CN107110043B

CN107110043B - 内燃机的油稀释率计算系统

Info

Publication number: CN107110043B
Application number: CN201580068544.4A
Authority: CN
Inventors: 宫本宽史; 木所彻; 岩崎靖志; 铃木健士
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2035-11-10
Also published as: JP6375935B2; WO2016098278A1; CN107110043A; US20190093583A1; JP2016118147A; US10323596B2; EP3234324B1; EP3234324A1

Abstract

一种内燃机的油稀释率计算系统在所述内燃机停止向燃烧室(5)供应燃料的燃料切断控制期间并且在流过所述漏气通道(25)并流到所述进气通道中的所述节流阀(17)的下游侧的不同漏气流量的多个时间点处，获得示出漏气流量与到燃烧室(5)的气体流量的比率的漏气流量比和所述空燃比传感器(40，41)的输出电流，以及基于所获得的漏气流量比和输出电流来计算油稀释率。

Description

内燃机的油稀释率计算系统

技术领域

本发明涉及内燃机的油稀释率计算系统。

背景技术

在过去，已知具有一种内燃机，其在内燃机的排气通道中设置空燃比传感器，并且基于该空燃比传感器的输出电流控制供应给内燃机的燃烧室的燃料量。控制燃料量以使得在燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的空燃比变成目标空燃比(例如，理论空燃比)。

作为空燃比传感器的一个实例，已知具有一种空燃比传感器，其相对于排气空燃比(成比例地)线性改变输出电流(例如，PTL 1)。排气空燃比越高(越稀)，输出电流变得越大。由于此原因，可以通过检测空燃比传感器的输出电流来推定排气空燃比。

在这点上，在内燃机中，空气-燃料混合物从活塞与气缸体之间的间隙泄漏到曲轴箱内部，即，产生“漏气(blowby gas)”。如果漏气滞留在曲轴箱内部，则它将导致机油劣化、金属腐蚀、空气污染等。因此，内燃机配备有连接曲轴箱和进气通道的漏气通道。漏气经过漏气通道返回到进气通道，并与新的空气-燃料混合物一起被燃烧。

此外，在直接将燃料喷射到燃烧室中的气缸喷射式内燃机中，燃料喷射器的喷射端口与气缸壁表面之间的距离极短，并且因此喷射的燃料直接撞击气缸壁表面。在冷启动时，沉积在气缸壁处的燃料不容易蒸发，并且因此它从活塞与气缸之间的间隙漏出到曲轴箱中并与机油混合。换言之，曲轴箱内部的机油被液相燃料稀释，即，发生“油稀释”。另一方面，在内燃机暖机之后，机油的温度也升高，并且因此机油中的燃料成分蒸发。因此，在冷启动时，如果内燃机在机油中所含的燃料量较少时暖机，则油稀释率将根本不会增大太多。注意，“油稀释率”是将混合在机油中的燃料量除以机油量的值。

然而，如果重复其中内燃机在低温下启动并且在比内燃机暖机时间更短的时间内停止的工作状态(所谓的“短行程”)，机油中的燃料成分量将增加。油稀释率也增大。之后，如果内燃机暖机，则机油中的大量燃料将蒸发，并且因此漏气中的燃料成分将增加。因此，包含大量燃料的漏气将经过漏气通道并流入进气通道中。由于此原因，即使控制从燃料喷射器喷射的燃料量以使得空气-燃料混合物的空燃比变成目标空燃比，也会从漏气通道供应大量燃料，并且因此空燃比相对于目标空燃比偏向浓侧。这有时导致各种类型的空燃比控制(例如空燃比反馈处理)的障碍，并且转而导致驾驶性或废气排放的劣化。

因此，在PTL 2中描述的内燃机的控制系统中，如果发生油稀释，则禁止更新空燃比的学习值，该学习值用于导致将基于排气空燃比计算的空燃比的反馈修正量收敛到预定基准修正量内。但是，为了执行这种控制，必须精确地计算油稀释率以便判定是否发生油稀释。

此外，空燃比传感器随着使用逐渐劣化并且有时增益特性发生变化。如果增益特性变化，则空燃比传感器的输出电流对于排气空燃比变得太大或太小。结果，错误地推定排气空燃比，因此内燃机的控制装置所执行的各种类型的控制受到妨碍。

因此，PTL 3提出了一种诊断空燃比传感器中的异常的异常诊断系统。在此类异常诊断系统中，在内燃机停止向燃烧室供给燃料的燃料切断控制期间，基于空燃比传感器的外加电压的值来诊断空燃比传感器的异常。根据PTL 2，在燃料切断控制期间，排气空燃比是恒定的并且可以被识别，因此可以在不受排气空燃比波动的影响下精确地诊断空燃比传感器的异常。

但是，如果油稀释导致含有大量燃料的漏气流经漏气通道到达进气通道，则在燃料切断控制期间，大量燃料将被混合到进入气缸的空气中。由于该燃料，废气中的氧将在排气通道中被消耗，特别是在排气净化催化剂中被消耗，并且因此燃料切断控制期间的排气空燃比将减小。

但是，在PTL 3中描述的异常诊断系统中，完全不考虑燃料切断控制期间的排气空燃比的波动。由于此原因，在该异常诊断系统中，如果在燃料切断控制期间油稀释导致排气空燃比减小，则将不能准确地诊断空燃比传感器的异常。具体地说，即使空燃比传感器正常，如果在燃料切断控制期间油稀释导致排气空燃比减小，则空燃比传感器的输出电流以及转而外加电压也会减小，并且因此正常的空燃比传感器容易被错误地诊断为异常。备选地，如果由于空燃比传感器的异常而导致的输出电流的增加以及由此引起的外加电压的增加被由于燃料切断控制期间的排气空燃比的降低导致的输出电流的减小以及由此引起的外加电压的减小所抵消，则异常的空燃比传感器将被错误地诊断为正常。因此，为了精确地诊断空燃比传感器的异常，期望预先知道异常诊断时的油稀释率。

因此，在PTL 4中描述的内燃机中，基于燃料喷射量的反馈修正量或反馈修正量的学习值(显示燃料喷射量的持续偏差量的值)来计算油稀释率。此外，在PTL 5中描述的内燃机中，通过粘度传感器直接测量机油的粘度以便计算油稀释率，而在PTL 6中描述的内燃机中，通过乙醇浓度传感器直接测量油稀释率。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本特开2002-243694A号公报

PTL 2：日本特开2011-122543A号公报

PTL 3：日本特开2010-174790A号公报

PTL 4：日本特开2014-101863A号公报

PTL 5：日本特开2012-031869A号公报

PTL 6：日本特开2008-202472A号公报

PTL 7：日本特开2007-127076A号公报

PTL 8：日本特开2011-226351A号公报

发明内容

技术问题

但是，除了油稀释率之外，燃料喷射量的反馈修正量或反馈修正量的学习值还由于燃料喷射量的变化而改变。因此，在PTL 4中描述的方法中，有时不可能精确地计算油稀释率。此外，例如在PTL 5和6中描述的内燃机中新提供用于计算油稀释率的传感器等导致内燃机的成本增加。

因此，鉴于以上问题，本发明的一个目标是提供一种内燃机的油稀释计算系统，其使能精确地计算燃料喷射量的油稀释率而无需新提供用于计算油稀释率的传感器等。

问题的解决方案

为了解决以上问题，在第一发明中，提供一种内燃机的油稀释率计算系统，其中所述内燃机具有：进气通道，所述进气通道中设置有节流阀并且所述进气通道将含有空气和燃料的空气燃料混合物引导到燃烧室；排气通道，所述排气通道排出由所述空气燃料混合物在所述燃烧室中的燃烧所产生的废气；漏气通道，所述漏气通道将曲轴箱中的漏气返回到所述进气通道中的所述节流阀的下游侧；以及空燃比传感器，所述空燃比传感器被设置在所述排气通道中并检测流过所述排气通道的所述废气的空燃比，以及所述油稀释率计算系统被配置为：在所述内燃机停止向所述燃烧室供给燃料的燃料切断控制期间并且在经过所述漏气通道并流到所述进气通道中的所述节流阀的下游侧的不同漏气流量的多个时间点，获得表示所述漏气流量与到所述燃烧室的气体流量的比率的漏气流量比和所述空燃比传感器的输出电流；以及基于所述漏气流量比和输出电流来计算油稀释率。

在第二发明中，第一发明中的所述多个时间点是燃料切断控制的单个循环处的多个时间点。

在第三发明中，第一或第二发明中的所述油稀释率计算系统被配置为计算在所述多个时间点处获得的所述漏气流量比的变化量，以及当所述变化量小于预定值时，不计算所述油稀释率。

在第四发明中，在第一到第三发明中任一项的所述油稀释率计算系统被配置为：在所述多个时间点获得除所述废气的所述空燃比之外的导致所述空燃比传感器的所述输出电流波动的变化因子的值，计算所述变化因子的值的变化量，以及当所述变化量是预定值或更大值时，不计算所述油稀释率。

本发明的有益效果

根据本发明，能够提供一种内燃机的油稀释计算系统，其使能精确地计算燃料喷射量的油稀释率而无需新提供用于计算油稀释率的传感器等。

附图说明

图1是示意性地示出其中使用根据本发明的一个实施例的油稀释率计算系统的内燃机的图；

图2是示意性地示出空燃比传感器的结构的图；

图3是示出在不同排气空燃比下的传感器外加电压与输出电流之间的关系的图；

图4是示出当使传感器外加电压恒定时排气空燃比与输出电流之间的关系的图；

图5是在内燃机的通常工作时目标空燃比等的时间图；

图6是在内燃机的燃料切断控制前后的内燃机转速等的示意时间图；

图7是示出在燃料切断控制期间漏气流量比与空燃比传感器的输出电流之间的关系的图；

图8是示出本发明第一实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图；

图9是示出本发明第一实施例中用于判定下游侧空燃比传感器的传感器输出的收敛的处理的控制例程的流程图；

图10是示出本发明第一实施例中用于判定上游侧空燃比传感器的传感器输出的收敛的处理的控制例程的流程图；

图11是示出本发明第一实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图；

图12是示出本发明第二实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图；

图13是示出当漏气流量比的最大值与最小值之间的差被用作漏气流量比的变化量的参数时，本发明第二实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图；

图14是示出用于更新漏气流量比的最大值和最小值的处理的控制例程的流程图；

图15是示出本发明第三实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图；

图16是示出本发明第三实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图；

图17是示出用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理的控制例程的流程图。

具体实施方式

参考附图，下面将详细说明本发明的实施例。需要指出，在以下说明中，类似的构成元件被赋予相同的参考标号。

<内燃机整体说明>

图1是示意性地示出其中使用根据本发明的一个实施例的油稀释率计算系统的内燃机的图。参考图1，1指示内燃机主体，2指示气缸体，3指示气缸体2内往复运动的活塞，4指示气缸盖，气缸盖固定在气缸体2上，5指示燃烧室，其形成在活塞3和气缸盖4之间，6指示进气阀，7指示进气口，8指示排气阀，以及9指示排气口。进气阀6打开和关闭进气口7，而排气阀8打开和关闭排气口9。

如1所示，在气缸盖4的内壁面的中央部设置有火花塞10。燃料喷射器11被设置在气缸盖4的内壁表面周围。火花塞10被配置为根据点火信号产生火花。此外，燃料喷射器11根据喷射信号将预定量的燃料直接喷射到燃烧室5中。也就是说，本实施例的内燃机是气缸喷射式内燃机。需要指出，内燃机也可以是端口喷射式内燃机。在这种情况下，燃料喷射器11被配置为在进气口7内喷射燃料。此外，在本实施例中，作为燃料，使用理论空燃比为14.6的汽油。但是，在其中使用本发明的油稀释率计算系统的内燃机中，还可以使用另一种燃料。

每个气缸中的进气口7通过相应的进气流道13连通到稳压罐14。稳压罐14通过进气管15连通到空气过滤器16。进气口7、进气流道13、稳压罐14和进气管15形成将包含空气和燃料的空气燃料混合物引导到燃烧室5的进气通道。此外，在进气管15的内部，设置有由节流阀驱动致动器17驱动的节流阀18。节流阀18可以由节流阀驱动致动器17转动，从而改变进气通道的开口面积。

另一方面，每个气缸中的排气口9连通到排气歧管19。排气歧管19具有连通到排气口9的多个流道和汇集这些流道的集管。排气歧管19的集管连通到内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21。上游侧壳体21通过排气管22连接到下游侧壳体23，下游侧壳体23内置有下游侧排气净化催化剂24。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22和下游侧壳体23形成排出由于空气燃料混合物在燃烧室5中的燃烧而产生的废气的排气通道。

此外，进气流道13通过漏气通道25连通到曲轴箱。在漏气通道25内设置有PCV(曲轴箱强制通风)阀26。PCV阀26是单向阀(止回阀)，其允许仅从曲轴箱到进气流道13的一个方向的流动。如果在进气流道13处出现负压，则PCV阀26打开并且空气燃料混合物从活塞3和气缸体2之间的间隙泄漏到曲轴箱内部，并且所谓的漏气从曲轴箱的内部通过漏气通道25的内部流出，以返回到进气流道13。需要指出，漏气通道25可以连接到节流阀18的下游侧的进气通道中的另一位置，例如稳压罐14。

电子控制单元(ECU)31包括数字计算机，该数字计算机具有通过双向总线32连接在一起的部件，诸如RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36和输出端口37。在进气管15中，设置有用于检测流过进气管15的空气流量的空气流量计39。该空气流量计39的输出通过相应的AD转换器38被输入到输入端口36。此外，在排气歧管19的集管处，设置有上游侧空燃比传感器40，其检测流过排气歧管19内部的废气(即，流入上游侧排气净化催化剂20的废气)的空燃比。此外，在排气管22中，设置有下游侧空燃比传感器41，其检测流过排气管22内部的废气(即，从上游侧排气净化催化剂20流出并流入下游侧排气净化催化剂24的废气)的空燃比。这些空燃比传感器40和41的输出也通过相应的AD转换器38被输入到输入端口36，需要指出，这些空燃比传感器40和41的配置将在后面说明。

此外，加速踏板42具有与其连接的负载传感器43，该负载传感器产生与加速踏板42的下压量成比例的输出电压。负载传感器43的输出电压通过相应的AD转换器被输入到输入端口36。曲柄角传感器44例如每次在曲轴旋转15度时产生输出脉冲。该输出脉冲被输入到输入端口36。CPU35根据该曲柄角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口37通过相应的驱动电路45连接到火花塞10、燃料喷射器11和节流阀驱动致动器17。需要指出，ECU 31用作控制内燃机的控制系统。

