内燃机控制设备和内燃机控制方法

内燃机控制设备和内燃机控制方法
【专利摘要】一种内燃机控制设备，包括二次空气供给装置，所述二次空气供给装置具有二次空气供给通道和用于打开和关闭二次空气供给通道的打开/关闭单元，所述二次空气供给通道将由空气泵泵送的二次空气供给到内燃机的排气系统中。设置在内燃机控制设备中的控制器将打开/关闭单元设定在打开状态使得二次空气被供给到二次空气供给通道，然后执行打开/关闭单元被打开和关闭的异物移除控制。结果，立即移除在AI控制期间被捕获在ASV中的异物。通过在移除异物之后执行OBD，抑制了由被捕获在ASV中的异物导致的打开卡住异常的检测。
【专利说明】内燃机控制设备和内燃机控制方法
[0001]发明背景【技术领域】
[0002]本说明书中公开的发明涉及用于内燃机的控制设备和控制方法。
【背景技术】
[0003]在相关【技术领域】中已有的二次空气供给装置中，空气被从外部输送到内燃机的排气口，排气口内外的排气通过使空气中的氧气(02 )与排气反应而氧化，结果，减少了诸如碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的未燃烧气体的排出量。当在这种类型的二次空气供给装置中在空气泵(A/P)或空气开关阀(ASV)中发生故障、在用于供给二次空气的流动通道中发生阻塞等等时，空气不能被正常地输送到排气口，并且结果，来自内燃机的排气排放物增力口。因此，对二次空气供给装置执行异常诊断(车载诊断系统(0BD))。日本专利申请公开N0.2003-83048 (JP-2003-83048A)公开了一种用于二次空气供给装置的异常诊断，其中，例如，在正进行二次空气供给时和在二次空气供给停止时分别确定压力行为模式，所述压力行为模式由布置在A/P与ASV之间的压力传感器所检测到的压力值和压力变化值确定。然后，基于在相应的情况下的压力行为模式中的变化来确定二次空气供给装置的状态。这里，当异物被捕获在ASV中时，可以判定ASV被卡在打开状态，并且结果，可以诊断出异常。
[0004]顺便提及，通常在内燃机的冷起动期间执行二次空气供给(空气喷射(Al)在下文中将称作Al)控制。当内燃机执行冷起动时，形成在用于供给二次空气的管道中的冰可能会朝向ASV运动，并且结果，作为异物的冰会被捕获在ASV的外壳与阀体之间。当在冰被捕获在ASV中的条件下执行异常诊断时，判定已经在ASV中发生了打开卡住异常。然而，当异物是冰时，冰随着外围温度升高而融化，导致难以在检查ASV期间找出异常的原因。在检测到异常但不能确定其原因的情况下，需要替换部件。
[0005]对于除了冰以外的其他异物可能会发生类似的问题。更具体地，即使已经移除所捕获的异物，由此消除异常，以便实际上在ASV中已经不出现异常，也会判定已经发生打开卡住异常。同样地，在这种情况下，难以在检查ASV期间找出异常的原因，并且由于该原因保持不明，需要替换部件。

【发明内容】

[0006]因此，本发明提供用于内燃机的控制设备和控制方法，借助所述控制设备和控制方法可以消除异物被捕获的状态，由此在对二次空气供给装置执行的异常诊断期间避免打开卡住异常的错误诊断。
[0007]根据本发明的第一方面的内燃机控制设备包括二次空气供给装置，所述二次空气供给装置具有二次空气供给通道和打开和关闭二次空气供给通道的打开/关闭单元，所述二次空气供给通道将通过A/P泵送的二次空气供给到内燃机的排气系统中，其中，所述打开/关闭单元被设定在打开状态，使得二次空气被供给到二次空气供给通道，此后，执行所述打开/关闭单元被打开和关闭的异物移除控制。
[0008]通过在二次空气供给控制之后执行异物移除控制，可以移除由于二次空气供给控制而被捕获在打开/关闭单元中的异物。通过移除异物，可以避免在随后的异常诊断期间的打开卡住异常的错误诊断。
[0009]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以在对二次空气供给装置执行异常诊断之前执行异物移除控制。
[0010]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，在异物移除控制期间在打开/关闭单元中进行的开口/关闭操作可以具有比在用于将二次空气供给到二次空气供给通道的二次空气供给期间在打开/关闭单元中进行的打开/关闭操作短的打开/关闭时间间隔。
[0011 ] 在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以根据在异物移除控制期间在打开/关闭单元中进行的打开/关闭操作的次数来判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。另外，可以根据在异物移除控制的起始点之后经过的时间来判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。通过尽可能早地终止异物移除控制，可以减小在ASV处于关闭状态时的A/P的操作的时长(length)和频率，结果，可以减轻在异物移除控制期间施加在A/Pi的负荷。
[0012]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以根据伴随打开/关闭单元的打开/关闭操作的二次空气供给通道中的压力状态来判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。通过参考压力状态，可以判定存在或不存在被捕获在ASV中的异物，并且因此，当判定已经移除所捕获的异物时，可以终止异物移除控制。
[0013]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以由当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值来判定二次空气供给通道中的压力状态。另夕卜，可以通过参考当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力变化值来判定二次空气供给通道中的压力状态。此外，可以通过参考当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值和当打开/关闭单元处于打开状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值之间的差值来判定二次空气供给通道中的压力状态。
[0014]此外，在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以通过参考当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值和打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的差值来判定二次空气供给通道中的压力状态。
[0015]另外，在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以通过参考当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力变化值和打开/关闭单元的下游侧的压力变化值之间的差值来判定二次空气供给通道中的压力状态。
[0016]此外，在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，可以通过参考当打开/关闭单元处于关闭状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值和打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的压差值和当打开/关闭单元处于打开状态时的打开/关闭单元的上游侧的压力值和打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的压差值之间的差值来判定二次空气供给通道中的压力状态。
[0017]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，由A/P泵送的空气量可以是能够变化的，并且控制器可以使在异物移除控制期间由A/P泵送的空气量增加到超过在二次空气供给控制期间由A/P泵送的空气量。通过增加泵送的空气量，可以高效地移除异物。
[0018]在根据本发明的第一方面的内燃机控制设备中，控制器可以在异物移除控制终止之后对二次空气供给装置进行异常诊断。通过在移除当ASV在二次空气供给控制(Al控制)期间打开时所捕获的异物之后进行异常诊断，避免检测到不能识别出原因的打开卡住异常。
[0019]根据本发明的第二方面的内燃机控制方法可以包括二次空气供给装置，所述二次空气供给装置具有二次空气供给通道和用于打开和关闭二次空气供给通道的打开/关闭单元，所述二次空气供给通道将由A/P泵送的二次空气供给到内燃机的排气系统中，其中，打开/关闭单元可以被设定在打开状态，使得二次空气被供给到二次空气供给通道，此后，可以执行打开/关闭单元被打开和关闭的异物移除控制。
[0020]利用根据本发明的内燃机控制设备和控制方法，可以消除捕获异物的状态，由此避免在对二次空气供给装置执行的异常诊断期间的打开卡住异常的错误诊断。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义，在所述附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0022]图1是示出了发动机系统的示意性构造的例示性视图，所述发动机系统安装有根据一个实施例的内燃机控制设备；
[0023]图2是示出了 ASV和前侧压力传感器的例示性视图；
[0024]图3是示出了由根据这个实施例的内燃机控制设备所执行的总体控制的流程图；
[0025]图4是在根据这个实施例的内燃机控制设备的操作期间的时间图的示例；
[0026]图5是示出了由根据这个实施例的内燃机控制设备所执行的异物移除控制的流程图；
[0027]图6是示出了 Al控制标记的状态的例示性视图；
[0028]图7是示出了在由根据这个实施例的内燃机控制设备所执行的异物移除控制期间的ASV打开/关闭控制的流程图；
[0029]图8是示出了图4的X部分的放大的例示性视图；
[0030]图9是示出了根据另一个实施例的压力传感器布置的例示性视图；
[0031 ] 图1OA是示出了伴随ASV操作的二次空气供给通道中的压力状态中的变化的曲线图；
[0032]图1OB是示出了伴随ASV操作的二次空气供给通道中的压力状态中的变化的曲线图；
