CN115126614B - 内燃机的控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置和控制方法。内燃机的控制装置具备电子控制单元,该电子控制单元构成为执行如下处理:基础喷射量计算处理,计算基础值;喷射阀操作处理,操作所述燃料喷射阀;反馈处理,将基于该喷射阀操作处理的喷射量相对于所述基础值进行修正;及判定处理,判定除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量是否为阈值以上。电子控制单元在通过所述判定而判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为所述阈值以上的情况下,不执行在停止了所述反馈处理的状态下从所述燃料喷射阀喷射燃料的处理。

Description

内燃机的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置和控制方法。
背景技术
例如在下述日本特开2007-127076中记载了一种基于空燃比反馈控制的修正量来掌握窜缸混合气流量的装置。
发明内容
发明人研究了在内燃机的轴转矩不为0时执行后处理装置的再生处理的情况。详细而言,研究了如下情况:作为再生处理,仅一部分气缸停止燃烧控制,并使剩余的气缸的空燃比低于理论空燃比,由此向排气中供给未燃燃料和氧。但是,在该情况下,难以进行空燃比反馈控制。因此,若停止空燃比反馈控制,则在窜缸混合气的流量变多的情况下,过剩的燃料流入后处理装置,排气系统的温度有可能过度升高。
因此,本发明是鉴于上述课题而完成的,提供一种抑制过剩的燃料流出到内燃机的排气系统的情况的内燃机的控制装置和控制方法。
本发明的第一方式涉及一种应用于具有多个气缸的内燃机并具备电子控制单元的控制装置。所述电子控制单元构成为执行以下的处理。(i)基础喷射量计算处理,计算由向所述气缸供给燃料的燃料喷射阀喷射的喷射量的基础值。(ii)喷射阀操作处理,操作所述燃料喷射阀以喷射与所述基础值相应的量的燃料。(iii)反馈处理,将基于所述喷射阀操作处理的喷射量相对于所述基础值进行修正,以将所述内燃机的气缸内的混合气的空燃比反馈控制为目标值。(iv)判定处理,判定除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量是否为阈值以上。并且,所述喷射阀操作处理包括闭环处理和开环处理。所述闭环处理是喷射通过所述反馈处理修正所述基础值后的喷射量的燃料的处理。所述开环处理是在停止了所述反馈处理的状态下从所述燃料喷射阀喷射燃料的处理。所述电子控制单元构成为在通过所述判定处理判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为所述阈值以上的情况下,不执行所述开环处理。
上述开环处理是在停止了反馈处理的状态下使燃料从燃料喷射阀喷射的处理。因此,在开环处理时,即使在从燃料喷射阀喷射的燃料之外非预期地流入气缸的燃料量变多的情况下,也难以通过喷射阀操作处理减少从燃料喷射阀喷射的燃料量。因此,根据上述第一方式的内燃机的控制装置,在除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量为阈值以上的情况下,不执行开环处理。由此,能够抑制过剩的燃料流出到排气系统的情况。
在上述第一方式的内燃机的控制装置中,所述判定处理也可以包括如下处理:在基于所述反馈处理的相对于所述基础值的修正比率为规定比率以下的情况下,判定为所述燃料量为所述阈值以上。
在除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量多的情况下,基于反馈处理的基础值的修正比率为减量侧的值,并且其绝对值变大。即,在将减量侧的修正比率设为负的情况下,如果除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量多,则修正比率变小。因此,根据上述结构的内燃机的控制装置,基于修正比率是否为规定比率以下,能够高精度地判定除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量是否为阈值以上。
在上述结构的内燃机的控制装置中,所述判定处理也可以为如下处理:在所述内燃机的温度为规定温度以下的情况下,即使所述修正比率为所述规定比率以下也不判定为所述燃料量为所述阈值以上。
作为除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量为阈值以上的状况,一般是窜缸混合气的流量变大等状况。即,一般是被喷射的在燃烧循环中未成为燃烧对象的燃料发生气化等而流入燃烧室的状况。这样的状况由于内燃机的温度升高而产生。根据上述结构的内燃机的控制装置,在内燃机的温度为规定温度以下的情况下,即使修正比率为规定比率以下也不判定为是阈值以上。由此,能够抑制尽管除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量未变多,但却由于反馈处理的异常等而误判定为变多的情况。
在上述结构的内燃机的控制装置中,所述电子控制单元也可以构成为,执行如下的稀释量推定处理:将与所述内燃机的燃料喷射的履历显示出相关性的变量即履历变量作为输入来对油稀释量进行推定。所述油稀释量可以是从所述燃料喷射阀喷射的燃料中的在所述内燃机的燃烧室中未成为燃烧对象而混入到所述内燃机的润滑油的燃料的量。所述判定处理可以是如下处理:在所述油稀释量为稀释判定值以上的情况下,即使所述修正比率大于所述规定比率也判定为所述燃料量为所述阈值以上。
油稀释量根据燃料喷射的履历来确定。根据上述结构的内燃机的控制装置,基于履历变量来推定油稀释量。另外,根据上述结构的内燃机的控制装置,在油稀释量为稀释判定值以上的情况下,即使修正比率大于规定比率也判定为是阈值以上。由此,能够更可靠地抑制在除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量变多的情况下执行开环处理的情况。
在上述结构的内燃机的控制装置中,所述电子控制单元也可以构成为执行空燃比学习处理。所述闭环处理可以是喷射除了通过基于所述反馈处理的修正量以外还通过学习值对所述基础值进行修正所得的量的燃料的处理。所述空燃比学习处理可以是以使基于所述反馈处理的修正量的大小减小的方式计算所述学习值的处理。所述电子控制单元可以构成为在所述油稀释量为不允许判定值以上的情况下不执行所述空燃比学习处理。所述稀释判定值可以小于所述不允许判定值。
在窜缸混合气的流量多的情况下等,基于反馈处理的基础值的减量修正比率变大。换言之,在将减量侧的修正比率设为负的情况下,相对于基础值的修正比率变小。并且,在以减小作为修正比率的大小的减量修正比率的方式对学习值进行学习的情况下,学习值成为因窜缸混合气等而对基础值进行减量修正的值。然而,窜缸混合气等根据内燃机的运转环境等而变动,其影响被强烈地反映到学习值中,这削弱了能够补偿燃料喷射阀的老化和个体差异等的学习值的优点。根据上述结构的内燃机的控制装置,在油稀释量为不允许判定值以上的情况下,不执行空燃比学习处理。而且,通过将稀释判定值设为比不允许判定值小的值,与不设为比不允许判定值小的值的情况相比,能够更可靠地抑制因窜缸混合气等而在开环处理时未燃燃料过剩地流出到排气系统的情况。
在上述的第一方式的内燃机的控制装置中,所述内燃机也可以具备滤罐、净化通路及调整装置。所述滤罐可以构成为捕集燃料箱内的燃料蒸气,所述燃料箱贮存从所述燃料喷射阀喷射的燃料。所述净化通路可以是构成为将所述滤罐与所述内燃机的进气通路连接的通路。所述调整装置可以是构成为对经由所述净化通路从所述滤罐流入所述进气通路的燃料蒸汽的流量进行调整的装置。所述电子控制单元可以构成为在执行所述开环处理的情况下执行如下的净化停止处理:对所述调整装置进行操作以使经由所述净化通路从所述滤罐流入所述进气通路的燃料蒸气的流量为0。
根据上述结构的内燃机的控制装置,在执行开环处理的情况下执行净化停止处理。因此,能够抑制在开环处理的执行过程中,空燃比的控制性因来自净化通路的燃料蒸气的影响而降低的情况。
在上述第一方式的内燃机的控制装置中,所述开环处理也可以包括如下处理:停止从所述燃料喷射阀向一部分气缸供给燃料且继续从所述燃料喷射阀向剩余的气缸供给燃料。
根据上述结构的内燃机的控制装置,由于停止向一部分气缸供给燃料,因此与不停止的情况相比,难以执行反馈处理,但由于使反馈处理停止,因此能够抑制过剩的燃料流出到排气系统的情况。
在上述结构的内燃机的控制装置中,所述内燃机也可以在排气通路包括后处理装置。所述开环处理可以是使所述后处理装置升温的升温处理,也可以包括浓燃烧处理。所述浓燃烧处理可以是使所述剩余的气缸内的混合气的空燃比低于理论空燃比的处理。
根据上述结构的内燃机的控制装置,能够通过从一部分气缸向排气通路流出的氧与从剩余的气缸向排气通路流出的未燃燃料之间的氧化反应,使后处理装置升温。但是,在升温处理过程中未燃燃料由于窜缸混合气等而未预料地增加的情况下,氧化反应热变得过剩,后处理装置的温度有可能变得过高。因此,在通过判定处理判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为阈值以上的情况下不执行开环处理的优点特别大。
本发明的第二方式涉及一种应用于具有多个气缸并具备向该多个气缸供给燃料的燃料喷射阀的内燃机的控制方法。该控制方法包括:(i)计算由向所述气缸供给燃料的燃料喷射阀喷射的喷射量的基础值;(ii)操作所述燃料喷射阀以喷射与所述基础值相应的量的燃料;(iii)进行将基于所述喷射阀的操作的喷射量相对于所述基础值进行修正,以将所述内燃机的气缸内的混合气的空燃比反馈控制为目标值的反馈;(iv)判定除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量是否为阈值以上;及(v)在通过所述判定而判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为所述阈值以上的情况下,不在停止了所述反馈处理的状态下使燃料从所述燃料喷射阀喷射。
