JP4258903B2

JP4258903B2 - Fuel supply control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4258903B2
Application number: JP23455399A
Authority: JP
Inventors: 晴文武藤; 桂増田; 真人藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP2001059432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の供給燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リッチ混合気を燃焼せしめると機関発生トルクが増大し、排気温度が高くなる。そこで、従来より、機関始動時にリッチ混合気を燃焼せしめて大きな摩擦を克服すると共に、機関及び触媒の暖機運転が速やかに完了するようにした内燃機関が知られている。
【０００３】
ところが、この場合の排気中には多量の未燃ＨＣ，ＣＯが含まれ、このとき触媒は活性化していなければ触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出される恐れがある。一方、触媒に流入する排気中に多量の燃料成分と多量の酸素とが同時に含まれているとこれら燃料成分と酸素とが触媒上で発熱反応するので触媒温度が高められ、しかも触媒から排出される未浄化の燃料成分が低減される。
【０００４】
そこで、内燃機関の複数の気筒のうち一部の気筒でリッチ混合気を燃焼せしめると共に、残りの気筒への燃料供給を停止して前記残りの気筒から排出される空気を前記一部の気筒から排出される排気と共に触媒に流入せしめるようにした内燃機関が公知である（特開平９−９６２１６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この内燃機関では次のような問題点を有する。即ち、機関排気通路内の或る位置よりも上流の排気通路内、燃焼室内、及び吸気通路内に供給された全燃料量に対する全空気量の割合をその位置を流通する排気の空燃比と称すると、触媒に流入する排気の平均空燃比について一切考慮されていない。このため、触媒に流入する排気の平均空燃比が理論空燃比に対してリッチになったり、リーンになったりする恐れがある。触媒に流入する排気の平均空燃比がリッチになると触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出され、リーンになると過剰空気によって触媒が冷却されるために触媒温度を速やかに上昇させることができない。
【０００６】
従って、本発明の目的は触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出されるのを阻止しつつ触媒温度を速やかに上昇させることができる内燃機関の供給燃料制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明によれば、複数の気筒を有する内燃機関の排気通路内に三元触媒が配置されており、三元触媒の温度を代表する代表温度が予め定められた第２の設定温度よりも低いときに複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を停止してこの又はこれらの気筒から排出される空気が残りの気筒から排出される排気と共に三元触媒に流入するようにし、各気筒に供給された全燃料量に対する全空気量の割合が三元触媒に流入する排気の平均空燃比に一致する内燃機関において、代表温度が第２の設定温度よりも低く設定された第１の設定温度であって三元触媒が部分的に活性化する第１の設定温度よりも低いときには、三元触媒に流入する排気の平均空燃比がリーンとなるように運転気筒に供給される燃料量を制御すると共に、代表温度が高くなるにつれて小さくなるように運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比のリッチ度合いを定め、代表温度が第１の設定温度よりも高くかつ第２の設定温度よりも低いときには、三元触媒に流入する排気の平均空燃比が理論空燃比又はわずかばかりリーンに維持されるように運転気筒に供給される燃料量を制御するようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、機関本体１は複数例えば４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４を具備する。各気筒はそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に接続される。吸気ダクト４内には例えばステップモータのような電磁式アクチュエータ６により駆動されるスロットル弁７が配置される。一方、各気筒は共通の排気マニホルド８及び排気管９を介して触媒コンバータ１０に接続され、触媒コンバータ１０は排気管１１に接続される。さらに、各気筒には筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられる。
【００１０】
図１に示す実施態様において触媒コンバータ１０には三元触媒１３が収容される。機関排気通路内の或る位置よりも上流の排気通路内、燃焼室内、及び吸気通路内に供給された全燃料量に対する全空気量の割合をその位置を流通する排気の空燃比と称すると、この三元触媒１３は流入排気の空燃比が概ね理論空燃比であると排気中に含まれるほぼ全てのＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xを同時に浄化することができる。なお、三元触媒に換えて酸化触媒を収容することもできる。また、図１の実施態様では、機関排気通路内に燃料又は空気が２次的に供給されず、従って各気筒に供給された全燃料量に対する全空気量の割合は三元触媒１３に流入する排気の平均空燃比に一致する。
【００１１】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、常時電源に接続されているＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）２５、入力ポート２６、および出力ポート２７を具備する。機関本体１には機関冷却水温ＴＨＷを検出するための水温センサ２８が取り付けられ、この水温センサ２８は機関冷却水温ＴＨＷを表す出力電圧を発生する。吸気ダクト４内には吸入空気質量流量Ｇａを検出するための吸入空気量センサ２９が取り付けられ、この吸入空気量センサ２９は吸入空気質量流量Ｇａを表す出力電圧を発生する。排気管９には三元触媒１３に流入する排気の空燃比を検出するための空燃比センサ３０が取り付けられ、このメイン空燃比センサ３０は三元触媒１３への流入排気の空燃比を表す出力電圧ＶＭを発生する。また、排気管１１には三元触媒１３から流出する排気の空燃比を検出するための空燃比センサ３１が取り付けられ、この空燃比センサ３１は三元触媒１３からの流出排気の空燃比を表す出力電圧ＶＳを発生する。一方、排気管１１には三元触媒１３からの流出排気の温度を検出するための温度センサ３２が取り付けられ、この温度センサ３２は三元触媒１３からの流出排気の温度を表す出力電圧を発生する。また、踏み込み量センサ３３はアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰに比例した出力電圧を発生する。これらセンサ２８，２９，３０，３１，３２，３３の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器３４を介して入力ポート２６に入力される。さらに、入力ポート２６には機関回転数Ｎを表す出力パルスを発生する回転数センサ３５、車速ＳＰＤを表す出力パルスを発生する車速センサ３６、及び変速機（図示しない）のギア位置ＧＰを表す出力パルスを発生するギア位置センサ３７が接続される。一方、出力ポート２７はそれぞれ対応する駆動回路３８を介して各燃料噴射弁１３及びアクチュエータ１４に接続される。
【００１２】
空燃比センサ３０，３１には例えば排気中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生するセンサが用いられる。具体的には、三元触媒１３上流側の空燃比センサ３０として空燃比と一対一対応の出力電圧を発生するセンサが用いられる。一方、三元触媒１３下流側の空燃比センサ３１として理論空燃比周りで急変する出力電圧を発生するセンサが用いられる。このセンサ３１の出力電圧は空燃比がリーンであると約０．１ボルトになり、空燃比がリッチであると約０．９ボルトになる。
【００１３】
三元触媒１３の温度を代表する温度として本発明による実施態様では温度センサ３２により検出される排気温度、即ち三元触媒１３からの流出排気の温度を用いている。ところが、例えば冷間始動時には温度センサ３２が活性化しておらず、排気温度を正確に検出できない。そこで、この場合には例えば機関冷却水温ＴＨＷ、機関が始動されてからの経過時間（以下、始動後経過時間と称する）ＰＳ、機関回転数Ｎなどに基づいて三元触媒１３の温度を代表する温度を推定するようにしている。従って、いずれにしても三元触媒１３の温度を代表する温度が求められ、以下ではこの温度を触媒温度ＴＣＡＴと称することにする。
【００１４】
まず、本発明による実施態様を概略的に説明する。
触媒温度ＴＣＡＴが低いときには三元触媒１３を速やかに活性化する必要がある。そこで本発明による実施態様では、触媒温度ＴＣＡＴが予め定められた第１の設定温度Ｔ１よりも低いときには減筒運転、即ち４つの気筒のうち一部の気筒でリッチ混合気を燃焼せしめると共に、残りの気筒への燃料供給を停止して前記残りの気筒から排出される空気を前記一部の気筒から排出される排気と共に触媒に流入せしめるようにしている。
【００１５】
このようにリッチ混合気を燃焼せしめると機関発生トルクが増大するので機関冷間時の大きな摩擦を克服でき、また排気温度が高くなるので機関及び触媒の暖機が促進される。さらに、燃料供給が行われる気筒を運転気筒、燃料供給が停止される気筒を休止気筒と称すると、運転気筒からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯを含む排気が排出され、休止気筒からは空気が排出される。これら未燃ＨＣ，ＣＯ及び酸素は次いで三元触媒１３内で発熱反応即ち燃焼し、その結果触媒温度ＴＣＡＴが速やかに高められると共に、三元触媒１３から排出される未浄化の未燃ＨＣ，ＣＯが低減される。
【００１６】
この場合、三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリーン又は理論空燃比となるように運転気筒での燃料噴射量が定められている。このようにすると排気中の未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒１３において確実に燃焼せしめられる。
さらに、触媒温度ＴＣＡＴが高くなるにつれて三元触媒１３で燃焼させるべき未燃ＨＣ，ＣＯ量が少なくなり、またこのとき機関温度も高くなるので摩擦が小さくなる。そこで本発明による実施態様では、触媒温度ＴＣＡＴが高くなるにつれて運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比のリッチ度合いが小さくなるように定められている。なお、このように触媒温度ＴＣＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも低いときに行われる減筒運転を第１の減筒運転と称する。
【００１７】
運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比のリッチ度合いが小さくなるにつれて運転気筒から排出されるＮＯ_X量が増大する。ところが、三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリーンであると三元触媒１３においてＮＯ_Xを良好に還元浄化できない。一方、三元触媒１３が部分的にでも活性化しているならば、三元触媒１３への流入排気の空燃比を理論空燃比にしてＨＣ，ＣＯだけでなくＮＯ_Xも浄化するのが好ましい。
【００１８】
そこで本発明による実施態様では、触媒温度ＴＣＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも高くなり、かつ第１の設定温度Ｔ１よりも高く定められた第２の設定温度Ｔ２よりも低いときには三元触媒１３への流入排気の平均空燃比が理論空燃比になるように、運転気筒の燃料噴射量又は運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比を制御している。このように、ただ単に減筒運転を行うのではなく、三元触媒１３への流入排気の平均空燃比が目標となる空燃比となるように運転気筒の燃料噴射量を制御しているので、三元触媒１３において未燃ＨＣ，ＣＯだけでなくＮＯ_Xが良好に浄化される。また、運転気筒ではリッチ混合気が燃焼せしめられ、三元触媒１３では未燃ＨＣ，ＣＯが燃焼せしめられるので機関及び三元触媒１３の暖機が速やかに完了せしめられる。なお、このとき目標となる空燃比を理論空燃比よりもわずかばかりリーンにしてもよい。
【００１９】
さらにこの場合、三元触媒１３への流入排気の空燃比が理論空燃比に維持されるように空燃比センサ３１の出力電圧ＶＳに基づいて運転気筒の燃料噴射量がフィードバック制御される。従って、三元触媒１３において未燃ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_Xの良好な浄化が確保できる。なお、このように触媒温度ＴＣＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも高くかつ第２の設定温度Ｔ２よりも低いときに行われる減筒運転を第２の減筒運転と称する。
【００２０】
触媒温度ＴＣＡＴがさらに高くなり、第２の設定温度Ｔ２よりも高くなると、このような減筒運転を行う必要はなく、むしろ大きな機関出力が要求される。そこで、全気筒運転が行われ、即ち全気筒で燃料供給が行われる。このとき、空燃比センサ３０又は空燃比センサ３１の出力電圧に基づいて三元触媒１３の流入排気の空燃比が理論空燃比になるように全気筒の燃料噴射量がフィードバック制御される。その結果、三元触媒１３において排気が良好に浄化される。
【００２１】
次に、本発明による実施態様を詳細に説明する。本発明による実施態様では燃料噴射時間ＴＡＵが例えば次式に基づいて算出される。
ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＩ・ＦＡＦ
ここでＴＢは基本燃料噴射時間、ＫＩは増量補正係数、ＦＡＦはフィードバック補正係数をそれぞれ表している。
【００２２】
基本燃料噴射時間ＴＢは各気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比を理論空燃比にするのに必要な燃料噴射時間であって、予め実験により求められている。この基本燃料噴射時間ＴＢは機関負荷を表す吸入空気量Ｇａ及び機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＴＢ＝ｆ２（Ｇａ，Ｎ））。なお、基本燃料噴射時間ＴＢは全気筒運転時に三元触媒１３への流入排気の平均空燃比を理論空燃比にするのに必要な燃料噴射時間ということもできる。
【００２３】
全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦは全気筒運転時に三元触媒１３への流入排気の空燃比を目標となる理論空燃比に維持するためのものである。この全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ３１，３２の出力電圧に応じて定められ、１．０を中心として変動する。
増量補正係数ＫＩは第１の増量補正係数ＫＩ１と第２の増量補正係数ＫＩ２とのうち大きいほうの値をとるものであり、補正する必要がないときには１．０に保持される。第１の増量補正係数ＫＩ１は例えば加速時増量補正係数、過熱防止増量補正係数、暖機時増量補正係数などを一まとめにして表したものであり、アクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰ、機関回転数Ｎ、吸入空気量Ｇａ、機関冷却水温ＴＨＷ、始動後経過時間ＰＳの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＫＩ１＝ｆ３（ＤＥＰ，Ｎ，Ｇａ，ＴＨＷ，ＰＳ））。
【００２４】
一方、第２の増量補正係数ＫＩ２は減筒運転時に運転気筒の燃料噴射量を増量補正するためのものであり、全気筒数が４の場合には例えば次式により算出される。
ＫＩ２＝４／（４−ＮＳＣ）・ＫＲ＋ＫＳ
ここでＮＳＣは休止気筒数、ＫＲはリッチ度合い係数、ＫＳは減筒運転時用フィードバック補正係数をそれぞれ表している。
【００２５】
休止気筒数ＮＳＣ（＝０，１，２，３）は要求負荷ＲＬが高くなるにつれて小さくなり、機関冷却水温ＴＨＷが低くなるにつれて大きくなる。というのは、休止気筒数ＮＳＣが大きくなると一方では機関出力が低下し、他方では三元触媒１３に供給される２次的な空気量が増大するからである。この休止気筒数ＮＳＣは予め実験により求められており、要求負荷ＲＬ及び機関冷却水温ＴＨＷの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＮＳＣ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。ここで要求負荷ＲＬは予め実験により求められており、アクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰ、車速ＳＰＤ、ギア位置ＧＰ、及び機関冷却水温ＴＨＷの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＲＬ＝ｆ１（ＤＥＰ，ＳＰＤ，ＧＰ，ＴＨＷ））。
【００２６】
リッチ度合い係数ＫＲは減筒運転時に運転気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比のリッチ度合いを表している。リッチ度合い係数ＫＲは例えば０．１から１．０の範囲内で定められ、触媒温度ＴＣＡＴが低くなるにつれて小さくなり、吸入空気量Ｇａが大きくなるにつれて小さくなる。リッチ度合い係数ＫＲは予め実験により求められており、触媒温度ＴＣＡＴ及び吸入空気量Ｇａの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＫＲ＝ｆ５（ＴＣＡＴ，Ｇａ））。
【００２７】
減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳは第２の減筒運転時に三元触媒１３への流入排気の平均空燃比を目標となる理論空燃比に維持するためのものである。この減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳは空燃比センサ３２の出力電圧に応じて定められ、零を中心として変動する。
従って、例えばＮＳＣ＝１の場合運転気筒の燃料噴射時間ＴＡＵを基本燃料噴射時間ＴＢの４／３倍にすれば、三元触媒１３への流入排気の平均空燃比が理論上、理論空燃比になるということになる。
【００２８】
第１の減筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが１から３の間で定められ、リッチ度合い係数ＫＲが０．１から１．０の間で定められ、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定され、全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。
第２の減筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが１から３の間で定められ、リッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定され、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが空燃比センサ３１の出力電圧に基づいて算出され、全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。
【００２９】
全気筒運転時には休止気筒数ＮＳＣが零に固定され、リッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定され、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定され、全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが空燃比センサ３０，３１の出力電圧に基づいて算出される。
次に、図２から図６を参照して本発明による実施態様をさらに詳細に説明する。
【００３０】
図２は本発明による実施態様による運転気筒の燃料噴射時間ＴＡＵ及び目標スロットル開度ＴＴＡの算出ルーチンである。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
図２を参照すると、まず始めにステップ２００では要求負荷ＲＬが算出される（ＲＬ＝ｆ１（ＤＥＰ，ＳＰＤ，ＧＰ，ＴＨＷ））。続くステップ２０１では基本燃料噴射時間ＴＢが算出される（ＴＢ＝ｆ２（Ｇａ，Ｎ））。続くステップ２０２では第１の増量補正係数ＫＩ１が算出される（ＫＩ１＝ｆ３（ＤＥＰ，Ｎ，Ｇａ，ＴＨＷ，ＰＳ））。続くステップ２０３では触媒温度ＴＣＡＴが温度センサ３２の出力電圧又は推定により算出される。
【００３１】
続くステップ２０４では触媒温度ＴＣＡＴが第１の設定温度Ｔ１よりも低いか否かが判別される。ＴＣＡＴ＜Ｔ１のときには次いでステップ２０５に進み、要求負荷ＲＬが予め定められた第１の設定負荷よりも大きいか否かが判別される。ＲＬ＞Ｌ１のときには次いでステップ２０６に進んで第１の減筒運転を制御するためのルーチンが実行され、ＲＬ≦Ｌ１のときには次いでステップ２０７に進んで全気筒運転を制御するためのルーチンが実行される。減筒運転を行うとトルク変動が大きくなるので、要求負荷ＲＬが低いときに減筒運転を行うとドライバビリティが悪化する。そこで、ＲＬ≦Ｌ１のときには減筒運転を禁止して全気筒運転を行うようにしている。
【００３２】
一方、ステップ２０４においてＴＣＡＴ≧Ｔ１のときには次いでステップ２０８に進み、触媒温度ＴＣＡＴが第２の設定温度Ｔ２よりも低いか否かが判別される。ＴＣＡＴ＜Ｔ２のときには次いでステップ２０９に進み、要求負荷ＲＬが予め定められた第２の設定負荷よりも小さいか否かが判別される。ＲＬ＜Ｌ２のときには次いでステップ２１０に進んで第２の減筒運転を制御するためのルーチンが実行される。これに対してＴＣＡＴ≧Ｔ２又はＲＬ≧Ｌ２のときには次いでステップ２０７に進んで全気筒運転を制御するためのルーチンが実行される。触媒温度ＴＣＡＴが高くなった後には減筒運転を行う必要性はなく、減筒運転を行うと大きな機関出力を確保できない。そこでＴＣＡＴ≧Ｔ２又はＲＬ≧Ｌ２のときには減筒運転を禁止して全気筒運転を行うようにしている。
【００３３】
ステップ２０６の第１の減筒運転制御ルーチンは図３に示されている。図３を参照すると、まずステップ３００では休止気筒数ＮＳＣが算出される（ＮＳＣ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。続くステップ３０１ではリッチ度合い係数ＫＲが算出される（ＫＲ＝ｆ５（ＴＣＡＴ，Ｇａ））。続くステップ３０２ではフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、続くステップ３０３では減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定される。次いで図２のステップ２１１に進む。
【００３４】
一方、ステップ２０７の全気筒運転制御ルーチンは図４に示されている。図４を参照すると、まずステップ４００では休止気筒数ＮＳＣが零に固定される。続くステップ４０１ではリッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定される。続くステップ４０２ではメインＦＢ条件が成立しているか否かが判別される。例えば空燃比センサ３０が活性化しており、かつ第１の増量補正係数ＫＩ１が零であり、かつ機関減速運転時における燃料供給停止時でないときにメインＦＢ条件が成立していると判断され、それ以外は不成立であると判断される。メインＦＢ条件が不成立であると判断されたときは次いでステップ４０３に進み、全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次いでステップ４０７に進む。
【００３５】
