CN114753939B - 内燃机的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的控制装置及控制方法。内燃机的控制装置具备处理电路，该处理电路，到排气传感器检测出排气的空燃比为浓为止执行浓化处理。处理电路执行空气供给处理，所述空气供给处理是到排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向催化剂转换器供给空气的处理。处理电路对到在空气供给处理中排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向催化剂转换器供给的空气的量进行累计。空气供给处理包括：停止对多个气缸中的1个以上的气缸的燃料供给，且在多个气缸中的剩余气缸中以理论空燃比以下的空燃比执行燃烧。

Description

内燃机的控制装置及控制方法

技术领域

本公开涉及内燃机的控制装置及控制方法。

背景技术

在日本特开2010-174805号公报中，公开了如下内燃机的控制装置，该内燃机在排气通路具备：催化剂转换器，净化排气；上游侧空燃比传感器，设置于比该催化剂转换器靠上游侧处；及下游侧空燃比传感器，设置于比该催化剂转换器靠下游侧处。

已知有算出催化剂转换器的氧吸藏容量的方法。具体地说，首先，控制装置将目标空燃比设定为比理论空燃比浓的空燃比。于是，在某种程度的时间上的延迟之后，在比催化剂转换器靠下游侧处，排气的空燃比变为浓。这意味着，催化剂转换器内的吸藏氧全部放出了。接下来，控制装置将目标空燃比设定为比理论空燃比稀的空燃比。于是，在某种程度的时间上的延迟之后，在比催化剂转换器靠上游侧处，排气的空燃比变为稀。这意味着开始通过稀燃烧向催化剂转换器供给氧。在开始向催化剂转换器供给氧之后，催化剂转换器中的氧吸藏量增加。在氧吸藏于催化剂转换器而氧吸藏量增加的过程中，氧几乎不向催化剂转换器的下游流出。由此，在催化剂转换器中的氧吸藏量增加的过程中，由下游侧空燃比传感器检测的空燃比维持为浓。当催化剂转换器中的氧吸藏量达到氧吸藏容量时，无法再进一步吸藏氧，氧会向催化剂转换器的下游侧流出。因而，当催化剂转换器中的氧吸藏量达到氧吸藏容量时，由下游侧空燃比传感器检测的空燃比变化为稀。

这样，控制装置，在通过持续进行浓燃烧而下游侧空燃比传感器检测到浓的空燃比之后，到下游侧空燃比传感器检测到稀的空燃比的时间点为止，持续进行稀燃烧。控制装置通过对从因该稀燃烧而上游侧空燃比传感器检测到稀的空燃比的时间点到下游侧空燃比传感器检测到稀的空燃比的时间点为止向催化剂转换器流入的氧的量进行累计来算出氧吸藏容量。

上述控制装置通过利用稀燃烧向催化剂转换器供给氧来算出催化剂转换器的氧吸藏容量。因稀燃烧而排气性状(性质状态)恶化，所以不优选。

于是，考虑取代稀燃烧而通过起转控制向催化剂转换器供给氧。此外，起转控制是指在全部气缸中执行燃料切断(fuel cut)，利用电动发电机驱动内燃机的输出轴而使内燃机空转的控制。

但是，在通过起转控制向催化剂转换器供给氧来算出催化剂转换器的氧吸藏容量的情况下，会消耗电池的电力。若消耗电池的电力，则会产生利用内燃机发电的必要性。因而，在通过起转控制算出催化剂转换器的氧吸藏容量的情况下，由于之后利用内燃机进行发电，所以燃料经济性会恶化。

发明内容

根据本公开的一技术方案，提供一种内燃机的控制装置，控制如下内燃机，所述内燃机具有：多个气缸；催化剂转换器，构成为净化排气并且吸藏氧；及排气传感器，设置于比所述催化剂转换器靠下游侧处，构成为检测氧，所述控制装置具备处理电路，该处理电路构成为执行浓化处理、空气供给处理及氧吸藏容量推定处理，所述浓化处理是到所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓为止，向所述催化剂转换器供给具有浓的空燃比的排气的处理，所述空气供给处理是在所述浓化处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓之后，到所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止，向所述催化剂转换器供给空气的处理，所述氧吸藏容量推定处理是通过对到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向所述催化剂转换器供给的空气的量进行累计来推定所述催化剂转换器的氧吸藏容量的处理，所述空气供给处理包括：通过停止对所述多个气缸中的1个以上的气缸的燃料供给，且在所述多个气缸中的剩余气缸中以理论空燃比以下的空燃比执行燃烧，从而将从所述多个气缸向所述催化剂转换器供给的排气整体的空燃比控制成稀。

根据本公开的一方案，提供一种内燃机的控制方法，控制如下内燃机，所述内燃机具有：多个气缸；催化剂转换器，构成为净化排气并且吸藏氧；及排气传感器，设置于比所述催化剂转换器靠下游侧处，构成为检测氧，所述控制方法包括：执行浓化处理，所述浓化处理是到所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓为止，向所述催化剂转换器供给具有浓的空燃比的排气的处理；执行空气供给处理，所述空气供给处理是在所述浓化处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓之后，到所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止，向所述催化剂转换器供给空气的处理；及执行氧吸藏容量推定处理，所述氧吸藏容量推定处理是通过对到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向所述催化剂转换器供给的空气的量进行累计来推定所述催化剂转换器的氧吸藏容量的处理，所述空气供给处理包括：通过停止对所述多个气缸中的1个以上的气缸的燃料供给，且在所述多个气缸中的剩余气缸中以理论空燃比以下的空燃比执行燃烧，从而将从所述多个气缸向所述催化剂转换器供给的排气整体的空燃比控制成稀。

