CN1938507B - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
在燃料切断开始的同时,使气门正时动作从而增加内部EGR量(图2C)。节气门开度TA,在充分确保内部EGR量之前控制为基本怠速开度TAO以上,在可充分确保内部EGR量的时刻减小为基本怠速开度TAO以下(图2D)。低转速下的F/C时与高转速下的F/C时相比,将内部EGR的增加量减小,并将节气门开度TA的节流流量减小。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置,特别涉及适于作为对内燃机进行控制的装置的内燃机的控制装置,所述内燃机具备使排气再循环量可变的机构、和使吸入空气量可变的机构。
背景技术
以往,在例如日本特开2002-22671号公报中,公开了下述的技术:为了兼顾内燃机的减速时的燃油消耗量增大(燃油量上升,oil rising)的防止、和该减速时的催化剂的劣化抑制,使内燃机的配气正时以及气门升程量最佳化。
在内燃机中,在关闭节气门开度时,即在驾驶者希望减速时,为了改善燃料利用特性,一般进行燃料切断。因此,在内燃机的减速时会产生下述状况:进气管内部很大程度地负压化,同时不含有燃料的空气从进气通路到排气通路流通。
当在进气管内部产生很大的负压时,受其影响,内燃机的缸内压力也容易负压化。而且,在缸内压力负压化时,由于所谓的燃油量上升,内燃机的燃油消耗量增大。因此,从抑制燃油消耗量的观点出发,优选不使内燃机的减速时的进气管压力过度地负压化。与此相对应,实施随着转速升高而增加减速时的吸入空气量的对策。
另一方面,配置在内燃机的排气通路上的催化剂在高温环境下接受稀薄的气体供给,因此具有容易劣化的特性。因此,在抑制燃料切断期间的催化剂的劣化方面,优选减少内燃机的减速时的流通空气量。
上述的以往的系统,通过使配气正时以及气门升程量最佳化,在内燃机的减速时,可以不使进气管压力过度负压化地抑制流通空气量。因此,该系统在抑制伴随着减速燃料切断的执行的燃油消耗量的增大、并抑制催化剂的劣化的方面,具有优异的特性。
另外,申请人确认了包括上述文献在内的下述文献,作为与本发明相关联的文献。
专利文献1:日本特开2002-22671号公报
专利文献2:日本特开平10-299518号公报
专利文献3:日本特开平10-115234号公报
专利文献4:日本特开2004-52677号公报
发明内容
但是,上述以往的系统仅通过气门的特性调整、即仅通过单个致动器的特性调整来使进气负压的抑制与流通空气量的抑制这两种相反的状况兼备。因此,上述以往的系统在燃油消耗量的抑制以及催化剂的劣化的抑制这两方面还留有改良的余地。
本发明是为了解决上述的问题而完成的,其目的在于提供一种内燃机的控制装置,其可以无损内燃机的稳定的运转特性地充分抑制伴随着减速燃料切断的燃油消耗量以及催化剂劣化这双方。
为达成上述的目的,第1技术方案是一种内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
在内燃机减速时进行燃料切断的燃料切断单元;
在高发动机转速下的燃料切断时,与低发动机转速下的燃料切断时相比,使排气再循环量增大的EGR控制单元;和
在高发动机转速下的燃油切断时,与低发动机转速下的燃油切断时相比,使吸入空气量减少的吸入空气量控制单元。
另外,第2技术方案如第1技术方案所述,其特征在于:
包括判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值的实际EGR判断单元;
其中,所述吸入空气量控制单元包括控制延迟单元,该控制延迟单元在高发动机转速下的燃料切断开始后,等到所述排气再循环量的实际值超过判定值,开始用于使吸入空气量减少的控制。
另外,第3技术方案如第2技术方案所述,其特征在于:
包括使进气门开启期间和排气门开启期间重叠的气门重叠期间可变的可变气门正时机构;
其中,所述EGR控制单元包括驱动所述可变气门正时机构以使内部排气再循环量增减的VVT控制单元;
所述实际EGR判断单元,基于所述可变气门正时机构的状态,判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值。
另外,第4技术方案如第2或第3技术方案所述,其特征在于:所述吸入空气量控制单元包括,从高发动机转速下的燃料切断开始后,到所述排气再循环量的实际值超过判定值为止,维持大于等于燃料切断开始时的吸入空气量的单元。
另外,第5技术方案如第1~第4技术方案中的任意一项所述,其特征在于,包括:
判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值的实际EGR判断单元;和
从燃料切断的执行条件成立后,到所述排气再循环量的实际值超过判定值为止,禁止燃料切断的执行的燃料切断禁止单元。
另外,第6技术方案如第5技术方案所述,其特征在于:还包括在燃料切断的执行条件成立后,在经过了燃料切断禁止界限时间时,解除燃料切断的执行禁止的燃料切断禁止解除单元。
另外,第7技术方案如第1~第6技术方案中的任意一项所述,其特征在于:
包括基于加速器开度对节气门开度进行电子控制的节气门开度电子控制单元;
其中,所述燃料切断单元基于所述加速器开度判断燃料切断的执行条件是否成立。
另外,第8技术方案如第1~第7技术方案中的任意一项所述,其特征在于,包括:
在燃料切断的持续时间达到规定时间时,解除由所述EGR控制单元进行的所述排气再循环量的增量修正的EGR增量解除单元;和
在燃料切断的持续时间达到所述规定时间时,解除由所述吸入空气量控制单元进行的所述吸入空气量的减量修正的减量解除单元。
另外,第9技术方案如第8技术方案所述,其特征在于:还包括在燃料切断开始后,在推断为配置于内燃机的排气通路的催化剂已经吸藏满氧气时,判断为所述持续时间达到了所述规定时间的持续时间判断单元。
另外,第10技术方案如第9技术方案所述,其特征在于:
所述催化剂包括串联地配置的上游催化剂和下游催化剂;
所述控制装置包括配置在所述上游催化剂的下游的下游氧气传感器;
所述持续时间判断单元包括:
计算在燃料切断开始后、从所述下游氧气传感器的输出变为稀薄输出时开始的累计吸入空气量的空气量累计单元;和
在所述累计吸入空气量到达了使所述下游催化剂吸藏满氧气的值时,判断为所述持续时间达到了所述规定时间的判断单元。
另外,第11技术方案如第10技术方案所述,其特征在于,还包括:
检测所述上游催化剂的氧气吸藏容量的上游侧氧气吸藏容量检测单元;和
基于所述上游催化剂的氧气吸藏容量来设定使所述下游催化剂吸藏满氧气的值的设定单元。
另外,第12技术方案如第8~第10技术方案中的任意一项所述,其特征在于,包括:
在燃料切断的持续时间达到所述规定时间时,将吸入空气量控制为比燃料切断开始前的流量多的冷却目的流量的冷却流量实现单元;和
在燃料切断持续期间所述冷却目的流量维持了规定的冷却时间时,将吸入空气量控制为比燃料切断开始前的流量大而且比所述冷却目的流量小的流量的流量改变单元。
另外,第13技术方案如第12技术方案所述,其特征在于,包括:
检测或推断配置于内燃机的排气通路的催化剂的温度的催化剂温度检测推断装置;和
基于所述催化剂的温度设定所述冷却时间的冷却时间设定单元。
另外,第14技术方案如第1~第13技术方案中的任意一项所述,其特征在于,所述EGR控制单元包括:
为了使排气再循环量变化而工作的EGR调节机构;
检测所述EGR调节机构的工作速度的工作速度检测单元;和
基于所述工作速度来设定燃料切断时的所述EGR调节机构的工作量的工作量设定单元。
另外,第15技术方案如第14技术方案所述,其特征在于:所述吸入空气量控制单元包括,当所述工作量越大时将燃料切断时的所述吸入空气量的节流流量(减小量)设定为越小的值的节流流量设定单元。
另外,第16技术方案如第14或第15技术方案所述,其特征在于:所述工作速度检测单元,检测发动机转速超过判定值的区域中的所述EGR调节机构的工作速度。
另外,第17技术方案如第16技术方案所述,其特征在于,所述工作速度检测单元包括:
在任意的发动机转速下测量所述EGR调节机构的工作速度的工作速度测量单元;
存储所述工作速度的测量时的发动机转速的转速存储单元;和
基于所述测量时的发动机转速,将由所述工作速度测量单元所测量的工作速度变换成超过所述判定值的区域中的工作速度的变换装置。
另外,第18技术方案如第14~第17技术方案中的任意一项所述,其特征在于:
所述EGR调节机构将内燃机的液压(油压)作为驱动源;
所述工作速度检测单元包括:
在任意的油温下测量所述EGR调节机构的工作速度的工作速度测量单元;
存储所述工作速度的测量时的油温的油温存储单元;
在规定定时检测油温的油温检测单元;和
基于所述测量时的油温和所述规定定时的油温,将由所述工作速度测量单元所测量的工作速度变换成所述规定定时的工作速度的变换单元。
另外,第19技术方案如第12技术方案所述,其特征在于:所述冷却流量实现单元和所述流量改变单元,通过控制节气门开度或怠速控制阀流量即ISC阀流量来控制吸入空气量。
另外,第20技术方案如第1~第19技术方案中的任意一项所述,其特征在于:所述吸入空气量控制单元,通过控制节气门开度或怠速控制阀流量即ISC阀流量来控制吸入空气量。
根据第1技术方案,在高发动机转速下的燃料切断时,可以产生大量的排气再循环量,而且可以减少吸入空气量。如果确保大量的排气再循环量,则即使在高发动机转速下进行燃料切断,也可以避免过量的进气负压的产生。另外,此时,在燃料切断的执行中,也可以避免流入催化剂的气体过度地富集化。因此,根据本发明,当在高发动机转速下执行燃料切断时,可以充分抑制燃油量上升,同时可以充分抑制催化剂劣化。进而,根据本发明,在内燃机的运转状态容易变得不稳定的低发动机转速下,与高发动机转速下不同,抑制了排气再循环量,而且也抑制了吸入空气量的节流(减少)。因此,根据本发明,可以避免在从低发动机转速下的燃料切断恢复时,内燃机的运转变得不稳定。
根据第2技术方案,当在高发动机转速下开始燃料切断时,从指示了排气再循环量的增加之后,可以等待吸入空气量减少直到实际上该再循环量超过判断值。如果在实际地确保排气再循环量之前减小吸入空气量,则进气管压力暂时过度地负压化,从而变为容易产生燃油量上升的状态。根据本发明,可以防止产生这种状态,可以可靠地阻止燃油消耗量的增大。
根据第3技术方案,可以控制可变气门正时机构,使气门重叠期间变化,从而使排气再循环量(内部EGR量)增减。此时,实际的内部EGR量,根据可变气门正时机构的状态确定。而且,根据本发明,通过以可变气门正时机构的状态为基础,可以高精度地判断排气再循环量是否超过判断值。
根据第4技术方案,可以从在高发动机转速下开始燃料切断后,到充分确保排气再循环量之前,将吸入空气量维持为大量。因此,根据本发明,可以可靠地阻止在燃料切断开始之后进气管压力过度地负压化。
根据第5技术方案,可以从燃料切断的执行条件成立后,到充分确保排气再循环量的实际值之前,禁止燃料切断的执行。因此,根据本发明,可以有效防止在燃料切断开始之后,稀薄的气体大量地流入催化剂,防止催化剂的劣化进行。
根据第6技术方案,在燃料切断的执行条件成立后,在经过了燃料切断禁止界限时间后,即使没有充分确保排气再循环量,也可以开始燃料切断的执行。因此,根据本发明,可以正确地产生驾驶者所期待的减速感。
根据第7技术方案,可以不以节气门开度为基础,而以加速器开度为基础判断燃料切断的执行条件的成立性。因此,根据本发明,可以不受加速器开度反映到节气门开度为止的时间差影响,迅速地判断燃料切断条件的成立。
根据第8技术方案,在燃料切断的持续时间达到规定时间的时刻,可以解除排气再循环量的增量修正,另外,可以解除吸入空气量的减量修正。如果燃料切断长时间持续,催化剂内由于氧气而饱和,因此抑制稀薄气体流入催化剂的理由消失。此时,为了燃料切断后的稳定运转,倒不如减少排气再循环量、增加空气量来防止燃油量上升。根据本发明,可以根据上述要求,使燃料切断后的内燃机的稳定运转成为可能。
根据第9技术方案,可以与催化剂由于氧气而饱和的时期同步地判断规定时间的持续。因此,根据本发明,可以充分地实现催化剂的保护,同时在尽可能的范围内提早创造出对燃料切断后的稳定运转有利的状况。
根据第10技术方案,可以在开始向配置在排气通路上的上游催化剂的下游吹过稀薄的气体后,在足以通过氧气而使下游催化剂饱和的累计吸入空气量流通的时刻判断规定时间的持续。根据上述的判断方法,可以将上游催化剂的氧气吸藏量的公差量(容差)从判断要素中排除,因此可以使与规定时间的持续有关的判断精度充分地提高。
