JP4141903B2

JP4141903B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4141903B2
Application number: JP2003164755A
Authority: JP
Inventors: 治郎高木; 直樹尾家; 雅斗天野; 勇一田村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: JP2005002814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に複数気筒を有する内燃機関の一部気筒の作動を休止させる気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、内燃機関の排気系に設けられた酸素濃度センサを加熱するヒータの制御装置が示されている。この装置によれば、機関の吸入空気流量が増加するほど、ヒータへ供給する電力量が減少するように制御される。
【０００３】
また特許文献２には、気筒休止機構を備えた内燃機関が示されており、複数気筒の一部の気筒を休止させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転とが、機関運転状態に応じて切り換えられる。より具体的には、特許文献２に示される機関は、Ｖ型６気筒機関であり、それぞれ３つの気筒を備える右バンク及び左バンクからなる。そして低負荷運転時においては、右バンクの３つの気筒の吸排気弁の作動が停止される。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２５０３５１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３４７９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示された酸素濃度センサのヒータ制御手法を、特許文献２に示された機関に装着される酸素濃度センサ用ヒータにそのまま適用すると以下のような課題があった。
【０００６】
機関排気系には、空燃比をフィードバック制御するために酸素濃度センサが設けられ、Ｖ型６気筒機関では、酸素濃度センサが、右バンク及び左バンクのそれぞれに対応させて配置される場合がある。その場合、一部気筒運転を実行するときは、右バンクの吸排気弁の作動が停止するため、右バンク側の排気管には排気が流れず、直前に排出された排気が滞留する。そのため、酸素濃度センサは、排気により加熱されることがなくなり、センサ温度が低下する。その結果、酸素濃度センサが不活性状態に戻ってしまい、全筒運転へ移行したときに直ちに空燃比フィードバック制御を実行できず、排気特性を悪化させることがあった。
【０００７】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、一部気筒運転と全筒運転を切り換える内燃機関に装着されるセンサであって、排気中の特定成分の濃度を検出する排気濃度センサを加熱するヒータに供給する電力量を適切に制御し、当該センサの活性状態を維持することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、複数気筒を有し、前記複数気筒の全てを作動させる全筒運転と、前記複数気筒のうち一部気筒の作動を休止させる一部気筒運転とを切換える切換手段（３０）を備えた内燃機関の制御装置において、前記機関の吸入空気量に関わる運転パラメータ（ＮＥ，ＰＢＡ，ＱＡ）を含み、前記機関の運転状態を示す運転パラメータ（ＴＨ，ＴＡ，ＴＷ，ＮＥ，ＰＢＡ，ＱＡ）を検出する運転パラメータ検出手段と、前記運転パラメータ（ＴＨ，ＴＡ，ＴＷ，ＮＥ）に応じて前記全筒運転または一部気筒運転を前記切換手段に指令する指令手段と、前記一部気筒に対応する排気系（１３Ｒ）に設けられ、排気中の特定成分の濃度を検出する第１排気濃度センサ（２２Ｒ）と、該第１排気濃度センサ（２２Ｒ）を加熱する第１ヒータ（２４Ｒ）と、前記吸入空気量に関わる運転パラメータ（ＮＥ，ＰＢＡ，ＱＡ）に応じて、前記吸入空気量が増加するほど前記第１ヒータ（２４Ｒ）に供給する電力を減少させるように電力供給制御を行う電力供給制御手段とを備え、前記電力供給御手段は、前記一部気筒運転時は、前記全筒運転時より前記第１ヒータ（２４Ｒ）に供給する電力量を増加させることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、一部気筒運転中に休止させる気筒に対応して設けられた第１排気濃度センサのヒータに供給される電力量は、機関の吸入空気量が増加するほど減少するように制御され、かつ全筒運転時より一部気筒運転時の方が大きくなるように制御される。したがって、排気により熱せられることがない一部気筒運転時においても、排気濃度センサの温度が低下せず、排気濃度センサの活性状態を維持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、前記複数気筒が第１気筒群（右バンク）と第２気筒群（左バンク）とに分割されてＶ字型に配置され、かつ前記第１気筒群の気筒（＃１〜＃３）が前記一部気筒運転中に休止され、前記第２気筒群の気筒（＃４〜＃６）が前記一部気筒運転中においても作動するように構成されているとともに、前記第２気筒群（左バンク）に対応する排気系に設けられ、排気中の特定成分濃度を検出する第２排気濃度センサ（２２Ｌ）と、該第２排気濃度センサ（２２Ｌ）を加熱する第２ヒータ（２４Ｌ）とを備え、前記電力供給制御手段は、前記吸入空気量が増加するほど前記第２ヒータ（２４Ｌ）に供給する電力を減少させるように電力供給制御を行うとともに、前記全筒運転時は前記第２ヒータに供給する電力（ＤＴＹＳＨＴＭＢ２）を、前記第１ヒータに供給する電力（ＤＴＨＳＨＴＭ）と僅かに異なる値に設定することを特徴とする。
この構成によれば、Ｖ字型に配置された２つの気筒群のそれぞれに対応して第１及び第２排気濃度センサ及び第１及び第２ヒータが設けられ、第２ヒータに供給する電力が第１ヒータに供給する電力と僅かに異なる値に設定される。
前記ヒータに電力を供給するバッテリの出力電圧を検出するバッテリ電圧検出手段をさらに備え、前記電力供給制御手段は、前記バッテリの出力電圧に応じて前記ヒータに供給する電気信号のデューティ比を制御することが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。Ｖ型６気筒の内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、＃１，＃２及び＃３気筒が設けられた右バンクと、＃４，＃５及び＃６気筒が設けられた左バンクとを備え、右バンクには＃１〜＃３気筒を一時的に休止させるための気筒休止機構３０が設けられている。図２は、気筒休止機構３０を油圧駆動するための油圧回路とその制御系を示す図であり、この図も図１と合わせて参照する。
【００１２】
エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３には、スロットル弁３の開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ４が設けられており、その検出信号が電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給される。
【００１３】
燃料噴射弁６は図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。
【００１４】
スロットル弁３の直ぐ下流には吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号はＥＣＵ５に供給される。また、吸気管内絶対圧センサ７の下流には吸気温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号をＥＣＵ５に供給する。
【００１５】
エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１０が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１０は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（６気筒エンジンではクランク角１２０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば３０度周期）でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。
【００１６】
気筒休止機構３０は、エンジン１の潤滑油を作動油として使用し、油圧駆動される。オイルポンプ３１により加圧された作動油は、油路３２及び吸気側油路３３ｉ，排気側油路３３ｅを介して、気筒休止機構３０に供給される。油路３２と、油路３３ｉ及び３３ｅとの間に、吸気側電磁弁３５ｉ及び排気側電磁弁３５ｅが設けられており、これらの電磁弁３５ｉ，３５ｅはＥＣＵ５に接続されてその作動がＥＣＵ５により制御される。
【００１７】
油路３３ｉ，３３ｅには、作動油圧が所定閾値より低下するとオンする油圧スイッチ３４ｉ，３４ｅが設けられており、その検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。また、油路３２の途中には、作動油温ＴＯＩＬを検出する作動油温センサ３３が設けられており、その検出信号がＥＣＵ５に供給される。
