内燃机的运转控制装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够抑制从压缩点火式的内燃机被排出的排气中所含有的HC与CO等的运转控制装置以及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，为了应对针对于内燃机的严格的排气限制，需要在内燃机启动时促进排气净化装置的活性化、或在内燃机的运转过程中维持其活性状态。因此，在专利文献I等中提出了在与排气净化装置相比靠上游侧的排气通道中组装了排气加热装置的内燃机。该排气加热装置通过在排气过程中生成加热气体，并将所生成的该加热气体供给至下游侧的排气净化装置，从而促进排气净化装置的活性化或维持活性状态。因此，排气加热装置通常具有:通过对燃料进行加热而使该燃料点火从而生成加热气体的电热塞(以下，将其记载为排气电热塞)、与朝向该排气电热塞喷射燃料的燃料添加阀。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2012-107634号公报
[0006]专利文献2:日本特开2007-64164号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]为了减少来自内燃机的排气中所含的HC与CO的量，从而通常在排气净化装置中组装有氧化催化转换器。为了使该氧化催化转换器针对HC与CO而发挥净化功能，从而需要使氧化催化转换器成为其活性化温度(例如150°C)以上。因此，在氧化催化转换器处于非活性状态的情况下，要求其迅速且有效地进行活性化。然而，特别是在内燃机的冷启动时等，由于来自内燃机的排气温度较低、且空燃比处于过浓倾向，因此使用上述的排气加热装置较为困难。
[0009]作为减少排气中所含有的HC与CO的量的其他的方法，已知一种实施如专利文献2所公开的、所谓的余辉(afterglow)控制。其为通过在内燃机启动之后也继续对被配置于内燃机的气缸中的电热塞(以下，将其记载为缸内电热塞)持续加热，从而提高燃料的点火和燃烧性能，进而减少来自内燃机的排气中所含的HC与CO的方法。
[0010]本发明的发明者们企图获得如下的系统的构筑，该系统使该余辉控制与上述的排气加热装置组合，从而即使在内燃机的冷启动时也能够减少被排出到车外的排气中所含的HC与CO的量。然而，在仅使这些技术单纯地组合的情况下辨明了如下的情况，即，针对缸内电热塞以及排气电热塞的电力消耗量增大，从而对于其他辅助机械类部件的供给电力不足、或者为了对发电机进行驱动而会招致耗油率的恶化。
[0011]本发明的目的在于，提供一种能够对缸内电热塞以及排气电热塞的消耗电量进行抑制，并且尤其是即使在内燃机的冷启动时，也能够将排气中所含的HC与CO等抑制在最小限度的运转控制装置以及方法。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]本发明的第一方式具备:燃料喷射阀，其向压缩点火式的内燃机的燃烧室中喷射燃料；缸内电热塞，其以面对所述内燃机的燃烧室的方式而配置，并用于促进从所述燃料喷射阀被喷射到所述燃烧室中的燃料的点火和燃烧；内燃机暖机参数取得单元，其取得与所述内燃机的暖机的必要性的有无相关的参数；内燃机暖机判断单元，其将由该内燃机暖机参数取得单元所取得的参数与预先设定的内燃机暖机判断参数进行比较，并对所述内燃机的暖机的必要性的有无进行判断；排气净化装置，其被配置在导入有来自所述内燃机的排气的排气通道中；燃料添加阀，其向与所述排气净化装置相比靠上游侧的排气通道中添加燃料，排气电热塞，其被配置于与该燃料添加阀相比靠下游侧的所述排气通道中，并用于使从该燃料添加阀被添加到所述排气通道中的燃料点火并燃烧；催化剂温度取得单元，其取得被组装于所述排气净化装置中的催化转换器的温度；催化剂暖机判断单元，其将由该催化剂温度取得单元所取得的所述催化转换器的温度与预先设定的催化剂暖机判断温度进行比较，并对所述催化转换器的暖机的必要性的有无进行判断；控制单元，其根据所