JP2010180746A - Air-fuel ratio inter-cylinder imbalance determining device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多気筒内燃機関に適用され、各気筒に供給される混合気の空燃比の不均衡(空燃比気筒間インバランス、空燃比気筒間ばらつき、気筒間における空燃比の不均一性)が大きくなったことを判定(監視・検出)することができる「内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置」に関する。 The present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine, and an air-fuel ratio imbalance of an air-fuel mixture supplied to each cylinder (air-fuel ratio imbalance among cylinders, air-fuel ratio variation among cylinders, air-fuel ratio non-uniformity among cylinders). The present invention relates to an “air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine” that can determine (monitor / detect) that the engine has increased.
従来から、内燃機関の排気通路に配設された三元触媒と、同排気通路であって同三元触媒の上流及び下流にそれぞれ配置された上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサと、を備えた空燃比制御装置が広く知られている。この空燃比制御装置は、機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)が理論空燃比と一致するように、上流側空燃比センサの出力値と下流側空燃比センサの出力値とに基いて、機関の空燃比をフィードバック制御するようになっている。 Conventionally, a three-way catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage and upstream and downstream of the three-way catalyst, An air-fuel ratio control device including the above is widely known. This air-fuel ratio control device is configured to output the upstream air-fuel ratio sensor output value and the downstream air-fuel ratio sensor output value so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (engine air-fuel ratio) matches the stoichiometric air-fuel ratio. Based on the above, the air-fuel ratio of the engine is feedback-controlled.
このような空燃比制御装置は、全気筒に対して共通する制御量(空燃比フィードバック量)を用いて機関の空燃比を制御する。即ち、機関全体に供給される混合気の空燃比の平均値が理論空燃比に一致するように空燃比制御が実行される。 Such an air-fuel ratio control apparatus controls the air-fuel ratio of the engine using a control amount (air-fuel ratio feedback amount) common to all cylinders. That is, the air-fuel ratio control is executed so that the average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine matches the stoichiometric air-fuel ratio.
例えば、機関の吸入空気量の測定値又は推定値が「真の吸入空気量」と乖離した場合、燃料噴射量が「理論空燃比を得るために必要な量」と乖離する。その結果、各気筒の空燃比は一律に理論空燃比に対して「リッチ側又はリーン側」へと偏移する。この場合、従来の空燃比制御は、機関に供給される混合気の空燃比を「リーン側又はリッチ側」へと移行する。その結果、各気筒に供給される混合気の空燃比は理論空燃比近傍の空燃比へと修正される。従って、各気筒における燃焼は完全燃焼(混合気の空燃比が理論空燃比であるときの燃焼)に近づき、且つ、三元触媒に流入する排ガスの空燃比は理論空燃比又は理論空燃比近傍の空燃比となる。よって、エミッションの悪化が回避される。 For example, when the measured or estimated value of the intake air amount of the engine deviates from the “true intake air amount”, the fuel injection amount deviates from “the amount necessary to obtain the theoretical air-fuel ratio”. As a result, the air-fuel ratio of each cylinder is uniformly shifted to the “rich side or lean side” with respect to the theoretical air-fuel ratio. In this case, in the conventional air-fuel ratio control, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is shifted to the “lean side or rich side”. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each cylinder is corrected to an air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the combustion in each cylinder is close to complete combustion (combustion when the air-fuel ratio of the mixture is the stoichiometric air-fuel ratio), and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is close to the stoichiometric air-fuel ratio or near the stoichiometric air-fuel ratio. It becomes an air fuel ratio. Therefore, deterioration of emission is avoided.
ところで、一般に、電子燃料噴射式内燃機関は、各気筒又は各気筒に連通した吸気ポートに一つの燃料噴射弁を備えている。従って、ある特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示された燃料噴射量よりも過大な量の燃料を噴射する特性」となると、その特定の気筒に供給される混合気の空燃比(その気筒の空燃比)のみが大きくリッチ側に変化する。即ち、気筒間における空燃比の不均一性(空燃比気筒間ばらつき、空燃比の気筒間インバランス)が大きくなる。換言すると、複数の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比(気筒別空燃比)の間に不均衡が生じる。 Incidentally, in general, an electronic fuel injection type internal combustion engine includes one fuel injection valve in each cylinder or an intake port communicating with each cylinder. Accordingly, when the characteristic of the fuel injection valve of a specific cylinder becomes “a characteristic of injecting an amount of fuel that is larger than the instructed fuel injection amount”, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to that specific cylinder (that Only the air-fuel ratio of the cylinder) greatly changes to the rich side. That is, the non-uniformity of air-fuel ratio among cylinders (air-fuel ratio variation among cylinders, air-fuel ratio imbalance among cylinders) increases. In other words, an imbalance occurs between the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to each of the plurality of cylinders (air-fuel ratios for each cylinder).
この場合、機関に供給される混合気の空燃比の平均は、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比となる。従って、全気筒に対して共通する空燃比フィードバック量により、上記特定の気筒の空燃比は理論空燃比に近づけられるようにリーン側へと変更される。更に、他の気筒の空燃比は理論空燃比から遠ざけられるようにリーン側へと変更させられる。このとき、上記特定の気筒の空燃比は依然として理論空燃比よりもリッチ側の空燃比となり、他の気筒の空燃比は理論空燃比よりも僅かにリーン側の空燃比となる。その結果、機関に供給される混合気の全体の空燃比の平均は略理論空燃比に一致させられる。 In this case, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine becomes an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the air-fuel ratio of the specific cylinder is changed to the lean side so as to approach the stoichiometric air-fuel ratio by the air-fuel ratio feedback amount common to all cylinders. Further, the air-fuel ratios of the other cylinders are changed to the lean side so as to be away from the stoichiometric air-fuel ratio. At this time, the air-fuel ratio of the specific cylinder is still richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratios of other cylinders are slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, the average of the overall air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is made substantially coincident with the theoretical air-fuel ratio.
しかしながら、上記特定の気筒の空燃比は依然として理論空燃比よりもリッチ側の空燃比となり、残りの気筒の空燃比は理論空燃比よりもリーン側の空燃比となるから、各気筒における混合気の燃焼状態は完全燃焼とは相違した燃焼状態となる。この結果、各気筒から排出されるエミッションの量(未燃物の量及び窒素酸化物の量)が増大する。このため、機関に供給される混合気の空燃比の平均が理論空燃比であったとしても、増大したエミッションを三元触媒が浄化しきれず、結果として、エミッションが悪化する虞がある。従って、気筒間における空燃比の不均一性が過大になっていることを検出し、何らかの対策を講じさせるようにすることはエミッションを悪化させないために重要である。 However, the air-fuel ratio of the specific cylinder is still richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratios of the remaining cylinders are leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The combustion state becomes a combustion state different from complete combustion. As a result, the amount of emissions discharged from each cylinder (the amount of unburned matter and the amount of nitrogen oxides) increases. For this reason, even if the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst cannot completely purify the increased emission, and as a result, the emission may be deteriorated. Therefore, it is important to detect that the non-uniformity of the air-fuel ratio between cylinders is excessive and to take some measures so as not to deteriorate the emission.
このような「気筒間における空燃比の不均一性(空燃比気筒間インバランス、気筒別空燃比の間の不均衡)」が過大になったか否かを判定する従来の装置(空燃比気筒間インバランス判定装置)の一つは、排気集合部に配設された単一の空燃比センサの出力を分析することにより、各気筒の空燃比を表す推定空燃比を取得する。そして、この従来の装置は、各気筒の推定空燃比を用いて「気筒間における空燃比の不均一性」が過大になったか否かを判定するようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。 Conventional apparatus for determining whether or not such "non-uniformity of air-fuel ratio among cylinders (air-fuel ratio imbalance among cylinders, imbalance between cylinder-specific air-fuel ratios)" has become excessive (between air-fuel ratio cylinders) One of the imbalance determination devices analyzes the output of a single air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust collecting portion, thereby obtaining an estimated air-fuel ratio that represents the air-fuel ratio of each cylinder. And this conventional apparatus determines whether "the non-uniformity of the air-fuel ratio between cylinders" has become excessive using the estimated air-fuel ratio of each cylinder (for example, see Patent Document 1). reference.).
しかしながら、上記従来の装置は、機関の回転とともに変動する排ガスの空燃比を空燃比センサによって短時間の経過毎に検出しなければならない。このため、非常に応答性の良い空燃比センサが必要である。更に、空燃比センサが劣化すると応答性が低下するから、各気筒の空燃比を精度良く推定することができないという問題が生じる。加えて、空燃比の変動をノイズと分離することも容易ではない。また、高速のデータサンプリング技術及び処理能力の高い高性能のCPUが必要である。このように、上記従来の装置は多くの解決すべき課題を有する。 However, the above-mentioned conventional apparatus must detect the air-fuel ratio of the exhaust gas that fluctuates with the rotation of the engine with an air-fuel ratio sensor every short time. For this reason, a highly responsive air-fuel ratio sensor is required. Furthermore, since the responsiveness decreases when the air-fuel ratio sensor deteriorates, there arises a problem that the air-fuel ratio of each cylinder cannot be accurately estimated. In addition, it is not easy to separate fluctuations in the air-fuel ratio from noise. In addition, a high-performance CPU with high-speed data sampling technology and high processing capability is required. As described above, the conventional apparatus has many problems to be solved.
従って、本発明の目的の一つは、「気筒間における空燃比の不均一性」が過大になったか否かを精度良く判定することができる「実用性の高い内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置」を提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to determine whether or not the “non-uniformity of air-fuel ratio among cylinders” has become excessively high. The object is to provide a “balance determination device”.
このため、本発明による空燃比気筒間インバランス判定装置は、「触媒の下流に配置され同触媒を通過した後の排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサ」の出力に基いて、空燃比気筒間インバランスの発生有無を判定するための「水素量差指示パラメータ」を取得する。この水素量差指示パラメータは、「前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量」と「前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量」との差が大きいほど大きくなるパラメータである。水素量差指示パラメータは、後に詳述するように、空燃比気筒間インバランスの程度に応じて変化する。従って、水素量差指示パラメータを精度良く取得することができれば、空燃比気筒間インバランスの発生の有無を精度良く判定することができる。 For this reason, the air-fuel ratio imbalance among cylinders determining apparatus according to the present invention provides an output of a “downstream air-fuel ratio sensor that outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of exhaust gas that has been disposed downstream of the catalyst and has passed through the catalyst”. Based on the above, a “hydrogen amount difference indicating parameter” for determining whether or not the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred is acquired. This hydrogen amount difference indicating parameter is a parameter that increases as the difference between "the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst" and "the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst" increases. It is. The hydrogen amount difference indicating parameter changes in accordance with the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders, as will be described in detail later. Therefore, if the hydrogen amount difference indicating parameter can be obtained with high accuracy, it is possible to accurately determine whether or not an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
より具体的に述べると、本発明による空燃比気筒間インバランス判定装置は、図1に装置の概略構成を示したように、複数の気筒を有する多気筒内燃機関(10)に適用される。この空燃比気筒間インバランス判定装置は、触媒(43)と、燃料噴射弁(25)と、上流側空燃比センサ(55)と、下流側空燃比センサ(56)と、を備える。 More specifically, the air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus according to the present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine (10) having a plurality of cylinders as shown in the schematic configuration of the apparatus in FIG. The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus includes a catalyst (43), a fuel injection valve (25), an upstream air-fuel ratio sensor (55), and a downstream air-fuel ratio sensor (56).
前記触媒は、前記機関の排気通路であって「前記複数の気筒のうちの少なくとも2以上の気筒(好ましくは、3以上の気筒)の燃焼室」から排出された排ガスが集合する「排気集合部(HK)」よりも下流側の部位に配設される。この触媒は、排ガスに含まれる成分のうちの少なくとも水素を酸化する触媒である。従って、この触媒は、三元触媒及び酸化触媒等であってもよい。更に、この触媒は、下流側空燃比センサを覆うように設けられた触媒要素であってもよい。 The catalyst is an exhaust passage of the engine, and an “exhaust collecting portion” collects exhaust gas discharged from “a combustion chamber of at least two cylinders (preferably, three or more cylinders) of the plurality of cylinders” (HK) ”is disposed at a downstream site. This catalyst is a catalyst that oxidizes at least hydrogen among the components contained in the exhaust gas. Therefore, this catalyst may be a three-way catalyst, an oxidation catalyst, or the like. Furthermore, this catalyst may be a catalyst element provided so as to cover the downstream air-fuel ratio sensor.
前記燃料噴射弁は、前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに対応して配設される。各燃料噴射弁は、その2以上の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射する。 The fuel injection valve is disposed corresponding to each of the at least two cylinders. Each fuel injection valve injects the fuel contained in the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the two or more cylinders.
前記上流側空燃比センサは、前記排気集合部、又は、前記排気通路の前記排気集合部と前記触媒との間に配設される。前記上流側空燃比センサは、前記触媒を通過する前の排ガスが接触する拡散抵抗層と、同拡散抵抗層に覆われ且つ同拡散抵抗層を通過して到達した排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する空燃比検出素子と、を有する。 The upstream air-fuel ratio sensor is disposed between the exhaust collecting portion or the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the catalyst. The upstream air-fuel ratio sensor includes a diffusion resistance layer in contact with the exhaust gas before passing through the catalyst, and an output corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas that is covered by the diffusion resistance layer and that has reached through the diffusion resistance layer An air-fuel ratio detection element that outputs a value.
前記上流側空燃比センサの一例は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報及び特開2004−69547号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える広域空燃比センサ」である。即ち、この上流側空燃比センサの一例は、固体電解質層、排気側電極層、大気が導入される空間に露呈した大気側電極層、及び、拡散抵抗層を含み、同排気側電極層と同大気側電極層とが同固体電解質層を挟んで対向するように同固体電解質層の両面にそれぞれ形成されるとともに、同排気側電極層が同拡散抵抗層により覆われてなる空燃比センサである。この場合、固体電解質層、排気側電極層及び大気側電極層が「前記空燃比検出素子」を構成する。 An example of the upstream air-fuel ratio sensor is disclosed in, for example, “A wide-range air-fuel ratio sensor having a diffusion resistance layer” disclosed in JP-A-11-72473, JP-A-2000-65782, JP-A-2004-69547, and the like. It is. That is, an example of the upstream air-fuel ratio sensor includes a solid electrolyte layer, an exhaust-side electrode layer, an atmosphere-side electrode layer exposed to the space where the atmosphere is introduced, and a diffusion resistance layer, and the same as the exhaust-side electrode layer. The air-fuel ratio sensor is formed on both surfaces of the solid electrolyte layer so that the air electrode layer is opposed to the air electrode layer and the exhaust electrode layer is covered with the diffusion resistance layer. . In this case, the solid electrolyte layer, the exhaust-side electrode layer, and the atmosphere-side electrode layer constitute “the air-fuel ratio detection element”.
このような空燃比センサは、検出対象のガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、前記拡散抵抗層を通過して前記排気側電極層(前記空燃比検出素子)に到達したガスの「酸素の濃度」に応じて変化する出力値を出力する。更に、このような空燃比センサは、検出対象のガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、前記拡散抵抗層を通過して前記排気側電極層(前記空燃比検出素子)に到達したガスの「未燃物の濃度」に応じて変化する出力値を出力する。即ち、このような空燃比センサは、検出対象ガスの空燃比がリーン及びリッチの何れの場合であっても、拡散抵抗層を通過して空燃比検出素子に到達した排ガスの成分(空燃比)に応じた出力値を出力する。 Such an air-fuel ratio sensor passes through the diffusion resistance layer and the exhaust-side electrode layer (the air-fuel ratio detection element) when the air-fuel ratio of the gas to be detected is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. An output value that changes in accordance with the “oxygen concentration” of the gas that has reached 1 is output. Further, such an air-fuel ratio sensor passes through the diffusion resistance layer when the air-fuel ratio of the gas to be detected is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and passes through the diffusion resistance layer (the air-fuel ratio detection). An output value that changes in accordance with the “unburned substance concentration” of the gas that has reached the device is output. That is, in such an air-fuel ratio sensor, the component (the air-fuel ratio) of the exhaust gas that has passed through the diffusion resistance layer and reached the air-fuel ratio detection element regardless of whether the air-fuel ratio of the detection target gas is lean or rich. The output value according to is output.
前記下流側空燃比センサは、前記触媒を通過した後の排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する。この下流側空燃比センサは、例えば、前記排気通路の前記触媒よりも下流側の位置に配設される。 The downstream air-fuel ratio sensor outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas after passing through the catalyst. The downstream air-fuel ratio sensor is disposed, for example, at a position downstream of the catalyst in the exhaust passage.
前記空燃比フィードバック制御手段は、「前記上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比」が「理論空燃比(上流側目標空燃比)」に一致するように、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量である「燃料噴射量」を「フィードバック制御」するように構成されている。 The air-fuel ratio feedback control means injects from the fuel injection valve so that “the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor” matches “theoretical air-fuel ratio (upstream target air-fuel ratio)”. The “fuel injection amount” that is the amount of fuel to be performed is “feedback controlled”.
前記インバランス判定手段は、「前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比」である「気筒別空燃比」の間に不均衡が生じているか否かの「空燃比気筒間インバランス判定」を実行する。ここで、本発明の空燃比気筒間インバランス装置による空燃比気筒間インバランス判定の原理について述べる。 The imbalance determination means is configured to determine whether or not an imbalance has occurred between “cylinder air-fuel ratio” that is “the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the at least two cylinders”. Execute “imbalance imbalance”. Here, the principle of determining the air-fuel ratio imbalance among cylinders by the air-fuel ratio imbalance among cylinders of the present invention will be described.
上述したように、空燃比フィードバック制御手段は、上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比が理論空燃比に一致するように、前記2以上の気筒の燃焼室に供給される混合気の空燃比(この場合、各燃料噴射弁から噴射される燃料の量)をフィードバック制御する。従って、「上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比」が「前記2以上の気筒の燃焼室に供給される混合気の空燃比の真の平均値(空燃比の真の時間的平均値)」に一致していれば、上記フィードバック制御により「前記2以上の気筒に供給される混合気の空燃比の真の平均値」は理論空燃比に一致する。なお、以下において、「前記2以上の気筒に供給される混合気」を便宜上「機関全体に供給される混合気」ともいう。 As described above, the air-fuel ratio feedback control means is the air-fuel mixture supplied to the combustion chambers of the two or more cylinders so that the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor matches the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio (in this case, the amount of fuel injected from each fuel injection valve) is feedback-controlled. Therefore, “the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor” is “the true average value of the air-fuel ratios of the air-fuel ratio supplied to the combustion chambers of the two or more cylinders (the true time of the air-fuel ratio). If it is equal to “average value)”, the “true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the two or more cylinders” matches the stoichiometric air-fuel ratio by the feedback control. In the following, “the mixture supplied to the two or more cylinders” is also referred to as “the mixture supplied to the entire engine” for convenience.
しかしながら、実際には、気筒間における空燃比の不均一性が過大になると、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、理論空燃比よりもリーン側の空燃比(理論空燃比よりも大きい空燃比)に制御されようとする。以下、この理由を述べる。 However, in reality, when the non-uniformity of the air-fuel ratio among the cylinders becomes excessive, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine becomes the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (theoretical The air-fuel ratio is greater than the air-fuel ratio). The reason for this will be described below.
機関に供給される燃料は炭素と水素との化合物である。従って、燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(理論空燃比よりも小さい空燃比)であると、「炭化水素HC、一酸化炭素CO及び水素H2等」の未燃物が中間生成物として生成される。この場合、燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であって理論空燃比から遠ざかるほど、燃焼期間中に中間生成物が酸素と出合って結合する確率が急激に小さくなる。この結果、排ガス中の未燃物(HC、CO及びH2)の量は、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に(例えば、二次関数的に)増大する(図13を参照。)。 The fuel supplied to the engine is a compound of carbon and hydrogen. Therefore, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied for combustion is an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (an air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio), “hydrocarbon HC, carbon monoxide CO and hydrogen H 2. Etc. "unburned material is produced as an intermediate product. In this case, as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture used for combustion is richer than the stoichiometric air-fuel ratio and farther from the stoichiometric air-fuel ratio, the probability that the intermediate product encounters oxygen and combines during the combustion period is increased. It decreases rapidly. As a result, the amount of unburned matter (HC, CO, and H 2 ) in the exhaust gas becomes abrupt (for example, as a quadratic function) as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer. Increase (see FIG. 13).
いま、特定気筒の空燃比のみが大きくリッチ側にずれたと仮定する。このような状況は、例えば、特定気筒に対して備えられている燃料噴射弁の噴射特性が「指示された燃料噴射量よりも相当に多い量の燃料を噴射する特性」になった場合に生じる。このような燃料噴射弁の異常は「燃料噴射弁のリッチずれ異常」とも称呼される。 Now, it is assumed that only the air-fuel ratio of the specific cylinder is greatly shifted to the rich side. Such a situation occurs, for example, when the injection characteristic of the fuel injection valve provided for the specific cylinder becomes “a characteristic for injecting a fuel amount much larger than the instructed fuel injection amount”. . Such an abnormality of the fuel injection valve is also referred to as “rich abnormality of the fuel injection valve”.
この場合、その特定気筒に供給される混合気の空燃比(特定気筒の空燃比)は、残りの気筒に供給される混合気の空燃比(残りの気筒の空燃比)に比較して、大きくリッチ側の空燃比へと変化する。即ち、空燃比気筒間インバランスが発生する。このとき、その特定気筒から極めて多量の未燃物(HC,CO,H2)が排出される。 In this case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the specific cylinder (the air-fuel ratio of the specific cylinder) is larger than the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the remaining cylinders (the air-fuel ratio of the remaining cylinders). It changes to the rich air-fuel ratio. That is, an air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs. At this time, an extremely large amount of unburned matter (HC, CO, H 2 ) is discharged from the specific cylinder.
ところで、水素H2は、炭化水素HC及び一酸化炭素CO等に比べて小さい分子である。従って、水素H2は他の未燃物(HC,CO)に比較して、上流側空燃比センサの拡散抵抗層を迅速に拡散する。このため、排ガス中にHC,CO及びH2からなる未燃物が多量に含まれると、拡散抵抗層において水素H2の選択的拡散(優先的な拡散)が発生する。即ち、水素H2は、空燃比検出素子の表面に「他の未燃物(HC,CO)」よりも多量に到達するようになる。この結果、水素H2の濃度と他の未燃物(HC,CO)の濃度とのバランスが崩れる。換言すると、上流側空燃比センサの空燃比検出素子に到達した排ガスに含まれる全未燃成分に対する水素H2の割合は、機関から排出された排ガスに含まれる全未燃成分に対する水素H2の割合よりも大きくなる。 By the way, hydrogen H 2 is a small molecule compared to hydrocarbon HC, carbon monoxide CO, and the like. Accordingly, hydrogen H 2 diffuses more quickly in the diffusion resistance layer of the upstream air-fuel ratio sensor than other unburned substances (HC, CO). For this reason, when a large amount of unburned material composed of HC, CO and H 2 is contained in the exhaust gas, selective diffusion (preferential diffusion) of hydrogen H 2 occurs in the diffusion resistance layer. That is, the hydrogen H 2 reaches the surface of the air-fuel ratio detection element in a larger amount than “other unburned substances (HC, CO)”. As a result, the balance between the concentration of hydrogen H 2 and the concentration of other unburned substances (HC, CO) is lost. In other words, the proportion of hydrogen H 2 to all of the unburnt substances contained in the exhaust gas reaching the air-fuel ratio sensing element of the upstream air-fuel ratio sensor, the hydrogen H 2 to all of the unburnt substances contained in the exhaust gas discharged from the engine Will be greater than the percentage.
例えば、いま、4気筒エンジンの各気筒に吸入される空気量(重量)がA0であり、各気筒に供給される燃料の量(重量)がF0であるとき、空燃比A0/F0が理論空燃比(例えば、14.5)であると仮定する。 For example, when the amount (weight) of air sucked into each cylinder of a four-cylinder engine is A0 and the amount (weight) of fuel supplied to each cylinder is F0, the air-fuel ratio A0 / F0 is theoretically empty. Assume a fuel ratio (eg, 14.5).
この場合において、各気筒に対して供給(噴射)される燃料の量が均等に10%だけ過剰であると仮定する。即ち、各気筒に1.1・F0の燃料が供給されたと仮定する。このとき、4気筒に供給される空気量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関全体に供給される空気量)は4・A0であり、4気筒に供給される燃料の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関全体に供給される燃料の量)は4.4・F0(=1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0)である。よって、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4.4・F0)=A0/(1.1・F0)となる。このとき、上流側空燃比センサの出力値は、空燃比A0/(1.1・F0)に応じた出力値となる。従って、空燃比フィードバック制御によって、機関全体に供給される混合気の空燃比は上流側目標空燃比である理論空燃比A0/F0に一致させられる。換言すると、空燃比フィードバック制御によって各気筒に供給される燃料の量が10%ずつ減量される。即ち、各気筒に1.0・F0の燃料が供給されるようになり、各気筒の空燃比は理論空燃比A0/F0に一致する。
In this case, it is assumed that the amount of fuel supplied (injected) to each cylinder is equally 10% excessive. That is, it is assumed that 1.1 · F0 fuel is supplied to each cylinder. At this time, the total amount of air supplied to the four cylinders (the amount of air supplied to the entire engine while each cylinder completes one combustion stroke) is 4 · A0, and is supplied to the four cylinders. The total amount of fuel (the amount of fuel supplied to the entire engine while each cylinder completes one combustion stroke) is 4.4 · F0 (= 1.1 · F0 + 1.1 · F0 + 1.1 ·
次に、ある一つの特定気筒に対して供給される燃料の量が40%だけ過剰な量(即ち、(1.4・F0))であり、残りの3気筒に対して供給される燃料の量は適正値(理論空燃比を得るために必要な燃料量であり、この場合1.0・F0)であると仮定する。このとき、4気筒に供給される空気量の総量は4・A0である。一方、4気筒に供給される燃料の総量は4.4・F0(=1.4・F0+F0+F0+F0)である。よって、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4.4・F0)=A0/(1.1・F0)となる。即ち、この場合の機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、前述した「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に10%だけ過剰である場合」と同じ値となる。 Next, the amount of fuel supplied to one particular cylinder is an excess amount by 40% (ie, (1.4 · F0)), and the amount of fuel supplied to the remaining three cylinders It is assumed that the amount is an appropriate value (the amount of fuel necessary to obtain the theoretical air-fuel ratio, in this case 1.0 · F0). At this time, the total amount of air supplied to the four cylinders is 4 · A0. On the other hand, the total amount of fuel supplied to the four cylinders is 4.4 · F0 (= 1.4 · F0 + F0 + F0 + F0). Therefore, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine is 4 · A0 / (4.4 · F0) = A0 / (1.1 · F0). In other words, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine in this case is the same as “when the amount of fuel supplied to each cylinder is equally 10% excessive”. Value.
しかしながら、前述したように、排ガス中の未燃物(HC、CO及びH2)の量は、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に増大する。加えて、上流側空燃比センサには、各気筒からの排ガスが混合した排ガスが到達する。従って、「特定気筒に対して供給される燃料の量のみが40%だけ過剰な量となった上記の場合に排ガスに含まれる水素の総量」は、「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に10%だけ過剰である場合に排ガスに含まれる水素の総量」よりも顕著に大きくなる。 However, as described above, the amount of unburned matter (HC, CO, and H 2 ) in the exhaust gas increases rapidly as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer. In addition, exhaust gas mixed with exhaust gas from each cylinder reaches the upstream air-fuel ratio sensor. Therefore, “the total amount of hydrogen contained in the exhaust gas in the above case where only the amount of fuel supplied to a specific cylinder is an excess amount by 40%” is “the amount of fuel supplied to each cylinder”. When the amount is equally excessive by 10%, it becomes significantly larger than the “total amount of hydrogen contained in the exhaust gas”.
この結果、上述した「水素H2の選択的拡散」に起因して、上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比は「機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値(A0/(1.1・F0))」よりもリッチ側の空燃比となる。つまり、排ガスの空燃比の平均値が同じリッチ側の空燃比であっても、空燃比気筒間インバランスが発生しているときの方が空燃比気筒間インバランスが発生していないときよりも、上流側空燃比センサの空燃比検出素子に到達する排ガスにおける水素H2の濃度が高くなる。故に、上流側空燃比センサの出力値は、混合気の空燃比の真の平均値よりもリッチ側の空燃比を示す値となるのである。 As a result, due to the above-mentioned “selective diffusion of hydrogen H 2 ”, the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is “the true average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine” The air-fuel ratio is richer than the value (A0 / (1.1 · F0)). In other words, even when the average value of the exhaust gas air-fuel ratio is the same rich-side air-fuel ratio, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring than when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur The concentration of hydrogen H 2 in the exhaust gas that reaches the air-fuel ratio detection element of the upstream air-fuel ratio sensor increases. Therefore, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor becomes a value indicating the richer air-fuel ratio than the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
その結果、上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比を理論空燃比に一致させようとするフィードバック制御により、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、理論空燃比よりもリーン側に制御されてしまう。以上が、気筒間における空燃比の不均一性が過大になったとき、空燃比の真の平均値が理論空燃比よりもリーン側に制御されてしまう理由である。 As a result, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine is calculated theoretically by feedback control that attempts to make the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor coincide with the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio is controlled to be leaner than the air-fuel ratio. The above is the reason why the true average value of the air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the non-uniformity of the air-fuel ratio between the cylinders becomes excessive.
一方、機関から排出された排ガスに含まれる水素H2は他の未燃物(HC,CO)とともに触媒において酸化(浄化)される。更に、下流側空燃比センサには、触媒を通過した排ガスが到達する。従って、下流側空燃比センサの出力値は、機関に供給されている混合気の真の空燃比の平均値に応じた値となる。その結果、特定気筒の空燃比のみが大きくリッチ側にずれた場合、下流側空燃比センサの出力値は、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御によって「過度にリーン側に補正された真の空燃比」に応じた値となる。 On the other hand, hydrogen H 2 contained in the exhaust gas discharged from the engine is oxidized (purified) in the catalyst together with other unburned substances (HC, CO). Further, the exhaust gas that has passed through the catalyst reaches the downstream air-fuel ratio sensor. Therefore, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor becomes a value corresponding to the average value of the true air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine. As a result, when only the air-fuel ratio of the specific cylinder is greatly shifted to the rich side, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor is “corrected to the excessively lean side” by feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. It becomes a value corresponding to “true air-fuel ratio”.
換言すると、特定気筒の空燃比がリッチ側に移行することにより触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量が多くなるほど、「水素の選択的拡散」と「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」とに起因して「機関に供給される混合気の真の空燃比」は「よりリーン側」に制御され、その結果が下流側空燃比センサの出力値に現れる。従って、下流側空燃比センサの出力値は、前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差に応じて変化することになる。 In other words, as the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst increases as the air-fuel ratio of the specific cylinder shifts to the rich side, the “selective diffusion of hydrogen” and the “output value of the upstream air-fuel ratio sensor” The “true air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine” is controlled to “more lean side” due to the “feedback control based on”, and the result appears in the output value of the downstream air-fuel ratio sensor. Therefore, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor changes according to the difference between the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst and the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst. become.
そこで、上記インバランス判定手段は、水素量差指示パラメータ取得手段を備える。
この水素量差指示パラメータ取得手段は、「前記フィードバック制御が実行されているときの前記下流側空燃比センサの出力値」に基いて、「前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差」が大きいほど大きくなる「水素量差指示パラメータ」を取得する。
Therefore, the imbalance determination means includes a hydrogen amount difference instruction parameter acquisition means.
This hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means is configured to determine, based on “the output value of the downstream air-fuel ratio sensor when the feedback control is being executed”, “the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst”. And a “hydrogen amount difference indicating parameter” that increases as the “difference between the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst” increases.
図2は、下流側空燃比センサの出力値に基いて算出される「サブフィードバック量の学習値(サブFB学習値)」を曲線C1により示したグラフである。図2の横軸はインバランス割合である。インバランス割合とは、「理論空燃比Xに対する、理論空燃比Xとそのリッチずれした気筒の空燃比afとの差Y(=X−af)、の比(Y/X)」のことである。 FIG. 2 is a graph showing a “sub feedback amount learning value (sub FB learning value)” calculated based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor by a curve C1. The horizontal axis in FIG. 2 represents the imbalance ratio. The imbalance ratio is “the ratio (Y / X) of the difference Y (= X−af) between the theoretical air-fuel ratio X and the rich air-fuel ratio af of the cylinder with respect to the theoretical air-fuel ratio X”. .
サブフィードバック量は、下流側空燃比センサの出力値を理論空燃比に応じた値に一致させるための空燃比(燃料噴射量)のフィードバック量である。換言すると、サブフィードバック量は、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御によって「過度にリーン側に補正された真の空燃比」を補償する量であるので、その「過度にリーン側に補正された真の空燃比」に応じた値となる。従って、サブフィードバック量は、前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差に応じて変化する量である。更に、サブフィードバック量の学習値は、サブフィードバック量の定常成分に接近するように更新される値である。よって、サブフィードバック量又はサブフィードバック量の学習値は、水素量差指示パラメータとして採用することができる。 The sub feedback amount is a feedback amount of an air fuel ratio (fuel injection amount) for making the output value of the downstream air fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to the theoretical air fuel ratio. In other words, the sub-feedback amount is an amount that compensates for the “true air-fuel ratio corrected excessively to the lean side” by feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. It becomes a value corresponding to the “corrected true air-fuel ratio”. Accordingly, the sub-feedback amount is an amount that changes according to the difference between the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst and the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst. Further, the learning value of the sub feedback amount is a value updated so as to approach the steady component of the sub feedback amount. Therefore, the sub feedback amount or the learned value of the sub feedback amount can be adopted as the hydrogen amount difference indicating parameter.
従って、サブフィードバック量の学習値は、図2の曲線C1により示したように、インバランス割合が大きくなるほど大きくなる。そして、インバランス判定手段は、例えば、この水素量差指示パラメータとしての「サブフィードバック量の学習値」が判定閾値Athbaseよりも大きいとき、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定するように構成され得る。 Therefore, the learning value of the sub feedback amount increases as the imbalance ratio increases, as indicated by the curve C1 in FIG. The imbalance determination means is configured to determine that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred, for example, when the “learning value of sub-feedback amount” as the hydrogen amount difference indicating parameter is larger than the determination threshold Athbase. Can be done.
更に、一つの特定気筒の空燃比のみが大きくリーン側にずれるような空燃比気筒間インバランスが発生した場合においても、図2のインバランス割合が負である領域に示したように、水素量差指示パラメータとしての「サブフィードバック量の学習値」は増大する。このような状況は、例えば、特定気筒に対して備えられている燃料噴射弁の噴射特性が「指示された燃料噴射量よりも相当に少ない量の燃料を噴射する特性」になった場合に生じる。このような燃料噴射弁の異常は「燃料噴射弁のリーンずれ異常」とも称呼される。 Further, even when an air-fuel ratio imbalance among cylinders in which only the air-fuel ratio of one specific cylinder is greatly shifted to the lean side occurs, as shown in the region where the imbalance ratio in FIG. 2 is negative, the amount of hydrogen The “learning value of the sub feedback amount” as the difference instruction parameter increases. Such a situation occurs, for example, when the injection characteristic of the fuel injection valve provided for the specific cylinder becomes “a characteristic for injecting a fuel amount considerably smaller than the instructed fuel injection amount”. . Such an abnormality of the fuel injection valve is also referred to as “an abnormality of lean deviation of the fuel injection valve”.
以下、一つの特定気筒の空燃比のみが大きくリーン側にずれるような空燃比気筒間インバランスが発生した場合においても、サブフィードバック量の学習値が増大する理由について簡単に説明する。以下の説明においても、機関の各気筒に吸入される空気量(重量)はA0であると仮定する。更に、各気筒に供給される燃料量(重量)がF0であるとき、空燃比A0/F0は理論空燃比に一致すると仮定する。 Hereinafter, the reason why the learning value of the sub feedback amount increases even when the air-fuel ratio imbalance among cylinders in which only the air-fuel ratio of one specific cylinder is greatly shifted to the lean side occurs will be briefly described. Also in the following description, it is assumed that the amount of air (weight) taken into each cylinder of the engine is A0. Further, it is assumed that the air-fuel ratio A0 / F0 matches the stoichiometric air-fuel ratio when the fuel amount (weight) supplied to each cylinder is F0.
いま、ある一つの特定気筒(便宜上、「第1気筒#1」とする。)に対して供給される燃料の量が40%だけ過小な量(即ち、0.6・F0)であり、残りの3気筒(第2気筒#2、第3気筒#3及び第4気筒#4)のそれぞれに対して供給される燃料の量はそれらの気筒の空燃比が理論空燃比と一致するような燃料の量(即ち、F0)となった場合を想定する。なお、この場合、失火は発生しないものと仮定している。
Now, the amount of fuel supplied to one specific cylinder (for convenience, “
この場合、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(3.6・F0)=A0/(0.9・F0)であり、理論空燃比A0/F0よりもリーン側の空燃比である。従って、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御により、第1気筒#1〜第4気筒#4に供給される燃料の量は増大される。その結果、第1気筒#1に供給される燃料の量は0.7・F0となり、第2気筒#2〜第4気筒#4のそれぞれに供給される燃料の量は1.1・F0となったと仮定する。
In this case, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine is 4 · A0 / (3.6 · F0) = A0 / (0.9 · F0), and the stoichiometric air-fuel ratio A0 / The air-fuel ratio is leaner than F0. Therefore, the amount of fuel supplied to the
係る状態においては、4気筒に供給される空気量の総量は4・A0であり、4気筒に供給される燃料の総量は4・F0(=0.7・F0+1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0)となる。よって、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4・F0)=A0/F0であり、理論空燃比となっている。
In this state, the total amount of air supplied to the four cylinders is 4 · A0, and the total amount of fuel supplied to the four cylinders is 4 · F0 (= 0.7 · F0 + 1.1 · F0 + 1.1 · F0 + 1). .1 · F0). Therefore, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
この状態において、第1気筒#1の空燃比は理論空燃比よりもリーン側の空燃比(A0/0.7・F0)であるから、水素は殆ど発生しない。また、他の気筒(第2気筒#2〜第4気筒#4)の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側の空燃比(A0/1.1F0)であるから、他の気筒のそれぞれから空燃比(A0/1.1F0)に応じた量の水素が発生する。
In this state, since the air-fuel ratio of the
これに対し、空燃比気筒間インバランスが発生しておらず且つ機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値が理論空燃比(A0/F0)である場合、各気筒の空燃比も理論空燃比(A0/F0)であるから、「排ガスに含まれる水素の総量」は極めて微量である。 On the other hand, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur and the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine is the stoichiometric air-fuel ratio (A0 / F0), Since the fuel ratio is also the theoretical air fuel ratio (A0 / F0), the “total amount of hydrogen contained in the exhaust gas” is extremely small.
この結果、「燃料噴射弁のリーンずれ異常」に起因する空燃比気筒間インバランスが発生している場合、「機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値」が理論空燃比であっても、排ガス中の水素の総量は「総ての気筒の空燃比が理論空燃比である場合」よりも大きくなる。 As a result, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders due to the “lean deviation abnormality of the fuel injection valve” occurs, the “true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine” is the stoichiometric air-fuel ratio. Even so, the total amount of hydrogen in the exhaust gas is larger than “when the air-fuel ratio of all cylinders is the stoichiometric air-fuel ratio”.
従って、この場合においても、水素の選択的拡散の影響が上流側空燃比センサの出力値に表れる。その結果、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御が更に実行され、機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、理論空燃比よりもリーン側に過補正されてしまう。 Therefore, even in this case, the influence of selective diffusion of hydrogen appears in the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. As a result, feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is further executed, and the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine is overcorrected to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio. End up.
また、特定気筒の空燃比がリーン側に移行するほど、「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」により、残りの気筒の空燃比は理論空燃比よりも「リッチ側の空燃比」に移行させられる。そのため、「水素の選択的拡散」と「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」とに起因して「機関に供給される混合気の真の空燃比」は「よりリーン側の空燃比」に収束する。そして、その結果が下流側空燃比センサの出力値に現れる。 Further, as the air-fuel ratio of the specific cylinder shifts to the lean side, the air-fuel ratio of the remaining cylinders becomes “richer air-fuel ratio” than the stoichiometric air-fuel ratio by “feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor”. To be moved to. Therefore, the “true air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine” is derived from “selective diffusion of hydrogen” and “feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor”. Converges to "fuel ratio". The result appears in the output value of the downstream air-fuel ratio sensor.
従って、下流側空燃比センサの出力値に基づく「サブフィードバック量及びサブフィードバック量の学習値」は、「燃料噴射弁のリーンずれ異常」が発生した場合にも、「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」による「空燃比のリーン側への過補正」を補償するように増大する。 Accordingly, the “sub-feedback amount and the learned value of the sub-feedback amount” based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor are “the output of the upstream air-fuel ratio sensor” even when “lean deviation abnormality of the fuel injection valve” occurs. It increases so as to compensate for “overcorrection of the air-fuel ratio to the lean side” by “feedback control based on the value”.
それ故、インバランス判定手段は、例えば、この水素量差指示パラメータとしての「サブフィードバック量の学習値」が判定閾値Athbaseよりも大きいとき、「燃料噴射弁のリーンずれ異常」に起因する「空燃比気筒間インバランス」が発生したことを検出することができる。 Therefore, for example, when the “learning value of the sub feedback amount” as the hydrogen amount difference indicating parameter is larger than the determination threshold value Athbase, the imbalance determination means determines that the “empty fuel injection valve lean deviation abnormality” It can be detected that the "fuel ratio imbalance among cylinders" has occurred.
ところで、上述したように、上流側空燃比センサ(55)は、「排気集合部(HK)」又は「排気集合部(HK)と触媒(43)との間の排気通路」に配設される。しかしながら、図1に排ガスの流れを矢印により示したように、上流側空燃比センサ(55)には、エキゾーストマニホールドの形状及び上流側空燃比センサの配設位置等により、特定の気筒(図1の例では第1気筒#1)から排出される排ガスが他の気筒のそれぞれから排出される排ガスよりも多量及び/又は直接的に当たる場合がある。つまり、機関(10)によっては、上流側空燃比センサ(55)に対する排ガスの当たり方が各気筒間において均一でない場合がある。この場合、上流側空燃比センサ(55)は、ある気筒(例えば、第1気筒#1)からの排ガスに対して他の気筒のそれぞれからの排ガスに対するよりも敏感に反応する。 Incidentally, as described above, the upstream air-fuel ratio sensor (55) is disposed in the “exhaust collecting portion (HK)” or the “exhaust passage between the exhaust collecting portion (HK) and the catalyst (43)”. . However, as shown in FIG. 1, the flow of exhaust gas is indicated by an arrow, the upstream air-fuel ratio sensor (55) has a specific cylinder (FIG. 1) depending on the shape of the exhaust manifold and the position of the upstream air-fuel ratio sensor. In this example, the exhaust gas discharged from the first cylinder # 1) may hit a larger amount and / or directly than the exhaust gas discharged from each of the other cylinders. That is, depending on the engine (10), the way in which the exhaust gas strikes the upstream air-fuel ratio sensor (55) may not be uniform among the cylinders. In this case, the upstream air-fuel ratio sensor (55) reacts more sensitively to the exhaust gas from a certain cylinder (for example, the first cylinder # 1) than to the exhaust gas from each of the other cylinders.
いま、上流側空燃比センサが第1気筒#1からの排ガスに対して他の気筒のそれぞれからの排ガスに対するよりも敏感に反応する場合を想定する。このとき、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リッチずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサの出力値は「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「よりリッチ側の空燃比」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサが第1気筒#1の排ガスの影響を受け易いために、第1気筒#1の排ガスに含まれる多量の水素H2により敏感に反応するためである。
Assume that the upstream air-fuel ratio sensor reacts more sensitively to the exhaust gas from the
この結果、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御により、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」に比較して「機関に供給される混合気の真の空燃比」は「より一層リーン側」に制御されようとするので、サブフィードバック量(従って、サブフィードバック量の学習値に基づく水素量差指示パラメータ)は「より一層」増大する。即ち、サブフィードバック量の学習値(水素量差指示パラメータ)は、図3のインバランス割合が正の領域において、曲線C1から曲線C2へと移行する。なお、曲線C1は図2に示した曲線C1と同じ曲線である。 As a result, by the feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the “air-fuel mixture supplied to the engine” is compared with “the case where the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. Since the “true air / fuel ratio” is to be controlled “more lean”, the sub-feedback amount (and hence the hydrogen amount difference indicating parameter based on the learned value of the sub-feedback amount) increases “further”. That is, the sub feedback amount learning value (hydrogen amount difference indicating parameter) shifts from the curve C1 to the curve C2 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is positive. The curve C1 is the same curve as the curve C1 shown in FIG.
また、上流側空燃比センサが第1気筒#1からの排ガスに対して他の気筒のそれぞれからの排ガスに対するよりも敏感に反応する場合において、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リーンずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサの出力値は「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「より理論空燃比に近いリッチ側の空燃比(リッチの程度が小さい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサが、「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」の結果として「理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御される他の気筒(第2気筒#2〜第4気筒#4)からの排ガス」に含まれる水素に対して鈍感だからである。
Further, when the upstream air-fuel ratio sensor reacts more sensitively to the exhaust gas from the
この結果、サブフィードバック量の学習値に基いて取得される水素量差指示パラメータは、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」ほど大きくはならない。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が負の領域において、曲線C1から曲線C2へと移行する。 As a result, the hydrogen amount difference indicating parameter acquired based on the learned value of the sub feedback amount is not as large as “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C2 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is negative.
次に、上流側空燃比センサが第1気筒#1以外の気筒(即ち、第2気筒#2〜第4気筒#4)の何れかの排ガスに対して第1気筒#1からの排ガスに対するよりも敏感に反応する場合を想定する。ここでは、説明の便宜上、上流側空燃比センサが第4気筒#4からの排ガスに対して他の気筒(第1気筒#1〜第3気筒#3)のそれぞれからの排ガスよりも敏感に反応すると仮定する。
Next, the upstream air-fuel ratio sensor responds to the exhaust gas from the
このとき、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リッチずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサの出力値は、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「より理論空燃比に近いリッチ側の空燃比(リッチの程度が小さい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサが第1気筒#1の排ガスに含まれる多量の水素H2に対して鈍感であるためである。従って、上流側空燃比センサの出力値に基づく空燃比のリーン側への過補正の程度は、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも小さくなる。
At this time, if a “rich deviation abnormality” occurs in the fuel injection valve of the
この結果、サブフィードバック量の学習値に基いて取得される水素量差指示パラメータは、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」ほど大きくはならない。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が正の領域において、曲線C1から曲線C3へと移行する。 As a result, the hydrogen amount difference indicating parameter acquired based on the learned value of the sub feedback amount is not as large as “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C3 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is positive.
また、上流側空燃比センサが第4気筒#4からの排ガスに対して他の気筒のそれぞれからの排ガスに対するよりも敏感に反応する場合において、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リーンずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサの出力値は「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「よりリッチ側の空燃比(リッチの程度が大きい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサが、「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」の結果として「理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御されることになる第4気筒#4からの排ガス」に含まれる水素に敏感だからである。
Further, when the upstream air-fuel ratio sensor reacts more sensitively to the exhaust gas from the
この結果、サブフィードバック量の学習値に基いて取得される水素量差指示パラメータは、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも大きくなる。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が負の領域において、曲線C1から曲線C3へと移行する。 As a result, the hydrogen amount difference indicating parameter acquired based on the learned value of the sub feedback amount becomes larger than “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C3 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is negative.
以上、説明したように、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」、水素量差指示パラメータが判定閾値Athbaseよりも大きいとき、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定することができる。しかしながら、上流側空燃比センサが「一つの特定気筒からの排ガス」に対して「他の気筒のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に応する場合、空燃比気筒間インバランスの程度が非常に大きくなっても水素量差指示パラメータが判定閾値Athbaseに到達しない場合が生じる(図3のインバランス割合が正の領域の曲線C3、及び、インバランス割合が負の領域の曲線C2を参照。)。即ち、水素量差指示パラメータと判定閾値Athbaseとの単純な比較のみによっては、空燃比気筒間インバランスの判定が精度良く行えない場合が生じる。 As described above, when “the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”, when the hydrogen amount difference indicating parameter is larger than the determination threshold Athbase, the air-fuel ratio imbalance between cylinders is It can be determined that it has occurred. However, if the upstream air-fuel ratio sensor responds more sensitively to "exhaust gas from one specific cylinder" than to "exhaust gas from each of the other cylinders", the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is very high. Even if it increases, the hydrogen amount difference indicating parameter may not reach the determination threshold Athbase (see the curve C3 in the region where the imbalance ratio is positive and the curve C2 in the region where the imbalance ratio is negative in FIG. 3). . That is, there is a case where the determination of the air-fuel ratio imbalance among cylinders cannot be performed with high accuracy only by simple comparison between the hydrogen amount difference indicating parameter and the determination threshold value Athbase.
そこで、発明者は、空燃比気筒間インバランスが発生した場合における機関回転速度の変動(以下、単に「回転変動」とも称呼する。)に着目した。この回転変動を表す「回転速度変動パラメータ」は、例えば、任意の気筒が「圧縮上死点から膨張下死点まで到達するのに要する時間(この時間は、クランク角が180度回転するのに要する時間であるので、以下、「時間T180」とも称呼する。)」と、その任意の気筒の膨張行程の直前に膨張行程を終了した他の気筒の時間T180と、の差の絶対値を、多数の膨張行程について平均することにより取得することができる。もちろん、回転速度変動パラメータはこれに限定されない。 In view of this, the inventor has focused on fluctuations in the engine speed when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs (hereinafter, also simply referred to as “rotational fluctuation”). The “rotational speed fluctuation parameter” representing this rotational fluctuation is, for example, the time required for an arbitrary cylinder to reach from the compression top dead center to the expansion bottom dead center (this time is required for the crank angle to rotate 180 degrees). Since this is the time required, hereinafter, it is also referred to as “time T180”.) ”And the absolute value of the difference between the time T180 of the other cylinders that have finished the expansion stroke immediately before the expansion stroke of the arbitrary cylinder, It can be obtained by averaging over a number of expansion strokes. Of course, the rotational speed variation parameter is not limited to this.
上述したように、特定気筒の燃料噴射弁がリッチずれ異常又はリーンずれ異常を起こすことにより空燃比気筒間インバランスが発生すると、特定気筒の空燃比と他の気筒の空燃比との差が大きくなる。更に、時間T180は、気筒に供給される混合気の空燃比に応じて変化する。従って、空燃比気筒間インバランスが発生すると、特定気筒の時間T180と他の気筒の時間T180との差が大きくなるので、回転速度変動パラメータは大きくなる。即ち、図4に示したように、インバランス割合(インバランス割合の絶対値)が大きくなるほど回転速度変動パラメータ(回転変動)は大きくなる。なお、図4及び後述する図5において、回転速度変動パラメータは「所定の単位時間t」を用いた相対量により示されている。 As described above, when an air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs due to the rich deviation abnormality or the lean deviation abnormality of the fuel injection valve of the specific cylinder, the difference between the air-fuel ratio of the specific cylinder and the air-fuel ratio of other cylinders becomes large. Become. Further, the time T180 changes according to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder. Accordingly, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, the difference between the time T180 of the specific cylinder and the time T180 of the other cylinders increases, and thus the rotational speed variation parameter increases. That is, as shown in FIG. 4, as the imbalance ratio (the absolute value of the imbalance ratio) increases, the rotational speed variation parameter (rotational variation) increases. In FIG. 4 and FIG. 5 to be described later, the rotational speed variation parameter is indicated by a relative amount using “predetermined unit time t”.
そこで、本発明の空燃比気筒間インバランス判定装置の「インバランス判定手段」は、上述の水素量差指示パラメータ取得手段に加えて、回転速度変動パラメータ取得手段と、るインバランス判定実行手段と、を備える。 Therefore, the “imbalance determination means” of the air-fuel ratio inter-cylinder imbalance determination apparatus according to the present invention includes, in addition to the above-described hydrogen amount difference instruction parameter acquisition means, rotational speed variation parameter acquisition means, and imbalance determination execution means. .
前記回転速度変動パラメータ取得手段は、前記機関の回転速度の変動に応じて変化する回転速度変動パラメータを取得する。 The rotational speed fluctuation parameter acquisition means acquires a rotational speed fluctuation parameter that changes in accordance with a fluctuation in the rotational speed of the engine.
前記インバランス判定実行手段は、「前記取得された水素量差指示パラメータ」及び「前記取得された回転速度変動パラメータ」の「両者」を用いて、前記空燃比気筒間インバランス判定を実行する。 The imbalance determination execution means executes the air-fuel ratio imbalance determination between cylinders by using “both” of “the acquired hydrogen amount difference indicating parameter” and “the acquired rotation speed fluctuation parameter”.
これにより、空燃比気筒間インバランスが発生しているが、上流側空燃比センサの特定気筒からの排ガスに対する感度が他の気筒からの排ガスに対する感度と相違することに起因して「水素量差指示パラメータと所定の判定閾値との比較のみでは空燃比気筒間インバランスが発生したと判定できない場合」であっても、回転速度変動パラメータをも使用することにより、そのような空燃比気筒間インバランスを検出することが可能となる。 As a result, an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred, but the sensitivity to exhaust gas from a specific cylinder of the upstream air-fuel ratio sensor is different from the sensitivity to exhaust gas from other cylinders. Even if it is not possible to determine that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred only by comparing the command parameter with a predetermined determination threshold value, by using the rotational speed fluctuation parameter, it is possible to It becomes possible to detect the balance.
例えば、前記インバランス判定実行手段の一態様は、
前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第1インバランス判定閾値より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値を小さくするように構成される。
For example, one aspect of the imbalance determination execution means is:
When the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is larger than a predetermined first imbalance determination threshold, it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and the larger the acquired rotation speed variation parameter, the more the first It is comprised so that 1 imbalance determination threshold value may be made small.
図3から明らかなように、インバランス割合が正の領域において水素量差指示パラメータが曲線C1及び曲線C2のように変化する場合、及び、インバランス割合が負の領域において水素量差指示パラメータが曲線C1及び曲線C3のように変化する場合、水素量差指示パラメータと第1インバランス判定閾値(図3における判定閾値Athbase)とを比較し、水素量差指示パラメータが第1インバランス判定閾値よりも大きくなったとき、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定することができる。 As is clear from FIG. 3, when the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by the curves C1 and C2 in the region where the imbalance ratio is positive, and in the region where the imbalance ratio is negative, the hydrogen amount difference indicating parameter is When the curves C1 and C3 change, the hydrogen amount difference instruction parameter is compared with the first imbalance determination threshold (determination threshold Athbase in FIG. 3), and the hydrogen amount difference instruction parameter is greater than the first imbalance determination threshold. Can also be determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
一方、インバランス割合が正の領域において水素量差指示パラメータが曲線C3のように変化する場合、及び、インバランス割合が負の領域において水素量差指示パラメータが曲線C2のように変化する場合、水素量差指示パラメータは第1インバランス判定閾値(図3における判定閾値Athbase)よりも大きくならないので、水素量差指示パラメータと第1インバランス判定閾値との比較によっては「空燃比気筒間インバランス」が発生したと判定することができない。 On the other hand, when the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by a curve C3 in a region where the imbalance ratio is positive, and when the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by a curve C2 in a region where the imbalance rate is negative, Since the hydrogen amount difference instruction parameter does not become larger than the first imbalance determination threshold value (determination threshold value Athbase in FIG. 3), depending on the comparison between the hydrogen amount difference instruction parameter and the first imbalance determination threshold value, “air-fuel ratio imbalance among cylinders” "Cannot occur.
そこで、上記構成のインバランス判定実行手段は、図4及び図5から理解されるように、前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値Athを小さくする。これによれば、上流側空燃比センサが特定気筒からの排ガスに対して敏感に反応する場合であっても、インバランス割合が大きくなれば、水素量差指示パラメータが第1インバランス判定閾値Athを越える(インバランス割合が正の領域における曲線C3及びインバランス割合が負の領域における曲線C2を参照。)。従って、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に検出することができる。 Therefore, as can be understood from FIGS. 4 and 5, the imbalance determination execution unit configured as described above decreases the first imbalance determination threshold Ath as the acquired rotational speed variation parameter increases. According to this, even if the upstream air-fuel ratio sensor reacts sensitively to the exhaust gas from the specific cylinder, if the imbalance ratio increases, the hydrogen amount difference indicating parameter becomes the first imbalance determination threshold value Ath. (See the curve C3 in the region where the imbalance ratio is positive and the curve C2 in the region where the imbalance ratio is negative). Therefore, it is possible to reliably detect that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
特に、この場合、前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された回転速度変動パラメータが0を含む所定の範囲内にあるとき(例えば、図5に示した例において、回転速度変動パラメータが約100t以下であるとき、換言すると、インバランス割合が約−10〜+40%にあるとき)、前記第1インバランス判定閾値を一定の基準値(Athbase)に維持し、前記取得された回転速度変動パラメータが前記所定の範囲外にあるとき同回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値を小さくするように構成されることが好適である。
In particular, in this case, the imbalance determination execution means
When the acquired rotational speed fluctuation parameter is within a predetermined range including 0 (for example, in the example shown in FIG. 5, when the rotational speed fluctuation parameter is about 100 t or less, in other words, the imbalance ratio is about -10% to + 40%), the first imbalance determination threshold value is maintained at a constant reference value (Athbase), and when the obtained rotational speed fluctuation parameter is outside the predetermined range, the same rotational speed fluctuation It is preferable that the first imbalance determination threshold is reduced as the parameter increases.
これによれば、空燃比気筒間インバランスの程度が相対的に小さいとき(即ち、インバランス割合が「空燃比気筒間インバランス」であると判定するには至らない程度の大きさのとき)、誤って空燃比気筒間インバランスが発生したと判定することを回避することができる。 According to this, when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is relatively small (that is, when the imbalance ratio is not large enough to be determined as “air-fuel ratio imbalance among cylinders”). It is possible to avoid erroneously determining that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
代替として、前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータを前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど大きくなるように補正し、同補正された水素量差指示パラメータが所定の第2インバランス判定閾値(Athbase)より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成されることもできる。
Alternatively, the imbalance determination execution means is
The acquired hydrogen amount difference indicating parameter is corrected so as to increase as the acquired rotational speed fluctuation parameter increases, and the corrected hydrogen amount difference indicating parameter is determined based on a predetermined second imbalance determination threshold (Athbase). It can also be configured to determine that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring when it is large.
これによれば、判定閾値を変更する代わりに、水素量差指示パラメータが回転速度変動パラメータが大きくなるほど大きくなるように補正される。従って、水素量差指示パラメータが、インバランス割合が正の領域における曲線C3及びインバランス割合が負の領域における曲線C2のように変化する場合であっても、インバランス割合がある程度まで大きくなったとき、補正された水素量差指示パラメータは第2インバランス判定閾値を越える値となる。従って、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。 According to this, instead of changing the determination threshold, the hydrogen amount difference indicating parameter is corrected so as to increase as the rotational speed variation parameter increases. Therefore, even when the hydrogen amount difference indicating parameter changes like the curve C3 in the region where the imbalance rate is positive and the curve C2 in the region where the imbalance rate is negative, the imbalance rate increases to a certain extent. At this time, the corrected hydrogen amount difference indicating parameter has a value exceeding the second imbalance determination threshold value. Therefore, it can be reliably determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
なお、この場合においても、
前記取得された回転速度変動パラメータが0を含む所定の範囲内にあるとき(例えば、図5に示した例において、回転速度変動パラメータが約100t以下であるとき)、水素量差指示パラメータを回転速度変動パラメータにより補正せず、前記取得された回転速度変動パラメータが前記所定の範囲外にあるとき、水素量差指示パラメータを回転速度変動パラメータが大きくなるほど大きくなるように補正することが望ましい。
Even in this case,
When the obtained rotational speed fluctuation parameter is within a predetermined range including 0 (for example, when the rotational speed fluctuation parameter is about 100 t or less in the example shown in FIG. 5), the hydrogen amount difference indicating parameter is rotated. When the acquired rotational speed fluctuation parameter is outside the predetermined range without correcting with the speed fluctuation parameter, it is desirable to correct the hydrogen amount difference indicating parameter so as to increase as the rotational speed fluctuation parameter increases.
これによれば、空燃比気筒間インバランスの程度が相対的に小さいとき(即ち、インバランス割合が「空燃比気筒間インバランス」であると判定するには至らない程度の大きさのとき)、誤って空燃比気筒間インバランスが発生したと判定することを回避することができる。 According to this, when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is relatively small (that is, when the imbalance ratio is not large enough to be determined as “air-fuel ratio imbalance among cylinders”). It is possible to avoid erroneously determining that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
更に、代替として、前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より小さい場合であっても前記取得された回転速度変動パラメータが第4インバランス判定閾値(図4の閾値Bthを参照。)より大きいときに前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成されることもできる。
Furthermore, as an alternative, the imbalance determination execution means
When the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is greater than a predetermined third imbalance determination threshold (Athbase), it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is Even when the rotation speed fluctuation parameter is greater than a fourth imbalance determination threshold value (see threshold value Bth in FIG. 4), the air-fuel ratio is smaller than a predetermined third imbalance determination threshold value (Athbase). It can also be configured to determine that an inter-cylinder imbalance has occurred.
これによれば、図5に示した例において、インバランス割合が0を含む所定範囲(インバランス割合が約−10%〜+40%である範囲)にある場合、水素量差指示パラメータを用いることにより確実に空燃比気筒間インバランスが発生したことを検出することができる。また、インバランス割合が前記所定範囲外にある場合、上流側空燃比センサの出力値とは直接的には無関係な回転速度変動パラメータ(通常、クランク角センサからの出力値に基いて求められる)に基いて空燃比気筒間インバランスが発生したか否かを判定するので、上流側空燃比センサが特定気筒からの排ガスに含まれる水素に敏感に反応する場合であっても、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。 According to this, in the example shown in FIG. 5, when the imbalance ratio is in a predetermined range including 0 (a range where the imbalance ratio is about −10% to + 40%), the hydrogen amount difference indicating parameter is used. Thus, it is possible to reliably detect that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred. Further, when the imbalance ratio is outside the predetermined range, the rotational speed fluctuation parameter that is not directly related to the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (usually obtained based on the output value from the crank angle sensor). Therefore, even if the upstream air-fuel ratio sensor reacts sensitively to hydrogen contained in the exhaust gas from a specific cylinder, it is determined whether or not an air-fuel ratio imbalance between cylinders has occurred. It is possible to reliably determine that imbalance has occurred.
上述した本発明の空燃比気筒間インバランス判定装置において、前記空燃比フィードバック制御手段は、サブフィードバック量更新手段と、燃料噴射量補正手段と、サブフィードバック量学習手段と、を含むように構成され得る。 In the above-described air-fuel ratio imbalance determining apparatus of the present invention, the air-fuel ratio feedback control means is configured to include sub-feedback amount update means, fuel injection amount correction means, and sub-feedback amount learning means. obtain.
前記サブフィードバック量更新手段は、
所定の第1更新タイミングが到来する毎に前記下流側空燃比センサの出力値を理論空燃比に応じた値に一致させるためのサブフィードバック量を同下流側空燃比センサの出力値に基いて更新する。
The sub feedback amount updating means includes
Every time the predetermined first update timing arrives, the sub feedback amount for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with the value corresponding to the theoretical air-fuel ratio is updated based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor. To do.
前記燃料噴射量決定手段は、
所定の第2更新タイミングが到来する毎に少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値及び前記サブフィードバック量に基づき前記燃料噴射量を決定する。
The fuel injection amount determining means includes
The fuel injection amount is determined based on at least the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the sub feedback amount each time a predetermined second update timing arrives.
前記サブフィードバック量学習手段は、
所定の第3更新タイミングが到来する毎に「前記サブフィードバック量の学習値」を前記サブフィードバック量に基いて更新する手段であって、同学習値が同サブフィードバック量の定常成分に接近するように同学習値を更新する。
The sub feedback amount learning means includes:
It is means for updating the “learned value of the sub feedback amount” based on the sub feedback amount every time a predetermined third update timing arrives, so that the learned value approaches the steady component of the sub feedback amount. The same learning value is updated.
更に、この場合、前記水素量差指示パラメータ取得手段は、
前記サブフィードバック量の学習値に基いて前記水素量差指示パラメータを算出するように構成され得る。
Furthermore, in this case, the hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means includes
The hydrogen amount difference indicating parameter may be calculated based on the learned value of the sub feedback amount.
上述したように、サブフィードバック量は下流側空燃比センサの出力値を理論空燃比に応じた値に一致させるための空燃比(燃料噴射量)のフィードバック量である。従って、サブフィードバック量は、上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御によって「過度にリーン側に補正された真の空燃比」を補償する量であるので、その「過度にリーン側に補正された真の空燃比」に応じた値となる。更に、サブフィードバック量の学習値は、サブフィードバック量の定常成分に接近するように更新される値であるので、「上流側空燃比センサの出力値に基づくフィードバック制御」により「過度にリーン側に補正された真の空燃比」に応じた値となる。従って、サブフィードバック量の学習値に基いて水素量差指示パラメータを算出することにより、精度のよい水素量差指示パラメータを容易に取得することができる。 As described above, the sub-feedback amount is an air-fuel ratio (fuel injection amount) feedback amount for matching the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio. Therefore, the sub feedback amount is an amount that compensates for the “true air / fuel ratio that has been excessively corrected to the lean side” by feedback control based on the output value of the upstream side air / fuel ratio sensor. It becomes a value corresponding to the “true air / fuel ratio”. Further, since the learning value of the sub feedback amount is a value that is updated so as to approach the steady component of the sub feedback amount, the “feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor” is set to “excessively lean side”. It becomes a value corresponding to the “corrected true air-fuel ratio”. Therefore, by calculating the hydrogen amount difference indicating parameter based on the learned value of the sub feedback amount, it is possible to easily obtain the accurate hydrogen amount difference indicating parameter.
以下、本発明の第1実施形態に係る多気筒内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置(以下、単に「判定装置」と称呼する。)について図面を参照しながら説明する。この判定装置は、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御装置の一部である。更に、空燃比制御装置は、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置でもある。 Hereinafter, an air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus (hereinafter simply referred to as “determination apparatus”) of a multi-cylinder internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This determination device is a part of an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of the internal combustion engine. Further, the air-fuel ratio control device is also a fuel injection amount control device that controls the fuel injection amount.
(構成)
図6は、この判定装置が適用される内燃機関10の概略構成を示している。機関10は、4サイクル・火花点火式・多気筒(本例において4気筒)・ガソリン燃料機関である。機関10は、本体部20、吸気系統30及び排気系統40を備えている。
(Constitution)
FIG. 6 shows a schematic configuration of the
本体部20は、シリンダブロック部とシリンダヘッド部とを備えている。本体部20は、ピストン頂面、シリンダ壁面及びシリンダヘッド部の下面からなる複数(4個)の燃焼室(第1気筒#1乃至第4気筒#4)21を備えている。
The
シリンダヘッド部には、各燃焼室(各気筒)21に「空気及び燃料からなる混合気」を供給するための吸気ポート22と、各燃焼室21から排ガス(既燃ガス)を排出するための排気ポート23と、が形成されている。吸気ポート22は図示しない吸気弁により開閉され、排気ポート23は図示しない排気弁により開閉されるようになっている。
In the cylinder head portion, an
シリンダヘッド部には複数(4個)の点火プラグ24が固定されている。各点火プラグ24は、その火花発生部が各燃焼室21の中央部であってシリンダヘッド部の下面近傍位置に露呈するように配設されている。各点火プラグ24は、点火信号に応答して火花発生部から点火用火花を発生するようになっている。
A plurality (four) of
シリンダヘッド部には更に複数(4個)の燃料噴射弁(インジェクタ)25が固定されている。燃料噴射弁25は、各吸気ポート22に一つずつ設けられている。燃料噴射弁25は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料」を対応する吸気ポート22内に噴射するようになっている。このように、複数の気筒21のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁25を備えている。
A plurality (four) of fuel injection valves (injectors) 25 are further fixed to the cylinder head portion. One
更に、シリンダヘッド部には、吸気弁制御装置26が設けられている。この吸気弁制御装置26は、インテークカムシャフト(図示せず)とインテークカム(図示せず)との相対回転角度(位相角度)を油圧により調整・制御する周知の構成を備えている。吸気弁制御装置26は、指示信号(駆動信号)に基いて作動し、吸気弁の開弁タイミング(吸気弁開弁タイミング)を変更することができるようになっている。
Further, an intake
吸気系統30は、インテークマニホールド31、吸気管32、エアフィルタ33、スロットル弁34及びスロットル弁アクチュエータ34aを備えている。
The
インテークマニホールド31は、各吸気ポート22に接続された複数の枝部と、それらの枝部が集合したサージタンク部と、を備えている。吸気管32はサージタンク部に接続されている。インテークマニホールド31、吸気管32及び複数の吸気ポート22は、吸気通路を構成している。エアフィルタ33は吸気管32の端部に設けられている。スロットル弁34はエアフィルタ33とインテークマニホールド31との間の位置において吸気管32に回動可能に取り付けられている。スロットル弁34は、回動することにより吸気管32が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ34aは、DCモータからなり、指示信号(駆動信号)に応答してスロットル弁34を回動させるようになっている。
The
排気系統40は、エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ(排気管)42、上流側触媒43及び下流側触媒44を備えている。
The
エキゾーストマニホールド41は、各排気ポート23に接続された複数の枝部41aと、それらの枝部41aが集合した集合部(排気集合部)41bと、からなっている。エキゾーストパイプ42は、エキゾーストマニホールド41の集合部41bに接続されている。エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ42及び複数の排気ポート23は、排ガスが通過する通路を構成している。なお、本明細書において、エキゾーストマニホールド41の集合部41b及びエキゾーストパイプ42を、便宜上、「排気通路」と称呼する。
The
上流側触媒43は、セラミックからなる担持体に「触媒物質である貴金属」及び「セリア(CeO2)」を担持していて、酸素吸蔵・放出機能(酸素吸蔵機能)を有する三元触媒である。上流側触媒43はエキゾーストパイプ42に配設(介装)されている。上流側触媒43は所定の活性温度に到達すると、「未燃物(HC、CO及びH2等)と窒素酸化物(NOx)とを同時に浄化する触媒機能」及び「酸素吸蔵機能」を発揮する。なお、上流側触媒43は、空燃比気筒間インバランスを検出するために「少なくとも水素H2を酸化することにより浄化する機能」を備えていると表現することもできる。即ち、上流側触媒43は、「水素H2を酸化することにより浄化する機能」を備えていれば、他の種類の触媒(例えば、酸化触媒)であってもよい。
The
下流側触媒44は、上流側触媒43と同様の三元触媒である。下流側触媒44は、上流側触媒43よりも下流においてエキゾーストパイプ42に配設(介装)されている。
The
この判定装置は、熱線式エアフローメータ51、スロットルポジションセンサ52、クランク角センサ53、水温センサ54、上流側空燃比センサ55、下流側空燃比センサ56、アクセル開度センサ57及びインテークカムポジションセンサ58を備えている。
The determination device includes a hot-wire
熱線式エアフローメータ51は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量(機関10の単位時間あたりの吸入空気量)Gaを表す信号を出力するようになっている。
The hot-wire
スロットルポジションセンサ52は、スロットル弁34の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。
The
クランク角センサ(クランクポジションセンサ)53は、機関10のクランク軸が10度回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置60によって機関回転速度NEに変換される。
The crank angle sensor (crank position sensor) 53 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft of the
水温センサ54は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。
The
上流側空燃比センサ55は、エキゾーストマニホールド41の集合部41bと上流側触媒43との間の位置においてエキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42の何れか(即ち、排気通路)に配設されている。上流側空燃比センサ55は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報及び特開2004−69547号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
The upstream air-
図7に示したように、上流側空燃比センサ55は、固体電解質層55aと、排ガス側電極層55bと、大気側電極層55cと、拡散抵抗層55dと、隔壁部55eと、ヒータ55fと、を含んでいる。
As shown in FIG. 7, the upstream air-
固体電解質層55aは酸素イオン導電性酸化物焼結体である。本例において、固体電解質層55aは、ZrO2(ジルコニア)にCaOを安定剤として固溶させた「安定化ジルコニア素子」である。固体電解質層55aは、その温度が活性温度以上であるとき、周知の「酸素電池特性」及び「酸素ポンプ特性」を発揮する。これらの特性は、後述するように、上流側空燃比センサ55が排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する際に発揮されるべき特性である。酸素電池特性とは、酸素濃度の高い側から低い側へ酸素イオンを通過させ起電力を発生する特性のことである。酸素ポンプ特性とは、固体電解質層55aの両端に電位差が与えられたとき、陰極(低電位側電極)から陽極(高電位側電極)へとそれらの電極間の電位差に応じた量の酸素イオンを移動させる特性のことである。
The
排ガス側電極層55bは、白金(Pt)等の触媒活性の高い貴金属からなる。排ガス側電極層55bは、固体電解質層55aの一つの面上に形成されている。排ガス側電極層55bは、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように(即ち、多孔質状に)形成されている。
The exhaust gas
大気側電極層55cは、白金(Pt)等の触媒活性の高い貴金属からなる。大気側電極層55cは、固体電解質層55aの他の面上であって、固体電解質層55aを挟んで排ガス側電極層55bに対向するように形成されている。大気側電極層55cは、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように(即ち、多孔質状に)形成されている。
The atmosphere-
拡散抵抗層(拡散律速層)55dは、多孔質セラミック(耐熱性無機物質)からなる。拡散抵抗層55dは、排ガス側電極層55bの外側表面を覆うように、例えば、プラズマ溶射法等により形成されている。分子径の小さい水素H2の拡散抵抗層55dにおける拡散速度は、相対的に分子径の大きい「炭化水素HC及び一酸化炭素CO等」の拡散抵抗層55dにおける拡散速度よりも大きい。従って、拡散抵抗層55dの存在により、水素H2は、炭化水素HC及び一酸化炭素CO等よりも「排ガス側電極層55b」に速やかに到達する。上流側空燃比センサ55は、拡散抵抗層55dの外表面が「排ガスに晒される(機関10から排出された排ガスが接する)」ように配置される。
The diffusion resistance layer (diffusion rate limiting layer) 55d is made of a porous ceramic (a heat resistant inorganic substance). The
隔壁部55eは、緻密であってガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。隔壁部55eは大気側電極層55cを収容する空間である「大気室55g」を形成するように構成されている。大気室55gには大気が導入されている。
The
ヒータ55fは隔壁部55eに埋設されている。ヒータ55fは通電されたときに発熱し、固体電解質層55aを加熱するようになっている。
The
上流側空燃比センサ55は、図8に示したように、電源55hを使用する。電源55hは、大気側電極層55c側が高電位となり、排ガス側電極層55bが低電位となるように、電圧Vを印加する。
The upstream air-
図8に示したように、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、上述した酸素ポンプ特性が利用されることにより空燃比が検出される。即ち、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、排ガス中に多量に含まれる酸素分子が拡散抵抗層55dを通って排ガス側電極層55bに到達する。その酸素分子は電子を受け取って酸素イオンになる。酸素イオンは、固体電解質層55aを通過し、大気側電極層55cにて電子を放出して酸素分子になる。この結果、電源55hの正極から、大気側電極層55c、固体電解質層55a及び排ガス側電極層55bを介して電源55hの負極へと電流Iが流れる。
As shown in FIG. 8, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio is detected by utilizing the above-described oxygen pump characteristics. That is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, oxygen molecules contained in a large amount in the exhaust gas reach the exhaust gas-
この電流Iの大きさは、電圧Vの大きさを所定値Vp以上に設定したとき、拡散抵抗層55dの外側表面に到達した排ガスに含まれる酸素分子のうち「拡散抵抗層55dを通って排ガス側電極層55bへと拡散によって到達する酸素分子」の量に応じて変化する。即ち、電流Iの大きさは、排ガス側電極層55bにおける酸素濃度(酸素分圧)に応じて変化する。排ガス側電極層55bにおける酸素濃度は、拡散抵抗層55dの外側表面に到達した排ガスの酸素濃度に応じて変化する。この電流Iは、図9に示したように、電圧Vを所定値Vp以上に設定しても変化しないから、限界電流Ipと呼ばれる。空燃比センサ55は、この限界電流Ip値に基いて空燃比に応じた値を出力する。
The magnitude of this current I is “the exhaust gas passing through the
これに対し、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、図10に示したように、上述した酸素電池特性が利用されることにより空燃比が検出される。より具体的に述べると、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、排ガス中に多量に含まれる未燃物(HC,CO及びH2等)が拡散抵抗層55dを通って排ガス側電極層55bに到達する。この場合、大気側電極層55cにおける酸素濃度と排ガス側電極層55bにおける酸素濃度との差(酸素分圧差)が大きくなるので、固体電解質層55aは酸素電池として機能する。印加電圧Vは、この酸素電池の起電力よりも小さくなるように設定される。
On the other hand, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, as shown in FIG. 10, the air-fuel ratio is detected by utilizing the above-described oxygen battery characteristics. More specifically, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, unburned substances (HC, CO, H 2, etc.) contained in a large amount in the exhaust gas are diffused
従って、大気室55gに存在する酸素分子は大気側電極層55cにて電子を受け取って酸素イオンとなる。その酸素イオンは、固体電解質層55aを通過し、排ガス側電極層55bへと移動する。そして、排ガス側電極層55bにて未燃物を酸化し、電子を放出する。この結果、電源55hの負極から、排ガス側電極層55b、固体電解質層55a及び大気側電極層55cを介して電源55hの正極へと電流Iが流れる。
Accordingly, oxygen molecules present in the
この電流Iの大きさは、大気側電極層55cから固体電解質層55aを通って排ガス側電極層55bに到達する酸素イオンの量により定まる。前述したように、この酸素イオンは排ガス側電極層55bにて未燃物を酸化するために使用される。従って、拡散により拡散抵抗層55dを通過して排ガス側電極層55bに到達する未燃物の量が多いほど、固体電解質層55aを通過する酸素イオンの量は多くなる。換言すると、空燃比が小さいほど(理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であって未燃物の量が多いほど)、電流Iの大きさは大きくなる。但し、拡散抵抗層55dの存在により、排ガス側電極層55bに到達する未燃物の量は制限されるので、電流Iは空燃比に応じた一定値Ipとなる。上流側空燃比センサ55は、この限界電流Ip値に基いて空燃比に応じた値を出力する。
The magnitude of the current I is determined by the amount of oxygen ions that reach the exhaust gas
このような検出原理に基づく上流側空燃比センサ55は、図11に示したように、上流側空燃比センサ55の配設位置を流れる排ガスの空燃比(上流側空燃比abyfs)に応じた出力値Vabyfsを出力する。出力値Vabyfsは限界電流Ipを電圧に変換することにより得られる。出力値Vabyfsは被検出ガスの空燃比が大きくなるほど(リーンとなるほど)増大する。後述する電気制御装置60は、図11に示した空燃比変換テーブル(マップ)Mapabyfsを記憶していて、出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の上流側空燃比abyfsを検出する。この空燃比変換テーブルMapabyfsは、水素の選択的拡散も考慮して作成されている。換言すると、テーブルMapabyfsは、各気筒の空燃比を互いに等しい空燃比xに設定することにより、上流側空燃比センサ55に到達する排ガスの空燃比を値xに設定した場合の「上流側空燃比センサ55の実際の出力値Vabyfs」に基いて作成される。
As shown in FIG. 11, the upstream air-
再び、図6を参照すると、下流側空燃比センサ56は、上流側触媒43と下流側触媒44との間の位置においてエキゾーストパイプ42(即ち、排気通路)に配設されている。下流側空燃比センサ56は、周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ(O2センサ)である。下流側空燃比センサ56は、例えば、図7に示した上流側空燃比センサ55と同様な構成を備える(但し、電源55hを除く。)。或いは、下流側空燃比センサ56は、試験管状の固体電解質層と、固体電解質層の外側に形成された排ガス側電極層と、大気室(固体電解質層の内側)に露呈し且つ固体電解室層を挟んで排ガス側電極層と対向するように固体電解質層に形成された大気側電極層と、排ガス側電極層を覆い且つ排ガスが接触する(排ガス中に晒されるように配置される)拡散抵抗層と、を備えるものであってもよい。下流側空燃比センサ56は、下流側空燃比センサ56の配設位置を流れる排ガスの空燃比(下流側空燃比afdown)に応じた出力値Voxsを出力するようになっている。
Referring again to FIG. 6, the downstream air-
下流側空燃比センサ56の出力値Voxsは、図12に示したように、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max(例えば、約0.9V)となり、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min(例えば、約0.1V)となり、被検出ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Vst(中間電圧Vst、例えば、約0.5V)となる。更に、この出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変し、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。
As shown in FIG. 12, the output value Voxs of the downstream air-
図6に示したアクセル開度センサ57は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの操作量を検出し、アクセルペダルAPの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
The
インテークカムポジションセンサ58は、インテークカムシャフトが所定角度から90度、次いで90度、更に180度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。電気制御装置60は、クランク角センサ53及びインテークカムポジションセンサ58からの信号に基いて、特定気筒(例えば第1気筒#1)の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角を取得するようになっている。
The intake
電気制御装置60は、「CPU、ROM、RAM、バックアップRAM(又は、EEPROM等の不揮発性メモリ)、並びに、ADコンバータを含むインターフェース等」からなる「周知のマイクロコンピュータ」である。
The
バックアップRAMは、機関10を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置(オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか)に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップRAMは、バッテリから電力の供給を受けている場合、CPUの指示に応じてデータを格納する(データが書き込まれる)とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持(記憶)する。バックアップRAMは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、CPUは、バックアップRAMへの電力供給が再開されたとき、バックアップRAMに保持されるべきデータを初期化(デフォルト値に設定)するようになっている。
The backup RAM is supplied with electric power from a battery mounted on the vehicle regardless of the position of an ignition key switch (not shown) of the vehicle on which the
電気制御装置60のインターフェースは、前記センサ51〜58と接続され、CPUにセンサ51〜58からの信号を供給するようになっている。更に、そのインターフェースは、CPUの指示に応じて、各気筒の点火プラグ24、各気筒の燃料噴射弁25、吸気弁制御装置26及びスロットル弁アクチュエータ34a等に指示信号(駆動信号)等を送出するようになっている。なお、電気制御装置60は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度TAが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータ34aに指示信号を送出するようになっている。
The interface of the
(空燃比気筒間インバランス判定の原理)
次に、上記判定装置による「空燃比気筒間インバランス判定」の原理について説明する。空燃比気筒間インバランス判定とは、気筒間における空燃比の不均一性が所定値以上となったか否か、換言すると、気筒別空燃比の間に顕著な不均衡(即ち、空燃比気筒間インバランス)が生じているか否か、を判定することである。
(Principle of air-fuel ratio imbalance determination)
Next, the principle of “air-fuel ratio imbalance determination” will be described. Air-fuel ratio imbalance determination is whether or not the non-uniformity of the air-fuel ratio between the cylinders exceeds a predetermined value, in other words, a significant imbalance between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio (that is, the air-fuel ratio between cylinders). It is to determine whether or not (imbalance) has occurred.
機関10の燃料は炭素と水素との化合物である。従って、燃料が燃焼して水H2Oと二酸化炭素CO2へと変化する過程において、「炭化水素HC、一酸化炭素CO及び水素H2等」の未燃物が中間生成物として生成される。
The fuel of the
燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなるほど(即ち、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になるほど)、燃料が完全燃焼するために必要な酸素の量と実際の酸素の量との差が増大する。換言すると、リッチ側の空燃比になるほど燃焼途中における酸素の不足量が増大し、酸素濃度が低下するから、中間生成物(未燃物)が酸素と出合って結合する(酸化される)確率が急激に小さくなる。この結果、図13に示したように、気筒から排出される未燃物(HC、CO及びH2)の量は、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に(二次関数的に)増大する。なお、図13の点P1、点P2及び点P3は、ある気筒に供給される燃料の量が、その気筒の空燃比が理論空燃比に一致する場合の燃料の量に対して、それぞれ10%(=AF1)、30%(=AF2)及び40%(=AF3)だけ過剰となった点を示す。 As the air-fuel ratio of the air-fuel mixture used for combustion becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, as the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio), the amount of oxygen necessary for complete combustion of the fuel And the actual amount of oxygen increases. In other words, as the air-fuel ratio becomes richer, the shortage of oxygen in the middle of combustion increases and the oxygen concentration decreases, so the probability that the intermediate product (unburned material) encounters oxygen and combines (oxidizes) with oxygen. It decreases rapidly. As a result, as shown in FIG. 13, the amount of unburned matter (HC, CO, and H 2 ) discharged from the cylinder increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer. (In a quadratic function). Note that points P1, P2, and P3 in FIG. 13 indicate that the amount of fuel supplied to a cylinder is 10% of the amount of fuel when the air-fuel ratio of the cylinder matches the stoichiometric air-fuel ratio. It shows the points that are excessive by (= AF1), 30% (= AF2) and 40% (= AF3).
更に、水素H2は、炭化水素HC及び一酸化炭素CO等に比べて小さい分子である。従って、水素H2は他の未燃物(HC,CO)に比較して、上流側空燃比センサ55の拡散抵抗層55dを迅速に拡散する。このため、HC,CO及びH2からなる未燃物が多量に発生すると、拡散抵抗層55dにおいて水素H2の選択的拡散(優先的な拡散)が顕著に発生する。即ち、水素H2は、空燃比検出素子の表面(固体電解質層55aの表面に形成された排ガス側電極層55b)に「他の未燃物(HC,CO)」よりも多量に到達するようになる。この結果、水素H2の濃度と他の未燃物(HC,CO)の濃度とのバランスが崩れる。換言すると、「上流側空燃比センサ55の空燃比検出素子(排ガス側電極層55b)に到達した排ガス」に含まれる全未燃成分に対する水素H2の割合は、「機関10から排出された排ガス」に含まれる全未燃成分に対する水素H2の割合よりも大きくなる。
Furthermore, hydrogen H 2 is a small molecule compared to hydrocarbon HC and carbon monoxide CO. Therefore, hydrogen H 2 diffuses more quickly in the
ところで、上記判定装置は空燃比制御装置の一部である。空燃比制御装置は、「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsにより表される上流側空燃比abyfs(出力値Vabyfsに相当する空燃比)」を「上流側目標空燃比abyfr」に一致させる「空燃比のフィードバック制御(メインフィードバック制御)」を行う。一般に、上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比stoichに設定される。
Incidentally, the determination device is a part of the air-fuel ratio control device. The air-fuel ratio control apparatus matches “the upstream air-fuel ratio abyfs (the air-fuel ratio corresponding to the output value Vabyfs) represented by the output value Vabyfs of the upstream air-
更に、空燃比制御装置は、下流側空燃比センサ56の出力値Voxs(又は、下流側空燃比センサの出力値Voxsにより表される下流側空燃比afdown)を下流側目標値Voxsref(又は、下流側目標値Voxsrefにより表される下流側目標空燃比)に一致させる「空燃比のサブフィードバック制御」を行う。一般に、下流側目標値Voxsrefは理論空燃比に相当する値(0.5V)に設定される。 Further, the air-fuel ratio control device converts the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56 (or the downstream air-fuel ratio afdown represented by the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor) to the downstream target value Voxsref (or downstream). The sub-feedback control of the air-fuel ratio is performed so as to match the downstream target air-fuel ratio represented by the side target value Voxsref. In general, the downstream target value Voxsref is set to a value (0.5 V) corresponding to the theoretical air-fuel ratio.
いま、空燃比気筒間インバランスが発生していない状態において、各気筒の空燃比が一律にリッチ側に偏移した場合を想定する。このような状態は、例えば、燃料噴射量を算出する際の基本量となる「機関の吸入空気量の測定値又は推定値」が「真の吸入空気量」よりも大きくなったとき等において発生する。 Assume that the air-fuel ratio of each cylinder is uniformly shifted to the rich side in a state where no air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred. Such a situation occurs, for example, when the “measured value or estimated value of the intake air amount of the engine”, which is the basic amount for calculating the fuel injection amount, becomes larger than the “true intake air amount”. To do.
この場合、例えば、各気筒の空燃比が図13に示したAF2であった仮定する。ある気筒の空燃比がAF2であると、ある気筒の空燃比がAF2よりも理論空燃比に近い空燃比AF1である場合に比べ、より多くの未燃物(従って、水素H2)が排ガスに含まれる(点P1及び点P2を参照。)。従って、上流側空燃比センサ55の拡散抵抗層55dにおいて「水素H2の選択的拡散」が発生する。
In this case, for example, it is assumed that the air-fuel ratio of each cylinder is AF2 shown in FIG. When the air-fuel ratio of a certain cylinder is AF2, more unburned matter (and hence hydrogen H 2 ) is discharged into the exhaust gas than when the air-fuel ratio of a certain cylinder is the air-fuel ratio AF1 that is closer to the theoretical air-fuel ratio than AF2. Included (see point P1 and point P2). Accordingly, “selective diffusion of hydrogen H 2 ” occurs in the
しかしながら、この場合、「各気筒が一回の燃焼行程を終了する間(クランク角720度に相当する期間)に機関10に供給される混合気」の空燃比の真の平均値もAF2である。更に、上述したように、図11に示した空燃比変換テーブルMapabyfsは、「水素H2の選択的拡散」を考慮して作成されている。従って、上流側空燃比センサ55の実際の出力値Vabyfsにより表される上流側空燃比abyfs(実際の出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより得られる上流側空燃比abyfs)は、上記「空燃比の真の平均値AF2」に一致する。
However, in this case, the true average value of the air-fuel ratio of “the air-fuel mixture supplied to the
それ故、メインフィードバック制御により、機関10全体に供給される混合気の空燃比は「上流側目標空燃比abyfrである理論空燃比」に一致するように修正され、空燃比気筒間インバランスは発生していないから、各気筒の空燃比も理論空燃比に略一致する。従って、サブフィードバック量(及び後述するサブフィードバック量の学習値)は、空燃比の補正を大きく行う値となることはない。換言すると、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合、サブフィードバック量(及び後述するサブフィードバック量の学習値)は、空燃比の補正を大きく行う値とならない。
Therefore, by the main feedback control, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
上述した「空燃比気筒間インバランスが発生していない場合」における各値の挙動について、以下に別の説明を行う。 Another description will be given below of the behavior of each value in the above-mentioned case “when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur”.
例えば、機関10の各気筒に吸入される空気量(重量)がA0であり、各気筒に供給される燃料量(重量)がF0であるとき、空燃比A0/F0が理論空燃比(例えば、14.5)であると仮定する。
For example, when the air amount (weight) taken into each cylinder of the
そして、吸入空気量の推定誤差等に起因して、各気筒に対して供給(噴射)される燃料量が均等に10%だけ過剰となったと仮定する。即ち、各気筒に1.1・F0の燃料が供給されたと仮定する。このとき、4気筒エンジンである機関10に供給される空気量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される空気量)は4・A0である。また、機関10に供給される燃料量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される燃料の量)は4.4・F0(=1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0)である。よって、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4.4・F0)=A0/(1.1・F0)となる。このとき、上流側空燃比センサの出力値は、空燃比A0/(1.1・F0)に応じた出力値となる。
Then, it is assumed that the amount of fuel supplied (injected) to each cylinder is excessively increased by 10% due to an estimation error of the intake air amount. That is, it is assumed that 1.1 · F0 fuel is supplied to each cylinder. At this time, the total amount of air supplied to the
従って、メインフィードバック制御により、各気筒に供給される燃料の量が10%ずつ減量され(各気筒に1・F0の燃料が供給されるようになり)、機関10全体に供給される混合気の空燃比は理論空燃比A0/F0に一致させられる。
Accordingly, the amount of fuel supplied to each cylinder is reduced by 10% by the main feedback control (1 · F0 fuel is supplied to each cylinder), and the amount of fuel supplied to the
これに対し、特定気筒の空燃比のみが大きくリッチ側にずれた場合を想定する。このような状況は、例えば、特定気筒に対して備えられている燃料噴射弁25の噴射特性が「指示された燃料噴射量よりも相当に多い量の燃料を噴射する特性」になった場合に生じる。このような燃料噴射弁25の異常は「燃料噴射弁のリッチずれ異常」とも称呼される。
On the other hand, it is assumed that only the air-fuel ratio of the specific cylinder is greatly shifted to the rich side. Such a situation is, for example, when the injection characteristic of the
いま、ある一つの特定気筒に対して供給される燃料の量が40%だけ過剰な量(即ち、1.4・F0)であり、残りの3気筒に対して供給される燃料の量はそれらの気筒の空燃比が理論空燃比と一致するような燃料の量(即ち、1・F0)であると仮定する。この場合、特定気筒の空燃比は図13に示した「AF3」であり、残りの気筒の空燃比は理論空燃比である。 Now, the amount of fuel supplied to one specific cylinder is an excess amount (ie, 1.4 · F0) by 40%, and the amount of fuel supplied to the remaining three cylinders is It is assumed that the amount of fuel is equal to the stoichiometric air-fuel ratio (ie, 1 · F0). In this case, the air-fuel ratio of the specific cylinder is “AF3” shown in FIG. 13, and the air-fuel ratio of the remaining cylinders is the stoichiometric air-fuel ratio.
このとき、4気筒エンジンである機関10に供給される空気量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される空気量)は4・A0である。一方、機関10に供給される燃料の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される燃料の量)は4.4・F0(=1.4・F0+F0+F0+F0)である。
At this time, the total amount of air supplied to the
従って、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4.4・F0)=A0/(1.1・F0)となる。即ち、この場合の機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、上述した「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に10%だけ過剰である場合」と同じ値となる。
Therefore, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
しかしながら、前述したように、排ガス中の未燃物(HC、CO及びH2)の量は、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に増大する。このため、「特定気筒に対して供給される燃料の量のみが40%だけ過剰な量となった場合」に排ガスに含まれる水素H2の総量SH1は、図13によれば、SH1=H3+H0+H0+H0=H3+3・H0となる。これに対し、「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に10%だけ過剰となった場合」に排ガスに含まれる水素H2の総量SH2は、図13によれば、SH2=H1+H1+H1+H1=4・H1となる。このとき、量H1は量H0よりも僅かに大きいが、量H1及び量H0は共に極めて微量である。即ち、量H1と量H0とは、量H3に比べた場合、互いに略等しいと言える。従って、水素総量SH1は水素総量SH2よりも極めて大きくなる(SH1>>SH2)。
However, as described above, the amount of unburned matter (HC, CO, and H 2 ) in the exhaust gas increases rapidly as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer. Therefore, according to FIG. 13, the total amount SH1 of hydrogen H 2 contained in the exhaust gas when “only the amount of fuel supplied to the specific cylinder is an excess amount of 40%” is SH1 = H3 + H0 + H0 + H0. =
このように、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値が同一であっても、空燃比気筒間インバランスが発生した場合に排ガスに含まれる水素の総量SH1は、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合に排ガスに含まれる水素の総量SH2よりも、顕著に大きくなる。
In this way, even if the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
従って、特定気筒に対して供給される燃料の量のみが40%だけ過剰な量となった場合、上述した拡散抵抗層55dにおける「水素H2の選択的拡散」に起因して、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される空燃比は「機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値(A0/(1.1・F0))」よりもリッチ側の空燃比(小さい空燃比)となる。つまり、排ガスの空燃比の平均値が同じであっても、空燃比気筒間インバランスが発生している場合には、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合よりも、上流側空燃比センサ55の排ガス側電極層55bにおける水素H2の濃度が高くなるから、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは「空燃比の真の平均値」よりもリッチ側の空燃比を示す値となるのである。
Therefore, when only the amount of fuel supplied to the specific cylinder becomes an excessive amount by 40%, the upstream side empty space is caused by the “selective diffusion of hydrogen H 2 ” in the
その結果、メインフィードバック制御により、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均は、理論空燃比よりもリーン側に制御されてしまう。
As a result, the true average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
一方、下流側空燃比センサ56には、上流側触媒43を通過した排ガスが到達する。排ガスに含まれる水素H2は他の未燃物(HC,CO)とともに上流側触媒43において酸化(浄化)される。従って、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsは、機関10全体に供給される混合気の真の空燃比に応じた値となる。従って、サブフィードバック制御にて算出される空燃比の制御量(サブフィードバック量等)は、上記メインフィードバック制御による空燃比のリーン側への過補正を補う値となる。そして、このようなサブフィードバック量等により、機関10の空燃比の真の平均値は理論空燃比に一致させられる。
On the other hand, the exhaust gas that has passed through the
このように、サブフィードバック制御にて算出される空燃比の制御量(サブフィードバック量)は、燃料噴射弁25のリッチずれ異常(空燃比気筒間インバランス)に起因する「空燃比のリーン側への過補正」を補償するような値となる。また、このリーン側への過補正の程度は、リッチずれ異常を起こした燃料噴射弁25が「指示された噴射量」に比較してより多くの量の燃料を噴射するようになるほど(即ち、特定気筒の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど)増大する。
Thus, the control amount of the air-fuel ratio (sub-feedback amount) calculated by the sub-feedback control is “to the lean side of the air-fuel ratio due to the rich deviation abnormality (air-fuel ratio imbalance between cylinders) of the
従って、サブフィードバック量が正の値であってその大きさが大きいほど「機関の空燃比がよりリッチ側へと補正されるシステム」においては、「サブフィードバック量に応じて変化する値(実際には、例えば、サブフィードバック量の定常成分を取り込んだサブフィードバック量の学習値)」は、空燃比気筒間インバランスの程度を示す値となる。 Accordingly, in the “system in which the air-fuel ratio of the engine is corrected to a richer side” as the sub feedback amount is a positive value and the magnitude thereof is larger, “a value that changes according to the sub feedback amount (actually Is a sub-feedback amount learning value incorporating a steady component of the sub-feedback amount) ”, for example, is a value indicating the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders.
かかる知見に基づき、本判定装置は、サブフィードバック量に応じて変化する値(本例において、サブフィードバック量の学習値である「サブFB学習値」)を、インバランス判定用パラメータとして取得する。つまり、インバランス判定用パラメータは「上流側触媒43を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と、上流側触媒43を通過した後の排ガスに含まれる水素の量と、の差が大きいほど、大きくなる値」となる。従って、このインバランス判定用パラメータは、水素量差指示パラメータとも称呼される。
Based on this knowledge, this determination apparatus acquires a value that changes according to the sub feedback amount (in this example, “sub FB learning value” that is a learning value of the sub feedback amount) as an imbalance determination parameter. That is, the imbalance determination parameter is “the larger the difference between the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the
そして、判定装置は、その水素量差指示パラメータが「異常判定閾値」以上となった場合(即ち、サブFB学習値の増減に応じて増減する値が「機関の空燃比を異常判定閾値以上リッチ側に補正することを示す値」となった場合)、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定する。 When the hydrogen amount difference indicating parameter is equal to or greater than the “abnormality determination threshold” (that is, the value that increases or decreases in accordance with the increase or decrease of the sub FB learning value is “the engine air / fuel ratio is richer than the abnormality determination threshold value”). When the value becomes “a value indicating correction to the side”), it is determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
図2の曲線C1は、空燃比気筒間インバランスが発生して、ある一つの気筒の空燃比が理論空燃比からリッチ側及びリーン側に乖離した場合におけるサブFB学習値を示している。図10に示したグラフの横軸は「インバランス割合」である。インバランス割合とは、「理論空燃比Xに対する、理論空燃比Xとそのリッチずれした気筒の空燃比afとの差Y(=X−af)、の比(Y/X)」のことである。前述したように、インバランス割合が大きくなるほど、水素H2の選択的拡散の影響が急激に大きくなる。従って、図2の曲線C1により示されるように、サブFB学習値(従って、インバランス判定用パラメータである水素量差指示パラメータ)は、インバランス割合が大きくなるのに従って二次関数的に増大する。 A curve C1 in FIG. 2 shows the sub FB learning value when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs and the air-fuel ratio of a certain cylinder deviates from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich side and the lean side. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 10 is the “imbalance ratio”. The imbalance ratio is “the ratio (Y / X) of the difference Y (= X−af) between the theoretical air-fuel ratio X and the rich air-fuel ratio af of the cylinder with respect to the theoretical air-fuel ratio X”. . As described above, as the imbalance ratio increases, the influence of selective diffusion of hydrogen H 2 increases rapidly. Therefore, as shown by the curve C1 in FIG. 2, the sub FB learning value (and hence the hydrogen amount difference indicating parameter that is an imbalance determination parameter) increases in a quadratic function as the imbalance ratio increases. .
なお、図2の曲線C1に示したように、インバランス割合が負の値である場合においても、そのインバランス割合の絶対値が増大するほど、サブFB学習値は増大する。即ち、例えば、一つの特定気筒の空燃比のみが大きくリーン側にずれるような空燃比気筒間インバランスが発生した場合にも、水素量差指示パラメータとしてのサブFB学習値(サブFB学習値に応じた値)は増大する。このような状況は、例えば、特定気筒に対して備えられている燃料噴射弁25の噴射特性が「指示された燃料噴射量よりも相当に少ない量の燃料を噴射する特性」になった場合に生じる。このような燃料噴射弁25の異常は「燃料噴射弁のリーンずれ異常」とも称呼される。
As shown by the curve C1 in FIG. 2, even when the imbalance ratio is a negative value, the sub FB learning value increases as the absolute value of the imbalance ratio increases. That is, for example, even when an air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs in which only the air-fuel ratio of one specific cylinder is greatly shifted to the lean side, the sub-FB learning value (sub-FB learning value as the hydrogen amount difference indicating parameter) is generated. The corresponding value) increases. Such a situation is, for example, when the injection characteristic of the
以下、一つの特定気筒の空燃比のみが大きくリーン側にずれるような空燃比気筒間インバランスが発生した場合にも、サブFB学習値が増大する理由について簡単に説明する。以下の説明においても、機関10の各気筒に吸入される空気量(重量)はA0であると仮定する。更に、各気筒に供給される燃料量(重量)がF0であるとき、空燃比A0/F0は理論空燃比に一致すると仮定する。
Hereinafter, the reason why the sub FB learning value increases even when the air-fuel ratio imbalance among cylinders in which only the air-fuel ratio of one specific cylinder is greatly shifted to the lean side occurs will be briefly described. Also in the following description, it is assumed that the amount of air (weight) taken into each cylinder of the
いま、ある一つの特定気筒(便宜上、第1気筒#1とする。)に対して供給される燃料の量が40%だけ過小な量(即ち、0.6・F0)であり、残りの3気筒(第2、第3及び第4気筒)に対して供給される燃料の量はそれらの気筒の空燃比が理論空燃比と一致するような燃料の量、即ちF0)となった場合を想定する。なお、この場合、失火は発生しないものと仮定している。 Now, the amount of fuel supplied to a specific cylinder (for convenience, the first cylinder # 1) is an amount that is too small (ie, 0.6 · F0) by 40%, and the remaining 3 The amount of fuel supplied to the cylinders (second, third and fourth cylinders) is assumed to be the amount of fuel such that the air-fuel ratio of those cylinders matches the stoichiometric air-fuel ratio, that is, F0. To do. In this case, it is assumed that no misfire occurs.
この場合、メインフィードバック制御により、第1気筒#1乃至第4気筒#4に供給される燃料の量は同じ所定量(10%)だけ増大されたと仮定する。このとき、第1気筒に供給される燃料の量は0.7・F0となり、第2乃至第4気筒のそれぞれに供給される燃料の量は1.1・F0となる。
In this case, it is assumed that the amount of fuel supplied to the
係る状態においては、4気筒エンジンである機関10に供給される空気量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される空気量)は4・A0である。また、メインフィードバック制御の結果、機関10に供給される燃料量の総量(各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関10全体に供給される燃料の量)は4・F0(=0.7・F0+1.1・F0+1.1・F0+1.1・F0)となる。よって、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、4・A0/(4・F0)=A0/F0、即ち、理論空燃比となっている。
In this state, the total amount of air supplied to the
しかしながら、この状態における「排ガスに含まれる水素H2の総量SH3」は、SH3=H4+H1+H1+H1=H4+3・H1となる。但し、H4は、空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比A0/(0.7・F0)であるときに発生する水素量であり、H0と略等しい。従って、総量SH3は、最大でも(H0+3・H1)となる。
However, “the total amount SH3 of hydrogen H 2 contained in the exhaust gas” in this state is SH3 = H4 + H1 + H1 + H1 =
これに対し、空燃比気筒間インバランスが発生しておらず且つ機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値が理論空燃比である場合、「排ガスに含まれる水素H2の総量SH4」は、SH4=H0+H0+H0+H0=4・H0となる。前述したように、H1はH0よりも僅かに大きい。従って、総量SH3(=H0+3・H1)は総量SH4(=4・H0)よりも大きくなる。
On the other hand, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur and the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
従って、「燃料噴射弁のリーンずれ異常」に起因する空燃比気筒間インバランスが発生している場合、メインフィードバック制御によって、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値が理論空燃比に移行されたときであっても、水素の選択的拡散の影響が上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに表れる。即ち、出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより得られる上流側空燃比abyfsは、上流側目標空燃比abyfrである理論空燃比よりも「リッチ側(小さい)の空燃比」となる。その結果、メインフィードバック制御が更に実行され、機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、理論空燃比よりもリーン側に補正されてしまう。
Accordingly, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders due to “lean deviation abnormality of the fuel injection valve” occurs, the true average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
従って、サブフィードバック制御にて算出される空燃比の制御量は、燃料噴射弁25のリーンずれ異常(空燃比気筒間インバランス)に起因する「メインフィードバック制御による空燃比のリーン側への過補正」を補償するように増大する。よって、「サブフィードバック制御にて算出される空燃比の制御量」に基いて取得される「サブFB学習値」は、インバランス割合が負の値であってインバランス割合の絶対値が増大するほど増大する。
Therefore, the control amount of the air-fuel ratio calculated by the sub-feedback control is “overcorrection of the air-fuel ratio to the lean side by the main feedback control due to the lean deviation abnormality (air-fuel ratio imbalance among cylinders) of the
これにより、本判定装置は、特定気筒の空燃比が「リッチ側にずれた場合」のみならず「リーン側にずれた場合」にも、水素量差指示パラメータ(例えば、サブFB学習値の増減に応じて増減するインバランス判定用パラメータ)が「所定の閾値Athbase」以上となった場合に、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定する(図2の曲線C1を参照。)。 As a result, the determination apparatus can detect the hydrogen amount difference indicating parameter (for example, increase / decrease in the sub FB learning value) not only when the air-fuel ratio of the specific cylinder is shifted to the rich side but also when the air / fuel ratio is shifted to the lean side. When the imbalance determination parameter that increases or decreases in response to the value becomes equal to or greater than the “predetermined threshold Athbase”, it is determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred (see curve C1 in FIG. 2).
ところで、上述したように、上流側空燃比センサ55は、エキゾーストマニホールド41の排気集合部41bと触媒43との間の排気通路に配設されている。従って、一般には、上流側空燃比センサ55は各気筒から排出される排ガスに対して略等しい感度を有する。
By the way, as described above, the upstream air-
しかしながら、エキゾーストマニホールド41の形状及び上流側空燃比センサ55の配設位置等により、上流側空燃比センサ55に対する排ガスの当たり方が各気筒間において均一でない場合がある。この場合、上流側空燃比センサ55は、「ある気筒(例えば、第1気筒#1)からの排ガス(特に、その排ガスに含まれる水素)」に対して「他の気筒(例えば、第2気筒#2〜第4気筒#4)のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に反応する。
However, depending on the shape of the
いま、上流側空燃比センサ55が「第1気筒#1からの排ガス」に対して「他の気筒のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に反応する場合を想定する。このとき、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リッチずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「よりリッチ側の空燃比」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサ55が第1気筒#1の排ガスの影響を受け易いために、第1気筒#1の排ガスに含まれる多量の水素H2に対して敏感に反応するためである。
Assume that the upstream air-
この結果、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに基づく上述したメインフィードバック制御により、「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」に比較して「機関10全体に供給される混合気の真の空燃比」は「より一層リーン側」に制御されようとする。その結果、サブフィードバック量(従って、サブフィードバック量の学習値)は「より一層」増大する。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が正の領域において、曲線C1から曲線C2へと移行する。なお、図3における曲線C1は「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」のサブフィードバック量の学習値を示し、図2に示した曲線C1と同じ曲線である。
As a result, the above-described main feedback control based on the output value Vabyfs of the upstream side air-
また、上流側空燃比センサ55が「第1気筒#1からの排ガス」に対して「他の気筒のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に反応する場合において、第1気筒#1の燃料噴射弁25に「リーンずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「より理論空燃比に近いリッチ側の空燃比(リッチの程度が小さい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサ55が、「メインフィードバック制御」の結果として「理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御される他の気筒(第2気筒#2〜第4気筒#4)からの排ガス」に含まれる水素に対して鈍感だからである。
Further, when the upstream air-
この結果、サブフィードバック量の学習値は、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」ほど大きくはならない。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が負の領域において、曲線C1から曲線C2へと移行する。 As a result, the learning value of the sub feedback amount is not as large as “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C2 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is negative.
次に、上流側空燃比センサ55が「第1気筒#1以外の気筒(即ち、第2気筒#2〜第4気筒#4)の何れかの排ガス」に対して「第1気筒#1からの排ガス」に対するよりも敏感に反応する場合を想定する。ここでは、説明の便宜上、上流側空燃比センサ55が「第4気筒#4からの排ガス」に対して「他の気筒(第1気筒#1〜第3気筒#3)」のそれぞれからの排ガスよりも敏感に反応すると仮定する。
Next, the upstream air-
このとき、第1気筒#1の燃料噴射弁25に「リッチずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは、「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「より理論空燃比に近いリッチ側の空燃比(リッチの程度が小さい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサ55が第1気筒#1の排ガスに含まれる多量の水素H2に対して鈍感であるためである。従って、上メインフィードバック制御に基づく空燃比のリーン側への過補正の程度は、「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも小さくなる。
At this time, if the “rich deviation abnormality” occurs in the
この結果、サブフィードバック量の学習値は、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」ほど大きくはならない。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が正の領域において、曲線C1から曲線C3へと移行する。 As a result, the learning value of the sub feedback amount is not as large as “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C3 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is positive.
また、上流側空燃比センサ55が「第4気筒#4からの排ガス」に対して「他の気筒のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に反応する場合において、第1気筒#1の燃料噴射弁に「リーンずれ異常」が発生すると、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも「よりリッチ側の空燃比(リッチの程度が大きい空燃比)」に対応した値となる。これは、上流側空燃比センサ55が、「メインフィードバック制御」の結果として「理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御されることになる第4気筒#4からの排ガス」に含まれる水素に敏感だからである。
Further, when the upstream air-
この結果、サブフィードバック量の学習値は、「上流側空燃比センサが各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」よりも大きくなる。即ち、サブフィードバック量の学習値は、図3のインバランス割合が負の領域において、曲線C1から曲線C3へと移行する。 As a result, the learning value of the sub feedback amount becomes larger than “when the upstream air-fuel ratio sensor reacts equally to the exhaust gas from each cylinder”. That is, the learning value of the sub feedback amount shifts from the curve C1 to the curve C3 in the region where the imbalance ratio in FIG. 3 is negative.
以上、説明したように、「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合」、サブフィードバック量の学習値応じて変化する水素量差指示パラメータが判定閾値Athbaseよりも大きいとき、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定することができる。しかしながら、上流側空燃比センサ55が「一つの特定気筒からの排ガス」に対して「他の気筒のそれぞれからの排ガス」に対するよりも敏感に応する場合、空燃比気筒間インバランスの程度が非常に大きくなっても水素量差指示パラメータが判定閾値Athbaseに到達しない場合が生じる(図3のインバランス割合が正の領域の曲線C3、及び、インバランス割合が負の領域の曲線C2を参照。)。即ち、水素量差指示パラメータと判定閾値Athbaseとの単純な比較のみによっては、空燃比気筒間インバランスの判定が精度良く行えない場合が生じる。
As described above, when “the upstream air-
そこで、判定装置は、機関10の回転変動を空燃比気筒間インバランス判定に用いる。この回転変動は回転速度変動パラメータにより表される。回転速度変動パラメータの一例は、時間T180の変動量の平均値である。時間T180は、任意の気筒が「圧縮上死点から膨張下死点まで到達するのに要する時間である。特定気筒の燃料噴射弁25がリッチずれ異常又はリーンずれ異常を起こすと、特定気筒の空燃比と他の気筒の空燃比との差が大きくなる。従って、特定気筒における燃焼により発生するトルクが低下するので、特定気筒の時間T180は他の気筒の時間T180と大きく相違するようになる。このため、空燃比気筒間インバランスが発生すると、図4に示したように、回転速度変動パラメータ(時間T180の変動幅)が大きくなる。
Therefore, the determination device uses the rotation fluctuation of the
そこで、判定装置は、「サブフィードバック量の学習値に基いて取得された水素量差指示パラメータ」が「所定の第1インバランス判定閾値Ath」より大きいとき、空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど「第1インバランス判定閾値Ath」を小さくするように補正する。 Therefore, when the “hydrogen amount difference indicating parameter acquired based on the learned value of the sub feedback amount” is larger than the “predetermined first imbalance determination threshold value Ath”, the determination device determines that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred. And the correction is performed so that the “first imbalance determination threshold Ath” becomes smaller as the acquired rotational speed variation parameter becomes larger.
以上により、図3及び図5に示したように、インバランス割合が正の領域において水素量差指示パラメータが曲線C1及び曲線C2のように変化する場合、及び、インバランス割合が負の領域において水素量差指示パラメータが曲線C1及び曲線C3のように変化する場合、判定装置は、水素量差指示パラメータと第1インバランス判定閾値(図3における判定閾値Athbase)とを比較し、水素量差指示パラメータが第1インバランス判定閾値よりも大きくなったとき、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定する。 As described above, as shown in FIG. 3 and FIG. 5, when the hydrogen amount difference indicating parameter changes like the curves C1 and C2 in the region where the imbalance ratio is positive, and in the region where the imbalance ratio is negative. When the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by the curves C1 and C3, the determination device compares the hydrogen amount difference indicating parameter with the first imbalance determination threshold value (the determination threshold value Athbase in FIG. 3), and determines the hydrogen amount difference. When the instruction parameter becomes larger than the first imbalance determination threshold, it is determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred.
また、インバランス割合が正の領域において水素量差指示パラメータが曲線C3のように変化する場合、及び、インバランス割合が負の領域において水素量差指示パラメータが曲線C2のように変化する場合、であっても、インバランス割合が大きくなれば、水素量差指示パラメータは「回転速度変動パラメータにより補正された第1インバランス判定閾値Ath」を越えるようになる(図5のインバランス割合が正の領域における曲線C3及びインバランス割合が負の領域における曲線C2を参照。)。従って、「上流側空燃比センサ55が各気筒からの排ガスに対して同等に反応する場合でなくても、即ち、上流側空燃比センサ55が特定気筒からの排ガスの影響を強く受ける場合であっても」、判定装置は、「水素量差指示パラメータ」と「回転速度変動パラメータにより補正された第1インバランス判定閾値Ath」とを比較することにより、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に検出することができる。
Further, when the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by a curve C3 in a region where the imbalance ratio is positive, and when the hydrogen amount difference indicating parameter changes as shown by a curve C2 in a region where the imbalance rate is negative, However, if the imbalance ratio increases, the hydrogen amount difference indicating parameter exceeds the “first imbalance determination threshold value Ath corrected by the rotational speed fluctuation parameter” (the imbalance ratio in FIG. (Refer to curve C3 in the area of (2) and curve C2 in the area where the imbalance ratio is negative.). Therefore, “the case where the upstream air-
(実際の作動)
次に、本判定装置の実際の作動について説明する。
<燃料噴射量制御>
CPUは、図14に示した燃料噴射量Fiの計算及び燃料噴射の指示を行うルーチンを、所定の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、その気筒(以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。)に対して繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1400から処理を開始し、以下に述べるステップ1410乃至ステップ1440の処理を順に行い、ステップ1495に進んで本ルーチンを一旦終了する。
(Actual operation)
Next, the actual operation of this determination apparatus will be described.
<Fuel injection amount control>
The CPU performs the routine for calculating the fuel injection amount Fi and instructing the fuel injection shown in FIG. 14 every time the crank angle of a predetermined cylinder becomes a predetermined crank angle before the intake top dead center (for example, BTDC 90 ° CA). In addition, the process is repeatedly performed on the cylinder (hereinafter also referred to as “fuel injection cylinder”). Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU starts the process from step 1400, sequentially performs the processes of
ステップ1410:CPUは、「エアフローメータ51により計測された吸入空気量Ga、機関回転速度NE及びルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Mc(k)」を取得する。筒内吸入空気量Mc(k)は、各吸気行程に対応されながらRAM内に記憶される。筒内吸入空気量Mc(k)は、周知の空気モデル(吸気通路における空気の挙動を模した物理法則に従って構築されたモデル)により算出されてもよい。
Step 1410: The CPU determines “in-cylinder intake air” which is “the amount of air sucked into the fuel injection cylinder” based on “the intake air amount Ga measured by the
ステップ1420:CPUは、筒内吸入空気量Mc(k)を上流側目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Fbaseを求める。上流側目標空燃比abyfrは、後述するような特殊な場合を除き理論空燃比stoichに設定されている。 Step 1420: The CPU obtains the basic fuel injection amount Fbase by dividing the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the upstream target air-fuel ratio abyfr. The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich except in special cases as described later.
ステップ1430:CPUは、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量DFiにより補正する(より具体的には、基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック量DFiを加える)ことにより、最終燃料噴射量Fiを算出する。メインフィードバック量DFiについては後述する。 Step 1430: The CPU calculates the final fuel injection amount Fi by correcting the basic fuel injection amount Fbase with the main feedback amount DFi (more specifically, adding the main feedback amount DFi to the basic fuel injection amount Fbase). . The main feedback amount DFi will be described later.
ステップ1440:CPUは、最終燃料噴射量(指示噴射量)Fiの燃料が「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁25」から噴射されるように、その燃料噴射弁25に指示信号を送出する。
Step 1440: The CPU instructs the
このように、各燃料噴射弁25から噴射される燃料の量は、全ての気筒に対して共通したメインフィードバック量DFiによって一律に増減される。
Thus, the amount of fuel injected from each
<メインフィードバック量の算出>
CPUは図15にフローチャートにより示したメインフィードバック量算出ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1500から処理を開始し、ステップ1505に進んでメインフィードバック制御条件(上流側空燃比フィードバック制御条件)が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of main feedback amount>
The CPU repeatedly executes the main feedback amount calculation routine shown in the flowchart of FIG. 15 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts processing from
メインフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(条件A1)上流側空燃比センサ55が活性化している。
(条件A2)機関の負荷(負荷率)KLが閾値KLth以下である。
(条件A3)フューエルカット中でない。
The main feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
(Condition A1) The upstream air-
(Condition A2) The engine load (load factor) KL is equal to or less than the threshold KLth.
(Condition A3) Fuel cut is not in progress.
なお、負荷率KLは、ここでは下記の(1)式により求められる。この負荷率KLに代え、機関の負荷としてアクセルペダル操作量Accp及びスロットル弁開度TA等が用いられても良い。(1)式において、Mcは筒内吸入空気量であり、ρは空気密度(単位は(g/l))、Lは機関10の排気量(単位は(l))、「4」は機関10の気筒数である。
KL=(Mc/(ρ・L/4))・100% …(1)
Here, the load factor KL is obtained by the following equation (1). Instead of the load factor KL, an accelerator pedal operation amount Accp, a throttle valve opening degree TA, or the like may be used as the engine load. In the equation (1), Mc is the in-cylinder intake air amount, ρ is the air density (unit is (g / l)), L is the exhaust amount of the engine 10 (unit is (l)), and “4” is the engine. The number of cylinders is 10.
KL = (Mc / (ρ · L / 4)) · 100% (1)
いま、メインフィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続けると、CPUはステップ1505にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ1510乃至ステップ1540の処理を順に行い、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the description continues assuming that the main feedback control condition is satisfied, the CPU makes a “Yes” determination at
ステップ1510:CPUは、下記(2)式に従ってフィードバック制御用出力値Vabyfcを取得する。(2)式において、Vabyfsは上流側空燃比センサ55の出力値、Vafsfbは下流側空燃比センサ56の出力値Voxsに基いて算出されるサブフィードバック量、Vafsfbgはサブフィードバック量の学習値(サブFB学習値)である。これらの値は、何れも現時点において得られている値である。サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgの算出方法については、後述する。
Vabyfc=Vabyfs+(Vafsfb+Vafsfbg) …(2)
Step 1510: The CPU acquires the feedback control output value Vabyfc according to the following equation (2). In equation (2), Vabyfs is the output value of the upstream air-
Vabyfc = Vabyfs + (Vafsfb + Vafsfbg) (2)
ステップ1515:CPUは、下記(3)式に示したように、上記フィードバック制御用出力値Vabyfcを図11に示した空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、フィードバック制御用空燃比abyfscを得る。
abyfsc=Mapabyfs(Vabyfc) …(3)
Step 1515: The CPU obtains the feedback control air-fuel ratio abyfsc by applying the feedback control output value Vabyfc to the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs shown in FIG. 11, as shown in the following equation (3).
abyfsc = Mapabyfs (Vabyfc) (3)
ステップ1520:CPUは、下記(4)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に実際に供給された燃料の量」である「筒内燃料供給量Fc(k−N)」を求める。即ち、CPUは、「現時点よりもNサイクル(即ち、N・720°クランク角)前の時点における筒内吸入空気量Mc(k−N)」を「上記フィードバック制御用空燃比abyfsc」により除すことにより、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。
Fc(k−N)=Mc(k−N)/abyfsc …(4)
Step 1520: The CPU “in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N)” which is “the amount of fuel actually supplied to the
Fc (k−N) = Mc (k−N) / abyfsc (4)
このように、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求めるために、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)をフィードバック制御用空燃比abyfscで除すのは、「燃焼室21内での混合気の燃焼により生成された排ガス」が上流側空燃比センサ55に到達するまでに「Nストロークに相当する時間」を要しているからである。但し、実際には、上流側空燃比センサ55には各気筒から排出された排ガスがある程度混合された後に到達する。
Thus, in order to obtain the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N), the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N strokes before the current stroke is divided by the feedback control air-fuel ratio abyfsc. This is because “a time corresponding to the N stroke” is required until “the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the
ステップ1525:CPUは、下記(5)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に供給されるべきであった燃料の量」である「目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)」を求める。即ち、CPUは、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を上流側目標空燃比abyfrで除すことにより、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)を求める。
Fcr=Mc(k−N)/abyfr …(5)
Step 1525: The CPU, according to the following equation (5), “target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k) which is“ the amount of fuel that should have been supplied to the
Fcr = Mc (k−N) / abyfr (5)
なお、上流側目標空燃比abyfrは通常運転時において理論空燃比stoichに設定される。一方、硫黄等に起因する排気臭の発生を防止することを目的として、所定のリーン設定条件が成立したとき、上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比よりもリーン側の空燃比に設定される。また、以下の条件うちのいずれか1つが成立したとき、上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定される。
・機関10の始動後からの経過時間が閾値始動後経過時間以下である場合。
・冷却水温THWが閾値冷却水温THWth以下である場合。
・現時点がフューエルカット(燃料供給停止)制御の終了後の所定期間内である場合。
・上流側触媒43の過熱を防止するべき運転状態(高負荷運転状態)である場合。
The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich during normal operation. On the other hand, the upstream target air-fuel ratio abyfr is set to a leaner air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio when a predetermined lean setting condition is established for the purpose of preventing the generation of exhaust odor due to sulfur or the like. . When any one of the following conditions is satisfied, the upstream target air-fuel ratio abyfr is set to an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
-When the elapsed time since the start of the
The cooling water temperature THW is equal to or lower than the threshold cooling water temperature THWth.
-The current time is within a predetermined period after the end of fuel cut (fuel supply stop) control.
-When it is the driving | running state (high load driving | running state) which should prevent the overheating of the
ステップ1530:CPUは、下記(6)式に従って、筒内燃料供給量偏差DFcを取得する。即ち、CPUは、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じることにより、筒内燃料供給量偏差DFcを求める。この筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。
DFc=Fcr(k−N)−Fc(k−N) …(6)
Step 1530: The CPU acquires the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc according to the following equation (6). That is, the CPU obtains the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc by subtracting the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N). This in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before the N stroke.
DFc = Fcr (k−N) −Fc (k−N) (6)
ステップ1535:CPUは、下記(7)式に従って、メインフィードバック量DFiを求める。この(7)式において、Gpは予め設定された比例ゲイン、Giは予め設定された積分ゲインである。更に、(7)式の「値SDFc」は「筒内燃料供給量偏差DFcの積分値」である。つまり、CPUは、フィードバック制御用空燃比abyfscを上流側目標空燃比abyfrに一致させるための比例積分制御により「メインフィードバック量DFi」を算出する。
DFi=Gp・DFc+Gi・SDFc …(7)
Step 1535: The CPU obtains the main feedback amount DFi according to the following equation (7). In this equation (7), Gp is a preset proportional gain, and Gi is a preset integral gain. Further, the “value SDFc” in the equation (7) is “an integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc”. That is, the CPU calculates the “main feedback amount DFi” by proportional-integral control for making the feedback control air-fuel ratio abyfsc coincide with the upstream target air-fuel ratio abyfr.
DFi = Gp · DFc + Gi · SDFc (7)
ステップ1540:CPUは、その時点における筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcに上記ステップ1530にて求められた筒内燃料供給量偏差DFcを加えることにより、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを取得する。
Step 1540: The CPU adds the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc obtained in the
以上により、メインフィードバック量DFiが比例積分制御により求められ、このメインフィードバック量DFiが前述した図14のステップ1430の処理により最終燃料噴射量Fiに反映される。
Thus, the main feedback amount DFi is obtained by proportional integral control, and this main feedback amount DFi is reflected in the final fuel injection amount Fi by the processing of
ところで、上記(2)式の右辺の「サブフィードバック量VafsfbとサブFB学習値Vafsfbgとの和」は、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに比較して小さい値となり、且つ、小さい値となるように制限されている。従って、「サブフィードバック量VafsfbとサブFB学習値Vafsfbgとの和」は、後述するように、「下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」を「理論空燃比に相当する値である下流側目標値Voxsref」に一致させるための「補助的な補正量」と考えることができる。この結果、フィードバック制御用空燃比abyfscは上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに実質的に基づく値であると言うことができる。即ち、メインフィードバック量DFiは「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsにより表される機関の空燃比」を「上流側目標空燃比abyfr(理論空燃比)」に一致させるための補正量であると言うことができる。
By the way, the “sum of the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg” on the right side of the equation (2) is smaller than the output value Vabyfs of the upstream air-
一方、ステップ1505の判定時において、メインフィードバック制御条件が不成立であると、CPUはそのステップ1505にて「No」と判定してステップ1545に進み、メインフィードバック量DFiの値を「0」に設定する。次いで、CPUは、ステップ1550にて筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcに「0」を格納する。その後、CPUは、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、メインフィードバック制御条件が不成立であるとき、メインフィードバック量DFiは「0」に設定される。従って、基本燃料噴射量Fbaseのメインフィードバック量DFiによる補正は行われない。
On the other hand, if the main feedback control condition is not satisfied at the time of determination in
<サブフィードバック量及びサブFB学習値の算出>
CPUは、「サブフィードバック量Vafsfb」及び「サブフィードバック量Vafsfbの学習値(サブFB学習値)Vafsfbg」を算出するために、図16示したルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1600から処理を開始し、ステップ1605に進んでサブフィードバック制御条件が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of sub feedback amount and sub FB learning value>
The CPU executes the routine shown in FIG. 16 every elapse of a predetermined time in order to calculate the “sub feedback amount Vafsfb” and the “learning value (sub FB learning value) Vafsfbg of the sub feedback amount Vafsfb”. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts processing from step 1600 and proceeds to step 1605 to determine whether or not the sub feedback control condition is satisfied.
サブフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(条件B1)メインフィードバック制御条件が成立している。
(条件B2)下流側空燃比センサ56が活性化している。
(条件B3)上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比stoichに設定されている。
The sub-feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
(Condition B1) The main feedback control condition is satisfied.
(Condition B2) The downstream air-
(Condition B3) The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich.
いま、サブフィードバック制御条件が成立していると仮定して説明を続ける。この場合、CPUはステップ1605にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ1610乃至ステップ1630の処理を順に行い、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。
The description will be continued assuming that the sub-feedback control condition is satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at
ステップ1610:CPUは、下記(8)式に従って、「下流側目標値Voxsref」と「下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」との差である「出力偏差量DVoxs」を取得する。即ち、CPUは、「下流側目標値Voxsref」から「現時点の下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」を減じることにより「出力偏差量DVoxs」を求める。下流側目標値Voxsrefは理論空燃比に相当する値Vst(0.5V)に設定されている。
DVoxs=Voxsref−Voxs …(8)
Step 1610: The CPU obtains an “output deviation amount DVoxs” which is a difference between the “downstream target value Voxsref” and the “output value Voxs of the downstream air-
DVoxs = Voxsref−Voxs (8)
ステップ1615:CPUは、下記(9)式に従って、サブフィードバック量Vafsfbを求める。この(9)式において、Kpは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Kiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)、Kdは予め設定された微分ゲイン(微分定数)である。また、SDVoxsは出力偏差量DVoxsの積分値(時間積分値SDVoxs)、DDVoxsは出力偏差量DVoxsの微分値である。
Vafsfb=Kp・DVoxs+Ki・SDVoxs+Kd・DDVoxs …(9)
Step 1615: The CPU obtains a sub feedback amount Vafsfb according to the following equation (9). In this equation (9), Kp is a preset proportional gain (proportional constant), Ki is a preset integral gain (integral constant), and Kd is a preset differential gain (differential constant). SDVoxs is an integral value (time integral value SDVoxs) of the output deviation amount DVoxs, and DDVoxs is a differential value of the output deviation amount DVoxs.
Vafsfb = Kp · DVoxs + Ki · SDVoxs + Kd · DDVoxs (9)
ステップ1620:CPUは、「その時点における出力偏差量の積分値SDVoxs」に「上記ステップ1610にて求めた出力偏差量DVoxs」を加えることにより、新たな出力偏差量の積分値SDVoxsを求める。
Step 1620: The CPU obtains a new output deviation amount integrated value SDVoxs by adding “the output deviation amount DVoxs obtained in
ステップ1625:CPUは、「上記ステップ1610にて算出した出力偏差量DVoxs」から「本ルーチンを前回実行した際に算出された出力偏差量である前回出力偏差量DVoxsold」を減じることにより、新たな出力偏差量の微分値DDVoxsを求める。
Step 1625: The CPU obtains a new value by subtracting “the previous output deviation amount DVoxsold, which is the output deviation amount calculated when this routine was executed last time” from “the output deviation amount DVoxs calculated in
ステップ1630:CPUは、「上記ステップ1610にて算出した出力偏差量DVoxs」を「前回出力偏差量DVoxsold」として格納する。
Step 1630: The CPU stores “the output deviation amount DVoxs calculated in
このように、CPUは、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsを下流側目標値Voxsrefに一致させるための比例・積分・微分(PID)制御により「サブフィードバック量Vafsfb」を算出する。このサブフィードバック量Vafsfbは、上述した(2)式に示したように、フィードバック制御用出力値Vabyfcを算出するために使用される。
Thus, the CPU calculates the “sub feedback amount Vafsfb” by proportional / integral / differential (PID) control for making the output value Voxs of the downstream air-
次いで、CPUは、以下に述べるステップ1635乃至ステップ1655の処理を順に行うことにより「サブFB学習値Vafsfbg」を算出し、その後、ステップ1695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, the CPU calculates the “sub FB learning value Vafsfbg” by sequentially performing the processes of
ステップ1635:CPUは、その時点のサブFB学習値Vafsfbgを更新前学習値Vafsfbg0として格納する。 Step 1635: The CPU stores the current sub FB learning value Vafsfbg as the pre-update learning value Vafsfbg0.
ステップ1640:CPUは、下記(10)式に従ってサブFB学習値Vafsfbgを更新する。この(10)式の左辺Vafsfbg(k+1)は更新後のサブFB学習値Vafsfbgを表す。値αは0以上1未満の任意の値である。
Vafsfbg(k+1)=α・Vafsfbg+(1−α)・Ki・SDVoxs …(10)
Step 1640: The CPU updates the sub FB learning value Vafsfbg according to the following equation (10). The left side Vafsfbg (k + 1) of the equation (10) represents the updated sub FB learning value Vafsfbg. The value α is an arbitrary value from 0 to less than 1.
Vafsfbg (k + 1) = α · Vafsfbg + (1−α) · Ki · SDVoxs (10)
(10)式から明らかなように、サブFB学習値Vafsfbgは「サブフィードバック量Vafsfbの積分項Ki・SDVoxs」に「ノイズ除去のためのフィルタ処理」を施した値である。換言すると、サブFB学習値Vafsfbgは、サブフィードバック量Vafsfbの定常成分(積分項)に応じた値であり、積分項Ki・SDVoxsの一次遅れ量(なまし値)である。即ち、サブフィードバック量Vafsfbの定常成分(積分項Ki・SDVoxs)に応じた値である。このように、サブFB学習値Vafsfbgは、サブフィードバック量Vafsfbの定常成分に接近するように更新される。更新されたサブFB学習値Vafsfbg(=Vafsfbg(k+1))はバックアップRAMに格納される。 As is clear from the equation (10), the sub FB learning value Vafsfbg is a value obtained by performing “filter processing for noise removal” on the “integral term Ki · SDVoxs of the sub feedback amount Vafsfb”. In other words, the sub FB learning value Vafsfbg is a value corresponding to the stationary component (integral term) of the sub feedback amount Vafsfb, and is the primary delay amount (smooth value) of the integral term Ki · SDVoxs. That is, it is a value corresponding to the stationary component (integral term Ki · SDVoxs) of the sub feedback amount Vafsfb. Thus, the sub FB learning value Vafsfbg is updated so as to approach the steady component of the sub feedback amount Vafsfb. The updated sub FB learning value Vafsfbg (= Vafsfbg (k + 1)) is stored in the backup RAM.
ステップ1645:CPUは、下記(11)式に従ってサブFB学習値Vafsfbgの変更量(更新量)ΔGを算出する。
ΔG=Vafsfbg−Vafsfbg0 …(11)
Step 1645: The CPU calculates a change amount (update amount) ΔG of the sub FB learning value Vafsfbg according to the following equation (11).
ΔG = Vafsfbg−Vafsfbg0 (11)
ステップ1650:CPUは、下記(12)式に従ってサブフィードバック量Vafsfbを変更量ΔGにより補正する。
Vafsfb=Vafsfb−ΔG …(12)
Step 1650: The CPU corrects the sub feedback amount Vafsfb with the change amount ΔG according to the following equation (12).
Vafsfb = Vafsfb−ΔG (12)
このステップ1645及びステップ1650の処理について説明する。上記(2)式に示したように、CPUは、「サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbg」を「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfs」に加えることにより、フィードバック制御用出力値Vabyfcを得る。サブFB学習値Vafsfbgはサブフィードバック量Vafsfbの積分項Ki・SDVoxs(定常成分)の一部を取り込んだ値である。従って、サブFB学習値Vafsfbgを更新した場合、サブフィードバック量Vafsfbをその更新分に応じて補正しないと、「更新後のサブFB学習値Vafsfbg及びサブフィードバック量Vafsfb」により二重の補正が行われる。従って、サブFB学習値Vafsfbgを更新した場合、サブフィードバック量VafsfbをそのサブFB学習値Vafsfbg の更新分ΔGに応じて補正する。
The processing of
そこで、CPUは上記(11)及び上記(12)式に示したように、サブFB学習値Vafsfbgを変更量ΔGだけ増加するように更新したとき、サブフィードバック量Vafsfbを変更量ΔGだけ減少させる。(11)式において、Vafsfbg0は更新直前のサブFB学習値Vafsfbgである。従って、変更量ΔGは正の値及び負の値の何れともなる。 Therefore, when the CPU updates the sub FB learning value Vafsfbg so as to increase by the change amount ΔG, as shown in the equations (11) and (12), the CPU decreases the sub feedback amount Vafsfb by the change amount ΔG. In the equation (11), Vafsfbg0 is the sub FB learning value Vafsfbg immediately before the update. Accordingly, the change amount ΔG is a positive value or a negative value.
ステップ1655:CPUは、下記(13)式に従って出力偏差量DVoxsの積分値を変更量ΔGに基いて補正する。なお、ステップ1655を省略してもよい。また、ステップ1645乃至ステップ1655を省略してもよい。
SDVoxsnew=SDVoxs−ΔG/Ki …(13)
Step 1655: The CPU corrects the integral value of the output deviation amount DVoxs based on the change amount ΔG according to the following equation (13). Note that
SDVoxsnew = SDVoxs−ΔG / Ki (13)
以上の処理により、所定時間の経過毎にサブフィードバック量VafsfbとサブFB学習値Vafsfbgとが更新される。 Through the above processing, the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg are updated every time a predetermined time elapses.
一方、サブフィードバック制御条件が成立していない場合、CPUは図16のステップ1605にて「No」と判定し、以下に述べるステップ1660及びステップ1665の処理を順に行い、ステップ1695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if the sub-feedback control condition is not satisfied, the CPU makes a “No” determination at
ステップ1660:CPUはサブフィードバック量Vafsfbの値を「0」に設定する。
ステップ1665:CPUは出力偏差量の積分値SDVoxsの値を「0」に設定する。
Step 1660: The CPU sets the value of the sub feedback amount Vafsfb to “0”.
Step 1665: The CPU sets the integral value SDVoxs of the output deviation amount to “0”.
これにより、上記(2)式から明らかなように、フィードバック制御用出力値Vabyfcは、上流側空燃比センサ55の出力値VabyfsとサブFB学習値Vafsfbgとの和となる。即ち、この場合、「サブフィードバック量Vafsfbの更新」及び「サブフィードバック量Vafsfbの最終燃料噴射量Fiへの反映」は停止される。但し、少なくとも、サブフィードバック量Vafsfbの積分項に対応するサブFB学習値Vafsfbgは最終燃料噴射量Fiに反映される。
Thereby, as is apparent from the above equation (2), the feedback control output value Vabyfc is the sum of the output value Vabyfs of the upstream air-
<空燃比気筒間インバランス判定>
次に、「空燃比気筒間インバランス判定」を実行するための処理について図17乃至図19を参照しながら説明する。
<Air-fuel ratio imbalance determination between cylinders>
Next, a process for executing the “air-fuel ratio imbalance determination” will be described with reference to FIGS.
CPUは、任意の気筒の圧縮上死点からクランク角が30度クランク角ずつ回転する毎に、図17にフローチャートにより示した「時間T180取得ルーチン」を実行するようになっている。このルーチンにより、回転速度変動パラメータを求める基礎データとなる時間T180が算出される。時間T180は、任意の気筒が圧縮上死点から膨張下死点に至るまでに要する時間である。 The CPU executes the “time T180 acquisition routine” shown in the flowchart of FIG. 17 every time the crank angle rotates by 30 degrees from the compression top dead center of any cylinder. By this routine, time T180 serving as basic data for obtaining the rotation speed variation parameter is calculated. Time T180 is the time required for an arbitrary cylinder to reach from the compression top dead center to the expansion bottom dead center.
従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1700から処理を開始してステップ1710に進み、現時点が何れかの気筒の圧縮上死点であるか否かを判定する。このとき、現時点が何れかの気筒の圧縮上死点でなければ、CPUはステップ1710にて「No」と判定し、ステップ1795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU starts processing from
これに対し、CPUがステップ1710に進んだとき、その時点が何れかの気筒の圧縮上死点であると、CPUはそのステップ1710にて「Yes」と判定してステップ1720に進み、「本ルーチンを前回実行した時点において格納しておいた最新の時間T180」である「今回時間T180new」を「前回の時間T180である前回時間T180old」として格納する。
On the other hand, when the CPU proceeds to step 1710, if the time is the compression top dead center of any cylinder, the CPU makes a “Yes” determination at
次に、CPUはステップ1730に進み、現在の時刻FRnowから「本ルーチンを前回実行した時点の時刻(前回の時刻)FRold」を減算することにより、前回の時刻FRoldから今回の時刻FRnowまでに要した時間T180を求め、これを今回時間T180newとして記憶する。 Next, the CPU proceeds to step 1730 and subtracts “the time (previous time) FRold when this routine was executed last time” from the current time FRnow, so that it is necessary from the previous time FRold to the current time FRnow. Time T180 is obtained and stored as current time T180new.
次に、CPUはステップ1740に進み、現在の時刻FRnowを次回の本ルーチンの処理のために「前回の時刻FRold」として記憶する。その後、CPUはステップ1795に進んで本ルーチンを一旦終了する。 Next, the CPU proceeds to step 1740 to store the current time FRnow as “previous time FRold” for the next processing of this routine. Thereafter, the CPU proceeds to step 1795 to end the present routine tentatively.
以上の処理により、時間T180が「任意の気筒が圧縮上死点に到達する毎に今回時間T180new」として求められる。また、その圧縮上死点からクランク角360度だけ前の時点からその圧縮上死点からクランク角180度だけ前の時点までにクランク軸が回転するのに要した時間T180が前回時間T180oldとして記憶される。なお、ステップ1710は、何れかの気筒が膨張下死点か否かを判定するステップに置換してもよい。
Through the above processing, the time T180 is obtained as “current time T180new every time any cylinder reaches compression top dead center”. In addition, the time T180 required for the crankshaft to rotate from the time when the crank angle is 360 degrees before the compression top dead center to the time when the crank angle is 180 degrees before the compression top dead center is stored as the previous time T180old. Is done. Note that
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に図18にフローチャートにより示した「回転速度変動パラメータ取得ルーチン」を実行するようになっている。 Further, the CPU executes a “rotational speed fluctuation parameter acquisition routine” shown by a flowchart in FIG. 18 every time a predetermined time elapses.
従って、所定のタイミングになると、CPUは図18のステップ1800から処理を開始してステップ1805に進み、現時点が機関10の始動直後であるか否かを判定する。このとき、現時点が機関10の始動直後であると、CPUはステップ1805にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ1810乃至ステップ1820の処理を実行し、その後ステップ1825に進む。これに対し、現時点が機関10の始動直後でなければ、CPUはステップ1805にて「No」と判定し、ステップ1825に直接進む。
Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from
ステップ1810:CPUは回転速度変動パラメータ取得回数カウンタCKH(以下、単に「カウンタCKH」とも称呼する。)の値を「0」に設定する。
ステップ1815:CPUは回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値を「0」に設定する。
ステップ1820:CPUは回転速度変動パラメータ積算値SΔT180の値を「0」に設定する。
Step 1810: The CPU sets the value of the rotation speed variation parameter acquisition number counter CKH (hereinafter also simply referred to as “counter CKH”) to “0”.
Step 1815: The CPU sets the value of the rotation speed fluctuation parameter acquisition completion flag XKH to “0”.
Step 1820: The CPU sets the rotation speed fluctuation parameter integrated value SΔT180 to “0”.
次に、CPUはステップ1825に進み、回転速度変動パラメータを取得する条件(以下、「回転変動取得条件」とも称呼する。)が成立しているか否かを判定する。この回転変動取得条件は、例えば、以下の(条件C1)乃至(条件C4)の総てが成立したときに成立する。 Next, the CPU proceeds to step 1825 to determine whether or not a condition for acquiring a rotation speed fluctuation parameter (hereinafter also referred to as “rotation fluctuation acquisition condition”) is satisfied. This rotation fluctuation acquisition condition is satisfied when, for example, all of the following (condition C1) to (condition C4) are satisfied.
(条件C1)冷却水温THWが閾値水温THWth以上である。閾値水温THWthは、機関10が完全に暖機した状態にあるときの水温に設定されている(例えば、75℃)。
(条件C2)スロットル弁開度TAが「0」である。即ち、スロットル弁34が全閉である。
(条件C3)機関回転速度NEが実質的にアイドリング回転速度と見做せる回転速度領域にある。具体的には、機関回転速度NEが通常のアイドル回転速度(例えば、700回転)に所定値(例えば、500回転)を加えた値(例えば、1200回転)以下である。
(条件C4)図示しない車両に搭載されたエアーコンディショニング装置がオフである。
(Condition C1) The cooling water temperature THW is equal to or higher than the threshold water temperature THWth. The threshold water temperature THWth is set to a water temperature when the
(Condition C2) The throttle valve opening degree TA is “0”. That is, the
(Condition C3) The engine rotational speed NE is substantially in the rotational speed region that can be regarded as the idling rotational speed. Specifically, the engine rotation speed NE is equal to or less than a value (for example, 1200 rotations) obtained by adding a predetermined value (for example, 500 rotations) to a normal idle rotation speed (for example, 700 rotations).
(Condition C4) The air conditioning device mounted on the vehicle (not shown) is off.
即ち、回転変動取得条件は、機関10の運転状態が「安定したアイドル運転状態」である場合に成立する条件に定められている。従って、例えば、図示しない所定の電気負荷装置がオフであるとの条件及びバッテリ電圧が所定電圧以上であるとの条件等、他の条件が加えられてもよい。
That is, the rotation fluctuation acquisition condition is set to a condition that is satisfied when the operation state of the
このとき、回転変動取得条件が成立していなけば、CPUはステップ1825にて「No」と判定し、ステップ1895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
At this time, if the rotation fluctuation acquisition condition is not satisfied, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、回転変動取得条件が成立していると、CPUはステップ1825にて「Yes」と判定してステップ1830に進み、現時点が何れかの気筒の圧縮上死点後30度クランク角(ATDC30度)の直後の時点であるか否かを判定する。
On the other hand, if the rotation fluctuation acquisition condition is satisfied, the CPU makes a “Yes” determination at
このとき、現時点が何れかの気筒のATDC30度でなければ、CPUはステップ1830にて「No」と判定し、ステップ1895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
At this time, if the current time is not 30 ° ATDC of any cylinder, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、現時点が何れかの気筒のATDC30度であると、CPUはステップ1835に進んでカウンタCKHの値を「1」だけ増大する。次いで、CPUはステップ1840に進み、その時点の回転速度変動パラメータ積算値SΔT180に、「今回時間T180newと前回時間T180oldとの差の絶対値|T180new−T180old|を加えて、新たな回転速度変動パラメータ積算値SΔT180を得る。
On the other hand, if the current time is
次に、CPUはステップ1845に進み、カウンタCKHが所定の閾値CKHth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタCKHが所定の閾値CKHthより小さいと、CPUはステップ1845にて「No」と判定し、ステップ1895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, the CPU proceeds to step 1845 to determine whether or not the counter CKH is equal to or greater than a predetermined threshold CKHth. At this time, if the counter CKH is smaller than the predetermined threshold CKHth, the CPU makes a “No” determination at
これに対し、カウンタCKHが所定の閾値CKHth以上であると、CPUはステップ1845にて「Yes」と判定してステップ1850に進み、回転速度変動パラメータ積算値SΔT180を閾値CKHthにより除すことによって、回転速度変動パラメータΔT180AVEを取得する。即ち、回転速度変動パラメータΔT180AVEは、機関回転速度の変動量を表す上記差の絶対値|T180new−T180old|の個数CKHth分についての平均値である。
On the other hand, if the counter CKH is equal to or greater than the predetermined threshold CKHth, the CPU makes a “Yes” determination at
空燃比気筒間インバランスが発生しておらず各気筒の空燃比が互いに等しければ、各気筒の回転速度は略等しく、上記差の絶対値|T180new−T180old|は略0である。従って、空燃比気筒間インバランスが発生していなければ、回転速度変動パラメータΔT180AVEは極めて小さい値になる。これに対し、空燃比気筒間インバランスが発生することにより特定の気筒の空燃比のみが他の気筒の空燃比に比較してリッチ側又はリーン側に変移していると、その特定気筒の時間T180は他の気筒の時間T180よりも大きくなる。従って、空燃比気筒間インバランスが発生していると、回転速度変動パラメータΔT180AVEは大きくなる。 If the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur and the air-fuel ratios of the cylinders are equal to each other, the rotational speeds of the cylinders are substantially equal, and the absolute value | T180new−T180old | of the difference is substantially zero. Therefore, if the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur, the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE becomes an extremely small value. On the other hand, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs and only the air-fuel ratio of a specific cylinder changes to the rich side or the lean side compared to the air-fuel ratio of other cylinders, the time of the specific cylinder T180 becomes larger than time T180 of the other cylinders. Therefore, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases.
その後、CPUはステップ1855に進み、回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値を「1」に設定する。即ち、回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHは、その値が「0」であるきに回転速度変動パラメータΔT180AVEは今回の機関10の始動後において未だ取得されていないことを示し、その値が「1」であるときに回転速度変動パラメータΔT180AVEの取得が今回の機関10の始動後において完了していることを示す。そして、CPUはステップ1895に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, the CPU proceeds to step 1855 to set the value of the rotation speed fluctuation parameter acquisition completion flag XKH to “1”. That is, the rotational speed fluctuation parameter acquisition completion flag XKH indicates that the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is not yet acquired after the current start of the
更に、CPUは、図19に示した「空燃比気筒間インバランス判定ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1900から処理を開始し、ステップ1905に進んで水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEの値が「0」であるか否かを判定する。
Further, the CPU repeatedly executes the “air-fuel ratio imbalance among cylinders determination routine” shown in FIG. 19 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from
この水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEの値は、イグニッション・キー・スイッチがオフ位置からオン位置に切り換えられた際に実行される図示しないイニシャルルーチンにより「0」に設定されるようになっている。水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEは、その値が「0」であるとき、水素量差指示パラメータAvesfbgが今回の機関10の始動後において未だ得られていないことを示し、その値が「1」であるとき水素量差指示パラメータAvesfbgが今回の機関10の始動後において得られていることを示す。
The value of the hydrogen amount difference instruction parameter acquisition completion flag XAVE is set to “0” by an initial routine (not shown) that is executed when the ignition key switch is switched from the off position to the on position. Yes. When the value of the hydrogen amount difference indicating parameter acquisition completion flag XAVE is “0”, it indicates that the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg has not yet been obtained after the current start of the
いま、水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEの値が「0」であると仮定する。この仮定に従えば、CPUはステップ1905にて「Yes」と判定してステップ1910に進み、「異常判定(空燃比気筒間インバランス判定)の前提条件」が成立しているか否かを判定する。この異常判定の前提条件は「水素量差指示パラメータ取得許可条件」でもある。また、この異常判定の前提条件が成立しない場合、空燃比気筒間インバランスの「判定禁止条件」が成立する。空燃比気筒間インバランスの「判定禁止条件」が成立すると、「サブFB学習値Vafsfbgに基いて算出される水素量差指示パラメータ(インバランス判定用パラメータ)」を用いた「以下に述べる空燃比気筒間インバランス」の判定が実行されない。
Assume that the value of the hydrogen amount difference instruction parameter acquisition completion flag XAVE is “0”. According to this assumption, the CPU makes a “Yes” determination at
この異常判定の前提条件は、例えば、次の(条件D1)乃至(条件D4)とすることができる。この前提条件は、(条件D1)乃至(条件D4)の総てが成立したとき成立する。換言すると、判定禁止条件は、(条件D3)乃至(条件D4)の何れか一つが不成立であるとき、成立する。また、これらの条件のうちの任意の一つ以上の組み合わせを前提条件としてもよく、他の条件を加えてもよい。 Preconditions for this abnormality determination can be, for example, the following (condition D1) to (condition D4). This precondition is satisfied when all of (Condition D1) to (Condition D4) are satisfied. In other words, the determination prohibition condition is satisfied when any one of (condition D3) to (condition D4) is not satisfied. Further, any one or more combinations of these conditions may be used as a precondition, and other conditions may be added.
(条件D1)上流側触媒53の水素を酸化する能力が第1所定能力以下ではない。即ち、上流側触媒53の水素を酸化する能力が第1所定能力より大きい場合。換言すると、この条件は、「上流側触媒53の状態が、上流側触媒53に流入する水素を所定量以上浄化し得る状態(即ち、水素浄化可能状態)にあること」である。
(Condition D1) The ability of the
この(条件D1)を設ける理由は次の通りである。
上流側触媒53の水素を酸化する能力が第1所定能力以下であると、水素が上流側触媒53において十分に浄化されず、水素が上流側触媒53の下流に流出する可能性がある。この結果、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsが水素の選択的拡散の影響を受ける可能性があり、或いは、上流側触媒53の下流のガスの空燃比が「機関10全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値」に一致しなくなる。従って、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsは、「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsを用いた上記空燃比フィードバック制御により過剰に補正された空燃比の真の平均値」に応じた値を示さない可能性が高い。故に、このような状態において空燃比気筒間インバランス判定を実行すると(或いは、水素量差指示パラメータを取得すると)、判定を誤る可能性が高い。
The reason for providing this (condition D1) is as follows.
If the ability of the
上記(条件D1)は、例えば、上流側触媒53の酸素吸蔵量が第1閾値酸素吸蔵量以上である場合に成立する条件とすることができる。この場合、上流側触媒53の水素を酸化する能力が第1所定能力よりも大きいと判定することができる。
The above (Condition D1) can be a condition that is established when, for example, the oxygen storage amount of the
なお、CPUは、上流側触媒53の酸素吸蔵量を周知の手法により別途取得している。例えば、上流側触媒53の酸素吸蔵量OSAは、上流側触媒53に流入する過剰な酸素の量に対応する量を順次加算するとともに、上流側触媒53に流入する過剰な未燃成分の量に対応する量を順次減算することにより求められる。即ち、上流側空燃比abyfsと理論空燃比stoichとの差に基いて酸素の過不足量ΔO2(ΔO2=k・mfr・(abyfs−stoich))を所定時間の経過毎に求め(kは大気中の酸素の比率であり0.23、mfrはその所定時間に供給された燃料量)、その過不足量ΔO2を積算することにより酸素吸蔵量OSAが求められる(例えば、特開2007−239700号公報、特開2003−336535号公報、及び、特開2004−036475号公報等を参照。)。なお、このように求められる酸素吸蔵量OSAは、上流側触媒53の最大酸素吸蔵量Cmaxと「0」との値に規制される。
The CPU separately acquires the oxygen storage amount of the
(条件D2)上流側触媒53の水素を酸化する能力が第2所定能力未満である場合。この第2所定能力は、前記第1所定能力よりも大きい能力である。
(Condition D2) The ability of the
この(条件D2)を設ける理由は次の通りである。
上流側触媒53の水素を酸化する能力が第2所定能力以上である期間においては、上流側触媒53から流出する排ガスの空燃比の平均値が、「空燃比フィードバック制御によって過剰に補正された真の空燃比」に応じた値を示さない可能性がある。例えば、フューエルカット直後の場合、上流側触媒53の酸素吸蔵量は非常に大きいので、上流側触媒53の下流における排ガスの空燃比は、「空燃比フィードバック制御によって過剰に補正された真の空燃比」に応じた値を示さない。換言すると、上流側触媒53の水素の酸化能力が「第1所定能力と第2所定能力との間」であるときに、水素量差指示パラメータ(インバランス判定用パラメータ)は空燃比気筒間インバランスの程度を精度良く表す値となる。
The reason for providing this (condition D2) is as follows.
During a period in which the
上記(条件D2)は、例えば、上流側触媒53の酸素吸蔵量が酸素吸蔵量が第2閾値酸素吸蔵量以上ではない場合に成立する条件とすることができる。上流側触媒53の酸素吸蔵量が第2閾値酸素吸蔵量以上であるとき、上流側触媒53の水素を酸化する能力が第2所定能力以上であると判定することができる。なお、第2閾値酸素吸蔵量は、前記第1閾値酸素吸蔵量よりも大きい。
The above (Condition D2) can be a condition that is established when the oxygen storage amount of the
(条件D3)機関10から排出される排ガスの流量が閾値排ガス流量以上ではない。即ち、機関10から排出される排ガスの流量が閾値排ガス流量未満である。
(Condition D3) The flow rate of exhaust gas discharged from the
この条件(条件D3)を設ける理由は次の通りである。
機関10から排出される排ガスの流量が閾値排ガス流量以上であると、上流側触媒53に流入する水素の量が上流側触媒53の水素酸化能力を超え、水素が上流側触媒53の下流に流出する場合がある。従って、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsが水素の選択的拡散の影響を受ける可能性が高い。或いは、触媒の下流のガスの空燃比が「機関全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値」に一致しなくなる。その結果、空燃比気筒間インバランスが発生している場合であっても、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsが「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsを用いた空燃比フィードバック制御によって過剰に補正された真の空燃比」に応じた値を示さない可能性が高い。従って、このような状態において空燃比気筒間インバランス判定を実行すると(或いは、水素量差指示パラメータを取得すると)、その判定を誤る可能性が高い。
The reason for providing this condition (condition D3) is as follows.
If the flow rate of exhaust gas discharged from the
上記(条件D3)の条件は、例えば、機関10の負荷(負荷率KL、スロットル弁開度TA及びアクセルペダル操作量Accp等)が閾値負荷以下である場合に成立する条件とすることができる。或いは、上記(条件D3)は、機関10の単位時間あたりの吸入空気量Gaが閾値吸入空気量GAth以下である場合に成立する条件とすることができる。
The condition (condition D3) can be a condition that is satisfied when the load of the engine 10 (load factor KL, throttle valve opening TA, accelerator pedal operation amount Accp, etc.) is equal to or less than a threshold load. Alternatively, the above (Condition D3) can be a condition that is satisfied when the intake air amount Ga per unit time of the
(条件D4)上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比stoichである。 (Condition D4) The upstream target air-fuel ratio abyfr is the stoichiometric air-fuel ratio stoich.
いま、上述した異常判定の前提条件((条件D1)〜(条件D4)の総て)が成立していると仮定する。この場合、CPUはステップ1910にて「Yes」と判定し、CPUは以下に述べるステップ1915以降の処理を実行する。ステップ1915以降の処理は、異常判定(空燃比気筒間インバランス判定)のための処理の一部である。
Now, it is assumed that the above-described preconditions for abnormality determination (all of (Condition D1) to (Condition D4)) are satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at
ステップ1915:CPUは現時点が「サブFB学習値Vafsfbgが更新された直後の時点(サブFB学習値更新直後時点)」であるか否かを判定する。CPUは、現時点がサブFB学習値更新直後の時点であれば、ステップ1920乃至ステップ1935に進む。CPUは、現時点がサブFB学習値更新直後の時点でなければ、ステップ1995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。 Step 1915: The CPU determines whether or not the current time is “a time immediately after the sub FB learning value Vafsfbg is updated (a time immediately after the sub FB learning value is updated)”. If the current time is immediately after the sub FB learning value is updated, the CPU proceeds to step 1920 to step 1935. If the current time is not immediately after the sub FB learning value is updated, the CPU proceeds directly to step 1995 to end the present routine tentatively.
ステップ1920:CPUは学習値積算カウンタCexeの値を「1」だけ増大する。
ステップ1925:CPUは図16のルーチンのステップ1640により算出されているサブFB学習値Vafsfbgを読み込む。
ステップ1930:CPUは、サブFB学習値Vafsfbgの積算値SVafsfbgを更新する。即ち、CPUは「その時点の積算値SVafsfbg」に「ステップ1925にて読み込んだサブFB学習値Vafsfbg」を加えることにより、新たな積算値SVafsfbgを得る。
Step 1920: The CPU increases the value of the learning value integration counter Cexe by “1”.
Step 1925: The CPU reads the sub FB learning value Vafsfbg calculated at
Step 1930: The CPU updates the integrated value SVafsfbg of the sub FB learning value Vafsfbg. That is, the CPU adds the “sub-FB learning value Vafsfbg read in
この積算値SVafsfbgは、前述したイニシャルルーチンにより「0」に設定されるようになっている。更に、積算値SVafsfbgは、後述するステップ1980の処理によっても「0」に設定される。このステップ1980は、異常判定(空燃比気筒間インバランス判定、ステップ1965〜ステップ1975)が実行されたときに実行される。従って、積算値SVafsfbgは、機関10の始動後又は直前の異常判定実行後において、「異常判定の前提条件が成立している場合」におけるサブFB学習値Vafsfbgの積算値となる。
This integrated value SVafsfbg is set to “0” by the above-described initial routine. Further, the integrated value SVafsfbg is also set to “0” by the processing in
ステップ1935:CPUは学習値積算カウンタCexeの値がカウンタ閾値Cth以上であるか否かを判定する。CPUは、学習値積算カウンタCexeの値がカウンタ閾値Cthよりも小さいと、ステップ1935にて「No」と判定してステップ1995に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。これに対し、CPUは、学習値積算カウンタCexeの値がカウンタ閾値Cth以上であると、ステップ1935にて「Yes」と判定してステップ1940及びステップ1945に進む。
Step 1935: The CPU determines whether or not the value of the learning value integration counter Cexe is greater than or equal to the counter threshold value Cth. If the value of the learning value integration counter Cexe is smaller than the counter threshold Cth, the CPU makes a “No” determination at
ステップ1940:CPUは、「サブFB学習値Vafsfbgの積算値SVafsfbg」を「学習値積算カウンタCexe」で除することにより、サブFB学習値平均値Avesfbgを求める。このサブFB学習値平均値Avesfbgは、前述したように、上流側触媒43を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と上流側触媒43を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差が大きいほど大きくなる「水素量差指示パラメータ(インバランス判定用パラメータ)」である。
Step 1940: The CPU obtains the sub FB learning value average value Avesfbg by dividing “the integrated value SVafsfbg of the sub FB learning value Vafsfbg” by the “learning value integration counter Cexe”. As described above, the sub-FB learning value average value Avesfbg is the amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the
ステップ1945:CPUは、水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEの値を「1」に設定する。 Step 1945: The CPU sets the value of the hydrogen amount difference instruction parameter acquisition completion flag XAVE to “1”.
次に、CPUはステップ1950に進み、回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値が「1」であるか否かを判定する。即ち、CPUは、今回の機関10の始動後において、回転速度変動パラメータΔT180AVEが取得されているか否かを判定する。このとき、回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値が「0」であると、即ち、回転速度変動パラメータΔT180AVEが取得されていなければ、CPUはステップ1950にて「No」と判定し、ステップ1995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, the CPU proceeds to step 1950 to determine whether or not the value of the rotation speed fluctuation parameter acquisition completion flag XKH is “1”. That is, the CPU determines whether or not the rotational speed variation parameter ΔT180AVE has been acquired after the current start of the
この状態においては、水素量差指示パラメータ取得完了フラグXAVEの値は「1」に設定されている。従って、次にCPUがステップ1900から処理を再開してステップ1905に進んだとき、CPUはそのステップ1905にて「No」と判定し、ステップ1950に直接進むようになる。従って、CPUは、回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値が「1」となることを監視するようになる。
In this state, the value of the hydrogen amount difference instruction parameter acquisition completion flag XAVE is set to “1”. Therefore, when the CPU restarts the process from
そして、図17及び図18のルーチンによって、回転速度変動パラメータΔT180AVEが図18のステップ1850において取得されることにより、ステップ1855にて回転速度変動パラメータ取得完了フラグXKHの値が「1」に設定されると、CPUは図19のステップ1950に進んだとき、そのステップ1950にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ1955乃至ステップ1980の所定のステップの処理を実行する。
Then, the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is acquired in
ステップ1955:CPUは、回転速度変動パラメータΔT180AVEをテーブルMapKhoseiに適用することにより、閾値補正係数Khoseiを取得する。 Step 1955: The CPU obtains a threshold correction coefficient Khosei by applying the rotation speed fluctuation parameter ΔT180AVE to the table MapKhosei.
このテーブルMapKhoseiによれば、図19のステップ1955の図面右部分に示したように、
(a)回転速度変動パラメータΔT180AVEの絶対値が0から第1値f1までの間において、閾値補正係数Khoseiは「1」となり、
(b)回転速度変動パラメータΔT180AVEの第1値f1から同第1値f1よりも大きい第2値f2までの間において、閾値補正係数Khoseiは回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるに従って第1の負の傾きをもつように次第に減少し、
(c)回転速度変動パラメータΔT180AVEの絶対値が第2値f2以上になる場合、閾値補正係数Khoseiは回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるに従って第2の負の傾きをもつように次第に減少する。なお、第2の負の傾きの絶対値は、第1の負の傾きの絶対値よりも小さい。
According to this table MapKhosei, as shown in the right part of the drawing in
(A) The threshold value correction coefficient Khosei is “1” when the absolute value of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is between 0 and the first value f1,
(B) Between the first value f1 of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE and the second value f2 greater than the first value f1, the threshold correction coefficient Khosei becomes a first negative value as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases. Gradually decreasing to have a slope,
(C) When the absolute value of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is equal to or greater than the second value f2, the threshold correction coefficient Khosei gradually decreases to have a second negative slope as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases. Note that the absolute value of the second negative slope is smaller than the absolute value of the first negative slope.
即ち、閾値補正係数Khoseiは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが0を含む所定の範囲内(即ち、0〜第1値f1)にあるとき、「1」に維持される。また、閾値補正係数Khoseiは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが第1値f1から大きくなるほど「1」以下の範囲においてより小さくなるように決定される。 That is, the threshold correction coefficient Khosei is maintained at “1” when the rotational speed variation parameter ΔT180AVE is within a predetermined range including 0 (that is, 0 to the first value f1). Further, the threshold correction coefficient Khosei is determined to be smaller in a range of “1” or less as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases from the first value f1.
ステップ1960:CPUは、基準値Athbaseを閾値補正係数Khoseiにより補正する(基準値Athbaseに閾値補正係数Khoseiを乗じる)ことによって、インバランス判定閾値Athを求める。この結果、インバランス判定閾値(第1インバランス判定閾値)Athは、取得された回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるほど小さくなるように変更される。 Step 1960: The CPU corrects the reference value Athbase with the threshold correction coefficient Khosei (multiplies the reference value Athbase by the threshold correction coefficient Khosei) to obtain the imbalance determination threshold Ath. As a result, the imbalance determination threshold (first imbalance determination threshold) Ath is changed so as to decrease as the acquired rotation speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases.
より具体的には、インバランス判定閾値(第1インバランス判定閾値)Athは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが0を含む所定の範囲内にあるとき(0以上且つ第1値f1未満であるとき)、一定の基準値(Athbase)に維持される。加えて、インバランス判定閾値Athは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが所定の範囲外にあるとき(即ち、第1値f1以上であるとき)、回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるほど基準値Athbaseから連続的に小さくなるように変更される(図5を参照。)。 More specifically, the imbalance determination threshold (first imbalance determination threshold) Ath is when the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is within a predetermined range including 0 (when it is greater than or equal to 0 and less than the first value f1). , A constant reference value (Athbase) is maintained. In addition, the imbalance determination threshold Ath is continuously increased from the reference value Athbase as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases when the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is outside a predetermined range (that is, when the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is greater than or equal to the first value f1). (See FIG. 5).
ステップ1965:CPUは、水素量差指示パラメータ(サブFB学習値平均値)Avesfbgが「上記ステップ1960にて得られたインバランス判定閾値Ath」以上であるか否かを判定する。
Step 1965: The CPU determines whether or not the hydrogen amount difference indicating parameter (sub FB learning value average value) Avesfbg is equal to or greater than “the imbalance determination threshold Ath obtained in
前述したように、気筒間における空燃比の不均一性が過大となって「空燃比気筒間インバランス」が生じている場合、サブフィードバック量Vafsfbは機関10に供給される混合気の空燃比を大きくリッチ側に補正する値になろうとするから、それに伴って、サブFB学習値Vafsfbgの平均値である水素量差指示パラメータ(サブFB学習値平均値)Avesfbgも「機関10に供給される混合気の空燃比を大きくリッチ側に補正する値(インバランス判定閾値Ath以上の値)」となる。
As described above, when the air-fuel ratio non-uniformity among the cylinders is excessive and the “air-fuel ratio imbalance among cylinders” occurs, the sub feedback amount Vafsfb is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the
更に、インバランス判定閾値Athは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるほど小さくなるように変更される。従って、図5に示したように、上流側空燃比センサ55が「特定気筒の排ガスの影響」を「他の気筒のそれぞれからの排ガスの影響」よりも強く受けるような場合であっても、空燃比気筒間インバランスが発生してれば、水素量差指示パラメータ(サブFB学習値Vafsfbg)はインバランス判定閾値Ath以上となる(図5における曲線C2及びC3を参照。)。
Further, the imbalance determination threshold Ath is changed so as to decrease as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases. Therefore, as shown in FIG. 5, even when the upstream air-
従って、CPUは、水素量差指示パラメータAvesfbgがインバランス判定閾値Ath以上である場合、空燃比気筒間インバランスが発生していると判定する。即ち、CPUは、水素量差指示パラメータAvesfbgがインバランス判定閾値Ath以上である場合、ステップ1965にて「Yes」と判定してステップ1970に進み、異常発生フラグXIJOの値を「1」に設定する。つまり、異常発生フラグXIJOの値が「1」であることは、空燃比気筒間インバランスが生じていることを示す。なお、この異常発生フラグXIJOの値はバックアップRAMに格納される。また、異常発生フラグXIJOの値が「1」に設定されたとき、CPUは図示しない警告ランプを点灯してもよい。
Therefore, the CPU determines that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring when the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is equal to or greater than the imbalance determination threshold Ath. That is, if the hydrogen amount difference instruction parameter Avesfbg is equal to or greater than the imbalance determination threshold Ath, the CPU makes a “Yes” determination at
これに対し、水素量差指示パラメータAvesfbgがインバランス判定閾値Athよりも小さい場合、CPUはステップ1965にて「No」と判定してステップ1975に進む。そして、CPUは、ステップ1975にて、「空燃比気筒間インバランス」が生じていないことを示すように、異常発生フラグXIJOの値を「0」に設定する。
On the other hand, if the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is smaller than the imbalance determination threshold Ath, the CPU makes a “No” determination at
ステップ1980:CPUは、ステップ1970及びステップ1975の何れかからステップ1980に進み、学習値積算カウンタCexeの値を「0」に設定する(リセットする)とともに、サブFB学習値の積算値SVafsfbgを「0」に設定する(リセットする)。
Step 1980: The CPU proceeds to Step 1980 from either
なお、CPUは、ステップ1910の処理を実行したとき、異常判定の前提条件が成立していなければ、ステップ1980の処理を実行した後、ステップ1995に進んで本ルーチンを一旦終了する。更に、CPUは、ステップ1915の処理を実行したとき、その時点がサブFB学習値Vafsfbgの更新直後でなければ、ステップ1915からステップ1995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the precondition for abnormality determination is not satisfied when the processing of
以上、説明したように、本発明の第1実施形態に係る判定装置は、
複数の気筒を有する多気筒内燃機関(10)に適用され、
前記機関の排気通路であって前記複数の気筒のうちの少なくとも2以上の気筒(第1実施形態においては総ての気筒)の燃焼室(21)から排出された排ガスが集合する排気集合部よりも下流側の部位に配設された触媒(43)と、
前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに同2以上の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射する燃料噴射弁(25)と、
前記排気集合部、又は、前記排気通路の前記排気集合部と前記触媒との間に配設され、前記触媒を通過する前の排ガスが接触する拡散抵抗層と、同拡散抵抗層に覆われ且つ同拡散抵抗層を通過して到達した排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する空燃比検出素子と、を有する上流側空燃比センサ(55)と、
前記触媒を通過した後の排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサ(56)と、
前記上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比が理論空燃比に一致するように前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量である燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段(図14及び図15のルーチンを参照。)と、
前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の間に不均衡が生じているか否かの空燃比気筒間インバランス判定を実行するインバランス判定手段(図17乃至図19のルーチンを参照。)と、
を備えた内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置において、
前記インバランス判定手段は、
前記フィードバック制御が実行されているときの前記下流側空燃比センサの出力値に基いて前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差が大きいほど大きくなる水素量差指示パラメータ(Avesfbg)を取得する水素量差指示パラメータ取得手段(図19のステップ1915乃至ステップ1940を参照。)と、
前記機関の回転速度の変動に応じて変化する回転速度変動パラメータ(ΔT180AVE)を取得する回転速度変動パラメータ取得手段(図17及び図18のルーチンを参照。)と、
前記取得された水素量差指示パラメータ(Avesfbg)及び前記取得された回転速度変動パラメータ(ΔT180AVE)の両者を用いて前記空燃比気筒間インバランス判定を実行するインバランス判定実行手段(図19のステップ1955乃至ステップ1975を参照。)と、
を備える。
As described above, the determination apparatus according to the first embodiment of the present invention is
Applied to a multi-cylinder internal combustion engine (10) having a plurality of cylinders;
From an exhaust gas collecting portion in which exhaust gas discharged from the combustion chamber (21) of at least two or more cylinders (all cylinders in the first embodiment) of the plurality of cylinders gathers in the exhaust passage of the engine And a catalyst (43) disposed at a downstream site,
A fuel injection valve (25) disposed corresponding to each of the at least two cylinders and injecting fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the two or more cylinders;
A diffusion resistance layer disposed between the exhaust collection portion or the exhaust collection portion of the exhaust passage and the catalyst, and in contact with the exhaust gas before passing through the catalyst; and covered with the diffusion resistance layer; An upstream air-fuel ratio sensor (55) having an air-fuel ratio detection element that outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas that has passed through the diffusion resistance layer;
A downstream air-fuel ratio sensor (56) for outputting an output value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas after passing through the catalyst;
Air-fuel ratio feedback control means for feedback-controlling a fuel injection amount that is the amount of fuel injected from the fuel injection valve so that the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor matches the stoichiometric air-fuel ratio ( (See the routines of FIGS. 14 and 15)
An imbalance determination means for executing an air-fuel ratio imbalance determination between cylinders to determine whether or not an imbalance has occurred between the air-fuel ratios of the cylinders, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the at least two cylinders; (See routines in FIGS. 17-19)
In an internal combustion engine air-fuel ratio imbalance determination apparatus for an internal combustion engine comprising:
The imbalance determination means
The amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst and the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor when the feedback control is being executed. A hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means (see
Rotational speed fluctuation parameter acquisition means (see the routines of FIGS. 17 and 18) for acquiring a rotational speed fluctuation parameter (ΔT180AVE) that changes in accordance with the fluctuation of the rotational speed of the engine;
Imbalance determination execution means for executing the air-fuel ratio imbalance among cylinders determination using both the acquired hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) and the acquired rotation speed fluctuation parameter (ΔT180AVE) (step of FIG. 19) 1955 to step 1975.)
Is provided.
更に、この判定装置の前記空燃比フィードバック制御手段は、
所定の第1更新タイミングが到来する毎(図16のルーチンの実行タイミング毎)に、前記下流側空燃比センサの出力値を理論空燃比に応じた値に一致させるためのサブフィードバック量(Vafsfb)を、下流側空燃比センサの出力値(Voxs)と理論空燃比との偏差(DVoxs)に基いて更新するサブフィードバック量更新手段(図16のステップ1605乃至ステップ1630を参照。)と、
所定の第2更新タイミングが到来する毎(図14のルーチンの実行タイミング毎)に、少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値(Vabyfs)及び前記サブフィードバック量(Vafsfb)に基づき前記燃料噴射量(Fi)を決定する燃料噴射量決定手段(図15及び図14のルーチンを参照。)と、
所定の第3更新タイミングが到来する毎(図16のルーチンの実行タイミング毎)に、前記サブフィードバック量の学習値(Vafsfbg)を、前記サブフィードバック量(Vafsfb)に基いて更新する手段であって、その学習値Vafsfbgがサブフィードバック量の定常成分に接近するように同学習値(Vafsfbg)を更新するサブフィードバック量学習手段(図16のルーチンのステップ1635乃至ステップ1655を参照。)と、
を含むように構成され、
前記水素量差指示パラメータ取得手段は、
前記サブフィードバック量の学習値に基いて前記水素量差指示パラメータを算出するように構成されている(図19のステップ1915乃至ステップ1940を参照。)。
Further, the air / fuel ratio feedback control means of the determination device comprises:
A sub-feedback amount (Vafsfb) for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio each time a predetermined first update timing arrives (every execution timing of the routine of FIG. 16). Sub-feedback amount update means (see
Each time a predetermined second update timing arrives (every execution timing of the routine of FIG. 14), the fuel injection amount (at least the output value (Vabyfs) of the upstream air-fuel ratio sensor and the sub feedback amount (Vafsfb)) A fuel injection amount determining means for determining Fi) (see the routines of FIGS. 15 and 14);
A means for updating the learning value (Vafsfbg) of the sub-feedback amount based on the sub-feedback amount (Vafsfb) every time a predetermined third update timing arrives (every execution timing of the routine of FIG. 16). Sub feedback amount learning means for updating the learning value (Vafsfbg) so that the learning value Vafsfbg approaches the steady component of the sub feedback amount (see
Is configured to include
The hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means includes
The hydrogen amount difference indicating parameter is calculated based on the learned value of the sub feedback amount (see
更に、前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータ(Avesfbg)が所定の第1インバランス判定閾値(Ath)より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値を小さくするように構成されている(図19のルーチンのステップ1955及びステップ1960を参照。)。
Further, the imbalance determination executing means includes
When the acquired hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) is larger than a predetermined first imbalance determination threshold (Ath), it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and the acquired rotational speed fluctuation is determined. The first imbalance determination threshold value is decreased as the parameter increases (see
加えて、前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された回転速度変動パラメータが0を含む所定の範囲(0〜第1値f1)内にあるとき前記第1インバランス判定閾値を一定の基準値(Athbase)維持し、前記取得された回転速度変動パラメータ(ΔT180AVE)が前記所定の範囲外にあるとき回転速度変動パラメータ(ΔT180AVE)が大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値(Ath)を小さくするように構成されている(図19のルーチンのステップ1955及びステップ1960を参照。)。
In addition, the imbalance determination execution means
When the acquired rotation speed variation parameter is within a predetermined range (0 to first value f1) including 0, the first imbalance determination threshold is maintained at a constant reference value (Athbase), and the acquired rotation When the speed fluctuation parameter (ΔT180AVE) is outside the predetermined range, the first imbalance determination threshold (Ath) is reduced as the rotational speed fluctuation parameter (ΔT180AVE) increases (in the routine of FIG. 19). (See
従って、上流側空燃比センサ55が特定の気筒から排出される排ガスの影響を強く受ける場合であっても、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。
Therefore, even when the upstream air-
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る多気筒内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置(以下、単に「第2判定装置」と称呼する。)について説明する。この第2判定装置は、空燃比気筒間インバランス判定を行うための判定閾値を回転速度変動パラメータΔT180AVEに基いて変更することに代え、水素量差指示パラメータ(Avesfbg)を回転速度変動パラメータΔT180AVEにより変更(補正)する点のみにおいて、第1実施形態の判定装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
(Second Embodiment)
Next, an air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus (hereinafter simply referred to as “second determination apparatus”) of a multi-cylinder internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described. This second determination device replaces the determination threshold for determining the air-fuel ratio imbalance among cylinders based on the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE, and changes the hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) based on the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE. Only the change (correction) is different from the determination apparatus of the first embodiment. Therefore, hereinafter, this difference will be mainly described.
第2判定装置のCPUは、第1実施形態に係る判定装置のCPUが実行するルーチンのうち、「図19のルーチンに示したステップ1955乃至ステップ1965」を「図20のルーチンに示したステップ2010乃至ステップ2030」に置換したルーチンを実行する点のみにおいて、第1実施形態と相違している。
Among the routines executed by the CPU of the determination apparatus according to the first embodiment, the CPU of the second determination apparatus replaces “
即ち、第2判定装置のCPUは、ステップ1950にて「Yes」と判定した場合、図20のステップ2010に進み、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2を求める。具体的には、CPUは、回転速度変動パラメータΔT180AVEをテーブルMapKh2に適用することにより、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2を取得する。
That is, if the CPU of the second determination apparatus determines “Yes” in
このテーブルMapKh2によれば、図20のステップ2010内に示したように、
(a)回転速度変動パラメータΔT180AVEの絶対値が0から第1値f1までの間において、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2は「1」となり、
(b)回転速度変動パラメータΔT180AVEの第1値f1から同第1値f1よりも大きい第2値f2までの間において、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2は回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるに従って第3の正の傾きをもつように次第に増大し、
(c)回転速度変動パラメータΔT180AVEの絶対値が第2値f2以上になる場合、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2は回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるに従って第4の正の傾きをもつように次第に増大する。なお、第4の正の傾きは、第3の正の傾きよりも小さい。
According to this table MapKh2, as shown in
(A) When the absolute value of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is between 0 and the first value f1, the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 is “1”.
(B) Between the first value f1 of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE and the second value f2 larger than the first value f1, the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 increases as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases. Gradually increasing to have a positive slope of 3,
(C) When the absolute value of the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE is equal to or greater than the second value f2, the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 gradually increases so as to have a fourth positive slope as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases. Increase. Note that the fourth positive slope is smaller than the third positive slope.
即ち、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2は、回転速度変動パラメータΔT180AVEが0を含む所定の範囲内(即ち、0〜第1値f1)にあるとき、「1」に維持される。また、水素量差指示パラメータ補正係数Kh2は、回転速度変動パラメータΔT180AVEが第1値f1から大きくなるほど「1」以上の範囲においてより大きくなるように決定される。 That is, the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 is maintained at “1” when the rotational speed variation parameter ΔT180AVE is within a predetermined range including 0 (that is, 0 to the first value f1). Further, the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 is determined so as to increase in the range of “1” or more as the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases from the first value f1.
次に、CPUはステップ2020に進み、水素量差指示パラメータAvesfbg(サブFB学習値平均値Avesfbg)を水素量差指示パラメータ補正係数Kh2により補正する(水素量差指示パラメータAvesfbgに水素量差指示パラメータ補正係数Kh2を乗じる)ことによって、補正後の水素量差指示パラメータAvesfbgを取得する。この結果、水素量差指示パラメータAvesfbgは、取得された回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるほど大きくなるように変更される。 Next, the CPU proceeds to step 2020 and corrects the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg (sub-FB learning value average value Avesfbg) by the hydrogen amount difference indicating parameter correction coefficient Kh2 (the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is changed to the hydrogen amount difference indicating parameter). The corrected hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is obtained by multiplying the correction coefficient Kh2. As a result, the hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is changed so as to increase as the acquired rotation speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases.
次に、CPUはステップ2030に進み、補正後の水素量差指示パラメータAvesfbgが第2インバランス判定閾値(上述した一定の基準値)Athbase以上であるか否かを判定する。そして、CPUは、補正後の水素量差指示パラメータAvesfbgが第2インバランス判定閾値Athbase以上であれば、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定し、図19のステップ1970に進む。これに対し、CPUは、補正後の水素量差指示パラメータAvesfbgが第2インバランス判定閾値Athbaseよりも小さければ、空燃比気筒間インバランスは発生していないと判定し、図19のステップ1975に進む。 Next, the CPU proceeds to step 2030 to determine whether or not the corrected hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is equal to or greater than the second imbalance determination threshold value (the above-described constant reference value) Athbase. If the corrected hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is equal to or greater than the second imbalance determination threshold Athbase, the CPU determines that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred, and proceeds to step 1970 in FIG. On the other hand, if the corrected hydrogen amount difference indicating parameter Avesfbg is smaller than the second imbalance determination threshold value Athbase, the CPU determines that no air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred, and proceeds to step 1975 in FIG. move on.
以上、説明したように、第2判定装置のインバランス判定実行手段は、
取得された水素量差指示パラメータ(Avesfbg)を、取得された回転速度変動パラメータΔT180AVEが大きくなるほど大きくなるように補正し、その補正された水素量差指示パラメータ(補正後の水素量差指示パラメータ)が所定の第2インバランス判定閾値(Athbase)より大きいとき空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成されている(図20のルーチンを参照。)。
As described above, the imbalance determination execution means of the second determination device is
The acquired hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) is corrected so as to increase as the acquired rotation speed fluctuation parameter ΔT180AVE increases, and the corrected hydrogen amount difference indicating parameter (corrected hydrogen amount difference indicating parameter) Is greater than a predetermined second imbalance determination threshold value (Athbase), it is determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred (see the routine of FIG. 20).
従って、上流側空燃比センサ55が特定の気筒から排出される排ガスの影響を強く受けることにより、補正前の水素量差指示パラメータが、「インバランス割合が図3の正の領域における曲線C3」及び「インバランス割合が図3の負の領域における曲線C2」のように変化する場合であっても、インバランス割合がある程度まで大きくなったときには、補正された水素量差指示パラメータは第2インバランス判定閾値(Athbase)を越える値となる。従って、第2判定装置は、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。
Therefore, when the upstream air-
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る多気筒内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置(以下、単に「第3判定装置」と称呼する。)について説明する。この第3判定装置は、空燃比気筒間インバランス判定を行うための判定閾値を回転速度変動パラメータΔT180AVEに基いて変更することに代え、水素量差指示パラメータ(Avesfbg)が所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より大きいとき空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、水素量差指示パラメータ(Avesfbg)が所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より小さい場合であっても「取得された回転速度変動パラメータΔT180AVE」が第4インバランス判定閾値(図4の閾値Bth)より大きいときに空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成されている。
(Third embodiment)
Next, an air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device (hereinafter simply referred to as “third determination device”) of a multi-cylinder internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention will be described. In this third determination device, instead of changing the determination threshold value for determining the air-fuel ratio imbalance among cylinders based on the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE, the hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) is a predetermined third imbalance. Even when it is determined that an air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring when the determination threshold value (Athbase) is larger, the hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) is smaller than a predetermined third imbalance determination threshold value (Athbase). When the “obtained rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE” is larger than the fourth imbalance determination threshold (threshold Bth in FIG. 4), it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring.
より具体的に述べると、第3判定装置のCPUは、第1実施形態に係る判定装置のCPUが実行するルーチンのうち、「図19のルーチンに示したステップ1955乃至ステップ1965」を「図21のルーチンに示したステップ2110及びステップ2120」に置換したルーチンを実行する点のみにおいて、第1実施形態と相違している。
More specifically, the CPU of the third determination apparatus executes “
即ち、第3判定装置のCPUは、図19のステップ1950にて「Yes」と判定した場合、図21のステップ2110に進み、水素量差指示パラメータAvesfbgが第3インバランス判定閾値(上述した一定の基準値)Athbase以上であるか否かを判定する。そして、CPUは、水素量差指示パラメータAvesfbgが第3インバランス判定閾値Athbase以上であれば、空燃比気筒間インバランスが発生したと判定し、図19のステップ1970に進む。
That is, if the CPU of the third determination apparatus determines “Yes” in
これに対し、CPUは、水素量差指示パラメータAvesfbgが第3インバランス判定閾値Athbaseよりも小さければ、ステップ2110にて「No」と判定してステップ2120に進み、回転速度変動パラメータΔT180AVEが「回転速度変動パラメータ用の閾値」である第4インバランス判定閾値(図4の閾値Bth)以上であるか否かを判定する。そして、回転速度変動パラメータΔT180AVEが第4インバランス判定閾値Bth以上であれば、CPUは空燃比気筒間インバランスが発生したと判定し、ステップ2120から図19のステップ1970に進む。
On the other hand, if the hydrogen amount difference instruction parameter Avesfbg is smaller than the third imbalance determination threshold value Athbase, the CPU makes a “No” determination at
また、CPUは、回転速度変動パラメータΔT180AVEが第4インバランス判定閾値Bthよりも小さければ、ステップ2120にて「No」と判定し(即ち、空燃比気筒間インバランスは発生していないと判定し)、図19のステップ1975に進む。 If the rotational speed variation parameter ΔT180AVE is smaller than the fourth imbalance determination threshold Bth, the CPU determines “No” in step 2120 (that is, determines that no air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred). ), The process proceeds to step 1975 in FIG.
以上、説明したように、第3判定装置のインバランス判定実行手段は、
図19のステップ1940にて取得された水素量差指示パラメータ(Avesfbg)が所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より大きいとき空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された水素量差指示パラメータ(Avesfbg)が所定の第3インバランス判定閾値(Athbase)より小さい場合であっても、図18のステップ1850にて取得された回転速度変動パラメータΔT180AVEが第4インバランス判定閾値Bthより大きいとき空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成されている(図21のルーチンを参照。)。
As described above, the imbalance determination execution means of the third determination device is
When the hydrogen amount difference indicating parameter (Avesfbg) acquired in
これによれば、図5に示した例において、インバランス割合が0を含む所定範囲(インバランス割合が約−10%〜+40%である範囲)にある場合、水素量差指示パラメータと第3インバランス判定閾値(Athbase)とを比較することにより、確実に空燃比気筒間インバランスが発生したことを検出することができる。また、インバランス割合が前記所定範囲外にある場合、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsとは直接的には無関係な回転速度変動パラメータΔT180AVEと第4インバランス判定閾値Bthとを比較することにより空燃比気筒間インバランスが発生したか否かを判定するので、上流側空燃比センサが特定気筒からの排ガスに含まれる水素に敏感に反応する場合であっても、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。
According to this, in the example shown in FIG. 5, when the imbalance ratio is in a predetermined range including 0 (range where the imbalance ratio is approximately −10% to + 40%), the hydrogen amount difference indicating parameter and the third By comparing the imbalance determination threshold value (Athbase), it is possible to reliably detect that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred. When the imbalance ratio is outside the predetermined range, the rotational speed fluctuation parameter ΔT180AVE that is not directly related to the output value Vabyfs of the upstream air-
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る空燃比気筒間インバランス判定装置は、上流側空燃比センサが特定気筒からの排ガスの影響を強く受ける場合であっても、空燃比気筒間インバランスが発生したことを確実に判定することができる。 As described above, the air-fuel ratio imbalance determining apparatus according to each embodiment of the present invention is an air-fuel ratio cylinder even when the upstream air-fuel ratio sensor is strongly influenced by exhaust gas from a specific cylinder. It can be reliably determined that an imbalance has occurred.
なお、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各判定装置においては、サブFB学習値平均値Avesfbgを水素量差指示パラメータとして取得していたが、上記異常判定前提条件が成立したときの「サブFB学習値Vafsfbgそのもも、又は、サブフィードバック量Vafsfbの平均値」をインバランス判定用パラメータとして取得してもよい。 Various modifications may be employed within the scope of the present invention. For example, in each of the determination devices, the sub FB learning value average value Avesfbg is acquired as the hydrogen amount difference indicating parameter. However, when the abnormality determination precondition is satisfied, the “sub FB learning value Vafsfbg itself or The average value of the sub feedback amount Vafsfb ”may be acquired as an imbalance determination parameter.
更に、上記判定装置のサブフィードバック制御は、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefに一致するように、上流側空燃比センサ55によって検出される空燃比abyfsを見かけ上補正するような態様であった(上記(2)式を参照。)。これに対し、サブフィードバック制御は、特開平6−010738号公報に開示されているように、上流側空燃比センサ55の出力値に基いて作成される空燃比補正係数を「下流側空燃比センサ56の出力値Voxsを積分して求めたサブフィードバック量」に基いて変更する態様であってもよい。
Further, the sub feedback control of the determination device apparently corrects the air-fuel ratio abyfs detected by the upstream air-
また、上記判定装置は、特開2007−77869号公報、特開2007−146661号公報及び特開2007−162565号公報等に開示されているように、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに基いて得られる上流側空燃比abyfsと上流側目標空燃比abyfrとの差をハイパスフィルタ処理してメインフィードバック量KFmainを算出するとともに、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsと下流側目標値Voxsrefとの偏差に対してローパスフィルタ処理を施した値を比例積分処理することによりサブフィードバック量Fisubを求めるように構成されていてもよい。この場合、下記(14)式に示したように、それらのフィードバック量を互いに独立させた形態にて基本燃料噴射量Fbaseの補正に用い、それにより、最終燃料噴射量Fiを求めるように構成されていても良い。
Fi=KFmain・Fbase+Fisub …(14)
In addition, as described in JP 2007-77869 A, JP 2007-146661 A, JP 2007-162565 A, and the like, the above-described determination device is configured to output the output value Vabyfs of the upstream air-
Fi = KFmain · Fbase + Fisub (14)
加えて、図19のルーチンにおいて、CPUは、ステップ1910にて「No」と判定するとステップ1980に進んでいたが、ステップ1910にて「No」と判定したときにステップ1995に直接進んでもよい。
In addition, in the routine of FIG. 19, when the CPU determines “No” in
また、上記判定装置は、下記(15)式に従ってサブFB学習値Vafsfbgを更新してもよい。この場合、(15)式から明らかなように、サブFB学習値Vafsfbgは「サブフィードバック量Vafsfb」に「ノイズ除去のためのフィルタ処理」を施した値となる。換言すると、サブFB学習値Vafsfbgは、サブフィードバック量Vafsfbの一次遅れ量(なまし値)であってもよい。(15)式において、値pは0より大きく1より小さい定数である。
Vafsfbgnew=(1−p)・Vafsfbg+p・Vafsfb …(19)
In addition, the determination device may update the sub FB learning value Vafsfbg according to the following equation (15). In this case, as is apparent from the equation (15), the sub FB learning value Vafsfbg is a value obtained by performing “filter processing for noise removal” on the “sub feedback amount Vafsfb”. In other words, the sub FB learning value Vafsfbg may be a primary delay amount (smoothing value) of the sub feedback amount Vafsfb. In the equation (15), the value p is a constant larger than 0 and smaller than 1.
Vafsfbgnew = (1-p) · Vafsfbg + p · Vafsfb (19)
更に、本判定装置は、サブフィードバック量Vafsfbを算出する際に求められる「出力偏差量DVoxsの積分値に基づく値SDVoxs」をサブFB学習値VafsfbgとしてバックアップRAMに記憶してもよい。この場合、サブフィードバック制御が中止される期間、サブフィードバック量VafsfbとしてKi・Vafsfbgを使用すればよい。このとき、上記(2)式におけるVafsfbgは「0」に設定される。更に、この場合、サブフィードバック制御開始時おける出力偏差量の積分値SDVoxsの初期値としてサブFB学習値Vafsfbgを採用すればよい。 Furthermore, this determination apparatus may store “a value SDVoxs based on an integral value of the output deviation amount DVoxs” obtained when calculating the sub feedback amount Vafsfb in the backup RAM as the sub FB learning value Vafsfbg. In this case, Ki · Vafsfbg may be used as the sub-feedback amount Vafsfb during the sub-feedback control period. At this time, Vafsfbg in the above equation (2) is set to “0”. Further, in this case, the sub FB learning value Vafsfbg may be adopted as the initial value of the integrated value SDVoxs of the output deviation amount at the start of the sub feedback control.
加えて、本判定装置は、サブFB学習値Vafsfbgの更新を、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsが理論空燃比相当値Vst(0.5V)を横切った直後(リッチ・リーン反転時)に行うように構成され得る。
In addition, this determination apparatus updates the sub FB learning value Vafsfbg immediately after the output value Voxs of the downstream air-
また、本判定装置は、例えば、V型エンジンにも適用することができる。その場合、V型エンジンは右バンクに属する2以上の気筒の排気集合部よりも下流に右バンク上流側触媒(前記機関の排気通路であって前記複数の気筒のうちの少なくとも2以上の気筒の燃焼室から排出された排ガスが集合する排気集合部よりも下流側の部位に配設された触媒)を備え、左バンクに属する2以上の気筒の排気集合部よりも下流に左バンク上流側触媒(前記機関の排気通路であって前記複数の気筒のうちの少なくとも2以上の気筒以外の残りの2以上の気筒の燃焼室から排出された排ガスが集合する排気集合部よりも下流側の部位に配設された触媒)と、を備えることができる。更に、V型エンジンは、右バンク上流側触媒の上流及び下流に右バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサを備え、左バンク上流側触媒の上流及び下流に左バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサを備えることができる。この場合、右バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行され、それとは独立して左バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行される。 Moreover, this determination apparatus is applicable also to a V-type engine, for example. In that case, the V-type engine has a right bank upstream side catalyst (an exhaust passage of the engine and at least two of the plurality of cylinders of the plurality of cylinders) downstream of the exhaust collecting portion of the two or more cylinders belonging to the right bank. Catalyst located in the downstream side of the exhaust collecting part where the exhaust gas discharged from the combustion chamber collects), and the left bank upstream side catalyst downstream of the exhaust collecting part of two or more cylinders belonging to the left bank (Exhaust passage of the engine in a portion downstream of the exhaust collecting portion where the exhaust gas discharged from the combustion chambers of the remaining two or more cylinders other than at least two of the plurality of cylinders collects Disposed catalyst). Furthermore, the V-type engine includes an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor for the right bank upstream and downstream of the right bank upstream catalyst, and an upstream for the left bank upstream and downstream of the left bank upstream catalyst. A side air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor can be provided. In this case, the main feedback control and the sub feedback control for the right bank are executed, and the main feedback control and the sub feedback control for the left bank are executed independently.
更に、回転速度変動パラメータは、「今回時間T180newと前回時間T180oldとの差の絶対値|T180new−T180old|に基いて取得されなくてもよい。即ち、例えば、回転速度変動パラメータは次のように取得され得る。 Furthermore, the rotational speed variation parameter may not be acquired based on “the absolute value | T180new−T180old | of the difference between the current time T180new and the previous time T180old.” That is, for example, the rotational speed variation parameter is as follows. Can be acquired.
CPUは時間T30(0)と時間T30(90)とを取得する。時間T30(0)は、ある気筒の圧縮上死点からその気筒のクランク角が圧縮上死点後30度クランク角に到達するまでの時間である。時間T30(90)は、ある気筒について、クランク角が圧縮上死点後90度クランク角から圧縮上死点後120度クランク角に到達するまでの時間である。 The CPU acquires time T30 (0) and time T30 (90). Time T30 (0) is the time from the compression top dead center of a certain cylinder until the crank angle of that cylinder reaches the 30 degree crank angle after the compression top dead center. Time T30 (90) is the time for a certain cylinder to reach the crank angle from 90 ° crank angle after compression top dead center to 120 ° crank angle after compression top dead center.
CPUは差ΔT30をT30(90)からT30(0)を減じることにより取得する。CPUは、今回膨張行程を経過した気筒の差ΔT30と、その膨張行程の直前に膨張行程を終了していた気筒のΔT30(=ΔT30old)との差の絶対値ΔΔT30を求める。そして、CPUはその差の絶対値ΔΔT30についての複数個のデータを取得し、それらの平均値を回転速度変動パラメータとして求める。 The CPU obtains the difference ΔT30 by subtracting T30 (0) from T30 (90). The CPU obtains an absolute value ΔΔT30 of a difference between the difference ΔT30 between the cylinders that have passed the expansion stroke this time and the ΔT30 (= ΔT30old) of the cylinder that has finished the expansion stroke immediately before the expansion stroke. Then, the CPU acquires a plurality of data for the absolute value ΔΔT30 of the difference, and obtains an average value thereof as a rotation speed variation parameter.
10…多気筒内燃機関、25…燃料噴射弁、40…排気系統、41…エキゾーストマニホールド、41b…排気集合部、42…エキゾーストパイプ、43…上流側触媒(触媒)、55…上流側空燃比センサ、55a…固体電解質層、55b…排ガス側電極層、55c…大気側電極層、55d…拡散抵抗層、56…下流側空燃比センサ、60…電気制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記機関の排気通路であって前記複数の気筒のうちの少なくとも2以上の気筒の燃焼室から排出された排ガスが集合する排気集合部よりも下流側の部位に配設された触媒と、
前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに同2以上の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記排気集合部、又は、前記排気通路の前記排気集合部と前記触媒との間に配設され、前記触媒を通過する前の排ガスが接触する拡散抵抗層と、同拡散抵抗層に覆われ且つ同拡散抵抗層を通過して到達した排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する空燃比検出素子と、を有する上流側空燃比センサと、
前記触媒を通過した後の排ガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサと、
前記上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比が理論空燃比に一致するように前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量である燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記少なくとも2以上の気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の間に不均衡が生じているか否かの空燃比気筒間インバランス判定を実行するインバランス判定手段と、
を備えた内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置において、
前記インバランス判定手段は、
前記フィードバック制御が実行されているときの前記下流側空燃比センサの出力値に基いて前記触媒を通過する前の排ガスに含まれる水素の量と前記触媒を通過した後の排ガスに含まれる水素の量との差が大きいほど大きくなる水素量差指示パラメータを取得する水素量差指示パラメータ取得手段と、
前記機関の回転速度の変動に応じて変化する回転速度変動パラメータを取得する回転速度変動パラメータ取得手段と、
前記取得された水素量差指示パラメータ及び前記取得された回転速度変動パラメータの両者を用いて前記空燃比気筒間インバランス判定を実行するインバランス判定実行手段と、
を備えた空燃比気筒間インバランス判定装置。 Applied to a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders,
A catalyst disposed in a portion downstream of an exhaust collecting portion in which exhaust gas discharged from a combustion chamber of at least two of the plurality of cylinders is an exhaust passage of the engine;
A fuel injection valve that is disposed corresponding to each of the at least two cylinders and injects fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the two or more cylinders;
A diffusion resistance layer disposed between the exhaust collection portion or the exhaust collection portion of the exhaust passage and the catalyst, and in contact with the exhaust gas before passing through the catalyst; and covered with the diffusion resistance layer; An upstream air-fuel ratio sensor having an air-fuel ratio detection element that outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas that has passed through the diffusion resistance layer;
A downstream air-fuel ratio sensor that outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas after passing through the catalyst;
Air-fuel ratio feedback control means for feedback-controlling a fuel injection amount which is the amount of fuel injected from the fuel injection valve so that the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor matches the stoichiometric air-fuel ratio; ,
An imbalance determination means for performing an air-fuel ratio imbalance determination between cylinders as to whether or not an imbalance has occurred between cylinder-by-cylinder air-fuel ratios, which is an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to each of the at least two cylinders; ,
In an internal combustion engine air-fuel ratio imbalance determination apparatus for an internal combustion engine comprising:
The imbalance determination means
The amount of hydrogen contained in the exhaust gas before passing through the catalyst and the amount of hydrogen contained in the exhaust gas after passing through the catalyst based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor when the feedback control is being executed. A hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means for acquiring a hydrogen amount difference indicating parameter that increases as the difference from the amount increases;
Rotational speed fluctuation parameter acquisition means for acquiring a rotational speed fluctuation parameter that changes according to fluctuations in the rotational speed of the engine;
An imbalance determination execution means for executing the air-fuel ratio imbalance among cylinders determination using both of the acquired hydrogen amount difference indicating parameter and the acquired rotation speed fluctuation parameter;
An air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
前記空燃比フィードバック制御手段は、
所定の第1更新タイミングが到来する毎に前記下流側空燃比センサの出力値を理論空燃比に応じた値に一致させるためのサブフィードバック量を同下流側空燃比センサの出力値に基いて更新するサブフィードバック量更新手段と、
所定の第2更新タイミングが到来する毎に少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値及び前記サブフィードバック量に基づき前記燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
所定の第3更新タイミングが到来する毎に前記サブフィードバック量の学習値を前記サブフィードバック量に基いて更新する手段であって同学習値が同サブフィードバック量の定常成分に接近するように同学習値を更新するサブフィードバック量学習手段と、
を含むように構成され、
前記水素量差指示パラメータ取得手段は、
前記サブフィードバック量の学習値に基いて前記水素量差指示パラメータを算出するように構成された、
空燃比気筒間インバランス判定装置。 The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The air-fuel ratio feedback control means includes
Every time the predetermined first update timing arrives, the sub feedback amount for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with the value corresponding to the theoretical air-fuel ratio is updated based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor. Sub-feedback amount updating means for
Fuel injection amount determination means for determining the fuel injection amount based on at least the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the sub feedback amount each time a predetermined second update timing arrives;
A means for updating the learning value of the sub-feedback amount based on the sub-feedback amount every time a predetermined third update timing arrives, so that the learning value approaches the stationary component of the sub-feedback amount. A sub-feedback amount learning means for updating a value;
Is configured to include
The hydrogen amount difference indicating parameter acquisition means includes
The hydrogen amount difference indicating parameter is configured to be calculated based on the learned value of the sub feedback amount.
Air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第1インバランス判定閾値より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値を小さくするように構成された、
空燃比気筒間インバランス判定装置。 The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The imbalance determination execution means
When the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is larger than a predetermined first imbalance determination threshold, it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and the larger the acquired rotation speed variation parameter, the more the first 1 configured to reduce the imbalance threshold,
Air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された回転速度変動パラメータが0を含む所定の範囲内にあるとき前記第1インバランス判定閾値を一定の基準値に維持し、前記取得された回転速度変動パラメータが前記所定の範囲外にあるとき同回転速度変動パラメータが大きくなるほど前記第1インバランス判定閾値を小さくするように構成された、
空燃比気筒間インバランス判定装置。 The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The imbalance determination execution means
When the acquired rotational speed fluctuation parameter is within a predetermined range including 0, the first imbalance determination threshold is maintained at a constant reference value, and the acquired rotational speed fluctuation parameter is out of the predetermined range. The first imbalance determination threshold is configured to decrease as the rotation speed variation parameter increases.
Air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータを前記取得された回転速度変動パラメータが大きくなるほど大きくなるように補正し、同補正された水素量差指示パラメータが所定の第2インバランス判定閾値より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成された、
空燃比気筒間インバランス判定装置。 The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The imbalance determination execution means
The acquired hydrogen amount difference indicating parameter is corrected so as to increase as the acquired rotation speed variation parameter increases, and the corrected hydrogen amount difference indicating parameter is greater than a predetermined second imbalance determination threshold value. Configured to determine that an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred,
Air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
前記インバランス判定実行手段は、
前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第3インバランス判定閾値より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するとともに、前記取得された水素量差指示パラメータが所定の第3インバランス判定閾値より小さい場合であっても前記取得された回転速度変動パラメータが第4インバランス判定閾値より大きいとき前記空燃比気筒間インバランスが生じていると判定するように構成された、
空燃比気筒間インバランス判定装置。 The air-fuel ratio imbalance among cylinders determination apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The imbalance determination execution means
When the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is larger than a predetermined third imbalance determination threshold value, it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and the acquired hydrogen amount difference indicating parameter is a predetermined first value. Even if it is smaller than the 3 imbalance determination threshold, it is configured to determine that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred when the acquired rotational speed variation parameter is larger than the fourth imbalance determination threshold.
Air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device.
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