CN108386283A - 用于内燃机的控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的控制设备。用于内燃机的控制设备在包括升温处理已经停止的停止条件的所有的检测前提条件满足时执行检测处理；在升温处理期间判定是否除了停止条件的所有的检测前提条件均被满足；当做出否定的判定并且升温处理停止请求已经发出时，执行通过将气缸中的空燃比逐渐地改变为在升温处理停止之后基于内燃机的运转状态设定的目标空燃比而停止升温处理的逐渐改变和停止处理；并且当做出肯定判定并且升温处理停止请求已经发出时，执行通过在比逐渐改变和停止处理更短的时间段内将气缸中的空燃比改变为目标空燃比而停止升温处理的迅速停止处理。

Description

用于内燃机的控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的控制设备。

背景技术

在某些情形中执行将催化剂的温度升高到适当温度的升温处理，以便抑制从内燃机的排气排放的量增加。升温处理的示例包括将在内燃机的多个气缸中的至少一个气缸中的空燃比调节到浓空燃比并且将用于其余气缸的目标空燃比调节到稀空燃比的控制(例如，见日本未审专利申请公报No.2012-057492)。

如果在例如用于气缸中的任何一个气缸的燃料喷射阀中发生故障，则在气缸中的空燃比之间的变化程度可以增加，从而导致排气排放的量增加。鉴于此，存在一项技术，其中执行了检测在气缸中的空燃比之间的变化程度的检测处理(例如，见日本未审专利申请公报No.2014-185554)。

发明内容

上述升温处理是有意地增加在气缸中的空燃比之间的变化程度的处理。因此，当在升温处理执行期间执行检测处理时，存在将基于在空燃比之间的高变化程度判定某种故障已经在内燃机中发生的可能性。为了降低这种可能性，可以在用于执行检测处理的检测前提条件中包括升温处理已经停止的条件(即，升温处理不被执行的条件)。

当停止升温处理的停止请求已经发出时，如果每一个气缸中的空燃比即刻地从浓空燃比或稀空燃比改变为在升温处理停止期间基于内燃机的运转状态设定的目标空燃比，则扭矩冲击可以发生。鉴于此，可以采用逐渐改变和停止处理。逐渐改变和停止处理是通过将每一个气缸中的空燃比从浓空燃比或者稀空燃比逐渐地改变为目标空燃比而停止升温处理的处理。

在升温处理执行期间，在某些情形中除了升温处理已经停止的条件的所有的检测前提条件均被满足。在这种情形中，一旦通过将每一个气缸中的空燃比改变为目标空燃比而停止升温处理，便能够执行检测处理。即使在这种情形中，如果以一致的方式执行逐渐改变和停止处理，则从发出停止升温处理的停止请求时直至升温处理实际上停止时的时间段很可能是长的。这可以引起检测处理不能迅速地开始并且检测处理的执行时间段可能不足的可能性。

本发明提供一种用于内燃机的控制设备，该控制设备被构造成确保检测在气缸中的空燃比之间的变化程度的检测处理的足够长的执行时间段。

本发明的一个方面涉及一种用于内燃机的控制设备。该控制设备包括升温处理单元、检测处理单元、判定处理单元、逐渐改变和停止处理单元和迅速停止处理单元。升温处理单元被构造成执行升温处理，升温处理是通过将该多个气缸中的至少一个气缸中的空燃比设定为低于理论空燃比的浓空燃比并且将该多个气缸中的其余气缸中的空燃比设定为高于理论空燃比的稀空燃比，来升高被构造成净化从内燃机的多个气缸排出的排气的催化剂的温度的处理。检测处理单元被构造成在满足包括升温处理已经停止的条件的所有的多个检测前提条件时执行检测处理，检测处理是检测在该多个气缸中的空燃比之间的变化程度的处理。判定处理单元被构造成在升温处理执行期间判定是否除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被满足。逐渐改变和停止处理单元被构造成当判定处理单元做出否定的判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行逐渐改变和停止处理。逐渐改变和停止处理是通过将该多个气缸中的空燃比逐渐地改变为在升温处理停止之后基于内燃机的运转状态设定的目标空燃比而停止升温处理的处理。迅速停止处理单元被构造成当判定处理单元做出肯定判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行迅速停止处理。迅速停止处理是通过在比逐渐改变和停止处理的时间段更短的时间段内将该多个气缸中的空燃比改变为目标空燃比而停止升温处理的处理。

