[發(fā)明專利]發(fā)動機控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910141098.1
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101586506A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中川慎二;兼利和彥;加藤木工三;市原隆信;大須賀稔
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00;F02D41/14
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制空燃比和點火時間等的發(fā)動機控制裝置，特別涉及 能夠提高啟動時排放特性的發(fā)動機控制裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著北美、歐洲、國內(nèi)等世界各國對汽車用發(fā)動機排放管 制的加強，進一步提高發(fā)動機排放特性的要求隨之而來。為了推動催化 劑的高性能化以及催化劑控制的高精度化、適應(yīng)最新或今后的排氣限 制，減少催化劑活化前、發(fā)動機啟動后幾十秒間排出的HC(碳化氫) 量就成為主要課題。

已知使點火時間延遲(延遲角)對減少催化劑活化前的HC(排放 量)很有效。特別是由于以下理由：點火時間延遲，熱效率就會降低， 為了維持同等扭矩，就要增加燃料量(空氣量)，這會導(dǎo)致燃燒發(fā)生的 熱量增加。發(fā)生的熱量增加會使排氣溫度上升，未燃燃料在燃燒室和排 氣管中燃燒，所以HC的濃度就會大幅降低。另外，排氣溫度上升也會 使催化劑的活化提前。

由圖19可知，點火時間延遲帶來的HC降低效果是隨空燃比變化 的。尤其是在空燃比為15～16時，HC降低效果最高。但另一方面，空 燃比為稀薄空燃比時，燃燒的穩(wěn)定性會惡化。此外，延遲量增加時，燃 燒的穩(wěn)定性同樣會惡化。在實際環(huán)境下，由于會發(fā)生諸如燃料性狀的不 平衡、各種設(shè)備的制造誤差和經(jīng)時變化等很多外部干擾，所以，必須確 保針對這些外部干擾的穩(wěn)健性(robust)，也就是說，必須確保使空燃 比和延遲量雙方都穩(wěn)定的余量，這樣，空燃比和延遲量就會像圖20所 示的那樣，無法設(shè)定在HC濃度最小的條件下。

根據(jù)這種情況，已有諸多方式被提出，如下述的專利文獻1等所示， 在啟動的最初期，使用轉(zhuǎn)速變化等與空燃比有關(guān)的參數(shù)，在車載方式下 使空燃比達(dá)到最佳。此外，還提出了很多方式，如下述專利文獻2所示， 同樣是使用轉(zhuǎn)速變化等與燃燒穩(wěn)定性有關(guān)的參數(shù)，在車載方式下使點火 時間(延遲量)達(dá)到最佳。

專利文獻1：特開2007-303354號公報

專利文獻2：特開平8-122099號公報(特許3574853號公報)

專利文獻3：特開平9-88680號公報

但是，幾乎沒有一個申請是關(guān)于“使空燃比和延遲量在車載方式下 都達(dá)到最佳的方式”，就像所述的那樣，最大限度地獲得點火時間延遲 所產(chǎn)生的HC降低效果。所述專利文獻3提出了以下方案：延遲點火時 間，直至達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化，在點火時間(延遲量)小于規(guī)定值時，增 加燃料量。但是，這種方案首先要使點火時間延遲，因此如果像圖20 所示的那樣，進行確保穩(wěn)定余量的設(shè)定，那么即使延遲點火時間，HC 降低效果也會很小。另外，延遲量比規(guī)定值小時，會增加燃料量(為了 減小空燃比)，所以HC的排放量不但不會減少，反倒會增大。

總之，要想在啟動時(催化劑活化前)使發(fā)動機排出的HC排放量 最小，就要使空燃比和點火時間雙方都達(dá)到最佳，而考慮實際環(huán)境下的 種種外部干擾，初始設(shè)定值將無法設(shè)定為最佳值，所以，各個發(fā)動機無 法發(fā)揮在此時的運轉(zhuǎn)條件(環(huán)境條件)下得到的HC最小的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是鑒于所述情況而提出的，其目的在于提供一種發(fā)動機控 制裝置，使各個發(fā)動機獲得在當(dāng)時運轉(zhuǎn)條件(環(huán)境條件)下的HC最小 的性能。

為了達(dá)到所述目的，明確了根據(jù)稀薄空燃比的燃燒穩(wěn)定性原理和延 遲點火時間所帶來的燃燒穩(wěn)定性惡化的原理，同時，由該見解出發(fā)，探 討了車載方式下使空燃比和點火時間雙方都達(dá)到最佳的方式。以下進行 記述。

如圖21所示，以往，從經(jīng)驗得知：空燃比為稀薄空燃比時，發(fā)動 機(燃燒)的穩(wěn)定性就會惡化。圖22表示圖21中的A1：濃的缸內(nèi)壓 的剖面。運轉(zhuǎn)條件是空轉(zhuǎn)、無負(fù)載。橫軸是曲柄轉(zhuǎn)角，表示270°CA～ 540°CA的范圍。這里，360°CA是指壓縮TDC。縱軸是缸內(nèi)壓。尤 其是，“曲線”是60個周期的缸內(nèi)壓的平均值，“+”表示的是每個 周期的缸內(nèi)壓的取樣值(取樣頻率是10°CA)。也就是說，圖22表示 空燃比為濃空燃比時60個周期的缸內(nèi)壓的平均值和每個周期的偏差情 況。由圖可知：缸內(nèi)壓的偏差是在作為發(fā)生燃燒壓期間的350～400° CA中發(fā)生。這種偏差是燃燒不穩(wěn)定的根本原因。