CN108779725A - 发动机控制装置 - Google Patents

发动机控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108779725A
CN108779725A CN201780002900.1A CN201780002900A CN108779725A CN 108779725 A CN108779725 A CN 108779725A CN 201780002900 A CN201780002900 A CN 201780002900A CN 108779725 A CN108779725 A CN 108779725A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinders
cylinder
air
fuel
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780002900.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108779725B (zh
Inventor
高桥敏彰
末冈贤也
日高匡聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of CN108779725A publication Critical patent/CN108779725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108779725B publication Critical patent/CN108779725B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101Three-way catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B11/00Engines characterised by both fuel-air mixture compression and air compression, or characterised by both positive ignition and compression ignition, e.g. in different cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1512Digital data processing using one central computing unit with particular means concerning an individual cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/06Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2053By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
    • F02B23/105Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder the fuel is sprayed directly onto or close to the spark plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0273Multiple actuations of a valve within an engine cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0276Actuation of an additional valve for a special application, e.g. for decompression, exhaust gas recirculation or cylinder scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854Details of the absorption canister
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

PCM(100)根据发动机(1)的工作状态对利用压缩点火燃烧让发动机(1)工作的CI模式和利用火花点火燃烧让发动机(1)工作的SI模式进行切换。如果在让发动机(1)以CI模式工作时,判断出催化剂温度的推测值(Tc)在开始升温的温度(Ts)以下,PCM(100)就进行第一升温控制,将四个气缸(18)分成进行压缩点火燃烧的CI气缸和进行火花点火燃烧的SI气缸,以保证四个气缸(18)按各气缸的燃烧顺序交替地进行压缩点火燃烧和火花点火燃烧。

Description

发动机控制装置
技术领域
这里所公开的技术涉及一种发动机控制装置。
背景技术
例如,专利文献1中公开了以下内容:多气缸汽油发动机根据发动机的工作区,在利用火花点火让气缸内的混合气燃烧的火花点火(Spark Ignition:SI)燃烧方式和通过自燃让混合气燃烧的压缩点火(Compression Ignition:CI)燃烧方式之间进行切换。该发动机构成为:在规定的低负荷侧的工作区,进行的是热效率相对较高且耗油量较少的CI燃烧。另一方面,在高于它的高负荷侧的工作区,因CI燃烧的燃烧噪声增大,故在该区域进行能够抑制燃烧噪声的SI燃烧。
专利文献1:日本公开专利公报特开2009-85174号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
CI燃烧的热效率比SI燃烧高,排出尾气的温度就会随之相对较低。因此,上述专利文献1中所公开的发动机,在低负荷区继续进行CI燃烧的情况下,有可能引起催化剂温度下降,而导致不利于将催化剂维持为活化状态。
于是,当在低负荷区催化剂温度下降的情况下,从CI燃烧切换到SI燃烧且让进行火花点火的时刻滞后,由此来将高温尾气送给催化剂。但是,在采用上述做法的情况下,提高了尾气的温度,发动机的热效率就会随之相应地下降,因此不利于降低耗油量。
这里所公开的技术正是为解决上述问题而完成的。其目的在于:在能够切换上述火花点火燃烧和压缩点火燃烧的发动机控制装置中,既能够将催化剂维持为活化状态,又能够降低耗油量。
-用以解决技术问题的技术方案-
这里所公开的技术涉及一种发动机控制装置。该发动机控制装置其包括发动机本体、燃油喷射器、火花塞、催化剂以及控制器。所述发动机本体具有多个气缸;所述燃油喷射器构成为:将燃油分别供向所述多个气缸中的每个气缸;所述火花塞分别设置在所述多个气缸中的每个气缸上,所述火花塞构成为:将该多个气缸内的混合气点火;所述催化剂经排气通路与所述多个气缸相连接,具有净化从各气缸排出的尾气的净化功能;所述控制器构成为:通过控制所述燃油喷射阀和所述火花塞而让所述发动机本体工作。
所述控制器构成为:对第一模式和第二模式进行切换,在该第一模式下,利用让所述多个气缸内的混合气自燃而进行压缩点火燃烧,让所述发动机本体工作,在该第二模式下,驱动所述火花塞对所述多个气缸内的混合气点火而进行火花点火燃烧,让所述发动机本体工作;如果在让所述发动机本体以所述第一模式工作时判断出所述催化剂的温度在规定温度以下,所述控制器便进行升温控制,将所述多个气缸设为进行所述压缩点火燃烧的CI气缸和进行所述火花点火燃烧的SI气缸,以保证所述多个气缸按照各气缸的燃烧顺序交替地进行所述压缩点火燃烧和所述火花点火燃烧。
根据该构成方式,控制器通过进行升温控制,而按照各气缸的燃烧顺序将多个气缸分成CI气缸和SI气缸。这样一来,就能够以气缸为单位交替地进行压缩点火燃烧和火花点火燃烧。
在火花点火燃烧下,尾气的温度相对较高,故能够利用从SI气缸排出的尾气让催化剂升温。另一方面,在压缩点火燃烧下,如上所述,热效率相对较高,故通过使多个气缸的一部分气缸为CI气缸,就能够抑制发动机整体热效率下降,进而抑制耗油量上升。
就这样,根据上述构成方式,既能够让催化剂升温,又能够抑制发动机整体热效率下降。这样一来,就能够将催化剂维持为活化状态,同时还能够抑制耗油量上升。
技术方案还可以是这样的,在所述升温控制中,所述控制器将所述SI气缸内的混合气的空燃比设定在小于理论空燃比的浓空燃比一侧,另一方面,将所述CI气缸内的混合气的空燃比设定在大于理论空燃比的稀空燃比一侧。
根据该构成方式,因为在SI气缸内让浓混合气燃烧,所以从SI气缸供来的尾气中所含有的氮氧化物相对较多。因此,当从SI气缸供来的尾气到达催化剂时,催化剂与氮氧化物的还原反应相对就会增多,亦即,由催化剂吸收的氧相对就会增多。另一方面,因为在CI气缸内让稀薄混合气燃烧,所以从CI气缸供给来的尾气中所含有的HC、CO和碳烟等还原剂成分相对较多。因此,当从CI气缸供给来的尾气到达催化剂时,催化剂与还原剂成分的氧化反应就会增多,亦即,从催化剂释放出的氧相对增多。而且,还能够利用HC、CO等物质被氧化时所产生的反应热使催化剂升温。
通过按各气缸的燃烧顺序将多个气缸交替地分成CI气缸和SI气缸,就能够以气缸为单位反复进行催化剂与尾气中各种成分的还原反应和氧化反应。从而能够利用该反应热让催化剂迅速地升温。
技术方案还可以是这样的,所述催化剂是具有三效净化功能的三效催化剂;在所述升温控制中,所述控制器设定所述SI气缸内的混合气的空燃比和所述CI气缸内的混合气的空燃比,以保证所述SI气缸内的混合气的空燃比和理论空燃比之差的大小与所述CI气缸的空燃比和理论空燃比之差的大小相等。
根据该构成方式,就是在将各气缸的空燃比设定为浓空燃比或稀空燃比的情况下,也能够使多个气缸整体的空燃比为理论空燃比附近的值。亦即,尽管从各气缸排出的尾气中所含有的NOx或还原剂成分相对较多,但从多个气缸排出的尾气整体来看,能够让所含有的NOx和还原剂成分实现平衡。因此,能够边反复进行所述还原反应和氧化反应,边有效地发挥催化剂的三效净化功能。
技术方案还可以是这样的,该发动机控制装置包括进气口、进气门、节气门以及进气门驱动机构;所述进气口朝着所述多个气缸中的各个气缸敞开,且从该多个气缸共用的进气通路将空气吸进各气缸内;所述进气门构成为:能够开启或关闭进气口;所述节气门设置在所述进气通路上,调节供向所述多个气缸的气体的流量;所述进气门驱动机构构成为:针对每个气缸分别控制所述进气门的开启时间。在所述升温控制中,所述控制器让所述节气门完全开启,并且经所述进气门驱动机构控制所述各气缸的进气门,由此而让吸进所述SI气缸内的空气量比吸进所述CI气缸内的空气量少。
在进行火花点火燃烧的情况下,为确保燃烧稳定性,需要根据对发动机的输出要求等适当增减吸进气缸内的空气量。另一方面,在进行压缩点火燃烧的情况下,即使混合气的空燃比为稀空燃比,燃烧也很稳定,故就不太需要增减吸进气缸内的空气量。
根据上述构成方式,控制器在进行升温控制的过程中,让节气门完全开启。这样一来,在吸进了尽可能多的空气以后,CI气缸才会进行CI燃烧,热效率由此提高。控制器通过经进气门驱动机构调节进气门的开关时间、升程等,来调节吸进SI气缸内的空气量。这样一来,在让节气门完全开启的情况下,也能够增减被吸进SI气缸内的空气量,进而能够稳定地在SI气缸中进行火花点火燃烧。
就这样,在需要同时进行CI气缸中的CI燃烧和SI气缸中的SI燃烧的情况下,上述构成方式非常有效。
根据上述构成方式,控制器通过控制进气门来减少被吸进SI气缸内的空气量。根据该构成方式,能够将SI气缸中混合气的空燃比设定在小于理论空燃比的浓空燃比一侧。而且,此时泵损不会增大。
技术方案还可以是这样的,所述进气门驱动机构构成为:至少能够分别改变每个气缸的所述进气门的开关时刻。在所述升温控制中,所述控制器经所述进气门驱动机构使所述SI气缸的进气门的关闭时刻和所述CI气缸的进气门的关闭时刻相同,并且调节所述SI气缸的进气门的开启时刻,由此而减少吸进所述SI气缸内的空气量。
根据所述构成方式,控制器通过改变进气门的开启时刻,让吸进SI气缸内的空气量减少。与改变进气门的关闭时刻的情况不同,根据该构成方式,有利于维持活塞的有效压缩比不下降,进而有利于维持较高的热效率。
技术方案还可以是这样的,该发动机控制装置包括:排气门和排气门驱动机构。所述排气门构成为:能够开启或关闭从所述各气缸内将气体排向所述排气通路的排气口;所述排气门驱动机构构成为:分别控制每个气缸的所述排气门的开启或关闭。所述排气门驱动机构构成为:能够驱动所述排气门开启或关闭,以保证:在排气冲程中进行一次开启,接着进行在进气进行冲程中成为开启状态的二次开启。所述控制器构成为:在所述升温控制中,经所述排气门驱动机构控制所述排气门,由此而让所述CI气缸的所述排气门进行所述第一开启和所述第二开启。
根据该构成方式,因为排气门驱动机构进行二次开启,所以控制器能够将从排气口排出的尾气的一部分再次引入气缸内,即能够实现所谓的内部废气再循环(EGR)。因此,有利于提高CI气缸内的温度,从而有利于稳定地进行压缩点火燃烧。
如上所述,火花点火燃烧下尾气的温度相对较高,故SI气缸内的温度容易比CI气缸内的温度高。
根据所述构成方式,进行内部EGR而再次引入尾气,就能够相应地将CI气缸内的温度维持得很高,因此能够减小SI气缸和CI气缸之间的温度差。这样一来,便有利于使发动机本体的热变形比较均匀,从而有利于提高其可靠性。而且,减小各气缸间的温度差,就有利于从升温控制恢复后,稳定地进行压缩点火燃烧。
技术方案还可以是这样的,在所述升温控制中,在同一气缸持续规定时间以上被设为所述SI气缸的情况下,所述控制器将已为所述SI气缸的气缸变成所述CI气缸,在同一气缸持续规定时间以上被设为所述CI气缸的情况下,所述控制器将已为所述CI气缸的气缸变成所述SI气缸。
根据所述构成方式,通过进行升温控制而使同一气缸在规定时间以上一直为SI气缸或CI气缸的情况下,控制器对SI气缸和CI气缸进行调换。这样一来,就能够让从SI气缸变为CI气缸的气缸内的温度下降。另一方面,能够让从CI气缸变为SI气缸的气缸内的温度上升。因此,会有利于减小各气缸间的温度差,进而使发动机本体的热变形比较均匀,最后有利于提高其可靠性。而且,通过减小各气缸间的温度差,就有利于从升温控制结束后恢复后稳定地进行压缩点火燃烧。
技术方案还可以是这样的,在所述升温控制中,所述控制器让将所述SI气缸内的所述混合气点火的时刻滞后于压缩上止点。
根据所述构成方式,控制器通过使对混合气点火的时刻滞后,就能够降低SI气缸的热效率,同时还能够让尾气大幅度地升温,升温量与热效率的下降量相对应。由此而能够让催化剂迅速地升温。
技术方案还可以是这样的,该发动机控制装置包括:构成为将燃油箱内的已蒸发燃油引入所述各气缸内的清除系统(purge system)。所述控制器构成为:在所述升温控制中,利用所述清除系统将清除气体(purge gas)供向所述各气缸。
清除气体是已蒸发燃油和空气事先混合在一起的气体。通过供给清除气体,就能够提高混合气在CI气缸内的燃烧性。因此,例如在像进行升温控制时那样各气缸内的温度较低的情况下,也会有利于减少CI气缸内的未燃燃油。
通过供给清除气体,就能够将SI气缸内的混合气的空燃比设定在浓空燃比一侧。因此,如上所述,有利于将催化剂维持为活化状态,有利于有效地发挥催化剂的净化性能。
技术方案还可以是这样的,在所述升温控制中,所述控制器进行控制,以保证所述SI气缸的火花点火燃烧而产生的扭矩和所述CI气缸的压缩点火燃烧而产生的扭矩相等。
根据该构成方式,控制器能够抑制扭矩发生变化。
-发明的效果-
如上所述,根据所述发动机控制装置,通过以气缸为单位交替进行压缩点火燃烧和火花点火燃烧,既能够将催化剂维持为活化状态,又能够降低耗油量。
附图说明
图1为表示发动机结构的简图。
图2为与发动机控制相关的方框图。
图3为按第一气缸到第四气缸的燃烧顺序做说明的说明图。
图4为曲线图,示出三效催化剂对HC、CO、碳烟和NOx的净化率。
图5示例出发动机的工作区。
图6为选择使用第一升温控制和第二升温控制的处理流程图。
图7为与第一升温控制相关的处理的流程图。
图8为时序图,示出进行第一升温控制时催化剂温度的变化情况和空燃比的变化情况。
图9是示出PCM的方框简图。
图10(a)为示出进行第一升温控制时,SI气缸的进气门和排气门的升程曲线的说明图;图10(b)为示出进行第一升温控制时,CI气缸的进气门和排气门的升程曲线的说明图。
具体实施方式
下面,参照附图,说明发动机控制装置的实施方式。以下优选实施方式为示例。
(发动机的整体结构)
图1和图2示出发动机(发动机本体)1的结构简图,该发动机采用了实施方式所涉及的发动机控制装置。该发动机1是汽油发动机,安装在车辆上,且供来的燃油至少含有汽油。发动机1具有气缸体11(需要说明的是,图1中,仅示出了一个气缸,但如图3所示,本实施方式所涉及的发动机1为四个气缸18直列布置的四冲程四气缸发动机)、气缸盖12以及油底壳13。其中,气缸体11上设置有多个气缸18,该气缸盖12布置在该气缸体11上,该油底壳13布置在气缸体11的下侧且贮存有润滑油。经连杆142与曲轴15相连结的活塞14嵌插在各气缸18内,能够做往复运动。在活塞14的上表面形成有空腔141,该空腔141的形状与柴油发动机的凹形燃烧室空腔的形状一样。当活塞14位于压缩上止点附近时,空腔141与后述的喷油器67相对。由气缸盖12、气缸18和具有空腔141的活塞14划分出燃烧室。需要说明的是,燃烧室的形状并不限于图示的形状。例如,能够根据活塞14上表面的形状、燃烧室顶部的形状等适当地改变空腔141的形状。
为提高理论热效率、为利用后述的自燃压缩点火实现燃烧的稳定化等,将该汽油发动机1的几何压缩比设定得较高,为15以上。需要说明的是,只要在15以上20以下的范围内适当地设定几何压缩比即可,例如可将几何压缩比设定为18。
如上所述,四个气缸18并排着布置在气缸体11内。图3为说明本实施方式所涉及的气缸18的燃烧顺序的图。有时候,按照沿着气缸18的排列方向从纸面右侧开始往左侧这样的顺序,将图3所示的四个气缸18分别称为第一气缸(#1)18a、第二气缸(#1)18b、第三气缸(#3)18c和第四气缸(#4)18d。在该实施方式中,构成为:在进行一个循环时,混合气按照第一气缸18a、第三气缸18c、第四气缸18d和第二气缸18b这样的顺序燃烧。
在每个气缸18的气缸盖12上都形成有进气道16,并且在各进气道16上设置有进气门21,该进气门21构成为:能够将燃烧室一侧的开口(进气口16a)开启或关闭。各个进气口16a朝着第一气缸18a~第四气缸18d各缸敞开,且从第一气缸18a~第四气缸18d共用的进气通路30将空气吸入各气缸18内。同样,每个气缸18都在气缸盖12上形成有排气道17,并且在各排气道17上设置有排气门22,该排气门22构成为:能够将燃烧室一侧的开口(排气口17a)开启或关闭。
如图2所示,驱动进气门21和排气门22的气门传动机构中,在进气侧设置有进气门驱动机构71,该进气门驱动机构71构成为:分别控制每个气缸的进气门21的开启或关闭。进气门驱动机构71设置在各气缸18的进气门21上,在该实施方式中,进气门驱动机构71采用的是液压驱动式可变气门传动机构。省略对进气门驱动机构71的详细图示,但该进气门驱动机构71构成为:能够分别改变每个气缸18的进气门21的开关时刻、甚至其开启时间。需要说明的是,在构成这样的进气门驱动机构71时,可以采用由电磁执行器驱动进气门21的电磁驱动式气门传动机构。还可以将进气门驱动机构71与所谓的VVT(可变气门正时:Variable Valve Timing)结合起来使用。在该情况下,只要适当采用液压式或电磁式等的VVT即可。
如图2所示,针对包括进气门驱动机构71的进气侧气门传动机构,在排气侧设置有排气门驱动机构73,分别控制每个气缸的排气门22的开启或关闭。排气门驱动机构73设置在各气缸18的排气门22上,与进气门驱动机构71一样,排气门驱动机构73采用液压驱动式的可变气门传动机构。排气门驱动机构73改变排气门22的开关时刻与升程。需要说明的是,构成排气门驱动机构73时,可以与进气门驱动机构71一样,采用电磁驱动式的气门传动机构,还可以将排气门驱动机构73与VVT结合起来使用。
排气门驱动机构73构成为:能够驱动排气门22开启或关闭,以保证:在发动机1的排气冲程中进行一次开启,接着,在进气冲程中也进行具有开启时间(进气冲程中,处于开启状态)的二次开启。具体而言,排气门驱动机构73构成为:能够让排气门22的工作模式在正常模式和特殊模式之间进行切换。正常模式和特殊模式下的凸轮轮廓相互不同,根据发动机1的工作状态切换正常模式和特殊模式。正常模式下,仅进行一次开启。也就是说,在正常模式下,排气门22仅在排气冲程中开启一次(参照图10(a))。另一方面,在特殊模式下,进行一次开启和上述二次开启。也就是说,在特殊模式下,排气门22在排气冲程中开启,在进气冲程中也开启,即所谓的二次开启(参照图10(b))。特殊模式用于控制内部废气再循环(EGR)。
每个气缸18的气缸盖12上都安装有直接将燃油喷向气缸18内的喷油器(燃油喷射阀)67。喷油器67构成为:将燃油分别供给第一气缸18a~第四气缸18d。具体而言,喷油器67被布置成:其喷口从燃烧室顶面中央部分进入该燃烧室内。喷油器67在根据发动机1的工作状态设定的喷射时刻,将喷射量与发动机1的工作状态相对应的燃油直接喷到燃烧室内。该例中,省略对喷油器67的详细图示,但该喷油器67是具有多个喷口的多喷口式喷油器。喷油器67喷射燃油,以保证雾状燃油从燃烧室的中心位置开始放射状扩散开来。需要说明的是,喷油器67并不限于多喷口式喷油器,还可以采用外开阀式喷油器。
燃油箱60和喷油器67经未图示的燃油供给路径彼此连结在一起。该燃油供给路径上具有燃油泵63和共轨(Common Rail)64,且能够以较高的燃油压力将燃油供向喷油器67的燃油供给系统62位于燃油箱60和喷油器67之间。燃油泵63能够将燃油从燃油箱60压送到共轨64中,还能够以较高的燃油压力将压送到共轨64的燃油蓄积起来。开启喷油器67,蓄积在共轨64的燃油就会从喷油器67的喷口喷射出来。这里,省略图示燃油泵63。该燃油泵63为柱塞式泵,由发动机1驱动。包括该由发动机驱动的泵的燃油供给系统62,能够将燃油压力高到30MPa以上的燃油供向喷油器67。燃油压力最高可以设定在120MPa左右。根据发动机1的工作状态改变供向喷油器67的燃油的压力。需要说明的是,燃油供给系统62并不限于该结构。
气缸盖12上还安装有火花塞25,利用该火花塞25强制性地对燃烧室内的混合气点火。具体而言,第一气缸18a~第四气缸18d上分别安装有火花塞25,该火花塞25构成为:对第一气缸18a~第四气缸18d内的混合气点火。该例中,火花塞25穿过气缸盖12内而设,从发动机1的排气侧朝着斜下方延伸。火花塞25的顶端在位于压缩上止点的活塞14的空腔141内。
如图1所示,在发动机1的一侧面上连接有进气通路30,该进气通路30与各气缸18的进气道16连通。另一方面,在发动机1的另一侧面上连接有排气通路40,通过该排气通路40将来自各气缸18的燃烧室的已燃气体(尾气)排出。
在进气通路30的上游端部设置有供已吸入的空气通过的空气净化器31。进气通路30的下游侧部分由进气歧管32构成,该进气歧管32具有稳压罐33和独立通路。其中,该稳压罐33暂时将供向各气缸18的空气贮存起来;该独立通路是从稳压罐33分支给各气缸18的。进气歧管32的各独立通路的下游端分别与各气缸18的进气道16相连接。
在进气通路30上空气净化器31和稳压罐33之间设置有将空气冷却或加热的水冷式中冷器/加热器34和调节吸入并供向各气缸18的空气量的节气门36。节气门36接收来自PCM100的控制信号而开启或关闭,由此来调节通过进气通路30的进气量,甚至是经进气歧管32供向各气缸18的进气(气体)的流量。
旁通中冷器/加热器34的中冷器旁通通路35与进气通路30相连接,该中冷器旁通通路35上设有用于调节通过该通路35的空气流量的中冷器旁通阀351。通过调节中冷器旁通阀351的开度,来调节通过中冷器旁通通路35的空气流量和通过中冷器/加热器34的空气流量之间的比例,就能够调节引进气缸18的新气的温度。需要说明的是,能够省略中冷器/加热器34及其附带部件。
排气通路40的上游侧部分由排气歧管45构成,该排气歧管45具有在每个气缸18分支后连接在排气道17的外侧端的独立通路和将该各独立通路集合起来的集合部。发动机直连催化剂41和足下催化剂42分别作为净化尾气中的有害成分的排气净化装置连接在该排气通路40上排气歧管45的下游侧。发动机直连催化剂41和足下催化剂42分别包括筒状壳体和布置该壳体内流路上且具有三效净化功能的三效催化剂(催化剂)43。
图4为曲线图,示出三效催化剂43对HC、CO、碳烟和NOx的净化率。三效催化剂43构成为:该三效催化剂在规定温度以上的温度下活化,由此而对尾气中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、碳烟和氮氧化物(NOx)进行净化。具体而言,三效催化剂43在筒状壳体内形成有催化剂层,催化剂层中含有例如铂、钯等贵金属颗粒。如图4所示,三效催化剂43构成为:随着尾气空燃比(空气燃油比:A/F)增大,对HC、CO等还原剂成分的净化率升高。另一方面,随着A/F减小,对NOx的净化率升高。当尾气的A/F在包括理论空燃比的规定净化窗口范围内时,三效催化剂43对还原剂成分的净化性能和NOx的净化性能皆优,能够充分地发挥其三效净化功能。
