CN110821605B - 内燃机的控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供火花点火式的内燃机的控制装置及控制方法。在内燃机的曲轴正在旋转的状况下使汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理。在使停止了燃烧的汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理。在执行浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量。

Description

内燃机的控制装置及控制方法
技术领域
本公开涉及内燃机的控制装置及控制方法。
背景技术
在美国专利申请公开第2014/0041362号中记载了一种以汽油为燃料的内燃机的一例。该内燃机的排气净化装置具备设置于排气通路的三元催化剂和配置于排气通路中的比三元催化剂靠下游处的颗粒捕集器。
在所述文献所记载的内燃机中,在因加速器操作被消除等而对内燃机的要求转矩减小且向内燃机施加的负荷低时,有时会停止汽缸内的燃烧。在这样的燃烧停止期间,选择性地执行停止燃料喷射阀的燃料喷射的燃料切断处理和燃料导入处理中的任一方的处理。燃料导入处理从燃料喷射阀喷射燃料,并使该燃料保持未燃状态从汽缸内向排气通路流出。根据所述文献,在使颗粒捕集器再生时,执行燃料导入处理。另一方面,在不进行该再生时,执行燃料切断处理。
在燃料导入处理中,从燃料喷射阀喷射出的燃料与空气一起在排气通路中流通。并且,当燃料向三元催化剂导入后,通过该燃料的燃烧而三元催化剂的温度上升。于是,高温的气体向颗粒捕集器流入,颗粒捕集器的温度上升。其结果,捕集于颗粒捕集器的颗粒物燃烧。
在燃烧停止期间中,从进气通路导入到汽缸内的空气不用于燃烧而向排气通路流出,因此与在汽缸内正在进行燃烧的情况相比三元催化剂的氧吸藏量变多。于是,例如如日本特开2014-66154号公报所记载那样,在燃烧停止期间结束而再次开始了汽缸内的燃烧时,为了使三元催化剂的氧吸藏量减少至该氧吸藏量成为合适量,执行将空燃比控制成比理论空燃比浓的浓化处理。
在燃烧停止期间中执行了燃料导入处理的情况和在燃烧停止期间中未执行燃料导入处理的情况下,汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂的氧吸藏量有时会不同。即,在燃烧停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,未燃的燃料在三元催化剂中燃烧,因此存在于三元催化剂的氧被消耗。其结果,在燃烧停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,与在燃烧停止期间中未执行燃料导入处理的情况相比,汽缸内的燃烧再次开始的时间点下的三元催化剂的氧吸藏量难以变多。
因而,在燃烧停止期间中执行了燃料导入处理之后再次开始了汽缸内的燃烧时,若与在燃烧停止期间中未执行燃料导入处理的情况相同地执行浓化处理,则三元催化剂的氧吸藏量有可能比合适量少。
发明内容
根据本公开的一方案,提供一种火花点火式的内燃机的控制装置。所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧。所述控制装置构成为,在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理。所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出。所述控制装置具备喷射阀控制部,所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理,所述喷射阀控制部构成为,在执行所述浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
汽缸内的燃烧的再次开始时的三元催化剂的氧吸藏量可能因汽缸内的燃烧的停止期间的长度及在停止期间中是否执行了燃料导入处理而改变。于是,在上述构成中,在执行浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量。将汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂的氧吸藏量称作再次开始时氧吸藏量。根据上述构成,能够以与再次开始时氧吸藏量相应的方式执行浓化处理。其结果,能够抑制因浓化处理的执行而导致三元催化剂的氧吸藏量从合适量背离。
根据本公开的一方案,提供一种火花点火式的内燃机的控制装置。所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧。所述控制装置构成为,在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理。所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出。所述控制装置具备喷射阀控制部,所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理,所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的停止期间中执行了所述燃料导入处理的情况下,以与在所述汽缸内的燃烧的停止期间中未执行所述燃料导入处理的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
在汽缸内的燃烧的停止期间中执行了燃料导入处理的情况下的再次开始时氧吸藏量容易比在汽缸内的燃烧的停止期间中未执行燃料导入处理的情况下的再次开始时氧吸藏量少。关于这一点,在上述构成中,所述喷射阀控制部可以构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的停止期间中执行了所述燃料导入处理的情况下,以与在所述汽缸内的燃烧的停止期间中未执行所述燃料导入处理的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。因而,即使在汽缸内的燃烧的停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,在汽缸内的燃烧的再次开始时,也能够执行与再次开始时氧吸藏量相应的方式的浓化处理。因而,能够抑制因浓化处理的执行而导致三元催化剂的氧吸藏量从合适量背离。
上述内燃机的控制装置可以具备构成为算出所述三元催化剂的氧吸藏量的推定值的吸藏量算出部。
在燃料导入处理的执行中,从燃料喷射阀喷射出的燃料保持未燃状态向三元催化剂导入,该燃料在三元催化剂中燃烧。此时,存在于三元催化剂的氧被消耗,因此与燃料切断处理的执行中相比,三元催化剂的氧吸藏量难以增大。于是,所述吸藏量算出部例如可以构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以与所述燃料切断处理的执行中相比所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值。
在上述内燃机的控制装置具备这样的吸藏量算出部的情况下,所述浓化处理可以包括第1浓化处理及与所述第1浓化处理的执行时相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的第2浓化处理,所述喷射阀控制部可以构成为,选择性地执行所述第1浓化处理及所述第2浓化处理中的任一方。
在此,在燃料导入处理的执行中,与燃料切断处理的执行中相比三元催化剂的氧吸藏量缓慢地增大。即,即使在燃料导入处理的执行中,三元催化剂的氧吸藏量也增大。因而,即使在汽缸内的燃烧的停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,在该停止期间中三元催化剂的氧吸藏量也有可能达到氧吸藏量的最大值。
于是,所述喷射阀控制部可以构成为,在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值小于所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第2浓化处理,另一方面,在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值是所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第1浓化处理。
根据上述构成,即使在汽缸内的燃烧的停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,在汽缸内的燃烧的再次开始时间点三元催化剂的氧吸藏量成为了最大时,也执行第1浓化处理而非第2浓化处理。因而,能够通过浓化处理的执行而使三元催化剂的氧吸藏量减少至合适量。
此外,所述控制装置可以具备构成为算出所述三元催化剂的氧吸藏量的推定值的吸藏量算出部,所述吸藏量算出部可以构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以与所述燃料切断处理的执行中相比所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值,所述喷射阀控制部可以构成为,在使所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值小的情况下,以与所述再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值大的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
即使在汽缸内的燃烧的停止期间中未执行燃料导入处理的情况下,例如在该停止期间短时,再次开始时氧吸藏量有时也未怎么变多。另一方面,即使在汽缸内的燃烧的停止期间中执行了燃料导入处理的情况下,例如在燃料导入处理的执行期间长时,再次开始时氧吸藏量有时也会变多。关于这一点,根据上述构成,无论在汽缸内的燃烧的停止期间中是否执行了燃料导入处理,都根据再次开始时氧吸藏量来设定伴随于浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量。由此,能够抑制因浓化处理的执行而导致三元催化剂的氧吸藏量从合适量背离。
在汽缸内的燃烧的停止期间中,在排气通路中流通的空气的量越多,则三元催化剂的氧吸藏量容易越多。于是,所述吸藏量算出部可以构成为,在所述燃料切断处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值。
另一方面,在燃料导入处理的执行中,导入到三元催化剂的燃料在三元催化剂内燃烧。此时,燃料的量越多,则氧的消耗量容易越多。于是,所述吸藏量算出部可以构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式及所述燃料喷射阀的燃料喷射量越多则增大速度越低的方式算出氧吸藏量的推定值。
伴随于浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量依赖于浓化处理的执行期间的长度及浓化处理的执行中的空燃比。即,浓化处理的执行期间越短,则空燃比比理论空燃比浓的期间越短,因此伴随于浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量越少。另外,若空燃比比理论空燃比浓,则空燃比越是接近理论空燃比的值,则浓化处理的执行中的三元催化剂的氧吸藏量的减少速度越低。即,空燃比越是接近理论空燃比的值,则伴随于浓化处理的三元催化剂的氧吸藏量的减少量越少。
于是,所述喷射阀控制部例如可以构成为,通过所述浓化处理的执行期间的长度的设定来设定该浓化处理中的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。在这样执行浓化处理时,通过设定该浓化处理的执行期间的长度,能够通过该浓化处理的执行而使三元催化剂的氧吸藏量减少至合适量。
另外,所述喷射阀控制部例如可以构成为,通过所述浓化处理的执行中的空燃比的设定来设定该浓化处理中的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。在这样执行浓化处理时,通过设定该浓化处理的执行中的空燃比,能够通过该浓化处理的执行而使三元催化剂的氧吸藏量减少至合适量。
根据本公开的一方案,提供一种火花点火式的内燃机的控制方法。所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧,所述控制方法包括:在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出;在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理;及在执行所述浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
根据本公开的一方案,提供一种火花点火式的内燃机的控制装置。所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧。所述控制装置包括电路(circuitry),该电路构成为进行:在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出;在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理;及在执行所述浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
根据本公开的一方案,提供一种火花点火式的内燃机的控制装置。所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧。所述控制装置包括电路(circuitry),该电路构成为进行:在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出;在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理;及在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的停止期间中执行了所述燃料导入处理的情况下,以与在所述汽缸内的燃烧的停止期间中未执行所述燃料导入处理的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
附图说明
图1是示出第1实施方式的具备内燃机控制单元的控制装置和搭载该控制装置的混合动力车辆的概略的构成图。
图2是示出第1实施方式的内燃机控制单元的功能构成和搭载于混合动力车辆的内燃机的概略构成的图。
图3是示出第1实施方式的在燃烧停止期间中用于算出三元催化剂的氧吸藏量的推定值的处理步骤的流程图。
图4是示出第1实施方式的在浓化处理的执行中用于算出三元催化剂的氧吸藏量的推定值的处理步骤的流程图。
图5是示出第1实施方式的在燃烧停止期间中用于控制燃料喷射阀的处理步骤的流程图。
图6是示出第1实施方式的在使汽缸内的混合气的燃烧再次开始了时执行浓化处理时的处理步骤的流程图。
图7是第1实施方式的燃烧停止期间结束而使汽缸内的混合气的燃烧再次开始的情况的时间图。
图8是示出第2实施方式的在使汽缸内的混合气的燃烧再次开始了时执行浓化处理时的处理步骤的流程图。
图9是第2实施方式的燃烧停止期间结束而使汽缸内的混合气的燃烧再次开始的情况的时间图。
图10是示出第3实施方式的在使汽缸内的混合气的燃烧再次开始了时执行浓化处理时的处理步骤的流程图。
图11是示出在变更例中在使汽缸内的混合气的燃烧再次开始了时执行浓化处理时的处理步骤的一部分的流程图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下,按照图1~图7来说明第1实施方式的内燃机的控制装置。
在图1中图示出了混合动力车辆的概略构成。如图1所示,混合动力车辆具备火花点火式的内燃机10、连接于内燃机10的曲轴14的动力分配统合机构40及连接于动力分配统合机构40的第1电动发电机71。在动力分配统合机构40,经由减速齿轮50而连结有第2电动发电机72,并且经由减速机构60及差速器61而连结有驱动轮62。
动力分配统合机构40是行星齿轮机构,具有外齿齿轮的太阳轮41和与太阳轮41同轴配置的内齿齿轮的齿圈42。在太阳轮41与齿圈42之间配置有与太阳轮41及齿圈42双方啮合的多个小齿轮43。各小齿轮43以自转及公转自如的状态支撑于齿轮架44。在太阳轮41连结有第1电动发电机71。在齿轮架44连结有曲轴14。在齿圈42连结有齿圈轴45,在该齿圈轴45连结有减速齿轮50及减速机构60双方。
当内燃机10的输出转矩向齿轮架44输入后,该输出转矩被分配成太阳轮41用的分量和齿圈42用的分量。即,通过使内燃机10的输出转矩向第1电动发电机71输入,能够使第1电动发电机71发电。
另一方面,在使第1电动发电机71作为电动机发挥了功能的情况下,第1电动发电机71的输出转矩向太阳轮41输入。于是,输入到太阳轮41的第1电动发电机71的输出转矩被分配成齿轮架44用的分量和齿圈42用的分量。并且,通过第1电动发电机71的输出转矩经由齿轮架44而向曲轴14输入,能够使曲轴14旋转。在第1实施方式中,将这样通过第1电动发电机71的驱动来使曲轴14旋转称作“拖动”。
减速齿轮50是行星齿轮机构,具有连结有第2电动发电机72的外齿齿轮的太阳轮51和与太阳轮51同轴配置的内齿齿轮的齿圈52。在齿圈52连接有齿圈轴45。另外,在太阳轮51与齿圈52之间配置有与太阳轮51及齿圈52双方啮合的多个小齿轮53。各小齿轮53自转自如但不能公转。
并且,在使车辆减速时,通过使第2电动发电机72作为发电机发挥功能,能够使车辆产生与第2电动发电机72的发电量相应的再生制动力。另外,在使第2电动发电机72作为电动机发挥了功能的情况下,第2电动发电机72的输出转矩经由减速齿轮50、齿圈轴45、减速机构60及差速器61而向驱动轮62输入。由此,能够使驱动轮62旋转,即能够使车辆行驶。
第1电动发电机71经由第1变换器75而与蓄电池77进行电力的授受。第2电动发电机72经由第2变换器76而与蓄电池77进行电力的授受。
如图2所示,在内燃机10的汽缸11内收容有往复运动的活塞12。活塞12经由连杆13而连结于曲轴14。曲轴14的转速即内燃机转速NE由曲轴角传感器86检测。
在内燃机10的进气通路15设置有为了调整向汽缸11内的吸入空气量GA而旋转的节气门16。吸入空气量GA由空气流量计87检测。空气流量计87配置于进气通路15中的比节气门16靠上游侧的部分。
另外,在内燃机10设置有向进气通路15中的比节气门16靠下游的部分喷射燃料的燃料喷射阀17。在进气门18处于开阀时,经由进气通路15而向汽缸11内导入燃料及空气。并且,在汽缸11内,通过点火装置19的火花放电,包含经由进气通路15而导入的空气和从燃料喷射阀17喷射出的燃料的混合气燃烧。并且,通过混合气的燃烧而在汽缸11内产生的排气在排气门20处于开阀时向排气通路21排出。在排气通路21设置有三元催化剂22和配置于比三元催化剂22靠下游侧的颗粒捕集器23。颗粒捕集器23能够捕集在排气通路21中流通的排气中包含的颗粒物。
此外,在排气通路21中的比三元催化剂22靠上游处配置有检测在排气通路21中流动的气体中的氧浓度即混合气的空燃比的空燃比传感器81。另外,在排气通路21中的三元催化剂22与颗粒捕集器23之间配置有检测在排气通路21中流动的气体的温度的温度传感器82。另外,在内燃机10设置有检测排气通路21中的颗粒捕集器23与三元催化剂22之间的部分与排气通路21中的比颗粒捕集器23靠下游侧的部分的差压ΔPex的差压传感器88。
此外,在内燃机10中,有时会在车辆正在行驶且曲轴14正在旋转时停止汽缸11内的混合气的燃烧。将像这样在曲轴14正在旋转时停止汽缸11内的混合气的燃烧的期间称作“燃烧停止期间CSP”。在燃烧停止期间CSP,活塞12同步于曲轴14的旋转而往复运动。因而,经由进气通路15而导入到汽缸11内的空气不用于燃烧而向排气通路21流出。
在燃烧停止期间CSP,选择性地执行燃料切断处理和燃料导入处理中的任一方的处理。燃料切断处理停止燃料喷射阀17的燃料喷射。燃料导入处理从燃料喷射阀17喷射燃料,并使该燃料保持未燃状态从汽缸11内向排气通路21流出。当执行燃料导入处理时,从燃料喷射阀17喷射出的燃料与空气一起在排气通路21中流通。并且,燃料向三元催化剂22导入。在燃料向三元催化剂22导入,三元催化剂22的温度为活性化温度以上,足以使燃料燃烧的量的氧存在于三元催化剂22的情况下,在三元催化剂22中燃料燃烧。由此,三元催化剂22的温度上升。当在三元催化剂22中产生的热通过在排气通路21中流通的气体而向颗粒捕集器23传递时,颗粒捕集器23的温度上升。并且,在正向颗粒捕集器23供给氧的情况下,当颗粒捕集器23的温度成为可燃烧温度以上时,捕集于颗粒捕集器23的颗粒物燃烧。
接着,参照图1及图2,对混合动力车辆的控制构成进行说明。
如图1所示,混合动力车辆的控制装置100基于加速器操作量ACC及车速VS来算出应该向齿圈轴45输出的转矩即要求转矩TQR。加速器操作量ACC是车辆的驾驶员对加速器踏板AP的操作量,是由加速器操作量传感器84检测到的值。车速VS是与车辆的移动速度对应的值,由车速传感器85检测。控制装置100基于算出的要求转矩TQR来控制内燃机10、各电动发电机71、72。控制装置100或其构成要素可以构成为包括1)按照计算机程序(软件)进行动作的1个以上的处理器、2)执行各种处理中的至少一部分处理的面向特定用途集成电路(ASIC)等1个以上的专用的硬件电路或3)它们的组合的电路(circuitry)。处理器包括CPU以及RAM及ROM等存储器,存储器保存有构成为使CPU执行处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包括能够由通用或专用的计算机访问的所有可利用的介质。
控制装置100具备控制内燃机10的内燃机控制单元110和控制各电动发电机71、72的马达控制单元120。内燃机控制单元110相当于第1实施方式中的“内燃机的控制装置”的一例。在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理的情况下,由马达控制单元120为了进行拖动而控制第1电动发电机71的驱动。即,通过拖动的执行,能够控制燃烧停止期间CSP中的曲轴14的转速。
在图2中图示出了内燃机控制单元110的功能构成。内燃机控制单元110具有喷射阀控制部111、点火控制部112、吸藏量算出部113及催化剂温度算出部114作为功能部。
喷射阀控制部111控制燃料喷射阀17。即,在汽缸11内使混合气燃烧的情况下,喷射阀控制部111以使空燃比检测值AFS成为目标空燃比AFTr的方式算出燃料喷射量的要求值QPR。空燃比检测值AFS是由空燃比传感器81检测到的空燃比。另外,在汽缸11内使混合气燃烧的情况下,目标空燃比AFTr例如被设定为理论空燃比或理论空燃比附近的值。并且,喷射阀控制部111基于算出的要求值QPR来控制燃料喷射阀17的驱动。此外,在燃烧停止期间CSP结束而使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始的情况下,喷射阀控制部111执行控制燃料喷射阀17以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理。关于浓化处理的内容后述。
另外,喷射阀控制部111有时在燃烧停止期间CSP中也控制燃料喷射阀17。关于燃烧停止期间CSP中的燃料喷射阀17的控制的内容后述。
点火控制部112控制点火装置19。即,在汽缸11内使混合气燃烧时,点火控制部112在活塞12到达压缩上止点附近的定时下使点火装置19进行火花放电。另一方面,在燃烧停止期间CSP中,点火控制部112不使点火装置19进行火花放电。
吸藏量算出部113算出三元催化剂22中的氧吸藏量的推定值Ce。关于氧吸藏量的推定值Ce的算出方法后述。
催化剂温度算出部114算出三元催化剂22的温度的推定值即催化剂温度TPSC。通过三元催化剂22并朝向颗粒捕集器23的气体的温度越高,则能够推测为三元催化剂22的温度越高。因而,催化剂温度算出部114例如以由温度传感器82检测到的气体的温度越高则三元催化剂22的温度越高的方式算出催化剂温度TPSC。
接着,参照图3,对在燃烧停止期间CSP中为了算出三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce而吸藏量算出部113执行的各处理的流程进行说明。此外,图3所示的一系列处理在燃烧停止期间CSP内反复进行。
在图3所示的一系列处理中,在开始的步骤S12中,将系数N增加“1”。接着,在下一步骤S13中,导出三元催化剂22的氧吸藏量的最大值Cmax。
三元催化剂22的氧吸藏量的最大值Cmax根据三元催化剂22的温度而变化。于是,吸藏量算出部113基于由催化剂温度算出部114算出的催化剂温度TPSC来算出最大值Cmax。
当最大值Cmax的算出完成后,处理移向下一步骤S14。在步骤S14中,读出氧吸藏量的推定值Ce的上次值Ce(N-1)。氧吸藏量的推定值的上次值Ce(N-1)是在系数为“N-1”时算出的氧吸藏量的推定值Ce。接着,在下一步骤S15中,算出氧吸藏量的每单位时间的增大量的推定值即氧吸藏量的单位增大量ΔCe。
在燃烧停止期间CSP中曲轴14正在旋转的情况下,从进气通路15导入到汽缸11内的空气直接向排气通路21流出。并且,在排气通路21中流动的空气所包含的氧向三元催化剂22吸藏。此时,排气通路21中的气体的流量越多,则氧吸藏量的每单位时间的增大量越多。在燃烧停止期间CSP中,排气通路21中的气体的流量依赖于内燃机转速NE及吸入空气量GA。即,内燃机转速NE越高,则排气通路21中的气体的流量容易越多。另外,节气门16的开度越大而吸入空气量GA越多,则排气通路21中的气体的流量容易越多。因此,在步骤S15中,基于内燃机转速NE及吸入空气量GA来算出氧吸藏量的单位增大量ΔCe。具体而言,内燃机转速NE越高,则算出的单位增大量ΔCe越大。另外,吸入空气量GA越多,则算出的单位增大量ΔCe越大。
当单位增大量ΔCe的算出完成后,处理移向下一步骤S16。在步骤S16中,进行燃料导入处理是否为执行中的判定。在燃料导入处理为执行中的情况下(S16:是),处理移向下一步骤S17。在步骤S17中,进行在步骤S15中算出的单位增大量ΔCe的减少修正。在正在执行燃料导入处理的情况下,在三元催化剂22中,导入的未燃的燃料燃烧。在使未燃的燃料燃烧时氧被消耗。因而,在燃料导入处理的执行中,与燃料切断处理的执行中相比,三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度变低。于是,以向三元催化剂22导入的未燃燃料的量越多则单位增大量ΔCe越小的方式对单位增大量ΔCe进行减少修正。即,以燃料喷射阀17的燃料喷射量越多则单位增大量ΔCe越小的方式对单位增大量ΔCe进行减少修正。
具体而言,使用以下所示的关系式(式1)来对单位增大量ΔCe进行减少修正。此外,关系式(式1)中的“ERfc”是燃料导入处理的执行中的当量比。将为了将空燃比控制成理论空燃比所需的燃料喷射阀17的燃料喷射量称作理论燃料喷射量。当量比ERfc是将燃料喷射阀17的实际的燃料喷射量除以理论燃料喷射量而得到的值。因而,燃料导入处理的执行中的燃料喷射量越多,则当量比ERfc越大。因此,燃料导入处理的执行中的燃料喷射量越多,则单位增大量ΔCe的减少修正量越大。
ΔCe←ΔCe·(1-ERfc)···(式1)
当单位增大量ΔCe的减少修正完成后,处理移向下一步骤S18。在步骤S18中,算出三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce(N)。具体而言,通过对氧吸藏量的推定值的上次值Ce(N-1)加上单位增大量ΔCe来算出氧吸藏量的推定值Ce(N)。即,通过单位增大量ΔCe的累计来算出氧吸藏量的推定值Ce。因而,单位增大量ΔCe越大,则氧吸藏量的推定值Ce的增大速度越高。因此,在第1实施方式中,单位增大量ΔCe相当于燃烧停止期间CSP中的氧吸藏量的推定值Ce的增大速度。即,在燃料导入处理的执行中,具有与燃料切断处理的执行中相比三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度变低的倾向反映于氧吸藏量的推定值Ce。换言之,氧吸藏量的推定值Ce的增大速度在燃料导入处理的执行中具有比燃料切断处理的执行中低的倾向。
接着,在下一步骤S19中,将在步骤S18中算出的氧吸藏量的推定值Ce(N)和在步骤S13中导出的氧吸藏量的最大值Cmax中的较小一方的值设定为氧吸藏量的推定值Ce(N)。并且,当算出的推定值Ce(N)存储于存储器后,暂且结束一系列处理。
另一方面,在未执行燃料导入处理的情况下(S16:否),由于正在执行燃料切断处理,所以处理移向下一步骤S20。在步骤S20中,算出三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce(N)。具体而言,通过对氧吸藏量的推定值的上次值Ce(N-1)加上在步骤S15中算出的单位增大量ΔCe来算出氧吸藏量的推定值Ce(N)。接着,在下一步骤S21中,将在步骤S20中算出的氧吸藏量的推定值Ce(N)和在步骤S13中导出的氧吸藏量的最大值Cmax中的较小一方的值设定为氧吸藏量的推定值Ce(N)。并且,当算出的推定值Ce(N)存储于存储器后,暂且结束一系列处理。
在第1实施方式中,在燃料切断处理的执行中,通过未被减少修正的单位增大量ΔCe的累计来算出氧吸藏量的推定值Ce。即,在燃料切断处理的执行中,以排气通路21中的气体的流量越多则氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值Ce。具有排气通路21中的气体的流量越多则三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度越高的倾向反映于单位增大量ΔCe。因而,具有排气通路21中的气体的流量越多则三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度越高的倾向反映于氧吸藏量的推定值Ce。换言之,氧吸藏量的推定值Ce的增大速度具有排气通路21中的气体的流量越多则越高的倾向。相对于此,在燃料导入处理的执行中,通过被减少修正后的单位增大量ΔCe的累计来算出氧吸藏量的推定值Ce。即,在燃料导入处理的执行中,以排气通路21中的气体的流量越多则氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值Ce。即,具有排气通路21中的气体的流量越多则三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度越高的倾向反映于氧吸藏量的推定值Ce。换言之,氧吸藏量的推定值Ce的增大速度具有排气通路21中的气体的流量越多则越高的倾向。另外,在燃料导入处理的执行中,以燃料喷射阀17的燃料喷射量越多则氧吸藏量的增大速度越低的方式算出氧吸藏量的推定值Ce。即,具有燃料喷射阀17的燃料喷射量越多则氧吸藏量的增大速度越低的倾向反映于氧吸藏量的推定值Ce。氧吸藏量的推定值Ce的增大速度具有燃料喷射阀17的燃料喷射量越多则越低的倾向。这样,在燃料导入处理的执行中,处于以与燃料切断处理的执行中相比三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值Ce的倾向。
接着,参照图4,对在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时正在执行浓化处理时为了算出三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce而吸藏量算出部113执行的各处理的流程进行说明。此外,图4所示的一系列处理在浓化处理的执行中反复执行。
在图4所示的一系列处理中,在开始的步骤S112中,将系数N增加“1”。接着,在下一步骤S113中,算出氧吸藏量的每单位时间的减少量的推定值即氧吸藏量的单位减少量ΔCed。此外,单位减少量ΔCed成为“0”以上的值。
详情后述,在浓化处理的执行中,由于空燃比比理论空燃比浓,所以三元催化剂22的氧吸藏量减少。燃料喷射阀17的燃料喷射量越多,则此时的氧吸藏量的减少速度越高。于是,在第1实施方式中,以燃料喷射量的要求值QPR越大则单位减少量ΔCed越大的方式算出单位减少量ΔCed。
当算出单位减少量ΔCed后,处理移向下一步骤S114。在步骤S114中,读出氧吸藏量的推定值的上次值Ce(N-1)。接着,在下一步骤S115中,通过从氧吸藏量的推定值的上次值Ce(N-1)减去单位减少量ΔCed来算出氧吸藏量的推定值Ce(N)。然后,在步骤S116中,将算出的氧吸藏量的推定值Ce和“0”中的较大一方的值设定为推定值Ce。当这样算出的推定值Ce存储于存储器后,暂且结束一系列处理。
接着,参照图5,对在燃烧停止期间CSP中为了控制燃料喷射阀17的驱动而喷射阀控制部111执行的各处理的流程进行说明。图5所示的一系列处理在燃烧停止期间CSP中反复进行。
在图5所示的一系列处理中,在开始的步骤S31中,进行燃料导入处理的执行条件是否成立的判定。
在此,对燃料导入处理的执行条件进行说明。在第1实施方式中,在以下所示的2个条件均成立时判定为执行条件成立。
(条件1)能够判定为三元催化剂22的温度为规定温度以上。
(条件2)颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量的推定值为判定捕集量以上。
说明条件1,即使将未燃的燃料向三元催化剂22导入,当三元催化剂22的温度低时,有时也无法使燃料燃烧。于是,作为是否能够使导入到三元催化剂22的未燃的燃料燃烧的判断基准,设定有规定温度。即,规定温度被设定为三元催化剂22的活性化温度或比活性化温度稍高的温度。
说明条件2,颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量越多,则颗粒捕集器23的堵塞越加深。于是,作为堵塞是否加深至是否需要颗粒捕集器23的再生的判断基准,设定有判定捕集量。当捕集量增加时,排气通路21中的三元催化剂22与颗粒捕集器23之间的部分与排气通路21中的比颗粒捕集器23靠下游的部分的差压ΔPex容易变大。于是,例如能够基于差压ΔPex来算出捕集量的推定值。
此外,在燃烧停止期间CSP中,当燃料导入处理的执行条件成立而开始燃料导入处理后,在直到燃烧停止期间CSP结束为止的期间中,作出燃料导入处理的执行条件成立这一判定。
在作出了燃料导入处理的执行条件成立这一判定的情况下(步骤S31:是),由于正在执行燃料导入处理,所以处理移向下一步骤S32。并且,在步骤S32中,算出燃料喷射阀17的燃料喷射量的要求值QPR。正在执行燃料导入处理的情况下的燃料喷射量的要求值QPR比在汽缸11内使混合气燃烧时的要求值QPR小。
当在步骤S32中算出要求值QPR后,处理移向下一步骤S33。并且,在步骤S33中,基于算出的要求值QPR来控制燃料喷射阀17的驱动。在该情况下,即使在燃烧停止期间CSP中,也从燃料喷射阀17喷射燃料。然后,暂且结束一系列处理。
另一方面,在未作出燃料导入处理的执行条件成立这一判定的情况下(步骤S31:否),由于正在执行燃料切断处理,所以处理移向下一步骤S34。在步骤S34中,将燃料喷射量的要求值QPR设定为“0”。接着,在下一步骤S35中,基于算出的要求值QPR来控制燃料喷射阀17的驱动。在该情况下,不从燃料喷射阀17喷射燃料。然后,暂且结束一系列处理。
接着,参照图6,对在汽缸11内使混合气燃烧时为了执行浓化处理而喷射阀控制部111执行的各处理的流程进行说明。图6所示的一系列处理当使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始时执行。
在图6所示的一系列处理中,在开始的步骤S41中,进行浓化处理的执行期间的长度的设定。
通过将三元催化剂22的氧吸藏量保持为规定量CTh或规定量CTh附近的值,三元催化剂22能够发挥功能。规定量CTh是比“0”大且比氧吸藏量的最大值Cmax小的值。在燃烧停止期间CSP中,空气不在汽缸11内用于燃烧而向三元催化剂22导入。因而,在燃烧停止期间CSP的结束时间点即汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点,三元催化剂的氧吸藏量有时会大幅超过规定量CTh。由此,在使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始了时执行浓化处理。
当这样执行浓化处理时,三元催化剂22的氧吸藏量减少。浓化处理的执行期间越长,则伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量越多。于是,在第1实施方式中,为了通过浓化处理的执行而将三元催化剂22的氧吸藏量控制为规定量CTh,在执行浓化处理时,设定浓化处理的执行期间的长度。因而,在步骤S41中,在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce小的情况下,以与推定值Ce大的情况相比浓化处理的执行期间变短的方式设定执行期间的长度。即,在第1实施方式中,通过浓化处理的执行期间的长度的设定来设定伴随于浓化处理的三元催化剂22的氧吸藏量的减少量。
并且,当设定浓化处理的执行期间的长度后,处理移向下一步骤S42。在步骤S42中,进行浓化处理的结束条件是否成立的判定。在此,将使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始以后的浓化处理的持续时间成为了在步骤S41中设定的浓化处理的执行期间的长度以上作为浓化处理的结束条件。将在步骤S41中设定的浓化处理的执行期间的长度称作完成判定时间。在使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始以后的浓化处理的持续时间小于完成判定时间时,不作出结束条件成立这一判定。另一方面,在浓化处理的持续时间为完成判定时间以上时,作出结束条件成立这一判定。
并且,在未作出结束条件成立这一判定的情况下(S42:否),处理移向下一步骤S43。在步骤S43中,将目标空燃比AFTr设定为第1空燃比AFr。第1空燃比AFr比理论空燃比浓。接着,在步骤S44中,以使空燃比检测值AFS成为目标空燃比AFTr(=AFr)的方式算出燃料喷射量的要求值QPR。然后,在步骤S45中,基于算出的要求值QPR来控制燃料喷射阀17的驱动。由此,与目标空燃比AFTr是理论空燃比的情况相比更多的燃料从燃料喷射阀17喷射。也就是说,执行浓化处理。然后,处理移向前述的步骤S42。即,在直到作出浓化处理的结束条件成立这一判定为止的期间中,持续浓化处理。
另一方面,当浓化处理的持续时间成为完成判定时间以上而作出浓化处理的结束条件成立这一判定时(步骤S42:是),结束一系列处理。即,结束浓化处理。于是,进行将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比后的燃料喷射阀17的驱动的控制。
接着,参照图7,对第1实施方式的作用及效果进行说明。
如图7所示,在定时t11以前,将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比后从燃料喷射阀17喷射燃料,包含该燃料的混合气在汽缸11内燃烧。在该情况下,三元催化剂22的氧吸藏量几乎不变化。当在定时t11汽缸11内的混合气的燃烧的停止条件成立时,燃烧停止期间CSP开始。由于在定时t11算出的颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量的推定值小于判定捕集量,所以燃料导入处理的执行条件不成立。因而,从定时t11起执行燃料切断处理。
在燃料切断处理的执行中,从进气通路15导入到汽缸11内的空气不用于燃烧而向排气通路21流出。即,该空气中包含的氧向三元催化剂22吸藏。因而,三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce增大。排气通路21中的空气的流量越多,则此时的推定值Ce的增大速度越高。
在燃烧停止期间CSP中的定时t12算出的颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量的推定值为判定捕集量以上时,燃料导入处理的执行条件成立。即,在定时t12,处理从燃料切断处理转变为燃料导入处理。
在燃料导入处理的执行中,导入到三元催化剂22的未燃的燃料燃烧。此时,存在于三元催化剂22内的氧通过燃料的燃烧而被消耗。因而,在燃料导入处理的执行中,与燃料切断处理的执行中相比三元催化剂22的氧吸藏量缓慢地增大。因此,在燃料切断处理的执行中,不对基于内燃机转速NE及吸入空气量GA导出的单位增大量ΔCe进行减少修正,相对于此,在燃料导入处理的执行中,对基于内燃机转速NE及吸入空气量GA导出的单位增大量ΔCe进行减少修正。其结果,在燃料导入处理的执行中,氧吸藏量的推定值Ce的增大速度与燃烧切断处理的执行中相比变低。
然后,在定时t13汽缸11内的混合气的燃烧的停止条件变得不成立,因此使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始。于是,基于定时t13下的氧吸藏量的推定值Ce来设定浓化处理的执行期间的长度。在图7所示的例子中,定时t13~定时t14的期间成为浓化处理的执行期间。因而,浓化处理执行至定时t14为止。
在此,在表示氧吸藏量的推定值Ce的推移的时间图中,即使在燃料导入处理的执行中也不对单位增大量ΔCe进行减少修正而算出推定值Ce的比较例由双点划线图示。在比较例中,未考虑燃料导入处理的执行中和燃料切断处理的执行中的三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度的差异。因而,在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况下,如比较例那样算出的推定值Ce会从三元催化剂22的实际的氧吸藏量背离。
另外,在如比较例那样算出了推定值Ce的情况下,汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的推定值Ce与第1实施方式的情况相比变大。其结果,在基于如比较例那样算出的推定值Ce设定了浓化处理的执行期间的长度的情况下,浓化处理会执行至定时t15为止。在该情况下,在浓化处理的结束时间点实际的氧吸藏量大幅低于规定量CTh,在浓化处理结束后在汽缸11内使混合气燃烧的期间内的氧吸藏量的推定精度可能下降。
相对于此,在第1实施方式中,考虑燃料导入处理的执行中和燃料切断处理的执行中的三元催化剂22的氧吸藏量的增大速度的差异来算出氧吸藏量的推定值Ce。因而,即使在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理的情况下,也难以产生氧吸藏量的推定值Ce与实际的氧吸藏量的背离。即,能够高精度地算出氧吸藏量的推定值Ce。并且,基于这样的推定值Ce来设定浓化处理的执行期间的长度。在图7所示的例子中,在定时t15之前的定时t14结束浓化处理的执行。因而,能够抑制在浓化处理的结束时间点实际的氧吸藏量大幅低于规定量CTh。因此,在浓化处理结束以后,能够将三元催化剂22的氧吸藏量保持为规定量CTh或规定量CTh附近的值。
在第1实施方式中,在执行浓化处理时,通过浓化处理的执行期间的长度的调整来设定浓化处理中的三元催化剂22的氧吸藏量的减少量。由此,能够以与汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时的三元催化剂22的氧吸藏量相应的方式执行浓化处理。其结果,能够抑制因浓化处理的执行而导致三元催化剂22的氧吸藏量从规定量CTh背离。
此外,若浓化处理的执行期间相对于汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时的三元催化剂22的氧吸藏量过长,则在浓化处理的执行中吸藏于三元催化剂22的氧有可能枯竭。在氧像这样枯竭以后也继续进行了浓化处理的情况下,排气特性有可能恶化。关于这一点,在第1实施方式中,由于能够使浓化处理的执行期间的长度合适化,所以能够抑制在浓化处理的执行中吸藏于三元催化剂22的氧枯竭。因此,能够抑制因浓化处理的执行而导致排气特性恶化。而且,由于能够使浓化处理的执行期间的长度合适化,所以能够抑制内燃机10的燃料经济性的恶化。
顺便一提,表示氧吸藏量的推定值Ce的推移的时间图中的双点划线也可以说是在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况下的推定值Ce的推移。并且,在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况下,汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量比在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况多。因而,在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况下,浓化处理的执行期间与在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况相比变长。也就是说,在第1实施方式中,在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理,结束汽缸11内的混合气的燃烧的停止并使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始时,以与在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况相比伴随于浓化处理的三元催化剂22的氧吸藏量的减少量变少的方式,执行浓化处理。
不过,当燃烧停止期间CSP长时,即使在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况下,三元催化剂22的氧吸藏量有时也会达到最大值Cmax。并且,在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理且在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点氧吸藏量的推定值Ce成为了最大值Cmax时设定的浓化处理的执行期间的长度与在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况下设定的浓化处理的执行期间的长度相同。即,将在燃烧停止期间CSP中不执行燃料导入处理而三元催化剂22的氧吸藏量达到了最大值Cmax的情况下执行的浓处理称作第1浓化处理。将在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理且三元催化剂22的氧吸藏量未达到最大值Cmax的情况下执行的浓处理称作第2浓化处理。在该情况下,在即使在燃烧停止期间CSP中执行燃料导入处理三元催化剂22的氧吸藏量也达到了最大值Cmax时执行的浓化处理成为第1浓化处理而非第2浓化处理。因而,通过浓化处理的执行,能够使三元催化剂22的氧吸藏量减少至规定量CTh附近。
(第2实施方式)
接着,参照图8及图9来说明内燃机的控制装置的第2实施方式。在第2实施方式中,伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量的设定方法与第1实施方式不同。于是,在以下的说明中,主要对与第1实施方式不同的部分进行说明,对与第1实施方式相同或相当的部件构成标注同一标号并省略重复说明。
参照图8,对在汽缸11内使混合气燃烧时为了执行浓化处理而喷射阀控制部111执行的各处理的流程进行说明。图8所示的一系列处理当使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始时执行。此外,在第2实施方式中,与上述第1实施方式的情况不同,浓化处理的执行期间的长度被固定为预定值。
在图8所示的一系列处理中,在开始的步骤S141中,进行浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr的设定。
当执行浓化处理时,三元催化剂22的氧吸藏量减少。浓化处理的执行中的汽缸11内的混合气的空燃比越浓,则伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量越多。于是,在第2实施方式中,为了通过浓化处理的执行而使三元催化剂22的氧吸藏量成为规定量CTh,在执行浓化处理时,设定浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr。在步骤S141中,以汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce越小则目标空燃比AFTr越接近理论空燃比的方式,设定浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr。即,在第2实施方式中,通过浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr的设定来设定伴随于浓化处理的三元催化剂22的氧吸藏量的减少量。
并且,当进行目标空燃比AFTr的设定后,处理移向下一步骤S142。在步骤S142中,进行浓化处理的结束条件是否成立的判定。将预先设定的浓化处理的执行期间的长度称作完成判定时间。在使汽缸11内的混合气的燃烧再次开始以后的浓化处理的持续时间小于完成判定时间时,不作出结束条件成立这一判定。另一方面,在浓化处理的持续时间为完成判定时间以上时,作出结束条件成立这一判定。
并且,在未作出结束条件成立这一判定的情况下(S142:否),处理移向下一步骤S144。在步骤S144中,以使空燃比检测值AFS成为在步骤S141中设定的目标空燃比AFTr的方式算出燃料喷射量的要求值QPR。然后,在步骤S145中,基于算出的要求值QPR来控制燃料喷射阀17的驱动。由此,与目标空燃比AFTr是理论空燃比的情况相比更多的燃料从燃料喷射阀17喷射,执行浓化处理。在该情况下,在步骤S141中设定的目标空燃比AFTr越接近理论空燃比,则燃料喷射阀17的燃料喷射量越少。然后,处理移向前述的步骤S142。即,直到作出浓化处理的结束条件成立这一判定为止的期间,持续进行浓化处理。
另一方面,在作出了浓化处理的结束条件成立这一判定的情况下(步骤S142:是),结束一系列处理。即,结束浓化处理。于是,进行将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比后的燃料喷射阀17的驱动的控制。
接着,参照图9,对第2实施方式的作用及效果进行说明。
如图9所示,在定时t21以前,将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比后从燃料喷射阀17喷射燃料,包含该燃料的混合气在汽缸11内燃烧。当在定时t21汽缸11内的混合气的燃烧的停止条件成立时,燃烧停止期间CSP开始。由于在定时t21算出的颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量的推定值小于判定捕集量,所以燃料导入处理的执行条件不成立。因而,从定时t21起执行燃料切断处理。当在燃烧停止期间CSP中的定时t22算出的颗粒捕集器23中的颗粒物的捕集量的推定值为判定捕集量以上时,燃料导入处理的执行条件成立。即,在定时t22,处理从燃料切断处理转变为燃料导入处理。
然后,在定时t23汽缸11内的混合气的燃烧的停止条件变得不成立,因此汽缸11内的混合气的燃烧再次开始。于是,基于定时t23下的氧吸藏量的推定值Ce来设定浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr。然后,在定时t23~定时t24的期间中执行浓化处理。即,定时t23~定时t24的期间相当于预先设定的浓化处理的执行期间。
在此,在表示目标空燃比AFTr的推移的时间图中,不使用汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce而将目标空燃比AFTr保持为预定值的比较例由双点划线图示。即,在比较例中,未根据氧吸藏量的推定值Ce而使目标空燃比AFTr变化。另外,在表示氧吸藏量的推定值Ce的推移的时间图中,比较例的情况下的氧吸藏量的推移由双点划线图示。另外,在表示燃料喷射量的要求值QPR的推移的时间图中,比较例的情况下的要求值QPR的推移由双点划线图示。在比较例中,不使用定时t23下的推定值Ce而设定浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr。比较例中的目标空燃比AFTr比第2实施方式的情况下的目标空燃比AFTr浓。因而,在基于比较例的目标空燃比AFTr算出了燃料喷射量的要求值QPR的情况下,燃料喷射阀17的燃料喷射量变多。其结果,会因浓化处理的执行而导致三元催化剂22的氧吸藏量大幅低于规定量CTh。
相对于此,在第2实施方式中,基于定时t23下的推定值Ce来设定浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr。即,定时t23下的推定值Ce越小,则目标空燃比AFTr被设定为越接近理论空燃比的值。定时t23下的推定值Ce越小,则浓化处理的执行期间中的三元催化剂22的氧吸藏量的减少速度越低。因而,无论汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时的三元催化剂22的氧吸藏量的大小如何,都能够通过浓化处理的执行而使氧吸藏量成为规定量CTh附近的值。
(第3实施方式)
接着,参照图10来说明内燃机的控制装置的第3实施方式。在第3实施方式中,不使用汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce而设定伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量这一点与第1及第2各实施方式不同。于是,在以下的说明中,主要对与第1及第2各实施方式不同的部分进行说明,对与第1及第2各实施方式相同或相当的部件构成标注同一标号并省略重复说明。
在第3实施方式中,浓化处理包括第1浓化处理及第2浓化处理,喷射阀控制部111在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时,选择性地执行第1浓化处理及第2浓化处理中的任一方。第2浓化处理是与第1浓化处理的执行时相比三元催化剂22的氧吸藏量的减少量变少的处理。例如,第2浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr与第1浓化处理的执行中的目标空燃比AFTr相同,且第2浓化处理的执行期间比第1浓化处理的执行期间短。
参照图10,对在汽缸11内在混合气的燃烧的再次开始时为了执行浓化处理而喷射阀控制部111执行的各处理的流程进行说明。图10所示的一系列处理当再次开始汽缸11内的混合气的燃烧时执行。
在图10所示的一系列处理中,在开始的步骤S51中,进行在燃烧停止期间CSP中是否执行了燃料导入处理的判定。在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况下,能够推测为汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量与在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况相比少。并且,在未作出在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理这一判定的情况下(S51:否),能够推测为三元催化剂22的氧吸藏量比较多,因此处理移向下一步骤S52。
在步骤S52中,执行第1浓化处理。接着,在步骤S53中,进行第1浓化处理的结束条件是否成立的判定。将第1浓化处理的执行期间的长度称作第1判定执行时间。在第1浓化处理的持续时间小于第1判定执行时间时,不作出结束条件成立这一判定。另一方面,在第1浓化处理的持续时间为第1判定执行时间以上时,作出结束条件成立这一判定。
并且,在未作出第1浓化处理的结束条件成立这一判定的情况下(S53:否),处理移向前述的步骤S52。即,继续进行第1浓化处理。另一方面,在作出了第1浓化处理的结束条件成立这一判定的情况下(S53:是),结束一系列处理。即,结束第1浓化处理。于是,进行将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比的基础上的燃料喷射阀17的驱动的控制。
另一方面,在作出了在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理这一判定的情况下(步骤S51:是),能够推测为三元催化剂22的氧吸藏量未怎么变多,因此处理移向下一步骤S54。
在步骤S54中,执行第2浓化处理。接着,在步骤S55中,进行第2浓化处理的结束条件是否成立的判定。将第2浓化处理的执行期间的长度称作第2判定执行时间。在第2浓化处理的持续时间小于第2判定执行时间时,不作出结束条件成立这一判定。另一方面,在第2浓化处理的持续时间为第2判定执行时间以上时,作出结束条件成立这一判定。此外,第2判定执行时间比第1判定执行时间短。
并且,在未作出第2浓化处理的结束条件成立这一判定的情况下(S55:否),处理移向前述的步骤S54。即,继续进行第2浓化处理。另一方面,在作出了第2浓化处理的结束条件成立这一判定的情况下(S55:是),结束一系列处理。即,结束第2浓化处理。于是,进行将目标空燃比AFTr设定为理论空燃比的基础上的燃料喷射阀17的驱动的控制。
在第3实施方式中,在执行浓化处理时,根据在燃烧停止期间CSP中是否执行了燃料导入处理来设定伴随于浓化处理的三元催化剂22的氧吸藏量的减少量。具体而言,在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况下,能够预测为与在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况相比汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量多,因此执行第1浓化处理。另一方面,在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况下,能够预测为与在燃烧停止期间CSP中未执行燃料导入处理的情况相比汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量少。因而,在该情况下,执行执行期间比第1浓化处理短的第2浓化处理。其结果,在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时,能够执行与燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量相应的方式的浓化处理。因而,能够抑制因浓化处理的执行而导致三元催化剂22的氧吸藏量大幅低于规定量CTh。
(变更例)
上述各实施方式能够如以下这样变更而实施。上述各实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。
·在第1及第2各实施方式中,在汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值Ce小的情况下,也可以以与推定值Ce大的情况相比浓化处理的执行期间变短,并且与推定值Ce变大的情况相比目标空燃比AFTr成为接近理论空燃比的值的方式,执行浓化处理。
·在第3实施方式中,也可以将第2浓化处理的执行期间的长度设定为与第1浓化处理的执行期间的长度相同,将第2浓化处理的执行时的目标空燃比AFTr设定为比第1浓化处理的执行时的目标空燃比AFTr接近理论空燃比的值。
·在第3实施方式中,第2浓化处理也可以是比第1浓化处理的执行期间短且与第1浓化处理的执行时相比目标空燃比AFTr被设定为接近理论空燃比的值的处理。
·在第3实施方式中,如图11所示,也可以是,即使在燃烧停止期间CSP中执行了燃料导入处理的情况下(S51:是),在能够判定为汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量达到了最大值Cmax的情况下(S511:是),也执行第1浓化处理而非第2浓化处理。此外,三元催化剂22的氧吸藏量达到了最大值Cmax这一判定能够基于燃料导入处理的执行期间充分长等来进行。另外,也可以在通过图3所示的一系列处理的执行而算出的氧吸藏量的推定值Ce达到了此时的最大值Cmax时,判定为再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量达到了最大值Cmax。
·在浓化处理的执行中,燃料喷射阀17的燃料喷射量越多,则三元催化剂22的氧吸藏量的减少速度越高。即,能够基于浓化处理的执行中的燃料喷射量的累计值来推测伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量。于是,在第1实施方式中的步骤S41及第2实施方式的步骤S141中,也可以设定燃料喷射量的累计值的判定值即判定累计值。例如,判定累计值也可以被设定为汽缸11内的混合气的燃烧的再次开始时间点下的三元催化剂22的氧吸藏量的推定值Ce越大则越大的值。并且,也可以在浓化处理的执行中的燃料喷射量的累计值成为了判定累计值以上时结束浓化处理的执行。由此,通过判定累计值的设定来设定伴随于浓化处理的氧吸藏量的减少量。
·也可以在排气通路21中的比三元催化剂22靠上游的部分设置检测气体的流量的流量传感器,基于由该流量传感器检测到的排气通路的气体的流量来算出单位增大量ΔCe。
·在上述各实施方式中,在燃料导入处理的执行中,不使点火装置19进行火花放电。但是,在燃料导入处理的执行中,也可以在汽缸11内混合气不燃烧的正时使点火装置19进行火花放电。例如,在活塞12位于下止点附近时进行了火花放电的情况下,在进行了火花放电的汽缸11内混合气不燃烧。因而,在燃料导入处理的执行中,即使进行火花放电,也能够使从燃料喷射阀17喷射出的燃料保持未燃状态从汽缸11内向排气通路21流出。
·应用内燃机的控制装置的内燃机也可以是具备向汽缸11内直接喷射燃料的燃料喷射阀即缸内喷射阀的内燃机。在该情况下,在燃料导入处理的执行中,从缸内喷射阀将燃料向汽缸11内喷射,并使该燃料保持未燃状态向排气通路21流出。由此,能够使未燃的燃料向三元催化剂22导入。
·混合动力车辆的系统也可以是能够通过马达的驱动来控制曲轴14的转速的系统且与如图1所示的系统不同的别的系统。
·也可以将内燃机的控制装置具体化为控制搭载于不具备内燃机以外的其他动力源的车辆的内燃机的装置。即使是搭载于这样的车辆的内燃机,有时也会在曲轴14通过惯性而正在旋转的状况下停止汽缸内的混合气的燃烧。当在这样的燃烧停止期间CSP中燃料导入处理的执行条件成立时,执行燃料导入处理,三元催化剂22的温度上升。

Claims (13)

1.一种内燃机的控制装置,是火花点火式的内燃机的控制装置,其中,
所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧,
所述控制装置构成为,在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,
所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出,
所述控制装置具备喷射阀控制部,所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理,
所述喷射阀控制部构成为,在执行所述浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,
所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的停止期间中执行了所述燃料导入处理的情况下,以与在所述汽缸内的燃烧的停止期间中未执行所述燃料导入处理的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置,
具备构成为算出所述三元催化剂的氧吸藏量的推定值的吸藏量算出部,
所述吸藏量算出部构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以与所述燃料切断处理的执行中相比所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值,
所述浓化处理包括第1浓化处理及与所述第1浓化处理的执行时相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的第2浓化处理,
所述喷射阀控制部构成为选择性地执行所述第1浓化处理及所述第2浓化处理中的任一方,
所述喷射阀控制部构成为,
在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值小于所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第2浓化处理,另一方面,
在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值是所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第1浓化处理。
4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,
具备构成为算出所述三元催化剂的氧吸藏量的推定值的吸藏量算出部,
所述吸藏量算出部构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以与所述燃料切断处理的执行中相比所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值,
所述喷射阀控制部构成为,在使所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值小的情况下,以与所述再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值大的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
5.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置,
所述吸藏量算出部构成为,
在所述燃料切断处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值,另一方面,
在所述燃料导入处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式及所述燃料喷射阀的燃料喷射量越多则增大速度越低的方式算出氧吸藏量的推定值。
6.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置,
所述吸藏量算出部构成为,
在所述燃料切断处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值,另一方面,
在所述燃料导入处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式及所述燃料喷射阀的燃料喷射量越多则增大速度越低的方式算出氧吸藏量的推定值。
7.一种内燃机的控制装置,是火花点火式的内燃机的控制装置,其中,
所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧,
所述控制装置构成为,在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,
所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出,
所述控制装置具备喷射阀控制部,所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理,
所述喷射阀控制部构成为,在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始时,在所述汽缸内的燃烧的停止期间中执行了所述燃料导入处理的情况下,以与在所述汽缸内的燃烧的停止期间中未执行所述燃料导入处理的情况相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的方式执行所述浓化处理。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置,
具备构成为算出所述三元催化剂的氧吸藏量的推定值的吸藏量算出部,
所述吸藏量算出部构成为,在所述燃料导入处理的执行中,以与所述燃料切断处理的执行中相比所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度变低的方式算出氧吸藏量的推定值,
所述浓化处理包括第1浓化处理及与所述第1浓化处理的执行时相比所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量变少的第2浓化处理,
所述喷射阀控制部构成为选择性地执行所述第1浓化处理及所述第2浓化处理中的任一方,
所述喷射阀控制部构成为,
在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值小于所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第2浓化处理,另一方面,
在所述汽缸内的燃烧的再次开始时间点下的氧吸藏量的推定值是所述三元催化剂的氧吸藏量的最大值时,在使所述汽缸内的燃烧再次开始了时执行所述第1浓化处理。
9.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置,
所述吸藏量算出部构成为,
在所述燃料切断处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式算出氧吸藏量的推定值,另一方面,
在所述燃料导入处理的执行中,以所述排气通路中的气体的流量越多则所述三元催化剂的氧吸藏量的增大速度越高的方式及所述燃料喷射阀的燃料喷射量越多则增大速度越低的方式算出氧吸藏量的推定值。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述喷射阀控制部构成为,通过所述浓化处理的执行期间的长度的设定来设定该浓化处理中的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
11.根据权利要求1~9中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述喷射阀控制部构成为,通过所述浓化处理的执行中的空燃比的设定来设定该浓化处理中的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
12.根据权利要求10所述的内燃机的控制装置,
所述喷射阀控制部构成为,通过所述浓化处理的执行中的空燃比的设定来设定该浓化处理中的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
13.一种内燃机的控制方法,是火花点火式的内燃机的控制方法,其中,
所述内燃机具备构成为喷射燃料的燃料喷射阀和设置于排气通路的三元催化剂,构成为使包含从所述燃料喷射阀喷射出的燃料的混合气在汽缸内燃烧,
所述控制方法包括:
在所述内燃机的曲轴正在旋转的状况下使所述汽缸内的燃烧停止时,选择性地执行燃料切断处理及燃料导入处理中的任一方的处理,所述燃料切断处理包括使所述燃料喷射阀的燃料喷射停止,所述燃料导入处理包括从所述燃料喷射阀喷射燃料及使该燃料保持未燃状态从所述汽缸内向所述排气通路流出;
在使停止了燃烧的所述汽缸内的燃烧再次开始了时,执行控制所述燃料喷射阀以使得空燃比比理论空燃比浓的浓化处理;及
在执行所述浓化处理时,设定伴随于该浓化处理的所述三元催化剂的氧吸藏量的减少量。
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