CN100532808C - 内燃机用燃料喷射控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机用燃料喷射控制装置。该燃料喷射控制装置紧接在F/C结束后仅执行一次对应于过浓空燃比的燃料喷射，作为F/C后的浓空燃比控制。用等于对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料量与预定增量之和的燃料量执行这样的燃料喷射。紧接在该操作之后，用对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料量执行燃料喷射。这样在紧接F/C结束后极短的时间段内将发动机的空燃比调整至过浓空燃比，随后空燃比被立即切换至浅的浓空燃比AFrich。

Description

内燃机用燃料喷射控制装置

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。

此外，已知这样的现象可以通过紧接在F/C结束后使发动机以过浓空燃比工作而避免。认为原因是在过浓空燃比下的发动机工作在紧接F/C结束后的极短时间段内提供了充分的还原区域面积(将在下文中详细说明)。

现在，考虑在上述文献中公开的燃料喷射控制装置紧接在F/C结束后以过浓空燃比控制F/C后的浓空燃比控制的布置。这里，如图17所示，假设比值AFrich浓的空燃比是过浓空燃比。在这种情况下，在从时间点t2至时间点tA的相当长的时间段发动机的工作被控制在过浓空燃比。

因此，在上述文献中公开的燃料喷射控制装置具有这样的问题，即，在紧接F/C结束后的极短时间段内即使对于防止NOx排出是充分的F/C后的浓空燃比控制也会引起包括使用者有迟滞感的上述现象。

发明内容

为了解决上述问题作出了本发明。因此，本发明的目的是提供一种内燃机用燃料喷射控制装置，其具有在不引起驾驶员有迟滞感的情况下有效抑制NOx通过催化剂的F/C后的浓空燃比控制的功能。

根据本发明的燃料喷射控制装置应用到包括用于喷射燃料到燃烧室的燃料喷射装置(例如，喷射器)以及设置在内燃机的排气通路中的催化剂(三元催化剂)的内燃机上。

根据本发明的燃料喷射控制装置包括：用于对应于内燃机的工作状态执行F/C的燃料切断处理执行装置；以及用于在F/C处理后执行上述浓空燃比控制的燃料切断处理后浓空燃比控制装置。

本发明中，所述燃料切断处理后浓空燃比控制装置调整从所述燃料喷射装置喷射的燃料量，使得流入所述催化剂的气体的空燃比只在从所述燃料切断处理结束后的预定短时间段内被调整为第一浓空燃比，随后在所述短时间段后所述空燃比被切换至第二浓空燃比。这里，所述第一浓空燃比是大大偏离理论空燃比并且引起所述内燃机的输出明显减少的浓空燃比。另一方面，所述第二浓空燃比是稍稍偏离理论空燃比并且不会引起所述内燃机的输出明显减少的浓空燃比。(即，第一浓空燃比比浓于理论空燃比的第二浓空燃比更浓)。

这里，术语“所述内燃机的输出明显减少”是指较长时间的输出减少使驾驶员有迟滞感(与以理论空燃比工作相比)。也就是说，上述第一浓空燃比对应于较长时间的操作使驾驶员有迟滞感的深的浓空燃比(即，上述过浓空燃比)。另一方面，上述第二浓空燃比对应于较长时间的操作不会使驾驶员有迟滞感的浅的浓空燃比。

注意，第一浓空燃比和第二浓空燃比都可以是固定值，或可以是随时间调整的变量。此外，作为第一浓空燃比，例如，采用小于11的空燃比。另一方面，作为第二浓空燃比，采用等于或大于11且小于理论空燃比(例如，14.6)的空燃比。

上述布置中，在通常工作时，燃料喷射量被调整为使得流入催化剂的气体的空燃比(即，发动机的空燃比)与理论空燃比一致。在这种情况下，可以作出这样的布置，其中基于气缸进气量计算出理论空燃比所需的燃料量(基本燃料喷射量)，并且用如此获得的基本燃料量执行燃料喷射。也可以作出这样的布置，其中通过修正——该修正通过基于设置在催化剂下游的排气通路中的空燃比传感器的输出执行的空燃比反馈控制而进行——如此获得的上述基本燃料喷射量计算出燃料喷射量，并且用如此获得的燃料喷射量执行燃料喷射。

另一方面，在满足对应于发动机的工作状态的预定的F/C执行条件的情况下，执行F/C。然后，在F/C结束后，执行F/C后的浓空燃比控制。在这种情况下，仅在从F/C结束起的预定短时间段内，流入催化剂的气体的空燃比(从而，发动机的空燃比)被调整为过浓空燃比(深的浓空燃比)。随后，空燃比立即被切换为比过浓空燃比稀的浓空燃比(浅的浓空燃比)。也就是说，以两阶段方式控制发动机的空燃比。

因此，在上述短时间段内空燃比被调整为是第一浓空燃比的过浓空燃比。这提供了不会涉及驾驶员有迟滞感的工作。此外，紧接在F/C结束后，发动机的空燃比被调整为这样的过浓空燃比。这允许在紧接F/C结束的极短时间段内确保催化剂中充分的还原区域面积。这样在紧接F/C结束后这样的极短时间段内防止了NOx流出。因此，本发明在不会涉及驾驶员有迟滞感的情况下有效地防止了NOx从催化剂中流出。

对在F/C后的浓空燃比控制期间通过调整从上述燃料喷射装置供给的用于在燃烧室中燃烧的燃料喷射量来控制流入催化剂的气体的空燃比的布置进行了说明。另外，可以作出通过调整从第二燃料喷射装置(喷射器等)供给的用于喷射燃料(或还原剂)到设置在催化剂上游的排气通路中的排气通路(或催化剂)的燃料喷射量来控制空燃比的布置。

另外，用于将流入催化剂的气体的空燃比调整至第一浓空燃比的燃料喷射量可以被设定为等于用于将流入催化剂的气体的空燃比调整至第二浓空燃比所需的燃料喷射量(即，基于气缸进气量计算出的第二浓空燃比所需的燃料量)与预定增量之和的值。

这样的增量可以独立于气缸进气量而确定(即，增量可以是所谓的非同期喷射量)。在这种情况下，流入催化剂的气体的空燃比是比第二浓空燃比浓该增量的空燃比。也就是说，如此获得的空燃比被用作第一浓空燃比。

另一方面，在F/C结束后直到催化剂的氧吸附量在F/C后的浓空燃比控制后从最大氧吸附量减少至允许比理论空燃比稀的空燃比的排气中包含的NOx有效净化的量为止，例如，直到催化剂的氧吸附量从最大氧吸附量减少至最大氧吸附量的一半附近为止的时间段内，空燃比优选地被调整为第二浓空燃比。注意，使用已知的技术(例如，下文中说明的技术)可以估计催化剂的氧吸附量。

根据本发明的燃料喷射控制装置优选地还包括用于获得表示上述催化剂的氧吸附能力的程度的氧吸附能力指标值的指标值获得装置。此外，上述燃料切断处理后浓空燃比控制装置优选地基于上述获得的氧吸附能力指标值确定所述第一浓空燃比，使得所述催化剂的氧吸附能力越大则所述第一浓空燃比越浓。

这里，术语“催化剂的氧吸附能力的程度”是指由于催化剂的氧吸附性质引起的氧的吸附/释放反应的程度(氧的吸附/释放的反应速度，即，每单位时间和每单位体积催化剂能够存储/释放的氧的量)。表示催化剂的氧吸附能力的程度的氧吸附能力指标值优选地对应于表示催化剂中的劣化度的劣化指标值或催化剂的温度而变化。原因在于催化剂的氧吸附能力由于催化剂的劣化而降低。此外，催化剂的氧吸附能力对应于其温度而变化。

另外，优选地采用催化剂的最大氧吸附量作为上述劣化指标值。原因在于催化剂中的劣化越大，催化剂的最大氧吸附量越小。此外，使用已知技术可以相对容易地获得催化剂的最大氧吸附量。

考虑紧接在F/C结束后发动机的空燃比被调整至过浓空燃比的情况。在这种情况下，通常，催化剂的氧吸附能力越高，在紧接F/C结束后的极短的时间段内催化剂中准备的还原区域越小(将在下文中详细说明)。另外，在这种情况下，通常，如此设定的过浓空燃比越浓，在紧接F/C结束后的极短时间段内催化剂中准备的还原区域越大(将在下文中详细说明)。

因此，不管催化剂的氧吸附能力如何，如上所述第一浓空燃比(即，过浓空燃比)被调整为使得催化剂的氧吸附能力越大则空燃比越浓的布置允许在紧接F/C结束后的极短时间段内在催化剂中确保充分的还原区域面积。从而，这样的布置具有不管催化剂的氧吸附能力如何都以稳定的方式防止在紧接F/C结束后的极短时间段内NOx流出的优点。

现在，如上所述，考虑这样的布置，其中用于将流入催化剂的气体的空燃比调整至第一浓空燃比的燃料喷射量被设定为等于用于将流入催化剂的气体的空燃比调整至第二浓空燃比的燃料喷射量与预定增量之和的值。这样的布置中，上述增量被确定为使得催化剂的氧吸附能力(例如，最大氧吸附量)越大则上述增量越大。

根据本发明的燃料喷射控制装置中，上述燃料切断处理后浓空燃比控制装置优选地控制从燃料喷射装置喷射的燃料量，使得对应于第一浓空燃比的燃料喷射仅被执行一次。

这样的布置中，在对应于一次燃料喷射的时间段的时间段内(即，上述预定短时间段)，即在极短时间段内，流入催化剂的气体的空燃比(从而，发动机的空燃比)被调整为过浓空燃比。因此，由于空燃比被调整为过浓空燃比的时间段极短，这样的布置以确定的方式防止了驾驶员有迟滞感。

另外，根据本发明的燃料喷射控制装置中，燃料切断处理后浓空燃比控制装置可以具有调整从燃料喷射装置喷射的燃料量使得对应于第一浓空燃比的燃料喷射被执行多次的结构。

对于对应于第一浓空燃比的燃料喷射仅被执行一次的上述布置，要求允许在紧接F/C结束后极短的时间段内在催化剂中确保充分的还原区域面积的一次燃料喷射。这要求第一浓空燃比设定为相当浓的空燃比。换句话说，这样的一次燃料喷射要求喷射相当多的燃料量。因此，这样的一次燃料喷射增加了失火的危险。

因此，为了最优先地防止这样的失火，在上述布置中，在不会导致驾驶员有迟滞感的充分短的时间段(上述短时间段)内对应于第一浓空燃比的燃料喷射被执行多次。这样的布置中，每次燃料喷射用少量的燃料执行，由此防止失火。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一实施例应用到内燃机的燃料喷射控制装置的示意图。

图2是示出了图1中所示的空燃比传感器的输出与空燃比之间关系的图示。

图3是示出了图1中所示的氧浓度传感器的输出与空燃比之间关系的图示。

图4是示出了在由图1所示的燃料喷射控制装置执行的F/C和F/C后的浓空燃比控制执行期间发动机的空燃比和从上游催化剂流出的NOx的量(NOx排出量)的例子的时间图。

图5A是在紧接F/C结束后将发动机的空燃比维持在浅的浓空燃比的情况下，在紧接F/C结束后的极短时间段内在上游催化剂中发生的氧释放反应的状态的图示。

图5B是在紧接F/C结束后执行对应于过浓空燃比的一次燃料喷射的情况下，在紧接F/C结束后的极短时间段内在上游催化剂中发生的氧释放反应的状态的图示。

图6是示出了由图1所示的CPU所引用的表示上游催化剂的最大氧吸附量与非同期增量之间关系的图表的图示。

图7是示出了由图1所示的CPU所引用的表示上游催化剂的最大氧吸附量与要求还原量之间关系的图表的图示。

图8是示出了由图1所示的CPU执行的用于在不执行F/C后的浓空燃比控制的时间段内执行燃料喷射控制的例程的流程图。

图9是示出了由图1所示的CPU执行的用于计算空燃比反馈修正量的例程的流程图。

图10是示出了由图1所示的CPU执行的用于计算副反馈量的例程的流程图。

图11是由图1所示的CPU执行的用于在执行F/C后的浓空燃比控制的时间段内执行燃料喷射控制的例程的流程图。

图12是示出了由图1所示的CPU执行的用于确定控制用最大氧吸附量的例程的流程图。

图13是示出了由图1所示的CPU所引用的表示释放的O2量与临时最大氧吸附量之间关系的图表的图示。

图14是由根据本发明第二实施例的燃料喷射控制装置的CPU所引用的示出了表示上游催化剂的最大氧吸附量与过浓空燃比的目标值之间关系的图表的图示。

图15是由根据本发明第二实施例的燃料喷射控制装置的CPU执行的用于在执行F/C后的浓空燃比控制的时间段内执行燃料喷射控制的例程的流程图。

图16是示出了由根据本发明第二实施例的燃料喷射控制装置的CPU所引用的表示上游催化剂的最大氧吸附量与要求还原量之间关系的图表的图示。

图17是示出了在由传统的燃料喷射控制装置执行F/C和F/C后的浓空燃比控制的情况下发动机的空燃比的变化的时间图。

具体实施方式

将参照附图说明根据本发明实施例的内燃机用燃料喷射控制装置。

(第一实施例)

图1示出了其中根据本发明第一实施例的燃料喷射控制装置应用到四冲程火花点火式多缸内燃机10上的系统的示意结构。图1仅示出了一个气缸的截面，其它气缸具有相同的结构。

内燃机10包括：包括气缸体、气缸体下壳、油底壳等的气缸体单元20；固定在气缸体单元20上方的气缸盖单元30；用于供给汽油混合气到气缸体单元20的进气系统40；以及用于从气缸体单元20排出排气到外部的排气系统50。

气缸体单元20包括：气缸21；活塞22；连杆23；以及曲轴24。这样的结构中，活塞22在气缸21内进行往复运动。活塞22的往复运动通过连杆23传递到曲轴24，由此转动曲轴24。气缸21和活塞22的头部与气缸盖单元30一起形成燃烧室25。

气缸盖单元30包括：与燃烧室25连通的进气口31；用于打开/关闭进气口31的进气门32；包括用于驱动进气门32的进气凸轮轴并且具有连续地调整进气凸轮轴的相位角和提升量的功能的可变进气正时装置33；用于可变进气正时装置33的致动器33a；与燃烧室25连通的排气口34；用于打开/关闭排气口34的排气门35；用于驱动排气门35的排气凸轮轴36；火花塞37；包括用于产生供给到火花塞37的高压的点火线圈的点火器38；以及用于喷射燃料到进气口31中的喷射器(燃料喷射装置)39。

进气系统40包括：包括与进气口31连通并且与进气口31一起形成进气通路的进气歧管的进气管41；设置在进气管41的端部的空气过滤器42；包含在进气管41内并且允许调整进气通路的开口截面的节气门43和涡流控制阀(SCV)44。

节气门43具有允许其在由直流电动机构成的节气门致动器43a的驱动作用下在进气管41内转动驱动的结构。另一方面，SCV44具有允许其在由直流电动机构成的SCV致动器44a的驱动作用下转动驱动的结构。

排气系统50包括：与排气口34连通的排气歧管51；与排气歧管51连接的排气管52；设置在排气管52中的上游催化剂53；以及设置在排气管52中且位于上游催化剂53下游的下游催化剂54。排气口34、排气歧管51以及排气管52形成排气通路。

每个上游催化剂53和下游催化剂54都是保持由诸如铂等所谓的贵金属形成的活性成分的三元催化剂装置。对于以接近理论空燃比流过催化剂的气体，各个催化剂具有氧化诸如HC、CO等未燃成分的上述氧化功能以及还原NOx的功能。此外，每个催化剂都具有吸附(存储)氧的氧吸附功能。即使空燃比与理论空燃比不同，该氧吸附功能也使得能够净化未燃的HC和CO以及NOx。氧吸附功能是由于由催化剂保持的二氧化铈(CeO2)产生的。

另一方面，系统包括：热线式空气流量计61；进气温度传感器62；节气门位置传感器63；凸轮位置传感器64；曲柄位置传感器65；水温传感器66；空燃比传感器67；氧浓度传感器68；催化剂温度传感器69；以及加速器开度传感器70。

空气流量计61具有输出对应于流过进气管41的进气的质量流量Ga的信号的机构。进气温度传感器62检测进气的温度，并且输出表示进气温度THA的信号。节气门位置传感器63检测节气门43的开度(节气门开度)，并且输出表示节气门开度TA的信号。

每当进气凸轮轴转过90°时(即，每当曲轴24转过180°时)，凸轮位置传感器64产生一个脉冲信号(G2信号)。每当曲轴24转过10°时，曲柄位置传感器65输出具有窄脉冲的信号。此外，每当曲轴24转过360°时，曲柄位置传感器65输出具有宽脉冲的信号。该信号表示发动机转速NE。水温传感器66检测用于内燃机10的冷却水的温度，并且输出表示冷却水温THW的信号。

空燃比传感器67设置在排气通路中位于上游催化剂53上游的位置。空燃比传感器67是所谓的限流型氧浓度传感器。空燃比传感器67具有用于检测流入上游催化剂53的排气的空燃比以及输出如图2所示对应于如此检测到的空燃比的信号vabyfs的机构。

氧浓度传感器68设置在排气通路中位于上游催化剂53的下游且位于下游催化剂54的上游的位置。氧浓度传感器68是所谓的浓差电池型氧浓度传感器。图3示出了氧浓度传感器68的输出Voxs的(静)特性。也就是说，分别对应于被测量气体与理论空燃比相比为浓空燃比和稀空燃比，氧浓度传感器68输出最大输出值max和最小输出值min。此外，当被测量气体的空燃比是理论空燃比时，氧浓度传感器68输出在最大输出值max与最小输出值min之间的大约中间值(中央值)a。

加速器开度传感器70具有用于输出表示由驾驶员操作的加速踏板71的操作量Accp的信号的机构。

电气控制装置80是微型计算机，其包括：CPU 81；用于存储由CPU81使用的程序、图表(脉谱图，函数)、常量等的ROM 82；用于暂时储存需要的数据的RAM 83；用于存储在电源接通状态时的数据以及无论电源是ON或OFF都保持这样存储的数据的备用RAM 84；包括AD转换器的接口85等。注意，这些元件经由总线彼此连接。

接口85与上述传感器61至70连接从而从传感器61至70供给信号到CPU 81。此外，接口85根据来自CPU 81的指令传递驱动信号到可变进气正时装置33的致动器33a、点火器38、喷射器39、节气门致动器43a以及SCV致动器44a。

(空燃比反馈控制的概要)

接下来，将说明由具有上述结构的燃料喷射控制装置(下文中将被称作“本装置”)执行的空燃比反馈控制的概要。本装置控制供给到发动机的混合气的空燃比(即，发动机的空燃比)，使得从上游催化剂53流出的空燃比(即，流入下游催化剂54的排气的空燃比)与理论空燃比AFstoich一致。

具体地，基于输出Voxs执行发动机的空燃比的反馈控制(实际上，反馈控制还基于来自空燃比传感器67的输出)，即，使得来自设置在上游催化剂53下游位置的氧浓度传感器68的输出Voxs与对应于理论空燃比AFstoich的目标值Voxsref(在这种情况下，上述中央值)一致。结果，上游催化剂53(以及下游催化剂54)的氧吸附量保持在适当值(例如，最大氧吸附量的一半附近)。

此外，在满足预定条件的情况下，本装置停止上述空燃比反馈控制以及执行燃料切断操作(F/C)。在F/C完成的情况下，本装置执行F/C后的浓空燃比控制(下文进行说明)，由此将上游催化剂53的氧吸附量调整至预定的适当值。然后，在F/C后的浓空燃比控制结束后，本装置再次执行上述空燃比反馈控制。以上是空燃比反馈控制的概要。

(F/C后的浓空燃比控制的概要)

下面将参照图4所示的时间图说明关于由本装置执行的F/C后的浓空燃比控制的概要。图4所示的时间图示出了在时间点t1之前执行上述空燃比反馈控制以及在从时间点t1至t2的时间段期间执行F/C过程中，发动机的空燃比的变化和从上游催化剂53流出的NOx的量(NOx排出量)的变化的例子。

在这种情况下，在时间点t1之前，发动机的空燃比被控制为理论空燃比AFstoich附近。结果，在时间点t1之前，上游催化剂53的氧吸附量保持在上述适当值，并且允许上游催化剂53展现适当的氧化/还原功能以及适当的氧吸附功能。这将NOx排出量抑制为极小的量。

在时间点t1后，F/C开始，并且空燃比反馈控制停止。注意，F/C持续到时间点t2为止。这维持从时间点t1至t2的时间段期间极稀的发动机的空燃比。这逐渐地增加了上游催化剂53(以及下游催化剂54)的氧吸附量。最后，在时间点t2氧吸附量到达最大氧吸附量。注意，在时间点t1至t2的时间段期间，由于燃烧室25内的燃烧停止，NOx排出量被抑制至零。

在时间点t2后，F/C结束。此外，紧接在时间点t2后，F/C后的浓空燃比控制开始。也就是说，在F/C后的浓空燃比控制中，发动机的空燃比保持在上述过浓空燃比(即，对应于上述第一浓空燃比的空燃比；在该空燃比相对长时间的操作会引起驾驶员有迟滞感；例如，11附近)的恒定值。这导致驾驶员有迟滞感。

为了防止驾驶员有迟滞感，考虑这样的布置，其中，如图4中由实线表示的，紧接在时间点t2后，发动机的空燃比被保持在比该过浓空燃比稀的浓空燃比AFrich(即，对应于上述第二浓空燃比的空燃比；在该空燃比相对长时间的操作不会引起驾驶员有迟滞感；例如，13附近)的恒定值。

这产生了这样的现象，其中，如图4中由实线表示的，紧接在时间点t2(即，F/C的结束时间点)后极短的时间段NOx排出量瞬时(以脉冲方式)增加。在该时间点，下游催化剂54的氧吸附量达到最大氧吸附量。这导致了从上游催化剂53排出的较大量的NOx尽管流入下游催化剂54，但在没有净化的情况下被排出到外部。

认为来自上游催化剂53的NOx排出量在极短的时间内瞬时增加这样的现象的发生，是由于在紧接F/C结束后极短的时间段期间在上游催化剂53中不能获得充分量的具有上述还原功能的上述区域(上述还原区域)。下面将参照图5对该现象进行说明。

图5A示出了在这种情况下(即，紧接在F/C结束后发动机的空燃比保持在浅的浓空燃比AFrich的情况下)，在紧接F/C后极短的时间段期间涉及流入上游催化剂53的未燃HC和CO的氧化反应的上游催化剂53中发生的氧释放反应(吸附的氧被释放的反应)的状态(分布)。由点示出的颜色浓度表示氧释放反应的频率。颜色越浓，氧释放反应的频率越高。

如图5A所示，由于该反应按流动顺序发生的事实，上游催化剂53越接近上游侧，氧释放反应的频率越高。另一方面，每单位时间和每单位体积上游催化剂53能够释放的氧的量(氧吸附能力，氧释放速度)具有限度。因此，每单位时间流入上游催化剂53的未燃HC和CO的量越大，没有被氧化的未燃HC和CO的渗入越接近下游侧。结果，氧释放反应发生在上游催化剂53的更下游的部分的区域中。

也就是说，流入上游催化剂53的气体的空燃比(从而，发动机的空燃比)比理论空燃比ADstoich越浓，氧释放反应发生的区域的渗入越接近上游催化剂53的下游侧。该布置中，紧接在F/C结束后，发动机的空燃比保持在浅的浓空燃比AFrich。这样的布置中，如图1所示，在紧接F/C结束后极短的时间段内，仅在上游催化剂53的上游侧很小的区域允许氧释放反应。

在这种情况下，允许氧释放反应的上述区域对应于具有还原功能的上述还原区域。这意味着，在紧接F/C结束后极短的时间段期间，这样的布置在上游催化剂53中产生了不充分的还原区域。

另一方面，考虑排气以比理论空燃比AFstoich浓的空燃比流入上游催化剂53的情况。在这种情况下，在上游催化剂53中形成的还原区域越大，在上述还原功能作用下的净化效率越高。

基于上述事实，认为在紧接F/C结束后保持发动机的空燃比为恒定的并且浅的浓空燃比AFrich的情况下，在极短的时间段期间来自上游催化剂53的NOx排出量瞬时增加。在这种情况下，在上述紧接F/C结束后的短时间段后，允许氧释放反应的区域(即，还原区域)随时间的经过延伸至上游催化剂53的下游部分。这将NOx排出量抑制至极小的量。

从上述说明中可以理解，为了防止紧接F/C结束后NOx排出量的这种瞬时增加，在紧接F/C结束后极短的时间段内需要确保上游催化剂53内充分的还原区域面积。这要求在紧接F/C结束后的时间段内充分浓的空燃比(过浓空燃比)。然而，将过浓空燃比保持较长的时间会导致驾驶员有迟滞感。因此，要求仅在很短的时间段期间保持发动机的空燃比为这样的过浓空燃比。

本装置中，如图4中由虚线所示，紧接在F/C结束后(紧接在时间点t2后)仅执行一次过浓空燃比下的燃料喷射。具体地，本装置喷射等于对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料量与预定增量(下文中说明的非同期增量Fadd)之和的燃料量，由此仅执行一次过浓空燃比下的燃料喷射。

随后，紧接在上述第一燃料喷射后本装置执行对应浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射。因而，在紧接时间点t2后极短的时间段期间，发动机的空燃比被暂时设定为过浓空燃比(第一浓空燃比)。紧接在该操作之后，发动机的空燃比被切换至浅的浓空燃比AFrich(第二浓空燃比)(即，以两阶段方式控制空燃比)。

图5B示出了在这种情况下(即，紧接在F/C结束后执行一次对应过浓空燃比的燃料喷射的情况下)以如图5A所示相同格式在紧接F/C后极短的时间段期间上游催化剂53中发生的氧释放反应的分布(从而，示出了还原区域)。

如图5B所示，在这种情况下，在紧接F/C结束后极短的时间段内还原区域延伸至上游催化剂53的下游部分，由此确保了充分的还原区域面积。如图4中虚线所示，这防止了在紧接F/C结束后极短的时间段期间上述NOx排出量的瞬时增加。此外，这将发动机以过浓空燃比工作的时间段抑制为极短的时间段，由此防止了驾驶员有迟滞感。

这里，基于图6所示的表示最大氧吸附量Cmax(氧吸附能力指标值，劣化指标值)与非同期增量Fadd之间关系的图表MpaFad和最大氧吸附量Cmax确定上述非同期增量Fadd。最大氧吸附量Cmax可以使用已知的技术(例如，使用下文中说明的技术)而获得。因而，最大氧吸附量Cmax越大，将被设定的非同期增量Fadd越大。这是由于以下原因。

也就是说，上游催化剂53中的劣化越小(上游催化剂53越新鲜)，每单位时间和每单位体积上游催化剂53能够释放的氧的量(对应于氧吸附能力，氧释放速度)越大。现在，假设气体以比理论空燃比AFstoick浓的空燃比(从而，发动机的空燃比)流入上游催化剂53。在这种情况下，上游催化剂53中劣化越小，在上游催化剂53的上游侧能够发生氧释放反应的区域越浅。换句话说，上游催化剂53中劣化越小，在紧接F/C结束后的极短时间段期间上游催化剂53的还原区域越小。

因此，为了不管上游催化剂53中的劣化如何都以确定的方式在紧接F/C结束后的极短时间段期间在上游催化剂53中确保充分的还原区域面积(即，为了以确定的方式防止NOx排出量在短时间段内的上述瞬时增加)，需要设定上述过浓空燃比，使得上游催化剂53中劣化越小，过浓空燃比越浓，即，对应于过浓空燃比的燃料喷射量(从而，上述非同期增量Fadd)越大。

另一方面，上游催化剂53中的劣化越小，上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax越大。因此，上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax越大，将被设定的非同期增量Fadd越大。

在时间点t2后，排气以比理论空燃比AFstoich浓的空燃比流入上游催化剂53。这使得上游催化剂53的氧吸附量从最大氧吸附量逐渐减少。这样的布置中，认为在上述浅的浓空燃比AFrich下的发动机的工作优选地持续到以下时间点并且优选地在该时间点终止。也就是说，在该时间点，上游催化剂53的氧吸附量从最大氧吸附量减少至某一氧吸附量，该氧吸附量允许在F/C后的浓空燃比控制后(即，返回到上述空燃比反馈控制后)以比理论空燃比AFstoich稀的空燃比流入到上游催化剂53的排气中包含的NOx的有效净化。下文中，上游催化剂53的氧吸附量从最大氧吸附量的减少量将被称作“要求还原量O2outref”。

这样的布置中，在对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射的开始时间点后，本装置计算(更新)从上游催化剂53释放的氧的量的积分值(下文中将被称作“释放的O2量O2out”)。

具体地，在对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射的开始时间点后，本装置基于以下的表达式(1)和(2)计算对应于每次燃料喷射的氧吸附量的减少量ΔO2，并且对如此计算出的减少量ΔO2积分，由此更新释放的O2量O2out。

ΔO2＝0.23·Fi·(AFstoich-AFrich)...(1)

O2out＝ΣΔO2...(2)

上述表达式(1)中，值“0.23”表示大气中包含的氧的重量比。另一方面，Fi表示每次燃料喷射的燃料喷射量。注意，AFrich可以用由空燃比传感器67检测到的空燃比代替。

如表达式(1)所示，每次燃料喷射的燃料喷射量Fi乘以上述浅的浓空燃比AFrich与理论空燃比AFstoich的偏差，即，(AFstoich-AFrich)，由此获得每次燃料喷射的空气的不足量。然后，空气的不足量乘以氧的重量比，由此获得对应于每次燃料喷射的上游催化剂53的氧吸附量的减少量(吸附的氧的排出量)ΔO2。