进气通路30上连接有清除系统80,该清除系统80构成为:将产生于燃油箱60内的已蒸发燃油经进气通路30引入各气缸内。具体而言,清除系统80具有吸附并回收产生于燃油箱60内的已蒸发燃油的碳罐81、将碳罐81与进气通路30连接起来的清除通路82以及设置在清除通路82上的清除控制阀86。清除系统80构成为:经清除通路82将含已蒸发燃油和空气的清除气体供向进气通路30(具体而言,进气歧管32的稳压罐33)。下面,有时候将清除气体供向进气通路30简称为“清除”。
碳罐81内收纳有活性炭,该活性炭吸附燃油蒸气,且燃油蒸气能够脱离活性炭。碳罐81上连接有燃油蒸气管81a、开放管81b以及清除通路82。其中,该燃油蒸气管81a将燃油箱60内的燃油蒸气引入其中,该开放管81b让碳罐81对大气开放。开放管81b上设有阀,该阀开启或关闭开放管81b和对流入碳罐81的空气进行过滤的空气过滤器。阀在清除已蒸发燃油时开启。
在该实施方式中,清除通路82由一条通路形成。详细而言,清除通路82具有连接在碳罐81上的上游侧部分83和连接在稳压罐33上的下游侧部分85,在上游侧部分83设有清除控制阀86。在该实施方式中,清除控制阀86是接收来自PCM100的控制信号而开启或关闭的电子控制阀。在下游侧部分85设有防止来自稳压罐33的进气逆流的止回阀85a。
这样构成的发动机1由动力系统控制模块(以下,称为“PCM”)100控制。PCM100由微处理器构成,该微处理器具有CPU、存储器、计时器组、接口以及连接它们的总线。该PCM100构成控制器。
如图1和图2所示,各种传感器SW1~SW3、SW5~SW16的检测信号输入PCM100中。该各种传感器包括以下传感器。也就是说,在空气净化器31的下游侧具有:检测新气流量的空气流量传感器SW1、检测新气温度的进气温度传感器SW2、布置在中冷器/加热器34的下游侧且检测通过了中冷器/加热器34以后的新气的温度的第二进气温度传感器SW3、安装在进气道16上且检测即将流入气缸18内的进气的温度的进气道温度传感器SW5、安装在气缸盖12上且检测气缸18内的压力的气缸内压传感器SW6、布置在排气通路40上且检测排气温度的排气温度传感器SW7、布置在排气通路40上且检测排气压力的排气压力传感器SW8、布置在发动机直连催化剂41的上游侧且检测排气中氧的浓度的线性氧传感器SW9、布置在发动机直连催化剂41和足下催化剂42之间且检测排气中氧的浓度的随机氧传感器SW10、检测发动机冷却液的温度的液温传感器SW11、检测曲轴15的旋转角的曲轴转角传感器SW12、检测对应于对车辆的加速踏板(省略图示)的操作量的油门开度的油门开度传感器SW13、进气侧凸轮转角传感器SW14、排气侧凸轮转角传感器SW15、以及安装在燃油供给系统62的共轨64上且检测供向喷油器67的燃油的压力的燃油压力传感器SW16。
PCM100根据上述检测信号进行各种运算,来判断发动机1或车辆的状态,再根据发动机1或车辆的状态将控制信号输出给喷油器67、火花塞25、进气门驱动机构71、排气门驱动机构73、燃油供给系统62、清除系统80以及各种气门、阀(节气门36、中冷器旁通阀351)的执行器。PCM100通过驱动各执行器而让发动机1工作。
图9示出PCM100的大致结构。具体而言,PCM100具有:设定输出给各执行器的控制信号的基本值的基本值设定部101;推测催化剂温度的温度推测部102;根据发动机1的工作状态切换发动机1的工作模式的燃烧控制部103;以及根据温度推测部102推测出的推测结果,经燃烧控制部103让三效催化剂43升温的升温控制部104。
基本值设定部101读取发动机1的工作状态,来决定与车辆的行驶状況、以及驾驶员的操作等相对应的目标加速度。接下来,基本值设定部101根据该目标加速度求扭矩的目标值(以下,称为“目标扭矩”),设定为实现该目标扭矩所需要的控制参数(例如,节气门36的开度、火花塞25的点火时刻、进气门21和排气门22的开关时刻以及喷油器67的喷射量等)的基本值(基于目标扭矩的控制)。根据各种传感器的检测结果读取表示发动机1的工作状态的各种数据,例如发动机转速(以下,简称为“转速”)、车速、油门开度和挡位等。由曲轴转角传感器SW12的检测结果求出转速。
温度推测部102根据发动机1的工作状态(具体而言,发动机负荷)和尾气的流量求三效催化剂43的催化剂温度的推测值Tc。尾气的流量根据排气温传感器SW7的检测结果、排气压传感器SW8的检测结果以及所述转速等求出。
图5示出发动机1的工作区之一例。
当发动机1的工作状态处于规定的低负荷区域(以下,称为“第一区域”)R1时,燃烧控制部103利用让第一气缸18a~第四气缸18d内的混合气自燃的压缩点火(CompressionIgnition:CI)燃烧,让发动机1工作。另一方面,当发动机1处于负荷比第一区域高的第二区域R2时,燃烧控制部103通过驱动火花塞25,来对第一气缸18a~第四气缸18d内的混合气点火,进行火花点火(Spark Ignition:SI)燃烧,让发动机1工作。
具体而言,为降低耗油量、提高废气排放性能,发动机1在发动机负荷相对较低的第一区域R1进行CI燃烧,即不是利用火花塞25点火而燃烧,而是通过自燃压缩点火而燃烧。然而,随着发动机1的负荷升高,CI燃烧下的燃烧快速进行,因此而会引起例如燃烧噪声等问题。因此,该发动机1在发动机负荷相对较高的第二区域,停止CI燃烧,切换到用火花塞25点火的SI燃烧。就这样,该发动机1构成为:根据发动机1的工作状态,特别是发动机1的负荷,在进行CI燃烧的CI模式(第一模式)和进行SI燃烧的SI模式(第二模式)之间进行切换。不过,模式切换的边界线并不限于图中之例。
该实施方式所涉及的燃烧控制部103构成为:能够以气缸为单位对CI燃烧和SI燃烧进行切换。具体而言,燃烧控制部103能够将第一气缸18a~第四气缸18d分成进行CI燃烧的CI气缸和进行SI燃烧的SI气缸。例如,使第一气缸18a和第四气缸18d为SI气缸,使第二气缸18b和第三气缸18c为CI气缸,就能够将模式设定为:在第一气缸18a和第四气缸18d内进行混合气的SI燃烧,在其它气缸18b、18c内进行混合气的CI燃烧。上述CI模式通过使第一气缸18a~第四气缸18d全部为CI气缸来实现;SI模式通过使第一气缸18a~第四气缸18d全部为SI气缸来实现。
燃烧控制部103还根据由温度推测部102推测出的推测结果让三效催化剂43升温。这里,燃烧控制部103构成为:根据燃烧室内的温度,选择使用抑制耗油量上升的第一升温控制和无法进行第一升温控制时所进行的第二升温控制。第一升温控制和第二升温控制都是在让发动机1以CI模式工作时进行的。第一升温控制例如在以下情况下进行,在第一区域的低负荷域(参照图5的区域R3),CI模式下的发动机工作所持续的时间较长,结果导致催化剂温度下降到规定温度这样的情况(图8:t≤t0)。
〈催化剂升温〉
下面,参照图6、图8,说明PCM100进行的控制中,升温控制部104让三效催化剂43升温的升温情况。图6示出选择使用第一升温控制和第二升温控制的流程图,图8为时序图,示出进行第一升温控制后催化剂温度的变化情况和A/F的变化情况。
首先,在步骤S101中,升温控制部104读取由温度推测部102推测出的催化剂温度的推测值Tc。接下来,由升温控制部104判断该推测值Tc是否在规定的开始升温的温度Ts(规定温度)以下,当判断出推测值Tc比开始升温的温度Ts高(Tc>Ts)(步骤S101:“否”)时,则无需让三效催化剂43升温,而返回。开始升温的温度Ts事先存储在PCM100的存储器等内。另一方面,当在该步骤S101中,判断出推测值Tc在开始升温的温度Ts以下(Tc≤Ts)(步骤S101:“是”)时,为了使三效催化剂43升温,升温控制部104进入步骤S102。
在步骤S102中,由升温控制部104判断能否在各气缸18内进行CI燃烧。该判断根据燃烧室内的温度进行。燃烧室内的温度根据发动机冷却液的液温进行推测。具体而言,当发动机冷却液的液温在规定温度(例如85℃)以上时,升温控制部104则判断燃烧室内的温度高到了能够进行CI燃烧的程度。在已判断出能够在第一气缸18a~第四气缸18d各缸中进行CI燃烧时(步骤S102:“是”),进入步骤S103,由升温控制部104进行第一升温控制后,返回。另一方面,当判断出不能在各气缸18内进行CI燃烧时(步骤S102:“否”),则进入步骤S104,由升温控制部104进行第二升温控制后,返回。
图8所示之例中,当时间t=t0时,催化剂温度的推测值Tc下降到开始升温的温度Ts。于是,升温控制部104开始让三效催化剂43升温。该例中,进行第一升温控制。
第一升温控制中,升温控制部104构成为:将第一气缸18a~第四气缸18d设为上述CI气缸和SI气缸,以保证第一气缸18a~第四气缸18d按照各气缸的燃烧顺序交替地进行CI燃烧和SI燃烧。换句话说,将第一气缸18a~第四气缸18d设为CI气缸和SI气缸,以保证升温控制部104在进行第一升温控制时以气缸为单位交替进行CI燃烧和SI燃烧。
下面,参照图7、图8和图10,说明第一升温控制。图7为与第一升温控制相关的处理的流程图。图10(a)示出进行第一升温控制时,SI气缸的进气门21和排气门22的升程曲线,图10(b)示出进行第一升温控制时,CI气缸的进气门21和排气门22的升程曲线。
(第一升温控制)
首先,在步骤S201中,升温控制部104经燃烧控制部103进行SI气缸和CI气缸的划分工作。该实施方式构成为:如上所述,在各循环中,按照第一气缸18a、第三气缸18c、第四气缸18d、第二气缸18b这样的顺序进行混合气的燃烧。因此,升温控制部104在该步骤中让第一气缸18a和第四气缸18d为CI气缸且让第三气缸18c和第二气缸18b为SI气缸。需要说明的是,还可以让第一气缸18a和第四气缸18d为SI气缸且让第三气缸18c和第二气缸18b为CI气缸。就这样,在CI气缸和SI气缸混合存在的情况下,即CI燃烧和SI燃烧都存在的情况下,将节气门36完全开启。这样一来,就能够将尽可能多的空气吸入CI气缸内。利用进气门驱动机构71控制各气缸的进气门21,由此来调节吸入并供向SI气缸内的空气量。
在接下来的步骤S202中,升温控制部104对SI气缸进行加浓控制,在该加浓控制下,将A/F设定在小于理论空燃比(λ=1)的浓空燃比一侧。具体而言,在加浓控制下,升温控制部104将SI气缸内的混合气的A/F设定在浓空燃比一侧,该浓空燃比在理论空燃比附近且比CI气缸内的混合气的A/F以及理论空燃比都小。通过让被吸入SI气缸内的空气量比被吸入CI气缸内的空气量少来进行该设定。需要说明的是,如上所述,在SI气缸和CI气缸都存在的情况下,节气门36完全开启。因此,利用进气门驱动机构71控制各SI气缸的进气门21,这样来调节被吸入SI气缸内的空气量。如图10所示,让SI气缸的进气门21的关闭时刻与CI气缸的进气门21的关闭时刻相同,且让SI气缸的进气门21开启的时刻滞后,这样来进行该调节。通过进行上述调节,SI气缸的进气门21开启的时间就会缩短。需要说明的是,设定气门开启时间的缩短量时,保证如图8中的下图所示,SI气缸的A/F和理论空燃比之差(从理论空燃比偏向浓空燃比一侧的偏移量)的大小与后述的CI气缸的A/F和理论空燃比之差(从理论空燃比偏向稀空燃比一侧的偏移量)的大小相等。在进行该设定时,也要考虑后述的清除气体的供给情况所带来的影响。因为SI气缸的关闭时刻和CI气缸的关闭时刻相同,所以SI气缸和CI气缸的有效压缩比相同。
在在步骤S202中进行的加浓控制的同时,升温控制部104还对CI气缸进行控制,将A/F设定在大于理论空燃比的稀空燃比一侧。具体而言,利用进气门驱动机构71对各CI气缸的进气门21进行控制,升温控制部104让CI气缸内的混合气变成稀薄混合气。
在接下来的步骤S203中,升温控制部104对SI气缸进行点火延迟控制,让混合气点火的时刻滞后于活塞到达压缩上止点的时刻。
在接下来的步骤S204中,由升温控制部104对CI气缸进行内部EGR。如上所述,内部EGR是通过经排气门驱动机构73将排气门22的工作模式从正常模式切换到特殊模式而进行的。如图10(b)所示,通过进行内部EGR,CI气缸的排气门22就会进行两次排气,从CI气缸排向排气道17的尾气就会再次被吸入该CI气缸内。
在接下来的步骤S205中,升温控制部104进行清除控制,经清除系统80将清除气体供向进气通路30。具体而言,在清除控制中,开启清除控制阀86,升温控制部104就经清除通路82将碳罐81内的清除气体供向进气歧管32。供向进气歧管32的清除气体,与通过了节气门36的进气一起被供向各气缸内。通过供给清除气体,来提高CI气缸中的混合气的燃烧性,并且让SI气缸的混合气偏向浓空燃比一侧。需要说明的是,在燃油未吸附在碳罐81内的情况下,不进行清除控制,进入下一个步骤。
进行步骤S202~步骤S205时,升温控制部104控制喷油器67或者火花塞25等,改变燃油的喷射时刻、点火时刻等,以保证SI气缸中的SI燃烧所产生的扭矩和CI气缸中的CI燃烧所产生的扭矩之差减少,更优选该扭矩差为零。
在接下来的步骤S207中,升温控制部104利用燃烧控制部103让SI气缸和CI气缸各气缸中的混合气燃烧。因为SI燃烧的热效率低于CI燃烧的热效率,且在步骤S203中进行点火延迟控制,因此从SI气缸排出的尾气温度较高。利用在步骤S202中进行的混合气加浓控制和在步骤S205中进行的清除控制,SI气缸的混合气的空燃比就被设定为浓空燃比。因此,从SI气缸排出的尾气中相对地含有较多的NOx。这样的尾气一到达三效催化剂43,尾气的还原反应的数量就会因所含有NOx的增加而增多。因此,氧就会被吸入三效催化剂43中(催化剂的氧化)。另一方面,CI燃烧下,混合气的空燃比为稀空燃比,故从CI气缸排出的尾气中所含有的HC、CO和碳烟等还原剂成分相对较多。这样的尾气一到达三效催化剂43,尾气的氧化反应就会因催化剂中含有的还原剂成分多而增多。因此,氧会从三效催化剂43中释放出来(催化剂的还原)。还原剂成分的氧化反应所产生的反应热用于使三效催化剂43升温。
就这样,利用从SI气缸排出的高温尾气和反复进行的氧化还原反应所产生的反应热让三效催化剂43升温(图8:t>t0)。
如图8所示,来自让空燃比小于理论空燃比的混合气燃烧的SI气缸的尾气与三效催化剂43进行氧化反应,来自让空燃比大于理论空燃比的混合气燃烧的CI气缸的尾气与三效催化剂43进行氧化反应,且上述氧化反应反复进行。利用上述加浓控制和清除控制将SI气缸的A/F偏离理论空燃比的偏移量的大小与CI气缸的A/F偏离理论空燃比的偏移量的大小设定成彼此相等,故第一气缸18a~第四气缸18d整体的A/F会取理论空燃比附近的值。因此,通过三效催化剂43的净化能够抑制废气排放性能降低。
在接下来的步骤S207中,由升温控制部104判断三效催化剂43是否已经升温。为进行该判断,升温控制部104读取由温度推测部102推测出的催化剂温度的推测值Tc。该推测值Tc中含有第一升温控制对升温造成的影响。升温控制部104判断该推测值Tc是否在规定的结束升温的温度Te以上。升温控制部104在判断出推测值Tc在结束升温的温度Te以上(Tc≥Te)的情况下(步骤S207:“是”),则认定三效催化剂43升温已结束。之后,结束第一升温控制,复原到CI模式,返回。结束升温的温度Te至少高于上述开始升温的温度Ts(Te>Ts),事先存储在PCM100的存储器等中。另一方面,在判断出推测值Tc小于结束升温的温度Te(Tc<Te)的情况下(步骤S207:“否”),升温控制部104为继续进行第一升温控制而进入步骤S208。通过这样将结束升温的温度Te设定得比开始升温的温度Ts高,那么,当第一升温控制结束后而在所有气缸内进行CI燃烧的情况下,就能够抑制催化剂温度在刚刚开始CI燃烧不久比开始升温的温度Ts低。需要说明的是,判断升温是否已结束,并不限于该构成方式。例如,可以基于从开始第一升温控制以后所经过的时间结束第一升温控制。
在步骤S208中,升温控制部104判断从开始进行第一升温控制算起,同一气缸是否一直为SI气缸或CI气缸且一直为SI气缸或CI气缸的时间在规定时间以上。该例中,升温控制部104根据在步骤S201中使第一气缸18a和第四气缸18d为CI气缸且使第三气缸18c和第二气缸18b为SI气缸以后所经过的时间进行判断。升温控制部104,在判断出同一气缸为SI气缸或CI气缸且持续了规定时间以上的情况下(步骤S208:“是”),进入步骤S209,对SI气缸和CI气缸进行调换以后,再返回步骤S202。另一方面,在判断出进行第一升温控制的时间比规定时间短的情况下(步骤S208:“否”),不对SI气缸和CI气缸进行调换,而返回步骤S206,继续进行第一升温控制。
在步骤S209中,升温控制部104对SI气缸和CI气缸进行调换。具体而言,升温控制部104将已为SI气缸的气缸,即第三气缸18c和第二气缸18b变更为CI气缸。另一方面,将已为CI气缸的气缸,即第一气缸18a和第四气缸18d变更为SI气缸。对SI气缸和CI气缸进行调换后,返回步骤S202,如上所述,由升温控制部104依次对SI气缸进行加浓控制(步骤S202)、点火延迟(步骤S203);对CI气缸进行内部EGR(步骤S204);将清除气体供向进气歧管32(步骤S205),利用燃烧控制部103让SI气缸和CI气缸各缸中的混合气燃烧(步骤S206)。
(第二升温控制)
另一方面,当燃烧室内的温度相对较低而进行第二升温控制时,升温控制部104让发动机1在SI模式下工作且让混合气的点火时刻滞后。亦即,与第一升温控制不同,升温控制部104让第一气缸18a~第四气缸18d全部为SI气缸,并且让对混合气点火的时刻比与发动机1的工作状态相对应的时刻滞后一个规定的延迟量。这样一来,从各气缸排出的尾气的温度相对较高。
〈总结〉
如上所述,根据上述构成方式,PCM100进行第一升温控制,按照各气缸的燃烧顺序将第一气缸18a~第四气缸18d交替地设为CI气缸和SI气缸。这样一来,就能够以气缸为单位交替进行CI燃烧和SI燃烧。
SI燃烧下,尾气的温度相对较高,故能够利用从SI气缸排出的尾气让三效催化剂43升温。另一方面,CI燃烧下,热效率相对较高,故通过使第一气缸18a~第四气缸18d中的一部分气缸为CI气缸,就能够抑制发动机1整体的热效率下降,进而抑制耗油量上升。
就这样,根据上述构成方式,既能够让三效催化剂43升温,又能够抑制发动机1整体的热效率下降。这样一来,就能够将三效催化剂43维持为活化状态,同时还能够抑制耗油量上升。
如上所述,按照各气缸的燃烧顺序,依次使第一气缸18a~第四气缸18d为CI气缸和SI气缸,三效催化剂43就能够以气缸为单位反复进行还原反应和氧化反应。因此,能够利用反应热使三效催化剂43迅速升温。
根据上述构成方式,在将各气缸的A/F设定为浓空燃比或稀空燃比的情况下,也能够让第一气缸18a~第四气缸18d整体的A/F为理论空燃比附近的值。亦即,尽管从各气缸排出的尾气中含有的NOx或还原剂成分相对较多,但从第一气缸18a~第四气缸18d整体来看,所含有的NOx和还原剂成分却能够实现良好的平衡。因此,能够边反复进行所述还原反应和氧化反应,边有效地发挥三效催化剂43的三效净化功能。
在进行SI燃烧的情况下,为确保燃烧稳定性,需要根据对发动机1的输出要求等适当增减吸进气缸内的空气量。另一方面,在进行CI燃烧的情况下,即使混合气的空燃比为稀空燃比,燃烧也很稳定,故就不太需要增减吸入气缸内的空气量。
根据上述构成方式,PCM100在进行第一升温控制的过程中,让节气门36完全开启。这样一来,在吸进了尽可能多的空气以后,CI气缸才进行CI燃烧,热效率由此提高。PCM100经进气门驱动机构71对进气门21进行控制来调节吸入SI气缸内的空气量。这样一来,在让节气门36完全开启的情况下,也能够增减被吸进SI气缸内的空气量,进而能够稳定地在SI气缸中进行SI燃烧。
就这样,在需要同时进行CI气缸中的CI燃烧和SI气缸中的SI燃烧的情况下,上述构成方式非常有效。
根据上述构成方式,PCM100通过控制进气门21来减少吸入SI气缸内的空气量。根据该构成方式,能够将SI气缸中混合气的A/F设定在小于理论空燃比的浓空燃比一侧。而且,此时泵损不会增大。
根据所述结构,PCM100通过改变进气门21的开启时刻,让吸入SI气缸内的空气量减少。与改变进气门21的关闭时刻的情况不同,根据该构成方式,有利于维持活塞14的有效压缩比不下降,进而有利于维持较高的热效率。
根据所述结构,通过排气门驱动机构73进行二次开启,PCM100就能够将排向排气道17的尾气的一部分再次引入气缸内,即能够实现所谓的内部废气再循环(EGR)。因此,有利于提高CI气缸内的温度,从而有利于稳定地进行CI燃烧。
如上所述,SI燃烧下尾气的温度相对较高,故SI气缸内的温度容易比CI气缸内的温度高。于是,根据所述结构,进行内部EGR而再次引入尾气,就能够将CI气缸内的温度维持得很高,因此能够减小SI气缸和CI气缸之间的温度差。这样一来,便有利于使发动机1的热变形比较均匀,从而有利于提高其可靠性。而且,减小各气缸间的温度差,就有利于在第一升温控制结束后且已恢复到CI模式时稳定地进行CI燃烧。
根据所述结构,通过进行第一升温控制而使同一气缸在规定时间以上一直为SI气缸或CI气缸的情况下,PCM100对SI气缸和CI气缸进行调换。这样一来,就能够让从SI气缸变为CI气缸的气缸内的温度下降。另一方面,能够让从CI气缸变为SI气缸的气缸内的温度上升。因此,会有利于减小各气缸间的温度差,进而使发动机1的热变形比较均匀,最终而有利于提高其可靠性。而且,如上所述,有利于在第一升温控制已结束且已恢复到CI模式以后,稳定地进行CI燃烧。
根据所述结构,PCM100通过让对混合气点火的时刻滞后,就能够降低SI气缸的热效率,同时还能够让尾气大幅度地升温,升温量与热效率的下降量紧密相关。由此而能够让三效催化剂43迅速地升温。
清除气体是已蒸发燃油和空气事先混合在一起的气体。通过供给清除气体,就能够提高混合气在CI气缸内的燃烧性。因此,例如,在像进行第一升温控制时那样各气缸内的温度较低的情况下,有利于减少CI气缸内的未燃燃油。
通过供给清除气体,就能够将SI气缸的混合气的A/F设定在浓空燃比一侧。于是,如上所述,有利于将三效催化剂43维持为活化状态,有利于有效地发挥三效催化剂43的净化性能。
根据上述构成方式,升温控制部104在进行第一升温控制时进行控制,以保证SI燃烧产生的扭矩和CI燃烧产生的扭矩之差减小,优选保证该扭矩之差为零。根据该构成方式,PCM100能够抑制发动机1的扭矩发生变化。
根据上述构成方式,升温控制部104根据能否进行CI燃烧来选择使用第一升温控制和第二升温控制。通过这样选择使用,就能够让三效催化剂43稳定且可靠地升温。
(其它实施方式)
上述实施方式还可以采用以下构成方式。
在上述实施方式中,步骤S101~步骤S104、步骤S201~步骤S209的顺序为一例,能够在可能的范围内适当地改变步骤的顺序,还能够同时进行多个步骤中的处理。例如,可以让从步骤S202到步骤S203的这些步骤与步骤S204同时进行,还可以调换它们的顺序并进行其中的处理。
在上述实施方式中,PCM100构成为:由温度推测部102推测催化剂的温度,但并不限于该构成方式。例如,还可以利用设置在三效催化剂43附近的传感器检测催化剂的温度。
在上述实施方式中,发动机1为四缸汽油发动机,但并限于不该结构。既可以是三缸发动机,又可以是五缸以上的发动机。在发动机是三缸发动机的情况下,在每个循环中交替地进行让三气缸中的两个气缸为CI气缸且让剩下的一个气缸为SI气缸的控制和让其中的一个气缸为CI气缸且让其它两个气缸为SI气缸的控制。在该情况下,不需要上述步骤S208~步骤S209那样的调换CI气缸和SI气缸的步骤。
-符号说明-
1 发动机
16 进气道
17 排气道
18 气缸
18a 第一气缸
18b 第二气缸
18c 第三气缸
18d 第四气缸
21 进气门
22 排气门
25 火花塞
30 进气通路
32 进气歧管
36 节气门
43 三效催化剂(催化剂)
60 燃油箱
67 喷油器(燃油喷射阀)
71 进气门驱动机构
73 排气门驱动机构
80 清除系统
81 碳罐
82 清除通路
100 PCM(控制器)
Ts 开始升温的温度(规定温度)

Claims (10)

1.一种发动机控制装置,其包括发动机本体、燃油喷射器、火花塞、催化剂以及控制器,
所述发动机本体具有多个气缸,
所述燃油喷射器构成为:将燃油分别供向所述多个气缸中的每个气缸,
所述火花塞分别设置在所述多个气缸中的每个气缸上,所述火花塞构成为:将该多个气缸内的混合气点火,
所述催化剂经排气通路与所述多个气缸相连接,具有净化从各气缸排出的尾气的净化功能,
所述控制器构成为:通过控制所述燃油喷射阀和所述火花塞而让所述发动机本体工作,
所述发动机控制装置的特征在于:
所述控制器构成为:对第一模式和第二模式进行切换,在该第一模式下,利用让所述多个气缸内的混合气自燃而进行压缩点火燃烧,让所述发动机本体工作,在该第二模式下,驱动所述火花塞对所述多个气缸内的混合气点火而进行火花点火燃烧,让所述发动机本体工作,
如果在让所述发动机本体以所述第一模式工作时判断出所述催化剂的温度在规定温度以下,所述控制器便进行升温控制,将所述多个气缸设为进行所述压缩点火燃烧的CI气缸和进行所述火花点火燃烧的SI气缸,以保证所述多个气缸按照各气缸的燃烧顺序交替地进行所述压缩点火燃烧和所述火花点火燃烧。
2.根据权利要求1所述的发动机控制装置,其特征在于:
在所述升温控制中,所述控制器将所述SI气缸内的混合气的空燃比设定在小于理论空燃比的浓空燃比一侧,另一方面,将所述CI气缸内的混合气的空燃比设定在大于理论空燃比的稀空燃比一侧。
3.根据权利要求2所述的发动机控制装置,其特征在于:
所述催化剂是具有三效净化功能的三效催化剂,
在所述升温控制中,所述控制器设定所述SI气缸内的混合气的空燃比和所述CI气缸内的混合气的空燃比,以保证所述SI气缸内的混合气的空燃比和理论空燃比之差的大小与所述CI气缸的空燃比和理论空燃比之差的大小相等。
4.根据权利要求2或3所述的发动机控制装置,其特征在于:
该发动机控制装置包括进气口、进气门、节气门以及进气门驱动机构,
所述进气口朝着所述多个气缸中的各个气缸敞开,且从该多个气缸共用的进气通路将空气吸进各气缸内,
所述进气门构成为:能够开启或关闭进气口,
所述节气门设置在所述进气通路上,调节供向所述多个气缸的气体的流量,
所述进气门驱动机构构成为:针对每个气缸分别控制所述进气门的开启时间,
在所述升温控制中,所述控制器让所述节气门完全开启,并且经所述进气门驱动机构控制所述各气缸的进气门,由此而让吸进所述SI气缸内的空气量比吸进所述CI气缸内的空气量少。
5.根据权利要求4所述的发动机控制装置,其特征在于:
所述进气门驱动机构构成为:至少能够分别改变每个气缸的所述进气门的开关时刻,
在所述升温控制中,所述控制器经所述进气门驱动机构使所述SI气缸的进气门的关闭时刻和所述CI气缸的进气门的关闭时刻相同,并且调节所述SI气缸的进气门的开启时刻,由此而减少吸进所述SI气缸内的空气量。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的发动机控制装置,其特征在于:
该发动机控制装置包括:排气门和排气门驱动机构,
所述排气门构成为:能够开启或关闭从所述各气缸内将气体排向所述排气通路的排气口,
所述排气门驱动机构构成为:分别控制每个气缸的所述排气门的开启或关闭,
所述排气门驱动机构构成为:能够驱动所述排气门开启或关闭,以保证:在排气冲程中进行一次开启,接着进行在进气进行冲程中成为开启状态的二次开启,
所述控制器构成为:在所述升温控制中,经所述排气门驱动机构控制所述排气门,由此而让所述CI气缸的所述排气门进行所述第一开启和所述第二开启。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的发动机控制装置,其特征在于:
在所述升温控制中,在同一气缸持续规定时间以上被设为所述SI气缸的情况下,所述控制器将已为所述SI气缸的气缸变成所述CI气缸,在同一气缸持续规定时间以上被设为所述CI气缸的情况下,所述控制器将已为所述CI气缸的气缸变成所述SI气缸。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的发动机控制装置,其特征在于:
在所述升温控制中,所述控制器让将所述SI气缸内的所述混合气点火的时刻滞后于压缩上止点。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的发动机控制装置,其特征在于:
该发动机控制装置包括:构成为将燃油箱内的已蒸发燃油引入所述各气缸内的清除系统,
所述控制器构成为:在所述升温控制中,利用所述清除系统将清除气体供向所述各气缸。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的发动机控制装置,其特征在于:
在所述升温控制中,所述控制器进行控制,以保证所述SI气缸的火花点火燃烧而产生的扭矩和所述CI气缸的压缩点火燃烧而产生的扭矩相等。
CN201780002900.1A 2016-03-31 2017-03-09 发动机控制装置 Expired - Fee Related CN108779725B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-073249 2016-03-31
JP2016073249A JP6311739B2 (ja) 2016-03-31 2016-03-31 エンジンの制御装置
PCT/JP2017/009580 WO2017169640A1 (ja) 2016-03-31 2017-03-09 エンジンの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108779725A true CN108779725A (zh) 2018-11-09
CN108779725B CN108779725B (zh) 2021-07-09

Family

ID=59963184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780002900.1A Expired - Fee Related CN108779725B (zh) 2016-03-31 2017-03-09 发动机控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10513990B2 (zh)
JP (1) JP6311739B2 (zh)
CN (1) CN108779725B (zh)
DE (1) DE112017000090T5 (zh)
WO (1) WO2017169640A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630262A (zh) * 2018-01-23 2020-09-04 马自达汽车株式会社 发动机的控制方法及发动机系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7035557B2 (ja) * 2018-01-23 2022-03-15 マツダ株式会社 エンジンの制御方法及びエンジンシステム
JP7067411B2 (ja) * 2018-10-16 2022-05-16 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285898A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US20040182359A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Stewart Daniel W. Individual cylinder-switching in a multi-cylinder engine
JP2005016343A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Honda Motor Co Ltd 圧縮着火式内燃機関の制御装置
JP2006002683A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Denso Corp 内燃機関の制御装置
EP1630386A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-01 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Brennkraftmaschine, die einen Betrieb sowohl im HCCI-Modus als auch im SI-Modus ermöglicht, und Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens
JP2009085036A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Toyota Motor Corp 蒸発燃料処理装置
CN101440740A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 福特全球技术公司 内燃发动机系统及该发动机系统中的方法
CN102650242A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 马自达汽车株式会社 火花点火式汽油发动机的控制装置及控制方法
JP2012241542A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Mazda Motor Corp 圧縮着火式ガソリンエンジン
JP2015086753A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10009180C2 (de) * 2000-02-26 2002-04-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Gemischs für selbstzündende Brennkraftmaschinen und zur Steuerung des Verbrennungsprozesses
US7182050B2 (en) * 2002-01-31 2007-02-27 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
US6968825B2 (en) * 2003-06-06 2005-11-29 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
EP1701027B1 (en) * 2005-03-11 2016-12-28 Ford Global Technologies, Inc. A method for using partial homogeneous charge compression ignition in a diesel internal combustion engine for NOx trap regeneration
JP2009085174A (ja) 2007-10-02 2009-04-23 Mazda Motor Corp 多気筒ガソリンエンジン
WO2014038108A1 (ja) * 2012-09-07 2014-03-13 マツダ株式会社 火花点火式エンジン
JP5915472B2 (ja) * 2012-09-07 2016-05-11 マツダ株式会社 火花点火式直噴エンジン
WO2014091717A1 (ja) * 2012-12-11 2014-06-19 マツダ株式会社 ターボ過給機付きエンジン
JP6296428B2 (ja) * 2016-03-29 2018-03-20 マツダ株式会社 多気筒エンジンの制御装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002285898A (ja) * 2001-03-27 2002-10-03 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US20040182359A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Stewart Daniel W. Individual cylinder-switching in a multi-cylinder engine
JP2005016343A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Honda Motor Co Ltd 圧縮着火式内燃機関の制御装置
JP2006002683A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Denso Corp 内燃機関の制御装置
EP1630386A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-01 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Brennkraftmaschine, die einen Betrieb sowohl im HCCI-Modus als auch im SI-Modus ermöglicht, und Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens
JP2009085036A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Toyota Motor Corp 蒸発燃料処理装置
CN101440740A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 福特全球技术公司 内燃发动机系统及该发动机系统中的方法
CN102650242A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 马自达汽车株式会社 火花点火式汽油发动机的控制装置及控制方法
JP2012241542A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Mazda Motor Corp 圧縮着火式ガソリンエンジン
JP2015086753A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANGYAN ZHANG等: "Model-based cold-start speed control scheme for spark ignition engines", 《CONTROL ENGINEERING PRACTICE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630262A (zh) * 2018-01-23 2020-09-04 马自达汽车株式会社 发动机的控制方法及发动机系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017169640A1 (ja) 2017-10-05
JP6311739B2 (ja) 2018-04-18
DE112017000090T5 (de) 2018-05-09
JP2017180437A (ja) 2017-10-05
US10513990B2 (en) 2019-12-24
US20180252169A1 (en) 2018-09-06
CN108779725B (zh) 2021-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7621256B2 (en) System and method for boosted direct injection engine
CN101900041B (zh) 车辆运转方法
CN103670759B (zh) 火花点火式直喷发动机
CN103670873B (zh) 火花点火式直喷发动机
EP0990788B1 (en) Exhaust gas purifying system for diesel engine
CN109555615A (zh) 带有增压器的发动机
CN101548073A (zh) 内燃发动机及其控制方法
CN105683541B (zh) 压缩点火式发动机的控制装置
CN105317564A (zh) 用于对角吹气排气清扫的方法和系统
WO2007141646A2 (en) Exhaust gas control apparatus of an internal combustion engine
WO2002061244A1 (fr) Dispositif de controle d&#39;emission d&#39;echappement de moteur a combustion interne
CN104364506A (zh) 火花点火直喷式发动机
CN102588131B (zh) 汽车搭载用柴油发动机及其控制方法
JPS5844858B2 (ja) ガソリンエンジン ノ ハイキガスジヨウカソウチ
CN105264191A (zh) 内燃机
CN108779725A (zh) 发动机控制装置
US6698402B2 (en) Method for operating an internal-combustion engine
CN102597468A (zh) 内燃机的空燃比控制装置
US6173704B1 (en) Exhaust gas purification system of internal combustion engine
EP2072788B1 (en) An engine system and a method for a regeneration of an exhaust gas treatment device in such a system
CN113958389A (zh) 用于分流λ催化剂加热的系统和方法
CN103244242A (zh) 用排气释放定时的空气喷射
JP6077272B2 (ja) エンジン制御装置
JP3755244B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2006057504A (ja) 水素燃料エンジンの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210709

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee