JP2011196210A

JP2011196210A - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2011196210A
Application number: JP2010062315A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kako; 純一加古; Naoto Kato; 直人加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: JP5402747B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a detection opportunity of failure diagnosis and to improve diagnosing accuracy by achieving both sprung vibration damping control and failure diagnostic control of an exhaust system at a high level.SOLUTION: An OBD parameter detecting part 22 detects a maximum oxygen storage amount Cmax. A map selecting part 30 stores a first catalyst degradation degree map 32 having a catalyst degradation degree of a narrow variation width, and a second catalyst degradation degree map 34 having a catalyst degradation degree of a wide variation width, as maps storing relations of Cmax and the catalyst degradation degrees. During non-execution of the sprung vibration damping control, the first catalyst degradation degree map 32 is selected, and during execution of the sprung vibration damping control, the second catalyst degradation degree map 34 is selected. A degradation degree calculating part 24 calculates the catalyst degradation degree corresponding to the detected Cmax using the selected map. A degradation determining part 26 determines that the catalyst is degraded when the calculated catalyst degradation degree includes a degradation reference value.

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば、特開２００６−６９４７２号公報に開示されているように、ドライバ操作外乱や路面外乱等の影響を抑圧して、車両姿勢や車両特性を安定化させる車両安定化制御システムが提案されている。このシステムでは、車体振動モデルにより車両バネ上の各種振動を推定し、車体バネ上の振動の１つであるピッチング振動を抑えるように、要求駆動力に相当する要求エンジントルクを補正する。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-69472, a vehicle stabilization control system that suppresses the influence of driver operation disturbance, road surface disturbance, and the like and stabilizes the vehicle posture and vehicle characteristics has been proposed. ing. In this system, various vibrations on the vehicle spring are estimated by a vehicle body vibration model, and the required engine torque corresponding to the required driving force is corrected so as to suppress pitching vibration which is one of vibrations on the vehicle body spring.

特開２００６−６９４７２号公報JP 2006-69472 A 特開２００７−８４２２号公報JP 2007-8422 A

ところで、内燃機関の排気通路に配置された三元触媒や排気ガスセンサが劣化すると、正常な空燃比フィードバック制御を実行することができず、エミッション特性が悪化してしまう。そこで、これらの三元触媒や排気ガスセンサの異常を早期に発見することを目的として、排気系の故障診断制御（ＯＢＤ）が行われる場合がある。排気系のＯＢＤでは、より具体的には、内燃機関の制御目標空燃比を変化させて、その変化の前後における各種排気系部品の状態量の変化がパラメータとして算出される。そして、当該パラメータに基づいて、劣化度合が検出される。例えば、三元触媒のＯＢＤでは、三元触媒の上流の空燃比を強制的にリッチ或いはリーンに変化させることで、最大酸素吸蔵量が算出される。そして、その最大酸素吸蔵量に基づいて、三元触媒の劣化度が検出される。 By the way, when the three-way catalyst or the exhaust gas sensor disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine deteriorates, normal air-fuel ratio feedback control cannot be executed, and the emission characteristics deteriorate. Therefore, exhaust system failure diagnosis control (OBD) may be performed for the purpose of detecting abnormalities in these three-way catalysts and exhaust gas sensors at an early stage. In the exhaust system OBD, more specifically, the control target air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed, and changes in the state quantities of various exhaust system parts before and after the change are calculated as parameters. Then, the degree of deterioration is detected based on the parameter. For example, in the OBD of a three-way catalyst, the maximum oxygen storage amount is calculated by forcibly changing the air-fuel ratio upstream of the three-way catalyst to rich or lean. Based on the maximum oxygen storage amount, the degree of deterioration of the three-way catalyst is detected.

