多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置增加規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量，根據(jù)至少增加后的對象汽缸的旋轉變動來檢測汽缸間空燃比偏差異常。在執(zhí)行燃料切斷后濃化控制的過程中增加燃料噴射量。利用燃料切斷后濃化控制的定時來增加燃料噴射量，因而能夠盡量防止由于執(zhí)行異常檢測而帶來的廢氣排放惡化。
【專利說明】多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對多汽缸內燃機的汽缸間空燃比的偏差異常進行檢測的裝置，特別是涉及對多汽缸內燃機中汽缸間空燃比相對大幅地偏離的情況進行檢測的裝置。
【背景技術】
[0002]一般而言，在具備使用了催化劑的排氣凈化系統(tǒng)的內燃機中，為了高效率地利用催化劑凈化排氣中的有害成分，對內燃機中燃燒的混合氣的空氣與燃料的混合比例、即空燃比的控制不可或缺。為了進行這樣的空燃比控制，在內燃機的排氣通路中設置空燃比傳感器，由此來實施反饋控制，以使得檢測出的空燃比與規(guī)定的目標空燃比相一致。
[0003]另一方面，在多汽缸內燃機中，通常對全部汽缸都使用同一控制量來進行空燃比控制，因此即使執(zhí)行了空燃比控制，也有時實際的空燃比在汽缸間存在著偏差。如果此時偏差的程度小，則可以通過空燃比反饋控制來吸收掉，還可以利用催化劑來凈化排氣中的有害成分，因此不會對廢氣排放帶來影響，不會特別地成為問題。
[0004]但是，若例如一部分汽缸的燃料噴射系統(tǒng)發(fā)生故障等，使汽缸間的空燃比產生較大的偏差，則會導致廢氣排放惡化的問題。希望將這樣的廢氣排放惡化程度較大的空燃比偏差作為異常檢測出來。特別是在汽車用內燃機的情況下，為了事先防止廢氣排放已惡化的車輛行駛，要求在車載狀態(tài)(車載)下檢測出汽缸間空燃比偏差異常(所謂的0BD;On-Board Diagnostics ;車載自動診斷系統(tǒng))，最近也有將其法律法規(guī)化的動向。
[0005]例如在專利文獻I記載的裝置中，在判斷為任意一個汽缸出現(xiàn)空燃比異常的情況下，在到出現(xiàn)空燃比異常的汽缸熄火為止的期間，按每個規(guī)定時間來縮短向各汽缸噴射燃料的噴射時間，由此來確定異常汽缸。
[0006]因此，若在任意一個汽缸出現(xiàn)空燃比異常的情況下強制地增加或減少該汽缸的燃料噴射量，則該汽缸的旋轉變動將顯著增大。由此，通過檢測出這樣的旋轉變動的增大，就能夠檢測出空燃比偏差異常。
[0007]但是，燃料噴射量的增加或者減少不會使廢氣排放減少而會使廢氣排放惡化。因此，優(yōu)選燃料噴射量的增加或減少在不使廢氣排放惡化的時機進行。
[0008]【專利文獻I】日本特開2010-112244號公報

【發(fā)明內容】

[0009]因此，本發(fā)明鑒于上述事實而做出，其目的在于提供一種能夠盡量地防止由于執(zhí)行異常檢測而帶來的廢氣排放惡化的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于，具備:燃料切斷單元，該燃料切斷單元執(zhí)行燃料切斷；濃化控制單元，該濃化控制單元在所述燃料切斷結束之后立即執(zhí)行使空燃比濃化的燃料切斷后濃化控制；以及檢測單元，該檢測單元執(zhí)行增加規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量，并根據(jù)至少該增加后的所述對象汽缸的旋轉變動來檢測汽缸間空燃比偏差異常，在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制的過程中，所述檢測單元執(zhí)行對所述燃料噴射量的增加。
[0011]優(yōu)選所述異常檢測裝置還具備催化劑，該催化劑設于排氣通路且具有氧吸留能力；以及催化劑后傳感器，該催化劑后傳感器是設于所述催化劑的下游側的空燃比傳感器，所述檢測單元在所述催化劑后傳感器的輸出切換成濃空燃比的同時結束增加所述燃料噴射量。
[0012]優(yōu)選所述異常檢測裝置還具備計測單元，該計測單元計測所述催化劑的氧吸留容量，所述檢測單元根據(jù)所述氧吸留容量的計測值來改變所述燃料噴射量的增加時間。
[0013]優(yōu)選所述檢測單元在增加所述燃料噴射量的過程中監(jiān)視被所述催化劑吸留的氧吸留量并決定增加處理結束定時。
[0014]優(yōu)選所述檢測單元與開始所述燃料切斷后濃化控制同時開始增加所述燃料噴射量。
[0015]優(yōu)選所述檢測單元基于所述對象汽缸的所述燃料噴射量增加前后的旋轉變動之差，來檢測所述對象汽缸的濃空燃比偏移異常。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于，具備:燃料切斷單元，該燃料切斷單元執(zhí)行燃料切斷；濃化控制單元，該濃化控制單元在所述燃料切斷結束之后立即執(zhí)行使空燃比濃化的燃料切斷后濃化控制；以及檢測單元，該檢測單元減少規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量，并根據(jù)至少該減少后的所述對象汽缸的旋轉變動，來檢測汽缸間空燃比偏差異常，在正在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制的過程中，所述檢測單元臨時中斷該燃料切斷后濃化控制，并且在該中斷時減少所述燃料噴射量。
[0017]優(yōu)選所述異常檢測裝置還具備催化劑，該催化劑設于排氣通路且具有氧吸留能力，在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制和減少所述燃料噴射量的過程中，所述檢測單元監(jiān)視被所述催化劑吸留的氧吸留量并且決定減少開始定時和減少結束定時。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮能夠盡量防止由于執(zhí)行異常檢測而帶來的廢氣排放惡化這樣的優(yōu)異效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的內燃機的概要圖。
[0020]圖2是示出催化劑前傳感器和催化劑后傳感器的輸出特性的圖表。
[0021]圖3是用于對表不旋轉變動的值進行說明的時序圖。
[0022]圖4是用于對表不旋轉變動的另一值進行說明的時序圖。
[0023]圖5是示出使燃料噴射量增加或減少時的旋轉變動的變化的圖表。
[0024]圖6是示出燃料噴射量的增加和增加前后的旋轉變動的變化的情形的圖。
[0025]圖7是用于對氧吸留容量的計測方法進行說明的時序圖。
[0026]圖8是示出偏差異常檢測時的狀態(tài)變化的情形的時序圖。
[0027]圖9是示出氧吸留容量與主動濃化控制執(zhí)行時間之間的關系的圖表。
