JP5644342B2 - Control device for multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
Control device for multi-cylinder internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5644342B2 JP5644342B2 JP2010225500A JP2010225500A JP5644342B2 JP 5644342 B2 JP5644342 B2 JP 5644342B2 JP 2010225500 A JP2010225500 A JP 2010225500A JP 2010225500 A JP2010225500 A JP 2010225500A JP 5644342 B2 JP5644342 B2 JP 5644342B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- fuel
- cylinders
- exhaust gas
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
本発明は、多気筒内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine.
従来から、複数の気筒から延びるそれぞれの排気通路が集合してなる集合排気通路に配設された空燃比センサの出力値に基づいて、集合排気通路を通過するガス(混合排ガス)の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置が広く知られている。混合排ガスは、各気筒から排出された排ガスが混合されて得られる排ガスである。より具体的には、この空燃比制御装置では、混合排ガスの空燃比が理論空燃比に一致するように、複数の気筒に対して共通する空燃比フィードバック量が空燃比センサの出力値に基づいて算出される。その空燃比フィードバック量に基づいて複数の気筒に対してそれぞれ噴射される燃料の量が調整されることにより、混合排ガスの空燃比がフィードバック制御される。 Conventionally, the air-fuel ratio of the gas (mixed exhaust gas) passing through the collective exhaust passage is determined based on the output value of the air-fuel ratio sensor disposed in the collective exhaust passage formed by collecting the exhaust passages extending from the plurality of cylinders. Air-fuel ratio control apparatuses that perform feedback control are widely known. The mixed exhaust gas is an exhaust gas obtained by mixing exhaust gases discharged from each cylinder. More specifically, in this air-fuel ratio control device, the air-fuel ratio feedback amount common to the plurality of cylinders is based on the output value of the air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas matches the stoichiometric air-fuel ratio. Calculated. The air-fuel ratio of the mixed exhaust gas is feedback-controlled by adjusting the amount of fuel injected to each of the plurality of cylinders based on the air-fuel ratio feedback amount.
また、近年、内燃機関を搭載した車両から内燃機関に起因して排出される有害物質の排出量(エミッション量)の規制が厳しくなってきていることに対応して、エミッション量を低減する制御も種々提案されてきている。具体的には、パージ制御、EGR制御、AI増量制御、冷間VVT制御、触媒暖機遅角制御等が挙げられる。 In recent years, in response to the stricter regulations on the amount of emission of hazardous substances (emission amount) emitted from vehicles equipped with an internal combustion engine due to the internal combustion engine, control for reducing the emission amount has also been implemented. Various proposals have been made. Specifically, purge control, EGR control, AI increase control, cold VVT control, catalyst warm-up delay control, and the like can be given.
ところで、多気筒内燃機関においては、燃料噴射弁からの噴射量の気筒間のばらつき、吸気弁の最大リフト量の気筒間のばらつき、EGR機構により吸気系に還流されたEGRガス量の複数の気筒への分配のばらつき等が発生し得る。係る気筒間での特性のばらつきが発生すると、気筒間にて空燃比のばらつき(空燃比気筒間インバランス、空燃比気筒間ばらつき、気筒間における空燃比の不均一)が発生し得る。したがって、従来から、この空燃比のばらつきに応じて上述したエミッション量を低減する制御を行われている。 By the way, in a multi-cylinder internal combustion engine, a plurality of cylinders having an EGR gas amount recirculated to an intake system by an EGR mechanism, a variation among cylinders of an injection amount from a fuel injection valve, a variation between cylinders of a maximum lift amount of an intake valve, Variations in distribution to the device may occur. When the characteristic variation between the cylinders occurs, the air-fuel ratio variation (air-fuel ratio imbalance among cylinders, air-fuel ratio variation among cylinders, non-uniform air-fuel ratio among cylinders) may occur between the cylinders. Therefore, conventionally, control for reducing the above-described emission amount in accordance with the variation in the air-fuel ratio has been performed.
そして、気筒間の空燃比のばらつきの検出に関し、例えば、下記特許文献1では、触媒要素の上下流側にそれぞれ第1の空燃比センサと第2の空燃比センサとを設け、第1の空燃比センサ出力に基づいて主空燃比制御を実行し、第2の空燃比センサ出力に基づいて補助空燃比制御を実行するようになっており、補助空燃比制御のための制御量が所定の異常判定値に達したときに気筒間の空燃比のばらつき異常が発生したと判定することが記載されている。また、例えば、下記特許文献2では、空燃比センサによる軌跡長の実測値と予め設定された軌跡長の参考値とを比較することにより、気筒間の空燃比のばらつきが発生したと判定することが記載されている。
For example, in
上述した各種エミッション量を低減する制御を適切に実行するためには、空燃比のばらつき(空燃比気筒間インバランス)を正確に検出することが重要である。しかしながら、エミッション量を低減する制御の一つとしてEGR制御が実行されている状況では、導入されるEGRガスの影響により、空燃比気筒間インバランスの検出精度が低下する場合がある。この場合、単に、EGRガスの導入を停止すると、空燃比気筒間インバランスの検出精度を向上させることができる一方でエミッション量の低減効果を損なう可能性がある。 In order to appropriately execute the control for reducing the various emission amounts described above, it is important to accurately detect the variation in the air-fuel ratio (air-fuel ratio imbalance among cylinders). However, in a situation where EGR control is performed as one of the controls for reducing the emission amount, the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders may be lowered due to the influence of the introduced EGR gas. In this case, if the introduction of EGR gas is simply stopped, the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders can be improved, while the effect of reducing the emission amount may be impaired.
本発明は上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、エミッション量の低減効果を確保しつつ空燃比気筒間インバランスの検出精度を向上させることができる、多気筒内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders while ensuring the effect of reducing the emission amount. It is to provide a control device.
係る目的を達成するための本発明による多気筒内燃機関の制御装置(本制御装置)は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用される。本制御装置は、空燃比センサと、複数の燃料噴射弁と、フィードバック量算出手段と、フィードバック制御手段と、排気還流制御実行手段と、を備える。 A control device (this control device) for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention for achieving such an object is applied to a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders. The present control device includes an air-fuel ratio sensor, a plurality of fuel injection valves, a feedback amount calculation means, a feedback control means, and an exhaust gas recirculation control execution means.
前記空燃比センサは、前記集合排気通路に配設されて、前記混合排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する。 The air-fuel ratio sensor is disposed in the collective exhaust passage and generates an output value corresponding to the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas.
前記複数の燃料噴射弁は、前記複数の気筒のそれぞれに対応して配設される。前記複数の燃料噴射弁は、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料をそれぞれ噴射する。すなわち、燃料噴射弁は、一つに気筒に対して一つ以上設けられている。各燃料噴射弁は、その燃料噴射弁に対応する気筒に対して燃料を噴射する。 The plurality of fuel injection valves are disposed corresponding to each of the plurality of cylinders. The plurality of fuel injection valves respectively inject fuel contained in the air-fuel mixture supplied to the combustion chambers of the plurality of cylinders. That is, one or more fuel injection valves are provided for each cylinder. Each fuel injection valve injects fuel into the cylinder corresponding to the fuel injection valve.
前記フィードバック量算出手段は、前記複数の気筒に対して共通する空燃比フィードバック量を算出する。この空燃比フィードバック量は、前記混合排ガスの空燃比が理論空燃比と一致するように、前記空燃比センサの出力値に基づいて算出される。 The feedback amount calculating means calculates a common air-fuel ratio feedback amount for the plurality of cylinders. The air-fuel ratio feedback amount is calculated based on the output value of the air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas matches the stoichiometric air-fuel ratio.
前記フィードバック制御手段は、前記空燃比フィードバック量に基づいて前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量を調整する。これにより、前記混合排ガスの空燃比がフィードバック制御される。 The feedback control means adjusts the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves based on the air-fuel ratio feedback amount. Thereby, the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas is feedback controlled.
前記排気還流制御実行手段は、前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御を実行する。これにより、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室内のガスのうち不活性ガスの割合を高めて最高燃焼温度を下げて燃焼による窒素酸化物(NOx)の生成を抑制し、燃焼室から排出される排ガス中の窒素酸化物の量、すなわち、エミッション量を低減する。 The exhaust gas recirculation control execution means executes control for guiding the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine. As a result, the ratio of the inert gas among the gases in the combustion chambers of the plurality of cylinders is increased to lower the maximum combustion temperature to suppress the generation of nitrogen oxides (NOx) due to combustion, and the exhaust gas is discharged from the combustion chambers. The amount of nitrogen oxides in the exhaust gas, that is, the amount of emissions is reduced.
本制御装置の特徴の1つは、インバランス指標値取得手段を備えることにある。前記インバランス指標値取得手段は、インバランス指標値を取得する。インバランス指標値とは、「前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比」である「複数の気筒別空燃比」の間の相違の程度(差、不均衡の程度)が大きいほど大きくなるか、または、小さくなる値(単調増加するか、または、単調減少する値)であり、前記空燃比センサの出力値に基づいて得られる値である。以下、「複数の気筒別空燃比」の間の相違の程度(差、不均衡の程度)を「空燃比気筒間インバランスの程度」とも呼ぶ。 One of the features of the present control device is that it includes an imbalance index value acquisition means. The imbalance index value acquisition unit acquires an imbalance index value. The imbalance index value is a degree of difference between “a plurality of cylinder air-fuel ratios” which is “the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders” (difference, degree of imbalance). ) Is a value that increases or decreases as the value increases (monotonically increases or decreases monotonically), and is a value obtained based on the output value of the air-fuel ratio sensor. Hereinafter, the degree of difference (difference, degree of imbalance) between “a plurality of cylinder-by-cylinder air-fuel ratios” is also referred to as “degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders”.
前記インバランス指標値には、空燃比センサの出力値の軌跡長、空燃比センサの出力値により表される空燃比(検出空燃比)の軌跡長等が含まれる。これに対し、前記インバランス指標値として、前記検出空燃比の時間微分値に基づく値を取得するように構成されることが好適である。検出空燃比の時間微分値は、検出空燃比の軌跡長に比較して、機関回転速度の影響を受け難い。したがって、上記構成によれば、機関の回転速度により変動し難い特性を有するインバランス指標値を得ることができる。この結果、機関の回転速度によらず、空燃比気筒間インバランスの程度を安定して取得することができる。 The imbalance index value includes the locus length of the output value of the air-fuel ratio sensor, the locus length of the air-fuel ratio (detected air-fuel ratio) represented by the output value of the air-fuel ratio sensor, and the like. On the other hand, it is preferable that the imbalance index value is configured to acquire a value based on a time differential value of the detected air-fuel ratio. The time differential value of the detected air-fuel ratio is less affected by the engine speed than the locus length of the detected air-fuel ratio. Therefore, according to the above configuration, it is possible to obtain an imbalance index value having characteristics that hardly change depending on the rotational speed of the engine. As a result, the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders can be stably acquired regardless of the engine speed.
本制御装置の特徴の他の1つは、前記排気還流制御実行手段が、前記インバランス指標値により表される前記相違の程度が大きいとき、前記相違の程度が小さいときに比べて、所定の条件が成立してから前記排気通路内の排ガスを前記吸気通路へ導くまでの時間差を大きく設定することにある。所定の条件としては、フューエルカット制御が終了されて前記複数の燃料噴射弁による燃料の噴射が復帰される条件や、機関の回転速度が予め設定された閾値回転速度を超える条件等が挙げられる。 Another feature of the present control device is that the exhaust gas recirculation control execution means has a predetermined value when the degree of difference represented by the imbalance index value is large compared to when the degree of difference is small. The time difference from when the condition is satisfied to when the exhaust gas in the exhaust passage is guided to the intake passage is set large. Examples of the predetermined condition include a condition in which fuel cut control is terminated and fuel injection by the plurality of fuel injection valves is restored, a condition in which the engine rotational speed exceeds a preset threshold rotational speed, and the like.
通常、フューエルカット制御の終了後や機関の回転速度が予め設定された閾値回転速度以下では、予め設定された時間差が経過するまで前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御は停止される。これに対し、上記構成によれば、空燃比気筒間インバランスの程度が大きいとき、前記予め設定された時間差が大きくなるように、例えば、付加時間が設定される。この結果、前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御の実行時に取得された空燃比気筒間インバランスの程度が大きいときには、通常時に実行される前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御の停止状態の継続時間(時間差)を若干長くして設定することができる。 Normally, after the fuel cut control is completed or when the engine speed is equal to or lower than a preset threshold speed, control for guiding the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine is stopped until a preset time difference elapses. Is done. On the other hand, according to the above configuration, for example, the additional time is set so that the preset time difference becomes large when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is large. As a result, when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders acquired at the time of execution of the control for guiding the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine is large, the exhaust gas in the exhaust passage that is normally executed is converted to the internal combustion engine. The duration (time difference) of the control stop state leading to the intake passage can be set slightly longer.
本制御装置の特徴の他の1つは、前記インバランス指標値取得手段が、前記大きく設定された時間差内における前記インバランス指標値を取得することにある。これによれば、前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御が停止されている状態、すなわち、還流される排ガスの影響を排除した状態における空燃比気筒間インバランスの程度を取得することができる。したがって、エミッション量の低減効果を確保しつつ空燃比気筒間インバランスの検出精度を向上させることができる。 Another feature of the present control device is that the imbalance index value acquisition means acquires the imbalance index value within the large time difference. According to this, the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders in the state where the control for guiding the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine is stopped, that is, the influence of the exhaust gas being recirculated is eliminated is acquired. can do. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders while ensuring the effect of reducing the emission amount.
本制御装置は、前記排気還流制御実行手段が、前記インバランス指標値により表される前記相違の程度が大きいほど、前記時間差を大きく設定するように構成され得る。これによれば、空燃比気筒間インバランスの程度に応じて、前記排気通路内の排ガスを内燃機関の吸気通路へ導く制御の停止状態の継続時間(時間差)がより適切に設定され、この結果、エミッション量の低減効果を確保しつつ空燃比気筒間インバランスの検出精度をより向上させることができる。 The present control device may be configured such that the exhaust gas recirculation control execution means sets the time difference larger as the degree of the difference represented by the imbalance index value is larger. According to this, the duration (time difference) of the stop state of the control for guiding the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage of the internal combustion engine is set more appropriately according to the degree of the air-fuel ratio imbalance among cylinders, and as a result Thus, the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders can be further improved while ensuring the effect of reducing the emission amount.
以下、本発明の実施形態に係る多気筒内燃機関の制御装置(以下、単に「本装置」とも称呼する。)について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to an embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as “this apparatus”) will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1は、本装置を、4サイクル・火花点火式・多気筒(直列4気筒)・内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図1は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
(Constitution)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which the present apparatus is applied to a 4-cycle, spark ignition type, multi-cylinder (in-line 4-cylinder)
この内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケースおよびオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20にガソリン混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排ガスを外部に放出するための排気系統50と、を含んでいる。
The
シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23およびクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21の壁面およびピストン22の上面は、シリンダヘッド部30の仮面とともに燃焼室25を形成している。
The
シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング制御装置33、可変吸気タイミング制御装置33のアクチュエータ33a、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフトを含むとともに同エキゾーストカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変排気タイミング制御装置36、可変排気タイミング制御装置36のアクチュエータ36a、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38および燃料を吸気ポート31内に噴射する燃料噴射弁(燃料噴射手段、燃料供給手段)39を備えている。このように、内燃機関10は、吸気弁32および排気弁35の開閉タイミングを変更する「可変動弁(VVT)システム」を備える。
The
燃料噴射弁39は、一つの燃料室25に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁39は吸気ポート31に設けられている。このように、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁39を備えている。
One
吸気系統40は、インテークマニホールド41、吸気管42、スロットル弁43、およびスワールコントロール弁(SCV)44を備えている。インテークマニホールド41は、複数の枝部41aとサージタンク41bとからなる。複数の枝部41aのそれぞれの一端は複数の吸気ポート31のそれぞれに接続されている。複数の枝部41aの他端はサージタンク41bに接続されている。吸気管42の一端はサージタンク41bに接続されている。吸気ポート31、インテークマニホールド41および吸気管42は、吸気通路を構成している。
The
スロットル弁43は、吸気管42内にあって吸気通路の開口断面積(スロットル弁開度)を可変とするようになっている。スロットル弁43は、スロットル弁アクチュエータ43a(スロットル弁駆動手段の一部)により吸気管42内で回転駆動されるようになっている。
The
SCV44は、各枝部41a内にあって、SCVアクチュエータ44aにより回転駆動されるようになっている。図2に示すように、各吸気ポート31は、実際には吸気ポート31a,31bからなっている。吸気ポート31aは、燃焼室25内にスワール(旋回流)を発生させるようにヘリカル状に形成され所謂スワールポートを構成し、吸気ポート31bは所謂ストレートポートを構成している。
The
各枝部41aには、インテークマニホールド41の長手方向に沿って伸びる隔壁41aaが形成されていて、これにより各枝41aは、吸気ポート31aに連通する第1インテークマニホールド41acと、吸気ポート31bに連通する第2インテークマニホールド41adとに区画されている。SCV44は、この第2インテークマニホールド41ad内において回動可能に支持され、第2インテークマニホールド44adの開口断面積(SCV開度)を変更し得るようになっている。
Each
また、隔壁41aaの適宜個所には第1,第2インテークマニホールド41ac,41adを連通する連通路41abが形成されている。燃料噴射弁39はこの連通路41abの近傍位置に固定され、吸気ポート31a,31bに向けて燃料を噴射するようになっている。このように、内燃機関10は、SCV44の開度調整により吸気流を調整する「吸気流調整システム」を備える。
