CN109281766A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置具备电子控制单元，该电子控制单元构成为执行如下处理：算出处理，根据所述内燃机的动作点来算出要求喷射量；抖动控制处理，基于所述要求喷射量来控制燃料喷射阀，以使得多个汽缸中的一部分汽缸成为稀燃烧汽缸，多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为浓燃烧汽缸；以及限制处理，在所述要求喷射量为第1喷射量以上的情况下，不限制所述抖动控制处理，在所述要求喷射量处于喷射量比所述第1喷射量少的第2喷射量范围内的情况下，将所述抖动控制处理向使所述多个汽缸中的空燃比最稀的汽缸的空燃比的稀化程度变小的一侧进行限制。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括：催化剂，其对从多个汽缸排出的排气进行处理；和燃料喷射阀，在所述多个汽缸的每个汽缸均设置有该燃料喷射阀。
背景技术
例如在日本特开2004-218541中记载了一种执行抖动控制的控制装置，所述抖动控制是如下控制：在有催化剂装置(催化剂)的升温要求的情况下，使一部分汽缸中的空燃比比理论空燃比浓、并且使其余的汽缸中的空燃比比理论空燃比稀，将流入催化剂的排气的空燃比(排气空燃比)控制为目标空燃比。
发明内容
在执行抖动控制的情况下，向稀燃烧汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量比在使向各汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量相同的同时使排气空燃比成为目标空燃比所要求的喷射量少。因此，相比于燃料喷射阀的燃料喷射量的控制精度成为允许范围的下限值的喷射量，向稀燃烧汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量较少，结果，向稀燃烧汽缸供给燃料的燃料喷射阀的实际喷射量可能会变得比作为目标的喷射量多。
以下，对本发明的技术方案及其作用效果进行记载。
[1]在本发明的技术方案涉及的内燃机的控制装置中，所述内燃机包括：多个汽缸；催化剂，其构成为对从所述多个汽缸排出的排气进行处理；以及燃料喷射阀，在所述多个汽缸的每个汽缸均设置有该燃料喷射阀。所述内燃机的控制装置具备如下那样构成的电子控制单元，该电子控制单元执行：算出处理，根据所述内燃机的动作点来算出要求喷射量；抖动控制处理，基于所述要求喷射量来控制所述燃料喷射阀，以使得所述多个汽缸中的一部分汽缸成为空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸，所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸；以及限制处理，在所述要求喷射量为第1喷射量以上的情况下，不限制所述抖动控制处理，在所述要求喷射量处于喷射量比所述第1喷射量少的第2喷射量范围内的情况下，将所述抖动控制处理向使所述多个汽缸中的空燃比最稀的汽缸的空燃比的稀化程度变小的一侧进行限制。
在本发明的技术方案中，以是量比第1喷射量少的第2喷射量为条件，通过限制处理来对抖动控制处理进行限制。在此，若将第2喷射量设为比向稀燃烧汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量成为允许范围的下限值时的要求喷射量小的喷射量，则能够通过限制处理来抑制分别向多个汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量低于下限值的情形。
[2]在本发明的技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，执行禁止所述抖动控制处理的禁止处理作为所述限制处理。根据本发明的技术方案，与执行以使得浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差变小的方式进行限制的处理的情况相比，能够通过简单的控制来抑制燃料喷射量的控制性的降低。
[3]在本发明的技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，执行要求喷射量算出处理，所述要求喷射量算出处理是算出为了将所述多个汽缸的各自的排气空燃比控制为目标空燃比而要求的喷射量来作为所述要求喷射量的处理。所述抖动控制处理也可以包括：设定要求值的要求值设定处理，所述要求值是确定用于所述稀燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的减量修正量和用于所述浓燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的增量修正量的值；使向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量，使向所述浓燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行增量修正后得到的喷射量，将所述浓燃烧汽缸的排气空燃比和所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的预定期间的平均值控制为所述目标空燃比的处理；以及将使所述多个汽缸中的一部分汽缸成为稀燃烧汽缸并且使所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为浓燃烧汽缸的期间设置于所述预定期间内的处理。所述限制处理也可以包括判定基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量是否为量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量以上的判定处理。所述第2喷射量范围也可以是通过所述判定处理判定为对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于所述第3喷射量这样的、所述要求喷射量的范围。
在本发明的技术方案中，当基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的量为第3喷射量以上时，能够向稀燃烧汽缸供给基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的量的燃料。因此，在即使动作点相同也可能出现基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的量为第3喷射量以上的现象和小于第3喷射量的现象的情况下，例如与不执行判定处理而仅根据动作点来禁止抖动控制的情况相比，能够极力响应催化剂的升温要求。
[4]在本发明的技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，作为所述限制处理，在所述要求喷射量处于所述第2喷射量范围内的情况下，将向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀的喷射量限制为量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量以上的值。
在本发明的技术方案中，通过限制处理使向稀燃烧汽缸供给燃料的燃料喷射阀的喷射量成为第3喷射量以上，从而使第3喷射量成为燃料喷射量的控制精度成为允许范围的下限值的喷射量以上，由此能够抑制燃料喷射量的控制性的降低。与在处于第2喷射量范围的情况下禁止抖动控制的情况相比，能够极力执行抖动控制，进而能够极力响应催化剂的升温要求。
[5]在本发明的技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，执行要求喷射量算出处理，所述要求喷射量算出处理是算出为了将所述多个汽缸的各自的排气空燃比控制为目标空燃比而要求的喷射量来作为所述要求喷射量的处理。所述抖动控制处理也可以包括：设定要求值的要求值设定处理，所述要求值是确定用于所述稀燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的减量修正量和用于所述浓燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的增量修正量的值；使向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量，使向所述浓燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行增量修正后得到的喷射量，将所述浓燃烧汽缸的排气空燃比和所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的预定期间的平均值控制为所述目标空燃比的处理；以及将使所述多个汽缸中的一部分汽缸成为稀燃烧汽缸并且使所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为浓燃烧汽缸的期间设置于所述预定期间内的处理。所述限制处理也可以包括如下保护处理：在基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量的情况下，以使得向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀的喷射量成为所述第3喷射量以上的方式，降低所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的稀化程度和所述浓燃烧汽缸的排气空燃比的浓化程度。所述第2喷射量范围也可以是基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于所述第3喷射量这样的、所述要求喷射量的范围。
在本发明的技术方案中，通过执行保护处理，当基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量为第3喷射量以上时，能够向稀燃烧汽缸供给基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的量的燃料。因此，在即使动作点相同也可能出现基于要求值对要求喷射量进行减量修正后得到的量成为第3喷射量以上的现象和小于第3喷射量的现象的情况下，例如与以使得稀燃烧汽缸的喷射量成为第3喷射量以上的方式调整要求值的情况相比，能够将要求值调整为较大的值，所以能够提高升温性能。
[6]在本发明的技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，在由所述燃料喷射阀喷射的燃料的压力较低的情况下，与所喷射的燃料的压力较高的情况相比，将所述第2喷射量范围设为燃料喷射量较少的喷射量范围。
燃料喷射阀能够将喷射量的控制精度维持在允许范围内的最小喷射量通常有依赖于喷射时间的倾向。即，有最小喷射量根据喷射时间的下限值而定的倾向。另一方面，关于当喷射时间为下限值时喷射的燃料量，在燃料的压力较低的情况下，与燃料的压力较高的情况相比，该燃料量较少。因此，在燃料的压力较低的情况下，与燃料的压力较高的情况相比，最小喷射量较少。因此，在本发明的技术方案中，在燃料的压力较低的情况下，与燃料的压力较高的情况相比，将第2喷射量范围设为燃料喷射量较少的喷射量范围。
附图说明
以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是示出第1实施方式涉及的控制装置和内燃机的图。
图2是示出第1实施方式涉及的控制装置所执行的处理的一部分的框图。
图3是示出第1实施方式涉及的要求值输出处理部的处理的步骤的流程图。
图4是示出第1实施方式涉及的最小喷射量的设定方法的图。
图5是示出第1实施方式涉及的可喷射区域的图。
图6是示出第1实施方式涉及的抖动控制的执行和禁止的推移例的时间图。
图7是示出第1实施方式的效果的图。
图8是示出第2实施方式涉及的要求值输出处理部的处理的步骤的流程图。
图9是示出第2实施方式的效果的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下，参照附图对内燃机的控制装置的第1实施方式进行说明。
在图1所示的内燃机10中，从进气通路12被吸入的空气经由增压器14流入各汽缸的燃烧室16。喷射燃料的燃料喷射阀18和产生火花放电的点火装置20向燃烧室16突出。在第1实施方式中假设具备电磁阀作为燃料喷射阀18。在燃烧室16中，空气与燃料的混合气供燃烧，供燃烧后的混合气作为排气向排气通路22排出。在排气通路22中的增压器14的下游设置有具有氧吸藏能力的三元催化剂24。燃料喷射阀18喷射输送管30内的燃料。储存于燃料箱32的燃料通过燃料泵34吸入而被加压并向输送管30供给。
控制装置40以内燃机10为控制对象，为了控制所述内燃机10的控制量(转矩、排气成分等)而对燃料喷射阀18、点火装置20、燃料泵34等内燃机10的操作部进行操作。此时，控制装置40参照由三元催化剂24的上游侧的空燃比传感器50检测出的空燃比Af、曲轴角传感器52的输出信号Scr、由空气流量计54检测出的吸入空气量Ga、由燃料压力传感器56检测出的输送管30内的燃料的压力(以下，称为燃料压力PF)。控制装置40具备CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)42、ROM(Read Only Memory：只读存储器)44以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)46，通过CPU42执行存储于ROM44的程序来执行所述控制量的控制。
在图2中示出通过CPU42执行存储于ROM44的程序而实现的处理的一部分。基础喷射量算出处理部M10基于转速NE和吸入空气量Ga算出基础喷射量Qb来作为开环操作量，所述开环操作量是用于对燃烧室16中的混合气的空燃比进行开环控制以使其成为目标空燃比的操作量，所述转速NE基于曲轴角传感器52的输出信号Scr来算出。
目标值设定处理部M12设定用于将燃烧室16中的混合气的空燃比控制为所述目标空燃比的反馈控制量的目标值Af*。反馈控制处理部M14算出反馈操作量KAF，该反馈操作量KAF是用于对作为反馈控制量的空燃比Af进行反馈控制以使其成为目标值Af*的操作量。在第1实施方式中，将以从目标值Af*减去空燃比Af后得到的值为输入的比例要素、积分要素、以及微分要素的各输出值之和设为反馈操作量KAF。
反馈修正处理部M16算出并输出对基础喷射量Qb乘以反馈操作量KAF而得到的要求喷射量Qd。要求值输出处理部M20算出使得来自内燃机10的各汽缸#1～#4的排气的空燃比(排气空燃比)的平均值成为目标空燃比、并且使得在汽缸间成为燃烧对象的混合气的空燃比不同的抖动控制的喷射量修正要求值α。在此，在第1实施方式涉及的抖动控制中，使第1汽缸#1～第4汽缸#4中的一个汽缸成为混合气的空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸，使其余的三个汽缸成为混合气的空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸。将浓燃烧汽缸中的喷射量设为要求喷射量Qd的“1+α”倍，将稀燃烧汽缸中的喷射量设为要求喷射量Qd的“1-(α/3)”倍。
对象排气的排气空燃比使用假想混合气来定义。即，将假想混合气定义为仅由新气和燃料构成、并且在使其燃烧了的情况下生成的排气的未燃燃料浓度(例如HC)、不完全燃烧成分浓度(例如CO)以及氧浓度与对象排气的未燃燃料浓度、不完全燃烧成分浓度以及氧浓度相同的混合气，将排气空燃比定义为假想混合气的空燃比。不过，在此，假想混合气的燃烧不限定于未燃燃料浓度和不完全燃烧成分浓度与氧浓度中的至少一方为零或可视为零的值的燃烧，也包括未燃燃料浓度和不完全燃烧成分浓度与氧浓度双方均为比零大的状态的燃烧。多个汽缸的排气空燃比的平均值是指以从多个汽缸排出的排气整体为对象排气的情况下的排气空燃比。根据稀燃烧汽缸和浓燃烧汽缸的所述喷射量的设定，通过使得在各汽缸中成为燃烧对象的混合气的燃空比的平均值成为目标燃空比，能够使得排气空燃比的平均值成为目标空燃比。燃空比是空燃比的倒数。
在修正系数算出处理部M22中，关于浓燃烧汽缸，对“1”加上喷射量修正要求值α来算出要求喷射量Qd的修正系数。抖动修正处理部M24通过对要求喷射量Qd乘以修正系数“1+α”来算出浓燃烧汽缸的喷射量指令值Qr*。
在乘法处理部M26中，将喷射量修正要求值α乘以“-1/3”，在修正系数算出处理部M28中，关于稀燃烧汽缸，对“1”加上乘法处理部M26的输出值来算出要求喷射量Qd的修正系数。抖动修正处理部M30通过对要求喷射量Qd乘以修正系数“1-(α/3)”来算出稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*。
喷射量控制处理部M32基于喷射量指令值Qr*生成浓燃烧汽缸的燃料喷射阀18的操作信号MS2并向所述燃料喷射阀18输出，对燃料喷射阀18的电磁阀进行通电操作以使得从所述燃料喷射阀18喷射的燃料量成为与喷射量指令值Qr*相应的量。喷射量控制处理部M32基于喷射量指令值Ql*生成稀燃烧汽缸的燃料喷射阀18的操作信号MS2并向所述燃料喷射阀18输出，对燃料喷射阀18的电磁阀进行通电操作以使得从所述燃料喷射阀18喷射的燃料量成为与喷射量指令值Ql*相应的量。优选汽缸#1～#4中的成为浓燃烧汽缸的汽缸以比一燃烧循环长的周期进行变更。在喷射量修正要求值α为零的情况下，各汽缸#1～#4各自的喷射量指令值成为要求喷射量Qd，在图2中，为了方便而图示出抖动控制时的喷射量指令值Ql*、Qr*。在喷射量修正要求值α为零的情况下，操作信号MS2根据要求喷射量Qd来算出。
目标燃料压力可变处理部M34基于填充效率η可变地设定燃料压力PF的目标值即目标燃料压力PF*。填充效率η是表示负荷的参数，由CPU42基于转速NE和吸入空气量Ga算出。详细而言，在填充效率η较高的情况下，与填充效率η较低的情况相比，目标燃料压力可变处理部M34将目标燃料压力PF*设为较高的值。燃料压力控制处理部M36向燃料泵34输出操作信号MS3而操作燃料泵34，以对燃料压力PF进行反馈控制而使其成为目标燃料压力PF*。
在图3中示出要求值输出处理部M20的处理的步骤。图3所示的处理通过CPU42例如按汽缸#1～#4中的压缩上止点的出现正时在时间序列上相邻的各压缩上止点间的角度间隔(180℃A)反复执行存储于ROM44的程序来实现。以下，由在开头标注了“S”的数字表示步骤编号。
在图3所示的一系列的处理中，CPU42判定是否产生了使用抖动控制的三元催化剂24的升温要求(S10)。在第1实施方式中，催化剂的升温要求在产生了三元催化剂24的预热要求的情况下和三元催化剂24的硫中毒恢复处理的执行条件成立的情况下产生。设为在通过从起动起的累计空气量成为规定值以上而判定为三元催化剂24的顶端温度成为活性温度之后，在内燃机10的冷却水的温度(水温THW)为预定温度以下并且累计空气量为预定值(>规定值)以下的情况下，产生三元催化剂24的预热要求。另一方面，将硫中毒恢复处理的执行条件设为在三元催化剂24的硫中毒量成为预先确定的值以上的情况下成立即可。关于硫中毒量，例如转速NE越高则中毒量的增加量算出得越多、填充效率η越高则中毒量的增加量算出得越多，通过对增加量进行累计来算出硫中毒量即可。
CPU42取得转速NE和填充效率η(S12)。CPU42基于转速NE和填充效率η算出喷射量修正要求值α的基础值即基础要求值α0(S14)。基础要求值α0在中负荷区域中最大。鉴于如下情况可知其原因：在低负荷区域中，与中负荷区域相比，燃烧不稳定，所以在低负荷区域中，与中负荷区域相比，难以使基础要求值α0增大，在高负荷区域中，即使不执行抖动控制排气温度也较高。与转速NE较低的情况相比，在转速NE较高的情况下基础要求值α0被设为较大的值。这是因为：与转速NE较低的情况相比，在转速NE较高的情况下燃烧更稳定，所以容易将基础要求值α0设为较大的值。具体而言，在ROM44中存储有确定了作为输入变量的转速NE和填充效率η与作为输出变量的基础要求值α0的关系的映射数据，CPU42使用所述映射数据对基础要求值α0进行映射运算即可。映射是指输入变量的离散的值和分别与输入变量的值对应的输出变量的值的数据组。将映射运算例如设为如下处理即可：在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的任一值一致的情况下，将对应的输出变量的值作为运算结果，在不一致的情况下，将利用包含于数据组的多个输出变量的值的插值获得的值作为运算结果。
在图3中，在S14的处理中，使用变量n而记载为“α0(n)”。变量n用于指定基础要求值α0等的时间序列数据中的特定的数据，以下，将在图3的一系列的处理的控制周期的本次的控制周期中算出的数据记载为“n”，将在上次的控制周期中算出的数据记载为“n-1”。
CPU42取得燃料压力PF(S16)。CPU42算出燃料喷射阀18的喷射量的最小值即最小喷射量Qmin(S18)。在能够从燃料喷射阀18喷射的燃料量中，基于能够使喷射量的控制性处于允许范围内的喷射时间的最小值来设定最小喷射量Qmin。即使喷射时间相同，喷射量也会根据燃料压力PF而发生变化，所以CPU42根据燃料压力PF算出最小喷射量Qmin。在图4中示出燃料压力PF与最小喷射量Qmin的关系。如图4所示，在燃料压力PF较高的情况下，与燃料压力PF较低的情况相比，最小喷射量Qmin成为较大的值。详细而言，在ROM44中存储有将燃料压力PF作为输入变量并将最小喷射量Qmin作为输出变量的映射数据，由CPU42对最小喷射量Qmin进行映射运算。
回到图3，CPU42取得要求喷射量Qd(S20)。此处的要求喷射量Qd是由反馈修正处理部M16算出的最新的值。CPU42根据要求喷射量Qd和基础要求值α0(n)预测本次的稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*，并判定该预测值“Qd·{1-α0(n)/3}”是否为最小喷射量Qmin以上(S22)。CPU42在判定为上述的预测值为最小喷射量Qmin以上的情况下(S22：是(YES))，为了执行抖动控制，判定从本次通过S14的处理算出的基础要求值α0(n)减去上次的喷射量修正要求值α(n-1)后得到的值是否比阈值Δ大(S24)。CPU42在判定为进行了上述的减法运算后得到的值比阈值Δ大的情况下(S24：是)，将对上次的喷射量修正要求值α(n-1)加上阈值Δ后得到的值代入本次的喷射量修正要求值α(n)(S26)。与此相对，CPU42在判定为进行了上述的减法运算后得到的值为阈值Δ以下的情况下(S24：否(NO))，判定从上次的喷射量修正要求值α(n-1)减去本次通过S14的处理算出的基础要求值α0(n)后得到的值是否比阈值Δ大(S28)。CPU42在判定为进行了上述的减法运算后得到的值比阈值Δ大的情况下(S28：是)，将从上次的喷射量修正要求值α(n-1)减去阈值Δ后得到的值代入本次的喷射量修正要求值α(n)(S30)。CPU42在判定为进行了上述的减法运算后得到的值为阈值Δ以下的情况下(S28：否)，将本次的基础要求值α0(n)代入本次的喷射量修正要求值α(n)(S32)。
另一方面，CPU42在判定为未产生催化剂的升温要求的情况下(S10：否)，将本次的基础要求值α0(n)设为零(S34)，并移至S24的处理。与此相对，CPU42在判定为上述的稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*的预测值小于最小喷射量Qmin的情况下(S22：否)，将零代入喷射量修正要求值α(n)(S36)。由此而禁止抖动控制。
CPU42在S26、S30、S32、S36的处理完成的情况下，更新变量n(S38)，暂时结束图3所示的一系列的处理。在此对第1实施方式的作用进行说明。
CPU42在产生催化剂的升温要求的情况下，基于要求喷射量Qd预测稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*，以预测值是最小喷射量Qmin以上为条件执行抖动控制。因此，如图5所示，与在不执行抖动控制的情况下从燃料喷射阀18喷射燃料时的最小喷射量Qmin相比，作为执行抖动控制的情况下的要求喷射量Qd的最小值的第1喷射量Q1为较大的喷射量。即，在第1喷射量Q1与最小喷射量Qmin之间的第2喷射量Q2为要求喷射量Qd的情况下，即使产生了催化剂的升温要求，也不执行抖动控制，而是将要求喷射量Qd代入所有汽缸#1～#4的喷射量指令值来执行燃料喷射控制。与此相对，在要求喷射量Qd为第1喷射量Q1的情况下，以产生催化剂的升温要求为条件执行抖动控制。
在燃料压力PF较低的情况下，与燃料压力PF较高的情况相比，作为执行抖动控制的情况下的要求喷射量Qd的最小值的第1喷射量Q1为较小的值。虽然在图5中将执行抖动控制的要求喷射量Qd设为第1喷射量Q1以上的连续的一个区域，但不限于此。即，根据与转速NE和填充效率η相应的基础要求值α0的可变设定的方法和/或反馈操作量KAF的值，可能存在虽然在第1喷射量Q1下执行抖动控制但当要求喷射量Qd比第1喷射量Q1大时在S22中判定为否而禁止抖动控制的区域。在该情况下，在喷射量更大的区域中允许抖动控制。
在图6中示出第1实施方式涉及的填充效率η、有无催化剂的升温要求、有无执行抖动控制、以及喷射量的各自的推移例。如图6所示，在因填充效率η变小而要求喷射量Qd变小，从而稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*有可能低于最小喷射量Qmin的情况下，禁止抖动控制。在禁止抖动控制的情况下，虽然不定义稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*和浓燃烧汽缸的喷射量指令值Qr*，但在图6中用点划线示出假设没有禁止抖动控制的情况下的喷射量指令值的推移。由此，能够抑制稀燃烧汽缸的实际的喷射量比“Qd·{1-(α/3)}”多的情形的发生。因此，能够抑制转矩变动、排气成分的恶化。
与此相对，在图7中例示出不执行图3的S22、S36的处理的情况下的抖动控制下的各汽缸的喷射量。图7中的左边的图例示出如下情况：汽缸#1为浓燃烧汽缸，汽缸#2～#4为稀燃烧汽缸，要求喷射量Qd为“100”，最小喷射量Qmin为“95”，基于转速NE和填充效率η设定的基础要求值α0为“0.3”。在该情况下，对于使汽缸#1～#4的排气空燃比的平均值成为目标空燃比而言，需要将稀燃烧汽缸的喷射量设为“90”。但是，由于最小喷射量Qmin为“95”，所以如图7的右边的图所示，将稀燃烧汽缸的喷射量设为“95”，从而汽缸#1～#4的排气空燃比的平均值变得比目标空燃比浓。
根据以上所说明的第1实施方式，进而获得以下所记载的效果。(1)在燃料压力PF较低的情况下，与燃料压力PF较高的情况相比，将最小喷射量Qmin设定得较少。由此，能够反映出燃料喷射阀18的最小喷射量Qmin依赖于燃料压力PF这一情况而适当地设定最小喷射量Qmin。
(2)基于每次的要求喷射量Qd和基础要求值α0来预测稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*，并对该预测值与最小喷射量Qmin的大小进行比较。由此，与根据所设想的要求喷射量Qd的值以使得稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*不小于最小喷射量Qmin的方式调整基础要求值α0的情况相比，能够提高抖动控制的升温效果。即，因为要求喷射量Qd根据反馈操作量KAF而定，所以即使转速NE和填充效率η相同，要求喷射量Qd也根据反馈操作量KAF发生变动。最小喷射量Qmin根据燃料压力PF发生变动。因此，通过根据反馈操作量KAF的值和/或燃料压力PF将基础要求值α0设定为使得稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*既可能小于最小喷射量Qmin也可能成为最小喷射量Qmin以上，与将基础要求值α0设定为使得所述喷射量指令值Ql*仅成为最小喷射量Qmin以上相比，能够将基础要求值α0设定为较大的值。在将基础要求值α0设定为较大的值的情况下，与将基础要求值α0设定为较小的值的情况相比，升温效果提高。
<第2实施方式>
以下，参照附图，以与第1实施方式的不同点为中心对第2实施方式进行说明。
在图8中示出第2实施方式涉及的要求值输出处理部M20的处理的步骤。图8所示的处理通过CPU42例如按汽缸#1～#4中的压缩上止点的出现正时在时间序列上相邻的各压缩上止点间的角度间隔(180℃A)反复执行存储于ROM44的程序来实现。在图8中，为了方便，对与图3所示的处理对应的处理标注相同的步骤编号并省略其说明。
在图8所示的一系列的处理中，CPU42在判定为稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*的预测值小于最小喷射量Qmin的情况下(S22：否)，将由以下的式子(c1)表示的值代入基础要求值α0(n)(S36a)，移至S24的处理。
3·(Qd-Qmin)/Qd…(c1)
S22、S36a的处理是将稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*的下限值设为最小喷射量Qmin的保护处理。即，在给出要求喷射量Qd时，将喷射量指令值Ql*设为最小喷射量Qmin应该满足以下的式子(c2)。
Qd·{1-(α0/3)}＝Qmin…(c2)
