F是空燃比差DAF的時間積分值，該時間積分值DDAF通過對本次更新的空燃比差DAF加上上次更新的時間積分值DDAF來算出(SDAF =DDAF+DAF)。
[0212]此外，在上述實施方式中，由上游側(cè)空燃比傳感器40檢測出向上游側(cè)排氣凈化催化劑20流入的排氣的空燃比。但是，由于流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比的檢測精度未必需要很高，所以例如也可以基于來自燃料噴射閥11的燃料噴射量和空氣流量計39的輸出來推定。
[0213]〈第二實施方式〉
[0214]接著，參照圖19，對本發(fā)明的第二實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置進行說明。第二實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置的結(jié)構(gòu)和控制基本上與第一實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置的結(jié)構(gòu)和控制是同樣的。但是，在本實施方式的控制裝置中，即使在空燃比修正量AFC被設(shè)為弱濃設(shè)定修正量AFCrich的期間，也按某種程度的時間間隔而在短時間內(nèi)暫時將空燃比修正量AFC設(shè)為與稀空燃比相當?shù)闹?例如，稀設(shè)定修正量AFClean)。即，在本實施方式的控制裝置中，即使在目標空燃比被設(shè)為弱濃設(shè)定空燃比的期間，也按某種程度的時間間隔而在短時間內(nèi)暫時將目標空燃比設(shè)為稀空燃比。
[0215]圖19是與圖15同樣的圖，圖19的時刻t7示出了與圖15的時刻t 17同樣的控制定時。因此，在圖19所示的控制中，在時刻17的各定時也進行與圖15所示的控制同樣的控制。除此之外，在圖19所示的控制中，在時刻t4?17的期間，即，在空燃比修正量AFC被設(shè)為弱濃設(shè)定修正量AFCrich的期間，多次將空燃比修正量AFC暫時設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean0
[0216]在圖19所示的例子中，從時刻&起，在短時間內(nèi)將空燃比修正量AFC設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean。如上所述，由于空燃比的變化會產(chǎn)生延遲，所以流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從時刻t9起在短時間內(nèi)被設(shè)為稀空燃比。這樣，若流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比成為稀空燃比，則在該期間內(nèi)，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc暫時增大。
[0217]在圖19所示的例子中，同樣，在時刻t1Q也在短時間內(nèi)將空燃比修正量AFC設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean。與此相伴，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從時刻tn起在短時間內(nèi)被設(shè)為稀空燃比，在該期間內(nèi)，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc暫時增大。
[0218]這樣，通過使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比暫時增大，能夠使上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc暫時增大或者暫時降低氧吸藏量OSAsc的減少。因而，根據(jù)本實施方式，能夠延長從在時刻Vlf空燃比修正量AFC切換為弱濃設(shè)定修正量AFCrich起、直到在時刻t7下游側(cè)空燃比傳感器41的傳感器輸出電流Ipdwn到達零(與濃判定空燃比相當?shù)闹?為止的時間。即，能夠使上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc成為零附近而從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出未燃氣體的定時延遲。由此，能夠使來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20的未燃氣體的流出量減少。
[0219]此外，在上述實施方式中，在空燃比修正量AFC基本上被設(shè)為弱濃設(shè)定修正量AFCrich的期間內(nèi)(時刻t4?17)，暫時將空燃比修正量AFC設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean。在這樣暫時變更空燃比修正量AFC的情況下，不一定必須將空燃比修正量AFC變更為稀設(shè)定修正量AFClean，只要比弱濃設(shè)定修正量AFCrich稀即可，可以變更為任意空燃比。
[0220]另外，在空燃比修正量AFC基本上被設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean的期間內(nèi)(時刻t2?14)，也可以暫時將空燃比修正量AFC設(shè)為弱濃設(shè)定修正量AFCrich。在該情況下，同樣，在暫時變更空燃比修正量AFC的情況下，只要比稀設(shè)定修正量AFClean濃即可，可以將空燃比修正量AFC變更為任意空燃比。
[0221]但是，在本實施方式中，時刻t2?14的空燃比修正量AFC也被設(shè)定成該期間內(nèi)的目標空燃比的平均值與理論空燃比之差比時刻t4?t 7的目標空燃比的平均值與理論空燃比之差大。
[0222]總之，若綜合第一實施方式和第二實施方式來進行表述，貝1J可以說E⑶31具備:氧吸藏量增加單元，其在由下游側(cè)空燃比傳感器41檢測到的排氣的空燃比成為了濃判定空燃比以下時，將流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的目標空燃比持續(xù)地或者斷續(xù)地設(shè)為稀設(shè)定空燃比，直到上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc成為判定基準吸藏量Cref ;和氧吸藏量減少單元，其在上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSAsc成為了判定基準吸藏量Cref以上時，將目標空燃比持續(xù)地或者斷續(xù)地設(shè)為弱濃設(shè)定空燃比，以使得氧吸藏量OSAsc不會達到最大氧吸藏量Cmax而朝向零減少。
[0223]<第三實施方式>
[0224]接著，參照圖20，對本發(fā)明的第三實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置進行說明。第三實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置的結(jié)構(gòu)基本上與上述實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置的結(jié)構(gòu)和控制是同樣的。但是，在本實施方式的控制裝置中，在空燃比傳感器的基準元件的氣體室側(cè)電極周圍設(shè)置有擴散限速層。
[0225]圖20是概略示出第三實施方式的上游空燃比傳感器80和下游側(cè)傳感器81的結(jié)構(gòu)的與圖3同樣的剖視圖。從圖20可知，空燃比傳感器80、81具有設(shè)置在被測氣體室51內(nèi)的基準元件用擴散限速層82?；鶞试脭U散限速層82被配置成包圍基準元件61的氣體室側(cè)電極57。因此，氣體室側(cè)電極57經(jīng)由基準元件用擴散限速層82而暴露于被測氣體室51。
[0226]這樣，通過在氣體室側(cè)電極57的周圍設(shè)置基準元件用擴散限速層82，能夠?qū)α魅霘怏w室側(cè)電極57周圍的排氣進行擴散限速。在此，若不充分地對流入氣體室側(cè)電極57周圍的排氣進行擴散限速，則排氣空燃比、傳感器施加電壓Vr以及基準元件輸出電流Ir的關(guān)系不容易成為圖7和圖8所示的傾向，其結(jié)果，有時無法適當檢測與理論空燃比不同的空燃比的絕對值。在本實施方式中，通過利用基準元件用擴散限速層82充分地對流入氣體室側(cè)電極57周圍的排氣進行擴散限速，能夠更可靠地檢測與理論空燃比不同的空燃比的絕對值。
[0227]此外，在這樣在氣體室側(cè)電極57的周圍設(shè)置有基準元件用擴散限速層82的情況下，也可以不必設(shè)置區(qū)劃被測氣體室51的擴散限速層63。因此，也可以取代擴散限速層63而設(shè)置限制排氣向被測氣體室51內(nèi)流入的層、小孔等?？傊?，擴散限速層只要被配置成使得排氣經(jīng)由該擴散限速層到達氣體室側(cè)電極57即可，可以配置于任意位置。
[0228]此外，在本說明書中，設(shè)為排氣凈化催化劑的氧吸藏量在最大氧吸藏量與零之間變化而進行了說明。這意味著，可由排氣凈化催化劑進一步吸藏的氧的量在零(氧吸藏量為最大氧吸藏量的情況)與最大值(氧吸藏量為零的情況)之間變化。
[0229]標號說明
[0230]5燃燒室
[0231]6進氣門
[0232]8排氣門
[0233]10火花塞
[0234]11燃料噴射閥
[0235]13進氣支管
[0236]15進氣管
[0237]18節(jié)氣門
[0238]19排氣歧管
[0239]20上游側(cè)排氣凈化催化劑
[0240]21上游側(cè)殼體
[0241]22排氣管
[0242]23下游側(cè)殼體
[0243]24下游側(cè)排氣凈化催化劑
[0244]31 ECU
[0245]39氣流計
[0246]40上游側(cè)空燃比傳感器
[0247]41下游側(cè)空燃比傳感器
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)燃機的控制裝置，具備:空燃比傳感器，其設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣通路；和內(nèi)燃機控制裝置，其基于該空燃比傳感器的傳感器輸出電流來控制內(nèi)燃機，其中， 所述空燃比傳感器具備:被測氣體室，其供作為空燃比檢測對象的排氣流入；基準元件，其基準元件輸出電流根據(jù)該被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比而變化；以及泵元件，其根據(jù)泵電流，對所述被測氣體室內(nèi)的排氣進行氧的泵入和泵出， 所述基準元件構(gòu)成為:基準元件輸出電流成為零的施加電壓根據(jù)所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比而變化，并且，若在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比為理論空燃比時使該基準元件的施加電壓增大，則基準元件輸出電流隨之而增大， 在通過所述空燃比傳感器檢測排氣空燃比時，所述基準元件的施加電壓固定為一定電壓，該一定電壓是與在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比為理論空燃比時基準元件輸出電流成為零的電壓不同的電壓，且是在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比為不同于理論空燃比的空燃比時基準元件輸出電流成為零的電壓， 所述空燃比傳感器還具備:泵電流控制裝置，其控制泵電流以使得所述基準元件輸出電流成為零；和泵電流檢測裝置，其檢測該泵電流將其作為所述傳感器輸出電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述基準元件具備:第一電極，其暴露于所述被測氣體室內(nèi)的排氣；第二電極，其暴露于基準氣氛；以及固體電解質(zhì)層，其配置在所述第一電極與所述第二電極之間， 所述空燃比傳感器還具備擴散限速層，該擴散限速層被配置成使得排氣經(jīng)由該擴散限速層而到達所述第一電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述擴散限速層被配置成使得所述被測氣體室內(nèi)的排氣經(jīng)由該擴散限速層到達所述第一電極。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述基準元件構(gòu)成為按各排氣空燃比具有界限電流區(qū)域，所述界限電流區(qū)域是所述基準元件輸出電流成為界限電流的電壓區(qū)域， 所述一定電壓是排氣空燃比為理論空燃比時的所述界限電流區(qū)域內(nèi)的電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述基準元件構(gòu)成為:按各排氣空燃比，關(guān)于所述施加電壓與基準元件輸出電流的關(guān)系具有比例區(qū)域、水分解區(qū)域以及中間區(qū)域，所述比例區(qū)域是基準元件輸出電流與施加電壓的增大成比例地增大的電壓區(qū)域，所述水分解區(qū)域是由于產(chǎn)生了水的分解因而基準元件輸出電流根據(jù)施加電壓的變化而變化的電壓區(qū)域，所述中間區(qū)域是所述比例區(qū)域與水分解區(qū)域之間的電壓區(qū)域， 所述一定電壓是排氣空燃比為理論空燃比時的所述中間區(qū)域內(nèi)的電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述一定電壓設(shè)為在排氣空燃比比理論空燃比高I %時基準元件輸出電流成為零的電壓與在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比比理論空燃比低I %時基準元件輸出電流成為零的電壓之間的電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述基準元件構(gòu)成為:按各排氣空燃比，關(guān)于所述施加電壓與基準元件輸出電流的關(guān)系，直到第一屈曲點為止，基準元件輸出電流隨著施加電壓的增大而增大，從第一屈曲點到第二屈曲點，基準元件輸出電流隨著施加電壓的增大而增大，從第二屈曲點起，基準元件輸出電流隨著施加電壓的增大而增大，并且，在第一屈曲點與第二屈曲點之間的電壓區(qū)域中，相對于施加電壓的增加量的基準元件輸出電流的增加量比其他電壓區(qū)域小， 所述一定電壓設(shè)為排氣空燃比為理論空燃比時的所述第一屈曲點與第二屈曲點之間的電壓。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述基準元件，按各排氣空燃比具有電流增大區(qū)域和電流微增區(qū)域，所述電流增大區(qū)域是基準元件輸出電流隨著施加電壓的增大而增大的電壓區(qū)域，所述電流微增區(qū)域是由于設(shè)置了所述擴散限速層因而相對于施加電壓的增加量的基準元件輸出電流的增加量比所述電流增大區(qū)域小的電壓區(qū)域， 所述一定電壓是排氣空燃比為理論空燃比時的所述電流微增區(qū)域內(nèi)的電壓。9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述擴散限速層由氧化鋁形成， 所述一定電壓設(shè)為0.1V以上且0.9V以下。10.根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機控制裝置，在所述空燃比傳感器的傳感器輸出電流成為了零時，判斷為排氣空燃比是不同于理論空燃比的預(yù)先設(shè)定的空燃比。11.根據(jù)權(quán)利要求1?10中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機具備能夠吸藏氧的排氣凈化催化劑，該排氣凈化催化劑在所述空燃比傳感器的排氣流動方向上游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路， 所述一定電壓設(shè)為在排氣空燃比是比理論空燃比濃的預(yù)定的濃判定空燃比時所述基準元件輸出電流成為零的電壓。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機控制裝置能夠?qū)α魅胨雠艢鈨艋呋瘎┑呐艢獾目杖急冗M行控制，在所述空燃比傳感器的傳感器輸出電流成為了零以下時，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的目標空燃比比理論空燃比稀。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機控制裝置具備: 氧吸藏量增加單元，其在所述空燃比傳感器的傳感器輸出電流成為了零以下時，將流入所述排氣凈化催化劑的排氣的目標空燃比持續(xù)地或斷續(xù)地設(shè)為比理論空燃比稀，直到所述排氣凈化催化劑的氧吸藏量成為比最大氧吸藏量少的預(yù)定的吸藏量；和 氧吸藏量減少單元，其在所述排氣凈化催化劑的氧吸藏量成為了所述預(yù)定的吸藏量以上時，將所述目標空燃比持續(xù)地或斷續(xù)地設(shè)為比理論空燃比濃，以使得該氧吸藏量不會達到最大氧吸藏量而朝向零減少。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 由所述氧吸藏量增加單元持續(xù)地或斷續(xù)地設(shè)為比理論空燃比稀的期間內(nèi)的所述目標空燃比的平均值與理論空燃比之差，比由所述氧吸藏量減少單元持續(xù)地或斷續(xù)地設(shè)為比理論空燃比濃的期間內(nèi)的所述目標空燃比與理論空燃比之差大。15.根據(jù)權(quán)利要求11?14中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 該內(nèi)燃機的控制裝置具備上游側(cè)空燃比傳感器，該上游側(cè)空燃比傳感器在所述排氣凈化催化劑的排氣流動方向上游側(cè)設(shè)置于內(nèi)燃機排氣通路， 所述內(nèi)燃機控制裝置基于上游側(cè)空燃比傳感器的輸出來控制排氣空燃比，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目標空燃比。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 所述上游側(cè)空燃比傳感器構(gòu)成為:傳感器輸出電流成為零的施加電壓根據(jù)排氣空燃比而變化，并且，若在排氣空燃比為理論空燃比時使該上游側(cè)空燃比傳感器的施加電壓增大，則傳感器輸出電流隨之而增大， 所述上游側(cè)空燃比傳感器的施加電壓比所述空燃比傳感器的施加電壓低。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機的控制裝置， 在通過所述上游側(cè)空燃比傳感器檢測排氣空燃比時，所述上游側(cè)空燃比傳感器的施加電壓固定為一定電壓，該一定電壓設(shè)為在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比為理論空燃比時傳感器輸出電流成為零的電壓。
【專利摘要】內(nèi)燃機的控制裝置具備：空燃比傳感器(41)，其設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣通路；和內(nèi)燃機控制裝置，其基于空燃比傳感器的傳感器輸出電流來控制內(nèi)燃機?？杖急葌鞲衅骶邆洌汗┡艢饬魅氲谋粶y氣體室(51)；基準元件(61)，其基準元件輸出電流根據(jù)被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比而變化；以及泵元件(60)，其根據(jù)泵電流，對被測氣體室內(nèi)的排氣進行氧的泵入和泵出?；鶞试?gòu)成為：基準元件輸出電流成為零的施加電壓根據(jù)所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比而變化?；鶞试氖┘与妷汗潭橐欢妷海撘欢妷涸O(shè)為與在所述被測氣體室內(nèi)的排氣的空燃比為理論空燃比時基準元件輸出電流成為零的電壓不同的電壓。
【IPC分類】F02D45/00, G01N27/41
【公開號】CN104956058
【申請?zhí)枴緾N201380071606
【發(fā)明人】林下剛, 青木圭一郎
【申請人】豐田自動車株式會社
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2013年1月29日
【公告號】EP2952721A1, WO2014118893A1