JP4618009B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置に係り、特に、各気筒の吸入空気量を算出可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and more particularly to a control device for an internal combustion engine capable of calculating an intake air amount of each cylinder.
吸気毎の吸気ばらつきを推定し、各気筒の吸気量を算出する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1の装置によれば、吸気マニフォールド内の空気密度と、スロットル通過空気量とから各気筒の吸気特性が推定され、この吸気特性に基づいて吸気量が算出されている。
There is known a device that estimates intake variation for each intake and calculates the intake amount of each cylinder (for example, see Patent Document 1). According to the apparatus of
しかしながら、上記のような装置では、空気密度を検出するためのセンサを新たに設ける必要があり、搭載性およびコスト上昇の問題があった。さらに、空気密度等のパラメータが増えるため、吸入空気量の計算負荷が高くなってしまう。 However, in the apparatus as described above, it is necessary to newly provide a sensor for detecting the air density, and there are problems of mounting property and cost increase. Furthermore, since parameters such as air density increase, the calculation load of the intake air amount increases.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、既存のセンサを用いて、各気筒の吸入空気量を簡易に算出することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to easily calculate the intake air amount of each cylinder using an existing sensor.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気センサと、
各気筒の吸気開始時期及び吸気終了時期を特定する吸気時期特定手段と、
各気筒の吸気開始時期から吸気終了時期までの間における前記吸気センサの出力値を気筒毎に積算する出力値積算手段と、
前記出力値積算手段により積算された所定サイクル分の積算値を気筒毎に平均化することにより、各気筒の吸入空気量を算出する吸入空気量算出手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An intake sensor provided in an intake system of the internal combustion engine;
An intake timing specifying means for specifying an intake start timing and an intake end timing of each cylinder;
Output value integration means for integrating the output value of the intake sensor for each cylinder from the intake start timing to the intake end timing of each cylinder;
Intake air amount calculation means for calculating the intake air amount of each cylinder by averaging the integrated values for a predetermined cycle integrated by the output value integration means for each cylinder.
また、第2の発明は、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気センサと、
各気筒の吸気開始時期及び吸気終了時期を特定する吸気時期特定手段と、
各気筒の吸気開始時期から吸気終了時期までの間における前記吸気センサの出力値の最大値を気筒毎に取得する最大値取得手段と、
前記最大値取得手段により取得された所定サイクル分の最大値を気筒毎に平均化することにより、気筒間の吸入空気量比を算出する吸入空気量比算出手段とを備えたことを特徴とする。
The second invention is a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An intake sensor provided in an intake system of the internal combustion engine;
An intake timing specifying means for specifying an intake start timing and an intake end timing of each cylinder;
Maximum value acquisition means for acquiring, for each cylinder, the maximum value of the output value of the intake sensor from the intake start timing to the intake end timing of each cylinder;
Intake air amount ratio calculating means for calculating an intake air amount ratio between cylinders by averaging the maximum value for a predetermined cycle acquired by the maximum value acquiring means for each cylinder. .
また、第3の発明は、第2の発明において、前記吸気時期特定手段は、前記吸気センサの出力値が最大となる出力最大時期を特定する出力最大時期特定手段を有し、
前記最大値取得手段は、前記出力最大時期特定手段により特定された出力最大時期における前記吸気センサの出力値を最大値として取得するものであることを特徴とする。
In a third aspect based on the second aspect, the intake timing specifying means includes output maximum timing specifying means for specifying a maximum output timing at which an output value of the intake sensor is maximized,
The maximum value acquisition unit acquires the output value of the intake sensor at the maximum output timing specified by the maximum output timing specification unit as a maximum value.
また、第4の発明は、第1の発明において、前記吸気センサの出力値に基づいて各気筒の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段により算出された各気筒の燃料噴射量を、前記吸入空気量算出手段により算出された各気筒の吸入空気量に基づいて補正する補正手段とを更に備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount of each cylinder based on an output value of the intake sensor;
And a correction unit that corrects the fuel injection amount of each cylinder calculated by the fuel injection amount calculation unit based on the intake air amount of each cylinder calculated by the intake air amount calculation unit. To do.
また、第5の発明は、第2又は第3の発明において、前記吸気センサの出力値に基づいて各気筒の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記燃料噴射量算出手段により算出された各気筒の燃料噴射量を、前記吸入空気量比算出手段により算出された気筒間の吸入空気量比に基づいて補正する補正手段とを更に備えたことを特徴とする。
According to a fifth invention, in the second or third invention, a fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount of each cylinder based on an output value of the intake sensor;
And a correction unit that corrects the fuel injection amount of each cylinder calculated by the fuel injection amount calculation unit based on the intake air amount ratio between the cylinders calculated by the intake air amount ratio calculation unit. Features.
また、第6の発明は、第4又は第5の発明において、前記補正手段により補正された各気筒の燃料噴射量に基づいて、各気筒の出力トルクを推定するトルク推定手段と、
前記トルク推定手段により推定された各気筒の出力トルクのうちの最小値と同じになるように、他の気筒の点火時期を遅角せしめる点火時期変更手段とを備えたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, torque estimation means for estimating an output torque of each cylinder based on the fuel injection amount of each cylinder corrected by the correction means;
Ignition timing changing means for retarding the ignition timing of other cylinders so as to be the same as the minimum value of the output torque of each cylinder estimated by the torque estimation means.
また、第7の発明は、第1の発明において、前記吸入空気量算出手段により算出された各気筒の吸入空気量のうちの一気筒の吸入空気量と同じになるように、他の気筒の吸入空気量を補正する空気量補正手段を更に備えたことを特徴とする。 Further, according to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, other cylinders have the same intake air amount of one cylinder among the intake air amounts calculated by the intake air amount calculation means. An air amount correcting means for correcting the intake air amount is further provided.
また、第8の発明は、第7の発明において、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、
前記触媒の上流に燃料を添加する排気燃料添加機構と、
前記触媒の上流の排気空燃比が目標空燃比となるように、前記排気燃料添加機構により添加される燃料添加量を算出する燃料添加量算出手段と、
各気筒の排気時期を特定する排気時期特定手段と、
前記排気時期特定手段により特定された排気時期に、前記燃料添加量算出手段により算出された燃料噴射量だけ前記排気燃料添加機構から燃料を添加させる噴射実行手段とを更に備えたことを特徴とする。
Further, an eighth invention is the seventh invention, wherein the catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine,
An exhaust fuel addition mechanism for adding fuel upstream of the catalyst;
A fuel addition amount calculating means for calculating a fuel addition amount added by the exhaust fuel addition mechanism so that an exhaust air fuel ratio upstream of the catalyst becomes a target air fuel ratio;
An exhaust timing specifying means for specifying the exhaust timing of each cylinder;
And an injection execution means for adding fuel from the exhaust fuel addition mechanism by the fuel injection amount calculated by the fuel addition amount calculation means at the exhaust timing specified by the exhaust timing specification means. .
また、第9の発明は、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気センサと、
各気筒の吸気開始時期及び吸気終了時期を特定する吸気時期特定手段と、
各気筒の吸気開始時期から吸気終了時期までの間に、前記吸気センサの出力値を気筒毎に積算する出力値積算手段と、
前記出力値積算手段により積算された所定サイクル分の積算値を気筒毎に平均化することにより、各気筒の吸入空気量を算出する第1吸入空気量算出手段と、
各気筒の筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて、各気筒の第2吸入空気量を算出する第2吸入空気量算出手段と、
前記第1吸入空気量と前記第2吸入空気量の乖離度を気筒毎に算出する乖離度算出手段と、
前記乖離度が全気筒で第1所定値以上である場合に、前記吸気センサの出力値を校正する吸気センサ校正手段とを備えたことを特徴とする。
A ninth invention is a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An intake sensor provided in an intake system of the internal combustion engine;
An intake timing specifying means for specifying an intake start timing and an intake end timing of each cylinder;
Output value integration means for integrating the output value of the intake sensor for each cylinder between the intake start timing and the intake end timing of each cylinder;
First intake air amount calculating means for calculating the intake air amount of each cylinder by averaging the integrated values for a predetermined cycle integrated by the output value integrating means for each cylinder;
An in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure of each cylinder;
Second intake air amount calculating means for calculating a second intake air amount of each cylinder based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor;
A deviation degree calculating means for calculating a deviation degree between the first intake air amount and the second intake air amount for each cylinder;
Intake sensor calibration means for calibrating the output value of the intake sensor when the degree of deviation is equal to or greater than a first predetermined value for all cylinders.
また、第10の発明は、第9の発明において、前記乖離度が全気筒で前記第1所定値よりも大きい第2所定値以上である場合に、前記吸気センサが故障していると判定する吸気センサ故障判定手段を更に備えたことを特徴とする。 In a tenth aspect based on the ninth aspect, when the degree of deviation is equal to or greater than a second predetermined value greater than the first predetermined value in all cylinders, it is determined that the intake sensor has failed. The apparatus further comprises intake sensor failure determination means.
また、第11の発明は、第9又は第10の発明において、前記乖離度が特定気筒で第3所定値以上である場合に、該特定気筒における筒内圧センサの出力値を校正する筒内圧センサ校正手段を更に備えたことを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention relates to an in-cylinder pressure sensor that calibrates the output value of the in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder when the degree of divergence is a third predetermined value or more in the specific cylinder in the ninth or tenth aspect. It further comprises calibration means.
また、第12の発明は、第11の発明において、前記乖離度が特定気筒で前記第3所定値よりも大きい第4所定値以上である場合に、該特定気筒における筒内圧センサが故障していると判定する筒内圧センサ故障判定手段を更に備えたことを特徴とする In a twelfth aspect based on the eleventh aspect, when the degree of divergence is equal to or greater than a fourth predetermined value greater than the third predetermined value in the specific cylinder, the in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder fails. In-cylinder pressure sensor failure determination means for determining that
第1の発明によれば、空気センサの出力値を積算し、所定サイクル分の積算値を平均化することで、各気筒の吸入空気量を算出することができる。ここで、吸気センサは、エアフロメータやサージタンク圧力センサのような既存のセンサである。よって、既存のセンサを用いて、各気筒の吸入空気量を簡易に算出することができる。新たなセンサを設ける必要がないため、搭載性やコストの面で有利である。さらに、所定サイクルの積算値を平均化することで、吸気センサの出力値のノイズの影響を十分抑えることができる。このため、各気筒の吸入空気量を精度良く算出することができる。 According to the first invention, the intake air amount of each cylinder can be calculated by integrating the output values of the air sensor and averaging the integrated values for a predetermined cycle. Here, the intake sensor is an existing sensor such as an air flow meter or a surge tank pressure sensor. Therefore, the intake air amount of each cylinder can be easily calculated using an existing sensor. Since it is not necessary to provide a new sensor, it is advantageous in terms of mountability and cost. Furthermore, by averaging the integrated values of a predetermined cycle, it is possible to sufficiently suppress the influence of noise in the output value of the intake sensor. For this reason, the intake air amount of each cylinder can be accurately calculated.
第2の発明によれば、空気センサの出力値の最大値を取得し、所定サイクル分の最大値を平均化することで、気筒間の吸入空気量比を算出することができる。ここで、吸気センサは、エアフロメータやサージタンク圧力センサのような既存のセンサである。よって、既存のセンサを用いて、気筒間の吸入空気量比を簡易に算出することができる。新たなセンサを設ける必要がないため、搭載性のコストの面で有利である。さらに、所定サイクルの最大値を平均化することで、吸気センサの出力値のノイズの影響を十分抑えることができる。このため、気筒間の吸入空気量比を精度良く算出することができる。 According to the second invention, the maximum value of the output value of the air sensor is acquired, and the maximum value for a predetermined cycle is averaged, whereby the intake air amount ratio between the cylinders can be calculated. Here, the intake sensor is an existing sensor such as an air flow meter or a surge tank pressure sensor. Therefore, it is possible to easily calculate the intake air amount ratio between the cylinders using an existing sensor. Since it is not necessary to provide a new sensor, it is advantageous in terms of mounting cost. Furthermore, by averaging the maximum value of a predetermined cycle, it is possible to sufficiently suppress the influence of noise in the output value of the intake sensor. For this reason, the intake air amount ratio between the cylinders can be accurately calculated.
第3の発明によれば、出力最大時期における吸気センサの出力値を最大値として取得することにより、計算負荷を更に小さくすることができる。 According to the third invention, the calculation load can be further reduced by acquiring the output value of the intake sensor at the maximum output timing as the maximum value.
第4の発明によれば、第1の発明で算出した各気筒の吸入空気量を用いて、各気筒の燃料噴射量が補正される。これにより、各気筒の空燃比を揃えることができるため、エミッションを十分抑制することができる。 According to the fourth invention, the fuel injection amount of each cylinder is corrected using the intake air amount of each cylinder calculated in the first invention. Thereby, since the air-fuel ratio of each cylinder can be made uniform, emission can be sufficiently suppressed.
第5の発明によれば、第2又は第3の発明で算出した気筒間の吸入空気量比を用いて、各気筒の燃料噴射量が補正される。これにより、各気筒の空燃比を揃えることができるため、エミッションを十分抑制することができる。 According to the fifth aspect, the fuel injection amount of each cylinder is corrected using the intake air amount ratio between the cylinders calculated in the second or third aspect. Thereby, since the air-fuel ratio of each cylinder can be made uniform, emission can be sufficiently suppressed.
第6の発明によれば、第4又は第5の発明で補正した気筒間の燃料噴射量の相違に伴う気筒間の出力トルクのばらつきを、点火時期の遅角制御により抑制することができる。 According to the sixth aspect, variation in output torque between the cylinders due to the difference in the fuel injection amount between the cylinders corrected in the fourth or fifth aspect can be suppressed by the retard control of the ignition timing.
第7の発明によれば、各気筒の吸入空気量を揃えることができるため、各気筒の空燃比のばらつきを十分抑制することができる。 According to the seventh aspect, since the intake air amount of each cylinder can be made uniform, the variation in the air-fuel ratio of each cylinder can be sufficiently suppressed.
第8の発明によれば、触媒上流の排気空燃比を精度良く目標空燃比に合わせることができる。 According to the eighth aspect of the invention, the exhaust air / fuel ratio upstream of the catalyst can be accurately adjusted to the target air / fuel ratio.
第9の発明によれば、第1吸入空気量と第2吸入空気量の乖離度が全気筒で第1所定値以上の場合に、吸気センサの出力値がずれているとみなし、吸気センサの出力値を校正することができる。 According to the ninth aspect, when the degree of deviation between the first intake air amount and the second intake air amount is equal to or greater than the first predetermined value in all the cylinders, the output value of the intake sensor is regarded as being shifted, The output value can be calibrated.
第10の発明によれば、乖離度が全気筒で第2所定値以上の場合に、吸気センサの出力値が著しくずれているとみなし、吸気センサが故障していると判定することができる。 According to the tenth aspect, when the divergence degree is equal to or greater than the second predetermined value in all the cylinders, it can be determined that the output value of the intake sensor has deviated significantly, and the intake sensor has failed.
第11の発明によれば、乖離度が特定気筒で第3所定値以上の場合に、特定気筒における筒内圧センサの出力値がずれているとみなし、該筒内圧センサの出力値を校正することができる。 According to the eleventh aspect, when the degree of divergence is greater than or equal to the third predetermined value in the specific cylinder, it is considered that the output value of the in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder is shifted, and the output value of the in-cylinder pressure sensor is calibrated. Can do.
第12の発明によれば、乖離度が特定気筒で第4所定値以上の場合に、特定気筒における筒内圧センサの出力値が著しくずれているとみなし、該筒内圧センサが故障していると判定することができる。 According to the twelfth invention, when the degree of divergence is greater than or equal to the fourth predetermined value in a specific cylinder, it is considered that the output value of the in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder is significantly deviated, and the in-cylinder pressure sensor has failed. Can be determined.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施の形態1のシステムは、内燃機関1を備えている。内燃機関1は、複数の気筒2を有している。図1には、複数気筒のうちの1気筒のみを示している。
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the first embodiment includes an
内燃機関1は、内部にピストン4を有するシリンダブロック6を備えている。ピストン4は、クランク機構を介してクランクシャフト12と接続されている。クランクシャフト12の近傍には、クランク角センサ14が設けられている。クランク角センサ14は、クランクシャフト12の回転角度を検出するように構成されている。また、シリンダブロック6には水温センサ10が設けられている。水温センサ10は、内燃機関1を循環する冷却水の温度を検出するように構成されている。
The
シリンダブロック6の上部にはシリンダヘッド8が組み付けられている。ピストン4上面からシリンダヘッド8までの空間は燃焼室16を形成している。シリンダヘッド8には、燃焼室16内の混合気に点火する点火プラグ18が設けられている。燃焼室16の近傍には、筒内圧センサ17が設けられている。筒内圧センサ17は、燃焼室16内の圧力(以下「筒内圧」という。)を検出するように構成されている。
A cylinder head 8 is assembled to the upper part of the
シリンダヘッド8は、燃焼室16と連通する吸気ポート20を備えている。吸気ポート20と燃焼室16との接続部には吸気バルブ22が設けられている。吸気ポート20には、吸気通路28が接続されている。吸気ポート20の近傍には、該近傍に燃料を噴射するインジェクタ26が設けられている。吸気通路28の途中にはサージタンク30が設けられている。サージタンク30には、該サージタンク30内の圧力を検出するサージタンク内圧力センサ31が設けられている。
The cylinder head 8 includes an
サージタンク30の上流にはスロットルバルブ32が設けられている。スロットルバルブ32は、スロットルモータ34により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ32は、アクセル開度センサ38により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ32の近傍には、スロットル開度センサ36が設けられている。スロットル開度センサ36は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。スロットルバルブ32の上流には、エアフロメータ40が設けられている。エアフロメータ40は、吸入空気量に応じて出力値(出力電圧)を変化させるように構成されている。エアフロメータ40の上流にはエアクリーナ42が設けられている。
A
また、シリンダヘッド8は、燃焼室16と連通する排気ポート44を備えている。排気ポート44と燃焼室16との接続部には排気バルブ46が設けられている。排気ポート44には排気通路50が接続されている。排気通路50には、触媒54が設けられている。触媒54の上流には、空燃比センサ52が設けられている。触媒54の下流には、酸素センサ56が設けられている。空燃比センサ52は、排気空燃比を検出するように構成されている。酸素センサ56は、酸素の有無に応じて出力を反転するように構成されている。
The cylinder head 8 includes an exhaust port 44 that communicates with the
また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)60を備えている。ECU60は、図示しない平均化用RAMを備えている。平均化用RAMは、エアフロメータ40の出力値の演算値又は最大値を所定サイクル分だけ格納するように構成されている。
ECU60の出力側には、点火プラグ18、インジェクタ26、スロットルモータ34等が接続されている。ECU60の入力側には、水温センサ10、クランク角センサ14、筒内圧センサ17、サージタンク内圧力センサ31、スロットル開度センサ36、アクセル開度センサ38、エアフロメータ40、空燃比センサ52、酸素センサ56等が接続されている。ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。
また、ECU60は、クランク角センサ14の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。
また、ECU60は、アクセル開度センサ38により検出されるアクセル開度AA等に基づいて、機関負荷KLを算出する。
Further, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60 as a control device. The
An
Further, the
Further, the
[実施の形態1の特徴]
既述した従来の装置によれば、空気密度とスロットル通過空気量とに基づいて、各気筒の吸入空気量が算出される。このためには、空気密度を検出するセンサを新たに設ける必要があり、搭載性およびコストに関して問題があった。
[Features of Embodiment 1]
According to the conventional device described above, the intake air amount of each cylinder is calculated based on the air density and the amount of air passing through the throttle. For this purpose, it is necessary to newly provide a sensor for detecting the air density, and there are problems with respect to mountability and cost.
これに対して、本実施の形態1によるシステムは、既存のエアフロメータ40の出力のみを用いて、各気筒の吸入空気量を算出する。以下に説明するように、本実施の形態1では、各気筒の吸気開始時期から吸気終了時期までのエアフロメータ40の出力値を積算することで、各気筒の吸入空気量が求められる。
ここで、吸気バルブ22が開弁され、気筒2の燃焼室16内に空気が吸入されると、サージタンク30内の圧力が減少する。その結果、スロットルバルブ32を通過する空気量が増加する。すなわち、実際の吸気行程よりも遅れて、エアフロメータ40の出力が変動することとなる。
In contrast, the system according to the first embodiment calculates the intake air amount of each cylinder using only the output of the existing air flow meter 40. As will be described below, in the first embodiment, the intake air amount of each cylinder is obtained by integrating the output values of the air flow meter 40 from the intake start timing to the intake end timing of each cylinder.
Here, when the
図2は、吸気に伴う各センサの出力変化を示す図である。詳細には、図2(A)は、サージタンク内圧力センサの出力波形を示すであり、図2(B)は、エアフロメータの出力波形を示す図であり、図2(C)は、筒内圧センサの出力波形を示す図である。ここで、図2(A)〜(C)において、符号「#1」,「#2」,「#3」,「#4」は、それぞれ第1,第2,第3,第4気筒に対応する波形であることを示している。また、第3気筒(#3)については、強制的に吸入空気量を減少させている。 FIG. 2 is a diagram illustrating a change in output of each sensor accompanying intake air. Specifically, FIG. 2 (A) shows the output waveform of the pressure sensor in the surge tank, FIG. 2 (B) shows the output waveform of the air flow meter, and FIG. 2 (C) shows the cylinder It is a figure which shows the output waveform of an internal pressure sensor. Here, in FIGS. 2A to 2C, the symbols “# 1”, “# 2”, “# 3”, and “# 4” are assigned to the first, second, third, and fourth cylinders, respectively. The corresponding waveform is shown. For the third cylinder (# 3), the intake air amount is forcibly decreased.
第4気筒(#4)の吸気バルブ22が開弁されると、吸気通路28から燃焼室16内に空気が流入する。これに伴い、サージタンク30内の空気量が減少するため、図2(A)に示すように、サージタンク30内の圧力が低下する。そうすると、スロットルバルブ32及びエアフロメータ40を通過する空気量が増加する。このため、サージタンク内圧力が低下して暫くしてから、図2(B)に示すように、エアフロメータ40の出力が大きくなる。その後、第4気筒(#4)で圧縮行程に移ると、図2(C)に示すように、筒内圧が上昇する。
When the
本実施の形態1では、このような特性を利用して、エアフロメータ40の出力が、どの気筒の吸気行程に起因するものであるかを特定する。そして、特定気筒の吸気行程におけるエアフロメータ40の出力を積算することで、その特定気筒の吸入空気量が算出される。各気筒についても同様に、エアフロメータ40の出力を積算することにより、各気筒の吸入空気量が算出される。 In the first embodiment, such characteristics are used to specify which cylinder the intake stroke is caused by the output of the air flow meter 40. Then, by integrating the output of the air flow meter 40 in the intake stroke of the specific cylinder, the intake air amount of the specific cylinder is calculated. Similarly, for each cylinder, the intake air amount of each cylinder is calculated by integrating the output of the air flow meter 40.
従って、本実施の形態1によれば、既存のエアフロメータの出力のみを用いて、各気筒の吸入空気量を算出することができる。よって、新たなセンサを追加する必要はなく、その搭載性を考慮する必要もない。また、パラメータの増加も無いことから、演算負荷の増加を防ぐことができ、各気筒の吸入空気量を簡易に演算することができる。 Therefore, according to the first embodiment, it is possible to calculate the intake air amount of each cylinder using only the output of the existing air flow meter. Therefore, it is not necessary to add a new sensor, and it is not necessary to consider its mountability. Further, since there is no increase in parameters, an increase in calculation load can be prevented, and the intake air amount of each cylinder can be calculated easily.
また、1サイクル分のみのエアフロメータ40の出力積算値を用いて各気筒の吸入空気量を算出するとすると、精度良く吸入空気量が算出できない場合がある。これは、エアフロメータ40の出力をECU60内に取り込む際に、ノイズが重畳するためである。
そこで、本実施の形態1では、所定サイクル分のエアフロメータ40の出力積算値を平均化することで、各気筒の吸入空気量を算出する。図3は、エアフロメータの出力積算値の平均化について説明するための図である。図3に示すように、平均化前にはエアフロメータの出力波形に対するノイズの影響が大きい。所定サイクル分の出力波形を平均化することにより、出力波形に対するノイズの影響を低減することができる。よって、各気筒の吸入空気量を精度良く算出することができる。
Further, if the intake air amount of each cylinder is calculated using the output integrated value of the air flow meter 40 for only one cycle, the intake air amount may not be accurately calculated. This is because noise is superimposed when the output of the air flow meter 40 is taken into the
Therefore, in the first embodiment, the intake air amount of each cylinder is calculated by averaging the output integrated value of the air flow meter 40 for a predetermined cycle. FIG. 3 is a diagram for explaining averaging of the output integrated value of the air flow meter. As shown in FIG. 3, the influence of noise on the output waveform of the air flow meter is large before averaging. By averaging the output waveform for a predetermined cycle, the influence of noise on the output waveform can be reduced. Therefore, the intake air amount of each cylinder can be calculated with high accuracy.
[実施の形態1における具体的処理]
図4は、本実施の形態1において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図4に示すルーチンによれば、先ず、機関回転数NE、クランク角を読み込む(ステップ100)。ここで、ECU60は、クランク角センサ14の出力に基づいて、機関回転数NEを算出することができる。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 4, first, the engine speed NE and the crank angle are read (step 100). Here, the
次に、図5及び図6に示すマップを参照して、機関回転数NEに応じた各気筒の吸気開始時期及び吸気終了時期を特定する(ステップ102)。図5は、吸気開始時期を特定するために用いられるマップの一例を示す図である。図6は、吸気終了時期を特定するために用いられるマップの一例を示す図である。
図5及び図6に示すマップにおいて、クランク角ベースの吸気開始時期及び吸気終了時期が、機関回転数NEとの関係で定められている。これらのマップでは、機関回転数NEが高いほど、吸気開始時期及び吸気終了時期が早くなるように設定されている。この吸気開始時間と吸気終了時間との差分が、吸気行程の時間に相当する。これらのマップは、気筒毎に設けられている。よって、これらのマップによれば、全ての気筒について、吸気開始時期及び吸気終了時期が特定される。
Next, referring to the maps shown in FIGS. 5 and 6, the intake start timing and the intake end timing of each cylinder according to the engine speed NE are specified (step 102). FIG. 5 is a diagram showing an example of a map used for specifying the intake start timing. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a map used for specifying the intake end time.
In the maps shown in FIGS. 5 and 6, the crank angle base intake start timing and intake end timing are determined in relation to the engine speed NE. In these maps, the intake start timing and the intake end timing are set earlier as the engine speed NE is higher. The difference between the intake start time and the intake end time corresponds to the intake stroke time. These maps are provided for each cylinder. Therefore, according to these maps, the intake start timing and the intake end timing are specified for all the cylinders.
次に、クランク角から現在吸気されている気筒を特定する(ステップ104)。そして、ステップ104で特定された気筒が、前の気筒(前回特定された気筒)と異なるか否か、すなわち、吸気気筒に変更があったか否かを判別する(ステップ106)。このステップ106で吸気気筒が変更されていないと判別された場合には、エアフロメータ40の出力値(すなわち、空気量)を積算する(ステップ108)。そして、本ルーチンを一端終了する。
Next, the cylinder that is currently inhaled is specified from the crank angle (step 104). Then, it is determined whether or not the cylinder specified in
一方、ステップ106で吸気気筒が変更されたと判断された場合には、変更前の気筒の積算値を平均化RAMに格納する(ステップ110)。そして、変更前の気筒の積算値をクリアする(ステップ112)。積算値をクリアした後、変更後の吸気気筒、すなわち、現在吸気されている気筒についてエアフロメータ出力の積算を開始する(ステップ114)。
On the other hand, if it is determined in
次に、平均化用RAMに所定サイクル分の積算値が格納されているか否かを判別する(ステップ116)。このステップ116では、各気筒について所定サイクル分の積算値が格納されているか否かが判別される。すなわち、平均化に必要な積算値が格納されているか否かが判別される。よって、1気筒でも所定サイクル分の積算値が格納されていない場合には、ステップ116で“NO”と判定される。このステップ116で所定サイクル分の積算値が格納されていないと判別された場合には、本ルーチンを一端終了する。
その後、本ルーチンが再び起動されると、吸気気筒が変更されるまでは、上記の方法によりエアフロメータ40の出力値が積算される(ステップ108)。そして、吸気気筒が変更されると、変更前の気筒の積算値が平均化RAMに格納される(ステップ110)。続いて、上記ステップ116の判別処理が実行される。
Next, it is determined whether or not an integrated value for a predetermined cycle is stored in the averaging RAM (step 116). In this
Thereafter, when this routine is started again, the output value of the air flow meter 40 is integrated by the above method until the intake cylinder is changed (step 108). When the intake cylinder is changed, the integrated value of the cylinder before the change is stored in the averaging RAM (step 110). Subsequently, the determination process of
ステップ116で所定サイクル分の積算値が格納されていると判別された場合には、各気筒の所定サイクル分の積算値を気筒毎に平均化する(ステップ118)。この平均化された積算値が、各気筒の吸入空気量となる。
If it is determined in
以上説明したように、図4に示すルーチンによれば、エアフロメータ出力を積算することにより、各気筒の吸入空気量を簡易に算出することができる。既存のエアフロメータ40を用いることができるため、新たなセンサを設ける必要がなく、搭載性・コストの面で有利である。さらに、各気筒の吸入空気量の算出に用いるパラメータを少なくすることができるため、ECU60の計算負荷を小さくすることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 4, the intake air amount of each cylinder can be easily calculated by integrating the air flow meter output. Since the existing air flow meter 40 can be used, there is no need to provide a new sensor, which is advantageous in terms of mountability and cost. Furthermore, since the parameters used for calculating the intake air amount of each cylinder can be reduced, the calculation load on the
ところで、本実施の形態1のシステムでは、エアフロメータの出力値を積算したが、サージタンク内圧力センサの出力値を積算するようにしてもよい(後述する実施の形態2についても同様)。この場合も、吸気開始時期及び吸気終了時期のマップを参照して吸気気筒を特定し、その吸気気筒について、サージタンク内圧力センサの出力値を積算することで、各気筒の吸入空気量を求めることができる。 By the way, in the system of the first embodiment, the output value of the air flow meter is integrated, but the output value of the surge tank pressure sensor may be integrated (the same applies to the second embodiment described later). Also in this case, an intake cylinder is identified by referring to a map of the intake start timing and the intake end timing, and the intake air amount of each cylinder is obtained by integrating the output value of the surge tank pressure sensor for the intake cylinder. be able to.
尚、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ102の処理を実行することにより第1の発明における「吸気時期特定手段」が、ステップ108の処理を実行することにより第1の発明における「出力値積算手段」が、ステップ118の処理を実行することにより第1の発明における「吸入空気量算出手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
[システム構成の説明]
本発明の実施の形態2のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
[Description of system configuration]
The system according to the second embodiment of the present invention can be realized by causing the
[実施の形態2の特徴]
上記実施の形態1では、各気筒の吸気行程に対応するエアフロメータ40の出力を積算することで、各気筒の吸入空気量が算出される。積算値の平均化処理を行うまでには、多くのデータを平均化用RAMに記憶しておく必要がある。
[Features of Embodiment 2]
In the first embodiment, the intake air amount of each cylinder is calculated by integrating the output of the air flow meter 40 corresponding to the intake stroke of each cylinder. It is necessary to store a large amount of data in the averaging RAM before the integrated value averaging process is performed.
本実施の形態2では、各気筒の吸気行程に対応するエアフロメータ40の出力の最大値を取得することで、気筒間の吸入空気量比を算出する。従って、平均化処理を行うまでに平均化用RAMに記憶しておくデータ量を少なくすることができる。よって、実施の形態1と比べて、ECU60の計算負荷を更に小さくすることができる。
In the second embodiment, the maximum value of the output of the air flow meter 40 corresponding to the intake stroke of each cylinder is obtained to calculate the intake air amount ratio between the cylinders. Accordingly, it is possible to reduce the amount of data stored in the averaging RAM before the averaging process is performed. Therefore, the calculation load of the
また、実施の形態1と同様に、1サイクル分のみのエアフロメータ40の出力の最大値を用いて気筒間の吸入空気量比を算出する場合、ノイズの影響により、吸入空気量比を算出できない場合がある。そこで、本実施の形態2では、所定サイクル分のエアフロメータ40の出力最大値を平均化することで、気筒間の吸入空気量比を算出する。図7は、エアフロメータの出力最大値の平均化について説明するための図である。図7に示すように、平均化前にはエアフロメータの出力最大値に対するノイズの影響が大きい。所定サイクル分の出力最大値を平均化することにより、出力最大値に対するノイズの影響を低減することができる。よって、気筒間の吸入空気量比を精度良く算出することができる。 Similarly to the first embodiment, when the intake air amount ratio between the cylinders is calculated using the maximum value of the output of the air flow meter 40 for only one cycle, the intake air amount ratio cannot be calculated due to the influence of noise. There is a case. Therefore, in the second embodiment, the intake air amount ratio between the cylinders is calculated by averaging the output maximum value of the air flow meter 40 for a predetermined cycle. FIG. 7 is a diagram for explaining averaging of the output maximum value of the air flow meter. As shown in FIG. 7, the influence of noise on the output maximum value of the air flow meter is large before averaging. By averaging the output maximum value for a predetermined cycle, the influence of noise on the output maximum value can be reduced. Therefore, the intake air amount ratio between the cylinders can be calculated with high accuracy.
[実施の形態2における具体的処理]
図8は、本実施の形態2において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図8に示すルーチンによれば、上記実施の形態1と同様に、ステップ106の処理まで実行する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 8 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 8, the processing up to step 106 is executed as in the first embodiment.
ステップ106で吸気気筒が変更されていないと判別された場合には、エアフロメータ40の現在の出力値(以下「現在出力値」という。)が、ECU60内でホールドされているエアフロメータ40の出力の最大値よりも大きいか否かを判別する(ステップ120)。このステップ120で現在出力値が最大値よりも大きいと判別された場合には、最大値を更新する(ステップ122)。すなわち、現在出力値が最大値としてホールドされる。
一方、ステップ120で現在出力値が最大値以下であると判別された場合には、本ルーチンを終了する。
If it is determined in
On the other hand, if it is determined in
上記ステップ106で吸気気筒が変更されたと判別された場合には、変更前の気筒の最大値を平均化用RAMに格納する(ステップ124)。そして、変更前の気筒の最大値をクリアする(ステップ126)。最大値をクリアした後、変更後の吸気気筒、すなわち、現在吸気されている気筒について最大値の取得を開始する(ステップ128)。
If it is determined in
次に、平均化用RAMに所定サイクル分の最大値が格納されているか否かを判別する(ステップ130)。このステップ130では、各気筒について所定サイクル分の最大値が格納されているか否かが判別される。すなわち、平均化に必要な最大値が格納されているか否かが判別される。よって、1気筒でも所定サイクル分の最大値が格納されていない場合には、ステップ130で“NO”と判定される。このステップ130で所定サイクル分の最大値が格納されていないと判別された場合には、本ルーチンを一端終了する。
その後、本ルーチンが再び起動されると、吸気気筒が変更されるまでは、上記の方法により最大値が更新される(ステップ122)。そして、吸気気筒が変更されると、変更前の気筒の最大値が平均化用RAMに格納される(ステップ124)。その後、上記ステップ130の判別処理が実行される。
Next, it is determined whether or not the maximum value for a predetermined cycle is stored in the averaging RAM (step 130). In
Thereafter, when this routine is started again, the maximum value is updated by the above method until the intake cylinder is changed (step 122). When the intake cylinder is changed, the maximum value of the cylinder before the change is stored in the averaging RAM (step 124). Thereafter, the determination process of
ステップ130で所定サイクル分の最大値が格納されていると判別された場合には、各気筒の所定サイクル分の最大値を気筒毎に平均化する(ステップ132)。これにより、気筒間の吸入空気量比が算出される。
When it is determined in
以上説明したように、図8に示すルーチンによれば、エアフロメータの出力の最大値を取得することにより、気筒間の吸入空気量比を簡易に算出することができる。既存のエアフロメータ40を用いることができるため、新たなセンサを設ける必要がなく、搭載性・コストの面で有利である。さらに、気筒間の吸入空気量比の算出に用いるパラメータを少なくすることができるため、ECU60の計算負荷を小さくすることができる。本実施の形態2では平均化処理の前は最大値だけをホールドすればよいため、上記実施の形態1よりも更にECU60の計算負荷を小さくすることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 8, the intake air amount ratio between the cylinders can be easily calculated by obtaining the maximum value of the output of the air flow meter. Since the existing air flow meter 40 can be used, there is no need to provide a new sensor, which is advantageous in terms of mountability and cost. Furthermore, since the parameters used for calculating the intake air amount ratio between the cylinders can be reduced, the calculation load of the
ところで、本実施の形態2のシステムでは、演算処理によりエアフロメータの出力の最大値を取得しているが、サンプルホールド回路を用いて最大値を取得するようにしてもよい。このサンプルホールド回路は、サンプリングしたエアフロメータ40の出力の最大値をホールドするように構成されるものである。このサンプルホールド回路は、ECU60内に設けることができる。
By the way, in the system of the second embodiment, the maximum value of the output of the air flow meter is acquired by the arithmetic processing, but the maximum value may be acquired using a sample hold circuit. The sample hold circuit is configured to hold the maximum value of the sampled output of the air flow meter 40. This sample and hold circuit can be provided in the
また、本実施の形態2では、吸気気筒が変更されるまでの間において現在出力値と最大値との比較を行っているが、特定時期の出力値を最大値として取得するようにしてもよい。すなわち、エアフロメータ出力が最大となる出力最大時期が機関回転数との関係で定められているマップを参照して、該出力最大時期を気筒毎に特定し、この特定された出力最大時期のエアフロメータ出力を最大値として取得するようにしてもよい。 In the second embodiment, the current output value is compared with the maximum value until the intake cylinder is changed, but the output value at a specific time may be acquired as the maximum value. . That is, referring to a map in which the maximum output timing at which the airflow meter output is maximum is determined in relation to the engine speed, the maximum output timing is specified for each cylinder, and the airflow at the specified maximum output timing is determined. The meter output may be acquired as the maximum value.
尚、本実施の形態2においては、ECU60が、ステップ102の処理を実行することにより第2の発明における「吸気時期特定手段」が、ステップ122の処理を実行することにより第2の発明における「最大値取得手段」が、ステップ132の処理を実行することにより第2の発明における「吸入空気量比算出手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
本発明の実施の形態3のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図5に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
The system according to the third embodiment of the present invention can be realized by causing the
[実施の形態3の特徴]
各気筒で吸入空気量が異なる場合に、全ての気筒で燃料噴射量を同じにすると、気筒間で空燃比のばらつきが発生してしまう。ここで、図1に示すシステムにおいて、触媒54上流の空燃比センサ52は、トータルの排気空燃比を検出しており、気筒毎の排気空燃比を検出していない。よって、空燃比センサ52により検出された排気空燃比を用いた燃料噴射量のフィードバック制御のみでは、気筒毎の空燃比のばらつきを抑制することが難しい。その結果、未燃HCやCO2等のエミッションの排出量を十分抑制することができない事態が生じ得る。
[Features of Embodiment 3]
If the intake air amount is different in each cylinder and the fuel injection amount is the same in all the cylinders, the air-fuel ratio varies between the cylinders. Here, in the system shown in FIG. 1, the air-
そこで、本実施の形態3では、各気筒の吸入空気量に基づいて、各気筒の燃料噴射量を補正する。すなわち、エアフロメータ40により検出されたトータルの吸入空気量に基づいて算出された各気筒のベース噴射量を、各気筒の吸入空気量に基づいて補正する。これにより、各気筒の空燃比を揃えることができるため、気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。その結果、エミッションの排出量を十分抑制することができる。 Therefore, in the third embodiment, the fuel injection amount of each cylinder is corrected based on the intake air amount of each cylinder. That is, the base injection amount of each cylinder calculated based on the total intake air amount detected by the air flow meter 40 is corrected based on the intake air amount of each cylinder. Thereby, since the air-fuel ratio of each cylinder can be made uniform, the dispersion | variation in the air-fuel ratio between cylinders can be suppressed. As a result, the emission amount of emissions can be sufficiently suppressed.
また、気筒間で燃料噴射量が異なる場合には、気筒間で出力トルクのばらつきが発生してしまう。そこで、本実施の形態3では、各気筒の吸入空気量に基づいて、すなわち、上記のように補正された各気筒の燃料噴射量に基づいて、各気筒の出力トルクを推定する。そして、推定された出力トルクが最小である気筒、つまり、吸入空気量が最小である気筒以外の他の気筒の点火時期を遅角する。これにより、該他の気筒の出力トルクを下げることができるため、各気筒の出力トルクを揃えることができる。よって、気筒間のトルクばらつきを抑制することができる。 Further, when the fuel injection amount is different among the cylinders, the output torque varies among the cylinders. Therefore, in the third embodiment, the output torque of each cylinder is estimated based on the intake air amount of each cylinder, that is, based on the fuel injection amount of each cylinder corrected as described above. Then, the ignition timing of the cylinder other than the cylinder having the smallest estimated output torque, that is, the cylinder having the smallest intake air amount is retarded. Thereby, since the output torque of the other cylinders can be reduced, the output torque of each cylinder can be made uniform. Therefore, torque variation between cylinders can be suppressed.
[実施の形態3における具体的処理]
図9は、本実施の形態3において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図9に示すように、先ず、吸入空気量、機関回転数NEを読み込む(ステップ140)。この吸入空気量は、実施の形態1で算出した各気筒の吸入空気量ではなく、内燃機関トータルでの吸入空気量である。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 9 is a flowchart showing a routine executed by the
As shown in FIG. 9, first, the intake air amount and the engine speed NE are read (step 140). This intake air amount is not the intake air amount of each cylinder calculated in the first embodiment, but the intake air amount in the internal combustion engine as a whole.
次に、各気筒のベース燃料噴射量を算出する(ステップ142)。ここで、ECU60は、本ルーチンとは別のルーチンで目標空燃比を設定している。このステップ142では、該設定された目標空燃比と、ステップ140で読み込まれた吸入空気量とから、各気筒のベース燃料噴射量が算出される。
Next, the base fuel injection amount of each cylinder is calculated (step 142). Here, the
そして、ステップ140で読み込まれた機関回転数NEに応じた各気筒の吸入空気量を読み出す(ステップ144)。ここで、ECU60は、上記実施の形態1の図4に示すルーチンにより算出された各気筒の吸入空気量を格納している。このステップ144では、該格納された各気筒の吸入空気量を読み出すことができる。
Then, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine speed NE read in
次に、ステップ144で読み出した各気筒の吸入空気量に基づいて、各気筒のベース燃料噴射量を補正する(ステップ146)。このステップ146では、ステップ142で算出されたベース燃料噴射量が増加若しくは減少せしめられる。これにより、各気筒の空燃比を目標空燃比と同一にすることができる。
Next, the base fuel injection amount of each cylinder is corrected based on the intake air amount of each cylinder read in step 144 (step 146). In
次に、ステップ144で読み出した各気筒の吸入空気量に基づいて、各気筒の出力トルクを推定する(ステップ148)。ここで、吸入空気量が多いほど、ステップ146で補正される燃料噴射量が多くなる。よって、吸入空気量が多い気筒ほど、推定される出力トルクが大きくなる。
Next, the output torque of each cylinder is estimated based on the intake air amount of each cylinder read in step 144 (step 148). Here, as the intake air amount increases, the fuel injection amount corrected in
次に、ECU60内に予め記憶されたマップを参照して、出力トルクが最小となる気筒以外の各気筒の点火時期を遅角させる(ステップ150)。ここで、吸入空気量が最小である気筒は、燃料噴射量が最小となるため、出力トルクが最小となる。よって、このステップ150では、吸入空気量が最小である気筒以外の各気筒に対して、点火時期が遅角せしめられる。該マップでは、点火時期は、機関回転数と出力トルクとの関係で定められている。該マップによれば、吸入空気量が多いほど、出力トルクが大きいため、点火時期が大きく遅角される。よって、吸入空気量が最小である気筒の出力トルクと同じになるように、他の気筒の出力トルクが抑制される。このため、気筒間のトルクばらつきの発生を抑制することができる。
Next, the ignition timing of each cylinder other than the cylinder with the smallest output torque is retarded with reference to a map stored in advance in ECU 60 (step 150). Here, the cylinder with the smallest intake air amount has the smallest output torque because the fuel injection amount becomes the smallest. Therefore, in
以上説明したように、図9に示すルーチンによれば、各気筒の吸入空気量に基づいて各気筒の燃料噴射量を補正することで、気筒間の空燃比のばらつきを抑えることができる。さらに、出力トルクが大きい気筒について点火時期を遅角させることで、気筒間の出力トルクのばらつきを抑えることができる。 As described above, according to the routine shown in FIG. 9, the variation in the air-fuel ratio among the cylinders can be suppressed by correcting the fuel injection amount of each cylinder based on the intake air amount of each cylinder. Furthermore, by delaying the ignition timing for a cylinder having a large output torque, variations in output torque among the cylinders can be suppressed.
ところで、本実施の形態3では、機関回転数に応じた各気筒の吸入空気量を読み込んでいるが、機関負荷に応じた各気筒の吸入空気量を読み込んでもよい。ECU60は、アクセル開度センサ38の出力に基づいて、機関負荷を算出することができる。
In the third embodiment, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine speed is read. However, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine load may be read. The
また、本実施の形態3では、各気筒の吸入空気量に基づいて各気筒の燃料噴射量を補正しているが、上記実施の形態2で算出された気筒間の吸入空気量比に基づいて各気筒の燃料噴射量を補正してもよい。この場合も、各気筒の空燃比を揃えることができるため、気筒間の空燃比のばらつきを低減することができる。
ここで、気筒間の吸入空気量比が機関回転数に関係なく一定である場合には、機関回転数に応じた吸入空気量比を読み出す必要はない。この場合、何れかの機関回転数での吸入空気量比を読み込み、それに基づいて燃料噴射量を算出することができる。
In the third embodiment, the fuel injection amount of each cylinder is corrected based on the intake air amount of each cylinder. However, based on the intake air amount ratio between the cylinders calculated in the second embodiment. The fuel injection amount of each cylinder may be corrected. Also in this case, since the air-fuel ratios of the cylinders can be made uniform, variations in the air-fuel ratio among the cylinders can be reduced.
Here, when the intake air amount ratio between the cylinders is constant regardless of the engine speed, there is no need to read the intake air amount ratio according to the engine speed. In this case, the fuel injection amount can be calculated based on the intake air amount ratio at any engine speed.
尚、本実施の形態3においては、ECU60が、ステップ142の処理を実行することにより第4の発明における「燃料噴射量算出手段」が、ステップ146の処理を実行することにより第4の発明における「補正手段」が、ステップ148の処理を実行することにより第6の発明における「トルク推定手段」が、ステップ150の処理を実行することにより第6の発明における「点火時期変更手段」が、それぞれ実現されている。
In the third embodiment, the
実施の形態4.
[システム構成の説明]
図10は、本発明の実施の形態4のシステム構成を説明するための図である。本実施の形態4のシステムは、図1に示したシステムに加えて、電磁駆動弁機構24,48を更に備えている。電磁駆動弁機構24,48は、2つの励磁コイル(図示せず)を備えている。これらの励磁コイルは、ECU60の出力側に接続されている。ECU60は、励磁コイルに励磁電流を供給することで、吸気バルブ22,46の作動特性(作用角及びリフト量)を変更することができる。
[Description of system configuration]
FIG. 10 is a diagram for explaining a system configuration according to the fourth embodiment of the present invention. The system of the fourth embodiment further includes electromagnetically driven
[実施の形態4の特徴]
上記実施の形態1によれば、エアフロメータ40の出力を積算することにより、各気筒の吸入空気量が算出される。上記実施の形態3では、この各気筒の吸入空気量を利用して、各気筒の燃料噴射量を補正することで、各気筒の空燃比が揃えられる。さらに、点火時期の遅角制御を行うことで、燃料噴射量の補正に伴う気筒間の出力トルクばらつきが抑制される。
[Features of Embodiment 4]
According to the first embodiment, the intake air amount of each cylinder is calculated by integrating the output of the air flow meter 40. In the third embodiment, the air-fuel ratio of each cylinder is made uniform by correcting the fuel injection amount of each cylinder using the intake air amount of each cylinder. Further, by performing retard control of the ignition timing, variations in output torque between cylinders due to correction of the fuel injection amount are suppressed.
本実施の形態4では、各気筒の吸入空気量に基づいて、電磁駆動弁機構24を用いて吸気バルブ22の作動特性を変更する。これにより、各気筒の吸入空気量を揃えることができるため、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することができる。よって、上記実施の形態3で行ったような燃料噴射量の補正並びに点火時期の遅角制御が不要となる。
In the fourth embodiment, the operation characteristics of the
[実施の形態4における具体的処理]
図11は、本実施の形態4において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図11に示すルーチンによれば、先ず、機関回転数NEを読み込む(ステップ152)。
次に、ECU60内に予め格納されたマップを参照して、各気筒の吸気バルブ22の目標リフト量を算出する(ステップ154)。すなわち、電磁駆動弁機構24の目標制御量が算出される。該マップでは、機関回転数NEが大きいほど、目標リフト量が大きくなるように設定されている。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 11 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 11, first, the engine speed NE is read (step 152).
Next, the target lift amount of the
次に、ステップ152で読み込まれた機関回転数NEに応じた各気筒の吸入空気量を読み出す(ステップ156)。このステップ156では、上記実施の形態3のステップ144と同様に、図4に示すルーチンにより算出された各気筒の吸入空気量が読み出される。
Next, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine speed NE read in
次に、ステップ156で読み出された吸入空気量を用いて、各気筒の目標リフト量を補正する(ステップ158)。ここで、先ず、1つの特定気筒を基準とする。そして、該特定気筒の吸入空気量と同じになるように、他の気筒の目標リフト量を増加又は減少させる。特定気筒と他の気筒との吸入空気量の差が大きいほど、目標リフト量が大きく補正される。この結果、電磁駆動弁機構24の目標制御量が補正される。
Next, the target lift amount of each cylinder is corrected using the intake air amount read in step 156 (step 158). Here, first, one specific cylinder is used as a reference. Then, the target lift amount of other cylinders is increased or decreased so as to be the same as the intake air amount of the specific cylinder. The larger the difference in intake air amount between the specific cylinder and the other cylinders, the larger the target lift amount is corrected. As a result, the target control amount of the electromagnetically driven
以上説明したように、図11に示すルーチンによれば、各気筒の吸入空気量に基づいて各気筒の吸気バルブのリフト量を補正することで、気筒間の吸入空気量のばらつきを低減することができる。すなわち、電磁駆動弁機構24を用いて吸気バルブ22の作動特性を変更することで、各気筒の吸入空気量が揃えられる。これにより、燃料噴射量の補正を行わずとも、気筒間の空燃比のばらつきを抑えることができる。さらに、点火時期の遅角制御を行わずとも、気筒間の出力トルクのばらつきを抑えることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 11, the variation in the intake air amount among the cylinders is reduced by correcting the lift amount of the intake valve of each cylinder based on the intake air amount of each cylinder. Can do. That is, by changing the operating characteristics of the
ところで、本実施の形態4では、電磁駆動弁機構を用いて気筒間の吸入空気量のばらつきを低減したが、これに限らず、可変動弁機構や可変バルブタイミング機構を有するシステムを用いることによっても、上記実施の形態4と同様の効果を得ることができる。 In the fourth embodiment, the variation in intake air amount between cylinders is reduced by using an electromagnetically driven valve mechanism. However, the present invention is not limited to this, and by using a system having a variable valve mechanism and a variable valve timing mechanism. Also, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
ところで、吸気弁の上流に追加弁を備えた装置が知られている(例えば、特許第2612527号公報参照)。この装置によれば、吸気バルブが開弁されて燃焼室内の負圧が大きくなった時点で追加弁を開弁することで、燃焼室内に空気を高速で流入させることができる。該追加弁を有するシステムを用いて、各気筒の吸入空気量に基づいて追加弁の開弁時期を補正することで、各気筒で空気の流速を異ならしめることができる。その結果、上記実施の形態4と同様に、気筒間の吸入空気量のばらつきを低減することができる。 By the way, an apparatus provided with an additional valve upstream of an intake valve is known (for example, refer to Japanese Patent No. 2612527). According to this device, the additional valve is opened when the intake valve is opened and the negative pressure in the combustion chamber increases, so that air can flow into the combustion chamber at a high speed. By using the system having the additional valve and correcting the valve opening timing of the additional valve based on the intake air amount of each cylinder, the flow velocity of air can be made different in each cylinder. As a result, the variation in the intake air amount between the cylinders can be reduced as in the fourth embodiment.
尚、本実施の形態4においては、ECU60が、ステップ158の処理を実行することにより第7の発明における「空気量補正手段」が実現されている。
In the fourth embodiment, the “air amount correcting means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the
実施の形態5.
[システム構成の説明]
本発明の実施の形態5のシステムは、図1に示したシステムにおいて、スロットルバルブ32の上流に吸気温センサ(図示せず)を更に備えている。この吸気温センサは、ECU60の入力側に接続されている。
Embodiment 5 FIG.
[Description of system configuration]
The system according to the fifth embodiment of the present invention further includes an intake air temperature sensor (not shown) upstream of the
[実施の形態5の特徴]
上記実施の形態4では、各気筒の吸入空気量に基づいて吸気バルブの目標リフト量を補正し、可変動弁機構24を駆動させることで、気筒間の吸入空気量のばらつきが抑制されている。
[Features of Embodiment 5]
In the fourth embodiment, the variation in intake air amount between cylinders is suppressed by correcting the target lift amount of the intake valve based on the intake air amount of each cylinder and driving the
本実施の形態5では、スロットルバルブ32の開度(スロットル開度TA)を逐次変更することにより、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する。ここで、スロットル開度TAの目標値は、下式(1)の吸気系の物理モデル(例えば、特開2004-197608参照)によって算出することができる。
Mt=μ1×At×{Pa/(√(R×Ta))}×Φ(Pm/Pa)・・・(1)
In the fifth embodiment, the variation in intake air amount between cylinders is suppressed by sequentially changing the opening of the throttle valve 32 (throttle opening TA). Here, the target value of the throttle opening degree TA can be calculated by a physical model of the intake system of the following equation (1) (see, for example, JP-A-2004-197608).
Mt = μ1 × At × {Pa / (√ (R × Ta))} × Φ (Pm / Pa) ・ ・ ・ (1)
上式(1)において、Mtはスロットルバルブを通過する空気量(つまり、エアフロメータ40の出力)、μ1は流量係数、Atはスロットルバルブ40の開口面積を示している。また、Paはスロットルバルブ40上流の圧力(つまり、大気圧もしくはそれを補正したもの)、Rは気体定数、Taはスロットルバルブ40上流の吸気温度、Φは関数、Pmはスロットルバルブ40下流の圧力(つまり、サージタンク圧の目標値)を示している。 In the above equation (1), Mt represents the amount of air passing through the throttle valve (that is, the output of the air flow meter 40), μ1 represents the flow coefficient, and At represents the opening area of the throttle valve 40. Further, Pa is the pressure upstream of the throttle valve 40 (that is, atmospheric pressure or a correction thereof), R is a gas constant, Ta is the intake air temperature upstream of the throttle valve 40, Φ is a function, and Pm is the pressure downstream of the throttle valve 40. (That is, the target value of the surge tank pressure).
吸気温度Taは、上記吸気温センサの出力を用いることができる。サージタンク圧Pmの目標値は、吸入空気量の上昇率に基づいて求めることができる(後述)。そして、求めた目標値Pmと上式(1)により、スロットルバルブ40の開口面積を求めることができる。この求めたスロットルバルブ40の開口面積からスロットル開度TAの目標値を算出することができる。 As the intake air temperature Ta, the output of the intake air temperature sensor can be used. The target value of the surge tank pressure Pm can be obtained based on the rate of increase of the intake air amount (described later). Then, the opening area of the throttle valve 40 can be obtained from the obtained target value Pm and the above equation (1). The target value of the throttle opening TA can be calculated from the obtained opening area of the throttle valve 40.
[実施の形態5における具体的処理]
図12は、本実施の形態5において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図12に示すルーチンによれば、先ず、機関回転数NEを読み込む。さらに、該機関回転数NEに応じた各気筒の吸入空気量を読み出す(ステップ160)。このステップ160では、上記実施の形態3のステップ144と同様に、図4に示すルーチンにより算出された各気筒の吸入空気量が読み出される。
[Specific Processing in Embodiment 5]
FIG. 12 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 12, first, the engine speed NE is read. Further, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine speed NE is read (step 160). In
次に、吸入空気量を増加させる気筒を特定する(ステップ162)。すなわち、吸入空気量が少ない気筒を特定する。そして、ステップ162で特定された気筒の吸入空気量の上昇率を算出する(ステップ164)。該上昇率は、下式(2)により算出することができる。
吸入空気量の上昇率=(目標の吸入空気量)/(増加前の吸入空気量)・・・(2)
Next, a cylinder for increasing the intake air amount is specified (step 162). That is, a cylinder with a small intake air amount is specified. Then, an increase rate of the intake air amount of the cylinder specified in
Increase rate of intake air amount = (target intake air amount) / (intake air amount before increase) ... (2)
次に、図13に示すマップを参照して、サージタンク圧Pmの目標値を算出する(ステップ166)。図13は、サージタンク圧Pmの目標値を算出するために用いられるマップの一例を示す図である。該マップでは、吸入空気量の上昇率が大きいほど、サージタンク圧Pmの目標値が大きくなるように設定されている。 Next, the target value of the surge tank pressure Pm is calculated with reference to the map shown in FIG. 13 (step 166). FIG. 13 is a diagram showing an example of a map used for calculating the target value of the surge tank pressure Pm. In this map, the target value of the surge tank pressure Pm is set to increase as the rate of increase of the intake air amount increases.
次に、ステップ166で算出されたサージタンク圧Pmの目標値と、上式(1)により、目標スロットル開度を算出する(ステップ168)。具体的には、サージタンク圧Pmの目標値を上式(1)に代入することで、スロットルバルブ32の開口面積Atが算出され、該開口面積Atから目標スロットル開度が算出される。そして、スロットルバルブ32の開度を目標スロットル開度に制御する。
上記の処理を、各気筒の吸気行程について行うことにより、スロットル開度が逐次変更される。
Next, the target throttle opening is calculated from the target value of the surge tank pressure Pm calculated in
By performing the above processing for the intake stroke of each cylinder, the throttle opening is sequentially changed.
以上説明したように、各気筒の吸気行程においてスロットル開度を逐次変更することにより、気筒間の吸入空気量を揃えることができる。これにより、燃料噴射量の補正を行わずとも、気筒間の空燃比のばらつきを抑えることができる。さらに、点火時期の遅角制御を行わずとも、気筒間の出力トルクのばらつきを抑えることができる。 As described above, the intake air amount between the cylinders can be made uniform by sequentially changing the throttle opening in the intake stroke of each cylinder. Thereby, the dispersion | variation in the air fuel ratio between cylinders can be suppressed, without correcting the fuel injection amount. Furthermore, it is possible to suppress variations in output torque between cylinders without performing ignition timing retard control.
ところで、上記実施の形態5では、物理モデルを用いて目標スロットル開度を算出しているが、マップに基づいて目標スロットル開度を算出してもよい。
具体的には、先ず、アクセル開度AA及び機関回転数NEを読み込む。そして、アクセル開度AAに応じたベーススロットル開度を算出する。次に、機関回転数NEに応じた各気筒の吸入空気量を読み出す。続いて、吸入空気量が少ない気筒を特定し、該特定された気筒の目標吸入空気量を算出する。
次に、ECU60内に予め格納されたマップを参照して、ベーススロットル開度と機関回転数NEに応じた目標スロットル開度を算出する。すなわち、特定された気筒の吸気行程でのベーススロットル開度が補正される。該マップでは、ベーススロットル開度が大きいほど、目標スロットル開度が大きくなるように設定されている。さらに、機関回転数NEが高いほど、目標スロットル開度が小さくなるように設定されている。これは、ベーススロットル開度が大きいほど、スロットル開度変化に対する各気筒の吸入空気量変化の感度が小さくなるためである。また、機関回転数NEが高いほど、スロットル開度変化に対する各気筒の吸入空気量変化の感度が大きくなるためである。
そして、スロットル開度を目標スロットル開度に制御する。その後、各気筒の吸入空気量を算出し、目標吸入空気量に対する乖離が大きい場合には、上記の方法により再度目標スロットル開度が算出する。
このように、マップに基づいて目標スロットル開度を算出し、各気筒の吸気行程においてスロットル開度を逐次変更することによっても、上記実施の形態5と同様の効果が得られる。
In the fifth embodiment, the target throttle opening is calculated using a physical model, but the target throttle opening may be calculated based on a map.
Specifically, first, the accelerator opening AA and the engine speed NE are read. Then, the base throttle opening corresponding to the accelerator opening AA is calculated. Next, the intake air amount of each cylinder corresponding to the engine speed NE is read out. Subsequently, a cylinder having a small intake air amount is specified, and a target intake air amount of the specified cylinder is calculated.
Next, a target throttle opening corresponding to the base throttle opening and the engine speed NE is calculated with reference to a map stored in advance in the
Then, the throttle opening is controlled to the target throttle opening. Thereafter, the intake air amount of each cylinder is calculated, and when the deviation from the target intake air amount is large, the target throttle opening is calculated again by the above method.
Thus, the same effect as in the fifth embodiment can also be obtained by calculating the target throttle opening based on the map and sequentially changing the throttle opening in the intake stroke of each cylinder.
尚、本実施の形態5においては、ECU60が、ステップ168の処理を実行することにより第7の発明における「空気量補正手段」が実現されている。
In the fifth embodiment, the “air amount correction means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the
実施の形態6.
[システム構成の説明]
図14は、本発明の実施の形態6のシステム構成を説明するための図である。本実施の形態6のシステムは、触媒54としてNOx触媒を備えている。本実施の形態6のシステムは、図10に示したシステムに加えて、排気燃料添加インジェクタ53を更に備えている。排気燃料添加インジェクタ53は、NOx触媒54上流の排気通路50内に燃料を噴射するように構成されている。排気燃料添加インジェクタ53は、ECU60の出力側に接続されている。
[Description of system configuration]
FIG. 14 is a diagram for explaining a system configuration according to the sixth embodiment of the present invention. The system of the sixth embodiment includes a NOx catalyst as the
[実施の形態6の特徴]
上記システムでは、NOx触媒54に吸蔵されたNOxを還元するため、又は、NOx触媒54の硫黄被毒再生を実行するために、排気燃料添加インジェクタ53によりNOx触媒54の上流に還元剤としての燃料を添加する、いわゆるリッチスパイクが実行される。特に、NOx触媒54の硫黄被毒再生時には、最終目標空燃比の幅が狭いことが知られている。ここで、最終目標空燃比とは、NOx触媒54に流入する排気ガスの最終的な空燃比をいう。この最終目標空燃比は、例えば、14.3±0.1の範囲に制御する必要がある。この範囲よりもリッチ側に偏ると白煙が出てしまい、リーン側に偏ると再生効率が低下するためである。
[Features of Embodiment 6]
In the above system, in order to reduce NOx occluded in the
そこで、本実施の形態6では、各気筒の吸入空気量に基づいて吸気バルブ22のリフト量を補正した後、排気燃料添加インジェクタ53による燃料添加量を補正する。これにより、NOx還元時又は硫黄被毒再生時における最終目標空燃比を精度良く制御することができる。従って、特に硫黄被毒再生を安定して行うことができる。
Therefore, in the sixth embodiment, after correcting the lift amount of the
[実施の形態6における具体的処理]
図15は、本実施の形態6において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図15に示すルーチンによれば、先ず、吸入空気量、機関回転数NEおよびアクセル開度AAを読み込む(ステップ172)。
[Specific Processing in Embodiment 6]
FIG. 15 is a flowchart showing a routine executed by the
According to the routine shown in FIG. 15, first, the intake air amount, the engine speed NE, and the accelerator opening AA are read (step 172).
次に、吸入空気量及び目標空燃比とから、各気筒のベース燃料噴射量を算出する(ステップ174)。
次に、上記実施の形態4のステップ154と同様に、各気筒の吸気バルブ22の目標リフト量を算出する(ステップ176)。そして、上記実施の形態4のステップ156と同様に、ステップ172で読み込まれた機関回転数NEに応じた各気筒の吸入空気量を読み出す(ステップ178)。
Next, the base fuel injection amount of each cylinder is calculated from the intake air amount and the target air-fuel ratio (step 174).
Next, as in
次に、上記実施の形態4のステップ158と同様に、ステップ178で読み出された吸入空気量を用いて、各気筒の目標リフト量を補正する(ステップ180)。これにより、各気筒の吸入空気量が揃えられる。 Next, similarly to step 158 of the fourth embodiment, the target lift amount of each cylinder is corrected using the intake air amount read in step 178 (step 180). Thereby, the intake air amount of each cylinder is made uniform.
次に、ECU60内に予め格納されたマップを参照して、機関回転数に応じて各気筒の排気時期を特定する(ステップ182)。該マップでは、図4及び図5に示すマップと同様に、クランク角ベースの排気時期が、機関回転数NEとの関係で定められている。このマップは、気筒毎に設けられている。よって、このステップ182では、全ての気筒について排気時期が特定される。
Next, the exhaust timing of each cylinder is specified according to the engine speed with reference to a map stored in advance in the ECU 60 (step 182). In this map, as in the maps shown in FIGS. 4 and 5, the crank angle-based exhaust timing is determined in relation to the engine speed NE. This map is provided for each cylinder. Therefore, in this
次に、各気筒の排気時期における排気添加燃料量を算出する(ステップ184)。ここで、先ず、下式(3)によりトータル燃料噴射量を算出する。算出したトータル燃料噴射量を下式(4)に代入することにより、排気添加燃料量が算出される。ここで、下式(3)中の最終目標空燃比は、NOx触媒52に流入する排気ガスの空燃比である。
トータル燃料噴射量=(特定気筒の吸入空気量)/最終目標空燃比・・・(3)
排気添加燃料量=トータル燃料噴射量-ホ゜ート燃料噴射量・・・(4)
Next, the amount of added fuel at the exhaust timing of each cylinder is calculated (step 184). Here, first, the total fuel injection amount is calculated by the following equation (3). By substituting the calculated total fuel injection amount into the following equation (4), the exhaust added fuel amount is calculated. Here, the final target air-fuel ratio in the following equation (3) is the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
Total fuel injection amount = (intake air amount of specific cylinder) / final target air-fuel ratio (3)
Exhaust fuel amount = Total fuel injection amount-Photo fuel injection amount (4)
そして、ステップ184で算出された排気添加燃料量で、ステップ182で特定された排気時期に、排気燃料添加インジェクタ53により燃料を添加する(ステップ186)。
Then, fuel is added by the exhaust
以上説明したように、図15に示すルーチンによれば、各気筒の吸入空気量に基づいて各気筒の吸気バルブ22の目標リフト量を補正することで各気筒から排出される排気空燃比がほぼ揃っているため、最終目標空燃比を精度良く制御することができる。このため、NOx触媒54のNOx還元時及び硫黄被毒再生時における空燃比制御を安定して行うことができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 15, the exhaust air-fuel ratio discharged from each cylinder is substantially reduced by correcting the target lift amount of the
尚、本実施の形態6においては、ECU60が、ステップ184の処理を実行することにより第8の発明における「燃料添加量算出手段」が、ステップ186の処理を実行することにより第8の発明における「噴射実行手段」が、それぞれ実現されている。
In the sixth embodiment, when the
実施の形態7.
本発明の実施の形態7のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図16に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 7 FIG.
The system according to the seventh embodiment of the present invention can be realized by causing the
[実施の形態7の特徴]
上記実施の形態1によれば、各気筒の吸入空気量が算出される。また、公知の手法により、筒内圧センサの出力値に基づき、各気筒の吸入空気量を算出することができる。一例としては、筒内圧と筒内容積に基づいて、吸入空気量を算出することができる(例えば、特開2005−36755号公報参照)。
[Features of Embodiment 7]
According to the first embodiment, the intake air amount of each cylinder is calculated. Further, the intake air amount of each cylinder can be calculated based on the output value of the in-cylinder pressure sensor by a known method. As an example, the intake air amount can be calculated based on the in-cylinder pressure and the in-cylinder volume (see, for example, JP-A-2005-36755).
本実施の形態7では、エアフロメータを用いて算出された各気筒の吸入空気量(以下「第1吸入空気量」という。)と、筒内圧センサを用いて算出された各気筒の吸入空気量(以下「第2吸入空気量」という。)とを比較することで、エアフロメータ及び筒内圧センサの校正を行う。 In the seventh embodiment, the intake air amount of each cylinder calculated using an air flow meter (hereinafter referred to as “first intake air amount”) and the intake air amount of each cylinder calculated using an in-cylinder pressure sensor. (Hereinafter referred to as “second intake air amount”), the air flow meter and the in-cylinder pressure sensor are calibrated.
すなわち、第1吸入空気量と第2吸入空気量との乖離が、全気筒で同様に存在する場合には、エアフロメータの出力特性がずれていると判断する。この場合、エアフロメータの出力特性を校正する。また、全気筒で見られるこの乖離が著しく大きい場合、つまり、エアフロメータの出力特性の校正可能領域を超えるような場合には、エアフロメータの故障と判定する。 That is, when the difference between the first intake air amount and the second intake air amount exists in all cylinders in the same manner, it is determined that the output characteristics of the air flow meter are shifted. In this case, the output characteristics of the air flow meter are calibrated. Further, when this difference seen in all cylinders is remarkably large, that is, when the output characteristics of the air flow meter are exceeded, it is determined that the air flow meter has failed.
また、第1吸入空気量と第2吸入空気量との乖離が、特定気筒のみ存在する場合には、この特定気筒の筒内圧センサの出力特性がずれていると判断する。この場合、該特定気筒の筒内圧センサの出力特性を校正する。また、特定気筒で見られるこの乖離が、著しく大きい場合、つまり、筒内圧センサの出力特性の校正可能領域を超えるような場合には、筒内圧センサの故障と判定する。 Further, when the difference between the first intake air amount and the second intake air amount exists only in the specific cylinder, it is determined that the output characteristics of the in-cylinder pressure sensor of the specific cylinder are shifted. In this case, the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor of the specific cylinder is calibrated. In addition, when this difference seen in the specific cylinder is remarkably large, that is, when the output characteristic of the in-cylinder pressure sensor exceeds the calibratable region, it is determined that the in-cylinder pressure sensor has failed.
従って、本実施の形態7によれば、上記実施の形態1で算出した吸入空気量を用いて、エアフロメータ及び筒内圧センサの校正及び故障判定を精度良く行うことができる。 Therefore, according to the seventh embodiment, it is possible to accurately perform calibration and failure determination of the air flow meter and the in-cylinder pressure sensor using the intake air amount calculated in the first embodiment.
[実施の形態7における具体的処理]
図16は、本実施の形態7において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図16に示すように、先ず、エアフロメータ40の出力値に基づいて算出された各気筒の第1吸入空気量を読み込む(ステップ188)。次に、筒内圧センサ17の出力値に基づいて算出された各気筒の第2吸入空気量を読み込む(ステップ190)。次に、第1吸入空気量と第2吸入空気量との乖離度を気筒毎に算出する(ステップ192)。
[Specific Processing in Embodiment 7]
FIG. 16 is a flowchart showing a routine executed by the
As shown in FIG. 16, first, the first intake air amount of each cylinder calculated based on the output value of the air flow meter 40 is read (step 188). Next, the second intake air amount of each cylinder calculated based on the output value of the in-cylinder pressure sensor 17 is read (step 190). Next, the degree of divergence between the first intake air amount and the second intake air amount is calculated for each cylinder (step 192).
次に、全気筒の乖離度が所定値A以上であるか否かを判別する(ステップ194)。この所定値Aは、エアフロメータ40の出力特性ずれが許容範囲であるか否かを判別するための基準値である。このステップ194で全気筒の乖離度が所定値A以上であると判別された場合には、全気筒の乖離が所定値Aよりも大きい所定値B以上であるか否かを更に判別する(ステップ196)。この所定値Bは、エアフロメータ40の出力校正が可能か否かを判別するための基準値である。
Next, it is determined whether or not the divergence degree of all the cylinders is equal to or greater than a predetermined value A (step 194). The predetermined value A is a reference value for determining whether or not the output characteristic deviation of the air flow meter 40 is within an allowable range. If it is determined in this
ステップ196で全気筒の乖離度が所定値B以上であると判別された場合には、エアフロメータ40の出力が著しくずれていると判断される。この場合、エアフロメータ40が故障していると判定される(ステップ198)。
一方、ステップ196で全気筒の乖離度が所定値Bよりも小さいと判別された場合には、エアフロメータ40の出力がずれていると判断される。この場合、エアフロメータ40の出力が校正される(ステップ200)。このエアフロメータ40の出力校正は、乖離度が大きいほど、校正量が大きくされる。
If it is determined in
On the other hand, if it is determined in
一方、ステップ194で全気筒の乖離度が所定値Aよりも小さいと判別された場合には、特定気筒の乖離度が所定値C以上であるか否かを更に判別する(ステップ202)。この所定値Cは、筒内圧センサ17の出力特性ずれが許容範囲か否かを判別するための基準値である。このステップ202で特定気筒の乖離度が所定値C以上であると判別された場合には、特定気筒の乖離度が所定値Cよりも大きい所定値D以上であるか否かを判別する(ステップ204)。この所定値Dは、筒内圧センサ17の出力校正が可能か否かを判別するための基準値である。
On the other hand, if it is determined in
ステップ204で特定気筒の乖離度が所定値D以上であると判別された場合には、該特定気筒の筒内圧センサ17の出力が著しくずれていると判断される。この場合、該特定気筒の筒内圧センサ17が故障していると判定される(ステップ206)。
一方、ステップ204で特定気筒の乖離度が所定値Dよりも小さいと判別された場合には、該特定気筒の筒内圧センサ17の出力がずれていると判断される。この場合、該特定気筒の筒内圧センサ17の出力が校正される(ステップ208)。この筒内圧センサ17の出力校正は、乖離度が大きいほど、校正量が大きくされる。
If it is determined in
On the other hand, if it is determined in
以上説明したように、図16に示すルーチンによれば、エアフロメータ出力に基づく各気筒の吸入空気量と、筒内圧センサ出力に基づく各気筒の吸入空気量との乖離度に応じて、エアフロメータ40もしくは筒内圧センサ17の出力校正、又は、エアフロメータ40もしくは筒内圧センサ17の故障判定をすることができる。 As described above, according to the routine shown in FIG. 16, the air flow meter according to the degree of deviation between the intake air amount of each cylinder based on the air flow meter output and the intake air amount of each cylinder based on the in-cylinder pressure sensor output. 40 or the output calibration of the in-cylinder pressure sensor 17 or the failure determination of the air flow meter 40 or the in-cylinder pressure sensor 17 can be performed.
尚、本実施の形態7においては、ECU60が、ステップ188の処理を実行することにより第9の発明における「第1吸入空気量算出手段」が、ステップ190の処理を実行することにより第9の発明における「第2吸入空気量算出手段」が、ステップ192の処理を実行することにより第9の発明における「乖離度算出手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU60は、ステップ200の処理を実行することにより第9の発明における「吸気センサ校正手段」が、ステップ198の処理を実行することにより第10の発明における「吸気センサ故障判定手段」が、ステップ208の処理を実行することにより第11の発明における「筒内圧センサ校正手段」が、ステップ206の処理を実行することにより第12の発明における「筒内圧センサ故障判定手段」が、それぞれ実現されている。
In the seventh embodiment, when the
In addition, the
1 内燃機関
2 気筒
4 ピストン
6 シリンダブロック
8 シリンダヘッド
10 水温センサ
12 クランクシャフト
14 クランク角センサ
16 燃焼室
17 筒内圧センサ
18 点火プラグ
20 吸気ポート
22 吸気バルブ
24 可変動弁機構
26 インジェクタ
28 吸気通路
30 サージタンク
32 スロットルバルブ
34 スロットルモータ
36 スロットル開度センサ
38 アクセル開度センサ38
40 エアフロメータ
42 エアクリーナ
44 排気ポート
46 排気バルブ
48 可変動弁機構
50 排気通路
52 空燃比センサ
53 排気燃料添加インジェクタ
54 触媒
56 酸素センサ
60 ECU
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 40
Claims (4)
前記内燃機関の吸気系に設けられた吸気センサと、
各気筒の吸気開始時期及び吸気終了時期を特定する吸気時期特定手段と、
各気筒の吸気開始時期から吸気終了時期までの間に、前記吸気センサの出力値を気筒毎に積算する出力値積算手段と、
前記出力値積算手段により積算された所定サイクル分の積算値を気筒毎に平均化することにより、各気筒の吸入空気量を算出する第1吸入空気量算出手段と、
各気筒の筒内圧を検出する筒内圧センサと、
前記筒内圧センサにより検出された筒内圧に基づいて、各気筒の第2吸入空気量を算出する第2吸入空気量算出手段と、
前記第1吸入空気量と前記第2吸入空気量の乖離度を気筒毎に算出する乖離度算出手段と、
前記乖離度が全気筒で第1所定値以上である場合に、前記吸気センサの出力値を校正する吸気センサ校正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
An intake sensor provided in an intake system of the internal combustion engine;
An intake timing specifying means for specifying an intake start timing and an intake end timing of each cylinder;
Output value integration means for integrating the output value of the intake sensor for each cylinder between the intake start timing and the intake end timing of each cylinder;
First intake air amount calculating means for calculating the intake air amount of each cylinder by averaging the integrated values for a predetermined cycle integrated by the output value integrating means for each cylinder;
An in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure of each cylinder;
Second intake air amount calculating means for calculating a second intake air amount of each cylinder based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor;
A deviation degree calculating means for calculating a deviation degree between the first intake air amount and the second intake air amount for each cylinder;
An internal combustion engine control device comprising: an intake sensor calibration unit that calibrates an output value of the intake sensor when the degree of deviation is equal to or greater than a first predetermined value for all cylinders.
前記乖離度が全気筒で前記第1所定値よりも大きい第2所定値以上である場合に、前記吸気センサが故障していると判定する吸気センサ故障判定手段を更に備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 1 ,
Intake sensor failure determination means for determining that the intake sensor has failed when the deviation degree is equal to or greater than a second predetermined value greater than the first predetermined value in all cylinders. Control device for internal combustion engine.
前記乖離度が特定気筒で第3所定値以上である場合に、該特定気筒における筒内圧センサの出力値を校正する筒内圧センサ校正手段を更に備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
A control apparatus for an internal combustion engine, further comprising an in-cylinder pressure sensor calibration unit that calibrates an output value of an in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder when the degree of deviation is equal to or greater than a third predetermined value in the specific cylinder .
前記乖離度が特定気筒で前記第3所定値よりも大きい第4所定値以上である場合に、該特定気筒における筒内圧センサが故障していると判定する筒内圧センサ故障判定手段を更に備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 3 ,
In-cylinder pressure sensor failure determination means for determining that the in-cylinder pressure sensor in the specific cylinder has failed when the degree of divergence is equal to or greater than a fourth predetermined value greater than the third predetermined value in the specific cylinder. A control device for an internal combustion engine.
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