JP4670900B2 - Exhaust sensor control device - Google Patents
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Description
この発明は、排気センサの制御装置に係り、特に、内燃機関の排気ガスの状態を検知するために、排気通路に配置された排気センサの状態を制御する排気センサの制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust sensor control device, and more particularly to an exhaust sensor control device that controls the state of an exhaust sensor disposed in an exhaust passage in order to detect the state of exhaust gas in an internal combustion engine.
従来、例えば特開平4−359142号公報に開示されているように、排気ガスの状態を検知するために、内燃機関の排気通路に酸素センサを配置したシステムが知られている。酸素センサは、活性温度に達することにより排気ガス中の酸素濃度に応じた出力を発生する。このため、酸素センサはヒータを内蔵しており、内燃機関の運転中はそのヒータにより活性温度に加熱される。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-359142, a system is known in which an oxygen sensor is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine in order to detect the state of exhaust gas. The oxygen sensor generates an output corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas when reaching the activation temperature. For this reason, the oxygen sensor has a built-in heater and is heated to the activation temperature by the heater during operation of the internal combustion engine.
排気ガス中には水蒸気が多量に含まれているため、内燃機関の停止後、酸素センサの温度が急激に低下すると、酸素センサのセンサ素子に多量の水が付着する。このような水の付着は、センサ素子に熱衝撃を与え、センサ素子にダメージを与える原因となる。このため、上記従来のシステムは、内燃機関が停止した後、5sec程度の時間は、酸素センサの加熱を継続することとしている。 Since the exhaust gas contains a large amount of water vapor, a large amount of water adheres to the sensor element of the oxygen sensor when the temperature of the oxygen sensor rapidly decreases after the internal combustion engine is stopped. Such adhesion of water gives a thermal shock to the sensor element and causes damage to the sensor element. For this reason, in the conventional system, the oxygen sensor is continuously heated for about 5 seconds after the internal combustion engine is stopped.
内燃機関の停止後に、酸素センサの加熱が5sec程度継続されると、センサ温度の急激な低下が避けられるため、排気通路内に残存する水分がセンサ素子に付着する割合を大きく下げることができる。このため、上記従来のシステムによれば、内燃機関の停止時における酸素センサへの水の付着を抑制して、酸素センサの耐久性を改善することができる。 If the heating of the oxygen sensor is continued for about 5 seconds after the internal combustion engine is stopped, the sensor temperature is prevented from abruptly decreasing, so that the rate at which moisture remaining in the exhaust passage adheres to the sensor element can be greatly reduced. For this reason, according to the conventional system, it is possible to suppress the adhesion of water to the oxygen sensor when the internal combustion engine is stopped, thereby improving the durability of the oxygen sensor.
内燃機関の排気センサは、一般に、内燃機関が始動された後、所定の活性温度に加熱される。この加熱の過程において、排気センサの出力には、センサ素子に対する吸着種の影響により、一時的にずれが発生する。この吸着種は、内燃機関が停止した後、排気センサの温度が低下する過程においてセンサ素子に化学吸着すると推定される。そして、吸着種の影響による排気センサの出力ずれは、吸着種の吸着量が多いほど大きくなる。 The exhaust sensor of an internal combustion engine is generally heated to a predetermined activation temperature after the internal combustion engine is started. During this heating process, the output of the exhaust sensor temporarily shifts due to the influence of adsorbed species on the sensor element. This adsorbed species is presumed to be chemically adsorbed to the sensor element in the process in which the temperature of the exhaust sensor decreases after the internal combustion engine is stopped. And the output deviation of the exhaust sensor due to the influence of the adsorbing species becomes larger as the adsorbing species adsorbing amount increases.
本出願人は、排気センサへの吸着種の吸着量は、内燃機関の停止後における排気センサの温度およびその周辺温度に大きく左右されることを見いだした。具体的には、排気通路が十分に低温となる前に排気センサの温度が吸着種の化学吸着が生じ得る温度域(以下、「吸着温度域」と称す)に低下すると、吸着種が多量に吸着し易いことを見いだした。 The present applicant has found that the amount of adsorbed species adsorbed on the exhaust sensor is greatly influenced by the temperature of the exhaust sensor and its surrounding temperature after the internal combustion engine is stopped. Specifically, if the temperature of the exhaust sensor is lowered to a temperature range where chemical adsorption of adsorbed species can occur (hereinafter referred to as “adsorption temperature range”) before the exhaust passage becomes sufficiently low in temperature, a large amount of adsorbed species I found it easy to adsorb.
特開平4−359142号公報に開示されるシステムによれば、内燃機関の停止後も、5sec程度は酸素センサの加熱が継続される。この点、このシステムは、排気通路の温度が下がる過程で、排気センサ(酸素センサ)の温度が吸着温度域に達するのを遅らせる機能を有していることになる。 According to the system disclosed in JP-A-4-359142, the oxygen sensor continues to be heated for about 5 seconds even after the internal combustion engine is stopped. In this respect, this system has a function of delaying the temperature of the exhaust sensor (oxygen sensor) from reaching the adsorption temperature range in the process of decreasing the temperature of the exhaust passage.
しかしながら、上記従来のシステムは、排気通路の温度が十分に低下するまで酸素センサの加熱を継続するものではない。具体的には、上記従来のシステムにおいて加熱が継続される5sec程度では、排気通路の温度はさほど低下しない。このため、上記従来のシステムは、吸着種の吸着量を低減し得るものではなく、従って、吸着種の影響による排気センサの出力ずれを抑制し得るものではなかった。 However, the conventional system does not continue heating the oxygen sensor until the temperature of the exhaust passage is sufficiently lowered. Specifically, the temperature of the exhaust passage does not decrease so much in about 5 seconds in which heating is continued in the conventional system. For this reason, the above-mentioned conventional system cannot reduce the adsorption amount of the adsorbing species, and therefore cannot suppress the output deviation of the exhaust sensor due to the influence of the adsorbing species.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸着種に起因する排気センサの出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することのできる排気センサの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and eliminates as much as possible the influence of the displacement of the exhaust sensor output caused by the adsorbed species, so that the state of the exhaust gas can be changed immediately after the start of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide an exhaust sensor control device that can detect correctly.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に配置された排気センサの制御装置であって、
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を特性回復値として計数する回復値計数手段と、
前記特性回復値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値であるリーン積算値を計数するリーン積算値計数手段と、
前記リーン積算値が大きいほど、前記特性回復値を大きく、或いは前記回復判定値を小さく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an exhaust sensor arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A recovery value counting means for counting an elapsed time after starting the internal combustion engine, or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
Heater control means for controlling the heater with the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the characteristic recovery value reaches a recovery determination value;
A lean integrated value counting means for counting a lean integrated value that is an integrated value of a time when the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started;
Determination value correction means for correcting the characteristic recovery value to be larger or the recovery determination value to be smaller as the lean integrated value is larger;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、内燃機関の排気通路に配置された排気センサの制御装置であって、
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を特性回復値として計数する回復値計数手段と、
前記特性回復値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として、前記センサ素子の温度が前記目標温度となるように前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
内燃機関の停止時間を計数する停止時間計数手段と、
内燃機関の停止時間が長いほど、特性回復値が回復判定値に達するまでの時間が長くなるように、前記特性回復値を小さく、或いは前記回復判定値を大きく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
The second invention is a control device for an exhaust sensor disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A recovery value counting means for counting an elapsed time after the start of the internal combustion engine or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
A heater that controls the heater so that the temperature of the sensor element becomes the target temperature by setting the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the characteristic recovery value reaches a recovery determination value. Control means;
Stop time counting means for counting the stop time of the internal combustion engine;
Determination value correction means for correcting the recovery value to be smaller or increasing the recovery determination value so that the longer the stop time of the internal combustion engine, the longer the time until the characteristic recovery value reaches the recovery determination value;
It is characterized by providing.
また、第3の発明は、内燃機関の排気通路に配置された排気センサの制御装置であって、
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値であるリーン積算値を計数するリーン積算値計数手段と、
前記リーン積算値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A third invention is an exhaust sensor control device disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A lean integrated value counting means for counting a lean integrated value that is an integrated value of a time when the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started;
Heater control means for controlling the heater with the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the lean integrated value reaches a recovery determination value;
It is characterized by providing.
また、第4の発明は、第3の発明において、
内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を特性回復値として計数する回復値計数手段と、
前記特性回復値が大きいほど、前記リーン積算値を大きく、或いは前記回復判定値を小さく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
A recovery value counting means for counting an elapsed time after starting the internal combustion engine, or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
Determination value correction means for increasing the lean integrated value or reducing the recovery determination value as the characteristic recovery value increases;
It is characterized by providing.
また、第5の発明は、第3または第4の発明において、
内燃機関の停止時間を計数する停止時間計数手段と、
内燃機関の停止時間が長いほど、前記リーン積算値を小さく、或いは前記回復判定値を大きく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
The fifth invention is the third or fourth invention, wherein
Stop time counting means for counting the stop time of the internal combustion engine;
Determination value correction means for correcting the lean integrated value to be smaller or the recovery determination value to be larger as the stop time of the internal combustion engine is longer;
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値(特性回復値)が、回復判定値に達するまで、センサ素子を高温に制御することで、吸着種の早期脱離を促進することができる。このため、本発明によれば、内燃機関の始動後速やかに、吸着種の影響による排気センサの出力ずれを消滅させることができる。また、本発明によれば、内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間が長いほど、特性回復値を早期に回復判定値に到達させること、つまり、センサ素子が高温に制御される時間を短時間にすることができる。空燃比がリーンとされると吸着種の脱離が促進されるため、リーン時間が長いほど吸着種の脱離は短時間で完了する。本発明によれば、センサ素子が高温に制御される時間を、その脱離に要する時間に合わせて、必要最小限の時間に伸縮することができる。 According to the first aspect of the present invention, the sensor element is controlled to a high temperature until the elapsed time after the start of the internal combustion engine or the intake air amount integrated value (characteristic recovery value) reaches the recovery determination value. Early desorption can be promoted. For this reason, according to the present invention, the output deviation of the exhaust sensor due to the influence of the adsorbed species can be eliminated immediately after the internal combustion engine is started. Further, according to the present invention, the longer the time during which the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started, the earlier the characteristic recovery value reaches the recovery determination value, that is, the time during which the sensor element is controlled to a high temperature. Can be shortened. Since the desorption of adsorbed species is promoted when the air-fuel ratio is lean, desorption of adsorbed species is completed in a shorter time as the lean time is longer. According to the present invention, the time during which the sensor element is controlled to a high temperature can be expanded and contracted to the minimum necessary time in accordance with the time required for the desorption.
第2の発明によれば、内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値(特性回復値)が、回復判定値に達するまで、センサ素子を高温に制御することで、吸着種の早期脱離を促進することができる。このため、本発明によれば、内燃機関の始動後速やかに、吸着種の影響による排気センサの出力ずれを消滅させることができる。また、本発明によれば、内燃機関の停止時間が長いほど、特性回復値が回復判定値に到達する時期を遅延させること、つまり、センサ素子が高温に制御される時間を長時間にすることができる。吸着種の吸着量は、内燃機関の停止時間が長いほど多量となるため、その停止時間が長いほど吸着種の脱離には長い時間が必要となる。本発明によれば、センサ素子が高温に制御される時間を、その脱離に要する時間に合わせて、必要最小限の時間に伸縮することができる。 According to the second aspect of the invention, the sensor element is controlled to a high temperature until the elapsed time after starting the internal combustion engine or the intake air amount integrated value (characteristic recovery value) reaches the recovery determination value. Early desorption can be promoted. For this reason, according to the present invention, the output deviation of the exhaust sensor due to the influence of the adsorbed species can be eliminated immediately after the internal combustion engine is started. In addition, according to the present invention, the longer the stop time of the internal combustion engine, the longer the time when the characteristic recovery value reaches the recovery determination value, that is, the longer the time during which the sensor element is controlled to a high temperature. Can do. The amount of adsorption of the adsorbed species increases as the stop time of the internal combustion engine increases, so that the longer the stop time, the longer it takes to desorb the adsorbed species. According to the present invention, the time during which the sensor element is controlled to a high temperature can be expanded and contracted to the minimum necessary time in accordance with the time required for the desorption.
第3の発明によれば、内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値であるリーン積算値が回復判定値に達するまで、センサ素子を高温に制御することで、吸着種の早期脱離を促進することができる。空燃比がリーンとされると吸着種の脱離が促進されるため、リーン積算値が回復判定値に達すれば、吸着種の脱離が完了したと判断できる。このため、本発明によれば、内燃機関の始動後、吸着種の脱離が完了したと判断される時点で、適切に排気センサの高温制御を終了させることができる。 According to the third aspect of the invention, the sensor element is controlled to a high temperature until the lean integrated value, which is the integrated value of the time when the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started, reaches the recovery determination value. Early desorption can be promoted. Since the desorption of the adsorbed species is promoted when the air-fuel ratio is lean, it can be determined that the desorption of the adsorbed species is completed when the lean integrated value reaches the recovery determination value. For this reason, according to the present invention, the high temperature control of the exhaust sensor can be appropriately terminated when it is determined that the desorption of the adsorbed species is completed after the internal combustion engine is started.
第4の発明によれば、内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値(特性回復値)が大きいほど、リーン積算値を早期に回復判定値に到達させること、つまり、センサ素子が高温に制御される時間を短時間にすることができる。吸着種の脱離は、空燃比がリーンであるか否かに依らず、特性回復値が大きくなるに連れて進行する。本発明によれば、その進行をも考慮することにより、排気センサが高温制御される時間を、精度良く必要最小限の時間とすることができる。 According to the fourth invention, the elapsed time after the start of the internal combustion engine, or as the intake air amount accumulated value (characteristic recovery value) is large, thereby reaching the early recovery determination value Lean totalized value, that is, The time during which the sensor element is controlled to a high temperature can be shortened. The desorption of the adsorbed species proceeds as the characteristic recovery value increases regardless of whether the air-fuel ratio is lean. According to the present invention, considering the progress, the time during which the exhaust sensor is controlled at a high temperature can be accurately set to the minimum necessary time.
第5の発明によれば、内燃機関の停止時間が長いほど、リーン積算値が回復判定値に到達する時期を遅延させること、つまり、センサ素子が高温に制御される時間を長時間にすることができる。吸着種の吸着量は、内燃機関の停止時間が長いほど多量となるため、その停止時間が長いほど吸着種の脱離には長い時間が必要となる。本発明によれば、その影響をも考慮することにより、排気センサが高温制御される時間を、精度良く必要最小限の時間とすることができる。 According to the fifth invention, the longer the stop time of the internal combustion engine, by delaying the timing of Lean totalized value reaches the recovery determination value, that is, the long time that the sensor element is controlled to a high temperature can do. The amount of adsorption of the adsorbed species increases as the stop time of the internal combustion engine increases, so that the longer the stop time, the longer it takes to desorb the adsorbed species. According to the present invention, by taking the influence into consideration, the time during which the exhaust sensor is controlled at a high temperature can be accurately set to the necessary minimum time.
実施の形態1.
[実施の形態1のハードウェア構成]
図1は、本発明の実施の形態1において用いられる酸素センサ10の構成を説明するための図である。図1に示す酸素センサ10は、内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中に酸素が存在しているか否か、換言すると、排気空燃比がリーンであるかリッチであるかを検出するために用いられるセンサである。
Embodiment 1 FIG.
[Hardware Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an
酸素センサ10は、カバー12を備えており、このカバー12が排気ガスに晒されるように排気通路に組み付けられる。カバー12には、その内部に排気ガスを導くための孔(図示せず)が設けられている。カバー12の内部には、センサ素子14が配置されている。センサ素子14は、一端(図1における下端)が閉じられた管状の構造を有している。センサ素子14は、ZrO2系の固体電解質で構成された固体電解質層16と、その外側および内側にそれぞれ形成された排気側電極18および大気側電極20を備えている。排気側電極18および大気側電極20は、触媒作用の高いPt系の金属で構成されている。
The
センサ素子14の内側には、大気に開放された大気室22が形成されている。大気室22には、センサ素子14を加熱するためのヒータ24が配置されている。センサ素子14は、550〜600℃程度の活性温度に加熱されることにより活性状態となり、安定した出力を発し得る状態となる。ヒータ24は、後述する制御回路により通電制御されることにより、センサ素子14を上記の活性温度に加熱することができる。
An
図2は、酸素センサ10の制御装置のブロック図である。本実施形態における制御回路は、センサ制御用マイクロコンピュータ30(以下、単に「マイコン30」と称す)と、エンジン制御用ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。マイコン30には、バッテリから電力が供給されていると共に、車両のイグニッションスイッチ(IGスイッチ)よりIGのON/OFF信号が供給されている。マイコン30は、タイマー回路を内蔵しており、IGがOFFされた後も所定の時間は作動することができる。
FIG. 2 is a block diagram of the control device of the
マイコン30には、酸素センサ10のセンサ素子14(より厳密には、排気側電極18および大気側電極20)と、ヒータ24とが接続されている。センサ素子14の排気側電極18と大気側電極20との間には、排気ガス中に酸素が存在するか否かに応じて、異なる起電力が生ずる。マイコン30は、その起電力をセンサ出力として取り込み、排気ガス中に酸素が存在するか否か、つまり、排気空燃比がリーンであるかリッチであるかを判別する。
The
また、マイコン30は、公知の手法でセンサ素子14のインピーダンスを検知する機能を有している。センサ素子14のインピーダンスは、センサ素子14の温度と対応しているため、マイコン30は、そのインピーダンスに基づいてセンサ素子の温度を推定することができる。そのうえで、マイコン30は、センサ素子の温度が目標温度となるように、ヒータ24への通電をフィードバック制御することができる。
The
マイコン30とECU40との間では、センサ情報(酸素センサ10の出力等)や、エンジンおよび車両の情報(吸入空気量、水温等)が授受されている。ECU40は、受信したセンサ情報を利用して、燃料噴射量の空燃比フィードバック等を実行する。また、マイコン30は、受信した車両情報に基づいて、例えば、排気通路の温度推定等を実行することができる。
Between the
[吸着種の影響]
図3(A)は、内燃機関の停止後にセンサ素子14に吸着種が吸着する様子を説明するための図である。また、図3(B)は、内燃機関の始動後に、その吸着種が酸素センサ10の出力に与える影響を説明するための図である。
[Influence of adsorbed species]
FIG. 3A is a diagram for explaining how adsorbed species are adsorbed to the
酸素センサ10は、既述した通り、排気側電極18が排気ガスに晒される状態で用いられる。排気ガス中には、H2OやCO2、更にはO2など種々の成分が含まれている。酸素センサ10が活性状態にある場合は、それらが排気側電極18に吸着されることはないが、内燃機関の停止後、センサ素子14の温度が低下する過程では、それらの成分と排気側電極18との間で化学的な吸着反応が生ずることがある。
As described above, the
本出願人の知見によれば、この吸着反応は、特にセンサ素子14の温度が300℃を下回る温度域で生じ易い。つまり、本出願人は、センサ素子14に吸着種が吸着する温度域(吸着温度域)の上限がほぼ300℃であることを見いだした。内燃機関10の停止後はヒータ24への通電が停止されることから、センサ素子14の温度は、必然的に300℃以下の吸着温度域に低下する。このため、センサ素子14の表面には、内燃機関10の停止後、不可避的に、図3(A)に示すように吸着種が吸着する。
According to the applicant's knowledge, this adsorption reaction is likely to occur particularly in the temperature range where the temperature of the
内燃機関が始動されると、ヒータ24への通電が開始されることから、センサ素子14の温度は上昇する。そして、センサ素子14の温度が吸着温度域を超えると、つまり、300℃を越えると、図3(B)に示すように排気側電極18の表面から吸着種が脱離し初め、また、その表面上で種々の反応が活発化し始める。この際、排気側電極18の表面上で還元物質であるH2が生成されることにより、或いは、排気側電極18上の酸素との反応点が吸着種の存在に起因して減ることにより、酸素センサ10の出力は一時的にリッチ側にシフトする。そして、センサ素子14の昇温と共に吸着種の脱離が進むと、やがてはセンサ出力のリッチずれが解消される。
When the internal combustion engine is started, energization of the
[実施の形態1の課題とその解決原理]
内燃機関の空燃比を、その始動の直後から精度良く制御するためには、酸素センサ10の出力が、可能な限り早期から利用可能となることが望ましい。センサ出力にリッチずれが生じている間は、その出力を直接利用することはできない。このため、吸着種の脱離は、早期に完了することが望ましく、そのためには、内燃機関の停止中にセンサ素子14に吸着される吸着種の量は、可能な限り少量であることが望ましい。
[Problems of First Embodiment and Solution Principle]
In order to accurately control the air-fuel ratio of the internal combustion engine immediately after starting, it is desirable that the output of the
図4は、センサ素子14に対する吸着種の吸着し易さを整理した図である。本出願人は、図4に示すように、吸着種の吸着し易さが、センサ素子14の温度、および排気管温度との関係で有意に変化することを見いだした。つまり、本出願人の知見によれば、センサ素子14の温度が300℃を越える場合には、排気管温度に関わらず、吸着種の吸着は生じない。そして、素子温が300℃を下回り、吸着温度域に属する場合には、排気管温度が80℃を越える領域で吸着種の吸着が生じ易い一方、排気管温度が80℃を下回る領域では吸着種の吸着が生じ難い。
FIG. 4 is a diagram in which the ease of adsorption of adsorbed species to the
図4に示す特性によれば、内燃機関の停止後、排気管温度が80℃を下回るまで、センサ素子14を300℃より高温に維持すれば(条件1)、その過程において吸着種の吸着が生じないことになる。また、排気管温度が80℃を下回った後に素子温を300℃以下に下げることとすれば(条件2)、素子温が常温に低下する過程で生ずる吸着種の量を十分に抑制し得ることになる。そこで、本実施形態では、内燃機関のIGがOFFとされた後に、上記の条件1および2が満たされるように酸素センサ10のヒータ24を制御することとした。
According to the characteristics shown in FIG. 4, after the internal combustion engine is stopped, if the
[実施の形態1における具体的処理]
図5は、上記の機能を実現するためにマイコン30において実行されるルーチンのフローチャートである。尚、図5に示すルーチンは、内燃機関の始動と共に起動され、その後一定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed in the
図5に示すルーチンでは、先ず、内燃機関の停止が認められたか、より具体的には、IGスイッチがOFF出力を発しているか否かが判別される(ステップ100)。その結果、内燃機関の停止が認められなかった場合は、先ず、吸入空気量Gaの積算値GAsumが算出され(ステップ101)、次いで、酸素センサ10のインピーダンスフィードバック制御が実行される(ステップ102)。ここでは、センサ素子14の目標温度が通常値(550〜600℃内の適当な温度)とされているため、本ステップ102の処理が実行されることにより、素子温は550〜600℃に属する活性温度に制御される。
In the routine shown in FIG. 5, first, it is determined whether or not the internal combustion engine has been stopped, or more specifically, whether or not the IG switch is generating an OFF output (step 100). As a result, if the internal combustion engine is not stopped, the integrated value GAsum of the intake air amount Ga is first calculated (step 101), and then the impedance feedback control of the
上記ステップ100において、内燃機関の停止が認められた場合は、次に、内燃機関の停止後の経過時間を計数するためのカウンタTENGSPがインクリメントされる(ステップ104)。尚、TENGSPの値は、内燃機関の始動時にイニシャル処理によりゼロにリセットされているものとする。以下、簡単のため、カウンタTENGSPの計数値を「経過時間TENGSP」と称することにする。
If the stop of the internal combustion engine is recognized in
次に、センサ素子14の目標温度が300℃、つまり、吸着温度域に属しない下限の温度に変更される。より具体的には、ここでは、インピーダンスフィードバック制御において用いられる目標インピーダンスZtgが、300℃の素子温に対応する値Z300に変更される(ステップ106)。
Next, the target temperature of the
次いで、吸入空気量積算値GAsumに基づいて、内燃機関の停止後、ヒータ24の通電を停止するまでの時間の目標値(以下、「停止目標時間THTSP」とする)が算出される(ステップ108)。
Next, based on the intake air amount integrated value GAsum, a target value of time until the
本実施形態において、停止目標時間THTSPは、内燃機関が停止した後、排気管温度が80℃以下となるのに要する所要時間と整合するべき時間である。この所要時間は、内燃機関の停止時に排気管温度が高いほど長時間となる。一方、排気管温度は、内燃機関の始動後、収束値に向かって徐々に上昇する温度であるから、吸入空気量積算値GAsumが大きな値であるほど高温であると考えられる。このため、停止目標時間THTSPと整合するべき上記の所要時間は、内燃機関の停止時に算出されていた吸入空気量積算値GAsumが大きな値であるほど、長時間(但し、上限有り)になると考えられる。 In the present embodiment, the target stop time THTSP is a time that should match the time required for the exhaust pipe temperature to be 80 ° C. or less after the internal combustion engine is stopped. This required time becomes longer as the exhaust pipe temperature is higher when the internal combustion engine is stopped. On the other hand, since the exhaust pipe temperature is a temperature that gradually increases toward the convergence value after the internal combustion engine is started, it is considered that the larger the intake air amount integrated value GAsum, the higher the temperature. For this reason, the above-mentioned required time that should be consistent with the target stop time THTSP is considered to be longer (however, with an upper limit) as the intake air amount integrated value GAsum calculated when the internal combustion engine is stopped is larger. It is done.
図6は、上記ステップ108において、停止目標時間THTSPを算出する際にマイコン30が参照するマップの一例である。このマップにおいて、停止時目標時間THTSPは、上記の所要時間との整合を取るべく、吸入空気量積算値GAsumが大きな値であるほど長い時間となるように定められている。このため、上記ステップ108の処理によれば、内燃機関の停止後、排気管温度が80℃以下となるのに要する所要時間と精度良く整合する時間を、停止目標時間THTSPとして設定することができる。
FIG. 6 is an example of a map that the
次に、内燃機関の停止後の経過時間TENGSPが、停止目標時間THTSPに達しているか否かが判別される(ステップ110)。その結果、TENGSP≧THTSPの成立が認められなかった場合は、未だ、排気管温度が80℃を下回っていないと推定できる。この場合、以後、ステップ102において、インピーダンスフィードバック制御が実行される。ここでは、上記ステップ104の処理により、素子温の目標温度が300℃とされているため、ヒータ24は、センサ素子14が300℃となるように制御される。
Next, it is determined whether or not the elapsed time TENGSP after the internal combustion engine has stopped reaches the target stop time THTSP (step 110). As a result, when the establishment of TENGSP ≧ THTSP is not recognized, it can be estimated that the exhaust pipe temperature is not yet lower than 80 ° C. In this case, thereafter, in
以上の処理が繰り返されることにより、TENGSP≧THTSPの成立が認められるまでは、つまり、排気管温度が80℃を下回ったと推定されるまでは、センサ素子14の温度が300℃になるようにヒータ24の制御が継続される。センサ素子14が300℃を下回らなければ、センサ素子14に吸着種が吸着することはない。また、センサ素子14を300℃に制御することとすれば、最小限の電力消費で吸着種の吸着を阻止することができる。このため、本実施形態の制御装置によれば、内燃機関の停止後、排気管温度が80℃を下回るまでの過程において、吸着種の吸着を効率的に抑制することができる。
By repeating the above processing, the heater is set so that the temperature of the
内燃機関の停止後、十分な時間が経過すると、上記ステップ110においてTENGSP≧THTSPの成立が認められる。この場合、排気管温度が80℃を下回ったと推定することができる。図5に示すルーチンでは、その成立が認められると、ヒータ24への通電が停止され(ヒータ24への通電デューティRDUTYがゼロとされ)、マイコン30によるヒータ制御が終了される(ステップ112)。
When a sufficient time has elapsed after the internal combustion engine is stopped, it is recognized in
ヒータ24への通電が停止されると、以後、センサ素子14の温度は、300℃から常温に向かって低下する。素子温が降下する過程でセンサ素子14には吸着種が吸着するが、その時点では、既にセンサ素子14の周囲環境が高温多湿環境ではなくなっているため、吸着種の吸着量は僅かな量に抑えられる。吸着種の吸着量が僅かであれば、後に内燃機関が再始動された際には、その始動の後、速やかに吸着種の影響が消滅する。このため、本実施形態の制御装置によれば、吸着種に起因する酸素センサ10の出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することができる。
When the energization of the
[実施の形態1における具体的処理の変形例]
次に、実施の形態1における具体的処理の変形例を説明する。酸素センサ10には、センサ出力にリッチずれを生じさせる吸着種が化学吸着する他、排気ガス中に含まれるカーボン成分が付着することがある。このカーボン成分は、センサ素子14を、例えば700℃程度にまで加熱することで焼失させることができる。
[Modification of Specific Processing in Embodiment 1]
Next, a modification of specific processing in the first embodiment will be described. In addition to the chemical adsorption of the adsorbing species that cause a rich shift in the sensor output, the
本実施形態の制御装置は、既述した通り、内燃機関の停止後排気管通路が80℃を下回るまでは、ヒータ24の制御を継続する。その際に一時的にセンサ素子14を700℃まで加熱することとすれば、吸着種の吸着量を減らしつつ、カーボンの焼失をも図ることができる。
As described above, the control device of the present embodiment continues the control of the
図7は、上記の機能を実現するためのルーチンである。図7に示すルーチンは、ステップ104とステップ106の間に、カーボンを焼失させるための処理が挿入されている点を除き、図5に示すルーチンと同様である。以下、図7において、図5に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 7 is a routine for realizing the above function. The routine shown in FIG. 7 is the same as the routine shown in FIG. 5 except that a process for burning out carbon is inserted between
すなわち、図7に示すルーチンでは、ステップ100において内燃機関の停止が認められると、ステップ102の処理に次いで、センサ素子14の目標温度が700℃、つまり、カーボンの焼失を目的とした温度に変更される。より具体的には、ここでは、インピーダンスフィードバック制御において用いられる目標インピーダンスZtgが、700℃の素子温に対応する値Z700に変更される(ステップ120)。
That is, in the routine shown in FIG. 7, when the stop of the internal combustion engine is recognized in
次に、センサ素子14が700℃に達した後の保持時間が5secを超えたか否かが判別される(ステップ122)。保持時間が5secを超えたと判別されるまでは、ステップ102において、目標温度を700℃としたインピーダンスフィードバック制御が実行される。そして、保持時間が5secを超えたと判別された後は、ステップ106の処理が実行されることにより、センサ素子14の目標温度が300℃に変更される。
Next, it is determined whether or not the holding time after the
以上の処理によれば、内燃機関が停止した後、センサ素子14は、ほぼ5sec間だけ700℃に保持され、その後、排気管温度が80℃を下回るまで300℃に制御される。センサ素子14が5secに渡って700℃に保持されれば、そこに付着しているカーボンを焼失させることができる。このため、マイコン30に図7に示すルーチンを実行させることとすれば、温度低下の過程でセンサ素子14に吸着する吸着種の量を抑制しつつ、内燃機関の停止直後にカーボンを焼失させることができる。
According to the above processing, after the internal combustion engine is stopped, the
ところで、上述した実施の形態1では、排気通路に配置されるセンサが酸素センサ10に限定されているが、そのセンサは酸素センサに限らず、排気空燃比に対してリニアな出力を発する空燃比センサであってもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
By the way, in Embodiment 1 mentioned above, the sensor arrange | positioned in an exhaust passage is limited to the
また、上述した実施の形態1においては、内燃機関が停止した後、排気管温度が80℃となるまでの間、必要最小限の電力消費で吸着種の吸着を阻止するべく、センサ素子14の目標温度を300℃に設定することとしているが、その設定温度はこれに限定されるものではない。すなわち、その間の素子温の目標温度は、300℃以上の温度であればよく、消費電力を削減する意味で、好ましくは300〜500℃程度であることが望ましい。
Further, in the first embodiment described above, the
実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態の制御装置は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、マイコン30に、上記図5または図7に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
[Features of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control apparatus according to the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIGS. 1 and 2 to cause the
上述した実施の形態1の装置によれば、内燃機関の停止中にセンサ素子14に吸着される吸着種の量を減らすことができる。しかしながら、この装置によっても、その吸着種の吸着を完全に防ぐことはできない。このため、実施の形態1の装置を用いたとしても、内燃機関の始動後、酸素センサ10の出力に一時的にリッチずれが生ずるのを避けることはできない。
According to the apparatus of the first embodiment described above, the amount of adsorbed species adsorbed by the
ところで、センサ素子14に付着した吸着種は、センサ素子14の温度が300℃を超えることにより脱離し始める。そして、その脱離の速度は、センサ素子14が高温であるほど高速となる。従って、内燃機関の始動後に、センサ素子14の温度を通常の目標温度(550〜600℃程度)より高い温度(例えば800℃)とすれば、吸着種の脱離に要する所要時間を短縮し、センサ出力にリッチずれが生ずる時間を短くすることができる。以下、このような制御を「高温制御」と称す。
By the way, the adsorbed species adhering to the
他方、センサ素子14の耐久性や電力消費の観点からは、センサ素子14が通常の目標温度より高温に制御される時間は短いほど好ましい。このため、そのようなセンサ素子14の高温制御を行うのであれば、吸着種の脱離が完了した時点で速やかにその高温制御が終了されることが望ましい。
On the other hand, from the viewpoint of durability and power consumption of the
本出願人は、吸着種の脱離の速度が、センサ素子14の温度の他、センサ素子14を取り巻く排気ガスの空燃比により左右されることを見いだした。より具体的には、本出願人の知見によれば、吸着種は、脱離に伴って還元物質H2を生じさせるものであることから、排気ガスが酸化雰囲気である場合に、つまり、排気空燃比がリーンである場合に、その離脱が促進される。このため、内燃機関の始動後、排気空燃比がリーンとされた時間(以下、「リーン時間」と称す)が長いほど、吸着種の脱離完了に要する所要時間は短縮される。
The applicant has found that the desorption rate of adsorbed species depends not only on the temperature of the
上述した要求に鑑みると、吸着種の脱離に要する時間が伸縮するのであれば、センサ素子14を高温制御する時間も、その伸縮に対応させて変化させるべきである。そこで、本実施形態では、内燃機関の始動後、リーン時間の積算値を計数しつつセンサ素子14の高温制御を実行し、リーン時間の積算値が大きな値となるほど、その高温制御の実行時間を短縮することした。
In view of the above-described requirements, if the time required for desorption of adsorbed species expands and contracts, the time for high-temperature control of the
[実施の形態2における具体的処理]
図8は、上記の機能を実現するためマイコン30において実行されるルーチンのフローチャートである。図8に示すルーチンでは、先ず、内燃機関が始動しているか否かが判別される(ステップ130)。内燃機関の始動が認められなかった場合は、そのまま今回のルーチンが終了される。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 8 is a flowchart of a routine executed in the
一方、内燃機関の始動が認められた場合は、センサ素子14の目標温度が初期値(例えば550℃)に設定される。より具体的には、ここでは、インピーダンスフィードバック制御において用いられる目標インピーダンスZtgが、通常の目標温度(550℃)に対応する値Z550に設定される(ステップ132)。
On the other hand, when the start of the internal combustion engine is recognized, the target temperature of the
次に、内燃機関の始動時における水温THIが、所定の判定温度TH40(例えば40℃)以上であるか否かが判別される(ステップ134)。THI≧TH40の成立が認められた場合は、停止後再始動までの時間が短く、まだ、センサ素子14にリッチずれを生じさせるほど吸着種が吸着していないと判断できる。この場合は、目標インピーダンスZtgがZ550とされたまま、今回のルーチンが終了される。内燃機関の始動後は、センサ素子14のインピーダンスフィードバック制御が開始される。このため、この場合は、以後、センサ素子14の温度が通常の目標値(550℃)となるように、ヒータ24の通電制御が行われる。
Next, it is determined whether or not the water temperature THI at the start of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined determination temperature TH40 (for example, 40 ° C.) (step 134). When the establishment of THI ≧ TH40 is recognized, it can be determined that the time from the stop to the restart is short and the adsorbed species have not yet been adsorbed so as to cause a rich shift in the
上記ステップ134において、THI≧TH40の成立が認められなかった場合は、センサ素子14に、無視できない程度に吸着種が吸着していると判断できる。この場合は、高温制御を行うべく、センサ素子14の目標温度が高温目標値(例えば800℃)に設定される。より具体的には、ここでは、インピーダンスフィードバック制御において用いられる目標インピーダンスZtgが、高温目標値(800℃)に対応する値Z800に設定される(ステップ136)。
If the establishment of THI ≧ TH40 is not recognized in
尚、ここでは、高温目標値を、その一例として800℃としているが、その値はこれに限定されるものではない。すなわち、高温目標値は、吸着種の脱離が促進できる程度に通常の目標値より高い値であれば良く、例えば、700℃程度であっても十分に脱離促進の効果を得ることが可能である。 Here, the high temperature target value is set to 800 ° C. as an example, but the value is not limited to this. That is, the high temperature target value only needs to be higher than the normal target value so that the desorption of adsorbed species can be promoted. For example, even at about 700 ° C., the effect of promoting desorption can be sufficiently obtained. It is.
次に、酸素センサ10の出力がリーンであるか否かが判別される(ステップ138)。酸素センサ10は、センサ素子14の温度が800℃程度に加熱された状態でも、センサ素子14が通常の目標温度550℃付近に制御されている場合と比してさほど出力特性を変化させない。従って、高温制御の実行中であっても、酸素センサ10の出力に見れば、排気空燃比がリーンであるか否かはある程度正確に判断することができる。
Next, it is determined whether or not the output of the
センサ素子14に吸着している吸着種は、既述した通り、リーン雰囲気中においてその離脱が促進される。このため、上記ステップ138においてセンサ出力がリーンであると判断された場合は、吸着種の脱離が活発化していると判断できる。この場合、高温制御の実行時間を短縮するため、先ず、リーンカウンタTAFLのインクリメント処理が行われる(ステップ140)。次いで、そのリーンカウンタTAFLの計数値に基づいて、回復判定値GAsumTGの修正処理が行われる(ステップ142)。
As described above, the adsorbed species adsorbed on the
一方、上記ステップ138において、センサ出力がリーンでないと判別された場合は、吸着種の脱離が特には促進されていないと判断できる。この場合は、ステップ140および142の処理がジャンプされ、回復判定値GAsumTGが、前回の処理サイクル時の値のまま維持される。
On the other hand, if it is determined in
図8に示すルーチンでは、次に、内燃機関の始動後に生じた吸入空気量Gaの積算値Gasumが算出される(ステップ144)。次いで、吸入空気量Gaが回復判定値GAsumTG以上となっているかが判別される(ステップ146)。 In the routine shown in FIG. 8, next, an integrated value Gasum of the intake air amount Ga generated after the internal combustion engine is started is calculated (step 144). Next, it is determined whether the intake air amount Ga is equal to or greater than the recovery determination value GAsumTG (step 146).
マイコン30には、回復判定値GAsumTGの初期値が記憶されている。この初期値は、内燃機関の始動後、リッチ雰囲気中でセンサ素子14の高温制御が実行された場合に、吸着種の脱離を完了させるのに必要な吸入空気量GAの積算値に定められている。そして、上記ステップ142においては、具体的には、リーンカウンタTAFLの計数値分だけ、つまり、排気通路がリーン雰囲気となり吸着種の脱離が促進された時間分だけ、回復判定値GAsumTGが短縮補正される。その結果、回復判定値GAsumTGは、吸着種の脱離を完了させるために現実に必要な吸入空気量積算値Gasumと精度良く対応する値とされている。
The
このため、上記ステップ146において、GAsum≧GAsumTGの成立が認められなかった場合は、センサ素子14からの吸着種の脱離が未だ完了していないと判断することができる。この場合は、以後、目標インピーダンスZtgがZ800とされたまま今回のルーチンが終了され、センサ素子14の高温制御が更に継続される。
For this reason, when the establishment of GAsum ≧ GAsumTG is not recognized in
一方、上記ステップ146において、GAsum≧GAsumTGの成立が認められた場合は、センサ素子14からの吸着種の脱離が完了したと判断できる。この場合は、インピーダンスフィードバック制御の目標温度が通常値(550℃)に変更される。具体的には、目標インピーダンスZtgがZ550に変更される(ステップ148)。本ステップ148の処理が実行されると、以後、高温制御が終了され、通常のインピーダンスフィードバック制御が開始される。
On the other hand, when the establishment of GAsum ≧ GAsumTG is recognized in
以上の処理によれば、内燃機関の始動後、高温制御を行うことで吸着種の脱離を促進し、センサ出力にリッチずれが生ずる期間を短縮することができる。また、この処理によれば、現実に吸着種の脱離が完了した時点と、高温制御を終了させる時点とを精度良く一致させることができる。このため、本実施形態の制御装置によれば、無駄な電力消費を伴うことなく、また、センサ素子14に対して無駄にダメージを与えることなく、吸着種に起因する酸素センサ10の出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することができる。
According to the above processing, the desorption of adsorbed species can be promoted by performing high temperature control after the internal combustion engine is started, and the period during which a rich shift occurs in the sensor output can be shortened. Moreover, according to this process, the time when the desorption of the adsorbed species is actually completed and the time when the high temperature control is finished can be made to coincide with each other with high accuracy. For this reason, according to the control device of the present embodiment, the output deviation of the
[実施の形態2の変形例等]
ところで、上述した実施の形態2においては、吸入空気量積算値GAsumが回復判定値GAsumTGに達したか否かに基づいて、吸着種の脱離が完了したか否かを判断することとしているが、その判断の手法はこれに限定されるものではない。例えば、その判断は、高温制御の実行時間が目標の時間(回復判定値)に達したか否かに基づいて行うこととしてもよい。
[Modifications of Embodiment 2, etc.]
In the second embodiment described above, it is determined whether or not the desorption of the adsorbed species is completed based on whether or not the intake air amount integrated value GAsum has reached the recovery determination value GAsumTG. The determination method is not limited to this. For example, the determination may be made based on whether or not the execution time of the high temperature control has reached a target time (recovery determination value).
また、上述した実施の形態2においては、リーン時間が長いほど回復判定値GAsumTGを小さくすることで、リーン雰囲気中で脱離が促進される現象を、高温制御の実行時間に反映させることとしているが、その反映の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、リーン時間がながいほど吸入空気量積算値GAsumTGを増加方向に補正することにより、その減少を高温制御の実行時間に反映させることとしてもよい。 In the second embodiment described above, the recovery determination value GAsumTG is reduced as the lean time increases, so that the phenomenon in which desorption is promoted in the lean atmosphere is reflected in the execution time of the high temperature control. However, the reflection method is not limited to this. That is, as the lean time is shorter, the intake air amount integrated value GAsumTG is corrected in the increasing direction, and the decrease may be reflected in the execution time of the high temperature control.
尚、上述した実施の形態2においては、マイコン30が、上記ステップ144の処理を実行することにより前記第1の発明における「回復値計数手段」が、上記ステップ136および146の処理を実行することにより前記第1の発明における「ヒータ制御手段」が、上記ステップ138および140の処理を実行することにより前記第1の発明における「リーン積算値計数手段」が、上記ステップ142の処理を実行することにより前記第1の発明における「判定値補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment described above, the
実施の形態3.
[実施の形態3の特徴]
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態の制御装置は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、マイコン30に、上記図5または図7に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、図9に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
[Features of Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control device according to the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIGS. 1 and 2 to cause the
上述した実施の形態2の装置は、内燃機関の始動後、センサ素子14の高温制御を行うことで、センサ出力にリッチずれが生ずる期間の短縮を図ることとしている。そして、実施の形態2では、始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値を考慮して、高温制御の実行時間を、吸着種の脱離が完了するまでの現実の時間に整合させることとしている。
The apparatus according to the second embodiment described above is intended to shorten the period during which a rich shift occurs in the sensor output by performing high temperature control of the
ところで、吸着種の脱離に必要な所要時間は、内燃機関の始動時にセンサ素子14に吸着していた吸着種の量が多いほど長時間となる。そして、その吸着種の量は、内燃機関の停止時間が長いほど多量となる。このため、吸着種の脱離に必要な時間は、内燃機関の停止時間がながくなるほど長時間となる。そこで、本実施形態では、高温制御の実行時間を、吸着種の脱離に必要な時間に精度良く整合させるために、その実行時間を、内燃機関の停止時間に応じて伸縮させることとした。
By the way, the time required for desorption of adsorbed species becomes longer as the amount of adsorbed species adsorbed on the
[実施の形態3における具体的処理]
図9は、上記の機能を実現するためにマイコン30において実行されるルーチンのフローチャートである。図9に示すルーチンでは、先ず、内燃機関が始動しているか否かが判別される(ステップ150)。その結果、内燃機関の始動が認められなかった場合は、停止後の経過時間TENGSPが計数される(ステップ152)。尚、本実施形態において、マイコン30は、内燃機関が停止している間中、経過時間TENGSPの計数処理を実行し得るものとする。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 9 is a flowchart of a routine executed in the
一方、上記ステップ150において、内燃機関の始動が認められた場合は、センサ素子14の目標温度が初期値(例えば550℃)に設定された後(ステップ154)、始動時水温THIが判定温度TH40以上であるかが判別される(ステップ156)。そして、THI≧TH40の成立が認められた場合は、センサ素子14の目標温度が高温目標値(例えば800℃)に変更される(ステップ158)。尚、これらの処理は、図8に示すステップ132〜136の処理と同一である。
On the other hand, in the case where the start of the internal combustion engine is recognized in
図9に示すルーチンでは、次に、センサ素子14を高温目標値800℃に保持するべき目標の時間(以下、「目標保持時間T800TG」とする)が算出済みであるかが判別される(ステップ160)。その結果、T800TGが算出済みであると判別された場合は、後述するステップ162および164の処理がジャンプされる。
In the routine shown in FIG. 9, next, it is determined whether or not a target time for holding the
一方、T800TGが未だ算出されていないと判別された場合は、停止後の経過時間TENGSPに基づいて、目標保持時間T800TGが算出される(ステップ162)。目標保持時間T800TGは(つまり、高温制御の実行時間は)、吸着種の脱離に要する時間と整合させるべき時間である。従って、その時間T800TGは、吸着種の吸着量が多いほど、つまり、内燃機関の停止後の経過時間TENGSPが長いほど長時間とすることが必要である。本実施形態において、マイコン30には、その要求が満たされるように、経過時間TENGSPとの関係で目標保持時間T800TGを定めたマップが記憶されている。本ステップ162では、そのマップを参照することにより、経過時間TENGSPに対応するT800TGが設定される。その結果、目標保持時間T800TGは、停止後の経過時間TENGSPが長いほど長時間に設定される。
On the other hand, when it is determined that T800TG has not been calculated yet, the target holding time T800TG is calculated based on the elapsed time TENGSP after the stop (step 162). The target holding time T800TG (that is, the execution time of the high temperature control) is a time that should be matched with the time required for desorption of the adsorbed species. Therefore, the time T800TG needs to be longer as the adsorbed species adsorbed amount is larger, that is, as the elapsed time TENGSP after the internal combustion engine is stopped is longer. In the present embodiment, the
図9に示すルーチンでは、次に、停止後の経過時間TENGSPがクリアされる(ステップ164)。以後の処理サイクルでは、ステップ162および164の処理がジャンプされるため、目標保持時間T800TGは、今回の処理サイクルにおいて算出された値に保持されることとなる。
Next, in the routine shown in FIG. 9, the elapsed time TENGSP after the stop is cleared (step 164). In the subsequent processing cycle, the processing of
以上の処理が終わると、次に、センサ素子14の温度が800℃に制御された時間(Ztg=Z800とされた時間、或いは、素子温が現実に800℃に達した後の時間;以下、「高温制御時間T800」とする)が計数される(ステップ166)。次いで、高温制御時間T800が目標保持時間T800TG以上であるかが判別される(ステップ168)。
When the above processing is completed, the time when the temperature of the
その結果、T800≧T800TGの成立が認められなかった場合は、センサ素子14からの吸着種の脱離が未だ完了していないと判断することができる。この場合は、以後、目標インピーダンスZtgがZ800とされたまま今回のルーチンが終了され、センサ素子14の高温制御が更に継続される。
As a result, when the establishment of T800 ≧ T800TG is not recognized, it can be determined that the desorption of the adsorbed species from the
一方、上記ステップ168において、T800≧T800TGの成立が認められた場合は、センサ素子14からの吸着種の脱離が完了したと判断できる。この場合は、インピーダンスフィードバック制御の目標温度が通常値(550℃)に変更される(ステップ170)。その結果、高温制御が終了され、以後、通常のインピーダンスフィードバック制御が開始される。
On the other hand, if the establishment of T800 ≧ T800TG is recognized in
以上の処理によれば、内燃機関の始動後、高温制御を行うことで吸着種の脱離を促進し、センサ出力にリッチずれが生ずる期間を短縮することができる。また、この処理によれば、内燃機関の停止後再始動までの経過時間TENGSPが長いほど、目標保持時間T800を長時間として、現実に吸着種の脱離が完了した時点と、高温制御を終了させる時点とを精度良く一致させることができる。このため、本実施形態の制御装置によれば、無駄な電力消費を伴うことなく、また、センサ素子14に対して無駄にダメージを与えることなく、吸着種に起因する酸素センサ10の出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することができる。
According to the above processing, the desorption of adsorbed species can be promoted by performing high temperature control after the internal combustion engine is started, and the period during which a rich shift occurs in the sensor output can be shortened. In addition, according to this process, the longer the elapsed time TENGSP from the stop of the internal combustion engine to the restart, the longer the target holding time T800, and the time when the desorption of the adsorbed species is actually completed and the high temperature control is finished. It is possible to match the time point to be performed with high accuracy. For this reason, according to the control device of the present embodiment, the output deviation of the
[実施の形態3の変形例等]
ところで、上述した実施の形態3においては、高温制御時間T800が目標保持時間T800TGに達したか否かに基づいて、吸着種の脱離が完了したか否かを判断することとしているが、その判断の手法はこれに限定されるものではない。例えば、その判断は、実施の形態2の場合と同様に、吸入空気量積算値GAsumが回復判定値GAsumTG(この場合は、GAsumTGをTENGSPに応じて設定することになる)に達したか否かに基づいて行うこととしてもよい。
[Modifications of Embodiment 3, etc.]
By the way, in Embodiment 3 described above, it is determined whether or not the desorption of the adsorbed species is completed based on whether or not the high temperature control time T800 has reached the target holding time T800TG. The determination method is not limited to this. For example, as in the case of the second embodiment, the determination is made as to whether or not the intake air amount integrated value GAsum has reached the recovery determination value GAsumTG (in this case, GAsumTG is set according to TENGSP). It is good also as performing based on.
また、上述した実施の形態3においては、停止後の経過時間TENGSPが長いほど目標保持時間T800TGを長くすることで、吸着種の吸着量の影響を高温制御の実行時間に反映させることとしているが、その反映の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、停止後の経過時間TENGSPが長いほど、高温制御時間T800の増加傾向を緩やかにすることにより、吸着量の影響を高温制御の実行時間に反映させることとしてもよい。 In Embodiment 3 described above, the longer the elapsed time TENGSP after the stop, the longer the target holding time T800TG, thereby reflecting the effect of the adsorption amount of the adsorbed species on the execution time of the high temperature control. However, the reflection method is not limited to this. That is, as the elapsed time TENGSP after the stop is longer, the increasing tendency of the high temperature control time T800 may be moderated to reflect the effect of the adsorption amount on the execution time of the high temperature control.
更に、上述した実施の形態3においては、内燃機関の始動後に生じたリーン時間は、高温制御の実行時間に反映させないこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態3の制御装置においても、実施の形態2の場合と同様に、始動後のリーン時間が長いほど、高温制御の実行時間を短縮することとしてもよい。 Further, in the third embodiment described above, the lean time generated after the start of the internal combustion engine is not reflected in the execution time of the high temperature control, but the present invention is not limited to this. That is, also in the control device of the third embodiment, as in the case of the second embodiment, the execution time of the high temperature control may be shortened as the lean time after start-up increases.
尚、上述した実施の形態3においては、高温制御時間T800が前記第2の発明における「特性回復値」に、目標保持時間T800TGが前記第2の発明における「回復判定値」に、それぞれ相当している。また、ここでは、マイコン30が、上記ステップ166の処理を実行することにより前記第2の発明における「回復値計数手段」が、上記ステップ158および168の処理を実行することにより前記第2の発明における「ヒータ制御手段」が、上記ステップ152の処理を実行することにより前記第2の発明における「停止時間計数手段」が、上記ステップ162の処理を実行することにより前記第2の発明における「判定値補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the third embodiment, the high temperature control time T800 corresponds to the “characteristic recovery value” in the second invention, and the target holding time T800TG corresponds to the “recovery determination value” in the second invention. ing. Also, here, the
実施の形態4.
[実施の形態3の特徴]
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施形態の制御装置は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、マイコン30に、上記図5または図7に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、図10に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
[Features of Embodiment 3]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control apparatus according to the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIGS. 1 and 2 to cause the
センサ素子14に吸着している吸着種の脱離は、上述したように、リーン雰囲気において顕著に進行する。このため、その脱離が終了したか否かは、内燃機関の始動後に十分なリーン時間が生じたか否かを見ることでも精度良く判断することができる。そこで、本実施形態では、センサ素子14の高温制御を終了するべき時期を、始動後に生じたリーン時間の積算値に基づいて判定することとした。
As described above, desorption of the adsorbed species adsorbed on the
[実施の形態4における具体的処理]
図10は、上記の機能を実現するためにマイコン30において実行されるルーチンのフローチャートである。図10に示すルーチン中、ステップ180〜190の処理は、それぞれ図8に示すステップ130〜140の処理と同じである。また、図10におけるステップ194の処理は、図8におけるステップ148の処理と同様である。ここでは、説明の重複を避けるため、図10において、図8に示すステップと同じものについては、その説明を省略または簡略することとする。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 10 is a flowchart of a routine executed in the
図10に示すルーチンによれば、内燃機関の始動後、高温制御の必要性が認識されると(ステップ184)、先ず、センサ素子14の目標温度が高温目標値(800℃)に設定される(ステップ186)。次いで、酸素センサ10の出力に基づいて、排気空燃比がリーンとなった時間の積算値TAFLが計数される(ステップ190)。以上の処理は、図8に示すルーチンにおいても実行される処理である。
According to the routine shown in FIG. 10, when the necessity of high temperature control is recognized after the internal combustion engine is started (step 184), first, the target temperature of the
図10に示すルーチンでは、次に、計数されたリーン時間の積算値TAFLが回復判定値TAFLTG以上であるかが判別される(ステップ192)。マイコン30には、リーン時間の積算値TAFLと比較されるべき回復判定値TAFLTGが記憶されている。この回復判定値TAFLTGは、内燃機関の始動後、センサ素子14に吸着している吸着種を完全に脱離させるのに必要なリーン時間に定められている。
In the routine shown in FIG. 10, it is then determined whether the counted lean time integrated value TAFL is greater than or equal to the recovery determination value TAFLTG (step 192). The
このため、上記ステップ192において、TAFL≧TAFLTGの成立が認められなかった場合は、吸着種の脱離完了が未だ判定できないと判断できる。この場合は、以後、目標インピーダンスZtgがZ800とされたまま今回のルーチンが終了され、センサ素子14の高温制御が更に継続される。
For this reason, when the establishment of TAFL ≧ TAFLTG is not recognized in
一方、上記ステップ192において、TAFL≧TAFLTGの成立が認められた場合は、吸着種の脱離が完了したと判断できる。この場合は、インピーダンスフィードバック制御の目標温度が通常値(550℃)に変更される(ステップ194)。その結果、高温制御が終了され、通常のインピーダンスフィードバック制御が開始される。
On the other hand, when the establishment of TAFL ≧ TAFLTG is recognized in
以上の処理によれば、内燃機関の始動後、高温制御を行うことで吸着種の脱離を促進し、センサ出力にリッチずれが生ずる期間を短縮することができる。また、この処理によれば、リーン時間の積算値に着目して高温制御の終了時期を判定することで、吸着種の脱離が現実に完了する時点と、高温制御を終了時点とを、比較的簡単な処理により精度良く一致させることができる。このため、本実施形態の制御装置によれば、無駄な電力消費を伴うことなく、また、センサ素子14に対して無駄にダメージを与えることなく、吸着種に起因する酸素センサ10の出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することができる。
According to the above processing, the desorption of adsorbed species can be promoted by performing high temperature control after the internal combustion engine is started, and the period during which a rich shift occurs in the sensor output can be shortened. Further, according to this process, the end time of the high temperature control is determined by paying attention to the integrated value of the lean time, thereby comparing the time point when the desorption of the adsorbed species is actually completed with the time point when the high temperature control is ended. Can be matched with high accuracy by simple processing. For this reason, according to the control device of the present embodiment, the output deviation of the
[実施の形態4の変形例等]
ところで、上述した実施の形態4においては、高温制御が実行されるべき時間を、リーン時間の積算値TAFLのみに基づいて決めることとしているが、その実行時間は、始動後の吸入空気量積算値GAsum、センサ素子14の高温制御時間T800、停止時からの経過時間TENGSP等に基づいて伸縮させることとしてもよい。具体的には、実施の形態4では固定値とされている回復判定値TAFLTGを、GAsumが大きいほど小さく、T800が長いほど小さく、また、TENGSPが長いほど大きく修正することとしてもよい。或いは、実施の形態4では一定とされている積算値TAFLの増加傾向を、GAsumが大きいほど急激に、T800が長いほど急激に、また、TENGSPが長いほど緩やかに修正することとしてもよい。
[Modifications of Embodiment 4]
In the above-described fourth embodiment, the time during which the high temperature control is to be executed is determined based only on the lean time integrated value TAFL, but the execution time is determined based on the integrated intake air amount after startup. The expansion and contraction may be performed based on GAsum, the high temperature control time T800 of the
尚、上述した実施の形態4においては、マイコン30が、上記ステップ188および190の処理を実行することにより前記第3の発明における「リーン積算値計数手段」が、上記ステップ186および192の処理を実行することにより前記第3の発明における「ヒータ制御手段」が、それぞれ実現されている。また、実施の形態4では、マイコン30に、内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を計数させることにより前記第4の発明における「回復値計数手段」を、その計数値に基づいて回復判定値TAFLTGまたは積算値TAFLの増加傾向を修正させることにより前記第4の発明における「判定値補正手段」を、それぞれ実現することができる。更に、実施の形態4では、マイコン30に、内燃機関の停止後経過時間を計数させることにより前記第5の発明における「停止時間計数手段」を、その計数値に基づいて回復判定値TAFLTGまたは積算値TAFLの増加傾向を修正させることにより前記第5の発明における「判定値補正手段」を、それぞれ実現することができる。
In the above-described fourth embodiment, the
実施の形態5.
[実施の形態5の特徴]
次に、図11および図12を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施形態の制御装置は、図1および図2に示すハードウェア構成を用いて、マイコン30に、上記図5または図7に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、図11に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 5. FIG.
[Features of Embodiment 5]
Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. 11 and FIG. The control device according to the present embodiment uses the hardware configuration shown in FIGS. 1 and 2 to cause the
既に述べた通り、内燃機関の始動直後には、吸着種の影響で、酸素センサ10の出力に一時的なリッチずれが生ずる。そして、吸着種の吸着を完全に阻止することが困難であることから、そのリッチずれの発生を回避することも困難である。ところで、ここで生ずるセンサ出力のリッチずれは、吸着種の脱離量に対して相関を有している。そして、吸着種の脱離量は、脱離の開始時点で存在していた吸着量、つまり、吸着量の初期値と、その後の経過時間とに対して、大きな相関を示す。
As already described, immediately after starting the internal combustion engine, a temporary rich shift occurs in the output of the
このため、吸着種の脱離量は、吸着量の初期値と、脱離開始後の経過時間とに基づいてある程度推定することが可能である。そして、その脱離量が推定できれば、吸着種に起因するセンサ出力のリッチずれ量も、推定することが可能である。更に、そのリッチずれ量が推定できれば、酸素センサ10の出力を補正することが可能であり、リッチずれの生じている期間中でも、排気ガスの状態を正確に検知することが可能である。そこで、本実施形態では、内燃機関の始動後、その始動の時点で生じていた吸着種の吸着量と、脱離開始後の経過時間とに基づき、センサ出力に重畳しているリッチずれ量を算出し、更に、そのずれ量を補正値として酸素センサ10の出力に補正を施すこととした。
For this reason, the desorption amount of the adsorbed species can be estimated to some extent based on the initial value of the adsorption amount and the elapsed time after the start of desorption. If the desorption amount can be estimated, it is also possible to estimate the rich shift amount of the sensor output due to the adsorbed species. Furthermore, if the amount of rich deviation can be estimated, the output of the
[実施の形態5における具体的処理]
図11は、上記の機能を実現するためマイコン30において実行されるルーチンのフローチャートである。図11に示すルーチンでは、先ず、内燃機関が始動しているか否かが判別される(ステップ200)。その結果、内燃機関の始動が認められなかった場合は、停止後の経過時間TENGSPが計数される(ステップ202)。尚、本実施形態において、マイコン30は、内燃機関が停止している間中、経過時間TENGSPの計数処理を実行し得るものとする。
[Specific Processing in Embodiment 5]
FIG. 11 is a flowchart of a routine executed in the
一方、上記ステップ200において、内燃機関の始動が認められた場合は、酸素センサ10のセンサ出力OXSADが読み込まれる(ステップ204)。次いで、センサ素子14の温度が、現時点で300℃以上であるか、つまり、吸着種の脱離が開始される温度に達しているかが判別される(ステップ206)。
On the other hand, if the start of the internal combustion engine is recognized in
素子温が300℃以上でないと判別された場合は、吸着種の影響によるセンサ出力のリッチずれが未だ生じていないと判断できる。この場合は、最終補正値KOXSRがゼロとされた後(ステップ208)、後述するステップ226の処理(最終的なセンサ出力を算出する処理)が実行される。 When it is determined that the element temperature is not 300 ° C. or higher, it can be determined that the sensor output rich shift due to the influence of the adsorbed species has not yet occurred. In this case, after the final correction value KOXSR is set to zero (step 208), processing in step 226 (processing for calculating a final sensor output) described later is executed.
一方、上記ステップ206において、素子温が300℃以上であると判断された場合は、吸着種に起因するリッチずれが生じている可能性があると判断される。この場合は、先ず、素子温が300℃以上となった後の経過時間が、つまり、吸着種の脱離が開始された後の経過時間が、「300℃保持時間T300」として計数される(ステップ210)。 On the other hand, if it is determined in step 206 that the element temperature is 300 ° C. or higher, it is determined that there may be a rich shift caused by the adsorbed species. In this case, first, the elapsed time after the element temperature becomes 300 ° C. or higher, that is, the elapsed time after the desorption of the adsorbed species is started is counted as “300 ° C. holding time T300” ( Step 210).
図11に示すルーチンでは、次に、素子温が通常の目標温度550℃に達したか否かが判別される(ステップ212)。そして、素子温が550℃以上であると判断された場合にのみ、酸素センサ10の活性判定がなされる(ステップ214)。
In the routine shown in FIG. 11, it is next determined whether or not the element temperature has reached the normal target temperature of 550 ° C. (step 212). Only when it is determined that the element temperature is equal to or higher than 550 ° C., the activity of the
これらの処理が終わると、次に、内燃機関の停止中に計数された経過時間TENGSPに基づいて、補正量初期値KOXSRIが算出される(ステップ216)。補正量初期値KOXSRIは、吸着種の脱離が開始された時点で生ずるリッチずれ量を補正するための値である。この値KOXSRIは、吸着量の初期値が大きいほど大きな値とすべきものであり、従って、停止後の経過時間TENGSPが長いほど大きな値とするべきものである。 When these processes are completed, the correction amount initial value KOXSRI is then calculated based on the elapsed time TENGSP counted while the internal combustion engine is stopped (step 216). The correction amount initial value KOXSRI is a value for correcting the amount of rich deviation that occurs when desorption of adsorbed species is started. This value KOXSRI should be a larger value as the initial value of the adsorption amount is larger. Therefore, the value KOXSRI should be a larger value as the elapsed time TENGSP after the stop is longer.
図12(A)は、上記ステップ216において、補正量初期値KOXSRを算出するためにマイコン30が参照するマップの一例である。このマップにおいて、補正量初期値KOXSRIは、吸着量の初期値との整合を取るべく、停止後経過時間TENGSPが長くなるほど大きな値となるように定められている。このため、上記ステップ216の処理によれば、脱離の開始時点で生ずるリッチずれ量と精度良く整合する値を補正量初期値KOXSRIとして設定することができる。
FIG. 12A is an example of a map that the
図11に示すルーチンでは、次に、300℃保持時間T300に基づいて、補正量修正値KOXSRMが算出される(ステップ218)。センサ出力のリッチずれ量は、吸着種の脱離が進むに連れて小さくなる。このため、そのリッチずれ量は、300℃保持時間T300が長くなるに連れて徐々に小さな値となる。本ステップ218において算出される補正量修正値KOXSRMは、このようにしてリッチずれ量に生ずる変化量に対応する値である。
In the routine shown in FIG. 11, next, a correction amount correction value KOXSRM is calculated based on the 300 ° C. holding time T300 (step 218). The rich deviation amount of the sensor output becomes smaller as the adsorption species desorption proceeds. For this reason, the rich shift amount gradually becomes smaller as the 300 ° C. holding time T300 becomes longer. The correction amount correction value KOXSRM calculated in
図12(B)は、上記ステップ218において、補正量修正値KOXSMを算出するためにマイコン30が参照するマップの一例である。このマップにおいて、補正量修正値KOXSRIは、リッチずれ量に生ずる変化量との整合を取るべく、300℃保持時間T300が長くなるほど大きな値となるように定められている。このため、上記ステップ218の処理によれば、脱離の開始後にリッチずれ量に生じた減少量と精度良く整合する値を補正量修正値KOXSRMとして設定することができる。
FIG. 12B is an example of a map that the
補正量初期値KOXSRIと補正量修正値KOXSRMとが上記の如く算出されると、次式に従って、最終補正値KOXSRが算出される(ステップ220)。
KOXSR=KOXSRI−KOXSRM ・・・(1)
When the correction amount initial value KOXSRI and the correction amount correction value KOXSRM are calculated as described above, the final correction value KOXSR is calculated according to the following equation (step 220).
KOXSR = KOXSRI−KOXSRM (1)
図12(C)は、上記(1)式により演算される採取補正値KOXSRの時間的な変化を示す。補正量修正値KOXSRMが、300℃保持時間の増加に伴って増えるため、最終補正値KOXSRは、図12(C)に示すように、補正量初期値KOXSRIを最大値として、300℃保持時間T300の増加と共に徐々に減少する。この最終補正値KOXSRの変化は、吸着種の脱離に起因するセンサ出力のリッチずれ量と精度良く対応するものである。 FIG. 12C shows a temporal change in the sampling correction value KOXSR calculated by the above equation (1). Since the correction amount correction value KOXSRM increases as the 300 ° C. holding time increases, the final correction value KOXSR has a 300 ° C. holding time T300 with the correction amount initial value KOXSRI as the maximum value as shown in FIG. It gradually decreases with the increase of. This change in the final correction value KOXSR accurately corresponds to the rich shift amount of the sensor output caused by the desorption of the adsorbed species.
図11に示すルーチンでは、次に、最終補正値KOXSRの下限値を0にガードするためのガード処理が実行される(ステップ222,224)。次いで、酸素センサ10の出力OXSADと、最終補正値KOXSRとを次式に代入することにより、最終酸素センサ出力OXSFが算出される(ステップ226)。
OXSF=OXSAD−KOXSR ・・・(2)
In the routine shown in FIG. 11, next, a guard process for guarding the lower limit value of the final correction value KOXSR to 0 is executed (
OXSF = OXSAD−KOXSR (2)
以上説明した処理によれば、内燃機関が始動し、吸着種の脱離が開始された後に、リッチずれの大きさと精度良く整合する最終補正値KOXSRを算出することができる。そして、その最終補正値KOXSRを用いてセンサ出力OXSADを補正することで、リッチずれの影響が排除された最終酸素センサ出力OXSFを算出することができる。このため、本実施形態の制御装置によれば、吸着種に起因する酸素センサ10の出力ずれの影響を可能な限り排除して、内燃機関の始動直後から排気ガスの状態を正しく検知することができる。
According to the processing described above, after the internal combustion engine is started and desorption of adsorbed species is started, the final correction value KOXSR that accurately matches the magnitude of the rich shift can be calculated. Then, by correcting the sensor output OXSAD using the final correction value KOXSR, it is possible to calculate the final oxygen sensor output OXSF from which the influence of rich shift is eliminated. For this reason, according to the control device of this embodiment, the influence of the output deviation of the
ところで、上述した実施の形態5においては、リッチずれの大きさが300℃保持時間T300の増加に伴って減少するとの前提に立ち、補正量修正値KOXSRMをT300の関数として求めることとしているが、補正量修正値KOXSRMを求める手法はこれに限定されるものではない。すなわち、補正量修正値KOXSRMは、素子温が300℃を超えた後の吸入空気量GAの積算値や、素子温が300℃を超えた後のリーン時間などの関数として求めることとしてもよい。 By the way, in Embodiment 5 described above, the correction amount correction value KOXSRM is determined as a function of T300 on the assumption that the magnitude of the rich shift decreases as the 300 ° C. holding time T300 increases. The method for obtaining the correction amount correction value KOXSRM is not limited to this. That is, the correction amount correction value KOXSRM may be obtained as a function of the integrated value of the intake air amount GA after the element temperature exceeds 300 ° C., the lean time after the element temperature exceeds 300 ° C., or the like.
10 酸素センサ
14 センサ素子
18 排気側電極
20 大気側電極
24 ヒータ
30 センサ制御用マイクロコンピュータ(マイコン)
40 エンジン制御用ECU(ECU:Electronic Control Unit)
Ztg 目標インピーダンス
GAsum 吸入空気量積算値
TENGSP 内燃機関の停止後の経過時間
THTSP 停止目標時間
GAsumTG;TAFLTG 回復判定値
T800TG 目標保持時間
THI 始動時水温
T300 300℃保持時間
OXSAD 酸素センサ出力
KOXSRI 補正量初期値
KOXSRM 補正量修正値
KOXSR 最終補正値
OXSF 最終酸素センサ出力
DESCRIPTION OF
40 ECU for ECU (Electronic Control Unit)
Ztg Target impedance
GAsum Intake air volume integrated value
TENGSP Elapsed time after engine shutdown
THTSP target stop time
GAsumTG; TAFLTG recovery judgment value
T800TG target retention time
THI start-up water temperature
T300 300 ° C holding time
OXSAD Oxygen sensor output
KOXSRI initial correction value
KOXSRM correction amount correction value
KOXSR final correction value
OXSF Final oxygen sensor output
Claims (5)
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を特性回復値として計数する回復値計数手段と、
前記特性回復値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値であるリーン積算値を計数するリーン積算値計数手段と、
前記リーン積算値が大きいほど、前記特性回復値を大きく、或いは前記回復判定値を小さく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする排気センサの制御装置。 An exhaust sensor control device disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A recovery value counting means for counting an elapsed time after starting the internal combustion engine, or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
Heater control means for controlling the heater with the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the characteristic recovery value reaches a recovery determination value;
A lean integrated value counting means for counting a lean integrated value that is an integrated value of a time when the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started;
Determination value correction means for correcting the characteristic recovery value to be larger or the recovery determination value to be smaller as the lean integrated value is larger;
An exhaust sensor control device comprising:
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後の経過時間、或いは吸入空気量積算値を特性回復値として計数する回復値計数手段と、
前記特性回復値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として、前記センサ素子の温度が前記目標温度となるように前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
内燃機関の停止時間を計数する停止時間計数手段と、
内燃機関の停止時間が長いほど、特性回復値が回復判定値に達するまでの時間が長くなるように、前記特性回復値を小さく、或いは前記回復判定値を大きく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする排気センサの制御装置。 An exhaust sensor control device disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A recovery value counting means for counting an elapsed time after the start of the internal combustion engine or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
A heater that controls the heater so that the temperature of the sensor element becomes the target temperature by setting the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the characteristic recovery value reaches a recovery determination value. Control means;
Stop time counting means for counting the stop time of the internal combustion engine;
Determination value correction means for correcting the recovery value to be smaller or increasing the recovery determination value so that the longer the stop time of the internal combustion engine, the longer the time until the characteristic recovery value reaches the recovery determination value;
An exhaust sensor control device comprising:
前記排気センサは、排気ガスの状態に応じた出力を発生するセンサ素子と、前記センサ素子を加熱するためのヒータとを備え、
内燃機関の始動後に空燃比がリーンとされた時間の積算値であるリーン積算値を計数するリーン積算値計数手段と、
前記リーン積算値が回復判定値に達するまで、前記センサ素子の目標温度を通常の目標温度より高温の回復目標温度として前記ヒータを制御するヒータ制御手段と、
を備えることを特徴とする排気センサの制御装置。 An exhaust sensor control device disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
The exhaust sensor includes a sensor element that generates an output corresponding to a state of exhaust gas, and a heater for heating the sensor element,
A lean integrated value counting means for counting a lean integrated value that is an integrated value of a time when the air-fuel ratio is made lean after the internal combustion engine is started;
Heater control means for controlling the heater with the target temperature of the sensor element as a recovery target temperature higher than a normal target temperature until the lean integrated value reaches a recovery determination value;
An exhaust sensor control device comprising:
前記特性回復値が大きいほど、前記リーン積算値を大きく、或いは前記回復判定値を小さく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項3記載の排気センサの制御装置。 A recovery value counting means for counting an elapsed time after starting the internal combustion engine, or an intake air amount integrated value as a characteristic recovery value;
Determination value correction means for increasing the lean integrated value or reducing the recovery determination value as the characteristic recovery value increases;
The exhaust sensor control device according to claim 3, further comprising:
内燃機関の停止時間が長いほど、前記リーン積算値を小さく、或いは前記回復判定値を大きく補正する判定値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項3または4記載の排気センサの制御装置。 Stop time counting means for counting the stop time of the internal combustion engine;
Determination value correction means for correcting the lean integrated value to be smaller or the recovery determination value to be larger as the stop time of the internal combustion engine is longer;
The exhaust sensor control device according to claim 3 or 4, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008137125A JP4670900B2 (en) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Exhaust sensor control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008137125A JP4670900B2 (en) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Exhaust sensor control device |
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JP2003269231A (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | Heater control device of exhaust gas sensor |
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