[發明專利]內燃機的控制裝置

有效

• 申請號: 201180074875.0
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN103946529B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 中川德久;岡崎俊太郎;山口雄士
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 高培培,車文

技術領域

本發明涉及用于適宜地進行燃料噴射量的空燃比反饋控制的內燃機的控制裝置的技術領域。

背景技術

已提出了一種系統，其在排氣凈化催化劑的上游側及下游側分別設置空燃比傳感器及O₂傳感器，并進行以使排氣的空燃比收斂于目標空燃比的方式基于上述空燃比傳感器的輸出值對燃料噴射量進行控制的主反饋控制，及以使上述O₂傳感器的輸出值收斂于目標值的方式對上述目標空燃比進行控制的副反饋控制(例如，參照專利文獻1)。

根據專利文獻1公開的內燃機的空燃比控制裝置，以即使吸入空氣量發生變化，相對于排氣凈化催化劑的氧吸藏量的每單位時間的校正量也成為恒定的方式對目標空燃比進行反饋控制。因此，即使在吸入空氣量大的狀態下，也能夠防止排氣凈化催化劑氣氛從凈化窗大幅脫離的情況，能夠實現排放物的改善。

此外，在專利文獻2中公開了一種裝置，在O₂傳感器的輸出電壓從由濃側閾值和稀側閾值夾著的區域脫離的狀態的持續時間超過了規定時間的情況下，將反饋增益變更得更大。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-107512號公報

專利文獻2：日本特開2009-074428號公報

發明內容

發明要解決的課題

作為內燃機的排氣凈化裝置，周知有通過使氮氧化物(NOx)的還原反應、烴(HC)及一氧化碳(CO)的氧化燃燒反應大致同時地進行，而對排氣進行凈化的三元催化劑。

另外，已明確，在將該三元催化劑內部的空燃比維持成比理論空燃比稍低的值(即，弱濃空燃比)的情況下，HC及CO的增加靈敏度變遲鈍，且能抑制NOx的排出量。由此，近年來，實現了弱濃空燃比下的排氣凈化效率的改善。

然而，在三元催化劑的下游側設置的O₂傳感器的輸出電壓值在空燃比濃側比相當于理論空燃比的基準輸出電壓值升高，在空燃比稀側比基準輸出電壓值降低。需要說明的是，這種情況的空燃比濃/稀等價于氧濃度相對于與理論空燃比相當的基準氧濃度分別低/高的情況。

另外，關于在催化劑下游側設置的O₂傳感器，僅在由空燃比濃側的檢測極限值和空燃比稀側的檢測極限值夾著的區域，輸出電壓值相對于氧濃度大致線性地變化。即，在這以外的區域中，輸出電壓值在相當于濃側的檢測極限值的最大輸出電壓值或相當于稀側的檢測極限值的最小輸出電壓值處大致恒定。這樣的特性稱為Z特性等。

在此，在包含上述專利文獻1記載的技術在內的、向三元催化劑流入的氣體的空燃比受到副反饋控制的影響的系統中，為了實現上述的弱濃空燃比下的良好的排氣凈化性能，需要使該O₂傳感器的目標輸出電壓值為弱濃空燃比相當值。

然而，在構成O₂傳感器的部件中，存在包含機械變動(例如，尺寸公差)或元件特性的電氣變動的先天性在內的個體差異。而且，O₂傳感器產生的時效變化根據其使用環境而存在多種，產生后天性的個體差異。它們全部成為使O₂傳感器的輸出特性變動的主要原因。例如，由于這些個體差異的影響，O₂傳感器的最大輸出電壓值或最小輸出電壓值在傳感器間并不統一。而且，相對于氧濃度而輸出電壓值大致線性地變化的范圍在傳感器間并不統一。為了確?；贠₂傳感器的輸出電壓值的副反饋控制的可靠性，需要排除這樣的個體差異的影響。

以往，作為將這樣的個體差異的影響排除的手法，采用了將在全部的傳感器中能保證的數值設為控制上的限制值的手法，但通過這樣的手法確定的限制值必須設為假定為最差的情況的值。

因此，在包含專利文獻1及2的裝置在內的以往的裝置中，盡管存在如上述那樣希望將O₂傳感器的目標輸出電壓值設定在空燃比濃側的情況，但還是必須將目標輸出電壓值限制為理論空燃比相當的基準輸出電壓值或其附近值。

當然，這樣的對于目標輸出電壓值的限制對于在空燃比濃側實踐上具有充分的氧濃度檢測能力的較多的O₂傳感器，成為過度地偏向安全側的措施。即，在以往的裝置中，未能充分地有效利用O₂傳感器的氧濃度檢測能力，難以最大限度地發揮三元催化劑的排氣凈化能力。

本發明鑒于上述問題點而作出，課題在于提供一種內燃機的控制裝置，其最大限度地有效利用設置在三元催化劑的下游側的O₂傳感器的氧濃度檢測能力，因而能實現排氣凈化性能的改善。