CN109690058B - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置以及控制方法。本申请发明的内燃机的控制装置具有在内燃机的负载为高负载区域时使空燃比在增浓方向上变化的空燃比控制部，空燃比控制部包括：延迟处理部，其在成为高负载区域后，经过延迟时间后，开始使空燃比在增浓方向上变化的处理；延迟时间设定部，内燃机的运行温度越低，其使延迟时间变更为越长；响应设定部，内燃机的运行温度越低，其使开始了将空燃比在增浓方向上变化的处理后的空燃比向增浓方向的变化响应越慢。由此，通过内燃机在高负载区域的浓化处理，能够抑制在冷机状态下排气性能恶化。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置以及控制方法，详细地说，涉及使内燃机的空燃比在高负载区域浓化的技术。

背景技术

专利文献1的燃料增量控制装置具有燃料喷射控制装置，其通过在内燃机为高负载区域时使喷射燃料增量而使空燃比浓化，来降低排气系统的温度，所述燃料喷射控制装置在内燃机为高负载区域后，使空燃比的浓化只延迟对应于内燃机的冷却水温度的时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭61-53431号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

可是，控制向内燃机的燃料喷射的控制装置即使根据冷却水温度，在内燃机的高负载区域延迟使空燃比浓化的处理的开始，但在经过了延迟时间时、使空燃比由理论空燃比变换至高负载用浓空燃比时，在排气温度低的冷机时可能会将空燃比过度浓化，使颗粒状物质的排出量等排气性能恶化。

本发明是鉴于上述问题点而提出的，目的在于抑制由于在高负载区域的浓化处理而在冷机状态下使排气性能恶化。

用于解决技术问题的技术方案

根据本发明，在其一个方式中，在内燃机的高负载区域经过延迟时间而开始使空燃比在增浓方向上变化的处理时，内燃机的运行温度越低，则使空燃比向增浓方向的变化响应越慢。

发明的效果

根据上述发明，能够抑制由于在高负载区域的浓化处理而在冷机状态下使排气性能恶化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的内燃机的系统结构图。

图2是表示本发明第一实施方式的高负载区域的浓化控制的流程的流程图。

图3是表示本发明第一实施方式的冷却水温度与延迟时间DT的相关性的线图。

图4是例示本发明第一实施方式的相对于发动机负载变化的空燃比、排气温度、颗粒状物质量的变化的时序图。

图5是表示本发明第一实施方式的冷却水温度与增量系数KMR1的相关性的线图。

图6是表示本发明第一实施方式的冷却水温度与保持时间RET的相关性的线图。

图7是表示本发明第二实施方式的高负载区域的浓化控制的流程的流程图。

图8是例示本发明第二实施方式的相对于发动机负载变化的空燃比、排气温度、颗粒状物质量的变化的时序图。

图9是表示本发明第二实施方式的冷却水温度与增量系数KMR的增加速度ΔKMR的相关性的线图。

图10是表示本发明第三实施方式的高负载区域的浓化控制的流程的流程图。

图11是表示本发明第三实施方式的排气温度(上限排气温度TEXmax与排气温度TEX之差ΔTEX)与延迟时间DT的相关性的线图。

图12是表示本发明第三实施方式的排气温度(上限排气温度TEXmax与排气温度TEX之差ΔTEX)与增量系数KMR1的相关性的线图。

图13是表示本发明第三实施方式的排气温度(上限排气温度TEXmax与排气温度TEX之差ΔTEX)与保持时间RET的相关性的线图。

图14是表示本发明第四实施方式的高负载区域的浓化控制的流程的流程图。

图15是表示本发明第四实施方式的排气温度(上限排气温度TEXmax与排气温度TEX之差ΔTEX)与增量系数KMR的增加速度ΔKMR的相关性的线图。

具体实施方式

下面，说明本发明的实施方式。

图1是表示适用本发明的控制装置以及控制方法的内燃机的一个方式的图。

图1所示的内燃机1为车辆用火花点火式汽油发动机，在发动机主体1a安装有点火装置4、以及燃料喷射阀5等。

经由空气滤清器7吸入的空气在利用电控节流装置8的节流阀8a调节流量后，与从燃料喷射阀5向进气通路2a内喷射的燃料混合，被向燃烧室10吸引。

需要说明的是，图1所示的内燃机1是燃料喷射阀5向进气通路2a内喷射燃料的所谓端口喷射式发动机，但也可以为燃料喷射阀5向燃烧室10内直接喷射燃料的筒内直接喷射式发动机。

