[发明专利]多气缸内燃机的监视装置

说明书

技术领域

本发明涉及「多气缸内燃机的监视装置」，该「多气缸内燃机的监视装置」适用于多气缸内燃机，用于判定(监视·检测)是否发生了例如「向各气缸供给的混合气体的空燃比的不均衡(气缸间空燃比不平衡)」过度地变大等的「内燃机的异常状态」。

背景技术

以往，公知有这样的空燃比控制装置，该空燃比控制装置具有：配设在内燃机的排气通路中的三元催化剂；在该排气通路中分别配置在该三元催化剂的上游以及下游的上游侧空燃比传感器以及下游侧空燃比传感器。该空燃比控制装置，以向内燃机供给的混合气体的空燃比(内燃机的空燃比)与理论空燃比一致的方式，根据上游侧空燃比传感器的输出值和下游侧空燃比传感器的输出值，对内燃机的空燃比进行反馈控制。

这样的空燃比控制装置使用对于所有的气缸共通的控制量(空燃比反馈量)来控制内燃机的空燃比。即，以向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的平均值与理论空燃比一致的方式执行空燃比控制。

例如，在内燃机的吸入空气量的测定值或者推定值背离「真实的吸入空气量」的情况下，各气缸的空燃比一律相对于理论空燃比向「浓侧或者稀薄侧」偏移。在这种情况下，以往的空燃比控制，使向内燃机供给的混合气体的空燃比向「稀薄侧或者浓侧」移动。其结果，向各气缸供给的混合气体的空燃比被向理论空燃比附近的空燃比修正。因此，各气缸中的燃烧接近于完全燃烧(混合气体的空燃比为理论空燃比时的燃烧)，并且，流入三元催化剂的废气的空燃比成为理论空燃比或者理论空燃比附近的空燃比。其结果，避免了排放物的恶化。

但是，一般情况下，电子燃料喷射式内燃机在各气缸或者与各气缸联通的进气口具有一个燃料喷射阀。因此，若某个特定的气缸的燃料喷射阀的特性成为「喷射比指示的燃料喷射量大许多的量的燃料的特性」，则仅向该特定的气缸供给的混合气体的空燃比(该气缸的空燃比)较大得向浓侧变化。即，气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比偏差，空燃比的气缸间不平衡)变大。换言之，在向多个气缸的每一个供给的混合气体的空燃比(单个气缸空燃比)之间产生不均衡。

在这种情况下，向内燃机供给的混合气体的平均空燃比，成为比理论空燃比浓的一侧的空燃比。因此，通过对于所有的气缸共通的空燃比反馈量，上述特定的气缸的空燃比以接近理论空燃比的方式向稀薄侧改变。但是，该特定的气缸的空燃比依然是比理论空燃比浓很多的一侧的空燃比。另外，其它气缸的空燃比以背离理论空燃比的方式向稀薄侧改变。此时，由于其它气缸的气缸数比特定气缸的气缸数(1个气缸)多，所以该其它气缸的空燃比向比理论空燃比稍微稀薄的一侧的空燃比改变。其结果，向内燃机供给的混合气体的整体的平均空燃比大致与理论空燃比一致。

但是，由于上述特定的气缸的空燃比依然成为比理论空燃比浓的一侧的空燃比，剩下的气缸的空燃比成为比理论空燃比稀薄的一侧的空燃比，所以各气缸中的混合气体的燃烧状态成为与完全燃烧不同的的燃烧状态。其结果，从各气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，既使向内燃机供给的混合气体的平均空燃比为理论空燃比，增加了的排放物也不能被三元催化剂完全净化，其结果，有排放物恶化的可能性。因此，为了不使排放物恶化，检测到气缸间的空燃比的不均匀性过大这一情况并采取某种对策是很重要的。

判定这样的「气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比不平衡，单个气缸空燃比之间的不均衡)」是否过大的以往的装置(监视装置)之一，通过分析配设在排气集合部的单一的空燃比传感器的输出来获取表示各气缸的空燃比的推定空燃比。另外，该以往的装置使用各气缸的推定空燃比判定「气缸间的空燃比的不均匀性」是否过大(例如，参照特开2000-220489号公报。)。

发明内容

但是，上述以往的装置，必须通过空燃比传感器每经过短时间而检测随着内燃机的旋转而变动的废气的空燃比。因此，需要响应性非常好的空燃比传感器。另外，由于若空燃比传感器劣化则响应性将降低，因此产生了不能高精度地推定各气缸的空燃比这样的问题。此外，也难以将空燃比的变动与噪音分离。并且，需要高速的数据取样技术以及处理能力高的高性能的CPU。这样，上述以往的装置具有很多要解决的课题。因此，需要能够高精度地判定「气缸间的空燃比的不均匀性」是否过大的「实用性高的监视装置」。

但是，副反馈量是用于使由下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比(下游侧目标空燃比)一致的「空燃比的反馈量(燃料喷射量的修正量)」。使用副反馈量的空燃比的控制，也称为副反馈控制。