內(nèi)燃機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)(10)的控制裝置具備：渦輪增壓器(24)，其對吸入空氣進(jìn)行增壓；端口噴射閥(38)及缸內(nèi)噴射閥(40)，其向內(nèi)燃機(jī)(10)噴射燃料；催化劑(58、60)。上述控制裝置對是否發(fā)生了經(jīng)過燃燒室(14)而從進(jìn)氣通道(16)朝向所述排氣通道(18)的氣體的竄氣、或該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件是否已成立進(jìn)行判斷。而且，上述控制裝置在該判斷成立時(shí)，以在排氣閥(48)的閉閥后執(zhí)行燃料噴射的方式對端口噴射閥(38)或缸內(nèi)噴射閥(40)的燃料噴射正時(shí)進(jìn)行設(shè)定。并且，上述控制裝置在上述判斷成立時(shí)，以使由與進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其涉及一種適合于對附帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，例如在專利文獻(xiàn)I中，公開了一種附帶渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)。在該現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)由空燃比傳感器所檢測出的廢氣的氧氣濃度(空燃比)等，來對經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道竄氣至排氣通道的新氣的竄氣量進(jìn)行推斷。而且，根據(jù)所推斷出的新氣的竄氣量，來對目標(biāo)空燃比和目標(biāo)點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行補(bǔ)正。
[0003]更具體而言，在上述專利文獻(xiàn)I中記載了如下內(nèi)容，S卩，由于新氣的竄氣量越減少，則閥重疊期間內(nèi)的缸內(nèi)掃氣作用(換氣效果)越降低且缸內(nèi)剩余氣體量越增大，因此會變得容易發(fā)生爆震。而且，在上述專利文獻(xiàn)I中，根據(jù)新氣的竄氣量的減少量、即缸內(nèi)掃氣作用的降低量，而實(shí)施空燃比的過濃化(燃料噴射量的增量)。
[0004]在發(fā)生了新氣的竄氣的狀況下，如果如上述專利文獻(xiàn)I所述而實(shí)施燃料噴射量的增量，則可能會發(fā)生噴射燃料的一部分與新氣一起而竄氣至排氣通道的現(xiàn)象、或包括在缸內(nèi)未被燃燒盡的未燃燒燃料在內(nèi)的氣體(空燃比與理論空燃比相比為過濃的氣體)被排出至排氣通道的現(xiàn)象。當(dāng)以這種方式被導(dǎo)入到排氣通道中的未燃燒燃料流入催化劑，并與催化劑所捕捉(吸留)的氧氣之間發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，催化劑的溫度會急劇上升。其結(jié)果為，可能會促進(jìn)催化劑的劣化。
[0005]此外，作為與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，包括上述的文獻(xiàn)在人， 申請人:發(fā)現(xiàn)了以下所述的文獻(xiàn)。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-263082號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-263083號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2008-75549號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-216464號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明是為了解決上述課題而被完成的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)利用了換氣效果的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩的提高，并且能夠防止在催化劑的內(nèi)部發(fā)生未燃燒燃料的燃燒的情況。
[0013]本發(fā)明為一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備:增壓器；燃料噴射閥；催化劑；噴射正時(shí)設(shè)定單元；進(jìn)氣閥通過空氣量取得單元；燃料噴射量控制單元。
[0014]增壓器為對吸入空氣進(jìn)行增壓的構(gòu)件。燃料噴射閥為向內(nèi)燃機(jī)噴射燃料的構(gòu)件。催化劑為被配置于排氣通道上，并能夠凈化廢氣的構(gòu)件。噴射正時(shí)設(shè)定單元在發(fā)生了經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道朝向所述排氣通道的氣體的竄氣的情況下、或處于該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以在所述排氣閥的閉閥之后執(zhí)行燃料噴射的方式對所述燃料噴射閥的燃料噴射正時(shí)進(jìn)行設(shè)定。進(jìn)氣閥通過空氣量取得單元取得通過進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥通過空氣量。燃料噴射量控制單元在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，通過上述噴射正時(shí)設(shè)定單元對燃料噴射正時(shí)的設(shè)定，從而能夠防止在閥重疊期間中燃料與新氣一起竄氣至排氣通道中的情況。而且，雖然通過上述燃料噴射量設(shè)定單元對燃料噴射量的設(shè)定，使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀，但是能夠?qū)⑷剂蠂娚淞吭O(shè)定成，使由與從進(jìn)氣閥通過空氣量中減去竄氣新氣量所得的缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比附近的值。其結(jié)果為，能夠使從缸內(nèi)排出的廢氣(已燃?xì)怏w)中不包括未燃燒燃料。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)防止未燃燒燃料向排氣通道的竄氣和防止從缸內(nèi)的未燃燒燃料的排出。由此，由于能夠防止催化劑所捕捉(吸藏)的氧氣在催化劑的內(nèi)部與未燃燒燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，因此能夠防止在發(fā)生氣體的竄氣時(shí)催化劑的溫度急劇上升。另外，根據(jù)本發(fā)明，即使在實(shí)施這種燃料噴射量的控制的期間，也能夠使由與缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比接近于理論空燃比。因此，能夠在確保利用了換氣效果的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高效果的同時(shí)，防止促進(jìn)催化劑的劣化。
[0016]另外，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置也可以采用如下方式，即，還具備對所述催化劑的溫度是否高于預(yù)定值進(jìn)行判斷的催化劑溫度判斷單元。而且可以采用如下方式，即，所述燃料噴射量控制單元在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，并且在所述催化劑的溫度高于預(yù)定值的情況下，以使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
[0017]由此，在由于催化劑的溫度較高而可能使該催化劑劣化的這種狀況下，能夠在確保利用了換氣效果的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高效果同時(shí)，防止促進(jìn)催化劑的劣化。
[0018]另外，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置也可以采用如下方式，即，還具備空燃比傳感器，所述空燃比傳感器被設(shè)置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑的上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測。而且可以采用如下方式，即，所述燃料噴射量控制單元包括空燃比過稀補(bǔ)正單元，所述空燃比過稀補(bǔ)正單元為，以使由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而對燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)正的單元。
[0019]由此，利用以由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而對燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)正的空燃比過稀補(bǔ)正單元，從而能夠以使由與進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
[0020]另外，本發(fā)明中的所述空燃比過稀補(bǔ)正單元也可以采用如下方式，S卩，還具備在所述氣體的竄氣量較多的情況下，與該氣體的竄氣量較少的情況相比，將廢氣的目標(biāo)空燃比變更為更稀的值的過稀程度決定單元。[0021]由此，由于不論竄氣新氣量的多少，都能夠?qū)⒛繕?biāo)空燃比的過稀化的執(zhí)行限于所需的最小限度，因此能夠?qū)⒂捎诖呋瘎┑沫h(huán)境的空燃比從理論空燃比附近偏離而導(dǎo)致的廢氣排放的惡化抑制于最小限度。
[0022]另外，本發(fā)明中的所述過稀程度決定單元可以采用如下方式，S卩，以使由與從所述進(jìn)氣閥通過空氣量中減去所述氣體的竄氣量而得到的缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式，將廢氣的目標(biāo)空燃比變更為更稀的值。
[0023]由此，不論竄氣新氣量的多少，都能夠?qū)⒂膳c缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比、即缸內(nèi)的燃燒時(shí)的空燃比控制成，理論空燃比附近的值。
[0024]另外，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置也可以采用如下的方式，S卩，具備:空燃比傳感器，其被配置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測；空燃比反饋控制單元，其以由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比成為預(yù)定的目標(biāo)空燃比的方式對燃料噴射量進(jìn)行調(diào)節(jié)；空燃比反饋中止單元，其在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，中止由所述空燃比反饋控制單元實(shí)施的燃料噴射量的調(diào)節(jié)；缸內(nèi)空氣量取得單元，其取得所述進(jìn)氣閥通過空氣量中的被填充于缸內(nèi)的缸內(nèi)填充空氣量。
[0025]而且，也可以采用如下的方式，即，所述燃料噴射量控制單元在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以使由與所述缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
[0026]由此，具備了上述空燃比反饋中止單元及缸內(nèi)空氣量取得單元，并且，使用了以由與缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式而對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定的方法，從而能夠?qū)⑷剂蠂娚淞吭O(shè)定為，使由與進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值。
[0027]另外，也可以采用如下的方式，S卩，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備:可變氣門機(jī)構(gòu)，其使所述進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)以及所述排氣閥的關(guān)閉正時(shí)的雙方能夠變更；閥重疊期間調(diào)節(jié)單元，其在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，在通過所述進(jìn)氣閥的開閥期間和所述排氣閥的開閥期間發(fā)生重疊的閥重疊期間的調(diào)節(jié)而對所述氣體的竄氣量進(jìn)行控制時(shí)，相對于所述進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而優(yōu)先執(zhí)行所述排氣閥的關(guān)閉正時(shí)的調(diào)節(jié)，
[0028]當(dāng)進(jìn)氣閥的關(guān)閉正時(shí)根據(jù)用于調(diào)節(jié)閥重疊期間的、進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而發(fā)生變化時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際壓縮比將發(fā)生變化，且爆震的發(fā)生容易度會發(fā)生變化。與此相對，根據(jù)上述的方法，通過相對于進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而優(yōu)先執(zhí)行排氣閥的至少關(guān)閉正時(shí)的調(diào)節(jié)，從而能夠在盡量不損害爆震性的同時(shí)，防止由氣體(新氣)的竄氣而導(dǎo)致的廢氣的空燃比的分散(較大程度的過稀化)。
[0029]另外還可以采用如下方式，S卩，本發(fā)明中的所述燃料噴射閥包括朝向所述進(jìn)氣通道噴射燃料的第一燃料噴射閥、和朝向缸內(nèi)噴射燃料的第二燃料噴射閥。而且，也可以采用如下的方式，即，所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備燃料噴射閥選擇單元，所述燃料噴射閥選擇單元選擇所述第二燃料噴射閥以作為在實(shí)施由所述噴射正時(shí)設(shè)定單元及所述燃料噴射量控制單元實(shí)施的燃料噴射控制時(shí)所使用的燃料噴射閥。
[0030]由此，由于能夠避免附著于進(jìn)氣端口周邊的濕燃料在閥重疊期間中與新氣一起竄氣至排氣通道中，因此能夠更加切實(shí)地防止未燃燒燃料向排氣通道的竄氣。
[0031]另外，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置也可以采用如下的方式，S卩，還具備:氣體竄氣判斷單元，其對所述氣體的竄氣是否已發(fā)生、或該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件是否已成立進(jìn)行判斷；空燃比傳感器，其被設(shè)置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑的上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測。
[0032]而且也可以采用如下的方式，S卩，所述氣體竄氣判斷單元在由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比相對于理論空燃比而稀出預(yù)定值以上的情況下，判斷為發(fā)生了所述氣體的竄氣。
[0033]由此，能夠正確地判別因空燃比的氣缸間偏差等而引起的單調(diào)的空燃比的波動和氣體(新氣)的竄氣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為用于對本發(fā)明的實(shí)施方式I中的內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。
[0035]圖2為表示圖1所示的進(jìn)氣閥及排氣閥各自的氣門正時(shí)的控制狀態(tài)的一個(gè)示例的圖。
[0036]圖3為用于對由經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道流向排氣通道的新氣的竄氣而引起的換氣效果進(jìn)行說明的圖。
[0037]圖4為在本發(fā)明的實(shí)施方式I中所執(zhí)行的程序的時(shí)序圖。
[0038]圖5為在本發(fā)明的實(shí)施方式2中所執(zhí)行的程序的時(shí)序圖。
[0039]圖6為在本發(fā)明的實(shí)施方式3中所執(zhí)行的程序的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施方式I
[0041][系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說明]
[0042]圖1為用于對本發(fā)明的實(shí)施方式I中的內(nèi)燃機(jī)10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。圖1所示的系統(tǒng)具備內(nèi)燃機(jī)10。在內(nèi)燃機(jī)10的缸內(nèi)設(shè)置有活塞12。在缸內(nèi)的活塞12的頂部側(cè)形成有燃燒室14(參照圖2)。在燃燒室14上，進(jìn)氣通道16及排氣通道18連通。
[0043]在進(jìn)氣通道16的入口附近配置有空氣過濾器20。在空氣過濾器20的下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上設(shè)置有空氣流量計(jì)22，該空氣流量計(jì)22輸出與被吸入到進(jìn)氣通道16中的空氣的流量相對應(yīng)的信號。在與空氣流量計(jì)22相比靠下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上配置有渦輪增壓器24的壓縮機(jī)24a。另外，在進(jìn)氣通道16上連接有用于旁通壓縮機(jī)24a的空氣旁通通道
26。在空氣旁通通道26的中途配置有用于對流通于空氣旁通通道26中的空氣流量進(jìn)行控制的空氣旁通閥(ABV) 28。
[0044]在與壓縮機(jī)24a相比靠下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上，配置有對被壓縮機(jī)24a壓縮的空氣進(jìn)行冷卻的內(nèi)部冷卻器30。在與內(nèi)部冷卻器30相比靠下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上設(shè)置有電子控制式的節(jié)氣門32。另外，在節(jié)氣門32的上游側(cè)、且內(nèi)部冷卻器30的下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上，安裝有對該部位處的進(jìn)氣壓力進(jìn)行檢測的節(jié)氣門上游壓力傳感器34，在節(jié)氣門32的下游側(cè)的進(jìn)氣通道16上(進(jìn)氣歧管的集合部)安裝有對該部位處的進(jìn)氣壓力進(jìn)行檢測的節(jié)氣門下游壓力傳感器36。[0045]在朝向各氣缸分支之后的進(jìn)氣通道16(各進(jìn)氣端口)上，設(shè)置有用于向進(jìn)氣端口內(nèi)噴射燃料的端口噴射閥38。并且，在內(nèi)燃機(jī)10的各氣缸中分別設(shè)置有用于向燃燒室14內(nèi)(缸內(nèi))直接噴射燃料的缸內(nèi)噴射閥40以及用于對混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞42。在內(nèi)燃機(jī)10中，為了燃燒穩(wěn)定化和改善耗油率，從而根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件來選擇端口噴射閥38及缸內(nèi)噴射閥40中的至少一方。
[0046]另外，內(nèi)燃機(jī)10具備將進(jìn)氣閥44的開閥特性設(shè)為可變的進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)46、和將排氣閥48的開閥特性設(shè)為可變的排氣可變氣門機(jī)構(gòu)50。更具體而言，在此，該可變氣門機(jī)構(gòu)46、50具備相位可變機(jī)構(gòu)(VVT (Variable Value Timing)機(jī)構(gòu))，該相位可變機(jī)構(gòu)通過使相對于曲軸52的旋轉(zhuǎn)相位的、凸輪軸(省略圖示)的旋轉(zhuǎn)相位發(fā)生變化，從而在將作用角設(shè)為固定的同時(shí)，將進(jìn)氣閥44和排氣閥48的開閉正時(shí)設(shè)為連續(xù)可變。另外，在進(jìn)氣凸輪軸及排氣凸輪軸的附近分別配置有用于對各個(gè)凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度、即進(jìn)氣凸輪角及排氣凸輪角進(jìn)行檢測的進(jìn)氣凸輪角傳感器54及排氣凸輪角傳感器56。
[0047]在排氣通道18上配置有渦輪增壓器24的汽輪機(jī)24 b。在與汽輪機(jī)24 b相比靠下游側(cè)的排氣通道18上，作為用于凈化廢氣的排氣凈化催化劑(在此為三元催化劑)，從上游側(cè)依次直列配置有上游催化劑(SC:啟動式催化劑)58及下游催化劑(UFC:床下式催化劑)60。在與下游催化劑60相比靠下游側(cè)的排氣通道18上設(shè)置有消聲器62。
[0048]另外，在上游催化劑58的上游側(cè)的排氣通道18上配置有，相對于流入上游催化劑58的廢氣(從各氣缸排出的廢氣)的空燃比而發(fā)送大致線性的輸出的A/F傳感器64，在排氣通道18中的上游催化劑58與下游催化劑60之間的部位處配置有O 2傳感器66，該O2傳感器66在從上游催化劑58流出的廢氣相對于理論空燃比為過濃的情況下發(fā)送過濃輸出，而在該廢氣相對于理論空燃比為過稀的情況下發(fā)送過稀輸出。
[0049]另外，在排氣通道18上，連接有旁通汽輪機(jī)24 b并將汽輪機(jī)24 b的入口側(cè)和出口側(cè)連接在一起的排氣旁通通道68。在排氣旁通通道68的中途設(shè)置有負(fù)責(zé)排氣旁通通道68的開閉的廢氣旁通閥(WGV) 70。內(nèi)燃機(jī)10還具備與進(jìn)氣通道16和排氣通道18連通的廢氣再循環(huán)通道(EGR通道)72。在EGR通道72的中途配置有用于對從排氣通道18回流至進(jìn)氣通道16的廢氣(EGR氣體)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的EGR閥74。另外，在曲軸52的附近還配置有用于對曲軸角度及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器76。
[0050]另外，圖1所示的系統(tǒng)具備EQJ(Electronic Control Unit:電子控制單元)80。在E⑶80的輸入部上連接有，上述的空氣流量計(jì)22、節(jié)氣門上游壓力傳感器34、節(jié)氣門下游壓力傳感器36、凸輪角傳感器54、56、A/F傳感器64、O 2傳感器66及曲軸轉(zhuǎn)角傳感器76等的用于對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測的各種傳感器。另外，在ECU80的輸出部上連接有，上述的ABV28、節(jié)氣門32、端口噴射閥38、缸內(nèi)噴射閥40、火花塞42、可變氣門機(jī)構(gòu)46、50、WGV70以及EGR閥74等的用于對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的各種作動器。E⑶80為，根據(jù)這些傳感器的輸出，并通過依照預(yù)定的程序而對上述各種作動器進(jìn)行驅(qū)動，從而對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的部件。
[0051]在具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)10的系統(tǒng)中，除去在內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)中預(yù)定的例外的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(冷卻啟動時(shí)等)以外，基本上以使由與從進(jìn)氣閥44通過的進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比(化學(xué)計(jì)量的空氣量)的方式而對基本燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。具體而言，為了能夠取得這種基本燃料噴射量，從而在ECU80中存儲了根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(空氣流量計(jì)22的輸出標(biāo)準(zhǔn)的吸入空氣量(負(fù)載率)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)而確定基本燃料噴射量的映射圖(省略圖示)，參照這種映射圖，而計(jì)算出對應(yīng)于當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的基本燃料噴射量。
[0052]而且，在上述內(nèi)燃機(jī)10的系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機(jī)10的啟動之后且在A/F傳感器64及O 2傳感器66活化之后，根據(jù)上游側(cè)的A/F傳感器64的輸出而執(zhí)行主反饋控制。在主反饋控制中，以使流入上游催化劑58的廢氣的空燃比與目標(biāo)空燃比(基本上為理論空燃比)一致的方式，來實(shí)施相對于上述基本燃料噴射量的燃料噴射量的補(bǔ)正。此外，在根據(jù)下游側(cè)的O 2傳感器66的輸出而被執(zhí)行的副反饋控制中，以使從下游催化劑60的下游處流出的廢氣的空燃比成為理論空燃比的方式而對主反饋控制的內(nèi)容進(jìn)行修正。
[0053][由經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道朝向排氣通道的新氣的竄氣而產(chǎn)生的換氣效果]
[0054]圖2為表不圖1所不的進(jìn)氣閥44及排氣閥48各自的氣門正時(shí)的控制狀態(tài)的一個(gè)示例的圖。
[0055]在圖2所示的控制狀態(tài)下，在進(jìn)排氣上止點(diǎn)的附近設(shè)定有進(jìn)氣閥44的開閥期間和排氣閥48的開閥期間發(fā)生重疊的閥重疊期間(以下簡稱為“0/L期間”)。如上所述，進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)(相位)能夠利用進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)46而在預(yù)定的可變范圍內(nèi)進(jìn)行變更，排氣閥48的開閉正時(shí)(相位)能夠利用排氣可變氣門機(jī)構(gòu)50而在預(yù)定的可變范圍內(nèi)進(jìn)行變更。通過利用該可變氣門機(jī)構(gòu)46、50來對進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的提前角值和排氣閥48的開閉正時(shí)的滯后角值中的至少一方進(jìn)行變更，從而能夠?qū)ι鲜?/L期間進(jìn)行增減。
[0056]圖3為用于對由經(jīng)過燃燒室14而從進(jìn)氣通道16朝向排氣通道18的新氣的竄氣所產(chǎn)生的換氣效果進(jìn)行說明的圖。此外，在圖3中省略了缸內(nèi)噴射閥40的圖示。
[0057]在如圖2所示而設(shè)定了 0/L期間的狀態(tài)下，當(dāng)通過由渦輪增壓器24實(shí)施的增壓而使(進(jìn)氣閥44的上游處的)進(jìn)氣壓力高于(排氣閥的下游處的)排氣壓力時(shí)，將如圖3所示而產(chǎn)生新氣(進(jìn)氣)經(jīng)過燃燒室14而從進(jìn)氣通道16朝向排氣通道18竄氣的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生這種新氣的竄氣時(shí)，會通過利用來自進(jìn)氣通道16的新氣而壓出通常情況下至少存在有相當(dāng)于燃燒室14的間隙容積的量的缸內(nèi)剩余氣體而進(jìn)行掃氣，進(jìn)而能夠置換為新氣(換氣效果)。由此，能夠獲得提高內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)矩等的效果。
[0058]此外，上述換氣效果具有通過如下方式而獲得的情況，S卩，在預(yù)見到本效果的發(fā)生的低旋轉(zhuǎn)高負(fù)載區(qū)域中，以獲得本效果為目的而有意識地設(shè)定0/L量而得到的情況；和在以其他的目的而設(shè)定0/L量的狀況下隨著本效果成立的運(yùn)轉(zhuǎn)條件成立而得到的情況。
[0059][實(shí)施方式I的控制]
[0060]在利用上述換氣效果而實(shí)現(xiàn)提高內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)矩時(shí)，為了進(jìn)行掃氣而被導(dǎo)入的新氣的量在理想情況下為，僅對與燃燒室14的間隙容積相對應(yīng)的量的缸內(nèi)剩余氣體進(jìn)行置換的量。但是，在內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)中持續(xù)控制0/L期間以便能夠始終實(shí)現(xiàn)這種理想的掃氣是比較困難的。
[0061]在為了利用換氣效果而設(shè)定了 0/L期間時(shí)，因過剩的掃氣而竄氣至燃燒室14內(nèi)的新氣中所包含的氧氣，會通過催化劑58、60(主要是上游催化劑58)而被捕捉吸留。另外，在發(fā)生了新氣的竄氣的情況下，實(shí)際被填充于缸內(nèi)的缸內(nèi)填充空氣量為，從通過進(jìn)氣閥44而流入缸內(nèi)的空氣量(進(jìn)氣閥通過空氣量)中減去竄氣新氣量所得的量。雖然如此，但是當(dāng)以使由與進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式而對燃料噴射量進(jìn)行控制時(shí)，缸內(nèi)的燃燒時(shí)的空燃比將會成為與理論空燃比相比而過濃的值。其結(jié)果為，當(dāng)此后從缸內(nèi)排出的過濃氣體(包括燃燒剩下的未燃燒燃料在內(nèi)，與理論空燃比相比為過濃的氣體)流入上游催化劑58時(shí)，該過濃氣體中的未燃燒燃料將與上游催化劑58所捕捉到的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。另外，當(dāng)在0/L期間中或0/L期間之前實(shí)施燃料噴射時(shí)，未燃燒燃料將與竄氣的新氣一起流入到上游催化劑58中。在這種情況下，流入上游催化劑58中的未燃燒燃料也將和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。其結(jié)果為，上游催化劑58的溫度會急劇上升。因此，在上游催化劑58成為了高溫狀態(tài)時(shí)，通過這樣的溫度上升可能會促進(jìn)上游催化劑58的劣化。另外，此課題在為了于利用換氣效果時(shí)提高轉(zhuǎn)矩而將空燃比控制為與理論空燃比相比而過濃的預(yù)定的輸出空燃比的情況下，會更加顯著。
[0062]因此，在本實(shí)施方式中，在檢測出上述新氣的竄氣的發(fā)生的情況下，在上游催化劑58的溫度高于預(yù)定值的情況下(處于可能出現(xiàn)上游催化劑58的劣化的狀況的情況下)，實(shí)施如下的這種燃料噴射控制。具體而言，當(dāng)這些條件(發(fā)生新氣的竄氣以及上游催化劑58處于高溫)成立時(shí)，以在排氣閥48的閉閥之后(即，在0/L期間結(jié)束之后)執(zhí)行燃料噴射的方式而對燃料噴射正時(shí)進(jìn)行設(shè)定(變更)。而且，當(dāng)這些條件成立時(shí)，以使由A/F傳感器64檢測出的廢氣的空燃比(B卩，流入上游催化劑58中的廢氣的空燃比)成為與理論空燃比相比而過稀的值的方式，通過上述(主)空燃比反饋控制而對基本燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)正。
[0063]圖4為表示為了實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的實(shí)施方式I中的控制而由ECU80執(zhí)行的控制程序的時(shí)序圖。此外，本程序被設(shè)為，每隔預(yù)定的控制周期被重復(fù)執(zhí)行。
[0064]在圖4所示的程序中，首先取得進(jìn)氣閥44及排氣閥48的目標(biāo)氣門正時(shí)(VVT)的合適值(步驟100)。在ECU80中存儲了由與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷率(空氣填充率)的關(guān)系而預(yù)先設(shè)定目標(biāo)VVT的合適值的映射圖(省略圖示)。在該映射圖中，在預(yù)定的能夠期待換氣效果的低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域中，用于利用換氣效果的0/L期間通過根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的量而被設(shè)定。在本步驟100中，參照該映射圖，取得根據(jù)現(xiàn)在的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷率)的目標(biāo)VVT的合適值。
[0065]接下來，對實(shí)施本實(shí)施方式的控制的前提條件是否已成立進(jìn)行判斷(步驟102)。具體而言，本步驟102的前提條件為，用于判斷是否處于上游催化劑58可能會劣化的溫度狀況下、且新氣的竄氣(換氣效果)實(shí)際會發(fā)生的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否成立的條件。本前提條件為，上游催化劑58的溫度是否高于預(yù)定值；進(jìn)氣壓力(節(jié)氣門下游壓力)是否高于排氣圧力(大致大氣壓)；以及進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的提前值是否大于預(yù)定的合適值A(chǔ)(或排氣閥48的開閉正時(shí)的滯后值是否大于預(yù)定的合適值B)。另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，即使0/L期間中的進(jìn)排氣閥44、48的開口面積相同，其開口時(shí)間也會發(fā)生變化。因此，在本步驟102中的前提條件的判斷中也考慮了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，上游催化劑58的溫度例如能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)履歷來進(jìn)行推斷，也可以另外具備溫度傳感器來取得。
[0066]在判斷為上述步驟102中的前提條件成立的情況下，對利用A/F傳感器64而檢測出的廢氣的空燃比(A/F)是否大于在理論空燃比(化學(xué)計(jì)量的空氣量)上加上預(yù)定值α (例如0.5)所得的值(即，是否過稀)進(jìn)行判斷(步驟104)。當(dāng)在通過上述的空燃比反饋控制而使廢氣的空燃比被控制為理論空燃比的狀況下發(fā)生了新氣的竄氣時(shí)，A/F傳感器64的輸出將變化為與理論空燃比相比靠過稀側(cè)的值。因此，在本步驟104中，通過對廢氣的空燃比是否大于在理論空燃比上加上預(yù)定值α所得的值進(jìn)行判斷，從而判斷出新氣的竄氣是否已實(shí)際發(fā)生。此外，上述預(yù)定值α為，為了防止由氣缸間的空燃比的偏差所導(dǎo)致的誤判斷而使用的值。
[0067]在繼上述步驟102的判斷成立之后上述步驟104的判斷也成立的情況下，即，在檢測到新氣的竄氣的發(fā)生的情況下，對是否處于僅使用了端口噴射閥38的狀況進(jìn)行判斷(步驟106)。其結(jié)果為，在并用了端口噴射閥38和缸內(nèi)噴射閥40的情況下，以僅使用缸內(nèi)噴射閥40的方式而對燃料噴射控制中所使用的燃料噴射閥進(jìn)行切換(步驟108)。在此基礎(chǔ)上，以在排氣閥48的閉閥之后(即，在0/L期間結(jié)束之后)執(zhí)行燃料噴射的方式，使燃料噴射正時(shí)被滯后(步驟110)。根據(jù)缸內(nèi)噴射閥40，能夠在進(jìn)氣行程和壓縮行程中的任意的正時(shí)實(shí)施燃料噴射。根據(jù)本步驟110的處理，執(zhí)行了燃料噴射正時(shí)的滯后角，以便不會在0/L期間中使燃料與新氣一起竄氣至排氣通道18。具體而言，在排氣閥48的閉閥之后的進(jìn)氣行程、其后的壓縮行程、或者跨及兩者的期間內(nèi)執(zhí)行燃料噴射。
[0068]另一方面，當(dāng)在上述步驟106中判斷為處于僅端口噴射閥38被使用了的狀況的情況下，由端口噴射閥38實(shí)施的燃料噴射方式將被變更為，在排氣閥48的閉閥之后(即，在0/L期間結(jié)束之后)被實(shí)施的進(jìn)氣同步噴射(步驟112)。作為由端口噴射閥38實(shí)施的燃料噴射，通常實(shí)施進(jìn)氣非同步噴射、即在排氣行程的經(jīng)過中被執(zhí)行的燃料噴射被執(zhí)行。在本步驟112中，為了將燃料在排氣閥48的閉閥之后的進(jìn)氣行程的經(jīng)過中與吸入空氣一起送入到燃燒室14內(nèi)，從而自這種進(jìn)氣非同步噴射切換為進(jìn)氣同步噴射。
[0069]在執(zhí)行上述步驟110或112的處理之后，以使由A/F傳感器64檢測出的廢氣的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而執(zhí)行在上述(主)空燃比反饋控制中的目標(biāo)空燃比的過稀化(步驟114)。如上所述，基本燃料噴射量自身被設(shè)定為，使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比。在本步驟114中，以使由A/F傳感器64檢測出的廢氣的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式而實(shí)施從基本燃料噴射量中減去預(yù)定量的燃料量的補(bǔ)正(過稀補(bǔ)正)。
[0070]在本步驟114中，根據(jù)新氣的竄氣量來決定目標(biāo)空燃比的過稀程度(即，相對于基本燃料噴射量的燃料的減少量)。進(jìn)一步具體而言，使燃料噴射量被調(diào)節(jié)(減少)為，使由與從進(jìn)氣閥通過空氣量中減去竄氣新氣量所得的缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比。新氣的竄氣量越多，則在進(jìn)氣閥通過空氣量中被填充于缸內(nèi)的缸內(nèi)填充空氣量越減少。因此，在本步驟114中，新氣的竄氣量越增多，則目標(biāo)空燃比的過稀程度(燃料噴射量的減少量)越被調(diào)節(jié)為更大。此外，朝向排氣通道18的竄氣新氣量自身能夠根據(jù)進(jìn)氣壓力(節(jié)氣門下游壓力)、排氣圧力、0/L量以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(0/L期間中的開口時(shí)間)來進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，上述進(jìn)氣壓力能夠使用節(jié)氣門下游壓力傳感器36來取得，排氣圧力能夠根據(jù)另行推斷出的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、WGV70的開度以及由空氣流量計(jì)22檢測出的吸入空氣量等而取得。
[0071]此外，在上述步驟104的判斷成立之后，在由于上述步驟102或104的判斷變?yōu)椴怀闪亩兊脵z測不出新氣的竄氣的情況下，燃料噴射控制將恢復(fù)至通常時(shí)的控制。
[0072]根據(jù)以上所說明的圖4所示的程序，在于可能會出現(xiàn)上游催化劑58的劣化的狀況下檢測出了新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的情況下，通過上述步驟110或112的處理來變更燃料噴射正時(shí)。由此，在端口噴射閥38及缸內(nèi)噴射閥40中的哪一個(gè)被使用的情況下，都能夠防止在0/L期間中燃料與新氣一起竄氣到排氣通道18中的現(xiàn)象。換而言之，能夠使被噴射的燃料的全部的量在燃燒時(shí)可靠地存在于缸內(nèi)。而且，雖然通過由上述步驟114的處理而實(shí)施的目標(biāo)空燃比的過稀化，從而使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比與理論空燃比相比成為過稀，但是以使由與從進(jìn)氣閥通過空氣量中減去竄氣新氣量而得到的缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式，對燃料噴射量進(jìn)行了補(bǔ)正。其結(jié)果為，能夠使從缸內(nèi)排出的廢氣(已燃?xì)怏w)中不含有未燃燒燃料。
[0073]因此，根據(jù)本實(shí)施方式的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)防止未燃燒燃料向排氣通道18的竄氣和防止未燃燒燃料從缸內(nèi)排出。由此，由于能夠防止上游催化劑58所捕捉(吸留)的氧氣與未燃燒燃料在上游催化劑58的內(nèi)部發(fā)生氧化反應(yīng)，因此能夠防止在發(fā)生新氣的竄氣時(shí)上游催化劑58的溫度急劇上升的情況。另外，根據(jù)本實(shí)施方式的控制，即使在實(shí)施這種目標(biāo)空燃比的過稀化的期間內(nèi)，也能夠?qū)⒂膳c缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比維持為理論空燃比。因此，能夠在確保利用了換氣效果的內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)矩提高效果的同時(shí)，防止促進(jìn)上游催化劑58的劣化。
[0074]另外，根據(jù)上述程序，根據(jù)竄氣新氣量而決定目標(biāo)空燃比的過稀程度。由此，由于無論竄氣新氣量的多少，都能夠?qū)⒛繕?biāo)空燃比的過稀化的執(zhí)行限于所需的最小限度，因此能夠?qū)⒂缮嫌未呋瘎?8的環(huán)境的空燃比從理論空燃比附近偏離所導(dǎo)致的廢氣排放的惡化抑制于最小限度。另外，根據(jù)由上述步驟114所實(shí)施的目標(biāo)空燃比的過稀化，從而無論竄氣新氣量的多少，都能夠?qū)⒂膳c缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比、即缸內(nèi)燃燒時(shí)的空燃比控制成，理論空燃比附近的值。
[0075]另外，根據(jù)上述程序，在檢測出新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的情況下，在并用端口噴射閥38和缸內(nèi)噴射閥40的情況下，將燃料噴射控制中所使用的燃料噴射閥切換成，僅使用缸內(nèi)噴射閥40。在端口噴射閥38的使用時(shí)，噴射燃料的一部分會作為濕燃料而附著于進(jìn)氣端口周圍。與此相對，通過切換為利用缸內(nèi)噴射閥40而實(shí)施全部的量的燃料噴射，從而能夠避免上述濕燃料在0/L期間中與新氣一起竄氣到排氣通道18中的情況。由此，能夠切實(shí)地防止未燃燒燃料向排氣通道18的竄氣。
[0076]而且，根據(jù)上述程序，通過上述步驟102及104的處理而多重地對新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的有無進(jìn)行判斷。根據(jù)上述目標(biāo)空燃比的過稀化，雖然能夠在確保內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)矩提高效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制上游催化劑58的劣化，但是將上游催化劑58的環(huán)境的空燃比從理論空燃比附近的值起變更成了與此相比而過稀的值。因此，通過根據(jù)上述步驟102及104的處理而更加準(zhǔn)確檢測出新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生，從而能夠?qū)⒛繕?biāo)空燃比的過稀化的執(zhí)行限于所需的最小限度。另外，通過這種判斷，能夠準(zhǔn)確地辨別出因空燃比的氣缸間偏差等而引起的單調(diào)的空燃比的波動和新氣的竄氣。
[0077]此外，在上述實(shí)施方式I中，通過使E⑶80執(zhí)行上述步驟110或112的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“噴射正時(shí)設(shè)定單元”；通過ECU80根據(jù)空氣流量計(jì)22并依照已知的關(guān)系式而對進(jìn)氣閥通過空氣量進(jìn)行計(jì)算從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“進(jìn)氣閥通過空氣量取得單元”;通過E⑶80執(zhí)行上述步驟114的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“燃料噴射量控制單元”。另外，上述步驟104的處理相當(dāng)于本發(fā)明中的“對經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道朝向所述排氣通道的氣體的竄氣是否發(fā)生的判斷”，上述步驟102的處理相當(dāng)于本發(fā)明中的“對該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件是否成立的判斷”。
[0078]另外，在上述實(shí)施方式I中，通過E⑶80執(zhí)行上述步驟102的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“催化劑溫度判斷單元”。
[0079]另外，在上述實(shí)施方式I中，A/F傳感器64相當(dāng)于本發(fā)明中的“空燃比傳感器”，并且通過E⑶80執(zhí)行上述步驟114的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“空燃比過稀補(bǔ)正單元”。
[0080]另外，在上述實(shí)施方式I中，通過E⑶80執(zhí)行上述步驟114的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“過稀程度決定單元”。
[0081]另外，在上述實(shí)施方式I中，端口噴射閥38相當(dāng)于本發(fā)明中的“第一燃料噴射閥”，缸內(nèi)噴射閥40相當(dāng)于本發(fā)明中的“第二燃料噴射閥”。另外，通過E⑶80在上述步驟106的判斷不成立的情況下執(zhí)行上述步驟108而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“燃料噴射閥選擇單元”。
[0082]另外，在上述實(shí)施方式I中，通過E⑶80執(zhí)行上述步驟102及104的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“氣體竄氣判斷單元”。
[0083]實(shí)施方式2
[0084]接下來，參照圖5對本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。
[0085]本實(shí)施方式的系統(tǒng)為，能夠利用圖1所示的硬件結(jié)構(gòu)，通過在ECU80中代替圖4所示的程序而執(zhí)行后述的圖5所示的程序而實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。
[0086]在上述實(shí)施方式I中設(shè)定為，在于可能會出現(xiàn)上游催化劑58的劣化的狀況下檢測出了新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的情況下，執(zhí)行燃料噴射正時(shí)的滯后化，并且利用空燃比反饋控制而執(zhí)行目標(biāo)空燃比的過稀化。與此相對，雖然本實(shí)施方式的系統(tǒng)在于可能會出現(xiàn)上游催化劑58的劣化的狀況下檢測出了新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的情況下，實(shí)施燃料噴射正時(shí)的滯后化這一點(diǎn)上是相同的，但是在以下的方面與上述實(shí)施方式I的系統(tǒng)不同。即，在本實(shí)施方式中，中止空燃比反饋控制(即，變更為不伴隨有反饋的空燃比開放控制)，并且將燃料噴射量設(shè)定成，使由與缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比。
[0087]圖5為表示為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式2的控制而由ECU80執(zhí)行的控制程序的時(shí)序圖。此外，在圖5中，對與實(shí)施方式I中的圖4所示的步驟相同的步驟，標(biāo)記相同符號并省略或簡化其說明。
[0088]在圖5所示的程序中，在執(zhí)行上述步驟110或112的處理之后，接下來，中止空燃比反饋控制(相當(dāng)于上述主反饋控制及副反饋控制)，并變更為不伴隨有反饋的空燃比開放控制(步驟200)。
[0089]接下來，對缸內(nèi)填充空氣量進(jìn)行計(jì)算(步驟200)。檢測出新氣的竄氣的狀況下的缸內(nèi)填充空氣量如實(shí)施方式I中所述，能夠通過以從空氣流量計(jì)22的輸出為基準(zhǔn)的進(jìn)氣閥通過空氣量中減去朝向排氣通道18的竄氣新氣量而進(jìn)行計(jì)算(推斷)。
[0090]接下來，以使由與上述步驟200所計(jì)算出的缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式，對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定(步驟202)。在本步驟202中，中止對于規(guī)定了用于獲得理論空燃比的基本燃料噴射量的映射圖的使用，并以能夠?qū)⒏變?nèi)填充空氣量作為基準(zhǔn)而獲得理論空燃比的方式來決定燃料噴射量。此外，在上述步驟102或104的判斷不成立的情況下，則與通常情況一樣而使用上述空燃比反饋控制(閉合回路控制)(步驟 206)。
[0091 ] 根據(jù)以上所說明的圖5所示的程序，在于上游催化劑58可能會劣化的狀況下檢測出了新氣的竄氣(換氣效果)的發(fā)生的情況下，執(zhí)行由上述步驟Iio或112的處理而實(shí)施的燃料噴射正時(shí)的滯后化和由上述步驟200?204實(shí)施的燃料噴射量的控制。通過這種控制，與上述實(shí)施方式I的控制相同，也能夠在將缸內(nèi)的燃燒時(shí)的空燃比控制成理論空燃比的同時(shí)，將流入上游催化劑58的廢氣的空燃比控制成與理論空燃比相比而過稀的值。換言之，也可以說，根據(jù)本實(shí)施方式的方法，在以進(jìn)氣閥通過空氣量為基準(zhǔn)而進(jìn)行觀察的情況下，在檢測出新氣的竄氣時(shí)，實(shí)施目標(biāo)空燃比的過稀化。
[0092]通過以上的這種本實(shí)施方式的控制，也能夠?qū)崿F(xiàn)防止未燃燒燃料朝向排氣通道18的竄氣和防止未燃燒燃料從缸內(nèi)的排出。由此，由于能夠防止上游催化劑58所捕捉(吸留)的氧氣在催化劑的內(nèi)部與未燃燒燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，因此能夠防止上游催化劑58的溫度急劇上升的情況。另外，與上述實(shí)施方式I的控制相同，根據(jù)本實(shí)施方式的控制，即使在實(shí)施這種目標(biāo)空燃比的過稀化的期間內(nèi)，也能夠?qū)⒂膳c缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比維持為理論空燃比。因此，能夠在確保利用了換氣效果的內(nèi)燃機(jī)10的轉(zhuǎn)矩提高效果的同時(shí)，防止促進(jìn)上游催化劑58的劣化。
[0093]但是，在上述實(shí)施方式2中，為了實(shí)現(xiàn)檢測出新氣的竄氣時(shí)的目標(biāo)空燃比的過稀化，從而在中止空燃比反饋控制的同時(shí)，將燃料噴射量設(shè)定成，使由與缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比。但是，本發(fā)明中的燃料噴射量控制并不限定于上述的方法。即也可以采用如下方式，即，在檢測出新氣的竄氣時(shí)，例如在中止空燃比反饋控制的同時(shí)，將燃料噴射量設(shè)定成，使由與進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比而過稀的值。
[0094]此外，在上述實(shí)施方式2中，通過E⑶80執(zhí)行在實(shí)施方式I中敘述了的主反饋控制從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“空燃比反饋控制單元”;通過E⑶80執(zhí)行上述步驟200的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“空燃比反饋中止單元”;通過E⑶80執(zhí)行上述步驟202的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“缸內(nèi)空氣量取得單元”。
[0095]實(shí)施方式3
[0096]接下來，參照圖6，對本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說明。
[0097]本實(shí)施方式的系統(tǒng)為，能夠利用圖1所示的硬件結(jié)構(gòu)，通過使ECU80代替圖4所示的程序而執(zhí)行后述的圖6所示的程序從而實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。
[0098]在上述實(shí)施方式I及2中設(shè)定為，當(dāng)檢測到新氣的竄氣(換氣效果)時(shí)，執(zhí)行燃料噴射正時(shí)的滯后化和目標(biāo)空燃比的過稀化。與此相對，在本實(shí)施方式中，當(dāng)檢測到新氣的竄氣時(shí)，在上述燃料噴射正時(shí)的滯后化和目標(biāo)空燃比的過稀化之前，先執(zhí)行如下的控制。
[0099]也就是說，在本實(shí)施方式中，當(dāng)檢測到新氣的竄氣(換氣效果)時(shí)，通過根據(jù)A/F傳感器64的輸出而對0/L量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對竄氣新氣量(換氣量)進(jìn)行調(diào)節(jié)以便不形成過剩的掃氣。此時(shí)，在本實(shí)施方式中，其特征在于，相對于進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而優(yōu)先(在先)實(shí)施排氣閥48的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)。而且，在排氣閥48的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)量用盡了的情況下，則執(zhí)行進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)。而且，在盡管進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)量已經(jīng)進(jìn)一步用盡但竄氣新氣量的調(diào)節(jié)仍不充分的情況下，執(zhí)行上述實(shí)施方式I或2中所說明的燃料噴射正時(shí)的滯后化和目標(biāo)空燃比的過稀化。
[0100]圖6為表示為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式3的控制而由ECU80執(zhí)行的控制程序的時(shí)序圖。此外，在圖6中，對與實(shí)施方式I中的圖4所示的步驟相同的步驟，標(biāo)記相同符號并省略或簡化其說明。另外，在此，雖然以與上述實(shí)施方式I的控制(步驟114)組合而成的控制程序?yàn)槔M(jìn)行了說明，但是也可以代替這種方式而使用與上述實(shí)施方式2的控制(步驟200?204)組合而成的控制程序。
[0101]在圖6所示的程序中，在上述步驟104的判斷成立的情況下、即檢測到新氣的竄氣的發(fā)生的情況下，利用排氣凸輪角傳感器56而對當(dāng)前的排氣閥48的開閉正時(shí)(EX-VVT)的提前值是否為最提前值進(jìn)行判斷(步驟300)。
[0102]其結(jié)果為，當(dāng)判斷為在上述步驟300中排氣閥48的開閉正時(shí)的提前值尚未達(dá)到最提前值時(shí)，執(zhí)行排氣閥48的開閉正時(shí)的提前(步驟302)。竄氣新氣量越多，則流入上游催化劑58的廢氣的空燃比越會較大程度的過稀化。當(dāng)通過這種空燃比的過稀化而使上游催化劑58的環(huán)境以從理論空燃比環(huán)境偏離的方式而被紊亂時(shí)，將會損害上游催化劑58的凈化性能。因此，在本步驟302中，根據(jù)A/F傳感器64的輸出，以成為如下的竄氣新氣量的方式而執(zhí)行排氣閥48的開閉正時(shí)的提前，所述竄氣新氣量為，使流入上游催化劑58的廢氣的空燃比收斂至在理論空燃比上加上上述預(yù)定值α所得的值以下的竄氣新氣量。
[0103]另一方面，當(dāng)在上述步驟300中判斷為排氣閥48的開閉正時(shí)的提前值已達(dá)到最提前值時(shí)，接下來，利用進(jìn)氣凸輪角傳感器54而對當(dāng)前的進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)(IN-VVT)的滯后值是否為最滯后值進(jìn)行判斷(步驟304)。其結(jié)果為，當(dāng)判斷為進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的滯后值尚未達(dá)到最滯后值時(shí)，執(zhí)行進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的滯后(步驟306)。具體而言，在本步驟306中，根據(jù)A/F傳感器64的輸出，以成為如下的竄氣新氣量的方式而執(zhí)行排氣閥44的開閉正時(shí)的滯后，所述竄氣新氣量為，使流入上游催化劑58的廢氣的空燃比收斂至在理論空燃比上加上上述預(yù)定值α所得的值以下的竄氣新氣量。
[0104]另一方面，當(dāng)在上述步驟306中判斷為進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的滯后值已達(dá)到最滯后值時(shí)，即，盡管執(zhí)行了排氣閥48的開閉正時(shí)的提前及進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的滯后，但是仍未完全消除流入上游催化劑58中的廢氣的較大程度的過稀化時(shí)，則執(zhí)行上述圖4所示的程序中的上述步驟106以后的處理。
[0105]根據(jù)以上說明的圖6所示的程序，除實(shí)施方式I中的上述效果以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)如下的效果。即，進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)46為，能夠?qū)M(jìn)氣閥44的開啟正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)在不使這兩者的關(guān)系(即，作用角)發(fā)生變化的條件下進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)。因此，在為了調(diào)節(jié)0/L量而變更進(jìn)氣閥44的開啟正時(shí)時(shí)，會伴隨有進(jìn)氣閥44的關(guān)閉正時(shí)的變更。當(dāng)進(jìn)氣閥44的關(guān)閉正時(shí)變化時(shí)，內(nèi)燃機(jī)10的實(shí)際壓縮比將發(fā)生變化，從而爆震的發(fā)生容易度將會變化。與此相對，在通過排氣閥48的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而實(shí)施的0/L量的調(diào)節(jié)中，不會產(chǎn)生這種變化。因此，在本實(shí)施方式的控制中，在為了調(diào)節(jié)竄氣新氣量而實(shí)施0/L量的調(diào)節(jié)時(shí)，通過相對于進(jìn)氣閥44的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而優(yōu)先(在先)執(zhí)行排氣閥48的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)，從而能夠在盡量不損害爆震性的同時(shí)，防止由竄氣新氣而引起的廢氣的空燃比的波動(較大程度的過稀化)。
[0106]此外，在上述實(shí)施方式3中，通過E⑶80執(zhí)行上述步驟300?306的處理而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明中的“重疊期間調(diào)節(jié)單元”。
[0107]另外，在上述實(shí)施方式I至3中，為了調(diào)節(jié)0/L期間，利用了在固定作用角的同時(shí)將進(jìn)氣閥44和排氣閥48的開閉正時(shí)設(shè)為連續(xù)可變的可變氣門機(jī)構(gòu)46、50。但是，在與上述實(shí)施方式I及2中所說明的控制的關(guān)系中，0/L期間并非必須成為可變，也可以為以取決于運(yùn)轉(zhuǎn)條件而產(chǎn)生新氣的竄氣的這種值而固定的期間。另外，在與上述實(shí)施方式I及2中所說明的控制的關(guān)系中，也可以利用為了調(diào)節(jié)0/L期間而能夠僅使進(jìn)氣閥44的開啟正時(shí)可變的機(jī)構(gòu)。另一方面，關(guān)于排氣閥48，在與上述實(shí)施方式I至3的任意一項(xiàng)說明的控制的關(guān)系中，也可以利用為了調(diào)節(jié)0/L期間而能夠僅使排氣閥48的關(guān)閉正時(shí)可變的機(jī)構(gòu)。
[0108]另外，在上述實(shí)施方式I至3中，以具備端口噴射閥38及缸內(nèi)噴射閥40的雙方的內(nèi)燃機(jī)10為例而進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)并不限定于為上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，也可以為僅具備能夠向進(jìn)氣通道噴射燃料的燃料噴射閥(例如，端口噴射閥)及能夠向缸內(nèi)直接噴射燃料的缸內(nèi)噴射閥中的任意一方的內(nèi)燃機(jī)。
[0109]另外，在上述實(shí)施方式I至3中，以具備渦輪增壓器24的內(nèi)燃機(jī)10為例而進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明中的內(nèi)燃機(jī)所具備的增壓器并不限定于上述結(jié)構(gòu)的增壓器，例如也可以為利用來自內(nèi)燃機(jī)的曲軸的動力的增壓器，或者還可以為利用電動機(jī)的增壓器。
[0110]符號說明
[0111]10...內(nèi)燃機(jī)
[0112]12…活塞
[0113]14…燃燒室
[0114]16…進(jìn)氣通道
[0115]18...排氣通道 [0116]22…空氣流量計(jì)
[0117]24…渦輪增壓器
[0118]24a…渦輪增壓器的壓縮機(jī)
[0119]24b…渦輪增壓器的汽輪機(jī)
[0120]32…節(jié)氣門
[0121]34…節(jié)氣門上游壓力傳感器
[0122]36…節(jié)氣門下游壓力傳感器
[0123]38…端口噴射閥
[0124]40…缸內(nèi)噴射閥
[0125]42…火花塞
[0126]44…進(jìn)氣閥
[0127]46…進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)
[0128]48…排氣閥
[0129]50…排氣可變氣門機(jī)構(gòu)
[0130]52…曲軸
[0131]54…進(jìn)氣凸輪角傳感器
[0132]56…排氣凸輪角傳感器
[0133]58…上游催化劑
[0134]60…下游催化劑
[0135]64...A/F 傳感器
[0136]66…O 2傳感器
[0137]76…曲軸轉(zhuǎn)角傳感器
[0138]80...ECU (Electronic Control Unit)
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具備: 增壓器，其對吸入空氣進(jìn)行增壓； 燃料噴射閥，其向內(nèi)燃機(jī)噴射燃料； 催化劑，其被設(shè)置于排氣通道上，并能夠凈化廢氣； 噴射正時(shí)設(shè)定單元，其在發(fā)生了經(jīng)過燃燒室而從進(jìn)氣通道朝向所述排氣通道的氣體的竄氣的情況下、或處于該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以在所述排氣閥的閉閥后執(zhí)行燃料噴射的方式對所述燃料噴射閥的燃料噴射正時(shí)進(jìn)行設(shè)定； 進(jìn)氣閥通過空氣量取得單元，其取得通過所述進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥通過空氣量； 燃料噴射量控制單元，其在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備，對所述催化劑的溫度是否高于預(yù)定值進(jìn)行判斷的催化劑溫度判斷單元， 所述燃料噴射量控制單元在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，并且在所述催化劑的溫度高于所述預(yù)定值的情況下，以使由與所述進(jìn)氣閥通過空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備空燃比傳感器，所述空燃比傳感器被配置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測， 所述燃料噴射量控制單元包括空燃比過稀補(bǔ)正單元，所述空燃比過稀補(bǔ)正單元以由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比成為與理論空燃比相比為過稀的值的方式對燃料噴射量進(jìn)行補(bǔ)正。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述空燃比過稀補(bǔ)正單元還具備過稀程度決定單元，所述過稀程度決定單元在所述氣體的竄氣量較多的情況下，與該氣體的竄氣量較少的情況相比，將廢氣的目標(biāo)空燃比變更為更稀的值。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述過稀程度決定單元將廢氣的目標(biāo)空燃比變更為更稀的值，以使作為由與缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比，其中，所述缸內(nèi)填充空氣量為，從所述進(jìn)氣閥通過空氣量中減去所述氣體的竄氣量而得到的空氣量。
6.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備: 空燃比傳感器，其被設(shè)置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑的上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測； 空燃比反饋控制單元，其以使由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比成為預(yù)定的目標(biāo)空燃比的方式對燃料噴射量進(jìn)行調(diào)節(jié)； 空燃比反饋中止單元，其在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，中止由所述空燃比反饋控制單元實(shí)施的燃料噴射量的調(diào)節(jié)；缸內(nèi)空氣量取得單元，其取得所述進(jìn)氣閥通過空氣量中的被填充于缸內(nèi)的缸內(nèi)填充空氣量; 所述燃料噴射量控制單元在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，以使由與所述缸內(nèi)填充空氣量的關(guān)系而被確定的空燃比成為理論空燃比的方式對燃料噴射量進(jìn)行設(shè)定。
7.如權(quán)利要求1~6中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備: 可變氣門機(jī)構(gòu)，其使所述進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)以及所述排氣閥的關(guān)閉正時(shí)的雙方能夠變更， 重疊期間調(diào)節(jié)單元，其在所述氣體的竄氣已發(fā)生的情況下、或處于所述氣體的竄氣容易發(fā)生的條件下的情況下，在通過所述進(jìn)氣閥的開閥期間和所述排氣閥的開閥期間發(fā)生重疊的閥重疊期間的調(diào)節(jié)而對所述氣體的竄氣量進(jìn)行控制時(shí)，相對于所述進(jìn)氣閥的開閉正時(shí)的調(diào)節(jié)而優(yōu)先執(zhí)行所述排氣閥的關(guān)閉正時(shí)的調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求1~7中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述燃料噴射閥包括朝向所述進(jìn)氣通道噴射燃料的第一燃料噴射閥、和朝向缸內(nèi)噴射燃料的第二燃料噴射閥， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備燃料噴射閥選擇單元，所述燃料噴射閥選擇單元選擇所述第二燃料噴射閥，以作為在實(shí)施由所述噴射正時(shí)設(shè)定單元以及所述燃料噴射量控制單元進(jìn)行的燃料噴射控制時(shí)所使用的燃料噴射閥。
9.如權(quán)利要求1~8中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置還具備: 氣體竄氣判斷單元，其對所述氣體的竄氣是否已發(fā)生、或該氣體的竄氣容易發(fā)生的條件是否已成立進(jìn)行判斷； 空燃比傳感器，其被設(shè)置于與所述催化劑相比靠上游側(cè)的所述排氣通道上，并對所述催化劑的上游處的廢氣的空燃比進(jìn)行檢測； 所述氣體竄氣判斷單元在由所述空燃比傳感器所檢測出的廢氣的空燃比相對于理論空燃比而稀出預(yù)定值以上的情況下，判斷為所述氣體的竄氣已發(fā)生。
【文檔編號】F02D41/14GK103975148SQ201180075256
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月1日
【發(fā)明者】錦織貴志 申請人:豐田自動車株式會社