附图说明

图1是示出一实施方式的控制装置和搭载了作为该控制装置的控制对象的内燃机的混合动力车辆的示意图。

图2是对根据行驶距离而加剧的催化剂转换器的劣化进行说明的图表。

图3是该实施方式的控制装置执行的排气系统正常判定处理的流程图。

图4是在图3的排气系统正常判定处理中执行的累计空气量算出处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照图1～图4，对作为一实施方式的内燃机的控制装置、并且也是混合动力车辆控制装置的控制装置39进行说明。

<关于车辆的构成>

如图1所示，本实施方式的混合动力车辆10具备内燃机(以下，记载为发动机)11。以下，混合动力车辆10记载为车辆10。车辆10具备电池28。车辆10具备第1马达12及第2马达13。第1马达12及第2马达13各自具有马达模式和发电机模式。即，第1马达12及第2马达13既作为马达也作为发电机发挥功能。在马达模式下，从电池28向第1马达12和/或第2马达13供给电力，所供给的电力被变换为驱动力。即，第1马达12和/或第2马达13能够驱动车辆10。在发电机模式下，利用从外部供给的驱动力，第1马达12和/或第2马达13进行发电。并且，第1马达12和/或第2马达13所发出的电力被充入电池28。

行星齿轮机构17设置于车辆10。行星齿轮机构17具有3个旋转要素。即，行星齿轮机构17具有太阳轮14、行星架15、齿圈16。在行星架15，经由驱动桥减震器18连结有作为发动机11的输出轴的曲轴30。在太阳轮14连结有第1马达12。在齿圈16一体地设置有副驱动齿轮19。副从动齿轮20与副驱动齿轮19啮合。并且，第2马达13连结于与副从动齿轮20啮合的减速齿轮21。

在副从动齿轮20，能够一体旋转地连结有终驱动齿轮22。终从动齿轮23与终驱动齿轮22啮合。并且，在终从动齿轮23，经由差动机构24连结有车轮25的驱动轴26。

第1马达12及第2马达13经由功率控制单元(以下，记载为PCU)27电连接于电池28。PCU27调整从电池28向第1马达12及第2马达13供给的电力的量。PCU27调整从第1马达12及第2马达13向电池28供给的电力的量。即，PCU27调整放电量及充电量。

发动机11具备多个气缸31、进气通路32、排气通路33。此外，在图1所示的例子中，发动机11是具备4个气缸31的4缸发动机。进气在进气通路32流动而流入各气缸31。在各气缸31中混合气燃烧。通过在各气缸31中的燃烧而产生的排气在排气通路33流动。在进气通路32设置有用于调整在进气通路32流动的进气的流量的阀即节气门34。向进气中喷射燃料的多个燃料喷射阀35针对各气缸31而各设置有1个。此外，多个燃料喷射阀35也可以针对各气缸31而各设置有多个，针对各气缸31设置的个数也可以彼此不同。另外，利用火花放电对燃料与进气的混合气进行点火的多个火花塞36针对各气缸31而各设置有1个。此外，多个火花塞36也可以针对各气缸31而各设置有多个，针对各气缸31设置的个数也可以彼此不同。而且，在排气通路33设置有能够吸藏氧并通过使所吸藏的氧和排气中的未燃燃料发生反应而净化排气的催化剂转换器37。催化剂转换器37能够去除排气所包含的未燃燃料。例如，在构成催化剂转换器37的多孔质材料的表面担载有三元催化剂。催化剂转换器37也可以还捕集排气所包含的颗粒物质(以下，记载为PM)。即，催化剂转换器37可以是担载三元催化剂的汽油颗粒过滤器(以下，记载为GPF)。

<关于控制装置>

在车辆10搭载有作为控制发动机11的电子控制装置的发动机控制部38。另外，在车辆10搭载有统括地控制发动机控制部38及PCU27的控制装置39。即，该控制装置39也是通过发动机控制部38的控制来控制发动机11的内燃机的控制装置。另外，该控制装置39通过PCU27的控制调整放电量及充电量，从而控制第1马达12及第2马达13。即，控制装置39控制发动机11及第1马达12及第2马达13来控制车辆10。发动机控制部38及控制装置39分别构成为计算机单元。计算机单元具备ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。ROM存储控制用的程序、数据。CPU执行存储于ROM的程序。RAM是CPU执行程序时的工作区域。

向发动机控制部38输入检测发动机11的吸入空气量的空气流量计40的检测信号。向发动机控制部38输入检测曲轴30的旋转角的曲轴角传感器41的检测信号。向发动机控制部38输入检测发动机11的冷却水的温度的水温传感器42的检测信号。向发动机控制部38输入检测向催化剂转换器37流入的排气的温度的排气温传感器43的检测信号。向发动机控制部38输入上游侧空燃比传感器46的检测信号。此外，上游侧空燃比传感器46设置于排气通路33中的比催化剂转换器37靠上游侧处，检测在排气通路33流动的气体的氧浓度。即，上游侧空燃比传感器46检测空燃比。向发动机控制部38输入下游侧空燃比传感器47的检测信号。下游侧空燃比传感器47相当于构成为检测氧的排气传感器。此外，下游侧空燃比传感器47设置于排气通路33中的比催化剂转换器37靠下游侧处，检测在排气通路33流动的气体的氧浓度。即，下游侧空燃比传感器47是与上游侧空燃比传感器46相同种类的空燃比传感器。此外，上游侧空燃比传感器46及下游侧空燃比传感器47可以是以理论空燃比为界而使输出急剧变化的传感器。即，上游侧空燃比传感器46及下游侧空燃比传感器47可以是在空燃比比理论空燃比浓时进行浓输出，在空燃比比理论空燃比稀时进行稀输出的氧传感器。发动机控制部38基于曲轴角传感器41的检测信号，运算曲轴30的转速(以下，记载为发动机转速)。另外，发动机控制部38基于发动机转速及吸入空气量，运算发动机负荷率KL。对发动机负荷率KL进行说明。在进气行程中向各气缸31流入的空气的量被称作气缸流入空气量。将在当前的发动机转速下使节气门34全开的状态下使发动机11稳定运转了时的气缸流入空气量设为全开空气量。发动机负荷率KL表示当前的气缸流入空气量相对于该全开空气量的比率。另外，发动机控制部38基于上游侧空燃比传感器46及下游侧空燃比传感器47的检测信号，执行以使空燃比接近目标空燃比的方式调整燃料喷射量的空燃比反馈控制。例如，在后述的浓化处理中，比理论空燃比浓的空燃比被设定为目标空燃比。该情况下，通过空燃比反馈控制，空燃比被控制成接近浓的空燃比。由此，向催化剂转换器37供给具有浓的空燃比的排气。