ここで、上記従来のシステムのような車両バネ上の振動を抑制するバネ上制振制御を実行すると、その最中は要求トルクが変動によって空燃比が大きく荒れてしまう。このため、上述した排気系のＯＢＤの実行中に当該バネ上制振制御が実行されると、排気空燃比を所望の値に維持することができず、故障診断のパラメータを精度よく算出することができないことが想定される。このように、上記従来のシステムでは、バネ上制振制御の実行中に排気系の故障診断制御を高精度に実行することができず、故障診断の検出機会の確保および診断精度の点で未だ改善の余地を残すものであった。 Here, when the sprung mass damping control for suppressing the vibration on the vehicle spring as in the above-described conventional system is executed, the air-fuel ratio is greatly roughened due to the fluctuation of the required torque during the period. For this reason, if the sprung mass damping control is executed during the execution of the OBD of the exhaust system described above, the exhaust air / fuel ratio cannot be maintained at a desired value, and the failure diagnosis parameters can be accurately calculated. It is assumed that this is not possible. As described above, in the conventional system, the failure diagnosis control of the exhaust system cannot be executed with high accuracy during the execution of the sprung mass damping control, and it is still difficult to ensure the detection opportunity of the failure diagnosis and the diagnosis accuracy. It left room for improvement.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バネ上制振制御と排気系の故障診断制御とを高い次元で両立し、故障診断の検出機会の確保および診断精度の向上を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The sprung mass damping control and the failure diagnosis control of the exhaust system are compatible at a high level, ensuring a detection opportunity for failure diagnosis and improving diagnosis accuracy. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can be improved.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両のバネ上振動を抑制するバネ上制振制御を実行可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気ガスセンサの出力信号の変化に基づいて、前記内燃機関の故障診断に使用されるパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記パラメータに、故障度合を表す所定の中間変数を関連付けたデータを記憶した記憶手段と、
前記パラメータ取得手段により取得されたパラメータに対応する中間変数と所定の基準値との比較に基づいて、前記内燃機関の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備え、
前記中間変数は、所定のばらつき幅を有する変数であって、
前記記憶手段は、前記パラメータに対応する中間変数としてばらつき幅の小さい第１のデータとばらつき幅の大きい第２のデータとを記憶しており、
前記故障判定手段は、前記バネ上制振制御の非実行中は、前記第１のデータを選択して前記内燃機関の故障を判定し、前記バネ上制振制御の実行中は、前記第２のデータを選択して前記内燃機関の故障を判定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine capable of executing sprung mass damping control for suppressing sprung vibration of a vehicle.
Parameter acquisition means for acquiring a parameter used for failure diagnosis of the internal combustion engine based on a change in an output signal of an exhaust gas sensor provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Storage means for storing data relating a predetermined intermediate variable representing a failure degree to the parameter;
Failure determination means for determining the presence or absence of a failure of the internal combustion engine based on a comparison between an intermediate variable corresponding to the parameter acquired by the parameter acquisition means and a predetermined reference value;
The intermediate variable is a variable having a predetermined variation width,
The storage means stores first data having a small variation width and second data having a large variation width as intermediate variables corresponding to the parameters,
The failure determination means selects the first data to determine a failure of the internal combustion engine during non-execution of the sprung mass damping control, and determines the second during the execution of the sprung mass damping control. And determining whether or not the internal combustion engine has failed.

第２の発明は、第１の発明において、
前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化度合に関連するパラメータを取得することを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention,
The parameter acquisition means acquires a parameter related to the degree of deterioration of the catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.

第３の発明は、第２の発明において、
前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の空燃比を所定のリッチ空燃比と所定のリーン空燃比との間で変化させた場合に前記触媒に吸蔵される最大酸素吸蔵量を、前記パラメータとして算出することを特徴とする。 According to a third invention, in the second invention,
The parameter acquisition means calculates, as the parameter, a maximum oxygen storage amount stored in the catalyst when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed between a predetermined rich air-fuel ratio and a predetermined lean air-fuel ratio. It is characterized by that.

第４の発明は、第１の発明において、
前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の空燃比を所定のリッチ空燃比と所定のリーン空燃比との間で変化させた場合の前記排気ガスセンサの応答性に関するパラメータを算出することを特徴とする。 According to a fourth invention, in the first invention,
The parameter acquisition means calculates a parameter relating to the responsiveness of the exhaust gas sensor when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed between a predetermined rich air-fuel ratio and a predetermined lean air-fuel ratio.

第５の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関は複数気筒を有し、前記排気ガスセンサとしての空燃比センサが、各気筒にそれぞれ設けられ、
前記パラメータ取得手段は、前記空燃比センサのインバランス量に関連するパラメータを取得することを特徴とする。 According to a fifth invention, in the first invention,
The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and an air-fuel ratio sensor as the exhaust gas sensor is provided in each cylinder,
The parameter acquisition unit acquires a parameter related to an imbalance amount of the air-fuel ratio sensor.

第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記パラメータ取得手段は、前記バネ上制振制御による空燃比変化を利用して、前記パラメータを算出することを特徴とする。 A sixth invention is any one of the first to fifth inventions,
The parameter acquisition means calculates the parameter by utilizing an air-fuel ratio change by the sprung mass damping control.

第７の発明は、第６の発明において、
前記バネ上制振制御は、前記パラメータ取得手段を実行する場合に主として空燃比変化に基づいて要求トルクを実現することを特徴とする。 A seventh invention is the sixth invention, wherein
The sprung mass damping control realizes a required torque mainly based on an air-fuel ratio change when the parameter acquisition means is executed.

第１の発明によれば、バネ上制振制御が実行されている間に内燃機関の故障診断を実行する場合には、当該バネ上制振制御が実行されていない場合に比して、故障度合を表す中間変数のばらつき幅が大きくされる。バネ上制振制御が実行されている最中は、当該バネ上制振制御の要求によって空燃比が大きく変化する。このため、排気ガスセンサのセンサ出力を用いて算出される故障診断のパラメータは、当該空燃比の変化の影響を受けてばらついてしまう。本発明によれば、バネ上制振制御が実行されている最中は、故障度合を表す中間変数のばらつき幅が大きく設定されるので、パラメータにばらつきが発生した場合であっても、故障を正常と診断する誤正常判定を有効に抑止することができる。これにより、バネ上制振制御を実行している間であっても、内燃機関の異常診断を精度よく実行することができるので、当該異常診断の検出機会を有効に確保することができる。 According to the first invention, when the failure diagnosis of the internal combustion engine is executed while the sprung mass damping control is being executed, the failure is less than when the sprung mass damping control is not being executed. The variation width of the intermediate variable representing the degree is increased. While the sprung mass damping control is being executed, the air-fuel ratio changes greatly depending on the demand for the sprung mass damping control. For this reason, the failure diagnosis parameter calculated using the sensor output of the exhaust gas sensor varies under the influence of the change in the air-fuel ratio. According to the present invention, while the sprung mass damping control is being executed, the variation range of the intermediate variable indicating the failure degree is set to be large. It is possible to effectively suppress erroneous normality determination for diagnosing normality. Thereby, even while the sprung mass damping control is being executed, the abnormality diagnosis of the internal combustion engine can be executed with high accuracy, so that the opportunity for detection of the abnormality diagnosis can be effectively ensured.

第２の発明によれば、バネ上制振制御を実行している間であっても、排気通路に設けられた触媒の劣化度合を有効に診断することができる。 According to the second invention, it is possible to effectively diagnose the degree of deterioration of the catalyst provided in the exhaust passage even while the sprung mass damping control is being executed.

第３の発明によれば、内燃機関の空燃比を所定のリッチ空燃比とリーン空燃比との間で変化させた場合の、触媒の最大酸素吸蔵量がパラメータとして算出される。このため、本発明によれば、当該最大酸素吸蔵量をパラメータとして、触媒の劣化度合を正確に判定することができる。 According to the third aspect, the maximum oxygen storage amount of the catalyst when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed between the predetermined rich air-fuel ratio and the lean air-fuel ratio is calculated as a parameter. For this reason, according to the present invention, it is possible to accurately determine the degree of deterioration of the catalyst using the maximum oxygen storage amount as a parameter.

第４の発明によれば、バネ上制振制御を実行している間であっても、排気ガスセンサの応答性を有効に診断することができる。 According to the fourth invention, it is possible to effectively diagnose the responsiveness of the exhaust gas sensor even while the sprung mass damping control is being executed.

第５の発明によれば、バネ上制振制御を実行している間であっても、空燃比センサのインバランス量を有効に診断することができる。 According to the fifth invention, it is possible to effectively diagnose the imbalance amount of the air-fuel ratio sensor even while the sprung mass damping control is being executed.

第６の発明によれば、バネ上制振制御の実行による空燃比変化を利用して、パラメータの取得が行われる。このため、本発明によれば、空燃比を積極的に変化させることなく、パラメータの検出機会を有効に得ることができる。 According to the sixth aspect of the invention, parameter acquisition is performed using the air-fuel ratio change caused by the execution of sprung mass damping control. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively obtain a parameter detection opportunity without actively changing the air-fuel ratio.

第７の発明によれば、パラメータの検出を行う場合に、バネ上制振制御による要求トルクの実現が、主として空燃比変化に基づいて行われる。このため、本発明によれば、当該バネ上制振制御による空燃比変化を大きくすることができるので、パラメータの検出機会を有効に得ることができる。 According to the seventh aspect, when the parameter is detected, the required torque by the sprung mass damping control is realized mainly based on the air-fuel ratio change. For this reason, according to the present invention, the change in the air-fuel ratio due to the sprung mass damping control can be increased, so that the parameter detection opportunity can be obtained effectively.

本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 1 of this invention. 触媒劣化度合を算出するためのマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map for calculating a catalyst deterioration degree. ２つの触媒劣化度合マップを比較して示す図である。It is a figure which compares and shows two catalyst deterioration degree maps. 空燃比センサのＯＢＤに使用されるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for OBD of an air fuel ratio sensor. 気筒別空燃比インバランスのＯＢＤに使用されるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for OBD of the air-fuel ratio imbalance according to cylinder. 触媒の異常診断制御およびバネ上制振制御の実行状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the execution state of abnormality diagnosis control of a catalyst, and sprung mass damping control.

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
本実施の形態にかかる内燃機関は、車両に搭載された火花点火式の内燃機関であって、後述するバネ上制振制御を実行可能なシステムを有している。また、当該内燃機関は、上記バネ上制振制御とは独立して、排気系に設けられた触媒の劣化診断制御（ＯＢＤ）を実行可能なシステムを有している。本実施の形態においてこれらの制御を行うシステムは、図１のブロック図にて示すように構成されている。図１ではシステムの各要素をブロックで示し、ブロック間の信号の伝達（主なもの）を矢印で示している。以下、図１を参照して本実施の形態のシステムの全体の構成と、その特徴について説明する。 Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The internal combustion engine according to the present embodiment is a spark ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle, and has a system capable of executing sprung mass damping control described later. In addition, the internal combustion engine has a system capable of executing catalyst deterioration diagnosis control (OBD) provided in the exhaust system independently of the sprung mass damping control. The system for performing these controls in the present embodiment is configured as shown in the block diagram of FIG. In FIG. 1, each element of the system is indicated by a block, and signal transmission (main) between the blocks is indicated by an arrow. The overall configuration of the system according to the present embodiment and its features will be described below with reference to FIG.

図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、内燃機関の搭載された車両のバネ上振動を抑制するためのトルク制御を行うバネ上制振制御部１０を備えている。バネ上制振制御部１０は、要求生成部１２と、要求実現部１４とで構成されている。要求生成部１２は、車両のバネ上振動の情報に基づいて、当該振動を抑制するための要求パラメータを生成する。要求パラメータとしては、要求トルクの他、例えば要求パワー、要求空気量、要求噴射量等が挙げられる。また、要求実現部１４は、要求生成部１２において生成された要求パラメータに基づいて、当該要求（例えば要求トルク）を実現するためのアクチュエータ信号を算出する。アクチュエータ信号としては、例えば、スロットル開度、点火時期、空燃比等が挙げられる。内燃機関は、これらのアクチュエータ信号に基づいて、バネ上制振制御の要求トルクを実現する。 As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes a sprung mass damping control unit 10 that performs torque control for suppressing sprung vibration of a vehicle on which an internal combustion engine is mounted. The sprung mass damping control unit 10 includes a request generation unit 12 and a request realization unit 14. The request generation unit 12 generates a request parameter for suppressing the vibration based on the information on the sprung vibration of the vehicle. Examples of the required parameters include required power, required air amount, required injection amount, etc., in addition to required torque. Further, the request realizing unit 14 calculates an actuator signal for realizing the request (for example, request torque) based on the request parameter generated by the request generating unit 12. Examples of the actuator signal include throttle opening, ignition timing, air-fuel ratio, and the like. The internal combustion engine realizes the required torque for sprung mass damping control based on these actuator signals.

また、本実施の形態のシステムは、排気系に設けられた触媒の劣化診断（ＯＢＤ）を行う触媒劣化診断部２０を備えている。触媒劣化診断部２０は、ＯＢＤパラメータ検出部２２と、劣化度合算出部２４と、劣化判定部２６と、を備えている。ＯＢＤパラメータ検出部２２は、所定の検出条件が成立した場合に、触媒の劣化を判定するためのパラメータとして、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出する。より具体的には、先ず、触媒の上流における制御目標空燃比をストイキに対してリッチ側からリーン側に変更する。変更直後は、触媒の下流の酸素センサの出力はリッチに維持されるが、その後リッチからリーンに反転することになる。システムは、この反転に要する時間、すなわち、触媒の上流における制御目標空燃比がストイキに対してリッチ側からリーン側に変化させてから触媒の下流の酸素センサの出力が反転するまでの時間を取得する。そして、この反転所要時間と、ストイキ空燃比に対する上流側の制御目標空燃比（この場合にはリーン側の値になる）の空燃比偏差と、吸入空気量とに基づいて、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを算出する。 Further, the system of the present embodiment includes a catalyst deterioration diagnosis unit 20 that performs catalyst deterioration diagnosis (OBD) provided in the exhaust system. The catalyst deterioration diagnosis unit 20 includes an OBD parameter detection unit 22, a deterioration degree calculation unit 24, and a deterioration determination unit 26. The OBD parameter detection unit 22 detects the maximum oxygen storage amount Cmax as a parameter for determining catalyst deterioration when a predetermined detection condition is satisfied. More specifically, first, the control target air-fuel ratio upstream of the catalyst is changed from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometry. Immediately after the change, the output of the oxygen sensor downstream of the catalyst is maintained rich, but thereafter it is reversed from rich to lean. The system obtains the time required for this reversal, that is, the time from when the control target air-fuel ratio upstream of the catalyst changes from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometry until the output of the oxygen sensor downstream of the catalyst reverses. To do. Based on the time required for reversal, the air-fuel ratio deviation of the control target air-fuel ratio upstream of the stoichiometric air-fuel ratio (in this case, the value on the lean side), and the intake air amount, the maximum oxygen storage amount Cmax Is calculated.

また、劣化度合算出部２４は、ＯＢＤパラメータ検出部２２において検出された最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘに対応する触媒劣化度合をマップから算出する。図２は、触媒劣化度合を算出するためのマップの一例を示す図である。この図における真値は、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘの実際値に対応する触媒劣化度合を示している。また、ばらつき幅は、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘに検出誤差が重畳した場合に想定される触媒劣化度合のばらつき幅を示している。つまり、このマップでは、例えば、検出された最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘ（＝α）に対応する触媒劣化度合の真値はβ１であるが、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘの検出誤差を考慮すると、触媒劣化度合はβ２からβ３までばらつく可能性があることを示している。システムは、このようなマップを予め記憶している。劣化度合算出部２４は、検出された最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘに対応する触媒劣化度合を、上述したばらつき幅を有する値として算出する。 Further, the deterioration degree calculation unit 24 calculates a catalyst deterioration degree corresponding to the maximum oxygen storage amount Cmax detected by the OBD parameter detection unit 22 from the map. FIG. 2 is a diagram showing an example of a map for calculating the degree of catalyst deterioration. The true value in this figure indicates the degree of catalyst deterioration corresponding to the actual value of the maximum oxygen storage amount Cmax. The variation width indicates the variation width of the degree of catalyst deterioration assumed when the detection error is superimposed on the maximum oxygen storage amount Cmax. That is, in this map, for example, the true value of the catalyst deterioration degree corresponding to the detected maximum oxygen storage amount Cmax (= α) is β1, but when the detection error of the maximum oxygen storage amount Cmax is considered, the catalyst deterioration degree is considered. Indicates that there is a possibility of variation from β2 to β3. The system stores such a map in advance. The deterioration degree calculation unit 24 calculates the catalyst deterioration degree corresponding to the detected maximum oxygen storage amount Cmax as a value having the above-described variation width.

更に、劣化判定部２６は、劣化度合算出部２４において算出された触媒劣化度合と所定の劣化基準値とを比較する。所定の劣化基準値は、当該触媒の劣化を判定するためのしきい値であり、予めシステムに記憶されている。そして、劣化判定部２６は、劣化度合算出部２４において算出された触媒劣化度合が当該劣化基準値を含む場合に、当該触媒の劣化を判定する。 Furthermore, the deterioration determination unit 26 compares the catalyst deterioration degree calculated by the deterioration degree calculation unit 24 with a predetermined deterioration reference value. The predetermined deterioration reference value is a threshold value for determining the deterioration of the catalyst, and is stored in advance in the system. And the deterioration determination part 26 determines deterioration of the said catalyst, when the catalyst deterioration degree calculated in the deterioration degree calculation part 24 contains the said deterioration reference value.

［実施の形態１の特徴的動作］
次に、図１乃至図３を参照して本実施の形態の内燃機関のシステムの特徴的動作について説明する。本実施の形態のシステムでは、車両のバネ上振動を検出した場合に、上述したバネ上制振制御が実行される。このバネ上制振制御の実行中は要求トルクが変動する。このため、かかる制御期間は、空気量の変動およびそれに伴う空燃比の変動が生じ、その結果空燃比が安定せずに荒れた状態になってしまう。 [Characteristic Operation of First Embodiment]
Next, the characteristic operation of the system of the internal combustion engine of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the system of the present embodiment, the above-described sprung mass damping control is executed when the sprung vibration of the vehicle is detected. The required torque varies during the execution of the sprung mass damping control. For this reason, during such a control period, a change in the air amount and a corresponding change in the air-fuel ratio occur, and as a result, the air-fuel ratio becomes unstable without being stabilized.

ここで、触媒のＯＢＤは、上記バネ上制振制御を実行しているか否かに係わらず、所定の検出条件が成立した場合に開始される。このＯＢＤでは、上述したとおり、制御目標空燃比をストイキに対してリッチ側からリーン側に変更して、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出する。このため、上記バネ上制振制御の実行中に最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘの検出が行われた場合には、内燃機関の空燃比が荒れの影響を受けて、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘと触媒劣化度合との関係が、マップ規定されたばらつき幅以上にばらつくおそれがある。この場合、本来であれば触媒の劣化を判定すべきところを誤って正常と判定してしまう誤正常判定を招くおそれがある。 Here, the OBD of the catalyst is started when a predetermined detection condition is satisfied regardless of whether or not the sprung mass damping control is executed. In this OBD, as described above, the control target air-fuel ratio is changed from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometry, and the maximum oxygen storage amount Cmax is detected. Therefore, when the maximum oxygen storage amount Cmax is detected during the execution of the sprung mass damping control, the air-fuel ratio of the internal combustion engine is affected by the roughening, and the maximum oxygen storage amount Cmax and the catalyst deterioration degree are detected. There is a risk that the relationship between and will vary beyond the variation range specified in the map. In this case, there is a possibility of causing an erroneous normal determination in which it is erroneously determined that the catalyst should be determined to be normal.

そこで、本実施の形態のシステムでは、触媒劣化度合を算出する場合に、バネ上制振制御の実行状態に応じて、ばらつき幅の異なる触媒劣化度合マップを使用することとする。より具体的には、マップの選択はマップ選択部３０で行う。マップ選択部３０は、ばらつき幅の狭い第１の触媒劣化度合マップ３２と、ばらつき幅の広い第２の触媒劣化度合マップ３４と、を有している。 Therefore, in the system of the present embodiment, when calculating the catalyst deterioration degree, a catalyst deterioration degree map having a different variation width is used according to the execution state of the sprung mass damping control. More specifically, the map selection unit 30 selects a map. The map selection unit 30 includes a first catalyst deterioration degree map 32 with a narrow variation range and a second catalyst deterioration degree map 34 with a wide variation range.

図３は、２つの触媒劣化度合マップ３２，３４を比較して示す図である。図３において、同一の最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘで比較した場合、よりばらつき幅の狭い触媒劣化度合をとるのが第１の触媒劣化度合マップ３２である。第１の触媒劣化度合マップ３２では、内燃機関の通常制御時、すなわち、バネ上制振制御が実行されていない場合の触媒劣化度合として設定されている。 FIG. 3 is a diagram showing two catalyst deterioration degree maps 32 and 34 in comparison. In FIG. 3, when compared with the same maximum oxygen storage amount Cmax, the first catalyst deterioration degree map 32 takes the catalyst deterioration degree with a narrower variation range. The first catalyst deterioration degree map 32 is set as the catalyst deterioration degree during normal control of the internal combustion engine, that is, when the sprung mass damping control is not executed.

これに対して、同一の最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘで比較した場合、よりばらつき幅の広い触媒劣化度合をとるのが第２の触媒劣化度合マップ３４である。この第２の触媒劣化度合マップ３４では、空燃比の荒れが大きい場合、すなわち、バネ上制振制御の実行中の触媒劣化度合として設定されている。 On the other hand, when compared with the same maximum oxygen storage amount Cmax, the second catalyst deterioration degree map 34 takes a catalyst deterioration degree with a wider variation range. The second catalyst deterioration degree map 34 is set as the degree of catalyst deterioration when the air-fuel ratio is large, that is, during the execution of sprung mass damping control.

マップ選択部３０は、使用する触媒劣化度合マップ３２，３４を選択するための選択部３６と、選択部３６に対して選択の切り替えを指示する切り替え指示部３８とを備えている。切り替え指示部３８は、バネ上制振制御部１０から入力される当該バネ上制振制御の実行状態に応じて、選択すべきマップを選択部３６に指示する。選択部３６は、切り替え指示部３８からの指示に従って２つの触媒劣化度合マップ３２，３４の何れか一方を選択する。劣化度合算出部２４は、選択部３６によって選択されたマップを用いて、触媒劣化度合を算出する。 The map selection unit 30 includes a selection unit 36 for selecting the catalyst deterioration degree maps 32 and 34 to be used, and a switching instruction unit 38 that instructs the selection unit 36 to switch the selection. The switching instruction unit 38 instructs the selection unit 36 to select a map to be selected according to the execution state of the sprung mass damping control input from the sprung mass damping control unit 10. The selection unit 36 selects one of the two catalyst deterioration degree maps 32 and 34 in accordance with an instruction from the switching instruction unit 38. The deterioration degree calculation unit 24 calculates the catalyst deterioration degree using the map selected by the selection unit 36.

以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、空燃比荒れの影響が大きいバネ上制振制御の実行中には、当該制御を実行していない通常制御時よりもばらつき幅の広い触媒劣化度合マップが選択される。これにより、触媒ＯＢＤにおける誤正常判定を有効に抑制することができる。また、本実施の形態のシステムによれば、バネ上制振制御の実行中であっても、触媒の劣化判定制御を実行することができるので、当該触媒劣化制御の実行機会を有効に確保することができる。 As described above, according to the system of the present embodiment, during the execution of sprung mass damping control that is greatly affected by air-fuel ratio roughness, the catalyst has a wider variation range than during normal control in which the control is not performed. A deterioration degree map is selected. Thereby, the erroneous normal determination in catalyst OBD can be suppressed effectively. Further, according to the system of the present embodiment, the catalyst deterioration determination control can be executed even while the sprung mass damping control is being executed. Therefore, the opportunity for executing the catalyst deterioration control is effectively ensured. be able to.

ところで、上述した実施の形態１のシステムでは、触媒ＯＢＤの検出パラメータとして、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出することとしているが、当該ＯＢＤに使用可能なパラメータはこれに限られない。すなわち、触媒の劣化度合と関連を有するパラメータであれば、他の公知のパラメータを用いることとしてもよい。 By the way, in the system of Embodiment 1 described above, the maximum oxygen storage amount Cmax is detected as the detection parameter of the catalyst OBD, but the parameters usable for the OBD are not limited to this. That is, other known parameters may be used as long as they are related to the degree of deterioration of the catalyst.

また、上述した実施の形態１のシステムでは、排気系のＯＢＤとして触媒のＯＢＤを実行することとしているが、本発明を適用可能なＯＢＤはこれに限られない。すなわち、空燃比変化を利用するＯＢＤであれば、他の公知のＯＢＤとして、例えば、空燃比センサのＯＢＤに適用することとしてもよいし、また、気筒毎に空燃比センサを備える内燃機関においては、気筒毎空燃比インバランスのＯＢＤに適用することとしてもよい。 Further, in the system of the first embodiment described above, the OBD of the catalyst is executed as the OBD of the exhaust system, but the OBD to which the present invention can be applied is not limited to this. That is, as long as the OBD uses the air-fuel ratio change, it may be applied to other known OBDs, for example, the OBD of an air-fuel ratio sensor. In an internal combustion engine provided with an air-fuel ratio sensor for each cylinder. Further, the present invention may be applied to an OBD of cylinder-to-cylinder air-fuel ratio imbalance.

図４は、空燃比センサのＯＢＤに使用されるマップの一例を示す図である。このマップでは、空燃比センサ応答時定数やセンサ軌跡長等の空燃比センサのＯＢＤパラメータに対して、センサ劣化度合（応答性）が所定のばらつき幅をもって関連付けられている。より具体的には、このマップには、通常制御時（バネ上制振制御の非実行中）に選択される、ばらつき幅の狭いセンサ劣化度合をとるマップと、空燃比荒れが大きいとき（バネ上制振制御の実行中）に選択される、ばらつき幅の広いセンサ劣化度合をとるマップとが設定されている。空燃比センサのＯＢＤでは、かかるマップを用いることで、バネ上制振制御の実行中の誤正常判定を有効に抑制することができる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a map used for OBD of the air-fuel ratio sensor. In this map, the sensor deterioration degree (responsiveness) is associated with a predetermined variation width with respect to the air-fuel ratio sensor OBD parameters such as the air-fuel ratio sensor response time constant and the sensor trajectory length. More specifically, this map includes a map that is selected during normal control (during non-execution of sprung mass damping control) and takes a sensor deterioration degree with a narrow variation range, and when the air-fuel ratio roughness is large (spring A map for selecting a degree of sensor deterioration with a wide variation range, which is selected during execution of upper vibration suppression control, is set. In the OBD of the air-fuel ratio sensor, by using such a map, it is possible to effectively suppress erroneous normal determination during execution of sprung mass damping control.

また、図５は、気筒別空燃比インバランスのＯＢＤに使用されるマップの一例を示す図である。このマップでは、空燃比センサの軌跡長や触媒下流側の酸素センサのフィードバック学習値等の気筒別空燃比インバランスＯＢＤパラメータに対して、インバランス量が所定のばらつき幅をもって関連付けられている。より具体的には、このマップには、通常制御時（バネ上制振制御の非実行中）に選択される、ばらつき幅の狭いインバランス量をとるマップと、空燃比荒れが大きいとき（バネ上制振制御の実行中）に選択される、ばらつき幅の広いインバランス量をとるマップとが設定されている。気筒別空燃比インバランスのＯＢＤでは、かかるマップを用いることで、バネ上制振制御の実行中の誤正常判定を有効に抑制することができる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a map used for OBD of cylinder-by-cylinder air-fuel ratio imbalance. In this map, the imbalance amount is associated with a predetermined variation width to the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio imbalance OBD parameters such as the trajectory length of the air-fuel ratio sensor and the feedback learning value of the oxygen sensor downstream of the catalyst. More specifically, this map includes a map that is selected during normal control (during non-execution of sprung mass damping control) and takes an imbalance amount with a narrow variation range, and when air-fuel ratio roughness is large (spring A map that takes an imbalance amount with a wide variation range, which is selected during the execution of the upper vibration suppression control, is set. In the OBD of cylinder-by-cylinder air-fuel ratio imbalance, by using such a map, it is possible to effectively suppress erroneous normal determination during execution of sprung mass damping control.

尚、上述した実施の形態１では、ＯＢＤパラメータ検出部２２が前記第１の発明の「パラメータ取得手段」に、ＯＢＤパラメータ検出部２２が前記第１の発明の「パラメータ取得手段」に、劣化判定部２６が前記第１の発明の「故障判定手段」に、第１の触媒劣化度合マップ３２が前記第１の発明の「第１のデータ」に、第２の触媒劣化度合マップ３４が前記第１の発明の「第２のデータ」に、それぞれ相当している。 In the first embodiment described above, the OBD parameter detection unit 22 is included in the “parameter acquisition unit” of the first invention, and the OBD parameter detection unit 22 is included in the “parameter acquisition unit” of the first invention. The unit 26 is the “failure determination means” of the first invention, the first catalyst deterioration degree map 32 is the “first data” of the first invention, and the second catalyst deterioration degree map 34 is the first This corresponds to the “second data” of the first invention.

実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１のシステムでは、所定の検出条件が成立した場合に、触媒の上流における制御目標空燃比をストイキに対してリッチ側からリーン側に変更して、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出することとしている。ここで、上述したバネ上制振制御の実行中においては、要求トルクの変動によって空燃比がリッチ−リーン間で上下する。 Embodiment 2. FIG.
[Features of Embodiment 2]
In the system of the first embodiment described above, when the predetermined detection condition is satisfied, the control target air-fuel ratio upstream of the catalyst is changed from the rich side to the lean side with respect to the stoichiometry, and the maximum oxygen storage amount Cmax is detected. To do. Here, during the execution of the sprung mass damping control described above, the air-fuel ratio fluctuates between rich and lean due to fluctuations in the required torque.

そこで、本実施の形態２のシステムでは、バネ上制振制御の実行による空燃比変化を利用して、ＯＢＤ検出パラメータを検出することとする。図６は、触媒のＯＢＤおよびバネ上制振制御の実行状態を示すタイミングチャートである。この図に示す例では、触媒ＯＢＤの検出条件の１つとして、バネ上制振制御を実行している期間であることを含めている。このため、この図に示すタイミングチャートでは、バネ上制振制御の実行中の一部期間において、ＯＢＤ検出条件が成立し、ＯＢＤパラメータの検出が実施されている。これにより、バネ上制振制御による空燃比変化を利用して、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出することができるので、積極的に空燃比変化を与えることなく最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出することが可能となる。これにより、ＯＢＤパラメータ検出機会を増やすことができるとともに、検出精度を向上させることができる。 Therefore, in the system according to the second embodiment, the OBD detection parameter is detected using the air-fuel ratio change caused by the execution of sprung mass damping control. FIG. 6 is a timing chart showing an execution state of the catalyst OBD and sprung mass damping control. In the example shown in this figure, one of the detection conditions of the catalyst OBD includes a period during which sprung mass damping control is executed. For this reason, in the timing chart shown in this drawing, the OBD detection condition is satisfied and the detection of the OBD parameter is performed during a part of the period during the execution of the sprung mass damping control. As a result, the maximum oxygen storage amount Cmax can be detected by utilizing the air-fuel ratio change by the sprung mass damping control, so that the maximum oxygen storage amount Cmax can be positively detected without giving the air-fuel ratio change. It becomes possible. Thereby, the OBD parameter detection opportunity can be increased and the detection accuracy can be improved.

尚、上述した制御において、最大酸素吸蔵量Ｃｍａｘを検出している期間は、要求トルクを空燃比主体で制御することが好ましい。より具体的には、図６に示すとおり、ＯＢＤパラメータの検出を実施している期間は、噴射量および点火時期を主体に要求トルクを実現し、それ以外の期間は、空気量と点火時期を主体に要求トルクを実現することが好ましい。これにより、ＯＢＤパラメータの検出時の空燃比変化量を大きくすることができるので、該ＯＢＤパラメータの検出機会を有効に増やすことが可能となる。 In the control described above, it is preferable that the required torque is controlled mainly by the air-fuel ratio during the period in which the maximum oxygen storage amount Cmax is detected. More specifically, as shown in FIG. 6, the required torque is realized mainly by the injection amount and the ignition timing during the period of detecting the OBD parameter, and the air amount and the ignition timing are set during the other periods. It is preferable to achieve the required torque on the main body. As a result, the amount of change in the air-fuel ratio at the time of detecting the OBD parameter can be increased, so that opportunities for detecting the OBD parameter can be effectively increased.

ところで、上述した実施の形態２のシステムでは、排気系のＯＢＤとして触媒のＯＢＤを実行することとしているが、本発明を適用可能なＯＢＤはこれに限られない。すなわち、空燃比変化を利用するＯＢＤであれば、例えば、実施の形態１において上述した空燃比センサのＯＢＤや、気筒毎空燃比インバランスのＯＢＤに適用することとしてもよい。 By the way, in the system of the second embodiment described above, the OBD of the catalyst is executed as the OBD of the exhaust system, but the OBD to which the present invention can be applied is not limited to this. That is, as long as the OBD uses the air-fuel ratio change, for example, the OBD may be applied to the OBD of the air-fuel ratio sensor described in the first embodiment or the OBD of cylinder-by-cylinder air-fuel ratio imbalance.

１０バネ上制振制御部
１２要求生成部
１４要求実現部
２０触媒劣化診断部
２２パラメータ検出部
２４劣化度合算出部
２６劣化判定部
３０マップ選択部
３２第１の触媒劣化度合マップ（狭）
３４第２の触媒劣化度合マップ（広）
３６選択部
３８切り替え指示部 10 sprung mass damping control unit 12 request generation unit 14 request realization unit 20 catalyst deterioration diagnosis unit 22 parameter detection unit 24 deterioration degree calculation unit 26 deterioration determination unit 30 map selection unit 32 first catalyst deterioration degree map (narrow)
34 Second catalyst deterioration degree map (wide)
36 selection unit 38 switching instruction unit

Claims

車両のバネ上振動を抑制するバネ上制振制御を実行可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられた排気ガスセンサの出力信号の変化に基づいて、前記内燃機関の故障診断に使用されるパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記パラメータに、故障度合を表す所定の中間変数を関連付けたデータを記憶した記憶手段と、
前記パラメータ取得手段により取得されたパラメータに対応する中間変数と所定の基準値との比較に基づいて、前記内燃機関の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備え、
前記中間変数は、所定のばらつき幅を有する変数であって、
前記記憶手段は、前記パラメータに対応する中間変数としてばらつき幅の小さい第１データとばらつき幅の大きい第２のデータとを記憶しており、
前記故障判定手段は、前記バネ上制振制御の非実行中は、前記第１のデータを選択して前記内燃機関の故障を判定し、前記バネ上制振制御の実行中は、前記第２のデータを選択して前記内燃機関の故障を判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine capable of executing sprung mass damping control for suppressing sprung vibration of a vehicle,
Parameter acquisition means for acquiring a parameter used for failure diagnosis of the internal combustion engine based on a change in an output signal of an exhaust gas sensor provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Storage means for storing data relating a predetermined intermediate variable representing a failure degree to the parameter;
Failure determination means for determining the presence or absence of a failure of the internal combustion engine based on a comparison between an intermediate variable corresponding to the parameter acquired by the parameter acquisition means and a predetermined reference value;
The intermediate variable is a variable having a predetermined variation width,
The storage means stores first data having a small variation width and second data having a large variation width as intermediate variables corresponding to the parameters,
The failure determination means selects the first data to determine a failure of the internal combustion engine during non-execution of the sprung mass damping control, and determines the second during the execution of the sprung mass damping control. A control apparatus for an internal combustion engine, wherein a failure of the internal combustion engine is determined by selecting the data.

前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化度合に関連するパラメータを取得することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter acquisition means acquires a parameter related to a degree of deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine.

前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の空燃比を所定のリッチ空燃比と所定のリーン空燃比との間で変化させた場合に前記触媒に吸蔵される最大酸素吸蔵量を、前記パラメータとして算出することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。 The parameter acquisition means calculates, as the parameter, a maximum oxygen storage amount stored in the catalyst when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed between a predetermined rich air-fuel ratio and a predetermined lean air-fuel ratio. The internal combustion engine control apparatus according to claim 2.

前記パラメータ取得手段は、前記内燃機関の空燃比を所定のリッチ空燃比と所定のリーン空燃比との間で変化させた場合の前記排気ガスセンサの応答性に関するパラメータを算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 The parameter acquisition means calculates a parameter relating to the responsiveness of the exhaust gas sensor when the air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed between a predetermined rich air-fuel ratio and a predetermined lean air-fuel ratio. Item 2. A control device for an internal combustion engine according to Item 1.

前記内燃機関は複数気筒を有し、前記排気ガスセンサとしての空燃比センサが、各気筒にそれぞれ設けられ、
前記パラメータ取得手段は、前記空燃比センサのインバランス量に関連するパラメータを取得することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and an air-fuel ratio sensor as the exhaust gas sensor is provided in each cylinder,
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter acquisition means acquires a parameter related to an imbalance amount of the air-fuel ratio sensor.

前記パラメータ取得手段は、前記バネ上制振制御による空燃比変化を利用して、前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。 6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the parameter acquisition means calculates the parameter using an air-fuel ratio change by the sprung mass damping control.

前記バネ上制振制御は、前記パラメータ取得手段を実行する場合に主として空燃比変化に基づいて要求トルクを実現することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。 7. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the sprung mass damping control realizes a required torque mainly based on an air-fuel ratio change when the parameter acquisition means is executed.