JP2001059432A

JP2001059432A - 内燃機関の供給燃料制御装置

Info

Publication number: JP2001059432A
Application number: JP11234553A
Authority: JP
Inventors: Harufumi Muto; 晴文武藤; Katsura Masuda; 桂増田; Masato Fujita; 真人藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-03-06
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP4258903B2

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出される
のを阻止しつつ触媒温度を速やかに上昇させる。【解決手段】４つの気筒を有する内燃機関の排気通路
内に三元触媒１３を配置する。触媒温度が高いときには
全気筒に燃料供給して全気筒運転を行う。触媒温度が低
いときには一部の気筒への燃料供給を停止して休止気筒
から排出される空気が残りの運転気筒から排出される排
気と共に三元触媒１３に流入するようにする。このとき
三元触媒１３に流入する排気の平均空燃比が理論空燃比
又はわずかばかりリーンとなるように運転気筒に供給さ
れる燃料量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の供給燃料
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リッチ混合気を燃焼せしめると機関発生
トルクが増大し、排気温度が高くなる。そこで、従来よ
り、機関始動時にリッチ混合気を燃焼せしめて大きな摩
擦を克服すると共に、機関及び触媒の暖機運転が速やか
に完了するようにした内燃機関が知られている。

【０００３】ところが、この場合の排気中には多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが含まれ、このとき触媒は活性化していな
ければ触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出される恐れ
がある。一方、触媒に流入する排気中に多量の燃料成分
と多量の酸素とが同時に含まれているとこれら燃料成分
と酸素とが触媒上で発熱反応するので触媒温度が高めら
れ、しかも触媒から排出される未浄化の燃料成分が低減
される。

【０００４】そこで、内燃機関の複数の気筒のうち一部
の気筒でリッチ混合気を燃焼せしめると共に、残りの気
筒への燃料供給を停止して前記残りの気筒から排出され
る空気を前記一部の気筒から排出される排気と共に触媒
に流入せしめるようにした内燃機関が公知である（特開
平９−９６２１６号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この内
燃機関では次のような問題点を有する。即ち、機関排気
通路内の或る位置よりも上流の排気通路内、燃焼室内、
及び吸気通路内に供給された全燃料量に対する全空気量
の割合をその位置を流通する排気の空燃比と称すると、
触媒に流入する排気の平均空燃比について一切考慮され
ていない。このため、触媒に流入する排気の平均空燃比
が理論空燃比に対してリッチになったり、リーンになっ
たりする恐れがある。触媒に流入する排気の平均空燃比
がリッチになると触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出
され、リーンになると過剰空気によって触媒が冷却され
るために触媒温度を速やかに上昇させることができな
い。

【０００６】従って、本発明の目的は触媒から多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出されるのを阻止しつつ触媒温度を速
やかに上昇させることができる内燃機関の供給燃料制御
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、複数の気筒を有する内燃機関
の排気通路内に触媒が配置されており、触媒の温度を代
表する代表温度が予め定められた設定温度よりも低いと
きに複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を停止し
てこの又はこれらの気筒から排出される空気が残りの気
筒から排出される排気と共に触媒に流入するようにした
内燃機関において、代表温度が設定温度よりも低いとき
に触媒に流入する排気の平均空燃比が理論空燃比又はわ
ずかばかりリーンとなるように各気筒に供給される燃料
量を制御するようにしている。すなわち１番目の発明で
は、触媒に流入する排気の平均空燃比が理論空燃比又は
わずかばかりリーンとされるので、触媒から多量の未燃
ＨＣ，ＣＯが排出されるのが阻止され、同時に触媒温度
が速やかに上昇される。

【０００８】上記課題を解決するために２番目の発明に
よれば、複数の気筒を有する内燃機関の排気通路内に触
媒が配置されており、触媒の温度を代表する代表温度が
予め定められた設定温度よりも低いときに複数の気筒の
うち一部の気筒への燃料供給を停止してこの又はこれら
の気筒から排出される空気が残りの気筒から排出される
排気と共に触媒に流入するようにした内燃機関におい
て、代表温度が設定温度よりも低いときに触媒に流入す
る排気の平均空燃比が予め定められた目標空燃比となる
ように各気筒に供給される燃料量を制御するようにして
いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、機関本体１は
複数例えば４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４を具備す
る。各気筒はそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通
のサージタンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダ
クト４を介してエアクリーナ５に接続される。吸気ダク
ト４内には例えばステップモータのような電磁式アクチ
ュエータ６により駆動されるスロットル弁７が配置され
る。一方、各気筒は共通の排気マニホルド８及び排気管
９を介して触媒コンバータ１０に接続され、触媒コンバ
ータ１０は排気管１１に接続される。さらに、各気筒に
は筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられ
る。

【００１０】図１に示す実施態様において触媒コンバー
タ１０には三元触媒１３が収容される。機関排気通路内
の或る位置よりも上流の排気通路内、燃焼室内、及び吸
気通路内に供給された全燃料量に対する全空気量の割合
をその位置を流通する排気の空燃比と称すると、この三
元触媒１３は流入排気の空燃比が概ね理論空燃比である
と排気中に含まれるほぼ全てのＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xを同
時に浄化することができる。なお、三元触媒に換えて酸
化触媒を収容することもできる。また、図１の実施態様
では、機関排気通路内に燃料又は空気が２次的に供給さ
れず、従って各気筒に供給された全燃料量に対する全空
気量の割合は三元触媒１３に流入する排気の平均空燃比
に一致する。

【００１１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス２１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）２４、常時電源に接続されているＢ−Ｒ
ＡＭ（バックアップＲＡＭ）２５、入力ポート２６、お
よび出力ポート２７を具備する。機関本体１には機関冷
却水温ＴＨＷを検出するための水温センサ２８が取り付
けられ、この水温センサ２８は機関冷却水温ＴＨＷを表
す出力電圧を発生する。吸気ダクト４内には吸入空気質
量流量Ｇａを検出するための吸入空気量センサ２９が取
り付けられ、この吸入空気量センサ２９は吸入空気質量
流量Ｇａを表す出力電圧を発生する。排気管９には三元
触媒１３に流入する排気の空燃比を検出するための空燃
比センサ３０が取り付けられ、このメイン空燃比センサ
３０は三元触媒１３への流入排気の空燃比を表す出力電
圧ＶＭを発生する。また、排気管１１には三元触媒１３
から流出する排気の空燃比を検出するための空燃比セン
サ３１が取り付けられ、この空燃比センサ３１は三元触
媒１３からの流出排気の空燃比を表す出力電圧ＶＳを発
生する。一方、排気管１１には三元触媒１３からの流出
排気の温度を検出するための温度センサ３２が取り付け
られ、この温度センサ３２は三元触媒１３からの流出排
気の温度を表す出力電圧を発生する。また、踏み込み量
センサ３３はアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰに比例
した出力電圧を発生する。これらセンサ２８，２９，３
０，３１，３２，３３の出力電圧はそれぞれ対応するＡ
Ｄ変換器３４を介して入力ポート２６に入力される。さ
らに、入力ポート２６には機関回転数Ｎを表す出力パル
スを発生する回転数センサ３５、車速ＳＰＤを表す出力
パルスを発生する車速センサ３６、及び変速機（図示し
ない）のギア位置ＧＰを表す出力パルスを発生するギア
位置センサ３７が接続される。一方、出力ポート２７は
それぞれ対応する駆動回路３８を介して各燃料噴射弁１
３及びアクチュエータ１４に接続される。

【００１２】空燃比センサ３０，３１には例えば排気中
の酸素濃度に応じた出力電圧を発生するセンサが用いら
れる。具体的には、三元触媒１３上流側の空燃比センサ
３０として空燃比と一対一対応の出力電圧を発生するセ
ンサが用いられる。一方、三元触媒１３下流側の空燃比
センサ３１として理論空燃比周りで急変する出力電圧を
発生するセンサが用いられる。このセンサ３１の出力電
圧は空燃比がリーンであると約０．１ボルトになり、空
燃比がリッチであると約０．９ボルトになる。

