内燃发动机及内燃发动机的控制方法

专利名称：内燃发动机及内燃发动机的控制方法
技术领域：
本发明总体涉及能够在非增压的化学计量燃烧模式与增压的稀薄燃烧模式之间转换运转状态的内燃发动机以及内燃发动机的控制方法。
背景技术：
通常的直喷式发动机能够在稀薄燃烧模式与化学计量燃烧模式之间转换发动机的燃烧模式，其中在所述稀薄燃烧模式中，发动机以稀空燃比工作以便实现均匀燃烧，在所述化学计量燃烧模式中，发动机以化学计量空燃比工作以便实现均匀燃烧。在这种情况下，发动机的控制器存储用于基于发动机转速和发动机负荷设定燃烧模式的燃烧模式映射，并依据发动机
运转4Hf来控制稀薄燃烧模式与化学计量燃烧模式之间的转换。
当能够转换燃烧模式的发动机受到控制而根据运转条件在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变空燃比时，如果较大地改变空燃比，则发动机会产生不同的扭矩量，并且在改变空燃比时可能发生扭矩的大的阶跃变化(例如，突然减小)，导致驱动性能变劣。
为了防止在改变空燃比时发生扭矩的阶跃变化，已提出执行用于延迟点火正时的控制。例如，当燃烧模式从化学计量燃烧模式转换至稀薄燃烧模式时，控制器在转换控制期间将发动机的工作控制于化学计量空燃比，然后在转换控制之后将空燃比从化学计量空燃比变化至稀空燃比。更具体地，当响应于当前的发动M转M发出用于从化学计量燃烧模式转换至稀薄燃烧模式的指令时，控制器增大节气门开度以便增大进气量，而且，增大燃料喷射量，从而将发动机保持为工作于化学计量空燃比。在此操作期间，控制器延迟点火正时以便限制或禁止发动机产生的扭矩的增大。在经历预定时长之后，控制器将点火正时提前以便形成适于发动M转4Hf的点火正时，并减少燃料喷射量以便将空燃比从化学计量空燃比改变至稀
空燃比。日本专利申请公开No. 08-114166 (JP-A-08-114166)中乂^开了以这种方式控制的内燃发动机的示例。但是，在发动机配装有废气涡轮增压器或涡轮增压器的情况下，当燃烧模式在非增压的化学计量燃烧模式与增压的稀薄燃烧模式之间转换时，由于排气能量的增加，增压压力升高至高于必要的水平，且当用于改变空燃比的控制结束时会发生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，导致驱动性能变劣。更具体地，当将发动机的燃烧模式从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式时，排气温度由于点火正时的延迟而升高，且由涡轮增压器产生的实际的增压压力升高至等于或高于目标增压压力的水平。随着增压压力增大为超过必要，扭矩增大，并且由于当用于改变空燃比的控制结束时有必要减小增大的扭矩，所以会发生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)。在这种情况下，随着发动机负荷(或进气量)增加，相对于点火正时的延迟量，扭矩的减小量增加，且因此，在转换燃烧模式时发生明显大的扭矩的阶跃变化，导致燃烧模式的变劣。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在改变空燃比时防止发生扭矩的阶跃变化的内燃发动机，由此保证改善的驱动性能。
本发明第一方面涉及一种内燃发动机，所^JL动机包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室的增压器；用于检测增压压力的增压压
力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改变装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时。根据本发明第一方面，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测装置所检测到的所述增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置将所述点火正时的延迟量保持为恒定值。
在根据本发明第一方面的内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力变为等于或高于依据发动机运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置将所述点火正时的延迟量保持为恒定值。因此，可以防止所述增压压力增大至高于必要的水平，并由此防止在改变空燃比时发生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，由此保证改善的驱动性能。在根据本发明第 一方面的内燃发动机中，所述目标增压压力可以设定为比基于所述发动机的运转条件设定的所需增压压力低预定量的值，使得当形成所述稀空燃比时，所述增压压力达到所需增压压力。
在上述内燃发动机中，可进一步设置空气量检测装置，用于检测^1^所述燃烧室内的空气量。在这种情况下，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力变为等于或高于所述目标增压压力，则所述控制装置可以将所述点火正时的延迟量保持为恒定值，并且可以控制节气门开度使得由所述空气量检测装置检测到的空气量变为与依据所述发动机的运转条件预先设定的目标空气量基本相等。
本发明第二方面涉及一种内燃发动机，所述发动机包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室的增压器；设置在旁通所述增压器的涡
轮的旁通通道中的排气放泄阀；用于检测增压压力的增压压力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改变装置在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时。根据本发明第二方面，当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间根据排气能量的增量来增大所述排气放泄阀的开度。
在根据本发明第二方面的内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测装置所检测到的增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置根据所述排气能量的增量来增大所述排^故泄阀的开度。
在上述内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置根据所述排气能量的增量来增大所述排W泄阀的开度。而且，所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间根据排气能量的增量来增大所述排气放泄阀的开度。通过如此控制的发动机，部分排气在不经过增压器的涡轮的情况下，通过所述旁通通道排出，其中在所述旁通通道中，排气放泄阀是打开的。由此可以防止增压压力增大至高于必要的水平，并防止在改变空燃比时发生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小),由此保证改善的驱动性能。
在上述内燃发动机中，所述控制装置可以在用于改变所述空燃比的控制期间基于排气温度的增量来计算所述排气能量的增量，并可以基于所述
排气能量的增量和排气的流量来i殳定所述排气放泄阀的开度。
本发明第三方面涉及一种内燃发动机，所述发动机包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室的增压器；设置在回流通道中的进气放泄阀，由所述增压器压缩的空气通过所述回流通道供给返回至所述增压器的压缩机上游的进气通道；用于检测增压压力的增压压力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改变装置在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时。根据本发明第三方面，当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间根据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
在才艮据本发明第三方面的内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测装置所检测到的增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置可才艮据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
在上述内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，当所述增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力时，所述控制装置才艮据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。而且，当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间根据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。通过如此控制的发动机，部分压缩后的进气通过进气放泄阀供给返回至所述增压器的压缩机上游的进气通道的一部分。由此可以防止增压压力增大至高于必要的水平，并防止在改变空燃比时发生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，由此保证改 善的驱动性能。
本发明第四方面涉及一种内燃发动机，所述发动机包括多个气缸， 所述多个气缸划分为分别布置在左气缸列和右气缸列中的第 一 气缸组和 第二气釭组；为所述第一气釭组和所述第二气缸组独立设置的第一排气通 道和第二排气通道；分别设置于所述第一排气通道和所述第二排气通道中 的第一控制阀和第二控制阀，用于控制相应的排气通道中的排气的流量； 分别设置于所述第一排气通道和所述第二排气通道中的第一净化催化剂 和第二净化催化剂；连通通道，所述第一控制阀和所述第一净化催化剂上 游的所述第一排气通道的一部分与所述第二控制阀和所述第二净化催化 剂上游的所述第二排气通道的一部分通过所述连通通it^目连通；仅i殳置用 于所述第一气釭组的增压器；用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改 变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改 变装置在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点 火正时改变装置延迟所述点火正时。才艮据本发明第四方面，当所述控制装 置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正 时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间关闭所述第一控制 阀并打开所述第二控制阀。
在根据本发明第四方面的内燃发动机中，当所述控制装置将所述空燃 比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制 装置关闭设置于连接至第一气缸组的设置有增压器的第一排气通道中的 第一控制阀，并打开设置于连接至第二气釭组的不具有增压器的第二排气 通道中的第二控制阀，使得排气通过没有设置涡轮的第二排气通道排出。 由此可以防止增压压力增大至高于必要的水平，并防止在改变空燃比时发 生扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，由此保证改善的驱动性能。
在根据本发明第四方面的内燃发动机中，在所述净化催化剂已预热的 情况下起动所述发动机期间，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空 燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置可以在用于 改变所述空燃比的控制期间打开所述第 一控制阀并关闭所述第二控制阀。
在根据本发明第四方面的内燃发动机中，在从打开或关闭所述第一控 制阀和所述第二控制阀起经过预定时间之后，所述控制装置可以使得所述 空燃比改变装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比。


通过以下参考附图对示例性实施方式的描述，本发明的上述及进一步 的目的、特征和优点将变得明显，在附图中，相同的数字用于表示相同的
元件，且其中
图l是作为根据本发明第一实施方式的内燃发动机的V型六釭发动机 的示意性俯视图2是第一实施方式的V型六釭发动机的示意性截面图3是表示第一实施方式的V型六釭发动机的燃烧模式的燃烧模式映
射；
图4的流程示了在第一实施方式的V型六釭发动机上执行的燃烧 模式转换控制的程序；
图5的时间图示出了在第一实施方式的V型六釭发动机中转换燃烧模 式期间发动机运转条件的转变；
图6是作为根据本发明第二实施方式的内燃发动机的V型六缸发动机 的示意性俯视图7的流程示了在第二实施方式的V型六釭发动机上执行的燃烧 模式转换控制的程序；
图8的流程示了用于控制第二实施方式的V型六釭发动机中的废 气闸阀的开度的控制程序；
图9的时间图示出了在第二实施方式的V型六釭发动机中转换燃烧模 式期间发动机运转条件的转变；
图10是作为根据本发明第三实施方式的内燃发动机的V型六釭发动 机的示意性俯视图11的流程示了在第三实施方式的V型六釭发动机上执行的燃 烧模式转换控制的程序；
图12的时间图示出了在第三实施方式的V型六釭发动机中转换燃烧 模式期间发动机运转条件的转变；
图13的时间图示出了在第三实施方式的v型六缸发动机中转换燃烧 模式期间发动机运转条件的转变；图14是作为根据本发明第四实施方式的内燃发动机的V型六釭发动 机的示意性俯视图15的流程示了在第四实施方式的V型六缸发动机上执行的燃
烧模式转换控制的程序；以及
图16的时间图示出了在第四实施方式的V型六釭发动机中转换燃烧
模式期间发动机运转条件的转变。
具体实施例方式
将参考附图详细说明本发明的内燃发动机的一些实施方式。但是，应 当理解，本发明并不局限于所述实施方式的细节。
图l是作为根据本发明第一实施方式的内燃发动机的v型六釭发动机 的示意性俯视图。图2是第一实施方式的V型六釭发动机的示意性截面图。 图3是示出第一实施方式的V型六釭发动机能够工作的燃烧模式的燃烧模 式映射。图4的流程示了在第一实施方式的V型六缸发动机上执行的 燃烧模式转换控制的程序。图5的时间图示出了在第一实施方式的V型六 釭发动机中转换燃烧模式期间发动机运转条件的转变。
本实施方式的内燃发动机呈V型六缸发动机的形式。如图l和图2所 示，在V型六釭发动机中，气缸体ll在其上部具有左气釭列12和右气釭 列13,使得每个气缸列12、 13相对于发动机的竖直方向倾斜一定的角度， 而且，在每个气缸列12、 13中i殳置有多个气釭，以便为两个气缸列12、 13提供两个气釭组。在每个气釭列12、 13中形成三个缸膛14、 15, 每个釭膛14、 15中容纳活塞16、 17，使得活塞16、 17能够在相应的釭膛 14、 15中上下移动。曲轴(未示出)以可旋转方式支撑于气釭体11的下 部，且活塞16、 17分别经由连杆18、 19连接至曲轴。
另一方面，气缸盖20、 21紧固于气釭体11的各气缸列12、 13的顶部， 且气釭体ll、活塞16、 17以及气缸盖20、 21配合以限定燃烧室22、 23。 进气口 24、 25和排气口 26、 27形成于燃烧室22、 23的上方，即，形成在 气釭盖20、 21的下表面，使得进气口 24、 25与排气口 26、 27相对，而且 进气门28、 29的下端部和排气门30、 31的下端部分别定位在进气口 24、 25和排气口26、 27中。进气门28、 29和排气门30、 31由气釭盖20、 21 以可沿轴向移动的方式支撑，并分别在关闭进气口 24、 25和排气口 26、27的方向上受到偏置。进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35由气釭盖 20、 21以可旋转方式支撑，且形成于进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35上的进气凸轮36、 37和排气凸轮38、 39经由滚子摇臂(未示出)分别 与进气门28、 29的上端部和排气门30、 31的上端部接触。
通过以上设置，当进气凸轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35与发动机 同步旋转时，进气凸轮36、 37和排气凸轮38、 39致动相应的滚子摇臂以 便在特定的正时沿着进气门28、 29和排气门30、 31的轴线方向移动它们， 从而打开和关闭进气口 24、 25和朝一气口 26、 27。当进气门28、 29或承一气 门30、 31向下移动以打开进气口 24、 25或排气口 26、 27时，进气口 24、 25与燃烧室22、 23、或者燃烧室22、 23与排气口26、 27能够相互连通。
本实施方式的发动机进一步包括气门致动系统，所述气门致动系统包 括根据发动机运转条件分别将进气门28、 29和排气门30、 31控制到最佳 打开/关闭正时的可变进气门正时机构(VVT:智能型可变气门正时)40、 41和可变排气门正时机构42、 43。例如，WT控制器安装在进气凸轮轴 32、 33和排气凸轮轴34、 35的轴向端部以便分别设置可变进气门正时机 构40、 41和可变排气门正时机构42、 43。 WT控制器操作以通过液压泵 (或电动马达)改变每个凸轮轴32、 33、 34、 35相对于相应的凸^:轮的 相位，以便提前或延迟进气门28、 29和排气门30、 31中相应一个的打开/ 关闭时间。在这种情况下，每个可变气门正时机构40、 41、 42、 43提前或 延&目应的进气门28、 29或排气门30、 31的打开/关闭时间，同时将进气 门28、 29或排气门30、 31的工作角度(或打开时长)保持恒定。进气凸 轮轴32、 33和排气凸轮轴34、 35分别设置有用于检测进气凸轮轴32、 33 和排气凸轮轴34、 35的旋转相位的凸轮位置传感器44、 45、 46、 47。
稳压罐50经由进气歧管48、 49连接至各气釭盖20、 21的进气口 24、 25。空气滤清器52安装在进气管(进气通道)51的空气入口处，且进气 管51被划分成两个进气支管53、 54。这些进气支管53、 54在它们的下游 端部处汇合到连接至稳压罐50的进气集合管55。具有节气门56的电子节 气门装置57设置于进气集合管55中。
排气口 26、 27与汇集通道58、 59连通，从各燃烧室22、 23排放的排 气集合至所述汇集通道58、 59内，且第一排气管60和第二排气管61分别 经由排气管连接部58a、 59a连接至汇集通道58、 59。在这种情况下，排 气口 26、 27、汇集通道58、 59以及排气管连接部58a、 59a—体形成于左气釭列12和右气缸列13的每个气釭盖20、 21中。
第一上游三元催化剂(净化催化剂)62安装于第一排气管60中，而 且第二上游三元催化剂(净化催化剂)63安装于第二排气管61中。第一 排气管和第二排气管60、 61在它们的下游端部处汇合在一起，以便连接至 排气汇集管64，且氮氧化物存储-还原型催化剂65安装于排气汇集管64 中。当排气的空燃比等于化学计量空燃比时，每个上游三元催化剂62、 63 通过氧化和还原同时将包含在排气中的碳氢化合物(HC )、 一氧化碳(CO )、 氮氧化物(NOx)转变为无害物质。氮氧化物存储—还原型催化剂65在排 气空燃比为稀空燃比时一度吸收并存储包含在排气中的氮氧化物，并且当 发动机在排气中的氧浓度减小的浓燃烧区域或化学计量燃烧区域中工作 时释放所存储的氮氧化物，使得所释放的氮氧化物由作为还原剂添加的燃 料还原。
第一气缸列和第二气缸列12、 13分别设置有废气涡轮增压器(以下简 称为"涡轮增压器")66、 67。每个涡轮增压器66、 67主要包括设置于 相应的进气支管53、 54中的压缩机68、 69;设置于相应的排气管60、 61 中的涡轮70、 71;以及将压缩机68、 69与涡轮70、 71—体联接的联接轴 72、 73。在这种情况下，每个涡轮增压器66、 67的涡轮70、 71能够由流 经第一气缸列和第二气釭列12、 13的相应的其中一个排气管60、 61的排 气所驱动。在涡轮增压器66、 67的压缩机68、 69下游的进气支管53、 54 中，分别设置有中冷器74、 75用于对当由压缩机68、 69压缩时温度升高 的进气进行冷却。
设置于第一气缸列和第二气釭列12、 13中且如上所述构造的涡轮增压 器66、 67能够通过如下方式对流入进气支管53、 54的空气进行压缩使 得经由排气口 26、 27和汇集通道58、 59从各燃烧室22、 23排出至排气管 60、 61的排气驱动涡轮70、 71，并使得涡轮70、 71驱动通过联接轴72、 73联接至涡轮70、 71的压缩机68、 69。由此，通过空气滤清器52引入至 进气管51内的空气在由涡轮增压器66、 67压缩并由中冷器74、 75冷却之 后被供给至稳压罐50，随后经由各气釭列12、 13的进气歧管48、 49和进 气口 24、 25抽吸进入燃烧室22、 23。
用于将燃料(汽油)直接喷射至各燃烧室22、 23内的喷射器76、 77 安装于气釭盖20、 21中，且输送管78、 79连接至各喷射器76、 77。工作 时，具有适当压力的燃料能够从高压燃料泵80供应至各输送管78、 79，以便供给至相应的喷射器76、 77。而且，用于点燃燃料-空气混合气的火 花塞81、 82安^4气釭盖20、 21中，使得每个火花塞81、 82位于相应燃 烧室22、 23的顶部。
