[发明专利]用于内燃机的控制设备和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的控制设备和控制方法，以在内燃机 的瞬态运转期间在适当的范围内增大气缸中的空气燃料混合物的空燃 比。

背景技术

日本专利申请公开No.5-321726(JP-A-5-321726)说明了一种控 制设备，所述控制设备确定内燃机的转矩波动量，并且通过反馈将形 成在内燃机气缸中的空气燃料混合物的空燃比控制成高于化学计量空 燃比的适当值(稀空燃比)，以便使转矩波动量等于目标转矩波动量。 该控制设备确定进气量，基于所确定的进气量设定燃料喷射量，并且 通过改变所设定的燃料喷射量将空燃比改变成稀空燃比。更具体地， 该设备基于加速器操作量设定目标节气门开度，并且使实际节气门开 度等于目标节气门开度。另外，控制设备执行如下控制(以下，可以 称为“稀极限控制”)，即：通过在监测转矩波动量的同时减少燃料 喷射量，将空燃比改变成可能的最稀空燃比。

然而，因为上述的控制设备通过减少燃料喷射量将空燃比改变成 稀空燃比，所以当空燃比改变成较稀的空燃比时，即使加速器操作量 是恒定的，用于燃烧的燃料的量也减少。结果，由于由内燃机所产生 的转矩较大地减小，驾驶员会感到不舒适。另外，所述控制设备通过 减少基于确定的进气量所设定的燃料喷射量，将空燃比改变成稀空燃 比。因此，在某些条件下，在内燃机的瞬态运转期间不能准确地确定 进气量，空燃比过稀，并且因此，会发生断火，或者虽然没有发生断 火，但是燃烧不稳定并且转矩较大地波动。因而，控制设备仅当内燃 机负荷较低并且内燃机处在稳定的运转状态中时执行稀极限控制。结 果，限制了其中空燃比可以设定成稀空燃比的内燃机运转状态。因此， 难以进一步提高燃料经济性。

发明内容

本发明提供一种用于内燃机的控制设备和控制方法，当内燃机处 在瞬态运转状态中时以及当内燃机处在稳定运转状态中时，所述控制 设备和控制方法在稳定内燃机运转状态(空气燃料混合物的燃烧状态) 的同时使空燃比变稀。

本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的控制设备。该控制设备 包括：加速器操作量确定装置，所述加速器操作量确定装置确定加速 器操作量；喷射量设定装置，所述喷射量设定装置基于所确定的加速 器操作量而设定燃料喷射量；和燃料喷射装置，所述燃料喷射装置喷 射所设定的燃料喷射量的燃料。

即，借助该控制设备，喷射与加速器操作量相对应的量的燃料。 表述“与加速器操作量相对应的量的燃料”可以指示，例如，用于内 燃机产生内燃机需要的转矩(需要的内燃机转矩)所需要的燃料的量， 所述内燃机需要的转矩是基于至少加速器操作量而设定的。或者，与 加速器操作量相对应的量的燃料可以是基于预定的目标空燃比和进入 内燃机气缸中的空气的量设定成能获得所述预定的目标空燃比(例如， 化学计量空燃比)的燃料的量，所述进入内燃机气缸中的空气的量是 在假定节气门开度随着加速器操作量增大而增大的情况下基于加速器 操作量而推定的。

控制设备还包括：第一指标值确定装置，所述第一指标值确定装 置确定第一指标值，所述第一指标值指示在内燃机的气缸中的空气燃 料混合物的燃烧状态；二次开度设定装置，所述二次开度设定装置设 定二次节气门开度，以使确定的第一指标值等于第一目标指标值，所 述二次节气门开度是节气门的开度的最终目标值；和节气门控制装置， 所述节气门控制装置控制节气门，以便使节气门的开度等于所设定的 二次节气门开度。

上述的第一指标值指示空气燃料混合物的燃烧状态(进度)，例 如，燃烧的质量分数(MFB)和热量比率，后面将说明。当使空燃比 变稀时，第一指标值改变。因此，在该方面中，控制设备确定第一指 标值，并且控制节气门开度，以便使所确定的第一指标值等于第一目 标指标值。即，在该方面中，控制设备通过增大节气门开度而使空燃 比变稀，以便在没有改变基于加速器操作量所设定的燃料喷射量的情 况下，使所确定的第一指标值等于第一目标指标值。

结果，当空燃比变成较稀的空燃比时，用于燃烧的燃料的量没有 减少。这避免了由于由内燃机所产生的转矩较大地减小而使驾驶员会 感到不舒适的状况。另外，当例如在内燃机的瞬态运转期间不能准确 地推定出进气量时，能够在减小由内燃机所产生的转矩的波动的同时 使空燃比变稀，这是因为控制节气门开度，使得第一指标值等于第一 目标指标值。