JP2013068210A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの吸気通路に設けられた空燃比センサを、簡素な構成でより正確に基準値補正することができるようにした、エンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載されたエンジン１の排気通路１６と吸気通路１２とを連通する排気還流用の還流通路１９，２２と、還流通路１９，２２を流通する還流ガスを制御する還流ガス制御手段３１ｂと、吸気通路１２と還流通路１９，２２との接続部よりも下流側の吸気通路１２に配設された空燃比センサ２５，２６とを備えたエンジンの制御装置であって、還流ガス制御手段３１ｂによって還流ガス量を抑制する運転状態を経た後に、エンジン１が停止しているということを補正条件とし、補正条件が成立したか否かを判定する判定手段３１ｄと、判定手段３１ｄにより補正条件が成立したと判定されたときに空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施する補正手段３１ｅとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸気通路に設けられた空燃比センサの基準値補正を実施するエンジンの制御装置に関する。

一般的にエンジンは、その吸気通路や排気通路に設けられる酸素センサや空燃比センサで検出した酸素濃度や空燃比を利用して、燃料噴射制御や排気浄化制御を実施する。また、エンジンには、排気を再び吸気通路へ導く排気再循環通路（ＥＧＲ通路）が設けられたものがあり、このＥＧＲ通路を介して排気を循環させることにより、排気温度を制御したり、排出されるＮＯｘ量を低減させる制御を実施する。

ＥＧＲ通路を流通する排気（ＥＧＲガス）の量は、ＥＧＲ通路に設けられた制御弁の開度によって制御される。この制御弁の開度は、ＥＧＲガスの吸気通路への導入口（すなわち、ＥＧＲ通路と吸気通路との接続部）よりも下流側に設けられる酸素センサや空燃比センサの出力値を用いて制御される。例えば、酸素センサで検出される吸気（新気と排気との混合気）の酸素濃度や空燃比センサで検出される吸気の空燃比から、燃焼状態が推定され、適切な燃焼となるように制御弁の開度が制御されてＥＧＲガス量が増減調整される。

これらの酸素センサや空燃比センサは、経時変化によってその出力値に誤差が生じ正確な値を検出することができなくなる。そのため、この出力値の誤差をなくすために、定期的に補正をする必要がある。この補正は、例えば排気を含まない外気環境下で検出されるべきセンサ出力の基準値のずれを修正するという、いわゆる基準値補正と呼ばれるものである。基準値補正を定期的に実施することで、センサの計測精度を高いまま維持することができる。

例えば特許文献１には、エンジンの吸気管の還流ガス導入口よりも下流に配設された酸素センサの出力補正に関する技術が記載されている。この技術では、まず、補正計算を行うのに適した状態にするために、フューエルカットやＥＧＲ弁を閉じることにより吸気管内の酸素濃度を既知の値（大気中の酸素濃度≒２１％）にする。そして、吸気管に設けた圧力センサの出力値を用いて対圧力変化率を算出し、この対圧力変化率に基づき酸素センサの出力を補正する。これにより、酸素センサのもつ圧力依存性を考慮して補正することができるため、常に正確な酸素濃度を検出することができるとされている。

特開平１０−１７６５７７号公報

上記の特許文献１の技術は、酸素センサの出力補正（基準値補正）において、酸素センサのもつ圧力依存性を考慮したものであるが、空燃比センサも同様に周囲の圧力の影響を受け（すなわち、検出する気体の圧力によって出力が変化するという圧力依存性を有し）、圧力によって出力値に誤差が生じる。そのため、空燃比センサの基準値補正を実施する場合も、圧力の影響を考慮することが求められている。

しかしながら、上記の特許文献１の技術では、対圧力変化率という係数を算出して、酸素センサの拡散律速層の厚さや細孔の径等で決まる値（センサ固有値）が、その時の運転状態における酸素センサの固有の値となるように更新しながら補正を行うものであるため、演算が複雑である。また、酸素センサの補正の精度が対圧力変化率という係数の算出精度、すなわち圧力センサの検出精度に依存することになるため、補正精度を向上させることが難しい。

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、エンジンに設けられた空燃比センサを簡素な構成で精度よく基準値補正することができるようにした、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、車両に搭載されたエンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気還流用の還流通路と、前記還流通路を流通する還流ガス量を制御する還流ガス量制御手段と、前記吸気通路と前記還流通路との接続部よりも下流側の前記吸気通路に配設された空燃比センサとを備えたエンジンの制御装置であって、前記還流ガス量制御手段によって前記還流ガス量を抑制する運転状態を経た後に、前記エンジンが停止しているということを補正条件とし、前記補正条件が成立したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記補正条件が成立したと判定されたときに前記空燃比センサの基準値補正を実施する補正手段とを備えることを特徴としている。
言い換えると、前記補正手段は、還流ガス量制御手段によって前記空燃比センサの近傍の吸気から前記還流ガスを一掃した上で前記空燃比センサの基準値補正を実施することを特徴としている。