电子控制单元(ECU) 83安装在车辆上。ECU 83能够控制喷射器76、 77的燃料喷射正时以及火花塞81、 82的点火正时，并基于包括例如检测 到的进气量、进气温度、增压压力、节气门开度、加速器i^L位置、发动 机转速以及冷却液温度在内的发动机运转条件来确定燃料喷射量、喷射正 时、点火正时等等。更具体地，安^L进气管51上游部分中的空气流量计 84和进气温度传感器85分别测量进气量和进气温度，并将所测量的进气 量和进气温度传送至ECU83。另外，安装在进气集合管55中的增压压力 传感器86测量增压压力，并将所测量的增压压力传送至ECU83。设置于 电子节气门装置57中的节气门位置传感器87和设置于加速器踏板中的加 速器位置传感器88分别检测当前的节气门开度和当前的加速器踏板位置， 并将检测到的节气门开度和加速器踏板位置传送至ECU 83。此外，设置 于曲轴处的曲柄角传感器89检测曲柄角，并将检测到的曲柄角传送至ECU 83， ECU83随后基于曲柄角计算发动机转速。另外，设置在气缸体ll中 的水温传感器90检测发动机冷却液温度，并将检测到的冷却液温度传送至 ECU 83。
此外，空燃比(A/F)传感器91、 92设置于排气管60、 61中的各上游 三元催化剂62、 63的上游。每个空燃比传感器91、 92检测通过排气口 26、 27从燃烧室22、 23排放至相应的排气管60、 61的排气的排气空燃比，并 将检测到的排气空燃比传送至ECU 83用于^^馈控制。ECU 83将空燃比传 感器91、92所检测到的排气空燃比与根据发动机运转条件设定的目标空燃 比进行比较，从而校正燃料喷射量。
ECU 83还能够基于发动机运转*来控制可变进气门正时机构40、 41和可变排气门正时;W^42、 43。更具体地，当发动机以低温或轻负荷工 作时，或者当发动机起动或怠速运转时，ECU 83控制可变气门正时机构 40、 41、 42、 43以消除排气门30、 31的打开时长与进气门28、 29的打开 时长之间的重叠，以便减少流回到进气口 24、 25或燃烧室22、 23中的排 气量，并由此实现稳定的燃烧和改善的燃料经济性。当发动机以中等负荷 工作时，ECU83控制可变气门正时机构40、 41、 42、 43以增大上述重叠， 以便增大内部废气再循环率以改善排气净化效率并减小泵送损失以改善燃料经济性。当发动机以高负荷在低转速至中等转速下运行时，ECU 83 控制可变进气门正时^40、 41将关闭进气门28、 29的时间提前，以便 减少流回到进气口 24、 25的进气量以改善容积效率。当发动机以高负荷在 高转速下运行时，ECU 83根据发动机转速控制可变进气门正时机构40、 41以延迟关闭进气门28、 29的时间，以便提供与进气的惯性力相配的打 开/关闭正时并由此改善容积效率。
在本实施方式的V型六釭发动机中，ECU 83能够依据发动机运转条
件在稀薄燃烧模式与化学计量燃烧模式之间转换燃烧模式，其中在所述稀
薄燃烧模式中，能够以稀空燃比进行均匀进气燃烧，在所述化学计量燃烧
模式中，能够以化学计量空燃比进行均匀进气燃烧。在这种情况下，ECU
83具有用于基于发动机转速和发动机负荷(空气量)来确定燃烧模式的燃
烧模式映射，如图3所示，并通过使用所述燃烧模式映射来控制稀薄燃烧 模式与化学计量燃烧模式之间的转换。
当ECU 83通过使用燃烧模式映射来控制稀薄燃烧模式与化学计量燃 烧模式之间的转换时，发动机在所述转换控制期间以化学计量空燃比工 作，并在转换控制之后按照需要改变空燃比。即，当燃烧模式从化学计量 燃烧模式转换至稀薄燃烧模式时，ECU 83通过改变节气门开度并且改变 燃料喷射量来维持化学计量空燃比，同时延迟点火正时以便限制或避免发 动机产生的扭矩增加。在经历了预定时长并完成了转换控制之后，ECU 83 将点火正时提前至适于发动机运转条件的正时并改变燃料喷射量以便将
空燃比v^化学计量空燃比改变至稀空燃比。
但是，如在第一实施方式中那样，在发动机配装有涡轮增压器的情况 下，当转换燃烧模式时可能发生以下问题。即，当在非增压的化学计量燃 烧模式与增压的稀薄燃烧模式之间转换燃烧模式时，由于排气能量的增 加，增压压力升高至高于必要的水平，且当燃烧模式转换控制结束时发生 扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，导致驱动性能变劣。
因此，在第一实施方式的发动机中，当ECU 83将燃烧模式(空燃比) 从非增压的化学计量燃烧模式(化学计量空燃比)改变至增压的稀薄燃烧 模式(稀空燃比)同时延迟点火正时时，如果由增压压力传感器86检测到 的增压压力变为等于或高于依据发动机运转条件预先设定的目标增压压 力，则ECU83将点火正时的延迟量保持为恒定值。在本实施方式中，增 压压力传感器86提供了上述用于检测增压压力的增压压力检测装置，且ECU 83提供了用于改变空燃比的空燃比改变装置、用于改变点火正时的 点火正时改变装置、以及控制装置，当所述空燃比改变装置将空燃比从化 学计量空燃比改变至稀空燃比时，所述控制装置使得所述点火正时改变装 置延迟点火正时。
在这种情况下，ECU83依据发动机运转条件设定目标增压压力，更具 体地，将目标增压压力设定为比基于发动机运转条件(例如，加速器踏板 位置)所设定的所需增压压力低预定量。
当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从非增压的化学计量燃烧模式(化 学计量空燃比)改变至增压的稀薄燃烧模式(稀空燃比)同时延迟点火正 时时，如果增压压力变为等于或高于目标增压压力，则ECU83将点火正 时的延迟量保持为恒定值并调节电子节气门装置57的节气门56的节气门 开度，使得由空气流量传感器84检测到的进气量变为等于依据发动机运转 条件预先设定的目标空气量。在本实施方式中，所述空气流量传感器84 提供了上述用于对^燃烧室22、23内的空气量进行检测的空气量检测装 置。在这种情况下，ECU 83基于发动机运转条件(例如，加速器1^L位 置)来设定目标空气量。
以下，将参考图4的流程图更具体地说明在如上所述的本实施方式的 V型六缸发动机上ii行的燃烧模式转换控制。
如图4所示，在本实施方式的V型六缸发动机中，ECU 83在步骤Sll 中基于发动机运转条件来判定是否已提出作为转换燃烧模式要求的指令， 并且，如果ECU 83确定不存在转换燃烧模式的指令或要求，则在不执行 任何其他步骤的情况下结束;^序的一个循环。如果ECU 83确定已提出 了作为转换燃烧模式要求的指令，则ECU 83在步骤S12中判定转换燃烧 模式的要求是否为从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧 模式的要求。如果判定目前提出的要求不是从非增压的化学计量燃烧模式 转换至增压的稀薄燃,式的要求，则ECU 83在步骤S21中执行正常的 点火正时延迟控制。
另一方面，如果ECU 83在步骤S12中判定所述转换要求是从非增压 的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则执行步骤S13 以便基于由加速器位置传感器88检测到的加速器踏板位置来计算稀薄模 式所需增压压力，并通it^所述稀薄模式所需增压压力减去预定值来计算稀薄模式目标增压压力。然后ECU 83转入步骤S14以便执行点火正时延 迟控制。
随后，ECU83在步骤S15中重新获取由增压压力传感器86检测到的 增压压力(实际增压压力)，并在步骤S16中判定实际增压压力是否已变 为等于或高于目标增压压力。当燃烧模式从非增压的化学计量燃烧模式转 换至增压的稀薄燃烧模式时，进气量和燃料喷射量增加以便在转换控制期 间维持化学计量空燃比，且因此，排气量增加，导致增压压力升高。另一 方面，点火正时延迟以便限制或避免扭矩增大。由此，ECU 83通过在步 骤S16中判定实际增压压力是否在燃烧模式转换控制期间已增大为等于或 高于目标增压压力，iWr查增压压力是否已增大至高于必要的水平。
如果在步骤S16中判定实际增压压力在燃烧模式转换控制期间尚未变 得等于或高于目标增压压力，则重复执行步骤S13至步骤S15。如果在步 骤S16中判定实际增压压力已经变为等于或高于目标增压压力，则ECU83 停止进一步延迟点火正时并在步骤S17中保持当前的延迟量。此后，ECU 83在步骤S18中根据实际增压压力来校正节气门开度，并在步骤S19中通 过判定实际进气量是否已变为等于或大于目标进气量来判定是否应当终 止点火正时延迟控制。由于即使实际增压压力在燃烧模式转换控制期间变 为等于或高于目标增压压力，实际增压压力也未达到所需增压压力，所以 较大程度地校正加速器踏板位置，使得实际进气量变为等于目标进气量。
如果在步骤S19中判定实际进气量尚未变为等于或大于目标进气量， 则重复执行步骤S17和步骤S18。如果在步骤S19中判定实际进气量已变 为等于或大于目标进气量，则执行步骤S20以便终止点火正时延迟控制。
以下，将参考图5的时间图具体地i兑明，由于在本实施方式的V型六 缸发动机上所进行的燃烧模式转换控制所引起的发动机运转条件的转变。
在本实施方式的V型六缸发动机中，如图5所示，如果在tl时刻做出 从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则ECU
83增大节气门开度以便增大进气量并增大燃料喷射量，从而维持化学计量 空燃比。紧随tl时刻之后，ECU83逐渐延迟点火正时。因而，排气量增 加，且增加的排气以大于必要的方式驱动涡轮增压器66、 67，因此实际增 压压力增大至高于所需增压压力的水平，并且实际点火正时从所需点火正 时大大延迟以便防止扭矩过度增大。因此，在第一实施方式的发动机中，如果实际增压压力在t2时刻变为 等于或高于设定为低于所需增压压力的目标增压压力，则ECU 83停止进 一步延迟点火正时，并保持当前的延迟量，使得增压压力停止增大。随后， ECU 83根据实际增压压力通过控制节气门开度来校正(即，增大)燃料 喷射量和进气量。然后，如果实际进气量变为等于或大于目标进气量，则 ECU 83终止点火正时延迟控制，并将点火正时提前至根据发动机运转条 件所设定的正时。此后，ECU 83减少燃料喷射量以便将空燃比改变至稀 空燃比，并完成将燃烧模式从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀 薄燃烧模式的控制。
如上所述，V型六釭发动机形式的第一实施方式的内燃发动机设置有 能够压缩进气并将所压缩的空气供给至燃烧室22、 23的涡轮增压器66、 67，并且ECU 83能够依据发动机运转条件将燃烧模式从非增压的化学计 量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式。在从非增压的化学计量燃烧模式 转换至增压的稀薄燃烧模式期间，ECU 83延迟点火正时并在增大的实际 增压压力变为等于或高于目标增压压力时将点火正时的延迟量保持为恒定值。
由此通过在从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式 期间延迟点火正时，可以防止扭矩过度增大。当由于点火正时的延迟而升 高的实际增压压力变为等于或高于目标增压压力时，通过停止进一步延迟 点火正时并保持当前的延迟量，可以抑制或避免由于点火正时的延迟所引 起的增压压力的过度增大以及由此产生的扭矩的增大，并防止在改变空燃 比时否则可能发生的扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，由此保证改善 的驱动性能。
在这种情况下，由于目标增压压力设定为比基于诸如加速器踏板位置 之类的运转条件所设定的所需增压压力低特定量的水平，所以能够适当抑 制或避免由于点火正时的延迟所引起的增压压力的过度增大以及由此产 生的扭矩的增大。
在第一实施方式的发动机中，当ECU 83将燃烧模式从非增压的化学 计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式时，ECU 83延迟点火正时，并 在增大的实际增压压力变为等于或高于预^L的目标增压压力时将点火正 时的延迟量保持为恒定值，同时控制节气门开度使得实际进气量变为等于 依据运转条件预先设定的目标空气量。因此，能够在转换燃烧模式之后将空燃比适当改变至期望的稀空燃比。
在上述第一实施方式中，点火正时延迟控制的完成是通过判定实际进 气量是否已变为等于或大于目标进气量的方式来确定的，并且较大程度地 校正加速器踏板位置以便使实际进气量等于目标进气量。但是，即使当实 际增压压力变为等于或高于目标增压压力时停止进一步延迟点火正时并 维持当前的延迟量，实际增压压力也可能增大至高于所需增压压力的水 平，且实际进气量可能超过所需进气量。因此，可以较大程度或较小程度 地校正加速器踏板位置，使得实际进气量落入基于目标进气量设定的目标 进气量的最优区域中。
图6是作为根据本发明第二实施方式的内燃发动机的V型六釭发动机 的示意性俯视图，而图7的流程示了在第二实施方式的V型六釭发动 机上执行的燃烧模式转换控制。图8的流程示了设置于第二实施方式 的V型六缸发动机中的废气闸阀的开度的控制，而图9的时间图示出了在 第二实施方式的V型六缸发动机中转换燃烧模式期间发动机运转条件的转 变。在图6中，使用与在图l和图2中所使用的相同的参考数字来标识与 第一实施方式相同或功能相应的元件或构件，并且将不再提供对这些元件 或构件的进一步说明。
在本实施方式的V型六釭发动机中，如图6所示，废气涡轮增压器(将 简称为"涡轮增压器")66、 67分别设置于第一气缸列12和第二气釭列13 中。每个涡轮增压器66、 67主要包括压缩机68、 69，其设置于相应的 进气支管53、 54中；涡轮70、 71，其设置于相应的排气管60、 61中；以 及联接轴72、 73，其一体地联接压缩机68、 69与涡轮70、 71。而且，旁 通涡轮增压器66、 67各自的涡轮70、 71的旁通管(旁通通道)101、 102 分别设置于第一排气管和第二排气管60、 61中，且废气闸阀103、 104安 装在相应的旁通管101、 102中。ECU 83能够根据增压压力传感器86检 测到的增压压力来打开和关闭废气闸阀103、 104。
通过以上布置，设置于第一气缸列和第二气釭列12、 13中的涡轮增压 器66、 67能够通过以下的方式^Mt来压缩流入进气支管53、 54的空气 使得经由排气口 26、 27和汇集通道58、 59W目应的燃烧室22、 23排出至 排气管60、 61的排气驱动涡轮70、 71，并使得涡轮70、 71驱动由联接轴 72、 73联接至涡轮70、 71的压缩机68、 69。然后压缩后的空气>^1压罐 50供给至相应的气釭列12、 13的燃烧室22、 23。在此操作期间，如果由增压压力传感器86检测到的增压压力达到预定的增压压力，则ECU 83打 开废气闸阀103、 104并使得过量的排气通过旁通管101、 102,以便限制 涡轮70、 71的旋转，并由此防止压缩机68、 69进一步压缩空气。
在第二实施方式的V型六釭发动机中，ECU 83能够在稀薄燃烧模式 与化学计量燃烧模式之间转换燃烧模式，并使用基于发动机转速和发动机 负荷设定燃烧模式的燃烧模式映射来进行转换控制。当ECU 83控制稀薄 燃烧模式与化学计量燃烧模式之间的转换时，发动机在转换控制期间以化 学计量空燃比工作，并在转换控制^L后改变空燃比。在第二实施方式中， 当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从增压的稀薄燃烧模式(稀空燃比)转 换至非增压的化学计量燃烧模式(化学计量空燃比)同时延迟点火正时时， ECU83在燃烧模式转换控制期间(在用于改变空燃比的控制期间)，根据 排气能量的增量来增大用作排气放泄阀的废气闸阀103、 104的开度。以此 方式，在燃烧模式转换期间，防止了增压压力由于排气能量的增大而过度 增大，并在完成燃烧模式转换控制时抑制或避免了否则可能发生的扭矩的 阶跃变化(例如，突然减小)。
在这种情况下，ECU83在燃烧模式转换控制期间，基于排气温度的增 量来计算排气能量的增量，并基于所述排气能量的增量和排气的流量来设 定废气闸阀103、 104的开度，如稍后所述。
以下将参考图7的流程图更具体地说明如上所述在本实施方式的V型 六缸发动机上进行的燃烧模式转换控制。
如图7所示，在本实施方式的V型六釭发动机中，ECU 83在步骤S31 中基于发动机运转条件判定是否已提出作为转换燃烧模式要求的指令，并 且，如果ECU 83确定不存在转换燃烧模式的指令或要求，则在不执行任 何其他步骤的情况下结束W序的一个循环。如果ECU 83确定已提出了 作为转换燃烧模式要求的指令，则ECU 83在步骤S32中判定转换燃烧模 式的要求是否为将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学 计量燃烧模式的要求。如果判定所述要求不是从增压的稀薄燃烧模式转换 至非增压的化学计量燃烧模式的要求，则ECU 83在步骤S36中执行正常 的点火正时延迟控制。
另一方面，如果ECU 83在步骤S32中判定所述转换要求是从增压的 稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的要求，则ECU 83在步骤S33执行点火正时延迟控制。虽然进气量减少以便在从增压的稀薄燃烧 模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的转换控制期间形成化学计量空 燃比，但是由于点火正时延迟，所以排气温度升高且增压压力增大。因此， ECU83在燃烧模式转换控制期间增大废气闸阀103、 104的开度，以便限 制或避免增压压力的增大。通过由此打开的废气闸阀103、 104,过量的排 气在不经过涡轮70、 71的情况下从旁通管101、 102排出，因而防止增压 压力由于涡轮70、 71转速的否则可能的增大而增大。然后，如果终止燃烧 模式转换控制，则在步骤S35中终止点火正时延迟控制。
将参考图8的流程图更详细地说明在步骤S34中所进行的废气闸阀 103、 104的开度控制。
如图8所示，在废气闸阀103、 104的开度控制中，在步骤S41中判定 是否正在执行燃烧模式转换控制，并且，如果判定未在执行燃烧模式转换 控制，则在不执行任何其他步骤的情况下结束4^序的一个循环。如果判 定正在执行燃烧模式转换控制，则ECU 83转入步骤S42。
在步骤S42中，ECU 83计算由于点火正时延迟引起的排气能量的增 量。更具体地，ECU 83存储表示响应于点火正时延迟而增加的排气温度 的温度映射。排气能量通常能够由气体的低压比热、气体流率以及气体温 度来表达，且由于点火正时延迟引起的排气能量的增量能够由以下等式(1) 表示
ej—cyiout = Cpm(Tcyl - …(1 )
其中，
ed—cyl。ut:排气能量的增量； Cp:恒定压力下的比热； m:气体流率； Tcyl:延迟期间的排气温度； Tex0:排气汇集管的温度。
接下来，在步骤S43中测量所需状态量。更具体地，在旁通涡轮70、 71时必须打开废气闸阀103、 104并4吏排气通过旁通管101、 102，使得通 过旁通管101、102的排气的能量与由于点火正时延迟所引起的排气能量的增量一致。在此，通过废气闸阀103、 104被打开的旁通管101、 102的排 气的流率能够由以下等式(2)表示
<formula>formula see original document page 26</formula>
(2)
其中，
废气闸阀处的排气的流率； Awcv:废气闸阀的开度； R:气体常数； Tex:排气汇集管的温度； k:比热； Pex:排气压力； Pair:大气压力。
流经废气闸阀103、 104被打开的旁通管101、 102的排气的能量能够 由以下等式(3)表示
e柳v = Cpm、扣yT战 (3)
然后，在步骤S44中计算废气闸阀103、 104的开度。更具体地，根据 上述等式(1)计算出的排气能量的增量需要排出或释放作为根据上述等式 (3)计算出的流经废气闸阀103、 104被打开的旁通管101、 102的排气的 能量。由此，使得从这些等式(1)、 (3)所获得的值彼此相等，而且，废 气闸岡103、 104的开度能够计算如下并由以下等式(4)表示。<formula>formula see original document page 27</formula>
假设在排气汇集通道58、 59中不存在热传递，则点火延迟控制期间的 排气温度等于排气汇集通道58、 59的温度。随点火正时延迟而改变的排气 温度从上面提到的排气温度映射获得，且排气的流率从空气流量计84检测 到的进气量导出。然后，能够通过将由此获得的排气的流率和温度代入上 述等式(4)来计算废气闸阀103、 104的开度。
以下，将参考图9的时间图来更具体地说明由于在本实施方式的V型 六釭发动机上所进行的燃烧模式转换控制所引起的发动机运转条件的转 变。
在本实施方式的V型六釭发动机中，如图9所示，如果在tl时刻做出 从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的要求，则减小 节气门开度以便减小进气量并将空燃比改变至化学计量空燃比，而且立刻 延迟点火正时，然后逐渐提前点火正时。因而，排气温度由于点火正时的 延迟而升高，且涡轮增压器66、 67的涡轮转速增加，4吏得增压压力增大， 如图9中的单点划线所示。在这种情况下，难以防止扭矩增大为大于必要。
因此，在本实施方式中，废气闸阀103、 104在从增压的稀薄燃烧模式 转换至非增压的化学计量燃烧模式的转换控制期间被打开，使得过量的排 气在不经过涡轮70、 71的情况下从旁通管101、 102排出。因而，限制或 避免了排气温度、涡轮转速以及增压压力的否则可能的增加，而且也限制 或避免了进气量的增加。如果在t2时刻终止燃烧模式转换控制，则点火正 时设定为适于发动机运转条件的正时，而且关闭废气闸阀103、 104,以便 完成将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模 式的转换控制。
如上所述，V型六缸发动机形式的第二实施方式的内燃发动机设置有 涡轮增压器66、 67，所述涡轮增压器66、 67能够压缩进气并将压缩后的 空气供给至燃烧室22、 23，而且废气闸阀103、 104安装于旁通涡轮70、 71的旁通管101、 102中。ECU 83能够依据发动机运转条件将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式。当从增压的稀薄
燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式时，ECU 83延迟点火正时， 并在燃烧模式转换控制期间根据排气能量的增量来增大废气闸阀103、 104 的开度。
通过上述布置，可以通it^迟点火正时防止在从增压的稀薄燃烧模式 转换至非增压的化学计量燃烧模式期间扭矩过度增大。通过打开废气闸阀 103、 104并使过量排气在不经过涡轮70、 71的情况下排出，也可以防止 增压压力由于点火正时延迟而过度增大以及由此引起的扭矩增大，由此防
止在改变空燃比时否则可能发生的扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)， 并保证改善的驱动性能。
在这种情况下，排气能量的增量是基于燃烧模式转换控制期间的排气 温度的增量来计算的，而且废气闸阀103、 104的开度是基于由此计算出的 排气能量的增量和排气的流率来设定的。通过依据发动机运转条件适当设 定废气闸阀103、 104的开度，能够适当防止增压压力由于点火正时的延迟 而增大至高于必要的水平。
在上述第二实施方式中，当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从增压的 稀薄燃烧模式(稀空燃比)转换至非增压的化学计量燃烧模式(化学计量 空燃比)同时延迟点火正时时，ECU 83在燃烧模式转换控制期间根据排 气能量的增量来增大废气闸阀103、 104的开度。但是，如上述第一实施方 式那样，当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从非增压的化学计量燃烧模式 (化学计量空燃比)转换至增压的稀薄燃烧模式(稀空燃比)同时延迟点 火正时时，ECU 83可以判定由增压压力传感器86检测到的增压压力是否 已变为等于或高于依据所述运转条件预先设定的目标增压压力，并且，如 果判定增压压力已变为等于或高于目标增压压力，则可以^fL据排气能量的 增量来增大废气闸岡103、 104的开度。
图10是作为根据本发明第三实施方式的内燃发动机的V型六釭发动 机的示意性俯视图，图11的流程示了在第三实施方式的V型六釭发 动机上进行的燃烧模式转换控制的程序。图12和图13的时间图示出了在 第三实施方式的V型六缸发动机中转换燃烧模式期间发动机运转条件的转 变。在图10中，使用与在先前实施方式相同的参考数字来标识相同或功能 相应的元件或构件，将不再对这些元件或构件进一步说明。如图10所示，在本实施方式的V型六釭发动机中，稳压罐50经由进 气歧管48、 49连接至相应的气釭盖20、 21的进气口 24、 25。进气管51 划分成两根进气支管53、 54，涡轮增压器66、 67的压缩机68、 69分别安 装于进气支管53、 54中。进气支管53、 54在它们的下游端部处汇合在一 起，并经由进气集合管55连接至稳压罐50。在本实施方式中，回流管(回 流通道)111、 112设置用于将由涡轮增压器66、 67的压缩机68、 69压缩 后的空气供给返回至压缩机68、 69上游的进气支管53、 54。回流管111、 112^1置成在进气支管53、 54中将压缩机68、 69的上游侧与压缩机68、 69的下游侧相连接，且作为进气放泄阀的空气旁通阀113、 114分别安装 于回流管111、 112中。ECU 83能够依据增压压力传感器86检测到的增压 压力来打开和关闭空气旁通阀113、 114。
在第三实施方式的V型六釭发动机中，ECU 83能够在稀薄燃烧模式 与化学计量燃烧模式之间转换燃烧模式，并使用基于发动机转速和发动机 负荷来设定燃烧模式的燃烧模式映射来进行转换控制。当ECU 83控制稀 薄燃烧模式与化学计量燃烧模式之间的转换时，发动M转换控制期间以 化学计量空燃比工作，并在转换控制之后根据需要改变空燃比。在第三实 施方式中，当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从非增压的化学计量燃烧模 式(化学计量空燃比)改变至增压的稀薄燃烧模式(稀空燃比)同时延迟 点火正时时，当由增压压力传感器86检测到的增压压力变为等于或高于依 据发动机运转条件预先设定的目标增压压力时，ECU 83根据增压压力的 增量来增大空气旁通阀113、 114的开度。以此方式，防止了增压压力在燃 烧模式转换期间由于排气能量的增大而过度增大，并防止在完成空燃比 (或燃烧模式)转换控制时否则可能发生的扭矩的阶跃变化(例如，突然 减小)。
以下，将参考图11的流程图更具体地说明在上述的本实施方式的V 型六缸发动机上所进行的燃烧模式转换控制。
在本实施方式的V型六缸发动机中，如图11所示，ECU83在步骤S51 中基于发动机运转条件来判定是否已提出作为转换燃烧模式要求的指令， 并且，如果确定不存在转换燃烧模式的指令或要求，则在不执行任何另外 的步骤的情况下结束本程序的一个循环。如果ECU 83确定已提出了作为 转换燃烧模式要求的指令，则ECU 83在步骤S52中判定转换燃烧模式的 要求是否为将燃烧模式从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀燃烧模式的要求。如果判定转换要求不是从非增压的化学计量燃烧模式转
换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则ECU 83在步骤S61中执行正常的点 火正时延迟控制。
另一方面，如果ECU 83在步骤S52中判定转换要求为从非增压的化 学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则执行步骤S53以便 基于由加速器位置传感器88检测到的加速器i^gL位置来计算稀薄模式所 需增压压力，并通过从所述稀薄模式所需增压压力减去预定值来计算稀薄 模式目标增压压力。然后ECU 83转入步骤S54以便执行点火正时延迟控 制。
随后，ECU 83在步骤S55中重新获取由增压压力传感器86检测到的 增压压力(实际增压压力)，并在步骤S56中判定实际增压压力是否已变 为等于或高于目标增压压力。如果判定实际增压压力在燃烧模式转换控制 期间尚未变为等于或高于目标增压压力，则重复执行步骤S54至步骤S56。 另一方面，如果判定实际增压压力已经变为等于或高于目标增压压力，则 在步骤S57中执行空气旁通阀U3、 U4的开度控制，即，依据设定的程度 打开空气旁通阀113、 114。通过由此打开的空气旁通阀113、 114，过量的 压缩空气通过回流管111、 112供给返回至压缩机68、 69的上游侧而不被 吸入燃烧室22、 23，因此，防止了增压压力过度增大。在这种情况下，ECU 83基于在燃烧模式转换控制之前由增压压力传感器86检测到的增压压力 以及在燃烧模式转换控制期间由增压压力传感器86检测到的增压压力来 计算增压压力的增量，并基于增压压力的增量来i殳定空气旁通阀113、 114 的开度。在这方面，ECU83存储限定了空气旁通阀113、 114的开度与增 压压力的增量之间关系的映射，并基于此映射确定空气旁通阀113、 114 的开度。
在执行步骤S57之后，ECU 83在步骤S88中根据实际增压压力来校 正节气门开度，并在步骤S59中通过判定实际进气量是否已变为等于或大 于目标进气量来判定是否应当终止点火正时延迟控制。由于即使实际增压 压力在燃烧模式转换控制期间增大为等于或高于目标增压压力的水平，实 际增压压力也未达到所需增压压力，所以较大程度地校正加速器踏板位
置，使得实际进气量变为等于目标进气量。如果在步骤S59中判定实际进 气量尚未变为等于或大于目标进气量，则重复执行步骤S57和S58。如果 在步骤S59中判定实际进气量已变为等于或大于目标进气量，则执行步骤S60以终止点火正时延迟控制。
以下，将参考图12的时间图来更具体地说明由于本实施方式的V型 六釭发动机中的燃烧模式转换控制所引起的发动机运转条件的转变。
在本实施方式的V型六釭发动机中，如果在tl时刻做出从非增压的化 学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则ECU 83增大节气 门开度以便增大进气量，而且还增大燃料喷射量，从而维持化学计量空燃 比。紧随tl时刻之后，ECU83逐渐延迟点火正时。因而，排气温度和涡 轮增压器66、 67的涡轮转速由于点火正时的延迟而增加，如图9中的单点 划线所示，导致增压压力增大，这4吏得难以防止扭矩增大为大于必要。
因此，在本实施方式中，空气旁通阀113、 114在从非增压的化学计量 燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的转换控制期间被打开，使得过量的 压缩空气通过回流管111、 112供给返回至压缩机68、 69的上游侧而不被 ^U^燃烧室22、 23。因而，限制或避免了排气温度和涡轮转速的增加，而 且防止了扭矩由于增压压力的否则可能的增大而过度增大。如果在t2时刻
终止燃烧模式转换控制，则点火正时提前并设定为适于发动机运转条件的 正时，而且关闭空气旁通阀113、 114。由此完成将燃烧模式从非增压的化 学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的转换控制。
在上述第三实施方式中，当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从非增压 的化学计量燃烧模式(化学计量空燃比)转换至增压的稀薄燃烧模式(稀 空燃比)同时延迟点火正时时，ECU83判定由增压压力传感器86检测到 的增压压力是否已变为等于或高于依据运转条件预先设定的目标增压压
力，并且，如果判定增压压力已变为等于或高于目标增压压力，则才艮据增 压压力的增量来增大空气旁通阀113、 114的开度。但是，当ECU83将燃 烧模式(空燃比)从增压的稀薄燃烧模式(稀空燃比)转换至非增压的化 学计量燃烧模式(化学计量空燃比)同时延迟点火正时时，可以控制空气 旁通阀113、 114的开度4吏之在燃烧模式转换控制期间才艮据增压压力的增量 来增大。
在这种情况下，如图13所示，如果在tl时刻做出从增压的稀薄燃烧 模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的要求，则ECU 83通过减小节气 门开度来减小进气量，以^更将空燃比改变至化学计量空燃比，而且立刻延 迟点火正时，然后逐渐提前点火正时。因而，如图9中的单点划线所示，排气温度和涡轮增压器66、 67的涡轮转速由于点火正时的延迟而增加，导 致增压压力增大，这使得难以防止扭矩增大为大于必要。
因此，在本实施方式中，空气旁通阀113、 114在从增压的稀薄燃烧模 式转换至非增压的化学计量燃烧模式的转换控制期间被打开，使得过量的 压缩空气通过回流管111、 112供给返回至压缩机68、 69的上游侧而不被 吸入燃烧室22、 23。因此，限制或避免了排气温度和涡轮转速的增加，并 防止了扭矩由于增压压力的否则可能的增大而过度增大。如果在t2时刻终 止燃烧模式转换控制，则点火正时设定为适于发动机运转条件的正时，而 且关闭空气旁通岡113、 114。由此，完成将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模 式转换至非增压的化学计量燃烧模式的转换控制。
如上所述，V型六釭发动机形式的第三实施方式的内燃发动机设置有 涡轮增压器66、 67，所述涡轮增压器66、 67能够压缩进气并将压缩后的 空气供给至燃烧室22、 23,而且空气旁通阀113、 114安装于回流管111、 112中，通过所述回流管lll、 112，压缩后的空气供给返回至压缩机68、 69的上游侧。ECU 83能够依据发动机运转条件将燃烧模式从非增压的化 学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式。当从非增压的化学计量燃烧 模式转换至增压的稀薄燃烧模式时，ECU延迟点火正时，并且当增大的实 际增压压力变为等于或高于目标增压压力时，才艮据增压压力的增量来增大 空气旁通阀113、 114的开度。
ECU 83还能够依据发动机运转条件将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模 式转换至非增压的化学计量燃烧模式。当从增压的稀薄燃烧模式转换至非 增压的化学计量燃烧模式时，ECU 83延迟点火正时，并在燃烧模式转换 控制期间根据增压压力的增量来增大空气旁通阀113、 114的开度。
由此，通it^迟点火正时可以防止扭矩在非增压的化学计量燃烧模式 与增压的稀薄燃烧模式之间进行转换期间增大为大于必要。此外，空气旁 通阀113、 U4在燃烧模式转换控制期间被打开，使得过量的压缩空气通过 回流管111、 112供给返回至压缩机68、 69的上游侧而不被^L^燃烧室22、 23。因此，能够避免由于点火正时的延迟而引起的增压压力和扭矩的过度 增大，而且防止了在改变空燃比时否则可能发生的扭矩的阶跃变化(例如， 突然减小)，由此保证改善的驱动性能。
图14是作为根据本发明第四实施方式的内燃发动机的V型六釭发动机的示意性俯视图，图15的流程示了在第四实施方式的V型六釭发 动机上所进行的燃烧模式转换控制的程序。图16的时间图示出了在第四实 施方式的V型六缸发动机中转换燃烧模式期间发动机运转条件的转变。在 图14中，使用与在先前实施方式相同的参考数字来标识相同或功能相应的 元件或构件，将不再对这些元件或构件进一步说明。
如图14所示，本实施方式的V型六釭发动机具有位于发动机上部的 左气釭列12和右气釭列13，使得每个气釭列12、 13相对于发动机的竖直 方向倾斜一定的角度，而且在每个气缸列12、 13中设置有多个气釭，以便 为相应地气缸列12、 13提供两个气缸组。进气口 24、 25和排气口 26、 27 形成于第一气釭列和第二气缸列12、 13的相应的燃烧室22、 23的上方， 使得进气口 24、 25与排气口 26、 27相对，而且稳压罐50经由相应的进气 歧管48、 49连接至进气口24、 25。另一方面，空气滤清器52安装于进气 管(进气通道)51的空气入口中，具有节气门56的电子节气门装置57设 置于空气滤清器52下游的进气管51的一部分中。进气管51在其下游端部 处连接至稳压罐50。
排气口 26、 27与汇集通道58、 59连通，从相应的燃烧室22、 23 *，放 的排气被汇集至汇集通道58、 59内，而且，第一排气管60和第二排气管 61经由相应的排气管连接部58a、 59a分别连接至汇集通道58、 59。第一 上游三元催化剂62安装于第一排气管60中，而且第二上游三元催化剂63 安装于第二排气管61中，氮氧化物储存-还原式催化剂65安装于排气汇集 管64中，第一排气管和第二排气管60、 61联接在一起以连接至所述排气 汇集管64。
连通管121连接至第一排气管60的上游部和第二排气管61的上游 部，当沿排气的流动方向观察时，所述第一排气管60的上游部和第二排气 管61的上游部位于安装所述上游三元催化剂62、 63的位置的上游，因此， 第一排气管60和第二排气管61经由连通管121彼此连通。第一控制阀122 和第二控制阀123分别安装于第一排气管60和第二排气管61中，当沿排 气的流动方向观察时，它们位于所述上游三元催化剂62、 63的下游位置。 第一控制阀122和第二控制阀123为流量控制阀，通过控制相应的控制阀 122、 123的开度可以控制流经每个排气管60、 61的排气流率或排气量。
废气涡轮增压器(以下简称为"涡轮增压器")66设置于第一气缸 列12的侧部。涡轮增压器66主要包括设置于进气管61中的压缩机68;设置于第一排气管60中的涡轮70;以及联接轴72,其一体地联接压缩机 68与涡轮70。在这种情况下，涡轮增压器66的涡轮70能够由流经位于第 一气缸列12侧部的第一排气管60的排气来驱动，并且连通管121的一个 端部连接至第一排气管60的位于安装涡轮70的位置的上游的一部分。中 冷器74设置于进气管51的位于涡轮增压器66的压缩机68下游以及电子 节气门装置57 (或节气门56)上游的一部分中。
通过以上布置，设置于第一气缸列12侧部的涡轮增压器66能够通 过以下方式来压缩流入进气管51的空气使得经由排气口 26和汇集通道 58从第一气釭列12的燃烧室22排放至第一排气管60的排气驱动涡轮70， 并使涡轮70驱动由联接轴72联接至涡轮70的压缩机68。由此，通过空 气滤清器52引入至进气管51中的空气在由涡轮增压器66压缩并由中冷器 74冷却之后供给至稳压罐50，然后，经由相应的进气歧管48、 49以及第 一气缸列和第二气缸列12、 13的进气口24、 25抽吸^lX至燃烧室22、 23 内。
在第四实施方式的V型六缸发动机中，如上所述，第一上游三元催 化剂62和第二上游三元催化剂63以及第一控制阀122和第二控制阀123 分别安装于第一排气管60和第二排气管61中，且第一排气管60和第二排 气管61在相应的上游三元催化剂62、 63的上游侧处经由连通管121彼此 连通。通过如此构造的发动机，通过改变相应的气釭列12、 13中的燃烧状 态以;5UM目应的气釭列12、 13排放的排气被排出时所经由的排出^M圣， ECU 83能够进行各种气釭列控制。
当发动机例如以低温起动时，第一控制阀122置于关闭状态，而第 二控制阀123置于打开状态，以便使得从第一气缸列12的气釭组排出至第 一排气管60的排气通过连通管121流入第二排气管61中，并且来自第一 气釭列和第二气釭列12、 13的气缸组的排气流在第二排气管61中汇合成 单条气流。通过使大量的排气以这种方式流入第二上游三元催化剂63，可 以预热第二上游三元催化剂63。此后，如果第二上游三元催化剂63的预 热完成，而且催化剂63得以活化，则第一控制阀122置于打开状态，而第 二控制阀123置于关闭状态，以便使得从第二气缸列13的气釭组排出至第 二排气管61的排气通过连通管121流入第一排气管60中，并且来自第一 气釭列和第二气釭列12、 13的气釭组的排气流在第一排气管60中汇合成 单条气流。通过使大量的排气以这种方式流入第一上游三元催化剂62,可以预热第一上游三元催化剂62。
当发动机例如以高负荷工作时，第一控制阀122置于打开状态，而 第二控制阀123置于关闭状态，以便使从第二气缸列13的气釭组排出至第 二排气管61的排气通过连通管121流入第一排气管60中，并且来自第一 气缸列和笫二气釭列12、 13的气釭组的排气流在第一排气管60中汇合成 单条气流。通过使大量的排气以这种方式流入位于第一排气管60中的涡轮 增压器66中，可以高效率地操作涡轮增压器66以便提供高的增压压力。
所述发动机还可以控制为使得从第一气缸列12的气缸组排放的排 气变为稀燃料氛围(或具有稀空燃比)，而从第二气釭列13的气釭组排放 的排气变为浓燃料氛围(或具有浓空燃比)。在这种情况下，第一控制阀 122和第二控制阀123置于打开状态，使得从第一气缸列12的气釭组排放 的作为稀燃料氛围的排气流经第一排气管60,而M第二气釭列13的气 缸组排放的作为浓燃料氛围的排气流经第二排气管61。流经第一排气管和 第二排气管60、 61的排气流在排气汇集管64中汇合成单条气流，在所述 排气汇集管64中，在氮氧化物储存-还原式催化剂65中发生氧化和热生成， 以^更预热所述催化剂65，并且释放储存在氮氧化物储存-还原式催化剂65 中的硫成分以使所述催化剂65再生。
在第四实施方式的V型六釭发动机中，ECU 83能够在稀薄燃烧模 式与化学计量燃烧模式之间转换燃烧模式，并使用基于发动机转速和发动
机负荷来设定燃烧模式的燃烧模式映射来进行转换控制。在这种情况下， 在稀薄燃烧模式与化学计量燃烧模式之间的转换控制期间，ECU 83以化 学计量空燃比iMl转发动机，并在转换控制之后根据需要改变空燃比。在 第四实施方式中，当ECU 83将燃烧模式(空燃比)从增压的稀薄燃烧模 式(稀空燃比)转换至非增压的化学计量燃烧模式(化学计量空燃比)同 时延迟点火正时时，在燃烧模式转换控制期间(在用于改变空燃比的控制 期间)关闭第一控制阀122并打开第二控制阀123。以此方式，在燃烧模 式转换期间防止或抑制了增压压力由于排气能量的增大而过度增大，并防 止了在完成空燃比(燃烧模式)转换控制时否则可能发生的扭矩的阶跃变 化(例如，突然减小)。
以下，将参考图15的流程图更具体地说明在如上所述的本实施方式 的V型六釭发动机上所进行的燃烧模式转换控制。在本实施方式的V型六缸发动机中，ECU 83在步骤S71中判^JC 动机是否正在起动。如上所述，如果判^JL动机正在起动，则ECU83在 步骤S79中关闭第一控制阀122并打开第二控制阀123，以4更在发动机以 低温起动时进行第二上游三元催化剂63的预热控制。
另一方面，如果在步骤S71中判定发动机未在起动，则ECU 83在 步骤S72中判定是否已做出从非增压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀 薄燃烧模式的要求。如果判定已做出从非增压的化学计量燃烧模式转换至 增压的稀薄燃烧模式的要求，则ECU83在步骤S73中打开第一控制阀122 并关闭第二控制阀123，并在步骤S74中进行点火正时延迟控制。
如果在步骤S72中判定尚未做出从非增压的化学计量燃烧模式转换 至增压的稀薄燃烧模式的要求，则在步骤S75中判定是否已做出从增压的 稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的要求。如果在步骤S75 中判定已做出从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式 的要求，则ECU 83在步骤S76中关闭第一控制阀122并打开第二控制阀 123，并在步骤S77中进行点火正时延迟控制。
在这种情况下，尽管ECU 83在从增压的稀薄燃烧模式转换至非增 压的化学计量燃烧模式的转换期间减少进气量以便形成化学计量空燃比， 但是由于点火正时的延迟，排气温度上升且增压压力增大。因此，ECU 83 在步骤S76中在燃烧模式转换控制期间关闭第一控制阀122并打开第二控 制阀123。通过这种控制，从第一气缸列12的气釭组排出至第一排气管60 的排气通过连通管121移至第二排气管61中，使得从发动机所有气釭排放 的排气都从第二排气管61排出而不经过涡轮增压器66的涡轮70,因此， 防止了增压压力由于涡轮70的否则可能增大的转速而增大。
如果在步骤S75中判定尚未做出从增压的稀薄燃烧模式转换至非增 压的化学计量燃烧模式的要求，则ECU 83在步骤S78中根据发动机运转 M来控制第一控制阀和第二控制阀122、 123的打开/关闭，以便进行气 缸列控制。
以下，将参考图16的时间图来更具体地说明在本实施方式的V型 六釭发动机中进行燃烧模式转换控制时发动机运转条件的转变。
在本实施方式的V型六釭发动机中，如图16所示，如果在tl时刻 做出从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式的要求，则关闭第一控制阀122并打开第二控制阀123。在经历预定时间tw之后，ECU 83减小节气门开度以便减少进气量，并将空燃比改变至化学计量空燃比， 而且立刻延迟点火正时，然后逐渐提前点火正时。即，鉴于第一控制阀122 和第二控制阀123的响应滞后，ECU83在第一控制阀和第二控制岡122、 123的打开/关闭动作完成之后执行燃烧模式转换控制。
通过由此关闭的第一控制阀122，从第一气釭列12的气釭组排出至 第一排气管60的排气通过连通管121移至第二排气管61中并从第二排气 管61排出而不经过涡轮增压器66的涡轮70。因此，限制或避免了排气温 度、涡轮转速以及增压压力的增加，而且还限制或避免了进气量的增加。 如果在t3时刻终止燃烧模式转换控制，则点火正时设定为适于发动机运转 条件的正时，并且打开第一控制阀122，关闭第二控制阀123。以此方式， 完成用于将燃烧模式从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃 烧模式的控制。
在参考图15的流程图的燃烧模式转换控制的说明中，如果在步骤 S71中判定发动机正在起动，则ECU 83在步骤S79中关闭第一控制阀122 并打开第二控制阀123,以便进行用于第二上游三元催化剂63的预热控制。 但是，如果第二上游三元催化剂63已经预热并活化，且已经做出了从非增 压的化学计量燃烧模式转换至增压的稀薄燃烧模式的要求，则ECU 83可 以打开第一控制阀122并关闭第二控制阀123，以使J吏得涡轮增压器66增 大增压压力，并由此减少完成燃烧模式转换控制所需的时长。
在上述第四实施方式的内燃发动机中，多个气釭划分为分别布置在 左气釭列和右气缸列，即，第一气缸列12和第二气缸列13中的两个气釭 组，并且第一排气管60和第二排气管61连接至第一气釭列和第二气釭列 12、 13的相应的气釭组。另外，第一控制阀122和第二控制阀123分别设 置于第一排气管和第二排气管60、 61中，连通管121将排气管60、 61的 处于控制阀122、 123上游的部分彼此连通，而且涡轮增压器66仅设置在 第一气釭列12的侧部。ECU 83能够依据发动机运转条件将燃烧模式从增 压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式。在燃烧模式转换控 制期间，ECU83延迟点火正时，并且关闭第一控制阀122，打开第二控制 阀123。
通过以上布置，当燃烧模式从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的 化学计量燃烧模式时，延迟点火正时以便防止扭矩增大至大于必要。另夕关闭第一控制阀122并打开第二控制阀123，使得排气在不经过涡轮70的 情况下排出，这使得可以抑制或避免由于点火正时延迟而引起的增压压力 的过度增大以及由此引起的扭矩的增大，并防止在改变空燃比时否则可能 发生的扭矩的阶跃变化(例如，突然减小)，由此保证改善的驱动性能。
当从增压的稀薄燃烧模式转换至非增压的化学计量燃烧模式时， ECU 83在从打开或关闭第一控制阀122和第二控制阀123时起经历了预 定时间tw之后改变空燃比。即，鉴于第一控制岡122和第二控制阀123 的响应滞后，在相应的控制阀122、 123的打开/关闭动作完成之后执行燃 烧模式转换控制，以便能够适当防止增压压力的过度增大。
另外，在本实施方式中，当ECU 83在所述催化剂已预热的情况下 起动所述发动机期间将燃烧模式从非增压的化学计量燃烧模式改变至增 压的稀薄燃烧模式同时延迟点火正时时，在燃烧模式转换控制期间打开第 一控制阀122并关闭第二控制阀123，使得涡轮增压器66能够在短时间内 将增压压力升高至期望水平，并能够减少完成燃烧模式转换控制所需的时 间。
尽管采用V型六缸发动机作为图示的各个实施方式中的内燃发动 机，但是应当理解，发动机类型和气缸数目不局限于图示实施方式中的发 动机类型和气釭数目，且本发明能够同等地应用于任何类型的发动机。
尽管已经参考被认为是本发明优选实施方式的实施方式对本发明进 行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的实施方式或构造。 相反，本发明意图覆盖各种改型和等同方案。另外，尽管以示例性的各种 组合及构造示出了所公开的发明的各种元件，但是包括更多、更少或者仅 包括一个元件的其它组合及构造也在所附权利要求的范围内。
权利要求
1. 一种内燃发动机，包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室的增压器；用于检测增压压力的增压压力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改变装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时，所述内燃发动机的特征在于当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测装置所检测到的所述增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置将所述点火正时的延迟量保持为恒定值。
2.如权利要求l所述的内燃发动机，其特征在于，所述目标增压压力 设定为比基于所述发动机的运转条件设定的所需增压压力低预定量的值， 4吏得当形成所述稀空燃比时，所述增压压力达到所述所需增压压力。
3.如权利要求1或2所述的内燃发动机，其特征在于进一步设置有空气量检测装置，其用于检测吸入所述燃烧室内的空气 量；并且当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同 时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力变为等于或高于所述目标增压 压力，则所述控制装置将所述点火正时的延迟量保持为恒定值，并且控制 节气门开度使得由所述空气量检测装置检测到的所述空气量变为与依据 所述发动机的运转条件预先设定的目标空气量基4^目等。
4. 一种内燃发动机，包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃 烧室的增压器；设置在旁通所述增压器的涡轮的旁通通道中的排气放泄 阀；用于检测增压压力的增压压力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改 变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以及控制装置，其用于 当所述空燃比改变装置在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时，所述内燃发动机的特征在于当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同 时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间 根据排气能量的增量来增大所述排气放泄阀的开度。
5.如权利要求4所述的内燃发动机，其特征在于，当所述控制装置将 所述空燃比^Mt学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时， 如果所述增压压力检测装置所检测到的所述增压压力变为等于或高于依 据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置根据 所述排气能量的增量来增大所述排气放泄阀的开度。
6.如权利要求4或5所述的内燃发动机，其特征在于，所述控制装置 在用于改变所述空燃比的控制期间基于排气温度的增量来计算所述排气 能量的增量，并基于所述排气能量的增量和排气的流量来设定所述排气放 泄阀的开度。
7. —种内燃发动机，包括能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃 烧室的增压器；设置在回流通道中的进气放泄阀，由所述增压器压缩的空 气通过所述回流通道供给返回至所述增压器的压缩机上游的进气通道；用 于检测增压压力的增压压力检测装置；用于改变空燃比的空燃比改变装 置；用于改变点火正时的点火正时改变装置；以;S^控制装置，其用于当所 述空燃比改变装置在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时， 使得所述点火正时改变装置延迟所述点火正时，所述内燃发动机的特征在 于当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同 时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间 才艮据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
8.如权利要求7所述的内燃发动机，其特征在于，当所述控制装置将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时， 如果所述增压压力检测装置所检测到的所述增压压力变为等于或高于依 据所逸&动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则所述控制装置根据 所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
9. 一种内燃发动机，包括多个气釭，所述多个气缸划分为分别布置 在左气缸列和右气釭列中的第一气釭组和第二气缸组；为所述第一气缸组 和所述第二气釭组独立设置的第一排气通道和第二排气通道；分别设置在 所述第 一排气通道和所述第二排气通道中的第 一控制阀和第二控制阀，其 用于控制相应的排气通道中的排气的流量；分别设置在所述第一排气通道 和所述第二排气通道中的第一净化催化剂和第二净化催化剂；连通通道， 所述第 一控制阀和所述第 一净化催化剂上游的所述第 一排气通道的 一部 分与所述第二控制阀和所述第二净化催化剂上游的所述第二排气通道的 一部分通过所述连通通勤目连通；^f5U殳置用于所述第一气釭组的增压器； 用于改变空燃比的空燃比改变装置；用于改变点火正时的点火正时改变装 置；以及控制装置，其用于当所述空燃比改变装置在稀空燃比与化学计量 空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变装置延迟所述点火 正时，所述内燃发动机的特征在于当所述控制装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同 时延迟所述点火正时时，所述控制装置在用于改变所述空燃比的控制期间 关闭所述第 一控制阀并打开所述第二控制阀。
10.如权利要求9所述的内燃发动机，其特征在于，在所述净化催化 剂已预热的情况下起动所述发动机期间，当所述控制装置将所述空燃比从 化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制装置 在用于改变所述空燃比的控制期间打开所述第一控制阀并关闭所述第二 控制阀。
11.如权利要求9所述的内燃发动机，其特征在于，在从打开或关闭 所述第一控制阀和所述第二控制阀起经过预定时间之后，所述控制装置使 得所述空燃比改变装置将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比。
12. —种内燃发动机，包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室； 检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元； 改变点火正时的点火正时改变单元；以及控制器，当所述空燃比改变单元将所述空燃比从化学计量空燃比改变 至稀空燃比时，所述控制器使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正 时，其中当所述控制器将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时 延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测器所检测到的所述增压压力 变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则 所述控制器将所述点火正时的延迟量保持为恒定值。
13. —种内燃发动机，包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室； 排气放泄阀，其设置在旁通所述增压器的涡轮的旁通通道中； 检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元； 改变点火正时的点火正时改变单元；以及控制器，当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改 变所述空燃比时，所述控制器使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正 时，其中当所述控制器将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时 延迟所述点火正时时，所述控制器在用于改变所述空燃比的控制期间祁*据 排气能量的增量来增大所述排气放泄岡的开度。
14. 一种内燃发动机，包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室；进气放泄阀，其设置在回流通道中，由所述增压器压缩的空气通过所述回流通道供给返回至所述增压器的压缩机上游的进气通道；检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元；改变点火正时的点火正时改变单元；以及控制器，当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，所述控制器4吏得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时，其中当所述控制器将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制器在用于改变所述空燃比的控制期间才艮据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
15. —种内燃发动机，包括多个气缸，所述多个气缸划分为分别布置在左气缸列和右气缸列中的第一气釭组和第二气釭组；为所述第 一 气缸组和所述第二气缸组独立设置的第 一排气通道和第二排气通道；分别设置在所述第 一排气通道和所述第二排气通道中的第 一控制阀和第二控制阀，其用于控制相应的排气通道中的排气的流量；分别设置在所述第一排气通道和所述第二排气通道中的第一净化催化剂和第二净化催化剂；连通通道，所述第一控制阀和所述第一净化催化剂上游的所述第一排气通道的一部分与所述第二控制阀和所述第二净化催化剂上游的所述第二排气通道的一部分通过所述连通通il^目连通；仅设置用于所述第一气缸组的增压器；改变空燃比的空燃比改变单元；改变点火正时的点火正时改变单元；以及控制器，当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，所述控制器4吏得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时，其中当所述控制器将所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，所述控制器在用于改变所述空燃比的控制期间关闭所述第 一控制阀并打开所述第二控制阀。
16. —种用于控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室；检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元；以及改变点火正时的点火正时改变单元，所述方法的特征在于包括当所述空燃比改变单元将所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比时，使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时；以及当所述空燃比从化学计量空燃比改变至稀空燃比同时延迟所述点火正时时，如果所述增压压力检测器所检测到的所述增压压力变为等于或高于依据所述发动机的运转条件预先设定的目标增压压力，则将所述点火正时的延迟量保持为恒定值。
17. —种用于控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室；排气放泄阀，其设置在旁通所述增压器的涡轮的旁通通道中；检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元；以及改变点火正时的点火正时改变单元，所述方法的特征在于包括当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时；以及当所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，在用于改变所述空燃比的控制期间根据排气能量的增量来增大所述排气放泄阀的开度。
18. —种用于控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括增压器，其能够压缩进气并将所压缩的进气供给至燃烧室；进W泄岡，其设置在回流通道中，由所述增压器压缩的空气通过所述回流通道供给返回至所述增压器的压缩机上游的进气通道；检测增压压力的增压压力检测器；改变空燃比的空燃比改变单元；以及改变点火正时的点火正时改变单元，所述方法的特征在于包括当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时；以及当所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，在用于改变所述空燃比的控制期间根据所述增压压力的增量来增大所述进气放泄阀的开度。
19. 一种用于控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括多个气缸，所述多个气缸划分为分别布置在左气缸列和右气釭列中的第一气釭组和第二气釭组；为所述第一气釭组和所述第二气釭组独立设置的第一排气通道和第二排气通道；分别设置在所述第一排气通道和所述第二排气通道中的第一控制阀和第二控制阀，其用于控制相应的排气通道中的排气的流量；分别^:置在所述第一排气通道和所述第二排气通道中的第一净化催化剂和第二净化催化剂；连通通道，所述第一控制阀和所述第一净化催化剂上游的所述第一排气通道的一部分与所述第二控制阀和所述第二净化催化剂上游的所述第二排气通道的一部分通过所述连通通^目连通；仅设置用于所述第一气缸组的增压器；改变空燃比的空燃比改变单元；改变点火正时的点火正时改变单元，所述方法的特征在于包括当所述空燃比改变单元在稀空燃比与化学计量空燃比之间改变所述空燃比时，使得所述点火正时改变单元延迟所述点火正时；以及当所述空燃比从稀空燃比改变至化学计量空燃比同时延迟所述点火正时时，在用于改变所述空燃比的控制期间关闭所述第一控制阀并打开所述第二控制阀。
全文摘要
本发明涉及一种当发动机从化学计量燃烧转换至稀薄燃烧时通过保持点火角延迟恒定来控制增压压力的方法和系统。本发明还涉及一种当发动机从稀薄燃烧转换至化学计量燃烧时通过控制排气系统中的放泄阀(排出阀)来控制排气能量的方法和系统。本发明还涉及一种当发动机从稀薄燃烧转换至化学计量燃烧时通过根据增压器的增压压力控制进气旁通阀来控制进气歧管压力的方法和系统。本发明还涉及一种当发动机从稀薄燃烧转换至化学计量燃烧时通过控制排气系统中的两个控制阀来控制不同的气缸组的方法和系统。
文档编号F02D37/02GK101535619SQ200780041378
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年11月10日
发明者入泽泰之, 副岛慎一, 能川真一郎 申请人:丰田自动车株式会社