專利名稱：缸內(nèi)直接燃料噴射式火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種缸內(nèi)直接燃料噴射式火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控 制裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制裝置，為了在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)使催 化劑盡快活化，將點(diǎn)火定時(shí)控制在延遲角側(cè)，同時(shí)控制吸入空氣量， 將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度反饋控制為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度(參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)l:特開2005-105963號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制裝置， 一邊同時(shí)校正點(diǎn)火 定時(shí)以及吸入空氣量，一邊控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成 為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。如果為了輸出扭矩而使點(diǎn)火定時(shí)偏向提前角， 則排氣溫度下降，如果增加吸入空氣量，則排氣溫度上升。因此，存 在下述問題，即，如果同時(shí)校正點(diǎn)火定時(shí)以及吸入空氣量，則在發(fā)動(dòng) 機(jī)冷機(jī)時(shí)，難以調(diào)節(jié)至合適的排氣溫度。
本發(fā)明就是著眼于上述的現(xiàn)有問題而提出的，其目的在于可以 容易地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)的排氣溫度。
本發(fā)明通過下述解決方法解決上述問題。此外，為了容易理解， 附加與本發(fā)明的實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)，但不限于此。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中配置 催化劑，
所述發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置具有
吸入空氣量調(diào)節(jié)單元(32)，其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入空氣量進(jìn) 行調(diào)節(jié)；
5點(diǎn)火控制單元，其對(duì)使向發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃料點(diǎn)火的定時(shí)進(jìn)行控
制；
控制器，其控制所述吸入空氣量調(diào)節(jié)單元和點(diǎn)火控制單元，
其特征在于，所述控制器包含以下部分
基本點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定部，其在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且是要求所述 催化劑升溫的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，由所述點(diǎn)火控制單元將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為壓 縮上止點(diǎn)以后的基本點(diǎn)火定時(shí)(S3);
吸入空氣量目標(biāo)值計(jì)算部，其計(jì)算在利用點(diǎn)火控制單元將點(diǎn)火 定時(shí)設(shè)定為基本點(diǎn)火定時(shí)時(shí)，與發(fā)動(dòng)機(jī)要求扭矩對(duì)應(yīng)的所述吸入空氣 量的目標(biāo)值(S4);
吸入空氣量臨界值計(jì)算部，其計(jì)算用于避免排氣溫度過度升溫 的所述吸入空氣量的臨界值(S5);以及
比較部，其對(duì)所述吸入空氣量的目標(biāo)值與所述吸入空氣量的臨 界值進(jìn)行比較，
在所述目標(biāo)值比所述臨界值小時(shí)，控制所述點(diǎn)火控制單元，使 點(diǎn)火定時(shí)為所述基本點(diǎn)火定時(shí)，同時(shí)控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，以使
吸入空氣量成為該目標(biāo)值(S6)，
在所述目標(biāo)值比所述臨界值大時(shí)，控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元以 使所述吸入空氣量成為該臨界值，同時(shí)基于所述目標(biāo)值和臨界值之間 的空氣量差值，控制所述點(diǎn)火控制單元，將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定在所述基本
