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CN109386391A - 内燃机的控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

内燃机的控制装置具有处理回路,该处理回路以产生催化剂的升温要求为条件来执行抖动控制处理,抖动控制处理包括操作燃料喷射阀,以使得多个汽缸中的1个以上的汽缸为稀燃烧汽缸而多个汽缸中的其它1个以上的汽缸为浓燃烧汽缸;处理电路构成为还执行净化控制处理和差限制处理,该净化控制处理操作调节装置来控制净化率,该差限制处理以正在由净化控制处理将燃料蒸气的流入量控制成比零大的值为条件来限制浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。

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
例如日本特开2012-57492号公报记载了如下的控制装置:在存在催化剂装置(催化剂)的预热要求(升温要求)的情况下,执行将多个汽缸中的一部分汽缸中的空燃比设定为比理论空燃比浓而将其余的汽缸中的空燃比设定为比理论空燃比稀的扰动控制(抖动(dither)控制)。
另外,将储存燃料的燃料箱内的燃料蒸气导入进气通路的净化(purge)控制是周知的。
在执行抖动控制的情况下,因对浓燃烧汽缸中的空燃比和稀燃烧汽缸中的空燃比设有差异,与将所有的汽缸中的空燃比控制为相同的情况相比,向燃烧难以恶化的空燃比的设定就会产生制约,所以,燃烧易于恶化。另一方面,在执行净化控制的情况下,因燃料蒸气未必被均匀地分配给多个汽缸,从而会在多个汽缸中的空燃比彼此产生差异。因此,在净化控制的执行中执行抖动控制的情况下,存在因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向、该倾向明显化之虞。
发明内容
以下,对本发明的多个方式及其作用效果进行记载。
1.在内燃机的控制装置中,所述内燃机具有:构成为净化从多个汽缸排出的排气的催化剂、构成为向所述多个汽缸的各自供给燃料的多个燃料喷射阀、构成为捕集储存燃料的燃料箱内的燃料蒸气的过滤罐、以及构成为调节被所述过滤罐捕集到的燃料蒸气向进气通路的流入量的调节装置,所述控制装置具有处理电路,该处理电路构成为以产生所述催化剂的升温要求为条件来执行抖动控制处理,所述抖动控制处理包括操作所述燃料喷射阀,以使得所述多个汽缸中的1个以上的汽缸为稀燃烧汽缸而所述多个汽缸中的其它1个以上的汽缸为浓燃烧汽缸,所述稀燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比稀的汽缸,所述浓燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比浓的汽缸;所述处理电路构成为还执行净化控制处理和差限制处理,该净化控制处理操作所述调节装置,控制净化流量除以吸入空气流量而得到的值即净化率,该差限制处理以正在由所述净化控制处理将所述燃料蒸气的所述流入量控制成比零大的值为条件,来限制由所述抖动控制处理而产生的所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。
在内燃机的控制方法中,所述内燃机具有:构成为净化从多个汽缸排出的排气的催化剂、构成为向所述多个汽缸的各自供给燃料的多个燃料喷射阀、构成为捕集储存燃料的燃料箱内的燃料蒸气的过滤罐、以及构成为调节被所述过滤罐捕集到的燃料蒸气向进气通路的流入量的调节装置,所述控制方法包括:以产生所述催化剂的升温要求为条件来执行抖动控制处理,所述抖动控制处理包括操作所述燃料喷射阀,以使得所述多个汽缸中的1个以上的汽缸为稀燃烧汽缸而所述多个汽缸中的其它1个以上的汽缸为浓燃烧汽缸,所述稀燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比稀的汽缸,所述浓燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比浓的汽缸;执行净化控制处理,操作所述调节装置,控制净化流量除以吸入空气流量而得到的值即净化率;以及以正在由所述净化控制处理将所述燃料蒸气的所述流入量控制成比零大的值为条件执行差限制处理,所述差限制处理限制由所述抖动控制处理而产生的所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。
在上述构成中,以正在由净化控制处理将燃料蒸气向进气通路的流入量控制成比零大的值为条件,用差限制处理来限制浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得之成为减少倾向。与浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差大的情况相比,在该差小的情况下,因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向难以明显化。因此,利用差限制处理,能够抑制因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长与不执行抖动控制时相比因抖动控制的执行而燃烧易于恶化的倾向并使该倾向明显化的问题。
2.在上述1记载的内燃机的控制装置中,所述差限制处理包括:以具有作为与所述净化率正的相关的参数的净化参数为阈值以上为条件,来限制所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。
在上述构成中,差限制处理以净化参数为阈值以上为条件来进行。由此,在燃料蒸气的量少、难以因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的情况下,能够没有利用差限制处理的限制地执行抖动控制处理。
3.所述净化参数是从所述过滤罐流入所述进气通路的燃料蒸气的流量(flowrate)除以所述吸入空气流量而得到的值。
即使净化率相同,流入进气通路的燃料蒸气的流量占吸入空气流量的比例也会根据过滤罐内的燃料蒸气的浓度而变化。另一方面,燃料蒸气的流量占吸入空气流量的比例越大,则因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度就变得越大。因此,在上述构成中,通过燃料蒸气的流量占吸入空气流量的比例为阈值以上来执行差限制处理,能够尽量抑制产生实际执行差限制处理的状况。
4.在上述1至3中任一项记载的内燃机的控制装置中,所述抖动控制处理包括设定所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差的振幅设定处理;所述差限制处理包括为了将由所述振幅设定处理所设定的所述差限制为上限保护值以下而对设定出的所述差实施上限保护处理,并使得基于实施了该上限保护处理的所述差来执行所述抖动控制处理。
在上述构成中,通过上限保护处理,能够将浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差限制为上限保护值以下。
5.在上述4记载的内燃机的控制装置中,所述差限制处理包括根据所述内燃机的工作点而可变地设定所述上限保护值。
因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度因内燃机的工作点而异。因此,在上述构成中,通过根据内燃机的工作点而可变地设定上限保护值,能够尽量抑制差的限制。
附图说明
图1是表示第1实施方式的内燃机及其控制装置的图。
图2是表示图1的控制装置执行的处理的一部分的框图。
图3是表示图1的控制装置的要求值输出处理部的处理的顺序的流程图。
图4是表示图1的控制装置的抖动控制处理的限制的推移的时序图。
图5是表示第2实施方式的控制装置的要求值输出处理部的处理的顺序的流程图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,参照附图,对内燃机的控制装置的第1实施方式进行说明。
在图1所示的内燃机10中,从进气通路12吸入的空气经由节气门14而流入各汽缸的燃烧室16。喷射燃料的燃料喷射阀18和产生火花放电的点火装置20突出到燃烧室16。在燃烧室16中,空气和燃料的混合气提供给燃烧,燃烧后的混合气作为排气被排出到排气通路22。在排气通路22中,设有具有氧吸藏能力的三元催化剂24。
燃料喷射阀18喷射输送管30内的燃料。由燃料泵34汲取被储存于燃料箱32的燃料并将其供给到输送管30。储存于燃料箱32内的燃料的一部分分气化而成为燃料蒸气。该燃料蒸气被过滤罐(canister)36捕集。由过滤罐36捕集的燃料蒸气经由可电子操作开口度的净化阀38而流入进气通路12。
控制装置40控制内燃机10,为了控制其控制量(转矩、排气成分等),而操作节气门14、燃料喷射阀18、点火装置20、燃料泵34、净化阀38等内燃机10的各种操作部。此时,控制装置40参照由三元催化剂24的上游侧的空燃比传感器50检测的空燃比Af、曲轴角传感器52的输出信号Scr、由空气流量计54检测的吸入空气量Ga和/或由水温传感器56检测的内燃机10的冷却水的温度(水温THW)。控制装置40具有CPU42、ROM44和RAM46,通过CPU52执行存储于ROM44的程序来执行上述控制量的控制。
图2示出了通过CPU42执行存储于ROM44的程序而实现的处理的一部分。
基础喷射量算出处理部M10基于根据曲轴角传感器52的输出信号Scr而算出的旋转速度NE和吸入空气量Ga,算出基础喷射量Qb作为开环操作量,该开环操作量是用于将燃烧室16中的混合气的空燃比开环控制为目标空燃比的操作量。此外,在第1实施方式中,作为目标空燃比,假定理论空燃比。
目标值设定处理部M12设定用于将燃烧室16中的混合气的空燃比控制为上述目标空燃比的反馈控制量的目标值Af*。反馈控制处理部M14算出反馈操作量KAF,该反馈操作量KAF是用于使作为反馈控制量的空燃比Af通过反馈控制而收敛为目标值Af*的操作量。在第1实施方式中,把将目标值Af*与空燃比Af之差作为输入的比例要素、积分要素和微分要素的各输出值之和作为反馈操作量KAF。
要求喷射量算出处理部M16通过基础喷射量Qb乘以反馈操作量KAF来修正基础喷射量Qb,算出要求喷射量Qd。
要求值输出处理部M18算出将来自内燃机10的所有汽缸#1~#4的排气的空燃比(排气空燃比)的平均值设为目标空燃比并使燃烧的混合气的空燃比在汽缸间不同的抖动控制的喷射量修正要求值α并将其输出。在此,在第1实施方式的抖动控制中,将第1汽缸#1~第4汽缸#4中的1个汽缸设为使混合气的空燃比比理论空燃比浓的浓燃烧汽缸,将其余的3个汽缸设为使混合气的空燃比比理论空燃比稀的稀燃烧汽缸。并且,将浓燃烧汽缸的喷射量设为要求喷射量Qd的“1+α”倍,将稀燃烧汽缸的喷射量设为要求喷射量Qd的“1-(α/3)”倍。
此外,对象排气的排气空燃比采用假想混合气来定义。也就是说,将假想混合气定义为仅由新气和燃料构成且燃烧时生成的排气的未燃燃料浓度(例如HC)、不完全燃烧成分浓度(例如CO)和氧浓度与对象排气的未燃燃料浓度、不完全燃烧成分浓度和氧浓度相同的混合气,将排气空燃比定义为假想混合气的空燃比。但是,在此假想混合气的燃烧不限于未燃燃料浓度及不完全燃烧成分浓度和氧浓度的至少一方为零或视为零的值的燃烧,也包括未燃燃料浓度及不完全燃烧成分浓度和氧浓度双方比零大的状态的燃烧。另外,多个汽缸的排气空燃比的平均值是指将从多个汽缸排出的所有排气作为对象排气时的排气空燃比。根据稀燃烧汽缸和浓燃烧汽缸的上述喷射量的设定,通过将在各汽缸中燃烧的混合气的燃空比的平均值设为目标燃空比,能够将排气空燃比的平均值设为目标空燃比。此外,燃空比是指空燃比的倒数。
在修正系数算出处理部M20,将“1”加上喷射量修正要求值α,对于浓燃烧汽缸,算出要求喷射量Qd的修正系数。抖动修正处理部M22通过要求喷射量Qd乘以修正系数“1+α”而算出浓燃烧汽缸的喷射量指令值Qr*。
在乘法处理部M24,使喷射量修正要求值α为“-1/3”倍,在修正系数算出处理部M26,将“1”加上乘法处理部M24的输出值,对于稀燃烧汽缸,算出要求喷射量Qd的修正系数。抖动修正处理部M28通过要求喷射量Qd乘以修正系数“1-(α/3)”而算出稀燃烧汽缸的喷射量指令值Ql*。
喷射量控制处理部M30基于喷射量指令值Qr*而生成浓燃烧汽缸的燃料喷射阀18的操作信号MS2,输出到该燃料喷射阀18,操作燃料喷射阀18以使从该燃料喷射阀18喷射的燃料量成为与喷射量指令值Qr*相应的量。另外,喷射量控制处理部M30基于喷射量指令值Ql*而生成稀燃烧汽缸的燃料喷射阀18的操作信号MS2,输出到该燃料喷射阀18,操作燃料喷射阀18以使从该燃料喷射阀18喷射的燃料量成为与喷射量指令值Ql*相应的量。此外,希望汽缸#1~#4中成为浓燃烧汽缸的汽缸以比1个燃烧循环长的周期来改变。另外,在喷射量修正要求值α为零的情况下,由抖动修正处理部M22、M28将要求喷射量Qd乘以“1”,所以,在喷射量修正要求值α为零的情况下,各汽缸#1~#4各自的喷射量指令值成为要求喷射量Qd,但在图2中,为了方便,图示出抖动控制时的喷射量指令值Ql*、Qr*。此外,在喷射量修正要求值α为零的情况下,根据要求喷射量Qd而算出操作信号MS2。
净化浓度推定处理部M32基于反馈操作量KAF来推定从过滤罐36流入进气通路12的流体(净化气体)中的燃料蒸气的浓度(净化浓度Dp)。详细地说,净化浓度推定处理部M32在反馈操作量KAF增量修正基础喷射量Qb的情况下将净化浓度Dp更新为小值,在反馈操作量KAF减量修正基础喷射量Qb的情况下将净化浓度Dp更新为大值。
目标净化率设定处理部M34基于净化浓度Dp来设定净化气体的流量(净化流量)除以吸入空气流量Ga而得到的净化率的目标值(目标净化率Rp0*)。相比净化浓度Dp低的情况,在净化浓度Dp高的情况下,目标净化率设定处理部M34将目标净化率Rp0*设定为大值。
保护处理部M36为了基于水温THW而将目标净化率Rp0*限制为上限保护值以下,对目标净化率Rp0*实施上限保护处理,并输出实施了上限保护处理的目标净化率Rp0*。详细地说,保护处理部M36在水温THW为规定温度以下的情况下将上限保护值设定为“0”,从而将目标净化率Rp*设定为“0”来禁止从过滤罐36向进气通路12的燃料蒸气的流出控制。
净化控制处理部M38为了操作净化阀38以使得净化率成为目标净化率Rp*,向净化阀38输出操作信号MS5。
净化修正量算出处理部M40为了根据从过滤罐36流入进气通路12的燃料蒸气的流量来减量修正基础喷射量Qb,基于净化浓度Dp和目标净化率Rp*而算出减量修正量Kpg,并输出到要求喷射量算出处理部M16。因此,要求喷射量算出处理部M16在正在进行从过滤罐36向进气通路12的燃料蒸气的流入控制的情况下,基于用减量修正量Kpg对基础喷射量Qb进行减量修正而得到的值,算出要求喷射量Qd。此外,在停止了从过滤罐36向进气通路12的燃料蒸气的流入控制的情况下,将减量修正量Kpg设为“1”即可。
图3示出了要求值输出处理部M18的处理的顺序。图3所示的处理通过CPU42以例如预定周期反复执行存储于ROM44的程序来实现。此外,以下,由在前面赋予“S”的数字表示步骤号码。
在图3所示的一系列的处理中,CPU42首先判定是否产生了与采用抖动控制的三元催化剂24的升温相关的升温要求(S10)。在第1实施方式中,升温要求是在产生三元催化剂24的预热要求的情况下、或者在三元催化剂24的硫中毒恢复处理的执行条件成立的情况下产生的。三元催化剂24的预热要求是在如下的情况下产生的:通过从起动开始的累计空气量成为规定值以上而判定为三元催化剂24的上游侧的端部的温度成为活性温度之后,水温THW为预定温度以下且累计空气量为预定值(>规定值)以下。另一方面,硫中毒恢复处理的执行条件被设为在三元催化剂24的硫中毒量为预先确定的值以上的情况下成立即可;另外,硫中毒量是例如通过旋转速度NE越高、另外填充效率η越高,则算出中毒量的增加量越多,累计增加量,从而算出即可。此外,填充效率η是表示负荷的参数,由CPU42基于旋转速度NE和吸入空气量Ga而算出。
接下来,CPU42基于旋转速度NE和填充效率η而算出喷射量修正要求值α的基础值即基础要求值α0(S12)。基础要求值α0在中负荷区域设为最大。这是鉴于:与中负荷区域相比,燃烧在低负荷区域不稳定,所以在低负荷区域,难以使基础要求值α0比中负荷区域的大;在高负荷区域,即使不执行抖动控制,排气温度也高。另外,相比旋转速度NE低的情况,在旋转速度NE高的情况下,基础要求值α0被设定为大值。也就是说,旋转速度NE越高,则基础要求值α0被设定为越大的值。这是因为:相比旋转速度NE低的情况,在旋转速度NE高的情况下,燃烧稳定,所以,易于使基础要求值α0为大值。具体地说,在ROM44中预先存储确定了作为输入变量的旋转速度NE和填充效率η与作为输出变量的基础要求值α0的关系的映射数据,CPU42采用该映射数据来映射运算基础要求值α0即可。此外,映射是指输入变量的离散的值和与输入变量的值分别相对应的输出变量的值的组数据。另外,映射运算在例如输入变量的值与映射数据的输入变量的值的某一个一致的情况下,进行将相对应的输出变量的值作为运算结果的处理,在不一致的情况下,进行将由组数据所含的多个输出变量的值的插补而得到的值作为运算结果的处理。
附带一提,在图3中,在S12的处理中采用变量n而记载为“α0(n)”。变量n是用于指定基础要求值α0等时序数据中的特定的数据的变量,以下,将在图3的一系列的处理的控制周期的此次控制周期中算出的数据设为“n”,将在上一次的控制周期中算出的数据记载为“n-1”。
接下来,CPU42判定目标净化率Rp*是否为规定值Rpth以上(S14)。该处理用于判定是否限制抖动控制的执行。规定值Rpth被设定为会产生如下危险的下限值:因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向并使该倾向明显化。也就是说,在正在执行抖动控制的情况下,汽缸#1~#4各自中的混合气的空燃比相对于目标空燃比向稀或浓偏离,所以,与将汽缸#1~#4各自中的混合气的空燃比设定为目标空燃比的情况相比,燃烧易于恶化。另一方面,在净化控制下从过滤罐36流入进气通路12的净化气体并非被均匀地分配而流入汽缸#1~#4,而可能在汽缸之间产生不均。因此,要求喷射量Qd可能相对于将汽缸#1~#4各自中的混合气的空燃比控制为目标空燃比所需的燃料偏离。由于该偏离,存在助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向之虞。也就是说,例如若大量的燃料蒸气流入浓燃烧汽缸的话,则浓燃烧汽缸中的空燃比会变得过浓,从而燃烧会不稳定化。另外,例如若流入1个稀燃烧汽缸的燃料蒸气比其它的少,则该汽缸中的空燃比会变得过稀,从而燃烧会不稳定化。