A communication passage 41ab that communicates the first and second intake manifolds 41ac and 41ad is formed at an appropriate location of the partition wall 41aa. The
図1および図3に示すように、内燃機関10は、液体ガソリン燃料を貯留する燃料タンク45、燃料タンク45内に貯留された燃料の蒸発により発生した燃料ガスを吸蔵可能なキャニスタ(チャコールキャニスタ)46、前記燃料ガスを燃料タンク45からキャニスタ46へと導くためのベーパ捕集管47、キャニスタ46から離脱した燃料ガスをサージタンク41bへと導くためのパージ流路管48およびパージ流路管48に配設されたパージ制御弁49を備えている。パージ制御弁49は、パージ流路管48の開口断面積を変更するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
キャニスタ46は、パージ制御弁49が開かれている期間において、筐体内に収納された吸着剤46aに吸蔵された燃料ガスを、パージ流路管48を通じてサージタンク41bに放出するようになっている。また、キャニスタ46の筐体には大気ポート46bが形成されていて、吸着剤46aから漏出(離脱)した燃料ガスが大気ポート46bを通して大気に開放可能となっている。このように、内燃機関10は、燃料タンク45内に貯留された燃料の蒸発により発生した燃料ガスを吸気通路へ導く「パージシステム」を備える。
The
ふたたび、図1を参照すると、排気系統50は、各気筒の排気ポート34に一端が接続された複数の枝部を含むエキゾーストマニホールド51、エキゾーストマニホールド51の複数の枝部の各他端であって総ての枝部が集合している集合部(エキゾーストマニホールド51の排気集合部)に接続されたエキゾーストパイプ52、エキゾーストパイプ52に配設された上流側触媒(三元触媒)53、および、上流側触媒53よりも下流のエキゾーストパイプ52に配設された図示しない下流側触媒(三元触媒)を備えている。排気ポート34、エキゾーストマニホールド51およびエキゾーストパイプ52は、排気通路を構成している。このように、上流側触媒53は、複数の気筒から延びるそれぞれの排気通路が集合してなる集合排気通路に配設されている。
Referring again to FIG. 1, the
さらに、内燃機関10は、外部EGR通路を構成する排気還流管54、および、EGR弁55を含んでいる。排気還流管54の一端はエキゾーストマニホールド51の集合部に接続されている。排気還流管54の他端はサージタンク41bに接続されている。EGR弁55は排気還流管54に配設されている。EGR弁55は、排気還流管54の開口断面積を変更するようになっている。このように、内燃機関10は、「排気還流(EGR)システム」を備えている。
Further, the
また、図1および図4に示すように、内燃機関10は、二次空気供給装置60を備える。二次空気供給装置60は、スロットル弁53の上流の吸気通路と触媒53の上流の集合排気通路とを連通する二次空気供給通路61と、二次空気供給通路61に介装されたエアポンプ62と、エアポンプ62よりも下流の二次空気供給通路61に介装されたエアスイッチングバルブ(ASV)63と、ASV63よりも下流の二次空気供給通路61に介装されたリード弁64(上流から下流への流れのみを許容するチェック弁)とを備えている。また、二次空気供給装置60は、サージタンク41b内の負圧をASV63に導入するための負圧導入通路65と、負圧導入通路65に介装された電磁弁66をも備えている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
ASV63は、電磁弁66が開状態にあってサージタンク41b内の負圧が導入されているとき開状態となり、電磁弁66が閉状態にあって前記負圧が導入されていないときに閉状態となる。すなわち、二次空気供給装置60では、エアポンプ62を作動し、かつ、電磁弁66を開状態とすることで、触媒53の上流の集合排気通路に空気が導入される。このように、内燃機関10は、「二次空気供給システム」を備えている。
The
一方、内燃機関10は、図1に示すように、エアフローメータ71、スロットルポジションセンサ72、水温センサ73、クランクポジションセンサ74、インテークカムポジションセンサ75、エキゾーストカムポジションセンサ76、上流側空燃比センサ77、下流側空燃比センサ78、アクセル開度センサ79、SCV開度センサ81、および、圧力センサ82(図4を参照)を備えている。
On the other hand, the
エアフローメータ71は、吸気管42内を流れる吸入空気の質量流量(吸入空気流量)Gaを検出する。スロットルポジションセンサ72は、スロットル弁43の開度(スロットル弁開度)を検出する。水温センサ73は、内燃機関10の冷却水の温度を検出する。クランクポジションセンサ74は、クランク軸24の回転角度の位相(変化)を検出する。この検出結果は、機関回転速度NEを表す。
The air flow meter 71 detects a mass flow rate (intake air flow rate) Ga of intake air flowing through the
インテークカムポジションセンサ75は、インテークカムシャフトの回転角度の位相(変化)を検出する。クランクポジションセンサ74およびインテークカムポジションセンサ75からの信号に基づいて、基準気筒(例えば、第1気筒)の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角CAが取得される。この絶対クランク角CAは、基準気筒の圧縮上死点において「0°クランク角」に設定され、クランク角の回転角度に応じて「720°クランク角」まで増大し、その時点にて再び0°クランク角に設定される。エキゾーストカムポジションセンサ76は、エキゾーストカムシャフトの回転角度の位相(変化)を検出する。
The intake
上流側空燃比センサ77(本発明における空燃比センサ)は、図5に示すように、エキゾーストマニホールド51の集合部HK(排気集合部)よりも下流の集合排気通路において、上流側触媒53より上流に配設されている。上流側空燃比センサ77は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報、および、特開2004−69547号公報等に開示された、「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
As shown in FIG. 5, the upstream air-fuel ratio sensor 77 (air-fuel ratio sensor in the present invention) is upstream of the
以下、集合排気通路内を通過する排ガスを「混合排ガス」と称呼する。混合排ガスは、各気筒から排出された排ガスが混合されて得られる排ガスである。上流側空燃比センサ77は、上流側触媒53に流入する混合排ガスの空燃比に応じた出力値Vabyfs(V)を発生する。この出力値Vabyfsは、図6に示した空燃比変換テーブル(マップ)Mapabyfsを利用して、出力値Vabyfsにより表される空燃比(以下、「検出空燃比」と呼ぶ。)abyfsに変換される。
Hereinafter, the exhaust gas passing through the collective exhaust passage is referred to as “mixed exhaust gas”. The mixed exhaust gas is an exhaust gas obtained by mixing exhaust gases discharged from each cylinder. The upstream air-
ふたたび、図1および図5を参照すると、下流側空燃比センサ78は、集合排気通路において上流側触媒53より下流側であり、かつ、下流側触媒よりも上流側に配設されている。下流側空燃比センサ78は、周知の起電力式の酸素濃度センサ(安定化ジルコニアを用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ)である。下流側空燃比センサ78は、上流側触媒53から流出する混合排ガスの空燃比(したがって、機関に供給される混合気の空燃比の時間的平均値)に応じた出力値Voxs(V)を発生する。
Referring again to FIGS. 1 and 5, the downstream air-
図7に示すように、この出力値Voxsは、空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max(例えば、約0.9V)となり、空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min(例えば、約0.1V)となり、空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Vst(例えば、約0.5V)となる。さらに、この出力値Voxsは、空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変し、空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。 As shown in FIG. 7, the output value Voxs becomes the maximum output value max (for example, about 0.9 V) when the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and becomes the minimum when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The output value is min (for example, about 0.1 V), and when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, the voltage Vst is approximately halfway between the maximum output value max and the minimum output value min (for example, about 0.5 V). Further, this output value Voxs suddenly changes from the maximum output value max to the minimum output value min when the air-fuel ratio changes from an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio. When the air-fuel ratio leaner than the fuel ratio changes to a rich air-fuel ratio, it suddenly changes from the minimum output value min to the maximum output value max.
ふたたび、図1を参照して、アクセル開度センサ79は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの操作量(アクセルペダル操作量)を検出する。SCV開度センサ81は、SCV44の開度(SCV開度)を検出する。圧力センサ82(図4参照)は、ASV63の上流の二次空気供給通路61内の圧力を検出するようになっている。
Again, referring to FIG. 1,
電気制御装置90は、図1に示すように、互いにバスで接続された「CPU91、CPU91が実行するプログラム、各種テーブル(マップ、関数)および定数等を予め記憶したROM92、CPU91が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM93、および、バックアップRAM94、並びに、ADコンバータを含む各種インターフェース95等」からなる周知のマイクロコンピュータである。
As shown in FIG. 1, the
インターフェース95は、センサ71〜82と接続され、CPU91にそれらのセンサからの信号を供給する。さらに、インターフェース95は、CPU91の指示に応じてアクチュエータ33a、アクチュエータ36a、各気筒のイグナイタ38、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁39、スロットル弁アクチュエータ43a、SCVアクチュエータ44a、パージ制御弁49、EGR弁55、および、電磁弁66等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。
The
(空燃比フィードバック制御)
次に、本装置による空燃比フィードバック制御の概要について説明する。本装置は、上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfsおよび下流側空燃比センサ78の出力値Voxsに基づいて、混合排ガスの空燃比を理論空燃比と一致するようにフィードバック制御する。
(Air-fuel ratio feedback control)
Next, the outline of the air-fuel ratio feedback control by this apparatus will be described. This apparatus performs feedback control based on the output value Vabyfs of the upstream air-
このフィードバック制御の一例としては、以下のものが挙げられる。すなわち、下流側空燃比センサ78の出力値Voxsと理論空燃比に相当する目標値Vstとの偏差についてPID処理してフィードバック補正値(サブフィードバック補正量)が求められる。このサブフィードバック補正量により上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfsを補正して得られる値を図6に示した空燃比変換テーブルMapabyfsに適用して、見掛け上の空燃比が求められる。この見掛け上の空燃比と理論空燃比との偏差についてPID処理して空燃比フィードバック量が求められる。この空燃比フィードバック量は、全気筒に対して共通する値である。
Examples of this feedback control include the following. That is, the feedback correction value (sub feedback correction amount) is obtained by performing PID processing on the deviation between the output value Voxs of the downstream air-
この空燃比フィードバック量により、「機関回転速度NEと吸入空気流量Gaと理論空燃比とに基づいて得られる基本燃料噴射量」を補正して得られる量の燃料が、各気筒の燃料噴射弁39からそれぞれ噴射される。このように、全気筒に共通する空燃比フィードバック量に基づいて各燃料噴射弁39から噴射される燃料の量をそれぞれ調整することにより、混合排ガスの空燃比がフィードバック制御される。
With this air-fuel ratio feedback amount, an amount of fuel obtained by correcting the “basic fuel injection amount obtained based on the engine speed NE, the intake air flow rate Ga, and the theoretical air-fuel ratio” is the
(エミッション量低減制御)
次に、本装置によるエミッション量低減制御の概要について説明する。本装置は、エミッション量低減制御として、パージ制御、EGR制御、AI増量制御、冷間VVT制御、触媒暖機遅角制御、および、SCV制御を実行する。以下、各制御について順に簡単に説明する。
(Emission reduction control)
Next, an outline of the emission amount reduction control by this apparatus will be described. This apparatus executes purge control, EGR control, AI increase control, cold VVT control, catalyst warm-up delay angle control, and SCV control as emission amount reduction control. Hereinafter, each control will be briefly described in order.
<パージ制御>
パージ制御は、上述した「パージシステム」(図3を参照)を利用して行われる。パージ制御は、所定の条件下、パージ制御弁49を開状態とすることにより燃料タンク45内に貯留された燃料の蒸発により発生した燃料ガスを吸気通路へ導き、かつ、各燃料噴射弁39から噴射される燃料の量を(上述した空燃比フィードバック量により調整された量から)減少する制御である。
<Purge control>
The purge control is performed using the above-described “purge system” (see FIG. 3). In the purge control, by opening the
燃料ガスを吸気通路に導くのは、キャニスタ46内から大気ポート46bを通して燃料ガス(すなわち、未燃物、HC等)が外部に漏出することを抑制するためである。燃料噴射量は、吸気通路に導かれた燃料ガス分だけ減少される。吸気通路に導かれた燃料ガス分は、周知の手法の1つを用いて推定され得る。このように、パージ制御によれば、空燃比を理論空燃比(近傍)に維持しつつ、キャニスタ46から排出される未燃物(HC等)の量を低減することができる。
The reason why the fuel gas is guided to the intake passage is to prevent the fuel gas (that is, unburned matter, HC, etc.) from leaking outside from the
<EGR制御>
EGR制御は、上述した「EGRシステム」を利用して行われる。EGR制御は、所定の条件下、EGR弁55を開状態とすることにより排気通路内の排ガスを吸気通路に導く制御である。この動作は、外部EGRとも呼ばれる。
<EGR control>
The EGR control is performed using the above-described “EGR system”. The EGR control is control that guides the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage by opening the
排気通路内の排ガス(EGRガス)を吸気通路に導くのは、燃焼室25内のガスのうち不活性ガスの割合を高めて最高燃焼温度を下げることにより、燃焼による窒素酸化物(NOx)の生成を抑制するためである。このように、EGR制御によれば、燃焼室25から排出される排ガス中の窒素酸化物の量を低減することができる。
The exhaust gas (EGR gas) in the exhaust passage is guided to the intake passage by increasing the proportion of inert gas in the gas in the
<AI増量制御>
AI増量制御は、上述した「二次空気供給システム」(図4を参照)を利用して行われる。AI増量制御は、所定の条件下、電磁弁66を開状態とし(したがって、ASV63を開状態とし)、かつ、エアポンプ62を作動することにより上流側触媒53の上流側の集合排気通路に空気を導入し、かつ、各燃料噴射弁39から噴射される燃料の量(上述した空燃比フィードバック量により調整された量から)増大する制御である。
<AI increase control>
The AI increase control is performed using the above-described “secondary air supply system” (see FIG. 4). In the AI increase control, the
上流側触媒53の上流側の集合排気通路に空気を導くのは、この部位で排ガス中の未燃物(HC等)を燃焼させることにより、上流側触媒53の暖機を促進するためである。燃料噴射量は、上流側触媒53の上流側に導かれた空気を燃焼させるのに必要な量(例えば、導かれた空気の量を理論空燃比で除した値)だけ増大される。導かれた空気の量は、周知の手法の1つを用いて推定され得る。このように、AI増量制御によれば、内燃機関10の冷間始動直後等の触媒の温度が低いとき、触媒を早期に活性化させて、触媒から排出される排ガス中の未燃物(HC、CO等)および窒素酸化物(NOx)の量を低減することができる。
The reason for introducing air to the upstream exhaust passage of the
<冷間VVT制御>
冷間VVT制御は、上述した「VVTシステム」を利用して行われる。冷間VVT制御は、所定の条件下、吸気弁32の開閉タイミング、および/または、排気弁35の開閉タイミングを(通常の非冷間VVT制御時と比較して)調整して燃焼室25内の既燃ガスが吸気弁32の周囲を介して吸気通路に吹き返す量(既燃ガス吹き返し量)を(通常の非冷間VVT制御時と比較して)増大し、かつ、各燃料噴射弁39から噴射される燃料の量を(上述した空燃比フィードバック量により調整された量から)減少する制御である。既燃ガス吹き返し量を増大する動作は、内部EGRとも呼ばれる。非冷間VVT制御時における、吸気弁32の開閉タイミング、および/または、排気弁35の開閉タイミングは、内燃機関10の運転状態に基づいて(上述した各種センサの出力結果に基づいて)決定される。
<Cold VVT control>
Cold VVT control is performed using the above-described “VVT system”. In the cold VVT control, the opening / closing timing of the
燃焼室内の既燃ガスを吸気通路に導くのは、吸気通路の暖気を促進して吸気通路に付着する液体燃料の霧化を促進するためである。燃料噴射量は、霧化された燃料ガスの増大分だけ減少される。霧化された燃料ガスの増大分は、周知の手法の1つを用いて推定され得る。このように、冷間VVT制御によれば、内燃機関10の冷間始動直後等の吸気通路の温度が低いとき、噴射された燃料の霧化を促進して、空燃比を理論空燃比(近傍)に維持しつつ、燃焼室25から排出される排ガス中の未燃物(HC、CO等)の量を低減することができる。
The reason why the burned gas in the combustion chamber is guided to the intake passage is to promote warming of the intake passage and promote atomization of the liquid fuel adhering to the intake passage. The fuel injection amount is decreased by the increase of the atomized fuel gas. The increase in atomized fuel gas can be estimated using one of the well-known techniques. Thus, according to the cold VVT control, when the temperature of the intake passage such as immediately after the cold start of the
<触媒暖機遅角制御>
触媒暖機遅角制御は、所定の条件下、点火プラグ37の点火時期を(通常の非触媒暖機遅角制御時と比較して)遅角する制御である。非触媒暖機遅角制御時における点火時期は、内燃機関10の運転状態に基づいて(上述した各種センサの出力結果に基づいて)決定される。
<Catalyst warm-up delay angle control>
The catalyst warm-up delay angle control is a control for retarding the ignition timing of the spark plug 37 (compared to the normal non-catalyst warm-up delay angle control) under a predetermined condition. The ignition timing at the time of non-catalyst warm-up delay angle control is determined based on the operating state of the internal combustion engine 10 (based on the output results of the various sensors described above).
点火時期を遅角するのは、燃料の燃焼タイミングを遅らせて触媒に流入する排ガスの温度を高めることにより、上流側触媒53の暖機を促進するためである。このように、触媒暖機遅角制御によれば、内燃機関10の冷間始動直後等の触媒の温度が低いとき、触媒を早期に活性化させて、触媒から排出される排ガス中の未燃物(HC、CO等)および窒素酸化物(NOx)の量を低減することができる。
The reason for retarding the ignition timing is to promote warm-up of the
<SCV制御>
SCV制御は、上述した「吸気流調整システム」を利用して行われる。SCV制御は、内燃機関10の運転状態に応じてSCV44を開閉する制御である。SCV44を閉状態とするのは、吸気流速を高めてスワールの流速を高めることにより噴射された燃料の霧化を促進するためである。SCV44を開状態とするのは、吸気抵抗を小さくしてより多くの空気を燃焼室25に吸入させるためである。このように、SCV制御によれば、内燃機関10の冷間始動直後のアイドリング状態等の燃料が霧化し難く、かつ、スワール流速が小さいとき、SCV44を閉状態とすることで噴射された燃料の霧化を促進して、燃焼室25から排出される排ガス中の未燃物(HC、CO等)の量を低減することができる。また、それ以外のとき、SCV44を開状態とすることでより多くの空気を燃焼室25内に吸入させて、内燃機関10の最大出力を向上させることができる。
<SCV control>
The SCV control is performed using the “intake flow adjustment system” described above. The SCV control is a control for opening and closing the
(空燃比気筒間インバランス)
次に、空燃比気筒間インバランス発生時について説明する。「空燃比気筒間インバランス」とは、気筒間における空燃比のばらつきを指す。空燃比気筒間インバランスは、例えば、燃料噴射弁39からの実際の噴射量の気筒間のばらつき、吸気弁32の実際の最大リフト量の気筒間のばらつき、EGRシステムにより吸気通路に還流された排ガス(EGRガス)の量の各気筒への分配のばらつき等に起因して発生し得る。
(Air-fuel ratio imbalance between cylinders)
Next, a description will be given of the occurrence of an air-fuel ratio imbalance among cylinders. “Air-fuel ratio imbalance among cylinders” refers to variations in air-fuel ratio among cylinders. The air-fuel ratio imbalance among cylinders is, for example, variation between cylinders in the actual injection amount from the
図8に示すように、「空燃比気筒間インバランス」が発生している場合、混合排ガスの空燃比が理論空燃比と一致していても、空燃比が理論空燃比よりもリッチとなる気筒(リッチ気筒)と、空燃比が理論空燃比よりもリーンとなる気筒(リーン気筒)が必ず発生する。図8では、一例として、第4気筒が「リッチ機構」となり、第1〜第3気筒が「リーン気筒」となる場合が示されている。 As shown in FIG. 8, when “air-fuel ratio imbalance among cylinders” occurs, the cylinder in which the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio even if the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas matches the stoichiometric air-fuel ratio. (Rich cylinder) and a cylinder (lean cylinder) in which the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio always occur. FIG. 8 shows a case where the fourth cylinder is a “rich mechanism” and the first to third cylinders are “lean cylinders” as an example.
