WO2017065159A1 - エンジンユニット - Google Patents

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WO2017065159A1
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oxygen sensor
output value
engine
air
fuel ratio
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貴史 久保
志郎 谷原
博光 日▲高▼
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ヤンマー株式会社
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • This disclosure relates to an engine unit.
  • an engine unit that operates by mixing a combustible gas fuel (such as natural gas or city gas) and air and burning the air-fuel mixture is known.
  • a catalyst for purifying exhaust gas for example, a three-way catalyst
  • An engine unit that employs stoichiometric combustion requires air-fuel ratio control in an exhaust path through which engine exhaust gas flows in order to maintain or approach the stoichiometric state.
  • an oxygen sensor is provided in the exhaust path and air-fuel ratio control is performed based on the oxygen concentration in the exhaust gas (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present disclosure is to solve the above-described conventional problems and provide an engine unit capable of performing air-fuel ratio control in consideration of characteristic deterioration of an oxygen sensor provided in an exhaust gas exhaust path. It is in.
  • an engine unit in an engine, a fuel adjustment mechanism that adjusts the amount of fuel supplied to the engine, and an exhaust path through which exhaust gas from the engine flows.
  • the fuel adjustment based on an output value corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen sensor, the oxygen sensor that is disposed in the exhaust path and detects the oxygen concentration of the exhaust gas, and the oxygen sensor
  • a control device that controls the mechanism, the control device based on the operation history information acquisition unit that acquires the operation history information of the engine, the deterioration prediction data of the characteristics of the oxygen sensor and the operation history information
  • An output correction unit that corrects an output value of the oxygen sensor and calculates a corrected output value; an air-fuel ratio detection value is calculated based on the correction output value;
  • air-fuel ratio control unit for controlling the fuel adjusting mechanism so as to Gosnay are those comprising a.
  • the engine unit of the present disclosure it is possible to perform air-fuel ratio control in consideration of characteristic deterioration of the oxygen sensor provided in the exhaust gas.
  • An engine unit includes an engine, a fuel adjustment mechanism that adjusts the amount of fuel supplied to the engine, a catalyst provided in an exhaust path through which exhaust gas from the engine flows, and the exhaust path
  • An oxygen sensor that detects the oxygen concentration of the exhaust gas
  • a control device that controls the fuel adjustment mechanism based on an output value corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the oxygen sensor
  • the control device corrects an output value of the oxygen sensor based on an operation history information acquisition unit that acquires operation history information of the engine, deterioration prediction data of characteristics of the oxygen sensor, and the operation history information
  • an output correction unit for calculating a corrected output value, an air-fuel ratio detection value is calculated based on the correction output value, and the fuel is controlled so that the air-fuel ratio detection value becomes an air-fuel ratio control value.
  • air-fuel ratio controller for controlling an integer mechanism, but with a.
  • the oxygen sensor a first oxygen sensor that is disposed upstream of the catalyst in the exhaust path and detects an oxygen concentration of the exhaust gas;
  • a second oxygen sensor that is disposed downstream of the catalyst in the exhaust path and detects an oxygen concentration of the exhaust gas.
  • the air-fuel ratio control unit includes a first oxygen sensor. When the output value is compared with the second output value of the second oxygen sensor and the difference between the output values exceeds a predetermined range, the air-fuel ratio detection value is calculated using the second output value.
  • the output correction unit corrects the second output value of the second oxygen sensor based on the deterioration prediction data of the characteristics of the second oxygen sensor and the operation history information.
  • the output correction unit determines that an output value of the oxygen sensor exceeds an appropriate correction range with respect to the deterioration prediction data. In this case, a maintenance signal is output.
  • the operation history information acquisition unit acquires an accumulated operation time or a load history of the engine as the operation history information. Is.
  • the control device acquires an output value of the oxygen concentration by periodically energizing the first oxygen sensor and the second oxygen sensor,
  • the second energization interval of the second oxygen sensor is set longer than the first energization interval of the first oxygen sensor.
  • FIG. 1 shows an external perspective view of an engine unit 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the engine unit 100 of the present embodiment includes an engine 1 and an oil tank 2.
  • the engine unit 100 is used as a power source of a gas heat pump, for example, or as a power source that is used for a long time in a stationary manner such as micro cogeneration.
  • the engine 1 operates by using a combustible gas such as natural gas or city gas as a fuel, mixing the fuel and air, and burning the mixture.
  • the engine 1 includes a main body portion 11, an intake passage portion 12, an exhaust passage portion 13, and a control device 40 (see FIG. 3).
  • the main body 11 is a device that converts energy obtained by burning fuel into rotational motion.
  • the main body 11 mainly includes a cylinder block 111, a cylinder head 112, a piston 113, a crankshaft 114, a head cover 115, and an oil pan 116.
  • the main body 11 includes a cylinder 111c provided in the cylinder block 111, a piston 113 slidably accommodated on the inner peripheral surface of the cylinder 111c, and a cylinder head 112 disposed so as to face the piston 113.
  • the cylinder 111c, the cylinder head 112, and the piston 113 constitute a combustion chamber C.
  • the combustion chamber C is an internal space whose volume is changed by the reciprocating motion of the piston 113.
  • the piston 113 is connected to the crankshaft 114 by a connecting rod, and the reciprocating motion of the piston 113 is converted into the rotational motion of the crankshaft 114.
  • a head cover 115 is provided on the top of the cylinder head 112.
  • An oil pan 116 is provided below the cylinder block 111, and lubricating oil L is stored in the oil pan 116.
  • the intake path portion 12 is a path that mixes combustible gas and air and guides the air-fuel mixture to the combustion chamber C.
  • the intake passage portion 12 is mainly composed of a mixer 121, a fuel adjustment valve (also referred to as GVM) 123, and an intake manifold 122.
  • the mixer 121 and the fuel adjustment valve 123 constitute an air-fuel mixture supply device that supplies an air-fuel mixture through the intake manifold 122.
  • the mixer 121 is a Venturi mixer.
  • the mixer 121 supplies a combustible gas to the air sucked from the outside to generate an air-fuel mixture.
  • the mixer 121 is attached to one end of the intake manifold 122.
  • the fuel adjustment valve 123 adjusts the amount of flammable gas supplied to the mixer 121.
  • the air-fuel mixture supply apparatus configured by the mixer 121 and the fuel adjustment valve 123 can adjust the increase / decrease of the fuel within a predetermined range by changing the opening of the fuel adjustment valve 123.
  • the opening degree of the fuel adjustment valve 123 is controlled by the control device 40.
  • the intake manifold 122 guides the air-fuel mixture generated by the mixer 121 to each combustion chamber C.
  • the intake manifold 122 has a path branched toward each combustion chamber C so as to guide the air-fuel mixture to, for example, four combustion chambers C.
  • the intake manifold 122 is connected to the head cover 115 by a pipe.
  • the exhaust path portion 13 is a path that guides the exhaust gas discharged from the combustion chamber C to the outside.
  • the exhaust passage unit 13 mainly includes an exhaust manifold 131, an upstream side exhaust pipe 137, a three-way catalytic converter 132, a downstream side exhaust pipe 138, a first oxygen sensor 134, and a second oxygen sensor 135. .
  • the exhaust manifold 131 guides the exhaust gas discharged from each combustion chamber C to the three-way catalytic converter 132 (hereinafter simply referred to as the catalytic converter 132) through the upstream side exhaust pipe 137.
  • the exhaust manifold 131 has a path that joins the combustion chambers C so as to guide the exhaust gas from the four combustion chambers C.
  • the catalytic converter 132 has a function of removing off-flavors caused by aldehydes.
  • the catalytic converter 132 oxidizes aldehydes using a catalytic reaction with platinum or the like.
  • a downstream side exhaust pipe 138 downstream of the catalytic converter 132 is provided with a heat exchanger 133 that heats water using exhaust gas.
  • a three-way catalyst three-way catalyst converter 132
  • other types of catalysts may be used as the catalyst. , Not limited to three-way catalyst.
  • the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135 are sensors that detect the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 131 and output a detection signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas as an output value. . As shown in FIG. 3, the first oxygen sensor 134 is disposed in the exhaust manifold 131 on the upstream side of the catalytic converter 132. The second oxygen sensor 135 is disposed in the downstream exhaust pipe 138 on the downstream side of the catalytic converter 132.
  • the throttle valve, the fuel adjustment valve 123, and the like are examples of the fuel adjustment mechanism.
  • the fuel adjustment mechanism may be configured to be able to adjust the amount of fuel supplied to the engine 1.
  • a known oxygen sensor capable of detecting the oxygen concentration in the exhaust gas can be used.
  • a UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) sensor may be used.
  • atmospheric calibration can be performed periodically, and detection accuracy can be improved.
  • control device 40 includes an air-fuel ratio control unit 41, an output correction unit 42, and an operation history information acquisition unit 43.
  • the output value corresponding to the oxygen concentration detected by the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135 is input to the air-fuel ratio control unit 41.
  • the air-fuel ratio control unit 41 calculates the air-fuel ratio detection value based on the output values of the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135, and adjusts the throttle valve and the fuel so that the air-fuel ratio detection value becomes the air-fuel ratio control value.
  • the opening degree of the regulating valve 123 is controlled.
  • the storage unit of the control device 40 uses the actuator to store the relationship data (for example, a map) between the opening degree of the throttle valve and the fuel adjustment valve 123 and the oxygen concentration and the opening degree of the throttle valve and the fuel adjustment valve 123.
  • the program for controlling is stored.
  • the air-fuel ratio control value is a control target value determined by such relationship data and program between the opening degree and the oxygen concentration.
  • the air-fuel ratio control unit 41 compares the first output value of the first oxygen sensor 134 with the second output value of the second oxygen sensor, and the difference (difference) in the output value is within a predetermined range. If it is within the range, the air-fuel ratio is controlled by calculating the air-fuel ratio detection value using the first output value. On the other hand, if the difference in output value exceeds a predetermined range, the air-fuel ratio detection value is calculated using the second output value. That is, when the difference in output value between the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135 is small (within a predetermined range), the air-fuel ratio control is performed using the first output value of the first oxygen sensor 134. Is done.
  • the predetermined range of the difference (difference) in the output value can be set to an arbitrary value, for example, an appropriate detection value range based on the detection accuracy of the oxygen sensor (for example, as the sensor detection value) It may be determined from an allowable deviation range.
  • the control device 40 constantly energizes the first oxygen sensor 134 to acquire the first output value of the first oxygen sensor 134 in time series, and energizes the second oxygen sensor 135 every predetermined time. A second output value for each predetermined time of the two oxygen sensor 135 can be acquired.
  • the predetermined time for energizing the second oxygen sensor 135 can be arbitrarily set based on a program stored in the control device 40.
  • the control device 40 can independently control the energization state (always energization or energization every predetermined time) to the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135.
  • the operation history information acquisition unit 43 acquires operation history information of the engine 1.
  • the operation history information is accumulated history information of the operating state of the engine 1 from a certain point in time to the present, for example, the accumulated operation time or the load history of the engine 1.
  • a certain time point can be set as an arbitrary time point, and may be a first operation start time of the engine 1 or a time point when parts such as an oxygen sensor are replaced.
  • the driving history information acquired by the driving history information acquisition unit 43 is stored in the storage unit of the control device 40.
  • the output correction unit 42 uses the deterioration prediction data of the characteristics of the second oxygen sensor 135 (for example, the relationship between the air-fuel ratio (excess air ratio ⁇ ) and the sensor output value (voltage V)) stored in advance and the operation history information. Based on this, the output value of the second oxygen sensor 135 is corrected, and the corrected output value is calculated.
  • the air-fuel ratio control unit 41 calculates the air-fuel ratio detection value based on the corrected output value of the second output value corrected by the output correction unit 42.
  • the control device 40 includes a memory and a processing circuit corresponding to a processor such as a CPU. Various determinations to be described later performed in each element (the air-fuel ratio control unit 41, the output correction unit 42, and the like) of the control device 40 may be performed, for example, by the processor executing a program stored in the memory. . Further, the control device 40 may include an integrated circuit that makes various determinations on these elements.
  • FIG. 4 shows an oxygen sensor characteristic C1 with an accumulated operation time of 0 hour and an oxygen sensor characteristic C2 with an accumulated operation time of about 2500 hours.
  • the characteristics of the oxygen sensor change as the accumulated operation time elapses. For example, even if the air excess ratio ⁇ is the same, the output value (voltage) tends to change low. As described above, characteristic deterioration with time occurs in the oxygen sensor, but in the engine unit 100 of the present embodiment, the control device 40 performs correction in consideration of characteristic deterioration.
  • FIG. 5 An example of such oxygen sensor characteristic deterioration prediction data is shown in the graph of FIG. In FIG. 5, the excess air ratio ⁇ is shown on the vertical axis, and the accumulated operation time h is shown on the horizontal axis.
  • the control point of the excess air ratio in order to reduce exhaust emissions, the control point of the excess air ratio must be kept within the range of the NOx (nitride oxide) threshold or less and the CO (carbon oxide) threshold or more.
  • the deterioration prediction data of the characteristics of the oxygen sensor can be determined as shown in FIG.
  • the deterioration prediction data can be determined as D1
  • the engine 1 is operating at 50% output over time.
  • the deterioration prediction data can be determined as D2.
  • the deterioration prediction data is not limited to a straight line such as D1 and D2, but may be a curve.
  • the deterioration prediction data of the characteristics of the oxygen sensor can be created from, for example, a map (data group indicating a correlation) between the average output of the engine 1 and the operation time.
  • FIG. 6 shows an example of a map which is correlation information between the average output of the engine, the operation time, and the inclination of the deterioration prediction data transition.
  • the average output is an average output every regular time period, for example, every 1000 hours, from the accumulated operation time of 0 hour.
  • the time segment is 1000 to 2000 hours
  • the average output in this 1000 hours is P3
  • the slope of the degradation prediction data transition is b3.
  • the deterioration prediction data as shown in FIG. 7 can be created.
  • the slopes are a1, b3, c2, and d4. It is changing.
  • the deterioration prediction data transition slope corresponding to the average output of the engine and the operating time is stored in the control device 40 in advance as a map, so that the deterioration prediction data is updated at regular intervals, depending on the state of use. It is possible to create deterioration prediction data.
  • the map shown in FIG. 6 is an example, and for example, a map of only one item (that is, one row) of a regular time (for example, 1000 hours) may be used without providing a division of the accumulated operation time.
  • the deterioration prediction data of the characteristics of the oxygen sensor may be stored in advance in the control device 40, and the above-described map is stored in the control device 40 so that the actual operating state of the engine 1 is stored. It may be a case where deterioration prediction data is created according to the above. Further, when the engine unit 100 of the present embodiment is used for cogeneration or the like in which the engine output fluctuation is relatively small, a plurality of patterns of deterioration prediction data corresponding to the engine output are stored in advance in the control device, You may make it select deterioration prediction data according to the engine output set at the time of use.
  • the air-fuel ratio detection value is calculated using the first output value of the first oxygen sensor 134, and the calculated air-fuel ratio detection value is the air-fuel ratio control value.
  • the opening degree of the throttle valve, the fuel adjustment valve 123, etc. is controlled so as to become (step S3).
  • step S2 if it is determined in step S2 that the difference in output value exceeds the predetermined range, the air-fuel ratio detection value is calculated using the second output value of the second oxygen sensor 135, and the calculated value is calculated.
  • the opening degree of the throttle valve, the fuel adjustment valve 123, etc. is controlled so that the air-fuel ratio detection value becomes the air-fuel ratio control value (step S4).
  • the operation history information acquisition unit 43 in the control device 40 acquires operation history information of the engine 1 (step S11). Subsequent to step S11 or in parallel with step S11, the control device 40 acquires the output value (output voltage) of the second oxygen sensor 135 (step S12).
  • the output correction unit 42 corrects the output value of the second oxygen sensor 135 based on the deterioration prediction data of the characteristics of the second oxygen sensor 135 stored in advance in the storage unit and the acquired operation history information. Then, a corrected output value is calculated (step S13).
  • the air-fuel ratio control unit 41 calculates an air-fuel ratio detection value using the corrected output value of the second oxygen sensor 135 corrected by the output correction unit 42, and the calculated air-fuel ratio detection value becomes the air-fuel ratio control value.
  • the opening degree of the throttle valve, the fuel adjustment valve 123, etc. is controlled (step S14).
  • the control method for correcting the characteristic deterioration with time of the second oxygen sensor 135 is, for example, in step S2 in the correction control method of the first oxygen sensor 134, between the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135. You may implement when it is judged that the difference of an output value exceeds the predetermined range. Further, when the first output value of the first oxygen sensor 134 is compared with the second output value of the second oxygen sensor 135 in step S2, step S13 is executed and the second output value of the second oxygen sensor 135 is determined. May be compared with the first output value as a corrected output value.
  • first oxygen sensor 134 disposed in the exhaust path upstream of catalytic converter 132 and the exhaust path downstream of catalytic converter 132 are disposed.
  • the second oxygen sensor 135 is used.
  • the first oxygen sensor 134 is likely to deteriorate due to the influence of exhaust gas components and heat before the catalyst purification, but the second oxygen sensor is disposed downstream of the catalytic converter 132 that is less affected by exhaust gas contents and heat.
  • the oxygen sensor 135 is not easily deteriorated. Therefore, even when the characteristics of the first oxygen sensor 134 are deteriorated and the output value is shifted, the shift of the sensor output is corrected by adopting the second output value of the second oxygen sensor 135. be able to.
  • the energization time to the second oxygen sensor 135 is made shorter than the energization time to the first oxygen sensor 134 by conducting energization to the second oxygen sensor 135 periodically or at a necessary timing.
  • the characteristic deterioration of the second oxygen sensor 135 due to can be suppressed.
  • the output correction unit 42 corrects the output value of the second oxygen sensor 135 based on the deterioration prediction data of the characteristics of the second oxygen sensor 135 stored in advance and the obtained operation history information, and outputs a corrected output.
  • the air-fuel ratio control unit 41 calculates the air-fuel ratio detection value based on the corrected output value. Thereby, the deviation of the detection value due to the deterioration of the characteristics of the second oxygen sensor 135 can be corrected, and the detection accuracy of the second oxygen sensor 135 can be maintained over a long period of time.
  • the deviation of the output value due to the deterioration of the characteristics of the second oxygen sensor 135 can be substantially corrected. Therefore, in the engine unit 100, the detection accuracy of the oxygen sensor can be maintained over a long period of time.
  • the engine unit 100 of the present embodiment it is possible to perform air-fuel ratio control in consideration of characteristic deterioration of the oxygen sensor provided in the exhaust gas.
  • the case where the first oxygen sensor 134 and the second oxygen sensor 135 are provided as a plurality of oxygen sensors in the exhaust passage portion 13 of the engine 1 is described as an example, but one oxygen sensor is installed. It may be only.
  • the second oxygen sensor 135 is provided in the exhaust path downstream of the catalytic converter 132, and air-fuel ratio control is performed based on the output value of the second oxygen sensor 135. May be.
  • the detection accuracy can be maintained for a long time by correcting the deviation of the output value due to the deterioration of the characteristics of the second oxygen sensor 135.
  • only the first oxygen sensor 134 may be provided, and the deviation of the output value due to the deterioration of characteristics may be corrected with respect to the first oxygen sensor 134.
  • the control device 40 when the output correction unit 42 determines that the second output value of the second oxygen sensor 135 exceeds the appropriate correction range with respect to the deterioration prediction data, the control device 40 outputs a maintenance signal. You may do it. By outputting the maintenance signal in this way, it is possible to prompt the user or the like to perform maintenance (replacement, cleaning, etc.) of the second oxygen sensor 135.
  • the appropriate correction range may be set as a range that can be used as an output value of the sensor.
  • such a maintenance signal may be displayed on the engine unit 100 itself, and if remotely managed, it may be displayed on a management device or the like at a remote management location. Also good. Note that the engine unit 100 and the management device may be connected via a wired or wireless network line.
  • the amount of deviation between the second output value and the deterioration prediction data is output to notify the user or the like of the degree of characteristic deterioration. You may do it.

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Abstract

エンジンユニットが、エンジンと、燃料調整機構と、排気経路に設けられた触媒と、排気経路に配置され、排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、酸素センサにより検出された酸素濃度に対応する出力値に基づいて、燃料調整機構を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、エンジンの運転履歴情報を取得する運転履歴情報取得部と、酸素センサの特性の劣化予測データと、運転履歴情報とに基づいて酸素センサの出力値を補正し、補正出力値を算出する出力補正部と、補正出力値に基づいて空燃比検出値を算出し、空燃比検出値が空燃比制御値となるように燃料調整機構を制御する空燃比制御部と、を備える。これにより、排気ガスの排気経路に設けられる酸素センサの特性劣化を考慮した空燃比制御を行うことができる。

Description

エンジンユニット
　本開示は、エンジンユニットに関する。
　従来、可燃性ガス燃料（天然ガスや都市ガスなど）と空気とを混合し、混合気を燃焼させることによって稼働するエンジンユニットが知られている。近年、このようなエンジンユニットにおいて、排気エミッションの低減を目的として排気ガス浄化用の触媒（例えば、三元触媒）が採用されている。このようなエンジンユニットでは、ストイキ状態（理想空燃比である空気過剰率λ＝１）の混合気で燃焼させる、いわゆるストイキ燃焼が採用されている。ストイキ燃焼が採用されるエンジンユニットでは、ストイキ状態を維持する、あるいはストイキ状態に近づけるために、エンジンの排気ガスが流れる排気経路における空燃比制御が必要となる。このような空燃比制御を行う手法としては、排気経路に酸素センサを設けて、排気ガス中の酸素濃度に基づいて空燃比制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－２６４３８９号公報
　しかしながら、長時間使用されるエンジンユニットにおいては、運転時間の経過とともに触媒の浄化性能が劣化するだけでなく、酸素センサの特性にも劣化が生じる。このような場合にあっては、長期的に空燃比制御によりストイキ状態を維持する、あるいは近づけることが難しくなる場合もある。
　従って、本開示の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、排気ガスの排気経路に設けられる酸素センサの特性劣化を考慮した空燃比制御を行うことができるエンジンユニットを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本開示の一の態様のエンジンユニットは、エンジンと、前記エンジンへの燃料の供給量を調整する燃料調整機構と、前記エンジンからの排気ガスが流れる排気経路に設けられた触媒と、前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、前記酸素センサにより検出された前記排気ガスの酸素濃度に対応する出力値に基づいて、前記燃料調整機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンの運転履歴情報を取得する運転履歴情報取得部と、前記酸素センサの特性の劣化予測データと前記運転履歴情報とに基づいて前記酸素センサの出力値を補正し、補正出力値を算出する出力補正部と、前記補正出力値に基づいて空燃比検出値を算出し、前記空燃比検出値が空燃比制御値となるように前記燃料調整機構を制御する空燃比制御部と、を備えるものである。
　本開示のエンジンユニットによれば、排気ガスに設けられる酸素センサの特性劣化を考慮した空燃比制御を行うことができる。
本開示の一の実施の形態にかかるエンジンユニットの外観斜視図 実施の形態のエンジンの主要な構成を示す模式断面図 実施の形態のエンジンユニットの排気経路部における触媒コンバータとそれぞれの酸素センサとの配置関係を示す図 実施の形態のエンジンユニットが備える酸素センサの出力値（電圧Ｖ）と空気過剰率λとの関係である特性の経時的な劣化を示すグラフ 実施の形態のエンジンユニットが備える酸素センサの特性の劣化予測データ 実施の形態のエンジンユニットにおける平均出力と運転時間と劣化予測データ推移の傾きとのマップ 図６のマップを用いて作成された劣化予測データの一例を示すグラフ 実施の形態のエンジンユニットにおける第１酸素センサの補正制御フローチャート 実施の形態のエンジンユニットにおける第２酸素センサの特性劣化の補正制御フローチャート
　本開示の第１態様のエンジンユニットは、エンジンと、前記エンジンへの燃料の供給量を調整する燃料調整機構と、前記エンジンからの排気ガスが流れる排気経路に設けられた触媒と、前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、前記酸素センサにより検出された前記排気ガスの酸素濃度に対応する出力値に基づいて、前記燃料調整機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンジンの運転履歴情報を取得する運転履歴情報取得部と、前記酸素センサの特性の劣化予測データと前記運転履歴情報とに基づいて前記酸素センサの出力値を補正し、補正出力値を算出する出力補正部と、前記補正出力値に基づいて空燃比検出値を算出し、前記空燃比検出値が空燃比制御値となるように前記燃料調整機構を制御する空燃比制御部と、を備えるものである。
　本開示の第２態様は、第１態様のエンジンユニットにおいて、前記酸素センサとして、前記排気経路において前記触媒の上流側に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する第１酸素センサと、前記排気経路において前記触媒の下流側に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する第２酸素センサと、を備え、前記制御装置において、前記空燃比制御部は、前記第１酸素センサの第１出力値を前記第２酸素センサの第２出力値と比較して、出力値の相違が所定の範囲を超過している場合に、前記第２出力値を用いて、前記空燃比検出値の算出を行い、前記出力補正部は、前記第２酸素センサの特性の劣化予測データと前記運転履歴情報とに基づいて、前記第２酸素センサの第２出力値の補正を行うものである。
　本開示の第３態様は、第１または第２態様のエンジンユニットにおいて、前記出力補正部は、前記酸素センサの出力値が前記劣化予測データに対して、適正補正範囲を超過していると判断した場合に、メンテナンス信号を出力するものである。
　本開示の第４態様は、第１から第３のいずれか１つの態様のエンジンユニットにおいて、前記運転履歴情報取得部は、前記運転履歴情報として、前記エンジンの積算運転時間または負荷履歴を取得するものである。
　本開示の第５態様は、第２態様のエンジンユニットにおいて、前記制御装置は、前記第１酸素センサおよび第２酸素センサに対して定期的に通電することで酸素濃度の出力値を取得し、前記第２酸素センサの第２通電間隔は、前記第１酸素センサの第１通電間隔よりも長く設定されているものである。
　（実施の形態）
　以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　本開示の一の実施の形態にかかるエンジンユニット１００の外観斜視図を図１に示す。
　図１に示すように、本実施の形態のエンジンユニット１００は、エンジン１とオイルタンク２とを備えている。なお、エンジンユニット１００は、例えばガスヒートポンプの動力源として、またはマイクロコージェネレーションのような定置式で長時間使用されるような動力源として使用される。
　（エンジンの構成）
　ここで、エンジン１の主要な構成を示す模式断面図を図２に示す。
　エンジン１は、天然ガスや都市ガスなどの可燃性ガスを燃料として、燃料と空気とを混合し、混合気を燃焼させることによって稼働する。エンジン１は、主体部１１と、吸気経路部１２と、排気経路部１３と、制御装置４０（図３参照）とを備える。
　主体部１１は、燃料を燃焼させて得たエネルギを回転運動に変換する装置である。主体部１１は、主にシリンダブロック１１１と、シリンダヘッド１１２と、ピストン１１３と、クランクシャフト１１４と、ヘッドカバー１１５と、オイルパン１１６とを備える。
　主体部１１には、シリンダブロック１１１に設けられたシリンダ１１１ｃと、シリンダ１１１ｃの内周面に摺動自在に収納されたピストン１１３と、ピストン１１３に対向するように配置されたシリンダヘッド１１２とが備えられている。シリンダ１１１ｃ、シリンダヘッド１１２、およびピストン１１３により燃焼室Ｃが構成されている。ここで、燃焼室Ｃは、ピストン１１３の往復運動によって容積が変化する内部空間のことである。ピストン１１３は、コネクティングロッドによってクランクシャフト１１４と連結されており、ピストン１１３の往復運動がクランクシャフト１１４の回転運動に変換される。シリンダヘッド１１２の上部には、ヘッドカバー１１５が設けられている。シリンダブロック１１１の下部にはオイルパン１１６が設けられており、オイルパン１１６には潤滑油Ｌが貯まっている。
　吸気経路部１２は、可燃性ガスと空気とを混合して混合気を燃焼室Ｃへ導く経路である。吸気経路部１２は、主として、ミキサ１２１と、燃料調整弁（ＧＶＭとも呼ばれる）１２３と、吸気マニホールド１２２と、で構成されている。ミキサ１２１および燃料調整弁１２３は、吸気マニホールド１２２を通して混合気を供給する混合気供給装置を構成する。
　ミキサ１２１は、ベンチュリー式のミキサである。ミキサ１２１は、外部から吸引された空気に可燃性ガスを供給して混合気を生成する。ミキサ１２１は、吸気マニホールド１２２の一端に取り付けられている。燃料調整弁１２３は、ミキサ１２１に供給する可燃性ガス供給量を調整する。ミキサ１２１および燃料調整弁１２３により構成された混合気供給装置は、燃料調整弁１２３の開度を変更することにより、所定の範囲内で燃料の増／減を調整することができる。燃料調整弁１２３の開度は、制御装置４０により制御される。
　吸気マニホールド１２２は、ミキサ１２１によって生成された混合気を各燃焼室Ｃへ案内する。吸気マニホールド１２２は、例えば４つの燃焼室Ｃへ混合気を案内するように、各燃焼室Ｃへ向かって分岐された経路を有する。吸気マニホールド１２２は、パイプによってヘッドカバー１１５と接続されている。
　排気経路部１３は、燃焼室Ｃから排出された排気ガスを外部へ導く経路である。排気経路部１３は、主に排気マニホールド１３１と、上流側排気管１３７と、三元触媒コンバータ１３２と、下流側排気管１３８と、第１酸素センサ１３４と、第２酸素センサ１３５と、を備える。
　排気マニホールド１３１は、各燃焼室Ｃから排出された排気ガスを、上流側排気管１３７を通して三元触媒コンバータ１３２（以降、単に触媒コンバータ１３２とする）へ案内する。排気マニホールド１３１は、４つの燃焼室Ｃから排気ガスを案内するように、各燃焼室Ｃから合流する経路を有する。触媒コンバータ１３２は、アルデヒド類に起因する異臭を除去する機能を有する。触媒コンバータ１３２は、白金等による触媒反応を利用してアルデヒド類を酸化させる。触媒コンバータ１３２の下流側の下流側排気管１３８には、排気ガスを利用して水を熱する熱交換器１３３が設けられている。なお、本実施の形態では、排気ガスを浄化するための触媒として三元触媒（三元触媒コンバータ１３２）が用いられる場合を例としているが、触媒としてはその他の種類の触媒を用いてもよく、三元触媒に限られない。
　ここで、排気経路部１３における触媒コンバータ１３２とそれぞれの酸素センサ１３４、１３５の配置関係を図３に示す。
　第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５は、排気マニホールド１３１から排出された排気ガス中の酸素濃度を検出して排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号を出力値として出力するセンサである。図３に示すように、第１酸素センサ１３４は、触媒コンバータ１３２の上流側の排気マニホールド１３１に配置されている。第２酸素センサ１３５は、触媒コンバータ１３２の下流側の下流側排気管１３８に配置されている。
　第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５は、制御装置４０に電気的に接続されている。制御装置４０は、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５により検出された酸素濃度に対応する出力値と、予め記憶されているデータやプログラムとに基づいて、スロットル弁や燃料調整弁１２３などの開度を、アクチュエータを介して制御する。これにより、混合気の空燃比を適切な値（例えば、理想空燃比である空気過剰率λ＝１）となるように制御することができる。また、本実施の形態では、スロットル弁や燃料調整弁１２３などが燃料調整機構の一例となっている。なお、燃料調整機構は、エンジン１への燃料の供給量を調整することができる構成であればよい。
　なお、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５としては、排気ガス中の酸素濃度を検出可能な公知の酸素センサを用いることができ、例えばＵＥＧＯ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　Ｏｘｙｇｅｎ）センサを用いてもよい。ＵＥＧＯセンサを用いた場合には、定期的に大気校正を実施することができ、検出精度を向上させることができる。
　（制御装置の構成）
　図３に示すように、制御装置４０は、空燃比制御部４１と、出力補正部４２と、運転履歴情報取得部４３と、を備える。
　空燃比制御部４１には、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５により検出された酸素濃度に対応する出力値が入力される。空燃比制御部４１は、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５の出力値に基づいて空燃比検出値を算出し、空燃比検出値が空燃比制御値となるように、スロットル弁および燃料調整弁１２３の開度を制御する。制御装置４０の記憶部には、スロットル弁および燃料調整弁１２３などの開度と酸素濃度との関係データ（例えばマップなど）と、スロットル弁や燃料調整弁１２３などの開度を、アクチュエータを用いて制御するためのプログラムなどが記憶されている。空燃比制御値は、このような開度と酸素濃度との関係データおよびプログラムにより決定される制御目標値のことである。
　さらに具体的には、空燃比制御部４１は、第１酸素センサ１３４の第１出力値を、第２酸素センサの第２出力値と比較して、出力値の相違（差異）が所定の範囲内にある場合は、第１出力値を用いて空燃比検出値を算出して、空燃比の制御を行う。一方、出力値の相違が所定の範囲を超過している場合は、第２出力値を用いて空燃比検出値の算出を行う。すなわち、第１酸素センサ１３４と第２酸素センサ１３５との間に出力値のズレが小さい場合（所定の範囲内）には、第１酸素センサ１３４の第１出力値を用いて空燃比の制御が行われる。一方、出力値のズレが大きくなった場合には、第２酸素センサ１３５の第２出力値を用いて空燃比の制御が行われる。制御装置４０において、出力値の相違（差異）の所定の範囲は、任意の値に設定することができ、例えば酸素センサの検出精度に基づく適正な検出値の範囲など（例えば、センサ検出値として許容できるズレ範囲など）から決定してもよい。
　制御装置４０は、例えば、第１酸素センサ１３４に常時通電して第１酸素センサ１３４の第１出力値を時系列で取得するとともに、所定の時間毎に第２酸素センサ１３５に通電して第２酸素センサ１３５の所定の時間毎の第２出力値を取得することができる。なお、第２酸素センサ１３５に通電する所定の時間は、制御装置４０に格納されるプログラムに基づいて任意に設定することができる。また、制御装置４０は、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５に対する通電状態（常時通電または所定の時間毎の通電）を、それぞれ独立して制御することができる。
　運転履歴情報取得部４３は、エンジン１の運転履歴情報を取得する。運転履歴情報は、ある時点から現在までのエンジン１の運転状態の積算履歴情報のことであり、例えば、エンジン１の積算運転時間または負荷履歴である。制御装置４０において、ある時点を任意の時点に設定することができ、エンジン１の初めての運転開始時点としてもよく、あるいは酸素センサなどの部品を交換した時点としてもよい。なお、運転履歴情報取得部４３にて取得された運転履歴情報は、制御装置４０の記憶部に記憶される。
　出力補正部４２は、予め記憶された第２酸素センサ１３５の特性（例えば空燃比（空気過剰率λ）とセンサ出力値（電圧Ｖ）との関係）の劣化予測データと、運転履歴情報とに基づいて、第２酸素センサ１３５の出力値を補正して、補正出力値を算出する。空燃比制御部４１は、出力補正部４２にて補正された第２出力値の補正出力値に基づいて空燃比検出値の算出を行う。
　制御装置４０は、メモリと、ＣＰＵなどのプロセッサに対応する処理回路とを備える。制御装置４０のそれぞれの要素（空燃比制御部４１、出力補正部４２など）において行われる後述する各種判断は、例えば、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより、行われてもよい。また、制御装置４０が、これらの要素に対して各種判断を行わせるような集積回路を備えてもよい。
　（酸素センサの特性劣化について）
　ここで、酸素センサの特性の経時的な劣化について説明する。酸素センサの出力値（電圧Ｖ）と空気過剰率λとの関係である特性を図４のグラフに示す。図４のグラフでは、酸素センサの出力値（電圧Ｖ）を縦軸に、空気過剰率λを横軸に示している。また、図４では、運転積算時間が０時間の酸素センサの特性Ｃ１と、運転積算時間が約２５００時間の酸素センサの特性Ｃ２とを示している。
　図４に示すように、運転積算時間が経過することで酸素センサの特性が変化し、例えば同じ空気過剰率λであっても、出力値（電圧）が低く変化する傾向にある。このように酸素センサでは経時的な特性劣化が生じるが、本実施の形態のエンジンユニット１００では、制御装置４０において特性劣化を考慮した補正が行われる。
　このような酸素センサの特性の劣化予測データの一例を図５のグラフに示す。図５では、空気過剰率λを縦軸に、運転積算時間ｈを横軸に示している。
　図５に示すように、排気エミッション低減のためには、空気過剰率の制御点は、ＮＯｘ（窒化酸化物）の閾値以下であり、かつＣＯ（酸化炭素）の閾値以上の範囲内に保つ必要がある。また、例えば、空気過剰率の初期制御点をλ１と設定した場合には、酸素センサの特性の劣化予測データを図５に示すように決めることができる。例えばエンジン１が経時的に定格出力で運転しているとした場合には、劣化予測データはＤ１のように決めることができ、また、例えばエンジン１が経時的に５０％出力で運転しているとした場合には、劣化予測データはＤ２のように決めることができる。なお、劣化予測データはＤ１、Ｄ２のように直線である場合に限られず、曲線であってもよい。
　また、酸素センサの特性の劣化予測データは、例えばエンジン１の平均出力と運転時間とのマップ（相互関係を示すデータ群）から作成することができる。ここで、このようなエンジンの平均出力と運転時間と劣化予測データ推移の傾きとの相関情報であるマップの一例について、図６に示す。図６のマップでは、エンジンの平均出力（ｋｗ）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、エンジンの積算運転時間の１０００時間毎の区分とに対応した劣化予測データ推移の傾き（ａ１～ａ４、・・・ｄ１～ｄ４）を示している。ここで、平均出力とは、運転積算時間０時間から定期時間毎、例えば１０００時間毎の平均出力である。図６において、例えば、時間区分が１０００～２０００時間区分において、この１０００時間における平均出力がＰ３である場合には、劣化予測データ推移の傾きはｂ３となる。
　図６のようなマップを用いることで、例えば、図７に示すような劣化予測データを作成することができる。図７の劣化予測データでは、運転積算時間０時間から４０００時間まで、１０００時間毎に、平均出力がＰ１、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ４と変化しているため、傾きをａ１、ｂ３、ｃ２、ｄ４と推移させている。
　また、エンジンの平均出力と運転時間に対応した劣化予測データ推移の傾きを、マップとして制御装置４０に予め記憶させておくことにより、定期時間毎に劣化予測データを更新して、使用状態に応じた劣化予測データを作成することができる。なお、図６に示すマップは一例であり、例えば、積算運転時間の区分を設けずに、単に定期時間（例えば、１０００時間）の一項目（すなわち一列）のみのマップとしてもよい。
　酸素センサの特性の劣化予測データは、制御装置４０に予め記憶されているような場合であってもよく、また、制御装置４０に上述のマップを記憶させておき、実際のエンジン１の運転状態に応じて劣化予測データを作成していくような場合であってもよい。また、本実施の形態のエンジンユニット１００を、エンジンの出力変動が比較的少ないコージェネレーションなどで使用する場合は、制御装置にてエンジン出力に応じた劣化予測データを予め複数パターン記憶させておき、使用時に設定されたエンジン出力に応じて劣化予測データを選択するようにしてもよい。なお、上述のマップにおいてエンジンの平均出力と運転時間との関係を用いる場合を例としたが、このような場合に代えて、エンジンの負荷状態を示す物理データと運転時間との関係を用いてもよい。
　（空燃比制御におけるセンサ出力値の補正方法）
　このような構成の本実施の形態のエンジンユニット１００において、空燃比制御における酸素センサの出力値を補正する方法について説明する。まず、第１酸素センサ１３４の補正制御フローチャートを図８に示す。
　制御装置４０は、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５の出力値（出力電圧）を取得する（ステップＳ１）。次に、空燃比制御部４１は、第１酸素センサ１３４の第１出力値を、第２酸素センサの第２出力値と比較して、出力値の相違（差異）が所定の範囲内にあるかどうかを判断する（ステップＳ２）。
　出力値の相違（差異）が所定の範囲内にある場合は、第１酸素センサ１３４の第１出力値を用いて空燃比検出値を算出し、算出された空燃比検出値が空燃比制御値となるように、スロットル弁や燃料調整弁１２３などの開度を制御する（ステップＳ３）。
　一方、ステップＳ２において、出力値の相違が所定の範囲を超過していると判断された場合は、第２酸素センサ１３５の第２出力値を用いて空燃比検出値を算出し、算出された空燃比検出値が空燃比制御値となるように、スロットル弁や燃料調整弁１２３などの開度を制御する（ステップＳ４）。
　ステップＳ１において、第２酸素センサ１３５の出力値を取得するが、第２酸素センサ１３５は、常時通電状態（ＯＮ状態）である必要はない。例えば、第２酸素センサ１３５は、常時ではなく定期的に第１酸素センサ１３４を補正制御する際に通電状態となるように設定してもよい。例えば、ステップＳ２は所定のタイミングで実施してもよく、ステップＳ２を実施するタイミングにて、第２酸素センサ１３５を通電状態としてもよい。このように第１酸素センサ１３４の第１通電間隔よりも、第２酸素センサ１３５の第２通電間隔が長くなるように設定することで、第１酸素センサ１３４に比して第２酸素センサ１３５の通電による劣化を抑制することができる。なお、常時通電状態の場合は、通電間隔が０（ゼロ）となる。
　次に、第２酸素センサ１３５の経時的な特性劣化を補正する方法について、図９に示す補正制御フローチャートを用いて説明する。
　まず、制御装置４０における運転履歴情報取得部４３にて、エンジン１の運転履歴情報を取得する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１に続いて、あるいはステップＳ１１と並行して、制御装置４０において、第２酸素センサ１３５の出力値（出力電圧）を取得する（ステップＳ１２）。
　次に、出力補正部４２は、記憶部において予め記憶されている第２酸素センサ１３５の特性の劣化予測データと、取得された運転履歴情報とに基づいて第２酸素センサ１３５の出力値を補正し、補正出力値を算出する（ステップＳ１３）。
　空燃比制御部４１は、出力補正部４２にて補正された第２酸素センサ１３５の補正出力値を用いて空燃比検出値を算出し、算出された空燃比検出値が空燃比制御値となるように、スロットル弁や燃料調整弁１２３などの開度を制御する（ステップＳ１４）。
　この第２酸素センサ１３５の経時的な特性劣化を補正する制御方法は、例えば、第１酸素センサ１３４の補正制御方法におけるステップＳ２において、第１酸素センサ１３４と第２酸素センサ１３５との間の出力値の相違が所定の範囲を超過していると判断された場合に実施してもよい。また、ステップＳ２において、第１酸素センサ１３４の第１出力値を第２酸素センサ１３５の第２出力値と比較する際に、ステップＳ１３を実行して、第２酸素センサ１３５の第２出力値を補正出力値として、第１出力値と比較するようにしてもよい。
　本実施の形態のエンジンユニット１００によれば、複数の酸素センサとして、触媒コンバータ１３２の上流側の排気経路に配置される第１酸素センサ１３４と、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路に配置される第２酸素センサ１３５と、を備えた構成が採用されている。触媒浄化前の排気ガスの含有成分や熱の影響を受けて第１酸素センサ１３４は劣化しやすいが、排気ガスの含有成分や熱の影響が少ない触媒コンバータ１３２の下流側に配置された第２酸素センサ１３５は劣化しにくい。そのため、第１酸素センサ１３４の特性に劣化が生じて出力値のズレが生じた場合であっても、第２酸素センサ１３５の第２出力値を採用することで、センサ出力のズレを補正することができる。
　また、第２酸素センサ１３５への通電を定期的あるいは必要なタイミングで行うなどして、第１酸素センサ１３４への通電時間よりも第２酸素センサ１３５への通電時間を短くすることで、通電による第２酸素センサ１３５の特性劣化を抑制することができる。
　また、出力補正部４２が、予め記憶された第２酸素センサ１３５の特性の劣化予測データと、取得された運転履歴情報とに基づいて、第２酸素センサ１３５の出力値を補正して補正出力値を算出し、空燃比制御部４１は、補正出力値に基づいて空燃比検出値の算出を行っている。これにより、第２酸素センサ１３５の特性の劣化による検出値のズレを補正することができ、長期間に渡って、第２酸素センサ１３５の検出精度を維持することができる。
　また、このように第２酸素センサ１３５の特性の劣化による出力値のズレを補正することにより、実質的に第１酸素センサ１３４の特性の劣化による出力値のズレも補正できることになる。したがって、エンジンユニット１００において、酸素センサの検出精度を長期間に渡って維持することができる。
　よって、本実施の形態のエンジンユニット１００によれば、排気ガスに設けられる酸素センサの特性劣化を考慮した空燃比制御を行うことができる。
　上述の実施の形態では、エンジン１の排気経路部１３に複数の酸素センサとして、第１酸素センサ１３４および第２酸素センサ１３５が設けられる場合を例としたが、設置される酸素センサは１つのみであってもよい。例えば、第１酸素センサ１３４を設けずに、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路に第２酸素センサ１３５のみを設けて、第２酸素センサ１３５の出力値に基づいて空燃比制御を行うようにしてもよい。この際に、第２酸素センサ１３５の特性の劣化による出力値のズレを補正することで、検出精度を長期的に維持することができる。また、第１酸素センサ１３４のみを設けて、第１酸素センサ１３４に対して特性の劣化による出力値のズレを補正するようにしてもよい。
　また、第２酸素センサ１３５の第２出力値が、劣化予測データに対して適正補正範囲を超過していると出力補正部４２が判断した場合には、制御装置４０は、メンテナンス信号を出力するようにしてもよい。このようにメンテナンス信号を出力することで、ユーザ等に対して第２酸素センサ１３５のメンテナンス（交換や清掃など）を促すことができる。適正補正範囲としては、センサの出力値として用いることが可能な範囲として設定してもよい。また、このようなメンテナンス信号は、エンジンユニット１００自体において表示するようにしてもよく、また、遠隔管理されているような場合にあっては、遠隔管理場所において管理装置等に表示するようにしてもよい。なお、エンジンユニット１００と管理装置等とは、有線または無線のネットワーク回線を通じて接続するようにしてもよい。また、劣化予測データに対して第２出力値が適正補正範囲内にあるような場合において、第２出力値と劣化予測データとのズレ量を出力して、特性の劣化程度をユーザ等に知らせるようにしてもよい。
　なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　１　エンジン
１１　主体部
１２　吸気経路部
１３　排気経路部
４０　制御装置
４１　空燃比制御部
４２　出力補正部
４３　運転履歴情報取得部
１００　エンジンユニット
１２１　ミキサ
１２３　燃料調整弁
１３１　排気マニホールド（排気経路）
１３２　触媒コンバータ（三元触媒）
１３４　第１酸素センサ
１３５　第２酸素センサ
１３７　上流側排気管（排気経路）
１３８　下流側排気管（排気経路）

Claims (5)

  1. 　エンジンと、
    　前記エンジンへの燃料の供給量を調整する燃料調整機構と、
    　前記エンジンからの排気ガスが流れる排気経路に設けられた触媒と、
    　前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、
    　前記酸素センサにより検出された前記排気ガスの酸素濃度に対応する出力値に基づいて、前記燃料調整機構を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　　　前記エンジンの運転履歴情報を取得する運転履歴情報取得部と、
    　　　前記酸素センサの特性の劣化予測データと、前記運転履歴情報とに基づいて前記酸素センサの出力値を補正し、補正出力値を算出する出力補正部と、
    　　　前記補正出力値に基づいて空燃比検出値を算出し、前記空燃比検出値が空燃比制御値となるように前記燃料調整機構を制御する空燃比制御部と、を備える、エンジンユニット。
  2. 　前記酸素センサとして、
    　　　前記排気経路において前記触媒の上流側に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する第１酸素センサと、
    　　　前記排気経路において前記触媒の下流側に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する第２酸素センサと、を備え、
    　前記制御装置において、
    　　　前記空燃比制御部は、前記第１酸素センサの第１出力値を前記第２酸素センサの第２出力値と比較して、出力値の相違が所定の範囲を超過している場合に、前記第２出力値を用いて前記空燃比検出値の算出を行い、
    　　　前記出力補正部は、前記第２酸素センサの特性の劣化予測データと前記運転履歴情報とに基づいて、前記第２酸素センサの前記第２出力値の補正を行う、請求項１に記載のエンジンユニット。
  3. 　前記出力補正部は、前記酸素センサの出力値が前記劣化予測データに対して、適正補正範囲を超過していると判断した場合に、メンテナンス信号を出力する、請求項１または２に記載のエンジンユニット。
  4. 　前記運転履歴情報取得部は、前記運転履歴情報として、前記エンジンの積算運転時間または負荷履歴を取得する、請求項１から３のいずれか１つに記載のエンジンユニット。
  5. 　前記制御装置は、前記第１酸素センサおよび第２酸素センサに対して定期的に通電することで酸素濃度の出力値を取得し、前記第２酸素センサの第２通電間隔は、前記第１酸素センサの第１通電間隔よりも長く設定されている、請求項２に記載のエンジンユニット。
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