內燃機的空燃比控制裝置的製作方法

2023-12-08 07:34:11

專利名稱：內燃機的空燃比控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機的空燃比控制裝置。
背景技術：
內燃機的排氣(廢氣)中含有NOx、 CO、和HC等，為了淨化這些 物質，在內燃機排氣系統中配置有三元催化裝置。因為三元催化裝置在升 溫到催化劑活化溫度以前不能良好地淨化這些物質，因此在催化劑溫度低 的內燃機起動時，必須使三元催化裝置儘快升溫到催化劑活化溫度。
為此，提出了下述方案在內燃機剛起動後，通過使燃燒空燃比比理 論空燃比稀薄(lean)而使排氣中含有足夠量的氧，利用該氧使排氣中的 HC和CO等在三元催化裝置中進^f亍燃燒。另外，還提出了下述方案若 三元催化裝置升溫到催化劑活化溫度，則將燃燒空燃比設為理論空燃比， 但在根據內燃機冷卻水溫達到設定溫度來判斷三元催化裝置已升溫到催化 劑活化溫度的場合，內燃機起動開始時的內燃機冷卻水溫越低，則越低地 設定設定溫度，儘管三元催化裝置整體升溫到催化劑活化溫度，但使燃燒 空燃比稀薄，從而防止三元催化裝置過度地升溫(例如參照特開平 9-151759、特開平9-222010、特開2004-346777及特開2004-324493 )。
在上述的背景技術中，因為三元催化裝置整體達到催化劑活化溫度之 前使燃燒空燃比稀薄，因此雖然在升溫前半期的缸內溫度低時沒有問題， 但在升溫後半期缸內溫度比較高時，排氣中含有較多量的NOx,該NOx 沒有得到充分地淨化便向大氣中放出。
因此，本發明的目的是，提供一種在內燃機剛起動後將三元催化裝置 向催化劑活化溫度早期地升溫時，可減少排放到大氣中的NOx量的內燃機的空燃比控制裝置。 發明內容本發明第l技術方案所迷的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，在 內燃機起動時，使燃燒空燃比比理論空燃比稀薄，在判斷出只有配置在內 燃機排氣系統中的三元催化裝置的排氣上遊部已升溫到催化劑活化溫度時，使燃燒空燃比比理論空燃比濃(rich),將上述三元催化裝置的排氣 下遊部升溫。另外，本發明的第2技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，是如 第1技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，內燃機起動時 的排氣量越多，使燃燒空燃比稀薄而向催化劑活化溫度升溫的三元催化裝 置的上述排氣上遊部的容積被變更得越大。此外，本發明的第3技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，是如 第1技術方案或第2技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是， 基於上述三元催化裝置的縱向中夾部的測定溫度，判斷出只有上述排氣上 遊部已升溫到催化劑活化溫度。另外，本發明的第4技術方案所迷的內燃機空燃比控制裝置，是如第 1 3技術方案的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，通過 使燃燒空燃比比理論空燃比濃從而推定上述三元催化裝置的02存儲量減 少到設定量時，將燃燒空燃比控制為理論空燃比。此外，本發明的第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，是如 第1 3技術方案的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，通 過使燃燒空燃比比理論空燃比濃從而推定上述三元催化裝置的02存儲量 減少到設定量時，以理論空燃比為中心使燃燒空燃比向濃的一側和稀薄的 一側交替地波動。另外，本發明的第6技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，是如 第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，上述三元催化 裝置的上述排氣下遊部的溫度越高，燃燒空燃比的波動振幅越d、。此外，本發明的第7技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，是如 第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵是，上述三元催化 裝置的上述排氣下遊部的溫度越高，燃燒空燃比的波動周期越大。
根據本發明第l技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，在內燃機 起動時首先使燃燒空燃比比理論空燃比稀薄，利用排氣中的充分的氧使排 氣中的HC和CO在三元催化裝置中燃燒，只使配置在內燃機排氣系統中 的三元催化裝置的排氣上遊部良好地進行升溫。由於此時缸內溫度^f氐，因 此燃燒溫度也低，不會生成那麼多的NOx。如果判斷出只有三元催化裝置 的排氣上遊部已升溫到催化劑活化溫度，則由於使燃燒空燃比比理論空燃 比濃，因此即使缸內溫度變得比較高，燃燒溫度變高，氣缸內的NOx生成 量也沒有那麼多，與使燃燒空燃比稀薄的場合相比，可以減少向大氣中排 放的NOx量。通過使燃燒空燃比濃，排氣中的HC和CO量增多，但在燃 燒空燃比稀薄的期間利用02存儲能力而吸藏在三元催化裝置中的氧釋放 出，由此這些HC和CO在三元催化裝置中燃燒，不會向大氣中排^L出， 另外，三元催化裝置的排氣下遊部也可利用該燃燒熱而良好地進行升溫。
另外，根據本發明笫2技術方案所迷的內燃機的空燃比控制裝置，在 第1技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置中，內燃機起動時的排氣量 越大，使燃燒空燃比稀薄而向催化劑活化溫度升溫的三元催化裝置的排氣 上遊部的容積被變更得越大，只有對內燃機起動時的排氣進行淨化所需的 三元催化裝置的容積部分通過使燃燒空燃比稀薄化而早期地升溫到催化劑
活化溫度o
此外，根據本發明的第3技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置， 在第l技術方案或笫2技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置中，至少 三元催化裝置的縱向中央部的溫度由溫度傳感器等進行測定，基於該測定 溫度判斷只有三元催化裝置的排氣上遊部已升溫到催化劑活化溫度。三元 催化裝置的溫度由於排氣上遊端最高而排氣下遊端最低，因此如果至少測 定縱向中央部的溫度，則可容易地判斷出是否只有排氣上遊部已升溫到催 化劑活化溫度。另外，根據本發明的第4技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置， 在第l-3技術方案的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置中，通過^吏燃 燒空燃比比理論空燃比濃，從而推定三元催化裝置的02存儲量減少到^殳定 量時，將燃燒空燃比控制為理論空燃比。通過使燃燒空燃比稀薄的運轉(運 行)，三元催化裝置的02存儲量變為最大存儲量，這樣，在三元催化裝置 整體升溫到催化劑活化溫度後的理論空燃比的運轉中，燃燒空燃比向稀薄 的一側偏移時NOx的淨化變得不充分。另夕卜，若使燃燒空燃比濃而繼續時， 三元催化裝置的02存儲量最終成為零，這樣，在三元催化裝置整體升溫到 催化劑活化溫度後的理論空燃比的運轉中，燃燒空燃比向濃的一側偏移時， HC和CO的淨化變得不充分。
由此，使燃燒空燃比濃，從而推定三元催化裝置的02存儲量減少到設 定量、優選減少到最大存儲量的大約一半時，將燃燒空燃比控制為理論空 燃比，將02存儲量維持在設定量。此時，三元催化裝置在比排氣上遊部大 的範圍達到催化劑活化溫度，在可良好地淨化理論空燃比的排氣中所含的 HC、 CO和NOx的同時，利用此時產生的反應熱可使三元催化裝置的其 餘部分升溫到催化劑活化溫度。
此外，根據本發明第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，在 第1 3技術方案的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置中，通過使燃燒 空燃比比理論空燃比濃從而推定三元催化裝置的02存儲量減少到設定量 時，以理論空燃比為中心使燃燒空燃比向濃的一側和稀薄的一側交替地波 動。若燃燒空燃比以理論空燃比為中心向濃的一側和稀薄的一側波動，則 交替地向三元催化裝置供給較多量HC及CO、和較多量的氧及NOx。由 此，較多量的HC和CO利用由三元催化裝置放出的氧而進行燃燒，利用 該燃燒熱可使未升溫到催化劑活化溫度的三元催化裝置的其餘部分良好地 升溫，與此同時與所放出的氧相同的量的氧再被三元催化裝置吸藏，三元 催化裝置的02存儲量被維持在設定量。
另外，根據本發明第6技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，在 第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置中，三元催化裝置的排氣下遊部的測定溫度越高，燃燒空燃比的波動振幅越小，使每單位時間向三元
催化裝置供給的HC及CO的量、和氧及NOx的量減少，使HC和CO的 燃燒熱減少，使沒有升溫到催化劑活化溫度的三元催化裝置的其餘部分升 溫，由此，抑制產生必需以上的燃燒熱而使已升溫到催化劑活化溫度的三 元催化裝置的排氣上遊部過度地升溫。
此外，根據本發明第7技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置，在 第5技術方案所述的內燃機的空燃比控制裝置中，三元催化裝置的上述排 氣下遊部的測定溫度越高，燃燒空燃比的波動周期越大，4吏每單位時間向 三元催化裝置供給的HC及CO的量、和氧及NOx的量減少，使HC和 CO的燃燒熱減少，從而使沒有升溫到催化劑活化溫度的三元催化裝置的 其餘部分升溫，由此，抑制產生必需以上的燃燒熱而使已升溫到催化劑活 化溫度的三元催化裝置的排氣上遊部過度地升溫。


圖i是表示內燃機排氣系統的一部分的概略圖2是用於利用本發明的空燃比控制裝置實施的起動時空燃比控制的 流程圖3是表示通過圖2的起動時空燃比控制而得到的空燃比變化與三元 催化裝置的各部分的溫度變化的時間曲線圖。
具體實施例方式
圖1是表示內燃機排氣系統的一部分的概略圖。在該圖中，l是三元 催化裝置，2是用於檢測三元催化裝置1的排氣上遊端附近溫度的第一溫 度傳感器，3是用於檢測三元催化裝置1的縱向中央部溫度的第二溫度傳 感器，4是用於檢測三元催化裝置1的排氣下遊端附近溫度的第三傳感器。 第一溫度傳感器2、第二溫度傳感器3和笫三溫度傳感器4在本實施方式 中分別檢測在各縱向位置的直徑中心附近的溫度。
三元催化裝置1，在排氣的空燃比為理論空燃比附近時，對排氣中的NOx、 CO和HC良好地進行淨化。然而，由於將排氣的空燃比總是維持 在理論空燃比附近是困難的，因此通過使三元催化裝置1擔載二氧化鈰等， 使之具有02存儲能力，在排氣的空燃比變為稀薄時，吸收剩餘氧，在排氣 的空燃比變為濃時放出吸收的氧，不論排氣的空燃比如何均可使三元催化 裝置1內的氣氛在理論空燃比附近。
可是，三元催化裝置l在達到催化劑活化溫度以前，不能對理論空燃 比附近的排氣中的NOx、 CO和HC良好地進行淨化。由此，在催化劑溫 度低的內燃機起動時，必須使三元催化裝置1早期地升溫到催化劑活化溫 度。為此， 一般地實施下述工作在內燃機起動時使燃燒空燃比比理論空 燃比稀薄，使排氣中含有大量的氧，利用該氧使排氣中的HC和CO在三 元催化裝置1內良好地進行燃燒，利用該燃燒熱4吏三元催化裝置1升溫。
這樣，在使燃燒空燃比稀薄而使三元催化裝置1升溫的場合，由於在 升溫前半期缸內溫度低，燃燒溫度也低，因此即使使燃燒空燃比稀薄也不 會生成那麼多量的NOx。然而，在升溫後半期缸內溫度變得比較高、燃燒 溫度提高時，在燃燒空燃比稀薄的運轉中會生成量比較多的NOx，該NOx 會使三元催化裝置1的升溫不充分，另外，通過此前的稀薄空燃比的運轉， 三元催化裝置1的02存儲量變為最大存儲量時，不能良好地進行淨化而向 大氣中放出。
本發明的內燃機的空燃比控制裝置，按照圖2所示的流程圖控制燃燒 空燃比，使三元催化裝置1早期地升溫到催化劑活化溫度，並抑制此時的 NOx的向大氣排放量。
首先，在步驟101中，根據起動機開關的開啟(接通)信號等來判斷 是否是內燃機起動時，該判斷結果為否定時直接終止流程，但該判斷結果 為肯定時就進入步驟102。在步驟102中，確定對與吸入空氣量對應的內 燃機起動時的排氣量進行淨化所需的三元催化裝置1的排氣上遊部的容 積，所述吸入空氣量是內燃機起動時的吸入空氣量，優選是剛剛各氣缸的 起爆完成、內燃機轉速上升到設定轉速後的正常運轉時(以下稱為內燃機 剛起動完成後)的吸入空氣量。內燃機剛起動完成後的排氣量越多，所需的三元催化裝置1的排氣上遊部的容積越大。該容積，例如在具有同樣直
徑的三元催化裝置中，作為距排氣上遊端的長度L來確定。
接著，在步驟103中，實施在稀薄空燃比(例如為15-16)下的運轉。 也可以從起轉(cranking)就使燃燒空燃比稀薄，但直到內燃機起動完成 為止，為了確保可靠的起動性，優選將燃燒空燃比控制成為理論空燃比或 稀薄空燃比，在稀薄空燃比下的運轉優選從內燃機剛起動完成後實施。
接著，在步驟104中，判斷三元催化裝置1的距排氣上遊端的長度L 的位置的直徑中心部附近的溫度TL是否達到了催化劑活化溫度T。在整 體達到催化劑活化溫度之前，三元催化裝置1具有從排氣上遊端到排氣下 遊端緩慢變為低溫度的溫度梯度。本實施方式中，利用第一溫度傳感器2 監視排氣上遊端附近的溫度Tu，利用第二溫度傳感器3監視縱向中央部的 溫度Tc，利用第三溫度傳感器4監視排氣下遊端附近的溫度Td,基於Tu、 Tc和Td這三個溫度可推定距排氣上流端的長度L的位置的溫度TL。
當然，在內燃機剛起動完成後的排氣量多的場合或少的場合，進行淨 化所需的三元催化裝置的容積增加、減少，與此相伴，距排氣上遊端的長 度L進行增減，但不論長度L如何，均可基於上述Tu、 Tc和Td這三個 溫度推定該長度位置的溫度TL。另外，如果至少監一見三元催化裝置1的縱 向中央部的溫度Tc，則將排氣上遊端的溫度作為流入三元催化裝置1的排 氣的溫度，可推定距排氣上遊端的長度L的位置的溫度TL。
步驟104的判斷結果為否定時，即三元催化裝置1的距排氣上遊端的 長度L的位置的直徑中心部附近的溫度TL小於催化劑活化溫度T，對內 燃機剛起動完成後的排氣量進行淨化所需的三元催化裝置的排氣上遊部的 容積沒有升溫到催化劑活化溫度時，在步驟103中實施在稀薄空燃比下的 運轉，通過4吏排氣中含有足夠量的氧，使排氣中的HC和CO在三元催化 裝置l中良好地燃燒，利用該燃燒熱使三元催化裝置l良好地升溫。在內 燃機剛起動完成後，由於氣釭內的溫度尚低，燃燒溫度也低，因此即使使 燃燒空燃比稀薄，也不會生成那麼多的NOx。這樣，雖然NOx在三元催 化裝置中未怎麼被淨化便排放到大氣中，但該NOx放出量很少。另 一方面，如果對內燃機剛起動完成後的排氣量進行淨化所需的三元
催化裝置1的排氣上遊部的容積升溫到催化劑活化溫度，步驟104的判斷 結果為肯定，則在步驟105中實施在濃空燃比(例如為12-14)下的運轉， 燃燒空燃比從稀薄空燃比轉換至濃空燃比。此時，三元催化裝置l的排氣 上遊部已升溫到催化劑活化溫度，即使將燃燒空燃比控制為理論空燃比， 也可以將內燃機剛起動完成後的排氣良好地淨化。然而，三元催化裝置1 中的排氣上遊部以外的排氣下遊部依然沒有升溫到催化劑活化溫度，防備 排氣量增加的運轉並使排氣下遊部早期地升溫到催化劑活化溫度是必要 的。
由此，在本實施方式中，使燃燒空燃比濃，從而使量比較多的HC和 CO流入三元催化裝置1，由於利用三元催化裝置1的02存儲能力而在稀 薄空燃比運轉時吸藏的氧從三元催化裝置1中放出，因此這些HC和CO 在三元催化裝置1中良好地燃燒，可使三元催化裝置1的排氣下遊部良好 地升溫。
在燃燒空燃比從稀薄向濃轉換時，通過此前的稀薄空燃比下的運轉， 氣缸內的溫度升高，如果保持原樣地持續進行在稀薄空燃比下的運轉，則 燃燒溫度也升高，NOx生成量變得比較多。然而，本實施方式中，由於在 此時實施在濃空燃比下的運轉，因此即使氣缸內的溫度升高，也不會那樣 地生成NOx，即4吏在三元催化裝置1中NOx未被淨化，NOx向大氣中的 ;故出量也4艮少。
三元催化裝置1的02存儲能力，如上述那樣，是用於在燃燒空燃比波 動成為濃或稀薄時，也將三元催化裝置l內的排氣的空燃比維持在理論空 燃比附近的，優選三元催化裝置1的02存儲量變為最大存儲量的約一半， 以使得燃燒空燃比可以向濃和稀薄波動。當^f吏燃燒空燃比一直為濃的狀態 時，三元催化裝置1的排氣下遊部被良好地升溫，但在稀薄空燃比下運轉 時吸藏到最大存儲量的氧最終全部放出。
在本流程圖中，在步驟106中，判斷開始濃空燃比下的運轉後的經過 時間te是否達到了設定時間t。在濃空燃比的運轉開始時，通過此前的稀薄空燃比下的運轉，三元催化裝置1吸藏有最大存儲量的氧。該最大存儲 量對於每一個三元催化裝置1是已知的值，使最大存儲量的氧減少一半所
需的HC量和CO量也已知。由此，這些HC量和CO量向三元催4t裝置 1流入所需的在濃空燃比下的運轉時間t,可以基於濃空燃比的值進行設定。
這樣，步驟106的判斷結果為否定的期間，實施在濃空燃比下的運轉。 另一方面，當從在濃空燃比下的運轉開始後的經過時間te達到設定時間t， 三元催化裝置1的02存儲量變為最大存儲量的約一半時，結束在濃空燃比 下的運轉，i^步驟107。
在三元催化裝置1的02存儲量變為最大存儲量的約一半時，將燃燒空 燃比從濃轉換成理論空燃比，在三元催化裝置的排氣下遊部，可以4吏依然 沒有升溫到催化劑活化溫度的其餘部分利用在對HC、 CO和NOx淨化時 產生的熱量升溫。即使是這樣的理論空燃比的運轉，三元催化裝置1的02 存儲量也可以維持在最大存儲量的約一半。
然而，在本實施方式中，為了使該其餘部分早期地升溫到催化劑活化 溫度，以理論空燃比為中心，使燃燒空燃比向濃側和稀薄側波動，在燃燒 空燃比向濃的一側波動時，會4吏較多量的HC和CO向三元催化裝置1流 入，使這些HC和CO利用從三元催化裝置放出的氧進行燃燒。燃燒空燃 比向稀薄一側波動時，為使HC和CO燃燒而放出的氧量再次被三元催化 裝置1吸藏。這樣，即4吏這樣地<吏燃燒空燃比波動，也可以將三元催化裝 置1的02存儲量維持在最大02存儲量的約一半。
在本實施方式中，在步驟107中確定燃燒空燃比的波動振幅A。振幅 A越大，向三元催化裝置l供給的HC量和CO量越多，對將三元催化裝 置1的未升溫到催化劑活化溫度的其餘部分進行升溫有利。然而，已升溫 到催化劑活化溫度的三元催化裝置1的排氣上遊部等容易過度地升溫。由 此，通過使用第三溫度傳感器4檢測、或至少使用第二溫度傳感器3檢測 的三元催化裝置1的縱向中央部的溫度Tc推定的三元催化裝置1的排氣 下遊端的溫度Td越高，使振幅A越小。由此，可抑制已經升溫到催化劑 活化溫度的三元催化裝置1的排氣上遊部等過度地升溫。如果在步驟107中，確定了燃燒空燃比的波動振幅A，則在步驟108 中，實施以理論空燃比為中心的振幅A的波動空燃比的運轉。接著，在步 驟109中，判斷與上述同樣地檢測或推定的三元催化裝置1的排氣下遊端 的溫度Td是否達到了催化劑活化溫度T，該判斷結果為否定的期間，在 步驟107中確定振幅A，在步驟108中實施波動空燃比的運轉。
雖然在步驟107中使波動空燃比運轉的振幅A變化，但也可以^:置成 三元催化裝置1的排氣下遊端的溫度Td越高，使波動空燃比運轉的波動 周期越大，從而減少向三元催化裝置供給的CO量和HC量，由此，可以 抑制已升溫到催化劑活化溫度的三元催化裝置1的排氣上遊部等過度地升溫。
如果檢測或推定的三元催化裝置1的排氣下遊端的溫度Td達到催化 劑活化溫度T，則三元催化裝置1的全部已升溫到催化劑活化溫度T，就 不需要在波動空燃比下的運轉，在步驟110中，起動時的空燃比控制被中 止。
圖3是表示上述的起動時的燃燒空燃比變化、與三元催化裝置1的各 部分的溫度變化的時間曲線圖。在該時間曲線圖中，在內燃機剛起動完成 後的時刻tl，燃燒空燃比淨皮控制為稀薄，使三元催化裝置1的排氣上遊部 的溫度升溫。如果達到時刻t2,則由於三元催化裝置l的作為排氣上遊部 邊界的距排氣上遊端的縱向長度L的位置的溫度TL達到催化劑活化溫度 T，因此從該時刻t2開始，使燃燒空燃比濃，在抑制氣缸內的NOx的生成 量的同時，^使三元催化裝置1的排氣下遊部良好地升溫。
如果通過經過i殳定時間而達到時刻t3，則在稀薄空燃比運轉時淨皮三元 催化裝置1吸藏的最大02存儲量的氧，通過濃空燃比運轉而減少到約一半， 從該時刻t3開始，實施以理論空燃比為中心、使燃燒空燃比向濃的一側和 稀薄的一側交替地波動的運轉。由此， 一邊將三元催化裝置1的02存儲量 維持在最大存儲量的約一半， 一邊通過使較多量的HC和CO燃燒，而使 三元催化裝置1的排氣下遊部的、依然沒有升溫到催化劑活化溫度的部分 良好地升溫。三元催化裝置1的排氣下遊端的Td越高，使該運轉下的波動空燃比的振幅越小，抑制了已升溫到催化劑活化溫度的三元催化裝置1
的排氣上遊部等過度地升溫。若達到時刻t4，則三元催化裝置l的排氣下 遊端的溫度Td也達到催化劑活化溫度T，即，由於三元催化裝置1的整 體達到催化劑活化溫度T以上，因此中止用於使三元催化裝置1升溫的起 動時的空燃比控制。
從時刻t2到t3，實施了在一定的濃空燃比下的運轉，但如圖3中虛線 所示，也可以設定轉換時的濃空燃比及燃燒空燃比的每單位時間的變化量， 以便使燃燒空燃比從由稀薄空燃比轉換時的濃空燃比慢慢地向理論空燃比 接近，在燃燒空燃比達到理論空燃比時三元催化裝置1的02存儲量變為最 大存儲量的約一半。在這樣的燃燒空燃比的控制中不需要判斷經過時間。 對於從時刻t2到t3的濃空燃比的運轉，從時刻t2到t3向三元催化裝置1 供給的HC量和CO量是重要的，此期間的排氣量大於或少於成為設定各 值的基準的排氣量的場合，必須將轉換時的濃空燃比向稀薄一側或濃的一 側變更，或者，縮短或延長時刻t2到t3期間的時間t，或者增大或減小燃 燒空燃比的每單位時間的變化量。
在圖2所示的流程圖中，雖然在內燃機起動時實施了上述的空燃比控 制，但不用說，在冷卻水溫高、判斷是內燃機剛停止後的再起動時的場合， 由於三元催化裝置1整體已達到催化劑活化溫度，因此不需要實施上述的 空燃比控制。另外，冷卻水溫異常低、判斷是極低溫的起動時的場合，由 於內燃機剛起動完成後的稀薄空燃比的運轉不穩定，因此可以不考慮上述 的空燃比控制。
另外，在本實施方式中，三元催化裝置1的距排氣上遊端的長度L的 位置的溫度TL,是採用至少使用第二溫度傳感器3測定的三元催化裝置1 的縱向中央部的溫度Tc進行了推定，但也可以基於由根據各內燃機運轉 狀態而流入三元催化裝置1的排氣的溫度及排氣的流量等推定的使三元催 化裝置l升溫的能量、和外界氣體溫度等，不設溫度傳感器而進行推定。 在此，考慮了三元催化裝置1具有從排氣上遊端到排氣下遊端慢慢變為低 溫度的溫度梯度。三元催化裝置l的排氣下遊端的溫度Td,也可以基於上述的能量和外界氣體溫度等，不設溫度傳感器而進行推定。
權利要求
1. 一種內燃機的空燃比控制裝置，其特徵在於，在內燃機起動時，使 燃燒空燃比比理論空燃比稀薄，在判斷出只有配置在內燃機排氣系統中的 三元催化裝置的排氣上遊部升溫到催化劑活化溫度時，使燃燒空燃比比理 論空燃比濃，將上述三元催化裝置的排氣下遊部升溫。
2. 如權利要求1所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵在於，內燃 機起動時的排氣量越多，使燃燒空燃比稀薄而向催化劑活化溫度升溫的三 元催化裝置的上述排氣上遊部的容積被變更得越大。
3. 如權利要求1或2所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵在於， 基於上述三元催化裝置的縱向中央部的測定溫度，來判斷只有上迷排氣上 遊部升溫到催化劑活化溫度。
4. 如權利要求1 3的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵 在於，通過使燃燒空燃比比理論空燃比禮火而推定上述三元催化裝置的o2 存儲量減少到設定量時，將燃燒空燃比控制為理論空燃比。
5. 如權利要求1~3的任一項所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵 在於，通過使燃燒空燃比比理論空燃比濃從而推定上迷三元催化裝置的o2 存儲量減少到設定量時，以理論空燃比為中心使燃燒空燃比向濃的一側和 稀薄的一側交替地波動。
6. 如權利要求5所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵在於，上述 三元催化裝置的上述排氣下遊部的溫度越高，燃燒空燃比的波動振幅越小。
7. 如權利要求5所述的內燃機的空燃比控制裝置，其特徵在於，上述 三元催化裝置的上述排氣下遊部的溫度越高，燃燒空燃比的波動周期越大。
全文摘要
本發明提供一種內燃機的空燃比控制裝置。在內燃機起動時，使燃燒空燃比比理論空燃比稀薄，在判斷出只有配置在內燃機排氣系統中的三元催化裝置的排氣上遊部已升溫到催化劑活化溫度時，使燃燒空燃比比理論空燃比濃，將上述三元催化裝置的排氣下遊部升溫。
文檔編號F01N3/24GK101313137SQ200780000269
公開日2008年11月26日 申請日期2007年2月7日 優先權日2006年2月7日
發明者一瀨宏樹, 中田邦彥, 平田篤識, 櫻井健治, 溝口紘晶, 河合將昭, 藤原孝彥 申請人:豐田自動車株式會社