然后，如表达式(2)所示，从对应于浅的浓空燃比Africh的燃料喷射的开始时间点开始对氧吸附量的减少量ΔO2积分，由此更新在上述燃料喷射开始时间点后的释放的O2的量O2out。如上所述，本布置中，基于发动机的空燃比被控制在浅的浓空燃比AFrich(第二浓空燃比)的事实，估计释放的O2的量O2out。因此，如图4所示，在时间点t2后(具体地，在对应于浅的浓空燃比FArich的燃料喷射的开始时间点后)释放的O2的量O2out从零开始增加。

然后，本装置中，在释放的O2的量O2out到达上述要求还原量O2outref时(在时间点t3)，对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射结束。随后，发动机的空燃比被调整为从浅的浓空燃比AFrich逐渐接近理论空燃比AFstoich。下文中这样的步骤将被称作“空燃比过渡步骤”。

这里，基于如图7所示的表示上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax与要求还原量O2outref之间关系的图表MapO2outref(Cmax)和最大氧吸附量Cmax确定上述要求还原量O2outref。因此，最大氧吸附量Cmax越小，将被设定的要求还原量O2outref越小。这是由于以下原因。

也就是说，在释放的O2的量O2out达到上述要求还原量O2outref的时间点(在时间点t3)，上游催化剂53的氧吸附量由表达式Cmax-O2outref表示。现在，不考虑最大氧吸附量Cmax，假设要求还原量O2outref是恒定的。在这种情况下，最大氧吸附量Cmax越小，在时间点t3上游催化剂53的氧吸附量越小。

这样引起了以下问题。也就是说，最大氧吸附量Cmax越小，在F/C后的浓空燃比控制后(即，上述空燃比反馈控制重新开始后)排气以比理论空燃比AFstoich浓的空燃比流入上游催化剂53的情况下，由于其不满意的净化，从上游催化剂53流出的未燃HC和CO的量越大。

因此，考虑到F/C后的浓空燃比控制结束后(即，上述空燃比反馈控制重新开始后)上游催化剂53对NOx的净化能力与对未燃HC和CO的净化能力之间的权衡，最大氧吸附量Cmax越小，将被设定的要求还原量O2outref越小。

在发动机的空燃比与理论空燃比AFstoich一致的时间点t4，本装置中，上述空燃比过渡步骤结束，并且因此，F/C后的浓空燃比控制结束。同时，在上述时间点t4后，在预定的时间段TA内，发动机的空燃比保持在恒定的理论空燃比AFstoich。注意，在预定的时间段TA内空燃比反馈控制也停止。

执行上述操作的原因如下。也就是说，本布置中，在空燃比变为恒定的理论空燃比AFstoich的时间点后，在预定的时间段内排气以理论空燃比AFstoich流入上游催化催化剂53，由此允许氧浓度传感器68在空燃比反馈控制重新开始的时间点后以确定的方式工作。这样在空燃比反馈控制重新开始的时间点后，能够实现适当的空燃比反馈控制。

然后，在经过上述预定时间段TA后，即，在时间点t5，本装置重新开始空燃比反馈控制。以上是由本装置执行的F/C后的浓空燃比控制的概要。

(实际工作)

接下来，参照图8至12所示的流程图，将说明用于执行具有上述结构的燃料喷射控制装置的实际工作的、由包括在电气控制装置80中的CPU81执行的例程(程序)。注意，图8所示的流程图示出了用于对应于发动机的工作状态执行F/C的燃料切断处理执行装置的工作。图11所示的流程图示出了用于通过以两阶段方式控制发动机的浓空燃比执行F/C后的浓空燃比控制的燃料切断处理后浓空燃比控制装置的工作。

每当预定气缸的曲柄转角变为在气缸上死点之前的预定曲柄转角(例如，BTDC90°CA)时，CPU81执行图8所示的不涉及F/C后的浓空燃比控制的用于计算燃料喷射量Fi和要求燃料喷射操作的例程。因而，在预定气缸的曲柄转角变为上述预定曲柄转角时，CPU81开始执行从步骤800的处理，并且流程转到步骤805，在该步骤805，判断浓空燃比控制执行标记XRICH是否为“0”。这里，浓空燃比控制执行标记XRICH为“1”表示F/C后的浓空燃比控制正在执行。另一方面，浓空燃比控制执行标记XRICH为“0”表示F/C后的浓空燃比控制没在执行。

现在假设F/C后的浓空燃比控制没在执行，并且没有执行F/C(见图4中时间点t1之前的工作)。在这种情况下，在步骤805，CPU 81判断为“是”，由此流程转到步骤810，在该步骤810，CPU 81基于由空气流量计61测得的进气量Ga和发动机转速NE使用图表MapMc(Ga，NE)获得气缸进气量。

然后，流程转到步骤815，在该步骤，CPU 81判断在当前时间点F/C是否正在执行。在这种情况下，在当前时间点F/C没在执行。因此，在步骤815，CPU 81判断为“否”，由此流程转到步骤820。在步骤820，CPU81判断当前时间点是否是紧接在F/C后。在这种情况下，CPU 81也判断为“否”，由此流程转到步骤825。

在步骤825，通过将气缸进气量Mc除以理论空燃比AFstoich，CPU 81获得基本燃料喷射量Fbase，该基本燃料量是用于将发动机的空燃比设定为理论空燃比AFstoich的燃料量。然后，流程转到步骤830，在该步骤，CPU 81将燃料喷射量Fi设定为如此获得的基本燃料喷射量Fbase与在下文中说明的空燃比反馈修正量DFi之和。

然后，流程转到步骤835，在该步骤，CPU 81指令对应于上述预定气缸的喷射器39喷射燃料喷射量Fi的燃料。然后，流程转到步骤895，由此本例程暂时终止。因此，在进气步骤之前，经过空燃比反馈修正的燃料喷射量Fi的燃料被喷射到气缸中。

然后，将说明上述空燃比反馈修正量DFi的计算。CPU 81以规定时间间隔重复地执行图9所示的例程。因此，CPU 81以规定的时间间隔从步骤900开始执行处理，并且流程转到步骤905，在该步骤905，CPU 81判断是否满足空燃比反馈控制条件。注意，例如在以下情况满足空燃比反馈控制条件：没有执行F/C；没有执行F/C后的浓空燃比控制(XRICH＝0)；最近的F/C后的浓空燃比控制结束后经过上述时间段TA；由水温传感器66检测到的发动机冷却水温THW在预定的第一温度或以上；发动机的每个周期的进气量(负载)是预定值或更小；以及空燃比传感器67在正常状态。

现在，假设满足空燃比反馈控制条件。在这种情况下，流程转到步骤905，在该步骤CPU 81判断为“是”，由此流程转到步骤910，在该步骤910，CPU 81基于当前时间点空燃比传感器67的输出vabyfs与下文中说明的副反馈控制量vafsfb之和(vabyfs+vafsfb)以及图2所示的脉谱图获得在当前时间点上游催化剂53的上游侧的空燃比。如此获得的空燃比是上游催化剂53上游的气体的所谓的名义(apparent)空燃比，下文中其将被称作“上游控制空燃比abyfs”。

然后，流程转到步骤915，在该步骤，通过将气缸进气量Mc(k-N)——该气缸进气量是在当前时间点之前N个冲程(N个进气步骤)的进气步骤中气缸的进气量—除以如此获得的上游控制空燃比abyfs，CPU 81获得当前时间点之前N个冲程的气缸燃料供给量Fc(k-N)。基于内燃机的排量和燃烧室25与空燃比传感器67之间的距离确定值N。

通过将当前时间点之前N个冲程的气缸进气量Mc(k-N)除以上游控制空燃比abyfs获得当前时间点之前N个冲程的气缸燃料供给量Fc(k-N)的原因在于，燃烧室25中燃烧的混合气运动到空燃比传感器67需要对应于N个冲程的时间段。注意，通过执行上述步骤810中的处理，获得各个气缸在各个进气步骤的气缸进气量Mc。如此获得的气缸进气量Mc以与对应的进气步骤相关的形式存储在RAM 83中。

然后，流程转到步骤920，在该步骤，CPU 81将当前时间点之前N个冲程的气缸进气量Mc(k-N)除以当前时间点之前N个冲程的目标空燃比abyfr(k-N)(在这种情况下，理论空燃比)，由此获得当前时间点之前N个冲程的目标气缸燃料供给量Fcr(k-N)。

然后，流程转到步骤925，在该步骤，CPU 81将气缸燃料供给量偏差DFc设定为通过从目标气缸燃料供给量Fcr(k-N)减去气缸燃料供给量Fc(k-N)而获得的值。也就是说，气缸燃料供给量偏差DFc表示在N个冲程前的时间点供给到气缸中的燃料的不足。然后，流程转到步骤930，在该步骤，CPU 81使用以下表达式(3)获得空燃比反馈修正量DFi。

DFi＝(Gp·DFc+Gi·SDFc)·KFB...(3)

在以上表达式(3)中，Gp表示预定的比例增益，Gi表示预定的积分增益。而表达式(3)中的系数KFB优选是对应于发动机转速NE、气缸进气量Mc等的变量，本布置中，系数KFB被设定为“1”。另一方面，值SDFc是气缸燃料供给量偏差DFc的积分值，该值在随后的步骤935中被更新。

也就是说，在步骤935，CPU 81将在上述步骤925中获得的气缸燃料供给量偏差DFc加到当前时间点的气缸燃料供给量偏差DFc的积分值SDFc上，由此获得气缸燃料供给量偏差的新的积分值SDFc。然后，流程转到步骤995，由此本例程暂时终止。

因此，通过比例积分控制获得了空燃比反馈修正量DFi。此外，在图8所示的上述步骤830中，使用如此获得的空燃比反馈修正量来更新燃料喷射量Fi。这补偿了当前时间点之前N个冲程的燃料供给量的偏差，由此发动机的空燃比(从而，流入上游催化剂53的气体的空燃比)的平均值与目标空燃比abyfr总体一致。