通过针对上述的式子(c2)关于基础要求值α0求解可知，应该将基础要求值α0设为上述的式子(c1)。
在此，对第2实施方式的作用进行说明。CPU42在判定为稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*的预测值小于最小喷射量Qmin的情况下，以使得稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*成为最小喷射量Qmin的方式变更基础要求值α0(S36a)。CPU42基于变更后的基础要求值α0以使得浓燃烧汽缸的排气空燃比和稀燃烧汽缸的排气空燃比的平均值成为目标平均值的方式算出浓燃烧汽缸的喷射量指令值Qr*和稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*，并且基于上述的值控制燃料喷射阀18。
在图9的左边的图中例示出如下情况：汽缸#1为浓燃烧汽缸，汽缸#2～#4为稀燃烧汽缸，要求喷射量Qd为“100”且最小喷射量Qmin为“95”，根据转速NE和填充效率η而定的基础要求值α0为“0.3”。在该情况下，如使用图7所说明的那样，稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*小于最小喷射量Qmin。在第2实施方式中，如图9的右边的图所示，以使得稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*成为最小喷射量Qmin以上的方式变更基础要求值α0。
<对应关系>
上述的实施方式中的事项与所述“发明内容”中记载的事项的对应关系如下。以下，按“发明内容”中记载的每个解决方案的编号示出对应关系。[1]催化剂对应于三元催化剂24，算出处理对应于S20的处理。抖动控制处理对应于修正系数算出处理部M22、抖动修正处理部M24、乘法处理部M26、修正系数算出处理部M28、抖动修正处理部M30以及喷射量控制处理部M32的处理、和S10、S12、S22～S34的处理。限制处理对应于S22、S36(S36a)的处理。[2]禁止处理对应于S36的处理。[3]要求喷射量算出处理对应于基础喷射量算出处理部M10、目标值设定处理部M12、反馈控制处理部M14以及反馈修正处理部M16的处理。要求值设定处理对应于S14的处理，第3喷射量对应于最小喷射量Qmin。[4]对应于S36a的处理。[5]要求喷射量算出处理对应于基础喷射量算出处理部M10、目标值设定处理部M12、反馈控制处理部M14以及反馈修正处理部M16的处理。要求值设定处理对应于S14的处理，第3喷射量对应于最小喷射量Qmin。保护处理对应于S22、S36a的处理。[6]对应于图4中的在燃料压力PF较低的情况下，与燃料压力PF较高的情况相比，与第3喷射量对应的最小喷射量Qmin较少这一记载、和图5中的第2喷射量Q2位于最小喷射量Qmin与第1喷射量Q1之间这一记载。即，上述的记载意味着，若至少基于S14的处理的基础要求值α0为同一值，则燃料压力PF较低的情况下的第2喷射量Q2的量比燃料压力PF较高的情况下的第2喷射量Q2的量少。
<其他实施方式>
上述的实施方式的各事项中的至少一项也可以像以下那样进行变更。
·“关于抖动控制处理”
除了基于转速NE和填充效率η以外，还可以基于水温THW来可变地设定基础要求值α0。例如可以仅基于转速NE和水温THW这两个参数、或者仅基于填充效率η和水温THW这两个参数来可变地进行设定，例如也可以仅基于上述的三个参数中的一个参数来可变地进行设定。例如也可以是，并非使用转速NE和填充效率η作为确定内燃机10的动作点的参数，作为替代，例如使用作为负荷的加速器操作量来替代作为负荷的填充效率η。也可以替代转速NE和负荷，基于吸入空气量Ga来可变地进行设定。
基于上述的参数来可变地设定基础要求值α0其本身不是必需的。例如也可以设为固定值。虽然在上述的实施方式中，稀燃烧汽缸的数量比浓燃烧汽缸的数量多，但不限于此。例如，浓燃烧汽缸的数量也可以与稀燃烧汽缸的数量相同。例如，不限于使所有汽缸#1～#4都成为稀燃烧汽缸或浓燃烧汽缸，例如也可以将一个汽缸的空燃比设为目标空燃比。在一燃烧循环内，排气空燃比的平均值成为目标空燃比这一情况也不是必需的。例如，在像上述的实施方式那样四汽缸的情况下，可以使五冲程中的排气空燃比的平均值成为目标值，还可以使三冲程中的排气空燃比的平均值成为目标值。不过，优选，在一燃烧循环中，浓燃烧汽缸和稀燃烧汽缸双方均存在的期间在二燃烧循环中至少出现一次以上。换言之，优选，在将预定期间中的排气空燃比的平均值设为目标空燃比时，将预定期间设为二燃烧循环以下。在此，在例如将预定期间设为二燃烧循环并在二燃烧循环间仅存在一次浓燃烧汽缸的情况下，若将浓燃烧汽缸设为R，将稀燃烧汽缸设为L，则浓燃烧汽缸和稀燃烧汽缸的出现顺序例如为“R、L、L、L、L、L、L、L”。在该情况下，设置有比预定期间短的一燃烧循环的、成为“R、L、L、L”的期间，汽缸#1～#4中的一部分为稀燃烧汽缸，其他的汽缸为浓燃烧汽缸。优选，在未将一燃烧循环内的排气空燃比的平均值设为目标空燃比的情况下，可以无视将内燃机在进气行程中一度吸入的空气的一部分在进气门关闭之前吹回到进气通路的量。
·“关于禁止处理”
作为禁止处理，不限于像图3的处理所例示的那样在S22的处理中判定为否的情况下，将喷射量修正要求值α(n)设为零。例如也可以是在S22的处理中判定为否的情况下将零代入基础要求值α0的处理。即使在该情况下，通过至少在S22的处理中判定为否的次数持续多次，喷射量修正要求值α(n)成为零，抖动控制也禁止。
·“关于判定处理”
作为判定基于基础要求值α0等要求值对要求喷射量Qd进行减量修正后得到的喷射量是否为第3喷射量(最小喷射量Qmin)以上的判定处理，不限于S22的处理。例如，也可以是如下处理：不使用基础要求值α0，作为替代，使用对基础要求值α0实施了基于S24～S32的处理的渐变处理后得到的喷射量修正要求值α来判定“Qd·{1-(α/3)}”是否为最小喷射量Qmin以上。
作为判定基于基础要求值α0等要求值对要求喷射量Qd进行减量修正后得到的喷射量是否为第3喷射量(最小喷射量Qmin)以上的判定处理，不限于按曲轴角周期执行，也可以按时间周期执行。
·“关于保护处理”
在上述的实施方式中，为了使稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*成为最小喷射量Qmin以上而对基础要求值α0进行了变更，但不限于此。例如也可以是，在已执行抖动控制时判定为稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*的预测值小于最小喷射量Qmin的情况下，将上述的式子(c1)的值代入喷射量修正要求值α。
作为保护处理，不限于在图8的处理中例示出的处理。例如也可以是，在通过S36a的处理算出的基础要求值α0(n)小于规定值的情况下，将基础要求值α0(n)设为零。不过，所述规定值是通过S36a的处理算出的基础要求值α0(n)既可能小于规定值也可能为规定值以上的值。
·“关于限制处理”
在例如像在“关于抖动控制处理”一栏中记载的那样，使浓燃烧汽缸的数量与稀燃烧汽缸的数量相同的情况下，替代S22的处理，判定“Qd·(1-α0)”是否为最小喷射量Qmin以上即可。在该情况下，也可以以小于最小喷射量Qmin为条件，使稀燃烧汽缸的数量增加为比浓燃烧汽缸的数量多。换言之，也可以限制浓燃烧汽缸的数量与稀燃烧汽缸的数量相同的抖动控制，研究使稀燃烧汽缸的数量增加的抖动控制。在该情况下，例如若像上述的实施方式那样变更为浓燃烧汽缸为一个且稀燃烧汽缸为三个，则在实际执行抖动控制前重新执行S22的处理，在S22的处理中判定为是的情况下执行使稀燃烧汽缸的数量增加的抖动控制即可。在该情况下，当在S22的处理中判定为否时，执行图3中的S36的处理或图8中的S36a的处理即可。
作为限制处理，不限于包括判定对要求喷射量Qd进行减量修正后得到的喷射量是否为最小喷射量Qmin以上的处理的处理。例如也可以是，将基础要求值α0调整为，在假定用于可变地设定基础要求值α0的参数中包括要求喷射量Qd、并且执行了S22的处理的情况下，不会根据所设想的最小喷射量Qmin判定为否的值。
·“关于要求喷射量”
在上述的实施方式中，将利用反馈操作量KAF对基础喷射量Qb进行修正后得到的值设为成为确定是否限制抖动控制的输入的要求喷射量Qd，但不限于此。例如，在执行清除(purge)控制的情况下，优选将要求喷射量Qd设为减去在各汽缸中被清除的燃料量后得到的值。在基于利用反馈操作量KAF和学习值LAF对基础喷射量Qb进行修正后得到的值来算出喷射量指令值的情况下，优选将要求喷射量Qd设为进行了基于学习值LAF的修正后得到的值。学习值LAF的算出处理是以反馈操作量KAF为输入，以使得基于反馈操作量KAF的基础喷射量Qb的修正率变小的方式更新学习值LAF的处理。优选学习值LAF存储于能以电方式进行改写的非易失性存储器。
·“关于目标燃料压力可变处理”
例如，在像在下述的“其他”一栏中记载的那样具备口喷射阀的情况下，也可以可变地设定从口喷射阀喷射的燃料的压力的目标值。话虽如此，可变地设定目标值其本身不是必需的。
·“关于燃料压力控制处理”
在上述的实施方式中，对燃料的压力进行反馈控制以使其成为目标燃料压力，但不限于此，例如也可以进行开环控制。
·“关于最小喷射量”
在上述的实施方式中，基于燃料压力PF来算出最小喷射量Qmin，但不限于此，例如也可以基于目标燃料压力PF*来算出最小喷射量Qmin。
·“关于成为升温对象的催化剂”
作为成为升温对象的催化剂，不限于三元催化剂24。例如，升温对象也可以是具备三元催化剂的汽油颗粒过滤器(GPF：Gasoline Particulate Filter)。在此，若将GPF设置于所述三元催化剂24的下游，则也可以利用在三元催化剂24中通过稀燃烧汽缸的氧使浓燃烧汽缸的未燃燃料成分和/或不完全燃烧成分氧化时的氧化热来使GPF升温。在GPF的上游不存在具有氧吸藏能力的催化剂的情况下，优选在GPF具备具有氧吸藏能力的催化剂。
·“关于催化剂的升温要求”
作为催化剂的升温要求，不限于在上述的实施方式中所例示出的情况。例如也可以是，在处于三元催化剂24中容易堆积硫的运转区域(例如怠速运转区域)的情况下产生催化剂的升温要求。在像在“关于成为升温对象的催化剂”一栏中记载的那样，以具备GPF的内燃机10为控制对象的情况下，也可以为了使GPF内的微粒子状物质燃烧而产生基于抖动控制的催化剂的升温要求。
·“关于控制装置”
控制装置不限于具备CPU42和ROM44并执行软件处理。例如也可以具备对在上述的实施方式中进行软件处理的处理中的至少一部分进行硬件处理的专用的硬件电路(例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等)。即，控制装置是以下(a)～(c)中的任一构成即可。(a)具备按照程序执行所述处理中的所有处理的处理装置和存储程序的ROM等程序存储装置。(b)具备按照程序执行所述处理中的一部分的处理装置和程序存储装置、以及执行剩余的处理的专用的硬件电路。(c)具备执行所述处理中的所有处理的专用的硬件电路。在此，具备处理装置和程序存储装置的软件处理电路和/或专用的硬件电路也可以是多个。即，所述处理由具备一个或多个软件处理电路与一个或多个专用的硬件电路中的至少一方的处理电路执行即可。
·“关于内燃机”
作为内燃机，不限于四汽缸的内燃机。例如也可以是直列六汽缸的内燃机。例如也可以是V型内燃机等、具备第1催化剂和第2催化剂并且分别由它们处理排气的汽缸不同的内燃机。
·“其他”
作为燃料喷射阀，不限于向燃烧室16喷射燃料的缸内喷射阀，例如也可以是口喷射阀。作为燃料喷射阀，不限于具备电磁阀，也可以是通过压电元件对阀芯(喷嘴针阀)进行开闭的压电喷射器。在执行抖动控制时进行空燃比反馈控制不是必需的。

Claims (6)

1.一种内燃机的控制装置，
所述内燃机包括：多个汽缸；催化剂，其构成为对从所述多个汽缸排出的排气进行处理；以及燃料喷射阀，在所述多个汽缸的每个汽缸均设置有该燃料喷射阀，
所述内燃机的控制装置的特征在于，具备如下那样构成的电子控制单元，
该电子控制单元执行：
算出处理，根据所述内燃机的动作点来算出要求喷射量；
抖动控制处理，基于所述要求喷射量来控制所述燃料喷射阀，以使得所述多个汽缸中的一部分汽缸成为空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸，所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸；以及
限制处理，在所述要求喷射量为第1喷射量以上的情况下，不限制所述抖动控制处理，在所述要求喷射量处于喷射量比所述第1喷射量少的第2喷射量范围内的情况下，将所述抖动控制处理向使所述多个汽缸中的空燃比最稀的汽缸的空燃比的稀化程度变小的一侧进行限制。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，执行禁止所述抖动控制处理的禁止处理作为所述限制处理。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，执行要求喷射量算出处理，所述要求喷射量算出处理是算出为了将所述多个汽缸的各自的排气空燃比控制为目标空燃比而要求的喷射量来作为所述要求喷射量的处理；
所述抖动控制处理包括：设定要求值的要求值设定处理，所述要求值是确定用于所述稀燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的减量修正量和用于所述浓燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的增量修正量的值；使向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量，使向所述浓燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行增量修正后得到的喷射量，将所述浓燃烧汽缸的排气空燃比和所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的预定期间的平均值控制为所述目标空燃比的处理；以及将使所述多个汽缸中的一部分汽缸成为稀燃烧汽缸并且使所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为浓燃烧汽缸的期间设置于所述预定期间内的处理，
所述限制处理包括判定基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量是否为量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量以上的判定处理，
所述第2喷射量范围是通过所述判定处理判定为对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于所述第3喷射量这样的、所述要求喷射量的范围。
4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，作为所述限制处理，在所述要求喷射量处于所述第2喷射量范围内的情况下，将向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀的喷射量限制为量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量以上的值。
5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，执行要求喷射量算出处理，所述要求喷射量算出处理是算出为了将所述多个汽缸的各自的排气空燃比控制为目标空燃比而要求的喷射量来作为所述要求喷射量的处理，
所述抖动控制处理包括：设定要求值的要求值设定处理，所述要求值是确定用于所述稀燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的减量修正量和用于所述浓燃烧汽缸的燃料喷射量相对于所述要求喷射量的增量修正量的值；使向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量，使向所述浓燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀喷射基于所述要求值对所述要求喷射量进行增量修正后得到的喷射量，将所述浓燃烧汽缸的排气空燃比和所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的预定期间的平均值控制为所述目标空燃比的处理；以及将使所述多个汽缸中的一部分汽缸成为稀燃烧汽缸并且使所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸成为浓燃烧汽缸的期间设置于所述预定期间内的处理，
所述限制处理包括如下保护处理：在基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于量比所述第2喷射量范围少的第3喷射量的情况下，以使得向所述稀燃烧汽缸供给燃料的所述燃料喷射阀的喷射量成为所述第3喷射量以上的方式，降低所述稀燃烧汽缸的排气空燃比的稀化程度和所述浓燃烧汽缸的排气空燃比的浓化程度，
所述第2喷射量范围是基于所述要求值对所述要求喷射量进行减量修正后得到的喷射量小于所述第3喷射量这样的、所述要求喷射量的范围。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在由所述燃料喷射阀喷射的燃料的压力较低的情况下，与所喷射的燃料的压力较高的情况相比，将所述第2喷射量范围设为燃料喷射量较少的喷射量范围。
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