JP2004353495A - Sensor protective device for detecting internal combustion engine exhaust gas component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に設けられて排気成分を検出するとともに、低温時にはヒータにより加熱されることにより活性化されるセンサの保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関においては触媒により排気中の有害成分(HC、CO、NOx 等)を最大限浄化するため、排気空燃比が目標空燃比、例えば理論空燃比になるようにフィードバック制御されている。この空燃比フィードバック制御に用いられる排気空燃比を検出するための空燃比センサとして、排気中に含まれる酸素濃度から排気空燃比がリッチかリーンを検出するO2 センサ、更に広範囲の空燃比を検出する空燃比センサが用いられている。
【0003】
これらのセンサにおいては、検出精度を維持するため活性状態に保たれることが不可欠であり、通常、センサに設けられたヒータを内燃機関始動時に通電することによりこれらを加熱し、早期活性化させてこれらの活性状態を維持するようヒータの通電制御を行っている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
このようにヒータにより加熱されたセンサに対して、排気管の内壁面に付着した水分が飛散してセンサが被水すると、センサが急冷されてサーマルショックを引き起こし、このことによるセンサ割れが生ずるおそれがある。
【0005】
このようなセンサ割れを防止するために、上記従来例では排気管の壁面に水分が付着していると判断したときには、排気流速を抑制する処理を実行して、排気が高速であることによる水分の飛散を防止して、センサの被水を防止している。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−41923号公報(第7−8頁、図10)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記排気流速の抑制は、排気の流速を遅くするためにスロットルバルブの開度にガード値を設定しているため、ドライバーがアクセル操作をした場合に、スロットルバルブ開度がガード値に到達した時にスロットルバルブ開度が固定されてしまう。
【0008】
このため排気管内壁への水分付着のおそれが無くなる排気管温度に上昇するまでは、ドライバーが加速操作を継続して実行しているにも関わらず、十分に加速されず、低車速状態を維持する場合がある。したがってドライバーに大きな違和感を与えるおそれがある。しかも排気管温度の上昇がかなり遅延するのでこの違和感が顕著になりやすい。
【0009】
本発明は、前記センサの被水を防止して、かつドライバーに対する違和感も抑制することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置は、内燃機関の排気管に設けられて排気成分を検出するとともに、ヒータにより加熱されることにより活性化されるセンサの保護装置であって、前記センサの被水の可能性を判定する被水判定手段と、前記被水判定手段により被水の可能性があると判定された場合には、内燃機関の吸入空気量の増加率を制限する吸入空気量制限手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】
吸入空気量制限手段は、被水判定手段により被水の可能性があると判定された場合には、内燃機関の吸入空気量の増加率を制限している。
このように吸入空気量の増加率が制限されているため、排気速度についても急速に増加することが無く、排気管内壁の水分が飛散する前に蒸発する余裕を持たせることができる。
【0012】
この場合、吸入空気量の増加率の制限であるため、吸入空気量の増加自体は可能であり、ドライバーが加速操作を継続していれば、低吸入空気量状態に維持されることはなく、加速ができないという事態は生じない。しかも吸入空気量の上昇により排気管温度は着実に上昇するので、排気管内壁の水分の蒸発も比較的早期に終了する。したがってドライバーには大きな違和感を与えることはない。
【0013】
したがってセンサの被水を防止し、かつドライバーに対する違和感も抑制することができる。
請求項2に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置では、請求項1において、前記センサは、排気中の酸素濃度を検出するセンサであることを特徴とする。
【0014】
ヒータにより加熱されることにより活性化されるセンサとしては、排気中の酸素濃度を検出するセンサを挙げることができる。このようなセンサにおいて、被水によるクラック発生等の故障を防止し、ドライバーに対する違和感も抑制することができる。
【0015】
請求項3に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置では、請求項1又は2において、前記被水判定手段は、排気温度に基づいて前記センサの被水の可能性を判定することを特徴とする。
【0016】
排気温度が低ければ露点に達し易く、結露により排気管内壁に水分が付着しやすくなる。このため排気温度に基づいてセンサの被水の可能性を判定することができる。
【0017】
したがって被水判定手段により排気管内壁に水分が付着しやすくなったと判定された場合に、吸入空気量制限手段が内燃機関の吸入空気量の増加率を制限することで、センサの被水を防止し、かつドライバーに対する違和感も抑制することができる。
【0018】
請求項4に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記吸入空気量制限手段は、内燃機関の吸入空気量調節手段による調節量の増加率を制限することにより吸入空気量の増加率を制限することを特徴とする。
【0019】
より具体的には、吸入空気量制限手段は、内燃機関の吸入空気量調節手段による調節量の増加率を制限することにより吸入空気量の増加率を制限することができ、前述したごとくの作用・効果を生じさせることができる。
【0020】
請求項5に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置では、請求項4において、前記吸入空気量調節手段は、スロットルバルブであることを特徴とする。
吸入空気量調節手段としてはスロットルバルブを挙げることができ、特に電子制御のスロットルバルブを用いることにより、吸入空気量制限手段は、容易に、吸入空気量の増加率を制限することができ、センサの被水を防止し、かつドライバーに対する違和感も抑制することができる。
【0021】
請求項6に記載の内燃機関排気成分検出用センサ保護装置では、請求項4において、前記吸入空気量調節手段は、吸気バルブのリフト量調節手段であることを特徴とする。
【0022】
吸入空気量調節手段としては吸気バルブのリフト量調節手段を挙げることができる。このように吸気バルブのリフト量調節によっても、吸入空気量制限手段は、容易に吸入空気量の増加率を制限することができ、センサの被水を防止し、かつドライバーに対する違和感も抑制することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、「エンジン」と略す)2、及び制御装置としての電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)4の概略構成図を示している。尚、エンジン2は4気筒エンジンであるが、図1では1気筒のみ縦断面図にて示している。又、各気筒には吸気バルブ2aと排気バルブ2bとはそれぞれ2つ設けられた4バルブエンジンである。気筒数は6気筒でも8気筒でも良く、更に2バルブエンジンでも5バルブエンジンでも良い。
【0024】
エンジン2の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン2には、燃焼室10内の混合気に点火する点火プラグ14が設けられている。この燃焼室10に接続している吸気ポート16は吸気バルブ2aが駆動されることにより開閉される。この吸気ポート16に接続された各吸気通路20の途中には吸気ポート16に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁12が気筒毎に設けられている。そして吸気通路20はサージタンク22に接続され、サージタンク22の上流側にはモータ24によって開度が調節されるスロットルバルブ26が設けられている。このスロットルバルブ26の開度(スロットル開度TA)により吸入空気量GAが調節される。スロットル開度TAはスロットル開度センサ28により検出されECU4に読み込まれている。吸入空気量GAはスロットルバルブ26の上流側に設けられた吸入空気量センサ30により検出され、吸気温THAはスロットルバルブ26の上流側に設けられた吸気温センサ31により検出されてECU4に読み込まれている。
【0025】
燃焼室10に接続している排気ポート32は排気バルブ2bが駆動されることにより開閉される。排気ポート32に接続された排気通路36の途中には2つの三元触媒コンバータ38,40が配置されている。この内、上流側の第1三元触媒コンバータ38は電気ヒータの加熱により早期に活性可能な電気加熱式触媒であり、下流側の第2三元触媒コンバータ40は排気温により活性化される主触媒である。第1三元触媒コンバータ38の上流側の排気通路36には排気中の酸素濃度から空燃比AFを検出する空燃比センサ42が設けられ、第2三元触媒コンバータ40において主触媒の下流側には排気温センサ44が設けられている。
【0026】
尚、空燃比センサ42内には加熱用ヒータが設けられて、ECU4による給電制御により活性化温度まで空燃比センサ42は加熱される。
ECU4はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このECU4は、上述したスロットル開度センサ28、吸入空気量センサ30、吸気温センサ31、空燃比センサ42、排気温センサ44以外にもエンジン2の運転状態を検出するセンサ類から信号を入力している。すなわちアクセルペダル46の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ48、クランクシャフトの回転からエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ50、及び吸気カムシャフトの回転位相から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ52から信号を入力している。更にエンジン冷却水温THWを検出する冷却水温センサ54、及び車両の傾斜角Vsを検出する車両傾斜角センサ56からも信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも各種のセンサが必要に応じて設けられる。
【0027】
ECU4は、上述した各センサからの検出内容に基づいて、スロットルバルブ用モータ24、燃料噴射弁12あるいは点火プラグ14に対する制御信号によりエンジン2のスロットル開度TA、燃料噴射時期、燃料噴射量及び点火時期等を適宜制御する。
【0028】
次にECU4により実行される制御の内、スロットル開速度制限制御について説明する。本処理のフローチャートを図2に示す。本処理は時間周期で繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。
【0029】
本処理が開始されると、まずエンジン2の始動から待機時間T0以上経過したか否かが判定される(S100)。始動においては、エンジン2が安定回転に至るまではエンジン出力トルクを高応答に制御する必要があり、このためにスロットルバルブ26を迅速に駆動する必要がある。このため予め始動から安定回転に至る時間を測定して、ECU4のROM内に待機時間T0として記憶する。そして、ステップS100にて、エンジン2の始動から、この待機時間T0の経過を判断することにより、エンジン回転の安定化を判断している。
【0030】
待機時間T0を経過していなければ(S100で「NO」)、このまま一旦本処理を終了する。
待機時間T0が経過すると(S100で「YES」)、次に吸気温センサ31により検出されている吸気温THA(℃)がECU4のRAM内の作業領域に読み込まれる(S102)。更に吸入空気量センサ30により検出されている吸入空気量GA(g/s)が同じく作業領域に読み込まれる(S104)。
【0031】
そして吸気温THA及び吸入空気量GAに基づいて空燃比センサ42近傍の排気管壁温Texpを推定する(S106)。この排気管壁温Texpの推定は次のように行われる。
【0032】
すなわち吸入空気量GAが大きくなれば排気量と排気温度とが上昇して空燃比センサ42近傍の排気通路36の管壁に与える熱量が大きくなる。一方、外気温度を反映している吸気温THAが低くなれば空燃比センサ42近傍の排気通路36の管壁から奪う熱量も大きくなる。このことから吸入空気量GAと吸気温THAとをパラメータとして排気管壁温Texpを求めるマップを、予め実験値として求めて、ステップS102,S104にて読み込んだ吸気温THA及び吸入空気量GAから排気管壁温Texpを算出する。
【0033】
尚、これ以外に、吸気温THAと排気温センサ44にて検出される排気温THExを用いて、排気管壁温Texpを求めても良い。すなわち、排気温センサ44の位置では、排気通路36の管壁を介する排気と外気との間の熱伝達により、検出された排気温THExとなっていることから、排気通路36の管壁を介する排気と外気との間の熱伝達率、吸気温THA及び排気温THExから、排気管壁温Texpを求めることができる。この場合、熱伝達率は一定であるとして、吸気温THAと排気温THExとをパラメータとして排気管壁温Texpを求めるマップを実験値として求めて用いても良い。
【0034】
あるいは空燃比センサ42近傍の排気通路36の管壁の温度を検出する排気管壁温度センサを設けて、直接、排気管壁温Texpを測定しても良い。
このようにして排気管壁温Texpが算出されると、次に排気管壁温Texpが判定温度Tdp以下か否かが判定される(S108)。ここで判定温度Tdpは排気の露点あるいはこの露点近傍の温度を表しており、例えば「60℃」が設定されている。
【0035】
ここでTexp≦Tdpであれば(S108で「YES」)、次にスロットル開度更新量ガード値Δθが設定される(S110)。このスロットル開度更新量ガード値Δθは、スロットル開度TAの上昇率を制限するものである。
【0036】
スロットル開度TAは、ECU4によるスロットル開度制御により、アクセル開度ACCPに基づいて求められるスロットル開度目標値TAtとなるように、スロットルバルブ用モータ24によりスロットルバルブ26が回転されることで調節されている。このスロットル開度TA調節時のスロットルバルブ26の単位時間当たりの回転量(°/s)が、開く方向においてスロットル開度更新量ガード値Δθ以下となるようにスロットルバルブ用モータ24に対する給電量が調節される。このことでスロットル開度更新量が制限される。
【0037】
スロットル開度更新量ガード値Δθは、具体的には図3のマップに示すごとく排気管壁温Texpに基づいて設定されている。排気管壁温Texpの低温側ではスロットル開度更新量ガード値Δθは小さくなり、スロットルバルブ26の開速度が低温ほど低くされることを示している。尚、60℃以上では開速度の制限が無くなるので、スロットル開度更新量ガード値Δθは一定の値としている。
【0038】
こうして一旦本処理を終了する。
このようにスロットル開度更新量ガード値Δθが設定されると(S110)、ECU4が別途実行しているスロットルバルブ26の回転速度制御により、開く方向の回転速度がスロットル開度更新量ガード値Δθを上限とするように制限されることになる。
【0039】
そしてTexp≦Tdpである限り(S108で「YES」)、排気管壁温Texpの値に応じて設定されるスロットル開度更新量ガード値Δθによりスロットルバルブ26の開速度は制限される。
【0040】
その後、Texp>Tdpとなれば(S108で「NO」)、スロットル開度更新量ガード値Δθの設定(S110)はなされなくなり、スロットルバルブ26の回転速度に制限はなくなる。
【0041】
次にスロットル開速度制限処理(図2)のステップS106にて求められた排気管壁温Texpを利用した空燃比センサ用ヒータ通電制御処理(図4)について説明する。本処理はスロットル開速度制限処理(図2)の次に実行される処理である。
【0042】
本処理が開始されると、まずTexp≦Tdpか否かが判定される(S200)。この処理は前記ステップS108と同じ処理である。ここでTexp≦Tdpであれば(S200で「YES」)、車両傾斜角センサ56にて検出されている車両傾斜角Vsを読み込む(S202)。車両傾斜角センサ56は、例えば、車両に固定された軸にワイヤを介して錘などの可動体を吊り下げて構成されており、車両が坂道などの傾斜面に停車している時や前後の加速度を受けた時の可動体の変位量を機械的あるいは電気的に読み取るものである。
【0043】
次にこの車両傾斜角Vsが傾斜基準値Ks以上か否かを判定する(S204)。この傾斜基準値Ksは、これ以上に車両が傾斜すると排気通路36が傾斜することにより結露した水分が排気通路36内に滞留して、大量の滞留水により空燃比センサ42が被水するおそれのある傾斜角を表している。
【0044】
Vs<Ksの場合には(S204で「NO」)、被水のおそれ無しとして空燃比センサ42内のヒータへの通電を許可する(S208)。この場合にはヒータ通電により空燃比センサ42は活性化温度まで加熱される。
【0045】
一方、Vs≧Ksの場合には(S204で「YES」)、被水のおそれ有りとして空燃比センサ42内のヒータへの通電を禁止する(S206)。
上述した構成において、空燃比センサ42がヒータにより加熱されることにより活性化されるセンサに、スロットルバルブ26が吸入空気量調節手段に相当する。又、スロットル開速度制限処理(図2)のステップS102〜S108が被水判定手段としての処理に、ステップS110が吸入空気量制限手段としての処理に相当する。
【0046】
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).空燃比センサ42への被水の可能性がある状態、すなわち排気管壁温Texpが露点温度より低く排気中の水蒸気の凝縮により空燃比センサ42近傍の排気通路36内に水分が付着した状態にあると判定された場合には(S108で「YES」)、スロットル開度TAの増加率を制限している(S110)。
【0047】
このように空燃比センサ42の被水の可能性がある状態では吸入空気量の増加率が制限されているため、排気速度についても急速に増加することが無く、排気通路36内の水分が飛散する前に蒸発する余裕を持たせることができる。
【0048】
そしてECU4は吸入空気量の増加を制限しているのではなく、吸入空気量の増加率を制限しているため、吸入空気量の増加自体は可能であり、ドライバーが加速操作を継続することで加速することは可能である。そして吸入空気量の増加により排気管壁温Texpも着実に上昇するので、排気通路36内の水分の蒸発も比較的早期に終了する。したがってドライバーに大きな違和感を与えることはない。
【0049】
このようにして空燃比センサ42の被水を防止することでクラック発生等の故障を防止し、かつドライバーに対する違和感も抑制することができる。
(ロ).本実施の形態では排気流速のみでなく車両の傾斜を考慮して、車両傾斜角Vs≧Ksの場合には(S204で「YES」)、空燃比センサ42に被水のおそれ有りとして、ヒータ通電を禁止している(S206)。このため車両の傾斜により被水しても空燃比センサ42は急冷されることが無く、クラック等の故障を防止することができる。
【0050】
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態に示したような燃料噴射弁12から吸気ポート16へ噴射するタイプのガソリンエンジンでなく、直接、燃焼室10内に噴射する筒内噴射タイプのガソリンエンジンにも本発明は適用できる。
【0051】
(b).吸入空気量調節手段としては、スロットルバルブ26を用いずに吸気バルブ2aのリフト量を調節する可変動弁機構(リフト量調節手段に相当)を用いることもできる。この場合には、前記ステップS110におけるガード値はリフト量増加率のガード値とする。このことにより、前記実施の形態1と同様な効果を生じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1としてのエンジン及びECUの概略構成図。
【図2】上記ECUが実行するスロットル開速度制限処理のフローチャート。
【図3】上記スロットル開速度制限処理で用いられる排気管壁温Texpからスロットル開度更新量ガード値Δθを求めるマップを表すグラフ。
【図4】上記ECUが実行する空燃比センサ用ヒータ通電制御処理のフローチャート。
【符号の説明】
2…エンジン、2a…吸気バルブ、2b…排気バルブ、4…ECU、10…燃焼室、12…燃料噴射弁、14…点火プラグ、16…吸気ポート、20…吸気通路、22…サージタンク、24…スロットルバルブ用モータ、26…スロットルバルブ、28…スロットル開度センサ、30…吸入空気量センサ、31…吸気温センサ、32…排気ポート、36…排気通路、38…第1三元触媒コンバータ、40…第2三元触媒コンバータ、42…空燃比センサ、44…排気温センサ、46…アクセルペダル、48…アクセル開度センサ、50…エンジン回転数センサ、52…基準クランク角センサ、54…冷却水温センサ、56…車両傾斜角センサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor protection device provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine to detect an exhaust component and activated by being heated by a heater at a low temperature.
[0002]
[Prior art]
In the internal combustion engine, feedback control is performed so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio, for example, a stoichiometric air-fuel ratio, in order to purify the harmful components (HC, CO, NOx, etc.) in the exhaust gas with a catalyst. As an air-fuel ratio sensor for detecting the exhaust air-fuel ratio used in the air-fuel ratio feedback control, an O2 sensor for detecting whether the exhaust air-fuel ratio is rich or lean based on the oxygen concentration contained in the exhaust gas, and detecting an air-fuel ratio over a wide range. An air-fuel ratio sensor is used.
[0003]
In these sensors, it is indispensable that the sensors are maintained in an active state in order to maintain the detection accuracy. Usually, the heaters provided in the sensors are energized at the time of starting the internal combustion engine to heat them and activate them early. In order to maintain these active states, energization control of the heater is performed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
When moisture attached to the inner wall surface of the exhaust pipe is splashed on the sensor heated by the heater and the sensor gets wet, the sensor is rapidly cooled, causing a thermal shock, which may cause a sensor crack. There is.
[0005]
In order to prevent such cracking of the sensor, in the above-described conventional example, when it is determined that moisture has adhered to the wall surface of the exhaust pipe, a process for suppressing the exhaust gas flow rate is executed, and the moisture content due to the high speed of the exhaust gas is increased. To prevent the sensor from getting wet.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-41923 (pages 7-8, FIG. 10)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to suppress the exhaust flow velocity, the throttle valve opening degree reaches the guard value when the driver operates the accelerator because the throttle valve opening degree is set to a guard value in order to slow down the exhaust flow velocity. The throttle valve opening is fixed.
[0008]
Until the exhaust pipe temperature rises so that there is no risk of moisture adhering to the exhaust pipe inner wall, despite the driver continuing to perform the acceleration operation, the driver does not accelerate sufficiently and maintains the low vehicle speed state May be. Therefore, there is a possibility that the driver will feel great discomfort. In addition, since the rise of the exhaust pipe temperature is considerably delayed, the sense of incongruity tends to be remarkable.
[0009]
An object of the present invention is to prevent the sensor from being wet by water and also to suppress a feeling of strangeness to a driver.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the means for achieving the above object and the effects thereof will be described.
The sensor protection device for detecting an exhaust component of an internal combustion engine according to claim 1 is a protection device for a sensor that is provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine to detect an exhaust component and is activated by being heated by a heater. The wetness determination means for determining the possibility of being wetted by the sensor, and when the wetness determination means determines that there is a possibility of being wetted, the increase rate of the intake air amount of the internal combustion engine is determined. And means for restricting the amount of intake air to be restricted.
[0011]
The intake air amount limiting means limits the rate of increase of the intake air amount of the internal combustion engine when it is determined by the water determination means that there is a possibility of being wet.
Since the rate of increase in the amount of intake air is limited in this manner, the exhaust speed does not increase rapidly, and it is possible to allow the water on the inner wall of the exhaust pipe to evaporate before being scattered.
[0012]
In this case, since the increase rate of the intake air amount is limited, it is possible to increase the intake air amount itself, and if the driver continues the acceleration operation, the low intake air amount state is not maintained. There is no situation where acceleration is not possible. In addition, since the exhaust pipe temperature steadily rises due to the increase in the intake air amount, the evaporation of the water on the inner wall of the exhaust pipe ends relatively early. Therefore, it does not give the driver any great discomfort.
[0013]
Therefore, it is possible to prevent the sensor from being wet, and to suppress the driver from feeling uncomfortable.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the sensor is a sensor that detects an oxygen concentration in the exhaust gas.
[0014]
A sensor that is activated by being heated by the heater includes a sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas. In such a sensor, it is possible to prevent a failure such as generation of a crack due to being wet, and to suppress a sense of discomfort to the driver.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the sensor protection device for detecting an exhaust component of an internal combustion engine according to the first or second aspect, the water determination unit determines a possibility of the sensor being wet based on the exhaust gas temperature. And
[0016]
When the exhaust gas temperature is low, the dew point is easily reached, and moisture easily adheres to the inner wall of the exhaust pipe due to dew condensation. Therefore, it is possible to determine the possibility of the sensor being wetted based on the exhaust gas temperature.
[0017]
Therefore, when the wetness determining means determines that moisture easily adheres to the inner wall of the exhaust pipe, the intake air amount limiting means limits the rate of increase of the intake air amount of the internal combustion engine, thereby preventing the sensor from being wet. In addition, discomfort to the driver can be suppressed.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sensor protection device for detecting an exhaust component of an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, wherein the intake air amount restricting unit sets an increasing rate of an adjustment amount by the intake air amount adjusting unit of the internal combustion engine. The limiting is to limit the rate of increase of the intake air amount.
[0019]
More specifically, the intake air amount limiting means can limit the increase rate of the intake air amount by limiting the increase rate of the adjustment amount by the intake air amount adjustment means of the internal combustion engine.・ Effects can be produced.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, the intake air amount adjusting means is a throttle valve.
As the intake air amount adjusting means, a throttle valve can be mentioned. In particular, by using an electronically controlled throttle valve, the intake air amount limiting means can easily limit the increase rate of the intake air amount, Can be prevented from being wet, and a feeling of strangeness to the driver can be suppressed.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the intake air amount adjusting means is an intake valve lift amount adjusting means.
[0022]
As the intake air amount adjusting means, a lift amount adjusting means for the intake valve can be mentioned. In this way, even by adjusting the lift amount of the intake valve, the intake air amount limiting means can easily limit the increase rate of the intake air amount, prevent the sensor from being wet, and suppress the driver's discomfort. Can be.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gasoline engine (hereinafter, abbreviated as “engine”) 2 as an internal combustion engine mounted on a vehicle and an electronic control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 4 as a control device. ing. Although the
[0024]
The output of the
[0025]
The
[0026]
Note that a heater for heating is provided in the air-
The ECU 4 is an engine control circuit mainly composed of a digital computer. The ECU 4 inputs signals from sensors other than the above-described throttle opening sensor 28, intake
[0027]
The ECU 4 controls the throttle opening degree TA, the fuel injection timing, the fuel injection amount, and the ignition of the
[0028]
Next, among the controls executed by the ECU 4, the throttle opening speed limiting control will be described. FIG. 2 shows a flowchart of this process. This process is a process repeatedly executed in a time cycle. Note that steps in the flowchart corresponding to individual processing contents are represented by “SS”.
[0029]
When the process is started, first, it is determined whether or not the standby time T0 has elapsed since the start of the engine 2 (S100). At the time of starting, it is necessary to control the engine output torque with a high response until the
[0030]
If the standby time T0 has not elapsed ("NO" in S100), the present process is temporarily terminated.
When the standby time T0 has elapsed (“YES” in S100), the intake air temperature THA (° C.) detected by the intake
[0031]
Then, the exhaust pipe wall temperature Texp near the air-
[0032]
That is, as the intake air amount GA increases, the exhaust amount and the exhaust temperature rise, and the amount of heat applied to the pipe wall of the
[0033]
In addition, the exhaust pipe wall temperature Texp may be obtained by using the intake air temperature THA and the exhaust air temperature THEx detected by the exhaust air temperature sensor 44. That is, at the position of the exhaust gas temperature sensor 44, the detected exhaust gas temperature THEx is attained by the heat transfer between the exhaust gas and the outside air via the tube wall of the
[0034]
Alternatively, an exhaust pipe wall temperature sensor that detects the temperature of the pipe wall of the
After the exhaust pipe wall temperature Texp is calculated in this way, it is determined whether the exhaust pipe wall temperature Texp is equal to or lower than the determination temperature Tdp (S108). Here, the determination temperature Tdp indicates a dew point of the exhaust gas or a temperature near the dew point, and is set to, for example, “60 ° C.”.
[0035]
Here, if Texp ≦ Tdp (“YES” in S108), then the throttle opening update amount guard value Δθ is set (S110). The throttle opening update amount guard value Δθ limits the rate of increase of the throttle opening TA.
[0036]
The throttle opening TA is adjusted by rotating the
[0037]
The throttle opening update amount guard value Δθ is specifically set based on the exhaust pipe wall temperature Texp as shown in the map of FIG. On the low temperature side of the exhaust pipe wall temperature Texp, the throttle opening update amount guard value Δθ decreases, indicating that the opening speed of the
[0038]
Thus, the present process is once ended.
When the throttle opening update amount guard value Δθ is set in this manner (S110), the rotational speed in the opening direction is changed to the throttle opening update amount guard value Δθ by the rotation speed control of the
[0039]
As long as Texp ≦ Tdp (“YES” in S108), the opening speed of the
[0040]
Thereafter, if Texp> Tdp (“NO” in S108), the setting of the throttle opening update amount guard value Δθ is not performed (S110), and the rotation speed of the
[0041]
Next, a description will be given of the heater energization control process (FIG. 4) for the air-fuel ratio sensor using the exhaust pipe wall temperature Texp obtained in step S106 of the throttle opening speed limiting process (FIG. 2). This process is a process executed after the throttle opening speed limiting process (FIG. 2).
[0042]
When the process is started, it is first determined whether or not Texp ≦ Tdp (S200). This process is the same process as step S108. If Texp ≦ Tdp (“YES” in S200), the vehicle inclination angle Vs detected by the vehicle
[0043]
Next, it is determined whether or not the vehicle inclination angle Vs is equal to or greater than the inclination reference value Ks (S204). The inclination reference value Ks is such that when the vehicle inclines further, the
[0044]
If Vs <Ks ("NO" in S204), the power supply to the heater in the air-
[0045]
On the other hand, when Vs ≧ Ks (“YES” in S204), the power supply to the heater in the air-
In the above-described configuration, the
[0046]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). In a state where there is a possibility that the air-
[0047]
As described above, in the state where there is a possibility that the air-
[0048]
The ECU 4 does not limit the increase in the amount of intake air, but limits the rate of increase in the amount of intake air. Therefore, the increase in the amount of intake air is possible, and the driver can continue the acceleration operation. It is possible to accelerate. Then, since the exhaust pipe wall temperature Texp steadily rises due to the increase in the intake air amount, the evaporation of the moisture in the
[0049]
In this manner, by preventing the air-
(B). In the present embodiment, in consideration of not only the exhaust flow velocity but also the vehicle inclination, if the vehicle inclination angle Vs ≧ Ks (“YES” in S204), the air-
[0050]
[Other embodiments]
(A). The present invention is applicable not only to the gasoline engine of the type in which the
[0051]
(B). As the intake air amount adjusting means, a variable valve mechanism (corresponding to a lift amount adjusting means) for adjusting the lift amount of the intake valve 2a without using the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine and an ECU according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart of a throttle opening speed limiting process executed by the ECU.
FIG. 3 is a graph showing a map for obtaining a throttle opening update guard value Δθ from an exhaust pipe wall temperature Texp used in the throttle opening speed limiting process.
FIG. 4 is a flowchart of an air-fuel ratio sensor heater energization control process executed by the ECU.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記センサの被水の可能性を判定する被水判定手段と、
前記被水判定手段により被水の可能性があると判定された場合には、内燃機関の吸入空気量の増加率を制限する吸入空気量制限手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関排気成分検出用センサ保護装置。A protection device for a sensor provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine to detect an exhaust component and activated by being heated by a heater,
Wet determination means for determining the possibility of being wet by the sensor,
An internal combustion engine, comprising: an intake air amount limiting unit that limits an increase rate of an intake air amount of the internal combustion engine when the wet determination unit determines that there is a possibility of being wet. Exhaust component detection sensor protection device.
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