[go: up one dir, main page]

JP6665774B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6665774B2
JP6665774B2 JP2016252115A JP2016252115A JP6665774B2 JP 6665774 B2 JP6665774 B2 JP 6665774B2 JP 2016252115 A JP2016252115 A JP 2016252115A JP 2016252115 A JP2016252115 A JP 2016252115A JP 6665774 B2 JP6665774 B2 JP 6665774B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
detection
processing unit
cylinders
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.)
Active
Application number
JP2016252115A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018105224A (ja
Inventor
中村 貴志
貴志 中村
勇喜 野瀬
勇喜 野瀬
英二 生田
英二 生田
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 JP2016252115A priority Critical patent/JP6665774B2/ja
Priority to US15/848,500 priority patent/US10378471B2/en
Priority to DE102017131108.4A priority patent/DE102017131108B4/de
Priority to CN201711403677.XA priority patent/CN108343525B/zh
Publication of JP2018105224A publication Critical patent/JP2018105224A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6665774B2 publication Critical patent/JP6665774B2/ja
Active 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
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • 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
    • F02D41/0085Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • 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
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • 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
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • 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
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224Diagnosis of the fuel system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614Actual fuel mass or fuel injection amount
    • 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
    • F02D41/0082Controlling each cylinder individually per groups or banks
    • 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
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
内燃機関からの排気エミッションの悪化を抑制するために、触媒を適切な温度にまで昇温させる昇温処理が知られている。昇温処理として、内燃機関の複数の気筒のうちの一の気筒の目標空燃比をリッチ空燃比に設定し、他の気筒の目標空燃比をリーン空燃比に設定する制御が知られている(例えば特許文献1参照)。
また、何れかの燃料噴射弁に詰まり等の異常が発生して、複数の気筒間での空燃比のばらつき度合が大きくなり、排気エミッションが悪化する可能性がある。このため、空燃比のばらつき度合を検出する検出処理を実行し、ばらつき度合が大きい場合に何れかの燃料噴射弁に異常が発生していると判定する技術が知られている(例えば特許文献2参照)。
特開2012−057492号公報 特開2014−185554号公報
上述の昇温処理は、意図的に複数の気筒間の空燃比のばらつきを生じさせる制御である。このため、昇温処理の実行中に検出処理が実行されると、何れの燃料噴射弁も正常であるにも関わらず、空燃比のばらつき度合が大きいと検出されて、何れかの燃料噴射弁に異常が発生しているものと判定される可能性がある。
そこで本発明は、燃料噴射弁に異常が発生しているか否かの判定精度の低下が抑制された内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
上記目的は、内燃機関が有する複数の気筒のうちの少なくとも一の前記気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比にし、複数の前記気筒のうち残りの他の前記気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比にして、前記複数の気筒からの排気を浄化する触媒を昇温させることによって前記触媒の浄化能力を再生させる昇温処理を実行する昇温処理部と、前記複数の気筒間での空燃比のばらつき度合を検出する検出処理を実行する検出処理部と、検出された前記ばらつき度合に基づいて、前記複数の気筒にそれぞれ対応した複数の燃料噴射弁の全てが正常であるか、又は何れかが異常であるかを判定する判定処理を実行する判定処理部と、を備え、前記検出処理部は、前記昇温処理の実行中の期間を避けて、前記検出処理を実行し、前記検出処理部は、前記内燃機関のクランク角センサの検出値の変動率を前記ばらつき度合として検出し、前記判定処理部は、前記検出値の変動率の最大値が閾値未満である場合には、前記複数の燃料噴射弁の全てが正常であると判定する、内燃機関の制御装置によって達成できる。
これにより、昇温処理の実行中に検出処理が実行されることが回避され、燃料噴射弁に異常が発生しているか否かの判定精度の低下が抑制される。
前記検出処理の完了後であって前記判定処理部により前記複数の燃料噴射弁の全てが正常であると判定された場合に、前記昇温処理部は前記昇温処理の実行を許可する、構成であってもよい。
前記昇温処理の実行中に前記検出処理の実行要求があった場合には、前記昇温処理部は前記昇温処理を停止して、前記検出処理部は前記検出処理を実行する、構成であってもよい。
本発明によれば、燃料噴射弁に異常が発生しているか否かの判定精度の低下が抑制された内燃機関の制御装置を提供できる。
図1は、エンジンシステムの概略構成図である。 図2は、ECUが実行する干渉回避制御の一例を示したフローチャートの一例である。 図3は、干渉回避制御に関するタイミングチャートの一例である。 図4は、ECUが実行する干渉回避制御の変形例の一例を示したフローチャートである。 図5は、干渉回避制御の変形例に関するタイミングチャートの一例である。
図1は、エンジンシステム1の概略構成図である。図1に示すように、エンジンシステム1は、エンジン20の排気を浄化する三元触媒31等を備えている。エンジン20は、シリンダブロック21に設置されたシリンダヘッド22内の燃焼室23の内で混合気を燃焼させて、ピストン24を往復動させる。エンジン20は直列4気筒エンジンであるが、複数の気筒を有していればこれに限定されない。
エンジン20のシリンダヘッド22には、吸気ポートを開閉する吸気弁Viと、排気ポートを開閉する排気弁Veとが気筒ごとに設けられている。また、シリンダヘッド22の頂部には、燃焼室23内の混合気に点火するための点火プラグ27が気筒ごとに取り付けられている。
各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介してサージタンク18に接続されている。サージタンク18の上流側には吸気管10が接続されており、吸気管10の上流端にはエアクリーナ19が設けられている。そして吸気管10には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ15と、電子制御式のスロットルバルブ13とが設けられている。
また、各気筒の吸気ポートには、燃料を吸気ポート内に噴射する燃料噴射弁12が設置されている。燃料噴射弁12から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Viの開弁時に燃焼室23に吸入され、ピストン24で圧縮され、点火プラグ27で点火燃焼させられる。尚、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁12の代わりに、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を設けてもよいし、吸気ポート内及び気筒内にそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁の双方を備えていてもよい。
一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気管30に接続されている。排気管30には、三元触媒31が設けられている。三元触媒31は、酸素吸蔵能を有し、NOx,HCおよびCOを浄化する。三元触媒31は、例えば、コージェライト等の基材、特にはハニカム基材上に、アルミナ(Al23)等の触媒担体と、当該触媒担体上に担持された白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒金属とを含む1つ又は複数の触媒層を形成したものである。三元触媒31は、エンジン20が有する複数の気筒から排出された排気を浄化する触媒の一例であって、酸化触媒や、酸化触媒でコートされたガソリンパティキュレートフィルターであってもよい。
三元触媒31の上流側には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ33が設置されている。空燃比センサ33は、いわゆる広域空燃比センサであり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した値の信号を出力する。
エンジンシステム1は、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び記憶装置等を備える。ECU50は、ROMや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによりエンジン20を制御し、エンジン20の制御装置の一例である。またECU50は、後述する昇温処理、検出処理、及び判定処理を実行する。これら制御は、CPU、ROM、及びRAMにより機能的に実現される、ECU50の昇温処理部、検出処理部、及び判定処理部により実現される。詳しくは後述する。
ECU50には、上述の点火プラグ27、スロットルバルブ13及び燃料噴射弁12等が電気的に接続されている。またECU50には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ11、スロットルバルブ13のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ14、吸入空気量を検出するエアフローメータ15、空燃比センサ33、エンジン20のクランク角を検出するクランク角センサ25、エンジン20の冷却水の温度を検出する水温センサ29や、その他の各種センサが図示されないA/D変換器等を介して電気的に接続されている。ECU50は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ27、スロットルバルブ13、燃料噴射弁12等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
次に、ECU50による目標空燃比の設定について説明する。後述する昇温処理が実行されていない通常状態では、エンジン20の状態に応じて目標空燃比が設定される。例えば低回転低負荷領域では目標空燃比は理論空燃比に設定され、高回転高負荷領域では目標空燃比は理論空燃比よりもリッチ側に設定される。目標空燃比が設定されると、空燃比センサ33により検出された空燃比が目標空燃比に一致するように、各気筒への燃料噴射量がフィードバック制御される。
また、ECU50は、三元触媒31を所定の温度域にまで昇温させることによって、三元触媒31に堆積した硫黄化合物(SO)を離脱させて三元触媒31の浄化能力を再生する昇温処理を実行する。昇温処理では、複数の気筒のうち一の気筒での目標空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比に設定し、残りの他の3つの気筒での目標空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定される、いわゆるディザ制御が実行される。また、全気筒の目標空燃比の平均が理論空燃比となるように設定されるが、必ずしも理論空燃比である必要はなく、理論空燃比を含む所定の範囲内で三元触媒31を所望の温度にまで昇温可能な空燃比であればよい。例えばリッチ空燃比は9〜12の間に設定され、リーン空燃比は15〜16の間に設定される。また、複数の気筒のうち、少なくとも一つがリッチ空燃比に設定されており、残りの他の気筒がリーン空燃比に設定されていればよい。
上記のように昇温処理が実行されると、目標空燃比がリッチ空燃比に設定された気筒から排出された余剰燃料が、三元触媒31に付着し、リーン空燃比から排出された排気によるリーン雰囲気下で燃焼する。これにより三元触媒31が昇温され、SOが離脱される。
また、ECU50は、複数の気筒間での空燃比のばらつき(インバランスとも称する)を検出する検出処理を実行する。ここで、複数の気筒間での空燃比にばらつきが発生した場合、クランク角センサ25の検出値の変動率、即ち検出値の傾きが増大するため、空燃比のばらつきがクランク角センサ25の検出値の傾きに反映される。このため検出処理では、所定期間内でクランク角センサ25の検出値を監視し、検出値の傾きの大きさをばらつき度合として検出する。更にECU50は、算出されたばらつき度合に基づいて、何れかの気筒に対応した燃料噴射弁12が正常又は異常であるかを判定する判定処理を実行する。
ここで、上記の昇温処理は意図的に気筒間の空燃比のばらつきを設定するものであるため、昇温処理と検出処理とが干渉すると、全ての燃料噴射弁12が正常であるにも関わらずに、空燃比のばらつき度合が大きいとして、何れかの燃料噴射弁12に異常があると判定される可能性がある。このため、本実施例でのECU50は、以下に説明するように、検出処理と昇温処理との干渉を回避する干渉回避制御を実行する。
図2は、ECU50が実行する干渉回避制御の一例を示したフローチャートである。図2のフローチャートは、所定期間毎に繰り返し実行される。まず、検出処理の実行条件成立フラグがONか否かが判定される(ステップS1)。検出処理の実行条件フラグは、例えば、同じトリップ中で検出処理が未実行であること、エンジン20の暖機が完了していること、エンジン20の運転状態が急加速及び急減速等の過渡運転状態にないこと、エンジン20の回転数やスロットル開度が所定の領域内にあること、空燃比センサ33の検出値に基づく空燃比フィードバック制御の実行中であること、燃料カットの実行中ではないこと、の全てを満たす場合に、OFFからONに切り替えられる。尚、上記の各条件が成立したか否かは、同じトリップ中での検出処理の完了を示す検出処理完了フラグがOFFであることや、水温センサ29やクランク角センサ25、スロットル開度センサ14、アクセル開度センサ11等の各種センサの検出値に基づいて判断される。ステップS1で否定判定の場合には、ステップS13以降の処理が実行される。
ステップS1で肯定判定の場合には、即ち、上記の各条件の全てが成立する場合には、所定期間に亘ってクランク角センサ25の検出値が監視される検出処理が実行される(ステップS3)。ステップS3の処理は、検出処理部が実行する処理の一例であって、複数の気筒間での空燃比のばらつき度合を検出する検出処理の一例である。
次に、検出処理が完了したか否かが判定される(ステップS5)。具体的には、検出処理の実行期間が上述の所定期間を経過したか否かが判定される。否定判定の場合、検出処理が継続される。肯定判定の場合には、検出処理の実行条件成立フラグがONからOFFに切り替えられ(ステップS6)、検出処理の実行中に取得されたばらつき度合の最大値が閾値未満であるか否かが判定される(ステップS7)。
ステップS7で肯定判定の場合には、ばらつき度合は小さいとして全ての燃料噴射弁12は正常であるとする正常判定がなされ(ステップS9)、昇温処理の実行許可フラグがOFFからONに切り替えられる(ステップS10)。ステップS7で否定判定の場合には、ばらつき度合が大きいとして何れかの燃料噴射弁12に異常が発生しているとする異常判定がなされる(ステップS11)。ステップS11の処理では、ステップS10の処理は実行されず、昇温処理の実行許可フラグはOFFのままに維持される。ステップS7、S9、及びS11の処理は、判定処理部が実行する処理の一例であり、検出されたばらつき度合に基づいて、複数の気筒にそれぞれ対応した複数の燃料噴射弁12が正常であるか否かを判定する判定処理の一例である。
次に、昇温処理の実行許可フラグがONか否かが判定される(ステップS13)。肯定判定の場合、昇温処理の実行要求フラグがONか否かが判定される(ステップS15)。昇温処理の実行要求フラグは、例えば、エンジン20の累積運転期間が所定の期間を超えており、三元触媒31を昇温させて再生する必要性が生じた場合等に、OFFからONに切り替えられる。肯定判定の場合には、昇温処理が実行される(ステップS17)。ステップS13又はS15で否定判定の場合には、昇温処理は実行されずに本制御が終了する。ステップS17の処理は、昇温処理部が実行する処理の一例であり、エンジン20が有する複数の気筒のうち少なくとも一の気筒での目標空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比にし、複数の気筒のうち残りの他の気筒での目標空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比にして、複数の気筒からの排気を浄化する三元触媒31を昇温させる昇温処理の一例である。
昇温処理が実行されると、昇温処理の実行要求フラグがOFFか否かが判定される(ステップS19)。昇温処理の実行要求フラグは、例えば所定期間昇温処理が継続されるとONからOFFに切り替えられる。ステップS19で否定判定の場合には、昇温処理が継続され、肯定判定の場合には昇温処理が停止され(ステップS21)、本制御が終了する。
ステップS13で否定判定される場合とは、ステップS10で昇温処理の実行許可フラグがONに切り替えられていない場合である。具体的には、ステップS1で否定判定がなされて同じトリップ中において検出処理が未実行の場合や、検出処理は完了済みであるがステップS11で異常判定がなされた場合である。この場合、昇温処理の実行要求フラグがONであるか否かの判定がされることなく、本制御は終了する。即ち、この場合には昇温処理が実行されることはない。尚、ステップS10の処理が実行されても、昇温処理の実行要求がない場合にも、昇温処理は実行されない。
図3は、干渉回避制御に関するタイミングチャートの一例である。本タイミングチャートは、検出処理の実行前から昇温処理の実行要求フラグがONであり、上述の正常判定がなされる場合について例示している。時刻t1で検出処理の実行条件成立フラグがOFFからONに切り替えられて、検出処理が実行される。その後、時刻t2で検出処理が完了して検出処理の実行条件成立フラグがONからOFFに切り替えられて、上述の正常判定がなされて昇温処理の実行許可フラグがOFFからONに切り替えられる。これにより、複数の気筒の何れか一つの気筒での目標空燃比が理論空燃比からリッチ空燃比に切り替えられ、残りの他の気筒での目標空燃比が理論空燃比からリーン空燃比に切り替えられて、昇温処理が実行される。その後に時刻t3で昇温処理の実行要求フラグがONからOFFに切り替えられると、複数の気筒の各空燃比が理論空燃比に設定されて、昇温処理は終了する。
以上のように、同一トリップ中において検出処理が完了して全ての燃料噴射弁12は正常であるとの正常判定されたことが、昇温処理の実行の許可条件となる。換言すれば、昇温処理の実行中の期間を避けて、検出処理が実行される。従って、検出処理と昇温処理とが干渉することが回避され、空燃比のばらつき度合に基づく燃料噴射弁12の正常又は異常の判定精度の低下が抑制される。また、昇温処理によって検出処理が妨げられることもないため、検出処理の実効機会の低下も抑制される。
更に本実施例では、複数の燃料噴射弁が正常であると判定された場合に、昇温処理の実行が許可される。例えば、検出処理の完了後に一律に昇温処理の実行が許可されることを想定すると、異常判定がなされている場合にも昇温処理が実行される可能性がある。この場合に昇温処理を実行しても、三元触媒31を適切に昇温することができない可能性がある。また、例えば、昇温処理で目標空燃比がリーン空燃比に設定される気筒に対応した燃料噴射弁12に詰まり等の異常が発生している場合には、昇温処理でのこの気筒での実空燃比は、設定されたリーン空燃比よりも更にリーン側となって、失火が発生する可能性がある。本実施例では昇温処理よりも検出処理の実行を優先して全ての燃料噴射弁12は正常であるとする正常判定がされた場合に昇温処理が実行される。このため、昇温処理による効果が見込まれる正常判定がなされた場合に昇温処理が実行され、また昇温処理の実行中での失火の発生も抑制される。
次に、ECU50が実行する干渉回避制御の変形例について説明する。図4は、ECU50が実行する干渉回避制御の変形例の一例を示したフローチャートである。干渉回避制御の変形例では、上述した場合と異なり、昇温処理の実行中に検出処理の実行条件が成立した場合には、昇温処理が一時的に停止して検出処理が実行される。尚、干渉回避制御の変形例について、上記の実施例での制御と同一の処理については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
ステップS1で肯定判定の場合には、昇温処理の実行中であるか否かを判定する(ステップS2a)。ステップS2aで否定判定の場合には、ステップS3以降の処理が実行される。肯定判定の場合には、昇温処理の実行許可フラグがONからOFFに切り替えられて(ステップS2b)、昇温処理が停止される(ステップS2c)。即ち、各気筒での目標空燃比が同じ理論空燃比に設定されて、その後にステップS3以降の処理が実行される。このように、検出処理の実行要求があった場合に昇温処理を停止することにより、昇温処理の実行中の期間を避けて検出処理が実行される。
その後に、ステップS5〜S9の処理を経て昇温処理の実行許可フラグがOFFからONに切り替えられて(ステップS10)、ステップS13及びS15で肯定判定がなされると、停止中であった昇温処理が再開される(ステップS17、S19、S21)。ステップS11が実行されると、昇温処理の実行許可フラグはOFFのままであるため、ステップS13で否定判定がなされて、昇温処理は再開されずに本制御は終了する。
尚、ステップS1で否定判定の場合には、検出処理が未実行であるか否かが判定される(ステップS1a)。肯定判定の場合には、昇温処理の実行許可フラグがOFFからONに切り替えられ(ステップS1b)、ステップS13以降の処理が実行される。否定判定の場合には、ステップS13以降の処理が実行される。従って、例えば検出処理が未実行の場合、及び検出処理が実行されたがステップS9で正常判定された場合には、ステップS13以降で昇温処理が実行可能である。一方、検出処理が実行されたがステップS11で異常判定がなされた場合には、昇温処理の実行許可フラグはOFFのままであるため、昇温処理は実行されない。
図5は、干渉回避制御の変形例に関するタイミングチャートの一例である。本タイミングチャートは、昇温処理が一時的に停止されて検出処理が実行され、その後に昇温処理が再開される場合について示している。昇温処理の実行中に、時刻t11で検出処理の実行条件成立フラグがOFFからONに切り替わると、昇温処理の実行許可フラグがONからOFFに切り替えられ、検出処理が実行される。
その後、時刻t12で検出処理が完了して検出処理の実行条件成立フラグがONからOFFに切り替えられ、上述の正常判定がなされることにより、再び昇温処理の実行許可フラグがOFFからONに切り替えられて、昇温処理が再度実行される。時刻t13で昇温処理の実行要求フラグがONからOFFに切り替えられると、昇温処理が停止される。
以上のように、昇温処理の実行中に検出処理の実行要求があった場合には、昇温処理が停止されて、検出処理部が実行される。従って、検出処理と昇温処理とが干渉することが回避され、空燃比のばらつき度合に基づく燃料噴射弁12の正常又は異常の判定精度の低下が抑制される。また、検出処理が未完了であっても昇温処理の実行が可能であるため、昇温処理の実行頻度を確保することができ、三元触媒31を昇温させることができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
上記実施例では、クランク角センサ25の検出値の傾きに基づいて空燃比のばらつき度合を検出する検出処理を実行したが、空燃比センサ33の検出値に基づいて検出処理を実行してもよい。複数の気筒間での空燃比にばらつきが発生している場合には、各気筒から排出される排気ガスの空燃比にもばらつきが発生するため、空燃比センサ33の検出値の傾きが増大し、複数の気筒間の空燃比のばらつきが反映されるからである。
上記実施例及び変形例においては、検出処理から昇温処理に切り替えられる場合には、各気筒の空燃比が徐々に昇温処理での各気筒の目標空燃比に到達するように徐変処理を実行してもよい。また、上記変形例においては、更に昇温処理から検出処理に切り替えられる場合にも、昇温処理で設定されていた各気筒の空燃比が徐々に理論空燃比に到達するように徐変処理を実行してもよい。これにより、短時間での空燃比の変化を抑制でき、トルクショックの発生を抑制できる。また、上記変形例において、昇温処理から検出処理に切り替えられる場合には、徐変処理が終了して各気筒の目標空燃比が理論空燃比に到達した後に検出処理が開始されるのが望ましい。徐変処理中に検出処理が開始されることを回避することにより、判定精度が低下することを抑制できるからである。
上記実施例及び変形例においては、各気筒の目標空燃比をリッチ空燃比又はリーン空燃比に設定することにより昇温処理が実行されるが、リッチ空燃比及びリーン空燃比を実現する方法はこれに限定されない。例えば、昇温処理が実行されていない通常運転状態であった場合での目標空燃比に対応した燃料噴射量を所定の割合で増量補正することにより、昇温処理でのリッチ空燃比を実現し、この燃料噴射量に対して所定の割合で減量補正することにより、昇温処理でのリーン空燃比を実現してもよい。
1 エンジンシステム
20 エンジン(内燃機関)
31 三元触媒(触媒)
50 ECU(内燃機関の制御装置、昇温処理部、検出処理部、判定処理部)

Claims (3)

  1. 内燃機関が有する複数の気筒のうちの少なくとも一の前記気筒での空燃比を理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比にし、複数の前記気筒のうち残りの他の前記気筒での空燃比を前記理論空燃比よりも大きいリーン空燃比にして、前記複数の気筒からの排気を浄化する触媒を昇温させることによって前記触媒の浄化能力を再生させる昇温処理を実行する昇温処理部と、
    前記複数の気筒間での空燃比のばらつき度合を検出する検出処理を実行する検出処理部と、
    検出された前記ばらつき度合に基づいて、前記複数の気筒にそれぞれ対応した複数の燃料噴射弁の全てが正常であるか、又は何れかが異常であるかを判定する判定処理を実行する判定処理部と、を備え、
    前記検出処理部は、前記昇温処理の実行中の期間を避けて、前記検出処理を実行し、
    前記検出処理部は、前記内燃機関のクランク角センサの検出値の変動率を前記ばらつき度合として検出し、
    前記判定処理部は、前記検出値の変動率の最大値が閾値未満である場合には、前記複数の燃料噴射弁の全てが正常であると判定する、内燃機関の制御装置。
  2. 前記検出処理の完了後であって前記判定処理部により前記複数の燃料噴射弁の全てが正常であると判定された場合に、前記昇温処理部は前記昇温処理の実行を許可する、請求項1の内燃機関の制御装置。
  3. 前記昇温処理の実行中に前記検出処理の実行要求があった場合には、前記昇温処理部は前記昇温処理を停止して、前記検出処理部は前記検出処理を実行する、請求項1の内燃機関の制御装置。
JP2016252115A 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の制御装置 Active JP6665774B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016252115A JP6665774B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の制御装置
US15/848,500 US10378471B2 (en) 2016-12-26 2017-12-20 Control apparatus and control method for internal combustion engine
DE102017131108.4A DE102017131108B4 (de) 2016-12-26 2017-12-22 Steuergerät und Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor
CN201711403677.XA CN108343525B (zh) 2016-12-26 2017-12-22 用于内燃机的控制设备和控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016252115A JP6665774B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018105224A JP2018105224A (ja) 2018-07-05
JP6665774B2 true JP6665774B2 (ja) 2020-03-13

Family

ID=62510420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016252115A Active JP6665774B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 内燃機関の制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10378471B2 (ja)
JP (1) JP6665774B2 (ja)
CN (1) CN108343525B (ja)
DE (1) DE102017131108B4 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7444104B2 (ja) * 2021-02-24 2024-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2636565B2 (ja) * 1991-07-12 1997-07-30 トヨタ自動車株式会社 異常検出装置
DE19910503C1 (de) 1999-03-10 2000-07-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur periodischen Desulfatisierung eines Stickoxid- oder Schwefeloxid-Speichers mit Fett/Mager-Motorzylinderaufteilung
JP2004353552A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Denso Corp 内燃機関の触媒早期暖機制御装置
JP4103759B2 (ja) * 2003-09-26 2008-06-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3991992B2 (ja) * 2003-09-30 2007-10-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4490721B2 (ja) * 2004-04-12 2010-06-30 三菱自動車工業株式会社 エンジンの失火検出装置及びエンジンの燃焼制御装置
JP4301070B2 (ja) * 2004-04-30 2009-07-22 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
JP3960339B2 (ja) * 2005-01-11 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 吸入空気量ばらつき検出装置
JP4442568B2 (ja) * 2006-01-27 2010-03-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火判定装置および失火判定方法
JP2008095542A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009174443A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP4877610B2 (ja) * 2008-04-17 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP4533941B2 (ja) 2008-04-18 2010-09-01 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
WO2010089887A1 (ja) * 2009-02-03 2010-08-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置
JP5333058B2 (ja) * 2009-08-27 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置
JP5111529B2 (ja) * 2010-01-22 2013-01-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御診断装置
JP5402903B2 (ja) * 2010-02-04 2014-01-29 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
EP2546498A1 (en) * 2010-03-10 2013-01-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detection device for internal combustion engine
JP5256233B2 (ja) * 2010-03-17 2013-08-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の回転変動異常検出装置
JP2011226317A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2011231720A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Toyota Motor Corp 空燃比センサの異常診断装置
JP2012057492A (ja) * 2010-09-06 2012-03-22 Denso Corp 触媒暖機制御装置
JP2012092803A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Toyota Motor Corp 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
CN103443431B (zh) * 2011-03-28 2016-08-31 丰田自动车株式会社 多汽缸内燃机的汽缸间空燃比偏差异常检测装置
JP5402982B2 (ja) * 2011-05-12 2014-01-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の異常判定装置
JP5273202B2 (ja) 2011-05-23 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 空燃比ばらつき異常検出装置
JP2012255398A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2013133790A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5682581B2 (ja) * 2012-02-28 2015-03-11 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP5505447B2 (ja) * 2012-03-28 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5844218B2 (ja) * 2012-05-29 2016-01-13 愛三工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP5765350B2 (ja) * 2013-02-04 2015-08-19 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の気筒間空燃比インバランス検出装置
JP5780257B2 (ja) 2013-03-22 2015-09-16 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP6102885B2 (ja) * 2013-10-29 2017-03-29 トヨタ自動車株式会社 気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP6020474B2 (ja) * 2014-01-08 2016-11-02 トヨタ自動車株式会社 気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP5979173B2 (ja) * 2014-04-16 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6314870B2 (ja) * 2014-04-25 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2016211395A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP6586942B2 (ja) * 2016-12-26 2019-10-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018119477A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の失火判定装置
JP2018188975A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6915440B2 (ja) * 2017-08-09 2021-08-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108343525B (zh) 2021-05-04
US10378471B2 (en) 2019-08-13
JP2018105224A (ja) 2018-07-05
DE102017131108B4 (de) 2021-10-21
CN108343525A (zh) 2018-07-31
US20180179977A1 (en) 2018-06-28
DE102017131108A1 (de) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108457758B (zh) 用于内燃机的控制装置
US20170284269A1 (en) Exhaust gas control device for internal combustion engine and control method thereof
US10125709B2 (en) Abnormality diagnostic device for internal combustion engine and abnormality diagnostic method for internal combustion engine
US10260439B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP2018141445A (ja) 車両の制御装置
US10294881B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP7534092B2 (ja) 下流側空燃比検出装置の異常診断装置
US20180209367A1 (en) Misfire determination device for internal combustion engine
CN108240264B (zh) 用于内燃发动机的控制装置
CN108798923A (zh) 用于内燃机的控制设备
JP6669100B2 (ja) 内燃機関の異常診断装置
JP6665774B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6160035B2 (ja) 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
US8065910B2 (en) Abnormality determination apparatus and method for oxygen sensor
JP2017150412A (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180626

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190529

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191127

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20191205

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: 20200121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200203

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6665774

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151