内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空燃比传感器的输出修正装置。更具体而言，涉及对在内燃机的排气路径的催化剂前后分别设置的空燃比传感器的输出进行修正的输出修正装置。
【背景技术】
[0002]例如，专利文献I公开了一种具有在催化剂的前后分别配置的空燃比传感器的空燃比控制装置的故障检测装置。该装置基于催化剂的前后的空燃比传感器的输出差，对设置于上游的空燃比传感器的故障或者催化转换器的故障进行判定。另外，在该装置中，下游侧的空燃比传感器的输出基于基准输出来进行修正，上游侧的空燃比传感器的输出使用下游侧的空燃比传感器来进行修正。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本特开平06-280662号公报
[0005]专利文献2:日本特开2007-285288号公报
[0006]专利文献3:日本特开2011-117462号公报
[0007]专利文献4:日本特开平09-287504号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]在催化剂前后的空燃比传感器的特性因空燃比传感器的制造误差、劣化等而产生了误差的情况下，空燃比传感器之间的输出误差会对使用催化剂前后的两空燃比传感器的输出的各种控制的控制参数造成影响。例如，在基于前后的空燃比传感器的输出的催化剂故障检测中，可能会在正常、异常判定中导致误判定。因此，希望有一种能够对催化剂前后的空燃比传感器之间的输出特性的偏差、或者因该偏差而产生的空燃比的偏差进行修正的系统。
[0010]关于这一点，在专利文献I的系统中，在催化剂之前设置有极限电流式的空燃比传感器，在催化剂之后设置有电动势式的空燃比传感器。在此，在电动势式的空燃比传感器与极限电流式的空燃比传感器之间，难以对特性的偏差进行修正。
[0011]因此，本发明以解决上述问题为目的，提供一种以使得能够在设置于催化剂前后的2个空燃比传感器之间对偏差进行修正的方式进行了改良的内燃机的控制装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]为了达成上述目的，本发明是一种内燃机的控制装置，应用于具备催化剂、第I空燃比传感器以及第2空燃比传感器的内燃机。催化剂设置于排气路径，具备氧吸藏功能。第I空燃比传感器是设置于催化剂的上游的传感器，第2空燃比传感器是设置于催化剂的下游的传感器。该内燃机的控制装置具备将内燃机的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比或者比理论空燃比稀的稀空燃比的控制单元。另外，该内燃机的控制装置具备检测单元和修正单元。检测单元在判定为达到了在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后催化剂吸藏氧直到氧吸藏量的上限的状态、或者在空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比之后催化剂放出氧直到氧吸藏量的下限的状态的状态下，检测第I空燃比传感器的输出即第I输出和第2空燃比传感器的输出即第2输出。修正单元基于第I输出与第2输出的差异，对第I空燃比传感器的输出与根据第I空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系(以下也称为“第I关系”)进行修正。该修正例如包括:对与检测到的第I空燃比传感器的输出信号相应的值进行修正，根据该修正值求出空燃比的值的情况；对由映射和/或运算式等确定的第I空燃比传感器的输出值和与之相对的空燃比的值的关联性进行修正，基于该修正后的关联性而根据第I空燃比传感器的输出求出空燃比的值的情况；对根据第I空燃比传感器的输出值算出的空燃比的值进行修正的情况等。
[0014]在本发明中，催化剂的氧吸藏量的上限或下限是按每个催化剂而不同、且根据催化剂的温度、劣化状态等而变化的值。是否达到了这样的状态例如可以基于在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后或者从稀空燃比切换为浓空燃比之后是否经过了基准时间来进行判定。或者，是否达到了该状态也可以基于在空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比之后第2空燃比传感器的输出是否达到了与稀空燃比相应的输出、或者在从稀空燃比切换为浓空燃比之后第2空燃比传感器的输出是否达到了与浓输出相应的输出来进行判定。
[0015]在本发明中，修正单元也可以根据在空燃比被控制为浓空燃比的状态下检测到的第I输出与第2输出的差异，对空燃比浓的区域中的第I关系进行修正，根据在空燃比被控制为稀空燃比的状态下检测到的第I输出与第2输出的差异，对空燃比稀的区域中的第I关系进行修正。
[0016]另外，在本发明中，内燃机的控制装置也可以还具备停止向内燃机的燃料供给而执行燃料切断运转的单元。在该情况下，修正单元根据空燃比传感器的与大气对应的输出的基准值与在燃料切断运转期间检测到的第I空燃比传感器的输出即第3输出的差异，进一步对第I关系进行修正。在该情况下，修正单元也可以进一步基于基准值与第3输出的差异，对第2空燃比传感器的输出与根据第2空燃比传感器的输出运算出的空燃比的值的关系(以下也称为“第2关系”)进行修正。与上述同样，该修正例如包括:对与检测到的第2空燃比传感器的输出信号相应的值进行修正，根据该修正值求出空燃比的值的情况；对由映射、运算式等确定的第2空燃比传感器的输出值和与之对应的空燃比的值的关联性进行修正，基于该修正后的关联性，根据第2空燃比传感器的输出求出空燃比的值的情况；对根据第2空燃比传感器的输出值算出的空燃比的值进行修正的情况等。此外，“输出的基准值”例如是基于空燃比传感器的输出中央值产品的对于大气的输出、通过运算而算出的对于大气的空燃比传感器的理论的输出等而预先设定的成为基准的值。
[0017]另外，在发明中，修正单元也可以根据基准值与第3输出的差异，对空燃比稀的区域中的第I关系或第2关系进行修正，根据修正系数以及基准值与第3输出的差异，对空燃比浓的区域中的第I关系或第2关系进行修正，所述修正系数是根据空燃比传感器的与稀的区域中的输出特性相对的浓的区域中的输出特性而预先设定的系数。
[0018]另外，在本发明中，修正单元也可以根据在催化剂达到基准的活性温度之前的状态下检测到的第I空燃比传感器的输出即第4输出与第2空燃比传感器的输出即第5输出的差异、以及第I输出与第2输出的差异，对第I关系进行修正。
[0019]发明效果
[0020]在达到了吸藏于催化剂的氧被放出直到氧吸藏量的下限的状态的情况下，和/或在达到催化剂吸藏氧直到上限的状态时，催化剂下游的排气空燃比根据催化剂上游的排气空燃比的变化而变化，推定为排气的空燃比在催化剂上游和下游大致相同。在该状态下，若是本来的话，催化剂的上游、下游的空燃比传感器的输出(第I输出、第2输出)大致相同。然而，在空燃比传感器的输出特性产生了不均的情况下，第I输出与第2输出之间会产生差异。因此，在本发明中，基于第I输出与第2输出的差异，对第I空燃比传感器的输出和与之对应的空燃比的值的关系进行修正，从而能够除去第I空燃比传感器与第2空燃比传感器之间产生的输出特性的不均所带来的影响，能够使空燃比传感器的输出特性在催化剂的上游和下游一致。由此，能够提高使用催化剂上游、下游的两空燃比传感器的输出的控制的精度。
[0021]另外，与催化剂下游侧相比，高温的排气在催化剂上游侧流通。因此，在催化剂上游侧配置的第I空燃比传感器与下游侧的第2空燃比传感器相比，劣化容易进展。关于这一点，根据本发明，能够使位于催化剂上游侧的第I空燃比传感器的输出与下游侧的第2空燃比传感器的输出一致，所以能够高精度地进行空燃比的检测。
[0022]另外，空燃比传感器的输出在空燃比浓的区域和稀的区域中不同。关于这一点，在本发明中，在分为空燃比浓的区域和空燃比稀的区域来进行修正的情况下，能够配合各个区域的输出特性而更准确地进行空燃比传感器的输出与空燃比的值的关系的修正。
[0023]另外，燃料切断运转期间的第I空燃比传感器的输出(第3输出)与基准值的差异相当于第I空燃比传感器的对于大气的输出和对于大气的基准的输出值的差异。因此，通过考虑第3输出与基准值的差异来对空燃比传感器的输出进行修正，能够对第I空燃比传感器相对于成为基准的空燃比传感器的输出偏差进行修正，能够检测更准确的空燃比。
[0024]另外，各空燃比传感器的稀区域的输出特性和浓区域的输出特性具有特定的对应关系，该关系可以预先设定为修正系数。因此，通过上述燃料切断运转期间的第3输出与基准值的差异以及修正系数，能够对浓区域的输出特性也适当地进行修正。由此，对于稀区域、浓区域，能够更准确地检测空燃比。
【附图说明】
[0025]图1是用于对本发明的实施方式中的系统的整体结构进行说明的示意图。
[0026]图2是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的输出与空燃比的关系进行说明的图。
[0027]图3是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的电路误差进行说明的图。
[0028]图4是用于对本发明的实施方式中的空燃比传感器的输出特性的修正进行说明的图。
[0029]图5是用于对本发明的实施方式中的算出使输出特性一致的修正值的控制进行说明的时间图。
[0030]图6是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
[0031]图7是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
[0032]图8是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
[0033]图9是用于对在本发明的实施方式中控制装置所执行的控制的例程进行说明的流程图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，对于相同或相当的部分附上相同标号，对其说明进行简化或省略。
[0035]实施方式
[0036]图1是用于对本发明的实施方式中的系统的整体结构进行说明的示意图。图1的系统搭载于车辆等而使用。在图1中，在内燃机2的排气路径4设置有催化剂6。
[0037]催化剂6是三元催化剂。在正常发挥功能的状态下，催化剂6在流入的排气空燃比处于理论空燃比(以下也称为“理想配比”)附近的情况下高效地对排气中的HC、CO、NOx这3种成分进行净化。另外，催化剂6具有氧吸藏功能(Oxygen Storage Capacity;以下也称为“0SC”)，在排气空燃比稀时吸附贮藏排气中的氧，将氮氧化物(NOx)等稀成分还原，并且，在排气空燃比浓时放出氧，将排气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)等浓成分氧化，从而能够净化排气。
[0038]在排气路径4的比催化剂6靠上游侧设置有空燃比传感器10(第I空燃比传感器)。在排气路径4的比催化剂6靠下游侧设置有空燃比传感器12 (第2空燃比传感器)。此外，为了方便，在以下的实施方式中，将催化剂6的上游侧的空燃比传感器10也称为“Fr传感器10”，将下游侧的空燃比传感器12也称为“Rr传感器12”。
[0039]图1的系统具备控制装置14。控制装置14对内燃机2的系统整体进行综合控制。控制装置14的输出侧连接有各种致动器，输入侧连接有空燃比传感器10、12等各种传感器。控制装置14接受传感器信号而检测排气的空燃比、内燃机转速、以及其他的内燃机2的运转所需的各种信息，并且按照存储于内置ROM的控制程序来操作各致动器。另外，控制装置14内置有在电源断开时也保持数据、且能够改写数据的存储单元即备用RAM，存储各控制所需的修正值等。此外，虽然与控制装置14连接的致动