JP6971094B2 - Electronic control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の電子制御装置に関し、特に、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の劣化を判定する触媒劣化判定機能を有する内燃機関の電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device for an internal combustion engine, and more particularly to an electronic control device for an internal combustion engine having a catalyst deterioration determination function for determining deterioration of a catalyst that purifies the exhaust gas of the internal combustion engine.
近年、自動車等の車両においては、内燃機関の排気管に三元触媒等の触媒を有する触媒コンバータが装着されると共に、その触媒の劣化を判定する触媒劣化判定機能を有する内燃機関の電子制御装置が搭載されている。 In recent years, in vehicles such as automobiles, a catalytic converter having a catalyst such as a three-way catalyst is attached to the exhaust pipe of the internal combustion engine, and an electronic control device for the internal combustion engine having a catalyst deterioration determination function for determining deterioration of the catalyst. Is installed.
具体的には、触媒より下流側に配置される酸素濃度センサを用いた内燃機関の空燃比のフィードバック制御を実施することで、触媒の浄化性能の低下と関連がある酸素吸蔵能力(OSC)の低下度合を監視し、監視したOSCの低下度合によって触媒の劣化を検出する構成が採用されている。詳しくは、かかる構成では、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度が変化することで下流側の酸素濃度センサのセンサ出力の反転が生じ、それを利用して空燃比のフィードバック制御を実行することで、かかるフィードバック制御により生ずる空燃比の反転周期によりOSCの低下度合の判断がつくため、かかる周期又はかかる周期に準ずるパラメータを利用して、触媒劣化判定をしている。 Specifically, by performing feedback control of the air-fuel ratio of the internal combustion engine using an oxygen concentration sensor located downstream of the catalyst, the oxygen storage capacity (OSC), which is related to the deterioration of the purification performance of the catalyst, is A configuration is adopted in which the degree of deterioration is monitored and the deterioration of the catalyst is detected based on the degree of deterioration of the monitored OSC. Specifically, in such a configuration, the change in the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine causes inversion of the sensor output of the oxygen concentration sensor on the downstream side, which is used to execute feedback control of the air-fuel ratio. Since the degree of decrease in OSC can be determined by the reversal cycle of the air-fuel ratio generated by the feedback control, the catalyst deterioration is determined by using the cycle or the parameter corresponding to the cycle.
かかる状況下で、特許文献1は、触媒劣化判定装置に関し、触媒下流に配置されたO2センサの出力SVO2に応じて空燃比フィードバック制御を行い、出力SVO2の変動周期を計測して、判定時間TCHKを算出し、判定時間TCHKに排気流量積算値に対応する流量積算値GAIRSUMを乗算して触媒の酸素吸蔵容量を算出する第1判定パラメータOSCINDEXを算出し、得られた第1判定パラメータOSCINDEXの移動平均値であるOSCMAを算出し、移動平均値OSCMAの支配傾向を示す第2判定パラメータを算出して、第2判定パラメータMROSCが所定の基準値LMTMA未満である場合には、触媒は劣化していると判定する構成を開示する。
Under these circumstances,
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1の構成においては、内燃機関の特性や燃調のセッティングによって触媒通過前の燃調が不安定である場合や負荷変動によって触媒通過前の燃調が変動する場合には、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に移行するとき、又は空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に移行するときに下流側の酸素濃度センサのセンサ出力の反転周期にばらつきが生じる可能性が考えられる。このため、特許文献1の構成によれば、触媒の劣化の誤判定や検出漏れ、触媒の劣化の検出領域の減小、エミッションへの影響、及びドライバビリティへの影響等に関し要検討点が生じ、改良の余地がある。
However, according to the study of the present inventor, in the configuration of
本発明は、以上の検討経てなされたものであり、簡便な構成で、誤判定を抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化を精度よく判定することが可能な内燃機関の電子制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above studies, and is an internal combustion engine capable of accurately determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine in a manner of suppressing erroneous determination with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide an electronic control device for an internal combustion engine.
以上の目的を達成するべく、本発明は、車両に搭載された内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出器から出力される電気信号に基づいて、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御処理を実行する空燃比制御部と、前記空燃比制御部が前記空燃比制御処理を実行しているときにおける前記酸素濃度検出器の電気信号に基づいて、前記内燃機関の排気系に設けられて前記内燃機関の排気ガスの浄化をする触媒の劣化を判定する劣化判定処理を実行する劣化判定部と、を備える内燃機関の電子制御装置において、前記酸素濃度検出器は、前記触媒の上流側及び下流側に対応して配置される上流側酸素濃度検出器及び下流側酸素濃度検出器を有し、前記空燃比制御部は、前記劣化判定部が前記劣化判定処理を実行している際の前記空燃比の前記フィードバック制御として、前記下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、前記空燃比が前記内燃機関の理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点を起点として、前記電圧が前記空燃比が前記リッチ側にあることを示す範囲内に第1の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、前記内燃機関の燃料噴射量を減量するように前記フィードバック制御を実行し、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点を起点として、前記電圧が前記空燃比が前記リーン側にあることを示す範囲内に第2の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、前記燃料噴射量を増量するように前記フィードバック制御を実行し、前記劣化判定部は、前記劣化判定部が前記劣化判定処理を実行している際の前記空燃比の前記フィードバック制御が実行されているときに、前記下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点から前記第1の所定期間にわたって連続して前記リッチ側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記リーン側から前記リッチ側に反転した後に引き続き前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧を検出した時点から前記第2の所定期間にわたって連続して前記リーン側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第1の判定期間が、第1の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、前記触媒が劣化していると判定し、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点から前記第2の所定期間にわたって連続して前記リーン側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記リッチ側から前記リーン側に反転した後に引き続き前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧を検出した時点から前記第1の所定期間にわたって連続して前記リッチ側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第2の判定期間が、第2の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、前記触媒が劣化していると判定することを第1の局面とする。 In order to achieve the above object, the present invention is supplied to the internal combustion engine based on an electric signal output from an oxygen concentration detector that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine mounted on the vehicle. Based on the air-fuel ratio control unit that executes the air-fuel ratio control process that feedback-controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, and the electric signal of the oxygen concentration detector when the air-fuel ratio control unit is executing the air-fuel ratio control process. In the electronic control device of the internal combustion engine, the electronic control device of the internal combustion engine including a deterioration determination unit for executing deterioration determination processing for determining deterioration of a catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine to purify the exhaust gas of the internal combustion engine. The oxygen concentration detector has an upstream oxygen concentration detector and a downstream oxygen concentration detector arranged corresponding to the upstream side and the downstream side of the catalyst, and the air-fuel ratio control unit has the deterioration determination unit. As the feedback control of the air-fuel ratio when the deterioration determination process is being executed, the air-fuel ratio is from the lean side of the theoretical air-fuel ratio of the internal combustion engine in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector. When a voltage indicating inversion to the rich side is detected, starting from the time when the voltage is detected, the voltage