CN102597468A - 内燃机的空燃比控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的内燃机(10)在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂(52),以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比。当将催化剂的温度称为催化剂温度时、采用与催化剂温度相关设定的振幅作为被预先确定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时设定的振幅小于催化剂温度比预先确定的温度低时设定的振幅。

Description

内燃机的空燃比控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的空燃比控制装置。
背景技术
在日本专利文献特开平9-126015中公开了内燃机的空燃比控制装置。在该空燃比控制装置中,当内燃机的状态处于高负载域时,通过增加从燃料喷射阀喷射的燃料的量来使从燃烧室排出的排出气体的温度降低,从而抑制配置在排气通路中的催化剂的热劣化。如上所述,在向排气通路配置有催化剂的内燃机中要求抑制催化剂的热劣化。
然而,在内燃机的领域中,已知有如下三效催化剂:当要流入的排出气体的空燃比是理论空燃比时,能够以较高净化率同时净化排出气体中的氮氧化物(以下将其记载为“NOx”)、一氧化碳(以下将其记载为“CO”)、以及碳化氢(以下将其记载为“HC”)。并且,作为该三效催化剂已知有如下三效催化剂:具有当要流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并当要流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的氧吸留与释放能力。
并且,作为在排气通路中具有这样的三效催化剂的内燃机,还已知有以下内燃机:当形成在燃烧室中的混合气体(以下,将形成在燃烧室的混合气体简称为“混合气体”)的空燃比比作为目标空燃比的理论空燃比浓时,控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比浓,即,为以下内燃机:通过交替地将比理论空燃比稀的空燃比的混合气体和比理论空燃比浓的空燃比的混合气体交替地形成在燃烧室来整体地将混合气体的空燃比控制为理论空燃比,从而使比理论空燃比稀的混合气体的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到三效催化剂。在该内燃机中,为了将混合气体的空燃比控制在作为目标空燃比的理论空燃比、并发挥三效催化剂的氧吸留和释放能力来提高三效催化剂的净化性能,而进行如上所述的空燃比控制。
另外,还已知有以下的内燃机:在排气通路中具有三效催化剂,当处于从该三效催化剂中释放全部的氧的氧释放状态时,控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并当处于三效催化剂充分地吸留氧的氧吸留状态时,控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比浓,即,已知以下的内燃机:交替地在燃烧室形成比理论空燃比稀的空燃比的混合气体和比理论空燃比浓的空燃比的混合气体,并使比理论空燃比稀的混合气体的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到三效催化剂。在该内燃机中,为了发挥三效催化剂的氧吸留和释放能力来提高三效催化剂的净化性能而进行如上所述的空燃比控制。
发明内容
然而,在上述的内燃机中、即、在使比理论空燃比稀的空燃比的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到三效催化剂的内燃机中,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时,在三效催化剂中流入比较多的碳化氢,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时,在三效催化剂中流入比较多的氧。这里,当在三效催化剂中流入比较多的碳化氢时,一部的碳化氢堆积在三效催化剂中,当在三效催化剂中流入比较多的氧时,堆积在三效催化剂上的碳化氢一下子燃烧,三效催化剂的温度上升。这里,当该三效催化剂的温度上升非常大时,有可能导致三效催化剂热劣化。
另外,在以比理论空燃比浓的空燃比或者比理论空燃比稀的空燃比为目标空燃比的内燃机中,作为比目标空燃比稀的空燃比的、比理论空燃比稀的空燃比的混合气体以及作为比目标空燃比浓的空燃比的、比理论空燃比浓的空燃比的混合气体交替地形成在燃料室中,由此在将混合气体的空燃比控制在目标空燃比的情况下,也由于比理论空燃比稀的空燃比的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到三效催化剂,而与上述内燃机同样,有可能导致三效催化剂热劣化。
另外,在这些内燃机中,为了发挥三效催化剂的氧吸留和释放能力而使比理论空燃比稀的空燃比的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到三效催化剂,当在排气通路含有具有氧化能力的催化剂的内燃机中,在其他的目的中,在使比理论空燃比稀的空燃比的排出气体和比理论空燃比浓的空燃比的排出气体交替地流入到催化剂的情况下,也与上述的内燃机同样地,有可能导致催化剂热劣化。
因此,本发明的目的在于,在以下的内燃机中抑制催化剂的热劣化:在排气通路中含有具有氧化能力的催化剂,通过将作为比目标空燃比稀的空燃比的、比理论空燃比稀的空燃比的混合气体和作为比目标空燃比浓的空燃比的、比理论空燃比浓的空燃比的混合气体形成在燃烧室来整体地将混合气体的空燃比控制在目标空燃比。
为了实现上述目的,在第一发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室中的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,从而以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时设定的振幅。
根据该第一发明,作为以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比目标空燃比稀或者比目标空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,被设定为催化剂温度高设定的振幅比催化剂温度低设定的振幅小的值。因此,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。另外换而言之,当催化剂温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,由于被设定为当催化剂温度高时混合气体的空燃比的振幅比催化剂温度低时的混合气体的空燃比的振幅小的值,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,能够抑制催化剂的热劣化。
在第二发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,由此以理论空燃比为中心而将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制在比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,与催化剂温度相关设定的振幅被采用为所述预先确定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时设定的振幅。
根据该第二发明,作为以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比理论空燃比稀或者设为比理论空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,被设定为催化剂温度高时设定的振幅比催化剂温度低时设定的振幅小的值。因此,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。换而言之,当催化剂温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,由于被设定为催化剂温度高时混合气体的空燃比的振幅比催化剂温度低时的混合气体的空燃比的振幅小的值,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,能够抑制催化剂的热劣化。
在第三发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,由此以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅被采用为所述预先确定的振幅,当进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于当进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,当催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅小于与催化剂温度相关设定的振幅时采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
根据该第三发明,作为以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比目标空燃比稀或者比目标空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅比与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,采用与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅。换而言之,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅时,与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护。根据上述,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂的温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。换而言之,当催化剂的温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅、即比与关系到催化剂的热劣化的催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,混合气体的空燃比的振幅被催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,能够抑制催化剂的热劣化。
在第四发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,由此以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅被采用为所述预先确定的振幅,当进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于当进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,当催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅小于与催化剂温度相关设定的振幅时采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
根据该第四发明,作为以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比目标空燃比稀或者设为比目标空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅比与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,采用与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅。换而言之,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅比与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护。根据上述,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂的温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。换而言之,当催化剂的温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅,即比关系到催化剂的热劣化的与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,因此催化剂的热劣化被抑制。
另外,根据第四发明,采用与进气量相关设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅、或者采用与催化剂温度相关设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅的决定仅在催化剂温度比预定的温度高时、即仅在可能催化剂发生热劣化的可能性更高时执行。因此,能够更有效地抑制催化剂的热劣化。
在第五发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并且当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,由此以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,采用与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅小时,采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时,采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
根据该第五发明,作为以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比理论空燃比稀或者设为比理论空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅时,采用与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅。换而言之,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅时,与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护(guard)。根据上述,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂的温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。换而言之,当催化剂的温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅、即比关系催化剂的热劣化的与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,催化剂的热劣化被抑制。
在第六发明中,一种内燃机的空燃比控制装置,其中,在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并且当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,从而以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,当催化剂温度比预先确定的温度高时,采用与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅小时,采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的温度相关设定的振幅大时,采用根据催化剂温度设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
根据该第六发明,作为以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比交替地设为比理论空燃比稀或者比理论空燃比浓时的混合气体的空燃比的振幅,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅时,采用与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅。换而言之,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅时,与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护。根据上述,能够抑制催化剂的热劣化。即,本发明的催化剂具有氧化能力。因此,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂的温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大。换而言之,当催化剂的温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则由于催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂热劣化。与此相对,根据本发明,当与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅大于与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅、即比关系到催化剂的热劣化的与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅大时,混合气体的空燃比的振幅被与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅防护,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变少,因此催化剂的热劣化被抑制。
另外,根据第六发明,采用与进气量相关设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅、或者采用与催化剂温度相关设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅的决定仅当催化剂温度比预定的温度高时、即催化剂发生热劣化的可能性更高时被执行。因此,催化剂的热劣化能够更有效地被抑制。
在第七发明中,为在第三个至第六发明的任一个中,进气量越多,与进气量相关设定的振幅越小。
根据该第七发明,进气量越多,与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅被设定为越小的值。即,根据进气量设定与进气量相关设定的混合气体的空燃比的振幅。因此,当采用根据该进气量设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅时,能够更可靠地抑制催化剂的热劣化。即,如果混合气体的空燃比的振幅相同,则进气量越多,流入到催化剂的排出气体中的氧的量越多。并且,如果流入到催化剂中的氧的量多,则催化剂中未燃燃料的燃烧量也变多,其结果是,催化剂的温度上升也变大,催化剂发生热劣化的可能性变高。这里,根据本发明,进气量越多,流入到催化剂的氧的量越多,混合气体的空燃比的振幅被设定为越小的值,流入到催化剂的氧的量越少,因此当采用与该进气量相关设定的振幅时,能够更可靠地抑制催化剂的热劣化。
在第八发明中,为在第一个至第七发明的任一个中,催化剂温度越高,与催化剂温度相关设定的振幅越小。
根据该第八发明,催化剂温度越高,与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比被设定为越小的值。即,与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅根据催化剂温度而被设定。因此,当采用根据该催化剂温度设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅时,能够更可靠地一直催化剂的热劣化。即,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量相同,则催化剂温度越高,催化剂中未燃燃料的燃烧量越大,因此,随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量越大。换而言之,当催化剂温度高时,如果流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量多,则随着催化剂中未燃燃料的燃烧而产生的发热量大,有可能导致催化剂发生热劣化。与此相对,根据本发明,催化剂温度越高,与催化剂温度相关设定的混合气体的空燃比的振幅被设定为越小的值,流入到催化剂的排出气体中的氧的量以及未燃燃料的量变得越少,因此当采用与该催化剂温度相关设定的振幅作为实际的空燃比控制用的振幅时,能够更可靠地抑制催化剂的热劣化。
在第九发明中,为在第一个至第八发明的任一个中,所述催化剂是当流入到其中的排出气体的空燃比是理论空燃比附近的空燃比时以预先确定的净化率同时净化氮氧化物、一氧化碳、碳化氢的三效催化剂,并且是具有氧吸留和释放能力的三效催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力。
在第十发明中,为在第一至第九发明的任一个中,所述目标空燃比是理论空燃比。
附图说明
图1是应用了本发明的空燃比控制装置的火花点火式内燃机的整体图;
图2是示出三效催化剂的净化特性的图;
图3是示出了为了决定理想配比控制用的目标振幅而使用的映射的图;
图4和图5是示出了执行按照第一实施方式的空燃比控制的流程图的一个例子的图;
图6~图8是示出了执行按照第一实施方式的空燃比控制的流程图的另一个例子的一部分的图;
图9是示出了为了决定浓控制用的目标浓空燃比而使用的映射的图;
图10的(A)是示出了为了根据进气量来决定理想配比控制用的基准振幅而使用的映射的图,图10的(B)是示出了为了根据催化剂温度来决定理想配比控制用的基准振幅而使用的映射的图;
图11和图12示出了执行按照第二实施方式的空燃比控制的流程图的一个例子的一部分的图;
图13~图15是示出执行按照第二实施方式的空燃比控制的流程图的另一个例子的一部分的图;
图16~图18是示出执行按照第三实施方式的空燃比控制的流程图的一个例子的一部分的图;
图19~图22是示出执行按照第三实施方式的空燃比控制的流程图的另一个例子的一部分的图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的空燃比控制装置的实施方式进行说明。在图1中,示出了应用本发明的空燃比控制装置的火花点火式内燃机。内燃机10包括:包含气缸体、气缸体下壳(シリンダブロツクロワケ一ス)、以及油底壳等的气缸体部20,固定在该气缸体部20上的气缸盖部30,用于向气缸体部20供应由燃料和空气构成的混合气体的进气通路40,以及用于将来自气缸体部20的排出气体排出到外部的排气通路50。
气缸体部20具有气缸21、活塞22、连杆23、以及曲轴24。活塞22在气缸21内往复运动,该活塞22的往复运动经由连杆23被传递给曲轴24,由此曲轴24被旋转。另外,通过气缸21的内壁面、活塞22的上壁面、以及气缸盖部30的下壁面形成燃烧室25。
气缸盖部30具有:与燃烧室25连通的进气口31、对该进气口31进行开闭的进气阀32、与燃烧室25连通的排气口34、以及对该排气口34进行开闭的排气阀25。并且,气缸盖部30具有:对燃烧室25内的燃料进行点火的点火栓37、包括对该点火栓37施加高电压的点火线圈的点火器38、以及将燃料喷射到进气口31内的燃料喷射阀39。
进气通路40具有:与进气口31连接的进气枝管41、与该进气枝管41连接的缓冲槽42、与该缓冲槽42连接的进气管道43。并且,在进气管道43中,从进气管道43的上游端朝向下游(即,朝向缓冲槽42)依次配置有空气过滤器44、节流阀46、驱动该节流阀46的节流阀驱动用致动器46a。另外,在进气管道43中配置有检测在该进气管道43内流动的空气的量的空气流量计61。
节流阀46可旋转地被安装在进气管道43中,并被节流阀驱动用致动器46a驱动而调节其开度。
另外,排气通路50具有:包含与排气口34连接的排气枝管的排气管51、以及被配置在该排气管51中的三效催化剂52。在三效催化剂52的上游的排气管51中安装有检测排出气体的空燃比的空燃比传感器(以下将该空燃比传感器称为“上游侧空燃比传感器”)53。另一方面,在三效催化剂52的下游的排气管51中也按照有检测排出气体的空燃比的空燃比传感器(以下将该空燃比传感器称为“下游侧空燃比传感器”)54。
如图2所示,三效催化剂52当其温度比某温度(所谓的活性温度)高并且流入到其中的排出气体的空燃比处于理论空燃比附近的区域X内时,能够以高净化率同时净化排出气体中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(记载为CO)、碳化氢(HC)。另一方面,三效催化剂52具有氧吸留和释放能力,所述氧吸留和释放能力是指:当流入到其中的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时,吸留排出气体中的氧,当流入到其中的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放吸留在其中的氧。因此,在该氧吸留好释放能力正常发挥作用的限度内,由于流入到三效催化剂52中的排出气体的空燃比无论比理论空燃比稀、还是比理论空燃比浓,三效催化剂52的内部气氛都维持在大致理论空燃比附近,因此在三效催化剂52中同时以高净化率净化排出气体中的NOx、CO、以及HC。
另外,内燃机10包括:检测曲轴24的相位角的曲轴位置传感器65、检测加速器踏板67的踩入量的加速器开度传感器66、电气控制装置(ECU)70。曲轴位置传感器65每当曲轴24旋转10°都产生宽度窄的脉冲信号,并且每当曲轴24旋转360°都产生宽度宽的脉冲信号。曲轴位置传感器65基于产生的脉冲信号能够计计算内燃机转速(内燃机的转速)。
电气控制装置(ECU)70由微型计算机构成,并具有通过双向总线而相互连接的CPU(微处理器)71、ROM(只读存储器)72、RAM(随机存取存储器)73、备用RAM 54、包含AD转换器的接口75。接口75与点火器38、燃料喷射阀39、节流阀驱动用致动器46a、上游侧空燃比传感器53、下游侧空燃比传感器54、以及空气流量计61连接。
此外,节流阀46的开度基本上根据由加速器开度传感器66检测出的加速器踏板67的踩入量而被控制。即,以加速器踏板67的踩入量越大节流阀46的开度变得越大的方式、即以通过该节流阀46而被吸入到燃烧室25的空气的量(以下将该空气的量称为“进气量”)变得越多的方式使节流阀驱动用致动器46a工作,以加速器踏板67的踩入量越小节流阀46的开度变得越小的方式、即以进气量变少的方式使节流阀驱动用致动器46a工作。
如上所述,三效催化剂52当流入到其中的排出气体的空燃比处于理论空燃比附近时能够以高净化率同时净化NOx、CO、以及HC。因此,从在三效催化剂确保高净化率的观点中,优选形成在燃烧室25的混合气体的空燃比被控制在理论空燃比。因此,在本实施方式(以下称为“第一实施方式”)中,当内燃机的运转状态(以下将其称为“内燃机运转状态”)处于通常的状态时,执行将混合气体的空燃比如下所示控制在理论空燃比的理想配比控制。
即,在第一实施方式的通常理想配比控制中,计算被吸入到燃烧室25中的空气的量、即进气量。这里,进气量基本上与由空气流量计61检测出的流入到进气管道43内的空气的量一致。但是,通过了空气流量计61的空气在实际被吸入到燃烧室25之前,该空气在一定长度的空气通路40内流动。因此,由空气流量计61检测的空气的量有时也与进气量不一致。因此,在第一实施方式中,考虑该情况,另外计计算用于使由空气流量计61检测的空气的量与进气量一致的系数(以下将该系数称为“进气量计算系数”),并通过将该进气量计算系数与由空气流量计61检测的空气的量相乘来计算进气量。
此外,当将上述进气量计算系数设为“KG”、将由空气流量计61检测的空气的量设为“GA”、将目标燃料喷射量设为“TQ”、以及将由空燃比传感器53检测的空燃比设为“A/F”时,上述进气量计算系数KG通过下式1来依次计算,是作为学习值而存储在ECU 70中的系数。
KG=(GA/TQ)/A/F...(1)
接着,基于如上所述计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应该从燃料喷射阀39喷射的燃料的量(以下,将从燃料喷射阀喷射的燃料的量称为“燃料喷射量”)来作为基准燃料喷射量,基本上以使该被计算出的基准燃料喷射量被设定为目标燃料喷射量、该被设定的目标燃料喷射量的燃料从燃料喷射阀39喷射的方式控制燃料喷射阀39的动作。
并且,比较理想配比控制中由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比(以下将该空燃比称为“检测空燃比”)和目标空燃比、即理论空燃比,当检测空燃比比理论空燃比浓时,即,当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时,使从燃料喷射阀39喷射的燃料的量(以下将从燃料喷射阀喷射的燃料的量称为“燃料喷射量”)变少,以使得混合气体的空燃比比理论空燃比变稀。另一方面,当检测空燃比比理论空燃比稀时,即,当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,使燃料喷射量变多,以使得混合气体的空燃比比理论空燃比变浓。因此,根据第一实施方式的理想配比控制,比理论空燃比稀的空燃比的混合气体和比理论空燃比浓的空燃比的混合气体交替地形成在燃烧室25中,由此,整体上混合气体的空燃比被控制在理论空燃比。
