CN111936731A - 空燃比控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空燃比控制装置(40)，在火花点火式的发动机(10)中，设定目标空燃比并基于该目标空燃比进行空燃比控制。该空燃比控制装置(40)具备：稀燃烧判定部，判定目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的一侧，且以该目标空燃比在发动机中进行稀燃烧的情况；目标NOx设定部，根据发动机的运转条件来设定目标NOx浓度；取得部，取得在发动机的排气通路中由NOx浓度检测部(34)检测到的实际NOx浓度；以及校正部，在判定为正在进行稀燃烧的情况下，基于目标NOx浓度和实际NOx浓度来校正目标空燃比。

Description

空燃比控制装置

关联申请的相互参照：本申请基于2018年4月9日提出的日本申请号2018-074959号，在此援用其记载内容。

技术领域

本发明涉及发动机的空燃比控制装置。

背景技术

在能够使比理论空燃比稀薄的空燃比的混合气燃烧的发动机中，通过控制混合气中的空燃比的稀程度，能够减轻NOx的排出量。但是，当空燃比超过稀界限时，会产生不发火，由此燃烧变动变大。这成为驾驶性降低的主要原因，因此不优选。

以往，提出有如下技术：根据发动机的转速变动、扭矩变动来检测燃烧变动，并基于该检测结果来进行空燃比控制以使其不超过稀界限，由此抑制发动机的燃烧状态恶化(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-166938号公报

发明内容

但是，在上述那样基于燃烧变动来进行空燃比控制的构成中，在增大燃烧变动的判定阈值的情况下，担心在内燃机的燃烧状态明确恶化之前无法检测到该状态，另一方面，在减小判定阈值的情况下，担心即使是正常燃烧也会被误检测为燃烧状态恶化。如此，在实现NOx排出量削减并且实现燃烧稳定化的方面，空燃比控制还存在改善的余地。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够实施适当的空燃比控制的发动机的空燃比控制装置。

以下，对用于解决上述课题的手段进行记载。

本发明为一种空燃比控制装置，在火花点火式的发动机中，设定目标空燃比，并基于该目标空燃比来进行空燃比控制，具备：

稀燃烧判定部，判定上述目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的一侧，且以该目标空燃比在上述发动机中进行稀燃烧的情况；

目标NOx设定部，根据上述发动机的运转条件来设定目标NOx浓度；

取得部，取得在上述发动机的排气通路中由NOx浓度检测部检测到的实际NOx浓度；以及

校正部，在判定为正在进行上述稀燃烧的情况下，基于上述目标NOx浓度和上述实际NOx浓度来校正上述目标空燃比。

当在发动机中进行稀燃烧的情况下，存在燃烧温度越高则NOx排出量越多、燃烧温度越低则NOx排出量越少的倾向，可以认为能够根据该NOx排出量来掌握发动机的燃烧状态。例如，在NOx排出量较多的情况下，能够推测为是燃烧温度较高的状态、即燃烧状态良好，在NOx排出量较少的情况下，能够推测为是燃烧温度较低的状态、即燃烧状态不良好。

在本发明中，着眼于上述关联性，在判定为正在进行稀燃烧的情况下，基于目标NOx浓度和实际NOx浓度来校正目标空燃比。由此，在实现从发动机的NOx排出量的适当化并且实现燃烧稳定化的方面，能够实施适当的空燃比控制。

附图说明

参照附图并且根据下述的详细描述，本发明的上述目的以及其他目的、特征、优点将变得更加明确。该附图为：

图1是表示发动机控制系统的概要构成的图，

图2是表示空燃比稀区域中的空气过剩率λ与NOx浓度以及燃烧稳定指数COV之间的关系的图，

图3是表示校正值计算处理的流程图，

图4是表示进气流量以及发动机转速与延迟时间之间的关系的图，

图5是表示NOx浓度偏差与目标空燃比的校正值之间的关系的图，

图6是表示目标空燃比的校正处理的流程图，

图7是具体表示校正目标空燃比的处理的时序图，

图8是具体表示校正目标空燃比的处理的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图对将本发明的空燃比控制装置具体化的一个实施方式进行说明。