根据本发明的第二方式的内燃机的控制方法,在判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为所述阈值以上的情况下,不在停止了所述反馈处理的状态下使燃料从所述燃料喷射阀喷射。因此,能够抑制过剩的燃料流出到排气系统的情况。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性,附图中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的内燃机的控制装置及车辆的驱动系统的图。
图2是表示该实施方式的控制装置执行的处理的框图。
图3是表示该实施方式所涉及的控制装置执行的处理的过程的流程图。
图4是表示该实施方式所涉及的控制装置执行的处理的过程的流程图。
图5是表示该实施方式的作用的时序图。
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式进行说明。如图1所示,内燃机10具备四个气缸#1~#4。在内燃机10的进气通路12设有节气门14。在作为进气通路12的下游部分的进气口12a设有向进气口12a喷射燃料的气口喷射阀16。被吸入到进气通路12的空气或从气口喷射阀16喷射出的燃料随着进气门18的开阀而流入燃烧室20。燃料从缸内喷射阀22喷射到燃烧室20。另外,燃烧室20内的空气与燃料的混合气随着火花塞24的火花放电而被供于燃烧。此时生成的燃烧能量经由活塞26被转换为曲轴28的旋转能量。
在燃烧室20中供于燃烧后的混合气随着排气门29的开阀,作为排气而排出到排气通路30。在排气通路30设有具有氧吸留能力的三元催化剂32和汽油颗粒过滤器(GPF)34。另外,在本实施方式中,作为GPF34,假定了在捕集颗粒状物质(PM)的过滤器担载有具有氧吸留能力的三元催化剂的部件。
另外,燃烧室20内的燃料中的未被供于燃烧而附着于气缸壁面并被活塞26刮落到曲轴箱的燃料经由窜缸混合气通路35返回到进气通路12。
另外,燃料箱36贮存向气口喷射阀16及缸内喷射阀22供给的燃料。贮存在燃料箱36内的燃料的一部分气化而成为燃料蒸气。该燃料蒸气由滤罐37捕集。由滤罐37捕集到的燃料蒸汽经由净化通路39返回到进气通路12。在净化通路39中,为了调整其流路截面积,设有能够对开口度进行电子操作的净化阀38。
曲轴28与构成动力分配装置的行星齿轮机构50的行星架C机械地连结。在行星齿轮机构50的太阳齿轮S机械地连结有第一电动发电机52的旋转轴52a。另外,在行星齿轮机构50的齿圈R机械地连结有第二电动发电机54的旋转轴54a和驱动轮60。通过逆变器56向第一电动发电机52的端子施加交流电压。另外,通过逆变器58向第二电动发电机54的端子施加交流电压。
电子控制单元70将内燃机10作为控制对象,为了控制作为内燃机10的控制量的转矩和排气成分比率等,而对节气门14、气口喷射阀16、缸内喷射阀22、火花塞24及净化阀38等内燃机10的操作部进行操作。另外,电子控制单元70将第一电动发电机52作为控制对象,为了控制作为第一电动发电机52的控制量的转速而操作逆变器56。另外,电子控制单元70将第二电动发电机54作为控制对象,为了控制作为第二电动发电机54的控制量的转矩而操作逆变器58。图1记载了节气门14、气口喷射阀16、缸内喷射阀22、火花塞24、净化阀38及逆变器56、58各自的操作信号MS1至MS7。电子控制单元70为了控制内燃机10的控制量而参照由空气流量计80检测出的进气量Ga和曲轴转角传感器82的输出信号Scr。此外,电子控制单元70参照由水温传感器84检测出的水温THW和由设置于三元催化剂32的上游的空燃比传感器86检测出的空燃比Af。另外,电子控制单元70参照由油温传感器88检测出的内燃机10的润滑油的温度即油温Toil。另外,电子控制单元70为了控制第一电动发电机52的控制量而参照对第一电动发电机52的旋转角进行检测的第一旋转角传感器90的输出信号Sm1。另外,电子控制单元70为了控制第二电动发电机54的控制量而参照对第二电动发电机54的旋转角进行检测的第二旋转角传感器92的输出信号Sm2。
电子控制单元70具备CPU72、ROM74及外围电路76,它们能够通过通信线78进行通信。在此,外围电路76包括用于生成对内部的动作进行规定的时钟信号的电路、电源电路及复位电路等。电子控制单元70通过由CPU72执行存储在ROM74中的程序来对控制量进行控制。
CPU72按照存储在ROM74中的程序,特别地执行成为燃料喷射的基本的处理、润滑油的稀释量的推定处理、及GPF34的再生处理。以下,对它们依次进行说明。
(成为燃料喷射的基本的处理)
图2示出了成为燃料喷射的基本的处理。目标净化率设定处理M10是基于填充效率η来计算目标净化率Rp*的处理。在此,所谓净化率,是从滤罐37流入进气通路12的流体的流量除以进气量Ga而得到的值,目标净化率Rp*是控制上的净化率的目标值。
净化阀操作处理M12是如下的处理:基于进气量Ga,向净化阀38输出操作信号MS5来操作净化阀38,以使净化率成为目标净化率Rp*。在此,净化阀操作处理M12是如下的处理:在目标净化率Rp*相同的情况下,进气量Ga越小,则使净化阀38的开口度成为越小的值。这是因为,即使滤罐37内的压力相同,进气量Ga越小,则进气通路12内的压力越低。即,在该情况下,由于滤罐37内的压力比进气通路12内的压力高,因此流体容易从滤罐37向进气通路12流动。
基础喷射量计算处理M14是基于填充效率η来计算基础喷射量Qb的处理,该基础喷射量Qb是用于使燃烧室20内的混合气的空燃比成为目标空燃比的燃料量的基础值。详细而言,基础喷射量计算处理M14为通过将填充效率η乘以用于使空燃比成为目标空燃比的填充效率η的每1%的燃料量QTH,来计算基础喷射量Qb的处理即可。基础喷射量Qb是基于填充到燃烧室20内的空气量,为了将空燃比控制为目标空燃比而计算出的燃料量。顺便提及,目标空燃比只要是例如理论空燃比即可。
修正系数计算处理M16是计算作为基础喷射量Qb的修正系数的反馈修正系数KAF的处理。反馈修正系数KAF是对修正比率δ加上“1”而得到的值,该修正比率δ是用于将作为反馈控制量的空燃比Af反馈控制为目标值Af*的操作量。在此,在修正比率δ为“0”的情况下,基础喷射量Qb的修正比率为0。另外,在修正比率δ大于“0”的情况下,对基础喷射量Qb进行增量修正,在修正比率δ小于“0”的情况下,对基础喷射量Qb进行减量修正。在本实施方式中,将以目标值Af*与空燃比Af之差为输入的比例要素及微分要素的各输出值之和、与输出与该差相应的值的累计值的积分要素的输出值之和作为修正比率δ。
空燃比学习处理M18是在空燃比学习期间以使修正比率δ与“0”的偏差变小的方式逐次更新空燃比学习值LAF的处理。空燃比学习处理M18包括如下处理:在修正比率δ相对于“0”的偏差量为规定值以下的情况下判定为空燃比学习值LAF已收敛。
净化浓度学习处理M20是基于上述修正比率δ来计算净化浓度学习值Lp的处理。净化浓度学习值Lp是将修正比率换算成净化率的每1%而得到的值,该修正比率用于对由燃料蒸气从滤罐37向燃烧室20的流入引起的、基础喷射量Qb相对于控制为目标空燃比所需的喷射量的偏差进行修正。在此,在本实施方式中,将目标净化率Rp*被控制为比“0”大的值时的反馈修正系数KAF从“1”偏离的主要原因全部视为是由从滤罐37流入到燃烧室20的燃料蒸汽引起的。即,将修正比率δ视为对由燃料蒸汽从滤罐37向进气通路12的流入引起的、基础喷射量Qb相对于控制为目标空燃比所需的喷射量的偏差进行修正的修正比率。但是,由于修正比率δ依赖于净化率,所以在本实施方式中,将净化浓度学习值Lp设为与净化率的每1%的值“δ/Rp”相应的量。具体而言,将净化浓度学习值Lp设为净化率的每1%的值“δ/Rp”的指数移动平均处理值。另外,优选以判定为空燃比学习值LAF已收敛的情况为条件,使目标净化率Rp*成为比0大的值,并执行净化浓度学习处理M20。
净化修正比率计算处理M22是通过将净化浓度学习值Lp乘以目标净化率Rp*来计算净化修正比率Dp的处理。另外,净化修正比率Dp为0以下的值。
加法处理M24是将空燃比学习值LAF和净化修正比率Dp与反馈修正系数KAF相加的处理。
低温时增量处理M26是在水温THW小于低温阈值Tth的情况下将基础喷射量Qb的低温时增量系数Kw计算为比“1”大的值的处理。在此,低温阈值Tth只要设为例如“40℃”即可。低温时增量处理M26在水温THW小于低温阈值Tth的情况下,在水温THW低时,与水温THW高时相比,将低温时增量系数Kw设定为更大的值。
要求喷射量计算处理M28是对基础喷射量Qb乘以加法处理M24的输出值和低温时增量系数Kw的处理。
喷射阀操作处理M30是向气口喷射阀16输出操作信号MS2以操作气口喷射阀16,并向缸内喷射阀22输出操作信号MS3以操作缸内喷射阀22的处理。特别是,喷射阀操作处理M30是使从气口喷射阀16及缸内喷射阀22在一个燃烧循环内喷射的燃料量成为与要求喷射量Qd相应的量的处理。
接着,对润滑油的稀释量的推定处理进行说明。例如在内燃机10的低温时等,存在供给到燃烧室20内的燃料的一部分在燃烧行程中以附着于气缸壁面的状态不成为燃烧对象的情况。并且,附着于气缸壁面的燃料被活塞26刮落到曲轴箱。由此,在内燃机10的润滑油混入燃料。换言之,润滑油由于燃料的混入而被稀释。CPU72计算油稀释量DIL作为与润滑油中的燃料量显示出正相关的变量。
图3示出了与油稀释量DIL的计算相关的处理的过程。通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现图3所示的处理。另外,在以下,通过在开头赋予“S”的数字来表示各处理的步骤编号。
在图3所示的一系列处理中,CPU72首先判定是否是内燃机10启动时(S10)。CPU72在判定为是启动时的情况下(S10:是),将在当前时间点检测出的水温THW代入启动时水温THW0(S12)。接着,CPU72将对累计空气量InGa加上进气量Ga而得到的值代入累计空气量InGa(S14)。累计空气量InGa是从内燃机10启动时起的进气量Ga的累计值。然后,CPU72更新从启动时起的运转时间T(S16)。
另一方面,CPU72在判定为不是启动时的情况下(S10:否),判定是否是内燃机10停止时(S18)。然后,CPU72在判定为不是停止时的情况下(S18:否),转移到S14的处理。另一方面,CPU72在判定为是停止时的情况下(S18:是),更新油稀释量DIL(S20)。在此,CPU72根据启动时水温THW0、累计空气量InGa及运转时间T对油稀释量DIL的更新量ΔDIL进行可变设定。
CPU72在启动时水温THW0低的情况下,与启动时水温THW0高的情况相比,将更新量ΔDIL计算为更大的值。这是鉴于启动时水温THW0越低,则低温时增量系数Kw越大,进而由活塞26刮落到曲轴箱的燃料量越多的情况的设定。另外,CPU72在运转时间T大的情况下,与运转时间T小的情况相比,将更新量ΔDIL计算为更小的值。另外,CPU72在累计空气量InGa大的情况下,与累计空气量InGa小的情况相比,将更新量ΔDIL计算为更大的值。然后,CPU72利用更新量ΔDIL来更新油稀释量DIL。
另外,CPU72在S16、S20的处理完成的情况下,暂且结束图3所示的一系列处理。
接着,对GPF34的再生处理进行说明。图4示出了与GPF34的再生相关的处理的过程。通过由CPU72例如以给定周期反复执行存储在ROM74中的程序来实现图4所示的一系列处理。
在图4所示的一系列处理中,CPU72首先取得转速NE、填充效率η及水温THW(S30)。接着,CPU72基于转速NE、填充效率η及水温THW,来计算堆积量DPM的更新量ΔDPM(S32)。在此,堆积量DPM是被GPF34捕集的PM的量。更详细地,CPU72基于转速NE、填充效率η及水温THW来计算排出到排气通路30的排气中的PM的量。此外,CPU72基于转速NE及填充效率η来计算GPF34的温度。然后,CPU72基于排气中的PM量和GPF34的温度来计算更新量ΔDPM。另外,在执行后述的S42的处理时,只要基于升温用增量系数Kr来计算GPF34的温度及更新量ΔDPM即可。
接着,CPU72根据更新量ΔDPM来更新堆积量DPM(S34)。接着,CPU72判定执行标志F是否为“1”(S36)。在执行标志F为“1”的情况下,表示正在执行用于燃烧除去GPF34的PM的升温处理的意思,在执行标志F为“0”的情况下,表示不是这样。CPU72在判定为执行标志F为“0”的情况下(S36:否),判定堆积量DPM是否为再生执行值DPMH以上(S38)。再生执行值DPMH被设定为GPF34捕集到的PM量变多而希望除去PM的值。
CPU72在判定为堆积量DPM为再生执行值DPMH以上的情况下(S38:是),判定作为升温处理的执行条件的下述条件(a)及条件(b)的逻辑积为真的意思的条件是否成立(S40)。
条件(a):是反馈修正系数KAF大于下限值KAFL的情况与油温Toil为规定温度Toilth以下的情况的逻辑和为真的意思的条件。该条件是用于判定经由窜缸混合气通路35流入燃烧室20的燃料量是否多的条件。即,该燃料越多,则反馈修正系数KAF越小于“1”。但是,来自窜缸混合气通路35的燃料多的状况在油温Toil为一定程度的温度以上的情况下产生。这是因为,在油温Toil过低的情况下,润滑油中的燃料难以气化。因此,在反馈修正系数KAF为下限值KAFL以下的情况下,如果油温Toil为规定温度Toilth以下,则认为反馈修正系数KAF为下限值KAFL以下的主要原因是润滑油中的燃料的气化以外的原因。
条件(b):是油稀释量DIL小于稀释判定值DILL的意思的条件。在此,稀释判定值DILL被设定为反馈修正系数KAF不会过度变小的油稀释量DIL的上限值。
CPU72在判定为逻辑积为真的情况下(S40:是),执行升温处理,并对执行标志F代入“1”(S42)。作为本实施方式所涉及的升温处理,CPU72停止从气缸#2的气口喷射阀16及缸内喷射阀22喷射燃料,并使气缸#1、#3、#4的燃烧室20内的混合气的空燃比低于理论空燃比。该处理第一是用于使三元催化剂32的温度上升的处理。即,通过向排气通路30排出氧和未燃燃料,由此在三元催化剂32中使未燃燃料氧化而使三元催化剂32的温度上升。第二是用于使GPF34的温度上升,并向成为高温的GPF34供给氧而将GPF34捕集到的PM氧化除去的处理。即,当三元催化剂32的温度成为高温时,高温的排气流入GPF34,由此GPF34的温度上升。然后,氧流入成为高温的GPF34,由此,GPF34捕集到的PM被氧化除去。
详细而言,CPU72将“0”代入对气缸#2的气口喷射阀16及缸内喷射阀22的要求喷射量Qd。另一方面,CPU72将对要求喷射量Qd乘以升温用增量系数Kr而得到的值代入气缸#1、#3、#4的要求喷射量Qd。
CPU72将升温用增量系数Kr设定为从气缸#1、#3、#4排出到排气通路30的排气中的未燃燃料与从气缸#2排出的氧不多不少地反应的量以下。详细而言,CPU72在GPF34的再生处理的初期,为了使三元催化剂32的温度尽早上升,而将气缸#1、#3、#4内的混合气的空燃比设为尽量接近上述不多不少地反应的量的值。
另外,CPU72在执行升温处理的情况下,停止修正系数计算处理M16。另外,CPU72将0代入目标净化率Rp*。由此,将净化阀38的开口度设为0。
另一方面,CPU72在判定为执行标志F为“1”的情况下(S36:是),判定堆积量DPM是否为停止用阈值DPML以下(S44)。停止用阈值DPML被设定为被GPF34捕集到的PM的量变得足够小而可以使再生处理停止的值。CPU72在判定为堆积量DPM大于停止用阈值DPML的情况下(S44:否),转移到S42的处理。
另一方面,CPU72在堆积量DPM成为停止用阈值DPML以下的情况下(S44:是),停止S42的处理,并对执行标志F代入“0”(S46)。另外,CPU72再次开始修正系数计算处理M16。另外,CPU72再次开始基于目标净化率设定处理M10的目标净化率Rp*的设定。
另外,CPU72在S42、S46的处理完成的情况下和在S38、S40的处理中作出否定判定的情况下,暂且结束图4所示的一系列处理。在此,对本实施方式的作用和效果进行说明。
如图5所示,当在时刻t1堆积量DPM达到再生执行值DPMH时,产生GPF34的再生请求。但是,在图5所示的情形下,时刻t1的油稀释量DIL比稀释判定值DILL大,而且,反馈修正系数KAF比下限值KAFL小且油温Toil超过规定温度Toilth。这是如下的状况:由于从窜缸混合气通路35流入进气通路12的燃料多而通过空燃比反馈控制使基础喷射量Qb的减量修正比率变大。换言之,是相对于基础喷射量Qb的修正比率的大小变大的状况。因此,这意味着如果停止空燃比反馈控制,则燃料的控制性低。因此,CPU72不执行GPF34的再生处理而继续进行空燃比反馈控制。
与此相对,在执行GPF34的再生处理的情况下,有可能向三元催化剂32供给过剩的燃料。并且,在该情况下,如图5中用双点划线所示,三元催化剂32的温度Tcatu过度上升,有可能超过容许上限温度TcatH。
另外,图5所示的不允许判定值DILH是不允许空燃比学习处理M18的执行的判定值。在本实施方式中,将稀释判定值DILL设为比不允许判定值DILH小的值。由此,与将稀释判定值DILL设为不允许判定值DILH以上的情况相比,能够更可靠地抑制在执行GPF34的再生处理时过剩的燃料流入GPF34的情况。
根据以上所说明的本实施方式,能够进一步获得以下记载的作用和效果。
(1)在油温Toil为规定温度Toilth以下的情况下,即使反馈修正系数KAF为下限值KAFL以下,也允许GPF34的再生处理。窜缸混合气的流量变大等状况因油温Toil变高而产生。因此,根据本实施方式,能够抑制尽管窜缸混合气流量未变多,但由于反馈处理的异常等而误判定为变多,导致GPF34的再生处理被禁止的情况。
(2)在油稀释量DIL为稀释判定值DILL以上的情况下,即使反馈修正系数KAF比下限值KAFL大,也禁止GPF34的再生处理。由此,能够更可靠地抑制尽管窜缸混合气流量增多,但执行GPF34的再生处理的情况。
(3)在GPF34的再生处理时关闭净化阀38。由此,能够抑制在GPF34的再生处理时,由于来自净化通路39的燃料蒸气而向三元催化剂32流入过剩的燃料的情况。
(4)将净化修正比率Dp设为根据从净化通路39返回到进气通路12的燃料蒸汽来修正基础喷射量的前馈修正量。由此,在S40的处理中,能够更高精度地判定是否为空燃比的控制性因从窜缸混合气通路35流入的燃料而降低的状况。
本发明的上述实施方式中的事项与上述“发明内容”一栏中记载的事项之间的对应关系如下所述。基础喷射量计算处理M14是“基础喷射量计算处理”的一例。喷射阀操作处理M30是“喷射阀操作处理”的一例。修正系数计算处理M16和要求喷射量计算处理M28是“反馈处理”的一例。S40的处理是“判定处理”的一例。S42的处理是“开环处理”的一例。通过S46的处理而再次开始的处理是“闭环处理”的一例。KAF-1是“修正比率”的一例。KAFL-1是“规定比率”的一例。运转时间T和累计空气量InGa是“履历变量”的一例。图3的处理是“稀释量推定处理”的一例。稀释判定值DILL是“稀释判定值”的一例。空燃比学习处理M18是“空燃比学习处理”的一例。不允许判定值DILH是“不允许判定值”的一例。净化阀38是“调整装置”的一例。在S42的处理中,将0代入目标净化率Rp*是“净化停止处理”的一例。
接着,对其他实施方式进行说明。本实施方式可以以如下方式变更而实施。本实施方式和以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
以下对“稀释量推定处理”的变更例进行说明。
在上述实施方式中,在内燃机10停止时,更新油稀释量DIL,但并不限于此。例如,也可以以规定的时间周期进行更新。
作为油稀释量的更新量ΔDIL,不限于将启动水温THW0、运转时间T及累计空气量InGa作为输入而计算出的量。例如,也可以是将基础喷射量Qb的累计值和要求喷射量Qd的累计值作为输入的处理。
接着,对“判定处理”的变更例进行说明。
例如,在上述条件(a)中,也可以代替油温Toil而使用水温THW。另外,例如也不限于修正比率“KAF-1”大于规定比率“KAFL-1”的情况与内燃机10的温度大于规定温度的情况的逻辑和。也可以将条件(a)仅设为修正比率“KAF-1”大于规定比率“KAFL-1”的意思的条件。
使稀释判定值DILL小于不允许判定值DILH不是必须的。
作为判定为除了从气口喷射阀16和缸内喷射阀22喷射的燃料以外流入燃烧室20的燃料量小于阈值的条件,并不限于上述条件(a)与条件(b)的逻辑积为真的意思的条件。
判定除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量是否为阈值以上并不限于判定窜缸混合气的流量是否多的处理。例如也可以是判定附着于具备进气通路12及进气门18的进气系统的燃料气化而流出到排气通路30的量的处理。即使在该情况下,也可以使用上述条件(a)。另外,例如,如果不进行使用了净化修正比率Dp的修正,则除了从燃料喷射阀喷射的燃料以外流入气缸的燃料量也可以包含从净化通路39流入进气通路12的燃料量。
接着,对“开环处理”的变更例进行说明。
在S42的处理中,将在一个燃烧循环中停止燃烧控制的气缸的数量设为一个,但不限于此。例如也可以设为两个。
在上述实施方式中,在各燃烧循环中,将停止燃烧控制的气缸固定为预先确定的气缸,但并不限于此。例如,也可以每隔规定周期变更停止燃烧控制的气缸。
作为开环处理,并不限于后处理装置的再生处理。例如,也可以是为了调整内燃机10的输出而停止一部分气缸中的燃料的供给的处理。另外,例如也可以是在一部分气缸中发生了异常的情况下,停止该气缸中的燃料的供给的处理。另外,例如,也可以是如下处理:在三元催化剂32的氧吸留量达到规定值以下的情况下,执行仅停止一部分气缸的燃烧的供给,并将剩余的气缸中的混合气的空燃比设为理论空燃比的控制。总之,如果停止一部分气缸中的燃料的供给,则难以进行基于传感器的检测值的空燃比的反馈控制,该传感器设置于供给燃料的气缸和未供给燃料的气缸这两者的排气的合流部。因此,存在使空燃比的反馈处理停止的需求。
接着,对“反馈处理”的变更例进行说明。
在上述实施方式中,将比例要素的输出及微分要素的输出与积分要素的输出之和作为修正比率δ,但并不限于此。例如,也可以将比例要素的输出与积分要素的输出之和作为修正比率δ。
接着,对“净化停止处理”的变更例进行说明。
在GPF34的再生处理时使目标净化率Rp*为0不是必须的。另外,在GPF34的再生处理时使目标净化率Rp*大于0的情况下,优选通过净化修正比率Dp来修正基础喷射量Qb。这里的净化修正比率Dp只要使用GPF34的再生处理开始前的净化浓度学习值Lp来计算即可。
接着,对“堆积量的推定”的变更例进行说明。
作为堆积量DPM的推定处理,并不限于图4中所例示的处理。例如,也可以基于GPF34的上游侧与下游侧的压力之差和进气量Ga来推定堆积量DPM。具体而言,只要在压力差大的情况下,与压力差小的情况相比,将堆积量DPM推定为更大的值,并且即使压力差相同,在进气量Ga小的情况下,与进气量Ga大的情况相比,也将堆积量DPM推定为更大的值即可。
接着,对“后处理装置”的变更例进行说明。
作为GPF34,并不限于担载有三元催化剂的过滤器,也可以仅是过滤器。另外,作为GPF34,并不限于设置在排气通路30中的三元催化剂32的下游。另外,后处理装置具备GPF34本身并不是必须的。例如,即使在后处理装置仅由三元催化剂32构成的情况下,如果在其再生处理时需要后处理装置的升温,则执行上述实施方式或它们的变更例所例示的处理是有效的。
接着,对“控制装置”的变更例进行说明。
作为控制装置,并不限于具备CPU72和ROM74而执行软件处理的装置。例如,也可以具备对在上述实施方式中被实施软件处理的处理的至少一部分进行硬件处理的例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)等专用硬件电路。即,控制装置只要是以下的(a)~(c)中的任一结构即可。(a)具备按照程序执行上述全部处理的处理装置、和存储程序的ROM等程序存放装置。(b)具备按照程序执行上述处理的一部分的处理装置和程序存放装置、及执行剩余的处理的专用硬件电路。(c)具备执行上述全部处理的专用硬件电路。在此,具备处理装置及程序存放装置的软件执行装置、专用硬件电路也可以是多个。
接着,对“调整装置”的变更例进行说明。
在上述实施方式中,作为对由滤罐37捕集到的燃料蒸气向进气通路12的流入量进行调整的调整装置,例示了净化阀38,但并不限于此。例如,也可以具备吸入滤罐37内的流体并向进气通路12排出的泵。这一点由于在具备增压器的内燃机10中,进气通路12内的压力与滤罐37侧相比不会变低,因此特别有效。
接着,对“车辆”的变更例进行说明。
作为车辆,并不限于串并联式混合动力车,例如也可以是并联式混合动力车或串联式混合动力车。当然,并不限于混合动力车,例如也可以是车辆的动力发生装置仅为内燃机10的车辆。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置,应用于具有多个气缸的内燃机,其特征在于,包括电子控制单元,该电子控制单元构成为执行以下的处理:
