JP2011241697A - Device for control of internal combustion engine - Google Patents
Device for control of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011241697A JP2011241697A JP2010112295A JP2010112295A JP2011241697A JP 2011241697 A JP2011241697 A JP 2011241697A JP 2010112295 A JP2010112295 A JP 2010112295A JP 2010112295 A JP2010112295 A JP 2010112295A JP 2011241697 A JP2011241697 A JP 2011241697A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- exhaust gas
- cylinder
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
複数の気筒を備える内燃機関において、気筒間で混合気の空燃比がばらつくと、排ガスを浄化する触媒の浄化率が低下し、エミッションが悪化するおそれがある。そのため、該ばらつきを解消すべく、気筒毎に燃料噴射量を補正することが提案されている。 In an internal combustion engine having a plurality of cylinders, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture varies between the cylinders, the purification rate of the catalyst that purifies the exhaust gas decreases, and the emission may be deteriorated. Therefore, it has been proposed to correct the fuel injection amount for each cylinder in order to eliminate the variation.
下記の特許文献1では、触媒の上流に設けられたメインセンサに対する空燃比ばらつき検査対象気筒の排気ガス当たりが、他の気筒の排気ガス当たりよりも弱い場合であって、メインセンサ出力値に基づく空燃比フィードバック制御を実行しているときに、触媒下流に設けられたサブセンサ出力値がリッチを示す場合には、該空燃比ばらつき検査対象気筒の空燃比が、他の気筒に対してリッチ側にばらついていると判断し、この判断に基づき気筒毎の燃料噴射量を補正することが記載されている。 In Patent Document 1 below, the exhaust gas per cylinder of the air-fuel ratio variation inspection target with respect to the main sensor provided upstream of the catalyst is weaker than the exhaust gas per other cylinder, and is based on the main sensor output value. When the sub-sensor output value provided downstream of the catalyst indicates rich when air-fuel ratio feedback control is being performed, the air-fuel ratio of the air-fuel ratio variation inspection target cylinder is on the rich side with respect to the other cylinders. It is described that it is determined that there is variation, and the fuel injection amount for each cylinder is corrected based on this determination.
上記の技術では、触媒上流に設けられたメインセンサのガス当たりは考慮されるが、触媒ないし触媒下流に設けられたサブセンサのガス当たりについては考慮されていない。また、サブセンサの出力が正しいと仮定して燃料噴射量の補正を行っているが、仮にサブセンサに対するガス当たりが不均一である場合、このような補正を行うと空燃比制御の精度が低下するおそれがある。 In the above technique, the gas per the main sensor provided upstream of the catalyst is considered, but the gas per sub sensor provided downstream of the catalyst or the catalyst is not considered. In addition, the fuel injection amount is corrected on the assumption that the output of the sub sensor is correct. However, if the gas contact with the sub sensor is not uniform, such correction may reduce the accuracy of the air-fuel ratio control. There is.
したがって、この発明の目的は、触媒ないし触媒下流に設けられた、空燃比を検出するためのセンサのガス当たりを考慮することで、より適切な空燃比制御を実現できるような手法を提案する。 Accordingly, an object of the present invention is to propose a technique that can realize more appropriate air-fuel ratio control by taking into consideration the gas hit of the sensor for detecting the air-fuel ratio provided downstream of the catalyst or the catalyst.
この発明の一つの側面によると、複数の気筒を備える内燃機関の制御装置は、該内燃機関の排気通路に設けられる触媒(15)の上流に配置される第1の空燃比センサ(16)と、前記触媒内または該触媒の下流に配置される第2の空燃比センサ(17)と、各気筒について、該気筒から排出された排気ガスが前記第2の空燃比センサの出力に寄与する率(K(i))を推定する寄与率推定手段(72)と、前記第1の空燃比センサにより検出される各気筒の空燃比(AF(i))、および、前記寄与率推定手段により推定される各気筒の寄与率(K(i))から、前記第2の空燃比センサ近傍に存在する排気ガスの空燃比を、第1空燃比推定値として推定する第1空燃比推定手段(73)と、前記第1の空燃比センサにより検出される各気筒の空燃比(AF(i))の平均値に基づいて、前記第2の空燃比センサの近傍に存在する排気ガスの空燃比を、第2空燃比推定値として推定する第2空燃比推定手段(74)と、前記第1空燃比センサにより推定される第1空燃比推定値および前記第2空燃比推定手段により推定される第2空燃比推定値に基づいて、前記第2の空燃比センサの空燃比出力ずれを補正する補正手段(77)と、を備える。 According to one aspect of the present invention, an internal combustion engine control device including a plurality of cylinders includes a first air-fuel ratio sensor (16) disposed upstream of a catalyst (15) provided in an exhaust passage of the internal combustion engine. The second air-fuel ratio sensor (17) disposed in the catalyst or downstream of the catalyst, and the rate at which the exhaust gas discharged from the cylinder contributes to the output of the second air-fuel ratio sensor for each cylinder (K (i)) is estimated by the contribution rate estimation means (72), the air-fuel ratio (AF (i)) of each cylinder detected by the first air-fuel ratio sensor, and the contribution rate estimation means. First air-fuel ratio estimating means (73) for estimating the air-fuel ratio of the exhaust gas existing in the vicinity of the second air-fuel ratio sensor as the first air-fuel ratio estimated value from the contribution ratio (K (i)) of each cylinder ) And each gas detected by the first air-fuel ratio sensor. Second air-fuel ratio estimating means for estimating the air-fuel ratio of the exhaust gas existing in the vicinity of the second air-fuel ratio sensor as the second air-fuel ratio estimated value based on the average value of the air-fuel ratio (AF (i)) of (74) and the second air-fuel ratio sensor estimated based on the first air-fuel ratio estimated value estimated by the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio estimated value estimated by the second air-fuel ratio estimating means. Correction means (77) for correcting the air-fuel ratio output deviation.
この発明によれば、各気筒から排出された排気ガスの第2の空燃比センサの出力に寄与する率に基づいて、触媒または触媒下流に設けられた第2の空燃比センサの空燃比出力ずれを補正するので、各気筒からの排気ガスの該第2の空燃比センサへのガス当たりを考慮した補正を行うことが可能となる。したがって、こうして補正された第2の空燃比センサの出力を用いることにより、より良好な精度の空燃比制御を行うことができる。気筒間に空燃比のばらつきがある場合でも、触媒における空燃比を、その浄化性能が最大となるよう制御できるため、エミッション性能および商品性を向上させることができる。 According to the present invention, the deviation of the air-fuel ratio output of the catalyst or the second air-fuel ratio sensor provided downstream of the catalyst is based on the ratio of the exhaust gas discharged from each cylinder to the output of the second air-fuel ratio sensor. Therefore, it is possible to perform correction in consideration of the gas hit of the exhaust gas from each cylinder to the second air-fuel ratio sensor. Therefore, by using the output of the second air-fuel ratio sensor corrected in this way, air-fuel ratio control with better accuracy can be performed. Even when the air-fuel ratio varies between the cylinders, the air-fuel ratio in the catalyst can be controlled so that the purification performance is maximized, so that the emission performance and the merchantability can be improved.
この発明の一実施形態によると、前記寄与率推定手段は、各気筒から排出される排気ガス量に応じて設定される。こうして、寄与率を、各気筒からの排ガス量に応じて推定するので、該寄与率の精度を向上させることができる。また、内燃機関の運転状態に応じて、第2の空燃比センサの寄与率を推定することにより、運転状況に応じた補正を行うことが可能となり、エミッション性能に関して、そのタフネスを向上させることができる。 According to an embodiment of the present invention, the contribution rate estimating means is set according to the amount of exhaust gas discharged from each cylinder. Thus, since the contribution rate is estimated according to the amount of exhaust gas from each cylinder, the accuracy of the contribution rate can be improved. Further, by estimating the contribution ratio of the second air-fuel ratio sensor according to the operating state of the internal combustion engine, it becomes possible to perform correction according to the operating condition, and to improve its toughness with respect to emission performance. it can.
本発明のその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明から明らかである。 Other features and advantages of the present invention will be apparent from the detailed description that follows.
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)およびその制御装置の全体的な構成図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) and its control device according to an embodiment of the present invention.
電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)1は、中央演算処理装置(CPU)およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータ(マップを含む)を格納することができる。ECU1は、車両の各部から信号を受取ると共に、該メモリに記憶されたデータおよびプログラムに従って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。 An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 1 is a computer including a central processing unit (CPU) and a memory. The memory can store a computer program for realizing various controls of the vehicle and data (including a map) necessary for executing the program. The ECU 1 receives a signal from each part of the vehicle and performs an operation according to data and a program stored in the memory to generate a control signal for controlling each part of the vehicle.
エンジン2は、複数の気筒(この実施形態では、4気筒)を有するエンジンである。エンジン2には、吸気バルブのバルブタイミングを変更可能な連続可変動弁機構31が設けられており、これは、この実施形態では、可変リフト機構および可変位相機構を含む。可変リフト機構は、ECU1からの制御信号に従って、各気筒の吸気バルブのリフト量を連続的に変更することができる機構である。可変リフト機構の一例は、後述される。可変位相機構は、ECU1からの制御信号に従って、各気筒の吸気バルブの位相を連続的に変更することができる機構である。可変位相機構は、任意の既知の手法により実現することができる。たとえば、電磁的に吸気バルブの位相を進角または遅角に制御する手法が提案されている(たとえば、特開2000―227033号を参照)。 The engine 2 is an engine having a plurality of cylinders (four cylinders in this embodiment). The engine 2 is provided with a continuously variable valve mechanism 31 that can change the valve timing of the intake valve, and in this embodiment, includes a variable lift mechanism and a variable phase mechanism. The variable lift mechanism is a mechanism that can continuously change the lift amount of the intake valve of each cylinder in accordance with a control signal from the ECU 1. An example of the variable lift mechanism will be described later. The variable phase mechanism is a mechanism that can continuously change the phase of the intake valve of each cylinder in accordance with a control signal from the ECU 1. The variable phase mechanism can be realized by any known method. For example, a method has been proposed in which the phase of the intake valve is electromagnetically controlled to advance or retard (see, for example, JP 2000-227033 A).
連続可変動弁機構31には、各気筒の吸気バルブのリフト量を検出するためのセンサ32が設けられており、該センサ32の検出結果は、ECU1に送られる。 The continuously variable valve mechanism 31 is provided with a sensor 32 for detecting the lift amount of the intake valve of each cylinder, and the detection result of the sensor 32 is sent to the ECU 1.
なお、この実施形態では、リフト量および位相を連続的に変更可能なようになっているが、これに限定されるものではなく、リフト量および位相を段階的(ステップ状)に変更可能な機構にも、本願発明は適用可能である。 In this embodiment, the lift amount and the phase can be changed continuously. However, the present invention is not limited to this, and the mechanism can change the lift amount and the phase stepwise. In addition, the present invention is applicable.
エンジン2には、吸気通路3および排気通路4が連結されている。吸気通路3には、スロットル弁5が設けられている。スロットル弁5の開度は、ECU1からの制御信号に従って制御される。スロットル弁5には、スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度(θTH)センサ6が連結されており、この検出値は、ECU1に送られる。 An intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the engine 2. A throttle valve 5 is provided in the intake passage 3. The opening degree of the throttle valve 5 is controlled in accordance with a control signal from the ECU 1. A throttle valve opening (θTH) sensor 6 for detecting the opening of the throttle valve is connected to the throttle valve 5, and this detected value is sent to the ECU 1.
この実施形態では、エンジン2の各気筒への吸入空気量は、スロットル弁5の開度を制御することだけでなく、連続可変動弁機構31を介して各気筒の吸気バルブのリフト量を制御することによって実現される。 In this embodiment, the intake air amount to each cylinder of the engine 2 not only controls the opening degree of the throttle valve 5, but also controls the lift amount of the intake valve of each cylinder via the continuously variable valve mechanism 31. It is realized by doing.
燃料噴射弁7が、エンジン2とスロットル弁5との間であって、エンジン2の吸気バルブ(図示せず)の少し上流側に、気筒ごとに設けられている。燃料噴射弁7は、燃料タンク(図示せず)に接続されており、燃料タンクからの燃料を噴射する。燃料噴射弁7の燃料噴射時期および燃料噴射量は、ECU1からの制御信号に従って変更される。 A fuel injection valve 7 is provided for each cylinder between the engine 2 and the throttle valve 5 and slightly upstream of the intake valve (not shown) of the engine 2. The fuel injection valve 7 is connected to a fuel tank (not shown) and injects fuel from the fuel tank. The fuel injection timing and the fuel injection amount of the fuel injection valve 7 are changed according to a control signal from the ECU 1.
スロットル弁5の上流には、吸気通路3を流れる空気の量を検出するエアフローメータ(AFM)8が設けられている。 An air flow meter (AFM) 8 that detects the amount of air flowing through the intake passage 3 is provided upstream of the throttle valve 5.
スロットル弁5の下流には、絶対圧(PB)センサ9が設けられており、吸気通路3内の圧力PBを検出する。また、絶対圧センサ9の下流には吸気温(TA)センサ10が設けられており、吸気通路3内の温度を検出する。これらの検出値は、ECU1に送られる。また、エンジン2には、エンジンの水温TWを検出するためのエンジン水温センサ11が設けられており、該センサの検出値は、ECU1に送られる。さらに、大気圧PAを検出するための大気圧センサ12がエンジン外部の任意の位置に設置されており、該センサの検出値はECU1に送られる。 An absolute pressure (PB) sensor 9 is provided downstream of the throttle valve 5 and detects the pressure PB in the intake passage 3. An intake air temperature (TA) sensor 10 is provided downstream of the absolute pressure sensor 9 and detects the temperature in the intake passage 3. These detected values are sent to the ECU 1. The engine 2 is provided with an engine water temperature sensor 11 for detecting the engine water temperature TW, and the detected value of the sensor is sent to the ECU 1. Further, an atmospheric pressure sensor 12 for detecting the atmospheric pressure PA is installed at an arbitrary position outside the engine, and the detected value of the sensor is sent to the ECU 1.
ECU1には、エンジン2のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ13が接続されており、該センサの検出値はECU1に供給される。クランク角センサ13は、所定のクランク角度(たとえば30度)毎に1パルス(CRKパルス)を発生し、該パルスにより、クランク軸の回転角度位置を特定することができる。ECU1は、該CRKパルスに基づいてエンジン回転数NEを算出する。また、クランク角センサ13は、ピストンの上死点(TDC)位置に関連したクランク角度で、TDC信号をECU1に出力する。 A crank angle sensor 13 for detecting the rotation angle of the crankshaft of the engine 2 is connected to the ECU 1, and the detected value of the sensor is supplied to the ECU 1. The crank angle sensor 13 generates one pulse (CRK pulse) every predetermined crank angle (for example, 30 degrees), and can specify the rotational angle position of the crankshaft by the pulse. The ECU 1 calculates the engine speed NE based on the CRK pulse. The crank angle sensor 13 outputs a TDC signal to the ECU 1 at a crank angle related to the top dead center (TDC) position of the piston.
燃料噴射弁7からの燃料および吸気通路3からの空気の混合気がエンジン2の各気筒内で燃焼した結果、各気筒からの排気ガスが排気通路4に流出される。排気通路4には、たとえば種々の触媒によって実現されることのできる触媒装置(CAT)15が設けられており、該排気通路に流出される排気ガスを浄化して、大気に放出する。 As a result of the mixture of fuel from the fuel injection valve 7 and air from the intake passage 3 combusting in each cylinder of the engine 2, exhaust gas from each cylinder flows out into the exhaust passage 4. The exhaust passage 4 is provided with a catalyst device (CAT) 15 that can be realized by various catalysts, for example, and purifies the exhaust gas flowing out into the exhaust passage and releases it to the atmosphere.
触媒装置15の上流には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比(LAF)センサ16が設けられている。空燃比センサ16は、混合気のリーンからリッチにわたる領域の空燃比をリニアに検出してECU1に送る。この実施例では、空燃比センサ16の出力から、検出当量比KACTが検出される。検出当量比KACTは、空燃比を示す信号であり、「理論空燃比/空燃比」によって算出される。検出当量比KACTの値が1より小さければ、空燃比がリーンであることを示し、1より大きければリッチであることを示す。 An air-fuel ratio (LAF) sensor 16 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas is provided upstream of the catalyst device 15. The air-fuel ratio sensor 16 linearly detects the air-fuel ratio in the region ranging from lean to rich of the air-fuel mixture and sends it to the ECU 1. In this embodiment, the detected equivalent ratio KACT is detected from the output of the air-fuel ratio sensor 16. The detected equivalent ratio KACT is a signal indicating the air-fuel ratio, and is calculated by “theoretical air-fuel ratio / air-fuel ratio”. If the value of the detected equivalent ratio KACT is smaller than 1, it indicates that the air-fuel ratio is lean, and if it is larger than 1, it indicates that it is rich.
触媒装置15内には、排ガス(O2)センサ17が設けられている。排ガスセンサ17は、2値型の排気ガス濃度センサである。排ガスセンサ17は、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとき高レベルの信号を出力し、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき低レベルの信号を出力する。出力された信号は、ECU1に送られる。代替的に、排ガスセンサ17を、触媒装置15の下流に配置してもよい。 An exhaust gas (O 2) sensor 17 is provided in the catalyst device 15. The exhaust gas sensor 17 is a binary exhaust gas concentration sensor. The exhaust gas sensor 17 outputs a high-level signal when the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and outputs a low-level signal when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The output signal is sent to the ECU 1. Alternatively, the exhaust gas sensor 17 may be arranged downstream of the catalyst device 15.
ECU1は、上記各種センサからの入力信号に応じて、メモリに記憶されたプログラムおよびデータ(マップを含む)に従い、エンジン2の運転状態を検出すると共に、スロットル弁5、燃料噴射弁7、および可変動弁機構31等を制御するための制御信号を生成する。 The ECU 1 detects the operating state of the engine 2 in accordance with programs and data (including a map) stored in the memory in accordance with input signals from the various sensors, and controls the throttle valve 5, the fuel injection valve 7, and the A control signal for controlling the variable valve mechanism 31 and the like is generated.
図2は、図1のエンジン2が直列4気筒エンジンである場合の、空燃比(LAF)センサ16および排ガスセンサ17の配置を説明するための概略図である。このエンジンでは、4つの気筒2aから2dが設けられ、吸気通路3の集合部35で分岐された吸気管3aから3dは各気筒に連結され、各気筒の排気管4a〜4bは、集合部36において排気通路4に連結されている。空燃比センサ16は、該排気通路4上の該集合部36よりも下流に設けられており、排ガスセンサ17は、さらにその下流に配置される触媒装置15内に設けられている。前述したように、排ガスセンサ17を、触媒装置15のさらに下流に配置してもよい。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the air-fuel ratio (LAF) sensor 16 and the exhaust gas sensor 17 when the engine 2 of FIG. 1 is an in-line four-cylinder engine. In this engine, four cylinders 2a to 2d are provided, and intake pipes 3a to 3d branched at a collecting portion 35 of the intake passage 3 are connected to each cylinder, and exhaust pipes 4a to 4b of each cylinder are connected to a collecting portion 36. Are connected to the exhaust passage 4. The air-fuel ratio sensor 16 is provided downstream of the collecting portion 36 on the exhaust passage 4, and the exhaust gas sensor 17 is provided in the catalyst device 15 arranged further downstream thereof. As described above, the exhaust gas sensor 17 may be disposed further downstream of the catalyst device 15.
図3は、図1の可変動弁機構31に搭載される可変リフト機構の一例を説明するための図である。可変リフト機構は、(a)に示すように、カム62が設けられたカムシャフト61と、カムホルダに支持部65aを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム65と、コントロールアーム65を揺動させるコントロールカム67が設けられた制御軸(コントロールシャフト)66と、コントロールアーム65にサブカムシャフト63bを介して揺動可能に支持されると共に、カム62に従動して揺動するサブカム63と、サブカム63に従動し、吸気バルブ14を駆動するロッカーアーム64とを備えている。ロッカーアーム64は、コントロールアーム65内に、ロッカーシャフト68によって揺動可能に支持されている。 FIG. 3 is a view for explaining an example of a variable lift mechanism mounted on the variable valve mechanism 31 of FIG. As shown in (a), the variable lift mechanism swings the cam shaft 61 provided with the cam 62, the control arm 65 supported by the cam holder so as to be swingable around the support portion 65a, and the control arm 65. A control shaft (control shaft) 66 provided with a control cam 67 to be driven, a sub cam 63 that is swingably supported by the control arm 65 via a sub cam shaft 63b, and that swings in accordance with the cam 62; A rocker arm 64 that is driven by the sub cam 63 and drives the intake valve 14 is provided. The rocker arm 64 is supported in the control arm 65 so as to be swingable by a rocker shaft 68.