根据第11技术方案,可以基于上游催化剂的氧气吸藏容量对由氧气使下游催化剂饱和所需的累计吸入空气量的值进行设定。由氧气而使下游催化剂饱和所需的累计吸入空气量,根据下游催化剂的氧气吸藏容量而确定。而且,可以确认在下游催化剂的氧气吸藏容量与上游催化剂的氧气吸藏容量之间具有很高的相关性。因此,根据本发明,可以高精度地对由氧气而使下游催化剂饱和所需的累计吸入空气量的值进行设定。
根据第12技术方案,可以在燃料切断的持续时间达到所述规定时间时,即判断为抑制空气流入催化剂的必要性消失的时刻,将吸入空气量设为冷却目的流量。此时,由于允许大量的吸入空气量的流通,因此可以促进催化剂的冷却。催化剂即使接触到稀薄气体,只要其温度降低,也不会急剧地劣化。根据本发明,在无法避免催化剂的氧气饱和的状况下,通过使催化剂急剧冷却,可以抑制该劣化的进行。进而,根据本发明,在催化剂被充分地冷却之后(冷却时间经过之后),通过适当地确保吸入空气量,可以有效地防止燃油量上升的发生。
根据第13技术方案,可以基于催化剂的温度设定冷却时间。因此,根据本发明,可以在冷却催化剂方面不存在过或不足的适当的时间,将吸入空气量设为冷却目的流量。
根据第14技术方案,可以基于事先检测出的EGR调节机构的工作速度,对燃料切断时的所述EGR调节机构的工作量进行设定。在基于EGR调节机构的工作速度对燃料切断中的工作量进行设定时,在从燃料切断恢复时,可以不伴有较大的延迟地使EGR调节机构恢复到适于通常运转的状态。因此,根据本发明,在从燃料切断恢复时,可以一直防止内燃机的状态变得不稳定。
根据第15技术方案,当EGR调节机构的工作量越大时,可以将燃料切断时的吸入空气量的节流流量设定为越小的值。即,根据本发明,在EGR调节机构的工作量较大,可以充分确保EGR量的状况下,可以充分减小吸入空气量;另一方面,在EGR调节机构的工作量较小,无法充分确保EGR量的状况下,可以将吸入空气量设为较大的值。因此,根据本发明,可以在燃料切断的执行中,以设定后的工作量为前提,一直创造出用于使燃油量上升和催化剂保护兼备的最合适的状况。
根据第16技术方案,可以在发动机转速超过判定值的区域,检测EGR调节机构所表现出的工作速度。对于EGR调节机构,可以得出当发动机转速越高则越大的工作量。因此,为了保证在从燃料切断恢复时EGR调节机构没有迟滞地返回到适于通常运转的状态,最好预先基于高转速区域下的工作速度设定EGR调节机构的工作量。根据本发明,可以满足该要求,因此可靠地确保从燃料切断恢复时的内燃机的稳定性。
根据第17技术方案,可以通过对在任意的发动机转速下所测量的EGR调节机构的工作速度进行变换,检测超过判定值的区域中的工作速度。根据这样的方法,不用等待内燃机进入高转速区域就可获得EGR调节机构的工作速度。因此,根据本发明,可以在内燃机起动后,迅速地获得EGR调节机构的工作速度。
根据第18技术方案,可以通过对在任意的油温下所测量的EGR调节机构的工作速度进行变换,检测规定定时的工作速度。由于EGR调节机构以油压作为驱动源,因此如果油温变化,工作速度也变化。根据本发明,可以不受油温的变动的影响,在规定的定时检测出适当的工作速度。因此,根据本发明,在从燃油切断恢复时,可以一直实现稳定的运转状态。
根据第19或第20技术方案,可以通过对节气门开度或怠速控制(ISC)阀流量进行控制,容易且正确地实现吸入空气量所要求的变化。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1的结构的图;
图2是用于说明当在发动机转速NE充分高的环境下执行F/C时,在本发明的实施方式1中所实现的动作的时间图;
图3是在本发明的实施方式1中所执行的主例程的流程图;
图4是图3所示的例程中所参照的通常目标值vt1的图表;
图5是图3所示的例程中所参照的减速时目标值vt2的图表;
图6是图3所示的例程中所参照的判定值α的图;
图7是图3所示的例程中所参照的第1校正系数kfcta1的图表;
图8是图3所示的例程中所参照的第2校正系数kfcta2的图表;
图9是用于说明本发明的实施方式2的动作的时间图;
图10是在本发明的实施方式2中所执行的主例程的流程图;
图11是用于说明本发明的实施方式3的特征的时间图;
图12是在本发明的实施方式3中所执行的主例程的流程图;
图13是用于说明本发明的实施方式4的动作的时间图;
图14是在本发明的实施方式4中所执行的主例程的流程图;
图15是在本发明的实施方式4中用于算出稀薄气体流入累计量TGaso2所执行的例程的流程图;
图16是在本发明的实施方式4中用于算出饱和判定值E所执行的例程的流程图;
图17是图16所示的例程中所参照的饱和判定值E的图;
图18是用于说明本发明的实施方式5的动作的时间图;
图19是在本发明的实施方式5中所执行的主例程的流程图(其一);
图20是在本发明的实施方式5中所执行的主例程的流程图(其二);
图21是图20所示的例程中所参照的第3校正系数kfcta3的图表;
图22是在本发明的实施方式5中用于算出冷却判定值F所执行的例程的流程图;
图23是图22所示的例程中所参照的冷却判定值F的图;
图24是在本发明的实施方式6中用于算出校正系数所执行的例程的流程图;
图25是在图24所示的例程中用于算出校正系数kdvt2所参照的图;
图26是在图24所示的例程中用于算出校正系数kdta2所参照的图;
图27是在本发明的实施方式6中所执行的主例程的流程图;
图28是在本发明的实施方式7中用于算出校正系数所执行的例程的流程图;
图29是在图28所示的例程中用于算出校正系数kne所参照的图;
图30是在本发明的实施方式8中用于算出校正系数所执行的例程的流程图;
图31是在图30所示的例程中用于算出第1以及第2VVT延迟角校正系数ktho1、ktho2所参照的图。
具体实施方式
实施方式1.
[系统结构的说明]
图1表示用于说明本发明的实施方式1的结构的图。如图1所示,本实施方式的系统具备内燃机10。在内燃机10上连通有进气通路12以及排气通路14。
在进气通路12上,配置有检测流过其内部的空气量、即流入内燃机10的吸入空气量Ga的空气流量计16。在空气流量计16的下游配置有节气门18。节气门18是基于加速器开度由节气门电机20所驱动的电子控制式的气门。在节气门18的附近,配置有用于检测节气门开度TA的节气门位置传感器22以及用于检测加速器开度AA的加速器位置传感器24。
内燃机10是具有多个气缸的多气缸式的发动机,图1表示其中的一个气缸的剖面。在内燃机10所具备的各个气缸上,设有与进气通路12相连通的进气口以及与排气通路14相连通的排气口。在进气口上,配置有用于向其内部喷射燃料的燃料喷射阀26。另外,在进气口以及排气口上,分别设有用于使进气通路12或排气通路14与气缸内处于导通状态或截止状态的进气门28以及排气门30。
进气门28以及排气门30分别由可变气门正时(VVT)机构32、34所驱动。可变气门正时机构32、34分别与曲轴的旋转同步地使进气门28以及排气门30开闭,并且可以改变它们的气门开启特性(气门开启时刻、作用角、升程量等)
内燃机10在曲轴的附近具备曲轴转角传感器36。曲轴转角传感器36是在曲轴每旋转规定旋转角时,使Hi输出和Lo输出逆反的传感器。根据曲轴转角传感器36的输出,可以检测曲轴的旋转位置、旋转速度,进而可以检测发动机转速NE等。
在内燃机10的排气通路14上,串连配置有用于净化排气的上游催化剂(SC)38以及下游催化剂(UF)40。另外,在上游催化剂38的上游,配置有用于在该位置检测排气空燃比的空燃比传感器42。进而,在上游催化剂38和下游催化剂40之间,配置有产生与该位置的空燃比为富集或稀薄相对应的信号的氧气传感器44。
图1所示的系统具备ECU(电子控制单元,Electronic Control Unit)50。在ECU50上连接有上述的各种传感器或致动器。ECU50可以基于这些传感器输出来控制内燃机10的运转(运行)状态。
[实施方式1的特征]
(高NE下的F/C动作)
本实施方式的系统,当在内燃机10的运转中将节气门开度TA设为怠速开度时,执行停止燃料的喷射的处理,即燃油切断(F/C)。图2是用于说明当在发动机转速NE充分高的环境下执行F/C时的本实施方式的动作的时间图。
更具体地说,图2A是表示F/C的执行状态的波形图。在这里,举例表示了在时刻t0开始F/C的情况。图2B表示进气管压力PM的波形。这里,图2B的虚线为不产生燃油量上升或燃油量下降的进气管压力PM的允许界限值。图2C是表示内部EGR(排气再循环,Exhaust GasRecirculation)变化的波形。图2D是表示节气门开度TA的变化的波形图。在这里,具体展示了在时刻t0之前使节气门开度TA急速地关闭的例子。
在内燃机10的运转中,F/C是由使节气门开度TA急速地关闭而开始的。因此,在F/C开始后,形成了进气管压力PM容易很大程度地负压化的状态。此时,如果进气管压力PM负压化超过允许界限值,则在内燃机10中会产生燃油量上升(燃油从活塞周围进入燃烧室)或燃油量下降(燃油从气门杆周围进入燃烧室),产生燃油消耗量增加的状况。
但是,进气管压力PM的负压化可以通过增大节气门开度TA而回避。因此,如果在F/C开始后,特别是在进气管压力PM容易很大程度地负压化的高转速区域,将节气门开度TA保持为比基本的怠速开度TAO(低转速区域中的怠速开度)大的开度,就可以将进气管压力PM保持为比允许界限值高的高压,防止燃油量上升或燃油量下降的产生。
但是,由于在F/C执行期间没有进行燃料喷射,因此流入催化剂(上游催化剂38以及下游催化剂40)的气体极端地偏稀薄。而且,如果在高温的催化剂中流入稀薄的气体,则催化剂的劣化容易进行。因此,如果在F/C开始后打开节气门开度TA而使稀薄气体的流通量增加,虽然会防止燃油消耗量的增加,但会促进上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化。
根据图1所示的系统,通过由可变气门正时机构34使排气门30的气门开启相位为延迟角,可以延长气门重叠期间,即进气门28与排气门30同时处于气门开启状态的时间。而且,如果气门重叠期间延长,则在进气门28开启后逆流入进气通路14的已燃气体(排气)量,即内部EGR量增加。
进气管压力PM,在节气门18的下游的气体量越多越接近大气压。而且,该气体量为通过了节气门18的新气体的量与气门重叠的期间中所产生的内部EGR气体量的和。因此,如果内部EGR量充分地多,不论节气门开度TA如何地小,进气管压力PM也不会过度地负压化。
进而,如果在充分地确保了内部EGR量的状态下减小节气门开度TA,则可以使缸内的已燃气体比例充分地升高。而且,如果在F/C的执行中实现这样的状态,则可以避免流入催化剂的气体的极度的稀薄化。
如上述所说明,根据图1所示的系统,即使当在高转速区域中开始F/C时,如果在发生了产生充分的内部EGR那样的气门重叠的状态下充分地减小节气门开度TA,也可以一边防止燃油量上升或燃油量下降的发生,一边有效抑制上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化进行。
但是,在图1所示的结构中,从对可变气门正时机构34发出指令之后,到得到现实所希望的内部EGR量为止,即到得到现实所希望的气门重叠之前,需要致动器的动作时间。因此,内部EGR量的现实值如图2C所示,在F/C开始后(时刻t0之后),在上述的动作时间之后达到收敛值。
而且,如果在内部EGR量充分地接近收敛值之前减小节气门开度TA,则必然产生燃量上升或燃油量下降的问题。因此,在本实施方式中,如图2D所示,在F/C开始后到内部EGR量的现实值到达充分的量之前,暂时将节气门开度TA设置为比基本的怠速开度TAO大的值,然后,在内部EGR量确保为充分的时刻,对节气门开度TA实施减小校正。根据这样的节气门操作,在F/C开始后,可以一边将空气的流通量抑制得充分地少,一边防止进气管压力PM过度地负压化。因此,根据本实施方式的装置,可以有效地防止伴随着F/C的执行的燃油消耗量的增大以及催化剂的劣化。
(低NE下的F/C动作)
上述的动作是在高NE下开始F/C时的动作。在发动机转速NE充分高时,即使在F/C的执行中在缸内以较高的比例存在已燃气体,另外确保了较大的气门重叠,但通过在F/C结束前减小气门重叠,可以在产生发动机失速(engine stall)以前恢复为通常的稳定运转状态。
