JP2015169185A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の気筒群を有する多気筒エンジンにおける空燃比制御をより適切に実施できるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】複数の気筒１１が２以上の気筒群１０ａ，１０ｂに分けられ、各気筒群１０ａ，１０ｂの各々に設けられた排気マニホールド２０ａ，２０ｂの下流側の排気集合部２３で排気通路が集合しており、当該排気集合部２３に排気の空燃比を検出する空燃比センサ３３が設けられたエンジン１０に適用されるエンジン制御装置は、空燃比センサ３３の検出結果に基づきフィードバック制御量を算出し、そのフィードバック制御量に基づき各気筒１１における燃料噴射量をフィードバック制御する。そして各気筒群１０ａ、１０ｂにおいて、各気筒１１から排出された排気が空燃比センサ３３で検出されるまでの空燃比検出応答の差違に基づいて、気筒群１０ａ，１０ｂごとに、フィードバック制御量を算出する。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の気筒を２以上の気筒群に分けて駆動する多気筒エンジンにおいて、各気筒群に供給される混合気の空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御を実施するエンジンの制御装置に関する。

排気の特性をより高精度に制御する目的等から、複数の気筒をいくつかの気筒群に分けた構成のエンジンが知られている。この種のエンジンにおいては、気筒群ごとの第１排気通路の下流側を共通の第２排気通路に合流させ、第１排気通路及び第２排気通路に触媒装置を設けている。触媒装置の上流側と下流側のそれぞれには空燃比センサが設けられており、空燃比センサによる排気の空燃比（実空燃比）の検出値を用いて、実空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御が行われている。

例えば、触媒装置の上流側に空燃比センサとしてＡ／Ｆセンサを設け、触媒装置の下流側に空燃比センサとしてＯ２センサを設けた構成の場合、上流側のＡ／Ｆセンサによる空燃比の検出値が目標空燃比となるように基本燃料噴射量を算出するメインフィードバック制御が実施される。また、下流側のＯ２センサによる空燃比の検出値が理論空燃比となるように、メインフィードバック制御によるフィードバック補正量（燃料噴射量）が補償されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１２７０６４号公報

複数の気筒を気筒群に分けて配置した場合、気筒群間の排気の輸送遅れの違いに起因して、フィードバック制御の収束性が低下したり、エンジン回転速度がハンチングしたりする等の不具合が生じる可能性がある。

本発明は、上記実情を鑑み、複数の気筒群を有する多気筒エンジンにおける空燃比制御をより適切に実施できるエンジン制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明では、複数の気筒が２以上の気筒群に分けられ、各気筒群にそれぞれ排気マニホールドが設けられるとともに、それら各排気マニホールドの下流側の排気集合部で排気通路が集合しているエンジンに適用され、排気集合部には排気の空燃比を検出する空燃比センサが設けられており、空燃比センサの検出結果に基づいてフィードバック制御量を算出し、そのフィードバック制御量に基づいて各気筒における燃料噴射量をフィードバック制御する噴射制御手段と、各気筒群において、各気筒から排出された排気が空燃比センサで検出されるまでの空燃比検出応答の差違を算出する応答差算出手段と、応答差算出手段により算出した空燃比検出応答の差違に基づいて、気筒群ごとに、フィードバック制御量を算出するために用いる制御用パラメータを個別に設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。

上記発明において、２以上の気筒群を有するエンジンにおいて、気筒群ごとの排気マニホールドの下流側で互いに集合する排気集合部に第１空燃比センサを設けた構成では、各気筒群において第１空燃比センサを共通に用いることができるため、構成の簡素化が可能となる。また、上記構成では、気筒群ごとに、空燃比フィードバック制御に用いる制御用パラメータを個別に設定する構成にしたため、気筒群ごとに空気量の違いや輸送遅れの違い等が生じていても、その違いを考慮した上での空燃比フィードバック制御を実施できる。ゆえに、Ｖ型エンジン等の複数の気筒群を有する多気筒エンジンにおいて、構成の簡素化を図りつつ、適正なる空燃比フィードバック制御を実現できるものとなる。

エンジンの全体構成を示す概略構成図。 システムの電気的構成を示すブロック図。 メインフィードバック処理のフローチャート。 サブフィードバック処理のフローチャート。 目標空燃比の補正処理のフローチャート。 気筒群ごとのフィードバックゲイン算出のための演算マップ。 エンジンの変用例の概略構成図。 エンジンの変用例の概略構成図。 エンジンの変用例の概略構成図。 目標空燃比の補正値の学習演算のフローチャート。

