JP2012097686A - 内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディーゼルエンジン100には、ECU40、エアフローメーター42、排気温センサ44、A/Fセンサ46、回転数センサ48が設けられる。ECU40は、指令噴射量および機関回転数(吸入空気量相当値)に基づいて決定される目標排気温(ステップS23)と、排気温センサ44によって検出される実排気温(ステップS24)との偏差に基づき、A/Fセンサ46のばらつきの有無を判定する(ステップS3)。
【選択図】図2
Description
実施の形態1.
図1は、この発明に係る内燃機関であるディーゼルエンジン100を含む構成を示す。ディーゼルエンジン自体の構成は周知であるため、図1では概略のみ示している。吸気口10から吸入された空気は、エアクリーナ12によって浄化された後、ターボチャージャ14によって圧縮される。そしてインタークーラ16によって冷却され、インレットマニホールド18を介して燃焼室20に流入する。
また、燃焼室20には燃料噴射装置22から燃料が噴射され燃焼する。燃焼後、燃焼室20からエキゾーストマニホールド24に排気ガスが排出される。排気ガスは、ターボチャージャ14において吸気の圧縮に用いられた後、触媒26によって浄化され、排気口28から排出される。
触媒26の上流側には排気温センサ44が設けられる。排気温センサ44は温度センサであり、排気温検出手段である。また、触媒26の下流にはA/Fセンサ46が設けられる。A/Fセンサ46は空燃比検出手段であり、触媒26を介してディーゼルエンジン100から排出される排気ガスにおいて空燃比(A/F)を表す情報を検出する。
なお、エアフローメーター42、排気温センサ44、A/Fセンサ46および回転数センサ48の具体的な構成については、当業者に周知であるため説明を省略する。
図2は、A/Fセンサ46のばらつきを検出するための検出モードにおいて、ECU40が実行する制御の大まかな流れを示すフローチャートである。図2のフローチャートの実行は、排気温をある程度安定して測定できる状態で開始される。なお、ここで「排気温をある程度安定して測定できる状態」とは、たとえば定常走行時であるが、この状態の具体的な判断基準は当業者が適宜設計することができるため詳細な定義は省略する。
まずECU40は指令噴射量を取得する(ステップS11)。ECU40はたとえば周知の方法によって指令噴射量を随時決定しており、単にその値を参照することによってこれを取得することができる。
次に、ECU40はディーゼルエンジン100の機関回転数を取得する(ステップS12)。これはたとえば回転数センサ48が検出した機関回転数を表す値を受信することによって行われる。
次に、ECU40は空燃比偏差を算出する(ステップS16)。これは、上記のように取得された実空燃比と目標空燃比との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。
図4は、図2のステップS2の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図2のステップS2は、図4のステップS21〜S25を含む。
まずECU40は指令噴射量および機関回転数を取得する(ステップS21およびS22)。これらの処理は図3のステップS11およびS12と同様である。また、これらの処理を省略し、ステップS11およびS12において取得した値を用いてもよい。
このようにして、ステップS2において、ECU40は排気温偏差を算出する。ここで、排気温偏差がゼロである場合は、排気温センサ44によって検出される実排気温と、排気温センサ44以外からの情報に基づいて決定される目標排気温とが一致していることになる。
ステップS3は、より詳細なステップS31およびステップS32を含む。まずECU40は、空燃比偏差の絶対値が、所定の閾値(空燃比偏差閾値)より大きいか否かを判定する(ステップS31)。空燃比偏差閾値はたとえば0.3であるが、他の値であってもよい。空燃比偏差の絶対値が空燃比偏差閾値より大きい場合には、ECU40はさらに、排気温偏差の絶対値が、所定の閾値(排気温偏差閾値)より大きいか否かを判定する(ステップS32)。排気温偏差閾値はたとえば20℃であるが、他の値であってもよい。
また、ステップS32において排気温偏差の絶対値が排気温偏差閾値より大きい場合も同様にECU40は処理を終了する。この場合には、空燃比偏差は大きいが排気温偏差も大きいので、これらの偏差の原因としてはA/Fセンサ46のばらつきだけでなく、燃料の噴射量ズレや、吸気管や排気管の詰まり等による排気管を流れる空気量にズレがある等も考えられる。このため、A/Fセンサ46のばらつきがあるとは断定できず、よってECU40はA/Fセンサ46のばらつきはないと判定する。
また、ディーゼルエンジン100は、排気管内の燃焼ガスを吸気管内に還流させるEGR装置が設けられていてもよく、この場合、指令噴射量及び機関回転数などから求められるEGR量に応じて目標空気量、目標A/F、目標排気温を補正し、各種センサの値と偏差を算出すればよい。
各種センサの配置は、実施の形態1に示される配置以外であってもよい。たとえば、排気管に設置されるA/Fセンサや排気温センサは排気管に設置されていればよく、ターボチャージャ14の上流側の排気管、触媒26の上流側の排気管や触媒26の下流側排気管に配置されていればよい。なお、実施の形態1に示される配置は、各種センサが設置されることが多い配置となっており、この場合、新たに各種センサを設置する必要がない。
空気量マップ、空燃比マップおよび排気温マップは、たとえば各センサから特性中央品として選択されたものを使用して決定することができる。
また、実施の形態1では、目標空燃比を指令噴射量と吸入空気量相当値(目標空気量または機関回転数)とから決定したが、これに限らず、指令噴射量とエアフローメーター42によって検出される実空気量とから求めてもよい。この場合、指令噴射量と実空気量とから目標排気温度を求めるマップをECUに備えておき、該マップより目標排気温度を算出すればよい。
Claims (3)
- 内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法であって、
燃料噴射量を指示する指令噴射量と、吸入空気量相当値とに基づいて、目標空燃比を決定するステップと、
前記空燃比検出手段によって実空燃比を検出するステップと、
前記目標空燃比および前記実空燃比に基づいて、空燃比偏差を算出するステップと、
前記指令噴射量と、前記吸入空気量相当値とに基づいて、目標排気温を決定するステップと、
実排気温を検出するステップと、
前記目標排気温および前記実排気温に基づいて、排気温偏差を算出するステップと、
前記空燃比偏差および前記排気温偏差に基づいて、前記空燃比検出手段のばらつきを判定するステップと
を含む方法。 - 前記空燃比検出手段のばらつきを判定する前記ステップにおいて、
前記空燃比偏差の絶対値が所定の空燃比偏差閾値より大きく、かつ、前記排気温偏差の絶対値が所定の排気温偏差閾値より小さい場合には、前記空燃比検出手段のばらつきがあると判定し、
前記空燃比偏差の絶対値が前記空燃比偏差閾値より小さいか、または、前記排気温偏差の絶対値が前記排気温偏差閾値より大きい場合には、前記空燃比検出手段のばらつきがないと判定する、請求項1に記載の方法。 - 内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する装置であって、前記排気温を検出する排気温検出手段を備え、請求項1〜2のいずれか一項に記載の方法を実行する、装置。
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