[0028]圖10是示出本實施方式的控制程序的流程圖。
[0029]圖11是示出其他實施方式所涉及的偏差異常檢測時的狀態(tài)變化的情形的時序圖。[0030]圖12是示出其他實施方式的控制程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0032]圖1中簡要地示出本實施方式所涉及的內燃機。圖示出的內燃機(發(fā)動機)1是搭載于汽車的V型8汽缸火花點火式內燃機(汽油發(fā)動機)。發(fā)動機I具有第一氣缸排BI和第二氣缸排B2，在第一氣缸排BI中設有第奇數(shù)汽缸即#1、#3、#5、#7汽缸，在第二氣缸排B2中設有第偶數(shù)汽缸即#2、#4、#6、#8汽缸。#1、#3、#5、#7汽缸形成第一汽缸組，#2、#4、#6、#8汽缸形成第二汽缸組。
[0033]在各汽缸中設有噴射部件(燃料噴射閥)2。噴射部件2朝向對應汽缸的進氣通路尤其是進氣口(未圖示)噴射燃料。另外，在各汽缸上設有用于對缸內的混合氣體點火的點火火花塞13。
[0034]用于導入進氣的進氣通路7除了具備上述進氣口之外還具備作為集合部的穩(wěn)壓箱8、將各汽缸的進氣口與穩(wěn)壓箱8連結起來的多個進氣岐管9和穩(wěn)壓箱8的上游側的進氣管10。在進氣管10中，從上游側開始依次設有氣體流量計11和電子控制式節(jié)流閥12。氣體流量計11輸出大小與進氣流量相應的信號。
[0035]相對于第一氣缸排BI設置第一排氣通路14A,相對于第二氣缸排B2設置第二排氣通路14B。上述第一排氣通路14A和第二排氣通路14B在下游催化劑19的上游側匯合。比該匯合位置靠上游側的排氣系統(tǒng)的構成在兩個氣缸排中是相同的，因此這里僅對第一氣缸排BI側進行說明，關于第二氣缸排B2，在附圖中標記相同的附圖標記并省略說明。
[0036]第一排氣通路14A包括:#1、#3、#5、#7這各汽缸的排氣口(未圖示)；將上述排氣口的廢氣集合起來的排氣歧管16 ;設于排氣歧管16下游側的排氣管17。并且，在排氣管17中設有上游催化劑18。在上游催化劑18的上游側和下游側(正前面和正后面)分別設置有催化劑前傳感器20和催化劑后傳感器21，其中，該催化劑前傳感器20和催化劑后傳感器21是用于檢測廢氣空燃比的空燃比傳感器。如上所述，針對屬于一方的氣缸排的多個汽缸(或者汽缸組)，各設有一個上游催化劑18、催化劑前傳感器20和催化劑后傳感器21。
[0037]另外，也可以不使第一排氣通路14A和第二排氣通路14B匯合而對第一排氣通路14A和第二排氣通路14B分別設置下游催化劑19。
[0038]在發(fā)動機I中設有作為控制單元和檢測單元的電子控制單元(以下稱為ECU) 100。E⑶100均具備未圖示的CPU、ROM、RAM、輸入輸出端口以及存儲裝置等。在E⑶100中除了電連接有上述的氣體流量計11、催化劑前傳感器20、催化劑后傳感器21之外，還經由未圖示的A/D轉換器等電連接有用于檢測發(fā)動機I的曲軸角的曲軸角傳感器22、用于檢測加速器開度的加速器開度傳感器23、用于檢測發(fā)動機冷卻水溫度的水溫傳感器24、和其他各種傳感器。ECU100根據(jù)各種傳感器的檢測值等來控制噴射部件2、點火火花塞13、節(jié)流閥12等，進而控制燃料噴射量、燃料噴射時間、點火正時、節(jié)流閥開度等，以獲得所期望的輸出。其中，節(jié)流閥開度通常被控制成與加速度開度相對應的開度。
[0039]ECU100根據(jù)來自曲軸角傳感器22的曲軸脈沖信號，檢測曲軸角本身并且檢測發(fā)動機I的轉數(shù)。這里，“轉數(shù)”是指每單位時間的轉數(shù)，與轉速的意義相同。在本實施方式中，指每分鐘的轉數(shù)rpm。另外，ECU100根據(jù)來自氣體流量計11的信號來檢測每單位時間的進入空氣量、即進氣量。并且，E⑶100根據(jù)檢測出的進氣量和加速器開度的至少一方來檢測發(fā)動機I的負載。
[0040]催化劑前傳感器20由所謂的寬域空燃比傳感器構成，能夠連續(xù)地檢測相對大范圍內的空燃比。圖2中示出催化劑前傳感器20的輸出特性。如圖所示，催化劑前傳感器20輸出大小與檢測出的排氣空燃比(催化劑前空燃比A/Ft)成比例的電壓信號Vf。排氣空燃比是化學計量空燃比(理論空燃比，例如A/F= 14.5)時的輸出電壓為Vreff (例如約
3.3V)。
[0041]另一方面，催化劑后傳感器21由所謂的O2傳感器構成，具有輸出值以化學計量空燃比為界急劇變化的特性。圖2中示出催化劑后傳感器21的輸出特性。如圖所示，排氣空燃比(催化劑后空燃比A/Fr)是化學計量空燃比時的輸出電壓、即化學計量空燃比相當值為Vrefr (例如約0.45V)。催化劑后傳感器21的輸出電壓在規(guī)定的范圍(例如O?IV)內變化。概要地講，排氣空燃比比化學計量空燃比稀時，催化劑后傳感器的輸出電壓Vr低于化學計量空燃比相當值Vrefr，排氣空燃比比化學計量空燃比濃時，催化劑后傳感器的輸出電壓Vr高于化學計量空燃比相當值Vrefr。
[0042]上游催化劑18和下游催化劑19由三元催化劑構成，在分別流入到上游催化劑18和下游催化劑19的廢氣的空燃比A/F在化學計量空燃比附近時，同時地凈化排氣中的有害成分即N0x、HC和CO。能同時且高效地凈化該三者的空燃比的幅度(window)比較窄。
[0043]因此，發(fā)動機的通常運轉時，由E⑶100執(zhí)行用于將流入上游催化劑18的廢氣的空燃比控制在化學計量空燃比附近的空燃比控制(化學計量空燃比控制)。該空燃比控制包括:使由催化劑前傳感器20檢測出的排氣空燃比與規(guī)定的目標空燃比即化學計量空燃比一致的主空燃比控制(主空燃比反饋控制)；使由催化劑后傳感器21檢測出的排氣空燃比與化學計量空燃比一致的輔助空燃比控制(輔助空燃比反饋控制)。
[0044]如上所述，在本實施方式中，空燃比的基準值是化學計量空燃比，與該化學計量空燃比相當?shù)娜剂蠂娚淞?稱為化學計量空燃比相當量)是燃料噴射量的基準值。但是，空燃比和燃料噴射量的基準值也可以是其他值。
[0045]空燃比控制以氣缸排單位來進行，或者按每氣缸排地進行。例如，第一氣缸排BI側的催化劑前傳感器20和催化劑后傳感器21的檢測值僅用于屬于第一氣缸排BI的#1、#3、#5、#7汽缸的空燃比反饋控制，而不用于屬于第二氣缸排B2的#2、#4、#6、#8汽缸的空燃比反饋控制。反之也同樣。如具有兩個獨立的串聯(lián)四汽缸發(fā)動機那樣地執(zhí)行空燃比控制。另外，在空燃比控制中，對屬于同一氣缸排的各汽缸一律使用相同的控制量。
[0046]且說，例如有時在全部汽缸中的部分汽缸(尤其是一個汽缸)中出現(xiàn)噴射部件2的故障等，從而在汽缸間產生空燃比的偏差(失衡imbalance)。例如，關于第一氣缸排BI是下述情況，即:由于噴射部件2的打開不良，使得#1汽缸的燃料噴射量相對于其他的#3、#5、#7汽缸的燃料噴射量而言增多，#1汽缸的空燃比相對于其他的#3、#5、#7汽缸的空燃比而言增大而向濃空燃比側偏移。