點(diǎn)火定時(shí)的提前角側(cè)(S8 S11)。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且是要求所述催化劑升溫的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行控制，以使得原則上將點(diǎn)火定時(shí)固定為壓縮上止點(diǎn)以后 的基本點(diǎn)火定時(shí)，在目標(biāo)吸入空氣量超過臨界值之前，控制吸入空氣 量而使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。另一方面，在目標(biāo)吸 入空氣量超過臨界值的情況下，進(jìn)行控制，以使得將吸入空氣量固定 為臨界值，作為例外，通過控制點(diǎn)火定時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目 標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。如上述所示，由于始終對(duì)吸入空氣量以及點(diǎn)火定時(shí)
6的某一個(gè)進(jìn)行控制，而控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目 標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度，所以可以容易地控制排氣溫度。


圖1是缸內(nèi)直接燃料噴射式火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的整體 系統(tǒng)圖。
圖2是表示延遲燃燒的2個(gè)實(shí)施例的圖。
圖3是說明延遲燃燒時(shí)的怠速控制的流程圖。
圖4是說明延遲燃燒時(shí)的怠速控制的動(dòng)作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖等說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所渉及的缸內(nèi)直接燃料噴射式火 花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱為"發(fā)動(dòng)機(jī)")1的控制裝置的整體系統(tǒng)圖。
發(fā)動(dòng)機(jī)1具有點(diǎn)火裝置10、燃料噴射裝置20、進(jìn)氣通路30以 及排氣通路40。
點(diǎn)火裝置IO在各氣缸內(nèi)將被壓縮后的混合氣點(diǎn)火。
燃料噴射裝置20向各氣缸內(nèi)直接噴射燃料。
進(jìn)氣通路30是用于向各氣缸內(nèi)供給空氣的通路。在進(jìn)氣通路30 中，從上游依次設(shè)置空氣流量傳感器31和電子控制節(jié)氣門32。
空氣流量傳感器31對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的吸入進(jìn)氣量進(jìn)行檢測(cè)。
電子控制節(jié)氣門32由來自后述的控制器50的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)節(jié) 流閥33，控制為與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的節(jié)流閥開度。
排氣通路40是用于將在各氣缸內(nèi)產(chǎn)生的排氣(燃燒氣體和空氣 等)排出至外部的通路。排氣通路40中設(shè)置有催化轉(zhuǎn)換器41。
催化轉(zhuǎn)換器41去除排氣中的碳化氫和氮氧化物等有害物質(zhì)。
控制器50由具有中央運(yùn)算裝置(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及輸入輸出接口 (1/0接口)的微型計(jì)算 機(jī)構(gòu)成?？刂破?0中，除了上述的空氣流量傳感器31以外，還輸入 來自水溫傳感器51、曲軸角傳感器52、怠速開關(guān)53等的信號(hào)。水溫傳感器51檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的水溫。曲軸角傳感器52檢測(cè)發(fā) 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和各氣缸的基準(zhǔn)位置。曲軸角傳感器52針對(duì)曲軸的每 個(gè)單位旋轉(zhuǎn)角度輸出位置信號(hào)(以下稱為"POS信號(hào)")。曲軸角 傳感器52在曲軸的基準(zhǔn)位置處輸出基準(zhǔn)信號(hào)(以下稱為"REF信 號(hào)")?？刂破?0基于POS信號(hào)和REF信號(hào)等，計(jì)算點(diǎn)火定時(shí)和 燃料噴射定時(shí)。
怠速開關(guān)53在未踏下加速器踏板時(shí)輸出，以檢測(cè)是否為怠速運(yùn) 轉(zhuǎn)中。
為了使發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)的催化劑盡快活化以及減少碳?xì)浠衔锏?排出濃度，使點(diǎn)火定時(shí)偏向延遲角是有效的。而且，為了得到更大的 效果，壓縮上止點(diǎn)以后的點(diǎn)火(以下稱為"ATDC點(diǎn)火")是有效的。
因此，在本實(shí)施方式中，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中，進(jìn)行 將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為壓縮上止點(diǎn)以后，同時(shí)在該點(diǎn)火定時(shí)之前噴射燃料 的升溫控制(以下稱為"延遲燃燒")。下面，參照?qǐng)D2，對(duì)該延遲 燃燒的點(diǎn)火定時(shí)以及燃料噴射定時(shí)進(jìn)行說明。
圖2是表示本實(shí)施方式所涉及的延遲燃燒的2個(gè)實(shí)施例的圖。
實(shí)施例1的延遲燃燒(以下稱為"第1延遲燃燒")的點(diǎn)火定 時(shí)，設(shè)定在壓縮上止點(diǎn)后的10° ATDC至5(T ATDC之間的期間。 燃料噴射定時(shí)設(shè)定在進(jìn)氣沖程以及膨脹沖程，分2次噴射燃料。另外， 分為2次的燃料噴射之中的膨脹沖程的燃料噴射，在剛要點(diǎn)火之前進(jìn) 行。
實(shí)施例2的延遲燃燒(以下稱為"第2延遲燃燒")的點(diǎn)火定 時(shí)，與第1延遲燃燒相同地，設(shè)定在10° ATDC至50° ATDC之間 的期間。燃料噴射定時(shí)設(shè)定在壓縮沖程以及膨脹沖程，分2次噴射燃 料。另外，在此情況下，分為2次的燃料噴射之中的膨脹沖程的燃料 噴射，在剛要點(diǎn)火之前進(jìn)行。
如上述所示，通過將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定在10° ATDC至50° ATDC 之間，使點(diǎn)火定時(shí)大幅度偏向延遲角，從而可以得到用于使催化劑盡 快活化以及減少碳?xì)浠衔锏呐懦鰸舛鹊某浞值暮笕夹Ч?br> 另外，為了通過ATDC點(diǎn)火使燃燒穩(wěn)定，必須縮短燃燒期間。因此，必須強(qiáng)化缸內(nèi)渦流而使燃燒速度(火焰?zhèn)鞑ニ俣?上升。缸內(nèi) 渦流，可以通過向缸內(nèi)高壓噴射的燃料噴霧的能量而生成、強(qiáng)化。
在第1延遲燃燒的情況下，由在進(jìn)氣沖程中進(jìn)行的第1次燃料 噴射所產(chǎn)生的缸內(nèi)渦流，在壓縮沖程后半程會(huì)衰減，而幾乎不影響壓 縮上止點(diǎn)后的缸內(nèi)渦流的強(qiáng)化。由于從第1次燃料噴射到點(diǎn)火定時(shí)的 期間比較長(zhǎng)，所以可以使由該第1次的燃料噴射引起的噴射燃料擴(kuò)散 至燃燒室整體。與此相對(duì)，由于在膨脹沖程中進(jìn)行的第2次燃料噴射 在剛要點(diǎn)火定時(shí)之前進(jìn)行，所以由該第2次燃料噴射生成、強(qiáng)化缸內(nèi) 渦流。
如上述所示，根據(jù)第1延遲燃燒，即使點(diǎn)火定時(shí)大幅度地偏向 延遲角，但由于在剛要點(diǎn)火之前噴射燃料而強(qiáng)化缸內(nèi)渦流，使燃燒速 度上升，所以也可以使燃燒穩(wěn)定。另外，由于在進(jìn)氣沖程中進(jìn)行第l 次燃枓噴射，所以可以使噴射燃料擴(kuò)散至燃燒室整體。因此，與后述
的第2延遲燃燒進(jìn)行比較，可以使燃燒更穩(wěn)定。
在第2延遲燃燒的情況下，通過在壓縮沖程中進(jìn)行的第1次燃 料噴射所產(chǎn)生的缸內(nèi)渦流，在壓縮上止點(diǎn)以后逐漸衰減。但是，在第 2延遲燃燒的情況下，第2次燃料噴射在壓縮上止點(diǎn)后的膨脹沖程中 進(jìn)行，該膨脹沖程中殘余由該第1次的燃料噴射所產(chǎn)生的缸內(nèi)渦流。 因此，可以強(qiáng)化由第1次燃料噴射生成的缸內(nèi)渦流。
如上述所示，根據(jù)第2延遲燃燒，即使點(diǎn)火定時(shí)大幅度地偏向 延遲角，但由于在剛要點(diǎn)火之前噴射燃料而強(qiáng)化缸內(nèi)渦流，使燃燒速 度上升，所以也可以使燃燒穩(wěn)定。
另外，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中，無論燃燒方式是通常的分層燃燒或均質(zhì) 燃燒，還是延遲燃燒，都對(duì)電子控制節(jié)氣門32的節(jié)流閥開度進(jìn)行反 饋控制，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。此外，在這 里所謂的通常的分層燃燒，是指在壓縮沖程中噴射燃料，使燃料在點(diǎn) 火裝置IO附近變濃的狀態(tài)下，通過在壓縮上止點(diǎn)前點(diǎn)燃混合氣而進(jìn) 行的稀薄燃燒。所謂均質(zhì)燃燒，是指在進(jìn)氣沖程中噴射燃料，通過在 燃燒室整體中形成空燃比均勻的混合氣后點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒。
如果進(jìn)行延遲燃燒，則隨著點(diǎn)火定時(shí)的延遲而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩下降，所以發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度也下降。因此，如果在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行延遲燃燒， 則為了使供給至氣缸內(nèi)的空氣量增加而防止發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的下降，打開
電子控制節(jié)氣門32的節(jié)流閥33。
在這里，如果在進(jìn)行延遲燃燒時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)輸入來自例如對(duì)空 調(diào)的制冷劑進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)、或減輕方向盤操作力的油壓式動(dòng)力轉(zhuǎn) 向裝置的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置泵等車輛用輔助機(jī)械的負(fù)荷扭矩，則會(huì)產(chǎn)生以 下問題。
艮卩，如果來自車輛用輔助機(jī)械的負(fù)荷扭矩輸入至發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)速度下降，則為了控制為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度，空氣量被增量校 正。如果增加空氣量，則與其相對(duì)應(yīng)地，燃料噴射量也會(huì)增加，從而 排氣溫度也上升。在進(jìn)行延遲燃燒時(shí)，空氣量已經(jīng)是增量后的狀態(tài)。 因此，如果輸入來自車輛用輔助機(jī)械的負(fù)荷扭矩，進(jìn)一步增加空氣量， 則會(huì)產(chǎn)生下述問題，即，在該增加的空氣量較大時(shí)，排氣溫度會(huì)異常 上升，例如，設(shè)置在排氣系統(tǒng)內(nèi)的催化劑會(huì)過度地升溫。
為了解決上述問題，如果對(duì)空氣量和點(diǎn)火定時(shí)同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)而 控制排氣溫度，以使排氣溫度可以盡快升溫，則該控制是困難的。
因此，在本實(shí)施方式中，對(duì)吸入空氣量設(shè)定臨界值(臨界空氣 量)，在因輸入來自車輛用輔助機(jī)械等的負(fù)荷扭矩而發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度 下降時(shí)，首先控制為使空氣量增加，使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速 旋轉(zhuǎn)速度。并且，在吸入空氣量達(dá)到臨界值(臨界空氣量)時(shí)，不將 空氣量增加至大于或等于臨界值(臨界空氣量)，而是使點(diǎn)火定時(shí)偏 向提前角。由此，控制為提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目 標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。下面，對(duì)該延遲燃燒時(shí)的怠速控制進(jìn)行說明。
圖3是說明本實(shí)施方式所涉及的延遲燃燒時(shí)的怠速控制的流程 圖?？刂破?0以規(guī)定的運(yùn)算周期重復(fù)執(zhí)行該程序。
在步驟Sl中，控制器50對(duì)是否正在執(zhí)行延遲燃燒進(jìn)行判定。 即，判定目前的燃燒方式是延遲燃燒、還是通常的分層燃燒或均質(zhì)燃 燒?？刂破?0在未執(zhí)行延遲燃燒時(shí)，使處理跳轉(zhuǎn)至步驟S2，在執(zhí)行 時(shí)，使處理跳轉(zhuǎn)至步驟S4。
在步驟S2中，控制器50對(duì)有無延遲燃燒要求進(jìn)行判定。艮卩，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中，判定催化轉(zhuǎn) 換器41是否有盡快升溫要求。具體地說，判定發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度是否 達(dá)到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫是否比規(guī)定值低、以及怠速開關(guān)
53有無輸出。如果發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度比規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度大，發(fā)動(dòng)機(jī)水 溫比規(guī)定值低、怠速開關(guān)53有輸出，則控制器50使處理跳轉(zhuǎn)至步驟 S3。在其它的情況下，結(jié)束本次處理。
在步驟S3中，控制器50將燃燒方式轉(zhuǎn)變?yōu)檠舆t燃燒。在本實(shí) 施方式中，轉(zhuǎn)變?yōu)榈?延遲燃燒。具體地說，將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為預(yù)先 設(shè)定的壓縮上止點(diǎn)后的延遲燃燒時(shí)用的基本點(diǎn)火定時(shí)，在該基本點(diǎn)火 定時(shí)之前的進(jìn)氣沖程以及膨脹沖程分2次噴射燃料。另外，將節(jié)流閥 開度設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的延遲燃燒時(shí)用的基本節(jié)流閥開度。
在步驟S4中，控制器50為了將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度保持為目標(biāo)怠 速旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度，計(jì)算為了使 發(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生要求扭矩所必要的吸入空氣量的目標(biāo)值(以下稱為"目 標(biāo)吸入空氣量")。
在步驟S5中，控制器50為了防止由吸入空氣量的增大引起的 排氣溫度的過度升溫，設(shè)定吸入空氣量的臨界值(以下稱為"臨界空 氣量")。在本實(shí)施方式中，臨界空氣量是預(yù)先確定的規(guī)定值。
在步驟S6中，控制器50判定目標(biāo)吸入空氣量是否比臨界空氣 量大。如果目標(biāo)吸入空氣量比臨界空氣量大，則控制器50使處理跳 轉(zhuǎn)至步驟S8，如果小，則使處理跳轉(zhuǎn)至步驟S7。
在步驟S7中，控制器50驅(qū)動(dòng)電子控制節(jié)氣門32的節(jié)流閥33 而校正節(jié)流閥開度，以使得吸入空氣量成為目標(biāo)吸入空氣量。
在步驟S8中，控制器50驅(qū)動(dòng)電子控制節(jié)氣門32的節(jié)流閥33 而校正節(jié)流閥開度，以使得吸入空氣量成為臨界空氣量。
在步驟S9中，控制器50對(duì)目標(biāo)吸入空氣量和臨界空氣量之間 的空氣量差值(以下稱為"點(diǎn)火定時(shí)變換所對(duì)應(yīng)的空氣量")進(jìn)行計(jì) 算。
在步驟S10中，控制器50基于點(diǎn)火定時(shí)變換所對(duì)應(yīng)的空氣量， 參照預(yù)先通過試驗(yàn)等確定并存儲(chǔ)在ROM中的表，計(jì)算點(diǎn)火定時(shí)的校
11正提前角量。點(diǎn)火定時(shí)變換所對(duì)應(yīng)的空氣量越大，點(diǎn)火定時(shí)的提前角 量也越大。如上述所示，通過使點(diǎn)火定時(shí)偏向提前角以彌補(bǔ)由吸入空 氣量的不足引起的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的下降部分，從而可以使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速 度穩(wěn)定地維持為怠速旋轉(zhuǎn)速度。
此外，在本實(shí)施方式中，計(jì)算與基本點(diǎn)火定時(shí)相對(duì)應(yīng)的校正提 前角量而設(shè)定最終的點(diǎn)火定時(shí)，但當(dāng)然也可以從最初就確定并存儲(chǔ)考 慮了點(diǎn)火定時(shí)變換所對(duì)應(yīng)的空氣量的最終的點(diǎn)火定時(shí)。
在步驟Sll中，控制器50基于在步驟S9計(jì)算出的校正提前角 量，對(duì)點(diǎn)火定時(shí)進(jìn)行提前角校正。
圖4是表示本實(shí)施方式所涉及的延遲燃燒時(shí)的怠速控制的動(dòng)作 的時(shí)序圖。此外，為了明確與圖3的流程圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)記
載流程圖的步驟號(hào)而進(jìn)行說明。
如果在時(shí)刻tl，發(fā)出延遲燃燒的要求(圖4 (E) ; S2中為是)， 則使點(diǎn)火定時(shí)延遲，與其相對(duì)應(yīng)地增大節(jié)流閥開度(如4 (C) (D); S3)。
從時(shí)刻tl至?xí)r刻t2，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn) 速度計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣量比臨界空氣量小(圖4 (B) ; S6的結(jié)
果為否)。因此，通過控制節(jié)流閥開度，控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速 度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度(圖4 (C) ; S7)。另外，點(diǎn)火定時(shí)固定 為延遲燃燒時(shí)的基本點(diǎn)火定時(shí)(圖4 (D))。
由此，可以實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火定時(shí)的延遲引起的催化劑的盡快活化。 另外，由于通過增加吸入空氣量而提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，所以可以可靠地 控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。
如果在時(shí)刻t2，目標(biāo)吸入空氣量比臨界空氣量大(圖4 (B); S6中為是)，則節(jié)流閥開度固定為與臨界空氣量對(duì)應(yīng)的節(jié)流閥開度 (圖4 (C) ; S8)。對(duì)節(jié)流閥開度進(jìn)行固定，另一方面，對(duì)點(diǎn)火定 時(shí)進(jìn)行校正。在從目標(biāo)吸入空氣量比臨界空氣量小的時(shí)刻tl至t2的 期間，點(diǎn)火定時(shí)固定為基本點(diǎn)火定時(shí)。通在t2將節(jié)流閥開度固定， 并將點(diǎn)火定時(shí)進(jìn)行提前角校正，從而控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成 為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度(圖4 (D) ; S9 S11)。由此，即使由于負(fù)荷扭矩的輸入等而空氣量增大，也不會(huì)將大 于或者等于臨界空氣量的空氣吸入至氣缸內(nèi)，而且點(diǎn)火定時(shí)偏向提前 角，可以可靠地防止排氣溫度的過度升溫。另外，由于對(duì)點(diǎn)火定時(shí)進(jìn)
行提前角校正而提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，所以可以可靠地控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。
如果在時(shí)刻t3，目標(biāo)吸入空氣量比臨界空氣量小(圖4(B))， 則再次將點(diǎn)火定時(shí)固定為基本點(diǎn)火定時(shí)(圖4 (D))，另一方面，
與目標(biāo)吸入空氣量對(duì)應(yīng)地控制節(jié)流閥開度。由此，升高排氣溫度而促 進(jìn)催化劑的盡快活化，同時(shí)控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠
速旋轉(zhuǎn)速度(圖4 (C))。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中的延遲燃燒時(shí)，在 目標(biāo)吸入空氣量超過臨界空氣量之前，控制節(jié)流閥開度，控制使得發(fā) 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。并且，點(diǎn)火定時(shí)固定為延遲燃 燒時(shí)的基本點(diǎn)火定時(shí)。
由此，通過點(diǎn)火定時(shí)的延遲，可以實(shí)現(xiàn)催化劑的盡快活化。另 外，由于通過增加吸入空氣量而提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，所以可以可靠地控 制使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。
另外，在目標(biāo)吸入空氣量超過臨界空氣量時(shí)，將節(jié)流閥開度固 定為與臨界空氣量對(duì)應(yīng)的節(jié)流閥開度，通過對(duì)點(diǎn)火定時(shí)進(jìn)行提前角校 正，控制使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。
由此，即使因負(fù)荷扭矩的輸入等而空氣量增大，也不會(huì)將大于 或等于臨界空氣量的空氣吸入至氣缸內(nèi)，而且使點(diǎn)火定時(shí)偏向提前 角，可以可靠地防止排氣溫度的過度升溫。另外，由于對(duì)點(diǎn)火定時(shí)進(jìn)
行提前角校正而提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，所以可以可靠地控制使得實(shí)際發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度。
如上述所示，由于根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量，控制節(jié)流閥開度以及 點(diǎn)火定時(shí)中的某一個(gè)，控制使得發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速 度，所以可以容易地控制排氣溫度。
此外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，顯而易見，在該技術(shù)思想 范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。在本實(shí)施方式中，使臨界空氣量為預(yù)先確定的規(guī)定值，但也可 以與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)而使其可以變化。
例如，也可以與排氣溫度要求對(duì)應(yīng)而使臨界空氣量變化。在此 情況下，基于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫等設(shè)定的要求排氣溫度越高，臨界空氣量的 值也設(shè)定得越大。此外，在例如發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低，要 求排氣溫度設(shè)定得越高。由此，可以提前使排氣溫度上升，實(shí)現(xiàn)催化 劑的盡快活化。
另外，也可以與制動(dòng)器增壓器42的要求負(fù)壓值對(duì)應(yīng)而使臨界空
氣量變化，該制動(dòng)器增壓器42將發(fā)動(dòng)機(jī)1的吸入負(fù)壓作為增力源而 減輕制動(dòng)踏板的操作力。在此情況下，根據(jù)來自增壓壓力傳感器54 的輸出，設(shè)定為使得臨界空氣量與可以產(chǎn)生制動(dòng)器增壓器42的要求 負(fù)壓值的空氣量(節(jié)流閥開度)相同，或比其小。即，要求負(fù)壓值越 大，臨界空氣量越小。