向控制装置39输入电池28的电流IB、电压VB及温度TB。并且，控制装置39基于上述电流IB、电压VB及温度TB，运算电池28的蓄电率(SOC：State Of Charge)。另外，向控制装置39输入检测作为驾驶员的加速器踏板的踩踏量的加速器开度ACCP的加速器踏板传感器44的检测信号。向控制装置39输入检测作为车辆10的行驶速度的车速V的车速传感器45的检测信号。并且，控制装置39基于加速器开度ACCP及车速V运算作为车辆10的驱动力的要求值的车辆要求驱动力。控制装置39基于车辆要求驱动力及蓄电率SOC等运算作为发动机输出的要求值的要求发动机输出。控制装置39基于车辆要求驱动力及蓄电率SOC等运算作为第1马达12的动力运行/再生转矩的要求值的MG1要求转矩。控制装置39基于车辆要求驱动力及蓄电率SOC等运算作为第2马达13的动力运行/再生转矩的要求值的MG2要求转矩。并且，进行车辆10的行驶控制。详细地说，发动机控制部38根据要求发动机输出进行发动机11的输出控制。PCU27根据MG1要求转矩及MG2要求转矩进行第1马达12及第2马达13的转矩控制。

<关于氧吸藏容量推定处理>

控制装置39能够执行推定催化剂转换器37的氧吸藏容量的氧吸藏容量推定处理。氧吸藏容量可以通过对从氧吸藏量成为了零的时间点到氧吸藏量达到氧吸藏容量为止向催化剂转换器37供给的空气的量进行累计来推定。在执行氧吸藏量容量推定处理之前，首先，控制装置39执行浓化处理，所述浓化处理是到下游侧空燃比传感器47检测出排气的空燃比为浓为止，向催化剂转换器37供给具有浓的空燃比的排气的处理。在向催化剂转换器37供给具有浓的空燃比的排气的过程中下游侧空燃比传感器47检测到浓的空燃比的情况下，认为氧吸藏量为零。详细地说，认为催化剂转换器37的氧枯竭，具有浓的空燃比的排气不被催化剂转换器37净化，直接向催化剂转换器37的下游流动。接下来，控制装置39执行空气供给处理，所述空气供给处理是在浓化处理中下游侧空燃比传感器47检测出排气的空燃比为浓之后，到下游侧空燃比传感器47检测出排气的空燃比为稀为止，向催化剂转换器37供给空气的处理。在向催化剂转换器37供给具有稀的空燃比的排气的过程中下游侧空燃比传感器47检测到稀的空燃比的情况下，认为氧吸藏量达到了氧吸藏容量。详细地说，认为氧吸藏量达到氧吸藏容量，具有稀的空燃比的排气中的氧不被催化剂转换器37吸藏，直接向催化剂转换器37的下游流动。于是，控制装置39执行氧吸藏容量推定处理，所述氧吸藏容量推定处理是通过对到在空气供给处理中下游侧空燃比传感器47检测出排气的空燃比为稀为止向催化剂转换器37供给的空气的量进行累计来推定催化剂转换器37的氧吸藏容量的处理。这样，通过对从下游侧空燃比传感器47检测出空燃比为浓的时间点到下游侧空燃比传感器47检测出空燃比为稀的时间点为止向催化剂转换器37供给的空气的量进行累计，来推定氧吸藏容量。关于氧吸藏容量推定处理的详情，在后面参照图3及图4进行叙述。

<关于催化剂转换器的劣化>

参照图2，对在催化剂转换器37中产生的从新品状态起的劣化进行说明。

当伴随于车辆10的行驶而发动机11的运转反复进行时，催化剂转换器37的热应力累积，催化剂转换器37劣化。因而，如图2所示，随着行驶距离增大，催化剂转换器37的劣化加剧，催化剂转换器37的氧吸藏容量降低。在此，图2的图表的纵轴是催化剂转换器37的氧吸藏容量，图表的横轴是行驶距离。在催化剂转换器37存在异常的情况下，催化剂转换器37无法吸藏足够量的氧。即，在催化剂转换器37的氧吸藏容量降低而低于了第1阈值OSCTh1的情况下，认为催化剂转换器37异常。在此，第1阈值OSCTh1是考虑是否能够容许催化剂转换器37的劣化而预先设定的阈值。即，认为，在氧吸藏容量为第1阈值OSCTh1以上的情况下，催化剂转换器正常，在氧吸藏容量比第1阈值OSCTh1小的情况下，催化剂转换器异常。

如上述那样，催化剂转换器37的氧吸藏容量基于到下游侧空燃比传感器47表示出“空燃比为稀”这一情况为止的空气的量的累计值来推定。因而，在所推定的氧吸藏容量大到大幅脱离催化剂转换器37的规格的程度的情况下，认为下游侧空燃比传感器47存在异常。作为用于判定所推定的氧吸藏容量是否大幅脱离了催化剂转换器37的规格的阈值，可以设定第2阈值OSCTh2。第2阈值OSCTh2例如是通常的新品的催化剂转换器37的氧吸藏容量的1.1倍的值。若采用这样的构成，则能够基于“所推定的氧吸藏容量比第2阈值OSCTh2大”而判定为下游侧空燃比传感器47异常。“下游侧空燃比传感器47异常”例如意味着下游侧空燃比传感器47的响应性极度降低等、下游侧空燃比传感器47无法输出反映了现实的空燃比的值的情况。另外，能够基于“所推定的氧吸藏容量为第2阈值OSCTh2以下”而判定为下游侧空燃比传感器47正常。

<关于排气系统正常判定处理>

参照图3，说明判定催化剂转换器37或下游侧空燃比传感器47是否正常的排气系统正常判定处理。排气系统正常判定处理以车辆10的主开关从断开变化为接通为条件而执行1次。

控制装置39在S300中，判定后续的处理的执行的前提条件是否成立。在后面对前提条件进行叙述。控制装置39在前提条件不成立的情况下(S300：否)，使S300的处理反复进行。控制装置39在前提条件成立的情况下(S300：是)，前进至S302。例如，前提条件可以包括下游侧空燃比传感器47的温度被推定为活性温度以上这一意思的条件。在下游侧空燃比传感器47的温度为活性温度以上时，能够确保下游侧空燃比传感器47的检测精度。由此，能够确保使用下游侧空燃比传感器47的检测值进行的排气系统正常判定处理的精度。

控制装置39在S302中执行浓化处理。详细地说，控制装置39通过将目标空燃比设定为比理论空燃比浓的空燃比，向催化剂转换器37供给具有浓的空燃比的排气。接下来，控制装置39前进至S304。

控制装置39在S304中判定下游侧空燃比传感器47是否检测到浓的空燃比。控制装置39在下游侧空燃比传感器47没有检测到浓的空燃比的情况下(S304：否)，返回S300。控制装置39在下游侧空燃比传感器47检测到浓的空燃比的情况下(S304：是)，前进至S306。在下游侧空燃比传感器47检测到浓的空燃比的情况下，认为催化剂转换器37的氧吸藏量成为了零。

控制装置39在S306中执行部分气缸燃料切断控制(以下，记载为部分气缸F/C控制)。部分气缸F/C控制包括停止对多个气缸31中的1个以上的气缸31的燃料供给，且在多个气缸31中的剩余气缸31中以理论空燃比执行燃烧的控制。例如，在S306中，控制装置39使发动机控制部38停止对1个气缸31的燃料供给，且在剩余的3个气缸31中以理论空燃比执行燃烧。通过这样执行部分气缸F/C控制，曲轴30由通过以理论空燃比进行燃烧而产生的能量驱动，从停止了燃料供给的气缸31向催化剂转换器37供给空气。即，S306是向催化剂转换器37供给空气的空气供给处理。这样，控制装置39执行向催化剂转换器37供给空气的空气供给处理。由此，能够向催化剂转换器37供给空气，并且将来自发动机11的输出用于车轮25的驱动或电池28的充电。即，部分气缸F/C控制在负荷运转中(例如，存在驱动力要求或充电要求的情况下)进行。接下来，控制装置39前进至S308。

控制装置39在S308中执行累计空气量算出处理。这里的累计空气量，是通过对从下游侧空燃比传感器47检测出空燃比为浓的时间点到下游侧空燃比传感器47检测出空燃比为稀的时间点为止向催化剂转换器37供给的空气的量进行累计而得到的值。即，这里的累计空气量，是到在空气供给处理中下游侧空燃比传感器47检测出排气的空燃比为稀为止所累计的空气的量。累计空气量算出处理如以下那样进行。

如图4所示，控制装置39当开始累计空气量算出处理后，在S400中，取得上次的累计空气量。此外，如上述那样，累计空气量是从在开始排气系统正常判定处理之后第一次在S304中判定为是而开始了部分气缸F/C控制时起的累计值。因而，在开始了排气系统正常判定处理时，累计空气量的初始值为零。接下来，控制装置39在S402中基于吸入空气量取得本次的F/C气缸31的气缸流入空气量。F/C气缸31是指进行燃料切断的气缸31。吸入空气量基于空气流量计40的检测值而取得。接下来，控制装置39在S404中通过对上次的累计空气量加上本次的F/C气缸31的气缸流入空气量来更新累计空气量。当这样执行累计空气量算出处理后，接下来，控制装置39前进至S310。

控制装置39在S310中判定下游侧空燃比传感器47是否检测到稀的空燃比。在下游侧空燃比传感器47检测到稀的空燃比的情况下，认为氧吸藏量达到了氧吸藏容量。控制装置39在S310中下游侧空燃比传感器47检测到稀的空燃比的情况下(S310：是)，前进至S312。

控制装置39在S312中判定累计空气量是否比第1阈值IAATh1小。控制装置39在累计空气量比第1阈值IAATh1小的情况下(S312：是)，前进至S314，判定为催化剂转换器37异常。第1阈值IAATh1是将第1阈值OSCTh1换算成空气量而得到的值。若将在S312中参照的累计空气量换算成氧量，则得到氧吸藏容量。“将累计空气量与第1阈值IAATh1进行比较”等价于“将氧吸藏容量与第1阈值OSCTh1进行比较”。以上参照图2所说的是：在氧吸藏容量比第1阈值OSCTh1小的情况下，认为催化剂转换器异常。控制装置39在累计空气量比第1阈值IAATh1小的情况下，能够判定为催化剂转换器37异常。

控制装置39在累计空气量为第1阈值IAATh1以上的情况下(S312：否)，前进至S316，在S316中，判定为催化剂转换器37正常。接下来，控制装置39在S318中判定为下游侧空燃比传感器47正常。

控制装置39在S310中下游侧空燃比传感器47没有检测到稀的空燃比的情况下(S310：否)，前进至S320。控制装置39在S320中判定累计空气量是否比第2阈值IAATh2大。控制装置39在累计空气量比第2阈值IAATh2大的情况下(S320：是)，前进至S322，在S322中，判定为下游侧空燃比传感器47异常。第2阈值IAATh2是将第2阈值OSCTh2换算成空气量而得到的值。若将在S320中参照的累计空气量换算成氧量，则得到氧吸藏量。“将累计空气量与第2阈值IAATh2进行比较”等价于“将氧吸藏量与第2阈值OSCTh2进行比较”。以上参照图2所说的是：在氧吸藏容量比第2阈值OSCTh2大的情况下，认为下游侧空燃比传感器47异常。控制装置39在累计空气量比第2阈值IAATh2大的情况下，能够判定为下游侧空燃比传感器47异常。即，该情况下，累计空气量脱离了与催化剂转换器37的规格相应的氧吸藏容量所对应的预定的范围。控制装置39在累计空气量为第2阈值IAATh2以下的情况下(S320：否)，前进至S306，继续进行处理。

控制装置39在执行了S314、S318或S322的处理的情况下，结束排气系统正常判定处理。

<本实施方式的作用>

通过排气系统正常判定处理，首先，利用浓化处理使催化剂转换器37的氧吸藏量成为零(S300～S304)。然后，当催化剂转换器37的氧吸藏量成为零后(S304：是)，执行基于部分气缸F/C的空气供给处理(S306)，并且进行累计空气量的算出(S308)。然后，当下游侧空燃比传感器47检测出为稀(S310：是)而氧到达比催化剂转换器37靠下游侧处时，停止累计空气量的算出。到该时间点为止的累计空气量，是从氧吸藏量为零的状态到催化剂转换器37无法将氧全部吸藏为止向催化剂转换器37的空气供给量。因而，该累计空气量示出催化剂转换器37的氧吸藏容量的大小。即，在该控制装置39中，算出到在S310中判定为是为止的累计空气量的处理，相当于氧吸藏容量推定处理。

然后，在上述排气系统正常判定处理中，当氧吸藏容量推定处理像这样完成后，基于作为氧吸藏容量的指标值的精算空气量，判定催化剂转换器37或下游侧空燃比传感器47的正常或异常(S314、S316、S318、S322)。

<本实施方式的效果>

(1)空气供给处理，包括停止对多个气缸31中的1个以上的气缸31的燃料供给，且在多个气缸31中的剩余气缸31中以理论空燃比执行燃烧的处理。因而，曲轴30由通过以理论空燃比进行燃烧而产生的能量驱动，从停止了燃料供给的1个以上的气缸31向催化剂转换器37供给空气。即，与进行稀燃烧的情况相比，能够在抑制排气性状的恶化的同时推定氧吸藏容量。而且，也无需再为了向催化剂转换器37供给空气而进行起转控制，所以抑制了因起转控制导致的燃料经济性的恶化。

(2)在催化剂转换器37存在异常的情况下，催化剂转换器37无法吸藏足够量的氧。即，在催化剂转换器37存在异常的情况下，到检测出空燃比为稀为止的累计空气量小。于是，在上述构成中，作为用于对催化剂转换器37异常进行判定的阈值，设定第1阈值IAATh1，确认累计空气量的大小是否比第1阈值IAATh1小。若采用这样的构成，则能够基于“累计空气量比第1阈值IAATh1小”来判定催化剂转换器37的异常。

(3)在催化剂转换器37正常的情况下，催化剂转换器37能够吸藏足够的氧。即，在催化剂转换器37正常的情况下，到检测出空燃比为稀为止的累计空气量成为某种程度的大小。于是，在上述构成中，作为用于对催化剂转换器37正常进行判定的阈值，设定第1阈值IAATh1，确认累计空气量的大小是否为第1阈值IAATh1以上。若采用这样的构成，则能够基于“累计空气量为第1阈值IAATh1以上”而判定为催化剂转换器37正常。

(4)氧吸藏容量根据催化剂转换器37的规格而决定。因而，若确认到累计空气量脱离了与催化剂转换器37的规格相应的氧吸藏容量所对应的预定的范围，则能够判定为下游侧空燃比传感器47存在异常。于是，在上述构成中，作为用于对下游侧空燃比传感器47存在异常进行判定的阈值，设定第2阈值IAATh2，确认累计空气量的大小是否比第2阈值IAATh2大。若采用这样的构成，则能够基于“累计空气量比第2阈值IAATh2大”而判定为下游侧空燃比传感器47异常。

(5)作为向催化剂转换器37供给空气的方法，可以考虑在多个气缸31中全部停止燃烧的全气缸燃料切断控制(以下，记载为全气缸F/C控制)。但是，全气缸F/C控制在无负荷运转中进行。即，全气缸F/C控制以没有驱动力要求及充电要求为条件而执行。在车辆运转时，存在驱动力要求或充电要求的情况多。因而，在利用全气缸F/C控制来实现空气供给处理的情况下，在催化剂转换器37的氧吸藏量达到氧吸藏容量之前，全气缸F/C控制会结束，怎么也无法完成氧吸藏容量的推定。相对于此，部分气缸F/C控制在存在驱动力要求或充电要求时执行。因而，根据本实施方式，与仅通过全气缸F/C控制向催化剂转换器37供给空气来算出累计空气量的构成相比，能够增加能够算出累计空气量的机会，得到氧吸藏容量的推定机会。

(6)在推定氧吸藏容量的情况下，通过部分气缸F/C控制而非稀燃烧向催化剂转换器37供给空气。与稀燃烧相比，部分气缸F/C控制能够高效地向催化剂转换器37供给空气。因此，与通过稀燃烧推定氧吸藏容量的构成相比，能够通过进行部分气缸F/C控制迅速地推定氧吸藏容量。

(7)在执行部分气缸F/C控制时，在F/C气缸31以外的气缸31中以理论空燃比执行燃烧。因而，能够避免从F/C气缸31以外的气缸31向催化剂转换器37供给的未燃燃料与催化剂转换器37中的氧反应这样的状况。由此，能够更准确地推定氧吸藏容量。

而且，不需要使从F/C气缸31以外的气缸向催化剂转换器37供给的空气的量包含于累计空气量。在与本实施方式不同，在F/C气缸31以外的气缸31中执行稀燃烧的情况下，需要基于上游侧空燃比传感器46的输出算出从F/C气缸31以外的气缸31向催化剂转换器37供给的空气的量。在本实施方式中，在F/C气缸31以外的气缸31中以理论空燃比执行燃烧，所以无需上游侧空燃比传感器46。因而，能够排除因上游侧空燃比传感器46的增益或响应性而对累计空气量的算出产生不良影响的可能性。

(变更例)

本实施方式可以如以下这样变更来实施。本实施方式及以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内彼此组合来实施。

·在上述实施方式中，空气供给处理包括：停止对多个气缸31中的1个以上的气缸31的燃料供给，且在多个气缸31中的剩余气缸31中以理论空燃比执行燃烧。也可以代替该方案，而使空气供给处理包括：通过停止对多个气缸31中的1个以上的气缸31的燃料供给，且在多个气缸31中的剩余气缸31中以低于理论空燃比的空燃比执行燃烧，将从多个气缸31向催化剂转换器37供给的排气整体的空燃比控制成稀。该情况下，在进行燃烧的气缸31中也不进行稀燃烧。因而，与进行稀燃烧的情况相比，能够在抑制排气性状的恶化的同时推定氧吸藏容量。为了更准确地执行排气系统正常判定处理，在S312或S320中，累计空气量也可以减去与“从以低于理论空燃比的空燃比执行了燃烧的气缸31向催化剂转换器37供给的未燃燃料”发生反应的空气的量。

·上游侧空燃比传感器46也可以省略。

·在上述实施方式中，示出了仅通过部分气缸F/C控制执行空气供给处理的例子，但也可以组合全气缸F/C控制来执行空气供给处理。即，也可以采用在负荷运转时通过部分气缸F/C控制供给空气，在无负荷运转时通过全气缸F/C控制供给空气的构成。若采用这样的构成，则无论是无负荷运转时还是负荷运转时，都能够供给空气，所以，能够无中断地向催化剂转换器37持续供给空气。因此，能够迅速地使氧吸藏量容量推定处理完成。

·在上述实施方式中，空气供给处理使发动机控制部38停止对1个气缸31的燃料供给，且在剩余的3个气缸31中以理论空燃比执行燃烧。也可以代替该方案，例如，空气供给处理包括：使发动机控制部38停止对2个气缸31的燃料供给，且在剩余的2个气缸31中以理论空燃比执行燃烧。即，在空气供给处理中停止燃料供给的气缸31的数量不限于1个。即，“在多个气缸31中的哪个气缸中进行燃料切断”可以适当变更。也可以仅在多个气缸31中的1个以上的特定气缸31中进行燃料切断。也可以在某个气缸31中以在多个燃烧循环中1次的频度进行燃料切断。

·若执行部分气缸F/C控制，则会发生瞬间的转矩丢失。在部分气缸F/C控制的执行时，也可以执行用于抑制因瞬间的转矩丢失导致的驱动力不足和/或噪声振动恶化的处理。例如，也可以通过提高对发动机11的要求输出值以补偿发动机11的输出降低量的处理来消除驱动力不足。也可以通过利用第1马达12和/或第2马达13补充发动机11的输出降低量的处理来消除驱动力不足。也可以通过与发动机11的转矩脉动相匹配地周期性地补充马达转矩的处理来消除噪声振动恶化。

·例如，前提条件可以包括允许执行用于抑制因瞬间的转矩丢失导致的驱动力不足和/或噪声振动恶化的处理这一意思的条件。例如，前提条件可以包括电池28的状态为预定的状态这一意思的条件。由此，能够避免因电池28处于低温状态或蓄电率低而无法使用电池28执行上述处理这样的状况。例如，前提条件可以包括第1马达12和/或第2马达13的状态所涉及的条件。例如，能够避免“第1马达12和/或第2马达13中的部件(例如线圈、变换器)的温度高，为了保护部件而限制第1马达12和/或第2马达13的转矩，无法使用第1马达12和/或第2马达13执行上述处理”这样的状况。例如，前提条件可以包括通信的状态处于预定的状态(例如，没有产生通信中断，且没有产生通信延迟)这一意思的条件。为了实现上述处理而进行的ECU间的通信的可靠性得以保证。

·在排气系统正常判定处理中部分气缸F/C控制中断了的情况下，排气系统正常判定处理中断。也可以进行避免部分气缸F/C控制中断那样的处理。例如，也可以进行在混合动力车辆中进行了间歇停止禁止及全气缸F/C控制禁止的基础上将对发动机的要求输出保持为恒定或提高要求输出那样的控制，以相对于电池28的充放电量来调整发动机11的输出的过剩不足。

·在执行部分气缸F/C控制时，也可以停止空燃比反馈控制。或者，在执行部分气缸F/C控制时，也可以减小反馈增益。由此，能够避免由于因部分气缸F/C控制而产生的稀突出(空燃比过渡地变为稀)而对进行燃烧的气缸31即燃烧气缸31中的目标空燃比过度地进行浓修正。

·有可能由于因部分气缸F/C控制而产生的稀突出(spike)而不合适地更新空燃比学习值。为了防止该情况，也可以在部分气缸F/C控制中停止空燃比学习控制。

·在部分气缸F/C控制中，也可以停止F/C气缸31中的点火。由此，能够防止F/C气缸31中的非意图的燃烧。除此之外，为了防止F/C气缸31中的非意图的燃烧，可以进行扫气切断(purge cut)、在燃烧气缸31中进行直喷、在仅具有进气口喷射阀的构成中与进气门的打开同步地喷射燃料、EGR切断、使进气气门正时提前来抑制混合气向进气系统逆流的情况等处理。

·在上述实施方式中，多个气缸31的数是4个。多个气缸31的数量可以适当地变更。

·在上述实施方式中，进行判定催化剂转换器37的正常或异常的处理、判定下游侧空燃比传感器47的正常或异常的处理。这些处理也可以省略。即，S312、S314、S316、S318、S320、S322的处理也可以省略。

·在上述实施方式中，排气系统正常判定处理以车辆10的主开关从断开变化为接通为条件而执行1次。也可以代替该方案，例如在累计空气量与第1阈值IAATh1的偏差小的情况下、或者在累计空气量与第2阈值IAATh2的偏差小的情况下，执行多次排气系统正常判定处理。通过基于进行了多次排气系统正常判定处理的结果来进行排气系统的正常判定，能够提高判定精度。

·在排气系统正常判定处理中，在判定为催化剂转换器37或下游侧空燃比传感器47异常的情况下，也可以以背景技术一栏所记载的方法等别的方法来判定异常。

·在上述实施方式中，排气系统正常判定处理以车辆10的主开关从断开变化为接通为条件而执行1次。也可以代替该方案，例如，排气系统正常判定处理以将减低稳定排放作为目的的部分气缸F/C控制或将GPF再生作为目的的部分气缸F/C控制的执行为条件而执行。

·在上述实施方式中所说明的排气系统正常判定处理的前提条件可以适当变更。例如，前提条件可以包括与累计空气量的算出相关的部件及传感器(例如节气门34、空气流量计40等)没有故障这一意思的条件。由此，能够确保排气系统正常判定处理的精度。例如，前提条件可以包括基于发动机冷却水温度及油温为例如75度以上而判定为发动机11处于预热完成状态这一意思的条件。前提条件可以包括发动机11处于运转过程中而非停止状态这一意思的条件。例如，前提条件可以包括没有在执行空燃比有可能从理论空燃比变动的控制这一意思的条件。这例如是没有在执行特殊的燃料增量控制这一意思的条件。特殊的燃料增量控制例如可以是部件保护增量。所谓部件保护增量，是着眼于“若使燃料增加则排气温度会下降，能够抑制与排气接触的部件因热而劣化的情况”这一点而进行的控制。特殊的燃料增量控制例如可以包括功率增量、冷机增量、发动机启动后增量、燃料切断结束后增量。在满足了没有在执行特殊的燃料增量控制这一意思的条件时，能够在F/C气缸31以外的气缸31中在理论空燃比下执行燃烧。由此，能够基于从F/C气缸31向催化剂转换器37供给的空气的量高精度地算出累计空气量。例如，前提条件可以包括推定为催化剂转换器37的温度处于预定的范围内(例如500～800度)这一意思的条件。这考虑了催化剂转换器37的温度影响氧吸藏容量的可能性。预定的范围的下限值可以是催化剂活性温度，预定的范围的上限值可以是部件保护温度。例如，前提条件可以包括发动机转速的变化小且负荷变化小这一意思的条件。即，前提条件可以包括发动机11不处于过渡运转状态这一意思的条件。由此，能够避免因发动机11处于过渡运转状态导致的累计空气量的算出精度的降低、因发动机11处于过渡运转状态导致的空燃比的控制的不稳定化。例如，通过设定该条件，能够避免因具有进气口喷射阀的发动机的过渡运转时的进气口湿润量(port wet)的变化导致的空燃比的不稳定化。例如，前提条件可以包括可能对累计空气量的算出造成影响的外气压、吸入空气温度、外气温所相关的条件。例如，前提条件可以包括吸入空气量处于预定范围内(例如5～30g/s)这一意思的条件。通过设定吸入空气量的下限值，能够避免在吸入空气量过小的情况下，基于累计空气量的大小而进行的排气系统正常判定处理花费时间的情况。通过设定吸入空气量的上限值，基于累计空气量的大小而进行的排气系统正常判定处理的可靠度能够确保。假设在吸入空气量过大的情况下，在最初执行S306及S308的处理的时间点，有可能产生下游侧空燃比传感器47的输出成为稀，并且累计空气量超过第1阈值IAATh1的状况。该情况下，即便假设氧吸藏容量比第1阈值OSCTh1小，也无法判定为催化剂转换器37异常。例如，前提条件可以包括没有在执行有可能向F/C气缸31供给燃料的控制这一意思的条件。由此，能够避免从F/C气缸31向催化剂转换器37供给的空气与燃料发生反应而累计空气量的算出变得困难的状况。基于同样的理由，例如，前提条件可以包括扫气浓度(从燃料箱向进气通路32流入的燃料蒸气的浓度)小(例如零)和/或排气再循环(EGR)量小(例如零)这一意思的条件。例如，前提条件可以包括在排气系统正常判定处理的执行时间点下的发动机11的运转区域及该运转区域的附近，空燃比控制的学习已完成这一意思的条件。由此，能够确保将空燃比控制成理论空燃比的精度。

·在上述实施方式中，控制装置39执行将累计空气量与第1阈值IAATh1或第2阈值IAATh2进行比较的处理。然而，这不过是例示。控制装置39也可以将累计空气量换算成氧量，将换算后的氧量与第1阈值OSCTh1或第2阈值OSCTh2进行比较。

·在上述实施方式中，F/C气缸31的吸入空气量基于空气流量计40的检测值取得。也可以代替该方案，吸入空气量根据进气系统物理模型来计算。例如，可以根据设计参数、节气门开度、可变气门正时(VVT)、EGR等致动器量来计算。也可以代替该方案，吸入空气量基于进气歧管压力传感器来取得。

·在上述实施方式中，控制装置39在累计空气量为第1阈值IAATh1以上的情况下，在S318中判定为下游侧空燃比传感器47正常。控制装置39也可以在到检测出空燃比为稀为止的累计空气量为第2阈值IAATh2以下时，判定为下游侧空燃比传感器47正常。氧吸藏容量根据催化剂转换器37的规格而决定。因而，若确认到累计空气量没有脱离与催化剂转换器37的规格相应的氧吸藏容量所对应的预定的范围，则能够判定为下游侧空燃比传感器47正常。因此，在上述构成中，作为用于对下游侧空燃比传感器47正常进行判定的阈值，设定第2阈值IAATh2，确认累计空气量的大小是否为第2阈值IAATh2以下。若采用这样的构成，则能够基于“累计空气量为第2阈值IAATh2以下”而判定为下游侧空燃比传感器47正常。

·排气系统正常判定处理结束后，也可以从部分气缸F/C控制等回到原来的控制状态。然而，在用于GPF再生的升温要求等中要求了部分气缸F/C控制的情况下也可以不结束部分气缸F/C控制而继续进行部分气缸F/C控制。

·在排气系统正常判定处理结束时基于燃料切断的向催化剂转换器37的氧供给量有可能变得过剩。因此，在排气系统正常判定处理结束后也可以实施与通常时相比将目标空燃比设定为浓等使燃料喷射量增大的控制。

·在排气系统正常判定处理中进行了燃料切断的气缸31与其他燃烧气缸31相比缸内温度降低，且处于进气口湿润不足的状态。因而，排气系统正常判定处理后，也可以通过在进行了燃料切断的气缸31中，与其他燃烧气缸31相比使燃料喷射量增大，从而使气缸31间的产生转矩均匀。

·在上述实施方式中，控制装置39具备CPU、ROM、RAM，执行软件处理。然而，这不过是例示。例如，控制装置39也可以具备对在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分进行处理的专用的硬件电路(例如ASIC等)。即，控制装置39是以下的(a)～(c)中的任一构成即可。(a)控制装置39具备按照程序执行全部处理的处理装置和存储程序的ROM等程序储存装置。即，控制装置39具备软件执行装置。(b)控制装置39具备按照程序执行处理的一部分的处理装置和程序储存装置。而且，控制装置39具备执行剩余的处理的专用的硬件电路。(c)控制装置39具备执行全部处理的专用的硬件电路。在此，软件执行装置和/或专用的硬件电路也可以是多个。即，上述处理可以由具备软件执行装置及专用的硬件电路中的至少一方的处理电路(processing circuitry)来执行。处理电路所包含的软件执行装置及专用的硬件电路也可以是多个。程序储存装置即计算机可读介质包括能够以通用或专用的计算机访问的所有可利用的介质。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，控制如下内燃机，所述内燃机具有：多个气缸；催化剂转换器，构成为净化排气并且吸藏氧；及排气传感器，设置于比所述催化剂转换器靠下游侧处，构成为检测氧，

所述控制装置具备处理电路，该处理电路构成为执行浓化处理、空气供给处理及氧吸藏容量推定处理，

所述浓化处理是到所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓为止，向所述催化剂转换器供给具有浓的空燃比的排气的处理，

所述空气供给处理是在所述浓化处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓之后，到所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止，向所述催化剂转换器供给空气的处理，

所述氧吸藏容量推定处理是通过对到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向所述催化剂转换器供给的空气的量进行累计来推定所述催化剂转换器的氧吸藏容量的处理，

所述空气供给处理包括：通过停止对所述多个气缸中的1个以上的气缸的燃料供给，且在所述多个气缸中的剩余气缸中以理论空燃比执行燃烧，从而以避免向所述催化剂转换器供给的未燃燃料与所述催化剂转换器中的氧反应的方式将从所述多个气缸向所述催化剂转换器供给的排气整体的空燃比控制成稀。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止所累计的空气的量即累计空气量比第1阈值小时，判定为所述催化剂转换器异常。

3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止所累计的空气的量即累计空气量为第1阈值以上时，判定为所述催化剂转换器正常。

4.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，在所述累计空气量为比所述第1阈值大的第2阈值以下时，判定为所述排气传感器正常。

5.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，在所述累计空气量为比所述第1阈值大的第2阈值以下时，判定为所述排气传感器正常。

6.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，在所述累计空气量大于比所述第1阈值大的第2阈值时，判定为所述排气传感器异常。

7.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，

所述处理电路构成为，在所述累计空气量大于比所述第1阈值大的第2阈值时，判定为所述排气传感器异常。

8.一种内燃机的控制方法，控制如下内燃机，所述内燃机具有：多个气缸；催化剂转换器，构成为净化排气并且吸藏氧；及排气传感器，设置于比所述催化剂转换器靠下游侧处，构成为检测氧，

所述控制方法包括：

执行浓化处理，所述浓化处理是到所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓为止，向所述催化剂转换器供给具有浓的空燃比的排气的处理；

执行空气供给处理，所述空气供给处理是在所述浓化处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为浓之后，到所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止，向所述催化剂转换器供给空气的处理；及

执行氧吸藏容量推定处理，所述氧吸藏容量推定处理是通过对到在所述空气供给处理中所述排气传感器检测出排气的空燃比为稀为止向所述催化剂转换器供给的空气的量进行累计来推定所述催化剂转换器的氧吸藏容量的处理，

所述空气供给处理包括：通过停止对所述多个气缸中的1个以上的气缸的燃料供给，且在所述多个气缸中的剩余气缸中以理论空燃比执行燃烧，从而以避免向所述催化剂转换器供给的未燃燃料与所述催化剂转换器中的氧反应的方式将从所述多个气缸向所述催化剂转换器供给的排气整体的空燃比控制成稀。