is within the range indicating that the air-fuel ratio is on the rich side over a first predetermined period. When it is detected that it stays continuously, the feedback control is executed so as to reduce the fuel injection amount of the internal combustion engine , and the air-fuel ratio in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side of the theoretical air-fuel ratio is detected, the air-fuel ratio is on the lean side from the time when the voltage is detected. When it is detected that the fuel injection amount remains continuously for a second predetermined period within the range indicating that, the feedback control is executed so as to increase the fuel injection amount, and the deterioration determination unit determines the deterioration. In the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector when the feedback control of the air-fuel ratio is being executed when the unit is executing the deterioration determination process, the air-fuel ratio is the theoretical air-fuel ratio. When the voltage indicating that the lean side is inverted to the rich side is detected, the voltage indicating that the voltage is continuously on the rich side for the first predetermined period from the time when the voltage is detected is described. In the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, starting from the time when it is detected that the air-fuel ratio remains within the range, the said The above indicating that the voltage is continuously on the lean side for the second predetermined period from the time when the voltage indicating that the voltage is inverted from the lean side to the rich side and then continuously inverted from the rich side to the lean side is detected. When the first determination period obtained with the time point when it is detected that the signal remains within the range is shorter than the first catalyst deterioration determination threshold value, it is determined that the catalyst has deteriorated, and the downstream side thereof. When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side of the theoretical air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the oxygen concentration detector, the time when the voltage is detected. In the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, starting from the time when it is detected that the voltage is continuously within the range indicating that the vehicle is on the lean side for the second predetermined period. It indicates that the voltage is continuously on the rich side for the first predetermined period from the time when the voltage indicating that the voltage is inverted from the rich side to the lean side and then continuously inverted from the lean side to the rich side is detected. When the second determination period obtained with the time point when it is detected that the signal remains within the range is shorter than the second catalyst deterioration determination threshold value, it is determined that the catalyst has deteriorated . Let it be one aspect.
また、本発明は、第1の局面に加えて、前記第1の所定期間及び前記第2の所定期間を計時するタイマを更に供え、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧が検出された場合には、前記電圧を検出した前記時点で前記タイマによる計時が開始されると共に、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記第1の所定期間が経過する前に、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧が検出されたときには、前記タイマの前記計時はリセットされ、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧が検出された場合には、前記電圧を検出した前記時点で前記タイマによる計時が開始されると共に、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記第2の所定期間が経過する前に、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧が検出されたときには、前記タイマの前記計時はリセットされることを第2の局面とする。 Further, in addition to the first aspect, the present invention further provides a timer for measuring the first predetermined period and the second predetermined period, and in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector. When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected, the time counting by the timer is started at the time when the voltage is detected. In the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the air-fuel ratio is reversed from the rich side to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio before the first predetermined period elapses. When the indicated voltage is detected, the timing of the timer is reset, and in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the air-fuel ratio is from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. When the voltage indicating that the voltage is inverted is detected, the time counting by the timer is started at the time when the voltage is detected, and the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector is described as described above. When the voltage indicating that the air-fuel ratio is reversed from the lean side to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected before the second predetermined period elapses, the timing of the timer is reset. This is the second phase.
以上の本発明の第1の局面にかかる内燃機関の電子制御装置によれば、空燃比制御部が、劣化判定部が劣化判定処理を実行している際の空燃比のフィードバック制御として、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点を起点として、電圧が空燃比がリッチ側にあることを示す範囲内に第1の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、燃料噴射量を減量するようにフィードバック制御を実行し、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点を起点として、電圧が空燃比がリーン側にあることを示す範囲内に第2の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、燃料噴射量を増量するようにフィードバック制御を実行するものであるため、空燃比が確実に反転したタイミングで燃料噴射量の制御を行うことができ、簡便な構成で、誤判定を抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化を精度よく判定することができる。 According to the electronic control device of the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio control unit performs the air-fuel ratio feedback control on the downstream side when the deterioration determination unit is executing the deterioration determination process. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the oxygen concentration detector, the voltage is empty starting from the time when the voltage is detected. When it is detected that the fuel ratio remains continuously for the first predetermined period within the range indicating that the fuel ratio is on the rich side, feedback control is executed so as to reduce the fuel injection amount, and the downstream oxygen concentration is detected. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side of the theoretical air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the device, the air-fuel ratio is lean from the time when the voltage is detected. When it is detected that the air-fuel ratio remains continuously for a second predetermined period within the range indicating that it is on the side, the air-fuel ratio is assured because the feedback control is executed so as to increase the fuel injection amount. The fuel injection amount can be controlled at the timing reversed to, and the deterioration of the catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine can be accurately determined in a mode in which erroneous determination is suppressed with a simple configuration.
また、本発明の第1の局面にかかる内燃機関の電子制御装置によれば、劣化判定部が、劣化判定処理を実行している際の空燃比のフィードバック制御が実行されているときに、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点から第1の所定期間にわたって連続してリッチ側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、リーン側からリッチ側に反転した後に引き続きリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した時点から第2の所定期間にわたって連続してリーン側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第1の判定期間が、第1の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、触媒が劣化していると判定し、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点から第2の所定期間にわたって連続してリーン側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、リッチ側からリーン側に反転した後に引き続きリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した時点から第1の所定期間にわたって連続してリッチ側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第2の判定期間が、第2の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、触媒が劣化していると判定するものであるため、空燃比が確実に反転したタイミングで触媒劣化の判定期間を計測することができ、簡便な構成で、誤判定をより抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化をより精度よく判定することができる。 Further, according to the electronic control device of the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, when the deterioration determination unit is executing the feedback control of the air-fuel ratio when the deterioration determination process is being executed, it is downstream. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the side oxygen concentration detector, the first predetermined period from the time when the voltage is detected is detected. Starting from the time when it is detected that the signal stays within the range indicating that it is continuously on the rich side, the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector is inverted from the lean side to the rich side and then continues to be rich. The first obtained as the end point is the time when it is detected that the voltage is continuously within the range indicating that it is on the lean side for a second predetermined period from the time when the voltage indicating that the signal is inverted from the side to the lean side is detected. When the determination period of is shorter than the first catalyst deterioration determination threshold, it is determined that the catalyst has deteriorated, and the air-fuel ratio is richer than the theoretical air-fuel ratio in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector. When a voltage indicating that the signal was inverted from the side to the lean side was detected, it was detected that the voltage remained within the range indicating that the voltage was continuously on the lean side for a second predetermined period from the time when the voltage was detected. The first predetermined period from the time when the voltage indicating that the electric signal output from the downstream oxygen concentration detector is inverted from the rich side to the lean side and then continuously inverted from the lean side to the rich side is detected from the time point. When the second determination period obtained with the time point when it is detected that the signal stays within the range indicating that it is continuously on the rich side is shorter than the second catalyst deterioration determination threshold, the catalyst deteriorates. Since it is determined that the air-fuel ratio has been reversed, the catalyst deterioration determination period can be measured at the timing when the air-fuel ratio is surely reversed. Deterioration of the catalyst provided in the system can be determined more accurately.
また、本発明の第2の局面にかかる内燃機関の電子制御装置によれば、第1の所定期間及び第2の所定期間を計時するタイマを更に供え、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧が検出された場合には、電圧を検出した時点でタイマによる計時が開始されると共に、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、第1の所定期間が経過する前に、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧が検出されたときには、タイマの計時はリセットされ、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧が検出された場合には、電圧を検出した時点でタイマによる計時が開始されると共に、下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、第2の所定期間が経過する前に、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧が検出されたときには、タイマの計時はリセットされるものであるため、より簡便な構成で、誤判定をより抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化をより精度よく判定することができる。 Further, according to the electronic control device of the internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, a timer for measuring the first predetermined period and the second predetermined period is further provided, and the electricity output by the downstream oxygen concentration detector is provided. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the signal, counting by the timer is started at the time when the voltage is detected, and the downstream oxygen concentration. When a voltage indicating that the air-fuel ratio is reversed from the rich side to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the detector before the first predetermined period elapses, the timer is timed. If a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electrical signal output by the downstream oxygen concentration detector after resetting, the time when the voltage is detected is detected. The air-fuel ratio was reversed from the lean side to the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio before the second predetermined period elapsed in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector while the time counting by the timer was started. When the voltage indicating the above is detected, the timing of the timer is reset. Therefore, the deterioration of the catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine is further improved by a simpler configuration and a mode in which erroneous judgment is further suppressed. It can be judged accurately.
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関の電子制御装置につき、詳細に説明する。 Hereinafter, the electronic control device of the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
〔構成〕
まず、図1を参照して、本実施形態における内燃機関の電子制御装置の構成について、詳細に説明する。
〔composition〕
First, with reference to FIG. 1, the configuration of the electronic control device of the internal combustion engine according to the present embodiment will be described in detail.
図1は、本実施形態における内燃機関の電子制御装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic control device for an internal combustion engine according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態における内燃機関の電子制御装置1は、図示を省略する車両、典型的には自動二輪車等の鞍乗り型車両に搭載され、エンジン2から排出される排気ガスの浄化を行う触媒3の劣化を判定するものである。エンジン2は、図示を省略する車両に搭載されたガソリンエンジン等の内燃機関である。インジェクタ2aは、エンジン2の上流側(吸気管5の吸気ポート等)に備えられ、後述するECU15により開弁時間を制御することで適切な量の燃料を噴射してエンジン2に供給する。また、触媒3は、エンジン2と連通してエンジン2で生じた排気ガスを外部に排気する排気管4に連通してその排気管4の途中に設けられており、典型的には三元触媒である。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、内燃機関の電子制御装置1は、スロットル開度センサ11、吸気圧力センサ12、クランクセンサ13、上流側酸素濃度検出器である上流側O2センサ14a、下流側酸素濃度検出器である下流側O2センサ14b、ECU(Electric Control Unit)15、及び故障表示装置16を備えている。
Specifically, the
スロットル開度センサ11は、吸気管5からエンジン2に流入する外気の量を調整するスロットルバルブ6の開度を検出し、このように検出したスロットルバルブ6の開度を示す電気信号をECU15に出力する。
The
吸気圧力センサ12は、吸気管5からエンジン2に流入する外気の圧力を吸気圧力として検出し、このように検出した吸気圧力を示す電気信号をECU15に出力する。
The
クランクセンサ13は、エンジン2のクランクの回転角度を検出し、このように検出したクランクの回転角度を示す電気信号をECU15に出力する。
The
上流側O2センサ14aは、触媒3の上流側における排気管4に連通すると共に触媒3の上流側に近接して配置され、触媒3の上流側における排気ガス中の酸素濃度の高低を検出し、このように検出した酸素濃度の高低を示す電気信号をECU15に出力する。かかる上流側O2センサ14aが検出する排気ガス中の酸素濃度の高低は、エンジン2に供給される混合気の空燃比の燃料濃度の低高に対応しており、上流側O2センサ14aが検出する排気ガス中の酸素濃度が低いということは、エンジン2に供給される混合気の空燃比の燃料濃度が高く(燃料が過多で酸素濃度が低いことを意味し、リッチと表現することがある)、上流側O2センサ14aが検出する酸素濃度が高いということは、エンジン2に供給される混合気の空燃比の燃料濃度が低い(燃料が希薄で酸素濃度が高いことを意味し、リーンと表現することがある)ことを意味している。また、上流側O2センサ14aは、排気ガス中の酸素濃度が所定濃度(所定閾値濃度)以下の低い状態であるときにはハイレベルの電圧(例えば数百mVの電圧値)の電気信号を出力し、排気ガス中の酸素濃度が所定濃度(所定閾値濃度)を超える高い状態であるときにはローレベルの電圧(例えば実質0Vの電圧値)の電気信号を出力するものであり、かかる所定閾値濃度が、上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧を反転させる所定の反転閾値(所定の反転電圧値)に相当することになる。また、かかる上流側O2センサ14aの所定閾値濃度は、一般的には、エンジン2に供給される混合気の理論空燃比に相当するように設定すればよい。なお、上流側酸素濃度検出器14aとしては、このような高低の2値的な出力電圧を呈する電気信号を出力するO2センサに代えて、これと同様の所定の反転閾値を設定して、排気ガス中の酸素濃度に応じた連続的な出力電圧を呈する電気信号を出力するAF(Air−Fuel:空燃比)センサや、排気ガス中の酸素濃度に応じた連続的な線形の出力電圧を呈する電気信号を出力するLAF(Linear Air−Fuel)センサを用いて、排気ガス中の酸素濃度の検出精度を向上してもよい。
The upstream O 2 sensor 14a communicates with the exhaust pipe 4 on the upstream side of the
下流側O2センサ14bは、触媒3の下流側における排気管4に連通すると共に触媒3の下流側に近接して配置され、触媒3の下流側における排気ガス中の酸素濃度の高低を検出し、このように検出した酸素濃度の高低を示す電気信号をECU15に出力する。なお、下流側O2センサ14bの構成としては、上流側O2センサ14aの構成と同一のものを用いるため、便宜上、下流側O2センサ14bのその他の詳細な説明は省略する。
The downstream O 2 sensor 14b communicates with the exhaust pipe 4 on the downstream side of the
ECU15は、マイクロコンピュータ等を含む演算処理装置であり、車両に搭載されて図示を省略するバッテリから電力を供給されて動作する。ECU15は、図示を省略するメモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、制御プログラムを実行することによって、内燃機関の電子制御装置1全体の動作を制御すると共に、空燃比制御処理、燃料量補正処理及び劣化判定処理等の各種処理を実行する。
The
また、ECU15は、空燃比制御部15a、前提条件判断部15b、及び劣化判定部15cを機能ブロックとして備えている。空燃比制御部15aは、上流側O2センサ14a及び下流側O2センサ14bの一方から出力された電気信号に基づいて、エンジン2に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御処理を実行するもので、エンジン2へ供給する燃料噴射量を算出して、算出した燃料噴射量に応じてインジェクタ2aを制御する。前提条件判断部15bは、劣化判定処理を実行するための各種前提条件が全て充足されているか否かを判断する。劣化判定処理を実行するための各種前提条件としては、空燃比制御処理や劣化判定処理に関連する各種センサやデバイスの動作が正常であるか否か、またその出力値が所定範囲内にあるか否か、エンジン2の運転負荷領域が所定範囲内にあるか否か、触媒3の温度(推定値)が劣化判定に要求される所定温度以上であるか否か、エンジン2の運転状態が安定状態(定常安定状態)にあるか否か、触媒劣化検出モニタが実行されたか否か等の各種条件を例示することができる。劣化判定部15cは、空燃比制御部15aが空燃比制御処理を実行しているときに劣化判定処理を実行するための各種前提条件が全て充足された場合、上流側O2センサ14a及び下流側O2センサ14bから出力された電気信号に基づいて触媒3の劣化を判定する劣化判定処理を実行する。
Further, the
故障表示装置16は、液晶ディスプレイ装置等の表示装置によって構成され、ECU15からの制御信号に従って触媒3の劣化等の故障情報を表示する。
The
このような構成を有する内燃機関の電子制御装置1は、以下に示す劣化判定処理及び燃料量補正処理を実行することにより、簡便な構成で、誤判定を抑制した態様で、触媒3の劣化を精度よく判定する。以下、更に図2から図4をも参照して、劣化判定処理及び燃料量補正処理を実行する際の内燃機関の電子制御装置1の動作について説明する。
The
〔劣化判定処理〕
まず、図2をも参照して、劣化判定処理を実行する際の内燃機関の電子制御装置1の動作について説明する。
[Deterioration judgment processing]
First, with reference to FIG. 2, the operation of the
図2は、本実施形態における内燃機関の電子制御装置1が実行する劣化判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the flow of deterioration determination processing executed by the
図2に示す劣化判定処理は、車両の図示を省略するイグニッションスイッチがオンされて内燃機関の電子制御装置1が稼働し、空燃比制御部15aが空燃比制御処理を開始したタイミングに応じて開始となり、劣化判定処理はステップS1の処理に進む。かかる劣化判定処理は、空燃比制御部15aが空燃比制御処理を実行している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
The deterioration determination process shown in FIG. 2 is started according to the timing at which the ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on, the
ステップS1の処理では、空燃比制御部15aが、スロットル開度センサ11、吸気圧力センサ12及びクランクセンサ13からの各々の電気信号を基に算出した基本燃料噴射量に対して詳細は後述する燃料量補正処理において算出された燃料量補正値(燃料補正係数)を乗算する等して適用することにより、基本燃料噴射量を補正した補正済み燃料噴射量を用いて、空燃比のフィードバック制御を実行する。これにより、ステップS1の処理は完了し、劣化判定処理はステップS2の処理に進む。
In the process of step S1, the air-fuel
ステップS2の処理では、劣化判定部15cが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリーン側からリッチ側に反転したことを示すことを検出した場合、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値(下流側O2センサ14bの所定の反転電圧値)THを挟んで低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)へ反転したことを検出した場合には、その検出した時点から下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定期間(詳細は後述する燃料量補正処理におけるステップS20の第1の所定期間に相当する)にわたって連続して高電圧側(リッチ側)に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がこのようにリッチ側に反転した後に引き続きそのリッチ側からリーン側に反転したことを示す時点から、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がこのように高電圧側(リッチ側)へ反転した後に引き続き所定の反転閾値THを挟んでその高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)へ反転したことを検出した時点から、所定期間(詳細は後述する燃料量補正処理におけるステップS16の第2の所定期間に相当する)にわたって連続して低電圧側(リーン側)に留まっていることを検出した時点を終点として、得られる第1の判定期間を判定パラメータとして算出する。また、劣化判定部15cが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側からリーン側に反転したことを示すことを検出した場合、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んで高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)へ反転したことを検出した場合には、その検出した時点から下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定期間(詳細は後述する燃料量補正処理におけるステップS16の第2の所定期間に相当する)にわたって連続して低電圧側(リーン側)に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がこのようにリーン側に反転した後に引き続きそのリーン側からリッチ側に反転したことを示す時点から、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がこのように低電圧側(リーン側)へ反転した後に引き続き所定の反転閾値THを挟んでその低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)へ反転したことを検出した時点から、所定期間(詳細は後述する燃料量補正処理におけるステップS20の第1の所定期間に相当する)にわたって連続して高電圧側(リッチ側)に留まっていることを検出した時点を終点として、得られる第2の判定期間を判定パラメータとして算出する。これにより、ステップS2の処理は完了し、劣化判定処理はステップS3の処理に進む。なお、第1の判定期間及び第2の判定期間は、一例として、詳細は後述する図4に示される。
In the process of step S2, indicating that the
ステップS3の処理では、劣化判定部15cが、車両の運転負荷状態、具体的にはエンジン2の運転負荷状態(エンジン回転数や吸入空気量等)に基づいて劣化判定閾値を算出する。これにより、ステップS3の処理は完了し、劣化判定処理はステップS4の処理に進む。なお、ステップS2の処理において、第1の判定期間を算出した場合の劣化判定閾値と第2の判定期間を算出した場合の劣化判定閾値とは、互いに同じ値に設定されるものであると簡素化されるが、必要に応じて互いに異なる値に設定されることも可能である。
In the process of step S3, the
ステップS4の処理では、劣化判定部15cが、ステップS2の処理において算出された第1の判定期間がステップS3の処理において算出された劣化判定閾値よりも長いか否か、又はステップS2の処理において算出された第2の判定期間がステップS3の処理において算出された劣化判定閾値よりも長いか否かを判別する。判別の結果、第1の判定期間が劣化判定閾値よりも長い、又は第2の判定期間が劣化判定閾値よりも長い場合(ステップS4:YES)、劣化判定部15cは劣化判定処理をステップS5の処理に進める。一方、第1の判定期間が劣化判定閾値以下である、又は第2の判定期間が劣化判定閾値以下である場合には(ステップS4:NO)、劣化判定部15cは劣化判定処理をステップS6の処理に進める。
In the process of step S4, whether or not the first determination period calculated in the process of step S2 by the
ステップS5の処理では、劣化判定部15cが、触媒3は正常な状態にあると判定する。これにより、ステップS5の処理は完了し、今回の一連の劣化判定処理は終了する。
In the process of step S5, the
ステップS6の処理では、劣化判定部15cが、触媒3は異常劣化状態にあると判定する。これにより、ステップS6の処理は完了し、今回の一連の劣化判定処理は終了する。
In the process of step S6, the
なお、以上の劣化判定処理におけるステップS2の処理では、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値に加え上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値を用いた構成を採用することも可能である。かかる構成では、劣化判定部15cが、上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリーン側からリッチ側に反転したことを示すことを検出した場合、つまり上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値(上流側O2センサ14aの所定の反転電圧値)を挟んで低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)へ反転したことを検出した場合には、その検出した時点から上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が所定期間にわたって連続して高電圧側(リッチ側)に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリーン側からリッチ側に反転してそのリッチ側に所定期間にわたって連続して留まっていることを示すことを検出した後にそのリッチ側からリーン側に反転してそのリーン側に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した時点、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んで低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)へ反転してその高電圧側(リッチ側)に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した後にその高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)に所定の反転閾値THを挟んで反転してその低電圧側(リーン側)に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した時点を終点とする第1の判定期間を判定パラメータとして算出することになる。また、劣化判定部15cが、上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側からリーン側に反転したことを示すことを検出した場合、つまり上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値(上流側O2センサ14aの所定の反転電圧値)を挟んで高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)へ反転したことを検出した場合には、その検出した時点から上流側O2センサ14aが出力する電気信号の電圧値が所定期間にわたって連続して低電圧側(リーン側)に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリッチ側からリーン側に反転してそのリーン側に所定期間にわたって連続して留まっていることを示すことを検出した後にそのリーン側からリッチ側に反転してそのリッチ側に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した時点、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んで高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)へ反転してその低電圧側(リーン側)に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した後にその低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)に所定の反転閾値THを挟んで反転してその高電圧側(リッチ側)に所定期間にわたって連続して留まっていることを検出した時点を終点とする第2の判定期間を判定パラメータとして算出することになる。
In the process of step S2 in the above deterioration determination process, a configuration is adopted in which the voltage value of the electric signal output by the upstream O 2
〔燃料量補正処理〕
次に、更に図3及び図4をも参照して、燃料量補正処理を実行する際の内燃機関の電子制御装置1の動作について説明する。
[Fuel amount correction processing]
Next, the operation of the
図3は、本実施形態における内燃機関の電子制御装置1が実行する燃料量補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図4は、本実施形態における内燃機関の電子制御装置1が実行する燃料量補正処理の流れの一例を説明するためのタイミングチャートである。なお、図4において、上から下に向けて順に、(a)は下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧の時間変化、(b)は燃料量補正値(燃料量補正係数)の時間変化、及び(c)は下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値の時間変化を、各々示している。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the fuel amount correction process executed by the
図3に示す燃料量補正処理は、空燃比制御部15aが空燃比制御処理を開始し、併せて劣化判定部15cが劣化判定処理を開始したタイミングに応じて開始となり、燃料量補正処理はステップS11の処理に進む。かかる燃料量補正処理は、空燃比制御部15aが空燃比制御処理を実行し劣化判定部15cが劣化判定処理を実行している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
The fuel amount correction process shown in FIG. 3 is started according to the timing when the air-fuel
ステップS11の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が理論空燃比を挟んでリーン側からリッチ側へ又はリッチ側からリーン側へ反転したことを示すか否か、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値(所定の反転電圧値)THを挟んで低電圧側(リーン側)から高電圧側(リッチ側)へ又は高電圧側(リッチ側)から低電圧側(リーン側)へ反転したか否か、を判別する。判別の結果、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が反転した場合(ステップS11:YES、図4に示す時刻t=t1、t3、t5、t7、t9、t10、t12及びt14)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS12の処理に進める。一方、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が反転していない場合には(ステップS11:NO)、空燃比制御部15aは、再度、ステップS11の処理を実行する。
In the process of step S11, the air fuel
ステップS12の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が混合気の空燃比が反転したことを示す時点からの経過時間を計測するための下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値を所定値(所定期間)に設定する。これにより、ステップS12の処理は完了し、燃料量補正処理はステップS13の処理に進める。なお、かかる所定値は、エンジン2の運転負荷状態(エンジン回転数や吸入空気量等)を反映したより精度のよい計時が実行されるように、エンジン2の負荷状態に応じた可変値として設定されることが好ましいが、必要に応じて簡素化するために、固定値として設定されることも可能である。また、かかる所定値は、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリッチ側からリーン側に反転する場合とリーン側からリッチ側に反転する場合との反転特性の相違を考慮して、その相違を反映してより精度のよい計時が実行されるように互いに異なった値に設定されることが好ましいが、必要に応じて簡素化するために、互いに同じ所定値に設定されることも可能である。また、エンジン2に供給される混合気の空燃比が反転した時点からの経過時間の精度のよい計時を簡便に構成行う観点から、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマを利用しているが、かかるタイマの代わりにECU15のサンプリング処理の単位周期を単位時間として利用して、同様に経過時間を計測してもよい。
In the process of step S12, the air-fuel
ステップS13の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリッチ側からリーン側に反転したことを示すか否かを判別する。判別の結果、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリッチ側からリーン側に反転したことを示す場合(ステップS13:YES、図4に示す時刻t=t1、t5、t9及びt12)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS14の処理に進める。一方、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリーン側からリッチ側に反転したことを示す場合には(ステップS13:NO、図4に示す時刻t=t3、t7、t10及びt14)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS18の処理に進める。
In the process of step S13, whether or not the air-fuel
ステップS14の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値のカウントダウン処理を開始する。これにより、ステップS14の処理は完了し、燃料量補正処理はステップS15の処理に進む。なお、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマは、典型的にはプログラムタイマであり、減算タイマとして例示されている。
In the process of step S14, the air-fuel
ステップS15の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリーン側からリッチ側に反転したか否かを判別することにより、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリーン側からリッチ側に反転していないか否かを判別する。判別の結果、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリーン側からリッチ側に反転していない、つまりリーン側に留まっている場合(ステップS15:YES、図4に示す期間t=t1からt3、t5からt7、t9からt10及びt12からt14)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS16の処理に進める。一方、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリーン側からリッチ側に反転した、つまりリーン側に留まっていない場合には(ステップS15:NO、図4に示す時刻t=t3、t7、t10及びt14)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS12の処理に戻す。
In the process of step S15, the air-fuel
ステップS16の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロになったか否かを判別することにより、下流側O2センサ14bが出力する電気信号において混合気の空燃比がリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧値を検出した時点、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリッチ側からリーン側に反転したことを検出した時点から所定期間(第2の所定期間)にわたって、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリーン側からリッチ側に反転することなく連続してそのままリーン側に留まったか否かを判別する。判別の結果、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロである、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定期間にわたってリーン側に留まった場合(ステップS16:YES、図4に示す時刻t=t2、t6、t13)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS17の処理に進める。一方、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロでない、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリーン側に留まっているが所定期間が経過していない場合には(ステップS16:NO、図4に示す期間t=t1からt2、t5からt6、t9からt10及びt12からt13)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS15の処理に戻す。
In the process of step S16, the air-fuel
ステップS17の処理では、空燃比制御部15aが、スロットル開度センサ11、吸気圧力センサ12及びクランクセンサ13からの各々の電気信号を基に算出した基本燃料噴射量を、エンジン2に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側になるように補正するための燃料量補正値(燃料量補正係数)を算出する。これにより、ステップS17の処理は完了し、今回の一連の燃料量補正処理は終了する。
In the process of step S17, the air-fuel
ステップS18の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値のカウントダウン処理を開始する。これにより、ステップS18の処理は完了し、燃料量補正処理はステップS19の処理に進む。
In the process of step S18, the air-fuel
ステップS19の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリッチ側からリーン側に反転したか否かを判別することにより、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリッチ側からリーン側に反転していないか否かを判別する。判別の結果、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリッチ側からリーン側に反転していない、つまりリッチ側に留まっている場合(ステップS19:YES、図4に示す期間t=t3からt5、t7からt9及びt10からt12)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS20の処理に進める。一方、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリッチ側からリーン側に反転した、つまりリッチ側に留まっていない場合には(ステップS19:NO、図4に示す時刻t=t1、t5、t9及びt12)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS12の処理に戻す。
In the process of step S19, the air-fuel
ステップS20の処理では、空燃比制御部15aが、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロになったか否かを判別することにより、下流側O2センサ14bが出力する電気信号において混合気の空燃比がリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧値を検出した時点、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリーン側からリッチ側に反転したことを検出した時点から所定期間(第1の所定期間)にわたって、下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定の反転閾値THを挟んでリッチ側からリーン側に反転することなく連続してそのままリッチ側に留まったか否かを判別する。判別の結果、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロである、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値が所定期間にわたってリッチ側に留まった場合(ステップS20:YES、図4に示す時刻t=t4、t8、t11及びt15)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS21の処理に進める。一方、下流側O2センサ反転確認ディレイタイマのカウント値がゼロでない、つまり下流側O2センサ14bが出力する電気信号の電圧値がリッチ側に留まっているが所定期間が経過していない場合には(ステップS20:NO、図4に示す期間t=t3からt4、t7からt8、t10からt11及びt14からt15)、空燃比制御部15aは、燃料量補正処理をステップS19の処理に戻す。
In the process of step S20, the air-fuel
ステップS21の処理では、空燃比制御部15aが、スロットル開度センサ11、吸気圧力センサ12及びクランクセンサ13からの各々の電気信号を基に算出した基本燃料噴射量を、エンジン2に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側になるように補正するための燃料量補正値(燃料量補正係数)を算出する。これにより、ステップS21の処理は完了し、今回の一連の燃料量補正処理は終了する。
In the process of step S21, the air-fuel
以上の説明から明らかなように、本実施形態における内燃機関の電子制御装置1では、空燃比制御部15aが、劣化判定部15cが劣化判定処理を実行している際の空燃比のフィードバック制御として、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点を起点として、電圧が空燃比がリッチ側にあることを示す範囲内に第1の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、燃料噴射量を減量するようにフィードバック制御を実行し、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、電圧を検出した時点を起点として、電圧が空燃比がリーン側にあることを示す範囲内に第2の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、燃料噴射量を増量するようにフィードバック制御を実行するものであるため、空燃比が確実に反転したタイミングで燃料噴射量の制御を行うことができ、簡便な構成で、誤判定を抑制した態様で、内燃機関2の排気系4に設けられた触媒3の劣化を精度よく判定することができる。
As is clear from the above description, in the
また、本発明の実施形態における内燃機関の電子制御装置1では、劣化判定部15cが、劣化判定処理を実行している際の空燃比のフィードバック制御が実行されているときに、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、かかる電圧を検出した時点から第1の所定期間にわたって連続してリッチ側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、リーン側からリッチ側に反転した後に引き続きリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した時点から第2の所定期間にわたって連続してリーン側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第1の判定期間が、第1の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、触媒が劣化していると判定し、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、かかる電圧を検出した時点から第2の所定期間にわたって連続してリーン側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、リッチ側からリーン側に反転した後に引き続きリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した時点から第1の所定期間にわたって連続してリッチ側にあることを示す範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第2の判定期間が、第2の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、触媒が劣化していると判定するものであるため、空燃比が確実に反転したタイミングで触媒劣化の判定期間を計測することができ、簡便な構成で、誤判定をより抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化をより精度よく判定することができる。
Further, in the
また、本発明の実施形態における内燃機関の電子制御装置1では、第1の所定期間及び第2の所定期間を計時するタイマを更に供え、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧が検出された場合には、電圧を検出した時点でタイマによる計時が開始されると共に、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、第1の所定期間が経過する前に、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧が検出されたときには、タイマの計時はリセットされ、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側からリーン側に反転したことを示す電圧が検出された場合には、電圧を検出した時点でタイマによる計時が開始されると共に、下流側酸素濃度検出器14bが出力する電気信号において、第2の所定期間が経過する前に、空燃比が理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧が検出されたときには、タイマの計時はリセットされるものであるため、より簡便な構成で、誤判定をより抑制した態様で、内燃機関2の排気系4に設けられた触媒3の劣化をより精度よく判定することができる。
Further, in the
なお、本発明は、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、かかる構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment in terms of the type, arrangement, number, etc. of the constituent elements, and deviates from the gist of the invention, such as appropriately substituting such constituent elements with those having the same effect. Of course, it can be changed as appropriate as long as it is not.
以上のように、本発明は、簡便な構成で、誤判定を抑制した態様で、内燃機関の排気系に設けられた触媒の劣化を精度よく判定することが可能な内燃機関の電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動車や二輪自動車等の車両の内燃機関の電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention provides an electronic control device for an internal combustion engine capable of accurately determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine in a manner that suppresses erroneous determination with a simple configuration. It can be provided, and it is expected that it can be widely applied to electronic control devices of internal combustion engines of vehicles such as automobiles and motorcycles due to its general-purpose universal nature.
1…内燃機関の電子制御装置
2…エンジン
2a…インジェクタ
3…触媒
4…排気管
5…吸気管
6…スロットルバルブ
11…スロットル開度センサ
12…吸気圧力センサ
13…クランクセンサ
14a…上流側O2センサ
14b…下流側O2センサ
15…ECU
15a…空燃比制御部
15b…前提条件判断部
15c…劣化判定部
16…故障表示装置
1 ... Electronic control device for
15a ... Air-fuel
Claims (2)
前記酸素濃度検出器は、前記触媒の上流側及び下流側に対応して配置される上流側酸素濃度検出器及び下流側酸素濃度検出器を有し、
前記空燃比制御部は、
前記劣化判定部が前記劣化判定処理を実行している際の前記空燃比の前記フィードバック制御として、
前記下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、前記空燃比が前記内燃機関の理論空燃比よりもリーン側からリッチ側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点を起点として、前記電圧が前記空燃比が前記リッチ側にあることを示す範囲内に第1の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、前記内燃機関の燃料噴射量を減量するように前記フィードバック制御を実行し、
前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点を起点として、前記電圧が前記空燃比が前記リーン側にあることを示す範囲内に第2の所定期間にわたって連続して留まっていることを検出したときに、前記燃料噴射量を増量するように前記フィードバック制御を実行し、
前記劣化判定部は、
前記劣化判定部が前記劣化判定処理を実行している際の前記空燃比の前記フィードバック制御が実行されているときに、
前記下流側酸素濃度検出器が出力する電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点から前記第1の所定期間にわたって連続して前記リッチ側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記リーン側から前記リッチ側に反転した後に引き続き前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧を検出した時点から前記第2の所定期間にわたって連続して前記リーン側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第1の判定期間が、第1の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、前記触媒が劣化していると判定し、
前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧を検出した場合には、前記電圧を検出した時点から前記第2の所定期間にわたって連続して前記リーン側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を起点とし、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記リッチ側から前記リーン側に反転した後に引き続き前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧を検出した時点から前記第1の所定期間にわたって連続して前記リッチ側にあることを示す前記範囲内に留まっていることを検出した時点を終点として得られる第2の判定期間が、第2の触媒劣化判定閾値よりも短いときに、前記触媒が劣化していると判定することを特徴とする内燃機関の電子制御装置。 Air-fuel ratio control that feedback-controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine based on the electric signal output from the oxygen concentration detector that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine mounted on the vehicle. It is provided in the exhaust system of the internal combustion engine based on the electric signal of the air-fuel ratio control unit that executes the process and the oxygen concentration detector when the air-fuel ratio control unit is executing the air-fuel ratio control process. An electronic control device for an internal combustion engine including a deterioration determination unit for executing a deterioration determination process for determining deterioration of a catalyst that purifies the exhaust gas of the internal combustion engine.
The oxygen concentration detector has an upstream oxygen concentration detector and a downstream oxygen concentration detector arranged corresponding to the upstream side and the downstream side of the catalyst.
The air-fuel ratio control unit is
As the feedback control of the air-fuel ratio when the deterioration determination unit is executing the deterioration determination process,
When the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector detects a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side of the theoretical air-fuel ratio of the internal combustion engine, the voltage is detected. When it is detected that the voltage stays continuously for the first predetermined period within the range indicating that the air-fuel ratio is on the rich side, starting from the time point, the fuel injection amount of the internal combustion engine The feedback control is executed so as to reduce the weight.
When the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector detects a voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, the voltage is detected. When it is detected that the voltage stays continuously for a second predetermined period within the range indicating that the air-fuel ratio is on the lean side, the fuel injection amount is increased. The feedback control is executed so as to
The deterioration determination unit is
When the feedback control of the air-fuel ratio is being executed when the deterioration determination unit is executing the deterioration determination process.
When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the voltage is detected. The electrical signal output by the downstream oxygen concentration detector is started from the time when it is detected that the signal stays within the range indicating that the battery is on the rich side continuously for the first predetermined period. In the second predetermined period, the voltage is continuously on the lean side from the time when the voltage indicating that the voltage is inverted from the lean side to the rich side and then continuously inverted from the rich side to the lean side is detected. When the first determination period obtained with the time point when it is detected that the signal remains within the above range is shorter than the first catalyst deterioration determination threshold value, it is determined that the catalyst has deteriorated.
When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the voltage is used. The electricity output by the downstream oxygen concentration detector is started from the time when it is detected that it stays within the range indicating that it is on the lean side continuously for the second predetermined period from the time of detection. In the signal, it is continuously on the rich side for the first predetermined period from the time when the voltage indicating that the voltage is inverted from the rich side to the lean side and then continuously inverted from the lean side to the rich side is detected. a second determination period obtained as the end point the time it is detected that remains within the range shown that, when shorter than the second catalyst deterioration determination threshold, determines that said catalyst has deteriorated An electronic control device for an internal combustion engine.
前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧が検出された場合には、前記電圧を検出した前記時点で前記タイマによる計時が開始されると共に、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記第1の所定期間が経過する前に、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧が検出されたときには、前記タイマの前記計時はリセットされ、
前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リッチ側から前記リーン側に反転したことを示す前記電圧が検出された場合には、前記電圧を検出した前記時点で前記タイマによる計時が開始されると共に、前記下流側酸素濃度検出器が出力する前記電気信号において、前記第2の所定期間が経過する前に、前記空燃比が前記理論空燃比よりも前記リーン側から前記リッチ側に反転したことを示す前記電圧が検出されたときには、前記タイマの前記計時はリセットされることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の電子制御装置。 A timer for timing the first predetermined period and the second predetermined period is further provided.
When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the lean side to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the voltage. At the time when the air-fuel ratio is detected, the time counting by the timer is started, and in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the air-fuel ratio is set to the theoretical air-fuel ratio before the first predetermined period elapses. When the voltage indicating that the fuel ratio is reversed from the rich side to the lean side is detected, the timing of the timer is reset.
When the voltage indicating that the air-fuel ratio is inverted from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio is detected in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the voltage. At the time when the air-fuel ratio is detected, the time counting by the timer is started, and in the electric signal output by the downstream oxygen concentration detector, the air-fuel ratio is set to the theoretical air-fuel ratio before the second predetermined period elapses. when the voltage than ratio indicates that inverted from the lean side to the rich side is detected, the counting of the timer electronic control device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the reset ..
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