上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体地说，排气净化催化剂20和24包括陶瓷构成的载体，在该载体上承载有具有催化作用的贵金属(例如铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，二氧化铈(CeO₂)。排气净化催化剂20和24表现出当达到预定活化温度时同时除去未燃烧气体(HC、CO等)和氮氧化物(NO_X)的催化作用以及氧吸藏能力。

根据排气净化催化剂20和24的氧吸藏能力，当流入排气净化催化剂20和24的废气的空燃比是比理论空燃比稀的空燃比(以下也称为“稀空燃比”)时，排气净化催化剂20和24吸藏废气中的氧。另一方面，当流入废气具有比理论空燃比浓的空燃比(以下也称为“浓空燃比”)时，排气净化催化剂20和24释放吸藏在排气净化催化剂20和24中的氧。结果，只要保持排气净化催化剂20和24的氧吸藏能力，从排气净化催化剂20和24流出的废气的空燃比就基本成为理论空燃比，而不管流入排气净化催化剂20和24的废气的空燃比为何。

<空燃比传感器的说明>

在本实施例中，作为空燃比传感器40和41，使用杯式极限电流型空燃比传感器。参考图2，将简单地说明空燃比传感器40和41的结构。图2是示意性地示出空燃比传感器的结构的视图。空燃比传感器40和41中的每一者配备有固体电解质层51、布置在固体电解质层51的一个侧面上的排气侧电极52、布置在固体电解质层51的另一侧面上的大气侧电极53、调节流动废气扩散的扩散调节层54、参考气体室55、以及加热空燃比传感器40或41(具体加热电解质层(元件)51)的加热部件56。

在本实施例的杯式空燃比传感器40和41的每一者中，固体电解质层51形成为具有一个封闭端的圆柱形。在空燃比传感器40或41内限定的参考气室55的内部，引入大气气体(空气)并且设置加热部件56。在固体电解质层51的内表面上，设置有大气侧电极53。在固体电解质层51的外表面上，设置排气侧电极52。在固体电解质层51和排气侧电极52的外表面上，设置有扩散调节层54，以覆盖固体电解质层51和排气侧电极52。需要指出，在扩散调节层54的外侧，可以设置保护层(未示出)以防止液体等沉积在扩散调节层54的表面上。

固体电解质层51由ZrO₂(氧化锆)、HfO₂、ThO₂、Bi₂O₂或其它氧离子导电氧化物(其中混合CaO、MgO、Y₂O₃、Yb₂O₃作为稳定剂)的烧结体形成。进一步地，扩散调节层54由氧化铝、氧化镁、二氧化硅、尖晶石、莫来石或其它耐热无机物质等的多孔烧结体形成。此外，排气侧电极52和大气侧电极53由铂或其它具有高催化活性的贵金属形成。

进一步地，在排气侧电极52和大气侧电极53之间，由安装在ECU 31上的电压控制装置60供给传感器外加电压V。另外，ECU 31配备有电流检测装置61，其在提供传感器外加电压时检测通过固体电解质层51在这些电极52和53之间流动的电流。由该电流检测装置61检测的电流是空燃比传感器40和41的输出电流。

以此方式配置的空燃比传感器40和41具有图3所示的电压-电流(V-I)特性。图3是示出不同排气空燃比下的传感器外加电压与输出电流之间的关系的视图。从图3可以看出，排气空燃比越高(越稀)，输出电流I越大。进一步地，在每个排气空燃比的V-I线处，存在与V轴平行的区域，即，即使传感器外加电压变化，输出电流也基本不变的区域。该电压区域称为“极限电流区域”。此时的电流称为“极限电流”。在图3中，排气空燃比为18时的极限电流区域和极限电流由W₁₈和I₁₈示出。

另一方面，在传感器外加电压低于极限电流区域的区域中，输出电流相对于传感器外加电压基本成比例地变化。下文将该区域称为“比例区域”。此时的斜率由固体电解质层51的DC元件电阻决定。进一步地，在传感器外加电压高于极限电流区域的区域中，输出电流也随着传感器外加电压的增加而增加。在该区域中，排气侧电极52等上的排气中包含的水分的分解导致输出电流根据传感器外加电压的变化而变化。下文将该区域称为“水分分解区域”。

图4是示出使供应电压恒定在大约0.45V时的排气空燃比与输出电流I之间的关系的视图。从图4可以看出，在空燃比传感器40和41中，输出电流I相对于排气空燃比线性地(成比例地)变化，从而排气空燃比越高(即越稀)，来自空燃比传感器40和41的输出电流I越大。此外，空燃比传感器40和41被配置为使得当排气空燃比为理论空燃比时，输出电流I变为0。进一步地，当排气空燃比变大一定程度或更多或者当其变小一定程度或更多时，输出电流的变化与排气空燃比的变化的比率变小。

需要指出，在上述实例中，作为空燃比传感器40和41，使用具有图2所示的结构的极限电流型空燃比传感器。然而，可以使用任何类型的空燃比传感器作为空燃比传感器40和41，只要输出电流相对于排气空燃比线性地变化即可。因此，作为空燃比传感器40和41，例如也可以使用分层式极限电流型空燃比传感器，或其它结构的极限电流型空燃比传感器，或非极限电流型空燃比传感器，或任何其它空燃比传感器。进一步地，空燃比传感器40和41可以是具有彼此不同的构造的空燃比传感器。

<基本空燃比控制>

在以此方式配置的内燃机中，基于空燃比传感器40和41的输出设定来自燃料喷射器11的燃料喷射量，以使得基于内燃机工作状态，流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比变为最佳空燃比。在本实施例中，基于上游侧空燃比传感器40的输出电流(对应于流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比或从内燃机主体流出的废气的空燃比)执行反馈控制，以使得该输出电流变为对应于目标空燃比对应的值。此外，基于下游侧空燃比传感器41的输出电流而改变目标空燃比。

参考图5，将简单地说明目标空燃比的此类控制实例。图5是内燃机正常工作时的目标空燃比AFT、上游侧空燃比传感器40的输出电流(输出值)If、上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量OSA、以及下游侧空燃比传感器41的输出电流(输出值)Ir的时间图。

需要指出，如图4所示，空燃比传感器40、41的输出电流在空燃比传感器40、41周围流动的废气的空燃比为理论空燃比时变为0。此外，当废气的空燃比为浓空燃比时，输出电流变为负值，并且当废气的空燃比为稀空燃比时，输出电流变为正值。进一步地，当空燃比传感器40、41周围流动的废气的空燃比为浓空燃比或稀空燃比时，与理论空燃比的差越大，空燃比传感器40、41的输出电流的绝对值越大。进一步地，“正常工作时(正常控制)”表示其中根据内燃机的特定工作状态(例如，安装内燃机的车辆加速时执行的用于增加燃料喷射量的校正或下文将说明的燃料切断控制等)来调整燃料喷射量的控制未被执行的工作状态(控制状态)。

在图5所示的实例中，当下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir变为等于或小于比0小的浓判定基准值Irich时，目标空燃比被设定为并保持在比理论空燃比更稀的稀设定空燃比AFTlean(例如，15)。在此方面，浓判定基准值Irich是与比理论空燃比稍浓的预定浓判定空燃比(例如14.55)对应的值。

然后，推定上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量。如果该推定值等于或大于预定的判定基准吸藏量Cref(小于最大可吸藏氧量Cmax的量)，则目标空燃比被设定为并保持在比理论空燃比更浓的浓设定空燃比AFTrich(例如14.4)。在图5所示的实例，该操作被重复地执行。