另外,如上所述,比理论空燃比稀的混合气体和比理论空燃比浓的空燃比交替地形成在燃烧室25中,当比理论空燃比稀的排出气体和比理论空燃比浓的排出气体交替地流入到三效催化剂52中时,总是进行针对三效催化剂的氧的吸留和来自三效催化剂的氧的释放,不管流入到三效催化剂的排出气体的空燃比如何,三效催化剂的内部的空燃比都被维持在理论空燃比附近。因此,较高地维持三效催化剂的净化性能。
如上所述,三效催化剂52具有氧吸留和释放能力。并且,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时,通过三效催化剂释放所吸留的氧,三效催化剂的内部的排出气体的空燃比被设为理论空燃比,另一方面,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时,通过三效催化剂吸留排出气体中的氧,三效催化剂的内部的排出气体的空燃比被设为理论空燃比。如上所述,三效催化剂根据流入到其中的排出气体的空燃比来释放氧或者吸留氧,由此三效催化剂的内部的排出气体的空燃比被维持在理论空燃比。换而言之,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时,三效催化剂必须能够释放氧,另一方面,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时,三效催化剂必须能够吸留。否则,三效催化剂的内部的排出气体的空燃比无法被可靠地维持在理论空燃比。
因此,为了将三效催化剂的内部的排出气体的空燃比可靠地维持在理论空燃比、较高地维持三效催化剂的净化性能,三效催化剂必须经常能够释放氧、并且三效催化剂经常能够吸留氧。
这里,当三效催化剂52无法释放氧时、或者三效催化剂能够释放的氧的量极少时,即当三效催化剂的氧释放能力没有按预定来发挥功能时,从三效催化剂流出的排出气体的空燃比有比理论空燃比变浓的倾向。因此,此时下游侧空燃比传感器54检测出比理论空燃比浓的空燃比。另一方面,当三效催化剂无法吸留氧时、或者三效催化剂能够吸留的氧的量极少时,即,三效催化剂的氧吸留能力没有按预定发挥功能时,从三效催化剂流出的排出气体的空燃比有比理论空燃比变稀的倾向。因此,此时,下游侧空燃比传感器检测出比理论空燃比稀的空燃比。
另一方面,当三效催化剂52吸留的氧的量是零时、或者极少时,即使流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比浓,三效催化剂也无法释放氧、或者三效催化剂能够释放的氧的量变得极少。在该情况下,如果比理论空燃比稀的空燃比的排出气体被供应给三效催化剂,则三效催化剂能够吸留足够的量的氧。并且,之后,即使流入到三效催化剂的排出气体的空燃比变得比理论空燃比浓,三效催化剂也能为了将其内部的排出气体的空燃比设为理论空燃比而释放出足够的量的氧。另一方面,当三效催化剂吸留的氧的量是能够吸留的限度的量时、或者极多时,即使流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比稀,三效催化剂也无法吸留氧、或者三效催化剂能够吸留的氧的量变得极少。在该情况下,如果比理论空燃比浓的空燃比的排出气体被供应给三效催化剂,则三效催化剂能够释放足够的量的氧。并且,之后即使流入到三效催化剂的排出气体的空燃比变得比理论空燃比稀,三效催化剂也能够为了将其内部的排出气体的空燃比设为理论空燃比而吸留足够的量的氧。
即,如果当下游侧空燃比传感器54检测出比理论空燃比浓的空燃比的期间比较长时,比理论空燃比稀的空燃比的排出气体被供应给三效催化剂52,另一方面,如果当下游侧空燃比传感器检测比理论空燃比稀的空燃比的期间比较长时,比理论空燃比浓的空燃比的排出气体被供应给三效催化剂,则能够按照预定使三效催化剂的氧吸留和释放能力发挥功能。
因此,在第一实施方式中,当将混合气体的空燃比控制在理论空燃比时,基本上如上所述,当由上游侧空燃比传感器53检测的空燃比比理论空燃比浓时,减少燃料喷射量,另一方面,当由上游侧空燃比传感器检测的空燃比比理论空燃比稀时,增加燃料喷射量,但当由下游侧空燃比传感器54检测的空燃比比理论空燃比浓的期间比较长时,即使由上游侧空燃比传感器检测的排出气体的空燃比比理论空燃比稀,也不增加燃料喷射量,而是将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比稀,另一方面,当由下游侧空燃比传感器检测的空燃比比理论空燃比稀的期间比较长时,即使由上游侧空燃比传感器检测的排出气体的空燃比比理论空燃比浓,也不减少燃料喷射量,而可以将混合气体的空燃比维持在理论空燃比浓。即,在第一实施方式中,当将混合气体的空燃比控制为理论空燃比时,当由下游侧空燃比传感器检测的空燃比比理论空燃比浓的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比稀,由此,将流入到三效催化剂的排出气体的平均的空燃比维持在比理论空燃比稀,另一方面,当由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比比理论空燃比稀的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比浓,由此,可以将流入到三效催化剂的排出气体的平均的空燃比维持在比理论空燃比浓。
如上所述,在第一实施方式的理想配比控制中,当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时,减少燃料喷射量,以使得混合气体的空燃比与理论空燃比相比变稀,当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,增加燃料喷射量,以使得混合气体的空燃比与理论空燃比相比变浓。这里,在第一实施方式的理想配比控制中,使得混合气体的空燃比比理论空燃比浓时将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的程度、与混合气体的空燃比比理论空燃比稀时将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的程度变得相等。
即,在第一实施方式的理想配比控制中,将作为目标空燃比的理论空燃比作为基准,以一定程度使混合气体的空燃比比理论空燃比稀或者比理论空燃比浓。即,混合气体的空燃比被进行控制,以交替地重复以理论空燃比为中心并比理论空燃比稀一定程度的空燃比和比理论空燃比浓固定的程度的空燃比。如果换而言之,则混合气体的空燃比被进行控制,以交替地重复以理论空燃比为中心并具有固定的振幅的比理论空燃比稀的空燃和比理论空燃比浓的空燃比。
如上所述,在第一实施方式的理想配比控制中,混合气体的空燃比被进行控制,以交替地重复以理论空燃比为中心并具有固定的振幅的、比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比。这里,混合气体的空燃比交替地重复以理论空燃比为中心的比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比时的空燃比的振幅(以下将该振幅简称为“空燃比的振幅”)越大,混合气体的空燃比被设为比理论空燃比稀时混合气体的空燃比比理论空燃比稀的程度越大。因此,当混合气体的空燃比被设为比理论空燃比稀时,空燃比的振幅越大,流入到三效催化剂52的排出气体中的氧的量越多。另一方面,空燃比的振幅越大,当混合气体的空燃比被设为比理论空燃比浓时混合气体的空燃比比理论空燃比浓时的程度变得越大。因此,当混合气体的空燃比被设为比理论空燃比浓时,混合气体的振幅越大,流入到三效催化剂的排出气体中的未燃燃料的量越多。如此,由于空燃比的振幅越大,流入到三效催化剂的氧的量以及未燃燃料的量变得越多,三效催化剂中的未燃燃料的燃烧量变得越多,因此空燃比的振幅越大,由于三效催化剂中的未燃燃料的燃烧而产生的发热量变得越大。这里,当由于三效催化剂中的未燃燃料的燃烧而产生的发热量大、并且三效催化剂的温度(以下将该温度称为“催化剂温度”)高时,有可能导致三效催化剂的热劣化。另外,由于催化剂温度越高三效催化剂中未燃燃料越能一下子燃烧,因此催化剂温度越高,导致三效催化剂的热劣化的可能性变得越高。因此,为了抑制三效催化剂的热劣化,当催化剂温度高时,应该减少流入到三效催化剂的排出气体中的氧的量以及流入到三效催化剂的排出气体中的未燃燃料的量。因此,在第一实施方式的理想配比控制中,空燃比的振幅如下被设定。
即,如上所述,在流入到三效催化剂的氧的量以及未燃燃料的量相同的情况下,催化剂温度(三效催化剂52的温度)越高,导致三效催化剂的热劣化的可能性变得越高。因此,在第一实施方式中,即使使其流入到三效催化剂也不会导致三效催化剂的热劣化的氧的量以及未燃燃料的量、即混合气体的空燃比被设为比理论空燃比稀时的混合气体的空燃比和混合气体的空燃比被设为比理论空燃比浓时的混合气体的空燃比之间的と的間的幅度、即混合气体的空燃比的振幅根据催化剂温度而预先通过实验等求出,该振幅如图3所示,以催化剂温度Tc的函数的映射的形状作为目标振幅TΔA/Fst被存储在ECU 70。这里,如此被存储的目标振幅TΔA/Fst根据图3可知,当催化剂温度Tc比某温度Tcth低时,取为比较大的固定的值,当催化剂温度Tc比某温度Tcth高时,催化剂温度Tc越高,越取为小的值。
并且,在第一实施方式中,在理想配比控制中,从图3的映射读入与催化剂温度Tc对应的目标振幅TΔA/Fst,为了实现该被读入的目标振幅TΔA/Fst,修正如上所述被计算出的基准燃料喷射量。详细地说,当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时,为了实现目标振幅TΔA/Fst,而减少如上所述计算出的基准燃料喷射量,当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,为了实现目标振幅TΔA/Fst,增加如上所述被计算出的基准燃料喷射量。
并且,在第一实施方式的理想配比控制中,如此被修正的基准燃料喷射量被设定为目标燃料喷射量,控制燃料喷射阀的动作,以从燃料喷射阀39中喷射该目标燃料喷射量的燃料。
如上所述,通过根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)来控制从燃料喷射阀39喷射的燃料的量,能够抑制三效催化剂的热劣化。
此外,为了实现如此的目标振幅而考虑的修正基准燃料喷射量的方法也能应用在以下情况中:如上所述,在第一实施方式中,当由下游侧空燃比传感器检测的空燃比比理论空燃比浓的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比稀,另一方面,当由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比比理论空燃比稀的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比浓。
接着,对于执行按照第一实施方式的混合气体的空燃比的控制的流程图的一个例子进行说明。在第一实施方式的混合气体的空燃比控制中使用图4和图5的流程图。
当图4的例程开始时,首先在步骤100中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤101之后的步骤,执行理想配比控制。另一方面,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤111之后的步骤,执行将混合气体的空燃比控制为比理论空燃比浓的空燃比的控制(以下将该控制称为“浓控制”),或者执行停止从燃料喷射阀39喷射燃料的控制、即执行将燃料喷射量设为零的控制(以下将该控制称为“断油控制”)。
当在图4的步骤100中判断为要求执行理想配比控制、例程进入到步骤101时,通过在由空气流量计61检测的空气的量上乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤102中,基于在步骤101计算出的进气量来计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量来作为基准燃料喷射量Qbst。接着,在步骤103中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤104中,从图3的映射读入与在步骤103估计出的催化剂温度Tc对应的目标振幅TΔA/Fst。接着,在步骤105中,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤106之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fs时,即当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤109之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图4的步骤105中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤106时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(以下将该差称为“空燃比差”)ΔA/F。接着,在步骤107中,当考虑在步骤104读入的目标振幅TΔA/Fst和在步骤106计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比与理论空燃比相比变稀并且实现在步骤104读入的目标振幅TΔA/Fst,计算在步骤102中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(以下将该量称为“减量修正量”)ΔQdst。接着,在步骤108中,使在步骤102中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤107中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),该被减少的基准燃料喷射量被输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使得从燃料喷射阀39中喷射出在图4的步骤108中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)不导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图4的步骤105中判断为A/F≥A/Fst,即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀而例程进入到步骤110时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤111中,当考虑在步骤104中读入的目标振幅TΔA/Fst和在步骤110中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比与理论空燃比相比变浓并且是想在步骤104中读入的目标振幅TΔA/Fst,计算使在步骤102中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(以下将该量称为“增量修正量”)ΔQist。接着,在步骤112中,使在步骤102中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤111中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入到目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使得从燃料喷射阀39喷射出在图4的步骤112中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)不导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当判断为在图4的步骤100中执行理想配比控制、例程进入到图5的步骤113时,判断是否要求执行将混合气体的空燃比控制为比理论空燃比浓的空燃比的浓控制。这里,当判断为要求执行浓控制时,例程进入到步骤113A之后的步骤来执行浓控制。另一方面,当判断为不要求执行浓控制、即要求执行将燃料喷射量设为零的断油控制时,例程进入到步骤122之后的步骤,来执行断油控制。
当在图5的步骤113中判断为要求执行浓控制、例程进入到步骤113A时,从图9的映射读入与内燃机转速N和内燃机负载L对应的应设为目标的浓的空燃比(以下,将该空燃比称为“目标浓空燃比”)A/Fr。这里,图9的映射在浓控制中根据内燃机运转状态来预先通过实验等求出最佳的浓的空燃比,该浓的空燃比以与内燃机转速N和内燃机负载L的函数的映射的形状作为目标浓空燃比A/Fr存储在ECU 70中。接在步骤113A之后,在步骤114中,通过对由空气流量计61检测的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤115中,基于在步骤114中计算的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为在步骤113A中读入的目标浓空燃比A/Fr而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量作为基准浓燃料喷射量Qbr。接着,在步骤116中,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比目标浓空燃比A/Fr小(A/F<A/Fr),即判断混合气体的空燃比是否比目标浓空燃比浓る。这里,当判断为A/F<A/Fr时,例程进入到步骤117之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比目标浓空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fr时,例程进入到步骤121之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比目标浓空燃比浓的处理。
当在图5的步骤116中判断为A/F<A/Fr、即判断为混合气体的空燃比比目标浓空燃比浓、例程进入到步骤117时,计算混合气体的空燃比和目标浓空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤118中,当考虑在步骤117中计算出的空燃比差ΔA/F时,计算为了使混合气体的空燃比变得比目标浓空燃比稀而将在步骤115中计算出的基准浓燃料喷射量Qbr减少的量(减量修正量)ΔQdr。接着,在步骤119中,将在步骤115中计算出的基准浓燃料喷射量Qbr减少在步骤118中计算出的减量修正量ΔQdr(Qbr-ΔQdr),并将该被减少的基准浓燃料喷射量输入到目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,使得从燃料喷射阀39喷射在图5的步骤119中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
另一方面,当在图5的步骤116中判断为A/F≥A/Fr、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤121时,计算混合气体的空燃比和目标浓空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤122中,当考虑在步骤121中计算出的空燃比差ΔA/F时,计算出为了使混合气体的空燃比比目标浓空燃比浓而将在步骤115中计算出的基准浓燃料喷射量Qbr增加的量(增量修正量)ΔQir。接着,在步骤123中,使在步骤115中计算出的基准浓燃料喷射量Qbr增加在步骤122中计算出的增量修正量ΔQir(Qbr+ΔQir),并将该被增加的基准浓燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在图5的步骤123中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
另一方面,当在图5的步骤113中判断为不要求执行浓控制、即判断为要求执行断油控制、例程进入到步骤124时,从ECU 70读入在断油控制中最佳的进气量来作为基准进气量Gabfc。这里,该基准进气量Gabfc是预先通过实验等求出断油控制中最佳的进气量、并将该进气量作为基准进气量存储在ECU 70中的。接在步骤124之后,在步骤125中,对目标燃料喷射量TQ输入零。接着,在步骤126中,在步骤124中读入的基准进气量Gabfc被输入给目标进气量TGa,例程结束。
然后,在该情况下,由于在图5的步骤125中目标燃料喷射量TQ被设定为零,因此不从燃料喷射阀39喷射燃料,而是控制节流阀46的开度,以使得在步骤126中被设定的目标进气量TGa的空气吸入到燃烧室25。
接着,对执行按照第一实施方式的混合气体的空燃比的控制的流程图的另外的一个例子进行说明。在该例子,使用图6~图8、以及图5的流程图。此外,由于图5的流程图已经进行了说明,省略其详细的说明。
当图6的例程开始时,首先在步骤200中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤201之后的步骤。另一方面,当判断为不要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤113之后的步骤,执行浓控制、或者执行断油控制。
当在图6的步骤200中要求执行理想配比控制、例程进入到步骤201时,通过对由空气流量计61检测出的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤202中,基于在步骤201中计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应该从燃料喷射阀39喷射饿燃料的量作为基准燃料喷射量Qbst。接着,在步骤203中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤204中,从图3的映射中读入与在步骤203中估计出的催化剂温度Tc对应的目标振幅TΔA/Fst。接着,在步骤205中,计算下游侧空燃比传感器54检测出比理论空燃比稀的空燃比持续的期间(以下将该期间称为“稀持续期间”)Tlean。接着,在步骤206中,计算下游侧空燃比传感器检测出比理论空燃比浓的空燃比持续的期间(以下将该期间称为“浓持续期间”)Trich。接着,在步骤207中,判断在步骤205中计算出的稀持续期间Tlean是否比预先确定的期间Tth短(Tlean<Tth)。这里,当判定为Tlean<Tth时,例程进入到步骤208。另一方面,当判断为Tlean≥Tth时,例程进入到图8的步骤223。
当在图6的步骤207中判断为Tlean<Tth、即判断为稀持续期间比预先确定的期间短、而例程进入到步骤208时,判断在步骤206中计算出的浓持续期间Trich是否比预先确定的期间Tth短(Trich<Tth)。这里,当判断为Trich<Tth时,例程进入到图7的步骤209。另一方面,但判断为Trich≥Tth时,例程进入到图8的步骤217。
当在图6的步骤207中判断为Tlean<Tth、并且在图6的步骤208中判断为Trich<Tth,即判断为稀持续期间和浓持续期间都比预先确定的期间短、而例程进入到图7的步骤209时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即,判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤210之后的步骤,执行使混合气体的空燃比比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即,当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤214之后的步骤,执行使混合气体的空燃比比理论空燃比浓的处理。
当在图7的步骤209中判断为A/F<A/Fst,即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤210时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤211中,当考虑在图6的步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst和在步骤210中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst,计算将在图6的步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤212中,将在步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤211中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使得从燃料喷射阀39中喷射在图7的步骤212中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图7的步骤209中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤214时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤215中,当考虑在图6的步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst和在步骤214中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓、并且实现在步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst,计算将在图6的步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤216中,将在步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤215中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射在图7的步骤216中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图6的步骤207中判断为Tlean≥Tth、即判断为稀持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图8的步骤223时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在图6的步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst,而计算将在图6的步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQirich。接着,在步骤224中,使在步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤223中计算出的增量修正量ΔQirich(Qbst+ΔQirich),并且该被增加的基准燃料喷射量被输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤226中,示出混合气体的空燃比与理论空燃比相比继续维持在浓的期间的计数器Crich被递增。接着,在步骤227中,判断在步骤226中被递增的计数器Crich是否为预先确定的值Crichth以上(Crich≥Crichth)。这里,当判断为Crich<Crichth时,例程返回到步骤226,计数器Crich还被递增。另一方面,当判断为Crich≥Crichth时,例程进入到步骤228,计数器Crich被清除,例程结束。
即,此时,在步骤227中,到计数器Crich为预先确定的值Crichth以上为止,继续控制燃料喷射阀的动作,使得从燃料喷射阀39喷射在步骤224中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,三效催化剂52释放必要以上吸留的氧,三效催化剂的氧吸留能力被恢复,并且由于仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图6的步骤208中判断为Trich≥Tth、即判断为浓持续期间为预先确定的期间以上、例程进入到图8的步骤217时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀、并且实现在图6的步骤204中读入的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图6的步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdlean。接着,在步骤218中,使在步骤202中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤217中计算出的减量修正量ΔQdlean(Qbst-ΔQdlean),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤220中,表示混合气体的空燃比与理论空燃比相比继续维持在稀的期间的计数器Clean被递增。接着,在步骤221中,判断在步骤220中被递增的计数器Clean是否为预先确定的值Cleanth以上(Clean≥Cleanth)。这里,当判断为Clean<Cleanth时,例程返回到步骤220,计数器Clean还被递增。另一方面,当判断为Clean≥Cleanth时,例程进入到步骤222,计数器Clean被清除,例程结束。
即,此时,在步骤221中,在计数器Clean变为预先确定的值Cleanth以上为止,继续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射在步骤218中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52吸留足够量的氧而三效催化剂的氧释放能力被恢复、并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
