发动机的控制装置的制造方法

文档序号:11141707
发动机的控制装置的制造方法
本发明涉及一种发动机的控制装置,尤其涉及检测排气管的空燃比的空燃比传感器的劣化检测。

背景技术:
作为本技术领域的

背景技术:
,有日本专利特开2008-175202号公报(专利文献1)。在该公报中揭示有如下内容:根据检测内燃机的废气的空燃比的空燃比传感器的输入空燃比的方差值峰值和输出空燃比峰值的时间来测量空燃比传感器的死区时间,从而进行异常诊断。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2008-175202号公报

技术实现要素:
发明要解决的问题在专利文献1所记载的技术中,在算出方差值的期间内,必须使空燃比以规定的中心空燃比为界而阶段性地朝贫侧和富侧变化。因而,必须在算出方差值的期间使改变空燃比的控制持续,从而存在发动机的运转性及排气性能发生劣化的问题。此外,存在为了算出方差值而导致检测期间也变长的问题。本发明是鉴于这种问题而成,其目的在于高精度地检测空燃比传感器的死区时间特性的劣化而无运转性及排气性能的劣化。解决问题的技术手段为了解决上述问题,本发明的控制装置的特征在于,包括:空燃比检测单元,其检测排气管的空燃比;以及空燃比变动单元,其以规定周期改变排气管的空燃比,在通过所述空燃比变动单元而使得空燃比发生变动时的所述空燃比检测单元的输出信号中的规定频率的振幅为规定值以上、并且从与发动机相位相关的参数的基准位置或基准时期起到所述空燃比检测单元的输出信号的规定值为止的所需时间或所需角度为规定值以上时,通知所述空燃比检测单元的异常,或者为发动机控制的一部分开启故障保险。发明的效果根据本发明,由于是根据空燃比传感器输出信号的振幅和相位变化来诊断空燃比传感器的劣化,因此能以较短时间进行劣化诊断。此外,由于是在平均空燃比为排气最佳空燃比的状态下使用频率相对较高的空燃比振动来检测空燃比传感器的死区时间特性的劣化,因此可实现短时间且高精度的检测而无运转性及排气性能的劣化。附图说明图1为实施例1~4中的发动机控制系统图。图2为表示实施例1~4中的控制单元的内部的图。图3为表示实施例1中的控制整体的框图。图4为实施例1中的燃料喷射量修正值运算部的框图。图5为实施例1中的振幅运算部的框图。图6为实施例1中的所需时间(所需角度)运算部的框图。图7为实施例1中的死区时间异常判定部的框图。图8为表示实施例2中的控制整体的框图。图9为实施例2~4中的燃料喷射量修正值运算部的框图。图10为实施例2中的振幅运算部的框图。图11为实施例2中的所需角度运算部的框图。图12为实施例2中的死区时间异常判定部的框图。图13为表示实施例3中的控制整体的框图。图14为实施例3、4中的二旋转成分运算部的框图。图15为实施例3、4中的振幅运算部的框图。图16为实施例3、4中的所需角度运算部的框图。图17为实施例3、4中的死区时间异常判定部的框图。图18为表示实施例4中的控制整体的框图。图19为实施例4中的空燃比反馈修正值运算部的框图。具体实施方式下面,使用附图,对实施例进行说明。实施例1图1为表示本实施例的系统图。在由多汽缸(此处为4汽缸)构成的发动机9中,来自外部的空气通过空气滤清器1,并经过进气歧管4、集流器5而流入至汽缸内。流入空气量由电子节气门3加以调节。空气流量传感器2检测流入空气量。此外,进气温度传感器29检测进气温度。曲轴转角传感器15输出曲轴的每10°转角的信号和每一燃烧周期的信号。水温传感器14检测发动机9的冷却水温度。此外,加速器开度传感器13检测加速器6的踩踏量,由此检测驾驶员的要求扭矩。加速器开度传感器13、空气流量传感器2、进气温度传感器29、安装于电子节气门3的节气门开度传感器17、曲轴转角传感器15、水温传感器14各自的信号被送至后文叙述的控制单元16,根据这些传感器输出而获得发动机9的运转状态,从而最佳地运算空气量、燃料喷射量、点火正时等发动机9的主要操作量。控制单元16内所运算出的目标空气量被转换为目标节气门开度→电子节气门驱动信号,并送至电子节气门3。燃料喷射量被转换为开阀脉冲信号,并送至燃料喷射阀(喷油器)7。此外,以在由控制单元16运算出的点火正时进行点火的方式将驱动信号送至火花塞8。所喷射的燃料与来自进气歧管的空气混合而流入至发动机9的汽缸内,形成混合气体。混合气体在规定的点火正时通过产生自火花塞8的火花而爆炸,通过其燃烧压力来下压活塞而成为发动机9的动力。爆炸后的废气经过排气歧管10而送入至三元催化剂11。废气的一部分通过废气回流管18而回流至进气侧。回流量由EGR阀19控制。在排气管集合部安装有空燃比传感器12。催化剂下游O2传感器20安装在三元催化剂11的下游。图2表示控制单元16的内部。空气流量传感器2、空燃比传感器12、加速器开度传感器13、水温传感器14、曲轴转角传感器15、节气门阀开度传感器17、催化剂下游O2传感器20、进气温度传感器29的各传感器输出值输入至ECU16内,在输入电路24中进行去噪等信号处理后,被送至输入输出端口25。输入端口的值保管在RAM23中,在CPU21内加以运算处理。记述有运算处理的内容的控制程序被预先写入在ROM22中。表示按照控制程序运算出的各致动器动作量的值被保管至RAM23之后,被送至输入输出端口25。火花塞8的动作信号被设定ON/OFF信号,该ON/OFF信号在点火输出电路26内的初级线圈的通电时为ON、在不通电时为OFF。点火正时是从ON变为OFF的时间。设定在输出端口中的火花塞8用信号在点火输出电路26中被放大至燃烧所需的足够能量并供给至火花塞8。此外,燃料喷射阀7的驱动信号被设定开阀时ON、闭阀时OFF的ON/OFF信号,在燃料喷射阀驱动电路27中被放大至足以打开燃料喷射阀7的能量并送至燃料喷射阀7。实现电子节气门3的目标开度的驱动信号经过电子节气门驱动电路28而送至电子节气门3。实现EGR阀19的目标开度的驱动信号经过EGR阀驱动电路30而送至EGR阀19。下面,对写入至ROM22的控制程序进行叙述。图3为表示控制整体的框图,由以下的运算部构成。·燃料喷射量修正值运算部(图4)·振幅运算部(图5)·所需时间(所需角度)运算部(图6)·死区时间异常判定部(图7)在“燃料喷射量修正值运算部”中,以规定周期运算用以使全部汽缸的燃料喷射量一律变化的燃料喷射量修正值(Ti_hos)和每规定周期导通一次的周期标志(f_sin_init)。对基本燃料喷射量(Tp)乘以Ti_hos,运算决定各汽缸的燃料喷射量的喷射脉冲宽度(Ti1~Ti4)。再者,关于Tp的运算方法,是根据吸入空气量、发动机转速、喷油器的喷射量特性等来求,由于有广为人知的通常方法,因此此处不作详细叙述。在“振幅运算部”中,根据催化剂上游空燃比信号传感器信号(Rabf)求空燃比信号的振幅(A1)。在“所需时间(所需角度)运算部”中,根据催化剂上游空燃比传感器信号(Rabf)求从所述f_sin_init变为1起到在所述规定周期一循环内Rabf达到最大为止的所需时间(T1)或角度。在“死区时间异常判定部”中,根据A1和T1求异常标志(f_MUL)。下面,对各运算部的详情进行说明。<燃料喷射量修正值运算部(图4)>在本运算部中,运算Ti_hos(燃料喷射量修正值)和f_sin_init(周期标志)。具体内容示于图4。i)在转速处于规定范围且发动机负荷处于规定范围,并且,转速的本次值与前次值的差为规定值以下,并且,发动机负荷的本次值与前次值的差为规定值以下时,·以周期fa运算sin波的值s0。其中,设定fa≥fc。fc:截止频率·每一周期设定f_sin_init=1。除此以外,设定f_sin_init=0。ii)除‘i)’以外时,设定s0=0f_sin_init=0。对s0乘以K_Ti_hos(修正值范围)并加1,将所得值作为Ti_hos(燃料喷射量修正值)。K_Ti_hos为决定燃料喷射量或实际空燃比的振动振幅的值,是考虑发动机9的运转性、排气性能、死区时间特性的检测精度来确定的。再者,考虑到对发动机性能的影响等,使Ti_hos以周期fa进行振动的次数被确定为规定次数,较理想为仅以所需最小次数使Ti_hos振动。<振幅运算部(图5)>在本运算部中,运算A1(振幅)。具体内容示于图5。将从f_sin_init=1起到下次f_sin_init=1为止的Rabf的最大值与最小值的差作为振幅A1。<所需时间(所需角度)运算部(图6)>在本运算部中,运算T1(所需时间)。具体内容示于图6。·f_sin_init=1时,重置计时器。·将在从f_sin_init=1起到下次f_sin_init=1为止的期间内Rabf达到最大值时的计时器值设作为T1。再者,虽然上述处理涉及的是所需时间,但也可像下述那样运算所需角度。·存储f_sin_init=1时的发动机转角θa。·将在从f_sin_init=1起到下次f_sin_init=1为止的期间内Rabf达到最大值时的发动机转角作为θb,将θb-θa作为所需角度θ0。再者,θ0的动态范围是根据空燃比传感器12的死区时间的长度、检测时的发动机运转条件以及周期fa来设定的(也存在大于360deg的情况)。<死区时间异常判定部(图7)>在本运算部中,运算f_MUL(异常标志)。具体内容示于图7。K_A1≤A1且K_T1≤T1时,设定f_MUL=1。K_A1、K_T1是对判定为死区时间异常的电平进行规定的值。是根据诊断目标性能来确定的。再者,上述使用所需角度θ0来进行判定的情况为下述处理。K_A1≤A1且K_θ0≤θ0时,设定f_MUL=1。K_θ0为对判定为死区时间异常的电平进行规定的值。是根据诊断目标性能来确定的。此外,即便空燃比传感器12的死区时间固定,由于所用角度θ0会根据发动机9的转速而变化,因此在各种转速下进行检测的情况下,以转速的灵敏度消失的方式进行修正。实施例2在本实施例中,将一汽缸的空燃比相较于其他汽缸的空燃比错开规定量而产生发动机二旋转周期的空燃比振动,使用该信号来检测空燃比传感器12的...
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