JP2018096256A - Air-fuel ratio sensor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、空燃比センサ制御装置に関する。 The present disclosure relates to an air-fuel ratio sensor control device.
空燃比センサに電圧を印加すると共に、その空燃比センサに流れる電流を、空燃比を表すセンサ出力として検出するように構成された空燃比センサ制御装置が知られている。また例えば、特許文献１には、空燃比センサに印加する直流電圧を、センサ電流に応じて変化させることが記載されている。
There is known an air-fuel ratio sensor control device configured to apply a voltage to an air-fuel ratio sensor and detect a current flowing through the air-fuel ratio sensor as a sensor output representing the air-fuel ratio. Further, for example,
空燃比センサは容量成分（即ち、静電容量）を有している。このため、空燃比センサへの印加電圧を可変制御する場合に、印加電圧の変化により、空燃比センサには、当該センサの容量成分を通じて電流が流れる。その容量成分によって流れた電流（以下、容量性電流）は、空燃比の検出に関して誤差分となるため、この容量性電流を含んだ電流をセンサ出力として検出すると、空燃比の検出精度が低下する。特に、印加電圧をデジタル制御する場合には、印加電圧をステップ的に変化させることになるため、空燃比センサに容量性電流が流れやすくなり、空燃比の検出誤差が大きくなりやすい。 The air-fuel ratio sensor has a capacitive component (that is, electrostatic capacity). For this reason, when the applied voltage to the air-fuel ratio sensor is variably controlled, a current flows through the capacitance component of the sensor due to a change in the applied voltage. Since the current (hereinafter referred to as capacitive current) that flows due to the capacitive component becomes an error in the detection of the air-fuel ratio, if the current including this capacitive current is detected as a sensor output, the detection accuracy of the air-fuel ratio decreases. . In particular, when the applied voltage is digitally controlled, the applied voltage is changed stepwise, so that a capacitive current tends to flow through the air-fuel ratio sensor and an air-fuel ratio detection error tends to increase.
そこで、本開示は、空燃比の検出精度を向上可能な技術を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a technique that can improve the accuracy of air-fuel ratio detection.
本開示の空燃比センサ制御装置（１，３５）は、空燃比センサ（３）に電圧を印加することで、空燃比センサの出力であるセンサ出力を検出する。このため、空燃比センサ制御装置は、空燃比センサに印加する電圧（即ち、印加電圧）を制御する電圧制御部（３１）と、センサ出力を検出する検出部（３２）と、を備える。 The air-fuel ratio sensor control device (1, 35) of the present disclosure detects a sensor output that is an output of the air-fuel ratio sensor by applying a voltage to the air-fuel ratio sensor (3). Therefore, the air-fuel ratio sensor control device includes a voltage control unit (31) that controls a voltage applied to the air-fuel ratio sensor (that is, an applied voltage), and a detection unit (32) that detects a sensor output.
そして、電圧制御部は、動作モードとして、検出部により検出されたセンサ出力に応じて印加電圧を可変にする可変モードと、検出部により検出されたセンサ出力に拘わらず印加電圧を固定する固定モードと、を備える。更に、電圧制御部は、検出されたセンサ出力が所定範囲内の場合には固定モードとなり、検出されたセンサ出力が所定範囲外の場合には可変モードとなるように構成されている。 The voltage control unit includes, as operation modes, a variable mode in which the applied voltage is variable according to the sensor output detected by the detection unit, and a fixed mode in which the applied voltage is fixed regardless of the sensor output detected by the detection unit. And comprising. Further, the voltage control unit is configured to be in a fixed mode when the detected sensor output is within a predetermined range, and to be in a variable mode when the detected sensor output is outside the predetermined range.
このような構成によれば、センサ出力が所定範囲内の場合には、印加電圧が変更されずに固定されるため、センサ出力に容量性電流による誤差が含まれなくなる。このため、センサ出力の上記所定範囲に相当する空燃比の領域について、空燃比の検出精度を向上させることができる。 According to such a configuration, when the sensor output is within a predetermined range, the applied voltage is fixed without being changed, so that an error due to the capacitive current is not included in the sensor output. For this reason, the air-fuel ratio detection accuracy can be improved in the air-fuel ratio region corresponding to the predetermined range of the sensor output.
尚、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in the parenthesis described in this column and a claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this indication is shown. It is not limited.
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すように、第１実施形態の空燃比センサ制御装置（以下、ＥＣＵ）１には、空燃比を検出するための空燃比センサ３が接続される。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略であり、即ち電子制御装置の略である。また、以下では、空燃比センサのことを、単に、センサともいう。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
As shown in FIG. 1, an air-
センサ３は、１つのセルを備えた限界電流式の空燃比センサであり、１セルタイプの空燃比センサと呼ばれる。センサ３は、車両のエンジンの排気通路に配置される。そして、センサ３は、ＥＣＵ１により電圧が印加された状態で、排気ガス中の空燃比に応じた限界電流を発生する。その限界電流が当該センサ３に流れるため、ＥＣＵ１は、センサ３に流れる電流（以下、センサ電流）を、空燃比を表すセンサ出力として検出する。
The
ＥＣＵ１は、制御部としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコン）５と、Ｄ／Ａ変換器８，９と、Ａ／Ｄ変換器１０と、バッファ回路１１，１２と、増幅回路１３と、電流検出抵抗１５と、空燃比制御部１７と、を備える。
The ECU 1 includes a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 5 as a control unit, D /
Ｄ／Ａ変換器８は、マイコン５からのデジタル信号により指令される電圧を出力する。ここで言う電圧とは、直流電圧である。バッファ回路１１には、Ｄ／Ａ変換器８の出力電圧Ｖｏ１が入力される。そして、バッファ回路１１は、Ｄ／Ａ変換器８の出力電圧Ｖｏ１と同じ電圧を、センサ３の一方の端子（例えば、プラス側端子）３ｐに出力する。
The D /
電流検出抵抗１５の一端は、センサ３の他方の端子（例えば、マイナス側端子）３ｍに接続されている。
Ｄ／Ａ変換器９は、マイコン５からのデジタル信号により指令される電圧を出力する。バッファ回路１２には、Ｄ／Ａ変換器９の出力電圧Ｖｏ２が入力される。そして、バッファ回路１２は、Ｄ／Ａ変換器９の出力電圧Ｖｏ２と同じ電圧を、電流検出抵抗１５のセンサ３側とは反対側の端部に出力する。本実施形態では、「Ｖｏ１＞Ｖｏ２」の大小関係になっている。
One end of the
The D /
センサ３には、「Ｖｏ１−Ｖｏ２」の電圧が、電流検出抵抗１５を介して空燃比検出用の電圧として印加される。そして、空燃比に応じてセンサ３に流れる電流（即ち、センサ電流）と同じ電流が、電流検出抵抗１５に流れる。
A voltage “Vo1−Vo2” is applied to the
増幅回路１３は、電流検出抵抗１５の両端の電位差を増幅した電圧を出力する。Ａ／Ｄ変換器１０は、マイコン５からの指令に従って、増幅回路１３の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換結果であるデジタル信号をマイコン５に出力する。よって、Ａ／Ｄ変換器１０からマイコン５へは、センサ電流（即ち、センサ出力）を表すデジタル信号が出力される。
The
マイコン５は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、書き換え可能な不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ）２４と、を備える。マイコン５の各種機能は、ＣＰＵ２１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭ２２又はフラッシュメモリ２４が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。尚、ＥＣＵ１を構成するマイコンの数は１つに限らず複数でも良い。
The
マイコン５は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、センサ３に印加する電圧（以下、印加電圧）を制御する電圧制御部３１と、センサ電流を検出する検出部３２と、を備える。尚、電圧制御部３１と検出部３２を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、それらの一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現しても良い。例えば、上記要素がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現しても良い。
The
電圧制御部３１は、Ｄ／Ａ変換器８，９の出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２の一方又は両方を制御することにより、センサ３への印加電圧を制御する。例えば、電圧制御部３１は、センサ３のインピーダンスを検出するための処理が検出部３２等で実施されない通常の場合には、Ｄ／Ａ変換器９の出力電圧Ｖｏ２を一定値にする。そして、電圧制御部３１は、Ｄ／Ａ変換器８の出力電圧Ｖｏ１を、検出部３２により検出されたセンサ電流に基づいて制御する。
The
検出部３２は、Ａ／Ｄ変換器１０を動作させて該Ａ／Ｄ変換器１０からのデジタル信号を読み取り、そのデジタル信号からセンサ電流を算出する。具体的には、読み取ったデジタル信号の値を、センサ電流の値に換算する処理を行う。検出部３２がセンサ電流を算出することは、センサ電流を検出することに相当する。
The
空燃比制御部１７は、検出部３２により算出されたセンサ電流を空燃比に換算し、その換算した空燃比に基づいて、エンジンへの燃料噴射量を補正する処理、即ち、空燃比フィードバック制御処理を実施する。尚、空燃比制御部１７は、例えば、マイコン５とは別のマイコンやハードウェアである電子回路によって構成することができる。また例えば、マイコン５が空燃比制御部１７として機能するようになっていても良い。
The air-fuel
［１−２．動作］
図２に示すように、センサ３において、センサ電流は空燃比と印加電圧とによって変動する。尚、図２において、「Ａ／Ｆ」は空燃比を意味する。そして、センサ３においては、センサ電流と空燃比とが一意的に対応する印加電圧の範囲が存在し、その印加電圧の範囲は空燃比によって変わる。
[1-2. Operation]
As shown in FIG. 2, in the
このため、電圧制御部３１は、基本的には、センサ３への印加電圧を、検出部３２により検出されたセンサ電流（即ち、空燃比）に応じて可変にする。可変にするとは、変更する、あるいは変化させる、ということである。具体的には、電圧制御部３１は、印加電圧を、センサ電流と空燃比とが一意的に対応する電圧範囲の例えば中央値となるように制御する。
For this reason, the
但し、後述する課題を解決するため、電圧制御部３１は、図３における実線で示すように、センサ電流が所定の高精度検出領域ＨＥ内である場合には、印加電圧を変更せずに固定値とする。尚、図３における点線は、対比例として、印加電圧を固定しない制御、即ち、センサ電流の全範囲において印加電圧を可変にする制御（以下、従来制御）を表している。
However, in order to solve the problems described later, the
本実施形態において、高精度検出領域ＨＥは、ストイキ領域に相当するセンサ電流の範囲である。ストイキとは、理論空燃比のことであり、ストイキ領域とは、ストイキを含む空燃比の領域である。尚、理論空燃比は、理想空燃比とも呼ばれる。本実施形態では、例えば、「空燃比＝１４」に相当するセンサ電流の値である第１電流値ｉ１（例えば、−０．５ｍＡ）から、「空燃比＝１５」に相当するセンサ電流の値である第２電流値ｉ２（例えば、０．５ｍＡ）までの範囲が、高精度検出領域ＨＥに設定されている。 In the present embodiment, the high-precision detection area HE is a sensor current range corresponding to the stoichiometric area. The stoichiometry is a stoichiometric air-fuel ratio, and the stoichiometric region is an air-fuel ratio region including stoichiometry. The theoretical air fuel ratio is also called an ideal air fuel ratio. In the present embodiment, for example, a sensor current value corresponding to “air-fuel ratio = 15” from a first current value i1 (for example, −0.5 mA) that is a sensor current value corresponding to “air-fuel ratio = 14”. The range up to the second current value i2 (for example, 0.5 mA) is set in the high-precision detection region HE.
また、電圧制御部３１は、印加電圧をデジタル制御するため、図４における右側である（ｂ）部に示すように、印加電圧はステップ的に変更される。但し、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内の場合には、印加電圧は固定される。
Further, since the
尚、図４及び以下の説明において、可変制御とは、印加電圧をセンサ電流に応じて可変にする制御のことであり、固定制御とは、印加電圧をセンサ電流に拘わらず固定する制御のことである。また、図４における左側である（ａ）部は、比較例として、従来制御の場合を表している。従来制御では、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内であっても、印加電圧の制御として可変制御が実施される。 In FIG. 4 and the following description, variable control is control that makes the applied voltage variable according to the sensor current, and fixed control is control that fixes the applied voltage regardless of the sensor current. It is. Moreover, the (a) part on the left side in FIG. 4 represents the case of conventional control as a comparative example. In the conventional control, variable control is performed as control of the applied voltage even if the sensor current is within the high-precision detection region HE.
［１−３．処理］
次に、検出部３２と電圧制御部３１が行う処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。尚、本実施形態では、検出部３２と電圧制御部３１がマイコン５によって実現されているため、図５の処理はマイコン５によって実行される。また、図５の処理は、例えば一定時間毎に実行される。
[1-3. processing]
Next, processing performed by the
図５の処理では、Ｓ１１０にて、検出部３２がセンサ電流ｉを検出する。
そして、次のＳ１２０にて、電圧制御部３１が、検出部３２により検出されたセンサ電流ｉが高精度検出領域ＨＥ内か否かを判定する。具体的には、センサ電流ｉが、前述の第１電流値ｉ１以上で、且つ、前述の第２電流値ｉ２以下であるか否かを判定する。尚、高精度検出領域ＨＥ内か否かとしては、「センサ電流ｉが、第１電流値ｉ１よりも大きく、且つ、第２電流値ｉ２よりも小さいか否か」を判定するようになっていても良い。
In the process of FIG. 5, the
In next S120, the
電圧制御部３１は、Ｓ１２０にて、センサ電流ｉが高精度検出領域ＨＥ内であると判定した場合には、Ｓ１３０にて、印加電圧の制御を固定制御に設定し、その後、当該図５の処理を終了する。印加電圧の制御を固定制御に設定することは、電圧制御部３１の動作モードを、固定制御を行う動作モードである固定モードに設定することに相当する。そして、Ｓ１３０で固定モードになった電圧制御部３１は、印加電圧をセンサ電流に拘わらず固定値Ｖ１に制御する。固定値Ｖ１は、例えば図３に示すように、センサ電流の全範囲について可変制御を実施すると仮定した場合に、その可変制御により高精度検出領域ＨＥの中央値（例えば０ｍＡ）に対して設定される印加電圧の値に設定されている。
If the
また、電圧制御部３１は、上記Ｓ１２０にて、センサ電流ｉが高精度検出領域ＨＥ内ではないと判定した場合には、Ｓ１４０にて、印加電圧の制御を可変制御に設定し、その後、当該図５の処理を終了する。印加電圧の制御を可変制御に設定することは、電圧制御部３１の動作モードを、可変制御を行う動作モードである可変モードに設定することに相当する。そして、Ｓ１４０で可変モードになった電圧制御部３１は、印加電圧をＳ１１０で検出されたセンサ電流に応じて変更する。
If the
図５の処理により、図６に示すように、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ外である場合には、印加電圧がセンサ電流に応じて変更されるが、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内である場合には、印加電圧がセンサ電流に拘わらず固定値Ｖ１に制御される。 5, when the sensor current is outside the high accuracy detection region HE, as shown in FIG. 6, the applied voltage is changed according to the sensor current, but the sensor current is within the high accuracy detection region HE. In this case, the applied voltage is controlled to a fixed value V1 regardless of the sensor current.
［１−４．課題の説明］
図７に示すように、従来制御では、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内である場合にも、印加電圧がセンサ電流に応じて変更される。センサ３は容量成分を有しているため、印加電圧の変化により、センサ３には、当該センサ３の容量成分を通じて電流が流れる。その容量成分によって流れた電流（即ち、容量性電流）は、図８に示すように、センサ電流の誤差となる。センサ電流の誤差は、空燃比の検出における誤差である。
[1-4. Problem description]
As shown in FIG. 7, in the conventional control, the applied voltage is changed according to the sensor current even when the sensor current is within the high-precision detection region HE. Since the
このため、本実施形態のＥＣＵ１では、空燃比の範囲のうち、特に精度良く検出したい特定の範囲に対応したセンサ電流の範囲である高精度検出領域ＨＥについて、印加電圧を固定にしている。このことにより、図９に示すように、高精度検出領域ＨＥ内のセンサ電流に容量性電流による誤差が含まれないようにしている。
For this reason, in the
［１−５．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）電圧制御部３１は、動作モードとして、センサ電流に応じて印加電圧を可変にする可変モードと、印加電圧を固定する固定モードと、を備える。そして、電圧制御部３１は、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内の場合には固定モードとなり、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ外の場合には可変モードとなる。よって、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内の場合には、印加電圧が変更されずに固定されるため、センサ電流に容量性電流による誤差が含まれなくなる。このため、高精度検出領域ＨＥに相当する空燃比の領域について、空燃比の検出精度を向上させることができる。
[1-5. effect]
According to the first embodiment described in detail above, the following effects are obtained.
(1a) The
（１ｂ）高精度検出領域ＨＥは、ストイキ領域に相当するセンサ電流の範囲に設定されている。このため、ストイキ領域における空燃比の検出精度を向上させることができる。エンジンの空燃比をストイキの付近に制御する場合に、ストイキ領域における空燃比の検出精度を向上させることで、空燃比の制御精度を向上させることができる。 (1b) The high accuracy detection region HE is set to a sensor current range corresponding to the stoichiometric region. For this reason, the detection accuracy of the air-fuel ratio in the stoichiometric region can be improved. When the air-fuel ratio of the engine is controlled in the vicinity of the stoichiometric range, the air-fuel ratio control accuracy can be improved by improving the air-fuel ratio detection accuracy in the stoichiometric region.
尚、本実施形態では、高精度検出領域ＨＥがセンサ出力の所定範囲に相当する。
［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。また、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。これらのことは、後述する他の実施形態についても同様である。
In the present embodiment, the high accuracy detection area HE corresponds to a predetermined range of sensor output.
[2. Second Embodiment]
[2-1. Difference from the first embodiment]
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, differences will be described below. The same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to. The same applies to other embodiments described later.
第２実施形態では、印加電圧を固定にするセンサ電流の範囲（即ち、高精度検出領域）として、不連続な複数の範囲が設けられている。
具体的には、第１実施形態における高精度検出領域ＨＥが、第１の高精度検出領域ＨＥ１となっている。そして、図４における（ｂ）部と同様の図１０に示すように、第３電流値ｉ３から第４電流値ｉ４までのセンサ電流の範囲が、第２の高精度検出領域ＨＥ２となっている。第３電流値ｉ３と第４電流値ｉ４は、第１の高精度検出領域ＨＥ１の上限値である第２電流値ｉ２よりも大きい。つまり、第２の高精度検出領域ＨＥ２は、リーン領域に相当するセンサ電流の範囲である。
In the second embodiment, a plurality of discontinuous ranges are provided as sensor current ranges (that is, high-precision detection regions) for fixing the applied voltage.
Specifically, the high accuracy detection region HE in the first embodiment is the first high accuracy detection region HE1. Then, as shown in FIG. 10 similar to the portion (b) in FIG. 4, the range of the sensor current from the third current value i3 to the fourth current value i4 is the second high-precision detection region HE2. . The third current value i3 and the fourth current value i4 are larger than the second current value i2 that is the upper limit value of the first high-precision detection region HE1. That is, the second high-precision detection region HE2 is a range of sensor current corresponding to the lean region.
このため、電圧制御部３１は、図１０に示すように、センサ電流が第１の高精度検出領域ＨＥ１内である場合と、センサ電流が第２の高精度検出領域ＨＥ２内である場合との、両方の場合において、動作モードが固定モードになって固定制御を行う。
For this reason, as shown in FIG. 10, the
［２−２．処理］
次に、第２実施形態のＥＣＵ１において、電圧制御部３１が行う処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。尚、図１１の処理は、図５の処理に代えて実行される。また、図１１におけるＳ１１０〜Ｓ１４０の処理は、図５におけるＳ１１０〜Ｓ１４０の処理と同様であるため、説明を省略するが、図１１のＳ１２０では、センサ電流ｉが第１の高精度検出領域ＨＥ１内か否かが判定されることとなる。
[2-2. processing]
Next, the processing performed by the
図１１に示すように、電圧制御部３１は、Ｓ１２０にて、センサ電流ｉが第１の高精度検出領域ＨＥ１内ではないと判定した場合には、Ｓ１２５に進む。
そして、電圧制御部３１は、Ｓ１２５では、検出部３２により検出されたセンサ電流ｉが第２の高精度検出領域ＨＥ２内か否かを判定する。具体的には、センサ電流ｉが、前述の第３電流値ｉ３以上で、且つ、前述の第４電流値ｉ４以下であるか否かを判定する。尚、第２の高精度検出領域ＨＥ２内か否かとしては、「センサ電流ｉが、第３電流値ｉ３よりも大きく、且つ、第４電流値ｉ４よりも小さいか否か」を判定するようになっていても良い。
As shown in FIG. 11, if the
In step S125, the
電圧制御部３１は、Ｓ１２５にて、センサ電流ｉが第２の高精度検出領域ＨＥ２内であると判定した場合には、Ｓ１３５にて、印加電圧の制御を固定制御に設定し、その後、当該図５の処理を終了する。
If the
Ｓ１３５の処理により、電圧制御部３１の動作モードは固定モードになる。そして、この場合の固定モードにおいて、電圧制御部３１は、印加電圧を前述の固定値Ｖ１とは異なる固定値Ｖ２に制御する。固定値Ｖ２は、例えば、センサ電流の全範囲について可変制御を実施すると仮定した場合に、その可変制御により第２の高精度検出領域ＨＥ２の中央値に対して設定される印加電圧の値に設定されている。
By the process of S135, the operation mode of the
また、電圧制御部３１は、上記Ｓ１２５にて、センサ電流ｉが第２の高精度検出領域ＨＥ２内ではないと判定した場合、即ち、センサ電流ｉが第１の高精度検出領域ＨＥ１と第２の高精度検出領域ＨＥ２との何れにも含まれない場合には、Ｓ１４０に進む。この場合、電圧制御部３１の動作モードは可変モードとなる。
When the
図１１の処理により、図１２に示すように、センサ電流ｉが第１の高精度検出領域ＨＥ１と第２の高精度検出領域ＨＥ２との何れにも含まれない場合には、印加電圧がセンサ電流に応じて変更される。そして、センサ電流が第１の高精度検出領域ＨＥ１内である場合には、印加電圧がセンサ電流に拘わらず固定値Ｖ１に制御される。また、センサ電流が第２の高精度検出領域ＨＥ２内である場合には、印加電圧がセンサ電流に拘わらず固定値Ｖ２に制御される。 11, when the sensor current i is not included in either the first high accuracy detection region HE1 or the second high accuracy detection region HE2, as shown in FIG. 12, the applied voltage is detected by the sensor. It is changed according to the current. When the sensor current is within the first high-precision detection region HE1, the applied voltage is controlled to a fixed value V1 regardless of the sensor current. When the sensor current is in the second high-precision detection region HE2, the applied voltage is controlled to a fixed value V2 regardless of the sensor current.
［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加えて、さらに、以下の効果を奏する。
[2-3. effect]
According to the second embodiment described above in detail, in addition to the effects of the first embodiment described above, the following effects are further achieved.
（２ａ）電圧制御部３１が固定モードになるセンサ電流の範囲として、第１の高精度検出領域ＨＥ１だけでなく、第２の高精度検出領域ＨＥ２がある。このため、第２の高精度検出領域ＨＥ２に相当する空燃比の領域についても、空燃比の検出精度を向上させることができる。
(2a) The sensor current range in which the
（２ｂ）第２の高精度検出領域ＨＥ２は、リーン領域に相当するセンサ電流の範囲に設定されている。このため、リーン領域における空燃比の検出精度を向上させることができる。 (2b) The second high-precision detection region HE2 is set to a sensor current range corresponding to the lean region. For this reason, the detection accuracy of the air-fuel ratio in the lean region can be improved.
尚、本実施形態では、第１の高精度検出領域ＨＥ１と第２の高精度検出領域ＨＥ２とが、センサ出力の所定範囲に相当すると共に、不連続な複数の範囲に相当する。
［２−４．第２実施形態の変形例］
図１０において、第２の高精度検出領域ＨＥ２を、ストイキ領域に相当するセンサ電流の範囲とし、第１の高精度検出領域ＨＥ１を、リッチ領域に相当するセンサ電流の範囲としても良い。このように変形すれば、ストイキ領域における空燃比と、リッチ領域における空燃比とについて、検出精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the first high-precision detection region HE1 and the second high-precision detection region HE2 correspond to a predetermined range of sensor output and to a plurality of discontinuous ranges.
[2-4. Modification of Second Embodiment]
In FIG. 10, the second high-precision detection region HE2 may be a sensor current range corresponding to the stoichiometric region, and the first high-precision detection region HE1 may be a sensor current range corresponding to the rich region. With this modification, the detection accuracy can be improved for the air-fuel ratio in the stoichiometric region and the air-fuel ratio in the rich region.
また、電圧制御部３１を固定モードにするセンサ電流の範囲（即ち、高精度検出領域）は、３つ以上設けても良い。また、複数の高精度検出領域としては、リーン領域に相当するセンサ電流の範囲と、リッチ領域に相当するセンサ電流の範囲との、両方又は一方だけであっても良い。
Further, three or more sensor current ranges (that is, high-precision detection regions) for setting the
［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
図１３に示す第３実施形態のＥＣＵ３５は、第１実施形態のＥＣＵ１と比較すると、前述の固定値Ｖ１を変更可能に構成されている点が異なる。
[3. Third Embodiment]
[3-1. Difference from the first embodiment]
The
ＥＣＵ３５には、固定値Ｖ１を変更可能に設定（即ち、可変設定）するための設定回路４０が備えられている。本実施形態の設定回路４０は、固定値Ｖ１を指示する信号（以下、指示信号）をマイコン５に与える回路になっている。本実施形態において、指示信号は、２ビットの信号を成す２つの信号Ｓ１，Ｓ２である。
The
このため、設定回路４０は、ハイレベルに相当する一定の電源電圧（例えば５Ｖ）ＶＤに一端が接続された２つの抵抗４１，４２と、各抵抗４１，４２の他端とグラインドラインとの間に設けられた２つのスイッチ４３，４４と、を備える。
For this reason, the setting
設定回路４０では、スイッチ４３がオフであれば、信号Ｓ１がハイレベル（以下、ハイ）になり、スイッチ４３がオンであれば、信号Ｓ１がローレベル（以下、ロー）になる。また、スイッチ４４がオフであれば、信号Ｓ２がハイになり、スイッチ４４がオンであれば、信号Ｓ２がローになる。よって、信号Ｓ１，Ｓ２のレベルの組み合わせは４通りとなる。そして、設定回路４０からの信号Ｓ１，Ｓ２は、物理的にはマイコン５に入力されるが、概念的には電圧制御部３１に入力される。
In the
また、例えばフラッシュメモリ２４には、実際に使用される固定値Ｖ１の候補（以下、候補値）が、信号Ｓ１，Ｓ２のレベルの組み合わせ数と同じ数だけ記憶されている。そして、電圧制御部３１は、候補値の中から、信号Ｓ１，Ｓ２のレベルの組み合わせに対応する１つを選択し、その選択した候補値を、固定制御に実際に使用する固定値Ｖ１として設定する。尚、指示信号の数は１又は３以上であっても良い。そして、候補値の数は、指示信号の数に応じて増減させることができる。
Further, for example, the
［３−２．処理］
次に、第３実施形態のＥＣＵ３５において、電圧制御部３１が行う処理について、図１４のフローチャートを用いて説明する。尚、図１４の処理は、図５の処理に代えて実行される。また、図１４におけるＳ１１０〜Ｓ１４０の処理は、図５におけるＳ１１０〜Ｓ１４０の処理と同様であるため、説明を省略する。
[3-2. processing]
Next, processing performed by the
図１４の処理では、Ｓ１００にて、電圧制御部３１が、設定回路４０からの信号Ｓ１，Ｓ２を読み取り、前述したように、フラッシュメモリ２４に記憶されている候補値の中から、信号Ｓ１，Ｓ２のレベルの組み合わせに対応する１つを選択する。そして、その選択した候補値を、固定制御に実際に使用する固定値Ｖ１として設定する。
In the process of FIG. 14, in S100, the
電圧制御部３１が上記Ｓ１００の処理を行った後、検出部３２がＳ１１０にてセンサ電流ｉを検出し、電圧制御部３１がＳ１２０以降の処理を行う。そして、電圧制御部３１は、Ｓ１３０で動作モードが固定モードになった場合には、印加電圧を、上記Ｓ１００で設定した固定値Ｖ１に制御する。
After the
［３−３．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加えて、更に、電圧制御部３１が固定モードになった場合の印加電圧を、例えばセンサ３の種類や空燃比制御の仕様変更等に応じて変更することができる、という効果を奏する。
[3-3. effect]
According to the third embodiment described in detail above, in addition to the effects of the first embodiment described above, the applied voltage when the
尚、第３実施形態と同様の構成は、第２実施形態に対しても同様に適用することができる。その場合、２つの固定値Ｖ１，Ｖ２が個々に可変設定されるように構成しても良いし、２つの固定値Ｖ１，Ｖ２がセットで可変設定されるように構成しても良い。 Note that the same configuration as that of the third embodiment can be similarly applied to the second embodiment. In that case, the two fixed values V1 and V2 may be variably set individually, or the two fixed values V1 and V2 may be variably set as a set.
［３−４．第３実施形態の変形例］
電圧制御部３１をハードウェア回路で実現する場合、電圧制御部３１は、例えば、下記の第１〜第３の回路を備えるように構成することができる。
[3-4. Modification of Third Embodiment]
When the
第１の回路は、センサ電流に応じて印加電圧を変更する回路である。第２の回路は、センサ電流が高精度検出領域ＨＥ内か否かを判定する回路である。第３の回路は、第２の回路によりセンサ電流が高精度検出領域ＨＥ内であると判定された場合に、第１の回路の機能を停止させて、印加電圧を所定の固定値に固定する回路である。そして、第３の回路は、例えば、電源電圧ＶＤを設定用抵抗で分圧した電圧によって上記固定値が変わるように構成することができる。この構成によれば、設定用抵抗の抵抗値を変えることで、上記固定値、即ち、固定モードでの印加電圧を変更することができる。また、このような変形例の構成は、第２実施形態に対しても同様に適用して、固定値Ｖ１，Ｖ２を変更可能にすることができる。 The first circuit is a circuit that changes the applied voltage in accordance with the sensor current. The second circuit is a circuit that determines whether or not the sensor current is within the high-precision detection region HE. The third circuit stops the function of the first circuit and fixes the applied voltage to a predetermined fixed value when the second circuit determines that the sensor current is within the high-precision detection region HE. Circuit. The third circuit can be configured such that the fixed value changes depending on, for example, a voltage obtained by dividing the power supply voltage VD with a setting resistor. According to this configuration, the fixed value, that is, the applied voltage in the fixed mode can be changed by changing the resistance value of the setting resistor. Further, the configuration of such a modification can be applied to the second embodiment in the same manner, and the fixed values V1 and V2 can be changed.
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[4. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this indication was described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and can carry out various modifications.
例えば、検出部３２は、Ａ／Ｄ変換器１０からのデジタル信号の値、即ち、電流検出抵抗１５の両端の電位差を表す値を、センサ出力として検出するように構成されても良い。尚、この場合も、検出部３２は、結局はセンサ電流を検出していると言える。
For example, the
また、例えば第１実施形態において、１つの高精度検出領域ＨＥは、リーン領域又はリッチ領域に相当するセンサ電流の範囲であっても良い。
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。尚、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
Further, for example, in the first embodiment, one high-precision detection region HE may be a sensor current range corresponding to a lean region or a rich region.
In addition, a plurality of functions of one constituent element in the above-described embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or one function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. Further, a plurality of functions possessed by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or a single function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
また、上述したＥＣＵの他、当該ＥＣＵを構成要素とするシステム、当該ＥＣＵとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、空燃比センサの制御方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the ECU described above, a system including the ECU as a constituent element, a program for causing a computer to function as the ECU, a non-transition actual recording medium such as a semiconductor memory storing the program, and control of an air-fuel ratio sensor The present disclosure can also be realized in various forms such as a method.
１，３５…ＥＣＵ、３…空燃比センサ、３１…電圧制御部、３２…検出部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記空燃比センサに印加する電圧である印加電圧を制御する電圧制御部（３１）と、
前記センサ出力を検出する検出部（３２）と、を備え、
前記電圧制御部は、動作モードとして、前記検出部により検出されたセンサ出力に応じて前記印加電圧を可変にする可変モードと、前記検出されたセンサ出力に拘わらず前記印加電圧を固定する固定モードと、を備え、
更に、前記電圧制御部は、前記検出されたセンサ出力が所定範囲内の場合には前記固定モードとなり、前記検出されたセンサ出力が前記所定範囲外の場合には前記可変モードとなるように構成されている、
空燃比センサ制御装置。 An air-fuel ratio sensor control device (1, 35) for detecting a sensor output which is an output of the air-fuel ratio sensor by applying a voltage to the air-fuel ratio sensor (3),
A voltage control unit (31) for controlling an applied voltage which is a voltage applied to the air-fuel ratio sensor;
A detection unit (32) for detecting the sensor output,
The voltage control unit includes, as an operation mode, a variable mode in which the applied voltage is variable according to a sensor output detected by the detection unit, and a fixed mode in which the applied voltage is fixed regardless of the detected sensor output. And comprising
Further, the voltage control unit is configured to be in the fixed mode when the detected sensor output is within a predetermined range, and to be in the variable mode when the detected sensor output is outside the predetermined range. Being
Air-fuel ratio sensor control device.
前記電圧制御部は、前記固定モードで固定する前記印加電圧の値を変更可能に構成されている、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 1,
The voltage control unit is configured to be able to change the value of the applied voltage fixed in the fixed mode.
Air-fuel ratio sensor control device.
前記所定範囲は、１つの範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 1 or 2,
The predetermined range is one range.
Air-fuel ratio sensor control device.
前記所定範囲は、ストイキ領域に相当する範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 3,
The predetermined range is a range corresponding to a stoichiometric area,
Air-fuel ratio sensor control device.
前記所定範囲は、不連続な複数の範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 1 or 2,
The predetermined range is a plurality of discontinuous ranges,
Air-fuel ratio sensor control device.
前記複数の範囲のうちの１つは、ストイキ領域に相当する範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 5,
One of the plurality of ranges is a range corresponding to a stoichiometric region,
Air-fuel ratio sensor control device.
前記複数の範囲のうち、前記ストイキ領域に相当する範囲とは別の少なくとも１つの範囲は、リーン領域に相当する範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 6,
Of the plurality of ranges, at least one range different from the range corresponding to the stoichiometric region is a range corresponding to the lean region.
Air-fuel ratio sensor control device.
前記複数の範囲のうち、前記ストイキ領域に相当する範囲とは別の少なくとも１つの範囲は、リッチ領域に相当する範囲である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to claim 6,
Of the plurality of ranges, at least one range different from the range corresponding to the stoichiometric region is a range corresponding to the rich region.
Air-fuel ratio sensor control device.
前記センサ出力は、前記空燃比センサに流れるセンサ電流である、
空燃比センサ制御装置。 The air-fuel ratio sensor control device according to any one of claims 1 to 8,
The sensor output is a sensor current flowing through the air-fuel ratio sensor.
Air-fuel ratio sensor control device.
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| JP2016240344A JP2018096256A (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Air-fuel ratio sensor control device |
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2016
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