[0033]图11是示出了根据又一个实施例的压力传感器布置的例示性视图；和
[0034]图12是示出了所施加的电压与A/P的排出量之间的关系的例示性视图，在该A/P中，泵送的空气量是能够变化的。
【具体实施方式】
[0035]以下将连同附图一起详细地说明本发明的实施例。然而，应注意的是，附图中的各个部件的尺寸、比例等可以不示出为精确地匹配她们的实际的对应物。[0036]图1是示出了发动机系统I的构造的视图，所述发动机系统I安装有根据本发明的实施例的内燃机控制设备。在图1中仅示出了发动机的构造的一部分。图2是示出了ASV24和前侧压力传感器241的例示性视图。
[0037]图1中所示的发动机系统I包括用作动力源的发动机100和执行发动机100的操作的总体控制的发动机电子控制单元(ECU)IO。发动机系统I还包括二次空气供给装置21，所述二次空气供给装置21具有A/P22、二次空气供给通道23和ASV24。二次空气供给通道23被连接孔23a分段，所述连接孔23a插置于上游侧通道231与下游侧通道232之间。
[0038]发动机100是安装在车辆中的火花点火式多气缸发动机，并且每个气缸都包括活塞12，从而形成燃烧室11。各个燃烧室11的活塞12安装到发动机100的气缸中，以自由滑动，并且各个燃烧室11的活塞12经由连杆(未示出)连接到用作输出轴构件的曲轴。流入进气口 13中的进气与通过喷射器20喷射的燃料相互混合，并且所得到的空气燃料混合物通过活塞12的上升运动而在燃烧室11内被压缩。发动机E⑶10通过基于指示活塞12的位置和凸轮轴转动相位(rotary phase)的信息使燃烧室中的火花塞18点火而点燃压缩的混合气体，其中所述活塞12的位置信息从曲柄角传感器获得，所述凸轮轴的转动相位信息从进气凸轮角传感器获得。因此，燃烧室11的内部膨胀，从而致使活塞12下降。这个下降运动经由连杆转换成曲轴的轴向转动，并且结果，发动机100获得动力。在这种情况下，发动机100不局限于使用汽油作为燃料的汽油发动机，并且也可以是多种燃料发动机(flexible fuel engine),所述多种燃料发动机使用通过将汽油和乙醇按期望的比例混合在一起而获得的燃料。发动机100也不局限于火花点火式发动机，并且可以是压缩自燃式发动机。另外，发动机系统I可以是结合发动机100和多个电动机的混合动力系统。应注意到的是，发动机100用作根据本发明的实施例的内燃机的构造。
[0039]进气口 13和进气通道14连接到每个燃烧室11，其中，所述进气口 13与每个气缸的燃烧室11连通，所述进气通道14连接到进气口 13，以便将进气从进气口 13引入到燃烧室11中。另外，排气口 15和排气通道16连接到每个燃烧室11，其中，所述排气口 15与每个气缸的燃烧室11连通，所述排气通道16将燃烧室中产生的排气引导到发动机100的外部。
[0040]在进气通道14中布置有空气流量计、节气门17和节气门位置传感器。空气流量计和节气门位置传感器分别检测通过进气通道14的进气量和节气门17的开度，并将对应的检测结果传送到发动机ECU10。发动机ECUlO基于所传送的检测结果得知被引入进气口13和燃烧室11中的进气量，并且通过调节节气门17的开度而调节进气量。使用步进马达的线控气门(throttle-by-wire type valve)被优选地用作节气门17,但是也可以例如应用机械式节气门机构，所述机械式节气门机构经由线或类似物而不是步进马达来与加速踏板(未示出)协同操作以改变节气门17的开度。
[0041]在排气通道16的端部处设置净化催化剂19。当排气门打开时，燃烧后的排气从排气口 15和排气通道16经过净化催化剂19排出到发动机100的外部。净化催化剂19用于净化发动机100的排气，并且例如三元催化剂、NOx吸收还原催化剂等用作净化催化剂19。
[0042]另外，排气温度传感器，A/F (空气燃料比)传感器和02传感器(未示出)设置在排气通道16中，以检测燃烧后的排气的温度和空气燃料比，并且由此得到的结果被传送到发动机E⑶10。发动机E⑶10基于来自排气温度传感器、A/F传感器和02传感器的检测结果获得与燃烧室有关的燃烧信息，并且执行反馈控制以调节燃料喷射量，以便实现最优燃烧状态。
[0043]二次空气供给装置21连接到排气口 15。A/P22响应于来自发动机E⑶10的命令将从发动机100的外部吸入的或通过空气滤清器吸入的二次空气经由二次空气供给通道23供给到排气口 15。结果，排气口 15中的诸如HC和CO的未燃烧的气体通过与供给的二次空气中的02起反应而再次燃烧，由此减少从发动机100排出的未燃烧的气体的量。
[0044]附装到二次空气供给通道23的ASV24响应于来自发动机E⑶10的命令而打开或关闭二次空气供给通道23。ASV24用作打开/关闭单元的示例，并且螺线管打开/关闭阀用作ASV24。ASV24包括轴构件24a，所述轴构件24a在其末端部分上具有阀部分24al。ASV24还包括布置在轴构件24a的周边上的螺线管24b和弹簧构件24c。螺旋弹簧用作弹簧构件24c，但是也可以使用其它类型的弹簧构件。弹簧构件被夹持在设置在轴构件24a上的弹簧承环部分24a2与螺线管24b的外壳部分之间，并且向阀关闭侧偏压轴构件24a。当螺线管24b不通电时，阀部分24al处于关闭状态。当螺线管24b被通电时，轴构件24a被向下推动，由此打开连接孔23a，使得阀部分24al进入打开状态。当轴构件24a被向下推动时，弹簧构件24c被压缩，导致沿着阀关闭方向移动轴构件24a的偏压力增大。ASV24通过调节从A/P22供给到排气口 15的二次空气量以便将二次空气以与排气中的未燃烧的气体量相对应的量供给到排气口 15，从而防止在净化催化剂19中发生过度氧化反应。
[0045]应注意到的是，ASV24不局限于电磁阀类型的阀，并且可以使用其它类型的打开/关闭阀。例如，ASV24可以是蝶形类型的打开/关闭阀或滑动类型的打开/关闭阀。内燃机控制设备包括前侧压力传感器241，所述前侧压力传感器241检测ASV24的上游侧的二次空气供给通道23的上游侧通道231中的压力，或换言之，检测ASV24的前侧的压力。
[0046]发动机E⑶10是计算机，所述计算机包括:执行计算处理的中央处理单元(CPU)、存储程序等的只读存储器(ROM)和存储数据等的随机存取存储器(RAM)。发动机ECUlO从设置在发动机100的各个部件中的曲柄角传感器、水温传感器、空气流量计、排气温度传感器、A/F传感器、02传感器等读取检测结果，并且基于这些检测结果执行发动机100的操作的总体控制，例如，节气门17的操作、火花塞18的操作和喷射器20的操作。
[0047]发动机E⑶10包括用作后备存储器的备用RAMlOa，所述备用RAMlOa即使在点火开关切断之后也存储和保持数据。在备用RAMlOa中存储根据需要更新的学习值等。应注意到的是，诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的非易失存储器可以用作后备存储器。
[0048]发动机E⑶10基于发动机100的操作状态控制二次空气供给装置21的操作。发动机ECUlO还用作根据本发明的实施例的内燃机控制设备的控制单元，所述控制单元执行计算并发出与Al控制、异物移除控制和异常诊断控制相关的命令。
[0049]图3是示出了由内燃机控制设备或更具体地由发动机ECUlO执行的总体控制的流程图。首先，在需要Al控制时，例如在发动机100的冷起动期间，发动机ECUlO执行Al控制(步骤S51)。在Al控制中，ASV24保持在打开状态，以便使二次空气被供给到二次空气供给通道23。ASV24的打开状态根据排气的状态来判定，但通常持续20秒至30秒。在ASV24在固定的时间段内保持在打开状态之后，ASV24返回到关闭状态，但是此时，构成异物的冰可能会被捕获在连接孔23a周围。因此，当Al控制完成时，执行异物移除控制(步骤S52)。在异物移除控制中，通过使ASV24执行打开/关闭操作来移除异物。当异物移除控制完成时，执行OBD (步骤S53)。通过在异物移除控制之后执行0BD，可以避免检测由被捕获的异物所导致的打开卡住异常。结果，可以避免观察到打开卡住异常但是不能识别出其原因的状态。
[0050]接下来，将参照图4中所示的时间图和图5中所示的流程图说明由发动机ECUlO执行的Al控制和异物移除控制。将尤其详细地说明与用于从Al控制切换到异物移除控制的条件有关的判定和与用于终止异物移除控制的条件有关的判定。
[0051]首先，在步骤SI中，判定是否存在Al控制历史。Al控制历史随着切断点火开关的操作而被删除。因此，在点火开关接通之后立即执行的第一步骤Si的处理中，判定不存在Al控制历史，因此程序进行到步骤S2。
[0052]在步骤S2中，判定Al操作条件(或换言之，用于实施Al控制的条件)是否成立。通过例如参考各种参数来判定用于实施Al控制以执行Al操作的条件，所述各种参数例如是发动机起动期间的冷却水温度、进气温度、在内燃机起动之后经过的时间和电池电压。当在步骤S2中获得肯定的判定时，程序进行到步骤S3。
[0053]在步骤S3中，判定Al停止条件是否还未成立。通常在发动机100冷起动期间，在完成催化剂预热之前，执行Al控制。在这个实施例中，当发动机进气量的累计值超出预定值时，判定满足Al停止条件。应注意的是，作为Al停止条件，可以采用水温升高量或其它参数。在采用水温升高量的情况下，当水温升高量超出预定值时，可以判定满足Al停止条件。当在步骤S3中获得肯定的判定时，程序进行到步骤S4。当在步骤S3中获得否定的判定时，程序进行到步骤S7。
[0054]在步骤S4中，判定Al中断条件是否还未成立。例如，当车辆进入迅速加速状态等时，中断Al控制。因此，在这个实施例中，当在预热期间的进气量超出预定值时，判定中断Al控制。当在步骤S4中获得肯定的判定时，程序进行到步骤S5。当在步骤S4中获得否定的判定时，程序进行到步骤S7。
[0055]在步骤S5中，Al控制真正开始。更具体地，A/P22启动，并且ASV24被设定在打开状态。另外，如图4中所示，Al控制标记设定为开(0N)。
[0056]在步骤S6中，异物移除完成标记被设定为关(OFF)，如图4中所示。当ASV24根据Al控制进入打开状态时，冰(异物)会被捕获在ASV24中。因此，当ASV24随着Al控制已经经过打开状态时，异物移除完成标记被暂时设定为0FF，以确保执行异物移除控制。在步骤S6之后，处理返回。
[0057]当在点火开关已经开启并且已经执行步骤SI至步骤S6的处理之后再次执行步骤SI的判定时，在步骤SI中再次判定不存在Al控制历史。当在步骤SI中再次判定不存在Al控制历史之后在步骤S3或步骤S4中获得否定的判定时，程序进行到步骤S7。在步骤S7中，Al控制历史被记录为存在。换言之，当Al控制停止或中断时，判定存在Al控制历史。这里，参照图6，将说明在Al控制被中断的情况下的Al控制标记。当ASV24伴随着Al控制被设定在打开状态时，Al控制标记被设定为0N，并且当中断条件成立使得ASV24被设定在关闭状态时，Al控制标记被设定为OFF。因此，即使当Al控制中断时，也判定存在Al控制历史，只要Al控制标记在其之前为0N。换言之，当ASV24在Al控制期间被设定在打开状态使得异物可能被捕获在其中时，判定存在Al控制历史。
[0058]在步骤S7之后，处理再次返回。当程序再次经过S7返回到步骤SI时，在步骤SI中判定存在Al控制历史。当在步骤SI中判定存在Al控制历史时，程序进行到步骤S8。
[0059]在步骤S8中，判定异物移除完成标记是否是OFF。在步骤S6之后还没有执行异物移除控制的情况下，在步骤S8中获得肯定的判定，因此程序进行到步骤S9。
[0060]在步骤S9中，判定异物移除控制标记是否是OFF。如图4中所示，当执行Al控制时，异物移除控制标记被设定到OFF。当在从步骤SI起的控制系列(control series)开始之后第一次执行步骤S9的处理时，获得肯定的判定。当在步骤S9中获得肯定的判定时，程序进行到步骤S10。
[0061]在步骤SlO中，ASV24暂时被设定在关闭状态。其定时匹配由于Al控制而判定完成的催化剂预热的定时。当Al控制完成时，执行异物移除控制。将ASV24设定在关闭状态是为随后从步骤Sll向前执行的异物移除控制做准备而采取的措施。当ASV24被设定在关闭状态时，A/P22继续被驱动，并且因此，ASV24的上游侧的压力开始升高。
[0062]在步骤SlO之后执行的步骤SI I中，异物移除控制标记被设定到0N，以指示正在进行异物移除控制。然后，在步骤S12中开始异物移除控制。应注意的是，可以与步骤SlO的处理或步骤S12的处理同时地执行步骤Sll的处理。
[0063]图7是示出了在由根据这个实施例的内燃机控制设备所执行的异物移除控制期间的ASV的打开/关闭控制的流程图。首先，在步骤Slll中，判定在步骤SlO中将ASV24设定在关闭状态之后是否已经经过了预定的时间。这里，可以根据需要确定在关闭ASV之后的预定的时间。例如，预定的时间可以设定成比在Al控制期间ASV24的打开时间段更短的时间段。当在Al控制期间ASV24的打开时间段设定在20秒和30秒之间时，所述预定的时间设定成短于该时间段。在这个实施例中，所述预定的时间被设定为500毫秒。
[0064]当在步骤Slll中确认已经经过预定的时间而使得获得肯定的判定时，程序进行到步骤S112。另一方面，当获得否定的判定时，重复步骤Slll的处理。在步骤S112中，ASV24被设定在打开状态。然后，在步骤S113中，判定在将ASV24被设定在打开状态之后是否已经经过了预定的时间。在这个实施例中，所述预定的时间设定为500毫秒。当在步骤S113中确认已经经过预定的时间而使得获得肯定的判定时，程序进行到步骤S114。另一方面，当获得否定的判定时，重复步骤S113的处理。在步骤S114中，ASV24被设定在关闭状态。
[0065]通过以这种方式以较短的时间间隔打开和关闭ASV24，吹走并移除捕获在连接孔23a周围的异物。应注意的是，ASV24的打开和关闭也可以具有使异物破碎以便可以更加容易地移除异物的效果。
[0066]与步骤S12中的异物移除控制的开始相一致地开始监测用于终止异物移除控制的条件(步骤S13)。更具体地，开始对ASV24的打开/关闭操作的次数计数。在从关闭状态转变到打开状态之后直至打开状态终止的操作算作一个操作。在步骤S13之后，处理返回。
[0067]当在经过步骤S13之后再次执行步骤S9的处理时，异物移除控制正在进行，并且因此，在步骤S9中获得否定的判定，从而假定异物移除控制标记不是OFF。然后，程序进行到步骤S14。
[0068]在步骤S14中，判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。更具体地，判定ASV24的打开/关闭操作的次数是否已经达到预定的次数。当在步骤S14中获得否定的判定时，程序进行到步骤S15。在步骤S15中，继续步骤S12中开始的异物移除控制。接下来，在步骤S16中，执行处理以继续步骤S13中开始的监测。步骤S15和步骤S16的处理可以同时地执行，或倒序地执行。在步骤S16之后，处理返回。
[0069]当在步骤S14中判定满足用于终止异物移除控制的条件而使得获得肯定的判定时，程序进行到步骤S17。在步骤S17中，ASV24被设定在关闭状态。然后，在步骤S18中，异物移除控制标记被设定到0FF，并且异物移除控制完成标记设定到0N。
[0070]在步骤S18之后执行的步骤S19中，A/P22停止。在将ASV24设定在关闭状态之后A/P22停止，以防止排气进入二次空气供给通道23。在步骤S19之后，处理返回。
[0071]当在步骤S18中将异物移除完成标记设定到ON之后再次执行步骤S8的处理时，在步骤S8中获得否定的判定。然后，在步骤S20中删除Al控制历史。在步骤S20之后，处理返回。
