專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)燃料切斷控制時(shí)的燃料的供給狀態(tài)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為這種裝置，提出有一種在從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)進(jìn)行空燃比變濃控制的裝置(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置，如果基于不被排氣空燃比傳感器的檢測(cè)值影響的目標(biāo)濃空燃比而計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)氧排放量為氧排放量上限值以上，則中止空燃比變濃控制。因此，即使排氣空燃比傳感器的檢測(cè)精度下降從而導(dǎo)致檢測(cè)出的排氣空燃比與實(shí)際的排氣空燃比相比偏向稀空燃比側(cè)，也能夠抑制空燃比變濃控制被過(guò)剩地繼續(xù)進(jìn)行。
另外，在能夠使用氫和汽油的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中，還提出了一種如下所述的氫發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置當(dāng)以NOx排放為目的來(lái)使空燃比變濃時(shí)，通過(guò)在使該空燃比變濃前噴射汽油，來(lái)抑制因氫的異常燃燒而引起的振動(dòng)以及噪音(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2005 - 155401號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005 - 240656號(hào)公報(bào)在燃料切斷控制的執(zhí)行期間中，由于設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的例如三元催化劑等在排氣凈化裝置中的氧吸留量增加，所以氧吸留量與合適量相比變多，NOx的還原反應(yīng)變得難以進(jìn)行。從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)空燃比變濃的目的在于為了使該氧吸留量恢復(fù)到合適量而增加排氣中的還原劑量，從使排氣凈化裝置的NOx凈化能力盡可能迅速恢復(fù)的觀點(diǎn)來(lái)看是必須的措施。另一方面，由于空燃比的變濃使相對(duì)于進(jìn)入空氣量的燃料消耗量相對(duì)增大，成為導(dǎo)致耗油率惡化的主要因素，所以?xún)?yōu)選其執(zhí)行期間較短。在此，專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的裝置解決了因氧吸留量偏離適當(dāng)量而導(dǎo)致空燃比傳感器的檢測(cè)值偏向稀空燃比側(cè)，空燃比變濃的期間不必要地變長(zhǎng)這一問(wèn)題。因此，在被供給的燃料是單一種類(lèi)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)需要來(lái)將空燃比變濃的期間最佳化為最小限度的效果。然而，這樣考慮了單一種類(lèi)的燃料使用的技術(shù)思想對(duì)于能夠供給多種燃料的所謂雙燃料內(nèi)燃機(jī)或者多燃料內(nèi)燃機(jī)未必是最好的。其原因在于，如果燃料種類(lèi)不同，則排氣構(gòu)成不同，促使氧吸留量減少的排氣中的還原劑量也必然發(fā)生變化。S卩，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的裝置中存在如下的技術(shù)問(wèn)題在能夠使用多種燃料的內(nèi)燃機(jī)中，每當(dāng)從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)使空燃比變濃時(shí)，耗油率的惡化未必能被可靠抑制。這樣的技術(shù)問(wèn)題在面向防止振動(dòng)以及噪音的觀點(diǎn)的專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的裝置中也同樣會(huì)發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其課題在于，提供一種在能夠使用多種燃料的內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)能夠可靠地抑制使空燃比變濃時(shí)耗油率惡化的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置被用于車(chē)輛，該車(chē)輛具備具有能夠?qū)⒌贗燃料和濃空燃比下的排氣中的還原劑量比所述第I燃料多的第2燃料作為燃料進(jìn)行供給的燃料供給裝置的內(nèi)燃機(jī)、以及設(shè)置在該內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的排氣凈化裝置，該內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的特征在于，具備 第I控制單元，其對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以便在規(guī)定條件下暫時(shí)停止所述燃料的供給；和第2控制單元，在從所述燃料的供給被暫時(shí)停止了的狀態(tài)再次開(kāi)始所述燃料的供給的情況下，該第2控制單元對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以使所述第2燃料作為所述燃料被供給且排氣空燃比成為所述濃空燃比。
本發(fā)明涉及的車(chē)輛具備內(nèi)燃機(jī)和排氣凈化裝置。本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)被構(gòu)成為能夠使用第I燃料和第2燃料。第2燃料被規(guī)定為相對(duì)于化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比(理論空燃比)廣義上表示濃空燃比側(cè)(燃料過(guò)剩側(cè))的空燃比的濃空燃比下的排氣中的還原劑量比第I燃料多的燃料。只要滿足該規(guī)定，則第I燃料或第2燃料或者其雙方不必一定被限定為單一種類(lèi)的燃料。另外，化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比當(dāng)然可以根據(jù)燃料種類(lèi)的不同而不同。鑒于該點(diǎn)，“濃空燃比下的排氣中的還原劑量”與其說(shuō)是空燃比相同時(shí)的還原劑量，倒不如說(shuō)表示空氣過(guò)剩率或者氧過(guò)剩率相等時(shí)的還原劑量。第I以及第2燃料由燃料供給裝置供給。燃料供給裝置是至少能夠選擇性地供給第I以及第2燃料中的一種燃料來(lái)作為燃料的裝置，作為優(yōu)選的一個(gè)方式，是能夠階段性或者連續(xù)性可變地調(diào)整它們的供給比例的裝置。作為優(yōu)選的一個(gè)方式，燃料供給裝置可以是分別針對(duì)第I和第2燃料獨(dú)立設(shè)置的電子控制式噴射器等燃料噴射裝置。排氣凈化裝置是至少包含將排氣中的被凈化物質(zhì)的一部分氧化，將其他的一部分進(jìn)行還原的處理作為排氣凈化工序的一部分的裝置，優(yōu)選是例如通過(guò)相互并列地進(jìn)行被凈化物質(zhì)中供給至氧化工序的作為被氧化物質(zhì)(即還原劑)的THC (Total Hydro Carbon :各種烴)、C0 (—氧化炭)以及H2 (氫氣)的氧化反應(yīng)；和被凈化物質(zhì)中供給至還原工序的作為被還原物質(zhì)(即氧化劑)的NOx (氮氧化物)的還原反應(yīng)，能夠凈化排氣的各種三元催化裝置等。另外，該排氣凈化裝置可以在排氣通路中設(shè)置多個(gè)。本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置是在具備這些各構(gòu)成要素的車(chē)輛中能夠控制內(nèi)燃機(jī)的燃料的供給狀態(tài)的裝置，例如可以采用適當(dāng)?shù)匕粋€(gè)或者多個(gè)CPU (CentralProcessing Unit)、MPU (Micro ProcessingUnit)、各種處理器或者各種控制器、或者還包括 ROM (Read OnIyMemory)>RAM (Random Access Memory)、緩存或者閃存等各種存儲(chǔ)單兀等而構(gòu)成的單一或者多個(gè)EQJ (Electronic Controlled Unit)等各種處理單元、各種控制器或者個(gè)人電腦裝置等各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等的方式。根據(jù)本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，通過(guò)第I控制單元，在規(guī)定條件下暫時(shí)停止燃料的供給。需要說(shuō)明的是，此后將這樣的車(chē)輛行駛中的燃料供給的暫時(shí)停止措施適當(dāng)?shù)胤Q(chēng)為“燃料切斷控制”等。燃料切斷控制例如可以在伴隨著加速踏板的放開(kāi)(off)操作的滑行行駛時(shí)、且內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)值以上的情況下等被執(zhí)行，是燃料消耗量的節(jié)減措施。