【００１３】三元触媒１３の温度を代表する温度として
本発明による実施態様では温度センサ３２により検出さ
れる排気温度、即ち三元触媒１３からの流出排気の温度
を用いている。ところが、例えば冷間始動時には温度セ
ンサ３２が活性化しておらず、排気温度を正確に検出で
きない。そこで、この場合には例えば機関冷却水温ＴＨ
Ｗ、機関が始動されてからの経過時間（以下、始動後経
過時間と称する）ＰＳ、機関回転数Ｎなどに基づいて三
元触媒１３の温度を代表する温度を推定するようにして
いる。従って、いずれにしても三元触媒１３の温度を代
表する温度が求められ、以下ではこの温度を触媒温度Ｔ
ＣＡＴと称することにする。

【００１４】まず、本発明による実施態様を概略的に説
明する。触媒温度ＴＣＡＴが低いときには三元触媒１３
を速やかに活性化する必要がある。そこで本発明による
実施態様では、触媒温度ＴＣＡＴが予め定められた第１
の設定温度Ｔ１よりも低いときには減筒運転、即ち４つ
の気筒のうち一部の気筒でリッチ混合気を燃焼せしめる
と共に、残りの気筒への燃料供給を停止して前記残りの
気筒から排出される空気を前記一部の気筒から排出され
る排気と共に触媒に流入せしめるようにしている。

【００１５】このようにリッチ混合気を燃焼せしめると
機関発生トルクが増大するので機関冷間時の大きな摩擦
を克服でき、また排気温度が高くなるので機関及び触媒
の暖機が促進される。さらに、燃料供給が行われる気筒
を運転気筒、燃料供給が停止される気筒を休止気筒と称
すると、運転気筒からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯを含む排
気が排出され、休止気筒からは空気が排出される。これ
ら未燃ＨＣ，ＣＯ及び酸素は次いで三元触媒１３内で発
熱反応即ち燃焼し、その結果触媒温度ＴＣＡＴが速やか
に高められると共に、三元触媒１３から排出される未浄
化の未燃ＨＣ，ＣＯが低減される。

【００１６】この場合、三元触媒１３への流入排気の平
均空燃比がリーン又は理論空燃比となるように運転気筒
での燃料噴射量が定められている。このようにすると排
気中の未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒１３において確実に燃
焼せしめられる。さらに、触媒温度ＴＣＡＴが高くなる
につれて三元触媒１３で燃焼させるべき未燃ＨＣ，ＣＯ
量が少なくなり、またこのとき機関温度も高くなるので
摩擦が小さくなる。そこで本発明による実施態様では、
触媒温度ＴＣＡＴが高くなるにつれて運転気筒で燃焼せ
しめられる混合気の空燃比のリッチ度合いが小さくなる
ように定められている。なお、このように触媒温度ＴＣ
ＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも低いときに行われる減
筒運転を第１の減筒運転と称する。

【００１７】運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃
比のリッチ度合いが小さくなるにつれて運転気筒から排
出されるＮＯ_X量が増大する。ところが、三元触媒１３
への流入排気の平均空燃比がリーンであると三元触媒１
３においてＮＯ_Xを良好に還元浄化できない。一方、三
元触媒１３が部分的にでも活性化しているならば、三元
触媒１３への流入排気の空燃比を理論空燃比にしてＨ
Ｃ，ＣＯだけでなくＮＯ _Xも浄化するのが好ましい。

【００１８】そこで本発明による実施態様では、触媒温
度ＴＣＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも高くなり、かつ
第１の設定温度Ｔ１よりも高く定められた第２の設定温
度Ｔ２よりも低いときには三元触媒１３への流入排気の
平均空燃比が理論空燃比になるように、運転気筒の燃料
噴射量又は運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比
を制御している。このように、ただ単に減筒運転を行う
のではなく、三元触媒１３への流入排気の平均空燃比が
目標となる空燃比となるように運転気筒の燃料噴射量を
制御しているので、三元触媒１３において未燃ＨＣ，Ｃ
ＯだけでなくＮＯ_Xが良好に浄化される。また、運転気
筒ではリッチ混合気が燃焼せしめられ、三元触媒１３で
は未燃ＨＣ，ＣＯが燃焼せしめられるので機関及び三元
触媒１３の暖機が速やかに完了せしめられる。なお、こ
のとき目標となる空燃比を理論空燃比よりもわずかばか
りリーンにしてもよい。

【００１９】さらにこの場合、三元触媒１３への流入排
気の空燃比が理論空燃比に維持されるように空燃比セン
サ３１の出力電圧ＶＳに基づいて運転気筒の燃料噴射量
がフィードバック制御される。従って、三元触媒１３に
おいて未燃ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ _Xの良好な浄化が確保でき
る。なお、このように触媒温度ＴＣＡＴが第１の設定温
度Ｔ１よりも高くかつ第２の設定温度Ｔ２よりも低いと
きに行われる減筒運転を第２の減筒運転と称する。

【００２０】触媒温度ＴＣＡＴがさらに高くなり、第２
の設定温度Ｔ２よりも高くなると、このような減筒運転
を行う必要はなく、むしろ大きな機関出力が要求され
る。そこで、全気筒運転が行われ、即ち全気筒で燃料供
給が行われる。このとき、空燃比センサ３０又は空燃比
センサ３１の出力電圧に基づいて三元触媒１３の流入排
気の空燃比が理論空燃比になるように全気筒の燃料噴射
量がフィードバック制御される。その結果、三元触媒１
３において排気が良好に浄化される。

【００２１】次に、本発明による実施態様を詳細に説明
する。本発明による実施態様では燃料噴射時間ＴＡＵが
例えば次式に基づいて算出される。ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＩ・ＦＡＦここでＴＢは基本燃料噴射時間、ＫＩは増量補正係数、
ＦＡＦはフィードバック補正係数をそれぞれ表してい
る。

【００２２】基本燃料噴射時間ＴＢは各気筒で燃焼せし
められる混合気の空燃比を理論空燃比にするのに必要な
燃料噴射時間であって、予め実験により求められてい
る。この基本燃料噴射時間ＴＢは機関負荷を表す吸入空
気量Ｇａ及び機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ２２
内に記憶されている（ＴＢ＝ｆ２（Ｇａ，Ｎ））。な
お、基本燃料噴射時間ＴＢは全気筒運転時に三元触媒１
３への流入排気の平均空燃比を理論空燃比にするのに必
要な燃料噴射時間ということもできる。

【００２３】全気筒運転時用フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦは全気筒運転時に三元触媒１３への流入排気の空燃
比を目標となる理論空燃比に維持するためのものであ
る。この全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦ
は空燃比センサ３１，３２の出力電圧に応じて定めら
れ、１．０を中心として変動する。増量補正係数ＫＩは
第１の増量補正係数ＫＩ１と第２の増量補正係数ＫＩ２
とのうち大きいほうの値をとるものであり、補正する必
要がないときには１．０に保持される。第１の増量補正
係数ＫＩ１は例えば加速時増量補正係数、過熱防止増量
補正係数、暖機時増量補正係数などを一まとめにして表
したものであり、アクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰ、
機関回転数Ｎ、吸入空気量Ｇａ、機関冷却水温ＴＨＷ、
始動後経過時間ＰＳの関数として予めＲＯＭ２２内に記
憶されている（ＫＩ１＝ｆ３（ＤＥＰ，Ｎ，Ｇａ，ＴＨ
Ｗ，ＰＳ））。

【００２４】一方、第２の増量補正係数ＫＩ２は減筒運
転時に運転気筒の燃料噴射量を増量補正するためのもの
であり、全気筒数が４の場合には例えば次式により算出
される。ＫＩ２＝４／（４−ＮＳＣ）・ＫＲ＋ＫＳここでＮＳＣは休止気筒数、ＫＲはリッチ度合い係数、
ＫＳは減筒運転時用フィードバック補正係数をそれぞれ
表している。

【００２５】休止気筒数ＮＳＣ（＝０，１，２，３）は
要求負荷ＲＬが高くなるにつれて小さくなり、機関冷却
水温ＴＨＷが低くなるにつれて大きくなる。というの
は、休止気筒数ＮＳＣが大きくなると一方では機関出力
が低下し、他方では三元触媒１３に供給される２次的な
空気量が増大するからである。この休止気筒数ＮＳＣは
予め実験により求められており、要求負荷ＲＬ及び機関
冷却水温ＴＨＷの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶さ
れている（ＮＳＣ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。ここで要
求負荷ＲＬは予め実験により求められており、アクセル
ペダルの踏み込み量ＤＥＰ、車速ＳＰＤ、ギア位置Ｇ
Ｐ、及び機関冷却水温ＴＨＷの関数として予めＲＯＭ２
２内に記憶されている（ＲＬ＝ｆ１（ＤＥＰ，ＳＰＤ，
ＧＰ，ＴＨＷ））。

【００２６】リッチ度合い係数ＫＲは減筒運転時に運転
気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比のリッチ度合い
を表している。リッチ度合い係数ＫＲは例えば０．１か
ら１．０の範囲内で定められ、触媒温度ＴＣＡＴが低く
なるにつれて小さくなり、吸入空気量Ｇａが大きくなる
につれて小さくなる。リッチ度合い係数ＫＲは予め実験
により求められており、触媒温度ＴＣＡＴ及び吸入空気
量Ｇａの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている
（ＫＲ＝ｆ５（ＴＣＡＴ，Ｇａ））。

【００２７】減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳ
は第２の減筒運転時に三元触媒１３への流入排気の平均
空燃比を目標となる理論空燃比に維持するためのもので
ある。この減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳは
空燃比センサ３２の出力電圧に応じて定められ、零を中
心として変動する。従って、例えばＮＳＣ＝１の場合運
転気筒の燃料噴射時間ＴＡＵを基本燃料噴射時間ＴＢの
４／３倍にすれば、三元触媒１３への流入排気の平均空
燃比が理論上、理論空燃比になるということになる。

【００２８】第１の減筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが
１から３の間で定められ、リッチ度合い係数ＫＲが０．
１から１．０の間で定められ、減筒運転時用フィードバ
ック補正係数ＫＳが零に固定され、全気筒運転時用フィ
ードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。第２
の減筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが１から３の間で定
められ、リッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定され、減
筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが空燃比センサ
３１の出力電圧に基づいて算出され、全気筒運転時用フ
ィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。

【００２９】全気筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが零に
固定され、リッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定され、
減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定さ
れ、全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが空
燃比センサ３０，３１の出力電圧に基づいて算出され
る。次に、図２から図６を参照して本発明による実施態
様をさらに詳細に説明する。

【００３０】図２は本発明による実施態様による運転気
筒の燃料噴射時間ＴＡＵ及び目標スロットル開度ＴＴＡ
の算出ルーチンである。このルーチンは予め定められた
設定時間毎の割り込みによって実行される。図２を参照
すると、まず始めにステップ２００では要求負荷ＲＬが
算出される（ＲＬ＝ｆ１（ＤＥＰ，ＳＰＤ，ＧＰ，ＴＨ
Ｗ））。続くステップ２０１では基本燃料噴射時間ＴＢ
が算出される（ＴＢ＝ｆ２（Ｇａ，Ｎ））。続くステッ
プ２０２では第１の増量補正係数ＫＩ１が算出される
（ＫＩ１＝ｆ３（ＤＥＰ，Ｎ，Ｇａ，ＴＨＷ，Ｐ
Ｓ））。続くステップ２０３では触媒温度ＴＣＡＴが温
度センサ３２の出力電圧又は推定により算出される。

【００３１】続くステップ２０４では触媒温度ＴＣＡＴ
が第１の設定温度Ｔ１よりも低いか否かが判別される。
ＴＣＡＴ＜Ｔ１のときには次いでステップ２０５に進
み、要求負荷ＲＬが予め定められた第１の設定負荷より
も大きいか否かが判別される。ＲＬ＞Ｌ１のときには次
いでステップ２０６に進んで第１の減筒運転を制御する
ためのルーチンが実行され、ＲＬ≦Ｌ１のときには次い
でステップ２０７に進んで全気筒運転を制御するための
ルーチンが実行される。減筒運転を行うとトルク変動が
大きくなるので、要求負荷ＲＬが低いときに減筒運転を
行うとドライバビリティが悪化する。そこで、ＲＬ≦Ｌ
１のときには減筒運転を禁止して全気筒運転を行うよう
にしている。

【００３２】一方、ステップ２０４においてＴＣＡＴ≧
Ｔ１のときには次いでステップ２０８に進み、触媒温度
ＴＣＡＴが第２の設定温度Ｔ２よりも低いか否かが判別
される。ＴＣＡＴ＜Ｔ２のときには次いでステップ２０
９に進み、要求負荷ＲＬが予め定められた第２の設定負
荷よりも小さいか否かが判別される。ＲＬ＜Ｌ２のとき
には次いでステップ２１０に進んで第２の減筒運転を制
御するためのルーチンが実行される。これに対してＴＣ
ＡＴ≧Ｔ２又はＲＬ≧Ｌ２のときには次いでステップ２
０７に進んで全気筒運転を制御するためのルーチンが実
行される。触媒温度ＴＣＡＴが高くなった後には減筒運
転を行う必要性はなく、減筒運転を行うと大きな機関出
力を確保できない。そこでＴＣＡＴ≧Ｔ２又はＲＬ≧Ｌ
２のときには減筒運転を禁止して全気筒運転を行うよう
にしている。

【００３３】ステップ２０６の第１の減筒運転制御ルー
チンは図３に示されている。図３を参照すると、まずス
テップ３００では休止気筒数ＮＳＣが算出される（ＮＳ
Ｃ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。続くステップ３０１では
リッチ度合い係数ＫＲが算出される（ＫＲ＝ｆ５（ＴＣ
ＡＴ，Ｇａ））。続くステップ３０２ではフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、続くステップ３
０３では減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零
に固定される。次いで図２のステップ２１１に進む。

【００３４】一方、ステップ２０７の全気筒運転制御ル
ーチンは図４に示されている。図４を参照すると、まず
ステップ４００では休止気筒数ＮＳＣが零に固定され
る。続くステップ４０１ではリッチ度合い係数ＫＲが
１．０に固定される。続くステップ４０２ではメインＦ
Ｂ条件が成立しているか否かが判別される。例えば空燃
比センサ３０が活性化しており、かつ第１の増量補正係
数ＫＩ１が零であり、かつ機関減速運転時における燃料
供給停止時でないときにメインＦＢ条件が成立している
と判断され、それ以外は不成立であると判断される。メ
インＦＢ条件が不成立であると判断されたときは次いで
ステップ４０３に進み、全気筒運転時用フィードバック
補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次いでステップ
４０７に進む。

【００３５】一方、メインＦＢ条件が成立していると判
断されたときには次いでステップ４０４に進み、第１の
サブＦＢ条件が成立しているか否かが判断される。例え
ば、メインＦＢ条件が成立しており、かつ空燃比センサ
３１が活性化しており、かつ機関冷却水温ＴＨＷが一定
値以上であり、かつアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰ
が零でなく即ちアイドリング運転時でないときに第１の
サブＦＢ条件が成立していると判断され、それ以外は不
成立であると判断される。第１のサブＦＢ条件が成立し
ていると判断されたときは次いでステップ４０５に進
み、空燃比センサ３０，３１の出力電圧ＶＭ，ＶＳ両方
に基づいて全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆが算出される。次いでステップ４０７に進む。これに
対し第１のサブＦＢ条件が不成立と判断されたときは次
いでステップ４０６に進み、空燃比センサ３０の出力電
圧ＶＭのみに基づいて全気筒運転時用フィードバック補
正係数ＦＡＦが算出される。次いでステップ４０７に進
む。

