内燃机的诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的诊断装置。
【背景技术】
[0002]以往以来，已知在内燃机的排气通路设置空燃比传感器、且构成为基于该空燃比传感器的输出来控制向内燃机供给的燃料量的内燃机。
[0003]这样的内燃机中所使用的空燃比传感器会伴随着使用而逐渐劣化。作为这样的劣化，例如，能够举出空燃比传感器的响应性劣化。空燃比传感器的响应性劣化会因设置在用于防止传感器元件沾上水的传感器罩上的通气孔被颗粒物质(PM)局部堵塞等而产生。若通气孔像这样被局部堵塞，则传感器罩的内侧与外侧之间的气体交换会变慢，其结果，空燃比传感器的输出变迟钝。若产生这样的空燃比传感器的劣化，则会给内燃机的控制装置所执行的各种控制带来障碍。
[0004]于是，提出了诊断空燃比传感器的劣化的诊断装置(例如，参照专利文献1?5)。作为这样的诊断装置，例如，提出了如下的诊断装置:使目标空燃比阶跃性地变化，并且，检测伴随于此而空燃比传感器的输出值达到第1预定值为止的第1响应时间和达到比第1预定值大的第2预定值为止的第2响应时间，基于第1响应时间和第2响应时间这两者来判定空燃比传感器的劣化(例如，专利文献1)。在此，作为空燃比传感器的劣化模式，除了响应时间延迟的响应性劣化之外，还存在响应本身增减的增益劣化。相对于此，根据专利文献1所述的诊断装置，通过基于第1响应时间和第2响应时间这两者来判定空燃比传感器的劣化，能够准确地确定是因两种劣化模式中的哪一种而产生了空燃比传感器的劣化。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2007-192093号公报
[0008]专利文献2:日本特开2004-225684号公报
[0009]专利文献3:日本特开2001-242126号公报
[0010]专利文献4:日本特开2010-007534号公报
[0011]专利文献5:日本特开2011-106415号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]空燃比传感器的响应性劣化的诊断通过使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状变化并检测空燃比传感器对该阶跃状的变化的响应性来进行。并且，使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状变化的幅度越大，则响应性劣化的诊断精度越高。
[0014]在此，在执行使向燃烧室的燃料供给停止或大幅减少的燃料削减控制时，从排气净化催化剂流出的排气的空燃比变得比理论空燃比稀，其稀的程度极大。因此，在燃料削减控制刚开始后或者燃料削减控制刚结束后，从内燃机排出的排气的空燃比大幅地呈阶跃状变化。因此，在燃料削减控制刚开始后或者燃料削减控制刚结束后，能够进行高精度的响应性劣化诊断。
[0015]另一方面，在基于空燃比传感器的输出来控制燃料量的内燃机中，在排气净化催化剂的下游侧设置空燃比传感器的情况也较多。在这样的情况下，从内燃机排出的排气通过排气净化催化剂而到达下游侧的空燃比传感器。因此，在排气净化催化剂具有氧吸藏能力那样的情况下，到达下游侧的空燃比传感器的排气的空燃比不仅根据从内燃机排出的排气而变化，还根据排气净化催化剂的氧吸藏能力、氧吸藏量等而变化。
[0016]因此，在如上述那样为了进行响应性劣化诊断而使从内燃机排出的排气的空燃比呈阶跃状大幅地变化时，存在下游侧空燃比传感器的输出根据排气净化催化剂的状态而变化的情况。在这样的情况下，即使下游侧空燃比传感器的实际的响应性一定，若排气净化催化剂的状态变化，则下游侧空燃比传感器的输出也会伴随于此而变化。
[0017]相对于此，例如，若在燃料削减控制刚结束之后进行响应性劣化诊断，则能够在掌握了排气净化催化剂中的氧吸藏量的状态下进行诊断。因此，能够减少排气净化催化剂的状态对下游侧空燃比传感器的输出的影响，其结果，能够提高下游侧空燃比传感器的响应性劣化的诊断精度。
[0018]然而，即使像这样在燃料削减控制刚结束之后进行响应性劣化诊断，下游侧空燃比传感器的输出也仍会根据排气净化催化剂的状态而变化。并且，若像这样下游侧空燃比传感器的输出根据排气净化催化剂的状态而变化，则会变得无法准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化。
[0019]于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种既能够抑制排气净化催化剂的状态的变化的影响、又能够准确地诊断下游侧空燃比传感器的响应性劣化的异常的内燃机的诊断装置。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]为了解决上述问题，在第1发明中，提供一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备:排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，所述诊断装置具备:第一变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第一空燃比区域时的第一空燃比变化特性，所述第一空燃比区域是在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域；第二变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过第二空燃比区域时的第二空燃比变化特性，所述第二空燃比区域是包含理论空燃比且与所述第一空燃比区域不同的空燃比区域；以及异常诊断单元，其基于由所述第一变化特性算出单元算出的第一空燃比变化特性和由所述第二变化特性算出单元算出的第二空燃比变化特性，诊断所述空燃比传感器的异常。
[0022]在第2发明中，是在第1发明的基础上，所述异常诊断单元，基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
[0023]在第3发明中，是在第2发明的基础上，所述第一空燃比变化特性是第一空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第一空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
[0024]在第4发明中，是在第3发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比变化速度时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比变化速度越慢的方式，补正所述第一空燃比变化速度。
[0025]在第5发明中，是在第2发明的基础上，所述第一空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述第一空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的第一空燃比累计值，所述异常诊断单元，在基于所述第二空燃比变化特性来补正所述第一空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
[0026]在第6发明中，是在第5发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在算出所述修正空燃比累计值时，以所述第二空燃比变化速度越快则所述修正空燃比累计值越大的方式，补正所述第一空燃比累计值。
[0027]在第7发明中，是在第4或第6发明的基础上，所述第二空燃比区域是比理论空燃比稀的第二区域上限空燃比与比理论空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域。
[0028]在第8发明中，是在第7发明的基础上，所述异常诊断单元，在从所述空燃比传感器的输出空燃比进入所述第二空燃比区域起经过了一定时间以上时，不执行基于所述第二空燃比变化速度的对第一空燃比变化速度或第一空燃比累计值的补正。
[0029]在第9发明中，是在第1?第8发明中任一发明的基础上，所述空燃比传感器是在通过该空燃比传感器的排气的空燃比处于预定空燃比区域内时输出界限电流的界限电流式空燃比传感器，所述第一空燃比区域和所述第二空燃比区域在所述空燃比传感器产生界限电流的所述预定空燃比区域内。
[0030]在第10发明中，是在第1?第9发明中任一发明的基础上，所述第一空燃比区域是第一区域上限空燃比与比该第一区域上限空燃比靠浓侧的第一区域下限空燃比之间的区域，所述第二空燃比区域是第二区域上限空燃比与比该第二区域上限空燃比靠浓侧的第二区域下限空燃比之间的区域，所述第二区域上限空燃比为所述第一区域下限空燃比以下。
[0031]在第11发明中，是在第1?第10发明中任一发明的基础上，所述第二空燃比变化特性是第二空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述第二空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在判定为了所述第二空燃比变化速度比催化剂异常判定变化速度快的情况下，判定为所述排气净化催化剂劣化。
[0032]为了解决上述课题，在第12发明中，提供一种内燃机的诊断装置，所述内燃机具备:排气净化催化剂，其配置在所述内燃机的排气通路，并且能够吸藏流入的排气中的氧；和空燃比传感器，其配置在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的排气的空燃比，所述内燃机执行燃料削减控制和恢复后浓控制，所述燃料削减控制是使向燃烧室的燃料供给停止或者减少的控制，所述恢复后浓控制是在燃料削减控制结束后将流入排气净化催化剂的排气的空燃比控制成比理论空燃比浓的浓空燃比的控制，其中，所述诊断装置具备:变化特性算出单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，算出在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比最初通过在理论空燃比以上的一部分的空燃比区域时的空燃比变化特性；收敛空燃比检测单元，其基于从所述空燃比传感器输出的输出空燃比，检测在所述燃料削减控制结束后该空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为了基准速度以下时的输出空燃比，来作为收敛输出空燃比；以及异常诊断单元，其基于由所述变化特性算出单元算出的空燃比变化特性和由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比，诊断所述空燃比传感器的异常。
[0033]在第13发明中，是在第12发明的基础上，所述异常诊断单元，在由所述收敛空燃比检测单元检测出的收敛输出空燃比为浓空燃比的情况下，补正所述空燃比变化特性而算出修正空燃比变化特性，并且基于该修正空燃比变化特性来诊断所述空燃比传感器的异常。
[0034]在第14发明中，是在第13发明的基础上，所述空燃比变化特性是空燃比变化速度，即是所述空燃比传感器的输出空燃比最初通过所述空燃比区域时的变化速度，所述异常诊断单元，在补正所述空燃比变化速度而算出的修正空燃比变化速度比异常基准变化速度慢的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比变化速度比异常基准变化速度快的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
[0035]在第15发明中，是在第13发明的基础上，所述空燃比变化特性是对所述空燃比传感器的输出空燃比处于所述空燃比区域内时的该输出空燃比进行累计而得到的空燃比累计值，所述异常诊断单元，在补正所述空燃比累计值而算出的修正空燃比累计值为异常基准累计值以上的情况下，判定为所述空燃比传感器存在异常，在所述修正空燃比累计值比异常基准累计值小的情况下，判定为所述空燃比传感器正常。
[0036]在第16发明中，是在第12?第15发明中任一发明的基础上，所述恢复后浓控制在所述空燃比传感器的输出空燃比成为了结束判定空燃比以下时结束，所述结束判定空燃比是比理论空燃比浓的空燃比，在由所述收敛空燃比检测单元检测收敛输出空燃比时，在所述燃料削减控制结束后，即使所述空燃比传感器的输出空燃比达到所述结束判定空燃比，也使所述恢复后浓控制继续，直到所述空燃比传感器的输出空燃比的变化速度成为基准速度。
[0037]在