JP2011149293A

JP2011149293A - 過給機付きエンジンの制御装置

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Publication number: JP2011149293A
Application number: JP2010009380A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Fukuchi; 栄作福地; Akito Numata; 明人沼田; Keiichi Mishiro; 圭一三代; Tomoaki Horii; 智昭堀井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: JP5138712B2

Abstract

【課題】過給時においてもＯ_２センサ等の空燃比センサの診断を的確に行なうことのできる過給機付きエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】空燃比センサ診断手段は、吸気圧センサにより検出される吸気管内圧力に基づいて、過給状態であるか否かを判定する過給状態判定手段と、過給状態にあるとき、空燃比センサ信号をフィルタリングするフィルタリング手段と、前記吸気管内圧力に基づいて、前記フィルタリング手段によるフィルタリング態様を補正するフィルタリング補正手段と、前記フィルタリング態様が補正されたもとでフィルタリングされた空燃比センサ信号から診断パラメータを演算する診断パラメータ演算手段と、過給状態にあるとき、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータ演算手段により演算された診断パラメータの補正を行なう診断パラメータ補正手段と、該診断パラメータ補正手段により補正された診断パラメータに基づいて、前記空燃比センサの故障等の有無を判定する故障判定手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スーパーチャージャー等の過給機を持つエンジン（内燃機関）の制御装置に係り、特に、過給時においても空燃比センサの診断を的確に行なうことができるようにされた過給機付きエンジンの制御装置に関する。

大気汚染防止、環境保全等を図るため、車載エンジンから排出される排気ガス中の特定成分（NOx、ＣＯ、ＨＣ等）を減少させ、かつ燃費や運転性を向上させるための手段として、排気ガス成分に関する情報（酸素濃度等）に基づいて、排気空燃比を理論空燃比等の目標値に収れんさせるように燃料噴射量等を補正する空燃比フィードバック制御を行なう制御装置が実用化されている。

かかる制御装置においては、使用される空燃比センサ、例えば酸素濃度センサ（以下、Ｏ_２センサと称す）自身の故障や劣化により、空燃比フィードバック制御を適正に行うことができない場合が生じる。特にＯ_２センサは、排気通路におけるシリンダ（燃焼作動室）に近い部位（例えば排気マニホールド（多岐管）の集合部）に配在されるため、高温、高圧、振動の影響や粗悪燃料等の影響を受け易く、劣化し易い傾向がある。

また、北米向けの自動車は、ＯＢＤ２（II）規制（車載自己診断装置の装着を義務付けた法律）に対応する必要があり、上記Ｏ_２センサに規制値の１．５倍を超えるような故障が発生した場合、速やかに運転者に異常を警告し、修理を促す必要がある。

一方、車載エンジンにおいては、その出力向上を主目的として、過給機が装備されているものがある。車載エンジンに装備される過給機としては、スーパーチャージャーとターボチャージャーがあり、いずれもシリンダ（燃焼作動室）内に導入される空気（以下、正圧でも負圧でも吸入空気と称する）を圧縮することで、燃焼に供される酸素量を増加させて出力トルクを増大させるものである。スーパーチャージャーとターボチャージャーの相違点は、過給するための動力源をエンジンの出力から取り出すか、排気の運動エネルギーを利用するかの違いである。

上記過給機付きエンジンにおいて、過給機が稼働することによって吸入空気が圧縮されると、過給機の動力源の影響によって空気脈動が発生する。ターボチャージャーの場合は、その動力源が排気の運動エネルギーであることから、吸気側に空気脈動が発生しても、排気側にあるターボ用のタービンによってミキシングされ、タービン下流にあるＯ_２センサに、吸気側の空気脈動による影響は発生しにくい。

一方、スーパーチャージャーは、その動力源がエンジン自身（のクランク軸）であることから、エンジンの回転脈動の影響を受け、吸気側に空気脈動が発生する。スーパーチャージャーは、ターボチャージャーと異なり、排気系にタービン等が無いため、吸気側の空気脈動が排気側に伝わり、その脈動がＯ_２センサ信号にノイズとなって乗る。したがって、スーパーチャージャーによる過給時には、Ｏ_２センサ信号に乗ったノイズに起因して、種々の弊害、特に、Ｏ_２センサの診断に狂い（誤診断）が生じやすくなる。具体的には、過給による吸気側の空気脈動の影響は、Ｏ_２センサの応答時間（Ｏ_２センサ信号がリッチ側スライスレベル以下になった時点からリーン側スライスレベル以下となるまでの所要時間、あるいは、その逆方向の所要時間）に出やすく、この応答時間に基づいてＯ_２センサの異常・劣化・故障の有無等を判定すると、誤りやすくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、過給時においてもＯ_２センサ等の空燃比センサの診断を的確に行なうことのできる過給機付きエンジンの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る過給機付きエンジンの制御装置は、基本的には、吸気通路におけるスロットル弁より下流側の吸気管内圧力を検出する吸気圧センサと、排気通路における排気浄化用触媒より上流側に配設されて、排気ガス中の特定成分の濃度を検出する空燃比センサと、該空燃比センサから得られる信号に基づいて、空燃比を目標値にすべく燃料供給量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比センサを診断する空燃比センサ診断手段とを有する。

そして、前記空燃比センサ診断手段は、図１にその概略構成が示されているように、前記吸気圧センサにより検出される吸気管内圧力に基づいて、過給状態であるか否かを判定する過給状態判定手段と、該過給状態判定手段により過給状態にあると判定されているとき、前記空燃比センサ信号をフィルタリングするフィルタリング手段と、前記吸気管内圧力に基づいて、前記フィルタリング手段によるフィルタリング態様を補正するフィルタリング補正手段と、前記フィルタリング態様が補正されたもとでフィルタリングされた空燃比センサ信号から診断パラメータを演算する診断パラメータ演算手段と、前記過給状態判定手段により過給状態にあると判定されているとき、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータ演算手段により演算された診断パラメータの補正を行なう診断パラメータ補正手段と、該診断パラメータ補正手段により補正された診断パラメータに基づいて、前記空燃比センサの故障等の有無を判定する故障判定手段と、を備えていることを特徴としている。

前記過給状態判定手段は、好ましくは、前記吸気管内圧力が所定値以上のとき、過給状態にあると判定するようにされる。

前記フィルタリング補正手段は、好ましくは、前記フィルタリング態様として、フィルタ係数を補正するようにされる。

前記フィルタリング補正手段は、好ましくは、前記フィルタリング態様として、フィルタ次数を補正するようにされる。

前記空燃比センサとして、好ましくは、排気ガスの酸素濃度を検出するＯ_２センサが用いられる。

前記診断パラメータ演算手段は、好ましくは、前記診断パラメータとして、前記空燃比センサ信号の応答時間を演算するようにされる。

前記診断パラメータ演算手段は、好ましくは、前記応答時間として、前記空燃比センサ信号がリッチ側スライスレベル以下になった時点からリーン側スライスレベル以下となるまでの所要時間を計測するようにされる。

前記診断パラメータ演算手段は、好ましくは、前記応答時間として、前記空燃比センサ信号がリーン側スライスレベル以上になった時点からリッチ側スライスレベル以上となるまでの所要時間を計測するようにされる。

前記診断パラメータ補正手段は、好ましくは、前記補正を行なうべく、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータから減算するオフセット量を演算するようにされる。

前記診断パラメータ補正手段は、好ましくは、前記補正を行なうべく、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータに乗算する補正係数を演算するようにされる。

前記故障判定手段は、好ましくは、前記応答時間が所定時間より長い場合、前記空燃比センサに故障等が発生したと判定するようにされる。

前記空燃比センサ診断手段は、好ましくは、前記過給状態判定手段により過給状態にはないと判定されているとき、前記フィルタリング手段を介することなく、前記診断パラメータ演算手段において前記空燃比センサ信号から診断パラメータを演算し、前記診断パラメータ補正手段を介することなく、前記故障判定手段において前記演算された診断パラメータに基づき前記空燃比センサの故障の有無等を判定するようにされる。

他の好ましい態様では、前記エンジンに、前記過給機としてスーパーチャージャーが装備される。

別の好ましい態様では、前記排気浄化用触媒として、三元触媒が用いられる。

本発明に係る過給機付きエンジンの制御装置では、過給時には、空燃比センサ信号をフィルタリングするが、このフィルタリングの態様（フィルタ係数又は次数）を吸気管内圧力に応じて補正（変更）するので、過給時のフィルタリング処理を適切に行なうことができる。

また合せて、過給時には、吸気管内圧力に基づき、空燃比センサの診断パラメータである応答時間（フィルタの位相特性により長くなる嫌いがある）にオフセット補正（減算補正）又は乗算補正を行うので、該応答時間も、フィルタの位相特性によって長くなった分だけ短縮され、実際の空燃比センサの応答性をあらわす適切な時間となる。

この適切な応答時間に基づいて、空燃比センサの故障等の有無を判定するので、過給時においても空燃比センサの診断を的確に行なうことができる。

課題を解決するための手段の説明に供される概略構成図。本発明に係る制御装置の一実施形態（実施例）を、それが適用された過給機付きエンジンの一例と共に示す概略構成図。（ａ）非過給時及び（ｂ）過給時のＯ_２センサ信号を示す波形図。（ａ）非過給時及び（ｂ）過給時のＯ_２センサ信号の周波数スペクトルを示すグラフ。（ａ）非過給時及び（ｂ）過給時のＯ_２センサの応答時間の説明に供される波形図。Ｏ_２センサ信号のフィルタの説明に供される図。（ａ）、（ｂ）はＯ_２センサ信号フィルタのボード線図、（ｃ）はフィルタ係数の説明に供される図。吸気管内圧力に基づきフィルタ係数を補正（変更）する場合の説明に供される図。（ａ）Ｏ_２センサ信号をフィルタリングする前、（ｂ）Ｏ_２センサ信号をフィルタリングした後の波形図。（ａ）非過給時のＯ_２センサ信号と（ｂ）過給時のフィルタリング後Ｏ_２センサ信号を示す波形図。ＥＣＵがＯ_２センサの診断を行なう際のプログラム（処理手順）の一例を示すフローチャート。吸気管内圧力に基づきフィルタ次数を補正（変更）する場合の説明に供される図。ＥＣＵがＯ_２センサの診断を行なう際のプログラム（処理手順）の他の例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明に係る制御装置の一実施形態（実施例）を、それが適用された過給機付きエンジンの一例と共に示す概略構成図である。

図２において、本実施形態の制御装置１が適用された過給機付きエンジン１０は、例えば４つの気筒＃１、＃２、＃３、＃４（図には＃１を代表して示す）を有する火花点火式の多気筒機関であって、シリンダヘッド１３ａ及びシリンダブロック１２からなるシリンダ１１と、このシリンダ１１の各気筒＃１、＃２、＃３、＃４内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を有し、ピストン１５はコンロッド１４を介してクランク軸１３に連結されている。ピストン１５上方には、所定形状の燃焼室（天井ないしルーフ部）を持つ燃焼作動室１７が画成され、各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼作動室１７には、点火コイル３４から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ３５が臨設されている。

燃料の燃焼に供せられる空気は、エアークリーナ１９から、ホットワイヤ式等のエアフローセンサ５３や電制スロットル弁２５が配在された管状通路部分（スロットルボディ等）、コレクタ２７、吸気マニホールド（多岐管）２８、吸気ポート２９等からなる吸気通路２０を通り、その下流端（吸気ポート２９端部）に配在された吸気バルブ２１を介して各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼作動室１７に吸入される。そして、吸気通路２０の下流部分（吸気マニホールド２８）には、各気筒（＃１、＃２、＃３、＃４）毎に、吸気ポート２９に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３０が臨設され、また、吸気マニホールド２８には吸気管内圧力（吸気通路２０におけるスロットル弁２５より下流側の内圧＝インマニ圧）を検出するための吸気圧センサ５２が配在されている。

燃焼作動室室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５による火花点火により燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス（排気ガス）は、燃焼作動室１７から排気バルブ２２を介して排気ポート４１、排気マニホールド４２、排気浄化用触媒（例えば三元触媒）５０が設けられた排気管４５等からなる排気通路４０を通って外部（大気中）に排出される。排気通路４０における触媒５０より上流側には排気空燃比（排気ガスの酸素濃度）を検出する空燃比センサ（Ｏ_２センサ）５７が配在され、触媒５０より下流側にも触媒５０により浄化された排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ_２センサ５９が配在されている。

また、各気筒（＃１、＃２、＃３、＃４）毎に配備された燃料噴射弁３０には、燃料タンク６１内の燃料（ガソリン等）が燃料ポンプ６２や燃圧レギュレータ６３等を備えた燃料供給機構６０により所定燃圧に調圧されて供給され、燃料噴射弁３０は、後述するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００から供給される、そのときの運転状態に応じたパルス幅（開弁時間に相当する）を持つ駆動パルス信号により開弁駆動され、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート２９に向けて噴射するようになっている。

上記構成に加えて、吸気通路２０におけるスロットル弁２５より上流側には、クランク軸１３により駆動されるコンプレッサからなるスーパーチャージャー７０が配備されている。また、吸気通路２０には、スロットル弁２５を迂回する吸入空気の量を制御するためのＩＳＣ装置６５も付設されている。

一方、前記エンジン１０の種々の制御、つまり、前記燃料噴射弁３０による燃料噴射制御、前記点火プラグ３５による点火時期制御、前記ＩＳＣ装置６５によるアイドル回転数制御の他、各部の異常・故障の有無や性能・特性等の診断を行うべく、マイクロコンピュータを内蔵するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００が備えられている。

ＥＣＵ１００は、基本的には、それ自体はよく知られているもので、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器を含む入出力回路（Ｉ/Ｏ_ＬＳＩ）、出力回路等で構成される。

このＥＣＵ１００には、入力信号として、エアフローセンサ５３により検出される吸入空気量に応じた信号、スロットルセンサ５４により検出されるスロットル弁２５の開度（スロットル開度）に応じた信号、クランク軸１３に添設されたクランク角センサ（回転数センサ）５５から得られるクランク軸１３（に設けられた歯付きディスク５５ａ）の回転（エンジン回転数）・位相（クランク角）をあらわす信号（クランク角センサ５５からは、例えば、回転角１度毎にパルス信号が出力される）、排気通路４０における三元触媒５０より上流側及び下流側にそれぞれ配在されたＯ_２センサ５７、５９からの排気空燃比（酸素濃度）に応じた信号、吸気通路２０に配設された吸気圧センサ５２により検出される吸気管内圧力に応じた信号等が供給される。

ＥＣＵ１００においては、上記センサ類からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、アクチュエータである燃料噴射弁３０、点火コイル３４等に所定の制御信号を所定のタイミングで供給して燃料噴射制御（Ｏ_２センサ５７から得られる信号に基づく燃料噴射量のフィードバック制御）、点火時期制御等を実行するとともに、各部の異常・劣化・故障の有無等の診断を行なう。

次に、本発明の特徴であるＯ_２センサ５７の診断について説明する。

図３（ａ）、（ｂ）は、スーパーチャージャー７０による非過給時と過給時とにおけるＯ_２センサ５７から得られる信号（出力電圧）の変化を示す（横軸は時間）。非過給時のＯ_２センサ信号は、周波数が２〜３Ｈｚにあり、周期的にフィードバック制御がかかっている。一方、過給時も、２〜３Ｈｚで、周期的にフィードバック制御がかかっているものの、更に高い周波数の信号（ノイズ）がのっている様子が分かる。これは過給による影響であり、過給圧が高いほど、このノイズピークも大きくなる。

図４（ａ）、（ｂ）に、スーパーチャージャー７０による非過給時と過給時とにおけるＯ_２センサ信号の周波数スペクトルを示す（横軸は周波数）。非過給時は、図３で述べたように、２〜３Ｈｚが基本周波数となる。過給時は、それに追加し、３０Ｈｚ前後の信号が乗っている。この３０Ｈｚ前後の信号が過給時のノイズである。

ここで、過給時に、このノイズが出る物理的な要因について分析する。スーパーチャージャーの場合、その動力源がエンジン自身（のクランク軸）であることから、エンジンの回転脈動の影響を受け、吸気側に空気脈動が発生する。スーパーチャージャーは、ターボチャージャーと異なり、排気系にターボ用のタービンが無いため、吸気側の空気脈動が排気側に伝わる。

一方、Ｏ_２センサの出力電圧Ｅｓは下記の式（１）で表され、酸素分圧の関数となる。よって、空気脈動が発生すると、酸素分圧も脈動することになるため、結果として、Ｏ_２センサの出力電圧Ｅｓも空気脈動の影響を受けることになる。

Ｅｓ：起電力（センサ出力）
PO２内：内側酸素分圧
PO２外：外側酸素分圧
R ：気体定数
F ：ファラデー定数
T ：絶対温度

過給時に、上記ノイズがＯ_２センサ信号に乗ると、Ｏ_２センサ診断、特に応答性（応答時間）に基づく診断に影響が出る。すなわち、図５に示される如くに、応答時間は、リッチ側スライスレベルS/L1以下になった時点からリーン側のスライスレベルS/L2以下となる（横切る）までの所要時間として計測する。本例では立下り側を記載したが、立上り側も同様な手法で応答時間を計測する（リーン側スライスレベルS/L２以上になった時点からリッチ側のスライスレベルS/L１以上となる（横切る）までの所要時間として計測する）。

非過給時は、正しくＯ_２センサ信号の応答時間を計測することができる。しかし、過給時は、上記ノイズにより、正しい応答時間を計測することができない。

そこで、上記のノイズをカットすることを考える。過給によるノイズをカットするため、Ｏ_２センサ信号に、図６に示される如くのフィルタをかける。このフィルタの係数B1、B2、B3、A1、A2を決めることで、カットしたい周波数を決めることができる。

図７（ａ）、（ｂ）に、本フィルタのボード線図（大きさと位相）を示す。遮断周波数fcを１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚにしたい場合は、図７（ｃ）に示される如くの定数を設定すればよい。

一方、ノイズは、過給時の吸気管内圧力の値によって、そのピーク値が変わることから、カットする周波数（定数B1、B2、B3、A1、A2）を吸気管内圧力の関数（テーブル等の記述関数）とする。こうすることで、適切なノイズカットを行うことができる。この場合の制御ブロック図を図８に示す。

図９（ａ）、（ｂ）に、フィルタリング前とフィルタリング後の過給時のＯ_２センサ信号を示す。ｆｃ＝１０Ｈｚである。図から、フィルタリング後はフィルタリング前より過給によるノイズが低減していることが分かる。これにより、ノイズによって応答時間を誤って計測されることが無くなる。しかし、フィルタ自体の特性により、応答時間が長くなってしまう問題が新たに発生する。

すなわち、図１０（ａ）に非過給時のＯ_２センサ信号、（ｂ）に過給時におけるフィルタリング後のＯ_２センサ信号が示されているように、非過給時は、正しく応答時間を計測することができる。しかし、過給時におけるフィルタリング後のＯ_２センサ信号は、ノイズがカットされてはいるが、応答時間が長くなってしまう。これは、フィルタの位相特性によるもので、遮断周波数を低く設定すると、応答時間が長くなる。遮断周波数を高く設定すると、応答時間が長くなることは防げるが、ノイズをカットできなくなり、フィルタの意味をなさなくなる。

そこで、過給時において、ノイズカットしたＯ_２センサ信号から求めた応答時間を吸気管内圧力に基づいてで補正する。

具体的には、次式（２）に従い、補正後の応答時間τｃを演算する。

(数２)
τc ＝ τ−τf ・・・（２）
τc ：補正後応答時間
τ ：応答時間
τf ：オフセット量（吸気管内圧力の関数）

測定した応答時間τを吸気管内圧力でオフセット補正することで、過給時においても、Ｏ_２センサ信号の正しい応答時間を計測することができる。

他の方法としては、オフセット量ではなく、乗算する補正係数で、同様な補正を行うこともできる。この場合は、次式（３）となる。

(数３)
τc ＝ τ×τｇ・・・（３）
τｇ：補正係数（吸気管内圧力の関数）

次に、ＥＣＵ１００がＯ_２センサ５７の診断を行なう際のプログラム（処理手順）の一例を図１１のフローチャートを参照しながら説明する。

ここでは、スタート後、まず、ステップ１１０１で吸気圧センサ５２からの信号を取り込んで吸気管内圧力を求める。ステップ１１０２でＯ_２センサ信号（その出力電圧）を取り込む。ステップ１１０３でＯ_２センサの応答性診断領域か否かを判断する。応答性診断領域であれば、ステップ１１０４以降に進み、応答性診断領域でない場合は、元に戻る。

ステップ１１０４で吸気管内圧力が所定値以上であるか否かを判断する。所定値以上の場合は、過給状態と判定し、ステップ１１０５〜１１０９を実行する。吸気管内圧力が所定値未満の場合は、非過給状態として、ステップ１１１０と１１１１を実行する。

ステップ１１０５では、吸気管内圧力に基づいてフィルタ係数（B1、B2、B3、A1、A2）を求める。ステップ１１０６で吸気管内圧力からオフセット量τf、または補正係数τｇを求める。ステップ１１０７で、Ｏ_２センサ信号に図６に示されるフィルタ処理を実行する。ステップ１１０８で、フィルタ処理されたＯ_２センサ信号から応答時間τを計測する。ステップ１１０９で、計測したτとオフセット量τf、又は補正係数τｇから、補正した応答時間τｃを求める。

また、非過給状態では、ステップ１１１０でフィルタ処理を行わないＯ_２センサ信号から応答時間τを計測する。ステップ１１１１で、非過給時は補正する必要が無いため、τｃ＝τとする。

ステップ１１１２では、ステップ１１０９で求めた補正応答時間τｃが設定時間（ＮＧ判定時間）より大きいか否かを判断し、補正応答時間τｃがＮＧ判定時間より大きい場合は、ステップ１１１３でＮＧと判定する。補正応答時間τｃがＮＧ判定時間以下の場合は、ステップ１１１４でＯＫと判定する。

また、他の態様として、下記の方法も考えられる。上記は吸気管内圧力に基づいてフィルタ係数を補正（変更）にしていたが、吸気管内圧力に基づいてフィルタ次数を補正（変更）にする方法も考えられる。図１２に、その制御ブロック図を示す。フィルタ次数とは、フィルタ内部の回帰処理の回数であり、この回数が多いと、同じ遮断周波数設定でも、遮断特性が良くなる。よって、フィルタ係数を固定にて、フィルタ次数を可変にしても、同様の効果を得ることができる。

この場合のフローチャートを図１３に示す。図１１と異なるステップはステップ１３０１とステップ１３０２である。ステップ１３０１では、吸気管内圧力からフィルタ次数を求める。ステップ１３０２では、ステップ１３０１求めた次数分のフィルタリングをＯ_２センサ信号にかける。こうすることで、図１１に示される処理手順と同様にＯ_２センサ信号のノイズをカットし、診断を実行することができる。他のステップは図１１と同じである。

以上のように、本実施例においては、過給時には、Ｏ_２センサ信号をフィルタリングするが、このフィルタリングの態様（フィルタ係数又は次数）を吸気管内圧力に応じて補正（変更）するので、過給時のフィルタリング処理を適切に行なうことができる。

また合せて、過給時には、吸気管内圧力に基づき、Ｏ_２センサの応答時間（フィルタの位相特性により長くなる嫌いがある）にオフセット補正（減算補正）又は乗算補正を行うので、該応答時間も、フィルタの位相特性によって長くなった分だけ短縮され、実際の空燃比センサの応答性をあらわす適切な時間となる。

１０エンジン
２０吸気通路
３０燃料噴射弁
４０排気通路
５０三元触媒（排気浄化用触媒）
５２吸気圧センサ
５７Ｏ_２センサ（空燃比センサ）
７０スーパーチャージャー（過給機）
１００ＥＣＵ

Claims

吸気通路におけるスロットル弁より下流側の吸気管内圧力を検出する吸気圧センサと、排気通路における排気浄化用触媒より上流側に配設されて、排気ガス中の特定成分の濃度を検出する空燃比センサと、該空燃比センサから得られる信号に基づいて、空燃比を目標値にすべく燃料供給量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比センサを診断する空燃比センサ診断手段とを有する過給機付きエンジンの制御装置であって、
前記空燃比センサ診断手段は、
前記吸気圧センサにより検出される吸気管内圧力に基づいて、過給状態であるか否かを判定する過給状態判定手段と、
該過給状態判定手段により過給状態にあると判定されているとき、前記空燃比センサ信号をフィルタリングするフィルタリング手段と、
前記吸気管内圧力に基づいて、前記フィルタリング手段によるフィルタリング態様を補正するフィルタリング補正手段と、
前記フィルタリング態様が補正されたもとでフィルタリングされた空燃比センサ信号から診断パラメータを演算する診断パラメータ演算手段と、
前記過給状態判定手段により過給状態にあると判定されているとき、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータ演算手段により演算された診断パラメータの補正を行なう診断パラメータ補正手段と、
該診断パラメータ補正手段により補正された診断パラメータに基づいて、前記空燃比センサの故障等の有無を判定する故障判定手段と、
を備えていることを特徴とする過給機付きエンジンの制御装置。
前記過給状態判定手段は、前記吸気管内圧力が所定値以上のとき、過給状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記フィルタリング補正手段は、前記フィルタリング態様として、フィルタ係数を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記フィルタリング補正手段は、前記フィルタリング態様として、フィルタ次数を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの空燃比センサ診断装置。
前記空燃比センサとして、排気ガスの酸素濃度を検出するＯ_２センサが用いられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記診断パラメータ演算手段は、前記診断パラメータとして、前記空燃比センサ信号の応答時間を演算することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記診断パラメータ演算手段は、前記応答時間として、前記空燃比センサ信号がリッチ側スライスレベル以下になった時点からリーン側スライスレベル以下となるまでの所要時間を計測することを特徴とする請求項６に記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記診断パラメータ演算手段は、前記応答時間として、前記空燃比センサ信号がリーン側スライスレベル以上になった時点からリッチ側スライスレベル以上となるまでの所要時間を計測することを特徴とする請求項６に記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記診断パラメータ補正手段は、前記補正を行なうべく、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータから減算するオフセット量を演算することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記診断パラメータ補正手段は、前記補正を行なうべく、前記吸気管内圧力に基づいて、前記診断パラメータに乗算する補正係数を演算することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記故障判定手段は、前記応答時間が所定時間より長い場合、前記空燃比センサに故障等が発生したと判定することを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記空燃比センサ診断手段は、前記過給状態判定手段により過給状態にはないと判定されているとき、前記フィルタリング手段を介することなく、前記診断パラメータ演算手段において前記空燃比センサ信号から診断パラメータを演算し、前記診断パラメータ補正手段を介することなく、前記故障判定手段において前記演算された診断パラメータに基づき前記空燃比センサの故障の有無等を判定することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記エンジンに、前記過給機としてスーパーチャージャーが装備されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。
前記排気浄化用触媒として、三元触媒が用いられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の過給機付きエンジンの制御装置。