用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器和控制方法
【專利摘要】提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器。發(fā)動機包括壓縮機、三元催化劑、炭罐、蒸發(fā)燃料通路、噴射器和清除控制閥。所述控制器包括ECU。所述ECU配置成在稀增壓范圍內(nèi)響應于所述壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小所述清除控制閥的開度。所述稀增壓范圍是所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比所述內(nèi)燃發(fā)動機的理論空燃比稀并且所述壓縮機的下游側(cè)的壓力比所述壓縮機的上游側(cè)的壓力高的范圍。還提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法。
【專利說明】
用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于帶增壓器的內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，該控制器允許以比理論空燃比稀的空燃比運轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利申請公報N0.2014-181681(JP2014-181681 A)公開了一種內(nèi)燃發(fā)動機，該內(nèi)燃發(fā)動機構(gòu)造成利用增壓器的壓縮機的上游側(cè)和下游側(cè)之間的差壓來經(jīng)由噴射器從炭罐抽吸蒸發(fā)燃料并且將蒸發(fā)燃料清除到進氣通路中壓縮機的上游側(cè)。根據(jù)此構(gòu)型，即使在進氣歧管壓力比大氣壓力高的增壓范圍內(nèi)，儲存在炭罐中的蒸發(fā)燃料也能被清除并處理到進氣通路中。
[0003]在帶增壓器的內(nèi)燃發(fā)動機中，存在進氣歧管壓力變成比排氣歧管壓力高的情況。此時，在排氣門和進氣門兩者都打開的氣門重疊期間，發(fā)生進氣從進氣歧管被吹送到排氣歧管的現(xiàn)象，亦即掃氣。當掃氣發(fā)生時，被清除到進氣通路中的蒸發(fā)燃料保持未燃燒并且與進氣一起被吹送到排氣歧管。同時，在排氣通路中一般設(shè)置有三元催化劑(更詳細而言，配置在渦輪的緊下游的起動催化劑)。因此，所吹送的蒸發(fā)燃料能由三元催化劑凈化。
[0004]順便說一下，當內(nèi)燃發(fā)動機以比理論空燃比稀的空燃比運轉(zhuǎn)時，排氣溫度變成比內(nèi)燃發(fā)動機以理論空燃比運轉(zhuǎn)時低。當排氣溫度降低時，設(shè)置在排氣通路中的三元催化劑的溫度也降低。此外，當運轉(zhuǎn)空燃比比理論空燃比稀時，排氣中的氧濃度升高。因此，三元催化劑的貴金屬更容易遭受氧中毒。特別地，在掃氣發(fā)生的狀況下，進氣直接流入三元催化劑中。因此，三元催化劑更加容易發(fā)生氧中毒。由于這些原因，當內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比理論空燃比稀時，通過掃氣吹送的蒸發(fā)燃料可能會由于三元催化劑的凈化性能下降而未被充分凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其能夠抑制由于蒸發(fā)燃料吹送到排氣通路而導致的排放性能的惡化。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器。所述內(nèi)燃發(fā)動機包括壓縮機、三元催化劑、炭罐、蒸發(fā)燃料通路、噴射器和清除控制閥。所述壓縮機設(shè)置在進氣通路中。所述三元催化劑設(shè)置在排氣通路中。所述炭罐構(gòu)造成儲存燃料箱中產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料。所述蒸發(fā)燃料通路構(gòu)造成將所述炭罐和所述進氣通路中所述壓縮機的上游側(cè)連接。所述噴射器構(gòu)造成通過所述壓縮機的上游側(cè)與所述壓縮機的下游側(cè)之間的差壓來從所述炭罐抽吸蒸發(fā)燃料，并且所述清除控制閥在所述蒸發(fā)燃料通路中設(shè)置在所述炭罐與所述噴射器之間。所述控制器包括電子控制單元。所述電子控制單元配置成在稀增壓范圍內(nèi)響應于所述壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小所述清除控制閥的開度。所述稀增壓范圍是所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比所述內(nèi)燃發(fā)動機的理論空燃比稀并且所述壓縮機的下游側(cè)的壓力比所述壓縮機的上游側(cè)的壓力高的范圍。
[0007]當壓縮機的下游側(cè)的壓力上升時，通過噴射器的作用來促進蒸發(fā)燃料從炭罐清除到進氣通路。然而，同時，蒸發(fā)燃料通過掃氣而被吹送的可能性也升高。根據(jù)按照該構(gòu)型的控制器，清除控制閥的開度響應于壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小。因此，在容易發(fā)生掃氣的狀況下，能抑制蒸發(fā)燃料的清除量的增加。此外，通過在稀增壓范圍內(nèi)實施該運轉(zhuǎn)，能抑制蒸發(fā)燃料流入清除能力下降的三元催化劑中。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述電子控制單元配置成在第一運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)完全關(guān)閉所述清除控制閥。在所述第一運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，進氣從所述進氣通路被吹送到所述排氣通路。所述第一運轉(zhuǎn)范圍被包含在所述稀增壓范圍內(nèi)。根據(jù)此構(gòu)型，能可靠地抑制所述蒸發(fā)燃料吹送到所述排氣通路。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述電子控制單元配置成在第二運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)完全關(guān)閉所述清除控制閥。在所述第二運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)排氣門的氣門打開時期和進氣門的氣門打開時期重疊。所述第二運轉(zhuǎn)范圍被包含在稀增壓范圍內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，清除氣體從炭罐被引導到進氣通路。所述電子控制單元配置成，當在所述清除控制閥的開度減小之后清除氣體的燃料濃度未下降至閾值時，i)減小所述排氣門的氣門打開時期與所述進氣門的氣門打開時期之間的重疊量，并且ii)增大所述清除控制閥的開度。通過減小重疊量，抑制了蒸發(fā)燃料的吹送。此外，通過增大清除控制閥的開度，能增加蒸發(fā)燃料的清除量。
[0011]在本發(fā)明的上述方面中，所述電子控制單元優(yōu)選配置成，當在所述清除控制閥的開度增大之后從所述炭罐被引導到所述進氣通路的清除氣體的燃料濃度仍未下降至所述閾值時，i)將所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比，并且ii)進一步增大所述清除控制閥的開度。在通過將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比來升高排氣溫度并提高三元催化劑的凈化性能的同時，能通過增大清除控制閥的開度來增加蒸發(fā)燃料的清除量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，清除氣體從炭罐被引導到進氣通路。所述電子控制單元配置成，當在所述清除控制閥的開度減小之后清除氣體的燃料濃度未下降至閾值時，i)將所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比，并且ii)增大所述清除控制閥的開度。在通過將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比來升高排氣溫度并提高三元催化劑的凈化性能的同時，能通過增大清除控制閥的開度來增加蒸發(fā)燃料的清除量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法。所述內(nèi)燃發(fā)動機包括壓縮機、三元催化劑、炭罐、蒸發(fā)燃料通路、噴射器和清除控制閥。所述壓縮機設(shè)置在進氣通路中，并且所述三元催化劑設(shè)置在排氣通路中。所述炭罐構(gòu)造成儲存燃料箱中產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料，并且所述蒸發(fā)燃料通路構(gòu)造成將所述炭罐和所述進氣通路中所述壓縮機的上游側(cè)連接。所述噴射器構(gòu)造成通過所述壓縮機的上游側(cè)與所述壓縮機的下游側(cè)之間的差壓來從所述炭罐抽吸蒸發(fā)燃料。所述清除控制閥在所述蒸發(fā)燃料通路中設(shè)置在所述炭罐與所述噴射器之間。所述控制方法包括在稀增壓范圍內(nèi)響應于所述壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小所述清除控制閥的開度。所述稀增壓范圍是所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比所述內(nèi)燃發(fā)動機的理論空燃比稀并且所述壓縮機的下游側(cè)的壓力比所述壓縮機的上游側(cè)的壓力高的范圍。