（２）前記排気通路に設けられ、前記排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタで捕集された粒子状物質を強制的に燃焼させて前記フィルタを再生する再生制御手段とを備え、前記判定手段が、前記再生制御手段によって前記フィルタの再生制御が実施されていることを前記補正条件とすることが好ましい。

（３）前記吸気通路の圧力を検出する吸気圧力センサを備え、前記判定手段が、前記吸気圧力センサで検出された前記吸気通路の圧力が大気圧と同等であることを前記補正条件とすることが好ましい。
（４）前記判定手段が、前回の前記空燃比センサの基準値補正終了後から走行した距離が予め設定された所定距離以上になったことを前記補正条件とすることが好ましい。

本発明のエンジンの制御装置によれば、還流ガス量制御手段によって還流ガス量を抑制する運転状態を経た後にエンジンが停止していることを基準値補正の補正条件とするため、実際に吸気通路内の空気と圧力をともに大気の状態と同等にすることができる。この補正条件が成立したと判定されたら空燃比センサの基準値補正を実施するため、簡素な構成で精度よく空燃比センサの基準値補正を実施することができる。また、本発明では、エンジンが停止して実際に吸気通路内の圧力が大気圧と同等になっているときに補正を実施するため、圧力の影響を排除して空燃比センサの基準値補正を実施することができる。

一実施形態に係るエンジンの制御装置を例示する構成図である。 実際の空燃比に対するセンサ出力の関係を示すグラフである。 一実施形態に係るエンジンの制御装置による空燃比センサの基準値補正を実施するときの制御内容を示すフローチャートである。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．装置構成］
本実施形態の制御装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジン（エンジン）１に適用される。図１には、エンジン１に設けられる複数のシリンダ２のうちの一つを示すが、他のシリンダ２も同様の構成である。エンジン１のシリンダ２内には、上下方向に往復摺動するピストン３が設けられる。ピストン３は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続される。ピストン３は、その頂面に燃焼室となるキャビティ３ａが形成されている。

シリンダ２上部のシリンダヘッドには、燃料噴射用のインジェクタ４が設けられる。インジェクタ４は、その先端部がシリンダ２の筒内空間に突出して設けられ、シリンダ２内に直接燃料を噴射する。インジェクタ４から噴射される燃料の噴射方向は、ピストン３のキャビティ３ａに向かう方向に設定される。また、インジェクタ４の基端部には燃料配管が接続され、この燃料配管から加圧された燃料がインジェクタ４に供給される。

シリンダヘッドには、シリンダ２の筒内空間と連通する吸気ポート５及び排気ポート６が設けられ、これらの各ポート５，６を開閉するための吸気弁７及び排気弁８が設けられる。吸気ポート５の上流側にはインテークマニホールド（以下、インマニという）９が設けられる。このインマニ９には吸気ポート５側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク１０が設けられる。サージタンク１０よりも下流側のインマニ９は、複数のシリンダ２に向かって分岐するように形成され、その分岐点にサージタンク１０が位置する。サージタンク１０は、各々のシリンダ２で発生する吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。

インマニ９の上流端には、スロットルボディ（図示略）が接続され、スロットルボディの内部には電子制御式のスロットルバルブ１１が内蔵され、インマニ９側へと流通する空気量がスロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）に応じて調節される。スロットル開度は、エンジンＥＣＵ３１によって電子制御される。スロットルボディのさらに上流側には、吸気通路１２が接続される。この吸気通路１２の最も上流側にはエアフィルタ１３が介装され、エアフィルタ１３で濾過された新気が吸気通路１２に導入される。

一方、排気ポート６よりも排気流の下流側には、エキゾーストマニホールド（以下、エキマニという）１５，排気通路１６及び排気浄化装置１７が設けられる。エキマニ１５は複数のシリンダ２から合流するように形成され、その下流側の排気通路１６に接続される。また、排気通路１６に介装された排気浄化装置１７は、触媒１７ａとフィルタ１７ｂとが内蔵されて構成される。この触媒１７ａは、排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）成分や一酸化炭素（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）等を浄化する機能を持ち、例えば酸化触媒や三元触媒である。

また、フィルタ１７ｂは、排気中に含まれる粒子状物質（Particulate Matter、以下、ＰＭと略称する）を捕集する多孔質フィルタ（例えば、セラミックフィルタ）である。なお、ＰＭとは、炭素からなる黒煙（すす）の周囲に燃え残った燃料や潤滑油の成分，硫黄化合物等が付着した粒子状の物質である。フィルタ１７ｂの内部は、多孔質の壁体によって排気の流通方向に沿って複数に分割されている。この壁体には、ＰＭの微粒子に見合った大きさの多数の細孔が形成され、排気が壁体の近傍や内部を通過する際に壁体内，壁体表面にＰＭが捕集される。フィルタ１７ｂでは、捕集されたＰＭが連続的に酸化された後に、エンジンＥＣＵ３１に設けられた再生制御部３１ｃによってＰＭが強制的に燃焼されてフィルタ１７ｂを再生する再生制御が実施される。

また、このエンジン１の吸排気系には、排気圧を利用してシリンダ２内に吸気を過給するターボチャージャー（過給機）１８が設けられる。ターボチャージャー１８は、吸気通路１２と排気通路１６との両方にまたがって介装された過給機である。ターボチャージャー１８は、排気通路１６内の排気圧でタービンを回転させ、その回転力を利用してコンプレッサを駆動することにより、吸気通路１２側の吸気を圧縮してエンジン１への過給を行う。なお、吸気通路１２におけるコンプレッサよりも吸気流の下流側にはインタクーラー１４が設けられ、圧縮された空気が冷却される。

本実施形態に係るエンジン１には、排気通路１６を流通する排気を吸気通路１２へ還流させる二つの還流通路（排気再循環通路やＥＧＲ通路ともいう）が設けられる。第一の還流通路（以下、第一還流通路という）１９は、排気浄化装置１７の下流側の排気通路１６とターボチャージャー１８のコンプレッサよりも上流側の吸気通路１２（ここでは、エアフィルタ１３の下流）とを連通し、いわゆる低圧ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路を構成する。第一還流通路１９と吸気通路１２との接続部には、第一制御弁（還流ガス量制御手段）２０が内蔵され、第一還流通路１９を流通する還流ガス量（すなわち、吸気通路１２へ導かれる排気の量）が第一制御弁２０の開度に応じて調節される。還流ガス量は、第一制御弁２０の開度が大きいほど増加し、開度がゼロ（閉弁）のときにゼロとなる。第一制御弁２０の開度は、エンジンＥＣＵ３１に設けられた開閉制御部３１ｂによって制御される。

第二の還流通路（以下、第二還流通路という）２２は、ターボチャージャー１８のタービンよりも上流側の排気通路１６とコンプレッサよりも下流側の吸気通路１２とを連通し、いわゆる高圧ＥＧＲ通路を構成する。第二還流通路２２と吸気通路１２との接続部には、第二制御弁（還流ガス量制御手段）２３が内蔵され、第二還流通路２２を流通する還流ガス量が第二制御弁２３の開度に応じて調節される。還流ガス量は、第二制御弁２３の開度が大きいほど増加し、開度がゼロ（閉弁）のときにゼロとなる。第二制御弁２３の開度は、エンジンＥＣＵ３１に設けられた開閉制御部３１ｂによって制御される。なお、第一還流通路１９及び第二還流通路２２には、それぞれ還流ガスを冷却するための還流ガスクーラー２１，２４が設けられる。

したがって、エンジン１の吸気ポート５には、新気と第一還流通路１９及び第二還流通路２２から流入する排気（還流ガス）とが混合された吸気（混合気）が導入される。このように吸気中に還流ガスが混合されることで、過度の排気温度上昇やＮＯｘの排出量が抑制される。

吸気通路１２には、吸気の空燃比を検出するための二つの空燃比センサが配設される。第一の空燃比センサ２５は、吸気通路１２と第一還流通路１９との接続部（第一制御弁２０が内蔵される部分）の下流に設けられるコンプレッサよりも下流側で吸気通路１２と第二還流通路２２との接続部の上流側に配設される。また、第二の空燃比センサ２６は、吸気通路１２と第二還流通路２２の接続部（第二制御弁２３が内蔵される部分）よりも下流側に配設される。これらの空燃比センサ２５，２６は、吸気通路１２を流通する吸気の酸素濃度を検出し、酸素濃度にほぼ比例する値を出力する、いわゆるリニア空燃比センサである。これらの空燃比センサ２５，２６は、例えば図２中に実線で示すように、空燃比（酸素濃度）が大きいほど電圧信号や電流信号等の出力を増大させる特性を持つ。空燃比センサ２５，２６で検出された酸素濃度に対応する出力信号はエンジンＥＣＵ３１へ伝達される。