図8に示す空燃比気筒間インバランスは、例えば、第1〜第3気筒の燃料噴射弁39が「指示された燃料噴射量と等しい量の燃料を噴射する」正常な状態にあり、第4気筒の燃料噴射弁39のみが「指示された燃料噴射量よりも過大な量の噴射量を噴射する」異常な状態にある場合に発生し得る。すなわち、この場合、第4気筒の空燃比のみが大きくリッチ側に変化する。これにより、集合排気通路を通過する混合排ガスの空燃比(全気筒の空燃比の平均)は、理論空燃比よりもリッチとなる。したがって、全気筒に対して共通する上述した「空燃比フィードバック量」により、第4気筒の空燃比は理論空燃比に近づけられるようにリーン側へと変更され、同時に、他の3つの気筒の空燃比は理論空燃比から遠ざけられるようにリーン側へと変更させられる。この結果、集合排気通路を通過する混合排ガスの空燃比は略理論空燃比に一致させられる。
In the air-fuel ratio imbalance among cylinders shown in FIG. 8, for example, the
しかしながら、第4気筒の空燃比は依然として理論空燃比よりもリッチに維持され、他の3つの気筒の空燃比は理論空燃比よりもリーンに維持される。以上のことから、第4気筒が「リッチ気筒」となり、第1〜第3気筒が「リーン気筒」となる。 However, the air-fuel ratio of the fourth cylinder is still kept richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratios of the other three cylinders are kept leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. From the above, the fourth cylinder is a “rich cylinder” and the first to third cylinders are “lean cylinders”.
このように、空燃比気筒間インバランスが発生すると、各気筒における混合気の燃料状態が完全燃焼とは相違した燃焼状態となる。この結果、各気筒から排出されるエミッションの量(未燃物の量および窒素酸化物の量)が増大する。このため、集合排気通路を通過する混合排ガスの空燃比(全気筒の空燃比の平均)が理論空燃比であったとしても、増大したエミッションを三元触媒が浄化しきれず、結果として、排ガスに含まれるエミッション量が増大する。 Thus, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, the fuel state of the air-fuel mixture in each cylinder becomes a combustion state different from complete combustion. As a result, the amount of emissions discharged from each cylinder (the amount of unburned matter and the amount of nitrogen oxides) increases. For this reason, even if the air-fuel ratio (average of the air-fuel ratios of all cylinders) of the mixed exhaust gas that passes through the collective exhaust passage is the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst cannot fully purify the increased emission, resulting in the exhaust gas as a result. Increasing the amount of emissions included.
(空燃比気筒間インバランスの検出)
次に、空燃比気筒間インバランスの発生の検出について説明する。空燃比気筒間インバランスを検出するためには、気筒別空燃比の間の差(不均衡の程度、相違の程度)を表す指標値を取得する必要がある。気筒別空燃比とは、各気筒に供給される混合気の空燃比を指す。以下、この指標値を「インバランス指標値」と呼ぶ。また、説明の便宜上、「全気筒(上流側空燃比センサ77に到達する排ガスを排出している全ての気筒)において各一回の燃焼工程が終了するのに要するクランク角が経過する期間」を、「単位燃焼サイクル期間」と呼ぶ。4気筒・4サイクル・エンジンの場合、単位燃焼サイクル期間は720°クランク角である。
(Detection of air-fuel ratio imbalance between cylinders)
Next, detection of occurrence of an air-fuel ratio imbalance among cylinders will be described. In order to detect the air-fuel ratio imbalance among cylinders, it is necessary to acquire an index value that represents the difference (degree of imbalance, degree of difference) between the air-fuel ratios for each cylinder. The air-fuel ratio for each cylinder refers to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each cylinder. Hereinafter, this index value is referred to as an “imbalance index value”. Further, for convenience of explanation, “a period during which the crank angle required for completing each one combustion process in all cylinders (all cylinders exhausting exhaust gas reaching the upstream air-fuel ratio sensor 77)” is expressed. , Called “unit combustion cycle period”. In the case of a 4-cylinder, 4-cycle engine, the unit combustion cycle period is 720 ° crank angle.
図9(B)は、4気筒・4サイクル・エンジンの場合における、検出空燃比abyfs(上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfsを図6に示した空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより得られる空燃比)の推移の一例を示す。上流側空燃比センサ77には、各気筒からの排ガスが点火順(ゆえに、排気順)に到達する。空燃比気筒間インバランスが発生していない場合、全気筒の気筒別空燃比は互いに略同一である。したがって、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合の検出空燃比abyfsは、例えば、図9(B)において破線C1により示すように推移する。すなわち、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合、検出空燃比abyfsの波形は略平坦である。
FIG. 9B is obtained by applying the detected air-fuel ratio abyfs (the output value Vabyfs of the upstream air-
これに対し、空燃比気筒間インバランスが発生している場合、「リッチ気筒」と「リーン気筒」とが必ず存在するため、全気筒の気筒別空燃比の間において差が生じる。したがって、空燃比気筒間インバランスが発生している場合の検出空燃比abyfsは、例えば、図9(B)において実線C2により示すように、720°クランク角(すなわち、単位燃焼サイクル期間)を一周期として大きく変動する。 On the other hand, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, a “rich cylinder” and a “lean cylinder” always exist, so that a difference occurs between the air-fuel ratios of all cylinders. Therefore, the detected air-fuel ratio abyfs when the air-fuel ratio imbalance among cylinders is generated is equal to, for example, a 720 ° crank angle (that is, a unit combustion cycle period) as shown by a solid line C2 in FIG. 9B. It varies greatly as a cycle.
以上から理解されるように、空燃比気筒間インバランスが発生すると、検出空燃比abyfsは、単位燃焼サイクル期間を一周期として大きく変動する。さらに、気筒別空燃比の間の差が大きいほど、検出空燃比abyfsの振幅が大きくなる。例えば、検出空燃比abyfsが図9(B)の実線C2のように推移する場合よりも気筒別空燃比の間の差が大きい場合、検出空燃比abyfsは図9(B)の一点鎖線C2aにより示すように推移する。 As understood from the above, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, the detected air-fuel ratio abyfs greatly fluctuates with the unit combustion cycle period as one cycle. Further, the amplitude of the detected air-fuel ratio abyfs increases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases. For example, when the detected air-fuel ratio abyfs has a larger difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios than when the detected air-fuel ratio abyfs changes as indicated by the solid line C2 in FIG. 9B, the detected air-fuel ratio abyfs is represented by the one-dot chain line C2a in FIG. Transition as shown.
したがって、インバランス指標値は、検出空燃比abyfsのこのような変動の状態を反映した値であればよい。すなわち、インバランス指標値は、気筒別空燃比の間の差が大きいほど大きくなるかまたは小さくなる値であって上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfs(したがって、検出空燃比abyfs)に基づいて取得される値であればよい。インバランス指標値の一例としては、上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfs(検出空燃比abyfs)の軌跡長が考えられる。
Therefore, the imbalance index value may be a value that reflects such a fluctuation state of the detected air-fuel ratio abyfs. That is, the imbalance index value is a value that increases or decreases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases, and is based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 77 (accordingly, the detected air-fuel ratio abyfs). Any value can be used. As an example of the imbalance index value, the locus length of the output value Vabyfs (detected air-fuel ratio abyfs) of the upstream air-
また、インバランス指標値として、例えば、「検出空燃比abyfsの単位時間当たりの変化量」に基づく値が使用され得る。「検出空燃比abyfsの単位時間当たりの変化量」は、単位時間が例えば4m秒程度の極めて短い時間であるとき、検出空燃比abyfsの時間微分値d(abyfs)/dtであると言うこともできる。したがって、「検出空燃比abyfsの単位時間当たりの変化量」は「検出空燃比変化率ΔAF」とも称呼される。 Further, as the imbalance index value, for example, a value based on “amount of change in the detected air-fuel ratio abyfs per unit time” can be used. “The amount of change in the detected air-fuel ratio abyfs per unit time” can be said to be the time differential value d (abyfs) / dt of the detected air-fuel ratio abyfs when the unit time is an extremely short time of about 4 milliseconds, for example. it can. Therefore, “the amount of change in the detected air-fuel ratio abyfs per unit time” is also referred to as “the detected air-fuel ratio change rate ΔAF”.
図9(C)において破線C3により示すように、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値は小さい、一方、図9(C)において実線C4により示すように、空燃比気筒間インバランスが発生している場合、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値は大きくなる。さらに、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値は、気筒別空燃比の間の差が大きいほど大きくなる。 As shown by the broken line C3 in FIG. 9C, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is small, whereas it is shown by the solid line C4 in FIG. As described above, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders occurs, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF increases. Furthermore, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF increases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases.
本装置では、インバランス指標値として、検出空燃比変化率ΔAFに基づく値(例えば、サンプリング時間tsが経過するごとに得られる検出空燃比変化率ΔAFの絶対値そのもの、複数の検出空燃比変化率ΔAFの絶対値の平均値、および、複数の検出空燃比変化率ΔAFの絶対値のうちの最大値等)が使用される。これは、検出空燃比変化率ΔAFが検出空燃比abyfsの軌跡長に比較して、機関回転速度NEの影響を受け難いことに基づく。 In this apparatus, as an imbalance index value, a value based on the detected air-fuel ratio change rate ΔAF (for example, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF obtained every time the sampling time ts elapses, or a plurality of detected air-fuel ratio change rates) The average value of the absolute values of ΔAF, the maximum value among the absolute values of the plurality of detected air-fuel ratio change rates ΔAF, and the like) are used. This is based on the fact that the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is less affected by the engine speed NE than the locus length of the detected air-fuel ratio abyfs.
