度センサ０８２が正常であるかが判定される（１’１
４）。この条件に該当する場合、すなわち第２気筒群酸
素濃度センサＯ８２が正常であると判定された場合はス
テップ１１６に進む。ここでは、第１気筒群１および第
２気筒群２の両者とも、正常であると判定された第２気
筒群酸素濃度センサＯ３２のフィードバック信号α２に
基づいて空燃比フィードバック制御を行うと切替判定さ
れる（１１６）。そして本処理を終了して制御は上記公
知の主制御処理に復帰する。

一方、上記ステップ１１４の条件に該当しない場合、す
なわち第２気筒群酸素濃度センサ０３２も異常であると
判定された場合は、ステップ１１８に進む。ここでは、
第１気筒群１および第２気筒群２の両者とも、空燃比オ
ープン制御を行うと判定される（１１８）。そして本処
理を終了して制御は上記公知の主制御処理に１帰する。

なお、本処理は、以後適宜公知の主制御処理に割り込ん
で繰り返して実行される。

次に、第５図（Ａ＞の第１気筒群酸素濃度センサＯ８１
の故障判定処理の詳細について説明する。

本処理は上述した空燃比検出の判定切替処理のステップ
１０２の段階で割り込んで実行される。

まず、第１気筒群水ＩＷＴ１が第１気筒群水温センサＷ
ＴＳ１より検出される（２００＞。次に上記ステップ２
００で検出された第１気筒群水＠ＷＴ１が基準温度Ｔｏ
以上であるが否がが判定される（２０２＞。ここで、基
準温度Ｔｏとは例えば５０℃のような値である。ステッ
プ２０２の条件に該当しない場合はステップ２００に戻
る。一方、ステップ２０２の条件に該当する場合にはス
テップ２０４に進む。ここでは回転角センサＡＳ１より
エンジン回転数Ｎｅが検出される（２０４）。

ここで、エンジン回転数Ｎｅはクランク角の３００毎に
回転角センサＡＳ１が発信する信号の間隔をＲＡＭ１０
ｃに記憶しておき、その逆数がら算出される。次に、上
記ステップ２０４で検出したエンジン回転数Ｎｅが基準
回転数Ｎｏ以上であり、かつ規定時間ＴＩ豚上継続して
いるか否かが判定される（２０６）。ここで、基準回転
数Ｎｏは例えば１５００［ｒ、ｐ、ｌ　（７）につな値
テアリ、規定時間ＴＩは例えば２　［ｍ１ｎｌのような
値である。ステップ２０６０条件に該当しない場合は、
ステップ２００に戻る。一方、ステップ２０６の条件に
該当する場合は、ステップ２０８に進む。ここでは、Ｅ
ＣＵｌｏの増量指令により出力ボート１０ｘから制御信
号が出され、駆動回路１０Ｓは第１気筒群燃料噴射弁Ｉ
ＮＪ１に通電して、第１気筒群実燃料噴射量τ０１の増
量を行う（２０８）。次に、上記ステップ２０８の第１
気筒群実燃料噴射量の増量が規定時間ＴＳ以上継続して
いるか否かが判定される（２１０＞。ここで規定時間Ｔ
Ｓとは例えばｌ　［ＳｅＣ］のような値である。ステッ
プ２１０の条件に該当しない場合は、ステップ２００に
戻る。一方、ステップ２１０の条件に該当する場合は、
ステップ２１２に進む。ここでは、第１気筒群酸素濃度
センサフィードバック信号α１が第１気筒群酸素濃度セ
ンサ０８１により検出される（２１２＞。次に上記ステ
ップ２１２で検出した第１気筒群酸素濃度センサフィー
ドバック信号α１が理論空燃比αＳを上回るか否かが判
定される。

ここで理論空燃比αＳは例えば１４．６のような値であ
る。これは、すなわち第１気筒群の空燃比が希薄側（Ｌ
ｅａｎ側）であるか杏かを判定することになる。この条
件に該当しない場合、すなわちステップ２０８，２１０
で第１気筒群の燃料供給量の増量を規定時間以上行った
ことに対応して、該第１気筒群の空燃比が濃い側（Ｒｉ
ｃｈ側）に変化した場合にはステップ２１８に進み、第
１気筒群酸素濃度センサ０３１が正常であることを示す
信号を出力して本処理を終了する。一方、ステップ２１
４の条件に該当する場合、すなわちステップ２０８，２
１０で第１気筒群の燃料供給量の増量を規定時間以上行
ったにもかかわらず該第１気筒群の空燃比が希薄側（ｌ
ｅａｎ側）である場合にはステップ２１６に進み、第１
気筒群酸素濃度センサ０３１が異常であることを示す信
号を出力して本処理を終了する。なお、本処理は、以後
必要に応じて繰返し実行される。

次に、第５図（Ｂ）の第２気筒群酸素濃度センサＯ３２
の故障判定処理の詳細について説明する。

なお、上述した第５図（Ａ）の第１気筒群酸素濃度セン
サＯ３１の故障判定処理と同様の作用を果す処理は下２
桁を同一番号にして表記した。

本処理は上述した空燃比検出の判定切替処理のステップ
１０６および１１４の段階で割り込んで実行される。ま
ず、第２気筒群水温ＷＴ２が第２気筒群水温センサＷＴ
Ｓ２より検出される（３００）。次に上記ステップ３０
０で検出された第２気筒群水温ＷＴ２が基準温度Ｔｏ以
上であるか否かが判定される（３０２＞。上述したステ
ップ２０２と同様に、この条件に該当しない場合はステ
ップ３００に戻り、一方この条件に該当する場合はステ
ップ３０４に進む。ここではステップ２０４と同様に２
工ンジン回転数Ｎｅが検出される（３０４）。そして、
上記ステップ３０４で検出したエンジン回転数Ｎｅが基
準回転数Ｎｏ以上で、かつ規定時間ＴＩ以上継続してい
るか否かが判定される（３０６）。上述したステップ２
０６と同様に、この条件に該当しない場合はステップ３
００に戻り、一方この条件に該当する場合はステップ３
０８に進む。ここでは、上述したステップ２０８同様な
方法で、第２気筒群燃料噴射弁ＩＮＪ２より噴射される
第２気筒群実燃料噴射量τ０２の増量が行われる（３０
Ｂ）、そして、上述したステップ２１０と同様に、上記
第２気筒群実燃料噴射量の増量が規定時間ＴＳ以上継続
しているか否かが判定される（３１０）。この条件に該
当しない場合はステップ３００に戻り、一方この条件に
該当する場合はステップ３１２に進む。ここでは、第２
気筒群酸素濃度センサフィードバック信号α２が第２気
筒群酸素濃度センサ０３２により検出される（３１２）
。次に、上述したステップ２１４と同様に、第２気筒群
の空燃比が希薄側（Ｌｅａｎ側）であるか否かを判定す
る（３１４）。この条件に該当しない場合はステップ３
１８に進み、第２気筒群酸素濃度センサＯ３２が正常で
あることを示す信号を出力して本処理を終了する。一方
、ステップ３１４の条件に該当する場合は、ステップ３
１６に進み、第２気筒群酸素濃度センサＯ８２が異常で
あることを示す信号を出力して本処理を終了する。なお
、本処理は、以後必要に応じて繰返し実行される。

次に、第６図（Ａ＞、（Ｂ）に基づいて、第１および第
２の両気筒群の空燃比の変化を説明する。

第６図（Ａ）は本発明の内燃機関の空燃比制御装置を装
備していない■型６気筒エンジンの第１および第２の両
気筒群の空燃比の変化を時間の経過に従って表現したも
のである。一方、第６図（Ｂ）は本発明の内燃機関の空
燃比制御装置を装備した■型６気筒エンジンの第１およ
び第２の両気筒群の空燃比の変化を時間の経過に従って
表現したものである。なお、両図において破線は第１気
筒群の空燃比を示し、実線は第２気筒群の空燃比を示す
。

時刻１０より時刻ｔ１までの間は、第１および第２両気
筒群１．２の空燃比は、それぞれ第１および第２両気筒
群１，２の各酸素濃度センサＯ８１、Ｏ８２により独立
にフィードバック制御されている。このため、両者の空
燃比とも理論空燃比近傍に制御されている。

ところが、時刻ｔ１において、第１気筒群１の酸素濃度
センサＯ３１が故障する。すると、本発明の内燃機関の
空燃比制御装置を備えていない場合は、酸素濃度センサ
Ｏ８１が故障をおこした第１気筒群１の空燃比制御はオ
ープン制御となる。

このため、エア７０メータＡＦＭＩおよび第１気筒群燃
料噴射弁ＩＮＪ１の機械的精度に基づいて決まる特性値
によって、第１気筒群の空燃比は、第６図（Ａ＞に示す
ように時刻ｔ１以後、目標でおる理論空燃比より大きく
離れて変動する。

これに対して、本発明の内燃ＩＩＩ開の空燃比制御装置
を備えている場合は、判定切替処理により、故障を起こ
した第１気筒群の酸素濃度センサＯ８１を正常な第２気
筒群の酸素濃度センサＯ３２に切替えて、該酸素濃度セ
ンサＯ８２に基づいて第１および第２の両気筒群１，２
の空燃比制御を続行するため、第６図（Ｂ）に示すよう
に時刻ｔ１以後、も目標である理論空燃比近傍に制御さ
れる。

なお、本実施例において、気筒群ａ１〜ａｎはシリンダ
１ａを始めとする３本のシリンダよりなる第１気筒群１
およびシリンダ２ａ始めとする３本のシリンダよりなる
第２気筒群２に、排気系ｂ１゛〜ｂｎは第１気筒群排気
多岐管１にと第２気筒群排気多岐管２ｋに、内燃機関Ｃ
は■型６気筒エンジンＥに、空燃比検出手段ｄ１〜ｄｎ
は第１気筒群酸素濃度センサＯ８１と第２気筒群酸素濃
度センサＯ８２およびＥＣＬＪｌｏに、燃料供給手段ｅ
１〜ｅｎは第１気筒群燃料噴射弁ＩＮＪ１と第２気筒群
燃料噴射弁ＩＮＪ２およびＥＣｔＪｌｏに、運転状態検
出手段ｆはエアフロメータＡＦＭ１とスロットルポジシ
ョンセンサＴＰＳ１と第１気筒群水温センサＷＴＳ１と
第２気筒群水温センサＷＴＳ２と吸気温センサ°ＡＴＳ
１と回転角センサＡＳ１およびＥＣｔＪｌｏに、制御手
段ｇ１〜ｇｎはＥＣｔＪｌｏにより、実行される処理（
１００，１０４，１０８，１１０，１１２，１１６，１
１８）に、判定切替手段りは、ＥＣＵｌｏにより実行さ
れる処理（１０２，１０６，１１４，２００，２０２，
２０４，２０６，２０８，２１０，２１２゜２１４．２
１６，２１８，３００，３０２，３０４．３０６，３０
８，３１０，３１２，３１４゜３１６．３１８＞にそれ
ぞれ該当するものである。

本実施例では、第１気筒群１の排気多岐管１にと第２気
筒群２の排気多岐管２にとにそれぞれ配設された酸素濃
度センサＯ８１と０３２とにより、両気筒群毎に独立し
た空燃比制御を行っているため、両気筒群の排気パルプ
Ｉｉ、２ｉ近傍に酸素濃度センサＯ８１，０５２を配設
することにより、フィードバック周波数が小さく、制御
精度の高い良好な空燃比フィードバック制御が可能とな
る。

なお、本実施例のように、酸素濃度センサＯ８１、Ｏ８
２を排気系１に、２に毎に設けたシステムはＶ型多気筒
エンジンあるいは水平対向型多気筒エンジンのように、
例えば左・右の２系統に排気系が分離した構造のエンジ
ンの空燃比制御において、特に好適な効果を生じるもの
である。

また、本実施例では２個の酸素濃度センサＯ８１，０８
２のうち一方が故障しても、他方の正常な酸素濃度セン
サにより両気筒群１，２の空燃比制御を行うことができ
るため、一方の酸素濃度センサの故障による急激な運転
性能の低下や排気性能の悪化を生じることがないという
利点を有する。

さらに、本実施例では酸素濃度センサを２個使用してい
るためエンジン制御システムの信頼性が向上する。

また、本実施例では、２個のセンサが両方とも故障した
場合には、オープン制御により６気筒エンジンＥの運転
を継続することが可能である。

ざらに、本実施例では、酸素濃度センサＯ３Ｉ。

Ｏ８２の故障を判定する場合に、一般の空燃比制御シス
テムで使用する各種センサ類を併用しているため、該酸
素濃度センサＯ３１，０５２の故障判定のために専用の
検出器を使用しないので、信頼性が向上するとともに生
産および補修費用が低減するという利点も生じる。

なお、本実施例では空燃比検出手段ｄ１〜ｄｎとして酸
素濃度センサ０３１，０８２を使用したが、排気ガス組
成を検出出来る素子であれば、他の素子にても代行可能
である。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に回答限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は、以上詳記したように複数の気筒群毎にそれぞ
れ連設された排気系に設けられた空燃比検出手段のうち
、いづれかの空燃比検出手段が正常でなくなった場合で
も、他の正常な空燃比検出手段により、該気筒群の空燃
比フィードバック制御を行うため、一部空燃比検出手段
の異常に起因する内燃機関の急激な運転性能の低下およ
び排気゛　特性の悪化を生じないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念を示す構成図、第２図は本発
明一実施例のシステム構成図、第３図は本発明一実施例
に使用した電子制御装置（ＥＣＵ）の構成を説明するた
めのブロック図、第４図はＥＣＵにより実行される空燃
比検出の判定切替え処理を示すフローチャート、第５図
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれＥＣＬＩにより実行される故
障判定処理を示すフローチャート、第６図（Ａ）、（Ｂ
）はそれぞれ本発明の効果を示す各気筒群の空燃比変化
のタイミングチャートである。 ａ１〜ａｎ・・・気筒群 ｂ１〜ｂｎ・・・排気系 Ｃ・・・内燃機関 ｄ１〜ｄｎ・・・空燃比検出手段 ｅ１〜ｅｎ・・・燃料供給手段 ｆ　　　　・・・運転状態検出手段 ９１〜９ｎ・・・制御手段 ｈ　　　　・・・判定切替手段 １　　　　・・・第１気筒群 ２　　　　・・・第２気筒群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１または複数の気筒から成る気筒群を複数有し、 各気筒群毎に排気系を有する内燃機関の各排気系毎に設
   けられて各排気系毎の空燃比を独立に検出する空燃比検
   出手段と、 上記複数の気筒群の吸気系に該気筒群と同数設けられて
   該気筒群毎独立に燃料を供給する燃料供給手段と、 上記内燃機関の冷却水温および回転数を含む運転状態を
   検出する運転状態検出手段と、 上記運転状態検出手段から得られる検出結果と上記各空
   燃比検出手段から得られる検出結果とに基づいて上記内
   燃機関の各気筒群毎独立に空燃比の制御を行うように各
   気筒群毎に設けられて上記各燃料供給手段を駆動する制
   御手段と、 を具備した内燃機関の空燃比制御装置において、上記運
   転状態検出手段から得られる検出結果および上記各空燃
   比検出手段から得られる各検出結果に基づいて各空燃比
   検出手段が正常であるか否かを判定するとともに正常で
   ないと判定された空燃比検出手段を他の正常であると判
   定された空燃比検出手段に切り替える判定切替手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。