[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对构成为能够将用于运转的空燃比在至少两个空燃比之间切换的内燃机的空气量、燃料供给量以及点火正时进行综合控制的控制装置。

背景技术

在日本特开平11-22609号公报中公开了与如下内燃机的燃烧方式的切换控制相关的技术(以下，现有技术)，所述内燃机是能够将内燃机的燃烧方式从分层燃烧向均质燃烧切换、或者从均质燃烧向分层燃烧切换的内燃机。分层燃烧的空燃比比均质燃烧的空燃比稀，因此燃烧方式的切换伴有空燃比的切换。作为空燃比的切换方法，众所周知为了不产生转矩阶梯差而使空燃比逐渐变化的方法。但若采用该公知的方法，则会存在如下问题：虽然可缓和转矩的阶梯差，但是无法获得所期望的转矩，另外，由于使用不是本来所预想的空燃比，因此会招致排放性恶化。上述现有技术是作为针对该问题的解决方案而提出的。

根据上述现有技术，在进行从均质燃烧向分层燃烧的切换时，在阶跃性地切换目标当量比之前仅对目标空气量进行阶跃性地切换。详细而言，仅使目标空气量阶跃性地增大来预先使空气量增大，在实际空气量达到目标空气量的正时使目标当量比阶跃性地减少。即，在空气量晚于目标空气量地正在增大的期间，维持燃烧方式切换前的目标当量比。但是，若以燃烧方式切换前的目标当量比来决定燃料量，则燃料量相对于将转矩保持为恒定所需的量过剩。因此，在上述现有技术中，用点火正时的延迟来修正该燃料量的过剩部分，由此来避免燃烧方式切换前的转矩的增大。

另外，在具有使进气门的气门正时变化的可变气门正时机构的内燃机中，在将空燃比从理论空燃比向稀空燃比切换的情况下，将目标气门正时从与理论空燃比对应的气门正时切换到与稀空燃比对应的气门正时。由此，目标气门正时随着空燃比从理论空燃比向稀空燃比的切换而切换为使得气门重叠量减少。

在此，如上述的现有技术那样，在进行先于目标空燃比切换目标空气量的控制的情况下，若在目标空燃比的切换正时切换目标气门正时，则由于在可变气门正时机构的切换动作期间实现稀空燃比，因此伴有由燃烧恶化引起的不发火的可能性。因此，也考虑将目标气门正时的切换正时设为目标空气量的切换时刻。然而，若在目标空气量的切换时刻进行目标气门正时的切换，则气门重叠量先于空燃比的切换而减少。在该情况下，空气量的增大变缓慢而伴有从目标空气量的切换到实际空气量增大到目标空气量为止的过渡期间长期化的可能性。在过渡期间，实际转矩会比要求转矩大，因此通过点火正时的延迟控制来实现要求转矩并消除转矩阶梯差。然而，若由于上述气门重叠量的减少的影响而使得到实现目标空气量为止的过渡期间长期化，则担心会发生燃烧的恶化、燃料经济性的恶化。另外，若由于过渡期间的长期化而使得点火正时的延迟控制长期化，则排气系统部件的温度上升会成为问题。虽然能够通过对点火正时的延迟时间设限来防止排气系统部件的温度上升，但是却无法避免由燃料量的过剩所引起的转矩的增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-22609号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做成的，其要解决的技术问题在于，在构成为能够将用于运转的空燃比在至少两个空燃比之间切换的内燃机中，不产生转矩变动地切换空燃比。

本发明能够应用于内燃机的控制装置的构成。以下，对本发明的内燃机的控制装置的概要进行说明。其中，根据以下说明的本发明的内容显而易见的是，本发明既能够应用于内燃机的控制方法的步骤，也能够应用于由控制装置执行的程序的算法。

本发明的控制装置具有3种致动器，将构成为能够选择第1空燃比下的运转和比第1空燃比稀的第2空燃比下的运转的内燃机作为控制对象。3种致动器是指使空气量变化的第1致动器、向缸内供给燃料的第2致动器、还有对缸内的混合气进行点火的第3致动器。第1致动器包括使节气门、进气门的气门正时变化的可变气门正时机构，而且如果内燃机为增压发动机，则第1致动器包含使增压器的增压特性变化的增压特性可变致动器，具体而言，包含可变喷嘴、废气旁通阀。第2致动器具体是喷射燃料的喷射器，包括向进气口喷射燃料的气口喷射器和直接向气缸内喷射燃料的缸内喷射器。第3致动器具体是点火装置。本发明的控制装置通过这3种致动器的协调操作来对内燃机的空气量、燃料供给量以及点火正时进行综合控制。