CN1966959A - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供具有在线检测中心空燃比的中心空燃比补正机构的内燃机的控制装置，通过提高氧气贮存量的推定精度来提高催化剂净化性能的提高以及催化剂诊断的精度。其具备氧气贮存量计算机构，其利用由在催化剂的上游侧设置的检测排气成分的后部空燃比传感器检测出的实际空燃比、表示催化剂的理想配比的中心空燃比、和从流入催化剂的空气流量的推定机构或者检测机构得到的空气量，来计算催化剂的氧气贮存量，其中，其设有中心空燃比补正机构，其基于：在催化剂的下游侧设置的后部空燃比传感器的输出、和通过氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量，来补正中心空燃比，氧气贮存量计算机构采用由中心空燃比补正机构补正了的中心空燃比来计算氧气贮存量。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置以及控制方法，尤其涉及具备基于催化剂的氧气贮存量来进行空燃比控制、催化剂劣化判定的机构的内燃机的控制装置以及控制方法。
背景技术
作为内燃机(发动机)的空燃比控制装置，具有如下的装置，即、根据：检测在发动机的排气通路设置的催化剂的上游侧的排气成分的空燃比传感器(O2传感器或者线性空燃比传感器)的输出、和测定被吸入到发动机的燃烧室的空气量的空气流量传感器的输出，计算催化剂内的氧气贮存量，基于催化剂的氧气贮存量来进行空燃比控制(例如，专利文献1)。
另外，作为催化剂劣化度检测装置，具有如下的装置，其基于在催化剂的下游侧安装的空燃比传感器的输出来推定在催化剂贮存的氧气的绝对量，基于该推定值检测催化剂的劣化(例如，专利文献2)。进而，还提出一种对于催化剂上游侧的空燃比传感器的劣化、提高鲁棒性(robustness)的空燃比传感器劣化诊断装置(例如，专利文献3)。
专利文献1：日本特开2002-81339号公报
专利文献2：日本特开平5-133264号公报
专利文献3：日本特开平8-220051号公报
如上所述的现有技术，虽然考虑了上游侧空燃比传感器的偏差或劣化，但对于催化剂的中心空燃比的偏差、变动考虑得还不够。
即，如图20所示，即使使用相同的空燃比传感器，可以用催化剂将HC、CO、Nox三元成分净化得最彻底的空燃比(中心空燃比)，在新品催化剂和耐久催化剂中是不同的，现有技术对此并没有充分地考虑。
另外，如图21(a)所示，在用浓稀(Rich-lean)地控制空燃比时的氧气贮存能力来判定催化剂的劣化的情况下，如图21(b)所示，中心空燃比的偏移对氧气贮存量的推定精度造成影响，但现有技术对此也没有给予足够的考察。
发明内容
本发明是鉴于所述要解决的课题而提出的发明，其目的在于，提供具有在线(on line)检测中心空燃比的中心空燃比补正机构的内燃机的控制装置，通过提高氧气贮存量的推定精度来提高催化剂净化性能的提高以及催化剂诊断的精度。
为了达成所述目的，本发明的内燃机的控制装置，具备氧气贮存量计算机构，所述氧气贮存量计算机构利用：由在催化剂的上游侧设置的检测排气成分的前部空燃比传感器检测出的实际空燃比、作为所述催化剂的理想配比(ストイキ，stoichiometry)空燃比的中心空燃比、和从流入所述催化剂的空气流量的推定机构或者检测机构得到的空气量，来计算所述催化剂的氧气贮存量，其特征在于，
所述内燃机的控制装置具备中心空燃比补正机构，所述中心空燃比补正机构基于：在所述催化剂的下游侧设置的后部空燃比传感器的输出、和通过所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量，来对所述中心空燃比进行补正。
在本结构中，由于具备中心空燃比补正机构，所以提高了对于催化剂的劣化或传感器的偏差的氧气贮存量推定的鲁棒性，通过由已被补正了的中心空燃比来控制空燃比，提高排气控制的性能或催化剂诊断的精度。
更具体地说，中心空燃比补正机构，具备：第一催化剂内空燃比推定部，其基于所述后部空燃比传感器的输出推定催化剂内部的空燃比；第二催化剂内空燃比推定部，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来推定催化剂内部的空燃比；以及中心空燃比补正部，其基于所述第一催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比和第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比的输出，来补正中心空燃比。
所述中心空燃比补正机构，在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为浓且所述第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比不为浓时，稀化地补正中心空燃比，在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为稀且所述第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比不为稀时，浓化地补正中心空燃比，或者，在所述第一催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为理想配比且所述第二催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为稀时，稀化地补正中心空燃比，在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为理想配比且所述第二催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为浓时，浓化地补正中心空燃比。
如此，通过检测基于氧气贮存量的推定空燃比和基于后部空燃比传感器的输出的推定空燃比之间的不整合，能够正确地补正中心空燃比。
另外，在本发明中，在补正中心空燃比并推定氧气贮存量中，在补正中心空燃比的同时，实施催化剂劣化判定和燃料量补正(空燃比控制)。在本结构中，通过提高氧气贮存量推定的精度，来提高催化剂劣化判定的精度和排气净化性能。
另外，为了达成所述目的，本发明的内燃机的控制装置，具备空燃比控制机构，所述空燃比控制机构控制空燃比，使得通过在催化剂的上游设置的前部空燃比传感器检测出的空燃比成为目标空燃比，所述内燃机的控制装置包括：氧气贮存量计算机构，其基于流入所述催化剂的空气量、实际空燃比和中心空燃比，计算催化剂的氧气贮存量；浓稀判定机构，其基于催化剂下游的后部O2传感器的输出来判定浓稀；中心空燃比补正机构，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量和所述后部O2传感器的输出来推定所述中心空燃比；第一目标空燃比补正机构，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来补正所述目标空燃比；以及第二目标空燃比补正机构，其在由所述浓稀判定机构进行浓稀判定时来补正所述目标空燃比。
而且，在由所述浓稀判定机构进行浓稀判定时，进行：基于所述中心空燃比补正机构的中心空燃比补正、用于将基于所述第二目标空燃比补正机构的后部O2输出变为理想配比的目标空燃比补正的至少一方，在由所述浓稀判定机构进行浓化或者稀化的判定时之外，通过所述第一目标空燃比补正机构补正目标空燃比，使得催化剂的氧气贮存量收纳于规定范围。
在本结构中，通过在排气恶化时，实施将基于目标空燃比补正机构或者中心空燃比补正机构的排气恶化阻止在最小限度的空燃比控制，同时实施未然地防止基于目标空燃比补正机构的排气恶化的控制，能够实现高的净化性能。
另外，为了达成所述目的，本发明的内燃机的控制装置，包括：诊断许可判定机构，其基于运转状态的判定催化剂诊断的执行许可；诊断阶段控制机构，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量和所述后部O2传感器的输出来控制诊断处理；目标空燃比切换机构，其基于所述诊断阶段控制机构的输出来切换目标空燃比；氧气贮存能力计算机构，其在执行所述空气比切换中，计算催化剂内的氧气贮存能力；以及催化剂劣化判定机构，其基于所述氧气贮存能力来判定所述催化剂的劣化。
所述诊断阶段控制机构，基于所述后部空燃比传感器的输出或者所述氧气贮存量的任意一方，控制诊断阶段。
在本结构中，通过推定中心空燃比，基于高精度地计算出的氧气贮存量来控制诊断阶段，由此，在最小限度地抑制排气恶化的同时能够诊断催化剂。
另外，为了达成所述目的，本发明的内燃机的控制方法，具备氧气贮存量计算方法，所述氧气贮存量计算方法，利用：由在催化剂的上游侧设置的检测排气成分的前部空燃比传感器检测出的实际空燃比、作为所述催化剂的理想配比空燃比的中心空燃比、以及从流入所述催化剂的空气流量的推定机构或者检测机构得到的空气量，计算所述催化剂的氧气贮存量，所述内燃机的控制方法的特征在于，基于：在所述催化剂的下游侧设置的后部空燃比传感器的输出、和由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量，补正所述中心空燃比。
根据本发明，能够高精度、且快速推定(补正)催化剂的中心空燃比。另外，由于能够更正确地求出催化剂的氧气贮存量，在总是较高地保持催化剂的净化效率的同时能够实现排气控制。另外，由于能够适当地控制氧气贮存量，从而能够防止诊断时的排气恶化。
附图说明
图1是表示适用本发明的内燃机的控制装置的筒内喷射式内燃机(发动机)的控制系统的整体结构的结构图；
图2是表示本发明的内燃机的控制装置(发动机控制装置)的一个实施方式的概要的框图；
图3是表示本实施方式的中心空燃比补正机构的详细的框图；