【００３６】ステップ４０７では減筒運転時用フィード
バック補正係数ＫＳが零に固定される。次いで図２のス
テップ２１１に進む。ステップ２１０の第２の減筒運転
制御ルーチンは図５に示されている。図５を参照する
と、まずステップ５００では休止気筒数ＮＳＣが算出さ
れる（ＮＳＣ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。続くステップ
５０１ではリッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定され
る。続くステップ５０２ではフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦが１．０に固定され、続くステップ５０３では減筒
運転時用フィードバック補正係数ＫＳの算出ルーチンが
実行される。このＫＳの算出ルーチンは図６に示されて
いる。

【００３７】図６を参照すると、まずステップ６００で
は第２のサブＦＢ条件が成立しているか否かが判断され
る。例えば、空燃比センサ３１が活性化しており、かつ
機関冷却水温ＴＨＷが一定値以上であり、かつアクセル
ペダルの踏み込み量ＤＥＰが零でなく即ちアイドリング
運転時でないときに第２のサブＦＢ条件が成立している
と判断され、それ以外は不成立であると判断される。第
２のサブＦＢ条件が不成立と判断されたときには次いで
ステップ６０１に進み、リッチ時間カウンタＣＲ及びリ
ーン時間カウンタＣＬがクリアされる。リッチ時間カウ
ンタＣＲは三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリ
ーンからリッチに切り替わってからリーンに戻るまでの
時間を表しており、リーン時間カウンタＣＬは三元触媒
１３への流入排気の平均空燃比がリッチからリーンに切
り替わってからリッチに戻るまでの時間を表している。
次いでステップ６０２に進み、減筒運転時用フィードバ
ック補正係数ＫＳが零に固定される。次いで図２のステ
ップ２１１に進む。

【００３８】これに対し、第２のサブＦＢ条件が成立し
ていると判断されたときは次いでステップ６０３に進
み、空燃比センサ３１の出力電圧ＶＳが基準電圧Ｖ１
（例えば０．４５ボルト）よりも高いか否か、即ち三元
触媒１３への流入排気の平均空燃比がリッチであるか否
かが判別される。ＶＳ＞Ｖ１のとき即ちリッチのときに
は次いでステップ６０４に進み、リッチ時間カウンタＣ
Ｒが１だけインクリメントされ、リーン時間カウンタが
クリアされる。続くステップ６０５ではリッチ時間カウ
ンタＣＲが一定値Ｃ１よりも大きいか否かが判別され
る。ＣＲ≦Ｃ１のときには次いで図２のステップ２１１
に進む。ＣＲ＞Ｃ１のときには次いでステップ６０６に
進み、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳから一
定値ｋだけ減算される。次いで図２のステップ２１１に
進む。

【００３９】一方、ステップ６０３においてＶＳ≦Ｖ１
のとき即ちリーンのときには次いでステップ６０７に進
み、リッチ時間カウンタＣＲがクリアされ、リーン時間
カウンタが１だけインクリメントされる。続くステップ
６０８ではリーン時間カウンタＣＬが一定値Ｃ１よりも
大きいか否かが判別される。ＣＬ≦Ｃ１のときには次い
で図２のステップ２１１に進む。ＣＬ＞Ｃ１のときには
次いでステップ６０９に進み、減筒運転時用フィードバ
ック補正係数ＫＳに一定値ｋだけ加算される。次いで図
２のステップ２１１に進む。

【００４０】三元触媒１３への流入排気の平均空燃比が
リッチになると減筒運転時用フィードバック補正係数Ｋ
Ｓが減少せしめられるので燃料噴射時間ＴＡＵが短くせ
しめられ、流入排気の平均空燃比がリーンになるとＫＳ
が増大せしめられるので燃料噴射時間ＴＡＵが長くせし
められる。このようにして流入排気の平均空燃比が目標
となる理論空燃比に一致せしめられる。

【００４１】再び図２を参照すると、ステップ２１１で
は第２の増量補正係数ＫＩ２が算出される（ＫＩ２＝４
／（４−ＮＳＣ）・ＫＲ＋ＫＳ）。続くステップ２１２
では第１及び第２の増量補正係数ＫＩ１，ＫＩ２のうち
大きいほうが増量補正係数ＫＩとして記憶される。大き
いほうの増量補正係数だけ増量すれば十分だからであ
る。ここでＭＡＸ（ａ，ｂ）はａ，ｂのうち大きいほう
の値を表している。続くステップ２１３では目標スロッ
トル開度ＴＴＡが算出される。この目標スロットル開度
ＴＴＡは予め実験により求められており、要求負荷Ｒ
Ｌ、増量補正係数ＫＩ、及び休止気筒数ＮＳＣの関数と
して予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＴＴＡ＝ｆ６
（ＲＬ，ＫＩ，ＮＳＣ））。アクチュエータ６は実際の
スロットル開度が目標スロットル開度ＴＴＡとなるよう
にスロットル弁７を駆動する。

【００４２】続くステップ２１４では休止気筒数ＮＳＣ
に基づいて燃料供給を停止すべき気筒が決定される。続
くステップ２１５では運転気筒の燃料噴射時間ＴＡＵが
算出される（ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＩ・ＦＡＦ）。運転気筒
ではＴＡＵだけ燃料が噴射され、休止気筒のＴＡＵは零
に保持される。

【００４３】

【発明の効果】触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出さ
れるのを阻止しつつ触媒温度を速やかに上昇させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】燃料噴射時間ＴＡＵ及び目標スロットル開度Ｔ
ＴＡの算出ルーチンを示すフローチャートである。

【図３】第１の減筒運転制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図４】全気筒運転制御ルーチンを示すフローチャート
である。

【図５】第２の減筒運転制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図６】減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳの算
出ルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…機関本体８…排気マニホルド１２…燃料噴射弁１３…三元触媒３０，３１…空燃比センサ３２…温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田真人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G092 AA01 AA06 AA13 BA04 BB01 CA07 CB05 DC03 DC15 DE03S DG08 EA02 EA05 EA06 EA07 EA09 EA13 EA17 EB08 EC02 FA15 FA17 FA18 GA02 HA01Z HA11Z HD02Z HD05X HD05Z HE01Z HE08Z HF08Z HF19Z 3G301 HA04 HA06 JA21 JA25 JA26 KA05 LA03 LB04 LC04 MA01 MA11 MA24 NA08 NB02 NB11 NC08 ND02 NE06 NE13 NE14 NE15 NE16 NE23 PA01Z PA18Z PD02A PD02Z PD12Z PE01Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の気筒を有する内燃機関の排気通路
内に触媒が配置されており、該触媒の温度を代表する代
表温度が予め定められた設定温度よりも低いときに複数
の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を停止して該気筒
から排出される空気が残りの気筒から排出される排気と
共に触媒に流入するようにした内燃機関において、代表
温度が設定温度よりも低いときに触媒に流入する排気の
平均空燃比が理論空燃比又はわずかばかりリーンとなる
ように各気筒に供給される燃料量を制御するようにした
内燃機関の供給燃料制御装置。
【請求項２】複数の気筒を有する内燃機関の排気通路
内に触媒が配置されており、該触媒の温度を代表する代
表温度が予め定められた設定温度よりも低いときに複数
の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を停止して該気筒
から排出される空気が残りの気筒から排出される排気と
共に触媒に流入するようにした内燃機関において、代表
温度が設定温度よりも低いときに触媒に流入する排気の
平均空燃比が予め定められた目標空燃比となるように各
気筒に供給される燃料量を制御するようにした内燃機関
の供給燃料制御装置。