[发明专利]用于内燃机的空燃比控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的空燃比控制设备，该设备应用于这样一种内燃机中，该内燃机具有设置在排气通路内并分别位于同样设置在排气通路内的催化剂单元(三元催化剂单元)上游和下游的空燃比传感器，该设备基于空燃比传感器的相应输出对供给到内燃机的混合气的空燃比(下文称为“空燃比”)进行反馈控制。

背景技术

例如，公开号为2004-183585的日本未审专利申请公开了一种常规的这种类型的空燃比控制设备。在所公开的用于内燃机(下文有时简称为“发动机”)的空燃比控制设备中，获得复合空燃比，该复合空燃比是基于上游空燃比传感器的输出值和下游侧反馈校正值之和的值，该下游侧反馈校正值是基于下游空燃比传感器的输出值偏离预定下游侧目标值的偏差(通过比例积分微分处理(PID处理))计算出来的。基于与复合空燃比偏离目标空燃比的偏差相对应的值(通过将缸内进气量除以复合空燃比而获得的缸内燃料供给量偏离通过将缸内进气量除以目标空燃比而获得的目标缸内燃料供给量的偏差)计算出(通过比例积分处理(PI处理))上游侧反馈校正值。燃料喷射量基于上游侧反馈校正值和基本燃料喷射量而计算出的，该基本燃料喷射量是基于发动机的工作状态为获得目标空燃比所需的燃料量。用于以所述燃料喷射量喷射燃料的指令被传递给喷射器，由此对空燃比进行反馈控制。

同时，由于干扰等的影响可能在下游侧反馈校正值中产生波动。在此情况下，如图17所示，下游侧反馈校正值中产生的波动被作为基于该下游侧反馈校正值所获得的复合空燃比的波动传递，而该复合空燃比的波动被传递到上游侧反馈校正值。

当波动被传递到上游侧反馈校正值时，波动也传递到基于上游侧反馈校正值计算出的燃料喷射量。当波动被传递到燃料喷射量时，波动也传递到基于该燃料喷射量的空燃比(即排气的空燃比)。因此，波动被传递到来自上游侧传感器的输出值和来自下游侧传感器的输出值。结果，波动被传递到基于来自下游空燃比传感器的输出值的下游侧反馈校正值。以这种方式传递波动的一系列流动被称为“波动传递环”。

由于如上所述复合空燃比是基于来自上游空燃比传感器的输出值与下游侧反馈校正值之和的值，所以复合空燃比的波动可以增大到比来自上游空燃比传感器的输出值的波动更大。因此，当“波动传递环”重复时，在基于复合空燃比计算出来的上游侧反馈校正值中产生的波动逐渐增大，从而导致空燃比波动增大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于内燃机的空燃比控制设备，该设备通过基于上游侧反馈校正值计算燃料喷射量对空燃比进行反馈控制，该上游侧反馈校正值基于复合空燃比，并且该设备能够抑制由“波动传递环”的重复所引起的空燃比波动的增大。

根据本发明的空燃比控制设备应用于这样一种内燃机，所述内燃机包括催化剂单元、上游空燃比传感器、下游空燃比传感器以及用于根据指令喷射燃料的燃料喷射装置(例如喷射器)。

本发明提供了一种空燃比控制设备，其包括：获取基本燃料喷射量的基本燃料喷射量获取装置；计算下游侧反馈校正值的下游侧反馈校正值计算装置；基于所获取的基本燃料喷射量和所计算出的下游侧反馈校正值获取控制用基本燃料喷射量的控制用基本燃料喷射量获取装置，所述控制用基本燃料喷射量是用于对空燃比进行反馈控制的基本燃料喷射量；基于来自所述上游空燃比传感器的输出值和所计算出的下游侧反馈校正值获取与复合空燃比相对应的值的复合空燃比获取装置；基于所获取的与复合空燃比相对应的值计算上游侧反馈校正值的上游侧反馈校正值计算装置；燃料喷射量计算装置，所述燃料喷射量计算装置基于所获取的控制用基本燃料喷射量和所计算出的上游侧反馈校正值计算燃料喷射量；以及空燃比控制装置，所述空燃比控制装置通过向所述燃料喷射装置发出用于以所计算出的燃料喷射量喷射燃料的指令，对空燃比进行反馈控制。

在此，所述与复合空燃比相对应的值是：来自上游空燃比传感器的输出值与下游侧反馈校正值之和；作为与来自上游空燃比传感器的输出值和下游侧反馈校正值之和相对应的空燃比的复合空燃比；或者作为通过将缸内进气量除以复合空燃比而得到的值的缸内燃料供应量，但并不限于此。

通过这种构造，燃料喷射量是基于控制用基本燃料喷射量而计算出的，由此可以通过使用控制用基本燃料喷射量积极地调节来自上游空燃比传感器的输出值。另外，控制用基本燃料喷射量是基于下游侧反馈校正值而获得的。因此，控制用基本燃料喷射量能够被确定为，使得来自上游空燃比传感器的输出值在抵消下游侧反馈校正值的变化的方向上变化。