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JP2012077740A - Fuel injection amount control device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection amount control device for internal combustion engine Download PDF

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JP2012077740A
JP2012077740A JP2011181535A JP2011181535A JP2012077740A JP 2012077740 A JP2012077740 A JP 2012077740A JP 2011181535 A JP2011181535 A JP 2011181535A JP 2011181535 A JP2011181535 A JP 2011181535A JP 2012077740 A JP2012077740 A JP 2012077740A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
value
fuel
fuel injection
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Application number
JP2011181535A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Iwasaki
靖志 岩▲崎▼
Hiroshi Miyamoto
寛史 宮本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection amount control device for an internal combustion engine hardly degrading its emission by bringing an average air-fuel ratio of the engine closer to an appropriate air-fuel ratio even when an alcohol containing fuel is used and a non-uniformity of the fuel-air ratio among cylinders is increased.SOLUTION: The fuel injection amount control device for the internal combustion engine (control device) includes an upstream air-fuel ratio sensor 56 arranged upstream from a three-way catalyst 43, a downstream air-fuel ratio sensor 57 arranged downstream from the three-way catalyst 43, and an alcohol concentration sensor 59. The control device performs a main feedback control so that the air-fuel ratio represented by an output value from the upstream air-fuel ratio sensor conforms to a target air-fuel ratio, and performs a sub-feedback so that an output value from the downstream air-fuel ratio sensor conforms to a downstream target value. The control device obtains an air-fuel ratio imbalance index value which increases as a difference in the air-fuel ratio of each cylinder among the cylinders increases, and increases a guard range of a sub FB learning value the larger the air-fuel ratio imbalance index value is and also the higher the detected alcohol concentration is.

Description

本発明は、多気筒内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection amount control device for a multi-cylinder internal combustion engine.

従来から、図1に示したように、内燃機関の排気通路に配設された三元触媒(43)と、その三元触媒(43)の上流に配置された上流側空燃比センサ(56)と、を備えた空燃比制御装置が広く知られている。   Conventionally, as shown in FIG. 1, a three-way catalyst (43) disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and an upstream air-fuel ratio sensor (56) disposed upstream of the three-way catalyst (43). Are widely known.

この空燃比制御装置は、機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比、従って、排ガスの空燃比)が目標空燃比と一致するように、上流側空燃比センサ(56)の出力値に基いて空燃比フィードバック量(メインフィードバック量)を算出し、そのメインフィードバック量により機関の空燃比をフィードバック制御するようになっている。このフィードバック量は、全気筒に対して共通する制御量である。目標空燃比は、三元触媒(43)のウインドウ内の所定の基準空燃比に設定される。基準空燃比は、一般に、理論空燃比である。基準空燃比は、機関の吸入空気量及び三元触媒(43)の劣化度等に応じて理論空燃比の近傍の値に変更され得る。   The air-fuel ratio control device outputs the output of the upstream air-fuel ratio sensor (56) so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (the air-fuel ratio of the engine, and hence the exhaust gas air-fuel ratio) matches the target air-fuel ratio. An air-fuel ratio feedback amount (main feedback amount) is calculated based on the value, and the air-fuel ratio of the engine is feedback controlled based on the main feedback amount. This feedback amount is a control amount common to all cylinders. The target air-fuel ratio is set to a predetermined reference air-fuel ratio in the window of the three-way catalyst (43). The reference air / fuel ratio is generally a stoichiometric air / fuel ratio. The reference air-fuel ratio can be changed to a value close to the theoretical air-fuel ratio according to the intake air amount of the engine, the degree of deterioration of the three-way catalyst (43), and the like.

ところで、一般に、このような空燃比制御装置は電子制御式燃料噴射装置を採用した内燃機関に適用される。その内燃機関は、各気筒又は各気筒に連通した吸気ポートに少なくとも一つの燃料噴射弁(33)を備えている。従って、ある特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示された燃料噴射量(指示燃料噴射量)よりも過大な量の燃料を噴射する特性」となると、その特定の気筒に供給される混合気の空燃比(その特定気筒の空燃比)のみが大きくリッチ側に変化する。即ち、気筒間における空燃比の不均一性(空燃比気筒間ばらつき、空燃比の気筒間インバランス)が大きくなる。換言すると、各気筒に供給される混合気の空燃比である「気筒別空燃比」の間に不均衡が生じる。   In general, such an air-fuel ratio control device is applied to an internal combustion engine that employs an electronically controlled fuel injection device. The internal combustion engine includes at least one fuel injection valve (33) in each cylinder or an intake port communicating with each cylinder. Therefore, when the characteristic of the fuel injection valve of a specific cylinder becomes “a characteristic of injecting an amount of fuel that is larger than the instructed fuel injection amount (indicated fuel injection amount)”, the mixture supplied to the specific cylinder Only the air air-fuel ratio (the air-fuel ratio of the specific cylinder) largely changes to the rich side. That is, the non-uniformity of air-fuel ratio among cylinders (air-fuel ratio variation among cylinders, air-fuel ratio imbalance among cylinders) increases. In other words, an imbalance occurs between the “cylinder air-fuel ratio” that is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each cylinder.

なお、以下において、指示燃料噴射量よりも過大又は過小な量の燃料を噴射する特性を有する燃料噴射弁に対応する気筒をインバランス気筒とも称呼し、残りの気筒(指示燃料噴射量の燃料を噴射する燃料噴射弁に対応する気筒)を非インバランス気筒(又は、正常気筒)とも称呼する。   In the following, a cylinder corresponding to a fuel injection valve having a characteristic of injecting an amount of fuel that is larger or smaller than the commanded fuel injection amount is also referred to as an imbalance cylinder, and the remaining cylinders (the fuel of the commanded fuel injection amount) The cylinder corresponding to the fuel injection valve to be injected) is also referred to as a non-imbalance cylinder (or normal cylinder).

ある特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示燃料噴射量よりも過大な量の燃料を噴射する特性」となると、機関全体に供給される混合気の空燃比の平均は、基準空燃比に設定された目標空燃比よりもリッチ側の空燃比となる。従って、全気筒に対して共通する空燃比のフィードバック量により、上記特定の気筒の空燃比は基準空燃比に近づけられるようにリーン側へと変更させられ、同時に、他の気筒の空燃比は基準空燃比から遠ざけられるようにリーン側へと変更させられる。この結果、機関全体に供給される混合気の空燃比の平均(排ガスの平均空燃比)は基準空燃比の近傍の空燃比に一致する。   When the characteristic of the fuel injection valve of a specific cylinder becomes “a characteristic of injecting an amount of fuel that is larger than the indicated fuel injection amount”, the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine becomes the reference air-fuel ratio. The air-fuel ratio becomes richer than the set target air-fuel ratio. Accordingly, the air-fuel ratio of the specific cylinder is changed to the lean side so as to be close to the reference air-fuel ratio by the air-fuel ratio feedback amount common to all the cylinders, and at the same time, the air-fuel ratios of the other cylinders are It is changed to the lean side so as to be away from the air-fuel ratio. As a result, the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the entire engine (the average air-fuel ratio of exhaust gas) matches the air-fuel ratio in the vicinity of the reference air-fuel ratio.

しかしながら、上記特定の気筒の空燃比は依然として基準空燃比よりもリッチ側の空燃比となり、残りの気筒の空燃比は基準空燃比よりもリーン側の空燃比となる。この結果、各気筒の空燃比が基準空燃比である場合に比べ、各気筒から排出されるエミッションの量(未燃物の量及び/又は窒素酸化物の量)が増大する。このため、機関に供給される混合気の空燃比の平均が基準空燃比であったとしても、増大したエミッションを三元触媒が浄化しきれず、結果として、エミッションが悪化する虞がある。   However, the air-fuel ratio of the specific cylinder is still richer than the reference air-fuel ratio, and the air-fuel ratio of the remaining cylinders is leaner than the reference air-fuel ratio. As a result, the amount of emissions discharged from each cylinder (the amount of unburned matter and / or the amount of nitrogen oxides) is increased as compared with the case where the air-fuel ratio of each cylinder is the reference air-fuel ratio. For this reason, even if the average of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is the reference air-fuel ratio, the three-way catalyst cannot completely purify the increased emission, and as a result, the emission may be deteriorated.

従って、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が過大になっていること(気筒間における空燃比の不均一性が過大になっていること、即ち、空燃比気筒間インバランス状態が発生していること)を検出し、何らかの対策を講じさせるようにすることは、エミッションを悪化させないために重要である。なお、空燃比気筒間インバランスは、特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示燃料噴射量よりも過小な量の燃料を噴射する特性」となった場合等にも発生する。   Therefore, the non-uniformity between cylinders in the air-fuel ratio for each cylinder is excessive (the non-uniformity in the air-fuel ratio among cylinders is excessive, that is, an air-fuel ratio imbalance state between cylinders occurs. It is important to prevent any worsening of emissions. The air-fuel ratio imbalance among cylinders also occurs when the characteristic of the fuel injection valve of a specific cylinder becomes “a characteristic for injecting an amount of fuel that is smaller than the commanded fuel injection amount”.

従来の燃料噴射量制御装置の一つは、上流側空燃比センサ(56)の出力値(出力信号)の軌跡長を取得する。更に、この制御装置は、その軌跡長と「機関回転速度に応じて変化する参照値」とを比較し、その比較結果に基いて空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否かを判定する(例えば、特許文献1を参照。)。   One conventional fuel injection amount control device acquires the locus length of the output value (output signal) of the upstream air-fuel ratio sensor (56). Further, the control device compares the trajectory length with a “reference value that changes according to the engine speed” and determines whether or not an air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred based on the comparison result. (For example, see Patent Document 1).

ところで、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が生じると、機関の真の平均空燃比は、上流側空燃比センサ(56)の出力値により表される空燃比を「理論空燃比等の基準空燃比に設定された目標空燃比」に一致させるためのメインフィードバック制御により、「基準空燃比よりも大きい空燃比(基準空燃比よりもリーン側の空燃比)」に制御される。以下、この理由について説明する。   By the way, when non-uniformity of cylinder air-fuel ratio occurs between cylinders, the true average air-fuel ratio of the engine is obtained by changing the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (56) to “theoretical air-fuel ratio or the like”. By the main feedback control for matching with the “target air-fuel ratio set to the reference air-fuel ratio”, the air-fuel ratio is controlled to be “an air-fuel ratio larger than the reference air-fuel ratio (an air-fuel ratio leaner than the reference air-fuel ratio)”. Hereinafter, this reason will be described.

機関に供給される燃料は炭素と水素との化合物である。従って、燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であると、「炭化水素HC、一酸化炭素CO及び水素H等」の未燃物が中間生成物として生成される。この場合、燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であって理論空燃比から遠ざかるほど、燃焼期間中に中間生成物が酸素と出合って結合する確率が急激に小さくなる。この結果、未燃物(HC、CO及びH)の量は、図2に示したように、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に(例えば、二次関数的に)増大する。 The fuel supplied to the engine is a compound of carbon and hydrogen. Therefore, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture used for combustion is an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio, unburned substances such as “hydrocarbon HC, carbon monoxide CO and hydrogen H 2 ” are intermediate products. Is generated as In this case, as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture used for combustion is richer than the stoichiometric air-fuel ratio and farther from the stoichiometric air-fuel ratio, the probability that the intermediate product encounters oxygen and combines during the combustion period is increased. It decreases rapidly. As a result, as shown in FIG. 2, the amount of unburned matter (HC, CO, and H 2 ) increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder becomes richer (for example, two It increases in terms of a function.

いま、特定気筒の空燃比のみが大きくリッチ側にずれる「気筒別空燃比の不均一性」が生じたと仮定する。この場合、その特定気筒に供給される混合気の空燃比(特定気筒の空燃比)は、残りの気筒に供給される混合気の空燃比(残りの気筒の空燃比)に比較して、大きくリッチ側の空燃比(小さい空燃比)へと変化する。このとき、その特定気筒から極めて多量の未燃物(HC,CO,H)が排出される。従って、機関に供給される混合気の平均空燃比が「ある特定の値」であったとしても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合に機関から排出される水素の総量は、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合に発生する水素の総量よりも格段に多くなる。 Now, it is assumed that “non-uniformity of air-fuel ratio by cylinder” occurs, in which only the air-fuel ratio of a specific cylinder is greatly shifted to the rich side. In this case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the specific cylinder (the air-fuel ratio of the specific cylinder) is larger than the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the remaining cylinders (the air-fuel ratio of the remaining cylinders). It changes to the rich side air-fuel ratio (small air-fuel ratio). At this time, an extremely large amount of unburned matter (HC, CO, H 2 ) is discharged from the specific cylinder. Therefore, even if the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is “a certain value”, the total amount of hydrogen discharged from the engine when the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder increases. Is much larger than the total amount of hydrogen generated when the non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder does not occur.

一方、上流側空燃比センサ(56)は、未燃物と酸素とが化学的に平衡した状態のガス(酸素平衡後ガス)を空燃比検出素子へと到達させるための多孔質層(例えば、拡散抵抗層或いは保護層)を備える。上流側空燃比センサ(56)は、その拡散抵抗層を通過して上流側空燃比センサ(56)の排ガス側電極層(空燃比検出素子の表面)に到達した「酸素の量(酸素分圧・酸素濃度)及び未燃物の量(未燃物の分圧・未燃物濃度)」に応じた値を出力する。   On the other hand, the upstream air-fuel ratio sensor (56) is a porous layer (for example, for allowing a gas in a state where unburned matter and oxygen are in chemical equilibrium (gas after oxygen equilibrium) to reach the air-fuel ratio detection element (for example, A diffusion resistance layer or a protective layer). The upstream air-fuel ratio sensor (56) passes through the diffusion resistance layer and reaches the exhaust gas-side electrode layer (surface of the air-fuel ratio detection element) of the upstream air-fuel ratio sensor (56).・ Output values corresponding to “oxygen concentration” and the amount of unburned material (partial pressure of unburned material / unburned material concentration) ”.

他方、水素Hは、炭化水素HC及び一酸化炭素CO等に比べて小さい分子である。従って、水素Hは他の未燃物(HC,CO)に比較して、上流側空燃比センサ(56)の多孔質層を迅速に拡散する。即ち、多孔質層において水素Hの選択的拡散(優先的な拡散)が発生する。 On the other hand, hydrogen H 2 is a small molecule compared to hydrocarbon HC and carbon monoxide CO. Therefore, hydrogen H 2 diffuses more quickly in the porous layer of the upstream air-fuel ratio sensor (56) than other unburned substances (HC, CO). That is, selective diffusion (preferential diffusion) of hydrogen H 2 occurs in the porous layer.

従って、気筒別空燃比が気筒間において不均一になると(気筒間における空燃比の不均一性が生じると)、この水素の選択的拡散に起因して、上流側空燃比センサ(56)の出力値はリッチ側の値へと移行する。即ち、上流側空燃比センサ(56)の出力値により表される空燃比は、機関の真の空燃比よりも「リッチ側の空燃比」となる。この結果、メインフィードバック制御により、機関の真の平均空燃比は「基準空燃比よりも大きい空燃比(基準空燃比よりもリーン側の空燃比)」に制御される。   Therefore, when the air-fuel ratio by cylinder becomes non-uniform among the cylinders (when non-uniformity of the air-fuel ratio occurs between the cylinders), the output of the upstream air-fuel ratio sensor (56) is caused by this selective diffusion of hydrogen. The value shifts to the rich value. That is, the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (56) is “richer air-fuel ratio” than the true air-fuel ratio of the engine. As a result, the true average air-fuel ratio of the engine is controlled to “an air-fuel ratio larger than the reference air-fuel ratio (an air-fuel ratio leaner than the reference air-fuel ratio)” by the main feedback control.

これに対し、三元触媒(43)の下流に配置された下流側空燃比センサ(57)には、三元触媒(43)を通過した排ガスが到達する。水素は三元触媒(43)においてある程度まで浄化される。従って、下流側空燃比センサの出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関の真の平均空燃比に近しい値を出力する。   On the other hand, the exhaust gas that has passed through the three-way catalyst (43) reaches the downstream air-fuel ratio sensor (57) disposed downstream of the three-way catalyst (43). Hydrogen is purified to some extent in the three-way catalyst (43). Therefore, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor outputs a value close to the true average air-fuel ratio of the engine even when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio becomes large.

そこで、従来の燃料噴射量制御装置の他の一つは、上流側空燃比センサ(56)に基いて検出される空燃比と、下流側空燃比センサ(57)に基いて検出される空燃比と、の乖離の状態を表すパラメータに基いて、気筒別空燃比の不均一性が大きくなったか否かを判定するようになっている(特許文献2を参照。)。   Therefore, another conventional fuel injection amount control device includes an air-fuel ratio detected based on the upstream air-fuel ratio sensor (56) and an air-fuel ratio detected based on the downstream air-fuel ratio sensor (57). Whether or not the non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio has become large is determined based on a parameter representing the state of deviation (see Patent Document 2).

米国特許第7,152,594号明細書US Pat. No. 7,152,594 特開2009−30455号JP 2009-30455 A

上述した「水素の選択的拡散及びメインフィードバック制御に起因する空燃比のリーン側への移行」は、単に、「リーン誤制御」とも称呼される。「リーン誤制御」は、インバランス気筒の空燃比が、非インバランス気筒の空燃比よりもリーン側に偏移した場合においても、同様に発生する。   The above-mentioned “transition of the air-fuel ratio to the lean side caused by selective hydrogen diffusion and main feedback control” is also simply referred to as “lean miscontrol”. The “lean erroneous control” occurs in the same manner even when the air-fuel ratio of the imbalance cylinder shifts to the lean side from the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder.

リーン誤制御が発生すると、機関の真の平均空燃比(従って、排ガスの真の空燃比の平均)が「三元触媒のウインドウ」よりもリーン側(大きい)空燃比となる場合が生じる。従って、三元触媒(43)のNOx(窒素酸化物)の浄化効率が低下し、NOxの排出量が増大する場合がある。   When the lean erroneous control occurs, the true average air-fuel ratio of the engine (and hence the average of the true air-fuel ratio of the exhaust gas) sometimes becomes leaner (larger) than the “three-way catalyst window”. Therefore, the NOx (nitrogen oxide) purification efficiency of the three-way catalyst (43) may decrease, and the NOx emission amount may increase.

前述したように、下流側空燃比センサ(57)の出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関の真の平均空燃比に近しい値を出力する。従って、下流側空燃比センサの出力値を「理論空燃比近傍の空燃比に相当する下流側目標値」に一致させるための「周知のサブフィードバック制御」が実行されれば、リーン誤制御が発生することを回避することができる。   As described above, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor (57) outputs a value close to the true average air-fuel ratio of the engine even when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases. To do. Therefore, if “well-known sub-feedback control” for matching the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with the “downstream target value corresponding to the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio” is executed, the lean erroneous control occurs. Can be avoided.

更に、サブフィードバック制御条件が不成立であってサブフィードバック量の更新がなされない場合であっても、サブフィードバック量の学習値(以下、「サブFB学習値」とも表記する。)が適切な値になっていれば、そのサブFB学習値に基いて空燃比を制御することによって「リーン誤制御」が発生することを回避することができる。なお、サブFB学習値は、サブフィードバック量の定常成分(例えば、積分項)等に応じた値である。サブFB学習値は、バックアップRAM及び不揮発性メモリに格納される。   Further, even when the sub feedback control condition is not satisfied and the sub feedback amount is not updated, the learning value of the sub feedback amount (hereinafter also referred to as “sub FB learning value”) becomes an appropriate value. If so, it is possible to avoid the occurrence of “lean erroneous control” by controlling the air-fuel ratio based on the sub-FB learning value. The sub FB learning value is a value corresponding to a stationary component (for example, an integral term) of the sub feedback amount. The sub FB learning value is stored in the backup RAM and the nonvolatile memory.

一方、最近では、エタノール等のアルコールを含む燃料(以下、「アルコール含有燃料」とも称呼する。)が使用される場合がある。アルコール含有燃料が燃焼すると、アルコールを含んでいない燃料が燃焼した場合に比べ、より多くの水素が発生する。アルコール含有燃料の燃焼により発生する水素の量は、その燃料のアルコール濃度が高いほど多くなる。   On the other hand, recently, fuel containing alcohol such as ethanol (hereinafter also referred to as “alcohol-containing fuel”) may be used. When the alcohol-containing fuel burns, more hydrogen is generated than when the fuel not containing alcohol burns. The amount of hydrogen generated by the combustion of the alcohol-containing fuel increases as the alcohol concentration of the fuel increases.

従って、アルコール含有燃料が使用される場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合と同様、水素の選択的拡散に起因して、上流側空燃比センサ(56)の出力値はリッチ側の値へと移行する。即ち、上流側空燃比センサ(56)の出力値により表される空燃比は、機関の真の空燃比よりも「リッチ側の空燃比」となる。その結果、上流側空燃比センサ(56)の出力値に基くメインフィードバック制御により、機関の真の平均空燃比は、理論空燃比等の基準空燃比よりもリーン側に制御されてしまう。即ち、気筒別空燃比の不均一性が発生していなくても、アルコール含有燃料が使用されると、リーン誤制御が生じる。その結果、三元触媒(43)のNOxの浄化効率が低下し、NOxの排出量が増大する場合がある。   Therefore, when the alcohol-containing fuel is used, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (56) is caused by the selective diffusion of hydrogen, as in the case where the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder is increased. Shifts to the rich value. That is, the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (56) is “richer air-fuel ratio” than the true air-fuel ratio of the engine. As a result, the true average air-fuel ratio of the engine is controlled to be leaner than the reference air-fuel ratio such as the stoichiometric air-fuel ratio by the main feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (56). That is, even if the non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio does not occur, lean miscontrol occurs when alcohol-containing fuel is used. As a result, the NOx purification efficiency of the three-way catalyst (43) may decrease and the NOx emission amount may increase.

他方、前述したサブFB学習値は、サブFB学習値が誤った値になったときにエミッションが悪化することを回避するため、所定のガード幅の範囲内に規制されている。   On the other hand, the above-described sub FB learning value is regulated within a predetermined guard width range in order to avoid deterioration of emission when the sub FB learning value becomes an incorrect value.

しかしながら、気筒別空燃比の不均一性が発生することと、アルコール含有燃料が使用されることと、が同時に発生すると、サブFB学習値はガード幅を超えた値になるべきところ、ガード幅内に規制されてしまう。その結果、サブFB学習値によりリーン誤制御を完全に補償することが困難になるので、NOx排出量が増大する虞がある。   However, if the non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder and the use of alcohol-containing fuel occur at the same time, the sub FB learning value should be a value exceeding the guard width. Will be regulated. As a result, it becomes difficult to completely compensate for the lean erroneous control by the sub FB learning value, so that the NOx emission amount may increase.

従って、本発明の目的の一つは、アルコール含有燃料が使用されている場合に気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなったとしても、機関の真の平均空燃比を適切な空燃比に近づけることができ、従って、エミッションが悪化し難い内燃機関の燃料噴射量制御装置(以下、単に「本発明装置」とも称呼する。)を提供することにある。   Therefore, one of the objects of the present invention is to set the true average air-fuel ratio of the engine to an appropriate air-fuel ratio even when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases when alcohol-containing fuel is used. Accordingly, it is an object to provide a fuel injection amount control device (hereinafter also simply referred to as “the device of the present invention”) for an internal combustion engine in which the emission is unlikely to deteriorate.

本発明装置の一つの態様は、三元触媒と、上流側空燃比センサと、下流側空燃比センサと、メインフィードバック制御手段と、サブフィードバック制御手段と、複数の燃料噴射弁と、指示燃料噴射量決定手段と、噴射指示信号送出手段と、を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、更に、空燃比不均衡指標値取得手段と、アルコール濃度取得手段と、学習値ガード幅変更手段と、を備える。   One aspect of the device of the present invention includes a three-way catalyst, an upstream air-fuel ratio sensor, a downstream air-fuel ratio sensor, a main feedback control means, a sub-feedback control means, a plurality of fuel injection valves, and an indicated fuel injection. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising an amount determination means and an injection instruction signal transmission means, further comprising an air-fuel ratio imbalance index value acquisition means, an alcohol concentration acquisition means, and a learned value guard width change means And comprising.

前記三元触媒は、前記多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する「前記機関の排気通路の排気集合部」よりも下流側の位置に配設される。   The three-way catalyst is disposed at a position downstream of the “exhaust collecting portion of the exhaust passage of the engine” where exhaust gases discharged from a plurality of cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine gather.

前記上流側空燃比センサは、前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される。この上流側空燃比センサは、限界電流式の空燃比センサであってもよく、起電力式(濃淡電池型)の酸素濃度センサであってもよい。   The upstream air-fuel ratio sensor is disposed at a position between the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the three-way catalyst. The upstream air-fuel ratio sensor may be a limit current type air-fuel ratio sensor or an electromotive force type (concentration cell type) oxygen concentration sensor.

前記下流側空燃比センサは、前記排気通路の前記三元触媒の下流側の位置に配設される。   The downstream air-fuel ratio sensor is disposed at a position downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage.

前記メインフィードバック制御手段は、「前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値(例えば、検出空燃比又は上流側空燃比センサの出力値等)」を「所定の目標空燃比に相当する値(例えば、目標空燃比又は目標空燃比に相当する上流側空燃比センサの出力値)」に一致させるためのメインフィードバック量を、前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定する。   The main feedback control means sets the “value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (for example, the detected air-fuel ratio or the output value of the upstream air-fuel ratio sensor)” A value corresponding to the detected air-fuel ratio is set to a main feedback amount for matching with a value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio (for example, a target air-fuel ratio or an output value of an upstream air-fuel ratio sensor corresponding to the target air-fuel ratio). And a value corresponding to the target air-fuel ratio.

前記サブフィードバック制御手段は、「前記下流側空燃比センサの出力値」を「所定の下流側目標値」に一致させるためのサブフィードバック量を、少なくとも「前記下流側空燃比センサの出力値と前記下流側目標値との偏差」に応じた値を積分することにより得られる積分処理値、に基いて算出する。更に、前記サブフィードバック制御手段は、前記積分処理値又は前記サブフィードバック量に基いて前記サブフィードバック量の学習値を取得(算出)し、且つ、前記取得(算出)された学習値を所定のガード幅内に規制する。   The sub-feedback control means sets at least the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and the sub-feedback amount for making the “output value of the downstream air-fuel ratio sensor” coincide with the “predetermined downstream target value”. It is calculated based on an integration processing value obtained by integrating a value corresponding to “deviation from the downstream target value”. Further, the sub-feedback control means acquires (calculates) a learning value of the sub-feedback amount based on the integration processing value or the sub-feedback amount, and uses the acquired (calculated) learning value as a predetermined guard. Regulate within the width.

前記複数の燃料噴射弁のそれぞれは、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成されている。   Each of the plurality of fuel injection valves is configured to inject fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders.

前記指示燃料噴射量決定手段は、前記メインフィードバック量、前記サブフィードバック量及び前記学習値に基いて「前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正する」ことにより、「前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値」である指示燃料噴射量を決定する。なお、前記学習値は、前記サブフィードバック量が更新されている期間において前記サブフィードバック量とともに指示燃料噴射量の決定のために使用されてもよい。更に、前記学習値は、前記サブフィードバック量が更新されている期間においては使用されず(即ち、メインフィードバック量とサブフィードバック量とにより指示燃料噴射量が決定され)、前記サブフィードバック量が更新されない期間において使用されてもよい。   The command fuel injection amount determining means is configured to “correct the amount of fuel injected from the fuel injection valve” based on the main feedback amount, the sub-feedback amount, and the learning value. An indicated fuel injection amount that is an “indicated value of the amount of fuel injected from each of the valves” is determined. The learning value may be used for determining the command fuel injection amount together with the sub feedback amount during a period in which the sub feedback amount is updated. Further, the learning value is not used during a period in which the sub feedback amount is updated (that is, the command fuel injection amount is determined by the main feedback amount and the sub feedback amount), and the sub feedback amount is not updated. It may be used in a period.

前記噴射指示信号送出手段は、前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する。   The injection instruction signal sending means sends an injection instruction signal to the plurality of fuel injection valves so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection amount is injected from each of the plurality of fuel injection valves.

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、「前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比」の「前記複数の気筒間における不均一性の程度」が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を取得する。後述するように、空燃比不均衡指標値は種々の手法により取得され得る。   The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is configured to determine the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of “a cylinder-specific air-fuel ratio that is an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to a combustion chamber of each of the plurality of cylinders”. An air-fuel ratio imbalance index value that increases as “” increases. As will be described later, the air-fuel ratio imbalance index value can be obtained by various methods.

前記アルコール濃度取得手段は、前記燃料のアルコール濃度を取得する。   The alcohol concentration acquisition means acquires the alcohol concentration of the fuel.

前記学習値ガード幅変更手段は、前記ガード幅(サブフィードバック量の学習値のガード幅)を、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど大きくするとともに前記取得されたアルコール濃度が高いほど大きくする。   The learned value guard width changing means increases the guard width (guard width of the learned value of the sub feedback amount) as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases, and as the acquired alcohol concentration increases. Enlarge.

これによれば、サブフィードバック量の学習値のガード幅が、気筒別空燃比の不均一性の程度(空燃比不均衡指標値)が大きくなるほど大きくなり、且つ、アルコール濃度が高くなるほど大きくなる。従って、アルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度に関わらず、サブフィードバック量の学習値が適正な値(上記リーン誤制御を補償し得る値)に到達することができる。その結果、エミッションが悪化することを回避することができる。更に、アルコール濃度が低い場合及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度が小さい場合、学習値のガード幅は小さくなる。従って、学習値が誤った値になること(誤学習)によりエミッションが悪化することを回避することができる。   According to this, the guard width of the learning value of the sub-feedback amount increases as the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder (air-fuel ratio imbalance index value) increases, and increases as the alcohol concentration increases. Therefore, the learning value of the sub feedback amount can reach an appropriate value (a value that can compensate for the lean erroneous control) regardless of the degree of non-uniformity of the alcohol concentration and the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio. As a result, it is possible to avoid deterioration of emissions. Further, when the alcohol concentration is low and / or when the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder is small, the guard width of the learning value is small. Therefore, it is possible to avoid the emission from deteriorating due to an erroneous learning value (mislearning).

学習値の変化速度(学習値の更新速度)は、誤学習防止を目的として、一般に比較的小さく設定されている。しかしながら、高いアルコール濃度の燃料が給油され且つその直後に気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなると、学習値は大きく変化しなければならない。従って、学習値のガード幅を大きくしたとしても、学習値が適正値に到達するまでに長時間を要するので、学習値が適正値に到達できない場合が発生する。例えば、学習値が適正値に到達する前に機関の運転が終了されると、次に機関が始動されたときの学習値は適正値から乖離しているので、エミッションが悪化する。   The learning value change rate (learning value update rate) is generally set relatively small for the purpose of preventing erroneous learning. However, when fuel with a high alcohol concentration is supplied and immediately after that, the degree of non-uniformity of the cylinder air-fuel ratio increases, the learning value must change greatly. Therefore, even if the guard width of the learning value is increased, it takes a long time for the learning value to reach the appropriate value, so that the learning value may not reach the appropriate value. For example, if the operation of the engine is terminated before the learned value reaches the appropriate value, the next time the engine is started, the learned value deviates from the appropriate value, so the emission deteriorates.

そこで、本発明装置の態様において、
前記サブフィードバック制御手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記学習値の変化速度が大きくなり且つ前記取得されたアルコール濃度が高いほど前記学習値の変化速度が大きくなるように前記学習値の変化速度を変更するように構成される。
Therefore, in the aspect of the device of the present invention,
The sub feedback control means includes
The learning value change rate is set such that the greater the acquired air-fuel ratio imbalance index value, the greater the change rate of the learned value, and the higher the acquired alcohol concentration, the greater the change rate of the learned value. Configured to change.

これによれば、学習値を適正値に迅速に近づけることができるので、エミッションが悪化することを回避することが可能となる。更に、アルコール濃度が低い場合及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度が小さい場合において、学習値が不必要に大きな速度で更新されないので、誤学習が発生する可能性を低減することができる。   According to this, since the learning value can be brought close to the appropriate value quickly, it is possible to avoid the emission from deteriorating. Furthermore, when the alcohol concentration is low and / or when the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder is small, the learning value is not updated at an unnecessarily large speed, so that the possibility of erroneous learning occurring can be reduced. it can.

このように学習値の変化速度を変更する場合、前記サブフィードバック制御手段は、
「前記下流側空燃比センサの出力値と前記下流側目標値との偏差に応じた値」として、「その偏差に所定のゲインを乗じた値」を採用し、
前記取得された実際の空燃比不均衡指標値が大きいほど前記ゲインを大きい値に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度が高いほど前記ゲインを大きい値に設定する、ことにより前記学習値の変化速度を変更する(増大する)ように構成され得る。
In this way, when changing the change rate of the learning value, the sub feedback control means,
As “a value according to the deviation between the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and the downstream target value”, “a value obtained by multiplying the deviation by a predetermined gain” is adopted,
The learning is performed by setting the gain to a larger value as the acquired actual air-fuel ratio imbalance index value is larger, and setting the gain to a larger value as the acquired actual alcohol concentration is higher. It can be configured to change (increase) the rate of change of the value.

代替として、前記サブフィードバック制御手段は、
所定の学習間隔時間の経過毎に前記学習値を更新するとともに、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記学習間隔時間を短い時間に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度が高いほど前記学習間隔時間を短い時間に設定する、ことにより前記学習値の変化速度を変更する(増大する)ように構成され得る。
Alternatively, the sub-feedback control means is
The learning value is updated every elapse of a predetermined learning interval time, the learning interval time is set to a shorter time as the acquired air-fuel ratio imbalance index value is larger, and the acquired actual alcohol By setting the learning interval time to a shorter time as the concentration is higher, the change rate of the learning value can be changed (increased).

なお、前記サブフィードバック制御手段は、前記ゲインを変更するとともに前記学習間隔時間を変更することにより、前記学習値の変化速度を変更する(増大する)ように構成されてもよい。   The sub feedback control means may be configured to change (increase) the change rate of the learning value by changing the gain and changing the learning interval time.

上記構成によれば、サブフィードバック量及び/又は学習値により、リーン誤制御が発生することを回避することができる。しかしながら、機関の吸入空気量が大きくなると、多量の水素が発生するため、上流側空燃比センサの出力値がよりリッチ側の値へと移行する。このことは、上流側空燃比センサが触媒部を備え、その触媒部にて水素を処理(酸化)した後の排ガスの空燃比を検出する構成である場合にも同様である。吸入空気量が大きい場合、多量に発生した水素を触媒部において十分に処理できなくなるからであると考えられる。従って、吸入空気量が大きい場合(高吸入空気量領域において)、サブフィードバック量及び/又は学習値によっても、リーン誤制御の発生を抑制できず、エミッションが悪化する。更に、吸入空気量が急激に大きくなった場合、「サブフィードバック量及び/又は学習値がそれらの適正値と乖離した値となっている状態」が継続するので、エミッションが大きく悪化する場合も生じる。   According to the above configuration, it is possible to avoid the lean erroneous control from occurring due to the sub feedback amount and / or the learning value. However, when the intake air amount of the engine increases, a large amount of hydrogen is generated, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor shifts to a richer value. The same applies to the case where the upstream air-fuel ratio sensor has a catalyst portion and detects the air-fuel ratio of the exhaust gas after hydrogen is processed (oxidized) in the catalyst portion. This is probably because when the amount of intake air is large, a large amount of generated hydrogen cannot be sufficiently processed in the catalyst section. Accordingly, when the intake air amount is large (in the high intake air amount region), the occurrence of lean erroneous control cannot be suppressed even by the sub feedback amount and / or the learning value, and the emission deteriorates. Furthermore, when the intake air amount suddenly increases, the “sub-feedback amount and / or the learned value is a value that deviates from their appropriate values” continues, so the emission may be greatly deteriorated. .

そこで、本発明装置の態様は、前記機関の吸入空気量が大きいほど、且つ、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど、且つ、前記取得されたアルコール濃度が高いほど、前記目標空燃比をより小さい空燃比に設定するか又は前記検出空燃比をより大きい空燃比へと補正するリッチ化手段を備える。   In view of this, the aspect of the apparatus of the present invention is configured such that the larger the intake air amount of the engine, the greater the acquired air-fuel ratio imbalance index value, and the higher the acquired alcohol concentration, There is provided enriching means for setting the fuel ratio to a smaller air-fuel ratio or correcting the detected air-fuel ratio to a larger air-fuel ratio.

前記目標空燃比をより小さい空燃比へと変更することと、前記検出空燃比をより大きい値へと補正することは、メインフィードバック量に基くメインフィードバック制御を考慮するとき、機関の空燃比をより小さくする(リッチ化する)意味において実質的に同義である。   Changing the target air-fuel ratio to a smaller air-fuel ratio and correcting the detected air-fuel ratio to a larger value can cause the air-fuel ratio of the engine to become larger when considering the main feedback control based on the main feedback amount. It is substantially synonymous in the sense of reducing (enriching).

これによれば、機関の吸入空気量が大きい場合においても、エミッションが悪化することを回避することができる。   According to this, even when the intake air amount of the engine is large, it is possible to avoid the deterioration of the emission.

本発明装置の他の態様は、サブフィードバック量自体もサブフィードバック量のガード幅内に規制する。この場合、サブフィードバック量のガード幅を、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど大きくするとともに前記取得されたアルコール濃度が高いほど大きくすることが好ましい。   In another aspect of the device of the present invention, the sub feedback amount itself is also regulated within the guard width of the sub feedback amount. In this case, it is preferable that the guard width of the sub feedback amount is increased as the acquired air-fuel ratio imbalance index value is increased and increased as the acquired alcohol concentration is increased.

これによれば、サブフィードバック量自体がサブフィードバック量のガード幅内に規制される構成である場合であっても、サブフィードバック量が「アルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度」に応じた適正値に到達することができる。よって、エミッションが悪化することを回避することができる。   According to this, even when the sub-feedback amount itself is regulated within the guard width of the sub-feedback amount, the sub-feedback amount becomes “the degree of non-uniformity of the alcohol concentration and the air-fuel ratio by cylinder” The appropriate value can be reached. Therefore, it is possible to avoid the emission from deteriorating.

前述したように、空燃比不均衡指標値は種々の手法により取得することができる。例えば、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、「前記上流側空燃比センサが配設された位置を通過する前記排ガス」の空燃比の変動が大きいほど大きくなる基本パラメータを「前記上流側空燃比センサの出力値」に基づいて取得するとともに、「前記基本パラメータに相関を有する値である基本パラメータ相関値」に基づいて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成され得る。   As described above, the air-fuel ratio imbalance index value can be obtained by various methods. For example, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means sets a basic parameter that increases as the air-fuel ratio variation of “the exhaust gas passing through the position where the upstream air-fuel ratio sensor is disposed” increases as “the upstream air-fuel ratio index value”. The air-fuel ratio imbalance index value may be acquired based on the “basic parameter correlation value that is a value correlated with the basic parameter”.

更に、この場合、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfs(出力値Vabyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の時間についての微分値d(Vabyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfs(検出空燃比abyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の時間についての微分値d(abyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d2(Vabyfs)/dt2、及び、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d2(abyfs)/dt2
のうちの一つに応じた値(例えば、これらの値の一つの燃焼サイクル(720度クランク角)における平均値等)を基本パラメータとして取得するように構成され得る。
Further, in this case, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Differential value d (Vabyfs) / dt with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor (including a value obtained by performing high-pass filtering on the output value Vabyfs),
A differential value d (abyfs) / dt with respect to time of the detected air-fuel ratio abyfs (including a value obtained by subjecting the detected air-fuel ratio abyfs to high-pass filtering) acquired based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
Second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor, and
Second-order differential value d 2 (abyfs) / dt 2 with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs obtained based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
A value corresponding to one of the values (for example, an average value of one of these values in one combustion cycle (720 degree crank angle)) may be obtained as a basic parameter.