また、吸気通路１２には、吸気の圧力を検出するための吸気圧力センサ２８が第二制御弁２３とスロットルバルブ１１との間に配設される。また、車両には、大気圧を検出するための圧力センサ（大気圧センサ）３０が設けられ、この大気圧センサ３０により車両が走行している場所の圧力が検出される。

また、エンジン１には、これら空燃比センサ２５，２６や吸気圧力センサ２８，大気圧センサ３０以外にも様々なセンサが設けられており、これらのセンサによってエンジン１の状態が検出される。例えば、排気通路１６には排気の温度や流量を検出する図示しない温度センサや流量センサが配設され、エンジン１のクランクシャフトにはクランクシャフトの回転角（すなわち、エンジン１の実回転数）を検出する図示しないクランク角センサが設けられる。これらのセンサで検出された情報も、エンジンＥＣＵ３１に伝達される。

車両には、電子制御装置として、エンジンＥＣＵ（Engine Electronic Control Unit）３１が設けられる。エンジンＥＣＵ３１は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインを介して他の電子制御装置や制御弁２０，２３，各種センサ類と接続される。

このエンジンＥＣＵ３１は、エンジン１に関する点火系，燃料系及び吸排気系といった広汎なシステムを制御する電子制御装置である。エンジンＥＣＵ３１の具体的な制御対象としては、通常時やアイドル時におけるインジェクタ４から噴射される燃料量や噴射時期，還流ガス量を制御する制御弁２０，２３の開度，スロットルバルブ１１の開度，フィルタ１７ｂの再生制御などが挙げられる。本実施形態では、吸気通路１２に設けられた空燃比センサ２５，２６の酸素濃度の基準値補正について詳述する。

基準値補正とは、例えば重さを量る秤では、何も載せない状態で秤が基準値であるゼロを指すように調整すること（一般的にはゼロ点補正と呼ばれるもの）に相当し、計測装置自体を調整できる場合はこの装置自体を調整することをいう。また、その装置自体の調整ができない場合は、本来は基準値であるゼロであるはずのときの指示値（すなわち、基準値からのずれ，誤差）を記憶し、次回以降は計測された値からこの指示値を減算する補正をした値を本来の値とすることをいう。ここでいう基準値補正は後者を意味する。

つまり、吸気通路１２に配設された空燃比センサ２５，２６自体の調整はできないため、吸気通路１２を大気の状態と同等にしたときに空燃比センサ２５，２６で検出されたセンサ値（酸素濃度に対応する出力信号；例えば電圧信号，電流信号等）を、大気の状態（酸素濃度≒２１％）と比較する。このとき、大気の酸素濃度（基準値）に対してずれ（誤差）がある場合にはその誤差を記憶する。そして、次回以降は、空燃比センサ２５，２６で検出されるセンサ値からこの誤差を加算又は減算した値を、吸気通路１２内の実際の酸素濃度に対応する出力信号であるものと判断する。このような補正演算のことを空燃比センサ２５，２６の酸素濃度の基準値補正という。

［２．制御構成］
エンジンＥＣＵ３１には、上記の基準値補正を実施するための機能要素として、アイドルストップ制御部３１ａ，開閉制御部３１ｂ，再生制御部３１ｃ，判定部３１ｄ及び補正部３１ｅが設けられる。

アイドルストップ制御部３１ａは、所定の自動停止条件（アイドルストップ条件）が成立したか否かを判定する判定部を有し、判定部によって自動停止条件が成立したと判定されたらエンジン１を自動的に停止させるものである。ここで言うエンジン１の停止とは、インジェクタ４からの燃焼噴射を停止することを意味する。すなわち、クランクシャフトが慣性でわずかに回転している状態でも、燃料噴射が停止されていればエンジン１は停止しているものとする。また、自動停止条件とは、例えば、車速がゼロでブレーキ操作がされていることや、車速がゼロでアクセル操作がされていないこと等である。このアイドルストップ制御部３１ａの制御構成は、周知の技術を種々適用可能であり詳細は省略する。

開閉制御部（還流ガス量制御手段）３１ｂは、還流通路１９，２２を流通する還流ガス量を制御する第一制御弁２０及び第二制御弁２３の開度（開閉）を制御するものである。この開閉制御部３１ｂは、エンジン１への出力要求や排気温度等との関係から、制御弁２０，２３の開度を調節して還流ガス量を制御する。また、この開閉制御部３１ｂは、再生制御部３１ｃによってフィルタ１７ｂの再生制御が実施されるときは制御弁２０，２３の開度を小さくし、還流ガス量を抑制するように制御弁２０，２３を制御する。ここでは、再生制御に最も適した状態である還流ガス量がゼロの状態とするために、制御弁２０，２３を完全に閉弁し、還流ガスをカットする。

再生制御部（再生制御手段）３１ｃは、フィルタ１７ｂに堆積しているＰＭの量を推定してフィルタ１７ｂの再生が必要であるか否かを判定し、再生が必要であると判定されると、最適な再生時期を判断してフィルタ１７ｂで捕集されたＰＭを強制的に燃焼させ、フィルタ１７ｂを再生するものである。これら一連の制御を再生制御といい、公知の手法によって行われる。例えば、再生制御部３１ｃは、排気通路１６の圧力が所定値を超えたらフィルタ１７ｂの再生が必要であると判定する。また、フィルタ１７ｂを再生するためには、ＰＭが燃焼しうる程度に排気が高温になっていることが必要とされるため、再生制御部３１ｃは、排気の温度が高温になっているときや前段の触媒１７ａでの反応熱が多く得られるときを最適な再生時期であると判断する。なお、再生制御部３１ｃは、フィルタ１７ｂの再生が必要であると判定されたら、上記の開閉制御部３１ｂに制御弁２０，２３を閉じて還流ガスをカットするように指令を出す。

判定部（判定手段）３１ｄは、空燃比センサ２５，２６の酸素濃度の基準値補正を実施するための条件（補正条件）が成立したか否かを判定するものである。ここで、上記した空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施するためには、吸気通路１２内の酸素濃度を大気の状態と同等にすることが必要とされる。さらにここでは、吸気通路１２内の圧力も大気圧と同等にし、圧力の影響を排除してより精度よく空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施する。判定部３１ｄで判定される補正条件について、以下説明する。

まず、第一の補正条件は、空燃比センサ２５，２６の基準値補正が必要であるか否かを判定するための条件であり、この第一の補正条件が成立すると補正が必要であると判定される。この第一の補正条件は、車両の走行距離が予め設定された所定距離以上になることである。ここでいう走行距離は、前回の空燃比センサ２５，２６の基準値補正終了後から走行した距離である。つまり、基準値補正終了後から走行距離は積算され、基準値補正が実施されたらそれまで積算された走行距離がゼロにリセットされ、再び積算されていく。また、判定閾値である所定距離は、空燃比センサ２５，２６が経時変化によってその出力値に誤差を生じ始めるまでの距離であり、予め実験等によって求められる。判定部３１ｄは、第一の補正条件が成立したと判定すると、次の第二の補正条件の判定を行う。

第二の補正条件は、再生制御部３１ｃによってフィルタ１７ｂの再生制御が実施されていることである。この第二の補正条件は、実質的には開閉制御部３１ｂによって第一制御弁２０及び第二制御弁２３のいずれも閉弁されていることを意味する。すなわち、フィルタ１７ｂの再生制御中は第一制御弁２０及び第二制御弁２３のいずれも閉じられ還流ガスがカットされ（還流ガス量がゼロとされ）、吸気通路１２に排気が流通しない状態となり、空燃比センサ２５，２６の近傍の吸気から還流ガスが一掃される。これにより、吸気通路１２内は新気のみが流通することとなり、吸気通路１２内の酸素濃度が大気の酸素濃度と同等とされる。判定部３１ｄは、第二の補正条件が成立したと判定すると、次の第三の補正条件の判定を行う。

第三の補正条件は、エンジン１が停止していることである。例えば上記のアイドルストップ制御部３１ａによって自動停止条件が成立したと判定されてエンジン１を停止する指令を受けてエンジン１が停止された場合や、エンジン１以外に駆動源として電動機を有するハイブリッド車において、エンジンを停止する指令を受けて電動機のみで走行しているような場合は、第三の補正条件が成立したと判定される。エンジン１の停止により、吸気が停止されるため吸気通路１２内の圧力が大気圧と同等となる。なお、本実施形態ではターボチャージャー１８が設けられているが、エンジン１の停止によりこの作動も停止するため、過給による圧力変化もなくなる。判定部３１ｄは、第三の補正条件が成立したと判定すると、次の第四の補正条件の判定を行う。

第四の補正条件は、吸気圧力センサ２８で検出された吸気通路１２内の圧力が、大気圧センサ３０で検出された大気圧と同等であることである。上記の第三の補正条件が成立した場合は、吸気通路１２内の圧力は大気圧と同等となるはずであるが、補正の精度をより高めるために実際に圧力を検出して大気圧と比較する。したがって、この第四の補正条件は、第三の補正条件に付随する条件であり、省略することも可能である。判定部３１ｄは、この第四の補正条件が成立したと判定すると、空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施可能であると判定する。なお、吸気通路１２内の酸素濃度や圧力が大気の状態と「同等」とは、完全一致でなくても略一致していればよいという意味である。すなわち、数％の誤差は許容されるという意味である。

補正部（補正手段）３１ｅは、判定部３１ｄによって空燃比センサ２５，２６の基準値補正が実施可能であると判定されたら、空燃比センサ２５，２６の酸素濃度の基準値補正を実施するものである。エンジンＥＣＵ３１には、予め酸素濃度（空燃比）に対する空燃比センサ２５，２６による出力の関係（図２のようなマップ）がセンサ毎に記憶されている。補正部３１ｅは、判定部３１ｄによって補正実施可能であると判定されたら、このマップの補正を実施する。

補正部３１ｅが行う空燃比センサ２５，２６の基準値補正について図２を用いて説明する。なお、ここでは例として空燃比センサ２５について説明するが、空燃比センサ２６についても同様である。図２は、実際の空燃比（酸素濃度）に対するセンサ値（出力）の関係を示すグラフである。空燃比センサ２５が新品のときは、図２中に実線で示すグラフａのような空燃比と出力との関係を有し、空燃比がＡのときはグラフａ上の点Ｐ_Aのセンサ値Ｘ_Aが検出される。

しかし、空燃比センサ２５は経時変化すると、出力に誤差を生じる。例えば、図２に示すように、実際の空燃比がＡであっても、空燃比センサ２５からの出力がＸ_Bとなり、センサ値に誤差ΔＸ（＝Ｘ_A−Ｘ_B）を生じる。言い換えると、空燃比センサ２５からの出力がＸ_Bのときグラフａ上では点Ｐ_A′となるため、このときの空燃比はＡ′であると判断されるが、実際の空燃比はＡであるため、空燃比にずれを生じる。そこで、この誤差がどの程度あるのかを知るために、実際の空燃比をある既知の値とし、このとき空燃比センサ２５から出力されるセンサ値がこの既知の空燃比に対応する出力信号（センサ値）でなかったときは、その分のセンサ値の誤差を記憶する。そして、次回以降の空燃比センサ２５による検出時において、出力されたセンサ値に記憶した誤差を加算又は減算して、実際の空燃比を判断するようにする。

例えば、実際の空燃比（ここでは酸素濃度）を既知の値である大気中の酸素濃度Ａ（約２１％）としたときに、空燃比センサ２５で出力されるべきセンサ値はＸ_Aでなければならないのに、センサ値Ｘ_Bが出力されたとする。このときのセンサ値の誤差はΔＸ（＝Ｘ_A−Ｘ_B）となるため、このΔＸがエンジンＥＣＵ３１に記憶される。そして、次回以降、空燃比センサ２５で出力されるセンサ値には、この誤差ΔＸが常に加算されることにより、実際の酸素濃度を検出することができるようになる。

つまり、補正部３１ｅは、酸素濃度Ａのときにセンサ値Ｘ_Bが出力される（すなわち、点Ｐ_Bとなる）ように、図２に示すグラフａを右側にシフトさせる補正をし、経時変化した空燃比センサ２５における空燃比に対する出力の関係を示す新たなグラフｂを作成する。そして、次回以降の空燃比センサ２５による検出では、このグラフｂを用いることで空燃比センサ２５の経時変化を考慮し、正確な空燃比を検出することが可能となる。

［３．フローチャート］
次に、図３を用いてエンジンＥＣＵ３１で実施される空燃比センサ２５，２６の基準値補正の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期で動作する。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能（手段）が、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することによって実施される。
ドライバによる車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ＿ＳＷ）のオン操作が行われると、以下の制御フローがスタートする。

図３に示すように、まず、ステップＳ１０において、フラグＦ＝０であるか否かを判定する。ここで、フラグＦとは、前述した判定部３１ｄにおいて、第一の補正条件が成立したか否かをチェックするための変数であり、制御開始時はフラグＦ＝０と設定されている。そのため、制御開始時はステップＳ１０においてＹＥＳルートとなり、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、走行距離が所定距離以上であるか否かが判定される。すなわち、ステップＳ２０は上記の判定部３１ｄによる第一の補正条件の判定ステップである。走行距離が所定距離以上であれば、ＹＥＳルートからステップＳ３０へ進み、フラグＦがＦ＝１に設定されてステップＳ４０へ進む。一方、走行距離が所定距離未満の場合は、ＮＯルートからステップＳ９０へ進む。

ステップＳ４０では、再生制御部３１ｃによってフィルタ１７ｂの再生制御が実施されているか否かが判定される。つまり、ステップＳ４０は上記の判定部３１ｄによる第二の補正条件の判定ステップである。フィルタ１７ｂの再生制御中であれば制御弁２０，２３は閉弁されているため、ＹＥＳルートからステップＳ４５へ進み、フィルタ１７ｂの再生制御中に例えばアイドルストップ制御部３１ａによってエンジン１の停止指令が発せられているか否かが判定される。エンジン１の停止指令が発生されていればＹＥＳルートからステップＳ５０へ進み、再生制御中にエンジン１の停止がさなれたか否かが判定される。つまり、ステップＳ５０は上記の判定部３１ｄによる第三の補正条件の判定ステップである。

ステップＳ５０において再生制御中にエンジン停止がなされたと判定されたら、ＹＥＳルートからステップＳ６０へ進み、吸気圧力センサ２８で検出された吸気通路１２内の圧力（吸気圧力）が大気圧センサ３０で検出された大気圧と同等か（略等しいか）否かが判定される。すなわち、ステップＳ６０は上記の判定部３１ｄによる第四の補正条件の判定ステップである。吸気圧力が大気圧と同等である場合は、ＹＥＳルートからステップＳ７０へ進み、補正部３１ｅによって空燃比センサ２５，２６の基準値補正が実施される。そして、ステップＳ８０でフラグＦがＦ＝０にリセットされ、併せて走行距離もリセットされて、ステップＳ９０へ進む。

一方、ステップＳ４０，ステップＳ４５，ステップＳ５０及びステップＳ６０の判定で成立しなかった場合は、いずれもＮＯルートからステップＳ９０へ進む。ステップＳ９０では、イグニッションスイッチがオフにされたか否かが判定され、オフにされていない場合はリターンし、再びステップＳ１０のフラグ判定に進む。このとき、ステップＳ３０においてフラグＦがＦ＝１に設定されていれば、ステップＳ１０からステップＳ４０へ進み、ステップＳ４０〜Ｓ６０の判定が実施される。

つまり、一度ステップＳ２０において走行距離が所定距離以上であると判定されたら、空燃比センサ２５，２６の基準値補正は必要であるため、第二〜第四の補正条件が成立するまでステップＳ４０〜Ｓ６０の判定が繰り返し実施され、全ての条件が成立したときにステップＳ７０で基準値補正が実施される。なお、ステップＳ９０においてイグニッションスイッチがオフにされたら制御フローを終了する。

［４．効果］
したがって、本制御装置によれば、第一制御弁２０及び第二制御弁２３によって還流ガス量を抑制する運転状態を経た後にエンジン１が停止しているということを基準値補正の補正条件とするため、吸気通路１２内の空気の酸素濃度と圧力をともに大気の状態（大気の酸素濃度と大気圧）と同等にすることができる。この補正条件が成立したと判定されたら空燃比センサ２５，２６の酸素濃度の基準値補正を実施するため、簡素な構成で精度よく空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施することができる。また、本制御装置では、エンジン１が停止して実際に吸気通路１２内の圧力が大気圧と同等になっているときに補正を実施するため、圧力の影響を排除して空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施することができる。
なお、上記実施形態では、第一制御弁２０及び第二制御弁２３を完全に閉弁状態とし、還流ガスをカットするため、吸気通路１２内を新気のみの状態とすることができ、精度よく空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施することができる。

また、ここでは、第一制御弁２０及び第二制御弁２３による還流ガスのカットを、再生制御部３１ｃによるフィルタ１７ｂの再生制御中に行われるものとした（すなわち、再生制御中であることを補正条件とした）。この再生制御中は、排気の温度が高く、空燃比センサ２５，２６の基準値補正のためにエンジン１を停止させても排気の温度はすぐには低くならない。そのため、排気温度が低いことによって排気中の蒸気が凝縮する（すなわち、水滴化する）という事態を防ぐことができる。つまり、再生制御中に空燃比センサ２５，２６の基準値補正を実施すれば、排気温度が低下して凝縮した水滴が排気通路に設けられる空燃比センサや温度センサ等（いずれも図示略）に付着して、センサに悪影響を与えるというような事態を防ぐことができる。

また、吸気圧力センサ２８で実際に吸気圧力を検出し、大気圧センサ３０で検出した大気圧と比較して、吸気通路１２内の圧力が大気圧と同等になっていることを確認してから基準値補正を実施するため、より正確に基準値補正を実施することができる。
また、走行距離が所定距離以上になったことを補正条件とすることにより、適切なタイミングで空燃比センサの基準値補正を実施することができる。

［５．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、第一から第四の補正条件をそれぞれ判定し、全てを満たす場合に基準値補正を実施するように構成されているが、上記したように、第四の補正条件を省略してもよく、また、第一の補正条件を省略してもよい。つまり、走行距離にかかわらず、補正を実施できる条件が成立したときは常に補正をするように構成してもよく、この場合、空燃比センサにより常に正確な値を得ることができる。

また、上記の第二の補正条件を、フィルタ１７ｂの再生制御中であることに代えて、フィルタ１７ｂの再生制御終了直後としてもよい。この場合であっても、吸気通路１２内の酸素濃度を大気の酸素濃度と同等とすることができる。また、第一制御弁２０及び第二制御弁２３がともに閉弁されていること（すなわち、還流ガスがカットされていること）としてもよい。補正条件をこのように設定することにより、フィルタ１７ｂの再生制御とは独立して基準値補正を実施することができる。さらに、還流ガスが完全にカットされている場合に限られず、吸気通路１２内の酸素濃度を大気の酸素濃度と同等にすることができる程度であれば、僅かに還流ガスが吸気通路１２へ導入されていてもよいことは言うまでもない。

また、上記の第三の補正条件であるエンジン１の停止は、アイドルストップによる場合に限られず、例えばイグニッションスイッチをオフにした直後や、たまたま還流ガスがカットされているときにエンジン１を停止させた場合であってもよい。また、エンジン１の停止を、エンジン１の実回転数がゼロとなることとしてもよい。つまり、吸気通路１２及び排気通路１６のいずれにも空気が流通していない状態となることでもよい。この場合は、還流ガスがカットされてから還流ガスを含んだ吸気が掃気されるまでの所定時間が経過した後にエンジン１が停止される必要がある。

また、本制御装置によって基準値補正を行う対象となる空燃比センサは、上記したような酸素濃度に比例した出力を検出するリニア空燃比センサでなくてもいい。また、空燃比センサは、酸素濃度を検出するものでなくてもよい。少なくとも、燃焼反応に係る気体の物質量を測定可能なものであればよく、例えば二酸化炭素濃度を検出することで空燃比を検出するようなセンサであってもよい。つまり、空燃比センサとは、酸素濃度を検出するものに限られず、基準値補正も酸素濃度の基準値補正に限られない。

また、エンジン１の構成は、図１に示したものに限られず、例えば還流通路は第一還流通路１９及び第二還流通路２２のいずれか一方であってもよい。この場合は、空燃比センサも一つ設けられていればよい。また、ターボチャージャー１８は設けられていなくてもよい。
また、本制御装置は、ディーゼルエンジンが搭載された車両に限られず、ガソリンエンジンが搭載された車両にも適用可能であり、エンジンと電動機とを搭載したハイブリッド車に適用してもよい。

１ ディーゼルエンジン（エンジン）
１２ 吸気通路
１６ 排気通路
１７ｂ フィルタ
１９ 第一還流通路（還流通路）
２０ 第一制御弁（還流ガス量制御手段）
２２ 第二還流通路（還流通路）
２３ 第二制御弁（還流ガス量制御手段）
２５，２６ 空燃比センサ
２８ 吸気圧力センサ
３０ 大気圧センサ
３１ エンジンＥＣＵ
３１ａ アイドルストップ制御部
３１ｂ 開閉制御部（還流ガス量制御手段）
３１ｃ 再生制御部（再生制御手段）
３１ｄ 判定部（判定手段）
３１ｅ 補正部（補正手段）

Claims (4)

1. 車両に搭載されたエンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気還流用の還流通路と、前記還流通路を流通する還流ガス量を制御する還流ガス量制御手段と、前記吸気通路と前記還流通路との接続部よりも下流側の前記吸気通路に配設された空燃比センサとを備えたエンジンの制御装置であって、
   前記還流ガス量制御手段によって前記還流ガス量を抑制する運転状態を経た後に、前記エンジンが停止しているということを補正条件とし、前記補正条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記補正条件が成立したと判定されたときに前記空燃比センサの基準値補正を実施する補正手段とを備える
   ことを特徴とする、エンジンの制御装置。
2. 前記排気通路に設けられ、前記排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタで捕集された粒子状物質を強制的に燃焼させて前記フィルタを再生する再生制御手段とを備え、
   前記判定手段が、前記再生制御手段によって前記フィルタの再生制御が実施されていることを前記補正条件とする
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。
3. 前記吸気通路の圧力を検出する吸気圧力センサを備え、
   前記判定手段が、前記吸気圧力センサで検出された前記吸気通路の圧力が大気圧と同等であることを前記補正条件とする
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
4. 前記判定手段が、前回の前記空燃比センサの基準値補正終了後から走行した距離が予め設定された所定距離以上になったことを前記補正条件とする
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。

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