传感器控制装置、传感器控制系统以及传感器控制方法
【专利说明】传感器控制装置、传感器控制系统以及传感器控制方法
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本国际申请主张基于在2012年12月4日向日本国特许厅申请的日本国专利申请第2012-265261号的优先权，将日本国专利申请第2012-265261号的全部内容援用于本国际申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及传感器控制装置、传感器控制系统以及传感器控制方法。
【背景技术】
[0004]在内燃机中，以燃油经济性的提高、减少包含在排气中的有害物质为目的，一般进行作为燃料相对于吸入空气的比的空燃比的控制，更具体地讲，进行燃料相对于包含在吸入空气中的氧气的比的控制。需要在进行该控制的基础上测定吸入空气的体积。例如，公知有使用测定吸入空气的体积的空气质量流传感器的方法。空气质量流传感器使用于具有进气节流阀的内燃机，从而能够进行根据运行状态变动的、吸入到气缸的吸入空气体积的测定。
[0005]另一方面，在柴油机、汽油直喷发动机等中，不设置进气节流阀，吸入到气缸的吸入空气体积基本上恒定。而且，在具有使燃烧后的排气的一部分回流到吸入空气的排气回流装置(之后，表述为“EGR装置”。)的柴油机等中，根据所回流的排气的量(之后，表述为“EGR量”。)，包含在吸入空气中的氧气的比例变化。换言之，吸入到气缸中的氧气量变化。
[0006]此时，仅在上述空气质量流传感器中正确地控制空燃比是非常困难的。即，在仅使用了空气质量流传感器的空燃比的控制中，在包含在吸入空气中的氧气的比例与例如包含在大气中的氧气的比例相同的假设下，算出吸入到气缸中的氧气量。在具有EGR装置的内燃机中，由于包含在吸入空气中的氧气的比例变化，因此不能正确地算出吸入到气缸中的氧气量。
[0007]为了解决上述问题，公开有如下技术:使用对包含在吸入空气中的氧气浓度进行测定的氧气传感器，算出吸入到气缸中的氧气量(例如，参照专利文献I)。在该技术中，通过空气质量流传感器对吸入到气缸中的吸入空气的体积进行测定，而且，通过氧气传感器对吸入空气的氧气浓度进行测定，从而算出吸入到气缸中的氧气量。空燃比的控制可以是如下的前馈控制:根据如上所述算出的氧气量，控制喷射到气缸或进气口的燃料的量。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平2-221647号公报
【发明内容】
[0011]发明所要解决的课题
[0012]在如上所述使用氧气传感器时，公知需要对由氧气传感器的劣化等引起的输出值的变化进行校正。特别是，在仅在内燃机的进气系统中配置有氧气传感器时，与在进气系统和排气系统中配置有氧气传感器的情况相比较，对氧气传感器的输出要求高精度，校正的必要性提尚。
[0013]因此，在记载于专利文献I的技术中也公开有如下内容:在内燃机的停止之后，对氧气传感器的输出值进行校正。具体地讲，公开有如下的运算:当内燃机的点火开关关闭时，进行氧气传感器的输出读入和大气压的检测，求出在氧气传感器输出的校正中使用的传感器校正系数。
[0014]在如上所述记载于专利文献I的技术中，在传感器校正系数的运算中使用的数据(氧气传感器的输出和大气压)的获取仅是在点火开关关闭之后进行，而且，数据的获取时机只有一次，因此存在很难保持传感器校正系数的精度的问题。
[0015]即，根据一次获取数据求出传感器校正系数，因此当正确的数据获取失败时，根据获取失败的数据求出传感器校正系数，存在很难保持传感器校正系数的精度的问题。而且，由于仅在点火开关关闭之后进行数据的获取，因此换言之数据的获取频率低且传感器校正系数的更新频率低，因此存在很难消除对正确的数据获取失败时的影响的问题。
[0016]在本发明的一方面中，优选提供能够抑制氧气传感器的测定精度的恶化的传感器控制装置、传感器控制系统以及传感器控制方法。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]本发明的一个方面中的传感器控制装置与具有传感器元件的氧气传感器连接，该传感器元件对具有排气回流装置的内燃机的吸入环境气体中的氧气浓度进行测定。该传感器控制装置设置有检测部和运算部。
[0019]检测部对与从所述传感器元件输出的所述氧气浓度对应的输出信号进行检测。运算部进行在算出氧气浓度时使用的输出信号的校正系数的算出。
[0020]另外，所述运算部获取在基于排气回流装置的向所述吸入环境气体中的排气回流停止且进行所述内燃机的怠速停止的期间得到的所述输出信号，来作为在所述校正系数的算出中使用的校正信息。
[0021]本发明的另一方面中的传感器控制方法为具有传感器元件的氧气传感器中的传感器控制方法，该传感器元件对具有排气回流装置的内燃机的吸入环境气体中的氧气浓度进行测定。该传感器控制方法具有检测步骤、条件判定步骤、回流停止步骤、怠速停止步骤、获取步骤、算出步骤。
[0022]在检测步骤中，对与从所述传感器元件输出的所述氧气浓度对应的输出信号进行检测。在条件判定步骤中，判定所述内燃机被怠速停止时的条件是否成立。在回流停止步骤中，基于排气回流装置的向所述吸入环境气体中的排气的回流停止。在怠速停止步骤中，在分别执行了所述条件判定步骤和回流停止步骤之后，执行所述内燃机的怠速停止。在获取步骤中，获取在执行怠速停止的期间得到的所述输出信号来作为在所述校正系数的算出中使用的校正信息。在算出步骤中，根据所获取的所述校正信息进行所述校正系数的算出。
[0023]根据这些传感器控制装置和传感器控制方法，将获取在对传感器元件的输出信号进行校正的校正系数的算出中使用的校正信息的定时，设定到在针对进气(吸入环境气体)的排气的回流停止的状态下内燃机怠速停止的期间，因此与专利文献I的情况相比，容易确保获取校正信息的机会、所获取的次数。
[0024]S卩，在以一般的运行状态运行内燃机时(例如，在以搭载内燃机的车辆行驶城市时)，以很高的频率引起怠速停止，因此与由点火开关的断开引起的内燃机的停止(手动停止)相比容易确保获取校正信息的机会，容易抑制氧气传感器的测定精度的恶化。另外，由于不限制在怠速停止中进行的校正信息的获取次数，因此能够根据更多的校正信息算出精度高的校正系数，容易抑制氧气传感器的测定精度的恶化。除此以外，将在怠速停止中得到的传感器元件的输出信号获取为校正信息，因此得到减少了进气流量(流速)的依赖性的校正信息，能够进一步算出高精度的校正系数。
[0025]而且，在校正信息的获取时，除了怠速停止以外，针对进气的排气的回流也停止，因此根据从传感器元件输出的输出信号而减少排气的影响。另外，在停止排气回流之后执行怠速停止时，可以在停止排气的回流之后经过预定的等待时间后进行怠速停止。由此，由于直到即将停止排气的回流之前为止所回流的排气吸入到内燃机(气缸内)，因此传感器元件周围的吸入环境气体与大气相等，能够根据从传感器元件输出的输出信号进一步排除排气的影响。
[0026]在上述的传感器控制装置中，所述运算部也可以在所述内燃机怠速停止并经过了预定的期间之后进行所述校正信息的获取。
[0027]在上述的传感器控制方法中，也可以是，还具有期间判定步骤，判定在所述怠速停止步骤中执行所述内燃机的怠速停止之后是否经过了预定的期间，在该期间判定步骤中判定为经过了所述预定的期间时，进行所述获取步骤。
[0028]如上所述，在内燃机的怠速停止的期间内，在开始该怠速停止之后经过预定的期间而进行校正信息的获取，从而容易抑制氧气传感器的测定精度的恶化。即，由于在进气的流动实质上停止之后获取校正信息而算出校正系数，因此得到进一步减少了进气流动(流速)的依赖性的校正信息，能够进一步算出更高精度的校正系数。
[0029]在上述的传感器控制装置中，也可以是，所述运算部在一次怠速停止期间中多次进行所述校正信息的获取，求出作为在所述一次怠速停止期间获取的多个所述校正信息的平均的第I平均值，使用该第I平均值进行所述校正系数的算出。
[0030]在上述的传感器控制方法中，也可以是，在所述获取步骤中，在每一次怠速停止期间进行多个所述校正信息的获取，求出作为在所述一次怠速停止期间获取的多个所述校正信息的平均的第I平均值，在所述算出步骤中，根据该第I平均值算出所述校正系数。
[0031]如上所述，在一次怠速停止中多次获取校正信息，使用作为这些多个校正信息的平均的第I平均值进行校正系数的算出，从而进一步容易抑制氧气传感器的测定精度的恶化。即，与各个校正信息进行比较，从而在上述的第I平均值中，通过进行平均处理而排出在获取校正信息时包含的误差的影响。因此，根据使用第I平均值算出的校正系数对传感器元件的输出信号进行校正，从而进一步容易抑制氧气传感器的测定精度的恶化。
[0032]在上述的传感器控制装置中，也可以是，所述运算部求出作为多个所述第I平均值的平均的第2平均值，使用该第2平均值进行所述校正系数的算出。
[0033]在上述的传感器控制方法中，也可以是，在所述算出步骤中，求出作为多个所述第I平均值的平均的第2平均值，根据该第2平均值算出所述校正系数。