内燃机的排气净化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机的排气净化装置，其具备排气净化催化剂、下游侧空燃比传感器以及进行流入排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和下游侧空燃比传感器的异常诊断的控制装置。控制装置进行如下的空燃比浓化控制：在流入排气净化催化剂的排气的空燃比被设为浓空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在稀判定空燃比以上的情况下，使流入排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比。除此之外，控制装置在通过空燃比浓化控制使流入排气净化催化剂的排气的空燃变化成了浓侧的空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器产生了异常。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机的排气净化装置。
技术介绍
已知有在设置于内燃机的排气通路的排气净化催化剂的排气流动方向上游侧和排气流动方向下游侧设置有空燃比传感器的排气净化装置。在该内燃机中，基于上游侧的空燃比传感器的输出进行反馈控制，以使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比。除此之外，目标空燃比被交替地设定成比理论空燃比浓的空燃比(以下，简称为“浓空燃比”)和比理论空燃比稀的空燃比(以下，简称为“稀空燃比”)(例如，专利文献1)。尤其是，在专利文献1所记载的内燃机中，在与下游侧空燃比传感器的输出相当的空燃比(以下，也称作“输出空燃比”)成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将目标空燃比切换为稀空燃比，并且，在排气净化催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的切换基准吸藏量以上时，将目标空燃比切换为浓空燃比。根据专利文献1，认为由此能够抑制从排气净化催化剂流出NOx。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/118892号专利文献2：日本特开2006-343281号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在构成空燃比传感器的元件产生了破裂的情况下，在空燃比传感器周围的排气的空燃比为稀空燃比时，空燃比传感器的输出空燃比与实际的排气的空燃比大致相等。然而，在空燃比传感器周围的排气的空燃比为浓空燃比时，空燃比传感器的输出空燃比有时会成为与实际的排气的空燃比不同的空燃比、尤其是稀空燃比。因此，例如关于下游侧空燃比传感器，在从排气净化催化剂流出的排气的空燃比为浓空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比为稀空燃比的情况下，能够判定为下游侧空燃比传感器存在元件破裂的异常。另一方面，上游侧空燃比传感器的输出空燃比有时会根据内燃机运转状态等而从在上游侧空燃比传感器周围流通的排气的平均空燃比偏离。在上游侧空燃比传感器的输出空燃比的偏离的程度大时，有时尽管在上游侧空燃比传感器周围流通的排气的空燃比是稀空燃比，上游侧空燃比传感器的输出空燃比却成为浓空燃比。若上游侧空燃比传感器的输出空燃比这样产生偏离，则即使流入排气净化催化剂的排气的实际的空燃比是稀空燃比，上游侧空燃比传感器的输出空燃比有时也为浓空燃比。在该情况下，若考虑上游侧空燃比传感器的输出空燃比，则推定为从排气净化催化剂流出的排气的空燃比是理论空燃比或浓空燃比。因此，在该情况下，下游侧空燃比传感器的输出空燃比有时会在推定为下游侧空燃比传感器周围的排气的空燃比是浓空燃比的状态下成为稀空燃比。因此，若以如上所述的方法进行元件破裂异常的诊断，则在该情况下会误判定为下游侧空燃比传感器存在元件破裂的异常。于是，鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种在下游侧空燃比传感器产生了元件破裂的异常的情况下能够准确地诊断该异常的内燃机的排气净化装置。用于解决问题的手段为了解决上述问题，在第1专利技术中，提供一种内燃机的排气净化装置，具备：排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；
以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制：在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。为了解决上述问题，在第2专利技术中，提供一种内燃机的排气净化装置，具备：排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制：在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制：在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。第3专利技术根据第1或第2专利技术，所述控制装置进行学习控制，所述学
习控制是如下控制：基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制。第4专利技术根据第2专利技术，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制：基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制，所述空燃比稀化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的学习值返回控制。第5专利技术根据第3或第4专利技术，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，使通过所述稀粘附学习控制更新后的学习值返回到该更新前的值。第6专利技术根据第3～第5专利技术的任一专利技术，所述控制装置，控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，以使得相对于在所述学习值为零时流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，所述学习值的浓侧绝对值越大，则流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比越大幅度向浓侧变化，所述学习值被设定成其浓侧绝对值为预定的浓侧防护值的绝对值以下，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，进行减小所述浓侧防护值的绝对值的防护值限制控制。第7专利技术根据第6专利技术，即使在通过所述防护值限制控制减小了所述浓侧防护值的绝对值的情况下，也定期进行异常确认控制，所述异常确认控制是如下控制：使所述学习值的浓侧绝对值增大而超过所述浓侧防护值的绝对值，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比向浓侧变化而超过与所述绝对值减小后的所述浓侧防护值对应的空燃比。第8专利技术根据第3～第5专利技术的任一专利技术，所述控制装置，进行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比成为目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气净化装置，具备：排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制：在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0742731.一种内燃机的排气净化装置，具备：排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制：在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。2.一种内燃机的排气净化装置，具备：排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制：在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制：在通过所述空燃比浓化控制使流入
\t所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制：基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制。4.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制：基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制，所述空燃比稀化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的学习值返回控制。5.根据权利要求3或4所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，使通过所述稀粘附学习控制更新后的学习值返回到该更新前的值。6.根据权利要求3至5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，以使得相对于在所述学习值为零时流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，所述学习值的浓侧绝对值越大，则流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比越大幅度向浓侧变化，所述学习值被设定成其浓侧绝对值为预定的浓侧防护值的绝对值以下，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎俊太郎，铃木健士，宫本宽史，三好悠司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP