JP2013068210A - Engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた空燃比センサの基準値補正を実施するエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device for correcting a reference value of an air-fuel ratio sensor provided in an intake passage of an engine.
一般的にエンジンは、その吸気通路や排気通路に設けられる酸素センサや空燃比センサで検出した酸素濃度や空燃比を利用して、燃料噴射制御や排気浄化制御を実施する。また、エンジンには、排気を再び吸気通路へ導く排気再循環通路(EGR通路)が設けられたものがあり、このEGR通路を介して排気を循環させることにより、排気温度を制御したり、排出されるNOx量を低減させる制御を実施する。 In general, an engine performs fuel injection control and exhaust purification control using an oxygen concentration and an air-fuel ratio detected by an oxygen sensor and an air-fuel ratio sensor provided in the intake passage and the exhaust passage. Some engines have an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) that leads exhaust gas to the intake passage again. The exhaust gas is circulated through the EGR passage to control the exhaust temperature or Control is performed to reduce the amount of NOx produced.
EGR通路を流通する排気(EGRガス)の量は、EGR通路に設けられた制御弁の開度によって制御される。この制御弁の開度は、EGRガスの吸気通路への導入口(すなわち、EGR通路と吸気通路との接続部)よりも下流側に設けられる酸素センサや空燃比センサの出力値を用いて制御される。例えば、酸素センサで検出される吸気(新気と排気との混合気)の酸素濃度や空燃比センサで検出される吸気の空燃比から、燃焼状態が推定され、適切な燃焼となるように制御弁の開度が制御されてEGRガス量が増減調整される。 The amount of exhaust gas (EGR gas) flowing through the EGR passage is controlled by the opening degree of a control valve provided in the EGR passage. The opening degree of the control valve is controlled using the output value of an oxygen sensor or an air-fuel ratio sensor provided downstream of the inlet of the EGR gas to the intake passage (that is, the connection portion between the EGR passage and the intake passage). Is done. For example, the combustion state is estimated from the oxygen concentration of the intake air (mixture of fresh air and exhaust gas) detected by the oxygen sensor and the air-fuel ratio of the intake air detected by the air-fuel ratio sensor, and control is performed so that appropriate combustion is achieved. The opening degree of the valve is controlled, and the EGR gas amount is adjusted to increase or decrease.
これらの酸素センサや空燃比センサは、経時変化によってその出力値に誤差が生じ正確な値を検出することができなくなる。そのため、この出力値の誤差をなくすために、定期的に補正をする必要がある。この補正は、例えば排気を含まない外気環境下で検出されるべきセンサ出力の基準値のずれを修正するという、いわゆる基準値補正と呼ばれるものである。基準値補正を定期的に実施することで、センサの計測精度を高いまま維持することができる。 These oxygen sensors and air-fuel ratio sensors have errors in their output values due to changes over time and cannot detect accurate values. Therefore, it is necessary to periodically correct in order to eliminate this output value error. This correction is called so-called reference value correction, for example, correcting a deviation in the reference value of the sensor output to be detected in an outside air environment that does not include exhaust. By regularly performing the reference value correction, the measurement accuracy of the sensor can be kept high.
例えば特許文献1には、エンジンの吸気管の還流ガス導入口よりも下流に配設された酸素センサの出力補正に関する技術が記載されている。この技術では、まず、補正計算を行うのに適した状態にするために、フューエルカットやEGR弁を閉じることにより吸気管内の酸素濃度を既知の値(大気中の酸素濃度≒21%)にする。そして、吸気管に設けた圧力センサの出力値を用いて対圧力変化率を算出し、この対圧力変化率に基づき酸素センサの出力を補正する。これにより、酸素センサのもつ圧力依存性を考慮して補正することができるため、常に正確な酸素濃度を検出することができるとされている。
For example,
上記の特許文献1の技術は、酸素センサの出力補正(基準値補正)において、酸素センサのもつ圧力依存性を考慮したものであるが、空燃比センサも同様に周囲の圧力の影響を受け(すなわち、検出する気体の圧力によって出力が変化するという圧力依存性を有し)、圧力によって出力値に誤差が生じる。そのため、空燃比センサの基準値補正を実施する場合も、圧力の影響を考慮することが求められている。
The technique of the above-mentioned
しかしながら、上記の特許文献1の技術では、対圧力変化率という係数を算出して、酸素センサの拡散律速層の厚さや細孔の径等で決まる値(センサ固有値)が、その時の運転状態における酸素センサの固有の値となるように更新しながら補正を行うものであるため、演算が複雑である。また、酸素センサの補正の精度が対圧力変化率という係数の算出精度、すなわち圧力センサの検出精度に依存することになるため、補正精度を向上させることが難しい。
However, in the technique of the above-mentioned
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、エンジンに設けられた空燃比センサを簡素な構成で精度よく基準値補正することができるようにした、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
The present invention has been devised in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide an engine control device capable of accurately correcting a reference value of an air-fuel ratio sensor provided in an engine with a simple configuration. Objective.
The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.