[0047]在此時也存在下述情況，即:如果通過前述的空燃比反饋控制而賦予相對較大的校正量，則能夠將被供給到催化劑前傳感器20的總氣體(匯合后的廢氣)的空燃比控制成化學計量空燃比。但是，當以各個汽缸來看時，可知#1汽缸比化學計量空燃比大而變成濃空燃比，#3、#5、#7汽缸相對于化學計量空燃比為稀空燃比，只不過是整體平衡已成為化學計量空燃比，在排氣方面并不優(yōu)選。因此，在本實施方式中，配備檢測所述的汽缸間空燃比偏差異常的裝置。
[0048]這里，使用成為失衡率的值來作為表示汽缸間空燃比的偏差程度的指標值。所謂的失衡率是表示下述情況的值，即:在多個汽缸中僅某一個汽缸引起燃料噴射量偏離的情況下，該引起了燃料噴射量偏尚的汽缸(失衡汽缸)的燃料噴射量以何種比例偏尚未引起燃料噴射量偏離的汽缸(平衡汽缸)的燃料噴射量即基準噴射量的值。若使失衡率為IB(% )、失衡汽缸的燃料噴射量為Qib、平衡汽缸的燃料噴射量即基準噴射量為Qs，則表示為IB= (Qib-Qs)/Qs X 100。失衡率IB越大，失衡汽缸相對于平衡汽缸的燃料噴射量偏離越大，空燃比偏差程度越大。
[0049]另一方面，在本實施方式中，將規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量主動或者強制地增加或者減少，根據(jù)至少增加或減少后的對象汽缸的旋轉變動來檢測偏差異常。
[0050]首先,對旋轉變動進行說明。旋轉變動是指發(fā)動機轉速或者曲軸轉速的變化，可以由例如如下所述的值來表示。在本實施方式中，能夠檢測每個汽缸的旋轉變動。
[0051]圖3中示出用于說明旋轉變動的時序圖。圖示的例子是串聯(lián)四汽缸發(fā)動機的例子，但是應當理解為也能夠適用于本實施方式這樣的V型八汽缸發(fā)動機。點火順序是#1、#3、#4、#2汽缸的順序。
[0052]在圖3中，(A)表示發(fā)動機的曲軸角(°C A)。一個發(fā)動機周期是720 (V A)，圖中逐次檢測出的多個周期的曲軸角被表示為鋸齒狀。
[0053](B)表示曲軸旋轉規(guī)定角度時所需的時間、即旋轉時間T(S)。這里，規(guī)定角度為30 (°CA)，但是可以是其他值(例如IOCC A))。旋轉時間T越長，發(fā)動機轉速越慢，反之旋轉時間T越短，發(fā)動機轉速越快。由ECU100根據(jù)曲軸角傳感器22的輸出來檢測該旋轉時間T。
[0054](C)表示后面說明的旋轉時間差AT。圖中，“正?！北硎救我粋€汽缸都未產生空燃比偏離的正常的情況，“稀空燃比偏移異?！北硎緝H#1汽缸產生失衡率IB = -30(% )的稀空燃比偏移的異常的情況。稀空燃比偏移異常例如由于噴射部件的噴孔堵塞或者打開不良而產生。
[0055]首先，由ECU檢測出各汽缸的在同一定時的旋轉時間T。這里，檢測出各汽缸的在壓縮上死點(TDC)的定時的旋轉時間T。將該旋轉時間T被檢測出的定時稱為檢測定時。
[0056]接下來，在每個檢測定時，由ECU計算出在該檢測定時的旋轉時間T2與前一個檢測定時的旋轉時間Tl之間的差(T2-T1)。該差是表示為(C)的旋轉時間差AT，AT =T2-T1。
[0057]通常，在曲軸角超過TDC之后的燃燒行程中由于轉速上升而使得旋轉時間T減小，在其后的壓縮行程中由于轉速下降而使得旋轉時間T增大。
[0058]因此，在如⑶所示那樣#1汽缸為稀空燃比偏移異常的情況下，即使將#1汽缸點火也不能獲得足夠的轉矩，轉速難以上升，因此，由于該影響，#3汽缸TDC的旋轉時間T增大。由此，在#3汽缸TDC的旋轉時間差AT如(C)所示成為大的正值。使在該#3汽缸TDC的旋轉時間和旋轉時間差分別為#1汽缸的旋轉時間和旋轉時間差，分別表示為T1和Λ 1\。其他汽缸也同樣。
[0059]接著，由于#3汽缸正常，因此，使#3汽缸點火時轉速急劇上升。由此，在接下來的#4汽缸TDC的定時，與#3汽缸TDC時相比，只不過是旋轉時間T稍微減小。因此，在#4汽缸TDC檢測出的#3汽缸的旋轉時間差八-如(C)所示成為小的負值。這樣，某個汽缸的旋轉時間差Λ T，在各自的下一個點火汽缸TDC被檢測出。
[0060]在以后的#2汽缸TDC和#1汽缸TDC也發(fā)現(xiàn)與#4汽缸TDC時同樣的傾向，在兩定時檢測出的#4汽缸的旋轉時間差Λ T4和#2汽缸的旋轉時間差Λ T2均成為小的負值。以上的特性按每個發(fā)動機周期而反復。
[0061]由此可知，各汽缸的旋轉時間差△ T是表示各汽缸的旋轉變動的值，是與各汽缸的空燃比偏移量相關的值。因此，能夠使用各汽缸的旋轉時間差AT來作為各汽缸的旋轉變動的指標值。各汽缸的空燃比偏移量越大，各汽缸的旋轉變動越大，各汽缸的旋轉時間差AT越大。
[0062]另一方面，如圖3(C)所示，在正常的情況下，旋轉時間差AT常時位于零附近。
[0063]在圖3的例子中示出了稀空燃比偏移異常的情況，反之的濃空燃比偏移異常、即僅一個汽缸出現(xiàn)大的濃空燃比偏移的情況下，也有同樣的傾向。在出現(xiàn)大的濃空燃比偏移的情況下，即使點火也會由于燃料過多而導致燃燒不充分，不能獲得足夠的轉矩，這時因為旋轉變動增大。
[0064]接下來，參照圖4對表示旋轉變動的另一值進行說明。(A)與圖3的(A)同樣，表示發(fā)動機的曲軸角(V Α)。
[0065](B)表示上述旋轉時間T的倒數(shù)即角速度ω (rad/s)。ω = 1/T。當然,角速度越大，則發(fā)動機轉速越快，角速度ω越小，則發(fā)動機轉速越慢。角速度ω的波形成為將旋轉時間T的波形上下翻轉后的形狀。
[0066](C)與上述旋轉時間差AT同樣，表示角速度ω之差即角速度差Λ ω。角速度差Δ ω的波形也成為將旋轉時間差AT的波形上下翻轉后的形狀。圖中的“正?！焙汀跋】杖急绕飘惓！迸c圖3相同。
[0067]首先，由E⑶檢測出各汽缸的同一定時的角速度ω。這里也檢測出在各汽缸的壓縮上死點(TDC)的定時的角速度ω。角速度ω通過用I除以上述旋轉時間T而算出。
[0068]接著,在每個檢測定時，由ECU計算出在該檢測定時的角速度ω2與前一個檢測定時的角速度ω I之差(ω 2_ ω I)。該差是(C)所不的角速度差Δω, Δω = ω2_ω1。
[0069]通常，在曲軸角超過TDC之后的燃燒行程中由于轉速上升而角速度ω上升，在其后的壓縮行程中由于轉速下降而角速度ω下降。
[0070]但是，在如⑶所示那樣#1汽缸為稀空燃比偏移異常的情況下，即使將#1汽缸點火也不能獲得足夠的轉矩，轉速難以上升，因此該影響下#3汽缸TDC的角速度ω減小。因此，在#3汽缸TDC的角速·度差Λ ω如(C)所示成為大的負值。使在該#3汽缸TDC的角速度和角速度差分別為#1汽缸的角速度和角速度差，分別表示為01和Aco115其他汽缸也同樣。
[0071]接著，由于#3汽缸正常，因此將#3汽缸點火時，轉速急劇上升。由此，在接下來的#4汽缸TDC的定時，與#3汽缸TDC的定時相比只不過是角速度ω稍微上升。因此，在#4汽缸檢測出的#3汽缸的角速度差△ (03如(C)所示成為小的正值。這樣,某個汽缸的角速度差Λ ω，在各自的下一個點火汽缸TDC被檢測出。
[0072]在以后的#2汽缸TDC和#1汽缸TDC也發(fā)現(xiàn)與#4汽缸TDC時同樣的傾向，在兩定時檢測出的#4汽缸的角速度差Δ (04和#2汽缸的角速度差Δ ω2均成為小的正值。以上的特性按每個發(fā)動機周期而反復。
[0073]由此可知，各汽缸的角速度差△ ω是表示各汽缸的旋轉變動的值，是與各汽缸的空燃比偏移量相關的值。因此，能夠使用各汽缸的角速度差△ ω來作為各汽缸的旋轉變動的指標值。各汽缸的空燃比偏移量越大，各汽缸的旋轉變動越大，各汽缸的角速度差Λω越小(朝向負方向增大)。
[0074]另一方面，如圖4(C)所示，在正常的情況下，角速度差Λ ω常時位于零附近。
[0075]在相反的濃空燃比偏移異常的情況下也有同樣傾向的方面，如上所述。
[0076]接下來，參照圖5對使某一汽缸的燃料噴射量增加或減少時的旋轉變動的變化進行說明。
[0077]在圖5中，橫軸表示失衡率ΙΒ，縱軸表示作為旋轉變動的指標值的角速度差Λ ω。這里，僅使全部8個汽缸中的某一個汽缸的失衡率IB變化，用線a來表示此時的該一個汽缸的失衡率IB與該一個汽缸的角速度差Δω的關系。將該一個汽缸稱為主動對象汽缸。其他汽缸全部是平衡汽缸，是作為基準噴射量Qs而噴射化學計量空燃比相當量的汽缸。
[0078]在橫軸上，IB = 0(% )是指主動對象汽缸的失衡率IB為O (% )，是主動對象汽缸噴射化學計量空燃比相當量的正常情況。這時的數(shù)據(jù)由線a上的標號b表示。若從該IB=0(% )的狀態(tài)向圖中左側移動，則失衡率IB向正方向增加，燃料噴射量成為過多即濃空燃比的狀態(tài)。反之，若從IB = 0(% )的狀態(tài)向圖中右側移動，則失衡率IB向負方向增加，燃料噴射量成為過少即稀空燃比的狀態(tài)。
[0079]由特性線a可知，無論是主動對象汽缸的失衡率IB從0(% )向正方向增加還是向負方向增加，主動對象汽缸的旋轉變動均增大，主動對象汽缸的角速度差Λ ω均存在從零附近向負方向增大的傾向。并且，越是從失衡率IB為O (%)的狀態(tài)偏離，特性線a的斜率約急，角速度差Λ ω相對于失衡率IB的變化的傾向越大。
[0080]這里，如箭頭c所表示的那樣，將主動對象汽缸的燃料噴射量強制地從化學計量空燃比相當量(IB = 0(% ))增加規(guī)定量。在圖示的例子中，增加相當于失衡率約40 (% )的量。這時，在ΙΒ = 0(%)的附近，特性線a的斜率緩和，因此，即使在增加之后，角速度差Δ ω與增加前相比也幾乎不變，增加前后的角速度差Λ ω極小。
[0081]另一方面，如標號d所示，認為是在主動對象汽缸已出現(xiàn)濃空燃比偏移，其失衡率IB成為比較大的正側的值的情況。在圖示的例子中，失衡率出現(xiàn)約50(% )的濃空燃比偏移。若從該狀態(tài)開始如箭頭e所示使主動對象汽缸的燃料噴射量強制地增加相同量，則在該區(qū)域，特性線a的斜率很急，因此增加后的角速度差△ ω相對于增加前向負側大幅變化，增加前后的角速度差△ ω增大。即，由于燃料噴射量的增加處理，主動對象汽缸的旋轉變動增大。
[0082]由此，能夠根據(jù)將主動對象汽缸的燃料噴射量強制地增加規(guī)定量后的至少增加后的主動對象汽缸的角速度差Λ ω，來檢測出偏差異常。
[0083]即，在增加后的角速度差Λ ω如圖所示那樣比規(guī)定的負的異常判定值α小的情況下(Λω < α)，能夠判定為存在偏差異常，并且能夠將主動對象汽缸確定為異常汽缸。反之，在增加后的角速度差Λ ω不比異常判定值α小的情況下(Λ ω≤α )，能夠至少將主動對象汽缸判定為正常。[0084]或者，代替上述方式，如圖所示，還能夠根據(jù)增加前后的角速度差Λ ω之差dA ω，來檢測出偏差異常。該情況下，使增加前的角速度差為Δ ω 1，使增加后的角速度差為Δ ω 2,則能夠將兩者的差dA ω定義為(ΙΔω = Δω 1-Δω 2。于是,在差(1Δ ω超過規(guī)定的正的異常判定值β I的情況下(dA ω ≥β I)，能夠判定為存在偏差異常，并且，能夠將主動對象汽缸確定為異常汽缸。反之，在差CU ω不超過規(guī)定的正的異常判定值β I的情況下(dA ω < β I)，能夠至少將主動對象汽缸判定為正常。
[0085]可以說在失衡率為負的區(qū)域進行強制減少時也是同樣的。如箭頭f所示，將主動對象汽缸的燃料噴射量從化學計量空燃比相當量(IB = 0(% ))強制地減少規(guī)定量。在圖示的例子中，減少相當于失衡率約10(%)的量。減少的量比增加的量少，是因為若對稀空燃比偏移異常汽缸進行大幅減少時會導致熄火。這時，由于特性線a的斜率比較緩和，因此減少后的角速度差Δ ω比減少前僅稍微變小，增加前后的角速度差Λ ω很小。
[0086]另一方面，如標號g所示，認為是在主動對象汽缸已出現(xiàn)稀空燃比偏移，其失衡率IB成為相對大的負側的值的情況。在圖示的例子中，失衡率出現(xiàn)約_20(%)的稀空燃比偏移。若從該狀態(tài)開始如箭頭h所示使主動對象汽缸的燃料噴射量強制地減少相同量，則在該區(qū)域，特性線a的斜率比較急，因此減少后的角速度差△ ω相對于減少前向負側大幅變化，減少前后的角速度差△ ω增大。S卩，由于燃料噴射量的減少，而主動對象汽缸的旋轉變動增大。
[0087]由此，能夠根據(jù)將主動對象汽缸的燃料噴射量強制地減少規(guī)定量后的至少減少后的主動對象汽缸的角速度差Λ ω，來檢測出偏差異常。
[0088]即，在減少后的角速度差Λ ω如圖所示那樣比規(guī)定的負的異常判定值α小的情況下(Λω < α)，能夠判定為存在偏差異常，并且，能夠將主動對象汽缸確定為異常汽缸。反之，在增加后的角速度差Λ ω不比異常判定值α小的情況下(Λ ω≥α )，能夠至少將主動對象汽缸判定為正常。
[0089]或者，代替上述方式，如圖所示，還能夠根據(jù)減少前后的角速度差Λ ω之差dA ω，來檢測出偏差異常。該情況下，能夠將兩者的差d Λ ω定義為dA ω = Δ ωΙ-Δ ω20在差dA ω超過規(guī)定的正的異常判定值β 2的情況下(dA ω≥β 2),能夠判定為存在偏差異常，并且，能夠將主動對象汽缸判定為異常汽缸。反之，在差CU ω不超過規(guī)定的正的異常判定值的情況下(dA ω < β I),能夠至少將主動對象汽缸判定為正常。
[0090]這里，由于增加的量比減少的量顯著增多，因而使得增加時的異常判定值β I比減少時的異常判定值β 2大。但是，能夠考慮特性線a的特性、增加的量與減少的量的平衡而任意地決定兩異常判定值。也能使兩異常判定值為相同的值。
[0091]在使用了旋轉時間差AT作為各汽缸的旋轉變動的指標值的情況下，應當理解為能夠以同樣的方法來確定異常檢測以及異常汽缸。另外，作為各汽缸的旋轉變動的指標值，也可以使用除上述值以外的其他值。
[0092]圖6中示出關于全部八個汽缸的燃料噴射量的增加和增加前后的旋轉變動的變化的情形。上部分是增加前，下部分是增加后。如左右方向的左端列所示，作為增加的方法，全部汽缸一律且同時地增加同一量。即，這里，規(guī)定的對象汽缸是全部汽缸。增加前對全部汽缸的噴射部件2發(fā)出打開指令，以噴出化學計量空燃比相當量的燃料，增加后對全部汽缸的噴射部件2發(fā)出打開指令，以噴射相對于化學計量空燃比而言規(guī)定量多的燃料。[0093]關于該增加的方式，除了對全部汽缸同時進行的方法之外，還有逐任意數(shù)汽缸地依次且交替地進行的方法。例如，有一個汽缸一個汽缸地增加，或者兩個汽缸兩個汽缸地增力口，或者四個汽缸四個汽缸地增加的方法。能夠任意地設定進行增加的對象汽缸的數(shù)量和汽缸號。
[0094]對象汽缸越數(shù)多，則存在能夠縮短全部增加時間的優(yōu)點，具有廢氣排放惡化的缺點。反之，對象汽缸數(shù)越少，則存在能夠抑制廢氣排放惡化的優(yōu)點，但是具有全部增加時間變長的時間。
[0095]作為各汽缸的旋轉變動的指標值，與圖5同樣，使用角速度差Λ ω。
[0096]例如，左右方向的中央列所示的正常時、即在任意汽缸均未出現(xiàn)空燃比偏移異常的情況下，在增加前，全部汽缸的角速度差△ ω大致相等，處于零附近，全部汽缸的旋轉變動少。并且，在增加后全部汽缸的角速度差Λ ω大致相等，僅稍微向負方向變大，全部汽缸的旋轉變動并不是如此地大。因此，增加前后的角速度差之差CU ω小。
[0097]但是，在左右方向的右端列所示的異常時，則表現(xiàn)出與正常時不同的舉動。在該異常時，僅在#8汽缸出現(xiàn)相當于失衡率50%的濃空燃比偏移異常。該情況下，在增加前，#8汽缸之外的剩余汽缸的角速度差Λ ω大致相等，處于零附近，但是#8汽缸的角速度差Λ ω比剩余汽缸的角速度差Λ ω稍微向負方向增大。
[0098]但是，#8汽缸的角速度差Λ ω與剩余汽缸的角速度差Λ ω之間沒有如此大的差異。因此，無法利用增加前的角速度差Λ ω以足夠的精度來確定異常檢測和異常汽缸。
[0099]另一方面，增加后與增加前相比，剩余汽缸的角速度差Λ ω大致相等，并且僅向負方向稍微變化，但是，#8汽缸的增加前后的角速度差之差dA ω大且向負方向變化。因此,#8汽缸的增加前后的角速度差之差(!△ ω與剩余汽缸的增加前后的角速度差(!△ ω相比顯著增大。因此，利用該不同，能夠以足夠的精度來確定異常檢測和異常汽缸。
`[0100]該情況下，僅#8汽缸之差d Λ ω比上述異常判定值β I大，因此，能夠檢測出在#8汽缸存在濃空燃比偏移異常。
[0101]應當理解為在將燃料噴射量強制減少來檢測任意一個汽缸的稀空燃比偏移異常的情況下，也能夠采用同樣的方法。
[0102]以上，是本實施方式中的偏差異常檢測的簡要內容。下面，只要沒有特別說明，使用角速度差Λ ω作為各汽缸的旋轉變動的指標值。
[0103]可是，燃料噴射量的強制增加不會減少廢氣排放而會使廢氣排放惡化。這是因為使燃料噴射量與化學計量空燃比相當量相偏離。因此，在將燃料噴射量強制增加而檢測任意一個汽缸的濃空燃比偏移異常的情況下，優(yōu)選在不使廢氣排放盡量惡化的時機進行。
[0104]因此，在本實施方式中，在燃料切斷結束之后立即進行的燃料切斷后濃化控制(以下稱為F/C后濃化控制)的過程中，執(zhí)行燃料噴射量的強制增加。即，利用F/C后濃化控制的定時，以與此同時或重復的方式來執(zhí)行燃料噴射量的強制增加。由此，能夠防止單獨地進行異常檢測用的強制增加，能夠盡量地防止由于執(zhí)行異常檢測而帶來的廢氣排放惡化。
[0105]燃料切斷是停止從全部汽缸的噴射部件2噴射燃料的控制。ECU100在規(guī)定的燃料切斷條件成立時執(zhí)行燃料切斷。燃料切斷條件例如在滿足下述兩個條件時成立，即:I)由加速器開度傳感器23檢測出的加速器開度Ac為相當于全閉的規(guī)定開度以下；2)所檢測出的發(fā)動機轉數(shù)Ne為比規(guī)定的空轉轉數(shù)Ni (例如800rpm)稍高的規(guī)定的恢復轉數(shù)Ne (例如1200rpm)以上。
[0106]若發(fā)動機轉數(shù)在恢復轉數(shù)Ne以上且減速器開度為全閉，則立即執(zhí)行燃料切斷，發(fā)動機和車輛被減速(執(zhí)行減速燃料切斷)。然后，當發(fā)動機轉數(shù)Ne小于恢復轉數(shù)Ne時，燃料切斷結束(從減速燃料切斷的恢復)，同時開始F/C后濃化控制。
[0107]F/C后濃化控制是使空燃比比化學計量空燃比濃的控制。例如，如空燃比為14.0那樣地，燃料噴射量被增加而比化學計量空燃比相當量多。
[0108]進行F/C后濃化控制的理由是，主要使上游催化劑18的性能恢復。即，上游催化劑18具有氧吸留能力，并且具有以下特性，S卩:在催化劑內的氣體氛圍比化學計量空燃比稀時，吸留過剩的氧，還原凈化NOx，在催化劑內的氣體氛圍比化學計量空燃比濃時，放出吸留氧，氧化并凈化HC和CO。另外，在以下方面，下游催化劑19也與上游催化劑18相同。
[0109]在執(zhí)行燃料切斷的過程中，氧持續(xù)地被催化劑吸留。這時，催化劑若吸留氧而直至吸留能力全部發(fā)揮，則有可能在從燃料切斷恢復后不能再吸收更多氧，不能凈化N0X。因此，進行F/C后濃化控制來強制地放出吸留氧。
[0110]可是，異常檢測用的強制增加也是使燃料噴射量增加而比化學計量空燃比多的控制。因此，通過在F/C后濃化控制中進行強制增加，能夠并不需要單獨地進行強制增加，就盡量防止廢氣排放惡化。
[0111]強制增加的開始定時，與F/C后濃化控制的開始定時相同，與燃料切斷結束是同時的。由此，最快地開始強制增加，有利于確保全部增加時間和控制廢氣排放惡化。
[0112]另一方面，在本實施方式中，強制增加的結束定時是用盡了上游催化劑18的氧吸留能力的定時，換言之是上游催化劑18放盡氧的定時。關于該點，最好預先理解上游催化劑18的氧吸留能力的計測方法，因此，首先對此進行說明。
[0113]使用成為氧吸留容量(OSC (g):02 Storage Capacity)的值作為上游催化劑18的氧吸留能力的指標值。氧吸留容量表示現(xiàn)狀的催化劑能吸留的最大氧量。隨著催化劑惡化，其氧吸留能力漸漸降低，其氧吸留容量也漸漸降低。因此，氧吸留容量也是表示催化劑的劣化度的指標值。
[0114]在計測氧吸留容量時，執(zhí)行將混合氣的空燃比乃至被供給至催化劑的廢氣的空燃t匕，以化學計量空燃比為中心交替地調整為濃空燃比和稀空燃比的主動空燃比控制。另外，主動空燃比控制在與偏差異常檢測用的強制增加的定時完全不同的定時進行，例如在發(fā)動機穩(wěn)定運轉時執(zhí)行。伴隨著所述的主動空燃比控制的氧吸留容量的計測方法，作為所謂的Cmax法而被公知。
[0115]在圖7中，㈧表示目標空燃比A/Ft (虛線)和將催化劑前傳感器20的輸出換算成空燃比(催化劑前空燃比A/Ft (實線))而得到的值。另外，(B)表示催化劑后傳感器21的輸出Vr。(C)表示從催化劑18放出的氧量即氧放出量OSAa的累計值，(D)表示被催化劑18吸留的氧量即氧吸留量OSAb的累計值。
[0116]如圖示那樣，通過執(zhí)行主動空燃比控制，流入催化劑的廢氣的空燃比在規(guī)定的定時被強制地交替地切換成稀空燃比和濃空燃比。這樣的切換通過切換來自噴射部件2的燃料噴射量來實現(xiàn)。
[0117]例如，在定時tl之前的期間，目標空燃比A/Ft被設定為比化學計量空燃比稀的規(guī)定值(例如15.0)，稀空燃比氣體流入催化劑18。這時，催化劑18繼續(xù)吸收氧，將排氣中的NOx還原凈化。
[0118]但是，在吸留氧直至飽和狀態(tài)即吸滿狀態(tài)的定時，將不能再進一步吸留氧，稀空燃比氣體流過催化劑18而向催化劑18的下游側流出。于是，催化劑后傳感器21的輸出切換成稀空燃比(翻轉)，催化劑后傳感器21的輸出Vr比化學計量空燃比相當值Vrefr (參照圖2)更靠近稀空燃比側的稀判定值VL(定時tl)。在該定時，目標空燃比A/Ft從化學計量空燃比切換成濃的規(guī)定值(例如14.0)。
[0119]然后，這次向催化劑18流入濃空燃比氣體。這時，在催化劑18持續(xù)地放出此前吸留的氧，將排氣中的濃空燃比成分(HC、C0)氧化而凈化，但是，若之后從催化劑18放盡所有的吸留氧則在該定時將無法再放出氧，濃空燃比氣體流過催化劑18而向催化劑18的下游側流出。于是，催化劑后傳感器21的輸出翻轉成濃空燃比，比化學計量空燃比相當值Vrefr更靠近濃空燃比側的濃判定值VR(定時t2)。在該定時，目標空燃比A/Ft切換成稀空燃比。這樣，反復執(zhí)行空燃比朝向濃/稀空燃比的切換。
[0120]如(C)所示，在定時tl?t2的放出周期中，每規(guī)定運算周期地逐次累積計算氧放出量OSAa。更詳細地說，從催化劑前傳感器20的輸出達到化學計量空燃比相當值Vrefr (參照圖2)的定時tll，到催化劑后傳感器21的輸出翻轉成濃空燃比的定時t2為止，通過下面的公式(I)來計算每個運算周期的氧放出量dOSA(dOSAa)，每個運算周期地計算累積計算該每個運算周期的值。這樣，在一個放出周期中所得的最終的累計值成為與催化劑的氧吸留容量相當?shù)难醴懦隽縊SAa的計測值。
[0121]【數(shù)式I】
[0122]dOSA = ΛΑ/FXQXK = |A/Fs_A/Ff| XQXK...(I)
[0123]Q是燃料噴射量，A/Fs是`化學計量空燃比。對空燃比差ΛΑ/F乘以燃料噴射量Q，就能夠計算出過剩或不足的空氣量。K是空氣中含有的氧的比例(約為0.23)。
[0124]在定時t2?t3的吸留周期也是同樣的，如⑶所示，從催化劑前傳感器20的輸出達到化學計量空燃比相當值Vrefr的定時t21開始，到催化劑后傳感器21的輸出翻轉成稀空燃比的定時t3為止，通過前述公式(I)計算每個運算周期的氧吸留量dOSA(dOSAa)，每個運算周期地累計該每個運算周期的值。這樣，在一個吸留周期中所得的最終的累計值成為與催化劑的氧吸留容量相當?shù)难跷袅縊SAb的計測值。這樣，通過使放出周期和吸留周期反復，而計測并獲取每多個的氧放出量OSAa和氧吸留量OSAb。
[0125]催化劑越是劣化，則催化劑能持續(xù)放出或吸留氧的時間越短，氧放出量OSAa或氧吸留量OSAb的計測值越低。另外，原理上，催化劑能放出的氧量和能吸留的氧量相等，因此氧放出量OSAa的計測值與氧吸留量OSAb的計測值大致相等。
[0126]求出在相鄰接的一對放出周期和吸留周期計測出的氧放出量OSAa和氧吸留量OSAb的平均值，該平均值成為一個吸放周期所涉及的I個單位的氧吸留容量的計測值。并且，針對多個吸放周期求出多個單位的氧吸留容量的計測值，其平均值被算出為最終的氧吸留容量OSC的計測值。
[0127]所算出的氧吸留容量OSC的計測值被ECU100存儲為學習值，作為與催化劑的劣化程度相關的最新信息被隨時使用。`
[0128]另外，在本實施方式中，以氣缸排單位執(zhí)行主動空燃比控制和計測上游催化劑18的氧吸留容量。兩氣缸排的兩個上游催化劑18的氧吸留容量計測值被平均化，其平均值被ECUlOO存儲為學習值。當然可以使用其他值來作為學習值，例如可以為了安全而將少的一方的計測值作為學習值。
[0129]另外，作為氧吸留能力的指標值，除了氧吸留容量OSC之外，還能使用例如執(zhí)行主動空燃比控制時的催化劑后傳感器21的輸出軌跡長度或者輸出面積等。由于在執(zhí)行主動空燃比控制時，催化劑劣化程度越大，催化劑后傳感器21的輸出變動越大，因而可以利用該特性。
[0130]另外，參照圖8說明本實施方式中的偏差異常檢測時的狀態(tài)變化的情形。
[0131]在圖8中，(A)表示發(fā)動機轉數(shù)Ne (rpm)，(B)表示燃料切斷(F/C)的接通截止狀態(tài)，(C)表示F/C后濃化控制的接通截止狀態(tài)，(D)表示異常檢測用的強制增加控制、即主動濃化控制的接通截止狀態(tài)，(E)表示上游催化劑18當前吸留的氧量OSA，(F)表示催化劑后傳感器輸出Vr。這里，所謂接通和截止分別指執(zhí)行和不執(zhí)行的狀態(tài)。
[0132]若在車輛行駛時燃料切斷條件成立則執(zhí)行并開始燃料切斷(定時tl)，發(fā)動機轉數(shù)Ne降低。然后，當發(fā)動機轉數(shù)Ne低于恢·復轉數(shù)Ne時，燃料切斷結束，同時執(zhí)行并開始F/C后濃化控制和主動濃化控制(定時t2)。
[0133]這里，F(xiàn)/C后濃化控制和主動濃化控制實質相同。為了方便，以后者進行說明，在執(zhí)行主動濃化控制的過程中，如圖6所示，全部汽缸的燃料噴射量同時地被增加規(guī)定量而比化學計量空燃比多。增加的量可以與單獨執(zhí)行F/C后濃化控制時的增加的量相同或不同，但是在不同的情況下，優(yōu)選使增加的量比單獨執(zhí)行F/C后濃化控制時多。
[0134]另外，在將要增加之前的定時，檢測出全部汽缸的角速度差Λ ω。另外，也可以常時檢測全部汽缸的角速度差△ ω，并取得即將增加之前的定時的全部汽缸的角速度差Δ ω 0
[0135]在圖示的例子中，在執(zhí)行主動濃化控制的過程中，發(fā)動機轉數(shù)Ne達到空轉轉數(shù)Ni，并且保持該狀態(tài)繼續(xù)空轉運轉。
[0136]另一方面，著眼于氧吸留量OSA和催化劑后傳感器輸出Vr。在執(zhí)行燃料切斷的過程中，向上游催化劑18僅供給空氣，因此在上游催化劑18以比較快的速度持續(xù)吸留氧，氧吸留量OSA如實線所示，被認為以比較短的時間達到最新乃至最近的學習值即氧吸留容量OSC(定時tll)的值。并且，在該定時附近，空氣流過上游催化劑18，催化劑后傳感器輸出Vr翻轉成稀空燃比。
[0137]若從該狀態(tài)開始主動濃化控制，則向上游催化劑18供給濃氣體，因此從上游催化劑18放出吸留氧，氧吸留量OSA如實線所示那樣漸漸降低。然后，在放盡了全部吸留氧的定時，濃氣體流過上游催化劑18，催化劑后傳感器輸出Vr翻轉成濃空燃比(定時t3)。在圖示的例子中，為了方便，使放盡了全部吸留氧的定時的氧吸留量OSA為零。
[0138]主動濃化控制和F/C后濃化控制與該濃空燃比翻轉同時結束。結果，僅以從定時t2至定時t3為止的時間TR執(zhí)行主動濃化控制，使主動濃化控制執(zhí)行時間TR(燃料噴射量的增加時間)與氧吸留容量OSC的計測值相應地變化。
[0139]使主動濃化控制與濃空燃比翻轉同時結束具有以下優(yōu)點。若濃空燃比翻轉后還繼續(xù)進行主動濃化控制，則不能以上游催化劑18來處理濃氣體，濃氣體從上游催化劑18被排出，因此可能會使廢氣排放惡化。另一方面，若使主動濃化控制與濃空燃比翻轉同時結束，則能夠事先防止上述的廢氣排放的惡化。
[0140]在執(zhí)行主動空燃比控制的過程中，增加后的全部汽缸的角速度差Λ ω被總是檢測出多個樣本。并且，與主動濃化控制結束同時或者之后立刻將多個樣本簡單平均化，計算出最終增加后的全部汽缸的角速度差△ ω。然后,計算出增加前后的角速度差之差d Λ ω ο
[0141]在全部汽缸之差(1Δ ω未超過異常判定值β I的情況下,判定為任意汽缸均未產生濃空燃比偏移異常。另一方面，在任意一個汽缸之差d Λ ω超過異常判定值β I的情況下，判定為該汽缸出現(xiàn)濃空燃比偏移異常。
[0142]這里，如(E)和(F)中假想線所示，若作為學習值的氧吸留容量的值是更大的值0SC’ (即催化劑為新品)，則在燃料切斷的過程中被上游催化劑18吸留的氧吸留量OSA更多。由此，其放出也會花費時間，催化劑后傳感器輸出Vr翻轉成濃空燃比的定時成為更遲的定時t3’。
[0143]其結果，主動濃化控制的執(zhí)行時間TR增長，能夠對增加后的全部汽缸的角速度差取得更多的樣本。因此，最終的計算值的精度提聞，能夠提聞檢測精度。
[0144]雖然未予圖示，但反之，在作為學習值的氧吸留容量的值是更小的值(即催化劑發(fā)生了劣化)的情況下，主動濃化控制的執(zhí)行時間TR變短，樣本數(shù)減少，在精度提高方面不利。
[0145]圖9示出氧吸留容量OSC與主動濃化控制執(zhí)行時間TR的關系。如在圖中看到的，氧吸留容量OSC越小，主動濃化控制執(zhí)行時間TR越短。催化劑的狀態(tài)必然向劣化方向前進，因此主動濃化控制執(zhí)行時間TR與催化劑的劣化相應地漸漸變短。
[0146]另外，主動濃化控制的結束定時 并非必須是與催化劑后傳感器輸出Vr的濃空燃比翻轉同時的定時，可以任意設定。例如，可以是從主動濃化控制開始經過規(guī)定時間后的定時，也可以是取得了規(guī)定數(shù)量的樣本的定時。另外，如后所述，也可以是監(jiān)視氧吸留容量OSC的值并且該值達到規(guī)定值的定時。
[0147]在圖10中示出本實施方式的控制程序。該程序由E⑶100執(zhí)行。
[0148]首先，在步驟SlOl中，判斷是否正在執(zhí)行F/C后濃化控制。如果不是正在執(zhí)行則成為待機狀態(tài)，如果是正在執(zhí)行則進入步驟S102執(zhí)行主動濃化控制。
[0149]在接下來的步驟S103中，判斷催化劑后傳感器輸出Vr是否已翻轉成濃空燃比。如果尚未翻轉則返回步驟S102執(zhí)行主動濃化控制，如果已翻轉則進入步驟S104結束F/C后濃化控制和主動濃化控制。
[0150]接下來，對其他實施方式進行說明。針對與上述基本實施方式同樣的部分省略說明，下面，以不同點為中心來進行說明。
[0151 ] 該其他實施方式中，在正在執(zhí)彳丁 F/C后濃化控制時將其臨時中斷，在該中斷中執(zhí)行燃料噴射量的強制減少。該情況下，也能夠防止單獨進行異常檢測用的強制減少，能夠盡量防止由于執(zhí)行異常檢測而帶來的廢氣排放惡化。
[0152]圖11示出與圖8同樣的圖，(A)表示發(fā)動機轉數(shù)Ne (rpm), (B)表示燃料切斷(F/C)的接通截止狀態(tài)，(C)表示F/C后濃化控制的接通截止狀態(tài)，(D)表示異常檢測用的強制減少控制、即主動稀空燃比控制的接通截止狀態(tài)，(E)表示氧吸留量OSA，(F)表示催化劑后傳感器輸出Vr。
[0153]與之前相同，在定時tl開始燃料切斷，在定時t2，與結束燃料切斷同時開始F/C后濃化控制。于是，氧吸流容量OSC從作為學習值的氧吸留容量OSC的值開始漸漸降低。
[0154]在該降低過程中，逐次算出吸流氧量OSA的值。即，如氧吸留容量的計測方法一欄所示，基于由催化劑前傳感器20檢測出的濃空燃比氣體的空燃比與化學計量空燃比的差量，根據(jù)前述公式(I)算出每個運算周期的氧放出量dOSAa，從作為學習值的氧吸留容量OSC的值減去氧放出量dOSAa的值。
[0155]然后，在吸流氧量OSA的值達到第一規(guī)定值OSCl的定時t21，與中斷F/C后濃化控制同時開始主動稀空燃比控制。在圖示的例子中，第一規(guī)定值OSCl被設定為比零大的值。
[0156]在執(zhí)行主動稀空燃比控制時，如圖5所示，全部汽缸的燃料噴射量被減少規(guī)定量而比化學計量空燃比少。另外，在即將減少之前的定時，檢測出全部汽缸的角速度差Λω。另外，可以常時檢測全部汽缸的角速度差△ ω，而取得即將減少之前的定時的全部汽缸的角速度差Δ ω。
[0157]在執(zhí)行主動稀空燃比控制的過程中，吸流氧量OSA的值漸漸增加。這時也逐次算出吸流氧量OSA的值。即，基于由催化劑前傳感器20檢測出的稀空燃比氣體的空燃比與化學計量空燃比的差量，根據(jù)前述公式(I)算出每個運算周期的氧吸留量dOSAb，對第一規(guī)定值OSCl依次加上該氧吸留量dOSAb的值。
[0158]并且，在吸流氧量OSA的值達到比第一規(guī)定值OSCl大的第二規(guī)定值0SC2的定時t22，與結束主動稀空燃比控制同時再次開始F/C后稀空燃比控制。
[0159]在圖示的例子中，第二規(guī)定值0SC2成為比作為學習值的氧吸留容量OSC小的值。但是，也可以使第二規(guī)定值0SC2為與氧吸留容量OSC相等的值。為了使在主動稀空燃比控制中取得的樣本數(shù)增加，提高精度，而優(yōu)選使第一規(guī)定值OSCl為盡可能小的值，使第二規(guī)定值0SC2為盡可能大的值，使主動稀空燃比控制執(zhí)行時間TL盡可能長。由此，例如優(yōu)選使第一規(guī)定值OSCl為零，使第二規(guī) 定值0SC2為與氧吸留容量OSC相等的值。
[0160]由此，在本實施方式中，在執(zhí)行F/C后濃化控制和主動稀空燃比控制的過程中，監(jiān)視氧吸留量OSA的值，并且決定主動稀空燃比控制的開始定時和結束定時。尤其是與決定該結束定時相關的特征，也能夠應用于基本實施方式。例如，能夠在主動濃化控制中氧吸留量OSA的值已降低至規(guī)定值的定時、或者在主動濃化控制中氧吸留量OSA與氧吸留容量OSC之差已達到規(guī)定值的定時結束主動濃化控制。
[0161]另外，若再次開始F/C后濃化控制，則氧吸留量OSA漸漸降低。這時，可以逐次算出氧吸留量OSA的值。然后，與催化劑后傳感器輸出Vr翻轉成濃空燃比(定時t3)同時結束F/C后濃化控制。
[0162]與基本實施方式相同，在執(zhí)行主動稀空燃比控制的過程中，常時檢測出多個樣本量的減少后的全部汽缸的角速度差Λω。然后，與主動稀空燃比控制結束同時或之后立刻將多個樣本簡單平均化，算出最終的減少后的全部汽缸的角速度差△ ω。然后，算出減少前后的角速度差之差(ΙΔω。
[0163]在全部汽缸之差(1Δ ω未超過異常判定值β2的情況下,判定為任意一個汽缸均未產生稀空燃比偏移異常。另一方面，在任意一個汽缸的差d Λ ω超過異常判定值β 2的情況下，判定為該汽缸出現(xiàn)稀空燃比偏移異常。
[0164]圖12中示出其他實施方式的控制程序。該程序由ECU100執(zhí)行。
[0165]首先，在步驟S201中，判斷是否正在執(zhí)行F/C后濃化控制。如果不是正在執(zhí)行則成為待機狀態(tài)，如果是正在執(zhí)行則進入步驟S202，判斷氧吸留量OSA是否成為第一規(guī)定值OSCl以下。
[0166]如果氧吸留量OSA尚未成為第一規(guī)定值OSCl以下，則成為待機狀態(tài)，如果氧吸留量OSA已成為第一規(guī)定值OSCl以下，則進入步驟S203中斷F/C后濃化控制，并且執(zhí)行主動稀空燃比控制。
[0167]在接下來的步驟S204中，判斷氧吸留量OSA是否成為第二規(guī)定值0SC2以上。如果氧吸留量OSA尚未成為第二規(guī)定值0SC2以上，則返回步驟S203，如果氧吸留量OSA已成為第二規(guī)定值0SC2以上，則進入步驟S205結束主動稀空燃比控制，并且再次開始F/C后濃化控制。
[0168]在接下來的步驟S206中，判斷催化劑后傳感器輸出Vr是否翻轉成濃空燃比。如果尚未翻轉，則返回步驟S205，若已翻轉，則進入步驟S207結束F/C后濃化控制。
[0169]以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式詳細地進行了說明，但是關于本發(fā)明的實施方式，還可以考慮出其他多種方式。例如，可以代替使用增加前的角速度差Λω?與增加后的角速度差Δ ω2之差dA ω，而使用兩者的比。關于這一點,可以說減少前后的角速度差之差dA ω、或者增加或減少前后的旋轉時間差AT也是同樣的。本發(fā)明不限于V型八個汽缸的發(fā)動機，也能使用于其他形式和汽缸數(shù)的·發(fā)動機。作為催化劑后傳感器，可以使用與催化劑前傳感器同樣的寬域空燃比傳感器。
[0170]本發(fā)明的實施方式不局限于上述實施方式，由權利要求書所限定的包含于本發(fā)明思想中的所有變形例、應用例、等同物等也被包含在本發(fā)明中。因此，本發(fā)明不應該被限定地解釋，也能應用于屬于本發(fā)明的思想范圍內的其他任意技術。
【權利要求】
1.一種多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于，具備: 燃料切斷單元，該燃料切斷單元執(zhí)行燃料切斷； 濃化控制單元，該濃化控制單元在所述燃料切斷結束之后立即執(zhí)行使空燃比濃化的燃料切斷后濃化控制；以及 檢測單元，該檢測單元增加規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量，并至少根據(jù)增加了燃料噴射量后的所述對象汽缸的旋轉變動來檢測汽缸間空燃比偏差異常， 在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制的過程中，所述檢測單元執(zhí)行對所述燃料噴射量的增加。
2.根據(jù)權利要求1所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 還具備: 催化劑，該催化劑設于排氣通路且具有氧吸留能力；以及催化劑后傳感器 ，該催化劑后傳感器是設于所述催化劑的下游側的空燃比傳感器，所述檢測單元在所述催化劑后傳感器的輸出切換成濃空燃比的同時結束增加所述燃料噴射量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 還具備計測單元，該計測單元計測所述催化劑的氧吸留容量， 所述檢測單元根據(jù)所述氧吸留容量的計測值來改變所述燃料噴射量的增加時間。
4.根據(jù)權利要求2所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元在增加所述燃料噴射量的過程中監(jiān)視被所述催化劑吸留的氧吸留量并決定增加燃料噴射量結束定時。
5.根據(jù)權利要求1?4中任意一項所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元在開始所述燃料切斷后濃化控制的同時開始增加所述燃料噴射量。
6.根據(jù)權利要求1?5中任意一項所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 所述檢測單元基于所述對象汽缸在所述燃料噴射量增加前后的旋轉變動之差，來檢測所述對象汽缸的濃空燃比偏移異常。
7.一種多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于，具備: 燃料切斷單元，該燃料切斷單元執(zhí)行燃料切斷； 濃化控制單元，該濃化控制單元在所述燃料切斷結束之后立即執(zhí)行使空燃比濃化的燃料切斷后濃化控制；以及 檢測單元，該檢測單元減少規(guī)定的對象汽缸的燃料噴射量，并至少根據(jù)減少了燃料噴射量后的所述對象汽缸的旋轉變動來檢測汽缸間空燃比偏差異常， 在正在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制的過程中，所述檢測單元臨時中斷該燃料切斷后濃化控制，并且在中斷了該燃料切斷后濃化控制的狀態(tài)下執(zhí)行對所述燃料噴射量的減少。
8.根據(jù)權利要求7所述的多汽缸內燃機的汽缸間空燃比偏差異常檢測裝置，其特征在于， 還具備催化劑，該催化劑設于排氣通路且具有氧吸留能力， 在執(zhí)行所述燃料切斷后濃化控制和減少所述燃料噴射量的過程中，所述檢測單元監(jiān)視被所述催化劑吸留的氧吸留量并且決定減少燃料噴射量開始定時和減少燃料噴射量結束定時 。
【文檔編號】F02D45/00GK103443431SQ201180002984
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年3月28日 優(yōu)先權日:2011年3月28日
【發(fā)明者】北野翔太, 田中均, 中島勇夫, 小田純久, 秤谷雅史, 櫛濱齋廷, 野田一幸, 片山章弘, 小原雄一, 安達佳津見 申請人:豐田自動車株式會社