CPU42在判定为目标净化率Rp*为规定值Rpth以上的情况下(S14:是),判定基础要求值α0(n)是否比上限保护值α0th大(S16)。并且,CPU42在判定为基础要求值α0(n)比上限保护值α0th大的情况下(S16:是),将上限保护值α0th代入基础要求值α0(n)(S18)。
CPU42在完成S18的处理的情况下、或者在S14、S16的处理中进行否定判定的情况下,判定从此次算出的基础要求值α0(n)减去上一次的喷射量修正要求值α(n-1)而得到的值是否比阈值Δ大(S20)。并且,CPU42在判定为α0(n)-α(n-1)的值比阈值Δ大的情况下(S20:是),将上一次的喷射量修正要求值α(n-1)加上阈值Δ而得到的值代入此次的喷射量修正要求值α(n)(S22)。而与之相对地,CPU42在判定为α0(n)-α(n-1)的值为阈值Δ以下的情况下(S20:否),判定从上一次的喷射量修正要求值α(n-1)减去此次算出的基础要求值α0(n)而得到的值是否比阈值Δ大(S24)。并且,CPU42在判定为α(n-1)-α0(n)的值比阈值Δ大的情况下(S24:是),将从上一次的喷射量修正要求值α(n-1)减去阈值Δ而得到的值代入此次的喷射量修正要求值α(n)(S26)。另外,CPU42在判定为α(n-1)-α0(n)的值为阈值Δ以下的情况下(S24:否),将此次的基础要求值α0(n)代入此次的喷射量修正要求值α(n)(S28)。
另一方面,CPU42在判定为未产生升温要求的情况下(S10:否),将此次的基础要求值α0(n)设定为零(S30),转移到S20的处理。
此外,CPU42在完成S22、S26、S28的处理的情况下,更新变量n(S32),一度结束图3所示的一系列的处理。
在此,对第1实施方式的作用进行说明。
图4示出了吸入空气流量Ga、升温要求的有无、浓燃烧汽缸的空燃比、稀燃烧汽缸的空燃比和目标净化率Rp*各自的推移。此外,在图4中,示出了未切换作为浓燃烧汽缸的汽缸的期间,另外,为了方便,对汽缸#1~#4的空燃比与目标空燃比一致的期间也记载为“浓燃烧汽缸”、“稀燃烧汽缸”。
如图4所示,在时刻t1产生升温要求从而开始抖动控制处理时,将汽缸#1~#4的任一个中的混合气的空燃比设定为比目标空燃比浓,而将其余的混合气的空燃比设定为比目标空燃比稀。在此,浓燃烧汽缸中的空燃比的浓化程度和稀燃烧汽缸中的空燃比的稀化程度基于基础要求值α0来设定。但是,在时刻t2,目标净化率Rp*成为规定值Rpth以上,从而由S12的处理而确定的基础要求值α0被上限保护值α0th限制。图4示出了通过由S20~S28的处理而实现的渐变处理,喷射量修正要求值α渐减而接近上限保护值α0th的例子。由此,浓燃烧汽缸的空燃比与稀燃烧汽缸的空燃比之差被限制成与目标净化率Rp*小于规定值Rpth的情况相比成为减少倾向。在图4中,用单点划线示出了假设目标净化率Rp*小于规定值Rpth时的浓燃烧汽缸的空燃比和稀燃烧汽缸的空燃比。
然后,在时刻t3、目标净化率Rp*变为小于规定值Rpth时,不再进行利用上限保护值α0th的保护处理,所以,基于由S12的处理而设定的基础要求值α0来执行抖动控制直到不再有升温要求的时刻t4。
这样,根据第1实施方式,在目标净化率Rp*为规定值Rpth以上的情况下,由上限保护值α0th来限制基础要求值α0。由此,能够抑制因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向并使该倾向明显化的问题。
<第2实施方式>
以下,参照附图,对第2实施方式以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
图5示出了第2实施方式的控制装置的要求值输出处理部M18的处理的顺序。图5所示的处理通过CPU42以例如预定周期反复执行存储于ROM44的程序来实现。此外,在图5中,对与图3所示的处理相对应的处理,为了方便而赋予相同的步骤号码。
在图5所示的一系列的处理中,CPU42在算出基础要求值α0时(S12),根据净化浓度Dp,可变地设定规定值Rpth,判断目标净化率Rp*是否为规定值Rpth以上(S14a)。详细地说,与净化浓度Dp小的情况相比,在净化浓度Dp大的情况下,CPU42将规定值Rpth设定为小值。也就是说,净化浓度Dp越大,则CPU42将规定值Rpth设定为越小的值。这是因为:在净化率相同的情况下,与净化浓度Dp小的情况相比,在净化浓度Dp大的情况下,从过滤罐36流入进气通路12的燃料蒸气的流量变大,所以,因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均容易变大。具体地说,在ROM44中预先存储净化浓度Dp作为输入变量而规定值Rpth作为输出变量的映射数据,由CPU42映射运算规定值Rpth。
CPU42在判定为目标净化率Rp*为规定值Rpth以上的情况下(S14a:是),基于旋转速度NE和填充效率η而可变地设定上限保护值α0th,判定基础要求值α0是否比上限保护值α0th大(S16a)。在此,基于旋转速度NE和填充效率η而可变地设定上限保护值α0th是因为:因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度,因内燃机10的工作点而变动。在第2实施方式中,由旋转速度NE和填充效率η确定工作点。并且,与因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度小的情况相比,在该程度大的情况下,CPU42将上限保护值α0th设定为小值。也就是说,因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度越大,则CPU42将上限保护值α0th设定为越小的值。具体地说,在ROM44中预先存储旋转速度NE和填充效率η作为输入变量而上限保护值α0th作为输出变量的映射数据,由CPU42映射运算上限保护值α0th。
CPU42在判定为基础要求值α0比上限保护值α0th大的情况下,将上限保护值α0th代入基础要求值α0(n)(S18a)。此外,CPU42在完成S18a的处理的情况下和/或在S14a、S16a中进行否定判定的情况下,转移到S20的处理。
根据以上说明的第2实施方式,除了上述第1实施方式的效果之外,还能够获得以下的效果。
(1)与净化浓度Dp小的情况相比,在净化浓度Dp大的情况下,将规定值Rpth设定为小值。也就是说,净化浓度Dp越大,则将规定值Rpth设定为越小的值。由此,能够判定从过滤罐36流入进气通路12的燃料蒸气的流量除以吸入空气流量而得到的值即蒸气比例是否为阈值以上。因此,能够抑制在对于从过滤罐36流入进气通路12的流体的流量来说燃料蒸气的流量少的情况下执行利用上限保护值α0th的保护处理。
(2)基于旋转速度NE和填充效率而可变地设定上限保护值α0th。由此,鉴于因净化控制所导致的燃料蒸气的汽缸间的分配不均而助长因抖动控制的执行所导致的燃烧易于恶化的倾向的程度会因内燃机10的工作点而异,能够使上限保护值α0th为尽量大的值。
<对应关系>
上述实施方式中的事项和上述“发明内容”的栏中记载的事项的对应关系如下所述。以下,按“发明内容”的栏中记载的每个号码,示出对应关系。
[1]催化剂与三元催化剂24相对应,调节装置与净化阀38相对应。抖动控制处理与修正系数算出处理部M20、抖动修正处理部M22、乘法处理部M24、修正系数算出处理部M26、抖动修正处理部M28、喷射量操作处理部M30的处理和S10、S12、S20~S28的处理相对应。净化控制处理与目标净化率设定处理部M34、保护处理部M36和净化控制处理部M38的处理相对应,差限制处理与S14~S18的处理或者S14a~S18a的处理相对应。
[2]净化参数在图3的处理中与净化率相对应,在图5的处理中与蒸气比例相对应。阈值在图3的处理中与规定值Rpth相对应,在图5的处理中与目标净化率Rp*为规定值Rpth时的蒸气比例相对应。
[3]差限制处理与S14a~S18a的处理相对应。
[4]振幅设定处理与S12的处理相对应。
[5]差限制处理与S16a、S18a的处理相对应。
<其它实施方式>
此外,上述实施方式的各事项的至少一个可以如下改变。
·“关于净化控制处理”
在上述实施方式中,在控制净化率时,作为直接处理作为控制量的参数,采用目标净化率Rp*,并将净化率控制为目标净化率Rp*,但不限于此。例如,也可以将上述的蒸气比例作为控制量,算出目标蒸气比例,将蒸气比例控制为目标蒸气比例,由此控制净化率。另外,作为净化控制处理为了控制净化率而处理的、具有与净化率正的相关的参数(净化参数),不限于蒸气比例,也可以是例如的净化阀38的开口度。
·“关于上限保护处理”
在上述实施方式中,在基于内燃机的工作点而可变地设定上限保护值α0th时,作为确定工作点的参数,采用了旋转速度NE和填充效率η,但不限于此。例如,也可以采用加速踏板的操作量来代替填充效率η作为确定负荷的参数,。另外,例如,作为基于工作点而可变地设定上限保护值α0th的处理,可以是根据表示负荷的参数而可变地设定上限保护值α0th,但不根据旋转速度NE而可变地设定上限保护值α0th。另外,例如,作为基于工作点而可变地设定上限保护值α0th的处理,可以是根据旋转速度NE而可变地设定上限保护值α0th,但不根据表示负荷的参数而可变地设定上限保护值α0th。
作为被实施上限保护处理的参数,不限于基础要求值α0。例如,可以为对于通过向基础要求值α0实施S20~S28的处理而得到的值实施上限保护处理。
·“关于差限制处理”
如例如上述“关于净化控制处理”的栏中记载的那样,在设作为控制量而直接处理的参数为蒸气比例的情况下,将S14a的处理中的规定值Rpth设为固定值,将规定值Rpth与蒸气比例或目标蒸气比例进行比较即可。
作为因净化控制处理的执行而将浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差限制为小值的差限制处理,不限于上限保护处理。例如,也可以以正执行净化控制处理为条件而将浓燃烧汽缸中的空燃比与稀燃烧汽缸中的空燃比之差限制为预先设定的固定值。
·“关于抖动控制处理”
在上述实施方式中,由旋转速度NE和填充效率η来确定作为用于可变地设定基础要求值α0的参数的内燃机的工作点,但不限于此。例如可以仅由填充效率η来确定,另外也可以由例如吸入空气流量Ga来确定。此外,基于内燃机的工作点可变地设定基础要求值α0本身并非是必需的。例如也可以是固定值。
在上述实施方式中,稀燃烧汽缸的数量比浓燃烧汽缸的数量多,但不限于此。例如,浓燃烧汽缸的数量和稀燃烧汽缸的数量可以相同。另外,例如,不限于所有的汽缸#1~#4为稀燃烧汽缸或浓燃烧汽缸,例如也可以是1个汽缸的空燃比为目标空燃比。而且,在1个燃烧循环内排气空燃比的平均值为目标空燃比也并非必需的。例如,在上述实施方式那样4汽缸的情况下,可以是5冲程的排气空燃比的平均值为目标值,也可以是3冲程的排气空燃比的平均值为目标值。但是,优选至少在2个燃烧循环中产生1次以上在1个燃烧循环中浓燃烧汽缸和稀燃烧汽缸双方存在的期间。换言之,在将预定期间的排气空燃比的平均值设为目标空燃比时,优选预定期间为2个燃烧循环以下。在此,例如在设预定期间为2个燃烧循环并在2个燃烧循环的期间仅存在1次浓燃烧汽缸的情况下,在设浓燃烧汽缸为R、稀燃烧汽缸为L时,浓燃烧汽缸和稀燃烧汽缸的出现顺序为例如“R,L,L,L,L,L,L,L”。在此情况下,设有比预定期间短的1个燃烧循环的期间且为“R,L,L,L”的期间,汽缸#1~#4中的一部分为稀燃烧汽缸,其它的汽缸为浓燃烧汽缸。附带一提,在1个燃烧循环内的排气空燃比的平均值没有设为目标空燃比的情况下,优选能够无视将内燃机在进气行程中一度吸入了的空气的一部分吹回进气通路直到进气门关阀的量。
·“关于要求喷射量”
在上述实施方式中,用减量修正量Kpg对基础喷射量Qb进行减量修正由此算出要求喷射量Qd,但不限于此。例如,可以不进行利用减量修正量Kpg的减量修正,能够由反馈操作量KAF来进行与从过滤罐36流入进气通路12的燃料蒸气相应的基础喷射量Qb的减量修正。
此外,并非必须用由汽缸#1~#4共用的修正量来修正燃料蒸气的影响。也就是说,可以考虑流入汽缸#1~#4各自的燃料蒸气的不均,按每个汽缸来修正燃料喷射量。即使在此情况下,若用修正降低不均的影响的精度低等等,那么以使燃料蒸气从过滤罐36流入进气通路12为条件来限制抖动控制处理也是有效的。
·“关于调节装置”
在上述实施方式中,作为调节捕集到过滤罐36的燃料蒸气向进气通路12流入的流入量的调节装置,例示出了净化阀38,但不限于此。例如在具有增压器的内燃机10中,鉴于有时进气通路12内的压力不会比过滤罐36侧低,从而除了净化阀38之外,还可以具有吸入过滤罐36内的流体并排出到进气通路12的泵。附带一提,在具有增压器的内燃机的情况下,由增压器夺取排气中的热而使得位于其下游的催化剂的温度难以上升,所以,利用抖动控制是尤为有效的。
·“关于被升温的催化剂”
作为被升温的催化剂,不限于三元催化剂24。例如,可以是具有三元催化剂的汽油颗粒过滤器(GPF)。在此,若在上述三元催化剂24的下游设有GPF,则可以利用在三元催化剂24由稀燃烧汽缸的氧而使浓燃烧汽缸的未燃燃料成分和/或不完全燃烧成分氧化时的氧化热而使GPF升温。此外,在GPF的上游不存在具有氧吸藏能力的催化剂的情况下,优选GPF具有带氧吸藏能力的催化剂。
·“关于升温要求”
作为升温要求,不限于上述实施方式中例示的。例如可以是在为硫易于堆积于三元催化剂24的运转区域(例如怠速运转区域)的情况下产生升温要求。另外,如“关于被升温的催化剂”的栏中记载的那样,也可以在控制具有GPF的内燃机10的情况下为了使GPF内的微颗粒状物质燃烧而产生利用抖动控制的升温要求。
·“关于控制装置”
作为控制装置,不限于具有CPU42和ROM44来执行软件处理的装置。例如也可以具有处理在上述实施方式中执行的软件处理的至少一部分的专用的硬件电路(例如ASIC等)。也就是说,控制装置只要是以下的(a)~(c)的任一个的构成即可。(a)具有按照程序来执行上述所有处理的处理装置和存储程序的ROM等程序保存装置。(b)具有按照程序来执行上述处理的一部分的处理装置和程序保存装置、以及执行其余处理的专用的硬件电路。(c)具有执行上述所有处理的专用的硬件电路。在此,具有处理装置和程序保存装置的软件处理电路、和/或专用的硬件电路可以是多个。也就是说,上述处理可以由具有1个或多个软件处理电路和1个或多个专用的硬件电路的至少一方的处理电路来执行即可。程序保存装置即计算机可读介质包括通用或专用的计算机能够访问的所有可利用的介质。
·“关于内燃机”
作为内燃机,不限于4汽缸的内燃机。例如也可以是直列6汽缸的内燃机。另外,例如也可以是V型的内燃机等具有第1催化剂和第2催化剂且由它们各自净化排气的汽缸不同的内燃机。
·“其它”
作为燃料喷射阀,不限于向燃烧室16喷射燃料的喷射阀,例如也可以是向进气通路12喷射燃料的喷射阀。在抖动控制的执行时进行空燃比反馈控制并非必需的。作为净化浓度Dp,不限于基于反馈操作量KAF而算出,也可以是例如在过滤罐36设置燃料浓度传感器并利用其检测值。

Claims (6)

1.一种内燃机的控制装置,所述内燃机具有:构成为净化从多个汽缸排出的排气的催化剂、构成为向所述多个汽缸的各自供给燃料的多个燃料喷射阀、构成为捕集储存燃料的燃料箱内的燃料蒸气的过滤罐、以及构成为调节被所述过滤罐捕集到的燃料蒸气向进气通路的流入量的调节装置,
所述控制装置,
具有处理电路,该处理电路构成为以产生所述催化剂的升温要求为条件来执行抖动控制处理,所述抖动控制处理包括操作所述燃料喷射阀以使得所述多个汽缸中的1个以上的汽缸为稀燃烧汽缸而所述多个汽缸中的其它1个以上的汽缸为浓燃烧汽缸,所述稀燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比稀的汽缸,所述浓燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比浓的汽缸;
所述处理电路构成为还执行:
净化控制处理,操作所述调节装置,控制净化流量除以吸入空气流量而得到的值即净化率,以及
差限制处理,以由所述净化控制处理将所述燃料蒸气的所述流入量控制成比零大的值为条件,来限制由所述抖动控制处理而产生的所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置,
所述差限制处理包括:以净化参数为阈值以上为条件,来限制所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向,所述净化参数是具有与所述净化率正的相关的参数。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置,
所述净化参数是从所述过滤罐流入所述进气通路的燃料蒸气的流量除以所述吸入空气流量而得到的值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述抖动控制处理包括设定所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差的振幅设定处理;
所述差限制处理包括为了将由所述振幅设定处理所设定出的所述差限制为上限保护值以下而对设定出的所述差实施上限保护处理,并使得基于实施了该上限保护处理的所述差来执行所述抖动控制处理。
5.如权利要求4所述的内燃机的控制装置,
所述差限制处理包括根据所述内燃机的工作点而可变地设定所述上限保护值。
6.一种内燃机的控制方法,所述内燃机具有:构成为净化从多个汽缸排出的排气的催化剂、构成为向所述多个汽缸的各自供给燃料的多个燃料喷射阀、构成为捕集储存燃料的燃料箱内的燃料蒸气的过滤罐、以及构成为调节被所述过滤罐捕集到的燃料蒸气向进气通路的流入量的调节装置,
所述控制方法包括:
以产生所述催化剂的升温要求为条件来执行抖动控制处理,所述抖动控制处理操作所述燃料喷射阀,以使得所述多个汽缸中的1个以上的汽缸为稀燃烧汽缸而所述多个汽缸中的其它1个以上的汽缸为浓燃烧汽缸,所述稀燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比稀的汽缸,所述浓燃烧汽缸是空燃比比理论空燃比浓的汽缸;
执行净化控制处理,所述净化控制处理操作所述调节装置,控制净化流量除以吸入空气流量而得到的值即净化率;以及
以由所述净化控制处理将所述燃料蒸气的所述流入量控制成比零大的值为条件执行差限制处理,所述差限制处理限制由所述抖动控制处理而产生的所述浓燃烧汽缸中的空燃比与所述稀燃烧汽缸中的空燃比之差以使得该差成为减少倾向。
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