內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在從燃燒室排出的排氣中，包含未燃?xì)怏w、NOx等，為了凈化排氣的成分而在內(nèi)燃機(jī)排氣通路上配置排氣凈化催化劑。作為能夠同時(shí)凈化未燃?xì)怏w、NOx等成分的排氣凈化催化劑，已知有三元催化劑。三元催化劑在排氣的空燃比為理論空燃比的附近的情況下，能夠以高的凈化率凈化未燃?xì)怏w、NOx等。為此，以往以來(lái)已知有如下控制裝置，在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路設(shè)置空燃比傳感器，基于該空燃比傳感器的輸出值來(lái)控制向內(nèi)燃機(jī)供給的燃料的量。
[0003]作為排氣凈化催化劑，可以使用具有氧吸藏能力的催化劑。具有氧吸藏能力的排氣凈化催化劑在氧吸藏量為上限吸藏量與下限吸藏量之間的適當(dāng)?shù)牧繒r(shí)，即使流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比為濃，也能夠凈化未燃?xì)怏w(HC、C0等)、Ν0χ等。若比理論空燃比靠濃側(cè)的空燃比(以下，也稱(chēng)作“濃空燃比”)的排氣流入排氣凈化催化劑，則通過(guò)吸藏于排氣凈化催化劑的氧而將排氣中的未燃?xì)怏w氧化并凈化。
[0004]相反，若比理論空燃比靠稀側(cè)的空燃比(以下，也稱(chēng)作“稀空燃比”)的排氣流入排氣凈化催化劑，則排氣中的氧被吸藏于排氣凈化催化劑。由此，在排氣凈化催化劑表面上成為氧不足狀態(tài)，與此相伴，排氣中的NOx被還原凈化。這樣，排氣凈化催化劑只要氧吸藏量是適當(dāng)?shù)牧浚湍軌蚺c流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比無(wú)關(guān)地凈化排氣。
[0005]于是，在該控制裝置中，為了將排氣凈化催化劑中的氧吸藏量維持為適當(dāng)?shù)牧浚O(shè)置成:在排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向上游側(cè)設(shè)置空燃比傳感器，在排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置氧傳感器。使用這些傳感器，控制裝置基于上游側(cè)的空燃比傳感器的輸出，以使得該空燃比傳感器的輸出成為與目標(biāo)空燃比相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)值的方式進(jìn)行反饋控制。除此之外，基于下游側(cè)的氧傳感器的輸出來(lái)修正上游側(cè)的空燃比傳感器的目標(biāo)值。
[0006]例如，在日本特開(kāi)2011-069337號(hào)公報(bào)所記載的控制裝置中，在下游側(cè)的氧傳感器的輸出電壓為高側(cè)閾值以上，排氣凈化催化劑的狀態(tài)為氧不足狀態(tài)時(shí)，使流入排氣凈化催化劑的排氣的目標(biāo)空燃比為稀空燃比。相反，在下游側(cè)的氧傳感器的輸出電壓為低側(cè)閾值以下，排氣凈化催化劑的狀態(tài)為氧過(guò)剩狀態(tài)時(shí)，使目標(biāo)空燃比為濃空燃比。通過(guò)該控制，在處于氧不足狀態(tài)或氧過(guò)剩狀態(tài)時(shí)，能夠使排氣凈化催化劑的狀態(tài)快速地恢復(fù)為這兩狀態(tài)的中間的狀態(tài)，即排氣凈化催化劑吸藏有適當(dāng)?shù)牧康难醯臓顟B(tài)。
[0007]另外，在日本特開(kāi)2001-234787號(hào)公報(bào)所記載的控制裝置中，基于空氣流量計(jì)以及排氣凈化催化劑的上游側(cè)的空燃比傳感器等的輸出，算出排氣凈化催化劑的氧吸藏量。在此基礎(chǔ)上，在所算出的氧吸藏量比目標(biāo)氧吸藏量多時(shí)使流入排氣凈化催化劑的排氣的目標(biāo)空燃比為濃空燃比，在所算出的氧吸藏量比目標(biāo)氧吸藏量少時(shí)，使目標(biāo)空燃比為稀空燃比。通過(guò)該控制，能夠?qū)⑴艢鈨艋呋瘎┑难跷亓亢愣ǖ鼐S持為目標(biāo)氧吸藏量。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-069337號(hào)公報(bào)
[0011 ]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001-234787號(hào)公報(bào)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平8-232723號(hào)公報(bào)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2009-162139號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0015]具有氧吸藏能力的排氣凈化催化劑，在流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比為稀空燃比的情況下，若氧吸藏量在最大氧吸藏量附近，則會(huì)變得難以吸藏排氣中的氧。在排氣凈化催化劑的內(nèi)部成為氧過(guò)剩的狀態(tài)，變得難以還原凈化排氣所包含的NOx。因此，若氧吸藏量在最大氧吸藏量附近，則從排氣凈化催化劑流出的排氣的NOx濃度急劇上升。
[0016]因此，如上述的日本特開(kāi)2011-069337號(hào)公報(bào)所公開(kāi)那樣，存在如下問(wèn)題:在進(jìn)行了在下游側(cè)的氧傳感器的輸出電壓成為了低側(cè)閾值以下時(shí)將目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃空燃比的控制的情況下，會(huì)從排氣凈化催化劑流出某種程度的NOx。
[0017]在圖16中示出對(duì)流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比和從排氣凈化催化劑流出的NOx濃度的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)間圖。圖16是排氣凈化催化劑的氧吸藏量、由下游側(cè)的氧傳感器檢測(cè)到的排氣的空燃比、流入排氣凈化催化劑的排氣的目標(biāo)空燃比、由上游側(cè)的空燃比傳感器檢測(cè)到的排氣的空燃比以及從排氣凈化催化劑流出的排氣中的NOx濃度的時(shí)間圖。
[0018]在時(shí)刻tl以前的狀態(tài)下，流入排氣凈化催化劑的排氣的目標(biāo)空燃比被設(shè)為稀空燃比。因此，排氣凈化催化劑的氧吸藏量逐漸增加。另一方面，流入排氣凈化催化劑的排氣中的氧全部在排氣凈化催化劑中被吸藏，所以在從排氣凈化催化劑流出的排氣中幾乎不含氧。因此，由下游側(cè)的氧傳感器檢測(cè)到的排氣的空燃比大致成為理論空燃比。同樣，流入排氣凈化催化劑的排氣中的NOx全部在排氣凈化催化劑中被還原凈化，所以在從排氣凈化催化劑流出的排氣中也幾乎不包含NOx。
[0019]若排氣凈化催化劑的氧吸藏量逐漸增加而接近最大氧吸藏量Cmax，則流入排氣凈化催化劑的排氣中的氧的一部分不再被排氣凈化催化劑吸藏，其結(jié)果，從時(shí)刻^起，變得在從排氣凈化催化劑流出的排氣中包含氧。因此，由下游側(cè)氧傳感器檢測(cè)到的排氣的空燃比成為稀空燃比。其后，若排氣凈化催化劑的氧吸藏量進(jìn)一步增加，則從排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限空燃比AFhighref (相當(dāng)于低側(cè)閾值)，目標(biāo)空燃比被切換為濃空燃比。
[0020]若目標(biāo)空燃比被切換為濃空燃比，則與切換后的目標(biāo)空燃比相應(yīng)地使內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射量增大。即使這樣地增大燃料噴射量，由于從內(nèi)燃機(jī)主體到排氣凈化催化劑為止存在某種程度的距離，因此流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比也不會(huì)立即變更為濃空燃比而產(chǎn)生延遲。因此，即使目標(biāo)空燃比在時(shí)刻t2被切換為濃空燃比，在時(shí)刻t3之前，流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比也會(huì)保持稀空燃比。因此，在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的期間，排氣凈化催化劑的氧吸藏量達(dá)到最大氧吸藏量Cmax或成為最大氧吸藏量Cmax附近的值，其結(jié)果，會(huì)從排氣凈化催化劑流出氧以及NOx。其后，在時(shí)刻t3，流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為濃空燃比，從排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比向理論空燃比逐漸收斂。
[0021]這樣，在將目標(biāo)空燃比從稀空燃比切換成濃空燃比之后到流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為濃空燃比為止會(huì)產(chǎn)生延遲。其結(jié)果，在從時(shí)刻到時(shí)刻t4為止的期間，會(huì)從排氣凈化催化劑流出NOx。
[0022]本發(fā)明的目的在于，提供在具備具有氧吸藏能力的排氣凈化催化劑的內(nèi)燃機(jī)中，抑制NOx的流出的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
[0023]用于解決問(wèn)題的手段
[0024]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置是在內(nèi)燃機(jī)排氣通路中具備具有氧吸藏能力的排氣凈化催化劑的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備:上游側(cè)空燃比傳感器，其配置于排氣凈化催化劑的上游，檢測(cè)流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比；和下游側(cè)空燃比傳感器，其配置于排氣凈化催化劑的下游，檢測(cè)從排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比?？刂蒲b置實(shí)施稀控制和濃控制，稀控制是斷續(xù)地或連續(xù)地使流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為比理論空燃比稀的稀設(shè)定空燃比，直到排氣凈化催化劑的氧吸藏量成為判定基準(zhǔn)吸藏量以上的控制，判定基準(zhǔn)吸藏量是最大氧吸藏量以下的吸藏量，濃控制是連續(xù)地或斷續(xù)地使流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為比理論空燃比濃的濃設(shè)定空燃比，直到下游側(cè)空燃比傳感器的輸出成為濃判定空燃比以下的控制，濃判定空燃比是比理論空燃比濃的空燃比，控制裝置實(shí)施在稀控制的期間中在氧吸藏量成為了判定基準(zhǔn)吸藏量以上的情況下切換為濃控制、在濃控制的期間中在下游側(cè)空燃比傳感器的輸出成為了濃判定空燃比以下的情況下切換為稀控制的控制?？刂蒲b置還實(shí)施在比較了第I吸入空氣量下的稀設(shè)定空燃比和比第I吸入空氣量小的第2吸入空氣量下的稀設(shè)定空燃比時(shí)，將第I吸入空氣量下的稀設(shè)定空燃比設(shè)定在第2吸入空氣量下的稀設(shè)定空燃比的濃側(cè)的控制。
[0025]在上述發(fā)明中，可以是，控制裝置實(shí)施吸入空氣量越增大則將稀設(shè)定空燃比設(shè)定為越靠濃側(cè)的空燃比的控制。
[0026]在上述發(fā)明中，可以是，預(yù)先設(shè)定有高吸入空氣量的區(qū)域，在高吸入空氣量的區(qū)域中，吸入空氣量越增大則將稀設(shè)定空燃比設(shè)定為越靠濃側(cè)的空燃比，在與高吸入空氣量的區(qū)域相比吸入空氣量小的區(qū)域中，將稀設(shè)定空燃比維持為一定。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供抑制NOx的流出的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的概略圖。
[0030]圖2A是示出排氣凈化催化劑的氧吸藏量和從排氣凈化催化劑流出的排氣中的NOx的關(guān)系的圖。
[0031]圖2B是排氣凈化催化劑的氧吸藏量和從排氣凈化催化劑流出的排氣中的未燃?xì)怏w的濃度的關(guān)系的圖。
[0032]圖3是空燃比傳感器的概略性的剖視圖。
[0033]圖4A是概略性地示出空燃比傳感器的動(dòng)作的第I圖。
[0034]圖4B是概略性地示出空燃比傳感器的動(dòng)作的第2圖。
[0035]圖4C是概略性地示出空燃比傳感器的動(dòng)作的第3圖。
[0036]圖5是示出空燃比傳感器的排氣空燃比和輸出電流的關(guān)系的圖。
[0037]圖6是示出構(gòu)成電壓施加裝置以及電流檢測(cè)裝置的具體的電路的一例的圖。
[0038]圖7是實(shí)施方式的第I通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制下的上游側(cè)的排氣凈化催化劑的氧吸藏量等的時(shí)間圖。
[0039]圖8是實(shí)施方式的第I通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制下的下游側(cè)的排氣凈化催化劑的氧吸藏量等的時(shí)間圖。
[0040]圖9是控制裝置的功能框圖。
[0041]圖10是實(shí)施方式的第I通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制中的算出空燃比修正量的控制例程的流程圖。
[0042]圖11是實(shí)施方式的第2通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制的時(shí)間圖。
[0043]圖12是實(shí)施方式的第2通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制下的算出空燃比修正量的控制例程的流程圖。
[0044]圖13是示出實(shí)施方式的吸入空氣量和稀設(shè)定修正量的關(guān)系的圖表。
[0045]圖14是示出實(shí)施方式的吸入空氣量和稀設(shè)定修正量另一關(guān)系的圖表。
[0046]圖15是實(shí)施方式的第3通常運(yùn)轉(zhuǎn)控制的時(shí)間圖。
[0047]圖16是現(xiàn)有的技術(shù)的控制的時(shí)間圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]參照?qǐng)D1至圖15，對(duì)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)具備輸出轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)主體和對(duì)從燃燒室流出的排氣進(jìn)行凈化的排氣處理裝置。
[0049]〈內(nèi)燃機(jī)整體的說(shuō)明〉
[0050]圖1是概略性地示出本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的圖。內(nèi)燃機(jī)具備內(nèi)燃機(jī)主體I，內(nèi)燃機(jī)主體I包括汽缸體2和固定于汽缸體2的汽缸蓋4。在汽缸體2形成有孔部，并配置有在該孔部的內(nèi)部往復(fù)移動(dòng)的活塞3。燃燒室5由汽缸體2的孔部、活塞3以及汽缸蓋4圍成的空間構(gòu)成。在汽缸蓋4，形成有進(jìn)氣口 7以及排氣口 9。進(jìn)氣門(mén)6形成為對(duì)進(jìn)氣口 7進(jìn)行開(kāi)閉，排氣門(mén)8形成為對(duì)排氣口 9進(jìn)行開(kāi)閉。
[0051 ]在汽缸蓋4的內(nèi)壁面中，在燃燒室5的中央部配置有火花塞10，在汽缸蓋4的內(nèi)壁面的周邊部配置有燃料噴射閥11?；鸹ㄈ?0構(gòu)成為根據(jù)點(diǎn)火信號(hào)而產(chǎn)生火花。另外，燃料噴射閥11根據(jù)噴射信號(hào)而將預(yù)定量的燃料向燃燒室5內(nèi)噴射。此外，燃料噴射閥11也可以被配置成向進(jìn)氣口7內(nèi)噴射燃料。另外，在本實(shí)施方式中，作為燃料，使用理論空燃比為14.6的汽油。然而，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)也可以使用其他的燃料。
[0052]各汽缸的進(jìn)氣口7分別經(jīng)由對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣支管13而與緩沖罐14連結(jié)，緩沖罐14經(jīng)由進(jìn)氣管15與空氣濾清器16連結(jié)。進(jìn)氣口 7、進(jìn)氣支管13、緩沖罐14、進(jìn)氣管15形成內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣通路。另外，在進(jìn)氣管15內(nèi)配置有由節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門(mén)