(1)ここで開示するエンジンの制御装置は、車両に搭載されたエンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気還流用の還流通路と、前記還流通路を流通する還流ガス量を制御する還流ガス量制御手段と、前記吸気通路と前記還流通路との接続部よりも下流側の前記吸気通路に配設された空燃比センサとを備えたエンジンの制御装置であって、前記還流ガス量制御手段によって前記還流ガス量を抑制する運転状態を経た後に、前記エンジンが停止しているということを補正条件とし、前記補正条件が成立したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記補正条件が成立したと判定されたときに前記空燃比センサの基準値補正を実施する補正手段とを備えることを特徴としている。
言い換えると、前記補正手段は、還流ガス量制御手段によって前記空燃比センサの近傍の吸気から前記還流ガスを一掃した上で前記空燃比センサの基準値補正を実施することを特徴としている。
(1) An engine control device disclosed herein includes a recirculation passage for exhaust gas recirculation that communicates an exhaust passage and an intake passage of an engine mounted on a vehicle, and a recirculation gas that controls the amount of recirculation gas flowing through the recirculation passage. An engine control device comprising a gas amount control means and an air-fuel ratio sensor disposed in the intake passage downstream of a connection portion between the intake passage and the return passage, wherein the return gas amount control After the operation state in which the recirculation gas amount is suppressed by the means, the correction condition is that the engine is stopped, the determination means for determining whether or not the correction condition is satisfied, and the determination means And correction means for correcting the reference value of the air-fuel ratio sensor when it is determined that the correction condition is satisfied.
In other words, the correction means is characterized in that the reference value correction of the air-fuel ratio sensor is performed after the return gas is purged from the intake air in the vicinity of the air-fuel ratio sensor by the return gas amount control means.
(2)前記排気通路に設けられ、前記排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタで捕集された粒子状物質を強制的に燃焼させて前記フィルタを再生する再生制御手段とを備え、前記判定手段が、前記再生制御手段によって前記フィルタの再生制御が実施されていることを前記補正条件とすることが好ましい。 (2) A filter provided in the exhaust passage for collecting particulate matter contained in the exhaust, and a regeneration control means for forcibly burning the particulate matter collected by the filter to regenerate the filter. It is preferable that the determination unit sets the correction condition that the regeneration control of the filter is performed by the regeneration control unit.
(3)前記吸気通路の圧力を検出する吸気圧力センサを備え、前記判定手段が、前記吸気圧力センサで検出された前記吸気通路の圧力が大気圧と同等であることを前記補正条件とすることが好ましい。
(4)前記判定手段が、前回の前記空燃比センサの基準値補正終了後から走行した距離が予め設定された所定距離以上になったことを前記補正条件とすることが好ましい。
(3) An intake pressure sensor for detecting the pressure of the intake passage is provided, and the determination unit sets the correction condition that the pressure of the intake passage detected by the intake pressure sensor is equal to the atmospheric pressure. Is preferred.
(4) It is preferable that the determination unit sets the correction condition that the distance traveled after the previous correction of the reference value of the air-fuel ratio sensor is equal to or more than a predetermined distance set in advance.
本発明のエンジンの制御装置によれば、還流ガス量制御手段によって還流ガス量を抑制する運転状態を経た後にエンジンが停止していることを基準値補正の補正条件とするため、実際に吸気通路内の空気と圧力をともに大気の状態と同等にすることができる。この補正条件が成立したと判定されたら空燃比センサの基準値補正を実施するため、簡素な構成で精度よく空燃比センサの基準値補正を実施することができる。また、本発明では、エンジンが停止して実際に吸気通路内の圧力が大気圧と同等になっているときに補正を実施するため、圧力の影響を排除して空燃比センサの基準値補正を実施することができる。 According to the engine control apparatus of the present invention, since the engine is stopped after the operation state in which the recirculation gas amount control means suppresses the recirculation gas amount is used as the correction condition for the reference value correction, Both the air and pressure inside can be made equivalent to the atmospheric condition. When it is determined that this correction condition is satisfied, the reference value correction of the air-fuel ratio sensor is performed, so that the reference value correction of the air-fuel ratio sensor can be performed accurately with a simple configuration. In the present invention, the correction is performed when the engine is stopped and the pressure in the intake passage is actually equal to the atmospheric pressure. Therefore, the reference value correction of the air-fuel ratio sensor is performed by eliminating the influence of the pressure. Can be implemented.
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
[1.装置構成]
本実施形態の制御装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジン(エンジン)1に適用される。図1には、エンジン1に設けられる複数のシリンダ2のうちの一つを示すが、他のシリンダ2も同様の構成である。エンジン1のシリンダ2内には、上下方向に往復摺動するピストン3が設けられる。ピストン3は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続される。ピストン3は、その頂面に燃焼室となるキャビティ3aが形成されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment.
[1. Device configuration]
The control device of the present embodiment is applied to a diesel engine (engine) 1 mounted on a vehicle. FIG. 1 shows one of a plurality of
シリンダ2上部のシリンダヘッドには、燃料噴射用のインジェクタ4が設けられる。インジェクタ4は、その先端部がシリンダ2の筒内空間に突出して設けられ、シリンダ2内に直接燃料を噴射する。インジェクタ4から噴射される燃料の噴射方向は、ピストン3のキャビティ3aに向かう方向に設定される。また、インジェクタ4の基端部には燃料配管が接続され、この燃料配管から加圧された燃料がインジェクタ4に供給される。
An
シリンダヘッドには、シリンダ2の筒内空間と連通する吸気ポート5及び排気ポート6が設けられ、これらの各ポート5,6を開閉するための吸気弁7及び排気弁8が設けられる。吸気ポート5の上流側にはインテークマニホールド(以下、インマニという)9が設けられる。このインマニ9には吸気ポート5側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク10が設けられる。サージタンク10よりも下流側のインマニ9は、複数のシリンダ2に向かって分岐するように形成され、その分岐点にサージタンク10が位置する。サージタンク10は、各々のシリンダ2で発生する吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。
The cylinder head is provided with an
インマニ9の上流端には、スロットルボディ(図示略)が接続され、スロットルボディの内部には電子制御式のスロットルバルブ11が内蔵され、インマニ9側へと流通する空気量がスロットルバルブ11の開度(スロットル開度)に応じて調節される。スロットル開度は、エンジンECU31によって電子制御される。スロットルボディのさらに上流側には、吸気通路12が接続される。この吸気通路12の最も上流側にはエアフィルタ13が介装され、エアフィルタ13で濾過された新気が吸気通路12に導入される。
A throttle body (not shown) is connected to the upstream end of the
一方、排気ポート6よりも排気流の下流側には、エキゾーストマニホールド(以下、エキマニという)15,排気通路16及び排気浄化装置17が設けられる。エキマニ15は複数のシリンダ2から合流するように形成され、その下流側の排気通路16に接続される。また、排気通路16に介装された排気浄化装置17は、触媒17aとフィルタ17bとが内蔵されて構成される。この触媒17aは、排気中に含まれる炭化水素(HC)成分や一酸化炭素(CO),窒素酸化物(NOx)等を浄化する機能を持ち、例えば酸化触媒や三元触媒である。
On the other hand, an exhaust manifold (hereinafter referred to as an exhaust manifold) 15, an
また、フィルタ17bは、排気中に含まれる粒子状物質(Particulate Matter、以下、PMと略称する)を捕集する多孔質フィルタ(例えば、セラミックフィルタ)である。なお、PMとは、炭素からなる黒煙(すす)の周囲に燃え残った燃料や潤滑油の成分,硫黄化合物等が付着した粒子状の物質である。フィルタ17bの内部は、多孔質の壁体によって排気の流通方向に沿って複数に分割されている。この壁体には、PMの微粒子に見合った大きさの多数の細孔が形成され、排気が壁体の近傍や内部を通過する際に壁体内,壁体表面にPMが捕集される。フィルタ17bでは、捕集されたPMが連続的に酸化された後に、エンジンECU31に設けられた再生制御部31cによってPMが強制的に燃焼されてフィルタ17bを再生する再生制御が実施される。
The
また、このエンジン1の吸排気系には、排気圧を利用してシリンダ2内に吸気を過給するターボチャージャー(過給機)18が設けられる。ターボチャージャー18は、吸気通路12と排気通路16との両方にまたがって介装された過給機である。ターボチャージャー18は、排気通路16内の排気圧でタービンを回転させ、その回転力を利用してコンプレッサを駆動することにより、吸気通路12側の吸気を圧縮してエンジン1への過給を行う。なお、吸気通路12におけるコンプレッサよりも吸気流の下流側にはインタクーラー14が設けられ、圧縮された空気が冷却される。
The intake / exhaust system of the
本実施形態に係るエンジン1には、排気通路16を流通する排気を吸気通路12へ還流させる二つの還流通路(排気再循環通路やEGR通路ともいう)が設けられる。第一の還流通路(以下、第一還流通路という)19は、排気浄化装置17の下流側の排気通路16とターボチャージャー18のコンプレッサよりも上流側の吸気通路12(ここでは、エアフィルタ13の下流)とを連通し、いわゆる低圧EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路を構成する。第一還流通路19と吸気通路12との接続部には、第一制御弁(還流ガス量制御手段)20が内蔵され、第一還流通路19を流通する還流ガス量(すなわち、吸気通路12へ導かれる排気の量)が第一制御弁20の開度に応じて調節される。還流ガス量は、第一制御弁20の開度が大きいほど増加し、開度がゼロ(閉弁)のときにゼロとなる。第一制御弁20の開度は、エンジンECU31に設けられた開閉制御部31bによって制御される。
The
第二の還流通路(以下、第二還流通路という)22は、ターボチャージャー18のタービンよりも上流側の排気通路16とコンプレッサよりも下流側の吸気通路12とを連通し、いわゆる高圧EGR通路を構成する。第二還流通路22と吸気通路12との接続部には、第二制御弁(還流ガス量制御手段)23が内蔵され、第二還流通路22を流通する還流ガス量が第二制御弁23の開度に応じて調節される。還流ガス量は、第二制御弁23の開度が大きいほど増加し、開度がゼロ(閉弁)のときにゼロとなる。第二制御弁23の開度は、エンジンECU31に設けられた開閉制御部31bによって制御される。なお、第一還流通路19及び第二還流通路22には、それぞれ還流ガスを冷却するための還流ガスクーラー21,24が設けられる。
A second recirculation passage (hereinafter referred to as a second recirculation passage) 22 communicates the
したがって、エンジン1の吸気ポート5には、新気と第一還流通路19及び第二還流通路22から流入する排気(還流ガス)とが混合された吸気(混合気)が導入される。このように吸気中に還流ガスが混合されることで、過度の排気温度上昇やNOxの排出量が抑制される。
Therefore, the
吸気通路12には、吸気の空燃比を検出するための二つの空燃比センサが配設される。第一の空燃比センサ25は、吸気通路12と第一還流通路19との接続部(第一制御弁20が内蔵される部分)の下流に設けられるコンプレッサよりも下流側で吸気通路12と第二還流通路22との接続部の上流側に配設される。また、第二の空燃比センサ26は、吸気通路12と第二還流通路22の接続部(第二制御弁23が内蔵される部分)よりも下流側に配設される。これらの空燃比センサ25,26は、吸気通路12を流通する吸気の酸素濃度を検出し、酸素濃度にほぼ比例する値を出力する、いわゆるリニア空燃比センサである。これらの空燃比センサ25,26は、例えば図2中に実線で示すように、空燃比(酸素濃度)が大きいほど電圧信号や電流信号等の出力を増大させる特性を持つ。空燃比センサ25,26で検出された酸素濃度に対応する出力信号はエンジンECU31へ伝達される。
Two air-fuel ratio sensors for detecting the air-fuel ratio of the intake air are arranged in the
また、吸気通路12には、吸気の圧力を検出するための吸気圧力センサ28が第二制御弁23とスロットルバルブ11との間に配設される。また、車両には、大気圧を検出するための圧力センサ(大気圧センサ)30が設けられ、この大気圧センサ30により車両が走行している場所の圧力が検出される。
Further, an
また、エンジン1には、これら空燃比センサ25,26や吸気圧力センサ28,大気圧センサ30以外にも様々なセンサが設けられており、これらのセンサによってエンジン1の状態が検出される。例えば、排気通路16には排気の温度や流量を検出する図示しない温度センサや流量センサが配設され、エンジン1のクランクシャフトにはクランクシャフトの回転角(すなわち、エンジン1の実回転数)を検出する図示しないクランク角センサが設けられる。これらのセンサで検出された情報も、エンジンECU31に伝達される。
The
車両には、電子制御装置として、エンジンECU(Engine Electronic Control Unit)31が設けられる。エンジンECU31は、例えばマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインを介して他の電子制御装置や制御弁20,23,各種センサ類と接続される。
The vehicle is provided with an engine ECU (Engine Electronic Control Unit) 31 as an electronic control device. The
このエンジンECU31は、エンジン1に関する点火系,燃料系及び吸排気系といった広汎なシステムを制御する電子制御装置である。エンジンECU31の具体的な制御対象としては、通常時やアイドル時におけるインジェクタ4から噴射される燃料量や噴射時期,還流ガス量を制御する制御弁20,23の開度,スロットルバルブ11の開度,フィルタ17bの再生制御などが挙げられる。本実施形態では、吸気通路12に設けられた空燃比センサ25,26の酸素濃度の基準値補正について詳述する。
The
基準値補正とは、例えば重さを量る秤では、何も載せない状態で秤が基準値であるゼロを指すように調整すること(一般的にはゼロ点補正と呼ばれるもの)に相当し、計測装置自体を調整できる場合はこの装置自体を調整することをいう。また、その装置自体の調整ができない場合は、本来は基準値であるゼロであるはずのときの指示値(すなわち、基準値からのずれ,誤差)を記憶し、次回以降は計測された値からこの指示値を減算する補正をした値を本来の値とすることをいう。ここでいう基準値補正は後者を意味する。 The reference value correction is equivalent to, for example, a balance that weighs and is adjusted so that the balance indicates zero, which is the reference value, with nothing on it (generally called zero point correction). If the measuring device itself can be adjusted, it means adjusting the device itself. Also, if the device itself cannot be adjusted, the indication value (that is, deviation from the reference value, error) when it should be zero, which is originally the reference value, is stored. This means that the corrected value for subtracting the indicated value is the original value. The reference value correction here means the latter.
つまり、吸気通路12に配設された空燃比センサ25,26自体の調整はできないため、吸気通路12を大気の状態と同等にしたときに空燃比センサ25,26で検出されたセンサ値(酸素濃度に対応する出力信号;例えば電圧信号,電流信号等)を、大気の状態(酸素濃度≒21%)と比較する。このとき、大気の酸素濃度(基準値)に対してずれ(誤差)がある場合にはその誤差を記憶する。そして、次回以降は、空燃比センサ25,26で検出されるセンサ値からこの誤差を加算又は減算した値を、吸気通路12内の実際の酸素濃度に対応する出力信号であるものと判断する。このような補正演算のことを空燃比センサ25,26の酸素濃度の基準値補正という。
That is, since the air-
[2.制御構成]
エンジンECU31には、上記の基準値補正を実施するための機能要素として、アイドルストップ制御部31a,開閉制御部31b,再生制御部31c,判定部31d及び補正部31eが設けられる。
[2. Control configuration]
The
アイドルストップ制御部31aは、所定の自動停止条件(アイドルストップ条件)が成立したか否かを判定する判定部を有し、判定部によって自動停止条件が成立したと判定されたらエンジン1を自動的に停止させるものである。ここで言うエンジン1の停止とは、インジェクタ4からの燃焼噴射を停止することを意味する。すなわち、クランクシャフトが慣性でわずかに回転している状態でも、燃料噴射が停止されていればエンジン1は停止しているものとする。また、自動停止条件とは、例えば、車速がゼロでブレーキ操作がされていることや、車速がゼロでアクセル操作がされていないこと等である。このアイドルストップ制御部31aの制御構成は、周知の技術を種々適用可能であり詳細は省略する。
The idle
開閉制御部(還流ガス量制御手段)31bは、還流通路19,22を流通する還流ガス量を制御する第一制御弁20及び第二制御弁23の開度(開閉)を制御するものである。この開閉制御部31bは、エンジン1への出力要求や排気温度等との関係から、制御弁20,23の開度を調節して還流ガス量を制御する。また、この開閉制御部31bは、再生制御部31cによってフィルタ17bの再生制御が実施されるときは制御弁20,23の開度を小さくし、還流ガス量を抑制するように制御弁20,23を制御する。ここでは、再生制御に最も適した状態である還流ガス量がゼロの状態とするために、制御弁20,23を完全に閉弁し、還流ガスをカットする。
The open / close control unit (reflux gas amount control means) 31b controls the opening degree (open / close) of the
再生制御部(再生制御手段)31cは、フィルタ17bに堆積しているPMの量を推定してフィルタ17bの再生が必要であるか否かを判定し、再生が必要であると判定されると、最適な再生時期を判断してフィルタ17bで捕集されたPMを強制的に燃焼させ、フィルタ17bを再生するものである。これら一連の制御を再生制御といい、公知の手法によって行われる。例えば、再生制御部31cは、排気通路16の圧力が所定値を超えたらフィルタ17bの再生が必要であると判定する。また、フィルタ17bを再生するためには、PMが燃焼しうる程度に排気が高温になっていることが必要とされるため、再生制御部31cは、排気の温度が高温になっているときや前段の触媒17aでの反応熱が多く得られるときを最適な再生時期であると判断する。なお、再生制御部31cは、フィルタ17bの再生が必要であると判定されたら、上記の開閉制御部31bに制御弁20,23を閉じて還流ガスをカットするように指令を出す。
The regeneration control unit (regeneration control means) 31c estimates the amount of PM accumulated on the
判定部(判定手段)31dは、空燃比センサ25,26の酸素濃度の基準値補正を実施するための条件(補正条件)が成立したか否かを判定するものである。ここで、上記した空燃比センサ25,26の基準値補正を実施するためには、吸気通路12内の酸素濃度を大気の状態と同等にすることが必要とされる。さらにここでは、吸気通路12内の圧力も大気圧と同等にし、圧力の影響を排除してより精度よく空燃比センサ25,26の基準値補正を実施する。判定部31dで判定される補正条件について、以下説明する。
The determination unit (determination means) 31d determines whether a condition (correction condition) for correcting the reference value of the oxygen concentration of the air-
まず、第一の補正条件は、空燃比センサ25,26の基準値補正が必要であるか否かを判定するための条件であり、この第一の補正条件が成立すると補正が必要であると判定される。この第一の補正条件は、車両の走行距離が予め設定された所定距離以上になることである。ここでいう走行距離は、前回の空燃比センサ25,26の基準値補正終了後から走行した距離である。つまり、基準値補正終了後から走行距離は積算され、基準値補正が実施されたらそれまで積算された走行距離がゼロにリセットされ、再び積算されていく。また、判定閾値である所定距離は、空燃比センサ25,26が経時変化によってその出力値に誤差を生じ始めるまでの距離であり、予め実験等によって求められる。判定部31dは、第一の補正条件が成立したと判定すると、次の第二の補正条件の判定を行う。
First, the first correction condition is a condition for determining whether or not the reference value correction of the air-
第二の補正条件は、再生制御部31cによってフィルタ17bの再生制御が実施されていることである。この第二の補正条件は、実質的には開閉制御部31bによって第一制御弁20及び第二制御弁23のいずれも閉弁されていることを意味する。すなわち、フィルタ17bの再生制御中は第一制御弁20及び第二制御弁23のいずれも閉じられ還流ガスがカットされ(還流ガス量がゼロとされ)、吸気通路12に排気が流通しない状態となり、空燃比センサ25,26の近傍の吸気から還流ガスが一掃される。これにより、吸気通路12内は新気のみが流通することとなり、吸気通路12内の酸素濃度が大気の酸素濃度と同等とされる。判定部31dは、第二の補正条件が成立したと判定すると、次の第三の補正条件の判定を行う。
The second correction condition is that the regeneration control of the
第三の補正条件は、エンジン1が停止していることである。例えば上記のアイドルストップ制御部31aによって自動停止条件が成立したと判定されてエンジン1を停止する指令を受けてエンジン1が停止された場合や、エンジン1以外に駆動源として電動機を有するハイブリッド車において、エンジンを停止する指令を受けて電動機のみで走行しているような場合は、第三の補正条件が成立したと判定される。エンジン1の停止により、吸気が停止されるため吸気通路12内の圧力が大気圧と同等となる。なお、本実施形態ではターボチャージャー18が設けられているが、エンジン1の停止によりこの作動も停止するため、過給による圧力変化もなくなる。判定部31dは、第三の補正条件が成立したと判定すると、次の第四の補正条件の判定を行う。
The third correction condition is that the
第四の補正条件は、吸気圧力センサ28で検出された吸気通路12内の圧力が、大気圧センサ30で検出された大気圧と同等であることである。上記の第三の補正条件が成立した場合は、吸気通路12内の圧力は大気圧と同等となるはずであるが、補正の精度をより高めるために実際に圧力を検出して大気圧と比較する。したがって、この第四の補正条件は、第三の補正条件に付随する条件であり、省略することも可能である。判定部31dは、この第四の補正条件が成立したと判定すると、空燃比センサ25,26の基準値補正を実施可能であると判定する。なお、吸気通路12内の酸素濃度や圧力が大気の状態と「同等」とは、完全一致でなくても略一致していればよいという意味である。すなわち、数%の誤差は許容されるという意味である。
The fourth correction condition is that the pressure in the
補正部(補正手段)31eは、判定部31dによって空燃比センサ25,26の基準値補正が実施可能であると判定されたら、空燃比センサ25,26の酸素濃度の基準値補正を実施するものである。エンジンECU31には、予め酸素濃度(空燃比)に対する空燃比センサ25,26による出力の関係(図2のようなマップ)がセンサ毎に記憶されている。補正部31eは、判定部31dによって補正実施可能であると判定されたら、このマップの補正を実施する。
When the
補正部31eが行う空燃比センサ25,26の基準値補正について図2を用いて説明する。なお、ここでは例として空燃比センサ25について説明するが、空燃比センサ26についても同様である。図2は、実際の空燃比(酸素濃度)に対するセンサ値(出力)の関係を示すグラフである。空燃比センサ25が新品のときは、図2中に実線で示すグラフaのような空燃比と出力との関係を有し、空燃比がAのときはグラフa上の点PAのセンサ値XAが検出される。
The reference value correction of the air-
しかし、空燃比センサ25は経時変化すると、出力に誤差を生じる。例えば、図2に示すように、実際の空燃比がAであっても、空燃比センサ25からの出力がXBとなり、センサ値に誤差ΔX(=XA−XB)を生じる。言い換えると、空燃比センサ25からの出力がXBのときグラフa上では点PA′となるため、このときの空燃比はA′であると判断されるが、実際の空燃比はAであるため、空燃比にずれを生じる。そこで、この誤差がどの程度あるのかを知るために、実際の空燃比をある既知の値とし、このとき空燃比センサ25から出力されるセンサ値がこの既知の空燃比に対応する出力信号(センサ値)でなかったときは、その分のセンサ値の誤差を記憶する。そして、次回以降の空燃比センサ25による検出時において、出力されたセンサ値に記憶した誤差を加算又は減算して、実際の空燃比を判断するようにする。
However, when the air-
例えば、実際の空燃比(ここでは酸素濃度)を既知の値である大気中の酸素濃度A(約21%)としたときに、空燃比センサ25で出力されるべきセンサ値はXAでなければならないのに、センサ値XBが出力されたとする。このときのセンサ値の誤差はΔX(=XA−XB)となるため、このΔXがエンジンECU31に記憶される。そして、次回以降、空燃比センサ25で出力されるセンサ値には、この誤差ΔXが常に加算されることにより、実際の酸素濃度を検出することができるようになる。
For example, when the actual air-fuel ratio (here, oxygen concentration) is a known value of atmospheric oxygen concentration A (about 21%), the sensor value to be output by the air-
つまり、補正部31eは、酸素濃度Aのときにセンサ値XBが出力される(すなわち、点PBとなる)ように、図2に示すグラフaを右側にシフトさせる補正をし、経時変化した空燃比センサ25における空燃比に対する出力の関係を示す新たなグラフbを作成する。そして、次回以降の空燃比センサ25による検出では、このグラフbを用いることで空燃比センサ25の経時変化を考慮し、正確な空燃比を検出することが可能となる。
That is, the
[3.フローチャート]
次に、図3を用いてエンジンECU31で実施される空燃比センサ25,26の基準値補正の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期で動作する。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能(手段)が、ソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作することによって実施される。
ドライバによる車両のイグニッションスイッチ(IG_SW)のオン操作が行われると、以下の制御フローがスタートする。
[3. flowchart]
Next, an example of the procedure for correcting the reference values of the air-
When the vehicle ignition switch (IG_SW) is turned on by the driver, the following control flow starts.
図3に示すように、まず、ステップS10において、フラグF=0であるか否かを判定する。ここで、フラグFとは、前述した判定部31dにおいて、第一の補正条件が成立したか否かをチェックするための変数であり、制御開始時はフラグF=0と設定されている。そのため、制御開始時はステップS10においてYESルートとなり、ステップS20へ進む。ステップS20において、走行距離が所定距離以上であるか否かが判定される。すなわち、ステップS20は上記の判定部31dによる第一の補正条件の判定ステップである。走行距離が所定距離以上であれば、YESルートからステップS30へ進み、フラグFがF=1に設定されてステップS40へ進む。一方、走行距離が所定距離未満の場合は、NOルートからステップS90へ進む。
As shown in FIG. 3, first, in step S10, it is determined whether or not the flag F = 0. Here, the flag F is a variable for checking whether or not the first correction condition is satisfied in the
ステップS40では、再生制御部31cによってフィルタ17bの再生制御が実施されているか否かが判定される。つまり、ステップS40は上記の判定部31dによる第二の補正条件の判定ステップである。フィルタ17bの再生制御中であれば制御弁20,23は閉弁されているため、YESルートからステップS45へ進み、フィルタ17bの再生制御中に例えばアイドルストップ制御部31aによってエンジン1の停止指令が発せられているか否かが判定される。エンジン1の停止指令が発生されていればYESルートからステップS50へ進み、再生制御中にエンジン1の停止がさなれたか否かが判定される。つまり、ステップS50は上記の判定部31dによる第三の補正条件の判定ステップである。
In step S40, it is determined whether the regeneration control of the
ステップS50において再生制御中にエンジン停止がなされたと判定されたら、YESルートからステップS60へ進み、吸気圧力センサ28で検出された吸気通路12内の圧力(吸気圧力)が大気圧センサ30で検出された大気圧と同等か(略等しいか)否かが判定される。すなわち、ステップS60は上記の判定部31dによる第四の補正条件の判定ステップである。吸気圧力が大気圧と同等である場合は、YESルートからステップS70へ進み、補正部31eによって空燃比センサ25,26の基準値補正が実施される。そして、ステップS80でフラグFがF=0にリセットされ、併せて走行距離もリセットされて、ステップS90へ進む。
If it is determined in step S50 that the engine has been stopped during the regeneration control, the process proceeds from the YES route to step S60, and the pressure in the intake passage 12 (intake pressure) detected by the
一方、ステップS40,ステップS45,ステップS50及びステップS60の判定で成立しなかった場合は、いずれもNOルートからステップS90へ進む。ステップS90では、イグニッションスイッチがオフにされたか否かが判定され、オフにされていない場合はリターンし、再びステップS10のフラグ判定に進む。このとき、ステップS30においてフラグFがF=1に設定されていれば、ステップS10からステップS40へ進み、ステップS40〜S60の判定が実施される。 On the other hand, if none of the determinations in step S40, step S45, step S50, and step S60 are satisfied, the process proceeds from the NO route to step S90. In step S90, it is determined whether or not the ignition switch has been turned off. If it has not been turned off, the process returns and proceeds to flag determination in step S10 again. At this time, if the flag F is set to F = 1 in step S30, the process proceeds from step S10 to step S40, and determinations in steps S40 to S60 are performed.
つまり、一度ステップS20において走行距離が所定距離以上であると判定されたら、空燃比センサ25,26の基準値補正は必要であるため、第二〜第四の補正条件が成立するまでステップS40〜S60の判定が繰り返し実施され、全ての条件が成立したときにステップS70で基準値補正が実施される。なお、ステップS90においてイグニッションスイッチがオフにされたら制御フローを終了する。
That is, once it is determined in step S20 that the travel distance is equal to or greater than the predetermined distance, the reference value correction of the air-
[4.効果]
したがって、本制御装置によれば、第一制御弁20及び第二制御弁23によって還流ガス量を抑制する運転状態を経た後にエンジン1が停止しているということを基準値補正の補正条件とするため、吸気通路12内の空気の酸素濃度と圧力をともに大気の状態(大気の酸素濃度と大気圧)と同等にすることができる。この補正条件が成立したと判定されたら空燃比センサ25,26の酸素濃度の基準値補正を実施するため、簡素な構成で精度よく空燃比センサ25,26の基準値補正を実施することができる。また、本制御装置では、エンジン1が停止して実際に吸気通路12内の圧力が大気圧と同等になっているときに補正を実施するため、圧力の影響を排除して空燃比センサ25,26の基準値補正を実施することができる。
なお、上記実施形態では、第一制御弁20及び第二制御弁23を完全に閉弁状態とし、還流ガスをカットするため、吸気通路12内を新気のみの状態とすることができ、精度よく空燃比センサ25,26の基準値補正を実施することができる。
[4. effect]
Therefore, according to the present control device, the correction condition for the reference value correction is that the
In the above embodiment, since the
また、ここでは、第一制御弁20及び第二制御弁23による還流ガスのカットを、再生制御部31cによるフィルタ17bの再生制御中に行われるものとした(すなわち、再生制御中であることを補正条件とした)。この再生制御中は、排気の温度が高く、空燃比センサ25,26の基準値補正のためにエンジン1を停止させても排気の温度はすぐには低くならない。そのため、排気温度が低いことによって排気中の蒸気が凝縮する(すなわち、水滴化する)という事態を防ぐことができる。つまり、再生制御中に空燃比センサ25,26の基準値補正を実施すれば、排気温度が低下して凝縮した水滴が排気通路に設けられる空燃比センサや温度センサ等(いずれも図示略)に付着して、センサに悪影響を与えるというような事態を防ぐことができる。
Here, the recirculation gas cut by the
また、吸気圧力センサ28で実際に吸気圧力を検出し、大気圧センサ30で検出した大気圧と比較して、吸気通路12内の圧力が大気圧と同等になっていることを確認してから基準値補正を実施するため、より正確に基準値補正を実施することができる。
また、走行距離が所定距離以上になったことを補正条件とすることにより、適切なタイミングで空燃比センサの基準値補正を実施することができる。
Further, after actually detecting the intake pressure by the
Further, by making the correction condition that the travel distance is equal to or greater than the predetermined distance, the reference value correction of the air-fuel ratio sensor can be performed at an appropriate timing.
[5.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、第一から第四の補正条件をそれぞれ判定し、全てを満たす場合に基準値補正を実施するように構成されているが、上記したように、第四の補正条件を省略してもよく、また、第一の補正条件を省略してもよい。つまり、走行距離にかかわらず、補正を実施できる条件が成立したときは常に補正をするように構成してもよく、この場合、空燃比センサにより常に正確な値を得ることができる。
[5. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the first to fourth correction conditions are determined, respectively, and the reference value correction is performed when all are satisfied. However, as described above, the fourth correction condition is omitted. Alternatively, the first correction condition may be omitted. That is, regardless of the travel distance, it may be configured to always perform correction when a condition for performing correction is satisfied, and in this case, an accurate value can always be obtained by the air-fuel ratio sensor.
また、上記の第二の補正条件を、フィルタ17bの再生制御中であることに代えて、フィルタ17bの再生制御終了直後としてもよい。この場合であっても、吸気通路12内の酸素濃度を大気の酸素濃度と同等とすることができる。また、第一制御弁20及び第二制御弁23がともに閉弁されていること(すなわち、還流ガスがカットされていること)としてもよい。補正条件をこのように設定することにより、フィルタ17bの再生制御とは独立して基準値補正を実施することができる。さらに、還流ガスが完全にカットされている場合に限られず、吸気通路12内の酸素濃度を大気の酸素濃度と同等にすることができる程度であれば、僅かに還流ガスが吸気通路12へ導入されていてもよいことは言うまでもない。
Further, the second correction condition may be immediately after the end of the regeneration control of the
また、上記の第三の補正条件であるエンジン1の停止は、アイドルストップによる場合に限られず、例えばイグニッションスイッチをオフにした直後や、たまたま還流ガスがカットされているときにエンジン1を停止させた場合であってもよい。また、エンジン1の停止を、エンジン1の実回転数がゼロとなることとしてもよい。つまり、吸気通路12及び排気通路16のいずれにも空気が流通していない状態となることでもよい。この場合は、還流ガスがカットされてから還流ガスを含んだ吸気が掃気されるまでの所定時間が経過した後にエンジン1が停止される必要がある。
Further, the stop of the
また、本制御装置によって基準値補正を行う対象となる空燃比センサは、上記したような酸素濃度に比例した出力を検出するリニア空燃比センサでなくてもいい。また、空燃比センサは、酸素濃度を検出するものでなくてもよい。少なくとも、燃焼反応に係る気体の物質量を測定可能なものであればよく、例えば二酸化炭素濃度を検出することで空燃比を検出するようなセンサであってもよい。つまり、空燃比センサとは、酸素濃度を検出するものに限られず、基準値補正も酸素濃度の基準値補正に限られない。 Further, the air-fuel ratio sensor that is subject to reference value correction by the present control device may not be a linear air-fuel ratio sensor that detects an output proportional to the oxygen concentration as described above. Further, the air-fuel ratio sensor does not have to detect the oxygen concentration. Any sensor that can measure at least the amount of a gaseous substance related to the combustion reaction may be used. For example, a sensor that detects the air-fuel ratio by detecting the carbon dioxide concentration may be used. That is, the air-fuel ratio sensor is not limited to the one that detects the oxygen concentration, and the reference value correction is not limited to the oxygen concentration reference value correction.
また、エンジン1の構成は、図1に示したものに限られず、例えば還流通路は第一還流通路19及び第二還流通路22のいずれか一方であってもよい。この場合は、空燃比センサも一つ設けられていればよい。また、ターボチャージャー18は設けられていなくてもよい。
また、本制御装置は、ディーゼルエンジンが搭載された車両に限られず、ガソリンエンジンが搭載された車両にも適用可能であり、エンジンと電動機とを搭載したハイブリッド車に適用してもよい。
Further, the configuration of the
Further, the present control device is not limited to a vehicle equipped with a diesel engine, but can be applied to a vehicle equipped with a gasoline engine, and may be applied to a hybrid vehicle equipped with an engine and an electric motor.
1 ディーゼルエンジン(エンジン)
12 吸気通路
16 排気通路
17b フィルタ
19 第一還流通路(還流通路)
20 第一制御弁(還流ガス量制御手段)
22 第二還流通路(還流通路)
23 第二制御弁(還流ガス量制御手段)
25,26 空燃比センサ
28 吸気圧力センサ
30 大気圧センサ
31 エンジンECU
31a アイドルストップ制御部
31b 開閉制御部(還流ガス量制御手段)
31c 再生制御部(再生制御手段)
31d 判定部(判定手段)
31e 補正部(補正手段)
1 Diesel engine (engine)
12
20 First control valve (reflux gas amount control means)
22 Second reflux passage (reflux passage)
23 Second control valve (reflux gas amount control means)
25, 26 Air-
31a Idle
31c Reproduction control unit (reproduction control means)
31d determination part (determination means)
31e Correction part (correction means)
Claims (4)
前記還流ガス量制御手段によって前記還流ガス量を抑制する運転状態を経た後に、前記エンジンが停止しているということを補正条件とし、前記補正条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記補正条件が成立したと判定されたときに前記空燃比センサの基準値補正を実施する補正手段とを備える
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。 A recirculation passage for exhaust gas recirculation that connects an exhaust passage and an intake passage of an engine mounted on a vehicle, a recirculation gas amount control means that controls a recirculation gas amount flowing through the recirculation passage, the intake passage, and the recirculation passage An air-fuel ratio sensor disposed in the intake passage on the downstream side of the connection with the engine,
A determination means for determining whether or not the correction condition is satisfied, with the correction condition that the engine is stopped after an operation state in which the recirculation gas amount is controlled by the recirculation gas amount control means;
An engine control device comprising: a correction unit that performs correction of a reference value of the air-fuel ratio sensor when the determination unit determines that the correction condition is satisfied.
前記フィルタで捕集された粒子状物質を強制的に燃焼させて前記フィルタを再生する再生制御手段とを備え、
前記判定手段が、前記再生制御手段によって前記フィルタの再生制御が実施されていることを前記補正条件とする
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの制御装置。 A filter provided in the exhaust passage for collecting particulate matter contained in the exhaust;
Regeneration control means for forcibly burning particulate matter collected by the filter and regenerating the filter,
2. The engine control apparatus according to claim 1, wherein the determination unit sets the correction condition that the regeneration control of the filter is performed by the regeneration control unit.
前記判定手段が、前記吸気圧力センサで検出された前記吸気通路の圧力が大気圧と同等であることを前記補正条件とする
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のエンジンの制御装置。 An intake pressure sensor for detecting the pressure in the intake passage;
The engine control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the determination unit sets the correction condition that the pressure in the intake passage detected by the intake pressure sensor is equal to an atmospheric pressure.
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置。 4. The correction condition according to claim 1, wherein the determination means uses the correction condition that a distance traveled after the previous correction of the reference value of the air-fuel ratio sensor is equal to or more than a predetermined distance set in advance. The engine control device according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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JP2016109036A (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 日産自動車株式会社 | Intake oxygen concentration sensor diagnostic system for internal combustion engine and intake oxygen concentration sensor diagnostic method for internal combustion engine |
JP2016113906A (en) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | 日産自動車株式会社 | Egr estimation device for internal combustion engine and egr estimation method for internal combustion engine |
-
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- 2011-09-26 JP JP2011209357A patent/JP2013068210A/en not_active Withdrawn
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