サブカム63は、カム62に当接するローラ63aを有し、カムシャフト61の回転により、サブカムシャフト63bを中心として揺動する。ロッカーアーム64は、サブカム63に当接するローラ64aを有し、サブカム63の動きが、ローラ64aを介して、ロッカーアーム64に伝達される。コントロールアーム65は、コントロールカム67に当接するローラ65bを有し、制御軸66の回転により、支持部65aを中心として揺動する。 The sub cam 63 has a roller 63 a that abuts the cam 62, and swings about the sub cam shaft 63 b as the cam shaft 61 rotates. The rocker arm 64 has a roller 64a that contacts the sub cam 63, and the movement of the sub cam 63 is transmitted to the rocker arm 64 via the roller 64a. The control arm 65 has a roller 65b that abuts on the control cam 67, and swings about the support portion 65a as the control shaft 66 rotates.
(a)、(b)および(c)は、矢印で示されているように、吸気バルブ14の高リフト状態、中リフト状態、低リフト状態をそれぞれ示している。制御軸66を介してコントロールアーム65の位置を変化させることにより、(a)のような高リフト状態と、(c)のような低リフト状態の間を連続的に遷移させることができる。(a)に示す状態では、サブカム63の動きがロッカーアーム64を介して吸気バルブ14に伝達され、吸気バルブ14は、最大のリフト量で開弁する。(b)に示す状態では、サブカム63の動きの、ロッカーアーム64を介した吸気バルブ14への伝達量は、(a)よりも少なく、よって(a)よりも小さいリフト量で開弁する。(c)に示す状態では、サブカム63の動きはロッカーアーム64にほとんど伝達されないため、吸気バルブ14は低リフト状態となる。 (A), (b), and (c) show the high lift state, the middle lift state, and the low lift state of the intake valve 14, respectively, as indicated by arrows. By changing the position of the control arm 65 via the control shaft 66, it is possible to continuously transition between the high lift state as shown in (a) and the low lift state as shown in (c). In the state shown in (a), the movement of the sub cam 63 is transmitted to the intake valve 14 via the rocker arm 64, and the intake valve 14 opens with the maximum lift amount. In the state shown in (b), the amount of transmission of the movement of the sub cam 63 to the intake valve 14 via the rocker arm 64 is less than (a), and therefore the valve is opened with a lift amount smaller than (a). In the state shown in (c), since the movement of the sub cam 63 is hardly transmitted to the rocker arm 64, the intake valve 14 is in a low lift state.
制御軸66には、アクチュエータのモータ(図示せず)が接続されており、該モータによって制御軸66を回転させることにより、吸気弁14のリフト量を連続的に変更して、燃焼室内(気筒内)への吸入空気量を連続的に変更することができる。この実施形態では、前述したリフト量を検出するセンサ32(図1)は、制御軸66の回転角度位置を検出するよう設けられている。検出された制御軸66の回転角度位置CSAが、リフト量を示すパラメータとして使用される。 An actuator motor (not shown) is connected to the control shaft 66. By rotating the control shaft 66 by the motor, the lift amount of the intake valve 14 is continuously changed, and the combustion chamber (cylinder) The intake air amount to the inside can be changed continuously. In this embodiment, the above-described sensor 32 (FIG. 1) for detecting the lift amount is provided so as to detect the rotational angle position of the control shaft 66. The detected rotation angle position CSA of the control shaft 66 is used as a parameter indicating the lift amount.
図4を参照すると、各気筒の排気バルブの作動特性と、連続可変動弁機構31によって制御される吸気バルブ14の作動特性が示されている。縦軸はリフト量を示し、横軸は、1燃焼サイクルにおけるクランク角度を表している。 Referring to FIG. 4, the operating characteristics of the exhaust valve of each cylinder and the operating characteristics of the intake valve 14 controlled by the continuously variable valve mechanism 31 are shown. The vertical axis represents the lift amount, and the horizontal axis represents the crank angle in one combustion cycle.
EXは、排気バルブの作動特性を示す。INは、吸気バルブ14の作動特性を示し、複数の実線で表されるように、エンジンの運転状態に従って作動特性INを連続的に変化させる、すなわち吸気バルブの位相およびリフト量を連続的に変化させることができる。このように、この実施形態において、吸気バルブ14のリフト量は、エンジンの運転状態に応じて、低リフトから高リフトまで連続的に変化可能なようになっている。なお、以下の説明における「リフト量」は、各作動特性におけるピークすなわち最大リフト量(吸気バルブを開ける量(mm))を表している。 EX indicates the operating characteristic of the exhaust valve. IN indicates the operating characteristic of the intake valve 14, and as indicated by a plurality of solid lines, the operating characteristic IN is continuously changed according to the operating state of the engine, that is, the phase and lift amount of the intake valve are continuously changed. Can be made. Thus, in this embodiment, the lift amount of the intake valve 14 can be continuously changed from a low lift to a high lift according to the operating state of the engine. Note that “lift amount” in the following description represents a peak in each operating characteristic, that is, a maximum lift amount (amount of opening the intake valve (mm)).
ここで、この実施形態における、空燃比制御の全体的な概要について述べると、排ガスセンサ17の出力に基づいて、目標空燃比を設定する。具体的には、排ガスセンサ17は、その出力の所定値が所定の空燃比に対応するよう構成されている。したがって、排ガスセンサ17の出力(この実施形態では、電圧値で表される)が、目標空燃比として設定された空燃比値(この実施形態では、理論空燃比値)に対応する所定値SVO2CMD(基準値と呼ばれる)になるように、目標空燃比KCMD(当量比で表される)が制御される。たとえば、排ガスセンサ17の出力が高レベル(空燃比が理論空燃比よりリッチであることを示す)のときには、目標空燃比KCMDを除々に減少させることにより、排ガスセンサ17の出力を該基準値SVO2CMDにもっていく。排ガスセンサ17の出力が低レベル(空燃比が理論空燃比よりリーンであることを示す)のときには、目標空燃比KCMDを除々に増加させることにより、排ガスセンサの出力を該基準値SVO2CMDにもっていく。 Here, the general outline of the air-fuel ratio control in this embodiment will be described. The target air-fuel ratio is set based on the output of the exhaust gas sensor 17. Specifically, the exhaust gas sensor 17 is configured such that a predetermined value of its output corresponds to a predetermined air-fuel ratio. Therefore, the output of the exhaust gas sensor 17 (represented by a voltage value in this embodiment) is a predetermined value SVO2CMD (corresponding to the theoretical air-fuel ratio value in this embodiment) corresponding to the air-fuel ratio value set in this embodiment (the stoichiometric air-fuel ratio value). The target air-fuel ratio KCMD (expressed by an equivalence ratio) is controlled so that it becomes a reference value. For example, when the output of the exhaust gas sensor 17 is at a high level (indicating that the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio), the target air-fuel ratio KCMD is gradually decreased to reduce the output of the exhaust gas sensor 17 to the reference value SVO2CMD. Take it. When the output of the exhaust gas sensor 17 is at a low level (indicating that the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio), the output of the exhaust gas sensor is brought to the reference value SVO2CMD by gradually increasing the target air-fuel ratio KCMD. .
その後、空燃比フィードバック制御によって、空燃比センサ16によって検出された実空燃比KACT(全気筒の空燃比の平均値を表す)が、こうして設定された目標空燃比KCMDに収束するように、各気筒の燃料噴射量が制御される。 Thereafter, the actual air-fuel ratio KACT (representing the average value of the air-fuel ratios of all cylinders) detected by the air-fuel ratio sensor 16 by the air-fuel ratio feedback control is converged to the target air-fuel ratio KCMD thus set. The fuel injection amount is controlled.
このように、空燃比制御に排ガスセンサ17の出力を利用することが行われるが、排ガスセンサ17の検出部に対する排気ガスの当たり方(ガス当たりと呼ぶ)が不均一な場合、空燃比制御の精度が低下するおそれがある。この点について、図5を参照して、より詳細に考察する。 As described above, the output of the exhaust gas sensor 17 is used for air-fuel ratio control. If the exhaust gas hits the detection part of the exhaust gas sensor 17 (referred to as “per gas”) is uneven, the air-fuel ratio control is performed. The accuracy may be reduced. This point will be discussed in more detail with reference to FIG.
図5の(a1)は、排ガスセンサ17が設けられた部分の触媒15の断面を模式的に示しており、各気筒から排出される排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが均一な様子を表している。(a2)は、(a1)のようにガス当たりが均一である場合の、排ガスセンサ17の出力特性101(ここでは、空燃比に対する電圧値)を示している。各気筒からの排気ガスのガス当たりが均一であるため、排ガスセンサ17の出力値SVO2CMDが理論空燃比(ストイキ)を示すような出力特性101が得られている。したがって、たとえば上記のように、排ガスセンサ17の出力が該基準値SVO2CMDとなるよう目標空燃比KCMDを制御することにより、実空燃比KACTを理論空燃比にすることができる。触媒装置15は、この実施形態では、理論空燃比において最大の浄化率となるよう構成されているため、実空燃比KACTが理論空燃比になることにより、触媒装置15での浄化が最適に行われ、エミッションを抑制することができる。 (A1) in FIG. 5 schematically shows a cross section of the catalyst 15 at a portion where the exhaust gas sensor 17 is provided, and shows that the exhaust gas discharged from each cylinder has a uniform per-gas perception to the exhaust gas sensor 17. ing. (A2) shows the output characteristic 101 (in this case, the voltage value with respect to the air-fuel ratio) of the exhaust gas sensor 17 when the gas contact is uniform as in (a1). Since the exhaust gas from each cylinder is uniform, the output characteristic 101 is such that the output value SVO2CMD of the exhaust gas sensor 17 indicates the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). Therefore, for example, as described above, the actual air-fuel ratio KACT can be made the stoichiometric air-fuel ratio by controlling the target air-fuel ratio KCMD so that the output of the exhaust gas sensor 17 becomes the reference value SVO2CMD. In this embodiment, the catalyst device 15 is configured to have the maximum purification rate at the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the actual air-fuel ratio KACT becomes the stoichiometric air-fuel ratio, the catalyst device 15 performs optimal purification. Emission can be suppressed.
