内燃机的运转控制装置以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种组装有用于对向排气净化装置被引导的排气进行加热的排气加热装置的内燃机的运转控制装置以及其方法。
【背景技术】
[0002]近几年，为了应对针对内燃机的较严格的排气限制，需要在内燃机起动时促进排气净化装置的活化、或者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化、或者维持活性状态。因此，排气加热装置通常具有:通过对燃料进行加热而使所述燃料点火从而生成加热气体的电热塞等的点火单元、和朝向该点火单元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2006-112401号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]专利文献I中所公开的排气加热装置不会将二次空气导入到排气通道中，而是向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火。在这样的排气加热装置中，被添加到排气通道中的燃料的点火以及燃烧很大程度上受到从内燃机被送出的排气的状态、特别是氧浓度与排气流量的影响。因此，在能够向排气通道添加燃料并使所述燃料点火的期间内，将会被限制于例如如车辆减速时或怠速运转时等那样、加速器开度为0%的情况或被喷射到内燃机的气缸内的燃料在预定量以下的情况。
[0008]在排气加热装置中，在使添加到排气通道中的燃料点火时，需要预先将电热塞的发热部加热至燃料的点火温度以上、例如1100°c以上。然而，在成为了能够向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火的运转状态时，即使将电热塞从非通电状态切换为通电状态而对发热部进行加热，该发热部升温至燃料的点火温度以上也需要相当长的时间。因此，不管能够使燃料燃烧而对排气进行加热这种的运转状态，而电热塞的发热部的温度较低而无法向排气通道中添加燃料，从而将会错过通过排气加热装置而对排气进行加热的时机。因此，当在成为了需要对排气进行加热的状态时，不管车辆的运转状态如何而将电热塞的发热部持续地保持在燃料的点火温度以上时，蓄电池的电力消耗增多而发电机的工作频率增多，其结果为，成为了耗油率恶化的原因之一。
[0009]发明目的
[0010]本发明的目的在于，提供一种，与现有技术相比能够有效地使排气加热装置进行工作的内燃机的运转控制装置以及其方法。
[0011]用于解决课题的方法
[0012]本发明的第一方式在于一种内燃机的运转控制装置，所述内燃机的运转控制装置的特征在于，具备:排气净化装置，其用于对来自内燃机的排气进行净化；燃料添加阀，其用于向从所述内燃机至所述排气净化装置的排气通道中添加燃料；点火单元，其具有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的发热部；暖机判断部，其对是否具有实施由所述燃料添加阀以及所述点火单元所实施的所述排气净化装置的暖机的必要性进行判断；排气加热判断部，其在通过该暖机判断部而判断为需要实施所述排气净化装置的暖机的情况下，对是否处于应当从所述燃料添加阀向所述排气通道中添加燃料并通过所述点火单元而使所述燃料点火燃烧的运转状态进行判断；排气加热预测部，其在不应当向所述排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态下，对朝向应当向所述排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测；发热温度设定部，其根据所述排气加热判断部处的判断结果以及所述排气加热预测部处的预测结果，而对所述点火单元的发热部的温度进行设定。
[0013]在本发明中，在暖机判断部判断为需要对排气净化装置进行暖机的情况下，排气加热预测部对是否欲从不应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。在此，在排气加热预测部预测出欲从不应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态进行转移的情况下，发热温度设定部开始实施点火单元的发热部的升温。与此同时，排气加热判断部对是否处于应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态进行判断。在此，在排气加热判断部判断为处于应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的情况下，从燃料添加阀向排气通道中添加燃料并通过点火单元而使所述燃料点火燃烧，从而实现排气温度的升温。由此，升温了的排气被导入排气净化装置，从而促进排气净化装置的活化。
[0014]在基于本发明的第一方式的内燃机的运转控制装置中，也可以采用如下方式，即，发热温度设定部根据暖机判断部处的判断结果以及排气加热判断部处的判断结果、及排气加热预测部处的预测结果，而将点火单元的发热部的温度切换成燃料能够点火的点火温度、低于该点火温度的预热温度、非加热温度。
[0015]还可以采用如下方式，即，还具备可添加判断部，所述可添加判断部对是否能够从所述燃料添加阀向所述排气通道中添加燃料进行判断，并且，根据该可添加判断部的判断结果而使燃料添加阀的动作被进行控制。
[0016]在内燃机与变速器之间组装有具有锁止机构的液力联轴节的情况下，排气加热预测部具有锁止判断部，所述锁止判断部对内燃机与变速器是否处于由液力联轴节的锁止机构所实现的直接连接运转区域进行判断，并且在锁止判断部判断出内燃机与变速器处于直接连接运转区域的情况下，能够对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。在该情况下，锁止判断部还具有降档判断部和燃料喷射量判断部，所述降档判断部对变速器是否处于降档过程中进行判断，所述燃料喷射量判断部对被喷射到内燃机的气缸内的燃料的喷射量是否小于预定量进行判断，在判断出变速器处于降档过程中且被喷射到内燃机的气缸内的燃料的喷射量小于预定量的情况下，判断为内燃机与变速器处于直接连接运转区域。
[0017]还可以采用如下方式，即，排气加热预测部具有用于对由驾驶者所操作的加速踏板的开度进行检测的加速器开度传感器，与对车辆的加速度进行求取的单元，并且所述排气加热预测部根据与加速踏板的开度对应的车辆的加速度，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0018]还可以采用如下方式，S卩，排气加热预测部具有在车辆的行驶过程中求取与前方的障碍物之间的距离的单元，并且根据与前方的障碍物之间的距离，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0019]还可以采用如下方式，S卩，在还具备用于使车辆恒速行驶的巡航控制器的情况下，排气加热预测部随着由巡航控制器所实施的恒速行驶的解除，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。在此，在通过巡航控制器而使车辆处于恒速行驶过程中的情况下，发热温度设定部能够将点火单元的发热部的温度设定于非加热温度。
[0020]还可以采用如下方式，S卩，还具备车辆导航系统，排气加热预测部根据预先存储于该车辆导航系统中的减速或停止地点与车辆之间的相对位置，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0021 ] 本发明的第二方式在于内燃机的运转控制方法，所述内燃机的运转控制方法的特征在于，具备如下步骤:对是否具有由燃料添加阀以及点火单元所实施的排气净化装置的暖机的必要性进行判断的步骤，其中，所述燃料添加阀用于对从内燃机至排气净化装置的排气通道中添加燃料，所述点火单元具有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的发热部；在该判断步骤中判断为需要实施所述排气净化装置的暖机的情况下，对是否处于应当从所述燃料添加阀向所述排气通道中添加燃料并通过所述点火单元而使所述燃料点火燃烧的运转状态进行判断的步骤；在不应当向所述排气通道添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态下，对朝向应当向所述排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤；根据是否处于应当向所述排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的判断结果、以及朝向应当向所述排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移预测的结果，而对所述点火单元的发热部的温度进行设定的步骤。
[0022]在本发明的第二方式的内燃机的运转控制装置中，对点火单元的发热部的温度进行设定的步骤包括如下步骤，即，根据与是否具有实施排气净化装置的暖机的必要性相关的判断结果、是否处于应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的判断结果、以及对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的结果，而将点火单元的发热部的温度选为燃料能够点火的点火温度、或低于该点火温度的预热温度、或非加热温度中的任一温度的步骤。
[0023]还具备如下的步骤:对是否能够从燃料添加阀向排气通道中添加燃料进行判断的步骤，根据该判断步骤的判断结果，而对燃料添加阀的动作进行控制的步骤。
[0024]在具有锁止机构的液力联轴节被组装在内燃机与变速器之间的情况下，对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤包括，对内燃机与变速器是否处于由液力联轴节的锁止机构所实现的直接连接运转区域中进行判断的步骤，在此，在判断为内燃机与变速器处于直接连接运转区域中的情况下，能够对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。在该情况下，对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤还包括，对变速器是否处于降档过程中进行判断的步骤，与对被喷射到内燃机的气缸内的燃料的喷射量是否小于预定量进行判断的步骤，在判断为变速器处于降档过程中、且被喷射到气缸内的燃料的喷射量小于预定量的情况下，判断为内燃机与变速器处于直接连接运转区域中。
[0025]还可以采用如下方式，即，对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤包括，求取由驾驶者所操作的加速踏板的开度的步骤、与求取车辆的加速度的步骤，并且根据与加速踏板的开度对应的车辆的加速度，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0026]还可以采用如下方式，S卩，对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤包括，在车辆的行驶过程中求取与前方的障碍物之间的距离的步骤，并根据与该前方的障碍物之间的距离而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0027]还可以采用如下方式，S卩，在搭载有内燃机的车辆中组装有用于使所述车辆恒速行驶的巡航控制器的情况下，对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤包括，随着由巡航控制器所实施的恒速行驶的解除，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。在该情况下，优选为，在对点火单元的发热部的温度进行设定的步骤中，在通过巡航控制器而使车辆处于恒速行驶过程中的情况下，将点火单元的发热部的温度设定于非加热温度。
[0028]在搭载有内燃机的车辆中组装有车辆导航系统的情况下，在对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测的步骤中，根据预先存储于该车辆导航系统中的减速或停止地点与车辆之间的相对位置，而对朝向应当向排气通道中添加燃料并使所述燃料点火燃烧的运转状态的转移进行预测。
[0029]发明效果
[0030]根据本发明，在需要实施排气