具体而言，在图5所示的实例中，在时间t₁之前，目标空燃比AFT被设定为浓设定空燃比AFTrich，因此上游侧空燃比传感器40的输出电流If为小于0的值(对应于浓空燃比)。进一步地，上游侧排气净化催化剂20吸藏氧，因此下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir变为基本为0(对应于理论空燃比)。此时，流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比变为浓空燃比，因此上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐降低。

然后，在时间t₁处，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量接近0，因此流入上游侧排气净化催化剂20的未燃烧气体的一部分在未被上游侧排气净化催化剂20净化的情况下开始流出。结果，在时间t₂处，下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir变为等于或小于浓判定基准值Irich(对应于浓判定基准空燃比)。此时，目标空燃比被从浓设定空燃比AFTrich切换到稀设定空燃比AFTlean。

通过切换目标空燃比，流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比变为稀空燃比，未燃气体的流出减少并停止。进一步地，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA逐渐增加，在时间t₃处达到判定基准吸藏量Cref。以这种方式，如果氧吸藏量达到判定基准吸藏量Cref，则目标空燃比再次被从稀设定空燃比AFTlean切换到浓设定空燃比AFTrich。通过目标空燃比的这种切换，流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比再次变为浓空燃比。结果，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量逐渐降低。然后，重复地执行此操作。通过进行此控制，能够防止NO_X从上游侧排气净化催化剂20流出。

需要指出，基于上游侧空燃比传感器40及下游侧空燃比传感器41的输出，在正常工作时执行的空燃比控制不必限于上述控制。它可以是任何控制，只要控制基于这些空燃比传感器40、41的输出即可。

<燃料切断控制>

此外，在本实施例的内燃机中，在安装内燃机等的车辆减速时，执行燃料切断控制以停止来自燃料喷射器11的燃料喷射，从而在内燃机的工作期间停止向燃烧室5供给燃料。当用于开始燃料切断的预定条件成立时，开始此燃料切断控制。具体而言，燃料切断控制例如在加速踏板42的下压量为0或基本为0(即，内燃机负载为0或基本为0)并且内燃机转速等于或大于比怠速时的转速高的预定转速时执行。

当执行燃料切断控制时，空气或类似于空气的废气从内燃机排出，因此，具有非常高的空燃比(即，非常高的稀度)的气体流入上游侧排气净化催化剂20。结果，在燃料切断控制期间，大量氧气流入上游侧排气净化催化剂20，并且上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量。

进一步地，如果用于结束燃料切断的预定条件成立，则结束燃料切断控制。作为用于结束燃料切断的条件，例如可以提及加速踏板42的下压量变为预定值或更大值(即，内燃机负载变为一定程度的值)或者内燃机转速变为等于或小于比怠速时的转速高的预定转速等。进一步地，在本实施例的内燃机中，就在燃料切断控制结束之后，执行返回后(post-return)浓控制，该控制使得流入上游侧排气净化催化剂20的废气的空燃比变为比浓设定空燃比更浓的返回后浓空燃比。因此，能够在燃料切断控制期间快速地释放吸藏在上游侧排气净化催化剂20中的氧。

<油稀释量的计算>

在这点上，当曲轴箱中的机油由于液相燃料而被稀释(即，发生油稀释)时，如果内燃机暖机并且机油中的燃料蒸发，则漏气中的燃料成分将增加。由于此原因，即使控制从燃料喷射器喷射的燃料量以使得空气-燃料混合物的空燃比变成目标空燃比，也会从漏气通道供应大量燃料，并且因此空燃比相对于目标空燃比偏向浓侧。这有时导致各种空燃比控制(例如空燃比反馈处理等)的障碍，并且转而导致驾驶性和废气排放的劣化。

此外，如果在燃料切断控制期间从漏气通道供应大量燃料，则该燃料导致废气中的氧在排气通道中被消耗，特别是在排气净化催化剂中被消耗，并且因此燃料切断控制中的排气空燃比减小。因此，不容易准确地执行在燃料切断控制期间执行的空燃比传感器40或41的异常诊断。

因此，为了抑制驾驶性或废气排放的劣化并且精确地诊断空燃比传感器40或41的异常，必须精确地计算油稀释率。注意，“油稀释率”是混合到机油中的燃料量除以机油量。

因此，本实施例的内燃机具备计算油稀释率的油稀释率计算系统。根据本发明的一个实施例的内燃机的油稀释率计算系统在燃料切断控制期间并且在经过漏气通道25并流到进气通道中的节流阀18的下游侧的不同漏气流量的多个时间点处，获得显示漏气流量与流入燃烧室5中的气体流量的比率的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流，并且基于所获得的漏气流量比和输出电流来计算油稀释率。

<本发明的原理>

首先，参考图6，将说明燃料切断控制前后的内燃机转速、漏气流量比、上游侧空燃比传感器40的输出电流、以及下游侧空燃比传感器41的输出电流的变化的一个实例。图6是内燃机的燃料切断控制前后的内燃机转速、漏气流量比、上游侧空燃比传感器40的输出电流、以及下游侧空燃比传感器41的输出电流的示意性时间图。

在图6所示的实例中，在燃料切断控制之前，目标空燃比被设为理论空燃比，上游侧空燃比传感器40的输出电流和下游侧空燃比传感器41的输出电流为0。进一步地，燃料切断控制之前的内燃机转速和漏气流量比恒定。

在图6所示的实例中，在时间t₁处，开始燃料切断控制。在开始燃料切断控制之后，除了下坡行驶等以外，内燃机转速通常随着时间推移而降低。如果内燃机转速降低，通常节流阀18下游侧的进气通道中的压力减小(变为负压)，因此流入进气通道的漏气流量增加并且因此导致漏气流量比增大。

在燃料切断控制开始后的时间t₂处，如果随着燃料切断控制被馈送到燃烧室5的空气到达上游侧空燃比传感器40，则上游侧空燃比传感器40的输出电流变为大于0的值。进一步地，在时间t₂之后，如果空气流入上游侧排气净化催化剂20，则上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量。为此，在所示实例中，在时间t₃处，空气到达下游侧空燃比传感器41，并且下游侧空燃比传感器41的输出电流变为大于0的值。

如果漏气流量比的增加导致漏气中的燃料所消耗的废气中的氧增加，则排气空燃比下降，并且因此导致空燃比传感器40和41的输出电流减小。在该实例中，在燃料切断控制之后，漏气流量比逐渐增大，因此如图6所示，空气到达空燃比传感器40和41，然后空燃比传感器40和41的输出电流逐渐减小。

需要指出，在图6所示的实例中，为了便于理解说明，对简单的模型进行了说明，但是在燃料切断控制前后，内燃机转速等不一定如图6所示那样变化。例如，除了内燃机转速之外，进气通道内的节流阀18的下游侧的压力受到进气通道的进气温度、节流阀18的开度等的影响，因此在实际中，漏气流量比可以按照不同于图6所示的时间图变化。

在本发明中，当使用上游侧空燃比传感器40计算油稀释率时，在从时间t₂起的多个时间点处，获得漏气流量比和上游侧空燃比传感器40的输出电流。此外，当使用下游侧空燃比传感器41计算油稀释率时，在从时间t₃起的多个时间点处，获得漏气流量比和下游侧空燃比传感器41的输出电流。

因此，根据包含在漏气流量中的燃料量以及转而油稀释率，获得如图7A至7C中所示的图。图7A至7C是示出在燃料切断控制期间漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系的图。在图7A至7C中，在燃料切断控制期间的多个时间点处获得的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流的值在图上被绘制为菱形标记。基于这些值，如图7A至7C中所示，漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系可以由一阶线来近似。