(空燃比気筒間インバランスの検出精度)
通常はEGRガス(排ガス)導入状態により検出される。ところが、EGRガス導入に伴って検出空燃比変化率ΔAF、すなわち、検出空燃比abyfsの時間微分値d(abyfs)/dtの傾きが小さくなる(緩やかになる)傾向を有するため、インバランス指標値の検出精度、すなわち、空燃比気筒間インバランスの検出精度が低下する可能性がある。なお、以下の説明において、EGRガス導入状態で空燃比気筒間インバランスを検出することを「一次検出」と称呼する。一方で、「一次検出」における空燃比気筒間インバランスの検出精度を向上させるためには、上述したエミッション量低減制御のうちの「EGR制御」を制限する、具体的には、EGRガス導入を停止させた状態でインバランス指標値を検出すればよいが、エミッション量を低減させる観点からすれば、EGR制御を無用に制限することは好ましくない。なお、以下の説明において、EGRガス導入停止状態で空燃比気筒間インバランスを検出することを「二次検出」と称呼する。
(Detection accuracy of air-fuel ratio imbalance among cylinders)
Usually, it is detected by the EGR gas (exhaust gas) introduction state. However, since the inclination of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF, that is, the time differential value d (abyfs) / dt of the detected air-fuel ratio abyfs tends to become smaller (becomes slower) with the introduction of EGR gas, the imbalance index value In other words, the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders may decrease. In the following description, detecting the air-fuel ratio imbalance among cylinders in the EGR gas introduction state is referred to as “primary detection”. On the other hand, in order to improve the detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance among cylinders in the “primary detection”, the “EGR control” in the emission amount reduction control described above is limited. The imbalance index value may be detected in a stopped state, but it is not preferable to restrict EGR control unnecessarily from the viewpoint of reducing the emission amount. In the following description, detecting the air-fuel ratio imbalance among cylinders in the EGR gas introduction stop state is referred to as “secondary detection”.
図10は、本装置のCPU91により実行される、「空燃比気筒間インバランスの検出精度の向上」に係る処理の流れの一例を示すフローチャートである。この例では、まず、ステップ1005にて、「一次検出」によって検出されたインバランス指標値X1を用いて、インバランス割合Y1が算出されて学習(更新)されているか否かを判定する。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of processing related to “improvement of detection accuracy of air-fuel ratio imbalance among cylinders” executed by the
具体的には、サンプリング時間ts(例えば、4m秒)が経過するごとに新たな検出空燃比abyfsが取得される。新たな検出空燃比abyfsが算出されるごとに(すなわち、サンプリング時間tsが経過するごとに)、検出空燃比変化率ΔAFが、今回の検出空燃比から前回の検出空燃比を減じることによって取得される。所定の期間内に取得された複数個の検出空燃比変化率ΔAFの絶対値の平均値ΔAFaveが算出される。この所定の期間は、上述した単位燃焼サイクル期間(4気筒・4サイクル・エンジンの場合、720°クランク角)であることが好ましい。 Specifically, a new detected air-fuel ratio abyfs is acquired every time a sampling time ts (for example, 4 milliseconds) elapses. Each time a new detected air-fuel ratio abyfs is calculated (that is, every time the sampling time ts elapses), the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is acquired by subtracting the previous detected air-fuel ratio from the current detected air-fuel ratio. The An average value ΔAFave of absolute values of a plurality of detected air-fuel ratio change rates ΔAF acquired within a predetermined period is calculated. The predetermined period is preferably the above-described unit combustion cycle period (720 ° crank angle in the case of a four-cylinder, four-cycle engine).
この平均値ΔAFaveは、「検出空燃比変化率ΔAFの絶対値の1つの単位燃焼サイクル期間における平均値」と記載することもできる。この平均値ΔAFaveが複数の単位燃焼サイクル期間においてそれぞれ取得される。このように取得された複数個の平均値ΔAFaveの平均値がインバランス指標値X1として取得される。このインバランス指標値X1は、気筒別空燃比の間の差が大きいほど大きくなる値である。 This average value ΔAFave can also be described as “the average value of the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF in one unit combustion cycle period”. This average value ΔAFave is acquired for each of a plurality of unit combustion cycle periods. The average value of the plurality of average values ΔAFave acquired in this way is acquired as the imbalance index value X1. The imbalance index value X1 is a value that increases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases.
次に、インバランス割合Y1が算出されて、例えば、RAM93の所定記憶位置に記憶されて学習(更新)される。この例では、予め求められている「空燃比気筒間インバランスが発生していないとき(気筒別空燃比の間の差がゼロのとき)のインバランス指標値X1の値」をP1、「空燃比気筒間インバランスの程度が最大のとき(気筒別空燃比の間の差が最大のとき)のインバランス指標値X1の値」をQ1としたとき(Q1>P1)、例えば、Y1=(X1−P1)/(Q1−P1)なる式に従って、インバランス割合Y1(%)が求められる。すなわち、インバランス割合Y1は、空燃比気筒間インバランスが発生していないとき「0%」となり、空燃比気筒間インバランスの程度が最大のとき「100%」となる。 Next, an imbalance ratio Y1 is calculated, and stored in a predetermined storage position of the RAM 93, for example, and learned (updated). In this example, P1 and “empty index value X1 when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur (when the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios is zero)” are calculated in advance. When the value of the imbalance index value X1 when the degree of imbalance between cylinders is the maximum (when the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is the maximum) is Q1 (Q1> P1), for example, Y1 = ( The imbalance ratio Y1 (%) is obtained according to the formula of (X1-P1) / (Q1-P1). That is, the imbalance ratio Y1 is “0%” when no air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, and is “100%” when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is maximum.
続いて、ステップ1010では、「一次検出」において算出されたインバランス割合Y1が所定値A(%)以上であるかが判定され、Y≧Aが成立する場合(ステップ1010にて「Yes」)、ステップ1015にて、フューエルカット制御の終了後からEGR制御によるEGRガス導入までの時間差すなわちディレイ時間が大きく設定される。一方、Y<Aが成立する場合(ステップ1010にて「No」)、ステップ1030にて、フューエルカット制御の終了後からEGR制御によるEGRガス導入までのディレイ時間が通常の時間差に設定される。ここで、ステップ1010にて「No」と判定されることは、「一次検出」において空燃比気筒間インバランスが発生していないと判定されることを意味し、「Yes」と判定されることは、「一次検出」において空燃比気筒間インバランスが発生している、または、空燃比気筒間インバランスの発生が疑われると判定されることを意味する。
Subsequently, in
以下、まず、ステップ1015における「ディレイ時間の設定」について具体的に説明する。この場合においては、「一次検出」において空燃比気筒間インバランスが発生しているまたはその発生が疑われるため、フューエルカット制御の終了後からEGRガス導入までの時間が長くなるようにディレイ時間を設定する。図11に示すように、インバランス割合Y1が所定値A(%)以上であれば、ディレイ時間は、通常、フューエルカット制御の終了後からEGRガス導入までの時間差として予め決定されているTbaseに対して、インバランス割合Y1の大きさが大きくなるほど大きな値に変化する付加時間Taddが付加されて設定される。すなわち、ステップ1015においては、ディレイ時間Tbase+Tadd(Tadd≠0)が設定される。
The “delay time setting” in
なお、フューエルカット制御は、予め設定されたフューエルカット開始条件が成立すると燃料噴射弁39からの燃料の噴射を停止し、予め設定されたフューエルカット終了条件(フューエルカット復帰条件)が成立すると燃料噴射弁39からの燃料の噴射を復帰させる制御である。ここで、フューエルカット開始条件としては、例えば、スロットル弁43の開度(スロットル弁開度)が「ゼロ」(または所定の開度未満)であること、および、機関回転速度NEが所定のフューエルカット回転速度以上であること等を条件として設定することができる。一方、フューエルカット終了条件(フューエルカット復帰条件)としては、スロットル弁43の開度(スロットル弁開度)が「ゼロ」(または所定の開度)以上であること、および、機関回転速度NEが所定のフューエルカット回転速度未満であること等を条件として設定することができる。そして、上記フューエルカット開始条件のいずれもが成立するときにフューエルカット制御が開始され、上記フューエルカット終了条件(フューエルカット復帰条件)のうちの少なくとも一つが成立するときにフューエルカット制御が終了される。
The fuel cut control stops fuel injection from the
ステップ1015にてディレイ時間Tbase+Taddが設定されると、続いて、ステップ1020が実行される。ステップ1020では、フューエルカット制御が終了してから(すなわち、燃料噴射弁39から燃料の噴射が復帰してから)設定されたディレイ時間Tbase+Taddが経過したか否かが判定される。未だディレイ時間Tbase+Taddが経過していない場合(ステップ1020にて「No」)、ステップ1025にて、EGR制御によるEGRガス導入がなされていない状態で(EGRガス導入が停止された状態で)上述したインバランス指標値X1の検出およびインバランス割合Y1の算出が実行される。すなわち、ステップ1025においては、「二次検出」によるインバランス指標値X1の検出およびインバランス割合Y1の算出(空燃比気筒間インバランスの検出)が、ディレイ時間Tbase+Taddを経過するまで複数回実行される。
When the delay time Tbase + Tadd is set in
次に、ステップ1030における「ディレイ時間」の設定について具体的に説明する。この場合においては、「一次検出」において空燃比気筒間インバランスが発生していないため、通常時におけるフューエルカット制御の終了後からEGRガス導入までのディレイ時間(時間差)として予め決定されているTbaseが設定される。すなわち、ステップ1015においては、付加時間Taddが「0」とされ、ディレイ時間Tbaseが設定される。
Next, the setting of “delay time” in
ステップ1030にてディレイ時間Tbaseが設定されると、続いて、ステップ1035が実行される。ステップ1035では、フューエルカット制御が終了してから(すなわち、燃料噴射弁39から燃料の噴射が復帰してから)設定されたディレイ時間Tbaseが経過したか否かが判定される。未だディレイ時間Tbaseが経過していない場合、ディレイ時間Tbaseが経過するまで繰り返しステップ1035にて「No」の判定が繰り返される。
When the delay time Tbase is set at
ステップ1020にてフューエルカット制御が終了してから(すなわち、燃料噴射弁39から燃料の噴射が復帰してから)設定されたディレイ時間Tbase+Taddが経過したと判定される場合(ステップ1020にて「Yes」)、または、ステップ1035にてフューエルカット制御が終了してから(すなわち、燃料噴射弁39から燃料の噴射が復帰してから)設定されたディレイ時間Tbaseが経過したと判定される場合(ステップ1035にて「Yes」)、ステップ1040にて、EGR制御が実行されてEGRガス導入が開始される。すなわち、ステップ1040においては、EGR弁55を閉状態から開状態とし、排気通路内の排ガス(EGガス)を吸気通路に導入する。
When it is determined that the set delay time Tbase + Tadd has elapsed after the fuel cut control is completed in step 1020 (that is, after the fuel injection from the
以上のように、本発明に係る実施形態(具体的には、図10に示した処理)によれば、「一次検出」において空燃比気筒間インバランスが発生していると判定される場合(ステップ1010にて「Yes」)、フューエルカット制御の終了後からEGR制御によるEGRガス導入までのディレイ時間Tbase+Taddが設定され(ステップ1015)、ディレイ時間Tbase+Taddが経過するまでに「二次検出」における空燃比気筒間インバランスの検出が実行される(ステップ1020,1025)。したがって、EGRガス導入による影響が排除された極めて正確な空燃比気筒間インバランスを検出することができる。
As described above, according to the embodiment (specifically, the processing shown in FIG. 10) according to the present invention, it is determined that the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring in “primary detection” ( “Yes” in step 1010), a delay time Tbase + Tadd from the end of the fuel cut control to the EGR gas introduction by the EGR control is set (step 1015), and the “secondary detection” is empty until the delay time Tbase + Tadd elapses. Detection of the imbalance between cylinders is executed (
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、インバランス指標値として検出空燃比abyfsの時間微分値(検出空燃比変化率ΔAF)に基づくインバランス指標値X1(気筒別空燃比の間の差が大きいほど大きくなる値)が使用されていたが、検出空燃比abyfsの時間に関する2階微分値に基づく値が使用されてもよい。また、上流側空燃比センサ77の出力値Vabyfaの軌跡長、または、検出空燃比abyfsの軌跡長が使用されてもよい。これらの値は、全て「気筒別空燃比の間の差が大きいほど大きくなる値」である。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the imbalance index value X1 based on the time differential value (detected air-fuel ratio change rate ΔAF) of the detected air-fuel ratio abyfs as the imbalance index value (a value that increases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases). ) Is used, but a value based on the second-order differential value with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs may be used. Further, the locus length of the output value Vabyfa of the upstream air-
また、インバランス指標値として、以下のように求められるインバランス指標値X2が使用されてもよい。サンプリング時間ts(例えば、4m秒)が経過するごとに新たな検出空燃比abyfsが取得される。所定の期間内に取得された複数個の検出空燃比abyfsの中から最小MINが選択される。この所定の期間は、上述した単位燃焼サイクル期間(4気筒・4サイクル・エンジンの場合、720°クランク角)であることが好ましい。 Further, as an imbalance index value, an imbalance index value X2 obtained as follows may be used. A new detected air-fuel ratio abyfs is acquired every time the sampling time ts (for example, 4 milliseconds) elapses. The minimum MIN is selected from a plurality of detected air-fuel ratios abyfs acquired within a predetermined period. The predetermined period is preferably the above-described unit combustion cycle period (720 ° crank angle in the case of a four-cylinder, four-cycle engine).
この最小MINは、「検出空燃比abyfsの1つの単位燃焼サイクル期間における最小値」と記載することもできる。この最小値MINが複数の単位燃焼サイクル期間においてそれぞれ取得される。このように取得された複数個の最小MINの平均値がインバランス指標値X2として取得される。このインバランス指標値X2は、気筒別空燃比の間の差が大きいほど小さくなる値である。 This minimum MIN can also be described as “the minimum value in one unit combustion cycle period of the detected air-fuel ratio abyfs”. This minimum value MIN is acquired in each of a plurality of unit combustion cycle periods. The average value of the plurality of minimum MINs acquired in this way is acquired as the imbalance index value X2. The imbalance index value X2 is a value that decreases as the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios increases.
このようにインバランス指標値X2が使用される場合、インバランス割合として、インバランス割合Y2が算出される。すなわち、予め求められている「空燃比気筒間インバランスが発生していないとき(気筒別空燃比の間の差がゼロのとき)のインバランス指標値X2の値」をP2、「空燃比気筒間インバランスの程度が最大のとき(気筒別空燃比の間の差が最大のとき)のインバランス指標値X2の値」をQ2としたとき(P2>Q2)、例えば、Y2=(P2−X2)/(P2−Q2)なる式に従って、インバランス割合Y2(%)が求められる。すなわち、インバランス割合Y2は、空燃比気筒間インバランスが発生していないとき「0%」となり、空燃比気筒間インバランスの程度が最大のとき「100%」となる。 Thus, when the imbalance index value X2 is used, the imbalance ratio Y2 is calculated as the imbalance ratio. That is, the previously determined “value of the imbalance index value X2 when the air-fuel ratio imbalance among cylinders does not occur (when the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is zero)” is set to P2, “air-fuel ratio cylinder When the value of the imbalance index value X2 when the degree of the imbalance between the cylinders is the maximum (when the difference between the cylinder-by-cylinder air-fuel ratios is the maximum) is Q2 (P2> Q2), for example, Y2 = (P2− The imbalance ratio Y2 (%) is obtained according to the formula of (X2) / (P2-Q2). That is, the imbalance ratio Y2 is “0%” when the air-fuel ratio imbalance among cylinders is not generated, and is “100%” when the degree of air-fuel ratio imbalance among cylinders is maximum.
また、上記実施形態では、インバランス指標値に基づいてインバランス割合が算出され、インバランス割合の大きさに基づいてEGR制御によるEGRガス導入までのディレイ時間、より具体的には付加時間Taddの大きさが決定されているが、インバランス割合を算出することなく、インバランス指標値そのものの大きさに基づいて付加時間Taddの大きさが決定されてもよい。 Further, in the above embodiment, the imbalance ratio is calculated based on the imbalance index value, and the delay time until EGR gas introduction by EGR control based on the magnitude of the imbalance ratio, more specifically, the additional time Tadd is calculated. Although the magnitude is determined, the magnitude of the additional time Tadd may be determined based on the magnitude of the imbalance index value itself without calculating the imbalance ratio.
さらに、上記実施形態では、EGR制御によるEGRガス導入までのディレイ時間Tbase+Taddがフューエルカット制御の終了後に燃料噴射弁39による燃料の噴射が復帰してからの時間差として決定されている。この場合、機関回転速度NEが予め設定された所定の閾値回転速度を超えてから(例えば、アイドル状態から増加する機関回転速度NEが所定の閾値回転速度を超えてから)の時間差、すなわちディレイ時間Tbase+Taddとして決定することも可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the delay time Tbase + Tadd until the EGR gas introduction by the EGR control is determined as the time difference after the fuel injection by the
このように機関回転速度NEが使用される場合、インバランス割合Y1(%)が所定値A(%)未満である場合(ステップ1010にて「No」)、ステップ1030にて、付加時間Taddが「0」に設定されて通常のディレイ時間Tbaseが設定される。そして、ステップ1035にて、機関回転速度NEが閾値回転速度を超えてからディレイ時間Tbaseが経過したことが判定された後、ステップ1040にてEGR制御によるEGRガス導入が開始される。
When the engine speed NE is used in this way, if the imbalance ratio Y1 (%) is less than the predetermined value A (%) (“No” in step 1010), the additional time Tadd is determined in
一方、インバランス割合Y1(%)が所定値A(%)以上である場合(ステップ1010にて「Yes」)、ステップ1015にて、付加時間Taddがインバランス割合Y1(%)に応じて大きな値に設定されてディレイ時間Tbase+Taddが設定される。そして、ステップ1020にて、機関回転速度NEが閾値回転速度を超えてからディレイ時間Tbase+Taddが経過したことが判定された後、ステップ1040にてEGR制御によるEGRガス導入が開始される。したがって、機関回転速度NEが閾値回転速度を超えてからディレイ時間Tbase+Taddが経過するまでは、EGRガス導入が停止されるため、ステップ1025にて、EGRガス導入に伴う影響を排除してインバランス指標値X1(すなわち、インバランス割合Y1)を極めて精度よく検出(算出)することができる。
On the other hand, when the imbalance ratio Y1 (%) is equal to or greater than the predetermined value A (%) (“Yes” in step 1010), in
25…燃焼室、37…点火プラグ、39…燃料噴射弁、33…可変吸気タイミング制御装置、36…可変排気タイミング制御装置、44…SCV、44a…SCVアクチュエータ、49…パージ制御弁、54…排気還流管、55…EGR弁、63…ASV、66…電磁弁、53…上流側触媒、77…上流側空燃比センサ、90…電気制御装置、91…CPU 25 ... Combustion chamber, 37 ... Spark plug, 39 ... Fuel injection valve, 33 ... Variable intake timing control device, 36 ... Variable exhaust timing control device, 44 ... SCV, 44a ... SCV actuator, 49 ... Purge control valve, 54 ... Exhaust Reflux pipe, 55 ... EGR valve, 63 ... ASV, 66 ... solenoid valve, 53 ... upstream catalyst, 77 ... upstream air-fuel ratio sensor, 90 ... electric control device, 91 ... CPU
Claims (3)
前記複数の気筒から延びるそれぞれの排気通路が集合してなる集合排気通路に配設されて、前記周到排気通路を通過する排ガスである混合排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する空燃比センサと、
前記複数の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料をそれぞれ噴射する複数の燃料噴射弁と、
前記混合排ガスの空燃比が理論空燃比と一致するように、前記複数の気筒に対して共通する空燃比フィードバック量を前記空燃比センサの出力値に基づいて算出するフィードバック量算出手段と、
前記空燃比フィードバック量に基づいて前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量を調整することで前記混合排ガスの空燃比をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記内燃機関の排気通路内の排ガスを前記内燃機関の吸気通路へ導く制御を実行する排気還流制御実行手段と、
を備えた、多気筒内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である複数の気筒別空燃比の間の相違の程度が大きいほど大きくなるかまたは小さくなるインバランス指標値を前記空燃比センサの出力値に基づいて取得するインバランス指標値取得手段と、
所定のフューエルカット条件が成立したとき前記複数の燃料噴射弁による前記燃料の噴射を停止するフューエルカット制御を実行するフューエルカット手段と、
を備え、
前記排気還流制御実行手段は、
前記インバランス指標値により表される前記相違の程度が大きいとき、前記相違の程度が小さいときに比べて、前記フューエルカット手段による前記フューエルカット制御が終了されて前記複数の燃料噴射弁による前記燃料の噴射を復帰させる条件が成立してから前記排気通路内の排ガスを前記吸気通路へ導くまでの時間差を大きく設定し、
前記インバランス指標値取得手段は、
前記大きく設定された時間差内における前記インバランス指標値を取得するように構成された、多気筒内燃機関の制御装置。 A control device applied to a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An air-fuel ratio sensor that is disposed in a collective exhaust passage formed by collecting exhaust passages extending from the plurality of cylinders and generates an output value corresponding to an air-fuel ratio of mixed exhaust gas that is exhaust gas that passes through the exhaust exhaust passage. When,
A plurality of fuel injection valves that are arranged corresponding to each of the plurality of cylinders and inject fuel contained in the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders;
Feedback amount calculation means for calculating an air-fuel ratio feedback amount common to the plurality of cylinders based on an output value of the air-fuel ratio sensor so that an air-fuel ratio of the mixed exhaust gas matches a stoichiometric air-fuel ratio;
Feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas by adjusting the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves based on the air-fuel ratio feedback amount;
Exhaust recirculation control execution means for executing control for guiding exhaust gas in the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage of the internal combustion engine;
A control device for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising:
The air-fuel ratio sensor indicates an imbalance index value that increases or decreases as the degree of difference between the plurality of cylinder-by-cylinder air-fuel ratios, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders, increases. and the imbalance index value acquisition means for acquiring, based on the output value of,
Fuel cut means for executing fuel cut control for stopping injection of the fuel by the plurality of fuel injection valves when a predetermined fuel cut condition is satisfied;
With
The exhaust gas recirculation control execution means includes:
When the degree of difference represented by the imbalance index value is large, the fuel cut control by the fuel cut means is finished and the fuel by the plurality of fuel injection valves is compared to when the degree of difference is small. injection established conditions for returning to take the exhaust gas of the exhaust passage is set larger the difference in time leads to the intake passage from,
The imbalance index value acquisition means includes
A control device for a multi-cylinder internal combustion engine configured to acquire the imbalance index value within the largely set time difference.
前記複数の気筒から延びるそれぞれの排気通路が集合してなる集合排気通路に配設されて、前記周到排気通路を通過する排ガスである混合排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する空燃比センサと、An air-fuel ratio sensor that is disposed in a collective exhaust passage formed by collecting exhaust passages extending from the plurality of cylinders and generates an output value corresponding to an air-fuel ratio of mixed exhaust gas that is exhaust gas that passes through the exhaust exhaust passage. When,
前記複数の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料をそれぞれ噴射する複数の燃料噴射弁と、A plurality of fuel injection valves that are arranged corresponding to each of the plurality of cylinders and inject fuel contained in the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders;
前記混合排ガスの空燃比が理論空燃比と一致するように、前記複数の気筒に対して共通する空燃比フィードバック量を前記空燃比センサの出力値に基づいて算出するフィードバック量算出手段と、Feedback amount calculation means for calculating an air-fuel ratio feedback amount common to the plurality of cylinders based on an output value of the air-fuel ratio sensor so that an air-fuel ratio of the mixed exhaust gas matches a stoichiometric air-fuel ratio;
前記空燃比フィードバック量に基づいて前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量を調整することで前記混合排ガスの空燃比をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、Feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the mixed exhaust gas by adjusting the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves based on the air-fuel ratio feedback amount;
前記内燃機関の排気通路内の排ガスを前記内燃機関の吸気通路へ導く制御を実行する排気還流制御実行手段と、Exhaust recirculation control execution means for executing control for guiding exhaust gas in the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage of the internal combustion engine;
を備えた、多気筒内燃機関の制御装置であって、A control device for a multi-cylinder internal combustion engine, comprising:
前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である複数の気筒別空燃比の間の相違の程度が大きいほど大きくなるかまたは小さくなるインバランス指標値を前記空燃比センサの出力値に基づいて取得するインバランス指標値取得手段と、The air-fuel ratio sensor indicates an imbalance index value that increases or decreases as the degree of difference between the plurality of cylinder-by-cylinder air-fuel ratios, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders, increases. An imbalance index value acquisition means for acquiring based on the output value of
前記内燃機関の回転速度を取得する機関回転速度取得手段と、Engine rotation speed acquisition means for acquiring the rotation speed of the internal combustion engine;
を備え、With
前記排気還流制御実行手段は、The exhaust gas recirculation control execution means includes:
前記インバランス指標値により表される前記相違の程度が大きいとき、前記相違の程度が小さいときに比べて、前記期間回転速度取得手段によって取得された前記内燃機関の回転速度が予め設定された閾値回転速度を超える条件が成立してから前記排気通路内の排ガスを前記吸気通路へ導くまでの時間差を大きく設定し、When the degree of the difference represented by the imbalance index value is large, the rotation speed of the internal combustion engine acquired by the period rotation speed acquisition unit is set in advance as compared to when the degree of difference is small. Set a large time difference from when the condition exceeding the rotational speed is established until the exhaust gas in the exhaust passage is led to the intake passage,
前記インバランス指標値取得手段は、The imbalance index value acquisition means includes
前記大きく設定された時間差内における前記インバランス指標値を取得するように構成された、多気筒内燃機関の制御装置。A control device for a multi-cylinder internal combustion engine configured to acquire the imbalance index value within the largely set time difference.
前記排気還流制御実行手段は、
前記インバランス指標値により表される前記相違の程度が大きいほど、前記時間差を大きく設定するように構成された、多気筒内燃機関の制御装置。 The control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
The exhaust gas recirculation control execution means includes:
A control device for a multi-cylinder internal combustion engine configured to set the time difference to be larger as the degree of the difference represented by the imbalance index value is larger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010225500A JP5644342B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Control device for multi-cylinder internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010225500A JP5644342B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Control device for multi-cylinder internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012077713A JP2012077713A (en) | 2012-04-19 |
JP5644342B2 true JP5644342B2 (en) | 2014-12-24 |
Family
ID=46238231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010225500A Expired - Fee Related JP5644342B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Control device for multi-cylinder internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5644342B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5844218B2 (en) | 2012-05-29 | 2016-01-13 | 愛三工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
EP3185211B1 (en) * | 2014-08-22 | 2021-06-02 | National University Corporation Shizuoka University | Corneal reflection position estimation system, corneal reflection position estimation method, corneal reflection position estimation program, pupil detection system, pupil detection method, pupil detection program, gaze detection system, gaze detection method, gaze detection program, face orientation detection system, face orientation detection method, and face orientation detection program |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1136993A (en) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Mazda Motor Corp | Exhaust gas circulation control device of direct injection engine |
JP4304793B2 (en) * | 1999-11-18 | 2009-07-29 | 株式会社デンソー | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
JP3975702B2 (en) * | 2001-08-02 | 2007-09-12 | 日産自動車株式会社 | Control device for self-igniting engine |
JP2009002275A (en) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | Control system of internal combustion engine |
JP2009074388A (en) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Toyota Motor Corp | Apparatus for detecting abnormal air-fuel ratio variation among cylinders of multi-cylinder internal combustion engine |
JP4553007B2 (en) * | 2007-12-27 | 2010-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP5050897B2 (en) * | 2008-02-12 | 2012-10-17 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP5035688B2 (en) * | 2008-03-03 | 2012-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis device |
JP2010106785A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Denso Corp | Abnormality diagnostic device for emission gas recirculating system |
-
2010
- 2010-10-05 JP JP2010225500A patent/JP5644342B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012077713A (en) | 2012-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4089601B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
US8316834B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP5668763B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
RU2707647C2 (en) | Method and system for selective disconnection of cylinders | |
US10519882B2 (en) | Internal combustion engine | |
WO2015111392A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
US9399945B2 (en) | Control device of internal-combustion engine | |
US8006676B2 (en) | Control device for engine | |
US8443656B2 (en) | Inter-cylinder air-fuel ratio imbalance abnormality detection device for multi-cylinder internal combustion engine and abnormality detection method therefor | |
US8718902B2 (en) | Control apparatus and control method of multiple cylinder | |
JP5240370B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2013054391A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5240385B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP5110119B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP5644342B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2010203326A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5586733B1 (en) | Fuel injection amount control device for internal combustion engine and fuel injection amount control method for internal combustion engine | |
JP5240384B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2012057480A (en) | Device for determining inter-cylinder imbalance of air-fuel ratio in multi-cylinder internal combustion engine | |
JP4232710B2 (en) | Control device for hydrogenated internal combustion engine | |
JP2007285239A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2020190214A (en) | Evaporated fuel treatment device | |
JP7360261B2 (en) | engine system | |
JP7023129B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP5555496B2 (en) | Control device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141007 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141020 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |