CN101031710B - 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 - Google Patents

内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法 Download PDF

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Abstract

在起动发动机后，为了催化剂预热而开始点火时刻的延迟，在点火时刻(θ)延迟到阈值(θref)时为了开始燃料喷射量的增量校正，将燃料增量标志(F1)设置为值1。然后，使节气门开度(TH)增大，从节气门开度(TH)的增大结束开始经过了预定时间(t3)时结束燃料喷射量的增量校正。由此，能够根据需要进行燃料喷射量的增量校正。其结果，能够实现燃料利用率的提高，同时能够抑制排放的恶化。

Description

内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法。
背景技术
以往，作为这种内燃机的控制装置，提出了一种在使未预热状态的内燃机起动时，为了促进净化排气的净化装置内的催化剂的预热，使点火时刻延迟，同时对燃料喷射量进行增量校正(例如，特开平8-86236号公报等)。在该装置中，为了抑制由于使点火时刻延迟而产生的失火、在增大怠速控制阀门的开度时产生的混合气变稀(lean)，在点火时刻的延迟开始的同时进行燃料喷射量的增量校正，在怠速控制阀门的开度增大结束的时刻结束燃料喷射量的增量校正，抑制空燃比变稀的倾向，促进催化剂的迅速的预热。另外，催化剂的迅速的预热与来自内燃机的排气的迅速的净化相关联，提高了排放性能。
发明内容
如上所述，内燃机的起动时的催化剂预热，是提高排放性能的，很有效，但因为对燃料喷射量进行增量校正，所以有时产生热量利用率的恶化或由过剩的燃料引起的排放的恶化的问题。因此，希望在更适当的时刻开始、同时在更适当的时刻结束燃料喷射量的增量校正。
本发明的内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法，其目的之一在于在更适当的时刻(正时，定时)开始燃料喷射量的增量校正，其中所述燃料喷射量的增量校正是起动未预热状态的内燃机从而进行由点火时刻延迟引起的催化剂预热时的燃料喷射量的增量校正。另外，本发明的内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法，其目的之一在于在更适当的时刻结束燃料喷射量的增量校正，其中所述燃料喷射量的增量校正是起动未预热状态的内燃机从而进行由点火时刻延迟引起的催化剂预热时的燃料喷射量的增量校正。
本发明的内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法，为达成上述的目的的至少一部分，采用了以下的方法。
本发明的第一内燃机的控制装置，是能够改变点火时刻、在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制装置，其特征在于：在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，在起动之后执行使点火时刻慢慢延迟的起动时点火控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，在从由该起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射成为目标空燃比的燃料喷射量，并且，在所述预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对所述成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量。
在该本发明的第一内燃机的控制装置中，从点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射成为目标空燃比的燃料喷射量；在预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量.即，将通过点火时刻延迟进行的催化剂预热时的燃料喷射量的增量校正的正时设为从点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立时.因此，跟与点火时刻的延迟的开始同时进行燃料喷射量的增量校正的控制装置相比，能够提高内燃机的起动时的燃料利用率，同时能够抑制由过剩的燃料喷射引起的排放的恶化.这里，所述预定的增量条件，可以使用所述点火时刻达到预定的角度的条件，也可以使用从由起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始经过了预定时间的条件.另外，“成为目标空燃比的燃料喷射量”，可以设为在成为理论空燃比的基本燃料喷射量上乘以基于内燃机的状态的校正系数而算出的喷射量.
在这样的本发明的第一内燃机的控制装置中，也可以设为，从进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后到达到预定开度为止，执行使节气门开度慢慢增大的起动时节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，在节气门开度达到所述预定开度以后执行结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，能够抑制增大节气门的开度时产生的混合气变稀，同时能够在结束这样变稀的抑制之后结束燃料喷射量的增量校正。当然，通过增大节气门的开度，能够增大吸入空气量从而促进催化剂预热。此时，所述起动时燃料喷射控制可以设为，从节气门开度达到所述预定开度开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这里，预定时间是考虑相对于节气门开度的增大的空气流量的延迟等的时间。另外，在这种方式的本发明的第一内燃机的控制装置中，也可以设为，所述起动时节气门控制，是当在执行该控制期间对所述内燃机产生了输出要求时中止该控制的控制；所述起动时燃料喷射控制，是在所述起动时节气门控制中止时，从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，即使伴随着起动时节气门控制中止从而错过结束燃料喷射量的增量校正的正时，也能够在从内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正，能够抑制不需要的燃料喷射量的增量校正。
另外，在本发明的第一内燃机的控制装置中，也可以设为，所述起动时燃料喷射控制，是从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，能够防止长时间执行燃料喷射量的增量校正。
进而，在本发明的第一内燃机的控制装置中，也可以设为，所述起动时燃料喷射控制，是在结束燃料喷射量的增量校正时，以基于结束之前的空燃比的衰减程度结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，能够抑制在结束燃料喷射量的增量校正时产生的空燃比的急剧变化。
本发明的第二内燃机的控制装置，是在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制装置，其特征在于：在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，从起动后的第一正时开始执行使节气门开度慢慢增大到预定开度为止的起动时节气门控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，从伴随着所述内燃机的起动的第二正时开始，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量，并且，在节气门开度达到所述预定开度以后结束燃料喷射量的增量校正。
在该本发明的第二内燃机的控制装置中，从内燃机的起动后的第一正时开始执行使节气门开度慢慢增大到预定开度为止的起动时节气门控制；以及从伴随着内燃机的起动的第二正时开始，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量，在节气门开度达到预定开度以后结束燃料喷射量的增量校正.因此，能够通过增大节气门开度增大吸入空气量，从而促进催化剂预热.另外，能够抑制增大节气门的开度时产生的变稀，同时能够在结束这样变稀的抑制之后结束燃料喷射量的增量校正.其结果，能够更适当地进行燃料喷射量的增量校正，能够提高内燃机的起动时的燃料利用率，同时能够抑制由过剩的燃料喷射引起的排放的恶化.
在这样的本发明的第二内燃机的控制装置中，也可以设为，所述起动时燃料喷射控制，是从节气门开度达到所述预定开度开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这里，预定时间是考虑相对于节气门开度的增大的空气流量的延迟等的时间。因此，能够在更适当的正时结束燃料喷射量的增量校正。
另外，在本发明的第二内燃机的控制装置中，也可以设为，所述起动时节气门控制，是当在执行该控制期间有对所述内燃机的输出要求时中止该控制的控制；所述起动时燃料喷射控制，是在所述起动时节气门控制中止时，从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，即使伴随着起动时节气门控制中止从而错过结束燃料喷射量的增量校正的正时，也能够在从内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正，能够抑制不需要的燃料喷射量的增量校正。
本发明的第一内燃机的控制方法，它是能够改变点火时刻、在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制方法，其特征在于：在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，在起动之后执行使点火时刻慢慢延迟的起动时点火控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，在从由该起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射成为目标空燃比的燃料喷射量，并且，在所述预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对所述成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量。
在该本发明的第一内燃机的控制方法中，从点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射成为目标空燃比的燃料喷射量；在预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量。即，将通过点火时刻延迟进行的催化剂预热时的燃料喷射量的增量校正的正时设为从点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立时。因此，跟与点火时刻的延迟的开始同时进行燃料喷射量的增量校正的控制相比，能够提高内燃机的起动时的燃料利用率，同时能够抑制由过剩的燃料喷射引起的排放的恶化。
在这样的本发明的第一内燃机的控制方法中，也可以设为，从进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后到达到预定开度为止，执行使节气门开度慢慢增大的起动时节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，在节气门开度达到所述预定开度以后执行结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，能够抑制增大节气门的开度时产生的变稀，同时能够在结束这样变稀的抑制之后结束燃料喷射量的增量校正。当然，通过增大节气门的开度，能够增大吸入空气量从而促进催化剂预热。
另外，在本发明的第一内燃机的控制方法中，也可以设为，所述起动时燃料喷射控制，是从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，能够防止长时间执行燃料喷射量的增量校正。
进而，在本发明的第一内燃机的控制方法中，也可以设为，所述起动时燃料喷射控制，是在结束燃料喷射量的增量校正时，以基于结束之前的空燃比的衰减程度结束燃料喷射量的增量校正的控制.这样一来，能够抑制在结束燃料喷射量的增量校正时产生的空燃比的急剧变化.
本发明的第二内燃机的控制方法，是在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制方法，其特征在于：在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，从起动后的第一正时开始执行使节气门开度慢慢增大到预定开度为止的起动时节气门控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，从伴随着所述内燃机的起动的第二正时开始，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量，并且，在节气门开度达到所述预定开度以后结束燃料喷射量的增量校正。
在该本发明的第二内燃机的控制方法中，从内燃机的起动后的第一正时开始执行使节气门开度慢慢增大到预定开度为止的起动时节气门控制；并且，从伴随着内燃机的起动的第二正时开始，从燃料喷射器喷射对成为目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量，在节气门开度达到预定开度以后结束燃料喷射量的增量校正。因此，能够通过增大节气门开度增大吸入空气量，从而促进催化剂预热。另外，能够抑制增大节气门的开度时产生的变稀，同时能够在结束这样变稀的抑制之后结束燃料喷射量的增量校正。其结果，能够更适当地进行燃料喷射量的增量校正，能够提高内燃机的起动时的燃料利用率，同时能够抑制由过剩的燃料喷射引起的排放的恶化。
另外，在本发明的第二内燃机的控制方法中，也可以设为，所述起动时节气门控制，是当在执行该控制期间有对所述内燃机的输出要求时中止该控制的控制；所述起动时燃料喷射控制，是在所述起动时节气门控制中止时，从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正的控制。这样一来，即使伴随着起动时节气门控制中止从而错过结束燃料喷射量的增量校正的正时，也能够在从内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正，能够抑制不需要的燃料喷射量的增量校正。
附图说明
图1是表示安装了作为本发明的一个实施例的内燃机的控制装置的混合动力汽车20的结构的概略的结构图；
图2是表示发动机22的结构的概略的结构图；
图3是表示由发动机ECU24所执行的起动时控制例程的一例的流程图；
图4是表示由发动机ECU24所执行的燃料喷射时间设定例程的一例的流程图；
图5是表示使发动机22起动时的发动机22的转速Ne、空燃比AF、点火时刻θ、节气门开度TH和燃料增量标志F1的时间变化的一例的说明图。
具体实施方式
接下来，用实施例对用于实施本发明的最佳方式进行说明。图1是表示安装了本发明的一个实施例的内燃机的控制装置的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。实施例的混合动力汽车20，如图所示，包括：发动机22；经由减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配综合机构30；连接在动力分配综合机构30上的可以发电的电机MG1；安装在被连接于动力分配综合机构30的、作为驱动轴的齿圈轴32a上的减速器35；连接在该减速器35上的电机MG2；和控制动力输出装置整体的混合动力用电子控制单元70。
发动机22，构成为例如可以通过汽油或轻油等碳氢化合物类的燃料输出动力的内燃机，如图2所示，经由节气门124将由空气滤清器122净化的空气吸入，同时从燃料喷射阀126喷射汽油，使吸入的空气与汽油混合，经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过由火花塞130产生的电火花使其爆炸燃烧，将由该能量向下推动的活塞132的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由对一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。
发动机22，由发动机用电子控制单元(以下称为发动机ECU)24进行控制。经由未图示的输入端口向发动机ECU24输入来自检测发动机22的状态的各种传感器的信号。例如，经由输入端口向发动机ECU24输入：来自安装在空气滤清器122上的温度传感器122a的进气温度Ta；来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温Tw；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气进气门128和排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门位置；来自检测作为发动机22的负荷的吸入空气量的真空传感器148的吸入空气量Qa；来自安装在净化装置134的上游侧的空燃比传感器135a的空燃比AF；来自安装在净化装置134的下游侧的氧气传感器135b的氧气信号等。另外，从发动机ECU24，经由未示出的输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号。例如，从发动机ECU24经由输出端口输出：给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电机136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。发动机ECU24，与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输出与发动机22的运行状态有关的数据。另外，发动机ECU24也基于来自曲轴位置传感器140的曲轴位置计算发动机22的转速Ne等。
