內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在排氣通路設(shè)置有氧傳感器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，在具備利用催化劑的排氣凈化系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了通過催化劑以高效率來執(zhí)行對(duì)排氣中的有害成分的凈化，必須控制在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒的空氣-燃料混合物的空氣和燃料的混合比例，即空燃比。為了執(zhí)行這種對(duì)空燃比的控制，在如上所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，在排氣通路的催化劑即催化凈化裝置的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置有根據(jù)排氣中的氧濃度來產(chǎn)生輸出的傳感器，并且基于它們的輸出來執(zhí)行空燃比反饋控制以使得空燃比跟隨目標(biāo)空燃比。例如，在催化劑的上游側(cè)設(shè)置有所謂的廣域空燃比傳感器，并且在其下游側(cè)設(shè)置有所謂的氧傳感器。
[0003]—般的氧傳感器在排氣通路中配置成，氧傳感器的檢測元件的內(nèi)表面暴露于大氣而外表面暴露于排氣，當(dāng)大氣和排氣的氧分壓產(chǎn)生差異時(shí)，簡而言之，當(dāng)氧濃度產(chǎn)生差異時(shí)，氧離子在檢測元件內(nèi)部從氧濃度高的一側(cè)流到氧濃度低的一側(cè)，由此產(chǎn)生電動(dòng)勢。然而，當(dāng)氧傳感器的檢測元件中發(fā)生缺損時(shí)，即，當(dāng)產(chǎn)生元件裂縫時(shí)，排氣在檢測元件內(nèi)部流動(dòng)，檢測元件內(nèi)外的氧濃度不會(huì)產(chǎn)生差異。結(jié)果，氧傳感器產(chǎn)生與排氣中氧變多的所謂稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出。即，當(dāng)檢測元件中發(fā)生缺損時(shí)，氧傳感器產(chǎn)生與稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出的程度增加。因此，可基于氧傳感器的稀側(cè)的輸出傾向的程度來檢測氧傳感器的檢測元件是否出現(xiàn)缺損異常。
[0004]如上所述，當(dāng)氧傳感器的檢測元件出現(xiàn)缺損異常時(shí)，氧傳感器的輸出一般與排氣的氧濃度不對(duì)應(yīng)，因此，當(dāng)單純地基于氧傳感器的輸出來執(zhí)行上述空燃比控制時(shí)，排放惡化。特別地，由于這種氧傳感器容易如上述那樣產(chǎn)生與稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出，所以在空燃比控制中，有可能基于氧傳感器的輸出而進(jìn)行使空燃比過度增濃的修正。
[0005]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種用于防止如上所述的排放惡化的空燃比控制裝置。該裝置具有這樣的結(jié)構(gòu):判定異常的可能性隨著設(shè)置在排氣凈化催化劑的下游側(cè)的氧傳感器的輸出值的出現(xiàn)頻度分布向稀側(cè)轉(zhuǎn)移的程度越大而越高，并且根據(jù)異?？赡苄缘某潭榷匾种瓶杖急仍鰸獾姆较蛟O(shè)定對(duì)空燃比控制的修正量的極限。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-36742號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]由于近年來對(duì)排放規(guī)定的進(jìn)一步收緊，需要提高氧傳感器的缺損異常的判定基準(zhǔn)(檢測基準(zhǔn))。
[0011]同時(shí)，氧傳感器產(chǎn)生與稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出的程度增加不限于氧傳感器的檢測元件出現(xiàn)缺損異常時(shí)。在具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(即所謂的多氣缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))中，當(dāng)氣缸之間的空燃比差異程度高時(shí)，設(shè)置在排氣通路中的氧傳感器往往產(chǎn)生與稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出。在這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于通常使用同一控制量來對(duì)所有氣缸執(zhí)行空燃比控制，所以即使執(zhí)行該空燃比控制，實(shí)際的空燃比也可因氣缸而異。如果此時(shí)的差異程度小，則可通過空燃比反饋控制來將它吸收，還可通過催化劑來執(zhí)行排氣中的有害成分的凈化處理，不對(duì)排放造成影響，不會(huì)發(fā)生什么問題。然而，例如，當(dāng)一部分氣缸的燃料噴射系統(tǒng)或進(jìn)氣門的配氣機(jī)構(gòu)發(fā)生故障等而氣缸之間的空燃比相差很大時(shí)，由于排氣中的氫成分的影響，位于催化劑的上游側(cè)的空燃比傳感器會(huì)具有產(chǎn)生與空燃比比理論空燃比濃時(shí)的輸出同樣的輸出的較強(qiáng)傾向，空燃比容易因該空燃比控制而向稀側(cè)轉(zhuǎn)移。因此，由于這種情況，位于催化劑的下游側(cè)的氧傳感器產(chǎn)生與稀燃燒時(shí)的輸出同樣的輸出的程度增加。因此，在具備基于氧傳感器的稀側(cè)的輸出傾向的程度來檢測氧傳感器的檢測元件是否出現(xiàn)缺損異常的結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，存在當(dāng)氣缸之間的空燃比差異程度高時(shí)誤檢測為氧傳感器的檢測元件產(chǎn)生了缺損異常的可能性。特別地，通過提高氧傳感器的缺損異常的判定基準(zhǔn)，該誤檢測的可能性會(huì)進(jìn)一步提尚。
[0012]如上所述，在氣缸之間的空燃比差異程度高時(shí)盡管氧傳感器未出現(xiàn)缺損異常也誤檢測為產(chǎn)生了缺損異常的狀況下，在設(shè)置有如專利文獻(xiàn)I所示的空燃比控制裝置的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，有可能根據(jù)氣缸之間的空燃比差異程度來設(shè)定對(duì)空燃比控制的修正量的極限。這種極限設(shè)定無助于排放的改善。
[0013]因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于，基于設(shè)置在排氣通路的排氣凈化催化劑的下游側(cè)的氧傳感器的輸出來更適當(dāng)?shù)貓?zhí)行空燃比控制。
[0014]用于解決課題的方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其包括:
[0016]空燃比控制裝置，所述空燃比控制裝置構(gòu)造成基于設(shè)置在排氣通路的排氣凈化催化劑的上游側(cè)的空燃比傳感器的輸出來執(zhí)行空燃比控制，所述空燃比控制裝置以基于設(shè)置在所述排氣凈化催化劑的下游側(cè)的氧傳感器的輸出而設(shè)定的修正量來對(duì)所述空燃比控制執(zhí)行修正；
[0017]輸出傾向值計(jì)算裝置，所述輸出傾向值計(jì)算裝置構(gòu)造成基于所述氧傳感器的輸出來計(jì)算代表所述氧傳感器的輸出傾向的值，所述輸出傾向值計(jì)算裝置計(jì)算預(yù)定時(shí)間內(nèi)的稀傾向值和濃傾向值，所述稀傾向值代表比理論空燃比更接近稀側(cè)的預(yù)定稀區(qū)域中的稀輸出傾向，所述濃傾向值代表比理論空燃比更接近濃側(cè)的預(yù)定濃區(qū)域中的濃輸出傾向；
[0018]判定裝置，所述判定裝置構(gòu)造成基于通過所述輸出傾向值計(jì)算裝置計(jì)算出的所述稀傾向值來判定所述預(yù)定稀區(qū)域中的稀輸出傾向的程度是否在預(yù)定稀程度以上，并且基于通過所述輸出傾向值計(jì)算裝置計(jì)算出的所述濃傾向值來判定所述預(yù)定濃區(qū)域中的濃輸出傾向的程度是否小于預(yù)定濃程度；和
[0019]極限設(shè)定裝置，所述極限設(shè)定裝置構(gòu)造成，當(dāng)所述判定裝置判定為所述預(yù)定稀區(qū)域中的稀輸出傾向的程度在所述預(yù)定稀程度以上并且所述預(yù)定濃區(qū)域中的濃輸出傾向的程度小于所述預(yù)定濃程度時(shí)，沿隨著所述氧傳感器的輸出向稀側(cè)轉(zhuǎn)移的程度越大而越多地抑制空燃比的增濃的方向設(shè)定對(duì)所述空燃比控制的所述修正的極限。
[0020]優(yōu)選，所述極限設(shè)定裝置使用通過所述輸出傾向值計(jì)算裝置計(jì)算出的所述稀傾向值作為代表所述氧傳感器的輸出向稀側(cè)轉(zhuǎn)移的程度的值，并且基于所述稀傾向值來設(shè)定所述修正的極限。
[0021]在還包括構(gòu)造成檢測所述氧傳感器的元件溫度的溫度檢測裝置的情況下，所述輸出傾向值計(jì)算裝置可基于當(dāng)通過所述溫度檢測裝置檢測出的所述氧傳感器的元件溫度在與所述預(yù)定濃區(qū)域的稀側(cè)邊界值有對(duì)應(yīng)關(guān)系的預(yù)定溫度以下時(shí)所述氧傳感器的輸出來至少計(jì)算所述濃傾向值。或者，在還包括構(gòu)造成檢測所述氧傳感器的元件溫度的溫度檢測裝置的情況下，還可以包括構(gòu)造成基于通過所述溫度檢測裝置檢測出的所述氧傳感器的元件溫度來設(shè)定所述預(yù)定濃區(qū)域的稀側(cè)邊界值的濃區(qū)域設(shè)定裝置。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，當(dāng)判定為氧傳感器的預(yù)定稀區(qū)域中的輸出傾向的程度在預(yù)定稀程度以上并且氧傳感器的預(yù)定濃區(qū)域中的輸出傾向的程度小于預(yù)定濃程度時(shí)，沿隨著氧傳感器的輸出向稀側(cè)轉(zhuǎn)移的程度越大而越多地抑制空燃比的增濃的方向設(shè)定對(duì)空燃比控制的上述修正的極限。因此，可恰當(dāng)?shù)嘏袆e氧傳感器中產(chǎn)生異常的時(shí)間，并且可以在此時(shí)基于氧傳感器的輸出來適當(dāng)?shù)貓?zhí)行空燃比控制。