[0072]因而，从Al控制直至异物移除控制的处理系列完成。在完成异物移除控制之后，能够转变到0BD，如由图3中的流程图(S53)所示。因此，可以在已经提前移除捕获在ASV24中的异物的状态下执行OBD控制。换言之，在已经提前移除异物而使得没有检测到由捕获在ASV24中的异物所导致的打开卡住异常的状态下，执行OBD控制。结果，降低了在OBD控制期间检测到具有未识别出的原因的异常的可能性。当检测到不能识别出原因的异常时，必须进行部件替换。因此，通过降低检测到具有未识别出的原因的异常的可能性，可以减少维修费用。应注意的是，OBD不仅包括对ASV24的异常诊断，而且还包括对A/P22的异常诊断。OBD包括各种传统方法，并且可以采用其它方法。例如，在OBD中，可以使用前侧压力传感器241测量二次空气供给停止时的压力和压力变化值，并且可以基于这些测量值来判定异常。
[0073]通过在OBD之前执行异物移除控制，可以预料到以下效果。被捕获在ASV24中的异物还导致排气回流到引入有二次空气的管道中。排气回流导致碳附着物，并导致其它异物进入。通过在Al控制之后事先执行异物移除控制，可以在早期阶段消除这些问题。
[0074]在以上实施例中，ASV24的打开/关闭操作的次数用作用于终止异物移除控制的条件。然而，代替对打开/关闭操作的次数进行计数，可以使用异物移除控制的执行时间。更具体地，监测在异物移除控制的起始点之后经过的时间。如在图4的时间图中所示，异物移除控制的执行时间的测量在异物移除控制标记被设定到ON的定时处开始。然后，在已经经过预定的时间时假定满足异物移除控制终止条件，可以终止异物移除控制。通过尽可能早地终止异物移除控制，可以减小在ASV处于关闭状态时A/P22的操作的时长和频率，结果，可以减轻在异物移除控制期间施加在A/P22上的负荷。
[0075]另外，可以通过参考在ASV24的打开/关闭操作期间二次空气供给通道23中的压力状态来判定用于终止异物移除控制的条件。例如，通过参考ASV24处于关闭状态时的ASV24的上游侧的压力值(ASV前压力)来判定二次空气供给通道23中的压力状态。然后，判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。可以通过前侧压力传感器241来测量ASV24的上游侧的压力值。图4示出了 ASV前压力的变化。ASV前压力根据ASV24的打开/关闭而变化。更具体地，ASV前压力在ASV24处于关闭状态时上升，并且在ASV24处于打开状态时下降。另外，在打开状态下，ASV24与排气口连通，并且因此，出现排气脉动效应，使得观察到ASV前压力的少量的上升和下降运动。
[0076]图8是示出了图4的X部分的放大的例示性视图。当没有异物被捕获在ASV24中时，通过将ASV24设定在关闭状态而关闭连接孔23a，并且因此，规定值Pmax被观察为ASV前压力。当观察到Pmax时，可以判定异物已经被移除，并且因此，判定满足用于终止异物移除控制的条件。另一方面，如由图8中的虚线所示，当确认有异常时，连接孔23a不能完全关闭。因此，ASV前压力没有达到Pmax。因此，可以通过监测压力状态来判定在ASV中是否存在被捕获的异物，并且当判定被捕获的异物已经移除时，可以立即终止异物移除控制。
[0077]另外，通过前侧压力传感器241观察到的ASV24的上游侧的压力变化值Pa可以称为另一个条件。当连接孔23a关闭时，排气脉动对压力变化值Pa没有影响。因此，当即使ASV24处于关闭状态也观测到压力变化值Pa时，可以判定异物被捕获在ASV24中。当不再观测到压力变化值Pa时，可以判定异物已经被移除。
[0078]此外，ASV24处于关闭状态时的ASV24的上游侧的压力值和ASV24处于打开状态时的ASV24的上游侧的压力值之间的差值Pb可以称为又一个条件。当ASV24处于关闭状态并且异物没有被捕获在其中时，差值Pb等于或大于预定值。因此，可以根据差值Pb判定是否完成异物移除。
[0079]在以上实施例中，前侧压力传感器241布置在ASV24的上游侧上。然而，如图9中所示，可以连同前侧压力传感器241 —起布置设置在ASV24的下游侧上的后侧压力传感器242，并且可以基于通过这些传感器获得的测量值判定用于终止异物移除控制的条件。
[0080]图1OA和IOB是示出了伴随ASV24的操作的二次空气供给通道23中的压力状态的变化的图表。为了便于说明，在图1OA和IOB中示出示意性的波形，并且波形被部分地夸大。图1OA中的附图标记a指示当没有异物被捕获在ASV24中使得ASV24正常操作时的上游侧压力的变化。换言之，a指示在ASV24正常时通过前侧压力传感器241测量到的绝对压力的变化。当ASV24处于打开状态时，ASV24的上游侧的压力受到排气脉动的影响。当ASV24进入关闭状态时，ASV24的上游侧的绝对压力升高。当ASV24完全关闭时，不再观测到排气脉动的影响。图1OA中的附图标记b指示当异物被捕获在ASV24中时ASV前压力的变化。当异物被捕获在ASV24中时，ASV24的上游侧也与排气口 15侧连通，并且因此，观测到排气脉动的影响。另外，绝对压力的最大值低于在正常操作期间的绝对压力的最大值。图1OA中的附图标记c指示ASV24的下游侧压力(ASV后压力)的变化。ASV24的下游侧的绝对压力一直受到排气脉动的影响。
[0081]图1OB中的附图标记d指示当没有异物被捕获在ASV24中而使得ASV24正常操作时的ASV前压力和ASV后压力之间的压差的变化。当ASV24处于打开状态时，ASV24的上游侧和下游侧二者均受到排气脉动的影响。由于例示图1OB中的附图标记d的图与均受到排气脉动的影响的ASV前压力和ASV后压力之间的压差相对应，所以在ASV24处于打开状态时在所观测到的波形上没有出现少量的上升和下降运动。另一方面，当ASV24处于关闭状态时，仅ASV24的下游侧受到排气脉动的影响。由于例示附图标记d的图与受到排气脉动影响的ASV后压力和不受排气脉动影响的ASV前压力之间的压差相对应，所以当ASV24处于关闭状态时在所观测到的波形上出现少量的上升和下降运动。
[0082]图1OB中的附图标记e指示在异物被捕获在ASV24中时ASV前压力和ASV后压力之间的压差的变化。当异物被捕获在ASV24中时，ASV24的上游侧也与排气口 15侧连通，并且因此，ASV24的上游侧和下游侧二者均受到排气脉动的影响。由于例示附图标记e的图与均受到排气脉动的影响的ASV前压力和ASV后压力之间的压差相对应，所以在所观测到的波形上没有出现少量的上升和下降运动。
[0083]如上所述，可以使用前侧压力传感器241和后侧压力传感器242得到各种数值。继而，所得到的数值可以用于判定是否满足用于终止异物移除控制的条件。
[0084]例如，可以通过参考在ASV24处于关闭状态时的ASV24的上游侧的压力值(ASV前压力)和ASV24的下游侧的压力值(ASV后压力)之间的差值来进行判定。当ASV24处于关闭状态并且没有异物被捕获在ASV24中时，ASV24的上游侧的压力升高，导致相对于下游侧的差值增大，并且结果，例如观测到差值Pdll。另一方面，当差值小于预定值时，可以判定异物被捕获在ASV24中，使得上游侧和下游侧连通。例如，当观测到小于差值Pdll的差值Pdl2时，判定异物被捕获在ASV24中。当执行异物移除控制而使得差值超出预定值时，异物移除控制终止，从而假定异物移除完成。
[0085]另外，如图9中所示，当设置前侧压力传感器241和后侧压力传感器242时，可以通过参考ASV24处于关闭状态时的ASV24的上游侧的压力变化值和ASV24的下游侧的压力变化值之间的差值来进行判定。当ASV24处于关闭状态并且没有异物被捕获在ASV24中时，观测到压力变化值之间的差值Pd2，如由图1OB中的附图标记d指示的那样。换言之，在ASV24的上游侧的压力变化值和ASV24的下游侧的压力变化值之间的差值中观测到少量的上升和下降运动。另一方面，当没有观测到少量的上升和下降运动而使得差值Pd3基本等于零时，如由图1OB中的附图标记e指示的那样，可以判定上游侧压力变化值也受到排气脉动的影响。换言之，可以判定异物被捕获在ASV24中，使得上游侧和下游侧连通。当执行异物移除控制而使得在差值中观测到少量的上升和下降运动时，异物移除控制终止，从而假定异物移除完成。
[0086]此外，如图9中所示，当设置前侧压力传感器241和后侧压力传感器242时，可以通过参考ASV24处于关闭状态时的ASV24的前后压差值和ASV24处于打开状态时的ASV24的前后压差值之间的差值来进行判定。ASV24处于打开状态时的前后压差值基本为零。ASV24处于关闭状态时的前后压差值大于ASV24处于打开状态时的前后压差值。当没有异物被捕获在ASV24中时，观测到差值Pd4。另一方面，当异物被捕获在ASV24中时，观测到小于差值Pd4的差值Pd5。当执行异物移除控制由此切断ASV24的上游侧和下游侧之间的连通而使得差值增大到超出预定值时，异物移除控制终止，从而假定异物移除完成。
[0087]当以这种方式参照ASV24的上游侧压力和下游侧压力之间的差值时，可以如图11中所示设置前后压差传感器243来代替前侧压力传感器241和后侧压力传感器242的组合。通过设置前后压差传感器243，可以基于ASV24的前后压力状态以与上述类似的方式判定是否满足异物移除控制终止条件。
[0088]如上所述，通过执行异物移除控制，可以抑制OBD期间的错误诊断。这里，为了更加高效地移除异物，可以采用以下构造。
[0089]二次空气供给装置21包括A/P22，在所述A/P22中泵送的空气量是能够变化的。在异物移除控制期间，用作控制器的发动机ECUlO将由A/P22泵送的空气量增加到超过异物移除控制没有正在进行时或换言之在用于将二次空气供给到二次空气供给通道23的二次空气供给控制期间每次泵送的空气量。图12是示出了所施加的电压和A/P22的排出流量之间的关系的图表。当异物移除控制正在进行时，发动机ECUlO升高所施加的电压。因此，泵送的空气量增加，从而导致空气穿过ASV24的空气力增大。结果，可以更加容易地移除异物。
[0090]上述实施例仅是用于实施本发明的示例。因此，本发明并不局限于这个实施例，并且可以在权利要求书中所述的本发明的精神范围内应用各种修正方案以及修改方案。
【权利要求】
1.一种内燃机控制设备，所述内燃机控制设备具有二次空气供给装置，所述二次空气供给装置包括二次空气供给通道和用于打开和关闭所述二次空气供给通道的打开/关闭单元，所述二次空气供给通道将通过空气泵泵送的二次空气供给到内燃机的排气系统中， 所述控制设备包括: 控制器，所述控制器执行以下控制: 将所述打开/关闭单元设定在打开状态，使得所述二次空气被供给到所述二次空气供给通道；和 然后执行所述打开/关闭单元被打开和关闭的异物移除控制。
2.根据权利要求1所述的内燃机控制设备，其中，在对所述二次空气供给装置进行异常诊断之前执行所述异物移除控制。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机控制设备，其中，在所述异物移除控制期间在所述打开/关闭单元中进行的打开/关闭操作具有比在用于将所述二次空气供给到所述二次空气供给通道的二次空气供给期间在所述打开/关闭单元中进行的打开/关闭操作短的打开/关闭时间间隔。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的内燃机控制设备，其中，根据在所述异物移除控制期间在所述打开/关闭单元中进行的打开/关闭操作的次数来判定是否满足用于终止所述异物移除控制的条件。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的内燃机控制设备，其中，根据在所述异物移除控制的起始点之后经过的时间来判定是否满足用于终止所述异物移除控制的条件。
6.根据权利要求1-5中的任一项`所述的内燃机控制设备，其中，根据伴随所述打开/关闭单元的打开/关闭操作的所述二次空气供给通道中的压力状态来判定是否满足用于终止所述异物移除控制的条件。
7.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，所述二次空气供给通道中的所述压力状态是所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力值。
8.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，通过参考所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力变化值来判定所述二次空气供给通道中的所述压力状态。
9.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，通过参考所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力值和所述打开/关闭单元处于打开状态时的所述打开/关闭单元的所述上游侧的压力值之间的差值来判定所述二次空气供给通道中的所述压力状态。
10.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，通过参考所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力值和所述打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的差值来判定所述二次空气供给通道中的所述压力状态。
11.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，通过参考所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力变化值和所述打开/关闭单元的下游侧的压力变化值之间的差值来判定所述二次空气供给通道中的所述压力状态。
12.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，通过参考所述打开/关闭单元处于关闭状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力值和所述打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的压差值和所述打开/关闭单元处于打开状态时的所述打开/关闭单元的上游侧的压力值和所述打开/关闭单元的下游侧的压力值之间的压差值之间的差值来判定所述二次空气供给通道中的所述压力状态。
13.根据权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，由所述空气泵泵送的空气量能够变化，并且 所述控制器使在所述异物移除控制期间由所述空气泵泵送的空气量增加到超过在所述二次空气供给控制期间由所述空气泵泵送的空气量。
14.根据权利要求1-12中的任一项所述的内燃机控制设备，其中，所述控制器在所述异物移除控制终止之后对所述二次空气供给装置进行所述异常诊断。
15.一种用于内 燃机的控制方法，所述内燃机具有二次空气供给装置，所述二次空气供给装置包括二次空气供给通道和用于打开和关闭所述二次空气供给通道的打开/关闭单元，所述二次空气供给通道将由空气泵泵送的二次空气供给到内燃机的排气系统中， 所述控制方法包括: 将所述打开/关闭单元设定在打开状态，使得所述二次空气被供给到所述二次空气供给通道；和 然后执行所述打开/关闭单元被打开和关闭的异物移除控制。
【文档编号】F01N3/22GK103732875SQ201280038553
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月6日 优先权日:2011年8月9日
【发明者】近藤真也, 塚本谅介, 北谷裕纪, 青木淳, 清宫伸介, 田代和义, 河合智, 中田达朗 申请人:丰田自动车株式会社