内燃机制造技术

一种内燃机，包括：排气净化催化剂20；下游侧空燃比传感器41，其被布置在所述排气净化催化剂的下游侧；以及空燃比控制系统，其执行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比。所述空燃比控制系统：当所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成浓判定空燃比或更低时，将所述目标空燃比切换到稀设定空燃比；在将所述目标空燃比切换到所述稀设定空燃比之后并且在所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成切换基准吸藏量或更高之前，将所述目标空燃比改变为弱稀设定空燃比；以及当所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高时，将所述目标空燃比切换到浓空燃比。

【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。
技术介绍
在过去，已知一种内燃机的控制系统，其在排气净化催化剂的排气流方向上的上游侧具备空燃比传感器，并且在其排气流方向上的下游侧具备氧传感器(例如，PTL1)。在这种控制系统中，例如，基于上游侧空燃比传感器的输出执行反馈控制，以使得该空燃比传感器的输出变成对应于目标空燃比的目标值。此外，基于下游侧氧传感器的输出调整上游侧空燃比传感器的目标值。注意，在下面的说明中，排气流方向上的上游侧有时将被简称为“上游侧”，并且排气流方向上的下游侧有时将被简称为“下游侧”。例如，在PTL1中描述的控制系统中，当下游侧氧传感器的输出电压是高侧阈值或更大，并且因此排气净化催化剂处于氧不足状态时，将流入排气净化催化剂中的排气的目标空燃比设定为稀于理论空燃比的空燃比(以下也被称为“稀空燃比”)。相反，当下游侧氧传感器的输出电压是低侧阈值或更小，并且因此排气净化催化剂处于氧过剩状态时，将目标空燃比设定为浓于理论空燃比的空燃比(以下也被称为“浓空燃比”)。根据PTL1，由于这一点，当催化剂处于氧不足状态或氧过剩状态时，认为能够迅速将排气净化催化剂的状态返回到两种状态之间的中间状态(即，其中排气净化催化剂吸藏适当氧量的状态)。此外，在上述控制系统中，当下游侧氧传感器的输出电压在高侧阈值与低侧阈值之间时，当氧传感器的输出电压作为一般趋势而增大时，将目标空燃比设定为稀空燃比。相反，当氧传感器的输出电压作为一般趋势而减小时，将目标空燃比设定为浓空燃比。根据PTL1，由于这一点，认为能够预先防止排气净化催化剂变得处于氧不足状态或氧过剩状态。引文列表专利文献PTL1：日本特开2011-069337A号公报
技术实现思路
技术问题在这点上，根据本申请的专利技术者，已建议在上游侧排气净化催化剂的排气的下游侧设置下游侧空燃比传感器，并且基于下游侧空燃比传感器的输出，控制流入排气净化催化剂中的排气的目标空燃比，如下所述。即，当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓于理论空燃比的浓判定空燃比或更低时，将目标空燃比切换到稀空燃比。此外，当排气净化催化剂的氧吸藏量的推定值变成小于最大可吸藏氧量的预定切换基准吸藏量或更高时，将目标空燃比切换到浓空燃比。通过执行这种控制，下游侧空燃比传感器的输出空燃比几乎从不再变成稀空燃比。即，从上游侧排气净化催化剂流出的NOX量减少。当执行这种空燃比控制时，如果当将目标空燃比设定为稀空燃比时增大稀程度(与理论空燃比的差)，则从排气净化催化剂流出稀空燃比排气的可能性增加。即，如果内燃机的工作状态突然改变等，并且流入排气净化催化剂中的排气的空燃比可能临时波动。在这种情况下，即使排气净化催化剂的氧吸藏量未达到最大可吸藏氧量并且排气净化催化剂具有更多余裕以便吸藏氧，排气中的部分氧也可能不会被吸藏在排气净化催化剂中并且从排气净化催化剂流出。此时，随着氧的流出，NOX也从排气净化催化剂流出。此外，如果排气净化催化剂的劣化导致最大可吸藏氧量减少，则即使执行上述控制，排气净化催化剂的氧吸藏量也将达到最大可吸藏氧量，并且因此稀空燃比排气将从排气净化催化剂流出。此时，当将目标空燃比设定为稀空燃比时的稀程度越大，从排气净化催化剂流出的排气的稀程度变得越大。因此，如果考虑这些情况，则可以认为当将目标空燃比设定为稀空燃比时稀程度优选地为小。但是，如果将目标空燃比的稀程度设定为小，则当将目标空燃比设定为稀空燃比时，存在浓空燃比排气从排气净化催化剂流出的可能性。即，当将目标空燃比的稀程度设定为小时，如果内燃机的工作状态的突然变化等导致流入排气净化催化剂中的排气的空燃比临时波动到浓侧，则流入排气净化催化剂中的排气的空燃比有时变成浓空燃比。此外，当执行上述控制时，就在将目标空燃比从浓空燃比切换到稀空燃比之后，排气净化催化剂的氧吸藏量基本变成零。因此，如果流入排气净化催化剂中的排气的空燃比变成浓空燃比，则不能在排气净化催化剂中净化排气中的未燃烧气体，并且因此浓空燃比排气从排气净化催化剂流出。此外，当基于对应于上游侧空燃比传感器的输出值的空燃比(以下也被称为“输出空燃比”)执行反馈控制时，如果在上游侧空燃比传感器中出现偏差，则与此相伴，也在流入排气净化催化剂中的排气的空燃比中出现偏差。具体地说，如果上游侧空燃比传感器的输出空燃比从实际空燃比偏向稀侧，则流入排气净化催化剂中的排气的空燃比偏向浓侧。如果使目标空燃比的稀程度较小，则当上游侧空燃比传感器的输出空燃比在很大程度上偏向稀侧时，当将目标空燃比设定为稀空燃比时，流入排气净化催化剂中的排气的空燃比变成浓空燃比。在这种情况下，无论是否将目标空燃比设定为稀空燃比，浓空燃比排气都继续从排气净化催化剂流出。因此，考虑到上述问题，本专利技术的一个目标是提供一种内燃机，其能够在将目标空燃比设定为稀空燃比时抑制浓空燃比的排气从排气净化催化剂流出。问题的解决方案为了解决上述问题，提供下面的专利技术。(1)一种内燃机，包括：排气净化催化剂，其被布置在所述内燃机的排气通路中并且能够吸藏氧；下游侧空燃比传感器，其被布置在所述排气净化催化剂的排气流方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；以及空燃比控制系统，其执行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比，其中所述空燃比控制系统：当所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成浓于理论空燃比的浓判定空燃比或更低时，将所述目标空燃比切换到稀于所述理论空燃比的稀设定空燃比；在将所述目标空燃比切换到所述稀设定空燃比之后并且在所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成小于最大可吸藏氧量的预定切换基准吸藏量或更高之前的预定稀程度改变时机(timing)，将所述目标空燃比改变为稀程度小于所述稀设定空燃比的稀空燃比；以及当所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高时，将所述目标空燃比切换到浓于所述理论空燃比的浓空燃比。(2)根据上述(1)的内燃机，其中所述稀程度改变时机是在所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比从所述浓判定空燃比或更低改变为大于所述浓判定空燃比的空燃比时之后的时机。(3)根据上述(1)或(2)的内燃机，其中所述稀程度改变时机是在从所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成所述浓判定空燃比或更低时起的经过时间变成预定时间或更长时之后的时机。(4)根据上述(1)至(3)中的任一项的内燃机，其中从所述稀程度改变时机起直到所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高，所述目标空燃比被维持在恒定值。(5)根据上述(1)至(4)中的任一项的内燃机，其中所述稀设定空燃比根据所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比而改变。(6)根据上述(1)至(5)中的任一项的内燃机，其中从所述目标空燃比被切换到浓空燃比时到所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成所述浓判定空燃比或更低时，所述目标空燃比被维持在恒定浓设定空燃比。(7)根据上述(1)至(5)中的任一项的内燃机，其中所述空燃比控制系统：当所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高时，将所述目标空燃比切换到浓于所述理论空燃比的浓设定空燃比；以及在将所述目标空燃比切换到所述浓设定空燃比之后并且在所述下游侧空燃比传感器检测到的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机，包括：排气净化催化剂，其被布置在所述内燃机的排气通路中并且能够吸藏氧；下游侧空燃比传感器，其被布置在所述排气净化催化剂的排气流方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；以及空燃比控制系统，其执行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比，其中所述空燃比控制系统：当所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成浓于理论空燃比的浓判定空燃比或更低时，将所述目标空燃比切换到稀于所述理论空燃比的稀设定空燃比；在将所述目标空燃比切换到所述稀设定空燃比之后并且在所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成小于最大可吸藏氧量的预定切换基准吸藏量或更高之前的预定稀程度改变时机，将所述目标空燃比改变为稀程度小于所述稀设定空燃比的稀空燃比；以及当所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高时，将所述目标空燃比切换到浓于所述理论空燃比的浓空燃比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 JP 2014-1532381.一种内燃机，包括：排气净化催化剂，其被布置在所述内燃机的排气通路中并且能够吸藏氧；下游侧空燃比传感器，其被布置在所述排气净化催化剂的排气流方向上的下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比；以及空燃比控制系统，其执行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比，其中所述空燃比控制系统：当所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成浓于理论空燃比的浓判定空燃比或更低时，将所述目标空燃比切换到稀于所述理论空燃比的稀设定空燃比；在将所述目标空燃比切换到所述稀设定空燃比之后并且在所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成小于最大可吸藏氧量的预定切换基准吸藏量或更高之前的预定稀程度改变时机，将所述目标空燃比改变为稀程度小于所述稀设定空燃比的稀空燃比；以及当所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高时，将所述目标空燃比切换到浓于所述理论空燃比的浓空燃比。2.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述稀程度改变时机是在所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比从所述浓判定空燃比或更低改变为大于所述浓判定空燃比的空燃比时之后的时机。3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中所述稀程度改变时机是在从所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成所述浓判定空燃比或更低时起的经过时间变成预定时间或更长时之后的时机。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的内燃机，其中从所述稀程度改变时机起直到所述排气净化催化剂的所述氧吸藏量的推定值变成所述切换基准吸藏量或更高，所述目标空燃比被维持在恒定值。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的内燃机，其中所述稀设定空燃比根据所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比而改变。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的内燃机，其中从所述目标空燃比被切换到浓空燃比时到所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比变成所述浓判定空燃比或更低时，所述目标空燃比被维持在恒定浓设定空燃比。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的内燃机，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎俊太郎，
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