其中，在燃料切斷控制開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)被供給的燃料可以是第I燃料，也可以是第2燃料，還可以是將它們適當(dāng)混合的燃料。無(wú)論是哪種情況，通過(guò)暫時(shí)停止其供給，燃料的消耗量都能夠根據(jù)該停止期間而被節(jié)減。另一方面，在燃料切斷控制的執(zhí)行期間中，與燃料切斷控制的非執(zhí)行期間相比，排氣凈化裝置處于氧較濃的(即稀空燃比的)氣氛。因此，在燃料切斷控制的執(zhí)行期間，排氣凈化裝置的氧吸留量增加。另一方面，在氧吸留量如此增加的狀態(tài)下，被還原物質(zhì)(例如在三 元催化裝置中是NOx)的還原作用不會(huì)充分進(jìn)行。因此，如果不采取任何對(duì)策，則該被還原物質(zhì)可能在從燃料的供給再次開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)相應(yīng)的期間被以?xún)艋怀浞值臓顟B(tài)排放到車(chē)輛外的空間。需要說(shuō)明的是，此后將在燃料切斷控制的結(jié)束后再次開(kāi)始燃料的供給的情況適當(dāng)?shù)胤Q(chēng)為“從燃料切斷控制恢復(fù)”等。根據(jù)本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，為了抑制這樣的被還原物質(zhì)的車(chē)輛外排放，在從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)，采取如下措施利用第2控制單元對(duì)燃料供給裝置進(jìn)行控制，以使排氣空燃比成為濃空燃比(以后適當(dāng)稱(chēng)為“空燃比變濃控制”)。另外，從燃料切斷控制恢復(fù)例如也可以包含伴隨著駕駛員的加速器操作等的強(qiáng)制恢復(fù)以及伴隨著內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的下降的自然恢復(fù)的任意一種。另外，與空燃比變濃控制有關(guān)的濃空燃比是可燃極限空燃比以上的空燃比，優(yōu)選是按照能夠可靠地同時(shí)得到排氣的抑制效果和后述的耗油率惡化抑制效果的方式而預(yù)先根據(jù)實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、理論或者模擬等來(lái)設(shè)定的固定或者可變的空燃比。另外，作為濃空燃比可變的情況，例如可以對(duì)從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)檢測(cè)，按照燃燒的惡化不會(huì)被反映(例如失火比例變成小于規(guī)定值)的方式，將化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比作為上限來(lái)適當(dāng)調(diào)整濃空燃比。在被執(zhí)行了空燃比變濃控制的情況下，由于排氣中的還原劑的含有量增加，所以在排氣凈化裝置中超過(guò)合適范圍而吸留的氧的消耗被促進(jìn)，排氣凈化裝置的氧吸留量轉(zhuǎn)為減少。結(jié)果，與不執(zhí)行空燃比變濃控制的情況相比，能夠使排氣凈化裝置的氧吸留量盡快地收斂在合適范圍內(nèi)，使排氣凈化裝置恢復(fù)本來(lái)的排氣凈化能力。這里，本發(fā)明涉及的第2控制單元使用第2燃料作為向該空燃比變濃控制提供的燃料。第2燃料如前所述那樣，是與第I燃料相比濃空燃比下的排氣中的還原劑量較多的燃料。因此，能夠使排氣凈化裝置的氧吸留量更快地收斂在合適范圍，與使用第I燃料的情況相比，可縮短空燃比變濃控制的執(zhí)行期間。由于空燃比變濃控制是定性地將燃料過(guò)剩供給的措施，所以其執(zhí)行期間的長(zhǎng)短分別與耗油率的好壞直接關(guān)聯(lián)。即，通過(guò)使用第2燃料來(lái)執(zhí)行空燃比變濃控制，能夠盡量地抑制從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)的燃料消耗，能夠可靠地抑制耗油率的惡化。若補(bǔ)充說(shuō)明，則在使用單一種類(lèi)的燃料的內(nèi)燃機(jī)、和如本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)那樣能夠使用多種燃料的內(nèi)燃機(jī)中，為了抑制因空燃比變濃控制引起的耗油率的惡化(即，使空燃比成為濃空燃比側(cè)所導(dǎo)致的耗油率相對(duì)于化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比的惡化)而采用的措施在其概念上可以完全不同。即，在前者的內(nèi)燃機(jī)中，由于燃料相互間的排氣中的還原劑量的差異本身就不存在，所以在從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)，本來(lái)就不存在想到對(duì)能夠使氧吸留量盡快減少的合適燃料進(jìn)行選擇的技術(shù)思想的道理。更具體而言，在前者的內(nèi)燃機(jī)中，使排氣中的還原劑量增加和使燃料量增加具有等效的意思。因此，在通過(guò)還原劑量的增加而縮短了使氧吸留量收斂在合適范圍為止的時(shí)間(以下適當(dāng)稱(chēng)為“收斂時(shí)間”)時(shí)，對(duì)于總的燃料消耗量完全沒(méi)有影響，不會(huì)得到任何與耗油率改善有關(guān)的功效。結(jié)果，作為現(xiàn)實(shí)的措施，只能采取準(zhǔn)確地檢測(cè)使排氣凈化裝置的氧吸留量收斂在合適范圍的情況等措施。然而，如果是能夠使用多種燃料的內(nèi)燃機(jī)，則即使單位時(shí)間消耗的燃料量相等，根據(jù)燃料種類(lèi)的不同，也能夠使該收斂時(shí)間變化還原劑的含有比例多出的量?；蛘撸词故窍嗤氖諗繒r(shí)間，根據(jù)燃料種類(lèi)的不同，也能夠使將氧吸留量收斂在合適范圍所消耗的燃料量變化。因此，能夠從更根本的著眼點(diǎn)來(lái)抑制從燃料切斷控制時(shí)恢復(fù)時(shí)所發(fā)生的耗油率的惡化。在本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的一個(gè)方式中，具備對(duì)所述燃料的供給被 暫時(shí)停止的期間的所述排氣凈化裝置的氧吸留量進(jìn)行確定的第I確定單元，所述第2控制單元將所述排氣空燃比維持為所述濃空燃比，直至所述被確定的氧吸留量變?yōu)樾∮诨鶞?zhǔn)值。根據(jù)該方式，在由第I確定單元確定的排氣凈化裝置的氧吸留量變成小于基準(zhǔn)值之前持續(xù)進(jìn)行空燃比變濃控制。因此，除了因使用第2燃料而得到的耗油率惡化抑制效果之外，還能夠得到因使空燃比變濃控制的執(zhí)行期間最佳化而產(chǎn)生的耗油率惡化抑制效果。其中，“基準(zhǔn)值”表示例如預(yù)先根據(jù)實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、理論或者模擬等設(shè)定的、能夠被視為排氣凈化裝置中的被氧化物質(zhì)的還原能力完全恢復(fù)的值等。作為優(yōu)選的一個(gè)方式，該基準(zhǔn)值可以是對(duì)上述的合適范圍的上限進(jìn)行規(guī)定的值。另外，“確定”意味著不對(duì)該工序施加任何的限定，表示能夠采用檢測(cè)、計(jì)算、推算、選擇或者獲取等各種實(shí)踐方式。在本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的其他方式中，所述第I燃料是燃燒性比所述第2燃料高的燃料，所述內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置還具備第2確定單元，該第2確定單元確定通過(guò)所述第2控制單元使所述排氣空燃比成為所述濃空燃比的期間的所述燃料的燃燒條件，在所述被確定的燃燒條件符合規(guī)定的燃燒惡化條件的情況下，所述第2控制單元使所述被供給的燃料中的所述第I燃料的比例增加。在該方式中，第I燃料被規(guī)定為燃燒性比第2燃料高的燃料。這里，“燃燒性高”指的是難以導(dǎo)致燃燒惡化(例如失火、燃燒壓力的下降或者燃燒效率的下降等)。該燃燒性的差異例如因燃料自身的性質(zhì)、燃料的貯留方式或者供給方式等而產(chǎn)生。例如，在一方是液體燃料而另一方是氣體燃料的情況下，后者與空氣混合時(shí)的混合氣的均勻性較差。在這樣的情況下，可以認(rèn)為液體燃料的燃燒性較高。另外，在一方的著火溫度低于另一方的著火溫度的情況下，后者容易著火，燃燒容易穩(wěn)定。在這樣的情況下，可以認(rèn)為著火溫度較低的燃料的燃燒性較高。在第I燃料是燃燒性比第2燃料高的燃料的情況下，從防止失火的產(chǎn)生、燃燒壓力的下降或者燃燒效率的下降等各種燃燒惡化的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選在從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)使用第I燃料。
另一方面，這樣的燃料的燃燒性的差異如果在內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒條件良好的情況下則難以被反映。與該情況相反，通過(guò)使用第2燃料得到與耗油率惡化抑制有關(guān)的效果是有利的。根據(jù)該方式，在由第2確定單元確定的燃料的燃燒條件與被規(guī)定為很有可能導(dǎo)致這種燃燒惡化或者與之相伴的不良后果(例如發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、扭矩變動(dòng)或者運(yùn)轉(zhuǎn)性能的下降等)的條件的燃燒惡化條件相符的情況下，使每次第2控制單元執(zhí)行空燃比變濃控制時(shí)所使用的燃料中的第I燃料的比例增加。因此，能夠在不反映出內(nèi)燃機(jī)的燃燒惡化所造成的不良后果的范圍內(nèi)抑制從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)的耗油率的惡化，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際運(yùn)用有益。需要說(shuō)明的是，該第2控制單元涉及的措施中還包含在執(zhí)行空燃比變濃控制時(shí)基本僅被供給第2燃料的情況下，供給燃料的一部分被置換成第I燃料的情況。另外，也包含供給燃料全部被置換成第I燃料的情況。 其中，由第2確定單元確定的“燃料的燃燒條件”是指預(yù)先確定了能夠與燃燒惡化的程度一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一或者多對(duì)多地對(duì)應(yīng)的情況的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件或狀態(tài)，在實(shí)踐中，意味著規(guī)定該運(yùn)轉(zhuǎn)條件或狀態(tài)的物理量、控制量或者指標(biāo)值等。例如，燃料的燃燒條件可以是由負(fù)荷率、進(jìn)氣量等表現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)的各種負(fù)荷條件、由外氣溫度等表現(xiàn)的環(huán)境條件、或者由冷卻水溫等表現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)的暖機(jī)狀態(tài)等。另外，在實(shí)踐中，燃燒惡化條件由規(guī)定燃燒條件的物理量、控制量或者能夠與指標(biāo)值進(jìn)行比較的各種基準(zhǔn)值規(guī)定。例如，燃燒惡化條件表示負(fù)荷率小于適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)值的情況
坐寸ο在具備第2確定單元的本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的一個(gè)方式中，在所述被確定的燃燒條件符合所述燃燒惡化條件的情況下，所述第2控制單元禁止所述第2燃料的使用。根據(jù)該方式，由于在被確定的燃燒條件符合燃燒惡化條件的情況下禁止第2燃料的使用，所以因失火、燃燒效率的下降或者燃燒壓力的下降等而導(dǎo)致的動(dòng)力性能的下降、振動(dòng)的產(chǎn)生或者排氣的惡化被可靠地防止。另外，雖然在第2燃料的使用被禁止的情況下，對(duì)防止從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)的耗油率的惡化的本發(fā)明無(wú)法得到特有的實(shí)踐上的利益，但由于從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)的燃燒條件并不總是符合燃燒惡化條件，所以從總體來(lái)看，能夠可靠地確保耗油率惡化抑制所涉及的效果。在具備第2確定單元的本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的其他方式中，在所述第I燃料是液體燃料且所述燃料供給裝置向所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路供給所述第I燃料的情況下，所述第2控制單元使所述第I燃料與所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程同步地進(jìn)行供給。在液體燃料被供給至進(jìn)氣通路的情況下，基本上在進(jìn)氣閥還處于閉閥狀態(tài)的排氣行程中被供給燃料的情況較多。在要實(shí)現(xiàn)在進(jìn)氣通路中與進(jìn)氣的預(yù)混合、和要得到進(jìn)氣閥開(kāi)閥時(shí)的霧化促進(jìn)效果方面，這是合適的措施。另一方面，換言之，若以與進(jìn)氣行程同步的定時(shí)來(lái)供給燃料，則無(wú)法得到進(jìn)氣閥開(kāi)閥時(shí)的燃料的霧化促進(jìn)效果，與此相應(yīng)，燃料和空氣的混合容易不充分，被供給的燃料中穿過(guò)排氣通路的未燃物質(zhì)(THC、CO、H2等)的比例增加。
根據(jù)該方式，能夠利用因進(jìn)氣行程同步噴射引起的混合氣的均勻性的下降來(lái)確保燃燒的穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)向排氣通路供給的還原劑的增加。因此，基于與使用第2燃料的情況同樣的理由，能夠縮短使排氣凈化裝置的氧吸留量收斂在合適范圍所需的上述的收斂時(shí)間，即使在不得不對(duì)至少一部分使用第I燃料的限制下，也能夠在耗油率惡化的抑制方面得到一定的效果。在本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置的其他方式中，所述第I燃料是液體燃料，所述第2燃料是CNG。根據(jù)該方式，第I燃料是包括汽油、醇或者其混合燃料等的液體燃料，第2燃料是作為氣體燃料的CNG(Compressed Natural Gas :壓縮天然氣)。因此,通過(guò)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件適當(dāng)?shù)厍袚Q燃料種類(lèi)，能夠良好地兼顧動(dòng)力性能和環(huán)境性能。這里，CNG適合作為濃空燃比下的排氣中的還原劑量相對(duì)汽油、醇及其混合燃料較多，在從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)能夠抑制耗油率惡化的第2燃料。另外，CNG與這種液體燃料相比，在冷卻期間的排氣降低方面有效。因此，采取在冷卻期間積極地使用CNG、或者除了一部分條件以外使用CNG作為主燃料等的措施也能夠成為在實(shí)踐上有益的燃料供給方式。根據(jù)下面說(shuō)明的實(shí)施方式，能夠清楚本發(fā)明的上述作用以及其他的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是概念性表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。圖2是在圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行的F/C控制的流程圖。圖3是在圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行的F/C恢復(fù)控制的流程圖。圖4是例示F/C控制以及F/C恢復(fù)控制的執(zhí)行期間中的發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)的一個(gè)時(shí)間推移的時(shí)序圖。圖5是表示CNG以及液體燃料中的、THC含有量相對(duì)氧過(guò)剩率的特性的圖。圖6是本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制的流程圖。圖7是表示使用了 CNG以及液體燃料時(shí)的、發(fā)動(dòng)機(jī)的失火比例相對(duì)氧過(guò)剩率的特性的圖。圖8是本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式<發(fā)明的實(shí)施方式>以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的各種實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。〈第I實(shí)施方式〉<實(shí)施方式的構(gòu)成>首先，參照?qǐng)DI對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在此，圖I是概念性表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。在圖I中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10被搭載于未圖示的車(chē)輛，具備E⑶100、發(fā)動(dòng)機(jī)200、S/C催化劑300和U/F催化劑400。