以下、本実施形態にかかるエンジンの制御装置について、図面を参照しつつ説明する。なお本実施形態のエンジン１０は、１サイクル４行程で駆動されるＶ型の多気筒エンジンであり、自動車などの車両に搭載される。

図１に示されるように、エンジン１０は複数の気筒１１を備えている。本実施形態のエンジン１０は、第１気筒群１０ａと第２気筒群１０ｂとの各々に３つずつの気筒１１が配置されたＶ型の６気筒エンジンとして構成されている。

第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂにおいては各々個別に吸気通路が設けられている。具体的には、第１気筒群１０ａの吸気ポートには第１吸気マニホールド１２ａが接続されるとともに、その上流側に第１吸気管１３ａが接続されており、これら第１吸気マニホールド１２ａ及び第１吸気管１３ａにより第１気筒群１０ａ側の吸気通路が形成されている。また、第２気筒群１０ｂの吸気ポートには第２吸気マニホールド１２ｂが接続されるとともに、その上流側に第２吸気管１３ｂが接続されており、これら第２吸気マニホールド１２ｂ及び第２吸気管１３ｂにより第２気筒群１０ｂ側の吸気通路が形成されている。

第１吸気管１３ａ，第２吸気管１３ｂのそれぞれの最上流部には、空気濾過用のエアクリーナ１４ａ，１４ｂが設けられている。各エアクリーナ１４ａ，１４ｂの下流側には吸入空気流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１５ａ，１５ｂ、吸入空気を圧縮する吸気コンプレッサ３４ａ，３４ｂ、吸入空気の温度を低下させて空気の充填効率を高めるインタクーラ１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられている。その下流側には、気筒群１０ａ，１０ｂごとの各吸気通路における吸入空気流量を調整するスロットル弁１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられている。本実施形態では、スロットル弁１７ａ，１７ｂを電子制御する構成としており、スロットル開度がスロットルアクチュエータ５３（図２参照）により調整されるようになっている。気筒群ごとにスロットル開度が個別に調整されることにより、各気筒群１０ａ，１０ｂの吸気量が互いに独立して調整される。

なお、図示は略すが、周知のとおり各気筒１１の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気弁と排気弁とが配設されており、カム軸の回転に伴いこれら各弁が開閉駆動されるようになっている。エンジン１０には、吸気弁の開閉時期を調整する吸気側動弁機構５１と、排気弁の開閉時期を調整する排気側動弁機構５２とが気筒群ごとにそれぞれ設けられている。

また、第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂの排気通路は、上流部分で気筒群ごとに個別に設けられるとともに、下流部分で１つに集合するものとなっている。具体的には、第１気筒群１０ａの排気ポートには第１排気マニホールド２０ａが接続される一方、第２気筒群１０ｂの排気ポートには第２排気マニホールド２０ｂが接続されており、これら各マニホールド２０ａ，２０ｂの下流側には排気管２１がそれぞれ接続されている。排気管２１は、各マニホールド２０ａ，２０ｂにそれぞれ接続される分岐部２２ａ，２２ｂとその下流側の集合部２３とを有している。したがって、各気筒群１０ａ，１０ｂからそれぞれ排出された排気は、各マニホールド２０ａ，２０ｂ及び排気管２１の分岐部２２ａ，２２ｂを通って気筒群ごとに流下するとともに、排気管２１の集合部２３で集合した後、さらに下流側に流れるようになっている。なお本実施形態では、各気筒群１０ａ，１０ｂの排気マニホールド２０ａ，２０ｂと排気管２１の分岐部２２ａ，２２ｂとを合わせた排気経路長が、各気筒群１０ａ，１０ｂで同じであるとしている。

排気管２１の各分岐部２２ａ，２２ｂには、各分岐部２２ａ，２２ｂを流れる排気により回転駆動される排気タービン３５ａ，３５ｂがそれぞれ設けられている。排気タービン３５ａ，３５ｂは吸気コンプレッサ３４ａ，３４ｂと共にターボチャージャを構成するものであり、このターボチャージャの作動により吸気が圧縮されてエンジン出力が高められる。

排気管２１の集合部２３には、排気を浄化する触媒装置３０が設けられている。触媒装置３０は、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）の三成分を同時に浄化する三元触媒の機能を備えるものとなっている。

