内燃发动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的内燃发动机的控制装置基于设置在催化剂的上游侧的空燃比传感器的输出来执行空燃比控制，基于位于催化剂的下游侧的氧传感器的输出来对空燃比控制执行修正。当基于代表氧传感器的输出倾向的稀倾向值和浓倾向值而判定为预定稀区域中的输出倾向的程度为预定稀程度以上并且预定浓区域中的输出倾向的程度小于预定浓程度时，沿随着氧传感器的输出向稀侧转移的程度越大而越多地抑制空燃比的增浓的方向设定对空燃比控制的所述修正的极限。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在排气通路设置有氧传感器的内燃发动机的控制装置。
技术介绍
—般而言，在具备利用催化剂的排气净化系统的内燃发动机中，为了通过催化剂以高效率来执行对排气中的有害成分的净化，必须控制在内燃发动机中燃烧的空气-燃料混合物的空气和燃料的混合比例，即空燃比。为了执行这种对空燃比的控制，在如上所述的内燃发动机中，在排气通路的催化剂即催化净化装置的上游侧和下游侧设置有根据排气中的氧浓度来产生输出的传感器，并且基于它们的输出来执行空燃比反馈控制以使得空燃比跟随目标空燃比。例如，在催化剂的上游侧设置有所谓的广域空燃比传感器，并且在其下游侧设置有所谓的氧传感器。—般的氧传感器在排气通路中配置成，氧传感器的检测元件的内表面暴露于大气而外表面暴露于排气，当大气和排气的氧分压产生差异时，简而言之，当氧浓度产生差异时，氧离子在检测元件内部从氧浓度高的一侧流到氧浓度低的一侧，由此产生电动势。然而，当氧传感器的检测元件中发生缺损时，即，当产生元件裂缝时，排气在检测元件内部流动，检测元件内外的氧浓度不会产生差异。结果，氧传感器产生与排气中氧变多的所谓稀燃烧时的输出同样的输出。即，当检测元件中发生缺损时，氧传感器产生与稀燃烧时的输出同样的输出的程度增加。因此，可基于氧传感器的稀侧的输出倾向的程度来检测氧传感器的检测元件是否出现缺损异常。如上所述，当氧传感器的检测元件出现缺损异常时，氧传感器的输出一般与排气的氧浓度不对应，因此，当单纯地基于氧传感器的输出来执行上述空燃比控制时，排放恶化。特别地，由于这种氧传感器容易如上述那样产生与稀燃烧时的输出同样的输出，所以在空燃比控制中，有可能基于氧传感器的输出而进行使空燃比过度增浓的修正。例如，专利文献I公开了一种用于防止如上所述的排放恶化的空燃比控制装置。该装置具有这样的结构:判定异常的可能性随着设置在排气净化催化剂的下游侧的氧传感器的输出值的出现频度分布向稀侧转移的程度越大而越高，并且根据异常可能性的程度而沿抑制空燃比增浓的方向设定对空燃比控制的修正量的极限。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-36742号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题由于近年来对排放规定的进一步收紧，需要提高氧传感器的缺损异常的判定基准(检测基准)。同时，氧传感器产生与稀燃烧时的输出同样的输出的程度增加不限于氧传感器的检测元件出现缺损异常时。在具有多个气缸的内燃发动机(即所谓的多气缸内燃发动机)中，当气缸之间的空燃比差异程度高时，设置在排气通路中的氧传感器往往产生与稀燃烧时的输出同样的输出。在这种内燃发动机中，由于通常使用同一控制量来对所有气缸执行空燃比控制，所以即使执行该空燃比控制，实际的空燃比也可因气缸而异。如果此时的差异程度小，则可通过空燃比反馈控制来将它吸收，还可通过催化剂来执行排气中的有害成分的净化处理，不对排放造成影响，不会发生什么问题。然而，例如，当一部分气缸的燃料喷射系统或进气门的配气机构发生故障等而气缸之间的空燃比相差很大时，由于排气中的氢成分的影响，位于催化剂的上游侧的空燃比传感器会具有产生与空燃比比理论空燃比浓时的输出同样的输出的较强倾向，空燃比容易因该空燃比控制而向稀侧转移。因此，由于这种情况，位于催化剂的下游侧的氧传感器产生与稀燃烧时的输出同样的输出的程度增加。因此，在具备基于氧传感器的稀侧的输出倾向的程度来检测氧传感器的检测元件是否出现缺损异常的结构的内燃发动机中，存在当气缸之间的空燃比差异程度高时误检测为氧传感器的检测元件产生了缺损异常的可能性。特别地，通过提高氧传感器的缺损异常的判定基准，该误检测的可能性会进一步提尚。如上所述，在气缸之间的空燃比差异程度高时尽管氧传感器未出现缺损异常也误检测为产生了缺损异常的状况下，在设置有如专利文献I所示的空燃比控制装置的内燃发动机中，有可能根据气缸之间的空燃比差异程度来设定对空燃比控制的修正量的极限。这种极限设定无助于排放的改善。因此，本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，基于设置在排气通路的排气净化催化剂的下游侧的氧传感器的输出来更适当地执行空燃比控制。