内燃机的控制系统技术方案

内燃机包括排气净化催化剂20。该内燃机的控制系统包括在排气净化催化剂的下游侧的下游侧空气‑燃料比传感器41，以及控制废气的空气‑燃料比的空气‑燃料比控制装置。当传感器的输出空气‑燃料比变为富判定空气‑燃料比或更低时，目标空气‑燃料比被设定为贫空气‑燃料比，以及当输出空气‑燃料比变为贫判定空气‑燃料比或更高时，目标空气‑燃料比被设定为富空气‑燃料比。当内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在目标空气‑燃料比被设定为贫空气‑燃料比时的目标空气‑燃料比的平均贫度和在目标空气‑燃料比被设定为富空气‑燃料比时的目标空气‑燃料比的平均富度中的至少一者被增大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃机的控制系统。
技术介绍
过去广为人知的是这样一种内燃机的控制系统：其在内燃机的排气通道中设置有空气-燃料比传感器，并且基于该空气-燃料比传感器的输出而控制被提供给内燃机的燃料量。特别地，作为这样的控制系统，已知如下的控制系统：该控制系统在被设置于内燃机排气通道中的排气净化催化剂的排气流动方向上的上游侧(在下文中，简称为“上游侧”)设置有空气-燃料比传感器，并且在排气流动方向上的下游侧(在下文中，简称为“下游侧”)设置有氧传感器(例如，PTL1和2)。例如，在PTL1所描述的控制系统中，流入排气净化催化剂的废气的目标空气-燃料比在富于化学计量空气-燃料比的富空气-燃料比与贫于化学计量空气-燃料比的贫空气-燃料比之间交替切换，以使得排气净化催化剂的储氧量在最大可储氧量与零之间交替波动。具体而言，在PTL1所描述的控制系统中，被交替切换到的富空气-燃料比的富度(richdegree)被设定为变得大于被交替切换到的贫空气-燃料比的贫度(leandegree)。根据PTL1，由此，当使得目标空气-燃料比为贫空气-燃料比时，贫度小，因此认为在将目标空气-燃料比设定为贫空气-燃料比时可以防止大转矩波动发生。引用列表专利文献PTL1：公开号为2004-285948A的日本专利公开PTL2：公开号为2004-251123A的日本专利公开
技术实现思路
技术问题在这方面，排气净化催化剂的储氧能力通过反复地吸收和释放氧来维持。因此，如果将排气净化催化剂长期维持在储氧状态下或释氧状态下，则储氧能力将下降，并且将导致排气净化催化剂的净化性能降低。具体而言，例如，排气净化催化剂的最大可储氧量将下降。因此，为了将排气净化催化剂的储氧能力维持为高的，按照与PTL1所描述的控制系统相同的方式，将流入排气净化催化剂的废气的目标空气-燃料比交替地设定为富空气-燃料比和贫空气-燃料比是有效的。这里，根据本申请的专利技术人，了解到排气净化催化剂的储氧能力被维持得越高，当目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比时的贫度(与化学计量空气-燃料比的差)越大，并且当目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比时的富度(与化学计量空气-燃料比的差)越大。因此，为了将排气净化催化剂的储氧能力维持为高的，优选地使目标空气-燃料比在大贫度的贫空气-燃料比和大富度的富空气-燃料比之间交替。另一方面，如果使目标空气-燃料比的富度和贫度越大，则当包含大量未燃烧气体或NOX等的废气暂时流入排气净化催化剂时或者当排气净化催化剂的储氧量达到最大可储氧量或零时，从排气净化催化剂流出的未燃烧气体或NOX的量将变得越大。因此，考虑到上面的问题，本专利技术的目的是提供一种在将排气净化催化剂的净化性能维持为高的同时，可以使从排气净化催化剂流出的未燃烧气体或NOX的量保持为少的。问题解决方案为了解决此问题，在本专利技术的第一方面中，提供一种内燃机的控制系统，所述内燃机包括排气净化催化剂，所述排气净化催化剂被设置在所述内燃机的排气通道中并且能够储氧，所述控制系统包括：下游侧空气-燃料比传感器，其被设置在所述排气净化催化剂的排气流动方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的废气的空气-燃料比；以及空气-燃料比控制装置，其控制所述废气的空气-燃料比，以使流入所述排气净化催化剂的所述废气的空气-燃料比变为目标空气-燃料比，其中，当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为富判定空气-燃料比或更低时，所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比，所述富判定空气-燃料比富于化学计量空气-燃料比，所述贫空气-燃料比贫于所述化学计量空气-燃料比，以及当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为贫判定空气-燃料比或更高时，所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比，所述贫判定空气-燃料比贫于所述化学计量空气-燃料比，所述富空气-燃料比富于所述化学计量空气-燃料比；并且，与当内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的平均贫度和在所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的平均富度中的至少一者被增大。在本专利技术的第二方面中，提供有本专利技术的第一方面，其中，与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的贫度的最大值和在所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的富度的最大值中的至少一者被增大。在本专利技术的第三方面中，提供有本专利技术的第一或第二方面，其中，当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为富判定空气-燃料比或更低时，所述目标空气-燃料比被切换到贫于所述目标空气-燃料比的贫设定空气-燃料比，从在所述目标空气-燃料比被设定为所述贫设定空气-燃料比之后并且在由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的所述废气空气-燃料比变为所述贫判定空气-燃料比或更高之前的贫度改变时机起，所述目标空气-燃料比被设定为具有小于所述贫设定空气-燃料比的贫度的贫空气-燃料比，直至由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的所述废气空气-燃料比变为所述贫判定空气-燃料比或更高，当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的所述废气空气-燃料比变为所述贫判定空气-燃料比或更高时，所述目标空气-燃料比被切换到富于所述化学计量空气-燃料比的富设定空气-燃料比，以及从在所述目标空气-燃料比被设定为所述富设定空气-燃料比之后并且在由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的所述废气空气-燃料比变为所述富判定空气-燃料比或更低之前的富度改变时机起，所述目标空气-燃料比设定为具有小于所述富设定空气-燃料比的富度的富空气-燃料比，直至由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的所述废气空气-燃料比变为所述富判定空气-燃料比或更低。在本专利技术的第四方面中，提供有本专利技术的第三方面，其中，与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，所述贫设定空气-燃料比的贫度和所述富设定空气-燃料比的富度中的至少一者被增大，以及与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述富度改变时机之后的所述目标空气-燃料比的平均富度和在所述贫度改变时机之后的所述目标空气-燃料比的平均贫度中的至少一者被增大。在本专利技术的第五方面中，提供有本专利技术的第三方面，其中，与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，所述贫设定空气-燃料比的贫度和所述富设定空气-燃料比的富度中的至少一者被增大，并且，在当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时之间，在所述富度改变时机之后的所述目标空气-燃料比的平均贫度和在所述贫度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制系统，所述内燃机包括排气净化催化剂，所述排气净化催化剂被设置在所述内燃机的排气通道中并且能够储氧，所述控制系统包括：下游侧空气‑燃料比传感器，其被设置在所述排气净化催化剂的排气流动方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的废气的空气‑燃料比；以及空气‑燃料比控制装置，其控制所述废气的空气‑燃料比，以使流入所述排气净化催化剂的所述废气的空气‑燃料比变为目标空气‑燃料比，其中，当由所述下游侧空气‑燃料比传感器检测到的废气空气‑燃料比变为富判定空气‑燃料比或更低时，所述目标空气‑燃料比被设定为贫空气‑燃料比，所述富判定空气‑燃料比富于化学计量空气‑燃料比，所述贫空气‑燃料比贫于所述化学计量空气‑燃料比，以及当由所述下游侧空气‑燃料比传感器检测到的废气空气‑燃料比变为贫判定空气‑燃料比或更高时，所述目标空气‑燃料比被设定为富空气‑燃料比，所述贫判定空气‑燃料比贫于所述化学计量空气‑燃料比，所述富空气‑燃料比富于所述化学计量空气‑燃料比；并且，与当内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述目标空气‑燃料比被设定为贫空气‑燃料比时的所述目标空气‑燃料比的平均贫度和在所述目标空气‑燃料比被设定为富空气‑燃料比时的所述目标空气‑燃料比的平均富度中的至少一者被增大。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.23 JP 2014-1068741.一种内燃机的控制系统，所述内燃机包括排气净化催化剂，所述排气净化催化剂被设置在所述内燃机的排气通道中并且能够储氧，所述控制系统包括：下游侧空气-燃料比传感器，其被设置在所述排气净化催化剂的排气流动方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的废气的空气-燃料比；以及空气-燃料比控制装置，其控制所述废气的空气-燃料比，以使流入所述排气净化催化剂的所述废气的空气-燃料比变为目标空气-燃料比，其中，当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为富判定空气-燃料比或更低时，所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比，所述富判定空气-燃料比富于化学计量空气-燃料比，所述贫空气-燃料比贫于所述化学计量空气-燃料比，以及当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为贫判定空气-燃料比或更高时，所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比，所述贫判定空气-燃料比贫于所述化学计量空气-燃料比，所述富空气-燃料比富于所述化学计量空气-燃料比；并且，与当内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的平均贫度和在所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的平均富度中的至少一者被增大。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制系统，其中，与当所述内燃机运转状态不是稳定运转状态并且是中高负荷运转状态时相比，当所述内燃机运转状态是稳定运转状态并且是低负荷运转状态时，在所述目标空气-燃料比被设定为贫空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的贫度的最大值和在所述目标空气-燃料比被设定为富空气-燃料比时的所述目标空气-燃料比的富度的最大值中的至少一者被增大。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制系统，其中，当由所述下游侧空气-燃料比传感器检测到的废气空气-燃料比变为富判定空气-燃料比或更低时，所述目标空气-燃料比被切换到贫于所述目标空气-燃料比的贫设定空气-燃料比，从在所述目标空气-燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川德久，冈崎俊太郎，山口雄士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP