CN101137831A - 内燃机的空燃比控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种空燃比控制装置，使得即使吸入空气量发生变化，对具有储氧能力的排气净化催化剂的单位时间的氧吸收量或氧释放量也可保持一定。本内燃机的空燃比控制装置具有：吸入空气量检测单元；配置在排气净化催化剂上游一侧的线性空燃比传感器；配置在排气净化催化剂下游一侧的氧气传感器；目标空燃比控制单元，根据吸入空气量检测单元和氧气传感器的输出信息，对流入到排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；燃料喷射量控制单元，为了达到该目标空燃比，根据线性空燃比传感器的信息对燃料喷射量进行反馈控制；该空燃比控制装置的特征在于，目标空燃比控制单元对目标空燃比进行反馈控制，使得即使吸入空气量发生变化，也可使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。

Description

内燃机的空燃比控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的空燃比控制装置，在排气通路中具有排气净化催化剂的内燃机的空燃比控制装置中，特别利用空燃比传感器的输出值控制燃料供给量，将流入到排气净化催化剂中的排气的空燃比控制为所需的空燃比。
背景技术
一直以来，在汽车用内燃机中，作为排气净化对策，使用同时促进作为不完全燃烧成分的HC(碳氢化合物)及CO(一氧化碳)的氧化、及空气中的氮和未燃尽的氧反应生成的NOx(氮氧化物)的还原的三元催化剂。为了提高这种三元催化剂的氧化/还原能力，需要将表示内燃机的燃烧状态的空燃比控制在理论空燃比附近。因此，在内燃机的燃料喷射控制中，设置根据排气中的残留氧浓度检测排气空燃比与理论空燃比相比是浓空燃比还是稀空燃比的氧气传感器(氧浓度传感器)，根据该传感器输出进行校正燃料供给量的空燃比反馈控制。
在这种空燃比反馈控制中，将检测氧浓度的氧气传感器尽量设置得靠近燃料室，且比三元催化剂靠近上游一侧，但为了补偿该氧气传感器的输出特性的偏差，也实现了在比三元催化剂靠近下游的一侧进一步设置第二氧气传感器双氧气传感器系统。即，在三元催化剂下游一侧，排气被充分搅拌，其氧浓度也通过三元催化剂的作用基本处于平衡状态，从而使下游一侧的氧气传感器的输出比上游一侧的氧气传感器的输出变化缓慢，以显示混合气体整体的浓空燃比/稀空燃比倾向。双氧气传感器系统除了催化剂上游一侧的氧气传感器的主空燃比反馈控制外，还实施催化剂下游一侧的氧气传感器的辅助空燃比反馈控制，例如通过根据下游一侧传感器的输出修正与主空燃比反馈控制有关的常数，从而可吸收上游一侧氧气传感器的输出特性的偏差，提高空燃比控制精度。
并且近些年来，使用具有储氧能力的三元催化剂，为了使该三元催化剂始终能够发挥一定的稳定的净化性能，还开发了控制流入到该三元催化剂的排气的空燃比的内燃机。三元催化剂的储氧能力虽然在排气空燃比处于稀空燃比状态时吸收过剩部分的氧，在排气空燃比处于浓空燃比状态时释放不足部分的氧，以净化排气，但其能力是有限的。因此，为了有效地利用储氧能力，重点在于，排气空燃比处于浓空燃比状态或稀空燃比状态的任意一个状态下，均可使三元催化剂中吸收的氧量保持预定量、例如保持最大氧吸收量的一半，如果能这样保持预定量，则可始终发挥一定的氧吸收/释放作用，结果可始终获得三元催化剂的一定的氧化/还原能力。
在为了维持三元催化剂的净化性能而将氧吸收量控制为一定量的内燃机中，例如众所周知的是下述空燃比控制装置：在三元催化剂的上游一侧和下游一侧同时配置空燃比传感器，在上游一侧配置可线性检测出空燃比的线性空燃比传感器，在下游一侧配置排气空燃比根据相对于理论空燃比是浓空燃比还是稀空燃比而输出不同电压的氧气传感器。在该空燃比控制装置中，在配置在三元催化剂上游一侧的线性空燃比传感器中检测出流入到三元催化剂的排气空燃比，在配置在三元催化剂下游一侧的氧气传感器中检测出三元催化剂气氛的空燃比状态，为了使三元催化剂的氧吸收量控制为一定量而根据氧气传感器的检测信息控制流入到三元催化剂的排气的目标空燃比，为了使流入到三元催化剂的排气的空燃比控制为该目标空燃比而根据线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制(参照特开平11-82114号说明书)。
发明内容
如上所述，在为了使三元催化剂的氧吸收量控制为一定量而根据氧气传感器的检测信息对流入到三元催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制，并且为了使流入到三元催化剂的排气的空燃比控制为该目标空燃比而根据线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制的空燃比控制装置中，在加速运转状态等吸入空气量较大的状态下(以下也称为高Ga状态)，对三元催化剂的氧吸收量的校正量较大，存在三元催化剂气氛大幅偏离三元催化剂能够将HC、CO及NOx所有三种成分去除80％以上的理论空燃比附近的空燃比幅度(以下称为净化窗口)的问题。
在为了使三元催化剂的氧吸收量控制为一定量而根据氧气传感器的检测信息对流入到三元催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制，并且为了使流入到三元催化剂的排气的空燃比控制为该目标空燃比而根据线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制的空燃比控制装置中，即使在流入到三元催化剂的排气的目标空燃比为相同目标空燃比值时，如果吸入空气量不同，则三元催化剂中吸收或释放氧的程度不同。例如，当与理论空燃比相比将流入到三元催化剂的排气的目标空燃比控制在稀空燃比一侧时，吸入空气量越大，单位时间内被三元催化剂吸收的氧量越大，会较早地到达三元催化剂可吸收的氧量、即最大氧吸收量。因此，在流入到三元催化剂的排气的目标空燃比为相同目标空燃比值时，吸入空气量越大，对三元催化剂的单位时间的氧吸收量越大，即、对三元催化剂的氧吸收量的校正量较大，易于产生三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口的现象。
本发明鉴于以上问题而产生，其目的在于提供一种即使吸入空气量发生变化，也可使对具有储氧能力的三元催化剂等排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定、可防止该排气净化催化剂气氛大幅脱离净化窗口、且可提高排放性的空燃比控制装置。
根据权利要求1的发明，提供一种内燃机的空燃比控制装置，具有：排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路上，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息，对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比；该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，上述目标空燃比控制单元对上述目标空燃比进行反馈控制，使得即使上述吸入空气量发生变化，也可使对上述排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。
即，在权利要求1的发明中，利用目标空燃比控制单元对目标空燃比进行反馈控制，使得即使吸入空气量变化时，也可使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量一定，即、可使对排气净化催化剂的单位时间的氧吸收量或排气净化催化剂的单位时间的氧释放量一定，从而例如在吸入空气量较大的状态下，可防止排气净化催化剂气氛大幅偏离净化窗口，提高排放性。
根据权利要求2的发明，提供权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述目标空燃比控制单元执行至少对上述目标空燃比进行PI控制的目标空燃比反馈控制，在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
根据权利要求3的发明，提供一种内燃机的空燃比控制装置，具有：排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路上，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息，对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比；该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，上述目标空燃比控制单元执行至少对上述目标空燃比进行PI控制的目标空燃比反馈控制，在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
即，在权利要求2及权利要求3的发明中，通过PI控制对流入到排气净化催化剂的目标空燃比进行反馈控制，在该PI控制中的比例(P)校正项中乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以吸入空气量越大设定得越大的第二校正系数，这样一来，可进行控制，使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。
根据权利要求4的发明，提供权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的上述第二校正系数。
即，在权利要求4的发明中，通过除了PI控制外还进行D控制的PID控制，对流入到排气净化催化剂的目标空燃比进行反馈控制，在该PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数，这样一来，可进行控制，使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。
根据权利要求5的发明，提供权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有负荷率检测单元，检测出表示填充到上述内燃机的各气缸内的新气量的负荷率，在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的第三校正系数。
即，在权利要求5的发明中，具有负荷率检测单元，检测出表示填充到内燃机的各气缸内的新气量的负荷率，通过PI控制对流入到排气净化催化剂的目标空燃比进行反馈控制，在该PI控制中的比例(P)校正项中乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数，取代吸入空气量越大设定得越大的第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以负荷率越大设定得越大的第三校正系数，这样一来，可进行控制，使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。
表示填充到内燃机的各气缸内的新气量的负荷率(KL)是表示内燃机的负荷的一个参数，例如通过以下公式定义：
KL(％)＝Mcair/((DSP/NCYL)×ρastd)×100
其中，Mcair表示作为进气门打开后关闭时填充到各气缸内的新气量的缸内填充新气量(g)，DSP表示内燃机的排气量(升)，NCYL表示气缸个数，ρastd表示标准状态(1大气压、25℃)下的空气密度(约1.2g/L)。
积分校正项用于校正实际排气空燃比(实际空燃比)相对于流入到排气净化催化剂的排气目标空燃比的偏差，由于填充到各气缸内的新气量根据吸入空气量而变化，因此通过对应吸入空气量进行校正，可进行目标空燃比的反馈控制，以校正实际空燃比相对于目标空燃比的偏差。但是，填充到各气缸内的新气量也根据内燃机转速、气缸个数等变化，因此为了高精度地进行目标空燃比的反馈控制，当具有检测各气缸内填充的新气量的单元时，可取代对应吸入空气量进行的校正，而是对应各气缸内填充的新气量对积分校正项进行校正。
在权利要求5的发明中，具有用于检测表示内燃机的各气缸内填充的新气量的负荷率的负荷率检测单元，取代将吸入空气量作为参数的第二校正系数而将以上述负荷率为参数的第三校正系数乘以积分校正项，从而可进行与负荷率对应的、即与上述缸内填充新气量对应的目标空燃比的反馈控制，可进行高精度的目标空燃比的反馈控制。
根据权利要求6的发明，提供权利要求5所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的上述第三校正系数。
即，在权利要求6的发明中，通过PID控制对流入到排气净化催化剂的目标空燃比进行反馈控制，在该PID控制中的比例校正项及微分校正项中乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数，在积分校正项中乘以负荷率越大设定得越大的第三校正系数，这样一来，可进行控制，使对排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定。
根据权利要求7的发明，提供权利要求2至6中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，在上述比例校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
根据权利要求8的发明，提供权利要求4或6所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，在上述比例校正项及上述微分校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
即，在权利要求7及权利要求8的发明中，在通过PI控制进行目标空燃比反馈控制时，在比例校正项中进一步乘以与排气净化催化剂的最大氧吸收量成比例地设定的第四校正系数，在PID控制时，在比例校正项及微分校正项中乘以上述第四校正系数。这样一来，可进行和排气净化催化剂的最大氧吸收量对应的目标空燃比反馈控制，例如使排气净化催化剂的最大氧吸收量越小，对排气净化催化剂的单位时间的氧吸收量或氧释放量越小地进行控制，在排气净化催化剂的最大氧吸收量劣化或下降时，也可防止排气净化催化剂气氛大幅偏离净化窗口，可提高排放性。
根据权利要求9的发明，提供权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有起动状态判断单元，检测出上述内燃机起动后的持续时间，判断上述内燃机是否是刚起动后的状态，上述起动状态判断单元在上述内燃机起动后的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机为刚起动后的状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
根据权利要求10的发明，提供根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有F/C状态判断单元，检测出对上述内燃机的燃料供给被切断的状态的持续时间、及对上述内燃机的燃料供给切断被中止后恢复燃料供给后的持续时间，判断上述内燃机是否处于燃料供给切断状态，上述F/C判断单元在上述内燃机的燃料供给切断状态持续预定时间以上时、或者上述内燃机的燃料供给切断中止后的燃料供给的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机处于燃料供给切断状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
根据权利要求11的发明，提供权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有空转状态判断单元，检测出上述内燃机的空转状态的持续时间及上述内燃机空转结束后开始正常运转后的持续时间，判断上述内燃机是否处于空转状态，在上述内燃机的空转状态持续预定时间以上时、或上述内燃机的空转结束后的正常运转的持续时间未达到预定时间时，通过上述空转状态判断单元判断为上述内燃机处于空转状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
内燃机刚起动后、从长时间的燃料供给切断状态恢复后或长时间空转放置后的状态是吸入空气量持续较小的状态，并且是排气净化催化剂温度易于下降的状态。众所周知，在排气净化催化剂温度易于下降的环境下，排气净化催化剂的最大氧吸收量下降。因此，在该状态下，需要进行控制，以减小对排气净化催化剂的单位时间的氧吸收量或氧释放量。但是，由于内燃机刚起动后、从长时间的燃料供给切断状态恢复后或长时间空转放置后的状态也是吸入空气量较小的状态，因此在执行将吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数、即吸入空气量越小设定得越大的第一校正系数乘以比例校正项及微分校正项的目标空燃比反馈控制时，增大了对排气净化催化剂的单位时间的氧吸收量或氧释放量，因此发生过度的游车，有可能导致排放性、驾驶性的恶化。因此，在权利要求9、权利要求10及权利要求11的发明中，在内燃机刚起动后、从长时间的燃料供给切断状态恢复后或长时间空转放置后的吸入空气量较小的状态持续的状态下，禁止进行将目标空燃比反馈控制中的比例校正项及微分校正项乘以取决于吸入空气量的第一校正系数的校正，从而可防止过度的游车，提高排放性、驾驶性。
根据权利要求12的发明，提供权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有内燃机转速检测单元，当以与各燃料喷射同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理时，将上述积分校正项进一步乘以上述内燃机转速越大设定得越小的第五校正系数。
即，在权利要求12的发明中，考虑到当以与各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比反馈控制中的积分校正项的校正量计算处理时积分校正项的校正量计算中的内燃机转速的影响，在计算目标空燃比的反馈控制中的积分校正量时，作为参数增加了内燃机转速越大设定得越小的第四校正系数。这样一来，可抑制内燃机转速对使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定的控制的影响。
根据权利要求13的发明，提供权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，以与预定时间同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理。
即，在权利要求13的发明中，目标空燃比反馈控制中的积分校正量的计算处理不是以与各燃料喷射同步的处理程序执行，而是以与各预定时间同步的处理程序执行。这样一来，可抑制内燃机转速对使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定的控制的影响。
根据权利要求14的发明，提供权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，上述内燃机的空燃比控制装置还具有浓空燃比控制状态判断单元，用于判断从对上述内燃机的燃料供给被切断的状态恢复时，是否处于迅速使上述排气净化催化剂气氛达到浓空燃比的浓空燃比控制状态；当通过上述浓空燃比控制状态判断单元判断为处于上述浓空燃比控制状态时，在预定期间内禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
即，在权利要求14的发明中，当通过浓空燃比控制状态判断单元判断为处于从燃料供给切断状态恢复时的浓空燃比状态时，在预定期间内禁止进行乘以根据吸入空气量设定的第一校正系数的校正。这样一来，可切实使排气净化催化剂气氛达到浓空燃比，可使因燃料供给切断而下降的排气净化催化剂的净化作用尽早恢复到适当状态。
根据各权利要求的记载，在为了将具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量控制为一定量而根据氧气传感器的检测信息对流入到排气净化催化剂的排气目标空燃比进行反馈控制，并且为了将流入到排气净化催化剂的排气空燃比控制为该目标空燃比而根据线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制的空燃比控制装置中，具有以下共同的效果：即使吸入空气量发生变化，也可以使对具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定，可防止排气净化催化剂气氛大幅脱离净化窗口，提高排放性。
以下根据附图及本发明的优选实施方式，可进一步充分理解本发明。
附图说明
图1是表示本发明的内燃机的空燃比控制装置的一个实施方式的概要构造图。
图2是表示由采用了本空燃比控制装置的图1所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的控制程序的第一实施方式的流程图。
图3是表示在目标空燃比控制单元9的PID控制中，用于计算和根据吸入空气量设定的比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数(Ksfb1)的第一映像图的一个实施方式的图。
图4是表示在目标空燃比控制单元9的PID控制中，用于计算和根据负荷率设定的积分校正项相乘的第二校正系数(Ksfb2)的第二映像图的一个实施方式的图。
图5是表示由采用了本空燃比控制装置的图1所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的控制程序的第二实施方式的流程图。
图6是表示在目标空燃比控制单元9的PID控制中，用于计算和根据最大氧吸收量设定的比例校正项及微分校正项相乘的第三校正系数(催化剂劣化系数)的第三映像图的图。
图7是表示禁止根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)的相乘的控制程序的一个实施方式的图。
图8是表示图7所示的控制程序的步骤301中的起动后时间计时(Tast)、即计量内燃机起动后的持续时间的控制程序的一个实施方式的图。
图9是表示图7所示的控制程序的步骤302中的F/C状态判断单元14的Ga校正禁止标记(Xfclng)的ON/OFF的判断的控制程序的一个实施方式的图。
图10是表示图7所示的控制程序的步骤303中的空转状态判断单元15的Ga校正禁止标记(Xidlng)的ON/OFF的判断的控制程序的一个实施方式的图。
图11是表示本发明的内燃机的空燃比控制装置的另一个实施方式的概要图。
图12是表示由采用了本空燃比控制装置的图11所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的控制程序的第三实施方式的流程图。
图13是表示在目标空燃比控制单元50的PI控制中，用于计算和根据吸入内燃机转速设定的积分校正项相乘的第四校正系数(Ksfb4)的第四映像图的一个实施方式的图。
图14是表示由采用了本空燃比控制装置的图11所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的控制程序的第四实施方式的流程图。
图15是表示在持续切断燃料供给直至达到吸入空气量极小的空转状态后恢复的燃料供给切断自然恢复时执行该浓空燃比控制的情况下，在预定条件下禁止乘以根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)的控制程序的一个实施方式的图。
图16是表示用于计算根据三元催化剂3的最大氧吸收量设定的、执行燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制中的Ga校正禁止时间的第五映像图的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的内燃机的空燃比控制装置的一个实施方式。
图1是表示本发明的内燃机的空燃比控制装置的一个实施方式的简略结构图。在图1中，1是内燃机主体，2是排气管，3是三元催化剂，4是线性空燃比传感器，5是氧传感器(以下称为氧气传感器)，6是进气管，7是节气门，8是气流计，9是目标空燃比控制单元，10是吸入空气量检测单元，11是负荷率检测单元，12是储氧能力检测单元，13是起动状态判断单元，14是燃料切断状态判断单元(以下称为F/C状态判断单元)，15是空转状态判断单元，16是燃料喷射量控制单元。
内燃机主体1的排气管2中配置有三元催化剂3，在其上游一侧配置作为上游一侧空燃比传感器的线性空燃比传感器4，并且在其下游一侧配置作为下游一侧空燃比传感器的氧气传感器5。
三元催化剂3在催化剂气氛为理论空燃比时以最大效率使NOx、HC及CO净化。并且，三元催化剂3作为促进储氧能力的辅助催化剂，向催化剂载体中例如添加二氧化铈等，具有根据流入的排气的空燃比吸收或排放氧的储氧能力。并且在本实施方式中，将配置在内燃机主体的排气通路中的排气净化催化剂作为三元催化剂，但也可替代三元催化剂，而使用具有储氧能力的其他排气净化催化剂。
配置在三元催化剂3的上游一侧的线性空燃比传感器4是具有与排气空燃比基本成比例的输出特性的传感器，配置在三元催化剂3下游一侧的氧气传感器5是具有用于检测排气的空燃比相对于理论空燃比处于浓空燃比一侧还是稀空燃比一侧的特性的传感器。
内燃机主体1的进气管6上配置有：节气门7、测定由该节气门调整的吸入空气量的气流计8。气流计8用于直接测量吸入空气量，其内置电位计等，并产生和吸入空气量成比例的模拟电压的输出信号。
吸入空气量检测单元10用于检测吸入到内燃机的吸入空气量，负荷率检测单元11用于检测内燃机的负荷率。在具体的一个实施方式中，吸入空气量检测单元10及负荷率检测单元11具有气流计8，根据来自气流计8的输出信息计算出吸入空气量及负荷率。
负荷率(KL)表示填充到内燃机的各气缸内的新气量，是表示考虑到了内燃机转速的内燃机的负荷的一个参数，例如通过以下公式定义。
KL(％)＝Mcair/((DSP/NCYL)×ρastd)×100...公式1
在公式1中，Mcair表示作为进气门打开之后关闭时填充到各气缸内的新气量的缸内填充新气量(g)，DSP表示内燃机的排气量(升)，NCYL表示气缸个数，ρastd表示标准状态(1大气压、25℃)下的空气密度(约1.2g/L)。使用该负荷率时，负荷率检测单元11中包括用于检测内燃机转速的内燃机转速检测单元。
储氧能力检测单元12用于检测三元催化剂3可吸收的最大氧量、即最大氧吸收量。在具体的一个实施方式中，储氧能力检测单元12具有线性空燃比传感器4、氧气传感器5、气流计8。这种情况下，根据线性空燃比传感器4、氧气传感器5、气流计8的检测信息，计算三元催化剂3可吸收的最大氧量。例如，根据三元催化剂上游一侧的排气空燃比进行换算，计算出排气中的氧过剩或不足的比例即氧过剩率，根据该氧过剩率和此时的吸入空气量可知三元催化剂3吸收的氧量或释放的氧量，通过累计上述各个量而计算出三元催化剂3可吸收的最大氧量。
起动状态判断单元13用于判断内燃机是否是刚起动的状态。在具体的一个实施方式中，起动状态判断单元13具有起动状态计时单元，计量内燃机起动后的持续时间，判断内燃机起动后的持续时间是否超过了预定时间。当判断为内燃机起动后的经过时间未达到预定时间时，通过起动状态判断单元13判断为内燃机处于刚起动的状态。
F/C状态判断单元14用于判断内燃机是否长时间地处于燃料供给切断状态。在具体的一个实施方式中，F/C状态判断单元14具有F/C状态计时单元，其用于检测对内燃机的燃料供给被切断的状态的持续时间及中止对内燃机的燃料供给的切断状态并恢复燃料供给后的持续时间。在内燃机的燃料供给切断状态持续预定时间以上时、或内燃机的燃料供给切断中止后的燃料供给的持续时间未达到预定时间时，通过F/C状态判断单元14判断为内燃机长时间地处于燃料供给切断状态。
空转状态判断单元15用于判断内燃机是否处于空转状态。在具体的一个实施方式中，空转状态判断单元15具有空转状态计时单元，其用于检测内燃机的空转状态的持续时间及内燃机空转结束后开始正常运转的持续时间。当内燃机的空转状态持续预定时间以上时、或内燃机的空转结束后的正常运转的持续时间未达到预定时间时，通过空转状态判断单元15判断为内燃机处于空转状态。
目标空燃比控制单元9用于对流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比进行反馈控制，从而将目标空燃比控制成将三元催化剂3的氧吸收量保持一定的适当空燃比。目标空燃比控制单元9具有用于计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的目标空燃比计算部，该目标空燃比计算部具有PID控制部，该PID控制部分别计算出PID控制中的比例(P)校正项、积分(I)校正项及微分(D)校正项的各个反馈校正量。该目标空燃比计算部可读取氧气传感器5、吸入空气量检测单元10、负荷率检测单元11、储氧能力检测单元12、起动状态判断单元13、F/C状态判断单元14及空转状态判断单元15各自的检测信息或判断信息。
并且，目标空燃比计算部在执行PID控制时，具有：第一映像图，用于计算根据吸入空气量与比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数；第二映像图，用于计算根据负荷率与积分校正项相乘的第二校正系数。具体而言，与比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数在吸入空气量越大时设定得越小，与积分校正项相乘的第二校正系数与负荷率成比例地设定。并且，目标空燃比计算部可还具有第三映像图，该第三映像图用于计算根据三元催化剂可吸收的氧吸收量即最大氧吸收量而与比例校正项及微分校正项相乘的第三校正系数。这种情况下，比例校正项及校正项中，除了根据上述吸入空气量计算出的第一校正系数外，还可乘以与最大氧吸收量成比例地设定的第三校正系数。并且，上述各映像图例如存储存储在存储器等中。
燃料喷射量控制单元16，根据线性空燃比传感器4的信息对燃料喷射量进行反馈控制，以使流入到三元催化剂3的排气的空燃比达到通过目标空燃比控制单元9控制的目标空燃比，并可读取线性空燃比传感器4的输出信息及由目标空燃比控制单元9控制的目标空燃比信息。
对具有上述各构成要素的图1所示实施方式的内燃机的空燃比控制装置的作用效果进行如下说明。
图2是表示由采用了本空燃比控制装置的图1所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的控制程序的第一实施方式的流程图。
在图2所示的控制程序中，首先，根据氧气传感器5的输出信息在目标空燃比计算部中计算出氧气传感器输出偏差、通过累计该输出偏差而计算出的积分值及氧气传感器输出变化量。接着，为了在即使吸入空气量变化时也使对三元催化剂3的氧吸收量的单位时间校正量一定、即为了使单位时间内由三元催化剂3吸收或从三元催化剂3释放的氧量一定地进行最佳控制，根据内燃机的吸入空气量及负荷率，通过用于计算目标空燃比计算部中存储的各校正系数的映像图计算出与PID控制中的比例校正项、微分校正项及积分校正项相乘的各校正系数。并且，根据上述各计算值、PID控制中提前通过映像图等设定的预定的比例增益(以下称为P增益)、积分增益(以下称为I增益)及微分增益(以下称为D增益)，计算出比例(P)校正量、积分(I)校正量及微分(D)校正量，根据上述各个校正量，对流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比进行反馈控制。
以下详述各步骤。
首先，在步骤101到步骤103中，计算氧气传感器输出偏差、该输出偏差的积分值及氧气传感器输出变化量。在步骤101中，由目标空燃比控制单元9的目标空燃比计算部根据氧气传感器5的输出值计算出氧气传感器输出的偏差。具体而言，通过以下方法计算得出：从对表示三元催化剂气氛是所需的空燃比状态、例如是理论空燃比状态的氧气传感器5提前设定的目标电压中，减去实际的氧气传感器输出值。在步骤102中，由目标空燃比控制单元9的目标空燃比计算部计算出在步骤101中计算出的氧气传感器输出的偏差的累计值、即积分值。具体而言，通过累计在步骤101中计算出的氧气传感器输出的偏差来计算。在步骤103中，由目标空燃比控制单元9的目标空燃比计算部根据氧气传感器5的输出值计算出氧气传感器输出的变化量。具体而言，通过从氧气传感器5的输出值减去氧气传感器5的上一次输出值来计算。
接着，在步骤104到步骤105中，根据内燃机的吸入空气量及负荷率，通过用于计算目标空燃比计算部中存储的各校正系数的映像图计算出与PID控制中的比例校正项、微分校正项及积分校正项相乘的校正系数。图3是表示在目标空燃比控制单元9的PID控制中，用于计算根据吸入空气量设定并与比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数(Ksfb1)的第一映像图的一个实施方式的图。图4是表示在目标空燃比控制单元9的PID控制中，用于计算根据负荷率设定并与积分校正项相乘的第二校正系数(Ksfb2)的第二映像图的一个实施方式的图。
在步骤104中，根据吸入空气量检测单元10的检测信息，从目标空燃比计算部中存储的第一映像图(图3)计算出在目标空燃比控制单元9的PID控制中与比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数(Ksfb1)。如图3所示，与该PID控制中的比例校正项及微分校正项相乘的第一校正系数在吸入空气量越大时设定得越小。
在下述空燃比控制装置中，为了将三元催化剂3的氧吸收量控制为一定量而根据氧气传感器5的检测信息对流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比进行反馈控制，并且为了将流入到三元催化剂3的排气的空燃比控制为该目标空燃比而根据线性空燃比传感器4的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，其中，即使当流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比为同一目标空燃比值时，如果吸入空气量不同，则三元催化剂3吸收或释放的氧气的程度不同。例如，在流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比和理论空燃比相比被控制在稀空燃比一侧时，吸入空气量越大，则单位时间内由三元催化剂3吸收的氧量越大，会较快地达到三元催化剂3可吸收的氧量、即最大氧吸收量。因此，在流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比为同一目标空燃比值时，吸入空气量越大，对三元催化剂3的单位时间内的氧吸收量越大，即对三元催化剂3的氧吸收量的校正量较大，产生三元催化剂气氛容易大幅偏离净化窗口的现象。
在本空燃比控制装置中，在目标空燃比控制单元9的PID控制中，通过使吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数与PID控制中的比例校正项及微分校正项相乘，即使吸入空气量发生变化，也可使对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量保持一定，即、可使对三元催化剂3的氧吸收量的单位时间校正量保持一定，可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，提高排放性。
在步骤105中，根据负荷率检测单元11的检测信息，通过目标空燃比计算部中存储的第二映像图(图4)，计算出在目标空燃比控制单元9的PID控制中与积分校正项相乘的第二校正系数(Ksfb2)。如图4所示，与该PID控制中的积分校正项相乘的第二校正系数，在负荷率越大时设定得越大，与负荷率成比例地设定。该PID控制中的积分校正项用于校正流入到三元催化剂3的排气空燃比相对于由目标空燃比控制单元9计算出的目标空燃比的偏差，因此与内燃机的负荷率成比例地进行校正，可高精度地将该目标空燃比保持一定。
在步骤106到步骤108中，根据步骤101到步骤105中计算出的各计算值、PID控制中的预定的P增益、I增益、D增益，计算出比例(P)校正量、积分(I)校正量及微分(D)校正量。
在步骤106中，通过使在步骤101中计算出的氧气传感器输出偏差、在步骤104中计算出的第一校正系数(Ksfb1)及P增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正量。在步骤107中，通过使在步骤102中计算出的氧气传感器输出偏差的积分值、在步骤105中计算出的第二校正系数(Ksfb2)及I增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的积分校正量。在步骤108中，通过使在步骤103中计算出的氧气传感器输出变化量、在步骤104中计算出的第一校正系数(Ksfb1)及D增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的微分校正量。
接着在步骤109中，通过分别使从步骤106到步骤108中计算出的目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正量、积分校正量及微分校正量相加，计算出反馈校正量，结束一系列的控制程序。
并且，在图2所示的一系列控制程序结束后，通过燃料喷射量控制单元16根据由线性空燃比传感器4检测出的流入到三元催化剂3的排气的当前空燃比信息对燃料喷射量进行反馈控制，以使流入到三元催化剂3的排气空燃比为根据在步骤109中计算出的反馈校正量进行反馈控制得到的目标空燃比。
图5是表示由采用了本空燃比控制装置的图1所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的控制程序的第二实施方式的流程图。
众所周知，三元催化剂3可吸收氧的最大量、即最大氧吸收量可能会因三元催化剂3的热劣化等而产生劣化。因此，即使流入到三元催化剂3的排气目标空燃比为相同目标空燃比值、且吸入空气量相同，但三元催化剂3的最大氧吸收量劣化越大，会越早到达三元催化剂3吸收氧的允许范围，三元催化剂气氛大幅脱离净化窗口的可能性较大。
鉴于此，在图5所示的第二实施方式的控制程序中，考虑到在三元催化剂3的最大氧吸收量劣化或下降的使用环境下高频率地暴露三元催化剂3的情况，对图2所示的控制程序计算目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正量及微分校正量时，作为参数增加了与三元催化剂3的最大氧吸收量成比例地计算出的第三校正系数。这样一来，三元催化剂3的最大氧吸收量越小，可使对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量控制得越小，在三元催化剂3的最大氧吸收量劣化或下降的情况下，也可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，可提高排放性。
以下详细说明各步骤。
在图5所示的第二实施方式的控制程序中，在步骤201到步骤205中，计算出氧气传感器输出偏差、通过累计氧气传感器输出偏差而计算出的积分值、氧气传感器输出的变化量、取决于吸入空气量的第一校正系数(Ksfb1)及取决于负荷率的第二校正系数(Ksfb2)，但上述各步骤的内容和图2所示的第一实施方式的控制程序的步骤101至步骤105相同，因此省略其说明。
在步骤206中，由储氧能力检测单元12检测出的三元催化剂3的最大氧吸收量被读取到目标空燃比控制单元9的目标空燃比计算部，在后续步骤207中，根据在步骤206中检测出的三元催化剂3的最大氧吸收量的检测信息，利用目标空燃比计算部中存储的第三映像图(图6)，计算在目标空燃比控制单元9的PID控制中与比例校正项及微分校正项相乘的第三校正系数(催化剂劣化系数)。图6是表示用于计算出在目标空燃比控制单元9的PID控制中，根据最大氧吸收量设定并与比例校正项及微分校正项相乘的第三校正系数(催化剂劣化系数)的第三映像图的图。如图6所示，与该PID控制中的比例校正项及微分校正项相乘的第三校正系数与最大氧吸收量成比例地进行设定，在最大氧吸收量越大时设定得越大。这样一来，三元催化剂3的最大氧吸收量越小，可使对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量控制得越小，在三元催化剂3的最大氧吸收量劣化或下降时，也可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，并可提高排放性。
在步骤208到步骤210中，根据在步骤201 到步骤207中计算出的各计算值、PID控制中的预定的P增益、I增益及D增益，计算出比例校正量、积分校正量及微分校正量。
在步骤208中，通过使在步骤201中计算出的氧气传感器输出偏差、在步骤204中计算出的第一校正系数(Ksfb1)、在步骤207中计算出的第三校正系数(催化剂劣化系数)及P增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正量。在步骤209中，通过使在步骤202中计算出的氧气传感器输出偏差的积分值、在步骤205中计算出的第二校正系数(Ksfb2)及I增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的积分校正量。在步骤210中，通过使在步骤203中计算出的氧气传感器输出变化量、在步骤204中计算出的第一校正系数(Ksfb1)、在步骤207中计算出的第三校正系数(催化剂劣化系数)及D增益相乘，计算出目标空燃比控制单元9的PID控制中的微分校正量。
接着在步骤211中，通过分别使从步骤208到步骤210中计算出的目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正量、积分校正量及微分校正量相加，计算出反馈校正量，结束一系列的控制程序。
并且，在图5所示的一系列控制程序结束后，由燃料喷射量控制单元16根据由线性空燃比传感器4检测出的流入到三元催化剂3的排气的当前空燃比信息对燃料喷射量进行反馈控制，以使流入到三元催化剂3的排气空燃比为根据在步骤211中计算出的反馈校正量进行反馈控制后的目标空燃比。
参照图2至图6，根据由采用了本空燃比控制装置的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的第一实施方式的控制程序及第二实施方式的控制程序，即使吸入空气量发生变化，也可使对三元催化剂3的氧吸收量的单位时间校正量保持一定，即、可使对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量保持一定，可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，可提高排放性。
然而，为了即使吸入空气量发生变化也可使对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量保持一定，将目标空燃比控制单元9的PID控制中的比例校正项及微分校正项乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数(Ksfb1)并计算出反馈校正量的反馈控制存在以下问题：在内燃机刚起动后、从长时间的燃料切断状态恢复后或在长时间的空转状态下使用时，会产生过度的游车，有可能使排放性、驾驶性恶化。
内燃机刚起动后、从长时间的燃料供给切断状态恢复后、或长时间地空转放置后的状态是吸入空气量持续较小的状态，并且是三元催化剂温度易于下降的状态。众所周知，在三元催化剂温度易于下降的环境下，三元催化剂3的最大氧吸收量下降。因此，在该状态下，需要进行控制，减小对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量。但是，由于内燃机刚起动后、从长时间的燃料供给切断状态恢复后、或长时间地空转放置后的状态也是吸入空气量较小的状态，因此在执行将吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数、即吸入空气量越小设定得越大的第一校正系数乘以比例校正项及微分校正项的PID控制时，增大对三元催化剂3的单位时间的氧吸收量或氧释放量地进行控制，因此发生过度的游车，有可能导致排放性、驾驶性的恶化。
鉴于此，图2及图5所示的控制程序中可进一步添加如下的控制程序：在内燃机刚起动后、从长时间的燃料切断状态恢复后、或长时间地处于空转状态下，禁止向目标空燃控制单元9的PID控制中的比例校正项及微分校正项乘以根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)。
图7是表示在预定条件下禁止乘以根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)的控制程序的一个实施方式的图。在图7所示的控制程序中，通过起动状态判断单元13、F/C状态判断单元14及空转状态判断单元15，判断是否处于内燃机刚起动后、从长时间的燃料切断状态恢复后、或长时间空转的状态，判断是允许还是禁止乘以根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)的校正(以下称为Ga校正)。
以下详细说明各步骤。
在步骤301中，计算起动状态判断单元13的起动状态计时单元的起动后时间计时(Tast)，即计量内燃机起动后的持续时间，判断内燃机起动后的持续时间是否超过允许起动后的Ga校正的判断值(α)。当判断内燃机起动后的持续时间未超过允许起动后的Ga校正的判断值(α)时，进入步骤305，禁止Ga校正。当判断内燃机起动后的持续时间超过允许起动后的Ga校正的判断值(α)时，进入后续步骤302。
在步骤302中，判断F/C状态判断单元14的Ga校正禁止标记(Xfclng)的ON/OFF。当判断为Ga校正禁止标记ON时，进入步骤305，禁止Ga校正。当判断为Ga校正禁止标记OFF时，进入步骤303。
在步骤303中，判断空转状态判断单元15的Ga校正禁止标记(Xidlng)的ON/OFF。当判断Ga校正禁止标记为ON时，进入步骤305，禁止Ga校正。当判断Ga校正禁止标记为OFF时，进入步骤304，允许Ga校正，结束一系列的控制程序。此外，虽然在图7所示的本实施方式中，是在内燃机刚起动后的状态、从长时间的燃料切断状态恢复后的状态、及长时间处于空转状态的所有条件满足Ga校正的允许条件时，才允许Ga校正，但是也可是如下构成的控制程序：当这三个状态中的任一个或任意二个状态条件满足Ga校正允许条件时，允许Ga校正。
图8是表示图7所示的控制程序的步骤301中的起动后时间计时(Tast)、即计量内燃机起动后的持续时间的控制程序的一个实施方式的图。在图8所示的控制程序中，通过起动状态判断单元13，在步骤401中判断内燃机是否处于起动后的状态，当判断为处于起动后的状态时，进入步骤402，计量起动后的持续时间，当判断为不是起动后的状态时，进入步骤403，将所计量的持续时间清零。
图9是表示图7所示的控制程序的步骤302中的F/C状态判断单元14的Ga校正禁止标记(Xfclng)的ON/OFF判断的控制程序的一个实施方式的图。在图9所示的控制程序中，在步骤501中判断内燃机是否处于燃料供给切断状态(F/C)。在步骤501中，当判断处于燃料供给切断状态时，进入步骤502及步骤503，燃料供给切断持续时间计时(Tfc)增大、即计量燃料供给切断持续时间，并且将燃料供给切断状态恢复后的时间计时(Tafc)清零，进入后续步骤504。在步骤504中，判断燃料供给切断持续时间是否超过了禁止Ga校正的禁止判断值(β)。当判断燃料供给切断持续时间超过禁止Ga校正的禁止判断值(β)时，进入步骤505，Ga校正禁止标记ON，禁止Ga校正。在步骤501中，当判断不是燃料供给切断状态时，进入步骤506及步骤507，将燃料供给切断持续时间计时(Tfc)清零，并且燃料供给切断恢复后的时间计时(Tafc)增大、即计量燃料供给切断恢复后的时间，进入后续步骤508。在步骤508中，判断燃料供给切断恢复后的时间计时是否超过允许Ga校正的许可判断值(γ)。当判断燃料供给切断恢复后的时间计时超过允许Ga校正的允许判断值(γ)时，进入步骤509，Ga校正禁止标记OFF，允许Ga校正。
图10是表示图7所示的控制程序的步骤303中的空转状态判断单元15的Ga校正禁止标记(Xidlng)的ON/OFF判断的控制程序的一个实施方式的图。在图10所示的控制程序中，在步骤601中判断内燃机是否处于空转状态。在步骤601中，当判断为处于空转状态时，进入步骤602及步骤603，空转持续计时(Tidle)增大、即计量空转持续时间，并且将空转结束后的时间计时(Taidle)清零，进入后续步骤604。在步骤604中，判断空转持续计时是否超过禁止Ga校正的禁止判断值(τ)。当判断为空转持续计时超过禁止Ga校正的禁止判断值(τ)时，进入步骤605，Ga校正禁止标记ON，禁止Ga校正。在步骤601中，当判断为不是空转状态时，进入步骤606及步骤607，将空转持续计时(Tidle)清零，并且空转结束后的时间计时(Taidle)增大、即计量空转结束后的时间，进入后续步骤608。在步骤608中，判断空转结束后的正常运转状态的持续时间是否超过允许Ga校正的允许校正值(v)。当判断为空转结束后的正常运转状态的持续时间超过允许Ga校正的允许判断值(v)时，进入步骤609，Ga校正禁止标记OFF，允许Ga校正。
此外，虽然图2及图5中表示了由采用了本空燃比控制装置的图1所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的二个控制程序的实施方式，但作为本发明目的的“即使吸入空气量发生变化，对具有储氧能力的三元催化剂等排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量也可保持一定”，也可在没有D控制的PI控制中实现，流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制的校正量也可采用通过PI控制计算出的校正量。这种情况下，从图2及图5所示的控制程序中去除与微分(D)校正项相关的步骤。
并且，在图2及图5所示的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制的校正量的PID控制的二个控制程序实施方式中，考虑到进气门打开后关闭时填充到各气缸内的新气量，除了根据吸入空气量外，也根据内燃机转速、气缸个数等发生变化的情况，为了以更高的精度进行目标空燃比的反馈控制，向积分校正项乘以负荷率越大设定得越大的校正系数，其中负荷率表示进气门打开后关闭时填充到各气缸内的新气量。但是，作为本发明目的的“即使吸入空气量发生变化，对具有储氧能力的三元催化剂等排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量也可保持一定”，也可取代向积分校正项乘以取决于负荷率的校正系数，而通过向积分项乘以吸入空气量越大设定得越大的校正系数来实现，作为对积分校正项的校正系数，可采用取决于吸入空气量的校正系数。这种情况下，在图2及图5所示的控制程序中，取代负荷率越大设定得越大的校正系数，而向积分(I)校正项乘以吸入空气量越大设定得越大的校正系数，从而无需负荷率检测单元11。
图11是表示本发明的内燃机的空燃比控制装置的另一个实施方式的概要图。图11所示的各构成要素和图1所示的空燃比控制装置基本相同，对相同或对应的部分标注相同的参照标记。对与图1所示空燃比控制装置不同的构成要素进行以下说明。
图11所示的目标空燃比控制单元50的目标空燃比计算部由不具有D控制部的PI控制部构成，并具有：第四映像图(图13)，用于计算出根据内燃机转速设定的与积分校正项相乘的第四校正系数(ksfb4)；第一映像图(图3)，根据与图1的实施方式相同的吸入空气量计算出与比例校正项相乘的第一校正系数。具体而言，与积分校正项相乘的第四校正系数在内燃机转速越大时设定得越小。并且，目标空燃比控制单元50还具有积分值学习单元，对通过累计氧气传感器输出的偏差而计算出的积分值进行学习控制。进一步，图11所示的空燃比控制装置具有：检测内燃机转速的内燃机转速检测单元51、浓空燃比控制状态判断单元52。该浓空燃比控制状态判断单元52具有以下作用：根据燃料喷射状态、内燃机转速、排气净化催化剂的氧吸收量的变化等，判断是否处于为了使因燃料供给切断而下降的排气净化催化剂的净化作用尽早恢复到适当状态而在燃料供给切断恢复时将排气净化催化剂气氛的空燃比控制为浓空燃比的浓空燃比控制状态，以及判断该浓空燃比控制状态是否是燃料供给切断状态持续到吸入空气量极小的空转状态后恢复的燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制状态。进一步，目标空燃比控制单元50的目标空燃比计算部具有第五映像图(图16)，其根据排气净化催化剂的最大氧吸收量计算出在上述燃料供给切断自然恢复时执行上述浓空燃比控制时的、禁止将根据吸入空气量设定的第一校正系数与比例校正项相乘的校正的预定时间。
图12是表示由采用了本空燃比控制装置的图11所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气的目标空燃比的反馈控制的校正量的控制程序的第三实施方式的流程图。并且，在图12所示的第三实施方式的控制程序中，通过没有D控制的PI控制，计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比反馈控制的校正量。
目标空燃比反馈控制中的校正量的计算处理的时序设定包括各种设定方法，其中之一是以和各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比反馈控制中的校正量的计算处理。在计算目标空燃比反馈控制中的积分校正项的校正量时，执行积分处理，累计各处理程序的氧气传感器输出偏差，计算出累计值即积分值，但当以和各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比反馈控制中的积分校正项的校正量的计算处理时，则累计各燃料喷射的氧气传感器输出偏差，这与根据内燃机转速累计单位时间的氧气传感器输出偏差而计算出的积分值不同，与单位时间的积分校正项的校正量不同。例如，内燃机转速越大，单位时间的燃料喷射次数越多，单位时间的累计处理次数越多，单位时间的积分校正项的校正量越大。因这种内燃机转速的变动引起的积分校正项的校正量的变动，根据内燃机的运转状态造成氧气传感器输出偏差的过多累计处理，对于使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定产生较大影响，可能导致排气排放性的恶化。
鉴于此，在图12所示的第三实施方式的控制程序中，考虑到以和各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比反馈控制中的积分校正项的校正量的计算处理时的、积分校正项的校正量的计算中的内燃机转速的影响，在计算目标空燃比反馈控制中的积分校正量时，作为参数增加了内燃机转速越大设定得越小的第四校正系数。这样一来，可抑制内燃机转速对于使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定的控制的影响，可防止排气排放性的恶化。
以下详细说明各步骤。
首先，在步骤701中，由目标空燃比控制单元50的目标空燃比计算部根据氧气传感器5的输出值计算氧气传感器输出的偏差。具体而言，从对表示三元催化剂气氛为所需空燃比状态、例如为理论空燃比状态的氧气传感器5提前设定的目标电压中，减去实际的氧气传感器输出值来计算。
在后续步骤702及步骤703中，根据内燃机的吸入空气量及内燃机转速，通过用于计算目标空燃比计算部中存储的各校正系数的映像图计算出与PI控制中的比例(P)校正项及积分(I)校正项相乘的校正系数。图13是表示在目标空燃比控制单元50的PI控制中，用于计算出根据吸入内燃机转速而设定的与积分校正项相乘的第四校正系数(Ksfb4)的第四映像图的一个实施方式的图。与图1所示的实施方式一样，使用图3所示的第一映像图来计算出根据吸入空气量而设定的与比例校正项相乘的第一校正系数(Ksfb1)。
在步骤702中，根据吸入空气量检测单元10的检测信息，利用目标空燃比计算部中存储的第一映像图(图3)计算出在目标空燃比控制单元50的PI控制中与比例校正项相乘的第一校正系数(Ksfb1)。如图3所示，与该PI控制中的比例校正项相乘的第一校正系数在吸入空气量越大时设定得越小。这样一来，和图2所示的控制程序中的作用效果一样，即使吸入空气量发生变化，也可使对三元催化剂3的氧吸收量的单位时间校正量保持一定，可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，可提高排气排放性。
在步骤703中，根据内燃机转速检测单元51的检测信息，利用目标空燃比计算部中存储的第四映像图(图13)计算出在目标空燃比控制单元50的PI控制中与积分校正项相乘的第四校正系数(Ksfb4)。如图13所示，与积分校正项相乘的第四校正系数在内燃机转速越大时设定得越小。
在后续步骤704中，执行下述积分处理，累计考虑到内燃机转速的氧气传感器输出偏差，计算出积分值。具体而言，执行下述积分处理：累计将在步骤701中计算出的氧气传感器输出偏差乘以在步骤703中计算出的第四校正系数后得到的值，计算出积分值。这样一来，例如可防止内燃机转速高时的氧气传感器输出偏差的过多累计处理，抑制内燃机转速对于使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定的控制的影响，可防止排气排放性的恶化。并且，在计算积分值时，可取代累计将在步骤703中计算出的第四校正系数和氧气传感器输出偏差相乘得到的值并计算出积分值，累计将氧气传感器除以内燃机转速得到的值并计算出积分值。
在后续步骤705中，通过积分值学习单元更新对积分值的学习值。具体而言，对在此次的步骤704中计算出的积分值乘以学习更新比率(1/n)得到的值中加上在上一次的步骤705中计算出的学习值。其中，学习更新比率(1/n)是调整学习速度的参数，可根据设计规格适当确定。
在后续步骤706中，随着步骤705中对积分值的学习值的更新，进行积分值的修正。具体而言，从在上一次的本步骤706中修正的积分值中，减去将在此次的步骤704中计算出的积分值乘以学习更新比率得到的值。
在后续步骤707及步骤708中，根据在步骤701至706中计算出的各计算值、PI控制中的预定的P增益及I增益，计算出比例(P)校正量及积分(I)校正量。
在步骤707中，通过使在步骤701中计算出的氧气传感器输出偏差、在步骤702中计算出的第一校正系数(Ksfb1)和P增益相乘，计算出目标空燃比控制单元50的PI控制中的比例校正量。在步骤708中，通过使在步骤706中计算出的修正后的氧气传感器输出偏差的积分值和I增益相乘，计算出目标空燃比控制单元50的PI控制中的积分校正量。
在后续步骤709中，通过使在步骤705、步骤707及步骤708中计算出的、目标空燃比控制单元50的PI控制中的学习值、比例校正量及积分校正量相加，计算出反馈校正量，结束一系列的控制程序。
并且，在图12所示的一系列的控制程序结束后，为了通过燃料喷射量控制单元16使流入到三元催化剂3的排气空燃比为根据在步骤709中计算出的反馈校正量进行反馈控制后的目标空燃比，根据通过线性空燃比传感器4检测出的流入到三元催化剂3的排气的当前空燃比信息对燃料喷射量进行反馈控制。
并且，在图12所示的控制程序中，通过对目标空燃比控制单元50的PI控制中的积分校正项进行学习控制，可降低反馈控制的计算负荷，提高控制精度。但作为本发明目的的“即使吸入空气量发生变化，也可使对具有储氧能力的三元催化剂等排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定”，不进行该学习控制也可实现，也可不采用该学习控制。这种情况下，无需图12所示的程序中的步骤705及步骤706。
图14是表示由采用了本空燃比控制装置的图11所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制校正量的控制程序的第四实施方式的流程图。并且在图14所示的第四实施方式的控制程序中，和图12所示的第三实施方式一样，通过没有D控制的PI控制计算出流入到三元催化剂3的排气目标空燃比的反馈控制校正量。
如上所述，在以与各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比的反馈控制中的积分校正项的校正量的计算处理时，是按照各燃料喷射来累计氧气传感器输出偏差的，这与根据内燃机转速设定的单位时间内的氧气传感器输出偏差的积分值不同，与单位时间的积分校正项的校正量也不同。但是，通过以与各预定时间同步的处理程序来执行目标空燃比反馈控制中的积分校正项的校正量的计算处理，可以不受内燃机转速影响地使单位时间的累计处理次数保持一定，可抑制计算积分校正量时的内燃机转速的影响。
鉴于此，在图14所示的第四实施方式的控制程序中，并不是以与各燃料喷射同步的处理程序执行目标空燃比控制单元50的反馈控制中的积分校正量的计算处理的，而是以与各预定时间同步的处理程序执行。这样一来，可抑制内燃机转速对于使具有储氧能力的排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量保持一定的控制的影响，可防止排气排放性的恶化。
在图14所示的控制程序中，步骤801及步骤802、步骤804～步骤808分别和图12所示的控制程序中的步骤701及步骤702、步骤705～步骤709相同，省略其说明。
以下仅说明步骤803。
在图14所示的第四实施方式的控制程序中，由于目标空燃比控制单元50的反馈控制中的积分校正量的计算处理不是以与各燃料喷射同步的处理程序来执行的，而是以与各预定时间同步的处理程序执行的，因此计算积分校正项的校正量时的内燃机转速的影响较小。因此，在步骤803中，通过累计氧气传感器输出偏差而计算出积分值地进行积分处理时，并不是象图12所示的控制程序中的步骤704那样，累计将氧气传感器输出偏差乘以第四校正系数后得到的值而执行积分处理，而是直接累计在步骤801中计算出的氧气输出传感器输出偏差而执行积分处理。
此外，图12及图14中表示由采用了本空燃比控制装置的图11所示的内燃机执行的、计算流入到三元催化剂3的排气目标空燃比反馈控制的校正量的PI控制的二个控制程序的实施方式，但流入到三元催化剂3的排气目标空燃比反馈控制的校正量也可采用通过图2及图5所示的PID控制计算出的校正量。这种情况下，在图12及图14的控制程序中加入与图2及图5所示的控制程序的微分(D)校正项相关的步骤。并且，图2及图5所示的控制程序中的、负荷率或吸入空气量越大设定得越大的校正系数也可用于积分校正量的计算。进一步，图5所示的控制程序中的、最大氧吸收量越大设定得越大的校正系数也可用于比例校正量或微分校正量的计算。
而在内燃机中，当执行燃料供给切断时，吸入到内燃机内的空气直接流入到排气净化催化剂中，因此排气净化催化剂中产生氧过多的状态。在该状态下，排气净化催化剂的净化作用下降，因此为了及早恢复到合适状态，存在在燃料供给切断恢复时进行使排气净化催化剂气氛的空燃比为浓空燃比的所谓浓空燃比控制的技术。在采用了将目标空燃比反馈控制中的比例校正项及微分校正项乘以吸入空气量越大设定得越小的第一校正系数(Ksfb1)并计算出反馈校正量的反馈控制的状态下执行上述浓空燃比控制时，因燃料供给切断恢复时的吸入空气量较小，可能造成排气排放性的恶化。特别是在采用该目标空燃比反馈控制的状态下，在燃料供给切断状态持续到变为吸入空气量极小的空转状态后恢复的燃料供给切断自然恢复时执行上述浓空燃比控制的情况下，由于吸入空气量极小，因此目标空燃比反馈控制中的校正量被控制得较大，暂时成为浓空燃比的排气净化催化剂气氛立刻返回到稀空燃比气氛，无法使下降的排气净化作用充分恢复，可能造成排气排放性的恶化。
鉴于此，在进行上述浓空燃比控制时，可在目标空燃比反馈控制的控制程序中进一步加入下述控制：在预定条件下禁止将目标空燃比控制单元的目标空燃比反馈控制中的比例校正项及微分校正项与根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)相乘。
图15是表示在燃料供给切断状态持续到变为吸入空气量极其小的空转状态后恢复的燃料供给切断自然恢复时执行该浓空燃比控制的情况下，在预定条件下禁止与根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)相乘的控制程序的一个实施方式的图。在图15所示的控制程序中，通过浓空燃比控制状态判断单元52判断是否处于从燃料供给切断状态恢复时的浓空燃比控制状态、及该浓空燃比控制状态是否是燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制，当判断为是燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制时，在预定期间内禁止进行与根据吸入空气量设定的第一校正系数(Ksfb1)相乘的校正(以下称为Ga校正)。这样一来，可使排气净化催化剂气氛切实达到浓空燃比，使因燃料供给切断下降的排气净化催化剂的净化作用尽早恢复到合适状态。
以下详细说明各步骤。
首先，在步骤901及步骤902中，由浓空燃比控制状态判断单元52判断内燃机的运转状态是否正在执行从燃料供给切断状态恢复时的浓空燃比控制、及该浓空燃比控制状态是否是燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制。当判断为内燃机的运转状态处于燃料供给切断恢复时的浓空燃比控制状态、且该浓空燃比控制状态是燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制时，进入后续步骤903。
在步骤903中，禁止Ga校正，在后续步骤904中，将用于计量燃料供给切断自然恢复后的浓空燃比控制的持续时间的时间计时清零。在后续步骤905中，判断Ga校正是否为禁止状态，当判断Ga校正为禁止状态时，进入后续步骤906。
在步骤906中，根据氧气传感器5的检测状态，进行三元催化剂气氛是否处于浓空燃比状态的判断。当判断为三元催化剂气氛处于浓空燃比状态时，进入后续步骤907及步骤908。
在步骤907及步骤908中，通过储氧能力检测单元12检测出的三元催化剂3的最大氧吸收量被读入到目标空燃比控制单元50的目标空燃比计算部，根据检测出的三元催化剂3的最大氧吸收量的检测信息，通过目标空燃比计算部中存储的第五映像图(图16)计算出禁止Ga校正的预定时间。图16是表示用于计算根据三元催化剂3的最大氧吸收量设定的、执行燃料供给切断自然恢复后的浓空燃比控制时的Ga校正禁止时间(δ)的第五映像图的图。如图16所示，执行燃料供给切断自然恢复后的浓空燃比控制时的Ga校正禁止时间，最大氧吸收量越大时设定得越大。这样一来，可进行控制，使三元催化剂3的最大氧吸收量越小，执行燃料供给切断自然恢复后的浓空燃比控制时的Ga校正禁止时间越短，在三元催化剂3的最大氧吸收量劣化或下降时，也可防止三元催化剂气氛大幅偏离净化窗口，从而可提高排气排放性。
在后续步骤909中，判断在步骤904中清零的时间计时是否达到在步骤908中计算出的Ga校正禁止时间。当执行燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制后的经过时间未达到Ga校正禁止时间时，进入步骤910，继续进行浓空燃比控制，时间计时增大、即计量浓空燃比控制持续时间。当执行燃料供给切断自然恢复时的浓空燃比控制后的时间达到Ga校正禁止时间时，进入步骤911，允许Ga校正。
根据图15所示的在预定条件下禁止Ga校正的控制程序，在燃料供给切断恢复后的浓空燃比控制时、特别是在燃料供给切断自然恢复后的浓空燃比控制时，通过Ga校正，可防止处于浓空燃比的三元催化剂气氛立刻返回到稀空燃比气氛，可使因燃料供给切断下降的排气净化催化剂的净化作用尽早恢复到适当状态，可抑制排气排放性的恶化。
此外，根据特定的实施方式详述了本发明，但对本领域技术人员而言，在不脱离本发明权利要求范围及主旨的前提下，可进行各种变更、修正等。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种内燃机的空燃比控制装置，具有：
排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路中，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；
吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；
线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；
氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；
目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；
燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比，
该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，
上述目标空燃比控制单元对上述目标空燃比进行反馈控制，使得即使上述吸入空气量发生变化，对上述排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量也保持一定。
2.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比至少进行PI控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
3.一种内燃机的空燃比控制装置，具有：
排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路中，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；
吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；
线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；
氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；
目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；
燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比，
该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比至少进行PI控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，在积分(I)校正项中，乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的上述第二校正系数。
5.根据权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有负荷率检测单元，该负荷率检测单元用于检测表示填充到上述内燃机的各气缸内的新气量的负荷率，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的第三校正系数。
6.根据权利要求5所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的上述第三校正系数。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，
在上述比例校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
8.根据权利要求4或6所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，
在上述比例校正项及上述微分校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有起动状态判断单元，该起动状态判断单元检测上述内燃机起动后的持续时间，并判断上述内燃机是否是刚起动后的状态，
上述起动状态判断单元，在上述内燃机起动后的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机是刚起动后的状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有F/C状态判断单元，该F/C状态判断单元检测切断对上述内燃机的燃料供给的状态的持续时间及中止对上述内燃机的燃料供给的切断而恢复燃料供给后的持续时间，判断上述内燃机是否处于燃料供给切断状态，
上述F/C判断单元，在上述内燃机的燃料供给切断状态持续预定时间以上时、或者上述内燃机的燃料供给切断中止后的燃料供给的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机处于燃料供给切断状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
11.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有空转状态判断单元，该空转状态判断单元检测上述内燃机的空转状态的持续时间及上述内燃机的空转结束而开始正常运转后的持续时间，判断上述内燃机是否处于空转状态，
在上述内燃机的空转状态持续预定时间以上时、或上述内燃机空转结束后的正常运转持续时间未达到预定时间时，通过上述空转状态判断单元判断为上述内燃机处于空转状态，禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
12.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有内燃机转速检测单元，
当以与各燃料喷射同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理时，在上述积分校正项中进一步乘以上述内燃机转速越大设定得越小的第五校正系数。
13.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
以与预定时间同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理。
14.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有浓空燃比控制状态判断单元，判断从切断对上述内燃机的燃料供给的状态恢复时，是否处于迅速使上述排气净化催化剂气氛达到浓空燃比的浓空燃比控制状态，
当通过上述浓空燃比控制状态判断单元判断为处于上述浓空燃比控制状态时，在预定期间内禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。

Claims (14)

1.一种内燃机的空燃比控制装置，具有：
排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路中，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；
吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；
线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；
氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；
目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；
燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比，
该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，
上述目标空燃比控制单元对上述目标空燃比进行反馈控制，使得即使上述吸入空气量发生变化，对上述排气净化催化剂的氧吸收量的单位时间校正量也保持一定。
2.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比至少进行PI控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
3.一种内燃机的空燃比控制装置，具有：
排气净化催化剂，配置在内燃机的排气通路中，具有在流入的排气中的氧浓度过剩时吸收排气中的氧、且在排气中的氧浓度不足时释放所吸收的氧的储氧能力；
吸入空气量检测单元，检测上述内燃机的吸入空气量；
线性空燃比传感器，配置在上述排气净化催化剂的上游一侧，具有与排气的空燃比基本成比例的输出特性；
氧气传感器，配置在上述排气净化催化剂的下游一侧，检测排气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比；
目标空燃比控制单元，根据来自上述吸入空气量检测单元和上述氧气传感器的检测信息对流入到上述排气净化催化剂的排气的目标空燃比进行反馈控制；
燃料喷射量控制单元，根据上述线性空燃比传感器的输出信息对燃料喷射量进行反馈控制，以将流入到上述排气净化催化剂的排气的空燃比控制为上述目标空燃比，
该内燃机的空燃比控制装置的特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比至少进行PI控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的第一校正系数，在积分(I)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的第二校正系数。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，在积分(I)校正项中，乘以上述吸入空气量越大设定得越大的预定的上述第二校正系数。
5.根据权利要求2或3所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有负荷率检测单元，该负荷率检测单元用于检测表示填充到上述内燃机的各气缸内的新气量的负荷率，
在上述PI控制中的比例(P)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的第三校正系数。
6.根据权利要求5所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述目标空燃比控制单元执行对上述目标空燃比进行PID控制的目标空燃比反馈控制，
在上述PID控制中的比例(P)校正项及微分(D)校正项中乘以上述吸入空气量越大设定得越小的预定的上述第一校正系数，取代上述第二校正系数而在积分(I)校正项中乘以上述负荷率越大设定得越大的预定的上述第三校正系数。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，
在上述比例校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
8.根据权利要求4或6所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有用于检测上述排气净化催化剂的最大氧吸收量的储氧能力检测单元，
在上述比例校正项及上述微分校正项中进一步乘以上述最大氧吸收量越大设定得越大的预定的第四校正系数。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有起动状态判断单元，该起动状态判断单元检测上述内燃机起动后的持续时间，并判断上述内燃机是否是刚起动后的状态，
上述起动状态判断单元，在上述内燃机起动后的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机是刚起动后的状态，禁止进行上述目量空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有F/C状态判断单元，该F/C状态判断单元检测切断对上述内燃机的燃料供给的状态的持续时间及中止对上述内燃机的燃料供给的切断而恢复燃料供给后的持续时间，判断上述内燃机是否处于燃料供给切断状态，
上述F/C判断单元，在上述内燃机的燃料供给切断状态持续预定时间以上时、或者上述内燃机的燃料供给切断中止后的燃料供给的持续时间未达到预定时间时，判断为上述内燃机处于燃料供给切断状态，禁止进行上述目量空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
11.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有空转状态判断单元，该空转状态判断单元检测上述内燃机的空转状态的持续时间及上述内燃机的空转结束而开始正常运转后的持续时间，判断上述内燃机是否处于空转状态，
在上述内燃机的空转状态持续预定时间以上时、或上述内燃机空转结束后的正常运转持续时间未达到预定时间时，通过上述空转状态判断单元判断为上述内燃机处于空转状态，禁止进行上述目量空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
12.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有内燃机转速检测单元，
当以与各燃料喷射同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理时，在上述积分校正项中进一步乘以上述内燃机转速越大设定得越小的第五校正系数。
13.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
以与预定时间同步的处理程序执行上述目标空燃比反馈控制中的上述积分校正项的计算处理。
14.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置，其特征在于，
上述内燃机的空燃比控制装置还具有浓空燃比控制状态判断单元，判断从切断对上述内燃机的燃料供给的状态恢复时，是否处于迅速使上述排气净化催化剂气氛达到浓空燃比的浓空燃比控制状态，
当通过上述浓空燃比控制状态判断单元判断为处于上述浓空燃比控制状态时，在预定期间内禁止进行上述目标空燃比反馈控制中的乘以上述第一校正系数的校正。
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