基础喷射量计算处理,计算由向所述气缸供给燃料的燃料喷射阀喷射的喷射量的基础值;
喷射阀操作处理,操作所述燃料喷射阀以喷射与所述基础值相应的量的燃料;
反馈处理,将基于所述喷射阀操作处理的喷射量相对于所述基础值进行修正,以将所述内燃机的气缸内的混合气的空燃比反馈控制为目标值;及
判定处理,判定除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量是否为阈值以上,
其中,所述喷射阀操作处理包括闭环处理和开环处理,所述闭环处理是喷射通过所述反馈处理修正所述基础值后的喷射量的燃料的处理,所述开环处理是在停止了所述反馈处理的状态下使燃料从所述燃料喷射阀喷射的处理,并且,
其中,所述电子控制单元构成为在通过所述判定处理判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的所述燃料量为所述阈值以上的情况下,不执行所述开环处理,
所述判定处理包括如下处理:在基于所述反馈处理的相对于所述基础值的修正比率为规定比率以下的情况下,判定为所述燃料量为所述阈值以上,
所述电子控制单元构成为执行如下的油稀释量推定处理:将与所述内燃机的燃料喷射的履历显示出相关性的变量即履历变量作为输入来对油稀释量进行推定,
所述油稀释量是从所述燃料喷射阀喷射的燃料中的在所述内燃机的燃烧室中未成为燃烧对象而混入到所述内燃机的润滑油的燃料的量,
所述判定处理是如下处理:在所述油稀释量为稀释判定值以上的情况下,即使所述修正比率大于所述规定比率也判定为所述燃料量为所述阈值以上。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述判定处理为如下处理:在所述内燃机的温度为规定温度以下的情况下,即使所述修正比率为所述规定比率以下也不判定为所述燃料量为所述阈值以上。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述电子控制单元构成为执行空燃比学习处理,
所述闭环处理是喷射除了通过基于所述反馈处理的修正量以外还通过学习值对所述基础值进行修正所得的量的燃料的处理,
所述空燃比学习处理是以使基于所述反馈处理的修正量的大小减小的方式计算所述学习值的处理,
所述电子控制单元构成为在所述油稀释量为不允许判定值以上的情况下不执行所述空燃比学习处理,并且,
所述稀释判定值小于所述不允许判定值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机包括滤罐、净化通路和调整装置,
所述滤罐构成为捕集燃料箱内的燃料蒸气,所述燃料箱贮存从所述燃料喷射阀喷射的燃料,
所述净化通路是构成为将所述滤罐与所述内燃机的进气通路连接的通路,
所述调整装置构成为对经由所述净化通路从所述滤罐流入所述进气通路的燃料蒸汽的流量进行调整,并且,
所述电子控制单元构成为在执行所述开环处理的情况下,执行如下的净化停止处理:对所述调整装置进行操作以使经由所述净化通路从所述滤罐流入所述进气通路的燃料蒸气的流量为0。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述开环处理包括如下处理:停止从所述燃料喷射阀向一部分气缸供给燃料且继续从所述燃料喷射阀向剩余的气缸供给燃料。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机在排气通路包括后处理装置,
所述开环处理是使所述后处理装置升温的升温处理,包括浓燃烧处理,并且,
所述浓燃烧处理是使所述剩余的气缸内的混合气的空燃比低于理论空燃比的处理。
7.一种用于内燃机的控制方法,应用于具有多个气缸并包括向该多个气缸供给燃料的燃料喷射阀的内燃机,其特征在于,包括:
计算由向所述气缸供给燃料的燃料喷射阀喷射的喷射量的基础值;
操作所述燃料喷射阀以喷射与所述基础值相应的量的燃料;
进行将基于所述喷射阀的操作的喷射量相对于所述基础值进行修正,以将所述内燃机的气缸内的混合气的空燃比反馈控制为目标值的反馈;
判定除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量是否为阈值以上,在基于所述反馈的相对于所述基础值的修正比率为规定比率以下的情况下,判定为所述燃料量为所述阈值以上;及
在通过所述判定而判定为除了从所述燃料喷射阀喷射的燃料以外流入所述气缸的燃料量为所述阈值以上的情况下,不在停止了所述反馈的状态下使燃料从所述燃料喷射阀喷射,
该用于内燃机的控制方法还包括:将与所述内燃机的燃料喷射的履历显示出相关性的变量即履历变量作为输入来对油稀释量进行推定,所述油稀释量是从所述燃料喷射阀喷射的燃料中的在所述内燃机的燃烧室中未成为燃烧对象而混入到所述内燃机的润滑油的燃料的量,
在所述油稀释量为稀释判定值以上的情况下,即使所述修正比率大于所述规定比率也判定为所述燃料量为所述阈值以上。
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