(b1)は、各気筒から排出される排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが不均一な様子を概念的に表しており、排ガスセンサ17近傍において、符号111で示すように理論空燃比よりリッチな部分と符号113で示すようにリーンな部分とが局所的に生じている。これは、上記のように実空燃比KACTが目標空燃比KCMDに収束する空燃比フィードバック制御を実施したとしても、たとえば各気筒の実リフト量の目標リフト量に対するわずかなずれ等に起因して気筒間において空燃比がばらついている場合に生じうる。この場合、目標空燃比に対してリッチ側に空燃比がずれている気筒とリーン側に空燃比がずれている気筒が存在しており、リッチ側の気筒からの排気ガスとリーン側の気筒からの排気ガスとが、排気ガスセンサ17の検出部に均等に当たらない場合がある。 (B1) conceptually represents a state in which the exhaust gas discharged from each cylinder is not uniformly hit by the exhaust gas sensor 17, and is richer than the stoichiometric air-fuel ratio in the vicinity of the exhaust gas sensor 17 as indicated by reference numeral 111. As shown by reference numeral 113, a lean portion is locally generated. Even if the air-fuel ratio feedback control in which the actual air-fuel ratio KACT converges to the target air-fuel ratio KCMD as described above is performed, for example, due to a slight deviation of the actual lift amount of each cylinder from the target lift amount, etc. This can occur when the air-fuel ratio varies between. In this case, there are cylinders in which the air-fuel ratio is shifted to the rich side with respect to the target air-fuel ratio and cylinders in which the air-fuel ratio is shifted to the lean side, and the exhaust gas from the rich side cylinder and the lean side cylinder May not evenly hit the detection part of the exhaust gas sensor 17.
(b2)は、(b1)のような不均一なガス当たりである場合の、排ガスセンサ17の出力特性103の一例を示している。実線の出力特性101は、(a2)と同じであり、比較のために示されている。この例では、目標空燃比よりもリッチな空燃比になっている気筒からの排気ガスの、排ガスセンサ出力に対する寄与率(排ガスセンサ出力に反映される(寄与する)割合)が、目標空燃比よりもリーンな空燃比になっている気筒からの排気ガスの、排ガスセンサ出力に対する寄与率よりも、高くなっている。そのため、排ガスセンサ17の出力特性103は、出力特性101に対してリーン側に平行移動してしまい、所与の空燃比に対する排ガスセンサ17の出力値が大きくなる(リッチを示す)方向にずれる。その結果、上記の基準値SVO2CMDに対応する空燃比は、理論空燃比よりも大きくなってしまう。 (B2) shows an example of the output characteristic 103 of the exhaust gas sensor 17 in the case of non-uniform gas per (b1). The solid line output characteristic 101 is the same as (a2) and is shown for comparison. In this example, the contribution ratio of the exhaust gas from the cylinder having an air-fuel ratio richer than the target air-fuel ratio to the exhaust gas sensor output (the ratio reflected (contributed) to the exhaust gas sensor output) is less than the target air-fuel ratio. The exhaust gas from the cylinder having a lean air-fuel ratio is higher than the contribution rate to the exhaust gas sensor output. Therefore, the output characteristic 103 of the exhaust gas sensor 17 moves parallel to the lean side with respect to the output characteristic 101, and shifts in a direction in which the output value of the exhaust gas sensor 17 for a given air-fuel ratio increases (indicates rich). As a result, the air-fuel ratio corresponding to the reference value SVO2CMD becomes larger than the theoretical air-fuel ratio.
このようなずれた出力特性103に基づいて、排ガスセンサ17の出力が基準値SVO2CMDになるよう目標空燃比KCMDを制御した場合、理論空燃比よりもリーンな空燃比に目標空燃比KCMDを設定してしまうこととなる。結果として、実空燃比KACTがリーン側にずれてしまい、触媒装置15の浄化性能を発揮することができず、エミッションを悪化させるおそれがある。たとえば、触媒装置15が三元触媒の場合には、理論空燃比において、HC、COおよびNOxのいずれもが最適に浄化されるよう構成されているが、この例のように空燃比がリーン側にずれると、NOxの浄化性能が低下するおそれがある。 When the target air-fuel ratio KCMD is controlled so that the output of the exhaust gas sensor 17 becomes the reference value SVO2CMD based on the shifted output characteristics 103, the target air-fuel ratio KCMD is set to an air-fuel ratio that is leaner than the theoretical air-fuel ratio. Will end up. As a result, the actual air-fuel ratio KACT shifts to the lean side, the purification performance of the catalyst device 15 cannot be exhibited, and the emission may be deteriorated. For example, when the catalyst device 15 is a three-way catalyst, the HC, CO, and NOx are all optimally purified at the stoichiometric air-fuel ratio, but the air-fuel ratio is on the lean side as in this example. If shifted to, the NOx purification performance may be reduced.
上記のような問題は、触媒装置15の下流に排ガスセンサ17が設けられた場合にも生じうる。 したがって、この発明では、上記のようなガス当たりが不均一な場合でも、適切な空燃比制御を行うことができるように、排ガスセンサ17の空燃比出力ずれを補正する手法を提案する。この具体的な手法を、以下に説明する。 The above problem may also occur when the exhaust gas sensor 17 is provided downstream of the catalyst device 15. Therefore, the present invention proposes a method of correcting the air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor 17 so that appropriate air-fuel ratio control can be performed even when the gas contact is uneven as described above. This specific method will be described below.
図6は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関の制御装置のブロック図を示す。該図に表される各機能は、ECU1において実現されることができる。 FIG. 6 shows a block diagram of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. Each function shown in the figure can be realized in the ECU 1.
気筒別空燃比検出部71は、空燃比(LAF)センサ16の出力に基づいて、各気筒について、該気筒の空燃比を表す気筒別空燃比AF(i)を検出する。iは、気筒を識別する番号を示す。この具体的な手法は、後述される。 The cylinder-by-cylinder air-fuel ratio detector 71 detects, for each cylinder, a cylinder-by-cylinder air-fuel ratio AF (i) representing the air-fuel ratio of the cylinder based on the output of the air-fuel ratio (LAF) sensor 16. i shows the number which identifies a cylinder. This specific method will be described later.
寄与率推定部72は、各気筒について、該気筒から排出される排気ガスの排ガスセンサ17の出力に寄与する(反映される)割合すなわち寄与率を推定する。寄与率は、各気筒からの排気ガスの量に応じて変動することがあるため、好ましくは、排気ガスの量に応じた寄与率を推定する。この実施形態では、排気ガスの量を表す運転パラメータとして、エンジン回転数NE(rpm)および吸入空気量GAIRAFM(g/TDC)を用いる。エンジン回転数NEは、クランク角センサ13の出力から検出されることができ、吸入空気量GAIRAFMは、AFM8の出力から検出されることができる。ここで、吸入空気量GAIRAFMは、負荷を表す運転パラメータとして用いられており、よって、代替的に、たとえばゲージ圧(吸気管圧力と大気圧の差圧であり、吸気管圧力センサ9および大気圧センサ12から検出されることができる)等の他の運転パラメータを用いてもよい。 The contribution rate estimation unit 72 estimates, for each cylinder, a ratio that contributes (reflects) to the output of the exhaust gas sensor 17 of exhaust gas discharged from the cylinder, that is, a contribution rate. Since the contribution rate may vary depending on the amount of exhaust gas from each cylinder, it is preferable to estimate the contribution rate according to the amount of exhaust gas. In this embodiment, the engine speed NE (rpm) and the intake air amount GAIRAFM (g / TDC) are used as operating parameters representing the amount of exhaust gas. The engine speed NE can be detected from the output of the crank angle sensor 13, and the intake air amount GAIRAFM can be detected from the output of the AFM 8. Here, the intake air amount GAIRAFM is used as an operation parameter representing a load. Therefore, for example, a gauge pressure (a differential pressure between the intake pipe pressure and the atmospheric pressure, and the intake pipe pressure sensor 9 and the atmospheric pressure are used instead. Other operating parameters such as those that can be detected from sensor 12) may be used.
この実施形態では、シミュレーション等を介して、エンジン回転数NEおよび吸入空気量GAIRAFMに応じた寄与率を、気筒毎に、たとえば図7に示すように予めテーブルやマップに規定し、これが、メモリ等の記憶装置に記憶されている。寄与率推定部72は、検出された現在のエンジン回転数NEおよび吸入空気量GAIRAFMに基づいて、該テーブルやマップを参照し、各気筒の寄与率K(i)を求める。 In this embodiment, the contribution ratio according to the engine speed NE and the intake air amount GAIRAFM is defined in advance in a table or a map as shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. Stored in the storage device. The contribution rate estimation unit 72 refers to the table and map based on the detected current engine speed NE and the intake air amount GAIRAFM, and obtains the contribution rate K (i) of each cylinder.
図8には、或る運転状態下で求めた寄与率の一例がグラフとして示されている。横軸は、気筒番号iを示し、この実施例では、前述したように第1〜第4気筒がある。縦軸は、寄与率(%)を示し、各気筒の寄与率は、その合計が100%であるよう設定されている。なお、各気筒の排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが均一な場合には、各気筒の寄与率は25%となる。 FIG. 8 shows an example of the contribution ratio obtained under a certain driving condition as a graph. The horizontal axis indicates the cylinder number i. In this embodiment, as described above, there are the first to fourth cylinders. The vertical axis indicates the contribution rate (%), and the contribution rate of each cylinder is set so that the sum is 100%. When the exhaust gas per cylinder has a uniform per-gas per exhaust gas sensor 17, the contribution ratio of each cylinder is 25%.
この例では、各気筒の排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが不均一となっており、第1気筒の寄与率が最も高く、第2気筒の寄与率が最も低くなっている。 In this example, the gas per- fluence of the exhaust gas of each cylinder with respect to the exhaust gas sensor 17 is non-uniform, the contribution ratio of the first cylinder is the highest, and the contribution ratio of the second cylinder is the lowest.