述内燃机暖机判断单元以及催化剂暖机判断单元的判断结果而分别对所述燃料喷射阀和燃料添加阀的工作、以及缸内电热塞和排气电热塞的通电正时进行控制，在于所述内燃机暖机判断单元以及催化剂暖机判断单元中分别判断为有必要实施暖机的情况下，将所述内燃机暖机判断参数设定为对应于低于所述催化剂暖机判断温度的温度，以使得与向所述排气电热塞的通电开始相比而先对所述缸内电热塞开始实施通电，所述内燃机的运转控制装置的特征在于，所述控制单元包括排气电热塞通电开始判断单元，所述排气电热塞通电开始判断单元将由所述催化剂温度取得单元所取得的所述催化转换器的温度与预先设定的排气电热塞加热开始判断温度进行比较，并对所述排气电热塞的通电开始正时进行判断，所述排气电热塞加热开始判断温度以对应于高于所述内燃机暖机判断参数的温度且低于所述催化剂暖机判断温度的温度的方式而设定。
[0014]在本发明中，由于在内燃机刚刚启动之后排气净化装置的催化转换器的温度较低，因此处于催化转换器的净化性能较低的状态。因此，在该状态下，实施使用了针对缸内电热塞的通电的余辉控制，能够有效地降低HC与CO。然而，在催化转换器的温度上升并达到了活性温度附近的情况下，与持续实施余辉控制相比，通过排气加热装置而对催化转换器进行加热并实施由催化转换器进行的净化能够以更低的电力消耗量而高效地对HC、CO进行净化。
[0015]在基于本发明的第一实施方式而构成的内燃机的运转控制装置中，也可以采用如下方式，即，还具备取得排气电热塞的温度的排气电热塞温度取得单元，在内燃机暖机判断单元判断出内燃机的暖机结束的情况下、或由排气电热塞温度取得单元所取得的排气电热塞的温度变为了燃料的点火温度以上的情况下，控制单元结束向缸内电热塞的通电。
[0016]还具备取得流过排气通道的排气流量的排气流量取得单元，控制单元还包括，将排气电热塞加热开始判断温度补正为较高以使得由该排气流量取得单元所取得的排气流量越多则对于排气电热塞的通电开始正时越延迟的单元。
[0017]本发明的第二方式提供一种内燃机的运转控制方法，具备:(a)取得与内燃机的暖机的必要性的有无相关的参数的步骤；(b)将在该(a)的步骤中所取得的参数与预先设定的内燃机暖机判断参数进行比较并对所述内燃机的暖机的必要性的有无进行判断的步骤；(C)在于该(b)的步骤中判断为有必要实施所述内燃机的暖机的情况下，将以面对所述内燃机的燃烧室的方式而配置的缸内电热塞加热至预定温度的步骤；(d)在所述缸内电热塞变为了预定温度以上的情况下向所述燃烧室喷射燃料且使该燃料点火并燃烧的步骤；(e)取得排气净化装置的催化转换器的温度的步骤，其中，所述排气净化装置的催化转换器被配置在导入有来自所述内燃机的排气的排气通道中，(f)将在该(e)的步骤中所取得的所述催化转换器的温度与预先设定的催化剂暖机判断温度进行比较并对所述催化转换器的暖机的必要性的有无进行判断的步骤；(g)在于该(f)的步骤中判断出有必要实施所述催化转换器的暖机的情况下，在与所述排气净化装置相比靠上游侧的排气通道处对排气电热塞进行加热的步骤；(h)在所述排气电热塞变为了燃料的点火温度以上的情况下，向所述排气通道添加燃料并通过所述排气电热塞而使该燃料点火并燃烧的步骤，所述内燃机的运转控制方法的特征在于，在分别于所述(b)的步骤以及所述(f)的步骤中判断为有必要实施暖机的情况下，将所述内燃机暖机判断参数设为对应于低于所述催化剂暖机判断温度的温度，以使得与所述(g)以及(h)的步骤相比而先执行所述(C)以及⑷的步骤，在所述(g)的步骤中，包括将在所述(e)的步骤中所取得的所述催化转换器的温度与预先设定的排气电热塞加热开始判断温度进行比较并对所述排气电热塞加热步骤的开始正时进行判断的步骤，所述排气电热塞加热开始判断温度以对应于高于所述内燃机暖机判断参数的温度且低于所述催化剂暖机判断温度的温度的方式而设定。
[0018]在基于本发明的第二方式而构成的内燃机的运转控制方法中，也可以采用如下方式，g卩，在于(b)的步骤中取得了所述内燃机的暖机已结束的判断结果的情况下、或于(g)的步骤中所述排气电热塞变为了