JP5041294B2 - Air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis device - Google Patents

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Description

本発明は空燃比センサの異常診断装置に係り、特に、内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサの異常診断装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis device, and more particularly to an air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis device arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine.

触媒を利用した排気ガス浄化システムを備える内燃機関では、触媒による排気ガスの有害成分の浄化を有効に行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に、排気ガスの特定成分の濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサを設け、その検出された空燃比を所定の目標空燃比に近づけるようフィードバック制御を実施している。   In an internal combustion engine equipped with an exhaust gas purification system using a catalyst, in order to effectively remove harmful components of exhaust gas by the catalyst, the mixture ratio of air and fuel in the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine, that is, the air-fuel ratio is reduced. Control is essential. In order to perform such control of the air-fuel ratio, an air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine based on the concentration of a specific component of the exhaust gas, and the detected air-fuel ratio is set to a predetermined target air-fuel ratio. Feedback control is carried out so that it can approach.

ところで、空燃比センサに劣化、故障等の異常を来すと、正確な空燃比フィードバック制御が実行できなくなり排ガスエミッションが悪化する。よって空燃比センサの異常を診断することが従来から行われている。特に、自動車に搭載されたエンジンの場合、排ガスが悪化した状態での走行を未然に防止するため、車載状態(オンボード)で空燃比センサの異常を検出することが各国法規等からも要請されている。   By the way, if an abnormality such as deterioration or failure occurs in the air-fuel ratio sensor, accurate air-fuel ratio feedback control cannot be performed, and exhaust gas emission deteriorates. Therefore, it has been conventionally performed to diagnose abnormality of the air-fuel ratio sensor. In particular, in the case of an engine mounted on an automobile, it is requested by the laws and regulations of each country to detect an abnormality in the air-fuel ratio sensor in an on-board state (onboard) in order to prevent traveling in a state where exhaust gas has deteriorated. ing.

例えば特許文献1には、燃料噴射量を周期的に増減したときの空燃比センサ出力の軌跡長に基づいて空燃比センサの異常を検出する装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an apparatus that detects an abnormality of an air-fuel ratio sensor based on a trajectory length of an air-fuel ratio sensor output when the fuel injection amount is periodically increased or decreased.

特開2005−30358号公報JP 2005-30358 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、空燃比センサ自体が正常なのか異常なのかは判別できるものの、空燃比センサの特性のうち、いずれが正常なのか異常なのかを判別することができない。即ち、空燃比センサには複数の特性が含まれているが、特許文献1に記載の技術だと、これら特性のうちのいずれが異常なのかまでは判別することができない。   However, although the technique described in Patent Document 1 can determine whether the air-fuel ratio sensor itself is normal or abnormal, it cannot determine which of the characteristics of the air-fuel ratio sensor is normal or abnormal. That is, the air-fuel ratio sensor includes a plurality of characteristics, but with the technique described in Patent Document 1, it is impossible to determine which of these characteristics is abnormal.

そこで本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、空燃比センサに含まれる個々の特性の異常を好適に診断することができる空燃比センサの異常診断装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device for an air-fuel ratio sensor that can preferably diagnose abnormality of individual characteristics included in the air-fuel ratio sensor. There is.

本発明の一形態によれば、
内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサの異常診断装置であって、
燃料噴射弁からの燃料噴射量を周期的に増減して入力としての空燃比を所定の中心空燃比に対してリッチ側及びリーン側に交互に切り替えるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、
アクティブ制御中、前記燃料噴射弁から前記空燃比センサまでの系を一次遅れ要素によりモデル化してなるモデルに対する前記入力と、前記空燃比センサの出力とに基づき、前記一次遅れ要素におけるパラメータを同定する同定手段と、
前記同定手段により同定されたパラメータに基づき、前記空燃比センサの所定の特性の異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記アクティブ制御手段は、前記中心空燃比に相当する燃料噴射量(中心噴射量)を所定の学習値に基づいて算出し、この中心噴射量に基づいてアクティブ制御中の燃料噴射量を算出して前記燃料噴射弁から噴射させるものであり、
前記学習値は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に学習されるものであり、
前記アクティブ制御及び同定の実行中に内燃機関の運転状態が学習完了領域と学習未完了領域との間で移行したとき、移行直後に同定を一時的に停止させるか、又は移行と同時に前記アクティブ制御及び同定を中止させる移行時禁止手段をさらに備える
ことを特徴とする空燃比センサの異常診断装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
An abnormality diagnosis apparatus for an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Active control means for performing active control for periodically switching the fuel injection amount from the fuel injection valve to alternately switch the air-fuel ratio as an input to a rich side and a lean side with respect to a predetermined center air-fuel ratio;
During active control, parameters in the first-order lag element are identified based on the input to a model obtained by modeling the system from the fuel injection valve to the air-fuel ratio sensor with a first-order lag element and the output of the air-fuel ratio sensor. An identification means;
An abnormality determining means for determining an abnormality of a predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor based on the parameter identified by the identifying means;
The active control means calculates a fuel injection amount (center injection amount) corresponding to the central air-fuel ratio based on a predetermined learning value, and calculates a fuel injection amount during active control based on the central injection amount. Injecting from the fuel injection valve,
The learning value is learned for each operation region of the internal combustion engine divided into a plurality of parts,
When the operation state of the internal combustion engine shifts between the learning completion region and the learning incomplete region during execution of the active control and identification, the identification is temporarily stopped immediately after the transition, or the active control is performed simultaneously with the transition. And an abnormality diagnosis device for an air-fuel ratio sensor, further comprising a transition prohibiting means for canceling the identification.

この本発明の一形態によれば、単に空燃比センサの異常が判定されるのではなく、空燃比センサの所定の特性の異常が判定される。よって空燃比センサの複数の特性のうち、いずれが異常なのかを判別することができ、空燃比センサの異常診断をより緻密且つ詳細に実行することができる。特に、内燃機関の運転領域毎に学習値が学習され、この学習値に基づいて中心噴射量が算出され、この中心噴射量に基づいてアクティブ制御中の燃料噴射量(アクティブ噴射量)が算出される。このとき、アクティブ制御及び同定の実行中に内燃機関の運転状態が学習値の学習完了領域と学習未完了領域との間で移行すると、中心噴射量を正確に算出できなくなる虞がある。そこで本発明の一形態では、移行直後に同定を一時的に停止するか、又は移行と同時にアクティブ制御及び同定を中止させる。こうすることにより、前者の場合には移行直後の待ち時間を設けて、その間の不正確な中心噴射量に基づく不正確なアクティブ噴射量の算出、ひいては不正確な入力による同定を防止することができる。他方、後者の場合には、移行と同時にアクティブ制御及び同定を中止させるので、やはり同様に不正確な入力による同定を防止することができる。こうしてパラメータの同定精度、ひいては診断精度を向上することが可能となる。   According to this aspect of the present invention, the abnormality of the predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor is determined instead of simply determining the abnormality of the air-fuel ratio sensor. Therefore, it can be determined which of the plurality of characteristics of the air-fuel ratio sensor is abnormal, and the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor can be executed more precisely and in detail. In particular, a learning value is learned for each operating region of the internal combustion engine, a central injection amount is calculated based on the learning value, and a fuel injection amount (active injection amount) during active control is calculated based on the central injection amount. The At this time, if the operating state of the internal combustion engine shifts between a learning value learning completion region and a learning incomplete region during execution of active control and identification, the center injection amount may not be accurately calculated. Therefore, in one embodiment of the present invention, the identification is temporarily stopped immediately after the transition, or the active control and the identification are stopped simultaneously with the transition. In this way, in the former case, a waiting time immediately after the transition is provided, so that an incorrect active injection amount calculation based on an inaccurate center injection amount during that time, and thus an identification by an incorrect input can be prevented. it can. On the other hand, in the latter case, the active control and the identification are stopped simultaneously with the transition, so that the identification by the incorrect input can be similarly prevented. In this way, it is possible to improve the parameter identification accuracy and thus the diagnosis accuracy.

好ましくは、前記移行時禁止手段は、移行直後に同定を一時的に停止させるものであり、且つ、前記移行時から、前記アクティブ制御が所定周期を終了するまでの間、同定を停止させるものである。   Preferably, the transition prohibition means temporarily stops identification immediately after the transition, and stops the identification from the transition to the end of the predetermined period of the active control. is there.

好ましくは、前記学習値は、空燃比学習値とパージ濃度学習値とを含む。   Preferably, the learning value includes an air-fuel ratio learning value and a purge concentration learning value.

本発明の他の形態によれば、
内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサの異常診断装置であって、
燃料噴射弁からの燃料噴射量を周期的に増減して入力としての空燃比を所定の中心空燃比に対してリッチ側及びリーン側に交互に切り替えるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、
アクティブ制御中、前記燃料噴射弁から前記空燃比センサまでの系を一次遅れ要素によりモデル化してなるモデルに対する前記入力と、前記空燃比センサの出力とに基づき、前記一次遅れ要素におけるパラメータを同定する同定手段と、
前記同定手段により同定されたパラメータに基づき、前記空燃比センサの所定の特性の異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記内燃機関は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記蒸発燃料を含むパージガスを前記キャニスタから吸気通路に吸入させるパージを実行するパージ手段とを備え、
前記アクティブ制御手段は、前記パージ及びアクティブ制御の実行中、前記中心空燃比に相当する燃料噴射量(中心噴射量)を、空燃比学習値とパージ濃度学習値とを含む学習値に基づいて算出すると共に、前記吸気通路に吸入されるパージガスに含まれる燃料量(パージ燃料量)を前記パージ濃度学習値に基づいて推定し、これら中心噴射量と推定パージ燃料量とに基づいてアクティブ制御中の燃料噴射量を算出して前記燃料噴射弁から噴射させるものである
ことを特徴とする空燃比センサの異常診断装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
An abnormality diagnosis apparatus for an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Active control means for performing active control for periodically switching the fuel injection amount from the fuel injection valve to alternately switch the air-fuel ratio as an input to a rich side and a lean side with respect to a predetermined center air-fuel ratio;
During active control, parameters in the first-order lag element are identified based on the input to a model obtained by modeling the system from the fuel injection valve to the air-fuel ratio sensor with a first-order lag element and the output of the air-fuel ratio sensor. An identification means;
An abnormality determining means for determining an abnormality of a predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor based on the parameter identified by the identifying means;
The internal combustion engine includes a canister that adsorbs the evaporated fuel generated in a fuel tank, and a purge unit that performs a purge for sucking the purge gas containing the evaporated fuel from the canister into the intake passage,
The active control means calculates a fuel injection amount (center injection amount) corresponding to the central air-fuel ratio based on a learning value including an air-fuel ratio learning value and a purge concentration learning value during execution of the purge and active control. In addition, the fuel amount (purge fuel amount) contained in the purge gas sucked into the intake passage is estimated based on the purge concentration learning value, and active control is being performed based on the central injection amount and the estimated purge fuel amount. An abnormality diagnosis device for an air-fuel ratio sensor, characterized in that a fuel injection amount is calculated and injected from the fuel injection valve is provided.

この本発明の他の形態によっても、単に空燃比センサの異常が判定されるのではなく、空燃比センサの所定の特性の異常が判定されるので、空燃比センサの異常診断をより緻密且つ詳細に実行することができる。特に、パージ及びアクティブ制御の実行中には、実際のパージ燃料量がパージ濃度学習値に基づいて推定され、この推定パージ燃料量に基づいてアクティブ噴射量が算出される。従って、実際のパージ燃料量の増減の影響をアクティブ噴射量に色濃く反映させることができ、実際のパージ燃料量の大小に拘わらず、アクティブ噴射量の算出精度を高め、ひいては入力の精度を向上し、同定精度や診断精度を高めることが可能となる。   According to the other embodiment of the present invention, the abnormality of the air-fuel ratio sensor is not simply determined, but the abnormality of a predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor is determined. Can be executed. In particular, during execution of the purge and active control, the actual purge fuel amount is estimated based on the purge concentration learning value, and the active injection amount is calculated based on the estimated purge fuel amount. Therefore, the effect of the increase / decrease in the actual purge fuel amount can be reflected in the active injection amount, and the calculation accuracy of the active injection amount is improved regardless of the actual purge fuel amount, thereby improving the input accuracy. It becomes possible to improve identification accuracy and diagnostic accuracy.

好ましくは、前記一次遅れ要素におけるパラメータが少なくともゲインと時定数を含み、前記空燃比センサの所定の特性が少なくとも前記ゲインに対応した出力と前記時定数に対応した応答性とを含む。   Preferably, the parameter in the first-order lag element includes at least a gain and a time constant, and the predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor includes at least an output corresponding to the gain and responsiveness corresponding to the time constant.

これにより、空燃比センサの代表的な特性である出力と応答性について個別に且つ同時に診断を行うことができ、より緻密で詳細な異常診断を実行することができる。   As a result, the output and responsiveness, which are typical characteristics of the air-fuel ratio sensor, can be diagnosed individually and simultaneously, and a more detailed and detailed abnormality diagnosis can be executed.

本発明によれば、空燃比センサに含まれる個々の特性の異常を好適に診断することができるという、優れた効果が発揮される。   According to the present invention, an excellent effect that an abnormality of each characteristic included in the air-fuel ratio sensor can be suitably diagnosed is exhibited.

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。
図1は、本実施形態に係る内燃機関の概略図である。図示されるように、内燃機関1は、シリンダブロック2に形成された燃焼室3の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室3内でピストン4を往復移動させることにより動力を発生する。本実施形態の内燃機関1は車両用多気筒エンジン(例えば4気筒エンジン、1気筒のみ図示)であり、火花点火式内燃機関、より具体的にはガソリンエンジンである。但し、内燃機関の形式、種類、用途等は特に限定されない。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine according to the present embodiment. As shown in the figure, the internal combustion engine 1 generates power by burning a mixture of fuel and air inside a combustion chamber 3 formed in a cylinder block 2 and reciprocating a piston 4 in the combustion chamber 3. To do. The internal combustion engine 1 of the present embodiment is a vehicular multi-cylinder engine (for example, a four-cylinder engine, only one cylinder is shown), and is a spark ignition internal combustion engine, more specifically a gasoline engine. However, the type, type, application, etc. of the internal combustion engine are not particularly limited.

内燃機関1のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Viと、排気ポートを開閉する排気弁Veとが気筒ごとに配設されている。各吸気弁Viおよび各排気弁Veは図示しないカムシャフトによって開閉させられる。また、シリンダヘッドの頂部には、燃焼室3内の混合気に点火するための点火プラグ7が気筒ごとに取り付けられている。   In the cylinder head of the internal combustion engine 1, an intake valve Vi for opening and closing the intake port and an exhaust valve Ve for opening and closing the exhaust port are provided for each cylinder. Each intake valve Vi and each exhaust valve Ve are opened and closed by a camshaft (not shown). A spark plug 7 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 3 is attached to the top of the cylinder head for each cylinder.

