JP5594068B2 - Method and apparatus for determining variation in air-fuel ratio detection means in an internal combustion engine - Google Patents

Method and apparatus for determining variation in air-fuel ratio detection means in an internal combustion engine Download PDF

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Description

この発明は、内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for determining variations in air-fuel ratio detection means in an internal combustion engine.

内燃機関において、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）によって空燃比（Ａ／Ｆ）を検出し、検出された空燃比を制御に用いる構成が知られている。たとえば、検出された空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、燃焼室内への燃料噴射量のズレを補正したり、触媒のＰＭ再生やＳ再生時の燃料添加量を補正するという制御が実施されている。   In an internal combustion engine, a configuration is known in which an air-fuel ratio (A / F) is detected by an air-fuel ratio sensor (A / F sensor) and the detected air-fuel ratio is used for control. For example, based on the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, control for correcting the deviation of the fuel injection amount into the combustion chamber or correcting the fuel addition amount during PM regeneration or S regeneration of the catalyst is performed. It has been implemented.

しかしながら、これらの制御ではＡ／Ｆセンサの出力値が正しいものとして扱うため、Ａ／Ｆセンサに個体差によるばらつきや劣化によるばらつきがあった場合には、燃焼室内への燃料噴射量や排気への燃料添加量の補正量が過大または過小となる可能性があり、排気悪化、失火、触媒ＯＴ、触媒制御性悪化等につながる恐れがある。したがって、噴射量や添加量を高精度に補正するためには、Ａ／Ｆセンサのばらつきの有無を検出する必要がある。   However, in these controls, since the output value of the A / F sensor is treated as being correct, if the A / F sensor has variations due to individual differences or variations due to deterioration, the amount of fuel injected into the combustion chamber or the exhaust gas There is a possibility that the amount of correction of the fuel addition amount is excessively large or small, which may lead to exhaust deterioration, misfire, catalyst OT, catalyst controllability, and the like. Therefore, in order to correct the injection amount and the addition amount with high accuracy, it is necessary to detect the presence or absence of variations in the A / F sensor.

このようなＡ／Ｆセンサのばらつきを判定する装置の例は、特許文献１に記載される。特許文献１の装置は、Ａ／Ｆセンサの内部抵抗値を検出し、これを予め設定された劣化判定値と比較してＡ／Ｆセンサの劣化を判定する。   An example of an apparatus for determining such variations in A / F sensors is described in Patent Document 1. The apparatus of Patent Document 1 detects the internal resistance value of the A / F sensor, and compares this with a preset deterioration determination value to determine the deterioration of the A / F sensor.

特開平６−３４７４３７号公報JP-A-6-347437

しかしながら、従来の技術では、Ａ／Ｆセンサのばらつきを必ずしも的確に判定することができない場合があるという問題があった。たとえば特許文献１の装置は、Ａ／Ｆセンサの劣化によるばらつきは検出することができるが、それ以外の原因によるばらつき（たとえばＡ／Ｆセンサの個体差によるばらつき）は検出することができない。   However, the conventional technique has a problem that the variation of the A / F sensor cannot always be accurately determined. For example, the apparatus of Patent Document 1 can detect variations due to deterioration of the A / F sensor, but cannot detect variations due to other causes (for example, variations due to individual differences of A / F sensors).

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、Ａ／Ｆセンサのばらつきを的確に判定することができる方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus that can accurately determine variations in A / F sensors.

この発明に係る、内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法は、内燃機関の機関回転数を取得するステップと、燃料噴射量を指示する指令噴射量と、機関回転数とに基づいて、目標空気量を決定するステップと、指令噴射量と、目標空気量とに基づいて、目標空燃比を決定するステップと、空燃比検出手段によって実空燃比を検出するステップと、目標空燃比および実空燃比に基づいて、空燃比偏差を算出するステップと、指令噴射量と、機関回転数とに基づいて、目標排気温を決定するステップと、実排気温を検出するステップと、目標排気温および実排気温に基づいて、排気温偏差を算出するステップと、空燃比偏差および排気温偏差に基づいて、空燃比検出手段のばらつきを判定するステップとを含む。 The method for determining the variation of the air-fuel ratio detection means in the internal combustion engine according to the present invention is based on the step of acquiring the engine speed of the internal combustion engine, the command injection amount for instructing the fuel injection amount, and the engine speed. Determining the target air amount, determining the target air-fuel ratio based on the command injection amount and the target air amount , detecting the actual air-fuel ratio by the air-fuel ratio detecting means, Calculating the air-fuel ratio deviation based on the actual air-fuel ratio; determining the target exhaust temperature based on the command injection amount; and the engine speed ; detecting the actual exhaust temperature; And a step of calculating an exhaust temperature deviation based on the actual exhaust temperature and a step of determining a variation in the air-fuel ratio detection means based on the air-fuel ratio deviation and the exhaust temperature deviation.

この構成によれば、Ａ／Ｆセンサの出力に応じて算出される空燃比偏差と、Ａ／Ｆセンサの出力とは直接の関連なく算出される排気温偏差とに基づいて、Ａ／Ｆセンサのばらつきが判定される。   According to this configuration, the A / F sensor is based on the air-fuel ratio deviation calculated according to the output of the A / F sensor and the exhaust gas temperature deviation calculated without a direct relationship with the output of the A / F sensor. Variation is determined.

空燃比検出手段のばらつきを判定するステップにおいて、空燃比偏差の絶対値が所定の空燃比偏差閾値より大きく、かつ、排気温偏差の絶対値が所定の排気温偏差閾値より小さい場合には、空燃比検出手段のばらつきがあると判定し、空燃比偏差の絶対値が空燃比偏差閾値より小さいか、または、排気温偏差の絶対値が排気温偏差閾値より大きい場合には、空燃比検出手段のばらつきがないと判定してもよい。   If the absolute value of the air-fuel ratio deviation is larger than a predetermined air-fuel ratio deviation threshold and the absolute value of the exhaust gas temperature deviation is smaller than the predetermined exhaust temperature deviation threshold in the step of determining the variation of the air-fuel ratio detection means, If it is determined that there is variation in the fuel ratio detection means, and the absolute value of the air fuel ratio deviation is smaller than the air fuel ratio deviation threshold value or the absolute value of the exhaust gas temperature deviation is larger than the exhaust temperature deviation threshold value, the air fuel ratio detection means It may be determined that there is no variation.

目標空気量は、指令噴射量および機関回転数から目標空気量を求める空気量マップを参照して決定され、目標排気温は、指令噴射量および機関回転数から目標排気温を求める排気温マップを参照して決定されてもよい。The target air amount is determined by referring to an air amount map that obtains the target air amount from the command injection amount and the engine speed, and the target exhaust temperature is an exhaust temperature map that obtains the target exhaust temperature from the command injection amount and the engine speed. It may be determined by reference.

この発明に係る、内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法および装置によれば、実排気温と目標排気温との偏差に基づいてＡ／Ｆセンサのばらつきを判定するので、Ａ／Ｆセンサのばらつきを的確に判定することができる。   According to the method and apparatus for determining the variation of the air-fuel ratio detecting means in the internal combustion engine according to the present invention, the variation of the A / F sensor is determined based on the deviation between the actual exhaust gas temperature and the target exhaust gas temperature. The variation of the F sensor can be accurately determined.

この発明の実施の形態１に係るディーゼルエンジンを含む構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure containing the diesel engine which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１のＥＣＵの学習制御の大まかな流れを示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a rough flow of learning control of the ECU of FIG. 1. 図２のステップＳ１の内容をより詳細に説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the content of step S1 of FIG. 2 in detail. 図２のステップＳ２の内容をより詳細に説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the content of step S2 of FIG. 2 in detail.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係る内燃機関であるディーゼルエンジン１００を含む構成を示す。ディーゼルエンジン自体の構成は周知であるため、図１では概略のみ示している。吸気口１０から吸入された空気は、エアクリーナ１２によって浄化された後、ターボチャージャ１４によって圧縮される。そしてインタークーラ１６によって冷却され、インレットマニホールド１８を介して燃焼室２０に流入する。
また、燃焼室２０には燃料噴射装置２２から燃料が噴射され燃焼する。燃焼後、燃焼室２０からエキゾーストマニホールド２４に排気ガスが排出される。排気ガスは、ターボチャージャ１４において吸気の圧縮に用いられた後、触媒２６によって浄化され、排気口２８から排出される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a configuration including a diesel engine 100 which is an internal combustion engine according to the present invention. Since the configuration of the diesel engine itself is well known, only an outline is shown in FIG. The air drawn from the air inlet 10 is purified by the air cleaner 12 and then compressed by the turbocharger 14. Then, it is cooled by the intercooler 16 and flows into the combustion chamber 20 through the inlet manifold 18.
Further, fuel is injected into the combustion chamber 20 from the fuel injection device 22 and burned. After combustion, exhaust gas is discharged from the combustion chamber 20 to the exhaust manifold 24. The exhaust gas is used for compression of intake air in the turbocharger 14, then purified by the catalyst 26, and exhausted from the exhaust port 28.

エアクリーナ１２の上流側にはエアフローメーター４２が設けられる。エアフローメーター４２はディーゼルエンジン１００に吸入される空気の量を検出する。
触媒２６の上流側には排気温センサ４４が設けられる。排気温センサ４４は温度センサであり、排気温検出手段である。また、触媒２６の下流にはＡ／Ｆセンサ４６が設けられる。Ａ／Ｆセンサ４６は空燃比検出手段であり、触媒２６を介してディーゼルエンジン１００から排出される排気ガスにおいて空燃比（Ａ／Ｆ）を表す情報を検出する。 An air flow meter 42 is provided on the upstream side of the air cleaner 12. The air flow meter 42 detects the amount of air taken into the diesel engine 100.
An exhaust temperature sensor 44 is provided on the upstream side of the catalyst 26. The exhaust temperature sensor 44 is a temperature sensor and is an exhaust temperature detection means. An A / F sensor 46 is provided downstream of the catalyst 26. The A / F sensor 46 is air-fuel ratio detection means, and detects information representing the air-fuel ratio (A / F) in the exhaust gas discharged from the diesel engine 100 via the catalyst 26.

また、ディーゼルエンジン１００における機関回転数を検出する回転数検出手段として、回転数センサ４８が設けられる。
なお、エアフローメーター４２、排気温センサ４４、Ａ／Ｆセンサ４６および回転数センサ４８の具体的な構成については、当業者に周知であるため説明を省略する。 Further, a rotational speed sensor 48 is provided as a rotational speed detection means for detecting the engine rotational speed in the diesel engine 100.
The specific configurations of the air flow meter 42, the exhaust temperature sensor 44, the A / F sensor 46, and the rotation speed sensor 48 are well known to those skilled in the art and will not be described.

ディーゼルエンジン１００には、ディーゼルエンジン１００の動作を制御するＥＣＵ４０が取り付けられる。ＥＣＵ４０は、エアフローメーター４２、排気温センサ４４、Ａ／Ｆセンサ４６および回転数センサ４８と電気的に通信可能であり、これらのセンサから伝達される情報を受信する。また、ＥＣＵ４０は、燃料噴射装置２２と電気的に通信可能であり、燃料噴射量を指示する指令噴射量を燃料噴射装置２２に送信することによって、ディーゼルエンジン１００における燃料噴射量を制御する。   An ECU 40 that controls the operation of the diesel engine 100 is attached to the diesel engine 100. The ECU 40 can electrically communicate with the air flow meter 42, the exhaust temperature sensor 44, the A / F sensor 46, and the rotation speed sensor 48, and receives information transmitted from these sensors. The ECU 40 is electrically communicable with the fuel injection device 22 and controls the fuel injection amount in the diesel engine 100 by transmitting a command injection amount instructing the fuel injection amount to the fuel injection device 22.

ＥＣＵ４０は周知の電子制御装置としての構成を有する。ＥＣＵ４０は、回転数センサ４８および図示しないアクセル開度センサから受信する情報に基づいて指令噴射量を決定し、これを燃料噴射装置２２に送信して燃料噴射量を制御する。なお、指令噴射量はオイル温度や冷却水温度に基づく機関温度、吸入空気温度、大気圧など周知のパラメータによって補正してもよい。   The ECU 40 has a configuration as a well-known electronic control device. The ECU 40 determines a command injection amount based on information received from the rotational speed sensor 48 and an accelerator opening sensor (not shown), and transmits the command injection amount to the fuel injection device 22 to control the fuel injection amount. The command injection amount may be corrected by a known parameter such as the engine temperature based on the oil temperature or the cooling water temperature, the intake air temperature, and the atmospheric pressure.

ＥＣＵ４０は記憶装置（図示せず）を備える。記憶装置には、指令噴射量および機関回転数から吸入空気量を求める空気量マップと、吸入空気量および指令噴射量から空燃比を求める空燃比マップと、指令噴射量および機関回転数から排気温を求める排気温マップとが記憶されている。これらのマップは２次元の表形式となっており、たとえば空気量マップにおいて、指令噴射量の値および機関回転数の値が特定されれば、これらの値に対応する吸入空気量の値が決定される。   The ECU 40 includes a storage device (not shown). The storage device includes an air amount map for obtaining the intake air amount from the command injection amount and the engine speed, an air-fuel ratio map for obtaining the air-fuel ratio from the intake air amount and the command injection amount, and an exhaust temperature from the command injection amount and the engine speed. Is stored. These maps are in a two-dimensional table format. For example, if the command injection amount value and the engine speed value are specified in the air amount map, the intake air amount value corresponding to these values is determined. Is done.

上述のＥＣＵ４０、エアフローメーター４２、排気温センサ４４および回転数センサ４８が、ディーゼルエンジン１００においてＡ／Ｆセンサ４６のばらつきを判定する装置を構成する。ばらつきとは、Ａ／Ｆセンサ付近の空燃比の実際の値と、Ａ／Ｆセンサ（たとえばＡ／Ｆセンサ４６）によって測定される空燃比の値との隔たりを意味し、Ａ／Ｆセンサの劣化、個々のＡ／Ｆセンサの個体差、またはその他の原因によって発生する。   The ECU 40, the air flow meter 42, the exhaust temperature sensor 44, and the rotation speed sensor 48 described above constitute a device that determines variations in the A / F sensor 46 in the diesel engine 100. Variation means the difference between the actual value of the air-fuel ratio in the vicinity of the A / F sensor and the value of the air-fuel ratio measured by the A / F sensor (for example, the A / F sensor 46). It is caused by deterioration, individual difference of individual A / F sensors, or other causes.

次に、図２〜図４を参照して、実施の形態１に係るＥＣＵ４０が実行する制御について説明する。
図２は、Ａ／Ｆセンサ４６のばらつきを検出するための検出モードにおいて、ＥＣＵ４０が実行する制御の大まかな流れを示すフローチャートである。図２のフローチャートの実行は、排気温をある程度安定して測定できる状態で開始される。なお、ここで「排気温をある程度安定して測定できる状態」とは、たとえば定常走行時であるが、この状態の具体的な判断基準は当業者が適宜設計することができるため詳細な定義は省略する。 Next, control executed by the ECU 40 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing a rough flow of control executed by the ECU 40 in the detection mode for detecting variations in the A / F sensor 46. The execution of the flowchart of FIG. 2 is started in a state where the exhaust temperature can be measured with a certain degree of stability. Here, “the state in which the exhaust temperature can be measured to a certain degree of stability” is, for example, during steady running, but the specific criteria for this state can be designed as appropriate by those skilled in the art, so a detailed definition is provided. Omitted.

まずＥＣＵ４０は、Ａ／Ｆセンサ４６によって検出される実空燃比と、Ａ／Ｆセンサ４６以外からの情報に基づいて決定される目標空燃比との偏差を算出する（ステップＳ１）。   First, the ECU 40 calculates a deviation between the actual air-fuel ratio detected by the A / F sensor 46 and the target air-fuel ratio determined based on information from other than the A / F sensor 46 (step S1).

図３は、図２のステップＳ１の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図２のステップＳ１は、図３のステップＳ１１〜Ｓ１６を含む。
まずＥＣＵ４０は指令噴射量を取得する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ４０はたとえば周知の方法によって指令噴射量を随時決定しており、単にその値を参照することによってこれを取得することができる。
次に、ＥＣＵ４０はディーゼルエンジン１００の機関回転数を取得する（ステップＳ１２）。これはたとえば回転数センサ４８が検出した機関回転数を表す値を受信することによって行われる。 FIG. 3 is a flowchart illustrating the details of step S1 in FIG. 2 in more detail. Step S1 in FIG. 2 includes steps S11 to S16 in FIG.
First, the ECU 40 acquires a command injection amount (step S11). The ECU 40 determines the command injection amount at any time by a known method, for example, and can obtain this by simply referring to the value.
Next, the ECU 40 acquires the engine speed of the diesel engine 100 (step S12). This is performed, for example, by receiving a value representing the engine speed detected by the speed sensor 48.

次に、ＥＣＵ４０は目標空気量を決定する（ステップＳ１３）。これは、ステップＳ１１およびＳ１２において取得された指令噴射量および機関回転数に基づき、上述の空気量マップを参照することによって行われる。ここで、目標空気量は空気量マップによって求められる吸入空気量に相当する値であり、また、この値は機関回転数に対応して求められる値である。したがって、目標空気量も、機関回転数も、いずれも吸入空気量相当値として扱うことができる。   Next, the ECU 40 determines a target air amount (step S13). This is performed by referring to the air amount map described above based on the command injection amount and engine speed acquired in steps S11 and S12. Here, the target air amount is a value corresponding to the intake air amount obtained from the air amount map, and this value is a value obtained corresponding to the engine speed. Therefore, both the target air amount and the engine speed can be handled as the intake air amount equivalent value.

次に、ＥＣＵ４０は目標空燃比を決定する（ステップＳ１４）。これは、ステップＳ１１において取得された指令噴射量と、ステップＳ１３において決定された吸入空気量相当値（目標空気量または機関回転数）とに基づき、上述の空燃比マップを参照することによって行われる。このように、目標空燃比は、Ａ／Ｆセンサ４６から受信する情報を参照することなく決定される。   Next, the ECU 40 determines a target air-fuel ratio (step S14). This is performed by referring to the air-fuel ratio map described above based on the command injection amount acquired in step S11 and the intake air amount equivalent value (target air amount or engine speed) determined in step S13. . Thus, the target air-fuel ratio is determined without referring to the information received from the A / F sensor 46.

次に、ＥＣＵ４０は実空燃比を検出する（ステップＳ１５）。これはたとえばＡ／Ｆセンサ４６が検出した空燃比を表す値を受信することによって行われる。
次に、ＥＣＵ４０は空燃比偏差を算出する（ステップＳ１６）。これは、上記のように取得された実空燃比と目標空燃比との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。 Next, the ECU 40 detects the actual air fuel ratio (step S15). This is performed, for example, by receiving a value representing the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 46.
Next, the ECU 40 calculates an air-fuel ratio deviation (step S16). This is performed by calculating the deviation between the actual air-fuel ratio acquired as described above and the target air-fuel ratio. The deviation is obtained as a difference, for example.

このようにして、ステップＳ１において、ＥＣＵ４０は空燃比偏差を算出する。ここで、空燃比偏差がゼロである場合は、Ａ／Ｆセンサ４６によって検出される実空燃比と、Ａ／Ｆセンサ４６以外からの情報に基づいて決定される目標空燃比とが一致していることになる。一方、空燃比偏差がゼロでない場合は、その原因として、指令噴射量と実際の噴射量との間の誤差（噴射量ズレ）や、Ａ／Ｆセンサ４６が検出した実空燃比と、実際の空燃比との間の検出誤差（ばらつき）が考えられる。   In this way, in step S1, the ECU 40 calculates the air-fuel ratio deviation. Here, when the air-fuel ratio deviation is zero, the actual air-fuel ratio detected by the A / F sensor 46 coincides with the target air-fuel ratio determined based on information from other than the A / F sensor 46. Will be. On the other hand, when the air-fuel ratio deviation is not zero, the cause is an error (injection amount deviation) between the command injection amount and the actual injection amount, the actual air-fuel ratio detected by the A / F sensor 46, and the actual A detection error (variation) between the air-fuel ratio is considered.

図２に戻り、ステップＳ１の後、ＥＣＵ４０は、排気温センサ４４によって検出される実排気温と、排気温センサ４４以外からの情報に基づいて決定される目標排気温との偏差を算出する（ステップＳ２）。
図４は、図２のステップＳ２の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図２のステップＳ２は、図４のステップＳ２１〜Ｓ２５を含む。
まずＥＣＵ４０は指令噴射量および機関回転数を取得する（ステップＳ２１およびＳ２２）。これらの処理は図３のステップＳ１１およびＳ１２と同様である。また、これらの処理を省略し、ステップＳ１１およびＳ１２において取得した値を用いてもよい。 Returning to FIG. 2, after step S <b> 1, the ECU 40 calculates a deviation between the actual exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 44 and the target exhaust temperature determined based on information from other than the exhaust temperature sensor 44 ( Step S2).
FIG. 4 is a flowchart illustrating the details of step S2 in FIG. 2 in more detail. Step S2 in FIG. 2 includes steps S21 to S25 in FIG.
First, the ECU 40 acquires the command injection amount and the engine speed (steps S21 and S22). These processes are the same as steps S11 and S12 in FIG. Further, these processes may be omitted and the values acquired in steps S11 and S12 may be used.

次に、ＥＣＵ４０は目標排気温を決定する（ステップＳ２３）。これは、指令噴射量および機関回転数（すなわち吸入空気量相当値）に基づき、上述の排気温マップを参照することによって行われる。このように、目標排気温は、排気温センサ４４から受信する情報を参照することなく決定される。 次に、ＥＣＵ４０は実排気温を検出する（ステップＳ２４）。これはたとえば排気温センサ４４が検出した温度を表す値を受信することによって行われる。   Next, the ECU 40 determines a target exhaust temperature (step S23). This is performed by referring to the exhaust temperature map described above based on the command injection amount and the engine speed (that is, the intake air amount equivalent value). Thus, the target exhaust temperature is determined without referring to the information received from the exhaust temperature sensor 44. Next, the ECU 40 detects the actual exhaust temperature (step S24). This is performed, for example, by receiving a value representing the temperature detected by the exhaust temperature sensor 44.

次に、ＥＣＵ４０は排気温偏差を算出する（ステップＳ２５）。これは、上記のように取得された実排気温と目標排気温との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。
このようにして、ステップＳ２において、ＥＣＵ４０は排気温偏差を算出する。ここで、排気温偏差がゼロである場合は、排気温センサ４４によって検出される実排気温と、排気温センサ４４以外からの情報に基づいて決定される目標排気温とが一致していることになる。 Next, the ECU 40 calculates the exhaust temperature deviation (step S25). This is performed by calculating the deviation between the actual exhaust temperature acquired as described above and the target exhaust temperature. The deviation is obtained as a difference, for example.
In this way, in step S2, the ECU 40 calculates the exhaust gas temperature deviation. Here, when the exhaust temperature deviation is zero, the actual exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 44 matches the target exhaust temperature determined based on information from other than the exhaust temperature sensor 44. become.

なお、この例ではステップＳ１の後にステップＳ２が実行されるが、これらの実行順序は逆であってもよく、また並列的に実行されてもよい。   In this example, step S2 is executed after step S1, but the order of execution may be reversed or may be executed in parallel.

図２に戻り、ステップＳ２の後、ＥＣＵ４０は、Ａ／Ｆセンサのばらつきがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定は、空燃比偏差および排気温偏差に基づいて行われる。
ステップＳ３は、より詳細なステップＳ３１およびステップＳ３２を含む。まずＥＣＵ４０は、空燃比偏差の絶対値が、所定の閾値（空燃比偏差閾値）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。空燃比偏差閾値はたとえば０．３であるが、他の値であってもよい。空燃比偏差の絶対値が空燃比偏差閾値より大きい場合には、ＥＣＵ４０はさらに、排気温偏差の絶対値が、所定の閾値（排気温偏差閾値）より大きいか否かを判定する（ステップＳ３２）。排気温偏差閾値はたとえば２０℃であるが、他の値であってもよい。 Returning to FIG. 2, after step S2, the ECU 40 determines whether or not there is variation in the A / F sensor (step S3). This determination is made based on the air-fuel ratio deviation and the exhaust temperature deviation.
Step S3 includes more detailed steps S31 and S32. First, the ECU 40 determines whether or not the absolute value of the air-fuel ratio deviation is larger than a predetermined threshold (air-fuel ratio deviation threshold) (step S31). The air-fuel ratio deviation threshold is 0.3, for example, but may be another value. If the absolute value of the air-fuel ratio deviation is larger than the air-fuel ratio deviation threshold, the ECU 40 further determines whether or not the absolute value of the exhaust temperature deviation is larger than a predetermined threshold (exhaust temperature deviation threshold) (step S32). . The exhaust temperature deviation threshold is, for example, 20 ° C., but may be another value.

ステップＳ３１において空燃比偏差の絶対値が空燃比偏差閾値より小さい場合には、ＥＣＵ４０は処理を終了する。これは、空燃比偏差が小さいことからＡ／Ｆセンサ４６のばらつきがないと判定することに相当する。
また、ステップＳ３２において排気温偏差の絶対値が排気温偏差閾値より大きい場合も同様にＥＣＵ４０は処理を終了する。この場合には、空燃比偏差は大きいが排気温偏差も大きいので、これらの偏差の原因としてはＡ／Ｆセンサ４６のばらつきだけでなく、燃料の噴射量ズレや、吸気管や排気管の詰まり等による排気管を流れる空気量にズレがある等も考えられる。このため、Ａ／Ｆセンサ４６のばらつきがあるとは断定できず、よってＥＣＵ４０はＡ／Ｆセンサ４６のばらつきはないと判定する。 If the absolute value of the air-fuel ratio deviation is smaller than the air-fuel ratio deviation threshold value in step S31, the ECU 40 ends the process. This corresponds to determining that there is no variation in the A / F sensor 46 because the air-fuel ratio deviation is small.
Similarly, when the absolute value of the exhaust gas temperature deviation is larger than the exhaust gas temperature deviation threshold value in step S32, the ECU 40 ends the process. In this case, since the air-fuel ratio deviation is large but the exhaust temperature deviation is also large, the cause of these deviations is not only the variation in the A / F sensor 46, but also the deviation of the fuel injection amount, or the clogging of the intake pipe or exhaust pipe. It is also possible that the amount of air flowing through the exhaust pipe is misaligned. For this reason, it cannot be determined that there is variation in the A / F sensor 46, and thus the ECU 40 determines that there is no variation in the A / F sensor 46.

なお、この例ではステップＳ３１の後にステップＳ３２が実行されるが、これらの実行順序は逆であってもよく、また並列的に実行されてもよい。また、ステップＳ３１およびＳ３２の判定において等号が成立する場合の分岐については当業者が適宜設計することができる。   In this example, step S32 is executed after step S31. However, the execution order may be reversed, or may be executed in parallel. Further, a person skilled in the art can appropriately design the branch when the equal sign is established in the determinations in steps S31 and S32.

ステップＳ３２において排気温偏差の絶対値が排気温偏差閾値より小さいと判定された場合、ＥＣＵ４０はＡ／Ｆセンサ４６にばらつきがあると判定する。この場合には、ＥＣＵ４０はＡ／Ｆセンサ４６にばらつきがある旨を運転者に通知する（ステップＳ４）。この通知はたとえばＭＩＬランプを点灯させることによって行われる。さらに、ＥＣＵ４０はＡ／Ｆセンサ４６の出力（実空燃比）に基づくすべての制御を停止する（ステップＳ５）。これにより、実空燃比に基づく燃料噴射量の補正や排気への燃料添加量の補正が停止される。   When it is determined in step S32 that the absolute value of the exhaust temperature deviation is smaller than the exhaust temperature deviation threshold, the ECU 40 determines that the A / F sensor 46 has variations. In this case, the ECU 40 notifies the driver that the A / F sensor 46 varies (step S4). This notification is performed, for example, by turning on the MIL lamp. Further, the ECU 40 stops all control based on the output (actual air-fuel ratio) of the A / F sensor 46 (step S5). Thereby, the correction of the fuel injection amount based on the actual air-fuel ratio and the correction of the fuel addition amount to the exhaust are stopped.

以上説明されるように、実施の形態１に係るディーゼルエンジン１００およびＥＣＵ４０によれば、実排気温と目標排気温との偏差に基づいてＡ／Ｆセンサ４６のばらつきの有無を判定するので、Ａ／Ｆセンサ４６のばらつきを的確に判定することができる。   As described above, according to the diesel engine 100 and the ECU 40 according to the first embodiment, the presence / absence of variation in the A / F sensor 46 is determined based on the deviation between the actual exhaust temperature and the target exhaust temperature. / F sensor 46 can be accurately determined.

また、Ａ／Ｆセンサ４６のばらつきがあると判定された場合にはＭＩＬを点灯させるとともにＡ／Ｆセンサ４６に基づく制御を停止するので、大きなばらつきを含む実空燃比に基づいて制御が続けられることがない。したがって、結果的に噴射量の学習（補正）精度が向上し、失火および排気悪化を防止することができる。また、触媒制御性が向上するため、触媒ＯＴを防止し、燃費を改善することができる。   When it is determined that there is a variation in the A / F sensor 46, the MIL is turned on and the control based on the A / F sensor 46 is stopped, so that the control is continued based on the actual air-fuel ratio including a large variation. There is nothing. Therefore, as a result, the learning (correction) accuracy of the injection amount is improved, and misfire and exhaust deterioration can be prevented. Further, since the catalyst controllability is improved, the catalyst OT can be prevented and the fuel consumption can be improved.

実施の形態１において、ディーゼルエンジン１００は他の内燃機関であってもよく、たとえばガソリンエンジンであってもよい。
また、ディーゼルエンジン１００は、排気管内の燃焼ガスを吸気管内に還流させるＥＧＲ装置が設けられていてもよく、この場合、指令噴射量及び機関回転数などから求められるＥＧＲ量に応じて目標空気量、目標Ａ／Ｆ、目標排気温を補正し、各種センサの値と偏差を算出すればよい。
各種センサの配置は、実施の形態１に示される配置以外であってもよい。たとえば、排気管に設置されるＡ／Ｆセンサや排気温センサは排気管に設置されていればよく、ターボチャージャ１４の上流側の排気管、触媒２６の上流側の排気管や触媒２６の下流側排気管に配置されていればよい。なお、実施の形態１に示される配置は、各種センサが設置されることが多い配置となっており、この場合、新たに各種センサを設置する必要がない。
空気量マップ、空燃比マップおよび排気温マップは、たとえば各センサから特性中央品として選択されたものを使用して決定することができる。 In Embodiment 1, diesel engine 100 may be another internal combustion engine, for example, a gasoline engine.
Further, the diesel engine 100 may be provided with an EGR device that recirculates the combustion gas in the exhaust pipe into the intake pipe. In this case, the target air amount is determined according to the EGR amount obtained from the command injection amount and the engine speed. The target A / F and the target exhaust temperature may be corrected, and the values and deviations of various sensors may be calculated.
The arrangement of the various sensors may be other than the arrangement shown in the first embodiment. For example, an A / F sensor or an exhaust temperature sensor installed in the exhaust pipe only needs to be installed in the exhaust pipe. The exhaust pipe upstream of the turbocharger 14, the exhaust pipe upstream of the catalyst 26, and the downstream of the catalyst 26. What is necessary is just to arrange | position to the side exhaust pipe. The arrangement shown in the first embodiment is an arrangement in which various sensors are often installed. In this case, it is not necessary to newly install various sensors.
The air amount map, the air-fuel ratio map, and the exhaust gas temperature map can be determined using, for example, the one selected as the characteristic center product from each sensor.

また、これらのマップは、実施の形態１に示される変数以外の情報を考慮に入れたものであってもよい。たとえば、空燃比マップは、環境条件（外気温、水温、大気圧、等）、触媒モード（通常燃焼モードであるか、または再生燃焼モードであるか）等に基づいて空気量の補正を行ってもよい。また、排気温マップは、空気量、ＥＧＲ量、環境条件（外気温、水温、大気圧、等）、触媒モード（通常燃焼モードであるか、または再生燃焼モードであるか）等に基づいて排気温の補正を行ってもよい。   Further, these maps may take into account information other than the variables shown in the first embodiment. For example, the air-fuel ratio map corrects the air amount based on environmental conditions (outside air temperature, water temperature, atmospheric pressure, etc.), catalyst mode (whether it is the normal combustion mode or the regeneration combustion mode), etc. Also good. The exhaust temperature map is exhausted based on the air amount, EGR amount, environmental conditions (outside air temperature, water temperature, atmospheric pressure, etc.), catalyst mode (whether it is the normal combustion mode or the regeneration combustion mode), etc. You may correct | amend temperature.

また、排気温検出手段は排気温センサ４４でなくともよく、触媒の温度を検出する温度センサであってもよい。
また、実施の形態１では、目標空燃比を指令噴射量と吸入空気量相当値（目標空気量または機関回転数）とから決定したが、これに限らず、指令噴射量とエアフローメーター４２によって検出される実空気量とから求めてもよい。この場合、指令噴射量と実空気量とから目標排気温度を求めるマップをＥＣＵに備えておき、該マップより目標排気温度を算出すればよい。 Further, the exhaust temperature detection means may not be the exhaust temperature sensor 44 but may be a temperature sensor that detects the temperature of the catalyst.
In the first embodiment, the target air-fuel ratio is determined from the command injection amount and the intake air amount equivalent value (target air amount or engine speed). However, the present invention is not limited to this and is detected by the command injection amount and the air flow meter 42. You may obtain | require from the actual amount of air to be used. In this case, a map for obtaining the target exhaust temperature from the command injection amount and the actual air amount may be provided in the ECU, and the target exhaust temperature may be calculated from the map.

４０ ＥＣＵ、４２ エアフローメーター、４４ 排気温センサ（排気温検出手段）、４６ Ａ／Ｆセンサ（空燃比検出手段）、４８ 回転数センサ（回転数検出手段）、１００ ディーゼルエンジン（内燃機関）。   40 ECU, 42 Air flow meter, 44 Exhaust temperature sensor (exhaust temperature detecting means), 46 A / F sensor (air-fuel ratio detecting means), 48 Rotational speed sensor (rotational speed detecting means), 100 Diesel engine (internal combustion engine).

Claims (3)

内燃機関において空燃比検出手段のばらつきを判定する方法であって、
前記内燃機関の機関回転数を取得するステップと、
燃料噴射量を指示する指令噴射量と、前記機関回転数とに基づいて、目標空気量を決定するステップと、
前記指令噴射量と、前記目標空気量とに基づいて、目標空燃比を決定するステップと、
前記空燃比検出手段によって実空燃比を検出するステップと、
前記目標空燃比および前記実空燃比に基づいて、空燃比偏差を算出するステップと、
前記指令噴射量と、前記機関回転数とに基づいて、目標排気温を決定するステップと、
実排気温を検出するステップと、
前記目標排気温および前記実排気温に基づいて、排気温偏差を算出するステップと、
前記空燃比偏差および前記排気温偏差に基づいて、前記空燃比検出手段のばらつきを判定するステップと
を含む方法。 A method for determining variations in air-fuel ratio detection means in an internal combustion engine,
Obtaining an engine speed of the internal combustion engine;
Determining a target air amount based on a command injection amount for instructing a fuel injection amount and the engine speed;
Determining said command injection quantity, the based on the target air amount, the target air-fuel ratio,
Detecting an actual air-fuel ratio by the air-fuel ratio detection means;
Calculating an air-fuel ratio deviation based on the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio;
Determining a target exhaust gas temperature based on the command injection amount and the engine speed ;
Detecting the actual exhaust temperature;
Calculating an exhaust temperature deviation based on the target exhaust temperature and the actual exhaust temperature;
Determining variations in the air-fuel ratio detection means based on the air-fuel ratio deviation and the exhaust temperature deviation. 前記目標空気量は、前記指令噴射量および前記機関回転数から前記目標空気量を求める空気量マップを参照して決定され、  The target air amount is determined with reference to an air amount map for obtaining the target air amount from the command injection amount and the engine speed,
前記目標排気温は、前記指令噴射量および前記機関回転数から前記目標排気温を求める排気温マップを参照して決定される、請求項１に記載の方法。  The method according to claim 1, wherein the target exhaust temperature is determined with reference to an exhaust temperature map for obtaining the target exhaust temperature from the command injection amount and the engine speed. 前記空燃比検出手段のばらつきを判定する前記ステップにおいて、
前記空燃比偏差の絶対値が所定の空燃比偏差閾値より大きく、かつ、前記排気温偏差の絶対値が所定の排気温偏差閾値より小さい場合には、前記空燃比検出手段のばらつきがあると判定し、
前記空燃比偏差の絶対値が前記空燃比偏差閾値より小さいか、または、前記排気温偏差の絶対値が前記排気温偏差閾値より大きい場合には、前記空燃比検出手段のばらつきがないと判定する、請求項１または２に記載の方法。 In the step of determining the variation of the air-fuel ratio detection means,
If the absolute value of the air-fuel ratio deviation is larger than a predetermined air-fuel ratio deviation threshold value and the absolute value of the exhaust gas temperature deviation is smaller than a predetermined exhaust gas temperature deviation threshold value, it is determined that there is variation in the air-fuel ratio detection means. And
If the absolute value of the air-fuel ratio deviation is smaller than the air-fuel ratio deviation threshold or the absolute value of the exhaust temperature deviation is larger than the exhaust temperature deviation threshold, it is determined that there is no variation in the air-fuel ratio detection means. The method according to claim 1 or 2 .
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