JP4618135B2 - リニア空燃比センサの劣化診断装置 - Google Patents
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Description
、リニア空燃比センサは、通常「むだ時間+一次遅れ要素」のプロセス伝達関数G(s)
に従うため、むだ時間と時定数とを判定パラメータとして的確に劣化診断を実行することが可能となるのである。
直前に、燃料復帰開始タイミングにおいて判定パラメータを演算する場合には、当該燃料復帰開始タイミングの直後に、目標空燃比を理論空燃比に設定するものである。この態様では、燃料カット開始タイミングまたは燃料復帰開始タイミングにおいて、リニア空燃比センサの劣化診断を実行する際、燃料カット直前または燃料復帰開始タイミング直後に目標空燃比が理論空燃比に設定されることになる。ここで、リニア空燃比センサは、理論空燃比よりもリッチ側の方がリーン側よりも比較的ばらつきが多いのであるが、本態様では、比較的ばらつきの小さくなる理論空燃比またはリーン側で劣化診断を実行することができる結果、基準値に対してリニア空燃比センサの出力のばらつきがすくなくなる範囲で劣化診断を実行することが可能になる。
ン10には、前記クランクシャフトのエンジン回転数Neを検出するクランク角センサSW1が設けられている。
サSW1〜SW5の出力した信号Ne、Qa、TVO、PF、AOFを処理し、出力要素として接続されている燃料噴射弁27やアクチュエータ124を制御して空燃比A/Fをフィードバック制御するように構成されている。
上における所定の低負荷運転領域を減速燃料カット運転領域C1と設定している。補助記憶装置102には、各運転領域A〜C1毎にCPU101が各種アクチュエータを駆動するようにプログラムされており、劣化判定装置1に関しては、運転状態が低負荷運転領域Cにおいて、減速燃料カット運転領域C1に遷移する際には、詳しくは後述するステップで燃料をカットし、減速燃料カット運転領域C1からアイドル運転領域Aに遷移する際には、燃料供給を復帰するように構成されている。本実施形態においては、図4のようなアクセル開度(エンジン負荷)AOFとエンジン回転数Neとの関係に基づいて制御マップM10を作成し、後述する手順で燃料供給や燃料復帰回転数Nerの設定変更を実行することにより、燃料カット時または燃料供給復帰時において、目標空燃比を変更することなく、リニア空燃比センサSW4の劣化診断を実行することができるようになっている。
させるのであるが、これに先立ち、診断時の燃料復帰回転数を、非診断時の燃料復帰回転数Nerよりも大きな診断時燃料復帰回転数NerDに設定する制御を実行する(ステップS30)。この制御においては、リーン状態から燃料供給が復帰されることに伴い、燃料供給復帰時の排気ガスの流量を確保し、低流量下でのリニア空燃比センサSW4の出力(実空燃比)PFの信頼性低下に起因する劣化誤検出を抑制することが可能になるようにしている。
プS33でYESの場合)、コントロールユニット100は、リニア空燃比センサSW4の劣化診断に先立ち、スロットル開度を調整して空気量Qaの変化率を低減するとともに、目標空燃比A/Fが理論空燃比となるように制御する(ステップS34)。これにより、図5のステップS24の場合と同様に、空気量の変化が少なくなって、リニア空燃比センサSW4の出力(実空燃比)PFの検出精度が高くなるとともに、理論空燃比の状態に燃料供給が復帰することにより、リニア空燃比センサSW4の出力のばらつきが少ない理論空燃比側で劣化診断を実行することが可能になる。
10 エンジン
11 気筒
12 ピストン
20 吸気システム
27 燃料噴射弁
30 排気システム
32 三元触媒
100 コントロールユニット(運転状態検出手段、燃料供給制御手段、判定パラメータ演算手段、劣化判定手段、空気量調整手段の一例)
110 フィードバック制御系
111 基準入力要素
112 補正要素
114 フィードバック要素
124 アクチュエータ
126 バイパス管
127 電子制御式スロットルバルブ
A アイドル運転領域
B 高負荷運転領域
C 低負荷運転領域
C1 減速燃料カット運転領域
DO2 微分値
DO2PK 微分ピーク値
DV 目標値
LL ロードロードライン
M10 制御マップ
Ne エンジン回転数
NEND 診断回数
Ner 非診断時の燃料復帰回転数
NerD 診断時の燃料復帰回転数
SW1 クランク角センサ
SW2 エアフローセンサ
SW3 スロットルセンサ
SW4 リニア空燃比センサ
SW5 アクセル開度センサ
T 過渡時間
Tdia 診断期間
TVO スロットル開度
τ 時定数
Claims (8)
- エンジンの排気ガス中の酸素濃度に基づいて、空燃比のフィードバック制御を実行するフィードバック制御系と、
前記フィードバック制御系に設けられ、前記排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニア空燃比センサと、
少なくとも燃料供給がカットされるタイミングとカットされた燃料供給が復帰するタイミングとを前記エンジンの運転状態として検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された運転状態に基づいて、所定の減速運転領域では燃料供給をカットするとともに該所定の運転領域から外れた場合には燃料の供給を再開する燃料供給制御手段と、
前記燃料供給制御手段が要求負荷の低減に伴って燃料の供給をカットする際の燃料カット開始タイミングと燃料カットが実行されてからエンジン回転数の低減により燃料供給を復帰する燃料復帰開始タイミングの少なくとも何れか一方におけるリニア空燃比センサの出力に基づいて前記リニア空燃比センサのむだ時間と時定数との少なくとも一方を判定パラメータとして演算する判定パラメータ演算手段と、
演算された判定パラメータに基づいて前記リニア空燃比センサの劣化を判定する劣化判定手段と
を備え、
前記燃料供給制御手段は、エンジン回転数が所定の燃料復帰回転数に低減した場合に燃料の供給を復帰するものであるとともに、診断時における前記燃料復帰回転数を、非診断時に比べて高く変更するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - エンジンの排気ガス中の酸素濃度に基づいて、空燃比のフィードバック制御を実行するフィードバック制御系と、
前記フィードバック制御系に設けられ、前記排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニア空燃比センサと、
少なくとも燃料供給がカットされるタイミングとカットされた燃料供給が復帰するタイミングとを前記エンジンの運転状態として検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出された運転状態に基づいて、所定の減速運転領域では燃料供給をカットするとともに該所定の運転領域から外れた場合には燃料の供給を再開する燃料供給制御手段と、
前記燃料供給制御手段が要求負荷の低減に伴って燃料の供給をカットする際の燃料カット開始タイミングと燃料カットが実行されてからエンジン回転数の低減により燃料供給を復帰する燃料復帰開始タイミングの少なくとも何れか一方におけるリニア空燃比センサの出力に基づいて前記リニア空燃比センサのむだ時間と時定数との少なくとも一方を判定パラメータとして演算する判定パラメータ演算手段と、
演算された判定パラメータに基づいて前記リニア空燃比センサの劣化を判定する劣化判定手段と、
劣化診断時の際、燃料カット開始タイミングにおいて判定パラメータを演算する場合には、当該燃料カット開始タイミングの直前に、燃料復帰開始タイミングにおいて判定パラメータを演算する場合には、当該燃料復帰開始タイミングの直後に、非診断時よりも空気量変化を緩和する空気量変化調整手段と
を備えていることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項1または2記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記劣化判定手段は、前記燃料カット開始タイミングでは、リッチからリーンに燃料噴射量が変化した場合のリニア空燃比センサの劣化を判定するものであり、前記燃料復帰開始タイミングでは、リーンからリッチに燃料噴射量が変化した場合のリニア空燃比センサの劣化を判定するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項3記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記判定パラメータ演算手段は、燃料カット開始タイミングと燃料復帰開始タイミングとの双方において、判定パラメータを演算するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項1から4の何れか1項に記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記燃料供給制御手段は、劣化診断時の際、燃料カット開始タイミングにおいて判定パラメータを演算する場合には、当該燃料カット開始タイミングの直前に、燃料復帰開始タイミングにおいて判定パラメータを演算する場合には、当該燃料復帰開始タイミングの直後に、目標空燃比を理論空燃比に設定するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項1から5の何れか1項に記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記判定パラメータ演算手段は、リニア空燃比センサの出力に基づいて、むだ時間と時定数とを区別して演算するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項1から6の何れか1項に記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記判定パラメータ演算手段は、前記リニア空燃比センサの出力を微分した微分値が所定のしきい値に達するまでの時間に基づいてむだ時間を演算するとともに、前記微分値のピークに基づいて時定数を演算するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。 - 請求項6または7記載のリニア空燃比センサの劣化診断装置において、
前記劣化判定手段は、複数の燃料カット開始タイミングと燃料復帰開始タイミングの少なくとも一方の劣化診断を実行するものであるとともに、前記判定パラメータ演算手段が積算した判定パラメータの平均を演算して基準値と比較することにより、前記リニア空燃比センサの劣化を判定するものであることを特徴とするリニア空燃比センサの劣化診断装置。
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