CN109296468B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机的控制装置，在产生了三元催化剂的升温要求的情况下，CPU执行将多个汽缸中的一个汽缸设定为空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸，将剩余的汽缸设定为空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸的抖动控制。在没有正在执行抖动控制时，CPU基于上游侧空燃比对浓不均的程度的学习值，即浓学习值进行学习。在浓学习值为预定值以上的情况下，CPU禁止抖动控制。

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，该内燃机具备对从多个汽缸排出的排气进行净化的催化剂、和在多个汽缸分别设置的多个燃料喷射阀。
背景技术
在日本特开2004-218541号公报中记载了一种执行抖动控制的控制装置。在有催化剂装置的升温要求的情况下，以如下方式进行控制：通过抖动控制，分别将一部分汽缸中的空燃比设定为比理论空燃比浓，将剩余的汽缸中的空燃比设定为比理论空燃比稀，使得流入催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比。
另外，对为了使多个汽缸各自的空燃比相等而操作各燃料喷射阀的情况下的多个汽缸各自的燃料喷射阀的喷射量的偏差(不均)的程度进行学习的不均学习处理是周知的。
在产生了不均的情况下，在各汽缸中燃烧的混合气的空燃比会偏离目标值。因此，各汽缸中的燃烧的控制性降低。另一方面，在执行抖动控制的情况下，分别设定为空燃比比理论空燃比浓的汽缸和空燃比比理论空燃比稀的汽缸，所以需要有意地使各汽缸中的燃烧状态偏离最佳的状态。因此，若在产生了不均的情况下执行抖动控制，则可能会因抖动控制而加剧以不均为起因的燃烧的控制性的降低。
发明内容
1.为了解决上述问题，根据本发明的第一技术方案，提供一种内燃机的控制装置。内燃机具备：催化剂，其对从多个汽缸排出的排气进行净化；和燃料喷射阀，其在多个汽缸的每个汽缸均设置。控制装置构成为，执行如下处理：抖动控制处理，操作燃料喷射阀以将多个汽缸中的一部分汽缸设定为空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸，将多个汽缸中的与一部分汽缸不同的汽缸设定为空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸；不均学习处理，对为了使多个汽缸各自的空燃比彼此相等而操作燃料喷射阀的情况下的多个汽缸各自的燃料喷射阀的喷射量的偏差程度进行学习；以及限制处理，在偏差程度为预定值以上的情况下，将抖动控制处理限制为多个汽缸各自的空燃比中的最浓的空燃比与最稀的空燃比之差变小。
在上述构成中，通过在偏差程度为预定值以上的情况下对抖动控制进行限制，能够避免或者与不对抖动控制进行限制的情况相比能够抑制以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化的情形的发生。
2.在上述的内燃机的控制装置中，优选，控制装置构成为，在偏差程度为比预定值大的阈值以上的情况下执行报知处理，所述报知处理是通过操作报知设备来报知偏差程度大这一意思的处理。
在上述构成中，通过将预定值设为比阈值小的值，可减轻或消除在设定阈值时考虑以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化这一情况的制约。因此，与将预定值设为阈值以上的情况相比，容易将阈值设定为大的值，结果，能够抑制报知处理的执行。
3.在上述的内燃机的控制装置中，优选，限制处理包括禁止抖动控制处理的处理。
在上述构成中，通过禁止抖动控制处理，能够避免以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化的情形的发生。
4.在上述的内燃机的控制装置中，优选，限制处理包括使偏差程度为预定值以上的情况下的稀燃烧汽缸中的空燃比与浓燃烧汽缸中的空燃比之差比偏差程度小于预定值的情况下的所述差小的处理。
根据上述限制处理，与不执行限制处理的情况相比，能够抑制以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化的情况。
5.在上述的内燃机的控制装置中，优选，抖动控制处理包括根据内燃机的动作点来可变地设定稀燃烧汽缸中的空燃比与浓燃烧汽缸中的空燃比之差的可变设定处理，限制处理包括基于与通过可变设定处理设定的差的大小相对的上限保护值进行的保护处理，偏差程度为预定值以上的情况下的上限保护值比偏差程度小于预定值的情况下的上限保护值小。
在上述构成中，通过根据内燃机的动作点来可变地设定所述差，能够考虑到由抖动控制引起的燃烧的控制性的降低的容易程度根据动作点而不同这一情况来针对每个动作点设定合适的差。并且，通过将限制处理设为保护处理，能够极力重视每个动作点下的通过可变设定处理进行的所述差的设定。
6.在上述的内燃机的控制装置中，优选，控制装置构成为，至少以产生为了催化剂的硫中毒恢复要求而使催化剂升温的要求为条件执行抖动控制处理，通过限制处理对为了硫中毒恢复要求而使催化剂升温的抖动控制处理进行限制。
在硫中毒恢复处理中，与不执行上述处理的情况相比使催化剂成为高温。因此，在由于抖动控制导致燃烧的控制性降低从而进行超过硫中毒恢复处理所需要的升温性能的升温的情况下，有可能会促进催化剂的劣化。因此，执行限制处理特别有效。
7.在上述的内燃机的控制装置中，优选，控制装置构成为，以没有正在执行抖动控制处理为条件执行不均学习处理。
