[发明专利]内燃机控制装置和方法

说明书

本申请是申请号为200880009229.4、申请日期为2008年5月23日、发明名称为“内燃机控制装置和方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及控制内燃机的运转状态的控制装置和方法。更具体地，本发明涉及根据排出气体中的氧浓度控制空燃比的内燃机控制装置和方法。

背景技术

日本专利申请公开No.2003-214245（JP-A-2003-214245）例如公开了一种利用排气管道中设置的氧浓度传感器来进行空燃比控制的控制装置。该控制装置进行被称为大气学习的学习控制，用于学习由于制造偏差和随时间的劣化等导致的氧浓度传感器中的误差。

在该大气学习中，当排气管道中的大气因为在发动机中进行了燃料切断而成为空气大气时，将从氧浓度传感器输出的检测信号与预先存储在控制装置中的参考信号值进行比较。该参考信号值对应于已知的大气中的氧浓度。实际检测值从参考信号值的偏离量是对应于每个传感器的固有误差的值，因此将其作为用于修正传感器固有误差的学习值存储在控制装置中。

另外，该控制装置通过将燃料添加到排出气体中来进行催化剂的还原处理（以下将该燃料称为“还原燃料”，以避免与在通常燃料喷射期间通常喷射的燃料混淆）。在添加了还原燃料后立即进行燃料切断时，氧浓度的增加率由于排出气体中剩余的还原燃料的影响而减慢，导致氧浓度达到大气中的浓度水平之前的时间延迟。因此，当燃料切断开始时，该控制装置确定在紧接燃料切断开始之前的预定时间段内添加了还原燃料的历史是否存在。如果历史存在，则控制装置禁止大气学习。

这样，如果在燃料切断开始之前的预定时间段内添加了还原燃料，则控制装置禁止大气学习。但是，在还原燃料被添加后直到可以进行大气学习的时间段取决于添加还原燃料的定时和发动机的运转状态等而变化。因此，象上述控制装置那样简单地禁止大气学习可能导致丧失学习机会，从而降低学习效率。

并且，如果为了提高学习效率而将预定时间段的具体值设定得较低，则学习可能在仍然剩余已经添加的还原燃料的影响的情况下完成执行，结果，学习可能是错误的。这样，利用上述控制装置，在添加还原燃料时，难以适当地设定大气学习的定时。

发明内容

本发明提供一种内燃机控制装置和方法，能够通过根据添加还原燃料的定时和内燃机的运转状态等在适当的定时执行大气学习，提高学习精度和效率。

本发明的第一方面涉及一种内燃机控制装置，包括：还原燃料添加单元，用于向内燃机的排出气体中添加还原燃料；氧浓度检测单元，用于检测排出气体中的氧浓度并且输出表示所检测的氧浓度的检测信号；和控制器，控制内燃机的运转状态。控制器包括：燃料切断单元，用于在向内燃机的吸入空气中进行了燃料喷射时，根据内燃机的运转状态中断燃料喷射；还原燃料总量计算单元，用于计算在还原燃料添加单元开始添加还原燃料的时刻与还原燃料添加单元停止添加还原燃料的时刻之间添加到排出气体中的还原燃料的总量；氧总量计算单元，用于利用来自氧浓度检测单元的检测结果，计算在还原燃料添加单元停止添加还原燃料之后从内燃机排出的排出气体的总量中的氧的总量；剩余量确定单元，用于根据由还原燃料总量计算单元计算的还原燃料总量和由氧总量计算单元计算的氧总量，确定排出气体中的还原燃料是否已经减少到允许值；和学习单元，用于当燃料切断单元中断燃料喷射并且剩余量确定单元确定排出气体中的还原燃料已经减少到允许值时，利用来自氧浓度检测单元的检测结果，进行大气学习。

并且，还原燃料总量计算单元可以根据由还原燃料添加单元添加到排出气体中的还原燃料量计算每单位时间的还原燃料的添加量，并且每当单位时间经过时累计该添加量的计算值，由此计算还原燃料的总量。

该控制装置还可以包括：吸入空气量检测单元，用于检测被吸入内燃机的空气的流量，作为吸入空气量。并且，氧总量计算单元可以利用由吸入空气量检测单元检测的吸入空气量和由氧浓度检测单元检测的氧浓度，计算每单位时间的氧的流量，并且每当单位时间经过时累计流量的计算值，由此计算氧的总量。

该控制装置还可以包括：排出气体回流单元，用于使一部分排出气体回流到内燃机的吸入系统。并且，氧总量计算单元可以利用通过排出气体回流单元回流到吸入系统的排出气体的流量、吸入空气量和氧浓度，计算氧的流量。