CN102007283A - 用于内燃机的控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

在具有单独气缸排的内燃机中，单独排气通道(10a、10b)连接到发动机的每个气缸排(2a、2b)，共用进气通道(8、9)连接到两个气缸排。EGR通道(21)的一端连接到其中一个气缸排(2a、2b)的单独排气通道(10b)，EGR通道(21)的另一端连接到共用进气通道(8、9)。如果确定EGR通道(21)中的EGR阀(22)卡在打开状态，则在连接到与EGR通道(21)相连的单独排气通道(10b)的气缸排(2b)中执行燃料切断控制。因此，即使当EGR阀卡在打开状态时，也能够防止内燃机运行不稳定。

Description

用于内燃机的控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及用于包括多个气缸排的内燃机的控制系统，尤其涉及用于通过排气再循环(EGR)通道使得作为EGR气体的排出气体再循环到进气通道的内燃机的控制系统和控制方法。

背景技术

通过连接排气通道与进气通道的EGR通道将排出气体作为EGR气体引入进气通道的技术是已知的。在这种情况下，通过控制设置在EGR通道中的EGR阀的开度，调节通过EGR通道引入到进气通道的EGR气体的量。相应的，调节供应到内燃机的EGR气体的量。

如果在上述情况中EGR阀卡在打开状态，过量的EGR气体供应到内燃机，因此影响内燃机的燃烧状态。因此，可以使内燃机的运行不稳定。

公开号为2005-207285的日本专利申请(JP-A-2005-207285)公开了这样的技术，即当EGR阀卡在打开状态时，执行气缸切断操作，以增加每个气缸的进气量，从而降低EGR率。通过采取上述技术以减小EGR率，能够防止影响内燃机中的燃烧状态。

但是，如果当EGR阀以大的开度卡住时引入到进气通道的EGR气体的量大，使用上述技术很难充分减小EGR率。

发明内容

本发明提供了防止当EGR阀卡在打开状态时内燃机运行不稳定的控制系统和控制方法。

在本发明中，假定包括具有多个气缸排的内燃机，并且当EGR阀卡在打开状态时，在通过具有EGR阀的EGR通道供应EGR气体的气缸排中执行燃料切断控制。

具体来说，根据本发明的第一方面的用于内燃机的控制系统是用于具有多个气缸排的内燃机的控制系统，其包括：单独排气通道，其分别连接到气缸排；共用进气通道，其由所有气缸排所共用；EGR通道，其一端连接到与其中一个气缸排相连的其中一个单独排气通道，另一端连接到共用进气通道；EGR阀，其设置在EGR通道中，以调节进入共用进气通道的EGR气体的进气速率；打开卡住检测装置，其用于检测EGR阀卡在打开状态；和燃料切断控制执行装置，当打开卡住检测装置检测到EGR阀卡在打开状态时，所述燃料切断控制执行装置在具有与EGR通道相连的单独排气通道的气缸排中执行燃料切断控制。

根据本发明的第一方面，单独排气通道分别连接到气缸排。EGR通道的一端连接到其中一个单独排气通道。同时，EGR通道的另一端连接到由所有气缸排所共用的共用进气通道。也就是说，将来自具有与EGR通道相连的单独排气通道的气缸排(该气缸排在下文中称作EGR气缸排)的排出气体作为EGR气体供应到所有的气缸排。

EGR通道具有EGR阀。调整EGR阀的开度，以调节通过EGR通道引入到共用进气通道的EGR气体的量，即，供应到所有的气缸排的EGR气体的量。

在本发明的第一方面中，当打开卡住检测装置检测到EGR阀卡在打开状态时，燃料切断控制执行装置在EGR气缸排中执行燃料切断控制。这里，术语“燃料切断控制”表示停止在每个气缸中喷射燃料的控制。

因为当执行燃料切断控制时在气缸中没有执行燃烧，所以没有排出气体(燃烧过的气体)从气缸中排出。因此，当通过燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制并因此没有排出气体从EGR气缸排中排出时，EGR气体不再分配至EGR通道中。也就是说，没有向任何气缸提供EGR气体。因此，能够防止向内燃机供应过多的EGR气体。

根据本发明的第一方面，能够防止当EGR阀卡在打开状态时由过量供应EGR气体导致影响燃烧状况。结果，可以防止内燃机不稳定运行。

在本发明的第一方面中，内燃机可以是火花点火式内燃机或者压缩点火式内燃机。如果内燃机是火花点火式内燃机，则在每个气缸中设置火花塞。或者，如果内燃机是压缩点火式内燃机，则在每个气缸中设置燃料喷射阀，燃料喷射阀直接将燃料喷射到气缸中。

此外，在本发明的第一方面中，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，EGR气缸排中的进气阀和排气阀可以不保持关闭。

但是，当阀打开时，从EGR气缸排中排出空气。然后，将来自EGR气缸排的空气通过EGR通道引入共用进气通道，部分空气流入非EGR气缸排的气缸排中。也就是说，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，非EGR气缸排的气缸排中进气量增加。结果，非EGR气缸排的气缸排中的进气的过量增加会造成发动机爆震。

为解决上述问题，在内燃机是火花点火式内燃机并且在燃料切断控制过程中EGR气缸排中的进气阀和排气阀没有保持关闭的条件下，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，可以设置延迟角，以延迟非EGR气缸排的气缸排中火花塞的点火正时。

或者，在内燃机是压缩点火式内燃机并且在燃料切断控制过程中EGR气缸排中的进气阀和排气阀没有保持关闭的条件下，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，可以设置延迟角，以延迟非EGR气缸排的气缸排中燃料喷射阀的燃料喷射正时。