【００１８】
気筒休止機構３０の具体的な構成例は、例えば特開平１０−１０３０９７号公報に示されており、本実施形態でも同様の機構を用いている。この機構によれば、電磁弁３５ｉ，３５ｅが閉弁され、油路３３ｉ，３３ｅ内の作動油圧が低いときは、各気筒（＃１〜＃３）の吸気弁及び排気弁が通常の開閉作動を行う一方、電磁弁３５ｉ，３５ｅが開弁され、油路３３ｉ，３３ｅ内の作動油圧が高くなると、各気筒（＃１〜＃３）の吸気弁及び排気弁が閉弁状態を維持する。すなわち、電磁弁３５ｉ，３５ｅの閉弁中は、全ての気筒を作動させる全気筒運転が行われ、電磁弁３５ｉ，３５ｅを開弁させると、＃１〜＃３気筒を休止させ、＃４〜＃６気筒のみ作動させる一部気筒運転が行われる。
【００１９】
右バンクの＃１〜＃３気筒に接続された排気管１３Ｒ、及び左バンクの＃４〜＃６気筒に接続された排気管１３Ｌには、排気を浄化する三元触媒２３Ｒ及び２３Ｌが設けられている。三元触媒２３Ｒ及び２３Ｌの上流側には、比例型空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）２１Ｒ及び２１Ｌが装着されており、これらＬＡＦセンサ２１Ｒ及び２１Ｌは排気中の酸素濃度（空燃比）にほぼ比例する検出信号を出力しＥＣＵ５に供給する。三元触媒２３Ｒ及び２３Ｌの下流側には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）２２Ｒ及び２２Ｌが設けられている。Ｏ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌは、その出力が理論空燃比の前後において急激に変化する特性を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ側で高レベルとなり、リーン側で低レベルとなる。Ｏ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌは、ＥＣＵ５に接続されており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００２０】
Ｏ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌには、当該センサを加熱するヒータ２４Ｒ及び２４Ｌが設けられている。ヒータ２４Ｒ及び２４Ｌは、ＥＣＵ５に接続されており、ヒータ２４Ｒ及び２４Ｌに供給する電力量は、ＥＣＵ５により制御される。
エンジン１の各気筒毎に設けられた点火プラグ１２は、ＥＣＵ５に接続されており、点火プラグ１２の駆動信号、すなわち点火信号がＥＣＵ５から供給される。
【００２１】
ＥＣＵ５には大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ１４、エンジン１により駆動される車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ１５、当該車両の変速機のギヤ位置ＧＰを検出するギヤ位置センサ１６、及びＥＣＵ５や燃料噴射弁６などに電源を供給するバッテリ（図示せず）の出力電圧ＶＢを検出するバッテリ電圧センサ１７が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。
【００２２】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。ＥＣＵ５は、各種センサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁６の開弁時間、及び点火時期を制御するとともに、電磁弁３５ｉ，３５ｅの開閉を行って、エンジン１の全筒運転と、一部気筒運転との切り換え制御を行う。
【００２３】
また、ＥＣＵ５は、上述したようにＯ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌを加熱するヒータ２４Ｒ及び２４Ｌに供給する電力量の制御を行う。具体的には、ヒータ２４Ｒ及び２４Ｌに供給する電気信号のデューティ比を変更することにより、供給電力量の制御が行われる。ヒータ２４Ｒ及び２４Ｌに供給する電気信号は、低レベルが０Ｖで、高レベルがバッテリ電圧ＶＢに等しいパルス信号である。
【００２４】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上述した各種センサの検出信号に基づいて、種々のエンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態に応じて、次式（１）に基づき、ＴＤＣ信号パルスに同期して開弁作動する燃料噴射弁６による燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算する。
ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＣＭＤ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２（１）
【００２５】
ここに、ＴＩは燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＴＩマップを検索して決定される。ＴＩマップは、マップ上のエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する運転状態において、エンジン１に供給される混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定されている。
【００２６】
ＫＣＭＤは目標空燃比係数であり、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷ等のエンジン運転パラメータ及びＯ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌの検出信号に応じて設定される。目標空燃比係数ＫＣＭＤは、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ／Ａに比例し、理論空燃比のとき値１．０をとるので、目標当量比ともいう。
【００２７】
ＫＬＡＦは、ＬＡＦセンサ２１Ｒおよび２１Ｌの検出空燃比から算出される検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤに一致するように算出される空燃比補正係数である。なお、ＬＡＦセンサ１４の検出空燃比に応じたフィードバック制御を行わないときは、無補正値（１．０）または学習値に設定される。
【００２８】
Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決定される。
【００２９】
図３は、一部の気筒を休止させる気筒休止（一部気筒運転）の実行条件を判定する処理のフローチャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１１では、始動モードフラグＦＳＴＭＯＤが「１」であるか否かを判別し、ＦＳＴＭＯＤ＝１であってエンジン１の始動（クランキング）中であるときは、検出したエンジン水温ＴＷを始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤとして記憶する（ステップＳ１３）。次いで、始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤに応じて図４に示すＴＭＴＷＣＳＤＬＹテーブルを検索し、遅延時間ＴＭＴＷＣＳＤＬＹを算出する。ＴＭＴＷＣＳＤＬＹテーブルは、始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤが第１所定水温ＴＷ１（例えば４０℃）以下の範囲では、遅延時間ＴＭＴＷＣＳＤＬＹが所定遅延時間ＴＤＬＹ１（例えば２５０秒）に設定され、始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤが第１所定水温ＴＷ１（例えば４０℃）より高く第２所定水温ＴＷ２（例えば６０℃）以下の範囲では、始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤが高くなるほど遅延時間ＴＭＴＷＣＳＤＬＹが減少するように設定され、始動モード水温ＴＷＳＴＭＯＤが第２所定水温ＴＷ２より高い範囲では、遅延時間ＴＭＴＷＣＳＤＬＹは「０」に設定されている。
【００３０】
続くステップＳ１５では、ダウンカウントタイマＴＣＳＷＡＩＴを遅延時間ＴＭＴＷＣＳＤＬＹに設定してスタートさせ、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰを「０」に設定する（ステップＳ２５）。これは気筒休止の実行条件が不成立であることを示す。
【００３１】
ステップＳ１１でＦＳＴＭＯＤ＝０であって通常運転モードであるときは、エンジン水温ＴＷが気筒休止判定温度ＴＷＣＳＴＰ（例えば７５℃）より高いか否かを判別する（ステップＳ１２）。ＴＷ≦ＴＷＣＳＴＰであるときは、実行条件不成立と判定し、前記ステップＳ１４に進む。エンジン水温ＴＷが気筒休止判定温度ＴＷＣＳＴＰより高いときは、ステップＳ１２からステップＳ１６に進み、ステップＳ１５でスタートしたタイマＴＣＳＷＡＩＴの値が「０」であるか否かを判別する。ＴＣＳＷＡＩＴ＞０である間は、前記ステップＳ２５に進み、ＴＣＳＷＡＩＴ＝０となると、ステップＳ１７に進む。