また、排気管２１の各分岐部２２ａ，２２ｂにおいて排気タービン３５ａ，３５ｂの上流側には、空燃比センサとしてＡ／Ｆセンサ３１，３２が配置され、排気管２１の集合部２３において触媒装置３０の下流側には空燃比センサとしてＯ２センサ３３が配置されている。Ａ／Ｆセンサ３１，３２は、排気中の酸素濃度と未燃ガスの濃度に応じてリニアに変化する電気信号を出力する。Ｏ２センサ３３は、排気中の酸素濃度に応じて、排気がリッチかリーンかに応じて異なる信号（電圧）を出力する。

以上の構成により、第１吸気管１３ａ及び第１吸気マニホールド１２ａを流れる吸気と、第２吸気管１３ｂ及び第２吸気マニホールド１２ｂを流れる吸気とは個別に第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂの各気筒１１に供給される。そしてその後、第１気筒群１０ａの各気筒１１から排出される排気が第１排気マニホールド２０ａと排気管２１の分岐部２２ａとを介して集合部２３に流れ込むとともに、第２気筒群１０ｂの各気筒１１から排出される排気が第２排気マニホールド２０ｂと排気管２１の分岐部２２ｂとを介して集合部２３に流れ込む。この際、Ａ／Ｆセンサ３１，３２によって気筒群ごとに排気の空燃比が検出されるとともに、Ｏ２センサ３３によって触媒下流側の排気の空燃比が各気筒群共通で検出される。

図２には本システムの電気的構成を示す。図２において、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ，書き換え可能なフラッシュメモリ等を備えて構成された周知のマイクロコンピュータとして構成されている。このＥＣＵ４０には、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサの検出信号がそれぞれ入力される。すなわち、ＥＣＵ４０には、上述のエアフローメータ１５ａ，１５ｂや、Ａ／Ｆセンサ３１，３２、Ｏ２センサ３３に加えて、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ３６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３７、エンジン１０の回転速度に対応した信号を出力するクランク角センサ３８、等から検出信号が各々入力される。

また、ＥＣＵ４０の出力側には、気筒ごとに設けられる燃料噴射弁５４や点火装置５５の他に、各気筒群のスロットルアクチュエータ５３、吸気側及び排気側の動弁機構５１，５２が接続されている。

ＥＣＵ４０は、上述の各種センサの出力信号を参照してエンジン１０の運転状態を制御するエンジン制御ユニットであり、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度、吸排気弁の開閉時期などを制御する。

具体的には、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量制御として、エンジン回転速度やエンジン負荷に基づいて基本噴射量を算出するとともに、空燃比フィードバック処理で算出した空燃比補正係数ＦＡＦにより基本噴射量を補正し、最終の燃料噴射量を算出する。そして、この燃料噴射量に基づいて各気筒１１の燃料噴射弁５４の駆動を制御する。

本実施形態では、空燃比フィードバック処理としてメインフィードバック処理とサブフィードバック処理とを実施する。メインフィードバック処理では、Ａ／Ｆセンサ３１，３２により検出される実空燃比（触媒上流側の空燃比）がエンジン１０の運転状態に応じて定められる目標空燃比となるように空燃比補正係数ＦＡＦを算出し、そのＦＡＦに基づいて燃料噴射量を補正する。

このとき、ＰＩ、ＰＩＤ等、任意のフィードバック手法を用いて空燃比補正係数が算出されればよいが、単純化して示すと、実空燃比及び目標空燃比の偏差ΔＡＦと、フィードバックゲインＫとに基づいてＦＡＦが算出される（ＦＡＦ＝Ｋ×ΔＡＦ）。この場合、メインフィードバック処理では、気筒群ごとに個別のＡ／Ｆセンサ３１，３２の検出結果に基づく空燃比補正処理が実施される。なお、目標空燃比、フィードバックゲインＫが「制御用パラメータ」に相当する。

また、サブフィードバック処理では、Ｏ２センサ３３により検出される実空燃比（触媒下流側の実空燃比）が触媒下流の基準空燃比（理論空燃比）となるように、メインフィードバック処理で算出した空燃比補正係数ＦＡＦの補正、又は触媒上流側の目標空燃比についての補正を実施する。この場合、サブフィードバック処理では、各気筒群に共通のＯ２センサ３３の検出結果に基づく空燃比補正処理が実施される。

また、スロットル開度制御としては、アクセル開度に基づき算出された目標スロットル開度に対して実スロットル開度が一致するよう、スロットル開度偏差に基づいてスロットルアクチュエータ５３の駆動が制御される。この場合、スロットル弁１７ａ，１７ｂ、スロットル開度センサ３６及びスロットルアクチュエータ５３は気筒群ごとに設けられており、各気筒群独立で空気量制御が実施される。

ところで、上記のとおり気筒群ごとに吸気系を独立して設けた場合、各気筒群において同じトルクを出力するために必要となる空気量の相違が生じうると考えられる。こうした空気量の相違は、例えば各気筒群のアクチュエータ類、センサ類において個体差や経年変化（劣化）による特性誤差が生じることに起因するものと考えられる。そして、気筒群間でのこのような相違が考慮されずに空燃比フィードバック制御が実施されると、気筒群間でフィードバック制御のずれ、すなわち燃料噴射量のずれが生じるといった不都合が生じる。

つまり、エンジン１０の排気系においては、気筒群ごとにＡ／Ｆセンサ３１，３２が設けられるのに対し、気筒群共通でＯ２センサ３３が設けられている。この場合、第１気筒群１０ａ側の気筒１１から排出された排気と、第２気筒群１０ｂ側の気筒１１から排出された排気とで、各気筒群の空気量の相違に起因してＯ２センサ３３に到達するまでの時間（輸送遅れ時間）が相違すると、第１気筒群１０ａ側と第２気筒群１０ｂ側とで空燃比検出のタイミングのずれが生じ、空燃比補正の精度が低下する。換言すると、気筒群ごとの触媒下流側での空燃比検出応答の違いにより、空燃比補正の精度低下が生じる。例えば、仮に第１気筒群１０ａの空気量ＱＡと、第２気筒群１０ｂの空気量ＱＢとがＱＡ＞ＱＢになっている場合には、第１気筒群１０ａ側の排気がＯ２センサ３３に到達するまでの時間が、第２気筒群１０ｂ側の同時間に対して短くなる。そのため、例えば空燃比過渡時において、一方の気筒群のフィードバック制御量に対して、他方の気筒群のフィードバック制御量が過多又は過少となる事態が生じ、結果として空燃比補正の精度低下が生じる。

そこでＥＣＵ４０は、各気筒群１０ａ，１０ｂの空気量の相違を考慮して空燃比フィードバック制御を実施する。つまり、各気筒群１０ａ，１０ｂにおいて空気量ＱＡ，ＱＢをそれぞれ算出するとともに、その空気量ＱＡ，ＱＢの違いに基づいて、いずれかの気筒群のフィードバック制御量を補正する。本実施形態では、一方の気筒群のフィードバックゲインＫを、他方の気筒群のフィードバックゲインＫに対して大きくする、又は小さくすることにより、気筒群ごとの触媒下流側での空燃比検出応答の違いに対処するようにしている。

次に、ＥＣＵ４０により実行される空燃比フィードバック処理を説明する。図３は、燃料噴射制御のメイン処理を示すフローチャートであり、図４は、目標空燃比の算出処理を示すフローチャートである。また、図５は、フィードバックゲインの補正処理を示すフローチャートである。なおこれらの処理プログラムはＥＣＵ４０のＲＯＭに格納されており、所定間隔で繰り返し実施される。

図３において、ステップＳ１１では、エンジン回転速度やエンジン負荷に基づいて基本燃料噴射量ＴＰを算出する。続くステップＳ１２では、気筒群１０ａ，１０ｂごとの目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂの算出処理を実行する。この目標空燃比の算出処理では、サブフィードバック処理として、Ｏ２センサ３３の検出値に基づいて気筒群１０ａ，１０ｂごとに目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂが算出されるが、その詳細は後に図４を用いて説明する。

ステップＳ１３では、次回の燃料噴射の実施気筒が第１気筒群１０ａであるか否かを判定する。ステップＳ１３を肯定判定した場合は、ステップＳ１４に進み、第１気筒群１０ａ側の次回の燃料噴射気筒について燃料噴射量を算出する。この場合、ステップＳ１４では、第１気筒群１０ａの実空燃比及び目標空燃比λｔｇａの偏差と所定のフィードバックゲインＫに基づいて空燃比補正係数ＦＡＦを算出する。続くステップＳ１５では、空燃比補正係数ＦＡＦ以外の各種補正係数ＦＡＬＬ（例えば冷却水温補正係数、学習補正係数、加減速時補正係数等）を算出するととともに、基本燃料噴射量ＴＰ、空燃比補正係数ＦＡＦ及びその他の各種補正係数ＦＡＬＬを用いて、第１気筒群１０ａ側の気筒の燃料噴射量ＴＡＵを算出し（ＴＡＵ＝ＴＰ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ）、その後本処理を終了する。

ステップＳ１３を否定判定した場合は、ステップＳ１６に進み、第２気筒群１０ｂ側の次回の燃料噴射気筒について燃料噴射量を算出する。この場合、第２気筒群１０ｂの実空燃比と目標空燃比λｔｇｂの偏差と所定のフィードバックゲインＫに基づいて空燃比補正係数ＦＡＦを算出する。続くステップＳ１７では、第２気筒群１０ｂ側の気筒の燃料噴射量ＴＡＵを算出し（ステップＳ１５と同様）、その後本処理を終了する。

図４において、ステップＳ２１では、その都度のエンジン回転速度や負荷に応じてベース目標空燃比λｂａｓｅを算出する。例えばベース目標空燃比マップを用いて算出する。ステップＳ２２では、Ｏ２センサ３３のセンサ出力電圧を取得する。

その後、ステップＳ２３では、今回Ｏ２センサ３３にて検出対象とした排気が、第１気筒群１０ａから排出された排気であるか否かを判定する。このとき、各気筒から排出された排気が排気管２１におけるＯ２センサ３３に到達するまでの時間である検出待ち時間（輸送遅れ時間）はあらかじめ定められており、その検出待ち時間に基づいて、排気と気筒群との対応関係を判定する。なお、輸送遅れ時間は排気流量により変わるため、各気筒群１０ａ，１０ｂにおける都度の排気流量に応じて輸送遅れ時間を可変に設定するとよい。

そして、ステップＳ２３が肯定判定された場合には、ステップＳ２４に進み、ベース目標空燃比λｂａｓｅとＯ２センサ３３の検出値とに基づいて、第１気筒群１０ａの目標空燃比λｔｇａを算出する。また、ステップＳ２３が否定判定された場合には、ステップＳ２５に進み、ベース目標空燃比λｂａｓｅとＯ２センサ３３の検出値とに基づいて、第２気筒群１０ｂの目標空燃比λｔｇｂを算出する。

このとき、Ｏ２センサ３３の出力電圧が理論空燃比（λ＝１）に相当する目標出力電圧（例えば０．４５Ｖ）よりも高いか低いかに応じて、ベース目標空燃比λｂａｓｅをリーン側及びリッチ側のいずれかにシフトさせる補正を行い目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂを算出する。具体的には、Ｏ２センサ３３の出力電圧が０．４５Ｖより高い場合、すなわち触媒下流側の空燃比がリッチの場合、ベース目標空燃比λｂａｓｅをリーン側にシフトさせて目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂを算出する。また、Ｏ２センサ３３の出力電圧が０．４５Ｖより低い場合、すなわち触媒下流側の空燃比がリーンの場合、ベース目標空燃比λｂａｓｅをリッチ側にシフトさせて目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂを算出する。

次に、図５において、ステップＳ３１では、第１気筒群１０ａ側の空気量ＱＡと、第２気筒群１０ｂ側の空気量ＱＢとを算出する。このとき、各気筒群１０ａ，１０ｂにおけるエアフローメータ１５ａ，１５ｂの検出結果や、スロットル開度センサ３６の検出結果に基づいて空気量ＱＡ，ＱＢをそれぞれ算出する。また、気筒群ごとに排気流量センサが設けられている場合には、そのセンサ検出結果から空気量ＱＡ，ＱＢをそれぞれ算出する。

その後、ステップＳ３２では、空気量ＱＡ，ＱＢの差が所定値以上であるか否かを判定する。空気量ＱＡ，ＱＢの差が所定値以上である場合には、気筒群ごとの触媒下流側での空燃比検出応答の違いに対処すべきであるとしてステップＳ３３に進み、空気量ＱＡ，ＱＢの差が所定値未満である場合には、気筒群ごとの触媒下流側での空燃比検出応答の違いに対処する必要がないとしてそのまま本処理を終了する。

ステップＳ３３では、各気筒群における空気量の差違データとしてＱＡ／ＱＢを算出する。ステップＳ３４では、各気筒群１０ａ，１０ｂにおける空気量の差異データＱＡ／ＱＢに基づいて、フィードバックゲインＫの補正量（ゲイン補正係数）を各気筒群１０ａ，１０ｂごとに算出する。例えば、図６の演算マップに空気量の差異データＱＡ／ＱＢを対応付けることにより、各気筒群におけるゲイン補正係数ｘａ，ｘｂを算出する。

なお、図６の演算マップでは、第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂのうち、空気量が多く、応答が早い側の気筒群についてゲイン補正係数ｘａ，ｘｂを１未満に設定するようにしている。これにより、気筒群ごとに空燃比検出応答の違いを無くすようにしてフィードバックゲインの設定が可能となる。なお、本実施形態では、両気筒群１０ａ，１０ｂのうち空燃比検出応答の遅い方のゲイン補正係数を１、早い方のゲイン補正係数を１未満としているが、これとは異なり、空燃比検出応答の遅い方のゲイン補正係数を１より大きくするとともに、早い方のゲイン補正係数を１とすることも可能である。また、ＱＡ／ＱＢ＝１で、両方のゲイン補正係数ｘａ，ｘｂを１にするとともに、ＱＡ／ＱＢ＜１、ＱＡ／ＱＢ＞１の各領域で、各ゲイン補正係数ｘａ，ｘｂを互いに正負逆の傾きを有する関係で定めておいてもよい。

ステップＳ３５では、ステップＳ３４で取得したｘａ，ｘｂを用いて、気筒群ごとにフィードバックゲインＫを補正する。すなわち、第１気筒群１０ａの補正後のフィードバックゲインＫ×ｘａ，第２気筒群１０ｂの補正後のフィードバックゲインＫ×ｘｂを算出する。すなわち、図３のステップＳ１４，Ｓ１６におけるＦＡＦの算出では、気筒群ごとに補正された補正後のフィードバックゲインＫを用いてＦＡＦが算出される。

本発明によれば以下の優れた効果を奏することができる。

・２以上の気筒群（気筒群１０ａ，１０ｂ）を有するエンジン１０において、気筒群１０ａ，１０ｂごとの排気マニホールド２０ａ，２０ｂが互いに集合する集合部２３に第１空燃比センサ（Ｏ２センサ３３）を設けた構成では、各気筒群１０ａ，１０ｂにおいて第１空燃比センサを共通に用いることができるため、構成の簡素化が可能となる。また、上記構成では、気筒群ごとに、空燃比フィードバック制御に用いる制御用パラメータを個別に設定する構成にしたため、気筒群ごとに空気量の違いや輸送遅れの違い等が生じていても、その違いを考慮した上での空燃比フィードバック制御を実施できる。ゆえに、Ｖ型エンジン等の多気筒エンジンにおいて、構成の簡素化を図りつつ、適正なる空燃比フィードバック制御を実現できるものとなる。

・排気の輸送遅れと空気量との間には相関がある。そこで気筒群ごとの空気量の差分（比率）に基づいて、気筒群ごとに制御用パラメータを各々設定することで、排気の輸送遅れに伴う不具合の発生を回避できる。

・気筒群ごとに空気量の差があり排気の輸送遅れが生じている場合において、空気量が多い気筒群における制御用パラメータが減補正されるようにする。この場合、当該空気量が多い気筒群における空気量が更に増加され、気筒群間での空気量の差が拡大することに伴う影響を抑えることができ、より適正なる空燃比制御を実現することができる。

本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。なお以下の説明において、上述の実施形態と同じ構成には同じ図番号を付し詳述は省略する。

・エンジン１０の気筒群ごとに排気通路の形状や長さが異なっていると、排気の輸送遅れ時間が相違する。例えば、図７の変用例の説明図に示されるように、第１気筒群１０ａの第１排気通路２１ａの経路長Ｌ１と、第２気筒群１０ｂの第２排気通路２１ｂの経路長Ｌ２に差ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）がある場合に、排気の輸送遅れ時間が生じる。

この場合、気筒群ごとの排気経路長の違いに基づき各気筒群の制御用パラメータを各々設定することで、排気経路長が互いに相違する気筒群における適正なる空燃比制御を実施できる。例えばＥＣＵ４０のＲＯＭに、第１排気通路２１ａと第２排気通路２１ｂの経路長の差ΔＬにより生じる輸送遅れの情報を予め記憶しておき、その輸送遅れの情報を用いて、第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂにおける目標空燃比λｔｇａ，λｔｇｂを個別に設定する。これにより、第１排気通路２１ａ及び第２排気通路２１ｂの経路長の差に起因する輸送遅れに伴う不具合の発生を抑えることができる。

・図８の変用例の説明図に示すように、第１気筒群１０ａ及び第２気筒群１０ｂの吸気経路を吸気管１３に共通化させ、これに伴い各気筒群におけるスロットル弁１７、エアクリーナ１４、エアフローメータ１５、インタクーラ１６を各気筒群で共通化する。また排気管２１の集合部２３にＡ／Ｆセンサ３２を設け、各気筒群におけるＡ／Ｆセンサ３２を共通化する。また気筒群における吸気タービン３４及び排気コンプレッサ３５も共通化する。このように、エンジン１０の部品点数を削減することで、構成を簡略化できコストダウンとすることができる。しかし、エンジン１０の構成を簡略化し、Ａ／Ｆセンサ３２を各気筒群で共有する場合、Ａ／Ｆセンサ３２の出力信号を用いたメインフィードバック制御においても、排気の輸送遅れに伴う上述の不具合が発生するおそれがある。この場合に図３に示すメインフィードバック制御が実施されることで、エンジン１０の構成の簡略化を図りつつ、気筒群間での輸送遅れに起因する不具合の発生を抑えることができる。

・一部の気筒群（例えば第１気筒群１０ａ）のみに過給器等の吸気系部品が設けられた構成の場合、気筒群間での吸気量（排気量）の違いに伴う輸送遅れが拡大する。この場合にも上記の図３〜図５の処理が実行されることで、気筒群間の排気の輸送遅れが生じる場合における不具合の発生を抑えることができる。

・吸気系統を各気筒群１０ａ，１０ｂの外側に配置し、排気系統を各気筒群１０ａ，１０ｂの内側に配置する以外にも、図９に示されるように、吸気系統を各気筒群１０ａ，１０ｂの内側に配置して、排気系統を各気筒群１０ａ，１０ｂの外側に配置する構成としてもよい。この場合においても、上記の図３〜図５に示す処理が実行されることで、各気筒群１０ａ、０ｂに排気の輸送遅れが生じる場合における不具合を是正することができる。

・燃料カットの実施時には、Ｏ２センサ３３による検出空燃比が任意の制御空燃比から既知の大気空燃比（超リーン値）に変化する。そこで、エンジン１０における燃料カットが実施される際、燃料カットの実施前に最後に燃焼が実施される気筒の輸送遅れ時間を学習し、その輸送遅れ時間が空燃比補正に使用されるようにしてもよい。すなわち、燃料カットの実施時には、空燃比センサによる検出空燃比が任意の制御空燃比から既知の大気空燃比（超リーン値）に変化する。したがって、燃料カット時の検出空燃比の変化を監視することにより気筒群ごとに排気の輸送遅れ時間を求めることができる。そして、気筒群ごとの排気の輸送遅れ時間を用いることで、各気筒群の制御用パラメータを適正に設定できる。

例えば図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ４１で燃料カット中であるか否かを判定する。肯定判定した場合にはステップＳ４２で、燃料カットの実施前に燃料噴射を最後に実施した気筒１１が属する気筒群を判定する。すなわち最後に燃料噴射を実施した気筒１１が、第１気筒群１０ａおよび第２気筒群１０ｂのいずれに属するかを判定する。続くステップＳ４３では、ステップＳ４２で判定した気筒群における輸送遅れ時間を取得する。例えば、燃料カット前の最後の燃焼からＯ２センサの信号が変化するまでの時間を取得する。続くステップＳ４４では、取得した輸送遅れ時間を記憶する（学習する）。一方、ステップＳ４１で否定判定した場合には、本処理を終了する。

このように、燃料カット時の検出空燃比の変化を監視することにより気筒群ごとの排気の輸送遅れ時間が求められることを利用して、気筒群ごとの排気の輸送遅れ時間を求めることにより、これを用いて各気筒群の制御用パラメータを適切に設定することができる。

・上記では、第１気筒群１０ａと第２気筒群１０ｂの２つの気筒群を備えるＶ型のエンジン１０を例に挙げて説明したが、例えば３つ以上の気筒群からなるＷ型エンジン、星型エンジンであってもよい。また各気筒群には少なくとも１つ以上の気筒１１が配置されていればよい。

・上記実施形態では、気筒群ごとの空気量の差違（空燃比検出応答の差違）に基づいて、気筒群ごとにフィードバックゲインの補正を実施したが、これに代えて、気筒群ごとの空気量の差違に基づいて、気筒群ごとに目標空燃比の補正を実施するようにしてもよい。