このように、「上流側空燃比センサの出力値Vabyfs又は検出空燃比abyfs」の「微分値及び二階微分値」等に応じた値を、空燃比不均衡指標値を求めるための基本パラメータとして用いる場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が「ある値」であっても、その基本パラメータは「機関回転速度及び機関の吸入空気量」に応じて変動することが判明した。更に、気筒別空燃比の不均一性の程度が異なれば、「機関回転速度及び機関の吸入空気量」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響の程度も変化することが判明した。   In this way, the value corresponding to the “differential value and second-order differential value” of “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor or the detected air-fuel ratio abyfs” or the like is used as a basic parameter for obtaining the air-fuel ratio imbalance index value. In this case, even if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is “a certain value”, it has been found that the basic parameters fluctuate according to “the engine rotational speed and the intake air amount of the engine”. Further, it has been found that if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio differs, the degree of influence of the “engine speed and engine intake air amount” on the air-fuel ratio imbalance index value also changes.

そこで、本発明装置の態様において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成されることが好ましい。
なお、基本パラメータ相関値は、複数個の基本パラメータの平均値等であって基本パラメータに相関を有して変化する値である。基本パラメータに応じる値は、基本パラメータ相関値であってもよく、基本パラメータ相関値とは相違する計算により求めた値であってもよい。
Therefore, in the aspect of the device of the present invention,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The basic parameter correlation value is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and based on a corrected value obtained by the correction. Preferably, the air-fuel ratio imbalance index value is acquired.
The basic parameter correlation value is an average value of a plurality of basic parameters or the like, and is a value that varies with correlation with the basic parameters. The value corresponding to the basic parameter may be a basic parameter correlation value or a value obtained by calculation different from the basic parameter correlation value.

これによれば、「機関回転速度及び機関の吸入空気量」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響を低減できるので、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。その結果、前記学習値のガード幅、前記学習値の変化速度(前記ゲイン、前記学習時間間隔)前記目標空燃比のリッチ化の程度、及び、前記サブフィードバック量のガード幅等をより適切な値に設定することができる。   According to this, since the influence of the “engine rotational speed and the intake air amount of the engine” on the air-fuel ratio imbalance index value can be reduced, the air-fuel ratio imbalance index that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio. The value can be obtained. As a result, the guard width of the learned value, the change rate of the learned value (the gain, the learning time interval), the degree of enrichment of the target air-fuel ratio, the guard width of the sub feedback amount, and the like are more appropriate values. Can be set to

更に、「上流側空燃比センサの出力値Vabyfs又は検出空燃比abyfs」の「微分値及び二階微分値」等に応じた値を、空燃比不均衡指標値を求めるための基本パラメータとして用いる場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が「ある値」であっても、その基本パラメータはアルコール濃度に応じて変動することが判明した。これは、燃料のアルコール濃度が高いほど、より多くの水素が発生するために、上流側空燃比センサの出力値の変化速度が変化する(大きくなる)からである。   Furthermore, when using a value according to “differential value and second-order differential value” of “output value Vabyfs of upstream air-fuel ratio sensor or detected air-fuel ratio abyfs” or the like as a basic parameter for obtaining an air-fuel ratio imbalance index value, It has been found that even if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is “a certain value”, the basic parameter varies depending on the alcohol concentration. This is because the higher the alcohol concentration of the fuel, the more hydrogen is generated, and the change rate of the output value of the upstream air-fuel ratio sensor changes (becomes larger).

そこで、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、その補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成されることが好ましい。この場合、アルコール濃度が高いほど空燃比不均衡指標値が小さくなるように、基本パラメータ相関値をアルコール濃度に応じて補正し、その補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得することが望ましい。
Therefore, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Preferably, the basic parameter correlation value is corrected based on the acquired alcohol concentration, and the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on a corrected value obtained by the correction. In this case, the basic parameter correlation value is corrected according to the alcohol concentration so that the air-fuel ratio imbalance index value decreases as the alcohol concentration increases, and the air-fuel ratio imbalance is calculated based on the corrected value obtained by the correction. It is desirable to obtain an index value.

これによれば、「アルコール濃度」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響を低減できるので、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。その結果、前記学習値のガード幅、前記学習値の変化速度(前記ゲイン、前記学習時間間隔)、前記目標空燃比のリッチ化の程度、及び、前記サブフィードバック量のガード幅等をより適切な値に設定することができる。   According to this, since the influence of the “alcohol concentration” on the air-fuel ratio imbalance index value can be reduced, an air-fuel ratio imbalance index value that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio can be acquired. . As a result, the learning value guard width, the learning value change rate (the gain, the learning time interval), the degree of enrichment of the target air-fuel ratio, the guard width of the sub feedback amount, and the like are more appropriately set. Can be set to a value.

本発明装置の他の態様は、上記三元触媒と、上記上流側空燃比センサと、上記複数の燃料噴射弁と、上記噴射指示信号送出手段と、を備える。更に、この態様は、以下に述べる
指示燃料噴射量決定手段と、空燃比不均衡指標値取得手段と、を備える。
Another aspect of the apparatus of the present invention includes the three-way catalyst, the upstream air-fuel ratio sensor, the plurality of fuel injection valves, and the injection instruction signal sending means. Further, this aspect includes an indicated fuel injection amount determination unit and an air-fuel ratio imbalance index value acquisition unit described below.

前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値を所定の目標空燃比に相当する値に一致させるためのメインフィードバック量を前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定するとともに、
前記決定されたメインフィードバック量に基いて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値(即ち、指示燃料噴射量)を決定する。
The indicated fuel injection amount determining means includes
A main feedback amount for making a value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio is a value corresponding to the detected air-fuel ratio. Determined based on a value corresponding to the target air-fuel ratio,
By correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve based on the determined main feedback amount, an indication value of the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves (ie, indicated fuel injection) Amount).

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサが配設された位置を通過する前記排ガスの空燃比の変動が大きいほど大きくなる基本パラメータを前記上流側空燃比センサの出力値に基づいて取得するとともに、
「前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比」の「前記複数の気筒間における不均一性の程度」が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を「前記基本パラメータに相関を有する値である基本パラメータ相関値」に基づいて取得する。
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, obtaining a basic parameter that increases as the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas that passes through the position where the upstream air-fuel ratio sensor is disposed,
An air-fuel ratio imbalance index that increases as “the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders” of “the air-fuel ratio by cylinder that is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders” increases. A value is acquired based on “a basic parameter correlation value that is a value having a correlation with the basic parameter”.

加えて、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、この補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成される。
In addition, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means includes
The alcohol concentration of the fuel is acquired, the basic parameter correlation value is corrected based on the acquired alcohol concentration, and the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the corrected value obtained by the correction. Configured.

更に、前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比が(理論空燃比以下の領域において)より小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正する(即ち、機関の空燃比をリッチ化する)ように構成される。指示燃料噴射量の増大補正の方法は、特に限定されないが、目標空燃比をより小さい空燃比へと変更すること、検出空燃比をより大きい値へと補正すること、サブフィードバック量を「燃料噴射量が増大するように」補正すること等を含む。この点は、本明細書を通じて共通である。
Further, the indicated fuel injection amount determining means includes
The commanded fuel injection amount is increased and corrected so that the commanded air / fuel ratio determined by the commanded fuel injection amount becomes smaller (in a region below the theoretical air / fuel ratio) as the acquired air / fuel ratio imbalance index value becomes larger (that is, The air-fuel ratio of the engine is enriched). The method for correcting the increase in the indicated fuel injection amount is not particularly limited, but the target air-fuel ratio is changed to a smaller air-fuel ratio, the detected air-fuel ratio is corrected to a larger value, and the sub-feedback amount is set to “fuel injection”. And so on, "correcting so that the amount increases." This point is common throughout this specification.

これによれば、前記基本パラメータ相関値がアルコール濃度に基いて補正され、その補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値が取得される。従って、上述したように、「アルコール濃度」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響を低減できるので、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。なお、前記基本パラメータ相関値をアルコール濃度に基いて補正することは、前記基本パラメータ自体をアルコール濃度に基いて補正してから、その補正した基本パラメータに基いて基本パラメータ相関値を求めることを含む。この点も、本明細書を通じて共通である。   According to this, the basic parameter correlation value is corrected based on the alcohol concentration, and the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the corrected value obtained by the correction. Therefore, as described above, since the influence of the “alcohol concentration” on the air-fuel ratio imbalance index value can be reduced, an air-fuel ratio imbalance index value that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is obtained. Can do. Note that correcting the basic parameter correlation value based on the alcohol concentration includes correcting the basic parameter itself based on the alcohol concentration and then determining the basic parameter correlation value based on the corrected basic parameter. . This point is also common throughout this specification.

一方、空燃比不均衡指標値が大きいほど指示空燃比が小さい値(よりリッチな値)に変更される。これにより、リーン誤制御を精度良く補償することができるので、エミッションを良好な値に維持することができる。   On the other hand, as the air-fuel ratio imbalance index value is larger, the indicated air-fuel ratio is changed to a smaller value (a richer value). Thereby, since the lean erroneous control can be compensated with high accuracy, the emission can be maintained at a good value.

この場合、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成されることが好ましい。なお、前記基本パラメータ相関値を「前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値」に基いて補正することは、前記基本パラメータ自体を「前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値」に基いて補正してから、その補正した基本パラメータに基いて基本パラメータ相関値を求めることを含む。この点も、本明細書を通じて共通である。
In this case, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means
The basic parameter correlation value is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and based on a corrected value obtained by the correction. Preferably, the air-fuel ratio imbalance index value is acquired. The correction of the basic parameter correlation value based on “a value according to the basic parameter, a value according to the rotational speed of the engine, and a value according to the intake air amount of the engine” Correction based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and then determining a basic parameter correlation value based on the corrected basic parameter. . This point is also common throughout this specification.

これによれば、「機関回転速度及び機関の吸入空気量」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響を低減できるので、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。その結果、リーン誤制御をより精度良く補償することができるので、エミッションを良好な値に維持することができる。   According to this, since the influence of the “engine rotational speed and the intake air amount of the engine” on the air-fuel ratio imbalance index value can be reduced, the air-fuel ratio imbalance index that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio. The value can be obtained. As a result, the lean erroneous control can be compensated more accurately, so that the emission can be maintained at a good value.

この態様において、より具体的には、前記指示燃料噴射量決定手段は、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記目標空燃比が(理論空燃比以下の領域において)より小さくなるように前記目標空燃比を変更することにより前記指示燃料噴射量を増大補正するように構成され得る。これにより、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合であっても、目標空燃比を「リーン誤制御を補償する適切な値」に設定できるので、エミッションを良好な値に維持することができる。   In this aspect, more specifically, the commanded fuel injection amount determination means is configured such that the target air-fuel ratio becomes smaller (in a region below the theoretical air-fuel ratio) as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases. Further, the command fuel injection amount can be increased and corrected by changing the target air-fuel ratio. As a result, even if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is large, the target air-fuel ratio can be set to “appropriate value to compensate for lean lean control”, so that the emission can be maintained at a good value. Can do.

更に、前記指示燃料噴射量決定手段は、前記機関の吸入空気量が大きいほど前記目標空燃比が(理論空燃比以下の領域において)より小さくなるように前記目標空燃比を変更する。前述したように、吸入空気量が大きくなるほど、リーン誤制御に起因して機関の空燃比はリーン側に移行する。従って、上記のように目標空燃比を変更すれば、吸入空気量が大きい場合であっても、目標空燃比を「リーン誤制御を補償する適切な値」に設定できるので、エミッション(特に、NOxの排出量)を良好な値に維持することができる。   Further, the commanded fuel injection amount determining means changes the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio becomes smaller (in a region below the theoretical air-fuel ratio) as the intake air amount of the engine increases. As described above, as the intake air amount increases, the air-fuel ratio of the engine shifts to the lean side due to lean lean control. Therefore, if the target air-fuel ratio is changed as described above, the target air-fuel ratio can be set to an “appropriate value for compensating for lean lean control” even when the intake air amount is large. Can be maintained at a good value.

ところで、アルコール濃度が高くなると燃焼温度が低下するので、NOxの発生量が減少する。このため、アルコール濃度が高い場合、アルコール濃度が低い場合に比較して、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合に目標空燃比を小さくする程度(即ち、リーン誤制御に伴うNOxの発生」を抑制するために必要とされるリッチ化の程度)は、小さくてよい。加えて、アルコール濃度が高くなると、HC及びCOが増加する傾向がある。   By the way, when the alcohol concentration is increased, the combustion temperature is decreased, so that the amount of NOx generated is decreased. For this reason, when the alcohol concentration is high, the target air-fuel ratio is reduced when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is large as compared with the case where the alcohol concentration is low (that is, the NOx associated with lean miscontrol). The degree of enrichment required to suppress “occurrence”) may be small. In addition, HC and CO tend to increase as the alcohol concentration increases.

そこで、前記指示燃料噴射量決定手段は、前記燃料のアルコール濃度が大きいほど前記目標空燃比が(理論空燃比以下の領域において)大きくなるように前記目標空燃比を変更することが好ましい。これにより、アルコール濃度に関らず、目標空燃比をより適切な値に設定できるので、エミッションを良好な値に維持することができる。   Therefore, it is preferable that the commanded fuel injection amount determining means changes the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio increases (in a region below the theoretical air-fuel ratio) as the alcohol concentration of the fuel increases. As a result, the target air-fuel ratio can be set to a more appropriate value regardless of the alcohol concentration, so that the emission can be maintained at a good value.

本発明装置の更に別の態様は、上記三元触媒と、上記上流側空燃比センサと、上記複数の燃料噴射弁と、上記指示燃料噴射量決定手段と、上記噴射指示信号送出手段と、上記空燃比不均衡指標値取得手段と、を備える。   Still another aspect of the apparatus of the present invention includes the three-way catalyst, the upstream air-fuel ratio sensor, the plurality of fuel injection valves, the indicated fuel injection amount determining means, the injection instruction signal sending means, Air-fuel ratio imbalance index value acquisition means.

更に、この別の態様は、前記機関の運転状態(例えば、吸入空気量又は負荷、及び、機関回転速度等の機関運転状態パラメータ)に基いて前記三元触媒の温度である触媒温度を推定する触媒温度推定手段を備える。   Furthermore, this other aspect estimates the catalyst temperature, which is the temperature of the three-way catalyst, based on the operating state of the engine (for example, the engine operating state parameters such as the intake air amount or load and the engine speed). A catalyst temperature estimating means is provided.

そして、前記触媒温度推定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記推定される触媒温度が高くなるように前記触媒温度を推定するように構成され、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記推定された触媒温度が所定閾値温度よりも高い場合、前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正するか、又は、「所定のフューエルカット条件が成立した場合に実行される燃料噴射停止制御(フューエルカット)」の実行を禁止する、ように構成される。
The catalyst temperature estimating means includes
The catalyst temperature is estimated so that the estimated catalyst temperature increases as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases.
The indicated fuel injection amount determining means includes
When the estimated catalyst temperature is higher than a predetermined threshold temperature, the indicated fuel injection amount is increased or corrected so that the indicated air-fuel ratio determined by the indicated fuel injection amount is smaller than the theoretical air-fuel ratio, or “predetermined The fuel injection stop control (fuel cut) executed when the fuel cut condition is satisfied is prohibited.

気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合、三元触媒にはリッチな空燃比の排ガスとリーンな空燃比の排ガスとが短い周期にて交互に流入する。このため、三元触媒における酸化還元反応が頻繁に繰り返されるので、三元触媒の活性状態が向上し、その結果、触媒の温度は速やかに上昇する。従って、上記構成のように、機関の運転状態(例えば、吸入空気量、機関負荷、及び、機関回転速度等)に基いて推定される触媒温度は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど相対的に低い温度として推定される。このことから、上記構成のように、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記推定される触媒温度が高くなるように前記触媒温度を推定することにより、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合であっても触媒温度を精度良く推定することができる。その結果、「指示燃料噴射量を増大補正することによる排ガスの空燃比のリッチ化」に基づく触媒の過熱防止制御、或いは、「燃料噴射停止制御(フューエルカット)中に酸素が多量に触媒に流入することに起因する触媒温度上昇」を回避する制御(燃料噴射停止制御の実行禁止)を適切に行うことができる。   When the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is large, rich air-fuel ratio exhaust gas and lean air-fuel ratio exhaust gas alternately flow into the three-way catalyst in a short cycle. For this reason, since the oxidation-reduction reaction in the three-way catalyst is frequently repeated, the active state of the three-way catalyst is improved, and as a result, the temperature of the catalyst rises quickly. Therefore, as in the above configuration, the catalyst temperature estimated based on the operating state of the engine (for example, the intake air amount, the engine load, the engine speed, etc.) has a degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder. A larger temperature is estimated as a relatively low temperature. From this, the non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is obtained by estimating the catalyst temperature so that the estimated catalyst temperature increases as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases as in the above configuration. The catalyst temperature can be accurately estimated even when the degree of performance is large. As a result, overheat prevention control of the catalyst based on “enrichment of the air-fuel ratio of exhaust gas by increasing the indicated fuel injection amount” or “a large amount of oxygen flows into the catalyst during fuel injection stop control (fuel cut)” Thus, it is possible to appropriately perform control (prohibition of execution of fuel injection stop control) that avoids the “temperature rise of the catalyst due to the operation”.

この場合、前記触媒温度推定手段は、前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記取得されたアルコール濃度が高いほど前記推定される触媒温度が低くなるように前記触媒温度を推定するように構成されることが好ましい。これは、アルコール濃度が高いほど燃焼温度が低下するため、排ガス温度が低くなるので、結果として、触媒温度も低くなるからである。   In this case, the catalyst temperature estimating means is configured to acquire the alcohol concentration of the fuel and to estimate the catalyst temperature so that the estimated catalyst temperature is lower as the acquired alcohol concentration is higher. It is preferable. This is because the higher the alcohol concentration, the lower the combustion temperature, and the lower the exhaust gas temperature. As a result, the catalyst temperature also decreases.

更に、この態様においても、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成されることが好ましい。これによれば、「機関回転速度及び機関の吸入空気量」が空燃比不均衡指標値に及ぼす影響を低減できるので、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。その結果、三元触媒の温度がより精度良く推定されるので、その触媒の過熱防止のために、無駄に燃料が増量されること及び燃料噴射停止制御が無駄に禁止されることを回避することができる。   Further, in this aspect, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means sets the basic parameter correlation value as a value according to the basic parameter, a value according to the rotational speed of the engine, and a value according to the intake air amount of the engine. Preferably, the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the corrected value obtained by the correction. According to this, since the influence of the “engine rotational speed and the intake air amount of the engine” on the air-fuel ratio imbalance index value can be reduced, the air-fuel ratio imbalance index that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio. The value can be obtained. As a result, since the temperature of the three-way catalyst is estimated with higher accuracy, it is possible to avoid unnecessary increase of fuel and unnecessary prohibition of fuel injection stop control to prevent overheating of the catalyst. Can do.

加えて、この態様においても、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成されることが好ましい。前述したように、空燃比不均衡指標値はアルコール濃度の影響を受ける。よって、この構成により、アルコール濃度が高い場合であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。その結果、三元触媒の温度がより精度良く推定されるので、その触媒の過熱防止のために、無駄に燃料が増量されること及び燃料噴射停止制御が無駄に禁止されることを回避することができる。   In addition, also in this aspect, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition unit acquires the alcohol concentration of the fuel and corrects the basic parameter correlation value based on the acquired alcohol concentration. It is preferable that the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the obtained corrected value. As described above, the air-fuel ratio imbalance index value is affected by the alcohol concentration. Therefore, with this configuration, even when the alcohol concentration is high, an air-fuel ratio imbalance index value that accurately represents the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio can be acquired. As a result, since the temperature of the three-way catalyst is estimated with higher accuracy, it is possible to avoid unnecessary increase of fuel and unnecessary prohibition of fuel injection stop control to prevent overheating of the catalyst. Can do.

なお、本発明装置において、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの所定期間における最大値と最小値との差に相関する値、又は、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfsの所定期間における最大値と最小値との差に相関する値を、
前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成され得る。
In the device of the present invention, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
A value correlated with the difference between the maximum value and the minimum value in a predetermined period of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor, or
A value correlated with a difference between a maximum value and a minimum value in a predetermined period of the detected air-fuel ratio abyfs acquired based on an output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
The air-fuel ratio imbalance index value may be acquired.

更に、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、特許文献1に記載されているように、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfs(出力値Vabyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の所定期間おける軌跡長に相関する値、又は、前記検出空燃比abyfs(検出空燃比abyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の所定期間における軌跡長に相関する値を、前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成されてもよい。
Further, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means, as described in Patent Document 1,
A value that correlates with the trajectory length of the upstream side air-fuel ratio sensor output value Vabyfs (including the value obtained by performing high-pass filter processing on the output value Vabyfs) or the detected air-fuel ratio abyfs (high-pass filter processing the detected air-fuel ratio abyfs) A value that correlates with the trajectory length in a predetermined period (including the measured value) may be acquired as the air-fuel ratio imbalance index value.

加えて、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、特許文献2に記載されているように、前記サブフィードバック量又は前記学習値に相関する値を前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成され得る。   In addition, as described in Patent Document 2, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition unit acquires a value correlated with the sub-feedback amount or the learned value as the air-fuel ratio imbalance index value. Can be configured.

更に、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記機関の回転速度の変動が大きくなるほど大きくなる値を前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成されることができる。
Further, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means includes:
A value that increases as a variation in the rotational speed of the engine increases can be obtained as the air-fuel ratio imbalance index value.

本発明装置の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明装置の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。   Other objects, other features and attendant advantages of the inventive device will be readily understood from the description of each embodiment of the inventive device described with reference to the following drawings.

図1は、本発明の各実施形態に係る燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine to which a fuel injection amount control device according to each embodiment of the present invention is applied. 図2は、気筒に供給された混合気の空燃比と、その気筒から排出される未燃成分の量と、の関係を示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder and the amount of unburned components discharged from the cylinder. 図3の(A)〜(C)のそれぞれは、図1に示した空燃比センサ(上流側空燃比センサ)が備える空燃比検出部の概略断面図である。3A to 3C are schematic cross-sectional views of an air-fuel ratio detection unit provided in the air-fuel ratio sensor (upstream air-fuel ratio sensor) shown in FIG. 図4は、排ガスの空燃比と空燃比センサの限界電流値との関係を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and the limit current value of the air-fuel ratio sensor. 図5は、排ガスの空燃比と空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and the output value of the air-fuel ratio sensor. 図6は、排ガスの空燃比と図1に示した下流側空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio of exhaust gas and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 図7は、アルコール濃度と、排ガスの真の空燃比と、空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the alcohol concentration, the true air-fuel ratio of the exhaust gas, and the output value of the air-fuel ratio sensor. 図8は、空燃比気筒間インバランス状態が発生した場合(気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合)及び空燃比気筒間インバランス状態が発生していない場合(気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合)の「空燃比不均衡指標値に関連する各値の挙動」を示したタイムチャートである。FIG. 8 shows a case where an air-fuel ratio imbalance state between cylinders occurs (when the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio per cylinder is large) and a case where an air-fuel ratio imbalance state between cylinders does not occur (the air-fuel ratio per cylinder). 7 is a time chart showing “the behavior of each value related to the air-fuel ratio imbalance index value” in the case where non-uniformity does not occur. 図9は、実際のインバランス割合と、検出空燃比変化率に相関する空燃比不均衡指標値と、の関係を示したグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the actual imbalance ratio and the air-fuel ratio imbalance index value correlated with the detected air-fuel ratio change rate. 図10は、本発明の第1実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第1制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control apparatus (first control apparatus) according to the first embodiment of the present invention. 図11は、第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the first control device. 図12は、第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the first control device. 図13は、第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the first control device. 図14は、第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the first control device. 図15は、第1制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the first control device. 図16は、本発明の第2実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第2制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control device (second control device) according to the second embodiment of the present invention. 図17は、本発明の第3実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第3制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control device (third control device) according to the third embodiment of the present invention. 図18は、アルコール濃度と、排ガスの真の空燃比と、「起電力式の酸素濃度センサ」である空燃比センサの出力値と、の関係を示したグラフである。FIG. 18 is a graph showing the relationship between the alcohol concentration, the true air-fuel ratio of the exhaust gas, and the output value of the air-fuel ratio sensor that is the “electromotive force type oxygen concentration sensor”. 図19は、気筒別空燃比の不均一性の程度と、排ガスの真の空燃比と、「起電力式の酸素濃度センサ」である空燃比センサの出力値と、の関係を示したグラフである。FIG. 19 is a graph showing the relationship between the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder, the true air-fuel ratio of exhaust gas, and the output value of the air-fuel ratio sensor that is the “electromotive force type oxygen concentration sensor”. is there. 図20は、検出空燃比変化率に基く基本空燃比不均衡指標値と、エタノール濃度と、の関係を示したグラフである。FIG. 20 is a graph showing the relationship between the basic air-fuel ratio imbalance index value based on the detected air-fuel ratio change rate and the ethanol concentration. 図21は、本発明の第5実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第5制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control apparatus (fifth control apparatus) according to the fifth embodiment of the present invention. 図22は、第5制御装置のCPUが参照するルックアップテーブルである。FIG. 22 is a lookup table referred to by the CPU of the fifth control device. 図23は、第5制御装置のCPUが参照するルックアップテーブルである。FIG. 23 is a look-up table referred to by the CPU of the fifth control apparatus. 図24は、第5制御装置のCPUが参照するルックアップテーブルである。FIG. 24 is a look-up table referred to by the CPU of the fifth control device. 図25は、本発明の第6実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第6制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control apparatus (sixth control apparatus) according to the sixth embodiment of the present invention. 図26は、本発明の第7実施形態に係る燃料噴射量制御装置(第7制御装置)のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 26 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the fuel injection amount control device (seventh control device) according to the seventh embodiment of the present invention. 図27は、本発明の第7制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 27 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the seventh control apparatus of the present invention. 図28は、本発明の第7制御装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。FIG. 28 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the seventh control apparatus of the present invention.

以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置(以下、単に「制御装置」とも称呼する。)について図面を参照しながら説明する。この制御装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)を制御する空燃比制御装置の一部であり、更に、空燃比気筒間インバランス判定装置の一部でもある。   Hereinafter, a fuel injection amount control device (hereinafter also simply referred to as “control device”) for an internal combustion engine according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This control device is a part of an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine (the air-fuel ratio of the engine), and is also a part of an air-fuel ratio imbalance among cylinders determination device. .

<第1実施形態>
(構成)
図1は、第1実施形態に係る制御装置(以下、「第1制御装置」とも称呼する。)を、4サイクル・火花点火式・多気筒(直列4気筒)・内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。
<First Embodiment>
(Constitution)
FIG. 1 shows a system in which a control device according to the first embodiment (hereinafter also referred to as “first control device”) is applied to a 4-cycle, spark ignition type, multi-cylinder (in-line 4-cylinder) internal combustion engine 10. The schematic structure of is shown.

内燃機関10は、機関本体部20と、吸気系統30と、排気系統40と、を含む。   Internal combustion engine 10 includes an engine body 20, an intake system 30, and an exhaust system 40.

機関本体部20は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部20は、複数の気筒(燃焼室)21を備えている。各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室21との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室21との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室21には図示しない点火プラグが配設されている。   The engine body portion 20 includes a cylinder block portion and a cylinder head portion. The engine body 20 includes a plurality of cylinders (combustion chambers) 21. Each cylinder communicates with an “intake port and exhaust port” (not shown). A communicating portion between the intake port and the combustion chamber 21 is opened and closed by an intake valve (not shown). A communicating portion between the exhaust port and the combustion chamber 21 is opened and closed by an exhaust valve (not shown). Each combustion chamber 21 is provided with a spark plug (not shown).

吸気系統30は、インテークマニホールド31、吸気管32、複数の燃料噴射弁33、及び、スロットル弁34を備えている。   The intake system 30 includes an intake manifold 31, an intake pipe 32, a plurality of fuel injection valves 33, and a throttle valve 34.

インテークマニホールド31は、複数の枝部31aとサージタンク31bとを備えている。複数の枝部31aのそれぞれの一端は、複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部31aの他端はサージタンク31bに接続されている。   The intake manifold 31 includes a plurality of branch portions 31a and a surge tank 31b. One end of each of the plurality of branch portions 31a is connected to each of the plurality of intake ports. The other ends of the plurality of branch portions 31a are connected to the surge tank 31b.

吸気管32の一端はサージタンク31bに接続されている。吸気管32の他端には図示しないエアフィルタが配設されている。   One end of the intake pipe 32 is connected to the surge tank 31b. An air filter (not shown) is disposed at the other end of the intake pipe 32.

燃料噴射弁33は、一つの気筒(燃焼室)21に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁33は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁33を備えている。燃料噴射弁33は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート(従って、燃料噴射弁33に対応する気筒)内に噴射するようになっている。   One fuel injection valve 33 is provided for each cylinder (combustion chamber) 21. The fuel injection valve 33 is provided at the intake port. That is, each of the plurality of cylinders includes a fuel injection valve 33 that supplies fuel independently of the other cylinders. The fuel injection valve 33 responds to the injection instruction signal, and when it is normal, “the fuel of the indicated fuel injection amount included in the injection instruction signal” is input into the intake port (therefore, the cylinder corresponding to the fuel injection valve 33). It comes to inject.

より具体的に述べると、燃料噴射弁33は、指示燃料噴射量に応じた時間だけ開弁する。燃料噴射弁33に供給されている燃料の圧力は一定に維持されている。従って、燃料噴射弁33が正常であれば、燃料噴射弁33は指示燃料噴射量の燃料を噴射する。しかしながら、燃料噴射弁33に異常が発生すると、燃料噴射弁33は指示燃料噴射量とは相違する量の燃料を噴射するようになる。これにより、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が発生する。   More specifically, the fuel injection valve 33 opens for a time corresponding to the commanded fuel injection amount. The pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 33 is kept constant. Therefore, if the fuel injection valve 33 is normal, the fuel injection valve 33 injects the indicated fuel injection amount of fuel. However, when an abnormality occurs in the fuel injection valve 33, the fuel injection valve 33 injects an amount of fuel different from the command fuel injection amount. As a result, non-uniformity among cylinders of the air-fuel ratio for each cylinder occurs.

スロットル弁34は、吸気管32内に回動可能に配設されている。スロットル弁34は、吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁34は、図示しないスロットル弁アクチュエータにより吸気管32内で回転駆動されるようになっている。   The throttle valve 34 is rotatably disposed in the intake pipe 32. The throttle valve 34 has a variable opening cross-sectional area of the intake passage. The throttle valve 34 is rotationally driven in the intake pipe 32 by a throttle valve actuator (not shown).

排気系統40は、エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ42、エキゾーストパイプ42に配設された上流側触媒43、及び、上流側触媒43よりも下流においてエキゾーストパイプ42に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。   The exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41, an exhaust pipe 42, an upstream catalyst 43 disposed in the exhaust pipe 42, and a “downstream catalyst (not shown) disposed in the exhaust pipe 42 downstream of the upstream catalyst 43. Is provided.

エキゾーストマニホールド41は、複数の枝部41aと集合部41bとを備えている。複数の枝部41aのそれぞれの一端は、複数の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部41aのそれぞれの他端は集合部41bに集合している。この集合部41bは、複数(2以上であり、本例では4つ)の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、排気集合部HKとも称呼される。   The exhaust manifold 41 includes a plurality of branch portions 41a and a collecting portion 41b. One end of each of the plurality of branch portions 41a is connected to each of the plurality of exhaust ports. The other ends of the plurality of branch portions 41a are gathered in the gathering portion 41b. The collecting portion 41b is also referred to as an exhaust collecting portion HK because exhaust gas discharged from a plurality of (two or more, four in this example) cylinders gathers.

エキゾーストパイプ42は集合部41bに接続されている。排気ポート、エキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42は、排気通路を構成している。   The exhaust pipe 42 is connected to the collecting portion 41b. The exhaust port, the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42 constitute an exhaust passage.

上流側触媒43及び下流側触媒のそれぞれは、所謂、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属(触媒物質)からなる活性成分を担持する三元触媒装置(排気浄化用の触媒)である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比(例えば、理論空燃比)」であるとき、HC,CO,Hなどの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物(NOx)を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。更に、各触媒は、酸素を吸蔵(貯蔵)する酸素吸蔵機能を有する。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア(CeO)等の酸素吸蔵材によってもたらされる。 Each of the upstream side catalyst 43 and the downstream side catalyst is a so-called three-way catalyst device (exhaust purification catalyst) carrying an active component made of a noble metal (catalyst substance) such as platinum, rhodium and palladium. Each catalyst oxidizes unburned components such as HC, CO, and H 2 when the air-fuel ratio of the gas flowing into each catalyst is “the air-fuel ratio within the window of the three-way catalyst (for example, the theoretical air-fuel ratio)”. In addition, it has a function of reducing nitrogen oxides (NOx). This function is also called a catalyst function. Further, each catalyst has an oxygen storage function for storing (storing) oxygen. Each catalyst can purify unburned components and nitrogen oxides even if the air-fuel ratio shifts from the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen storage function. That is, the window width is expanded by the oxygen storage function. The oxygen storage function is provided by an oxygen storage material such as ceria (CeO 2 ) supported on the catalyst.

このシステムは、熱線式エアフローメータ51、スロットルポジションセンサ52、水温センサ53、クランクポジションセンサ54、インテークカムポジションセンサ55、上流側空燃比センサ56、下流側空燃比センサ57、アクセル開度センサ58、及び、アルコール濃度センサ59を備えている。   This system includes a hot-wire air flow meter 51, a throttle position sensor 52, a water temperature sensor 53, a crank position sensor 54, an intake cam position sensor 55, an upstream air-fuel ratio sensor 56, a downstream air-fuel ratio sensor 57, an accelerator opening sensor 58, An alcohol concentration sensor 59 is provided.

エアフローメータ51は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量(吸入空気流量)Gaに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Gaは、単位時間あたりに機関10に吸入される吸入空気量を表す。   The air flow meter 51 outputs a signal corresponding to the mass flow rate (intake air flow rate) Ga of intake air flowing through the intake pipe 32. That is, the intake air amount Ga represents the intake air amount taken into the engine 10 per unit time.

スロットルポジションセンサ52は、スロットル弁34の開度(スロットル弁開度)を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。   The throttle position sensor 52 detects the opening (throttle valve opening) of the throttle valve 34 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA.

水温センサ53は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。冷却水温THWは、機関10の暖機状態(機関10の温度)を表すパラメータである。   The water temperature sensor 53 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 and outputs a signal representing the cooling water temperature THW. The coolant temperature THW is a parameter that represents the warm-up state of the engine 10 (temperature of the engine 10).

クランクポジションセンサ54は、クランク軸が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置70によって機関回転速度NEに変換される。   The crank position sensor 54 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft rotates 10 ° and a wide pulse every time the crankshaft rotates 360 °. This signal is converted into an engine speed NE by an electric control device 70 described later.

インテークカムポジションセンサ55は、インテークカムシャフトが所定角度から90度、次いで90度、更に180度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置70は、クランクポジションセンサ54及びインテークカムポジションセンサ55からの信号に基づいて、基準気筒(例えば第1気筒)の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角度CAを取得するようになっている。この絶対クランク角度CAは、基準気筒の圧縮上死点において「0°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて720°クランク角度まで増大し、その時点にて再び0°クランク角度に設定される。   The intake cam position sensor 55 outputs one pulse every time the intake cam shaft rotates 90 degrees, 90 degrees, and 180 degrees from a predetermined angle. The electric control device 70 described later acquires an absolute crank angle CA based on the compression top dead center of the reference cylinder (for example, the first cylinder) based on signals from the crank position sensor 54 and the intake cam position sensor 55. It has become. This absolute crank angle CA is set to “0 ° crank angle” at the compression top dead center of the reference cylinder, and increases to a 720 ° crank angle according to the rotation angle of the crankshaft. Set to

上流側空燃比センサ56は、エキゾーストマニホールド41の集合部41b(排気集合部HK)と上流側触媒43との間の位置において「エキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42の何れか」に配設されている。上流側空燃比センサ56は、本発明における空燃比センサに相当する。   The upstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed in “any one of the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42” at a position between the collecting portion 41 b (exhaust collecting portion HK) of the exhaust manifold 41 and the upstream catalyst 43. . The upstream air-fuel ratio sensor 56 corresponds to the air-fuel ratio sensor in the present invention.

上流側空燃比センサ56は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報及び特開2004−69547号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。   The upstream air-fuel ratio sensor 56 is disclosed in, for example, “Limit current type wide area air-fuel ratio including diffusion resistance layer” disclosed in JP-A-11-72473, JP-A-2000-65782, JP-A-2004-69547, and the like. Sensor ".

上流側空燃比センサ56は、図3に示したように、空燃比検出部56aを有している。空燃比検出部56aは、図示しない「金属からなる中空円筒体の保護カバー」の内部に収容されている。保護カバーの側面及び下面には貫通孔が設けられている。排ガスは、側面の貫通孔を通して保護カバー内に流入し、空燃比検出部56aに到達し、その後、下面の貫通孔を通して保護カバー外に流出する。   As shown in FIG. 3, the upstream air-fuel ratio sensor 56 has an air-fuel ratio detection unit 56a. The air-fuel ratio detection unit 56a is accommodated in a “hollow cylindrical protective cover made of metal” (not shown). A through hole is provided in the side surface and the lower surface of the protective cover. The exhaust gas flows into the protective cover through the through hole on the side surface, reaches the air-fuel ratio detection unit 56a, and then flows out of the protective cover through the through hole on the lower surface.

即ち、保護カバーに到達した排ガスは、保護カバーの下面の貫通孔近傍を流れる排ガスの流れにより、保護カバーの内部へと吸い込まれる。このため、保護カバーの内部における排ガスの流速は、保護カバーの下面の貫通孔近傍を流れる排ガスの流速(従って、単位時間あたりの吸入空気量である吸入空気量Ga)に応じて変化する。従って、上流側空燃比センサ56の「排気通路を流れる排ガスの空燃比」に対する出力応答性(応答性)は、吸入空気量Gaが大きいほど高くなる。   That is, the exhaust gas that has reached the protective cover is sucked into the protective cover by the flow of the exhaust gas flowing in the vicinity of the through hole on the lower surface of the protective cover. For this reason, the flow rate of the exhaust gas inside the protective cover changes according to the flow rate of the exhaust gas flowing in the vicinity of the through hole on the lower surface of the protective cover (accordingly, the intake air amount Ga which is the intake air amount per unit time). Accordingly, the output responsiveness (responsiveness) of the upstream air-fuel ratio sensor 56 to “the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage” increases as the intake air amount Ga increases.

図3の(A)〜(C)に示したように、空燃比検出部56aは、固体電解質層561と、排ガス側電極層562と、大気側電極層(基準ガス側電極層)563と、拡散抵抗層564と、第一壁部565と、触媒部566と、第二壁部567と、ヒータ568と、を含んでいる。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the air-fuel ratio detection unit 56a includes a solid electrolyte layer 561, an exhaust gas side electrode layer 562, an atmosphere side electrode layer (reference gas side electrode layer) 563, A diffusion resistance layer 564, a first wall portion 565, a catalyst portion 566, a second wall portion 567, and a heater 568 are included.

固体電解質層561は酸素イオン導電性酸化物焼結体である。本例において、固体電解質層561は、ZrO(ジルコニア)にCaOを安定剤として固溶させた「安定化ジルコニア素子」である。固体電解質層561は、その温度が活性温度以上であるとき、周知の「酸素電池特性」及び「酸素ポンプ特性」を発揮する。 The solid electrolyte layer 561 is an oxygen ion conductive oxide sintered body. In this example, the solid electrolyte layer 561 is a “stabilized zirconia element” in which CaO is dissolved in ZrO 2 (zirconia) as a stabilizer. The solid electrolyte layer 561 exhibits well-known “oxygen battery characteristics” and “oxygen pump characteristics” when its temperature is equal to or higher than the activation temperature.

排ガス側電極層562は、白金(Pt)等の触媒活性の高い貴金属からなる。排ガス側電極層562は、固体電解質層561の一つの面上に形成されている。排ガス側電極層562は、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように(即ち、多孔質状に)形成されている。   The exhaust gas side electrode layer 562 is made of a noble metal having high catalytic activity such as platinum (Pt). The exhaust gas side electrode layer 562 is formed on one surface of the solid electrolyte layer 561. The exhaust gas side electrode layer 562 is formed to have sufficient permeability (that is, in a porous shape) by chemical plating or the like.

大気側電極層563は、白金(Pt)等の触媒活性の高い貴金属からなる。大気側電極層563は、固体電解質層561の他の面上であって、固体電解質層561を挟んで排ガス側電極層562に対向するように形成されている。大気側電極層563は、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように(即ち、多孔質状に)形成されている。大気側電極層563は、基準ガス側電極層とも称呼される。   The atmosphere-side electrode layer 563 is made of a noble metal having high catalytic activity such as platinum (Pt). The atmosphere-side electrode layer 563 is formed on the other surface of the solid electrolyte layer 561 so as to face the exhaust gas-side electrode layer 562 with the solid electrolyte layer 561 interposed therebetween. The atmosphere-side electrode layer 563 is formed to have sufficient permeability (that is, in a porous shape) by chemical plating or the like. The atmosphere side electrode layer 563 is also referred to as a reference gas side electrode layer.

拡散抵抗層(拡散律速層)564は、多孔質セラミック(耐熱性無機物質)からなる多孔質層である。拡散抵抗層564は、排ガス側電極層562の外側表面を覆うように、例えば、プラズマ溶射法等により形成されている。   The diffusion resistance layer (diffusion limiting layer) 564 is a porous layer made of porous ceramic (heat-resistant inorganic substance). The diffusion resistance layer 564 is formed by, for example, a plasma spraying method so as to cover the outer surface of the exhaust gas side electrode layer 562.

第一壁部565は、緻密であってガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。第一壁部565は拡散抵抗層564の角部(一部)を除いて拡散抵抗層564を覆うように形成されている。即ち、第一壁部565は拡散抵抗層564の一部を外部に露呈させる貫通部を備えている。   The first wall portion 565 is made of alumina ceramic that is dense and does not allow gas to pass therethrough. The first wall portion 565 is formed so as to cover the diffusion resistance layer 564 except for a corner (part) of the diffusion resistance layer 564. That is, the first wall portion 565 includes a penetration portion that exposes a part of the diffusion resistance layer 564 to the outside.

触媒部566は、第一壁部565の貫通部を閉じるように貫通部に形成されている。触媒部566は、上流側触媒43と同様、酸化還元反応を促進する触媒物質及び酸素吸蔵機能を発揮する酸素吸蔵材を担持している。触媒部566は多孔質体である。従って、図3の(B)及び図3の(C)に白抜きの矢印により示したように、排ガス(前述した保護カバーの内部に流入した排ガス)は、触媒部566を通過して拡散抵抗層564に到達し、その排ガスは更に拡散抵抗層564を通過して排ガス側電極層562に到達する。   The catalyst part 566 is formed in the penetration part so as to close the penetration part of the first wall part 565. Similar to the upstream catalyst 43, the catalyst unit 566 supports a catalyst material that promotes a redox reaction and an oxygen storage material that exhibits an oxygen storage function. The catalyst part 566 is a porous body. Therefore, as indicated by the white arrows in FIGS. 3B and 3C, the exhaust gas (exhaust gas that has flowed into the protective cover described above) passes through the catalyst portion 566 and diffuses resistance. The exhaust gas reaches the layer 564, and the exhaust gas further passes through the diffusion resistance layer 564 and reaches the exhaust gas side electrode layer 562.

第二壁部567は、緻密であってガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。第二壁部567は大気側電極層563を収容する空間である「大気室56A」を形成するように構成されている。大気室56Aには大気が導入されている。   The second wall portion 567 is made of alumina ceramic that is dense and does not allow gas to pass therethrough. The second wall portion 567 is configured to form an “atmosphere chamber 56 </ b> A” that is a space for accommodating the atmosphere-side electrode layer 563. The atmosphere is introduced into the atmosphere chamber 56A.

上流側空燃比センサ56には電源569が接続されている。電源569は、大気側電極層563側が高電位となり、排ガス側電極層562が低電位となるように、電圧V(=Vp)を印加する。   A power source 569 is connected to the upstream air-fuel ratio sensor 56. The power source 569 applies the voltage V (= Vp) so that the atmosphere-side electrode layer 563 side has a high potential and the exhaust gas-side electrode layer 562 has a low potential.

ヒータ568は第二壁部567に埋設されている。ヒータ568は後述する電気制御装置70によって通電されたときに発熱し、固体電解質層561、排ガス側電極層562及び大気側電極層563を加熱し、それらの温度を調整するようになっている。   The heater 568 is embedded in the second wall portion 567. The heater 568 generates heat when energized by an electric control device 70 described later, heats the solid electrolyte layer 561, the exhaust gas side electrode layer 562, and the atmosphere side electrode layer 563, and adjusts the temperatures thereof.

このような構造を有する上流側空燃比センサ56は、図3の(B)に示したように、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、拡散抵抗層564を通って排ガス側電極層562に到達した酸素をイオン化して大気側電極層563へと通過させる。この結果、電源569の正極から負極へと電流Iが流れる。この電流Iの大きさは、図4に示したように、電圧Vを所定電圧Vpに設定すると、排ガス側電極層562に到達した酸素の量(酸素分圧、酸素濃度、従って、排ガスの空燃比)に比例した一定値となる。上流側空燃比センサ56は、この電流(即ち、限界電流IL)を電圧に変換した値を出力値Vabyfsとして出力する。   As shown in FIG. 3B, the upstream air-fuel ratio sensor 56 having such a structure causes the diffusion resistance layer 564 to be formed when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a leaner air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. The oxygen that passes through and reaches the exhaust gas side electrode layer 562 is ionized and passed to the atmosphere side electrode layer 563. As a result, the current I flows from the positive electrode to the negative electrode of the power supply 569. As shown in FIG. 4, when the voltage V is set to a predetermined voltage Vp, the magnitude of this current I is the amount of oxygen that reaches the exhaust gas side electrode layer 562 (oxygen partial pressure, oxygen concentration, and hence the exhaust gas empty space). It becomes a constant value proportional to (fuel ratio). The upstream air-fuel ratio sensor 56 outputs a value obtained by converting this current (that is, the limit current IL) into a voltage as an output value Vabyfs.

これに対し、図3の(C)に示したように、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、上流側空燃比センサ56は、大気室56Aに存在する酸素をイオン化して排ガス側電極層562へと導き、拡散抵抗層564を通って排ガス側電極層562に到達する未燃物(HC,CO及びH等)を酸化する。この結果、電源569の負極から正極へと電流Iが流れる。この電流Iの大きさも、図4に示したように、電圧Vを所定電圧Vpに設定すると、排ガス側電極層562に到達した未燃物の量(未燃物の分圧、未燃物の濃度、即ち、排ガスの空燃比)に比例した一定値となる。上流側空燃比センサ56は、この電流(即ち、限界電流IL)を電圧に変換した値を出力値Vabyfsとして出力する。 On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, the upstream air-fuel ratio sensor 56 detects oxygen present in the atmospheric chamber 56A. Is ionized to lead to the exhaust gas side electrode layer 562, and unburned substances (HC, CO, H 2 and the like) that reach the exhaust gas side electrode layer 562 through the diffusion resistance layer 564 are oxidized. As a result, a current I flows from the negative electrode of the power source 569 to the positive electrode. As shown in FIG. 4, when the voltage V is set to a predetermined voltage Vp, the magnitude of the current I is the amount of unburned matter that has reached the exhaust gas side electrode layer 562 (partial pressure of unburned matter, unburned matter It becomes a constant value proportional to the concentration, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas. The upstream air-fuel ratio sensor 56 outputs a value obtained by converting this current (that is, the limit current IL) into a voltage as an output value Vabyfs.

即ち、空燃比検出部56aは、図5の実線L1により示したように、上流側空燃比センサ56の配設位置を流れ、且つ、保護カバーの貫通孔を通って空燃比検出部56aに到達しているガスの空燃比に応じた出力値Vabyfsを「空燃比センサ出力」として出力する。換言すると、上流側空燃比センサ56は、空燃比検出部56aの拡散抵抗層564を通過して排ガス側電極層562に到達したガスの「酸素分圧(酸素濃度、酸素量)及び未燃物の分圧(未燃物の濃度、未燃物量)」に応じて変化する出力値Vabyfsを出力する。   That is, as shown by the solid line L1 in FIG. 5, the air-fuel ratio detector 56a flows through the position where the upstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed, and reaches the air-fuel ratio detector 56a through the through hole of the protective cover. The output value Vabyfs corresponding to the air-fuel ratio of the gas being output is output as the “air-fuel ratio sensor output”. In other words, the upstream air-fuel ratio sensor 56 passes through the diffusion resistance layer 564 of the air-fuel ratio detection unit 56a and reaches the exhaust gas side electrode layer 562 with the “oxygen partial pressure (oxygen concentration, oxygen amount) and unburned matter” The output value Vabyfs that changes according to the "partial pressure (concentration of unburned material, amount of unburned material)" is output.

この出力値Vabyfsは、空燃比検出部56aに到達しているガスの空燃比が大きくなるほど(リーンとなるほど)増大する。即ち、出力値Vabyfsは、気筒別空燃比の不均一性が発生しておらず(即ち、各気筒の空燃比が気筒間において同じであり)、且つ、使用される燃料がアルコールを含んでいないとき(即ち、燃料のアルコール濃度が「0」であるとき)、図5の実線に示したように変化する。出力値Vabyfsは、空燃比検出部56aに到達しているガスの空燃比が理論空燃比であるとき、理論空燃比相当値Vstoichに一致する。   The output value Vabyfs increases as the air-fuel ratio of the gas reaching the air-fuel ratio detection unit 56a increases (lean). That is, the output value Vabyfs has no non-uniformity in the air-fuel ratio for each cylinder (that is, the air-fuel ratio of each cylinder is the same between the cylinders), and the fuel used does not contain alcohol. (Ie, when the alcohol concentration of the fuel is “0”), it changes as indicated by the solid line in FIG. The output value Vabyfs matches the stoichiometric air-fuel ratio equivalent value Vstoich when the air-fuel ratio of the gas reaching the air-fuel ratio detection unit 56a is the stoichiometric air-fuel ratio.

後述する電気制御装置70は、図5に示した空燃比変換テーブル(マップ)Mapabyfs(Vabyfs)を記憶している。電気制御装置70は、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の上流側空燃比abyfsを検出する(即ち、検出空燃比abyfsを取得する)。なお、検出空燃比abyfsそのものは、当然、検出空燃比abyfsに相当する値である。   The electric control device 70 to be described later stores an air-fuel ratio conversion table (map) Mapabyfs (Vabyfs) shown in FIG. The electric control device 70 detects the actual upstream air-fuel ratio abyfs by applying the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 to the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs (that is, obtains the detected air-fuel ratio abyfs). Of course, the detected air-fuel ratio abyfs itself is a value corresponding to the detected air-fuel ratio abyfs.

このように、上流側空燃比センサ56は、「機関10の排気通路であって排気集合部HKと三元触媒43との間の位置に配設されるとともに、空燃比検出素子(固体電解質層)561と、前記空燃比検出素子561を挟んで対向するように配設された排ガス側電極層562及び基準ガス側電極層563と、前記排ガス側電極層562を覆う多孔質層(拡散抵抗層)564と、を有する空燃比センサであって、前記空燃比センサが配設された位置を通過する排ガスのうち前記多孔質層564を通って前記排ガス側電極層562に到達した排ガスに含まれる酸素の量及び未燃物の量に応じた出力値を出力する空燃比センサる空燃比センサである。」と言うことができる。   As described above, the upstream air-fuel ratio sensor 56 is “disposed in the exhaust passage of the engine 10 and between the exhaust collecting portion HK and the three-way catalyst 43, and the air-fuel ratio detection element (solid electrolyte layer). ) 561, an exhaust gas side electrode layer 562 and a reference gas side electrode layer 563 disposed so as to face each other with the air-fuel ratio detection element 561 interposed therebetween, and a porous layer (diffusion resistance layer) covering the exhaust gas side electrode layer 562 ) 564, which is included in the exhaust gas passing through the position where the air-fuel ratio sensor is disposed and reaching the exhaust gas side electrode layer 562 through the porous layer 564 It is an air-fuel ratio sensor that outputs an output value corresponding to the amount of oxygen and the amount of unburned matter.

ところで、排ガスに含まれる水素を含む未燃物は、触媒部566においてある程度まで浄化される。しかし、排ガスに多量の未燃物が含まれる場合、その未燃物を触媒部566において完全に浄化することはできない。その結果、拡散抵抗層564の外表面には、「酸素、及び、その酸素に対して過剰な未燃物」が到達する場合が生じる。更に、前述したように、水素は他の未燃物よりも分子径が小さいので、水素は他の未燃物と比較して拡散抵抗層564を優先的に拡散する。   By the way, unburned matter containing hydrogen contained in the exhaust gas is purified to some extent in the catalyst unit 566. However, when the exhaust gas contains a large amount of unburned matter, the unburned matter cannot be completely purified by the catalyst unit 566. As a result, “oxygen and excessive unburned matter relative to the oxygen” may reach the outer surface of the diffusion resistance layer 564. Furthermore, as described above, since hydrogen has a smaller molecular diameter than other unburned materials, hydrogen diffuses preferentially in the diffusion resistance layer 564 as compared with other unburned materials.

再び、図1を参照すると、下流側空燃比センサ57は、エキゾーストパイプ42内に配設されている。下流側空燃比センサ57の配設位置は、上流側触媒43よりも下流側であり、且つ、下流側触媒よりも上流側(即ち、上流側触媒43と下流側触媒との間の排気通路)である。下流側空燃比センサ57は、周知の起電力式の酸素濃度センサ(安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ)である。下流側空燃比センサ57は、排気通路であって下流側空燃比センサ57が配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxsを発生するようになっている。換言すると、出力値Voxsは、上流側触媒43から流出し且つ下流側触媒に流入するガスの空燃比に応じた値である。   Referring to FIG. 1 again, the downstream air-fuel ratio sensor 57 is disposed in the exhaust pipe 42. The downstream air-fuel ratio sensor 57 is disposed downstream of the upstream catalyst 43 and upstream of the downstream catalyst (that is, the exhaust passage between the upstream catalyst 43 and the downstream catalyst). It is. The downstream air-fuel ratio sensor 57 is a known electromotive force type oxygen concentration sensor (a known concentration cell type oxygen concentration sensor using a solid electrolyte such as stabilized zirconia). The downstream air-fuel ratio sensor 57 generates an output value Voxs corresponding to the air-fuel ratio of the gas to be detected, which is a gas that passes through the exhaust passage and the portion where the downstream air-fuel ratio sensor 57 is disposed. ing. In other words, the output value Voxs is a value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing out from the upstream catalyst 43 and flowing into the downstream catalyst.

この出力値Voxsは、図6に示したように、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max(例えば、約0.9V〜1.0V)となる。出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min(例えば、約0.1V〜0V)となる。更に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Vst(中間電圧Vst、理論空燃比相当電圧Vst、例えば、約0.5V)となる。出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変する。同様に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。   As shown in FIG. 6, the output value Voxs becomes a maximum output value max (for example, about 0.9 V to 1.0 V) when the air-fuel ratio of the detected gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. The output value Vabyfs becomes the minimum output value min (for example, about 0.1 V to 0 V) when the air-fuel ratio of the gas to be detected is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Further, when the air-fuel ratio of the gas to be detected is the stoichiometric air-fuel ratio, the output value Voxs is a voltage Vst (intermediate voltage Vst, stoichiometric air-fuel ratio equivalent voltage Vst, for example, approximately halfway between the maximum output value max and the minimum output value min. 0.5V). The output value Voxs suddenly changes from the maximum output value max to the minimum output value min when the air-fuel ratio of the gas to be detected changes from an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio. Similarly, the output value Voxs suddenly changes from the minimum output value min to the maximum output value max when the air-fuel ratio of the detected gas changes from an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio.

なお、下流側空燃比センサ57も、固体電解質層と、固体電解質層を挟んで対向するように固体電解質層の両面に配設された「排ガス側電極層及び大気側(基準ガス側)電極層」とを備え、且つ、排ガス側電極層は多孔質層(保護層)により覆われている。従って、被検出ガスは、多孔質層を通過する際に酸素平衡後ガス(酸素及び未燃物が化合した後のガス)へと変化し、排ガス側電極層に到達する。水素は、他の未燃物よりも、その多孔質層を容易に通過する。但し、上流側触媒43により、「気筒別空燃比の不均一性が生じた際に発生する過剰な水素」は特別な場合を除き浄化される。従って、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsは、特別な場合を除き、気筒別空燃比の不均一性の程度によって変化しない。   The downstream air-fuel ratio sensor 57 is also provided with an “exhaust gas side electrode layer and an atmosphere side (reference gas side) electrode layer disposed on both sides of the solid electrolyte layer so as to face each other with the solid electrolyte layer interposed therebetween. The exhaust gas side electrode layer is covered with a porous layer (protective layer). Therefore, when the gas to be detected passes through the porous layer, the gas to be detected changes to a gas after oxygen equilibration (a gas after oxygen and unburned substances are combined), and reaches the exhaust gas side electrode layer. Hydrogen passes through the porous layer more easily than other unburned materials. However, the “excess hydrogen generated when the non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio” is purified by the upstream catalyst 43 except in special cases. Therefore, the output value Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor 57 does not change depending on the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio except in special cases.

図1に示したアクセル開度センサ58は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの操作量Accp(アクセルペダル操作量、アクセルペダルAPの開度)を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルAPの操作量が大きくなるとともに大きくなる。   The accelerator opening sensor 58 shown in FIG. 1 outputs a signal representing the operation amount Accp (accelerator pedal operation amount, accelerator pedal AP opening amount) of the accelerator pedal AP operated by the driver. The accelerator pedal operation amount Accp increases as the operation amount of the accelerator pedal AP increases.

アルコール濃度センサ59は、複数の燃料噴射弁33と図示しない燃料タンクとを接続する燃料供給管FPに配設されている。アルコール濃度センサ59は、燃料に含まれるアルコール濃度(エタノール濃度)を表す信号Etを出力するようになっている。アルコール濃度センサ59は周知である(例えば、特開2005−201670号公報、及び、特開平7−77507号公報等を参照。)。アルコール濃度センサ59は、燃料の誘電率に基づいてアルコール濃度を検出する静電容量式のセンサであってもよく、燃料の屈折率に基づいてアルコール濃度を検出する光学式のセンサであってもよい。   The alcohol concentration sensor 59 is disposed in a fuel supply pipe FP that connects a plurality of fuel injection valves 33 and a fuel tank (not shown). The alcohol concentration sensor 59 outputs a signal Et indicating the alcohol concentration (ethanol concentration) contained in the fuel. The alcohol concentration sensor 59 is well known (see, for example, JP-A-2005-201670 and JP-A-7-77507). The alcohol concentration sensor 59 may be a capacitance type sensor that detects the alcohol concentration based on the dielectric constant of the fuel, or may be an optical sensor that detects the alcohol concentration based on the refractive index of the fuel. Good.

電気制御装置70は、「CPU、CPUが実行するプログラム、テーブル(マップ、関数)及び定数等を予め記憶したROM、CPUが必要に応じてデータを一時的に格納するRAM、バックアップRAM、並びに、ADコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。   The electric control device 70 includes a “CPU, a program executed by the CPU, a ROM in which tables (maps, functions) and constants are stored in advance, a RAM in which the CPU temporarily stores data as necessary, a backup RAM, and It is a well-known microcomputer composed of an interface including an AD converter.

バックアップRAMは、機関10を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置(オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか)に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップRAMは、バッテリから電力の供給を受けている場合、CPUの指示に応じてデータを格納する(データが書き込まれる)とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持(記憶)する。従って、バックアップRAMは、機関10の運転停止中においてもデータを保持することができる。   The backup RAM is supplied with electric power from a battery mounted on the vehicle regardless of the position of an ignition key switch (not shown) of the vehicle on which the engine 10 is mounted (any one of an off position, a start position, an on position, etc.). It is like that. When receiving power from the battery, the backup RAM stores data according to an instruction from the CPU (data is written) and holds (stores) the data so that the data can be read. Therefore, the backup RAM can hold data even when the operation of the engine 10 is stopped.

バックアップRAMは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、CPUは、バックアップRAMへの電力供給が再開されたとき、バックアップRAMに保持されるべきデータを初期化(デフォルト値に設定)するようになっている。なお、バックアップRAMは、EEPROM等の読み書き可能な不揮発性メモリであってもよい。   The backup RAM cannot retain data when the power supply from the battery is interrupted, for example, when the battery is removed from the vehicle. Therefore, when the power supply to the backup RAM is resumed, the CPU initializes (sets to the default value) data to be held in the backup RAM. The backup RAM may be a readable / writable nonvolatile memory such as an EEPROM.

電気制御装置70は、上述したセンサ等と接続され、CPUにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置70は、CPUの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ(実際にはイグナイタ)、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁33、及び、スロットル弁アクチュエータ等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。   The electric control device 70 is connected to the above-described sensors and the like, and supplies signals from these sensors to the CPU. Further, the electric control device 70 is responsive to an instruction from the CPU to provide a spark plug (actually an igniter) provided for each cylinder, a fuel injection valve 33 provided for each cylinder, and a throttle. A drive signal (instruction signal) is sent to a valve actuator or the like.

なお、電気制御装置70は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度TAが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置70は、運転者により変更される機関10の加速操作量(アクセルペダル操作量Accp)に応じて「機関10の吸気通路に配設されたスロットル弁34」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。   The electric control device 70 sends an instruction signal to the throttle valve actuator so that the throttle valve opening TA increases as the acquired accelerator pedal operation amount Accp increases. That is, the electric control device 70 changes the opening degree of the “throttle valve 34 disposed in the intake passage of the engine 10” according to the acceleration operation amount (accelerator pedal operation amount Accp) of the engine 10 changed by the driver. Throttle valve drive means is provided.

(第1制御装置による燃料噴射量制御の概要)
次に、第1制御装置による燃料噴射量制御(空燃比フィードバック制御)の概要について説明する。
(Outline of fuel injection amount control by the first controller)
Next, an outline of fuel injection amount control (air-fuel ratio feedback control) by the first control device will be described.

1.上流側空燃比センサ56の出力値とアルコール濃度との関係について
燃料のアルコール濃度(本例においては、エタノール割合)が高くなるほど、その燃料の燃焼によって「より多くの水素」が発生する。このため、上流側空燃比センサ56の拡散抵抗層564の外表面に到達する水素の量も多くなる。この結果、アルコール濃度が大きいときに排ガス側電極層562に到達する水素の濃度(分圧)は、アルコール濃度が小さいときに排ガス側電極層562に到達する水素の濃度(分圧)よりも、格段に高くなる。
1. Regarding the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 56 and the alcohol concentration The higher the alcohol concentration of the fuel (in this example, the ethanol ratio), the more hydrogen is generated by the combustion of the fuel. For this reason, the amount of hydrogen that reaches the outer surface of the diffusion resistance layer 564 of the upstream air-fuel ratio sensor 56 also increases. As a result, the hydrogen concentration (partial pressure) reaching the exhaust gas side electrode layer 562 when the alcohol concentration is high is higher than the hydrogen concentration (partial pressure) reaching the exhaust gas side electrode layer 562 when the alcohol concentration is low. It will be much higher.

故に、図7に示したように、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsは、アルコール濃度が大きくなるほど、機関10の真の空燃比(排ガスの真の空燃比)に対して「よりリッチ側」の空燃比に対応した値に移行する。換言すれば、排ガスの真の空燃比が一定であっても、アルコール濃度が大きくなるほど出力値Vabyfsは小さくなる。なお、図7に示した各線は、気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合であって、且つ、以下の各場合における「出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係」を示す。   Therefore, as shown in FIG. 7, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 increases with respect to the true air-fuel ratio of the engine 10 (the true air-fuel ratio of exhaust gas) as the alcohol concentration increases. The value shifts to a value corresponding to the air-fuel ratio. In other words, even if the true air-fuel ratio of the exhaust gas is constant, the output value Vabyfs decreases as the alcohol concentration increases. In addition, each line shown in FIG. 7 is a case where non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio does not occur, and “relationship between the output value Vabyfs and the true air-fuel ratio of exhaust gas” in the following cases. Indicates.

実線C1:アルコール濃度が「0」である場合。このとき、アルコール濃度が「第1濃度又は基準アルコール濃度」であると表現する。なお、この実線C1は図5の実線L1と一致している。
破線C2:アルコール濃度が「第1濃度よりも大きい第2濃度」である場合。
一点鎖線C3:アルコール濃度が「第2濃度よりも大きい第3濃度」である場合。
二点鎖線C4:アルコール濃度が「第3濃度よりも大きい第4濃度」である場合。
Solid line C1: When the alcohol concentration is “0”. At this time, the alcohol concentration is expressed as “first concentration or reference alcohol concentration”. The solid line C1 matches the solid line L1 in FIG.
Broken line C2: When the alcohol concentration is “a second concentration higher than the first concentration”.
One-dot chain line C3: When the alcohol concentration is “a third concentration greater than the second concentration”.
Two-dot chain line C4: When the alcohol concentration is “fourth concentration higher than the third concentration”.

いま、排ガスの真の空燃比が「図7に示した値c」であると仮定する。この場合、アルコール濃度が第1濃度、第2濃度、第3濃度及び第4濃度であるとき、出力値VabyfsはV1、V2、V3及びV4(V1>V2>V3>V4)のそれぞれになる。即ち、前述したように、排ガスの真の空燃比が一定であっても、アルコール濃度が大きくなるほど、出力値Vabyfsは小さくなる。従って、気筒別空燃比の不均一性が生じておらず、且つ、アルコール濃度が「0」である場合に対して定められている空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)により変換される空燃比は、アルコール濃度が大きくなるほど、真の空燃比cに対してよりリッチ側の空燃比となる。   Assume that the true air-fuel ratio of the exhaust gas is “value c shown in FIG. 7”. In this case, when the alcohol concentration is the first concentration, the second concentration, the third concentration, and the fourth concentration, the output values Vabyfs are V1, V2, V3, and V4 (V1> V2> V3> V4), respectively. That is, as described above, the output value Vabyfs decreases as the alcohol concentration increases even if the true air-fuel ratio of the exhaust gas is constant. Therefore, the air-fuel ratio converted by the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs (Vabyfs) determined for the case where the non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder does not occur and the alcohol concentration is “0” is The higher the alcohol concentration, the richer the air-fuel ratio with respect to the true air-fuel ratio c.

即ち、例えば、実際の出力値Vabyfsが「図7に示した値V3」であるとすると、空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)により変換される空燃比は空燃比aである。換言すると、電気制御装置70は、排ガスの空燃比が「a」であると認識する。   That is, for example, if the actual output value Vabyfs is “value V3 shown in FIG. 7”, the air-fuel ratio converted by the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs (Vabyfs) is the air-fuel ratio a. In other words, the electric control device 70 recognizes that the air-fuel ratio of the exhaust gas is “a”.

しかしながら、アルコール濃度が第2濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比b(b>a)であり、アルコール濃度が第3濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比c(c>b)であり、アルコール濃度が第4濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比d(d>c)である。このように、実際の出力値Vabyfsが「ある一定値」である場合、アルコール濃度が大きくなるほど、「空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)により得られる空燃比」は「排ガスの真の空燃比」よりもリッチ側の空燃比(小さい空燃比)となる。これが、「アルコール濃度に起因するリーン誤制御」が発生する理由である。   However, if the alcohol concentration is the second concentration, the true air-fuel ratio of the exhaust gas is the air-fuel ratio b (b> a), and if the alcohol concentration is the third concentration, the true air-fuel ratio of the exhaust gas is the air-fuel ratio c (c > B), and if the alcohol concentration is the fourth concentration, the true air-fuel ratio of the exhaust gas is the air-fuel ratio d (d> c). Thus, when the actual output value Vabyfs is `` a certain value '', as the alcohol concentration increases, the `` air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs (Vabyfs) '' is greater than `` the true air-fuel ratio of exhaust gas '' Becomes the rich air-fuel ratio (small air-fuel ratio). This is the reason why “lean miscontrol due to alcohol concentration” occurs.

2.上流側空燃比センサ56の出力値と気筒別空燃比の不均一性の程度との関係について
一方、燃料のアルコール濃度が一定の場合であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、より多くの未燃物が発生する。即ち、機関の空燃比の平均が例えば理論空燃比である場合、気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合には、各気筒から相対的に少ない水素が発生するのに対し(図2のH0を参照。)、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなると、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比の混合気が供給される気筒から極めて多い水素が発生する(図2のH2,H3を参照。)。そのため、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、拡散抵抗層564の外表面に到達する水素の量も多くなる。
2. Regarding the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 56 and the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio On the other hand, even if the alcohol concentration of the fuel is constant, the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is The larger it is, the more unburned material is generated. That is, when the average air-fuel ratio of the engine is, for example, the stoichiometric air-fuel ratio, when there is no non-uniformity in the air-fuel ratio by cylinder, relatively little hydrogen is generated from each cylinder (see FIG. 2), if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio becomes large, a very large amount of hydrogen is generated from the cylinder to which the air-fuel mixture richer than the stoichiometric air-fuel ratio is supplied (FIG. 2). (See H2 and H3.) Therefore, as the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases, the amount of hydrogen that reaches the outer surface of the diffusion resistance layer 564 also increases.

この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きいときに排ガス側電極層562に到達する水素の濃度(分圧)は、気筒別空燃比の不均一性の程度が小さいときに排ガス側電極層562に到達する水素の濃度(分圧)よりも、格段に高くなる。故に、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、上流側空燃比センサ56の出力値は、機関10の真の空燃比(排ガスの真の空燃比)に対し、よりリッチ側の空燃比に対応した値に移行する。   As a result, the hydrogen concentration (partial pressure) reaching the exhaust gas side electrode layer 562 when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is large is the exhaust gas side when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is small. This is much higher than the concentration (partial pressure) of hydrogen reaching the electrode layer 562. Therefore, as the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases, the output value of the upstream-side air-fuel ratio sensor 56 increases with respect to the richer air side than the true air-fuel ratio of the engine 10 (the true air-fuel ratio of exhaust gas). It shifts to a value corresponding to the fuel ratio.

換言すると、実際の出力値Vabyfsが「ある一定値」である場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、「空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)により得られる空燃比」は「排ガスの真の空燃比」よりもリッチ側の空燃比(小さい空燃比)となる。これが、「気筒別空燃比の不均一性に起因するリーン誤制御」が発生する理由である。   In other words, when the actual output value Vabyfs is `` a certain value '', as the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder increases, the `` air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs (Vabyfs) '' becomes `` exhaust gas '' The air-fuel ratio on the rich side (smaller air-fuel ratio) than the “true air-fuel ratio”. This is the reason why “lean erroneous control due to non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder” occurs.

3.サブフィードバック量とサブFB学習値によるリーン誤制御の補償
ところで、排ガスに含まれる水素は三元触媒43により浄化(酸化)される。下流側空燃比センサ57は三元触媒43の下流に配設されている。よって、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsは、アルコール濃度及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度に応じて変化する水素量の影響を受け難い。
3. Compensation of Lean Miscontrol by Sub Feedback Amount and Sub FB Learning Value By the way, hydrogen contained in exhaust gas is purified (oxidized) by the three-way catalyst 43. The downstream air-fuel ratio sensor 57 is disposed downstream of the three-way catalyst 43. Therefore, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 is not easily affected by the amount of hydrogen that changes according to the alcohol concentration and / or the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio.

従って、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsが「三元触媒43のウインドウ内の空燃比である基準空燃比(例えば、理論空燃比等)に相当する値」に一致するように、燃料噴射量をフィードバック制御すれば、アルコール濃度及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度に関わらず、排ガスの真の空燃比の平均は基準空燃比に実質的に一致する。その結果、エミッションを良好に維持することができる。このフィードバック制御はサブフィードバック制御と称呼される。   Accordingly, the fuel injection is performed so that the output value Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor 57 coincides with “a value corresponding to a reference air-fuel ratio (for example, a theoretical air-fuel ratio) that is an air-fuel ratio in the window of the three-way catalyst 43”. If the amount is feedback controlled, the average of the true air-fuel ratio of the exhaust gas substantially coincides with the reference air-fuel ratio regardless of the alcohol concentration and / or the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder. As a result, the emission can be maintained satisfactorily. This feedback control is referred to as sub-feedback control.

サブフィードバック制御において使用される制御量はサブフィードバック量と称呼される。サブフィードバック量は、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsが「基準空燃比(例えば、理論空燃比等)に相当する下流側目標値Voxsref」に一致するように、目標空燃比abyfrを実質的に変化させる量である。サブフィードバック量は、目標空燃比abyfrを直接的に変化させる値であってもよく、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsをサブフィードバック量により補正することによって目標空燃比abyfrを実質的(間接的)に変化させる値であってもよい。   A control amount used in the sub feedback control is referred to as a sub feedback amount. The sub-feedback amount is substantially equal to the target air-fuel ratio abyfr so that the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 matches the “downstream target value Voxsref corresponding to the reference air-fuel ratio (for example, the theoretical air-fuel ratio)”. The amount to be changed. The sub feedback amount may be a value that directly changes the target air-fuel ratio abyfr, and the target air-fuel ratio abyfr is substantially (indirectly) corrected by correcting the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 with the sub-feedback amount. It is also possible to change the value.

サブフィードバック量は、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsが目標値Voxsrefよりもリッチ側の値であるときには目標空燃比abyfrを実質的にリーン側へと移行させ、出力値Voxsが目標値Voxsrefよりもリーン側の値であるときには目標空燃比abyfrを実質的にリッチ側へと移行させる。   The sub feedback amount is such that when the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 is richer than the target value Voxsref, the target air-fuel ratio abyfr is substantially shifted to the lean side, and the output value Voxs becomes the target value Voxsref. When the value is on the lean side, the target air-fuel ratio abyfr is substantially shifted to the rich side.

サブフィードバック量の学習値(サブFB学習値)は、サブフィードバック量の定常成分に応じて変化する値である。例えば、サブフィードバック量が、出力値Voxsと下流側目標値Voxsrefとの偏差D(出力偏差量DVoxs)を用いた「PID制御又はPI制御等」に則して算出される場合、即ち、サブフィードバック量が偏差Dについての比例項及び積分項を少なくとも含んでいる場合、その積分項に相当する値がサブフィードバック量の定常成分である。   The learning value of the sub feedback amount (sub FB learning value) is a value that changes according to the stationary component of the sub feedback amount. For example, when the sub feedback amount is calculated in accordance with “PID control or PI control or the like” using the deviation D (output deviation amount DVoxs) between the output value Voxs and the downstream target value Voxsref, that is, the sub feedback When the amount includes at least a proportional term and an integral term with respect to the deviation D, a value corresponding to the integral term is a stationary component of the sub-feedback amount.

サブFB学習値は、バックアップRAMに格納される。サブFB学習値は、例えば、サブフィードバック制御条件が不成立であってサブフィードバック量の更新がなされない状況においても燃料噴射量制御に用いられる。従って、例えば機関の始動時等において、サブFB学習値を使用することにより、排ガスの空燃比(機関10の空燃比)を適正値に近づけることができる。   The sub FB learning value is stored in the backup RAM. The sub FB learning value is used for fuel injection amount control even in a situation where the sub feedback control condition is not satisfied and the sub feedback amount is not updated. Therefore, for example, when the engine is started, by using the sub FB learning value, the air-fuel ratio of the exhaust gas (the air-fuel ratio of the engine 10) can be brought close to an appropriate value.

一方、サブフィードバック量及び/又はサブFB学習値には、誤った制御によりそれらが過大又は過小にならないように、ガードが設けられている。即ち、サブフィードバック量は、サブフィードバック量下限値よりも小さくならないように、且つ、サブフィードバック量上限値よりも大きくならないように、サブフィードバック用のガード幅(サブフィードバック量上限値〜サブフィードバック量下限値)内に規制される。同様に、サブFB学習値は、サブFB学習値下限値よりも小さくならないように、且つ、サブFB学習値上限値よりも大きくならないように、サブFB学習値用のガード幅(サブFB学習値上限値〜サブFB学習値下限値)内に規制される。   On the other hand, the sub feedback amount and / or the sub FB learning value is provided with a guard so that they do not become excessive or small due to erroneous control. That is, the sub-feedback guard width (sub-feedback amount upper limit value to sub-feedback amount lower limit value) is set so that the sub-feedback amount does not become smaller than the sub-feedback amount lower limit value and does not become larger than the sub-feedback amount upper limit value. Value). Similarly, the guard width for the sub FB learning value (sub FB learning value) is set so that the sub FB learning value does not become smaller than the sub FB learning value lower limit and does not become larger than the sub FB learning value upper limit. Upper limit value to sub FB learning value lower limit value).

ところが、このようなガード幅は、例えば、アルコールを含んでいない燃料が使用されていない場合を想定して設定される。従って、アルコール含有燃料が使用されているときに気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなると、サブフィードバック量及び/又はサブFB学習値は、ガード幅内に規制され(即ち、ガード幅を定める上記上限値及び/又は下限値に一致し)、本来到達すべき適正値(リーン誤補正を補償し得る値)に到達することができない。その結果、エミッションが悪化する虞がある。   However, such a guard width is set on the assumption that a fuel not containing alcohol is not used, for example. Therefore, if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is increased when alcohol-containing fuel is used, the sub feedback amount and / or the sub FB learning value is regulated within the guard width (that is, the guard width is reduced). It is not possible to reach an appropriate value (a value that can compensate for the lean erroneous correction) that should be originally reached. As a result, there is a risk that emissions will deteriorate.

そこで、第1制御装置は、サブフィードバック量及び/又はサブFB学習値が適正値に到達し得るように、燃料のアルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度(実際には、気筒別空燃比の不均一性の程度を表す空燃比不均衡指標値)に基いて、それらのガード幅を変更する。この結果、アルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度に関わらず、サブフィードバック量及び/又はサブFB学習値が適正値に達することが可能となる。よって、エミッションが悪化することを回避することができる。更に、第1制御装置においては、それらのガード幅が不必要に拡大されない。従って、例えば、アルコール濃度が低い燃料が使用され且つ気筒別空燃比の不均一性の程度が小さい場合等において、誤った制御によりサブフィードバック量及び/又はサブFB学習値が過大又は過小になることを回避することができる。その結果、エミッションが悪化することを回避することができる。   Therefore, the first control device determines the degree of non-uniformity of the alcohol concentration of the fuel and the air-fuel ratio for each cylinder (actually, for each cylinder so that the sub-feedback amount and / or the sub-FB learning value can reach an appropriate value. Based on the air-fuel ratio imbalance index value indicating the degree of air-fuel ratio non-uniformity), the guard width is changed. As a result, the sub feedback amount and / or the sub FB learning value can reach an appropriate value regardless of the degree of non-uniformity of the alcohol concentration and the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio. Therefore, it is possible to avoid the emission from deteriorating. Furthermore, in the first control device, the guard width is not unnecessarily enlarged. Therefore, for example, when a fuel with a low alcohol concentration is used and the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder is small, the sub feedback amount and / or the sub FB learning value may be excessively or too small due to erroneous control. Can be avoided. As a result, it is possible to avoid deterioration of emissions.

4.空燃比不均衡指標値の取得、及び、空燃比気筒間インバランス判定の概要
次に、第1制御装置が採用した空燃比不均衡指標値の取得及び空燃比気筒間インバランス判定について説明する。空燃比不均衡指標値は、燃料噴射弁33の特性が変化すること等に起因する「気筒別空燃比の不均一性(気筒間における空燃比の不均一性、インバランス)の程度」を表すパラメータである。
4). Outline of Acquisition of Air-fuel Ratio Imbalance Index Value and Determination of Imbalance Between Air-fuel Ratios Next, acquisition of the air-fuel ratio imbalance index value and determination of imbalance between air-fuel ratios adopted by the first controller will be described. The air-fuel ratio imbalance index value represents “the degree of non-uniformity of air-fuel ratios among cylinders (non-uniformity of air-fuel ratios between cylinders, imbalance)” caused by changes in characteristics of the fuel injection valve 33 or the like. It is a parameter.

第1制御装置は、空燃比不均衡指標値を次のようにして取得する。
(1)第1制御装置は、所定のパラメータ取得条件(空燃比不均衡指標値取得条件)が成立している場合、「上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsにより表される空燃比(前記検出空燃比abyfs)」の「単位時間(一定のサンプリング時間ts)当たりの変化量」を取得する。
The first control device acquires the air-fuel ratio imbalance index value as follows.
(1) When a predetermined parameter acquisition condition (air-fuel ratio imbalance index value acquisition condition) is satisfied, the first control device indicates that “the air-fuel ratio represented by the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 (the above-mentioned "Detected air-fuel ratio abyfs)""change amount per unit time (constant sampling time ts)" is acquired.

この「検出空燃比abyfsの単位時間当たりの変化量」は、その単位時間が例えば4m秒程度の極めて短い時間であるとき、検出空燃比abyfsの時間についての微分値(時間微分値d(abyfs)/dt、一階微分値d(abyfs)/dt)であると言うこともできる。従って、「検出空燃比abyfsの単位時間当たりの変化量」は「検出空燃比変化率ΔAF」とも称呼される。更に、検出空燃比変化率ΔAFは「基本指標量又は基本パラメータ」とも称呼される。   The “change amount per unit time of the detected air-fuel ratio abyfs” is a differential value (time differential value d (abyfs)) with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs when the unit time is an extremely short time, for example, about 4 milliseconds. / dt, first-order differential value d (abyfs) / dt). Therefore, “the amount of change in the detected air-fuel ratio abyfs per unit time” is also referred to as “the detected air-fuel ratio change rate ΔAF”. Further, the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is also referred to as “basic index amount or basic parameter”.

(2)第1制御装置は、一つの単位燃焼サイクル期間において取得された複数の検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の平均値AveΔAFを求める。単位燃焼サイクル期間は、一つの上流側空燃比センサ56に到達する排ガスを排出している気筒の総てにおいて、各一回の燃焼行程が終了するのに要するクランク角度が経過する期間である。本例の機関10は、直列4気筒・4サイクル・エンジンであり、且つ、一つの上流側空燃比センサ56には第1〜第4気筒からの排ガスが到達する。よって、単位燃焼サイクル期間は720°クランク角度が経過する期間である。 (2) The first control device obtains an average value AveΔAF of the absolute values | ΔAF | of the plurality of detected air-fuel ratio change rates ΔAF acquired in one unit combustion cycle period. The unit combustion cycle period is a period in which the crank angle required for each combustion stroke to end in all the cylinders that exhaust the exhaust gas that reaches one upstream air-fuel ratio sensor 56 elapses. The engine 10 of this example is an in-line 4-cylinder 4-cycle engine, and exhaust gas from the first to fourth cylinders reaches one upstream air-fuel ratio sensor 56. Therefore, the unit combustion cycle period is a period during which the 720 ° crank angle elapses.

(3)第1制御装置は、複数の単位燃焼サイクル期間のそれぞれに対して求めた平均値AveΔAFの平均値を求め、その値を空燃比不均衡指標値RIMB(インバランス判定用パラメータ)として採用する。空燃比不均衡指標値RIMBは、空燃比気筒間インバランス割合指標値、又は、インバランス割合指標値、とも称呼される。なお、空燃比不均衡指標値RIMBは、このように求められる値に限定されることはなく、後述する種々の方法により取得され得る。 (3) The first control device obtains an average value of the average values AveΔAF obtained for each of the plurality of unit combustion cycle periods, and adopts the value as an air-fuel ratio imbalance index value RIMB (parameter for imbalance determination). To do. The air-fuel ratio imbalance index value RIMB is also referred to as an air-fuel ratio imbalance ratio index value between cylinders or an imbalance ratio index value. The air-fuel ratio imbalance index value RIMB is not limited to the value obtained in this way, and can be obtained by various methods to be described later.

上述したように求められる空燃比不均衡指標値RIMB(検出空燃比変化率ΔAFに相関する値)は、「気筒間における空燃比の不均一性の程度、即ち、気筒別空燃比差」が大きくなるほど大きくなる値である。即ち、空燃比不均衡指標値RIMBは、複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比の気筒間における差(気筒別空燃比差)が大きいほど大きくなる値である。以下、この理由について説明する。   The air-fuel ratio imbalance index value RIMB (a value correlated with the detected air-fuel ratio change rate ΔAF) obtained as described above has a large “degree of air-fuel ratio non-uniformity between cylinders, that is, air-fuel ratio difference by cylinder”. It is a value that becomes larger. That is, the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is a value that increases as the difference between the air-fuel ratios of the air-fuel mixture supplied to the combustion chambers of the plurality of cylinders (cylinder-specific air-fuel ratio difference) increases. Hereinafter, this reason will be described.

上流側空燃比センサ56には、各気筒からの排ガスが点火順(故に、排気順)に到達する。気筒別空燃比差がない場合、各気筒から排出され且つ上流側空燃比センサ56に到達する排ガスの空燃比は互いに略同一である。従って、気筒別空燃比差がない場合の検出空燃比abyfsは、例えば、図8の(B)において破線C1により示したように変化する。即ち、気筒間における空燃比の不均一性がない場合、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsの波形は略平坦である。このため、図8の(C)において破線C3により示したように、気筒別空燃比差がない場合、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値は小さい。   The exhaust gas from each cylinder reaches the upstream air-fuel ratio sensor 56 in the ignition order (hence, the exhaust order). When there is no cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference, the air-fuel ratios of exhaust gases that are exhausted from the cylinders and reach the upstream air-fuel ratio sensor 56 are substantially the same. Therefore, the detected air-fuel ratio abyfs when there is no cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference changes, for example, as shown by the broken line C1 in FIG. That is, when there is no air-fuel ratio non-uniformity between the cylinders, the waveform of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 is substantially flat. For this reason, as indicated by a broken line C3 in FIG. 8C, when there is no cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is small.

一方、「特定気筒(例えば、第1気筒)に対して燃料を噴射する燃料噴射弁33」の特性が「指示燃料噴射量よりも多い燃料を噴射する特性」となると、気筒別空燃比差が大きくなる。即ち、その特定気筒の排ガスの空燃比(インバランス気筒の空燃比)と、その特定気筒以外の気筒の排ガスの空燃比(非インバランス気筒の空燃比)と、は大きく相違する。   On the other hand, when the characteristic of the “fuel injection valve 33 that injects fuel into a specific cylinder (for example, the first cylinder)” becomes the “characteristic of injecting fuel larger than the indicated fuel injection amount”, the air-fuel ratio difference between cylinders becomes growing. That is, the air-fuel ratio of the exhaust gas of the specific cylinder (the air-fuel ratio of the imbalance cylinder) is greatly different from the air-fuel ratio of the exhaust gas of the cylinders other than the specific cylinder (the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder).

従って、空燃比気筒間インバランス状態が発生している場合の検出空燃比abyfsは、例えば図8の(B)の実線C2により示したように、単位燃焼サイクル期間毎に大きく変動する。このため、図8の(C)において実線C4により示したように、空燃比気筒間インバランス状態が発生している場合、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値は大きくなる。   Accordingly, the detected air-fuel ratio abyfs when the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring varies greatly for each unit combustion cycle period, for example, as shown by the solid line C2 in FIG. For this reason, as shown by the solid line C4 in FIG. 8C, when the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring, the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF becomes large.

しかも、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|は、インバランス気筒の空燃比が非インバランス気筒の空燃比から乖離するほど大きく変動する。例えば、インバランス気筒の空燃比と非インバランス気筒の空燃比との差の大きさが第1の値であるときの検出空燃比abyfsが図8(B)の実線C2のように変化するとすれば、インバランス気筒の空燃比と非インバランス気筒の空燃比との差の大きさが「第1の値の値よりも大きい第2の値」であるときの検出空燃比abyfsは図8(B)の一点鎖線C2aのように変化する。   In addition, the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF varies greatly as the air-fuel ratio of the imbalance cylinder deviates from the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder. For example, it is assumed that the detected air-fuel ratio abyfs when the magnitude of the difference between the air-fuel ratio of the imbalance cylinder and the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder is the first value changes as indicated by a solid line C2 in FIG. For example, the detected air-fuel ratio abyfs when the magnitude of the difference between the air-fuel ratio of the imbalance cylinder and the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder is “a second value larger than the first value” is shown in FIG. B) It changes like the one-dot chain line C2a.

従って、図9に示したように、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の「複数の単位燃焼サイクル期間」における平均値AveΔAF(空燃比不均衡指標値RIMB)は、インバランス気筒の空燃比が非インバランス気筒の空燃比から乖離するほど(実際のインバランス割合が大きくなるほど)大きくなる。即ち、空燃比不均衡指標値RIMBは、気筒別空燃比の気筒間における不均一性の程度が大きくなるほど大きくなる。   Therefore, as shown in FIG. 9, the average value AveΔAF (air-fuel ratio imbalance index value RIMB) in the “plurality of unit combustion cycle periods” of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF is As the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio of the non-imbalance cylinder (the actual imbalance ratio increases), the air-fuel ratio increases. That is, the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases as the degree of non-uniformity among cylinders of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases.

なお、第1制御装置は、空燃比不均衡指標値RIMBを取得すると、その空燃比不均衡指標値RIMBとインバランス判定用閾値RIMBthとを比較するように構成されていてもよい。この場合、第1制御装置は、空燃比不均衡指標値RIMBがインバランス判定用閾値RIMBthよりも大きいとき、空燃比気筒間インバランス状態が発生したと判定するように構成されていてもよい。更に、第1制御装置は、空燃比不均衡指標値RIMBがインバランス判定用閾値RIMBthよりも小さいとき、空燃比気筒間インバランス状態が発生していないと判定するように構成されていてもよい。   The first control device may be configured to compare the air-fuel ratio imbalance index value RIMB with the imbalance determination threshold value RIMBth when the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is acquired. In this case, the first control apparatus may be configured to determine that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has occurred when the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is larger than the imbalance determination threshold value RIMBth. Further, the first control device may be configured to determine that the air-fuel ratio imbalance among cylinders has not occurred when the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is smaller than the imbalance determination threshold value RIMBth. .

(実際の作動)
<燃料噴射量制御>
第1制御装置のCPUは、図10に示した燃料噴射制御ルーチンを、任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度となる毎に、その気筒に対して繰り返し実行するようになっている。前記所定クランク角度は、例えば、BTDC90°CA(吸気上死点前90°クランク角度)である。クランク角度が前記所定クランク角度に一致した気筒は「燃料噴射気筒」とも称呼される。CPUは、この燃料噴射制御ルーチンにより、指示燃料噴射量Fiの計算及び燃料噴射の指示を行う。
(Actual operation)
<Fuel injection amount control>
The CPU of the first control device repeatedly executes the fuel injection control routine shown in FIG. 10 for each cylinder every time the crank angle of any cylinder reaches a predetermined crank angle before the intake top dead center. It has become. The predetermined crank angle is, for example, BTDC 90 ° CA (90 ° crank angle before intake top dead center). A cylinder whose crank angle coincides with the predetermined crank angle is also referred to as a “fuel injection cylinder”. The CPU calculates the commanded fuel injection amount Fi and instructs fuel injection by this fuel injection control routine.

任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度と一致すると、CPUはステップ1000から処理を開始し、ステップ1010にてフューエルカットフラグXFCの値が「0」であるか否かを判定する。フューエルカットフラグXFCの値は、フューエルカットフラグXFCの値が「0」である場合にフューエルカット条件(以下、「FC条件」と表記する。)が成立したとき、「1」に設定される。フューエルカットフラグXFCの値は、フューエルカットフラグXFCの値が「1」である場合にフューエルカット終了条件が成立したとき、「0」に設定される。更に、フューエルカットフラグXFCの値は、機関10の始動時に実行されるイニシャルルーチンにおいて「0」に設定される。   When the crank angle of an arbitrary cylinder matches the predetermined crank angle before the intake top dead center, the CPU starts the process from step 1000, and in step 1010, determines whether or not the value of the fuel cut flag XFC is “0”. judge. The value of the fuel cut flag XFC is set to “1” when the fuel cut condition (hereinafter referred to as “FC condition”) is satisfied when the value of the fuel cut flag XFC is “0”. The value of the fuel cut flag XFC is set to “0” when the fuel cut end condition is satisfied when the value of the fuel cut flag XFC is “1”. Further, the value of the fuel cut flag XFC is set to “0” in the initial routine executed when the engine 10 is started.

いま、フューエルカットフラグXFCの値が「0」であると仮定する。この場合、CPUは、以下に述べるステップ1020乃至ステップ1060の処理を順に行い、ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Assume that the value of the fuel cut flag XFC is “0”. In this case, the CPU sequentially performs the processing from step 1020 to step 1060 described below, proceeds to step 1095, and once ends this routine.

ステップ1020:CPUは、「エアフローメータ51により計測された吸入空気量Ga、クランクポジションセンサ54の信号に基いて取得された機関回転速度NE、及び、ルックアップテーブルMapMc(Ga,NE)」に基いて「燃料噴射気筒の1回の吸気行程において、その燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Mc(k)」を取得する。筒内吸入空気量Mc(k)は、各吸気行程に対応されながらRAM内に記憶される。筒内吸入空気量Mc(k)は、周知の空気モデル(吸気通路における空気の挙動を模した物理法則に従って構築されたモデル)により算出されてもよい。   Step 1020: The CPU is based on “the intake air amount Ga measured by the air flow meter 51, the engine speed NE acquired based on the signal of the crank position sensor 54, and the lookup table MapMc (Ga, NE)”. Then, “in-cylinder intake air amount Mc (k)” which is “the amount of air taken into the fuel injection cylinder in one intake stroke of the fuel injection cylinder” is acquired. The in-cylinder intake air amount Mc (k) is stored in the RAM while corresponding to each intake stroke. The in-cylinder intake air amount Mc (k) may be calculated by a well-known air model (a model constructed according to a physical law simulating the behavior of air in the intake passage).

ステップ1030:CPUは、目標空燃比abyfr(上流側目標空燃比abyfr)を決定する。目標空燃比abyfrは、上流側触媒43のウインドウ内の所定の基準空燃比に設定される。基準空燃比は、吸入空気量Ga及び上流側触媒43の劣化度等に応じて理論空燃比の近傍の値に変更され得る。本例において、目標空燃比abyfrは、理論空燃比stoichに設定されている。なお、目標空燃比abyfrは、当然、目標空燃比abyfrに相当する値である。   Step 1030: The CPU determines a target air-fuel ratio abyfr (upstream target air-fuel ratio abyfr). The target air-fuel ratio abyfr is set to a predetermined reference air-fuel ratio within the window of the upstream side catalyst 43. The reference air-fuel ratio can be changed to a value close to the theoretical air-fuel ratio according to the intake air amount Ga, the degree of deterioration of the upstream catalyst 43, and the like. In this example, the target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich. The target air-fuel ratio abyfr is naturally a value corresponding to the target air-fuel ratio abyfr.

ステップ1040:CPUは、筒内吸入空気量Mc(k)を目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Fbaseを求める。従って、基本燃料噴射量Fbaseは、理論空燃比stoichを得るために計算上必要な燃料噴射量のフィードフォワード量である。このステップ1040は、機関に供給される混合気の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるためのフィードフォワード制御手段(基本燃料噴射量算出手段)を構成している。   Step 1040: The CPU obtains the basic fuel injection amount Fbase by dividing the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the target air-fuel ratio abyfr. Therefore, the basic fuel injection amount Fbase is a feedforward amount of the fuel injection amount necessary for calculation in order to obtain the stoichiometric air-fuel ratio stoich. This step 1040 constitutes feedforward control means (basic fuel injection amount calculation means) for making the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine coincide with the target air-fuel ratio abyfr.

ステップ1050:CPUは、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量DFiにより補正することにより、指示燃料噴射量Fiを算出する。より具体的には、CPUは、基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック量DFiを加えることにより、指示燃料噴射量Fiを算出する。指示燃料噴射量Fiは、複数の燃料噴射弁33のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である。メインフィードバック量DFiは、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるための空燃比フィードバック量であり、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsを変換した検出空燃比abyfsに基いて求められる空燃比のフィードバック量である。メインフィードバック量DFiの算出方法については後述する。   Step 1050: The CPU calculates the indicated fuel injection amount Fi by correcting the basic fuel injection amount Fbase with the main feedback amount DFi. More specifically, the CPU calculates the command fuel injection amount Fi by adding the main feedback amount DFi to the basic fuel injection amount Fbase. The command fuel injection amount Fi is a command value of the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves 33. The main feedback amount DFi is an air-fuel ratio feedback amount for making the air-fuel ratio of the engine coincide with the target air-fuel ratio abyfr, and is obtained based on the detected air-fuel ratio abyfs obtained by converting the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56. This is the feedback amount of the fuel ratio. A method for calculating the main feedback amount DFi will be described later.

ステップ1060:CPUは、「指示燃料噴射量Fiの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁33」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁33に送出する。即ち、ステップ1060は、指示燃料噴射量Fiに応じた量の燃料が複数の燃料噴射弁33のそれぞれから噴射されるように、複数の燃料噴射弁33に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段を構成している。   Step 1060: The CPU sends to the fuel injection valve 33 an injection instruction signal for injecting “the fuel of the indicated fuel injection amount Fi” from the “fuel injection valve 33 provided corresponding to the fuel injection cylinder”. To do. That is, in step 1060, an injection instruction signal is transmitted to the plurality of fuel injection valves 33 so that an amount of fuel corresponding to the instruction fuel injection amount Fi is injected from each of the plurality of fuel injection valves 33. Means.

この結果、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるために必要な量(必要と推定される量)の燃料が燃料噴射気筒の燃料噴射弁33から噴射させられる。即ち、ステップ1020乃至ステップ1060は、「空燃比センサ56に到達する排ガスを排出している複数の気筒(2以上の気筒、本例においては総ての気筒)の燃焼室21に供給される混合気の空燃比」が目標空燃比abyfrとなるように指示燃料噴射量Fiを制御する指示燃料噴射量制御手段を構成している。   As a result, an amount of fuel necessary for making the air-fuel ratio of the engine coincide with the target air-fuel ratio abyfr (an amount estimated to be necessary) is injected from the fuel injection valve 33 of the fuel injection cylinder. That is, Step 1020 to Step 1060 are “mixing supplied to the combustion chambers 21 of a plurality of cylinders (two or more cylinders, all cylinders in this example) that exhaust the exhaust gas reaching the air-fuel ratio sensor 56”. The commanded fuel injection amount control means is configured to control the commanded fuel injection amount Fi so that the “air fuel ratio of the air” becomes the target air-fuel ratio abyfr.

一方、CPUがステップ1010の処理を実行する時点において、フューエルカットフラグXFCの値が「1」であると(FC条件が成立していると)、CPUはそのステップ1010にて「No」と判定し、ステップ1095に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、ステップ1060の処理による燃料噴射が実行されないので、フューエルカット制御(燃料供給停止制御)が実行される。   On the other hand, if the value of the fuel cut flag XFC is “1” at the time when the CPU executes the process of step 1010 (if the FC condition is satisfied), the CPU makes a “No” determination at step 1010. Then, the routine directly proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively. In this case, since fuel injection by the process of step 1060 is not executed, fuel cut control (fuel supply stop control) is executed.

<メインフィードバック量の算出>
CPUは図11にフローチャートにより示した「メインフィードバック量算出ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1100から処理を開始し、ステップ1105に進んで「メインフィードバック制御条件(上流側空燃比フィードバック制御条件)」が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of main feedback amount>
The CPU repeatedly executes the “main feedback amount calculation routine” shown in the flowchart of FIG. 11 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 1100 and proceeds to step 1105 to determine whether or not the “main feedback control condition (upstream air-fuel ratio feedback control condition)” is satisfied.

メインフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(A1)上流側空燃比センサ56が活性化している。
(A2)機関の負荷KLが閾値KLth以下である。
(A3)フューエルカット制御中でない。
The main feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
(A1) The upstream air-fuel ratio sensor 56 is activated.
(A2) The engine load KL is equal to or less than the threshold KLth.
(A3) Fuel cut control is not being performed.

なお、負荷KLは、ここでは下記の(1)式により求められる負荷率である。この負荷KLに代え、アクセルペダル操作量Accpが用いられても良い。(1)式において、Mcは筒内吸入空気量であり、ρは空気密度(単位は(g/l))、Lは機関10の排気量(単位は(l))、「4」は機関10の気筒数である。

KL=(Mc/(ρ・L/4))・100% …(1)
Here, the load KL is a load factor obtained by the following equation (1). Instead of the load KL, an accelerator pedal operation amount Accp may be used. In the equation (1), Mc is the in-cylinder intake air amount, ρ is the air density (unit is (g / l)), L is the exhaust amount of the engine 10 (unit is (l)), and “4” is the engine. The number of cylinders is 10.

KL = (Mc / (ρ · L / 4)) · 100% (1)

いま、メインフィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続ける。この場合、CPUはステップ1105にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ1110乃至ステップ1140の処理を順に行い、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   The description will be continued assuming that the main feedback control condition is satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1105 to sequentially perform the processing from step 1110 to step 1140 described below, proceeds to step 1195, and once ends this routine.

ステップ1110:CPUは、下記(2)式に従ってフィードバック制御用出力値Vabyfcを取得する。(2)式において、Vabyfsは上流側空燃比センサ56の出力値、Vafsfbは下流側空燃比センサ57の出力値Voxsに基づいて算出されるサブフィードバック量である。サブフィードバック量の算出方法については後述する。

Vabyfc=Vabyfs+Vafsfb …(2)
Step 1110: The CPU acquires the feedback control output value Vabyfc according to the following equation (2). In the equation (2), Vabyfs is an output value of the upstream air-fuel ratio sensor 56, and Vafsfb is a sub-feedback amount calculated based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57. A method of calculating the sub feedback amount will be described later.

Vabyfc = Vabyfs + Vafsfb (2)

ステップ1115:CPUは、下記(3)式に示したように、上記フィードバック制御用出力値Vabyfcを図5に示したテーブルMapabyfsに適用することにより、フィードバック制御用空燃比abyfscを得る。

abyfsc=Mapabyfs(Vabyfc) …(3)
Step 1115: The CPU obtains the feedback control air-fuel ratio abyfsc by applying the feedback control output value Vabyfc to the table Mapabyfs shown in FIG. 5 as shown in the following equation (3).

abyfsc = Mapabyfs (Vabyfc) (3)

ステップ1120:CPUは、下記(4)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に実際に供給された燃料の量」である「筒内燃料供給量Fc(k−N)」を求める。即ち、CPUは、「現時点よりもNサイクル(即ち、N・720°クランク角度)前の時点における筒内吸入空気量Mc(k−N)」を「上記フィードバック制御用空燃比abyfsc」により除すことにより、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。

Fc(k−N)=Mc(k−N)/abyfsc …(4)
Step 1120: In accordance with the following equation (4), the CPU “in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N)” that is “the amount of fuel actually supplied to the combustion chamber 21 at a time point N cycles before the current time point”. " In other words, the CPU divides “the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) at a point N cycles before the current point (ie, N · 720 ° crank angle)” by “the feedback control air-fuel ratio abyfsc”. Thus, the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) is obtained.

Fc (k−N) = Mc (k−N) / abyfsc (4)

このように、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求めるために、現時点からNサイクル前の筒内吸入空気量Mc(k−N)をフィードバック制御用空燃比abyfscで除すのは、「燃焼室21内での混合気の燃焼により生成された排ガス」が上流側空燃比センサ56に到達するまでに「Nサイクルに相当する時間」を要しているからである。   Thus, in order to obtain the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N), the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N cycles before the current time is divided by the feedback control air-fuel ratio abyfsc. This is because “a time corresponding to N cycles” is required until “the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 21” reaches the upstream air-fuel ratio sensor 56.

ステップ1125:CPUは、下記(5)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に供給されるべきであった燃料の量」である「目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)」を求める。即ち、CPUは、現時点からNサイクル前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を目標空燃比abyfrで除すことにより、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)を求める。なお、(5)式において用いられる目標空燃比abyfrは、現時点からNサイクル前の目標空燃比abyfr(k−N)であることが好ましい。

Fcr=Mc(k−N)/abyfr …(5)
Step 1125: In accordance with the following equation (5), the CPU “target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k) which is“ the amount of fuel that should have been supplied to the combustion chamber 21 at the time N cycles before the current time ”. -N) ". That is, the CPU obtains the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) by dividing the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N cycles before the current by the target air-fuel ratio abyfr. Note that the target air-fuel ratio abyfr used in equation (5) is preferably the target air-fuel ratio abyfr (k−N) N cycles before the present time.

Fcr = Mc (k−N) / abyfr (5)

ステップ1130:CPUは、上記(6)式に従って、筒内燃料供給量偏差DFcを取得する。即ち、CPUは、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じることにより、筒内燃料供給量偏差DFcを求める。この筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。

DFc=Fcr(k−N)−Fc(k−N) …(6)
Step 1130: The CPU acquires the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc according to the above equation (6). That is, the CPU obtains the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc by subtracting the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N). This in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before the N stroke.

DFc = Fcr (k−N) −Fc (k−N) (6)

ステップ1135:CPUは、下記(7)式に従って、メインフィードバック量DFiを求める。この(7)式において、Gpは予め設定された比例ゲイン、Giは予め設定された積分ゲインである。更に、(7)式の「値SDFc」は「筒内燃料供給量偏差DFcの積分値」である。つまり、CPUは、フィードバック制御用空燃比abyfscを目標空燃比abyfrに一致させるための比例積分制御により「メインフィードバック量DFi」を算出する。

DFi=Gp・DFc+Gi・SDFc …(7)
Step 1135: The CPU obtains the main feedback amount DFi according to the following equation (7). In this equation (7), Gp is a preset proportional gain, and Gi is a preset integral gain. Further, the “value SDFc” in the equation (7) is “an integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc”. That is, the CPU calculates the “main feedback amount DFi” by proportional-integral control for making the feedback control air-fuel ratio abyfsc coincide with the target air-fuel ratio abyfr.

DFi = Gp · DFc + Gi · SDFc (7)

ステップ1140:CPUは、その時点における筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcに上記ステップ1130にて求められた筒内燃料供給量偏差DFcを加えることにより、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを取得する。   Step 1140: The CPU adds the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc obtained in the above step 1130 to the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc at that time, so that a new in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is obtained. An integral value SDFc is obtained.

以上により、メインフィードバック量DFiが比例積分制御により求められ、このメインフィードバック量DFiが前述した図10のステップ1050の処理により指示燃料噴射量Fiに反映される。   As described above, the main feedback amount DFi is obtained by proportional integral control, and this main feedback amount DFi is reflected in the commanded fuel injection amount Fi by the processing of step 1050 in FIG.

一方、図11のステップ1105の判定時において、メインフィードバック制御条件が不成立であると、CPUはそのステップ1105にて「No」と判定してステップ1145に進み、メインフィードバック量DFiの値を「0」に設定する。次いで、CPUは、ステップ1150にて筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcに「0」を格納する。その後、CPUは、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、メインフィードバック制御条件が不成立であるとき、メインフィードバック量DFiは「0」に設定される。従って、基本燃料噴射量Fbaseのメインフィードバック量DFiによる補正は行わない。   On the other hand, if the main feedback control condition is not satisfied at the time of determination in step 1105 of FIG. 11, the CPU determines “No” in step 1105 and proceeds to step 1145 to set the value of the main feedback amount DFi to “0”. To "". Next, in step 1150, the CPU stores “0” in the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation. Thereafter, the CPU proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively. Thus, when the main feedback control condition is not satisfied, the main feedback amount DFi is set to “0”. Accordingly, the basic fuel injection amount Fbase is not corrected by the main feedback amount DFi.

<サブフィードバック量及びサブFB学習値の算出>
CPUは、「サブフィードバック量Vafsfb」及び「サブフィードバック量Vafsfbの学習値(サブFB学習値)Vafsfbg」を算出するために、図12示したルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1200から処理を開始し、ステップ1205に進んでサブフィードバック制御条件が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of sub feedback amount and sub FB learning value>
The CPU executes the routine shown in FIG. 12 every elapse of a predetermined time in order to calculate the “sub feedback amount Vafsfb” and the “learning value (sub FB learning value) Vafsfbg of the sub feedback amount Vafsfb”. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 1200 and proceeds to step 1205 to determine whether or not the sub feedback control condition is satisfied.

サブフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。なお、本例において、サブフィードバック制御条件とサブフィードバック量の学習条件とは同じである。但し、サブフィードバック量の学習条件は、サブフィードバック制御条件に他の条件(負荷KLが所定範囲内である等の条件)が付加されてもよい。   The sub-feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied. In this example, the sub feedback control condition and the sub feedback amount learning condition are the same. However, other conditions (conditions such as the load KL being within a predetermined range) may be added to the sub feedback control condition as the learning condition for the sub feedback amount.

(B1)メインフィードバック制御条件が成立している。
(B2)下流側空燃比センサ57が活性化している。
(B1) The main feedback control condition is satisfied.
(B2) The downstream air-fuel ratio sensor 57 is activated.

いま、サブフィードバック制御条件が成立していると仮定して説明を続ける。この場合、CPUはステップ1205にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ1210乃至ステップ1240の処理を順に行い、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。   The description will be continued assuming that the sub-feedback control condition is satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1205 to sequentially perform the processing from step 1210 to step 1240 described below to calculate the sub feedback amount Vafsfb.

ステップ1210:CPUは、下記(8)式に従って、「下流側目標値Voxsref」と「下流側空燃比センサ57の出力値Voxs」との差である「出力偏差量DVoxs」を取得する。即ち、CPUは、「下流側目標値Voxsref」から「現時点の下流側空燃比センサ57の出力値Voxs」を減じることにより「出力偏差量DVoxs」を求める。下流側目標値Voxsrefは、基準空燃比(本例において理論空燃比に相当する値Vst(0.5V))に設定されている。

DVoxs=Voxsref−Voxs …(8)
Step 1210: The CPU obtains “output deviation amount DVoxs” which is a difference between “downstream target value Voxsref” and “output value Voxs of downstream air-fuel ratio sensor 57” in accordance with the following equation (8). That is, the CPU obtains “output deviation amount DVoxs” by subtracting “current output value Voxs of downstream air-fuel ratio sensor 57” from “downstream target value Voxsref”. The downstream target value Voxsref is set to a reference air-fuel ratio (a value Vst (0.5 V) corresponding to the theoretical air-fuel ratio in this example).

DVoxs = Voxsref−Voxs (8)

ステップ1215:CPUは、ゲインK(所定の調整値K、積分ゲインK)を決定する。なお、第1制御装置において、ゲインKは一定値に定められている。   Step 1215: The CPU determines a gain K (predetermined adjustment value K, integral gain K). In the first control device, the gain K is set to a constant value.

ステップ1220:CPUは、積分処理値SDVoxs(出力偏差量の積分処理値SDVoxs)を、下記(9)式に基いて更新する。即ち、CPUは、「ステップ1215に進んだ時点における積分処理値SDVoxs」に「上記ステップ1210にて求めた出力偏差量DVoxsとゲインKとの積(K・DVoxs)を加えることにより、新たな積分処理値SDVoxsを求める(積分処理値SDVoxsを更新する。)。即ち、積分処理値SDVoxsは、下流側空燃比センサ57の出力値Voxsと下流側目標値Voxsrefとの偏差DVoxsに応じた値(K・DVoxs)を積分することにより得られる

SDVoxs=SDVoxs+K・DVoxs …(9)
Step 1220: The CPU updates the integration processing value SDVoxs (the output deviation amount integration processing value SDVoxs) based on the following equation (9). That is, the CPU adds a product (K · DVoxs) of the output deviation amount DVoxs obtained in step 1210 and the gain K (K · DVoxs) to the “integration processing value SDVoxs at the time of proceeding to step 1215”. The processing value SDVoxs is obtained (the integration processing value SDVoxs is updated.) That is, the integration processing value SDVoxs is a value (K corresponding to the deviation DVoxs between the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 and the downstream target value Voxsref.・ DVoxs) is obtained by integrating

SDVoxs = SDVoxs + K · DVoxs (9)

上記(9)式から理解されるように、積分処理値SDVoxsの1回あたりの更新量は、出力偏差量DVoxsにゲインKを乗じた値(K・DVoxs)である。他の実施形態において、このゲインKが変更されることにより、積分処理値SDVoxsの1回あたりの更新量K・DVoxsが変更される。ゲインKが変更されると、「サブフィードバック量及びサブFB学習値」の変化速度が変更される。   As understood from the above equation (9), the update amount per integration processing value SDVoxs is a value (K · DVoxs) obtained by multiplying the output deviation amount DVoxs by the gain K. In another embodiment, by changing the gain K, the update amount K · DVoxs per integration value SDVoxs is changed. When the gain K is changed, the changing speed of the “sub feedback amount and sub FB learning value” is changed.

ステップ1225:CPUは、下記(10)式に従って、「上記ステップ1210にて算出した出力偏差量DVoxs」から「本ルーチンを前回実行した際に算出された出力偏差量である前回出力偏差量DVoxsold」を減じることにより、新たな出力偏差量の微分値(時間微分値)DDVoxsを求める。

DDVoxs=DVoxs−DVoxsold …(10)
Step 1225: The CPU follows the following equation (10) from “the output deviation amount DVoxs calculated in the above step 1210” to “the previous output deviation amount DVoxsold which is the output deviation amount calculated when this routine was executed last time”. By subtracting, a new differential value (time differential value) DDVoxs of the output deviation amount is obtained.

DDVoxs = DVoxs−DVoxsold (10)

ステップ1230:CPUは、下記(11)式に従って、サブフィードバック量Vafsfbを求める。この(11)式において、Kpは予め設定された比例定数、Kiは予め設定された積分定数、Kdは予め設定された微分定数である。(11)式におけるKp・DVoxsは比例項、Ki・SDVoxsは積分項、Kd・DDVoxsは微分項に対応する。なお、微分項Kd・DDVoxsは省略され得る。

Vafsfb=Kp・DVoxs+Ki・SDVoxs+Kd・DDVoxs …(11)
Step 1230: The CPU obtains a sub feedback amount Vafsfb according to the following equation (11). In this equation (11), Kp is a preset proportionality constant, Ki is a preset integration constant, and Kd is a preset differential constant. In equation (11), Kp · DVoxs corresponds to a proportional term, Ki · SDVoxs corresponds to an integral term, and Kd · DDVoxs corresponds to a differential term. The differential term Kd · DDVoxs can be omitted.

Vafsfb = Kp · DVoxs + Ki · SDVoxs + Kd · DDVoxs (11)

このように算出されるサブフィードバック量Vafsfbは、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefよりも小さいとき(即ち、出力偏差量DVoxsが正であるとき)、次第に大きくなるように決定される。即ち、出力値Voxsにより示される空燃比が下流側目標値Voxsrefにより示される空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、サブフィードバック量Vafsfbは増大する。サブフィードバック量Vafsfbが大きくなると、フィードバック制御用出力値Vabyfcは大きくなる(上記(2)式及び図11のステップ1110を参照。)。即ち、フィードバック制御用出力値Vabyfcは「より大きい値(リーン側の値)」へと補正される。その結果、フィードバック制御用空燃比abyfscは大きくなる(リーン側の空燃比になる)ので、メインフィードバック量を用いたメインフィードバック制御により、機関の空燃比はリッチ側(より小さい値)へと制御される。   The sub feedback amount Vafsfb calculated in this way is determined so as to gradually increase when the output value Voxs is smaller than the downstream target value Voxsref (that is, when the output deviation amount DVoxs is positive). That is, when the air-fuel ratio indicated by the output value Voxs is an air-fuel ratio leaner than the air-fuel ratio indicated by the downstream target value Voxsref, the sub feedback amount Vafsfb increases. As the sub-feedback amount Vafsfb increases, the feedback control output value Vabyfc increases (see equation (2) and step 1110 in FIG. 11). That is, the feedback control output value Vabyfc is corrected to a “larger value (lean side value)”. As a result, the feedback control air-fuel ratio abyfsc increases (becomes a lean-side air-fuel ratio), so the engine air-fuel ratio is controlled to the rich side (smaller value) by main feedback control using the main feedback amount. The

これに対し、サブフィードバック量Vafsfbは、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefよりも大きいとき、次第に小さくなるように決定される。即ち、出力値Voxsにより示される空燃比が下流側目標値Voxsrefにより示される空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、サブフィードバック量Vafsfbは減少する。サブフィードバック量Vafsfbが小さくなると(負の値になると)、フィードバック制御用出力値Vabyfcは小さくなる(上記(2)式及び図11のステップ1110を参照。)。即ち、フィードバック制御用出力値Vabyfcは、「より小さい値(リッチ側の値)」へと補正される。その結果、フィードバック制御用空燃比abyfscは小さくなる(リッチ側の空燃比になる)ので、メインフィードバック量を用いたメインフィードバック制御により、機関の空燃比はリーン側(より大きい値)へと制御される。   On the other hand, the sub feedback amount Vafsfb is determined so as to gradually decrease when the output value Voxs is larger than the downstream target value Voxsref. That is, when the air-fuel ratio indicated by the output value Voxs is richer than the air-fuel ratio indicated by the downstream target value Voxsref, the sub feedback amount Vafsfb decreases. When the sub feedback amount Vafsfb becomes smaller (becomes a negative value), the feedback control output value Vabyfc becomes smaller (see the above equation (2) and step 1110 in FIG. 11). That is, the feedback control output value Vabyfc is corrected to “a smaller value (a rich value)”. As a result, the air-fuel ratio for feedback control abyfsc becomes small (becomes the rich-side air-fuel ratio), so the main feedback control using the main feedback amount controls the engine air-fuel ratio to the lean side (a larger value). The

ステップ1235:CPUは、「上記ステップ1210にて算出した出力偏差量DVoxs」を「前回出力偏差量DVoxsold」として格納する。   Step 1235: The CPU stores “the output deviation amount DVoxs calculated in step 1210” as “the previous output deviation amount DVoxsold”.

ステップ1240:CPUは、サブフィードバック量Vafsfbをサブフィードバック用のガード幅内に規制する。即ち、CPUは図13に示したガード処理ルーチンを実行することにより、サブフィードバック量Vafsfbを「サブフィードバック量の上限値VlimitRとサブフィードバック量の下限値VlimitLとの間の値」に規制する。図13に示したルーチンについては後述する。   Step 1240: The CPU regulates the sub feedback amount Vafsfb within the guard width for sub feedback. That is, the CPU restricts the sub feedback amount Vafsfb to “a value between the upper limit value VlimitR of the sub feedback amount and the lower limit value VlimitL of the sub feedback amount” by executing the guard processing routine shown in FIG. The routine shown in FIG. 13 will be described later.

次に、CPUはステップ1245に進み、学習間隔時間Tthを決定する。第1制御装置において、学習間隔時間Tthは一定時間に設定されている。   Next, the CPU proceeds to step 1245 to determine the learning interval time Tth. In the first control device, the learning interval time Tth is set to a fixed time.

次いで、CPUはステップ1250に進み、前回のサブFB学習値Vafsfbgの更新時点から学習間隔時間Tthが経過しているか否かを判定する。このとき、前回のサブFB学習値Vafsfbgの更新時点から学習間隔時間Tthが経過していなければ、CPUはステップ1250にて「No」と判定し、ステップ1295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1250 to determine whether or not the learning interval time Tth has elapsed since the last update time of the sub FB learning value Vafsfbg. At this time, if the learning interval time Tth has not elapsed since the last update of the sub FB learning value Vafsfbg, the CPU makes a “No” determination at step 1250 to directly proceed to step 1295 to end the present routine tentatively. .

これに対し、CPUがステップ1250の処理を実行する時点において、前回のサブFB学習値Vafsfbgの更新時点から学習間隔時間Tthが経過していると、CPUはステップ1250にて「Yes」と判定してステップ1255に進み、その時点の積分処理値SDVoxsと積分定数Kiとの積(Ki・SDVoxs)をサブFB学習値VafsfbgとしてバックアップRAMに格納する。   On the other hand, if the learning interval time Tth has elapsed since the last update of the sub FB learning value Vafsfbg at the time when the CPU executes the process of step 1250, the CPU determines “Yes” in step 1250. In step 1255, the product (Ki · SDVoxs) of the integration processing value SDVoxs and the integration constant Ki at that time is stored in the backup RAM as the sub FB learning value Vafsfbg.

このように、CPUは、サブフィードバック量Vafsfbが更新される期間よりも長い期間が経過した時点におけるサブフィードバック量Vafsfbの定常成分(積分項、定常項)Ki・SDVoxsを、サブFB学習値Vafsfbgとして取り込む。   Thus, the CPU uses the steady component (integral term, steady term) Ki · SDVoxs of the sub feedback amount Vafsfb at the time when a period longer than the period in which the sub feedback amount Vafsfb is updated as the sub FB learning value Vafsfbg. take in.

積分処理値SDVoxsは、サブフィードバック制御(即ち、サブフィードバック量Vafsfbの更新)が十分に長い期間に渡って安定して実行されたとき所定の値(収束値SDVoxs1)に収束する。換言すると、収束値SDVoxs1は、サブフィードバック量の定常成分に応じた値である。収束値SDVoxs1は、例えば、エアフローメータ51の空気量測定誤差、上流側空燃比センサ56の空燃比検出誤差、気筒別空燃比の不均一性の程度、及び、アルコール濃度等を反映した値である。   The integration processing value SDVoxs converges to a predetermined value (convergence value SDVoxs1) when the sub feedback control (that is, the update of the sub feedback amount Vafsfb) is stably performed over a sufficiently long period. In other words, the convergence value SDVoxs1 is a value corresponding to the stationary component of the sub feedback amount. The convergence value SDVoxs1 is, for example, a value reflecting an air amount measurement error of the air flow meter 51, an air-fuel ratio detection error of the upstream air-fuel ratio sensor 56, a degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder, an alcohol concentration, and the like. .

次いで、CPUはステップ1260に進み、サブFB学習値VafsfbgをサブFB学習値用のガード幅内に規制する。即ち、CPUは図14に示したガード処理ルーチンを実行することにより、サブFB学習値Vafsfbgを「サブFB学習値の上限値VglimitRとサブFB学習値の下限値VglimitLとの間の値」に規制する。図14に示したルーチンについては後述する。その後、CPUはステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1260 to restrict the sub FB learning value Vafsfbg within the guard width for the sub FB learning value. That is, the CPU restricts the sub FB learning value Vafsfbg to “a value between the upper limit value VglimitR of the sub FB learning value and the lower limit value VglimitL of the sub FB learning value” by executing the guard processing routine shown in FIG. To do. The routine shown in FIG. 14 will be described later. Thereafter, the CPU proceeds to step 1295 to end the present routine tentatively.

以上の処理により、サブフィードバック量VafsfbとサブFB学習値Vafsfbgとが更新される。   Through the above processing, the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg are updated.

一方、サブフィードバック制御条件が成立していない場合、CPUはステップ1205にて「No」と判定し、ステップ1265に進んで「サブFB学習値Vafsfbgの値」を「サブフィードバック量Vafsfb」として設定する。この結果、サブフィードバック制御条件が不成立であるとき、図11のステップ1110にて使用されるサブフィードバック量VafsfbはサブFB学習値Vafsfbgに一致する。次いで、CPUはステップ1270に進み、サブフィードバック量Vafsfbを積分定数Kiにより除した値(Vafsfbg/Ki)を積分処理値SDVoxsとして設定する。その後、CPUはステップ1295に進み、本ルーチンを一旦終了する。以上に述べたようにして、メインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行される。   On the other hand, if the sub feedback control condition is not satisfied, the CPU makes a “No” determination at step 1205 to proceed to step 1265 to set “the value of the sub FB learning value Vafsfbg” as the “sub feedback amount Vafsfb”. . As a result, when the sub feedback control condition is not satisfied, the sub feedback amount Vafsfb used in step 1110 of FIG. 11 matches the sub FB learning value Vafsfbg. Next, the CPU proceeds to step 1270 to set a value (Vafsfbg / Ki) obtained by dividing the sub feedback amount Vafsfb by the integration constant Ki as the integration processing value SDVoxs. Thereafter, the CPU proceeds to step 1295 to end the present routine tentatively. As described above, the main feedback control and the sub feedback control are executed.

<サブフィードバック量のガード処理>
前述したように、CPUは図12のステップ1240に進んだとき、図13に示したルーチンを実行することにより、サブフィードバック量Vafsfbを「サブフィードバック用のガード幅」内に規制する。
<Guard processing of sub feedback amount>
As described above, when the CPU proceeds to step 1240 in FIG. 12, the CPU regulates the sub feedback amount Vafsfb within the “guard width for sub feedback” by executing the routine shown in FIG.

即ち、CPUは図12のステップ1240に進んだとき、図13のステップ1300から処理を開始してステップ1310に進み、サブフィードバック量の上限値VlimitRを「実際のアルコール濃度Et及び別途算出されている実際の空燃比不均衡指標値RIMB」に基いて決定する。サブフィードバック量の上限値VlimitRは、リッチ補正側ガード値VlimitRとも称呼される。   That is, when the CPU proceeds to step 1240 in FIG. 12, the process starts from step 1300 in FIG. 13 and proceeds to step 1310. The upper limit value VlimitR of the sub feedback amount is calculated as “actual alcohol concentration Et and separately calculated. It is determined based on the “actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB”. The upper limit value VlimitR of the sub feedback amount is also referred to as a rich correction side guard value VlimitR.

より具体的に述べると、CPUはステップ1310にて、実際のアルコール濃度(エタノール濃度)Etと実際の空燃比不均衡指標値RIMBとを、ステップ1310内に記載したルックアップテーブルに適用することにより、上限値VlimitRを決定する。このルックアップテーブルによれば、上限値VlimitRは、アルコール濃度(本例では、エタノール濃度)Etが高いほど大きくなり、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど大きくなるように決定される。なお、このステップ1310のブロック内のテーブルに記載された数値は一例である。   More specifically, in step 1310, the CPU applies the actual alcohol concentration (ethanol concentration) Et and the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB to the look-up table described in step 1310. The upper limit value VlimitR is determined. According to this look-up table, the upper limit value VlimitR is determined such that it increases as the alcohol concentration (ethanol concentration in this example) Et increases, and increases as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases. In addition, the numerical value described in the table in the block of step 1310 is an example.

次に、CPUはステップ1320に進んで「サブフィードバック量Vafsfbが上限値VlimitR以上であるか否か」を判定する。このとき、サブフィードバック量Vafsfbが上限値VlimitR以上であれば、CPUはステップ1330に進み、サブフィードバック量Vafsfbを上限値VlimitRに一致させる。この結果、サブフィードバック量Vafsfbは上限値VlimitRよりも大きくならないように制限される。   Next, the CPU proceeds to step 1320 to determine “whether the sub feedback amount Vafsfb is equal to or larger than the upper limit value VlimitR”. At this time, if the sub feedback amount Vafsfb is equal to or larger than the upper limit value VlimitR, the CPU proceeds to step 1330 to make the sub feedback amount Vafsfb coincide with the upper limit value VlimitR. As a result, the sub feedback amount Vafsfb is limited so as not to be larger than the upper limit value VlimitR.

一方、CPUがステップ1320の処理を実行する時点において、サブフィードバック量Vafsfbが上限値VlimitR未満であれば、CPUはステップ1340に進んで「サブフィードバック量の下限値VlimitLに一定値(本例において、−0.1)を設定する。下限値VlimitLはリーン補正側ガード値VlimitLとも称呼される。   On the other hand, if the sub feedback amount Vafsfb is less than the upper limit value VlimitR at the time when the CPU executes the process of step 1320, the CPU proceeds to step 1340 and reads “the lower limit value VlimitL of the sub feedback amount is constant (in this example, -0.1) The lower limit value VlimitL is also referred to as a lean correction side guard value VlimitL.

次いで、CPUはステップ1350に進み、サブフィードバック量Vafsfbが下限値VlimitL以下であるか否かを判定する。このとき、サブフィードバック量Vafsfbが下限値VlimitL以下であれば、CPUはステップ1360に進み、サブフィードバック量Vafsfbを下限値VlimitLに一致させる。この結果、サブフィードバック量Vafsfbは下限値VlimitLより小さくならないように制限される。その後、CPUはステップ1395に進み、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1350 to determine whether or not the sub feedback amount Vafsfb is less than or equal to the lower limit value VlimitL. At this time, if the sub feedback amount Vafsfb is less than or equal to the lower limit value VlimitL, the CPU proceeds to step 1360 to make the sub feedback amount Vafsfb coincide with the lower limit value VlimitL. As a result, the sub feedback amount Vafsfb is limited so as not to become smaller than the lower limit value VlimitL. Thereafter, the CPU proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively.

一方、CPUがステップ1350の処理を実行する時点において、サブフィードバック量Vafsfbが下限値VlimitLよりも大きければ、CPUはステップ1395に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   On the other hand, if the sub feedback amount Vafsfb is larger than the lower limit value VlimitL at the time when the CPU executes the process of step 1350, the CPU proceeds directly to step 1395 to end the present routine tentatively.

この結果、サブフィードバック量Vafsfbは、下限値VlimitL以上であって、且つ、上限値VlimitR以下の値に設定される。   As a result, the sub feedback amount Vafsfb is set to a value not less than the lower limit value VlimitL and not more than the upper limit value VlimitR.

<サブFB学習値のガード処理>
前述したように、CPUは図12のステップ1260に進んだとき、図14に示したルーチンを実行することにより、サブFB学習値Vafsfbgを「サブFB学習値用のガード幅」内に規制する。
<Guard processing of sub FB learning value>
As described above, when the CPU proceeds to step 1260 in FIG. 12, the CPU regulates the sub FB learning value Vafsfbg within the “guard width for the sub FB learning value” by executing the routine shown in FIG.

即ち、CPUは図12のステップ1260に進んだとき、図14のステップ1400から処理を開始してステップ1410に進み、サブFB学習値の上限値VglimitRを「実際のアルコール濃度(エタノール濃度)Et及び別途算出されている実際の空燃比不均衡指標値RIMB」に基いて決定する。   That is, when the CPU proceeds to step 1260 in FIG. 12, the CPU starts the processing from step 1400 in FIG. 14 and proceeds to step 1410 to set the upper limit value VglimitR of the sub FB learning value as “actual alcohol concentration (ethanol concentration) Et and The actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB calculated separately is determined.

より具体的に述べると、CPUはステップ1410にて、実際のアルコール濃度Etと実際の空燃比不均衡指標値RIMBとを、ステップ1410内に記載したルックアップテーブルに適用することにより、上限値VglimitRを決定する。このルックアップテーブルによれば、上限値VglimitRは、アルコール濃度Etが高いほど大きくなり、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど大きくなるように決定される。なお、このステップ1410のブロック内のテーブルに記載された数値は一例であり、更に、図13のステップ1310のブロック内にテーブルに記載された「対応する領域(アルコール濃度Etと空燃比不均衡指標値RIMBとにより定まる領域)の数値」と相違していてもよい(一般には、ステップ1410のテーブルの各ブロックには、ステップ1310のテーブルの対応するブロック内の数値よりも小さい値が設定される。)。   More specifically, in step 1410, the CPU applies the actual alcohol concentration Et and the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB to the lookup table described in step 1410, whereby the upper limit value VglimitR is applied. To decide. According to this lookup table, the upper limit value VglimitR is determined so as to increase as the alcohol concentration Et increases and to increase as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases. It should be noted that the numerical values described in the table in the block in step 1410 are only examples, and further, “corresponding regions (alcohol concentration Et and air-fuel ratio imbalance index) described in the table in the block in step 1310 in FIG. (A region determined by the value RIMB) ”may be different (in general, each block of the table in step 1410 is set to a value smaller than the value in the corresponding block of the table in step 1310. .)

次に、CPUはステップ1420乃至ステップ1460のうちの必要なステップの処理を行い、サブFB学習値Vafsfbgを「下限値VglimitL以上であって、且つ、上限値VglimitR以下の値」に制限する。即ち、サブFB学習値VafsfbgをサブFB学習値用のガード幅内に規制する。上限値VglimitRは「サブFB学習値のリッチ補正側ガード値VglimitR」とも称呼され、下限値VglimitLは「サブFB学習値のリーン補正側ガード値VglimitL」とも称呼される。下限値VglimitLは一定値(−0.1)である。   Next, the CPU performs processing of a necessary step among steps 1420 to 1460 to limit the sub FB learning value Vafsfbg to “a value that is not less than the lower limit value VglimitL and not more than the upper limit value VglimitR”. That is, the sub FB learning value Vafsfbg is restricted within the guard width for the sub FB learning value. The upper limit value VglimitR is also called “rich correction side guard value VglimitR of the sub FB learning value”, and the lower limit value VglimitL is also called “lean correction side guard value VglimitL of the sub FB learning value”. The lower limit value VglimitL is a constant value (−0.1).

ステップ1420乃至ステップ1460は、図13のステップ1320乃至ステップ1360とそれぞれ同様である。従って、以下、簡単に説明する。   Steps 1420 to 1460 are the same as steps 1320 to 1360 of FIG. Accordingly, a brief description will be given below.

CPUは、ステップ1420にて「サブFB学習値Vafsfbgが上限値VglimitR以上である」と判定すると、ステップ1430に進んでサブFB学習値Vafsfbgを上限値VglimitRに一致させる。この結果、サブFB学習値Vafsfbgは上限値VglimitRよりも大きくならないように制限される。   If the CPU determines in step 1420 that “the sub FB learning value Vafsfbg is equal to or higher than the upper limit value VglimitR”, the CPU proceeds to step 1430 to make the sub FB learning value Vafsfbg coincide with the upper limit value VglimitR. As a result, the sub FB learning value Vafsfbg is limited so as not to be larger than the upper limit value VglimitR.

一方、CPUがステップ1420の処理を実行する時点において、サブFB学習値Vafsfbgが上限値VglimitR未満であれば、CPUはステップ1440に進んで「サブFB学習値の下限値VglimitLに一定値(本例において、−0.1)を設定する。   On the other hand, if the sub FB learning value Vafsfbg is less than the upper limit value VglimitR at the time when the CPU executes the process of step 1420, the CPU proceeds to step 1440 and “the lower limit value VglimitL of the sub FB learning value is constant (this example -0.1) is set.

次いで、CPUはステップ1450以降に進み、サブFB学習値Vafsfbgが下限値VglimitL以下であれば、ステップ1460にてサブFB学習値Vafsfbgを下限値VglimitLに一致させる。この結果、サブFB学習値Vafsfbgは下限値VglimitLよりも小さくならないように制限される。   Next, the CPU proceeds to step 1450 and subsequent steps. If the sub FB learning value Vafsfbg is equal to or lower than the lower limit value VglimitL, the sub FB learning value Vafsfbg is matched with the lower limit value VglimitL in step 1460. As a result, the sub FB learning value Vafsfbg is limited so as not to become smaller than the lower limit value VglimitL.

<空燃比不均衡指標値の取得、及び、空燃比気筒間インバランス判定>
次に、空燃比不均衡指標値を取得するための処理について説明する。CPUは、4ms(所定の一定サンプリング時間ts)が経過する毎に、図15にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
<Acquisition of air-fuel ratio imbalance index value and air-fuel ratio imbalance determination between cylinders>
Next, a process for acquiring the air-fuel ratio imbalance index value will be described. The CPU executes the routine shown by the flowchart in FIG. 15 every time 4 ms (predetermined constant sampling time ts) elapses.

従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1500から処理を開始してステップ1505に進み、パラメータ取得許可フラグXkyokaの値が「1」であるか否かを判定する。   Therefore, at a predetermined timing, the CPU starts the process from step 1500 and proceeds to step 1505 to determine whether or not the value of the parameter acquisition permission flag Xkyoka is “1”.

このパラメータ取得許可フラグXkyokaの値は、絶対クランク角度CAが0°クランク角度になった時点において後述するパラメータ取得条件(空燃比不均衡指標値取得許可条件)が成立しているときに「1」に設定され、パラメータ取得条件が不成立になった時点において直ちに「0」に設定される。   The value of the parameter acquisition permission flag Xkyoka is “1” when a parameter acquisition condition (air-fuel ratio imbalance index acquisition permission condition) described later is satisfied when the absolute crank angle CA becomes 0 ° crank angle. And is immediately set to “0” when the parameter acquisition condition is not satisfied.

パラメータ取得条件は、以下の総ての条件(条件C1乃至条件C5)が成立したときに成立する。従って、パラメータ取得条件は、以下の総ての条件(条件C1乃至条件C5)のうちの少なくとも一つが不成立であるとき、成立しない。勿論、パラメータ取得条件を構成する条件は、以下の条件C1乃至条件C5に限定されることはない。   The parameter acquisition condition is satisfied when all of the following conditions (conditions C1 to C5) are satisfied. Accordingly, the parameter acquisition condition is not satisfied when at least one of the following conditions (conditions C1 to C5) is not satisfied. Of course, the conditions constituting the parameter acquisition conditions are not limited to the following conditions C1 to C5.

(条件C1)エアフローメータ51により取得される吸入空気量Gaが、所定範囲内である。即ち、吸入空気量Gaが、低側閾値空気流量GaLoth以上であり且つ高側閾値空気流量GaHith以下である。
(条件C2)機関回転速度NEが所定範囲内である。即ち、機関回転速度NEが、低側閾値回転速度NELoth以上であり且つ高側閾値回転速度NEHith以下である。
(条件C3)冷却水温THWが閾値冷却水温THWth以上である。
(条件C4)メインフィードバック制御条件が成立している。
(条件C5)フューエルカット制御中でない。
(Condition C1) The intake air amount Ga acquired by the air flow meter 51 is within a predetermined range. That is, the intake air amount Ga is not less than the low threshold air flow rate GaLoth and not more than the high threshold air flow rate GaHith.
(Condition C2) The engine speed NE is within a predetermined range. That is, the engine rotational speed NE is equal to or higher than the low-side threshold rotational speed NELoth and equal to or lower than the high-side threshold rotational speed NEHith.
(Condition C3) Cooling water temperature THW is equal to or higher than threshold cooling water temperature THWth.
(Condition C4) The main feedback control condition is satisfied.
(Condition C5) Fuel cut control is not being performed.

いま、パラメータ取得許可フラグXkyokaの値が「1」であると仮定する。この場合、CPUはステップ1505にて「Yes」と判定してステップ1510に進み、「その時点の上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfs」を取得する。   Assume that the value of the parameter acquisition permission flag Xkyoka is “1”. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1505 to proceed to step 1510 to acquire “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 at that time”.

次に、CPUはステップ1520に進み、ステップ1510にて取得した出力値Vabyfsを図5に示した空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、今回の検出空燃比abyfsを取得する。なお、CPUは、ステップ1515の処理の前に、本ルーチンを前回実行したときに取得した検出空燃比abyfsを前回の検出空燃比abyfsoldとして記憶する。即ち、前回の検出空燃比abyfsoldは、現時点から4ms(サンプリング時間ts)前の時点における検出空燃比abyfsである。前回の検出空燃比abyfsoldの初期値は、機関10の始動時に実行されるイニシャルルーチンにおいて理論空燃比に相当する値に設定されている。   Next, the CPU proceeds to step 1520 to apply the output value Vabyfs acquired in step 1510 to the air-fuel ratio conversion table Mapabyfs shown in FIG. 5, thereby acquiring the current detected air-fuel ratio abyfs. Note that the CPU stores the detected air-fuel ratio abyfs acquired when this routine was executed last time as the previous detected air-fuel ratio abyfsold before the process of step 1515. That is, the previous detected air-fuel ratio abyfsold is the detected air-fuel ratio abyfs at a time point 4 ms (sampling time ts) before the current time. The initial value of the previous detected air-fuel ratio abyfsold is set to a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio in the initial routine executed when the engine 10 is started.

次に、CPUはステップ1520に進んで、
(A)検出空燃比変化率ΔAFを取得し、
(B)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の積算値SAFDを更新し、且つ、
(C)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の、積算値SAFDへの積算回数カウンタCnを更新する。
以下、これらの更新方法について具体的に説明する。
Next, the CPU proceeds to step 1520, and
(A) Obtain the detected air-fuel ratio change rate ΔAF,
(B) updating the integrated value SAFD of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF;
(C) Update the integration number counter Cn of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF to the integrated value SAFD.
Hereinafter, these update methods will be described in detail.

(A)検出空燃比変化率ΔAFの取得。
検出空燃比変化率ΔAF(微分値d(abyfs)/dt)は、空燃比不均衡指標値RIMBの元データとなるデータ(基本指標量、基本パラメータ)である。CPUは、この検出空燃比変化率ΔAFを、今回の検出空燃比abyfsから前回の検出空燃比abyfsoldを減じることによって取得する。即ち、今回の検出空燃比abyfsをabyfs(n)、前回の検出空燃比abyfsoldをabyfs(n−1)と表記すると、CPUはステップ1520にて「今回の検出空燃比変化率ΔAF(n)」を下記の(12)式に従って求める。

ΔAF(n)=abyfs(n)−abyfs(n−1) …(12)
(A) Acquisition of detected air-fuel ratio change rate ΔAF.
The detected air-fuel ratio change rate ΔAF (differential value d (abyfs) / dt) is data (basic index amount, basic parameter) that is the original data of the air-fuel ratio imbalance index value RIMB. The CPU obtains this detected air-fuel ratio change rate ΔAF by subtracting the previous detected air-fuel ratio abyfsold from the current detected air-fuel ratio abyfs. That is, if the detected air-fuel ratio abyfs this time is expressed as abyfs (n) and the previous detected air-fuel ratio abyfsold is expressed as abyfs (n-1), the CPU determines in step 1520 “current detected air-fuel ratio change rate ΔAF (n)”. Is obtained according to the following equation (12).

ΔAF (n) = abyfs (n) −abyfs (n−1) (12)

(B)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の積算値SAFDの更新。
CPUは今回の積算値SAFD(n)を下記の(13)式に従って求める。即ち、CPUは、ステップ1520に進んだ時点における前回の積算値SAFD(n−1)に上記算出した今回の検出空燃比変化率ΔAF(n)の絶対値|ΔAF(n)|を加えることにより、積算値SAFDを更新する。

SAFD(n)=SAFD(n−1)+|ΔAF(n)| …(13)
(B) Updating the integrated value SAFD of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF.
The CPU obtains the current integrated value SAFD (n) according to the following equation (13). That is, the CPU adds the absolute value | ΔAF (n) | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF (n) calculated this time to the previous integrated value SAFD (n−1) at the time of proceeding to Step 1520. Then, the integrated value SAFD is updated.

SAFD (n) = SAFD (n−1) + | ΔAF (n) | (13)

積算値SAFDに「今回の検出空燃比変化率の絶対値|ΔAF(n)|」を積算する理由は、図8の(B)及び(C)からも理解されるように、検出空燃比変化率ΔAF(n)は正の値にも負の値にもなるからである。なお、積算値SAFDも、上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるようになっている。   The reason why “the absolute value of the detected air-fuel ratio change rate | ΔAF (n) |” is added to the integrated value SAFD is, as will be understood from FIGS. 8B and 8C, the detected air-fuel ratio change. This is because the rate ΔAF (n) can be a positive value or a negative value. The integrated value SAFD is also set to “0” in the above-described initial routine.

(C)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の、積算値SAFDへの積算回数カウンタCnの更新。
CPUは、下記の(14)式に従って、カウンタCnの値を「1」だけ増大する。Cn(n)は更新後のカウンタCnであり、Cn(n−1)は更新前のカウンタCnである。このカウンタCnの値は上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるとともに、後述するステップ1530及びステップ1570にても「0」に設定される。従って、カウンタCnの値は、積算値SAFDに積算された検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|のデータ数を示す。

Cn(n)=Cn(n−1)+1 …(14)
(C) Update of the integration number counter Cn to the integrated value SAFD of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF.
The CPU increases the value of the counter Cn by “1” according to the following equation (14). Cn (n) is the updated counter Cn, and Cn (n−1) is the updated counter Cn. The value of the counter Cn is set to “0” in the above-described initial routine, and is also set to “0” in step 1530 and step 1570 described later. Therefore, the value of the counter Cn indicates the number of data of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF integrated with the integrated value SAFD.

Cn (n) = Cn (n−1) +1 (14)

次に、CPUはステップ1525に進み、基準気筒(本例では第1気筒)の圧縮上死点を基準としたクランク角度CA(絶対クランク角度CA)が720°クランク角度になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角度CAが720°クランク角度未満であると、CPUはステップ1525にて「No」と判定してステップ1595に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1525 to determine whether or not the crank angle CA (absolute crank angle CA) based on the compression top dead center of the reference cylinder (first cylinder in this example) is a 720 ° crank angle. judge. At this time, if the absolute crank angle CA is less than the 720 ° crank angle, the CPU makes a “No” determination at step 1525 to directly proceed to step 1595 to end the present routine tentatively.

なお、ステップ1525は、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の平均値を求めるための最小単位の期間を定めるステップであり、ここでは「単位燃焼サイクル期間である720°クランク角度」がその最小期間に相当する。勿論、この最小期間は720°クランク角度よりも短くてもよいが、サンプリング時間tsの複数倍の長さ以上の期間であることが望ましい。更に、最小期間は、単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間であることが望ましい。   Step 1525 is a step for determining a minimum unit period for obtaining the average value of the absolute values | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF. Here, “720 ° crank angle as a unit combustion cycle period” is set. This corresponds to the minimum period. Of course, this minimum period may be shorter than the 720 ° crank angle, but it is desirable that the minimum period be a period more than a multiple of the sampling time ts. Furthermore, it is desirable that the minimum period be a natural number times the unit combustion cycle period.

一方、CPUがステップ1525の処理を行う時点において、絶対クランク角度CAが720°クランク角度になっていると、CPUはそのステップ1525にて「Yes」と判定し、ステップ1530に進む。   On the other hand, if the absolute crank angle CA is 720 ° crank angle at the time when the CPU performs the process of step 1525, the CPU determines “Yes” in step 1525 and proceeds to step 1530.

CPUは、ステップ1530にて、
(D)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の平均値AveΔAFを算出し、
(E)平均値AveΔAFの積算値Saveを更新し、且つ、
(F)積算回数カウンタCsを更新する。
以下、これらの更新方法について具体的に説明する。
At step 1530, the CPU
(D) calculating an average value AveΔAF of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF;
(E) update the integrated value Save of the average value AveΔAF, and
(F) Update the cumulative number counter Cs.
Hereinafter, these update methods will be described in detail.

(D)検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の平均値AveΔAFの算出。
CPUは、下記の(15)式に示したように、積算値SAFDをカウンタCnの値により除することにより、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の平均値AveΔAFを算出する。この後、CPUは積算値SAFD及びカウンタCnの値を「0」に設定する。

AveΔAF=SAFD/Cn …(15)
(D) Calculation of the average value AveΔAF of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF.
The CPU calculates the average value AveΔAF of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF by dividing the integrated value SAFD by the value of the counter Cn, as shown in the following equation (15). Thereafter, the CPU sets the integrated value SAFD and the value of the counter Cn to “0”.

AveΔAF = SAFD / Cn (15)

(E)平均値AveΔAFの積算値Saveの更新。
CPUは今回の積算値Save(n)を下記の(16)式に従って求める。即ち、CPUは、ステップ1530に進んだ時点における前回の積算値Save(n−1)に上記算出した今回の平均値AveΔAFを加えることにより、積算値Saveを更新する。この積算値Save(n)の値は上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるとともに、後述するステップ1565にても「0」に設定される。

Save(n)=Save(n−1)+AveΔAF …(16)
(E) Update of the integrated value Save of the average value AveΔAF.
The CPU obtains the current integrated value Save (n) according to the following equation (16). That is, the CPU updates the integrated value Save by adding the calculated average value AveΔAF to the previous integrated value Save (n−1) at the time of proceeding to Step 1530. The value of the integrated value Save (n) is set to “0” in the above-described initial routine, and is also set to “0” in step 1565 described later.

Save (n) = Save (n−1) + AveΔAF (16)

(F)積算回数カウンタCsの更新。
CPUは、下記の(17)式に従って、カウンタCsの値を「1」だけ増大する。Cs(n)は更新後のカウンタCsであり、Cs(n−1)は更新前のカウンタCsである。このカウンタCsの値は上述したイニシャルルーチンにおいて「0」に設定されるとともに、後述するステップ1565にても「0」に設定される。従って、カウンタCsの値は、積算値Saveに積算された平均値AveΔAFのデータ数を示す。

Cs(n)=Cs(n−1)+1 …(17)
(F) Update of the cumulative number counter Cs.
The CPU increases the value of the counter Cs by “1” according to the following equation (17). Cs (n) is the updated counter Cs, and Cs (n−1) is the updated counter Cs. The value of the counter Cs is set to “0” in the above-described initial routine, and is also set to “0” in step 1565 described later. Therefore, the value of the counter Cs indicates the number of data of the average value AveΔAF integrated with the integrated value Save.

Cs (n) = Cs (n−1) +1 (17)

次に、CPUはステップ1535に進み、カウンタCsの値が閾値Csth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタCsの値が閾値Csth未満であると、CPUはそのステップ1535にて「No」と判定し、ステップ1595に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、閾値Csthは自然数であり、2以上であることが望ましい。   Next, the CPU proceeds to step 1535 to determine whether or not the value of the counter Cs is greater than or equal to the threshold value Csth. At this time, if the value of the counter Cs is less than the threshold value Csth, the CPU makes a “No” determination at step 1535 to directly proceed to step 1595 to end the present routine tentatively. Note that the threshold Csth is a natural number and is desirably 2 or more.

一方、CPUがステップ1535の処理を行う時点において、カウンタCsの値が閾値Csth以上であると、CPUはそのステップ1535にて「Yes」と判定してステップ1540に進む。CPUは、そのステップ1540にて、下記(18)式に従って積算値SaveをカウンタCsの値(=Csth)によって除することにより、空燃比不均衡指標値RIMB(=空燃比変動指標量AFD)を取得する。空燃比不均衡指標値RIMBは、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の各単位燃焼サイクル期間における平均値AveΔAFを、複数(Csth個)の単位燃焼サイクル期間について平均した値である。空燃比不均衡指標値RIMBは、インバランス判定用パラメータとも称呼される。

RIMB=AFD=Save/Csth …(18)
On the other hand, if the value of the counter Cs is equal to or greater than the threshold value Csth at the time when the CPU performs the process of step 1535, the CPU determines “Yes” in step 1535 and proceeds to step 1540. In step 1540, the CPU divides the integrated value Save by the value of the counter Cs (= Csth) according to the following equation (18) to obtain the air-fuel ratio imbalance index value RIMB (= air-fuel ratio fluctuation index amount AFD). get. The air-fuel ratio imbalance index value RIMB is a value obtained by averaging the average value AveΔAF in each unit combustion cycle period of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF for a plurality of (Csth) unit combustion cycle periods. The air-fuel ratio imbalance index value RIMB is also referred to as an imbalance determination parameter.

RIMB = AFD = Save / Csth (18)

次に、CPUはステップ1545に進み、ステップ1540にて算出した空燃比不均衡指標値RIMBを、バックアップRAM内に空燃比不均衡指標値RIMBの学習値RIMBgakuとして格納(記憶)する。なお、CPUは、既にバックアップRAM内に格納されている学習値RIMBgaku(=RIMBgaku(n−1))と、今回得られた空燃比不均衡指標値RIMBと、を下記(19)式に従って加重平均し、その加重平均値RIMBgaku(n)を新たな学習値RIMBgakuとしてバックアップRAM内に格納してもよい。(19)式において、βは0より大きく1より小さい所定値である。

RIMBgaku(n)=β・RIMBgaku(n−1)+(1−β)・RIMB …(19)
Next, the CPU proceeds to step 1545, and stores (stores) the air-fuel ratio imbalance index value RIMB calculated in step 1540 in the backup RAM as a learned value RIMBgaku of the air-fuel ratio imbalance index value RIMB. The CPU calculates the weighted average of the learned value RIMBgaku (= RIMBgaku (n−1)) already stored in the backup RAM and the air-fuel ratio imbalance index value RIMB obtained this time according to the following equation (19). Then, the weighted average value RIMBgaku (n) may be stored in the backup RAM as a new learning value RIMBgaku. In the equation (19), β is a predetermined value greater than 0 and less than 1.

RIMBgaku (n) = β · RIMBgaku (n−1) + (1−β) · RIMB (19)

次に、CPUはステップ1565に進み、「空燃比不均衡指標値RIMBを算出するために用いられる各値(ΔAF,SAFD,Cn,AveΔAF,Save,及び,Cs等)」を「0」に設定(クリア)する。その後、CPUはステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1565 to set “each value used for calculating the air-fuel ratio imbalance index value RIMB (ΔAF, SAFD, Cn, AveΔAF, Save, Cs, etc.)” to “0”. (clear. Thereafter, the CPU proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

CPUがステップ1505に進んだ際にパラメータ取得許可フラグXkyokaの値が「1」でなければ、CPUはそのステップ1505にて「No」と判定してステップ1570に進む。CPUは、そのステップ1570にて「平均値AveΔAFを算出するために用いられる各値(ΔAF,SAFD,及び,Cn等)」を「0」に設定(クリア)する。次いで、CPUはステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   If the value of the parameter acquisition permission flag Xkyoka is not “1” when the CPU proceeds to step 1505, the CPU makes a “No” determination at step 1505 to proceed to step 1570. In step 1570, the CPU sets (clears) “each value used for calculating the average value AveΔAF (ΔAF, SAFD, Cn, etc.)” to “0”. Next, the CPU proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

なお、CPUは、空燃比気筒間インバランス状態が発生しているか否かの判定を、機関10が始動されてから停止されるまでの1回の運転中に一度のみ実行してもよい。但し、CPUは、機関10が始動されてから停止されるまでの1回の運転中に、空燃比不均衡指標値RIMBを繰り返し更新する。   The CPU may determine whether or not the air-fuel ratio imbalance among cylinders is occurring only once during one operation from when the engine 10 is started to when it is stopped. However, the CPU repeatedly updates the air-fuel ratio imbalance index value RIMB during one operation from when the engine 10 is started to when it is stopped.

以上、説明したように、第1制御装置は、
上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsに基いて取得される検出空燃比abyfs(気筒別空燃比の不均一性が生じておらず且つアルコール濃度が「0」である場合における出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係に実際の出力値Vabyfsを適用することにより得られる空燃比)を所定の目標空燃比abyfrに一致させるためのメインフィードバック量DFiを「検出空燃比abyfsと目標空燃比abyfrと」に基いて決定するメインフィードバック制御手段(図11)と、
下流側空燃比センサ57の出力値Voxsを所定の下流側目標値Voxsrefに一致させるためのサブフィードバック量Vafsfbを、少なくとも「出力値Voxsと下流側目標値Voxsrefとの偏差に応じた値」を積分することにより得られる積分処理値SDVoxsに基いて算出するとともに(図12のステップ1220)、前記積分処理値SDVoxsに基いてサブフィードバック量の学習値(サブFB学習値Vafsfbg)を算出し(図12のステップ1255)、且つ、その算出されたサブFB学習値Vafsfbgを所定のガード幅(サブFB学習値のガード幅)内に規制する(図12のステップ1260、及び、図14を参照。)、サブフィードバック制御手段(図12)と、
メインフィードバック量DFi、サブフィードバック量Vafsfb、及び、サブFB学習値Vafsfbgに基いて燃料噴射弁33から噴射される燃料の量を補正することにより指示燃料噴射量Fi(複数の燃料噴射弁33のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値)を決定する指示燃料噴射量決定手段(図10のステップ1050、図11のステップ1110、図12のステップ1230及びステップ1265等)と、
指示燃料噴射量Fiに応じた量の燃料が複数の燃料噴射弁33のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁33に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段(図10のステップ1060)と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値RIMBを取得する空燃比不均衡指標値取得手段(図15)と、
燃料のアルコール濃度Etを取得するアルコール濃度取得手段(アルコール濃度センサ59)と、
前記ガード幅(サブFB学習値のガード幅)を、前記取得された空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど大きくするとともに前記取得されたアルコール濃度Etが高いほど大きくする学習値ガード幅変更手段(図14のステップ1410)と、
を備える。
As described above, the first control device
Detected air-fuel ratio abyfs acquired based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 (the output value Vabyfs and the exhaust gas when the non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio does not occur and the alcohol concentration is “0”) The main feedback amount DFi for making the air / fuel ratio obtained by applying the actual output value Vabyfs in relation to the true air / fuel ratio equal to the predetermined target air / fuel ratio abyfr is “the detected air / fuel ratio abyfs and the target air / fuel ratio” main feedback control means (FIG. 11) determined based on “abyfr”,
The sub feedback amount Vafsfb for making the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 coincide with the predetermined downstream target value Voxsref is integrated with at least “a value according to the deviation between the output value Voxs and the downstream target value Voxsref”. Is calculated based on the integration processing value SDVoxs obtained by the above (step 1220 in FIG. 12), and a learning value of the sub feedback amount (sub FB learning value Vafsfbg) is calculated based on the integration processing value SDVoxs (FIG. 12). And the calculated sub FB learning value Vafsfbg is restricted within a predetermined guard width (guard width of the sub FB learning value) (see step 1260 in FIG. 12 and FIG. 14). Sub-feedback control means (FIG. 12);
By correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve 33 based on the main feedback amount DFi, the sub feedback amount Vafsfb, and the sub FB learning value Vafsfbg, the indicated fuel injection amount Fi (each of the plurality of fuel injection valves 33) is corrected. Command fuel injection amount determination means (step 1050 in FIG. 10, step 1110 in FIG. 11, step 1230 and step 1265 in FIG. 12, etc.)
Injection instruction signal sending means for sending injection instruction signals to the plurality of fuel injection valves 33 so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection quantity Fi is injected from each of the plurality of fuel injection valves 33 (step of FIG. 10) 1060)
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising:
An air-fuel ratio imbalance index value RIMB that increases as the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of the air-fuel ratio by cylinder, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the respective combustion chambers of the plurality of cylinders, is acquired. Air-fuel ratio imbalance index value acquisition means (FIG. 15),
Alcohol concentration acquisition means (alcohol concentration sensor 59) for acquiring the alcohol concentration Et of the fuel;
Learning value guard width changing means for increasing the guard width (guard width of the sub FB learning value) as the acquired air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases and increases as the acquired alcohol concentration Et increases. Step 1410) of FIG.
Is provided.

従って、アルコール濃度Etが高く且つ空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなった場合であっても、サブFB学習値Vafsfbgが「リーン誤補正」を補償し得る値へと到達し得るので、エミッションが悪化することを回避することができる。   Therefore, even when the alcohol concentration Et is high and the air-fuel ratio imbalance index value RIMB becomes large, the sub FB learning value Vafsfbg can reach a value that can compensate for the “lean miscorrection”. Deterioration can be avoided.

なお、CPUは、図12のステップ1255において、サブFB学習値Vafsfbgを、サブフィードバック量Vafsfbに基いて算出してもよい。この場合、例えば、CPUは下記(20)式に従ってサブフィードバック量Vafsfbの加重平均を求め、その加重平均値をサブFB学習値Vafsfbgとして取得してもよい。つまり、サブFB学習値Vafsfbgは、サブフィードバック量Vafsfbの定常成分に応じた値であればよい。(20)式において、値γ(重み係数γ)は0より大きく1より小さい所定値、Vafsfbg(n)は更新されたサブFB学習値Vafsfbg、Vafsfbg(n−1)は更新前のサブFB学習値Vafsfbg、Vafsfb(n)は図12のステップ1230において新たに算出されたサブフィードバック量Vafsfbである。

Vafsfbg(n)=(1−γ)・Vafsfbg(n−1)+γ・Vafsfb(n) …(20)
Note that the CPU may calculate the sub FB learning value Vafsfbg based on the sub feedback amount Vafsfb in step 1255 of FIG. In this case, for example, the CPU may obtain a weighted average of the sub feedback amount Vafsfb according to the following equation (20), and acquire the weighted average value as the sub FB learning value Vafsfbg. That is, the sub FB learning value Vafsfbg may be a value corresponding to the steady component of the sub feedback amount Vafsfb. In equation (20), the value γ (weighting coefficient γ) is a predetermined value greater than 0 and less than 1, Vafsfbg (n) is the updated sub FB learning value Vafsfbg, and Vafsfbg (n−1) is the sub FB learning before update. The values Vafsfbg and Vafsfb (n) are the sub-feedback amounts Vafsfb newly calculated in step 1230 of FIG.

Vafsfbg (n) = (1-γ) · Vafsfbg (n−1) + γ · Vafsfb (n) (20)

更に、第1制御装置は、サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgの「機関10の空燃比をリッチ側に補正する限界値」を、アルコール濃度Etが高くなるほど、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなるほど、大きくしていると言うこともできる。   Further, the first control device sets the “limit value for correcting the air-fuel ratio of the engine 10 to the rich side” of the sub-feedback amount Vafsfb and the sub-FB learning value Vafsfbg as the alcohol concentration Et becomes higher and the air-fuel ratio imbalance index. It can be said that the larger the value RIMB, the larger.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る制御装置(以下、単に「第2制御装置」と称呼する。)について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a control device (hereinafter simply referred to as “second control device”) according to a second embodiment of the present invention will be described.

サブFB学習値の変化速度(サブFB学習値の更新速度)は、誤学習防止を目的として、一般に比較的小さく設定されている。しかしながら、高いアルコール濃度の燃料が給油され且つその直後に気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなると、サブFB学習値は大きく変化しなければならない。従って、サブFB学習値のガード幅を大きくしたとしても、サブFB学習値が適正値に到達するまでに長時間を要するので、サブFB学習値が適正値に到達できない場合が発生する。例えば、サブFB学習値が適正値に到達する前に機関10の運転が終了されると、次に機関10が始動されたときの学習値は適正値から乖離しているので、エミッションが悪化する。   The change rate of the sub FB learning value (sub FB learning value update rate) is generally set to be relatively small for the purpose of preventing erroneous learning. However, if fuel with a high alcohol concentration is supplied and immediately after that, the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio increases, the sub-FB learning value must change greatly. Accordingly, even if the guard width of the sub FB learning value is increased, it takes a long time for the sub FB learning value to reach the appropriate value, and thus the sub FB learning value may not reach the appropriate value. For example, if the operation of the engine 10 is terminated before the sub FB learning value reaches the appropriate value, the learning value when the engine 10 is started next deviates from the appropriate value, so that the emission deteriorates. .

そこで、第2制御装置は、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほどサブFB学習値の変化速度が大きくなり、且つ、アルコール濃度Etが高いほどサブFB学習値の変化速度が大きくなるように、サブFB学習値の変化速度を変更する。   Therefore, the second control device increases the change rate of the sub FB learning value as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases, and increases the change rate of the sub FB learning value as the alcohol concentration Et increases. The change rate of the sub FB learning value is changed.

(実際の作動)
第2制御装置のCPUは、図10乃至図15に示したルーチンを実行する。更に、第2制御装置のCPUは、図12のステップ1215に進んだとき図16に示した「積分ゲイン決定ルーチン」を実行するようになっている。図10乃至図15に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図16に示したルーチンについて説明する。
(Actual operation)
The CPU of the second control device executes the routines shown in FIGS. Further, the CPU of the second control device executes an “integral gain determination routine” shown in FIG. 16 when the processing proceeds to step 1215 in FIG. The routines shown in FIGS. 10 to 15 have been described. Accordingly, the routine shown in FIG. 16 will be described below.

CPUは、図12のステップ1215に進んだとき、図16のステップ1600から処理を開始してステップ1610に進み、ゲインK(積分ゲインK)を決定する。より具体的に述べると、CPUはステップ1610内に記載されたルックアップテーブルに「実際のアルコール濃度(エタノール濃度)Et及び実際の空燃比不均衡指標値RIMB」を適用することにより、ゲインKを決定する。   When the CPU proceeds to step 1215 in FIG. 12, the CPU starts processing from step 1600 in FIG. 16, proceeds to step 1610, and determines a gain K (integral gain K). More specifically, the CPU applies the “actual alcohol concentration (ethanol concentration) Et and the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB” to the look-up table described in step 1610 to thereby obtain the gain K. decide.

このルックアップテーブルによれば、アルコール濃度Etが高いほどゲインKが大きくなり、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほどゲインKが大きくなるように、ゲインKが算出される。その後、CPUはステップ1695を経由して図12のステップ1220以降に進む。   According to this look-up table, the gain K is calculated so that the gain K increases as the alcohol concentration Et increases, and the gain K increases as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases. Thereafter, the CPU proceeds to step 1220 and subsequent steps in FIG.

前述したように、積分処理値SDVoxsの1回あたりの更新量は、出力偏差量DVoxsにゲインKを乗じた値(K・DVoxs)である(図12のステップ1220を参照。)。従って、ゲインKが大きくなると、積分処理値SDVoxsの1回あたりの更新量K・DVoxsが増大する。一方、サブフィードバック量Vafsfbは、積分処理値SDVoxsと積分定数Kiとの積からなる積分項を含む。サブFB学習値Vafsfbgは、積分処理値SDVoxsと積分定数Kiとの積である。よって、ゲインKが変更されると、サブフィードバック量Vafsfbの変化速度及びサブFB学習値Vafsfbgの変化速度が増大する。   As described above, the update amount per integration processing value SDVoxs is a value (K · DVoxs) obtained by multiplying the output deviation amount DVoxs by the gain K (see step 1220 in FIG. 12). Therefore, when the gain K increases, the update amount K · DVoxs per integration value SDVoxs increases. On the other hand, the sub feedback amount Vafsfb includes an integral term that is a product of the integral processing value SDVoxs and the integral constant Ki. The sub FB learning value Vafsfbg is a product of the integration processing value SDVoxs and the integration constant Ki. Therefore, when the gain K is changed, the changing speed of the sub feedback amount Vafsfb and the changing speed of the sub FB learning value Vafsfbg are increased.

この結果、サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgは、速やかに適正値へと近づくことができる。従って、アルコール濃度Etが高く且つ気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合においても、サブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgにより、機関の空燃比(排ガスの空燃比)を適正値に近づけることができる。   As a result, the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg can quickly approach appropriate values. Therefore, even when the alcohol concentration Et is high and the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio becomes large, the engine air-fuel ratio (exhaust gas air-fuel ratio) is determined by the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg. Can be brought close to an appropriate value.

以上、説明したように、第2制御装置のサブフィードバック制御手段は、
取得された空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほどサブFB学習値Vafsfbgの変化速度が大きくなり、且つ、取得されたアルコール濃度Etが高いほどサブFB学習値Vafsfbgの変化速度が大きくなるように、サブFB学習値Vafsfbgの変化速度を変更するように構成されている(図12のステップ1215、ステップ1220及び図16を参照。)。
As described above, the sub feedback control means of the second control device is
The change rate of the sub FB learning value Vafsfbg increases as the acquired air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases, and the change rate of the sub FB learning value Vafsfbg increases as the acquired alcohol concentration Et increases. The change rate of the sub FB learning value Vafsfbg is changed (see step 1215, step 1220 and FIG. 16 in FIG. 12).

更に、サブフィードバック制御手段は、
サブフィードバック量Vafsfbを算出するために使用される「下流側空燃比センサ57の出力値Voxsと下流側目標値Voxsrefとの偏差(出力偏差量DVoxs)に応じた値」として、その偏差(出力偏差量DVoxs)に所定のゲインKを乗じた値(積分処理値SDVoxs=K・DVoxs)を採用し、
実際の空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど前記ゲインKを大きい値に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度Etが高いほど前記ゲインKを大きい値に設定する、ことによりサブFB学習値Vafsfbgの変化速度を変更するように構成されている(図16)。
Further, the sub-feedback control means
The deviation (output deviation) is used as a “value according to the deviation (output deviation amount DVoxs) between the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 57 and the downstream target value Voxsref” used to calculate the sub feedback amount Vafsfb. Value (DVoxs) multiplied by a predetermined gain K (integrated value SDVoxs = K · DVoxs)
The gain K is set to a larger value as the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB is larger, and the gain K is set to a larger value as the acquired actual alcohol concentration Et is higher. The change rate of the learning value Vafsfbg is changed (FIG. 16).

なお、第2制御装置は、積分ゲインKを変更することに代え、或いは、積分ゲインKを変更することに加え、学習間隔時間Tthを変更することにより、サブFB学習値Vafsfbgの変化速度を変更してもよい。   The second control device changes the change rate of the sub FB learning value Vafsfbg by changing the learning interval time Tth instead of changing the integral gain K or in addition to changing the integral gain K. May be.

即ち、この場合、第2制御装置のCPUは図12のステップ1245に進んだとき、学習間隔時間Tthを「実際のアルコール濃度Et及び実際の空燃比不均衡指標値RIMB」に基いて設定する。より具体的に述べると、第2制御装置のCPUは、実際のアルコール濃度Etが高くなるほど学習間隔時間Tthを短く設定し、且つ、実際の空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなるほど学習間隔時間Tthを短く設定する。   That is, in this case, when the CPU of the second controller proceeds to step 1245 in FIG. 12, the learning interval time Tth is set based on “the actual alcohol concentration Et and the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB”. More specifically, the CPU of the second control device sets the learning interval time Tth to be shorter as the actual alcohol concentration Et becomes higher, and the learning interval time Tth as the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB becomes larger. Set to short.

この結果、サブFB学習値Vafsfbgが、変化する「出力偏差量DVoxsにゲインKを乗じた値(K・DVoxs)」に近づけられる(設定される)時間間隔が短くなるので、サブFB学習値Vafsfbgの変化速度を増大することができる。   As a result, the sub FB learning value Vafsfbg becomes closer (set) to the changing “output deviation amount DVoxs multiplied by the gain K (K · DVoxs)”, and the time interval becomes short, so the sub FB learning value Vafsfbg The rate of change of can be increased.

更に、サブFB学習値Vafsfbgが上記(20)式に従って算出される場合、CPUは、実際の空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど「前記重み係数γ」を大きい値に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度Etが高いほど「前記重み係数γ」を大きい値に設定することにより、サブFB学習値Vafsfbgの変化速度を変更(増大)してもよい。   Further, when the sub FB learning value Vafsfbg is calculated according to the above equation (20), the CPU sets the “weighting factor γ” to a larger value as the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases, and The change rate of the sub FB learning value Vafsfbg may be changed (increased) by setting the “weighting factor γ” to a larger value as the acquired actual alcohol concentration Et is higher.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る制御装置(以下、単に「第3制御装置」と称呼する。)について説明する。
<Third Embodiment>
Next, a control device (hereinafter simply referred to as “third control device”) according to a third embodiment of the present invention will be described.

上述したように、サブフィードバック量Vafsfbのガード幅が拡大され、サブFB学習値Vafsfbgのガード幅が拡大され、更に、サブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgの変化速度が増大されることにより、サブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgがそれぞれの適正値に近づく。よって、リーン誤制御が発生することを回避することができる。   As described above, the guard width of the sub feedback amount Vafsfb is expanded, the guard width of the sub FB learning value Vafsfbg is expanded, and the change rate of the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg is increased. Accordingly, the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg approaches the appropriate values. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of lean erroneous control.

しかしながら、機関10の吸入空気量Gaが大きくなると、多量の水素が発生するため、上流側空燃比センサ56の出力値が「よりリッチ側の値」へと移行する。これは、上流側空燃比センサ56の触媒部566が、吸入空気量が大きい場合に多量に発生した水素を十分に処理(酸化)できなくなるからであると考えられる。   However, when the intake air amount Ga of the engine 10 increases, a large amount of hydrogen is generated, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 56 shifts to a “richer value”. This is presumably because the catalyst unit 566 of the upstream air-fuel ratio sensor 56 cannot sufficiently process (oxidize) the hydrogen generated in a large amount when the intake air amount is large.

従って、吸入空気量が大きい場合(高吸入空気量領域において)、サブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgによっても、リーン誤制御の発生を抑制できず、エミッションが悪化する場合がある。特に、吸入空気量Gaが急激に大きくなった場合、「サブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgがそれらの適正値と乖離した値となっている状態」が継続するので、エミッションが大きく悪化する場合も生じる。   Therefore, when the intake air amount is large (in the high intake air amount region), the lean feedback control may not be suppressed even with the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg, and the emission may deteriorate. In particular, when the intake air amount Ga suddenly increases, the “state in which the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg deviates from their appropriate values” continues, so the emission is large. Sometimes it gets worse.

そこで、第3制御装置は、吸入空気量Gaが大きいほど、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど、且つ、アルコール濃度Etが高いほど、「メインフィードバック制御に用いられる上流側目標空燃比abyfrを小さい空燃比に設定する」か又は「検出空燃比abyfsを大きい空燃比へと補正する(即ち、フィードバック制御用空燃比abyfscを大きくする)」。これにより、吸入空気量Gaが大きい場合にあっても、メインフィードバック制御の結果として得られる排ガスの真の空燃比が「上流側触媒43のウインドウ」内の空燃比となるので、「リーン誤補正によってエミッションが悪化する可能性」をより低減することができる。   Therefore, the third control device determines that the higher the intake air amount Ga, the larger the air-fuel ratio imbalance index value RIMB, and the higher the alcohol concentration Et, the “upstream target air-fuel ratio used for main feedback control”. “Set abyfr to a small air-fuel ratio” or “correct the detected air-fuel ratio abyfs to a large air-fuel ratio (that is, increase the feedback control air-fuel ratio abyfsc)”. Thus, even when the intake air amount Ga is large, the true air-fuel ratio of the exhaust gas obtained as a result of the main feedback control becomes the air-fuel ratio in the “window of the upstream catalyst 43”. Can further reduce the possibility of worsening of emissions.

(実際の作動)
第3制御装置のCPUは、図10乃至図16に示したルーチンを実行する。更に、第3制御装置のCPUは、図10のステップ1030に進んだとき図17に示した「目標空燃比決定ルーチン」を実行するようになっている。図10乃至図16に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図17に示したルーチンについて説明する。
(Actual operation)
The CPU of the third control device executes the routines shown in FIGS. Further, the CPU of the third control device executes the “target air-fuel ratio determination routine” shown in FIG. 17 when the routine proceeds to step 1030 in FIG. The routines shown in FIGS. 10 to 16 have been described. Accordingly, the routine shown in FIG. 17 will be described below.

CPUは、図10のステップ1030に進んだとき、図17のステップ1700から処理を開始してステップ1710に進み、目標空燃比補正量dafを決定する。より具体的に述べると、CPUは、ステップ1710内に記述したルックアップテーブルに「実際の吸入空気量Ga及び実際の空燃比不均衡指標値RIMB」を適用することにより、目標空燃比補正量dafを算出する。   When the CPU proceeds to step 1030 in FIG. 10, the CPU starts processing from step 1700 in FIG. 17 and proceeds to step 1710 to determine the target air-fuel ratio correction amount daf. More specifically, the CPU applies the “actual intake air amount Ga and the actual air-fuel ratio imbalance index value RIMB” to the look-up table described in step 1710, so that the target air-fuel ratio correction amount daf Is calculated.

このルックアップテーブルによれば、目標空燃比補正量dafは次のように決定される。
・目標空燃比補正量dafは、吸入空気量Gaが大きくなるほど大きくなる。
・目標空燃比補正量dafは、空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなるほど大きくなる。
・目標空燃比補正量dafは、低吸入空気量領域において「0」に設定される。
・目標空燃比補正量dafは、空燃比不均衡指標値RIMBが実質的に「0」であるとき、「0」に設定される。
According to this lookup table, the target air-fuel ratio correction amount daf is determined as follows.
The target air-fuel ratio correction amount daf increases as the intake air amount Ga increases.
The target air-fuel ratio correction amount daf increases as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases.
The target air-fuel ratio correction amount daf is set to “0” in the low intake air amount region.
The target air-fuel ratio correction amount daf is set to “0” when the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is substantially “0”.

次に、CPUはステップ1720に進み、アルコール濃度補正値kETを取得する。より具体的に述べると、CPUはステップ1720内に記述したルックアップテーブルに「実際のアルコール濃度Et(本例においては、エタノール濃度)」を適用することにより、アルコール濃度補正値kETを算出する。   Next, the CPU proceeds to step 1720 to acquire the alcohol concentration correction value kET. More specifically, the CPU calculates the alcohol concentration correction value kET by applying “actual alcohol concentration Et (ethanol concentration in this example)” to the lookup table described in step 1720.

このルックアップテーブルによれば、アルコール濃度Etが高いほどアルコール濃度補正値kETは大きくなるように算出される。   According to this lookup table, the alcohol concentration correction value kET is calculated so as to increase as the alcohol concentration Et increases.

次に、CPUはステップ1730に進み、「基準空燃比である理論空燃比stoich」から「目標空燃比補正量dafとアルコール濃度補正値kETとの積(kET・daf)」を減じた値を、目標空燃比abyfrとして採用する。なお、サブフィードバック量及びサブFB学習値が、目標空燃比abyfrを補正するように用いられる場合、それらによって補正された後の目標空燃比から積(kET・daf)が減じられた値が、目標空燃比abyfrとして設定される。その後、CPUはステップ1795を経由して図10のステップ1030に進む。この目標空燃比abyfrは、図11のステップ1125にても使用される。従って、ステップ1730(図17)は、リッチ化手段に相当している。   Next, the CPU proceeds to step 1730, where a value obtained by subtracting the “product of the target air-fuel ratio correction amount daf and the alcohol concentration correction value kET (kET · daf)” from the “theoretical air-fuel ratio stoich which is the reference air-fuel ratio” Adopted as the target air-fuel ratio abyfr. When the sub feedback amount and the sub FB learning value are used to correct the target air-fuel ratio abyfr, the value obtained by subtracting the product (kET · daf) from the target air-fuel ratio corrected by them is Set as air-fuel ratio abyfr. Thereafter, the CPU proceeds to step 1030 in FIG. This target air-fuel ratio abyfr is also used in step 1125 of FIG. Therefore, step 1730 (FIG. 17) corresponds to the enrichment means.

この結果、目標空燃比abyfrは次のように変更させられる。
・目標空燃比abyfrは、吸入空気量Gaが大きくなるほど、理論空燃比stoichとの差の絶対値の大きさが大きくなるように、小さくなる(よりリッチ側の空燃比に設定される。)。
・目標空燃比abyfrは、空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなるほど、理論空燃比stoichとの差の絶対値の大きさが大きくなるように、小さくなる(よりリッチ側の空燃比に設定される。)。
・目標空燃比abyfrは、アルコール濃度Etが高くなるほど、理論空燃比stoichとの差の絶対値の大きさが大きくなるように、小さくなる(よりリッチ側の空燃比に設定される。)。
As a result, the target air-fuel ratio abyfr is changed as follows.
The target air-fuel ratio abyfr decreases as the intake air amount Ga increases (the richer air-fuel ratio is set) so that the absolute value of the difference from the stoichiometric air-fuel ratio stoich increases.
The target air-fuel ratio abyfr decreases as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases so that the absolute value of the difference from the stoichiometric air-fuel ratio stoich increases (set to a richer air-fuel ratio) .)
The target air-fuel ratio abyfr decreases as the alcohol concentration Et increases (the richer air-fuel ratio is set) so that the absolute value of the difference from the stoichiometric air-fuel ratio stoich increases.

従って、指示燃料噴射量Fiは、吸入空気量Gaが増大するほど吸入空気量Gaの増大に見合う分(目標空燃比abyfrが一定である場合に吸入空気量Gaの増加に基いて増加する指示燃料噴射量Fiの増加量)よりも更に大きい量だけ大きくなり、且つ、空燃比不均衡指標値RIMB及び/又はアルコール濃度Et大きくなるほど大きくなる。この結果、吸入空気量Gaと指示燃料噴射量Fiとにより決定される指示空燃比は、吸入空気量Gaが大きくなるほど、空燃比不均衡指標値RIMBが大きくなるほど、アルコール濃度Etが高くなるほど、より小さくなるように修正される。   Therefore, the command fuel injection amount Fi is increased by the amount corresponding to the increase in the intake air amount Ga as the intake air amount Ga increases (the indicated fuel that increases based on the increase in the intake air amount Ga when the target air-fuel ratio abyfr is constant). It increases by an amount larger than the increase amount of the injection amount Fi) and increases as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB and / or alcohol concentration Et increases. As a result, the commanded air-fuel ratio determined by the intake air amount Ga and the commanded fuel injection amount Fi increases as the intake air amount Ga increases, the air-fuel ratio imbalance index value RIMB increases, and the alcohol concentration Et increases. Modified to be smaller.

従って、吸入空気量Ga、気筒別空燃比の不均一性の程度、及び、アルコール濃度に応じて、指示燃料噴射量Fiが適切に制御されるので、リーン誤補正が確実に回避され、窒素酸化物の排出量が増大することを回避することができる。   Accordingly, since the command fuel injection amount Fi is appropriately controlled according to the intake air amount Ga, the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio, and the alcohol concentration, the lean erroneous correction is reliably avoided, and the nitrogen oxidation It is possible to avoid an increase in the amount of discharged materials.

なお、第3制御装置は、目標空燃比abyfrを修正する代わりに、メインフィードバック制御に用いられる検出空燃比(フィードバック制御用出力値Vabyfc)を、「吸入空気量Ga、空燃比不均衡指標値RIMB、及び、アルコール濃度Et」の何れかが大きくなるほど「より大きい空燃比」になるように補正することにより、実質的に目標空燃比を小さい値へと変更してもよい。   Note that the third control device uses the detected air-fuel ratio (feedback control output value Vabyfc) used for the main feedback control instead of correcting the target air-fuel ratio abyfr as “the intake air amount Ga, the air-fuel ratio imbalance index value RIMB”. The target air-fuel ratio may be substantially changed to a smaller value by performing correction so that the larger the “alcohol concentration Et” becomes, the larger the air-fuel ratio becomes.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る制御装置(以下、単に「第4制御装置」と称呼する。)について説明する。第4制御装置は、上流側空燃比センサ56として「下流側空燃比センサ57と同じ起電力式の酸素濃度センサ(安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ)」を使用する点において第1制御装置と相違している。
<Fourth embodiment>
Next, a control device according to a fourth embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “fourth control device”) will be described. The fourth control device uses the same electromotive force type oxygen concentration sensor as the upstream air-fuel ratio sensor 56 (a well-known concentration cell type oxygen concentration sensor using a solid electrolyte such as stabilized zirconia). Is different from the first control device in that it is used.

前述したように、起電力式の酸素濃度センサも多孔質層を備える。従って、起電力式の酸素濃度センサが「排気集合部HKと上流側触媒43との間」に配設されると、起電力式の酸素濃度センサの出力値Voxsは、水素の選択的拡散の影響を受ける。このため、図18に示したように、排ガスの真の空燃比に対する出力値Voxsは、アルコール濃度に応じて変化する。更に、図19に示したように、排ガスの真の空燃比に対する出力値Voxsは、気筒別空燃比の不均一性の程度に応じて変化する。   As described above, the electromotive force type oxygen concentration sensor also includes a porous layer. Therefore, when the electromotive force type oxygen concentration sensor is disposed “between the exhaust collecting portion HK and the upstream side catalyst 43”, the output value Voxs of the electromotive force type oxygen concentration sensor is obtained by selectively diffusing hydrogen. to be influenced. For this reason, as shown in FIG. 18, the output value Voxs with respect to the true air-fuel ratio of the exhaust gas changes according to the alcohol concentration. Furthermore, as shown in FIG. 19, the output value Voxs with respect to the true air-fuel ratio of the exhaust gas changes according to the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio.

一般に、起電力式の酸素濃度センサが「メインフィードバック制御のための上流側空燃比センサ」として使用される場合、出力値Voxsが「前記基準空燃比(例えば、理論空燃比)に対応した値Vstに設定された目標値Vref」に一致するように空燃比のフィードバック制御が実行される。即ち、出力値Voxsに基いて取得される検出空燃比に相当する値が、目標空燃比に相当する値に一致するように、メインフィードバック量DFiが算出される。   In general, when an electromotive force type oxygen concentration sensor is used as an “upstream air-fuel ratio sensor for main feedback control”, an output value Voxs is “a value Vst corresponding to the reference air-fuel ratio (for example, theoretical air-fuel ratio)”. The air-fuel ratio feedback control is executed so as to coincide with the target value Vref set to “. That is, the main feedback amount DFi is calculated so that the value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value Voxs matches the value corresponding to the target air-fuel ratio.

従って、アルコール濃度及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるに従って、メインフィードバック制御の結果として得られる排ガスの真の空燃比の平均は、基準空燃比よりもリーン側の空燃比へと移行してしまう。即ち、リーン誤制御が発生する。   Therefore, as the degree of non-uniformity of the alcohol concentration and / or the air-fuel ratio by cylinder increases, the average of the true air-fuel ratio of the exhaust gas obtained as a result of the main feedback control becomes an air-fuel ratio leaner than the reference air-fuel ratio. It will move to. That is, lean miscontrol occurs.

そこで、第4制御装置は、第1制御装置と同様、サブフィードバック量Vafsfbのガード幅を「アルコール濃度Etが高いほど、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど」拡大する。更に、第4制御装置は、第1制御装置と同様、サブFB学習値のガード幅を「アルコール濃度Etが高いほど、且つ、空燃比不均衡指標値RIMBが大きいほど」拡大する。更に、第4制御装置は、第2制御装置と同様、サブフィードバック量Vafsfbの変化速度及びサブFB学習値Vafsfbgの変化速度を変更する。   Therefore, the fourth control device increases the guard width of the sub feedback amount Vafsfb “as the alcohol concentration Et is higher and as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is larger”, as in the first control device. Further, as in the first control device, the fourth control device increases the guard width of the sub FB learning value “as the alcohol concentration Et is higher and as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is larger”. Further, the fourth control device changes the changing speed of the sub feedback amount Vafsfb and the changing speed of the sub FB learning value Vafsfbg, similarly to the second control device.

第4制御装置のCPUは、メインフィードバック制御を以下のように実行する。即ち、第4制御装置は、上流側空燃比センサ56の位置に配設された起電力式酸素濃度センサの出力値Voxsが目標空燃比abyfrに相当する値である目標値Vref(例えば、Vst=0.5V)に一致するように、下記(21)式に従って、メインフィードバック量DFiを求める。この(21)式において、Kppは予め設定された比例定数、Kiiは予め設定された積分定数、Kddは予め設定された微分定数である。また、出力偏差量Dsは「目標値Vrefから出力値Voxsを減じた値」である。SDsは出力偏差量Dsの積分値、DDsは出力偏差量Dsの微分値である。

DFi=Kpp・Ds+Kii・SDs+Kdd・DDs …(21)
The CPU of the fourth control device executes main feedback control as follows. In other words, the fourth control device sets the target value Vref (for example, Vst = Vst = the output value Voxs of the electromotive force oxygen concentration sensor disposed at the position of the upstream air-fuel ratio sensor 56 to a value corresponding to the target air-fuel ratio abyfr. The main feedback amount DFi is obtained according to the following equation (21) so as to coincide with 0.5V). In the equation (21), Kpp is a preset proportional constant, Kii is a preset integral constant, and Kdd is a preset differential constant. The output deviation amount Ds is “a value obtained by subtracting the output value Voxs from the target value Vref”. SDs is an integral value of the output deviation amount Ds, and DDs is a differential value of the output deviation amount Ds.

DFi = Kpp / Ds + Kii / SDs + Kdd / DDs (21)

このように、CPUは、上流側空燃比センサ56の位置に配設された起電力式の酸素濃度センサの出力値Voxsを目標値Vrefに一致させるための比例・積分・微分(PID)制御により「メインフィードバック量DFi」を求める。このメインフィードバック量DFiは、図10のステップ1050にて使用される。なお、第4制御装置のCPUは、上流側空燃比センサ56の位置に配設された起電力式の酸素濃度センサの出力値Voxsの微分値d(Voxs)dtに基いて空燃比不均衡指標値RIMBを取得する。   As described above, the CPU performs proportional / integral / differential (PID) control for matching the output value Voxs of the electromotive force type oxygen concentration sensor disposed at the position of the upstream air-fuel ratio sensor 56 with the target value Vref. The “main feedback amount DFi” is obtained. This main feedback amount DFi is used in step 1050 of FIG. The CPU of the fourth control device determines the air-fuel ratio imbalance index based on the differential value d (Voxs) dt of the output value Voxs of the electromotive force type oxygen concentration sensor disposed at the position of the upstream air-fuel ratio sensor 56. Get the value RIMB.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る制御装置(以下、単に「第5制御装置」と称呼する。)について説明する。第5制御装置は、空燃比不均衡指標値RIMBに代えて空燃比不均衡指標値の学習値RIMBgaku(以下、単に「指標学習値RIMBgaku」とも称呼する。)を用いて「サブフィードバック量Vafsfbのガード幅(実際にはサブフィードバック量Vafsfbの上限値VlimitR)及びサブFB学習値のガード幅(実際にはサブFB学習値の上限値VglimitR)」を決定する点において、第1制御装置と相違する。
<Fifth Embodiment>
Next, a control device according to a fifth embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “fifth control device”) will be described. The fifth control device uses the learning value RIMBgaku of the air-fuel ratio imbalance index value (hereinafter also simply referred to as “index learning value RIMBgaku”) in place of the air-fuel ratio imbalance index value RIMB to “sub-feedback amount Vafsfb of It differs from the first control device in that the guard width (actually the upper limit value VlimitR of the sub feedback amount Vafsfb) and the guard width of the sub FB learning value (actually the upper limit value VglimitR of the sub FB learning value) are determined. .

更に、第5制御装置は、指標学習値RIMBgakuを以下のように求める。指標学習値RIMBgakuは補正後空燃比不均衡指標値RIMBgakuとも称呼される。   Further, the fifth control apparatus obtains the index learning value RIMBgaku as follows. The index learning value RIMBgaku is also referred to as a corrected air-fuel ratio imbalance index value RIMBgaku.

(1)第5制御装置は、補正後空燃比不均衡指標値RIMBgakuを求めるための基本値(基本指標値、又は、基本パラメータ)として、検出空燃比abyfsの時間微分値d(abyfs)/dt(即ち、検出空燃比変化率ΔAF)を求める(上記(12)式を参照。)。なお、基本パラメータは、検出空燃比abyfsの二階微分値d2(abyfs)/dt2、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsの時間微分値d(Vabyfs)/dt、及び、出力値Vabyfsの二階微分値d2(Vabyfs)/dt2、等であってもよく、更に、これらの値の単位燃焼サイクル期間における平均値AveΔAFであってもよい。 (1) The fifth control device uses the time differential value d (abyfs) / dt of the detected air-fuel ratio abyfs as a basic value (basic index value or basic parameter) for obtaining the corrected air-fuel ratio imbalance index value RIMBgaku. (That is, the detected air-fuel ratio change rate ΔAF) is obtained (see the above equation (12)). The basic parameters are the second-order differential value d 2 (abyfs) / dt 2 of the detected air-fuel ratio abyfs, the time differential value d (Vabyfs) / dt of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56, and the output value Vabyfs. The second order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 , etc. may be used, and the average value AveΔAF of these values in the unit combustion cycle period may be used.

(2)第5制御装置は、第1制御装置と同様、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の各単位燃焼サイクル期間における平均値AveΔAFを、複数(Csth個)の単位燃焼サイクル期間について平均することによって、基本空燃比不均衡指標値RIMBbを取得する(上記(18)式を参照。)。この基本空燃比不均衡指標値RIMBbは、基本パラメータに相関を有する値であるので、「基本パラメータ相関値RIMBb」とも称呼される。更に、基本空燃比不均衡指標値RIMBbは、後述する補正がなされる前の値であるので、「補正前空燃比不均衡指標値RIMBb」とも称呼される。 (2) The fifth control device, like the first control device, sets the average value AveΔAF in each unit combustion cycle period of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF to a plurality (Csth) of unit combustion cycle periods. To obtain the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (see the above equation (18)). The basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is a value having a correlation with the basic parameter, and is also referred to as “basic parameter correlation value RIMBb”. Furthermore, since the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is a value before correction described later, it is also referred to as “pre-correction air-fuel ratio imbalance index value RIMBb”.

(3)第5制御装置は、基本空燃比不均衡指標値RIMBb(基本パラメータ相関値)を「基本空燃比不均衡指標値RIMBb(基本パラメータに応じる値)、機関回転速度NE(機関回転速度に応じる値)、吸入空気量Ga(吸入空気量Gaに応じる値)、及び、アルコール濃度Et」に基いて補正することにより、指標学習値RIMBgakuを求める。 (3) The fifth control device sets the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (basic parameter correlation value) to “the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (value corresponding to the basic parameter), engine speed NE (according to engine speed). The index learning value RIMBgaku is obtained by performing correction based on the value), the intake air amount Ga (value corresponding to the intake air amount Ga), and the alcohol concentration Et ”.

このように、基本空燃比不均衡指標値RIMBbを「基本空燃比不均衡指標値RIMBb、機関回転速度NE及び吸入空気量Ga」に基いて補正する理由は、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が「ある値」であっても、基本パラメータである検出空燃比変化率ΔAF(従って、基本空燃比不均衡指標値RIMBb)は「機関回転速度NE及び吸入空気量Ga」に応じて変動するからである。更に、気筒別空燃比の不均一性の程度が異なれば、「機関回転速度NE及び吸入空気量Ga」が基本空燃比不均衡指標値RIMBbに及ぼす影響の程度が変化するからである。   As described above, the reason why the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is corrected based on the “basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb, engine speed NE and intake air amount Ga” is that the non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder is Even if the degree (imbalance ratio) is “a certain value”, the detected air-fuel ratio change rate ΔAF (and hence the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb), which is a basic parameter, is “engine speed NE and intake air amount Ga”. It is because it fluctuates according to. Furthermore, if the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio differs, the degree of influence of the “engine speed NE and intake air amount Ga” on the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb changes.

基本空燃比不均衡指標値RIMBbをアルコール濃度Etにも基いて補正する理由は、アルコール濃度Etが高いほど水素の発生量が多くなるので、図20に示したように、気筒別空燃比の不均一性の程度が「ある値」であっても検出空燃比変化率ΔAFはアルコール濃度Etに応じて変動するからである。   The reason why the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is corrected based on the alcohol concentration Et is that, as the alcohol concentration Et is higher, the amount of hydrogen generated increases, and as shown in FIG. This is because even if the degree of uniformity is “a certain value”, the detected air-fuel ratio change rate ΔAF varies according to the alcohol concentration Et.

(実際の作動)
以下、第5制御装置の作動について説明する。第5制御装置のCPUは、図10乃至図14に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行する。但し、第5制御装置のCPUは、図13のステップ1310及び図14のステップ1410において、空燃比不均衡指標値RIMBに代えて指標学習値RIMBgaku(即ち、補正後の空燃比不均衡指標値RIMBgaku)を各ルックアップテーブルに適用することによって、各ガード値(上限値VlimitR及び上限値VglimitR)を取得する。
(Actual operation)
Hereinafter, the operation of the fifth control device will be described. The CPU of the fifth control device executes the routines shown in FIGS. 10 to 14 in the same manner as the CPU of the first control device. However, the CPU of the fifth control device replaces the air-fuel ratio imbalance index value RIMB with the index learning value RIMBgaku (that is, the corrected air-fuel ratio imbalance index value RIMBgaku in Step 1310 in FIG. 13 and Step 1410 in FIG. 14). ) Is applied to each lookup table to obtain each guard value (upper limit value VlimitR and upper limit value VglimitR).

更に、第5制御装置のCPUは、図15に代わる図21に示したルーチンを4ms(所定の一定サンプリング時間ts)が経過する毎に実行するようになっている。なお、図21に示したステップのうち既に説明したステップと同一の処理を行うためのステップには、そのような既に説明したステップと同一の符号が付されている。これらのステップの詳細な説明は適宜省略される。   Further, the CPU of the fifth control device executes the routine shown in FIG. 21 instead of FIG. 15 every time 4 ms (predetermined constant sampling time ts) elapses. Of the steps shown in FIG. 21, steps for performing the same processing as those already described are denoted by the same reference numerals as those already described. Detailed description of these steps will be omitted as appropriate.

カウンタCsの値が閾値Csth以上となった時点においてCPUが図21のステップ1535に進むと、CPUはそのステップ1535にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ2110乃至ステップ2150の処理を順に行う。   When the CPU proceeds to step 1535 in FIG. 21 when the value of the counter Cs becomes equal to or greater than the threshold value Csth, the CPU makes a “Yes” determination at step 1535 and sequentially executes the processing from step 2110 to step 2150 described below. Do.

ステップ2110:CPUは、下記(22)式に従って積算値SaveをカウンタCsの値(=Csth)によって除することにより、基本空燃比不均衡指標値RIMBb(=基本パラメータ相関値)を取得する。基本空燃比不均衡指標値RIMBbは、検出空燃比変化率ΔAFの絶対値|ΔAF|の各単位燃焼サイクル期間における平均値AveΔAFを、複数(Csth個)の単位燃焼サイクル期間について平均した値である。

RIMBb=Save/Csth …(22)
Step 2110: The CPU obtains a basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (= basic parameter correlation value) by dividing the integrated value Save by the value of the counter Cs (= Csth) according to the following equation (22). The basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is a value obtained by averaging the average value AveΔAF in each unit combustion cycle period of the absolute value | ΔAF | of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF for a plurality of (Csth) unit combustion cycle periods. .

RIMBb = Save / Csth (22)

ステップ2120:CPUは、「機関回転速度NE、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBb」をルックアップテーブルMapK1(NE,Ga,RIMBb)に適用することにより、第1補正係数K1を取得する。   Step 2120: The CPU applies the “engine speed NE, intake air amount Ga, and basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb” to the look-up table MapK1 (NE, Ga, RIMBb), thereby setting the first correction coefficient K1. get.

図22及び図23は、このルックアップテーブルMapK1(NE,Ga,RIMBb)の例を示す。図22に示したテーブルは、機関回転速度NEが1800rpmであるときの、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBbと、第1補正係数K1と、の関係を規定している。図23に示したテーブルは、機関回転速度NEが2000rpmであるときの、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBbと、第1補正係数K1と、の関係を規定している。このように、テーブルMapK1(NE,Ga,RIMBb)は、「吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBbと、第1補正係数K1と、の関係」を規定するテーブルを機関回転速度NE毎に備えている。   22 and 23 show examples of the lookup table MapK1 (NE, Ga, RIMBb). The table shown in FIG. 22 defines the relationship between the intake air amount Ga, the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb, and the first correction coefficient K1 when the engine speed NE is 1800 rpm. The table shown in FIG. 23 defines the relationship between the intake air amount Ga, the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb, and the first correction coefficient K1 when the engine speed NE is 2000 rpm. As described above, the table MapK1 (NE, Ga, RIMBb) is a table that defines the “relationship between the intake air amount Ga and the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb and the first correction coefficient K1”. It is prepared for each.

テーブルMapK1(NE,Ga,RIMBb)によれば、第1補正係数K1は、機関回転速度NEが高いほど大きくなり、吸入空気量Gaが大きいほど小さくなり、基本空燃比不均衡指標値RIMBbが大きいほど小さくなる、ように求められる。後述するように、指標学習値RIMBgakuは、基本空燃比不均衡指標値RIMBbに「第1補正係数K1及び後述する第2補正係数K2」を乗じることによって算出される(図21のステップ2140を参照。)。従って、CPUは、第1補正係数K1により、基本空燃比不均衡指標値RIMBbが「機関回転速度NEが高いほど大きくなり、吸入空気量Gaが大きいほど小さくなり、基本空燃比不均衡指標値RIMBbが大きいほど小さくなる」ように、基本空燃比不均衡指標値RIMBbを補正することによって指標学習値RIMBgakuを算出する。   According to the table MapK1 (NE, Ga, RIMBb), the first correction coefficient K1 increases as the engine speed NE increases, decreases as the intake air amount Ga increases, and the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb increases. It is required to become smaller. As will be described later, the learned index value RIMBgaku is calculated by multiplying the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb by “first correction coefficient K1 and second correction coefficient K2 described later” (see step 2140 in FIG. 21). .) Therefore, the CPU determines that the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is “higher as the engine speed NE is higher, and smaller as the intake air amount Ga is larger, and the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is the first correction coefficient K1. The index learning value RIMBgaku is calculated by correcting the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb so that it decreases as the value increases.

なお、これは一例であり、「第1補正係数K1」と「機関回転速度NE、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBb」との関係は、アルコール濃度Etが所定の一定値である場合に気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が「ある値」であれば、「機関回転速度NE、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBb」が変化しても「第1補正係数K1により補正された基本空燃比不均衡指標値RIMBb(即ち、指標学習値RIMBgaku)」が常に略同じ値となるように、実験により定められている。もちろん、NE,Ga,RIMBbを変数とする関数を予め求めておき、CPUはその関数を用いて第1補正係数K1を取得してもよい。   This is an example, and the relationship between the “first correction coefficient K1” and the “engine speed NE, intake air amount Ga, and basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb” is that the alcohol concentration Et is a predetermined constant value. If the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is “a certain value” in some cases, “engine speed NE, intake air amount Ga, and basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb” change. Even so, the “basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb corrected by the first correction coefficient K1 (that is, the index learning value RIMBgaku)” is determined by experiments so that it is always substantially the same value. Of course, a function having NE, Ga, and RIMBb as variables may be obtained in advance, and the CPU may acquire the first correction coefficient K1 using the function.

ステップ2130:CPUは、アルコール濃度Etを図24に示したルックアップテーブルMapK2(Et)に適用することにより、第2補正係数K2を取得する。このテーブルMapK2(Et)によれば、第2補正係数K2は、アルコール濃度Etが高いほど小さくなるように求められる。   Step 2130: The CPU obtains the second correction coefficient K2 by applying the alcohol concentration Et to the lookup table MapK2 (Et) shown in FIG. According to this table MapK2 (Et), the second correction coefficient K2 is determined so as to decrease as the alcohol concentration Et increases.

前述したように、指標学習値RIMBgakuは、基本空燃比不均衡指標値RIMBbに第1補正係数K1及び第2補正係数K2を乗じることによって算出される(ステップ2140を参照。)。従って、CPUは、第2補正係数K2により、アルコール濃度Etが高いほど基本空燃比不均衡指標値RIMBbが小さくなるように基本空燃比不均衡指標値RIMBbを補正することによって指標学習値RIMBgakuを算出する。   As described above, the learned index value RIMBgaku is calculated by multiplying the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb by the first correction coefficient K1 and the second correction coefficient K2 (see step 2140). Therefore, the CPU calculates the index learning value RIMBgaku by correcting the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb so that the higher the alcohol concentration Et is, the smaller the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb is. To do.

なお、図24に示したテーブルは一例であり、第2補正係数K2とアルコール濃度Etとの関係は、「機関回転速度NE、吸入空気量Ga及び基本空燃比不均衡指標値RIMBb」がそれぞれ所定の値である場合に気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が「ある値」であれば、アルコール濃度Etが変化しても「第2補正係数K2により補正された基本空燃比不均衡指標値RIMBb(即ち、指標学習値RIMBgaku)」が常に略同じ値となるように、実験により定められている。換言すると、第2補正係数K2とアルコール濃度Etとの関係は、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が「ある値」であれば、第1補正係数K1及び第2補正係数K2により補正された基本空燃比不均衡指標値RIMBb(即ち、指標学習値RIMBgaku)が常に略同じ値となるように、実験により定められている。なお、アルコール濃度Etを変数とする関数を予め求めておき、CPUはその関数を用いて第2補正係数K2を取得してもよい。   Note that the table shown in FIG. 24 is an example, and the relationship between the second correction coefficient K2 and the alcohol concentration Et is such that “the engine speed NE, the intake air amount Ga, and the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb” are predetermined. If the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is “a certain value”, even if the alcohol concentration Et changes, “the basic sky corrected by the second correction coefficient K2”. The fuel ratio imbalance index value RIMBb (that is, the index learning value RIMBgaku) is determined by experiments so that it is always substantially the same value. In other words, the relationship between the second correction coefficient K2 and the alcohol concentration Et is that if the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of the air-fuel ratio by cylinder is “a certain value”, the first correction coefficient K1 and the second correction coefficient K1. The basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (that is, the index learning value RIMBgaku) corrected by the coefficient K2 is determined by experiments so that it is always substantially the same value. A function having the alcohol concentration Et as a variable may be obtained in advance, and the CPU may acquire the second correction coefficient K2 using the function.

ステップ2140:CPUは下記の(23)式に従って、基本空燃比不均衡指標値RIMBbを第1補正係数K1及び第2補正係数K2に基いて補正して補正後値RIMBcを取得する。即ち、CPUは、基本空燃比不均衡指標値RIMBbに第1補正係数K1及び第2補正係数K2を乗じることによって、補正後値RIMBcを取得する。

RIMBc=K1・K2・RIMBb …(23)
Step 2140: The CPU corrects the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb based on the first correction coefficient K1 and the second correction coefficient K2 according to the following equation (23) to obtain a corrected value RIMBc. That is, the CPU obtains the corrected value RIMBc by multiplying the basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb by the first correction coefficient K1 and the second correction coefficient K2.

RIMBc = K1, K2, RIMBb (23)

ステップ2150;CPUは、補正後値RIMBcを指標学習値RIMBgakuとして格納する。即ち、CPUは、補正後値RIMBcに基いて指標学習値RIMBgakuを取得する。指標学習値RIMBgakuの値はバックアップRAMに格納される。なお、CPUは、下記(24)式に従って指標学習値RIMBgakuを算出してもよい。(24)式の左辺の指標学習値RIMBgaku(n)は更新後の指標学習値RIMBgakuであり、(24)式の右辺の指標学習値RIMBgaku(n−1)は更新前の指標学習値RIMBgakuである。(24)式において、δは0より大きく且つ1より小さい定数である。

RIMBgaku(n)=(1−δ)・RIMBgaku(n−1)+δ・RIMBc…(24)
Step 2150: The CPU stores the corrected value RIMBc as the index learned value RIMBgaku. That is, the CPU acquires the index learning value RIMBgaku based on the corrected value RIMBc. The index learning value RIMBgaku is stored in the backup RAM. The CPU may calculate the index learning value RIMBgaku according to the following equation (24). The index learning value RIMBgaku (n) on the left side of the equation (24) is the updated index learning value RIMBgaku, and the index learning value RIMBgaku (n−1) on the right side of the equation (24) is the index learning value RIMBgaku before the update. is there. In the equation (24), δ is a constant larger than 0 and smaller than 1.

RIMBgaku (n) = (1-δ) · RIMBgaku (n−1) + δ · RIMBc (24)

その後、CPUはステップ1565を経由してステップ2195に進む。以上により、指標学習値RIMBgakuが取得される。前述したように、この指標学習値RIMBgakuは、図13のステップ1310及び図14のステップ1410において、空燃比不均衡指標値RIMBに代えて用いられる。   Thereafter, the CPU proceeds to step 2195 via step 1565. As described above, the index learning value RIMBgaku is acquired. As described above, this index learning value RIMBgaku is used in place of the air-fuel ratio imbalance index value RIMB in step 1310 in FIG. 13 and step 1410 in FIG.

以上、説明したように、第5制御装置は、検出空燃比abyfsの時間についての微分値d(abyfs)/dt(検出空燃比変化率ΔAF)を基本パラメータとして取得する(図21のステップ1520を参照。)。この基本パラメータは、上流側空燃比センサ56が配設された位置を通過する排ガスの空燃比の変動が大きいほど大きくなる値である。そして、第5制御装置は、基本パラメータである検出空燃比変化率ΔAFの平均値(即ち、基本パラメータに相関を有する値)を「基本パラメータ相関値としての基本空燃比不均衡指標値RIMBb」として求める(図21のステップ1520乃至ステップ1535、及び、ステップ2110を参照。)。   As described above, the fifth control apparatus acquires the differential value d (abyfs) / dt (detected air-fuel ratio change rate ΔAF) with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs as a basic parameter (step 1520 in FIG. 21). reference.). This basic parameter is a value that increases as the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas that passes through the position where the upstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed increases. Then, the fifth control device sets the average value of the detected air-fuel ratio change rate ΔAF, which is a basic parameter (that is, a value correlated with the basic parameter) as a “basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb as a basic parameter correlation value”. (See Steps 1520 to 1535 and Step 2110 in FIG. 21).

更に、第5制御装置は、基本パラメータ相関値である基本空燃比不均衡指標値RIMBb(カウンタ閾値Csthが「1」の場合、基本パラメータ)を、「基本パラメータに応じる値である基本空燃比不均衡指標値RIMBb、機関回転速度NE及び吸入空気量Ga」に基いて補正し(ステップ2120乃至ステップ2140を参照。)、その補正により得られた補正後値RIMBcに基いて補正後の空燃比不均衡指標値(=指標学習値RIMBgaku)を取得するように構成されている(ステップ2150を参照。)。   Further, the fifth control device sets a basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb (basic parameter when the counter threshold Csth is “1”), which is a basic parameter correlation value, to “a basic air-fuel ratio non-uniformity that is a value corresponding to the basic parameter”. Correction based on the equilibrium index value RIMBb, engine speed NE, and intake air amount Ga ”(refer to Step 2120 to Step 2140), and the corrected air-fuel ratio non-correction based on the corrected value RIMBc obtained by the correction. An equilibrium index value (= index learning value RIMBgaku) is acquired (see step 2150).

従って、補正後の空燃比不均衡指標値(指標学習値RIMBgaku)は、吸入空気量Ga、機関回転速度NE及びアルコール濃度Etの影響が排除された値となるので、気筒別空燃比の複数の気筒間における不均一性の程度(インバランス割合)を精度良く表す。その結果、この指標学習値RIMBgakuに基づいて取得される「上限値VlimitR及び上限値VglimitR」が真のインバランス割合に応じた値となる。その結果、サブフィードバック量Vafsfbのガード幅及びサブFB学習値Vafsfbgのガード幅が、真のインバランス割合に応じた適切な幅となる。よって、インバランス割合が大きくなった場合においてもサブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgが適切な値へと変化できるので、エミッションを良好に維持することができる。更に、インバランス割合が小さい場合にサブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgが不適切な値になる可能性を回避することができる。   Therefore, the corrected air-fuel ratio imbalance index value (index learning value RIMBgaku) is a value from which the influence of the intake air amount Ga, the engine speed NE, and the alcohol concentration Et is excluded, and therefore, a plurality of air-fuel ratios for each cylinder are set. Expresses the degree of non-uniformity (imbalance ratio) between cylinders with high accuracy. As a result, the “upper limit value VlimitR and upper limit value VglimitR” acquired based on the index learning value RIMBgaku becomes a value corresponding to the true imbalance ratio. As a result, the guard width of the sub feedback amount Vafsfb and the guard width of the sub FB learning value Vafsfbg become appropriate widths according to the true imbalance ratio. Therefore, even when the imbalance ratio increases, the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg can be changed to appropriate values, so that the emission can be maintained well. Furthermore, it is possible to avoid the possibility that the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg become inappropriate values when the imbalance ratio is small.

なお、第1補正係数K1及び第2補正係数K2は、一つの補正係数Kt(即ち、K1・K2に相当する値)として求められ得る。この場合、ルックアップテーブルMapKt(NE,Ga,RIMBb,Et)を用いても良く、NE,Ga,RIMBb,Etを変数とする関数により補正係数Ktを求めてもよい。この関数の最も単純な一例は、下記(25)式の通りである。(25)式において、a1、a2、a3及びa4は係数であり、これらは一定値であってもよく、更に、NE,Ga,RIMBb及びEtのうちの少なくとも一つを変数とする関数により求められる値であってもよい。

Kt=a1・NE+a2・Ga+a3・RIMBb+a4・Et…(25)
The first correction coefficient K1 and the second correction coefficient K2 can be obtained as one correction coefficient Kt (that is, a value corresponding to K1 · K2). In this case, the look-up table MapKt (NE, Ga, RIMBb, Et) may be used, and the correction coefficient Kt may be obtained by a function having NE, Ga, RIMBb, Et as variables. The simplest example of this function is shown in the following equation (25). In equation (25), a1, a2, a3, and a4 are coefficients, which may be constant values, and are obtained by a function having at least one of NE, Ga, RIMBb, and Et as a variable. It may be a value.

Kt = a1 · NE + a2 · Ga + a3 · RIMBb + a4 · Et (25)

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態に係る制御装置(以下、単に「第6制御装置」と称呼する。)について説明する。第6制御装置は、第5制御装置と同様にして指標学習値RIMBgakuを取得する。そして、この指標学習値RIMBgakuを空燃比不均衡指標値RIMBと見做して目標空燃比abyfrの補正量dafを決定する。更に、アルコール濃度Etに基づいて補正量dafを補正し、補正された補正量K3・dafに基いて目標空燃比abyfrを補正(決定)する。
<Sixth Embodiment>
Next, a control device according to a sixth embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “sixth control device”) will be described. The sixth control device acquires the index learning value RIMBgaku in the same manner as the fifth control device. Then, the correction amount daf of the target air-fuel ratio abyfr is determined by regarding the index learning value RIMBgaku as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB. Further, the correction amount daf is corrected based on the alcohol concentration Et, and the target air-fuel ratio abyfr is corrected (determined) based on the corrected correction amount K3 · daf.

(実際の作動)
第6制御装置のCPUは、図10乃至図14、及び図21に示したルーチンを実行する。更に、第6制御装置のCPUは、図10のステップ1030に進んだとき図25に示した「目標空燃比決定ルーチン」を実行するようになっている。図10乃至図14、及び図21に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図25に示したルーチンについて説明する。
(Actual operation)
The CPU of the sixth control device executes the routines shown in FIGS. 10 to 14 and FIG. Further, the CPU of the sixth control device executes a “target air-fuel ratio determination routine” shown in FIG. 25 when the routine proceeds to step 1030 in FIG. The routines shown in FIGS. 10 to 14 and FIG. 21 have been described. Therefore, the routine shown in FIG. 25 will be described below.

CPUは、図10のステップ1030に進んだとき、図25のステップ2500から処理を開始してステップ2510に進み、目標空燃比補正量dafを決定する。より具体的に述べると、CPUは、ステップ2510内に記述したルックアップテーブルに「吸入空気量Ga、及び、図21のステップ2150にて求められている指標学習値RIMBgaku(即ち、補正後値RIMBc)」を適用することにより、目標空燃比補正量dafを算出する。このルックアップテーブルは、図17のステップ1710に示したルックアップテーブルと同様のテーブルである。   When the CPU proceeds to step 1030 in FIG. 10, the CPU starts processing from step 2500 in FIG. 25 and proceeds to step 2510 to determine the target air-fuel ratio correction amount daf. More specifically, the CPU sets the “intake air amount Ga and the index learning value RIMBgaku obtained in step 2150 of FIG. 21 (that is, the corrected value RIMBc) in the lookup table described in step 2510. ) "Is applied to calculate the target air-fuel ratio correction amount daf. This lookup table is the same table as the lookup table shown in Step 1710 of FIG.

次に、CPUはステップ2520に進み、アルコール濃度補正値(第3補正係数)K3を取得する。より具体的に述べると、CPUはステップ2520内に記述したルックアップテーブルに「実際のアルコール濃度Et(本例においては、エタノール濃度)」を適用することにより、アルコール濃度補正値K3を算出する。   Next, the CPU proceeds to step 2520 to acquire an alcohol concentration correction value (third correction coefficient) K3. More specifically, the CPU calculates the alcohol concentration correction value K3 by applying “actual alcohol concentration Et (ethanol concentration in this example)” to the lookup table described in step 2520.

このルックアップテーブルによれば、アルコール濃度Etが高いほどアルコール濃度補正値K3は小さくなるように算出される。   According to this lookup table, the alcohol concentration correction value K3 is calculated to be smaller as the alcohol concentration Et is higher.

次に、CPUはステップ2530に進み、「基準空燃比である理論空燃比stoich」から「目標空燃比補正量dafとアルコール濃度補正値K3との積(K3・daf)」を減じた値を、目標空燃比abyfrとして採用する。なお、サブフィードバック量及びサブFB学習値が、目標空燃比abyfr自体を直接補正するように用いられる場合、それらによって補正された後の目標空燃比から積(K3・daf)が減じられた値が、目標空燃比abyfrとして設定される。その後、CPUはステップ2595を経由して図10のステップ1030に進む。この目標空燃比abyfrは、図11のステップ1125にても使用される。従って、ステップ2530(図25)は、リッチ化手段に相当し、積(K3・daf)はリッチ補正量と言うこともできる。   Next, the CPU proceeds to step 2530, in which the value obtained by subtracting the “product of the target air-fuel ratio correction amount daf and the alcohol concentration correction value K3 (K3 · daf)” from the “theoretical air-fuel ratio stoich that is the reference air-fuel ratio” Adopted as the target air-fuel ratio abyfr. When the sub feedback amount and the sub FB learning value are used so as to directly correct the target air-fuel ratio abyfr itself, a value obtained by subtracting the product (K3 · daf) from the target air-fuel ratio corrected by them is Is set as the target air-fuel ratio abyfr. Thereafter, the CPU proceeds to step 1030 in FIG. This target air-fuel ratio abyfr is also used in step 1125 of FIG. Therefore, step 2530 (FIG. 25) corresponds to the enrichment means, and the product (K3 · daf) can be said to be a rich correction amount.

前述したように、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が大きくなった場合に発生するリーン誤制御はサブフィードバック量Vafsfb及び/又はサブFB学習値Vafsfbgにより補償することができる。しかしながら、機関の吸入空気量Gaが大きくなると、多量の水素が発生するため、上流側空燃比センサ56の出力値Vabyfsがよりリッチ側の値へと移行する。これは、吸入空気量Gaが大きい場合、多量に発生した水素を上流側空燃比センサ56の触媒部566において十分に処理できなくなるからであると考えられる。従って、第6制御装置は、第3制御装置と同様、高吸入空気量領域において目標空燃比abyfrをリッチ側へと移行する。このとき、目標空燃比abyfrの移行量(即ち、リッチ補正量である積(K3・daf))は、吸入空気量Ga、機関回転速度NE及びアルコール濃度Etの影響が排除された指標学習値RIMBgakuに基いて決定される。よって、第6制御装置によれば、目標空燃比abyfrを真のインバランス割合に応じたより適切な値に設定することができ、機関の空燃比がリーンになることによって発生するNOxの量を低減することができる。   As described above, the lean erroneous control that occurs when the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of the air-fuel ratio for each cylinder increases can be compensated by the sub feedback amount Vafsfb and / or the sub FB learning value Vafsfbg. . However, when the intake air amount Ga of the engine increases, a large amount of hydrogen is generated, and the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 56 shifts to a richer value. This is considered to be because when the intake air amount Ga is large, a large amount of generated hydrogen cannot be sufficiently processed in the catalyst unit 566 of the upstream air-fuel ratio sensor 56. Accordingly, the sixth control device shifts the target air-fuel ratio abyfr to the rich side in the high intake air amount region, similarly to the third control device. At this time, the shift amount of the target air-fuel ratio abyfr (that is, the product (K3 · daf) which is the rich correction amount) is the index learning value RIMBgaku from which the influence of the intake air amount Ga, the engine speed NE, and the alcohol concentration Et is eliminated. To be determined. Therefore, according to the sixth control device, the target air-fuel ratio abyfr can be set to a more appropriate value according to the true imbalance ratio, and the amount of NOx generated when the air-fuel ratio of the engine becomes lean is reduced. can do.

その一方、アルコール濃度(エタノール濃度)Etが高くなると、燃焼温度が低下するので、NOxの発生量が減少する。このため、アルコール濃度Etが高い場合、アルコール濃度Etが低い場合に比較して、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が大きくなった場合にNOx発生量低減のために必要とされる「リッチ補正量(K3・daf)の大きさ」は小さくなる。更に、アルコール濃度Etが高くなると、HC及びCOが増加する傾向がある。   On the other hand, when the alcohol concentration (ethanol concentration) Et increases, the combustion temperature decreases, so the amount of NOx generated decreases. For this reason, when the alcohol concentration Et is high, it is necessary to reduce the amount of NOx generated when the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of the air-fuel ratio by cylinder is larger than when the alcohol concentration Et is low. The “rich correction amount (K3 · daf)” is reduced. Furthermore, as the alcohol concentration Et increases, HC and CO tend to increase.

係る観点から、第6制御装置は、ステップ2520及びステップ2530の処理により、アルコール濃度Etが高いほどリッチ補正量(K3・daf)の大きさを小さくしている。この結果、高吸入空気量領域を含め、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が大きくなった場合であっても、アルコール濃度Etに依らず、より適切な空燃比制御が行われ得る。よって、エミッションを良好な値に維持することができる。   From this point of view, the sixth control device decreases the rich correction amount (K3 · daf) as the alcohol concentration Et is higher by the processing in step 2520 and step 2530. As a result, even when the degree of non-uniformity (imbalance ratio) of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio including the high intake air amount region becomes large, more appropriate air-fuel ratio control is performed regardless of the alcohol concentration Et. Can be done. Therefore, the emission can be maintained at a good value.

以上、説明したように、第6制御装置は、
前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し(図21のステップ2130乃至ステップ2150を参照。)、前記補正により得られた補正後値RIMBcに基いて前記空燃比不均衡指標値(即ち、補正後の空燃比不均衡指標値である指標学習値RIMBgaku)を取得する空燃比不均衡指標値取得手段(図21のルーチンを参照。)と、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比がより小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正する指示燃料噴射量決定手段(図25のステップ2510及びステップ2530を参照。)と、を備える。
As described above, the sixth control device
The alcohol concentration of the fuel is acquired, and the basic parameter correlation value is corrected based on the acquired alcohol concentration (see Step 2130 to Step 2150 in FIG. 21), and the corrected value obtained by the correction is obtained. Air-fuel ratio imbalance index value acquisition means for acquiring the air-fuel ratio imbalance index value (that is, the index learned value RIMBgaku which is the corrected air-fuel ratio imbalance index value) based on RIMBc (see the routine of FIG. 21). When,
Instructed fuel injection amount determining means (step 2510 in FIG. 25) for increasing and correcting the indicated fuel injection amount so that the indicated air-fuel ratio determined by the indicated fuel injection amount becomes smaller as the acquired air-fuel ratio imbalance index value becomes larger. And step 2530).

更に、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値(基本空燃比不均衡指標値RIMBb)を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値(RIMBc)に基いて前記補正後の空燃比不均衡指標値(指標学習値RIMBgaku)を取得するように構成されている(図21のステップ2110乃至ステップ2150を参照。)。
Further, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means includes:
The basic parameter correlation value (basic air-fuel ratio imbalance index value RIMBb) is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and the correction The corrected air-fuel ratio imbalance index value (index learned value RIMBgaku) is acquired based on the corrected value (RIMBc) obtained by the above (see Step 2110 to Step 2150 in FIG. 21). ).

加えて、前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値(指標学習値RIMBgaku)が大きいほど前記目標空燃比がより小さくなるように前記目標空燃比を変更することにより前記指示燃料噴射量を増大補正するように構成されている(図25のステップ2510及びステップ2530を参照。)。
In addition, the indicated fuel injection amount determination means includes
The indicated fuel injection amount is increased and corrected by changing the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio becomes smaller as the acquired air-fuel ratio imbalance index value (index learned value RIMBgaku) becomes larger. (See Step 2510 and Step 2530 in FIG. 25).

更に、前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記燃料のアルコール濃度が高いほど「理論空燃比stoich以下の範囲において前記目標空燃比が大きくなるように」、前記目標空燃比を変更するように構成されている(図25のステップ2520及びステップ2530を参照。)。
Further, the indicated fuel injection amount determining means includes
The higher the alcohol concentration of the fuel, the more the target air-fuel ratio is changed so that the target air-fuel ratio becomes larger in the range below the stoichiometric air-fuel ratio stoich (steps 2520 and 2530 in FIG. 25). See).

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態に係る制御装置(以下、単に「第7制御装置」と称呼する。)について説明する。第7制御装置は、上流側触媒43の温度(触媒温度TempCCRO)を、例えば、吸入空気量又は負荷、及び、機関回転速度等の機関運転状態パラメータに基いて推定し、その推定した触媒温度TempCCROに基いて「触媒過熱防止用燃料増量制御、及び、触媒加熱防止用フューエルカット禁止制御」を行う。更に、第7制御装置は、触媒温度TempCCROを推定する際、アルコール濃度Etを考慮する。その他の点は第6制御装置と同様である。
<Seventh embodiment>
Next, a control device according to a seventh embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “seventh control device”) will be described. The seventh control device estimates the temperature of the upstream catalyst 43 (catalyst temperature TempCCRO) based on the engine operating state parameters such as the intake air amount or load and the engine speed, for example, and the estimated catalyst temperature TempCCRO Based on the above, "fuel increase control for catalyst overheating prevention and fuel cut inhibition control for catalyst heating prevention" is performed. Further, the seventh controller considers the alcohol concentration Et when estimating the catalyst temperature TempCCRO. Other points are the same as in the sixth control device.

(実際の作動)
第7制御装置のCPUは、図10乃至図14、及び図21に示したルーチンを第6制御装置のCPUと同様に実行する。更に、第7制御装置のCPUは、図26乃至図28に示したルーチンのそれぞれを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。
(Actual operation)
The CPU of the seventh control device executes the routines shown in FIGS. 10 to 14 and FIG. 21 in the same manner as the CPU of the sixth control device. Further, the CPU of the seventh control device repeatedly executes each of the routines shown in FIGS. 26 to 28 every elapse of a predetermined time.

従って、所定のタイミングになると、CPUは図26のステップ2600から処理を開始し、以下に述べるステップ2610乃至ステップ2650の処理を順に行い、ステップ2695に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU starts processing from step 2600 in FIG. 26, sequentially performs the processing from step 2610 to step 2650 described below, proceeds to step 2695, and once ends this routine.

ステップ2610:CPUは、機関運転状態を表す「吸入空気量Ga(又は、負荷KL)及び機関回転速度NE」の機関運転状態パラメータに基いて排気温度Texを推定する。即ち、CPUは吸入空気量Ga及び機関回転速度NEをルックアップテーブルMapTex(Ga,NE)に適用することによって、排気温度Texを取得する。   Step 2610: The CPU estimates the exhaust gas temperature Tex based on the engine operation state parameter of “intake air amount Ga (or load KL) and engine rotation speed NE” representing the engine operation state. That is, the CPU obtains the exhaust temperature Tex by applying the intake air amount Ga and the engine rotational speed NE to the look-up table MapTex (Ga, NE).

ステップ2620:CPUは、排気温度Texに基いて補正前触媒温度Tcbを取得する。より具体的に述べると、CPUは下記の(26)式に基いて補正前触媒温度Tcbを算出する。補正前触媒温度Tcbは、排気温度Texに一次遅れ処理を施した値である。(26)式の左辺のTcb(n)は更新後の補正前触媒温度Tcbであり、右辺のTcb(n−1)は更新前の補正前触媒温度Tcbである。(26)式における「b」は0より大きく1より小さい定数である。なお、CPUは他の計算式(一次遅れフィルタ処理)に則って、排気温度Texに基いて補正前触媒温度Tcbを取得してもよい。

Tcb(n)=b・Tex+(1−b)・Tcb(n−1) …(26)
Step 2620: The CPU acquires a pre-correction catalyst temperature Tcb based on the exhaust gas temperature Tex. More specifically, the CPU calculates the pre-correction catalyst temperature Tcb based on the following equation (26). The pre-correction catalyst temperature Tcb is a value obtained by performing a first-order lag process on the exhaust gas temperature Tex. Tcb (n) on the left side of equation (26) is the pre-correction catalyst temperature Tcb after update, and Tcb (n-1) on the right side is the pre-correction catalyst temperature Tcb before update. “B” in the equation (26) is a constant larger than 0 and smaller than 1. The CPU may acquire the pre-correction catalyst temperature Tcb based on the exhaust gas temperature Tex according to another calculation formula (first-order lag filter processing).

Tcb (n) = b · Tex + (1−b) · Tcb (n−1) (26)

ステップ2630:CPUは指標学習値RIMBgakuをルックアップテーブルMapKtc1(RIMBgaku)に適用することにより、第1触媒温度補正係数Ktc1を取得する。このテーブルMapKtc1(RIMBgaku)によれば、第1触媒温度補正係数Ktc1は指標学習値RIMBgakuが大きくなるほど(「1」以上の範囲において)次第に大きくなるように決定される。もちろん、CPUは指標学習値RIMBgakuを変数とする関数により第1触媒温度補正係数Ktc1を算出してもよい。   Step 2630: The CPU obtains the first catalyst temperature correction coefficient Ktc1 by applying the index learning value RIMBgaku to the lookup table MapKtc1 (RIMBgaku). According to this table MapKtc1 (RIMBgaku), the first catalyst temperature correction coefficient Ktc1 is determined so as to gradually increase as the index learning value RIMBgaku increases (in the range of “1” or more). Of course, the CPU may calculate the first catalyst temperature correction coefficient Ktc1 by a function having the index learning value RIMBgaku as a variable.

ステップ2640:CPUは、アルコール濃度(エタノール濃度)EtをルックアップテーブルMapKtc2(Et)に適用することにより、第2触媒温度補正係数Ktc2を取得する。このテーブルMapKtc2(Et)によれば、第2触媒温度補正係数Ktc2はアルコール濃度Etが高くなるほど(「1」以下の範囲において)次第に小さくなるように決定される。もちろん、CPUはアルコール濃度Etを変数とする関数により第2触媒温度補正係数Ktc2を算出してもよい。   Step 2640: The CPU obtains the second catalyst temperature correction coefficient Ktc2 by applying the alcohol concentration (ethanol concentration) Et to the lookup table MapKtc2 (Et). According to this table MapKtc2 (Et), the second catalyst temperature correction coefficient Ktc2 is determined so as to gradually decrease as the alcohol concentration Et increases (in the range of “1” or less). Of course, the CPU may calculate the second catalyst temperature correction coefficient Ktc2 by a function having the alcohol concentration Et as a variable.

ステップ2650:CPUは、補正前触媒温度Tcbを「第1触媒温度補正係数Ktc1及び第2触媒温度補正係数Ktc2」に基いて補正することにより、補正後の触媒温度TempCCROを取得する。より具体的に述べると、CPUは下記の(27)式に従って、補正前触媒温度Tcbに「第1触媒温度補正係数Ktc1と第2触媒温度補正係数Ktc2との積」を乗じることによって触媒温度TempCCROを算出する。

TempCCRO=Ktc1・Ktc2・Tcb …(27)
Step 2650: The CPU obtains the corrected catalyst temperature TempCCRO by correcting the pre-correction catalyst temperature Tcb based on the “first catalyst temperature correction coefficient Ktc1 and second catalyst temperature correction coefficient Ktc2”. More specifically, the CPU multiplies the catalyst temperature TempCCRO by multiplying the pre-correction catalyst temperature Tcb by the “product of the first catalyst temperature correction coefficient Ktc1 and the second catalyst temperature correction coefficient Ktc2” according to the following equation (27). Is calculated.

TempCCRO = Ktc1 / Ktc2 / Tcb (27)

以上、説明したように、補正前触媒温度Tcbは、第1触媒温度補正係数Ktc1に基いて、指標学習値RIMBgakuが大きくなるほど、即ち、気筒別空燃比の不均一性の程度(インバランス割合)が大きくなるほど、高くなるように補正される。これは、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合、触媒43にはリッチな空燃比とリーンな空燃比とが短い周期にて交互に流入するため、触媒43における酸化還元反応が頻繁に繰り返され、その結果、触媒43の温度が速やかに上昇するからである。この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度に関らず、触媒温度TempCCROが精度良く推定される。   As described above, the pre-correction catalyst temperature Tcb is based on the first catalyst temperature correction coefficient Ktc1, and as the index learning value RIMBgaku increases, that is, the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio by cylinder (imbalance ratio). As the value increases, the correction is made to increase. This is because when the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is large, the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio alternately flow into the catalyst 43 in a short cycle, so that the oxidation-reduction reaction in the catalyst 43 frequently occurs. This is because, as a result, the temperature of the catalyst 43 rises quickly. As a result, the catalyst temperature TempCCRO is accurately estimated regardless of the degree of non-uniformity of the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio.

更に、補正前触媒温度Tcbは、第2触媒温度補正係数Ktc2に基いて、アルコール濃度Etが高くなるほど、低くなるように補正される。これは、アルコール濃度Etが高いほど燃焼温度が低下するため、排ガス温度が低くなるので、結果として、触媒43の温度も低くなるからである。この結果、アルコール濃度Etに関らず、触媒温度TempCCROが精度良く推定される。   Further, the pre-correction catalyst temperature Tcb is corrected so as to decrease as the alcohol concentration Et increases, based on the second catalyst temperature correction coefficient Ktc2. This is because the higher the alcohol concentration Et, the lower the combustion temperature and the lower the exhaust gas temperature. As a result, the temperature of the catalyst 43 also decreases. As a result, the catalyst temperature TempCCRO is accurately estimated regardless of the alcohol concentration Et.

更に、所定のタイミングになると、CPUは図27のステップ2700から処理を開始してステップ2510に進み、指標学習値RIMBgakuと吸入空気量Gaとに基いて目標空燃比補正量dafを取得する。この処理は図25のステップ2510の処理と同じである。   Further, at a predetermined timing, the CPU starts the process from step 2700 in FIG. 27 and proceeds to step 2510 to acquire the target air-fuel ratio correction amount daf based on the index learned value RIMBgaku and the intake air amount Ga. This process is the same as the process of step 2510 in FIG.

次に、CPUはステップ2520に進み、アルコール濃度Etに基いてアルコール濃度補正値(第3補正係数)K3を取得する。この処理は図25のステップ2520の処理と同じである。   Next, the CPU proceeds to step 2520 to acquire an alcohol concentration correction value (third correction coefficient) K3 based on the alcohol concentration Et. This process is the same as the process of step 2520 in FIG.

次に、CPUはステップ2710に進み、図26のステップ2650にて推定されている補正後の触媒温度TempCCROが過熱防止閾値温度TCth以下であるか否かを判定する。このとき、触媒温度TempCCROが過熱防止閾値温度TCth以下であると、CPUはステップ2710にて「Yes」と判定してステップ2530に進み、「基準空燃比である理論空燃比stoich」から「目標空燃比補正量dafとアルコール濃度補正値K3との積(K3・daf)」を減じた値を、目標空燃比abyfrとして採用する。この処理は図25のステップ2530の処理と同じである。その後、CPUはステップ2795に進み、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 2710 to determine whether or not the corrected catalyst temperature TempCCRO estimated in step 2650 of FIG. 26 is equal to or lower than the overheat prevention threshold temperature TCth. At this time, if the catalyst temperature TempCCRO is equal to or lower than the overheat prevention threshold temperature TCth, the CPU makes a “Yes” determination at step 2710 to proceed to step 2530, from “the stoichiometric air-fuel ratio stoich that is the reference air-fuel ratio” to “target air A value obtained by subtracting the product of the fuel ratio correction amount daf and the alcohol concentration correction value K3 (K3 · daf) is adopted as the target air-fuel ratio abyfr. This process is the same as the process of step 2530 in FIG. Thereafter, the CPU proceeds to step 2795 to end the present routine tentatively.

これに対し、触媒温度TempCCROが過熱防止閾値温度TCthよりも高いと、CPUはステップ2710にて「No」と判定してステップ2720に進み、目標空燃比abyfrを、理論空燃比stoichから正の所定値Cを減じた値(stoich−C>0)に設定する。値stoich−Cは、理論空燃比stoichよりも小さく、触媒43の温度を低下させることができる値に設定されている。更に、値stoich−Cは、値stoich−K3・dafの最小値以下の値に設定されている。   On the other hand, when the catalyst temperature TempCCRO is higher than the overheat prevention threshold temperature TCth, the CPU makes a “No” determination at step 2710 to proceed to step 2720 to set the target air-fuel ratio abyfr to a positive predetermined value from the stoichiometric air-fuel ratio stoich. A value obtained by subtracting the value C (stoich−C> 0) is set. The value stoich-C is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio stoich, and is set to a value that can lower the temperature of the catalyst 43. Further, the value stoich-C is set to a value equal to or smaller than the minimum value of the value stoich-K3 · daf.

以上の処理により目標空燃比abyfrが決定される。この処理によれば、より精度良く推定された触媒温度TempCCROが過熱防止閾値温度TCthよりも高い場合、目標空燃比abyfrがリッチな空燃比(理論空燃比stoichよりも小さい空燃比)stoich−Cに設定される。従って、触媒43の過熱を無駄な燃料を消費することなく且つ確実に回避することができる。   The target air-fuel ratio abyfr is determined by the above processing. According to this processing, when the catalyst temperature TempCCRO estimated more accurately is higher than the overheat prevention threshold temperature TCth, the target air-fuel ratio abyfr is rich (the air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio stoich) stoich-C. Is set. Therefore, overheating of the catalyst 43 can be avoided reliably without consuming unnecessary fuel.

更に、所定のタイミングになると、CPUは図28のルーチンの処理をステップ2800から開始する。このルーチンにより、フューエルカットフラグXFCの値が設定される。CPUはステップ2810に進むと、フューエルカットフラグXFCの値が「0」であるか否かを判定する。   Further, at a predetermined timing, the CPU starts the processing of the routine of FIG. By this routine, the value of the fuel cut flag XFC is set. When the CPU proceeds to step 2810, the CPU determines whether or not the value of the fuel cut flag XFC is “0”.

いま、フューエルカットフラグXFCの値は「0」であり、フューエルカット制御(燃料噴射停止制御)が実行されていないと仮定する。この場合、CPUはステップ2810にて「Yes」と判定してステップ2820に進み、スロットル弁開度TAが「0」であるか否かを判定する。スロットル弁開度TAが「0」でなければ、CPUはステップ2820にて「No」と判定し、ステップ2895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, it is assumed that the value of the fuel cut flag XFC is “0” and the fuel cut control (fuel injection stop control) is not executed. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 2810 to proceed to step 2820 to determine whether or not the throttle valve opening degree TA is “0”. If the throttle valve opening degree TA is not “0”, the CPU makes a “No” determination at step 2820 to directly proceed to step 2895 to end the present routine tentatively.

スロットル弁開度TAが「0」であると、CPUはステップ2820にて「Yes」と判定してステップ2830に進み、機関回転速度NEがフューエルカット開始回転速度閾値NEFC以上であるか否かを判定する。このとき、機関回転速度NEがフューエルカット開始回転速度閾値NEFC未満であると、CPUはステップ2830にて「No」と判定し、ステップ2895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。   If the throttle valve opening degree TA is “0”, the CPU makes a “Yes” determination at step 2820 to proceed to step 2830 to determine whether the engine speed NE is equal to or higher than the fuel cut start speed threshold value NEFC. judge. At this time, if the engine rotational speed NE is less than the fuel cut start rotational speed threshold value NEFC, the CPU makes a “No” determination at step 2830 to directly proceed to step 2895 to end the present routine tentatively.

これに対し、機関回転速度NEがフューエルカット開始回転速度閾値NEFC以上であると、フューエルカット条件が成立していることになる。そこで、CPUはステップ2830にて「Yes」と判定してステップ2840に進み、図26のステップ2650にて推定されている触媒温度TempCCROがフューエルカット禁止温度TFCth以下であるか否かを判定する。このとき、触媒温度TempCCROがフューエルカット禁止温度TFCthよりも高いと、CPUはステップ2840にて「No」と判定し、ステップ2895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、フューエルカットフラグXFCの値は「0」に維持される(「1」に変更されない)ので、フューエルカット制御の実行が禁止される。   On the other hand, if the engine rotational speed NE is equal to or higher than the fuel cut start rotational speed threshold NEFC, the fuel cut condition is satisfied. Therefore, the CPU makes a “Yes” determination at step 2830 to proceed to step 2840 to determine whether or not the catalyst temperature TempCCRO estimated at step 2650 in FIG. 26 is equal to or lower than the fuel cut prohibition temperature TFCth. At this time, if the catalyst temperature TempCCRO is higher than the fuel cut prohibition temperature TFCth, the CPU makes a “No” determination at step 2840 to directly proceed to step 2895 to end the present routine tentatively. Accordingly, since the value of the fuel cut flag XFC is maintained at “0” (not changed to “1”), execution of the fuel cut control is prohibited.

これに対し、触媒温度TempCCROがフューエルカット禁止温度TFCth以下であれば、CPUはステップ2840にて「Yes」と判定してステップ2850に進み、フューエルカットフラグXFCの値を「1」に設定する。この結果、CPUは図10のステップ1010にて「Yes」と判定してステップ1095に直接進む。従って、ステップ1060が実行されないので、燃料噴射が停止(フューエルカットが実行)される。   On the other hand, if the catalyst temperature TempCCRO is equal to or lower than the fuel cut prohibition temperature TFCth, the CPU makes a “Yes” determination at step 2840 to proceed to step 2850 to set the value of the fuel cut flag XFC to “1”. As a result, the CPU makes a “Yes” determination at step 1010 in FIG. 10 to directly proceed to step 1095. Therefore, since step 1060 is not executed, fuel injection is stopped (fuel cut is executed).

フューエルカットフラグXFCの値が「1」に設定された状態において、CPUがステップ2810に進むと、CPUはそのステップ2810にて「No」と判定してステップ2860に進み、スロットル弁TAが「0」より大きいか否かを判定する。このとき、スロットル弁TAが「0」より大きいと、CPUはステップ2860にて「Yes」と判定してステップ2870に進み、フューエルカットフラグXFCの値を「0」に設定する。この結果、フューエルカット制御が終了し、燃料噴射が再び開始される。   When the CPU proceeds to step 2810 in a state where the value of the fuel cut flag XFC is set to “1”, the CPU makes a “No” determination at step 2810 to proceed to step 2860, and the throttle valve TA is set to “0”. It is determined whether it is larger than ". At this time, if the throttle valve TA is greater than “0”, the CPU makes a “Yes” determination at step 2860 to proceed to step 2870 to set the value of the fuel cut flag XFC to “0”. As a result, the fuel cut control ends and fuel injection starts again.

一方、スロットル弁開度TAが「0」である場合、CPUはステップ2860にて「No」と判定してステップ2880に進み、機関回転速度NEがフューエルカット終了回転速度閾値NERTthよりも低いか否かを判定する。フューエルカット終了回転速度閾値NERTthは、フューエルカット開始回転速度閾値NEFCよりも小さい。   On the other hand, if the throttle valve opening degree TA is “0”, the CPU makes a “No” determination at step 2860 to proceed to step 2880 to determine whether the engine rotational speed NE is lower than the fuel cut end rotational speed threshold NERTth. Determine whether. The fuel cut end rotational speed threshold value NERTth is smaller than the fuel cut start rotational speed threshold value NEFC.

このとき、機関回転速度NEがフューエルカット終了回転速度閾値NERTthよりも低いと、CPUはステップ2880にて「Yes」と判定してステップ2870に進み、フューエルカットフラグXFCの値を「0」に設定する。この結果、フューエルカット制御が終了し、燃料噴射が再び開始される。   At this time, if the engine rotational speed NE is lower than the fuel cut end rotational speed threshold NERTth, the CPU makes a “Yes” determination at step 2880 to proceed to step 2870 to set the value of the fuel cut flag XFC to “0”. To do. As a result, the fuel cut control ends and fuel injection starts again.

これに対し、機関回転速度NEがフューエルカット終了回転速度閾値NERTth以上であると、CPUはステップ2880にて「No」と判定してステップ2895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、フューエルカットフラグXFCの値は「1」に維持されるので、フューエルカット制御が継続される。   On the other hand, if the engine rotational speed NE is equal to or higher than the fuel cut end rotational speed threshold NERTth, the CPU makes a “No” determination at step 2880 to directly proceed to step 2895 to end the present routine tentatively. As a result, the value of the fuel cut flag XFC is maintained at “1”, so that the fuel cut control is continued.

以上、説明したように、第7制御装置は、
前記機関の運転状態に基いて三元触媒43の温度である触媒温度を推定する触媒温度推定手段(図26を参照。)と、前記指示燃料噴射量決定手段と、を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記触媒温度推定手段は、
取得された空燃比不均衡指標値(指標学習値RIMBgaku)が大きいほど前記推定される触媒温度TempCCROが高くなるように触媒温度TempCCROを推定するように構成され(図26のステップ2630及びステップ2650を参照。)、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記推定された触媒温度TempCCROが所定閾値温度(TCth、TFCth)よりも高い場合、前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正するか(図27のステップ2720及び図10のステップ1040等を参照。)、又は、所定のフューエルカット条件が成立した場合(図28のステップ2820及びステップ2830の両ステップにおける「Yes」との判定を参照。)に実行される燃料噴射停止制御の実行を禁止する(図28のステップ2840における「No」との判定を参照。)。
As described above, the seventh control device
Fuel injection of an internal combustion engine comprising catalyst temperature estimation means (see FIG. 26) for estimating a catalyst temperature that is the temperature of the three-way catalyst 43 based on the operating state of the engine, and the indicated fuel injection amount determination means A quantity control device,
The catalyst temperature estimating means includes
The catalyst temperature TempCCRO is estimated so that the estimated catalyst temperature TempCCRO increases as the acquired air-fuel ratio imbalance index value (index learning value RIMBgaku) increases (steps 2630 and 2650 in FIG. 26 are performed). reference.),
The indicated fuel injection amount determining means includes
When the estimated catalyst temperature TempCCRO is higher than a predetermined threshold temperature (TCth, TFCth), the commanded fuel injection amount is increased and corrected so that the commanded air-fuel ratio determined by the commanded fuel injection amount becomes smaller than the theoretical air-fuel ratio. (Refer to step 2720 in FIG. 27, step 1040 in FIG. 10, etc.) or when a predetermined fuel cut condition is satisfied (determining “Yes” in both steps 2820 and 2830 in FIG. 28). (Refer to “No” in Step 2840 of FIG. 28).

従って、触媒43の過熱を回避しながら、無駄に燃料を消費することを回避することができる。   Therefore, it is possible to avoid wasteful consumption of fuel while avoiding overheating of the catalyst 43.

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置は、「アルコール濃度及び/又は気筒別空燃比の不均一性の程度」が大きくなることによって発生するリーン誤制御をできるだけ発生しないようにすることができる。従って、排ガスの空燃比を目標空燃比に近づけることができるので、NOx等の排出物の量を低減することができる。   As described above, the fuel injection amount control apparatus for an internal combustion engine according to each embodiment of the present invention is a lean engine that is generated when the “degree of alcohol concentration and / or the non-uniformity of the air-fuel ratio of each cylinder” increases. It is possible to prevent erroneous control as much as possible. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be brought close to the target air-fuel ratio, so that the amount of emissions such as NOx can be reduced.

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、各実施形態の空燃比不均衡指標値取得手段は、空燃比不均衡指標値RIMBを、次に述べるように取得してもよい。なお、以下において値Xに相関する値とは、例えば、所定期間(例えば、単位燃焼サイクル期間又は単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間)において取得された複数の値Xの絶対値の平均値、及び、所定期間の値Xの最大値と最小値との差等、値Xに応じて変化する値を意味する。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition unit of each embodiment may acquire the air-fuel ratio imbalance index value RIMB as described below. In the following, the value correlated with the value X is, for example, an average value of absolute values of a plurality of values X acquired in a predetermined period (for example, a unit combustion cycle period or a period that is a natural number times the unit combustion cycle period) , And a value that varies according to the value X, such as a difference between the maximum value and the minimum value of the value X during a predetermined period.

(A)前記空燃比不均衡指標値取得手段は、空燃比不均衡指標値RIMBとして、上流側空燃比センサ56が配設された位置を通過する排ガスの空燃比の変動(変動幅)が大きくなるほど大きくなる値を取得するように構成され得る。 (A) The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means has a large fluctuation (variation width) of the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the position where the upstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed as the air-fuel ratio imbalance index value RIMB. It can be configured to obtain a value that increases.

より具体的に述べると、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfs(出力値Vabyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の時間についての微分値d(Vabyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfs(検出空燃比abyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の時間についての微分値d(abyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d2(Vabyfs)/dt2、及び、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d2(abyfs)/dt2
のうちの一つに応じた値を基本パラメータとして取得するとともに、同取得した基本パラメータに相関する値に基づいて空燃比不均衡指標値RIMBを取得するように構成され得る。
More specifically, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Differential value d (Vabyfs) / dt with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor (including a value obtained by performing high-pass filtering on the output value Vabyfs),
A differential value d (abyfs) / dt with respect to time of the detected air-fuel ratio abyfs (including a value obtained by subjecting the detected air-fuel ratio abyfs to high-pass filtering) acquired based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
Second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor, and
Second-order differential value d 2 (abyfs) / dt 2 with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs obtained based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
A value corresponding to one of the basic parameters is acquired as a basic parameter, and the air-fuel ratio imbalance index value RIMB is acquired based on a value correlated with the acquired basic parameter.

なお、出力値Vabyfsと検出空燃比abyfsとは実質的に比例関係にあるので(図5を参照。)、二階微分値d2(Vabyfs)/dt2は、検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d2(abyfs)/dt2と同様の傾向を示す。従って、二階微分値d2(Vabyfs)/dt2は、気筒別空燃比差が小さい場合には図8の(D)の破線C5に示したように相対的に小さい値となり、気筒別空燃比差が大きい場合には図8の(D)の実線C6に示したように相対的に大きい値となる。 Since the output value Vabyfs and the detected air-fuel ratio abyfs are substantially proportional to each other (see FIG. 5), the second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 is the second order with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs. The same tendency as the differential value d 2 (abyfs) / dt 2 is shown. Therefore, the second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 becomes a relatively small value as shown by the broken line C5 in FIG. 8D when the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference is small. When the difference is large, the value is relatively large as indicated by a solid line C6 in FIG.

なお、二階微分値d2(Vabyfs)/dt2は、現時点の出力値Vabyfsから一定のサンプリング時間前の出力値Vabyfsを減じることにより「一定のサンプリング時間毎の微分値d(Vabyfs)/dt」を求め、「新たに求められた微分値d(Vabyfs)/dt」から「一定のサンプリング時間前の微分値d(Vabyfs)/dt」を減じることにより求めることができる。また、二階微分値d2(abyfs)/dt2は、図15のステップ1520において得られた検出空燃比変化率ΔAFから、一定のサンプリング時間前に得られた検出空燃比変化率ΔAFを減じることにより求めることができる。 The second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 is obtained by subtracting the output value Vabyfs before a certain sampling time from the current output value Vabyfs to obtain a `` differential value d (Vabyfs) / dt at a certain sampling time '' Can be obtained by subtracting “differential value d (Vabyfs) / dt before a certain sampling time” from “newly obtained differential value d (Vabyfs) / dt”. Further, the second order differential value d 2 (abyfs) / dt 2 is obtained by subtracting the detected air-fuel ratio change rate ΔAF obtained before a certain sampling time from the detected air-fuel ratio change rate ΔAF obtained in step 1520 of FIG. It can ask for.

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
出力値Vabyfs(出力値Vabyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の所定期間(例えば、単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間)における最大値と最小値との差ΔXに相関する値、又は、出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfs(検出空燃比abyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の所定期間における最大値と最小値との差ΔYに相関する値を、空燃比不均衡指標値RIMBとして取得するように構成され得る。図8の(B)に示した実線C2及び破線C1から明らかなように、この差ΔY(ΔYの絶対値)は、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。従って、差ΔX(ΔXの絶対値)は、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
A value that correlates with a difference ΔX between a maximum value and a minimum value in a predetermined period (for example, a period that is a natural number times the unit combustion cycle period) of the output value Vabyfs (including a value obtained by performing high-pass filtering on the output value Vabyfs), or The value correlated with the difference ΔY between the maximum value and the minimum value in a predetermined period of the detected air-fuel ratio abyfs (including the value obtained by subjecting the detected air-fuel ratio abyfs to high-pass filtering) represented by the output value Vabyfs is an air-fuel ratio imbalance index value It may be configured to obtain as a RIMB. As is apparent from the solid line C2 and the broken line C1 shown in FIG. 8B, the difference ΔY (the absolute value of ΔY) increases as the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference increases. Therefore, the difference ΔX (the absolute value of ΔX) increases as the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio difference increases.

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
空燃比不均衡指標値RIMBとして、出力値Vabyfs(出力値Vabyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の所定期間(例えば、単位燃焼サイクル期間)おける軌跡長に相関する値、又は、出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfs(検出空燃比abyfsをハイパスフィルタ処理した値を含む)の前記所定期間における軌跡長に相関する値を取得するように構成され得る。これらの軌跡長は、図8の(B)からも明らかなように、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
As the air-fuel ratio imbalance index value RIMB, a value correlated with a locus length in a predetermined period (for example, a unit combustion cycle period) of the output value Vabyfs (including a value obtained by subjecting the output value Vabyfs to high-pass filtering), or by the output value Vabyfs The detected air-fuel ratio abyfs (including a value obtained by subjecting the detected air-fuel ratio abyfs to high-pass filtering) may be configured to acquire a value that correlates with the trajectory length in the predetermined period. As is apparent from FIG. 8B, these trajectory lengths increase as the air-fuel ratio difference for each cylinder increases.

更に、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、各気筒の発生するトルクが大きく相違する。従って、機関10の回転変動が大きくなる。そこで、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、前記機関10の回転速度の変動が大きくなるほど大きくなる値を前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成されてもよい。   Further, the greater the degree of non-uniformity of the air-fuel ratio for each cylinder, the greater the difference in torque generated by each cylinder. Therefore, the rotational fluctuation of the engine 10 becomes large. Therefore, the air-fuel ratio imbalance index value acquisition means may be configured to acquire a value that increases as the fluctuation in the rotational speed of the engine 10 increases as the air-fuel ratio imbalance index value.

更に、上記各制御装置は、V型エンジンにも適用することができる。その場合、V型エンジンは右バンクに属する2以上の気筒の排気集合部よりも下流に右バンク上流側触媒を備える。更に、そのV型エンジンは、左バンクに属する2以上の気筒の排気集合部よりも下流に左バンク上流側触媒を備える。   Further, each of the above control devices can be applied to a V-type engine. In this case, the V-type engine includes a right bank upstream side catalyst downstream of the exhaust collecting portion of two or more cylinders belonging to the right bank. Further, the V-type engine includes a left bank upstream side catalyst downstream of an exhaust collecting portion of two or more cylinders belonging to the left bank.

加えて、そのV型エンジンは、右バンク上流側触媒の上流及び下流に右バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサをそれぞれ備え、左バンク上流側触媒の上流及び下流に左バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサをそれぞれ備えることができる。   In addition, the V-type engine includes an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor for the right bank upstream and downstream of the right bank upstream catalyst, respectively, and a left bank upstream and downstream of the left bank upstream catalyst. The upstream air-fuel ratio sensor and the downstream air-fuel ratio sensor can be provided.

各上流側空燃比センサは、上記空燃比センサ56と同様、各バンクの排気集合部と各バンクの上流側触媒との間に配設される。この場合、右バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行され、それとは独立して左バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行される。   Each upstream air-fuel ratio sensor, like the air-fuel ratio sensor 56, is disposed between the exhaust collection portion of each bank and the upstream catalyst of each bank. In this case, the main feedback control and the sub feedback control for the right bank are executed, and the main feedback control and the sub feedback control for the left bank are executed independently.

この場合、制御装置は、右バンク用の上流側空燃比センサの出力値に基いて右バンク用の空燃比不均衡指標値RIMBを求め、その空燃比不均衡指標値RIMBとアルコール濃度Etとに基いて、右バンク用の「サブフィードバック量のガード幅、サブFB学習値のガード幅、サブFB学習値の変化速度及び目標空燃比abyfr」を変更する。同様に、制御装置は、左バンク用の上流側空燃比センサの出力値に基いて左バンク用の空燃比不均衡指標値RIMBを求め、その空燃比不均衡指標値RIMBとアルコール濃度Etとに基いて、左バンク用の「サブフィードバック量のガード幅、サブFB学習値のガード幅、サブFB学習値の変化速度及び目標空燃比abyfr」を変更する。   In this case, the control device obtains an air-fuel ratio imbalance index value RIMB for the right bank based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor for the right bank, and uses the air-fuel ratio imbalance index value RIMB and the alcohol concentration Et. Based on this, the “sub feedback amount guard width, sub FB learning value guard width, sub FB learning value change rate, and target air-fuel ratio abyfr” for the right bank are changed. Similarly, the control device obtains the air-fuel ratio imbalance index value RIMB for the left bank based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor for the left bank, and uses the air-fuel ratio imbalance index value RIMB and the alcohol concentration Et. Based on this, the “sub feedback amount guard width, sub FB learning value guard width, sub FB learning value change rate, and target air-fuel ratio abyfr” for the left bank are changed.

10…内燃機関、21…燃焼室、33…燃料噴射弁、41…エキゾーストマニホールド、41b…集合部(排気集合部HK)、42…エキゾーストパイプ、43…上流側触媒(三元触媒)、56…上流側空燃比センサ、57…下流側空燃比センサ、70…電気制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 21 ... Combustion chamber, 33 ... Fuel injection valve, 41 ... Exhaust manifold, 41b ... Collecting part (exhaust collecting part HK), 42 ... Exhaust pipe, 43 ... Upstream catalyst (three-way catalyst), 56 ... Upstream air-fuel ratio sensor, 57... Downstream air-fuel ratio sensor, 70.

Claims (19)

多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部よりも下流側の位置に配設された三元触媒と、
前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される上流側空燃比センサと、
前記排気通路の前記三元触媒の下流側の位置に配設される下流側空燃比センサと、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値を所定の目標空燃比に相当する値に一致させるためのメインフィードバック量を前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側空燃比センサの出力値を所定の下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を少なくとも前記下流側空燃比センサの出力値と前記下流側目標値との偏差に応じた値を積分することにより得られる積分処理値に基いて算出するとともに、前記積分処理値又は前記サブフィードバック量に基いて前記サブフィードバック量の学習値を取得し且つ前記取得された学習値を所定のガード幅内に規制するサブフィードバック制御手段と、
複数の燃料噴射弁であって、それぞれが前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成された複数の燃料噴射弁と、
前記メインフィードバック量、前記サブフィードバック量及び前記学習値に基いて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である指示燃料噴射量を決定する指示燃料噴射量決定手段と、
前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を取得する空燃比不均衡指標値取得手段と、
前記燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
前記ガード幅を、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど大きくするとともに前記取得されたアルコール濃度が高いほど大きくする学習値ガード幅変更手段と、
を備えた燃料噴射量制御装置。
A three-way catalyst disposed at a position downstream of the exhaust collecting portion of the exhaust passage of the engine in which exhaust gases discharged from a plurality of cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine gather;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed at a position between the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the three-way catalyst;
A downstream air-fuel ratio sensor disposed at a position downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage;
A main feedback amount for making a value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio is a value corresponding to the detected air-fuel ratio. Main feedback control means for determining based on a value corresponding to the target air-fuel ratio;
Integrates a sub-feedback amount for matching the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with a predetermined downstream target value, at least according to the deviation between the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and the downstream target value And calculating a learning value of the sub feedback amount based on the integration processing value or the sub feedback amount, and obtaining the acquired learning value within a predetermined guard width. Sub-feedback control means to regulate to,
A plurality of fuel injection valves, each of which is configured to inject fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders;
An indication value of the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves by correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve based on the main feedback amount, the sub feedback amount and the learning value Indicated fuel injection amount determining means for determining the indicated fuel injection amount,
Injection instruction signal sending means for sending an injection instruction signal to the plurality of fuel injection valves so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection amount is injected from each of the plurality of fuel injection valves;
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising:
An air-fuel ratio imbalance index value that increases as the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of the air-fuel ratio of each cylinder, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders, is acquired Air-fuel ratio imbalance index value acquisition means;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration of the fuel;
Learning value guard width changing means for increasing the guard width as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases and increasing the acquired alcohol concentration;
A fuel injection amount control device.
請求項1に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記サブフィードバック制御手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記学習値の変化速度が大きくなり且つ前記取得されたアルコール濃度が高いほど前記学習値の変化速度が大きくなるように前記学習値の変化速度を変更するように構成された、
燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 1,
The sub feedback control means includes
The learning value change rate is set such that the greater the acquired air-fuel ratio imbalance index value, the greater the change rate of the learned value, and the higher the acquired alcohol concentration, the greater the change rate of the learned value. Configured to change,
Fuel injection amount control device.
請求項2に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記サブフィードバック制御手段は、
前記下流側空燃比センサの出力値と前記下流側目標値との偏差に応じた値として同偏差に所定のゲインを乗じた値を採用し、
前記取得された実際の空燃比不均衡指標値が大きいほど前記ゲインを大きい値に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度が高いほど前記ゲインを大きい値に設定する、ことにより前記学習値の変化速度を変更するように構成された、
燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 2,
The sub feedback control means includes
A value obtained by multiplying the deviation by a predetermined gain as a value according to the deviation between the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and the downstream target value,
The learning is performed by setting the gain to a larger value as the acquired actual air-fuel ratio imbalance index value is larger, and setting the gain to a larger value as the acquired actual alcohol concentration is higher. Configured to change the rate of change of the value,
Fuel injection amount control device.
請求項2に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記サブフィードバック制御手段は、
所定の学習間隔時間の経過毎に前記学習値を更新するとともに、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記学習間隔時間を短い時間に設定し、且つ、前記取得された実際のアルコール濃度が高いほど前記学習間隔時間を短い時間に設定する、ことにより前記学習値の変化速度を変更するように構成された、
燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 2,
The sub feedback control means includes
The learning value is updated every elapse of a predetermined learning interval time, the learning interval time is set to a shorter time as the acquired air-fuel ratio imbalance index value is larger, and the acquired actual alcohol The learning interval time is set to a shorter time as the concentration is higher, thereby changing the change rate of the learning value.
Fuel injection amount control device.
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の燃料噴射量制御装置であって、
前記検出空燃比に相当する値は前記検出空燃比そのものの値であり、
前記目標空燃比に相当する値は前記目標空燃比そのものの値であり、
前記機関の吸入空気量が大きいほど、且つ、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど、且つ、前記取得されたアルコール濃度が高いほど、前記目標空燃比を小さい空燃比に設定するか又は前記検出空燃比を大きい空燃比へと補正するリッチ化手段を備えた燃料噴射量制御装置。
A fuel injection amount control device according to any one of claims 1 to 4,
The value corresponding to the detected air-fuel ratio is the value of the detected air-fuel ratio itself,
The value corresponding to the target air-fuel ratio is the value of the target air-fuel ratio itself,
Whether the target air-fuel ratio is set to a smaller air-fuel ratio as the intake air amount of the engine is larger, the acquired air-fuel ratio imbalance index value is larger, and the acquired alcohol concentration is higher. Alternatively, a fuel injection amount control device comprising a rich means for correcting the detected air-fuel ratio to a large air-fuel ratio.
多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部よりも下流側の位置に配設された三元触媒と、
前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される上流側空燃比センサと、
前記排気通路の前記三元触媒の下流側の位置に配設される下流側空燃比センサと、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値を所定の目標空燃比に相当する値に一致させるためのメインフィードバック量を前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側空燃比センサの出力値を所定の下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を前記下流側空燃比センサの出力値に基いて算出するとともに、前記算出されたサブフィードバック量を所定のガード幅内に規制することによりサブフィードバック量を決定するサブフィードバック制御手段と、
複数の燃料噴射弁であって、それぞれが前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成された複数の燃料噴射弁と、
前記メインフィードバック量及び前記サブフィードバック量に基いて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である指示燃料噴射量を決定する指示燃料噴射量決定手段と、
前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を取得する空燃比不均衡指標値取得手段と、
前記燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
前記ガード幅を、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど大きくするとともに前記取得されたアルコール濃度が高いほど大きくするサブフィードバック量ガード幅変更手段と、
を備えた燃料噴射量制御装置。
A three-way catalyst disposed at a position downstream of the exhaust collecting portion of the exhaust passage of the engine in which exhaust gases discharged from a plurality of cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine gather;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed at a position between the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the three-way catalyst;
A downstream air-fuel ratio sensor disposed at a position downstream of the three-way catalyst in the exhaust passage;
A main feedback amount for making a value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio is a value corresponding to the detected air-fuel ratio. Main feedback control means for determining based on a value corresponding to the target air-fuel ratio;
A sub-feedback amount for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with a predetermined downstream target value is calculated based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor, and the calculated sub-feedback amount is predetermined. Sub-feedback control means for determining a sub-feedback amount by regulating within the guard width of
A plurality of fuel injection valves, each of which is configured to inject fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders;
An indication fuel that is an indication value of the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves by correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve based on the main feedback amount and the sub feedback amount Instructed fuel injection amount determining means for determining an injection amount;
Injection instruction signal sending means for sending an injection instruction signal to the plurality of fuel injection valves so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection amount is injected from each of the plurality of fuel injection valves;
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising:
An air-fuel ratio imbalance index value that increases as the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of the air-fuel ratio of each cylinder, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders, is acquired Air-fuel ratio imbalance index value acquisition means;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring the alcohol concentration of the fuel;
Sub feedback amount guard width changing means for increasing the guard width as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases and increasing the acquired alcohol concentration;
A fuel injection amount control device.
請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサが配設された位置を通過する前記排ガスの空燃比の変動が大きいほど大きくなる基本パラメータを前記上流側空燃比センサの出力値に基づいて取得するとともに、前記基本パラメータに相関を有する値である基本パラメータ相関値に基づいて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to any one of claims 1 to 6,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, a basic parameter that increases as the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas that passes through the position where the upstream air-fuel ratio sensor is disposed is acquired. A fuel injection amount control device configured to acquire the air-fuel ratio imbalance index value based on a basic parameter correlation value that is a value having a correlation.
請求項7に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての微分値d(Vabyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfsの時間についての微分値d(abyfs)/dt、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d2(Vabyfs)/dt2、及び、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される前記検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d2(abyfs)/dt2
のうちの一つに応じた値を前記基本パラメータとして取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 7,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
Differential value d (Vabyfs) / dt with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor,
Differential value d (abyfs) / dt with respect to time of the detected air-fuel ratio abyfs obtained based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
Second-order differential value d 2 (Vabyfs) / dt 2 with respect to time of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor, and
Second-order differential value d 2 (abyfs) / dt 2 with respect to the time of the detected air-fuel ratio abyfs obtained based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor,
A fuel injection amount control device configured to acquire a value corresponding to one of the basic parameters as the basic parameter.
請求項7又は請求項8に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
In the fuel injection amount control device according to claim 7 or 8,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The basic parameter correlation value is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and based on a corrected value obtained by the correction. A fuel injection amount control device configured to acquire the air-fuel ratio imbalance index value.
請求項7乃至請求項9の何れか一項に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、この補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to any one of claims 7 to 9,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
A fuel injection amount control device configured to correct the basic parameter correlation value based on the acquired alcohol concentration and to acquire the air-fuel ratio imbalance index value based on a corrected value obtained by the correction. .
多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部よりも下流側の位置に配設された三元触媒と、
前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される上流側空燃比センサと、
複数の燃料噴射弁であって、それぞれが前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成された複数の燃料噴射弁と、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値を所定の目標空燃比に相当する値に一致させるためのメインフィードバック量を前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定するとともに、前記決定されたメインフィードバック量に基いて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である指示燃料噴射量を決定する指示燃料噴射量決定手段と、
前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段と、
前記上流側空燃比センサが配設された位置を通過する前記排ガスの空燃比の変動が大きいほど大きくなる基本パラメータを前記上流側空燃比センサの出力値に基づいて取得するとともに、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を前記基本パラメータに相関を有する値である基本パラメータ相関値に基づいて取得する空燃比不均衡指標値取得手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成され、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比がより小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正するように構成された燃料噴射量制御装置。
A three-way catalyst disposed at a position downstream of the exhaust collecting portion of the exhaust passage of the engine in which exhaust gases discharged from a plurality of cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine gather;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed at a position between the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the three-way catalyst;
A plurality of fuel injection valves, each of which is configured to inject fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders;
A main feedback amount for making a value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor coincide with a value corresponding to a predetermined target air-fuel ratio is a value corresponding to the detected air-fuel ratio. Each of the plurality of fuel injection valves is determined based on a value corresponding to the target air-fuel ratio, and by correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve based on the determined main feedback amount. Commanded fuel injection amount determining means for determining a commanded fuel injection amount that is a command value of the amount of fuel injected from
Injection instruction signal sending means for sending an injection instruction signal to the plurality of fuel injection valves so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection amount is injected from each of the plurality of fuel injection valves;
Based on an output value of the upstream air-fuel ratio sensor, a basic parameter that increases as a variation in the air-fuel ratio of the exhaust gas that passes through the position where the upstream air-fuel ratio sensor is disposed is acquired, and the plurality of cylinders The air-fuel ratio imbalance index value that increases as the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of the air-fuel ratio of each cylinder, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the combustion chambers, is correlated with the basic parameter. An air-fuel ratio imbalance index value obtaining means for obtaining based on a basic parameter correlation value which is a value having;
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising:
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The alcohol concentration of the fuel is acquired, the basic parameter correlation value is corrected based on the acquired alcohol concentration, and the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the corrected value obtained by the correction. Configured as
The indicated fuel injection amount determining means includes
A fuel injection amount control device configured to increase and correct the indicated fuel injection amount so that the indicated air-fuel ratio determined by the indicated fuel injection amount becomes smaller as the acquired air-fuel ratio imbalance index value becomes larger.
請求項11に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、この補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 11,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The basic parameter correlation value is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and based on a corrected value obtained by this correction. A fuel injection amount control device configured to acquire the air-fuel ratio imbalance index value.
請求項11又は請求項12に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記目標空燃比がより小さくなるように前記目標空燃比を変更することにより前記指示燃料噴射量を増大補正するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 11 or 12,
The indicated fuel injection amount determining means includes
Fuel injection amount control configured to increase and correct the indicated fuel injection amount by changing the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio becomes smaller as the acquired air-fuel ratio imbalance index value becomes larger apparatus.
請求項13に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記機関の吸入空気量が大きいほど前記目標空燃比がより小さくなるように前記目標空燃比を変更するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 13,
The indicated fuel injection amount determining means includes
A fuel injection amount control device configured to change the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio becomes smaller as the intake air amount of the engine becomes larger.
請求項13又は請求項14に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記燃料のアルコール濃度が高いほど前記目標空燃比が大きくなるように前記目標空燃比を変更するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 13 or 14,
The indicated fuel injection amount determining means includes
A fuel injection amount control device configured to change the target air-fuel ratio so that the target air-fuel ratio increases as the alcohol concentration of the fuel increases.
多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部よりも下流側の位置に配設された三元触媒と、
前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される上流側空燃比センサと、
複数の燃料噴射弁であって、それぞれが前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成された複数の燃料噴射弁と、
前記上流側空燃比センサの出力値に基いて取得される検出空燃比に相当する値を理論空燃比に対応する値に設定された目標空燃比に相当する値に一致させるためのメインフィードバック量を前記検出空燃比に相当する値と前記目標空燃比に相当する値とに基いて決定するとともに、前記決定されたメインフィードバック量に基いて前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である指示燃料噴射量を決定する指示燃料噴射量決定手段と、
前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段と、
前記上流側空燃比センサが配設された位置を通過する前記排ガスの空燃比の変動が大きいほど大きくなる基本パラメータを前記上流側空燃比センサの出力値に基づいて取得するとともに、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を前記基本パラメータに相関を有する値である基本パラメータ相関値に基づいて取得する空燃比不均衡指標値取得手段と、
前記機関の運転状態に基いて前記三元触媒の温度である触媒温度を推定する触媒温度推定手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記触媒温度推定手段は、
前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほど前記推定される触媒温度が高くなるように前記触媒温度を推定するように構成され、
前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記推定された触媒温度が所定閾値温度よりも高い場合、前記指示燃料噴射量により定まる指示空燃比が理論空燃比よりも小さくなるように前記指示燃料噴射量を増大補正するか、又は、所定のフューエルカット条件が成立した場合に実行される燃料噴射停止制御の実行を禁止する、ように構成された燃料噴射量制御装置。
A three-way catalyst disposed at a position downstream of the exhaust collecting portion of the exhaust passage of the engine in which exhaust gases discharged from a plurality of cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine gather;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed at a position between the exhaust collecting portion of the exhaust passage and the three-way catalyst;
A plurality of fuel injection valves, each of which is configured to inject fuel contained in an air-fuel mixture supplied to each combustion chamber of the plurality of cylinders;
A main feedback amount for making the value corresponding to the detected air-fuel ratio acquired based on the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor coincide with the value corresponding to the target air-fuel ratio set to the value corresponding to the theoretical air-fuel ratio. Determining based on a value corresponding to the detected air-fuel ratio and a value corresponding to the target air-fuel ratio, and correcting the amount of fuel injected from the fuel injection valve based on the determined main feedback amount; A command fuel injection amount determination means for determining a command fuel injection amount that is a command value of the amount of fuel injected from each of the plurality of fuel injection valves by
Injection instruction signal sending means for sending an injection instruction signal to the plurality of fuel injection valves so that an amount of fuel corresponding to the indicated fuel injection amount is injected from each of the plurality of fuel injection valves;
Based on an output value of the upstream air-fuel ratio sensor, a basic parameter that increases as a variation in the air-fuel ratio of the exhaust gas that passes through the position where the upstream air-fuel ratio sensor is disposed is acquired, and the plurality of cylinders The air-fuel ratio imbalance index value that increases as the degree of non-uniformity among the plurality of cylinders of the air-fuel ratio of each cylinder, which is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to each of the combustion chambers, is correlated with the basic parameter. An air-fuel ratio imbalance index value obtaining means for obtaining based on a basic parameter correlation value which is a value having;
Catalyst temperature estimating means for estimating a catalyst temperature which is a temperature of the three-way catalyst based on an operating state of the engine;
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising:
The catalyst temperature estimating means includes
The catalyst temperature is estimated so that the estimated catalyst temperature increases as the acquired air-fuel ratio imbalance index value increases.
The indicated fuel injection amount determining means includes
When the estimated catalyst temperature is higher than a predetermined threshold temperature, the indicated fuel injection amount is increased and corrected so that the indicated air-fuel ratio determined by the indicated fuel injection amount is smaller than the theoretical air-fuel ratio, or A fuel injection amount control device configured to prohibit execution of fuel injection stop control that is executed when a fuel cut condition is satisfied.
請求項16に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記触媒温度推定手段は、
前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記取得されたアルコール濃度が高いほど前記推定される触媒温度が低くなるように前記触媒温度を推定するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 16,
The catalyst temperature estimating means includes
A fuel injection amount control device configured to acquire an alcohol concentration of the fuel and to estimate the catalyst temperature such that the estimated catalyst temperature decreases as the acquired alcohol concentration increases.
請求項16又は請求項17に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記基本パラメータ相関値を、前記基本パラメータに応じる値、前記機関の回転速度に応じる値及び前記機関の吸入空気量に応じる値に基いて補正し、前記補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to claim 16 or 17,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The basic parameter correlation value is corrected based on a value corresponding to the basic parameter, a value corresponding to the rotational speed of the engine, and a value corresponding to the intake air amount of the engine, and based on a corrected value obtained by the correction. A fuel injection amount control device configured to acquire the air-fuel ratio imbalance index value.
請求項16乃至請求項18の何れか一項に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記燃料のアルコール濃度を取得するとともに、前記基本パラメータ相関値を前記取得されたアルコール濃度に基いて補正し、この補正により得られた補正後値に基いて前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
The fuel injection amount control device according to any one of claims 16 to 18,
The air-fuel ratio imbalance index value acquisition means is
The alcohol concentration of the fuel is acquired, the basic parameter correlation value is corrected based on the acquired alcohol concentration, and the air-fuel ratio imbalance index value is acquired based on the corrected value obtained by the correction. A fuel injection amount control device configured as described above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014196696A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 マツダ株式会社 Control device of spark ignition type engine
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