CN104641090A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在内燃机(2)的排气路径(4)配置有:催化剂(6),其具备氧吸藏功能;第1空燃比传感器(10),其设置于催化剂(6)的上游;以及第2空燃比传感器(12),其设置于催化剂的下游。内燃机(2)的空燃比被控制成比理论空燃比浓的浓空燃比或者比理论空燃比稀的稀空燃比。并且,在判定为达到了在从浓空燃比切换为稀空燃比之后催化剂(6)吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态、或者在空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比之后催化剂(6)放出氧直到氧吸藏量的下限的状态的状态下,检测第1空燃比传感器(10)的输出即第1输出和第2空燃比传感器(12)的输出即第2输出。基于该第1输出和第2输出的差异,对第1空燃比传感器(10)的输出进行修正。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及空燃比传感器的输出修正装置。更具体而言,涉及对在内燃机的排气路径的催化剂前后分别设置的空燃比传感器的输出进行修正的输出修正装置。
背景技术
例如,专利文献1公开了一种具有在催化剂的前后分别配置的空燃比传感器的空燃比控制装置的故障检测装置。该装置基于催化剂的前后的空燃比传感器的输出差,对设置于上游的空燃比传感器的故障或者催化转换器的故障进行判定。另外,在该装置中,下游侧的空燃比传感器的输出基于基准输出来进行修正,上游侧的空燃比传感器的输出使用下游侧的空燃比传感器来进行修正。
现有技术文献
专利文献1:日本特开平06-280662号公报
专利文献2:日本特开2007-285288号公报
专利文献3:日本特开2011-117462号公报
专利文献4:日本特开平09-287504号公报
发明内容
发明要解决的问题
在催化剂前后的空燃比传感器的特性因空燃比传感器的制造误差、劣化等而产生了误差的情况下,空燃比传感器之间的输出误差会对使用催化剂前后的两空燃比传感器的输出的各种控制的控制参数造成影响。例如,在基于前后的空燃比传感器的输出的催化剂故障检测中,可能会在正常、异常判定中导致误判定。因此,希望有一种能够对催化剂前后的空燃比传感器之间的输出特性的偏差、或者因该偏差而产生的空燃比的偏差进行修正的系统。
关于这一点,在专利文献1的系统中,在催化剂之前设置有极限电流式的空燃比传感器,在催化剂之后设置有电动势式的空燃比传感器。在此,在电动势式的空燃比传感器与极限电流式的空燃比传感器之间,难以对特性的偏差进行修正。
因此,本发明以解决上述问题为目的,提供一种以使得能够在设置于催化剂前后的2个空燃比传感器之间对偏差进行修正的方式进行了改良的内燃机的控制装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的,本发明是一种内燃机的控制装置,应用于具备催化剂、第1空燃比传感器以及第2空燃比传感器的内燃机。催化剂设置于排气路径,具备氧吸藏功能。第1空燃比传感器是设置于催化剂的上游的传感器,第2空燃比传感器是设置于催化剂的下游的传感器。该内燃机的控制装置具备将内燃机的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比或者比理论空燃比稀的稀空燃比的控制单元。另外,该内燃机的控制装置具备检测单元和修正单元。检测单元在判定为达到了在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后催化剂吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态、或者在空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比之后催化剂放出氧直到氧吸藏量的下限的状态的状态下,检测第1空燃比传感器的输出即第1输出和第2空燃比传感器的输出即第2输出。修正单元基于第1输出与第2输出的差异,对第1空燃比传感器的输出与根据第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系(以下也称为“第1关系”)进行修正。该修正例如包括:对与检测到的第1空燃比传感器的输出信号相应的值进行修正,根据该修正值求出空燃比的值的情况;对由映射和/或运算式等确定的第1空燃比传感器的输出值和与之相对的空燃比的值的关联性进行修正,基于该修正后的关联性而根据第1空燃比传感器的输出求出空燃比的值的情况;对根据第1空燃比传感器的输出值算出的空燃比的值进行修正的情况等。
在本发明中,催化剂的氧吸藏量的上限或下限是按每个催化剂而不同、且根据催化剂的温度、劣化状态等而变化的值。是否达到了这样的状态例如可以基于在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后或者从稀空燃比切换为浓空燃比之后是否经过了基准时间来进行判定。或者,是否达到了该状态也可以基于在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后第2空燃比传感器的输出是否达到了与稀空燃比相应的输出、或者在从稀空燃比切换为浓空燃比之后第2空燃比传感器的输出是否达到了与浓输出相应的输出来进行判定。
在本发明中,修正单元也可以根据在空燃比被控制为浓空燃比的状态下检测到的第1输出与第2输出的差异,对空燃比浓的区域中的第1关系进行修正,根据在空燃比被控制为稀空燃比的状态下检测到的第1输出与第2输出的差异,对空燃比稀的区域中的第1关系进行修正。
另外,在本发明中,内燃机的控制装置也可以还具备停止向内燃机的燃料供给而执行燃料切断运转的单元。在该情况下,修正单元根据空燃比传感器的与大气对应的输出的基准值与在燃料切断运转期间检测到的第1空燃比传感器的输出即第3输出的差异,进一步对第1关系进行修正。在该情况下,修正单元也可以进一步基于基准值与第3输出的差异,对第2空燃比传感器的输出与根据第2空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系(以下也称为“第2关系”)进行修正。与上述同样,该修正例如包括:对与检测到的第2空燃比传感器的输出信号相应的值进行修正,根据该修正值求出空燃比的值的情况;对由映射、运算式等确定的第2空燃比传感器的输出值和与之对应的空燃比的值的关联性进行修正,基于该修正后的关联性,根据第2空燃比传感器的输出求出空燃比的值的情况;对根据第2空燃比传感器的输出值算出的空燃比的值进行修正的情况等。此外,“输出的基准值”例如是基于空燃比传感器的输出中央值产品的对于大气的输出、通过运算而算出的对于大气的空燃比传感器的理论的输出等而预先设定的成为基准的值。
另外,在发明中,修正单元也可以根据基准值与第3输出的差异,对空燃比稀的区域中的第1关系或第2关系进行修正,根据修正系数以及基准值与第3输出的差异,对空燃比浓的区域中的第1关系或第2关系进行修正,所述修正系数是根据空燃比传感器的与稀的区域中的输出特性相对的浓的区域中的输出特性而预先设定的系数。
另外,在本发明中,修正单元也可以根据在催化剂达到基准的活性温度之前的状态下检测到的第1空燃比传感器的输出即第4输出与第2空燃比传感器的输出即第5输出的差异、以及第1输出与第2输出的差异,对第1关系进行修正。
发明效果
在达到了吸藏于催化剂的氧被放出直到氧吸藏量的下限的状态的情况下,和/或在达到催化剂吸藏氧直到上限的状态时,催化剂下游的排气空燃比根据催化剂上游的排气空燃比的变化而变化,推定为排气的空燃比在催化剂上游和下游大致相同。在该状态下,若是本来的话,催化剂的上游、下游的空燃比传感器的输出(第1输出、第2输出)大致相同。然而,在空燃比传感器的输出特性产生了不均的情况下,第1输出与第2输出之间会产生差异。因此,在本发明中,基于第1输出与第2输出的差异,对第1空燃比传感器的输出和与之对应的空燃比的值的关系进行修正,从而能够除去第1空燃比传感器与第2空燃比传感器之间产生的输出特性的不均所带来的影响,能够使空燃比传感器的输出特性在催化剂的上游和下游一致。由此,能够提高使用催化剂上游、下游的两空燃比传感器的输出的控制的精度。
另外,与催化剂下游侧相比,高温的排气在催化剂上游侧流通。因此,在催化剂上游侧配置的第1空燃比传感器与下游侧的第2空燃比传感器相比,劣化容易进展。关于这一点,根据本发明,能够使位于催化剂上游侧的第1空燃比传感器的输出与下游侧的第2空燃比传感器的输出一致,所以能够高精度地进行空燃比的检测。
另外,空燃比传感器的输出在空燃比浓的区域和稀的区域中不同。关于这一点,在本发明中,在分为空燃比浓的区域和空燃比稀的区域来进行修正的情况下,能够配合各个区域的输出特性而更准确地进行空燃比传感器的输出与空燃比的值的关系的修正。
另外,燃料切断运转期间的第1空燃比传感器的输出(第3输出)与基准值的差异相当于第1空燃比传感器的对于大气的输出和对于大气的基准的输出值的差异。因此,通过考虑第3输出与基准值的差异来对空燃比传感器的输出进行修正,能够对第1空燃比传感器相对于成为基准的空燃比传感器的输出偏差进行修正,能够检测更准确的空燃比。
另外,各空燃比传感器的稀区域的输出特性和浓区域的输出特性具有特定的对应关系,该关系可以预先设定为修正系数。因此,通过上述燃料切断运转期间的第3输出与基准值的差异以及修正系数,能够对浓区域的输出特性也适当地进行修正。由此,对于稀区域、浓区域,能够更准确地检测空燃比。
附图说明
图1是用于对本发明的实施方式中的系统的整体结构进行说明的示意图。
图2是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的输出与空燃比的关系进行说明的图。
图3是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的电路误差进行说明的图。
图4是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的输出特性的修正进行说明的图。
图5是用于对本发明的实施方式中的算出使输出特性一致的修正值的控制进行说明的时间图。
图6是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
图7是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
图8是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
图9是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在各图中,对于相同或相当的部分附上相同标号,对其说明进行简化或省略。
实施方式
图1是用于对本发明的实施方式中的系统的整体结构进行说明的示意图。图1的系统搭载于车辆等而使用。在图1中,在内燃机2的排气路径4设置有催化剂6。
催化剂6是三元催化剂。在正常发挥功能的状态下,催化剂6在流入的排气空燃比处于理论空燃比(以下也称为“理想配比”)附近的情况下高效地对排气中的HC、CO、NOx这3种成分进行净化。另外,催化剂6具有氧吸藏功能(Oxygen Storage Capacity;以下也称为“OSC”),在排气空燃比稀时吸附贮藏排气中的氧,将氮氧化物(NOx)等稀成分还原,并且,在排气空燃比浓时放出氧,将排气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)等浓成分氧化,从而能够净化排气。
在排气路径4的比催化剂6靠上游侧设置有空燃比传感器10(第1空燃比传感器)。在排气路径4的比催化剂6靠下游侧设置有空燃比传感器12(第2空燃比传感器)。此外,为了方便,在以下的实施方式中,将催化剂6的上游侧的空燃比传感器10也称为“Fr传感器10”,将下游侧的空燃比传感器12也称为“Rr传感器12”。
图1的系统具备控制装置14。控制装置14对内燃机2的系统整体进行综合控制。控制装置14的输出侧连接有各种致动器,输入侧连接有空燃比传感器10、12等各种传感器。控制装置14接受传感器信号而检测排气的空燃比、内燃机转速、以及其他的内燃机2的运转所需的各种信息,并且按照存储于内置ROM的控制程序来操作各致动器。另外,控制装置14内置有在电源断开时也保持数据、且能够改写数据的存储单元即备用RAM,存储各控制所需的修正值等。此外,虽然与控制装置14连接的致动器、传感器有很多,但在本说明书中省略其说明。
[关于空燃比传感器的功能]
空燃比传感器10、12都是1单元型的极限电流式的空燃比传感器。空燃比传感器10、12分别具有排气极和大气极这一对电极、以及夹在该电极之间的固体电解质膜。当对空燃比传感器10、12施加预定的电压时,氧离子(O2-)根据成为检测对象的排气的氧浓度而在固体电解质膜中移动。
更具体而言,在成为空燃比传感器10、12的检测对象的排气的空燃比是稀空燃比时,通过对空燃比传感器10、12施加电压,通过扩散层后的排气极侧的氧被离子化。O2-在固体电解质膜中从排气极朝向大气极侧移动。在空燃比传感器10、12中流动与从排气极移动到大气极的O2-的量相应的正的极限电流。
另一方面,在排气空燃比是浓空燃比时,通过对空燃比传感器10、12施加电压,排气中存在的HC、CO等浓成分和/或H2通过扩散层而到达排气极。另一方面,在大气极侧,氧被离子化。O2-在固体电解质膜中从大气极朝向排气极侧移动,与排气极的HC、CO、H2发生反应。在空燃比传感器10、12中流动与通过该反应而从大气极移动到排气极的O2-的量相应的负的极限电流。
空燃比传感器10、12将通过O2-的移动而流动的极限电流作为传感器输出(传感器电流)而输出。图2是对本发明的实施方式中的作为空燃比传感器的输出的传感器电流与空燃比的关系进行说明的图。在图2中,横轴表示传感器电流,纵轴表示空燃比。另外,图2示出了与空燃比传感器10、12同类型的空燃比传感器的、不包含传感器电流和空燃比的误差的准确的关系。
如上所述,传感器电流与O2-的移动量相应,该O2-的移动量与排气中的氧浓度相应。因此,传感器电流和成为检测对象的排气的空燃比具备相关关系。具体而言,如图2所示,传感器电流和空燃比具有彼此成比例地增加的关系。
另外,如上所述,在空燃比稀的情况和空燃比浓的情况下,检测传感器电流时所产生的现象不同。因此,如图2所示,在空燃比稀侧和空燃比浓侧,传感器电流与空燃比的关系(斜率)不同。
如图2所示的传感器电流与空燃比的关系例如能够理论性地求出,或者能够根据同类型的空燃比传感器的初期阶段的输出的平均值或者同类型的空燃比传感器中显示平均输出的输出中央值产品的输出来求出。此外,在本实施方式中,预先确定如图2所示的平均的空燃比传感器的传感器电流值或者理论性求出的传感器电流值和与之对应的空燃比的值的关系,作为映射等存储于控制装置14。另外,以下,为了方便,将该映射所确定的与空燃比对应的传感器电流的值称为“真值”。
[对于Fr传感器10、Rr传感器12的输出的修正值的算出]
在该系统中,控制装置14所执行的控制包括对空燃比传感器10、12的输出进行修正的控制。即,在控制装置14存储有为了执行对空燃比传感器10、12的传感器输出进行修正的控制而编制的控制程序。此外,在本实施方式中,空燃比传感器10、12的输出修正以传感器电流为基础来进行。
在本实施方式中,对于空燃比传感器10、12的输出,算出以下3种输出修正值。
(1)电路误差的修正值
(2)使空燃比传感器10、12的输出特性一致的修正值
(3)相对于真值的、空燃比传感器10、12的输出特性的修正值
(1)电路误差的修正值
图3是用于对本实施方式中的传感器电流与空燃比的关系进行说明的图。在图3中,横轴表示空燃比,纵轴表示传感器电流。另外,在图3中,虚线(a)表示真值与空燃比的关系,实线(b)表示空燃比传感器仅产生了电路误差的情况下的传感器电流与空燃比的关系。
如上所述,确定了空燃比传感器10、12的传感器电流的真值与空燃比的关系的映射预先存储于控制装置14。但是,用于处理在确定该映射等时使用的空燃比传感器的输出的电路与用于检测在实际搭载于车辆内时使用的空燃比传感器10、12的输出的电路不同。另外,在持续使用空燃比传感器10、12的情况下,用于检测传感器电流的电路的电阻等会因历时劣化而产生偏差。传感器电流与空燃比的关系有时会因这样的电路的差而产生误差(电路误差)。如图3所示,电路误差一律地(一致地,uniformly)包含于传感器电流。
在此,在空燃比传感器10、12处于非活性状态时,以及在排气空燃比是理想配比时,空燃比传感器10、12不产生内部电流,传感器电流成为零。因此,在空燃比传感器10、12处于非活性状态时所检测到的传感器电流值直接相当于电路误差。因此,对于Fr传感器10、Rr传感器12各自的电路误差的修正值设为空燃比传感器10、12处于非活性状态时的输出值IFstg、IRstg的倒数。也就是说,以从空燃比传感器10、12减去该非活性时的输出值IFstg、IRstg的方式进行修正。
但是,为了方便,在本实施方式中,控制装置14将预先减去了电路误差IFstg、IRstg的传感器电流作为Fr传感器10的输出、Rr传感器12的输出而进行检测。也就是说,在接下来的修正中,Fr传感器10的输出(传感器电流)即Fr输出IF是减去了电路误差IFstg的值。另外,Rr传感器12的输出(传感器电流)即Rr输出IR是减去了电路误差IRstg的值。即,Fr输出IF、Rr输出IR都是已经修正为不包含电路误差的输出值的值。因此,为了修正电路误差而新检测到的IFstg、IRstg的值与之前存储的IFstg、IRstg相加,作为对于电路误差的修正值IFstg、IRstg而存储于备用RAM。
(2)使空燃比传感器10、12的输出特性一致的修正值
图4是用于对本实施方式中的Fr传感器10和Rr传感器12的输出特性进行说明的图。在图4中,横轴表示空燃比,纵轴表示传感器电流。另外,在图4中,虚线(a)表示Rr传感器12的输出特性,实线(b)表示Fr传感器10的输出特性。
在Fr传感器10和/或Rr传感器12的输出特性产生不均时,如图4所示,Fr传感器10与Rr传感器12之间有时会产生偏差。这样一来,可能会对基于催化剂6的上游、下游的空燃比的双方的控制的控制参数造成影响,所以希望除去该偏差。因此,在修正电路误差之后,本实施方式的系统进行用于使Fr传感器10与Rr传感器12的输出特性一致的修正。
在本实施方式中,采取如下形式:如图4所示,以使Fr传感器10的输出特性(线(b))与Rr传感器12的输出特性(线(a))一致的方式进行修正。这是因为,Fr传感器10配置在暴露于高温的排气的环境下,所以劣化容易发展而输出产生偏差,与此相对,Rr传感器12将由催化剂6净化后的低温的排气作为检测对象,所以劣化难以发展。
使用图5,对用于使Fr传感器10与Rr传感器的输出特性一致的修正方法进行说明。图5是用于对本发明的实施方式中的算出使输出特性一致的修正值的控制进行说明的时间图。在图5中,横轴表示时间。另外,实线(a)表示基于Fr传感器10的输出的空燃比,实线(b)表示目标空燃比,虚线(c)表示催化剂上游的实际的排气空燃比的变化,实线(d)表示基于Rr传感器12的输出的空燃比,实线(e)表示用于使输出特性一致的修正值,实线(f)表示催化剂6的氧吸藏量的变化。
用于使空燃比传感器10、12的输出特性一致的修正的修正值在空燃比比理想配比浓的区域(浓区域)和空燃比比理想配比稀的区域(稀区域)中分开算出。更具体而言,将稀侧的目标空燃比(稀目标空燃比)设为A/F=15,将浓侧的目标空燃比(浓目标空燃比)设为A/F=14。
在算出修正值时,如图5的实线(b)所示,执行每一定期间将目标空燃比切换为浓目标空燃比或稀目标空燃比的激活控制。该激活控制中,例如,当空燃比在时刻t0从浓空燃比切换为稀空燃比时,催化剂6上游的排气空燃比随之变化为稀空燃比(虚线(c))。
当排气空燃比在催化剂6上游变化为稀空燃比时,处于放出所吸藏的氧直到氧吸藏量的下限的状态的催化剂6吸藏流入的稀的排气中的氧。由此,排气被催化剂6还原。这样,在催化剂6吸藏氧而将稀的排气还原并净化的期间(从时刻t0到时刻t1的期间),向催化剂6下游排出理想配比附近的排气。因此,在该期间,基于Rr传感器12的输出的空燃比成为理想配比附近的值(实线(d))。
之后,如实线(f)所示,当催化剂6在时刻t1吸藏氧直到饱和状态(上限)而OSC达到饱和状态时,成为排气空燃比不再因催化剂6的氧吸藏而变化的状态。因此,之后,在经过Rr传感器12的响应延迟时间等和/或与容积相应的延迟时间后的时刻t2,基于Rr传感器12的输出的空燃比与目标空燃比大致一致,变得稳定(实线(d))。
在此,由于目标空燃比被控制为一定的稀目标空燃比,所以在基于Rr传感器12的输出的空燃比与目标空燃比大致一致且处于稳定时,催化剂6的上游的排气的空燃比与下游的排气空燃比处于大致一致的状态。因此,在本实施方式中,在达到该状态之后的时刻t3,检测Fr输出IF(第1输出)和Rr输出IR(第2输出)。然后,根据两输出之比,算出对于Fr传感器10的输出的稀区域的修正值。根据该修正值,修正Fr传感器10的输出,从而修正在基于Fr传感器10的输出的空燃比(实线(a))与实际的排气空燃比(虚线(c))之间产生的差,基于Fr传感器10的输出准确地算出空燃比。
虽然省略图示,但关于浓区域的修正值的算出也同样地进行。也就是说,当在催化剂6吸藏氧直到上限的状态下切换为浓空燃比、催化剂6放出氧直到氧吸藏量的下限(OSC成为饱和状态)时,成为在催化剂6内排气空燃比不再变化的状态。当达到该状态时,排气空燃比稳定为在催化剂6的上游和下游大致一致的状态。因此,在达到该状态之后,检测Fr输出IF和Rr输出IR,根据两输出之比算出浓区域中的对于Fr传感器的输出的修正值。
在本实施方式的具体控制中,用于算出稀、浓区域的修正值的Fr输出IF、Rr输出IR的检测定时设为从目标空燃比被切换为浓或稀空燃比的时刻起的经过时间超过了基准时间的时刻。该基准时间被设定为比在催化剂6放出吸藏氧直到下限的状态下切换为稀空燃比之后催化剂6吸藏氧直到上限为止、或者在催化剂6吸藏氧直到上限的状态下切换为浓空燃比之后催化剂6放出氧直到下限为止的时间(即,氧吸藏期间)长的时间。换言之,基准时间被设定为比在目标空燃比被切换为浓或稀空燃比之后、直到排气空燃比不再因催化剂6吸藏或放出氧的作用而变化的时间长的时间。或者,基准时间被适当设定为比在目标空燃比被切换为浓或稀空燃比之后、直到达到催化剂6的下游的排气空燃比根据催化剂6的上游的排气空燃比而变化的预定的状态为止的时间长的时间。此外,催化剂6的氧吸藏量按每个催化剂6而不同,所以实际的基准时间的具体值预先根据该催化剂6适当设定并存储于控制装置14即可。或者,催化剂6的氧吸藏量也因催化剂6的劣化状态、温度等而不同。因此,例如,在通过催化剂6的劣化判定等控制来检测氧吸藏期间的情况下,也可以进行控制以使得根据该期间来设定、更新基准时间。
另外,在经过基准时间后的排气空燃比一致的环境下,对Fr输出IF、Rr输出IR进行基准次数即N次(例如N=10)检测,将其平均值用于算出修正值。
例如,根据浓区域中的Fr输出IF的平均值IFR和Rr输出IR的平均值IRR,通过下式(1)算出对于浓区域的Fr输出IF的修正值K1R(第1修正值)。
K1R=IRR/IFR····(1)
同样,分别求出稀区域中的Fr输出IF的输出平均值IFL和Rr传感器12的输出平均值IRL,通过下式(2)算出对于Fr传感器10的稀侧的输出的修正值K1L(第1修正值)。
K1L=IRL/IFL····(2)
修正值K1R和修正值K1L分别作为稀区域、浓区域中的对于Fr传感器10的输出的修正值(第1修正值)而存储于备用RAM。
此外,为了更准确地算出修正值,用于算出修正值的Fr输出IF、Rr输出IR的检测在以下的前提条件下执行。
(前提条件1)
在内燃机2暖机后。更具体而言,内燃机2的水温(或油温)为基准温度(例如,70℃)以上。
(前提条件2)
在催化剂6暖机后。具体而言,催化剂6为基准温度(例如,600℃)以上。但是,催化剂6是否已暖机的判断不限于直接检测催化剂6的温度。例如,也可以根据内燃机2启动后的吸入空气量的累计值变得大于基准值而判断为催化剂6已暖机。
(前提条件3)
内燃机2不处于加减速期间。在加减速期间,排气的空燃比也不稳定,难以创造出排气在催化剂6的前后成为相同的空燃比的环境。即,在内燃机2的加减速期间,难以成为适于进行使Fr传感器10和Rr传感器12的输出特定一致的修正的环境,所以避免在内燃机2的加减速期间算出修正值。是否满足该条件例如可以根据节气门开度的每单位时间的变化量是否小于基准值来判断。
(前提条件4)
Fr传感器10和Rr传感器12处于活性状态,未产生故障。具体而言,根据Fr传感器10和Rr传感器12各自的阻抗是否为基准值以下来判断Fr传感器10和Rr传感器12是否处于活性状态。另外,Fr传感器10、Rr传感器12是否产生了故障基于按照其他控制程序执行的空燃比传感器10、12的故障判定的控制等的结果来判断。
(前提条件5)
不处于燃料切断(F/C)运转期间。这是为了根据设定为理想配比附近的浓、稀目标空燃比时的空燃比传感器的输出值来算出修正值。
(3)相对于真值的修正值
进而,在本实施方式中,进行以大气输出为基准的修正。通过该修正来修正相对于中央值产品(真值)的误差,除去基于传感器输出算出的空燃比与实际的空燃比之差。该修正在上述前提条件1~4成立的状态下且在燃料切断运转期间的定时实施。
具体而言,在从切换为燃料切断运转起经过了预定的时间(例如3秒左右)之后,在燃料切断运转期间检测Fr输出IF。在此,也对Fr输出IF进行基准次数即N次检测,求出其输出平均值IFA。
将该平均值相对于真值IA的偏差作为稀侧的修正值K2L(第2修正系数),通过下式(3)算出。
K2L=IA/(IFA×K1L)···(3)
即,在此算出的K2L是真值相对于Fr传感器10的修正后的输出的比例。另外,K1L使用在该修正的阶段中存储于备用RAM的K1L的值。
接着,根据该修正值算出相对于浓侧的真值的修正值。如上所述,空燃比传感器因浓侧和稀侧的反应的不同而在浓区域和稀区域中显示出不同的输出特性。具体而言,在浓区域和稀区域中,传感器输出与空燃比的相关关系不同,空燃比/传感器电流的斜率以理想配比点为界而不同。
浓区域和稀区域中的关于真值的空燃比/传感器电流的斜率分别预先求出。在本实施方式中,作为根据空燃比传感器的与稀的区域中的输出特性相对的浓的区域中的输出特性而设定的修正系数k,预先设定预先算出的浓侧的斜率与稀侧的斜率之比(浓的斜率/稀区域的斜率)的值,并存储于控制装置14。通过该修正系数k,能够根据相对于真值的稀侧修正值K2L算出浓侧的修正值K2R(第3修正系数)。具体而言,浓侧的修正值K2R通过下式(4)而算出。
K2R=k×K2L····(4)
相对于真值的修正值也在每次算出时更新,并存储于备用RAM。
另外,通过如上述那样进行了用于使Fr传感器10和Rr传感器的输出特性一致的修正的修正值,算出相对于真值的修正值K2L、K2R。因此,该修正值直接被用作Rr传感器12的输出Rr的修正值。此外,在相对于该真值的修正中,使用Fr传感器10的输出是因为:若等待与从内燃机2到Fr传感器10的设置位置的容积相应的延迟时间量(预定的时间),则不等待催化剂6的OSC饱和就能够检测出用于算出修正值的输出。即,通过使用Fr传感器10的输出,能够增加修正值K2L、K2R的学习频度。
[Fr传感器10、Rr传感器12的修正输出的算出]
通过以上的修正,在空燃比稀的情况下,Fr传感器10的修正输出IF0如下式(5)那样进行修正。
IF0=IF×K1L×K2L(IF>0)···(5)
此外,如上述(3)式所示,K2L虽然通过IA/(IFA×K1L)而算出,但修正值K1L是在每次算出修正值时更新的值,(3)式和(5)式中的K1L的值并不相同。因此,不是IF0=IF×IA/IFA。
另外,在空燃比浓的情况下,Fr传感器10的修正输出IF0如下式(6)那样进行修正。
IF0=IF×K1R×K2R(IF≤0)···(6)
进而,空燃比稀的情况下的Rr传感器的修正输出IR0如下式(7)那样进行修正。
IR0=IR×K2L(IR>0)···(7)
空燃比浓的情况下的Rr传感器12的输出IR0如下式(8)那样进行修正。
IR0=IR×K2R(IR≤0)···(8)
[本实施方式中的具体控制的例程]
图6~图9是用于对在本发明的实施方式中控制装置14所执行的控制的例程进行说明的流程图。图6~图9的例程是以一定的运算周期反复执行的例程。
首先,通过图6的例程,算出电路误差的修正值。具体而言,首先,判别前提条件是否成立(S102)。前提条件是预先存储于控制装置14的条件,具体而言,例如是:是否为内燃机2启动后的预定时间以内、水温(或油温)是否低于预定温度、Fr传感器10、Rr传感器12的元件温度是否都低于预定温度(即,例如,Fr传感器10、Rr传感器12的阻抗是否大于预定值)等。在步骤S102中,在没有认定为前提条件成立的情况下,本次处理暂时结束。
另一方面,若在步骤S102中认定为前提条件成立,则接着分别检测Fr输出IF、Rr输出IR(S104)。接着,将Fr输出IF、Rr输出IR分别与当前存储于备用RAM的IFstg、IRstg相加,将相加后的值作为修正值IFstg、IRstg存储于备用RAM。
在图7的例程中,判别前提条件是否成立(S202)。前提条件是存储于控制装置14的条件。作为具体的前提条件,例如可以举出上述的(前提条件1)~(前提条件5)。在没有认定为前提条件成立的情况下,本次处理暂时结束。
另一方面,在认定为前提条件成立的情况下,将目标空燃比设定为浓目标空燃比,切换成基于Fr传感器10的输出的空燃比反馈控制(S204)。浓目标空燃比的具体值存储于控制装置14。通过上述步骤S204的处理,基于以理想配比为目标空燃比的Fr传感器10、Rr传感器12的输出的F/B(反馈)控制停止,切换成基于以浓目标空燃比为目标空燃比的Fr传感器10的输出的F/B控制。在该F/B控制中,不利用Rr传感器12的输出。
接着,判别从切换为浓目标空燃比的控制起的经过时间是否达到了基准时间(S206)。此处的基准时间是如上述那样根据催化剂6的OSC设定的时间,设定的值存储于备用RAM等。在没有认定为经过了基准时间的情况下,在直到认定为经过了基准时间为止的期间,反复进行该步骤S206的判别处理。
另一方面,若在步骤S206中认定为经过了基准时间,则接着检测Fr输出IF、Rr输出IR(S208)。接着,判别是否分别对Fr传感器10、Rr传感器12的输出检测了N次(S210)。在检测次数不为N次以上的情况下,再次返回S208,反复进行Fr输出IF和Rr输出IR的检测、以及步骤S210的判别处理,直到检测次数达到N次为止。
另一方面,在步骤S210中认定为检测了N次的情况下,接着将目标空燃比设定为稀目标空燃比,切换成基于Fr输出IF的空燃比反馈控制(S212)。稀目标空燃比的具体值存储于控制装置14。在该F/B控制中,不利用Rr传感器12的输出。
接着,判别从切换为稀目标空燃比的控制起的经过时间是否达到了基准时间(S214)。与上述同样,此处的基准时间是与催化剂6的OSC相应的时间,适当设定并存储于备用RAM等。在没有认定为经过了基准时间的情况下,反复进行该步骤S214的判别处理,直到认定为经过了基准时间为止。
另一方面,若在步骤S206中认定为经过了基准时间,则接着检测Fr输出IF和Rr输出IR(S216)。接着,判别是否分别对Fr输出IF和Rr输出IR检测了N次(S218)。在检测次数不为N次以上的情况下,再次返回S218,反复进行步骤S216的Fr传感器10和Rr传感器12的输出的检测、以及步骤S218的判别处理,直到超过N次为止。
另一方面,在认定为检测了N次的情况下,接着算出通过步骤S208的处理在浓区域下取得了N次的Fr输出IF、Rr输出IR各自的输出平均值IFR、IRR(S220)。
接着,判别输出平均值IFR与IRR之差的绝对值|IFR-IRR|是否大于基准值(S222)。在此,基准值是预先存储于控制装置14的值,例如,在浓侧的区域中设定为能够认定为Fr传感器10与Rr传感器12之间产生了输出偏差的范围的下限值。因此,在步骤S222中没有认定为|IFR-IRR|>基准值成立的情况下,浓区域侧的修正值K1R被设定为初始值1(S223)。
另一方面,若在步骤S222中认定为|IFR-IRR|>基准值成立,则接着算出对于Fr传感器10的浓侧的修正值K1R(S224)。浓侧的修正值K1R根据在步骤S220中算出的输出平均值IRR和IFR,按照上述式(1)算出。
在步骤S224中算出了浓侧的修正值K1R的情况下,或者在步骤S223中设为修正值K1R=1的情况下,接着,算出通过步骤S216的处理在稀区域下检测了N次的Fr输出IF和Rr输出IR各自的输出平均值IFL、IRL(S226)。
接着,判别输出平均值IFL与IRL之差的绝对值|IFL-IRL|是否大于基准值(S228)。在此,基准值是预先存储于控制装置14的值,在稀区域中设定为能够认定为在Fr传感器10与Rr传感器12之间产生了输出偏差的范围的下限值。因此,在步骤S228中,在没有认定为|IFL-IRL|>基准值成立的情况下,稀侧的修正值K1L设为初始值1(S229)。
另一方面,若在步骤S228中认定为|IFL-IRL|>基准值成立,则接着算出对于Fr传感器10的稀侧的修正值K1L(S230)。稀侧的修正值K1L根据在步骤S226中算出的输出平均值IRL和IFL,按照上述式(2)算出。
将通过以上的处理而在步骤S223或S224中求出的K1R、以及在步骤S229或S230中求出的K1L存储于备用RAM(S232),本次处理结束。
在图8的例程中,首先,判定前提条件是否成立(S302)。前提条件预先存储于控制装置14。具体而言,例如是上述的(前提条件1)~(前提条件4)等。在没有认定为前提条件成立的情况下,本次处理暂时结束。
另一方面,在图8的例程中,当认定为前提条件成立时,接着判别是否处于F/C运转期间(S304)。由于该例程用于算出上述(3)的修正值,所以在没有认定为处于燃料切断运转期间的情况下,本次处理暂时结束。
另一方面,若在步骤S304中认定为处于F/C运转期间,则接着判别是否经过了预定时间(S306)。也就是说,判别从切换为F/C运转的时刻起的经过时间是否超过了预定时间。预定时间考虑与从内燃机2到Fr传感器10的设置位置为止的容积相应的延迟而预先设定,存储于控制装置14。在没有认定为经过了预定时间的情况下,在直到认定为经过了预定时间为止的期间,每一定时间反复执行该步骤S306的判别处理。
另一方面,若在步骤S306中认定为经过了预定时间,则接着检测Fr输出IF(S308)。接着,判别是否对Fr输出IF检测了N次(S310)。在检测次数不为N次以上的情况下,再次返回S308,反复进行Fr输出IF的检测和步骤S310的判别处理,直到达到N次为止。
另一方面,若在步骤S310中认定为Fr输出IF的检测次数达到了N次,则接着算出检测到的输出IF的输出平均值IFA(S312)。接着,算出相对于真值的稀侧的修正值(S314)。具体而言,按照上述式(3)算出相对于真值的修正值K2L。
接着,算出相对于真值的浓侧的修正值K2R(S316)。浓侧的修正值K2R如上述式(4)那样通过将稀侧的修正值K2L乘以预定的修正系数k而算出。该修正系数k存储于控制装置14。之后,将浓、稀侧的修正值K2L、K2R均保存于备用RAM(S318)。
图9的例程是在算出空燃比时所使用的例程。图9的例程在根据Fr传感器10、Rr传感器12的输出算出空燃比时执行。在图9的例程中,首先判别前提条件是否成立(S402)。前提条件预先存储于控制装置14。具体的条件例如可以举出是否是内燃机2启动后、Fr传感器10、Rr传感器12是否成为了活性状态、Fr传感器10或Rr传感器12是否产生了故障等。在没有认定为前提条件成立的情况下,预想为不处于能够准确检测空燃比的状态,所以本次例程暂时结束。
另一方面,在认定为前提条件成立的情况下,接着读出修正值K1L、K1R、K2L以及K2R(S404)。各修正值是通过上述图7~图8的例程算出并存储于备用RAM的修正值。
接着,取得当前的Fr输出IF和Rr输出IR(S406)。接着,判别Fr输出IF是否大于零(S408)。也就是说,判别Fr传感器10的输出是否表示稀侧的输出。
若在步骤S408中认定为Fr输出IF>0,则执行由稀区域的修正值实现的Fr的输出IF的修正(S410)。具体而言,通过上述运算式(5)算出Fr传感器10的输出修正值IF0。
另一方面,在步骤S408中没有认定为Fr输出IF>0成立的情况下,接着执行由浓区域的修正值实现的Fr输出IF的修正(S412)。具体而言,通过上述式(6)算出Fr传感器10的输出修正值IF0。
在步骤S410或S412中算出Fr传感器10的输出修正值IF0之后,接着判别Rr输出IR是否大于零(S414)。也就是说,判别Rr传感器12的输出是否表示稀侧的输出。
若在步骤S414中认定为Rr输出IR>0成立,则接着执行由稀区域的修正值实现的Rr输出IR的修正(S416)。具体而言,通过上述式(7)算出Rr传感器12的输出修正值IR0。
另一方面,在步骤S414中没有认定为Rr输出IR>0成立的情况下,接着执行由浓区域的修正值实现的Rr输出IR的修正(S418)。具体而言,通过上述式(8)算出Rr传感器12的输出修正值IR0。
接着,算出催化剂6的前后的空燃比A/F(S420)。具体而言,根据在上述步骤S410或S412中算出的修正值IF0,按照确定了真值的传感器电流与空燃比的值的关系的映射,检测催化剂6的上游的空燃比。另外,根据在上述步骤S416或S418中算出的修正值IR0,按照确定了真值的传感器电流与空燃比的关系的映射,检测催化剂6的下游的空燃比。此外,在此,由于对修正值IF0、IR0实施了使其与真值一致的修正,所以使用的映射是存储于控制装置14的真值的传感器电流与空燃比的变换映射。之后,本次处理结束。
如以上所说明,根据本实施方式,在修正电路误差而使理想配比点一致之后,进行使催化剂前后的空燃比传感器的输出特性一致的修正,在此基础上,进一步进行以大气为基准的修正。因此,能够使催化剂6前后的空燃比传感器的输出特性一致,并且能够修正相对于真值的偏差,能够以更高的精度修正空燃比的不均。
此外,在本实施方式中,通过执行步骤S204、S212的处理而实现本发明的“控制单元”,通过执行步骤S410或S412的处理而实现“修正单元”。
另外,通过执行步骤S224或S230的处理而实现“运算修正值的单元”,通过执行步骤S410或S412的处理而实现“对第1空燃比传感器的输出进行修正的单元”。
另外,通过执行步骤S224或S230的处理而实现“运算第1修正值的单元”,通过执行步骤S314或S316的处理而实现“运算第2修正值的单元”,通过执行步骤S410或S412的处理而实现“对第1空燃比传感器的输出进行修正的单元”。
另外,通过执行步骤S416或S418的处理而实现“对第2空燃比传感器的输出进行修正的单元”。另外,通过执行步骤S316的处理而实现本发明的“运算第3修正值的单元”。
在本实施方式中,在进行使Fr传感器10与Rr传感器12的输出特性一致的修正的情况下,对以Rr传感器12的输出为基准的情况进行了说明。这是因为,通常认为Rr传感器12比Fr传感器10难以发生劣化。然而,本发明不限于此,也可以将Fr输出IF与Rr输出IR的误差量分配给两传感器,通过对Fr传感器10、Rr传感器12的输出进行修正来使输出特性一致。另外,也可以基于Fr传感器10的输出对Rr传感器12的输出进行修正。
另外,在本实施方式中,在算出相对于真值的修正值时,对使用Fr传感器10的输出的情况进行了说明。这是因为,催化剂6的上游的Fr传感器10周围的排气不受催化剂6的净化的影响,能够更早产生与F/C运转下的排气相应的输出。然而,在本发明中,在算出相对于真值的修正值时,也可以使用Rr传感器12的输出。在该情况下,在F/C运转开始后,在推定为催化剂6的OSC达到了饱和状态之后,检测Rr传感器12的输出,根据该输出与真值之差来算出修正值即可。
此外,本发明也可以不执行对理想配比点进行修正的电路误差。即使这样,也能够使传感器的特性在催化剂6的前后一致,并且能够以大气为基准来使特性与中央值产品一致,从而以某种程度的高精度来进行空燃比传感器的输出修正。
另外,在本实施方式中,对算出使浓、稀区域的双方的输出特性一致的修正值的情况进行了说明。但是,本发明不限于此,例如,也可以仅算出浓区域或稀区域的修正值,将其作为另一方的区域的修正值进行反映。在该情况下,只要预先根据浓区域的输出特性与稀区域的输出特性的关系求出修正系数,就能够根据算出的浓或稀区域的修正值求出相反的稀或浓区域的修正值。
另外,在本实施方式中,在图7中,对依次进行在浓区域中检测N次的传感器输出(S204~S210)、在稀区域中检测N次的传感器输出(S212~S218)、算出浓区域的修正值K1R(S220~S224)、算出稀区域的修正值K1L(S226~S230)的处理,从而算出输出修正系数K1R、K1L的情况进行了说明。但是,本发明不限于该顺序,也可以在稀区域的输出检测(S212~S218)之后进行浓区域的输出检测(S204~S210),也可以例如在检测浓区域的输出之后(S204~S210)立即算出浓区域的修正值K1R(S220~S224),在检测稀区域的输出之后(S212~S218)立即算出稀区域的输出K1L(S226~S230)。
另外,不限于连续地算出稀区域、浓区域的修正值K1L、K1R,也可以将用于算出浓区域的修正值K1R的处理(S204~S210和S220~S224)和用于算出稀区域的修正值K1L的处理(S212~S218和S226~S230)设为独立的例程而分开进行。
进而,在本实施方式中,对为了算出修正值K1R、K1L而强制切换为浓目标空燃比、稀目标空燃比的情况进行了说明。但是,本发明不限于此,也可以在内燃机2在预定的稀区域中运转的情况下进行用于算出稀区域的修正值K1L的处理(S206~S210和S220~S224),在浓区域中运转的情况下进行用于算出浓区域的修正值K1R的处理(S214~S218和S226~S230)。另外,例如也可以在为了催化剂6的劣化判定等其他控制而执行将空燃比强制切换为浓或稀的激活控制的定时,对用于算出修正值K1L、K1R的处理进行组合。
另外,在本实施方式中,对基于从目标空燃比被切换为浓或稀目标空燃比起的经过时间是否达到了基准时间来判断检测Fr输出IF(第1输出)、Rr输出IR(第2输出)的定时、即判断在控制成浓或稀目标空燃比之后催化剂6是否成为了放出氧直到氧吸藏量的下限的状态或吸藏氧直到上限的状态的情况进行了说明。但是,本发明不限于此,检测第1输出、第2输出的定时也可以通过能够推定催化剂6的OSC的饱和状态的其他参数来判断。
更具体而言,若处于稀区域,则检测第1输出、第2输出的定时例如下设定为图5的时刻t2~t5的期间即可。因此,例如,该检测定时也可以通过检测(或监视)Rr传感器12的输出、在目标空燃比切换之后Rr传感器12的输出变得不等于对应于目标空燃比的输出、或者Rr传感器12的输出与对应于目标空燃比的输出之差变得小到能够认定为不相等的程度来判断。另外,该检测定时也可以通过Rr传感器12的输出在达到了对应于目标空燃比的输出附近的值的状态下稳定、或者Rr传感器12的输出在与Fr传感器10的输出之差为预定值以内的状态下稳定来判断。另外,不限于基于Rr传感器12的输出的判定,也可以基于从目标空燃比被切换为浓或稀目标空燃比起的吸入空气量是否达到了基准量来进行判断。
另外,在本实施方式中,对将浓目标空燃比设为14、将稀目标空燃比设为15的情况进行了说明。这样,通过在距理想配比附近比较近的范围内设定浓、稀目标空燃比,能够在实际使用空燃比传感器的低浓度的稀、浓区域中使上下传感器特性在前后一致,所以是有效的。
然而,通过将浓目标空燃比、稀目标空燃比设定为距理想配比远的空燃比,容易准确地检测空燃比传感器的输出。因此,也可以设定为与理想配比之差大的目标空燃比,以使更大范围的输出特性一致的方式进行修正。
另外,空燃比传感器在其浓度特别低的情况下,由于受到例如氢等扩散速度快的气体的影响等理由,输出特性有时会在理想配比附近的区域和高浓度的距理想配比远的区域中出现若干的差。因此,例如也可以将空燃比分为几个区来分别算出浓侧的修正值、稀侧的修正值。例如,可以除了如上述那样将浓目标空燃比设为14附近的情况下的修正值之外,同样求出将浓目标空燃比设为13的情况下的修正值,按各个区域存储为映射,以对输出进行修正。由此,能够以更高的精度进行与各个区域相应的输出修正。
另外,在本实施方式中,对算出对于作为输出的传感器电流的修正值、根据修正后的传感器电流而按照映射检测空燃比的情况进行了说明。但是,本发明不限于此。在本发明中,只要根据在上述各个定时检测的各输出(第1输出至第6输出)对输入到控制装置的空燃比传感器10或12的传感器输出信号的值与根据该传感器输出信号的值求出并从控制装置输出的空燃比的值的关系进行修正即可。因此,例如也可以基于与在上述各定时检测到的空燃比传感器10、12的输出(第1输出至第6输出)对应的空燃比求出各修正值,通过该修正值对根据空燃比传感器10、12的输出算出的空燃比的值进行修正。或者,也可以对确定了传感器电流的值和与之对应的空燃比的值的关联性的映射和/或运算式等进行修正,按照修正后的关联性,根据空燃比传感器10、12的输出算出空燃比。
另外,空燃比传感器10、12不限于输出传感器电流的空燃比传感器,例如也可以是输出电压的空燃比传感器。具体而言,可以考虑通过以下的式子将传感器电流变换为电压值,作为输出而进行检测。
传感器输出[V]=传感器电流×电路增益G+3.3V···(9)
在此,加上的3.3V是成为传感器电流为零时、即空燃比为理论空燃比时的传感器输出基准值的值。
在这样的情况下,在空燃比的算出中,也能够将传感器输出(电压值)与空燃比的关联性预先作为映射和/或函数等存储于控制装置14,按照该映射等算出与输出相应的空燃比。
在这样修正输出的情况下,同样地根据传感器输出求出电路误差,对传感器电流为零时的输出基准值(3.3V)进行修正,由此,能够使用已修正了电路误差的传感器输出,通过上述式(1)、(2)算出修正值。
另外,在本实施方式中,对检测已修正了电路误差的传感器输出作为传感器输出的情况进行了说明。但是,在本发明中,电路误差的修正的定时不限于此,例如也可以在检测传感器输出之后对该输出进行修正,还可以对空燃比进行修正。
另外,在本实施方式中,对每次算出K1R、K1L、K2L、K3R、IFstg、IRstg时将各修正值更新为新算出的值、并存储于备用RAM的情况进行了说明。但是,本发明不限于此,例如也可以在算出的各修正值与前次为止存储的各修正值之间实施使其平均化等的预定的平坦化(なまし)处理,使用平均的修正值。由此,能够抑制输出的误检测的影响,算出更高精度的修正值。
另外,在本实施方式中,对在检测修正值时对各输出进行基准次数即N次检测、使用其平均值的情况进行了说明。在此,在本发明中,例如也可以设为N=1而直接使用检测到的输出。另外,N不限于10,可以适当设定为2以上的预定的次数。
另外,在本实施方式中,对在催化剂6暖机后执行将空燃比控制为浓或稀的修正的情况进行了说明。在本发明中,也可以除此之外还在催化剂6暖机前检测Fr输出IF(第5输出)、Rr输出IF(第6输出),按照式(1)、(2)求出使两输出一致的修正值,由此进行修正。
在催化剂6暖机前,也向催化剂6的下游排出未净化的排气,所以认为排气空燃比在催化剂6的上游和下游一致。因此,通过在该定时进行修正,能够某种程度上使空燃比传感器10、12的输出特性一致。另外,也可以将这样在催化剂6暖机前算出的K1R、K1L与在催化剂6暖机后如上述那样算出的K1R、K1L的平均值和/或实施其他的平坦化处理而得到的值用作K1R、K1L。这样,通过加入催化剂6暖机前的修正,能够增加学习空燃比传感器10、12的修正值的机会,能够以更高的精度执行空燃比控制和/或催化剂劣化判定的控制。另外,通过如本实施方式那样加入催化剂6暖机后的浓、稀区域的修正,与仅进行催化剂6暖机前的修正的情况相比,能够以高的精度进行催化剂6前后的输出特性的修正。
此外,在以上的实施方式中,在提到各要素的个数、数量、量、范围等数字时,除了特别明示的情况、原理上明显确定为该数字的情况以外,本发明不限定于所提及的数字。另外,在本实施方式中说明的构造等,除了特别明示的情况、原理上明显确定为该构造等的情况以外,在本发明中不一定是必须的。
标号说明
2  内燃机
6  催化剂
10 空燃比传感器(Fr传感器/第1空燃比传感器)
12 空燃比传感器(Rr传感器/第2空燃比传感器)
14 控制装置

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置,所述内燃机具备:催化剂,其设置于排气路径,具备氧吸藏功能;第1空燃比传感器,其设置于所述催化剂的上游;第2空燃比传感器,其设置于所述催化剂的下游;以及控制单元,其将内燃机的空燃比控制为比理论空燃比浓的浓空燃比或者比理论空燃比稀的稀空燃比,
所述内燃机的控制装置的特征在于,具备:
检测单元,其在判定为达到了在所述空燃比从所述浓空燃比切换为所述稀空燃比之后所述催化剂吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态、或者在所述空燃比从所述稀空燃比切换为所述浓空燃比之后所述催化剂放出氧直到氧吸藏量的下限的状态的状态下,检测所述第1空燃比传感器的输出即第1输出和所述第2空燃比传感器的输出即第2输出;和
修正单元,其基于所述第1输出与所述第2输出的差异,对所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,
所述修正单元,
根据在所述空燃比被控制为所述浓空燃比的状态下检测到的所述第1输出与所述第2输出的差异,对所述空燃比浓的区域中的、所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正,
根据在所述空燃比被控制为所述稀空燃比的状态下检测到的所述第1输出与所述第2输出的差异,对所述空燃比稀的区域中的、所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置,
还具备停止向所述内燃机的燃料供给而执行燃料切断运转的单元,
所述修正单元,根据空燃比传感器的与大气对应的输出的基准值与在所述燃料切断运转期间检测到的所述第1空燃比传感器的输出即第3输出的差异,进一步对所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述修正单元,根据所述基准值与所述第3输出的差异,进一步对所述第2空燃比传感器的输出与根据所述第2空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述修正单元,
根据所述基准值与所述第3输出的差异,对所述空燃比稀的区域中的、所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系、或者所述第2空燃比传感器的输出与根据所述第2空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正,
根据修正系数以及所述基准值与所述第3输出的差异,对所述空燃比浓的区域中的、所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系、或者所述第2空燃比传感器的输出与根据所述第2空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正,所述修正系数是根据空燃比传感器的与稀的区域中的输出特性相对的浓的区域中的输出特性而预先设定的系数。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述修正单元,根据在所述催化剂达到基准的活性温度之前的状态下检测到的所述第1空燃比传感器的输出即第4输出与所述第2空燃比传感器的输出即第5输出的差异、以及所述第1输出与所述第2输出的差异,对所述第1空燃比传感器的输出与根据所述第1空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系进行修正。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
在所述空燃比从所述浓空燃比切换为所述稀空燃比之后或者从所述稀空燃比切换为所述浓空燃比之后经过了基准时间的情况下,判定为达到了所述催化剂吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态或者所述催化剂放出氧直到氧吸藏量的下限的状态。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
在所述空燃比从所述浓空燃比切换为所述稀空燃比之后所述第2空燃比传感器的输出达到了与所述稀空燃比相应的输出、或者在所述空燃比从所述稀空燃比切换为所述浓空燃比之后所述第2空燃比传感器的输出达到了与所述浓输出相应的输出的情况下,判定为达到了所述催化剂吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态或者所述催化剂放出氧直到氧吸藏量的下限的状态。
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