CN101171411A - 内燃机用控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机用控制系统，其目的在于提供一种技术，当通过增压器增加增压压力时，该技术能够更好地抑制具有增压器的内燃机中的不良排气排放。根据本发明，在具有增压器和设置在排气通路中的排气净化催化剂的内燃机中，当通过增压器增加增压压力时，通过控制气门重叠时期(S110，S112)来调节在气门重叠时期中从进气口流出到排气口的流通空气量，使得排气的空燃比成为目标空燃比。

Description

内燃机用控制系统

技术领域

本发明涉及一种内燃机用控制系统，尤其涉及一种用于配置有增压器的内燃机的控制系统，所述增压器利用排气的能量对进气增压。

背景技术

根据日本专利申请未审定公报No.2002-266686中公开的技术，在具有利用排气的能量对进气增压的增压器的内燃机中，限定为进气门和排气门二者都打开的时期的气门重叠时期越长，增压压力越高，则燃料喷射正时延迟越大。

根据日本专利申请未审定公报No.5-1581中公开的技术，在具有增压器和设置在进气口中的燃料喷射阀的内燃机中，当通过增压器执行增压时，在气门重叠时期中燃料喷射被影响，并且当没有通过增压器执行增压时，与当执行增压时相比燃料喷射开始正时被提前。日本专利申请未审定公报No.7-151006，日本专利No.3323542，日本专利申请未审定公报No.2000-73800以及日本专利申请未审定公报No.2000-192820也公开了关于气门正时和燃料喷射正时控制的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术，在通过增压器增加增压压力时，该技术能够更好地抑制具有增压器的内燃机中的不良排气排放。

根据本发明，当通过增压器增加增压压力时，通过控制气门重叠时期来调节在气门重叠时期中从进气口流到排气口的流通空气量，使得排气的空燃比成为目标空燃比。

更具体地，根据本发明的内燃机用控制系统包括：

使用排气的能量对进气增压的增压器；

设置在排气通路中净化排气的排气净化催化剂；

用于控制气门重叠时期的重叠控制装置，所述气门重叠时期限定为进气门和排气门二者都打开的时期，

其中，当通过所述增压器增加增压压力时，通过所述气门重叠控制装置控制所述气门重叠时期，以调节在所述气门重叠时期中从进气口流出到排气口的流通空气量，由此将排气的空燃比调节至目标空燃比。

当通过增压器增加增压压力时，进气通路中的压力比排气通路中的压力高，即，进气口中的压力比排气口中的压力高。因此，在气门重叠时期中，从进气口流出至气缸的空气的至少一部分将流出到排气口中，而没有用于在气缸内燃烧。在气门重叠时期中这样从进气口流出到排气口中的空气将被称作流通空气。

本发明中，气门重叠时期由气门重叠控制装置控制以将排气的空燃比调节为目标空燃比。这里，目标空燃比设定为可能抑制不良排气排放的值。目标空燃比的值可以根据设置在排气通路中的排气净化催化剂的特征确定。空燃比的值可以根据内燃机的运行状态改变。

当排气门的关闭正时被延迟时或当进气门的打开正时被提前时，气门重叠时期的长度变长。另一方面，当排气门的关闭正时被提前时或当进气门的打开正时被延迟时，气门重叠时期的长度变短。

气门重叠时期的长度越长，流通空气量越大。气门重叠时期的长度越短，流通空气量越小。因此，可以通过控制气门重叠时期来调节流通空气量，以由此控制排气的空燃比。

排气的空燃比也可以通过控制内燃机中的燃料喷射量来调节。然而，与燃料喷射量的变化相比，流通空气量的变化对用于在气缸内燃烧的空气燃料混合物的空燃比的影响更小。因此，当通过调节流通空气量来控制排气的空燃比时，可以在抑制对内燃机的运行状态的影响的同时将排气的空燃比调节为目标空燃比。

因此，根据本发明，通过在由增压器增加增压压力时控制流通空气量从而将排气的空燃比调节至目标空燃比，可以更好地抑制不良排气排放。

本发明中，在所使用的排气净化催化剂是三元催化剂的情况下，上述目标空燃比可以设定为理论空燃比或接近理论空燃比的值。

当周围氛围的空燃比等于或接近理论空燃比时，三元催化剂能够更有效地净化排气。因此，在排气净化催化剂是三元催化剂的情况下，可能通过以上述方式控制排气的空燃比来更好地抑制不良排气排放。

本发明中，上述目标空燃比可以设定为稀空燃比或稍浓空燃比。

这里，稍浓空燃比是这样的空燃比，其稍低于理论空燃比并且在该空燃比下排气中未燃燃料成分的量大到足以引起排气净化催化剂的过度升温的可能性很小。

当通过调节流通空气量将排气的空燃比调节为稀空燃比或稍浓空燃比时，使得包含在排气中的未燃燃料成分的量或供给到排气净化催化剂的未燃燃料成分的量很小。从而，可能防止排气净化催化剂的过度升温。因此，可能防止与排气净化催化剂的过度升温相关的排气净化催化剂的排气净化性能的恶化。因此，上述处理还使得更好地抑制有害排气排放的增加成为可能。

根据本发明的系统可以还设置有用于向进气口或气缸内喷射燃料的燃料喷射阀，和用于控制通过燃料喷射阀的燃料喷射正时的燃料喷射正时控制装置，以及用于控制通过燃料喷射阀的燃料喷射量的燃料喷射量控制装置。在这种情况下，当通过增压器增加增压压力时，将通过燃料喷射阀的燃料喷射正时控制为所喷射的燃料的至少一部分与流通空气一起流出到排气口的正时。

例如，在燃料喷射阀适于向进气口内喷射燃料的情况下，当通过增压器增加增压压力的同时，在排气冲程或气门重叠时期中通过由燃料喷射阀喷射燃料可能引起喷射的燃料的至少一部分与流通空气一起流出到排气口。另一方面，在燃料喷射阀适于向气缸内喷射燃料的情况下，在通过增压器增加增压压力的同时，在气门重叠时期中通过由燃料喷射阀喷射燃料可能引起喷射的燃料的至少一部分与流通空气一起流出到排气口。

当在通过增压器增加增压压力的同时，燃料与流通空气一起流出到排气口时，流出的燃料在排气通路内燃烧。从而，排气的温度能够升高。这意味着可以增加排气的能量。

上述处理中，由流通空气和与流通空气一起流出到排气口的燃料组成的空气燃料混合物(该空气燃料混合物将被简称为流通空气燃料混合物)的空燃比越低，燃料燃烧所产生的能量越大。然而，由于燃料的比热大于空气的比热，所以流通空气燃料混合物的空燃比越低，流通空气燃料混合物的比热越高。因此，如果流通空气燃料混合物的空燃比过低，则即使在燃料燃烧的情况下排气的温度也很难升高。因此，在流通空气燃料混合物的空燃比等于理论空燃比的情况下，在流通空气燃料混合物中的燃料燃烧时排气温度的增加最大，并且因此在这种情况下，排气的能量也最大。

因此，在根据本发明的系统中，当使得燃料与流通空气一起流出到排气口时，通过控制燃料喷射阀的燃料喷射正时和控制燃料喷射量，可以将流通空气燃料混合物的空燃比调节为理论空燃比或接近理论空燃比的空燃比。

以这种方式，可能在通过增压器增加增压压力时增加排气的能量。结果，可能更迅速地增加增压压力。

同样在如上所述使得燃料与流通空气一起流出到排气口并且流通空气燃料混合物将被调节至诸如理论空燃比、接近理论空燃比的空燃比、稀空燃比或稍浓空燃比的某一值的情况下，当通过增压器增加增压压力时，可能通过控制气门重叠时期来调节流通空气量，由此将排气的空燃比调节为理论空燃比或接近理论空燃比的空燃比。

如上所述，当通过增压器增加增压压力时，通过不仅将排气的空燃比而且将流通空气燃料混合物的空燃比调节至理论空燃比或接近理论空燃比的空燃比，可能在更好地抑制不良排气排放的同时，更迅速地增加增压压力。

根据本发明的系统可以以这样的方式控制，即当通过增压器增加增压压力时，在增压压力达到低于所需求的要求增压压力的特定增压压力之前，使得通过燃料喷射阀喷射的燃料的至少一部分与流通空气一起流出到排气口，并且在增压压力达到所述特定增压压力后，可以禁止通过燃料喷射阀喷射的燃料与流通空气一起流出到排气通路内。

如上所述，当在通过增压器增加增压压力的同时使得燃料与流通空气一起流出到排气口中时，可以更迅速地增加增压压力。然而，即使在增压压力将被增加至要求增压压力的情况下，如果增压压力增加至一定程度，则即使在排气的能量没有通过在排气通路内燃烧燃料而增加的情况下，增压压力也将迅速地增加至要求增压压力。

鉴于此，当通过增压器增加增压压力时，以这样的方式控制燃料喷射阀的燃料喷射正时，即直到增压压力达到低于要求增压压力的特定增压压力为止，使得燃料与流通空气一起流出到排气口。该时间以后，禁止燃料与流通空气一起流出到排气口。换句话说，以使得燃料不与流通空气一起流出到排气口的方式控制燃料喷射阀的燃料喷射正时。

这里，上述特定增压压力是以这样的方式设定值，即当增压压力上升至该特定增压压力时，可以认为即使在燃料没有在排气通路内燃烧的情况下，增压压力也将迅速地上升至要求增压压力。特定增压压力的值根据要求增压压力而确定。

根据如上所述的本发明，可能减少用于增加排气能量的燃料量。因此，可能在抑制燃料消耗恶化的同时更迅速地增加增压压力。

由以下结合附图对本发明的优选实施例进行的详细说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点对本领域技术人员而言将会变得更显而易见。

附图说明

图1是示意性示出了根据本发明第一实施例的内燃机及其进排气系统的图。

图2是示出了根据本发明第一实施例的进气门和排气门的打开/关闭正时以及燃料喷射阀的燃料喷射正时的图。

图3是根据本发明第一实施例的用于控制气门重叠时期的控制例程的流程图。

图4是示出了根据本发明第二实施例的进气门和排气门的打开/关闭正时以及燃料喷射阀的燃料喷射正时的图。

图5是根据本发明第二实施例的用于控制气门重叠时期的控制例程的流程图。

图6是示出了根据本发明第三实施例的用于在增加增压压力时控制燃料喷射正时的控制例程的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图说明根据本发明的内燃机用控制系统的具体实施例。

(第一实施例)

(内燃机及其进排气系统的基本结构)

在以下说明的实施例中，本发明应用到用于驱动车辆的汽油发动机。图1是示意性示出根据本实施例的内燃机及其进排气系统的图。内燃机1具有气缸，该气缸内可滑动地设置有活塞4。形成在气缸2上部的燃烧室5与进气口6和排气口7连接。

进气口6和排气口7朝向燃烧室5的开口分别通过进气门8和排气门9打开/关闭。对进气门8和排气门9分别设置有进气可变气门驱动机构10和排气可变气门驱动机构11，使得各个气门的打开/关闭正时可以改变。气缸2中，设置有用于向燃烧室5喷射燃料的燃料喷射阀3和用于点燃燃烧室5内的空气燃料混合物的火花塞15。

进气口6和排气口7分别与进气通路12和排气通路13连接。在进气通路12中的特定位置设置有涡轮增压器(增压器)14的压缩机14a。另一方面，在排气通路13中的特定位置设置有涡轮增压器14的涡轮14b。

在压缩机14a上游的进气通路12中设置有输出表示进气流量的电信号的空气流量计23和用于调节进气流量的节气门15。在压缩机14a下游的进气通路12中设置有输出表示进气通路12内压力的电信号的进气压力传感器24。

另一方面，在涡轮14b上游的排气通路13中设置有输出表示排气通路13内压力的电信号的排气压力传感器25和输出表示排气的空燃比的电信号的空燃比传感器26。在涡轮14b下游的排气通路13中设置有三元催化剂16。

具有上述结构的内燃机1与控制内燃机1的ECU 20连接。ECU 20是根据内燃机1的运行要求和驾驶员的需求控制内燃机1的运行状态的单元。ECU 20与诸如空气流量计23、进气压力传感器24、排气压力传感器25、空燃比传感器26、加速器位置传感器21以及曲轴位置传感器22之类的各种传感器电气地连接。加速器位置传感器21适于输出表示内燃机1安装于其上的车辆的加速器踏板位置的电信号。曲轴位置传感器22适于输出表示曲轴的转角的电信号，该曲轴与活塞4的往复运动连动地转动。这些传感器的输出信号输入到ECU 20。

