內燃機的運轉控制裝置以及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠抑制從壓縮點火式的內燃機被排出的排氣中所含有的HC與CO等的運轉控制裝置以及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，為了應對針對于內燃機的嚴格的排氣限制，需要在內燃機啟動時促進排氣凈化裝置的活性化、或在內燃機的運轉過程中維持其活性狀態(tài)。因此，在專利文獻I等中提出了在與排氣凈化裝置相比靠上游側的排氣通道中組裝了排氣加熱裝置的內燃機。該排氣加熱裝置通過在排氣過程中生成加熱氣體，并將所生成的該加熱氣體供給至下游側的排氣凈化裝置，從而促進排氣凈化裝置的活性化或維持活性狀態(tài)。因此，排氣加熱裝置通常具有:通過對燃料進行加熱而使該燃料點火從而生成加熱氣體的電熱塞(以下，將其記載為排氣電熱塞)、與朝向該排氣電熱塞噴射燃料的燃料添加閥。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2012-107634號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2007-64164號公報

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]為了減少來自內燃機的排氣中所含的HC與CO的量，從而通常在排氣凈化裝置中組裝有氧化催化轉換器。為了使該氧化催化轉換器針對HC與CO而發(fā)揮凈化功能，從而需要使氧化催化轉換器成為其活性化溫度(例如150°C)以上。因此，在氧化催化轉換器處于非活性狀態(tài)的情況下，要求其迅速且有效地進行活性化。然而，特別是在內燃機的冷啟動時等，由于來自內燃機的排氣溫度較低、且空燃比處于過濃傾向，因此使用上述的排氣加熱裝置較為困難。
[0009]作為減少排氣中所含有的HC與CO的量的其他的方法，已知一種實施如專利文獻2所公開的、所謂的余輝(afterglow)控制。其為通過在內燃機啟動之后也繼續(xù)對被配置于內燃機的氣缸中的電熱塞(以下，將其記載為缸內電熱塞)持續(xù)加熱，從而提高燃料的點火和燃燒性能，進而減少來自內燃機的排氣中所含的HC與CO的方法。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明者們企圖獲得如下的系統(tǒng)的構筑，該系統(tǒng)使該余輝控制與上述的排氣加熱裝置組合，從而即使在內燃機的冷啟動時也能夠減少被排出到車外的排氣中所含的HC與CO的量。然而，在僅使這些技術單純地組合的情況下辨明了如下的情況，即，針對缸內電熱塞以及排氣電熱塞的電力消耗量增大，從而對于其他輔助機械類部件的供給電力不足、或者為了對發(fā)電機進行驅動而會招致耗油率的惡化。
[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠對缸內電熱塞以及排氣電熱塞的消耗電量進行抑制，并且尤其是即使在內燃機的冷啟動時，也能夠將排氣中所含的HC與CO等抑制在最小限度的運轉控制裝置以及方法。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]本發(fā)明的第一方式具備:燃料噴射閥，其向壓縮點火式的內燃機的燃燒室中噴射燃料；缸內電熱塞，其以面對所述內燃機的燃燒室的方式而配置，并用于促進從所述燃料噴射閥被噴射到所述燃燒室中的燃料的點火和燃燒；內燃機暖機參數(shù)取得單元，其取得與所述內燃機的暖機的必要性的有無相關的參數(shù)；內燃機暖機判斷單元，其將由該內燃機暖機參數(shù)取得單元所取得的參數(shù)與預先設定的內燃機暖機判斷參數(shù)進行比較，并對所述內燃機的暖機的必要性的有無進行判斷；排氣凈化裝置，其被配置在導入有來自所述內燃機的排氣的排氣通道中；燃料添加閥，其向與所述排氣凈化裝置相比靠上游側的排氣通道中添加燃料，排氣電熱塞，其被配置于與該燃料添加閥相比靠下游側的所述排氣通道中，并用于使從該燃料添加閥被添加到所述排氣通道中的燃料點火并燃燒；催化劑溫度取得單元，其取得被組裝于所述排氣凈化裝置中的催化轉換器的溫度；催化劑暖機判斷單元，其將由該催化劑溫度取得單元所取得的所述催化轉換器的溫度與預先設定的催化劑暖機判斷溫度進行比較，并對所述催化轉換器的暖機的必要性的有無進行判斷；控制單元，其根據(jù)所述內燃機暖機判斷單元以及催化劑暖機判斷單元的判斷結果而分別對所述燃料噴射閥和燃料添加閥的工作、以及缸內電熱塞和排氣電熱塞的通電正時進行控制，在于所述內燃機暖機判斷單元以及催化劑暖機判斷單元中分別判斷為有必要實施暖機的情況下，將所述內燃機暖機判斷參數(shù)設定為對應于低于所述催化劑暖機判斷溫度的溫度，以使得與向所述排氣電熱塞的通電開始相比而先對所述缸內電熱塞開始實施通電，所述內燃機的運轉控制裝置的特征在于，所述控制單元包括排氣電熱塞通電開始判斷單元，所述排氣電熱塞通電開始判斷單元將由所述催化劑溫度取得單元所取得的所述催化轉換器的溫度與預先設定的排氣電熱塞加熱開始判斷溫度進行比較，并對所述排氣電熱塞的通電開始正時進行判斷，所述排氣電熱塞加熱開始判斷溫度以對應于高于所述內燃機暖機判斷參數(shù)的溫度且低于所述催化劑暖機判斷溫度的溫度的方式而設定。
[0014]在本發(fā)明中，由于在內燃機剛剛啟動之后排氣凈化裝置的催化轉換器的溫度較低，因此處于催化轉換器的凈化性能較低的狀態(tài)。因此，在該狀態(tài)下，實施使用了針對缸內電熱塞的通電的余輝控制，能夠有效地降低HC與CO。然而，在催化轉換器的溫度上升并達到了活性溫度附近的情況下，與持續(xù)實施余輝控制相比，通過排氣加熱裝置而對催化轉換器進行加熱并實施由催化轉換器進行的凈化能夠以更低的電力消耗量而高效地對HC、CO進行凈化。
[0015]在基于本發(fā)明的第一實施方式而構成的內燃機的運轉控制裝置中，也可以采用如下方式，即，還具備取得排氣電熱塞的溫度的排氣電熱塞溫度取得單元，在內燃機暖機判斷單元判斷出內燃機的暖機結束的情況下、或由排氣電熱塞溫度取得單元所取得的排氣電熱塞的溫度變?yōu)榱巳剂系狞c火溫度以上的情況下，控制單元結束向缸內電熱塞的通電。
[0016]還具備取得流過排氣通道的排氣流量的排氣流量取得單元，控制單元還包括，將排氣電熱塞加熱開始判斷溫度補正為較高以使得由該排氣流量取得單元所取得的排氣流量越多則對于排氣電熱塞的通電開始正時越延遲的單元。
[0017]本發(fā)明的第二方式提供一種內燃機的運轉控制方法，具備:(a)取得與內燃機的暖機的必要性的有無相關的參數(shù)的步驟；(b)將在該(a)的步驟中所取得的參數(shù)與預先設定的內燃機暖機判斷參數(shù)進行比較并對所述內燃機的暖機的必要性的有無進行判斷的步驟；(C)在于該(b)的步驟中判斷為有必要實施所述內燃機的暖機的情況下，將以面對所述內燃機的燃燒室的方式而配置的缸內電熱塞加熱至預定溫度的步驟；(d)在所述缸內電熱塞變?yōu)榱祟A定溫度以上的情況下向所述燃燒室噴射燃料且使該燃料點火并燃燒的步驟；(e)取得排氣凈化裝置的催化轉換器的溫度的步驟，其中，所述排氣凈化裝置的催化轉換器被配置在導入有來自所述內燃機的排氣的排氣通道中，(f)將在該(e)的步驟中所取得的所述催化轉換器的溫度與預先設定的催化劑暖機判斷溫度進行比較并對所述催化轉換器的暖機的必要性的有無進行判斷的步驟；(g)在于該(f)的步驟中判斷出有必要實施所述催化轉換器的暖機的情況下，在與所述排氣凈化裝置相比靠上游側的排氣通道處對排氣電熱塞進行加熱的步驟；(h)在所述排氣電熱塞變?yōu)榱巳剂系狞c火溫度以上的情況下，向所述排氣通道添加燃料并通過所述排氣電熱塞而使該燃料點火并燃燒的步驟，所述內燃機的運轉控制方法的特征在于，在分別于所述(b)的步驟以及所述(f)的步驟中判斷為有必要實施暖機的情況下，將所述內燃機暖機判斷參數(shù)設為對應于低于所述催化劑暖機判斷溫度的溫度，以使得與所述(g)以及(h)的步驟相比而先執(zhí)行所述(C)以及⑷的步驟，在所述(g)的步驟中，包括將在所述(e)的步驟中所取得的所述催化轉換器的溫度與預先設定的排氣電熱塞加熱開始判斷溫度進行比較并對所述排氣電熱塞加熱步驟的開始正時進行判斷的步驟，所述排氣電熱塞加熱開始判斷溫度以對應于高于所述內燃機暖機判斷參數(shù)的溫度且低于所述催化劑暖機判斷溫度的溫度的方式而設定。
[0018]在基于本發(fā)明的第二方式而構成的內燃機的運轉控制方法中，也可以采用如下方式，g卩，在于(b)的步驟中取得了所述內燃機的暖機已結束的判斷結果的情況下、或于(g)的步驟中所述排氣電熱塞變?yōu)榱?