[發明專利]內燃機的空燃比控制裝置及空燃比控制方法

有效

• 申請號: 201110397199.2
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102536485A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 鞍谷真一;竹內強;鈴木弘三;安部崇嗣;森芳信;柳瀨大祐
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發明涉及內燃機的空燃比控制裝置以及方法。特別是涉及用空燃比傳感器對混合氣體的空燃比進行反饋控制的內燃機的空燃比控制裝置以及空燃比控制方法。

背景技術

向來，從減少排氣中的HC含量和NOx含量、確保輸出考慮，要求對每一運行區域將空燃比控制于所希望的數值。作為實現這樣的控制的技術，日本特開昭57－105530號公報以及日本特開2006－226234號公報公開了利用在排氣系統中配置的氧氣傳感器，通過操作噴射器對混合氣體的空燃比進行反饋控制的技術（氧氣反饋控制）。

氧氣傳感器是在理論空燃比附近輸出特性發生變化的傳感器，即使是監視氧氣傳感器的輸出，也只能夠檢測出混合氣體是稀狀態還是濃狀態，而不能夠檢測出空燃比的數值。因此在已有的氧氣反饋控制的情況下，采取一邊監視氧氣傳感器的輸出表示的是稀狀態還是濃狀態，一邊使修正燃料供給量用的反饋修正系數慢慢變化的方法，不能夠像通常的反饋控制那樣，設定為根據偏差使反饋修正系數改變。從而，在實施氧氣反饋控制期間能夠實現的空燃比限于氧氣傳感器的輸出特性發生變化的理論空燃比附近。

但是，有時候把某一運行區域的空燃比設定于理論空燃比以外。特別是在摩托車等騎乘型車輛的情況下，為了確保輸出和保護發動機，根據運行區域設定各種目標空燃比，因此能夠實施氧氣反饋控制的運行區域特別有限。在這樣的情況下，如果采用使反饋修正系數慢慢變化的控制方法，則在像氧氣反饋控制開始時和運行區域急劇改變時那樣的氧氣反饋控制所要求的修正量急劇變化的情況下，會發生實際空燃比不能夠很好地跟蹤所要求的空燃比，有可能導致排氣劣化和發動機輸出劣化這樣的第1問題。

又，通過控制能夠實現的空燃比被限定于理論空燃比時，為確保輸出和保護發動機，在要求理論空燃比以外的空燃比的運行區域，能夠進行空燃比的反饋控制的運行區域受到限制，例如在發動機劣化等空燃比偏離所希望的數值的情況下，不能對燃料量進行修正，有可能導致非氧氣反饋控制模式的排氣劣化和發動機輸出劣化等情況。

而在日本特開2006－226234號公報中，公開了一邊利用氧氣反饋控制監視氧氣傳感器的輸出，一邊改變反饋修正系數，對基本燃料量進行修正，以此進行發動機運行控制，使空燃比接近理論空燃比，學習空燃比接近理論空燃比時的反饋修正系數，在非氧氣反饋控制模式，用學習的反饋修正系數對基本燃料量進行修正的技術。

但是，像已有的技術那樣學習氧氣反饋控制中的反饋修正系數的方式中，像騎乘型車輛那樣相應于運行狀態，目標空燃比有各種各樣的設定值的發動機中，相應于運行狀態，目標空燃比時時刻刻發生變化，因此反饋修正系數除了受劣化等引起的空燃比偏離的影響外，還會受目標空燃比與理論空燃比的偏差的影響。從而就有下述第2問題，即從反饋修正系數不能夠正確地檢測出發動機的劣化等引起的空燃比偏差，恐怕也不能夠防止非氧氣反饋控制模式的排氣和輸出特性的劣化。

發明內容

因此，本發明的第1目的在于，在氧氣反饋控制開始時和氧氣反饋控制所要求的修正量急劇變化時，縮短空燃比向理論空燃比接近所需要的時間，以此抑制排氣和發動機的輸出特性的劣化。而且本發明的第2目的在于，在非氧氣反饋控制模式中，根據氧氣反饋控制模式的實施中得到的氧氣反饋修正系數，正確地檢測出目標空燃比與實際空燃比之間的偏差，對實施非氧氣反饋控制模式時的空燃比進行修正，以此減少排氣與發動機輸出特性的劣化。

本發明的內燃機的空燃比控制裝置，具備檢測內燃機的運行狀態的運行狀態檢測單元、在排氣中的空燃比接近理論空燃比時輸出特性發生變化的空燃比傳感器、能夠對內燃機提供燃料，能夠調整燃料供給量的燃料供給單元、決定表示所述燃料供給單元應該提供的燃料供給量的燃料指令值的燃料量決定單元、以及預先存儲對于每一運行狀態決定表示作為每一運行狀態的基準的燃料供給量的運行狀態基準系數的第1對應關系、以及對于每一運行狀態求對于每一運行狀態修正燃料供給量，以使所述空燃比傳感器所示的空燃比為理論空燃比用的運行狀態修正系數的第2對應關系的存儲單元；所述燃料量決定單元具有根據存儲于所述存儲單元的所述第1對應關系和第2對應關系，決定與所述運行狀態檢測單元檢測出的運行狀態相應的所述運行狀態基準系數以及所述運行狀態修正系數，而且根據所述空燃比傳感器的輸出決定使空燃比接近理論空燃比用的反饋修正系數，利用包含該決定的運行狀態基準系數、運行狀態修正系數、以及反饋修正系數的計算公式，決定所述燃料指令值的反饋控制模式。