[go: up one dir, main page]

JP5772634B2 - 多気筒内燃機関の制御装置 - Google Patents

多気筒内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5772634B2
JP5772634B2 JP2012020068A JP2012020068A JP5772634B2 JP 5772634 B2 JP5772634 B2 JP 5772634B2 JP 2012020068 A JP2012020068 A JP 2012020068A JP 2012020068 A JP2012020068 A JP 2012020068A JP 5772634 B2 JP5772634 B2 JP 5772634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
cylinder
egr
sensor
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
Application number
JP2012020068A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013160061A (ja
Inventor
武志 元古
武志 元古
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012020068A priority Critical patent/JP5772634B2/ja
Priority to US13/754,166 priority patent/US20130197786A1/en
Publication of JP2013160061A publication Critical patent/JP2013160061A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5772634B2 publication Critical patent/JP5772634B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/50Arrangements or methods for preventing or reducing deposits, corrosion or wear caused by impurities
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関の制御装置に関し、さらに詳しくは、排気通路に排出される排気ガスの一部を各気筒(燃焼室)に還流させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を備えた多気筒内燃機関の制御装置に関する。
車両等に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)の排気系には、排気ガス浄化用の触媒(例えば、三元触媒)が設けられている。この触媒は、流入する排気ガスの空燃比が所定範囲にある場合に最も効率よく排気成分を浄化できる。そこで、触媒の上流側の排気通路に空燃比センサを配置し、その空燃比センサにて検出される空燃比(触媒に流入する排気ガスの空燃比)と目標空燃比(例えば理論空燃比)との偏差に基づいて、インジェクタから噴射される燃料の量をフィードバック制御している(メインフィードバック制御)。こうした空燃比フィードバック制御を行うことにより、空燃比を精度よく制御することができ、排気エミッションの向上を図ることができる。
また、触媒下流側にO2センサ(酸素センサ)を設け、このO2センサの出力値に基づいて触媒を通過した後の排気の空燃比を検出し、上記空燃比センサの出力を補正する、いわゆるサブフィードバック制御も一般的に行われている。
ところで、複数の気筒を有する多気筒内燃機関においては、各気筒に設けられたインジェクタの噴射性能のばらつきや、気筒毎の吸入空気配分量のばらつき等によって、実際の空燃比が気筒間でばらつくことがあり(空燃比インバランス)、こうした状況になると、特定気筒の燃焼悪化によりエミッションが悪化する場合がある。その対策として、気筒間の空燃比ばらつき量(インバランス量)に応じて燃料噴射量を制御することで気筒間の空燃比インバランスを抑制するという方法が採られている(例えば、特許文献1参照)。
一方、車両等に搭載される内燃機関には、燃焼室から排出される排気ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)を低減するために、EGR装置が設けられている。EGR装置は、排気通路に排出される排気ガスの一部をEGR通路(排気還流通路)を介して吸気通路に還流ガスとして再循環させ、混合気に混入させて燃焼速度及び燃焼温度を低下させることによってNOxの発生を抑制している。また、EGR装置としては、排気通路に排出される排気ガスの一部を各気筒に個別に還流させる通路(排気還流通路)を有するものもある(例えば、特許文献2参照)。
特開2005−133714号公報 特開2010−025059号公報 特開2009−133260号公報
ところで、EGR装置が装備された多気筒内燃機関にあっては、上記空燃比インバランス量に加えてEGR量が空燃比フィードバック量に影響を与える。特に、排気ガスを各気筒に個別に還流させる通路(排気還流通路)を有するEGR装置が装備された多気筒内燃機関では、上記各気筒に排気ガスを還流させる通路のうちの1つの通路においてデポジット等が堆積して詰まりが生じた気筒(以下、EGR閉塞気筒ともいう)があると、そのEGR閉塞気筒にあっては所望のEGR量を得ることができないため、空燃比フィードバック量を適正に設定できない場合がある。
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、排気ガスを各気筒に個別に還流させる通路に詰まりが生じた場合であっても、空燃比フィードバック制御を適正に行うことが可能な多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の排気通路に排出される排気ガスの一部を各気筒に個別に還流させる通路(例えば、分岐EGR通路)を有する排気還流装置(EGR装置)を備えているとともに、排気通路に配置した空燃比センサの出力に基づいて、排気空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御の実行が可能な多気筒内燃機関の制御装置を対象としている。このような多気筒内燃機関の制御装置において、前記複数の気筒のうちのいずれかの気筒に排気ガスを還流させる通路に詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定し、この特定した気筒に起因するフィードバック補正量のずれに応じて前記目標空燃比(EGR閉塞時の目標空燃比)を設定することを技術的特徴としている。
より具体的には、前記複数の気筒のうちの半数は、残りの半数の気筒に比べて(即ち相対的に)空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒であり、前記残りの半数の気筒は、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒に比べて(即ち相対的に)空燃比センサへの排気ガスの当たりが弱い気筒である、と言うことができる。そして、前記特定した気筒が、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒であって、前記詰まりによって気筒内の空燃比がリーン側に変化することにより、フィードバック補正量がリッチ側にずれる場合は、前記目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する。また、前記特定した気筒が、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが弱い気筒であって、前記詰まりによって気筒内の空燃比がリーン側に変化することにより、フィードバック補正量がリーン側にずれる場合は、前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定することを特徴としている。
以下、本発明の作用について述べる。
まず、本発明は、空燃比フィードバック制御時に、ハード構成上の影響等により、EGR閉塞が生じる気筒によって空燃比フィードバック補正量の過不足が生じるという問題を解消するものである。この点について以下に説明する。
多気筒内燃機関において、排気ガスの空燃比を1つの空燃比センサで検出する場合、その空燃比センサの素子部に対するガス当たりの強い気筒とガス当たりの弱い気筒とが、どうしてもできてしまう。
このように、ガス当たりの強い気筒とガス当たりの弱い気筒とがあると、上記したEGR閉塞が発生した場合、空燃比フィードバック制御の補正量(メインフィードバック制御の補正量、または、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御のトータルの補正量)がリッチ側にずれる場合がある。例えば、空燃比センサへのガス当たりの強い気筒にEGR閉塞が発生した場合、そのEGR閉塞気筒のリーン度合が、全体の排気空燃比に大きく反映されてしまう。このため、空燃比センサの出力信号から算出される全体の排気空燃比(全気筒の平均空燃比)のリーン度合が、実際の排気空燃比(触媒前の排気空燃比)よりも大きくなってしまう。こうした状況になると、空燃比フィードバック制御の補正量が過補正となり、その補正量がストイキに対してリッチ側にずれてしまう(リッチずれ)。このようなリッチずれが生じると、HCやCOの排出量が増大して排気エミッションが悪化する。
また、EGR閉塞が発生した場合、空燃比フィードバック制御の補正量がリーン側にずれる場合がある。例えば、空燃比センサへのガス当たりの弱い気筒にEGR閉塞が発生した場合、そのEGR閉塞気筒のリーン度合による影響(全体の排気空燃比への影響)は少ないので、空燃比センサの出力信号から算出される全体の排気空燃比(全気筒の平均空燃比)のリーン度合が、実際の排気空燃比(触媒前の排気空燃比)よりも小さくなってしまう。こうした状況になると、空燃比フィードバック制御の補正量が不足となり、その補正量がストイキに対してリーン側にずれてしまう(リーンずれ)。このようなリーンずれが生じると、NOxの排出量が増大して排気エミッションが悪化する。
以上のような点を解消するために、本発明では、エンジンの複数の気筒のうちのいずれかの気筒に排気ガスを還流させる通路に詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定する。そして、その特定した気筒に応じて空燃比フィードバック制御の目標空燃比(EGR閉塞時の目標空燃比)を設定(変更)する。具体的には、特定した気筒が、前記通路の詰まり(EGR閉塞)によりフィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する。また、特定した気筒が、前記通路の詰まり(EGR閉塞)によりフィードバック補正量がリーン側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定する。そして、このような設定により、空燃比フィードバック制御の目標空燃比をより精度よく設定することができるので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
本発明において、前記特定した気筒が、フィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒であり、目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する場合、吸入空気量が多いほど目標空燃比をよりリーン側の値に設定するようにしてもよい。また、前記特定した気筒が、フィードバック補正量がリーン側にずれる気筒であり、目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定する場合、吸入空気量が多いほど目標空燃比をよりリッチ側の値に設定するようにしてもよい。
本発明において、前記特定した気筒が、フィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒であり、目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する場合、前記通路の詰まりにより生じる気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど目標空燃比をよりリーン側の値に設定するようにしてもよい。この場合、吸入空気量及びインバランス率をパラメータとして、それら吸入空気量及びインバランス率が大きくなるほど目標空燃比をよりリーン側の値に設定するようにしてもよい。
また、前記特定した気筒が、フィードバック補正量がリーン側にずれる気筒であり、目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定する場合、前記通路の詰まりにより生じる気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど、目標空燃比をよりリッチ側の値に設定するようにしてもよい。この場合、吸入空気量及びインバランス率をパラメータとして、それら吸入空気量及びインバランス率が大きくなるほど目標空燃比をよりリッチ側の値に設定するようにしてもよい。
本発明によれば、各気筒に個別に排気ガスを還流する通路に詰まりが生じた場合であっても、目標空燃比を精度よく設定することができるので、空燃比フィードバック制御を適正に行うことができる。
本発明を適用する多気筒エンジンの一例を示す概略構成図である。 図1のエンジンの1気筒のみを示す概略構成図である。 フロント空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示す図である。 リアO2センサの出力電圧と空燃比との関係を示す図である。 ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。 フロント空燃比センサの出力波形を示す図である。 EGR閉塞時の制御の一例を示すフローチャートである。 EGR閉塞時の目標空燃比を設定するマップの一例を示す図である。 EGR閉塞時の目標空燃比を設定するマップの他の例を示す図である。 EGR閉塞時の制御の他の例を示すフローチャートである。 EGR閉塞時の制御の別の例を示すフローチャートである。 EGR閉塞気筒の燃料補正量を設定するマップの一例を示す図である。 EGR閉塞気筒の燃料補正量を設定するマップの他の例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
−エンジン−
図1及び図2は本発明を適用する多気筒エンジンの概略構成を示す図である。なお、図2にはエンジンの1気筒の構成のみを示している。また、図2においてEGR装置の図示は省略している。
この例のエンジン1は、車両に搭載されるポート噴射式4気筒エンジン(火花点火式内燃機関)であって、その各気筒#1,#2,#3,#4を構成するシリンダブロック1a内には上下方向に往復動するピストン1cが設けられている。ピストン1cはコネクティングロッド16を介してクランクシャフト15に連結されており、ピストン1cの往復運動がコネクティングロッド16によってクランクシャフト15の回転へと変換される。
クランクシャフト15にはシグナルロータ17が取り付けられている。シグナルロータ17の外周面には複数の歯(突起)17aが等角度(この例では、例えば10°CA(クランク過度))ごとに設けられている。また、シグナルロータ17は、歯17aの2枚分が欠落した欠歯部17bを有している。
シグナルロータ17の側方近傍には、クランク角を検出するクランクポジションセンサ31が配置されている。クランクポジションセンサ31は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト15が回転する際にシグナルロータ17の歯17aに対応するパルス状の信号(電圧パルス)を発生する。このクランクポジションセンサ31の出力信号からエンジン回転数NEを算出することができる。
エンジン1のシリンダブロック1aにはエンジン冷却水の水温を検出する水温センサ32が配置されている。また、シリンダブロック1aの上端にはシリンダヘッド1bが設けられており、このシリンダヘッド1bとピストン1cとの間に燃焼室1dが形成されている。エンジン1の燃焼室1dには点火プラグ3が配置されている。点火プラグ3の点火タイミングはイグナイタ4によって調整される。イグナイタ4はECU(Electronic Control Unit)200によって制御される。
エンジン1の燃焼室1dには吸気通路11と排気通路12とが接続されている。吸気通路11の一部は吸気ポート11a及び吸気マニホールド11bによって形成されている。吸気通路11にはサージタンク11cが設けられている。また、排気通路12の一部は排気ポート12a及び排気マニホールド12bによって形成されている。
エンジン1の吸気通路11には、吸気を濾過するエアクリーナ7、熱線式のエアフロメータ33、吸気温センサ34(エアフロメータ33に内蔵)、エンジン1の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ5などが配置されている。スロットルバルブ5は、サージタンク11cの上流側(吸気流れの上流側)に設けられており、スロットルモータ6によって駆動される。スロットルバルブ5の開度はスロットル開度センサ35によって検出される。スロットルバルブ5のスロットル開度はECU200によって駆動制御される。
エンジン1の排気通路12には三元触媒8が配置されている。三元触媒8は、酸素を貯蔵(吸蔵)するO2ストレージ機能(酸素貯蔵機能)を有しており、この酸素貯蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、HC,CO及びNOxを浄化することが可能となっている。すなわち、エンジン1の空燃比がリーンとなって、三元触媒8に流入する排気ガス中の酸素及びNOxが増加すると、酸素の一部を三元触媒8が吸蔵することでNOxの還元・浄化を促進する。一方、エンジン1の空燃比がリッチになって、三元触媒8に流入する排気ガスにHC,COが多量に含まれると、三元触媒8は内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのHC,COに酸素分子を与え、酸化・浄化を促進する。
三元触媒8の上流側(排気流れの上流側)の排気通路12にフロント空燃比センサ37が配置されており、三元触媒8の下流側の排気通路12にはリアO2センサ38が配置されている。
フロント空燃比センサ37は、例えば限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域にわたって空燃比を連続的に検出することが可能である。図3にフロント空燃比センサ37の出力特性を示す。この図3に示すように、フロント空燃比センサ37は、検出した空燃比(触媒前排気空燃比)に比例した電圧信号vabyfsを出力する。また、フロント空燃比センサ37の特性(空燃比−電圧特性)はストイキを境に傾きが変化する。
リアO2センサ38は、理論空燃比(ストイキ)近傍で出力値がステップ状に変化する特性(Z特性)を示すセンサであって、この例では、例えば起電力式(濃淡電池式)の酸素濃度センサが適用されている。図4にリアO2センサ38の出力特性を示す。この図4に示すように、リアO2センサ38は、理論空燃比において急変する電圧Voxsを出力するようになっている。より具体的には、リアO2センサ38は、例えば、空燃比が理論空燃比よりもリーンのときは略0.1(V)、空燃比が理論空燃比よりもリッチのときは略0.9(V)、および空燃比が理論空燃比のときは略0.5(V)の電圧を出力するようになっている。
以上の空燃比センサ37及びリアO2センサ38の各出力信号はECU200に入力される。
上記吸気通路11と燃焼室1dとの間に吸気バルブ13が設けられており、この吸気バルブ13を開閉駆動することにより、吸気通路11と燃焼室1dとが連通または遮断される。また、排気通路12と燃焼室1dとの間に排気バルブ14が設けられており、この排気バルブ14を開閉駆動することにより排気通路12と燃焼室1dとが連通または遮断される。これら吸気バルブ13及び排気バルブ14の開閉駆動は、クランクシャフト15の回転がタイミングチェーン等を介して伝達される吸気カムシャフト21及び排気カムシャフト22の各回転によって行われる。
吸気カムシャフト21の近傍には、特定の気筒(例えば、第1気筒#1)のピストン1cが圧縮上死点(TDC)に達したときにパルス状の信号を発生するカムポジションセンサ39が設けられている。カムポジションセンサ39は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト21に一体的に設けられたロータ外周面の1個の歯(図示せず)に対向するように配置されており、その吸気カムシャフト21が回転する際にパルス状の信号(電圧パルス)を出力する。なお、吸気カムシャフト21(及び排気カムシャフト22)は、クランクシャフト15の1/2の回転速度で回転するので、クランクシャフト15が2回転(720°回転)するごとにカムポジションセンサ39が1つのパルス状の信号を発生する。
そして、吸気通路11の吸気ポート11aには、燃料を噴射可能なインジェクタ(燃料噴射弁)2が配置されている。インジェクタ2は各気筒#1〜#4毎に設けられている。これらインジェクタ2・・2は共通のデリバリパイプ101に接続されている。デリバリパイプ101には、後述する燃料供給系100の燃料タンク104に貯溜の燃料が供給され、これによって、インジェクタ2から吸気ポート11a内に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン1の燃焼室1dに導入される。燃焼室1dに導入された混合気(燃料+空気)は点火プラグ3にて点火されて燃焼・爆発する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン1cが往復動され、クランクシャフト15が回転されてエンジン1の駆動力(出力トルク)が得られる。燃焼ガスは、排気バルブ14の開弁にともない排気通路12に排出される。なお、エンジン1は、第1気筒#1→第3気筒#3→第4気筒#4→第2気筒#2の順で燃焼・爆発する。以上のエンジン1の運転状態はECU200によって制御される。
一方、燃料供給系100は、各気筒#1〜#4のインジェクタ2・・2に共通に接続されたデリバリパイプ101、このデリバリパイプ101に接続された燃料供給管102、燃料ポンプ(例えば電動ポンプ)103、及び、燃料タンク104などを備えており、燃料ポンプ103を駆動することにより、燃料タンク104内に貯留の燃料を、燃料供給管102を介してデリバリパイプ101に供給することができる。そして、このような構成の燃料供給系100によって各気筒#1〜#4のインジェクタ2に燃料が供給される。
以上の構成の燃料供給系100において、燃料ポンプ103の駆動はECU200によって制御される。
−EGR装置−
また、エンジン1にはEGR装置(排気還流装置)9が装備されている。EGR装置9は、吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、燃焼室1d内の燃焼速度や燃焼温度を低下させてNOxの発生量を低減させる装置である。
EGR装置9は、図1に示すように、EGR通路(排気還流通路)91、このEGR通路91に設けられたEGRクーラ92及びEGRバルブ93などによって構成されている。EGR通路91は、主EGR通路91aと、この主EGR通路91aから4方に分岐した分岐EGR通路(分岐排気還流通路)91b・・91bとによって構成されている。主EGR通路91aの一端(分岐側とは反対側の端部)は排気マニホールド12bに接続されており、この主EGR通路91aに上記EGRクーラ92及びEGRバルブ93が配置されている。各分岐EGR通路91bはそれぞれ各気筒(#1,#2,#3,#4)の吸気ポート11aに接続されており、排気通路12(排気マニホールド12b)に排気された排気ガスが、各分岐EGR通路91b及び各吸気ポート11aを通じて各気筒(各燃焼室1d)に個別に還流するようになっている。
そして、このような構成のEGR装置9において、EGRバルブ93の開度を調整することにより、EGR率[EGR量/(EGR量+吸入空気量(新規空気量))(%)]を変更することができ、排気マニホールド12b(排気通路12)から各気筒(#1,#2,#3,#4)の吸気ポート11aに導入されるEGR量(排気還流量)を調整することができる。このようなEGR装置9のEGR量の調整(EGR制御)はECU200によって実行される。例えば、ECU200は、エンジン1の運転状態(エンジン回転数及び負荷等)に基づいて、予め設定されたマップを参照して目標EGR率(EGR率=0の場合も含む)を求め、実際のEGR率が目標EGR率となるようにEGRバルブ93の開度を制御する。
なお、EGR装置9には、EGRクーラ92をバイパスするEGRバイパス通路及びEGRバイパス切替バルブを設けておいてもよい。
−ECU−
ECU200は、図5に示すように、CPU201、ROM202、RAM203及びバックアップRAM204などを備えている。
ROM202は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU201は、ROM202に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM203は、CPU201での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM204は、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
以上のCPU201、ROM202、RAM203及びバックアップRAM204は、バス207を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース205及び出力インターフェース206と接続されている。
入力インターフェース205には、クランクポジションセンサ31、水温センサ32、エアフロメータ33、吸気温センサ34、スロットル開度センサ35、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ36、フロント空燃比センサ37、リアO2センサ38、カムポジションセンサ39、及び、エンジン1の各気筒(#1,#2,#3,#4)の燃焼行程時に生じる振動をノック信号(例えば、電圧信号)として検出するノックセンサ40などの各種センサ類が接続されている。また、入力インターフェース205にはイグニッションスイッチ41が接続されており、このイグニッションスイッチ41がオン操作されると、スタータモータ(図示せず)によるエンジン1のクランキングが開始される。
出力インターフェース206には、インジェクタ2、点火プラグ3のイグナイタ4、スロットルバルブ5のスロットルモータ6、EGR装置9のEGRバルブ93、及び、燃料供給系100の燃料ポンプ103などが接続されている。
そして、ECU200は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ2の駆動制御(燃料噴射量調整制御)、点火プラグ3の点火時期制御、スロットルバルブ5のスロットルモータ6の駆動制御(吸入空気量制御)などを含むエンジン1の各種制御を実行する。さらに、ECU200は、下記の「気筒判別処理」、「空燃比フィードバック制御」、「気筒間の空燃比インバランス判定」、及び、「EGR閉塞時の制御」を実行する。
以上のECU200により実行されるプログラムによって、本発明の多気筒内燃機関の制御装置が実現される。
−気筒判別処理−
ECU200が実行する気筒判別処理について説明する。
まず、この例に適用するクランク角の検出に用いるシグナルロータ17には、図2に示すように、各歯17aが例えば10°CA毎に形成されており、2枚の歯分が欠落した34枚の歯17aを有している。このシグナルロータ17の欠歯部17bがクランクポジションセンサ(電磁ピックアップ)31の近傍を通過する際には、電圧パルスの発生間隔が長くなる。こうしたシグナルロータ17の欠歯部17bに対応した信号(欠歯信号)の出力によって、クランクシャフト15の回転位相(クランク位置)を検出することができ、各気筒(#1,#2,#3,#4)が上死点に位置する時期を認識することができる。このようなシグナルロータ17の欠歯部17bに対応したクランクポジションセンサ31の出力信号(欠歯信号)は、気筒判別の上死点位置を判別するための信号、すなわち「上死点位置判別信号」となっている。
ここで、4サイクル機関(4気筒エンジン)では、ピストン1cの上昇・下降に応じて回転するクランクシャフト15の2回転(720°CA)が機関サイクルの1周期となっており、各気筒は機関サイクルの1周期毎に2度ずつ上死点に位置する。そのため、上記のようなクランクポジションセンサ31の出力信号(欠歯信号)だけでは、2度のうちのいずれの上死点にあるのかを判別することはできない。つまり気筒判別を行うことはできない。そこで、この例では、クランクポジションセンサ31の出力信号(欠歯信号)に、カムポジションセンサ39の出力信号(電圧パルス)を組み合わせることで気筒判別を可能としている。その気筒判別について以下に説明する。
まず、クランクポジションセンサ31は、上記したように、クランクシャフト15が1回転(360°CA)する間に1回(機関サイクルの1周期に2回)、上記欠歯信号を出力する。この例では、第1気筒#1及び第4気筒#4の上死点前の所定クランク角でクランクポジションセンサ31が欠歯信号を出力する構成となっている。
また、カムポジションセンサ39は、上記したように、クランクシャフト15が2回転する間に1回(機関サイクルの1周期に1回)、電圧パルスを出力する。この例では、第1気筒#1が圧縮上死点に位置し、第4気筒#4が排気上死点に位置したときにカムポジションセンサ39が電圧パルスを出力する構成となっている。
このような構成により、クランクポジションセンサ31が欠歯信号を出力したときに、カムポジションセンサ39が電圧パルスを発生すれば、第1気筒#1が圧縮上死点に位置し、第4気筒#4が排気上死点に位置することになる。また、クランクポジションセンサ31が欠歯信号を出力したときに、カムポジションセンサ39が電圧パルスを発生しないときには、第1気筒#1が排気上死点に位置し、第4気筒#4が圧縮上死点に位置することになる。このようにカムポジションセンサ39が発生する電圧パルスは、気筒判別を行うための信号すなわち「気筒判別信号」となっている。
このように、クランクポジションセンサ31の欠歯信号(上死点位置判別信号の最初の検出)と、その検出に対応したカムポジションセンサ39の気筒判別信号(電圧パルス)の発生の有無とに基づいて、遅くともクランクシャフト15が1回転する間において気筒判別(クランク角確定)を行うことができる。そして、そのような気筒判別により、機関始動時・始動後の運転時等において、各気筒#1〜#4のピストン位置(吸入行程・圧縮行程・爆発行程・排気行程)を認識することができ、精密な燃料噴射制御や点火時期制御などのエンジン運転制御を行うことができる。
なお、以上の処理では、クランクポジションセンサ31及びカムポジションセンサ39の出力信号から気筒判別(クランク角確定)及び各気筒#1〜#4のピストン位置の認識等を行っているが、他の公知の手段によって気筒判別(クランク角確定)及び各気筒#1〜#4のピストン位置の認識等を行うようにしてもよい。
−空燃比フィードバック制御−
ECU200は、エンジン1の排気通路12に配置したフロント空燃比センサ37及びリアO2センサ38の各出力に基づいて排気ガス中の酸素濃度を算出し、その算出した酸素濃度から得られる実際の空燃比が目標空燃比(例えば理論空燃比)に一致するように、インジェクタ2から燃焼室1d内に噴射する燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御(ストイキ制御)を実行する。その空燃比フィードバック制御の具体的な処理について説明する。
まず、上記三元触媒8は、空燃比がほぼ理論空燃比(ストイキ、例えばA/F=14.6±0.2程度)のときに未燃成分(HC,CO)を酸化し、同時に窒素酸化物(NOx)を還元する機能を発揮する。さらに、三元触媒8は、上述したように、酸素を吸蔵する機能(酸素吸蔵機能、O2ストレージ機能)を有し、この酸素吸蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、HC,CO及びNOxを浄化することができる。すなわち、エンジン1の空燃比がリーンとなって三元触媒8に流入する排気ガスにNOxが多量に含まれると、三元触媒8はNOxから酸素分子を奪ってこの酸素分子を吸蔵するとともにNOxを還元し、これによりNOxを浄化する。また、エンジン1の空燃比がリッチになって三元触媒8に流入する排気ガスにHC,COが多量に含まれると、三元触媒8はこれらに吸蔵している酸素分子を与えて酸化し、これによりHC,COを浄化する。
したがって、三元触媒8が、連続的に流入する多量のHC,COを効率的に浄化するには、この三元触媒8が酸素を多量に貯蔵していなければならず、逆に、連続的に流入する多量のNOxを効率的に浄化するには、三元触媒8が酸素を十分に吸蔵できる状態にあることが必要となる。以上のことから明らかなように、三元触媒8の浄化能力は、この三元触媒8が吸蔵し得る最大の酸素量(最大酸素吸蔵量)に依存する。
一方、三元触媒8は燃料中に含まれる鉛や硫黄等による被毒、あるいは、触媒に加わる熱により劣化し、これに伴って最大酸素吸蔵量が次第に低下していく。このように最大酸素吸蔵量が低下した場合であっても、エミッションを良好に維持するには、三元触媒8から排出されるガスの空燃比が、理論空燃比に極めて近い状態となるように制御する必要がある。
そこで、この例では、空燃比フィードバック制御を行っている。具体的には、上記フロント空燃比センサ37の出力に基づいて、三元触媒8の上流側(排気ガス流れの上流側)の排気ガスの空燃比を理論空燃比に近づけるためのメインフィードバック制御と、上記リアO2センサ38の出力に基づいて、上記メインフィードバック制御のずれを補償するためのサブフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
メインフィードバック制御では、フロント空燃比センサ37の出力を基礎として検知される排気ガスの空燃比が、理論空燃比と一致するように、インジェクタ2からの燃料噴射量の増減が調整される。より具体的には、検知された排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであれば、燃料噴射量が減量調整され、逆に、その排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであれば、燃料噴射量が増量調整される。
このようなメインフィードバック制御によれば、理想的には、三元触媒8に流れ込む排気ガスの空燃比を理論空燃比に維持することができる。そして、その状態が厳密に維持されれば、三元触媒8の吸蔵酸素量がほぼ一定量に保たれるため、三元触媒8の下流側に、未浄化の成分を含む排気ガスが流出するのを完全に阻止することができる。
ところで、フロント空燃比センサ37の出力にはある程度の誤差が含まれている。また、インジェクタ2の噴射特性にもある程度のばらつきがある。このため、現実的には、メインフィードバック制御を実行するだけでは、三元触媒8の上流側の排気ガスの空燃比を厳密に理論空燃比に制御することは難しい。
このような理由により、メインフィードバック制御が実行されていても、三元触媒8の下流側には、未浄化の成分を含む排気ガスが流出してくることがある。つまり、メインフィードバック制御が実行されていても、三元触媒8の上流側の排気ガスの空燃比は、全体としてリッチ側もしくはリーン側に偏ることがあり、その結果、三元触媒8の下流側には、HCやCOを含むリッチな排気ガス、あるいは、NOxを含むリーンな排気ガスが流出することがある。
こうした排気ガスの流出が生じると、リアO2センサ38は、排気ガスの空燃比に応じてリッチ出力またはリーン出力を発生する。リアO2センサ38からリッチ出力が発せられた場合には、三元触媒8の上流側の排気ガスの空燃比が、全体としてリッチ側に偏っていたと判断することができ、また、リアO2センサ38からリーン出力が発せられた場合には、三元触媒8の上流側の排気ガスの空燃比が、全体としてリーン側に偏っていたと判断することができる。
サブフィードバック制御では、リアO2センサ38の出力が理論空燃比よりもリーンの空燃比を表す値となると、このリアO2センサ38の出力Voxsと理論空燃比に略相当する目標値Voxsrefとの偏差を比例・積分処理(PIまたはPID処理)してサブフィードバック補正量を求める。そして、このサブフィードバック補正量分だけフロント空燃比センサ37の出力vabyfsを補正し、これにより、エンジン1の実際の空燃比が、フロント空燃比センサ37の検出空燃比よりも見かけ上リーン側であるように設定し、その補正した見かけ上の空燃比が目標空燃比(エンジン1の目標空燃比、ここでは理論空燃比)となるようにフィードバック制御する。
同様に、リアO2センサ38の出力Voxsが理論空燃比よりもリッチの空燃比を表す値となると、このリアO2センサ38の出力Voxsと理論空燃比に略相当する目標値Voxsrefとの偏差を比例・積分処理(PIまたはPID処理)してサブフィードバック補正量を求める。そして、このサブフィードバック補正量分だけフロント空燃比センサ37の出力vabyfsを補正し、これによってエンジン1の実際の空燃比が、フロント空燃比センサ37の検出空燃比よりも見かけ上リッチ側であるように設定し、その補正した見かけ上の空燃比が目標空燃比(エンジン1の目標空燃比、ここでは理論空燃比)となるようにフィードバック制御する。
以上により、三元触媒8の下流側の排気ガスの空燃比が、同部位における目標空燃比(略理論空燃比)と一致するようになる。
−気筒間の空燃比インバランス判定−
次に、気筒間の空燃比インバランス判定方法(一般的な判定方法)について説明する。
まず、インジェクタ2などの燃料供給系やエアフロメータ33などの空気系に、エンジン1の全気筒#1〜#4に影響を及ぼすような異常が発生した場合、空燃比のメインフィードバック制御の補正量の絶対値が大きくなるため、これをECU200でモニタすることで、その異常を検出できる。
例えば、空燃比フィードバック制御中(ストイキ制御中)において、燃料噴射量が全体的にストイキ相当量に対して5%ずれている場合(すなわち、全ての気筒#1〜#4において燃料噴射量がストイキ相当量に対して5%ずつ、ずれている場合)、メインフィードバック制御におけるフィードバック補正量はその5%のずれ量を補正するような値、つまり、−5%相当の補正量となり、これによって、燃料供給系もしくは空気系が5%ずれていることを検出することができる。そして、このフィードバック補正量が所定の判定閾値以上となったときに、燃料供給系もしくは空気系が異常であることを検出することができる。
一方、燃料供給系や空気系が全体的にずれているのではなく、気筒間の空燃比にばらつき(インバランス:imbalance)が発生する場合がある。例えば、各気筒に設けインジェクタ2の噴射性能のばらつきや、フロント空燃比センサ37の取付位置に応じたガス当たり(フロント空燃比センサ37の素子部に対するガス当たり)などによって、実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。気筒間に空燃比インバランスが発生すると、1機関サイクル間(=720°CA)での排気空燃比の変動が大きくなり、フロント空燃比センサ37の出力が変動する。図6にフロント空燃比センサ37の出力波形の一例を示す。図6において、1点鎖線の波形は空燃比インバランス無の通常時の状態を示しており、実線の波形は空燃比インバランス有の状態を示している。
この図6に示すように、フロント空燃比センサ37の出力波形(以下、A/Fセンサ出力波形ともいう)は、ストイキを中心として振動する傾向にあるが、気筒間の空燃比インバランスが発生すると、そのインバランス度合に応じてA/Fセンサ出力波形の振動の振幅が大きくなる。このような現象を利用して、気筒間の空燃比インバランスを判定することができる。そのインバランス判定方法の例について以下に説明する。
(1)上述の如く、気筒間空燃比のインバランスが大きいほど、フロント空燃比センサ37の出力波形の振動の振幅が大きくなる点、つまり、上記インバランス率が大きいほどA/Fセンサ出力波形の傾きが大きくなる点(図6参照)を利用して、A/Fセンサ出力波形の傾きから気筒間の空燃比のインバランスの発生を判定する。
具体的には、フロント空燃比センサ37の出力信号に基づいて、A/Fセンサ出力波形をモニタし、そのA/Fセンサ出力波形の傾き(リーンピークPlからリッチピークPrに向かう部分のA/F傾きα:図6参照)を取得する。そして、そのA/Fセンサ出力波形のA/F傾きαと所定の判定閾値(傾き)とを比較し、A/F傾きα(絶対値)が所定の判定閾値以上である場合は気筒間にインバランス状態が発生していると判定する。このインバランス判定に用いる判定閾値については、例えば、エンジン1の気筒間における空燃比が均衡していると判定可能な範囲の上限を実験・計算等により取得しておき、その結果を基に適合した値を判定閾値とする。
また、上記センサ出力波形のA/F傾きαから気筒間のインバランス率(%)を求めることができる。インバランス率とは、気筒間空燃比のばらつき度合に関するパラメータであって、全気筒のうちある1気筒のみが空燃比ずれを起こしている場合に、その空燃比ずれを起こしている気筒(インバランス気筒)の空燃比がどれくらいの割合で、空燃比ずれを起こしていない気筒(バランス気筒)の空燃比(ストイキ相当)からずれているかを示す値である。
なお、図6に示すA/Fセンサ出力波形において、リッチピークからリーンピークに向かう部分の傾きを取得して、その取得したA/F傾きに基づいてインバランス状態の発生を判定することも可能である。
(2)フロント空燃比センサ37の出力信号に基づいて、その各A/Fセンサ出力波形(図6参照)をモニタし、そのA/Fセンサ出力波形のリーンピークPlに至ったときの空燃比の値(リーンピーク値AFa)を取得する。次に、A/Fセンサ出力波形のリッチピークPrに至ったときの空燃比の値(リッチピーク値AFb)を取得し、これらリーンピーク値AFaとリッチピーク値AFbの差分ΔAF(ΔAF=|AFa−AFb|:図6参照)を求め、この差分ΔAFが所定の判定閾値以上である場合に気筒間にインバランス状態が発生していると判定する。
なお、このようなリーンピークとリッチピークとの差分ΔAFに替えて、互いに隣り合う2つのリーンピークの間(または2つのリッチピークの間)の時間を計測して、そのピーク間時間に基づいて気筒間の空燃比インバランス状態の発生を判定することも可能である。
−EGR閉塞気筒−
次に、EGR閉塞気筒について説明する。
図1に示す4気筒のエンジン1では、EGR通路91を各気筒(#1,#2,#3,#4)毎に分岐して、その各分岐EGR通路91bをそれぞれ各気筒への吸気ポート11aに接続することにより、各気筒に排気ガスを個別に導入するようにしている。このような構成のエンジン1にあっては、分岐EGR通路91bの1つにおいてデポジット等が堆積して詰まり(以下、EGR閉塞ともいう)が生じた気筒(EGR閉塞気筒)があると、そのEGR閉塞気筒では所望のEGR量を得ることができないため(EGR閉塞気筒の排気空燃比のリーン度合が高くなるため)、空燃比フィードバック量を適正に設定できない場合がある。この点について以下に説明する。
まず、エンジン1の4つの気筒#1〜#4からの排気ガスの空燃比(触媒前の排気空燃比)を1つのフロント空燃比センサ37で検出する場合、ハード構成上の影響(フロント空燃比センサ37の取付位置等)などによって、フロント空燃比センサ37の素子部に対するガス当たりの強い気筒と、ガス当たりの弱い気筒とが、どうしてもできてしまう。
このように、ガス当たりの強い気筒とガス当たりの弱い気筒とがあると、EGR閉塞が発生した場合、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御のトータルの補正量がリッチ側にずれる場合がある。例えば、フロント空燃比センサ37へのガス当たりの強い気筒(例えば、第1気筒#1や第3気筒#3)に上記EGR閉塞が発生した場合、そのEGR閉塞気筒のリーン度合が、全体の排気空燃比に大きく反映されてしまう。このため、フロント空燃比センサ37の出力信号から算出される全体の排気空燃比(全気筒の平均空燃比)のリーン度合が、実際の排気空燃比(触媒前の排気空燃比)よりも大きくなってしまう。こうした状況になると、上記メインフィードバック制御の補正量が過補正となり、その過補正分をサブフィードバック制御にて補正できない場合(例えば、上記EGR閉塞が発生した気筒が、リアO2センサ38に対してはガス当たりが弱い気筒である場合)は、トータルのフィードバック補正量([メインフィードバック制御+サブフィードバック制御]の補正量)がストイキに対してリッチ側にずれてしまう(リッチずれ)。このようなリッチずれが生じると、HCやCOの排出量が増大して排気エミッションが悪化する。
また、EGR閉塞が発生した場合、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御のトータルの補正量がリーン側にずれる場合がある。例えば、フロント空燃比センサ37へのガス当たりの弱い気筒(例えば、第2気筒#2や第4気筒#4)に上記EGR閉塞が発生した場合、そのEGR閉塞気筒のリーン度合による影響(全体の排気空燃比への影響)は少ないので、フロント空燃比センサ37の出力信号から算出される全体の排気空燃比(全気筒の平均空燃比)のリーン度合が、実際の排気空燃比(触媒前排気空燃比)よりも小さくなってしまう。こうした状況になると、上記メインフィードバック制御の補正量が不足となり、その補正量不足分をサブフィードバック制御にて補正できない場合(例えば、上記EGR閉塞が発生した気筒が、リアO2センサ38に対してはガス当たりが強い気筒である場合)は、トータルのフィードバック補正量がリーン側にずれてしまう(リーンずれ)。このようなリーンずれが生じると、NOxの排出量が増大して排気エミッションが悪化する。
−EGR閉塞時の制御−
以上のような点を解消するために、本実施形態では、4つの気筒(#1,#2,#3,#4)のうちのいずれかの気筒の分岐EGR通路91bに詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒(EGR閉塞気筒)を特定する。そして、その特定した気筒に応じて空燃比フィードバック制御の目標空燃比をリーン側またはリッチ側に設定する。その具体的な制御(EGR閉塞時の制御)の一例について、図7のフローチャートを参照して説明する。
図7の制御ルーチンはECU200において所定時間(例えば、4msec)毎に繰り返して実行される。この例においては、便宜上、エンジン1の第1気筒#1及び第3気筒#3をガス当たりの強い気筒とし、エンジン1の第2気筒#2及び第4気筒#4をガス当たりの弱い気筒とする。
図7の制御ルーチンが開始されると、まず、ステップST101において、EGRバルブ93の開度(指令値)に基づいて、EGR導入中であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定(NO)である場合(EGR未導入(EGRバルブ93が閉鎖:開度=0)の場合)はステップST110に進む。この場合のステップST110での制御(通常制御)は、正常時のEGR無し(EGR率=0%)の場合の制御であって、そのEGR未導入の際の空燃比フィードバック制御にて学習(更新)した学習値(メインフィードバック制御の補正量の学習値やサブフィードバック制御の補正量の学習値)を用いて、排気ガスの空燃比をフィードバック制御する。
上記ステップST101の判定結果が肯定判定(YES)である場合(EGR導入中である場合)はステップST102に進む。
ステップST102では、フロント空燃比センサ37の出力信号に基づいて、EGR導入中のA/F傾きαa(図6参照)を算出する。具体的には、例えば、制御ルーチンの演算間隔(サンプリングタイム:例えば4msec)当たりのフロント空燃比センサ37の出力の変化量(前回値−今回値)を算出してA/F傾きαaを求める。なお、空燃比傾きαaについては、リーンピークPlからリッチピークPrに向かう領域において、上記サンプリングタイムごとのフロント空燃比センサ37の出力の変化量(前回値−今回値=ΔAF)を順次積算していき、その積算値(空燃比傾きの和)を積算回数で除したものを空燃比傾き(積算平均値)αaとしてもよい。
次に、ステップST103では、上記ステップST102で算出したEGR導入中のA/F傾きαaと、EGR未導入時のA/F傾きαbとを用い、それらA/F傾きαaとA/F傾きαbとの差の絶対値(|αa−αb|)を算出する。そして、その算出した傾き差(|αa−αb|)が所定の判定閾値Thよりも大きいか否かを判定する。
なお、ステップST103の判定に用いる上記A/F傾きαbについては、EGRバルブ93の閉鎖時(EGRを導入してないとき)のフロント空燃比センサ37の出力信号(A/Fセンサ波形)に基づいて上記と同じ演算処理にて取得しておく。なお、A/F傾きαbが取得されていない場合は、予め実験・計算等によって設定されたEGR未導入時のA/F傾きαb(初期値)を用いる。
上記ステップST103の判定結果が否定判定(NO)である場合([|αa−αb|≦Th]である場合)は、EGR閉塞が発生していないと判定してステップST110に進む。この場合のステップST110での制御(通常制御)は、正常時のEGR導入中の制御であって、そのEGR導入中の空燃比フィードバック制御にて学習(更新)した学習値(メインフィードバック制御の補正量の学習値やサブフィードバック制御の補正量の学習値)を用いて、排気ガスの空燃比をフィードバック制御する。
一方、上記ステップST103の判定結果が肯定判定(YES)である場合([|αa−αb|>Th]である場合)は、EGR閉塞が発生していると判定する(ステップST104)。
ここで、ステップST103の判定に用いる判定閾値Thについては、例えば、予め実験・計算等により、EGR未導入時(EGRバルブ93の閉鎖時)のA/F傾きαbと、4つの気筒(#1,#2,#3,#4)のうちのいずれか1つの気筒にEGR閉塞(分岐EGR通路91bの詰まり)が生じた場合のA/F傾きαaとを取得しておく。そして、その取得したA/F傾きαaとA/F傾きαbとに基づいて、その両者の差|αa−αb|の上限値(EGR閉塞が発生していないと判定できる許容値)を実験・計算等に求め、その結果を基に適合した値(判定閾値Th)を設定する。
次に、ステップST105では、EGR閉塞が発生している気筒を特定する。その特定方法について説明する。まず、EGR閉塞が発生している気筒にあっては、他の気筒(EGR閉塞が発生していない気筒)よりもノッキングが発生しやすくなる。すなわち、分岐EGR通路91bに詰まりが生じた気筒は、その気筒に対するEGRガスの量が他の気筒に比較して少量(もしくは「0」)になるので、EGRガスの量に対する新気の割合が増加し、それによって混合気が燃焼しやすい状態となってノッキングが発生しやすくなる。このような点を利用して、ノックセンサ40が出力するノッキング信号と、クランクポジションセンサ31及びカムポジションセンサ39の出力信号に基づく上記気筒判別処理とによって、4つの気筒(#1,#2,#3,#4)のうちノッキング信号(ノッキング強度)が最大となる気筒を認識し、その気筒をEGR閉塞気筒と特定する。
なお、ノックセンサ40の出力信号を用いてノッキングの発生を制御するノックコントロールシステム(KCS)を備えている場合、ノックセンサ40が出力するノッキング信号に基づいて点火時期を遅角制御した遅角量の差異からEGR閉塞気筒(遅角量が最大の気筒)を判定(特定)するようにしてもよい。また、各気筒の筒内圧を検出する筒内圧センサが設けられている場合、その筒内圧センサの出力信号に基づいてEGR閉塞気筒を判定(特定)するようにしてもよい。
次に、ステップST106において、メインフィードバック制御(メインF/B制御)の実行中であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定(NO)である場合(例えばエンジン始動時やフューエルカット時等でメインF/B制御を実施していない場合)はステップST110に進む。この場合のステップST110での制御(通常制御)は、メインフィードバック制御を実施していない場合の制御であって、例えば、エンジン始動直後の学習値(初期値)を用いて空燃比オープン制御を行う。
ステップST106の判定結果が肯定判定(YES)である場合、つまり、EGR閉塞が発生している状況(EGR閉塞気筒を特定している状況)で、メインフィードバック制御が実行中である場合はステップST107に進む。
ステップST107ではEGR閉塞気筒に応じて目標空燃比を設定する。具体的には、上記ステップST105で特定した気筒(EGR閉塞気筒)、及び、エアフロメータ33の出力信号から算出される吸入空気量に基づいて、図8に示すマップを参照してEGR閉塞時の目標空燃比を決定して設定する。
例えば、上記ステップST105で特定した気筒(EGR閉塞気筒)が、第1気筒#1または第3気筒#3である場合は、EGR閉塞時の目標空燃比をストイキよりもリーン側の値に設定してメインフィードバック制御を実行する。さらに、フロント空燃比センサ37の出力が上記EGR閉塞時の目標空燃比(リーン側の値)となるようにサブフィードバック制御を実行する。
また、上記ステップST105で特定した気筒(EGR閉塞気筒)が、第2気筒#2または第4気筒#4である場合は、EGR閉塞時の目標空燃比をストイキよりもリッチ側の値に設定してメインフィードバック制御を実行する。さらに、フロント空燃比センサ37の出力が上記EGR閉塞時の目標空燃比(リッチ側の値)となるようにサブフィードバック制御を実行する。
ここで、図8に示すマップは、ハード構成上の影響等により、EGR閉塞が生じる気筒によって空燃比フィードバック量の過不足が生じるという点を考慮して作成したマップである。具体的には、この例では、エンジン1の4つの気筒(#1,#2,#3,#4)のうち、第1気筒#1及び第3気筒#3をガス当たり(フロント空燃比センサ37へのガス当たり)の強い気筒としているので、これら第1気筒#1及び第3気筒#3の各分岐EGR通路91bに詰まり(EGR閉塞)が生じた場合は、上記したリッチずれ(トータルのフィードバック補正量のリッチずれ)が生じる。このような点を考慮して、図8のマップには、第1気筒#1及び第3気筒#3についてはERG閉塞時の目標空燃比(変更値)がストイキよりもリーン側となる値(図8に示す破線)が設定されている。さらに、吸入空気量が多いほど、上記したリッチずれが大きくなる点を考慮して、吸入空気量が多いほどEGR閉塞時の目標空燃比(第1気筒#1、第3気筒#3の目標空燃比)がよりリーン側の値となるように設定されている。
また、この例では、第2気筒#2及び第4気筒#4をガス当たりの弱い気筒としているので、これら第2気筒#2及び第4気筒#4の各分岐EGR通路91bに詰まり(EGR閉塞)が生じた場合は、上記したリーンずれ(トータルのフィードバック補正量のリーンずれ)が生じる点を考慮して、図8のマップには、第2気筒#2及び第4気筒#4についてはERG閉塞時の目標空燃比(変更値)がストイキよりもリッチ側となる値(図8に示す実線)が設定されている。さらに、吸入空気量が多いほど、上記したリーンずれが大きくなる点を考慮して、吸入空気量が多いほどEGR閉塞時の目標空燃比(第2気筒#2、第4気筒#4の目標空燃比)がよりリッチ側の値となるように設定されている。
この図8のマップは、吸入空気量をパラメータとして、EGR閉塞によって生じる上記リッチずれ及びリーンずれを考慮して、実験・計算等によって、実際の排気空燃比がストイキとなるような目標空燃比(EGR閉塞時の目標空燃比)を適合したものをマップ化したものであって、ECU200のROM202内に記憶されている。
なお、吸入空気量に替えて、エンジン回転数及び負荷をパラメータとして図8に示すようなマップを作成して、EGR閉塞時の目標空燃比を設定するようにしてもよい。
<効果>
以上説明したように、この例の制御によれば、複数の気筒のうちのいずれかの気筒に排気ガスを還流させる分岐EGR通路91bに詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定する。そして、その特定した気筒が、上記分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する。また、特定した気筒が、上記分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリーン側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定するので、空燃比フィードバック制御の目標空燃比をより精度よく設定することができる。これによって排気エミッションの悪化を抑制することができる。
以上の例では、吸入空気量をパラメータとするマップ(図8)を用いて、EGR閉塞時の目標空燃比を吸入空気量に応じて可変に設定しているが、他のパラメータに応じてEGR閉塞時の目標空燃比を可変に設定するようにしてもよい。
例えば、図9に示すように、気筒間空燃比のインバランス率をパラメータとして、各気筒毎に目標空燃比が設定されたマップを用い、EGR閉塞が発生した場合に、そのEGR発生気筒(特定気筒)及びインバランス率に基づいて図9のマップを参照してEGR閉塞時の目標空燃比を設定するようにしてもよい。この場合、インバランス率については、上記したA/F傾きαとインバランス率との関係を予め実験・計算等によって求めたものをマップ化しておき、上記ステップST102で算出したA/F傾きαaに基づいてマップを参照してインバランス率を求めるようにすればよい。
ここで、上記図9のマップでは、気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど、第1気筒#1及び第3気筒#3のリッチずれが大きくなる点を考慮して、インバランス率が大きいほどEGR閉塞時の目標空燃比がよりリーン側の値となるように設定している。また、気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど、第2気筒#2及び第4気筒#4のリーンずれが大きくなる点を考慮して、インバランス率が大きいほどEGR閉塞時の目標空燃比がよりリッチ側の値となるように設定している。
この図9のマップは、気筒間空燃比のインバランス率をパラメータとして、EGR閉塞によって生じる上記リッチずれ及びリーンずれを考慮して、実験・計算等によって、実際の排気空燃比がストイキとなるような目標空燃比(EGR閉塞時の目標空燃比)を適合したものをマップ化したものであって、ECU200のROM202内に記憶されている。
なお、インバランス率に替えて、分岐EGR通路91bの閉塞度合(詰まり度合)をパラメータとして図9に示すようなマップを作成して、EGR閉塞時の目標空燃比を設定するようにしてもよい。この場合、閉塞度合(詰まり度合)は、フロント空燃比センサ37の出力信号に基づいて算出される上記A/F傾きα(図6参照)からマップ等を参照して求めることができる。
また、上記吸入空気量及びインバランス率をパラメータとしてEGR閉塞時の目標空燃比を設定するようにしてもよい。この場合、例えば、上記した特定気筒及びエアフロメータ33の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて図8に示すマップからEGR閉塞時の目標空燃比を求めるとともに、上記したインバランス率に基づいてマップ(例えば、図9のマップの縦軸を補正係数としたマップ)を参照して補正係数を求める。そして、吸入空気量から求めた目標空燃比に補正係数をかけることによって、EGR閉塞時の目標空燃比を設定するようにしてもよい。
<変形例1>
次に、EGR閉塞時の制御の他の例について、図10のフローチャートを参照して説明する。図10の制御ルーチンはECU200において実行可能である。なお、この例においても、便宜上、エンジン1の第1気筒#1及び第3気筒#3をガス当たりの強い気筒とし、エンジン1の第2気筒#2及び第4気筒#4をガス当たりの弱い気筒とする。
図10に示すステップST201〜ステップST206及びステップST210の各処理は、上記した図7のフローチャートのステップST101〜ステップST106及びステップST110の各処理と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
この例では、ステップST206の判定結果が肯定判定(YES)である場合、つまり、EGR閉塞が生じている状況(EGR閉塞気筒を特定している状況)で、メインフィードバック制御の実行中である場合はステップST207に進む。
ステップST207では、サブフィードバック制御(サブF/B制御)の実行中であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定(YES)である場合はステップST208に進む。
ステップST208ではEGR閉塞気筒に応じて目標空燃比aftag1を設定する。具体的には、例えば、上記ステップST205で特定したEGR閉塞気筒、及び、エアフロメータ33の出力信号から算出される吸入空気量に基づいて、図8のマップを参照してフロント空燃比センサ37の目標空燃比(リーン側の値またはリッチ側の値)を求めるとともに、その求めた目標空燃比となるようなサブフィードバック制御の目標値(EGR閉塞時のリアO2センサ38の目標電圧値)を求める。そして、このようにして求めた目標空燃比(サブF/B制御の目標値も含む)aftag1に基づいて、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御を実行する。
一方、上記ステップST207の判定結果が否定判定(NO)である場合(例えば、触媒暖機中等でサブフィードバック制御を実行しない場合)はステップST220に進む。
ステップST220では、EGR閉塞気筒に応じて目標空燃比aftag2(下記の目標空燃比+サブF/B制御の学習値)を設定する。具体的には、メインフィードバック制御については、上記と同様な処理にてフロント空燃比センサ37の目標空燃比(リーン側またはリッチ側の値)を求め、そのEGR閉塞時の目標空燃比に基づいてメインフィードバック制御を実行する。一方、リアO2センサ38の出力信号に基づく空燃比制御については、サブフィードバック制御は実行されない状況であるので、これまでのサブフィードバック制御の学習値を用いて空燃比オープン制御を行う。
<効果>
この変形例の制御においても、分岐EGR通路91bに詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定し、その特定した気筒が、分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する。また、特定した気筒が、分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリーン側にずれる気筒である場合は、目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定するので、空燃比フィードバック制御の目標空燃比をより精度よく設定することができる。これによって排気エミッションの悪化を抑制することができる。
<変形例2>
次に、EGR閉塞時の制御の別の例について、図11のフローチャートを参照して説明する。図11の制御ルーチンはECU200において実行可能である。なお、この例においても、便宜上、エンジン1の第1気筒#1及び第3気筒#3をガス当たりの強い気筒とし、エンジン1の第2気筒#2及び第4気筒#4をガス当たりの弱い気筒とする。
図11に示すステップST301〜ステップST306及びステップST310の各処理は、上記した図7のフローチャートのステップST101〜ステップST106及びステップST110の各処理と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
この例では、ステップST306の判定結果が肯定判定(YES)である場合、つまり、EGR閉塞が生じている状況(EGR閉塞気筒を特定している状況)で、メインフィードバック制御の実行中である場合はステップST307に進む。
ステップST307では、EGR閉塞気筒の燃料噴射量を補正する。具体的には、上記ステップST305で特定したEGR閉塞気筒、及び、エアフロメータ33の出力信号から算出される吸入空気量に基づいて、図12に示すマップを参照して補正量(燃料補正量)を求める。その求めた燃料補正量を用いて、EGR閉塞気筒の燃料噴射量(エンジン運転状態(回転数、負荷等)に基づいて設定される基本燃料噴射量(F/B学習値も含む))を減量補正(リーン側への補正)または増量補正(リッチ側への補正)する。
例えば、上記ステップST305で特定した気筒(EGR閉塞気筒)が、第1気筒#1または第3気筒#3である場合、燃料補正量は減量側への補正量となり、この減量側の燃料補正量を用いてEGR閉塞気筒の燃料噴射量を補正する。また、上記ステップST305で特定した気筒(EGR閉塞気筒)が、第2気筒#2または第4気筒#4である場合、燃料補正量は増量側への補正量となり、この増量側の燃料補正量を用いてEGR閉塞気筒の燃料噴射量を補正する。
ここで、図12に示すマップは、ハード構成上の影響等により、EGR閉塞が生じる気筒によって燃料噴射量の過不足が生じるという点を考慮して作成したマップである。具体的には、この例では、エンジン1の4つの気筒(#1,#2,#3,#4)のうち、第1気筒#1及び第3気筒#3をガス当たり(フロント空燃比センサ37へのガス当たり)の強い気筒としているので、これら第1気筒#1及び第3気筒#3の各分岐EGR通路91bに詰まり(EGR閉塞)が生じた場合は、上記したリッチずれ(トータルのフィードバック補正量のリッチずれ)が生じる。このような点を考慮して、図12のマップには、第1気筒#1及び第3気筒#3についてはERG閉塞時における燃料補正量が減量側(リーン側)となる値(図12に示す破線)が設定されている。さらに、吸入空気量が多いほど上記したリッチずれが大きくなる点を考慮して、吸入空気量が多いほどEGR閉塞時の燃料補正量(第1気筒#1、第3気筒#3の燃料補正量)がより減量側の値となるように設定されている。
また、この例では、第2気筒#2及び第4気筒#4をガス当たりの弱い気筒としているので、これら第2気筒#2及び第4気筒#4の各分岐EGR通路91bに詰まり(EGR閉塞)が生じた場合は、上記したリーンずれ(トータルのフィードバック補正量のリーンずれ)が生じる点を考慮して、図12のマップには、第2気筒#2及び第4気筒#4についてはERG閉塞時における燃料補正量が増量側(リッチ側)となる値(図12に示す実線)が設定されている。さらに、吸入空気量が多いほど上記したリーンずれが大きくなる点を考慮して、吸入空気量が多いほどEGR閉塞時の燃料補正量(第2気筒#2、第4気筒#4の燃料補正量)がより増量側の値となるように設定されている。
この図12に示すマップは、吸入空気量をパラメータとして、EGR閉塞によって生じる上記リッチずれ及びリーンずれを考慮して、実験・計算等によって、燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を適合したものをマップ化したものであって、ECU200のROM202内に記憶されている。
なお、吸入空気量に替えて、エンジン回転数及び負荷をパラメータとして図12に示すようなマップを作成して、EGR閉塞時の燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を設定するようにしてもよい。
<効果>
この変形例によれば、分岐EGR通路91bに詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定し、その特定した気筒が、上記分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリッチ側にずれる気筒である場合は、この特定気筒の燃料噴射量を減量補正する。また、特定した気筒が、上記分岐EGR通路91bの詰まりによりフィードバック補正量がリーン側にずれる気筒である場合は、この特定気筒の燃料噴射量を増量補正するので、空燃比フィードバック制御を適正に実行することができる。これによって排気エミッションの悪化を抑制することができる。
ここで、この例では、吸入空気量をパラメータとするマップ(図12)を用いて、EGR閉塞気筒の燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を吸入空気量に応じて可変に設定しているが、他のパラメータに応じてEGR閉塞気筒の燃料補正量を可変に設定するようにしてもよい。
例えば、図13に示すように、気筒間空燃比のインバランス率(%)をパラメータとして、各気筒毎に燃料補正量(減量補正量・増量補正量)が設定されたマップを用い、EGR閉塞が発生した場合に、そのEGR発生気筒(特定気筒)及びインバランス率に基づいて、図13のマップを参照してEGR閉塞時の燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を設定するようにしてもよい。
この図13のマップでは、気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど第1気筒#1及び第3気筒#3のリッチずれが大きくなる点を考慮して、インバランス率が大きいほど燃料補正量がより減量側(リーン側)の値となるように設定している。また、気筒間空燃比のインバランス率が大きいほど第2気筒#2及び第4気筒#4のリーンずれが大きくなる点を考慮して、インバランス率が大きいほど燃料補正量がより増量側(リッチ側)の値となるように設定している。
なお、インバランス率に替えて、分岐EGR通路91bの閉塞度合(詰まり度合)をパラメータとして図13に示すようなマップを作成して、EGR閉塞時の燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を設定するようにしてもよい。
また、上記吸入空気量と及びインバランス率とをパラメータとしてEGR閉塞気筒の燃料補正量を設定するようにしてもよい。この場合、例えば、エアフロメータ33の出力信号から得られる吸入空気量に基づいて図12に示すマップからEGR閉塞気筒の燃料補正量を求めるとともに、上記したインバランス率に基づいてマップ(例えば、図13のマップの縦軸を補正係数としたマップ)を参照して補正係数を求める。そして、吸入空気量から求めた燃料補正量に補正係数をかけることによって、EGR閉塞気筒の燃料補正量(減量補正量・増量補正量)を設定するようにしてもよい。
−他の実施形態−
以上の例では、分岐EGR通路(分岐排気還流通路)91bを各気筒(#1,#2,#3,#4)の吸気ポート11aに接続しているが、本発明はこれに限られることなく、排気ガスの一部を還流させる通路(例えば、シリンダブロックに形成した通路)をそれぞれ各気筒(燃焼室)に直接接続して、排気ガスを各気筒に個別に還流させるようにしてもよい。
以上の例では、フロント空燃比センサ37の出力信号から算出されるA/F傾きαに基づいて、EGR閉塞を判定しているが、本発明はこれに限られることなく、他の方法でEGR閉塞を判定するようにしてもよい。例えば、上記したA/Fセンサ波形のリーンピーク値AFaとリッチピーク値AFbの差分ΔAF(図6参照)に基づいてEGR閉塞を判定するようにしてもよい。
以上の例では、4気筒ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば6気筒や8気筒などの他の任意の気筒数の多気筒内燃機関の制御にも適用可能である。
以上の例では、ポート噴射型多気筒ガソリンエンジンの制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型多気筒ガソリンエンジンの制御にも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、V型多気筒ガソリンエンジンの制御にも本発明を適用することができる。
さらに、ガソリンエンジンに限られることなく、例えばガソリンとアルコールとを任意の割合で混合したアルコール含有燃料をも使用可能なフレックス燃料内燃機関の制御にも本発明を適用することができる。
以上の例では、エンジン(内燃機関)のみが搭載されたコンベンショナル車両のエンジン制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、エンジン及び電動機(モータジェネレータまたはモータ等)が搭載されたハイブリッド車両のエンジン制御にも適用可能である。
本発明は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関の制御に利用可能であり、さらに詳しくは、気筒(燃焼室)から排気通路に排出される排気ガスの一部を各気筒に還流させるEGR装置を備えた多気筒内燃機関の制御に有効に利用することができる。
1 エンジン
2 インジェクタ
3 点火プラグ
8 三元触媒
9 EGR装置
91 EGR通路
91b 分岐EGR通路
11 吸気通路
11a 吸気ポート
11b 吸気マニホールト
12 排気通路
12a 排気ポート
12b 排気マニホールド
31 クランクポジションセンサ
33 エアフロメータ
37 フロント空燃比センサ
38 リアO2センサ
39 カムポジションセンサ
40 ノックセンサ
200 ECU

Claims (3)

  1. 複数の気筒を有する内燃機関の排気通路に排出される排気ガスの一部を各気筒に個別に還流させる通路を有する排気還流装置を備えているとともに、排気通路に配置した空燃比センサの出力に基づいて、排気空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御の実行が可能な多気筒内燃機関の制御装置であって、
    前記複数の気筒のうちの半数は、残りの半数の気筒に比べて前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒であり、
    前記残りの半数の気筒は、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒に比べて、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが弱い気筒であり、
    前記複数の気筒のうちのいずれかの気筒に排気ガスを還流させる前記通路に詰まりが生じた場合に、その詰まりが生じた気筒を特定し、
    前記特定した気筒が、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが強い気筒であって、前記詰まりによって気筒内の空燃比がリーン側に変化することにより、フィードバック補正量がリッチ側にずれる場合は、前記目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する一方、
    前記特定した気筒が、前記空燃比センサへの排気ガスの当たりが弱い気筒であって、前記詰まりによって気筒内の空燃比がリーン側に変化することにより、フィードバック補正量がリーン側にずれる場合は、前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
  2. 請求項1記載の多気筒内燃機関の制御装置において、
    前記目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する場合、吸入空気量が多いほど、目標空燃比をよりリーン側の値に設定し、
    前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定する場合、吸入空気量が多いほど、目標空燃比をよりリッチ側の値に設定することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
  3. 請求項2記載の多気筒内燃機関の制御装置において、
    前記目標空燃比をストイキよりもリーン側に設定する場合、前記通路の詰まりにより生じる気筒間の空燃比のインバランス率が大きいほど、目標空燃比をよりリーン側の値に設定し、
    前記目標空燃比をストイキよりもリッチ側に設定する場合、前記通路の詰まりにより生じる気筒間の空燃比のインバランス率が大きいほど、目標空燃比をよりリッチ側の値に設定することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置
JP2012020068A 2012-02-01 2012-02-01 多気筒内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP5772634B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012020068A JP5772634B2 (ja) 2012-02-01 2012-02-01 多気筒内燃機関の制御装置
US13/754,166 US20130197786A1 (en) 2012-02-01 2013-01-30 Control apparatus and control method for multi-cylinder internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012020068A JP5772634B2 (ja) 2012-02-01 2012-02-01 多気筒内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013160061A JP2013160061A (ja) 2013-08-19
JP5772634B2 true JP5772634B2 (ja) 2015-09-02

Family

ID=48870974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012020068A Expired - Fee Related JP5772634B2 (ja) 2012-02-01 2012-02-01 多気筒内燃機関の制御装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130197786A1 (ja)
JP (1) JP5772634B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5234143B2 (ja) * 2011-06-28 2013-07-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の診断装置
JP2013241867A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Aisan Industry Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP6451492B2 (ja) * 2015-05-15 2019-01-16 トヨタ自動車株式会社 エンジン装置
JP6540239B2 (ja) * 2015-06-02 2019-07-10 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP6506131B2 (ja) * 2015-07-29 2019-04-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御方法及び制御装置
US10330035B2 (en) * 2016-06-02 2019-06-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for determining air-fuel imbalance
US9995202B2 (en) * 2016-08-05 2018-06-12 Caterpillar Inc. Sparkplug assembly with prechamber volume
KR102323407B1 (ko) * 2017-09-08 2021-11-05 현대자동차주식회사 캠 샤프트 위치 센서 고장 시의 차량 시동 제어 방법
JP6624321B1 (ja) * 2019-03-22 2019-12-25 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常検出装置、空燃比センサの異常検出システム、データ解析装置、内燃機関の制御装置、および空燃比センサの異常検出方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445489A (en) * 1980-08-25 1984-05-01 Toyo Kogyo Co., Ltd. Air-fuel mixture control for automobile engine having fuel injection system
JPS5746054A (en) * 1980-09-01 1982-03-16 Mazda Motor Corp Exhaust gas cleaner of fuel injection engine
JPS5749052A (en) * 1980-09-06 1982-03-20 Mazda Motor Corp Purifying device of exhaust gas in fuel injection type engine
US5623913A (en) * 1995-02-27 1997-04-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection control apparatus
JP3878398B2 (ja) * 2000-08-18 2007-02-07 株式会社日立製作所 エンジンの自己診断装置および制御装置
JP3873881B2 (ja) * 2002-12-18 2007-01-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4468039B2 (ja) * 2004-03-26 2010-05-26 富士重工業株式会社 排気ガス還流装置の故障診断装置
US7497210B2 (en) * 2006-04-13 2009-03-03 Denso Corporation Air-fuel ratio detection apparatus of internal combustion engine
JP4665858B2 (ja) * 2006-07-21 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
US7707822B2 (en) * 2006-08-08 2010-05-04 Denso Corporation Cylinder air-fuel ratio controller for internal combustion engine
JP2008121534A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Denso Corp 内燃機関の異常診断装置
JP4930347B2 (ja) * 2007-11-30 2012-05-16 株式会社デンソー 内燃機関の異常診断装置
JP4553007B2 (ja) * 2007-12-27 2010-09-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2010156295A (ja) * 2008-12-29 2010-07-15 Toyota Motor Corp 多気筒内燃機関の診断装置及び制御装置
WO2010087025A1 (ja) * 2009-01-28 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置
JP5267600B2 (ja) * 2011-03-03 2013-08-21 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013160061A (ja) 2013-08-19
US20130197786A1 (en) 2013-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5772634B2 (ja) 多気筒内燃機関の制御装置
CA2653750C (en) Cetane number detection means and engine having the cetane number detection means
JP5790523B2 (ja) 空燃比インバランス判定装置
JP5720700B2 (ja) 過給機付き内燃機関
US8695568B2 (en) Inter-cylinder air-fuel ratio imbalance abnormality determination device
US8620564B2 (en) Abnormality detection apparatus and abnormality detection method for multi-cylinder internal combustion engine
JP5742682B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JPH1061477A (ja) 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置
JP5821566B2 (ja) 内燃機関の失火異常検出装置
JP2012031735A (ja) 多気筒内燃機関の制御装置
JP6107378B2 (ja) 空燃比インバランス判定装置
JP5821749B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP6406398B2 (ja) 筒内噴射エンジンの制御装置
JP2014214676A (ja) 内燃機関の制御装置
JP6686863B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JPH10252532A (ja) 内燃機関の燃料カット制御装置
JP5071300B2 (ja) 燃料噴射制御装置
US7447586B2 (en) Valve characteristic control apparatus for internal combustion engine
JP2001059444A (ja) 内燃機関の燃料カット制御装置
JP5447236B2 (ja) 多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2010043588A (ja) 燃料噴射制御装置
JP2017008770A (ja) 内燃機関の制御装置
US20130133401A1 (en) Apparatus and method for detecting abnormality of imbalance of air-fuel ratios among cylinders
JP5482515B2 (ja) 多気筒内燃機関の制御装置
JP5821748B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150108

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: 20150602

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150615

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5772634

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees