[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)的氣缸間空燃比不平衡判定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980156000.8
• 申請日: 2009-02-03
• 公開（公告）號: CN102308074A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木所徹;澤田裕;巖崎靖志;中村文彥
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00;F02D41/14;F02M25/08;G01M15/05
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 郭小軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及「內(nèi)燃機(jī)的氣缸間空燃比不平衡判定裝置」，該「內(nèi)燃機(jī)的氣缸間空燃比不平衡判定裝置」適用于多氣缸內(nèi)燃機(jī)，能夠判定(監(jiān)視·檢測)向各氣缸供給的混合氣體的空燃比的不均衡(氣缸間空燃比不平衡，氣缸間空燃比偏差，氣缸間的空燃比的不均勻性)是否過度地增大。

背景技術(shù)

以往，公知有這樣的空燃比控制裝置，該空燃比控制裝置具有：配設(shè)在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中的三元催化劑；在該排氣通路中分別配置在該三元催化劑的上游以及下游的上游側(cè)空燃比傳感器以及下游側(cè)空燃比傳感器。該空燃比控制裝置，以向內(nèi)燃機(jī)供給的混合氣體的空燃比(內(nèi)燃機(jī)的空燃比)與理論空燃比一致的方式，根據(jù)上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值和下游側(cè)空燃比傳感器的輸出值，對內(nèi)燃機(jī)的空燃比進(jìn)行反饋控制。

這樣的空燃比控制裝置使用對于所有的氣缸共通的控制量(空燃比反饋量)來控制內(nèi)燃機(jī)的空燃比。即，以向內(nèi)燃機(jī)整體供給的混合氣體的空燃比的平均值與理論空燃比一致的方式執(zhí)行空燃比控制。

例如，在內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的測定值或者推定值背離「真實(shí)的吸入空氣量」的情況下，各氣缸的空燃比一律相對于理論空燃比向「濃側(cè)或者稀薄側(cè)」偏移。在這種情況下，以往的空燃比控制，使向內(nèi)燃機(jī)供給的混合氣體的空燃比向「稀薄側(cè)或者濃側(cè)」移動。其結(jié)果，向各氣缸供給的混合氣體的空燃比被向理論空燃比附近的空燃比修正。因此，各氣缸中的燃燒接近于完全燃燒(混合氣體的空燃比為理論空燃比時(shí)的燃燒)，并且，流入三元催化劑的廢氣的空燃比成為理論空燃比或者理論空燃比附近的空燃比。其結(jié)果，避免了排放物的惡化。

但是，一般情況下，電子燃料噴射式內(nèi)燃機(jī)在與各氣缸或者各氣缸聯(lián)通的進(jìn)氣口具有一個(gè)燃料噴射閥。因此，若某個(gè)特定的氣缸的燃料噴射閥的特性成為「噴射比指示的燃料噴射量大許多的量的燃料的特性」，則僅向該特定的氣缸供給的混合氣體的空燃比(該氣缸的空燃比)較大地向濃側(cè)變化。即，氣缸間的空燃比的不均勻性(氣缸間空燃比偏差，空燃比的氣缸間不平衡)變大。換言之，在向多個(gè)氣缸的每一個(gè)供給的混合氣體的空燃比(單個(gè)氣缸空燃比)之間產(chǎn)生不均衡。

在這種情況下，向內(nèi)燃機(jī)供給的混合氣體的平均空燃比，成為比理論空燃比濃的一側(cè)的空燃比。因此，通過對于所有的氣缸共通的空燃比反饋量，上述特定的氣缸的空燃比以接近理論空燃比的方式被向稀薄側(cè)改變。另外，其它氣缸的空燃比以背離理論空燃比的方式被向稀薄側(cè)改變。此時(shí)，由于其它氣缸的氣缸數(shù)比上述特定氣缸的氣缸數(shù)(1個(gè)氣缸)多，所以上述特定的氣缸的空燃比依然為比理論空燃比濃很多的一側(cè)的空燃比，其它氣缸的空燃比為比理論空燃比稍微稀薄的一側(cè)的空燃比。其結(jié)果，向內(nèi)燃機(jī)供給的混合氣體的整體的平均空燃比大致與理論空燃比一致。

但是，由于上述特定氣缸的空燃比依然成為比理論空燃比濃的一側(cè)的空燃比，剩下的氣缸的空燃比成為比理論空燃比稀薄的一側(cè)的空燃比，所以各氣缸中的混合氣體的燃燒狀態(tài)成為與完全燃燒不同的燃燒狀態(tài)。其結(jié)果，從各氣缸排出的排放物的量(未燃物的量以及氮氧化物的量)增大。因此，即使向內(nèi)燃機(jī)供給的混合氣體的平均空燃比為理論空燃比，增加了的排放物也不能被三元催化劑完全凈化，其結(jié)果，有排放物惡化的可能性。因此，為了不使排放物惡化，檢測到氣缸間的空燃比的不均勻性過大這一情況并采取某種對策是很重要的。

判定這樣的「氣缸間的空燃比的不均勻性(氣缸間空燃比不平衡，單個(gè)氣缸空燃比之間的不均衡)」是否過大的以往的裝置(氣缸間空燃比不平衡判定裝置)之一，通過分析配設(shè)在排氣集合部的單一的空燃比傳感器的輸出來獲取表示各氣缸的空燃比的推定空燃比。另外，該以往的裝置使用各氣缸的推定空燃比判定「氣缸間的空燃比的不均勻性」是否過大(例如，參照特開2000-220489號公報(bào)。)。

發(fā)明內(nèi)容

但是，上述以往的裝置，必須通過空燃比傳感器每經(jīng)過短時(shí)間而檢測隨著內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)而變動的廢氣的空燃比。因此，需要響應(yīng)性非常好的空燃比傳感器。另外，由于若空燃比傳感器劣化則響應(yīng)性將降低，因此產(chǎn)生了不能高精度地推定各氣缸的空燃比這樣的問題。此外，也難以將空燃比的變動與噪音分離。并且，需要高速的數(shù)據(jù)取樣技術(shù)以及處理能力高的高性能的CPU。這樣，上述以往的裝置具有很多要解決的課題。

本發(fā)明的目的之一，是提供能夠高精度地判定「氣缸間的空燃比的不均勻性」是否過大的「實(shí)用性高的內(nèi)燃機(jī)的氣缸間空燃比不平衡判定裝置」。