傳感器的特性補正裝置制造方法
【專利摘要】一種傳感器的特性補正裝置，其具備特性檢測單元、計算單元、差異檢測單元以及補正單元。特性檢測單元對設(shè)置于內(nèi)燃機（2）的排氣路徑（4）的催化劑（6）的上游的第一傳感器（10、20）的特性、和設(shè)置于催化劑（6）下游的作為空燃傳感器（12）的第二傳感器的特性進行檢測。計算單元根據(jù)第一傳感器的特性而對第一空燃比進行計算，且根據(jù)第二傳感器的特性而對第二空燃比進行計算。差異檢測單元對內(nèi)燃機（2）啟動后且催化劑（6）處于未活化的狀態(tài)時的第一特性和第二特性之間的差異、或第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。補正單元根據(jù)差異，而對第一傳感器和/或第二傳感器的特性進行補正，以使第一空燃比與第二空燃比成為相同。
【專利說明】傳感器的特性補正裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器的特性補正裝置。更具體而言，涉及一種對分別被設(shè)置于配置在內(nèi)燃機的排氣路徑中的催化劑前后的傳感器的特性進行補正的特性補正裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在專利文獻I中，公開了一種具有分別配置于催化劑前后的空燃比傳感器的、空燃比控制裝置的故障檢測裝置。在該裝置中，根據(jù)催化劑前后的空燃比傳感器的輸出差，而對設(shè)置于上游的空燃比傳感器的故障或催化轉(zhuǎn)換器的故障進行判斷。此外，在該裝置中，根據(jù)基準輸出而對下游側(cè)的空燃比傳感器的輸出進行補正，并利用下游側(cè)的空燃比傳感器而對上游側(cè)的空燃比傳感器的輸出進行補正。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平6-280662號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2003-041990號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2010-007534號公報
[0008]專利文獻4:日本特開2008-057481號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]但是，在由于空燃比傳感器的制造誤差或劣化等而使催化劑前后的空燃比傳感器的特性產(chǎn)生了誤差的情況下，空燃比傳感器間的輸出誤差將對各個控制參數(shù)造成影響。因此，在根據(jù)前后的空燃比傳感器的輸出而實施的催化劑故障檢測中，可能產(chǎn)生正常、異常判斷的S/N比變小的情況。因此，需要一種能夠在催化劑前后的傳感器之間對特性的偏差、或由此產(chǎn)生的空燃比的偏差進行補正的系統(tǒng)。
[0011]關(guān)于這一點，在專利文獻I的系統(tǒng)中，在催化劑前設(shè)置有極限電流式的空燃比傳感器，而在催化劑后設(shè)置有電動勢式的空燃比傳感器。在此，難以在電動勢式的空燃比傳感器和極限電流式的空燃比傳感器之間，對特性的偏差進行修正。
[0012]因此，本發(fā)明以解決上述課題為目的，提供一種傳感器的特性補正裝置，其以能夠在設(shè)置于催化劑前后的、用于對空燃比進行檢測的兩個傳感器之間對偏差進行補正的方式而進行了改良。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種傳感器的特性補正裝置，其具備特性檢測單元、計算單元、差異檢測單元以及補正單元。特性檢測單元對設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣路徑的催化劑的上游的第一傳感器的特性、和設(shè)置于催化劑下游的作為空燃傳感器的第二傳感器的特性進行檢測。計算單元根據(jù)第一傳感器的特性而對第一空燃比進行計算，且根據(jù)第二傳感器的特性而對第二空燃比進行計算。差異檢測單元對內(nèi)燃機啟動后且催化劑處于未活化的狀態(tài)時的第一特性和第二特性之間的差異、或第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。補正單元根據(jù)差異，而對第一傳感器和/或第二傳感器的特性進行補正，以使第一空燃比與第二空燃比成為相同。
[0015]在此，能夠?qū)⒌谝粋鞲衅髟O(shè)為空燃比傳感器。在這種情況下，可以采用如下方式，即，特性檢測單元對第一傳感器和第二傳感器各自的輸出進行檢測，以作為第一傳感器的特性及第二傳感器的特性，差異檢測單元對第一傳感器的輸出和第二傳感器的輸出之間的差異進行檢測。在這種情況下，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，補正單元根據(jù)差異而對第一傳感器和/或第二傳感器的輸出進行補正。
[0016]此外，在特性檢測單元對各自的輸出進行檢測以作為特性的情況下，可以采用如下的結(jié)構(gòu)，即，補正單元根據(jù)該輸出的差異，而對輸出進行補正，且進一步對第一傳感器和/或第二傳感器的響應(yīng)性進行補正。
[0017]或者，可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，將第一傳感器設(shè)為空燃比傳感器，特性檢測單元對第一傳感器及第二傳感器各自的響應(yīng)性進行檢測，以作為第一傳感器的特性及第二傳感器的特性。在這種情況下，可以采用如下方式，即，差異檢測單元對第一傳感器的響應(yīng)性和第二傳感器的響應(yīng)性之間的差異進行檢測，補正單元根據(jù)差異而對第一傳感器和/或第二傳感器的響應(yīng)性進行補正。
[0018]另外，在上述的發(fā)明中可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，補正單元以第二傳感器的特性為基準，而對第一傳感器的特性進行補正，以使第一空燃比與第二空燃比成為相同。
[0019]或者，可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，將第一傳感器設(shè)為氣缸壓力傳感器，差異檢測單元對第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。在這種情況下，可以采用如下方式，即，補正單元根據(jù)差異而對第一空燃比進行補正。
[0020]此外，在將第一傳感器設(shè)為氣缸壓力傳感器的情況下，可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，差異檢測單元在內(nèi)燃機處于存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)的情況、和處于不存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)的情況的各個運行狀態(tài)下，對第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。在這種情況下，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，補正單元對存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的差異、和不存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的差異進行比較，并對存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的、相對于廢棄再循環(huán)量的補正量進行計算。
[0021]此外，可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，將第一傳感器設(shè)為氣缸壓力傳感器，傳感器的補正裝置具備空燃比控制單元，所述空燃比控制單元在內(nèi)燃機啟動后且催化劑處于未活化的狀態(tài)下，將內(nèi)燃機的空燃比控制為預(yù)定的過濃空燃比。在這種情況下，可以采用如下方式，即，差異檢測單元對被控制為過濃空燃比時的第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。
[0022]在以上的發(fā)明中，可以采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，傳感器的補正裝置還具備空燃比控制單元，所述空燃比控制單元在內(nèi)燃機啟動后且催化劑處于未活化的狀態(tài)下，將內(nèi)燃機的空燃比控制為預(yù)定的過濃空燃比或過稀空燃比。在這種情況下，可以采用如下方式，即，差異檢測單元對被控制為過濃空燃比或過稀空燃比時的第一傳感器和第二傳感器的特性之間的差異、或第一空燃比和第二空燃比之間的差異進行檢測。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠利用在催化劑未活化時，催化劑前后的廢氣的濃度一致的情況，而對第一傳感器和第二傳感器的特性之間的差異、或基于此而得到的空燃比之間的差異進行檢測，并根據(jù)該差異進行補正，以使基于兩個傳感器而得到的空燃比一致。由此，即使在由于傳感器的劣化等而使特性或所計算出的空燃比產(chǎn)生差異的情況下，也能夠?qū)ι鲜鎏匦曰蛩嬎愠龅目杖急冗M行補正，以使其在催化劑前后的傳感器之間一致。因此，能夠以更高的精度來執(zhí)行催化劑劣化判斷等處理。
[0025]在此，關(guān)于作為第一傳感器而使用空燃比傳感器，并對催化劑未活化時的兩個空燃比傳感器的輸出的差異進行檢測的情況，能夠根據(jù)該檢測值而對輸出特性進行補正，以使輸出特性在兩個空燃比傳感器之間相同。此外，關(guān)于對催化劑未活化時的兩個空燃比傳感器間的輸出的差異或響應(yīng)性的差異進行檢測的情況，也能夠根據(jù)該檢測值，而對兩個空燃比傳感器之間的響應(yīng)性進行補正。
[0026]此外，設(shè)置于催化劑的上游的第一空燃比傳感器以高濃度且高溫的廢氣為檢測對象。另一方面，設(shè)置于催化劑的下游的第二空燃比傳感器以低濃度且低溫的廢氣為檢測對象。因此，第二空燃比傳感器與第一空燃比傳感器相比不易產(chǎn)生劣化。關(guān)于這一點，在該發(fā)明中，關(guān)于以第二空燃比傳感器的特性為基準而對第一空燃比傳感器的特性進行補正的情況，能夠更加準確地對空燃比傳感器的特性進行補正。
[0027]此外，利用被預(yù)先設(shè)定的計算系數(shù)等，而對基于氣缸壓力傳感器的輸出而得到的空燃比進行計算。但是，在這種情況下，會由于內(nèi)燃機的運行狀態(tài)或燃料性狀、隨時間的變化等而使空燃比產(chǎn)生誤差。關(guān)于這一點，在本發(fā)明中，關(guān)于將第一傳感器設(shè)為氣缸壓力傳感器的情況，通過利用催化劑活化前的狀態(tài)，從而能夠根據(jù)催化劑下游側(cè)的空燃比傳感器的輸出，而對基于作為第一傳感器的氣缸壓力傳感器而得到的空燃比進行補正。因此，即使在不于催化劑上游設(shè)置空燃比傳感器的情況下，也能夠通過氣缸壓力傳感器而以較高的精度對空燃比進行檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為用于對本發(fā)明的實施方式I中的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。
[0029]圖2為用于對內(nèi)燃機的啟動后的運行狀態(tài)的變化、和基于催化劑前后的空燃比傳感器各自的輸出而得到的空燃比的變化進行說明的圖。
[0030]圖3為用于對內(nèi)燃機2啟動后且催化劑處于未活化的狀態(tài)下的、催化劑前后的空燃比傳感器各自的極限電流的運行情況進行說明的圖。
[0031]圖4為用于對本發(fā)明的實施方式I中的、補正前后的兩個空燃比傳感器的輸出的關(guān)系進行說明的圖。
[0032]圖5為用于對在本發(fā)明的實施方式I中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
[0033]圖6為用于對在本發(fā)明的實施方式2中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
[0034]圖7為表示在使實際空燃比發(fā)生變化的情況下的、基于傳感器輸出而得到的空燃比的變化的圖。
[0035]圖8為用于對在本發(fā)明的實施方式3中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的圖。
[0036]圖9為用于對空燃比傳感器的極限電流與響應(yīng)性之間的關(guān)系進行說明的圖。[0037]圖10為用于對在本發(fā)明的實施方式4中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
[0038]圖11為用于對本發(fā)明的實施方式5的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。
[0039]圖12為用于對根據(jù)氣缸壓力傳感器的輸出而檢測出的空燃比、與根據(jù)空燃比傳感器的輸出而檢測出的空燃比之間的偏差及其補正進行說明的圖。
[0040]圖13為用于對在本發(fā)明的實施方式5中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
[0041]圖14為用于對在本發(fā)明的實施方式6中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
[0042]圖15為用于對在本發(fā)明的實施方式6的其他示例中設(shè)定補正用空燃比的范圍進行說明的圖。
[0043]圖16為用于對本發(fā)明的實施方式7的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。
[0044]圖17為對在本發(fā)明的實施方式7中控制裝置所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。
【具體實施方式】
[0045]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在各個附圖中，對于相同或者相當?shù)牟糠郑瑯擞浵嗤姆?，且簡化或省略其說明。
[0046]實施方式1.[0047] 圖1為，用于對本發(fā)明的實施方式I中的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。圖1的系統(tǒng)以搭載于車輛等中的方式而被使用。在圖1中，在內(nèi)燃機2的排氣路徑4中，設(shè)置有催化劑6、8。
[0048]在排氣路徑4的與催化劑6相比靠上游側(cè)的位置處，設(shè)置有空燃比傳感器10 (第一傳感器)。在排氣路徑4的與催化劑6相比靠下游側(cè)、且與催化劑8相比靠上游的位置處，設(shè)置有空燃比傳感器12 (第二傳感器)。兩個空燃比傳感器10、12為極限電流式的傳感器，并輸出極限電流(IL)，以作為與成為檢測對象的廢氣的空燃比相對應(yīng)的輸出。另外，為了便于說明，在以下的實施方式中，還將催化劑6的上游側(cè)的空燃比傳感器10稱為“Fr傳感器10”，并將下游側(cè)的空燃比傳感器12稱為“Rr傳感器12”。
[0049]圖1的系統(tǒng)具備控制裝置14?？刂蒲b置14對內(nèi)燃機2的系統(tǒng)整體進行綜合控制。在控制裝置14的輸出側(cè)連接有各種致動器，在輸入側(cè)連接有空燃比傳感器10、12等各種傳感器?？刂蒲b置14接收傳感器信號而對廢氣的空燃比及發(fā)動機轉(zhuǎn)速、其他內(nèi)燃機2的運行所需要的各種信息進行檢測，且按照預(yù)定的控制程序而對各個致動器進行操作。另外，雖然與控制裝置14相連接的致動器及傳感器存在多個，但在本說明書中，省略其說明。
[0050]在該系統(tǒng)中由控制裝置14所執(zhí)行的控制中，包括對作為空燃比傳感器10、12的特性的傳感器輸出的補正?？杖急葌鞲衅?0、12的輸出補正是在內(nèi)燃機2啟動后且催化劑6處于未活化的狀態(tài)下被執(zhí)行的。
[0051]圖2為，用于對內(nèi)燃機2啟動后的運行狀態(tài)的變化、和基于空燃比傳感器10、12各自的輸出而得到的空燃比的變化進行說明的圖。圖3為，用于對在內(nèi)燃機2啟動后且催化劑6處于未活化的狀態(tài)下的、空燃比傳感器10、12各自的極限電流的運行情況進行說明的圖。在圖2中，(a)表示根據(jù)Rr傳感器12的輸出而檢測出的空燃比(第二空燃比)，(b)表示根據(jù)Fr傳感器10的輸出而檢測出的空燃比(第一空燃比)，(c)表示催化劑6的溫度，(d)表示車速。此外，在圖3中，(a)表示Rr傳感器12的極限電流，(b)表示Fr傳感器10的極限電流。
[0052]在圖2中，催化劑6在時刻tl達到活化溫度。在催化劑6活化后，F(xiàn)r傳感器10的輸出根據(jù)在從內(nèi)燃機2排出的凈化前的廢氣的空燃比而發(fā)生變化。另一方面，Rr傳感器12以催化劑6活化后且被凈化了的廢氣作為檢測對象。因此，基于Rr傳感器12的輸出而得到的空燃比穩(wěn)定地表示大致固定值(理論空燃比附近的值)。
[0053]另一方面，在時刻tl之前、即在催化劑6處于未活化的狀態(tài)下，廢氣未被凈化，從而未凈化的廢氣也向催化劑6下游側(cè)流出。也就是說，盡管存在與Fr傳感器10和Rr傳感器12之間的容量相對應(yīng)的延遲，但Fr傳感器10和Rr傳感器12均以未凈化的相同的廢氣為檢測對象。
[0054]因此，如果在Fr傳感器10和Rr傳感器12之間未產(chǎn)生特性的偏差，則可以認為，如圖3所不,在催化劑6未活化時,Fr傳感器10和Rr傳感器12的輸出表不相同的運行情況。反之，當在催化劑6未活化時Fr傳感器10和Rr傳感器12的輸出產(chǎn)生了偏差的情況下，可以認為，該偏差不是由被檢測氣體的空燃比的差而引起的，而是由兩傳感器10、12之間的特性的偏差而引起的。
[0055]根據(jù)以上內(nèi)容，在本實施方式I中，控制裝置14在內(nèi)燃機2啟動后且催化劑6未活化時，對輸出(極限電流)進行檢測，以作為Fr傳感器10和Rr傳感器12的特性，在兩者產(chǎn)生了偏差的情況下，對補正系數(shù)進行計算，所述補正系數(shù)為，用于對Fr傳感器10的輸出進行補正的系數(shù)。而后，利用該補正系數(shù)對Fr傳感器10的輸出進行補正，直到設(shè)定新的補正系數(shù)為止。
[0056]圖4為，用于對本發(fā)明的實施方式I中的補正前后的、兩個傳感器10、12的輸出的關(guān)系進行說明的圖。在圖4中，橫軸表示基于Fr傳感器10的輸出而得到的空燃比，縱軸表示基于Rr傳感器12的輸出而得到的空燃比。此外，在圖4中，(a)為對通過補正前的兩個傳感器10、12而得到的空燃比進行比較的線，(b)為對輸出補正后的空燃比進行比較的線。
[0057]在圖4所示的示例中，相對于Rr傳感器12，根據(jù)Fr傳感器10的輸出而計算出的空燃比成為偏向于過濃側(cè)的值(參照直線(a))。因此，在本實施方式I的控制中，以Rr傳感器12為基準，對Fr傳感器10的輸出特性進行補正，以使Fr傳感器10的輸出特性與Rr傳感器12的輸出特性相一致。也就是說，在該示例中，設(shè)定將Fr傳感器10的輸出補正為過稀側(cè)的輸出的補正系數(shù)，以使基于Fr傳感器10輸出而得到的空燃比與基于Rr傳感器12輸出而得到的空燃比相一致(參照直線(b ))。
[0058]更具體而言，在催化劑6未活化時，對Fr傳感器10的極限電流和Rr傳感器12的極限電流進行檢測，并如下式(I)所示那樣，求出Rr傳感器12的極限電流IL_Rr與Fr傳感器10的極限電流IL_Fr之比(極限電流比)。
[0059]極限電流比=IL_Rr/IL_Fr...(I)
[0060]在催化劑6未活化的期間內(nèi)，反復(fù)實施極限電流比的檢測，并對多次的采樣進行檢測。在催化劑6活化后，對所檢測出的極限電流比的平均值進行計算，并將該平均值設(shè)定為相對于Fr傳感器10的輸出的補正系數(shù)。[0061]但是，是在考慮到與Fr傳感器10和Rr傳感器12之間的排氣路徑4等的容積相對應(yīng)的廢氣輸送量的延遲的條件下，對極限電流進行比較的。也就是說，對假定為Fr傳感器10和Rr傳感器對相同的廢氣進行檢測時的值進行比較。
[0062]此外，雖然極限電流相對于空氣過剩率(λ )，以I比I的方式發(fā)生變化，從而具有空氣過剩率越增大則極限電流也越增大的特性，但極限電流相對于空氣過剩率的變化率，在空燃比與理論空燃比(λ = I)相比過濃的情況、和相比過稀的情況下有所不同。因此，在空燃比與理論空燃比相比過濃的情況和相比過稀的情況下，分別對相對于Fr傳感器10的補正系數(shù)進行計算。也就是說，分為Rr傳感器12的極限電流IL_Rr大于O的過稀氣氛的情況下的極限電流比KljP IL_Rr在O以下的過濃氣氛的情況下的極限電流比Kr，并針對各個情況，而分別計算并設(shè)定補正系數(shù)(平均值)。
[0063]此外，預(yù)先對傳感器初期或隨時間變化而產(chǎn)生的容許范圍的誤差進行計測，并據(jù)此將極限電流比的容許范圍設(shè)為保護值Kmax。極限電流比Kl、Kr各自僅在小于Kmax的情況下，才被用于補正系數(shù)計算。
[0064]圖5為，用于對在本發(fā)明的實施方式I中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。在圖5的程序中，首先，判斷對空燃比傳感器10、12的輸出補正系數(shù)進行計算的前提條件是否成立(S102)。具體的條件被預(yù)先設(shè)定為，存在內(nèi)燃機2的啟動指令、空燃比傳感器10、12未發(fā)生故障且處于活化狀態(tài)、催化劑6的推斷溫度低于預(yù)定的溫度等，并被存儲于控制裝置14中。
[0065]接下來，分別對Fr傳感器10的極限電流IL_Fr和Rr傳感器12的極限電流IL_Rr進行檢測(S104)。另外，如上文所述，在此，在考慮到與Fr傳感器10和Rr傳感器12之間的容積相對應(yīng)的延遲的條件下，而對相對于相同的廢氣的極限電流進行檢測。
[0066]接下來，求出空燃比傳感器10、12的極限電流比(S106)。具體而言，Rr傳感器12的極限電流IL_Rr與Fr傳感器10的極限電流IL_Fr之比按照上式(I)而被計算出。
[0067]接下來，對催化劑6的溫度進行檢測(S108)。催化劑6的溫度能夠根據(jù)例如設(shè)置于催化劑6附近的溫度傳感器(未圖示)的輸出等來進行檢測。接下來，判斷是否確定催化劑活化(S110)。在此，根據(jù)催化劑6的溫度是否高于活化溫度來進行判斷。另外，活化溫度為按照催化劑6而確定的值，并被預(yù)先存儲于控制裝置14中。
[0068]當在步驟SllO中，未確定催化劑活化時，再次返回至步驟S104，求出Fr傳感器10的極限電流IL_Fr、和Rr傳感器12的極限電流IL_Rr，并在步驟S106中求出極限電流比。而后，按照步驟S108?S110，執(zhí)行是否確定催化劑活化的判斷。如此，在直到于步驟SllO中確定了催化劑活化為止的期間內(nèi)，反復(fù)執(zhí)行步驟S104?S106中的極限電流比的檢測、和S108?SllO中的催化劑活化的判斷的處理。
[0069]當在步驟SllO中確定了催化劑活化時，接下來，對補正系數(shù)進行計算(S112)。在此，在步驟S106中所求出的極限電流比被分為IL_Rr > O的情況(過稀的情況)和IL_Rr ( O的情況(過濃的情況)，并求出各個情況下的極限電流比的平均值。這兩個平均值被設(shè)定為補正系數(shù)。另外，在該計算中，被設(shè)定為，不使用大于保護值Kmax的極限電流比。而后，結(jié)束此次的處理。在直到設(shè)定了新的補正系數(shù)為止的期間內(nèi)，所設(shè)定的補正系數(shù)被用作為對Fr傳感器10的輸出進行補正的補正系數(shù)。
[0070]如以上所說明的那樣，在實施方式I中，利用催化劑6未活化時、即催化劑6前后的空燃比傳感器10、12的輸出原本應(yīng)當一致的時刻，對Fr傳感器10的輸出的補正系數(shù)進行計算。因此，能夠在兩個空燃比傳感器10、12之間對輸出特性的差進行補正，從而能夠執(zhí)行更加精密的空燃比控制及催化劑劣化判斷。
[0071]另外，在本實施方式I中，對以Rr傳感器12的輸出為基準而對相對于Fr傳感器10的輸出補正進行計算的情況進行了說明。由于Fr傳感器10被暴露于從內(nèi)燃機2排出的高濃度且高熱的廢氣中，因此中毒的影響較大從而容易劣化。與此相對，由于Rr傳感器12以被催化劑6凈化了的低濃度且低溫的氣體為檢測對象，因此認為，與Fr傳感器10相比不易產(chǎn)生劣化。因此，通過對以Rr傳感器12為基準的補正系數(shù)進行檢測，從而能夠?qū)嵤└訙蚀_的補正。
[0072]但是，該發(fā)明并不限定于以Rr傳感器12的輸出為基準的方式。例如，也可以以Fr傳感器10為基準，在這種情況下，也能夠在兩個空燃比傳感器10、12之間對輸出特性的偏差進行補正。此外，例如，也可以在Fr傳感器10和Rr傳感器12之間對極限電流之差或比進行檢測并求出平均值之后，對它們進行分配，從而設(shè)為相對于Fr傳感器10、Rr傳感器12的各個傳感器的補正系數(shù)。這一點在以下的實施方式中也是相同的。
[0073]此外，在本實施方式I中，對分為極限電流IL_Rr > O和IL_Rr ( O的情況，并針對各個情況而對補正系數(shù)進行檢測的情況進行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此，也可以針對整個區(qū)域以一致的方式對極限電流比或極限電流差進行檢測，并一致地對補正系數(shù)進行計算。這一點在以下的實施方式中也是相同的。
[0074]此外，在本實施方式I中，對多次檢測極限電流并將該極限電流之比的平均值設(shè)為補正系數(shù)的情況進行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以將極限電流的檢測設(shè)為一次，并將其用于補正系數(shù)的計算。而且，補正系數(shù)并不限定于極限電流之比，也可以設(shè)定為，極限電流IL_Rr與IL_Fr之差、或根據(jù)極限電流IL_Rr與IL_Fr之間的差異(差或比等)而計算出的值。這一點 在以下的實施方式中也是相同的。
[0075]實施方式2.[0076]本實施方式2的系統(tǒng)具有與圖1所示的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實施方式2的控制裝置14除了在為了實施補正系數(shù)計算，而實施催化劑活化前的空燃比傳感器10、12的極限電流的檢測的情況下，將空燃比控制為補正系數(shù)計算用的空燃比這一點以外，實施與實施方式I相同的控制。
[0077]具體而言，在本實施方式2中，作為補正系數(shù)計算用的空燃比(以下，設(shè)為“補正用空燃比”)，而預(yù)先設(shè)定幾個不同的空燃比，并存儲于控制裝置14中。具體而言，補正用空燃比例如設(shè)為，作為實際使用范圍的14.0-15.2的范圍內(nèi)的值，并且以在該范圍內(nèi)空燃比大幅向過濃或過稀波動的方式而被選擇并設(shè)定。
[0078]在補正系數(shù)計算中，首先，以將補正用空燃比中的一個過濃空燃比作為目標空燃比的方式而對空燃比進行控制。在該過濃空燃比的情況下，對極限電流比Kr進行檢測。同樣，針對于補正用空燃比中的其他的過稀或過濃空燃比中的各個空燃比，而求出極限電流比Kl或Kr。如此，針對所設(shè)定的全部補正用空燃比，而求出極限電流比Kl、Kr。而且，對該極限電流比K1、Kr各自的平均值進行計算，該平均值被設(shè)為Fr傳感器10的補正系數(shù)。
[0079]圖6為，用于對在本發(fā)明的實施方式2中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。圖6的程序除了在步驟S102和S104之間具有步驟S202的處理這一點、和在步驟SllO之后具有步驟S204的處理這一點以外，為與圖5的程序相同的程序。
[0080]具體而言，在步驟S102中確定了前提條件的成立后，將目標空燃比設(shè)定為補正用空燃比中的、未檢測出極限電流比的空燃比，并執(zhí)行空燃比的控制(S202 )。
[0081]接下來，分別對當前的空燃比下的Fr傳感器10的極限電流IL_Fr及Rr傳感器12的極限電流IL_Rr進行檢測(S104)。而后，按照上述(I)式，對極限電流比Kr或Kl進行計算(S106)。
[0082]而后，執(zhí)行對催化劑溫度的檢測和對催化劑活化的判斷(S108~S110)，在未確定催化劑活化時，判斷針對于預(yù)先設(shè)定的全部補正用空燃比的極限電流比的計算是否完成(S204)。在未確定極限電流比的計算完成時，再次返回至S202，目標空燃比被設(shè)定為補正用空燃比中的、尚未檢測出極限電流比的其他空燃比，并對空燃比的控制進行控制。在該狀態(tài)下，執(zhí)行極限電流的檢測、和極限電流比的計算(S104~S106)。
[0083]另一方面，當在步驟SllO中確定了催化劑活化時，或者在步驟S204中確定了極限電流比的計算完成時，接下來，對補正系數(shù)進行計算(S112)。具體而言，補正系數(shù)是分為空燃比為過濃時的極限電流比Kr、和空燃比被控制為過稀時的極限電流比K1，并作為各自的平均值而被計算出的。在此，也設(shè)定有相對于極限電流比的保護值Kmax，大于該保護值的極限電流比不被用于補正系數(shù)的計算。
[0084]如以上所說明的那樣，在本實施方式2中，在實施補正系數(shù)的計算時，以使空燃比在從過濃到過稀的范圍內(nèi)大幅波動的方式而對空燃比進行控制。由此，利用較大程度地體現(xiàn)了 Fr傳感器10、Rr傳感器12這兩個空燃比傳感器的運行情況的差異的情況下的值，從而能夠計算出更加恰當?shù)难a正系數(shù)。
[0085]另外，在本實施方式2中，對將補正用空燃比設(shè)為14.0~15.2的范圍內(nèi)的多個空燃比的情況進行了說明。但是 ，在本發(fā)明中，補正用空燃比的設(shè)定范圍并不限定于此。但是，為了更加顯著地體現(xiàn)極限電流的差，空燃比優(yōu)選為盡可能地大幅波動，并且，優(yōu)選為實際使用范圍內(nèi)的空燃比變化。因此，優(yōu)選為，在空燃比14.1~15.1、或者14.0~15.2等的范圍內(nèi)，以盡可能地使空燃比大幅波動的方式，來設(shè)定多個補正用空燃比。
[0086]實施方式3.[0087]實施方式3的系統(tǒng)具有與圖1的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。在實施方式1、2中，針對作為空燃比傳感器10、12的特性的輸出(極限電流)，而實施補正系數(shù)的計算，與此相對，實施方式3的系統(tǒng)在針對作為兩個傳感器10、12的特性的響應(yīng)性，而對補正值進行計算這一點上，執(zhí)行與實施方式1、2不同的控制。
[0088]圖7為，表示使空燃比以階梯狀大幅變化的情況下的、基于兩個傳感器10、12的輸出而得到的空燃比的變化的圖。在圖7中，(a)表示發(fā)生變化的實際的空燃比，(b)表示基于Fr傳感器10的輸出而得到的空燃比，(c)表示基于Rr傳感器12的輸出而得到的空燃比。
[0089]如圖7所示，當以使空燃比發(fā)生較大變化的方式進行控制時，廢氣首先到達Fr傳感器10，如(b)所示，基于Fr傳感器10而得到的空燃比如圖示那樣開始發(fā)生變化，逐漸升高并最終產(chǎn)生與實際的空燃比(以下，設(shè)為“實際空燃比”)相對應(yīng)的輸出。另一方面，廢氣帶著與排氣路徑4等的容積相對應(yīng)的延遲而到達Rr傳感器12。而后，如(c)所示，Rr傳感器12的輸出開始發(fā)生變化，逐漸增高并最終產(chǎn)生與實際空燃比相對應(yīng)的輸出。[0090]在此，在Fr傳感器10的響應(yīng)性與Rr傳感器12的響應(yīng)性產(chǎn)生了偏差的情況下，可以認為，從Fr傳感器10的輸出根據(jù)空燃比而開始發(fā)生變化起直到產(chǎn)生與實際空燃比相對應(yīng)的輸出為止的時間、與從Rr傳感器12的輸出開始發(fā)生變化起直到產(chǎn)生與實際空燃比相對應(yīng)的輸出為止的時間之間產(chǎn)生了偏差。
[0091]因此，在本實施方式3中，針對Fr傳感器10、Rr傳感器12，分別對其輸出從成為與實際空燃比的3%相對應(yīng)的輸出起，到成為與63%相對應(yīng)的輸出為止的時間進行檢測，以作為響應(yīng)時間T_Fr、T_Rr。而后，對Fr傳感器10的響應(yīng)時間T_Fr與Rr傳感器12的響應(yīng)時間T_Rr之比進行檢測，并對響應(yīng)時間的補正值進行計算。
[0092]另外，在本實施方式3中，空燃比的階梯變化在空燃比14.1-15.1之間、或14.0 —15.2之間，從過濃向過稀的變化、和從過稀向過濃的變化的各種情況下被實施，并求出針對于各種情況的補正值。
[0093]圖8為，用于對在本發(fā)明的實施方式3中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的圖。在圖8的程序中，首先，當在S102中確定了前提條件的成立時，空燃比以階梯狀急劇地發(fā)生變化的方式，而被控制為預(yù)先設(shè)定的過濃或過稀空燃比(S302)。
[0094]接下來，對Fr傳感器10的響應(yīng)時間T_Fr、和Rr傳感器12的響應(yīng)時間T_Rr進行檢測(S304 )。具體而言，對Fr傳感器10、Rr傳感器12分別在產(chǎn)生與實際空燃比的3 %相對應(yīng)的輸出信號之后，到產(chǎn)生與實際空燃比的63%相對應(yīng)的輸出信號為止的時間進行檢測，以作為各自的響應(yīng)時間。
[0095]接下來，對Fr傳感器10的響應(yīng)時間T_Fr、和Rr傳感器12的響應(yīng)時間T_Rr之差進行計算(S306)。
[0096]接下來，對催化劑6的溫度進行檢測(S108)，并判斷是否確定催化劑活化(S110)。在未確定催化劑活化時，接下來，針對所設(shè)定的過濃空燃比、過稀空燃比的各個空燃比，而判斷響應(yīng)時間的檢測是否完成(S308)。在未確定響應(yīng)時間的檢測完成時，再次返回至步驟S302，并被設(shè)定為下一個目標空燃比，并以使空燃比再次以階梯狀發(fā)生變化的方式對空燃比進行控制。而后，執(zhí)行相對于該階梯變化的響應(yīng)時間的檢測(S304)、和響應(yīng)時間的差的計算(S306)。
[0097]另一方面，當在SllO中確定了催化劑活化時，或者在S308中確定了檢測的完成時，接下來，執(zhí)行與響應(yīng)性相關(guān)的補正值的補正。具體而言，針對使空燃比變化為過濃的情況下的兩個傳感器10、12的響應(yīng)時間之差、和變化為過稀的情況下的響應(yīng)時間之差的各個差，而計算平均值。該平均值被用作為Fr傳感器10的響應(yīng)性的補正值。
[0098]如以上所說明的那樣，在本實施方式3中，能夠在如于Fr傳感器10和Rr傳感器12之間，響應(yīng)性發(fā)生了偏差的這種情況下，對響應(yīng)性的偏差進行補正。由此，能夠使作為空燃比傳感器的特性的響應(yīng)性相一致，從而能夠以更高的精度來實施催化劑劣化判斷等控制。
[0099]另外，在本實施方式3中，也是對以Rr傳感器12為基準而對相對于Fr傳感器10的響應(yīng)性的補正值進行計算的情況進行了說明。但是，與實施方式1、2相同，也可以相反地以Fr傳感器10為基準，或者也可以對所求出的補正值進行分配，從而對Fr傳感器10、Rr傳感器12這兩個傳感器的響應(yīng)性進行補正。
[0100]此外，在本實施方式3中，對下述情況進行了說明，S卩，對空燃比相對于實際空燃比而顯示出3%的變化起，到完成63%的變化為止的時間進行檢測，以作為響應(yīng)時間的情況。但是，在本發(fā)明中，作為響應(yīng)時間的范圍并不限定于此。例如，設(shè)為從顯示出5%、或10%的變化時起，并代替63%而將其他值設(shè)為響應(yīng)時間的范圍的上限值等，該范圍可以進行適當設(shè)定。
[0101]此外，并不限定于如上述那樣將某一范圍的變化的時間設(shè)為響應(yīng)時間的方式。例如，也可以將從使空燃比發(fā)生變化起，到各個傳感器10、12的傳感器的輸出表示與該空燃比相對應(yīng)的值為止的時間，用作為響應(yīng)時間。但是，在這種情況下，關(guān)于Rr傳感器12的響應(yīng)時間，需要去除與從Fr傳感器10到Rr傳感器12的氣體輸送時間相對應(yīng)的時間而進行計算。
[0102]實施方式4.[0103]實施方式4的系統(tǒng)具有與圖1的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。在實施方式4中，除了求出相對于Fr傳感器10和Rr傳感器12的極限電流的補正系數(shù)，并且根據(jù)該極限電流，而對用于對兩個傳感器10、12的響應(yīng)性進行補正的補正值進行檢測這一點以外，實施與實施方式I的系統(tǒng)相同的控制。
[0104]圖9為，用于對空燃比傳感器的極限電流和響應(yīng)性之間的關(guān)系進行說明的圖，橫軸表示極限電流，縱軸表示響應(yīng)性。此外，在圖9中，極限電流IL為相對于14~15左右的某一空燃比(固定值)的極限電流，響應(yīng)性為，在使空燃比變化為該空燃比(固定值)時，直到開始該空燃比的3%的變化為止的時間。
[0105]如圖9所示，在14~15左右的實際使用范圍內(nèi)的某一空燃比下，極限電流的輸出的特性與響應(yīng)性的特性具有1:1的關(guān)系，越是具有極限電流增大(表示過稀側(cè)的輸出)趨勢的傳感器的情況，響應(yīng)性也越具有加快的趨勢。
[0106]因此，在本實施方式4中，利用該性質(zhì)，按照在實施方式I中所求出的補正系數(shù)，而對與響應(yīng)性相關(guān)的補正值進行 計算。相對于極限電流的補正系數(shù)、和相對于響應(yīng)性的補正值之間的關(guān)系預(yù)先通過實驗等而被求出，并以映射表的形式而被存儲于控制裝置14中。在實際的控制中，控制裝置14按照該映射表，根據(jù)相對于極限電流的補正系數(shù)，而設(shè)定相對于響應(yīng)性的補正值。
[0107]圖10為，用于對在本發(fā)明的實施方式中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。圖10的程序除了在步驟S112之后具有步驟S402這一點以外，與圖4的程序相同。
[0108]在圖10的程序中，如在實施方式I中所說明的那樣，當相對于Fr傳感器10的極限電流的補正系數(shù)的計算完成時，接下來，根據(jù)各個補正系數(shù)，而分別對與Fr傳感器10的響應(yīng)性相關(guān)的補正值進行計算(S402)。相對于響應(yīng)性的補正值、與極限電流的補正系數(shù)之間的關(guān)系被預(yù)先確定為映射表，并被存儲于控制裝置14中。在此，按照該映射表，而求出與響應(yīng)性相關(guān)的補正值。
[0109]如上文所述，根據(jù)本實施方式4，能夠利用相對于極限電流的補正系數(shù)，而更加簡單地對相對于Fr傳感器10的響應(yīng)性的補正值進行計算。因此，能夠容易地使兩個傳感器
10、12的多個特性相一致，從而能夠進一步提聞對催化劑6的故障檢測等的精度。
[0110]另外，在本實施方式4中，也是對以Rr傳感器12的輸出為基準而對相對于Fr傳感器10的輸出及響應(yīng)性的補正值進行計算的情況進行了說明。但是，如上文所述，也可以以Fr傳感器10為基準而對Rr傳感器12進行補正，此外，還可以對兩個傳感器10、12的輸出及響應(yīng)性進行補正。
[0111]此外，在本實施方式4中，對根據(jù)Fr傳感器10的輸出補正系數(shù)來計算與響應(yīng)性相關(guān)的補正系數(shù)的情況進行了說明。但是，在本發(fā)明中，與響應(yīng)性相關(guān)的補正系數(shù)并不限定于根據(jù)輸出補正系數(shù)而計算出的系數(shù)。如上文所述，響應(yīng)性與極限電流IL具有相關(guān)性。因此，與響應(yīng)性相關(guān)的補正系數(shù)只需為根據(jù)Fr傳感器10的輸出與Rr傳感器12的輸出之間的差異而計算出的系數(shù)即可。 [0112]實施方式5.[0113]圖11為，用于對本發(fā)明的實施方式5的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。實施方式5的系統(tǒng)除不具有催化劑6上游側(cè)的Fr傳感器10，而具有氣缸壓力傳感器20這一點以外，具有與圖1的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。
[0114]具體而言，內(nèi)燃機2具備多個氣缸,在各個氣缸上具備氣缸壓力傳感器(第一傳感器)20。氣缸壓力傳感器20為,產(chǎn)生與壓力相對應(yīng)的輸出的傳感器。各個氣缸壓力傳感器20與控制裝置14相連接?？刂蒲b置14能夠接收各個氣缸壓力傳感器20的輸出信號，從而對各個氣缸的燃燒室內(nèi)的燃燒壓力進行檢測。
[0115]此外，在實施方式5中，在控制裝置14中，根據(jù)所求出的燃燒壓力，而對發(fā)熱量進行計算，并根據(jù)該發(fā)熱量而對燃料消耗量進行計算。而且，根據(jù)進入空氣量和燃料消耗量，而對空燃比進行計算。在以下的實施方式中，將根據(jù)氣缸壓力傳感器20的輸出而計算出的空燃比稱為“CPS空燃比”，將根據(jù)Rr傳感器12的輸出而計出算的空燃比稱為“AFS空燃比”。
[0116]圖12為,用于對本發(fā)明的實施方式5中的補正前后的、基于兩個傳感器10、12的輸出而得到的空燃比的關(guān)系進行說明的圖。在圖12中，橫軸表示AFS空燃比、縱軸表示CPS空燃比。此外，在圖12中，虛線表示補正后的AFS空燃比與CPS空燃比之間的關(guān)系，散點表示基于實測值的AFS空燃比與CPS空燃比之間的關(guān)系。
[0117]如圖12所示，由于CPS空燃比根據(jù)情況而確定計算系數(shù)，因此，根據(jù)內(nèi)燃機2的運行狀態(tài)、燃料性狀、或隨時間的變化等而存在較大的誤差。因此，在本實施方式5中，以使CPS空燃比(或者用于計算CPS空燃比的參數(shù))與AFS空燃比相一致的方式，而對補正系數(shù)進行計算。
[0118]具體而言，補正系數(shù)設(shè)為，通過下式(2)而求出的、CPS空燃比與APS空燃比之比。
[0119]空燃比之比=CPS空燃比/ AFS空燃比..*(2)
[0120]空燃比之比通過與實施方式I的極限電流比的計算相同的方法而被計算出。即，在催化劑6處于未活化的期間內(nèi)，反復(fù)實施空燃比的檢測，并對多次的采樣進行檢測。在催化劑6活化之后，對空燃比之比的平均值進行計算，并將該平均值設(shè)定為Fr傳感器10的補正系數(shù)。但是，是在考慮到與氣缸壓力傳感器20和Rr傳感器12之間的排氣路徑4等的容積相對應(yīng)的延遲的條件下，對CPS空燃比和AFS空燃比進行比較的。也就是說，對假定為氣缸壓力傳感器20和Rr傳感器12對相同的廢氣進行檢測時的值的進行比較。
[0121]此外，關(guān)于氣缸壓力傳感器20的補正系數(shù)，也是在空燃比與理論空燃比相比過濃的情況和與理論空燃比相比過稀的情況下，分別進行計算的。也就是說，分為Rr傳感器12的極限電流IL_Rr大于O的過稀氣氛的情況下的補正系數(shù)、和IL_Rr在O以下的過濃氣氛的情況下的補正系數(shù)，針對各個情況而分別計算并設(shè)定補正系數(shù)(平均值)。[0122]此外，基于CPS空燃比的輸出而得到的CPS空燃比計算值受到進入空氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響。因此，在補正系數(shù)的計算中，將進入空氣量分為GA1、GA2、GA3這三個區(qū)域，并將發(fā)動機轉(zhuǎn)速分為NE1、NE2、NE3這三個區(qū)域，從而分為九個區(qū)域，針對每一個區(qū)域，對補正系數(shù)Kl?K9的補正系數(shù)進行計算。如上文所述，實施方式5中的補正系數(shù)以映射表的形式而被存儲于控制裝置中，在所述映射表中，如上所述那樣，針對AFS空燃比處于過濃的情況、和處于過稀的情況下的各個情況，補正系數(shù)根據(jù)進入空氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系而被確定。
[0123]另外，與實施方式I相同，預(yù)先對傳感器初期或隨時間變化而產(chǎn)生的誤差進行計測，并將據(jù)此而得到的空燃比之比的極限值設(shè)定為保護值。在補正系數(shù)的計算中，排除空燃比之比大于極限值的值。
[0124]圖13為，用于對在本發(fā)明的實施方式5中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。在圖13的程序中，首先，判斷對氣缸壓力傳感器20的補正系數(shù)進行計算的前提條件是否成立(S502)。具體的條件被預(yù)先設(shè)定為，存在內(nèi)燃機2的啟動指令、氣缸壓力傳感器20和空燃比傳感器12均未發(fā)生故障且處于活化狀態(tài)、催化劑6的推斷溫度低于預(yù)定的溫度等，并被存儲于控制裝置14中。
[0125]接下來，分別對CPS空燃比和AFS空燃比進行檢測(S504)。在此，根據(jù)氣缸壓力傳感器20的輸出，并按照存儲于控制裝置中的運算式，而求出CPS空燃比。此外，同樣地，按照作為Rr傳感器12的輸出的極限電流，而對AFS空燃比進行檢測。另外，如上文所述，在此，考慮到與氣缸壓力傳感器20和Rr傳感器12之間的容積相對應(yīng)的延遲，而求出相對于相同廢氣的空燃比。
[0126]接下來，求出CPS空燃比和AFS空燃比之比(S506)。接下來，對催化劑6的溫度進行檢測(S508)，接下來，判斷是否確定催化劑活化(S510)。
[0127]當在步驟S510中未確定催化劑活化時，再次返回至步驟S504，而求出CPS空燃比和AFS空燃比，并在步驟S506中求出CPS空燃比與AFS空燃比之比。而后，按照步驟S508?S510，執(zhí)行是否確定催化劑活化的判斷。如此，在直至于步驟S510中確定了催化劑活化為止的期間內(nèi)，反復(fù)執(zhí)行步驟S504?S510的處理。
[0128]當在步驟S510中確定了催化劑活化時，接下來，對補正系數(shù)進行計算(S512)。在此，在步驟S506中所求出的空燃比之比被分為IL_Rr > O的情況(過稀的情況)和IL_Rr ( O的情況(過濃的情況)的各個情況，而且，被分為上述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進入空氣量的各個區(qū)域。而且，針對每一個區(qū)域，求出空燃比之比的平均值。該平均值被設(shè)定為每一個區(qū)域的補正系數(shù)。另外，在該計算中設(shè)定為，不使用大于作為保護值的極限值的空燃比之比。而后，結(jié)束本次的處理。所設(shè)定的補正系數(shù)在直到設(shè)定了新的補正系數(shù)為止的期間內(nèi)，被用作為對CPS空燃比進行補正的補正系數(shù)。
[0129]如上文所述，根據(jù)本實施方式5，即使在未在催化劑6的上游設(shè)置空燃比傳感器，而利用氣缸壓力傳感器的情況下，也能夠?qū)Ω鶕?jù)氣缸壓力傳感器20而計算出的CPS空燃比進行補正。因此，即使對于根據(jù)氣缸壓力傳感器20的輸出而對空燃比進行檢測的系統(tǒng)而言，也能夠?qū)⒖杖急瓤刂频木却_保為較高。
[0130]另外，在實施方式5中，對分為AFS空燃比過濃的情況、和過稀的情況，而且，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進入空氣量各分為三個區(qū)域，并對針對每一個區(qū)域而設(shè)定補正系數(shù)的情況進行了說明。但是，也可以采用如下方式，即，補正系數(shù)并不如上述那樣針對每個區(qū)域而進行設(shè)定，而是僅求出一個補正系數(shù)，并用作為相對于CPS空燃比的補正系數(shù)。此外，對將給CPS空燃比的計算帶來影響的進入空氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速分別分為三個區(qū)域的情況進行了說明。但是，在本發(fā)明中設(shè)定這種區(qū)域的參數(shù)并不限定于進入空氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速，也可以使用給CPS空燃比的計算帶來影響的其他參數(shù)。此外，區(qū)域也并不限定于分為三個的情況。這一點在以下的實施方式中也相同。
[0131]此外，在本實施方式6中，對多次檢測空燃比并將該空燃比之比的平均值設(shè)為補正系數(shù)的情況進行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以將空燃比的檢測次數(shù)設(shè)為一次，并將該空燃比用于對補正系數(shù)的計算中。而且，補正系數(shù)并不限定于空燃比之t匕，還可以設(shè)為CPS空燃比與ADS空燃比之差、或者其他根據(jù)CPS空燃比與AFS空燃比之間的差異(差或比等)而計算出的值。這一點在以下的實施方式中也相同。
[0132]實施方式6.[0133]本實施方式6的系統(tǒng)具有與圖11所示的系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實施方式6的控制裝置14除了在為了實施補正系數(shù)的計算而在催化劑6活化前實施CPS空燃比、AFS空燃比的檢測時，將空燃比控制為補正系數(shù)計算用的補正用空燃比這一點以外，實施與實施方式5相同的控制。
[0134]具體而言，在本實施方式6中，與實施方式2同樣，以使空燃比在14.0-15.2的范圍內(nèi)大幅向過濃或過稀波動的方式，而預(yù)先設(shè)定幾個不同的補正用空燃比，并存儲于控制裝置14中。
[0135]在補正系數(shù)的計算中，首先，以將補正用空燃比中的一個過濃空燃比作為目標空燃比的方式而對空燃比進行控制。在該過濃空燃比下，對空燃比之比進行檢測。同樣，針對補正用空燃比中其他的過稀或過濃空燃比的各個空燃比，而求出空燃比之比。針對以這種方式設(shè)定的全部補正用空燃 比，而求出空燃比之比。而且，針對在實施方式5中所說明的進入空氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的每個區(qū)域，且針對過濃、過稀，而對各個空燃比之比的平均值進行計算，并將該平均值設(shè)為CPS空燃比計算中的補正系數(shù)。
[0136]圖14為，用于對在本發(fā)明的實施方式6中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序進行說明的流程圖。圖14的程序除了在步驟S502和S504之間具有步驟S602的處理這一點、和在步驟S510之后具有步驟S604的處理這一點以外，與圖13的程序相同。
[0137]具體而言，在步驟S502中，在確定了前提條件的成立后，將目標空燃比設(shè)定為補正用空燃比中的、未檢測出空燃比之比的空燃比，并執(zhí)行空燃比的控制(S602 )。
[0138]接下來，對當前的空燃比下的CPS空燃比、AFS空燃比進行檢測(S504 )，并對兩者之比進行計算(S506)。而后，執(zhí)行催化劑溫度的檢測、和催化劑活化的判斷(S508~S510)，在未確定催化劑活化時，判斷針對預(yù)先設(shè)定的全部補正用空燃比的空燃比之比的計算是否完成(S604)。在未確定空燃比之比的計算完成時，再次返回至S602，將目標空燃比設(shè)定為補正用空燃比中的、尚未被檢測出空燃比之比的其他空燃比，并對空燃比的控制進行控制。在該狀態(tài)下，執(zhí)行步驟S504~S506的處理。
[0139]另一方面，當在步驟S510中，確定了催化劑活化時，或者在步驟S604中確定了計算的完成時，接下來，對補正系數(shù)進行計算(S512)。具體而言，補正系數(shù)以分為表1的每個區(qū)域、空燃比處于過濃的情況、和處于過稀的情況中的每個情況的方式，而分別進行計算。在此，設(shè)定有極限值，在空燃比大于該保護值的情況下，該空燃比不被用于補正系數(shù)的計
笪
[0140]如以上所說明的那樣，在本實施方式6中，在實施補正系數(shù)的計算時，以使空燃比在從過濃到過稀的范圍內(nèi)大幅變動的方式對空燃比進行控制。由此，使用較大程度地體現(xiàn)出氣缸壓力傳感器20和空燃比傳感器12的運行情況的差時的值，從而能夠計算出更加準確的補正系數(shù)。
[0141]另外，在本實施方式6中，對將補正用空燃比設(shè)為14.0~15.2的范圍內(nèi)的多個空燃比的情況進行了說明。但是，在本發(fā)明中，補正用空燃比的設(shè)定范圍并不限定于此。關(guān)于補正用空燃比的設(shè)定范圍，與實施方式2相同。
[0142]此外，還可以采用如下方式，即，不將補正用空燃比限定為過稀側(cè)、過濃側(cè)的整個區(qū)域，而將補正用空燃比設(shè)定尤其應(yīng)當對CPS空燃比進行補正的固定區(qū)域，并以該區(qū)域為中心進行補正。圖15為，表示在本發(fā)明的實施方式7中CPS空燃比容易產(chǎn)生誤差的區(qū)域的圖。
[0143]如上文所述，在基于氣缸壓力傳感器20的CPS空燃比計算中，通過根據(jù)燃燒壓力而求出的發(fā)熱量來對燃料消耗量進行計算。因此，在燃料過多(空燃比過濃)的情況下，靈敏度將降低，從而CPS空燃比的檢測精度容易降低(參照圖15的單點劃線的區(qū)域)。因此，將補正用空燃比的范圍設(shè)定在過濃側(cè)，并多次對過濃側(cè)的采樣進行檢測。而且，也可以重點地對相對于空燃比處于過濃側(cè)的區(qū)域的補正系數(shù)進行計算。
[0144]此外，以這種方式重點地對補正系數(shù)進行計算的區(qū)域并不一定限于過濃側(cè)。例如，在對給CPS空燃比的計算帶來影響的內(nèi)燃機的運行條件進行特定，并針對該運行條件的每個區(qū)域，而對CPS空燃比和AFS空燃比 進行比較的情況下，只需對CPS空燃比與AFS空燃比之差超過容許范圍而增大的區(qū)域進行特定，并在符合該區(qū)域的運行條件下，重點地對補正系數(shù)進行計算即可。
[0145]實施方式7.[0146]實施方式7的系統(tǒng)除了具有EGR (廢氣再循環(huán))系統(tǒng)這一點以外,與實施方式5的系統(tǒng)具有相同的結(jié)構(gòu)。圖16為，用于對本發(fā)明的實施方式7中的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行說明的示意圖。如圖16所示，內(nèi)燃機2具有EGR系統(tǒng)30。EGR系統(tǒng)30為，使在內(nèi)燃機2的排氣路徑4中流通的廢氣的一部分經(jīng)由EGR管32而再循環(huán)至進氣管34的系統(tǒng)。在EGR管32上設(shè)置有EGR閥36。EGR閥36的開閉及其開度根據(jù)來自控制裝置14的控制信號而被控制。通過對EGR閥36的控制，從而對存在(開啟)EGR、不存在(關(guān)閉)EGR及EGR處于開啟情況下的廢氣的流量等進行控制。
[0147]但是，在求取CPS空燃比時，EGR將會給空燃比檢測用的參數(shù)造成較大影響。因此，在本實施方式7中，學(xué)習EGR的開啟/關(guān)閉給CPS空燃比造成的影響，并以減小由EGR的影響而產(chǎn)生的誤差的方式來設(shè)定補正系數(shù)。另外，實施方式7的系統(tǒng)所實施的控制除了分為EGR處于開啟的情況、和處于關(guān)閉的情況而對補正系數(shù)進行檢測這一點以外，執(zhí)行與實施方式6的系統(tǒng)相同的控制。
[0148]具體而言，首先，在EGR處于關(guān)閉的運行狀態(tài)下，如在實施方式6中所說明的那樣，控制為預(yù)定的補正用空燃比，并對CPS空燃比、AFS空燃比進行檢測，從而對補正系數(shù)進行計算。[0149]而后，設(shè)為任意導(dǎo)入EGR氣體的運行狀態(tài)，并將其他條件設(shè)為，與將EGR設(shè)為關(guān)閉時的運行條件相同。此時，對CPS空燃比和AFS空燃比進行檢測。而且，在該條件下，對EGR處于關(guān)閉時的空燃比之比、和EGR處于打開時的空燃比之比進行比較，并對其變化量進行檢測。根據(jù)該變化量，而對相對于EGR量的補正量T進行設(shè)定。
[0150]補正后的CPS空燃比按照下式(3)進行計算。
[0151]補正CPS 空燃比=KXCPS 空燃比 + TXEGR 量....(3)
[0152]在上式中，K為EGR處于關(guān)閉時的補正系數(shù)。此外，T為相對于EGR量的CPS空燃比的補正量。
[0153]圖17為，在本發(fā)明的實施方式7中控制裝置14所執(zhí)行的控制程序。在圖16的程序中，首先，與實施方式5相同，判斷前提條件是否成立(S702)，在未確定前提條件的成立時，結(jié)束本次的處理。另一方面，當在步驟S702中確定了前提條件的成立時，接下來，將空燃比設(shè)定為執(zhí)行補正的補正用空燃比(S704)。關(guān)于補正用空燃比，為如實施方式6那樣的預(yù)定范圍內(nèi)的被預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的空燃比。此外，在此，將補正用空燃比設(shè)為過濃側(cè)的空燃比較為有效。
[0154]接下來，EGR被設(shè)為關(guān)閉(S706)。在該狀態(tài)下，與實施方式6相同，執(zhí)行CPS空燃比的檢測、AFS空燃比的檢測、空燃比之比的計算(S708~S710)。接下來，EGR被設(shè)為開啟(S712)。同樣地，對CPS空燃比和AFS空燃比進行檢測并對空燃比之比進行計算(S714~S716)。
[0155]接下來，對催化劑溫度進行檢測(S718)，并判斷是否確定催化劑活化(S720)。在未確定催化劑活化時，針對所 有的補正用空燃比，判斷空燃比之比的計算是否完成(S722)。
[0156]在未確定空燃比之比的計算完成時，被控制為其他的補正用空燃比(S704)，并再次反復(fù)執(zhí)行步驟S706~S720的處理。另一方面，當在步驟S720中確定了催化劑活化時，或者，在步驟S722中確定了空燃比之比的計算完成時，在步驟S724中，對補正系數(shù)進行計笪
ο
[0157]而且，根據(jù)同一條件下的、EGR處于開啟的情況和處于關(guān)閉的情況的空燃比之比，對相對于EGR量的補正量T進行計算(S726)。而后，結(jié)束本次的處理。
[0158]如以上所說明的那樣，在實施方式7中，對EGR處于開啟時的補正量進行計算。因此，即使在EGR處于開啟且CPS空燃比容易產(chǎn)生誤差的情況下，也能夠更加恰當?shù)貙PS空燃比進行補正。
[0159]另外，在本實施方式7中，對如下情況進行了說明，即，對補正用空燃比進行設(shè)定，并在EGR處于開啟的情況和處于關(guān)閉的情況下對針對各個補正用空燃比的補正系數(shù)進行設(shè)定。但是，在本發(fā)明中，并不限定于此，也可以僅將補正用空燃比設(shè)為過濃側(cè)。此外，并不限于被控制為補正用空燃比的情況，也可以就以該運行狀態(tài)下的空燃比，來執(zhí)行步驟S706~S724的處理。
[0160]此外，本實施方式7的EGR處于開啟、關(guān)閉的情況下的補正系數(shù)的計算，例如也能夠應(yīng)用于實施方式5中。在這種情況下，只需采用如下方式即可，即，針對實施方式5的每個區(qū)域，對于將EGR設(shè)為開啟的情況、和設(shè)為關(guān)閉的情況的各個情況而求出空燃比之比，并針對每個區(qū)域而對空燃比之比進行比較，從而針對每個區(qū)域而對相對于EGR量的補正量T進行設(shè)定。[0161]另外，在以上的實施方式中，在提到各個要素的個數(shù)、數(shù)量、量、范圍等的數(shù)值時，除了特別明示的情況或在原理上明確地特定于該數(shù)值的情況以外，本發(fā)明并不限定于該提到的數(shù)值。此外，在本實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)等除了特別明示的情況或在原理上明確地特定于此結(jié)構(gòu)的情況以外，并不一定為本發(fā)明所必需的結(jié)構(gòu)。
[0162]符號說明
[0163]2內(nèi)燃機；
[0164]6、8 催化劑；
[0165]10空燃比傳感器(Fr傳感器)；
[0166]12空燃比傳感器(Rr傳感器)；
[0167]14控制裝置；
[0168]20氣缸壓力傳感器；
[0169]30 EGR 系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器的特性補正裝置，其特征在于，具備: 特性檢測單元，其對設(shè)置于內(nèi)燃機的排氣路徑的催化劑的上游的第一傳感器的特性、和設(shè)置于所述催化劑下游的作為空燃傳感器的第二傳感器的特性進行檢測； 計算單元，其根據(jù)所述第一傳感器的特性而對第一空燃比進行計算，且根據(jù)所述第二傳感器的特性而對第二空燃比進行計算； 差異檢測單元，其對所述內(nèi)燃機啟動后且所述催化劑處于未活化的狀態(tài)時的所述第一特性和所述第二特性之間的差異、或所述第一空燃比和所述第二空燃比之間的差異進行檢測； 補正單元，其根據(jù)所述差異，而對所述第一傳感器和/或所述第二傳感器的特性進行補正，以使所述第一空燃比與所述第二空燃比成為相同。
2.如權(quán)利要求1所述的比傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述第一傳感器為空燃比傳感器， 所述特性檢測單元對所述第一傳感器和所述第二傳感器各自的輸出進行檢測，以作為所述第一傳感器的特性及所述第二傳感器的特性， 所述差異檢測單元對所述第一傳感器的輸出和所述第二傳感器的輸出之間的差異進行檢測， 所述補正單元根據(jù)所述差異，而對所述第一傳感器和/或所述第二傳感器的輸出進行補正。
3.如權(quán)利要求2所述的 傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述補正單元根據(jù)所述差異，而進一步對所述第一傳感器和/或所述第二傳感器的響應(yīng)性進行補正。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述第一傳感器為空燃比傳感器， 所述特性檢測單元對所述第一傳感器和所述第二傳感器各自的響應(yīng)性進行檢測，以作為所述第一傳感器的特性及所述第二傳感器的特性， 所述差異檢測單元對所述第一傳感器的響應(yīng)性和所述第二傳感器的響應(yīng)性之間的差異進行檢測， 所述補正單元根據(jù)所述差異，而對所述第一傳感器和/或所述第二傳感器的響應(yīng)性進行補正。
5.如權(quán)利要求2至4中的任意一項所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述補正單元以所述第二傳感器的特性為基準，而對所述第一傳感器的特性進行補正，以使所述第一空燃比與所述第二空燃比成為相同。
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述第一傳感器為氣缸壓力傳感器， 所述差異檢測單元對所述第一空燃比和所述第二空燃比之間的差異進行檢測， 所述補正單元根據(jù)所述差異，而對所述第一空燃比進行補正。
7.如權(quán)利要求6或7所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 所述差異檢測單元在內(nèi)燃機處于存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)的情況、和處于不存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)的情況的各個運行狀態(tài)下，對所述第一空燃比和所述第二空燃比之間的差異進行檢測， 所述補正單元對所述存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的差異、和所述不存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的差異進行比較，并進一步對所述存在廢棄再循環(huán)的運行狀態(tài)下的、相對于廢棄再循環(huán)量的補正系數(shù)進行計算。
8.如權(quán)利要求6或7所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 還具備空燃比控制單元，所述空燃比控制單元在所述內(nèi)燃機啟動后且所述催化劑處于未活化的狀態(tài)下，將所述內(nèi)燃機的空燃比控制為預(yù)定的過濃空燃比， 所述差異檢測單元對被控制為所述過濃空燃比時的所述第一空燃比和所述第二空燃比之間的差異進行檢測。
9.如權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的傳感器的特性補正裝置，其特征在于， 還具備空燃比控制單元，所述空燃比控制單元在所述內(nèi)燃機啟動后且所述催化劑處于未活化的狀態(tài)下，將所述內(nèi)燃機的空燃比控制為預(yù)定的過濃空燃比或過稀空燃比， 所述差異檢測單元對被控制為所述過濃空燃比或所述過稀空燃比時的所述第一傳感器和所述第二傳感器的特性之間的差異、或所述第一空燃比和所述第二空燃比之間的差異進行檢測。
【文檔編號】F02D41/02GK103547785SQ201180071082
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月24日
【發(fā)明者】青木圭一郎, 佐佐木敬規(guī), 林下剛 申請人:豐田自動車株式會社