图4(a)是表示第一催化剂内空燃比推定机构的空燃比推定特性的图；(b)是表示第二催化剂内空燃比推定机构的空燃比推定特性的图；
图5是表示本实施方式的进行中心空燃比补正部的中心空燃比补正的一个实施方式的流程图；
图6是执行图5所示的中心空燃比推定处理时的时间图的一个例子，(a)表示后部O2传感器电压，(b)表示氧气贮存量，(c)表示中心空燃比和实际空燃比；
图7是执行图5所示的中心空燃比推定处理时的时间图的其他例子，(a)表示后部O2传感器电压，(b)表示氧气贮存量，(c)表示中心空燃比和实际空燃比；
图8是表示中心空燃比补正部进行的中心空燃比补正处理的其他的实施方式的流程图；
图9是执行图8所示的中心空燃比推定处理时的时间图的一个例子，(a)表示后部O2传感器电压，(b)表示氧气贮存量，(c)表示中心空燃比和实际空燃比；
图10是表示本发明的内燃机的控制装置的其他的实施方式的概要的框图；
图11是表示本发明的内燃机的控制装置的其他的实施方式的概要的框图；
图12是表示本发明的内燃机的控制装置的其他的实施方式的框图；
图13是其他实施方式的中心空燃比补正机构以及第二目标空燃比补正机构动作时的时间图的一个例子，(a)表示中心空燃比和目标空燃比和实际空燃比，(b)表示氧气贮存量，(c)表示后部O2传感器电压；
图14是其他实施方式的第一目标空燃比补正机构动作时的时间图的一个例子，(a)表示中心空燃比和目标空燃比和实际空燃比，(b)表示氧气贮存量，(c)表示后部O2传感器电压；
图15是表示本发明的内燃机的控制装置(发动机控制装置)的其他的实施方式的框图；
图16是表示图15所示的实施方式的发动机控制装置的处理流程的流程图；
图17是图16的流程图所示的实施处理流程时的时间图的一个例子，(a)表示诊断阶段，(b)表示中心空燃比和目标空燃比和实际空燃比，(c)表示氧气贮存量，(d)表示后部O2传感器电压，(e)表示氧气贮存能力；
图18是表示氧气贮存能力和排气净化能力的关系的图；
图19是图16的流程图所示的实施处理流程时的时间图的其他例子，(a)表示诊断阶段，(b)表示中心空燃比和目标空燃比和实际空燃比，(c)表示氧气贮存量，(d)表示后部O2传感器电压，(e)表示氧气贮存能力；
图20是表示催化剂的中心空燃比的特征的图；
图21(a)、(b)是说明现有的基于氧气贮存量的催化剂诊断的课题的图。
图中：101-吸气管；103-空气流传感器；104-节流阀传感器；107-筒内喷射内燃机；109-燃料泵；111-高压燃料泵；112-喷射器；113-点火线圈；114-点火火花塞；115-控制单元；116-凸轮角传感器；117-曲轴角传感器；118-后部空燃比传感器；119-排气管；120-催化剂；126-后部O2传感器；206-氧气贮存量计算机构；207-中心空燃比补正机构；207A-第一催化剂内空燃比推定部；207B-第二催化剂内空燃比推定部；207C-中心空燃比补正部；208-空燃比控制机构；708-催化剂劣化判定机构；709-警告灯；808-燃料补正机构；901-氧气贮存量计算机构；902-中心空燃比补正机构；903-第一目标空燃比补正机构；904-第二目标空燃比补正机构；905-复位判定机构；906-浓稀判定机构；907-空燃比控制机构；1701-诊断许可判定机构；1702-诊断阶段控制机构；1703-氧气贮存能力计算机构；1704-催化剂劣化判定机构；1705-目标空燃比切换机构。
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的内燃机的控制装置的实施方式。
图1表示适用本发明的内燃机的控制装置的筒内喷射式内燃机(发动机)的控制系统的整体结构。
发动机107由汽缸座(cylinder block)107b和活塞(piston)107a划定多个燃烧室107c。
被导入到发动机107的燃烧室107c的吸入空气从空气清洁器102的入口部102a吹出，通过作为内燃机的一个运转状态测量机构的空气流量计(空气流传感器)103，通过收容了控制吸气流量的电动节流阀105a的节流阀体105而进入收集器(collector)106。电动节流阀105a被电动机124驱动，从而被设定开度。
空气流传感器103将表示吸气流量的信号输出到作为内燃机控制装置的控制单元115。在节流阀体105，作为内燃机的一个运转状态测量机构，而设置有检测电动节流阀105a的开度的节流阀传感器104。节流阀传感器104将表示电动节流阀105a的开度的信号输出到控制单元115。
被吸入到收集器106的空气，通过与汽缸座107b连接的吸气管101而被分配供给到各个燃烧室107c。
汽油等燃料，从燃料箱108被燃料泵109一次加压，并被燃料压力调节器(regulator)110调压到一定的压力，被高压燃料泵111二次加压到高的压力，被压送到公共轨道(common rail)125。高压燃料，被在各个燃烧室107c设置的喷射器112直接喷射到燃烧室107c内。
在公共轨道125设置有检测高压燃料的压力的燃料压力传感器121。燃料压力传感器121将表示高压燃料的压力的信号输出到控制单元115。
在汽缸座107b的各个燃烧室107c设置有点火火花塞114。被喷射到燃烧室107c的燃料，在由点火线圈113高电压化了的点火信号的作用下，通过点火火花塞114点火。
在排气阀107d的凸轮轴(camshaft)100设置有凸轮角传感器116。凸轮角传感器116将用于检测凸轮轴100的相位的信号输出到控制单元115。在此，凸轮角传感器116也可以被安装于吸气阀107e侧的凸轮轴122。
另外，为了检测发动机107的曲柄轴(crankshaft)107f的旋转和相位，在曲柄轴107f设置有曲柄角传感器117。曲柄角传感器117，将表示曲柄轴107f的旋转和相位的信号输出到控制单元115。
在排气管119设置有催化剂120。在催化剂120的上游侧设置有后部(rear)空燃比传感器(前部空燃比传感器)118。后部空燃比传感器118，定量地检测排出气体中的氧气，将该检测信号输出到控制单元115。在催化剂120的下游侧，设置有检测排出气体中的氧气的有无的后部O2传感器(后部空燃比传感器)126。后部O2传感器126将表示排出气体中的氧气的有无的信号输出到控制单元115。
此外，在此，虽然说明了筒内喷射式内燃机，但是本发明并不限于此，也可以应用于在吸气口安装了喷射器112的口喷射内燃机。
图2表示本发明的内燃机的控制装置(发动机控制装置)的一个实施方式的概要。
该发动机控制装置，是通过基于微型计算机的电子控制式的控制单元115而具体化了的装置，具有：氧气贮存量计算机构206、中心空燃比补正机构207、以及空燃比控制机构208。
氧气贮存量计算机构206，基于测量发动机107的吸入空气量的空气流传感器103、和在催化剂120的上游侧设置的线性空燃比传感器118的输出(实际空燃比)，按每个规定周期、例如每个控制周期进行吸入空气量×(实际空燃比—中心空燃比)的计算，通过累加计算结果，计算出在催化剂120贮存的氧气贮存量(VOS)。
此外，由于吸入空气量与流入催化剂120的空气流量相等，所以在此，利用从空气流传感器103得到流入催化剂120的空气流量的吸气空气量来进行氧气贮存量的计算。该氧气贮存量的计算，也可以利用通过推定机构推定流入催化剂120的空气流量的空气量来进行。
本发明的特征在于，设置有中心空燃比补正机构207，其利用氧气贮存量和在催化剂120的下游设置的后部O2传感器126的输出，来对上述氧气贮存量计算所使用的中心空燃比进行补正。
通过这样，即使由于催化剂120的劣化而使得中心空燃比变化，或者即使由于传感器的偏差或劣化而使得催化剂120的上游侧的后部空燃比传感器118产生偏移，也能够正确地推定中心空燃比。
空燃比控制机构208，基于由中心空燃比补正机构207补正的中心空燃比来控制空燃比，控制供给到燃烧室107c的混合气体的空燃比，即，控制喷射器112的燃料喷射量，以使通过后部空燃比传感器118检测的空燃比成为中心空燃比。
本发明以催化剂120的下游侧的后部O2传感器126为基准，基于此对中心空燃比进行补正，但由于与现有技术不同而使用氧气贮存量，所以即使过渡运转也能够补正中心空燃比。由此，与现有技术相比能够更快、更正确地补正中心空燃比。
如此，通过更快、更正确地补正中心空燃比，使用中心空燃比的空燃比控制机构208的空燃比控制更正确、可靠地进行，提高催化剂的净化性能。
图3表示中心空燃比补正机构207的详细情况。
中心空燃比补正机构207具有：第一催化剂内空燃比推定部207A、第二催化剂内空燃比推定部207B以及中心空燃比补正部207C。
第一催化剂内空燃比推定部207A，通过后部O2传感器126输出的电压值VO2来推定推定空燃比A，如图4(a)所示，如果后部O2传感器126的电压值VO2在规定范围(从LVO2到RVO2)内，如果对推定空燃比进行理想配比，电压值VO2小于稀化(lean)判定电压LVO2，则稀化(lean)推定空燃比A、电压值VO2大于浓化判定电压RVO2，则浓化(rich)推定空燃比A。
此外，稀化判定电压LVO2、浓化判定电压RVO2，可以由在稳定运转状态下催化剂净化效率在规定值以上时的后部O2传感器输出值确定即可，虽然也取决于条件，但大致上，LVO2＝0.6V、RVO2＝0.8V左右。
第二催化剂内空燃比推定部207B，利用从氧气贮存量计算机构206输入的氧气贮存量VOS，推定推定空燃比B，如图4(b)所示，从氧气贮存量计算机构206输入的氧气贮存量VOS，如果在从下限氧气贮存量判定等级(下限OS量)LVOS到上限氧气贮存量判定等级HVOS之间，如果对推定空燃比B进行理想配比、氧气贮存量VOS小于下限氧气贮存量判定等级LVOS，则稀化推定空燃比B，如果氧气贮存量VOS大于上限氧气贮存量判定等级HVOS，则浓化推定空燃比B。
下限氧气贮存量判定等级LVO2、上限氧气贮存量判定等级HVOS，是控制设计值，例如，可以使用将氧气贮存量VOS抑制在规定范围时的上限或下限作为阈值。另外，氧气贮存量VOS的基准值0可以使用：后部O2传感器输出横切基准值(例如，0.7V)时的值、或者通过催化剂诊断计算出的氧气贮存能力的一半的值。
此外，在此，将推定空燃比A、B分为浓、理想配比、淡这三个，但也可以分得更多。
参考图5所示的流程图说明中心空燃比补正部207c进行的中心空燃比补正的一个实施方式。
首先，在步骤S401，判定中心空燃比的补正条件是否成立。如果中心空燃比的补正条件成立，则执行步骤S402以后的步骤，如果中心空燃比的补正条件不成立，则处理结束。
作为中心空燃比的补正条件，例如，可以举出：催化剂上下游的空燃比传感器没有发生故障、或是第一催化剂内空燃比推定部207A的推定空燃比A表示理想配比的继续时间比规定时间(30秒)长等。
接着，在步骤S402，进行推定空燃比A变浓时、推定空燃比B是否变浓的判定。
在推定空燃比A变浓时、推定空燃比B没有变浓的情况下，进入步骤S403，对中心空燃比进行补正。
在步骤S403，为了对中心空燃比偏移到浓侧的情况进行补正，对中心空燃比进行稀化补正。
对此，在步骤S402的判定中，在推定空燃比A变浓时、推定空燃比B变浓的情况下，进入步骤S404，进行推定空燃比A变稀时的推定空燃比B是否变稀的判定。
在推定空燃比A变稀时的推定空燃比B没有变稀的情况下，进入步骤S405，对中心空燃比进行补正。
在步骤S405，为了对中心空燃比偏移到稀侧的情况进行补正，对中心空燃比进行浓化补正。
此外，步骤S403、S405的中心空燃比的补正量，可以总是相同的规定值，也可以是与下限氧气贮存量判定等级LVOS和氧气贮存量VOS的差成比例的量。另外，为了提高Nox的恶化防止灵敏度，可以是稀化补正量＜浓化补正量，相反地，为了提高HC、CO的恶化防止灵敏度，可以是稀化补正量＞浓化补正量。
图6(a)～(c)是图5所示的执行中心空燃比推定处理时的时间图的一个例子。
在该时间图中，在时刻a，在后部O2传感器电压VO2超过了浓化判定电压RVO2时，由于氧气贮存量VOS比下限氧气贮存量判定等级LVOS大，所以对中心空燃比进行浓化补正。在直到后部O2传感器电压VO2变得小于浓化判定电压RRVO2的时刻b为止的期间，通过将氧气贮存量VOS复位到0，减小氧气贮存量的误差。
图7(a)～(c)是图5所示的执行中心空燃比推定处理时的时间图的其他例子。
在该时间图中，后部O2传感器电压VO2用较短的时间间隔t横切浓化判定电压RVO2，对于N＝1、2、3和推定空燃比A浓化的情况，氧气贮存量VOS的推定空燃比总为理想配比。因此，在N＝3时，将氧气贮存量VOS复位为0，且进行中心空燃比的稀化补正。
参考图8所示的流程图说明中心空燃比补正部207C进行的中心空燃比补正处理的其他实施方式。
首先，在步骤S501，判定中心空燃比的补正条件是否成立。如果中心空燃比的补正条件成立，则执行步骤S1502以后的步骤，如果中心空燃比的补正条件不成立，则处理结束。
作为中心空燃比的补正条件，与所述的实施方式同样地，例如，可以举出：催化剂上下游的空燃比传感器没有发生故障、或是第一催化剂内空燃比推定部207A的推定空燃比A表示理想配比的继续时间比规定时间(30秒)长等。
接着，在步骤S1502，进行推定空燃比A为理想配比时的推定空燃比B是否为稀的判定。
在推定空燃比A是理想配比时，推定空燃比B变稀的情况下，进入步骤S1503，对中心空燃比进行补正。
在步骤S1503，为了对中心空燃比偏移到浓化侧的情况进行补正，对中心空燃比进行稀化补正。
对此，在步骤S1502的判定中，在推定空燃比A是理想配比时，推定空燃比B没有稀化的情况下，进入步骤S1504，进行推定空燃比A是理想配比时的推定空燃比B是否是浓化的判定。
在推定空燃比A是理想配比时，推定空燃比B变浓的情况下，进入步骤S1505，对中心空燃比进行补正。
在步骤S1505，为了对中心空燃比偏移到稀化侧的情况进行补正，对中心空燃比进行浓化补正。
此外，步骤S1503、S1505的中心空燃比的补正量，可以总是相同的规定值，也可以是与下限氧气贮存量判定等级LVOS和氧气贮存量VOS的差成比例的量。另外，为了提高Nox的恶化防止灵敏度，可以是稀化补正量＜浓化补正量，相反地，为了提高HC、CO的恶化防止灵敏度，可以是稀化补正量＞浓化补正量。
图9(a)～(c)是图8所示的执行中心空燃比推定处理时的时间图的一个例子。
在该时间图中，相对于推定空燃比A是理想配比(后部O2传感器电压VO2处于浓化判定电压RVO2和稀化判定电压LVO2之间)的情况，由于推定空燃比B变稀(氧气贮存量大于HVOS)，所以对中心空燃比进行稀化补正。
图10表示本发明的内燃机的控制装置的其他的实施方式的概要。
在该实施方式中，发动机控制装置除了氧气贮存量计算机构206、中心空燃比补正机构207、和空燃比控制机构208之外，还具有催化剂劣化判定机构708。
催化剂劣化判定机构708，基于由氧气贮存量计算机构206计算出的氧气贮存量来判定催化剂的劣化。在催化剂劣化判定机构708判定了催化剂劣化的情况下，警告灯709亮灯。
在本实施方式中，在氧气贮存量计算所使用的中心空燃比被中心空燃比补正机构207补正，氧气贮存量计算机构206，利用已被补正的中心空燃比计算氧气贮存量，因此，可正确地进行氧气贮存量的计算。
催化剂劣化判定机构708，基于由氧气贮存量计算机构206正确地计算出的氧气贮存量来进行催化剂的劣化判定，因此，能够得到有关于催化剂劣化判定的正确的诊断结果。
图11表示本发明的内燃机的控制装置(发动机控制装置)的其他的
实施方式的概要。
在该实施方式中，发动机控制装置除了氧气贮存量计算机构206、中心空燃比补正机构207之外，还具有燃料量补正机构808。
燃料量补正机构808基于由氧气贮存量计算机构206计算出的氧气贮存量来控制空燃比。
由氧气贮存量计算机构206计算出的氧气贮存量，由于是利用由中心空燃比补正机构207补正的中心空燃比而计算出的量，所以正确性优越。由于基于该正确性优越的氧气贮存量、燃料量补正机构808进行燃料量补正，所以可以正确地控制催化剂120内的氧气贮存量，可以实现更高性能的排气控制。
图12表示本发明的内燃机的控制装置的其他的实施方式。此外，在图12中，与图1、图2对应的部分，标注与图1、图2中的符号相同的符号。省略其说明。
本实施方式具有：氧气贮存量计算机构901、中心空燃比补正机构902、第一目标空燃比补正机构903、第二目标空燃比补正机构904、复位判定机构905、浓稀判定机构906、以及空燃比控制机构907。
空燃比控制机构907控制喷射器112的燃料喷射量，以使通过后部空燃比传感器118检测的空燃比成为目标空燃比。
氧气贮存量计算机构901，基于从中心空燃比补正机构902得到的中心空燃比、从空气流传感器(吸入空气量传感器)103得到的吸入空气量、和从催化剂前的后部空燃比传感器118得到的实际空燃比，来计算氧气贮存量(VOS量)。
但是，氧气贮存量计算机构901，在后部O2传感器126的输出VO2到达目标电压(例如，0.7V)时，由进行复位判定的复位判定机构905复位到零。
浓稀判定机构906，基于后部O2传感器126的输出VO2判定催化剂120的气体介质，在浓或稀判定时，浓稀标志为“1”。
在浓稀标志为“1”时，中心空燃比补正机构902以及第二目标空燃比补正机构904启动(动作)。在浓稀标志为“0”时，第一目标空燃比补正机构903启动(动作)。
图13是中心空燃比补正机构902以及第二目标空燃比补正机构904动作时的时间图的一个例子。
在该时间图中，在后部O2传感器电压VO2超过了浓化判定电压RVO2的区间Tr中，稀化地补正中心空燃比，进而通过第二目标空燃比补正机构904，将目标空燃比设定成稀化空燃比、稀化地控制空燃比(实际空燃比)，直到后部O2传感器电压VO2低于小于浓化判定电压RVO2。
图14是第一目标空燃比补正机构903动作时的时间图的一个例子。
在该时间图中，在氧气贮存量VOS超过上限OS量HVOS的区间T1中，通过将目标空燃比设定为浓化空燃比、浓化地控制空燃比(实际空燃比)、减少氧气贮存量VOS，可以将催化剂120的氧气贮存量VOS保持在规定范围内(从上限OS量到下限OS量的范围)。
通过高精度地推定催化剂120内的氧气贮存量VOS，且将氧气贮存量VOS保持在规定的范围内，即使在任何运转状态下，都能够高度地保持催化剂120的净化功能。
图15表示本发明的内燃机的控制装置(发动机控制装置)的其它的实施方式。此外，在图15中，与图12对应的部分标注与图12的符号相同的符号，省略其说明。
在本实施方式中，发动机控制装置具有：氧气贮存量计算机构901、中心空燃比补正机构902、空燃比控制机构907、诊断许可判定机构1701、诊断阶段控制1702、氧气贮存能力计算机构1703、催化剂劣化判定机构1704、以及目标空燃比切换机构1705。
诊断许可判定机构1701基于运转状态等提供催化剂诊断的许可。
诊断阶段控制1702，在由诊断许可判定机构1701许可了诊断时，基于由氧气贮存量计算机构901计算出的氧气贮存量(VOS)、后部O2传感器126的输出(VRO2)来控制诊断阶段(后述)。
目标空燃比切换机构1705，浓或者淡地切换：成为基于诊断阶段由空燃比控制机构907控制实际空燃比的目标的目标空燃比。
另外，在切换该空燃比的期间、即、实际空燃比从中心空燃比偏移的期间，在氧气贮存能力计算机构1703中计算催化剂120内的氧气贮存能力，在催化剂劣化判定机构1704中，在判断出催化剂120由于氧气贮存能力的下降而劣化了的情况下，为了督促用户的注意而点亮警告灯1706。
参考图16所示的流程图说明图15所示的实施方式的发动机控制装置的处理流程。
在步骤S1801中，测定后部O2传感器电压VO2，在步骤S1802中，利用实际空燃比与中心空燃比的偏差、和空气流量，计算氧气贮存量VOS。
首先，在步骤S1803中，判断诊断许可条件是否成立。在诊断许可条件成立的情况下，实施步骤S1804以后的步骤。
作为诊断许可条件，例如可以举出：运转状态为规定状态、是能够计算氧气贮存量VOS的状态(空气流量处于能够计算氧气贮存量VOS的范围、在氧气贮存量计算中使用的各传感器没有判断出异常的情况等)、催化剂120处于充分活性化的状态等。
在步骤S1804中，进行诊断阶段控制。具体的说在此控制各阶段的迁移。
在此，将阶段1设为催化剂120的初始化、将阶段2设为催化剂120的能力测定、将阶段3设为催化剂120的状态判定，通过氧气贮存量VOS或者后部O2传感器126的输出VO2，判断各个阶段的迁移条件是否成立，控制阶段。
在步骤S1805中，判定是否是阶段1，如果是阶段1，则进入步骤S1806，进行催化剂120的初始化处理。
在步骤S1807中，判定是否是阶段2，如果是阶段2，则进入步骤S1808，进行催化剂120的能力测定。
在步骤S1809中，判定是否是阶段3，如果是阶段3，则进入步骤S1810，进行催化剂120的状态判定。
图17是实施图16的流程图所示的处理流程时的时间图的一个例子。
基于由诊断阶段控制输出的诊断阶段信号控制目标空燃比。
在阶段1，为了催化剂120的初始化，浓化目标空燃比，浓化地控制实际空燃比，直到后部O2传感器电压VO2达到阶段1完成判定电压ST1VO2。
接着，在阶段2，稀化目标空燃比，在实际空燃比变得比中心空燃比稀化之后，计算氧气贮存能力VOSF，直到后部O2传感器电压VO2达到阶段2完成判定电压ST2VO2。
接着，在阶段3，在使目标空燃比返回通常的排气控制的值的同时，基于氧气贮存能力VOSF判定催化剂120的异常。
图18表示氧气贮存能力VOSF和排气净化性能的关系。由于因为催化剂120的劣化使得氧气贮存能力VOSF下降、排气净化性能下降，例如，由于限制等，测定的氧气贮存能力VOSF变得小于预定的MIL(警告灯)点亮基准时，判定为催化剂异常。
图19是实施图16的流程图所示的处理流程时的时间图的其他的例子。
直到后部O2传感器电压VO2达到阶段1完成判定电压ST1VO2、阶段2完成判定电压ST2VO2，如果将实际空燃比切换为浓或稀(图17的实施方式)，则使用新的催化剂会花费时间、引起排气劣化。
因此，在此，通过基于氧气贮存量VOS控制阶段，不推定正确的氧气贮存能力，表示能够只判定异常情况的例子。
在阶段1，为了催化剂120的初始化，浓化目标空燃比，浓化地控制实际空燃比，直到氧气贮存量VOS达到阶段1完成OS量ST1VOS。
接着，在阶段2，稀化目标空燃比，在实际空燃比变得比中心空燃比稀之后，计算氧气贮存能力VOSF，直到氧气贮存量VOS达到阶段2完成OS量ST2VOS。
接着，在阶段3，在使目标空燃比返回通常的排气控制的值的同时，基于氧气贮存能力VOSF判定催化剂120的异常。
在此，阶段1完成OS量ST1VOS以及阶段2完成OS量ST2VOS可以比所述的MIL点亮基准大，由于没有必要振动后部O2传感器电压VO2，所以不存在排气恶化的顾虑。此外，在将氧气贮存量VOS控制在预定的规定值的情况下，还能够省略阶段1。
如上所述，通过补正中心空燃比提高催化剂贮存量的计算精度，能够总是高精度地进行催化剂诊断。

Claims (13)

1.一种内燃机的控制装置，具备氧气贮存量计算机构，所述氧气贮存量计算机构利用：由在催化剂的上游侧设置的检测排气成分的前部空燃比传感器检测出的实际空燃比、作为所述催化剂的理想配比空燃比的中心空燃比、和从流入所述催化剂的空气流量的推定机构或者检测机构得到的空气量，来计算所述催化剂的氧气贮存量，其特征在于，
具备中心空燃比补正机构，所述中心空燃比补正机构基于：在所述催化剂的下游侧设置的后部空燃比传感器的输出、和通过所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量，来对所述中心空燃比进行补正。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具有空燃比控制机构，所述空燃比控制机构基于由所述中心空燃比补正机构补正的中心空燃比来控制空燃比。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述中心空燃比补正机构，具备：
第一催化剂内空燃比推定部，其基于所述后部空燃比传感器的输出推定催化剂内部的空燃比；
第二催化剂内空燃比推定部，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来推定催化剂内部的空燃比；以及
中心空燃比补正部，其基于所述第一催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比和第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比的输出，来补正中心空燃比。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述中心空燃比补正机构，在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为浓且所述第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比不为浓时，稀化地补正中心空燃比，
在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为稀且所述第二催化剂内空燃比推定部的推定空燃比不为稀时，浓化地补正中心空燃比。
5.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述中心空燃比补正机构，在所述第一催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为理想配比且所述第二催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为稀时，稀化地补正中心空燃比，
在所述第一催化剂内空燃比推定部的推定空燃比为理想配比且所述第二催化剂内空燃比推定机构的推定空燃比为浓时，浓化地补正中心空燃比。
6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具备催化剂劣化判定机构，所述催化剂劣化判定机构基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来判定所述催化剂的劣化。
7.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
具备燃料量补正机构，所述燃料量补正机构基于所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来补正从喷射器喷射的燃料量。
8.一种内燃机的控制装置，具备空燃比控制机构，所述空燃比控制机构控制空燃比，使得通过在催化剂的上游设置的前部空燃比传感器检测出的空燃比成为目标空燃比，其特征在于，
包括：
氧气贮存量计算机构，其基于流入所述催化剂的空气量、实际空燃比和中心空燃比，计算催化剂的氧气贮存量；
浓稀判定机构，其基于催化剂下游的后部O2传感器的输出来判定浓稀；
中心空燃比补正机构，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量和所述后部O2传感器的输出来推定所述中心空燃比；
第一目标空燃比补正机构，其基于由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量来补正所述目标空燃比；以及
第二目标空燃比补正机构，其在由所述浓稀判定机构进行浓稀判定时补正所述目标空燃比。
9.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在由所述浓稀判定机构进行浓稀判定时，进行：基于所述中心空燃比补正机构的中心空燃比补正、或用于将基于所述第二目标空燃比补正机构的后部O2输出变为理想配比的目标空燃比补正的至少一方。
10.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在由所述浓稀判定机构进行浓化或者稀化的判定时之外，通过所述第一目标空燃比补正机构补正目标空燃比，使得催化剂的氧气贮存量收纳于规定范围。
11.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
包括：
诊断许可判定机构，其基于运转状态等判定催化剂诊断的执行许可；
诊断阶段控制机构，其基于所述氧气贮存量计算机构的输出和所述后部O2传感器的输出来控制诊断处理；
目标空燃比切换机构，其基于所述诊断阶段控制机构的输出来切换目标空燃比；
氧气贮存能力计算机构，其在通过所述空燃比切换机构使实际空燃比偏离中心空燃比的期间，计算催化剂内的氧气贮存能力；以及
催化剂劣化判定机构，其基于所述氧气贮存能力来判定所述催化剂的劣化。
12.根据权利要求11所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述诊断阶段控制机构，基于所述后部空燃比传感器的输出或者所述氧气贮存量的任意一方，控制诊断阶段。
13.一种内燃机的控制方法，具备氧气贮存量计算方法，所述氧气贮存量计算方法，利用：由在催化剂的上游侧设置的检测排气成分的前部空燃比传感器检测出的实际空燃比、作为所述催化剂的理想配比空燃比的中心空燃比、以及从流入所述催化剂的空气流量的推定机构或者检测机构得到的空气量，计算所述催化剂的氧气贮存量，所述内燃机的控制方法的特征在于，
基于：在所述催化剂的下游侧设置的后部空燃比传感器的输出、和由所述氧气贮存量计算机构计算出的氧气贮存量，补正所述中心空燃比。
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