專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置，該空燃比控制裝置能夠?qū)Ω鳉飧捉M執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。
背景技術(shù)：
一種用于向各氣缸組提供濃或稀空燃比的已知方法被應(yīng)用于執(zhí)行NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)(再生)。一種已知裝置(例如，如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的裝置)改變各氣缸組的燃料噴射量以便為各氣缸組提供濃或稀空燃比。另一種已知裝置(例如，如專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的裝置)改變各氣缸組的燃料噴射量及進(jìn)氣量以便為各氣缸組提供濃或稀空燃比。
〔專利文獻(xiàn)1〕日本專利未審定公報(bào)No.2003-97259〔專利文獻(xiàn)2〕日本專利未審定公報(bào)No.2001-329872〔專利文獻(xiàn)3〕日本專利未審定公報(bào)No.2000-352310發(fā)明內(nèi)容如果當(dāng)執(zhí)行NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)時(shí)NOx催化劑下游的排氣空燃比較濃，則包括未燃HC的排氣排放物的量增加。為了減少硫中毒恢復(fù)時(shí)排氣排放物的量，希望控制NOx催化劑下游的排氣空燃比等于理論空燃比(理論配比，化學(xué)計(jì)算的配比)。為了精確控制NOx催化劑下游的排氣空燃比，優(yōu)選使用由在通常的理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)行的空燃比控制得出的空燃比學(xué)習(xí)值。該空燃比學(xué)習(xí)值是考慮到空氣流量計(jì)變動(dòng)、燃料噴射閥變動(dòng)等等修正例如燃料噴射量的修正值。
但是，當(dāng)執(zhí)行通常的理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于各氣缸組燃料噴射量并不如專利文獻(xiàn)1和2中所述變化很大。因此，不能得到當(dāng)燃料噴射量對(duì)于各氣缸組變化很大時(shí)的空燃比學(xué)習(xí)值。因此，當(dāng)執(zhí)行NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)時(shí)，上述空燃比學(xué)習(xí)值不能用于排氣空燃比控制。結(jié)果，實(shí)際上不可能提高NOx催化劑下游的排氣空燃比的可控制性并充分抑制排氣排放物的量。
已做出本發(fā)明以解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于，當(dāng)執(zhí)行NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)時(shí)，通過(guò)提高NOx催化劑下游的排氣空燃比的可控制性來(lái)充分抑制排氣排放物的量。
上述目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置而實(shí)現(xiàn)。所述空燃比控制裝置包括與第一氣缸組相連的第一排氣通路和與第二氣缸組相連的第二排氣通路。所述空燃比控制裝置還包括布置在所述第一排氣通路與所述第二排氣通路的合流部下游的NOx催化劑。所述空燃比控制裝置還包括用于向所述第一氣缸組和所述第二氣缸組的各氣缸噴射燃料的燃料噴射閥。所述空燃比控制裝置還包括用于改變所述各氣缸的進(jìn)氣量的進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。所述空燃比控制裝置還包括中毒恢復(fù)裝置，該中毒恢復(fù)裝置用于通過(guò)使所述第一氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理并使所述第二氣缸組執(zhí)行稀燃燒處理或濃燃燒處理，來(lái)執(zhí)行所述NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)。所述空燃比控制裝置還包括排氣空燃比控制裝置，在執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該排氣空燃比控制裝置為所述第一和第二氣缸組的所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量，同時(shí)通過(guò)操作所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)而改變各氣缸的進(jìn)氣量。
上述目的還可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第二方面的用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置而實(shí)現(xiàn)。所述空燃比控制裝置包括與第一氣缸組相連的第一排氣通路和與第二氣缸組相連的第二排氣通路。所述空燃比控制裝置還包括布置在所述第一排氣通路與所述第二排氣通路的合流部下游的NOx催化劑。所述空燃比控制裝置還包括用于向所述第一氣缸組和所述第二氣缸組的各氣缸噴射燃料的燃料噴射閥。所述空燃比控制裝置還包括通過(guò)改變所述各氣缸所具有的進(jìn)氣門(mén)的氣門(mén)開(kāi)啟特性而改變所述各氣缸的進(jìn)氣量的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)。所述空燃比控制裝置還包括中毒恢復(fù)裝置，該中毒恢復(fù)裝置用于通過(guò)使所述第一氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理并使所述第二氣缸組執(zhí)行稀燃燒處理或濃燃燒處理，來(lái)執(zhí)行所述NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)。所述空燃比控制裝置還包括排氣空燃比控制裝置，在執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該排氣空燃比控制裝置為所述第一和第二氣缸組的所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量，同時(shí)通過(guò)操作所述可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)而改變各氣缸的進(jìn)氣量。
由上述可知，根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面，當(dāng)執(zhí)行硫中毒恢復(fù)時(shí)，可以為第一和第二氣缸組的所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量。因此，當(dāng)排氣空燃比控制裝置執(zhí)行空燃比控制時(shí)，可以使用在理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間獲得的空燃比學(xué)習(xí)值。這使得可以提高硫中毒恢復(fù)時(shí)排氣空燃比的可控制性并充分抑制排氣排放物的量。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的空燃比控制裝置還可以包括點(diǎn)火正時(shí)控制裝置。當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該點(diǎn)火正時(shí)控制裝置為執(zhí)行濃燃燒處理的氣缸組提供用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)，并為執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組提供滯后于所述用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)。
本發(fā)明的第三方面為執(zhí)行濃燃燒處理的氣缸組提供用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)，并為執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組提供滯后于所述用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)。這使得能夠減小執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組的轉(zhuǎn)矩，從而抑制氣缸間的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，根據(jù)本發(fā)明的第一至第三方面中任一方面的空燃比控制裝置還可以包括用于獲取所述第一排氣通路與所述第二排起通路的合流部下游的排氣空燃比的空燃比獲取裝置。如果當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)由所述排氣空燃比獲取裝置獲取的所述排氣空燃比與理論空燃比不一致，則所述排氣空燃比控制裝置附加地改變各氣缸的進(jìn)氣量。
即使由于例如進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如節(jié)氣門(mén))或可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的尺寸變動(dòng)等因素，使得由排氣空燃比獲取裝置獲取的排氣空燃比與理論空燃比不一致，本發(fā)明的第四方面也能夠通過(guò)允許可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)附加地改變進(jìn)氣量來(lái)精確控制排氣空燃比。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，根據(jù)本發(fā)明的第一至第四方面中任一方面的空燃比控制裝置還可以包括布置在所述NOx催化劑的下游且用于檢測(cè)排氣空燃比的排氣傳感器。如果當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)由所述排氣傳感器檢測(cè)到的所述排氣空燃比與理論空燃比不一致，則所述排氣空燃比控制裝置附加地改變各氣缸的進(jìn)氣量。
即使由于例如進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如節(jié)氣門(mén))或可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的尺寸變動(dòng)等因素，使得由排氣傳感器檢測(cè)到的排氣空燃比與理論空燃比不一致，本發(fā)明的第五方面也能夠通過(guò)允許可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)附加地改變進(jìn)氣量來(lái)精確控制排氣空燃比。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出圖1所示系統(tǒng)內(nèi)氣缸組的示意圖；圖3是示出空燃比學(xué)習(xí)值的圖；圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖；圖5是示出根據(jù)第二實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖；圖6是示出根據(jù)第三實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中相同的部件標(biāo)以相同的參考標(biāo)號(hào)，并且將不再重復(fù)說(shuō)明。
第一實(shí)施例[系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是示出圖1所示系統(tǒng)內(nèi)氣缸組的示意圖。如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)1。該內(nèi)燃機(jī)1具有多個(gè)氣缸2。圖1僅示出多個(gè)氣缸2中的一個(gè)。如圖2所示，所述多個(gè)氣缸2被劃分為第一氣缸組2a和第二氣缸組2b。
內(nèi)燃機(jī)1包括氣缸體6，該氣缸體6內(nèi)裝有活塞4。該活塞4經(jīng)由曲柄機(jī)構(gòu)與曲軸12相連。在曲軸12附近設(shè)有曲柄轉(zhuǎn)角傳感器14。該曲柄轉(zhuǎn)角傳感器14檢測(cè)曲軸12的旋轉(zhuǎn)角度。氣缸體6包括水溫傳感器10。該水溫傳感器10檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)1內(nèi)循環(huán)的冷卻水的溫度。
在氣缸體6的頂部裝有氣缸蓋8。該氣缸蓋8與活塞4的上表面之間的空間構(gòu)成了燃燒室16。氣缸蓋8包括火花塞18，該火花塞18點(diǎn)燃燃燒室16內(nèi)的空氣燃料混合物。
氣缸蓋8包括與燃燒室16相連通的進(jìn)氣口20。該進(jìn)氣口20與燃燒室16之間的連接部設(shè)有進(jìn)氣門(mén)22。在進(jìn)氣門(mén)22與進(jìn)氣凸輪軸23之間設(shè)有可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24。進(jìn)氣凸輪軸23經(jīng)由連結(jié)機(jī)構(gòu)(未示出)與曲軸12連結(jié)。
可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24被構(gòu)造為改變進(jìn)氣門(mén)22的工作特性(工作角和提升量)。更具體地，可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24包括輸入臂24a，該輸入臂24a由進(jìn)氣凸輪軸23上的進(jìn)氣凸輪23a推動(dòng)?？勺儦忾T(mén)機(jī)構(gòu)24還包括輸出臂24b，該輸出臂24b推動(dòng)搖臂24c。此外，可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24還包括控制軸24d。該控制軸24d可以在軸向(圖1中的前后方向)上移動(dòng)。當(dāng)控制軸24d移動(dòng)時(shí)，輸入臂24a與輸出臂24b之間的相位差發(fā)生變化。這使得能夠改變進(jìn)氣門(mén)22的工作角和提升量。結(jié)果，可以改變吸入燃燒室16的空氣量。
進(jìn)氣口20與進(jìn)氣通路28相連。在進(jìn)氣口20附近設(shè)有噴射器(也稱為“燃料噴射閥”)26。該噴射器26噴射燃料到進(jìn)氣口20附近的區(qū)域。在進(jìn)氣通路28中間設(shè)有穩(wěn)壓箱30。如圖2所示，第一進(jìn)氣通路28a和第二進(jìn)氣通路28b與共用的穩(wěn)壓箱30相連通，其中第一進(jìn)氣通路28a與第一氣缸組2a的氣缸2相連，第二進(jìn)氣通路28b與第二氣缸組2b的氣缸2相連。
在穩(wěn)壓箱30的上游設(shè)有節(jié)氣門(mén)32。該節(jié)氣門(mén)32是由節(jié)氣門(mén)馬達(dá)34驅(qū)動(dòng)的電子控制式節(jié)氣門(mén)。節(jié)氣門(mén)32基于由加速器開(kāi)度傳感器38檢測(cè)到的加速器開(kāi)度AA而驅(qū)動(dòng)。在節(jié)氣門(mén)32附近設(shè)有節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器36。該節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器36檢測(cè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度TA。在節(jié)氣門(mén)32上游設(shè)有空氣流量計(jì)40。該空氣流量計(jì)40檢測(cè)進(jìn)氣量Ga。在空氣流量計(jì)40上游設(shè)有空氣濾清器42。
氣缸蓋8還包括與燃燒室16相連通的排氣口44。該排氣口44與燃燒室16之間的連接部設(shè)有排氣門(mén)46。在排氣門(mén)46與排氣凸輪軸47之間設(shè)有可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)48。排氣凸輪軸47經(jīng)由連結(jié)機(jī)構(gòu)(未示出)與曲軸12相連結(jié)。與前面提到的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24相同，可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)48被構(gòu)造為改變排氣門(mén)46的工作特性(工作角和提升量)。
排氣口44與排氣通路50相連。該排氣通路50設(shè)有起動(dòng)用催化劑54。該起動(dòng)用催化劑54位于與內(nèi)燃機(jī)1相鄰的位置。在起動(dòng)用催化劑54的下游設(shè)有NOx催化劑56。起動(dòng)用催化劑54是例如三元催化劑。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)用催化劑54早于NOx催化劑56活性化。NOx催化劑56吸藏或排出排氣中的NOx。
在起動(dòng)用催化劑54的上游設(shè)有空燃比傳感器52。在NOx催化劑56的下游設(shè)有另一個(gè)空燃比傳感器58。這些空燃比傳感器52、58檢測(cè)在其各自位置處的排氣空燃比。
如圖2所示，第一排氣通路50a與第一氣缸組2a相連。在第一排氣通路50a內(nèi)設(shè)有第一起動(dòng)用催化劑54a。緊接在該第一起動(dòng)用催化劑54a之前設(shè)有第一空燃比傳感器52a。類似地，第二排氣通路50b與第二氣缸組2b相連。在第二排氣通路50b內(nèi)設(shè)有第二起動(dòng)用催化劑54b。緊接在該第二起動(dòng)用催化劑54b之前設(shè)有第二空燃比傳感器52b。前面提到的NOx催化劑56和空燃比傳感器58被布置在第一排氣通路50a與第二排氣通路50b的合流部50c的下游。
根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)還包括用作控制器的ECU(電子控制單元)60。ECU 60的輸出端與例如火花塞18，可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24、48，噴射器26以及節(jié)氣門(mén)馬達(dá)34等相連。ECU 60的輸入端與例如水溫傳感器10，曲柄轉(zhuǎn)角傳感器14，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器36，加速器開(kāi)度傳感器38，空氣流量計(jì)40，空燃比傳感器52(52a、52b)以及空燃比傳感器58等相連。根據(jù)各傳感器的輸出，ECU 60執(zhí)行包括燃料噴射控制和點(diǎn)火正時(shí)控制的內(nèi)燃機(jī)總體控制。
ECU 60還根據(jù)曲柄轉(zhuǎn)角傳感器14的輸出來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。
此外，ECU 60還根據(jù)例如由加速器開(kāi)度傳感器38檢測(cè)到的加速器開(kāi)度AA計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL。
此外，ECU 60通過(guò)對(duì)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24、48進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制來(lái)控制氣門(mén)工作特性(工作角和提升量)。
此外，ECU 60在通常的理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行空燃比反饋控制。ECU60存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL與由反饋控制得出的空燃比學(xué)習(xí)值之間的關(guān)系(下文詳細(xì)說(shuō)明)。
上述系統(tǒng)中的NOx催化劑56吸藏或排出NOx并吸藏排氣中的硫成分。當(dāng)硫成分吸藏量增加時(shí)，NOx催化劑56的性能(也就是NOx吸藏能力)降低。因此有必要以預(yù)定時(shí)間間隔或者每當(dāng)行駛了預(yù)定距離時(shí)，執(zhí)行NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)。當(dāng)將要對(duì)NOx催化劑56執(zhí)行硫中毒恢復(fù)時(shí)，NOx催化劑56的催化劑床層溫度需要升高。
如果是這樣，所述系統(tǒng)對(duì)氣缸組2a、2b的各氣缸執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。以下說(shuō)明假定對(duì)第一氣缸組2a執(zhí)行濃燃燒處理而對(duì)第二氣缸組2b執(zhí)行稀燃燒處理。當(dāng)如上所述執(zhí)行濃燃燒處理和稀燃燒處理時(shí)，由第一氣缸組2a排出的濃混合氣以及由第二氣缸組2b排出的稀混合氣流入NOx催化劑56。然后未燃HC和CO在NOx催化劑56中燃燒(氧化)，使得NOx催化劑床層溫度升高。
為了最高效率地執(zhí)行NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)，優(yōu)選地令NOx催化劑56下游的排氣空燃比較濃。但是，如果當(dāng)執(zhí)行NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)時(shí)NOx催化劑56下游的排氣空燃比較濃，則未燃HC、CO以及其他排放物的排放量增加。
在上述情況下，第一實(shí)施例執(zhí)行控制以使得NOx催化劑下游的排氣空燃比等于理論空燃比(理論配比)以達(dá)到在NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)時(shí)抑制排氣排放物量的目的。為了提高NOx催化劑56下游的排氣空燃比的可控制性，通常使用在理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間獲得的空燃比學(xué)習(xí)值。
下面簡(jiǎn)要說(shuō)明所述空燃比學(xué)習(xí)值。
當(dāng)在通常的理論配比下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述系統(tǒng)執(zhí)行空燃比反饋控制以便獲得理論空燃比。在該反饋控制中，燃料噴射量等被修正以吸收空氣流量計(jì)變動(dòng)和燃料噴射閥變動(dòng)。所述燃料噴射量等的修正值被稱為空燃比學(xué)習(xí)值。術(shù)語(yǔ)“變動(dòng)”表征空氣流量計(jì)40或燃料噴射閥(噴射器)26的設(shè)計(jì)值和實(shí)際特性之間的偏差。圖3是示出空燃比學(xué)習(xí)值的圖。
在圖3中，符號(hào)A表示燃料噴射閥的設(shè)計(jì)值。對(duì)于該設(shè)計(jì)值，噴射量與噴射時(shí)間成比例。但是，實(shí)際上存在的是由符號(hào)B或C表示的特性。這意味著實(shí)際特性與設(shè)計(jì)值之間存在偏差。該偏差會(huì)影響前面提到的排氣空燃比。如果實(shí)際特性如符號(hào)B所示，則應(yīng)該對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行負(fù)修正。另一方面，如果實(shí)際特性如符號(hào)C所示，則不能僅對(duì)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行所需修正。當(dāng)存在由符號(hào)C表示的特性時(shí)，噴射時(shí)間(也就是發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)被劃分為多個(gè)區(qū)域1-4，并且為各區(qū)域確定修正值(％)。例如，為區(qū)域1確定的修正值(空燃比學(xué)習(xí)值)為+4％，區(qū)域2的為+2％，區(qū)域3的為-3％，區(qū)域4的為-5％。
如上所述，當(dāng)將要執(zhí)行硫中毒恢復(fù)時(shí)，常規(guī)裝置通過(guò)向不同的氣缸組提供不同的燃料噴射量來(lái)對(duì)各氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。在這種情況下，舉例來(lái)說(shuō)，區(qū)域4可以被應(yīng)用于執(zhí)行濃燃燒處理的氣缸組，而區(qū)域2可以被應(yīng)用于執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組。但是，先前提到的空燃比學(xué)習(xí)值是在假定向所有氣缸提供的燃料噴射量基本相同的基礎(chǔ)上被確定的。因此，如果在上述常規(guī)裝置內(nèi)要執(zhí)行硫中毒恢復(fù)，則不能使用空燃比學(xué)習(xí)值。因此，實(shí)際上不可能增強(qiáng)在硫中毒恢復(fù)時(shí)排氣空燃比的可控制性并抑制排氣排放物量。
在上述情況下，第一實(shí)施例使得能夠在進(jìn)行硫中毒恢復(fù)時(shí)，通過(guò)向第一和第二氣缸組2a、2b的氣缸2提供相同的燃料噴射量而利用上述空燃比學(xué)習(xí)值。換句話說(shuō)，考慮到空氣流量計(jì)40和燃料噴射閥26的變動(dòng)可以修正燃料噴射量。
此外，在第一實(shí)施例中，在不顯著改變空氣流量計(jì)40的空氣通過(guò)量的情況下，通過(guò)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24使得第一氣缸組2a的進(jìn)氣量和第二氣缸組2b的進(jìn)氣量彼此不同。換句話說(shuō)，通過(guò)操作可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24以改變進(jìn)氣門(mén)22的提升量，使得不同的氣缸的進(jìn)氣量各不相同。這確保了在第一氣缸組2a的氣缸2內(nèi)可以執(zhí)行濃燃燒處理(例如，空燃比為14.2)而在第二氣缸組2b的氣缸2內(nèi)可以執(zhí)行稀燃燒處理(例如，空燃比為15.0)。
因此，第一實(shí)施例可以通過(guò)在硫中毒恢復(fù)期間供給相同的燃料噴射量而利用所述空燃比學(xué)習(xí)值。因而，空氣流量計(jì)40和燃料噴射閥26的變動(dòng)可以被吸收。因而，理論配比點(diǎn)的排氣空燃比的可控制性能夠被提高，結(jié)果，排氣排放物量也能夠得到充分抑制。
圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖。
在圖4所示的程序中，首先執(zhí)行步驟100，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL、進(jìn)氣量Ga以及進(jìn)氣門(mén)22的氣門(mén)提升量。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE可以由曲柄轉(zhuǎn)角傳感器14的輸出計(jì)算出。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL可以由例如加速器開(kāi)度AA等計(jì)算出。進(jìn)氣量Ga可以由空氣流量計(jì)40檢測(cè)出。進(jìn)氣門(mén)22的提升量可以由可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24的控制軸24b的位置計(jì)算出。
接下來(lái)，執(zhí)行步驟102以計(jì)算各氣缸的進(jìn)氣量。各氣缸的進(jìn)氣量可以由在步驟100中讀取的進(jìn)氣量Ga及提升量計(jì)算出。
然后，執(zhí)行步驟104以計(jì)算每個(gè)氣缸2的燃料噴射量(目標(biāo)值)。當(dāng)前執(zhí)行的程序?yàn)樗袣飧?提供相同的燃料噴射量，并且執(zhí)行控制使得NOx催化劑56下游的排氣空燃比與理論空燃比相一致。因此，在步驟104中，通過(guò)由在步驟100中讀取的進(jìn)氣量Ga確定總的燃料噴射量并將所確定的燃料噴射量除以氣缸2的數(shù)目，計(jì)算各氣缸2的燃料噴射量。
下面，通過(guò)將在步驟104中計(jì)算出的燃料噴射量與空燃比學(xué)習(xí)值(％)相乘來(lái)修正燃料噴射量(步驟106)。這里，當(dāng)在通常的理論配比下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ECU 60執(zhí)行上述程序以外的程序以執(zhí)行空燃比反饋控制。在這種反饋控制中，考慮到空氣流量計(jì)40和燃料噴射閥26的變動(dòng)而修正燃料噴射量，從而使由排氣傳感器58檢測(cè)到的排氣空燃比與目標(biāo)空燃比(理論空燃比)相一致。ECU 60存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL與由空燃比反饋控制得出的燃料噴射量修正值(％)之間的關(guān)系。ECU 60將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL劃分為例如四個(gè)區(qū)域，并存儲(chǔ)各區(qū)域的燃料噴射量修正值(％)(參照?qǐng)D3)。ECU 60可以根據(jù)在步驟100中讀取的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL來(lái)讀出修正量(％)，并使用所讀取的修正量作為在步驟106中的空燃比學(xué)習(xí)值。
接下來(lái)，執(zhí)行步驟108以判斷是否對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制，也就是說(shuō)，判斷是否對(duì)各個(gè)氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。如果在步驟108中得到的判斷結(jié)果不能表明對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制，則當(dāng)前程序終止。在這種情況下，在第一和第二氣缸組2a、2b的所有氣缸內(nèi)執(zhí)行理論配比燃燒處理。
如果在步驟108中得到的判斷結(jié)果表明對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制，則執(zhí)行步驟110以判斷某一氣缸是否屬于執(zhí)行濃燃燒處理的氣缸組(下文中稱為“濃燃燒氣缸”)。如果在步驟110中得到的判斷結(jié)果表明該氣缸是濃燃燒氣缸，也就是說(shuō)，該氣缸2屬于第一氣缸組2a，則參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖來(lái)計(jì)算該濃燃燒氣缸的提升量目標(biāo)值(步驟112)。該脈譜圖基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL之間的關(guān)系限定提升量目標(biāo)值。而且，該脈譜圖的形式為，提升量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL的增加而減小。根據(jù)該脈譜圖，氣缸的進(jìn)氣量隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加而減小。換句話說(shuō)，當(dāng)在高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷條件下工作時(shí)，濃燃燒氣缸的理論空燃比與目標(biāo)空燃比之間存在較大的偏差。
如果在步驟110中得到的判斷結(jié)果表明所述氣缸屬于執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組(下文中表示為“稀燃燒氣缸”)，也就是說(shuō)，該氣缸2屬于第二氣缸組2b，則參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖來(lái)計(jì)算該稀燃燒氣缸的提升量目標(biāo)值(步驟114)。該脈譜圖根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL之間的關(guān)系限定提升量目標(biāo)值。該脈譜圖與步驟112中所參照的脈譜圖不同之處在于，提升量被設(shè)定為隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL的增加而增加。根據(jù)該脈譜圖，氣缸的進(jìn)氣量隨轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加而增加。換句話說(shuō)，當(dāng)在高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷條件下工作時(shí)，稀燃燒氣缸的理論空燃比與目標(biāo)空燃比之間存在較大的偏差。
第一實(shí)施例執(zhí)行控制以使NOx催化劑56下游的排氣空燃比與理論空燃比相一致。因此，濃燃燒氣缸的目標(biāo)空燃比與理論空燃比之間的偏差和稀燃燒氣缸的目標(biāo)空燃比與理論空燃比之間的偏差相等。
在步驟112或114中計(jì)算出提升量目標(biāo)值后，參照ECU 60中存儲(chǔ)的脈譜圖來(lái)確定點(diǎn)火正時(shí)(步驟116)。該脈譜圖根據(jù)燃料噴射量與提升量(也就是進(jìn)氣量)之間的關(guān)系限定點(diǎn)火正時(shí)。該脈譜圖選擇能夠優(yōu)化氣缸輸出轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)(MBT得到最佳轉(zhuǎn)矩的最小點(diǎn)火提前角)。
然后，驅(qū)動(dòng)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24以提供在步驟112或114中計(jì)算出的提升量(步驟118)。更具體地，參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖來(lái)移動(dòng)控制軸24d，從而獲得上述提升量。
然后，執(zhí)行步驟120以根據(jù)在步驟106中計(jì)算出的燃料噴射量噴射燃料并根據(jù)在步驟116中確定的點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)燃燃料。
當(dāng)上述程序在NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)期間重新開(kāi)始時(shí)，在步驟104和106中確定燃料噴射量，然后在步驟112或114中再次計(jì)算進(jìn)氣門(mén)22的提升量。隨后，在步驟120中，使空氣燃料混合物燃燒。
如上所述，圖4中所示的程序?yàn)樗械臍飧?提供相同的燃料噴射量，并為各個(gè)氣缸組2a、2b提供不同的進(jìn)氣門(mén)22的提升量，使得對(duì)氣缸組2 a、2b執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。這使得能夠提高NOx催化劑床層溫度。此外，由于相同的燃料噴射量被供給到氣缸組2a、2b，所以可以用在理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間得到的空燃比學(xué)習(xí)值來(lái)修正燃料噴射量。這使得能夠吸收空氣流量計(jì)40和燃料噴射閥26的變動(dòng)。因而，能夠精確地執(zhí)行控制以使得在硫中毒恢復(fù)時(shí)NOx催化劑下游的排氣空燃比與理論空燃比相一致。因此，在硫中毒恢復(fù)時(shí)能夠充分地抑制排氣排放物量。
根據(jù)第一實(shí)施例的系統(tǒng)包括可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24、48，該可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24、48改變進(jìn)氣門(mén)22和排氣門(mén)46的氣門(mén)開(kāi)啟特性。但是，如果該系統(tǒng)至少包括用于改變進(jìn)氣門(mén)22的氣門(mén)開(kāi)啟特性的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24，則該系統(tǒng)能得到與第一實(shí)施例同樣的效果。
此外，可以使用電磁驅(qū)動(dòng)氣門(mén)機(jī)構(gòu)或可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)代替可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24，只要其能夠改變進(jìn)氣門(mén)22的氣門(mén)開(kāi)啟特性即可。在這種情況下，由于該系統(tǒng)能夠?yàn)楦鳉飧滋峁┎煌倪M(jìn)氣量并對(duì)各氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理，所以該系統(tǒng)也能得到與第一實(shí)施例同樣的效果。
另外，該系統(tǒng)還可以包括為各氣缸組(各列)設(shè)置的節(jié)氣門(mén)，該節(jié)氣門(mén)取代可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)作為一種用于改變各氣缸組的進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)。另外，該系統(tǒng)還可以包括安裝在通往各氣缸的進(jìn)氣通路上的節(jié)氣門(mén)，該節(jié)氣門(mén)作為一種用于改變各氣缸的進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)。在這些情況下，所述系統(tǒng)也能得到與第一實(shí)施例同樣的效果。
對(duì)第一實(shí)施例的上述說(shuō)明假定所述系統(tǒng)使用口噴射器26來(lái)進(jìn)行燃料噴射。然而，該系統(tǒng)可以包括直接噴射燃料到氣缸2內(nèi)的缸內(nèi)噴射器。在這種情況下，該系統(tǒng)也能得到與第一實(shí)施例同樣的效果。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)ECU 60執(zhí)行步驟104、112和114時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的“排氣空燃比控制裝置”；當(dāng)ECU 60執(zhí)行步驟118和120時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的“中毒恢復(fù)裝置”。
第二實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的系統(tǒng)可以通過(guò)采用圖1和圖2所示的硬件配置并令ECU 60執(zhí)行如圖5所示且將在下文說(shuō)明的程序而實(shí)現(xiàn)。
上述第一實(shí)施例通過(guò)向所有氣缸2提供相同的燃料噴射量并且用可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24為各個(gè)氣缸提供不同的進(jìn)氣量而對(duì)氣缸組2a、2b執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理。此外，所選的點(diǎn)火正時(shí)(下文中稱為“MBT”)能夠優(yōu)化第一和第二氣缸組2a、2b的輸出轉(zhuǎn)矩和燃料消耗。如果如結(jié)合第一實(shí)施例所述，在對(duì)所有氣缸都提供相同的燃料噴射量的情況下選擇MBT作為點(diǎn)火正時(shí)，則稀燃燒氣缸的轉(zhuǎn)矩傾向于比濃燃燒氣缸的轉(zhuǎn)矩大。原因在于在稀燃燒氣缸中由于存在大量的氧而使得未燃燃料損失較小。
如果在對(duì)供有不同燃料噴射量的各氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理的情況下選擇MBT作為點(diǎn)火正時(shí)，則與本發(fā)明所遇到的現(xiàn)象不同，濃燃燒氣缸的轉(zhuǎn)矩比稀燃燒氣缸的轉(zhuǎn)矩大。
為了抑制可能在第一實(shí)施例中發(fā)生的氣缸與氣缸之間的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)，第二實(shí)施例選擇MBT作為濃燃燒氣缸的點(diǎn)火正時(shí)，并為稀燃燒氣缸提供滯后于MBT的點(diǎn)火正時(shí)。
圖5是示出根據(jù)第二實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖。
在圖5所示的程序中，與之前所述的第一實(shí)施例相同，執(zhí)行圖4所示程序中的步驟100至110。
如果在步驟110中得到的判斷結(jié)果表明氣缸是濃燃燒氣缸，則與圖4所示的程序相同，計(jì)算該濃燃燒氣缸的提升量目標(biāo)值(步驟112)。然后執(zhí)行步驟116，選擇優(yōu)化輸出轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)(MBT)。
另一方面，如果在步驟110中得到的判斷結(jié)果表明氣缸是稀燃燒氣缸，則與圖4所示的程序相同，計(jì)算該稀燃燒氣缸的提升量目標(biāo)值(步驟114)。隨后，參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖來(lái)設(shè)定該稀燃燒氣缸的點(diǎn)火正時(shí)(步驟116)。該脈譜圖參照燃料噴射量與提升量之間的關(guān)系限定稀燃燒氣缸的點(diǎn)火正時(shí)。根據(jù)該脈譜圖，不同于濃燃燒氣缸的點(diǎn)火正時(shí)，滯后于MBT的點(diǎn)火正時(shí)被設(shè)定。而且，該脈譜圖的形式為，隨著與濃燃燒氣缸的轉(zhuǎn)矩差異的增加，也就是說(shuō)，隨著提升量的增加，較之MBT的滯后量也增加。這使得能夠減小稀燃燒氣缸的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，能夠抑制氣缸與氣缸之間的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。
然后，與圖4所示的程序相同，驅(qū)動(dòng)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24(步驟118)。隨后執(zhí)行步驟120，根據(jù)在步驟106中計(jì)算出的燃料噴射量來(lái)噴射燃料并根據(jù)在步驟116或122中確定的點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)燃燃料。
如上所述，圖5所示的程序能夠通過(guò)使稀燃燒氣缸的點(diǎn)火正時(shí)滯后于MBT來(lái)減小該稀燃燒氣缸的輸出轉(zhuǎn)矩。因而，能夠調(diào)整稀燃燒氣缸的輸出轉(zhuǎn)矩以配合濃燃燒氣缸的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，除了第一實(shí)施例所具備的優(yōu)點(diǎn)外，第二實(shí)施例還具有能夠抑制氣缸與氣缸之間轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)ECU 60執(zhí)行步驟122時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第三方面的“點(diǎn)火正時(shí)控制裝置”。
第三實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的系統(tǒng)可以通過(guò)采用圖1和圖2所示的硬件配置并令ECU 60執(zhí)行如圖6所示且將在下文說(shuō)明的程序而實(shí)現(xiàn)。
第一和第二實(shí)施例利用空燃比學(xué)習(xí)值修正燃料噴射量，以防止空氣流量計(jì)40和燃料噴射閥26的變動(dòng)影響排氣空燃比。但是，可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24的尺寸變動(dòng)可能會(huì)影響排氣空燃比。
如果由空燃比傳感器58檢測(cè)到的排氣空燃比與作為目標(biāo)值的理論空燃比不同，則為了使排氣空燃比等于理論空燃比，第三實(shí)施例驅(qū)動(dòng)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24以附加地改變進(jìn)氣門(mén)22的提升量。更具體地，如果NOx催化劑下游的排氣空燃比較濃，則可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24被驅(qū)動(dòng)以使第一和第二氣缸組2a、2b的空燃比向稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變。相反，如果NOx催化劑下游的排氣空燃比較稀，則可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24被驅(qū)動(dòng)以使第一和第二氣缸組2a、2b的空燃比向濃的一側(cè)轉(zhuǎn)變。因此，即使NOx催化劑下游的排氣空燃比與理論空燃比不一致，也可以通過(guò)用可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24改變進(jìn)氣量而不是通過(guò)改變?nèi)剂蠂娚淞縼?lái)精確地控制排氣空燃比。
圖6是示出根據(jù)第三實(shí)施例ECU 60執(zhí)行的程序的流程圖。
在圖6所示的程序中，執(zhí)行步驟130以判斷由空燃比傳感器58檢測(cè)到的排氣空燃比(下文中稱為“空燃比”)AF3是否大于目標(biāo)值。如上文所述，為了抑制未燃HC、CO2和其他排氣排放物的量，使空燃比AF3的目標(biāo)值與理論空燃比(14.6)一致。
如果在步驟130中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF3大于目標(biāo)值，也就是說(shuō)，NOx催化劑下游的排氣空燃比較稀，則使排氣傳感器52a處的空燃比AF1的目標(biāo)值和排氣傳感器52b處的空燃比AF2的目標(biāo)值向濃的一側(cè)轉(zhuǎn)變(步驟132)。在步驟132中，ECU 60計(jì)算空燃比AF3與目標(biāo)值之間的偏差。然后參照存儲(chǔ)在ECU 60內(nèi)的脈譜圖，根據(jù)所計(jì)算出的偏差來(lái)計(jì)算空燃比AF1、AF2的目標(biāo)值變化量。然后使空燃比AF1、AF2的目標(biāo)值改變計(jì)算出的變化量(對(duì)于下文中將說(shuō)明的步驟134也是如此)。
除了當(dāng)前說(shuō)明的程序之外，ECU 60還執(zhí)行另一個(gè)程序，例如圖4或圖5所示的程序，以計(jì)算各氣缸的進(jìn)氣量和燃料噴射量。因此，目標(biāo)空燃比由已計(jì)算出的值來(lái)確定。此外，ECU 60可以由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL來(lái)計(jì)算目標(biāo)空燃比。在步驟132中，ECU 60可以使用通過(guò)上述方法中任意一種計(jì)算出的目標(biāo)空燃比作為空燃比AF1、AF2的目標(biāo)值(對(duì)于下文中將說(shuō)明的步驟134也是如此)。
另一方面，如果在步驟130中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF3小于目標(biāo)值，也就是說(shuō)，NOx催化劑下游的排氣空燃比較濃，則使排氣傳感器52a處的空燃比AF1的目標(biāo)值和排氣傳感器52b處的空燃比AF2的目標(biāo)值向稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變(步驟134)。
當(dāng)空燃比AF1、AF2的目標(biāo)值在步驟132或134中被改變后，執(zhí)行步驟136以判斷是否對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制。如果在步驟136中得到的判斷結(jié)果表明對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制，則執(zhí)行步驟138以判斷由排氣傳感器52a檢測(cè)到的空燃比AF1是否大于目標(biāo)值。
如果在步驟138中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF1大于目標(biāo)值，則該空燃比AF1需要向濃的一側(cè)轉(zhuǎn)變。在這種情況下，通過(guò)參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖并減小氣缸2的提升量來(lái)減小屬于第一氣缸組2a的氣缸2的進(jìn)氣量(步驟140)。該脈譜圖的形式為，提升量隨著空燃比AF1與目標(biāo)值之間偏差的增大而減小。該脈譜圖使得當(dāng)空燃比AF1與目標(biāo)值之間偏差增大時(shí)，能夠減小氣缸的進(jìn)氣量并很大程度上使空燃比AF1向濃的一側(cè)轉(zhuǎn)變。
另一方面，如果在步驟138中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF1小于目標(biāo)值，則該空燃比AF1需要向稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變。在這種情況下，通過(guò)參照存儲(chǔ)在ECU 60中的脈譜圖并增大氣缸2的提升量來(lái)增大屬于第一氣缸組2a的氣缸2的進(jìn)氣量(步驟142)。該脈譜圖的形式為，提升量隨著空燃比AF1與目標(biāo)值之間偏差的增大而增大。該脈譜圖使得當(dāng)空燃比AF1與目標(biāo)值之間偏差增大時(shí)，能夠增大氣缸的進(jìn)氣量并很大程度上使空燃比AF1向稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變。
此外，對(duì)第二氣缸組2b也執(zhí)行在步驟138至142中執(zhí)行的處理。更具體地，改變屬于第二氣缸組2b的氣缸2的提升量，以改變進(jìn)氣量并使空燃比AF2向濃的一側(cè)或稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變。
如果在步驟136中得到的判斷結(jié)果不能表明對(duì)所有氣缸組都執(zhí)行濃/稀控制，也就是說(shuō)，如果要執(zhí)行通常的理論配比燃燒處理，則如下所述執(zhí)行反饋控制。在這種情況下，如通常一樣控制燃料噴射量，使得空燃比AF3與理論空燃比相一致。更具體地，隨后執(zhí)行步驟144來(lái)詢問(wèn)步驟136，以判斷由排氣傳感器52a檢測(cè)到的空燃比AF1是否大于目標(biāo)值。
如果在步驟144中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF1大于目標(biāo)值，則增大屬于第一氣缸組2a的氣缸2的燃料噴射量以使空燃比AF1向濃的一側(cè)轉(zhuǎn)變(步驟146)。另一方面，如果在步驟144中得到的判斷結(jié)果表明空燃比AF1小于目標(biāo)值，則減小屬于第一氣缸組2a的氣缸2的燃料噴射量以使空燃比AF1向稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變(步驟148)。
此外，對(duì)第二氣缸組2b也執(zhí)行在步驟144至148中執(zhí)行的處理。更具體地，改變屬于第二氣缸組2b的氣缸2的燃料噴射量，以使空燃比AF2向濃的一側(cè)或稀的一側(cè)轉(zhuǎn)變。
當(dāng)上述程序在NOx催化劑56的硫中毒恢復(fù)期間重新開(kāi)始時(shí)，在步驟140或142中通過(guò)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24再次改變進(jìn)氣門(mén)22的提升量，并且執(zhí)行控制以使得空燃比AF3與目標(biāo)值相一致。
如上所述，為了使空燃比AF3向目標(biāo)值收斂，圖6所示的程序改變第一和第二氣缸組2a、2b的氣缸的提升量以改變氣缸的進(jìn)氣量。由于在這種情況下燃料噴射量沒(méi)有改變，所以可以與第一和第二實(shí)施例一樣使用空燃比學(xué)習(xí)值。因此，即使當(dāng)空燃比AF3由于可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24的尺寸變動(dòng)而偏離目標(biāo)值時(shí)，空燃比AF3也能被精確地收斂至目標(biāo)值。
在第三實(shí)施中，用于檢測(cè)空燃比AF3的空燃比傳感器58設(shè)置在NOx催化劑56的下游。然而，該空燃比傳感器可以設(shè)置在任意位置，只要其位于第一排氣通路50a和第二排氣通路50b的合流部50c下游即可。此外，如果能夠得到合流部50c下游的空燃比，就能夠?qū)崿F(xiàn)第三實(shí)施例的目標(biāo)。因此，可以讀取已計(jì)算出的數(shù)值作為空燃比而不必用傳感器來(lái)檢測(cè)。
當(dāng)使用安裝在各氣缸進(jìn)氣通路內(nèi)的節(jié)氣門(mén)代替可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)24來(lái)改變各氣缸的進(jìn)氣量時(shí)，排氣空燃比可能會(huì)受所述節(jié)氣門(mén)的尺寸變動(dòng)或驅(qū)動(dòng)控制變動(dòng)的影響。在這種情況下，當(dāng)該節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度再次改變時(shí)，也能夠得到與第三實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
在第三實(shí)施例中，當(dāng)ECU 60執(zhí)行步驟140和142時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第四或第五方面的“排氣空燃比控制裝置”。
權(quán)利要求
1.一種能夠?qū)Ω鳉飧捉M執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理的用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置，該空燃比控制裝置包括第一排氣通路，該第一排氣通路與第一氣缸組相連；第二排氣通路，該第二排氣通路與第二氣缸組相連；NOx催化劑，該NOx催化劑布置在所述第一排氣通路與所述第二排氣通路的合流部的下游；燃料噴射閥，該燃料噴射閥用于向所述第一和第二氣缸組的各氣缸噴射燃料；進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于改變所述各氣缸的進(jìn)氣量；中毒恢復(fù)裝置，該中毒恢復(fù)裝置用于通過(guò)使所述第一氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理并使所述第二氣缸組執(zhí)行稀燃燒處理或濃燃燒處理，而執(zhí)行所述NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)；以及排氣空燃比控制裝置，在執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該排氣空燃比控制裝置為所述第一和第二氣缸組的所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量，同時(shí)通過(guò)操作所述進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)而改變各氣缸的進(jìn)氣量。
2.一種能夠?qū)Ω鳉飧捉M執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理的用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置，該空燃比控制裝置包括第一排氣通路，該第一排氣通路與第一氣缸組相連；第二排氣通路，該第二排氣通路與第二氣缸組相連；NOx催化劑，該NOx催化劑布置在所述第一排氣通路與所述第二排氣通路的合流部的下游；燃料噴射閥，該燃料噴射閥用于向所述第一和第二氣缸組的各氣缸噴射燃料；可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，該可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)通過(guò)改變所述各氣缸所具有的進(jìn)氣門(mén)的氣門(mén)開(kāi)啟特性而改變所述各氣缸的進(jìn)氣量；中毒恢復(fù)裝置，該中毒恢復(fù)裝置用于通過(guò)使所述第一氣缸組執(zhí)行濃燃燒處理或稀燃燒處理并使所述第二氣缸組執(zhí)行稀燃燒處理或濃燃燒處理，而執(zhí)行所述NOx的硫中毒恢復(fù)；以及排氣空燃比控制裝置，在執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該排氣空燃比控制裝置為所述第一和第二氣缸組的所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量，同時(shí)通過(guò)操作所述可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)而改變各氣缸的進(jìn)氣量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空燃比控制裝置，還包括點(diǎn)火正時(shí)控制裝置，當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)，該點(diǎn)火正時(shí)控制裝置為執(zhí)行濃燃燒處理的氣缸組提供用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)，并為執(zhí)行稀燃燒處理的氣缸組提供滯后于所述用于優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和燃料消耗的點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的空燃比控制裝置，還包括排氣空燃比獲取裝置，該排氣空燃比獲取裝置用于獲取所述第一排氣通路與所述第二排氣通路的合流部下游的排氣空燃比；其中，如果當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)由所述排氣空燃比獲取裝置獲取的所述排氣空燃比與理論空燃比不一致，則所述排氣空燃比控制裝置附加地改變各氣缸的進(jìn)氣量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的空燃比控制裝置，還包括排氣傳感器，該排氣傳感器布置在所述NOx催化劑的下游，用于檢測(cè)排氣空燃比，其中，如果當(dāng)執(zhí)行所述硫中毒恢復(fù)時(shí)由所述排氣傳感器檢測(cè)到的所述排氣空燃比與理論空燃比不一致，則所述排氣空燃比控制裝置附加地改變各氣缸的進(jìn)氣量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的空燃比控制裝置。針對(duì)執(zhí)行濃燃燒處理的第一氣缸組的氣缸，以及執(zhí)行稀燃燒處理的第二氣缸組的氣缸，計(jì)算共同的燃料噴射量。用在理論配比運(yùn)轉(zhuǎn)期間預(yù)先獲得的空燃比學(xué)習(xí)值對(duì)計(jì)算出的燃料噴射量進(jìn)行修正。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷計(jì)算第一和第二氣缸組的各氣缸的進(jìn)氣門(mén)提升量?；谟?jì)算出的值，驅(qū)動(dòng)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)并點(diǎn)燃燃料。當(dāng)執(zhí)行NOx催化劑的硫中毒恢復(fù)時(shí)，排氣空燃比控制裝置在向所有氣缸提供基本相同的燃料噴射量的同時(shí)改變各氣缸的進(jìn)氣量。
文檔編號(hào)F02D41/00GK101018939SQ20068000079
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者宮下茂樹(shù) 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社