一方、メインＦＢ条件が成立していると判断されたときには次いでステップ４０４に進み、第１のサブＦＢ条件が成立しているか否かが判断される。例えば、メインＦＢ条件が成立しており、かつ空燃比センサ３１が活性化しており、かつ機関冷却水温ＴＨＷが一定値以上であり、かつアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰが零でなく即ちアイドリング運転時でないときに第１のサブＦＢ条件が成立していると判断され、それ以外は不成立であると判断される。第１のサブＦＢ条件が成立していると判断されたときは次いでステップ４０５に進み、空燃比センサ３０，３１の出力電圧ＶＭ，ＶＳ両方に基づいて全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。次いでステップ４０７に進む。これに対し第１のサブＦＢ条件が不成立と判断されたときは次いでステップ４０６に進み、空燃比センサ３０の出力電圧ＶＭのみに基づいて全気筒運転時用フィードバック補正係数ＦＡＦが算出される。次いでステップ４０７に進む。
【００３６】
ステップ４０７では減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定される。次いで図２のステップ２１１に進む。
ステップ２１０の第２の減筒運転制御ルーチンは図５に示されている。図５を参照すると、まずステップ５００では休止気筒数ＮＳＣが算出される（ＮＳＣ＝ｆ４（ＲＬ，ＴＨＷ））。続くステップ５０１ではリッチ度合い係数ＫＲが１．０に固定される。続くステップ５０２ではフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、続くステップ５０３では減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳの算出ルーチンが実行される。このＫＳの算出ルーチンは図６に示されている。
【００３７】
図６を参照すると、まずステップ６００では第２のサブＦＢ条件が成立しているか否かが判断される。例えば、空燃比センサ３１が活性化しており、かつ機関冷却水温ＴＨＷが一定値以上であり、かつアクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰが零でなく即ちアイドリング運転時でないときに第２のサブＦＢ条件が成立していると判断され、それ以外は不成立であると判断される。第２のサブＦＢ条件が不成立と判断されたときには次いでステップ６０１に進み、リッチ時間カウンタＣＲ及びリーン時間カウンタＣＬがクリアされる。リッチ時間カウンタＣＲは三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリーンからリッチに切り替わってからリーンに戻るまでの時間を表しており、リーン時間カウンタＣＬは三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリッチからリーンに切り替わってからリッチに戻るまでの時間を表している。次いでステップ６０２に進み、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが零に固定される。次いで図２のステップ２１１に進む。
【００３８】
これに対し、第２のサブＦＢ条件が成立していると判断されたときは次いでステップ６０３に進み、空燃比センサ３１の出力電圧ＶＳが基準電圧Ｖ１（例えば０．４５ボルト）よりも高いか否か、即ち三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリッチであるか否かが判別される。ＶＳ＞Ｖ１のとき即ちリッチのときには次いでステップ６０４に進み、リッチ時間カウンタＣＲが１だけインクリメントされ、リーン時間カウンタがクリアされる。続くステップ６０５ではリッチ時間カウンタＣＲが一定値Ｃ１よりも大きいか否かが判別される。ＣＲ≦Ｃ１のときには次いで図２のステップ２１１に進む。ＣＲ＞Ｃ１のときには次いでステップ６０６に進み、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳから一定値ｋだけ減算される。次いで図２のステップ２１１に進む。
【００３９】
一方、ステップ６０３においてＶＳ≦Ｖ１のとき即ちリーンのときには次いでステップ６０７に進み、リッチ時間カウンタＣＲがクリアされ、リーン時間カウンタが１だけインクリメントされる。続くステップ６０８ではリーン時間カウンタＣＬが一定値Ｃ１よりも大きいか否かが判別される。ＣＬ≦Ｃ１のときには次いで図２のステップ２１１に進む。ＣＬ＞Ｃ１のときには次いでステップ６０９に進み、減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳに一定値ｋだけ加算される。次いで図２のステップ２１１に進む。
【００４０】
三元触媒１３への流入排気の平均空燃比がリッチになると減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳが減少せしめられるので燃料噴射時間ＴＡＵが短くせしめられ、流入排気の平均空燃比がリーンになるとＫＳが増大せしめられるので燃料噴射時間ＴＡＵが長くせしめられる。このようにして流入排気の平均空燃比が目標となる理論空燃比に一致せしめられる。
【００４１】
再び図２を参照すると、ステップ２１１では第２の増量補正係数ＫＩ２が算出される（ＫＩ２＝４／（４−ＮＳＣ）・ＫＲ＋ＫＳ）。続くステップ２１２では第１及び第２の増量補正係数ＫＩ１，ＫＩ２のうち大きいほうが増量補正係数ＫＩとして記憶される。大きいほうの増量補正係数だけ増量すれば十分だからである。ここでＭＡＸ（ａ，ｂ）はａ，ｂのうち大きいほうの値を表している。続くステップ２１３では目標スロットル開度ＴＴＡが算出される。この目標スロットル開度ＴＴＡは予め実験により求められており、要求負荷ＲＬ、増量補正係数ＫＩ、及び休止気筒数ＮＳＣの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている（ＴＴＡ＝ｆ６（ＲＬ，ＫＩ，ＮＳＣ））。アクチュエータ６は実際のスロットル開度が目標スロットル開度ＴＴＡとなるようにスロットル弁７を駆動する。
【００４２】
続くステップ２１４では休止気筒数ＮＳＣに基づいて燃料供給を停止すべき気筒が決定される。続くステップ２１５では運転気筒の燃料噴射時間ＴＡＵが算出される（ＴＡＵ＝ＴＢ・ＫＩ・ＦＡＦ）。運転気筒ではＴＡＵだけ燃料が噴射され、休止気筒のＴＡＵは零に保持される。
【００４３】
【発明の効果】
触媒から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出されるのを阻止しつつ触媒温度を速やかに上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】燃料噴射時間ＴＡＵ及び目標スロットル開度ＴＴＡの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】第１の減筒運転制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】全気筒運転制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第２の減筒運転制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】減筒運転時用フィードバック補正係数ＫＳの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
８…排気マニホルド
１２…燃料噴射弁
１３…三元触媒
３０，３１…空燃比センサ
３２…温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply control apparatus for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
When the rich air-fuel mixture is combusted, the torque generated by the engine increases and the exhaust temperature increases. In view of this, an internal combustion engine is known in which a rich air-fuel mixture is combusted when the engine is started to overcome a large friction, and the warm-up operation of the engine and the catalyst is completed quickly.
[0003]
However, in this case, the exhaust gas contains a large amount of unburned HC and CO. At this time, if the catalyst is not activated, a large amount of unburned HC and CO may be discharged from the catalyst. On the other hand, if a large amount of fuel component and a large amount of oxygen are contained at the same time in the exhaust gas flowing into the catalyst, the fuel component and oxygen react exothermically on the catalyst, so that the catalyst temperature is increased and the catalyst is discharged from the catalyst. The unpurified fuel component is reduced.
[0004]
Accordingly, the rich air-fuel mixture is burned in some cylinders of the plurality of cylinders of the internal combustion engine, and the fuel supplied to the remaining cylinders is stopped and the air discharged from the remaining cylinders is discharged from the some cylinders. An internal combustion engine in which exhaust gas is allowed to flow into a catalyst together with exhaust gas discharged is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-96216).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, this internal combustion engine has the following problems. That is, the ratio of the total amount of air to the total amount of fuel supplied in the exhaust passage upstream of a certain position in the engine exhaust passage, the combustion chamber, and the intake passage is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust flowing through that position. Then, no consideration is given to the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst. For this reason, the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst may be richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. When the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst becomes rich, a large amount of unburned HC and CO is discharged from the catalyst, and when it becomes lean, the catalyst is cooled by excess air, so that the catalyst temperature cannot be quickly raised.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel supply control device for an internal combustion engine that can quickly raise the catalyst temperature while preventing a large amount of unburned HC and CO from being discharged from the catalyst.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems Book According to the invention, when the three-way catalyst is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine having a plurality of cylinders and the representative temperature representative of the temperature of the three-way catalyst is lower than the predetermined second set temperature. The fuel supply to some of the cylinders is stopped, and the air discharged from these cylinders or the air discharged from these cylinders flows into the three-way catalyst together with the exhaust discharged from the remaining cylinders. In the internal combustion engine in which the ratio of the total air amount to the total fuel amount supplied matches the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst, the first set temperature in which the representative temperature is set lower than the second set temperature When the three-way catalyst is lower than the first set temperature at which the three-way catalyst is partially activated, the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is low. And The amount of fuel supplied to the operating cylinder is controlled so that the richness of the air-fuel ratio of the air-fuel ratio combusted in the operating cylinder is determined so as to decrease as the representative temperature increases, and the representative temperature is set to the first setting. When the temperature is higher than the second set temperature and lower than the second set temperature, the average air-fuel ratio of the exhaust flowing into the three-way catalyst is the stoichiometric air-fuel ratio or slightly lean Maintained Thus, the amount of fuel supplied to the operating cylinder is controlled.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, the engine body 1 includes a plurality of, for example, four cylinders # 1, # 2, # 3, and # 4. Each cylinder is connected to a common surge tank 3 via a corresponding intake branch pipe 2, and the surge tank 3 is connected to an air cleaner 5 via an intake duct 4. A throttle valve 7 driven by an electromagnetic actuator 6 such as a step motor is disposed in the intake duct 4. On the other hand, each cylinder is connected to a catalytic converter 10 via a common exhaust manifold 8 and exhaust pipe 9, and the catalytic converter 10 is connected to an exhaust pipe 11. Further, each cylinder is provided with a fuel injection valve 12 for injecting fuel directly into the cylinder.
[0010]
In the embodiment shown in FIG. 1, a three-way catalyst 13 is accommodated in the catalytic converter 10. When the ratio of the total amount of air to the total amount of fuel supplied in the exhaust passage upstream of a certain position in the engine exhaust passage, in the combustion chamber, and in the intake passage is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust flowing through that position, This three-way catalyst 13 has almost all the HC, CO, NO contained in the exhaust if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust is approximately the stoichiometric air-fuel ratio. _X Can be purified at the same time. An oxidation catalyst can be accommodated instead of the three-way catalyst. In the embodiment of FIG. 1, fuel or air is not secondarily supplied into the engine exhaust passage, so that the ratio of the total air amount to the total fuel amount supplied to each cylinder flows into the three-way catalyst 13. It matches the average air-fuel ratio of exhaust.
[0011]
The electronic control unit (ECU) 20 comprises a digital computer, and is connected to each other via a bidirectional bus 21. A ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, a CPU (Microprocessor) 24, and always A B-RAM (backup RAM) 25 connected to a power source, an input port 26, and an output port 27 are provided. A water temperature sensor 28 for detecting the engine cooling water temperature THW is attached to the engine body 1, and the water temperature sensor 28 generates an output voltage representing the engine cooling water temperature THW. An intake air amount sensor 29 for detecting the intake air mass flow rate Ga is mounted in the intake duct 4, and this intake air amount sensor 29 generates an output voltage representing the intake air mass flow rate Ga. An air-fuel ratio sensor 30 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 is attached to the exhaust pipe 9, and the main air-fuel ratio sensor 30 outputs an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13. A voltage VM is generated. Further, an air-fuel ratio sensor 31 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 13 is attached to the exhaust pipe 11, and this air-fuel ratio sensor 31 represents the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 13. An output voltage VS is generated. On the other hand, a temperature sensor 32 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 13 is attached to the exhaust pipe 11, and this temperature sensor 32 generates an output voltage representing the temperature of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 13. To do. Further, the depression amount sensor 33 generates an output voltage proportional to the depression amount DEP of the accelerator pedal. The output voltages of these sensors 28, 29, 30, 31, 32, and 33 are input to the input port 26 via the corresponding AD converters 34. Further, the input port 26 has a rotation speed sensor 35 for generating an output pulse representing the engine speed N, a vehicle speed sensor 36 for generating an output pulse representing the vehicle speed SPD, and an output representing a gear position GP of a transmission (not shown). A gear position sensor 37 for generating a pulse is connected. On the other hand, the output port 27 is connected to each fuel injection valve 13 and the actuator 14 via a corresponding drive circuit 38.
[0012]
As the air-fuel ratio sensors 30, 31, for example, sensors that generate an output voltage corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas are used. Specifically, a sensor that generates an output voltage corresponding to the air-fuel ratio is used as the air-fuel ratio sensor 30 upstream of the three-way catalyst 13. On the other hand, a sensor that generates an output voltage that changes suddenly around the theoretical air-fuel ratio is used as the air-fuel ratio sensor 31 on the downstream side of the three-way catalyst 13. The output voltage of the sensor 31 is about 0.1 volts when the air-fuel ratio is lean, and about 0.9 volts when the air-fuel ratio is rich.
[0013]
In the embodiment according to the present invention, the exhaust temperature detected by the temperature sensor 32, that is, the temperature of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 13 is used as the temperature representative of the temperature of the three-way catalyst 13. However, the temperature sensor 32 is not activated at the time of cold start, for example, and the exhaust gas temperature cannot be detected accurately. Therefore, in this case, the temperature of the three-way catalyst 13 is represented on the basis of, for example, the engine cooling water temperature THW, the elapsed time since the engine was started (hereinafter referred to as elapsed time after startup) PS, the engine speed N, and the like. The temperature is estimated. Therefore, in any case, a temperature representative of the temperature of the three-way catalyst 13 is obtained, and hereinafter, this temperature will be referred to as a catalyst temperature TCAT.
[0014]
First, an embodiment according to the present invention will be schematically described.
When the catalyst temperature TCAT is low, the three-way catalyst 13 needs to be activated quickly. Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the catalyst temperature TCAT is lower than the first preset temperature T1, the reduced-cylinder operation, that is, the rich mixture is burned in some of the four cylinders, and the remaining The fuel supply to these cylinders is stopped, and the air discharged from the remaining cylinders is caused to flow into the catalyst together with the exhaust discharged from the some cylinders.
[0015]
When the rich air-fuel mixture is combusted in this way, the engine generated torque increases, so that a large friction when the engine is cold can be overcome, and the exhaust temperature becomes high, so that warming up of the engine and the catalyst is promoted. Further, when a cylinder to which fuel is supplied is called an operating cylinder and a cylinder to which fuel supply is stopped is called a deactivated cylinder, exhaust gas containing a large amount of unburned HC and CO is discharged from the activated cylinder, and air is discharged from the deactivated cylinder. Discharged. These unburned HC, CO and oxygen then exothermically react or burn in the three-way catalyst 13 so that the catalyst temperature TCAT is quickly raised and unpurified unburned HC, CO discharged from the three-way catalyst 13. Is reduced.
[0016]
In this case, the fuel injection amount in the operating cylinder is determined so that the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 becomes lean or the stoichiometric air-fuel ratio. In this way, unburned HC and CO in the exhaust can be reliably burned in the three-way catalyst 13.
Further, as the catalyst temperature TCAT increases, the amount of unburned HC and CO to be combusted by the three-way catalyst 13 decreases, and at this time, the engine temperature also increases, so the friction decreases. Therefore, in the embodiment according to the present invention, it is determined that the richness of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the operating cylinder becomes smaller as the catalyst temperature TCAT becomes higher. Note that the reduced-cylinder operation performed when the catalyst temperature TCAT is lower than the first set temperature T1 is referred to as a first reduced-cylinder operation.
[0017]
NO exhausted from the operating cylinder as the richness of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the operating cylinder decreases _X The amount increases. However, if the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 is lean, the three-way catalyst 13 determines NO. _X Can not be reduced and purified well. On the other hand, if the three-way catalyst 13 is partially activated, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 is made the stoichiometric air-fuel ratio, not only HC and CO but also NO. _X It is also preferable to purify.
[0018]
Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the catalyst temperature TCAT is higher than the first set temperature T1 and lower than the second set temperature T2 set higher than the first set temperature T1, the three-way catalyst 13 is used. The fuel injection amount of the operating cylinder or the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the operating cylinder is controlled so that the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In this way, the fuel injection amount of the operating cylinder is controlled so that the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 becomes the target air-fuel ratio, not simply performing the reduced-cylinder operation. Not only unburned HC and CO but also NO in the three-way catalyst 13 _X Is well purified. Further, the rich air-fuel mixture is combusted in the operating cylinder, and the unburned HC and CO are combusted in the three-way catalyst 13, so that the warm-up of the engine and the three-way catalyst 13 is completed quickly. At this time, the target air-fuel ratio may be slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
[0019]
Further, in this case, the fuel injection amount of the operating cylinder is feedback-controlled based on the output voltage VS of the air-fuel ratio sensor 31 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in the three-way catalyst 13, unburned HC, CO, NO _X Good purification can be secured. Note that the reduced-cylinder operation performed when the catalyst temperature TCAT is higher than the first set temperature T1 and lower than the second set temperature T2 is referred to as a second reduced-cylinder operation.
[0020]
When the catalyst temperature TCAT further increases and becomes higher than the second set temperature T2, it is not necessary to perform such reduced-cylinder operation, but rather a large engine output is required. Therefore, all cylinder operation is performed, that is, fuel is supplied in all cylinders. At this time, the fuel injection amounts of all the cylinders are feedback-controlled based on the output voltage of the air-fuel ratio sensor 30 or the air-fuel ratio sensor 31 so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 becomes the stoichiometric air-fuel ratio. As a result, the exhaust gas is well purified in the three-way catalyst 13.
[0021]
Next, embodiments according to the present invention will be described in detail. In the embodiment according to the present invention, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation, for example.
TAU = TB ・ KI ・ FAF
Here, TB represents a basic fuel injection time, KI represents an increase correction coefficient, and FAF represents a feedback correction coefficient.
[0022]
The basic fuel injection time TB is a fuel injection time required to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in each cylinder the stoichiometric air-fuel ratio, and is obtained in advance by experiments. The basic fuel injection time TB is stored in advance in the ROM 22 as a function of the intake air amount Ga representing the engine load and the engine speed N (TB = f2 (Ga, N)). Note that the basic fuel injection time TB can also be referred to as the fuel injection time required for setting the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 to the stoichiometric air-fuel ratio during all cylinder operation.
[0023]
The all-cylinder operation feedback correction coefficient FAF is used for maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 at the target stoichiometric air-fuel ratio during all-cylinder operation. This all-cylinder operation feedback correction coefficient FAF is determined according to the output voltage of the air-fuel ratio sensors 31 and 32 and fluctuates around 1.0.
The increase correction coefficient KI takes the larger value of the first increase correction coefficient KI1 and the second increase correction coefficient KI2, and is held at 1.0 when correction is not necessary. The first increase correction coefficient KI1 represents, for example, an acceleration increase correction coefficient, an overheat prevention increase correction coefficient, a warm-up increase correction coefficient, and the like, and includes the accelerator pedal depression amount DEP, engine speed N , Stored in advance in the ROM 22 as a function of the intake air amount Ga, the engine coolant temperature THW, and the elapsed time PS after starting (KI1 = f3 (DEP, N, Ga, THW, PS)).
[0024]
On the other hand, the second increase correction coefficient KI2 is for increasing the fuel injection amount of the operating cylinder during the reduced cylinder operation, and is calculated by the following equation when the total number of cylinders is 4, for example.
KI2 = 4 / (4-NSC) ・ KR + KS
Here, NSC represents the number of idle cylinders, KR represents a rich degree coefficient, and KS represents a feedback correction coefficient for reduced cylinder operation.
[0025]
The number of idle cylinders NSC (= 0, 1, 2, 3) decreases as the required load RL increases, and increases as the engine coolant temperature THW decreases. This is because, as the number of deactivated cylinders NSC increases, the engine output decreases on the one hand, and the secondary air amount supplied to the three-way catalyst 13 increases on the other hand. The number of idle cylinders NSC is obtained in advance by experiments and is stored in advance in the ROM 22 as a function of the required load RL and the engine coolant temperature THW (NSC = f4 (RL, THW)). Here, the required load RL is obtained in advance by experiments, and is stored in advance in the ROM 22 as a function of the accelerator pedal depression amount DEP, the vehicle speed SPD, the gear position GP, and the engine coolant temperature THW (RL = f1 (DEP , SPD, GP, THW)).
[0026]
The rich degree coefficient KR represents the rich degree of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the operating cylinder during the reduced cylinder operation. The rich degree coefficient KR is determined within a range of 0.1 to 1.0, for example, and decreases as the catalyst temperature TCAT decreases and decreases as the intake air amount Ga increases. The rich degree coefficient KR is obtained in advance by experiments, and is stored in advance in the ROM 22 as a function of the catalyst temperature TCAT and the intake air amount Ga (KR = f5 (TCAT, Ga)).
[0027]
The feedback correction coefficient KS for reduced-cylinder operation is for maintaining the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 at the target theoretical air-fuel ratio during the second reduced-cylinder operation. This reduced cylinder operation feedback correction coefficient KS is determined according to the output voltage of the air-fuel ratio sensor 32 and fluctuates around zero.
Therefore, for example, when NSC = 1, if the fuel injection time TAU of the operating cylinder is set to 4/3 times the basic fuel injection time TB, the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 theoretically becomes the stoichiometric air-fuel ratio. It will be.
[0028]
During the first reduced-cylinder operation, the number of deactivated cylinders NSC is determined between 1 and 3, the rich degree coefficient KR is determined between 0.1 and 1.0, and the reduced-cylinder operation feedback correction coefficient KS is zero. The feedback correction coefficient FAF for all cylinder operation is fixed to 1.0.
During the second reduced cylinder operation, the number of deactivated cylinders NSC is determined between 1 and 3, the rich degree coefficient KR is fixed to 1.0, and the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is the output voltage of the air-fuel ratio sensor 31. And the feedback correction coefficient FAF for all-cylinder operation is fixed to 1.0.
[0029]
During all cylinder operation, the number of deactivated cylinders NSC is fixed to zero, the rich degree coefficient KR is fixed to 1.0, the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is fixed to zero, and the feedback correction coefficient FAF for all cylinder operation Is calculated based on the output voltages of the air-fuel ratio sensors 30 and 31.
Next, embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
[0030]
FIG. 2 is a routine for calculating the fuel injection time TAU and the target throttle opening TTA of the operating cylinder according to the embodiment of the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
Referring to FIG. 2, first, at step 200, the required load RL is calculated (RL = f1 (DEP, SPD, GP, THW)). In the following step 201, the basic fuel injection time TB is calculated (TB = f2 (Ga, N)). In the following step 202, the first increase correction coefficient KI1 is calculated (KI1 = f3 (DEP, N, Ga, THW, PS)). In the following step 203, the catalyst temperature TCAT is calculated by the output voltage or estimation of the temperature sensor 32.
[0031]
In the following step 204, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is lower than the first set temperature T1. When TCAT <T1, the routine proceeds to step 205, where it is determined whether the required load RL is larger than a predetermined first set load. When RL> L1, the routine proceeds to step 206 and a routine for controlling the first reduced cylinder operation is executed, and when RL ≦ L1, the routine proceeds to step 207 and a routine for controlling the all cylinder operation is executed. The When the reduced-cylinder operation is performed, the torque fluctuation increases. Therefore, when the reduced-cylinder operation is performed when the required load RL is low, drivability deteriorates. Therefore, when RL ≦ L1, the reduced-cylinder operation is prohibited and the all-cylinder operation is performed.
[0032]
On the other hand, when TCAT ≧ T1 in step 204, the routine proceeds to step 208, where it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is lower than the second set temperature T2. When TCAT <T2, the routine proceeds to step 209, where it is determined whether or not the required load RL is smaller than a predetermined second set load. When RL <L2, the routine proceeds to step 210, where a routine for controlling the second reduced cylinder operation is executed. On the other hand, when TCAT ≧ T2 or RL ≧ L2, the routine proceeds to step 207, where a routine for controlling all cylinder operation is executed. There is no need to perform a reduced cylinder operation after the catalyst temperature TCAT has increased, and a large engine output cannot be secured if the reduced cylinder operation is performed. Therefore, when TCAT ≧ T2 or RL ≧ L2, the reduced-cylinder operation is prohibited and the all-cylinder operation is performed.
[0033]
The first reduced-cylinder operation control routine of step 206 is shown in FIG. Referring to FIG. 3, first, at step 300, the number of deactivated cylinders NSC is calculated (NSC = f4 (RL, THW)). In the subsequent step 301, the rich degree coefficient KR is calculated (KR = f5 (TCAT, Ga)). In the subsequent step 302, the feedback correction coefficient FAF is fixed to 1.0, and in the subsequent step 303, the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is fixed to zero. Next, the process proceeds to step 211 in FIG.
[0034]
On the other hand, the all-cylinder operation control routine of step 207 is shown in FIG. Referring to FIG. 4, first, at step 400, the number of deactivated cylinders NSC is fixed to zero. In the subsequent step 401, the rich degree coefficient KR is fixed to 1.0. In the next step 402, it is determined whether or not the main FB condition is satisfied. For example, it is determined that the main FB condition is satisfied when the air-fuel ratio sensor 30 is activated, the first increase correction coefficient KI1 is zero, and the fuel supply is not stopped during engine deceleration operation. It is judged that it is not established. When it is determined that the main FB condition is not satisfied, the routine proceeds to step 403 where the feedback correction coefficient FAF for all cylinder operation is fixed to 1.0. Next, the routine proceeds to step 407.
[0035]
On the other hand, when it is determined that the main FB condition is satisfied, the routine proceeds to step 404, where it is determined whether or not the first sub FB condition is satisfied. For example, the main FB condition is satisfied, the air-fuel ratio sensor 31 is activated, the engine coolant temperature THW is equal to or higher than a certain value, and the accelerator pedal depression amount DEP is not zero, that is, not during idling operation. Sometimes it is determined that the first sub-FB condition is satisfied, and otherwise it is determined that it is not satisfied. When it is determined that the first sub-FB condition is satisfied, the routine proceeds to step 405 where the all-cylinder operation feedback correction coefficient FAF is calculated based on both the output voltages VM, VS of the air-fuel ratio sensors 30, 31. Is done. Next, the routine proceeds to step 407. On the other hand, when it is determined that the first sub-FB condition is not satisfied, the routine proceeds to step 406, where the feedback correction coefficient FAF for all cylinder operation is calculated based only on the output voltage VM of the air-fuel ratio sensor 30. Next, the routine proceeds to step 407.
[0036]
In step 407, the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is fixed to zero. Next, the process proceeds to step 211 in FIG.
The second reduced cylinder operation control routine of step 210 is shown in FIG. Referring to FIG. 5, first, at step 500, the number of deactivated cylinders NSC is calculated (NSC = f4 (RL, THW)). In the subsequent step 501, the rich degree coefficient KR is fixed to 1.0. In the subsequent step 502, the feedback correction coefficient FAF is fixed to 1.0, and in the subsequent step 503, a routine for calculating the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is executed. This KS calculation routine is shown in FIG.
[0037]
Referring to FIG. 6, first, in step 600, it is determined whether or not the second sub FB condition is satisfied. For example, the second sub-FB condition is satisfied when the air-fuel ratio sensor 31 is activated, the engine coolant temperature THW is equal to or higher than a certain value, and the accelerator pedal depression amount DEP is not zero, that is, not during idling. It is determined that the other is not established, otherwise it is determined that it is not established. When it is determined that the second sub FB condition is not satisfied, the routine proceeds to step 601 where the rich time counter CR and the lean time counter CL are cleared. The rich time counter CR represents the time from when the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 switches from lean to rich until it returns to lean, and the lean time counter CL represents the amount of exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13. It represents the time from when the average air-fuel ratio switches from rich to lean until it returns to rich. Next, the routine proceeds to step 602, where the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is fixed to zero. Next, the process proceeds to step 211 in FIG.
[0038]
On the other hand, when it is determined that the second sub-FB condition is satisfied, the routine proceeds to step 603, where is the output voltage VS of the air-fuel ratio sensor 31 higher than the reference voltage V1 (for example, 0.45 volts)? It is determined whether or not the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 is rich. When VS> V1, that is, when rich, the routine proceeds to step 604, where the rich time counter CR is incremented by 1, and the lean time counter is cleared. In the following step 605, it is determined whether or not the rich time counter CR is larger than a certain value C1. When CR ≦ C1, the process proceeds to step 211 in FIG. Next, when CR> C1, the routine proceeds to step 606, where a constant value k is subtracted from the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation. Next, the process proceeds to step 211 in FIG.
[0039]
On the other hand, when VS ≦ V1 in step 603, that is, when lean, the routine proceeds to step 607, where the rich time counter CR is cleared and the lean time counter is incremented by one. In the subsequent step 608, it is determined whether or not the lean time counter CL is larger than a certain value C1. When CL ≦ C1, the process proceeds to step 211 in FIG. When CL> C1, the routine proceeds to step 609, where a fixed value k is added to the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation. Next, the process proceeds to step 211 in FIG.
[0040]
When the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 13 becomes rich, the feedback correction coefficient KS for reduced cylinder operation is decreased, so the fuel injection time TAU is shortened, and when the average air-fuel ratio of the inflow exhaust gas becomes lean, KS This increases the fuel injection time TAU. In this way, the average air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is matched with the target stoichiometric air-fuel ratio.
[0041]
Referring to FIG. 2 again, in step 211, the second increase correction coefficient KI2 is calculated (KI2 = 4 / (4-NSC) · KR + KS). In the following step 212, the larger one of the first and second increase correction coefficients KI1 and KI2 is stored as the increase correction coefficient KI. This is because it is sufficient to increase the amount by the larger increase correction coefficient. Here, MAX (a, b) represents the larger value of a and b. In the following step 213, the target throttle opening degree TTA is calculated. The target throttle opening degree TTA is obtained in advance by experiments, and is stored in advance in the ROM 22 as a function of the required load RL, the increase correction coefficient KI, and the number of deactivated cylinders NSC (TTA = f6 (RL, KI, NSC )). The actuator 6 drives the throttle valve 7 so that the actual throttle opening becomes the target throttle opening TTA.
[0042]
In the following step 214, a cylinder to stop fuel supply is determined based on the number of deactivated cylinders NSC. In the following step 215, the fuel injection time TAU of the operating cylinder is calculated (TAU = TB · KI · FAF). In the operating cylinder, fuel is injected only by TAU, and the TAU of the idle cylinder is kept at zero.
[0043]
【The invention's effect】
The catalyst temperature can be quickly raised while preventing a large amount of unburned HC and CO from being discharged from the catalyst.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.
FIG. 2 is a flowchart showing a routine for calculating a fuel injection time TAU and a target throttle opening TTA.
FIG. 3 is a flowchart showing a first reduced-cylinder operation control routine.
FIG. 4 is a flowchart showing an all-cylinder operation control routine.
FIG. 5 is a flowchart showing a second reduced-cylinder operation control routine.
FIG. 6 is a flowchart showing a routine for calculating a feedback correction coefficient KS for reduced-cylinder operation.
[Explanation of symbols]
1 ... Engine body
8 ... Exhaust manifold
12 ... Fuel injection valve
13 ... Three-way catalyst
30, 31 ... Air-fuel ratio sensor
32 ... Temperature sensor

Claims

A three-way catalyst is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and the plurality of cylinders is representative when the representative temperature representative of the temperature of the three-way catalyst is lower than a predetermined second set temperature. The fuel supply to some cylinders is stopped so that the air discharged from the cylinders flows into the three-way catalyst together with the exhaust discharged from the remaining operating cylinders, and the total amount of fuel supplied to each cylinder In the internal combustion engine in which the ratio of the total air amount to the three-way catalyst matches the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst, the three-way catalyst has a first set temperature that is set lower than the second set temperature. Is lower than the first set temperature at which it is partially activated, the amount of fuel supplied to the operating cylinder is controlled so that the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst becomes lean, and the representative temperature is As it gets higher, it gets smaller When the richness of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the rotary cylinder is determined and the representative temperature is higher than the first set temperature and lower than the second set temperature, the average air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst A fuel supply control apparatus for an internal combustion engine, which controls the amount of fuel supplied to the operating cylinder so that is maintained at a stoichiometric air-fuel ratio or slightly lean .