ECUlOO 具備 CPU (Central Processing Unit)、ROM (Read OnlyMemory)和 RAM(Random Access Memory)等,是構(gòu)成為能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)200的動(dòng)作的電子控制單元,是本發(fā)明涉及的“內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置”的一例。ECU100構(gòu)成為能夠按照ROM中保存的控制程序來(lái)執(zhí)行后述的F/C控制以及F/C恢復(fù)控制。其中，ECU100是被構(gòu)成為分別作為本發(fā)明涉及的“第I控制單元”、“第2控制單元”以及“第I確定單元”的一例而發(fā)揮作用的一體的電子控制單元，這些各單元所涉及的動(dòng)作全部由E⑶100執(zhí)行。但是，本發(fā)明涉及的這些各單元的物理構(gòu)成、機(jī)械構(gòu)成以及電氣構(gòu)成并不限于此，例如這些各單元也可以構(gòu)成為多個(gè)E⑶、各種處理單元、各種控制器或者個(gè)人電腦裝置等各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)200是作為本發(fā)明涉及的“內(nèi)燃機(jī)”的一例的4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)200的概略進(jìn)行說(shuō)明，發(fā)動(dòng)機(jī)200具有對(duì)氣缸體201配置了 4個(gè)氣缸202的構(gòu)成。壓縮行程中在各氣缸內(nèi)被壓縮的含有燃料的混合氣通過(guò)未圖示的點(diǎn)火裝置的 點(diǎn)火動(dòng)作被點(diǎn)火而燃燒。該燃燒時(shí)所產(chǎn)生的力使未圖示的活塞在與紙面垂直的方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由連桿被轉(zhuǎn)換成與活塞連結(jié)的曲軸(都未圖示)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)200的主要部分構(gòu)成和其動(dòng)作的一部分一起進(jìn)行說(shuō)明。其中，本實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)200雖然是4個(gè)氣缸202在圖I中與紙面垂直的方向上并列構(gòu)成的直列4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī),但由于各個(gè)氣缸202的構(gòu)成相同，所以此處僅針對(duì)一個(gè)氣缸202進(jìn)行說(shuō)明。經(jīng)由空氣過(guò)濾器203從外部進(jìn)入的進(jìn)入空氣被導(dǎo)入到進(jìn)氣通路204。在進(jìn)氣通路204中配設(shè)有能夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的節(jié)氣門(mén)205。該節(jié)氣門(mén)205具備旋轉(zhuǎn)閥，該旋轉(zhuǎn)閥構(gòu)成為能夠利用從與ECU100電連接且被ECU100上位控制的節(jié)氣門(mén)電機(jī)(未圖示)供給的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，成為從切斷以節(jié)氣門(mén)205為分界的進(jìn)氣通路204的上游部分與下游部分的連通的全閉位置到使它們?nèi)孢B通的全開(kāi)位置，其旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)控制的構(gòu)成。進(jìn)氣通路204在節(jié)氣門(mén)205的下游側(cè)與浪涌調(diào)整槽206連接，在其內(nèi)部連通。浪涌調(diào)整槽206與形成于氣缸體201并和這些氣缸分別對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口(未圖示)連通的連通管(省略符號(hào))連接。另外，該進(jìn)氣口成為在進(jìn)氣閥207開(kāi)閥時(shí)與各自對(duì)應(yīng)的氣缸內(nèi)部連通的構(gòu)成。在與各氣缸對(duì)應(yīng)的連通管露出了 CNG用噴射器208的燃料噴射閥，成為從該燃料噴射閥噴射作為燃料的CNG的構(gòu)成。CNG用噴射器208是與ECU100電連接的、作為本發(fā)明涉及的“燃料供給裝置”的一例的電子控制式燃料噴射裝置，成為CNG用噴射器208中的CNG的噴射量由ECU100控制的構(gòu)成。其中，CNG是以氣體狀態(tài)貯留于未圖示的貯留罐中的、本發(fā)明涉及的“第2燃料”以及“氣體燃料”的一例。另一方面，在與各氣缸對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口露出了液體燃料用噴射器209的燃料噴射閥。液體燃料用噴射器209是能夠?qū)⒆鳛榘l(fā)動(dòng)機(jī)200的一種燃料的液體燃料在進(jìn)氣口內(nèi)部進(jìn)行霧化并噴射的、作為本發(fā)明涉及的“燃料供給裝置”的一例的電子控制式燃料噴射裝置。此處，本實(shí)施方式涉及的液體燃料被構(gòu)成為汽油與乙醇的混合燃料。液體燃料中的乙醇含有比例在0% (E0燃料)到100% (E100燃料)的范圍內(nèi)可變。對(duì)貯留液體燃料的液體燃料用罐附設(shè)有能夠檢測(cè)乙醇濃度的醇濃度傳感器，成為對(duì)該時(shí)間點(diǎn)的液體燃料的乙醇濃度進(jìn)行檢測(cè)的構(gòu)成。另外，該醇濃度傳感器與ECUlOO電連接，檢測(cè)到的乙醇濃度被ECU100適當(dāng)參照。其中，液體燃料是本發(fā)明涉及的“第I燃料”和“液體燃料”的一例。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)200構(gòu)成了汽油與乙醇的混合比例具有自由度的所謂FF (FlexibleFuel)發(fā)動(dòng)機(jī)的一例。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)200構(gòu)成能夠?qū)NG和液體燃料作為燃料使用的所謂雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一例。此外，在本實(shí)施方式中，作為本發(fā)明涉及的“第I燃料”和“液體燃料”，采用了汽油與乙醇的混合燃料，但這僅是一個(gè)例子，作為液體燃料，也可以采用汽油或者乙醇的單一燃料。 經(jīng)過(guò)了各氣缸中的燃燒行程的已燃燒氣體(表示徹底經(jīng)過(guò)了燃燒行程的情況，沒(méi)有規(guī)定是否完全燃燒)在排氣行程中經(jīng)由排氣閥210被排出至排氣岐管211。排氣岐管211與作為本發(fā)明涉及的“排氣通路”的一例的排氣通路212連接，已燃燒氣體作為排氣在排氣通路212中向下游側(cè)流動(dòng)。排氣通路212中設(shè)置有S/C(Start Converter)催化劑300。S/C催化劑300是在例如由陶瓷材料或者金屬材料等形成的催化劑載體上載持鉬、銠等貴金屬而構(gòu)成的三元催化裝置。S/C催化劑300構(gòu)成為利用其還原作用對(duì)經(jīng)由排氣岐管211導(dǎo)入到排氣通路212的排氣中的NOx進(jìn)行還原，并利用通過(guò)該還原作用得到的氧使排氣中的CO和HC氧化燃燒，由此能夠并行地凈化NOx、CO以及HC，是本發(fā)明涉及的“排氣凈化裝置”的一例。在排氣通路212中的S/C催化劑300的下游側(cè)設(shè)置有U/F (UnderFloor)催化劑400。U/F催化劑400是在例如由陶瓷材料或者金屬材料等形成的催化劑載體上載持鉬、銠等貴金屬而構(gòu)成的三元催化裝置。U/F催化劑400被構(gòu)成為利用其還原作用對(duì)經(jīng)由排氣岐管211導(dǎo)入到排氣通路212的排氣中的NOx進(jìn)行還原，并利用通過(guò)該還原作用得到的氧使排氣中的CO和HC氧化燃燒，由此能夠并行地凈化NOx、CO和HC，是本發(fā)明涉及的“排氣凈化裝置”的另一例。其中，U/F催化劑400和S/C催化劑300雖然都是三元催化裝置，但其構(gòu)成無(wú)需一定相同，例如貴金屬的分配比例或量可以不同。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10種具備氣流傳感器11、空燃比傳感器12、第一 O2傳感器13和第二O2傳感器14。氣流傳感器11是構(gòu)成為能夠檢測(cè)進(jìn)氣通路204中的作為進(jìn)氣的量的進(jìn)氣量Ga的傳感器。氣流傳感器11與ECU100電連接，檢測(cè)到的進(jìn)氣量Ga被E⑶100適當(dāng)參照。空燃比傳感器12是被設(shè)置在排氣通路212中的與排氣岐管211的連接部附近、構(gòu)成為能夠檢測(cè)排氣空燃比AF的傳感器?？杖急葌鞲衅?2與ECU100電連接，檢測(cè)到的排氣空燃比AF被E⑶100適當(dāng)參照。第一 O2傳感器13是設(shè)置于排氣通路212的S/C催化劑300的出口附近(比U/F催化劑400靠上游側(cè))、輸出與該設(shè)置部位處的氧濃度對(duì)應(yīng)的前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl的線性O(shè)2傳感器。傳感器周?chē)臍夥赵绞茄醪蛔愕臐饪杖急葰夥?，則前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl越成為高電壓，傳感器周?chē)臍夥赵绞茄踹^(guò)剩的稀空燃比氣氛，則前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl越成為低電壓。第二 O2傳感器14是設(shè)置于排氣通路212中的U/F催化劑400的出口附近、輸出與該設(shè)置部位處的氧濃度對(duì)應(yīng)的后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2的線性O(shè)2傳感器。傳感器周?chē)臍夥赵绞茄醪蛔愕臐饪杖急葰夥?，則后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2越成為高電壓，傳感器周?chē)臍夥赵绞茄踹^(guò)剩的稀空燃比氣氛，則后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2越成為低電壓。另外，除了這些傳感器以外，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中還可以具備各種傳感器，但這里為了簡(jiǎn)化圖面而省略了其詳細(xì)圖示。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中具備檢測(cè)車(chē)速V的車(chē)速傳感器、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)200的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的轉(zhuǎn)速傳感器、檢測(cè)車(chē)輛的加速器開(kāi)度Ta的加速器開(kāi)度傳感器、和檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)200的冷卻水溫Tw的冷卻水溫傳感器等。<實(shí)施方式的動(dòng)作>< F/C控制的詳細(xì)說(shuō)明>首先，參照?qǐng)D2對(duì)由E⑶100執(zhí)行的F/C控制進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在此，圖2是F/C控制的流程圖。在圖2中，E⑶100取得車(chē)輛以及發(fā)動(dòng)機(jī)200的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(步驟S101)。
步驟SlOl中取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是燃料種類(lèi)的選擇、燃料切斷(以下適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)稱(chēng)為“F/C”)的要否及可否、以及燃料的噴射量和噴射定時(shí)等與燃料的供給方式相關(guān)聯(lián)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。更具體而言，E⑶100在步驟SlOl中取得加速器開(kāi)度Ta、冷卻水溫Tw、車(chē)速V、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、進(jìn)氣量Ga、排氣空燃比AF、前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl以及后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2
坐寸ο若取得了各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件，則E⑶100判別F/C是否正在被執(zhí)行(步驟S102)。當(dāng)在該時(shí)間點(diǎn)F/C正在被執(zhí)行時(shí)(步驟S102 :是)，E⑶100使處理返回到步驟SlOl。另一方面，在F/C沒(méi)有被執(zhí)行時(shí)(步驟S102 :否)，E⑶100基于在步驟SlOl中取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，判別F/C條件是否成立(步驟S103)。這里，F(xiàn)/C條件是指被決定為應(yīng)該預(yù)先執(zhí)行F/C的條件，在本實(shí)施方式中被規(guī)定成內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne為基準(zhǔn)值以上，車(chē)速V為基準(zhǔn)值以上且加速器開(kāi)度是斷開(kāi)(off)相應(yīng)值。SP，F(xiàn)/C被定性為在中高車(chē)速區(qū)域下的滑行行駛時(shí)以燃料的消耗抑制為目的而執(zhí)行。其中，該F/C條件是本發(fā)明涉及的“規(guī)定條件”的一例，不限于這里例示的條件。在F/C沒(méi)有被執(zhí)行且F/C條件不成立的情況下(步驟S103 :否)、即在沒(méi)有F/C的執(zhí)行要求的情況下，ECU100使處理返回到步驟SlOl。此外，當(dāng)這樣在F/C的非執(zhí)行期間沒(méi)有產(chǎn)生F/C的執(zhí)行要求時(shí)，執(zhí)行通常的燃料噴射控制。在此對(duì)通常的燃料噴射控制簡(jiǎn)單進(jìn)行說(shuō)明，ECU100判別車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(例如可以是在步驟SlOl中取得的條件)是否符合液體燃料的供給條件。在本實(shí)施方式中，作為燃料，采用選擇性使用液體燃料和CNG之一作為燃料的構(gòu)成。因此，符合液體燃料的供給條件的情況與不符合CNG的供給條件的情況等價(jià)。其中，對(duì)于CNG而言，冷卻期間時(shí)的排氣與液體燃料相比較少，適于作為S/C催化劑300以及U/F催化劑400到達(dá)催化劑活性溫度以前的冷卻期間時(shí)的供給燃料。鑒于該點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)200例如可以成為在冷卻水溫Tw小于基準(zhǔn)值的冷卻期間時(shí)供給CNG作為燃料的構(gòu)成。該情況下，液體燃料的供給條件可以是冷卻水溫Tw為基準(zhǔn)值以上。在該運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合液體燃料的供給條件的情況下，ECU100執(zhí)行液體燃料的噴射控制。另一方面，在取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合CNG的供給條件的情況下，ECU100執(zhí)行CNG的噴射控制。其中，液體燃料以及CNG的供給條件具有可根據(jù)車(chē)輛以及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的規(guī)格、處理以及要求性能等而適當(dāng)設(shè)定的性質(zhì)，這里例示的方式僅是一例。特別是本實(shí)施方式涉及的液體燃料是包含汽油100%的EO燃料以及乙醇100%的ElOO燃料的汽油與乙醇的混合燃料，其燃燒特性、排氣量能夠根據(jù)乙醇濃度而大幅變化。鑒于該點(diǎn)，可以根據(jù)該時(shí)間點(diǎn)的液體燃料中的乙醇濃度來(lái)適當(dāng)變更燃料的選擇基準(zhǔn)。另外，如上所述，CNG是氣體燃料，與液體燃料相比在體積效率方面較差。很明顯，與液體燃料相比，基于質(zhì)量的貯留量較少。鑒于該點(diǎn)，可以采取僅在與液體燃料相比CNG明顯優(yōu)越的情況下允許CNG的供給等建立在有效使用CNG的觀點(diǎn)上的措施。
另一方面，當(dāng)在F/C的非執(zhí)行期間F/C條件成立時(shí)(步驟S103 :時(shí))、即在有F/C的執(zhí)行要求時(shí)，ECU100執(zhí)行F/C (步驟S104)。更具體而言，E⑶100按照停止燃料的供給的方式，對(duì)CNG用噴射器208和液體燃料用噴射器209中的與在該時(shí)間點(diǎn)被選擇作為使用燃料的燃料對(duì)應(yīng)的一方的噴射器進(jìn)行控制。其中，步驟S104涉及的動(dòng)作是本發(fā)明涉及的“第I控制單元”的動(dòng)作的一例。若執(zhí)行了 F/C，貝Ij ECU100開(kāi)始計(jì)算S/C催化劑300中的氧吸留量OSA (OxygenStorage Amount)(步驟S105)。在此,氧吸留量OSA通過(guò)下述(I)式計(jì)算。需要說(shuō)明的是，氧吸留量OSA的計(jì)算一旦開(kāi)始，則到后述的F/C恢復(fù)控制中的A/F變濃結(jié)束時(shí)之前持續(xù)被執(zhí)行。OSA = Σ (O. 23XmfrX (AFst — AF)) X Λ t... (I)在上述(I)式中，“O. 23”是大氣中所含的氧的重量比例，mfr是單位時(shí)間的燃料噴射量，AFst是在噴射停止時(shí)間點(diǎn)被使用的燃料的化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比(化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比)。若燃料噴射停止時(shí)間點(diǎn)的使用燃料是汽油(E0燃料)，則AFst大概為14. 7。若開(kāi)始計(jì)算氧吸留量0SA，則處理返回到步驟S101。F/C控制如上述那樣被執(zhí)行。< F/C恢復(fù)控制的詳細(xì)>接著，參照?qǐng)D3對(duì)F/C恢復(fù)控制詳細(xì)說(shuō)明。在此，圖3是F/C恢復(fù)控制的流程圖。在圖3中，E⑶100與F/C控制的步驟SlOl同樣地取得運(yùn)轉(zhuǎn)條件(步驟S201 )，與F/C控制的步驟S102同樣地判別F/C是否正在被執(zhí)行(步驟S202)。在F/C沒(méi)有被執(zhí)行的情況下(步驟S202 :否)，E⑶100使處理返回到步驟S201。在F/C正在被執(zhí)行的情況下(步驟S202 :時(shí))，ECU100判別是否有從F/C恢復(fù)的要求(步驟S203)?；謴?fù)要求是指應(yīng)該再次開(kāi)始燃料的供給的要求。在沒(méi)有恢復(fù)要求的情況下(步驟S203 :否)、即在應(yīng)該繼續(xù)F/C的狀況下，處理返回到步驟S201。該情況下，由于上述的F/C控制的步驟S102保持“是”，所以繼續(xù)進(jìn)行F/C。另外，對(duì)于從F/C恢復(fù)的要求而言，存在人為產(chǎn)生的情況、和在滑行行駛的過(guò)程中自然產(chǎn)生的情況這兩種。前者例如相當(dāng)于通過(guò)踏下加速踏板等而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)要求的情況等，即意味著滑行行駛的結(jié)束要求。后者例如相當(dāng)于因內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne接近于能夠自主旋轉(zhuǎn)的下限轉(zhuǎn)速等的理由而在滑行行駛中還要求發(fā)動(dòng)機(jī)200啟動(dòng)的情況等。此外，對(duì)于是否有恢復(fù)要求而言，也可以與F/C控制的步驟S103同樣地由F/C條件是否成立來(lái)代替。即，該情況下，可以在F/C正在執(zhí)行且F/C條件不成立的基礎(chǔ)上判別為有從F/C恢復(fù)的要求。當(dāng)在F/C的執(zhí)行中發(fā)動(dòng)機(jī)200或者車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化等而產(chǎn)生了恢復(fù)要求時(shí)(步驟S203 :是)，E⑶100執(zhí)行恢復(fù)處理(步驟S204)。步驟S204中的恢復(fù)處理意味著中止F/C而再次開(kāi)始燃料的供給。此時(shí)的燃料可以是遵照上述通常的燃料供給控制的燃料。當(dāng)恢復(fù)處理再次開(kāi)始時(shí)，F(xiàn)/C結(jié)束。另一方面，若執(zhí)行恢復(fù)處理，則ECU 100進(jìn)一步判別是否有A/F變濃要求(步驟S205)。A/F變濃要求意味著將排氣空燃比AF維持于預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)匹配而設(shè)定于比化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比靠濃空燃比側(cè)的濃空燃比AFr的措施(以下適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)稱(chēng)為“A/F變濃”)的執(zhí)行要求。若補(bǔ)充說(shuō)明，則在S/C催化劑300的氧吸留量超過(guò)了被確定為S/C催化劑300能夠發(fā)揮預(yù)先期待的催化劑凈化能力的合適范圍的情況下，作為氧化劑的NOx的還原反應(yīng)沒(méi)有充分進(jìn)行。因此，在恢復(fù)處理的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)以后，到氧吸留量OSA降低到合適范圍內(nèi)為止的一種過(guò)渡性期間內(nèi)，容易發(fā)生NOx沒(méi)有被充分凈化就被排出到車(chē)外的情況。即，在產(chǎn)生了從F/C恢復(fù)的要求的情況下，需要迅速恢復(fù)S/C催化劑300中的NOx的凈化能力。在進(jìn)行了 A/F變濃的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)200的排氣中，HC、CO以及H2等的未燃物質(zhì)與在化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比下相比包含較多。這些未燃物質(zhì)是在利用S/C催化劑300 的催化劑反應(yīng)中作為還原劑發(fā)揮作用的物質(zhì)，通過(guò)執(zhí)行F/C與在催化劑內(nèi)超過(guò)合適范圍而被吸留的氧反應(yīng)燃燒，由此能夠促進(jìn)S/C催化劑300中的氧吸留量OSA的減少。另外，若空燃比變濃，則由于氣缸內(nèi)成為氧不足氣氛，所以NOx的生成量自身與化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比下相比降低。因此，在空燃比被維持為濃空燃比的期間內(nèi)，不會(huì)因NOx而使得排氣繼續(xù)惡化。在步驟S205中，當(dāng)S/C催化劑300的氧吸留量OSA為預(yù)先設(shè)定的A/F變濃要求基準(zhǔn)值以上時(shí)，ECU100判別為有A/F變濃要求。在沒(méi)有A/F變濃要求的情況下(步驟S205 否)、即在S/C催化劑300的氧吸留量OSA小于A/F變濃要求基準(zhǔn)值的情況下，處理返回到步驟S201。另外，雖然在此構(gòu)成為基于氧吸留量OSA來(lái)判別A/F變濃要求的有無(wú)，以便還能夠應(yīng)對(duì)例如當(dāng)F/C在極短時(shí)間結(jié)束時(shí)等S/C催化劑300的氧吸留量OSA未脫離合適范圍或者脫離的程度不大的情況(換言之，是即使不執(zhí)行A/F變濃也迅速收斂在合適范圍的情況)，但也可以將恢復(fù)要求和A/F變濃要求等價(jià)處理。即，可以總是伴隨著A/F變濃來(lái)執(zhí)行恢復(fù)處理。在有A/F變濃要求的情況下(步驟S205 :是)，E⑶100將CNG選擇為使用燃料，通過(guò)控制CNG的燃料噴射量來(lái)執(zhí)行A/F變濃，以使排氣空燃比AF成為AFr (步驟S206)。若開(kāi)始進(jìn)行基于CNG的A/F變濃，則ECU100判別在上述的F/C控制中開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算并按一定周期被累計(jì)處理的氧吸留量OSA是否小于基準(zhǔn)值OSAth (步驟S207)?；鶞?zhǔn)值OSAth是上述的對(duì)氧吸留量的合適范圍進(jìn)行規(guī)定的上限值，預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)而被求出。在氧吸留量OSA為基準(zhǔn)值以上的情況下(步驟S207 :否)，E⑶100繼續(xù)進(jìn)行基于CNG的A/F變濃。另一方面，在氧吸留量OSA降低到小于基準(zhǔn)值的情況下(步驟S207 :是)、即在S/C催化劑300的氧吸留量OSA收斂在合適范圍內(nèi)的情況下，ECU100結(jié)束A/F變濃(步驟S208)。當(dāng)A/F變濃結(jié)束時(shí)，按照上述通常的燃料供給控制來(lái)控制燃料的供給。另外，此時(shí)氧吸留量OSA的累計(jì)值也被重置成初始值，處理返回到步驟S201。接著，參照?qǐng)D4，對(duì)F/C的執(zhí)行以及伴隨著A/F變濃的恢復(fù)處理被進(jìn)行的期間中的發(fā)動(dòng)機(jī)200的狀態(tài)的時(shí)間變化進(jìn)行說(shuō)明。在此，圖4是例示F/C控制以及F/C恢復(fù)控制的執(zhí)行期間中的發(fā)動(dòng)機(jī)200的狀態(tài)的一個(gè)時(shí)間變化的時(shí)序圖。在圖4中，從上面開(kāi)始依次例示了 F/C標(biāo)志位Fgfc、氧吸留量0SA、排氣空燃比AF、前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl以及后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2各自的時(shí)間變化。F/C標(biāo)志位Fgfc是在F/C控制以及F/C恢復(fù)控制中當(dāng)F/C條件成立時(shí)被設(shè)定為ON值，在產(chǎn)生了恢復(fù)要求時(shí)被設(shè)定為OFF值的標(biāo)志位。其中，F(xiàn)/C標(biāo)志位Fgfc由E⑶100適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。在時(shí)刻Tl，設(shè)F/C標(biāo)志位Fgfc從OFF值變化為ON值。此時(shí)，氧吸留量OSA從時(shí)刻Tl開(kāi)始增加，在時(shí)刻T2，到達(dá)S/C催化劑300的氧吸留量的最大值、即最大氧吸留量Cmax。若到達(dá)最大氧吸留量Cmax,則氧吸留量OSA不再增加。此時(shí)，排氣空燃比AF在時(shí)刻Tl從化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比AFs向稀空燃比側(cè)(值較大側(cè))變化。另外，前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl在時(shí)刻Tl從與化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比對(duì)應(yīng)的SI迅速減少到F/C時(shí)相應(yīng)值LI。同樣，后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2在時(shí)刻Tl從與化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比對(duì)應(yīng)的S2迅速減少到F/C時(shí)相應(yīng)值L2。其中，前級(jí)傳感器輸出電 壓Voxl和后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2的值不同的原因在于，后者位于作為緩沖要素發(fā)揮作用的容量較大的U/F催化劑400的下游側(cè)。另一方面，設(shè)在時(shí)刻T3產(chǎn)生了從F/C恢復(fù)的要求。在圖4中，由于該時(shí)間點(diǎn)的氧吸留量OSA是最大氧吸留量Cmax，所以作為有A/F變濃要求的情況，排氣空燃比(控制空燃t匕)AF被控制為上述的濃空燃比AFr。結(jié)果，氧吸留量OSA從最大氧吸留量Cmax開(kāi)始減少，在時(shí)刻T4,氧吸留量OSA收斂在圖示陰影所表示的合適范圍內(nèi)。若氧吸留量OSA成為合適范圍的值，則恢復(fù)控制結(jié)束，排氣空燃比AF再次被維持在化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比AFst附近。其中，在時(shí)刻T4的時(shí)間點(diǎn)，前級(jí)傳感器輸出電壓Voxl以及后級(jí)傳感器輸出電壓Vox2都表示稀空燃比相當(dāng)值。在此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)為只要U/F催化劑400為稀空燃比狀態(tài)(即只要U/F催化劑400的氧吸留量超過(guò)了合適范圍)，則從F/C恢復(fù)時(shí)(即恢復(fù)處理的執(zhí)行時(shí))的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的排氣(NOx、THC、CO以及H2)的凈化能力非常高。因此，S/C催化劑300以及U/F催化劑400即使在時(shí)刻T4的時(shí)間點(diǎn)，也能夠通過(guò)空燃比的變濃來(lái)可靠地凈化與在化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比下相比未燃燃料較多的排氣。因此，能夠通過(guò)伴隨著空燃比變濃的恢復(fù)處理將S/C催化劑300的氧吸留量OSA迅速地收斂在合適范圍。從耗油率的觀點(diǎn)來(lái)看，希望盡可能迅速地結(jié)束伴隨著A/F變濃的恢復(fù)處理。鑒于此，ECU100通過(guò)選擇CNG作為A/F變濃涉及的燃料，來(lái)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的耗油率的惡化。在此，參照?qǐng)D5對(duì)選擇CNG而產(chǎn)生的效果進(jìn)行說(shuō)明。這里，圖5是表示CNG以及液體燃料中的、THC含有量相對(duì)氧過(guò)剩率的特性的圖。在圖5中，對(duì)于CNG用實(shí)線，對(duì)于液體燃料用虛線，分別表示了將氧過(guò)剩率λ (其中，化學(xué)計(jì)量的空氣量空燃比相當(dāng)于λ = I)作為橫軸時(shí)的排氣中的THC含有量的特性。需要說(shuō)明的是，氧過(guò)剩率λ小于I的區(qū)域?qū)?yīng)于濃空燃比，I以上的區(qū)域相當(dāng)于稀空燃比。在將A/F變濃中的控制空燃比(即濃空燃比AFr)的范圍表示為圖示陰影區(qū)域時(shí)，如圖示所示，CNG的THC含有量多于液體燃料。即，在使發(fā)動(dòng)機(jī)200的輸出特性相等的情況下，CNG的排氣中的THC較多。因此，對(duì)于將S/C催化劑300的氧吸留量OSA收斂在合適范圍內(nèi)所需的時(shí)間而言，與選擇液體燃料的情況相比，將CNG選擇為燃料時(shí)的時(shí)間較短。在本實(shí)施方式中，利用該點(diǎn)，當(dāng)在F/C恢復(fù)控制中有A/F變濃要求時(shí)，通過(guò)執(zhí)行將CNG作為使用燃料的A/F變濃，來(lái)縮短A/F變濃的執(zhí)行期間，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中的耗油率惡化。<第2實(shí)施方式>F/C恢復(fù)控制的方式不限于第I實(shí)施方式。在此，參照?qǐng)D6，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制進(jìn)行說(shuō)明。這里，圖6是第2實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制的流程圖。需要說(shuō)明的是，在該圖中，對(duì)與圖3重復(fù)的部分賦予相同符號(hào)而省略其說(shuō)明。在圖6中，當(dāng)有A/F變濃要求時(shí)(步驟S205 :否)，E⑶100判別發(fā)動(dòng)機(jī)200是否處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中(步驟S301 )。其中，步驟S301是用于確定燃料的燃燒條件的本發(fā)明涉及的第 2確定單元的動(dòng)作的一例。即，在第2實(shí)施方式中，E⑶100成為還作為本發(fā)明涉及的“第2確定單元”的一例進(jìn)行動(dòng)作的構(gòu)成。每次執(zhí)行上述的判別處理時(shí)，E⑶100便基于由氣流傳感器11檢測(cè)的進(jìn)氣量Ga來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)200的負(fù)荷率KL。負(fù)荷率KL被規(guī)定為該時(shí)間點(diǎn)的進(jìn)氣量相對(duì)于氣缸202的最大進(jìn)氣量的比例，最大值為I。其中，作為負(fù)荷率KL的計(jì)算方法，能夠采用公知的各種方法。ECU100將計(jì)算出的負(fù)荷率KL與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在小于該基準(zhǔn)值的情況下判別為是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中。在不是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下(步驟S301 :否)，E⑶100與第I實(shí)施方式同樣地執(zhí)行基于CNG的A/F變濃(步驟S204)。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)200是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下(步驟S301 :是)，E⑶100不使用CNG作為A/F變濃涉及的燃料，而執(zhí)行基于液體燃料的A/F變濃(步驟S302)。其他步驟與第I實(shí)施方式相同。其中，步驟S302是“在確定出的燃燒條件符合規(guī)定的燃燒惡化條件的情況下，使被供給的燃料中的第I燃料的比例增加”的本發(fā)明涉及的第2控制單元的動(dòng)作的一例，特別相當(dāng)于將所有供給燃料置換成第I燃料(液體燃料)的情況。這里，參照?qǐng)D7對(duì)第2實(shí)施方式的效果進(jìn)行說(shuō)明。這里，圖7是表示使用了 CNG以及液體燃料的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)200的失火比例先對(duì)氧過(guò)剩率的特性的圖。在圖7中，圖7 (a)表示了高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的該特性，圖7 (b)表示了低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的該特性。另外，被規(guī)定成縱軸的失火比例意味著在規(guī)定期間內(nèi)迎來(lái)燃燒行程的氣缸中失火的氣缸的比例。不過(guò)，失火比例的定義不限于此。根據(jù)圖7 (a)可知，在發(fā)動(dòng)機(jī)200是高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，與濃空燃比AFr對(duì)應(yīng)的圖示陰影所表示的氧過(guò)剩率λ下的CNG的失火比例(參照虛線)和液體燃料的失火比例(參照實(shí)線)區(qū)別不大。另一方面，根據(jù)圖7 (b)可知，在發(fā)動(dòng)機(jī)200是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下，CNG的失火比例與液體燃料的失火比例相比明顯變大。其原因在于，第I是因?yàn)镃NG和液體燃料的貯留方式不同。S卩，由于CNG是以氣體狀態(tài)被貯留的氣體燃料，所以在從CNG用噴射器208噴射的狀態(tài)下已經(jīng)是氣體。從而，CNG與同樣是氣體的進(jìn)氣的混合性變差，氣缸內(nèi)的混合氣容易不均勻。因此，雖然在氧充分存在的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中沒(méi)有問(wèn)題，但在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中，其燃燒性的低下被反映為失火比例的增加。
另外，第2是因?yàn)镃NG與液體燃料的著火溫度不同。即，液體燃料例如汽油(E0燃料)的著火溫度大約為210 300°C，與此相對(duì)，CNG的著火溫度較高，大約為540°C。因此，在缸內(nèi)溫度與高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比容易變低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易發(fā)生失火。另一方面，液體燃料被從液體燃料用噴射器209以霧狀噴射，在進(jìn)氣閥開(kāi)閥時(shí)從進(jìn)氣口被吸入到氣缸內(nèi)時(shí)促進(jìn)了氣體化。因此，若與作為氣體燃料的CNG相比，則與進(jìn)氣的混合氣容易均勻。從而，其燃燒性難以受到負(fù)荷狀態(tài)的影響，適于作為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噴射燃料。這樣，根據(jù)第2實(shí)施方式，在每次以抑制耗油率惡化為目的而執(zhí)行基于CNG的A/F變濃時(shí)，能夠防止因失火引起的缸內(nèi)壓力變動(dòng)、動(dòng)力性能下降或者排氣惡化等情況。即，僅在實(shí)踐上能夠沒(méi)有問(wèn)題地使用CNG的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，才能夠通過(guò)將CNG用作A/F變濃所涉及的燃料，來(lái)享受耗油率惡化抑制所涉及的利益而不反映出其他的問(wèn)題。此外，本實(shí)施方式中在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃料被切換為液體燃料，但其只是一個(gè)例子， 例如也可以在不反映出因燃燒惡化引起的不良后果的范圍內(nèi)，將CNG的一部分置換成液體燃料。另外，此時(shí)可以根據(jù)該時(shí)間點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)200的燃燒狀態(tài)來(lái)階段性或者連續(xù)地使它們的供給比例發(fā)生變化。由此，能夠盡量地維持基于CNG的耗油率惡化抑制所帶來(lái)的效果，在實(shí)踐上是有用的。<第3實(shí)施方式>在第2實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)200是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中時(shí)，由于無(wú)法使用CNG作為恢復(fù)處理涉及的燃料，所以無(wú)法得到因使用CNG而產(chǎn)生的耗油率惡化抑制效果。在此，參照?qǐng)D8，對(duì)能夠解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制進(jìn)行說(shuō)明。在此，圖8是第3實(shí)施方式涉及的F/C恢復(fù)控制的流程圖。需要說(shuō)明的是，在該圖中，對(duì)與圖6重復(fù)的部分賦予相同的符號(hào)而適當(dāng)省略說(shuō)明。在圖8中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)200在恢復(fù)處理開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中時(shí)(步驟S301 是)，ECU100與第2實(shí)施方式同樣地進(jìn)行基于液體燃料的恢復(fù)控制，但此時(shí)對(duì)于液體燃料而言，不通過(guò)通常的排氣行程同步噴射而通過(guò)進(jìn)氣行程同步噴射來(lái)進(jìn)行噴射(步驟S401)。這里，進(jìn)氣行程同步噴射是指在進(jìn)氣閥開(kāi)閥時(shí)、即在進(jìn)氣行程中噴射燃料的至少一部分。在進(jìn)氣行程中噴射的液體燃料與進(jìn)氣閥閉閥時(shí)(排氣行程)噴射的情況相比，霧化的進(jìn)程較緩慢。因此，混合氣的均勻性較差。這樣的均勻性下降在通常的噴射控制中難以成為優(yōu)點(diǎn)，但有益于F/C恢復(fù)控制。即，混合氣的均勻性下降所導(dǎo)致的燃燒的惡化具有使排氣中的還原劑增加的功能，甚至能夠縮短A/F變濃的執(zhí)行期間。這樣，根據(jù)第3實(shí)施方式，從防止因燃燒惡化引起的失火、燃燒壓力的下降或者燃燒效率的下降等各種燃燒惡化所導(dǎo)致的不良后果的產(chǎn)生的觀點(diǎn)來(lái)看，即使在不得不使用與CNG相比A/F濃空燃比條件下的還原劑量較少的液體燃料的情況下，也能夠盡量地抑制耗油率的惡化。本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，能夠在不違反從權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)整體讀取的發(fā)明主旨或者思想的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?，伴隨著這樣的變更的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠在被構(gòu)成為能夠使用多燃料的內(nèi)燃機(jī)的燃料切斷控制時(shí)的燃料的供給狀態(tài)的控制中利用。圖中符號(hào)說(shuō)明10···發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)；11…氣流傳感器；12…空燃比傳感器；100…E⑶；200…發(fā)動(dòng)機(jī)；208…CNG用噴射器；209…液體燃料用噴射器；300…S/C催化劑；40(l···
U/F催化劑。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其被用于車(chē)輛，該車(chē)輛具備具有能夠?qū)⒌贗燃料和濃空燃比下的排氣中的還原劑量比所述第I燃料多的第2燃料作為燃料進(jìn)行供給的燃料供給裝置的內(nèi)燃機(jī)、以及設(shè)置在該內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的排氣凈化裝置，該內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的特征在于，具備 第I控制單元，其對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以便在規(guī)定條件下暫時(shí)停止所述燃料的供給；和 第2控制單元，在從所述燃料的供給被暫時(shí)停止了的狀態(tài)再次開(kāi)始所述燃料的供給的情況下，該第2控制單元對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以使所述第2燃料作為所述燃料被供給且排氣空燃比成為所述濃空燃比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置具備對(duì)所述燃料的供給被暫時(shí)停止的期間的所述排氣凈化裝置的氧吸留量進(jìn)行確定的第I確定單元， 所述第2控制單元將所述排氣空燃比維持為所述濃空燃比，直至所述被確定的氧吸留量變?yōu)樾∮诨鶞?zhǔn)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于， 所述第I燃料是燃燒性比所述第2燃料高的燃料， 所述內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置還具備第2確定單元，該第2確定單元確定通過(guò)所述第2控制單元使所述排氣空燃比成為所述濃空燃比的期間的所述燃料的燃燒條件， 在所述被確定的燃燒條件符合規(guī)定的燃燒惡化條件的情況下，所述第2控制單元使所述被供給的燃料中的所述第I燃料的比例增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置，其特征在于， 在所述被確定的燃燒條件符合所述燃燒惡化條件的情況下，所述第2控制單元禁止所述第2燃料的使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置，其特征在于， 在所述第I燃料是液體燃料且所述燃料供給裝置向所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路供給所述第I燃料的情況下，所述第2控制單元使所述第I燃料與所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程同步地進(jìn)行供給。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料供給控制裝置，其特征在于， 所述第I燃料是液體燃料，所述第2燃料是CNG。
全文摘要
在能夠使用多種燃料的內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)從燃料切斷控制恢復(fù)時(shí)抑制使空燃比變濃時(shí)耗油率的惡化。在具備具有能夠?qū)⒌?燃料(液體燃料)和濃空燃比下的排氣中的還原劑量多于所述第1燃料的第2燃料(CNG)作為燃料進(jìn)行供給的燃料供給裝置(208，209)的內(nèi)燃機(jī)(200)、和設(shè)置于該內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的排氣凈化裝置(300，400)的車(chē)輛中，內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置(100)具備第1控制單元，其對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以便在規(guī)定條件下暫時(shí)停止所述燃料的供給；和第2控制單元，在從所述燃料的供給被暫時(shí)停止了的狀態(tài)再次開(kāi)始所述燃料的供給的情況下，對(duì)所述燃料供給裝置進(jìn)行控制，以使所述第2燃料作為所述燃料被供給且排氣空燃比成為所述濃空燃比。
文檔編號(hào)F02D41/12GK102906396SQ20108006665
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者星幸一, 渡邊剛, 中山裕介 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社