[發明專利]空燃比控制裝置及發動機控制系統

有效

• 申請號: 200810093523.X
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101294517A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 黑田京彥
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F02D41/06
• 分類號: F02D41/06;F02D41/14;F01N3/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳萍

技術領域

本發明涉及一種在起動發動機時控制空燃比的裝置及系統，該發動機將基于吸入空氣與供給燃料反應的燃料燃燒的能量轉換為機械運動(例如旋轉運動)，該空燃比是該發動機中的與燃料燃燒相關的空氣和燃料的比率；具體地說是關于一種空燃比控制裝置以及發動機控制系統，適合用于使在發動機的排氣通路中設置的排氣凈化用催化劑快速活性化。?

背景技術

作為這種空燃比控制裝置，已知JP-5-171973A(USP-5211011)所記載的裝置。該裝置為，使在發動機的排氣通路中設置的排氣凈化用催化劑活性化，在發動機起動之后的規定期間內，對發動機中的燃料燃燒的空燃比、進而對催化劑周圍(尤其是排氣上游側)的氣體成分進行控制，由此加熱催化劑而實現其快速活性化。具體地說，增減發動機中的燃料燃燒的燃料供給量(相當于作為燃料供給裝置的噴射閥的噴射量)，以便發動機中的燃料燃燒的空燃比、進而催化劑周圍的排氣中的空燃比，以一定的間隔交互重復與理論空燃相比濃側(燃燒比率高)的空燃比(濃空燃比)、和稀側(燃料比率低)的空燃比(稀空燃比)。此時，交互重復的濃空燃比和稀空燃比的目標值，被分別設定為與吸入空氣量相關聯的映像以及常數。?

交互重復濃側空燃比和稀側空燃比的控制手法被稱作高頻振動(dither)。一般用于加熱催化劑。對加熱對象的催化劑供給氧氣(O2)和未燃燃料(HC或CO)兩者，由此在該催化劑上使兩者發生發熱反應(氧化反應)，并通過其反應熱來加熱催化劑。根據該高頻振動，交互重復氧氣過多的稀空燃比和燃料過多的濃空燃比，由此能夠向排氣通路供給氧氣和未燃燃料這兩者。?

發動機起動時的問題不只與上述催化劑的活性化相關。發明人特別關注驅動性能(運轉性)地進行了實驗等，而確認在上述現有裝置中在發動機起動時難以得到充分的驅動性能。即，在這種裝置中，擔心由于執行高頻振?動而在起動發動機時驅動性能惡化。?

發明內容

本發明是鑒于這種情況而進行的，其目的是提供一種空燃比控制裝置及發動機控制系統，能夠交互重復濃側空燃比和稀側空燃比，并且良好地維持驅動性能(運轉性)。?

在本發明中，為一種在起動發動機時控制空燃比的裝置(空燃比控制裝置)，該發動機將基于吸入空氣與供給燃料反應的燃料燃燒的能量轉換為機械運動(例如旋轉運動)，該空燃比是該發動機中的燃料燃燒的空氣和燃料的比率，該裝置的特征為：具備空燃比控制部，該空燃比控制部，在上述發動機起動后規定期間(固定值或可變值)的起動運轉期間(例如起動初期的預熱期間)內，連續或者隔著基準空燃比地交互重復第1期間和第2期間，該第1期間將與規定的基準空燃比(固定值或可變值)相比濃側(燃料比率高)的空燃比作為其期間內的控制目標值，該第2期間將與相同的基準空燃比相比稀側(燃料比率低)的空燃比作為其期間內的控制目標值，并且對包含該第1期間及第2期間的規定期間的平均空燃比進行可變控制。?

如上所述，在上述現有裝置中，進行高頻振動、以一定間隔交互重復規定的濃空燃比和規定的稀空燃比，由此加熱催化劑。但是，如果要得到良好的驅動性能(運轉性)，則最佳空燃比會根據從發動機起動開始的經過時間的不同而不同。對于這一點，發明者關注高頻振動進行中的平均空燃比。即在本發明的裝置中，由于具有空燃比控制部，因此在控制對象發動機中的燃燒燃料的空燃比時，能夠進行交互重復濃側空燃比和稀側空燃比的控制(高頻振動，但是不限于使兩者接續的情況，也包括在這些空燃比之間隔著基準空燃比的情況)，并且能夠對規定期間的平均空燃比進行可變控制，進而能夠根據各時刻的情況將最佳空燃比設定為平均空燃比。即，能夠交互重復濃側空燃比和稀側空燃比，并且能夠良好地維持驅動性能(運轉性)。?

上述空燃比控制部對如下情況有效：在上述起動運轉期間(例如與起動初期相當的期間)中，使上述平均空燃比，從與理論空燃比相比濃側的規定空燃比、即開始空燃比，向與該開始空燃比相比稀側的空燃比、即目標空燃比，階段性地過渡。?

在發動機起動初期，擔心能量不足(例如轉矩不足)導致的不點火。因此，希望與理論空燃比相比有一些余量地供給燃料，而快速地使轉矩提升到穩定轉矩。另一方面，期望在轉矩穩定后，在燃料消費率、排放或者催化劑活性化等方面接近優秀的理論空燃比。這一點，能夠通過上述空燃比控制部，根據相當于濃空燃比的開始空燃比進行燃燒，而快速地將轉矩提升至穩定轉矩，并且隨著轉矩的穩定能夠階段地(逐漸地)接近與開始空燃比相比稀側的目標空燃比。因此，能夠得到良好的驅動性能(運轉性)。