内燃发动机的控制装置制造方法及图纸

一种设置有排气净化催化剂(20)的内燃发动机的控制装置设置有下游侧空燃比传感器(41)、用于控制燃料供给量以使得排气的空燃比变成目标空燃比的供给控制装置、和推定排气中的氧过量/不足的过量/不足推定装置。所述目标空燃比在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓空燃比时被切换为稀空燃比并且在此后排气净化催化剂的氧储存量变成切换基准量以上时被切换为浓空燃比。使用在使目标空燃比成为稀空燃比的时间段的累计氧过量/不足的绝对值和在使目标空燃比成为浓空燃比的时间段的累计氧过量/不足的绝对值作为修正目标空燃比等的基础，以使得这些绝对值的差异变小。

【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发动机的控制装置。
技术介绍
过去，普遍已知一种内燃发动机的控制装置，该控制装置在内燃发动机的排气通路中设置了空燃比传感器并使用该空燃比传感器的输出作为基础来控制供给至内燃发动机的燃料量(例如，参照专利文献1至5)。在使用这种控制装置的内燃发动机中，使用设置在排气通路中并具有氧储存能力的排气净化催化剂。具有氧储存能力的排气净化催化剂能在氧储存量为最大可储存氧量(上限储存量)与零(下限储存量)之间的适当的量时能除去流入排气净化催化剂中的排气中的未燃气体(HC、CO等)或NOX等。亦即，如果具有在理论空燃比的浓侧的空燃比(以下也称为“浓空燃比”)的排气流入排气净化催化剂中，则储存在排气净化催化剂中的氧被用于通过氧化来除去排气中的未燃气体。相反地，如果具有在理论空燃比的稀侧的空燃比(以下也称为“稀空燃比”)的排气流入排气净化催化剂中，则排气中的氧储存在排气净化催化剂中。由此，排气净化催化剂的表面变成氧不足状态。与此同时，通过还原来除去排气中的NOX。结果，只要氧储存量是适当的量，排气净化催化剂就能净化排气，而不论流入排气净化催化剂中的排气的空燃比如何。因此，在这种控制装置中，为了将排气净化催化剂处的氧储存量维持在适当的量，在排气净化催化剂的沿排气流动方向的上游侧设置有空燃比传感器并且在沿排气流动方向的下游侧设置有氧传感器。利用这些传感器，例如，控制装置使用上游侧空燃比传感器的输出作为用于反馈控制的基础以使得该空燃比传感器的输出变成与目标空燃比对应的目标值(例如，专利文献1至4)。此外，该控制装置使用下游侧氧传感器的输出作为基础来修正上游侧空燃比传感器的目标值。注意，在以下说明中，沿排气流动方向的上游侧有时将被称为“上游侧”，沿排气流动方向的下游侧有时将被称为“下游侧”。例如，在专利文献1中记载的控制装置中，当下游侧氧传感器的输出电压在高侧阈值以上且排气净化催化剂的状态为氧不足状态时，使流入排气净化催化剂中的排气的目标空燃比成为稀空燃比。相反地，当下游侧氧传感器的输出电压在低侧阈值以下且排气净化催化剂处于氧过量状态时，使目标空燃比成为浓空燃比。根据专利文献1，认为这样一来，当处于氧不足状态或氧过量状态时，排气净化催化剂能迅速返回这两种状态之间的状态(亦即，排气净化催化剂储存适量的氧的状态)。此外，在上述控制装置中，当下游侧氧传感器的输出电压介于高侧阈值与低侧阈值之间时，在氧传感器的输出电压趋于增大时使目标空燃比成为稀空燃比。相反地，在氧传感器的输出电压趋于减小时使目标空燃比成为浓空燃比。根据专利文献1，由此，认为能预先防止排气净化催化剂变成氧不足状态或氧过量状态。此外，在专利文献2中记载的控制装置中，使用空气流量计和位于排气净化催化剂的上游侧的空燃比传感器等的输出作为基础来计算排气净化催化剂的氧储存量。在此基础上，当计算出的氧储存量大于目标氧储存量时，使流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比成为浓空燃比，而当计算出的氧储存量小于目标氧储存量时，使目标空燃比成为稀空燃比。根据专利文献2，由此，排气净化催化剂的氧储存量能恒定维持在目标氧储存量。引用清单专利文献专利文献1.日本专利公报No.2011-069337A专利文献2.日本专利公报No.2001-234787A专利文献3.日本专利公报No.8-232723A专利文献4.日本专利公报No.2009-162139A
技术实现思路
技术问题在这方面，在专利文献1中记载的控制中，当下游侧氧传感器的输出电压在低侧阈值以下时，使目标空燃比成为浓空燃比。因此，在专利文献1中记载的控制中，可以说氧和NOX暂时从排气净化催化剂流出。此外，当执行专利文献2中记载的控制时，由于与排气净化催化剂的氧储存量有关的推定误差，氧储存量变成偏离目标储存量并且结果氧和NOX有时最终从排气净化催化剂流出。因此，专利技术人提出了以下内燃发动机的控制装置。在该控制装置中，通过对供给至内燃发动机的燃烧室的燃料喷射量的反馈控制来使流入排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比。当通过下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，目标空燃比被切换为稀空燃比。此后，当排气净化催化剂的氧储存量变成预定切换基准储存量以上时，目标空燃比被切换为浓空燃比。由于，可以抑制NOX和氧从排气净化催化剂流出。在这方面，当内燃发动机具有多个气缸时，有时从气缸排出的排气的空燃比在各气缸之间发生偏离。这种情况下，按照上游侧空燃比传感器的设定位置，从所有气缸排出的排气的平均空燃比与通过上游侧空燃比传感器检测出的空燃比之间发生偏离。结果，通过上游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成从实际排气的平均空燃比偏向浓侧或稀侧。如果上游侧空燃比传感器的输出值以此方式发生偏离，则当使目标空燃比成为稀空燃比时，有时排气净化催化剂的氧储存量达到最大可储存的氧量且NOX和氧最终从排气净化催化剂流出。此外，专利技术人等还提出与以上控制相反的控制。该“相反的控制”是在下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成稀空燃比时将目标空燃比切换为浓空燃比并且在排气净化催化剂的氧储存量变成切换基准量以下时将目标空燃比切换为稀空燃比的控制。当执行这种控制时，同样，如果有时上游侧空燃比传感器的输出值发生偏离，则在一些情况下未燃气体最终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的是提供一种内燃发动机的控制装置，该控制装置即使在上游侧空燃比传感器等的输出值发生偏离时也能抑制NOX或未燃气体从排气净化催化剂流出。问题的解决方案为了解决此问题，在本专利技术的第一方面中，提供了一种内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括配置在所述内燃发动机的排气通路中并且能储存氧的排气净化催化剂，所述内燃发动机的控制装置包括配置在所述排气净化催化剂的沿排气流动方向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的下游侧空燃比检测装置、用于控制向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给的供给控制装置、和用于推定流入所述排气净化催化剂中的排气的氧过量/不足的过量/不足推定装置，其中所述供给控制装置对向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给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，并且当通过所述下游侧空燃比检测装置检测出的空燃比达到从理论空燃比偏向浓侧和稀侧中的一侧的判定空燃比时，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括配置在所述内燃发动机的排气通路中并且能储存氧的排气净化催化剂，所述内燃发动机的控制装置包括配置在所述排气净化催化剂的沿排气流动方向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的下游侧空燃比检测装置、用于控制向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给的供给控制装置、和用于推定流入所述排气净化催化剂中的排气的氧过量/不足的过量/不足推定装置，其中，所述供给控制装置对向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给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，并且当通过所述下游侧空燃比检测装置检测出的空燃比达到从理论空燃比偏向浓侧和稀侧中的一侧的判定空燃比时，所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向位于所述一侧的相反侧的另一侧的空燃比，并且当在所述目标空燃比被切换之后所述排气净化催化剂的氧储存量的变化量变成预定的切换基准量以上时，所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向所述一侧的空燃比，并且其中，在从所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向所述另一侧的空燃比时到所述氧储存量的变化量变成所述切换基准量以上时的第一时间段的累计氧过量/不足的绝对值构成第一氧量累计值，在从所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向所述一侧的空燃比时到通过所述下游侧空燃比检测装置检测出的空燃比变成所述判定空燃比以下时的第二时间段的累计氧过量/不足的绝对值构成第二氧量累计值，使用所述第一氧量累计值和所述第二氧量累计值作为基础来修正与空燃比有关的参数以使得这些第一氧量累计值和第二氧量累计值之差变小。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 JP 2013-2076551.一种内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括配置在所述内燃
发动机的排气通路中并且能储存氧的排气净化催化剂，
所述内燃发动机的控制装置包括配置在所述排气净化催化剂的沿排气
流动方向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的
下游侧空燃比检测装置、用于控制向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给
的供给控制装置、和用于推定流入所述排气净化催化剂中的排气的氧过量/
不足的过量/不足推定装置，
其中，所述供给控制装置对向所述内燃发动机的燃烧室的燃料供给执
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，并且当通过所述下游侧空燃比检测装置检测出的空燃比达到从理论
空燃比偏向浓侧和稀侧中的一侧的判定空燃比时，所述目标空燃比被切换
为从理论空燃比偏向位于所述一侧的相反侧的另一侧的空燃比，并且当在
所述目标空燃比被切换之后所述排气净化催化剂的氧储存量的变化量变成
预定的切换基准量以上时，所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向所
述一侧的空燃比，并且
其中，在从所述目标空燃比被切换为从理论空燃比偏向所述另一侧的
空燃比时到所述氧储存量的变化量变成所述切换基准量以上时的第一时间
段的累计氧过量/不足的绝对值构成第一氧量累计值，在从所述目标空燃比
被切换为从理论空燃比偏向所述一侧的空燃比时到通过所述下游侧空燃比
检测装置检测出的空燃比变成所述判定空燃比以下时的第二时间段的累计
氧过量/不足的绝对值构成第二氧量累计值，使用所述第一氧量累计值和所
述第二氧量累计值作为基础来修正与空燃比有关的参数以使得这些第一氧
量累计值和第二氧量累计值之差变小。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机的控制装置，其中，所述与空燃
比有关的参数基于在第一时间段的所述第一氧量累计值和在紧接在所述第
一时间段之后的第二时间段的所述第二氧量累积值而被修正。
3.根据权利要求1或2所述的内燃发动机的控制装置，其中
所述第一氧量累计值和所述第二氧量累计值之差被用作计算学习值的
基础，并且所述学习值被用作修正所述与空燃比有关的参数的基础，并且
所述学习值被存储在即使搭载所述内燃发动机的车辆的点火开关关闭
也不会被擦除的存储介质中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃发动机的控制装置，其中，
所述一侧是浓侧且所述另一侧是稀侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃发动机的控制装置，其中
所述控制装置还包括上游侧空燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎俊太郎，中川德久，山口雄士，藤原孝彦，
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