电控节流装置8是利用节流马达8b开、闭节流阀8a的装置，具有输出与节流阀8a的开度TPS对应的信号的节气门开度传感器8c。

旋转数检测装置6通过检测环形齿轮14的突起，输出曲轴17的每隔规定旋转角的旋转角信号NE。

水温传感器15输出与在发动机主体1设置的水套18内的冷却水的温度(下面称为水温TW)对应的信号。

流量检测装置9配置在电控节流装置8的上游侧，输出与内燃机1的吸入空气流量QAR对应的信号。

另外，配置于排气通路(排气管)3a的排气净化催化剂装置12净化内燃机1的排气。

空燃比传感器11在排气净化催化剂装置12的上游侧的排气通路3a进行配置，输出与排气空燃比RABF(氧浓度)对应的信号。

另外，排气温度传感器16在排气净化催化剂装置12的上游侧的排气通路3a进行配置，输出与在排气净化催化剂装置12的入口的排气温度TEX(℃)对应的信号。

利用未图示的燃料供给装置，将燃料箱内的燃料调整为规定压力，向燃料喷射阀5供给。

内置微型计算机的控制装置13读取从所述的各种传感器输出的、开度TPS的信号、吸入空气流量QAR的信号、旋转角信号NE、水温TW的信号、排气空燃比RABF的信号、以及排气温度TEX的信号等。

而且，控制装置13基于读取的信号，对燃料喷射量(燃料喷射脉冲宽度)TI进行运算，并基于燃料喷射量TI控制燃料喷射阀5。

此外，控制装置13向点火装置4、电控节流装置8也输出操作量，控制点火装置4的点火正时及节流阀8a的开度，控制内燃机1的运行。

控制装置13为了进行数据(各种传感器的测量结果以及向各种装置输出的操作量)的输入输出，具有：模拟输入电路20、A/D转换电路21、数字输入电路22、输出电路23以及I/O电路24。

另外，控制装置13为了进行数据的运算处理，具有包括MPU26、ROM27、RAM28的微型计算机。

向模拟输入电路20输入有：吸入空气流量QAR的信号、开度TPS的信号、排气空燃比RABF的信号、排气温度TEX的信号、以及水温TW的信号等。

向模拟输入电路20输入的各种信号分别向A/D转换电路21供给，转换为数字信号，并输出到总线25上。

另外，向数字输入电路22输入的旋转角信号NE经由I/O电路24，输出到总线25上。

在总线25连接有MPU(Microprocessor Unit：微处理器单元)26、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)27、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)28、以及定时器/计数器(TMR/CNT)29等。而且，MPU26、ROM27、RAM28经由总线25，进行数据的发送与接收。

从时钟发生器30向MPU26供给时钟信号，MPU26与时钟信号同步，执行各种运算及处理。

ROM27例如由可擦除与重写数据的EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)构成，存储用于使控制装置13动作的程序、设定数据以及初始值等。

ROM27所存储的信息经由总线25，读入RAM28及MPU26中。

RAM28作为临时存储利用MPU26进行的运算结果及处理结果的作业区域而加以利用。

需要说明的是，定时器/计数器29应用于时间的测量及各种次数的测量等。

利用MPU26进行的运算结果及处理结果输出到总线25上后，经由I/O电路24，从输出电路23向点火装置4、燃料喷射阀5、电控节流装置8等供给。

控制装置13在燃料喷射阀5的燃料喷射量的控制中，作为软件而具有实施使在高负载区域的空燃比比在中低负载区域的空燃比(理论空燃比＝14.7)浓化的燃料增量处理的功能(空燃比控制部)。

上述的燃料增量处理是用于抑制在高负载区域排气温度上升而使排气净化催化剂装置12等排气系统配件热劣化的处理。

控制装置13例如构成为，对形成有理论空燃比的混合气的基本燃料喷射量TP进行运算，将该基本燃料喷射量TP与增量系数KMR(KMR≥1.0)相乘的结果设定为最终的燃料喷射量TI。

而且，控制装置13通过在高负载区域将增量系数KMR设定为大于1.0的值，使燃料喷射量TI比基本燃料喷射量TP增量，控制使空燃比比理论空燃比浓。

当通过利用控制装置13进行的燃料喷射控制而使空燃比浓化时，燃烧速度增快后，燃烧缓和，另外，缸壁等由于未燃烧汽油的汽化潜热而被冷却，由此，抑制排气温度的上升。

也就是说，所谓的使空燃比比理论空燃比浓化的高负载区域，是通过燃烧理论空燃比的混合气，使排气温度上升到可使排气系统配件产生热劣化程度的负载区域。换言之，使空燃比比理论空燃比浓化的高负载区域是在使空燃比为理论空燃比时、排气温度可能超过用于保护排气系统配件的上限温度的负载区域。

在下面，详细地说明利用控制装置13进行的燃料增量处理(在高负载区域的空燃比浓化处理)。

图2是表示利用控制装置13进行的燃料增量处理的流程(作为空燃比控制部的运算功能)的流程图。

控制装置13是利用每隔一定时间的插入处理实施图2的流程图所示的处理。

控制装置13首先在步骤S101中，判断内燃机1的负载是否为实施燃料增量处理(空燃比的浓化处理)的规定的高负载区域。

控制装置13例如将节流阀8a的开度TPS与阈值THTP进行比较，在开度TPS超过阈值THTP时，能够判断内燃机1的负载为燃料增量处理的实施区域(空燃比浓化区域)。

另外，控制装置13可以取代节流阀8a的开度TPS，而是基于吸入空气量、进气负压、基本燃料喷射量等，来判断内燃机1的负载是否为燃料增量处理的实施区域。

在内燃机1的负载不是实施燃料增量处理的规定的高负载区域的情况下，也就是说，内燃机1的负载是不需要为了抑制排气温度的上升而进行燃料增量校正(空燃比浓化)的中低负载区域的情况下，控制装置13从步骤S101进入步骤S115。

控制装置13在步骤S115中，重置延迟用计数器CNT1，其用于测量使在高负载区域的燃料增量处理的开始延迟的时间。

接着，控制装置13进入步骤S116，利用燃料喷射阀5进行燃料喷射，而不实施燃料增量校正(空燃比的浓化处理)。也就是说，控制装置13在步骤S116中，将增量系数KMR设定为1.0，对形成有理论空燃比的混合气的燃料喷射量TI进行运算，并基于该燃料喷射量TI，控制利用燃料喷射阀5进行的燃料喷射，由此，将内燃机1的空燃比控制为理论空燃比。

但是，内燃机1的负载为中低负载区域时的空燃比不限于理论空燃比。也就是说，在中低负载区域使空燃比为理论空燃比、在高负载区域使空燃比比理论空燃比浓的处理是控制使在高负载区域的空燃比比在中低负载区域的空燃比浓的处理的一个方式。

另一方面，在内燃机1的负载为实施燃料增量处理的规定的高负载区域的情况下，控制装置13从步骤S101进入步骤S102。

控制装置13在步骤S102中，判断是否处在利用延迟用计数器CNT1进行的延迟时间的测量中。

然后，控制装置13在未处在利用延迟用计数器CNT1进行的延迟时间的测量中的情况下，进入步骤S103，在针对延迟用计数器CNT1由初始值开始递增后，进入步骤S104。

在内燃机1的负载不是实施燃料增量处理的规定的高负载区域期间，控制装置13在步骤S115中重置延迟用计数器CNT1，从内燃机1的负载为实施燃料增量处理的规定的高负载区域时开始，利用延迟用计数器CNT1进行时间测量。

另外，控制装置13在处于利用延迟用计数器CNT1进行的时间测量中的情况下，绕过步骤S103，进入步骤S104，由此而使延迟用计数器CNT1的递增继续。

控制装置13在步骤S104中，读取水温TW，在下一步骤S105(延迟时间设定部)中，基于水温TW，设定从成为高负载区域开始至开始燃料增量处理的延迟时间DT。

需要说明的是，水温TW是代表内燃机1的运行温度的温度。

图3是表示水温TW与延迟时间DT的相关性的一个方式的线图，例示存储有与水温TW对应的延迟时间DT的转换表。

控制装置13存储图3所示的转换表，参照该转换表，能够求出与此时的水温TW对应的延迟时间DT。

在此，水温TW越低，则控制装置13设定越长的延迟时间DT。

也就是说，即使为规定的高负载区域，控制装置13也不立即实施燃料增量(空燃比的浓化)，而是水温TW(内燃机1的运行温度)越低、则越延迟燃料增量(空燃比的浓化)的开始，由此，抑制由于排气温度TEX上升而使排气系统配件热劣化，并且抑制由于过度浓化而使排气性能恶化(颗粒状物质的排出量)。

需要说明的是，图3所示的转换表表示与水温TW的上升成正比而使延迟时间DT以一定速度在缩短方向上变化的特性，但不限于该变化特性，控制装置13的水温TW与延迟时间DT的相关性可以根据排气温度TEX的上升特性等适当变更。

当在步骤S105设定延迟时间DT，则控制装置13接着进入步骤S106(延迟处理部)，判别利用延迟用计数器CNT1测量的、成为高负载区域后的经过时间是否为与水温TW对应的延迟时间DT以上。

在成为高负载区域后的经过时间未达到与水温TW对应的延迟时间DT的情况下，也就是说，在处于成为高负载区域后、至开始燃料增量(空燃比的浓化)的延迟时间DT内的情况下，控制装置13进入步骤S116。

在步骤S116中，控制装置13通过将增量系数KMR设定为1.0而将内燃机1的空燃比控制为理论空燃比，即使为高负载区域，也取消实施增量校正(空燃比的浓化处理)，维持为与中低负载区域相同的空燃比(理论空燃比)。

另一方面，当成为高负载区域后的经过时间为与水温TW对应的延迟时间DT以上时，也就是说，当成为开始在高负载区域的增量校正的时刻时，控制装置13为了实施燃料增量校正(空燃比的浓化处理)，从步骤S106进入步骤S107。

图4是用于概述利用控制装置13进行的燃料增量校正的时序图，例示相对于发动机负载变化的空燃比、排气温度TEX、以及颗粒状物质的排出量的变化。

如图4所示，控制装置13在从成为高负载区域(燃料增量区域)的时刻t1开始经过延迟时间DT、并在时刻t2开始燃料增量处理时，首先，将增量系数KMR由1.0变换为KMR1(KMR1＞1.0)，由此，使空燃比在增浓方向上变换，将空燃比设定为比理论空燃比微浓(弱リッチ)。

然后，控制装置13使基于增量系数KMR1的增量状态(微浓化状态)自时刻t2开始只保持保持时间RET，在经过了保持时间RET的时刻t3，将增量系数KMR变换至在高负载区域的增量校正的最终目标值即KMR2(KMR2＞KMR1＞1.0)，由此，使空燃比进一步在增浓方向上变换。

在此，使增量系数KMR为KMR1时的空燃比AF1(响应调整用微浓空燃比)例如为13.0以上，使增量系数KMR为KMR2时的空燃比AF2(高负载用浓空燃比)例如为12.0左右(14.7＞AF1≥13.0＞AF2)。

然后，当内燃机1为高负载区域时，通过利用控制装置13进行的喷射量控制，空燃比按照理论空燃比＝14.7、空燃比AF1、空燃比AF2的顺序，向增浓方向阶段性地进行切换。

控制装置13在图2的流程图的步骤S107中，读取水温TW，在下一步骤S108中，在高负载区域的燃料增量处理中，基于水温TW，对确定最初阶段的增量水平(浓空燃比)的增量系数KMR1进行设定。

图5是例示水温TW与增量系数KMR1的相关性的线图。水温TW越低，则控制装置13越小地设定增量系数KMR1(KMR1＞1.0)，由此，水温TW越低，则使基于增量系数KMR1的增量状态下的空燃比AF1越接近理论空燃比，在冷机状态下将浓化抑制得较小。

此外，控制装置13在下一步骤S109中，根据水温TW，设定使基于增量系数KMR1的增量状态(空燃比AF1)保持的保持时间RET。

图6是例示水温TW与保持时间RET的相关性的线图，水温TW越低，控制装置13将保持时间RET设定得越长。

水温TW越低，控制装置13将增量系数KMR1(KMR1＞1.0)设定得越小(换言之，水温TW越低，将空燃比AF1(14.7＞AF1)设定得越大)，另外，水温TW越低，将保持时间RET设定得越长，由此，水温TW(内燃机1的运行温度)越低，则使开始在高负载区域的浓化处理后的空燃比向增浓方向的变化响应、也就是说由理论空燃比至增量系数KMR2下的浓空燃比AF2的变化响应越慢。

控制装置13在步骤S109中基于水温TW设定保持时间RET后，进入步骤S110，判断是否处在利用保持用计数器CNT2对保持基于增量系数KMR1的增量处理的保持时间RET进行测量中。

然后，在未开始利用保持用计数器CNT2进行保持时间RET的测量的情况下，控制装置13进入步骤S111，在使由保持用计数器CNT2的初始值递增开始后，进入步骤S112。

另一方面，控制装置13在处于利用保持用计数器CNT2进行保持时间RET的测量中的情况下，绕过步骤S111，进入步骤S112，由此使保持用计数器CNT2的递增继续。

控制装置13在步骤S112判断利用保持用计数器CNT2进行的测量时间是否为保持时间RET以上。

在利用保持用计数器CNT2进行的测量时间不足保持时间RET的情况下，控制装置13从步骤S112进入步骤S113，实施基于增量系数KMR1的燃料喷射量的燃料增量处理，将空燃比控制为比理论空燃比微浓的空燃比AF1。

由此，内燃机1的空燃比在成为高负载区域后的时间已达到延迟时间DT时，由理论空燃比在增浓方向上进行变换，将变换后的微浓的空燃比AF1只维持保持时间RET。

然后，当在步骤S112中利用保持用计数器CNT2进行的测量时间为保持时间RET以上时，换言之，当基于增量系数KMR1的燃料增量处理的持续时间达到保持时间RET时，控制装置13从步骤S112进入步骤S114。

控制装置13在步骤S114中实施基于增量系数KMR2的燃料喷射量的燃料增量处理，由此，比利用增量系数KMR1(KMR1＜KMR2)使燃料喷射量增量时更进一步增加燃料喷射量，使空燃比比空燃比AF1更进一步在增浓方向上变换，维持为空燃比AF2(高负载用浓空燃比)。

也就是说，如图4所示，利用控制装置13进行的、在高负载区域的空燃比控制由第一阶段、第二阶段、以及第三阶段构成，第一阶段在内燃机1的负载成为高负载区域后，将空燃比只维持在理论空燃比延迟时间DT；第二阶段在经过延迟时间DT后，将空燃比只维持在比理论空燃比更浓且比高负载用浓空燃比AF2更稀的响应调整用空燃比AF1(AF2＜AF1＜14.7)保持时间RET；第三阶段在经过了保持时间RET后，将空燃比控制为高负载用浓空燃比AF2(AF2＜AF1＜14.7)。

在此，控制装置13在步骤S108中基于水温TW设定增量系数KMR1(响应调整用空燃比AF1)的处理、以及控制装置13在步骤S109中基于水温TW设定增量系数KMR1(响应调整用空燃比AF1)的保持时间RET的处理相当于作为控制装置13的响应设定部的功能。

然后，控制装置13通过使水温TW越低、则使在高负载区域的浓化的响应越慢，使燃料增量处理开始之后的空燃比在冷机时比预热后更接近理论空燃比，所以，能够抑制由于排气温度的上升被延迟的、冷机时过度的浓变换而使排气性能(颗粒状物质的排出量)恶化(参照图4参照)。

也就是说，增量系数KMR1设定为成为能够充分抑制颗粒状物质的排出量的空燃比的值，另外，保持时间RET设定为能够抑制排气温度TEX的上升的时间，由此，能够限制为可抑制排气系统配件热劣化的排气温度TEX，并且抑制颗粒状物质的排出量的增加。

需要说明的是，控制装置13可以使增量系数KMR1与保持时间RET的任意一方为固定值，使另一方根据水温TW而变更。

在所述的图2-图6所示的第一实施方式中，控制装置13在经过了增量系数KMR1(响应调整用空燃比AF1)的保持时间RET时，使增量系数KMR由KMR1变换为KMR2，将空燃比由空燃比AF1阶段性地切换为空燃比AF2。

与此相对，控制装置13可以构成为，通过使增量系数KMR由KMR1向KMR2逐渐变化，使空燃比由空燃比AF1逐渐接近空燃比AF2，此外，由KMR1向KMR2的增量系数KMR的变化速度、换言之从空燃比AF1向空燃比AF2的空燃比的变化速度根据水温TW而变更。

在下面，说明控制装置13为使增量系数KMR由KMR1向KMR2逐渐变化的结构的第二实施方式。

图7是表示利用第二实施方式的控制装置13进行的燃料增量处理的流程(作为空燃比控制部的运算功能)的流程图。

图8例示第二实施方式的相对于发动机负载变化的空燃比、排气温度TEX、颗粒状物质的排出量的变化。

控制装置13在图7的流程图的步骤S201-步骤S213中，实施与图2的流程图的步骤S101-步骤S113相同的处理，在图7的流程图的步骤S220、步骤S221中，实施与图2的流程图的步骤S115、步骤S116相同的处理。

因此，针对第一实施方式及第二实施方式相同的步骤的处理内容省略说明，在下面详细叙述第二实施方式的特征部分即步骤S214-步骤S219的处理内容。

控制装置13当在步骤S212中检测到经过了保持时间RET而进入步骤S214时，读取水温TW。

接着，控制装置13进入步骤S215，根据水温TW设定使增量系数KMR由KMR1向KMR2增加时的速度ΔKMR，也就是说，设定单位时间的增量系数KMR的阶段增加量。

图9例示增量系数KMR的增加速度ΔKMR与水温TW的相关性。

如图9所示，控制装置13使水温TW越低、则将增加速度ΔKMR设定得越慢，使增量系数KMR由KMR1增加至KMR2、换言之使空燃比由空燃比AF1浓化至空燃比AF2延迟。

控制装置13接着进入步骤S216，实施使增量系数KMR以增加速度ΔKMR由KMR1逐渐增加的处理，设定使增量系数KMR由KMR1向KMR2增加的过渡状态下的增量系数KMR3(KMR3＞KMR1)。

然后，控制装置13在步骤S217中，将在步骤S216中利用运算求出的增量系数KMR3与用于抑制在高负载区域排气温度上升的增量系数KMR2进行比较。

在增量系数KMR3比增量系数KMR2小的情况下，是使增量系数KMR由KMR1向KMR2逐渐增加的过渡状态(图8的时刻t3至时刻t4的期间)，所以，控制装置13进入步骤S218，将在燃料喷射量的增量校正中利用的增量系数KMR设定为KMR3。

另一方面，当增量系数KMR3为增量系数KMR2以上时，控制装置13进入步骤S219，将在燃料喷射量的增量校正中利用的增量系数KMR设定为KMR2(图8的时刻t4)。

也就是说，控制装置13在将增量系数KMR只保持为KMR1保持时间RET后，以水温TW越低则越慢的速度使增量系数KMR由KMR1逐渐增加，当增量系数KMR达到KMR2，则之后，使增量系数KMR维持在KMR2。

换言之，控制装置13在将空燃比只保持为空燃比AF1(AF1＜14.7)保持时间RET(图8的时刻t2至时刻t3的期间)后，以水温TW越低则越慢的速度由空燃比AF1逐渐在增浓方向上变化，当空燃比达到空燃比AF2(AF2＜AF1＜14.7)时(图8的时刻t4)，则之后(图8的时刻t4以后)，将空燃比维持在空燃比AF2。

控制装置13如第一实施方式，在将空燃比只保持为空燃比AF1(AF1＜14.7)保持时间RET后，当使空燃比阶段性地浓化至空燃比AF2时，排气中的颗粒状物质可能急剧增加。

与此相对，在第二实施方式中，控制装置13控制由空燃比AF1逐渐浓化至空燃比AF2，并且水温TW越低，由空燃比AF1向空燃比AF2的速度越慢，所以能够抑制排气温度TEX达到用于保持排气系统配件的上限排气温度TEXmax，并且尽可能抑制颗粒状物质的排出(参照图8)。

在所述的第一实施方式及第二实施方式中，控制装置13作为代表内燃机1的运行温度的状态量而利用水温TW，水温TW越低，则使在高负载区域的空燃比浓化的变化响应越慢。

但是，不限于作为内燃机1的运行温度而使用水温TW的结构，控制装置13基于排气温度TEX，能够设定在高负载区域的空燃比浓化的变化响应。

在下面，说明控制装置13为基于排气温度TEX、设定在高负载区域的空燃比浓化的变化响应的结构的第三实施方式。

图10是表示利用第三实施方式的控制装置13进行的燃料增量处理的流程、也就是说作为空燃比控制部的运算功能的流程图。

图10的流程图的不同之处在于虽然将表示第一实施方式的图2的流程图的与水温TW相关的处理置换为与排气温度TEX相关的处理，但高负载区域的基本的增量校正处理的流程相同，图10的流程图的步骤S301-步骤S316仍然与图2的流程图的步骤S101-步骤S116对应。

因此，在下面，详细叙述与排气温度TEX相关的处理即步骤S304-步骤S305的延迟时间DT的设定处理、以及步骤S307-步骤S309的增量系数KMR1及保持时间RET的设定处理。

在图10的流程图中，控制装置13在步骤S304中，读取排气温度TEX，在下一步骤S305(延迟时间设定部)中，基于排气温度TEX，设定成为高负载区域后至开始燃料增量处理的延迟时间DT。

需要说明的是，在内燃机1不具有排气温度传感器16的情况下，控制装置13可以利用排气温度TEX的推定值来取代在步骤S305中利用排气温度传感器16进行的排气温度TEX的检测值。在该情况下，控制装置13在步骤S304中，实施根据水温TW、吸入空气量、节气门开度、发动机负载、发动机旋转速度等发动机运行状态来推定排气温度TEX的处理。

控制装置13在骤S305中，基于用于保护排气系统配件的上限排气温度TEXmax与排气温度TEX的检测值(或排气温度TEX的推定值)之差ΔTEX(ΔTEX＝TEXmax－TEX)，设定延迟时间DT。

图11是例示延迟时间DT与排气温度差ΔTEX的相关性的图。

在排气温度差ΔTEX较大的情况下(或排气温度TEX较低的情况下)，排气温度TEX至达到上限排气温度TEXmax的余量大，能够使用于抑制排温上升的空燃比的浓化进一步延迟。反之，当排气温度差ΔTEX较小时，排气温度TEX立即达到上限排气温度TEXmax，需要迅速使用于抑制排温上升的空燃比浓化。

因此，控制装置13在步骤S305中，如图11所示，排气温度差ΔTEX越大，换言之，此时的排气温度TEX越低，则将延迟时间DT设定为越长的时间。

接着，详细叙述第三实施方式的增量系数KMR1及保持时间RET的设定处理。

控制装置13在步骤S307中读取排气温度TEX的检测值、或进行排气温度TEX的推定，在下一步骤S308中，基于排气温度TEX的检测值(或排气温度TEX的推定值)，设定增量系数KMR1。

控制装置13在步骤S308中，基于用于保护排气系统配件的上限排气温度TEXmax与排气温度TEX的检测值(或排气温度TEX的推定值)之差ΔTEX(ΔTEX＝TEXmax－TEX)，设定增量系数KMR1。

图12是例示增量系数KMR1与排气温度差ΔTEX的相关性的图。

在排气温度差ΔTEX较大的情况下(或排气温度TEX较低的情况下)，因为排气温度TEX至达到上限排气温度TEXmax的余量大，所以，用于抑制排温上升的空燃比的浓化要求降低，与排气温度差ΔTEX较小的情况相比，能够抑制浓化。

因此，控制装置13在步骤S308中，如图12所示，排气温度差ΔTEX越大，换言之，此时的排气温度TEX越低，则将增量系数KMR1(KMR1＞1.0)设定为越小的值。

此外，控制装置13在下一步骤S309中，基于排气温度差ΔTEX，设定保持时间RET。

图13是例示保持时间RET与排气温度差ΔTEX的相关性的图。

在排气温度差ΔTEX较大的情况下(或排气温度TEX较低的情况下)，排气温度TEX至达到上限排气温度TEXmax的余量大，能够使用于抑制排温上升的空燃比的进一步浓化延迟。反之，当排气温度差ΔTEX较小时，排气温度TEX立即达到上限排气温度TEXmax，需要迅速使用于抑制排温上升的空燃比进一步浓化。

因此，控制装置13在步骤S309中，如图13所示，排气温度差ΔTEX越大，换言之，此时的排气温度TEX越低，则将保持时间RET设定为越长的时间，延迟使空燃比由AF1至AF2浓化的时间。

这样，只要是基于排气温度差ΔTEX、设定在高负载区域的燃料增量处理的响应的结构，就能够以更高的精度实施燃料增量处理(换言之，空燃比的浓化处理)，能够尽可能抑制伴随空燃比的浓化的排气性能(例如颗粒状物质量)的恶化。

可以形成为使增量系数KMR由增量系数KMR1向增量系数KMR2逐渐增加的结构，来取代上述第三实施方式的增量处理的、由增量系数KMR1向增量系数KMR2阶段性切换的结构，控制装置13构成为基于排气温度TEX(或排气温度差ΔTEX)而设定增量系数KMR的增加速度。

在下面说明作为该结构的第四实施方式。

图14的流程图的不同之处在于，在图10的流程图所示的处理的流程中增加了使增量系数KMR以对应于排气温度TEX的速度、由增量系数KMR1向增量系数KMR2逐渐增加的处理(步骤S414-步骤S419)，此外，步骤S414-步骤S419相对于图7所示的第二实施方式的步骤S214-步骤S219，不同之处在于基于排气温度差ΔTEX设定增量系数KMR的增加速度。

因此，在下面，省略针对已经叙述的处理的详细说明，详细叙述控制装置13基于排气温度差ΔTEX来设定增量系数KMR的增加速度的处理。

控制装置13在步骤S414中，读取排气温度TEX的检测值、或进行排气温度TEX的推定，在下一步骤S415中，基于排气温度TEX的检测值(或排气温度TEX的推定值)，设定使增量系数KMR从KMR1向KMR2增加时的速度ΔKMR。

控制装置13在步骤S415中，基于用于保护排气系统配件的上限排气温度TEXmax与排气温度TEX的检测值(或排气温度TEX的推定值)之差ΔTEX(ΔTEX＝TEXmax－TEX)，设定增量系数KMR的增加速度ΔKMR。

图15例示增量系数KMR的增加速度ΔKMR与排气温度差ΔTEX的相关性。

如图15所示，控制装置13使排气温度差ΔTEX越大，换言之，排气温度TEX越低，则使增加速度ΔKMR越小。

在排气温度差ΔTEX较大的情况下，排气温度TEX至达到上限排气温度TEXmax的余量大，用于抑制排温上升的空燃比的浓化要求较低，所以能够延迟浓化至空燃比AF2。

而且，控制装置13通过在排气温度TEX较低的冷机状态下使向空燃比AF2的浓化延迟，能够抑制伴随燃料增量处理的排气性能的恶化，例如，抑制颗粒状物质的排出量的增大，此外，通过基于排气温度TEX(或排气温度差ΔTEX)，设定向空燃比AF2的浓化速度，能够尽可能地抑制空燃比的浓化，并且抑制排气温度TEX达到上限排气温度TEXmax。

在上述实施方式中说明的各技术的思想只要不产生矛盾，可以适当组合来使用。

另外，虽然参照优选的实施方式，具体地说明了本发明的内容，但不言而喻，本领域的技术人员可以基于本发明的基本技术思想和教导，采用各种变形方式。

例如，控制装置13根据水温TW变更延迟时间DT，另一方面，可以并用根据排气温度TEX(或排气温度差ΔTEX)变更增量系数KMR1、保持时间RET、增加速度ΔKMR等的、对应于水温TW的增量响应的设定与对应于排气温度TEX的增量响应的设定。

另外，控制装置13在高负载区域的燃料喷射量的增量校正中、水温TW或排气温度TEX减少变化了时，可以实施减少增量的处理、换言之使空燃比在稀化方向上变化的处理。

另外，在上述实施方式中，控制装置13作为在设定高负载区域的空燃比向增浓方向的变化响应中所利用的内燃机1的运行温度而利用水温TW与排气温度TEX的至少一方，但也可以取代之或与之一起而利用进气温度、外部气体温度、润滑油温度、催化剂温度等。

另外，控制装置13在设定高负载区域的空燃比向增浓方向的变化响应的处理中，可以根据内燃机1的运行温度及发动机负载、发动机旋转速度等内燃机1的运行状态，变更变化响应。

另外，控制装置13可以形成为使空燃比从经过了延迟时间DT时向高负载用浓空燃比AF2逐渐浓化的结构，此外，内燃机1的运行温度越低，则将从经过了延迟时间DT时向增浓方向的空燃比的变化速度设定得越慢。

也就是说，控制装置13不限于为从经过延迟时间DT后将空燃比只保持为空燃比AF1保持时间RET的结构，可以从经过了延迟时间DT的时刻开始逐渐使空燃比浓化而达到高负载用浓空燃比。

另外，在内燃机1具有例如(日本)特开2017-40563号公报所公开的那样的颗粒状物质检测传感器的情况下，控制装置13可以基于利用颗粒状物质检测传感器检测出的颗粒状物质的量及内燃机1的运行温度，变更空燃比向增浓方向的变化响应。

另外，控制装置13可以基于利用颗粒状物质检测传感器检测出的颗粒状物质的量，实施对基于内燃机1的运行温度的变化响应的设定特性进行修正的学习处理。

另外，控制装置13例如具有加权平均运算部，其基于对增量系数KMR进行加权平均的结果、对燃料喷射量进行增量校正，通过根据在高负载区域内燃机1的运行温度、例如水温TW及排气温度TEX等来变更该加权平均运算部的加权，可以形成为变更空燃比向增浓方向的变化响应的结构。

也就是说，控制装置13对在高负载区域空燃比向增浓方向的变化响应进行变更的处理不限于使增量系数KMR的保持及增量系数KMR从第一规定值向第二规定值变化的速度的控制，可以适当采用控制响应的公知的处理。

在此，针对由上述实施方式可掌握的技术思想，记述如下。

内燃机的控制装置作为其一个方式而具有在内燃机的负载为高负载区域时使所述内燃机的空燃比在增浓方向上变化的空燃比控制部，

所述空燃比控制部包括：

延迟处理部，其在所述内燃机的负载为高负载区域后，经过延迟时间后，开始使空燃比在增浓方向上变化的处理；

延迟时间设定部，所述内燃机的运行温度越低，其将所述延迟时间变更为越长，

响应设定部，所述内燃机的运行温度越低，其使开始了将所述空燃比在增浓方向上变化的处理后的空燃比向增浓方向的变化响应越慢；

所述响应设定部在经过了所述延迟时间时使空燃比变换至比理论空燃比更浓且13.0以上的响应调整用浓空燃比，在使所述响应调整用浓空燃比只保持设定时间后，将空燃比控制为比所述响应调整用浓空燃比更浓的高负载用浓空燃比，

所述响应设定部实施所述内燃机的运行温度越低则使所述响应调整用浓空燃比越大的处理、以及所述内燃机的运行温度越低则使所述设定时间越长的处理中的至少一方。

这样，能够抑制颗粒状物质的排出量，并且抑制排气温度的上升。内燃机的颗粒状物质的排出量倾向于在空燃比低于13.0的浓区域增大，所以，通过保持为比理论空燃比更浓且13.0以上的响应调整用浓空燃比，能够得到通过空燃比的浓化来抑制排气温度上升的效果，并且抑制颗粒状物质的排出量。

附图标记说明

1内燃机；5燃料喷射阀；13控制装置；15水温传感器；16排气温度传感器。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，

具有空燃比控制部，其在内燃机的负载为高负载区域时，使所述内燃机的空燃比在增浓方向上变化，

所述空燃比控制部包括：

延迟处理部，其在所述内燃机的负载为高负载区域后，经过延迟时间后，开始使空燃比在增浓方向上变化的处理；

延迟时间设定部，在所述内燃机的负载为高负载区域时的所述内燃机的运行温度越低，其使所述延迟时间变更为越长；

响应设定部，其对使开始了将所述空燃比在增浓方向上变化的处理后的空燃比向增浓方向的变化响应进行设定，

所述响应设定部在经过了所述延迟时间时使空燃比在增浓方向上变换设定值，在使所述变换后的空燃比保持设定时间后，使空燃比进一步在增浓方向上变化，

在经过了所述延迟时间时的所述内燃机的运行温度越低，将所述设定时间设定为越长。

2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述响应设定部实施在经过了所述延迟时间时的所述内燃机的运行温度越低则使所述设定值越小的处理。

3.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述响应设定部在经过了所述设定时间后，使空燃比进一步在增浓方向上变换，控制为高负载用浓空燃比。

4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述响应设定部在经过了所述设定时间后，以设定速度使空燃比在增浓方向上变化，

所述内燃机的运行温度越低，所述响应设定部使所述设定速度越慢。

5.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机的运行温度为所述内燃机的冷却水温度与所述内燃机的排气温度中的至少一方。

6.如权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

排气温度的推定值或排气温度的检测值与上限排气温度之差越大，所述响应设定部判断为所述内燃机的运行温度越低。

7.一种内燃机的控制方法，其特征在于，包括：

检测内燃机的负载是否为高负载区域的步骤；

在所述内燃机的负载为高负载区域时的所述内燃机的运行温度越低，将开始使空燃比在增浓方向上变化的处理为止的延迟时间变更为越长的步骤；

检测所述内燃机的负载为高负载区域后的经过时间是否已达到所述延迟时间的步骤；

在所述经过时间达到所述延迟时间时的所述内燃机的运行温度越低，使保持向增浓方向上变换后的空燃比的设定时间变更为越长的步骤；

在所述经过时间达到所述延迟时间时，使空燃比在增浓方向上变换设定值，并使变换后的所述空燃比保持所述设定时间的步骤；

在经过了所述设定时间后，使空燃比进一步在增浓方向上变化的步骤。

8.如权利要求7所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还包括实施在经过了所述延迟时间时的所述内燃机的运行温度越低则使所述设定值越小的处理的步骤。

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