(57)【要約】【課題】触媒の状態に対応して空燃比制御の精度を向上させることができる内燃機関を制御する制御装置を提供する。【解決手段】複数の気筒群１１，１２毎に設けられた複数の上流排気管１７，１８と、各上流排気管に設けられた触媒１９，２０と、各触媒付近に設けられた空燃比検出部２１，２２と、複数の上流排気管が合流する合流排気管２３と、合流排気管２３に設けられた酸素検出部２５とを備えた内燃機関の制御装置であって、空燃比検出部からの検出信号に基づき、各気筒群の空燃比を判定し、気筒群毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部１１ａ，１２ｂを制御する空燃比制御処理と、各触媒１９，２０の触媒状態を検出する触媒状態検出処理と、触媒状態検出処理において判定した触媒状態に基づき、空燃比制御処理における空燃比を補正する空燃比補正処理を実行する制御装置。【選択図】図４
2009293432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群毎に設けられた複数の上流排気管と、各上流排気管に設けられた触媒と、各触媒付近に設けられた空燃比検出部と、複数の上流排気管が合流する合流排気管と、前記合流排気管に設けられた酸素検出部とを備えた内燃機関を制御する制御装置であって、
前記触媒の状態を判定する触媒状態判定情報を記憶する記憶部と、
前記空燃比検出部からの検出信号に基づき、各気筒群の空燃比を判定し、気筒群毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部を制御する空燃比制御処理と、
前記酸素検出部からの検出信号に基づき、前記内燃機関における酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、前記酸素量が所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定し、
リッチとリーンの判定が所定時間内において変化する率を算出し、変化率と前記記憶部の触媒状態判定情報に基づき触媒状態を検出する触媒状態検出処理と、
前記触媒状態検出処理において判定した触媒状態に基づき、前記空燃比制御処理における空燃比を補正する空燃比補正処理を実行する制御部と、
を備えた制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記触媒状態検出処理において、触媒状態を検出する場合は、複数の気筒群のうち一の気筒群のみを運転する請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、車両状態検出部からの検出信号に基づき車両が、安定走行状態である場合に前記触媒状態検出処理を実行する請求項１または２記載の制御装置。
【請求項４】
複数の気筒群毎に設けられた複数の上流排気管と、各上流排気管に設けられた触媒と、各触媒付近に設けられた空燃比検出部と、複数の上流排気管が合流する合流排気管と、前記合流排気管に設けられた酸素検出部とを備えた内燃機関を制御する制御方法であって、
前記空燃比検出部からの検出信号に基づき、各気筒群の空燃比を判定し、気筒群毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部を制御する空燃比制御ステップと、
前記酸素検出部からの検出信号に基づき、前記内燃機関における酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、前記酸素量が所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定し、
リッチとリーンの判定が所定時間内において変化する率を算出し、変化率と記憶部に記憶する触媒状態判定情報に基づき触媒状態を検出する触媒状態検出ステップと、
前記触媒状態検出ステップにおいて判定した触媒状態に基づき、前記空燃比制御ステップにおける空燃比を補正する空燃比補正ステップを実行する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を制御する制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ型機関や水平対向機関等には、複数の気筒群毎に設けられた上流排気管及び各上流排気管が合流する合流排気管の夫々に触媒が介装され、上流排気管に介装された各触媒の上流に空燃比センサが設けられ、合流排気管に介装された触媒の下流側に酸素センサが設けられている。
【０００３】
このような構成が採用された内燃機関の空燃比制御装置では、気筒群毎に空燃比センサの出力に基づいて、燃料噴射量を調整して空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御する空燃比制御部を備えている。
【０００４】
さらに、合流排気管に設けられた酸素センサにより全排気の空燃比を検知して、各気筒群のフィードバック制御値を補正する空燃比補正部を備えることにより、空燃比制御の精度向上が図られていた。
【０００５】
特許文献１には、合流排気管に設けられた酸素センサに基づく補正値を、気筒群毎の空燃比学習値に基づいて振り分ける空燃比補正部を備え、空燃比制御部で算出された夫々のフィードバック制御値を空燃比補正部で振り分けられた補正値で補正する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平７−３４９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した従来技術は触媒の状態が正常な場合には、空燃比制御の精度向上が図られるが、何れか一方の触媒が劣化しているような場合には、却ってエミッションが悪くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、触媒の状態に対応して空燃比制御の精度を向上させることができる内燃機関を制御する制御装置及び制御方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による制御装置の特徴構成は、複数の気筒群毎に設けられた複数の上流排気管と、各上流排気管に設けられた触媒と、各触媒付近に設けられた空燃比検出部と、複数の上流排気管が合流する合流排気管と、前記合流排気管に設けられた酸素検出部とを備えた内燃機関を制御する制御装置であって、前記触媒の状態を判定する触媒状態判定情報を記憶する記憶部と、前記空燃比検出部からの検出信号に基づき、各気筒群の空燃比を判定し、気筒群毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部を制御する空燃比制御処理と、前記酸素検出部からの検出信号に基づき、前記内燃機関における酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、前記酸素量が所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定し、リッチとリーンの判定が所定時間内において変化する率を算出し、変化率と前記記憶部の触媒状態判定情報に基づき触媒状態を検出する触媒状態検出処理と、前記触媒状態検出処理において判定した触媒状態に基づき、前記空燃比制御処理における空燃比を補正する空燃比補正処理を実行する制御部とを備えた点にある。
【０００９】
上述の構成によれば、例えば、劣化が進んだ触媒に対応する気筒に対する空燃比の補正比率よりも正常な触媒に対応する気筒に対する空燃比の補正比率を上げることにより、触媒の劣化状態に関わらず空燃比制御の精度を向上させ、エミッションの低下を回避することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明した通り、本発明によれば、触媒の状態に対応して空燃比制御の精度を向上させることができる内燃機関を制御する制御装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による内燃機関を制御する制御装置及び制御方法を説明する。
【００１２】
図１に示すように、６気筒Ｖ型内燃機関１０は、第一の気筒群１１（以下、「バンク０」とも記す。）と第二の気筒群１２（以下、「バンク１」とも記す。）を備え、各気筒群１１，１２への吸気管１３に、エアフィルタ１４、機関の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ１５、スロットル弁１６が配置され、吸気管１３の下流部の吸気マニホールドのブランチ部に気筒群１１，１２毎に夫々三つの電磁式の燃料噴射部としての燃料噴射弁１１ａ,１２ｂが配置されている。
【００１３】
また、図示しないが、６気筒Ｖ型内燃機関１０は、各気筒群１１，１２のピストンの往復運動を回転運動に変えるクランクシャフトの角度位置（クランク角）を検出するクランク角センサ、及び６気筒Ｖ型内燃機関１０の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサを備え、６気筒Ｖ型内燃機関１０を搭載した車両は、車速センサを備えている。
【００１４】
各気筒群１１，１２に夫々排気マニホールドつまり上流排気管１７，１８が設けられ、その下流側で一本の合流排気管２３に合流するように排気経路が構成されている。
【００１５】
上流排気管１７，１８には夫々三元触媒１９，２０が介装されるとともに、合流排気管２３に三元触媒２４が介装され、各三元触媒１９，２０，２４により浄化された排ガスがマフラー２６を経て排気される。
【００１６】
三元触媒１９，２０の上流側には夫々空燃比検出部としての空燃比センサ２１，２２が配置され、三元触媒２４の下流側には酸素検出部としての酸素センサ２５が設けられている。
【００１７】
Ｖ型内燃機関１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成される記憶部が組み込まれたマイクロコンピュータと、入出力インタフェース回路等を備えたエンジンＥＣＵ１、つまり本発明の制御装置により制御される。
【００１８】
入出力インタフェース回路を介して、水温センサ２７、エアフローメータ１５、クランクパルスセンサ等の複数のセンサからの信号がマイクロコンピュータに入力され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行するマイクロコンピュータによりそれらの値に基づいた演算処理により、入出力インタフェース回路を介して燃料噴射弁やスロットルモータ等の負荷への駆動信号が出力される。
【００１９】
エンジンＥＣＵ１は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサからの開度信号に基づいてスロットル弁１６を駆動して機関への吸入空気流量Ｑを制御し、クランクパルス信号により算出した機関回転速度Ｎｅとエアフローメータ１５により検出された吸入空気流量Ｑ等に基づいて算出される燃料供給量に従って各気筒の燃料噴射弁１１ａ,１２ｂに対して所定のタイミングで噴射パルス信号を出力する。
【００２０】
以上より、本発明による制御装置（エンジンＥＣＵ）１は、複数の気筒群１１，１２毎に設けられた複数の上流排気管１７，１８と、各上流排気管１７，１８に設けられた触媒１９，２０と、各触媒１９，２０付近に設けられた空燃比検出部２１，２２と、複数の上流排気管１７，１８が合流する合流排気管２３と、合流排気管２３に設けられた酸素検出部２５とを備えた内燃機関１０を制御するように構成されている。
【００２１】
エンジンＥＣＵ１は、上述した記憶部と、以下で詳述する空燃比制御処理、触媒状態検出処理、及び空燃比補正処理等を実行する制御部とを備えている。制御部は、エンジンＥＣＵ１に組み込まれたＲＯＭに記憶された制御プログラムをマイクロコンピュータが実行することにより実現される機能ブロックである。
【００２２】
尚、以下の説明では、制御部によって実行される空燃比制御処理、触媒状態検出処理、及び空燃比補正処理を、夫々制御部が備える機能ブロックとしての空燃比制御部、触媒状態検出部、及び空燃比補正部であるとして説明する。
【００２３】
エンジンＥＣＵ１は、上述の燃料供給量等の演算処理を行なうために、上流排気管１７，１８に設けられた空燃比センサ２１，２２の出力に基づいて各気筒群１１，１２に対する空燃比を制御する空燃比制御部を備えるとともに、合流排気管２３に設けられた酸素センサ２５の出力に基づいて空燃比制御部により算出された夫々の制御値を補正する空燃比補正部と、触媒１９，２０の浄化率を検出する触媒状態検出部を備えている。
【００２４】
空燃比制御部は、吸入空気流量Ｑと機関回転速度Ｎｅに基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐを算出するとともに、空燃比センサ２１，２２で検出される各気筒群１１，１２の空燃比を、理論空燃比である目標空燃比（１４．６）に近づけるべく、気筒群１１，１２毎に比例積分制御して空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１，ΔＦ２を算出する。
【００２５】
さらに、空燃比制御部は、気筒群１１，１２毎に算出された空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１，ΔＦ２に基づいて、運転領域別の補正値を気筒群１１，１２毎に学習して、基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎｅで区分される運転領域毎にＲＡＭに記憶されている気筒群毎の空燃比学習補正値ＫＧ１，ＫＧ２を更新記憶する。
【００２６】
運転領域は、例えば、基本燃料噴射量Ｔｐと機関回転速度Ｎｅに基づいて、アイドル状態、低速状態、中速状態、及び高速状態に区分される。
【００２７】
空燃比制御部は、基本燃料噴射量Ｔｐを空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１，ΔＦ２及び空燃比学習補正値ＫＧ１，ＫＧ２で補正することにより、気筒群毎に制御値つまり燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２を算出する。
【００２８】
以上の説明より、制御部は、空燃比検出部２１，２２からの検出信号に基づき、各気筒群１１，１２の空燃比を判定し、気筒群１１，１２毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部１１ａ，１２ｂを制御する空燃比制御処理を実行するように構成されている。
【００２９】
空燃比補正部は、合流排気管２３に介装された触媒２４の下流に設けられた酸素センサ２５の出力に基づいて、空燃比制御部による夫々の制御値を所定の補正比率で補正する。特に、上流排気管１７，１８に介装された各触媒１９，２０の浄化能力が異なる場合には、夫々の浄化能力に基づいて当該制御値に対する補正比率を調整する。
【００３０】
空燃比制御部は、空燃比補正部で算出された補正比率で当該制御値を補正し、対応する気筒群の燃料噴射弁１１ａ，１２ｂに当該補正後の制御値に対応する噴射パルス信号を出力し、空燃比を制御しながら燃料噴射量を制御する。
【００３１】
以下、空燃比制御部により第一の気筒群１１に対する燃料噴射量Ｔｉ１が算出される処理について詳述する。尚、第二の気筒群１２に対する処理も同様である。
【００３２】
空燃比制御部は、機関１０の回転に同期して所定のクランク角毎に燃料噴射量を算出する。流入空気量Ｑと機関回転数Ｎｅ等に基づいて基本噴射量Ｔｐを算出し、空燃比センサ２１で検出された空燃比ＡＦが目標空燃比ＭＡＦとなるように空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１を算出する。
【００３３】
目標空燃比ＭＡＦと空燃比センサ２１で検出された空燃比ＡＦとの偏差を算出し、その偏差の積分値ＤＳＵＭ（ｉ）を次式に示すなまし処理により算出する。ここで、（ｉ）は今回の演算値を示し、(ｉ−１)は前回の演算値を示す。尚、１／８は、なまし定数であり、１／１６，１／３２等の値を採用してもよい。
ＤＳＵＭ（ｉ）＝ＤＳＵＭ(ｉ−１)＋（ＭＡＦ−ＡＦ）／８
【００３４】
次式に基づいて空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１を算出する。ここで、Ｐは比例係数、Ｉは積分係数である。
ΔＦ１＝（ＭＡＦ−ＡＦ）×Ｐ＋ＤＳＵＭ（ｉ）×Ｉ
【００３５】
空燃比フィードバック補正係数ΔＦ１を算出すると、次に、燃料噴射量Ｔｉ１を次式により算出する。ここで、ＦＡＬＬは、吸気温Ｔａｍ等により決定されるその他の補正係数である。
Ｔｉ１＝Ｔｐ×ＦＡＬＬ×ＫＧ１×ΔＦ１
【００３６】
ＫＧ１は、上述の積分値のずれ量を減少させるための空燃比学習値であり、所定の学習条件が成立しているときに、所定インタバルで発生するタイマ割込み処理により更新処理された値で、初期値が１に設定されている。所定の学習条件とは、吸入空気流量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ等の運転状態パラメータが所定の学習領域にあること、定常走行で安定した運転状態にあること、つまり吸入空気流量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、車速ＳＰＤ、スロットル開度ＴＨの変化量が各々所定値以内にあること、エンジン冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であること等である。
【００３７】
学習領域は、基本燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅ毎に複数の領域に分割され、領域毎に学習値ＫＧ１が更新される。例えば、学習領域がエンジン回転数Ｎｅによって８分割されている場合には、各々の領域に対して学習値ＫＧ１が設定され、基本燃料噴射量Ｔｐ、エンジン回転数Ｎｅ等から更新対象となる学習値ＫＧ１が決定される。
【００３８】
具体的には、先ず、目標空燃比ＭＡＦと空燃比ＡＦとの偏差の積分値ＤＳＵＭ（ｉ）をなまし処理して求める。積分値ＤＳＵＭ（ｉ）は空燃比が目標空燃比ＭＡＦに対しリーンの場合には負の方向に大きくなり、逆にリッチの場合には正の方向に大きくなる。
【００３９】
次に、積分値ＤＳＵＭ（ｉ）を負（リーン側）の所定値ＬＶＬＮ（例えば−５）と比較し、ＤＳＵＭ（ｉ）＜ＬＶＬＮの場合、つまり積分値がリーン側にずれている場合には、燃料噴射量を増量方向へ補正するように学習値ＫＧ１を所定量Ｋ１（例えば０．００２）増加する。ＤＳＵＭ（ｉ）≧ＬＶＬＮの場合、つまり積分値がリッチ側にずれている場合には、ＤＳＵＭ（ｉ）を正（リッチ側）の所定値ＬＶＲＨ（例えば＋５）と比較し、ＤＳＵＭ（ｉ）＞ＬＶＲＨの場合には、燃料噴射量を減量方向へ補正するように学習値ＫＧを所定量Ｋ１だけ減少させる。
【００４０】
空燃比制御部により算出された燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２に基づいて対応する気筒群の燃料噴射弁１１ａ，１２ｂが駆動されると、目標空燃比ＭＡＦの前後でストイキ制御され、上流排気管１７，１８に備えた三元触媒１９，２０により排ガスが効率的に浄化処理される。
【００４１】
上述したように、空燃比補正部は、合流排気管２３に介装された三元触媒２４の下流側に備えた酸素センサ２５の出力値に基づいて、上述の燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２をさらに補正する。
【００４２】
以下、詳述する。空燃比補正部は、三元触媒１９，２０の浄化能力がほぼ同等であるときには、目標空燃比から酸素センサ２５の値がリッチ側またはリーン側の何れの方向にずれているのかに基づいて、補正方向及び補正値を算出する。
【００４３】
尚、制御部は、酸素センサ２５からの検出値に基づき判定する酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定する。
【００４４】
補正方向及び補正値の算出について具体的に説明すると、上述したタイマ割込み処理で、酸素センサ２５の値がリッチからリーン、またはリーンからリッチに反転した場合に、前回リーンからリッチ、またはリッチからリーンに変化した周期に応じて補正値Ｅを設定する。周期が長い場合には大きな補正値Ｅを設定し、短い場合には小さな補正値Ｅを設定することにより、よりストイキに近づける。尚、周期に関係なく補正値Ｅを固定値に設定するものであってもよい。
【００４５】
空燃比補正部は、空燃比制御部による夫々の空燃比の制御状態に応じて制御値Ｔｉ１，Ｔｉ２に対する補正値Ｅの補正比率を調整する。
【００４６】
例えば、酸素センサ２５の値がリッチ側からリーン側に変化し、リッチ側に補正をかける場合に、空燃比学習値ＫＧ１，ＫＧ２のうち大きな学習値を示す側の制御値に対する補正値が小さな学習値を示す側の制御値に対する補正値よりも大きくなるように配分する。
【００４７】
酸素センサ２５の値がリーン側からリッチ側に変化し、リーン側に補正をかける場合には、空燃比学習値ＫＧ１，ＫＧ２のうち小さな学習値を示す側の制御値に対する補正値が大きな学習値を示す側の制御値に対する補正値よりも大きくなるように配分する。
【００４８】
つまり、空燃比補正部は、空燃比制御部により制御される夫々の空燃比の差分が大きくなるように各制御値に対する補正比率を調整する。
【００４９】
さらに、空燃比補正部は、空燃比制御部による夫々の制御値に所定値以上の差があるときには制御値に対する補正比率を変化させる。
【００５０】
以下、図２に示すフローチャートに基づいて、空燃比補正部による補正処理を説明する。
【００５１】
空燃比補正部は、酸素センサ２５の出力に基づいてリッチ側に補正値Ｅで補正する必要があると判断すると（Ｓ１）、バンク０とバンク１の夫々の学習値ＫＧ１，ＫＧ２を参照して、学習値ＫＧ１が学習値ＫＧ２より大きいときにはバンク０への補正比率を大きくするようにバンク０を選択し（Ｓ２，Ｓ３）、学習値ＫＧ２が大きいときにはバンク１への補正比率を大きくするようにバンク１を選択する（Ｓ２，Ｓ４）。
【００５２】
選択されたバンクの学習値が所定の許容範囲（例えば吸入空気量に対する燃料の増加割合が５％以内となるような値）に収まるときには（Ｓ８）、当該バンクに対して補正値Ｅを反映させるべく仮確定し（Ｓ９）、所定の許容範囲から逸脱するときには、両バンク０，１に等しい値の補正値を採用する（Ｓ１５）。
【００５３】
仮確定したバンクに対する補正値による補正結果が制限値（例えば、吸入空気量に対する燃料の増加割合が１５％以上となるような値）を超えると（Ｓ１０）、バンク間の差が大きくなりドライバビリティが低下するので、超過分を他方のバンクの補正に（１−α）Ｅだけ分配するように補正値をαＥ（０＜α＜１）に修正する（Ｓ１２）。
【００５４】
仮確定したバンクに対する補正値による補正結果が制限値以内であれば（Ｓ１０）、仮確定した補正値Ｅで確定し、制限範囲を超える場合はαＥで確定する（Ｓ１１）。
【００５５】
確定した補正値で燃料噴射量が補正され、空燃比制御部により各バンクが制御されるが、さらに、空燃比補正部は、所定時間または所定の噴射回数（例えば全気筒の噴射回数が１２回（２サイクル×６））が経過する度に確定した補正値が小さくなるように減衰処理することにより過剰補正を回避する（Ｓ１３，Ｓ１４）。
【００５６】
ステップＳ１で、酸素センサ２５の出力に基づいてリーン側に補正値Ｅで補正する必要があると判断すると、バンク０とバンク１の夫々の学習値ＫＧ１，ＫＧ２を参照して、学習値ＫＧ１が学習値ＫＧ２より小さいときにはバンク０への補正比率を大きくするようにバンク０を選択し（Ｓ５，Ｓ６）、学習値ＫＧ２が小さいときにはバンク１への補正比率を大きくするようにバンク１を選択する（Ｓ５，Ｓ７）。
【００５７】
ステップＳ８からステップＳ１４の処理は上述と同様である。但し、ステップＳ８では、所定の許容範囲が、例えば吸入空気量に対する燃料の減少割合が５％以内となるような値に設定され、ステップＳ１０では、制限値が、例えば吸入空気量に対する燃料の減少割合が１５％以上となるような値に設定される。
【００５８】
空燃比補正部による上述した補正値Ｅの振り分け制御は、所定の条件が満たされる場合に実行され、当該条件を満たさない場合には、均等に振り分けられる。所定の条件とは、ドライバビリティの低下等の不都合を来たさないための条件であり、機関回転数Ｎｅが所定のアイドル回転数以上であること、機関の負荷率（流入空気量）が所定値以上であること、機関の水温が所定温度以上であること、車速が所定速度以上であること、空燃比学習値が所定値ＬＶＬＮ，ＬＶＲＨより大きくずれていないこと等である。全ての条件が整っている場合に補正値Ｅの振り分け制御が実行され、何れかの条件が満たされないときには、均等に振り分けられる。
【００５９】
以上、三元触媒１９，２０の浄化能力がほぼ同等であるときの空燃比補正部による補正値Ｅの振り分け制御について説明したが、三元触媒１９，２０の浄化能力にアンバランスが生じた場合には、空燃比補正部により夫々の浄化能力に基づいて補正値Ｅの振り分け制御が行なわれる。
【００６０】
図３に示すように、触媒状態検出部は、所定の判定条件が満たされる場合に（Ｓ２０）、何れか一方のバンクの点火制御や燃料噴射制御等の運転を停止させた状態で（Ｓ２１）、他方のバンクに対して空燃比が所定のリーン状態で制御されるように空燃比制御部を介して制御し（Ｓ２２）、酸素センサ２５によりリーン状態が検出された場合に（Ｓ２３）、空燃比が所定のリッチ状態で制御されるように空燃比制御部を制御する（Ｓ２４）。
【００６１】
所定の条件とは、ドライバビリティを低下させることなく触媒の状態を適切に判定できる車両状態（安定走行状態）である。安定走行状態とは、例えば始動状態、加速状態、減速状態を除く状態のことである。具体的には、車両状態検出部としての各種センサに基づき判定する吸入空気流量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、車速ＳＰＤ、スロットル開度ＴＨの変化量が各々車両が安定走行している場合を示す所定値以内にあること、エンジン冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であること（エンジン冷却水温ＴＨＷは冷間始動時から所定時間経過しているか否かで判定してもよい。）、触媒が活性化温度にあることの各条件である。
【００６２】
リーン状態からリッチ状態に空燃比を切り替えてから酸素センサ２５によりリッチ状態が検出されるまでの時間Ｔを計時する（Ｓ２５，Ｓ２６）。リーン状態からリッチ状態に移行する時間Ｔ、または、リッチ状態からリーン状態に移行する時間Ｔに基づいて触媒の浄化率が予め設定されたマップデータをＲＯＭから読み出して（Ｓ２７）、当該マップデータと移行時間Ｔに基づいて浄化率を％値で算出する（Ｓ２８）。つまり、当該マップデータは、触媒の状態を判定する触媒状態判定情報であって、記憶部に記憶されている。
【００６３】
例えば、１００％から８０％の間であれば良好な状態と判断でき、８０％から６０％の間であればやや劣化していると判断でき、６０％を下回るときには劣化していると判断できる。マップデータの例を図５に示す。尚、これらの数値は例示であり、これらの値に制限されるものではない。このような触媒の状態は実験データにより予め定められたものであってもよい。
【００６４】
触媒状態検出部により、他方のバンクを停止した状態で一方のバンクに対して同様の制御が行なわれることにより、当該一方のバンクに対応する触媒の浄化率も算出される。
【００６５】
以上の説明より、制御部は、酸素検出部２５からの検出信号に基づき、内燃機関における酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、酸素量が所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定し、リッチとリーンの判定が所定時間内において変化する率を算出し、変化率と記憶部の触媒状態判定情報に基づき触媒状態を検出する触媒状態検出処理を実行するように構成されている。
【００６６】
また、制御部は、触媒状態検出処理において、触媒状態を検出する場合は、複数の気筒群のうち一の気筒群のみを運転するように構成されている。
【００６７】
また、制御部は、車両状態検出部からの検出信号に基づき車両が、安定走行状態である場合に触媒状態検出処理を実行するように構成されている。
【００６８】
図４に示すように、空燃比補正部は、夫々のバンクに対応する触媒１９，２０の浄化率を評価して、双方の浄化率の差が所定値（例えば１０％）の範囲である場合には（Ｓ３０）、ステップ３８の通常制御を実行する。通常制御とは、上述した図２の補正制御である。
【００６９】
双方の浄化率の差が当該所定値の範囲を逸脱している場合で、一方の触媒の浄化率が６０％を下回る場合には（Ｓ３１）、補正値を均等に配分して双方の燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２を補正する（Ｓ３９）。
【００７０】
双方の浄化率の差が当該所定値の範囲を逸脱している場合で、何れの触媒の浄化率も６０％以上である場合には（Ｓ３１）、浄化率が高い方の補正比率が大きくなるように燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２に対する補正値を仮確定する（Ｓ３２）。ここでは、浄化率が高い方の触媒に対応するバンクへ補正値Ｅを反映させる。
【００７１】
尚、双方の浄化率の差が当該所定値の範囲を逸脱している場合で、何れの触媒の浄化率も６０％以上である場合（Ｓ３１）であっても、補正値Ｅを主に反映させるバンクの空燃比学習値が所定の許容範囲（例えば吸入空気量に対する燃料の増加割合が５％以内となるような値）を超える場合には、補正値Ｅを均等に配分することが好ましい。
【００７２】
バンク０へ補正値Ｅが反映される場合（Ｓ３３）、仮確定したバンク０に対する補正値による補正結果が制限値（例えば、吸入空気量に対する燃料の増加割合が１５％以上となるような値）を超えると（Ｓ３４）、バンク間の差が大きくなりドライバビリティが低下するので、超過分を他方のバンク１の補正に（１−α）Ｅだけ分配するように補正値をαＥ（０＜α＜１）に修正する（Ｓ４１）。
【００７３】
仮確定したバンク０に対する補正値による補正結果が制限値以内であれば（Ｓ３４）、仮確定した補正値Ｅで確定する（Ｓ３５）。制限範囲を超える場合はαＥに確定し、他方のバンク１は（１−α）Ｅに確定する（Ｓ３５）。
【００７４】
バンク１へ補正値Ｅが反映される場合（Ｓ３３）、仮確定したバンク１に対する補正値による補正結果が制限値（例えば、吸入空気量に対する燃料の増加割合が１５％以上となるような値）を超えると（Ｓ４０）、超過分を他方のバンク０の補正に（１−α）Ｅだけ分配するように補正値をαＥ（０＜α＜１）に修正する（Ｓ４１）。
【００７５】
仮確定したバンク１に対する補正値による補正結果が制限値以内であれば（Ｓ３４）、仮確定した補正値Ｅで確定する（Ｓ３５）。制限範囲を超える場合はαＥに確定し、他方のバンク０は（１−α）Ｅに確定する（Ｓ３５）。
【００７６】
その結果、確定した補正値で燃料噴射量が補正され、空燃比制御部により各バンクが制御されるが、さらに、空燃比補正部は、所定時間または所定の噴射回数（例えば全気筒の噴射回数が１２回（２サイクル×６））が経過する度に確定した補正値が小さくなるように減衰処理することにより過剰補正を回避する（Ｓ３６，Ｓ３７）。
【００７７】
以上の説明より、制御部は、触媒状態検出処理において判定した触媒状態に基づき、空燃比制御処理における空燃比を補正する空燃比補正処理を実行するように構成されている。
【００７８】
尚、図２のステップＳ１３，Ｓ１４、及び図４のステップＳ３６，Ｓ３７のステップは、過剰補正を回避することを目的とするものであり、制御対象や補正値Ｅの値に応じて採用するか否かが選択可能であり、必須のステップではない。
【００７９】
また、図２のステップＳ１３，Ｓ１４、及び図４のステップＳ３６，Ｓ３７のステップを採用しない場合には、空燃比補正部は、所定時間または所定の噴射回数が経過する度に、各バンクに対する補正値Ｅの振分を入れ替えるように制御してもよい。
【００８０】
図４に示した制御フローにおいても、空燃比補正部による上述した補正値Ｅの振り分け制御は、所定の条件が満たされる場合に実行され、当該条件を満たさない場合には、均等に振り分けられる。所定の条件とは、上述と同様、ドライバビリティの低下等の不都合を来たさないための条件であり、機関回転数Ｎｅが所定のアイドル回転数以上であること、機関の負荷率（流入空気量）が所定値以上であること、機関の水温が所定温度以上であること、車速が所定速度以上であること、空燃比学習値が所定値ＬＶＬＮ，ＬＶＲＨより大きくずれていないこと等である。全ての条件が整っている場合に補正値Ｅの振り分け制御が実行され、何れかの条件が満たされないときには、均等に振り分けられる。
【００８１】
尚、空燃比制御部が、加速時や高速走行時に、上述したストイキ制御を行なわずに、所定のリッチ状態となるように燃料噴射量を調整する場合には、その後のストイキ制御への復帰時で、両触媒の浄化率がほぼ等しい場合に、空燃比学習値に関わらず、何れか一方のバンクに対して、図２のステップＳ９からステップＳ１１と同様に、補正値Ｅを主に反映させ、所定時間または所定の噴射回数が経過する度に、補正値Ｅを主に反映させるバンクを切り替えるように空燃比補正部を構成してもよい。さらに、所定回数バンクを切り替えた後には補正値Ｅを両バンクに均等に反映させるように構成してもよい。これにより、例えば硫黄酸化物臭を抑制することができる。
【００８２】
また、片バンク運転から両バンク運転に復帰した後は、停止しているバンクの排気管に空気が流入して酸素濃度が上昇しているため、停止していたバンクへ補正値Ｅを主に反映させるように振り分ける（図２のステップＳ９からステップＳ１１と同様）ように空燃比補正部を構成することが好ましい。この場合、酸素センサ２５の値がリーンからリッチ、またはリッチからリーンの何れかに変化した場合に本制御を終了し、上述した図４に示す制御に復帰することが好ましい。
【００８３】
以上説明したとおり、本発明による制御方法は、複数の気筒群１１，１２毎に設けられた複数の上流排気管１７，１８と、各上流排気管１７，１８に設けられた触媒１９，２０と、各触媒１９，２０付近に設けられた空燃比検出部２１，２２と、複数の上流排気管１７，１８が合流する合流排気管２３と、合流排気管２３に設けられた酸素検出部２５とを備えた内燃機関を制御する制御方法であって、空燃比検出部２１，２２からの検出信号に基づき、各気筒群１１，１２の空燃比を判定し、気筒群１１，１２毎に空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射部１１ａ，１２ｂを制御する空燃比制御ステップと、酸素検出部２５からの検出信号に基づき、内燃機関における酸素量が所定値以下の場合に空燃比がリッチであると判定し、酸素量が所定値以上の場合に空燃比がリーンであると判定し、リッチとリーンの判定が所定時間内において変化する率を算出し、変化率と記憶部に記憶する触媒状態判定情報に基づき触媒状態を検出する触媒状態検出ステップと、触媒状態検出ステップにおいて判定した触媒状態に基づき、空燃比制御ステップにおける空燃比を補正する空燃比補正ステップを実行する方法である。
【００８４】
上述した実施形態では、Ｖ型機関を例に本発明を説明したが、本発明の適用対象は、Ｖ型機関に限るものではなく、水平対向機関等、複数の気筒群毎に設けられた上流排気管及び各上流排気管が合流する合流排気管の夫々に触媒が介装され、上流排気管に介装された各触媒の上流に空燃比センサが設けられ、合流排気管に介装された触媒の下流側に酸素センサが設けられた任意の機関である。
【００８５】
上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な構成、例えば例示した制御用の具体的数値等は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、適宜変更設計することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】内燃機関、及び、制御装置を構成するエンジンＥＣＵの説明図
【図２】触媒の浄化率が均等である場合の空燃比補正部の動作を説明するフローチャート
【図３】触媒状態検出部による触媒の浄化率の算出動作を説明するフローチャート
【図４】触媒の浄化率が不均等である場合の空燃比補正部の動作を説明するフローチャート
【図５】リーン（リッチ）状態からリッチ（リーン）状態への移行時間に対する触媒の浄化率の特性図
【符号の説明】
【００８７】
１：制御装置（エンジンＥＣＵ）
１１：第一の気筒群（バンク０）
１１ａ：燃料噴射弁
１２：第二の気筒群（バンク１）
１２ｂ：燃料噴射弁
１３：吸気管
１４：エアフィルタ
１５：エアフローメータ
１６：スロットル弁
１７，１８：上流排気管（排気マニホールド）
２３：合流排気管
１９，２０，２４：三元触媒
【図１】
2009293432.tif 000003
【図２】
2009293432.tif 000004
【図３】
2009293432.tif 000005
【図４】
2009293432.tif 000006
【図５】
2009293432.tif 000007