第1空燃比推定部73は、気筒別空燃比検出部71により検出された各気筒の空燃比AF(i)および寄与率推定部72により推定された各気筒の寄与率K(i)に基づいて、排ガスセンサ17近傍に存在する排気ガスの空燃比(第1空燃比推定値と呼ぶ)を推定する。具体的には、第1空燃比推定値は、以下のように算出される。ここで、Nは、気筒数であり、この実施形態では、N=4である。
第1空燃比推定値は、各気筒からの排気ガスが、推定された寄与率で排ガスセンサ出力に寄与した場合に、排ガスセンサ17が出力すべき空燃比を表している。 The first air-fuel ratio estimated value represents the air-fuel ratio that the exhaust gas sensor 17 should output when the exhaust gas from each cylinder contributes to the exhaust gas sensor output with the estimated contribution rate.
第2空燃比推定部74は、気筒別空燃比検出部71により検出された各気筒の空燃比AF(i)の平均値に基づいて、排ガスセンサ17近傍に存在する排気ガスの空燃比(第2空燃比推定値と呼ぶ)を推定する。具体的には、第2空燃比推定値AFaveは、以下のように算出される。
第2空燃比推定値は、各気筒からの排気ガスが、均等に排ガスセンサ17に当たった場合に、排ガスセンサ17が出力すべき空燃比を表している。言い換えれば、各気筒からの排気ガスが、いずれも25%の寄与率で排ガスセンサ出力に寄与した場合に、排ガスセンサ17が出力すべき空燃比を表している。 The second air-fuel ratio estimated value represents the air-fuel ratio that the exhaust gas sensor 17 should output when the exhaust gas from each cylinder hits the exhaust gas sensor 17 evenly. In other words, when the exhaust gas from each cylinder contributes to the exhaust gas sensor output at a contribution rate of 25%, it represents the air-fuel ratio that the exhaust gas sensor 17 should output.
出力偏差算出部75は、第1空燃比推定値と第2空燃比推定値との偏差ΔSVO2を、以下のように算出する。
第2空燃比推定値AFaveは、均一なガス当たりを前提として推定された値なので、排ガスセンサ17が本来出力すべき空燃比の値、すなわち正しい値を表している。他方、第1空燃比推定値は、寄与率で表されるようなガス当たりとなる場合に、排ガスセンサ17が出力するであろう値、すなわち修正されるべき値を表している。寄与率が均一なガス当たりを示していれば、第1空燃比推定値は、第2空燃比推定値と等しくなる。しかしながら、寄与率が不均一なガス当たりを示していれば、両者の間に差が生じ、排ガスセンサ出力は、実際には第1の空燃比推定値を出力すると推定される。 Since the second air-fuel ratio estimated value AFave is a value estimated on the assumption of uniform gas contact, it represents the value of the air-fuel ratio that should be output by the exhaust gas sensor 17, that is, the correct value. On the other hand, the estimated value of the first air-fuel ratio represents a value that the exhaust gas sensor 17 will output, that is, a value to be corrected, when it comes to per gas as represented by a contribution rate. If the contribution ratio indicates a uniform per gas, the first air-fuel ratio estimated value becomes equal to the second air-fuel ratio estimated value. However, if the contribution ratio indicates non-uniform gas perception, a difference occurs between the two, and it is estimated that the exhaust gas sensor output actually outputs the first air-fuel ratio estimated value.
具体的な一例として、図9を参照すると、(a)には、各気筒の寄与率が25%に均一されている場合の第1空燃比推定値と第2空燃比推定値の算出結果例が示されており、(b)には、各気筒の寄与率が均一でない場合の第1空燃比推定値と第2空燃比推定値の算出結果例が示されている。(a)に示すように、各気筒の寄与率が25%である場合には、各気筒からの排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが均一であるため、第1および第2空燃比推定値は、同じ値となり、理論空燃比値(この例では、14.5を理論空燃比としている)となってる。したがって、出力偏差ΔSVO2はゼロである。 As a specific example, referring to FIG. 9, (a) shows an example of calculation results of the first air-fuel ratio estimated value and the second air-fuel ratio estimated value when the contribution ratio of each cylinder is uniform at 25%. (B) shows a calculation result example of the first air-fuel ratio estimated value and the second air-fuel ratio estimated value when the contribution ratios of the respective cylinders are not uniform. As shown to (a), when the contribution rate of each cylinder is 25%, since the gas per shot of the exhaust gas from each cylinder with respect to the exhaust gas sensor 17 is uniform, the first and second air-fuel ratio estimated values Are the same values and are the stoichiometric air-fuel ratio values (in this example, 14.5 is the stoichiometric air-fuel ratio). Therefore, the output deviation ΔSVO2 is zero.
(b)に示すように、各気筒の寄与率が均一でない場合には、各気筒からの排気ガスの排ガスセンサ17に対するガス当たりが不均一であるため、第1および第2空燃比推定値は、異なる値となる。この例では、出力偏差ΔSVO2は、(14.8−14.5)=0.3となる。 As shown in (b), when the contribution ratios of the cylinders are not uniform, the gas permeation of the exhaust gas from the cylinders with respect to the exhaust gas sensor 17 is not uniform, and therefore the first and second air-fuel ratio estimated values are , Become different values. In this example, the output deviation ΔSVO2 is (14.8-14.5) = 0.3.
(c)には、ガス当たりが均一な場合の排ガスセンサ17の出力特性121が示されており、排ガスセンサ17の基準値SVO2CMDに対応する空燃比が14.5(これは、第2空燃比値を示し、ここでは、理論空燃比とする)となっている。(b)に示す寄与率から算出した第1空燃比値は、14.8となっており、矢印131に示すように、基準値SVO2CMDに対応する空燃比が、14.5から、出力偏差ΔSVO2(ここでは、0.3)だけリーン側にずれている。したがって、(b)に示す寄与率の状況では、排ガスセンサ17の出力特性は、出力特性121からリーン側に出力偏差ΔSVO2の分だけシフトし(ずれて)、点線123のようになっていると考えられる。その結果、理論空燃比値に対応する基準値も、矢印133に示すように、基準値SVO2CMDからSVO2CMDFにずれている。 (C) shows the output characteristic 121 of the exhaust gas sensor 17 when the gas contact is uniform, and the air-fuel ratio corresponding to the reference value SVO2CMD of the exhaust gas sensor 17 is 14.5 (this is the second air-fuel ratio). Value, and here, it is assumed that the stoichiometric air-fuel ratio). The first air-fuel ratio value calculated from the contribution rate shown in (b) is 14.8. As shown by the arrow 131, the air-fuel ratio corresponding to the reference value SVO2CMD is 14.5, and the output deviation ΔSVO2 (Here, 0.3) is shifted to the lean side. Therefore, in the situation of the contribution rate shown in (b), the output characteristic of the exhaust gas sensor 17 is shifted (shifted) by the output deviation ΔSVO2 from the output characteristic 121 to the lean side, and is as indicated by the dotted line 123. Conceivable. As a result, the reference value corresponding to the theoretical air-fuel ratio value is also shifted from the reference value SVO2CMD to SVO2CMDF as indicated by an arrow 133.
補正量算出部76は、該ずれの量、すなわち排ガスセンサ17の出力値の補正量ΔSVO2Fを、出力偏差ΔSVO2から求める。具体的には、たとえば図10に示すような、出力偏差ΔSVO2と補正量ΔSVO2F(ここでは、電圧値で表している)の間の変換マップを予め規定してメモリ等に記憶することができる。該マップから明らかなように、出力偏差ΔSVO2が正値を取るとき、補正量ΔSVO2Fは負値を取り、出力偏差ΔSVO2が負値を取るとき、補正量ΔSVO2Fは正値を取る。補正量算出部76は、出力偏差ΔSVO2に基づいて該マップを参照し、対応する補正量ΔSVO2Fを求める。 The correction amount calculation unit 76 obtains the amount of deviation, that is, the correction amount ΔSVO2F of the output value of the exhaust gas sensor 17 from the output deviation ΔSVO2. Specifically, for example, as shown in FIG. 10, a conversion map between the output deviation ΔSVO2 and the correction amount ΔSVO2F (represented by a voltage value here) can be defined in advance and stored in a memory or the like. As is apparent from the map, when the output deviation ΔSVO2 takes a positive value, the correction amount ΔSVO2F takes a negative value, and when the output deviation ΔSVO2 takes a negative value, the correction amount ΔSVO2F takes a positive value. The correction amount calculation unit 76 refers to the map based on the output deviation ΔSVO2, and obtains a corresponding correction amount ΔSVO2F.
補正部77は、こうして算出された補正量ΔSVO2Fを、基準値SVO2CMDから減算して、目標値SVO2CMDFを算出する(SVO2CMDF=SVO2CMD−ΔSVO2F)。上の例では、出力偏差ΔSVO2が0.3であり、正値であるので、負値の補正量ΔSVO2Fが算出され、よって、実質的には、ΔSVO2Fの大きさの補正量が、基準値SVO2CMDに加算されて、図に示すように、新たな目標値SVO2CMDFが算出される。 The correcting unit 77 calculates the target value SVO2CMDF by subtracting the correction amount ΔSVO2F calculated in this way from the reference value SVO2CMD (SVO2CMDF = SVO2CMD−ΔSVO2F). In the above example, since the output deviation ΔSVO2 is 0.3 and is a positive value, a negative correction amount ΔSVO2F is calculated. Therefore, the correction amount of the magnitude of ΔSVO2F is substantially equal to the reference value SVO2CMD. As shown in the figure, a new target value SVO2CMDF is calculated.
該目標値SVO2CMDFは、出力特性123上の、所定の目標空燃比値(ここでは、理論空燃比値)に対応する出力値を示している。こうして、目標空燃比値に対応する排ガスセンサ17の出力値が適正に補正されるので、排ガスセンサ17の出力を用いて適正な空燃比制御を実施することができる。たとえば目標空燃比制御では、排ガスセンサ17の出力(検出値)が、該目標値SVO2CMDFになるように、目標空燃比KCMDを制御する。こうすることにより、ガス当たりが不均一な場合でも、所望の目標空燃比値となるよう空燃比を制御することができる。 The target value SVO2CMDF indicates an output value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio value (here, the theoretical air-fuel ratio value) on the output characteristic 123. In this way, the output value of the exhaust gas sensor 17 corresponding to the target air-fuel ratio value is appropriately corrected, so that appropriate air-fuel ratio control can be performed using the output of the exhaust gas sensor 17. For example, in the target air-fuel ratio control, the target air-fuel ratio KCMD is controlled so that the output (detected value) of the exhaust gas sensor 17 becomes the target value SVO2CMDF. By doing so, the air-fuel ratio can be controlled so as to obtain a desired target air-fuel ratio value even when the gas contact is uneven.
なお、この例では、排ガスセンサ17の出力特性がリーン側にずれる場合について説明したが、リッチ側にずれる場合もありえる。この場合が、図11に示されており、出力特性125は、出力特性121に対して、矢印135に示すように、出力偏差ΔSVO2だけリッチ側にシフトしている。ここで、出力偏差ΔSVO2は、負値を取るよう算出される。補正量ΔSVO2Fは、前述したように、図10のような変換マップを参照して求められ、正値を取る。したがって、目標値ΔSVO2CMDFは、矢印137に示すように、基準値ΔSVO2CMDよりも、補正量ΔSVO2Fだけ下がった所に位置付けられる。 In this example, the case where the output characteristic of the exhaust gas sensor 17 is shifted to the lean side has been described. However, the output characteristic may be shifted to the rich side. This case is shown in FIG. 11, and the output characteristic 125 is shifted to the rich side by the output deviation ΔSVO2 with respect to the output characteristic 121 as indicated by an arrow 135. Here, the output deviation ΔSVO2 is calculated to take a negative value. As described above, the correction amount ΔSVO2F is obtained with reference to a conversion map as shown in FIG. 10 and takes a positive value. Therefore, target value ΔSVO2CMDF is positioned at a position lower than reference value ΔSVO2CMD by correction amount ΔSVO2F, as indicated by arrow 137.
図12は、この発明の一実施形態に従う、排ガスセンサの空燃比出力ずれを補正するプロセスのフローチャートであり、EUC1のCPUによって、より具体的には図6の各機能ブロックによって、所定の時間間隔で実されることができる。 FIG. 12 is a flowchart of a process for correcting an air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor according to one embodiment of the present invention. The predetermined time interval is determined by the CPU of EUC1, more specifically, by each functional block of FIG. Can be realized in.
ステップS11において、気筒別空燃比算出プロセスを実行する。該プロセスの実行により、各気筒の空燃比AF(i)が検出される。このプロセスの詳細は、図14を参照して後述される。 In step S11, a cylinder-by-cylinder air-fuel ratio calculation process is executed. By executing this process, the air-fuel ratio AF (i) of each cylinder is detected. Details of this process will be described later with reference to FIG.
ステップS12において、クランク角センサ13の出力を取得し、現在のエンジン回転数NE(rpm)を検出する。ステップS13において、AFM8の出力を取得し、現在の吸入空気量GAIRAFM(g/TDC)を検出する。 In step S12, the output of the crank angle sensor 13 is acquired, and the current engine speed NE (rpm) is detected. In step S13, the output of the AFM 8 is acquired, and the current intake air amount GAIRAFM (g / TDC) is detected.
ステップS14において、各気筒の寄与率を推定する。具体的には、ステップS12およびS13で検出したエンジン回転数NEおよび吸入空気量GAIRAFMに基づいて、図7を参照して説明したように、対応する寄与率マップ(テーブル)を選択し、該選択したマップから、各気筒の寄与率K(i)を読み出す。こうして、現在の排気ガスの量に応じた寄与率を推定することができる。 In step S14, the contribution rate of each cylinder is estimated. Specifically, as described with reference to FIG. 7, the corresponding contribution rate map (table) is selected based on the engine speed NE and the intake air amount GAIRAFM detected in steps S12 and S13, and the selection is performed. The contribution rate K (i) of each cylinder is read from the map. In this way, it is possible to estimate the contribution rate according to the current amount of exhaust gas.
ステップS15において、各気筒について、ステップS14で取得した寄与率K(i)およびステップS11で検出された空燃比AF(i)に基づいて、式(1)を実行することにより、第1空燃比推定値を算出する。ステップS16において、各気筒について、ステップS11で検出された空燃比AF(i)に基づいて、式(2)を実行することにより、第2空燃比推定値を算出する。 In step S15, for each cylinder, the first air-fuel ratio is executed by executing equation (1) based on the contribution rate K (i) acquired in step S14 and the air-fuel ratio AF (i) detected in step S11. Calculate an estimate. In step S16, the second air-fuel ratio estimated value is calculated for each cylinder by executing equation (2) based on the air-fuel ratio AF (i) detected in step S11.
ステップS17において、第1空燃比推定値から第2空燃比推定値を減算することにより、出力偏差ΔSVO2を算出する。出力偏差ΔSVO2は、空燃比の単位で表される。 In step S17, the output deviation ΔSVO2 is calculated by subtracting the second air-fuel ratio estimated value from the first air-fuel ratio estimated value. The output deviation ΔSVO2 is expressed in units of air-fuel ratio.
ステップS18において、図10に示すような変換マップを、算出された出力偏差ΔSVO2に基づいて参照し、対応する補正量ΔSVO2Fを求める。この実施例では、該補正量ΔSVO2Fは、排ガスセンサの出力の単位(たとえば、電圧値(mV))で表される。 In step S18, a conversion map as shown in FIG. 10 is referred to based on the calculated output deviation ΔSVO2, and a corresponding correction amount ΔSVO2F is obtained. In this embodiment, the correction amount ΔSVO2F is expressed in units of the exhaust gas sensor output (for example, voltage value (mV)).
ステップS19において、排ガスセンサ17の出力の基準値SVO2CMD(前述したように、ガス当たりが均一な場合の、所定の目標空燃比値(たとえば、理論空燃比値)に対応する出力値)から、補正量ΔSVO2を減算することにより、目標値SVO2CMDFを算出する。これが、該所定の目標空燃比値に対応する出力値として新たに用いられる。前述したように、たとえば、排ガスセンサ出力(検出値)が該目標値SVO2CMDFになるように、目標空燃比KCMDが設定される。 In step S19, correction is made from the reference value SVO2CMD of the output of the exhaust gas sensor 17 (the output value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio value (for example, the theoretical air-fuel ratio value) when the gas contact is uniform as described above). The target value SVO2CMDF is calculated by subtracting the amount ΔSVO2. This is newly used as an output value corresponding to the predetermined target air-fuel ratio value. As described above, for example, the target air-fuel ratio KCMD is set so that the exhaust gas sensor output (detected value) becomes the target value SVO2CMDF.
この実施例では、図10に示すような変換マップを参照して、出力偏差ΔSVO2を補正量ΔSVO2Fに変換している。しかしながら、このような変換を必ずしも行わなくてもよい。たとえば、空燃比値を直接出力する排ガスセンサの場合には、このような変換を行う必要がない。この場合の排ガスセンサの出力特性の一例が、図13に示されている。 In this embodiment, the output deviation ΔSVO2 is converted into a correction amount ΔSVO2F with reference to a conversion map as shown in FIG. However, such conversion is not necessarily performed. For example, in the case of an exhaust gas sensor that directly outputs an air-fuel ratio value, it is not necessary to perform such conversion. An example of the output characteristics of the exhaust gas sensor in this case is shown in FIG.
排ガスセンサの出力は、空燃比の単位で出力される。出力特性201は、ガス当たりが均一な場合を示し、実空燃比が理論空燃比(ストイキ)である場合には、排ガスセンサも、理論空燃比を出力し、これが、基準値SO2CMDとなる。出力特性203は、ガス当たりが不均一な場合の一例を示し図9の(c)の場合と同様に、出力特性201に対してリーン側にずれている。そのため、基準値SO2CMDに対応する空燃比は、理論空燃比よりもリーンを示す。 The output of the exhaust gas sensor is output in units of air-fuel ratio. The output characteristic 201 indicates a case where the per-gas ratio is uniform. When the actual air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), the exhaust gas sensor also outputs the stoichiometric air-fuel ratio, which becomes the reference value SO2CMD. The output characteristic 203 shows an example when the gas contact is non-uniform, and is shifted to the lean side with respect to the output characteristic 201 as in the case of FIG. 9C. Therefore, the air-fuel ratio corresponding to the reference value SO2CMD is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
矢印205は、出力偏差ΔSO2を示しており、この例では、正値を取る。矢印207は、補正量ΔSO2Fを示している。出力偏差ΔSO2の大きさと補正量ΔSO2Fの大きさは同じである。したがって、基準値SO2CMDに、出力偏差ΔSO2(すなわち、該出力偏差と同じ符号(正または負)の補正量ΔSO2F)を加算することにより、目標値SO2CMDFを算出することができる。当然ながら、出力特性がリッチ側にずれている場合にも、同様の補正を行うことができる。 An arrow 205 indicates the output deviation ΔSO2, and takes a positive value in this example. An arrow 207 indicates the correction amount ΔSO2F. The magnitude of the output deviation ΔSO2 and the magnitude of the correction amount ΔSO2F are the same. Therefore, the target value SO2CMDF can be calculated by adding the output deviation ΔSO2 (that is, the correction amount ΔSO2F having the same sign (positive or negative) as the output deviation) to the reference value SO2CMD. Of course, the same correction can be performed when the output characteristics are shifted to the rich side.
次に、図12のステップS11で実行される、気筒別空燃比の算出プロセスについて説明する。該プロセスの一例を示すフローチャートが、図14に示されている。 Next, the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio calculation process executed in step S11 of FIG. 12 will be described. A flowchart illustrating an example of the process is shown in FIG.
ステップS41において、各気筒の基準信号Fcr#iを読み込む。ここで、iは、気筒識別番号を示す。基準信号Fcr#iは、各気筒について予め設定されている。 In step S41, the reference signal Fcr # i for each cylinder is read. Here, i indicates a cylinder identification number. The reference signal Fcr # i is set in advance for each cylinder.
ステップS42において、空燃比センサ16から、空燃比KACT(当量比で表される)を表す信号を取得する。 In step S42, a signal representing the air-fuel ratio KACT (expressed in equivalent ratio) is acquired from the air-fuel ratio sensor 16.
ステップS43において、該空燃比KACTを表す信号に基づいて、空燃比KACTの目標空燃比KCMD(この実施形態では、理論空燃比とする)に対する偏差を表す空燃比偏差DKCMDの信号を生成し、空燃比偏差DKCMDの信号と、各気筒用に設定された所定の基準信号とを乗算することにより、気筒毎に相関関数Cr#iを算出する。ここで、該相関関数の算出手法について、図15を参照する。 In step S43, based on the signal representing the air-fuel ratio KACT, an air-fuel ratio deviation DKCMD signal representing the deviation of the air-fuel ratio KACT from the target air-fuel ratio KCMD (in this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio) is generated. A correlation function Cr # i is calculated for each cylinder by multiplying the signal of the fuel ratio deviation DKCMD by a predetermined reference signal set for each cylinder. Here, the calculation method of the correlation function will be described with reference to FIG.
図15には、1燃焼サイクル(この実施形態では、720度のクランク角度の期間)における、目標空燃比KCMD(この実施形態では、理論空燃比とする)に対する空燃比偏差DKCMDの信号の推移の一例が示されている。1燃焼サイクルにおいて、この実施形態では、180度のクランク角度期間ごとに、第1気筒、第3気筒、第4気筒および第2気筒の順番で燃焼が行われる。したがって、第1期間においては、第1気筒の燃焼の結果の排気ガスの空燃比が検出され、図の例では、目標空燃比KCMDよりリッチであることが示されている(DKCMDが正値)。第2の期間においては、第3気筒の燃焼の結果の排気ガスの空燃比が検出され、図の例では、目標空燃比KCMDよりリーンであることが示されている(DKCMDが負値)。同様に、第3の期間においては、第4気筒の排気ガスの空燃比が検出され、これは、リッチであり、第4の期間においては、第2気筒の排気ガスの空燃比が検出され、これはリーンである。 FIG. 15 shows the transition of the signal of the air-fuel ratio deviation DKCMD with respect to the target air-fuel ratio KCMD (in this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio) in one combustion cycle (in this embodiment, a crank angle period of 720 degrees). An example is shown. In this embodiment, in one combustion cycle, combustion is performed in the order of the first cylinder, the third cylinder, the fourth cylinder, and the second cylinder every crank angle period of 180 degrees. Therefore, in the first period, the air-fuel ratio of the exhaust gas resulting from the combustion of the first cylinder is detected, and in the example of the figure, it is shown that the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio KCMD (DKCMD is a positive value). . In the second period, the air-fuel ratio of the exhaust gas resulting from the combustion of the third cylinder is detected, and in the example shown in the figure, it is shown that the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio KCMD (DKCMD is a negative value). Similarly, in the third period, the air-fuel ratio of the exhaust gas of the fourth cylinder is detected, which is rich, and in the fourth period, the air-fuel ratio of the exhaust gas of the second cylinder is detected, This is lean.
さらに、図には、第1の気筒用の基準信号Fcr#1、第3の気筒用の基準信号Fcr#3、第4の気筒用の基準信号Fcr#4および第2の気筒用の基準信号Fcr#2の推移が示されている。基準信号は、各気筒について予め決められており、各気筒の排気ガスの排出挙動に対応するよう生成されている。この例では、基準信号は、各気筒の排気タイミングのクランク角度範囲にのみ、ピークの大きさが値1の三角波状の信号を有するよう生成されている。たとえば、Fcr#1は、第1の気筒の排気ガスが排出される第1の期間において、三角波状の信号を有する。なお、基準信号の形状は、三角波に限定されるものではなく、正弦波でもよいし、方形波でもよい。 Further, the drawing shows a reference signal Fcr # 1 for the first cylinder, a reference signal Fcr # 3 for the third cylinder, a reference signal Fcr # 4 for the fourth cylinder, and a reference signal for the second cylinder. The transition of Fcr # 2 is shown. The reference signal is predetermined for each cylinder, and is generated so as to correspond to the exhaust gas emission behavior of each cylinder. In this example, the reference signal is generated so as to have a triangular wave signal having a peak value of 1 only in the crank angle range of the exhaust timing of each cylinder. For example, Fcr # 1 has a triangular wave signal in the first period in which the exhaust gas of the first cylinder is exhausted. The shape of the reference signal is not limited to a triangular wave, and may be a sine wave or a square wave.
各気筒の相関関数Cr#iは、以下の式に示すように、DKCMD信号と、該気筒の基準信号Fcr#iとの乗算によって算出される。ここで、Nは1燃焼サイクルあたりのCRK信号のパルス数である。CRK信号が30度毎に発せられるとすると、N=24である。また、kは時間ステップである。
たとえば、DKCMD信号と第1の気筒用の基準信号Fcr#1を乗算すると、第1の基準信号Fcr#1は、第1の期間にのみ値を持つため、第1の気筒の相関関数Cr#1は、第1の期間に対応する区間のみ、空燃比偏差DKCMDの値を反映した値を持つように、すなわち空燃比KACTの値を反映した値を持つように算出される。空燃比KACTの値がリッチなほど、相関関数Crは大きな値を取り、リーンなほど、小さな値を取る。こうして、各気筒の空燃比の大きさを表す信号が、相関関数Cr#iとして算出される。 For example, when the DKCMD signal is multiplied by the reference signal Fcr # 1 for the first cylinder, the first reference signal Fcr # 1 has a value only in the first period, and thus the correlation function Cr # of the first cylinder. 1 is calculated so that only the section corresponding to the first period has a value reflecting the value of the air-fuel ratio deviation DKCMD, that is, a value reflecting the value of the air-fuel ratio KACT. The richer the value of the air-fuel ratio KACT, the larger the correlation function Cr, and the smaller the value, the smaller the value. Thus, a signal indicating the magnitude of the air-fuel ratio of each cylinder is calculated as the correlation function Cr # i.
各気筒の排気ガスの挙動、より具体的には各気筒からの排気ガスが空燃比センサ16に到達するタイミングは、エンジン回転数と負荷に応じて変動するおそれがある。このタイミングが変動すると、各期間における空燃比KACT信号のピーク位置(図の例では、第1、第3の期間では最大値となるクランク角度位置であり、第2、第4の期間では最小値となるクランク角度位置)が変動し、対応する基準信号のピーク位置がずれるおそれがある。したがって、より精度を上げるため、エンジン回転数NEおよび負荷に応じて、該ピーク位置を予め規定してマップ等に記憶することができる。該負荷を示すパラメータとして、吸入空気量を用いることができる。ステップS41において、クランク角センサ13およびAFM8を介して検出されたエンジン回転数NEおよび吸入空気量GAIRAFMに基づいて該マップを参照し、対応するピーク位置を求め、該求めた位置でピークとなるような三角波を持つ基準信号を生成し、これを、ステップS43で行われる上記の相関関数Cr#iの算出に用いることができる。 The behavior of the exhaust gas in each cylinder, more specifically, the timing at which the exhaust gas from each cylinder reaches the air-fuel ratio sensor 16 may vary depending on the engine speed and the load. When this timing fluctuates, the peak position of the air-fuel ratio KACT signal in each period (in the example shown, the crank angle position is the maximum value in the first and third periods, and the minimum value is in the second and fourth periods. The corresponding crank angle position) may fluctuate and the peak position of the corresponding reference signal may shift. Therefore, in order to increase the accuracy, the peak position can be defined in advance and stored in a map or the like according to the engine speed NE and the load. As a parameter indicating the load, an intake air amount can be used. In step S41, the map is referred to based on the engine speed NE and the intake air amount GAIRAFM detected via the crank angle sensor 13 and the AFM 8, so that the corresponding peak position is obtained, and the peak is obtained at the obtained position. A reference signal having a triangular wave is generated and can be used for the calculation of the correlation function Cr # i performed in step S43.
相関関数Cr#iは、目標空燃比KCMDに対する偏差によって、各気筒の空燃比の大きさを表しているので、ステップS44において、相関関数Cr#iに目標空燃比KCMDを加算し、気筒別空燃比KACT(i)を算出する。ここでの気筒別空燃比KACT(i)は、当量比(理論空燃比/空燃比)で表されている。ステップS45において、各気筒について、当量比で表されている気筒別空燃比KACT(i)を、空燃比の単位で表した気筒別空燃比AF(i)に換算する。理論空燃比を当量比で除算することにより、該換算を行うことができる。 Since the correlation function Cr # i represents the magnitude of the air-fuel ratio of each cylinder by the deviation from the target air-fuel ratio KCMD, in step S44, the target air-fuel ratio KCMD is added to the correlation function Cr # i, and the cylinder-specific air-fuel ratio is determined. The fuel ratio KACT (i) is calculated. Here, the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio KACT (i) is represented by an equivalent ratio (theoretical air-fuel ratio / air-fuel ratio). In step S45, for each cylinder, the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio KACT (i) represented by the equivalence ratio is converted into the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio AF (i) represented by the unit of the air-fuel ratio. The conversion can be performed by dividing the theoretical air-fuel ratio by the equivalent ratio.
なお、上記の実施形態においては、ガス当たりが均一な場合の目標空燃比値(この実施形態では、理論空燃比値)に対応する基準値SVO2CMDまたはSO2CMDを、補正量ΔSVO2FまたはΔSO2Fで補正し、該補正により得た目標値SVO2CMDFまたはSO2CMDFに、排ガスセンサ17の出力(検出値)が収束するように、目標空燃比KCMDを制御する点について述べた。すなわち、この場合、排ガスセンサの空燃比出力ずれを補正するのに、所定の目標空燃比値に相当する基準値SVO2CMDまたはSO2CMD側を、補正している。代替的に、排ガスセンサの空燃比出力ずれを補正するのに、上記の排ガスセンサ17の出力(検出値)側を補正するようにしてもよい。すなわち、排ガスセンサ17の出力値(検出値)を、補正量ΔSVO2FまたはΔSVO2Fで補正し、該補正した出力値が、上記基準値SVO2CMDまたはSO2CMDに収束するように、目標空燃比KCMDを制御するようにしてもよい。 In the above embodiment, the reference value SVO2CMD or SO2CMD corresponding to the target air-fuel ratio value (in this embodiment, the theoretical air-fuel ratio value) when the gas hit is uniform is corrected with the correction amount ΔSVO2F or ΔSO2F, It has been described that the target air-fuel ratio KCMD is controlled so that the output (detected value) of the exhaust gas sensor 17 converges on the target value SVO2CMDF or SO2CMDF obtained by the correction. That is, in this case, the reference value SVO2CMD or SO2CMD side corresponding to the predetermined target air-fuel ratio value is corrected to correct the air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor. Alternatively, the output (detection value) side of the exhaust gas sensor 17 may be corrected to correct the air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor. That is, the output value (detected value) of the exhaust gas sensor 17 is corrected by the correction amount ΔSVO2F or ΔSVO2F, and the target air-fuel ratio KCMD is controlled so that the corrected output value converges to the reference value SVO2CMD or SO2CMD. It may be.
