用于内燃机的控制设备和控制方法技术

本发明专利技术涉及用于内燃机的控制设备和控制方法。举例来说，在空燃比传感器(106)设置在排气歧管(40)的集合部的下游的情况下，基于发动机(1)的运转状态，来计算在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气端口(18)的进气量与吸入到气缸(12)中的每一个气缸中的进气量的比。根据此扫气比(scart)来校正检测空燃比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及安装在车辆等中的内燃机的控制设备和控制方法，且更明确地说，涉及基于在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制的控制设备。
技术介绍
用于移除排气中的有害成分的催化器设置在安装在车辆(例如汽车等)中的内燃机的排气系统中。为了确保此催化器有效地发挥其功能，排气的空燃比被反馈控制到理论空燃比附近。举例来说，在第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)中公开了通过根据在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值与检测值被调整和校正之后的目标空燃比之间的差来校正燃料喷射量而控制排气的空燃比。第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)将注意力集中在扫气上，其中，已流动到气缸中的每一个气缸中的进气的一部分在进气门和排气门的重叠时段中吹扫排气通路。为了抑制空燃比因扫气而波动，还在此第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)中公开了基于由空燃比传感器检测且未被调整或校正的瞬时值在发生扫气的运转状态(扫气范围)中校正燃料喷射量。
技术实现思路
当如上所述发生扫气且进气的一部分吹扫排气通路时，气缸中的每一个气缸的内部被填充的进气量相应减小。因此，空燃混合物的空燃比可从目标空燃比朝向浓稠侧偏移。在此情况下，因为进气如上所述而吹扫，所以流出到排气通路的已燃气体(排气)的空燃比在气缸中的每一者的排气冲程的前半部中变得浓稠，且在排气冲程的最后阶段中在重叠时段中变得稀薄。然后，在安装在车辆中的多气缸发动机中，从多个气缸排放的排气流动以便在排气歧管的集合部中彼此混合。然而，已显露，当因此彼此混合的排气的空燃比大幅改变而变得浓稠或稀薄时，空燃比传感器所检测到的值相对于那些空燃比的平均值而朝向浓稠侧偏移。以此方式，当空燃比传感器所检测到的值朝向浓稠侧偏移时，空燃比基于此检测值经由反馈控制而变得比理论空燃比稀薄，且发生不便，例如，NOx的排放量的增大。顺便提及，检测值还被认为是在某些类型的空燃比传感器或某些布局的排气系统的情况下朝向稀薄侧偏移。提供内燃机的控制设备和控制方法，它们适当地校正因扫气所致的排气空燃比的检测值的偏移，且提高内燃机中的空燃比的可控制性。本专利技术应用到内燃机的控制设备，该控制设备基于在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制。内燃机具有多个气缸。空燃比传感器设置在来自多个相应气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游。然后，控制设备的特征在于配备有：漏气比计算构件，用于基于内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气通路中的每一者的进气量与在吸气冲程中吸入到气缸中的每一者中的进气量的比；以及检测空燃比校正构件，用于根据进气漏气比来校正空燃比传感器所检测到的值，使得校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。还可如下定义本专利技术的方面。也就是说，提供一种内燃机的控制设备。内燃机包含多个气缸和空燃比传感器。空燃比传感器设置在来自多个相应气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游。控制设备包含电子控制单元。电子控制单元被构造成基于空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制，且基于内燃机的运转状态来计算进气漏气比。进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气通路中的每一者的进气量与在吸气冲程中吸入到气缸中的每一者中的进气量的比。电子控制单元还被构造成校正空燃比传感器所检测到的值以使得校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。在如上所述的内燃机的运转期间，从多个气缸流动的排气在排气通路的集合部处聚集，且空燃比的反馈控制是根据位于集合部的下游的空燃比传感器所检测到的值来执行。然后，当排气的空燃比由于进气的漏气朝向浓稠侧或稀薄侧大幅改变且排气在彼此充分混合之前到达空燃比传感器时，导致了此空燃比传感器所检测到的值的偏移(检测的偏移)。相比之下，由于前述特定事项，首先，由漏气比计算构件基于内燃机的运转状态来计算因扫气而吹扫排气通路的进气的漏气比。由检测空燃比校正构件根据此进气漏气比来校正空燃比传感器所检测到的空燃比的值。根据计算出的进气漏气比，此校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。因此，可适当地校正因扫气所致的空燃比的检测的偏移，且提高空燃比的可控制性。更具体地说，在常规使用的一般空燃比传感器的情况下，检测值如上所述朝向浓稠侧偏移。因此，检测空燃比校正构件可随着进气漏气比上升而朝向稀薄侧校正空燃比传感器所检测到的值。这可经由基于检测值执行的反馈控制而抑制空燃比朝向稀薄侧偏移，且防止发生不便，例如，NOx的排放量的增大等。顺便说，近年来的内燃机通常配备有可变气门机构。可变气门机构是根据运转状态而被操作，且进气门和排气门中的至少一者的气门正时改变。在此情况下，当进气门和排气门的重叠时段由于例如进气门的气门正时的延迟或排气门的气门正时的提前而变短时，无法发生扫气。因此，不需要如上所述校正空燃比的检测值。因此，可预先经由实验等而发现无法发生扫气的进气门和排气门的短重叠时段，且可将此重叠时段设定为阈值。当进气门和排气门的重叠时段在内燃机的运转期间变得短于阈值时，可禁止检测空燃比校正构件进行的校正。以此方式，可防止由于使空燃比的检测值经受不必要的校正而导致空燃比经由反馈控制作为相反效果而偏移这一不便。可按这种方式设定前述阈值，以便根据发动机转速、进气压力和大气压力中的至少一者来改变。随着等同于进气门和排气门的重叠时段的时间延长，且随着进气压力相对于排气压力上升，发生因扫气所致的进气的漏气的可能性提高。因此，如果根据发动机转速、进气压力、大气压力等而适当地改变前述阈值，那么可较适当地确定是否发生扫气。如上所述，根据本专利技术的内燃机的控制设备，在将注意力集中在空燃比传感器进行的空燃比的检测的偏移随着因扫气所致的进气的漏气比上升而增大的事实的情况下，根据基于内燃机的运转状态而计算的进气的漏气比来校正空燃比的检测值。因此，可适当地校正因扫气所致的空燃比的检测的偏移，且经由反馈控制而提高空燃比的可控制性。附图说明将在下文参照附图来描述本专利技术的示范性实施例的特征、优点和技术与工业意义，其中相似数字表示相似元件，且其中：图1是示出安装有根据本专利技术的内燃机的控制设备的车辆中的示范性发动机的示意性框图；图2是仅示出图1的发动机的一个气缸的示意性框图；图3是示出进气门和排气门的示范性升程曲线的视图；图4是示意性地示出进气的漏气且等同于图2的视图；图5是示出扫气比和空燃比的检测的偏如何彼此相关的实验结果的图形视图；图6是校正检测空燃比的处理的流程图；图7是示出气门的重叠时段和扫气比如何彼此相关的实验结果的图形视图；图8是根据第一修改实例的等同于图6的视图；图9是示出气门的重叠时段、扫气比和输出电压校正值在第一修改实例中如何彼此相关的图像视图；以及图10是示出在第二修改实例中设定检测空燃比的校正禁止阈值的处理的流程图。具体实施方式下文中将基于附图来描述本专利技术的实施例。在本专利技术的本实施例中，将描述本专利技术应用到安装在车辆(例如，汽车等)中的内燃机(下文中也称为发动机)的情况。如图1中示意性地示出，每一个都容纳活塞11的四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的控制设备，所述内燃机包括多个气缸以及空燃比传感器，所述空燃比传感器设置在来自所述多个气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游，所述控制设备包括：电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：基于由所述空燃比传感器检测到的值来执行空燃比的反馈控制；基于所述内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到所述排气通路中的每一个排气通路的进气量与在吸气冲程中吸入到所述气缸中的每一个气缸中的进气量的比；并且校正由所述空燃比传感器检测到的值，使得随着所述进气漏气比升高，校正的程度增大。

【技术特征摘要】
2015.06.19 JP 2015-1236101.一种用于内燃机的控制设备，所述内燃机包括多个气缸以及空燃比传感器，所述空燃比传感器设置在来自所述多个气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游，所述控制设备包括：电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：基于由所述空燃比传感器检测到的值来执行空燃比的反馈控制；基于所述内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到所述排气通路中的每一个排气通路的进气量与在吸气冲程中吸入到所述气缸中的每一个气缸中的进气量的比；并且校正由所述空燃比传感器检测到的值，使得随着所述进气漏气比升高，校正的程度增大。2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于：所述电子控制单元被构造成随着所述进气漏气比升高而朝向稀薄侧校正由所述空燃比传感器检测到的值。3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于：所述内燃机还包括可变气门机构，所述可变气门机构被构造成改变所述进气门和所述排气门中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉永雅智，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP