[發明專利]空燃比控制裝置

有效

• 申請號: 201080069150.8
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN103109064A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 尾上亮太;鈴木純一;藤原孝彥;富松亮;木村光壹;岡崎俊太郎
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F02D41/04;F02D45/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及空燃比控制裝置(控制內燃機的空燃比的裝置)。

背景技術

作為這種裝置，以往公知有基于設置于排氣通路的上游側空燃比傳感器及下游側空燃比傳感器的輸出來控制內燃機的空燃比的裝置(例如，參照特開平6-317204號公報、特開2003-314334號公報、特開2004-183585號公報、特開2005-273524號公報等。)。所述上游側空燃比傳感器與用于凈化來自氣缸的排氣的排氣凈化催化劑(在設置有兩個以上的情況下為最上游的排氣凈化催化劑)相比被設置在排氣流動方向上的上游側。另外，所述下游側空燃比傳感器與所述排氣凈化催化劑相比被設置在所述排氣流動方向上的下游側。

作為上述裝置中的所述下游側空燃比傳感器，廣泛地使用了在理論空燃比前后表現出階躍形響應(Z特性：以輸出在比理論空燃比更濃的已側和更稀的一側之間驟變的方式輸出階躍變化的特性)的、所謂的氧傳感器(也稱為O₂傳感器)。另一方面，作為所述上游側空燃比傳感器，廣泛地使用了上述的氧傳感器、或輸出相對于空燃比成比例地變化的、所謂A/F傳感器(也稱為線性O₂傳感器)。

在該裝置中，基于來自所述上游側空燃比傳感器的輸出信號來對燃料噴射量進行反饋控制，以使流入到所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目標空燃比(以下，將該控制稱為“主反饋控制”。)。另外，與該主反饋控制一起還進行將來自所述下游側空燃比傳感器的輸出信號反饋給燃料噴射量的控制(以下，將該控制稱為“副反饋控制”。)。

具體地說，在主反饋控制中，根據與來自所述上游側空燃比傳感器的輸出對應的排氣的空燃比和目標空燃比的偏差來算出反饋修正量。另一方面，在副反饋控制中，基于來自所述下游側空燃比傳感器的輸出信號來計算出副反饋量(副反饋修正量)。并且，通過將該副反饋量進一步反饋給主反饋控制，來修正與來自所述上游側空燃比傳感器的輸出對應的排氣的空燃比和目標空燃比的偏差。

但是，作為所述排氣凈化催化劑，廣泛地使用了能夠同時去除排氣中的一氧化碳(CO)或碳氫化合物(HC)等未燃燒成分以及氮氧化物(NOx)的、所謂的三效催化劑。該三效催化劑具有被稱為氧吸附功能或者氧貯藏功能的功能。該功能是以下的功能：(1)在燃料混合氣的空燃比稀的情況下，通過從排氣中的氮氧化物除掉氧來還原氮氧化物，并在內部吸附(貯藏)該除掉的氧，并且(2)在燃料混合氣的空燃比濃的情況下，為了氧化排氣中的未燃燒成分而釋放被吸附的氧。

通過反復進行氧的吸附和釋放而使催化劑物質(貴金屬)活化，由此能夠較高地維持作為這種三效催化劑的排氣凈化能力的上述氧吸附功能。因此，在這種裝置中，已知有為了產生所述三效催化劑中的氧的吸附和釋放的反復而使排氣的空燃比、即燃料混合氣的空燃比強制振動的技術(擾動控制)(例如參照特開平8-189399號公報、特開2001-152913號公報、特開2005-76496號公報、特開2007-239698號公報、特開2007-56755號公報、特開2009-2170號公報等。)。

發明內容

發明所要解決的問題

在這種裝置中，通過最大限度地利用所述三效催化劑的氧吸附功能，可進行有效的排氣凈化(參照特開2000-4930號公報)。另外，通過盡可能地抑制所述下游側空燃比傳感器的輸出的驟變，能夠抑制排放。另外，如果上述的空燃比的強制振動控制不在適當的時期進行，反而可能會產生排放的惡化。在這些方面，以往的這種裝置還存在改善的余地。

<構成>

本發明的空燃比控制裝置被構成為基于設置在排氣通路中的上游側空燃比傳感器和下游側空燃比傳感器的輸出來控制內燃機的空燃比。這里，所述上游側空燃與用于凈化來自氣缸的排氣的排氣凈化催化劑相比被設置在排氣流動方向上的上游側。另外，所述下游側空燃比傳感器與所述排氣凈化催化劑相比被設置在所述排氣流動方向上的下游側。作為該下游側空燃比傳感器，可使用在理論空燃比前后表現出階躍形響應的、電動勢式(氧濃淡電動勢式或濃淡電池式)的氧濃度傳感器。

本發明的特征在于，所述空燃比控制裝置包括：

·判定單元，所述判定單元判定所述下游側空燃比傳感器的輸出是否處于以與理論空燃比對應的目標值為中心的(小于幅值)的預定范圍內；以及

·反向修正導入單元，所述反向修正導入單元在所述下游側空燃比傳感器的輸出處于所述預定范圍內的情況下，暫時導入與根據該輸出而要求的方向的修正(以下，稱為“正向修正”。)反向的空燃比修正(以下，稱為“反向修正”)。