动力分配综合机构30，包括：作为外齿齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳齿轮31同心的圆上(同轴)的作为内齿齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在齿圈32上经由齿圈轴32a连结有减速器35。齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速器62而连结在车辆的驱动轮63a、63b上。
电机MG1以及电机MG2，都由能够作为发电机而驱动并能够作为电动机而驱动的周知的同步发电电动机构成，经由逆变器41、42并通过电力线54与电池50连接。电机MG1、MG2都由电机用电子控制单元(以下称作电机ECU)40驱动控制。向电机ECU40输入驱动控制电机MG1、MG2所必须的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电机MG1、MG2上的相电流等；从电机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信号。电机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，同时，根据需要将与电机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU)52管理。向电池ECU52输入管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50的输出端子连接的电力线54上的未示出的电流传感器的充放电电流、来自安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等；并根据需要，通过通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。另外，在电池ECU52中，为了管理电池50还基于由电流传感器检测出的充放电电流的累计值计算出残余容量(SOC)。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除CPU72之外还包括：储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力用电子控制单元70输入：来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器88的车速V等。如上所述，混合动力用电子控制单元70，通过通信端口与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
这样构成的实施例的混合动力汽车20，以基于与驾驶者的蹬踏加速踏板83的量相对应的加速器开度Acc和车速V计算应该向作为驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩、并向齿圈轴32a输出与该要求扭矩相对应的要求动力的方式，运行控制发动机22、电机MG1和电机MG2。作为发动机22、电机MG1和电机MG2的运行控制，包括扭矩转换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时以通过动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩转换后向齿圈轴32a输出的方式对电机MG1、电机MG2进行驱动控制；充放电运行模式：其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电，以随着从发动机22输出的动力的全部或者一部分由动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2进行的扭矩转换从而将要求动力向齿圈轴32a输出的方式，对电机MG1、电机MG2进行驱动控制；电机运行模式，其中以使发动机22的运行停止，向齿圈轴32a输出来自电机MG2的与要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作，特别是混合动力汽车20进行系统起动、最开始起动发动机22时的动作进行说明。当在电机运行模式下行驶时，发动机22的起动是通过如下所述而进行的，从电机MG1经由动力分配综合机构30输出拖动发动机22的扭矩，同时以将下述两个扭矩的和向齿圈轴32a输出的方式从电机MG2进行输出，其中一个扭矩是抵消在拖动发动机22时经由动力分配综合机构30向齿圈轴32a输出的扭矩的扭矩，另一个扭矩是伴随着驾驶者的加速踏板83的操作而设定的应该向齿圈轴32a输出的要求扭矩。图3是表示在通过电机MG1、电机MG2开始发动机22的拖动时，由发动机ECU24所执行的起动时控制例程的一例的流程图。
在执行起动时控制例程时，发动机ECU24首先驱动节气门电机136以关闭节气门124，以使得节气门开度TH缩小为比怠速运行时的开度稍小的开度，同时将火花塞130的点火时刻θ调整为预先设定的起动时点火时刻θst(步骤S100).这里，起动时点火时刻θst，作为容易产生发动机22的起始爆炸的点火时刻，可以通过实验等而确定.然后，等发动机22的转速Ne变为阈值Nref以上(步骤S110、S120)，开始从燃料喷射器126喷射燃料的燃料喷射控制和控制火花塞130的点火的点火控制(步骤S130)，为了迅速地对净化装置134的催化剂进行预热而开始使点火时刻θ慢慢延迟(步骤S140).在使火花塞130的点火时刻θ延迟时，发动机22的燃烧与通常的点火时刻相对靠后进行，所以向净化装置134供给温度较高的排气，净化装置134的催化剂被迅速地预热.另外，使点火时刻θ的延迟慢慢进行，是为了防止因点火时刻θ的急剧的延迟而失火.因此，点火控制是一边确认是否没有产生失火(是否产生燃烧)一边使点火时刻θ慢慢延迟的控制.
接下来，等待点火时刻θ延迟到阈值θref，然后将燃料增量标志F1设置为值1(步骤S150、S160)。由于点火时刻θ的延迟进行到某种程度时会变得容易失火，所以通过对来自燃料喷射器126的燃料喷射量进行增量校正，以防止失火。对于燃料喷射控制，在后面叙述。
接下来，等待从内燃机22的起动开始经过预定时间t1，开始使被缩小了的节气门124慢慢地打开到节气门开度TH达到为催化剂预热而预先设定的开度THset(步骤S170、S180)。这里，增大节气门开度TH是为了增大吸入空气量从而更迅速地预热净化装置134的催化剂。通过这样的吸入空气量的增大和上述的点火时刻θ的延迟，净化装置134的催化剂被迅速地预热。在实施例中，将这些控制称作催化剂预热控制。
接下来，等待从内燃机22的起动开始经过预定时间t2，或者从节气门开度TH达到开度THset开始经过预定时间t3，为了结束燃料喷射量的增量校正，将燃料增量标志F1设置为值0，同时将燃料增量结束标志F2设置为值1(步骤S190～S210)，结束起动时控制例程。这里，在能够在以电机运行模式行驶的同时执行上述的催化剂预热控制的通常时，将从节气门开度TH达到开度THset开始经过预定时间t3的正时，设定成比从内燃机22的起动开始经过预定时间t2的正时早。因此，通常在从节气门开度TH达到开度THset开始经过预定时间t3时，将燃料增量标志F1设置为值0，同时将燃料增量结束标志F2设置为值1。等待从节气门开度TH达到开度THset开始经过预定时间t3，是因为考虑相对于节气门开度TH的增大的吸入空气量的时间延迟。另外，在节气门开度TH达到开度THset以后结束燃料喷射量的增量校正，是因为伴随着节气门开度TH的增大的结束，在节气门开度TH的增大时会产生的空燃比AF变稀(稀薄)的现象也结束。由此，能够使燃料喷射量的增量校正在其必要性结束的时刻迅速地结束。另一方面，在不能够在以电机运行模式行驶的同时执行上述的催化剂预热控制的非通常时，例如当在进行催化剂预热控制期间加速踏板83被较大程度地踩下或者车速V变大从而需要来自发动机22的动力时，中止点火时刻θ的延迟或吸入空气量的增大等催化剂预热控制。即，使节气门开度TH的增大中止。因此，等待从节气门开度TH达到开度THset开始经过预定时间t3的正时已经没有意义，不能在该正时结束燃料喷射量的增量校正。在实施例中，为了也能够应对这样的事态，在从内燃机22的起动开始经过预定时间t2的正时结束燃料喷射量的增量校正。由此，能够抑制燃料喷射量的增量校正长时间地持续。
接下来，对起动时的燃料喷射控制进行说明。图4是表示在发动机22的起动时由发动机ECU24所执行的燃料喷射时间设定例程的一例的流程图。该例程，在图3所例示的起动时控制例程执行期间作为中继处理反复执行。
在执行燃料喷射时间设定例程时，发动机ECU24首先执行输入发动机22的转速Ne、来自真空传感器148的吸入空气量Qa、来自温度传感器122a的进气温度Ta、来自水温传感器142的冷却水温Tw、来自空燃比传感器135a的空燃比AF等燃料喷射控制所必需的数据的处理(步骤S300).然后，基于所输入的发动机22的转速Ne、吸入空气量Qa和进气温度Ta设定基本燃料喷射时间TP(步骤S310).基本燃料喷射时间TP基本上以空燃比成为理论空燃比的方式进行设定.
接下来，基于从开始燃料喷射控制的经过时间t、冷却水温Tw和进气温度Ta计算校正系数FF(步骤S320)。校正系数FF，可以作为下述系数的和来计算，例如，衰减的程度不同但随着经过时间t而衰减的两个时间系数、随着冷却水温Tw的上升而衰减的水温系数、与基准温度(例如25℃)和进气温度Ta的差相对应的进气温度系数。在实施例中，作为校正系数FF，被计算成加在基准值1上的程度(例如其绝对值在小于等于0.3的范围)。
接下来，将对由空燃比传感器135a检测出的空燃比AF的距目标空燃比(例如理论空燃比)的偏差进行校正的反馈校正项FAF设置为值1(步骤S330)，在燃料增量标志F1为值0时将增量校正TK设定为值0(步骤S340，S350)，在燃料增量标志F1为值1时将增量校正TK设定为预定增量时间Tset(步骤S340，S360)。然后，在燃料增量结束标志F2值0时(步骤S370)，基于计算出的基本燃料喷射时间TP、设定的校正系数FF、反馈校正项FAF、增量校正TK，通过下面的(1)式计算燃料喷射时间TAU(步骤S390)，结束燃料喷射时间设定例程。如上所述，在将燃料增量标志F1设置为值0，并且将燃料增量结束标志F2设置为值0时，增量校正TK被设置为值0，所以不进行燃料喷射量的增量校正；在将燃料增量标志F1设置为值1，并且将燃料增量结束标志F2设置为值0时，增量校正TK被设置为预定增量时间Tset，所以进行基于增量校正TK的燃料喷射量的增量校正。这里，预定增量时间Tset可以设定为：为了防止点火时刻θ的延迟时会产生的失火而必需的燃料喷射时间的增加量，或为了防止伴随着节气门开度TH的增大会产生的失火而必需的燃料喷射时间的增加量等。
TAU＝TP·FAF·(1+FF)+TK    (1)
另一方面，在燃料增量结束标志F2为值1时，对增量校TK实施基于空燃比AF进行的平滑(なまレ)处理(步骤S380)，然后使用实施了平滑处理的增量校正TK通过(1)式计算燃料喷射时间TAU(步骤S390)，结束燃料喷射时间设定例程。这里，基于空燃比AF进行的平滑处理，可以以下述方式进行：在空燃比AF为浓(rich)侧时，以迅速地使增量校正TK变为值0的方式减小平滑的程度；在空燃比AF为稀侧时，以缓慢地使增量校正TK变为值0的方式增大平滑的程度。由此，能够抑制伴随着结束燃料喷射量的增量校正时的燃料喷射量的急剧变化而产生的空燃比AF的变动，能够进行稳定的燃料喷射控制。
图5是表示通过起动时控制例程使发动机22起动时的发动机22的转速Ne、空燃比AF、点火时刻θ、节气门开度TH和燃料增量标志F1的时间变化的一例的说明图.在图中，实线表示实施例的进行起动时控制时的时间变化，单点划线表示不进行燃料喷射量的增量校正时的空燃比AF.如图所示，在时刻T0开始由电机MG1和电机MG2进行的发动机22的拖动，缩小节气门开度TH同时将点火时刻θ调整为起动时点火时刻θst.在发动机22的转速Ne到达阈值Nref的时刻T1，开始燃料喷射控制和点火控制(步骤S110～S130)，其后开始使点火时刻θ延迟(步骤S140).在点火时刻θ延迟到阈值θref的时刻T2，将燃料增量标志F1设置为值1(步骤S150、S160)，然后将增量校正TK设定为预定增量时间Tset(步骤S360)，开始燃料喷射量的增量校正.在不进行燃料喷射量的增量校正时，空燃比AF增大变为稀薄以致于容易失火，但在实施例中，由于进行燃料喷射量的增量校正，所以空燃比AF处于比理论空燃比(图中的AFO)稍浓一侧，防止了失火.因此，通过在点火时刻θ延迟到阈值θref的正时进行燃料喷射量的增量校正，与在过早的正时进行燃料喷射量的增量校正的情况相比，能够改善燃料利用率、排放.在从发动机22的起动开始经过了时间t1的时刻T3，开始使被缩小了的节气门开度TH慢慢地增大到开度THset的处理(步骤S170、S180)，伴随于此，还调整点火时刻θ以使得不失火.在使节气门开度TH增大时，如果不进行燃料喷射量的增量校正，则伴随于此会变得稀薄，但通过进行燃料喷射量的增量校正，空燃比AF变为比理论空燃比(图中的AFO)稍浓一侧，防止了失火.在到达从节气门开度TH达到开度THset的时刻T4开始经过预定时间t3的时刻T5时，将燃料增量标志F1设置为值0，同时将燃料增量结束标志F2设置为值1(步骤S190～S210)，结束燃料喷射量的增量校正.由此，能够使燃料喷射量的增量校正在其必要性结束的时刻迅速结束.另外，在结束燃料喷射量的增量校正时，增量校正TK实施基于空燃比AF进行的平滑处理，所以能够抑制伴随着燃料喷射量的急剧变化而产生的空燃比AF的变动，能够进行稳定的燃料喷射控制.另外，在图5中，为了表现该平滑处理的程度，尽管燃料增量标志F1设置为值0，还是示出了对燃料增量标志F1进行平滑从而使其变为值0的情况.另外，当在进行催化剂预热控制期间加速踏板83被较大程度地踩下或者车速V变大从而需要来自发动机22的动力时，会存在点火时刻θ的延迟或吸入空气量的增大被中止，节气门开度TH达不到开度Thset的情况，此时，在从内燃机22的起动开始经过预定时间t2的时刻T6结束燃料喷射量的增量校正.由此，能够抑制燃料喷射量的增量校正长时间地持续.
根据上面所说明的实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置，在起动系统从而最开始起动发动机22时，为了促进净化装置134的催化剂的预热使点火时刻θ延迟，在点火时刻θ延迟到阈值θref的正时为了防止失火进行燃料喷射量的增量校正，所以与在开始点火时刻θ的延迟的正时或比其稍晚的正时开始对燃料喷射量进行增量校正的情况相比，能够实现燃料利用率的提高，同时能够抑制排放的恶化。另外，由于为了促进催化剂预热而增大节气门开度TH，在从节气门开度TH达到作为目标值的开度THset开始经过预定时间t3时，结束燃料喷射量的增量校正，所以能够使燃料喷射量的增量校正在其必要性结束的时刻迅速结束。其结果，能够抑制因过剩的燃料喷射量的增量校正而产生的问题，例如燃料利用率的恶化或排放的恶化。进而，当在进行催化剂预热控制期间需要来自发动机22的动力、催化剂预热控制被中止时，在从发动机22的起动开始经过预定时间t2时结束燃料喷射量的增量校正，所以能够抑制燃料喷射量的增量校正长时间地持续。而且，在结束燃料喷射量的增量校正时，对增量校正TK实施基于空燃比AF进行的平滑处理，所以能够抑制伴随着结束燃料喷射量的增量校正时的燃料喷射量的急剧变化而产生的空燃比AF的变动，能够进行稳定的燃料喷射控制。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，在点火时刻θ延迟到阈值θref的正时开始燃料喷射量的增量校正，但也可以在从开始发动机22的起动开始经过了预定时间的正时开始燃料喷射量的增量校正，也可以从点火时刻θ的延迟开始经过了预定时间的正时开始燃料喷射量的增量校正。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，在从节气门开度TH达到作为目标值的开度THset开始经过了预定时间t3时结束燃料喷射量的增量校正，但也可以在节气门开度TH达到作为目标值的开度THset时结束燃料喷射量的增量校正，也可以从开始节气门开度TH的增大经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正.
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，是在开始点火时刻θ的延迟以后开始节气门开度TH的增大的，但也可以与开始点火时刻θ的延迟同时开始节气门开度TH的增大。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，是通过点火时刻θ的延迟和由节气门开度TH的增大引起的吸入空气量的增大从而进行催化剂预热的，但也可以进行由点火时刻θ的延迟引起的催化剂预热而不进行由节气门开度TH的增大引起的催化剂预热，相反也可以进行由节气门开度TH的增大引起的催化剂预热而不进行由点火时刻θ的延迟引起的催化剂预热。在仅进行由点火时刻θ的延迟引起的催化剂预热时，燃料喷射量的增量校正只要是在从发动机22的起动开始经过预定时间t2时结束就可以。另外，在仅进行由节气门开度TH的增大引起的催化剂预热时，燃料喷射量的增量校正只要是在开始节气门开度TH的增大时或从起动发动机22开始经过了预定时间时开始就可以。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，当在进行催化剂预热控制期间需要来自发动机22的动力、催化剂预热控制被中止时，在从发动机22的起动开始经过了预定时间t2时结束燃料喷射量的增量校正，但也可以不论有无来自发动机22的动力的需求，都在从发动机22的起动开始经过预定时间t2时结束燃料喷射量的增量校正。此时，不进行节气门开度TH的增大也无妨。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，在结束燃料喷射量的增量校正时，对增量校正TK实施基于空燃比AF进行的平滑处理，但只要基于空燃比AF而使燃料喷射量的增量部分衰减即可，所以也可以是通过平滑处理以外的处理而使燃料喷射量的增量部分衰减。另外，在结束燃料喷射量的增量校正时，也可以不使燃料喷射量的增量部分衰减地直接使其结束。
在实施例的混合动力汽车20所安装的内燃机的控制装置中，在起动系统从而最开始起动发动机22时，为了促进净化装置134的催化剂的预热而进行起动时控制，但只要净化装置134的催化剂的预热没有完成，在起动系统从而最开始起动发动机22时以后的发动机22的起动时也可以进行起动时控制。
在实施例中，将内燃机的控制装置安装在了混合动力汽车20上，但也可以安装在没有安装行驶用的电机的汽车上。此时，为了迅速地响应行驶要求，优选不进行为了催化剂预热而增大节气门开度TH从而增大吸入空气量Qa的处理。此时，燃料喷射量的增量校正的结束优选在从内燃机22的起动开始经过预定时间t2时进行。
上述的实施例和变形例的内燃机的控制装置，不仅限于安装在汽车上的情况，也可以安装在汽车以外的列车等车辆，或者船舶、飞机等移动体之上，也可以装配在移动体以外的设备上。
在实施例中，对安装在混合动力汽车20上的内燃机的控制装置进行了说明，但当然只要是内燃机的控制方法的形态即可。
上面，使用实施例对本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明并不局限于该实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以以各种方式实施。
本发明能够应用于内燃机的控制装置的制造工业等。

Claims (13)

1.一种内燃机的控制装置，是能够改变点火时刻、在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制装置，其特征在于：
在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，在刚起动后执行使点火时刻慢慢延迟的起动时点火控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，在从由该起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射满足目标空燃比的燃料喷射量，并且，在所述预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对所述满足目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述预定的增量条件，是所述点火时刻达到预定的角度的条件。
3.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述预定的增量条件，是从由所述起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始经过了预定时间的条件。
4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述满足目标空燃比的燃料喷射量，是在成为理论空燃比的基本燃料喷射量上乘以基于所述内燃机的状态的校正系数而算出的喷射量。
5.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后，执行使节气门开度慢慢增大到达到预定开度为止的起动时节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，在节气门开度达到所述预定开度时执行结束燃料喷射量的增量校正的控制。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后，执行使节气门开度慢慢增大到达到预定开度为止的起动时节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，从节气门开度达到所述预定开度开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正。
7.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后，执行使节气门开度慢慢增大到达到预定开度为止的起动时节气门控制，当在执行该节气门控制期间有对所述内燃机的输出要求时中止该节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，在所述起动时节气门控制中止时，从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正。
8.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正。
9.如权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在结束燃料喷射量的增量校正时，以基于结束之前的空燃比的衰减程度结束燃料喷射量的增量校正。
10.一种内燃机的控制方法，它是能够改变点火时刻、在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的净化装置的内燃机的控制方法，其特征在于：
在使所述催化剂处于未预热状态的所述内燃机起动时，在刚起动后执行使点火时刻慢慢延迟的起动时点火控制；以及执行起动时燃料喷射控制，其中，在从由该起动时点火控制引起的点火时刻的延迟开始到预定的增量条件成立为止，从燃料喷射器喷射满足目标空燃比的燃料喷射量，并且，在所述预定的增量条件成立之后，从燃料喷射器喷射对所述满足目标空燃比的燃料喷射量进行了增量校正的燃料喷射量.
11.如权利要求10所述的内燃机的控制方法，其特征在于：
在进行由所述起动时燃料喷射控制引起的燃料喷射量的增量校正以后，执行使节气门开度慢慢增大到达到预定开度为止的起动时节气门控制；并且作为所述起动时燃料喷射控制，在节气门开度达到所述预定开度时执行结束燃料喷射量的增量校正的控制。
12.如权利要求10所述的内燃机的控制方法，其特征在于：
从所述内燃机的起动开始经过了预定时间时结束燃料喷射量的增量校正。
13.如权利要求11所述的内燃机的控制方法，其特征在于：
在结束燃料喷射量的增量校正时，以基于结束之前的空燃比的衰减程度结束燃料喷射量的增量校正。
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