ECU 20还与节气门15、燃料喷射阀3、火花塞15、进气可变气门驱动机构10和排气可变气门驱动机构11电气地连接。这些部件由ECU 20控制。例如，ECU 20控制进气可变气门驱动机构10和排气可变气门驱动机构11，以分别控制进气门8和排气门9的打开/关闭正时。从而，控制了在其间进气门8和排气门9都打开的气门重叠时期。

(进排气门的打开/关闭正时和燃料喷射正时)

这里，将参照图2说明根据本实施例的进气门8和排气门9的打开/关闭正时和燃料喷射阀3的燃料喷射正时。图2示出了在本实施例中进气门8和排气门9的打开/关闭正时和燃料喷射阀3的燃料喷射正时。图2中，横轴表示时间，纵轴表示进气门8和排气门9的开度。

如图2所示，在本实施例中，在排气门9被关闭前进气门8打开。因此，图2中表示为Tov的时期构成气门重叠时期(在下文中该时期将被称作气门重叠时期Tov)。如在加速期间的情况，当通过涡轮增压器14增加增压压力时，进气通路12内的压力比排气通路13内的压力高。因此，在气门重叠时期Tov中，存在流通空气，该流通空气从进气口6流出到排气口7，而不用于在气缸2内的燃烧。

图2中，Tfin表示通过燃料喷射阀15喷射燃料的燃料喷射正时(在下文中该时期将被称作燃料喷射正时Tfin)。如从图2中可见，本实施例中燃料喷射正时Tfin设定为气门重叠时期结束后的时期。因此，在燃料喷射正时Tfin期间喷射的燃料将不会在气门重叠时期Tov中与流通空气一起流出到排气口7。

(当增加增压压力时气门重叠时期的控制)

下文中，将说明在本实施例中，如何在通过涡轮增压器14增加增压压力时控制气门重叠时期Tov。

如上所述，当增加增压压力时，在气门重叠时期Tov中发生空气的流通。气门重叠时期Tov越长，则流通空气量的长度越大，而气门重叠时期的长度越短，则流通空气量越小。这意味着可以通过控制气门重叠时期Tov来调节流通空气量。

本实施例中，当增加增压压力时，控制流通空气量以将排气的空燃比调节至接近理论空燃比的值。本实施例中，三元催化剂16设置在排气通路13中。因此，当排气的空燃比调节至接近理论空燃比的值时，可能用该三元催化剂16更有效地净化排气。

(用于控制气门重叠时期的控制例程)

下文中，将参照图3的流程图说明根据本实施例的用于控制气门重叠时期的控制例程。该例程预先存储在ECU 20中，并且在内燃机1运行时以定期的间隔重复执行。

该例程中，首先在步骤S101中，基于加速器位置传感器21的检测值由ECU 20判定加速器位置是否在增加加速度的方向上被改变。如果步骤S101中的问题的答案是肯定的，则认为通过涡轮增压器14增加增压压力，并且ECU 20的处理转到步骤S102。另一方面，如果步骤S101中的问题的答案是否定的，则认为增压压力没有增加，并且ECU 20终止本例程的本次执行。

步骤S102中，ECU 20读入由空气流量计23检测的进气量Ga和基于由曲轴位置传感器22检测到的值计算出的内燃机1的转数(或发动机速度)Ne。

然后，ECU 20的处理转到步骤S103，在该步骤S103中，ECU 20参照排气门9被关闭的时间和进气门8被打开的时间计算气门重叠时期Tov的长度。

然后，ECU 20的处理转到步骤S104，在该步骤S104中，ECU 20读入由进气压力传感器24检测到的进气通路12内的压力Pin(在下文中该压力将被称作进气压力Pin)和由排气压力传感器25检测到的排气通路13内的压力Pex(在下文中该压力将被称作排气压力Pex)。

然后，ECU 20的处理转到步骤S105，在该步骤S105中，ECU 20基于进气量Ga、发动机的转数Ne、气门重叠时期Tov的长度、进气压力Pin以及排气压力Pex估计流通空气量Qaout。进气量Ga越大，以及发动机转数Ne越大，流通空气量Qaout越大。此外，如上所述，气门重叠时期Tov的长度越长，流通空气量Qaout越大。另外，进气压力Pin与排气压力Pex之间的差异越大，流通空气量Qaout越大。进气量Qaout与诸如进气量Ga、发动机的转数Ne、气门重叠时期Tov的长度、进气压力Pin以及排气压力Pex之类的其它变量之间的关系例如通过实验确定，并且预先存储在ECU 20中。

然后，ECU 20的处理转到步骤S106，在该步骤S106中，ECU 20通过从进气量Ga中减去流通空气量Qaout估计用于在气缸2内燃烧的气缸内空气量Qc。

然后，ECU 20的处理转到步骤S107，在该步骤S107中，ECU 20基于上述估计的气缸内空气量Qc确定可以获得要求发动机动力的燃料喷射量Qf和燃料喷射正时Tfin。燃料喷射正时Tfin被确定为在气门重叠时期结束后出现的特定正时。

然后，ECU 20的处理转到步骤S108，在该步骤S108中，ECU 20进行控制，以执行通过燃料喷射阀3的燃料喷射和通过火花塞15的点火。

然后，ECU 20的处理转到步骤S109，在该步骤S109中，判定由空燃比传感器26检测出的排气的空燃比AFex是否高于理论空燃比AF0。如果步骤S109中的问题的答案是肯定的，则ECU 20的处理转到步骤S110，而如果答案是否定的，则ECU 20的处理转到步骤S111。

步骤S110中，ECU 20通过控制排气可变气门驱动机构11和/或进气可变气门驱动机构10来缩短气门重叠时期Tov，从而将排气的空燃比AFex调节为理论空燃比AF0。换句话说，ECU 20进行控制，以减少流通空气量Qaout。与此相关，通过提前排气门9的关闭正时或通过延迟进气门8的打开正时，可以缩短气门重叠时期Tov。缩短气门重叠时期Tov后，ECU 20终止本例程的本次执行。

步骤S111中，ECU 20判定排气的空燃比AFex是否低于理论空燃比AF0。如果步骤S111中的问题的答案是肯定的，则ECU 20的处理转到步骤S112。另一方面，如果步骤S111中的问题的答案是否定的，则认为排气的空燃比AFex等于理论空燃比AF0，并且ECU 20终止本例程的本次执行。

步骤S112中，ECU 20通过控制排气可变气门驱动机构11和/或进气可变气门驱动机构10来延长气门重叠时期Tov，从而将排气的空燃比AFex调节为理论空燃比AF0。换句话说，ECU 20进行控制，以增加流通空气量Qaout。与此相关，通过延迟排气门9的关闭正时或通过提前进气门8的打开正时可以延长气门重叠时期Tov。延长气门重叠时期Tov后，ECU 20终止本例程的本次执行。

根据上述控制例程，当增压压力增加时，可能通过控制流通空气量Qaout将排气的空燃比AFex调节为理论空燃比AF0。从而，排气在三元催化剂16中更有效地净化。

还可以通过控制燃料喷射阀3的燃料喷射量Qf来调节排气的空燃比AFex。然而，与燃料喷射量Qf的变化相比，流通空气量Qaout的变化对用于在气缸2内燃烧的空气燃料混合物的空燃比的影响更小。因此，当通过控制流通空气量Qaout来调节排气的空燃比AFex时，可能在抑制对内燃机1的运行状态的影响的同时将排气的空燃比AFex调节为理论空燃比AF0。

因此，根据本实施例，当通过涡轮增压器14增加增压压力时，可能更好地抑制不良排气排放。

针对在增加增压压力时通过控制流通空气量将排气的空燃比调节为理论空燃比的情况，对本实施例进行了说明。然而，可替换地，可以将排气的空燃比调节为稀空燃比或稍浓空燃比。

这里，稍浓空燃比是指这样的空燃比，其稍低于理论空燃比，并且在该空燃比下排气中未燃燃料成分的量大到足以引起三元催化剂16过度升温的可能性很小。当排气的空燃比被调节为稀空燃比或稍浓空燃比时，根据内燃机1的运行状态确定目标空燃比的值。目标空燃比的值与内燃机1的运行状态之间的关系可以通过例如实验预先确定。

通过控制流通空气量从而将排气的空燃比调节为稀空燃比或稍浓空燃比，可以减少排气中未燃燃料成分的量或供给至三元催化剂16的未燃燃料成分的量。因此，可能防止三元催化剂16的过度升温，由此可能减少由三元催化剂16的过度升温引起的三元催化剂16的排气净化性能的恶化。如上所述，根据本控制方法，还可能更好地抑制不良排气排放。

将排气的空燃比调节为稀空燃比或稍浓空燃比的方法不仅可以应用到排气通路13内设置的排气净化催化剂是三元催化剂的情况，而且可以应用到排气净化催化剂是诸如氧化催化剂、NOx存储还原催化剂或NOx选择性还原催化剂之类的不同类型催化剂的情况。

(第二实施例)

根据第二实施例的内燃机及其进排气系统的基本结构与图1所示的相同，并且将省略其说明。

(进排气门的打开/关闭正时和燃料喷射正时)

这里，将参照图4说明根据本实施例的进气门8和排气门9的打开/关闭正时以及燃料喷射阀3的燃料喷射正时。图4示出在本实施例中进气门8和排气门9的打开/关闭正时以及燃料喷射阀3的燃料喷射正时。图4中，横轴表示时间，纵轴表示进气门8和排气门9的开度。

如图4所示，进气门8和排气门9的打开和关闭正时与图2所示的相同。即，在排气门9关闭之前进气门8打开。因此，表示为Tov的时期构成气门重叠时期Tov。同样在图4中，以与图2中相同的方式，燃料喷射正时Tfin表示为正时Tfin。

在本实施例中，由图4可见，燃料喷射正时Tfin与气门重叠时期Tov部分地重叠。具体地，通过燃料喷射阀3的燃料喷射在气门重叠时期Tov中开始，并且在气门重叠时期Tov完成后结束。因此，在气门重叠时期Tov中，在燃料喷射正时Tfin期间喷射的燃料的一部分与流通空气一起流出到排气口7。下文中，在气门重叠时期Tov中与流通空气一起流出到排气口7的燃料将被称作流通燃料。

如加速期间的情况，在通过涡轮增压器14增加增压压力时，如果以上述方式设定燃料喷射正时Tfin以允许产生燃料流通，则由于流通燃料在排气通路13内燃烧，可能增加排气的温度。因此，可能增加排气的能量。

在本实施例中，考虑流通燃料量来确定在增加增压压力时的燃料喷射量和燃料喷射正时Tfin。

(用于控制气门重叠时期的控制例程)

下文中，将参照图5的流程图说明根据本实施例的用于控制气门重叠时期的控制例程。除步骤S107由步骤S207和S208替代外，该例程与图3所示的例程相同。因此，将只说明步骤S207和S208。如同前述例程的情况，该例程预先存储在ECU 20中，并且在内燃机1运行时以定期的间隔重复地执行。

本例程中，步骤S106后ECU 20的处理转到步骤S207。步骤S207中，ECU 20基于在本例程的最近一次执行中确定的流通燃料量Qfout、燃料喷射量Qf和流通空气量Qaout以及在步骤S105中估计的流通空气量Qaout来估计在燃料喷射中的流通燃料量Qfout。

然后，ECU 20的处理转到步骤S208，在该步骤S208中，ECU 20基于估计的气缸内空气量Qc和估计的流通燃料量Qfout确定可以获得要求发动机动力的燃料喷射量Qf和燃料喷射正时Tfin。在该步骤中，通过将流通燃料量Qfout与基于气缸内空气量Qc计算出的燃料喷射量相加来确定燃料喷射量Qf。步骤S208后，ECU 20的处理转到步骤S108。

根据本实施例，即使在当增压压力增加时随空气的流通产生燃料的流通的情况下，也可能通过控制流通空气量Qaout将排气的空燃比AFex调节为理论空燃比AF0。因此，可能更好地抑制有害排气排放的增加。

(变型)

在第二实施例的处理中，可以控制燃料喷射阀3的燃料喷射正时和燃料喷射量，从而不仅将排气的空燃比而且将流通空气燃料混合物的空燃比都调节为接近理论空燃比的值，该流通空气燃料混合物是流通空气和流通燃料的混合物。

通过以使燃料喷射正时和气门重叠时期彼此重叠的时间变长的方式控制燃料喷射正时，并且增加燃料喷射量，可能在抑制用于在气缸2内燃烧的燃料量的增加的同时，增加流通燃料量。另一方面，通过以使燃料喷射正时和气门重叠时期彼此重叠的时间变短的方式控制燃料喷射正时，并且减少燃料喷射量，可能在抑制用于在气缸2内燃烧的燃料量的减少的同时，减少流通燃料量。以这种方式，可能通过控制燃料喷射正时和燃料喷射量来调节流通燃料量。因此，可能通过控制燃料喷射正时和燃料喷射量将流通空气燃料混合物的空燃比调节为接近理论空燃比的值。

如上所述，当发生燃料流通时，排气的能量由于流通燃料的燃烧而增大。当流通空气燃料混合物的空燃比等于理论空燃比时，排气的能量最大。

因此，当通过涡轮增压器14增加增压压力时，如上所述通过不仅将排气的空燃比而且将流通空气燃料混合物的空燃比都调节为接近理论空燃比的值，可能在更好地抑制不良排气排放的同时，更迅速地增加增压压力。

在本实施例的处理中，通过燃料喷射阀3的燃料喷射可以作用多次。更具体地，燃料喷射可以在气门重叠时期Tov的喷射和气门重叠时期Tov完成后的喷射中分开作用。在这种情况下，在气门重叠时期Tov期间作用的喷射可以引起燃料的流通，并且用于在气缸2内燃烧的燃料可以由气门重叠时期Tov完成后作用的喷射提供。

同样在本实施例中，如第一实施例一样，排气的空燃比可以调节为稀空燃比或稍浓空燃比。

(第三实施例)

根据第三实施例的内燃机及其进排气系统的基本结构与图1所示的相同，并且将省略其说明。

(用于在增加增压压力时控制燃料喷射正时的处理)

这里，将参照图6说明根据本实施例的用于在通过涡轮增压器14增加增压压力时控制燃料喷射正时的处理。图6是根据本实施例的用于在增加增压压力时控制燃料喷射正时的控制例程的流程图。该例程预先存储在ECU 20中，并且在内燃机1运行时以定期的间隔重复执行。

本例程中，首先在步骤S301中，ECU 20基于加速器位置传感器21的检测值判定加速器位置是否在用于增加加速度的方向上改变。如果步骤S301中的问题的答案是肯定的，则认为通过涡轮增压器14增加增压压力，并且ECU 20的处理转到步骤S302。另一方面，如果步骤S301中的问题的答案是否定的，则认为增压压力没有增加，并且ECU 20终止本例程的本次执行。

步骤S302中，ECU计算基于加速器位置需求的要求增压压力Pr。要求增压压力Pr是在该压力下内燃机1的发动机负载可以增加至要求发动机负载的压力。要求增压压力Pr与加速器位置之间的关系预先通过例如实验确定。

然后，ECU 20的处理转到步骤S303，在该步骤S303中ECU 20基于要求增压压力Pr计算特定增压压力Pt。特定增压压力Pt是这样的压力，即如果增压压力增加至该特定增压压力Pt，则可以认为即使没有燃料在排气通路13内燃烧，增压压力也将会迅速地增加至要求增压压力Pt。要求增压压力Pr与特定增压压力Pt之间的关系预先通过例如实验确定。

然后，ECU 20的处理转到步骤S304，在该步骤S304中，判定由进气压力传感器24检测到的进气压力Pin是否高于特定增压压力Pt。如果步骤S304中的问题的答案是肯定的，则认为增压压力已经超过特定增压压力Pt，并且ECU 20的处理转到步骤S305。另一方面，如果步骤S304中的问题的答案是否定的，则认为增压压力没有达到特定增压压力Pt，并且ECU 20的处理转到步骤S306。

步骤S305中，如图2所示，ECU 20将燃料喷射正时Tfin设定为气门重叠时期Tov结束后的正时，换句话说，燃料喷射正时Tfin设定在不产生燃料流通的时期中。此后，ECU 20终止本例程的本次执行。

另一方面，步骤S306中，ECU 20将燃料喷射正时Tfin设定为与气门重叠时期Tov部分地重叠的正时，换句话说，燃料喷射正时Tfin设定在产生燃料流通的时期中。此后，ECU 20终止本例程的本次执行。

根据上述控制例程，当通过涡轮增压器14增加增压压力时，如上述第二实施例中的情况一样，直到增压压力达到特定增压压力Pt为止允许发生燃料的流通，并且如上述第一实施例中的情况一样，在增压压力达到特定增压压力Pt后禁止燃料的流通。

如上所述，根据本实施例，当认为在增加增压压力中增压压力已充分地上升时(即，当认为即使没有在排气通路13内的燃烧燃料的情况下增压压力也将迅速地上升至要求增压压力Pr时)，即使增压压力还没有达到要求增压压力Pr，也阻止燃料流通的发生。通过这个特征，可能减少用于增加排气能量的燃料量。因此，可能在防止每单位燃料的行驶里程下降的同时，更迅速地增加增压压力。

尽管在上述第一至第三实施例的情况下，燃料喷射阀3适于向气缸2内的燃烧室5直接喷射燃料，但本发明还可以应用于燃料喷射阀3设置在进气口6中并且适于向进气口6内喷射燃料的情况。

在燃料喷射阀3设置在进气口6中的情况下，如果燃料喷射阀3的燃料喷射正时设定为气门重叠时期结束后的进气冲程中的正时，则如第一实施例的情况一样，将不会发生燃料的流通。另一方面，如果燃料喷射阀3的燃料喷射正时设定为排气冲程中的正时或设定为与气门重叠时期重叠，则如第二实施例的情况一样，将发生燃料的流通。

在允许发生燃料流通的情况下，可以通过增加排气冲程中的燃料喷射量或通过延长燃料喷射正时和气门重叠时期彼此重叠的时间来增加流通燃料的量。另一方面，可以通过减少排气冲程中的燃料喷射量或通过缩短燃料喷射正时与气门重叠时期彼此重叠的时间来减少流通燃料的量。

本发明还可以应用于既设置有适于燃料向气缸2内的燃烧室5直接喷射的燃料喷射阀，又设置有适于向进气口6喷射燃料的燃料喷射阀的情况。本发明还可以应用到柴油机。

尽管对本发明的说明是根据优选实施例进行的，但本领域技术人员将意识到，在所附权利要求的精神和范围内，本文明可以以各种变型实施。

工业实用性

按照根据本发明的内燃机用控制系统，可以在更好地增加增压压力的同时，抑制不良排气排放。

Claims (5)

1.一种内燃机用控制系统，包括：

使用排气的能量对进气增压的增压器；

设置在排气通路中净化排气的排气净化催化剂；

用于控制气门重叠时期的重叠控制装置，所述气门重叠时期限定为进气门和排气门二者都打开的时期；

其中，当通过所述增压器增加增压压力时，通过所述气门重叠控制装置控制所述气门重叠时期，以调节在所述气门重叠时期中从进气口流出到排气口的流通空气量，由此将排气的空燃比调节为目标空燃比。

2.根据权利要求1所述的内燃机用控制系统，其中，所述排气净化催化剂是三元催化剂，并且所述目标空燃比的值等于理论空燃比或接近理论空燃比。

3.根据权利要求1所述的内燃机用控制系统，其中，所述目标空燃比的值是稀空燃比或稍浓空燃比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机用控制系统，还包括：

向所述进气口或气缸内喷射燃料的燃料喷射阀；

用于控制通过所述燃料喷射阀的燃料喷射正时的燃料喷射正时控制装置；以及

用于控制通过所述燃料喷射阀的燃料喷射量的燃料喷射量控制装置，

其中，当通过所述增压器增加增压压力时，由所述燃料喷射正时控制装置控制通过所述燃料喷射阀的燃料喷射正时，并且由所述燃料喷射量控制装置控制通过所述燃料喷射阀的燃料喷射量，由此使得所喷射的燃料的至少一部分与所述流通空气一起流出到所述排气口，并且将所述流通空气的量与同所述流通空气一起流出到所述排气口的燃料的量的比值调节为理论空燃比或接近理论空燃比的值。

5.根据权利要求4所述的内燃机用控制系统，其中，当通过所述增压器增加增压压力时，在增压压力达到低于所需求的要求增压压力的特定增压压力时之前，使得通过所述燃料喷射阀喷射的燃料的至少一部分与所述流通空气一起流出到所述排气口，并且在增压压力达到所述特定增压压力后，禁止通过所述燃料喷射阀喷射的燃料与所述流通空气一起流出到所述排气口。

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