JP2022006360A - Air-fuel ratio control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空燃比制御装置に関する。 The present invention relates to an air-fuel ratio control device.
被水による排気センサの割れを防止しつつ、エンジン始動後の可及的早期に排気センサを活性化して空燃比フィードバック制御を開始する内燃機関の空燃比制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is known an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that activates the exhaust sensor as soon as possible after starting the engine and starts air-fuel ratio feedback control while preventing the exhaust sensor from cracking due to water exposure (for example, a patent). See Document 1).
特許文献1では、空燃比制御装置が、エンジン始動時の冷却水温Twを読込み、冷却水温Twに基づいて基本ヒータ通電禁止期間Lsを算出し、エンジン運転停止時の冷却水温とエンジン始動時の冷却水温との温度差ΔTを算出する。さらに、温度差ΔTに基づいて期間補正係数Hを算出し、基本ヒータ通電禁止期間Lsに期間補正係数Hを乗じて、最終的なヒータ通電禁止期間Lを算出する。エンジン始動時からヒータ通電禁止期間Lを経過した後にヒータへの通電を開始して、空燃比フィードバック制御を行う。
In
温度差ΔT及び冷却水温Twの情報に基づいて排気センサの素子を加熱するヒータの通電禁止期間を算出する上記の方法では、環境温度の情報が反映されておらず、エンジンやエキマニの冷え方を反映した精度の高いヒータの通電禁止期間を算出できない。また、エンジン始動後の運転パターンの違いによってもヒータの通電禁止期間は異なる。 The above method of calculating the energization prohibition period of the heater that heats the element of the exhaust sensor based on the information of the temperature difference ΔT and the cooling water temperature Tw does not reflect the information of the environmental temperature, and the engine and the exhaust manifold are cooled. It is not possible to calculate the energization prohibition period of the heater with high accuracy reflected. In addition, the heater prohibition period also differs depending on the difference in the operation pattern after the engine is started.
このため、ヒータの通電禁止期間のマージンを大きくとる必要があり、排気センサの昇温に時間がかかるおそれがある。 Therefore, it is necessary to take a large margin for the heater prohibition period, and it may take time to raise the temperature of the exhaust sensor.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、被水による排気センサの割れを防止するとともに排気センサの昇温を早期に行うことができる空燃比制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device capable of preventing the exhaust sensor from cracking due to water exposure and raising the temperature of the exhaust sensor at an early stage.
上記目的を達成するため、明細書に開示された空燃比制御装置は、エンジンの排気センサと、前記排気センサを昇温する昇温装置と、前記排気センサの温度を測定する第1温度センサと、前記エンジンの始動時の冷却水の温度を測定する第2温度センサと、前記エンジンの吸入空気の温度を測定する第3温度センサと、前記昇温装置を制御するとともに、前記第2温度センサで測定された冷却水の温度及び前記第3温度センサで測定された吸気空気の温度に基づいて前記昇温装置の制御に使用する所定時間を決定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、イグニッションのオンから前記エンジンの始動までの間、目標温度より低い所定温度まで昇温させるように前記昇温装置を制御し、前記エンジンの始動後、前記排気センサの温度低下が所定値以下である期間が前記所定時間以上継続したときに、前記排気センサを前記目標温度まで昇温させるように前記昇温装置を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the air-fuel ratio control device disclosed in the specification includes an engine exhaust sensor, a temperature raising device for raising the temperature of the exhaust sensor, and a first temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust sensor. A second temperature sensor that measures the temperature of the cooling water at the start of the engine, a third temperature sensor that measures the temperature of the intake air of the engine, and the second temperature sensor that controls the temperature riser and the second temperature sensor. The control means comprises a control means for determining a predetermined time used for controlling the temperature raising device based on the temperature of the cooling water measured in the above and the temperature of the intake air measured by the third temperature sensor. During the period from the ignition on to the start of the engine, the temperature riser is controlled so as to raise the temperature to a predetermined temperature lower than the target temperature, and after the engine is started, the temperature of the exhaust sensor drops below a predetermined value. It is characterized in that the temperature raising device is controlled so as to raise the temperature of the exhaust sensor to the target temperature when a certain period continues for the predetermined time or more.
被水による排気センサの割れを防止するとともに排気センサの昇温を早期に行うことができる。 It is possible to prevent the exhaust sensor from cracking due to water exposure and to raise the temperature of the exhaust sensor at an early stage.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る空燃比制御装置の構成図である。本実施の形態に係る空燃比制御装置1は、排気センサであるA/F(空燃比)センサ6と、A/Fセンサ6を制御するECU(Electronic Control Unit)2(制御手段)と、エンジンの冷却水の温度を測定する冷却水温センサ11(第2温度センサ)と、エンジンの吸入空気の温度を測定する吸気温センサ12(第3温度センサ)とを備えている。なお、排気センサはA/Fセンサ6に限られるものではなく、排気中の特定成分を検出する他のセンサであってもよい。
FIG. 1 is a block diagram of an air-fuel ratio control device according to the present embodiment. The air-fuel
ECU2は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)などで構成されるマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンと称す)3と、センサ回路4と、ヒータ制御回路5と、図示しないA/D変換器およびD/A変換器などを備えている。
The ECU 2 includes a microcomputer (hereinafter, simply referred to as a microcomputer) 3 composed of a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, a
A/Fセンサ6は、センサ素子7と、センサ素子7の温度を測定する素子温センサ8(第1温度センサ)と、センサ素子7を昇温するヒータ9(昇温装置)と、センサ素子7を覆う図示しないカバーなどを備えている。
The A /
A/Fセンサ6は図示しないエンジンの排気系に設けられており、エンジンやECU2は図示しない車両に搭載されている。バッテリ10の容量が大きい場合には、エンジン始動前からヒータ9に通電をするプレヒート制御を好適に行うことができる。これにより、センサ素子7の活性化をより早めることができる。
The A /
センサ素子7は、エンジンの排気系で以下のように被水する。例えば、エンジンが停止した場合、排気系では温度の低下に応じて水蒸気が結露する。このような結露水はエンジンの再始動後に、排気に乗ってセンサ素子7に到達する。すなわち、センサ素子7は、例えばこのようにして被水することがある。また、エンジンの始動後には、排気がA/Fセンサ6のカバーに接触した際に排気中の水蒸気がカバーで冷却されて結露する。こうして発生した結露水は排気とともにカバー内に侵入し、センサ素子7に到達する。すなわちセンサ素子7はこのようにして被水することもある。
The
A/Fセンサ6の出力検出のために、マイコン3はセンサ回路4に所定の信号を入力し、センサ回路4は入力された信号をもとにセンサ素子7に電圧を印加する。マイコン3は、電圧印加に伴い排気中の酸素濃度に応じてセンサ素子7に流れる電流をセンサ回路4を介して検出する。
In order to detect the output of the A /
ヒータ制御回路5は、マイコン3の制御のもと、ヒータ9への通電を制御する。マイコン3がヒータ9への通電を行うようにヒータ制御回路5を制御すると、バッテリ10からヒータ9へ電力が供給される。同時に、マイコン3は、ヒータ制御回路5を制御して、ヒータ9への通電をデューティ制御する。また、マイコン3は、ヒータ制御回路5を介してヒータ9の電流や電圧を検出する。
The
ECU2には、上記のようにA/Fセンサ6(より具体的にはヒータ9)が制御対象として電気的に接続されている。また、ECU2には、冷却水温センサ11や吸気温センサ12が電気的に接続されている。
As described above, the A / F sensor 6 (more specifically, the heater 9) is electrically connected to the
ROMは、CPUが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納する。CPUがROMに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてRAMの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ECU2は制御手段として機能する。
The ROM stores programs, map data, and the like in which various processes executed by the CPU are described. Based on the program stored in the ROM, the CPU executes processing while using the temporary storage area of the RAM as needed, so that the
ECU2は、例えば、イグニッションのオン時に、ヒータ9への通電を開始する。つまり、ECU2は、エンジン始動前に、ヒータ9に通電をするプレヒート制御を行う。 The ECU 2 starts energizing the heater 9 when the ignition is turned on, for example. That is, the ECU 2 performs preheat control to energize the heater 9 before starting the engine.