本发明的方面可以被如下地限定。

本发明的方面涉及一种用于内燃机的控制设备。该控制设备包括电子控制单元。电子控制单元被构造成：i)执行升温处理，升温处理是通过将该多个气缸中的至少一个气缸中的空燃比设定为低于理论空燃比的浓空燃比并且将该多个气缸中的其余气缸中的空燃比设定为高于理论空燃比的稀空燃比而升高被构造成净化从内燃机的多个气缸排出的排气的催化剂的温度的处理；ii)在满足所有的多个检测前提条件时执行检测处理，检测处理是检测在该多个气缸中的空燃比之间的变化程度的处理，该多个检测前提条件包括升温处理已经停止的条件；iii)执行判定处理，判定处理是在升温处理执行期间判定是否除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被满足的处理；iv)当在判定处理中做出否定的判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行逐渐改变和停止处理，逐渐改变和停止处理是通过将该多个气缸中的空燃比逐渐地改变为在升温处理停止之后基于内燃机的运转状态设定的目标空燃比而停止升温处理的处理；和v)当在判定处理中做出肯定判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行迅速停止处理，迅速停止处理是通过在比逐渐改变和停止处理的时间段更短的时间段内将该多个气缸中的空燃比改变为目标空燃比而停止升温处理的处理。

当在除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被满足的状态中发出停止升温处理的请求时，一旦升温处理停止就能够执行检测处理。因此，能够通过执行迅速停止处理迅速地开始检测处理。因此，能够确保检测处理的、足够长的执行时间段。当在除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件中的至少一个不满足的状态中发出停止升温处理的请求时，检测处理不能即刻地开始。因此，逐渐改变和停止处理被执行以在减少扭矩冲击的发生的同时停止升温处理。

判定处理单元可以被构造成在升温处理执行期间判定是否除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被满足，并且判定在升温处理执行期间除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被连续地满足的时间段是否等于或者长于规定时间段。

该控制设备可以进一步包括计算处理单元，该计算处理单元被构造成计算作为从当升温处理停止时直至当检测处理的执行开始时的时间段的延迟时段。计算处理单元可以被如此配置，使得在空燃比参数更大时，延迟时段更长。空燃比参数是与在升温处理执行期间在浓空燃比和稀空燃比之间的差和在浓空燃比和稀空燃比中的一个空燃比和目标空燃比之间的差中的至少一个差相关的参数。

计算处理单元可以被构造成计算延迟时段，从而在附着量参数更大时，延迟时段更长。附着参数是与附着到内燃机的内壁表面的燃料的量相关的参数。

根据本发明，能够提供一种用于内燃机的控制设备，该控制设备被构造成确保检测在气缸中的空燃比之间的变化程度的检测处理的、足够长的执行时间段。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：

图1是发动机***的概略构造图表；

图2A和图2B是示意由电子控制单元(ECU)执行的控制的一个示例的流程图；

图3是当计算延迟时段时参考的映射的一个示例；

图4是在在执行逐渐改变和停止处理之后执行检测处理的情形中的时序图；并且

图5是在在执行迅速停止处理之后执行检测处理的情形中的时序图。

具体实施方式

图1是发动机***1的概略构造图表。如在图1中所示意地，发动机***1包括构造成净化从发动机20排出的排气的三元催化剂31，等等。发动机20被如此构造，使得空燃混合物在置放在气缸体21上的气缸盖22中的燃烧室23中燃烧以引起活塞24进行往复运动。在本实施例中，发动机20是直列式四缸发动机。然而，发动机20不限于直列式四缸发动机，只要发动机20包括多个气缸。

每一个气缸设置有置放在发动机20的气缸盖22中的进气门Vi和排气门Ve。进气门Vi被构造成打开和关闭进气口，并且排气门Ve被构造成打开和关闭排气口。此外，每一个气缸设置有构造成点燃燃烧室23中的空燃混合物的火花塞27。火花塞27被附接到气缸盖22的顶部。

气缸的进气口经由用于气缸的支管被连接到稳压罐18。进气管10被连接到稳压罐18的上游侧部，并且空气滤清器19被置放在进气管10的上游端处。此外，构造成检测进气量的空气流量计15和电子控制节气门13被从上游侧按照这个次序置放在进气管10上。

每一个气缸的进气口设置有构造成将燃料喷射到进气口中的燃料喷射阀12。从燃料喷射阀12喷射的燃料与进气混合以形成空燃混合物。空燃混合物在进气门Vi打开时被吸入每一个燃烧室23中，被活塞24压缩，并且然后被火花塞27点燃以被燃烧。替代构造成将燃料喷射到进气口中的燃料喷射阀12，可以设置构造成将燃料直接地喷射到气缸中的燃料喷射阀。可替代地，可以设置构造成将燃料喷射到进气口中的燃料喷射阀和构造成将燃料直接地喷射到气缸中的燃料喷射阀这两者。

气缸的排气口经由用于气缸的支管被连接到排气管30。三元催化剂31被置放在排气管30上。三元催化剂31具有氧存储能力，并且还原Nox、HC和CO。三元催化剂31是通过在基础材料诸如堇青石，特别地蜂窝基础材料上形成至少一个催化剂层而生产的，该催化剂层包括催化剂载体诸如氧化铝(Al₂O₃)和在催化剂载体上承载的催化剂金属诸如铂(Pt)、钯(Pd)或者铑(Rh)。三元催化剂31是构造成净化从发动机20的气缸排出的排气的催化剂的一个示例。三元催化剂31可以是氧化催化剂，或者利用氧化催化剂涂覆的汽油颗粒过滤器。

