[发明专利]内燃机的空燃比气缸间失衡判定装置有效

专利信息
申请号: 200980161166.9 申请日: 2009-08-28
公开(公告)号: CN102483005A 公开(公告)日: 2012-05-30
发明(设计)人: 木村光壱;泽田裕;木所徹;岩崎靖志 申请(专利权)人: 丰田自动车株式会社
主分类号: F02D41/14 分类号: F02D41/14;F02D41/02;F02D45/00
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 段承恩;刘蓉
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 内燃机 气缸 失衡 判定 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及适用于压缩比可变的多气缸内燃机,能够判定(监视、检测)向各个气缸供给的混合气的空燃比的不均衡(空燃比气缸间失衡、空燃比气缸间偏差、气缸间的空燃比的不均一性)变大的“内燃机的空燃比气缸间失衡判定装置”。

背景技术

一直以来,广为所知的是:具有在内燃机的排气通路配设的三元催化剂;以及在该排气通路分别在该三元催化剂的上游以及下游配置的上游侧空燃比传感器以及下游侧空燃比传感器的空燃比控制装置。此空燃比控制装置,基于上游侧空燃比传感器的输出值以及下游侧空燃比传感器的输出值,反馈控制内燃机的空燃比,使得向内燃机供给的混合气的空燃比(内燃机的空燃比)与理论空燃比一致。

如此的空燃比控制装置,使用对于全气缸共用的控制量(空燃比反馈量)控制内燃机的空燃比。也就是说,执行空燃比反馈控制,使得向内燃机全体供给的混合气的空燃比的平均值与理论空燃比一致。

例如,内燃机的吸入空气量的测定量或者推定量与“真实吸入空气量”偏离的情况下,基于此吸入空气量运算的燃料喷射量与“为了得到理论空燃比必要的量”偏离。此结果是,各个气缸的空燃比一律相对于理论空燃比向“浓侧或者稀侧”偏移。此情况下,现有的空燃比控制,将向各个气缸供给的混合气的空燃比向“稀侧或者浓侧”转移。此结果是,向各个气缸供给的混合气的空燃比修正到理论空燃比附近的空燃比。因此,各个气缸的燃烧接近完全燃烧(混合气的空燃比为理论空燃比时候的燃烧),并且,流入三元催化剂的排气的空燃比是理论空燃比或者理论空燃比附近的空燃比。因此,避免了排放的恶化。

此外,一般的,电子燃料喷射式内燃机在各气缸或者连通到各个气缸的进气口包含一个燃料喷射阀。因此,如果某个特定的气缸的燃料喷射阀的特性是“喷射比所指示的燃料喷射量更大量的燃料的特性”,只有向此特定的气缸供给的混合气的空燃比(此气缸的空燃比)较大地向浓侧变化。也就是说,气缸间的空燃比的不均一性(空燃比气缸间偏差、空燃比气缸间失衡)变大。换言之,供给到多个的气缸的每个的混合气的空燃比(以下,称为“不同气缸空燃比”)之间产生不均衡。

此情况下,供给到内燃机的混合气的空燃比的平均值,成为比理论空燃比更浓侧的空燃比。因此,通过对于全气缸共用的空燃比反馈量,向稀侧变更上述特定的气缸的空燃比,使得接近理论空燃比。进一步的,向稀侧变更其他的气缸的空燃比,使得远离理论空燃比。此时,所述特定的气缸的空燃比依然是相比于理论空燃比为浓侧的空燃比,其他的气缸的空燃比是相比于理论空燃比稍微稀侧的空燃比。此结果是,使得向内燃机供给的混合气的全体的空燃比的平均值大致与理论空燃比一致。

但是,因为,所述特定的气缸的空燃比依然是相比于理论空燃比为浓侧的空燃比,剩余的气缸的空燃比是相比于理论空燃比为稀侧的空燃比,所以各个气缸的混合气的燃烧状态是与完全燃烧不同的燃烧状态。此结果是,从各个气缸排出的排放的量(未燃物的量以及氮氧化物)增加。因此,即使向内燃机供给的混合气的空燃比的平均是理论空燃比,三元催化剂也不能净化增大的排放,作为结果,有排放恶化的担心。因此,为了不使排放恶化,检测出气缸间的空燃比的不均一性过大的情况,提出某些措施就很重要。

如此的判定“气缸间的空燃比的不均一性(空燃比气缸间失衡、不同气缸空燃比之间的不均衡)”是否过大的现有的装置(空燃比气缸间失衡判定装置)的一种,通过分析在排气集合部配设的单一的空燃比传感器(上游侧空燃比传感器)的输出,取得表示各个气缸的空燃比的推定空燃比。然后,此现有的装置,使用各个气缸的推定空燃比判定“气缸间的空燃比的不均一性”是否变得过大(例如,参照特开2000-220489号公报。)。并且,空燃比气缸间失衡状态是否发生的判定,在本说明书中,也简单的称为“空燃比气缸间失衡判定或者失衡判定”。

进一步的,现有装置的其它的一种,通过取得在来自多个气缸的排气集合的排气集合部配设的空燃比传感器(上游侧空燃比传感器)的输出信号(输出值)的轨迹长度或者波动频率,比较此轨迹长度或者波动频率和“对应于内燃机转速以及吸入空气量变化的参照值”,基于此比较结果判定空燃比气缸间失衡状态是否发生(例如,美国特许第7,152,594号)。

另一方面,关于包含变更“活塞在下死点位置时的燃烧室容积”相对于“活塞在上死点位置时的燃烧室容积”的比即“机械压缩比”的压缩比变更机构的可变压缩比内燃机,具有种种的提案。上述的可变压缩比内燃机,基于以下的任一种方案变更机械压缩比。

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