その後、ECU2は、エンジンの始動後にヒータ9への微通電を開始する。プレヒート制御及び微通電の期間では、センサ素子7の温度が被水による素子割れが発生する温度(許容限界温度)よりも低い温度になるように、通電制御が実行される。
After that, the ECU 2 starts fine energization to the heater 9 after the engine is started. During the period of preheat control and micro-energization, energization control is executed so that the temperature of the
ECU2は、エンジンの始動後、センサ素子7の温度の推移から、センサ素子7への被水の有無を監視する。センサ素子7が被水していれば、センサ素子7の温度は下がる。所定時間(具体的には、後述する図2の2次元マップデータに規定される規定値)以上、センサ素子7への被水がない状態が続けば、ECU2は、ヒータ9へのフル通電を開始し、センサ素子7が速やかに活性化するようにし、その後フィードバック(FB)制御を行う。FB制御では、フル通電に応じてセンサ素子7の温度を目標温度に制御する通電をヒータ9に対して行う。なお、目標温度は、センサ素子7の所定の活性温度に設定されている。
After the engine is started, the
図2は、ヒータ9へのフル通電を開始する判定値(所定時間)を規定する2次元マップデータの一例を示す図である。この2次元マップデータはマイコン3内の図示しないROMに格納されている。この2次元マップデータには、エンジンの始動時の冷却水の温度、及びエンジンの吸入空気の温度に基づいて、ヒータ9へのフル通電を開始する判定値(所定時間)が規定されている。図2の「a001、a002、…、axxx」は、判定値(所定時間)を示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of two-dimensional map data that defines a determination value (predetermined time) for starting full energization of the heater 9. This two-dimensional map data is stored in a ROM (not shown) in the
ECU2(具体的にはマイコン3)は、冷却水温センサ11で測定されたエンジンの始動時の冷却水の温度、吸気温センサ12で測定されたエンジンの吸入空気の温度、及び2次元マップデータに基づいて、フル通電を開始する所定時間を決定し、エンジンの始動後、当該決定された所定時間以上センサ素子7への被水がない状態が続けば、ヒータ9へのフル通電を開始する。
The ECU 2 (specifically, the microcomputer 3) uses the cooling water temperature at the start of the engine measured by the cooling
図3は、ECU2の処理を示すフローチャートである。ECU2では、図3のフローチャートに示す処理をごく短い時間間隔で繰り返し実行する。なお、本フローチャートはエンジン停止後に開始される。
FIG. 3 is a flowchart showing the processing of the
まず、ECU2は、イグニッションがオンであるか否か(IG-ON)を判定する(S1)。S1でNOであれば、本処理を終了する。S1でYESであれば、ECU2は、エンジンが始動されたか否かを判定する(S2)。S2でNOであれば、エンジン始動前なので、ECU2は、プレヒート制御を開始する(S3)。ECU2は、素子温センサ8を使って、センサ素子7の温度の測定を開始し(S4)、本処理を終了する。
First, the
S2でYESであれば、エンジン始動後なので、ECU2は、ヒータ9への微通電を開始する(S5)。プレヒート制御及び微通電の期間では、センサ素子7の温度が被水による素子割れが発生する温度(許容限界温度)よりも低い温度になるように、通電制御が実行される。
If YES in S2, it means that the engine has been started, so the
次いで、ECU2は、センサ素子7の温度低下が所定値以下であるか否かを判定する(S6)。センサ素子7の温度低下とは、例えば、エンジン始動前のセンサ素子7の温度とエンジン始動後の被水により低下したセンサ素子7の温度との差分を示す。つまり、エンジン始動後に被水によるセンサ素子7の温度低下が所定値を超えると、S6の判定はNOになる。エンジン始動後に乾燥によりセンサ素子7の温度低下が所定値以下であると、S6の判定はYESになる。S6でNOであれば、センサ素子7がまだ乾燥していない状態なので、本処理を終了する。S6でYESであれば、ECU2は、センサ素子7の温度低下が所定値以下である期間(T1)が、2次元マップデータに規定される所定時間以上継続しているか否かを判定する(S7)。S7では、結露水が蒸発し、センサ素子7が乾燥している期間が所定時間以上継続しているか否かを判断している。S7でNOであれば、本処理を終了する。
Next, the
S7でYESであれば、ECU2は、ヒータ9へのフル通電を開始し、センサ素子7の温度が目標温度になるようにFB制御を行い(S8)、本処理を終了する。
If YES in S7, the
図4は、図3に示すフローチャートに対応するタイムチャートの一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a time chart corresponding to the flowchart shown in FIG.
イグニッションがオンになると、プレヒート制御が開始される。その後、エンジン始動後に、微通電が開始される。プレヒート制御及び微通電の期間では、センサ素子7の温度が許容限界温度よりも低い温度になるように、通電制御が実行される。
When the ignition is turned on, preheat control is started. Then, after the engine is started, micro-energization is started. During the period of preheat control and micro-energization, energization control is executed so that the temperature of the
エンジン始動後に、センサ素子7の温度低下が所定値以下である期間(T1)が、2次元マップデータに規定される所定時間以上継続している場合に、ECU2は、ヒータ9へのフル通電を開始し、センサ素子7の温度が目標温度になるようにFB制御を行う。
After the engine is started, when the period (T1) in which the temperature drop of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、環境温度の情報(例えば、エンジンの吸入空気の温度)を参照して、センサ素子7が被水していると推定される期間(上記の期間T1)は、結露水が蒸発するまで微通電を継続させ、センサ素子7の温度を素子割れが発生しない限界許容温度以下に維持するので、素子割れを防止することができる。また、環境温度の情報を参照して、ヒータ9へのフル通電の開始タイミングを決定しているので、センサ素子7の温度が速やかに所定の目標温度(活性温度)に達することができ、センサ素子7を早期活性化することができる。
As described above, according to the present embodiment, the period during which the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係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 the specific embodiment, and various modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Can be changed.
1 空燃比制御装置、2 ECU、3 マイクロコンピュータ、4 センサ回路4、5 ヒータ制御回路、6 A/Fセンサ、7 センサ素子、8 素子温センサ、9 ヒータ、11 冷却水温センサ、12 吸気温センサ
1 air-fuel ratio controller, 2 ECU, 3 microcomputer, 4
Claims (1)
前記排気センサを昇温する昇温装置と、
前記排気センサの温度を測定する第1温度センサと、
前記エンジンの始動時の冷却水の温度を測定する第2温度センサと、
前記エンジンの吸入空気の温度を測定する第3温度センサと、
前記昇温装置を制御するとともに、前記第2温度センサで測定された冷却水の温度及び前記第3温度センサで測定された吸気空気の温度に基づいて前記昇温装置の制御に使用する所定時間を決定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、イグニッションのオンから前記エンジンの始動までの間、目標温度より低い所定温度まで昇温させるように前記昇温装置を制御し、
前記エンジンの始動後、前記排気センサの温度低下が所定値以下である期間が前記所定時間以上継続したときに、前記排気センサを前記目標温度まで昇温させるように前記昇温装置を制御することを特徴とする空燃比制御装置。
The exhaust sensor of the engine and
A temperature raising device that raises the temperature of the exhaust sensor, and
The first temperature sensor that measures the temperature of the exhaust sensor and
A second temperature sensor that measures the temperature of the cooling water when the engine is started,
A third temperature sensor that measures the temperature of the intake air of the engine,
A predetermined time used to control the temperature riser and to control the temperature riser based on the temperature of the cooling water measured by the second temperature sensor and the temperature of the intake air measured by the third temperature sensor. With control means to determine,
The control means controls the temperature riser so as to raise the temperature to a predetermined temperature lower than the target temperature from the ignition on to the start of the engine.
After starting the engine, when the period in which the temperature drop of the exhaust sensor is equal to or less than a predetermined value continues for the predetermined time or longer, the temperature raising device is controlled so as to raise the temperature of the exhaust sensor to the target temperature. An air-fuel ratio control device characterized by.
Priority Applications (1)
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JP2020108521A JP2022006360A (en) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | Air-fuel ratio control device |
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