[发明专利]多气缸内燃机的气缸间空燃比不平衡判定装置

说明书

技术领域

本发明涉及“多气缸内燃机的气缸间空燃比不平衡判定装置”，所述判定装置应用于多气缸内燃机，可以判定(监视、检测)供应给各个气缸的混合气的空燃比的不均衡(气缸间空燃比不平衡，气缸间空燃比偏离，气缸间空燃比的不均匀性)变得过大。

背景技术

过去，一种空燃比控制装置是众所周知的，所述空燃比控制装置配备有：设置在内燃机的排气通路上的三元催化剂、和在该排气通路上分别配置在所述三元催化剂的上游及下游的上游侧空燃比传感器及下游侧空燃比传感器。这种空燃比控制装置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，反馈控制内燃机的空燃比，以便使供应给内燃机的混合气的空燃比(内燃机的空燃比)与理论空燃比相一致。

这种空燃比控制装置，利用对于全部气缸共同的控制量(空燃比反馈量)控制内燃机的空燃比。即，以使供应给整个内燃机的混合气的空燃比的平均值与理论空燃比相一致的方式进行空燃比控制。

例如，在内燃机的吸入空气量的测定值或者推定值与“实际的吸入空气量”背离的情况下，各个气缸的空燃比相对于理论空燃比一律地向“浓的一侧或者稀的一侧”偏移。在这种情况下，过去的空燃比控制将供应给内燃机的混合气的空燃比向“浓的一侧或者稀的一侧”转移。结果，将供应给各个气缸的混合气的空燃比向理论空燃比附近的空燃比修正。从而，各个气缸的燃烧接近于完全燃烧(混合气的空燃比为理论空燃比时的燃烧)，并且，流入三元催化剂的排气的空燃比变成理论空燃比或理论空燃比附近的空燃比。结果，避免了排放物的恶化。

另外，一般地，电子燃料喷射式内燃机，在各个气缸或者与各个气缸连通的进气口上，配备有一个燃料喷射阀。从而，当某个特定的气缸的燃料喷射阀的特性变成“喷射与所指示的燃料喷射量相比过大的量的燃料的特性”时，只有供应给该特定的气缸的混合气的空燃比(该气缸的空燃比)产生大的向浓的一侧的变化。即，气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比的偏离，空燃比的气缸间不平衡)变大。换句话说，在分别供应给多个气缸的每一个的混合气的空燃比(各气缸空燃比)之间产生不均衡。

在这种情况下，供应给内燃机的混合气体的空燃比的平均值与理论空燃比相比成为浓的一侧的空燃比。从而，根据对于全部气缸共同的空燃比反馈量，上述特定气缸的空燃比以接近于理论空燃比的方式向稀的一侧变更。但是，与理论空燃比相比，该特定气缸的空燃比仍然是明显地处于浓的一侧的空燃比。进而，其它气缸的空燃比以远离理论空燃比的方式向稀的一侧变更。这时，由于其它气缸的气缸数比特定气缸的气缸数(一个气缸)多，所以，与理论空燃比相比，所述其它气缸的空燃比稍稍向稀的一侧变更。结果，使供应给内燃机的混合气的整体的空燃比的平均值大致与理论空燃比相一致。

但是，上述特定的气缸的空燃比与理论空燃比相比仍然成为浓的一侧的空燃比，剩下的气缸的空燃比与理论空燃比相比变成稀的一侧的空燃比，所以，各个气缸中的混合气体的燃烧状态变成与完全燃烧不同的燃烧状态。结果，从各个气缸排出的排放物的量(未燃烧物的量和氮氧化物的量)增大。因此，即使供应给内燃机的混合气的空燃比的平均值是理论空燃比，三元催化剂也不能完全净化增大的排放物，结果，存在着排放物恶化的危险性。从而，检测出气缸间的空燃比的不均匀性变得过大并采取某些对策对于不使排放物恶化是很重要的。

作为这种判定“气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比的不平衡、各气缸空燃比之间的不均衡)”是否变得过大的现有技术的装置(气缸间空燃比不平衡判定装置)之一，通过分析配置在排气集合部的单一的空燃比传感器的输出，取得表示各个气缸的空燃比的推定空燃比。并且，这种现有技术的装置，利用各个气缸的推定空燃比，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，上述现有技术的装置，必须每经过一个短的时间就利用空燃比传感器检测出随着内燃机的旋转而变化的排气的空燃比。因此，需要响应性非常好的空燃比传感器。进而，由于当空燃比传感器恶化时响应性降低，所以，产生不能高精度地推定各个气缸的空燃比的问题。而且，将空燃比的变化与噪音分离也不容易。另外，需要高速的取样技术及处理能力高的高性能的CPU。这样，上述现有技术的装置有很多需要解决的课题。

本发明的目的之一是提供一种“实用性高的气缸间空燃比不平衡判定装置”，所述判定装置能够高精度地判定“气缸间的空燃比的不均匀性”是否变得过大。