JP2008267231A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008267231A
JP2008267231A JP2007109614A JP2007109614A JP2008267231A JP 2008267231 A JP2008267231 A JP 2008267231A JP 2007109614 A JP2007109614 A JP 2007109614A JP 2007109614 A JP2007109614 A JP 2007109614A JP 2008267231 A JP2008267231 A JP 2008267231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
correction
internal combustion
combustion engine
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007109614A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4320744B2 (ja
Inventor
Tomoo Kawase
友生 川瀬
Hidekazu Kurokawa
英一 黒川
Katsuhiko Nakabayashi
勝彦 中林
Takahito Masuko
隆仁 増子
Koji Sugiura
浩二 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2007109614A priority Critical patent/JP4320744B2/ja
Priority to US12/104,008 priority patent/US7614391B2/en
Priority to DE102008001244.0A priority patent/DE102008001244B4/de
Priority to CN200810092199XA priority patent/CN101289967B/zh
Publication of JP2008267231A publication Critical patent/JP2008267231A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4320744B2 publication Critical patent/JP4320744B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1448Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an exhaust gas pressure
    • F02D41/145Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an exhaust gas pressure with determination means using an estimation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F02D41/2448Prohibition of learning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2454Learning of the air-fuel ratio control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2474Characteristics of sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】大気補正の精度を向上させ、ひいては酸素濃度センサの出力値を用いた各種制御の精度を高める。
【解決手段】エンジン10の吸気ポートには燃料噴射弁19が設けられ、排気管24には排ガスを検出対象として酸素濃度を検出するA/Fセンサ32が設けられている。ECU40は、所定の運転条件の成立に伴い燃料噴射弁19による燃料噴射を停止して燃料カットを実行するとともに、その燃料カットの実行中において大気補正処理を実行し、A/Fセンサ32の出力値に基づいて同出力値と酸素濃度との対応のずれを補正するための出力補正値を算出する。また特に、ECU40は、燃料カットの開始後における排気圧力情報を取得し、その排気圧力情報に基づいて大気補正処理の実行態様を変更する。
【選択図】 図1

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、燃料カットの実行により排気通路内を大気雰囲気にした状態で、同排気通路に設けた酸素濃度センサの出力誤差の補正(大気補正)を実行する技術に関するものである。
車両等に搭載される内燃機関の排気通路に、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設け、同センサの出力値に基づいて各種制御を実行することで排気エミッションの改善等を図る技術が各種提案されている。例えば、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンでは、酸素濃度センサの出力値により実空燃比を算出するとともに、その実空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて空燃比フィードバック制御を実行し、これにより排気エミッションの改善を図っている。また、ディーゼルエンジンでは、酸素濃度センサの出力値に基づいてEGR開度等を制御することにより、触媒等による排気浄化率を高めるようにしている。
ここで、酸素濃度センサにおいては、製造ばらつき(すなわち個体差)や経時劣化に起因して検出誤差が生じるという問題がある。そこで、内燃機関の運転途中に燃料カットが実行される場合に排気通路内が大気雰囲気となることを利用して、その燃料カット時に大気補正を実行する技術がある。
例えば特許文献1の「内燃機関用制御装置」では、燃料カットの実行状態において、酸素濃度センサの出力値の時間当たり変化量が、第1所定値を超える状態から同所定値以下に変化した時に大気補正を実行する。又は、同じく燃料カットの実行状態において、燃料カット開始後の吸入空気量の積算値が第2所定値以上になった時に大気補正を実行する。
特開2007−32466号公報
上記特許文献1では、排気通路内において酸素濃度センサ周辺の燃焼ガスが排出されて完全に新気に入れ替わった状態で大気補正が実行されるため、大気補正の精度を高めることができるとしている。
ここで、例えばガソリンエンジンでは、燃料カットの開始後においてスロットルバルブが一定開度(例えば全閉)で保持され、その状態で大気補正が実行されるが、燃料カットの開始後にスロットルバルブの開度が変更される場合も想定される。かかる場合、燃料カットの開始後において酸素濃度センサの出力値が概ね安定した状態、又は吸入空気量の積算値が所定値以上になっている状態であっても、排気圧力が安定せず、それに起因して大気補正の精度が低下すると考えられる。
本発明は、大気補正の精度を向上させ、ひいては酸素濃度センサの出力値を用いた各種制御の精度を高めることができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
本発明の制御装置は、燃焼室に燃料を供給するための燃料供給手段(燃料噴射弁等)と、排気通路を流れる排気を検出対象として酸素濃度を検出する酸素濃度センサとを備える内燃機関に適用され、所定の運転条件の成立に伴い前記燃料供給手段による燃料供給を停止して燃料カットを実行するとともに、その燃料カットの実行中において大気補正処理を実行し、前記酸素濃度センサの出力値に基づいて同出力値と酸素濃度との対応のずれを補正するための出力補正値を算出する。また、請求項1では特に、前記燃料カットの開始後における排気圧力情報を取得し、その取得した排気圧力情報に基づいて前記大気補正処理の実行態様を変更する。
要するに、燃料カットの開始後においては、時間の経過に伴い排気通路内が次第に大気雰囲気となるが、排気通路内の圧力(排気圧力)は都度の運転状態等により一定とならないことがあると考えられる。かかる場合、排気圧力が一定の値にならない、すなわち高低ばらつくことに起因してセンサ出力値に誤差が生じ、それによって大気補正の精度が低下する。この点、本発明によれば、燃料カットの開始後における排気圧力情報に基づいて大気補正処理の実行態様を変更するため、排気圧力の高低の違いに起因して生じる大気補正の精度低下を抑制することができる。その結果、大気補正の精度を向上させ、ひいては酸素濃度センサの出力値を用いた各種制御の精度を高めることが可能となる。
酸素濃度センサにおいては、検出対象となるガスの圧力が相対的に高い場合に、センサ出力値に誤差が生じると考えられる。そこで、請求項2に記載したように、前記排気圧力情報が、前記排気通路内の圧力があらかじめ定めた規定値よりも大きいことを示す場合に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止するとよい。
ここで、請求項3に記載したように、前記排気通路内の圧力を判定するための前記規定値を、大気圧付近に設定された大気圧判定値とするとよい。これにより、排気圧力が大気圧付近の圧力である場合にのみ出力補正値が算出されることとなり、当該補正値の信頼性を高めることができる。
内燃機関において、排気圧力は吸入空気量に依存して高低のばらつきが生じる。具体的には、吸入空気量が多いほど、排気圧力が相対的に高くなる。そこで、請求項4に記載したように、内燃機関の吸入空気量を前記排気圧力情報として取得し、前記吸入空気量があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止するとよい。
なお、吸入空気量は、内燃機関の吸気通路に設けた流量計(エアフロメータ等)により計測される他、内燃機関の運転状態を表す他のパラメータにより推定可能であり、例えば、吸気通路内の圧力(吸気負圧)と内燃機関の回転速度とに基づいて推定されるとよい。
内燃機関の回転速度が比較的高い状態にある場合、又は変速機のギア位置が比較的低いギア位置にある場合には、吸入空気量(内燃機関の筒内充填空気量)が多くなり、排気圧力の上昇が生じる。これにより、センサ出力値に誤差が生じ、大気補正の精度が低下すると考えられる。その対策として、請求項5に記載したように、内燃機関の回転速度を検出し、その回転速度があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止するとよい。又は、請求項6に記載したように、内燃機関に連結された変速機のギア位置を検出し、そのギア位置があらかじめ定めたギア位置よりも低速ギアである場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止するとよい。
また、請求項7に記載の発明では、燃焼室内に吸入される空気量を調整する空気量調整弁(スロットルバルブ等)を備える内燃機関に適用され、前記空気量調整弁が全閉状態になっていることを条件に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を許可する。この場合、空気量調整弁が全閉状態になっていることにより、燃焼室内への空気の吸入(流入)が制限され、それに伴い排気圧力の高低のばらつきが抑制される。したがって、大気補正の精度低下を抑制できる。
請求項8に記載の発明では、前記燃料カットの開始後において排気圧力が安定しているかどうかを判定し、排気圧力が安定していると判定されたことを条件に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を許可する。つまり、燃料カットの開始後に排気通路内が概ね大気雰囲気になった後でも、吸入空気量が変化するとそれに起因して排気圧力が不安定になって変動し、その影響でセンサ出力値に誤差が生じると考えられる。この点、排気圧力が安定していると判定された場合にのみ出力補正値を算出する構成とすることで、大気補正の精度低下を抑制できる。
上記のように排気圧力の安定判定を実行する構成では、請求項9に記載したように、内燃機関の吸入空気量の変化率を算出し、その吸入空気量の変化率が規定値よりも大きい場合に排気圧力が安定していない旨判定するとよい。この場合、吸入空気量の変化率をモニタすることで、センサ出力値が安定した後でも排気圧力の変動を好適に把握できる。
請求項9の発明に関してより望ましくは、吸入空気量の変化率が規定値以下となる状態でありかつ当該状態が所定時間以上継続している場合に排気圧力が安定している旨判定するとよい。
ところで、排気圧力の高低のばらつきによってセンサ出力値に誤差が生じる場合、同センサ出力値の誤差量と排気圧力とには相関があると考えられる。そこで、請求項10に記載の発明では、都度取得した排気圧力情報に基づいて前記燃料カット開始後の酸素濃度センサの出力値を修正し、その修正後のセンサ出力値を用いて前記出力補正値を算出する。本構成によれば、排気圧力が基準値(例えば大気圧)とならない場合であっても、換言すれば、吸入空気量がある程度大きい場合であっても、その時のセンサ出力値に基づいて適正なる出力補正値を算出することができる。つまり、燃料カットの開始後において早期にかつ適正に大気補正を実行することが可能となる。この場合特に、大気補正の実行条件を緩める(すなわち、実行条件が成立しやすくする)ことができるため、大気補正の機会を増やすことが可能となり、実用上好ましい構成を実現できる。
ここで、請求項11に記載したように、前記排気通路内の圧力とセンサ出力値との関係、又は同排気通路内の圧力とセンサ出力値の大気基準値からのずれ量との関係をあらかじめ規定しておき、前記規定した関係を用いて燃料カット開始後のセンサ出力値の修正を実行するとよい。本構成によれば、規定の関係を用いてセンサ出力値の修正が行われるため、都度の排気圧力(又はそれに相関する吸入空気量でも可)が分かればそれに対応する本来のセンサ出力値を簡易に求めることができる。
請求項12に記載したように、前記大気補正処理で算出した出力補正値を、学習値としてバックアップ用メモリ(EEPROM等)に記憶することが望ましい。本構成では、製造ばらつき(個体差)や経時劣化に起因して定常的に生じるセンサ出力値の誤差分(又は誤差相当値)を、学習値として記憶保持することができ、その誤差分に対応する正しいセンサ出力値を好適に求めることができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図1を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
図1に示すエンジン10において、吸気管11(吸気通路)の最上流部にはエアクリーナ12が設けられ、このエアクリーナ12の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ13が設けられている。エアフロメータ13の下流側には、DCモータ等のスロットルアクチュエータ15によって開度調節されるスロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ15に内蔵されたスロットル開度センサにより検出されるようになっている。スロットルバルブ14の下流側にはサージタンク16が設けられ、このサージタンク16には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ17が設けられている。また、サージタンク16には、エンジン10の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド18が接続されており、吸気マニホールド18において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁19が取り付けられている。
エンジン10の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ21及び排気バルブ22が設けられており、吸気バルブ21の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室23内に導入され、排気バルブ22の開動作により燃焼後の排ガスが排気管24(排気通路)に排出される。
エンジン10のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ27が取り付けられており、点火プラグ27には、点火コイル等よりなる点火装置(図示略)を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ27の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室23内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
排気管24には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化するための三元触媒等の触媒31が設けられ、この触媒31の上流側には、排ガスを検出対象として混合気の空燃比(酸素濃度)を検出するためのA/Fセンサ32が設けられている。A/Fセンサ32は、ジルコニア(ZrO2)等の固体電解質や拡散抵抗層を積層してなる積層型のセンサ素子を有するものであり、そのセンサ素子に設けた一対の電極(詳しくは、固体電解質を挟んで両側に設けた一対の電極)に電圧が印加された状態で、排ガス中の酸素濃度に応じた電流を流すものとなっている。なお、A/Fセンサ32には、センサ素子を所定の活性状態に保持するためのヒータが一体で設けられている。
また、エンジン10のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ33や、エンジンの所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ35が取り付けられている。その他、本制御システムでは、ドライバによるアクセル操作量(アクセルペダルの踏み込み操作量)を検出するアクセルセンサ36や、大気圧を検出する大気圧センサ37、トランスミッションのギア位置(シフト位置)を検出するギア位置センサ38が設けられている。
ECU40は、周知の通りCPU、ROM、RAM、EEPROM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)41を主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じてエンジン10の各種制御を実施する。すなわち、ECU40のマイコン41には、前述した各種センサから各々検出信号が入力される。そして、同マイコン41は、随時入力される各種の検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算し、燃料噴射弁19や点火装置の駆動を制御する。燃料噴射量の制御について詳しくは、マイコン41は、都度のエンジン運転状態に基づいて目標空燃比を設定するとともに、A/Fセンサ32の出力値により算出した実空燃比が目標空燃比に一致するよう空燃比フィードバック制御を実施する。
また、ECU40には、A/Fセンサ32のセンサ素子に流れる電流(前記一対の電極間に流れるセンサ電流)を計測するためのセンサ制御回路42が設けられている。センサ制御回路42について簡単に説明すれば、同制御回路42は、センサ電流を計測する電流計測部を備えており、その電流計測部での電流計測により得られたセンサ電流信号を所定の増幅率にて増幅した後、マイコン41に出力する。図2は、A/Fとセンサ電流との関係を示す図であり、例えば、A/F=ストイキ(14.7)、すなわち酸素濃度=0%である場合のセンサ電流は「0mA」であり、A/F=大気、すなわち酸素濃度=20.9%である場合のセンサ電流は「I1」である関係があらかじめ規定されている。
なお、センサ制御回路42は、上述したセンサ電流の計測機能以外に、都度のセンサ電流に応じてセンサ印加電圧を可変に制御する印加電圧制御機能や、センサ素子を活性状態に保持するべくヒータの通電制御を実行するヒータ制御機能を有する。
ところで、A/Fセンサ32に流れるセンサ電流は個体差や経時劣化等に起因してばらつき、そのセンサ電流のばらつきによってA/Fとセンサ電流との関係にずれが生じることが考えられる。図3には、A/Fとセンサ電流との関係を表す基本特性P1(図2と同じ特性)を実線にて示し、この基準特性P1に対して特性誤差を有する出力特性P2,P3をそれぞれ一点鎖線、二点鎖線で示している。ここで、A/F=大気(酸素濃度=20.9%)の場合で比較すると、基準特性P1ではセンサ電流=I1であるのに対し、特性P2ではセンサ電流=I2、特性P3ではセンサ電流=I3となっている(ただし本例では、A/F=ストイキでいずれもセンサ電流=0mAとしている)。上記のごとくA/Fとセンサ電流との関係にずれが生じると、A/F(酸素濃度)の検出精度が低下する。
そこで本実施形態では、所定の運転条件の成立に伴い燃料噴射弁19による燃料噴射を一時的に停止して燃料カットを実行するとともに、その燃料カットの実行中におけるA/Fセンサ32の出力値(センサ電流)に基づいて、当該出力値とA/F(大気状態での酸素濃度)との対応のずれを補正するための大気補正を実行する。具体的には、マイコン41は、燃料カット条件として、例えばアクセル操作量が0であり、かつエンジン回転速度が所定値(例えば1000rpm)以上であることを判定し、これら各条件が成立する場合に燃料カットを実行する。そして、燃料カットの実行により排気管24内が大気雰囲気となった状態下で、A/Fセンサ32の出力値(センサ電流)を計測するとともに、そのセンサ電流と同センサ電流の大気基準値とによる算出式(式1)、
補正ゲイン=大気基準値/燃料カット時のセンサ電流計測値 …(式1)
により補正ゲインを算出する。
補正ゲインは、A/Fとセンサ電流との関係において基本特性からのセンサ電流のずれを表す出力補正値であり、例えば空燃比フィードバック制御に際し、A/Fセンサ32の出力値(センサ電流)を補正ゲインにより補正するとともにその補正後のセンサ電流により実空燃比を算出する。これにより、A/Fセンサ32の個体差や経時劣化等に関係なく、実空燃比を正確に求めることができ、空燃比フィードバック制御の精度が向上する。
補正ゲインは、ECU40内のEEPROMに学習値として記憶され、適宜更新される。なお、バックアップ用メモリとして、EEPROMに代えてバックアップRAMを用いることも可能である。
ここで、本願発明者らの知見によれば、燃料カットの実行中において排気管24内の圧力(排気圧力)が一定にならない(高低ばらつく)と、それに起因して大気補正の精度が低下する。すなわち、燃料カットの開始後は、一般にスロットル開度が直ちに全閉とされ、それに伴い排気圧力が大気圧付近の値となるが、例えば燃料カットの開始後においてスロットル開度が直ちに全閉にされない場合には排気圧力が大気圧よりも高い圧力のままとなる。かかる場合、排気圧力の影響によってセンサ電流に誤差が生じ、結果として大気補正の精度が低下する。
具体的には、図4に示すように、タイミングt1で燃料カットが開始された後、センサ電流は図示のごとく増加する。このとき、排気圧力が大気圧相当の圧力になる以前(例えばタイミングt2)でセンサ電流が計測されると、センサ電流の計測誤差(図のΔIL)が生じる。このセンサ電流の計測誤差は排気圧力に応じて生じ、排気圧力が高いほど、センサ電流が大きい値となることが確認された。
そこで本実施形態では、燃料カットの開始後における排気圧力情報を取得し、その排気圧力情報に基づいて大気補正(補正ゲインの算出)を許可又は禁止することとしている。より具体的には、排気圧力は吸入空気量(エンジンの筒内充填空気量)に依存して変化することから、燃料カットの開始後において、排気圧力情報として、吸気管圧力センサ17の検出信号に基づいて算出した吸気管圧力とクランク角度センサ35の検出信号に基づいて算出したエンジン回転速度との積により吸入空気量を算出する(吸入空気量=吸気管圧力×エンジン回転速度)。そして、都度の吸入空気量があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に、排気圧力が比較的高い圧力である、すなわちセンサ電流の計測誤差が大きいと推測して大気補正の実行を禁止する。
また、エンジン回転速度が比較的高い状態にある場合、又はトランスミッションのギア位置が比較的低いギア位置にある場合には、吸入空気量(エンジンの筒内充填空気量)が多くなり、やはり排気圧力が比較的高い圧力になる。これにより、前記同様、大気補正の精度が低下すると考えられる。そこで本実施形態では、エンジン回転速度があらかじめ定めた規定値(例えば1500rpm)よりも大きい場合、又は、トランスミッションのギア位置が所定のギア位置(例えば3速ギア位置)よりも低速ギアである場合にも大気補正の実行を禁止することとしている。
さらに、燃料カットの開始後に排気管24内が概ね大気雰囲気になった後でも、スロットル開度の変化等が生じてそれにより吸入空気量が変化すると、その空気量変化に起因して排気圧力が不安定になり(変動し)、その影響でセンサ電流に誤差が生じると考えられる。そこで、吸入空気量の変化率を同吸入空気量の単位時間当たりの変化量(吸入空気量の微分値でも可)により算出し、その吸入空気量の変化率があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に、大気補正の実行を禁止する。換言すれば、本実施形態では、吸入空気量の変化率があらかじめ定めた規定値以下となり、かつかかる状態が所定時間以上継続している場合に、大気補正の実行を許可する構成としている。
また、燃料カットの開始後においては排気管24内のガスが次第に新気に入れ替わるが、実際に排気管24内(少なくとも、センサ周囲の雰囲気)が完全に新気のみとなる、すなわち酸素濃度が大気相当値(20.9%)となるには時間がかかり、同酸素濃度が、燃料カットが終了されるまでに大気相当の濃度にならないこともある。大気雰囲気への移行に時間がかかる理由としては、吸気ポート壁面等に付着している燃料ウエットや、ブローバイガスの影響が考えられる。この場合、排気管24内の酸素濃度が実際には大気相当になっていないことに起因して大気補正の精度が低下してしまう。本願発明者らによれば、図5に示すように、燃料カットを10分以上継続しても、排気管24内の酸素濃度が大気相当値(20.9%)に達しないことがあると確認されている。
そこで本実施形態では、燃料カットの開始後において、排気管24内の実際の酸素濃度に相関する相関値として吸入空気量の積算値(以下、積算吸入空気量という)を算出し、その積算吸入空気量に基づいて実酸素濃度に対応するセンサ電流の補正基準値(濃度対応出力値)を算出する。そして、都度計測したセンサ電流と、補正基準値とによる算出式(式2)、
補正ゲイン=補正基準値/燃料カット時のセンサ電流計測値 …(式2)
により補正ゲインを算出する。
なお、補正ゲインの算出式として(式1)、(式2)を記載したが、(式1)は固定値である大気基準値を用いて補正ゲインを算出するものであり、(式2)は可変値である補正基準値を用いて補正ゲインを算出するものであることが相違する。本実施形態では、(式2)により補正ゲインを算出する。
図6は、燃料カットの開始後におけるセンサ電流の推移を示すタイムチャートである。図6中、L1は、燃料カットの開始後に排気管24内が完全に大気雰囲気になる場合のセンサ電流の推移を示し、L2は、同排気管24内が大気雰囲気よりも低酸素濃度の状態にしかならない場合のセンサ電流の推移を示す。L1が理想の変化であり、L2が実際の変化である。また、L3は、A/Fセンサ32によるセンサ電流計測値の変化を示す。
ここで、図6のように酸素濃度の理想変化(L1)と実際変化(L2)とが相違する場合、大気補正処理において、大気基準値とセンサ電流計測値とにより補正ゲインを算出すると、補正誤差が生じる。これに対し、補正基準値(酸素濃度の実際変化に則したセンサ電流)とセンサ電流計測値とにより補正ゲインを算出することにより、補正誤差が解消される。
図7は、燃料カットの開始後における積算吸入空気量と酸素濃度との関係を示す図である。これは、所定の走行モード(排気計測モード)にてエンジンを運転し、その時計測した積算吸入空気量と酸素濃度とを関連付けてプロットしたものである。図7によれば、燃料カットの開始後における積算吸入空気量と酸素濃度とには相関があり、近似曲線LKにより近似できる。
次に、燃料カット中に実行される大気補正の処理手順を図8〜図10に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理はECU40内のマイコン41により所定の時間周期(例えば10msec周期)で繰り返し実行される。
まず図8のステップS101では、燃料カットの実行中であるか否かを判定する。燃料カットの実行中であれば、ステップS102に進み、燃料カットの開始後における積算吸入空気量の算出処理を実行する。ここで、積算吸入空気量の算出処理では、図11に示すように、吸気管圧力とエンジン回転速度との積により吸入空気量(体積流量[m3/sec])を算出し(ステップS201)、その吸入空気量についてなまし処理を実行する(ステップS202)。さらに、吸入空気量のなまし値を逐次積算して積算吸入空気量を算出する(ステップS203)。なお、ステップS203では、都度の吸入空気量(ステップS202の算出値)を単位時間相当値に換算するとともに、その単位時間相当値を積算吸入空気量の前回値に逐次加算することで、積算吸入空気量を毎回更新して算出する。
また、燃料カットの実行中でなければ、ステップS103に進み、積算吸入空気量をリセットする。
その後、ステップS104〜S106では、大気補正を実行するための前提許可条件を判定する。すなわち、ステップS104では、本制御システムにおけるダイアグ情報を読み出し、システム異常が生じていないか否かを判定する。ステップS105では、A/Fセンサ32が活性状態にあるか否かを判定する。ステップS106では、トランスミッションの変速段が3段以上(高速ギア)であるか否かを判定する。そして、ステップS104〜S106が全てYESであれば、補正許可フラグF1を1(Hi)とし(ステップS107)、同ステップS104〜S106の少なくともいずれかがNOであれば補正許可フラグF1を0(Lo)とする(ステップS108)。
その後、ステップS109では、平均化済みセンサ電流についてのなまし処理を実行する。ここで、平均化済みセンサ電流は、所定の時間周期で計測したセンサ電流の気筒別平均値であり、例えば4気筒エンジンの場合には180°CAを計測区間として同区間内のセンサ電流が平均化されることで算出される。また、平均化済みセンサ電流を全気筒平均値として算出することも可能であり、かかる場合には720°CAを計測区間として同区間内のセンサ電流が平均化されることで平均化済みセンサ電流が算出される。
また、続くステップS110〜S113では、燃料カットの開始後において排気管24内の燃焼ガスが排出されて新気に入れ替わり、センサ電流が安定してきたか否かを、センサ電流なまし値に基づいて判定する。
すなわち、ステップS110では、センサ電流なまし値について今回値と前回値との差(=今回値−前回値)から電流変化量を算出するとともに、その電流変化量が規定値以下であるか否かを判定する。ここで、電流変化量が規定値以下であることは、燃料カットの開始後においてセンサ電流が安定してきたことを意味する。ステップS110がYESの場合(電流変化量≦規定値の場合)、ステップS111に進んでセンサ電流安定判定カウンタをカウントアップする。また、ステップS110がNOの場合(電流変化量>規定値の場合)、ステップS112に進んでセンサ電流安定判定カウンタをリセットする。
その後、ステップS113では、燃料カットの開始後においてセンサ電流が安定してから(すなわち、ステップS110の成立後)所定時間が経過したか否かを、センサ電流安定判定カウンタの値に基づいて判定する。センサ電流が安定してから所定時間が経過していなければ、そのまま図9のステップS125に進んで補正実行フラグF2を0(Lo)とする。
また、センサ電流が安定してから所定時間が経過していれば、図9のステップS114に進む。ステップS114〜S117では、大気補正が許可されてから(補正許可フラグF1=1のセット後)からの経過時間を判定する。
すなわち、ステップS114では、補正許可フラグF1が1(Hi)であるか否かを判定する。そして、F1=1であればステップS115に進んで補正許可カウンタをカウントアップし、F1=0であればステップS116に進んで補正許可カウンタをリセットする。その後、ステップS117では、補正許可フラグF1に1がセットされてから所定時間が経過したか否かを、補正許可カウンタの値に基づいて判定する。補正許可フラグF1に1がセットされてから所定時間が経過していなければ、そのままステップS125に進んで補正実行フラグF2を0(Lo)とする。
また、補正許可フラグF1に1がセットされてから所定時間が経過していれば、後続のステップS118に進む。
ステップS118,S119では、排気圧力が大気圧付近の圧力であるかどうかを、吸入空気量とエンジン回転速度とに基づいて判定する。すなわち、ステップS118では、吸入空気量が規定値以下であるか否かを判定する。また、ステップS119では、エンジン回転速度が規定値以下であるか否かを判定する。このとき特に、吸入空気量を判定するための規定値は、排気圧力が大気圧付近の圧力であることを判定できるものであり、「大気圧判定値」として設定されている。また、エンジン回転速度を判定するための規定値は例えば1500rpmである。
ステップS118,S119のいずれかがNOであれば、排気圧力が大気圧に対して高圧になっているとみなし、ステップS125に進んで補正実行フラグF2を0(Lo)とする。また、ステップS118,S119が共にYESであれば、排気圧力が大気圧付近の圧力であるとみなし、ステップS120に進む。
その後、ステップS120〜S123では、吸入空気量が安定した状態にあるかどうかを判定する。すなわち、ステップS120では、吸入空気量について今回値と前回値との差(=今回値−前回値)から吸入空気の変化量(変化率に相当)を算出するとともに、その変化量が規定値以下であるか否かを判定する。ステップS120がYESの場合(吸入空気の変化量≦規定値の場合)、ステップS121に進んで吸入空気量安定判定カウンタをカウントアップする。また、ステップS120がNOの場合(吸入空気の変化量>規定値の場合)、ステップS122に進んで吸入空気量安定判定カウンタをリセットする。
その後、ステップS123では、吸入空気量が安定した状態が所定時間継続しているか否かを、吸入空気量安定判定カウンタの値に基づいて判定する。吸入空気量が安定した状態が所定時間継続していなければ、ステップS125に進んで補正実行フラグF2を0(Lo)とする。また、吸入空気量が安定した状態が所定時間継続していれば、ステップS124に進んで補正実行フラグF2を1(Hi)とする。
ちなみに、図8及び図9のステップS109〜S125の各処理は、排気管24内が大気雰囲気安定の状態かどうかを判定する大気雰囲気安定判定処理に相当し、大気雰囲気安定の状態である場合に、上記のごとく補正実行フラグF2に1がセットされる。
その後、図10のステップS126では、補正実行フラグF2が1(Hi)であるか否かを判定する。そして、F2=1であればステップS127に進み、積算吸入空気量(ステップS102の算出値)に基づいて補正基準値を算出する。このとき、例えば図12に示す関係を用いて補正基準値を算出する。図12によれば、積算吸入空気量が増えるほど補正基準値が大きくなり、次第に大気基準値に近づくような関係が規定されている。
なお、図12の関係(マップ又はテーブル)を参照して補正基準値を算出する構成に代えて、積算吸入空気量と補正基準値との関係を数式化し、その数式を用いて補正基準値を算出することも可能である。
その後、ステップS128では、ステップS127で算出した補正基準値とその時のセンサ電流計測値とにより補正ゲインを算出する(前述の(式2)参照)。続くステップS129では、補正ゲインの平均化処理を実行する。そして、その補正ゲイン平均値を学習値としてEEPROMに記憶する。これにより、補正ゲインの学習が完了する。
補正実行フラグF2=0(ステップS126がNO)の場合にはステップS130に進み、同補正実行フラグF2が「1→0」に移行したタイミングであるか否かを判定する。すなわち同処理は、大気雰囲気安定の状態が不成立になったタイミング、又は燃料カットの終了タイミングであるか否かを判定するものである。ステップS130がYESの場合、ステップS131に進んで補正ゲイン(詳しくは、ステップS129で算出した補正ゲイン平均値)に対して上下限ガードを実施する。
上記のごとく算出した補正ゲインは、例えば空燃比フィードバック制御に際し、A/Fセンサ32の出力値(センサ電流)の補正に用いられる。すなわち、都度のセンサ電流計測値に対して補正ゲインが乗算され、その積(補正後のセンサ電流)により実空燃比が算出される。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
A/Fセンサ32の出力値についての大気補正処理に際し、燃料カットの開始後における排気圧力情報として吸入空気量を算出し、その吸入空気量が規定値よりも大きい場合には、補正ゲインを算出しない構成としたため、排気圧力が高低ばらつくことに起因して生じる大気補正の精度低下を抑制することができる。その結果、大気補正の精度を向上させ、ひいてはA/Fセンサ32の出力値を用いた各種制御(空燃比フィードバック制御等)の精度を高めることが可能となる。
排気圧力情報としての吸入空気量を、吸気管圧力とエンジン回転速度との積により算出(推定)する構成としたため、エンジン制御システムとして通常備えるセンサ類を用いて排気圧力情報を取得することができる。これにより、排気圧力計(排気圧センサ)などの装置を付加することなく適正な大気補正が実現できる。
吸入空気量を判定するための規定値を、排気圧力が大気圧付近にあることを判定する「大気圧判定値」としたため、排気圧力が大気圧付近の圧力である場合にのみ補正ゲインが算出されることとなり、当該補正ゲインの信頼性を高めることができる。
大気補正の実行条件(補正ゲインの算出条件)として、吸入空気量が規定値以下であることに加え、
・エンジン回転速度があらかじめ定めた規定以下であること、
・トランスミッションのギア位置が所定の高速ギアであること、
・燃料カットの開始後における吸入空気量が安定状態にあること(同吸入空気量の変化率が略一定であること)、
を判定する構成としたため、排気圧力が大気圧付近の圧力で安定する運転条件にて大気補正を実行できる。これにより、大気補正の一層の精度向上を図ることができる。
また、吸入空気量が規定値以下であることを判定する以前に、燃料カット開始後におけるセンサ電流の安定判定を実行する構成としたため、燃料カットの開始後に、排気管24内が新気に入れ替わった状態で、大気補正を実行することができる。
さらに、燃料カットの開始後において、排気管24内の実際の酸素濃度に相関する積算吸入空気量に基づいてセンサ電流の補正基準値を算出し、都度のセンサ電流計測値と補正基準値とにより補正ゲインを算出する構成としたため、仮に、燃料カットの開始後において実際の酸素濃度が大気相当の濃度と相違していてもそれに好適に対処できる。この場合、燃料カット終了までに排気管24内の酸素濃度が大気相当の濃度にならなくても、適正なる大気補正を実行できる。
大気補正処理で算出した補正ゲイン(出力補正値)を、学習値としてバックアップ用メモリ(EEPROM等)に記憶する構成としたため、製造ばらつき(個体差)や経時劣化に起因して定常的にセンサ出力値の誤差が生じる場合にも、その誤差分に対応する正しいセンサ出力値を好適に求めることができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、燃料カットの開始後に取得した排気圧力情報(吸入空気量)に基づいて、A/Fセンサ32の出力値(センサ電流)を修正し、その修正後のセンサ出力値に基づいて大気補正を実行する。
図13は、本実施形態における大気補正の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、上述した図8〜図10の処理に置き換えてマイコン41により所定の時間周期(例えば10msec周期)で繰り返し実行される。
図13において、ステップS301では、大気補正の許可判定処理を実行する。この許可判定処理は、上述した図8〜図10の処理におけるステップS101〜S125に相当する処理であり、吸入空気量が規定値以下であること(ステップS118参照)、エンジン回転速度が規定値以下であること(ステップS119参照)、吸入空気量が安定状態にあること(ステップS120〜S123参照)、等々の各条件が成立する場合に、大気補正の実行条件が成立するものとなっている。
ただし本実施形態では、第1の実施形態とは異なり排気圧力が基準値(大気圧)から外れていても大気補正を実行するものとしており、吸入空気量やエンジン回転速度を判定する「規定値」は相対的に大きい値となっている。つまり、大気補正の実行条件が成立し易く(すなわち、補正実行フラグF2が1になり易く)、大気補正の機会を増やすことができる構成としている。
その後、ステップS302では、上記ステップS301の判定結果に基づいて、今回、大気補正を実行するか否か(例えば、補正実行フラグF2=1であるか否か)を判定する。大気補正の実行が許可される場合、後続のステップS303に進む。
ステップS303,S304では、都度のセンサ電流計測値を、排気圧力情報としての吸入空気量に基づいて修正し、センサ電流修正値を算出する。すなわち、ステップS303では、吸入空気量に基づいて修正係数を算出する。ここで、排気圧力とセンサ電流とは図14の(a)に示す関係にあり、大気圧でのセンサ電流がIX[mA]である場合、その電流値は排気圧力が大きくなるほど大きくなる。このことから、排気圧力と修正係数とを図14(b)に示す関係とし、排気圧力が大きいほど修正係数が1に対して小さくなるように規定する。燃料カット状態では排気圧力と吸入空気量とは相関(ほぼ比例)していることから、図14(b)の関係を基にして、吸入空気量に基づいて修正係数を算出する。
ステップS304では、センサ電流計測値に修正係数を掛け合わせてセンサ電流修正値を算出する(センサ電流修正値=センサ電流計測値×修正係数)。続くステップS305では、積算吸入空気量に基づいて補正基準値を算出する(前述した図10のステップS127参照)。
最後に、ステップS306では、センサ電流修正値と補正基準値とによる算出式(式3)、
補正ゲイン=補正基準値/センサ電流修正値 …(式3)
により補正ゲインを算出する。上記のごとく算出された補正ゲインは、前記同様、平均化処理が施された後、学習値としてEEPROM等に書き込まれる。
以上詳述した本実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。すなわち、燃料カット開始後の排気圧力情報(本実施形態では吸入空気量)に基づいてセンサ電流(センサ出力値)を修正し、その修正後のセンサ電流を用いて補正ゲインを算出するため、都度の排気圧力に応じて適正に補正ゲインを算出することができる。この場合特に、大気補正の実行条件を緩める(すなわち、実行条件が成立しやすくする)ことができるため、大気補正の機会を増やすことが可能となり、実用上好ましい構成を実現できる。
排気圧力と修正係数との関係をあらかじめ規定しておき、その関係を用いて燃料カット開始後のセンサ電流を修正する構成としたため、都度の吸入空気量が分かればそれに対応する本来のセンサ電流を簡易に求めることができる。
(別の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されても良い。
上記各実施形態では、大気補正の実行条件(補正ゲインの算出条件)として、
(1)吸入空気量が規定値以下であること、
(2)エンジン回転速度が規定以下であること、
(3)トランスミッションのギア位置が所定の高速ギアであること、
(4)燃料カットの開始後における吸入空気量が安定状態にあること(同吸入空気量の変化率が略0であること)、
を判定する構成としたが、これを変更する。例えば、上記(1)〜(4)の条件のうち、(2)〜(4)の全てを又は少なくともいずれか1つを省略することが可能である。
また、燃料カットの開始後において、スロットルバルブ14が全閉状態になっていることを条件に、大気補正(補正ゲインの算出)を許可する構成としてもよい。すなわち、スロットルバルブ14が全閉状態になっていることにより、燃焼室内への空気の吸入(流入)が制限され、それに伴い排気圧力の高低のばらつきが抑制される。したがって、大気補正の精度低下を抑制できる。
上記各実施形態では、排気圧力情報としての吸入空気量を、吸気管圧力とエンジン回転速度との積により算出(推定)したが、これを変更し、吸気管11に設けた流量計(エアフロメータ等)により計測する構成としてもよい。また、排気圧力情報として、排気圧力の計測値又は推定値を用いることも可能である。例えば、排気管24に排気圧センサを設けることで排気圧力を逐次計測することができる。
排気圧力は、大気圧の影響を受けて高低ばらつく。それゆえに、大気圧センサにより計測した大気圧を加味して排気圧力情報を取得する構成としてもよい。
上記第2の実施形態では、基本的に第1の実施形態と同様の大気補正許可判定を実行したが(ただし、実行条件が成立しやすくなっていることは既述した)、これを変更する。すなわち、排気圧力情報により設定した実行条件(例えば、上記(1)〜(4)の各条件)を省略し、それに代えて、
・燃料カット開始から所定時間が経過したこと、
・燃料カット開始後にセンサ電流が安定してきたこと、
を判定し、その条件成立時に大気補正(補正ゲインの算出)を実行する。このように排気圧力に関する条件判定を行わない構成であっても、上記のとおり燃料カット開始後の吸入空気量に基づいてセンサ電流(センサ出力値)を修正し、その修正後のセンサ電流を用いて補正ゲインを算出する構成とすることにより、上記同様、適正なる大気補正を実現することができる。
上記各実施形態では、大気補正処理(例えば図8〜図10のフローチャート参照)において、排気管24内の実際の酸素濃度に相関する積算吸入空気量に基づいてセンサ電流の補正基準値を算出し、都度のセンサ電流計測値と補正基準値とにより補正ゲインを算出する構成(図10のステップS127,S128)を採用したが、積算吸入空気量に基づいてセンサ電流の補正基準値を算出する処理を省略することも可能である。この場合、図10のステップS128では、大気基準値とセンサ電流計測値とに基づいて、すなわち上記(式1)を用いて、補正ゲインが算出されることとなる。本構成であっても、燃料カット開始後における排気圧力情報に基づいて大気補正を許可/禁止することで、適正なる大気補正を実現することができる。なお、積算吸入空気量に基づいてセンサ電流の補正基準値を算出する処理(図10のステップS127)を省略した場合、積算吸入空気量に関する処理(図8のステップS102,S103)も併せて省略できる。
ポート噴射式ガソリンエンジン以外の内燃機関について適用することも可能である。例えば、同じくガソリンエンジンでも、直噴式エンジンについて適用する。又は、自己着火式内燃機関であるディーゼルエンジンについて適用する。この場合、ディーゼルエンジンではスロットルバルブを持たない構成も想定されるが、同ディーゼルエンジンでは一般に、排気の一部を吸気通路に環流させるEGR装置が設けられており、同EGR装置を構成するEGR弁の開度が変更されることによって、上記同様、排気圧力の高低のばらつきや変動が生じうる。それゆえに、上記のとおり排気圧力情報に基づいて大気補正処理の実行態様を変更することにより、所望とする効果を得ることができる。
なお、ディーゼルエンジンでは、排気通路にDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)等の排気浄化装置が配設されており、そのDPF等の再生制御を行うために排気圧力センサが設けられている。よって、この排気圧力センサの検出信号により排気圧力情報を取得できる。
発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図。 A/Fとセンサ電流との関係を示す図。 A/Fとセンサ電流との関係を示す図。 燃料カット開始後におけるセンサ電流と排気圧力の推移を示すタイムチャート。 燃料カット開始後における酸素濃度の変化を示すタイムチャート。 燃料カット開始後におけるセンサ電流の変化を示すタイムチャート。 燃料カット開始後における積算吸入空気量と酸素濃度の関係を示す図。 大気補正の処理手順を示すフローチャート。 図8に引き続き、大気補正の処理手順を示すフローチャート。 図9に引き続き、大気補正の処理手順を示すフローチャート。 積算吸入空気量の算出手順を示すフローチャート。 積算吸入空気量と補正基準値との関係を示す図。 第2の実施形態における大気補正の処理手順を示すフローチャート。 (a)は排気圧力とセンサ電流との関係を示す図、(b)は排気圧力と修正係数との関係を示す図。
符号の説明
10…エンジン、11…吸気管、14…スロットルバルブ、19…燃料噴射弁、24…排気管、32…A/Fセンサ、35…クランク角度センサ、40…ECU、41…マイコン、42…センサ制御回路。

Claims (12)

  1. 燃焼室に燃料を供給するための燃料供給手段と、排気通路を流れる排気を検出対象として酸素濃度を検出する酸素濃度センサとを備える内燃機関に適用され、
    所定の運転条件の成立に伴い前記燃料供給手段による燃料供給を停止して燃料カットを実行するとともに、その燃料カットの実行中において大気補正処理を実行し、前記酸素濃度センサの出力値に基づいて同出力値と酸素濃度との対応のずれを補正するための出力補正値を算出する内燃機関の制御装置であって、
    前記燃料カットの開始後における排気圧力情報を取得する取得手段と、
    前記取得手段により取得した排気圧力情報に基づいて前記大気補正処理の実行態様を変更する実行態様制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記実行態様制御手段は、前記排気圧力情報が、前記排気通路内の圧力があらかじめ定めた規定値よりも大きいことを示す場合に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記排気通路内の圧力を判定するための前記規定値を、大気圧付近に設定された大気圧判定値とした請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記取得手段は、前記内燃機関の吸入空気量を前記排気圧力情報として取得し、
    前記実行態様制御手段は、前記吸入空気量があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止する請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
    前記実行態様制御手段は、前記内燃機関の回転速度があらかじめ定めた規定値よりも大きい場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止する請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  6. 内燃機関に連結された変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段を備え、
    前記実行態様制御手段は、前記変速機のギア位置があらかじめ定めたギア位置よりも低速ギアである場合に前記大気補正処理での出力補正値の算出を禁止する請求項1乃至5のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  7. 燃焼室内に吸入される空気量を調整する空気量調整弁を備える内燃機関に適用され、
    前記実行態様制御手段は、前記空気量調整弁が全閉状態になっていることを条件に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を許可する請求項1乃至6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  8. 前記燃料カットの開始後において排気圧力が安定しているかどうかを判定する判定手段を備え、
    前記実行態様制御手段は、前記排気圧力が安定していると判定されたことを条件に、前記大気補正処理での出力補正値の算出を許可する請求項1乃至7のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  9. 前記内燃機関の吸入空気量の変化率を算出する手段を備え、
    前記判定手段は、前記吸入空気量の変化率が規定値よりも大きい場合に前記排気圧力が安定していない旨判定する請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 前記実行態様制御手段は、前記取得手段により取得した排気圧力情報に基づいて前記燃料カット開始後の酸素濃度センサの出力値を修正し、その修正後のセンサ出力値を用いて前記出力補正値を算出する請求項1乃至9のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  11. 前記排気通路内の圧力とセンサ出力値との関係、又は同排気通路内の圧力とセンサ出力値の大気基準値からのずれ量との関係をあらかじめ規定しておき、
    前記実行態様制御手段は、前記規定した関係を用いて燃料カット開始後のセンサ出力値の修正を実行する請求項10に記載の内燃機関の制御装置。
  12. 前記大気補正処理で算出した出力補正値を、学習値としてバックアップ用メモリに記憶する請求項1乃至11のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
JP2007109614A 2007-04-18 2007-04-18 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP4320744B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007109614A JP4320744B2 (ja) 2007-04-18 2007-04-18 内燃機関の制御装置
US12/104,008 US7614391B2 (en) 2007-04-18 2008-04-16 Oxygen sensor output correction apparatus for internal combustion engine
DE102008001244.0A DE102008001244B4 (de) 2007-04-18 2008-04-17 Sauerstoffsensorausgangssignalkorrekturgerät für eine Brennkraftmaschine
CN200810092199XA CN101289967B (zh) 2007-04-18 2008-04-18 用于内燃机的氧传感器输出校正装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007109614A JP4320744B2 (ja) 2007-04-18 2007-04-18 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008267231A true JP2008267231A (ja) 2008-11-06
JP4320744B2 JP4320744B2 (ja) 2009-08-26

Family

ID=39829553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007109614A Expired - Fee Related JP4320744B2 (ja) 2007-04-18 2007-04-18 内燃機関の制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7614391B2 (ja)
JP (1) JP4320744B2 (ja)
CN (1) CN101289967B (ja)
DE (1) DE102008001244B4 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007346A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素センサ制御装置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4609545B2 (ja) * 2008-08-06 2011-01-12 株式会社デンソー ガスセンサの信号処理装置
CN101509433B (zh) * 2008-12-25 2012-11-21 联合汽车电子有限公司 基于Lambda闭环控制的氧传感器劣化模拟器控制偏差的校准方法
DE102009054935B4 (de) * 2009-12-18 2022-03-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose der Dynamik eines Abgassensors
DE102010001892B3 (de) * 2010-02-12 2011-06-30 Ford Global Technologies, LLC, Mich. Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Verbrennungsmotors
US8775011B2 (en) * 2011-04-18 2014-07-08 Ford Global Technologies, Llc Distinguishing between EGR valve and oxygen sensor degradation
DE102011082641A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelstreckenmodifikation
JP5907345B2 (ja) * 2012-02-03 2016-04-26 株式会社デンソー ガスセンサ制御装置及び内燃機関の制御装置
US9133785B2 (en) * 2012-04-27 2015-09-15 Michael L. Kociba Oxygen sensor output correction systems and methods
US9382880B2 (en) * 2012-12-05 2016-07-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a gas constituent sensor
JP6287810B2 (ja) * 2014-12-19 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの異常診断装置
JP6323357B2 (ja) 2015-02-09 2018-05-16 株式会社デンソー 内燃機関制御装置
US9709482B2 (en) * 2015-02-19 2017-07-18 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for humidity determination via an oxygen sensor
US9574510B2 (en) 2015-03-03 2017-02-21 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for estimating exhaust pressure with a variable voltage oxygen sensor
DE102015220991A1 (de) * 2015-10-27 2017-04-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung einer Gaskonzentration in einem Messgas mit einem Gassensor
KR101827140B1 (ko) * 2016-08-23 2018-02-07 현대자동차주식회사 람다 센서를 이용한 연료 분사량 제어방법 및 차량
DE102016219689A1 (de) * 2016-10-11 2018-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zur Regelung einer Sauerstoff-Beladung eines Dreiwege-Katalysators
CN109716128B (zh) * 2016-12-06 2022-05-10 曾宁 一种网络化的环境监测系统、方法和计算机可读存储介质
CN112255294B (zh) * 2020-09-11 2022-12-13 南京理工大学 氧化锆测氧探头回氧速率修正系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219547A (ja) * 1984-04-16 1985-11-02 Nissan Motor Co Ltd 酸素濃度検出装置
JP2754501B2 (ja) * 1990-11-29 1998-05-20 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御方法及びその空燃比制御に使用する排気濃度センサの劣化検出方法
CA2096382C (en) * 1992-05-19 1998-05-05 Ken Ogawa Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
DE4317942C2 (de) * 1992-06-01 1995-02-23 Hitachi Ltd Anordnung und Verfahren zur Erfassung des Verbrennungsluftverhältnisses für Verbrennungskraftmaschinen
JPH06101455A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの触媒劣化検知装置
JP3581737B2 (ja) * 1995-02-24 2004-10-27 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3972432B2 (ja) 1996-11-27 2007-09-05 株式会社デンソー 内燃機関制御用の酸素濃度センサの学習装置及びその学習方法
DE19842425C2 (de) 1998-09-16 2003-10-02 Siemens Ag Verfahren zur Korrektur der Kennlinie einer linearen Lambda-Sonde
JP4048735B2 (ja) 2001-06-19 2008-02-20 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP2003269240A (ja) 2002-03-18 2003-09-25 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
JP4462142B2 (ja) 2005-07-28 2010-05-12 株式会社デンソー 内燃機関用制御装置
JP2007109614A (ja) 2005-10-17 2007-04-26 Kaneka Corp 電解質膜およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013007346A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素センサ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4320744B2 (ja) 2009-08-26
CN101289967B (zh) 2011-08-10
DE102008001244A1 (de) 2008-11-13
US7614391B2 (en) 2009-11-10
US20080262703A1 (en) 2008-10-23
DE102008001244B4 (de) 2019-08-01
CN101289967A (zh) 2008-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4320744B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4240132B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5024676B2 (ja) 触媒劣化抑制装置
US10161329B2 (en) Upstream NOx estimation
JP2008190454A (ja) 空燃比センサの異常診断装置及び異常診断方法
JP5278454B2 (ja) 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JPH09126015A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3887903B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
WO2013073036A1 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2021032133A (ja) エンジン制御装置
JP5407971B2 (ja) 異常診断装置
US10458355B2 (en) Engine control device and engine control method
JP2013119809A (ja) 内燃機関のインバランス検出装置
JP2019183733A (ja) 空燃比制御装置
JP5045601B2 (ja) エンジンシステムの異常診断装置
JP5668768B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2006037924A (ja) 車両の制御装置
JP6166646B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5386388B2 (ja) 異常判定装置
JP2012002151A (ja) エンジン制御装置
JP2596054Y2 (ja) 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置
JP4321406B2 (ja) 内燃機関の燃料供給量制御装置
JPH08291739A (ja) 空燃比制御装置
JP3972925B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2009057938A (ja) エンジンの触媒劣化判定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090508

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4320744

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130612

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140612

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees