内燃发动机的控制系统技术方案

内燃发动机包括排气净化催化剂(20)。控制系统包括用于检测或推定排气净化催化剂的温度的温度检测装置(46)，执行反馈控制以使得流入排气净化催化剂中的排气的空燃比变成目标空燃比，并执行将所述目标空燃比交替地设定为浓设定空燃比和稀设定空燃比的目标空燃比设定控制。另外，当由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，所述控制系统增大通过从所述稀设定空燃比的稀程度减去所述浓设定空燃比的浓程度而获得的变动差。结果，排气净化催化剂的硫成分储存量维持为低。

【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内燃发动机的控制系统。
技术介绍
过去，普遍公知一种内燃发动机的控制系统，该控制系统在内燃发动机的排气通路中设置有空燃比传感器并基于该空燃比传感器的输出来控制供给到内燃发动机的燃料量。特别地，作为这种控制系统，已知一种在设置于发动机排气通路中的排气净化催化剂的上游侧设置有空燃比传感器并在其下游侧设置有氧传感器的控制系统(例如，专利文献1至4)。特别地，在专利文献1中记载的控制系统中，根据由上游侧空燃比传感器检测出的空燃比来控制供给到内燃发动机的燃料量以使得该空燃比变成目标空燃比。另外，根据由下游侧氧传感器检测出的氧浓度来修正目标空燃比。根据专利文献1，由此，即使上游侧空燃比传感器由于老化而劣化或存在个体差异，流入排气净化催化剂中的排气的空燃比也能与目标值一致。引用清单专利文献专利文献1：日本专利公报No.8-232723A专利文献2：日本专利公报No.2005-163614A专利文献3：日本专利公报No.2006-183636A专利文献4：日本专利公报No.6-307271A专利文献5：日本专利公报No.62-126234A
技术实现思路
技术问题在这方面，根据本申请的专利技术人，已提出了一种执行与上述专利文献1中记载的控制系统不同的控制的控制系统。在该控制系统中，当由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成浓判定空燃比(比理论空燃比略浓的空燃比)以下时，目标空燃比被设定为比理论空燃比稀的空燃比(以下称为“稀空燃比”)。另一方面，当在目标空燃比被设定为稀空燃比的状态下排气净化催化剂的氧储存量变成比最大可储存氧量小的切换基准储存量时，目标空燃比被设定为比理论空燃比浓的空燃比(以下称为“浓空燃比”)。即，在该控制系统中，目标空燃比在浓空燃比与稀空燃比之间交替地切换。当以此方式执行控制以在浓空燃比与稀空燃比之间交替地切换目标空燃比时，排气净化催化剂储存和释放氧。如果排气净化催化剂的氧储存量达到最大可储存氧量，则排气净化催化剂无法再储存更多氧。因此，氧和NOX从排气净化催化剂流出。因此，为了抑制NOX从排气净化催化剂流出，排气净化催化剂的最大可储存氧量必须维持较大。在这方面，从发动机机体排出的排气包含硫成分，其包含SOX。如果排气净化催化剂储存这些硫成分，则排气净化催化剂的最大可储存氧量减少该量。因此，从维持排气净化催化剂的最大可储存氧量的观点看，排气净化催化剂的硫成分的储存量必须保持低。因此，鉴于此问题，本专利技术的一个目的是提供一种内燃发动机的控制系统，其执行控制以在浓空燃比与稀空燃比之间交替地切换目标空燃比，其中排气净化催化剂的硫成分的储存量保持低。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系统，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系统包括用于检测或推定所述排气净化催化剂的温度的温度检测装置，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，并执行将所述目标空燃比交替地设定为比理论空燃比浓的浓设定空燃比和比理论空燃比稀的稀设定空燃比的目标空燃比设定控制，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，通过从作为所述稀设定空燃比与理论空燃比之差的稀程度减去作为所述浓设定空燃比与理论空燃比之差的浓程度而获得的变动差增大。在本专利技术的第二方面中，提供了本专利技术的第一方面，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的排气净化催化剂的温度在所述预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，所述稀设定空燃比的稀程度被设定为较大。在本专利技术的第三方面中，提供了本专利技术的第一或第二方面，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的排气净化催化剂的温度在所述预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，所述浓设定空燃比的浓程度被设定为较小。在本专利技术的第四方面中，提供了本专利技术的第一至第三方面中的任一方面，其中，所述温度检测装置是用于检测或推定所述内燃发动机的进气量的进气量检测装置，并且当由所述进气量检测装置检测或推定出的进气量在预定的上限进气量以下时，推定为所述排气净化催化剂的温度在所述上限温度以下。在本专利技术的第五方面中，提供了本专利技术的第一至第三方面中的任一方面，其中，所述温度检测装置在所述内燃发动机处于怠速运转中时推定为所述排气净化催化剂的温度在所述上限温度以下。在本专利技术的第六方面中，提供了本专利技术的第一至第五方面中的任一方面，还包括配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向的下游侧并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传感器，其中，在所述目标空燃比设定控制中，当由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成不高于比理论空燃比浓的浓判定空燃比时，所述目标空燃比切换为所述稀设定空燃比，而当所述排气净化催化剂的氧储存量变成不小于比最大可储存氧量小的预定切换基准储存量时，所述目标空燃比切换为所述浓设定空燃比。在本专利技术的第七方面中，提供了本专利技术的第一至第五方面中的任一方面，还包括配置在所述排气净化催化剂的排气流动方向的下游侧并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传感器，其中，在所述目标空燃比设定控制中，当由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成不高于比理论空燃比浓的浓判定空燃比时，所述目标空燃比切换为所述稀设定空燃比，而当由所述下游侧空燃比传感器检测出的空燃比变成不低于比理论空燃比稀的稀判定空燃比时，所述目标空燃比切换为所述浓设定空燃比。本专利技术的有利效果根据本专利技术，能保持排气净化催化剂的硫成分的储存量低。附图说明图1是示意性地示出使用了本专利技术的控制装置的内燃发动机的视图。图2是示出排气净化催化剂的氧储存量与从排气净化催化剂流出的排气中的NOX的浓度或HC或CO的浓度之间的关系的视图。图3是示出在不同的排气空燃比下施加至传感器的电压与输出电流之间的关系的视图。图4是示出使供给至传感器的电压恒定时排气空燃比与输出电流之间的关系的视图。图5是执行空燃比控制时的目标空燃比等的时间图。图6是本实施例中的用于执行改变浓设定空燃比和稀设定空燃比的控制时的目标空燃比等的时间图。图7是表示Cmax比率对在一个循环中浓时间的比率的曲线图。图8是与图6相似的目标空燃比等的时间图。图9是与图6相似的目标空燃比等的时间图。图10是示出目标空燃比设定控制中的控制例程的流程图。图11是示出第一实施例中的用于改变设定空燃比的控制的控制例程的流程图。图12是与图6相似的目标空燃比等的时间图。图13是示出第二实施例中的用于改变设定空燃比的控制的控制例程的流程图。图14是与图6相似的目标空燃比等的时间图。图15是示出第三实施例中的用于改变设定空燃比的控制的控制例程的流程图。图16是与图6相似的目标空燃比等的时间图。具体实施方式以下将参照附图详细说明本专利技术的实施方式。注意，在以下说明中，相似的构成要素被赋予相同的附图标记。<内燃发动机整体的说明>图1是示意性地示出使用了根据本专利技术的控制系统的内燃发动机的视图。在图1中，1表示发动机机体，2表示气缸体，3表示在气缸体2内往复运动的活塞，4表示紧固在气缸体2上的气缸盖，5表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃发动机的控制系统，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系统包括用于检测或推定所述排气净化催化剂的温度的温度检测装置，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，并执行将所述目标空燃比交替地设定为比理论空燃比浓的浓设定空燃比和比理论空燃比稀的稀设定空燃比的目标空燃比设定控制，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，通过从作为所述稀设定空燃比与理论空燃比之差的稀程度减去作为所述浓设定空燃比与理论空燃比之差的浓程度而获得的变动差增大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.10 JP 2014-0032861.一种内燃发动机的控制系统，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系统包括用于检测或推定所述排气净化催化剂的温度的温度检测装置，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，并执行将所述目标空燃比交替地设定为比理论空燃比浓的浓设定空燃比和比理论空燃比稀的稀设定空燃比的目标空燃比设定控制，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，通过从作为所述稀设定空燃比与理论空燃比之差的稀程度减去作为所述浓设定空燃比与理论空燃比之差的浓程度而获得的变动差增大。2.根据权利要求1所述的内燃发动机的控制系统，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在所述预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，所述稀设定空燃比的稀程度被设定为较大。3.根据权利要求1或2所述的内燃发动机的控制系统，其中，当已由所述温度检测装置检测或推定出的所述排气净化催化剂的温度在所述预定的上限温度以下时，与当其高于所述上限温度时相比，所述浓设定空燃比的浓程度被设定为较小。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系统，其中，所述温度检测装置是用于检测或推...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口雄士，中川德久，冈崎俊太郎，三好悠司，
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