【００３２】
ステップＳ１７では、車速ＶＰ及びギヤ位置ＧＰに応じて図５に示すＴＨＣＳテーブルを検索し、ステップＳ１８の判別に使用する上側閾値ＴＨＣＳＨ及び下側閾値ＴＨＣＳＬを算出する。図５において、実線が上側閾値ＴＨＣＳＨに対応し、破線が下側閾値ＴＨＣＳＬに対応する。ＴＨＣＳテーブルは、ギヤ位置ＧＰ毎に設定されており、各ギヤ位置（２速〜５速）において、大まかには車速ＶＰが増加するほど、上側閾値ＴＨＣＳＨ及び下側閾値ＴＨＣＳＬが増加するように設定されている。ただし、ギヤ位置ＧＰが２速のときは、車速ＶＰが変化しても上側閾値ＴＨＣＳＨ及び下側閾値ＴＨＣＳＬは一定に維持される領域が設けられている。またギヤ位置ＧＰが１速のときは、常に全筒運転を行うので、上側閾値ＴＨＣＳＨ及び下側閾値ＴＨＣＳＬは例えば「０」に設定される。また車速ＶＰが同一であれば、低速側ギヤ位置ＧＰに対応する閾値（ＴＨＣＳＨ，ＴＨＣＳＬ）の方が、高速側ギヤ位置ＧＰに対応する閾値（ＴＨＣＳＨ，ＴＨＣＳＬ）より大きな値に設定されている。
【００３３】
ステップＳ１８では、スロットル弁開度ＴＨが閾値ＴＨＣＳより小さいか否かの判別をヒステリシスを伴って行う。具体的には、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「１」であるときは、スロットル弁開度ＴＨが増加して上側閾値ＴＨＣＳＨに達すると、ステップＳ１８の答が否定（ＮＯ）となり、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「０」であるときは、スロットル弁開度ＴＨが減少して下側閾値ＴＨＣＳＬを下回ると、ステップＳ１８の答が肯定（ＹＥＳ）となる。
【００３４】
ステップＳ１８の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、大気圧ＰＡが所定圧ＰＡＣＳ（例えば８６．６ｋＰａ（６５０ｍｍＨｇ））以上であるか否かを判別し（ステップＳ１９）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、吸気温ＴＡが所定下限温度ＴＡＣＳＬ（例えば−１０℃）以上であるか否かを判別し（ステップＳ２０）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、吸気温ＴＡが所定上限温度ＴＡＣＳＨ（例えば４５℃）より低いか否かを判別し（ステップＳ２１）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン水温ＴＷが所定上限水温ＴＷＣＳＨ（例えば１２０℃）より低いか否かを判別し（ステップＳ２２）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＣＳより低いか否かを判別する（ステップＳ２３）。
【００３５】
ステップＳ２３の判別は、ステップＳ１８と同様にヒステリシスを伴って行われる。すなわち、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「１」であるときは、エンジン回転数ＮＥが増加して上側回転数ＮＥＣＳＨ（例えば３５００ｒｐｍ）に達すると、ステップＳ２３の答が否定（ＮＯ）となり、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「０」であるときは、エンジン回転数ＮＥが減少して下側回転数ＮＥＣＳＬ（例えば３３００ｒｐｍ）を下回ると、ステップＳ２３の答が肯定（ＹＥＳ）となる。
【００３６】
ステップＳ１８〜Ｓ２３の何れかの答が否定（ＮＯ）であるときは、気筒休止の実行条件が不成立と判定し、前記ステップＳ２５に進む。一方ステップＳ１８〜Ｓ２３の答がすべて肯定（ＹＥＳ）であるときは、気筒休止の実行条件が成立していると判定し、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰを「１」に設定する（ステップＳ２４）。
【００３７】
気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「１」に設定されているときは、＃１〜＃３気筒を休止させ、＃４〜＃６気筒を作動させる一部気筒運転が実行され、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「０」に設定されているときは、全気筒＃１〜＃６を作動させる全筒運転が実行される。
【００３８】
図６は、Ｏ２センサ２２Ｒを加熱するヒータ２４Ｒに供給する駆動信号のデューティ比ＤＴＹＳＨＴを算出する処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。
【００３９】
ステップＳ３１では、バッテリ電圧ＶＢに応じて、図８に示すＫＶＢＳＨＴテーブルを検索し、電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴを算出する。ステップＳ３２では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて、ＤＴＹＳＨＴＭマップ（図示せず）を検索し、右バンク用の基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭを算出する。ＤＴＹＳＨＴＭマップは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど、また吸気管内絶対圧ＰＢＡが高くなるほど、基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭが減少するように設定されている。
【００４０】
ステップＳ３３では、気筒休止フラグＦＣＹＬＳＴＰが「１」であるか否かを判別する。ＦＣＹＬＳＴＰ＝０であって全筒運転中であるときは、下記式（２）に基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭ及び電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴを適用し、右バンク用デューティ比ＤＴＹＳＨＴを算出する（ステップＳ３５）。
ＤＴＹＳＨＴ＝ＤＴＹＳＨＴＭ×ＫＶＢＳＨＴ（２）
【００４１】
一方、ＦＣＹＬＳＴＰ＝１であって一部気筒運転中であるときは、下記式（３）に基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭ及び電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴを適用し、右バンク用デューティ比ＤＴＹＳＨＴを算出する（ステップＳ３４）。
ＤＴＹＳＨＴ＝ＤＴＹＳＨＴＭ×ＫＶＢＳＨＴ＋ＤＵＴＹＳＣＳ（３）
ここで、ＤＵＴＹＳＣＳは、所定加算値であり、例えば５〜３０％に設定される。
【００４２】
図６の処理によれば、一部気筒運転時は、全筒運転時より、所定加算値ＤＵＴＹＳＣＳ分だけ、デューティ比ＤＴＹＳＨＴが増加するので、ヒータ２４Ｒに供給される電力量は、全筒運転時より一部気筒運転時の方が大きくなる。したがって、排気により熱せられることがない一部気筒運転時においても、Ｏ２センサ２２Ｒの温度が低下せず、Ｏ２センサ２２Ｒの活性状態を維持することができる。その結果、全筒運転開始時から直ちにＯ２センサ２２Ｒの出力に応じたフィードバック制御を実行することができる。また、基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭをバッテリ電圧ＶＢに応じた電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴで補正することにより、デューティ比ＤＴＹＳＨＴが算出されるので、バッテリ電圧ＶＢが変化しても過不足ない電力をヒータ２４Ｒに供給することができる。
【００４３】
図７は、Ｏ２センサ２２Ｌを加熱するヒータ２４Ｌに供給する駆動信号のデューティ比ＤＴＹＳＨＴＢ２を算出する処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ４１では、バッテリ電圧ＶＢに応じて、図８に示すＫＶＢＳＨＴテーブルを検索し、電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴを算出する。ステップＳ４２では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて、ＤＴＹＳＨＴＭＢ２マップ（図示せず）を検索し、左バンク用の基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭＢ２を算出する。ＤＴＹＳＨＴＭＢ２マップは、上述したＤＴＹＳＨＴＭマップと同様に、エンジン回転数ＮＥが増加するほど、また吸気管内絶対圧ＰＢＡが高くなるほど、基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭが減少するように設定されている。ただし、ＤＴＹＳＨＴＭＢ２マップの設定値は、同一のエンジン運転状態では、ＤＴＹＳＨＴＭマップの設定値より僅かに小さい値（例えばＤＴＹＳＨＴＭが５７％であるとき、対応するＤＴＹＳＨＴＭＢ２は５６％となるように）に設定されている。
【００４４】
ステップＳ４３では、下記式（４）に基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭＢ２及び電圧補正係数ＫＶＢＳＨＴを適用し、左バンク用デューティ比ＤＴＹＳＨＴＢ２を算出する。
ＤＴＹＳＨＴＢ２＝ＤＴＹＳＨＴＭＢ２×ＫＶＢＳＨＴ（４）
【００４５】
本実施形態では、気筒休止機構３０が切換手段を構成し、スロットル弁開度センサ４、吸気温センサ８、エンジン水温センサ９、クランク角度位置センサ１０、車速センサ１５、ギヤ位置センサ１６、及び吸気管内絶対圧センサ７が運転パラメータ検出手段を構成し、ＥＣＵ５が、指令手段及び電力制御手段を構成する。より具体的には、図３の処理が指令手段に相当し、図６の処理が電力供給制御手段に相当する。
【００４６】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、Ｏ２センサ２２Ｒ及び２２Ｌのヒータ２４Ｒ及び２４Ｌに供給する電力を制御する例を示したが、本発明は、ＬＡＦセンサ２１Ｒ及び２１Ｌにヒータを設ける場合にも、同様に適用することができる。
【００４７】
また本発明は、酸素濃度センサに限らず、例えば排気中の炭化水素（ＨＣ）濃度を検出する炭化水素濃度センサなど、活性状態を維持するために加熱を必要とする、排気中の特定成分の濃度を検出するセンサに適用することができる。
【００４８】
また上述した実施形態では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭ及びＤＴＹＳＨＴＭＢ２を算出したが、エンジン１の吸入空気量ＱＡを検出する吸入空気量センサを設け、吸入空気量ＱＡに応じて、基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭ及びＤＴＹＳＨＴＭＢ２を設定するようにしてもよい。その場合、吸入空気量ＱＡが増加するほど、基本デューティ比ＤＴＹＳＨＴＭ及びＤＴＹＳＨＴＭＢ２をより小さな値に設定する。
【００４９】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンになどにおいて気筒休止を行う場合にも適用が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、一部気筒運転中に休止させる気筒に対応して設けられた第１排気濃度センサのヒータに供給される電力量は、機関の吸入空気量が増加するほど減少するように制御され、かつ全筒運転時より一部気筒運転時の方が大きくなるように制御される。したがって、排気により熱せられることがない一部気筒運転時においても、排気濃度センサの温度が低下せず、排気濃度センサの活性状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】気筒休止機構の油圧制御系の構成を示す図である。
【図３】気筒休止条件を判定する処理のフローチャートである。
【図４】図３の処理で使用されるＴＭＴＷＣＳＤＬＹテーブルを示す図である。
【図５】図３の処理で使用されるＴＨＣＳテーブルを示す図である。
【図６】右バンク側のＯ２センサ用ヒータに供給する電気信号のデューティ比を算出する処理のフローチャートである。
【図７】左バンク側のＯ２センサ用ヒータに供給する電気信号のデューティ比を算出する処理のフローチャートである。
【図８】図６及び図７の処理で使用されるテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１内燃機関
２吸気管
４スロットル弁開度センサ（運転パラメータ検出手段）
５電子制御ユニット（指令手段、電力供給制御手段）
７吸気管内絶対圧センサ（運転パラメータ検出手段）
８吸気温センサ（運転パラメータ検出手段）
９エンジン水温センサ（運転パラメータ検出手段）
１０クランク角度位置センサ（運転パラメータ検出手段）
１５車速センサ（運転パラメータ検出手段）
１６ギヤ位置センサ（運転パラメータ検出手段）
１７バッテリ電圧センサ
２２Ｒ酸素濃度センサ（排気濃度センサ）
２４Ｒヒータ
３０気筒休止機構（切換手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus provided with a cylinder deactivation mechanism that deactivates some cylinders of an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 discloses a heater control device for heating an oxygen concentration sensor provided in an exhaust system of an internal combustion engine. According to this device, the amount of power supplied to the heater is controlled to decrease as the intake air flow rate of the engine increases.
[0003]
Further, Patent Document 2 shows an internal combustion engine having a cylinder deactivation mechanism, and engine operation includes partial cylinder operation for deactivating some cylinders and all cylinder operation for deactivating all cylinders. It is switched according to the state. More specifically, the engine disclosed in Patent Document 2 is a V-type 6-cylinder engine, and includes a right bank and a left bank each having three cylinders. During low load operation, the operation of the intake and exhaust valves of the three cylinders in the right bank is stopped.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 62-250351 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-234792
[Problems to be solved by the invention]
When the heater control method of the oxygen concentration sensor shown in Patent Document 1 is applied as it is to the heater for the oxygen concentration sensor attached to the engine shown in Patent Document 2, there are the following problems.
[0006]
The engine exhaust system is provided with an oxygen concentration sensor for feedback control of the air-fuel ratio, and in a V-type 6-cylinder engine, the oxygen concentration sensor may be arranged corresponding to each of the right bank and the left bank. . In this case, when the partial cylinder operation is performed, the operation of the intake / exhaust valve of the right bank is stopped, so that the exhaust does not flow in the exhaust pipe on the right bank side, and the exhaust discharged immediately before remains. For this reason, the oxygen concentration sensor is not heated by the exhaust gas, and the sensor temperature decreases. As a result, the oxygen concentration sensor returns to the inactive state, and the air-fuel ratio feedback control cannot be executed immediately when shifting to the all-cylinder operation, thereby deteriorating the exhaust characteristics.
[0007]
The present invention has been made paying attention to this point, and is a sensor mounted on an internal combustion engine that switches between partial cylinder operation and all cylinder operation, and an exhaust concentration sensor that detects the concentration of a specific component in exhaust gas. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately control the amount of power supplied to a heater to be heated and maintain the active state of the sensor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a plurality of cylinders, all-cylinder operation for operating all of the plurality of cylinders, and partial cylinder for stopping operation of some of the plurality of cylinders. In an internal combustion engine control device comprising switching means (30) for switching between operation, an operation parameter (TH , including an operation parameter (NE, PBA, QA) related to an intake air amount of the engine and indicating an operation state of the engine , TA, TW, NE, PBA , QA ), and the switching means is instructed to perform all cylinder operation or partial cylinder operation according to the operation parameters (TH, TA, TW, NE). and command means for, provided in the exhaust system (13R) corresponding to the partial-cylinder, the first exhaust gas component concentration sensor for detecting the concentration of a specific component in the exhaust gas (22R), said first exhaust gas component concentration sensor ( A first heater for heating 2R) (24R), wherein in response to operating parameters related to the intake air amount (NE, PBA, QA), and supplies the the more the intake air amount is increased first heater (24R) Power supply control means for performing power supply control so as to reduce power, and the power supply control means supplies the first heater (24R) during the partial cylinder operation from the time of all cylinder operation. It is characterized by increasing the amount of electric power.
[0009]
According to this configuration, the amount of electric power supplied to the heater of the first exhaust concentration sensor provided corresponding to the cylinder to be deactivated during partial cylinder operation decreases so that the intake air amount of the engine increases. controlled, and who during partial-cylinder operation than during the all-cylinder operation is controlled to increase. Therefore, even during partial cylinder operation that is not heated by the exhaust, the temperature of the exhaust concentration sensor does not decrease, and the active state of the exhaust concentration sensor can be maintained.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, in the engine, the plurality of cylinders are divided into a first cylinder group (right bank) and a second cylinder group (left bank). The cylinders (# 1 to # 3) of the first cylinder group are suspended during the partial cylinder operation, and the cylinders (# 4 to # 6) of the second cylinder group are suspended. A second exhaust concentration sensor configured to operate even during the partial cylinder operation and provided in an exhaust system corresponding to the second cylinder group (left bank), and detects a specific component concentration in the exhaust. (22L) and a second heater (24L) for heating the second exhaust concentration sensor (22L), and the power supply control means applies the second heater (24L) to the second heater (24L) as the intake air amount increases. While performing power supply control to reduce the power to be supplied, Serial all cylinders during operation a power (DTYSHTMB2) supplied to the second heater, and setting the slightly different value and power (DTHSHTM) supplied to the first heater.
According to this configuration, the first and second exhaust concentration sensors and the first and second heaters are provided corresponding to each of the two cylinder groups arranged in a V shape, and the power supplied to the second heater is It is set to a value slightly different from the power supplied to the first heater.
The apparatus further comprises battery voltage detection means for detecting an output voltage of a battery that supplies power to the heater, and the power supply control means controls a duty ratio of an electric signal supplied to the heater according to the output voltage of the battery. It is desirable.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention. A V-type 6-cylinder internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 includes a right bank provided with # 1, # 2 and # 3 cylinders, and a left bank provided with # 4, # 5 and # 6 cylinders. And a cylinder deactivation mechanism 30 for temporarily deactivating the # 1 to # 3 cylinders is provided in the right bank. FIG. 2 is a diagram showing a hydraulic circuit for hydraulically driving the cylinder deactivation mechanism 30 and its control system. This diagram is also referred to in conjunction with FIG.
[0012]
A throttle valve 3 is arranged in the middle of the intake pipe 2 of the engine 1. The throttle valve 3 is provided with a throttle valve opening sensor 4 for detecting the opening TH of the throttle valve 3, and a detection signal thereof is supplied to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5.
[0013]
A fuel injection valve 6 is provided for each cylinder slightly upstream of an intake valve (not shown). Each injection valve is connected to a fuel pump (not shown) and electrically connected to the ECU 5 to receive a signal from the ECU 5. Thus, the valve opening time of the fuel injection valve 6 is controlled.
[0014]
An intake pipe absolute pressure (PBA) sensor 7 is provided immediately downstream of the throttle valve 3, and an absolute pressure signal converted into an electric signal by the absolute pressure sensor 7 is supplied to the ECU 5. An intake air temperature (TA) sensor 8 is attached downstream of the intake pipe absolute pressure sensor 7 to detect the intake air temperature TA and supply a corresponding electrical signal to the ECU 5.
[0015]
An engine water temperature (TW) sensor 9 mounted on the main body of the engine 1 is composed of a thermistor or the like, detects the engine water temperature (cooling water temperature) TW, outputs a corresponding temperature signal, and supplies it to the ECU 5.
A crank angle position sensor 10 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft is supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 10 is a cylinder discrimination sensor that outputs a pulse (hereinafter referred to as “CYL pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1, and relates to a top dead center (TDC) at the start of the intake stroke of each cylinder. A TDC sensor that outputs a TDC pulse at a crank angle position before a predetermined crank angle (every 120 degrees of crank angle in a 6-cylinder engine) and a CRK that generates a CRK pulse at a constant crank angle period shorter than the TDC pulse (for example, a period of 30 degrees). It consists of sensors, and a CYL pulse, a TDC pulse and a CRK pulse are supplied to the ECU 5. These signal pulses are used for various timing controls such as fuel injection timing and ignition timing, and detection of engine speed (engine speed) NE.
[0016]
The cylinder deactivation mechanism 30 is hydraulically driven using the lubricating oil of the engine 1 as hydraulic oil. The hydraulic oil pressurized by the oil pump 31 is supplied to the cylinder deactivation mechanism 30 via the oil passage 32, the intake side oil passage 33i, and the exhaust side oil passage 33e. An intake-side solenoid valve 35i and an exhaust-side solenoid valve 35e are provided between the oil passage 32 and the oil passages 33i and 33e. These solenoid valves 35i and 35e are connected to the ECU 5, and the operation thereof is performed by the ECU 5. Be controlled.
[0017]
The oil passages 33i and 33e are provided with hydraulic switches 34i and 34e that are turned on when the operating oil pressure drops below a predetermined threshold, and the detection signals are supplied to the ECU 5. Further, a hydraulic oil temperature sensor 33 for detecting the hydraulic oil temperature TOIL is provided in the middle of the oil passage 32, and a detection signal thereof is supplied to the ECU 5.
[0018]
A specific configuration example of the cylinder deactivation mechanism 30 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-103097, and the same mechanism is used in this embodiment. According to this mechanism, when the solenoid valves 35i and 35e are closed and the hydraulic pressure in the oil passages 33i and 33e is low, the intake valves and exhaust valves of the cylinders (# 1 to # 3) are normally opened and closed. On the other hand, when the solenoid valves 35i, 35e are opened and the hydraulic pressure in the oil passages 33i, 33e increases, the intake valves and exhaust valves of the cylinders (# 1 to # 3) maintain the closed state. That is, while the solenoid valves 35i and 35e are closed, all cylinders are operated to operate all cylinders. When the solenoid valves 35i and 35e are opened, the cylinders # 1 to # 3 are deactivated, and # 4 to Partial cylinder operation in which only # 6 cylinder is operated is performed.
[0019]
Three-way catalysts 23R and 23L for purifying exhaust gas are provided in the exhaust pipe 13R connected to the # 1 to # 3 cylinders in the right bank and the exhaust pipe 13L connected to the # 4 to # 6 cylinders in the left bank. ing. On the upstream side of the three-way catalysts 23R and 23L, proportional air-fuel ratio sensors (hereinafter referred to as “LAF sensors”) 21R and 21L are mounted, and these LAF sensors 21R and 21L are oxygen concentrations (air-fuel ratio) in the exhaust gas. A detection signal that is substantially proportional to is output and supplied to the ECU 5. On the downstream side of the three-way catalysts 23R and 23L, oxygen concentration sensors (hereinafter referred to as “O2 sensors”) 22R and 22L for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas are provided. The O2 sensors 22R and 22L have a characteristic that their outputs change abruptly before and after the stoichiometric air-fuel ratio, and their outputs are high on the rich side and low on the lean side. The O2 sensors 22R and 22L are connected to the ECU 5, and the detection signal is supplied to the ECU 5.
[0020]
The O2 sensors 22R and 22L are provided with heaters 24R and 24L for heating the sensors. The heaters 24R and 24L are connected to the ECU 5, and the amount of power supplied to the heaters 24R and 24L is controlled by the ECU 5.
A spark plug 12 provided for each cylinder of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a drive signal of the spark plug 12, that is, an ignition signal is supplied from the ECU 5.
[0021]
The ECU 5 includes an atmospheric pressure sensor 14 that detects the atmospheric pressure PA, a vehicle speed sensor 15 that detects a traveling speed (vehicle speed) VP of the vehicle driven by the engine 1, and a gear position sensor that detects the gear position GP of the transmission of the vehicle. 16 and a battery voltage sensor 17 for detecting an output voltage VB of a battery (not shown) that supplies power to the ECU 5, the fuel injection valve 6 and the like are connected, and detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5. .
[0022]
The ECU 5 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, etc., and a central processing circuit (hereinafter referred to as “CPU”). A storage circuit that stores various calculation programs executed by the CPU, calculation results, and the like, an output circuit that supplies a drive signal to the fuel injection valve 6, and the like. The ECU 5 controls the valve opening time and ignition timing of the fuel injection valve 6 on the basis of detection signals from various sensors, and opens and closes the electromagnetic valves 35i and 35e, and performs all-cylinder operation of the engine 1 and a part thereof. Switching control with cylinder operation is performed.
[0023]
Further, the ECU 5 controls the amount of electric power supplied to the heaters 24R and 24L that heat the O2 sensors 22R and 22L as described above. Specifically, the amount of power supplied is controlled by changing the duty ratio of the electrical signal supplied to the heaters 24R and 24L. The electric signal supplied to the heaters 24R and 24L is a pulse signal whose low level is 0V and whose high level is equal to the battery voltage VB.
[0024]
The CPU of the ECU 5 discriminates various engine operating states based on the detection signals of the various sensors described above, and synchronizes with the TDC signal pulse based on the determined engine operating state based on the following equation (1). Then, the fuel injection time TOUT by the fuel injection valve 6 that opens is calculated.
TOUT = TI × KCMD × KLAF × K1 + K2 (1)
[0025]
Here, TI is the basic fuel injection time of the fuel injection valve 6 and is determined by searching a TI map set according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA. The TI map is set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 1 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio in the operating state corresponding to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA on the map.
[0026]
KCMD is a target air-fuel ratio coefficient, and is set according to engine operating parameters such as engine speed NE, intake pipe absolute pressure PBA, engine water temperature TW, and detection signals of the O2 sensors 22R and 22L. The target air-fuel ratio coefficient KCMD is proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio A / F, that is, the fuel-air ratio F / A, and takes a value of 1.0 when the stoichiometric air-fuel ratio is used.
[0027]
KLAF is an air-fuel ratio correction coefficient calculated so that the detected equivalent ratio KACT calculated from the detected air-fuel ratio of the LAF sensors 21R and 21L matches the target equivalent ratio KCMD. When feedback control according to the detected air-fuel ratio of the LAF sensor 14 is not performed, it is set to an uncorrected value (1.0) or a learned value.
[0028]
K1 and K2 are other correction coefficients and correction variables that are calculated according to various engine parameter signals, respectively, and are predetermined values that can optimize various characteristics such as fuel efficiency characteristics and engine acceleration characteristics according to engine operating conditions. To be determined.
[0029]
FIG. 3 is a flowchart of processing for determining execution conditions of cylinder deactivation (partial cylinder operation) for deactivating some cylinders. This process is executed by the CPU of the ECU 5 every predetermined time (for example, 10 milliseconds).
In step S11, it is determined whether or not the start mode flag FSTMOD is “1”. If FSTMOD = 1 and the engine 1 is being started (cranking), the detected engine water temperature TW is used as the start mode water temperature. Store as TWSTMOD (step S13). Next, the TMTWCSDLY table shown in FIG. 4 is searched according to the start mode water temperature TWSTMOD, and the delay time TMTWCSDLY is calculated. In the TMTWCSDLY table, in the range where the start mode water temperature TWSTMOD is equal to or lower than the first predetermined water temperature TW1 (for example, 40 ° C.), the delay time TMTWCSDLY is set to the predetermined delay time TDLY1 (for example, 250 seconds), and the start mode water temperature TWSTMOD is the first predetermined water temperature. In the range higher than TW1 (for example, 40 ° C.) and lower than the second predetermined water temperature TW2 (for example, 60 ° C.), the delay time TMTWCSDLY is set to decrease as the start mode water temperature TWSTMOD increases, and the start mode water temperature TWSTMOD becomes the second predetermined water temperature. In a range higher than TW2, the delay time TMTWCSDLY is set to “0”.
[0030]
In the subsequent step S15, the downcount timer TCSWAIT is set to the delay time TMTWCSDLY and started, and the cylinder deactivation flag FCYLSTP is set to “0” (step S25). This indicates that the execution condition for cylinder deactivation is not satisfied.
[0031]
If FSTMOD = 0 in step S11 and the normal operation mode is set, it is determined whether or not the engine water temperature TW is higher than the cylinder deactivation determination temperature TWCSTP (for example, 75 ° C.) (step S12). When TW ≦ TWCSTP, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the process proceeds to step S14. When the engine water temperature TW is higher than the cylinder deactivation determination temperature TWCSTP, the process proceeds from step S12 to step S16, and it is determined whether or not the value of the timer TCSWAIT started in step S15 is “0”. While TCSWAIT> 0, the process proceeds to step S25, and when TCSWAIT = 0, the process proceeds to step S17.