・ＯＳＣ量（触媒の酸素吸着量）の推定等に使用する場合等、気筒群ごとの輸送遅れの違いを考慮して、各気筒群の空燃比をリッチ又はリーンに振るようにしてもよい。例えば、第１気筒群１０ａと第２気筒群１０ｂでの気筒１１の点火が交互に実施される場合において、第１気筒群１０ａの空気量ＱＡが、第２気筒群１０ｂの空気量ＱＢよりも多い場合（ＱＡ＞ＱＢ）には、第１気筒群１０ａに属する気筒１１の点火時期を飛ばして、第２気筒群１０ｂに属する気筒１１の点火が連続して実施されるようにしてもよい。この場合、第２気筒群１０ｂにおける空気量ＱＢが増加されて、ひいては第１気筒群１０ａと第２気筒群１０ｂにおける排気の輸送遅れの差分を減少させることができる。

１０…エンジン、１０ａ…第１気筒群、１０ｂ…第２気筒群、１１…気筒、２３…集合部、３３…センサ。

Claims (6)

1. 複数の気筒（１１）が２以上の気筒群（１０ａ，１０ｂ）に分けられ、各気筒群にそれぞれ排気マニホールド（２０ａ，２０ｂ）が設けられるとともに、それら各排気マニホールドの下流側の排気集合部（２３）で排気通路が集合しているエンジン（１０）に適用され、前記排気集合部には排気の空燃比を検出する空燃比センサ（３３）が設けられており、
   前記空燃比センサの検出結果に基づいてフィードバック制御量を算出し、そのフィードバック制御量に基づいて前記各気筒における燃料噴射量をフィードバック制御する噴射制御手段と、
   前記各気筒群において、各気筒から排出された排気が前記空燃比センサで検出されるまでの空燃比検出応答の差違を算出する応答差算出手段と、
   前記応答差算出手段により算出した空燃比検出応答の差違に基づいて、前記気筒群ごとに、前記フィードバック制御量を算出するために用いる制御用パラメータを個別に設定する設定手段と、を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記応答差算出手段は、前記空燃比検出応答の差違として、前記各気筒群における吸気又は排気の空気量の差違を算出する手段を有し、
   前記設定手段は、前記各気筒群における吸気又は排気の空気量の差違に基づいて、前記気筒群ごとに前記制御用パラメータを設定する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記排気集合部に設けられた触媒装置（３０）と、
   前記空燃比センサであって、前記触媒装置の下流側で排気の空燃比を検出する下流側センサ（３３）と、
   前記触媒装置の上流側で排気の空燃比を検出する上流側センサ（３１，３２）と、を備えるシステムに適用され、
   前記噴射制御手段は、
   前記上流側センサによる空燃比の検出値と、前記制御用パラメータとしての目標空燃比及びフィードバックゲインとに基づいて前記フィードバック制御量を算出する第１フィードバック制御手段と、
   前記下流側センサによる空燃比の検出値に基づいて、前記目標空燃比及び前記フィードバックゲインのいずれかについて補正を実施する第２フィードバック制御手段と、を備え、
   前記設定手段は、前記応答差算出手段により算出した空燃比検出応答の差違に基づいて、前記気筒群ごとに、前記目標空燃比及び前記フィードバックゲインのいずれかの設定を実施する請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記設定手段は、前記気筒群ごとに空気量の差がある場合において、前記空気量の多い前記気筒群と前記空気量の少ない前記気筒群とのうち、前記空気量の多い前記気筒群に対して前記制御用パラメータの設定を実施する請求項１乃至３に記載のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記応答差算出手段は、前記空燃比検出応答の差違として、前記各気筒群における排気マニホールドの排気経路長の差違を算出する手段を有し、
   前記設定手段は、前記各気筒群における排気マニホールドの排気経路長の差違に基づいて、前記気筒群ごとに、前記制御用パラメータを設定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
6. 前記エンジンに対する燃料噴射を停止することで燃料カットを実施する燃料カット手段と、
   前記燃料カットを実施する場合に、前記空燃比センサの検出結果に基づいて、前記各気筒群において前記空燃比センサまでの排気の輸送遅れ時間を算出する輸送遅れ算出手段と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記輸送遅れ算出手段により算出した排気の輸送遅れ時間に基づいて、前記気筒群ごとに前記制御用パラメータを設定する請求項１に記載のエンジンの制御装置。

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