JP2012041890A - Internal combustion engine device and automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関装置および自動車に関し、詳しくは、内燃機関と内燃機関の排気を吸気系に再循環する排気再循環装置と内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサとを備える内燃機関装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device and an automobile, and more specifically, an internal combustion engine device including an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system, and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine. About.
従来、この種の内燃機関装置としては、内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサを備え、空燃比を強制的にリーン方向に変化させたときの空燃比センサの応答パラメータPlと空燃比を強制的にリッチ方向に変化させたときの空燃比センサの応答パラメータPrとをそれぞれCs周期分だけ検出し、検出したCs周期分の応答パラメータPl,Prの平均値Plav,Pravの比Rを用いて平均値Plav,Pravを補正し、補正後の応答パラメータPl’,Pr’を用いて空燃比センサの異常診断を行なうものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、こうした手法によって空燃比センサの異常診断を行なうことにより、リーン方向とリッチ方向とのうち一方のみに応答遅れが生じた場合でもこれを考慮して空燃比センサの異常診断を適正に行なうことができるようにしている。 Conventionally, this type of internal combustion engine device includes an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the response parameter Pl and air-fuel ratio of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio is forcibly changed in the lean direction And the response parameter Pr of the air-fuel ratio sensor when the pressure is forcibly changed in the rich direction is detected for each Cs period, and the ratio R of the average values Plav and Prav of the response parameters Pl and Pr for the detected Cs period It has been proposed to correct the average values Plav and Prav by using the corrected response parameters Pl ′ and Pr ′ and perform abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor (see, for example, Patent Document 1). In this device, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed by such a method, and even when a response delay occurs in only one of the lean direction and the rich direction, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is appropriately performed in consideration of this. To be able to do it.
内燃機関の排気を吸気系に再循環する再循環装置を有する内燃機関装置に対して上述した手法によって空燃比センサの異常診断を行なう場合、異常診断を行なっている最中に再循環量(再循環率)が変化したときに、その影響が応答パラメータPlや応答パラメータPrに現われることがあり、このときにこの応答パラメータPl,Prを用いて空燃比センサの異常診断を行なうと、その診断結果が適正なものとはならずに誤診断となる可能性がある。 When an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed by the above-described method for an internal combustion engine device having a recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system, the recirculation amount (recycle amount) is being performed during the abnormality diagnosis. When the (circulation rate) changes, the effect may appear in the response parameter Pl or the response parameter Pr. At this time, if the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using the response parameters Pl and Pr, the diagnosis result May not be appropriate and may be misdiagnosed.
本発明の内燃機関装置および自動車は、空燃比センサの異常診断における誤診断を抑制することを主目的とする。 The main object of the internal combustion engine device and the automobile of the present invention is to suppress misdiagnosis in the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor.
本発明の内燃機関装置および自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine device and the automobile of the present invention employ the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明の第1の内燃機関装置は、
内燃機関と、前記内燃機関の排気を吸気系に再循環する排気再循環装置と、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、を備える内燃機関装置であって、
前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、
前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、
前記取得された複数の積算変化量から予め定められた所定の選択方法により選択した積算変化量である選択積算変化量が予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記選択積算変化量が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、
を備えることを要旨とする。
The first internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine; an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system; and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine,
When the condition for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Engine control means for performing air-fuel ratio change control for alternately performing rich control to be performed a plurality of times;
When the air-fuel ratio change control is being executed by the engine control means, a delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired a plurality of times, and each of the plurality of delay times is acquired. Is the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or the ratio of the recirculation amount to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine. An information acquisition means for acquiring a plurality of integrated change amounts, which is an integrated value of the change amount of the circulation rate;
When the selected integrated change amount, which is the integrated change amount selected from the plurality of acquired integrated change amounts by a predetermined selection method, is equal to or less than a predetermined value, the acquired plurality of delay times are used. Abnormality diagnosis execution means for performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor and not performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when the selected integrated change amount is greater than the predetermined value;
It is a summary to provide.
この本発明の第1の内燃機関装置では、空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したときには、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行し、この空燃比変更制御を実行しているときに、空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、複数の遅れ時間の各々を取得する際の、排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する。そして、取得した複数の積算変化量から予め定められた所定の選択方法により選択した積算変化量である選択積算変化量が予め定められた所定値以下のときには、複数の遅れ時間を用いて空燃比センサの異常診断を行ない、選択積算変化量が所定値より大きいときには、空燃比センサの異常診断を行なわない。空燃比変更制御を実行しているときに再循環量や再循環率が大きく変化したときには、空燃比センサの異常診断に用いる複数の遅れ時間にその影響が現われる場合がある。したがって、複数の積算変化量から所定の選択方法により選択した選択変化量が所定値より大きいときに、異常診断を行なわないことにより、空燃比センサの異常診断における誤診断を抑制することができる。もとより、選択変化量が所定値以下のときには、空燃比センサの異常診断を行なうから、空燃比センサの異常診断を行なう機会として適正なときに空燃比センサの異常診断を行なうことができる。ここで、「所定の選択方法」は、複数の積算変化量から一つの積算変化量を選択する選択方法であるものとしてもよいし、複数の積算変化量から二つ以上の積算変化量を選択する選択方法であるものとしてもよい。 In the first internal combustion engine device of the present invention, when the condition for performing the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio and the air-fuel ratio are theoretically When the air-fuel ratio change control for performing the rich control for controlling the internal combustion engine so as to be smaller than the air-fuel ratio alternately is performed a plurality of times and the air-fuel ratio change control is executed, the response delay of the air-fuel ratio sensor is performed. The delay time indicating the degree of the exhaust gas is acquired a plurality of times, and the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or each of the plurality of delay times is acquired. A plurality of integrated change amounts, which are integrated values of the change amount of the recirculation rate that is the ratio of the recirculation amount to the sum of the circulation amount and the intake air amount of the internal combustion engine, are acquired. When a selected integrated change amount that is an integrated change amount selected by a predetermined selection method determined from a plurality of acquired integrated change amounts is equal to or less than a predetermined value, a plurality of delay times are used. An abnormality diagnosis of the sensor is performed, and when the selected integrated change amount is larger than a predetermined value, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is not performed. If the recirculation amount or the recirculation rate changes greatly during execution of the air-fuel ratio change control, the influence may appear in a plurality of delay times used for abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor. Therefore, when the selected change amount selected from the plurality of integrated change amounts by the predetermined selection method is larger than the predetermined value, the abnormality diagnosis in the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor can be suppressed by not performing the abnormality diagnosis. Of course, when the selected change amount is equal to or less than the predetermined value, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed. Therefore, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor can be performed when it is appropriate as an opportunity to perform the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor. Here, the “predetermined selection method” may be a selection method for selecting one integrated change amount from a plurality of integrated change amounts, or selecting two or more integrated change amounts from a plurality of integrated change amounts. It is good also as a selection method to do.
こうした本発明の第1の内燃機関装置において、前記所定の選択方法は、前記取得された複数の積算変化量のうち前記取得された複数の遅れ時間の中央値である中央遅れ時間に対応する積算変化量を選択する方法である、ものとすることができる。この態様の本発明の第1の内燃機関装置において、前記異常診断実行手段は、前記選択積算変化量が前記所定値以下のとき、前記取得された複数の遅れ時間のうち前記中央遅れ時間を中心として定められた所定範囲内の遅れ時間だけの平均を用いて前記空燃比センサの異常診断を行なう手段である、ものとすることができる。 In the first internal combustion engine device according to the first aspect of the present invention, the predetermined selection method includes an integration corresponding to a central delay time that is a median value of the plurality of acquired delay times among the plurality of acquired integration changes. It can be a method of selecting the amount of change. In the first internal combustion engine apparatus of the present invention of this aspect, the abnormality diagnosis execution means is configured to center the central delay time among the plurality of acquired delay times when the selected integrated change amount is equal to or less than the predetermined value. The means for diagnosing the abnormality of the air-fuel ratio sensor using the average of the delay times within a predetermined range defined as
また、本発明の第1の内燃機関装置において、前記複数の積算変化量の各々は、前記複数の遅れ時間のうち対応する遅れ時間に影響を与えると想定される時間範囲での、前記再循環量の変化量の積算値または前記再循環率の変化量の積算値である、ものとすることができる。 Further, in the first internal combustion engine device of the present invention, each of the plurality of accumulated change amounts is in the recirculation in a time range that is assumed to affect a corresponding delay time among the plurality of delay times. The integrated value of the change amount of the amount or the integrated value of the change amount of the recirculation rate can be used.
本発明の第2の内燃機関装置は、
内燃機関と、前記内燃機関の排気を吸気系に再循環する排気再循環装置と、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、を備える内燃機関装置であって、
前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、
前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、
前記取得された複数の積算変化量の全てが予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記取得された複数の積算変化量の少なくとも一部が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、
を備えることを要旨とする。
The second internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine; an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system; and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine,
When the condition for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Engine control means for performing air-fuel ratio change control for alternately performing rich control to be performed a plurality of times;
When the air-fuel ratio change control is being executed by the engine control means, a delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired a plurality of times, and each of the plurality of delay times is acquired. Is the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or the ratio of the recirculation amount to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine. An information acquisition means for acquiring a plurality of integrated change amounts, which is an integrated value of the change amount of the circulation rate;
When all of the acquired plurality of accumulated change amounts are equal to or less than a predetermined value, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using the acquired plurality of delay times, and the acquired plurality of accumulated changes An abnormality diagnosis execution means for not performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when at least a part of the amount is larger than the predetermined value;
It is a summary to provide.
この本発明の第2の内燃機関装置では、空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したときには、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行し、この空燃比変更制御を実行しているときに、空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、複数の遅れ時間の各々を取得する際の、排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する。そして、取得した複数の積算変化量の全てが予め定められた所定値以下のときには、複数の遅れ時間を用いて空燃比センサの異常診断を行ない、複数の積算変化量の少なくとも一部が所定値より大きいときには、空燃比センサの異常診断を行なわない。空燃比変更制御を実行しているときに再循環量や再循環率が大きく変化したときには、空燃比センサの異常診断に用いる複数の遅れ時間にその影響が現われる場合がある。したがって、複数の積算変化量の少なくとも一部が所定値より大きいときに、異常診断を行なわないことにより、空燃比センサの異常診断における誤診断を抑制することができる。もとより、複数の積算変化量の全てが所定値以下のときには、空燃比センサの異常診断を行なうから、空燃比センサの異常診断を行なう機会として適正なときに空燃比センサの異常診断を行なうことができる。 In the second internal combustion engine device of the present invention, when the condition for performing the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio and the air-fuel ratio are theoretically When the air-fuel ratio change control for performing the rich control for controlling the internal combustion engine so as to be smaller than the air-fuel ratio alternately is performed a plurality of times and the air-fuel ratio change control is executed, the response delay of the air-fuel ratio sensor is performed. The delay time indicating the degree of the exhaust gas is acquired a plurality of times, and the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or each of the plurality of delay times is acquired. A plurality of integrated change amounts, which are integrated values of the change amount of the recirculation rate that is the ratio of the recirculation amount to the sum of the circulation amount and the intake air amount of the internal combustion engine, are acquired. When all of the acquired plurality of accumulated changes are equal to or less than a predetermined value, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using a plurality of delay times, and at least a part of the plurality of accumulated changes is a predetermined value. When larger, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is not performed. If the recirculation amount or the recirculation rate changes greatly during execution of the air-fuel ratio change control, the influence may appear in a plurality of delay times used for abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor. Therefore, by not performing abnormality diagnosis when at least some of the plurality of integrated change amounts are larger than the predetermined value, erroneous diagnosis in abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor can be suppressed. Of course, when all of the plurality of integrated change amounts are equal to or less than the predetermined value, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed. Therefore, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor can be performed at an appropriate time as an opportunity to perform the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor. it can.
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関と、前記内燃機関の排気を吸気系に再循環する排気再循環装置と、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、を備える内燃機関装置であって、前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、前記取得された複数の積算変化量から予め定められた所定の選択方法により選択した積算変化量である選択積算変化量が予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記選択積算変化量が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、を備える内燃機関装置や、内燃機関と、前記内燃機関の排気を吸気系に再循環する排気再循環装置と、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、を備える内燃機関装置であって、前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、前記取得された複数の積算変化量の全てが予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記取得された複数の積算変化量の少なくとも一部が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、を備える内燃機関装置を搭載し、内燃機関からの動力を用いて走行することを要旨とする。 The automobile of the present invention is the first or second internal combustion engine device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, the internal combustion engine and the exhaust gas that recirculates the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system. An internal combustion engine device comprising a recirculation device and an air / fuel ratio sensor for detecting an air / fuel ratio of the internal combustion engine, wherein when the condition for performing an abnormality diagnosis of the air / fuel ratio sensor is satisfied, An engine that executes lean control for controlling the internal combustion engine so as to be larger than the fuel ratio and rich control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio alternately several times. When the air-fuel ratio change control is being executed by the control means and the engine control means, the delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired a plurality of times, and the plurality of delay times When obtaining each, the integrated value of the change amount of the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or the recirculation amount with respect to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine Information acquisition means for acquiring a plurality of integrated change amounts, which is an integrated value of the change amount of the recirculation rate that is a ratio, and an integration selected by a predetermined selection method determined in advance from the acquired plurality of integrated change amounts When the selected integrated change amount, which is a change amount, is less than or equal to a predetermined value, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using the acquired plurality of delay times, and the selected integrated change amount is greater than the predetermined value. An internal combustion engine apparatus, an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation apparatus that recirculates exhaust gas from the internal combustion engine to an intake system, and an internal combustion engine Sky An air-fuel ratio sensor that detects a ratio, and controls the internal combustion engine such that the air-fuel ratio becomes greater than the stoichiometric air-fuel ratio when a condition for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied Engine control means for executing air-fuel ratio change control for alternately performing a plurality of times of lean control and rich control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, and the engine control means When the air-fuel ratio change control is being executed, the delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired over a plurality of times, and the exhaust gas reactivation is performed when each of the plurality of delay times is acquired. The integrated value of the change amount of the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the circulation device or the change amount of the recirculation rate which is the ratio of the recirculation amount to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine An information acquisition unit that acquires a plurality of integrated change amounts that are integrated values, and when all of the acquired plurality of integrated change amounts are equal to or less than a predetermined value, the acquired plurality of delay times are used. An internal combustion engine that performs abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor, and performs abnormality diagnosis execution means that does not perform abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when at least a part of the acquired plurality of integrated change amounts is greater than the predetermined value The gist is that the apparatus is mounted and travels using the power from the internal combustion engine.
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の内燃機関装置を搭載するから、本発明の第1または第2の内燃機関装置が奏する効果、例えば、空燃比センサの異常診断における誤診断を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 In this automobile of the present invention, since the first or second internal combustion engine device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the effect exhibited by the first or second internal combustion engine device of the present invention, for example, the sky It is possible to achieve the same effect as the effect of suppressing the erroneous diagnosis in the abnormality diagnosis of the fuel ratio sensor.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン22と、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力すると共にエンジン22の燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などを行なうエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪63a,63bにデファレンシャルギヤ62を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50の端子間電圧や充放電電流Ib,電池温度Tbなどを用いてバッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、シフトレバー81のポジションを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPやアクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキポジション,車速センサ88からの車速Vなどを入力すると共にエンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置134を介して外気へ排出されると共に排気を吸気に還流する排気再循環装置(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)システム」という)160を介して吸気側に供給される。EGRシステム160は、浄化装置134の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのEGR管162と、EGR管162に配置されステッピングモータ163により駆動されるEGRバルブ164とを備え、EGRバルブ164の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気側に還流する。エンジン22は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。以下、エンジン22の排気を吸気側に還流することをEGRといい、吸気側に還流される排気の量をEGR量Veという。
The
エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットル開度Ta,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ158からの吸気圧Pin,浄化装置134に取り付けられた温度センサ134aからの触媒温度Tc,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号O2,シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ159からのノック信号Ks,EGRバルブ164の開度を検出するEGRバルブ開度センサ165からのEGRバルブ開度EVなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号,EGRバルブ164の開度を調整するステッピングモータ163への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数即ちエンジン22の回転数Neを演算したり、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて体積効率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算したり、エアフローメータ148からの吸入空気量QaとEGRバルブ開度センサ165からのEGRバルブ開度EVとエンジン22の回転数Neとに基づいてEGR量Veとエンジン22の吸入空気量Qaとの和に対するEGR量Veの比率としてのEGR率Reを演算したり、ノックセンサ159からのノック信号Ksの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Krを演算したりしている。
The
ここで、実施例の内燃機関装置のハード構成としては、主としてエンジン22,EGRシステム160,空燃比センサ135a,エンジンECU24が該当する。
Here, the hardware configuration of the internal combustion engine device of the embodiment mainly corresponds to the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
The
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2に換算係数を乗じて得られる回転数や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPr*を計算すると共に計算した走行用パワーPr*からバッテリ50の残容量(SOC)に基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50を充放電してもよい最大電力としてバッテリ50の残容量(SOC)やバッテリ50の温度により設定される入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてEGR率Reの目標値としての目標EGR率Re*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の制御(具体的には、スロットルバルブ124の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁126からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御,点火プラグ130の点火時期を制御する点火制御,吸気バルブ128の開閉タイミングを制御する吸気バルブタイミング可変制御など)を行なうと共にEGR率Reが目標EGR率Re*となるようEGRシステム160のEGRバルブ164の開度を制御するEGR制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。エンジン運転モードでは、要求パワーPe*がエンジン22を効率よく運転するためにエンジン22の運転を停止した方がよいとして予め設定された閾値Pstop未満に至ったときにエンジン22の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
In the engine operation mode, the hybrid
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。モータ運転モードでは、上述の要求パワーPe*がエンジン22を効率よく運転するためにエンジン22を始動した方がよいとして予め設定された閾値Pstart以上に至ったときにエンジン22を始動してエンジン運転モードに移行する。
In the motor operation mode, the hybrid
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、空燃比センサ135aに異常が生じているか否かを診断する異常診断を実行する際の動作について説明する。図3はエンジンECU24により実行される異常診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22が運転されているときに繰り返し実行される。
Next, the operation of the
異常診断ルーチンが実行されると、エンジンECU24のCPU24aは、まず、空燃比センサ135aの異常診断を行なうための異常診断条件が成立しているか否かを判定する(ステップS100)。ここで、異常診断条件としては、水温センサ142からのエンジン22の冷却水温Twが所定温度(例えば、70℃など)以上である条件、空燃比センサ135aが活性状態(例えば、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaの積算値などに基づいて推定される空燃比センサ135aの温度が活性化温度以上である状態)である条件、エアフローメータ148からのエンジン22の吸入空気量Qaが所定空気量範囲(例えば、3〜15g/secなど)である条件、温度センサ134aからの触媒温度Tcが所定温度(例えば、500℃など)以上である条件、空燃比センサ135aからの空燃比AFが所定空燃比範囲(例えば、12〜16など)である条件、空燃比センサ135aからの空燃比AFの補正率が所定補正率範囲(例えば、プラスマイナス5%範囲)である条件、現在の空燃比学習領域で学習が完了している条件、キャニスタパージ制御を実行していない条件、エンジン22の運転状態がアイドル運転状態ではない条件、空燃比センサ135aの異常診断が完了していない(イグニッションオンされたときに初期値として値0が設定されると共に空燃比センサ135aの異常診断が完了したときに値1が設定される異常診断完了フラグFdが値0である)条件、などを挙げることができる。これらの条件の全てを異常診断条件として用いるものとしてもよいし、これらの条件の一部を異常診断条件として用いるものとしてもよい。また、これらの条件の一部や全部に代えてまたはこれらの条件の全部に代えて他の条件を異常診断条件として用いるものとしてもよい。異常診断条件が成立していないと判定されたときには、そのまま本ルーチンを終了する。
When the abnormality diagnosis routine is executed, the
一方、異常診断条件が成立していると判定されたときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なうと判断し、まず、空燃比が理論空燃比(例えば、14.7など)より小さなリッチ空燃比AFri(例えば、14.1など)になるようエンジン22を制御するリッチ制御を開始し(ステップS110)、その後、エンジン22の制御をリッチ制御から空燃比AFが理論空燃比より大きなリーン空燃比AFle(例えば、15.1など)になるようエンジン22を制御するリーン制御に切り替えるタイミングとしてのリーン方向切替タイミングに至るのを待つ(ステップS120)。ここで、リッチ制御やリーン制御における燃料噴射制御は、空燃比の目標値としての目標空燃比AF*にリッチ空燃比AFriやリーン空燃比AFleを設定し、空燃比センサ135aからの空燃比AFが目標空燃比AF*になるように燃料噴射量を設定し、設定した燃料噴射量に相当する燃料噴射時間だけ開弁されるよう燃料噴射弁126を駆動することにより行なうことができる。また、リーン方向切替タイミングは、例えば、リッチ制御を開始した後に空燃比センサ135aからの空燃比AFと酸素センサ135bからの酸素信号O2とが共にリッチ側の値になったタイミングや、リッチ制御を開始してから所定時間(例えば、空燃比センサ135aからの空燃比AFと酸素センサ135bからの酸素信号O2が共にリッチ側の値となるのに要すると想定される時間など)が経過したタイミングなどとすることができる。このステップS110,S120の処理を行なうのは、後述の積算変化量Sdle(1)を適正に取得するためである。
On the other hand, when it is determined that the abnormality diagnosis condition is satisfied, it is determined that abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is performed, and first, a rich air-fuel ratio in which the air-fuel ratio is smaller than a theoretical air-fuel ratio (for example, 14.7). Rich control for controlling the
リーン方向切替タイミングに至ると、変数Cに値1を設定し(ステップS130)、リーン制御を開始し(ステップS140)、目標空燃比AF*をリッチ空燃比AFriからリーン空燃比AFleに変化させたときの空燃比センサ135aの応答遅れであるリーン方向応答遅れの程度を示すリーン方向遅れ時間Tdle(C)と、リーン方向遅れ時間Tdle(C)を取得する際のEGR率Reの変化量の積算値としての積算変化量Sdle(C)と、を取得し(ステップS150)、エンジン22の制御をリーン制御からリッチ制御に切り替えるタイミングとしてのリッチ方向切替タイミングに至るのを待つ(ステップS160)。ここで、リッチ方向切替タイミングは、例えば、リーン制御を開始した後に空燃比センサ135aからの空燃比AFと酸素センサ135bからの酸素信号O2とが共にリーン側の値になったタイミングや、リーン制御を開始してから所定時間(例えば、空燃比センサ135aからの空燃比AFと酸素センサ135bからの酸素信号O2が共にリーン側の値となるのに要すると想定される時間など)が経過したタイミングなどとすることができる。そして、リッチ方向切替タイミングに至ると、リッチ制御を開始し(ステップS170)、目標空燃比AF*をリーン空燃比AFleからリッチ空燃比AFriに変化させたときの空燃比センサ135aの応答遅れであるリッチ方向応答遅れの程度を示すリッチ方向遅れ時間Tdri(C)と、リッチ方向遅れ時間Tdri(C)を取得する際のEGR率Reの変化量の積算値としての積算変化量Sdri(C)と、を取得し(ステップS180)、前述のリーン方向切替タイミングに至るのを待つ(ステップS190)。以下、リーン方向遅れ時間Tdle(C)やこれに対応する積算変化量Sdle(C),リッチ方向遅れ時間Tdri(C)やこれに対応する積算変化量Sdri(C)の取得方法について説明する。
When the lean direction switching timing is reached, the variable C is set to a value 1 (step S130), lean control is started (step S140), and the target air-fuel ratio AF * is changed from the rich air-fuel ratio AFri to the lean air-fuel ratio AFle. Integration of the amount of change in the EGR rate Re when obtaining the lean direction delay time Tdle (C) indicating the degree of the lean direction response delay, which is the response delay of the air-fuel ratio sensor 135a, and the lean direction delay time Tdle (C) The accumulated change amount Sdle (C) is acquired as a value (step S150), and the control waits for a rich direction switching timing as a timing for switching the control of the
図4は、目標空燃比AF*と空燃比センサ135aからの空燃比AFとその空燃比AFの分散である空燃比分散Vafとの時間変化の様子を示す説明図である。実施例では、図示するように、目標空燃比AF*をリッチ空燃比AFriからリーン空燃比AFleに変化させる時刻t1と空燃比センサ135aからの空燃比AFがリーン空燃比AFleに向けて変化し始める時刻t2との時刻差(t2−t1)をリーン方向遅れ時間Tdle(C)とするものとし、具体的には、時刻t1を取得する共に時刻t1の後に空燃比分散Vafが大きくなった時刻を時刻t2として取得し、取得した時刻t2と時刻t1との時刻差(t2−t1)をリーン方向遅れ時間Tdle(C)として計算して取得するものとした。また、実施例では、図示するように、目標空燃比AF*をリーン空燃比AFleからリッチ空燃比AFriに変化させる時刻t3と空燃比センサ135aからの空燃比AFがリッチ空燃比AFriに向けて変化し始める時刻t4との時刻差(t4−t3)をリッチ方向遅れ時間Tdri(C)とするものとし、具体的には、時刻t3を取得する共に時刻t3の後に空燃比分散Vafが大きくなった時刻を時刻t4として取得し、取得した時刻t4と時刻t3との時刻差(t4−t3)をリッチ方向遅れ時間Tdri(C)として計算して取得するものとした。なお、任意の時刻tの空燃比分散Vaf(t)は、時刻t〜時刻(t−M+1)の空燃比センサ135aからの空燃比AF(t)〜AF(t−M+1)を用いて次式(1)により計算することができ、式(1)中、「M」は2以上の所定値(例えば5や10など)を用いることができ、時刻(t−i)と時刻(t−i−1)との間隔は例えば空燃比センサ135aからの空燃比AFの入力間隔などを用いることができる。また、図4中、「Tele(C)」は、リーン方向遅れ時間Tdle(C)に影響を与えると想定される時間範囲を示し、「Teri(C)」は、リッチ方向遅れ時間Tdri(C)に影響を与えると想定される時間範囲を示す。この時間範囲Tele(C)や時間範囲Teri(C)は、予め実験や解析などによって定めることができ、例えば、時間範囲Teleについては今回のリーン制御を開始する直前のリッチ制御の開始からの時間範囲などとして定めることができ、時間範囲Teriについては今回のリッチ制御を開始する直前のリーン制御の開始からの時間範囲などとして定めることができる。実施例では、積算変化量Sdle(C)は、リーン方向遅れ時間Tdle(C)でのEGR率Reの変化量の積算値として計算して取得するものとし、具体的には、EGR率Reを入力すると共に入力したEGR率Reを用いて式(2)により積算変化量Sdle(C)を更新する処理を、時間範囲Tele(C)に比して十分に短い所定時間毎(例えば、数十msec毎など)に時間範囲Tele(C)に亘って繰り返し実行することによって計算して取得するものとした。また、積算変化量Sdri(C)は、リッチ方向遅れ時間Tdri(C)でのEGR率Reの変化量の積算値として計算して取得するものとし、具体的には、EGR率Reを入力すると共に入力したEGR率Reを用いて式(3)により積算変化量Sdle(C)を更新する処理を、時間範囲Teri(C)に比して十分に短い所定時間毎(例えば、数十msec毎など)に時間範囲Teri(C)に亘って繰り返し実行することによって計算して取得するものとした。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing how the target air-fuel ratio AF *, the air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 135a, and the air-fuel ratio dispersion Vaf, which is the dispersion of the air-fuel ratio AF, change over time. In the embodiment, as shown in the figure, the time t1 when the target air-fuel ratio AF * is changed from the rich air-fuel ratio AFri to the lean air-fuel ratio AFle and the air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 135a starts to change toward the lean air-fuel ratio AFle. The time difference (t2−t1) from the time t2 is assumed to be the lean direction delay time Tdle (C). Specifically, the time when the time t1 is acquired and the air-fuel ratio dispersion Vaf increases after the time t1. It is acquired as time t2, and the time difference (t2-t1) between the acquired time t2 and time t1 is calculated and acquired as the lean direction delay time Tdle (C). In the embodiment, as shown in the drawing, the time t3 when the target air-fuel ratio AF * is changed from the lean air-fuel ratio AFle to the rich air-fuel ratio AFri and the air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 135a change toward the rich air-fuel ratio AFri. The time difference (t4-t3) from the start time t4 is assumed to be the rich direction delay time Tdri (C). Specifically, the air-fuel ratio dispersion Vaf becomes large after the time t3 is acquired and the time t3 is acquired. The time is acquired as time t4, and the time difference (t4-t3) between the acquired time t4 and time t3 is calculated and acquired as the rich direction delay time Tdri (C). The air-fuel ratio dispersion Vaf (t) at an arbitrary time t is expressed by the following equation using air-fuel ratios AF (t) to AF (t−M + 1) from the air-fuel ratio sensor 135a from time t to time (t−M + 1). In Formula (1), “M” can use a predetermined value of 2 or more (for example, 5 or 10). Time (t−i) and time (t−i) can be used. For example, the input interval of the air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 135a can be used as the interval to -1). In FIG. 4, “Tele (C)” indicates a time range that is assumed to affect the lean direction delay time Tdle (C), and “Teri (C)” indicates the rich direction delay time Tdri (C). ) Is assumed to affect the time range. The time range Tele (C) and the time range Teri (C) can be determined in advance by experiment or analysis. For example, the time range Tele is the time from the start of the rich control immediately before the start of the current lean control. The time range Teri can be determined as the time range from the start of lean control immediately before the start of the current rich control. In the embodiment, the integrated change amount Sdle (C) is obtained by calculating as an integrated value of the change amount of the EGR rate Re at the lean direction delay time Tdle (C). Specifically, the EGR rate Re is calculated as follows. The process of updating the integrated change amount Sdle (C) by the expression (2) using the input EGR rate Re is performed every predetermined time (for example, several tens of times) sufficiently shorter than the time range Tele (C). It was calculated and acquired by repeatedly executing over a time range Tele (C) every msec). Further, the integrated change amount Sdri (C) is calculated and acquired as an integrated value of the change amount of the EGR rate Re in the rich direction delay time Tdri (C). Specifically, the EGR rate Re is input. The process of updating the integrated change amount Sdle (C) by the expression (3) using the EGR rate Re input together with the predetermined time (for example, every several tens of milliseconds) that is sufficiently shorter than the time range Teri (C). Etc.) by repeatedly executing over the time range Teri (C).
以上、リーン方向遅れ時間Tdle(C)やこれに対応する積算変化量Sdle(C),リッチ方向遅れ時間Tdri(C)やこれに対応する積算変化量Sdri(C)の取得方法について説明した。図3の異常診断ルーチンの説明に戻る。ステップS190でリーン方向切替タイミングに至ったと判定されると、変数Cが所定値Cnに至ったか否かを判定し(ステップS200)、変数Cが所定値Cnに至っていないと判定されたときには、変数Cを値1だけインクリメントして(ステップS210)、ステップS140に戻る。ここで、所定値Cnは、リーン制御とリッチ制御との組み合わせ(ステップS140〜S190の処理)を繰り返し実行する回数、即ち、リーン方向遅れ時間Tdle(C)や積算変化量Sdle(C),リッチ方向遅れ時間Tdri(C)や積算変化量Sdri(C)の取得目標数であり、例えば、値5や値7などを用いることができる。 The method for obtaining the lean direction delay time Tdle (C), the corresponding accumulated change amount Sdle (C), the rich direction delay time Tdri (C), and the corresponding accumulated change amount Sdri (C) has been described above. Returning to the description of the abnormality diagnosis routine of FIG. If it is determined in step S190 that the lean direction switching timing has been reached, it is determined whether or not the variable C has reached the predetermined value Cn (step S200), and if it is determined that the variable C has not reached the predetermined value Cn, C is incremented by 1 (step S210), and the process returns to step S140. Here, the predetermined value Cn is the number of times that the combination of lean control and rich control (steps S140 to S190) is repeatedly executed, that is, the lean direction delay time Tdle (C), the integrated change amount Sdle (C), rich The target number of acquisitions of the direction delay time Tdri (C) and the integrated change amount Sdri (C). For example, the value 5 or the value 7 can be used.
こうしてステップS140〜S210の処理を繰り返し実行している最中にステップS200で変数Cが所定値Cnに等しいと判定されると、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn),リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を取得したと判断し、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)の中央値をリーン方向中央遅れ時間Tdlecenとして設定すると共に積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)のうち中央遅れ時間Tdlecenに対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlecenとして設定し(ステップS220)、リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)の中央値をリッチ方向中央遅れ時間Tdricenとして設定すると共に積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)のうちリッチ方向中央遅れ時間Tdricenに対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdricenとして設定し(ステップS230)、設定した判定用積算変化量Sdlecenを閾値Sdlerefと比較すると共に(ステップS240)、判定用積算変化量Sdricenを閾値Sdrirefと比較する(ステップS250)。ここで、閾値Sdlerefや閾値Sdrirefは、空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するために用いられる閾値であり、実施例では、空燃比センサ135aの異常診断を適正に行なうことができる(誤診断しない)と想定される範囲の上限として実験や解析などによって予め定められた値を用いるものとした。 When it is determined in step S200 that the variable C is equal to the predetermined value Cn while the processes of steps S140 to S210 are repeatedly executed, the lean direction delay times Tdle (1) to Tdle (Cn) and the respective values are determined. Integrated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn), rich direction delay times Tdri (1) to Tdri (Cn), and integrated change amounts Sdri (1) to Sdri (Cn) corresponding to each of them. And the median value of the lean direction delay times Tdle (1) to Tdle (Cn) is set as the lean direction center delay time Tdlecen and the central delay time Tdlecen among the integrated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn). Is set as a determination integrated change amount Sdlecen (step S220), The median value of the delay direction delay times Tdri (1) to Tdri (Cn) is set as the rich direction median delay time Tdricen and corresponds to the rich direction median delay time Tdricen among the integrated change amounts Sdri (1) to Sdri (Cn). The integrated change amount to be determined is set as a determination integrated change amount Sdricen (step S230), the set determination integrated change amount Sdlecen is compared with the threshold value Sdleref (step S240), and the determination integrated change amount Sdricen is compared with the threshold value Sdriref. (Step S250). Here, the threshold value Sdleref and the threshold value Sdriref are threshold values used for determining whether or not to perform abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a. In the embodiment, the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a can be appropriately performed. A value predetermined by experiment or analysis is used as the upper limit of the range that can be assumed (no misdiagnosis).
判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdleref以下であると共に判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なうと判断し、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちリーン方向中央遅れ時間Tdlecenを中心とした範囲(具体的には、値(Tdlecen−αle)以上で値(Tdlecen+αle)以下の範囲、以下、リーン方向遅れ時間許容範囲という)外のリーン方向遅れ時間を用いずにリーン方向遅れ時間許容範囲内のリーン方向遅れ時間だけの平均をリーン方向平均遅れ時間Tdleaveとして計算し(ステップS260)、リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)のうちリッチ方向中央遅れ時間Tdricenを中心とした範囲(具体的には、値(Tdricen−αri)以上で値(Tdricen+αri)以下の範囲、以下、リッチ方向遅れ時間許容範囲という)外のリッチ方向遅れ時間を用いずにリッチ方向遅れ時間許容範囲内のリッチ方向遅れ時間だけの平均をリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとして計算し(ステップS270)、計算したリーン方向平均遅れ時間Tdleaveとリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとを用いて空燃比センサ135aに異常が生じているか否かを判定し(ステップS280)、前述の異常診断完了フラグFdに値1を設定して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。ここで、値αleや値αriは、空燃比センサ135aの異常診断を適正に行なうために予め実験や解析などによって定めることができる。また、ステップS280の処理は、実施例では、リーン方向平均遅れ時間Tdleaveをリーン方向応答遅れの程度の許容上限として定められた閾値Tdlerefと比較すると共にリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveをリッチ方向応答遅れの程度の許容上限として定められた閾値Tdrirefと比較し、リーン方向平均遅れ時間Tdleaveが閾値Tdleref以下であると共にリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveが閾値Tdriref以下であるときには空燃比センサ135aは正常であると判断し、リーン方向平均遅れ時間Tdleaveが閾値Tdleref以下であるがリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveが閾値Tdrirefより大きいときにはリッチ方向応答遅れが許容上限を超える異常(以下、リッチ方向異常という)が空燃比センサ135aに生じていると判断し、リッチ方向平均遅れ時間Tdriaveが閾値Tdriref以下であるがリーン方向平均遅れ時間Tdleaveが閾値Tdlerefより大きいときにはリーン方向応答遅れが許容上限を超える異常(以下、リーン方向異常という)が空燃比センサ135aに生じていると判断するものとした。実施例では、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちリーン方向遅れ時間許容範囲外のリーン方向遅れ時間を用いずにリーン方向平均遅れ時間Tdleaveを計算すると共に、リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)のうちリッチ方向遅れ時間許容範囲外のリッチ方向遅れ時間を用いずにリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveを計算することにより、空燃比センサ135aの検出誤差などの影響を抑制し、リッチ方向平均遅れ時間Tdriaveやリーン方向平均遅れ時間Tdleaveをより適正に計算することができ、ひいては、空燃比センサ135aの異常診断をより適正に行なうことができる。もとより、実施例では、EGRを伴ってリーン制御やリッチ制御を繰り返し実行したときにリーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)を取得して空燃比センサ135aの異常診断を行なうから、EGRを停止してリーン制御やリッチ制御を繰り返し実行したときに複数のリーン方向遅れ時間や複数のリッチ方向遅れ時間を取得して空燃比センサ135aの異常診断を行なうものに比して、リーン制御やリッチ制御を行なうときのエンジン22のエネルギ効率の向上を図ることができる。
When the determination integrated change amount Sdlecen is less than or equal to the threshold value Sdleref and the determination integrated change amount Sdricen is less than or equal to the threshold value Sdriref, it is determined that an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is performed, and the lean direction delay time Tdle (1) to Tdle (). (Cn) out of a range centered on the lean direction central delay time Tdlecen (specifically, a range greater than or equal to a value (Tdlecen-αle) and less than or equal to a value (Tdlecen + αle), hereinafter referred to as a lean direction delay time allowable range). An average of only the lean direction delay time within the allowable range of the lean direction delay time without using the lean direction delay time is calculated as the lean direction average delay time Tdleave (step S260), and the rich direction delay times Tdri (1) to Tdri (Cn) are calculated. ) In the rich direction center delay time Tdri The rich direction without using the rich direction delay time outside the range centered on cen (specifically, the range between the value (Tdricen−αri) and the value (Tdricen + αri) or less, hereinafter referred to as the rich direction delay time allowable range)) The average of only the rich direction delay time within the allowable delay time range is calculated as the rich direction average delay time Tdrive (step S270), and the air-fuel ratio sensor is calculated using the calculated lean direction average delay time Tdleave and the rich direction average delay time Tdrive. It is determined whether or not an abnormality has occurred in 135a (step S280), the
ステップS240で判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdlerefより大きいときや、ステップS250で判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないと判断し、空燃比センサ135aの異常診断を行なうことなく、本ルーチンを終了する。これにより、空燃比センサ135aの異常診断における誤診断を抑制することができる。なお、この場合、本ルーチンが次回以降に実行されたときにおいて、ステップS100で異常診断条件が成立したときに、再びステップS110以降の処理を行なうことになる。 If the determination integrated change amount Sdlecen is greater than the threshold value Sdleref in step S240, or if the determination integrated change amount Sdricen is greater than the threshold value Sdriref in step S250, it is determined that the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is not performed, and the air-fuel ratio sensor. This routine is terminated without performing the abnormality diagnosis of 135a. Thereby, the erroneous diagnosis in the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a can be suppressed. In this case, when this routine is executed after the next time, when the abnormality diagnosis condition is satisfied in step S100, the processing after step S110 is performed again.
いま、リーン制御とリッチ制御とを交互に繰り返し実行している最中にEGR率Reが過渡的に大きくなったときを考える。なお、EGR率Reが過渡的に大きくなるときとしては、アクセルペダル83が大きく踏み戻されてスロットル開度Taが急激に小さくなったときなどが考えられる。このときには、空燃比がリーン側になることにより、空燃比センサ135aの応答遅れの程度が実際には許容範囲(正常範囲)であるときでもEGR率Reの変化の影響によってリーン方向遅れ時間Tdle(C)(1≦C≦Cn)が許容範囲を超えて大きくなってしまう場合がある。実施例では、空燃比センサ135aの異常診断において、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちリーン方向中央遅れ時間Tdlecenを中心としたリーン方向遅れ時間許容範囲内のものの平均をリーン方向平均遅れ時間Tdleaveとして用いるから、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちEGR率Reの変化の影響を大きく受けたものがリーン方向中央遅れ時間Tdlecenに設定された場合には、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちEGR率Reの変化の影響をそれほど受けていないものがリーン方向平均遅れ時間Tdleaveの計算に用いられず、空燃比センサ135aの異常診断が誤診断となってしまう可能性がある。これを踏まえて、実施例では、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdlerefより大きいときや判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないものとした。これにより、空燃比センサ135aの異常診断における誤診断を抑制することができる。
Now, consider a case where the EGR rate Re becomes transiently large while the lean control and the rich control are alternately executed. Note that the case where the EGR rate Re increases transiently may be the case where the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、空燃比センサ135aの異常診断を行なうための異常診断条件が成立してリーン制御とリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なっているときに、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn),リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を取得し、取得した積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)のうちリーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlecenとして設定すると共に取得した積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)のうちリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdricenとして設定し、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdlerefより大きいときや判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないから、空燃比センサ135aの異常診断における誤診断を抑制することができる。もとより、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdleref以下であると共に判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なうから、空燃比センサ135aの異常診断を行なう機会として適正なときに空燃比センサ135aの異常診断を行なうことができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、積算変化量Sdle(C)は、リーン方向遅れ時間Tdle(C)を取得する際のEGR率Reの変化量の積算値であり、積算変化量Sdri(C)は、リッチ方向遅れ時間Tdri(C)を取得する際のEGR率Reの変化量の積算値であるものとしたが、これらに代えて、積算変化量Sdle(C)は、リーン方向遅れ時間Tdle(C)を取得する際のEGR量Veの変化量の積算値であり、積算変化量Sdri(C)は、リッチ方向遅れ時間Tdri(C)を取得する際のEGR量Veの変化量の積算値であるものとしてもよい。これらの場合、積算変化量Sdle(C)や積算変化量Sdri(C)は、前述の式(2)や式(3)の「Re」を「Ve」に置き換えることによって計算することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、図4に示したように、目標空燃比AF*をリッチ空燃比AFriからリーン空燃比AFleに変化させる時刻t1とその後に空燃比分散Vafが大きくなった時刻t2との時刻差(t2−t1)をリーン方向遅れ時間Tdle(C)とすると共に、目標空燃比AF*をリーン空燃比AFleからリッチ空燃比AFriに変化させる時刻t3とその後に空燃比分散Vafが大きくなった時刻t4との時刻差(t4−t3)をリッチ方向遅れ時間Tdri(C)とするものとしたが、時刻t2や時刻t4については、空燃比分散Vafを用いて定めるものに限られず、例えば、空燃比センサ135aからの空燃比AFの変化方向(増加または減少)が切り替わるタイミングとするなどとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)のうち中央遅れ時間Tdlecenに対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlecenとして設定すると共に、積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)のうちリッチ方向中央遅れ時間Tdricenに対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdricenとして設定するものとしたが、他の選択方法により判定用積算変化量Sdlecenや判定用積算変化量Sdricenを設定するものとしてもよく、例えば、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)から判定用積算変化量Sdlecenを設定する際において、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちこれらの平均に最も近いリーン方向遅れ時間に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlcenとして設定するものとしたり、積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の中央値を判定用積算変化量Sdlcenとして設定するものとしたりしてもよい。また、判定用積算変化量Sdlecenや判定用積算変化量Sdricenは、それぞれ一つずつに限られず、それぞれ二つ以上ずつであるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、判定用積算変化量Sdlecenと判定用積算変化量Sdricenとを用いて空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するものとしたが、これらのうち一方だけを用いて空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するものとしてもよい。また、判定用積算変化量Sdlecenや判定用積算変化量Sdricenに代えて、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)や積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を用いて空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するものとしてもよい。この場合の異常診断ルーチンの一例を図5に示す。図5の異常診断ルーチンは、図3の異常診断ルーチンのステップS220〜S250の処理に代えて、ステップS300〜S340の処理を実行する点を除いて図3の異常診断ルーチンと同一である。したがって、同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。図5の異常診断ルーチンでは、ステップS200で変数Cが所定値Cnに等しいと判定されると、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn),リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を取得したと判断し、変数Cに値1を設定し(ステップS300)、積算変化量Sdle(C)を前述の閾値Sdlerefと比較すると共に(ステップS310)、積算変化量Sdri(C)を前述の閾値Sdrirefと比較し(ステップS320)、積算変化量Sdle(C)が閾値Sdleref以下であると共に積算変化量Sdle(C)が閾値Sdriref以下であるときには、変数Cを所定値Cnと比較し(ステップS330)、変数Cが所定値Cn未満のときには、変数Cを値1だけインクリメントして(ステップS340)、ステップS310に戻る。こうしてステップS310〜S340の処理を繰り返し実行してステップS330で変数Cが所定値Cnに等しいと判定されると、空燃比センサ135aの異常診断を行なって(ステップS260〜S290)、本ルーチンを終了する。一方、ステップS330で変数Cが所定値Cnに等しいと判定される前に、ステップS310で積算変化量Sdle(C)が閾値Sdlerefより大きいときや、ステップS320で積算変化量Sdri(C)が閾値Sdrirefより大きいときには、そのまま本ルーチンを終了する。即ち、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の全てが閾値Sdleref以下であると共に積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の全てが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行ない、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdlerefより大きいときや、積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないのである。これにより、実施例と同様の効果、例えば、空燃比センサ135aの異常診断における誤診断を抑制することができるなどの効果を奏する。この変形例では、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)と積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)とを用いて空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するものとしたが、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)と積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)とのうちいずれか一方だけを用いて空燃比センサ135aの異常診断を行なうか否かを判定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、空燃比センサ135aの異常診断を行なう際に、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のうちリーン方向遅れ時間許容範囲外のリーン方向遅れ時間を用いずにリーン方向遅れ時間許容範囲内のリーン方向遅れ時間だけの平均をリーン方向平均遅れ時間Tdleaveとして計算し、リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)のうちリッチ方向遅れ時間許容範囲外のリッチ方向遅れ時間を用いずにリッチ方向遅れ時間許容範囲内のリッチ方向遅れ時間だけの平均をリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとして計算するものとしたが、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)の全ての平均をリーン方向平均遅れ時間Tdleaveとして計算すると共にリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)の全ての平均をリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとして計算するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、空燃比センサ135aの異常診断を行なう際に、リーン方向平均遅れ時間Tdleaveとリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとを用いて空燃比センサ135aに異常が生じているか否かを判定するものとしたが、リーン方向平均遅れ時間Tdleaveとリッチ方向平均遅れ時間Tdriaveとのうち一方だけを用いて空燃比センサ135aに異常が生じているか否かを判定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動輪63a,63bに連結された駆動軸32に出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図6における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪63a,63bに連結された駆動軸に変速機230を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ229を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図8の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、エンジン22からの動力を変速機330を介して駆動輪63a,63bに接続された車軸に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪63a,63bに接続された車軸とは異なる車軸(図8における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例では、本発明をエンジン22からの動力とモータMG2からの動力とを用いて走行するハイブリッド車20に適用するものとしたが、走行用の動力を出力するモータを備えずにエンジンからの動力だけを用いて走行する自動車に適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the present invention is applied to the
また、本発明をこうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。 Further, the present invention is not limited to those applied to such automobiles, but is incorporated in non-moving equipment such as internal combustion engine devices mounted on moving bodies such as vehicles other than automobiles, ships, and aircraft, and construction equipment. It is also possible to adopt a form of an internal combustion engine device.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例と第1の内燃機関装置および第2の内燃機関装置との関係では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、EGRシステム160が「排気再循環装置」に相当し、空燃比センサ135aが「空燃比センサ」に相当し、空燃比センサ135aの異常診断を行なうための異常診断条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるようエンジン22を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるようエンジン22を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう図3の異常診断ルーチンのステップS140,S170の処理を実行するエンジンECU24が「機関制御手段」に相当し、リーン制御とリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なっているときに、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn),リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)やこれらのそれぞれに対応する積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を取得する図3の異常診断ルーチンのステップS150,S180の処理を実行するエンジンECU24が「情報取得手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the relationship between the embodiment and the first internal combustion engine device and the second internal combustion engine device, the
実施例と第1の内燃機関装置との関係では、取得した積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)のうちリーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlecenとして設定すると共に取得した積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)のうちリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdricenとして設定し、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdleref以下であると共に判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行ない、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdlerefより大きいときや判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわない図3の異常診断ルーチンのステップS220〜S290の処理を実行するエンジンECU24が「異常診断実行手段」に相当する。 In the relationship between the embodiment and the first internal combustion engine device, the integration corresponding to the median value of the lean direction delay times Tdle (1) to Tdle (Cn) among the obtained integrated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn). An amount of change corresponding to the median of the rich direction delay times Tdri (1) to Tdri (Cn) among the obtained amount of accumulated changes Sdri (1) to Sdri (Cn) is set as the change amount for determination Sdlecen. The amount is set as the determination integrated change amount Sdricen, and when the determination integrated change amount Sdlessen is less than or equal to the threshold value Sdleref and the determination integrated change amount Sdricen is less than or equal to the threshold value Sdriref, abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is performed, and determination is made. When the integrated change amount Sdlecen is greater than the threshold value Sdleref, or when the determination integrated change amount S ricen is at the threshold Sdriref larger than the engine ECU24 for executing the processing of steps S220~S290 abnormality diagnosis routine of FIG. 3 is not performed abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a corresponds to "abnormality diagnosis execution unit".
実施例と第2の内燃機関装置との関係では、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の全てが閾値Sdleref以下であると共に積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の全てが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行ない、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdlerefより大きいときや積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわない図5の異常診断ルーチンのステップS300〜S340,S260〜S290の処理を実行するエンジンECU24が「異常診断実行手段」に相当する。
In the relationship between the embodiment and the second internal combustion engine device, all of the accumulated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn) are equal to or less than the threshold value Sdleref and all of the accumulated change amounts Sdri (1) to Sdri (Cn) are equal to each other. When it is less than or equal to the threshold value Sdriref, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is performed, and when at least a part of the integrated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn) is larger than the threshold value Sdleref or the integrated change amounts Sdri (1) to Sdri ( When at least a part of Cn) is larger than the threshold value Sdriref, the
ここで、本発明の第1または第2の内燃機関装置において、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、吸気バルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構が取り付けられてなるものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気再循環装置」としては、EGRシステム160に限定されるものではなく、内燃機関の排気を吸気系に再循環するものであれば如何なるタイプの排気再循環装置であっても構わない。「空燃比センサ」としては、空燃比センサ135aに限定されるものではなく、内燃機関の空燃比を検出するものであれば如何なるタイプの空燃比センサであっても構わない。「機関制御手段」としては、空燃比センサ135aの異常診断を行なうための異常診断条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるようエンジン22を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるようエンジン22を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なうものに限定されるものではなく、空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「情報取得手段」としては、リーン制御とリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なっているときに、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)やこれらのそれぞれを取得する際のEGR率Reの変化量の積算値である積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn),リッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)やこれらのそれぞれを取得する際のEGR率Reの変化量の積算値である積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)を取得するものに限定されるものではなく、リーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)のそれぞれを取得する際のEGR量Veの変化量の積算値を積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)とすると共にリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)のそれぞれを取得する際のEGR量Veの変化量の積算値を積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)とするなど、空燃比変更制御が実行されているとき、空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、複数の遅れ時間の各々を取得する際の、排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または再循環量と内燃機関の吸入空気量との和に対する再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, in the first or second internal combustion engine device of the present invention, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil. Any type of internal combustion engine may be used as long as it is provided with a variable valve timing mechanism for changing the opening / closing timing of the intake valve, such as an engine. The “exhaust gas recirculation device” is not limited to the
本発明の第1の内燃機関装置において、「異常診断実行手段」としては、取得した積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)のうちリーン方向遅れ時間Tdle(1)〜Tdle(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdlecenとして設定すると共に取得した積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)のうちリッチ方向遅れ時間Tdri(1)〜Tdri(Cn)の中央値に対応する積算変化量を判定用積算変化量Sdricenとして設定し、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdleref以下であると共に判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行ない、判定用積算変化量Sdlecenが閾値Sdlerefより大きいときや判定用積算変化量Sdricenが閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないものに限定されるものではなく、複数の積算変化量から予め定められた所定の選択方法により選択した積算変化量である選択積算変化量が予め定められた所定値以下のときには複数の遅れ時間を用いて空燃比センサの異常診断を行ない、選択積算変化量が所定値より大きいときには空燃比センサの異常診断を行なわないものであれば如何なるものとしても構わない。 In the first internal combustion engine device of the present invention, as the “abnormality diagnosis execution means”, the lean direction delay times Tdle (1) to Tdle (Cn) among the acquired accumulated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn) are used. The integrated change amount corresponding to the median is set as the determination integrated change amount Sdlecen and the center of the rich direction delay times Tdri (1) to Tdri (Cn) among the acquired integrated change amounts Sdri (1) to Sdri (Cn). The integrated change amount corresponding to the value is set as the determination integrated change amount Sdricen, and when the determination integrated change amount Sdlecen is less than or equal to the threshold value Sdleref and the determination integrated change amount Sdricen is less than or equal to the threshold value Sdriref, the air-fuel ratio sensor 135a An abnormality diagnosis is performed, and the judgment cumulative change amount Sdlecen is larger than the threshold value Sdleref When the cumulative change amount for determination Sdricen is larger than the threshold value Sdriref, it is not limited to the case where the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is not performed, but is selected from a plurality of cumulative change amounts by a predetermined selection method. When the selected integrated change amount, which is the integrated change amount, is less than or equal to a predetermined value, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using a plurality of delay times. When the selected integrated change amount is greater than the predetermined value, the air-fuel ratio sensor Any device that does not perform abnormality diagnosis may be used.
本発明の第2の内燃機関装置において、「異常診断実行手段」としては、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の全てが閾値Sdleref以下であると共に積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の全てが閾値Sdriref以下であるときには、空燃比センサ135aの異常診断を行ない、積算変化量Sdle(1)〜Sdle(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdlerefより大きいときや積算変化量Sdri(1)〜Sdri(Cn)の少なくとも一部が閾値Sdrirefより大きいときには、空燃比センサ135aの異常診断を行なわないものに限定されるものではなく、複数の積算変化量の全てが予め定められた所定値以下のときには複数の遅れ時間を用いて空燃比センサの異常診断を行ない、複数の積算変化量の少なくとも一部が所定値より大きいときには空燃比センサの異常診断を行なわないものであれば如何なるものとしても構わない。 In the second internal combustion engine device of the present invention, as the “abnormality diagnosis execution means”, all of the accumulated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn) are equal to or less than the threshold value Sdleref and the accumulated change amounts Sdri (1) to Sdri. When all of (Cn) are equal to or less than the threshold value Sdriref, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is performed, and when at least a part of the integrated change amounts Sdle (1) to Sdle (Cn) is larger than the threshold value Sdleref or the integrated change amount Sdriref. When at least a part of (1) to Sdri (Cn) is larger than the threshold value Sdriref, the present invention is not limited to the case where abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 135a is not performed, and all of the plurality of accumulated change amounts are determined in advance. When the value is less than the predetermined value, abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using a plurality of delay times, and a plurality of integration changes are performed. As long as it does not perform abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when at least a portion of the amount is larger than a predetermined value may be used as any kind.
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、内燃機関装置や自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of internal combustion engine devices and automobiles.
20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、134a 温度センサ、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、159 ノックセンサ、160 EGRシステム、162 EGR管、163 ステッピングモータ、164 EGRバルブ、165 EGRバルブ開度センサ、229 クラッチ、230,330 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 40 electronic control unit for motor (Motor ECU), 41, 42 inverter, 50 battery, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator Pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 122 Air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 1 28 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purifier, 134a Temperature sensor, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144
Claims (6)
前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、
前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、
前記取得された複数の積算変化量から予め定められた所定の選択方法により選択した積算変化量である選択積算変化量が予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記選択積算変化量が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine; an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system; and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine,
When the condition for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Engine control means for performing air-fuel ratio change control for alternately performing rich control to be performed a plurality of times;
When the air-fuel ratio change control is being executed by the engine control means, a delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired a plurality of times, and each of the plurality of delay times is acquired. Is the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or the ratio of the recirculation amount to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine. An information acquisition means for acquiring a plurality of integrated change amounts, which is an integrated value of the change amount of the circulation rate;
When the selected integrated change amount, which is the integrated change amount selected from the plurality of acquired integrated change amounts by a predetermined selection method, is equal to or less than a predetermined value, the acquired plurality of delay times are used. Abnormality diagnosis execution means for performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor and not performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when the selected integrated change amount is greater than the predetermined value;
An internal combustion engine device comprising:
前記所定の選択方法は、前記取得された複数の積算変化量のうち前記取得された複数の遅れ時間の中央値である中央遅れ時間に対応する積算変化量を選択する方法である、
内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
The predetermined selection method is a method of selecting an integrated change amount corresponding to a central delay time that is a median value of the acquired multiple delay times among the acquired multiple integrated change amounts.
Internal combustion engine device.
前記異常診断実行手段は、前記選択積算変化量が前記所定値以下のとき、前記取得された複数の遅れ時間のうち前記中央遅れ時間を中心として定められた所定範囲内の遅れ時間だけの平均を用いて前記空燃比センサの異常診断を行なう手段である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to claim 2,
The abnormality diagnosis execution means calculates an average of delay times within a predetermined range centered on the central delay time among the plurality of acquired delay times when the selected integrated change amount is equal to or less than the predetermined value. Means for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor using,
Internal combustion engine device.
前記複数の積算変化量の各々は、前記複数の遅れ時間のうち対応する遅れ時間に影響を与えると想定される時間範囲での、前記再循環量の変化量の積算値または前記再循環率の変化量の積算値である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 3,
Each of the plurality of integrated change amounts is an integrated value of the change amount of the recirculation amount or the recirculation rate in a time range that is assumed to affect a corresponding delay time among the plurality of delay times. The integrated value of the change amount,
Internal combustion engine device.
前記空燃比センサの異常診断を行なうための条件が成立したとき、空燃比が理論空燃比より大きくなるよう前記内燃機関を制御するリーン制御と空燃比が理論空燃比より小さくなるよう前記内燃機関を制御するリッチ制御とを交互に複数回に亘って行なう空燃比変更制御を実行する機関制御手段と、
前記機関制御手段により前記空燃比変更制御が実行されているとき、前記空燃比センサの応答遅れの程度を示す遅れ時間を複数回に亘って取得すると共に、前記複数の遅れ時間の各々を取得する際の、前記排気再循環装置による排気の吸気系への再循環量の変化量の積算値または該再循環量と前記内燃機関の吸入空気量との和に対する該再循環量の比率である再循環率の変化量の積算値である、複数の積算変化量を取得する情報取得手段と、
前記取得された複数の積算変化量の全てが予め定められた所定値以下のときには前記取得された複数の遅れ時間を用いて前記空燃比センサの異常診断を行ない、前記取得された複数の積算変化量の少なくとも一部が前記所定値より大きいときには前記空燃比センサの異常診断を行なわない異常診断実行手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine; an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system; and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine,
When the condition for performing an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is satisfied, the lean control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the internal combustion engine so that the air-fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Engine control means for performing air-fuel ratio change control for alternately performing rich control to be performed a plurality of times;
When the air-fuel ratio change control is being executed by the engine control means, a delay time indicating the degree of response delay of the air-fuel ratio sensor is acquired a plurality of times, and each of the plurality of delay times is acquired. Is the integrated value of the amount of change in the recirculation amount of the exhaust gas to the intake system by the exhaust gas recirculation device or the ratio of the recirculation amount to the sum of the recirculation amount and the intake air amount of the internal combustion engine. An information acquisition means for acquiring a plurality of integrated change amounts, which is an integrated value of the change amount of the circulation rate;
When all of the acquired plurality of accumulated change amounts are equal to or less than a predetermined value, an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using the acquired plurality of delay times, and the acquired plurality of accumulated changes An abnormality diagnosis execution means for not performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor when at least a part of the amount is larger than the predetermined value;
An internal combustion engine device comprising:
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