用于解决课题的方案根据本专利技术的一方面，提供一种内燃发动机的控制装置，其包括:空燃比控制装置，所述空燃比控制装置构造成基于设置在排气通路的排气净化催化剂的上游侧的空燃比传感器的输出来执行空燃比控制，所述空燃比控制装置以基于设置在所述排气净化催化剂的下游侧的氧传感器的输出而设定的修正量来对所述空燃比控制执行修正；输出倾向值计算装置，所述输出倾向值计算装置构造成基于所述氧传感器的输出来计算代表所述氧传感器的输出倾向的值，所述输出倾向值计算装置计算预定时间内的稀倾向值和浓倾向值，所述稀倾向值代表比理论空燃比更接近稀侧的预定稀区域中的稀输出倾向，所述浓倾向值代表比理论空燃比更接近浓侧的预定浓区域中的浓输出倾向；判定装置，所述判定装置构造成基于通过所述输出倾向值计算装置计算出的所述稀倾向值来判定所述预定稀区域中的稀输出倾向的程度是否在预定稀程度以上，并且基于通过所述输出倾向值计算装置计算出的所述浓倾向值来判定所述预定浓区域中的浓输出倾向的程度是否小于预定浓程度；和极限设定装置，所述极限设定装置构造成，当所述判定装置判定为所述预定稀区域中的稀输出倾向的程度在所述预定稀程度以上并且所述预定浓区域中的浓输出倾向的程度小于所述预定浓程度时，沿随着所述氧传感器的输出向稀侧转移的程度越大而越多地抑制空燃比的增浓的方向设定对所述空燃比控制的所述修正的极限。优选，所述极限设定装置使用通过所述输出倾向值计算装置计算出的所述稀倾向值作为代表所述氧传感器的输出向稀侧转移的程度的值，并且基于所述稀倾向值来设定所述修正的极限。在还包括构造成检测所述氧传感器的元件温度的温度检测装置的情况下，所述输出倾向值计算装置可基于当通过所述温度检测装置检测出的所述氧传感器的元件温度在与所述预定浓区域的稀侧边界值有对应关系的预定温度以下时所述氧传感器的输出来至少计算所述浓倾向值。或者，在还包括构造成检测所述氧传感器的元件温度的温度检测装置的情况下，还可以包括构造成基于通过所述温度检测装置检测出的所述氧传感器的元件温度来设定所述预定浓区域的稀侧边界值的浓区域设定装置。专利技术的效果根据具有上述结构的本专利技术，当判定为氧传感器的预定稀区域中的输出倾向的程度在预定稀程度以上并且氧传感器的预定浓区域中的输出倾向的程度小于预定浓程度时，沿随着氧传感器的输出向稀侧转移的程度越大而越多地抑制空燃比的增浓的方向设定对空燃比控制的上述修正的极限。因此，可恰当地判别氧传感器中产生异常的时间，并且可以在此时基于氧传感器的输出来适当地执行空燃比控制。【附图说明】图1是本专利技术第一实施方式的内燃发动机的示意图；图2是示出催化剂前传感器的输出特性的曲线图；图3是示出催化剂后传感器的输出特性的曲线图；图4A是示出作为催化剂后传感器的氧传感器的概念结构的示意图；图4B是图4A的由IVB部包围的区域的放大示意图；图4C是表示图4A的传感器的检测元件中产生缺损的状态的示意图；图5是以重叠地示出图4A的氧传感器的输出波形例和图4C的氧传感器的输出波形例的曲线图；图6是示出不平衡比例与排出到排气通路的氢量之间的关系的曲线图；图7是第一实施方式的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃发动机的控制装置，包括：空燃比控制装置，所述空燃比控制装置构造成基于设置在排气通路的排气净化催化剂的上游侧的空燃比传感器的输出来执行空燃比控制，所述空燃比控制装置以基于设置在所述排气净化催化剂的下游侧的氧传感器的输出而设定的修正量来对所述空燃比控制执行修正；输出倾向值计算装置，所述输出倾向值计算装置构造成基于所述氧传感器的输出来计算代表所述氧传感器的输出倾向的值，所述输出倾向值计算装置计算预定时间内的稀倾向值和浓倾向值，所述稀倾向值代表比理论空燃比更接近稀侧的预定稀区域中的稀输出倾向，所述浓倾向值代表比理论空燃比更接近浓侧的预定浓区域中的浓输出倾向；判定装置，所述判定装置构造成基于通过所述输出倾向值计算装置计算出的所述稀倾向值来判定所述预定稀区域中的稀输出倾向的程度是否在预定稀程度以上，并且基于通过所述输出倾向值计算装置计算出的所述浓倾向值来判定所述预定浓区域中的浓输出倾向的程度是否小于预定浓程度；和极限设定装置，所述极限设定装置构造成，当所述判定装置判定为所述预定稀区域中的稀输出倾向的程度在所述预定稀程度以上并且所述预定浓区域中的浓输出倾向的程度小于所述预定浓程度时，沿随着所述氧传感器的输出向稀侧转移的程度越大而越多地抑制空燃比的增浓的方向设定对所述空燃比控制的所述修正的极限。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田正英，秤谷雅史，松田好史，小田纯久，辻宏彰，伊藤登喜司，中岛勇夫，加藤敏宏，吉川裕也，
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