在本实施方式中，以作为内燃机的火花点火式的车载多气缸汽油发动机为对象来构建发动机控制系统，在该控制系统中，以电子控制单元(以下，称为ECU)为中枢来实施燃料喷射量的控制、点火时间的控制等。首先，使用图1对发动机控制系统的概要构成进行说明。

在发动机10的进气管11的最上游部设置有空气滤清器12，在该空气滤清器12的下游侧设置有用于检测吸入空气量(进气流量)的空气流量计13。在空气流量计13的下游侧设置有由DC马达等节气门致动器15进行开度调节的节气门14。节气门14的开度(节气门开度)由内置于节气门致动器15的节气门开度传感器检测。在节气门14的下游侧设置有稳压箱16，在该稳压箱16上设置有用于检测进气管压力的进气管压力传感器17。此外，在稳压箱16上连接有向发动机10的各气缸导入空气的进气歧管18，在进气歧管18上，在各气缸的进气口附近安装有喷射供给燃料的电磁驱动式的燃料喷射阀19。

在发动机10的进气口和排气口分别设置有进气门21和排气门22，通过进气门21的打开动作而空气与燃料的混合气被导入燃烧室23内，通过排气门22的打开动作而燃烧后的排气被排出到排气管24。在发动机10的气缸盖上针对每个气缸安装有火花塞27，通过由点火线圈等构成的未图示的点火装置(点火器)在所希望的点火时间对火花塞27施加高电压。通过该高电压的施加，在各火花塞27的对置电极间产生火花放电，导入燃烧室23内的混合气被点火而用于燃烧。

在排气管24中，作为对废气中的CO、HC、NOx等进行净化的排气净化装置而配置有三元催化剂31以及NOx催化剂33。三元催化剂31在理论空燃比附近对排气中的HC、CO和NOx这三种成分界限净化。NOx催化剂33是NOx吸藏还原型催化剂，在稀空燃比的燃烧时吸藏排气中的NOx，在浓空燃比的燃烧时，使吸藏的NOx与浓成分(CO、HC等)反应而净化。在三元催化剂31的上游侧设置有空燃比传感器32(详细来说为A/F传感器)，在三元催化剂31与NOx催化剂33之间设置有NOx传感器34。

此外，在发动机10的气缸体上设置有检测冷却水温的冷却水温传感器36、按照发动机10的规定曲柄角(例如以30°CA周期)输出矩形的曲柄角信号的曲柄转角传感器35。

上述各种传感器的输出被输入到负责发动机控制的ECU40。ECU40是以微型计算机为主体而构成的电子控制单元，使用各种传感器的检测信号来实施发动机10的各种控制。ECU40由发动机控制用的微型计算机41、喷射器驱动用的电子驱动装置(EDU42)、数据备份用的存储器43等构成。微型计算机41例如根据发动机转速、发动机负载等发动机运转条件，计算燃料的要求喷射量，并且根据基于该要求喷射量计算出的喷射时间来生成喷射脉冲，并输出到EDU42。在EDU42中，根据喷射脉冲对燃料喷射阀19进行开阀驱动，使其喷射与要求喷射量相应的燃料。ECU40相当于“空燃比控制装置”。存储器43是即使在IG开关关断后也能够保持存储内容的备份RAM、EEPROM等存储部。

微型计算机41具有实施空燃比反馈控制的功能，通过基于目标空燃比、与由空燃比传感器32检测到的实际空燃比之间的偏差来控制燃料喷射量，由此实施空燃比反馈控制。在本实施方式中，作为该空燃比反馈控制，将目标空燃比设定在比理论空燃比靠稀侧，并实施基于该稀目标空燃比的稀燃烧控制。例如，微型计算机41根据发动机10的运转条件来判定是否能够实施稀燃烧，在能够实施的情况下，将发动机燃烧模式设为稀燃烧模式，并基于为稀值的目标空燃比来实施空燃比反馈控制。

然而，当在发动机10中进行稀燃烧的情况下，存在燃烧温度越高则NOx排出量越多、燃烧温度越低则NOx排出量越少的倾向，可以认为能够根据该NOx排出量来掌握发动机10的燃烧状态。例如，在NOx排出量较多的情况下，能够推测为是燃烧温度较高的状态、即燃烧状态良好，在NOx排出量较少的情况下，能够推测为是燃烧温度较低的状态、即燃烧状态不良好。

因此，在本实施方式中，着眼于上述关联性，在判定为正在进行稀燃烧的情况下，基于目标NOx浓度和实际NOx浓度来校正目标空燃比。此处，目标NOx浓度可以根据发动机10的运转条件来设定，具体而言，基于发动机转速以及发动机负载(或要求扭矩)来设定。此外，实际NOx浓度是从发动机10排出的排气中的实际的NOx浓度，根据NOx传感器34的检测值来求出。

在图2中示出了在空燃比稀区域中空气过剩率λ(空燃比)与NOx浓度之间的关系、以及空气过剩率λ与发动机10的燃烧稳定指数COV(Coefficient of Variation)之间的关系。另外，燃烧稳定指数COV是表示燃烧稳定性的指标，其值越大则表示燃烧越不稳定。

如图2所示，NOx浓度具有空气过剩率λ越大、即稀程度越大则变得越低的倾向，燃烧稳定指数COV具有空气过剩率λ越大、即稀程度越大则变得越大的倾向。在该情况下，当考虑NOx浓度的上限值和燃烧稳定指数COV的上限值时，稀燃烧时的目标空燃比(空气过剩率λ)优选设定在图中X的范围内。即，在空燃比稀区域中，存在由NOx允许限度决定的空燃比的浓侧界限值和由燃烧稳定性的允许限度决定的空燃比的稀侧界限值，这些浓侧界限值与稀侧界限值之间成为范围X。另外，当空燃比的稀程度变大时，发动机10的旋转变动变大，因此决定有旋转变动界限值。

在稀燃烧模式下，在实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况下，微型计算机41将目标空燃比向稀程度变大的一侧校正。由此，NOx浓度降低。此外，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，微型计算机41将目标空燃比向稀程度变小的一侧校正。由此，实现燃烧稳定性的提高。

在本实施方式中构成为，基于实际NOx浓度和目标NOx浓度来计算目标空燃比的校正值Δλ，该校正值Δλ存储在存储器43中，并被适当更新。总之，计算校正值Δλ的处理被作为学习处理来实施，校正值Δλ被作为学习值而存储到存储器43中。但是，也可以是不将校正值Δλ的计算作为学习处理来实施的构成。在所述情况下，在车辆的点火开关关断时删除校正值Δλ，在点火开关开通后再次计算校正值Δλ。

接着，参照图3的流程图来说明在稀燃烧模式下计算目标空燃比的校正值的处理。该计算处理是由微型计算机41定期实施的处理。

在图3中，在步骤S101中，通过实施条件判定处理，判定对目标空燃比的校正值进行计算的实施条件是否成立。在本实施方式中，微型计算机41对以下所示的第1～第5条件分别判定是否成立。

微型计算机41首先作为第1条件，判定对发动机10的燃烧状态造成影响的各种学习结束的情况。具体而言，判定与燃料喷射阀19的驱动(例如闭阀正时、开阀正时)相关的学习、可变气门机构(例如VCT、VVL)的基准位置学习、外部EGR功能的EGR阀基准位置学习结束的情况。即，在对发动机10的燃烧状态造成影响的各种学习未完成的情况下，可以认为NOx排出量、燃烧稳定性会产生偏差，且由于其影响而无法适当地计算目标空燃比的校正值，因此设为条件不成立。

微型计算机41作为第2条件，判定发动机10不是过渡运转状态的情况。具体而言，判定要求扭矩的变化量遍及预先设定的期间成为规定的范围内的情况。即，可以认为，在过渡运转时以及过渡运转紧后，NOx排出量不稳定，而无法适当地计算目标空燃比的校正值的可能性变高。另外，关于是否为过渡运转状态的判定，还能够基于发动机转速、发动机负载、进气流量、进气压力、燃料喷射量、车速、加速度等与发动机10的运转状态相关的参数来判定。此外，也可以根据排气中的NOx量的变化来判定。

此外，微型计算机41作为第3条件，判定空燃比传感器32以及NOx传感器34均为激活状态的情况，作为第4条件，判定不存在各种故障履历的情况，作为第5条件，判定在稀运转中(即除了理论运转以及浓净化以外的状态)的情况。

然后，在接下来的步骤S102中，基于步骤S101的判定结果，判定实施条件是否成立、即上述第1～第5条件是否全部成立。在该情况下，如果实施条件成立，则进入后续的步骤S103，如果实施条件不成立，则直接结束本处理。

在步骤S103中，判定NOx浓度提高标志F是否为0。NOx浓度提高标志F的初始状态为F＝0，在此首先设为F＝0来进行说明。在F＝0的情况下，进入步骤S104。

在步骤S104中，基于发动机10的运转条件来设定目标NOx浓度。具体而言，基于发动机转速以及要求扭矩来设定目标NOx浓度。但是，除了发动机转速和要求扭矩之外，还可以基于发动机冷却水温、EGR阀的工作状态、可动驱动阀的工作状态等来设定目标NOx浓度。

在接下来的步骤S105中，计算发动机10的旋转变动量ΔNE。具体而言，对于由曲柄转角传感器35检测到的发动机转速，根据规定时间内的变化量来计算旋转变动量ΔNE。另外，旋转变动量ΔNE的计算方法是任意的，例如在发动机10搭载有缸内压力传感器的情况下，也可以根据每次燃烧的缸内压力的偏差来计算旋转变动量ΔNE。

之后，在步骤S106中，判定旋转变动量ΔNE是否小于预先设定的阈值TH。例如，当发动机10的燃烧状态恶化时，可以认为发动机10的旋转变动变大，旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上。但是，此处，假定发动机10的燃烧状态未恶化、旋转变动量ΔNE小于阈值TH的情况来进行说明。在旋转变动量ΔNE小于阈值TH的情况下，进入步骤S107。

在步骤S107中，基于来自空气流量计13的信息来检测进气流量，在接下来的步骤S108中，基于进气流量和转速NE来实施NOx浓度的输送延迟应对处理。在排气管24中，从发动机10排出的排气到达NOx传感器34需要一定程度的时间。进气流量越少、转速NE越小，则这种延迟越长。微型计算机41例如使用图4的关系，基于进气流量以及转速NE来计算排气的延迟时间。然后，考虑该延迟时间来校正目标NOx浓度。在该情况下，根据进气流量对基于排气的输送的1次延迟的时间常数进行切换。由此，能够使排气管24中的NOx传感器34的位置处的NOx浓度与发动机10中的燃烧定时相匹配。

在接下来的步骤S109中，基于来自NOx传感器34的信息来检测实际NOx浓度。之后，在步骤S110中，通过从实际NOx浓度减去目标NOx浓度来计算NOx浓度偏差(NOx浓度偏差＝实际NOx浓度-目标NOx浓度)。

然后，在步骤S111中，基于NOx浓度偏差来计算目标空燃比的校正值Δλ。在该情况下，如果NOx浓度偏差为正、即实际NOx浓度比目标NOx浓度高，则微型计算机41将校正值Δλ计算为正值，如果NOx浓度偏差为负、即实际NOx浓度比目标NOx浓度低，则微型计算机41将校正值Δλ计算为负值。校正值Δλ是与目标空燃比相加的校正量，如果校正值Δλ为正，则目标空燃比被向稀程度变大的一侧校正(即增校正)。此外，如果校正值Δλ为负，则目标空燃比被向稀程度变小的一侧校正(即减补正)。另外，也可以将校正值Δλ计算为与目标空燃比相乘的校正系数。

对校正值Δλ的计算进行更详细说明。在本实施方式中，使用图5的关系，基于NOx浓度偏差来计算校正值Δλ。在图5中决定有如下关系：在NOx浓度偏差为正的情况(实际NOx浓度＞目标NOx浓度的情况)下，NOx浓度偏差向正侧越大，则作为校正值Δλ而计算出向正侧越大的值。此外，决定有如下关系：在NOx浓度偏差为负的情况(实际NOx浓度＜目标NOx浓度的情况)下，NOx浓度偏差向负侧越大，则作为校正值Δλ而计算出向负侧越大的值。

此外，在图5中，在正侧的校正值Δλ和负侧的校正值Δλ、即使目标空燃比的稀程度增大的一侧的校正和使稀程度减小的一侧的校正中，校正的灵敏度不同。具体而言，与使目标空燃比的稀程度增大的一侧的校正相比，在使稀程度减小的一侧的校正的情况下，校正的灵敏度变大。由此，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，与实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况相比，以更大的校正增益来校正目标空燃比。校正增益分别是对于NOx浓度偏差的校正比例。

在计算出校正值Δλ之后，在步骤S112中，将校正值Δλ存储在存储器43中。校正值Δλ也可以作为学习值而存储在存储器43中。此处，在存储器43中，根据发动机转速、发动机负载这样的发动机运转状态而决定有多个运转区域，按照每个该运转区域来存储校正值Δλ。另外，也可以考虑上述排气的延迟来决定将哪个运转区域作为校正值Δλ的存储目的地。当在成为对象的运转区域中已经存储有校正值Δλ的情况下，可以在进行平滑处理的同时通过本次的校正值Δλ来覆盖(更新)过去值。也可以在进行移动平均处理的同时依次更新校正值Δλ。

此外，当在上述步骤S106中判定为旋转变动量ΔNE为阈值TH以上的情况下，进入步骤S113。例如，当随着目标空燃比的稀化而其稀程度变得过大时，可以认为发动机10的旋转变动变得过大。

在步骤S113中，实施目标NOx浓度的提高处理。即，在步骤S113中，为了与NOx浓度的降低相比优先使燃烧状态稳定，而将目标NOx浓度向变高的一侧变更。在该情况下，通过提高目标NOx浓度，由此NOx浓度偏差(＝实际NOx浓度-目标NOx浓度)变小或者向负侧成为较大的值，因此校正值Δλ变小或者向负侧变大。即，为了实现燃烧稳定性的提高，而将目标空燃比向使稀程度减小的一侧校正。在接下来的步骤S114中，将NOx浓度提高标志F设定为1。

当NOx浓度提高标志F被设定为1时，在步骤S103中进行否定判定。因此，从步骤S103进入步骤S115，判定从NOx浓度提高标志F被设定为1起是否经过了规定时间。另外，在步骤S115中，也可以判定从步骤S113中的目标NOx浓度的提高后旋转变动量ΔNE变得小于阈值TH起，是否经过了规定时间。如果是经过规定时间之前，则在步骤S115中成为否定而暂时结束本处理，如果是经过规定时间之后，则在步骤S115中成为肯定而进入步骤S116。

在步骤S116中，作为目标NOx浓度的降低处理，实施使目标NOx浓度朝向变更前的浓度逐渐变化的处理。在该情况下，当将目标NOx浓度逐渐降低时，与此相伴随而目标空燃比的稀化发展，担心会再次产生发动机10的旋转变动。因此，在步骤S116中，基于旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时(即判定为燃烧状态恶化时)的实际NOx浓度，设定目标NOx浓度的下限值，并通过该下限值来限制目标NOx浓度的降低即可。在限制每单位时间的变化量的同时逐渐进行目标NOx浓度的变更。

另外，在本实施方式中，将旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的实际NOx浓度设定为目标NOx浓度的下限值，但也可以代替该情况，而将旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的实际NOx浓度作为基准，将比其靠高浓度侧或低浓度侧的值设定为目标NOx浓度的下限值。

此处，基于图6对目标空燃比的校正处理进行说明。该校正处理是由微型计算机41定期实施的处理。

在图6中，在步骤S201中，判定是否允许基于校正值Δλ的目标空燃比的校正。具体而言，判定是否满足(1)发动机燃烧模式成为稀燃烧模式、(2)关于发动机10的排气系统未存储有故障履历(诊断信息)的各条件。在满足各条件的情况下，进入步骤S202，将校正值Δλ与目标空燃比的基准值相加，由此校正目标空燃比。此外，在不满足各条件的情况下，不校正目标空燃比而结束本处理。

目标空燃比的基准值是实施目标空燃比的校正的情况下的初始值，是预先决定的稀空燃比的值即可。此外，基准值可以考虑图2的关系来决定，例如，可以基于NOx浓度和燃烧稳定指数COV均变得小于允许限度的范围X来决定基准值。在该情况下，可以考虑将范围X内的中间值、范围X的浓侧界限值、范围X的稀侧界限值等作为基准值。或者，也可以在比范围X的浓侧界限值靠浓侧(稀程度变小的一侧)和比稀侧界限值靠稀侧(稀程度变大的一侧)中的任一侧决定基准值。例如，在使燃烧稳定性优先的情况下，将目标空燃比的基准值设为比范围X的浓侧界限值靠浓侧的值，在使NOx浓度降低优先的情况下，将目标空燃比的基准值设为比范围X的稀侧界限值靠稀侧的值。

在通过图3的处理计算出的校正值Δλ被作为学习值而存储于存储器43的情况下，在下次的车辆行驶(下次行程)中，可以将该校正值Δλ设定为目标空燃比的基准值(初始值)。

此处，参照图7以及图8更具体地说明校正目标空燃比的处理。在图7中示出在所图示的期间内未产生过度的旋转变动的事例，在图8中示出在所图示的期间内产生了过度的旋转变动的事例。在图7以及图8中，分别在ta0、tb0的定时开始基于NOx浓度的目标空燃比的校正。

在图7中，在ta0的定时，作为目标空燃比而设定有基准值。该基准值例如是比图2所示的范围X靠浓侧(稀程度变小的一侧)的值。在ta0以后，基于实际NOx浓度与目标NOx浓度之间的偏差即NOx浓度偏差，来校正目标空燃比。

在该情况下，由于目标空燃比的基准值是比范围X靠浓侧的值，因此实际NOx浓度变多，NOx浓度偏差为正(即实际NOx浓度＞目标NOx浓度)，因此校正值Δλ成为正值，目标空燃比被向稀程度变大的一侧校正。并且，随着目标空燃比的稀程度变大，实际NOx浓度逐渐减少。

之后，在ta1的定时，NOx浓度偏差大致成为零，目标空燃比的增校正完成。另外，在图7中，由于目标空燃比被向稀程度变大的一侧校正，因此产生旋转变动量ΔNE的增加，但其程度较小，旋转变动量ΔNE停留在允许限度以内。

此外，在图8中，与图7同样，在tb0的定时，作为目标空燃比而设定有比图2所示的范围X靠浓侧的基准值，在tb0以后，基于实际NOx浓度与目标NOx浓度之间的偏差即NOx浓度偏差，来校正目标空燃比。由此，目标空燃比被向稀程度变大的一侧校正，实际NOx浓度逐渐减少。

此外，在图8的tb1的定时，在NOx浓度偏差成为零之前、即目标空燃比的校正完成之前，在发动机10中产生旋转变动，且旋转变动量ΔNE达到阈值TH。在使目标空燃比的稀程度逐渐增大的情况下，可以认为燃烧状态比假定提前紊乱而旋转变动过度地变大。例如，当由于吸入空气量的偏差、发动机机械误差等原因而空燃比与燃烧稳定性(COV)之间的关系从正常关系偏离时，可以认为在预想外的目标空燃比产生非意图的旋转变动。

然后，在tb1的定时，目标NOx浓度被提高，与此相伴，目标空燃比被向浓侧(使稀程度减小的一侧)校正。即，在tb1的定时，在目标空燃比被向使稀程度增大的一侧实施校正的状况下，与判定为发动机10的燃烧状态正在恶化的情况相伴随，目标NOx浓度被提高。由此，实现燃烧稳定化。另外，也可以构成为，在tb1的定时，代替提高目标NOx浓度，而将目标空燃比向浓侧(使稀程度减小的一侧)校正。

之后，在tb1以后，旋转变动量ΔNE变得小于阈值TH，在保持该状态而经过了规定时间的tb2的定时，返回到目标NOx浓度降低的一侧。在该情况下，基于旋转变动量ΔNE达到阈值TH时的实际NOx浓度(即tb1的实际NOx浓度)来设定目标NOx浓度的下限值，并以该下限值来限制目标NOx浓度的降低(tb3的定时)。由此，即使再次降低目标NOx浓度，也能够抑制与其相伴的发动机10的旋转变动的产生。

根据以上详述的本实施方式，能够期待以下的优异效果。

在判定为正在进行稀燃烧的情况下，基于目标NOx浓度和实际NOx浓度来校正目标空燃比。由此，在实现来自发动机10的NOx排出量的适当化并且实现燃烧的稳定化的方面，能够实施适当的空燃比控制。

在实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况下，将校正值Δλ设为正值，将目标空燃比向稀程度变大的一侧校正，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，将校正值Δλ设为负值，将目标空燃比向稀程度变小的一侧校正。由此，能够在考虑空燃比、NOx浓度以及燃烧稳定性之间的关系的同时实现适当的空燃比控制。此外，与基于发动机10的旋转变动来调整目标空燃比的稀程度的构成相比，能够高精度地调整目标空燃比的稀程度。

在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况(即使目标空燃比的稀程度减小的情况)下，与实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况(即使目标空燃比的稀程度增大的情况)相比，以更大的校正增益对目标空燃比减小校正。此处，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，可以认为NOx浓度过少，发动机10的燃烧状态变得不稳定。因此，在所述的状态下，能够使目标空燃比的校正增益增大，而尽快消除燃烧不稳定的状态。此外，在实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况下，能够抑制非意图的燃烧状态的恶化并且抑制周期变动的产生。

在空燃比稀区域中，在比空燃比的浓侧界限值靠浓侧设定目标空燃比的基准值，并将该基准值用作为目标空燃比的初始值而实施基于NOx浓度的目标空燃比的校正。因此，能够在优先确保发动机10的燃烧稳定性的同时，实现目标空燃比的适当化、即空燃比控制的适当化。

在将目标空燃比向使稀程度增大的一侧实施校正的状况下，在判定为发动机10的燃烧状态正在恶化的情况下，将目标NOx浓度向提高一侧变更。由此，在使目标空燃比的稀程度增大的过程中，即使比预期提前产生燃烧状态的恶化，也能够适当地应对该燃烧状态的恶化。

在通过目标NOx浓度的提高而消除了燃烧状态的恶化之后，使目标NOx浓度朝向变更前的浓度逐渐变化。由此，能够抑制燃烧状态的剧变。

在随着燃烧状态的恶化而提高目标NOx浓度、之后再次降低目标NOx浓度的情况下，基于被判定为燃烧状态恶化时的实际NOx浓度，设定目标NOx浓度的下限值。由此，在产生了燃烧状态恶化之后，能够良好地抑制由于使目标NOx浓度降低的原因而使燃烧状态再次恶化。

在过渡运转时，来自发动机10的NOx排出量不稳定。关于这一点，在判定为是发动机10的过渡运转时的情况下，不实施目标空燃比的校正，因此能够抑制空燃比控制的适当化被妨碍。

对在发动机10中的燃烧后排气到达NOx浓度检测部为止的延迟进行考虑而进行目标空燃比的校正。由此，能够在使目标NOx浓度与实际NOx浓度的相位相匹配的同时实施适当的空燃比控制。

在发动机10中，按照每个运转区域而燃烧恶化的状况、NOx排出的状况不同。关于这一点，预先设定多个发动机运转区域，并按照每个该运转区域来存储校正值Δλ，因此无论在哪个发动机运转区域中都能够良好地实现空燃比控制的适当化。

＜其他实施方式＞

·在上述实施方式中构成为，在与旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上的情况相伴随而暂时提高目标NOx浓度、之后再次降低目标NOx浓度时，基于旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的实际NOx浓度来设定目标NOx浓度的下限值，但也可以对此进行变更。即，可以基于旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的目标空燃比来设定目标空燃比的稀上限值。在该情况下，施加目标空燃比的上限保护，并逐渐降低目标NOx浓度。在图3的处理中，在步骤S116中，可以通过基于旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的目标空燃比而设定的目标空燃比的稀上限值，来限制目标NOx浓度的降低。另外，也可以将旋转变动量ΔNE成为阈值TH以上时的目标空燃比设为基准，将比其靠稀侧或浓侧的值设定为目标空燃比的稀上限值。根据本构成，在产生了燃烧状态恶化之后，能够良好地抑制由于使目标空燃比向稀侧位移的原因而使燃烧状态再次恶化。

·在上述实施方式中构成为，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，与实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况相比，以更大的校正增益对目标空燃比进行校正，但也可以对此进行变更。例如，也可以与上述相反，在实际NOx浓度比目标NOx浓度低的情况下，与实际NOx浓度比目标NOx浓度高的情况相比，以更小的校正增益对目标空燃比进行校正。此外，在上述各情况下，校正增益也可以相同。

·在上述实施方式中，将NOx传感器34配设于比三元催化剂31靠排气通路的下游侧的位置，但也可以将NOx传感器34配设于比三元催化剂31靠上游侧的位置。此外，也可以构成为，在NOx催化剂33的下游侧追加NOx传感器，通过该NOx传感器和上述NOx传感器34来监视NOx催化剂33的状态。

基于实施例对本发明进行了说明，但是应当理解为，本发明并不限定于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、甚至是仅包含其中一个要素、其以上或以下的其他组合、方式，也落入本发明的范畴、思想范围内。

Claims (10)

1.一种空燃比控制装置(40)，在火花点火式的发动机(10)中，设定目标空燃比，并基于该目标空燃比来进行空燃比控制，具备：

稀燃烧判定部，判定上述目标空燃比被设定在比理论空燃比稀的一侧，且以该目标空燃比在上述发动机中进行稀燃烧的情况；

目标NOx设定部，根据上述发动机的运转条件来设定目标NOx浓度；

取得部，取得在上述发动机的排气通路中由NOx浓度检测部(34)检测到的实际NOx浓度；以及

校正部，在判定为正在进行上述稀燃烧的情况下，基于上述目标NOx浓度和上述实际NOx浓度来校正上述目标空燃比。

2.根据权利要求1所述的空燃比控制装置，其中，

上述校正部为，在上述实际NOx浓度比上述目标NOx浓度高的情况下，将上述目标空燃比向稀程度变大的一侧校正，在上述实际NOx浓度比上述目标NOx浓度低的情况下，将上述目标空燃比向稀程度变小的一侧校正。

3.根据权利要求2所述的空燃比控制装置，其中，

上述校正部为，在上述实际NOx浓度比上述目标NOx浓度低的情况下，与上述实际NOx浓度比上述目标NOx浓度高的情况相比，以大的校正增益来校正上述目标空燃比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空燃比控制装置，其中，

在空燃比稀区域中的空燃比与NOx浓度之间的关系中，在由NOx允许限度决定的空燃比的浓侧界限值、或者比该浓侧界限值靠浓侧，决定上述目标空燃比的基准值，

上述校正部为，将上述基准值用作为上述目标空燃比的初始值，而实施上述目标空燃比的校正。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的空燃比控制装置，具备：

燃烧状态判定部，在由上述校正部将上述目标空燃比向使稀程度增大的一侧实施校正的状况下，判定上述发动机中的燃烧状态有无恶化；以及

NOx浓度变更部，在判定为上述燃烧状态恶化的情况下，将上述目标NOx浓度向提高的一侧变更。

6.根据权利要求5所述的空燃比控制装置，其中，

上述NOx浓度变更部为，在通过上述目标NOx浓度的提高而消除了上述燃烧状态的恶化之后，使上述目标NOx浓度朝向变更前的浓度逐渐变化。

7.根据权利要求5或6所述的空燃比控制装置，其中，

在与上述燃烧状态的恶化相伴随而通过上述NOx浓度变更部提高了上述目标NOx浓度的情况下，基于被判定为上述燃烧状态的恶化时的实际NOx浓度来设定上述目标NOx浓度的下限值。

8.根据权利要求5或6所述的空燃比控制装置，其中，

在与上述燃烧状态的恶化相伴随而通过上述NOx浓度变更部提高了上述目标NOx浓度的情况下，基于被判定为上述燃烧状态的恶化时的目标空燃比来设定该目标空燃比的稀上限值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的空燃比控制装置，其中，

具备判定是否为上述发动机的过渡运转时的过渡运转判定部，

上述校正部为，在由上述过渡运转判定部判定为是上述过渡运转时的情况下，不实施上述目标空燃比的校正。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的空燃比控制装置，其中，

上述校正部为，考虑在上述发动机中的燃烧后排气到达上述NOx浓度检测部为止的延迟，而进行上述目标空燃比的校正。

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