因此，在與要求負(fù)壓值相當(dāng)?shù)呐R界值，比與為了避免排氣溫度 的過度升溫所設(shè)定的臨界值相當(dāng)?shù)墓?jié)流閥開度小的情況下，使節(jié)流閥 開度比可以產(chǎn)生要求負(fù)壓的開度小，可以可靠地產(chǎn)生制動(dòng)器增壓器的 要求負(fù)壓，所以可以可靠地減輕駕駛員的制動(dòng)操作力。
另外，在本實(shí)施方式中，在延遲燃燒時(shí)進(jìn)行第1延遲燃燒，但 也可以進(jìn)行第2延遲燃燒。
另外，本實(shí)施方式所示出的2個(gè)延遲燃燒的實(shí)施例，均是分2 次而噴射燃料，但也可以不分2次，而1次地在壓縮沖程或者膨脹沖 程中噴射燃料。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中配置催化劑，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置具有吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)；點(diǎn)火控制單元，其對(duì)使向發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃料點(diǎn)火的定時(shí)進(jìn)行控制；控制器，其控制所述吸入空氣量調(diào)節(jié)單元和點(diǎn)火控制單元，其特征在于，所述控制器包含以下部分基本點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定部，其在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且是要求所述催化劑升溫的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，由所述點(diǎn)火控制單元將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為壓縮上止點(diǎn)以后的基本點(diǎn)火定時(shí)；吸入空氣量目標(biāo)值計(jì)算部，其計(jì)算在利用點(diǎn)火控制單元將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為基本點(diǎn)火定時(shí)時(shí)，與發(fā)動(dòng)機(jī)要求扭矩對(duì)應(yīng)的所述吸入空氣量的目標(biāo)值；吸入空氣量臨界值計(jì)算部，其計(jì)算用于避免排氣溫度過度升溫的所述吸入空氣量的臨界值；以及比較部，其對(duì)所述吸入空氣量的目標(biāo)值與所述吸入空氣量的臨界值進(jìn)行比較，在所述目標(biāo)值比所述臨界值小時(shí)，控制所述點(diǎn)火控制單元，使點(diǎn)火定時(shí)為所述基本點(diǎn)火定時(shí)，同時(shí)控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，以使吸入空氣量成為該目標(biāo)值，在所述目標(biāo)值比所述臨界值大時(shí)，控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元以使所述吸入空氣量成為該臨界值，同時(shí)基于所述目標(biāo)值和臨界值之間的空氣量差值，控制所述點(diǎn)火控制單元，將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定在所述基本點(diǎn)火定時(shí)的提前角側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述目標(biāo)值和臨界值之間的空氣量差值越大，所述控制器越將點(diǎn)火定時(shí)從所述基本點(diǎn)火定時(shí)向提前角側(cè)設(shè)定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具有制動(dòng)器增壓器，其將發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入負(fù)壓作為增力源而減輕制動(dòng)踏板的操作力，所述制動(dòng)器增壓器的要求負(fù)壓越大時(shí)，所述控制器將所述臨界 值設(shè)定得越小。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 基于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫等設(shè)定的要求排氣溫度越高時(shí)，所述臨界值越大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低時(shí)，所述要求排氣溫度越設(shè)定為較高的溫度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 具有檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的單元，吸入空氣量的所述目標(biāo)值設(shè)定為使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與目 標(biāo)怠速旋轉(zhuǎn)速度一致的值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)是缸內(nèi)直接燃料噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有直接將燃料向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)供給的燃料噴射閥，所述控制器進(jìn)行所述燃料噴射閥的燃料供給定時(shí)的控制，以使 得燃料噴射閥的燃料供給定時(shí)，在所述點(diǎn)火單元的點(diǎn)火定時(shí)剛要到來 Z刖。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述控制器對(duì)所述燃料噴射閥的燃料供給定時(shí)進(jìn)行控制，以使得所述燃料噴射閥的燃料供給定時(shí)，在壓縮上止點(diǎn)以后的基本點(diǎn)火定 時(shí)剛要到來之前。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)是缸內(nèi)直接燃料噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有直接將燃料向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)供給的燃料噴射閥，燃料噴射閥的燃料供給，分為進(jìn)氣沖程或者壓縮沖程的燃料噴 射、和壓縮沖程且點(diǎn)火定時(shí)前的燃料噴射而進(jìn)行。
10. —種發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制裝置，其具有吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)；升溫控制單元，其在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，且是要求所述催化劑升溫的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為壓縮上止點(diǎn)以后的基本點(diǎn)火定時(shí)，同 時(shí)使燃料噴射定時(shí)在壓縮上止點(diǎn)后、所述基本點(diǎn)火定時(shí)前進(jìn)行；目標(biāo)吸入空氣量設(shè)定單元，其計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)要求扭矩，根據(jù)該要 求扭矩，設(shè)定所述吸入空氣量的目標(biāo)值；臨界值設(shè)定單元，其考慮排氣溫度的過度升溫，設(shè)定升溫控制 時(shí)的所述吸入空氣量的上限值；吸入空氣量控制單元，其在升溫控制時(shí)，在所述目標(biāo)值比所述 臨界值小時(shí)，控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元以使所述吸入空氣量成為該目 標(biāo)值，在所述目標(biāo)值比所述臨界值大時(shí)，控制吸入空氣量調(diào)節(jié)單元以 使所述吸入空氣量成為該臨界值；以及點(diǎn)火定時(shí)控制單元，其在升溫控制時(shí)，在所述目標(biāo)值比所述臨 界值小時(shí)，將點(diǎn)火定時(shí)固定為所述基本點(diǎn)火定時(shí)，在所述目標(biāo)值比所 述臨界值大時(shí)，基于不足部分的空氣量，將點(diǎn)火定時(shí)從所述基本點(diǎn)火 定時(shí)向提前角側(cè)校正。
全文摘要
本發(fā)明提供一種缸內(nèi)直接燃料噴射式火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制裝置，其目的在于容易地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)的排氣溫度。其特征在于，在怠速時(shí)的規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)定為壓縮上止點(diǎn)以后的基本點(diǎn)火定時(shí)，同時(shí)在該基本點(diǎn)火定時(shí)之前噴射燃料的升溫控制，根據(jù)升溫控制時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)要求扭矩設(shè)定吸入空氣量的目標(biāo)值，設(shè)定升溫控制時(shí)的吸入空氣量的臨界值，在吸入空氣量的目標(biāo)值比臨界值小時(shí)，將吸入空氣量調(diào)節(jié)為該目標(biāo)值，在目標(biāo)值比所述臨界值大時(shí)，將吸入空氣量調(diào)節(jié)為該臨界值，進(jìn)而在吸入空氣量的目標(biāo)值比臨界值小時(shí)，將點(diǎn)火定時(shí)固定為基本點(diǎn)火定時(shí)，在目標(biāo)值比臨界值大時(shí)，基于不足部分的空氣量，將點(diǎn)火定時(shí)從基本點(diǎn)火定時(shí)校正到提前角側(cè)。
文檔編號(hào)F02D41/06GK101457701SQ20081018325
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者小野雅司 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社