如上面说明的，如果漏气流量比的增大导致由漏气中的燃料消耗的废气中的氧增加，则排气空燃比以及转而空燃比传感器40或41的输出电流减小。在这种情况下，如图7B和7C中所示的一阶近似线的斜率A变为负值。包含在漏气中的燃料量越大，斜率A的绝对值变得越大，即，油稀释率越高，斜率A的绝对值越大。图7B示出当包含在漏气中的燃料量小(即，油稀释率低)时漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系。图7C示出在包含在漏气中的燃料量大(即，油稀释率高)的情况下漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系。另一方面，如果漏气几乎不包含任何燃料(即，油稀释率基本为0，如图7A中所示)，则空燃比传感器40或41的输出电流变成基本恒定的值而与漏气流量比无关。此外，如将从图7A至7C理解的，如果空燃比传感器40或41的增益恒定，则一阶近似线的截距“B”变成基本相同的值而与包含在漏气中的燃料量无关。

可以基于在燃料切断控制期间的多个时间点处获得的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流，通过公知的最小二乘法计算一阶近似线的斜率A和截距B。此外，一阶近似线的斜率A和截距B与油稀释率Dilrate之间的关系被如下地计算：

首先，通过以下公式，基于增益G和燃料切断控制期间的废气中的氧的浓度O2D_FC，计算燃料切断控制期间的空燃比传感器40或41的输出电流Ifc：

Ifc＝G×Ln(1/(1-O2D_FC)) (1)

注意，Ln是自然对数。此外，通过以下公式(2)，基于大气中的氧的浓度(即，0.2)和由漏气中的燃料消耗的氧的浓度O2D_C，计算燃料切断控制期间的废气中的氧的浓度O2D_FC，因为漏气中的燃料消耗氧。

O2D_FC＝0.2-O2D_C (2)

通过以下公式(3)，基于漏气流量比PCVR、漏气中的燃料的浓度FD_B、以及漏气中的单位燃料浓度消耗的氧的浓度K，计算由漏气中的燃料消耗的氧的浓度O2D_C：

O2D_C＝K×PCVR×FD_B (3)

在此，通过以下公式(4)，基于油稀释率Dilrate和单位油稀释率的漏气中的燃料的浓度L，计算漏气中的燃料的浓度FD_B：

FD_B＝L×Dilrate (4)

从上面公式(1)至公式(4)，导出以下公式(5)。

IL＝G×Ln(1/(0.8+K×PCVR×L×Dilrate)) (5)

在此，如果通过一阶公式对以上公式(5)进行近似，则导出以下公式(6)：

IL＝-G×K×L×Dilrate/0.8×PCVR+G×Ln(1/0.8)

因此，通过以下公式(7)和公式(8)，表达示出漏气流量比PCVR与空燃比传感器40或41的输出电流IL之间的关系的一阶近似线的斜率A和截距B：

A＝-G×K×L×Dilrate/0.8 (7)

B＝G×Ln(1/0.8)(8)

从上面两个公式(7)和(8)，油稀释率Dilrate被如下地计算：

Dilrate＝-0.8×Ln(1/0.8)/(K×L)×A/B (9)

漏气中的单位燃料浓度消耗的氧的浓度K和单位油稀释率的漏气中的燃料的浓度L是根据实验预先已知的值。因此，能够基于在燃料切断控制期间的多个时间点处获得的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流，通过计算示出漏气流量比PCVR与空燃比传感器40或41的输出电流IL之间的关系的一阶近似线的斜率A和截距B，来计算油稀释率Dilrate。本发明的油稀释率计算系统在停止向燃烧室供应燃料时计算油稀释率，并且因此能够精确地测量油稀释率而不受燃料喷射量的变化的影响。此外，为了控制向内燃机的燃烧室供应的燃料量而提供的空燃比传感器40或空燃比传感器41用于计算油稀释率，并且因此不需要新提供用于计算油稀释率的传感器等。

下面将说明内燃机的油稀释率计算系统的多个实施例。

<第一实施例>

首先，参考图8至图11，将说明本发明的第一实施例。第一实施例的油稀释率计算系统被配置为基于在燃料切断控制期间并且在经过漏气通道25并流到进气通道中的节流阀18的下游侧的不同漏气流量的多个时间点处获得的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流来计算油稀释率。

图8是示出本发明第一实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图。通过特定时间间隔的中断执行所示控制例程。在第一实施例中，首先，在步骤S101，判定用于计算油稀释率的处理的执行条件是否成立。用于计算油稀释率的处理的执行条件成立的情况例如是燃料切断控制正在被执行并且空燃比传感器40或41活动的情况。空燃比传感器40或41活动的情况是空燃比传感器40或41的传感器元件的温度为预定值或更大值的情况，例如空燃比传感器40或41的传感器元件的阻抗在预定值内的情况。

如果在步骤S101判定用于计算油稀释率的处理的执行条件成立，则例程继续到步骤S102。在步骤S102，执行用于判定空燃比传感器40或41的传感器输出的收敛的处理的控制例程。该控制例程在以下两种情况之间有所不同：当上游空燃比传感器40用于计算油稀释率时以及当下游侧空燃比传感器41用于计算油稀释率时。注意，随后将说明在步骤S101判定用于计算油稀释率的处理的执行条件不成立的情况。

首先，将说明用于判定下游侧空燃比传感器41的传感器输出的收敛的控制例程。

图9是示出本发明第一实施例中用于判定下游侧空燃比传感器41的传感器输出的收敛的处理的控制例程的流程图。必须在开始燃料切断控制并且下游侧空燃比传感器41的传感器输出收敛之后，在空气到达上游侧排气净化催化剂20的下游侧的下游侧空燃比传感器41之后，执行使用下游侧空燃比传感器41的油稀释率计算。由于此原因，图9中所示的控制例程可以用于判定下游侧空燃比传感器41的传感器输出已收敛。

如图9中所示，首先，在步骤S201，判定从开始燃料切断控制时起向燃烧室5供应的进气量(累积空气量)的累积值ΣMc是否是预定基准累积量Mcref或更大值。例如基于气流计39的输出来计算累积空气量。此外，在步骤S202，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir是否已变成大于0的稀判定基准值Irlean或更大值。

如果在步骤S201和S202判定在开始燃料切断控制之后的累积空气量ΣMc小于基准累积量Mcref并且下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir小于稀判定基准值Irlean，则认为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量未达到最大可吸藏氧量Cmax。由于此原因，在这种情况下，例程继续到步骤S203。在步骤S203，催化剂下游空气到达标志变为OFF并且例程继续到步骤S205。

另一方面，如果在步骤S201在开始燃料切断控制之后的累积空气量ΣMc是基准累积量Mcref或更大值，或者如果在步骤S202判定下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir是稀判定基准值Irlean或更大值，则认为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量已达到最大可吸藏氧量Cmax。因此，之后，从上游侧排气净化催化剂20流出的废气的空燃比逐渐上升。由于此原因，在这种情况下，例程继续到步骤S204。在步骤S204，催化剂下游空气到达标志变为ON，然后例程继续到步骤S205。

在步骤S205，判定催化剂下游空气到达标志是否为ON。如果判定催化剂下游空气到达标志为ON，则例程继续到步骤S206。在步骤S206，计算在开始燃料切断控制之后从空气到达上游侧排气净化催化剂20的下游侧时起的经过时间Tr。具体地说，使经过时间Tr加上微小时间Δt(对应于控制例程的执行间隔)变成新的经过时间Tr。另一方面，如果在步骤S205判定催化剂下游空气到达标志为OFF，则认为空气未到达上游侧排气净化催化剂20的下游侧，并且因此例程继续到步骤S207，在步骤S207重设经过时间Tr并且使其变成0。

接下来，在步骤S208，判定经过时间Tr是否是预定收敛判定基准时间Trref或更大值。如果判定经过时间Tr短于收敛判定基准时间Trref，则例程继续到步骤S209。在这种情况下，认为下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir未收敛，并且因此将传感器输出收敛判定标志设定为OFF，之后结束用于判定传感器输出的收敛的处理的控制例程。另一方面，如果判定经过时间Tr是收敛判定基准时间Trref或更大值，则例程继续到步骤S210。在这种情况下，认为下游侧空燃比传感器41的输出电流Ir已收敛，并且因此将传感器输出收敛判定标志设定为ON，之后结束用于判定传感器输出的收敛的处理的控制例程。

接下来，将说明用于判定上游侧空燃比传感器40的传感器输出的收敛的控制例程。

图10是示出本发明第一实施例中用于判定上游侧空燃比传感器40的传感器输出的收敛的处理的控制例程的流程图。必须在开始燃料切断控制之后，在空气到达上游侧空燃比传感器40并且上游侧空燃比传感器40的传感器输出收敛之后，执行使用上游侧空燃比传感器40的油稀释率计算。由于此原因，图10中所示的控制例程用于判定上游侧空燃比传感器40的传感器输出是否已收敛。

在位于上游侧排气净化催化剂20的上游侧的上游侧空燃比传感器40处，不需要判定上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量是否已达到最大可吸藏氧量。由于此原因，如图10中所示，首先，在步骤S301，计算在开始燃料切断控制之后的经过时间Tf。具体地说，使经过时间Tf加上微小时间Δt(对应于控制例程的执行间隔)的值变成新的经过时间Tf。

接下来，在步骤S302，判定经过时间Tf是否是预定收敛判定基准时间Tfref或更大值。如果判定经过时间Tf短于收敛判定基准时间Tfref，则例程继续到步骤S303。在这种情况下，认为上游侧空燃比传感器40的输出电流If未收敛，并且因此将传感器输出收敛判定标志设定为OFF，之后结束用于判定传感器输出的收敛的处理的控制例程。另一方面，如果判定经过时间Tf是收敛判定基准时间Tfref或更大值，则例程继续到步骤S304。在这种情况下，认为上游侧空燃比传感器40的输出电流If已收敛，并且因此将传感器输出收敛判定标志设定为ON，之后结束用于判定传感器输出的收敛的处理的控制例程。注意，收敛判定基准时间Tfref可以是与收敛判定基准时间Trref相同的时间。

再次参考图8，在步骤S102执行用于判定传感器输出的收敛的处理之后，例程继续到步骤S103。在步骤S103，判定传感器输出收敛判定标志是否为ON。如果判定传感器输出收敛判定标志为ON，则例程继续到步骤S104。另一方面，如果判定传感器输出收敛判定标志为OFF，则例程继续到步骤S105。

在步骤S104，执行图11中所示的用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。下面将说明用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。

图11是示出本发明第一实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图。在该控制例程中，获得漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流，并且计算用于计算示出漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系的一阶近似线的斜率和截距所需的值。

如图11中所示，首先，在步骤S401，计算进气通道中的节流阀18的下游侧的压力PM。压力PM例如直接由设置在进气通道中的节流阀18的下游侧的压力传感器检测，或者基于设置在节流阀18的下游侧的进气温度传感器的输出、气流计39的输出、节流阀18的开度等，通过公知的模型计算来计算。

接下来，在步骤S402，基于在步骤S401计算的压力PM，使用示出压力PM与漏气流量PCVV之间的关系的映射来计算漏气流量PCVV。该映射被存储在ROM 34中。

接下来，在步骤S403，判定在步骤S402计算的漏气流量PCVV是否已从先前计算的漏气流量PCVV改变。如果判定所计算的漏气流量PCVV已从先前计算的漏气流量PCVV改变，则例程继续到步骤S404。另一方面，如果判定所计算的漏气流量PCVV未从先前计算的漏气流量PCVV改变，即，如果所计算的漏气流量PCVV是与先前计算的漏气流量PCVV相同的值，则结束用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。

接下来，在步骤S404，基于在步骤S402计算的漏气流量PCVV和通过节流阀18进入燃烧室5中的进气量GA，通过以下公式计算漏气流量比PCVR：

PCVR＝PCVV/(PCVV+GA)

注意，通过气流计39检测进气量GA。

接下来，在步骤S405，计算漏气流量比PCVR的和SUMX、空燃比传感器40或41的输出电流Io的和SUMY、漏气流量比PCVR与输出电流Io相乘的乘积和(以下被称为“乘积和”)SUMXY、漏气流量比PCVR的平方和(以下被称为“平方和”)SUMX2、以及执行用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的次数(以下被称为“执行次数”)COUNT。

具体地说，在步骤S405，使先前计算的漏气流量比PCVR的和SUMX加上新计算的漏气流量比PCVR变成新的漏气流量比PCVR的和SUMX。此外，使先前计算的输出电流Io的和SUMY加上新检测到的输出电流Io变成新的输出电流Io的和SUMY。此外，使先前计算的乘积和SUMXY加上新计算的漏气流量PCVV与新检测到的输出电流Io的乘积变成新的乘积和SUMXY。此外，使先前计算的平方和SUMX2加上新计算的漏气流量比PCVR的平方变成新的平方和SUMX2。此外，使先前计算的执行次数COUNT加上1变成新的执行次数COUNT。之后，结束用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。

注意，在步骤S403和步骤S404，可以使用直接由设置在漏气通道25中的PCV阀26的下游侧(进气流道13侧)的漏气气流计检测到的漏气流量，而不是在步骤S402计算的漏气流量PCVV。在这种情况下，图11中的步骤S401和步骤S402被省略。

再次参考图8，在步骤S104执行用于对传感器输出进行计数的处理之后，例程继续到步骤S105。在步骤S105，判定执行用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的次数COUNT是否是预定值N或更大值。预定值N是2或2以上的任意数值。如果判定次数COUNT是预定值N或更大值，则例程继续到步骤S106。另一方面，当判定执行次数COUNT小于预定值N时，结束用于计算油稀释率的控制例程。

在步骤S106，基于在步骤S104获得的值，通过以下公式由最小二乘法计算示出漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系的一阶近似线的斜率A和截距B：

A＝(COUNT×SUMXY-SUMX×SUMY)/(COUNT×SUMX2-SUMX×SUMX)

B＝(SUMX2×SUMY-SUMXY×SUMX)/(COUNT×SUMX2-SUMX×SUMX)

接下来，在步骤S107，基于在步骤S106计算的斜率A和截距B，通过以下公式(上述公式(9))计算油稀释率Dilrate。

Dilrate＝-0.8×Ln(1/0.8)/(K×L)×A/B

注意，如上面说明的，漏气中的每燃料浓度消耗的氧的浓度K和每油稀释率的漏气中的燃料的浓度L是通过实验预先已知的值。

在步骤S107之后，结束用于计算油稀释率的处理的控制例程。

如果在步骤S101判定用于计算油稀释率的处理的执行条件不成立，例如，如果燃料切断控制未在进行中或者如果空燃比传感器40或41不活动，则例程继续到步骤S108。在步骤S108，重设通过步骤S104的用于对传感器输出进行计数的处理获得的所有值并且使其变成0。除此之外，当使用上游侧空燃比传感器40计算油稀释率时，重设在开始用于图9中所示的传感器输出的收敛判定处理的燃料切断控制之后的经过时间Tf并且使其变成0。

因此，即使在燃料切断控制期间执行步骤S104的用于对传感器输出进行计数的处理，如果在执行次数COUNT变成N或更大值之前结束燃料切断控制，则在步骤S109，也会重设通过用于对传感器输出进行计数的处理获得的值并且使其变成0。因此，在本实施例中，漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流不是在燃料切断控制的多个循环内被计算，而是在燃料切断控制的单个循环中的多个时间点处被计算。

如果在燃料切断控制的多个循环内执行用于计算油稀释率的处理，则有时油稀释率最终在油稀释的计算处理期间改变。在这种情况下，理所当然，不可能准确地计算油稀释率。但是，在本实施例中，基于在燃料切断控制的单个循环中的多个时间点处获得的漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流来计算油稀释率，并且因此能够避免由于油稀释率最终在用于计算油稀释率的处理中改变而导致计算不准确的油稀释率，并且转而能够提高油稀释率的计算精度。

<第二实施例>

接下来，参考图12至图14，将说明本发明的第二实施例。如将从图7理解的，为了准确地计算示出漏气流量比与空燃比传感器40或41的输出电流之间的关系的一阶近似线的斜率和截距，在燃料切断控制期间获得的漏气流量比必须在某种程度上被分散。由于此原因，如果在多个时间点处获得的漏气流量比的变化量小，例如，如果在燃料切断控制期间内燃机转速未波动太多，则油稀释率计算系统容易无法准确地计算油稀释率。

因此，第二实施例的油稀释率计算系统被配置为计算在多个时间点处获得的漏气流量比的变化量，并且当计算的变化量小于预定值时，不计算油稀释率。因此，根据第二实施例，能够避免由于在多个时间点处获得的漏气流量比的变化量小而导致计算不准确的油稀释率，并且转而能够提高油稀释率的计算精度。注意，“漏气流量比的变化量”例如是示出在多个时间点处获得的漏气流量比的值的相对变化的漏气流量比的变化系数。

图12是示出本发明第二实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图。通过特定时间间隔的中断执行所示控制例程。

图12中的步骤S501至步骤S505和步骤S508至步骤S510类似于图8中的步骤S101至步骤S105和步骤S106至步骤S108，并且因此说明将被省略。

在步骤S506，计算漏气流量比的变化量ΔPCVR。变化量ΔPCVR的参数例如是漏气流量比的变化系数PCVRCV。

将通过以下公式，基于在步骤S504获得的值，计算漏气流量比的变化系数PCVRCV：

PCVRCV＝SQRT{(SUMX2-SUMX×SUMX/COUNT)/(COUNT-1)}/(SUMX/COUNT)

注意，SQRT指示平方根。

接下来，在步骤S507，判定在步骤S506计算的漏气流量比的变化量ΔPCVR是否是预定漏气流量比的基准变化量ΔPCVRref或更大值。

如果在步骤S507判定变化量ΔPCVR是ΔPCVRref或更大值，则例程继续到步骤S508。另一方面，如果在步骤S507判定变化量ΔPCVR小于基准变化量ΔPCVRref，则油稀释率的准确计算很困难，并且因此结束用于计算油稀释率的处理的控制例程。

注意，作为在步骤S506的变化量ΔPCVR的参数，可以使用漏气流量比的最大值与最小值的差PCVRD。在这种情况下，在步骤S504，执行图13中所示的用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程，而不是图11中所示的用于对传感器输出进行计数的处理。

图13是示出当漏气流量比的最大值与最小值的差PCVRD用作变化量ΔPCVR的参数时，第二实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图。注意，图13中的步骤S601至S605类似于图11中的步骤S401至S405，并且因此说明将被省略。在图13中所示的用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程中，在步骤S605之后，例程继续到步骤S606。在步骤S606，执行图14中所示的用于更新漏气流量比PCVR的最大值和最小值的处理的控制例程。

图14是示出用于更新漏气流量比PCVR的最大值和最小值的处理的控制例程的流程图。在该控制例程中，将在图13中的步骤S604计算的漏气流量比PCVR与在此之前的时间点处计算的漏气流量比的最大值PCVRmax和最小值PCVRmin相比较，并且更新漏气流量比的最大值PCVRmax和最小值PCVRmin。

如图14中所示，首先，在步骤S701，判定在图13中的步骤S604计算的漏气流量比PCVR是否大于在此之前的时间点处计算的漏气流量比的最大值PCVRmax。如果判定漏气流量比PCVR大于漏气流量比的最大值PCVRmax，则例程继续到步骤S702。在步骤S702，使漏气流量比PCVR变成漏气流量比的新的最大值PCVRmax，之后，例程继续到步骤S703。另一方面，如果判定漏气流量比PCVR是漏气流量比的最大值PCVRmax或更小值，则例程继续到步骤S703而不更新漏气流量比的最大值PCVRmax。

在步骤S703，判定在图13中的步骤S604计算的漏气流量比PCVR是否小于在此之前的时间点处计算的漏气流量比的最小值PCVRmin。如果判定漏气流量比PCVR小于漏气流量比的最小值PCVRmin，则例程继续到步骤S704。在步骤S704，使漏气流量比PCVR变成漏气流量比的新的最小值PCVRmin，然后结束用于更新漏气流量比PCVR的最大值和最小值的处理的控制例程。另一方面，当判定漏气流量比PCVR是漏气流量比的最小值PCVRmin或更大值时，结束用于更新漏气流量比PCVR的最大值和最小值的处理的控制例程而不更新漏气流量比的最小值PCVRmin。

再次参考图13，在步骤S606执行用于更新漏气流量比PCVR的最大值和最小值的处理，然后结束用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。

<第三实施例>

接下来，参考图15至图17，将说明本发明的第三实施例。空燃比传感器40或41的增益根据传感器元件的温度、大气压等而波动。由于此原因，如果当获得漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流时传感器元件的温度、大气压等波动，则油稀释率计算系统容易无法准确地计算油稀释率。

因此，第三实施例的油稀释率计算系统被配置为在获得漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流时的多个时间点处获得变化因子(例如，传感器元件的阻抗和大气压的值，它们导致空燃比传感器40或41的输出电流的波动)，计算所获得的变化因子的值的变化量，以及当所计算的变化量是预定值或更大值时，不计算稀释率。因此，根据第三实施例，当获得漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流时，能够避免由于产生空燃比传感器40或41的输出电流波动的变化因子波动而导致计算不准确的油稀释率，并且转而能够提高计算油稀释率的精度。

图15是示出本发明第三实施例中用于计算油稀释率的处理的控制例程的流程图。通过特定时间间隔的中断执行所示控制例程。

图15中的步骤S801至步骤S803和步骤S805以及步骤S807至步骤S809类似于图8中的步骤S101至步骤S103、步骤S105a和步骤S106至步骤S108，并且因此说明将被省略。

在步骤S804，执行图16中所示的用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。图16是示出第三实施例中用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程的流程图。注意，图16中的步骤S901至S905类似于图11中的步骤S401至S405，并且因此说明将被省略。

在图16中所示的用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程中，在步骤S905之后，例程继续到步骤S906。在步骤S906，执行图17中所示的用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理的控制例程。

图17是示出用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理的控制例程的流程图。在该控制例程中，获得输出电流的变化因子(即，传感器元件阻抗IP和大气压力P)，将获得的传感器元件阻抗IP和大气压力P与在此之前的时间点处计算的传感器元件阻抗的最大值IPmax和最小值IPmin以及大气压的最大值Pmax和最小值Pmin相比较，并且更新传感器元件阻抗的最大值IPmax和最小值IPmin以及大气压的最大值Pmax和最小值Pmin。

如图17中所示，首先，在步骤S1001，获得传感器元件阻抗IP，并且判定所获得的传感器元件阻抗IP是否大于在此之前的时间点处获得的传感器元件阻抗的最大值IPmax。如果判定传感器元件阻抗IP大于传感器元件阻抗的最大值IPmax，则例程继续到步骤S1002。在步骤S1002，使传感器元件阻抗IP变成传感器元件阻抗的新的最大值IPmax，并且之后，例程继续到步骤S1003。另一方面，如果判定传感器元件阻抗IP是传感器元件阻抗的最大值IPmax或更小值，则例程继续到步骤S1003而不更新传感器元件阻抗的最大值IPmax。

在步骤S1003，判定所获得的传感器元件阻抗IP是否小于在此之前的时间点处获得的传感器元件阻抗的最小值IPmin。如果判定传感器元件阻抗IP小于传感器元件阻抗的最小值IPmin，则例程继续到步骤S1004。在步骤S1004，使传感器元件阻抗IP变成传感器元件阻抗的新的最小值IPmin，并且之后，例程继续到步骤S105。另一方面，如果判定传感器元件阻抗IP是传感器元件阻抗的最小值IPmin或更大值，则例程继续到步骤S1005而不更新传感器元件阻抗的最小值IPmin。

在步骤S1005，获得大气压力P并且判定所获得的大气压力P是否大于在此之前的时间点处获得的大气压力的最大值Pmax。如果判定大气压力P大于大气压力的最大值Pmax，则例程继续到步骤S1006。在步骤S1006，使大气压力P变成大气压力的新的最大值Pmax，并且之后，例程继续到步骤S1007。另一方面，如果判定大气压力P是大气压力的最大值Pmax或更小值，则例程继续到步骤S1007而不更新大气压力的最大值Pmax。

在步骤S1007，判定所获得的大气压力P是否小于在此之前的时间点处获得的大气压力的最小值Pmin。如果判定大气压力P小于大气压力的最小值Pmin，则例程继续到步骤S1008。在步骤S1008，使大气压力P变成大气压力的新的最小值Pmin，并且之后，结束用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理的控制例程。另一方面，如果判定大气压力P是大气压力的最小值Pmin或更大值，则结束用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理的控制例程而不更新大气压的最小值Pmin。

再次参考图16，在步骤S906，执行用于更新输出电流变化因子的最大值和最小值的处理，然后结束用于对传感器输出进行计数的处理的控制例程。

再次参考图15，在步骤S806，判定输出电流变化因子的变化量是否小于输出电流变化因子的预定基准变化量。具体地说，例如基于在步骤S804获得的传感器元件阻抗的最大值IPmax和最小值IPmin以及大气压力的最大值Pmax和最小值Pmin，判定传感器元件阻抗的最大值IPmax与最小值IPmin之间的差是否小于传感器元件阻抗的基准变化量以及大气压力的最大值Pmax与最小值Pmin之间的差是否小于大气压力的基准变化量。备选地，可以判定传感器元件阻抗的最大值IPmax与最小值IPmin之间的差与大气压力的最大值Pmax与最小值Pmin之间的差相乘是否小于基准值。

如果在步骤S806判定输出电流变化因子的变化量小于输出电流变化因子的预定基准变化量，则例程继续到步骤S807。另一方面，如果在步骤S806判定输出电流变化因子的变化量是输出电流变化因子的预定基准变化量或更大值，则油稀释率的准确计算很困难，并且因此结束用于计算油稀释率的处理的控制例程。

注意，在上面所有实施例中，还可以不在燃料切断控制的单个循环中的多个时间点处计算漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流，而是在燃料切断控制的多个循环的多个时间点处计算漏气流量比和空燃比传感器40或41的输出电流。在这种情况下，在结束油稀释率计算之后重设通过用于对传感器输出进行计数的处理获得的值并且使其变成0，而不是当判定用于计算油稀释率的处理的执行条件不成立时重设该值并且使其变成0。

此外，如果以这种方式在燃料切断控制的多个循环内执行用于计算油稀释率的处理，则还可以仅当燃料切断控制的多个循环中的累积空气量是预定值或更小值时才计算油稀释率。如果燃料切断控制的多个循环中的累积空气量是预定值或更小值，则预计燃料切断控制的多个循环中的油稀释率的变化量不大。因此，当在燃料切断控制的多个循环内执行用于计算油稀释率的处理时，通过设定上面的条件，能够提高计算油稀释率的精度。

参考符号列表

1.内燃机机体

5.燃烧室

7.进气端口

9.排气端口

13.进气流道

14.稳压罐

18.节流阀

19.排气歧管

20.上游侧排气净化催化剂

24.下游侧排气净化催化剂

25.漏气通道

26.PCV阀

31.ECU

40.上游侧空燃比传感器

41.下游侧空燃比传感器

Claims

1.一种内燃机的油稀释率计算系统，其中

所述内燃机具有：进气通道，所述进气通道中设置有节流阀并且所述进气通道将含有空气和燃料的空气燃料混合物引导到燃烧室；排气通道，所述排气通道排出由所述空气燃料混合物在所述燃烧室中的燃烧所产生的废气；漏气通道，所述漏气通道将曲轴箱中的漏气返回到所述进气通道中的所述节流阀的下游侧；以及空燃比传感器，所述空燃比传感器被设置在所述排气通道中并检测流过所述排气通道的所述废气的空燃比，以及

所述油稀释率计算系统被配置为：检测或计算所述进气通道中的所述节流阀的下游侧的压力，基于所检测或计算的压力，计算经过所述漏气通道并流到所述进气通道中的所述节流阀的下游侧的漏气流量，在所述内燃机停止向所述燃烧室供给燃料的燃料切断控制期间并且在不同漏气流量的多个时间点，获得表示所述漏气流量与所述漏气流量和进气量的和的比率的漏气流量比和所述空燃比传感器的输出电流；以及通过由一阶线对所述漏气流量比和输出电流之间的关系进行近似来计算油稀释率，并且

所述多个时间点是燃料切断控制的单个循环处的多个时间点，并且其中油稀释率Dilrate通过以下等式来计算：

Dilrate＝-0.8×Ln(1/0.8)/(K×L)×A/B，

其中K是所述漏气中的单位燃料浓度消耗的氧的浓度，L是单位油稀释率的所述漏气中的燃料的浓度，A是所述一阶线的斜率，B是所述一阶线的截距。

2.根据权利要求1所述的内燃机的油稀释率计算系统，其中所述油稀释率计算系统被配置为计算在所述多个时间点处获得的所述漏气流量比的变化量，以及当所述变化量小于预定值时，不计算所述油稀释率。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的油稀释率计算系统，其中所述油稀释率计算系统被配置为：在所述多个时间点获得除所述废气的所述空燃比之外的导致所述空燃比传感器的所述输出电流波动的变化因子的值，计算所述变化因子的值的变化量，以及当所述变化量是预定值或更大值时，不计算所述油稀释率。