在上述的第一实施方式的理想配比控制中,为了实现当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的程度(目标稀程度)、以及当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的程度(目标浓程度),应设为目标的混合气体的空燃比的振幅、即目标振幅仅根据催化剂温度(三效催化剂52的温度)而被设定。但是,可以将该目标振幅如下来设定。
即,如上所述,三效催化剂52具有当流入到其中的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入到其中的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的氧吸留和释放能力。因此,当流入到三效催化剂的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时,三效催化剂吸留排出气体中的氧。但是,三效催化剂每单位时间能吸留的氧的量存在限度。因此,即使要流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀,当要流入的排出气体的量多时,三效催化剂也有可能无法吸留排出气体中的全部氧。因此,如上所述,为了较高地维持三效催化剂的净化性能,优选的是将以理论空燃比为中心的比理论空燃比稀的混合气体和比理论空燃比浓的混合气体交替地形成在燃烧室25中,但即使此时的混合气体的空燃比的振幅过分大,三效催化剂的净化性能也不会比固定的净化率高。另一方面,当混合气体的空燃比的振幅过分大而存在不被三效催化剂吸留的氧时,由于该氧堆积在三效催化剂中的未燃燃料燃烧。这里,当不被三效催化剂52吸留的氧多时,堆积在三效催化剂中的未燃燃料有可能一下子燃烧。并且,在未燃燃料一下子燃烧了的情况下,有可能导致三效催化剂热劣化。因此,为了抑制三效催化剂的热劣化,当流入到三效催化剂的排出气体的量多时,即,当被吸入到燃烧室25的空气的量(进气量)多时,可以说应减少流入到三效催化剂的排出气体中的氧的量。因此,在本实施方式(以下称为“第二实施方式”)的理想配比控制中,空燃比的振幅、即混合气体的空燃比以理论空燃比中心而比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比交替地重复的振幅如下被设定。
即,如上所述,流入到三效催化剂52的排出气体的量、即被吸入到燃烧室25的空气的量(进气量)越多,导致三效催化剂的热劣化的可能性变得越高。因此,在第二实施方式中,即使流入到三效催化剂也不会导致三效催化剂的热劣化的氧的量以及未燃燃料的量、即混合气体的空燃比被设为比理论空燃比稀时的混合气体的空燃比和混合气体的空燃比被设为比理论空燃比浓时的混合气体的空燃比之间的幅度、即混合气体的空燃比的振幅根据进气量而预先通过实验等而求出,该振幅如图10的(A)所示,以进气量Ga的函数的映射的形状作为基准振幅ΔA/Fst存储在ECU 70中。这里,如此被存储的基准振幅ΔA/Fst根据图10的(A)可知,当进气量Ga比某量Gath少时取为比较大的固定的值,当进气量Ga比某量Gath多时,进气量Ga越多,越取为小的值。
如与第一实施方式相关而进行说明的那样,为了抑制三效催化剂52的热劣化,应该还考虑催化剂温度(三效催化剂的温度)。即,由于催化剂温度越高三效催化剂中未燃燃料越一下子燃烧,催化剂温度越高,导致三效催化剂的热劣化的可能性越高。因此,根据图10的(A)的映射,当以根据进气量Ga而读入的基准振幅ΔA/Fst将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀或者设为比理论空燃比浓时,随着催化剂温度而存在三效催化剂发生热劣化的可能性。因此,在第二实施方式中,当考虑了催化剂温度时,不会导致三效催化剂的热劣化的空燃比的振幅的上限值与催化剂温度对应而预先通过实验等求出,该上限值如图10的(B)所示,以催化剂温度Tc的函数的映射的形状作为目标振幅上限值ΔA/Fstg存储在ECU 70中。这里,如此被存储的目标振幅上限值ΔA/Fstg根据图10的(B)可知,当催化剂温度Tc比某温度Tcth低时取为比较大的固定的值,当催化剂温度Tc比某温度Tcth高时,催化剂温度Tc越高,越取为小的值。
并且,在第二实施方式的理想配比控制中,从图10的(A)的映射读入与进气量Ga对应的基准振幅ΔA/Fst,并且,从图10的(B)的映射读入与催化剂温度Tc对应的目标振幅上限值ΔA/Fstg。然后,比较这些基准振幅ΔA/Fst和目标振幅上限值ΔA/Fstg,当基准振幅比目标振幅上限值小时,将从图10的(A)的映射读入的基准振幅ΔA/Fst直接设定为目标振幅,为了实现该被设定的目标振幅,修正如上所述计算出的基准燃料喷射量Qbst。详细地说,当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时,为了实现目标振幅TΔA/Fst,如上所述计算的基准燃料喷射量Qbst被减少,当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,为了实现目标振幅TΔA/Fst,如上所述计算出的基准燃料喷射量Qbst被增加。并且,将如此修正后的基准燃料喷射量设定为目标燃料喷射量,并控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射该目标燃料喷射量的燃料。
另一方面,当从图10的(A)的映射读入的基准振幅ΔA/Fst比从图10的(B)的映射读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg大时,从图10的(B)的映射读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg被设定为目标振幅,为了实现该被设定的目标振幅,修正如上所述计算出的基准燃料喷射量Gbst。详细地说,当混合气体的空燃比比理论空燃比浓时,为了实现目标振幅TΔA/Fstg,减少如上所述计算出的基准燃料喷射量Qbst,当混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,为了实现目标振幅TΔA/Fstg,增加如上所述计算出的基准燃料喷射量Qbst。并且,将如此修正后的基准燃料喷射量设定为目标燃料喷射量,并控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射该目标燃料喷射量的燃料。
如上所述,通过根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)控制从燃料喷射阀39喷射的燃料的量,由此能够抑制三效催化剂的热劣化。
此外,所说的为了实现如上所述的目标振幅而修正基准燃料喷射量的方法也能够应用在以下的情况上:如与第一实施方式相关而说明的那样,当由下游侧空燃比传感器检测的空燃比比理论空燃比浓的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比稀,另一方面,当由下游侧空燃比传感器检测出的空燃比比理论空燃比浓的期间比较长时,在一定期间将混合气体的空燃比维持在比理论空燃比稀。
接着,对于执行按照第二实施方式的混合气体的空燃比的控制的流程图的一个例子进行说明。在第二实施方式的混合气体的空燃比控制中,使用了图11、图12、以及图5的流程图。此外,由于对于图5的流程图已经进行了说明,因此省略其说明。
当图11的例程开始时,首先,在步骤300中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤301之后的步骤,执行理想配比控制。另一方面,当判断为不要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤113之后的步骤,执行将混合气体的空燃比控制在比理论空燃比浓的空燃比的控制(浓控制)、或者执行停止来自燃料喷射阀39的燃料的喷射的控制、即将燃料喷射量设为零的控制(断油控制)。
当在图11的步骤300中判断为要求执行理想配比控制、例程进入到步骤301时,通过对由空气流量计61检测出的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤302中,基于在步骤301中计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量作为基准燃料喷射量Qbst。接着,在步骤304中,从图10的(A)的映射读入与在步骤301中计算出的进气量Ga对应的基准振幅ΔA/Fst。接着,在步骤305中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤306中,从图10的(B)的映射读入与在步骤305中估计出的催化剂温度Tc对应的目标振幅上限值ΔA/Fstg。接着,在图12的步骤307中,判断在图11的步骤304中读入的基准振幅ΔA/Fst是否比在图11的步骤306中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg小(ΔA/Fst<ΔA/Fstg)。这里,当判断为ΔA/Fst<ΔA/Fstg时,例程进入到步骤308,在图11的步骤304中读入的基准振幅ΔA/Fst被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤309。另一方面,当判断为ΔA/Fst≥ΔA/Fstg时,例程进入到步骤314,在图11的步骤306中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤309。
当图12的步骤308或者步骤314被执行、例程进入到步骤309时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤310之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即,当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤315之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图12的步骤309中判断为A/F<A/Fst、即判断为判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤310时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤311中,当考虑在步骤308或者步骤314中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤310中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤308或者步骤314中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算将在图11的步骤302中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤312中,使在图11的步骤302中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤311中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使得从燃料喷射阀39中喷射在图12的步骤312中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图12的步骤309中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤315时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤316中,当考虑了在步骤308或者步骤314中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤315中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤308或者步骤314中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算将在图11的步骤302中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤317中,使在图11的步骤302中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤316中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射在图12的步骤317中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
接着,对于执行按照第二实施方式的混合气体的空燃比的控制的流程图的另外一个例子进行说明。在该例子中,使用了图13~图15、以及图5的流程图。此外,由于图5的流程图已经进行了说明,因此省略其说明。
当图13的例程开始时,首先在步骤400中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤401之后的步骤。另一方面,当判断为不要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤113之后的步骤,执行浓控制、或者执行断油控制。
当在图13的步骤400中判断为要求执行理想配比控制、例程进入到步骤401时,通过对由空气流量计61检测出的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤402中,基于在步骤401中计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量来作为基准燃料喷射量Qbst。接着,在步骤404中,从图10的(A)的映射读入与在步骤401中计算出的进气量Ga对应的基准振幅ΔA/Fst。接着,在步骤405中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤406中,从图10的(B)的映射读入与在步骤405中估计出的催化剂温度Tc对应的目标振幅上限值ΔA/Fstg。接着,在步骤407中,判断在步骤404中读入的基准振幅ΔA/Fst是否比在步骤406中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg小(ΔA/Fst<ΔA/Fstg)。这里,当判断为ΔA/Fst<ΔA/Fstg时,例程进入到步骤408,并将在步骤404中读入的基准振幅ΔA/Fst输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤409。另一方面,当判断为ΔA/Fst≥ΔA/Fstg时,例程进入到步骤411,将在步骤406读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤409。
当执行图13的步骤408或者步骤411、例程进入到步骤409时,计算下游侧空燃比传感器54持续检测出比理论空燃比稀的空燃比的期间(稀持续期间)Tlean。接着,在步骤410中,计算下游侧空燃比传感器持续检测出比理论空燃比浓的空燃比的期间(浓持续期间)Trich。接着,在图14的步骤412中,判断在图13的步骤409计算出的稀持续期间Tlean是否比预先确定的期间Tth短(Tlean<Tth)。这里,当判断为Tlean<Tth时,例程进入到步骤413。另一方面,当判断为Tlean≥Tth时,例程进入到图15的步骤428。
当在图14的步骤412中判断为Tlean<Tth、即判断为稀持续期间比预先确定的期间短、例程进入到步骤413时,判断在图13的步骤410中计算出的浓持续期间Trich是否比预先确定的期间Tth短(Trich<Tth)。这里,当判断为Trich<Tth时,例程进入到图15的步骤422。另一方面,当判断为Trich≥Tth时,例程进入到步骤414。
当在图14的步骤412中判断为Tlean<Tth并且在图14的步骤413中判断为Trich<Tth、即判断为稀持续期间和浓持续期间都比预先确定的期间短、例程进入到步骤414时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤415之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤419之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图14的步骤414中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤415时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤416中,当考虑在图13的步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤415中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤417中,使在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤416中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在图14的步骤417中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图14的步骤414中判断为A/F≥A/Fst时、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤419时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤420中,当考虑在步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤419中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst,而计算出在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤421中,使在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤420中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图14的步骤421中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图14的步骤412中判断为Tlean≥Tth、即判断为稀持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图15的步骤428时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在图13的步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQirich。接着,在步骤429中,使在步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤428中计算出的增量修正量ΔQirich(Qbst+ΔQirich),并且该被增加的基准燃料喷射量被输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤431中,表示混合气体的空燃比被持续维持在比理论空燃比浓的期间的计数器Crich被递增。接着,在步骤432中,判断在步骤431中被递增的计数器Crich是否为预先确定的值Crichth以上(Crich≥Crichth)。这里,当判断为是Crich<Crichth时,例程返回到步骤431,计数器Crich还被递增。另一方面,当判断为Crich≥Crichth时,例程进入到步骤433,计数器Crich被清除,例程结束。
即,此时,在步骤432中,到计数器Crich为预先确定的值Crichth以上位置,持续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在步骤429中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52释放必要以上吸留的氧而三效催化剂的氧吸留能力被恢复,并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图14的步骤413中判断为Trich≥Tth、即判断为浓持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图15的步骤422时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在图13的步骤408或者步骤411中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图13的步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdlean。接着,在步骤423中,使在步骤402中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤422中计算出的减量修正量ΔQdlean(Qbst-ΔQdlean),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤425中,表示混合气体的空燃比被持续维持在比理论空燃比稀的期间的计数器Clean被递增。接着,在步骤426中,判断在步骤425中被递增的计数器Clean是否为预先确定的值Cleanth以上(Clean≥Cleanth)。这里,当判断为Clean<Cleanth时,例程返回到步骤425,计数器Clean还被递增。另一方面,当判断为Clean≥Cleanth时,例程进入到步骤427,计数器Clean被清除,例程结束。
即,此时,在步骤426中,到计数器Clean为预先确定的值Cleanth以上为止,继续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀390中喷射出在步骤423中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52吸留足够量的氧而三效催化剂的氧释放能力被恢复,并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
此外,如与第一实施方式相关而进行的说明的那样,如比理论空燃比稀的排出气体和比理论空燃比浓的排出气体交替地流入到三效催化剂52那样,当比理论空燃比稀的混合气体和比理论空燃比浓的空燃比交替地形成在燃烧室25时,三效催化剂的净化性能被较高地维持。这里,一般空燃比的振幅、即混合气体的空燃比以理论空燃比为中心而使比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比交替地重复的振幅越大,三效催化剂的净化性能越被较高地维持。因此,当考虑该观点时,在第一实施方式以及第二实施方式的理想配比控制中,由于根据催化剂温度而空燃比的振幅被减小,因此可以说三效催化剂的净化性能降低了相应的量。但是,一般情况下催化剂温度越高,三效催化剂的净化性能变得越高。并且,在上述的第一实施方式以及第二实施方式的理想配比控制中,催化剂温度越高,空燃比的振幅变得越小。因此,在第一实施方式以及第二实施方式中,当催化剂温度高而三效催化剂的净化性能高时,由于空燃比的振幅被减小,因此三效催化剂的净化性能被足够高地维持。
另外,上述的第一实施方式在将混合气体的空燃比控制为理论空燃比的理想配比控制中根据催化剂温度控制混合气体的空燃比的振幅,上述的第二实施方式在将混合气体的空燃比控制为理论空燃比的理想配比控制中根据进气量以及催化剂温度来控制混合气体的空燃比的振幅。但是,与第一实施方式或者第二实施方式的理想配比控制中的空燃比的振幅的设定有关的方法也能应用在将混合气体的空燃比控制在比理论空燃比浓的空燃比的控制上。即,设为目标的空燃比被设为比理论空燃比浓的空燃比(以下将该空燃比称为“目标浓空燃比”),当混合气体的空燃比比目标浓空燃比浓时进行控制,使得混合气体的空燃比比目标浓空燃比稀并且比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标浓空燃比稀时进行控制,使得混合气体的空燃比比目标浓空燃比浓并且比理论空燃比浓,与第一实施方式或者第二实施方式的理想配比控制中的振幅的设定有关的方法也能应用在上述控制中交替重复混合气体的空燃比以目标浓空燃比为中心而比目标浓空燃比稀固定的程度的空燃比和比目标浓空燃比浓固定的程度的空燃比的振幅的设定上。
另外,与第一实施方式或者第二实施方式的理想配比控制中的混合气体的空燃比的振幅的设定有关的方法也能应用在将混合气体的空燃比控制为比理论空燃比稀的空燃比的控制。即,设为目标的空燃比被设为比理论空燃比稀的空燃比(以下将该空燃比称为“目标稀空燃比”),当混合气体的空燃比比目标稀空燃比浓时进行控制,使得混合气体的空燃比比目标稀空燃比稀并且比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标稀空燃比稀时进行控制,使得混合气体的空燃比比目标稀空燃比浓并且比理论空燃比浓,与第一实施方式或者第二实施方式的理想配比控制中的混合气体的空燃比的振幅的设定有关的方法也能应用与在上述控制中交替地重复混合气体的空燃比以目标稀空燃比为中心而比目标稀空燃比稀固定的程度的空燃比和比目标稀空燃比浓固定的程度的空燃比的振幅的设定上。
另外,上述的第一实施方式以及第二实施方式为了发挥三效催化剂的氧吸留和释放能力而叫较高地维持三效催化剂的净化性能,而设计使比理论空燃比稀的混合气体和比理论空燃比浓的混合气体交替地形成在燃烧室的、理想配比控制中的混合气体的空燃比的振幅的设定。但是,在特定的目的下,在使比理论空燃比稀的混合气体和比理论空燃比浓的混合气体交替地形成在燃烧室的情况下,也能应用与第一实施方式以及第二实施方式的混合气体的空燃比的振幅的设定有关的方法。
另外,在上述的第一实施方式的理想配比控制中,使用与催化剂温度(三效催化剂的温度)无关而总是根据催化剂温度设定的混合气体的空燃比的振幅作为目标振幅。但是,仅当催化剂温度比某温度高时,利用根据催化剂温度设定的混合气体的空燃比的振幅,当催化剂温度比某温度低时,可以使用根据催化剂温度以外的参数设定的混合气体的空燃比的振幅。
另外,在上述的第一实施方式的理想配比控制中,根据催化剂温度(三效催化剂的温度)设定的混合气体的空燃比的振幅除了在催化剂温度在与比较低的某温度相比低时之外,催化剂温度越高,越被设定为小的值。但是,当催化剂温度与上述比较低的某温度相比高、但与比较高的某温度相比低时,混合气体的空燃比的振幅可以被设定为比较大的固定的振幅,当催化剂温度与上述比较高的某温度相比高时,混合气体的空燃比的振幅可以设定为比较小的固定的振幅。
另外,在上述的第二实施方式的理想配比控制中,除了进气量与比较少的某量相比少时之外,进气量越多,根据进气量设定的混合气体的空燃比的振幅越被设定为小的值。但是,当进气量与上述比较少的某量相比多、但与比较多的某量相比少时,混合气体的空燃比的振幅被设定为比较大的固定的振幅,也可以当进气量与上述比较多的某量相比多时将混合气体的空燃比的振幅设定为比较小的固定的振幅。
另外,在上述的第一实施方式中,将与催化剂温度(三效催化剂的温度)无关地、在理想配比控制中总是根据催化剂温度设定的空燃比的振幅(交替重复混合气体的空燃比以理论空燃比为中心而比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比时的空燃比的振幅)设定为目标振幅。但是,在理想配比控制中,仅在催化剂温度与预先确定的温度高时按照第一实施方式设定目标振幅,当催化剂温度比预先确定的温度低时,可以与催化剂温度无关地将一定值的振幅设定为目标振幅。
另外,在上述的第二实施方式中,也与催化剂温度无关地在理想配比控制中总是根据进气量来设定空燃比的振幅,并根据催化剂温度设定空燃比的振幅,将其中的任一个振幅设定为目标振幅。但是,在理想配比控制中,仅在催化剂温度比预先确定的温度高时按照第二实施方式设定目标振幅,当催化剂温度比预先确定的温度低时,可以与催化剂温度无关地将一定值的振幅设定为目标振幅。
最后,对于执行按照该实施方式(以下称为“第三实施方式”)的混合气体的空燃比的控制的流程图的一个例子进行说明。在第三实施方式的混合气体的空燃比控制中,例如使用图5、以及图16~图18的流程图。此外,对于图5的流程图由于已经进行了说明,因此省略其说明。
当图16的例程开始时,首先,在步骤500中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤501之后的步骤,执行理想配比控制。另一方面,当判断为不要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤113之后的步骤,执行将混合气体的空燃比控制为比理论空燃比浓的控制(浓控制),或者执行停止来自燃料喷射阀39的燃料的喷射的控制、即执行将燃料喷射量设为零的控制(断油控制)。
当在图16的步骤500中判断为要求执行理想配比控制、例程进入到步骤501时,通过对由空气流量计61检测出的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤502中,基于在步骤501中计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量作为基准燃料喷射量Qbst。接着,在步骤503中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤504中,判断在步骤503中推定出的催化剂温度Tc是否比预先确定的温度Tcb高(Tc>Tcb)。这里,当判断为Tc>Tcb时,例程进入到步骤506之后的步骤。另一方面,当判断为Tc≤Tcb时,例程进入到图18的步骤519。
当在图16的步骤504中判断为Tc>Tcb、例程进入到步骤506时,从图10的(A)的映射中读入与在步骤501中计算出的进气量Ga对应的基准振幅ΔA/Fst。接着,在步骤507中,从图10的(B)的映射中读入与在步骤503中推定出的催化剂温度Tc对应的目标振幅上限值ΔA/Fstg。接着,在图17的步骤508中,判断在图16的步骤506中读入的基准振幅ΔA/Fst是否比在图16的步骤507中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg小(ΔA/Fst<ΔA/Fstg)。这里,当判断为ΔA/Fst<ΔA/Fstg时,例程进入到步骤509,在图16的步骤506中读入的基准振幅ΔA/Fst被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤510。另一方面,当判断为ΔA/Fst≥ΔA/Fstg时,例程进入到步骤515,在图16的步骤507中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到步骤510。
当图17的步骤509或者步骤515被执行、例程进入到步骤510时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判读为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤511之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤516之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图17的步骤510中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤511时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤512中,当考虑在步骤509或者步骤515中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤511中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤509或者步骤515中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤513中,使在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤512中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图17的步骤513中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不导致三效催化剂的热劣化的量的氧しか三效催化剂に流入しないことから,能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图17的步骤510中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤516时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤517中,当考虑在步骤509或者步骤515中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤516中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤509或者步骤515中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤518中,使在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst增大在步骤517中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图17的步骤518中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当判断为图16的步骤504中Tc≤Tcb、例程进入到图18的步骤519时,从ECU 70读入在催化剂温度Tc是上述预先确定的温度Tcb以下时的理想配比控制中最佳的混合气体的空燃比的振幅作为基准振幅ΔA/Fstb。这里,该基准振幅ΔA/Fstb是当催化剂温度是预先通过实验等求出上述预先确定的温度以下时的理想配比控制中最佳的混合气体的空燃比的振幅、并将该振幅作为基准振幅存储在ECU 70中的。接在步骤519之后,在步骤520中,将在步骤519中读入的基准振幅ΔA/Fstb输入给目标振幅TΔA/Fst。接着,在步骤521中,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤522之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤526之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图18的步骤521中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤522时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤523中,当考虑了在步骤520中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤522中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤520中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤524中,使在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤523中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在步骤524中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
另一方面,当在图18的步骤521中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤526时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤527中,当考虑了在步骤520中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤526中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤520中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤528中,使在图16的步骤502中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤527中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图18的步骤528中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
接着,对执行按照第三实施方式的混合气体的空燃比的控制的流程图的另一个例子进行说明。在该例子中,使用了图19~图22、以及图5的流程图。此外,由于对图5的流程图已经进行了说明,因此省略其说明。
当图19的例程开始时,首先步骤600中判断是否要求执行理想配比控制。这里,当判断为要求执行理想配比控制时,例程进入到步骤601之后的步骤。另一方面,当判断为不要求执行理想配比控制时,例程进入到图5的步骤113之后的步骤,执行浓控制,或者执行断油控制。
当在图19的步骤600中判断为要求执行理想配比控制、例程进入到步骤601时,通过对由空气流量计61检测出的空气的量乘以上述进气量计算系数来计算进气量。接着,在步骤602中,基于在步骤601中计算出的进气量,计算为了将混合气体的空燃比设为理论空燃比而应从燃料喷射阀39喷射的燃料的量作为基准燃料喷射量Qbst。接着,步骤603中,估计催化剂温度(三效催化剂52的温度)Tc。接着,在步骤604中,判断在步骤603中估计出的催化剂温度Tc是否比预先确定的温度Tcb高(Tc>Tcb)。这里,当判断为Tc>Tcb,例程进入到步骤606之后的步骤。另一方面,当判断为Tc≤Tcb时,例程进入到图21的步骤623。
当在图19的步骤604中判断为Tc>Tcb、例程进入到步骤606时,从图10的(A)的映射读入与在步骤601中计算出的进气量Ga对应的基准振幅ΔA/Fst。接着,在步骤607中,从图10的(B)的映射中读入与在步骤603中估计出的催化剂温度Tc对应的目标振幅上限值ΔA/Fstg。接着,在步骤608中,判断在步骤606中读入的基准振幅ΔA/Fst是否比在步骤607中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg小(ΔA/Fst<ΔA/Fstg)。这里,当判断为ΔA/Fst<ΔA/Fstg时,例程进入到步骤609,在步骤606中读入的基准振幅ΔA/Fst被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到图20的步骤611。另一方面,当判断为ΔA/Fst≥ΔA/Fstg时,例程进入到步骤610,在步骤607中读入的目标振幅上限值ΔA/Fstg被输入给目标振幅TΔA/Fst,例程进入到图20的步骤611。
当图19的步骤609或者步骤610被执行、例程进入到图20的步骤611时,计算下游侧空燃比传感器54持续检测出比理论空燃比稀的空燃比的期间(稀持续期间)Tlean。接着,在步骤612中,计算下游侧空燃比传感器持续检测出比理论空燃比浓的空燃比的期间(浓持续期间)Trich。接着,在步骤613中,判断在步骤611中计算出的稀持续期间Tlean是否比预先确定的期间Tth短(Tlean<Tth)。这里,当判断为Tlean<Tth时,例程进入到步骤614。另一方面,当判断为Tlean≥Tth时,例程进入到图22的步骤643。
当在图20的步骤613中判断为Tlean<Tth、即判断为稀持续期间比预先确定的期间短、例程进入到步骤614时,判断在步骤612中计算出的浓持续期间Trich是否比预先确定的期间Tth短(Trich<Tth)。这里,当判断为Trich<Tth时,例程进入到步骤615。另一方面,当判断为Trich≥Tth时,例程进入到图22的步骤637。
当在图20的步骤613中判断为Tlean<Tth并且在图20的步骤614中判断为Trich<Tth、即判断为稀持续期间和浓持续期间都比预先确定的期间短、例程进入到步骤615时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤616之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤620之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图20的步骤615中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤616时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤617中,当考虑了在图19的步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤616中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤618中,使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤617中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在图20的步骤618中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图20的步骤615中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤620时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤621中,当考虑了在步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤620中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤622中,使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤621中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图20的步骤622中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于仅根据进气量以及催化剂温度(三效催化剂52的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图19的步骤604中判断为Tc≤Tcb、例程进入到图21的步骤623时,从ECU 70读入在催化剂温度Tc是上述预先确定的温度Tcb以下时的理想配比控制中最佳的混合气体的空燃比的振幅作为基准振幅ΔA/Fstb。这里,该基准振幅ΔA/Fstb是预先通过实现求出当催化剂温度是上述预先确定的温度以下时的理想配比控制中最佳的混合气体的空燃比的振幅、并将该振幅作为基准振幅存储在ECU 70中的。接在步骤623之后,在步骤624中,将在步骤623中读入的基准振幅ΔA/Fstb输入给目标振幅TΔA/Fst。接着,在步骤625中,计算下游侧空燃比传感器54持续检测出比理论空燃比稀的空燃比的期间(稀持续期间)Tlean。接着,在步骤626中,计算下游侧空燃比传感器持续检测出比理论空燃比浓的空燃比的期间(浓持续期间)Trich。接着,在步骤627中,判断在步骤625中计算出的稀持续期间Tlean是否比预先确定的期间Tth短(Tlean<Tth)。这里,当判断为Tlean<Tth时,例程进入到步骤628。另一方面,当判断为Tlean≥Tth时,例程进入到图22的步骤643。
当在图21的步骤627中判断为lean<Tth、即判断为稀持续期间比预先确定的期间短、例程进入到步骤628时,判断在步骤626中计算出的浓持续期间Trich是否比预先确定的期间Tth短(Trich<Tth)。这里,当判断为Trich<Tth时,例程进入到步骤629。另一方面,当判断为Trich≥Tth时,例程进入到图22的步骤637。
当在图21的步骤627中判断为Tlean<Tth并且在图21的步骤628中判断为Trich<Tth、即判断为稀持续期间和浓持续期间都比预先确定的期间短、例程进入到步骤629时,判断检测空燃比(由上游侧空燃比传感器53检测出的空燃比)、即混合气体的空燃比是否比作为目标空燃比的理论空燃比小(A/F<A/Fst),即判断混合气体的空燃比是否比理论空燃比浓。这里,当判断为A/F<A/Fst时,例程进入到步骤630之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比稀的处理。另一方面,当判断为A/F≥A/Fst时,即当判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀时,例程进入到步骤634之后的步骤,执行将混合气体的空燃比设为比理论空燃比浓的处理。
当在图21的步骤629中判断为A/F<A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比浓、例程进入到步骤630时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤631中,当考虑了在步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤630中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdst。接着,在步骤632中,使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤631中计算出的减量修正量ΔQdst(Qbst-ΔQdst),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在步骤632中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
另一方面,当在图21的步骤629中判断为A/F≥A/Fst、即判断为混合气体的空燃比比理论空燃比稀、例程进入到步骤634时,计算混合气体的空燃比和理论空燃比的差(空燃比差)ΔA/F。接着,在步骤635中,当考虑了在步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst和在步骤634中计算出的空燃比差ΔA/F时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQist。接着,在步骤636中,使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤635中计算出的增量修正量ΔQist(Qbst+ΔQist),并将该被增加的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ,例程结束。
然后,在该情况下,控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在图21的步骤636中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。
另一方面,当在图20的步骤613中判断为Tlean≥Tth、即判断为稀持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图22的步骤643时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在图19的步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图19的步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQirich。接着,在步骤644中,使在步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst增加在步骤643中计算出的增量修正量ΔQirich(Qbst+ΔQirich),并且该被增加的基准燃料喷射量被输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤646中,表示混合气体的空燃比被继续维持在比理论空燃比浓的期间的计数器Crich被递增。接着,在步骤647中,判断在步骤646中被递增的计数器Crich是否为预先确定的值Crichth以上(Crich≥Crichth)。这里,当判断为Crich<Crichth时,例程返回到步骤646,计数器Crich还被递增。另一方面,当判断为Crich≥Crichth时,例程进入到步骤648,计数器Crich被清除,例程结束。
即,此时,在步骤647中,到计数器Crich为预先确定的值Crichth以上为止,持续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在步骤644中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52释放必要以上吸留的氧而恢复三效催化剂的氧吸留能力、并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图20的步骤614中判断为Trich≥Tth、即判断为浓持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图22的步骤637时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在图19的步骤609或者步骤610中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图19的步骤602计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdlean。接着,在步骤638中,使在步骤602中计算出的基准燃料喷射量Qbst减少在步骤637中计算出的减量修正量ΔQdlean(Qbst-ΔQdlean),并将该被减少的基准燃料喷射量输入给目标燃料喷射量TQ。接着,在步骤640中,表示混合气体的空燃比被继续维持在比理论空燃比稀的期间的计数器Clean被递增。接着,在步骤641中,判断在步骤640中被递增的计数器Clean是否为预先确定的值Cleanth以上(Clean≥Cleanth)。这里,当判断为Clean<Cleanth时,例程返回到步骤640,计数器Clean还被递增。另一方面,当判断为Clean≥Cleanth时,例程进入到步骤642,计数器Clean被清除,例程结束。
即,此时,在步骤641中,到计数器Clean为预先确定的值Cleanth以上为止,持续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀喷射出在步骤638中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52吸留足够量的氧而恢复三效催化剂的氧释放能力、并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图21的步骤627中判断为Tlean≥Tth、即判断为稀持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图22的步骤643时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比浓并且实现在图21的步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图19的步骤602计算出的基准燃料喷射量Qbst增加的量(增量修正量)ΔQirich。并且,这之后如上所述,执行步骤644~步骤648。
此时在步骤647中,到计数器Crich为预先确定的值Crichth以上为止,也持续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39中喷射出在步骤644中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52释放必要以上吸留的氧而恢复三效催化剂的氧吸留能力、并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的未燃燃料流入到三元催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。
另一方面,当在图21的步骤628中判断为Trich≥Tth、即判断为浓持续期间是预先确定的期间以上、例程进入到图22的步骤637时,为了使混合气体的空燃比比理论空燃比稀并且实现在图21的步骤624中设定的目标振幅TΔA/Fst,计算使在图19的步骤602计算出的基准燃料喷射量Qbst减少的量(减量修正量)ΔQdlean。并且,这之后如上所述,执行步骤638~步骤642。
此时在步骤641中,到计数器Clean为预先确定的值Cleanth以上为止,也持续控制燃料喷射阀的动作,以使从燃料喷射阀39喷射出在步骤638中设定的目标燃料喷射量TQ的燃料。根据上述,由于三效催化剂52吸留足够量的氧而三效催化剂的氧释放能力被恢复、并且仅根据催化剂温度(三效催化剂的温度)而不会导致三效催化剂的热劣化的量的氧流入到三效催化剂,因此能够抑制三效催化剂的热劣化。

Claims (10)

1.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室中的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,从而以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时设定的振幅。
2.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,由此以理论空燃比为中心而将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制在比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,与催化剂温度相关设定的振幅被采用为所述预先确定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时设定的振幅。
3.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,由此以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅被采用为所述预先确定的振幅,当进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于当进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,当催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅小于与催化剂温度相关设定的振幅时采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
4.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧化能力的催化剂,当形成在燃烧室的混合气体的空燃比比目标空燃比浓时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比稀预先确定的程度并且变得比理论空燃比稀,并且当混合气体的空燃比比目标空燃比稀时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比比目标空燃比浓所述预先确定的程度并且变得比理论空燃比浓,由此以目标空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,当催化剂温度比预先确定的温度高时采用与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅小时,采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时,采用根据催化剂温度设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
5.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并且当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,由此以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,采用与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅小时,采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时,采用与催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
6.一种内燃机的空燃比控制装置,其中,
在排气通路中包含具有氧吸留和释放能力以及氧化能力的催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力,当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第一氧量少的氧释放状态时控制混合气体的空燃比,使得混合气体的空燃比变得比理论空燃比稀,并且当该催化剂处于吸留在其中的氧的量比预先确定的第二氧量多的氧吸留状态时控制混合气体的空燃比,使得变得比混合气体的空燃比浓,从而以理论空燃比为中心将混合气体的空燃比以预先确定的振幅交替地控制为比理论空燃比稀的空燃比和比理论空燃比浓的空燃比,在所述内燃机的空燃比控制装置中,当将吸入到燃烧室的空气的量称为进气量、将所述催化剂的温度称为催化剂温度时,当催化剂温度比预先确定的温度高时,采用与进气量或者催化剂温度相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,进气量比预先确定的量多时与进气量相关设定的振幅小于进气量比所述预先确定的量少时与进气量相关设定的振幅,催化剂温度比预先确定的温度高时与催化剂温度相关设定的振幅小于催化剂温度比所述预先确定的温度低时与催化剂温度相关设定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅小时,采用与进气量相关设定的振幅作为所述预先确定的振幅,当与进气量相关设定的振幅比与催化剂温度相关设定的振幅大时,采用根据催化剂温度设定的振幅作为所述预先确定的振幅。
7.如权利要求3至6中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其中,进气量越多,与进气量相关设定的振幅越小。
8.如权利要求1至7中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其中,催化剂温度越高,与催化剂温度相关设定的振幅越小。
9.如权利要求1至8中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其中,所述催化剂是当流入到其中的排出气体的空燃比是理论空燃比附近的空燃比时以预先确定的净化率同时净化氮氧化物、一氧化碳、碳化氢的三效催化剂,并且是具有氧吸留和释放能力的三效催化剂,所述氧吸留和释放能力是指当流入的排出气体的空燃比比理论空燃比稀时吸留排出气体中的氧、并在流入的排出气体的空燃比比理论空燃比浓时释放所吸留的氧的能力。
10.如权利要求1至9中任一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其中,所述目标空燃比是理论空燃比。
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