但是,在发动机转速NE较低的区域中的F/C期间,如果形成与上述相同的状态,则在F/C结束后,在缸内气体的新气比例充分升高之前,内燃机10有时会到达失速状态。因此,本实施方式的系统,当在低NE下执行F/C时,与高NE下的F/C相比,缩短了气门重叠期间,而且减缓了节气门开度TA的减小。
根据这样的处理,当在低NE下执行的F/C结束之后,可以立即再现能够稳定运转的状况。因此,根据本实施方式的系统,可以有效地防止在低NE下的F/C结束之后内燃机10失速。
[实施方式1的具体的处理]
图3是为了实现上述的功能,在本实施方式中ECU50所执行的例程的流程图。根据图3所示的例程,首先读入发动机转速NE与负载率k1(步骤100)。发动机转速NE可以基于曲轴转角传感器36的输出来获得。负载率k1是将节气门开度TA设为全开时所得到的吸入空气量与实际吸入空气量Ga的比例,可以基于空气流量计16的输出等来获得。
接下来,基于发动机转速NE与负载率k1计算出可变气门正时机构34的通常目标值vt1(步骤102)。通常目标值vt1是不进行F/C期间的、通常的运转时的配气正时VVT的目标值。如图4所示,ECU50将通常目标值vt1储存为以和发动机转速NE与负载率k1的关系确定的图表。在这里,通过参照该图表,可以计算出通常目标值vt1。
另外,根据图4所示的上述图表,在例如负载率k1为10%或以下的低负载区域,不论发动机转速NE是什么样的值,都将通常目标值vt1设为0。如果实现通常目标值vt1=0,就不会产生气门重叠。因此,只要使用通常目标值vt1,在低负载区域就不会产生内部EGR。
在图3所示的例程中,接下来判别减速F/C条件是否成立(步骤104)。更具体地说,在这里,判别节气门开度TA是否被关闭到基本怠速开度TAO。
在节气门开度TA比基本怠速开度TAO大时,确认为减速F/C条件不成立。此时,应该继续通常的运转,首先将配气正时VVT控制为通常目标值vt1(步骤106)。
接下来,根据加速器开度AA控制节气门开度TA(步骤108)。然后,为表示禁止F/C的执行的状态,将F/C执行标志XFC设定为0(步骤110)。在执行完上述的处理后,内燃机10继续进行与驾驶者的加速器操作量相对应的通常的运转。
在图3所示的例程中,当在步骤104中确认了减速F/C条件成立(TA≤TAO成立)时,接下来计算出配气正时VVT的减速时目标值vt2(步骤112)。减速时目标值vt2是在减速F/C的执行中所应该实现的配气正时VVT的值。
图5表示用于计算出减速时目标值vt2而由ECU50所储存的图表的一例。在图5所示的图表中,减速时目标值vt2通过与发动机转速NE的关系来确定。更具体地说,减速时目标值vt2被设定为:在怠速转速附近为0,发动机转速NE越高其值越大(最大值20)。
减速时目标值vt2为负载率k1比10%充分小的状况下所使用的目标值。通常目标值vt1在这样的状况下在整个旋转区域内被设为0。因此,减速时目标值vt2被设定得:与通常目标值vt1相比,随着发动机转速NE升高变为更大的值。
本实施方式的系统构成得:配气正时VVT变为越大的值,气门重叠期间变得越长。而且,内部EGR量如上所述,气门重叠期间越长则该量变得越多。因此,在将配气正时VVT设为减速时目标值vt2时,发动机转速NE越高越可以确保长期的气门重叠期间,另外,随着发动机转速NE降低,气门重叠期间向0缩小。
在图3所示的例程中,接下来判别实际配气正时vtt是否超过α°CA(步骤114)。在本实施方式的系统中,在对可变气门正时机构34发出用于使配气正时VVT与减速时目标值vt2一致的指令后,直到实际上配气正时VVT与减速时目标值vt2一致之前,需要某种程度的致动器动作时间。即,在本实施方式的系统中,在确定了减速时目标值vt2之后,直到确保足够避免过度的进气负压的产生的内部EGR量之前,需要某种程度的时间。在本步骤112中所使用的vtt>α°CA的条件,实际上是用于判断实际配气正时vtt是否变化为可以确保所希望的内部EGR量的程度的条件。
图6表示用于设定判定值α而由ECU50所储存的图的一例。即,ECU50参照图6所示的图来设定判定值α。根据图6所示的图,判定值α在低NE区域维持为最小值,在中NE区域相对于NE成比例地增减,另外,在高NE区域维持为最大值。在低NE区域,不需要那么大的气门重叠,可以避免过量的进气负压的产生。另一方面,在高NE区域,为了防止过度的进气负压的产生需要较大的气门重叠。根据图6所示的图,可以根据这些情况的不同,在整个NE区域内设定适当的判定值α。
在图3所示的例程中,当在上述步骤114中,确认为vtt>α°CA不成立时,可以判断为仍然没有确保充分的内部EGR量。在这种情况下,接下来执行用于设定减速F/C时的第1目标节气门开度ta1的处理。更具体地说,在这里,首先计算出第1校正值kfcta1(步骤116)。
在本实施方式中,ECU50通过下式计算出节气门开度TA的目标值(目标ta)。
目标ta=基本怠速开度TAO+第1校正系数kfcta1
-第2校正系数kfcta2......(1)
根据上述式(1),目标ta在第1校正系数kfcta1越大时值越大,另一方面,在第2校正系数kfcta2越大时值越小。即,第1校正系数kfcta1是用于使目标ta扩大的校正系数,第2校正系数kfcta2是用于使目标ta缩小的校正系数。
图7表示用于计算出第1校正系数kfcta1而在ECU50中储存的图表的一例。在上述步骤116中,通过参照该图表计算出第1校正系数kfcta1。根据该图表,第1校正系数kfcta1在发动机转速NE越高时值设定得越大,另外在发动机转速NE为怠速转速附近的值时设定为最小值0。
在第1校正系数kfcta1的计算结束后,接下来将第2校正系数kfcta2设定为0(步骤118)。根据以上的处理,发动机转速NE越高,目标ta与基本怠速开度TAO相比被设定为越大的值。在这里,将具有这样的特征的目标ta称作第1目标节气门开度ta1。
在图3所示的例程中,当在上述步骤114中,确认为vtt>α°CA成立时,可以判断为已经确保了足够避免产生过度的进气负压的内部EGR量。在这种情况下,接下来执行用于设定减速F/C时的第2目标节气门开度ta2的处理。
在这里,首先将第1校正系数kfcta1设为0(步骤120)。接下来,参照图8所示的图表,计算出第2校正系数kfcta2(步骤122)。
图8所示的图表被设定得:发动机转速NE越高,第2校正系数kfcta2的值越大;另外在发动机转速NE为怠速转速附近的值时,第2校正系数kfcta2为最小值0。由于第2校正系数kfcta2是用于使目标ta缩小的校正系数,因此根据上述步骤120以及步骤122的处理,发动机转速NE越高,目标ta与基本怠速开度TAO相比被设定为越小的值。在这里,将具有这样的特征的目标ta称作第2目标节气门开度ta2。
根据图3所示的例程,接下来判别发动机转速NE是否比F/C开始转速A高(步骤124)。其结果,在确认了NE>A成立时,将F/C执行标志XFC设定为1(步骤126)。
ECU50通过其他的例程监视F/C执行标志XFC的状态,在确认XFC=1成立时执行F/C。因此,在执行上述步骤126的处理之后,在内燃机10中开始F/C。
在图3所示的例程中,接下来执行用于将配气正时VVT设为减速时目标值vt2的控制(步骤128)。其结果,在发动机转速NE较高的区域,配气正时VVT得以修正,使得确保了较大的气门重叠,并且内部EGR量的增量得以实现。
接下来,以使节气门开度TA与上述式(1)中所得到目标ta相一致的方式对节气门18进行控制(步骤130)。如上所述,在实际配气正时vtt到达α°CA之前,目标ta被设定为第1目标节气门开度ta1,即基本怠速开度TAO以上的值。此时,发动机转速NE越高,节气门开度TA可以确保越大。其结果,即使在产生充分的内部EGR量之前,也可以避免过量的进气负压的产生,防止燃油消耗量的增量。
在实际配气正时vtt到达α°CA之后,目标ta被设定为第2目标节气门开度ta2,即基本怠速开度TAO以下的值。此时,发动机转速NE越高,节气门开度TA被缩小为越小的值,流入上游催化剂38以及下游催化剂40的新气体的流量减少。其结果,抑制了F/C的执行中的上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化。
在图3所示的例程中,当在上述步骤124中判定为NE>A不成立时,接下来判别是否将F/C执行标志XFC设定为1(步骤132)。在确认为XFC=1成立时,可以判断为已经开始F/C。此时,接下来判别发动机转速NE是否下降到F/C结束转速B(步骤134)。
在判别为发动机转速NE比F/C结束转速B大时,可以判断为F/C结束条件还不成立。此时,再次按顺序执行上述步骤128以及130的处理。
另一方面,当在上述步骤132中,确认为XFC=1不成立时,可以判断为应该使F/C开始的状况不成立。另外,在上述步骤134中,在确认NE>B不成立时,可以判断为应该使F/C结束的条件成立。在上述情况下,下面顺次执行用于实现通常的运转状态的步骤106~110的处理。
如上所说明,根据图3所示的例程,在发动机转速NE较高的区域,在从F/C开始后到确保内部EGR量之前的时间内,通过增大节气门开度TA,可以防止燃油消耗量的增量。另外,在该区域中的F/C期间,通过在充分确保内部EGR量的阶段缩小节气门开度TA,可以使燃油消耗量的增量防止与催化剂的劣化抑制这双方兼备。
进而,根据图3所示的例程,即使在F/C执行期间,在发动机转速NE较低的区域,也可以使配气正时VVT以及节气门开度TA这双方接近通常运转时的状态。因此,根据本实施方式的系统,可以可靠地防止当在低转速区域F/C结束之后,内燃机10的运转状态变得不稳定的情况。
但是,在上述的实施方式1中,是通过改变对排气门30进行驱动的可变气门正时机构34的状态来使气门重叠期间变化,作为其结果而使内部EGR量变化的,但使内部EGR量变化的方法并不局限于这样的方法。例如,也可以通过改变对进气门28进行驱动的可变气门正时机构32的状态来使气门重叠期间变化,作为其结果而使内部EGR量变化。
另外,使内部EGR量变化的方法也并不局限于使气门重叠期间增减的方法。例如,在将排气门30的气门关闭时间设定为排气上止点以前的曲轴转角区域时,通过使该气门关闭时间提前或延迟,在排气行程中封闭在缸内的残留气体量增加或减小。因此,也可以通过在排气上止点以前的曲轴转角区域对排气门30的气门关闭时间进行调整来使内部EGR量增减。
另外,在上述的实施方式1中,在高NE下的F/C期间,是通过使内部EGR量增加来防止进气通路12内的过度负压化以及过度稀薄化的,但这些防止方法并不局限于此。即,除了设置用于使向排气通路14排出的排气再循环到进气通路12的EGR机构,通过增加外部EGR量也可以实现同样的功能。
另外,在上述的实施方式1中,等待实际配气正时vtt超过判定值α°CA,即等待内部EGR量的现实值确保为某种程度,以开始节气门开度TA的缩小校正,但本发明并不局限于此。即,F/C开始后的节气门开度TA的缩小校正,也可以以下述方式执行:伴随内部(或外部)EGR量的现实值的增大,TA的减小量与EGR量的增大量相对应。
另外,在上述的实施方式1中,是通过控制节气门开度来控制负压的大小与流入催化剂的空气的流量的,但该控制对象并不局限于此。即,负压的大小与流入催化剂的空气的流量可以通过使吸入空气量Ga增减来控制。因此,并不局限于节气门开度,通过控制使吸入空气量变化的要素,也可以实现与实施方式1同样的功能。具体地说,如果是无节气门的内燃机,通过使进气门的升程量、作用角、气门开启时刻等变化,可以实现与实施方式1的情况同样的功能;另外,如果是具备使节气门旁通的怠速控制(ISC)阀的内燃机,通过使从其中通过的ISC阀流量变化,可以实现与实施方式1的情况同样的功能。
另外,在上述的实施方式1中,ECU50分别通过在内燃机10减速时执行F/C来实现上述第1技术方案的“燃料切断单元”,通过执行步骤112以及步骤128的处理来实现上述第1技术方案的“EGR控制单元”以及上述第3技术方案的“VVT控制单元”,通过执行步骤122以及步骤130的处理来实现上述第1技术方案的“吸入空气量控制单元”。
另外,在上述的实施方式1中,ECU50分别通过执行步骤114的处理来实现上述第2或第3技术方案的“实际EGR判断单元”,通过等待步骤114的条件成立而执行步骤120以及步骤122的处理来实现上述第2技术方案的控制延迟单元。
另外,在上述的实施方式1中,ECU50通过执行步骤116以及步骤118的处理来实现上述第4技术方案的“维持吸入空气量的单元”。
实施方式2.
接下来参照图9以及图10,对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的系统可以通过使用图1所示的硬件结构、在ECU50中执行后述的图10所示的例程来实现。
[实施方式2的特征]
图9是用于说明本发明的实施方式2的系统的特征性动作的时间图。更具体地说,图9A是表示F/C条件成立与否的波形。另外,图9B是假想性地表示F/C条件成立前后的实际配气正时vtt的变化例(2个例子)的图。进而,图9C是假想性地表示与图9B所示的实际配气正时vtt的变化例相对应的节气门开度TA的变化例(2个例子)的图。然后,图9D是表示在本实施方式中所使用的F/C的执行规则的图。
图9A表示在时刻t0,F/C的执行条件成立的例子。本实施方式的系统,与实施方式1的系统相同,在F/C的执行条件成立后增加内部EGR量,因此可以以气门重叠增加的方式使实际配气正时vtt变化。
图9B中以虚线表示的波形表示的是在时刻t0后、在比较短的时间内实际配气正时vtt到达判定值α°CA的例子。另外,图9B中以单点划线表示的波形举例表示了在实际配气正时vtt到达判定值α°CA之前需要比较长的时间的情况。
本实施方式的系统,与实施方式1的系统相同,在实际配气正时vtt到达判定值α°CA之前,将节气门开度TA维持为基本的怠速开度TAO以上以用于避免过量的进气负压的产生,在vtt到达α°CA的时刻,将节气门开度TA缩小为基本的怠速开度TAO以下。因此,缩小节气门开度TA的时间,根据实际配气正时vtt到达判定值α°CA之前的时间变动(参照图9C)。
但是,在遵循上述的控制规则时,从F/C开始后到节气门开度TA缩小为基本的怠速开度TAO以下之前,比较多的新气体流入内燃机10。在此时间内,如果根据F/C条件的成立而实际地执行F/C,则稀薄的气体大量地流入上游催化剂38以及下游催化剂40,促进了它们的劣化。换言之,为了抑制上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化,优选与F/C条件的成立无关地,在缩小节气门开度TA之前不实际地开始F/C。
另一方面,车辆的驾驶者期待在释放加速踏板的时刻由发动机制动产生的制动力。而且,为了确保该制动力较大,优选在F/C的执行条件成立后实际地开始F/C。
因此,在本实施方式中,将F/C的执行规则设定为如图9D所示,来应对上述的2个要求。即,根据图9D所示的执行规则,将从F/C的执行条件成立后到时刻C之前的时间设为F/C执行禁止时间。在这里,所谓时刻C,是在时刻t0之后、经过F/C执行禁止时间C之后的时刻。而且,所谓F/C执行禁止时间C,是实际配气正时vtt到达判定值α°CA所确实需要的时间。
另外,根据图9D所示的规则,从时刻C到时刻D的时间,是以实际配气正时vtt到达判定值α°CA为条件、允许F/C的执行的时间。然后,时刻D以后,是与配气正时vtt和α的关系无关地允许F/C的执行的时间。在这里,所谓时刻D,是从时刻t0开始经过了禁止界限时间D的时刻。另外,所谓禁止界限时间D,是可以没有不谐调感地产生驾驶者所期待的制动力、并且延迟F/C的执行开始的最大限度的时间。
根据上述的F/C的执行规则,只要可以没有不谐调感地使F/C的执行开始延迟,直到实际配气正时vtt到达判定值α°CA之前,即直到节气门开度TA缩小为基本怠速开度TAO以下的开度之前,可以使F/C的执行延迟。然后,在vtt到达α°CA之前经过了规定时间D时,可以在该时刻允许F/C的执行,可靠地产生驾驶者所希望的制动力。因此,根据本实施方式的系统,可以同时实现可靠地保护上游催化剂38以及下游催化剂40、以及确保与驾驶者所希望的制动力。
[实施方式2的具体的处理]
图10是为了实现上述的功能而由ECU50所执行的例程的流程图。另外,在图10中,对于与上述图3所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
根据图10所示的例程,在减速F/C条件不成立期间(节气门开度TA比基本怠速开度TAO大的期间),与图3所示的例程的情况相同,执行步骤100~110的处理。其结果,实现通常的运转状态。
在节气门开度TA减小为基本怠速开度TAO时,在步骤104中确认减速F/C条件是否成立。此时,计算出减速时目标值vt2,进而执行用于将实际配气正时vtt设为vt2的处理(步骤140)。另外,本步骤140的处理实际上是图3所示的步骤102的处理与步骤128的处理的组合,因此在这里省略掉详细的说明。
在图10所示的例程中,接下来判别在减速F/C条件成立后是否经过了F/C禁止时间C(步骤142)。在减速F/C条件刚刚成立后,判别为没有经过F/C禁止时间C。此时,在步骤118中将第2校正系数kfcta2设定为0,然后执行第1校正系数kfcta1的计算与节气门开度TA的控制(步骤144)。
在上述步骤144中,第1校正系数kfcta1通过与图3所示的步骤116的情况相同的方法,即通过参照图7所示的图表的方法计算出来。另外,节气门开度TA的控制与图3所示的步骤130的情况相同,以通过上述式(1)计算出的目标ta为目标值而执行。在这里,由于通过上述式(1)计算出第1目标节气门开度ta1,因此节气门开度TA被控制为基准怠速开度TAO以上的开度。
在图10所示的例程中,接下来判别在减速F/C条件成立后是否经过了禁止界限时间D(步骤146)。在未经过F/C禁止时间C时,必然也未经过禁止界限时间D。因此,在未经过F/C禁止时间C之前,本步骤146的条件一直成立,然后,执行步骤110的处理。其结果,在减速F/C条件成立后,至少到经过F/C禁止时间C之前,一直禁止F/C的执行。
在减速F/C条件成立后,如果节气门全闭的状态持续F/C禁止时间C,在步骤142中,判别为经过了F/C禁止时间C。此时,接下来在步骤114中判别实际配气正时vtt是否到达判定值α°CA。
在该阶段,在vtt还未到达α°CA时,判别为步骤114的条件不成立,接下来执行步骤118、144以及146的处理。其结果,在经过禁止界限时间D之前的期间,只要实际配气正时vtt未到达判定值α°CA,禁止F/C的执行,而且将节气门开度TA控制为第1目标节气门开度ta1。
当在实际配气正时vtt到达判定值α°CA之前经过了禁止界限时间D时,在步骤146中,判定为经过了禁止界限时间D。此时,接下来执行步骤124的处理。
在减速F/C条件成立后,在开始执行步骤124的处理的时刻,如果发动机转速NE为F/C开始转速A以下,步骤124的条件不成立,进而,步骤132的条件也不成立。在该情况下,在此后执行步骤106~110的处理,不开始F/C,而继续通常的运转状态。
另一方面,在减速F/C条件成立后,在开始执行步骤124的处理的时刻,如果NE>A成立,在步骤126中将F/C执行标志XFC设定为1,开始F/C。只要步骤104的条件成立,每次起动本例程时都反复进行步骤124、132以及134的处理,在发动机转速NE低于F/C结束转速B之前,继续执行F/C。
根据上述的处理,即使在实际配气正时vtt到达判定值α°CA需要较长的时间时,也可以在减速F/C条件成立之后,在经过了禁止界限时间D之后开始F/C的执行。因此,根据本实施方式的系统,在驾驶者通过放开加速踏板而希望产生制动力的状况下,不会给驾驶者较大的不谐调感,可以产生与该希望相当的制动力。
在F/C开始后,在继续该执行期间,紧接着步骤126或者134的处理,判别实际配气正时vtt是否超过第2判定值β°CA(步骤148)。第2判定值β°CA为比判定值α°CA大、而且比减速时目标值vt2小的值。因此,在vtt没有到达α°CA、由经过禁止界限时间D而执行F/C的状况下,vtt>β必然不成立。
此时,不进行步骤122的处理,而在步骤130中控制节气门开度TA。在vtt没有到达α°CA的状况下,通过步骤118以及步骤144的处理,目标ta被设为第1目标节气门开度ta1。因此,在vtt到达α°CA之前,即使在F/C开始后,节气门开度TA也维持在基本怠速开度TAO以上。
在经过F/C禁止时间C、而且实际配气正时vtt到达判定值α°CA之后,与是否经过禁止界限时间D无关地,在步骤120中将第1校正系数kfcta1设为0。第1校正系数kfcta1是用于使节气门开度TA扩大的校正系数。因此,在将kfcta1设为0后,节气门开度TA被抑制为基本怠速开度TAO以下。
根据上述的处理,在实际配气正时vtt到达判定值α°CA之后,即形成了可以将内部EGR量确保在某种程度的状态之后,可以防止不必要地维持新气体容易大量流入的状态的情况,可以创造出在抑制上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化方面有利的状况。
在vtt>α°CA成立的状况下,在NE>A或XFC=1成立时,在将第1校正系数kfcta1设为0的状态下执行F/C。而且,在执行F/C的期间内,每次起动图10所示的例程时,都在步骤148中判定vtt>β°CA成立与否。
其结果,在实际配气正时vtt超过判定值α°CA之后,到到达第2判定值β°CA之前,跳过步骤122的处理。此时,在步骤130中,在将第1校正系数kfcta1以及第2校正系数kfcta2都设为0的状态下计算出目标ta。因此,节气门开度TA被抑制为基本怠速开度TAO。
根据上述的处理,在实际配气正时vtt超过判定值α°CA之后、但尚未充分接近减速时目标值vt2时,即,在内部EGR量可以确保为某种程度、但无法充分确保时,不会不必要地使大量的新空气流通,而且可以实现不会使进气管压力PM过度地负压化的适当的节气门开度TA。
在维持减速F/C条件成立期间实际配气正时vtt到达2判定值β°CA时,确认为步骤148的条件成立。此时,在步骤122中,计算出第2校正系数kfcta2(计算方法与图3的步骤122相同),然后执行步骤130的处理。
当在步骤122之后执行步骤130的处理时,节气门开度TA被控制为第2目标节气门开度ta2。因此,在vtt到达β°CA之后,可以将节气门开度TA缩小为基本怠速开度TAO以下。根据上述的处理,在形成可充分确保内部EGR量的状态的时刻,可以缩小节气门开度TA,来实现使燃油量上升(燃油量下降)的防止与催化剂的劣化防止兼顾的状态。
如上所述,根据图10所示的例程,从减速F/C条件成立之后到可以确保某种程度的内部EGR量之前(vtt>α°CA之前),可以一边将节气门开度TA维持得较大,一边禁止F/C的执行。因此,根据本实施方式的装置,即使在vtt到达α°CA之前的时间内,也可以有效阻止燃油消耗量的增大,而且可以有效抑制上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化。
另外,根据图10所示的例程,与vtt是否到达α°CA无关,在减速F/C条件成立之后,在经过禁止界限时间D之后,可以开始F/C的执行。因此,根据本实施方式的系统,可以适当地产生驾驶者所期待的制动力。
进而,根据图10所示的例程,在减速F/C条件成立之后,可以与实际配气正时vtt的增大相一致地,缓慢缩小节气门开度TA。因此,根据本实施方式的装置,与实施方式1的装置相比,更能有效地实现燃油量上升(燃油量下降)的防止与催化剂的劣化抑制。
另外,在上述的实施方式2中,ECU50分别通过在图10所示的步骤114中进行vtt>α°CA的判定实现上述第5技术方案的“实际EGR判断单元”,在该判定为否定时,通过执行图10中的步骤110的处理来实现上述第5技术方案的“燃料切断禁止单元”。
另外,在上述的实施方式2中,ECU50通过执行步骤146的处理来实现上述第6技术方案的“燃料切断禁止解除单元”。
实施方式3.
[实施方式3的特征]
接下来参照图11以及图12,对本发明的实施方式3进行说明。
本实施方式的系统可以通过使用图1所示的硬件结构、在ECU50中执行后述的图12所示的例程来实现。
本实施方式的系统与实施方式1或2的情况相同,采用基于加速器开度AA对节气门开度TA进行电子控制的结构。图11A是用于说明在该结构中、在节气门开度TA的变化中反映加速器开度AA的变化的样子的时间图。如该图所示,在对节气门开度TA进行电子控制的系统中,从加速器开度AA变化后到该变化反映于节气门开度TA之前,产生某种程度的延迟(下面设为Δt)。
图11B是通过基于加速器开度AA判定减速F/C条件成立与否、以及基于节气门开度TA判定减速F/C条件成立与否两种情况,来对比表示目标配气正时值(目标VVT值)与实际的配气正时值(实际VVT值)的图。在前者的情况下,在时刻t0,加速器开度AA为全闭的时刻,目标VVT值上升,在实际VVT值上很快地开始产生变化(参照实线的波形)。另一方面,在后者的情况下,在时刻t0后,到经过延迟Δt之前(时刻t1之前),目标VVT值不会上升。因此,实际VVT值在时刻t1之前也不会产生变化(参照虚线的波形)。
本实施方式的装置,与实施方式2的情况相同,在内燃机10减速时,使实际配气正时vtt变化到减速时目标值vt2,在该变化过程中,在vtt到达判定值α°CA之前,禁止F/C的执行,而且将节气门开度TA控制为第1目标节气门开度ta1。此时,vtt到达判定值α°CA的时间越短,F/C的开始时间越快,其结果,燃料消耗特性及发动机制动的响应性得到改善。
因此,在本实施方式的系统中,进行加速器开度AA的监视,在将加速器开度AA设为全闭时,认为在该时刻要求内燃机10减速,因此开始使实际配气正时vtt与减速时目标值vt2一致的控制。
[实施方式3的具体的处理]
图12是为了实现上述的功能,在本实施方式中ECU50所执行的例程的流程图。图12所示的例程除了插入步骤150的处理的方面,以及步骤140的位置从步骤140后移动到步骤150后的方面,与图10所示的例程相同。下面,在图12所示的步骤中,对于与图10所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
在图12所示的例程中,接着步骤102的处理,判别加速器开度AA是否为全闭(步骤150)。其结果,在判断为加速器开度AA不是全闭时,判断为驾驶者没有要求伴随着F/C的执行的运转。此时,通过执行步骤106~110,继续通常的运转状态。
另一方面,在确认为加速器开度AA为全闭时,判断为驾驶者要求了伴随着F/C的执行的运转。此时,通过步骤140的处理,执行用于将实际配气正时vtt设为减速时目标值vt2的处理,然后,执行步骤104以后的处理。
根据上述处理,在将加速器开度AA设为全闭后,驾驶者不用等待该变化反映在节气门开度TA中,可以立即开始使实际配气正时vtt向减速时目标值vt2变化。因此,根据本实施方式的系统,与实施方式2的系统相比可以改善F/C开始的响应性,其结果,可以提高内燃机10的燃料消耗特性以及减速响应性。
但是,在上述的实施方式3中,将也基于加速器开度AA来对将配气正时VVT的目标值设为减速时目标值vt2的定时进行设定的思想组合于实施方式2的系统中,但该组合的对象并不局限于实施方式2的系统。即,该思想也可以组合于实施方式1的系统。
另外,在上述的实施方式3中,ECU50分别通过基于加速器开度AA对节气门开度TA进行电子控制来实现上述第7技术方案的“节气门开度电子控制单元”,另外通过执行步骤150的处理作为判断可否执行F/C的处理的一部分来实现上述第7技术方案的“燃料切断单元”。
实施方式4.
[实施方式4的特征]
接下来参照图13~图17,对本发明的实施方式4进行说明。
本实施方式的系统可以通过使用图1所示的硬件结构、在ECU50中执行后述的图13~图16所示的例程来实现。
图13是用于说明本实施方式的系统的动作概要的时间图。更具体地说,图13A是表示F/C的执行状态的波形,图13B表示上游催化剂38的氧气吸藏量OSASC的波形,另外,图13C表示下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF的波形。
在F/C的执行中,流入催化剂的气体变得稀薄。因此,如图13B所示,上游催化剂38的氧气吸藏量OSASC在F/C开始后开始增加。而且,只要F/C的执行继续,该氧气吸藏量OSASC最终收敛为上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC。
在上游催化剂38的氧气吸藏量OSASC到达CmaxSC之后,如果再继续F/C,稀薄气体开始向上游催化剂38的下游流过,下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF开始增加。而且,只要其后继续F/C,下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF就收敛为下游催化剂40的最大氧气吸藏量CmaxUF。
如上所述,上游催化剂38以及下游催化剂40,由于在高温环境下接受稀薄气体的供给,因此比较容易劣化。该劣化的进行主要产生在上游催化剂38以及下游催化剂40分别吸藏氧气的过程中。因此,在上游催化剂38以及下游催化剂40吸藏氧气达到饱和之后,即使在高温环境下接受稀薄气体的供给,这些催化剂38、40的劣化状态也基本上不进行了。
换言之,从F/C开始后到下游催化剂40吸藏氧气达到饱和之前,从保护催化剂的观点出发,缩小节气门开度TA从而减少吸入空气量Ga的意义较大,但在下游催化剂40吸藏氧气之后,其意义也未必就大。
另一方面,当在F/C执行期间缩小节气门开度TA时,在F/C结束后,要求使TA从缩小的状态恢复。在本实施方式中,由于以缩小TA为前提避免进气管压力PM过度地负压化,因此以产生充分的气门重叠的方式对实际配气正时vtt进行调整。因此,所谓在缩小节气门开度TA的状态下从F/C恢复,意味着从将节气门开度TA缩小、而且产生较大的气门重叠的状态恢复。
当在产生了较大的气门重叠的状况下使F/C结束时,在从F/C恢复后的一段时间内,会产生大量的内部EGR量。另外,当在缩小了节气门开度TA的状态下使F/C结束时,在从F/C恢复后的一段时间内,流入缸内的新气体量被抑制为很少的量。因此,在缩小TA直到F/C结束的时刻、而且维持确保较大的气门重叠的状态的情况下,在从F/C恢复时,内燃机10的运转状态容易变得不稳定。
因此,如果缩小节气门开度TA的优点或者确保气门重叠的优点不存在,优选在F/C结束之前解除节气门开度TA的缩小,而且将配气正时VVT恢复为通常运转时的定时。由于上述原因,在本实施方式中,在F/C执行期间,在推断为下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF达到最大氧气吸藏量CmaxUF时,在该时刻解除节气门开度TA的缩小,而且使配气正时VVT返回到通常的定时。
[实施方式4的具体的处理]
图14是为了实现上述的功能,在本实施方式中ECU50所执行的例程的流程图。图14所示的例程除了追加步骤160~166的处理的方面,与图12所示的例程相同。下面,在图14所示的步骤中,对于与图12所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
即,根据图14所示的例程,与图13所示的例程的情况相同,在F/C执行期间一直执行步骤130的处理。因此,根据该例程,在步骤130的处理之后,判别流向下游催化剂40的稀薄气体流入累计量TGaso2是否比饱和判定值E小(步骤160)。
图15是用于算出流向下游催化剂40的稀薄气体流入累计量TGaso2,而由ECU50所执行的例程的流程图。另外,图15所示的例程,是每隔规定时间重复执行的定时中断例程。
在图15所示的例程中,首先判别是否在执行减速F/C(步骤170)。其结果,在判别为没有执行F/C时,将稀薄判定标志XSO2L以及稀薄气体流入累计量TGaso2都设为0(步骤172)。
另一方面,在上述步骤170中,在判别为正在执行F/C时,接下来,判别稀薄判定标志XSO2L是否为0(步骤174)。在这里,在确认了XSO2L=0成立时,接下来,判别在F/C开始后,氧气传感器44的输出是否低于0.1v,即氧气传感器44是否产生稀薄输出(步骤176)。
在判别为氧气传感器44没有产生稀薄输出时,可以判断为稀薄气体还没有开始向上游催化剂38的下游流出,即,稀薄气体还没有开始向下游催化剂40流入。此时,接下来不进行任何处理,结束此次的处理循环。
另一方面,在上述步骤176中,在判别为氧气传感器44产生了稀薄输出时,可以判断稀薄气体开始向下游催化剂40流入。此时,接下来将稀薄判定标志XSO2L设定为1(步骤178)。接下来,通过对上次的处理循环时的TGaso2(i-1)加上在本例程的执行周期的时间内产生的吸入空气量Ga,来计算出最新的累计量TGaso2(i)(步骤180)。
之后,到F/C结束之前,每起动图15所示的例程时,都在步骤174中判断为XSO2L=0不成立。其结果,跳过步骤176以及178的处理,反复执行步骤180的处理。
根据上述的处理,可以计算出在F/C开始后、稀薄气体开始向上游催化剂38的下游流过后所产生的吸入空气量Ga的累计值,从而作为稀薄气体流入累计量TGaso2。
图16是用于算出上述步骤160中所使用的饱和判定值E,而由ECU50所执行的例程的流程图。在图16所示的例程中,首先判别上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC是否已经计算完毕(步骤190)。
在本实施方式中,ECU50在内燃机10的运转中,在适当的时刻,可以通过公知的方法计算出上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC。更具体地说,ECU50以空燃比传感器42的输出以及氧气传感器44的输出为基础,通过执行公知的主动控制(active control),可以计算出上游催化剂38的CmaxSC。
在上述的步骤190中,判别该计算是否已经结束,即上游催化剂38的CmaxSC是否已经计算出来。其结果,在判别为CmaxSC已经计算出来时,基于该CmaxSC,计算出在与稀薄气体流入累计量TGaso2相比较时所使用的饱和判定值E(步骤194)。
饱和判定值E的值被设定得与在下游催化剂40中饱和地吸藏氧气时所必需的稀薄气体流入累计量TGaso2相一致。在这里,下游催化剂40的最大氧气吸藏量CmaxUF越大,这样的稀薄气体流入累计量TGaso2也越大。本实施方式的系统,不具备直接检测该最大氧气吸藏量CmaxUF的功能。但是,下游催化剂40的最大氧气吸藏量CmaxUF与上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC一样,其值与催化剂的劣化一起变化。因此,可以认为这2者CmaxUF与CmaxSC之间显著相关。因此,在本实施方式中,饱和判定值E基于间接相关关的上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC来进行设定。
图17是在通过上述方法设定饱和判定值E时,ECU50所参照的图的一例。ECU50,在上述步骤192中,参照图17所示的图,基于上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC,计算出稀薄气体流入累计量TGaso2的饱和判定值E。根据该图,上游催化剂38的CmaxSC越大,饱和判定值E被设定为越大的值。
在内燃机10的运转中,在规定的条件成立的环境下执行上游催化剂38的CmaxSC。因此,在要求进行上述步骤190的处理的时刻,有时该计算还没有结束。此时,将上游催化剂38的最大氧气吸藏量CmaxSC设定为能够想得到的最大的值(步骤194),基于该最大的CmaxSC执行步骤192的处理。如果以最大的CmaxSC为基础,可以将饱和判定值E设定为最大的值。根据这样的处理,由于CmaxSC的计算还没有结束,因此可以可靠地防止饱和判定值E被设定为过小的值。
在图14所示的步骤160中,判别如上述那样计算出的稀薄气体流入累计量TGaso2是否比如上述那样计算出的饱和判定值E小。根据该判别,可以实质性地判别出下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF是否比其最大氧气吸藏量CmaxUF少。
然后,在确认了TGaso2<E成立时,可以判断为下游催化剂40还没有饱和地吸藏氧气。根据图14所示的例程,此时,其后不进行任何处理,即,维持缩小节气门开度TA而且确保了较大的气门重叠的状态不变,结束此次的处理循环。
在下游催化剂40还没有饱和地吸藏氧气之前,为了对其进行保护,存在着缩小节气门开度TA的优点。根据上述的一系列的处理,在该优点存在期间,可以维持缩小节气门开度TA的状态。因此,根据本实施方式的装置,与实施方式3的情况相同,可以实现催化剂的保护。
在上述步骤160中,在确认了TGaso2<E不成立时,接下来,将节气门开度TA控制为第1目标节气门开度ta1(步骤164)。接下来,执行用于将实际配气正时vtt设为通常目标值vt1的处理(步骤166)。另外,步骤164的处理以及步骤166的处理,分别与步骤144的处理以及步骤106的处理相同,因此,省略掉以上的说明。
根据上述的处理,当在下游催化剂40中饱和地吸藏氧气之后,即,在缩小节气门开度TA的优点消失之后,通过使气门重叠返回通常值、并打开节气门开度TA,可以形成为不产生燃油量上升(燃油量下降)的状态。通过在F/C结束之前实现这样的状态,可以不伴随着任何缺点地提高从F/C恢复时的内燃机10的稳定性。
但是,在上述的实施方式4中,在步骤160中,在判定为TGaso2<E不成立时解除节气门开度TA的缩小,并使气门重叠返回到通常值,但本发明并不局限于此。即,节气门开度TA的缩小的解除与气门重叠的向通常值的恢复也可以仅在F/C的持续时间到达规定时间的时刻进行。
另外,在上述的实施方式4中,在流向下游催化剂40的稀薄气体流入累计量TGaso2到达由氧气使下游催化剂40饱和的量(E)的时刻,判断为缩小节气门开度TA的优点消失,但并不局限于该判断方法。即,该判断也可以基于是否可以推断为F/C开始后的累计吸入空气量达到了由氧气使上游催化剂38以及下游催化剂40饱和的值来进行。
另外,在上述的实施方式4中,在F/C长期继续时,将在适当的定时解除节气门开度TA的缩小、并将使气门重叠返回到通常时的处理结合入实施方式3的装置,但本发明并不局限于此。即,本实施方式所特有的上述处理,也可以结合入实施方式1或2的装置。
另外,在上述的实施方式4中,ECU50分别通过执行步骤166的处理来实现上述第8技术方案的“EGR增量解除单元”,通过执行步骤164的处理来实现上述第8技术方案的“减量解除单元”。
另外,在上述的实施方式4中,ECU50通过执行步骤160的处理来实现上述第9技术方案的“持续时间判断单元”。
另外,在上述的实施方式4中,ECU50分别通过执行图15所示的例程来实现上述第10技术方案的“空气量累计单元”,通过执行步骤160的处理来实现上述第10技术方案的“判断单元”。
进而,在上述的实施方式4中,ECU50分别通过执行步骤190以及194的处理来实现上述第11技术方案的“上游侧氧气吸藏容量检测单元”,通过执行步骤192的处理来实现上述第11技术方案的“设定单元”。
实施方式5.
[实施方式5的特征]
接下来参照图18~图23,对本发明的实施方式5进行说明。
本实施方式的系统可以通过使用图1所示的硬件结构、在ECU50中执行后述的图19、图20和图22所示的例程来实现。
图18是用于说明本实施方式的系统的动作概要的时间图。更具体地说,图18A是表示F/C的执行状态的波形,图18B表示上游催化剂38的氧气吸藏量OSASC的波形,另外,图18C表示下游催化剂40的氧气吸藏量OSAUF的波形。另外,图18D表示F/C执行期间的节气门开度TA的波形。
本实施方式的系统,与上述的实施方式4的系统相同,在F/C开始后,在推断为下游催化剂40饱和地吸藏氧气的时刻解除节气门开度TA的缩小。在图18D中,时刻t0~t2之间所示的波形,是用于实现上述功能的波形,即在上述的实施方式4中也实现的波形。
本实施方式的系统具有下述特征:当在时刻t2解除节气门开度TA的缩小时,将节气门开度TA设为比第1目标节气门开度ta1大的第3目标节气门开度ta3,然后,在适当的定时(图18中的时刻t3),将节气门开度TA设为第1目标节气门开度ta1。
在时刻t2,上游催化剂38以及下游催化剂40都饱和地吸藏有氧气。因此,在时刻t2以后,不存在抑制流入催化剂的空气的流量的优点。另一方面,如果增加该空气量,则可以促进上游催化剂38以及下游催化剂40的冷却。催化剂如果在高温环境下接受大量的氧气供给,其劣化会逐步地进行。换言之,即使在提供大量的氧气的状况下,只要催化剂为低温,就可以抑制其劣化的进行。因此,如果在时刻t2产生大量的流通空气量,促进上游催化剂38以及下游催化剂40的冷却,就可以在抑制它们的劣化的方面创造出有利的状况。
本实施方式的系统,从以上的观点出发,如图18D所示,在下游催化剂40因氧气而达到饱和的时刻,将节气门开度TA设为比第1目标节气门开度ta1大的第3目标节气门开度ta3。由于执行这样的节气门控制,因此根据本实施方式的系统,与实施方式4的情况相比较,可以进一步抑制上游催化剂38以及下游催化剂40的劣化。
[实施方式5的具体的处理]
图19以及图20是为了实现上述的功能,而在本实施方式中由ECU50所执行的主例程的流程图。该流程图除了将步骤118、120、130、144、162以及164分别替换为步骤118′、120′、130′、144′、162′以及164′,而且追加步骤200~208的方面(都以网点阴影状态进行图示)以外,与图14所示的例程相同。下面,在图19以及图20中,对于与图14所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
在本实施方式中,通过下式计算出节气门开度ta的目标值,即目标ta。
目标ta=基本怠速开度TAO+第1校正系数kfcta1
-第2校正系数kfcta2+第3校正系数kfcta3......(2)
这里,第3校正系数kfcta3是用于在下游催化剂40因氧气而饱和的时刻,对节气门开度TA进行较大的气门开启校正的系数。
步骤118′、120′、130′、144′、162′以及164′是伴随着目标ta的演算式从上述式(1)变为上述式(2),而分别形式性地从步骤118、120、130、144、162以及164改变成的。具体地说,步骤118′、120′以及162′都是对步骤118、120以及162的处理追加将第3校正系数kfcta3设定为0的处理的步骤。另外,步骤130′、144′以及164′,都是在将第3校正系数kfcta3设定为0的状况下,通过上述式(2)计算出目标ta的步骤。
即,在步骤118′、120′、130′、144′、162′以及164′中所执行的处理的内容,实际上与在步骤118、120、130、144、162以及164中所执行的处理的内容相同。因此,图19以及图20所示的例程,实际上除了追加步骤200~210的处理以外,与图14所示的例程相同。下面,以本实施方式中所特有的步骤200~210的说明为中心,对图19以及图20所示的例程的内容进行说明。
即,根据图19以及图20所示的例程,在禁止F/C的执行时,在步骤110的处理之后,将冷却标志XCOOL设为0(步骤200)。冷却标志XCOOL是用于表示上游催化剂38以及下游催化剂40被充分冷却的情况的标志。由于在F/C的禁止中,催化剂通常变为高温,因此在这里将该标志XCOOL设为0。
根据图19以及图20所示的例程,在F/C被禁止的期间,以及从F/C开始后步骤160的条件成立之前的期间,即从F/C开始到判定为下游催化剂40的氧气饱和之前的期间内,除了执行上述步骤200的处理,反复进行与执行图14所示的例程时相同的处理。即,根据本实施方式的系统,在此期间,实现与实施方式4的情况相同的动作。
在本实施方式的程序中,当在步骤160中确认为TGaso2<E不成立,即推断出下游催化剂40的氧气饱和时,在步骤162′中将kfcta2以及kfcta3都设为0,然后判别是否将冷却标志XCOOL设为1(步骤202)。
在开始确认为步骤160的条件不成立之后,冷却标志XCOOL被设为0,因此上述步骤202的条件不成立。此时,接下来参照图21所示的图表,计算出第3校正系数kfcta3。然后对节气门开度TA进行控制(步骤204),以实现通过将该第3校正系数kfcta3代入上述式(2)而得到的目标ta(第3目标节气门开度ta3)。
图21表示用于计算出第3校正系数kfcta3而由ECU50所储存的图表的一例。根据该图表,发动机转速NE越高,第3校正系数kfcta3被设定为越大的值,另外,在发动机转速NE为怠速转速的附近值时被设定为最小值0。另外,根据该图表,除怠速运转时以外,可以设定比第1校正系数1充分大的第3校正系数kfcta3。因此,根据上述步骤204的处理,可以创造出与以防止燃油量上升(燃油量下降)为目的的吸入空气量Ga相比、能够使充分大量的吸入空气量Ga流通的状况。
在图20所示的一系列的处理中,在步骤204的处理结束后,接下来判别冷却空气累计量TGacool是否到达冷却判定值F(步骤206)。冷却空气累计量TGacool,是在上述步骤204的处理开始后、即节气门开度TA扩大为第3目标节气门开度ta3后流通的吸入空气量Ga的累计值。另一方面,冷却判定值F是作为用于充分冷却上游催化剂38以及下游催化剂40所必需的空气量而设定的值(设定方法在后面详细地进行说明)。因此,根据上述步骤206的处理,可以实质性地判定上游催化剂38以及下游催化剂40是否已经被充分地冷却到可以抑制劣化的进行的程度。
在判定为TGacool>F不成立时,可以判断为上游催化剂38以及下游催化剂40还没有被充分冷却。此时,进行冷却空气累计量TGacool的更新处理(步骤208),然后在步骤166中,将实际配气正时vtt控制为通常目标值vt1。另外,在上述步骤208中具体地执行下述处理:通过对上次的处理循环时的TGacool(i-1),加上在本例程的执行周期的时间内产生的吸入空气量Ga,来计算出最新的累计量TGacool(i)。
上述的步骤202~208以及步骤166的处理,只要F/C在继续,在冷却空气累计量TGacool到达冷却判定值F之前,每次起动本例程时都反复执行。根据这样的处理,在从推断出下游催化剂40的氧气饱和后到判断出上游催化剂38以及下游催化剂40的充分冷却之前的时间内,可以在使配气正时VVT返回到通常的设定的状态下,使大量的空气流通。因此,根据本实施方式的系统,可以在F/C执行期间有效冷却上游催化剂38以及下游催化剂40,有效阻止其劣化的进行。
如果继续F/C的执行直到冷却空气累计量TGacool到达冷却判定值F,在该时刻(参照图18的t3),判定为步骤206的条件成立。此时,接着步骤206的处理,将冷却标志XCOOL设为1,并将冷却空气累计量TGacool重新设置为0(步骤210)。然后,作为此次的处理循环的继续,再次执行上述步骤162′以后的处理。即,在步骤162′中,在将第3校正系数kfcta3重新设置为0后,再次判定XCOOL=1成立。
在这里,由于判定为XCOOL=1成立,因此接下来执行步骤164′的处理。即,通过将根据图7所示的图表计算出的第1校正系数kfcta1与一起设为0的第2以及第3校正系数kfcta2、kfcta3代入上述式(2),计算出第1目标节气门开度ta1,并执行用于将节气门开度TA设为第1目标节气门开度ta1的控制。之后,在步骤166中,执行将实际配气正时vtt设为通常目标值vt1的处理,然后结束此次的处理循环。
当在此次之后起动本例程时,只要F/C的执行继续,都反复执行上述步骤164′以及步骤166的处理。其结果,F/C的执行在下述的状态下继续(参照图18中的时刻t3以后):配气正时VVT被设为通常的设定、而且节气门开度TA被设为可以避免燃油量上升(燃油量下降)的最小的开度。
如果在F/C结束前形成上述的状态,则仅通过使来自燃料喷射阀26的燃料喷射再开始,便可以立即实现向通常的运转状态的恢复。因此,根据本实施方式的系统,与实施方式4的系统相同,可以充分确保从F/C恢复时的内燃机10的稳定性。
图22是为了设定在上述步骤206中所使用的冷却判定值F,ECU50所执行的例程的流程图。在图22所示的例程中,首先判别催化剂温度的推断计算是否已经结束(步骤220)。ECU50可以基于内燃机10的运转状态等推断催化剂温度。在本步骤220中,判别该计算是否已经结束。
在上述判别的结果确认为催化剂温度的推断结束时,基于该推断的结果,计算出冷却判定值F(步骤222)。由于冷却判定值F是充分冷却上游催化剂38以及下游催化剂40所必需的空气流量,因此催化剂温度越高,需要将其设定得越大。
图23是根据上述的观点在本实施方式中所使用的冷却判定值F的图的一例。ECU50在上述步骤222中,通过参照该图,对冷却判定值F进行设定。根据这样的处理,催化剂温度越高,可以将冷却判定值F设为越大的值,可以满足上述的要求。
催化剂温度的推断有时在要求上述步骤220的处理的时刻没有结束。此时,将催化剂温度设定为能够想得到的最低的温度(例如500摄氏度)(步骤224),并基于该最低的催化剂温度来执行步骤222的处理。在以最低的催化剂温度为基础时,冷却判定值F设定为最小的值。根据这样的处理,可以可靠地防止由于催化剂温度的设定还没有结束,将冷却判定值F设定为较大的值,其结果上游催化剂38以及下游催化剂40被过度地冷却的情况。
但是,在上述的实施方式5中,当在步骤160中TGaso2<E的判定不成立时,将节气门开度TA打开为冷却目的的开度、即第3目标节气门开度ta3,但本发明并不局限于此。节气门开度TA也可以仅在F/C的持续时间到达规定时间的时刻变化为第3目标节气门开度ta3。
另外,在上述的实施方式5中,将在下游催化剂40饱和地吸藏了氧气的阶段对催化剂进行冷却的处理结合入实施方式4的装置,但本发明并不局限于此。即,本实施方式所特有的上述处理,也可以结合入实施方式1~3的任何一种装置中。
另外,在上述的实施方式5中,ECU50分别通过执行步骤204的处理来实现上述第12技术方案的“冷却流量实现单元”,通过执行步骤164′的处理来实现上述第12技术方案的“流量改变单元”。
另外,在上述的实施方式5中,ECU50分别通过执行步骤220或224的处理来实现上述第13技术方案的“催化剂温度检测推断单元”,通过执行步骤222的处理来实现上述第13技术方案的“冷却时间设定单元”。
实施方式6.
[实施方式6的特征]
接下来参照图24~图27,对本发明的实施方式6进行说明。
本实施方式的系统可以通过使用图1所示的硬件结构、在ECU50中执行后述的图24以及图27所示的例程来实现。
本实施方式的系统,在下述方面与实施方式1~5相同:在F/C执行期间,以气门重叠增加的方式、即内部EGR量增加的方式使气门正时VVT变化。另外,在这里,为了便于说明,假设可通过可变气门正时机构32使进气门28的气门开启时间提前,由此实现气门重叠的增量。
当在F/C执行期间使可变气门正时机构32向点火提前方向动作时,为了在从F/C恢复时稳定地维持内燃机的状态,必须在该恢复时解除可变气门正时机构32的提前动作,适当减少内部EGR量。此时,可变气门正时机构34的响应性较慢,如果维持点火提前状态,在解除该点火提前之前,内燃机的运转状态变得不稳定。
本实施方式的系统,为了防止产生这样的事情,在向点火提前方向驱动可变气门正时机构32之前,检测可变气门正时机构32的动作速度,更具体地说是检测在可变气门正时机构32向点火延迟方向动作时的动作速度。而且,本实施方式的系统,基于如上述那样检测出的动作速度,对F/C期间的可变气门正时机构32的点火提前角量进行设定。即,在可变气门正时机构32的动作速度较快时,将F/C期间的点火提前角量设定得较大;相反,在该动作速度较慢时,将F/C期间的点火提前角量设定为较小的值。根据这样的设定,与可变气门正时机构32的动作速度无关,在从F/C恢复时,可以一直迅速地解除可变气门正时机构32的点火提前角量,从而可以实现内燃机稳定地运转的状态。
[实施方式6的具体的处理]
图24是为了实现上述的功能,而由ECU50所执行的第1例程的流程图。更具体地说,该例程是用于检测出可变气门正时机构32向点火延迟(延迟角)方向动作时的动作速度,并基于该动作速度计算出配气正时VVT的校正系数kdvt2和节气门开度的校正系数kfcta2的程序。
在图24所示的例程中,首先读入发动机转速NE(步骤230)。接下来判别发动机转速NE是否比判断转速a高(步骤232)。可变气门正时机构32通过内燃机的油压进行驱动。因此,可变气门正时机构32的动作速度根据发动机转速NE的高低而成为不同的值。
在本实施方式的系统中,在高转速区域中的F/C期间,与低转速区域中的F/C期间相比,希望使可变气门正时机构32较大地向点火提前方向动作。因此,在从F/C恢复时,在检查可变气门正时机构32是否可以恢复为合适的状态时,适当的是确定可变气门正时机构32在高转速区域中表示出什么样的动作速度。
在上述步骤232中所使用的判断转速a是用于判断内燃机是否在高转速区域(例如300rpm或以上)运转的值。因此,在其判断为否定时,判断为现在的运转状态不适于检测可变气门正时机构34的动作速度的状态,之后很快结束此次的处理。
另一方面,当在上述步骤232中确认为NE>A成立时,只要与发动机转速NE有关,就可以判断为满足用于检测可变气门正时机构32的动作速度的条件。此时,首先读入实际配气正时vtt(步骤234),接下来,判别读入的vtt是否比判定值b大(步骤236)。
为了正确地检测可变气门正时机构32的动作速度,必须使可变气门正时机构32较大程度地动作到某种程度。即,在检测可变气门正时机构32的向延迟角方向动作的速度时,作为其前提,可变气门正时机构32必须向点火提前方向进行某种程度的变位。
当在上述步骤236中确认为vtt>b不成立时,判断为没有满足该前提,之后很快结束此次的处理。与此相对,在确认为vtt>b成立时,只要与可变气门正时机构32的点火提前角量有关,就可以判断为满足用于检测动作速度的条件。此时,接下来判别是否要求进行配气正时的全闭控制(步骤238)。
在发动机转速NE确保为某种程度、而且节气门开度TA确保为某种程度的状况下,可变气门正时机构32以产生某种程度的气门重叠的方式被向点火提前方向驱动。另外,在内燃机为轻负载时,可变气门正时机构32以气门重叠消失的方式被驱动。因此,在例如加速中或高速行驶中节气门18被关闭的情况下,识别出从中高负载向轻负载的变化,可变气门正时机构32被从点火提前状态向解除该点火提前的状态驱动。然后,在判定为节气门全闭状态继续、F/C条件成立时,经过上述的变化,开始已经叙述过的F/C。
如上面说明所述,在本实施方式的系统中,在确认为从中高负载向轻负载的变化时,对可变气门正时机构32发出点火提前的解除的指令。在受到该解除指令时,可变气门正时机构32应该快速地解除点火提前状态,以最大的速度向点火延迟角方向动作。在本说明书中,将使可变气门正时机构32如上述那样向点火延迟角方向动作的控制称为“全闭控制”。
在图24所示的例程中,当在上述步骤238中判别为没有产生全闭控制的要求时,可以判断为没有产生检测可变气门正时机构32的动作速度的机会。此时,之后很快结束此次的处理。另一方面,在判别为产生了全闭控制的要求时,接下来,读入可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc(步骤240)。
关闭速度Δvtc是在全闭控制开始后,可变气门正时机构32中所产生的单位时间的动作量。在上述步骤240中,具体地说,通过内置在可变气门正时机构32内的传感器,以规定的取样周期检测可变气门正时机构32的动作位置。然后,基于上述的取样周期与动作位置的变化量,计算出关闭速度Δvtc。
在上述的处理结束后,接下来将关闭速度检测结束标志XΔVTC设定为1(步骤242)。接下来,计算出与关闭速度Δvtc相对应的校正系数kdvt2(步骤244)。
校正系数kdvt2是用于对配气正时VVT的减速时的目标值vt2进行校正的系数。图25是为了计算出校正系数kdvt2而由ECU50所储存的图的一例。根据该图,校正系数kdvt2作为关闭速度Δvtc的函数而被设定。具体地说,校正系数kdvt2被设定得:关闭速度Δvtc越小,其越接近于最小值0;关闭速度Δvtc越快,其越接近于最大值1.0。另外,使用校正系数kdvt2对目标值vt2进行校正的方法以及作为其结果而得到的目标值vt2的物理意义,下面参照图27进行详细说明。
根据图24所示的例程,接下来计算与校正系数kdvt2相对应的校正系数kdta2(步骤246)。在这里计算出的校正系数kdta2,是用于对确定在F/C期间应该赋予节气门开度TA的减小量的第2校正系数kfcta2进行校正的系数。
图25是为了计算出校正系数kdta2而由ECU50所储存的图的一例。根据该图,校正系数kdta2作为在上述步骤244中所设定的校正系数kdvt2的函数而被设定。具体地说,校正系数kdta2被设定得表示与校正系数kdvt2大致成比例的关系。因此,在这里所计算出的校正系数kdta2与上述的校正系数kdvt2相同,也被设定得:可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc越小,其越接近于最小值0;关闭速度Δvtc越快,其越接近于最大值1.0。另外,使用校正系数kdta2对节气门开度TA的减小量(第2校正系数kfcta2)进行校正的方法以及作为其结果而得到的第2校正系数kfcta2的物理意义,下面参照图27进行详细说明。
图27是为了对可变气门正时机构32以及节气门18进行控制,在本实施方式中ECU50所执行的例程的流程图。该例程除了分别在适当的位置插入步骤250~260的处理的方面之外,实际上与图3所示的例程相同。下面,在图27所示的步骤中,对于与图3所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
根据图27所示的例程,当在步骤104中确认F/C条件成立时,接下来判别是否将关闭速度检测结束标志XΔVTC设定为1(步骤250)。其结果,在判别为XΔVTC=1不成立时,可以判断为还没有检测出可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc。
本实施方式的系统,在关闭速度Δvtc为已知时,根据该关闭速度Δvtc计算出可以被迅速地消除的点火提前角量,将该计算值设定为减速时的目标VVT(vt2)。但是,在关闭速度Δvtc未知时,无法适当地设定这样的目标值vt2。因此,当在上述步骤250中,判断为没有将XΔVTC设定为1时,将目标VVT(vt2)、即在F/C期间应该赋予可变气门正时机构32的点火提前角量设为最小值0。
在将目标VVT(vt2)设为最小值0时,由于不发生气门重叠,因此内部EGR量也被抑制得较小。此时,如果节气门开度TA被过度地关闭,则进气通路的压力过度地负压化,产生燃油量上升或燃油量下降的问题。因此,在执行完上述步骤252的处理之后,执行将节气门开度TA从基本怠速开度向打开侧校正的步骤116以及118的处理。
另一方面,在上述步骤250中,在判别为将关闭速度检测结束标志XΔVTC设定为1时,首先通过步骤112的处理计算出减速时的目标VVT(vt2)(下面,将该计算出来的值称作“vt2的基准值”),接下来,读入校正系数kdvt2(步骤254)。
在步骤112的处理中,与实施方式1的情况相同,根据图5所示的图表,作为vt2计算出在F/C期间产生充分的EGR量所必须的配气正时(在本实施方式中是可变气门正时机构32的点火提前角量)。另外,根据步骤254的处理,读入在图24所示的步骤244中所计算出的校正系数kdvt2。
在图27所示的例程中,接下来,通过将vt2的基准值与校正系数kdvt2代入下式右边,计算出此次的处理循环中所使用的目标VVT(vt2)(步骤256)。
vt2=vt2*kdvt2......(3)
校正系数kdvt2,如上所述,是关闭速度Δvtc越快则越接近最大值1.0的系数(参照图25)。因此,根据上述式(3),将目标VVT(vt2)设定为下述的值:关闭速度Δvtc越快则越接近vt2的基准值,另外关闭速度Δvtc越慢则越接近最小值0。
在图27所示的例程中,然后在步骤128中对可变气门正时机构32进行控制,以使实际VVT与目标VVT(vt2)一致。其结果,在F/C期间赋予可变气门正时机构32的点火提前角量,当关闭速度Δvtc越快时越大,而关闭速度Δvtc越慢则越小。因此,根据本实施方式的系统,不管可变气门正时机构32显示什么样的关闭速度,在从F/C恢复时,可以一直迅速地解除可变气门正时机构32的点火提前角,从而创造出内燃机可以稳定地运转的状况。
另外,根据图27所示的例程,在通过步骤122的处理计算出第2校正系数kfcta2之后(下面,将该计算出来的值称作“kfcta2的基准值”),读入在图24所示的步骤246中计算出的校正系数kdta2(步骤258)。接下来,通过将第2校正系数kfcta2的基准值与校正系数kdta2代入下式右边,计算出此次的处理循环中所使用的第2校正系数kfcta2(步骤256)。
kfcta2=kfcta2*kdta2......(4)
校正系数kdta2,如上所述,表现出与校正系数kdvt2大致成比例的关系(参照图26)。因此,根据上述式(4),第2校正系数kfcta2成为下述的值:校正系数kdvt2越接近1.0,其越接近kfcta2的基准值;校正系数kdvt2越接近最小值0,其越接近最小值0。换言之,第2校正系数kfcta2被设定得:关闭速度Δvtc越快、点火提前角量vt2设定得越大,其越接近最大值1.0;另外关闭速度Δvtc越慢、点火提前角量vt2的值越小,其越接近最小值0。
在图27所示的例程中,然后,在步骤130中进行目标ta的计算与节气门开度TA的控制。目标ta的计算是根据上述式(1),即根据“目标ta=基本怠速开度TAO+第1校正系数kfcta1-第2校正系数kfcta2”的运算式执行的。在执行上述步骤260的处理时,第1校正系数kfcta1被设为0(参照步骤120)。此时,目标ta变为从基本怠速开度TAO减去第2校正系数kfcta2的值。即,此时,F/C期间的点火提前角量vt2被设定为越大的值,目标ta变为从基本怠速开度TAO缩小越大的值;另一方面,点火提前角量vt2被设定为越小的值,目标ta变为越接近基本怠速开度TAO的值。
在点火提前角量vt2较大时,即使使目标ta缩小得较大,由于进气负压不会变得过于太大,因此可以充分抑制燃油量上升或燃油量下降。另一方面,即使不能充分确保点火提前角量vt2,如果将目标ta的减小量设置得较小,也可以防止抑制燃油量上升或燃油量下降。根据上述的目标ta的设定,可以根据点火提前角量vt2的值,创造出上述适当的状况。因此,根据本实施方式的系统,可以一边根据可变气门正时机构32的动作速度调整点火提前角量vt2,一边与实施方式1~5的情况相同,使燃油量上升或燃油量下降的防止与催化剂的保护兼备。
但是,在上述的实施方式6中,为了便于说明,通过使进气侧的可变气门正时机构32向点火提前方向动作而产生气门重叠,并根据可变气门正时机构32的动作速度确定此时的点火提前角量,但本发明并不局限于此。即,气门重叠也可以使排气侧的可变气门正时机构34向延迟角方向动作而产生。而且,此时,通过根据可变气门正时机构34的动作速度确定此时的点火延迟角量,也可以实现与实施方式6的情况相同的效果。
另外,在上述的实施方式6中,在F/C期间产生EGR的机构限定为可变气门正时机构32(或34),但该机构并不局限于此。即,在F/C期间产生EGR的机构也可以是具有EGR阀等的外部EGR机构。此时,通过基于EGR阀的动作速度来确定F/C期间的EGR阀的动作量,可以得到与实施方式6的情况相同的效果。
另外,在上述的实施方式6中,根据进展情况等待全闭控制(参照步骤238)的执行,从而测量可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc,但本发明并不局限于此。即,在要求测量关闭速度Δvtc时,可强制执行全闭控制。
另外,在上述的实施方式6中,可变气门正时机构32相当于上述第14技术方案中的“EGR可变机构”,同时ECU50分别通过执行步骤240的处理来实现上述第14技术方案的“工作速度检测单元”,通过执行步骤244、步骤254以及256的处理来实现上述第14技术方案的“工作量设定单元”。
另外,在上述的实施方式6中,ECU50通过执行步骤246、步骤258以及260的处理来实现上述第15技术方案的“节流流量设定单元”。
实施方式7.
[实施方式7的特征]
接下来参照图28以及图29,对本发明的实施方式7进行说明。
本实施方式的系统可以通过在上述实施方式6的系统中,代替图24所示的例程,在ECU50中执行后述的图28所示的例程来实现。
上述实施方式6的系统,在发动机转速NE比判定转速a高时,许可可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc的测量。但是,根据这样的方法,只要内燃机继续低转速区域中的运转,关闭速度Δvtc就无法测量,其结果,会导致无法正确地对应该在F/C期间实现的点火提前角量vt2进行设定的状况持续。
但是,由于可变气门正时机构32以油压为动力源,因此可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc对于发动机转速NE显示出显著的相关性。如果该相关性是已知的,则可以将在任意的发动机转速NE下测量的关闭速度Δvtc0转换为高转速区域中的关闭速度Δvtc。然后,如果通过这样的转换推断关闭速度Δvtc,则不用等待内燃机到达高转速区域,可以获得高转速区域中的关闭速度Δvtc。在这里,本实施方式的系统,在内燃机起动后,很快地通过上述的方法进行关闭速度Δvtc的推断。
[实施方式7的具体的处理]
图28是为了实现上述的功能而由ECU50所执行的例程的流程图。该例程除了省略步骤230以及232,并将步骤240置换为步骤270~276以外,与图24所示的例程相同。另外,在图28所示的步骤中,对于与图24所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
即,根据图28所示的例程,与发动机转速NE是否超过判断转速a无关,顺次判定是否产生了充分的点火提前角量vtt,是否产生了全闭控制的要求(步骤234~238)。然后,在这些条件成立时,在该时刻测量可变气门正时机构32的关闭速度(步骤270)。下面,将该测量出来的关闭速度称作“基准关闭速度Δvtc0”。
接下来,读入现在时刻的发动机转速NE,即测量了基准关闭速度Δvtc0时的发动机转速NE(步骤272)。接下来,基于该NE,计算出VVT延迟角校正系数kne(步骤274)。然后,通过将基准关闭速度Δvtc0与VVT延迟角校正系数kne代入下式右边,计算出高转速区域中的关闭速度Δvtc(步骤276)。
Δvtc=Δvtc0*kne ......(5)
图29是ECU50所储存的校正系数kne的图。在该图中,校正系数kne是作为测量基准关闭速度Δvtc0的时刻的发动机转速NE的函数而确定的。更具体地说,校正系数kne被设定得:该时刻的发动机转速NE越低,其变为越大的值;该时刻的发动机转速NE越高,其越收敛为最小值1.0。
在上述步骤274中,校正系数kne根据图29所示的图来设定。其结果,如果在低转速区域测量基准关闭速度Δvtc,则校正系数kne被设定为最大的值。另外,如果在高转速区域测量基准速度Δvtc,则校正系数kne被设定为接近1.0的值。然后,根据这些校正系数kne,可以将基准关闭速度Δvtc0适当转换为高转速区域中的关闭速度Δvtc。
如上所述,根据图28所示的例程,不用等待发动机转速NE超过判定转速a,可以适当地计算出高转速区域中的关闭速度Δvtc。因此,根据本实施方式的系统,可以充分缩短从内燃机起动后到达到可以适当设定F/C期间的点火提前角量vt2的状态的时间。
另外,在上述的实施方式7中,ECU50分别通过执行步骤270的处理来实现上述第17技术方案的“工作速度检测单元”,通过执行步骤272的处理来实现上述第17技术方案的“转速存储单元”,通过执行步骤274以及276的处理来实现上述第17技术方案的“变换装置”。
实施方式8.
[实施方式8的特征]
接下来参照图30以及图31,对本发明的实施方式8进行说明。
本实施方式的系统可以通过,在上述实施方式6的系统中加上检测内燃机的油温THO的油温传感器,并在该系统中,代替图24所示的例程,由ECU50执行后述的图30所示的例程来实现。
上述的实施方式7的系统,考虑发动机转速NE对关闭速度Δvtc的影响,通过用校正系数kne对任意的发动机转速NE下所测量出的基准关闭速度Δvtc0进行转换,从而推定出高转速区域中的关闭速度Δvtc。但是,可变气门正时机构32的工作速度除了发动机转速NE,受油温的影响也较大。
即,由于可变气门正时机构32以油压为动力源,因此对于油压显示出显著的相关性。即使发动机转速NE相同,如果油温不同,内燃机的油压也不同。进而,在可变气门正时机构32的内部,存在着接受润滑油的供给而滑动的部分。而且,由于润滑油的粘性随着油温的变化而变化,因此该滑动部分的摩擦也变化。由于这些原因,可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc受油温的影响较大。
因此,本实施方式的系统,在计算可变气门正时机构32的关闭速度Δvtc时,除了考虑发动机转速NE的影响,也考虑了油温的影响。下面,参照图30以及图31,对用于实现上述的功能的具体的处理内容进行说明。
[实施方式8的具体的处理]
图30是用于算出对点火提前角量vt2进行校正的校正系数kdvt2以及对节气门开度TA的节流量(减小量)进行校正的校正系数kdta2,在本实施方式中由ECU50所执行的例程的流程图。该例程除了分别在适当的位置插入步骤280~294之外,与图28所示的例程相同。另外,在图30所示的步骤中,对于与图28所示的步骤相同的步骤,标以相同的标号并省略其说明或简略说明。
在图30所示的例程中,首先判别油温检测结束标志XTHO是否为0(步骤280)。油温检测结束标志XTHO是这样的标志:在内燃机起动后,通过初始化处理而被设为0,然后通过在基准关闭速度Δvtc0的检测的同时检测油温THO而设为1。因此,在内燃机起动后,判定为XTHO=0成立。
在确认了XTHO=0成立时,之后顺次执行基准关闭速度Δvtc0的检测、发动机转速NE的读入以及校正系数kne的计算等处理(步骤234~238以及步骤270~274)。然后,在这些处理结束后,接下来获取检测基准关闭速度Δvtc0的时刻的油温THO(步骤282)。进而,基于该油温THO计算出第1VVT延迟角校正系数ktho1(步骤284)。另外,对于ktho1的计算方法,在后面详细进行说明。
这些处理结束后,将油温检测结束标志XTHO设为1(步骤286)。接下来,通过将基准关闭速度Δvtc0与VVT延迟角校正系数kne代入下式右边,计算出以现在的油温THO为前提的高转速区域中的关闭速度(下面,称作“第1关闭速度Δvtc1”)(步骤288)。
Δvtc1=Δvtc0*kne ......(6)
之后,在标志XΔVTC的处理与校正系数kdvt2、kdta2的设定处理(步骤278、244、246)等执行完之后,结束此次的例程。
在内燃机起动后,图30所示的例程以规定的执行周期反复起动。当在计算出第1关闭速度Δvtc1后起动本例程时,在步骤280中判别为XTHO=0不成立。此时,首先检测该时刻的油温THO(步骤290)。
接下来,基于检测出的油温THO,计算第2VVT延迟角校正系数ktho2(步骤292)。然后,根据下式计算出关闭速度Δvtc(步骤294),并基于该计算出的关闭速度Δvtc执行校正系数kdvt2、kdta2的计算处理(步骤244、246)。
Δvtc=Δvtc1*ktho2/ktho1......(6)
图31是用于计算出第1以及第2VVT延迟角校正系数ktho1、ktho2,而由ECU50所储存的图。图31所示的图确定了VVT延迟角校正系数ktho与油温THO的关系。ECU50,在上述步骤284中,从图31所示的图中读取与在步骤282中获得的油温THO相对应的校正系数ktho,将该值设为第1VVT延迟角校正系数ktho1。另外,在上述步骤292中,从图31所示的图中读取与在步骤290中获得的油温THO相对应的校正系数ktho,将该值设为第2VVT延迟角校正系数ktho2。
根据图31所示的图,校正系数ktho被设定得:在油温THO为80摄氏度附近时变为最大值1.0附近的值,另外油温THO越从80摄氏度向高温侧或低温侧移动,其变为越小的值。伴随着油温的上升润滑油的粘度越下降,作为可变气门正时机构32的动力源的油压越低。另一方面,伴随着油温的下降其粘度越上升,可变气门正时机构32的摩擦越增加。因此,可变气门正时机构32的工作速度、即关闭速度Δvtc,相对于油温显示出与图31所示的校正系数ktho相同的增减倾向。
因此,上述(7)式的右边所包含的“ktho2/ktho1”,在物理上等价于检测第2VVT延迟角校正系数ktho2时的工作速度和检测第1VVT延迟角校正系数ktho1时的工作速度的比。因此,根据上述(7)式,可以正确地计算出测量第2VVT延迟角校正系数ktho2时刻的关闭速度Δvtc。
如上所述,根据图30所示的例程,通过在任意的发动机转速NE以及任意的油温下测定第1关闭速度Δvtc1,并由“ktho2/ktho1”的比对该值Δvtc1进行校正,可以正确地计算出任意定时的关闭速度Δvtc。因此,根据本实施方式的系统,与实施方式7的情况相同,可以将获取关闭速度Δvtc所需要的时间缩短为充分短的时间,同时与实施方式7的情况相比,可以进一步提高F/C期间的点火提前角量vt2的设定精度。
但是,在上述的实施方式8中,为了考虑油温对于关闭速度Δvtc的影响,而对油温本身进行检测,但该校正的基础并不局限于油温。例如,通过代替油温THO而使用内燃机的冷却水温THW,也可以实现同样的功能。
另外,在上述的实施方式8中,ECU50分别通过执行图30所示的步骤270的处理来实现上述第18技术方案的“工作速度检测单元”,通过执行步骤280的处理来实现上述第18技术方案的“油温存储单元”,通过执行步骤292的处理来实现上述第18技术方案的“油温检测单元”,通过执行步骤294的处理来实现上述第18技术方案的“变换装置”。
Claims (20)
1.一种内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
在内燃机减速时进行燃料切断的燃料切断单元;
在高发动机转速下的燃料切断时,与低发动机转速下的燃料切断时相比,使排气再循环量增大的EGR控制单元;和
在高发动机转速下的燃料切断时,与低发动机转速下的燃料切断时相比,使吸入空气量减少的吸入空气量控制单元。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于:
包括判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值的实际EGR判断单元;
其中,所述吸入空气量控制单元包括控制延迟单元,该控制延迟单元在高发动机转速下的燃料切断开始后,等到所述排气再循环量的实际值超过判定值,开始用于使吸入空气量减少的控制。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置,其特征在于:
包括使进气门开启期间和排气门开启期间重叠的气门重叠期间可变的可变气门正时机构;
其中,所述EGR控制单元包括驱动所述可变气门正时机构以使内部排气再循环量增减的VVT控制单元;
所述实际EGR判断单元,基于所述可变气门正时机构的状态,判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值。
4.如权利要求2或3所述的内燃机的控制装置,其特征在于:所述吸入空气量控制单元包括,从高发动机转速下的燃料切断开始后,到所述排气再循环量的实际值超过判定值为止,维持大于等于燃料切断开始时的吸入空气量的单元。
5.如权利要求1~3中的任意一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
判断所述排气再循环量的实际值是否超过判定值的实际EGR判断单元;和
从燃料切断的执行条件成立后,到所述排气再循环量的实际值超过判定值为止,禁止燃料切断的执行的燃料切断禁止单元。
6.如权利要求5所述的内燃机的控制装置,其特征在于:还包括在燃料切断的执行条件成立后,在经过了燃料切断禁止界限时间时,解除燃料切断的执行禁止的燃料切断禁止解除单元。
7.如权利要求1~3中的任意一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于:
包括基于加速器开度对节气门开度进行电子控制的节气门开度电子控制单元;
其中,所述燃料切断单元基于所述加速器开度判断燃料切断的执行条件是否成立。
8.如权利要求1~3中的任意一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
在燃料切断的持续时间达到规定时间时,解除由所述EGR控制单元进行的所述排气再循环量的增量修正的EGR增量解除单元;和
在燃料切断的持续时间达到所述规定时间时,解除由所述吸入空气量控制单元进行的所述吸入空气量的减量修正的减量解除单元。
9.如权利要求8所述的内燃机的控制装置,其特征在于:还包括在燃料切断开始后,在推断为配置于内燃机的排气通路的催化剂已经吸藏满氧气时,判断为所述持续时间达到了所述规定时间的持续时间判断单元。
10.如权利要求9所述的内燃机的控制装置,其特征在于:
所述催化剂包括串联地配置的上游催化剂和下游催化剂;
包括配置在所述上游催化剂的下游的下游氧气传感器;
所述持续时间判断单元包括:
计算在燃料切断开始后、从所述下游氧气传感器的输出变为稀薄输出时开始的累计吸入空气量的空气量累计单元;和
在所述累计吸入空气量到达了使所述下游催化剂吸藏满氧气的值时,判断为所述持续时间达到了所述规定时间的判断单元。
11.如权利要求10所述的内燃机的控制装置,其特征在于,还包括:
检测所述上游催化剂的氧气吸藏容量的上游侧氧气吸藏容量检测单元;和
基于所述上游催化剂的氧气吸藏容量来设定使所述下游催化剂吸藏满氧气的值的设定单元。
12.如权利要求8所述的内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
在燃料切断的持续时间达到所述规定时间时,将吸入空气量控制为比燃料切断开始前的流量多的冷却目的流量的冷却流量实现单元;和
在燃料切断持续期间所述冷却目的流量维持了规定的冷却时间时,将吸入空气量控制为比燃料切断开始前的流量大而且比所述冷却目的流量小的流量的流量改变单元。
13.如权利要求12所述的内燃机的控制装置,其特征在于,包括:
检测或推断配置于内燃机的排气通路的催化剂的温度的催化剂温度检测推断装置;和
基于所述催化剂的温度设定所述冷却时间的冷却时间设定单元。
14.如权利要求1~3中的任意一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,所述EGR控制单元包括:
为了使排气再循环量变化而工作的EGR调节机构;
检测所述EGR调节机构的工作速度的工作速度检测单元;和
基于所述工作速度来设定燃料切断时的所述EGR调节机构的工作量的工作量设定单元。
15.如权利要求14所述的内燃机的控制装置,其特征在于:所述吸入空气量控制单元包括,当所述工作量越大时将燃料切断时的所述吸入空气量的节流流量设定为越小的值的节流流量设定单元。
16.如权利要求14所述的内燃机的控制装置,其特征在于:所述工作速度检测单元,检测发动机转速超过判定值的区域中的所述EGR调节机构的工作速度。
17.如权利要求16所述的内燃机的控制装置,其特征在于,所述工作速度检测单元包括:
在任意的发动机转速下测量所述EGR调节机构的工作速度的工作速度测量单元;
存储所述工作速度的测量时的发动机转速的转速存储单元;和
基于所述测量时的发动机转速,将由所述工作速度测量单元所测量的工作速度变换成超过所述判定值的区域中的工作速度的变换装置。
18.如权利要求14所述的内燃机的控制装置,其特征在于:
所述EGR调节机构将内燃机的液压作为驱动源;
所述工作速度检测单元包括:
在任意的油温下测量所述EGR调节机构的工作速度的工作速度测量单元;
存储所述工作速度的测量时的油温的油温存储单元;
在规定定时检测油温的油温检测单元;和
基于所述测量时的油温和所述规定定时的油温,将由所述工作速度测量单元所测量的工作速度变换成所述规定定时的工作速度的变换单元。
19.如权利要求12所述的内燃机的控制装置,其特征在于:所述冷却流量实现单元和所述流量改变单元,通过控制节气门开度或怠速控制阀流量即ISC阀流量来控制吸入空气量。
20.如权利要求1~3中的任意一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于:所述吸入空气量控制单元,通过控制节气门开度或怠速控制阀流量即ISC阀流量来控制吸入空气量。
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