构造成检测排气的空燃比的空燃比传感器33被置放在三元催化剂31的上游。空燃比传感器33是所谓的宽范围空燃比传感器。空燃比传感器33能够在相对宽的范围内连续地检测空燃比。空燃比传感器33被构造成输出示意与检测到的空燃比成比例的值的信号。

发动机***1包括电子控制单元(ECU)50。ECU 50包括中央处理单元(CPU)、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、存储装置等等。ECU 50通过执行存储在ROM和存储装置中的程序而控制发动机20。ECU 50是用于发动机20的控制设备的一个示例。ECU50执行将在以后描述的升温处理、检测处理、判定处理、逐渐改变和停止处理、迅速停止处理，和计算处理。这些处理由在功能上由CPU、ROM和RAM实现的ECU 50的升温处理单元、检测处理单元、判定处理单元、逐渐改变和停止处理单元、迅速停止处理单元和计算处理单元执行。细节将在以后描述。

火花塞27、节气门13、燃料喷射阀12等等被电连接到ECU 50。此外，构造成检测加速器操作量的加速器操作量传感器11、构造成检测节气门13的开度的节气门开度传感器14、构造成检测进气量的空气流量计15、空燃比传感器33、构造成检测发动机20的曲轴的曲柄角的曲柄角传感器25、构造成检测用于发动机20的冷却剂的温度的冷却剂温度传感器29和各种其它传感器经由模拟-数字转换器等等(未示意)被电连接到ECU 50。ECU 50基于例如由各种传感器获得的检测值控制火花塞27、节气门13、燃料喷射阀12等等以控制点火正时、燃料喷射量、燃料喷射正时、节气门开度等等，从而产生期望的发动机功率。

接着，将描述由ECU 50设定目标空燃比的方式。当升温处理(以后描述)已经停止时，基于发动机20的运转状态设定目标空燃比。例如，当发动机20的运转状态处于低速旋转和低负荷区域中时，目标空燃比被设定为理论空燃比。在另一方面，当发动机20的运转状态处于高速旋转和高负荷区域中时，目标空燃比被设定为比理论空燃比浓(低)的空燃比。在目标空燃比被设定之后，对用于每一个气缸的燃料喷射量进行反馈控制从而由空燃比传感器33检测的空燃比与目标空燃比一致。在该说明书中，目标空燃比意味着在升温处理停止期间基于发动机20的运转状态设定的目标空燃比，除非另有指出。

ECU 50执行将三元催化剂31升温到在规定温度区域内的值的升温处理。在升温处理中，执行所谓的抖动控制。在抖动控制中，在多个气缸中的一个气缸中的空燃比被调节为低于理论空燃比的浓空燃比，并且在其余三个气缸每一个中的空燃比被调节为高于理论空燃比的稀空燃比。具体地，在升温处理中的空燃比的控制中，通过校正燃料喷射量从而相对于对应于目标空燃比的燃料喷射量以规定比率(百分比)增加燃料喷射量来将一个气缸中的空燃比调节为浓空燃比，而通过校正燃料喷射量从而相对于对应于目标空燃比的燃料喷射量以规定比率(百分比)降低燃料喷射量，来将在其余气缸每一个中的空燃比调节为稀空燃比。例如，通过校正燃料喷射量从而相对于对应于目标空燃比的燃料喷射量以15％增加燃料喷射量，在一个气缸中的空燃比被调节为浓空燃比，而通过校正燃料喷射量从而相对于对应于目标空燃比的燃料喷射量以5％降低燃料喷射量，在其余气缸每一个中的空燃比被调节为稀空燃比。当如上所述执行升温处理时，从其中空燃比已经被设定为浓空燃比的气缸排出的过量燃料附着到三元催化剂31，并且在由从其中空燃比已经被设定为稀空燃比的气缸排出的排气产生的稀薄气氛下被燃烧。以此方式，三元催化剂31升温。

在升温处理中，执行控制从而在所有的气缸中的空燃比的平均值被调节为理论空燃比。然而，在所有的气缸中的空燃比的平均值不需要被调节为理论空燃比，只要在所有的气缸中的空燃比的平均值被调节为在包括理论空燃比的规定范围内的值从而三元催化剂31的温度能够升高。例如，浓空燃比是在从9到12的范围内的空燃比，并且稀空燃比是在从15到16的范围内的空燃比。在气缸中的至少一个气缸中的空燃比需要被设定为浓空燃比，并且在其余气缸每一个中的空燃比需要被设定为稀空燃比。

此外，ECU 50执行检测在气缸中的空燃比之间的变化程度(还称作“失衡”)的检测处理。当在气缸中的空燃比之间的变化程度更高时，变化速率，即由空燃比传感器33获得的检测值的斜率增加。即，排气的空燃比的变化程度在由空燃比传感器33获得的检测值的斜率中得到反映。因此，在检测处理中，由空燃比传感器33获得的检测值在规定时间段之上得到监视，并且检测值的斜率大小作为变化程度得到检测。例如，ECU 50基于检测结果判定是否某种故障已经在发动机20中发生。

例如，根据发动机20的运转状态，即使当发动机20正常地运行时，在空燃比之间的变化程度仍然可能不可避免地变高。当在这种状态中执行检测处理时，存在虽然发动机20正常地运行但是将基于在空燃比之间的高变化程度判定某种故障已经在发动机20中发生的可能性。这可以降低通过检测处理获得的检测结果的可靠性。鉴于此，用于执行检测处理的多个检测前提条件被预先设定，并且当所有的检测前提条件均被满足时才执行检测处理。

升温处理有意地增加在气缸中的空燃比之间的变化程度。因此，当升温处理和检测处理被同时地执行时，存在即使当发动机20正常地运行时在空燃比之间的变化程度仍然将被检测为高的可能性。鉴于此，为了防止升温处理和检测处理被同时地执行，用于执行升温处理的升温前提条件包括检测处理已经停止的条件(即检测处理不被执行的条件)，并且检测前提条件包括升温处理已经停止的条件(即，升温处理不被执行的条件)(在适当时这个条件将被称作“停止条件”)。

除了“升温处理已经停止”的条件之外的检测前提条件包括例如发动机20的预热已经完成的条件、发动机20的运转状态不是过渡运转状态诸如突然加速状态或者突然减速状态的条件、发动机20的发动机速度和节气门开度每一个都在规定范围内的条件、空燃比反馈控制基于来自空燃比传感器33的检测值正被执行的条件、燃料供应切断不被执行的条件、电池电压未降低的条件，和在燃料罐中产生并且引入进气管10中的蒸发燃料气体的量在规定范围内的条件。

图2A和图2B是示意由ECU 50执行的控制的一个示例的流程图。在图2A和图2B中的流程图中示意的处理被以规定时间间隔反复地执行。首先，ECU 50判定升温处理是否正被执行(步骤S1)。当ECU 50做出否定的判定时，ECU 50执行在步骤S19中的处理和相继的步骤。在步骤S19中的处理和相继的步骤将在以后描述。

当ECU 50做出肯定判定时，ECU 50判定是否除了“升温处理已经停止”的条件的、所有的检测前提条件均被满足(步骤S3)。在步骤S3中做出肯定判定的状态是如果正被执行的升温处理被停止则能够执行检测处理的状态。在另一方面，在步骤S3中做出否定的判定的状态是即便正被执行的升温处理被停止仍然不能执行检测处理，除非所有的其余检测前提条件均被满足的状态。在步骤S3中的处理是由判定处理单元执行的处理的一个示例，该判定处理单元被包括在ECU 50中并且被构造成在升温处理执行期间判定是否除了升温处理已经停止的条件的、所有的检测前提条件均被满足。

当ECU 50在步骤S3中做出否定的判定时，ECU 50判定停止升温处理的请求是否已经发出(步骤S7a)。例如，当三元催化剂31的温度通过升温处理达到期望温度时，停止升温处理的请求被发出。三元催化剂31的温度可以由传感器获取，或者可以基于进气量和在升温处理执行期间气缸中的空燃比被调节到的浓空燃比和稀空燃比估计。当ECU 50在步骤S7a中做出否定的判定时，该控制结束。

当ECU 50在步骤S7a中做出肯定判定时，ECU 50执行逐渐改变和停止处理(步骤S11a)，并且该控制结束。逐渐改变和停止处理是通过在规定时间段之上逐步地或者连续地将每一个气缸中的空燃比从在升温处理期间空燃比被调节到的浓空燃比或者稀空燃比逐渐地改变为目标空燃比而停止升温处理的处理。以此方式，每一个气缸中的空燃比在规定时间段之上逐渐地改变，并且因此扭矩冲击的发生减少。而且，因为在步骤S3中做出否定的判定，所以即便升温处理停止，仍然不能执行检测处理。因此，上述逐渐改变和停止处理的执行不对检测处理的执行时间段施加影响。在步骤S11a中的处理是由逐渐改变和停止处理单元执行的处理的一个示例，该逐渐改变和停止处理单元被包括在ECU 50中并且被构造成当判定处理单元在步骤S3中做出否定的判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行逐渐改变和停止处理。逐渐改变和停止处理是通过将气缸中的空燃比逐渐地改变为在升温处理停止之后基于发动机20的运转状态设定的目标空燃比而停止升温处理的处理。

当ECU 50在步骤S3中做出肯定判定时，ECU 50开始从当在步骤S3中做出肯定判定时对于发动机20的循环次数计数(步骤S5)。具体地，ECU 50基于来自曲柄角传感器25的检测值对于循环次数计数。接着，ECU 50判定停止升温处理的请求是否已经发出(步骤S7)。当ECU 50做出否定的判定时，ECU 50再次执行在步骤S3中的处理和相继的步骤。即，ECU 50在除了“升温处理已经停止”的条件的、所有的检测前提条件均被满足并且停止升温处理的请求未发出的时间段之上继续对于循环次数计数。由ECU 50计数的循环次数意味着在此期间因为仅仅“升温处理已经停止”的条件不被满足所以防止检测处理执行的时间段。

当ECU 50在步骤S7中做出肯定判定时，ECU 50判定循环次数是否超过预先设定的阈值(步骤S9)。循环次数超过阈值的情形意味着在此期间因为仅仅“升温处理已经停止”的条件不被满足所以防止检测处理执行的时间段是相对长的。相反，循环次数等于或者小于阈值的情形意味着上述时间段是相对短的。

因此，当ECU 50在步骤S9中做出否定的判定时，由于以下原因，ECU 50如在步骤S11a中一样执行逐渐改变和停止处理(步骤S11b)。当在此期间因为仅仅“升温处理已经停止”的条件不被满足所以防止检测处理执行的时间段是相对短的时，即便在升温处理在依据减少扭矩冲击的发生而预先设定的时间段之上变得停止之后检测处理开始，仍然能够确保足够长的、检测处理的执行时间段。

接着，ECU 50判定升温处理的停止是否已经完成(步骤S13b)。具体地，当在所有的气缸中的空燃比均被设定为相同的目标空燃比时，ECU 50判定升温处理的停止已经完成。当ECU 50做出否定的判定时，ECU 50继续逐渐改变和停止处理，而当ECU 50做出肯定判定时，ECU50执行在步骤S15中的处理(以后描述)。

当ECU 50在步骤S9中做出肯定判定时，ECU 50执行迅速停止处理(步骤S11c)。迅速停止处理是通过将每一个气缸中的空燃比从在升温处理期间空燃比被调节于此的浓空燃比或者稀空燃比在比逐渐改变和停止处理的时间段更短的时间段内改变为目标空燃比而迅速地停止升温处理的处理。在此情形中，正常运转状态能够在短时间段内继续，并且因此由于以下原因，检测处理能够比当执行逐渐改变和停止处理时更加迅速地开始。当在此期间因为仅仅“升温处理已经停止”的条件不被满足所以防止检测处理执行的时间段是相对长的时，理想的在停止升温处理的请求已发出以执行检测处理时通过尽可能迅速地停止升温处理而确保足够长的、检测处理的执行时间段。在步骤S11c中的处理是由迅速停止处理单元执行的处理的一个示例，该迅速停止处理单元被包括在ECU 50中并且被构造成当判定处理单元在步骤S3中做出肯定判定并且停止升温处理的请求已经发出时执行迅速停止处理。迅速停止处理是通过将气缸中的空燃比在比逐渐改变和停止处理的时间段更短的时间段内改变为目标空燃比而停止升温处理的处理。

接着，ECU 50判定升温处理的停止是否已经完成(步骤S13c)。具体判定方法与在步骤S13b中的相同。当ECU 50做出否定的判定时，ECU 50继续迅速停止处理，而当ECU 50做出肯定判定时，ECU 50执行以下处理。

ECU 50计算是从当ECU 50判定升温处理的停止已经完成时直至当ECU 50开始检测处理时的时间段的延迟时段[msec](步骤S15)。然后，ECU 50判定在ECU 50判定升温处理的停止已经完成之后延迟时段是否已经经过(步骤S17)。ECU 50反复地执行在步骤S17中的处理直至在步骤S17中做出肯定判定。当ECU 50在步骤S17中做出肯定判定时，ECU 50判定是否所有的检测前提条件均被满足(步骤S19)。当ECU 50在步骤S19中做出否定的判定时，该控制结束而不执行检测处理，而当ECU 50做出肯定判定时，ECU 50开始检测处理的执行(步骤S21)。在步骤S15中的处理是由计算处理单元执行的处理的一个示例，该计算处理单元被包括在ECU 50中并且被构造成计算是从当ECU50判定升温处理的停止已经完成时直至当ECU 50开始检测处理时的时间段的延迟时段。在步骤S21中的处理是由包括在ECU 50中并且被构造成当包括升温处理已经停止的条件的所有的检测前提条件均被满足时执行检测处理的检测处理单元执行的处理的一个示例。检测处理是检测在气缸中的空燃比之间的变化程度的处理。

将在下面描述延迟时段。考虑到即刻地在升温处理停止之后，由于直至升温处理停止为止执行的升温处理的影响，排气的空燃比的变化仍然是大的。因此，延迟时段被设定，并且在当从此时升温处理的影响保持的、即刻地在升温处理的停止完成之后的时间一延迟时段已经经过时所有的检测前提条件均被满足的情形中，检测处理开始。因此，当升温处理的影响变小时，检测处理开始，从而升温处理对于检测处理的影响能够进一步减小。

图3是当计算延迟时段时参考的映射的一个示例。这个映射是预先通过试验形成的，并且然后被存储在ECU 50的ROM中。这个映射被如此设定，使得在即刻地在正常运转状态恢复之前在升温处理中的空燃比的增加-降低比率总值[％]更高时，并且在在升温处理的停止时间附着到发动机20的内壁表面(每一个燃烧室的内壁表面)的燃料量更大时，所计算的延迟时段更长。

增加-降低比率总值是以此将燃料喷射量校正为被增加从而在升温处理中将空燃比调节成浓空燃比的比率(百分比)和以此将燃料喷射量校正为被降低从而在升温处理中将空燃比调节成稀空燃比的比率(百分比)的和。例如，当通过校正燃料喷射量从而燃料喷射量以15％增加而在一个气缸中实现浓空燃比并且通过校正燃料喷射量从而燃料喷射量以5％降低而在其余三个气缸每一个中实现稀空燃比时，增加-降低比率总值是20％，这是15％和5％的和。即刻地在升温处理停止之后，通过空燃比传感器33附近的排气的空燃比可能由于升温处理的影响而仍然显著地改变。而且，考虑到在即刻地在升温处理停止之前增加-降低比率总值更高时，即刻地在升温处理停止之后排气的空燃比的变化更大，并且为了使得这种变化变小，要求相对长的时间。因此，在即刻地在升温处理停止之前增加-降低比率总值更高时，所计算的延迟时段更长。增加-降低比率总值是用于分别地实现浓空燃比和稀空燃比的增加校正比率和降低校正比率的和，并且因此增加-降低比率总值与在升温处理执行期间在浓空燃比和稀空燃比之间的差相关。因此，增加-降低比率总值是与在升温处理执行期间在浓空燃比和稀空燃比之间的差相关的空燃比参数的一个示例。

如上所述，由于以下原因，当在升温处理的停止时间附着到发动机20的内壁表面的燃料的量(在下文中，在适当时称作“燃料附着量”)更大时，所计算的延迟时段更长。在附着到内壁表面的燃料的量更大时，因为即刻地在升温处理停止之后附着到内壁表面的燃料被燃烧并且即刻地在升温处理停止之后实际空燃比变得比目标空燃比更浓(更低)，所以排气的空燃比的变化可以变得更大。特别地，大量的燃料可以附着到其中在升温处理执行期间空燃比被调节成浓空燃比的气缸并且附着到用于这个气缸的进气口的内壁表面。因此，延迟时段是考虑到为了使得排气的空燃比的变化变小而要求的时间段而被设定的。排气的空燃比的变化是由即刻地在升温处理停止之后附着到内壁表面的燃料引起的。

燃料的附着量是基于进气量和冷却剂的温度估计的。由于以下原因，在进气量更大并且冷却剂的温度更高时，所估计的燃料的附着量更小。在进气量更大时，由于进气的快速流动，所喷射的燃料更加易于流动到燃烧室23中，并且附着到壁表面的燃料的蒸发得到促进。在冷却剂的温度更高时，由于发动机20的热，所喷射的燃料的蒸发得到促进。进气量和冷却剂的温度每一项都是与附着到发动机20的内壁表面的燃料的量相关的附着量参数的一个示例。进气量和冷却剂的温度分别地是基于来自空气流量计15的检测值和来自冷却剂温度传感器29的检测值计算的。估计燃料的附着量的方法可以是任何其它方法。替代如上所述基于映射计算地，可以基于计算表达式计算延迟时段。

当检测处理的执行开始时，ECU 50判定检测处理是否已经完成(步骤S23)。具体地，当检测处理在规定循环次数上被连续地执行时，ECU 50判定检测处理已经完成。当ECU50在步骤S23中做出否定的判定时，ECU 50判定是否所有的检测前提条件均被满足(步骤S25)。当所有的检测前提条件均被满足时，ECU 50继续检测处理。当ECU 50在步骤S23中做出肯定判定时或者当ECU 50在步骤S25中做出否定的判定时，ECU 50停止检测处理(步骤S27)。

当ECU 50在步骤S1中做出否定的判定时，ECU 50执行在步骤S19中的处理和相继的步骤。当所有的检测前提条件均被满足时，ECU50执行检测处理(步骤S21)。当检测前提条件中的至少一个不满足时，该控制结束。

接着，将关于升温处理停止并且然后检测处理被执行的情形参考时序图给出说明。图4是在执行逐渐改变和停止处理之后执行检测处理的情形中的时序图。图5是在执行迅速停止处理之后执行检测处理的情形中的时序图。图4和图5每一幅示意用于升温处理的停止请求标志、气缸中的空燃比、来自空燃比传感器33的检测值和用于检测处理的执行标志。在图4和图5中示意的每一个示例中，理论空燃比被用作在升温处理停止之后每一个气缸中的空燃比被调节于此的目标空燃比。

首先，将描述执行逐渐改变和停止处理的情形。如在图4中所示意地，在用于升温处理的停止请求标志在时间t1被从OFF切换成ON之后，每一个气缸中的空燃比被在时间t1、时间t2和时间t3逐步地从浓空燃比或者稀空燃比改变为目标空燃比。例如，当分别地通过燃料喷射量的15％增加校正和燃料喷射量的5％降低校正实现在时间t1之前的浓空燃比和稀空燃比时，分别地通过9％增加校正和3％降低校正实现在从时间t1到时间t2的时间段期间的浓空燃比和稀空燃比，并且分别地通过4.5％增加校正和1.5％降低校正实现在从时间t2到时间t3的时间段期间的浓空燃比和稀空燃比。

空燃比如上所述被逐渐地改变，从而来自空燃比传感器33的检测值的变化被逐渐地降低。当气缸中的空燃比在时间t3被改变为理论空燃比时，判定升温处理的停止已经完成，并且延迟时段被计算。延迟时段是基于即刻地在此时气缸中的空燃比被改变为理论空燃比的时间t3之前的增加-降低比率总值和在时间t3估计的燃料的附着量计算的。例如，当分别地通过4.5％增加校正和1.5％降低校正实现在从时间t2到时间t3的时间段期间的浓空燃比和稀空燃比时，基于6％的增加-降低比率总值和所估计的燃料附着量，参考图3中的映射计算延迟时段。在是从时间t3延迟时段已经经过的时间点的时间t4，用于检测处理的执行标志被从OFF切换成ON，从而检测处理开始。

当每一个气缸中的空燃比在逐渐改变和停止处理中被从浓空燃比或者稀空燃比连续地改变为目标空燃比时，基于在是在升温处理的停止完成的时间之前的规定时间段的时间处的增加-降低比率总值计算延迟时段。

接着，将描述执行迅速停止处理的情形。如在图5中所示意地，在用于升温处理的停止请求标志在时间t11被从OFF切换成ON之后，每一个气缸中的空燃比被从浓空燃比或者稀空燃比即刻地改变为理论空燃比。当气缸中的空燃比被改变为理论空燃比并且升温处理在时间t11停止时，延迟时段被计算。在执行迅速停止处理之后计算的延迟时段是基于即刻地在气缸中的空燃比被改变为理论空燃比的时间t11之前的增加-降低比率总值和在时间t11估计的燃料附着量计算的。例如，当分别地通过燃料喷射量的15％增加校正和燃料喷射量的5％降低校正实现在时间t11之前的浓空燃比和稀空燃比时，基于是20％的增加-降低比率总值和所估计的燃料附着量参考图3中的映射计算延迟时段。在是从时间t11延迟时段已经经过的时间点的时间t12，用于检测处理的执行标志被从OFF切换成ON，从而检测处理开始。

如上所述，与执行逐渐改变和停止处理还是执行迅速停止处理无关地，在从升温处理停止延迟时段经过之后执行检测处理。因此，充分地确保了通过检测处理获得的检测结果的可靠性。

在步骤S5和步骤S9中，使用发动机20的循环次数。然而，例如，替代循环次数地可以对于经过时间计数。在步骤S15和步骤S17中，在升温处理的停止完成之后的延迟时段被计算。然而，可以替代延迟时段地计算发动机20的循环次数。在前面的实施例中，可以仅仅基于增加-降低比率总值而不对于燃料附着量加以考虑地计算延迟时段。

关于步骤S11a和步骤S11b中的每一个中的逐渐改变和停止处理，空燃比可以在比在步骤S11b中的逐渐改变和停止处理更长的、在步骤S11a中的逐渐改变和停止处理的时间段之上被从浓空燃比或者稀空燃比改变为目标空燃比。不像执行步骤S11b的情形，较少可能在执行步骤S11a之后执行检测处理。因此，即使当逐渐改变和停止处理在相对长的时间段之上执行时，仍然能够充分地减少扭矩冲击的发生而不对于检测处理的执行时间段施加影响。

在前面的实施例中，迅速停止处理是将每一个气缸中的空燃比即刻地改变为目标空燃比以停止升温处理的处理。然而，迅速停止处理不限于此。只要通过迅速停止处理比通过逐渐改变和停止处理更加迅速地停止升温处理，迅速停止处理便可以是如在逐渐改变和停止处理中那样连续地或者逐步地将每一个气缸中的空燃比逐渐地改变为目标空燃比的处理。因此，当迅速停止处理被执行时，能够在抑制扭矩冲击增加时确保足够长的、检测处理的执行时间段。

在前面的实施例中，在步骤S5、S9、S11b和S13b中的处理可以省略。在此情形中，当ECU 50在步骤S3和步骤S7每一个中做出肯定判定时，迅速停止处理被一致地执行，并且仅当ECU 50在步骤S3中做出否定的判定时，逐渐改变和停止处理才被执行。即，由于以下原因，当在除了“升温处理已经停止”的条件的、所有的检测前提条件均被满足的状态中发出停止升温处理的请求时，迅速停止处理可以被一致地执行。在此情形中，一旦升温处理的停止完成，便能够执行检测处理，并且通过迅速地停止升温处理，能够确保足够长的、检测处理的执行时间段。在此情形中，在步骤S5、S9、S11b和S13b中的处理不再是必要的，并且因此，ECU 50的处理负荷减轻。

关于步骤S15，由于以下原因，用于计算延迟时段的映射或者计算表达式可以被如此定义，使得在增加校正比率和降低校正比率中的任何一项变得更高时，所计算的延迟时段更长。在升温处理中，如上所述，在所有的气缸中的空燃比的平均值基本上被控制为理论空燃比。因此，当增加校正比率和降低校正比率中的一项被限定时，增加校正比率和降低校正比率中的另一项被唯一地限定。因此，在增加校正比率和降低校正比率中的一项更高时，增加-降低比率总值更高。增加校正比率与在浓空燃比和目标空燃比之间的差相关，并且降低校正比率与在稀空燃比和目标空燃比之间的差相关。因此，增加校正比率和降低校正比率每一项是与在浓空燃比和稀空燃比中的相应的一项和目标空燃比之间的差相关的空燃比参数的一个示例。

在前面的实施例中，延迟时段是基于估计的燃料附着量计算的。可替代地，可以基于与燃料附着量相关的附着量参数计算延迟时段而不估计燃料附着量。具体地，如上所述，燃料附着量与进气量和冷却剂温度相关，并且因此可以使用进气量和冷却剂温度中的至少一项作为附着量参数计算延迟时段。

在前面的实施例中，分别地通过对于使得实现目标空燃比的燃料喷射量执行增加校正和降低校正而实现在升温处理中的浓空燃比和稀空燃比。然而，实现浓空燃比和稀空燃比的方法不限于此。即，在升温处理中，用于气缸中的一个的目标空燃比可以被直接地设定为浓空燃比，并且用于其余气缸的目标空燃比可以被直接地设定为稀空燃比。同样在此情形中，用于计算延迟时段的映射或者计算表达式被如此定义，使得当在浓空燃比和稀空燃比之间的差更大时或者当在浓空燃比和稀空燃比中的一项和目标空燃比之间的差更大时，所计算的延迟时段更长。

由于以下原因可以省略在步骤S15和S17中的处理。例如，当即刻地在通过迅速停止处理来停止升温处理之后排气的空燃比的变化不对检测处理施加影响时，理想的是即刻地开始检测处理。

虽然已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于前面的示例性实施例，并且可以在由所附权利要求限定的本发明的技术范围内对于前面的示例性实施例做出各种改进和改变。

Claims (4)

1.一种用于内燃机的控制设备，所述控制设备的特征在于包括电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：

i)执行升温处理，所述升温处理是通过将所述内燃机的多个气缸中的至少一个气缸中的空燃比设定为浓空燃比并且将所述多个气缸中的其余气缸中的空燃比设定为稀空燃比来升高催化剂的温度的处理，其中所述催化剂被构造成净化从所述多个气缸排出的排气，所述浓空燃比低于理论空燃比，并且所述稀空燃比高于所述理论空燃比；

ii)在满足所有的多个检测前提条件时执行检测处理，所述检测处理是检测在所述多个气缸中的空燃比之间的变化程度的处理，所述多个检测前提条件包括所述升温处理已经被停止的条件；

iii)执行判定处理，所述判定处理是在所述升温处理的执行期间判定是否除了所述升温处理已经被停止的条件以外的所有的检测前提条件都被满足的处理；

iv)当在所述判定处理中做出否定判定并且已经发出停止所述升温处理的请求时执行逐渐改变和停止处理，所述逐渐改变和停止处理是通过将所述多个气缸中的空燃比逐渐改变为目标空燃比来停止所述升温处理的处理，所述目标空燃比是在所述升温处理停止后基于所述内燃机的运转状态设定的；以及

v)当在所述判定处理中做出肯定判定并且已经发出停止所述升温处理的请求时执行迅速停止处理，所述迅速停止处理是通过在比所述逐渐改变和停止处理的时间段短的时间段内将所述多个气缸中的空燃比改变为所述目标空燃比来停止所述升温处理的处理。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：通过判定在所述升温处理的执行期间除了所述升温处理已经被停止的条件以外的所有的检测前提条件是否都被满足并且判定在所述升温处理的执行期间除了所述升温处理已经被停止的条件以外的所有的检测前提条件都被连续地满足的时间段是否等于或长于规定时间段，来执行所述判定处理。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：计算延迟时段，使得在空燃比参数较大时所述延迟时段较长，其中所述延迟时段是从所述升温处理被停止时直至所述检测处理的执行被开始时的时间段，所述空燃比参数是与在所述升温处理的执行期间在所述浓空燃比和所述稀空燃比之间的差和在所述浓空燃比与所述稀空燃比中的一个空燃比和所述目标空燃比之间的差中的至少一个差相关的参数。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：计算所述延迟时段，使得在附着量参数较大时所述延迟时段较长，所述附着量参数是与附着到所述内燃机的内壁表面的燃料的量相关的参数。