另一方面，在步骤905中判断为不满足空燃比反馈控制条件的情况下，在该步骤905中CPU 81判断为“否”，由此流程转到步骤940。在步骤940中，空燃比反馈修正量DFi被设定为零。然后，在随后的步骤945中，气缸燃料供给量偏差的积分值SDFc被初始化为零。注意，在重新开始空燃比反馈控制的时刻，使用这样被初始化的积分值SDFc。随后，流程转到步骤995，由此本例程暂时终止。如上所述，在不满足空燃比反馈控制条件的情况下，空燃比反馈控制量DFi被设定为零，并且不执行空燃比(基本燃料喷射量Fbase)的修正。

然后，将对使用氧浓度传感器68的输出Voxs的空燃比反馈控制进行说明。注意，上述控制将被称作“副反馈控制”。上述副反馈控制量vafsfb通过该副反馈控制计算出。

为了获得副反馈控制量vafsfb，CPU 81以预定时间间隔执行图10所示的例程。因此，CPU 81以预定时间间隔开始从步骤1000的处理。然后，流程转到步骤1005，在该步骤判断是否满足副反馈控制条件。注意，例如在以下情况满足副反馈控制条件：在步骤905中满足上述空燃比反馈控制条件；发动机的冷却水温THW等于或大于预定第二温度——该预定第二温度大于上述预定第一温度；以及氧浓度传感器68在正常状态。

现在，假设满足副反馈控制条件。在这样的情况下，流程转到步骤1005，在该步骤CPU 81判断为“是”，由此流程转到步骤1010，在该步骤1010，CPU 81从对应于理论空燃比的目标值Voxsref中减去当前时间点的氧浓度传感器68的输出Voxs，由此获得输出偏差量DVoxs。然后，流程转到步骤1015，在该步骤使用以下表达式(4)计算出副反馈控制量vafsfb。

vafsfb＝Kp·DVoxs+Ki·SDVoxs...(4)

在以上表达式(4)中，Kp表示预定比例增益；Ki表示预定积分增益。另一方面，SDVoxs表示输出偏差量DVoxs的积分值，该值在随后的步骤1020中被更新。也就是说，在步骤1020中，CPU 81将在上述步骤1010中获得的输出偏差量DVoxs加到当前时间点的输出偏差量的积分值SDVoxs上，由此获得输出偏差量的新的积分值SDVoxs。随后，流程转到步骤1095，由此本例程暂时终止。

因此，获得了副反馈控制量vafsfb。如此获得的该值加到在图9所示的上述步骤910中的空燃比传感器67的实际输出上，并且该总和(vabyfs+vafsfb)基于图2所示的脉谱图被转换为上述上游控制空燃比abyfs。换句话说，获得了上游控制空燃比abyfs，该空燃比与由空燃比传感器67检测到的测量空燃比相差与基于氧浓度传感器68的输出Voxs获得的副反馈控制量vafsfb相对应的值。

结果，在图9所示的上述步骤915中计算出的气缸燃料供给量Fc(k-N)对应于氧浓度传感器68的输出Voxs而被调整。因此，在步骤925和930中空燃比反馈修正量DFi对应于氧浓度传感器68的输出Voxs而被调整。这样控制了发动机的空燃比，使得上游催化剂53的下游侧的空燃比与理论空燃比一致。

另一方面，在步骤1005中判断为不满足副反馈控制条件的情况下，在该步骤1005中CPU 81判断为“否”，由此流程转到步骤1025。在步骤1025中，副反馈控制量vafsfb被设定为零。然后，流程转到步骤1030，在该步骤积分值SDVoxs被初始化为零。注意，在重新开始副反馈控制的时刻使用这样被初始化的积分值SDVoxs。随后，流程转到步骤1095，在该步骤本例程暂时终止。如上所述，在不满足副反馈控制条件的情况下，副反馈控制量vafsfb被设定为零，由此不对应于氧浓度传感器68的输出Voxs执行空燃比传感器67的输出vabyfs的修正(从而，不执行空燃比反馈修正量DFi的修正)。以上说明了没有执行F/C和F/C后的浓空燃比控制的情况，即执行空燃比反馈控制的情况(例如，见图4中所示时间点t1之前的工作)。

接下来，将对在该状态开始F/C的情况(见图4中时间点t1的工作)进行说明。在这种情况下，不满足空燃比反馈控制条件和副反馈控制条件。因此，在图9所示的步骤905中以及图10所示的步骤1005中CPU 81判断为“否”。结果，空燃比反馈修正量DFi保持为零(步骤940)，由此空燃比反馈控制停止。

CPU 81重复地执行图8所示的例程。因此，在这种情况下，CPU 81在步骤815中判断为“是”。因此，流程直接转到步骤895，由此本例程暂时终止。结果，没有执行步骤835中的处理，并且因此，没有执行燃料喷射(即，执行F/C)。随后，在F/C执行期间，在步骤815中CPU 81重复地判断为“是”。

在经过预定时间段后F/C完成时(见图4所示的时间点t2)，CPU 81在步骤815中判断为“否”，由此流程转到步骤820。在紧接F/C结束后的时间点作出这样的判断。因此，CPU 81在步骤820判断为“是”。然后，流程转到步骤840，在该步骤浓空燃比控制执行标记XRICH从“0”切换至“1”。

因此，在上述处理后，CPU 81在步骤805判断为“否”，由此流程直接转到步骤895。因此，在浓空燃比控制执行标记XRICH为“1”的情况下(即，在F/C后的浓空燃比控制将被执行的情况下)，不通过本例程执行燃料喷射控制。在这种情况下，通过如下文中说明的图11所示的例程执行燃料喷射控制，该例程用于在F/C后的浓空燃比控制期间计算燃料喷射量Fi和用于要求燃料喷射。

也就是说，与图8所示的例程同步，每当预定气缸的曲柄转角变为气缸上死点之前的预定曲柄转角(例如，BTDC90°CA)时，CPU 81重复地执行图11所示的例程。因此，在预定气缸的曲柄转角变为上述预定的曲柄转角时，CPU 81开始从步骤1100的处理，并且流程转到步骤1102，在该步骤判断浓空燃比控制执行标记XRICH是否为“1”。在CPU 81判断为“否”的情况下，流程直接转到步骤1195，在该步骤本例程暂时终止。

假设，在该阶段，通过先前的步骤840中的处理浓空燃比控制执行标记XRICH刚刚从“0”切换至“1”(见图4中的时间点t2)。在这种情况下，CPU在步骤1102判断为“是”，由此流程转到步骤1104。在步骤1104中，判断浓空燃比控制执行标记XRICH是否刚刚从“0”切换至“1”。

当前时间点是紧接空燃比控制执行标记XRICH从“0”切换到“1”之后。因此，CPU 81在步骤1104中判断为“是”，并且通过步骤1106执行如图12所示的用于确定控制用最大氧化吸附量Cmaxs的例程。控制用最大氧吸附量Cmax是用于计算下文中说明的要求还原量O2outref和非同期增量Fadd的上游催化剂53的最大氧吸附量的值。

CPU 81开始从步骤1200的处理。在流程转到步骤1205时，CPU 81判定是否已经测量了上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。现在，将说明最大氧吸附量Cmax的测量。每当满足预定的最大氧吸附量测量条件时，本装置测量上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。在该测量中，在没有任何反馈的条件下，本装置将发动机的空燃比从稀空燃比切换至预定的浓空燃比。然后，基于设置在上游催化剂53下游的氧浓度传感器68的输出中的变化，本装置测量上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。

更具体地，首先，本装置将发动机的空燃比调整至稀空燃比，由此上游催化剂53的氧吸附量变为最大氧吸附量(因此，在这种情况下，氧浓度传感器68输出表示稀空燃比(上述值min)的值)。随后，本装置将发动机的空燃比切换至预定浓空燃比。然后，本装置使用对应于上述表达式(1)和(2)的表达式对初始值为零的释放的O2量O2out进行积分和更新。本装置执行该测量，直到由于上游催化剂的氧吸附量减少为零，设置在上游催化剂53下游的氧浓度传感器68输出对应于浓空燃比的值(上述值max)的时间点为止。这里，在该阶段，被如此更新的释放的O2量O2out与上游催化剂53的最大氧吸附量一致。因此，在该阶段，基于上述事实，本发明将最大氧吸附量Cmax设定为被如此更新的释放的O2量O2out。注意，用于获得最大氧吸附量Cmax(氧吸附能力指标值)的装置对应于指标值获取装置。

在从未示出的车辆电池被更换或点火从关闭到打开的时间点直到上述最大氧吸附量Cmax的首次测量完成的时间点期间，判断为没有测量上游催化剂53的上述最大氧吸附量Cmax。

假设没有测量最大氧吸附量Cmax。此外，在点火打开的时间点后没有执行和完成F/C后的浓空燃比控制。在这种情况下，在步骤1205中，CPU 81判断为“是”，并且流程转到步骤1210。在步骤1210中，CPU 81判断标记XO2OUT是否为“0”。这里，标记XO2OUT为“1”表示在点火打开的时间点后执行并且完成了F/C后的浓空燃比控制。另一方面，标记XO2OUT为“0”表示在点火打开的时间点后没有执行和完成F/C后的浓空燃比控制。

在该阶段，在点火打开的时间点后没有执行和完成F/C后的浓/空燃比控制，并且因此，标记XO2OUT的值为“0”。因此，在步骤1210中，CPU 81判断为“是”，并且流程转到步骤1215。在步骤1215中，CPU 81将控制用最大氧吸附量Cmaxs设定为最大氧吸附量初始值Cmaxini。

该例子中，最大氧吸附量初始值Cmaxini是新的上游催化剂53的最大氧吸附量与劣化的上游催化剂53的最大氧吸附量的中间值。最大氧吸附量初始值Cmaxini设定为这样的值的原因如下。

也就是说，考虑最大氧吸附量初始值Cmaxini被设定为新的上游催化剂53的最大氧吸附量的布置。这样的布置中，上述非同期增量Fadd通常被设定为过大的值(见图6)。这里，假设上游催化剂53劣化至相当的程度。在这种情况下，这样的布置中，上游催化剂53不能执行流入其中的非预期的大量未燃HC和CO的净化，导致大量未燃HC和CO将从上游催化剂53流出的危险。另一方面，考虑最大氧吸附量初始值Cmaxini被设定为劣化的上游催化剂53的最大氧吸附量的布置。这样的布置中，上述非同期增量Fadd通常被设定为不足的值(见图6)。这里，假设上游催化剂53是新的。在这种情况下，这样的布置在紧接F/C结束后极短的时间段期间获得上游催化剂53内充分的还原区域存在困难。这导致在紧接F/C结束后极短的时间段期间大量的NOx将从上游催化剂53流出的危险。因此，本例子中，最大氧吸附量初始值Cmaxini被设定为新的上游催化剂53的最大氧吸附量和劣化的上游催化剂53的最大氧吸附量的中间值。

然后，CPU 81将控制用最大氧吸附量Cmax设定为最大氧吸附量初始值Cmaxini，随后通过步骤1295流程转到图11所示的步骤1108。在步骤1295中，CPU 81基于如此设定的上述控制用最大氧吸附量Cmax，以及图7所示的图表，确定要求还原量O2outref。在该阶段，要求还原量O2out被设定为对应于最大氧吸附量初始值Cmaxini的值。

随后，流程转到步骤1110，在该步骤1110，CPU 81将过浓标记XOVER设定为“1”，以及将空燃比过渡标记XSHIFT设定为“0”。在随后的步骤1112中，CPU 81将释放的O2量O2out的值初始化至零。这里，过浓标记XOVER为“1”表示正在以过浓空燃比执行燃料喷射。另一方面，过浓标记XOVER为“0”表示没有以过浓空燃比执行燃料喷射(在这种情况下，以上述浅的浓空燃比AFrich执行燃料喷射)。另外，空燃比过渡标记XSHIFT为“1”表示本装置处于空燃比过渡状态。另一方面，空燃比过渡标记XSHIFT为“0”表示本装置没有处于空燃比过渡状态。

然后，流程转到步骤1114，在该步骤1114，CPU 81以与先前的步骤810相同的方式获得气缸进气量Mc。然后，在随后的步骤1116中，CPU 81判断空燃比过渡标记XSHIFT是否为“0”。

在该阶段，空燃比过渡标记XSHIFT的值为“0”。因此，在步骤1116中，CPU 81判断为“是”，并且流程转到步骤1118。在步骤1118中，CPU81判断过浓标记XOVER是否为“1”。在该阶段，CPU 81也判断为“是”，并且流程转到步骤1120。然后，在步骤1120中，CPU 81将如此获得的气缸进气量Mc除以上述浅的浓空燃比AFrich，由此获得用于将发动机的空燃比调整至浅的浓空燃比AFrich(第二浓空燃比)的燃料喷射量Fi。

然后，流程转到步骤1122，在该步骤1122，CPU 81基于如此获得的上述控制用最大氧吸附量Cmaxs，以及图6所示的图表，获得非同期增量Fadd。因此，在该阶段，非同期增量Fadd设定为对应于最大氧吸附量初始值Cmaxini的值。

然后，流程转到步骤1124，在该步骤1124，CPU 81将燃料喷射量Fi设定为如此获得的上述Fi与如此获得的上述非同期增量Fadd之和。因此，燃料喷射量Fi被设定为用于将发动机的空燃比调整为过浓空燃比(第一浓空燃比)的值。

随后，流程转到步骤1126，在该步骤1126，CPU 81将过浓标记XOVER从“1”切换至“0”。然后，在随后的步骤1150中，CPU 81指令对应于上述预定气缸的喷射器39喷射燃料喷射量Fi的燃料。然后，流程转到步骤1195，由此本例程暂时终止。因此，对于本实施例，在用于将发动机的空燃比调整至过浓空燃比的进气步骤之前，只是喷射一次燃料喷射量Fi的燃料到气缸。随后，开始并且执行F/C后的浓空燃比控制。

在上述处理之后，过浓标记XOVER为“0”。因此，在该阶段后，CPU 81在步骤1102中判断为“是”、步骤1104中判断为“否”并且步骤1116中判断为“是”的情况下执行本例程，由此流程转到步骤1118。在该步骤1118中，CPU 81判断为“否”，并且流程转到步骤1128。

在流程转到步骤1128时，CPU 81将在先前的步骤1114中获得的气缸进气量Mc除以上述浅的浓空燃比AFrich，由此计算用于将发动机的空燃比调整至浅的浓空燃比AFrich(第二浓空燃比)的燃料喷射量Fi。然后，流程转到步骤1130，在该步骤1130，CPU 81基于在步骤1128中获得的燃料喷射量Fi和上述表达式(1)计算氧吸附减少量ΔO2。然后，在随后的步骤1132中，CPU 81使用上述表达式(2)通过将在该阶段的该值(在该阶段该值为零)与如此获得的上述氧吸附量减少量ΔO2相加来更新释放的O2量O2out的值。

随后，流程转到步骤1134，在该步骤1134，CPU 81判断被如此更新的上述释放的O2量O2out是否等于或大于在先前的步骤1108中设定的要求还原量O2outref。在该阶段，如此获得的上述释放的O2量O2out充分地小于要求还原量O2outref。因此，在该阶段，在步骤1134中CPU 81判断为“否”，并且流程转到步骤1136。在步骤1136中，CPU 81判断氧浓度传感器68的输出Voxs是否从表示稀空燃比的值(上述值min)变为表示浓空燃比的值(上述值max)。这里，氧浓度传感器68的输出Voxs从表示稀空燃比的值向表示浓空燃比的值的变化意味着由于F/C后的浓空燃比控制上游催化剂53的氧吸附量变为零。

在该阶段，对应于过浓空燃比的燃料喷射刚刚完成(即，F/C刚刚完成)。因此，氧浓度传感器输出Voxs维持在表示稀空燃比的范围内。因此，在步骤1136中CPU 81判断为“否”，并且流程转到步骤1150。因此，在进气步骤之前，用于将发动机的空燃比调整至浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射量Fi的燃料被喷射到气缸中。

随后，只要在每次执行步骤1132中的处理时被更新和增加的释放的O2量O2out小于要求还原量O2outref，并且氧浓度传感器68的输出Voxs维持在表示稀空燃比的范围内，CPU 81就重复地执行步骤1102和1104、步骤1114至1118、步骤1128至1134以及步骤1136和1150中的处理。因此，在进气步骤之前，用于将发动机的空燃比调整至浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射量Fi的燃料被喷射到气缸中。

现在，假设释放的O2量O2out变得等于或大于要求还原量O2outref(见图4所示的时间点t3的工作)。可替换地，假设氧浓度传感器68的输出Voxs从表示稀空燃比的值变为表示浓空燃比的值。在这种情况下，在流程转到步骤1134时，或在流程转到步骤1136时，CPU 81判断为“是”，并且流程转到步骤1138。在步骤1138中，CPU 81将空燃比过渡标记XSHIFT和标记XO2OUT从“0”切换到“1”。因此，对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射控制结束。

然后，流程转到步骤1140，在该步骤1140，CPU 81将最终释放的O2量O2out1设定为在该阶段被更新的释放的O2量O2out，并且将空燃比过渡阶段中的空燃比AFshift设定为上述浅的浓空燃比AFrich(即，初始值)。这里，最终释放的O2量O2out1如下文所述被用于设定控制用最大氧吸附量Cmaxs(步骤1220)。

在根据释放的O2量O2out等于或大于要求还原量O2outref的判断结果执行步骤1140中的处理的情况下，最终释放的O2量O2out1被设定为要求还原量O2outref。

另一方面，在根据氧浓度传感器68的输出Voxs从表示稀空燃比的值变化到表示浓空燃比的值的判断结果执行步骤1140中的处理的情况下(即，在上游催化剂53的氧吸附量变为零的情况下)，最终释放的O2量O2out1被设定为小于要求还原量O2outref的值。如此获得的最终释放的O2量O2out1以高精度接近上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。

换句话说，在最大氧吸附量Cmax被设定为大于上游催化剂53的实际最大氧吸附量Cmax的值的情况下(即，在要求还原量O2outref被设定为大于实际值的值的情况下)，最终释放的O2量O2out1以高精度接近上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。

随后，空燃比过渡标记XSHIFT维持在“1”，并且因此，通过步骤1102、1104以及1114后，流程转到步骤1116。在步骤1116中，CPU 81判断为“否”，并且流程转到步骤1142。因此，开始上述空燃比过渡步骤。

在流程进行到步骤1142时，CPU 81将空燃比过渡期间的空燃比AFshift更新为在该阶段的该值(在该阶段，浅的浓空燃比AFrich)与预定的正的小值α之和。然后，在随后的步骤1144中，CPU 81将在先前的步骤1114中获得的气缸进气量Mc除以被如此更新的上述空燃比过渡期间的空燃比AFshift，由此获得用于将发动机的空燃比调整至空燃比过渡期间的空燃比AFshift的燃料喷射量Fi。

随后，流程转到步骤1146，在该步骤1146，CPU 81判断被如此更新的上述空燃比过渡期间的空燃比AFshift是否变得等于或大于理论空燃比AFstoich(即，空燃比过渡步骤是否完成)。在该阶段，空燃比过渡期间的空燃比AFshift被设定为接近浅的浓空燃比AFrich的值(因此，小于AFstoich)。因此，CPU 81在步骤1146中判断为“否”，并且流程转到步骤1150。因此，在进气步骤之前，用于将发动机的空燃比调整至空燃比过渡期间的空燃比AFshift的燃料喷射量Fi的燃料被喷射到气缸中。

随后，直到通过步骤1142中的处理被如此更新并且增加的空燃比过渡期间的空燃比AFshift变得等于或大于理论空燃比AFstoich为止，CPU 81重复地执行步骤1104、1114、1116、步骤1142至1146，以及步骤1150中的处理。这允许发动机的空燃比从浅的浓空燃比AFrich逐渐地调整至理论空燃比AFstoich。

然后，在空燃比过渡期间的空燃比AFshift变得等于或大于理论空燃比AFstoich的情况下(见图4所示的时间点t4的工作)，CPU 81在步骤1146中判断为“是”，并且流程转到步骤1148。在步骤1148中，CPU 81将浓空燃比执行标记XRICH从“1”切换至“0”。

因此，在上述处理之后，在流程进行到步骤1102时，CPU 81判断为“否”，并且流程直接转到步骤1195，由此本例程暂时终止。因此，F/C后的浓空燃比控制结束。此外，与图11所示的例程同步，CPU 81还执行图8所示的例程。因此，在例程进行到步骤805时，CPU 81判断为“是”，并且重新开始随后的步骤810至835中的处理。

注意，在该阶段，从F/C后的浓空燃比控制的结束没有经过上述时间段TA。因此，不满足空燃比反馈控制条件。也就是说，空燃比反馈修正量DFi维持在“0”(步骤940)。更具体地，在步骤830中的处理中使用的空燃比反馈修正量DFi维持在“0”，并且因此，空燃比反馈控制保持停止。

然后，在经过上述预定时间段TA后(见图4中时间点t5的工作)，满足空燃比反馈控制条件。结果，CPU 81在图9所示的步骤905中以及图10所示的步骤1005中判断为“是”。然后，CPU 81将空燃比反馈修正量DFi设定为适当值，由此重新开始空燃比反馈控制(步骤830)。

以上是关于在没有测量最大氧吸附量Cmax并且点火打开后没有执行和完成F/C后的浓空燃比控制的情况下(XO2OUT＝0)(即，在控制用最大氧吸附量Cmaxs被设定为最大氧吸附量初始值Cmaxini的情况下)，执行F/C和F/C后的浓空燃比控制的工作的说明。接下来，将对在最大氧吸附量Cmax的测量保持未完成并且点火打开后执行和完成了F/C后的浓空燃比控制的情况下(XO2OUT＝1)，执行F/C和F/C后的浓空燃比控制的工作的说明。

假设F/C结束后开始F/C后的浓空燃比控制(在步骤840中标记XRICH从“0”切换至“1”的情况下)(见图4中时间点t2的工作)，CPU 81在图11所示的步骤1102和1104中都判断为“是”，并且通过步骤1106流程转到图12所示的步骤1205。

在流程转到步骤1205时，CPU 81判断为“是”，并且流程转到步骤1210。在步骤1210中，CUP 81判断为“否”，并且流程转到步骤1220。在步骤1220中，基于在图11所示的先前的步骤1140中被更新的最终释放的O2量O2out1，以及图13所示的表示释放的O2量O2out与临时最大氧吸附量Cmaxtemp之间关系的图表MapCmaxtemp(O2out)，CPU 81获得临时最大氧吸附量Cmaxtemp。因此，临时最大氧吸附量Cmaxtemp被设定为与最终释放的O2量O2out1成比例的值。

然后，流程转到步骤1225，在该步骤1225，CPU 81将控制用最大氧吸附量Cmax设定为临时最大氧吸附量Cmaxtemp。随后，通过步骤1295，CPU 81执行步骤1108和之后的步骤中的处理。

因此，基于上述临时最大氧吸附量Cmaxtemp以及图7和图6所示的图表，分别由步骤1108和1122中的处理确定要求还原量O2outref和非同期增量Fadd。

结果，即使在根据氧浓度传感器68的输出Voxs从表示稀空燃比的值变为表示浓空燃比的值的判断结果执行步骤1140中的处理的情况下(即，即使在上游催化剂53的氧吸附量变为零的情况下)，CPU 81也获得比上述最大氧吸附量初始值Cmaxini更接近实际最大氧吸附量Cmax的临时最大氧吸附量Cmaxtemp。因此，即使在这样的情况下，CPU 81也可以以高精度获得接近上游催化剂的实际最大氧吸附量Cmax的控制用最大氧吸附量Cmax。因此，在对应于实际最大氧吸附量Cmax的更适当的要求还原量O2outref和非同期增量Fadd的状态，执行浓空燃比控制。

以上是关于在最大氧吸附量Cmax的测量保持未完成并且点火打开后执行并且完成了F/C后的浓空燃比控制的情况下(XO2OUT＝1)(即，在控制用最大氧吸附量Cmaxs被设定为临时最大氧吸附量Cmaxtemp的情况下)执行F/C和F/C后的浓空燃比控制的工作的说明。接下来，将对根据满足上述最大氧吸附量测量条件的判断结果完成了最大氧吸附量Cmax的测量的情况下的工作进行说明。

现在，假设F/C后开始F/C后的浓空燃比控制(因此，步骤840中标记XRICH从“0”切换到“1”)(见图4中时间点t2的工作)。在这种情况下，CPU 81在图11所示的步骤1102和1104中都判断为“是”，并且流程通过步骤1106转到图12所示的步骤1205。

在流程进行到步骤1205时，CPU 81判断为“否”，并且流程转到步骤1230。在步骤1230中，CPU 81将控制用最大氧吸附量Cmaxs设定为如此测得的上述精确的最大氧吸附量Cmax。随后，通过步骤1295，CPU81执行步骤1108和之后的步骤中的处理。

因此，基于如此测得的上述精确的最大氧吸附量Cmax以及图7和图6所示的图表，分别通过步骤1108和1122中的处理确定要求还原量O2outref和非同期增量Fadd。这允许在基于上游催化剂53的精确的最大氧吸附量Cmax确定的要求还原量O2outref和非同期增量Fadd的状态执行F/C后的浓空燃比控制。

如上所述，根据本发明第一实施例的燃料喷射控制装置中，在F/C后执行F/C后的浓空燃比控制。F/C后的浓空燃比控制中，紧接F/C结束后只执行一次对应于过浓空燃比(长时间工作会导致驾驶员有迟滞感的深的浓空燃比；例如，采用11的空燃比)的燃料喷射。具体地，使用等于对应于浅的浓空燃比AFrich(在该空燃比长时间工作不会导致驾驶员有迟滞感；例如，采用13的空燃比)的燃料量与预定非同期增量Fadd之和的燃料量，执行对应于过浓空燃比的该燃料喷射。在紧接以过浓空燃比的该燃料喷射后，使用对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料量执行燃料喷射。因此，在极短的时间段期间发动机的空燃比被暂时调整为过浓空燃比。然后，紧接着，发动机的空燃比被调整为浅的浓空燃比AFrich(即，以两阶段方式调整发动机的空燃比)。

这样的操作允许在紧接F/C结束后的极短时间段内确保上游催化剂53中充分的还原区域面积，由此防止了在紧接F/C结束后的短时间段期间NOx排出量的瞬时增加。此外，本实施例中，在极短时间段期间发动机以过浓空燃比工作，由此抑制了驾驶员产生迟滞感。

此外，在本实施例中，上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax越大，将被设定的上述非同期增量Fadd越大。这使得不管上游催化剂53中的劣化程度如何，都能够以稳定的方式在紧接F/C结束后的极短时间段内确保上游催化剂53中充分的还原区域面积。因此，这防止了在这种短时间段内NOx排放量的上述瞬时增加。

此外，在本实施例中，在没有测量上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax的阶段，使用适于上游催化剂53的最大氧吸附量的值(最大氧吸附量初始值Cmaxini，临时最大氧吸附量Cmaxtemp)确定非同期增量Fadd等。因此，本实施例具有即使在没有测量上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax的阶段也以稳定的方式防止在紧接F/C结束后的这种极短时间段内NOx排放量的上述瞬时增加的优点。

(第二实施例)

接下来，将对根据本发明第二实施例的燃料喷射控制装置进行说明。除以下的不同点外，根据本实施例的燃料喷射控制装置与根据第一实施例的燃料喷射控制装置具有相同的结构。第一，本实施例中，对应于过浓空燃比(第一浓空燃比)的燃料喷射被执行多次(Nref次)。第二，本实施例中，过浓空燃比采用目标值AFoverrich。因此，下面将主要对这些不同点进行说明。

上述第一实施例中，发动机中的过浓空燃比控制被设计成最优先地尽可能减少其时间段。因此，上述第一实施例中，对应于过浓空燃比的燃料喷射仅执行一次。然而，为了在紧接F/C结束后的极短时间段内确保上游催化剂53中充分的还原区域面积，这样的仅一次燃料喷射需要相当多的燃料量(即，上述非同期增量Fadd)。在某些情况下，由于这样的一次燃料喷射，这增加了失火的危险。

鉴于上述问题，根据第二实施例的燃料喷射控制装置被设计成最优先地尽可能减少失火的危险。具体地，根据第二实施例的燃料喷射控制装置被设计成，使得在紧接F/结束后不会使驾驶员有迟滞感的充分短的时间段内，执行多次(Nref次)对应于过浓空燃比的燃料喷射。这里，在本实施例中采用的过浓空燃比比在第一实施例中采用的过浓空燃比稀。这减少了每次燃料喷射的燃料量，由此防止了在对应于过浓空燃比的燃料喷射过程中的失火。

根据第二实施例的燃料喷射控制装置中，基于上游催化剂53的控制用最大氧吸附量Cmaxs和图14所示的表示上游催化剂53的上述最大氧吸附量Cmax与过浓空燃比的目标值AFoverrich之间关系的图表MapAFoverrich确定过浓空燃比的目标值AFoverrich。然后，如上所述，以与过浓空燃比的目标值AFoverrich一致的发动机的空燃比执行Nref次燃料喷射。

这样的布置中，上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax越大，过浓空燃比的目标值AFoverrich越浓。这对应于根据上述第一实施例被执行为使得上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax越大则非同期增量Fadd越大的操作。