[0032]
In step S17, the THCS table shown in FIG. 5 is searched according to the vehicle speed VP and the gear position GP, and the upper threshold THCSH and the lower threshold THCSL used for the determination in step S18 are calculated. In FIG. 5, the solid line corresponds to the upper threshold value THCSH, and the broken line corresponds to the lower threshold value THCSL. The THCS table is set for each gear position GP, and is set such that the upper threshold THCSH and the lower threshold THCSL increase as the vehicle speed VP increases roughly at each gear position (second to fifth gears). Has been. However, when the gear position GP is the second speed, an area is provided in which the upper threshold value THCSH and the lower threshold value THCSL are kept constant even if the vehicle speed VP changes. When the gear position GP is 1st gear, all cylinder operation is always performed, so the upper threshold value THCSH and the lower threshold value THCSL are set to “0”, for example. If the vehicle speed VP is the same, the threshold values (THCSH, THCSL) corresponding to the low-speed side gear position GP are set to be larger than the threshold values (THCSH, THCSL) corresponding to the high-speed side gear position GP.
[0033]
In step S18, it is determined with hysteresis whether or not the throttle valve opening TH is smaller than the threshold value THCS. Specifically, when the cylinder deactivation flag FCYLSTP is “1”, when the throttle valve opening TH increases and reaches the upper threshold value THCSH, the answer to step S18 becomes negative (NO), and the cylinder deactivation flag FCYLSTP is set. When it is “0”, when the throttle valve opening TH decreases and falls below the lower threshold value THCSL, the answer to step S18 becomes affirmative (YES).
[0034]
If the answer to step S18 is affirmative (YES), it is determined whether or not the atmospheric pressure PA is equal to or higher than a predetermined pressure PACS (for example, 86.6 kPa (650 mmHg)) (step S19), and the answer is affirmative (YES) ), It is determined whether or not the intake air temperature TA is equal to or higher than a predetermined lower limit temperature TACSL (eg, −10 ° C.) (step S20). If the answer is affirmative (YES), the intake air temperature TA is predetermined. It is determined whether or not the temperature is lower than the upper limit temperature TACSH (for example, 45 ° C.) (step S21). If the answer is affirmative (YES), the engine water temperature TW is lower than a predetermined upper limit water temperature TWCSH (for example, 120 ° C.) If the answer is affirmative (YES), it is determined whether or not the engine speed NE is lower than a predetermined engine speed NECS (step S2). ).
[0035]
The determination in step S23 is performed with hysteresis as in step S18. That is, when the cylinder deactivation flag FCYLSTP is “1”, when the engine speed NE increases and reaches the upper speed NECSH (for example, 3500 rpm), the answer to step S23 becomes negative (NO), and the cylinder deactivation flag FCYLSTP When the engine speed NE decreases and falls below the lower speed NECSL (for example, 3300 rpm), the answer to step S23 becomes affirmative (YES).
[0036]
When the answer to any of steps S18 to S23 is negative (NO), it is determined that the cylinder deactivation execution condition is not satisfied, and the process proceeds to step S25. On the other hand, when all the answers to steps S18 to S23 are affirmative (YES), it is determined that the cylinder deactivation execution condition is satisfied, and the cylinder deactivation flag FCYLSTP is set to “1” (step S24).
[0037]
When the cylinder deactivation flag FCYLSTP is set to “1”, a partial cylinder operation is performed in which the # 1 to # 3 cylinders are deactivated and the # 4 to # 6 cylinders are operated, and the cylinder deactivation flag FCYLSTP is set to “0”. ”Is set, the all-cylinder operation for operating all the cylinders # 1 to # 6 is executed.
[0038]
FIG. 6 is a flowchart of a process for calculating the duty ratio DTYSHT of the drive signal supplied to the heater 24R that heats the O2 sensor 22R. This process is executed every predetermined time (for example, 10 milliseconds) by the CPU of the ECU 5.
[0039]
In step S31, a KVBSHT table shown in FIG. 8 is searched according to the battery voltage VB, and a voltage correction coefficient KVBSHT is calculated. In step S32, a DTYSHTM map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA, and a basic duty ratio DTYSHTM for the right bank is calculated. The DTYSHTM map is set so that the basic duty ratio DTYSHTM decreases as the engine speed NE increases and the intake pipe absolute pressure PBA increases.
[0040]
In step S33, it is determined whether or not a cylinder deactivation flag FCYLSTP is “1”. When FCYLSTP = 0 and all cylinders are operating, the basic duty ratio DTYSHTM and the voltage correction coefficient KVBSHT are applied to the following equation (2) to calculate the right bank duty ratio DTYSHHT (step S35).
DTYSHHT = DTYSHTM × KVBSHT (2)
[0041]
On the other hand, when FCYLSTP = 1 and some cylinders are operating, the basic duty ratio DTYSHTM and the voltage correction coefficient KVBSHT are applied to the following equation (3) to calculate the right bank duty ratio DTYSHHT (step S34). .
DTYSHHT = DTYSHTM × KVBSHT + DUTYSCS (3)
Here, DUTYSCS is a predetermined addition value, and is set to, for example, 5 to 30%.
[0042]
According to the processing of FIG. 6, the duty ratio DTYSHHT is increased by a predetermined addition value DUTYSCS during the partial cylinder operation than during the full cylinder operation. In some cylinder operation, it becomes larger. Accordingly, even during partial cylinder operation that is not heated by exhaust, the temperature of the O2 sensor 22R does not decrease, and the active state of the O2 sensor 22R can be maintained. As a result, feedback control according to the output of the O2 sensor 22R can be executed immediately after the start of all cylinder operation. Further, since the duty ratio DTYSHHT is calculated by correcting the basic duty ratio DTYSHTM with a voltage correction coefficient KVBSHT corresponding to the battery voltage VB, electric power that is not excessive or insufficient even when the battery voltage VB changes is supplied to the heater 24R. be able to.
[0043]
FIG. 7 is a flowchart of a process for calculating the duty ratio DTYSHTB2 of the drive signal supplied to the heater 24L that heats the O2 sensor 22L. This process is executed every predetermined time (for example, 10 milliseconds) by the CPU of the ECU 5.
In step S41, a KVBSHT table shown in FIG. 8 is searched according to the battery voltage VB, and a voltage correction coefficient KVBSHT is calculated. In step S42, a DTYSHTMB2 map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA, and a basic duty ratio DTYSHTMB2 for the left bank is calculated. Similar to the DTYSHTM map described above, the DTYSHTMB2 map is set such that the basic duty ratio DTYSHTM decreases as the engine speed NE increases and the intake pipe absolute pressure PBA increases. However, the set value of the DTYSHTMB2 map is set to a value slightly smaller than the set value of the DTYSHTM map in the same engine operating state (for example, when DTYSHTM is 57%, the corresponding DTYSHTMB2 is 56%). ing.
[0044]
In step S43, the basic duty ratio DTYSHTMB2 and the voltage correction coefficient KVBSHT are applied to the following equation (4) to calculate the left bank duty ratio DTYSHTB2.
DTYSHTB2 = DTYSHTMB2 × KVBSHT (4)
[0045]
In this embodiment, the cylinder deactivation mechanism 30 constitutes a switching means, and includes a throttle valve opening sensor 4, an intake air temperature sensor 8, an engine water temperature sensor 9, a crank angle position sensor 10, a vehicle speed sensor 15, a gear position sensor 16, and an intake air. The in-pipe absolute pressure sensor 7 constitutes operating parameter detection means, and the ECU 5 constitutes command means and power control means. More specifically, the process of FIG. 3 corresponds to a command unit, and the process of FIG. 6 corresponds to a power supply control unit.
[0046]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the embodiment described above, an example of controlling the power supplied to the heaters 24R and 24L of the O2 sensors 22R and 22L has been shown. However, the present invention similarly applies to the case where heaters are provided in the LAF sensors 21R and 21L. Can be applied.
[0047]
Further, the present invention is not limited to the oxygen concentration sensor, but includes, for example, specific components in the exhaust that require heating to maintain an active state, such as a hydrocarbon concentration sensor that detects hydrocarbon (HC) concentration in the exhaust It can be applied to a sensor for detecting the concentration.
[0048]
In the embodiment described above, the basic duty ratios DTYSHTM and DTYSHTMB2 are calculated according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA. However, an intake air amount sensor that detects the intake air amount QA of the engine 1 is provided, and the intake air The basic duty ratios DTYSHTM and DTYSHTMB2 may be set according to the amount QA. In this case, the basic duty ratios DTYSHTM and DTYSHTMB2 are set to smaller values as the intake air amount QA increases.
[0049]
The present invention can also be applied to a case where cylinder deactivation is performed in a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a vertical crankshaft.
[0050]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1 as described in detail above, the amount of power supplied to the heater of the first exhaust concentration sensor provided corresponding to the cylinder halting during partial-cylinder operation, the engine intake air amount is controlled to be decreased as increasing, and who during partial-cylinder operation than during the all-cylinder operation is controlled to increase. Therefore, even during partial cylinder operation that is not heated by the exhaust, the temperature of the exhaust concentration sensor does not decrease, and the active state of the exhaust concentration sensor can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a hydraulic control system of a cylinder deactivation mechanism.
FIG. 3 is a flowchart of a process for determining a cylinder deactivation condition.
4 is a diagram showing a TMTWCSDLY table used in the processing of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a THCS table used in the process of FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart of a process for calculating a duty ratio of an electric signal supplied to the O2 sensor heater on the right bank side.
FIG. 7 is a flowchart of a process for calculating a duty ratio of an electrical signal supplied to the O2 sensor heater on the left bank side.
FIG. 8 is a diagram showing a table used in the processing of FIGS. 6 and 7;
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine 2 Intake pipe 4 Throttle valve opening sensor (operating parameter detection means)
5 Electronic control unit (command means, power supply control means)
7 Intake pipe absolute pressure sensor (operating parameter detection means)
8 Intake air temperature sensor (operating parameter detection means)
9 Engine water temperature sensor (operating parameter detection means)
10 Crank angle position sensor (operating parameter detection means)
15 Vehicle speed sensor (Driving parameter detection means)
16 Gear position sensor (operating parameter detection means)
17 Battery voltage sensor 22R Oxygen concentration sensor (exhaust concentration sensor)
24R heater 30 cylinder deactivation mechanism (switching means)

Claims

複数気筒を有し、前記複数気筒の全てを作動させる全筒運転と、前記複数気筒のうち一部気筒の作動を休止させる一部気筒運転とを切換える切換手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記機関の吸入空気量に関わる運転パラメータを含み、前記機関の運転状態を示す運転パラメータを検出する運転パラメータ検出手段と、
前記運転パラメータに応じて前記全筒運転または一部気筒運転を前記切換手段に指令する指令手段と、
前記一部気筒に対応する排気系に設けられ、排気中の特定成分の濃度を検出する第１排気濃度センサと、
該第１排気濃度センサを加熱する第１ヒータと、
前記吸入空気量に関わる運転パラメータに応じて、前記吸入空気量が増加するほど前記第１ヒータに供給する電力を減少させるように電力供給制御を行う電力供給制御手段とを備え、
前記電力供給制御手段は、前記一部気筒運転時は、前記全筒運転時より前記第１ヒータに供給する電力量を増加させることを特徴とする内燃機関の制御装置。In a control device for an internal combustion engine having a plurality of cylinders and comprising switching means for switching between all-cylinder operation for operating all of the plurality of cylinders and partial cylinder operation for stopping operation of some of the plurality of cylinders. ,
An operation parameter detecting means for detecting an operation parameter indicating an operation state of the engine, including an operation parameter related to an intake air amount of the engine ;
Command means for instructing the switching means to perform the all-cylinder operation or the partial cylinder operation in accordance with the operation parameter;
A first exhaust concentration sensor that is provided in an exhaust system corresponding to the partial cylinder and detects a concentration of a specific component in the exhaust;
A first heater for heating the first exhaust concentration sensor,
Power supply control means for performing power supply control so as to decrease the power supplied to the first heater as the intake air amount increases in accordance with an operation parameter related to the intake air amount ;
The control device for an internal combustion engine, wherein the power supply control means increases the amount of power supplied to the first heater during the partial cylinder operation than during the all-cylinder operation.

前記機関は、前記複数気筒が第１気筒群と第２気筒群とに分割されてＶ字型に配置され、かつ前記第１気筒群の気筒が前記一部気筒運転中に休止され、前記第２気筒群の気筒が前記一部気筒運転中においても作動するように構成されているとともに、前記第２気筒群に対応する排気系に設けられ、排気中の特定成分濃度を検出する第２排気濃度センサと、該第２排気濃度センサを加熱する第２ヒータとを備え、In the engine, the plurality of cylinders are divided into a first cylinder group and a second cylinder group and arranged in a V shape, and the cylinders of the first cylinder group are deactivated during the partial cylinder operation, A second exhaust for detecting a specific component concentration in the exhaust is provided in an exhaust system corresponding to the second cylinder while the cylinders of the two cylinders are configured to operate even during the partial cylinder operation. A concentration sensor and a second heater for heating the second exhaust concentration sensor;
前記電力供給制御手段は、前記吸入空気量が増加するほど前記第２ヒータに供給する電力を減少させるように電力供給制御を行うとともに、前記全筒運転時は前記第２ヒータに供給する電力を、前記第１ヒータに供給する電力と僅かに異なる値に設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 The power supply control means performs power supply control so as to decrease the power supplied to the second heater as the intake air amount increases, and supplies the power supplied to the second heater during the all-cylinder operation. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a value slightly different from electric power supplied to the first heater is set.