在上述构成中，通过以没有正在执行抖动控制处理为条件执行不均学习处理，可以不考虑由抖动控制引起的多个汽缸的空燃比的偏差，所以容易高精度地执行不均学习。
附图说明
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是示出控制装置所执行的处理的一部分的框图。
图3是示出浓不均学习处理部的处理的步骤的流程图。
图4是示出稀不均学习处理部的处理的步骤的流程图。
图5是示出要求值输出处理部的处理的步骤的流程图。
图6的A和图6的B是示出第1实施方式的效果的时间图。
图7是示出第2实施方式涉及的喷射量修正要求值算出处理的步骤的流程图。
图8是示出第3实施方式涉及的喷射量修正要求值算出处理的步骤的流程图。
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吸入的空气经由增压器14流入各汽缸的燃烧室16。在燃烧室16配置有喷射燃料的燃料喷射阀18和产生火花放电的点火装置20。空气与燃料的混合气在燃烧室16中燃烧。燃烧后的混合气成为排气，向排气通路22排出。在排气通路22中，在增压器14的下游设置有具有氧吸藏能力的三元催化剂24。
控制装置30控制内燃机10。内燃机10的控制量(转矩、排气成分等)由燃料喷射阀18、点火装置20等操作部控制。为了控制操作部，控制装置30参照上游侧空燃比Afu和/或下游侧空燃比Afd。上游侧空燃比Afu由三元催化剂24的上游侧的上游侧空燃比传感器40检测。下游侧空燃比Afd由三元催化剂24的下游侧的下游侧空燃比传感器42检测。另外，控制装置30参照曲轴角传感器44的输出信号Scr和/或由空气流量计46检测出的吸入空气量Ga。控制装置30具备CPU32、ROM34以及能够以电方式进行改写的非易失性存储器36。CPU32执行存储于ROM34的程序。由此控制内燃机10的控制量。
在图2中示出通过CPU32执行存储于ROM34的程序而实现的处理的一部分。
基础喷射量算出处理部M10算出作为开环操作量的基础喷射量Qb。基础喷射量Qb是用于通过开环控制使燃烧室16中的混合气的空燃比成为目标空燃比的操作量。基础喷射量Qb基于转速NE和吸入空气量Ga来算出，该转速NE基于曲轴角传感器44的输出信号Scr来算出。
低通滤波器M12通过从上游侧空燃比Afu除去高频成分来算出作为反馈控制量的空燃比Af。目标值设定处理部M14对用于使燃烧室16中的混合气的空燃比成为目标空燃比的反馈控制量的目标值Af*进行设定。
主反馈处理部M16算出用于对空燃比Af进行反馈控制以使其成为目标值Af*的操作量即反馈操作量KAF。在此，将以目标值Af*与空燃比Af之差为输入的比例要素、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M18通过对基础喷射量Qb乘以反馈操作量KAF来修正基础喷射量Qb。
副反馈处理部M20向目标值设定处理部M14输出副修正量Sfb。副修正量Sfb是用于对下游侧空燃比Afd进行反馈控制以使其成为目标值Afd*的操作量。目标值设定处理部M14通过利用副修正量Sfb修正与目标空燃比相当的控制量的值来设定目标值Af*。
要求值输出处理部M22以三元催化剂24的升温要求为条件，将来自内燃机10的各汽缸#1～#4的排气的空燃比(排气空燃比)的平均值设为目标空燃比。另外，要求值输出处理部M22算出并输出使混合气的空燃比在汽缸间不同的抖动控制的喷射量修正要求值α。通过抖动控制将第1汽缸#1～第4汽缸#4中的一个汽缸设定为混合气的空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸。另外，将剩余的三个汽缸设定为混合气的空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸。并且，将浓燃烧汽缸中的喷射量设定为反馈修正处理部M18的输出值的“1+α”倍。另外，将稀燃烧汽缸中的喷射量设定为上述的输出值的“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、并且通过燃烧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。由此，将排气空燃比定义为假想混合气的空燃比。假想混合气的燃烧不限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。假想混合气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。另外，多个汽缸的排气空燃比的平均值是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。在像上述那样设定稀燃烧汽缸和浓燃烧汽缸的各喷射量时，通过将在各汽缸中燃烧的混合气的燃空比的平均值设定为目标燃空比，由此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。
修正系数算出处理部M24对“1”加上喷射量修正要求值α来关于浓燃烧汽缸算出反馈修正处理部M18的输出值的修正系数。抖动修正处理部M26通过对反馈修正处理部M18的输出值乘以修正系数“1+α”来算出浓燃烧汽缸的喷射量指令值Qr*。
乘法处理部M28将喷射量修正要求值α设为“-1/3”倍。修正系数算出处理部M30对“1”加上乘法处理部M28的输出值来关于稀燃烧汽缸算出反馈修正处理部M18的输出值的修正系数。抖动修正处理部M32通过对反馈修正处理部M18的输出值乘以修正系数“1-(α/3)”来算出稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*。
喷射量操作处理部M34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。并且，喷射量操作处理部M34向燃料喷射阀18输出操作信号MS2，对燃料喷射阀18进行操作以使得从燃料喷射阀18喷射的燃料量成为与喷射量指令值Qr*相应的量。另外，喷射量操作处理部M34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。并且，喷射量操作处理部M34向燃料喷射阀18输出操作信号MS2，对燃料喷射阀18进行操作以使得从燃料喷射阀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。另外，在喷射量修正要求值α为零的情况下，通过抖动修正处理部M26、M32对反馈修正处理部M18的输出值乘以“1”。因此，各汽缸#1～#4各自的喷射量指令值与反馈修正处理部M18的输出值一致。为了方便，图2分别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根据反馈修正处理部M18的输出值来算出。
浓不均学习处理部M40算出浓不均的学习值(浓学习值Inr)。在此，浓不均是指在对各汽缸#1～#4的燃料喷射阀18进行操作以使得所有汽缸#1～#4中的混合气的空燃比相同的情况下，特定的汽缸的空燃比相对于上述相同的值向浓侧偏离。
在图3中示出浓不均学习处理部M40的处理的步骤。图3所示的处理通过CPU32以预定周期反复执行存储于ROM34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，CPU32首先判定浓不均学习条件是否成立(S10)。学习条件是以下的条件(1)～(3)的逻辑乘为真。
条件(1)：在本次的行程(trip)中，尚未进行浓学习值Inr的算出和更新。行程是从搭载有内燃机10的车辆自无法行驶的状态切换为可行驶的状态起到再次切换为无法行驶的状态为止的期间。向可行驶的状态的切换在车辆的原动机仅为内燃机10的情况下相当于向点火开关的接通(on)状态的切换。
条件(2)：转速NE处于预定范围内并且吸入空气量Ga处于预定范围内。由于与排气流量少的情况相比，在排气流量多的情况下能够提高学习精度，所以该条件是为了在排气流量为预定值以上时执行学习。
条件(3)：没有正在执行抖动控制。
在判定为学习条件成立的情况下(S10：是)，CPU32取得上游侧空燃比Afu的时间序列数据(S12)。并且，CPU32根据上游侧空燃比Afu的时间序列数据算出作为上游侧空燃比Afu的每预定时间的变化量的时间变化ΔAfu。然后，CPU32基于时间变化ΔAfu算出浓学习值Inr(S14)。在此，CPU32判断为，时间变化ΔAfu大的情况下的浓不均比时间变化ΔAfu小的情况下的浓不均大，将浓学习值Inr算出为大的值。然后，CPU32基于通过S14的处理新算出的值来更新存储于非易失性存储器36的浓学习值Inr(S16)。在此，CPU32将存储于非易失性存储器36的值更新为通过上次的S16的处理存储于非易失性存储器36的值与通过S14的处理新算出的值的指数移动平均处理值。接着，CPU32判定浓学习值Inr是否为阈值InrF以上(S18)。该处理是判定浓不均的程度是否超过允许范围的处理。在浓学习值Inr为阈值InrF以上的情况下(S18：是)，CPU32对图1所示的警告灯48进行操作来执行报知异常的报知处理，以促使车辆的用户通过修理工厂消除不均异常(S20)。
在S10、S18的处理中判定为否或S20的处理完成的情况下，CPU32暂时结束图3所示的一系列的处理。
回到图2，稀不均学习处理部M42算出稀不均的学习值(稀学习值Inl)。在此，稀不均是指在对各汽缸#1～#4的燃料喷射阀18进行操作以使得所有汽缸#1～#4中的混合气的空燃比相同的情况下，特定的汽缸的空燃比相对于上述相同的值向稀侧偏离。
在图4中示出稀不均学习处理部M42的处理的步骤。图4所示的处理通过CPU32以预定周期反复执行存储于ROM34的程序来实现。
在图4所示的一系列的处理中，CPU32首先判定稀不均的学习条件是否成立(S30)。学习条件是：在上述条件(1)中将浓学习值Inr替换为稀学习值Inl而得到的条件、条件(2)以及条件(3)的逻辑乘为真。在判定为学习条件成立的情况下(S30：是)，CPU32取得瞬时速度ω的时间序列数据(S32)。瞬时速度ω是根据曲轴角传感器44的输出信号Scr算出的各汽缸#1～#4的包括TDC的30°的旋转角度区域中的转速。然后，CPU32基于一对汽缸的瞬时速度ω彼此之差Δω的大小算出稀学习值Inl(S34)。在此，一对汽缸例如是压缩上止点出现的顺序彼此相邻的一对汽缸。CPU32判断为，差Δω大的情况下的稀不均的程度比差Δω小的情况下的稀不均的程度大，将稀学习值Inl算出为大的值。
然后，CPU32基于通过S34的处理新算出的值来更新存储于非易失性存储器36的稀学习值Inl(S36)。在此，CPU32将存储于非易失性存储器36的值更新为通过上次的S36的处理存储于非易失性存储器36的值与通过S34的处理新算出的值的指数移动平均处理值。CPU32能够基于差Δω来确定汽缸#1～#4中的成为稀的汽缸。由此，CPU32将所确定的汽缸存储于非易失性存储器36。接着，CPU32判定稀学习值Inl是否为阈值InlF以上(S38)。该处理是判定稀不均的程度是否超过允许范围的处理。在稀学习值Inl为阈值InlF以上的情况下(S38：是)，CPU32对图1所示的警告灯48进行操作来执行向车辆的用户报知异常的报知处理(S40)。
在S30、S38的处理中判定为否或S40的处理完成的情况下，CPU32暂时结束图4所示的一系列的处理。
