JP2011196199A - Degradation diagnosis system of hc adsorption material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、HC吸着材の劣化診断システムに関する。 The present invention relates to an HC adsorbent deterioration diagnosis system.
従来、内燃機関の排気ガスを浄化するための三元触媒を排気通路に配置した内燃機関システムが知られている。三元触媒は、その温度が所定温度以上にならないと排気ガスの浄化機能を十分に発揮できるまで活性化しないという性質を有している。そこで、排気ガス中のHC(ハイドロカーボン)を吸着し、HC放出温度領域以上に昇温された場合にそれまでに吸着したHCを放出するHC吸着材を、三元触媒より上流の排気通路に配置した内燃機関システムが提案されている。 Conventionally, an internal combustion engine system in which a three-way catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine is arranged in an exhaust passage is known. The three-way catalyst has a property that it is not activated until its exhaust gas purification function can be fully exerted unless its temperature becomes a predetermined temperature or higher. Therefore, the HC adsorbent that adsorbs HC (hydrocarbon) in the exhaust gas and releases the HC adsorbed so far when the temperature is raised to the HC release temperature range or more is placed in the exhaust passage upstream of the three-way catalyst. Arranged internal combustion engine systems have been proposed.
上記のような排気浄化システムにおいて、HC吸着材の吸着性能が劣化した場合、例えば排気浄化触媒の活性度合いが不十分な場合には、HC吸着材に吸着されなかったHCが排気浄化触媒で浄化されずに内燃機関システムから排気されるおそれがある。そこで、特許文献1では、HC吸着材の上流の排気通路に配置された上流空燃比センサと、下流の排気通路に配置された下流空燃比センサと、の検出結果に基づいてHC吸着材の劣化状態を検出するHC吸着材の劣化診断システムが開示されている。 In the exhaust purification system as described above, when the adsorption performance of the HC adsorbent deteriorates, for example, when the activity of the exhaust purification catalyst is insufficient, HC that was not adsorbed by the HC adsorbent is purified by the exhaust purification catalyst. Otherwise, there is a risk of exhaust from the internal combustion engine system. Therefore, in Patent Document 1, the deterioration of the HC adsorbent is based on the detection results of the upstream air-fuel ratio sensor arranged in the exhaust passage upstream of the HC adsorbent and the downstream air-fuel ratio sensor arranged in the downstream exhaust passage. An HC adsorbent deterioration diagnosis system for detecting a state is disclosed.
しかしながら、特許文献1に係る技術では、空燃比検出用センサが2つ必要となる。この場合、製造コストが高くなるおそれがある。 However, the technique according to Patent Document 1 requires two air-fuel ratio detection sensors. In this case, the manufacturing cost may increase.
本発明は、空燃比検出用センサを一つだけ備えてHC吸着材の劣化状態を検出することができるHC吸着材の劣化診断システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an HC adsorbent deterioration diagnosis system that includes only one air-fuel ratio detection sensor and can detect the deterioration state of the HC adsorbent.
本発明に係るHC吸着材の劣化診断システムは、排気通路に配置され、排気ガスのHCを吸着し、HC放出温度領域に昇温されたときに、それまでに吸着した前記HCを放出するHC吸着材と、前記排気通路の前記HC吸着材より下流に配置された空燃比検出用センサと、前記排気ガスが前記HC吸着材を通過する通常モードと、前記排気ガスが前記HC吸着材をバイパスして前記排気通路の前記HC吸着材より下流へ流動するバイパスモードと、を切替える排気ガス流動モード切替え手段と、前記HC吸着材から前記HCの放出が開始された後に、前記通常モードの場合における前記空燃比検出用センサの出力値を目標値に制御するためのサブフィードバック補正量と、前記バイパスモードの場合における前記サブフィードバック補正量と、を用いて、前記HC吸着材の劣化状態を検出する劣化検出手段と、を備えている。 The degradation diagnosis system for an HC adsorbent according to the present invention is arranged in an exhaust passage, adsorbs HC of exhaust gas, and releases the HC adsorbed so far when the temperature is raised to an HC release temperature region. An adsorbent, an air-fuel ratio detection sensor disposed downstream of the HC adsorbent in the exhaust passage, a normal mode in which the exhaust gas passes through the HC adsorbent, and the exhaust gas bypasses the HC adsorbent. And an exhaust gas flow mode switching means for switching between a bypass mode that flows downstream from the HC adsorbent in the exhaust passage, and in the case of the normal mode after the release of the HC from the HC adsorbent is started. A sub-feedback correction amount for controlling the output value of the air-fuel ratio detection sensor to a target value; and the sub-feedback correction amount in the bypass mode; With, a, and deterioration detecting means for detecting a deteriorated state of the HC adsorbent.
通常モードの場合のサブフィードバック補正量とバイパスモードの場合のサブフィードバック補正量とは、HC吸着材の劣化状態と相関関係を有している。したがって、本発明に係るHC吸着材の劣化診断システムによれば、空燃比検出用センサを一つだけ備えてHC吸着材の劣化状態を検出することができる。 The sub feedback correction amount in the normal mode and the sub feedback correction amount in the bypass mode have a correlation with the deterioration state of the HC adsorbent. Therefore, according to the HC adsorbent deterioration diagnosis system according to the present invention, it is possible to detect the deterioration state of the HC adsorbent by providing only one air-fuel ratio detection sensor.
上記構成において、前記劣化検出手段は、前記通常モードの場合における前記サブフィードバック補正量と、前記バイパスモードの場合における前記サブフィードバック補正量の平均値と、を用いて、前記HC吸着材の劣化状態を検出してもよい。 In the above configuration, the deterioration detection means uses the sub feedback correction amount in the normal mode and the average value of the sub feedback correction amounts in the bypass mode to determine the deterioration state of the HC adsorbent. May be detected.
上記構成において、前記バイパスモードの場合における前記サブフィードバック補正量の平均値は、少なくとも積分補正が行われることによって求められた値であってもよい。上記構成において、前記劣化検出手段は、さらに前記通常モードの場合における前記空燃比検出用センサの出力値と、前記バイパスモードの場合における前記空燃比検出用センサの出力値と、を用いて、前記HC吸着材の劣化状態を検出してもよい。 In the above configuration, the average value of the sub feedback correction amount in the bypass mode may be a value obtained by performing at least integral correction. In the above configuration, the deterioration detection means further uses the output value of the air-fuel ratio detection sensor in the normal mode and the output value of the air-fuel ratio detection sensor in the bypass mode, The deterioration state of the HC adsorbent may be detected.
上記構成において、前記排気ガス流動モード切替え手段は、さらに前記排気通路の前記HC吸着材より下流に配置された排気浄化触媒の活性度合いに基づいて、前記通常モードと前記バイパスモードとを切替えてもよい。上記構成において、前記空燃比検出用センサは、HCの酸化を促進する触媒を備えた酸素センサであってもよい。 In the above configuration, the exhaust gas flow mode switching means may further switch between the normal mode and the bypass mode based on the activity level of an exhaust purification catalyst disposed downstream of the HC adsorbent in the exhaust passage. Good. In the above configuration, the air-fuel ratio detection sensor may be an oxygen sensor including a catalyst that promotes HC oxidation.
本発明によれば、空燃比検出用センサを一つだけ備えてHC吸着材の劣化状態を検出することができるHC吸着材の劣化診断システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a deterioration diagnosis system for an HC adsorbent that includes only one air-fuel ratio detection sensor and can detect the deterioration state of the HC adsorbent.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本発明の実施例1に係る劣化診断システム100について説明する。図1は、劣化診断システム100が組み込まれた内燃機関システム200の構成を示す模式図である。内燃機関システム200は、内燃機関10、燃料噴射弁20、スロットル30、HC吸着材40、排気浄化触媒50、通路切替弁60、各種通路(吸気通路70、排気通路72およびバイパス通路74)、各種センサ(エアフロメータ80、スロットルポジションセンサ81、アクセルポジションセンサ82、クランクポジションセンサ83、酸素センサ84および温度センサ85)およびECU90を備えている。また、劣化診断システム100は、HC吸着材40、酸素センサ84、通路切替弁60、バイパス通路74およびECU90を備えている。
A
内燃機関10は、気筒12と、気筒12内に配置されたピストン14と、ピストン14とクランクシャフトとを接続するためのコンロッド16と、を備えている。クランクシャフトの近傍には、クランクポジションセンサ83が配置されている。クランクポジションセンサ83の出力は、ECU90に伝えられる。ECU90は、クランクポジションセンサ83の出力に基づいて、クランク角および内燃機関10の回転数を算出する。
The
内燃機関10の吸気ポートには、吸気通路70が接続している。吸気通路70には、燃料噴射弁20が配置されている。燃料噴射弁20は、ECU90によって制御されて、燃料を噴射する。吸気通路70の燃料噴射弁20の上流には、スロットル30が配置されている。スロットル30の近傍には、スロットルポジションセンサ81が配置されている。スロットルポジションセンサ81の出力は、ECU90に伝えられる。ECU90には、アクセル300の開度を検出するためのアクセルポジションセンサ82の出力が伝えられる。ECU90は、スロットルポジションセンサ81の出力およびアクセルポジションセンサ82の出力を受けて、アクセル操作量に応じてスロットル30を制御する。
An
内燃機関10の排気ポートには、排気通路72が接続している。排気通路72には、HC吸着材40が配置されている。HC吸着材40は、HC放出温度領域より低温の場合には、排気ガスのHC(ハイドロカーボン)を吸着し、HC放出温度領域に昇温されたときには、それまでに吸着したHCを放出する吸着材である。このような吸着材であれば、HC吸着材40は特に限定されない。HC吸着材40として、例えば、ゼオライト等のHC吸着成分を備えるものを用いることができる。
An
排気通路72のHC吸着材40より下流には、排気浄化触媒50が配置されている。排気浄化触媒50としては、特に限定されないが、本実施例においては一例として、HC、一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOX)の化学反応を促進するための三元触媒を用いる。三元触媒としては、特に限定されないが、例えば、白金、ロジウム、パラジウム等を用いることができる。
An
排気通路72のHC吸着材40より上流および下流には、バイパス通路74が連通している。バイパス通路74は、排気通路の排気ガスをHC吸着材40をバイパスさせて排気通路72のHC吸着材40より下流へ流動させるための通路である。バイパス通路74の上流端と排気通路72との接続部分には、通路切替弁60が配置されている。通路切替弁60は、ECU90によって制御されて、排気ガスの経由先を切替える。
A
具体的には、バイパス通路74が閉になるように通路切替弁60が制御された場合、排気ガスは、HC吸着材40および排気浄化触媒50をこの順に通過する(以下、このように排気ガスがHC吸着材40を通過するように流動するモードを「通常モード」と称する)。通路切替弁60が、排気通路72のHC吸着材40の上流部が閉になるように制御された場合、排気ガスは、バイパス通路74を通過した後、排気浄化触媒50を通過する(以下、このように排気ガスがHC吸着材40をバイパスするように流動するモードを「バイパスモード」と称する)。すなわち、本実施例において、バイパス通路74、通路切替弁60およびECU90は、通常モードとバイパスモードとを切替える排気ガス流動モード切替え手段としての機能を有する。
Specifically, when the
HC吸着材40がHC放出温度領域に昇温されている場合に通常モードになった場合、HC吸着材40はそれまでに吸着したHCを放出する。一方、バイパスモードになった場合、HC吸着材40がHC放出温度領域に昇温されていた場合であっても、HC吸着材40に排気ガスが流入しないことから、HC吸着材40からのHC放出は抑制される。
When the normal mode is entered when the
排気通路72のHC吸着材40より下流には、酸素センサ84が配置されている。酸素センサ84の配置箇所は、排気通路72のHC吸着材40より下流であって、排気浄化触媒50より上流であれば、特に限定されない。本実施例においては、酸素センサ84は、排気通路72のHC吸着材40より下流、かつ排気通路72のバイパス通路74の接続点よりも上流に配置されている。酸素センサ84は、排気ガスの空燃比のリッチ/リーンに対応した電圧を出力する性質を有している。酸素センサ84の出力は、ECU90に伝えられる。ECU90は、酸素センサ84の出力に基づいて、排気ガスの空燃比を取得する。すなわち、本実施例において、酸素センサ84は、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比検出用センサとしての機能を有する。
An
酸素センサ84の種類は、特に限定されない。酸素センサ84として、例えばジルコニア式、チタニア式等、種々の酸素センサを用いることができる。また、本実施例において酸素センサ84は、HCの酸化を促進するための触媒を備えている。すなわち、本実施例においては、酸素センサ84として、触媒付き酸素センサが用いられる。
The type of the
また、排気浄化触媒50には、排気浄化触媒50の触媒床温を検出するための温度センサ85が配置されている。温度センサ85の出力は、ECU90に伝えられる。排気浄化触媒50の触媒床温は、排気浄化触媒50の触媒活性度合いと相関関係を有する。本実施例において、ECU90は、温度センサ85の出力に基づいて、排気浄化触媒50の触媒活性度合いを取得する。
The
ECU90は、演算部としてのCPU92と、記憶部としてのROM94およびRAM96と、を有するマイクロコンピュータである。ECU90は、ROM94に記憶されているプログラムに基づいてRAM96を一時記憶メモリとして使用しながらCPU92が動作することによって、スロットル30、燃料噴射弁20および通路切替弁60等の被制御部を制御する。また、本実施例において、ECU90は、ROM94に記憶されているプログラムに基づいてRAM96を一時記憶メモリとして使用しながらCPU92が動作することによって、以下に説明するフィードバック補正処理、サブフィードバック補正処理および劣化状態検出処理を行う。
The
フィードバック補正処理について説明する。まず、ECU90は、排気ガスの空燃比の目標値である目標空燃比を記憶している。本実施例においては、目標空燃比として理論空燃比が用いられる。そして、ECU90は、酸素センサ84の出力に基づいて、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射弁20からの燃料噴射量を制御している。フィードバック補正処理は、排気ガスの空燃比を目標空燃比に制御するための燃料噴射量の補正量(以下、フィードバック補正量と称する)を算出し、この算出されたフィードバック補正量に基づいて燃料噴射量を補正する処理である。ECU90は、酸素センサ84の出力に基づいて、フィードバック補正量を算出する。
The feedback correction process will be described. First, the
ECU90によるフィードバック補正量の具体的な算出手順は、特に限定されない。本実施例に係るECU90は、一例として、酸素センサ84の出力に基づいて比例補正および積分補正を行うことによってフィードバック補正量を算出する。具体的には、酸素センサ84の出力がリッチまたはリーンに対応する電圧になったことを検出したとき、ECU90は、フィードバック補正量を算出するための補正係数を一時に所定量増減させる(すなわち、スキップさせる)ための比例補正を行う。その後、ECU90は、補正係数を徐々に増減させるための積分補正を行う。なお、比例補正および積分補正を行うことによるフィードバック補正量の算出手順は、特許文献1に係る技術その他の酸素センサを用いて空燃比を制御する公知の内燃機関システムで用いられているフィードバック補正量の算出手順を適用できるため、これ以上詳細な説明は省略する。
The specific calculation procedure of the feedback correction amount by the
続いて、サブフィードバック補正処理について説明する。まず、ECU90は、酸素センサ84の出力値の目標値を記憶している。本実施例において、ECU90は、バイパスモードの場合(すなわち、HC吸着材40からのHC放出が抑制されている場合)の酸素センサ84の理論空燃比に対応する電圧値を、目標値として記憶している。サブフィードバック補正処理は、酸素センサ84の出力値を目標値に制御するための目標空燃比の補正量(以下、サブフィードバック補正量と称する)を算出し、算出されたサブフィードバック補正量に基づいて、目標空燃比を補正する処理である。
Next, the sub feedback correction process will be described. First, the
図2(a)および図2(b)は、サブフィードバック補正処理を具体的に説明するための図である。図2(a)において縦軸は酸素センサ84の出力(出力電圧値)を示し、横軸は時間を示している。図2(b)において縦軸はサブフィードバック補正量(サブFB補正量)を示し、横軸は時間を示している。時間t1は、排気ガスの熱等によって加熱されることによりHC吸着材40がHC放出温度領域に昇温されている状態において、バイパスモードから通常モードに切替えられた場合を示している。すなわち、時間t1は、HC吸着材40がHC放出を開始した時刻であり、酸素センサ84がHC吸着材40からのHC放出を検出し始めた時刻でもある。
FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams for specifically explaining the sub-feedback correction process. In FIG. 2A, the vertical axis indicates the output (output voltage value) of the
図2(a)に示すように、HC吸着材40がHC放出を開始する前において、酸素センサ84の出力は、目標値に一致している。ここで、HC放出開始後において、HC吸着材40より下流の排気通路72の空燃比は、HC吸着材40から放出されたHCの分だけリッチな状態になる(つまり、放出されたHCと反応する酸素が不足する状態となる)。したがって、HC放出が開始された場合、酸素センサ84の出力はリッチに対応する電圧になる。この酸素センサ84の出力値を目標値に制御するために、サブフィードバック補正処理は行われる。
As shown in FIG. 2A, before the HC adsorbent 40 starts to release HC, the output of the
具体的には、サブフィードバック補正処理において、ECU90は、HC放出に伴う酸素センサ84の出力値を目標値に制御するための目標空燃比のサブフィードバック補正量を算出する。例えば、図2(a)に示すように、HC放出に伴って酸素センサ84の出力がリッチに対応する電圧になった場合、ECU90は、図2(b)に示すように、酸素センサ84の出力をリーンに対応する電圧にするための目標空燃比のサブフィードバック補正量を算出する。
Specifically, in the sub-feedback correction process, the
ECU90は、サブフィードバック補正量に基づいて、酸素センサ84の出力値がリーンに対応する電圧になるように、目標空燃比を補正する。その結果、フィードバック補正処理において、この補正された目標空燃比に基づいて燃料噴射量が補正されることによって、図2(a)に示すように、酸素センサ84の出力はリーンに対応する電圧になる。その結果、酸素センサ84の出力は、目標値に収束する。
Based on the sub feedback correction amount, the
なお、ECU90によるサブフィードバック補正量の具体的な算出手順は、特に限定されないが、本実施例に係るECU90は、一例として、酸素センサ84の出力に基づいて比例補正および積分補正を行うことによってサブフィードバック補正量を算出する。具体的には、酸素センサ84の出力がリッチに対応する電圧またはリーンに対応する電圧になったことを検出したとき、ECU90は、サブフィードバック補正量を算出するための補正係数を一時に所定量増減させる(すなわち、スキップさせる)ための比例補正を行う。その後、ECU90は、補正係数を徐々に増減させるための積分補正を行う。なお、比例補正および積分補正を行うことによるサブフィードバック補正量の算出手順は、特許文献1に係る技術その他の酸素センサを用いて空燃比を制御する公知の内燃機関システムで用いられているサブフィードバック補正量の算出手順を適用できるため、これ以上詳細な説明は省略する。
The specific calculation procedure of the sub feedback correction amount by the
続いて、劣化状態検出処理について説明する。劣化状態検出処理において、まず、ECU90は、内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態か否かを判定する。具体的には、ECU90は、内燃機関10の回転数が所定範囲内に収まっている場合および内燃機関10の負荷が所定範囲内に収まっている場合の少なくともいずれかの場合、内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態であると判定する。なお、ECU90は、例えばアクセル開度、燃料噴射量等に基づいて内燃機関10の負荷を取得する。
Subsequently, the deterioration state detection process will be described. In the deterioration state detection process, first, the
また、ECU90は、HC吸着材40の温度がHC放出温度以上であるか否かを判定する。ECU90のHC吸着材40の温度検出手法は、特に限定されない。例えば、ECU90は、HC吸着材40の温度と相関関係を有する指標に基づいてHC吸着材40の温度を推定することによって、HC吸着材40の温度を検出することができる。このような指標として、例えば内燃機関10の吸気量の積算値、内燃機関10の負荷等を用いることができる。あるいは、内燃機関システム200はHC吸着材40の温度を検出するための温度センサを備え、ECU90は、この温度センサの検出結果を用いてHC吸着材40の温度を検出してもよい。
Further, the
また、ECU90は、酸素センサ84がその機能を十分に発揮できる程、活性化しているか否かを判定する。例えば、ECU90は、温度センサ85の検出結果、内燃機関10の負荷等に基づいて、酸素センサ84が活性化しているか否かを判定する。
Further, the
内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態であり、HC吸着材40の温度がHC放出温度以上であり、かつ酸素センサ84が活性化していると判定された場合、ECU90は、バイパスモードになるように通路切替弁60を制御する。そして、ECU90は、バイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値を取得する。具体的には、ECU90は、バイパスモードに切替えられてから所定期間経過するまでの間におけるサブフィードバック補正量の平均値を取得する。この取得された平均値は、例えばRAM96が記憶する。
When it is determined that the operating state of the
次いで、ECU90は、通常モードになるように通路切替弁60を制御する。そして、ECU90は、通常モードの場合のサブフィードバック補正量を取得する。
Next, the
次いで、ECU90は、通常モードの場合のサブフィードバック補正量と、バイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値と、を比較することによって、HC吸着材40の劣化状態を検出する。例えば、通常モードの場合のサブフィードバック補正量とバイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値との差がない場合、HC吸着材40からのHC放出がされていないということになる。これは、HC吸着材40がHCを吸着していなかったことを意味している。すなわち、この場合、HC吸着材40は、劣化してHC吸着性を失っていることが分る。
Next, the
一方、通常モードの場合のサブフィードバック補正量とバイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値とに差がある場合、通常モードに切替えた後に、HC吸着材40がHCを放出したことが分る。すなわち、この場合、HC吸着材40はHC吸着性を失っていないことが分る。
On the other hand, if there is a difference between the average value of the sub feedback correction amount in the normal mode and the sub feedback correction amount in the bypass mode, it is understood that the
また、通常モードの場合のサブフィードバック補正量とバイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値との差の大きさによって、HC吸着材40の劣化度合いを判定することができる。例えば、通常モードの場合のサブフィードバック補正量とバイパスモードの場合のサブフィードバック補正量の平均値との差が小さい程、HC吸着材40の劣化度合いが高い(すなわち、劣化がより進行している)ことが分る。
Further, the degree of deterioration of the
図3は、ECU90の劣化状態検出処理のフローチャートの一例を示す図である。ECU90は、所定周期で図3のフローチャートを繰り返し実行する。まずECU90は、内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態か否かを判定する(ステップS10)。内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態と判定されるまで、ECU90はステップS10を繰り返し実行する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a flowchart of the deterioration state detection process of the
ステップS10において内燃機関10の運転状態が劣化状態検出に適した状態と判定された場合、ECU90は、HC吸着材40の温度がHC放出温度以上であるか否かを判定する(ステップS20)。HC吸着材40の温度がHC放出温度以上であると判定されるまで、ECU90はステップS20を繰り返し実行する。
When it is determined in step S10 that the operating state of the
ステップS20においてHC吸着材40の温度がHC放出温度以上であると判定された場合、ECU90は、酸素センサ84がその機能を十分に発揮できる程、活性化しているか否かを判定する(ステップS30)。酸素センサ84がその機能を十分に発揮できる程、活性化していると判定されるまで、ECU90はステップS30を繰り返し実行する。
When it is determined in step S20 that the temperature of the
ステップS30において酸素センサ84がその機能を十分に発揮できる程、活性化していると判定された場合、ECU90は、バイパスモードの場合のフィードバック補正量の平均値(A)を取得する(ステップS40)。具体的にはECU90は、バイパスモードに切替わるように通路切替弁60を制御した後に、バイパスモードに切替えてから所定期間経過するまでの間におけるフィードバック補正量の平均値(A)を取得する。
If it is determined in step S30 that the
次いで、ECU90は、通常モードの場合のフィードバック補正量(B)を取得する(ステップS50)。具体的にはECU90は、通常モードに切替わるように通路切替弁60を制御した後に、フィードバック補正量を取得する。
Next, the
次いで、ECU90は、ステップS40で取得したフィードバック補正量の平均値(A)とステップS50で取得したフィードバック補正量(B)とを比較することによって、劣化状態を検出する(ステップS60)。次いで、ECU90は、フローチャートの実行を終了する。
Next, the
以上のように、本実施例に係る劣化診断システム100によれば、HC吸着材40からHCの放出が開始された後に、通常モードの場合におけるフィードバック補正量と、バイパスモードの場合におけるフィードバック補正量と、を用いて、HC吸着材40の劣化状態を検出している。それにより、排気通路72のHC吸着材40より下流に配置された空燃比検出用センサ(酸素センサ84)を備えるだけで、HC吸着材40の劣化状態を検出することができる。したがって、2つ以上の空燃比検出用センサを用いてHC吸着材40の劣化状態を検出する場合に比較して、劣化診断システム100の製造コストを低減させることができる。
As described above, according to the
また、酸素センサ84として、HCの酸化を促進する触媒を備えた酸素センサを用いている。この場合、この酸素センサ84の触媒によって、HCと酸素との反応が促進される。それにより、空燃比の変化がより検出され易くなる。但し、酸素センサ84として、触媒を備えない酸素センサを用いた場合であっても、HC吸着材40の劣化検出を行うことは可能である。
Further, as the
また、サブフィードバック補正量の平均値は、少なくとも積分補正が行われることによって求められた値である。この場合、サブフィードバック補正量の平均値が、例えば積分補正が行われずに、比例補正のみが行われて求められた場合に比較して、HC吸着材40の劣化状態の検出精度を向上させることができる。
The average value of the sub feedback correction amount is a value obtained by performing at least integral correction. In this case, the detection accuracy of the deterioration state of the
なお、HC吸着材40の劣化検出には、HC吸着材40からのHC放出が所定時間行われることが必要とされる。そこで、ECU90は、排気浄化触媒50の活性度合いに基づいて、通常モードとバイパスモードとを切替えてもよい。具体的には、ECU90は、例えば温度センサ85の出力に基づいて取得した排気浄化触媒50の活性度合いに基づいて、HC吸着材40によるHC放出時間が適切な時間となるように、通常モードとバイパスモードとを切替えてもよい。この場合、例えば排気浄化触媒50の活性度合いが低い場合には、HC吸着材40の放出時間をHC吸着材40の劣化検出に必要な時間を確保しつつなるだけ短くすることによって、HC吸着材40から放出されたHCが排気浄化触媒50で浄化されずに排気されることを抑制することができる。また、ECU90は、排気浄化触媒50の活性度合いが、劣化状態の検出に必要なHC放出量を浄化できる程度にまで活性化した場合に、バイパスモードから通常モードへ切替えてもよい。この場合、HC吸着材40から放出されたHCが排気浄化触媒50で浄化されずに排気されることを抑制することができる。
In order to detect the deterioration of the
本実施例に係る劣化診断システム100のECU90は、所定のサブフィードバック補正処理停止条件が満たされた場合にサブフィードバック補正処理の実行を停止させる点において、実施例1に係るECU90と異なる。さらに、本実施例に係るECU90は、サブフィードバック補正処理が実行される場合には実施例1に係る劣化状態検出処理を実行し、サブフィードバック補正処理の実行が停止された場合には、通常モードの場合における酸素センサ84の出力値と、バイパスモードの場合における酸素センサ84の出力値と、を用いて、HC吸着材40の劣化状態を検出する点において、実施例1に係るECU90と異なる。なお、サブフィードバック補正処理停止条件は、特に限定されない。
The
図4は、実施例2に係るECU90がサブフィードバック補正処理の実行を停止させた上で行う劣化状態検出処理において、酸素センサ84の出力を示す模式図である。図4において縦軸は酸素センサ84の出力(出力電圧値)を示し、横軸は時間を示している。時間t1は、排気ガスの熱等によって加熱されることによりHC吸着材40がHC放出温度領域に昇温されている状態において、バイパスモードから通常モードに切替えられた場合を示している。すなわち、時間t1は、HC吸着材40がHC放出を開始した時刻であり、酸素センサ84がHC吸着材40からのHC放出を検出し始めた時刻でもある。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an output of the
HC放出が開始される前において、酸素センサ84の出力は、目標値(本実施例においては、理論空燃比に対応する電圧)に一致している。ところが、HC吸着材40がHC放出を開始した場合、酸素センサ84の出力はリッチに対応する電圧になる。実施例1の場合と異なり、サブフィードバック補正処理が停止されていることから、HC吸着材40からのHC放出が続く限り、この酸素センサ84の出力がリッチに対応する電圧になっている状態は続く。
Before the start of HC release, the output of the
本実施例に係るECU90は、図4に示すようなHC放出があった場合における酸素センサ84の出力の変化に着目して、HC吸着材40の劣化状態を検出する。具体的には、ECU90は、バイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値を算出して記憶しておく。具体的には、バイパスモードに切替えてから所定期間経過するまでの間における酸素センサ84の出力値の平均値を記憶しておく。そして、ECU90は、通常モードの場合における酸素センサ84の出力値とバイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値とを比較することによって、HC吸着材40の劣化状態を検出する。
The
例えば、通常モードの場合における酸素センサ84の出力値とバイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値とに差がない場合、HC吸着材40からのHC放出がされていないということになる。すなわち、この場合、HC吸着材40は、劣化してHC吸着性を失っていることが分る。
For example, if there is no difference between the output value of the
一方、通常モードの場合の酸素センサ84の出力値とバイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値とに差がある場合、通常モードに切替えた後に、HC吸着材40がHCを放出したことが分る。すなわち、この場合、HC吸着材40はHC吸着性を失っていないことが分る。
On the other hand, when there is a difference between the output value of the
また、通常モードの場合の酸素センサ84の出力値とバイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値との差の大きさによって、HC吸着材40の劣化度合いを判定することができる。例えば、通常モードの場合の酸素センサ84の出力値とバイパスモードの場合の酸素センサ84の出力値の平均値との差が小さい程、HC吸着材40の劣化度合いが高い(すなわち、劣化がより進行している)ことが分る。
Further, the degree of deterioration of the
図5は、実施例2に係るECU90がサブフィードバック補正処理の実行を停止させた上で行う劣化状態検出処理のフローチャートの一例を示す図である。ECU90は、所定周期で図5のフローチャートを繰り返し実行する。図5は、ステップS40、ステップS50およびステップS60の代わりに、それぞれステップS40a、ステップS50aおよびステップS60aを備える点において、図3のフローチャートと異なる。その他の構成は、図3のフローチャトと同様のため、説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a deterioration state detection process performed after the
図5のステップS40aにおいてECU90は、バイパスモードの場合の酸素センサ84の出力電圧の平均値(C)を取得する。具体的には、ECU90は、バイパスモードに切替わるように通路切替弁60を制御した後に、バイパスモードに切替わってから所定期間経過するまでの間における酸素センサ84の出力値の平均値(C)を算出する。この結果得られた平均値(C)は、例えばRAM96が記憶する。
In step S40a of FIG. 5, the
ステップS50aにおいてECU90は、通常モードの場合の酸素センサ84の出力値(D)を取得する。具体的には、ECU90は、通常モードに切替わるように通路切替弁60を制御した後に、酸素センサ84の出力値(D)を取得する。
In step S50a, the
ステップS60aにおいてECU90は、ステップS40aで取得した酸素センサ84の出力値の平均値(C)とステップS50aで取得した酸素センサ84の出力値(D)とを比較することによって、HC吸着材40の劣化状態を検出する。
In step S60a, the
以上のように、本実施例に係る劣化診断システム100によれば、サブフィードバック補正処理の実行が停止された場合には、通常モードの場合における酸素センサ84の出力値と、バイパスモードの場合における酸素センサ84の出力値と、を用いて、HC吸着材40の劣化状態を検出している。それにより、サブフィードバック補正処理の実行が停止された場合においても、排気通路72のHC吸着材40より下流に配置された空燃比検出用センサ(酸素センサ84)を備えるだけで、HC吸着材40の劣化状態を検出することができる。したがって、2つ以上の空燃比検出用センサを用いてHC吸着材40の劣化状態を検出する場合に比較して、劣化診断システム100の製造コストを低減させることができる。
As described above, according to the
また、本実施例においても、実施例1の場合と同様に、酸素センサ84として、HCの酸化を促進する触媒を備えた酸素センサを用いている。この場合、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, as the
なお、本実施例においても、実施例1の場合と同様に、ECU90は、排気浄化触媒50の活性度合いに基づいて通常モードとバイパスモードとを切替えてもよい。この場合、実施例1の場合と同様の効果が得られる。
Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 内燃機関
20 燃料噴射弁
30 スロットル
40 HC吸着材
50 排気浄化触媒
60 通路切替弁
70 吸気通路
72 排気通路
74 バイパス通路
84 酸素センサ
85 温度センサ
90 ECU
100 劣化診断システム
200 内燃機関システム
DESCRIPTION OF
100
Claims (6)
前記排気通路の前記HC吸着材より下流に配置された空燃比検出用センサと、
前記排気ガスが前記HC吸着材を通過する通常モードと、前記排気ガスが前記HC吸着材をバイパスして前記排気通路の前記HC吸着材より下流へ流動するバイパスモードと、を切替える排気ガス流動モード切替え手段と、
前記HC吸着材から前記HCの放出が開始された後に、前記通常モードの場合における前記空燃比検出用センサの出力値を目標値に制御するためのサブフィードバック補正量と、前記バイパスモードの場合における前記サブフィードバック補正量と、を用いて、前記HC吸着材の劣化状態を検出する劣化検出手段と、を備えるHC吸着材の劣化診断システム。 An HC adsorbent that is disposed in the exhaust passage, adsorbs HC of the exhaust gas, and releases the HC adsorbed so far when the temperature is raised to the HC release temperature region;
An air-fuel ratio detection sensor disposed downstream of the HC adsorbent in the exhaust passage;
An exhaust gas flow mode that switches between a normal mode in which the exhaust gas passes through the HC adsorbent and a bypass mode in which the exhaust gas bypasses the HC adsorbent and flows downstream from the HC adsorbent in the exhaust passage. Switching means;
After the release of the HC from the HC adsorbent, a sub feedback correction amount for controlling the output value of the air-fuel ratio detection sensor in the normal mode to a target value, and in the bypass mode A deterioration diagnosis system for an HC adsorbent, comprising: a deterioration detection unit that detects a deterioration state of the HC adsorbent using the sub feedback correction amount.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013122178A (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
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2010
- 2010-03-17 JP JP2010061509A patent/JP2011196199A/en active Pending
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