【附圖說明】
[0024][圖1]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
[0025][圖2]圖2是示出催化劑前傳感器的輸出特性的曲線圖；
[0026][圖3]圖3是示出催化劑后傳感器的輸出特性的曲線圖；
[0027][圖4A]圖4A是示出作為催化劑后傳感器的氧傳感器的概念結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0028][圖4B]圖4B是圖4A的由IVB部包圍的區(qū)域的放大示意圖；
[0029][圖4C]圖4C是表示圖4A的傳感器的檢測元件中產(chǎn)生缺損的狀態(tài)的示意圖；
[0030][圖5]圖5是以重疊地示出圖4A的氧傳感器的輸出波形例和圖4C的氧傳感器的輸出波形例的曲線圖；
[0031][圖6]圖6是示出不平衡比例與排出到排氣通路的氫量之間的關(guān)系的曲線圖；
[0032][圖7]圖7是第一實(shí)施方式的空燃比控制的處理的流程圖；
[0033][圖8]圖8是第一實(shí)施方式的保護(hù)值的設(shè)定處理的流程圖；
[0034][圖9]圖9是示出催化劑后傳感器的檢測元件出現(xiàn)缺損異常時(shí)其輸出的變化例的曲線圖；
[0035][圖10]圖10是示出在對(duì)主空燃比的修正設(shè)定與催化劑后傳感器的異常程度對(duì)應(yīng)的極限的區(qū)域的圖；
[0036][圖11]圖11是示出保護(hù)值相對(duì)于稀輸出比例的變化的曲線圖；
[0037][圖12]圖12是示出催化劑后傳感器的檢測元件的溫度與傳感器的輸出電壓之間的關(guān)系例的曲線圖；
[0038][圖13]圖13是示出催化劑后傳感器的檢測元件的溫度與傳感器的檢測元件的阻抗之間的關(guān)系例的曲線圖；
[0039][圖14]圖14是第三實(shí)施方式的保護(hù)值的設(shè)定處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在下文中，將基于附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，對(duì)第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0041]圖1是第一實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(下文稱為發(fā)動(dòng)機(jī))I在包括氣缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體2中形成的燃燒室3的內(nèi)部使燃料和空氣的空氣-燃料混合物燃燒，通過使活塞在氣缸中往復(fù)移動(dòng)來產(chǎn)生動(dòng)力。本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)I是汽車用多氣缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體而言是直列四氣缸的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，即汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。但本發(fā)明能適用的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)不限于上述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，只要是具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)即可，不特別限制氣缸數(shù)、類型等。此外，雖未圖示，但發(fā)動(dòng)機(jī)I安裝在車輛上。
[0042]雖未圖示，但在發(fā)動(dòng)機(jī)I的氣缸蓋上按每個(gè)氣缸配置有開閉進(jìn)氣口的進(jìn)氣門和開閉排氣口的排氣門，各進(jìn)氣門和各排氣門由凸輪軸開閉。在氣缸蓋的頂部按每個(gè)氣缸安裝有用于點(diǎn)燃燃燒室3內(nèi)的空氣-燃料混合物的火花塞4。另外，在氣缸蓋上按每個(gè)氣缸配置有將燃料直接噴射到燃燒室3內(nèi)的噴射器(燃料噴射閥)5。
[0043]各氣缸的進(jìn)氣口經(jīng)各氣缸的支管6