この場合、図6の機能ブロック図において、符号71〜76に示されるブロックは、上記の実施形態と同様の動作を実行する。補正部77は、排ガスセンサ17から出力値(検出値)を取得し、該取得した出力値を、補正量ΔSVO2Fで補正する。図9の(c)に示すように、排ガスセンサ17の出力特性がリーン側にずれている場合(すなわち、ΔSVO2が正値を取る場合)、該取得した出力値に、該出力偏差ΔSVO2に対応する補正量ΔSVO2F(負値を取る)を加算することにより、該取得した出力値を補正する。また、図11に示すように、排ガスセンサ17の出力特性がリッチ側にずれている場合(すなわち、ΔSVO2が負値を取る場合)も同様であり、該取得した出力値に、該出力偏差ΔSVO2に対応する補正量ΔSVO2F(正値を取る)を加算することにより、該取得した出力値を補正する。該補正した出力値により、その時の空燃比値が表される。したがって、該補正した出力値が上記基準値SVO2CMDになるように、目標空燃比KCMDを制御すればよい。 In this case, the blocks denoted by reference numerals 71 to 76 in the functional block diagram of FIG. 6 perform the same operations as in the above embodiment. The correcting unit 77 acquires an output value (detected value) from the exhaust gas sensor 17, and corrects the acquired output value with a correction amount ΔSVO2F. As shown in FIG. 9C, when the output characteristic of the exhaust gas sensor 17 is shifted to the lean side (that is, when ΔSVO2 takes a positive value), the acquired output value corresponds to the output deviation ΔSVO2. The acquired output value is corrected by adding a correction amount ΔSVO2F (takes a negative value). Further, as shown in FIG. 11, the same applies when the output characteristics of the exhaust gas sensor 17 are shifted to the rich side (that is, when ΔSVO2 takes a negative value), and the output deviation ΔSVO2 is added to the acquired output value. The obtained output value is corrected by adding a correction amount ΔSVO2F (takes a positive value) corresponding to. The air-fuel ratio value at that time is represented by the corrected output value. Therefore, the target air-fuel ratio KCMD may be controlled so that the corrected output value becomes the reference value SVO2CMD.
また、この代替形態の場合、図12のプロセスは、ステップS11からS18までは同じであり、ステップS19において、上で述べたように、排ガスセンサ17の出力値(検出値)を取得し、該排ガスセンサ17の出力値を、補正量ΔSVO2Fで補正すればよい。 In the case of this alternative form, the process of FIG. 12 is the same from step S11 to S18. In step S19, as described above, the output value (detected value) of the exhaust gas sensor 17 is obtained, The output value of the exhaust gas sensor 17 may be corrected with the correction amount ΔSVO2F.
このような代替の補正手法は、図13の空燃比の単位で出力する排ガスセンサの場合についても同様に適用されることができる。 Such an alternative correction method can be similarly applied to the case of the exhaust gas sensor that outputs the air / fuel ratio in FIG.
また、上記の実施形態では、排ガスセンサ17の空燃比出力ずれの補正を、目標空燃比KCMDの制御に利用する点について述べたが、本願発明の当該補正手法の適用は、これに限定されるものではない。たとえば、排ガスセンサ17の出力によって検出される空燃比が所定の目標空燃比に収束するように空燃比フィードバック制御を行う場合にも、当該補正手法を適用することができる。本願発明に従う、排ガスセンサの空燃比出力ずれの補正手法は、該排ガスセンサの出力を使用する任意の制御に適用可能なものである点に注意されたい。 In the above embodiment, the correction of the air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor 17 is used for controlling the target air-fuel ratio KCMD. However, the application of the correction method of the present invention is limited to this. It is not a thing. For example, the correction method can also be applied when air-fuel ratio feedback control is performed so that the air-fuel ratio detected by the output of the exhaust gas sensor 17 converges to a predetermined target air-fuel ratio. It should be noted that the correction method of the air-fuel ratio output deviation of the exhaust gas sensor according to the present invention can be applied to any control using the output of the exhaust gas sensor.
以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明はこのような実施例に限定されるものでなく、また、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのいずれに対しても使用することができる。 Although the present invention has been described with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and can be used for both gasoline engines and diesel engines.
1 電子制御ユニット(ECU)
2 エンジン
15 触媒装置
16 空燃比センサ
17 排ガスセンサ
1 Electronic control unit (ECU)
2 Engine 15 Catalytic device 16 Air-fuel ratio sensor 17 Exhaust gas sensor
Claims (2)
該内燃機関の排気通路に設けられる触媒の上流に配置される第1の空燃比センサと、
前記触媒内または該触媒の下流に配置される第2の空燃比センサと、
各気筒について、該気筒から排出された排気ガスが前記第2の空燃比センサの出力に寄与する率を推定する寄与率推定手段と、
前記第1の空燃比センサにより検出される各気筒の空燃比、および、前記寄与率推定手段により推定される各気筒の寄与率から、前記第2の空燃比センサ近傍に存在する排気ガスの空燃比を、第1空燃比推定値として推定する第1空燃比推定手段と、
前記第1の空燃比センサにより検出される各気筒の空燃比の平均値に基づいて、前記第2の空燃比センサの近傍に存在する排気ガスの空燃比を、第2空燃比推定値として推定する第2空燃比推定手段と、
前記第1空燃比センサにより推定される第1空燃比推定値および前記第2空燃比推定手段により推定される第2空燃比推定値に基づいて、前記第2の空燃比センサの空燃比出力ずれを補正する補正手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
A first air-fuel ratio sensor disposed upstream of a catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A second air-fuel ratio sensor disposed in or downstream of the catalyst;
For each cylinder, contribution rate estimating means for estimating the rate at which the exhaust gas discharged from the cylinder contributes to the output of the second air-fuel ratio sensor;
Based on the air-fuel ratio of each cylinder detected by the first air-fuel ratio sensor and the contribution rate of each cylinder estimated by the contribution rate estimating means, the exhaust gas vacancy in the vicinity of the second air-fuel ratio sensor is determined. First air-fuel ratio estimating means for estimating the fuel ratio as a first air-fuel ratio estimated value;
Based on the average value of the air-fuel ratio of each cylinder detected by the first air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio of the exhaust gas existing in the vicinity of the second air-fuel ratio sensor is estimated as the second air-fuel ratio estimated value. Second air-fuel ratio estimating means for
Based on the first air-fuel ratio estimated value estimated by the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio estimated value estimated by the second air-fuel ratio estimating means, the air-fuel ratio output deviation of the second air-fuel ratio sensor Correction means for correcting
An internal combustion engine control device comprising:
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The contribution rate estimation means is set according to the amount of exhaust gas discharged from each cylinder.
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010112295A JP5341818B2 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010112295A JP5341818B2 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Control device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011241697A true JP2011241697A (en) | 2011-12-01 |
JP5341818B2 JP5341818B2 (en) | 2013-11-13 |
Family
ID=45408624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010112295A Expired - Fee Related JP5341818B2 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5341818B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013122214A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Toyota Motor Corp | Device for controlling internal combustion engine |
JP2019011730A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
US11346298B2 (en) | 2018-03-13 | 2022-05-31 | Denso Corporation | Control device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0783049A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Toyota Motor Corp | Exhaust manifold and exhaust device of engine |
JP2003254132A (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio control device for multi cylinder engine |
JP2004270596A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | Variable cylinder system for internal combustion engine |
JP2005207354A (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Denso Corp | Individual cylinder air fuel ratio estimation device and individual cylinder air fuel ratio control device for internal combustion engine |
JP2006017012A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Mitsubishi Automob Eng Co Ltd | Exhaust emission control device for engine |
JP2007315193A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Denso Corp | Air-fuel ratio detecting device of internal combustion engine |
JP2009091921A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine |
-
2010
- 2010-05-14 JP JP2010112295A patent/JP5341818B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0783049A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Toyota Motor Corp | Exhaust manifold and exhaust device of engine |
JP2003254132A (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio control device for multi cylinder engine |
JP2004270596A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Toyota Motor Corp | Variable cylinder system for internal combustion engine |
JP2005207354A (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Denso Corp | Individual cylinder air fuel ratio estimation device and individual cylinder air fuel ratio control device for internal combustion engine |
JP2006017012A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Mitsubishi Automob Eng Co Ltd | Exhaust emission control device for engine |
JP2007315193A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Denso Corp | Air-fuel ratio detecting device of internal combustion engine |
JP2009091921A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013122214A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Toyota Motor Corp | Device for controlling internal combustion engine |
JP2019011730A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
US11346298B2 (en) | 2018-03-13 | 2022-05-31 | Denso Corporation | Control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5341818B2 (en) | 2013-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4363398B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP4700079B2 (en) | Device for determining an air-fuel ratio imbalance between cylinders | |
JP4130800B2 (en) | Engine control device | |
JP2011252412A (en) | Apparatus for determining cylinder-to-cylinder air-fuel ratio imbalance | |
JP2009068388A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2013160060A (en) | Air-fuel ratio imbalance determination apparatus | |
JP5341818B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US7874143B2 (en) | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine and control method thereof | |
JP5787033B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5337140B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP2008180225A (en) | Engine control device | |
JP6102885B2 (en) | Cylinder air-fuel ratio variation abnormality detection device | |
JP4365626B2 (en) | Multi-cylinder engine air-fuel ratio control device | |
JP2011149404A (en) | Air-fuel ratio variation detector for internal combustion engine | |
JP4871307B2 (en) | Engine fuel control device | |
JP5394982B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP5348228B2 (en) | Cylinder air-fuel ratio variation abnormality detection device | |
JP2011247093A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4779814B2 (en) | Catalyst representative temperature acquisition device for internal combustion engine | |
JP2016053304A (en) | Internal combustion engine control unit | |
JP6252093B2 (en) | Cylinder air-fuel ratio variation abnormality detection device | |
JP5605317B2 (en) | Cylinder air-fuel ratio variation abnormality detecting device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP4888397B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP2011241698A (en) | Catalyst warming-up control device for internal combustion engine | |
JP2006152845A (en) | Air-fuel ratio estimating device and air-fuel ratio controller for each cylinder of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130731 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |