JP5316103B2 - 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係るシステム全体の構成を示す図である。図1に示すシステム1は、ECU(Engine Control Unit、内燃機関の制御装置)10、クランク角センサ11、アクセル開度センサ12、A/Fセンサ(空燃比センサ)13、O2センサ(酸素濃度センサ、ガスセンサ)14等により構成されるガスセンサ素子温度推定システムである。このシステム1は、自動車等の車両に搭載されている。
図2は、O2センサ14の素子温度推定に係る制御ロジックを示すフローチャートである。ECU10は、毎走行時に図2に示す制御ロジックを実行することにより、O2センサ14の素子温度を推定する。
図3は、図2のステップS1に係る所定運転状態を説明する図である。図3における領域Aが、図2のステップS1に係る所定運転状態を示す領域である。
図4は、図2のステップS2乃至S5に係る処理を実行したときのタイムチャートである。図4(a)はO2センサ14(詳しくは検出素子14a)の出力値を示す。図4(b)はヒータ14bへの通電に係るデューティ比を示す。なお、以下ではフローチャートとの対応が分かりやすくするために、フローチャートのステップ番号にSを付して記載する。
図5は、図2のステップS6に係る検索処理について説明する図である。図5は、デューティ比が所定値(ここでは30パーセント)のときの各運転状態とO2センサ14の素子温度(カッコ内の数値は考慮しない)とが対応付けられたマップを示している。ECU10は、予め図5のようなマップを保持している。
図6は、λ(空気過剰率)の補正に係る制御ロジックを示すフローチャートである。ECU10は、図2に示す制御ロジックでO2センサ14の素子温度を推定した後に図6に示す制御ロジックを実行することにより、λを補正する。
図7は、O2センサ14の素子温度毎のλ値とセンサ出力値との関係を説明する図である。図7には、横軸にλ値を、縦軸にO2センサ14の出力値を示している。図8は、図6のステップS12に係るλの補正量の算出のためのテーブルである。
以上のように、本実施形態によればECU10は、O2センサ14の出力値や応答性が変化するときのデューティ比を検出している。ここで、O2センサ14の出力値や応答性が変化するときのO2センサ14の素子温度は環境や固体ばらつきなどにより変化しないものであり、デューティ比はこのようなO2センサ14の温度特性を反映した指標である。このようなデューティ比を用いるので、環境や固体ばらつきなどを排除して精度良くO2センサ14の素子温度を推定することができる。また、O2センサ14に温度検出チップ等を内蔵させないので、安価にO2センサ14の素子温度を推定することができる。さらに、温度検出チップや素子インピーダンスモニタなどを用いることなく既存の回路構成でO2センサ14の素子温度を推定することができる。
11 クランク角センサ
12 アクセル開度センサ
13 A/Fセンサ
14 O2センサ(ガスセンサ)
14a 検出素子
14b ヒータ
ステップS1 運転状態検出手段
ステップS2、S4 ガスセンサ出力値検出手段
ステップS3 ヒータ制御手段
ステップS5 デューティ比記憶手段
ステップS6、S7 素子温度推定手段
ステップS11〜S14 補正手段
Claims (7)
- 内燃機関の排気通路を通流する排気中の特定ガスの濃度を検出する検出素子と、前記検出素子を加熱するヒータと、を備えたガスセンサの素子温度を推定する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態が所定運転状態になると、前記検出素子の検出値が、リッチ出力とリーン出力とを交互に出力するように、前記特定ガスの制御濃度を理論濃度領域内でパータベーションさせるガス濃度制御手段と、
前記運転状態が所定運転状態になると、前記ヒータへの通電に係るデューティ比を段階的に上昇させるデューティ制御を開始するヒータ制御手段と、
前記検出素子の検出値の振幅が所定幅より小さくなったときのデューティ比を記憶するデューティ比記憶手段と、
記憶したデューティ比に応じて、前記ガスセンサの素子温度を推定する素子温度推定手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記所定運転状態とは、前記内燃機関の機関回転速度が前記ヒータへの通電が停止されるヒータカット回転速度よりも大きい運転状態であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- デューティ比毎にガスセンサの素子温度が対応付けられたマップを有し、
前記素子温度推定手段は、前記記憶したデューティ比に対応するマップからガスセンサの素子温度を検索することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記素子温度推定手段は、前記記憶したデューティ比に対応するマップがないときには、所定のデューティ比に対応するマップに基づき、前記記憶したデューティ比に対応するマップを作成することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記素子温度推定手段により推定したガスセンサの素子温度に応じて、前記検出素子の検出値を補正する補正手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記補正手段は、前記ガスセンサの素子温度が高くなるほど前記検出素子の検出値をリッチ側に補正することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の制御装置。
- 内燃機関の排気通路を通流する排気中の特定ガスの濃度を検出する検出素子と、前記検出素子を加熱するヒータと、を備えたガスセンサの素子温度を推定する内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出工程と、
前記運転状態が所定運転状態になると、前記検出素子の検出値が、リッチ出力とリーン出力とを交互に出力するように、前記特定ガスの制御濃度を理論濃度領域内でパータベーションさせるガス濃度制御工程と、
前記運転状態が所定運転状態になると、前記ヒータへの通電に係るデューティ比を段階的に上昇させるデューティ制御を開始するヒータ制御工程と、
前記検出素子の検出値の振幅が所定幅より小さくなったときのデューティ比を記憶するデューティ比記憶工程と、
記憶したデューティ比に応じて、前記ガスセンサの素子温度を推定する素子温度推定工程と、
を有することを特徴とする内燃機関の制御方法。
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