[发明专利]内燃机用燃料喷射控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机用燃料喷射控制装置，尤其涉及一种具有控制在燃料切断后以浓空燃比工作的功能以及对应于内燃机的工作执行燃料切断的功能的燃料喷射控制装置。

背景技术

传统地，已知为了净化来自内燃机的排气在内燃机的排气通路中设置三元催化剂(在本说明书中也被简称为＂催化剂＂)的布置。三元催化剂具有氧化经其流过的排气中的未燃成分(HC，CO)的功能，以及还原排气中的氮氧化物(NOx)的功能，由此净化诸如作为未燃成分的HC和CO以及NOx等有害排放物。

此外，一般地，三元催化剂具有用于吸附(存储)氧的氧吸附功能(O2存储功能)。具体地，在排气以比理论空燃比浓的空燃比流过三元催化剂的情况下，三元催化剂使用存储在其中的氧(即，排出氧)氧化排气中包含的诸如HC、CO等未燃成分。另一方面，在排气以比理论空燃比稀的空燃比流过三元催化剂的情况下，三元催化剂还原排气中包含的氧和NOx并且将在还原剂中捕集的氧存储在其中。该氧吸附功能使得在理论空燃比附近流过三元催化剂的排气的理论空燃比附近的空燃比范围上，作为未燃成分的HC和CO以及NOx能够有效的净化。

这样的布置中，为了在理论空燃比附近从某一稀的空燃比至某一浓的空燃比的空燃比范围上维持满意的氧吸附功能，吸附在催化剂上的氧的量(氧吸附量)优选地保持在预定的适当量附近，例如，催化剂能够吸附的最大氧吸附量(最大氧吸附能力)的一半左右。

最近，已知内燃机具有对应于其工作状态——例如在车辆行驶过程中驾驶员释放加速踏板的情况等——执行在没有燃料喷射(燃料切断)的情况下工作的功能，由此提高燃料效率。这样的内燃机中，在燃料切断工作期间，流过催化剂的排气只包含空气。也就是说，在这种情况下，排气在极稀的空燃比下连续地流过催化剂。注意，下文中燃料切断工作也将被称作“F/C”。

在F/C后的时间点(即，燃料喷射(燃烧)开始的时间点)，这通常将催化剂的氧吸附量增加至其最大吸附量。在这种状态，催化剂不能展现满意的氧吸附能力，导致很难将排气中的NOx有效净化。

为了解决上述问题，已知一种技术，其中F/C后通过催化剂的排气流(即，供给到发动机的混合气流)暂时调整至浓空燃比，由此将催化剂的氧吸附量控制在上述适当量附近。下文中，这样的工作也将被称作“F/C后的浓空燃比控制”。另一方面，下文中，供给到发动机的混合气的空燃比也将被称作“发动机的空燃比”。

例如，对于具有F/C后的浓空燃比控制功能并且在日本未审定专利申请公报No.2003-172176中公开的燃料喷射控制装置(燃料供给控制装置)，在F/C结束后的时间在F/C后使空燃比从比理论空燃比浓的空燃比逐渐减稀预定量直至理论空燃比的同时，执行发动机的工作。

图17示出了在包括由上述文献中公开的燃料喷射控制装置执行的F/C后的浓空燃比控制的时间段，发动机的空燃比变化的例子。具体地，该图示出了在F/C开始的时间点t1之前，发动机的空燃比被控制为理论空燃比(理论比)的例子。随后，在该例子中，从时间点t1至时间点t2执行F/C。

在这种情况下，在从作为F/C结束点的时间点t2至时间点t3的时间段，执行F/C后的浓空燃比控制。这样在时间点t2后将发动机的空燃比调整至比理论比浓预定量的水平。随后，在以后的时间空燃比逐渐减稀从而接近理论比。最终，在时间点t3后发动机的空燃比被调整为理论比。

另一方面，稍大于理论空燃比的发动机的空燃比提供发动机的最大输出。此外，已知这样的关系，随着发动机的空燃比比发动机的理论空燃比变浓，发动机的输出逐渐变小。因此，在相当长的时间将空燃比控制为与理论空燃比相比相当浓的空燃比会使使用者有不能获得需要的输出的感觉(下文中将被称作“迟滞感”)。这里，产生致使驾驶员有迟滞感的发动机输出明显减少的过浓空燃比在下文中也将被称作“过浓空燃比”。

因此，为了在没有由于F/C后的浓空燃比控制使驾驶员有迟滞感的情况下执行工作，应当抑制在较长的时间段将发动机的空燃比控制为这样的过浓空燃比。

另一方面，已知在F/C后的浓空燃比控制期间将发动机的工作维持在比过浓空燃比稀的浅的浓空燃比(即，在较长时间发动机的工作不会使驾驶员有迟滞感的浓空燃比)的情况下，在紧接F/C结束后的极短时间段内催化剂不能提供经其流过的排气中的NOx的充分净化，导致较大量的NOx没有净化就通过催化剂的问题。认为这样的现象是由于在紧接F/C后的极短时间段内能够展示上述还原功能的催化剂区域(下文中将被称作“还原区域”)不充分而产生的。