[0014]如迄今為止已說明的，根據(jù)按照本發(fā)明的控制器和控制方法，在稀增壓范圍內(nèi)，在容易發(fā)生掃氣的狀況下能通過響應于壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小清除控制閥的開度來抑制蒸發(fā)燃料的清除量的增大。因此，能抑制由于蒸發(fā)燃料流入凈化能力下降的三元催化劑中而導致的排放性能的惡化。
【附圖說明】
[0015]下面將參照【附圖說明】示例性實施方式的特征、優(yōu)點及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0016]圖1是實施方式中的發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)型的視圖；
[0017]圖2是用于說明發(fā)動機的運轉(zhuǎn)模式的圖；
[0018]圖3是用于說明上游側(cè)清除控制閥的開度控制的圖；
[0019]圖4是清除控制的控制流的流程圖；和
[0020]圖5是由圖4所示的控制流對系統(tǒng)的操作的時間圖。
【具體實施方式】
[0021]下文將參照附圖對實施方式進行說明。應當注意，在以下在實施方式中談及各要素如個數(shù)、數(shù)量、量或范圍的數(shù)值的情況下，構(gòu)型不限于所談及的值，除非清楚和明確地指定或明顯并主要地指定為該值。此外，以下在實施方式中將說明的結(jié)構(gòu)、步驟等對構(gòu)型而言并非必不可少的，除非清楚或明確地指定或明顯并主要地這樣指定。
[0022]圖1是實施方式中的發(fā)動機系統(tǒng)的構(gòu)型的視圖。本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)包括作為動力裝置搭載在汽車中的帶渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動機2。下文將內(nèi)燃發(fā)動機2稱為發(fā)動機。該發(fā)動機2是能選擇理論配比運轉(zhuǎn)和稀運轉(zhuǎn)的稀燃發(fā)動機。理論配比運轉(zhuǎn)是以理論空燃比的運轉(zhuǎn)。稀運轉(zhuǎn)是以比理論空燃比稀的空燃比的運轉(zhuǎn)。稀運轉(zhuǎn)期間的空燃比被設(shè)定為指定空燃比。指定空燃比處于比產(chǎn)生大量NOx的空燃比范圍稀的空燃比范圍內(nèi)。
[0023]發(fā)動機2是火花點火式發(fā)動機。作為點火裝置的火花塞14安裝在各氣缸的燃燒室4的頂部上。發(fā)動機2中的氣缸的數(shù)量和氣缸的排列未被特別地限制。進氣通路6和排氣通路8連接到燃燒室4。燃燒室4與進氣通路6之間的連通狀態(tài)由進氣門10控制。燃燒室4與排氣通路8之間的連通狀態(tài)由排氣門12控制。進氣門10設(shè)置有使進氣門10的氣門正時可變的可變進氣門機構(gòu)16。排氣門12設(shè)置有使排氣門12的氣門正時可變的可變排氣門結(jié)構(gòu)18。能使用用于改變凸輪軸關(guān)于曲軸的相位的已知機構(gòu)作為使氣門正時可變的機構(gòu)。此外，盡管未示出，但在各氣缸中設(shè)置有缸內(nèi)噴射閥和端口噴射閥。缸內(nèi)噴射閥構(gòu)造成將燃料直接噴射到燃燒室4中。端口噴射閥構(gòu)造成將燃料噴射到進氣口。
[0024]在進氣通路6的最上游部中設(shè)置有空氣濾清器20。在進氣通路6中在空氣濾清器20的下游側(cè)設(shè)置有渦輪增壓器的壓縮機22。在進氣通路6中在壓縮機22的下游側(cè)設(shè)置有用于冷卻由壓縮機22壓縮的進氣的中間冷卻器24。在進氣通路6中在中間冷卻器24的下游側(cè)設(shè)置有電子控制的節(jié)氣門26。盡管未示出，但進氣通路6的位于節(jié)氣門26的下游側(cè)的部分是進氣歧管。該進氣歧管將進氣分配給各氣缸的進氣口。
[0025]盡管未示出，但排氣通路8的最上游部分為排氣歧管。該排氣歧管收集從各氣缸的排氣口排出的排氣。在排氣通路8中在排氣歧管的下游側(cè)設(shè)置有渦輪增壓器的渦輪30。在排氣通路8中設(shè)置有旁通通路32。旁通通路32連接在渦輪30的上游側(cè)和下游側(cè)之間以用于旁通。在旁通通路32中安裝有廢氣門閥34。在排氣通路8中在渦輪30的下游側(cè)，從上游側(cè)順次設(shè)置有三元催化劑36、N0x儲存-還原催化劑38和選擇性催化還原催化劑40。
[0026]本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)包括用于臨時吸附和儲存蒸發(fā)燃料的炭罐46。蒸發(fā)燃料在燃料箱44中產(chǎn)生。炭罐46通過第一蒸發(fā)燃料通路50連接到進氣通路6中節(jié)氣門26的下游偵U。在第一蒸發(fā)燃料通路50中設(shè)置有第一清除控制閥52。第一清除閥52是下游側(cè)清除控制閥。第一清除控制閥52是真空切換閥(VSV)或真空調(diào)整閥(VRV)。當作為在進氣通路6中節(jié)氣門26的下游側(cè)的壓力的進氣歧管壓力為負壓時，蒸發(fā)燃料通過該負壓的作用而從炭罐46被抽吸到第一蒸發(fā)燃料通路50中，然后蒸發(fā)燃料從第一蒸發(fā)燃料通路50被清除到進氣通路6中。在通過壓縮機22實施增壓的增壓范圍，進氣歧管壓力變得比大氣壓力高。因而，停止從第一蒸發(fā)燃料通路50清除蒸發(fā)燃料。應當注意，盡管未示出，但在第一蒸發(fā)燃料通路50中設(shè)置有用于防止回流的止回閥。
[0027]此外，炭罐46通過第二蒸發(fā)燃料通路54連接到進氣通路6中壓縮機22的上游側(cè)。第二蒸發(fā)燃料通路54設(shè)置有用于利用壓縮機22的上游側(cè)和下游側(cè)之間的差壓來從炭罐46抽吸蒸發(fā)燃料的噴射器56。在第二蒸發(fā)燃料通路54中在炭罐46與噴射器56之間設(shè)置有第二清除控制閥(上游側(cè)清除控制閥)58 ο第二清除控制閥58是VSV或VRV。當壓縮機22被致動并且其上游側(cè)和下游側(cè)之間產(chǎn)生差壓時，蒸發(fā)燃料通過噴射器56的作用而從炭罐46被抽吸到第二蒸發(fā)燃料通路54，并且蒸發(fā)燃料從第二蒸發(fā)燃料通路54被清除到進氣通路6。在未通過壓縮機22實施增壓的自然吸氣范圍(NA范圍)，壓縮機22的前后之間未產(chǎn)生差壓。因此，噴射器56不工作，并且停止從第二蒸發(fā)燃料通路54清除蒸發(fā)燃料。
[0028]本實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)包括用于控制發(fā)動機2的控制器100?？刂破?00至少包括具有輸入/輸出接口、CPU、ROM和RAM的電子控制單元(EOT)。輸入/輸出接口設(shè)置成接收來自安裝在發(fā)動機2和車輛上的各種傳感器的傳感器信號并且向構(gòu)成發(fā)動機2的致動器輸出操作信號。ROM存儲用于控制發(fā)動機2的各種控制程序和脈譜圖。CPU從ROM讀取和執(zhí)行控制程序并基于所接收的傳感器信號來產(chǎn)生操作信號。
[0029]控制器100基于對發(fā)動機2的要求轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速來確定發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)模式。作為由控制器100選擇的發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)模式，包含發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比被設(shè)定為比理論空燃比稀的空燃比的稀運轉(zhuǎn)模式和發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比被設(shè)定為理論空燃比的理論配比運轉(zhuǎn)模式。在圖2中，在以轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速為坐標軸的平面上，稀運轉(zhuǎn)模式被選擇的范圍的外緣和理論配比運轉(zhuǎn)模式被選擇的范圍的外緣各自都用粗線繪出。
[0030]稀運轉(zhuǎn)模式被選擇的范圍被分割成作為低轉(zhuǎn)矩側(cè)的運轉(zhuǎn)范圍的稀NA范圍和作為高轉(zhuǎn)矩側(cè)的運轉(zhuǎn)范圍的稀增壓范圍。稀增壓范圍對應于圖2中用陰影線表示的運轉(zhuǎn)范圍。稀NA范圍是未由壓縮機22實施增壓并且進氣歧管壓力比大氣壓力低的運轉(zhuǎn)范圍。稀增壓范圍是由壓縮機22實施增壓并且進氣歧管壓力在大氣壓力以上的運轉(zhuǎn)范圍。稀增壓范圍內(nèi)的高轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速范圍是掃氣主動發(fā)生的運轉(zhuǎn)范圍。該運轉(zhuǎn)范圍稱為稀掃氣范圍。在稀掃氣范圍內(nèi)，進氣歧管壓力比排氣歧管壓力(背壓)高。在這種條件下，進氣門10的氣門正時提前，以提高新鮮空氣的充填效率。因此，進氣門10的氣門打開時期與排氣門12的氣門打開時期之間的重疊量(氣門重疊量)擴大，并且進氣由此從進氣通路6被吹送到排氣通路8。進氣門10的氣門打開時期和排氣門12的氣門打開時期重疊的運轉(zhuǎn)范圍是第二運轉(zhuǎn)范圍的一個示例。
[0031]理論配比運轉(zhuǎn)模式被選擇的范圍被分割成作為低轉(zhuǎn)矩側(cè)的理論配比NA范圍和作為高轉(zhuǎn)矩側(cè)的理論配比增壓范圍(圖2中的虛線的上側(cè)的運轉(zhuǎn)范圍)。理論配比NA范圍是未由壓縮機22實施增壓并且進氣歧管壓力比大氣壓力低的運轉(zhuǎn)范圍。理論配比增壓范圍是由壓縮機22實施增壓并且進氣歧管壓力在大氣壓力以上的運轉(zhuǎn)范圍。理論配比增壓范圍內(nèi)的高轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速范圍是掃氣主動發(fā)生的運轉(zhuǎn)范圍(該運轉(zhuǎn)范圍稱為理論配比掃氣范圍)。在理論配比掃氣范圍內(nèi)，進氣歧管壓力比排氣歧管壓力高，并且進氣門10的氣門正時被提前。因此，氣門重疊量擴大。
[0032]應當注意，廢氣門閥34在稀NA范圍和理論配比NA范圍內(nèi)完全打開，并且進氣歧管壓力根據(jù)節(jié)氣門26的開度而被控制。在稀NA范圍與稀增壓范圍之間的邊界以及理論配比NA范圍與理論配比增壓范圍之間的邊界，廢氣門閥34完全打開，并且節(jié)氣門26也完全打開。此夕卜，節(jié)氣門26在稀增壓范圍和理論配比增壓范圍內(nèi)保持完全打開，并且進氣歧管壓力根據(jù)廢氣門閥34的關(guān)閉程度(關(guān)閉程度以完全打開為基準)而被控制。
[0033]圖2示出道路載荷線(R/L)的一個示例。在加速期間，發(fā)動機2的動作點沿著此線從稀NA范圍移動到稀增壓范圍。當發(fā)動機2的動作點進入稀增壓范圍時，進氣歧管壓力變成大氣壓力或更高。稀增壓范圍內(nèi)的稀掃氣范圍是掃氣主動發(fā)生的運轉(zhuǎn)范圍。然而，掃氣可能由于進氣歧管壓力與背壓之間的關(guān)系而在稀掃氣范圍以外的稀增壓范圍內(nèi)發(fā)生。
[0034]在稀增壓范圍內(nèi)，在壓縮機22的上游側(cè)和下游側(cè)之間產(chǎn)生差壓。相應地，蒸發(fā)燃料由噴射器56從炭罐46被抽吸到第二蒸發(fā)燃料通路54中。然后，蒸發(fā)燃料被清除到進氣通路6中壓縮機22的上游側(cè)。當掃氣發(fā)生時，被清除到進氣通路6中的蒸發(fā)燃料保持未燃燒并且與進氣一起被吹送到排氣通路8。為了抑制由此而導致的排放性能的惡化，控制器100如下操作第二清除控制閥(上游側(cè)清除控制閥)58，以在掃氣容易發(fā)生的狀況下抑制蒸發(fā)燃料的清除。
[0035]圖3是用于說明第二清除控制閥58的開度控制的圖。圖3示出表示進氣歧管壓力與清除量之間的關(guān)系的曲線圖和表示進氣歧管壓力與第二清除控制閥58的開度之間的關(guān)系的曲線圖。這里，清除量是單位時間被清除到進氣通路中的氣體量。第二清除控制閥是上游側(cè)清除控制閥。
[0036]如下段的曲線圖中所示，在進氣歧管壓力比大氣壓力低的稀NA范圍內(nèi)，控制器100不論進氣歧管壓力的大小如何都將第二清除控制閥58的開度維持為完全打開。除稀NA范圍以外，同樣在理論配比NA范圍和理論配比增壓范圍內(nèi)，在清除的執(zhí)行期間第二清除控制閥58的開度基本為完全打開。同時，在進氣歧管壓力為大氣壓力或更高的稀增壓范圍內(nèi)，控制器100響應于進氣歧管壓力的上升而減小第二清除控制閥58的開度。換言之，第二清除控制閥58的開度隨著掃氣發(fā)生的可能性提高而減小。進氣歧管壓力由未示出并且設(shè)置在進氣歧管中的壓力傳感器測量。
[0037]當發(fā)動機2的動作點進入稀增壓范圍時，控制器100將第二清除控制閥58的開度設(shè)定為預先確定的最小開度。由于在稀掃氣范圍內(nèi)掃氣主動發(fā)生，所以蒸發(fā)燃料的吹送幾乎確定地發(fā)生。因此，如圖3所示，在稀掃氣范圍內(nèi)設(shè)定的第二清除控制閥58的最小開度可為完全關(guān)閉。稀掃氣范圍是第一運轉(zhuǎn)范圍的一個示例。根據(jù)發(fā)動機2的要求轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速來確定動作點是否處于稀掃氣范圍內(nèi)。圖3示出第二清除控制閥58的開度關(guān)于進氣歧管壓力從完全打開連續(xù)改變?yōu)橥耆P(guān)閉的狀態(tài)。然而，緊接在完全關(guān)閉之前和之后的第二清除控制閥58的運轉(zhuǎn)不一定是連續(xù)的。當發(fā)動機2的動作點進入稀掃氣范圍時，第二清除控制閥58在該時點離散地并且完全關(guān)閉。
[0038]在上段的曲線圖中，流經(jīng)第一清除控制閥(下游側(cè)清除控制閥)52的清除氣體的清除量用單點劃線表示。不論進氣歧管壓力的大小如何，第一清除控制閥52在清除的執(zhí)行期間都基本完全打開。相應地，第一清除控制閥52的清除量與大氣壓力和進氣歧管壓力之間的差壓成比例并且在進氣歧管壓力變得比大氣壓力高時變成零。
[0039]此外，在上段的曲線圖中，流經(jīng)第二清除控制閥(上游側(cè)清除控制閥)58的清除氣體的清除量用實線和虛線表示。實線表示當節(jié)氣門26完全打開并且增壓壓力(節(jié)氣門26的上游側(cè)的壓力)等于進氣歧管壓力時清除量與進氣歧管壓力之間的關(guān)系。當如下段的曲線圖中實施第二清除控制閥58的操作時，第二清除控制閥58的清除量首先隨著進氣歧管壓力的上升而增大。然而，清除量最終達到最大并且此后隨著進氣歧管壓力的上升而減小。然后，在稀掃氣范圍內(nèi)第二清除控制閥58完全關(guān)閉。因此，第二清除控制閥58的清除量變成零。
[0040]為了單單防止稀增壓范圍內(nèi)蒸發(fā)燃料的吹送，第二清除控制閥58僅須在整個稀增壓范圍內(nèi)完全關(guān)閉。然而，如果實施這種操作，則不再能處理儲存在炭罐46中的蒸發(fā)燃料。根據(jù)在本實施方式中由控制器100實施的第二清除控制閥58的操作，儲存在炭罐46中的蒸發(fā)燃料在稀增壓范圍內(nèi)能被清除，并且清除量能隨著掃氣更容易發(fā)生而被抑制。這樣，能同時實現(xiàn)儲存在炭罐46中的蒸發(fā)燃料的處理和由于蒸發(fā)燃料的吹送而導致的排放性能的惡化的抑制。
[0041]上段的曲線圖中的虛線表示當在稀增壓范圍內(nèi)節(jié)氣門26的開度減小并且增壓壓力與進氣歧管壓力之間存在差異時清除量與進氣歧管壓力之間的關(guān)系。這種情況下，在進氣歧管壓力變成比大氣壓力高并且第一清除控制閥52的清除停止之前，增壓壓力變成比大氣壓力高并且第二清除控制閥58的清除開始。這樣，當進氣歧管壓力接近大氣壓力時，避免了從炭罐46清除蒸發(fā)燃料的中斷。此外，如從實線與虛線之間的對比可以理解的，在進氣歧管壓力的大小相同的情況下，增壓壓力在節(jié)氣門26的開度減小時變得更高。相應地，第二清除控制閥58的清除量增大。因此，能通過實施用于實現(xiàn)用虛線表示的關(guān)系的操作來促進在稀增壓范圍內(nèi)對蒸發(fā)燃料的處理。
[0042]圖4是使用了第二清除控制閥58的清除控制的控制流的流程圖。與該控制流對應的控制程序存儲在控制器100的存儲器中。已利用圖3說明的第二清除控制閥58的開度控制在該控制流中實施。
[0043]根據(jù)圖4所示的控制流，控制器100首先基于對發(fā)動機2的要求轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速來判定發(fā)動機2的動作點是否處于稀增壓范圍內(nèi)(步驟S2)。如果發(fā)動機2的動作點未處于稀增壓范圍內(nèi)，則控制器100完全打開第二清除控制閥58(步驟S14)。
[0044]如果發(fā)動機2的動作點處于稀增壓范圍內(nèi)，則如利用圖3所述，控制器100響應于進氣歧管壓力的大小而改變第二清除控制閥58的開度(步驟S4)。
[0045]接下來，控制器100判定從炭罐46導入進氣通路6中的清除氣體的燃料濃度是否高于一閾值(步驟S6)。該判定是用以判定炭罐46是否處于幾乎空的狀態(tài)下?？刂破?00在第二清除控制閥58打開并且清除氣體被清除的狀態(tài)下基于從未示出的空燃比傳感器的輸出計算出的實際空燃比與用于計算燃料噴射量的目標空燃比之間的差異來推定清除氣體的燃料濃度?；蛘?，能由燃料箱44的內(nèi)部壓力來推定清除氣體的燃料濃度。當清除氣體的燃料濃度下降至閾值時，控制器100維持第二清除控制閥58的當前開度。
[0046]在清除氣體的燃料濃度比閾值高的狀態(tài)自第二清除控制閥58的開度改變以來持續(xù)特定時間的情況下，控制器100操作可變進氣門機構(gòu)16并且減小氣門重疊量。與此相結(jié)合，控制器100以與氣門重疊量的減小速度匹配的速度增大第二清除控制閥58的開度(步驟S8)。通過實施這種操作，氣門重疊量減小。因此，在抑制蒸發(fā)燃料的吹送的同時，能增加蒸發(fā)燃料的清除量。
[0047]控制器100再次判定從炭罐46導入進氣通路6中的清除氣體的燃料濃度是否比閾值高(步驟S10)。步驟SlO中的判定是用以確認在步驟S8中實施的操作的效果。如果清除氣體的燃料濃度通過在步驟S8中實施的操作而下降至閾值，則控制器100維持第二清除控制閥58的當前氣門重疊量和當前開度。
[0048]如果不論步驟S8中的操作如何清除氣體的燃料濃度都比閾值高，則控制器100將發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比并且進一步增大第二清除控制閥58的開度(步驟S12)。通過將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比，排氣溫度上升，并且三元催化劑36的凈化性能提高。這樣，能在排放性能不惡化的情況下增加蒸發(fā)燃料的清除量。
[0049]應當注意，在步驟S12中的操作中，為了抑制與切換為理論空燃比相關(guān)的轉(zhuǎn)矩的增大，控制器100減小節(jié)氣門26的開度并由此降低進氣歧管壓力。同時，廢氣門閥34保持完全關(guān)閉，并且因此抑制了增壓壓力的降低。通過維持增壓壓力，能維持經(jīng)由第二清除控制閥58清除蒸發(fā)燃料所需的噴射器56的抽吸力。
[0050]圖5是實施上述控制流時發(fā)動機系統(tǒng)的動作的時間圖。第一階段的圖表示從稀NA范圍加速期間由發(fā)動機2輸出的轉(zhuǎn)矩。第二階段的圖表示用虛線示出的增壓壓力和用實線示出的進氣歧管壓力。第三階段的圖表示清除氣體的燃料濃度。第四階段的圖表示第二清除控制閥(上游側(cè)清除控制閥)58的開度。第五階段的圖表示可變進氣門機構(gòu)16對進氣門10的氣門正時的提前量(IN-VVT提前量)。第六階段的圖表示廢氣門閥34的關(guān)閉程度(WGV關(guān)閉程度)。第七階段的圖表示發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比。第八階段的圖表示節(jié)氣門26的開度。第九階段的圖表示點火正時。
[0051]根據(jù)該時間圖，在時刻tl，節(jié)氣門26完全打開，并且進氣歧管壓力變成等于大氣壓力。在時刻tl向前，廢氣門閥34逐漸關(guān)閉，并且增壓壓力上升。由于節(jié)氣門26維持完全打開，所以進氣歧管壓力變成等于增壓壓力并且隨著增壓壓力上升。此外，進氣門10的氣門正時提前以提高新鮮空氣的充填效率。此外，在增壓壓力變成比大氣壓力高的時刻tl向前，與上述操作相結(jié)合，第二清除控制閥58的開度響應于進氣歧管壓力的上升而逐漸減小。
[0052]在時刻12，發(fā)動機2的動作點最終到達稀增壓范圍內(nèi)的目標動作點。在時刻12向前，為了維持發(fā)動機2的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，廢氣門閥34維持為在時刻t2的關(guān)閉程度，并且進氣門10的氣門正時維持為在時刻t2的提前量。由于廢氣門閥34的關(guān)閉程度被維持，所以抑制了在時刻t2向前的增壓壓力和進氣歧管壓力的變化。此外，由于進氣歧管壓力的上升停止，所以第二清除控制閥58的開度的減小也停止，并且第二清除控制閥58維持為在時刻t2的開度。
[0053]在自時刻t2以來已經(jīng)過特定時間的時刻t3，判定清除氣體的燃料濃度是否下降至作為閾值的下限線。在該時間圖的一個示例中，在時刻t3的燃料濃度比下限線高。由于該原因，為了減小氣門重疊量，進氣門10的氣門正時延遲。此外，為了增加第二清除控制閥58的清除量，第二清除控制閥58的開度以與氣門重疊量的減小速度匹配的速度增大。此外，為了補償由于進氣門10的氣門正時的延遲而導致的充填效率的下降，廢氣門閥34進一步關(guān)閉，并且增壓壓力和進氣歧管壓力繼續(xù)上升。
[0054]在廢氣門閥34完全關(guān)閉的時刻t4，再次判定清除氣體的燃料濃度是否下降至下限線。在該時間圖的一個示例中，在時刻t4的燃料濃度比下限線高。相應地，發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比從稀空燃比切換為理論空燃比(理論配比)。同時，第二清除控制閥58打開為完全打開。此外，在廢氣門閥34保持完全關(guān)閉的同時，節(jié)氣門26關(guān)閉以抑制由于切換為理論空燃比而導致的轉(zhuǎn)矩增大。由于廢氣門閥34維持為完全關(guān)閉，所以能抑制作為噴射器56的抽吸力的來源的增壓壓力的下降。此外，由于MBT通過空氣量和空燃比的變化而改變，所以點火正時響應于運轉(zhuǎn)空燃比轉(zhuǎn)換為理論配比空燃比而延遲。
[0055]此后，在清除氣體的燃料濃度下降至下限線的時刻t5，發(fā)動機2的運轉(zhuǎn)空燃比再次切換為比理論空燃比稀的空燃比，并且節(jié)氣門26再次完全打開。此外，由于MBT通過空氣量和空燃比的變化而改變，所以點火正時響應于運轉(zhuǎn)空燃比轉(zhuǎn)換為稀空燃比而再次提前。
[0056]在圖3所示的第二清除控制閥58的開度控制中，第二清除控制閥58的開度關(guān)于進氣歧管壓力連續(xù)改變。然而，這僅僅是用于響應于進氣歧管壓力的上升而減小第二清除控制閥58的開度的方法的一個示例。作為用于控制第二清除控制閥58的開度的方法，可響應于進氣歧管壓力的上升而分階段地/逐步地減小該開度。
[0057]在圖4所示的控制流中，當在步驟SlO中判定為清除氣體的燃料濃度未充分下降時，將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比。然而，代替此構(gòu)型，可在發(fā)動機2的燃燒變動增大的情況下或在由于氣門重疊量的縮小而無法達到目標轉(zhuǎn)矩的情況下將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比。在另外的實施方式中，可省略圖4所示的控制流中的步驟S6和S8。亦即，在判定為清除氣體的濃度未充分下降的情況下，可以在不減小氣門重疊量的情況下立即將運轉(zhuǎn)空燃比切換為理論空燃比。
[0058]在本實施方式中，對于供蒸發(fā)燃料被清除到進氣歧管中的第一蒸發(fā)燃料通路和供蒸發(fā)燃料被清除到壓縮機的上游側(cè)的第二蒸發(fā)燃料通路中的每一者均設(shè)置清除控制閥。然而，清除控制閥可設(shè)置成緊接在第一蒸發(fā)燃料通路和第二蒸發(fā)燃料通路的分支點之前，并且清除氣體可由該清除控制閥控制。
[0059]本實施方式的增壓器是用于通過渦輪驅(qū)動壓縮機的渦輪增壓器。然而，代替此構(gòu)型，增壓器可以是用于由電動機驅(qū)動壓縮機的電動增壓器，或者可以是用于由發(fā)動機驅(qū)動壓縮機的機械增壓器。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括: 壓縮機，所述壓縮機設(shè)置在進氣通路中， 三元催化劑，所述三元催化劑設(shè)置在排氣通路中， 炭罐，所述炭罐構(gòu)造成儲存燃料箱中產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料， 蒸發(fā)燃料通路，所述蒸發(fā)燃料通路構(gòu)造成將所述炭罐和所述進氣通路中所述壓縮機的上游側(cè)連接， 噴射器，所述噴射器構(gòu)造成通過所述壓縮機的上游側(cè)與所述壓縮機的下游側(cè)之間的差壓來從所述炭罐抽吸所述蒸發(fā)燃料，和 清除控制閥，所述清除控制閥在所述蒸發(fā)燃料通路中設(shè)置在所述炭罐與所述噴射器之間，并且 所述控制器包括: 電子控制單元，所述電子控制單元配置成在稀增壓范圍內(nèi)響應于所述壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小所述清除控制閥的開度，所述稀增壓范圍是所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比所述內(nèi)燃發(fā)動機的理論空燃比稀并且所述壓縮機的下游側(cè)的壓力比所述壓縮機的上游側(cè)的壓力高的范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其中 所述電子控制單元配置成在第一運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)完全關(guān)閉所述清除控制閥，在所述第一運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)進氣從所述進氣通路被吹送到所述排氣通路，并且所述第一運轉(zhuǎn)范圍被包含在所述稀增壓范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其中 所述電子控制單元配置成在第二運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)完全關(guān)閉所述清除控制閥，在所述第二運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)排氣門的氣門打開時期和進氣門的氣門打開時期重疊，并且所述第二運轉(zhuǎn)范圍被包含在所述稀增壓范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其中 所述電子控制單元配置成，當從所述炭罐被引導到所述進氣通路的清除氣體的燃料濃度在所述清除控制閥的開度減小之后未下降至閾值時， i)減小所述排氣門的氣門打開時期與所述進氣門的氣門打開時期之間的重疊量，并且 i i)增大所述清除控制閥的開度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其中 所述電子控制單元配置成，當在所述清除控制閥的開度增大之后從所述炭罐被引導到所述進氣通路的清除氣體的燃料濃度仍未下降至所述閾值時， i)將所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比切換為所述理論空燃比，并且 i i)進一步增大所述清除控制閥的開度。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制器，其中 所述電子控制單元配置成，當從所述炭罐被引導到所述進氣通路的清除氣體的燃料濃度在所述清除控制閥的開度減小之后未下降至閾值時， i)將所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比切換為所述理論空燃比，并且 i i)增大所述清除控制閥的開度。7.—種用于內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括 壓縮機，所述壓縮機設(shè)置在進氣通路中， 三元催化劑，所述三元催化劑設(shè)置在排氣通路中， 炭罐，所述炭罐構(gòu)造成儲存燃料箱中產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料， 蒸發(fā)燃料通路，所述蒸發(fā)燃料通路構(gòu)造成將所述炭罐和所述進氣通路中所述壓縮機的上游側(cè)連接， 噴射器，所述噴射器構(gòu)造成通過所述壓縮機的上游側(cè)與所述壓縮機的下游側(cè)之間的差壓來從所述炭罐抽吸所述蒸發(fā)燃料，和 清除控制閥，所述清除控制閥在所述蒸發(fā)燃料通路中設(shè)置在所述炭罐與所述噴射器之間， 所述控制方法包括: 在稀增壓范圍內(nèi)響應于所述壓縮機的下游側(cè)的壓力的上升而減小所述清除控制閥的開度，所述稀增壓范圍是所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)空燃比比所述內(nèi)燃發(fā)動機的理論空燃比稀并且所述壓縮機的下游側(cè)的壓力比所述壓縮機的上游側(cè)的壓力高的范圍。
【文檔編號】F02M25/08GK105986911SQ201610156821
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】堀田慎太郎
【申請人】豐田自動車株式會社