采取上述方案中的一个防止了当通过燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时由非EGR气缸排的气缸排中进气增加所引起的内燃机爆震的发生。

本发明的第一方面还可以包括估算装置，其用于在燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，估算非EGR气缸排的气缸排中的进气增量。在这种情况下，根据由上述估算装置所估算的进气增量，可以确定延迟非EGR气缸排的气缸排中的火花塞的点火正时或燃料喷射阀的燃料喷射正时的延迟角。

因此，能够适当的调整非EGR气缸排的气缸排中的火花塞的点火正时或燃料喷射阀的燃料喷射正时。

本发明的第一方面还可以包括阀操作控制装置，其用于控制EGR气缸排中进气阀和/或排气阀的操作。在这种情况下，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，通过阀操作控制装置EGR气缸排中的进气阀和/或排气阀可以保持关闭。

因而，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时防止空气流出EGR气缸排。因而，可以防止非EGR气缸排的气缸排中进气的过量增加。

在本发明的第一方面中，还可以在每个单独排气通道中设置排气净化催化剂。或者，单独排气通道可以连接到联合排气通道，排气净化催化剂可以设置在联合排气通道中。在上述情况下，因为防止了从EGR气缸排排出空气，所以能够防止冷却设置在与EGR气缸排相连的单独排气通道或联合排气通道中的排气净化催化剂。

当由于燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制而引起的从EGR气缸排排出空气时，空气会包含诸如油之类的污染物。根据如上所述，能够防止污染物附着于设置在与EGR气缸排相连的单独排气通道或联合排气通道中的排气净化催化剂，还能够防止污染物排出到外部。

根据本发明的第二方面的用于内燃机的控制系统是用于具有多个气缸排的内燃机的控制系统，其包括：单独排气通道，其分别连接到气缸排；单独进气通道，其分别连接到气缸排；为每个气缸排提供的EGR通道，EGR通道的一端连接到单独排气通道，EGR通道的另一端连接到单独进气通道；EGR阀，其设置在每个EGR通道中，并调节进入单独进气通道的EGR气体的进气速率；打开卡住检测装置，其用于检测一个或多个EGR阀卡在打开状态；和燃料切断控制执行装置，其用于在EGR通道中具有卡住的EGR阀的气缸排中执行燃料切断控制。

在本发明的第二方面中，单独排气通道和单独进气通道连接到每个气缸排。还为每个气缸排提供了EGR通道。因此，将从一个气缸排排出的排出气体作为EGR气体供应到同一气缸排中。

在每个EGR通道中设置EGR阀。通过单独地调节每个EGR阀的开度，来调节引入到每个单独进气通道的EGR气体的量，即，供应到每个气缸排的EGR气体的量。

在本发明的第二方面中，当打开卡住检测装置检测到一个EGR阀卡在打开状态时，燃料切断控制执行装置在与具有卡住的EGR阀的EGR通道相连的气缸排(所述气缸排在下文中称作具有卡住的EGR阀的气缸排)中执行燃料切断控制。

根据本发明的第二方面，在可能影响燃料状况的具有卡住的EGR阀的气缸排的每个气缸中停止燃烧。因此，即使当其中一个EGR阀卡在打开状态时，也能够防止内燃机运行不稳定。还能够防止从具有卡住的EGR阀的气缸排中排出未燃烧的燃料成分。

本发明的第二方面还可以包括阀操作控制装置，其用于控制每个气缸排的进气阀和/或排气阀的操作。在这种情况下，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，具有卡住的EGR阀的气缸排中的进气阀和/或排气阀可以通过阀操作控制装置保持关闭。

使用该装置，当燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制时，能够防止空气从具有卡住的EGR阀的气缸排流出。

本发明的第二方面还可以包括每个单独排气通道中的排气净化催化器。或者，单独排气通道可以连接到联合排气通道，排气净化催化剂可以设置在联合排气通道中。在上述情况下，因为防止了从具有卡住的EGR阀的气缸排中排出空气，所以能够防止冷却设置在与具有卡住EGR阀的气缸排相连的单独排气通道或联合排气通道中的排气净化催化剂。

当由于燃料切断控制执行装置执行燃料切断控制而引起的从EGR气缸排排出空气时，空气会包含诸如油之类的污染物。根据如上所述，能够防止污染物附着于设置在与具有卡住EGR阀的气缸排相连的单独排气通道或联合排气通道中的排气净化催化剂，还能够防止污染物排出到外部。

本发明的第三方面涉及内燃机的控制方法。该内燃机包括：

多个气缸排；

单独排气通道，其分别连接到气缸排；

共用进气通道，其由所有气缸排所共用；

EGR通道，其一端连接到与其中一个气缸排相连的单独排气通道，另一端连接到共用进气通道；和

EGR阀，其设置在EGR通道中，并调节引入到共用进气通道的EGR气体的进气速率。

该控制方法包括：检测EGR阀卡在打开状态；并且当EGR阀被检测为卡在打开状态时，在具有与EGR通道相连的单独排气通道的气缸排中执行燃料切断控制。

本发明的第三方面具有与本发明的第一方面相同的效果，因此当EGR阀卡在打开状态时，能够防止由过量供应EGR气体而导致的影响燃烧状况。结果，可以防止内燃机运行不稳定。

根据本发明，即使当EGR阀卡在打开状态时，也能够防止内燃机运行不稳定。

附图说明

根据下面参考附图对示例性实施例的描述，本发明的上述及其他特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的部件，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图；

图2是示出当根据第一实施例的EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图；

图3是示出根据第二实施例当EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图；

图4是示出根据本发明的第三实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图；

图5是示出根据第三实施例当EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图；

图6是示出根据本发明的第四实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图；

图7是示出根据第四实施例当EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图；

图8是示出根据本发明的第五实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图；

图9是示出根据第五实施例当第一EGR阀或第二EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图；

图10是示出根据本发明的第六实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图；

图11是示出根据第六实施例当第一EGR阀或第二EGR阀卡在打开状态时的控制例程的流程图。

具体实施方式

将参考附图在下面描述根据本发明的用于内燃机的控制系统的具体实施方式。在下列实施例中本发明应用于汽车内燃机。

图1是示出了根据本发明的第一实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构的示图。第一实施例中的内燃机1是具有两个气缸排2a和2b的V6汽油发动机(火花点火式内燃机)，每个气缸排包括三个气缸3。在下文中，气缸排2a被称作第一气缸排2a，气缸排2b被称作第二气缸排2b。

应当注意，内燃机1中气缸的数量、气缸排的数量和其布置方式不限于上述结构。

火花塞4设置在气缸排2a和2b的每个气缸3中。燃料喷射阀5也设置在每个气缸3的进气口中。

第一气缸排2a与第一进气歧管6a和第一排气歧管7a连接。第二气缸排2b与第二进气歧管6b和第二排气歧管7b连接。

第一和第二进气歧管6a和6b都连接到缓冲罐8。在缓冲罐8中，设置压力传感器16以检测缓冲罐8中的压力。

进气通道9连接到缓冲罐8。进气通道9设置有气流计15和节流阀12。

单独排气通道10a连接到第一排气歧管7a，单独排气通道10b连接到第二排气歧管7b。在下文中，单独排气通道10a被称作第一单独排气通道10a，单独排气通道10b被称作第二单独排气通道10b。第一和第二单独排气通道10a和10b的下游端连接到联合排气通道11。

三元催化剂13a设置在第一单独排气通道10a中，三元催化剂13b设置在第二单独排气通道10b中。此外，三元催化剂14设置在联合排气通道11中。

或者，第一和第二单独排气通道10a和10b不一定需要连接到联合排气通道11，第一和第二单独排气通道10a和10b的下游端可以单独布置。此外，可以提供适当选择用于排气净化的其他催化剂(氧化催化剂、NOx储存-还原催化剂等)来代替三元催化剂13a、13b和14。

此外，EGR通道21的一端连接到三元催化剂13b下游的第二单独排气通道10b的一部分。EGR通道21的另一端连接到缓冲罐8。EGR通道21设置有EGR阀22和EGR冷却器23。这里，EGR通道21的另一端可以连接到节流阀12的下游的进气通道9一部分。

根据第一实施例的内燃机1装有控制内燃机1的电子控制单元(ECU)20。气流计15和压力传感器16电连接到ECU 20。然后，来自上述部件的输出信号输入到ECU 20。

火花塞4、燃料喷射阀5、节流阀12和EGR阀22同样电连接到ECU20。ECU 20控制这些部件。

如上所述，在第一实施例中，EGR通道21的一端连接到第二单独排气通道10b，EGR通道21的另一端连接到缓冲罐8。因此，将流过第二单独排气通道10b的排出气体(即，从第二气缸排2b流出的排出气体)作为EGR气体通过EGR通道21引入缓冲罐8。然后，进入到缓冲罐8的EGR气体通过第一进气歧管6a流入第一气缸排2a，还通过第二进气歧管6b流入第二气缸排2b。

调整EGR阀22的开度以调节通过EGR通道21引入缓冲罐8的EGR气体的量。也就是说，通过调节EGR阀22的开度来调节流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量。通常，调整EGR阀22的开度，从而为了内燃机1的运行状态而优化流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量。

但是，如果EGR阀22变成异常地卡在打开状态，则很难调节流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量。因此，如果流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量对于内燃机1的运行状态过多，则会影响每个气缸3中的燃烧状态。如上所述，如果过量的EGR气体影响了燃烧状况，则会引起失火和转矩波动，导致内燃机1运行不稳定和未燃烧的燃料成分的排放增加。

为此，如果第一实施例的EGR阀22卡在打开状态，则在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。

当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，在第二气缸排2b的所有气缸3中燃烧停止。因此，排出气体(燃烧过的气体)不流入第二单独排气通道10b和EGR通道21。也就是说，不向缓冲罐8提供EGR气体。结果，不向第一和第二气缸排2a和2b提供EGR气体。因此，能够防止内燃机1中EGR气体的过量供应。

在本发明的第一方面，当EGR阀22卡在打开状态时，能够防止由EGR气体的过量供应所引起的对内燃机1中燃烧状况的影响。因此，能够防止失火和转矩波动，因而可以防止内燃机1的不稳定运行。还能防止增加未燃烧燃料成分的排放。

即使当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，通过执行适当的控制(例如，通过增加第一气缸排2a中的燃料喷射量)可以确保内燃机1所需的转矩。

现在，根据图2中所示的流程图，描述在第一实施例中当EGR阀22卡在打开状态时所执行的控制例程。该例程预先存储在ECU 20中，并在内燃机1运行的过程中以预定间隔重复执行。

在例程的步骤S101中，ECU 20判定EGR阀22是否卡在打开状态。在该步骤中，根据压力传感器16所检测的值，ECU 20判定EGR阀22是否卡在打开状态。

如果EGR阀22卡在打开状态，并且因此多于适合内燃机1的运行状态的所需量的EGR气体流入了缓冲罐8，缓冲罐8中的压强变得高于具有所需量EGR气体缓冲罐8中的压强。因此，能够根据压力传感器16所检测的值判定EGR阀22是否卡在打开状态。

如果在步骤S101中条件为真，则ECU 20进入步骤S102，如果条件为假，则ECU 20暂时终止例程。

在步骤S102中，ECU 20通过第二气缸排2b中的燃料喷射阀5停止燃料喷射。也就是说，在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。然后，ECU20暂时终止例程。

在第一实施例中，第一和第二单独排气通道10a和10b可以被视为根据本发明第一方面的单独排气通道。同时，在第一实施例中，缓冲罐8和节流阀12的下游的进气通道9的一部分可以被视为根据本发明第一方面的共用进气通道。

在第一实施例中，当EGR阀22卡在打开状态时执行控制例程的步骤S101的上述ECU 20可以被视为根据本发明的第一方面的打开卡住检测装置。在步骤S101中，可以使用除上述之外的其他方法来判定EGR阀22是否卡在打开状态。例如，可以提供开度传感器来检测EGR阀22的开度，并且可以根据开度传感器所检测的开度来判定EGR阀22是否卡住打开状态。或者，可以提供温度传感器来检测缓冲罐8中的温度，并且可以根据温度传感器所检测的温度来判定EGR阀22是否卡在打开状态。

在第一实施例中，当EGR阀22卡在打开状态时执行控制例程的步骤S102的上述ECU 20可以被视为根据本发明的第一方面的燃料切断控制装置。

即使内燃机1是压缩点火式内燃机(柴油发动机)，当EGR阀22卡在打开状态时也可以应用上述控制。

根据第二实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构与第一实施例中的相同。

在第二实施例中，正如在第一实施例中一样，如果EGR阀22异常地卡在打开状态，则在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。当执行燃料切断控制时，第二气缸排2b的每个气缸3的进气阀和排气阀正常运行(即，就如同没有执行燃料切断控制)。也就是说，第二气缸排2b的每个气缸3的进气阀和排气阀没有保持关闭。

在这种情况下，空气从第二气缸排2b排出。然后，将来自第二气缸排2b的空气通过EGR通道21引入缓冲罐8，部分空气流入第一气缸排2a。也就是说，如果在第二气缸排2b中执行燃料切断控制，则第一气缸排2a中的进气量增加。因此，第一气缸排2a中进气的过多增加会引起发动机爆震。

为此，在第二实施例中，当EGR阀22卡在打开状态并因此在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，设置延迟角，以延迟第一气缸排2a中的每个火花塞4的点火正时。

因此，能够防止由第一气缸排2a中进气的增加而引起的发动机爆震。

现在，根据图3中所示的流程图，描述在第二实施例中当EGR阀22卡在打开状态时所执行的控制例程。该例程预先存储在ECU 20中，并在内燃机1运行的过程中以预定间隔重复执行。在该例程中，将步骤S203到S205增加到图2中的例程。因此，将不再描述在图2中也示出的步骤。

在该例程中，在步骤S102中在第二气缸排2b中执行燃料切断控制之后，ECU 20进入步骤S203。在步骤S203中，根据压力传感器16所检测的压力，ECU 20计算在第二气缸排2b中的燃料切断控制之前开始的时间段内第一气缸排2a中的进气增量ΔQair。

当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制并因此将空气而不是EGR气体通过EGR阀21引入缓冲罐8时，缓冲罐8中的压强根据引入缓冲罐8的空气的量而改变。因此，可以根据压力传感器16所检测的压强来计算第一气缸排2a中的进气增量ΔQair。

然后，过程进入步骤S204，根据步骤S203中所计算的第一气缸排2a中的进气增量ΔQair，ECU 20计算第一气缸排2a中的点火正时的目标延迟角Δtigt。

这里，目标延迟角Δtigt是即使当第一气缸排2a中的空气增加了增量ΔQair时将点火正时延迟足够长以防止发动机爆震的时间的延迟角。可以根据经验确定第一气缸排2a中的进气增量ΔQair和第一气缸排2a中的点火正时的目标延迟角Δtigt之间的相互关系。在第二实施例中，该相互关系预先作为对照图存储在ECU 20中。

然后，过程进入步骤S205，ECU 20将第一气缸排2a中的每个火花塞4的点火正时延迟步骤S204中所计算的目标延迟角Δtigt。然后，ECU 20暂时终止例程。

根据上述例程，根据由于第二气缸排2b中执行燃料切断控制而引起的第一气缸排2a中的进气增量，确定用于延迟第一气缸排2a中的点火正时的目标延迟角。因此，可以适当的设置第一气缸排2a中的点火正时。也就是说，能够更可靠地防止发动机爆震。

应当注意，用于延迟第一气缸排2a中的点火正时的目标延迟角可以设置成与上述不同。例如，当由于在第二气缸排2b中执行燃料切断控制而造成很难计算第一气缸排2a中的进气增量时，目标延迟角可以设置成给定的常数值。在这种情况下，与不对第一气缸排2a中的点火正时设置延迟角的情况相反，当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时能够防止发动机爆震。

在第二实施例中，当EGR阀22卡在打开状态时执行控制例程的步骤S203的上述ECU 20可以被视为根据本发明第一方面的估算装置。在步骤S203中，可以使用除了上述方法之外的其他方法来计算第一气缸排2a中的进气增量。例如，如果提供开度传感器来检测EGR阀22的开度，则可以根据开度传感器所检测的开度来计算第一气缸排2a中的进气增量。或者，如果提供温度传感器来检测缓冲罐8中的温度，则可以根据温度传感器所检测的温度来计算第一气缸排2a中的进气增量。

图4示出了根据本发明的第三实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构。第三实施例中的内燃机31是V6柴油发动机(压缩点火式内燃机)。

在内燃机31中，代替图1中所示的内燃机1中的火花塞4和燃料喷射阀5，在每个气缸3中提供燃料喷射阀32，以直接将燃料喷射在气缸3中。每个燃料喷射阀32电连接到ECU 20，并由ECU 20所控制。其他结构与图1中所示的结构相同。

此外，在第三实施例中，当EGR阀22异常地卡在打开状态时，停止从第二气缸排2b中的每个燃料喷射阀31喷射燃料，然后如同在第一实施例中一样在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。这时，如同在第二实施例中一样，第二气缸排2b的每个气缸3中的进气阀和排气阀正常运行(即，就如同没有执行燃料切断控制)。也就是说，第二气缸排2b的每个气缸3中的进气阀和排气阀没有保持关闭。

在这种情况下，如上所述，第一气缸排2a中的进气量增加。因此，第一气缸排2a中进气的过多增加会引起内燃机31(柴油发动机)中的发动机爆震。

为此，在第三实施例中，当EGR阀22卡在打开状态并因此在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，设置延迟角，以延迟第一气缸排2a中的每个燃料喷射阀32的燃料喷射正时。

因此，能够防止由于第一气缸排2a中进气量增加而引起的发动机爆震。

根据图5中的流程图，将描述当EGR阀22卡在打开状态时在第三实施例中所执行的控制例程。该例程预先存储在ECU 20中，并在内燃机31运行的过程中以预定间隔重复执行。图3中所示的例程中的步骤S102、S204和S205分别改变成本例程中的步骤S302、S304和S305。因此，将不再描述图3中也示出的步骤。

在该例程中，如果步骤S101中的条件为真，则ECU 20进入步骤S302。在步骤S302中，ECU 20通过第二气缸排2b中的燃料喷射阀32停止燃料喷射。也就是说，在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。

在该例程中，一旦完成步骤S203，ECU 20进入步骤S304。在步骤S304中，根据步骤S203中所计算的第一气缸排2a中的进气增量ΔQair，ECU 20计算第一气缸排2a中的燃料喷射正时的目标延迟角Δtinjt。

这里，目标延迟角Δtinjt是即使当第一气缸排2a中的空气增加了增量ΔQair时将燃料喷射正时延迟足够长以防止发动机爆震的时间的延迟角。可以根据经验确定第一气缸排2a中的进气增量ΔQair和第一气缸排2a中的点火正时的目标延迟角Δtinjt之间的相互关系。在第三实施例中，该相互关系预先作为对照图存储在ECU 20中。

然后，过程进入步骤S305，ECU 20将第一气缸排2a中的每个火花塞32的燃料喷射正时延迟步骤S304中所计算的目标延迟角Δtinjt。然后，ECU 20暂时终止例程。

根据上述例程，通过由于第二气缸排2b中执行燃料切断控制而引起的第一气缸排2a中的进气增量，确定用于延迟第一气缸排2a中的燃料喷射正时的目标延迟角。因此，可以适当的设置第一气缸排2a中的燃料喷射正时。也就是说，能够更可靠地防止发动机爆震。

但是，在第三实施例中，用于延迟第一气缸排2a中的燃料喷射正时的目标延迟角可以设置成与上述不同。例如，当由于在第二气缸排2b中执行燃料切断控制而造成很难计算第一气缸排2a中的进气增量时，目标延迟角可以设置成给定的常数值。与不对第一气缸排2a中的燃料喷射正时设置延迟角的情况相反，在此情况下可在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时防止发动机爆震。

图6示出了根据本发明的第四实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构。在根据第四实施例的内燃机1中，可以改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b分别设置在第一和第二气缸排2a和2b中。每个阀驱动机构17a和17b电连接到ECU 20，并由ECU 20所控制。其他结构与第一实施例中的结构相同。

这里，第一和第二阀驱动机构17a和17b可以图示为通过电机独立于曲轴旋转操作进气阀的凸轮轴的机构。

同样在第四实施例中，当EGR阀22异常地卡在打开状态时，停止从第二气缸排2b中的每个燃料喷射阀5喷射燃料，然后如同在第一实施例中一样在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。这时，在第四实施例中，第二阀驱动机构17b关闭第二气缸排2b的气缸3中的进气阀，并且进气阀保持关闭。

因此，当执行燃料切断控制时能够防止空气流出第二气缸排2b。因此，能够防止第一气缸排2a中进气过多增加。结果，可以防止发动机爆震。

此外，当执行燃料切断控制并因此空气从第二气缸排2b排出时，空气会冷却三元催化剂13b和14。但是，根据第四实施例，可以防止上述对三元催化剂13b和14的冷却。

此外，当由于燃料切断控制而空气从第二气缸排2b排出时，空气会包含诸如油之类的污染物。但是，根据第四实施例，能够防止从第二气缸排2b排出上述污染物。因此，能够防止污染物附着于三元催化剂13b和14，并防止污染物排放到外部。

根据图7中所示的流程图，将描述在第四实施例中当EGR阀22卡在打开状态时所执行的控制例程。该例程预先存储在ECU 20中，并在内燃机1运行的过程中以预定间隔重复执行。在该例程中，将步骤S403增加到图2中的例程。因此，将不再描述图2中也示出的步骤。

在该例程中，在步骤S102中在第二气缸排2b中执行燃料切断控制之后，ECU 20进入步骤S403。在步骤S403中，ECU 20通过第二阀驱动机构17b关闭第二气缸排2b的气缸3中的进气阀。然后，ECU 20暂时终止例程。

第四实施例中的第二阀驱动机构17b可以视为根据本发明的第一方面的阀操作控制装置。同样在第四实施例中，代替改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b，可以向每个气缸排2a和2b提供改变排气阀的阀正时的阀驱动机构。因此，当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，第二气缸排2b中的排气阀可以保持关闭。在这种情况下，在第二气缸排2b中改变排气阀的阀正时的阀驱动机构可以视为根据本发明的第一方面的阀操作控制装置。

同样在第四实施例中，除了改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b之外，可以向每个气缸排2a和2b提供改变排气阀的阀正时的阀驱动机构。因此，如果在第二气缸排2b中执行燃料切断控制，则第二气缸排的进气阀和排气阀都可以保持关闭。在这种情况下，改变第二气缸排2b中的进气阀的阀正时的第二阀驱动机构17b与改变第二气缸排2b中的排气阀的阀正时的阀驱动机构可以视为根据本发明的第一方面的阀操作控制装置。

图8示出了根据本发明的第五实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构。代替第一实施例中的EGR通道21，第五实施例具有分别与气缸排2a和2b相对应的EGR通道21a和21b。与第一气缸排2a相对应的EGR通道21a在下文中被称作第一EGR通道21a，与第二气缸排2b相对应的EGR通道21b被称作第二EGR通道21b。

第一EGR通道21a的一端连接到三元催化剂13a的下游的第一单独排气通道10a的一部分，而其另一端连接到第一进气歧管6a。同时，第二EGR通道21b的一端连接到三元催化剂13b的下游的第二单独排气通道10b的一部分，而其另一端连接到第二进气歧管6b。

第一EGR阀22a和第一EGR冷却器23a设置在第一EGR通道21a中。第二EGR阀22b和第二EGR冷却器23b设置在第二EGR通道21b中。

EGR阀22a和22b电连接到ECU 20，并由ECU 20单独控制。

此外，在第五实施例中，代替第一实施例中的压力传感器16，将分别检测第一和第二进气歧管6a和6b中的压力的压力传感器16a和16b分别设置在第一和第二进气歧管6a和6b中。设置在第一进气歧管6a中的压力传感器16a在下文中被称作第一压力传感器16a，设置在第二进气歧管6b中的压力传感器16b被称作第二压力传感器16b。

压力传感器16a和16b电连接到ECU 20，来自压力传感器16a和16b的输出信号输入到ECU 20。

其他结构与第一实施例中的结构相同。应当注意，气缸的数量、气缸排的数量和其布置方式不限于第五实施例中所描述的上述构造。

根据第五实施例中的构造，将流过第一单独排气通道10a的排出气体(即，从第一气缸排2a流出的排出气体)作为EGR气体通过第一EGR通道21a引入第一进气歧管6a。同时，将流过第二单独排气通道10b的排出气体(即，从第二气缸排2b流出的排出气体)作为EGR气体通过第二EGR通道21b引入第二进气歧管6b。

调整第一EGR阀22a的开度，以调节通过第一EGR通道21a引入第一进气歧管6a的EGR气体的量。同时，调整第二EGR阀22b的开度，以调节通过第二EGR通道21b引入第二进气歧管6b的EGR气体的量。

也就是说，通过分别调节第一和第二EGR阀22a和22b的开度，来调节流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量。通常，调整第一和第二EGR阀22a和22b的开度，从而为了内燃机1的运行状态而优化流入第一和第二气缸排2a和2b的EGR气体的量。

但是，当第一EGR阀22a异常地卡在打开状态时，很难将流入第一气缸排2a的EGR气体的量调节为所需量。此外，当第二EGR阀22b异常地卡在打开状态时，很难将流入第二气缸排2b的EGR气体的量调节为所需量。

因此，如果流入第一或第二气缸排2a或2b的EGR气体的量对于内燃机的运行状态过多，则会影响相应的气缸排的每个气缸3中的燃烧状况。如果影响了第一或第二气缸排2a或2b中的燃烧状况，则会使内燃机1的运行状态不稳定。

为此，在第五实施例，当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时，在包括具有卡住的EGR阀的EGR通道的气缸排中(即，在具有卡住的EGR阀的气缸排中)执行燃料切断控制。

因此，在会影响燃烧状况的具有卡住的EGR阀的气缸排中的所有气缸中停止燃烧。因此，可以防止内燃机1的运行不稳定。还能够防止从具有卡住的EGR阀的气缸排排出未燃烧的燃料成分。

在第五实施例中，如同在第一实施例中一样，即使在具有卡住的EGR阀的气缸排中执行燃料切断控制，也可以通过执行补偿控制(例如，通过增加正在运行的汽缸中的燃料喷射)确保内燃机1所需要的转矩。此外，在第五实施例中，即使在具有卡住的EGR阀的气缸排中执行燃料切断控制，也可以将流入另一气缸排的EGR气体调节为所需量。这是因为为每个气缸排2a和2b提供了单独EGR通道和EGR阀。

根据图9中所示的流程图，现在将对在第五实施例中当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时所执行的控制例程进行描述。该例程预先存储在ECU 20中，并在内燃机1运行的过程中以预定间隔重复执行。

在该例程的步骤S501中，ECU 20判定第一EGR阀22a是否卡在打开状态。在该步骤中，ECU 20根据第一压力传感器16a所检测的压力来判定第一EGR阀22a是否卡在打开状态。

如果EGR阀22a卡在打开状态，并因此流入第一进气歧管6a的EGR气体的量变得大于适合于内燃机1的运行状态的所需量，则第一进气歧管6a中的压力变得高于具有所需EGR气体量的第一进气歧管6a中的压力。因此，根据压力传感器16a所检测的压力，能够判定第一EGR阀22a是否卡在打开状态。

如果在步骤S501中条件为真，则ECU 20继续进行该过程到步骤S502，如果条件为假，则ECU 20继续进行该过程到步骤S503。

如果过程进入步骤S502，则ECU 20通过第一气缸排2a中的燃料喷射阀5停止燃料喷射。也就是说，在第一气缸排2a中执行燃料切断控制。然后，ECU 20暂时终止该例程。

如果过程进入步骤S503，则ECU 20判定第二EGR阀22b是否卡在打开状态。在该步骤中，ECU 20根据第二压力传感器16b所检测的压力来判定第二EGR阀22b是否卡在打开状态。与能够根据第一压力传感器16a所检测的压力来判定EGR阀22a是否卡在打开状态的原因相同，还能够根据第二压力传感器16b所检测的压力来确定第二EGR阀22b是否卡在打开状态。

如果在步骤S503中条件为真，则ECU 20进入步骤S504，如果条件为假，则ECU 20暂时终止该例程。

如果过程进入步骤S504，则ECU 20停止第二气缸排2b中的燃料喷射阀5的燃料喷射。也就是说，在第二气缸排2b中执行燃料切断控制。然后，ECU 20暂时终止该例程。

对于上述控制例程，当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时，在具有卡住的EGR阀的气缸排中执行燃料切断控制。

应当注意，在第五实施例中，第一和第二单独排气通道10a和10b可以被视为根据本发明的第二方面的单独排气通道。此外，第一和第二进气歧管6a和6b可以被视为本发明的单独进气通道。

如上所述当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时执行第五实施例中的控制例程的步骤S501和S503的ECU 20可以被视为根据本发明的第二方面的打开卡住检测装置。

在步骤S501和S503中，可以使用除了上述方法之外的其他方法来判定第一EGR阀22a或第二EGR阀22b是否卡在打开状态。例如，可以在第一EGR阀22a和第二EGR阀22b上设置开度传感器来检测第一EGR阀22a和第二EGR阀22b的开度，并且可以根据开度传感器所检测的开度来判定第一EGR阀22a或第二EGR阀22b是否卡在打开状态。或者，可以提供温度传感器来检测第一和第二进气歧管6a、6b中的温度，并且可以根据温度传感器所检测的温度来判定第一EGR阀22a或第二EGR阀22b是否卡在打开状态。

在第五实施例中，如上所述当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时执行控制例程的步骤S502和S504的ECU 20可以被视为根据本发明的燃料切断控制装置。

此外，即使内燃机1是压缩点火式内燃机(柴油发动机)，当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时也可以应用上述控制。

图10示出了根据本发明的第六实施例的内燃机及其进气和排气系统的示意结构。在根据第六实施例的内燃机1中，在第一和第二气缸排2a和2b中分别设置与第四实施例中相似的并且可以改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b。每个阀驱动机构17a和17b电连接到ECU20，并由ECU 20所控制。其他结构与第五实施例中的结构相同。

在第六实施例中，如同在第五实施例中一样，如果第一EGR阀22a或第二EGR阀22b异常地卡在打开状态，则在具有卡住的EGR阀的气缸排中停止从燃料喷射阀5喷射燃料，并在具有卡住的EGR阀的气缸排中执行燃料切断控制。

例如，当第一气缸排2a是具有卡住的EGR阀的气缸排时(即，当第一EGR阀22a卡在打开状态时)，在第一气缸排2a中执行燃料切断控制。同时，第一阀驱动机构17a关闭第一气缸排2a的气缸3中的进气阀关闭，并使上述阀保持关闭。

因此，能够在执行燃料切断控制时防止空气流出第一气缸排2a。如果空气从第一气缸排2a排出，则空气会冷却三元催化剂13a和14。但是，根据第六实施例，可以防止上述对三元催化剂13b和14的冷却。

此外，因为防止空气流出第一气缸排2a，所以能够防止诸如油之类的污染物随空气从第一气缸排2a排出。因此，能够防止污染物附着于三元催化剂13b和14，并防止排出到外部。

此外，在第六实施例中，当第二气缸排2b是具有卡住的EGR阀的气缸排时(即，当第二EGR阀22b卡在打开状态时)，与第一气缸排2a是具有卡住的EGR阀的气缸排的情况一样，能够防止冷却三元催化剂13b和14。也能够防止诸如油之类的污染物随空气从第二气缸排2b排出。

根据图11中所示的流程图，现在将描述在第六实施例中当第一EGR阀22a或第二EGR阀22b卡在打开状态时所执行的控制例程。该例程存储在ECU 20中，并在内燃机1运行的过程中以预定间隔执行。在该例程中，将步骤S605到S606加到图9中的例程。因此，将不再描述图9中也示出的步骤。

在该例程中，在步骤S502中在第一气缸排2a中执行燃料切断控制之后，ECU 20进入到步骤S605。在步骤S605中，ECU 20用第一阀驱动机构17a关闭第一气缸排2a的气缸3中的进气阀。然后，ECU 20暂时终止该例程。

同样在该例程中，在步骤S504中在第二气缸排2b中执行燃料切断控制之后，ECU 20进入步骤S606。在步骤S606中，ECU 20通过第二阀驱动机构17b关闭第二气缸排2b的气缸3中的进气阀。然后，ECU 20暂时终止该例程。

第六实施例中的第一和第二阀驱动机构17a和17b可以被视为根据本发明的第二方面的阀操作控制装置。在第六实施例中，代替改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b，可以为每个气缸排2a和2b提供能改变排气阀的阀正时的阀驱动机构。然后，如果在第一气缸排2a中执行燃料切断控制，则可以在第一气缸排2a中保持排气阀关闭，如果在第二气缸排2b中执行燃料切断控制，则可以在第二气缸排2b中保持排气阀关闭。在这种情况下，改变第一和第二气缸排2a和2b中的排气阀的阀正时的阀驱动机构可以被视为根据本发明的第二方面的阀操作控制装置。

同样在第六实施例中，除了改变进气阀的阀正时的第一和第二阀驱动机构17a和17b之外，可以为每个气缸排2a和2b提供改变排气阀的阀正时的阀驱动机构。然后，当在第一气缸排2a中执行燃料切断控制时，第一气缸排2a中的进气阀和排气阀都保持关闭，当在第二气缸排2b中执行燃料切断控制时，第二气缸排2b中的进气阀和排气阀都保持关闭。在这种情况下，改变第一和第二气缸排2a和2b中的进气阀的阀正时的阀驱动机构17a和17b与改变第一和第二气缸排2a和2b中排气阀的阀正时的阀驱动机构可以被视为根据本发明的第二方面的阀操作控制装置。

尽管参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所描述的实施例或构造。相反，本发明意在涵盖各种修改和等价布置。此外，尽管在各种组合和结构中示出了示例性实施例的各种部件，但是包括更多、更少或单一部件的其他组合和结构也在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机具有多个气缸排，所述控制系统的特征在于包括：

排气通道，其针对所述多个气缸排中的每个气缸排设置，其中，每个排气通道连接到各自的气缸排；

共用进气通道，其为所述多个气缸排中的每个气缸排所共用；

EGR通道，所述EGR通道的一端连接到所述排气通道中的一个排气通道，并且所述EGR通道的另一端连接到所述共用进气通道；

EGR阀，其设置在所述EGR通道中，并调节引入到所述共用进气通道的EGR气体的进气速率；

打开卡住检测装置，其用于检测所述EGR阀是否卡在打开状态；和

燃料切断控制执行装置，当所述打开卡住检测装置检测到所述EGR阀卡在打开状态时，所述燃料切断控制执行装置在连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道的所述气缸排中执行燃料切断控制。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制系统，其中

所述内燃机是每个气缸中都包括火花塞的火花点火式内燃机，并且

在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，如果在连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道的所述气缸排中进气阀或排气阀没有保持关闭，则设置延迟角，以在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，延迟连接到没有与所述EGR通道相连的所述排气通道的其他所述气缸排的所述火花塞的点火正时。

3.根据权利要求2所述的用于内燃机的控制系统，还包括

进气增量估算装置，其用于在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，估算连接到没有与所述EGR通道连接的所述排气通道的所述气缸排中的进气增量，

其中，根据由所述进气增量估算装置所估算的进气增量，来确定所述延迟角，所述延迟角用于延迟连接到没有与所述EGR通道连接的所述排气通道的所述气缸排中的所述火花塞的点火正时。

4.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制系统，其中

所述内燃机是压缩点火式内燃机，在所述压缩点火式内燃机中直接将燃料喷射到气缸中的燃料喷射阀设置在所述气缸中，并且

在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，如果在连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道的所述气缸排中进气阀或排气阀没有保持关闭，则设置延迟角，以在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，延迟连接到没有与所述EGR通道相连的所述排气通道的其他所述气缸排的所述燃料喷射阀的燃料喷射正时。

5.根据权利要求4所述的用于内燃机的控制系统，还包括

进气增量估算装置，其用于在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，估算连接到没有与所述EGR通道连接的所述排气通道的所述气缸排中的进气增量，

其中，根据由所述进气增量估算装置所估算的进气增量，来确定所述延迟角，所述延迟角用于延迟连接到没有与所述EGR通道连接的所述排气通道的所述气缸排中的所述燃料喷射阀的燃料喷射正时。

6.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制系统，还包括：

阀操作控制装置，其用于控制所述气缸排中的所述进气阀或所述排气阀中的至少一者的操作，所述气缸排连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道，

其中，在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，所述阀操作控制装置使连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道的所述气缸排中的所述进气阀或所述排气阀中的至少一者保持关闭。

7.一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机具有多个气缸排，所述控制系统的特征在于包括：

排气通道，其针对所述多个气缸排中的每个气缸排设置，其中，每个排气通道连接到各自的气缸排；

进气通道，其针对所述多个气缸排中的每个气缸排设置，其中，每个进气通道连接到各自的气缸排；

EGR通道，其针对所述多个气缸排中的每个气缸排设置，其中，每个EGR通道分别将每个相应的气缸排的所述排气通道和所述进气通道相连；

EGR阀，其在每个EGR通道中，分别独立地调节流入每个进气通道的EGR气体的进气速率；

打开卡住检测装置，其用于检测任一所述EGR阀是否卡在打开状态；和

燃料切断控制执行装置，其用于在下述气缸排中执行燃料切断控制，在所述气缸排中，通过所述打开卡住检测装置判定为相应的所述EGR通道的所述EGR阀卡在打开状态。

8.根据权利要求7所述的用于内燃机的控制系统，还包括

阀操作控制装置，其用于分别控制所述气缸排中的所述进气阀或所述排气阀中的至少一者的操作，

其中，在所述燃料切断控制执行装置执行所述燃料切断控制时，所述阀操作控制装置使下述气缸排中的所述进气阀或所述排气阀中的至少一者保持关闭，在所述气缸排中，相应的所述EGR通道的所述EGR阀被判定为卡在打开状态。

9.一种用于式内燃机的控制方法，所述内燃机包括：

多个气缸排；

排气通道，其针对所述多个气缸排中的每个气缸排设置，其中，每个排气通道连接到各自的气缸排；

共用进气通道，其为所述多个气缸排中的每个气缸排所共用；

EGR通道，所述EGR通道的一端连接到其中一个所述气缸排的所述排气通道，并且所述EGR通道的另一端连接到所述共用进气通道；和

EGR阀，其设置在所述EGR通道中，并且调节引入到所述共用进气通道的EGR气体的进气速率，所述控制方法的特征在于包括以下步骤：

判定所述EGR阀是否卡在打开状态；并且

当判定为所述EGR阀卡在打开状态时，在所述多个气缸排中连接到与所述EGR通道的所述一端相连的所述排气通道的一个气缸排中执行燃料切断控制。

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