各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介して吸気集合室であるサージタンク8に接続されている。サージタンク8の上流側には吸気集合通路をなす吸気管13が接続されており、吸気管13の上流端にはエアクリーナ9が設けられている。そして吸気管13には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ5と、電子制御式スロットルバルブ10とが組み込まれている。吸気ポート、枝管、サージタンク8及び吸気管13により吸気通路が形成される。   The intake port of each cylinder is connected to a surge tank 8 serving as an intake air collecting chamber via a branch pipe for each cylinder. An intake pipe 13 that forms an intake manifold passage is connected to the upstream side of the surge tank 8, and an air cleaner 9 is provided at the upstream end of the intake pipe 13. An air flow meter 5 for detecting the intake air amount and an electronically controlled throttle valve 10 are incorporated in the intake pipe 13 in order from the upstream side. An intake passage is formed by the intake port, the branch pipe, the surge tank 8 and the intake pipe 13.

吸気通路、特に吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)12が気筒ごとに配設される。インジェクタ12から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Viの開弁時に燃焼室3に吸入され、ピストン4で圧縮され、点火プラグ7で点火燃焼させられる。   An injector (fuel injection valve) 12 that injects fuel into the intake passage, particularly into the intake port, is provided for each cylinder. The fuel injected from the injector 12 is mixed with intake air to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 3 when the intake valve Vi is opened, compressed by the piston 4, and ignited and burned by the spark plug 7. It is done.

一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気集合通路をなす排気管6に接続されている。排気ポート、枝管及び排気管6により排気通路が形成される。排気管6には、その上流側と下流側とに三元触媒からなる触媒11,19が取り付けられている。上流側触媒11の前後の位置にそれぞれ排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ17,18、即ち触媒前センサ及び触媒後センサ17,18が設置されている。これら触媒前センサ及び触媒後センサ17,18は排気ガス中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する。触媒前センサ17は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した電流信号を出力する。他方、触媒後センサ18は所謂O2センサからなり、理論空燃比を境に出力電圧が急変する特性を持つ。 On the other hand, the exhaust port of each cylinder is connected to an exhaust pipe 6 forming an exhaust collecting passage through a branch pipe for each cylinder. An exhaust passage is formed by the exhaust port, the branch pipe, and the exhaust pipe 6. Catalysts 11 and 19 made of a three-way catalyst are attached to the exhaust pipe 6 on the upstream side and the downstream side. Air-fuel ratio sensors 17 and 18 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas, that is, pre-catalyst sensors and post-catalyst sensors 17 and 18 are installed at positions before and after the upstream catalyst 11, respectively. These pre-catalyst sensors and post-catalyst sensors 17 and 18 detect the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas. The pre-catalyst sensor 17 is a so-called wide-area air-fuel ratio sensor, can continuously detect an air-fuel ratio over a relatively wide area, and outputs a current signal proportional to the air-fuel ratio. On the other hand, the post-catalyst sensor 18 is a so-called O 2 sensor, and has a characteristic that the output voltage changes suddenly at the theoretical air-fuel ratio.

上述の点火プラグ7、スロットルバルブ10及びインジェクタ12等は、制御手段としての電子制御ユニット(以下ECUと称す)20に電気的に接続されている。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またECU20には、図示されるように、前述のエアフローメータ5、触媒前センサ17、触媒後センサ18のほか、内燃機関1のクランク角を検出するクランク角センサ14、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ15、その他の各種センサが図示されないA/D変換器等を介して電気的に接続されている。ECU20は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ7、スロットルバルブ10、インジェクタ12等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。なおスロットル開度は通常アクセル開度に応じた開度に制御される。   The spark plug 7, the throttle valve 10, the injector 12, and the like described above are electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 as control means. The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, and the like, all not shown. In addition to the air flow meter 5, the pre-catalyst sensor 17, and the post-catalyst sensor 18, the ECU 20 includes a crank angle sensor 14 that detects the crank angle of the internal combustion engine 1 and an accelerator that detects the accelerator opening, as shown in the figure. The opening sensor 15 and other various sensors are electrically connected via an A / D converter or the like (not shown). The ECU 20 controls the ignition plug 7, the throttle valve 10, the injector 12, etc. so as to obtain a desired output based on the detection values of various sensors, etc., and the ignition timing, fuel injection amount, fuel injection timing, throttle opening. Control the degree etc. The throttle opening is normally controlled to an opening corresponding to the accelerator opening.

触媒11,19は、これに流入する排気ガスの空燃比A/Fが理論空燃比(ストイキ、例えばA/F=14.6)のときにNOx ,HCおよびCOを同時に浄化する。そしてこれに対応して、ECU20は、内燃機関の通常運転時、触媒11,19に流入する排気ガスの空燃比A/Fが理論空燃比に等しくなるように、空燃比を制御する(所謂ストイキ制御)。具体的にはECU20は、理論空燃比に等しい目標空燃比A/Ftを設定すると共に、燃焼室3内に流入する混合気の空燃比を目標空燃比A/Ftに一致させるような基本噴射量を算出する。そして、触媒前センサ17によって検出される実際の空燃比と目標空燃比A/Ftとの差に応じて基本噴射量をフィードバック補正し、この補正後の噴射量に応じた通電時間だけインジェクタ12を通電(オン)する。この結果、触媒11,19に供給される排気ガスの空燃比は理論空燃比近傍に保たれ、触媒11,19において最大の浄化性能が発揮されるようになる。このようにECU20は、触媒前センサ17によって検出される実際の空燃比が目標空燃比A/Ftに近づくように空燃比ないし燃料噴射量をフィードバック制御する。なお、触媒後センサ18は、このような空燃比フィードバック制御における中心空燃比のズレを補正するために設けられている。   The catalysts 11 and 19 simultaneously purify NOx, HC and CO when the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas flowing into the catalyst 11 and 19 is the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric, for example, A / F = 14.6). In response to this, the ECU 20 controls the air-fuel ratio so that the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas flowing into the catalysts 11 and 19 becomes equal to the stoichiometric air-fuel ratio during normal operation of the internal combustion engine (so-called stoichiometric). control). Specifically, the ECU 20 sets a target air-fuel ratio A / Ft that is equal to the stoichiometric air-fuel ratio, and makes the basic injection amount such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 3 matches the target air-fuel ratio A / Ft. Is calculated. Then, the basic injection amount is feedback-corrected according to the difference between the actual air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 and the target air-fuel ratio A / Ft, and the injector 12 is operated for the energization time corresponding to the corrected injection amount. Energize (turn on). As a result, the air-fuel ratio of the exhaust gas supplied to the catalysts 11 and 19 is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio, and the maximum purification performance is exhibited in the catalysts 11 and 19. Thus, the ECU 20 feedback-controls the air-fuel ratio or the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 approaches the target air-fuel ratio A / Ft. The post-catalyst sensor 18 is provided to correct the deviation of the center air-fuel ratio in such air-fuel ratio feedback control.

加えて、内燃機関1には、燃料タンク30内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタ31と、前記蒸発燃料を含むパージガスをキャニスタ31から吸気通路に吸入させるパージを実行するパージ手段とが備えられている。キャニスタ31は、その内部に活性炭を備えており、燃料タンク30内の蒸発燃料を入口31Aから導入して吸着する。本実施形態のキャニスタ31は燃料タンク30の内部に配置されているが、外部に配置されていてもよい。キャニスタ31は、大気導入口31Bを備えると共に、パージ通路32を介してパージガスを内燃機関1の吸気通路に送出する。パージ通路32は、スロットルバルブ10とサージタンク8の間の吸気管13に連通されている。パージ通路32には、その内部を流れるパージガスの流量を制御するためのパージ制御弁33が設けられている。パージ制御弁33は、ECU20によりデューティ制御されることによりその開度が制御される。このようにECU20、パージ制御弁33及びパージ通路32によりパージ手段が構成される。   In addition, the internal combustion engine 1 is provided with a canister 31 that adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank 30 and a purge unit that performs a purge for sucking the purge gas containing the evaporated fuel from the canister 31 into the intake passage. ing. The canister 31 is provided with activated carbon inside thereof, and the evaporated fuel in the fuel tank 30 is introduced and adsorbed through the inlet 31A. The canister 31 according to the present embodiment is disposed inside the fuel tank 30, but may be disposed outside. The canister 31 includes an air introduction port 31 </ b> B and sends purge gas to the intake passage of the internal combustion engine 1 through the purge passage 32. The purge passage 32 communicates with the intake pipe 13 between the throttle valve 10 and the surge tank 8. The purge passage 32 is provided with a purge control valve 33 for controlling the flow rate of the purge gas flowing through the purge passage 32. The opening degree of the purge control valve 33 is controlled by the ECU 20 being duty controlled. Thus, the ECU 20, the purge control valve 33 and the purge passage 32 constitute a purge means.

燃料タンク30内には、フューエルポンプ34とフューエルフィルタ35とプレッシャレギュレータ36が設けられ、フューエルポンプ34により吸引された燃料はフューエルフィルタ35を通過した後プレッシャレギュレータ36により調圧され、燃料通路37を介してデリバリパイプ38に送られる。このデリバリパイプ38に貯留された燃料がインジェクタ12から噴射される。   A fuel pump 34, a fuel filter 35, and a pressure regulator 36 are provided in the fuel tank 30, and the fuel sucked by the fuel pump 34 is regulated by the pressure regulator 36 after passing through the fuel filter 35, and passes through the fuel passage 37. To the delivery pipe 38. The fuel stored in the delivery pipe 38 is injected from the injector 12.

[空燃比センサ異常診断の基本的内容]
次に、本実施形態における空燃比センサの異常診断について説明する。本実施形態で診断対象となるのは上流触媒11の上流側に設置された空燃比センサ、即ち触媒前センサ17である。
[Basic contents of air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis]
Next, abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor in the present embodiment will be described. The object of diagnosis in this embodiment is an air-fuel ratio sensor installed on the upstream side of the upstream catalyst 11, that is, a pre-catalyst sensor 17.

当該異常診断においては、インジェクタ12から触媒前センサ17までの系が一次遅れ要素によりモデル化され、このモデルに対する入力と、触媒前センサ17の出力とに基づき、前記一次遅れ要素におけるパラメータが同定(推定)される。そして、この同定されたパラメータに基づき、触媒前センサ17の所定の特性の異常が判定される。   In the abnormality diagnosis, the system from the injector 12 to the pre-catalyst sensor 17 is modeled by a first-order lag element, and the parameters of the first-order lag element are identified based on the input to this model and the output of the pre-catalyst sensor 17 ( Presumed. Then, based on the identified parameter, an abnormality of a predetermined characteristic of the pre-catalyst sensor 17 is determined.

入力として、インジェクタ12の通電時間に基づいて計算された燃料噴射量Qと、エアフローメータ5の出力に基づいて計算された吸入空気量Gaとの比Ga/Q、即ち入力空燃比が用いられる。以下、入力ないし入力空燃比をu(t)で表す(u(t)=Ga/Q)。他方、触媒前センサ17の出力としては、出力空燃比、即ち触媒前センサ17の出力電圧Vfから換算される触媒前空燃比A/Ffが用いられる。以下、出力ないし出力空燃比をy(t)で表す(y(t)=A/Ff)。入力空燃比u(t)をモデルに与えたときの出力空燃比y(t)の出方から、一次遅れ要素におけるパラメータを同定し、この同定されたパラメータに基づき触媒前センサ17の所定の特性の異常が判定される。   As an input, a ratio Ga / Q between the fuel injection amount Q calculated based on the energization time of the injector 12 and the intake air amount Ga calculated based on the output of the air flow meter 5, that is, the input air-fuel ratio is used. Hereinafter, the input or the input air-fuel ratio is represented by u (t) (u (t) = Ga / Q). On the other hand, as the output of the pre-catalyst sensor 17, the output air-fuel ratio, that is, the pre-catalyst air-fuel ratio A / Ff converted from the output voltage Vf of the pre-catalyst sensor 17 is used. Hereinafter, the output or the output air-fuel ratio is represented by y (t) (y (t) = A / Ff). A parameter in the first-order lag element is identified from how the output air-fuel ratio y (t) is given when the input air-fuel ratio u (t) is given to the model, and predetermined characteristics of the pre-catalyst sensor 17 are determined based on the identified parameter. Is determined to be abnormal.

図2に示すように、本実施形態では、パラメータ同定の際に、燃料噴射量を周期的に増減して入力としての空燃比を所定の中心空燃比A/Fcに対してリッチ側及びリーン側に交互に切り替えるアクティブ制御(同定用アクティブ制御)が実行される。このアクティブ制御では、目標空燃比A/Ftひいては入力空燃比u(t)が、中心空燃比A/Fcに対してリーン側及びリッチ側に同一振幅だけ振れるよう、燃料噴射量Qが一定周期で振動させられる。振動の振幅は通常の空燃比制御のときより大きく、本実施形態では空燃比で0.5とされる。中心空燃比A/Fcは理論空燃比に等しくされる。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, in parameter identification, the fuel injection amount is periodically increased or decreased so that the input air-fuel ratio is rich and lean with respect to a predetermined center air-fuel ratio A / Fc. Active control (identification active control) that switches alternately is executed. In this active control, the fuel injection amount Q is set at a constant cycle so that the target air-fuel ratio A / Ft and thus the input air-fuel ratio u (t) are swung with the same amplitude on the lean side and the rich side with respect to the center air-fuel ratio A / Fc. Vibrated. The amplitude of vibration is larger than that in normal air-fuel ratio control, and in this embodiment, the air-fuel ratio is set to 0.5. The center air-fuel ratio A / Fc is made equal to the stoichiometric air-fuel ratio.

このアクティブ制御を実行する理由は、アクティブ制御がエンジンの定常運転時に実行されることから、各制御量及び各検出値が安定し、診断精度が向上するからである。また入力空燃比u(t)を敢えて大きく変化させたときの方がセンサの各特性(特に出力及び応答性)の良し悪しを好適に診断できるからである。   The reason for executing this active control is that the active control is executed during the steady operation of the engine, so that each control amount and each detected value are stabilized, and diagnostic accuracy is improved. This is also because when the input air-fuel ratio u (t) is deliberately changed, the quality (especially output and responsiveness) of each sensor can be suitably diagnosed.

図示されるように、入力空燃比u(t)はほぼステップ状の波形であり、これに対し出力空燃比y(t)は一次遅れを伴った波形となる。図中Lは、入力空燃比u(t)から出力空燃比y(t)までの輸送遅れに基づくむだ時間である。このむだ時間Lは、インジェクタ12における燃料噴射時から、その燃料噴射による排気ガスが触媒前センサ17に到達するまでの時間差に相当する。   As shown in the figure, the input air-fuel ratio u (t) has a substantially stepped waveform, whereas the output air-fuel ratio y (t) has a waveform with a first-order lag. In the figure, L is a dead time based on a transport delay from the input air-fuel ratio u (t) to the output air-fuel ratio y (t). This dead time L corresponds to the time difference from the time of fuel injection in the injector 12 until the exhaust gas resulting from the fuel injection reaches the pre-catalyst sensor 17.

簡単化のためこのむだ時間Lをゼロと仮定すると、一次遅れ要素はG(s)=k/(1+Ts)で表される。ここで、kは触媒前センサ17のゲインであり、Tは触媒前センサ17の時定数を表す。ゲインkは、触媒前センサ17の特性のうち出力に関わる値であり、他方、時定数Tは、触媒前センサ17の特性のうち応答性に関わる値である。図2において、出力空燃比y(t)を表す実線は触媒前センサ17が正常な場合を示す。これに対し、触媒前センサ17の出力特性に異常が生じると、ゲインkが正常時より大きくなり、aで示す如くセンサ出力が増大(拡大)するか、またはゲインkが正常時より小さくなり、bで示す如くセンサ出力が減少(縮小)する。よって、同定されたゲインkを所定値と比較することでセンサ出力の増大異常又は減少異常を特定することができる。他方、触媒前センサ17の応答性に異常が生じると、殆どの場合、時定数Tが正常時より大きくなり、cで示す如くセンサ出力が遅れて出てくるようになる。よって、同定された時定数Tを所定値と比較することでセンサの応答性異常を特定することができる。   Assuming that the dead time L is zero for simplification, the first-order lag element is represented by G (s) = k / (1 + Ts). Here, k is the gain of the pre-catalyst sensor 17, and T represents the time constant of the pre-catalyst sensor 17. The gain k is a value related to output among the characteristics of the pre-catalyst sensor 17, while the time constant T is a value related to responsiveness among the characteristics of the pre-catalyst sensor 17. In FIG. 2, a solid line representing the output air-fuel ratio y (t) indicates a case where the pre-catalyst sensor 17 is normal. On the other hand, when an abnormality occurs in the output characteristics of the pre-catalyst sensor 17, the gain k becomes larger than normal, and the sensor output increases (expands) as indicated by a, or the gain k becomes smaller than normal. As shown by b, the sensor output decreases (reduces). Therefore, an increase abnormality or a decrease abnormality of the sensor output can be specified by comparing the identified gain k with a predetermined value. On the other hand, if an abnormality occurs in the responsiveness of the pre-catalyst sensor 17, in most cases, the time constant T becomes larger than normal, and the sensor output comes out with a delay as shown by c. Therefore, the responsiveness abnormality of the sensor can be specified by comparing the identified time constant T with a predetermined value.

次に、ECU20によって実行されるこれらゲインk及び時定数Tの同定方法を説明する。   Next, a method for identifying the gain k and time constant T executed by the ECU 20 will be described.

Figure 0005041294
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Figure 0005041294
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式(20)は、今回のサンプル時刻tと前回のサンプル時刻t−1とにおける値の関数であり、この式の意味するところは、今回値と前回値に基づいてb1とb2が、即ちTとkが毎回更新されていくことにほかならない。こうして、時定数Tとゲインkは逐次最小自乗法により逐次同定されることになる。この逐次同定を行うやり方だと、サンプルデータを多数取得して一時記憶し、その上で同定を行うやり方よりも演算負荷を軽減できると共に、データを一時的に溜めるバッファの容量も減少できて、ECU(特に自動車用ECU)への実装に好適である。 Equation (20) is a function of values at the current sample time t and the previous sample time t−1, and this equation means that b 1 and b 2 are based on the current value and the previous value, That is, T and k are updated every time. Thus, the time constant T and the gain k are sequentially identified by the sequential least square method. In this sequential identification method, a large number of sample data is acquired and temporarily stored, and the calculation load can be reduced as compared with the method of performing identification, and the capacity of the buffer for temporarily storing data can be reduced. It is suitable for mounting on an ECU (particularly an automotive ECU).

ECU20により実行されるセンサ特性の異常判定方法は次の通りである。まず、同定された時定数Tが所定の時定数異常判定値Tsより大きい場合、応答遅れが生じており、触媒前センサ17は応答性異常であると判定される。他方、同定された時定数Tが時定数異常判定値Ts以下の場合、触媒前センサ17は応答性に関して正常と判定される。   The sensor characteristic abnormality determination method executed by the ECU 20 is as follows. First, when the identified time constant T is larger than a predetermined time constant abnormality determination value Ts, a response delay occurs, and it is determined that the pre-catalyst sensor 17 is responsive abnormality. On the other hand, when the identified time constant T is equal to or less than the time constant abnormality determination value Ts, the pre-catalyst sensor 17 is determined to be normal with respect to responsiveness.

また、同定されたゲインkが所定のゲイン増大異常判定値ks1より大きい場合、触媒前センサ17は出力増大異常であると判定され、同定されたゲインkがゲイン縮小異常判定値ks2(<ks1)より小さい場合、触媒前センサ17は出力減少異常であると判定される。同定されたゲインkがゲイン縮小異常判定値ks2以上で且つゲイン増大異常判定値ks1以下の場合、触媒前センサ17は出力に関して正常であると判定される。   If the identified gain k is greater than the predetermined gain increase abnormality determination value ks1, the pre-catalyst sensor 17 is determined to have an output increase abnormality, and the identified gain k is the gain reduction abnormality determination value ks2 (<ks1). If it is smaller, it is determined that the pre-catalyst sensor 17 has an output decrease abnormality. When the identified gain k is not less than the gain reduction abnormality determination value ks2 and not more than the gain increase abnormality determination value ks1, it is determined that the pre-catalyst sensor 17 is normal with respect to the output.

このように本発明に係る異常診断によれば、単に空燃比センサ自体の異常が判定されるのではなく、空燃比センサの所定の特性の異常が判定される。そして、二つの同定パラメータT,kにより、応答性及び出力という二つのセンサ特性の異常が、とりわけ同時且つ個別に、判定される。よって空燃比センサの異常診断として極めて緻密で且つ好適なものを実現することが可能となる。   As described above, according to the abnormality diagnosis according to the present invention, the abnormality of the predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor is determined instead of simply determining the abnormality of the air-fuel ratio sensor itself. Based on the two identification parameters T and k, abnormalities in the two sensor characteristics of responsiveness and output are determined particularly simultaneously and individually. Therefore, it is possible to realize a very precise and preferable one for abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor.

図3及び図4は、正常な触媒前センサ17の場合と異常な触媒前センサ17の場合とで時定数Tとゲインkとを逐次最小自乗法により逐次同定した結果を示す。図3が正常な触媒前センサ17の場合、図4が異常な触媒前センサ17の場合である。図3(A)及び図4(A)は入力空燃比(破線)と出力空燃比(実線)との振動の様子を示す。   3 and 4 show the results of sequentially identifying the time constant T and the gain k by the sequential least square method in the case of the normal pre-catalyst sensor 17 and in the case of the abnormal pre-catalyst sensor 17. 3 shows the case of the normal pre-catalyst sensor 17, and FIG. 4 shows the case of the abnormal pre-catalyst sensor 17. FIGS. 3A and 4A show how the input air-fuel ratio (broken line) and the output air-fuel ratio (solid line) vibrate.

図3(B)及び図4(B)は、アクティブ制御開始時からの時定数T(破線)とゲインk(実線)との推移を示す。時定数Tとゲインkとはサンプル時刻毎に毎回更新されていき、次第に一定値に収束していく。アクティブ制御開始時(同定開始時)t0から、それらの値がほぼ収束するような所定時間(例えば5秒)経過後の時点(判定時期)t1で、時定数Tとゲインkとが取得され、これら取得された時定数Tとゲインkとが前記異常判定値Ts1,ks1,ks2と比較されて、応答性及び出力の異常判定がなされる。   FIGS. 3B and 4B show transitions of the time constant T (broken line) and the gain k (solid line) from the start of active control. The time constant T and the gain k are updated every sampling time and gradually converge to a constant value. The time constant T and the gain k are acquired at a time point (determination time) t1 after a predetermined time (for example, 5 seconds) has elapsed from when the active control starts (at the start of identification) t0, and the values almost converge. The obtained time constant T and gain k are compared with the abnormality determination values Ts1, ks1, and ks2, and abnormality determination of responsiveness and output is made.

異常な触媒前センサ17として、正常な触媒前センサ17に比べ応答性がほぼ同じで出力が1/2であるセンサを用いて試験を行ったところ、判定時期t1での時定数Tについては、正常センサの場合0.18、異常センサの場合0.17とほぼ同等であった。他方、判定時期t1でのゲインkについては、正常センサの場合1、異常センサの場合0.5であった。これにより実際のセンサと同様の結果を得られることが確認された。   When a test was performed using an abnormal pre-catalyst sensor 17 having a response almost equal to that of the normal pre-catalyst sensor 17 and an output of ½, the time constant T at the determination time t1 is It was almost the same as 0.18 for the normal sensor and 0.17 for the abnormal sensor. On the other hand, the gain k at the determination time t1 is 1 for the normal sensor and 0.5 for the abnormal sensor. As a result, it was confirmed that the same result as the actual sensor could be obtained.

ところで、実際のエンジンには負荷変動などの様々な外乱があり、これらを適切に考慮しないと同定精度やロバスト性を向上することができない。このため、本実施形態に係る異常診断では、以下のような入出力データに対する種々の補正を行うこととしている。   By the way, an actual engine has various disturbances such as load fluctuations, and the identification accuracy and robustness cannot be improved unless these are properly considered. For this reason, in the abnormality diagnosis according to the present embodiment, various corrections are performed on the following input / output data.

図5は、モデルパラメータを同定するためのシステム全体のブロック図である。このようなシステムはECU20内に構築されている。同定部(同定手段)50において前述のようなパラメータT,kの同定を行うため、入力算出部52、バイアス補正部54及びむだ時間補正部(むだ時間補正手段)56が設けられる。なお、異常診断がアクティブ制御中に実施されることから、アクティブ制御フラグ出力部58も設けられている。   FIG. 5 is a block diagram of the entire system for identifying model parameters. Such a system is built in the ECU 20. In order to identify the parameters T and k as described above in the identification unit (identification unit) 50, an input calculation unit 52, a bias correction unit 54, and a dead time correction unit (dead time correction unit) 56 are provided. Note that an active control flag output unit 58 is also provided because abnormality diagnosis is performed during active control.

入力算出部52では入力空燃比u(t)の算出が行われる。入力空燃比u(t)は前述の例ではインジェクタ12の通電時間に基づいて計算される燃料噴射量Qと、エアフローメータ5の出力に基づいて計算される吸入空気量Gaとの比Ga/Qであった。しかしながらここでは、インジェクタ通電時間に基づいて計算される燃料噴射量Qが燃料の壁面付着量及び蒸発量に基づき補正され、その補正後の燃料噴射量Q’を使用して入力空燃比u(t)が計算される。u(t)=Ga/Q’であり、結果的に入力空燃比u(t)が燃料の壁面付着量及び蒸発量に基づき補正される。   The input calculation unit 52 calculates the input air-fuel ratio u (t). In the above example, the input air-fuel ratio u (t) is a ratio Ga / Q between the fuel injection amount Q calculated based on the energization time of the injector 12 and the intake air amount Ga calculated based on the output of the air flow meter 5. Met. However, here, the fuel injection amount Q calculated based on the injector energization time is corrected based on the fuel wall adhesion amount and the evaporation amount, and the corrected fuel injection amount Q ′ is used to input the air / fuel ratio u (t ) Is calculated. u (t) = Ga / Q ', and as a result, the input air-fuel ratio u (t) is corrected based on the amount of fuel adhering to the wall and the amount of evaporation.

インジェクタ12から燃料が噴射されると、そのうち大部分は筒内燃焼室3に吸入されるが、残りの部分は吸気ポートの内壁面に付着し燃焼室3に入らない。そこで、インジェクタ12から噴射された燃料量をfiとし、全気筒分の燃料付着率をR(<1)とすると、その噴射燃料量fiのうち、吸気ポート壁面に付着する分はR・fi、燃焼室3に入る分は(1−R)・fiで表される。   When fuel is injected from the injector 12, most of the fuel is sucked into the in-cylinder combustion chamber 3, but the remaining portion adheres to the inner wall surface of the intake port and does not enter the combustion chamber 3. Therefore, if the fuel amount injected from the injector 12 is fi, and the fuel adhesion rate for all cylinders is R (<1), the amount of the injected fuel amount fi that adheres to the wall surface of the intake port is R · fi, The amount entering the combustion chamber 3 is represented by (1-R) · fi.

他方、吸気ポート壁面に付着した燃料のうち、一部は蒸発して次の吸気行程で燃焼室3内に入るが、残りは残留してそのまま付着し続ける。そこで、吸気ポート壁面に付着した燃料量をfwとし、全気筒分の燃料残留率をP(<1)とすると、壁面付着燃料量fwのうち、そのまま壁面に付着し続ける分はP・fw、燃焼室3に入る分は(1−P)・fwで表される。   On the other hand, some of the fuel adhering to the wall surface of the intake port evaporates and enters the combustion chamber 3 in the next intake stroke, but the rest remains and remains attached. Therefore, if the fuel amount adhering to the wall surface of the intake port is fw and the fuel residual ratio for all cylinders is P (<1), the amount of fuel adhering to the wall surface of the wall surface adhering fuel amount fw is P · fw, The amount that enters the combustion chamber 3 is represented by (1-P) · fw.

4サイクルエンジンの吸気、圧縮、膨張、排気の各行程を1回ずつ終えて1サイクルとし(即ち、1サイクル=720°クランク角)、今回のサイクルをks、次回のサイクルをks+1とする。また、筒内燃焼室3に入る燃料量をfcとすると、次の関係が成り立つ。   The intake, compression, expansion, and exhaust strokes of the four-cycle engine are completed once to make one cycle (that is, one cycle = 720 ° crank angle), the current cycle is ks, and the next cycle is ks + 1. Further, when the fuel amount entering the in-cylinder combustion chamber 3 is fc, the following relationship is established.

Figure 0005041294
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式(21)の意味するところは、次回サイクルの壁面付着燃料量fw(ks+1)が、今回サイクルの壁面付着燃料量fw(ks)の残留分P・fw(ks)と、今回サイクルの噴射燃料量fi(ks)の壁面付着分R・fi(ks)との和で表される、ということである。また、式(22)の意味するところは、今回サイクルで燃焼室3内に流入する流入燃料量fc(ks)が、今回サイクルの壁面付着燃料量fw(ks)のうちの蒸発分(1−P)・fw(ks)と、今回サイクルの噴射燃料量fi(ks)のうち壁面付着しないで直接燃焼室3内に流入する分(1−R)・fi(ks)との和で表される、ということである。   The expression (21) means that the wall-attached fuel amount fw (ks + 1) of the next cycle is the residual amount P · fw (ks) of the wall-attached fuel amount fw (ks) of the current cycle and the injected fuel of the current cycle. That is, it is expressed as the sum of the amount fi (ks) and the wall surface adhesion R · fi (ks). In addition, the expression (22) means that the inflow fuel amount fc (ks) flowing into the combustion chamber 3 in the current cycle is an evaporation amount (1-) of the wall surface attached fuel amount fw (ks) in the current cycle. P) · fw (ks) and the sum (1-R) · fi (ks) of the injected fuel amount fi (ks) of this cycle that flows directly into the combustion chamber 3 without adhering to the wall surface. That is.

こうして、入力空燃比u(t)の算出に際し、燃料噴射量Q’の値として流入燃料量fcの値が用いられる。この流入燃料量fcは、燃料の壁面付着量及び蒸発量に基づき、インジェクタ12の通電時間に基づいて計算された燃料噴射量を補正したものにほかならない。よって、入力空燃比u(t)の算出に流入燃料量fcの値を用いることにより、入力空燃比の値を実情に近いより正確な値とすることができ、パラメータの同定精度を向上することが可能になる。   Thus, when calculating the input air-fuel ratio u (t), the value of the inflow fuel amount fc is used as the value of the fuel injection amount Q ′. This inflow fuel amount fc is nothing but a correction of the fuel injection amount calculated based on the energization time of the injector 12 based on the amount of fuel adhering to the wall and the evaporation amount. Therefore, by using the value of the inflow fuel amount fc for calculating the input air-fuel ratio u (t), the value of the input air-fuel ratio can be made a more accurate value close to the actual situation, and the parameter identification accuracy can be improved. Is possible.

なお、エンジン温度及び吸気温が高いほど、燃料の気化が促進されることから、燃料付着量は減少し、燃料蒸発量は増大する。従って燃料残留率P及び燃料付着率Rはエンジン温度(若しくは水温)及び吸気温の少なくとも一方の関数とするのが好ましい。ここで説明したような燃料の壁面付着量及び蒸発量に基づく補正を「燃料ダイナミクス補正」と称することとする。   Note that the higher the engine temperature and the intake air temperature, the more the fuel vaporization is promoted, so the fuel adhesion amount decreases and the fuel evaporation amount increases. Therefore, the fuel residual rate P and the fuel adhesion rate R are preferably functions of at least one of the engine temperature (or water temperature) and the intake air temperature. The correction based on the fuel wall adhesion amount and the evaporation amount as described herein is referred to as “fuel dynamics correction”.

図6には、燃料ダイナミクス補正のない場合(破線)とある場合(実線)とでアクティブ制御中の入力空燃比u(t)の変化の違いを調べた試験結果である。図中円内に示されるように、燃料ダイナミクス補正のある場合はない場合に比べ、入力空燃比u(t)が反転された直後に入力空燃比u(t)の波形が若干なまされる傾向にある。   FIG. 6 shows test results obtained by examining the difference in the input air-fuel ratio u (t) during active control when there is no fuel dynamics correction (broken line) and when there is a solid line (solid line). As shown in the circle in the figure, the waveform of the input air-fuel ratio u (t) is slightly rounded immediately after the input air-fuel ratio u (t) is reversed, compared with the case where there is no fuel dynamics correction. It is in.

次に、バイアス補正部54で行われるバイアス補正について説明する。このバイアス補正部54では、入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)との間のバイアスを除去するように入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)との両方がシフトされる。   Next, bias correction performed by the bias correction unit 54 will be described. In the bias correction unit 54, both the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) are removed so as to remove the bias between the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t). Is shifted.

入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)とは、負荷変動、学習ズレ及びセンサ値ズレ等の要因に伴い、一方に対し他方がリーン側又はリッチ側にバイアスしてしまう(ズレてしまう)場合がある。図7はこのバイアスの様子を示す試験結果である。図中、u(t)c及びy(t)cはそれぞれ入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)とをローパスフィルタを通した値、もしくはそれらの移動平均を示す。触媒前センサ17で検出される空燃比が理論空燃比(A/F=14.6)付近となるよう制御されていることから、触媒前センサ17の検出値である出力空燃比y(t)は理論空燃比を中心に変動し、そのローパスフィルタを通した値もしくは移動平均y(t)cも理論空燃比付近に保たれる。これに対し、入力空燃比u(t)は、前述の理由から、図示例ではリーン側にバイアスしている。   The input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) are biased to the lean side or the rich side with respect to one, due to factors such as load fluctuation, learning deviation, and sensor value deviation (deviation). There is a case. FIG. 7 is a test result showing the state of the bias. In the figure, u (t) c and y (t) c respectively represent values obtained by passing the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) through a low-pass filter, or their moving averages. Since the air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 is controlled to be close to the theoretical air-fuel ratio (A / F = 14.6), the output air-fuel ratio y (t), which is the detected value of the pre-catalyst sensor 17, is controlled. Fluctuates around the stoichiometric air-fuel ratio, and the value passed through the low-pass filter or the moving average y (t) c is also kept near the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, the input air-fuel ratio u (t) is biased to the lean side in the illustrated example for the reason described above.

かかるバイアス状態で同定を行うのは好ましくないことから、バイアスを除去するような補正が行われる。具体的には、図8に示すように、入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)とのデータがローパスフィルタを通過され、もしくは移動平均を算出し、バイアス値u(t)c、y(t)cが逐次的に算出される。そして、逐次的に、入力空燃比u(t)とそのバイアス値u(t)cとの差Δu(t)(=u(t)−u(t)c)及び出力空燃比y(t)とそのバイアス値y(t)cとの差Δy(t)(=y(t)−y(t)c)が算出され、これら差Δu(t)、Δy(t)がゼロ基準の値に置き換えられる。なお、これら差Δu(t)、Δy(t)をまとめてΔA/Fで表示する(図3(A)及び図4(A)においても同様)。   Since it is not preferable to perform identification in such a bias state, a correction that removes the bias is performed. Specifically, as shown in FIG. 8, the data of the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) are passed through a low-pass filter, or the moving average is calculated, and the bias value u (t) c and y (t) c are calculated sequentially. Then, sequentially, the difference Δu (t) (= u (t) −u (t) c) between the input air-fuel ratio u (t) and its bias value u (t) c and the output air-fuel ratio y (t) And a difference Δy (t) (= y (t) −y (t) c) between the bias value y (t) c and the bias value y (t) c, and the differences Δu (t) and Δy (t) are set to zero reference values. Replaced. These differences Δu (t) and Δy (t) are collectively displayed as ΔA / F (the same applies to FIGS. 3A and 4A).

こうしてバイアスは除去され、バイアス除去後の入出力空燃比の値Δu(t)、Δy(t)は図9に示される如くゼロ基準の値に変更される。即ち、両者の変動の中心がゼロに合わせられ、負荷変動や学習ズレ等の影響を無くすことができる。これにより負荷変動や学習ズレ等に対するロバスト性を高めることができる。   In this way, the bias is removed, and the input / output air-fuel ratio values Δu (t) and Δy (t) after the bias removal are changed to zero reference values as shown in FIG. That is, the center of both fluctuations is set to zero, and influences such as load fluctuations and learning deviation can be eliminated. As a result, robustness against load fluctuation, learning deviation, and the like can be improved.

なお、この例では入出力空燃比の両方を補正し、入出力空燃比の変動中心をゼロに合わせてバイアスを除去する方法を採用したが、これ以外の方法も採用できる。例えば、入力空燃比のみを補正し、その変動中心を出力空燃比の変動中心に合わせたり、その逆を行ったりすることができる。補正の対象は入出力空燃比の少なくともいずれか一方であればよい。   In this example, the method of correcting both the input / output air-fuel ratio and removing the bias by adjusting the fluctuation center of the input-output air-fuel ratio to zero is adopted, but other methods can also be adopted. For example, it is possible to correct only the input air-fuel ratio and align the fluctuation center with the fluctuation center of the output air-fuel ratio, or vice versa. The correction target may be at least one of the input and output air-fuel ratios.

次に、むだ時間補正部56について説明する。前述したように、入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)との間には輸送遅れによるむだ時間Lが存在する。しかしながら、正確なモデルパラメータの同定を行うためには、このむだ時間Lを除去するような補正を行うのが好ましい。そこでこのような補正をむだ時間補正部56で行うこととしている。具体的には、後述の方法でむだ時間Lが算出され、この算出されたむだ時間Lに基づいて入力空燃比u(t)と出力空燃比y(t)の少なくとも一方が補正される。特に本実施形態の場合、算出されたむだ時間L分だけ、入力空燃比u(t)が出力空燃比y(t)に近づくよう遅らせられる。   Next, the dead time correction unit 56 will be described. As described above, there is a dead time L due to transport delay between the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t). However, in order to accurately identify the model parameter, it is preferable to perform correction so as to remove this dead time L. Therefore, such a correction is performed by the dead time correction unit 56. Specifically, the dead time L is calculated by a method described later, and at least one of the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) is corrected based on the calculated dead time L. Particularly in this embodiment, the input air-fuel ratio u (t) is delayed so as to approach the output air-fuel ratio y (t) by the calculated dead time L.

図10には、むだ時間補正前の入力空燃比(破線)、むだ時間補正後の入力空燃比(実線)及び出力空燃比(一点鎖線)が示される。なお入力空燃比及び出力空燃比としてバイアス補正後の値が用いられる。むだ時間Lだけ入力空燃比が遅らせられると、入力空燃比の振動と出力空燃比の振動とが時間差無く同期するようになり、これによりモデルパラメータの同定精度を向上させることができる。   FIG. 10 shows the input air-fuel ratio (dashed line) before the dead time correction, the input air-fuel ratio (solid line) and the output air-fuel ratio (one-dot chain line) after the dead time correction. Note that values after bias correction are used as the input air-fuel ratio and the output air-fuel ratio. When the input air-fuel ratio is delayed by the dead time L, the oscillation of the input air-fuel ratio and the oscillation of the output air-fuel ratio come to synchronize without time difference, thereby improving the accuracy of model parameter identification.

以下、むだ時間の算出方法を説明する。まず、アクティブ制御中の入力空燃比及び出力空燃比の分散値σが次式(23)により逐次的に求められる。   Hereinafter, a method for calculating the dead time will be described. First, the dispersion value σ of the input air-fuel ratio and the output air-fuel ratio during active control is sequentially obtained by the following equation (23).

Figure 0005041294
Figure 0005041294

ηは入力空燃比又は出力空燃比を意味し、ηavgは入力空燃比又は出力空燃比の今回(t)時点におけるM回移動平均、即ち今回(t)から(M−1)回前(t−(M−1))までのデータの平均値である。Mは例えば5などとされる。入力空燃比又は出力空燃比の変化が大きいほどその分散値は大きくなる。 η means the input air-fuel ratio or output air-fuel ratio, and η avg is the M-time moving average of the input air-fuel ratio or output air-fuel ratio at this time (t), that is, (M−1) times before (t) this time (t -(M-1)) is an average value of data. For example, M is 5 or the like. The dispersion value increases as the change in the input air-fuel ratio or the output air-fuel ratio increases.

図11はむだ時間補正に関する試験結果であり、正常センサの場合を示す。上段のグラフは、a:むだ時間補正前の入力空燃比、b:むだ時間補正後の入力空燃比、c:出力空燃比をそれぞれ示す。なおa及びbで示した入力空燃比は燃料ダイナミクス補正及びバイアス補正を実施した後の値であり、cで示した出力空燃比はバイアス補正を実施した後の値である。中段のグラフは、d:aで示したむだ時間補正前の入力空燃比の分散値、e:cで示した出力空燃比の分散値をそれぞれ示す。下段のグラフにおいて、鋸歯状の波形fはむだ時間カウンタの値、高い位置にある横線gは後述のようにして算出されるむだ時間、低い位置にある横線hはむだ時間gを1/4になました値をそれぞれ示す。   FIG. 11 shows a test result regarding the dead time correction, and shows a case of a normal sensor. The upper graph shows a: the input air-fuel ratio before the dead time correction, b: the input air-fuel ratio after the dead time correction, and c: the output air-fuel ratio. Note that the input air-fuel ratios indicated by a and b are values after the fuel dynamics correction and the bias correction are performed, and the output air-fuel ratios indicated by c are values after the bias correction is performed. The middle graph shows the dispersion value of the input air-fuel ratio before the dead time correction indicated by d: a and the dispersion value of the output air-fuel ratio indicated by e: c. In the lower graph, the sawtooth waveform f is the dead time counter value, the horizontal line g at the high position is the dead time calculated as described later, and the horizontal line h at the lower position is the dead time g ¼. Each of the values is shown.

図12には図11のa,c,d,eのみが簡略化して示してある。この図12から分かるように、入力空燃比及び出力空燃比の分散値d,eは、入力空燃比a及び出力空燃比cが反転を開始するタイミングに合わせて瞬時的に立ち上がる。よってむだ時間の算出開始タイミングを、例えば入力空燃比aの分散値ピークdpが現れたタイミングとし、むだ時間の算出終了タイミングを、出力空燃比の分散値eが所定のしきい値epsを超えたタイミングとし、これらタイミング同士の時間差をむだ時間gとして算出する。図11を参照して、入力空燃比の分散値ピークdpが発生すると、その発生時からむだ時間カウンタfが時間のカウントを開始する。そして、出力空燃比の分散値eがしきい値epsを超えた時点で、カウントが停止され、そのカウント値がむだ時間gとして保持される。このむだ時間gは入力空燃比の反転毎に更新され、且つその反転毎に、なまし後のむだ時間hが計算されていく。なまし後のむだ時間hを計算する理由はノイズの影響を除去するためである。なまし後のむだ時間hの値はやがて一定値付近に収束するようになる。そこで、アクティブ制御の開始時から、なまし後のむだ時間hがほぼ一定値に収束するようになる所定時間経過後の時点で、なまし後のむだ時間hが取得され、その取得された値が最終的なむだ時間Lとして決定される。   FIG. 12 shows only a, c, d, and e in FIG. 11 in a simplified manner. As can be seen from FIG. 12, the dispersion values d and e of the input air-fuel ratio and the output air-fuel ratio rise instantaneously according to the timing at which the input air-fuel ratio a and the output air-fuel ratio c start to reverse. Therefore, the dead time calculation start timing is set, for example, as the timing when the dispersion value peak dp of the input air-fuel ratio a appears, and the dead time calculation end timing is set as the output air-fuel ratio dispersion value e exceeds a predetermined threshold value eps. The time difference between these timings is calculated as a dead time g. Referring to FIG. 11, when the dispersion value peak dp of the input air-fuel ratio occurs, the dead time counter f starts counting time from the time of occurrence. Then, when the dispersion value e of the output air-fuel ratio exceeds the threshold value eps, the count is stopped and the count value is held as a dead time g. The dead time g is updated every time the input air-fuel ratio is reversed, and the dead time h after the annealing is calculated for each inversion. The reason for calculating the dead time h after annealing is to remove the influence of noise. The value of the dead time h after annealing will eventually converge to a certain value. Therefore, the dead time h after the annealing is acquired at the time after the predetermined time when the dead time h after the annealing converges to a substantially constant value from the start of the active control, and the obtained value Is determined as the final dead time L.

ところで、図11及び図12により説明した以上の算出方法は正常センサの場合であるが、これに対し、ある程度劣化したセンサの場合だと、同様の方法を採用するのが困難な場合もある。即ち、図13及び図14に示される如く、例えば応答遅れが生じているセンサの場合だと、出力空燃比bの分散値eとしてしきい値epsを超えるような十分大きな値を得ることができず、むだ時間の算出が行えない。   By the way, although the above calculation method demonstrated with FIG.11 and FIG.12 is a case of a normal sensor, when it is the case of the sensor deteriorated to some extent, it may be difficult to employ | adopt the same method. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, for example, in the case of a sensor having a response delay, a sufficiently large value exceeding the threshold value eps can be obtained as the dispersion value e of the output air-fuel ratio b. Therefore, the dead time cannot be calculated.

そこで、出力空燃比eの分散値を所定のしきい値epsと比較し、図11及び図12に示すように、その分散値eがしきい値epsを超えた場合は、前述のようにその超えた時点と、入力空燃比の分散値ピークdpが現れた時点との時間差を以てむだ時間gとする。他方、図13及び図14に示すように、出力空燃比の分散値eがしきい値epsを超えない場合は、入出力空燃比a,c自体の極値ap,cp同士の時間差(cp−ap)を以てむだ時間gとする。これにより劣化したセンサの場合でも正確にむだ時間を算出することができる。   Therefore, the dispersion value of the output air-fuel ratio e is compared with a predetermined threshold value eps, and when the dispersion value e exceeds the threshold value eps, as shown in FIGS. The dead time g is defined as the time difference between the time when the difference is exceeded and the time when the dispersion value peak dp of the input air-fuel ratio appears. On the other hand, as shown in FIGS. 13 and 14, when the dispersion value e of the output air-fuel ratio does not exceed the threshold value eps, the time difference between the extreme values ap and cp of the input and output air-fuel ratios a and c itself (cp− ap) is the dead time g. As a result, even in the case of a deteriorated sensor, the dead time can be calculated accurately.

このむだ時間補正では、入力空燃比をむだ時間分だけ遅らせて出力空燃比とタイミングを一致させる補正を行ったが、これ以外の方法も採用できる。例えば、逐次同定を行わないやり方、例えばサンプルデータを多数取得して一時記憶し、その上で同定を行うやり方だと、出力空燃比をむだ時間分だけ早めて入力空燃比とタイミングを一致させたり、入力空燃比を遅らせ且つ出力空燃比を早めて両者のタイミングを一致させたりすることができる。補正の対象は入出力空燃比の少なくともいずれか一方であればよい。   In this dead time correction, the input air-fuel ratio is delayed by the dead time to make the timing coincide with the output air-fuel ratio. However, other methods can be adopted. For example, if you do not perform sequential identification, for example, if you acquire a lot of sample data and store it temporarily, then perform identification, the output air-fuel ratio may be advanced by the dead time to match the timing with the input air-fuel ratio. The input air-fuel ratio can be delayed and the output air-fuel ratio can be advanced to make the timings coincide. The correction target may be at least one of the input and output air-fuel ratios.

また、むだ時間算出の開始タイミングは、前述の如き、入力空燃比aの分散値ピークdpが現れたタイミングに限られない。そもそも、入力空燃比a(具体的には目標空燃比A/Ft)の切り替えないし反転はECU自身が行うので、そのタイミングはECU自身が把握している。また、目標空燃比A/Ftの切り替えから実際の燃料噴射量が切り替えられるまでのタイムラグは無視し得る程度である。よってECU20が入力空燃比aを切り替えた時点、具体的には目標空燃比A/Ftを切り替えた時点或いは燃料噴射量を切り替えた時点を、むだ時間算出の開始タイミングとすることが可能である。ちなみに、入力空燃比aの分散値ピークdpが現れるタイミングは、燃料噴射量が切り替えられるタイミングに一致している。   Further, the start timing of the dead time calculation is not limited to the timing when the dispersion value peak dp of the input air-fuel ratio a appears as described above. In the first place, since the ECU itself switches or reverses the input air-fuel ratio a (specifically, the target air-fuel ratio A / Ft), the ECU itself knows the timing. Further, the time lag from switching of the target air-fuel ratio A / Ft to switching of the actual fuel injection amount is negligible. Therefore, the time when the ECU 20 switches the input air-fuel ratio a, specifically, the time when the target air-fuel ratio A / Ft is switched or the time when the fuel injection amount is switched can be set as the start timing of the dead time calculation. Incidentally, the timing at which the dispersion value peak dp of the input air-fuel ratio a appears coincides with the timing at which the fuel injection amount is switched.

次に、上述の全ての補正を含む空燃比センサ異常診断の手順を図15に基づいて説明する。まず、ステップS101では空燃比を強制的に振動させるアクティブ制御が実行され、ステップS102では、燃料ダイナミクス補正がなされた後の入力空燃比u(t)の値が算出され、ステップS103では、入出力空燃比の間のバイアスが無くなるように入力空燃比u(t)及び出力空燃比y(t)の値がシフト補正される。   Next, an air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis procedure including all the above-described corrections will be described with reference to FIG. First, in step S101, active control for forcibly oscillating the air-fuel ratio is executed. In step S102, the value of the input air-fuel ratio u (t) after the fuel dynamics correction is calculated. In step S103, the input / output is calculated. The values of the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) are shift-corrected so that there is no bias between the air-fuel ratios.

続くステップS104ではむだ時間Lが算出され、ステップS105においてむだ時間Lが無くなるように、バイアス補正後の入力空燃比u(t)の値がむだ時間L分だけシフト補正される。次のステップS106では、ステップS105で得られたむだ時間補正後の入力空燃比u(t)と、ステップS103で得られたバイアス補正後の出力空燃比y(t)との関係から、モデルパラメータである時定数Tとゲインkとが同定される。そして、ステップS107において、同定されたパラメータT,kと各異常判定値(時定数異常判定値Ts、ゲイン増大異常判定値ks1及びゲイン縮小異常判定値ks2)とが比較され、空燃比センサ(触媒前センサ17)の応答性及び出力の正常・異常が判定される。   In the subsequent step S104, the dead time L is calculated, and the value of the input air-fuel ratio u (t) after bias correction is shift-corrected by the dead time L so that the dead time L is eliminated in step S105. In the next step S106, model parameters are derived from the relationship between the input air-fuel ratio u (t) after the dead time correction obtained in step S105 and the output air-fuel ratio y (t) after the bias correction obtained in step S103. A time constant T and a gain k are identified. In step S107, the identified parameters T and k are compared with each abnormality determination value (time constant abnormality determination value Ts, gain increase abnormality determination value ks1 and gain reduction abnormality determination value ks2), and an air-fuel ratio sensor (catalyst) The response of the front sensor 17) and the normality / abnormality of the output are determined.

なお、上述の異常診断については種々の変形例が考えられる。例えば、燃料を燃焼室3に直接噴射する直噴式エンジンの場合、吸気通路壁面への燃料付着を考慮する必要がないので、燃料ダイナミクス補正は省略されることとなる。上記診断は所謂広域空燃比センサへの適用例であったが、触媒後センサ18のような所謂O2センサへの適用例も可能である。このようなO2センサも含めて、広く、排気ガスの空燃比を検出するためのセンサを本発明にいう空燃比センサというものとする。上記診断では一次遅れ要素G(s)=k/(1+Ts)の二つのパラメータk,Tを同定し、それぞれに対応する二つの特性(出力及び応答性)の異常を診断したが、例えば、一若しくは三以上のパラメータを同定し、一若しくは三以上の特性について異常を診断してもよい。例えば、一次遅れ要素としてむだ時間を含むもの、即ち Various modifications can be considered for the above-described abnormality diagnosis. For example, in the case of a direct injection engine that directly injects fuel into the combustion chamber 3, it is not necessary to consider fuel adhesion to the wall surface of the intake passage, so that fuel dynamics correction is omitted. Although the above diagnosis is an application example to a so-called wide-range air-fuel ratio sensor, an application example to a so-called O 2 sensor such as the post-catalyst sensor 18 is also possible. A sensor for detecting the air-fuel ratio of exhaust gas including such an O 2 sensor is referred to as an air-fuel ratio sensor according to the present invention. In the above diagnosis, the two parameters k and T of the first-order lag element G (s) = k / (1 + Ts) are identified, and abnormality of two characteristics (output and responsiveness) corresponding to each is diagnosed. Alternatively, three or more parameters may be identified and an abnormality may be diagnosed for one or more characteristics. For example, including a dead time as a first-order lag element, that is,

Figure 0005041294
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を設定し、三つのパラメータk,T,Lを同時に同定し、それぞれに対応する三つの特性(出力、応答性及びむだ時間)の異常を同時に診断してもよい。なお、各パラメータの同定を時間差を以て行ってもよいし、各特性の異常判定を時間差を以て行ってもよい。 , Three parameters k, T, and L may be simultaneously identified, and abnormality in three characteristics (output, responsiveness, and dead time) corresponding to each may be diagnosed simultaneously. The identification of each parameter may be performed with a time difference, and the abnormality determination of each characteristic may be performed with a time difference.

ところで、同定精度や診断精度の向上のためには、入力空燃比の算出や制御を精度良く行うのが適切である。そこで以下、そのための手法について説明する。   By the way, in order to improve identification accuracy and diagnostic accuracy, it is appropriate to accurately calculate and control the input air-fuel ratio. Therefore, a method for that purpose will be described below.

[入力空燃比算出の基本態様]
前述したように、入力空燃比u(t)は、インジェクタ12の通電時間に基づいて計算された燃料噴射量Qと、エアフローメータ5の出力に基づいて計算された吸入空気量Gaとの比Ga/Qからなる。そしてここでの燃料噴射量Qは次のように計算される。
[Basic mode of input air-fuel ratio calculation]
As described above, the input air-fuel ratio u (t) is the ratio Ga between the fuel injection amount Q calculated based on the energization time of the injector 12 and the intake air amount Ga calculated based on the output of the air flow meter 5. / Q. The fuel injection amount Q here is calculated as follows.

まず、ある吸入空気量Gaに対して中心空燃比A/Fc、即ち理論空燃比=14.6が得られるような燃料噴射量(基本噴射量Qb)が、次式(24)により計算される。なおこの基本噴射量Qbが本発明にいう中心噴射量をなすものである。   First, a fuel injection amount (basic injection amount Qb) at which a central air-fuel ratio A / Fc, that is, a theoretical air-fuel ratio = 14.6 is obtained for a certain intake air amount Ga is calculated by the following equation (24). . This basic injection amount Qb forms the central injection amount referred to in the present invention.

Figure 0005041294
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ここで、Qmは、吸入空気量Gaの検出値に基づき所定のマップから求められるマップ噴射量であり、このマップ噴射量Qmは、機関適合時のような標準状態において理論空燃比が得られるような値として予め規定されている。またKfは増減補正係数であり、加減速等に伴う増減補正のために用いられる値である。Kgは学習値であり、その内容は後述する。Qfbは空燃比フィードバック補正項であり、触媒前センサ17で検出された実際の空燃比と理論空燃比との差に基づく値であり、且つ、実際の空燃比を理論空燃比に近づけさせるための値である。例えば実際の空燃比が理論空燃比より大きいリーンのときは、基本噴射量Qbを増大させるべく大きな値(正の値)となり、逆に実際の空燃比が理論空燃比より小さいリッチのときは、基本噴射量Qbを減少させるべく小さな値(負の値)となる。Qwはウェット補正項であり、燃料の壁面付着を考慮した値であり、エンジンの暖機完了前、図示しない水温センサで検出された冷却水温に基づき所定のマップから求められる。 Here, Qm is a map injection amount obtained from a predetermined map based on the detected value of the intake air amount Ga, and this map injection amount Qm is such that the stoichiometric air-fuel ratio can be obtained in a standard state such as when the engine is adapted. It is previously defined as a correct value. Kf is an increase / decrease correction coefficient, and is a value used for increase / decrease correction accompanying acceleration / deceleration or the like. Kg is a learning value, the content of which will be described later. Qfb is an air-fuel ratio feedback correction term, which is a value based on the difference between the actual air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 and the stoichiometric air-fuel ratio, and for bringing the actual air-fuel ratio closer to the stoichiometric air-fuel ratio. Value. For example, when the actual air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, it becomes a large value (positive value) to increase the basic injection amount Qb, and conversely, when the actual air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, It becomes a small value (negative value) to decrease the basic injection amount Qb. Qw is a wet correction term and is a value that takes into account the fuel wall surface adhesion, and is obtained from a predetermined map based on a cooling water temperature detected by a water temperature sensor (not shown) before completion of engine warm-up.

学習値Kgは次式(25)により表される。   The learning value Kg is expressed by the following equation (25).

Figure 0005041294
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Kfbは、空燃比学習値であり、前記空燃比フィードバック補正項Qfbに基づいて随時更新される学習値である。具体的に述べると、実際の空燃比と理論空燃比との差が大きいときには絶対値の大きい空燃比フィードバック補正項Qfbが逐次的に(サンプル時刻毎に)得られるが、この値が、サンプリング間隔より長い所定周期で徐々に空燃比学習値Kfbに反映されていくと、空燃比フィードバック補正項Qfbの絶対値が小さくなっていく。端的に言えば、サンプル時刻毎に変化する空燃比フィードバック補正項Qfbをなました値に相当するものが空燃比学習値Kfbである。空燃比学習値Kfbが実状に合致する値に到達すれば、空燃比フィードバック補正量が少なくて済むという性質のものである。この空燃比学習値Kfbは、内燃機関毎の空燃比個体ばらつきを吸収するなどの目的で使用される。   Kfb is an air-fuel ratio learning value, which is a learning value that is updated as needed based on the air-fuel ratio feedback correction term Qfb. Specifically, when the difference between the actual air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio is large, an air-fuel ratio feedback correction term Qfb having a large absolute value is obtained sequentially (at each sampling time). As the air-fuel ratio learning value Kfb is gradually reflected in the longer predetermined period, the absolute value of the air-fuel ratio feedback correction term Qfb becomes smaller. In short, the air-fuel ratio learning value Kfb corresponds to a value obtained by changing the air-fuel ratio feedback correction term Qfb that changes at each sampling time. If the air-fuel ratio learning value Kfb reaches a value that matches the actual condition, the air-fuel ratio feedback correction amount is small. This air-fuel ratio learning value Kfb is used for the purpose of absorbing air-fuel ratio individual variations for each internal combustion engine.

Kpは、パージ濃度学習値であり、パージ実行時のパージガスに含まれる燃料の量(パージ燃料量)に対応した学習値である。パージ実行時には、インジェクタ12から噴射された燃料に加え、パージガスに含まれる燃料が燃焼室3に吸入される。従って、パージ燃料量を考慮してインジェクタ12からの燃料噴射量を決定しないと、燃焼室3内に、所望の空燃比(理論空燃比)を実現し得るような燃料量を供給できない。そこで基本噴射量Qbの算出に際してパージ濃度学習値Kpを用いることとしている。パージ濃度学習値Kpは、パージ実行時の実際の空燃比フィードバック補正項Qfbと、空燃比フィードバック補正項Qfbの基準値(本実施形態では0)との差に基づいて更新される。即ち、パージ燃料が多いときには触媒前センサ17の出力がリッチ側に振れ、これに伴いインジェクタ12からの燃料噴射量を減少するよう空燃比フィードバック補正項Qfbが小さくなる。逆に、パージ燃料が少ないときには触媒前センサ17の出力がリーン側に振れ、これに伴いインジェクタ12からの燃料噴射量を増大するよう空燃比フィードバック補正項Qfbが大きくなる。このようにパージ燃料量の大小は空燃比フィードバック補正項Qfbに反映されるので、パージ実行時の実際の空燃比フィードバック補正項Qfbとその基準値との差でもってパージ濃度学習値Kpを随時学習することにより、パージ実行時の平均的なパージ燃料量をインジェクタ12からの燃料噴射量に反映させることができる。なおパージは内燃機関の暖機が終了した後に行われる。パージに際しては目標パージ率が算出され、目標パージ率に応じたデューティ比の駆動信号がパージ制御弁33に送られる。なおパージ率とは、吸入空気量Gaに対するパージガス流量の比率をパーセントで表した値である。   Kp is a purge concentration learning value, which is a learning value corresponding to the amount of fuel (purge fuel amount) contained in the purge gas at the time of purge execution. When purging, the fuel contained in the purge gas is drawn into the combustion chamber 3 in addition to the fuel injected from the injector 12. Therefore, unless the fuel injection amount from the injector 12 is determined in consideration of the purge fuel amount, a fuel amount capable of realizing a desired air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) cannot be supplied into the combustion chamber 3. Therefore, the purge concentration learning value Kp is used when calculating the basic injection amount Qb. The purge concentration learning value Kp is updated based on the difference between the actual air-fuel ratio feedback correction term Qfb at the time of purge execution and the reference value (0 in this embodiment) of the air-fuel ratio feedback correction term Qfb. That is, when the purge fuel is large, the output of the pre-catalyst sensor 17 swings to the rich side, and accordingly, the air-fuel ratio feedback correction term Qfb becomes small so as to reduce the fuel injection amount from the injector 12. Conversely, when the purged fuel is low, the output of the pre-catalyst sensor 17 swings to the lean side, and accordingly, the air-fuel ratio feedback correction term Qfb increases so as to increase the fuel injection amount from the injector 12. Since the amount of purge fuel is thus reflected in the air-fuel ratio feedback correction term Qfb, the purge concentration learning value Kp is learned at any time by the difference between the actual air-fuel ratio feedback correction term Qfb and the reference value at the time of purge execution. Thus, the average purge fuel amount at the time of purge execution can be reflected in the fuel injection amount from the injector 12. The purge is performed after the internal combustion engine has been warmed up. When purging, a target purge rate is calculated, and a drive signal having a duty ratio corresponding to the target purge rate is sent to the purge control valve 33. The purge rate is a value representing the ratio of the purge gas flow rate to the intake air amount Ga in percent.

こうして求められた基本噴射量Qbは、実際の吸入空気量Gaに対して、燃焼室3内の空燃比を理論空燃比とするような、インジェクタ12からの燃料噴射量である。よってストイキ制御中にはこの基本噴射量Qbがインジェクタ12から噴射される。しかしながら、アクティブ制御中には、燃焼室3内の空燃比を理論空燃比より大きいリーン空燃比又は理論空燃比より小さいリッチ空燃比にする必要がある。そこで、基本噴射量Qbにアクティブ係数Kaを乗じて、アクティブ制御中にインジェクタ12から噴射される燃料噴射量(アクティブ噴射量)Qaが算出される(Qa=Ka×Qb)。   The basic injection amount Qb thus determined is a fuel injection amount from the injector 12 such that the air-fuel ratio in the combustion chamber 3 is the stoichiometric air-fuel ratio with respect to the actual intake air amount Ga. Therefore, the basic injection amount Qb is injected from the injector 12 during the stoichiometric control. However, during active control, it is necessary to set the air-fuel ratio in the combustion chamber 3 to a lean air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, the basic injection amount Qb is multiplied by the active coefficient Ka to calculate the fuel injection amount (active injection amount) Qa injected from the injector 12 during active control (Qa = Ka × Qb).

アクティブ係数Kaは、理論空燃比を、アクティブ制御中の空燃比(リーン空燃比又はリッチ空燃比)で除した値にほぼ等しい。本実施形態の場合、リーン空燃比=15.1、リッチ空燃比=14.1であり、リーン空燃比のときのアクティブ係数Kalは0.965、リッチ空燃比のときのアクティブ係数Karは1.035とされる。つまりストイキ制御中よりも、リーン空燃比のときには0.035Qbだけ燃料噴射量が減量され、リッチ空燃比のときには0.035Qbだけ燃料噴射量が増量される。この減量分或いは増量分の燃料噴射量を総じてアクティブ増減噴射量といい、減量分の燃料噴射量をアクティブ減量噴射量、増量分の燃料噴射量をアクティブ増量噴射量という。こうして求められたアクティブ噴射量Qaが、入力空燃比u(t)を算出するときの燃料噴射量Qをなすものであり、アクティブ噴射量Qaに応じた時間だけインジェクタ12が通電され、アクティブ噴射量Qaに等しい量の燃料がインジェクタ12から噴射される。   The active coefficient Ka is substantially equal to a value obtained by dividing the theoretical air-fuel ratio by the air-fuel ratio (lean air-fuel ratio or rich air-fuel ratio) during active control. In the present embodiment, the lean air-fuel ratio = 15.1, the rich air-fuel ratio = 14.1, the active coefficient Kar at the lean air-fuel ratio is 0.965, and the active coefficient Kar at the rich air-fuel ratio is 1. 035. That is, the fuel injection amount is decreased by 0.035Qb when the air-fuel ratio is lean, and the fuel injection amount is increased by 0.035Qb when the air-fuel ratio is rich. The fuel injection amount for this decrease or increase is collectively referred to as the active increase / decrease injection amount, the fuel injection amount for the decrease is referred to as the active decrease injection amount, and the fuel injection amount for the increase is referred to as the active increase injection amount. The active injection amount Qa thus determined forms the fuel injection amount Q when calculating the input air-fuel ratio u (t), and the injector 12 is energized for a time corresponding to the active injection amount Qa, and the active injection amount An amount of fuel equal to Qa is injected from the injector 12.

なお、ストイキ制御中とアクティブ制御中では空燃比フィードバック補正項Qfbの意味が異なる。ストイキ制御中の空燃比フィードバック補正項Qfbは、単純に、触媒前センサ17によって検出された空燃比と理論空燃比との差に基づく値であるが、アクティブ制御中の空燃比フィードバック補正項Qfbは、触媒前センサ17によって検出された空燃比をなました値と、理論空燃比との差に基づく値である。従ってストイキ制御中では燃料噴射量がフィードバック制御されるが、アクティブ制御中ではほぼオープン制御に近い方法で燃料噴射量が制御される。   Note that the meaning of the air-fuel ratio feedback correction term Qfb differs between the stoichiometric control and the active control. The air-fuel ratio feedback correction term Qfb during stoichiometric control is simply a value based on the difference between the air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 and the stoichiometric air-fuel ratio, but the air-fuel ratio feedback correction term Qfb during active control is The value based on the difference between the value obtained by the air-fuel ratio detected by the pre-catalyst sensor 17 and the stoichiometric air-fuel ratio. Accordingly, while the fuel injection amount is feedback controlled during the stoichiometric control, the fuel injection amount is controlled by a method almost similar to the open control during the active control.

上述の計算方法では燃料噴射量の単位で計算を行ったが、燃料噴射量とインジェクタ12の通電時間とが比例関係にあるため、通電時間の単位で計算を行ってもよい。この通電時間の単位で計算を行う場合も本発明に含めることとする。   In the above calculation method, the calculation is performed in the unit of the fuel injection amount. However, since the fuel injection amount and the energization time of the injector 12 are in a proportional relationship, the calculation may be performed in the unit of the energization time. The case where the calculation is performed in units of the energization time is also included in the present invention.

[第1の態様:内燃機関の運転状態の考慮]
ところで、アクティブ制御及びパラメータ同定を実行する条件は、次の(1)及び(2)のいずれか一方の条件が成立したときとされる。
(1)現在の内燃機関の運転状態が位置する運転領域において、学習値Kgの学習完了履歴有り。
(2)現在の空燃比フィードバック補正項Qfbから求まるフィードバック(F/B)補正率が所定範囲内にある。
[First aspect: Consideration of operating state of internal combustion engine]
By the way, the condition for executing the active control and the parameter identification is when one of the following conditions (1) and (2) is satisfied.
(1) There is a learning completion history of the learning value Kg in the operating region where the current operating state of the internal combustion engine is located.
(2) The feedback (F / B) correction rate obtained from the current air-fuel ratio feedback correction term Qfb is within a predetermined range.

条件(1)について説明すると、図16に示すように、内燃機関の全運転領域は、負荷(より具体的には吸入空気量Ga)に応じて複数の領域L1〜L5に予め区分ないし分割されている。そして条件(1)が成立するためには、過去の何れかの時点において、学習値Kgの学習が少なくとも1回完了したことが必要とされる。例えば、新車出荷直後やバッテリ交換直後には、全領域L1〜L5の学習値Kgとしては値が入力されておらず、全領域L1〜L5についてまだ学習が1回も完了していない。そしてその後車両が走行していくうちに、順次各領域について学習が完了していく。図示例では、領域L1〜L3では学習完了(学習完了履歴有り)となっているが、領域L4〜L5では学習未完了(学習完了履歴無し)となっている。よって現在の内燃機関の運転状態が、図中黒丸で示すように、学習完了領域(L1〜L3のいずれか)に位置すれば、条件(1)は成立となる。逆に、現在の内燃機関の運転状態が、図中白丸で示すように、学習未完了領域(L4〜L5のいずれか)に位置すれば、条件(1)は非成立となる。   The condition (1) will be described. As shown in FIG. 16, the entire operation region of the internal combustion engine is divided or divided into a plurality of regions L1 to L5 in advance according to the load (more specifically, the intake air amount Ga). ing. In order to satisfy the condition (1), it is necessary that learning of the learning value Kg is completed at least once at any time in the past. For example, immediately after the shipment of a new car or immediately after battery replacement, no value is input as the learning value Kg for all the regions L1 to L5, and learning has not yet been completed for all the regions L1 to L5. Then, as the vehicle travels thereafter, learning for each region is completed in sequence. In the illustrated example, learning is completed (with learning completion history) in regions L1 to L3, but learning is not completed (no learning completion history) in regions L4 to L5. Therefore, if the current operating state of the internal combustion engine is located in the learning completion region (any one of L1 to L3) as indicated by a black circle in the figure, the condition (1) is satisfied. On the contrary, if the current operating state of the internal combustion engine is located in the learning incomplete region (any of L4 to L5) as indicated by white circles in the figure, the condition (1) is not satisfied.

なお、内燃機関の運転領域の区分の仕方はここで述べたような負荷のみによる区分に限られない。負荷に加えて或いは負荷に代えて、機関回転数により区分してもよいし、他の運転状態パラメータにより区分してもよい。分割数も上記で示したような5つに限定されない。   Note that the method of dividing the operation region of the internal combustion engine is not limited to the division based only on the load as described herein. In addition to the load or instead of the load, it may be classified according to the engine speed, or may be classified according to other operating state parameters. The number of divisions is not limited to five as shown above.

次に条件(2)について説明する。F/B補正率は、基本噴射量Qbと空燃比フィードバック補正項Qfbとの比で表され、具体的にはQfb/Qbで表される。条件(2)は、例えばF/B補正率が±2%以内であることである。   Next, the condition (2) will be described. The F / B correction rate is represented by the ratio between the basic injection amount Qb and the air-fuel ratio feedback correction term Qfb, and specifically is represented by Qfb / Qb. Condition (2) is, for example, that the F / B correction rate is within ± 2%.

条件(1)を要する理由は、現在の内燃機関の運転状態が学習完了履歴が有る運転領域に位置していれば、内燃機関の個体差に基づく空燃比ズレが既に学習済みであり、基本噴射量Qbの精度が保証され、アクティブ噴射量Qaも正確に算出できるからである。また条件(2)を要する理由は、F/B補正率が所定範囲内にあれば、実際に起きている空燃比ズレが小さく、基本噴射量Qbの精度が保証され、アクティブ噴射量Qaも正確に算出できるからである。   The reason why the condition (1) is required is that if the current operating state of the internal combustion engine is located in an operating region having a learning completion history, the air-fuel ratio deviation based on the individual difference of the internal combustion engine has already been learned, and the basic injection This is because the accuracy of the amount Qb is guaranteed and the active injection amount Qa can also be accurately calculated. The reason for the requirement (2) is that if the F / B correction rate is within a predetermined range, the actual air-fuel ratio deviation is small, the accuracy of the basic injection amount Qb is guaranteed, and the active injection amount Qa is also accurate. This is because it can be calculated as follows.

ところで、アクティブ制御の実行条件は条件(1)及び(2)のいずれかが成立することである。従って条件(1)が成立しなくても(即ち、内燃機関の運転状態が学習完了領域に位置していなくても)、条件(2)が成立すれば(即ち、F/B補正率が所定範囲内にあれば)、アクティブ制御が実行可能となる。   Incidentally, the execution condition of the active control is that either of the conditions (1) and (2) is satisfied. Therefore, even if the condition (1) is not satisfied (that is, even if the operating state of the internal combustion engine is not located in the learning completion region), if the condition (2) is satisfied (that is, the F / B correction factor is predetermined). If so, active control can be performed.

しかしながら、アクティブ制御の開始後では開始前と比較して、空燃比フィードバック補正項Qfbの意味が異なり、F/B補正率が所定範囲内にあっても、内燃機関の運転状態が学習完了領域に位置しているときと同等の、基本噴射量Qbの算出精度を保証できない。このため、アクティブ制御中に、図16に矢示する如く学習完了領域から学習未完了領域に移行したとき、基本噴射量Qbを正確に算出できなくなる虞がある。また同様の問題が、アクティブ制御中に学習未完了領域から学習完了領域に移行したときにも起こり得る。   However, after the start of the active control, the meaning of the air-fuel ratio feedback correction term Qfb is different from that before the start, and even if the F / B correction rate is within the predetermined range, the operating state of the internal combustion engine is in the learning completion region. The calculation accuracy of the basic injection amount Qb, which is equivalent to when it is positioned, cannot be guaranteed. For this reason, there is a possibility that the basic injection amount Qb cannot be accurately calculated when the learning completion area is shifted to the learning incomplete area as shown by the arrow in FIG. 16 during active control. A similar problem can also occur when the learning incomplete area is shifted to the learning completed area during active control.

そこでこの第1の態様では、アクティブ制御及び同定の実行中に内燃機関の運転状態が学習完了領域と学習未完了領域との間で移行したときには、次の対策(A)及び(B)のいずれかを施す。
(A)移行直後に同定を一時的に停止する。
(B)移行と同時にアクティブ制御及び同定を中止させる。
こうすることにより、対策(A)の場合には、移行直後の待ち時間を設けて、その間の不正確な基本噴射量Qbに基づく不正確なアクティブ噴射量Qaの算出、ひいては不正確な入力空燃比u(t)による同定を防止することができる。一方、かかる待ち時間が経過すれば、各値が移行後の領域に対応した値に落ち着くので、この経過後に同定を再開することにより、正確な基本噴射量Qbに基づく正確なアクティブ噴射量Qaの算出、ひいては正確な入力空燃比u(t)による高精度の同定を実現することができる。他方、対策(B)の場合には、移行と同時にアクティブ制御及び同定を中止させるので、やはり同様に不正確な入力空燃比u(t)による同定を防止することができる。
Therefore, in the first aspect, when the operation state of the internal combustion engine shifts between the learning completion region and the learning incomplete region during execution of active control and identification, any of the following measures (A) and (B) Apply.
(A) The identification is temporarily stopped immediately after the transition.
(B) The active control and identification are stopped simultaneously with the transition.
In this way, in the case of the measure (A), a waiting time immediately after the transition is provided, and the incorrect active injection amount Qa is calculated based on the inaccurate basic injection amount Qb during that time, and thus the inaccurate input empty Identification by the fuel ratio u (t) can be prevented. On the other hand, when such a waiting time elapses, each value settles to a value corresponding to the area after the transition. By restarting the identification after this elapse, the accurate active injection amount Qa based on the accurate basic injection amount Qb can be obtained. It is possible to realize calculation and high-precision identification based on the accurate input air-fuel ratio u (t). On the other hand, in the case of the measure (B), the active control and the identification are stopped simultaneously with the transition, so that the identification by the inaccurate input air-fuel ratio u (t) can be similarly prevented.

以下、これら対策(A)及び(B)の具体例を順番に説明する。図17には、対策(A)を実現するようにECU20によって実行されるアクティブ制御及びパラメータ同定の手順を示す。   Hereinafter, specific examples of these countermeasures (A) and (B) will be described in order. FIG. 17 shows a procedure of active control and parameter identification executed by the ECU 20 so as to realize the countermeasure (A).

まずステップS201では、現在の内燃機関の運転状態が位置する運転領域(現領域)において、学習値Kgの学習完了履歴が有るか否か(即ち、前記条件(1)が成立しているか否か)が判断される。判断結果がイエスの場合、ステップS203に進んでアクティブ制御が実行ないし開始され、ステップS204で入力空燃比u(t)及び出力空燃比y(t)のデータ(入出力データ)が取得され、この取得されたデータにより同定が実行される。   First, in step S201, whether or not there is a learning completion history of the learning value Kg in the operating region (current region) where the current operating state of the internal combustion engine is located (that is, whether or not the condition (1) is satisfied). ) Is judged. If the determination result is yes, the process proceeds to step S203 and active control is executed or started. In step S204, data (input / output data) of the input air-fuel ratio u (t) and the output air-fuel ratio y (t) are acquired. Identification is performed with the acquired data.

他方、ステップS201の判断結果がノーの場合、ステップS202に進んで、現在のF/B補正率が所定範囲内にあるか否か(即ち、前記条件(2)が成立しているか否か)が判断される。判断結果がイエスの場合にはステップS203、S204に進み、アクティブ制御及び同定が実行され、他方、判断結果がノーの場合には、ステップS201及びステップS202の何れか一方の判断結果がイエスになるまで待機状態となる。   On the other hand, if the determination result in step S201 is no, the process proceeds to step S202, and whether or not the current F / B correction rate is within a predetermined range (that is, whether or not the condition (2) is satisfied). Is judged. If the determination result is yes, the process proceeds to steps S203 and S204, where active control and identification are executed. On the other hand, if the determination result is no, the determination result of either step S201 or step S202 is yes. It will be in a standby state.

ステップS204の次にステップS205に進み、内燃機関の運転状態が学習完了領域と学習未完了領域との間で移行したか否かが判断される。移行がない場合にはステップS203に戻ってアクティブ制御及び同定が引き続き実行されるが、移行があった場合には、ステップS206〜S211において、同定が一時的に停止(ポーズ)される。即ち、この一時停止期間中にはアクティブ制御は継続されるものの、入出力データは破棄され、従って同定も停止される。ここで移行ありとなるのは、学習完了領域から学習未完了領域に移行した場合の他、学習未完了領域から学習完了領域に移行した場合も含まれる。前者の場合は、ステップS201の判断結果がイエスで学習完了領域からアクティブ制御が開始された場合に起こり、後者の場合は、ステップS201の判断結果がノーだがステップS202の判断結果がイエスで学習未完了領域からアクティブ制御が開始された場合に起こり得る。   After step S204, the process proceeds to step S205, where it is determined whether or not the operating state of the internal combustion engine has shifted between a learning completion region and a learning incomplete region. If there is no transition, the process returns to step S203 to continue the active control and identification, but if there is a transition, the identification is temporarily stopped (paused) in steps S206 to S211. That is, the active control is continued during the temporary stop period, but the input / output data is discarded, and the identification is also stopped. Here, “with transition” includes not only the case where the learning completion area is transferred to the learning incomplete area but also the case where the learning completion area is shifted to the learning completion area. In the former case, the determination result in step S201 is yes and the active control is started from the learning completion region. In the latter case, the determination result in step S201 is no but the determination result in step S202 is yes and the learning is not performed. This can happen when active control is started from the completion area.

まず、ステップS206では、マスクカウンタの値Nが所定の初期値にセットされる。本実施形態の初期値は5である。次にステップS207においてマスクカウンタの値Nが所定のマスク解除しきい値Ns以上か否かが判断される。本実施形態のマスク解除しきい値Nsは1である。判断結果がイエスの場合、ステップS208において、同定を停止するための停止フラグがオンされ、ステップS209において、ECU20に取り込まれた入出力データが破棄されると共に、その入出力データを用いた同定が停止される。これにより、同定パラメータであるゲインk及び時定数Tの更新が一時的に停止されることとなる。次にステップS210において、アクティブ制御の1周期が終了したか否かが判断される。アクティブ制御の1周期とは、入力空燃比u(t)がリッチ空燃比及びリーン空燃比の一方から他方に切り替えられた時から、次に同方向に切り替えられた時までの期間をいう。1周期が終了していない場合、待機状態となり、ステップS209の入出力データ破棄と同定停止が継続される。他方、1周期が終了した場合、ステップS211に進んでマスクカウンタの値Nが1だけ減算され(N=N−1)、ステップS207に戻る。   First, in step S206, the value N of the mask counter is set to a predetermined initial value. The initial value of this embodiment is 5. In step S207, it is determined whether or not the value N of the mask counter is equal to or greater than a predetermined mask release threshold value Ns. The mask release threshold value Ns in this embodiment is 1. If the determination result is yes, in step S208, a stop flag for stopping the identification is turned on. In step S209, the input / output data captured by the ECU 20 is discarded, and the identification using the input / output data is performed. Stopped. As a result, the update of the gain k and the time constant T, which are identification parameters, is temporarily stopped. Next, in step S210, it is determined whether one cycle of active control has ended. One cycle of the active control refers to a period from when the input air-fuel ratio u (t) is switched from one of the rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio to the next when it is switched in the same direction. If one cycle has not ended, the standby state is entered, and the input / output data discard and identification stop in step S209 are continued. On the other hand, when one cycle is completed, the process proceeds to step S211 where the value N of the mask counter is subtracted by 1 (N = N-1), and the process returns to step S207.

こうして、学習完了・未完了領域間での移行があったときには、その直後、N≧Nsが成立しなくなるまで、本実施形態ではアクティブ制御の5周期の間、入出力データが破棄され続け、同定が停止され続けることとなる。   Thus, when there is a transition between the learning completed and incomplete areas, immediately after that, until N ≧ Ns does not hold, in this embodiment, the input / output data continues to be discarded for five cycles of active control, and identification is performed. Will continue to be stopped.

他方、ステップS207においてN≧Nsが非成立となった場合には、ステップS212に進んで停止フラグがオフされ、ポーズが解除となり、ステップS213において入出力データの取得と同定が再開される。これにより同定パラメータであるゲインk及び時定数Tは、一時停止開始直前の値から再び更新されることとなる。   On the other hand, if N ≧ Ns is not established in step S207, the process proceeds to step S212, the stop flag is turned off, the pause is released, and acquisition and identification of input / output data are resumed in step S213. As a result, the gain k and the time constant T, which are identification parameters, are updated again from the values immediately before the start of the temporary stop.

次に、対策(B)について説明する。図18には、対策(B)を実現するようにECU20によって実行されるアクティブ制御及びパラメータ同定の手順を示す。なお図18に示すフローチャートは図17に示したフローチャートと異なり、所定のサンプリング周期毎に全体が繰り返し実行されるものである。   Next, countermeasure (B) will be described. FIG. 18 shows a procedure of active control and parameter identification executed by the ECU 20 so as to realize the measure (B). The flowchart shown in FIG. 18 differs from the flowchart shown in FIG. 17 in that the entire process is repeatedly executed every predetermined sampling period.

ステップS301,S302では前記ステップS201,S202と同様に、現在の内燃機関の運転状態が位置する運転領域において学習値Kgの学習完了履歴が有るか否か(即ち、前記条件(1)が成立しているか否か)、及び、現在のF/B補正率が所定範囲内にあるか否か(即ち、前記条件(2)が成立しているか否か)が判断される。   In steps S301 and S302, as in steps S201 and S202, whether or not there is a learning completion history of the learned value Kg in the operating region where the current operating state of the internal combustion engine is located (that is, the condition (1) is satisfied). And whether or not the current F / B correction factor is within a predetermined range (that is, whether or not the condition (2) is satisfied).

いずれの判断結果もノーの場合、ステップS308に進んでアクティブ制御が禁止され、その後ステップS309でECU20に取り込まれた入出力データが破棄され、同定が禁止される。   If any determination result is NO, the process proceeds to step S308 where the active control is prohibited, and then the input / output data taken into the ECU 20 is discarded in step S309, and the identification is prohibited.

他方、いずれか一方の判断結果がイエスの場合、ステップS303に進んで、移行フラグがオフであるか否かが判断される。この移行フラグは、アクティブ制御中に内燃機関の運転状態が学習完了領域と学習未完了領域との間で移行したときにオンされるフラグであり、初期状態はオフである。移行フラグがオフでない(オンである)ときにはステップS308,S309でアクティブ制御が禁止され、入出力データが破棄され、同定が禁止される。   On the other hand, if any one of the determination results is YES, the process proceeds to step S303, and it is determined whether or not the transition flag is OFF. This transition flag is a flag that is turned on when the operating state of the internal combustion engine transitions between the learning completion region and the learning incomplete region during active control, and the initial state is off. When the transition flag is not off (on), active control is prohibited in steps S308 and S309, input / output data is discarded, and identification is prohibited.

他方、移行フラグがオフであるときには、ステップS304に進んでアクティブ制御が実行ないし開始され、ステップS305で入出力データが取得され、この取得されたデータにより同定が実行される。この後、ステップS306に進み、学習完了・未完了領域間での内燃機関の運転状態の移行があったか否かが判断される。移行がない場合には終了され、移行があった場合にはステップS307において移行フラグがオンされた後、終了される。   On the other hand, when the transition flag is off, the process proceeds to step S304, where active control is executed or started, input / output data is acquired in step S305, and identification is executed based on the acquired data. Thereafter, the process proceeds to step S306, and it is determined whether or not there has been a shift in the operating state of the internal combustion engine between the learning completed / uncompleted regions. If there is no transition, the process is terminated. If there is a transition, the transition flag is turned on in step S307, and the process is terminated.

これによると、まず条件(1)及び(2)のいずれかが成立した時点でアクティブ制御が開始され(S301とS302のいずれかがイエス)、入出力データ取得と同定が実行される(S304,S305)。この段階で移行フラグはまだオフである(S303がイエス)。そして、学習完了・未完了領域間での移行があった時点で(S306がイエス)、移行フラグがオンされる(S307)。次のルーチン実行時、移行フラグがオンなので(S303がノー)、アクティブ制御が禁止され、入出力データが破棄され、同定が禁止される(S308,S309)。こうして移行と同時にアクティブ制御と同定が中止されることとなる。   According to this, first, active control is started when either of the conditions (1) and (2) is satisfied (Yes in either S301 or S302), and input / output data acquisition and identification are executed (S304, S302). S305). At this stage, the transition flag is still off (Yes in S303). Then, when there is a transition between the learning completed and incomplete areas (Yes in S306), the transition flag is turned on (S307). When the next routine is executed, the transition flag is on (No in S303), so that active control is prohibited, input / output data is discarded, and identification is prohibited (S308, S309). In this way, active control and identification are stopped simultaneously with the transition.

[第2の態様:アクティブ噴射量算出方法の改良]
前述したように、基本態様において、アクティブ噴射量Qaは、次式(24)により算出される基本噴射量Qbに、アクティブ係数Kaを乗じて算出される。
[Second Embodiment: Improvement of Active Injection Amount Calculation Method]
As described above, in the basic mode, the active injection amount Qa is calculated by multiplying the basic injection amount Qb calculated by the following equation (24) by the active coefficient Ka.

Figure 0005041294
Figure 0005041294

但しQmはマップ噴射量、Kfは増減補正係数、Kgは学習値、Qfbは空燃比フィードバック補正項、Qwはウェット補正項である。 However, Qm is a map injection amount, Kf is an increase / decrease correction coefficient, Kg is a learning value, Qfb is an air-fuel ratio feedback correction term, and Qw is a wet correction term.

また学習値Kgは次式(25)により表される。   The learning value Kg is represented by the following equation (25).

Figure 0005041294
Figure 0005041294

但しKfbは空燃比学習値、Kpはパージ濃度学習値である。学習値Kgにはパージ濃度学習値Kpが含まれているため、基本噴射量Qbには、過去の経緯に基づく平均的な或いは大凡のパージ燃料量の影響が加味されている。 However, Kfb is an air-fuel ratio learning value, and Kp is a purge concentration learning value. Since the learning value Kg includes the purge concentration learning value Kp, the basic injection amount Qb includes an influence of an average or approximate purge fuel amount based on the past circumstances.

しかしながら、パージ実行中で且つアクティブ制御中において、実際ないし現在のパージ燃料量は、必ずしもパージ濃度学習値Kpに相当する燃料量と等しくならない。このため実際のパージ燃料量が例えばパージ濃度学習値相当の燃料量よりも多いときには、基本噴射量Qbがストイキ相当量よりも少なくなり、アクティブ噴射量Qaも目標空燃比相当の噴射量より少なくなり、結果的に空燃比が目標空燃比よりリーンとなってしまう。即ち、実際のパージ燃料量がパージ濃度学習値相当の燃料量よりも多いと、触媒前センサ17の出力が目標空燃比よりもリッチ側に振れ、このリッチ誤差を解消するよう負の空燃比フィードバック補正項Qfbが算出される。そうなると計算される基本噴射量Qbがストイキ相当量よりも少なくなる。アクティブ噴射量Qaが基本噴射量Qbと、定数であるアクティブ係数Kaとの積であるため、基本噴射量Qbがストイキ相当量よりも少なくなると、計算されるアクティブ噴射量Qaも目標空燃比相当の噴射量より少なくなる。結果的に、実際の噴射量が目標空燃比相当の噴射量より少なくなり、触媒前センサ17に供給される排気ガスの空燃比(入力空燃比u(t))が目標空燃比よりリーンとなる。なお、実際のパージ燃料量がパージ濃度学習値相当の燃料量よりも少ないときには、逆の原理でアクティブ噴射量Qaが目標空燃比相当の噴射量より多くなり、結果的に空燃比が目標空燃比よりリッチとなる。   However, during purge execution and active control, the actual or current purge fuel amount is not necessarily equal to the fuel amount corresponding to the purge concentration learning value Kp. For this reason, when the actual purge fuel amount is larger than the fuel amount corresponding to the purge concentration learning value, for example, the basic injection amount Qb becomes smaller than the stoichiometric amount, and the active injection amount Qa also becomes smaller than the target air-fuel ratio. As a result, the air-fuel ratio becomes leaner than the target air-fuel ratio. In other words, when the actual purge fuel amount is larger than the fuel amount corresponding to the purge concentration learning value, the output of the pre-catalyst sensor 17 fluctuates to the rich side with respect to the target air-fuel ratio, and negative air-fuel ratio feedback is performed so as to eliminate this rich error. A correction term Qfb is calculated. Then, the calculated basic injection amount Qb becomes smaller than the stoichiometric amount. Since the active injection amount Qa is a product of the basic injection amount Qb and a constant active coefficient Ka, the calculated active injection amount Qa is also equivalent to the target air-fuel ratio when the basic injection amount Qb is smaller than the stoichiometric equivalent amount. Less than the injection amount. As a result, the actual injection amount becomes smaller than the injection amount corresponding to the target air-fuel ratio, and the air-fuel ratio (input air-fuel ratio u (t)) of the exhaust gas supplied to the pre-catalyst sensor 17 becomes leaner than the target air-fuel ratio. . When the actual purge fuel amount is smaller than the fuel amount corresponding to the purge concentration learning value, the active injection amount Qa is larger than the injection amount corresponding to the target air-fuel ratio by the reverse principle, and as a result, the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. Become richer.

このように、パージ実行中にアクティブ制御を行ったとき、実際のパージ燃料量に応じて入力空燃比u(t)が目標空燃比に対して誤差を生じるという問題がある。   Thus, when active control is performed during purge execution, there is a problem that the input air-fuel ratio u (t) causes an error with respect to the target air-fuel ratio in accordance with the actual purge fuel amount.

そこでこの問題を解決するため、ECU20によりアクティブ噴射量Qaを計算する際の計算方法を次のように変更する。まず、前式(24)により基本噴射量Qbが算出され、次に、次式(26)により、推定値としてのパージ燃料量Qpが算出される。   In order to solve this problem, the calculation method used when the ECU 20 calculates the active injection amount Qa is changed as follows. First, the basic injection amount Qb is calculated by the previous equation (24), and then the purge fuel amount Qp as an estimated value is calculated by the following equation (26).

Figure 0005041294
Figure 0005041294

このパージ燃料量Qpは、実際のパージガスに含まれている燃料量の推定値である。なおKpを100で除しているのは、Kpがパーセントの単位を持つ値だからである。こうして実際のパージ燃料量Qpが、基本噴射量Qbとは別個独立した値として推定される。 The purge fuel amount Qp is an estimated value of the fuel amount contained in the actual purge gas. The reason why Kp is divided by 100 is that Kp is a value having a unit of percent. Thus, the actual purge fuel amount Qp is estimated as a value independent of the basic injection amount Qb.

次に、基本噴射量Qbと推定パージ燃料量Qpとに基づき、次式(27)により、基本噴射量Qbに対し増量或いは減量されるアクティブ増減噴射量ΔQが算出される。   Next, based on the basic injection amount Qb and the estimated purge fuel amount Qp, an active increase / decrease injection amount ΔQ that is increased or decreased with respect to the basic injection amount Qb is calculated by the following equation (27).

Figure 0005041294
Figure 0005041294

但し、増量時(リッチ空燃比制御時)のアクティブ係数Kaは1.035、減量時(リーン空燃比制御時)のアクティブ係数Kaは0.965である。 However, the active coefficient Ka at the time of increasing (during rich air-fuel ratio control) is 1.035, and the active coefficient Ka at the time of decreasing (during lean air-fuel ratio control) is 0.965.

最後に、基本噴射量Qbとアクティブ増減噴射量ΔQとに基づき、アクティブ噴射量Qaが次式(28)により算出される。なお、こうして算出されたアクティブ噴射量Qaに応じた時間だけインジェクタ12が通電され、アクティブ噴射量Qaに等しい量の燃料がインジェクタ12から噴射されることとなる。   Finally, the active injection amount Qa is calculated by the following equation (28) based on the basic injection amount Qb and the active increase / decrease injection amount ΔQ. The injector 12 is energized only for a time corresponding to the active injection amount Qa thus calculated, and an amount of fuel equal to the active injection amount Qa is injected from the injector 12.

Figure 0005041294
Figure 0005041294

この計算方法によれば、推定パージ燃料量Qpを基本噴射量Qbとは別に算出し、基本噴射量Qb及び推定パージ燃料量Qpの和に対して(Ka−1)を乗じて増量或いは減量分のアクティブ増減噴射量ΔQを算出し、このアクティブ増減噴射量ΔQを基本噴射量Qbに加算してアクティブ噴射量Qaを求めるようにしている。特に、推定パージ燃料量Qpを基本噴射量Qbとは別に算出するので、実際のパージ燃料量の増減の影響をアクティブ噴射量Qaに色濃く反映させることができる。具体的には、推定パージ燃料量Qpに対して(Ka−1)を乗じ、推定パージ燃料量Qp単独についての増量或いは減量分を求め(式(27))、これを基本噴射量Qbに加算してアクティブ噴射量Qaを求めている(式(28))。この結果、実際のパージ燃料量の大小に拘わらず、アクティブ噴射量Qaの算出精度を高め、ひいては入力空燃比u(t)の精度を向上し、同定精度や診断精度を高めることが可能となる。   According to this calculation method, the estimated purge fuel amount Qp is calculated separately from the basic injection amount Qb, and the sum of the basic injection amount Qb and the estimated purge fuel amount Qp is multiplied by (Ka-1) to increase or decrease the amount. The active increase / decrease injection amount ΔQ is calculated, and the active increase / decrease injection amount ΔQ is added to the basic injection amount Qb to obtain the active injection amount Qa. In particular, since the estimated purge fuel amount Qp is calculated separately from the basic injection amount Qb, the effect of the actual increase or decrease in the purge fuel amount can be reflected in the active injection amount Qa. Specifically, the estimated purge fuel amount Qp is multiplied by (Ka-1) to obtain an increase or decrease for the estimated purge fuel amount Qp alone (Equation (27)), and this is added to the basic injection amount Qb. Thus, the active injection amount Qa is obtained (formula (28)). As a result, regardless of the actual amount of purge fuel, it is possible to improve the calculation accuracy of the active injection amount Qa, improve the accuracy of the input air-fuel ratio u (t), and increase the identification accuracy and diagnosis accuracy. .

以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、前記実施形態では一次遅れモデルにおける同定手法として逐次最小自乗法を用いたが、他にも様々な同定手法が採用可能であり、例えばカルマンフィルタ法等が採用可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but various other embodiments of the present invention are conceivable. For example, the sequential least square method is used as the identification method in the first-order lag model in the above embodiment, but various other identification methods can be employed, such as the Kalman filter method.

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。   The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. アクティブ制御時における入力空燃比と出力空燃比との変化の様子を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the mode of the change of the input air fuel ratio at the time of active control, and an output air fuel ratio. ゲイン及び時定数を同定した結果を示すグラフであり、正常センサの場合である。It is a graph which shows the result of having identified a gain and a time constant, and is a case of a normal sensor. ゲイン及び時定数を同定した結果を示すグラフであり、異常センサの場合である。It is a graph which shows the result of having identified a gain and a time constant, and is a case of an abnormal sensor. 異常診断システムのブロック図である。It is a block diagram of an abnormality diagnosis system. 燃料ダイナミクス補正のある場合とない場合とで入力空燃比を比較した試験結果である。It is a test result comparing the input air-fuel ratio with and without fuel dynamics correction. 入力空燃比と出力空燃比との変化の様子を示す試験結果であり、バイアス補正前の状態である。It is a test result which shows the mode of a change with an input air fuel ratio and an output air fuel ratio, and is the state before bias correction. バイアス補正の方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the method of bias correction. 入力空燃比と出力空燃比との変化の様子を示す試験結果であり、バイアス補正後の状態である。It is a test result which shows the mode of a change with an input air fuel ratio and an output air fuel ratio, and is the state after bias correction | amendment. むだ時間補正前後の入力空燃比を示す試験結果である。It is a test result which shows the input air fuel ratio before and behind dead time correction. むだ時間算出方法を説明するための試験結果であり、正常センサの場合である。It is a test result for demonstrating a dead time calculation method, and is a case of a normal sensor. むだ時間算出方法を説明するための図11に対応した概略図である。It is the schematic corresponding to FIG. 11 for demonstrating a dead time calculation method. むだ時間算出方法を説明するための試験結果であり、異常センサの場合である。It is a test result for explaining a dead time calculation method, and is a case of an abnormal sensor. むだ時間算出方法を説明するための図13に対応した概略図である。It is the schematic corresponding to FIG. 13 for demonstrating a dead time calculation method. 空燃比センサ異常診断の手順を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of an air fuel ratio sensor abnormality diagnosis roughly. 内燃機関の運転領域の区分と、学習完了・未完了領域及びこの間の運転状態の移行を示す図である。It is a figure which shows the division | segmentation of the driving | running | working area | region of an internal combustion engine, the learning completion / uncompleted area | region, and the transition of the driving | running state in the meantime. 第1の態様に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on a 1st aspect. 第1の態様に係る別のフローチャートである。It is another flowchart which concerns on a 1st aspect.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
3 燃焼室
6 排気管
11 上流触媒
12 インジェクタ
14 排気マニフォールド
17 触媒前センサ
20 電子制御ユニット(ECU)
30 燃料タンク
31 キャニスタ
32 パージ通路
33 パージ制御弁
A/Fc 中心空燃比
u(t) 入力空燃比
y(t) 出力空燃比
Qb 基本噴射量
Kg 学習値
Kfb 空燃比学習値
Kp パージ濃度学習値
Qa アクティブ噴射量
Qp パージ燃料量
k ゲイン
T 時定数
1 Internal combustion engine 3 Combustion chamber 6 Exhaust pipe 11 Upstream catalyst 12 Injector 14 Exhaust manifold 17 Pre-catalyst sensor 20 Electronic control unit (ECU)
30 Fuel tank 31 Canister 32 Purge passage 33 Purge control valve A / Fc Central air-fuel ratio u (t) Input air-fuel ratio y (t) Output air-fuel ratio Qb Basic injection amount Kg Learning value Kfb Air-fuel ratio learning value Kp Purge concentration learning value Qa Active injection amount Qp Purge fuel amount k Gain T Time constant

Claims (4)

内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサの異常診断装置であって、
燃料噴射弁からの燃料噴射量を周期的に増減して入力としての空燃比を所定の中心空燃比に対してリッチ側及びリーン側に交互に切り替えるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、
アクティブ制御中、前記燃料噴射弁から前記空燃比センサまでの系を一次遅れ要素によりモデル化してなるモデルに対する前記入力と、前記空燃比センサの出力とに基づき、前記一次遅れ要素におけるパラメータを同定する同定手段と、
前記同定手段により同定されたパラメータに基づき、前記空燃比センサの所定の特性の異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記アクティブ制御手段は、前記中心空燃比に相当する燃料噴射量(中心噴射量)を所定の学習値に基づいて算出し、この中心噴射量に基づいてアクティブ制御中の燃料噴射量を算出して前記燃料噴射弁から噴射させるものであり、
前記学習値は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に学習されるものであり、
前記アクティブ制御及び同定の実行中に内燃機関の運転状態が学習完了領域と学習未完了領域との間で移行したとき、移行直後に同定を一時的に停止させるか、又は移行と同時に前記アクティブ制御及び同定を中止させる移行時禁止手段をさらに備える
ことを特徴とする空燃比センサの異常診断装置。
An abnormality diagnosis apparatus for an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
Active control means for performing active control for periodically switching the fuel injection amount from the fuel injection valve to alternately switch the air-fuel ratio as an input to a rich side and a lean side with respect to a predetermined center air-fuel ratio;
During active control, parameters in the first-order lag element are identified based on the input to a model obtained by modeling the system from the fuel injection valve to the air-fuel ratio sensor with a first-order lag element and the output of the air-fuel ratio sensor. An identification means;
An abnormality determining means for determining an abnormality of a predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor based on the parameter identified by the identifying means;
The active control means calculates a fuel injection amount (center injection amount) corresponding to the central air-fuel ratio based on a predetermined learning value, and calculates a fuel injection amount during active control based on the central injection amount. Injecting from the fuel injection valve,
The learning value is learned for each operation region of the internal combustion engine divided into a plurality of parts,
When the operation state of the internal combustion engine shifts between the learning completion region and the learning incomplete region during execution of the active control and identification, the identification is temporarily stopped immediately after the transition, or the active control is performed simultaneously with the transition. And an abnormality diagnosing device for an air-fuel ratio sensor, further comprising a transition prohibiting means for canceling the identification.
前記移行時禁止手段は、移行直後に同定を一時的に停止させるものであり、且つ、前記移行時から、前記アクティブ制御が所定周期を終了するまでの間、同定を停止させるものである
ことを特徴とする請求項1記載の空燃比センサの異常診断装置。
The transition prohibition means temporarily stops identification immediately after transition, and stops identification from the transition to the end of the predetermined period of the active control. The abnormality diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 1.
前記学習値は、空燃比学習値とパージ濃度学習値とを含む
ことを特徴とする請求項1又は2記載の空燃比センサの異常診断装置。
The abnormality diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the learning value includes an air-fuel ratio learning value and a purge concentration learning value.
前記一次遅れ要素におけるパラメータが少なくともゲインと時定数を含み、前記空燃比センサの所定の特性が少なくとも前記ゲインに対応した出力と前記時定数に対応した応答性とを含む  The parameter in the first-order lag element includes at least a gain and a time constant, and the predetermined characteristic of the air-fuel ratio sensor includes at least an output corresponding to the gain and a responsiveness corresponding to the time constant.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空燃比センサの異常診断装置。  The abnormality diagnosis apparatus for an air-fuel ratio sensor according to any one of claims 1 to 3.
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