以与上述第一实施例相同的方式，这使得不管上游催化剂53中的劣化程度如何，都能够在紧接F/C结束后的极短时间段内确保上游催化剂53中充分的还原区域面积。注意，如图14所示，在控制用最大氧吸附量Cmaxs等于或小于值a的情况下，过浓空燃比AFoverrich维持在上述浅的浓空燃比AFrich。

(第二实施例的实际工作)

将对根据第二实施例的燃料喷射控制装置的实际工作进行说明。根据本实施例的燃料喷射控制装置中，以与第一实施例相同的方式，CPU 81没有变化地执行图8至12所示的例程(除图11所示的例程)。此外，本装置的CPU 81执行图15的流程图中所示的流程，代替图11所示由根据第一实施例的CPU 81执行的例程。下面将对图15所示的第二实施例特有的例程进行说明。

与图8所示的例程同步，每当预定气缸的曲柄转角变为在气缸上死点之前的预定曲柄转角(例如，BTDC90°CA)时，本装置的CPU 81重复地执行图15所示的用于在F/C后的浓空燃比控制的执行过程中计算燃料喷射量Fi和要求燃料喷射量的例程。注意，在图15所示的例程中，与图11中所示相同的步骤用与图11中所示相同的参考符号表示。

现在，假设通过先前的步骤840中的处理，浓控制执行标记XRICH刚刚从“0”切换到“1”(见图4中所示的时间点t2的工作)。在这种情况下，CPU在步骤1102和1104中判断为“是”，并且流程转到步骤1106。在步骤1106中(实际上，图12所示的例程中)，CPU 81获得控制用最大氧吸附量Cmaxs，然后流程转到步骤1505。在步骤1505中，基于如图16所示的表示上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax与要求还原量O2outref2之间关系的图表MapO2outref2以及如此获得的上述控制用最大氧吸附量Cmax，CPU 81获得要求还原量O2outref。

注意，要求还原量O2outref2被设定为比如图11所示根据第一实施例的步骤1108中获得的要求还原量O2outref大的值，两者相差由于上述Nref次对应于过浓空燃比的燃料喷射产生的释放的O2量O2out。

随后，流程转到步骤1510，在该步骤1510，基于如图14所示的表示上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax与过浓空燃比的目标值AFoverrich之间关系的图表MapAFoverrich以及如此获得的上述控制用最大氧吸附量Cmaxs，CPU 81获得过浓空燃比的目标值AFoverrich。

然后，CPU 81依次执行步骤1110和1112中的处理，随后流程转到步骤1515，在该步骤CPU 81将计数器N的值初始化为零。这里，计数器N是用于计数对应于过浓空燃比的燃料喷射的次数的计数器。

然后，CPU 81执行步骤1114中的处理，步骤1114后，CPU 81在步骤1116和1118中判断为“是”。随后，流程转到步骤1520，在该步骤1520，CPU 81将在步骤1114中获得的进气量Mc除以在先前的步骤1510中获得的过浓空燃比的目标值AFoverrich，由此获得用于将发动机的空燃比调整至上述目标值AFoverrich(第一浓空燃比)的燃料喷射量Fi。

然后，流程转到步骤1525，在该步骤CPU 81将计数器N的值(在该阶段该值为零)加1。然后，在随后的步骤1530中，CPU 81判断计数器N的值是否与上述Nref一致。在该阶段CPU 81判断为“否”，并且流程依次转到步骤1540和1545。在这些步骤中，以与图11所示的步骤1130和1132中相同的方式，基于在步骤1520中获得的对应于过浓空燃比的燃料喷射量Fi，CPU 81更新对每次燃料喷射初始值为零的释放的O2量O2out。

然后，CPU 81执行步骤1150中的处理。因此，在进气步骤之前，用于将发动机的空燃比调整至过浓空燃比的燃料喷射量Fi的燃料被喷射到气缸中。随后，在本例程的重复执行过程中直到在步骤1525中增加1的计数器N的值与值Nref一致为止，CPU 81在步骤1530中重复地判断为“否”，由此重复地执行步骤1540、1545以及1150中的处理。

然后，在计数器N的值变得与值Nref相同的情况下，CPU 81在步骤1530中判断为“是”，并且流程转到步骤1535，在该步骤CPU 81将过浓标记XOVER从“1”切换至“0”。然后，CPU 81执行步骤1540、1545以及1150中的处理。

随后，对应于过浓空燃比的Nref次燃料喷射结束。注意，在该阶段释放的O2量O2out与由于对应于过浓空燃比的Nref次燃料喷射产生的氧吸附减少量ΔO2的积分值一致。

随后，过浓标记XOVER被设定为零。因此，CPU 81执行步骤1128至1140以及步骤1150(包括代替步骤1134的步骤1550)中的处理。因此，重复地执行对应于上述浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射。此外，步骤1132中，以上述“由于Nref次燃料喷射引起的氧吸附减少量ΔO2的积分值”作为初始值，更新释放的O2量O2out。

此外，在本例程中，在步骤1550中，判断在步骤1132中被如此更新的以“由于Nref次燃料喷射引起的氧吸附减少量ΔO2的积分值”作为增量的上述释放的O2量O2out是否等于或大于在先前的步骤1505中设定的要求还原量O2outref2。在CPU 81在步骤1550或步骤1136中判断为“是”的情况下，上述对应于浅的浓空燃比AFrich的燃料喷射结束，并且上述空燃比过渡步骤开始。

如上所述，根据本发明的第二实施例的燃料喷射控制装置中，为了最优先地防止失火，在紧接F/C结束后不会使驾驶员有迟滞感的充分短的时间段内，执行多次对应于比根据第一实施例的过浓空燃比稀的过浓空燃比的燃料喷射。这允许减少每次燃料喷射的燃料量，由此防止了失火。

本发明并不限于上述实施例。更确切地，在不背离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例作出各种改变和修改。例如，第一实施例中对仅执行一次燃料喷射(对应于第一浓空燃比)并且燃料量等于用于将发动机的空燃比调整至浅的浓空燃比AFrich(第二浓空燃比)的燃料量与上述非同期增量Fadd之和的布置进行了说明。另外，可以作出在不会使驾驶员有迟滞感的充分短的时间段内执行多次(例如，每个气缸一次，并且因此，总共四次)这样的燃料喷射的布置。

另一方面，上述第二实施例中对执行Nref次(是固定值)对应于过浓空燃比的燃料喷射的布置进行了说明。另外，可以作出调整上述值Nref使得上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax(氧吸附能力)越大则值Nref越大的布置。

上述实施例中对最大氧吸附量初始值Cmaxini被设定为新的上游催化剂53的最大氧吸附量与劣化的上游催化剂的最大氧吸附量的中间值的布置进行了说明。另外，可以作出最大氧吸附量初始值Cmaxini被设定为新的上游催化剂53的最大氧吸附量的布置。

这样的布置中，在控制用最大氧吸附量Cmaxs被设定为最大氧吸附量初始值Cmaxini的步骤(步骤1215)中，通常控制用最大氧吸附量Cmax被设定为比上游催化剂53的实际氧吸附量Cmax大的值(因此，通常要求还原量O2outref(或O2outref2)被设定为比实际值大的值)。通常这允许在步骤1140中设定的最终释放的O2量O2out1更适当地接近上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax。

因此，这样的布置中，在F/C后的浓空燃比控制执行以后控制用最大氧吸附量Cmaxs被设定为临时最大氧吸附量Cmaxtemp的步骤(步骤1225)中，控制用最大氧吸附量Cmaxs以高精度接近上游催化剂53的实际最大氧吸附量Cmax。因此，这样的布置使得能够在对应于上游催化剂53的实际最大氧吸附量Cmax适当地确定要求还原量O2outref(O2outref2)和非同期增量Fadd的情况下执行F/C后的浓空燃比控制。

上述实施例中对仅对应于上游催化剂53的最大氧吸附量Cmax调整第一浓空燃比(具体地，非同期增量Fadd，过浓空燃比的目标值AFoverrich)的布置进行了说明。另外，可以作出基于由催化剂温度传感器69获得的上游催化剂53的温度(氧吸附能力指标值)、气缸进气量Mc(排气流动速度，氧吸附能力指标值)等以及上述最大氧吸附量Cmax调整第一浓空燃比的布置。

Claims (4)

1.一种内燃机用燃料喷射控制装置，其包括用于喷射燃料到燃烧室的燃料喷射装置，以及设置在所述内燃机的排气通路中的催化剂，所述燃料喷射控制装置包括：

用于执行燃料切断处理的燃料切断处理执行装置，所述燃料切断处理为对应于所述内燃机的工作状态禁止来自所述燃料喷射装置的燃料喷射的处理；以及

燃料切断处理后浓空燃比控制装置，其用于控制从所述燃料喷射装置喷射的燃料量，使得在所述燃料切断处理后流入所述催化剂的气体的空燃比比理论空燃比浓，

其中所述燃料切断处理后浓空燃比控制装置调整从所述燃料喷射装置喷射的燃料量，使得流入所述催化剂的气体的空燃比只在从所述燃料切断处理结束后的预定短时间段内被调整为第一浓空燃比，随后在所述短时间段后流入所述催化剂的气体的空燃比被切换至第二浓空燃比，所述第一浓空燃比为小于11的值，所述第二浓空燃比为等于或大于11且小于理论空燃比的值。

2.根据权利要求1所述的内燃机用燃料喷射控制装置，还包括用于获得氧吸附能力指标值的指标值获得装置，所述氧吸附能力指标值表示所述催化剂的氧吸附能力的程度，

其中所述燃料切断处理后浓空燃比控制装置基于所述获得的氧吸附能力指标值确定所述第一浓空燃比，使得所述催化剂的氧吸附能力越大则所述第一浓空燃比越浓。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机用燃料喷射控制装置，其中所述燃料切断处理后浓空燃比控制装置调整从所述燃料喷射装置喷射的燃料量，使得对应于所述第一浓空燃比的燃料喷射仅被执行一次。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机用燃料喷射控制装置，其中所述燃料切断处理后浓空燃比控制装置调整从所述燃料喷射装置喷射的燃料量，使得对应于所述第一浓空燃比的燃料喷射被执行多次。

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