图2所示的目标值设定处理部M14将浓学习值Inr大的情况下的目标值Af*设定为比浓学习值Inr小的情况靠浓侧的值。这是因为，与浓不均的程度小的情况相比，在浓不均的程度大的情况下空燃比Af相对于所有汽缸#1～#4的排气空燃比的平均值向浓侧偏离。基于同样的理由，与不执行抖动控制的情况相比，目标值设定处理部M14将执行抖动控制的情况下的目标值Af*设定为浓侧的值。与此相对，CPU32基于稀学习值Inl仅在怠速时使以稀不均为起因而成为稀的汽缸的喷射量增量。这是因为在怠速时与目标喷射量相比实际的喷射量不足的情况下，容易发生失火。
在图5中示出要求值输出处理部M22的处理的步骤。图5所示的处理通过CPU32以预定周期反复执行存储于ROM34的程序来实现。
在图5所示的一系列的处理中，CPU32首先取得转速NE和负荷率KL(S50)。在此，负荷率KL是一汽缸每一燃烧循环的流入空气量相对于基准流入空气量的比，是将缸内填充空气量定量化而得到的值。基准流入空气量也可以根据转速NE进行变更。
接着，CPU32判定是否产生了基于抖动控制的三元催化剂24的升温要求(S52)。升温要求在产生了硫中毒恢复处理的执行要求的情况下产生。另外，升温要求也在处于容易在三元催化剂24堆积硫的运转区域(例如怠速运转区域)的情况下产生。硫中毒恢复处理在三元催化剂24的硫中毒量为预先确定的值以上的情况下执行即可。另外，关于硫中毒量，例如转速NE越高、负荷率KL越高，则将中毒量的增加量算出为越多，对增加量进行累计来算出硫中毒量即可。不过，在执行抖动控制的情况下，与不执行的情况相比，中毒量的增加量减少。
在判定为有升温要求的情况下(S52：是)，CPU32判定是否有不均学习要求(S54)。CPU32在浓不均学习条件中的除没有正在执行抖动控制这一条件以外的学习条件成立或者稀不均学习条件中的除没有正在执行抖动控制这一条件以外的学习条件成立的情况下，判定为产生了不均学习要求。
在判定为不均学习条件不成立的情况下(S54：否)，CPU32判定浓学习值Inr小于比阈值InrF小的规定值Inrth这一情况与稀学习值Inl小于比阈值InlF小的规定值Inlth这一情况的逻辑乘是否为真(S56)。该处理是用于判定是否允许抖动控制的处理。在初次进行上述更新处理前，在非易失性存储器36中的浓学习值Inr的存储区域默认地存储有比规定值Inrth大的值。另外，在初次进行上述更新处理前，在非易失性存储器36中的稀学习值Inl的存储区域默认地存储有比规定值Inlth大的值。以上的处理是为了将执行了不均学习设为抖动控制的执行条件之一。
在上述的逻辑乘为真的情况下(S56：是)，CPU32为了执行抖动控制而算出喷射量修正要求值α(S58)。在本实施方式中，CPU32基于转速NE和负荷率KL可变地设定喷射量修正要求值α。详细而言，CPU32在中负荷区域中将喷射量修正要求值α设为最大。这是因为：在低负荷区域中，与中负荷区域相比燃烧不稳定，所以与中负荷区域相比难以使喷射量修正要求值α增大。另外，也因为：在高负荷区域中，即使不执行抖动控制排气温度也高。另外，与转速NE低的情况相比，在转速NE高的情况下，CPU32使喷射量修正要求值α的值增大。这是因为：与转速NE低的情况相比，在转速NE高的情况下燃烧稳定，所以容易使喷射量修正要求值α的值增大。具体而言，在ROM34中存储有确定作为输入变量的转速NE和负荷率KL与作为输出变量的喷射量修正要求值α的关系的映射数据。并且，CPU32使用映射数据对喷射量修正要求值α进行映射运算即可。映射数据是输入变量的离散的值和与输入变量的各值对应的输出变量的值的数据组。例如，在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的某一值一致的情况下，将对应的输出变量的值作为运算结果。在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中的任一值均不一致的情况下，将对包含于数据组的多个输出变量的值进行插值处理而获得的值作为运算结果。
另一方面，在判定为没有升温要求的情况下(S52：否)、判定为有不均学习执行要求的情况下(S54：是)、或者在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下(S56：否)，CPU32将喷射量修正要求值α设定为零(S60)。在此，在S56的处理中判定为否的情况下移至S60的处理的设定是在浓学习值Inr为规定值Inrth以上这一情况与稀学习值Inl为规定值Inlth以上这一情况的逻辑加为真的情况下禁止抖动控制的设定。
在S58、S60的处理完成的情况下，CPU32暂时结束图5所示的一系列的处理。
在此，对本实施方式的作用进行说明。
在没有正在执行抖动控制的状态下，CPU32算出浓学习值Inr和/或稀学习值Inl。并且，在产生了基于抖动控制的升温要求时，在浓学习值Inr小于规定值Inrth这一情况与稀学习值Inl小于规定值Inlth这一情况的逻辑乘为真的情况下，CPU32执行抖动控制。换言之，在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下，CPU32禁止抖动控制。因此，能够抑制以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化的情况。
在图6的A中示出本实施方式涉及的三元催化剂24的温度的演变的例子。在图6的B中示出比较例涉及的三元催化剂24的温度的演变的例子。
如图6的A所示，在本实施方式中，虽然在时刻t1产生了用于硫中毒恢复处理的升温要求，但因为浓学习值Inr为规定值Inrth以上，所以不执行抖动控制。因此，抑制了在汽缸#1～#4中的各汽缸中混合气过度地偏离目标空燃比的情况。
与此相对，在图6的B所示的比较例中，当在时刻t1产生了用于硫中毒恢复处理的升温要求时，虽然浓学习值Inr为规定值Inrth以上但仍执行抖动控制。由此，与根据在图5的S58的处理中所设定的喷射量修正要求值α而设想的浓化程度相比，浓燃烧汽缸的空燃比变得过浓。结果，三元催化剂24的温度上升为超过促进三元催化剂24的劣化的温度Tth。
在根据在怠速时等产生的升温要求而执行抖动控制的情况下，即使在浓学习值Inr超过规定值Inrth时，三元催化剂24的温度也难以超过温度Tth。不过，在产生不均时执行抖动控制的情况下，在汽缸#1～#4中的各汽缸中混合气会过度地偏离目标空燃比。结果，可能会导致转矩变动的显著化和/或失火。
当禁止抖动控制时，三元催化剂24的升温性能可能会降低。不过，在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下，以不均异常为起因，从一部分汽缸排出的氧和从其他汽缸排出的未燃燃料成分和/或不完全燃烧成分流入三元催化剂24。由此，三元催化剂24升温，所以与在没有产生不均异常时禁止抖动控制的情况相比，抑制了以抖动控制的禁止为起因的升温性能的降低。
以上，根据第1实施方式，还可以得到以下所记载的效果。
(1)关于浓不均，通过使规定值Inrth比阈值InrF小，能够不考虑以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化这一情况地设定阈值InrF。因此，与将规定值Inrth设为阈值InrF以上的情况相比，能够容易将阈值InrF设定为大的值，进而能够抑制报知处理的执行。另外，关于稀不均也是，通过使规定值Inlth比阈值InlF小，能够不考虑以不均为起因的燃烧的控制性的降低因抖动控制而加剧从而显著化这一情况地设定阈值InlF。因此，与将规定值Inlth设为阈值InlF以上的情况相比，能够容易将阈值InlF设定为大的值，进而能够抑制报知处理的执行。
(2)以没有正在执行抖动控制处理为条件执行不均学习处理。由此，可以不考虑由抖动控制引起的汽缸#1～#4的空燃比的偏差，所以能够高精度地执行不均学习。
<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。
在此，即使在浓学习值Inr小于规定值Inrth并且稀学习值Inl小于规定值Inlth的情况下，也基于浓学习值Inr和/或稀学习值Inl来限制喷射量修正要求值α的大小。在该情况下，规定值Inrth、Inlth的大小可以不必与第1实施方式相同。
在图7中示出第2实施方式涉及的喷射量修正要求值算出处理的步骤。图7所示的处理是替代图5的S58的处理的处理。图7所示的处理通过CPU32以预定周期反复执行存储于ROM34的程序来实现。
在图7所示的一系列的处理中，CPU32首先基于转速NE和负荷率KL可变地设定喷射量修正要求值α(S70)。该处理与在第1实施方式中所说明的处理相同。接着，CPU32基于浓学习值Inr和稀学习值Inl算出喷射量修正要求值α的上限保护值Gimb(S72)。在此，CPU32将浓学习值Inr大的情况下的上限保护值Gimb算出为比浓学习值Inr小的情况下的上限保护值Gimb小。另外，CPU32将稀学习值Inl大的情况下的上限保护值Gimb算出为比稀学习值Inl小的情况下的上限保护值Gimb小。详细而言，在ROM34中存储有以浓学习值Inr和稀学习值Inl为输入变量并且以上限保护值Gimb为输出变量的映射数据。CPU32通过映射运算算出上限保护值Gimb。图7示出了作为映射数据的输入变量的浓学习值Inr的最大值InrH和最小值InrL、以及稀学习值Inl的最大值InlH和最小值InlL。另外，图7针对输出变量gnm(m＝1、2、3…，n＝1、2、3…)示出了如下情况：浓学习值Inr大的情况下的输出变量gks比浓学习值Inr小的情况下的输出变量gkt小；稀学习值Inl大的情况下的输出变量gsk比稀学习值Inl小的情况下的输出变量gtk小。上限保护值Gimb是通过映射运算而与输出变量gnm的某一值一致的值或者是通过多个输出变量的插值运算算出的值。
CPU32判定喷射量修正要求值α是否比上限保护值Gimb大(S74)。并且，在比上限保护值Gimb大的情况下(S74：是)，CPU32将上限保护值Gimb代入喷射量修正要求值α(S76)。在S76的处理完成或者在S74中判定为否的情况下，CPU32暂时结束图7所示的一系列的处理。
在此，对本实施方式的作用进行说明。
CPU32在基于转速NE和负荷率KL算出喷射量修正要求值α时，实施基于上限保护值Gimb的保护处理。CPU32将浓学习值Inr为映射数据的最大值InrH与最小值InrL之间的预定值以上的情况下的上限保护值Gimb算出为比浓学习值Inr小于预定值的情况下的上限保护值Gimb小。另外，CPU32将稀学习值Inl为映射数据的最大值InlH与最小值InlL之间的预定值以上的情况下的上限保护值Gimb算出为比稀学习值Inl小于预定值的情况下的上限保护值Gimb小。由此，不均的程度大的情况下的喷射量修正要求值α比不均的程度小的情况下的喷射量修正要求值α小。
由此，与第1实施方式相比，容易将规定值Inrth、Inlth设定为更大的值。结果，能够在限制了喷射量修正要求值α的大小的同时极力执行抖动控制。
<第3实施方式>
以下，参照附图以与第2实施方式的不同点为中心对第3实施方式进行说明。
在图8中示出第3实施方式涉及的喷射量修正要求值算出处理的步骤。图8所示的处理通过CPU32以预定周期反复执行存储于ROM34的程序来实现。为了方便，在图8中对与图7所示的处理对应的处理标注了相同的步骤编号。
在图8所示的一系列的处理中，CPU32基于转速NE和负荷率KL可变地设定喷射量修正要求值α(S70)。另外，CPU32基于稀学习值Inl来算出喷射量修正要求值α的稀不均修正系数Kl(S80)。详细而言，CPU32将稀学习值Inl大的情况下的稀不均修正系数Kl算出为比稀学习值Inl小的情况下的稀不均修正系数Kl小(>0)。具体而言，在ROM34中存储有以稀学习值Inl为输入变量并且以稀不均修正系数Kl为输出变量的映射数据。并且，CPU32对稀不均修正系数Kl进行映射运算。图8示出了作为映射数据的输入变量的稀学习值Inl的最小值InlL和最大值InlH、以及在最小值InlL下稀不均修正系数Kl为“1”这一情况。
接着，CPU32基于浓学习值Inr算出喷射量修正要求值α的浓不均修正系数Kr(S82)。详细而言，CPU32将浓学习值Inr大的情况下的浓不均修正系数Kr算出为比浓学习值Inr小的情况下的浓不均修正系数Kr小(>0)。具体而言，在ROM34中存储有以浓学习值Inr为输入变量并且以浓不均修正系数Kr为输出变量的映射数据。CPU32对浓不均修正系数Kr进行映射运算。图8示出了作为映射数据的输入变量的浓学习值Inr的最小值InrL和最大值InrH、以及在最小值InrL下浓不均修正系数Kr为“1”这一情况。
然后，CPU32对在S70的处理中算出的喷射量修正要求值α乘以浓不均修正系数Kr和稀不均修正系数Kl。CPU32将所得到的值设定为最终的喷射量修正要求值α(S84)。
在S84的处理完成的情况下，CPU32暂时结束图8所示的一系列的处理。
通过第3实施方式也能够实现第2实施方式的效果。
上述实施方式中的事项与“发明内容”一栏中所记载的事项的对应关系如下。以下，按关于用于解决问题的技术方案所记载的那样的解决方案的每个编号示出对应关系。
[1]催化剂对应于三元催化剂24。抖动控制处理对应于修正系数算出处理部M24、抖动修正处理部M26、乘法处理部M28、修正系数算出处理部M30、抖动修正处理部M32、喷射量操作处理部M34、以及S52、S58(S70)的处理。不均学习处理对应于S10～S16、S30～S36的处理。预定值在第1实施方式中对应于规定值Inrth、Inlth。另外，预定值在第2实施方式和第3实施方式中对应于规定值Inrth、Inlth或最小值InrL(InlL)与最大值InrH(InlH)之间的值。限制处理在第1实施方式中对应于在S56中判定为否的情况下移至S60的处理的处理。另外，限制处理在第2实施方式中对应于S72～S76的处理。另外，限制处理在第3实施方式中对应于S80～S84的处理。
[2]报知设备对应于警告灯48。
[3]涉及的发明对应于在S56中判定为否的情况下移至S60的处理的处理。
[4]涉及的发明对应于S72～S76的处理、S80～S84的处理。
[5]可变设定处理对应于S70的处理。保护处理对应于S74、S76的处理。即，稀燃烧汽缸中的空燃比与浓燃烧汽缸中的空燃比之差是根据喷射量修正要求值α来确定的量。因此，针对喷射量修正要求值α的保护处理可视为针对所述差的保护处理。
[7]涉及的发明对应于S10、S30的处理。
上述实施方式的各事项中的至少一项也可以像以下那样变更。
也可以是，在以产生三元催化剂24的预热要求为条件执行抖动控制的情况下，在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上时，禁止用于三元催化剂24的预热的抖动控制。
在上述实施方式中，虽然在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下一律禁止抖动控制，但不限于此。例如，也可以仅在用于硫中毒恢复要求的升温要求的情况下禁止抖动控制。在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下禁止用于硫中毒恢复要求的抖动控制这一情况不是必需的。例如，若具备检测三元催化剂24的温度的温度传感器、并且能够通过基于其检测值使抖动控制停止来控制成不超过温度Tth，则在到抖动控制停止为止的期间中，也可以只是将喷射量修正要求值α限制为小的值。
在第2实施方式和第3实施方式中，虽然在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下禁止抖动控制，但不限于此。例如也可以是，在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下，将喷射量修正要求值α限制为比根据转速NE和负荷率KL确定的喷射量修正要求值α小的值并且执行抖动控制。在该情况下，也可以通过浓学习值Inr成为了阈值InrF以上、或稀学习值Inl成为了阈值InlF以上来禁止抖动控制。进而，作为在浓学习值Inr为规定值Inrth以上或者稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下不禁止抖动控制的情况，不限于上述变形例。即，不限于以下情况：在浓学习值Inr小于规定值Inrth的区域中浓学习值Inr越大则将喷射量修正要求值α限制为越小的值，在稀学习值Inl小于规定值Inlth的区域中，稀学习值Inl越大则将喷射量修正要求值α限制为越小的值。例如也可以是，在第2实施方式中，准备两种值作为上限保护值Gimb，在浓学习值Inr为规定值Inrth以上的情况下设为比小于规定值Inrth的情况小的值，在稀学习值Inl为规定值Inlth以上的情况下设为比小于规定值Inlth的情况小的值。
若在怠速运转时以外也执行使产生了稀不均的汽缸的燃料喷射量增量的处理，并且能够提高该增量修正的精度，则在产生了稀不均的情况下，也可以不限制抖动控制，而是以产生了浓不均为条件限制抖动控制。
在执行以不均为起因的各汽缸的喷射量修正的情况下不限制抖动控制这一情况不是必需的。例如，如果在正在执行喷射量修正的期间中，由喷射量修正的误差引起的燃烧的控制性的降低也可能会因抖动控制而加剧从而显著化，则优选限制抖动控制。
在上述实施方式中，使用存储于非易失性存储器36的值来作为用于判定是否限制抖动控制的学习值，但不限于此。例如也可以使用存储于RAM的值。在该情况下，在RAM中未存储有值时，换言之，在当前的行程中尚未算出学习值时，也可以认为不存在用于判定是否限制抖动控制的学习值而禁止抖动控制。不过，在当前的行程中尚未算出学习值的情况下，也可以在存储于RAM的学习值以外的条件下禁止抖动控制。例如，也可以在存储于非易失性存储器36的学习值的更新处理在当前的行程中没有进行的情况下禁止抖动控制。
对浓学习值Inr进行学习的学习处理不限于上述实施方式的例示。例如也可以基于上游侧空燃比Afu的极大值与极小值之差来算出浓学习值Inr。具体而言，也可以是，设为在上游侧空燃比Afu的极大值与极小值之差大的情况下的浓不均的程度比差小的情况下的浓不均的程度大，来算出浓学习值Inr。对浓学习值Inr进行学习的学习处理不限于使用上游侧空燃比Afu。例如也可以是，设为在下游侧空燃比Afd相对于目标空燃比向稀侧偏离的量大的情况下的浓不均的程度比向稀侧偏离的量小的情况下的浓不均的程度大，来算出浓学习值Inr。
对稀学习值Inl进行学习的学习处理不限于上述实施方式的例示。例如，用于算出瞬时速度ω的旋转角度区域也可以不包括TDC。另外，不限于30°CA的旋转角度区域的速度，例如也可以是60°CA的旋转角度区域的速度等。不过，优选包括以各汽缸的燃烧行程为起因而曲轴的转速变得极大的期间。另外，也可以是，设为在下游侧空燃比Afd相对于目标空燃比向稀侧偏离的量大的情况下的稀不均的程度比向稀侧偏离的量小的情况下的稀不均的程度大，来算出稀学习值Inl。
分别对浓学习值Inr和稀学习值Inl进行学习这一情况不是必需的。例如也可以是，设为下游侧空燃比Afd相对于目标空燃比向稀侧偏离的量大的情况下的稀或浓的不均的程度比向稀侧偏离的量小的情况下的稀或浓的不均的程度大，来对不均的程度进行学习。
作为不均的学习处理，不限于使用空燃比传感器的值、瞬时速度ω进行的学习处理。例如也可以是，在汽缸#1～#4分别设置缸内压力传感器，基于其检测值算出热产生率，基于热产生率推定喷射量，将所推定出的喷射量的偏差的程度定量化。在该情况下，若能够充分地提高喷射量的推定精度，则也可以根据所推定出的喷射量中除去由抖动控制引起的偏差量而得到的量来算出不均的程度。换言之，也可以在抖动控制的执行期间执行不均学习。
在浓学习值Inr为阈值InrF以上或者稀学习值Inl为阈值InlF以上的情况下，执行向用户报知这一意思的报知处理，但不限于此。例如也可以将内燃机10的输出的上限值限制为，相比于浓学习值Inr小于阈值InrF并且稀学习值Inl小于阈值InlF的情况下的上限值小的值。该处理也可以与报知处理一并执行。
升温对象不限于三元催化剂24。例如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，在将GPF设置于三元催化剂24的下游的情况下，在三元催化剂24中，也可以利用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。
不限于在上述实施方式中所例示的升温要求。例如也可以在内燃机10的冷起动时为了三元催化剂24的预热而产生基于抖动控制的升温要求。例如，在通过从内燃机10起动起的累计空气量成为规定值以上而推定为催化剂的顶端温度成为活性温度这一意思的条件(A)与通过水温为预定温度以下并且累计空气量为预定值(>规定值)以下而产生预热要求这一意思的条件(B)的逻辑乘为真的情况下，认为有升温要求即可。条件(A)是保证三元催化剂24的顶端部分发挥氧吸藏能力，能够利用从稀燃烧汽缸排出的氧与从浓燃烧汽缸排出的未燃燃料成分和/或不完全燃烧成分的反应热的条件。
另外，在像关于催化剂所记载的那样，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升温要求。
报知设备不限于警告灯，也可以是向用户提供表示有异常这一意思的视觉信息的显示装置。
除了转速NE和负荷率KL以外，也可以基于内燃机10的冷却水的温度(水温THW)来可变地设定喷射量修正要求值α。另外，也可以仅基于转速NE和水温THW这两个参数、或者仅基于负荷率KL和水温THW这两个参数来可变地设定喷射量修正要求值α。另外，也可以仅基于上述三个参数中的一个参数来可变地设定喷射量修正要求值α。另外也可以是，并非使用转速NE和负荷率KL作为确定内燃机10的动作点的参数，作为替代，使用作为负荷的加速器操作量来替代作为负荷的负荷率KL。另外，也可以替代转速NE和负荷，基于吸入空气量Ga来可变地设定喷射量修正要求值α。
基于上述参数可变地设定喷射量修正要求值α这一情况不是必需的。例如也可以将喷射量修正要求值α设为固定值。
在上述实施方式中，使稀燃烧汽缸的数量比浓燃烧汽缸的数量多，但不限于此。例如也可以使浓燃烧汽缸的数量与稀燃烧汽缸的数量相同。另外，不一定将所有汽缸#1～#4设定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定为目标空燃比。进而，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，在像上述实施方式那样四汽缸的情况下，可以控制成五冲程中的排气空燃比的平均值成为目标值，还可以控制成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定为目标空燃比时，将预定期间设定为二燃烧循环以下。在此，在预定期间为二燃烧循环并在二燃烧循环之间仅存在一次浓燃烧汽缸的情况下，浓燃烧汽缸和稀燃烧汽缸出现的顺序如下。即，在将浓燃烧汽缸设为R，将稀燃烧汽缸设为L的情况下，成为“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，其他汽缸为浓燃烧汽缸。优选，在不将一燃烧循环内的排气空燃比的平均值设定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。
不限于具备CPU32和ROM34并执行软件处理的控制装置。例如也可以在上述实施方式中进行软件处理的控制装置的至少一部分具备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，控制装置具有以下的(a)～(c)中的任一构成即可。(a)具备根据程序执行上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)具备根据程序执行上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)具备执行上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/或专用的硬件电路可以是多个。即，上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。
不限于四汽缸的内燃机，也可以是直列六汽缸的内燃机。另外，也可以是V型内燃机等、具备第1催化剂和第2催化剂并且分别由其对排气进行净化的汽缸不同的内燃机。
不限于向燃烧室16喷射燃料的燃料喷射阀，也可以是向进气通路12喷射燃料的燃料喷射阀。在执行抖动控制时进行空燃比反馈控制这一情况不是必需的。

Claims (11)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具备：
催化剂，其对从多个汽缸排出的排气进行净化；和
燃料喷射阀，其在所述多个汽缸的每个汽缸均设置，
所述控制装置构成为，执行如下处理：
抖动控制处理，操作所述燃料喷射阀以将所述多个汽缸中的一部分汽缸设定为空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸，将所述多个汽缸中的与所述一部分汽缸不同的汽缸设定为空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸；
不均学习处理，对为了使所述多个汽缸各自的空燃比相等而操作所述燃料喷射阀的情况下的所述多个汽缸各自的所述燃料喷射阀的喷射量的偏差程度进行学习；以及
限制处理，在所述偏差程度为预定值以上的情况下，将所述抖动控制处理限制为所述多个汽缸各自的空燃比中的最浓的空燃比与最稀的空燃比之差变小。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述控制装置构成为，在所述偏差程度为比所述预定值大的阈值以上的情况下执行报知处理，所述报知处理是通过操作报知设备来报知所述偏差程度大这一意思的处理。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述限制处理包括禁止所述抖动控制处理的处理。
4.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，
所述限制处理包括禁止所述抖动控制处理的处理。
5.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述限制处理包括使所述偏差程度为所述预定值以上的情况下的所述稀燃烧汽缸中的空燃比与所述浓燃烧汽缸中的空燃比之差比所述偏差程度小于所述预定值的情况下的所述差小的处理。
6.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，
所述限制处理包括使所述偏差程度为所述预定值以上的情况下的所述稀燃烧汽缸中的空燃比与所述浓燃烧汽缸中的空燃比之差比所述偏差程度小于所述预定值的情况下的所述差小的处理。
7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，
所述抖动控制处理包括根据所述内燃机的动作点来可变地设定所述稀燃烧汽缸中的空燃比与所述浓燃烧汽缸中的空燃比之差的可变设定处理，
所述限制处理包括基于与通过所述可变设定处理设定的所述差的大小相对的上限保护值进行的保护处理，
所述偏差程度为所述预定值以上的情况下的所述上限保护值比所述偏差程度小于所述预定值的情况下的所述上限保护值小。
8.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，
所述抖动控制处理包括根据所述内燃机的动作点来可变地设定所述稀燃烧汽缸中的空燃比与所述浓燃烧汽缸中的空燃比之差的可变设定处理，
所述限制处理包括基于与通过所述可变设定处理设定的所述差的大小相对的上限保护值进行的保护处理，
所述偏差程度为所述预定值以上的情况下的所述上限保护值比所述偏差程度小于所述预定值的情况下的所述上限保护值小。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的内燃机的控制装置，
所述控制装置构成为，至少以产生为了所述催化剂的硫中毒恢复要求而使所述催化剂升温的要求为条件执行所述抖动控制处理，通过所述限制处理对为了所述硫中毒恢复要求而使所述催化剂升温的抖动控制处理进行限制。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的内燃机的控制装置，
所述控制装置构成为，以没有正在执行所述抖动控制处理为条件执行所述不均学习处理。
11.根据权利要求9所述的内燃机的控制装置，
所述控制装置构成为，以没有正在执行所述抖动控制处理为条件执行所述不均学习处理。
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