[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据空燃比传感器的输出来控制内燃机的内燃机的控制装置。

背景技术

以往以来，在内燃机的排气通路设置空燃比传感器、基于该空燃比传感器的输出来控制向内燃机供给的燃料量的内燃机的控制装置广为人知(例如，参照专利文献1～4)。

在该控制装置中，使用在排气通路内设置的具有氧吸藏能力的上游侧催化剂和下游侧催化剂。具有氧吸藏能力的催化剂，在氧吸藏量为上限吸藏量与下限吸藏量之间的合适的量时，能够净化流入催化剂的排气中的未燃气体(HC、CO等)、NOx等。即，在向催化剂流入比理论空燃比靠浓侧的空燃比(以下，也称为“浓空燃比”)的排气时，则排气中的未燃气体会由吸藏于催化剂的氧进行氧化净化。相反，在向催化剂流入比理论空燃比靠稀侧的空燃比(以下，也称为“稀空燃比”)的排气时，排气中的氧会被吸藏于催化剂。由此，在催化剂表面上成为氧不足状态，排气中的NOx随之被还原净化。其结果，只要催化剂的氧吸藏量是合适的量，就能够与流入催化剂的排气的空燃比无关地净化排气。

因此，在该控制装置中，为了将上游侧催化剂中的氧吸藏量维持为合适的量，在上游侧催化剂的排气流动方向上游侧设置有空燃比传感器，在上游侧催化剂的排气流动方向下游侧且是下游侧催化剂的排气流动方向上游侧设置有氧传感器。使用这些传感器，控制装置基于上游侧的空燃比传感器的输出进行反馈控制，以使得该空燃比传感器的输出电流成为与目标空燃比相当的目标值。除此之外，控制装置还基于下游侧的氧传感器的输出修正上游侧的空燃比传感器的目标值。

例如，在专利文献1所记载的控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压为高侧阈值以上、且上游侧催化剂的状态为氧不足状态时，流入上游侧催化剂的排气的目标空燃比被设为稀空燃比。相反，在下游侧的氧传感器的输出电压为低侧阈值以下、且上游侧催化剂的状态为氧过剩状态时，目标空燃比被设为浓空燃比。根据专利文献1，由此，在处于氧不足状态或氧过剩状态时，能够使催化剂的状态迅速恢复为这两个状态的中间的状态(即，在催化剂吸藏有合适的量的氧的状态)。

除此之外，在上述控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压处于高侧阈值与低侧阈值之间的情况下，在氧传感器的输出电压具有增大倾向时，目标空燃比被设为稀空燃比。相反，在氧传感器的输出电压具有减少倾向时，目标空燃比被设为浓空燃比。根据专利文献1，由此，能够未然地防止上游侧催化剂的状态成为氧不足状态或氧过剩状态。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-069337号公报

专利文献2：日本特开2005-351096号公报

专利文献3：日本特开2000-356618号公报

专利文献4：日本特开平8-232723号公报

专利文献5：日本特开2009-162139号公报

专利文献6：日本特开2001-234787号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压为高侧阈值以上、且上游侧催化剂的状态为氧不足状态时，流入上游侧催化剂20的排气的目标空燃比被设为稀空燃比。即，在该控制装置中，在催化剂的状态为氧不足状态、且从上游侧催化剂流出了未燃气体时，将目标空燃比设为稀空燃比。因此，有时会从上游侧催化剂稍微流出未燃气体。

另外，在专利文献1所记载的控制装置中，在下游侧的氧传感器的输出电压为低侧阈值以下、且催化剂的状态为氧过剩状态时，目标空燃比被设为浓空燃比。即，在该控制装置中，在催化剂的状态为氧过剩状态、且从上游侧催化剂流出了氧和NOx时，将目标空燃比设为浓空燃比。因此，有时会从上游侧催化剂稍微流出NOx。

因而，有时会从上游侧催化剂流出未燃气体和NOx的双方。若这样从上游侧催化剂流出未燃气体和NOx的双方，则下游侧催化剂中需要净化这双方的成分。

因此，本发明人提出了进行将流入上游侧催化剂的排气的目标空燃比交替地设定为比理论空燃比稀某种程度的稀设定空燃比和比理论空燃比稍浓的弱浓设定空燃比的空燃比控制的方案。具体而言，在该空燃比控制中，在由配置于上游侧催化剂的下游侧的下游侧空燃比传感器检测到的排气的空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将目标空燃比设为稀设定空燃比，直到上游侧催化剂的氧吸藏量成为最大氧吸藏量。另一方面，在上游侧催化剂的氧吸藏量成为了预定的吸藏量以上时，将目标空燃比设为弱浓设定空燃比。