(57)【要約】【課題】大気側が複数の排気管で構成されたエンジンの空燃比制御装置について、効率的な空燃比制御を実施しながら、低コストで優れた排ガス性能を実現できるようにする。【解決手段】複数の非集合型の排気管３，３’で大気側に排気するとともにＯ2センサ１２，１２’の検出信号を用いて空燃比制御を実施する空燃比制御装置としての電子制御ユニット１０において、複数の排気管３，３’にＯ2センサ１２，１２’が並列配置され、Ｏ2センサ１２，１２’から出力された検出信号の入力前段部分に、複数の検出信号をパルス式の信号に変換しながら１つの信号に複合して出力する変換・複合手段としてのＯ2センサ切替回路２０を設け、１つの入力信号で総てのＯ2センサ１２，１２’による検出データを検知して制御を実行することを特徴とするものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒に配設された非集合型の排気管にそれぞれ配設したＯ2センサの検出信号を基にエンジンの空燃比制御を行う空燃比制御装置において、前記複数の排気管に前記Ｏ2センサが並列的に配置され、前記Ｏ2センサから出力された検出信号の入力前段部分に、複数の前記検出信号をパルス式の信号に変換しながら１つの信号に複合して出力する変換・複合手段が設けられており、１つの入力信号で総ての前記Ｏ2センサによる検出データを検知して制御を行うことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】
前記複合した信号には、燃焼状態を示す各波形部分の手前に出力元の前記Ｏ2センサを区別するための特有の識別波形が各々付加されていることを特徴とする請求項１に記載したエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】
前記空燃比制御がを主としてリーンバーン制御であることを特徴とする請求項１または２に記載したエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
前記各排気管におけるＯ2センサの下流側にＮＯｘ触媒がそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項３に記載したエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関し、殊に、各気筒に配設された非集合型の排気管にそれぞれ配設したＯ2センサの検出信号を基にエンジンの空燃比制御を行う空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の４輪車におけるエンジンの空燃比制御装置では、燃費の改善を図るべく理論空燃比よりもリーン側で燃焼させる、所謂リーンバーン制御を実施する技術が多様化している。例えば、特開平５−２６０８０号公報には、エンジンが定常運転状態にあるときにその空燃比をリーン制御モードで制御し、加速時には理論空燃比モードで制御するようにして、排ガス中のＣＯやＨＣを低減すると同時に燃費性能を向上させようとする技術が提案されている。
【０００３】
ところが、このようなリーンバーン制御を実施する場合おいては、リーン燃焼によりエンジンから排出される排ガスにＮＯｘが多く含まれることが知られており、環境保全の観点からこの排ガス中に含まれるＮＯｘ量を低減させることが求められている。
【０００４】
一方、２輪車用エンジンの空燃比制御装置では、排気管のレイアウト上の制限から各気筒から延出された排気管の構成がアンバランスになりやすく、排気管が複数本のまま大気側に開口して非集合状態で排ガスを放出する場合が多い。このようなエンジンシステムの空燃比制御装置において、Ｏ2センサを複数の排気管のうち１本に設けて１系統の検出データにより空燃比制御を行った場合、排ガス規制値を達成困難な状況になってしまう。
【０００５】
そこで、空燃比制御装置が複数系統のＯ2センサによる検出データに基づいて、複数の処理を並列的に行うように設定することが考えられる。しかし、これでは空燃比制御装置に過大な処理負担を強いることになり、円滑な制御を実現するために処理能力の高い制御装置が必要となる。また、この場合、Ｏ2センサ１系統による制御システムと部品が共用ができずに製造コストを低く抑えにくいものとなる。
【特許文献１】特開平５−２６０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、大気側が複数の排気管で構成されたエンジンの空燃比制御装置について、効率的な空燃比制御を実施しながら、低コストで優れた排ガス性能を実現できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は、各気筒に配設された非集合型の排気管にそれぞれ配設したＯ2センサの検出信号を基にエンジンの空燃比制御を行う空燃比制御装置において、前記複数の排気管に前記Ｏ2センサが並列的に配置され、前記Ｏ2センサから出力された検出信号の入力前段部分に、複数の前記検出信号をパルス式の信号に変換しながら１つの信号に複合して出力する変換・複合手段が設けられており、１つの入力信号で総ての前記Ｏ2センサによる検出データを検知して制御を行うことにした。
【０００８】
このように、複数の排気管に並列配置された複数のＯ2センサ検出信号を、変換・複合手段でパルス式の１つの信号に纏めて空燃比制御装置に入力するようにしたことで、空燃比制御装置に過大な処理負担をかけずに低コストでも排気管・気筒毎に円滑な制御を実施できるようになる。
【０００９】
また、その１つに複合した信号には、燃焼状態を示す各波形部分の手前に出力元のＯ2センサを区別するための特有の識別波形が各々付加されたものとすれば、燃焼状態のリッチ／リーン波形部分の出力元を各々判定して、データ元の排気管及び気筒を正確に把握しながら確実な空燃比制御を実施しやすいものとなる。
【００１０】
さらに、上述したエンジンの空燃比制御装置は主としてリーンバーン制御を実施するものであることを特徴とするものとすれば、高い排気性能を有しながら優れた燃費性能を発揮するものとなる。
【００１１】
さらにまた、このリーンバーン制御を主として実施するエンジンの空燃比制御装置において、各Ｏ2センサの下流側にはＮＯｘ触媒が各々配設されたものとすれば、燃費効率の良好なリーンバーン制御を実施しながらより排気性能に優れたものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
複数のＯ2センサによる検出信号を変換・複合して、１つのパルス式の信号としながら空燃比制御装置に入力して制御を実施するものとした本発明によると、効率的な空燃比制御を実施しながら低コストで優れた排ガス性能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１４】
本実施の形態の空燃比制御装置である電子制御ユニット１０を配設した燃料噴射システムの配置図を参照して、エンジン１は気筒１ａ，１ｂを備えた２気筒のガソリンエンジンであり、電子制御ユニット１０で制御されたインジェクタ６，６で吸気管２の吸気マニホルド部の各吸気ポート内に燃料を噴射して、電子制御ユニット１０で制御された点火栓７，７で点火されて駆動制御されるようになっている。
【００１５】
図示しない水温センサ、クランク角センサ、カムセンサ等による検出信号を基にエンジン１の運転状態を検知している電子制御ユニット１０は、インジェクタ６，６に駆動信号を出力して燃料噴射量を決定している。２つの気筒１ａ，１ｂから延出された排気管３，３’の末端側は、各々独立して大気側に開口しており、排気管３，３’にはＯ2センサ１２，１２’が並列的に配設され、その下流側にはＮＯｘ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒）１５，１５’が各々配設されている。尚、以上の構成部分は従来例にも共通している周知の構成である。
【００１６】
そして、Ｏ2センサ１２，１２’からの出力配線の電子制御ユニット１０入力前段部分に、複数の検出信号をパルス式の信号に変換しながら１つの信号に複合して出力する、変換・複合手段としてのＯ２センサ切替回路２０が配設されており、これから一本の入力配線で電子制御ユニット１０に接続されている。
【００１７】
このＯ2センサ切替回路２０による作用を示す図２の波形図を参照して、Ｏ2センサ１２，１２’からの出力信号は概略正弦波を変形した形状の波形となるが、Ｏ2センサ切替回路２０には、各々平均電圧を算出するλ計算手段を有しており、右側に表示したλ＝０．８はＯ2センサ１２の信号の集計結果であり、同様に、λ＝１．２はＯ2センサ１２’の集計結果である。
【００１８】
一方、理想空燃比のλ＝１は予め決まっており、この時点で空燃比がリッチであるかリーンであるかについては判定可能となる。そして、この２つ（２系統）の信号がパルス式の信号に変換されるとともに１つの信号に複合され、各々の気筒の燃焼状態を表示する波形部分の直前に、その出力元のＯ2センサを区別するための識別波形が付加され、この状態で電子制御ユニット１０に向けて出力するようになっている。
【００１９】
この出力信号は、１つのパルス式の信号中にＯ2センサ１２’からの出力信号を示すパルス波形があり、その直後の平坦部（パルス無し）がリッチ状態を示すものであり、その後にＯ2センサ１２からの出力信号を示すパルス波形（Ｏ2センサ１２’によるものよりも幅広）があり、その直後のパルス波形（パルス有り）がリーン状態を示す波形部分である。
【００２０】
即ち、Ｏ2センサ１２，１２’からの出力信号は、概略正弦波のアナログ信号から各々パルス式の信号に変換され、異なるタイミングの燃焼状態（リッチ／リーン）を示す２つの波形が１つに複合されるとともに、出力元のＯ2センサ１２，１２’を区別する目印となる識別信号である幅の異なるパルス波形が付与されて、その直後に来る波形がいずれのＯ２センサから出力したものかを判定できるようになっている。そして、燃焼状態を示す信号は、パルスの無し／有りによりリッチ／リーンを表示するようになっている。
【００２１】
この１つに複合された信号を電子制御ユニット１０に入力することにより、気筒・排気管別に燃焼状態のリッチ／リーンを的確に判定することが可能となる。また、これにより的確な空燃比制御を実行可能としてＮＯｘの少ない排気性能に優れたものとすることができる。
【００２２】
さらにまた、上述のように、複数のＯ2センサ１２，１２’からの検出信号を１つのパルス式の信号に纏める前処理を行うようにしたことで、電子制御ユニット１０の処理負担を大きく軽減することができ、処理性能に優れたコストの高い制御装置を用いる必要性がないのものとなる。そして、空燃比検出手段としてＡ／Ｆセンサを用いずにＯ２センサのみを用いるだけでよく、リーンバーンを主として燃費性能に優れた空燃比制御を実現しつつ、ＮＯｘの少ない優れた排気性能を実現することができる。
【００２３】
さらに、この電子制御ユニット１０は、上述の場合に加えて、１系統のＯ2センサからの検出信号を検知して空燃比制御を行う燃料噴射システムにも共用することもでき、或いは、３系統以上の検出信号を用いる場合にも共用することができる。従って、汎用性に優れて部品共用化によるコスト削減の効果が大いに期待できるものである。
【００２４】
以上、述べたように、大気側が複数の排気管で構成されたエンジンの空燃比制御装置について、本発明により、効率的な空燃比制御を実施しながら低コストで優れた排ガス性能を実現できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１のＯ2センサ切替回路の作用を示す波形図。
【符号の説明】
【００２６】
１  エンジン、１ａ，１ｂ  気筒、２  吸気管、３，３’  排気管、６  インジェクタ、１０  電子制御ユニット、１２，１２’  Ｏ2センサ、１５，１５’  ＮＯｘ触媒、２０  Ｏ2センサ切替回路
【図１】
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【図２】
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