DE19548071A1

DE19548071A1 - Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19548071A1
Application number: DE19548071A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Sagisaka; Masaaki Nakayama; Yasuo Mukai; Yukihiro Yamashita; Hisashi Iida
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: US5672817A; DE19548071B4; FR2728941B1; FR2728941A1; JPH08177575A

Description

Diese Patentanmeldung geht auf die am 28. Dezember 1994 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 6-328086 zurück, deren Priorität hiermit beansprucht und deren Inhalt hiermit einbezogen wird.

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Selbstdia gnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage für Brennkraftmaschinen, welche selbsttätig eine Abnormali tät der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage erkennt und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines der Brenn kraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs rückgekoppelt steuert.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

In einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage zum Steuern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs ist ein Sauerstoffsensor zum Erfassen von im Abgas vorhandenem Sauerstoff in einer Abgasleitung angeordnet, um durch Vergleichen einer Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors mit einer Be zugsspannung, welche dem stöchiometrischen Luft/Kraft stoff-Verhältnis entspricht, und durch Vergrößern/Ver kleinern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopp lungs-Korrekturfaktors das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in die Nähe eines stöchiometrischen Luft/Kraftstoff- Verhältnisses zu steuern. Falls das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors aufgrund einer Verschlechterung von Eigenschaften oder eines Ausfalls bzw. Fehlers dessel ben von einem Normalwert abweicht, verschlechtert sich in einer solchen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueran lage die Steuerbarkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnis ses.

Um dann den Ausfall des Sauerstoffsensors zu erfassen, wurde eine Anlage zur Diagnose eines Vorliegens eines Ausfalls des Sauerstoffsensors durch Vergleichen eines Ausgangsstroms des Sauerstoffsensors mit einem Aus fallermittlungspegel nach Ablauf eines bestimmten Zeit raums seit dem Beginn einer Kraftstoffabschaltung vor geschlagen, wie in der Japanischen Patentveröffentli chung Nr. 60-233343 offenbart.

Obwohl jedoch gemäß dem vorstehend beschriebenen, be kannten Selbstdiagnoseverfahren der nach dem bestimmten Zeitraum seit Beginn der Kraftstoffabschaltung erfaßte Sensorstrom mit dem Ausfallermittlungspegel verglichen wird, ändert sich der Sensorstrom zu Beginn der Kraft stoffabschaltung selbst bei gleicher Sensorauslegung in Abhängigkeit von einem Zustand des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses unmittelbar vor der Kraftstoffabschal tung, und damit ändert sich auch die Zeit, die der Sen sorstrom von dem Beginn der Kraftstoffabschaltung an zum Erreichen des Ausfallermittlungspegels benötigt.

Daher besteht bei dem bekannten Verfahren das Problem, daß die Diagnose des Ausfalls stark durch den Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses unmittelbar vor der Kraftstoffabschaltung beeinflußt wird, wenn der Ausfall anhand des nach dem bestimmten Zeitraum seit der Kraft stoffabschaltung erfaßten Sensorstroms erfolgt, so daß dieses Verfahren nicht in der Lage ist, den Ausfall oder die Verschlechterung des Sauerstoffsensors genau zu erfassen. Seine Diagnosegenauigkeit ist also gering.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das vorstehend genannte Problem zu lösen.

Darüber hinaus soll die Erfindung eine Vorrichtung zur selbsttätigen Diagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine schaffen, welche das Vorliegen einer Abnormalität des Sensors diagnostizieren kann, ohne durch den Zustand des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose beeinflußt zu werden, und welche die Diagnosegenauig keit verbessern kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Steueranlage einer Brennkraftmaschine zum selbsttätigen Diagnostizieren einer Abnormalität der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage, welche ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs mittels eines Ausgangssignals eines Sensors zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Abgas der Brenn kraftmaschine rückgekoppelt steuert, wobei die Vorrich tung gekennzeichnet ist durch eine Erfassungseinrich tung zum Erfassen einer Änderung einer der Brennkraft maschine zugeführten Kraftstoffmenge; einer Änderungs raten-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Ände rungsrate des Ausgangssignals des Sensors nach dem Er fassen der Änderung der zugeführten Kraftstoffmenge durch die Erfassungseinrichtung; und einer Abnormali täts-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Vorlie gens der Abnormalität des Sensors auf der Grundlage der durch die Änderungsraten-Ermittlungseinrichtung ermit telten Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung erfaßt somit eine Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Steueranlage für eine Brennkraftma schine eine Änderung in einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge, erfaßt eine Änderungsrate des Ausgangssignals eines Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Erfassungssensors, nachdem die Änderung in der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt wurde, und ermittelt das Vorliegen einer Abnormalität des Sensors auf der Grund lage der erfaßten Sensor-Änderungsrate.

In diesem Fall wird die Änderungsrate des Sensor-Aus gangssignals nach Beginn der Diagnose selbst unter Um ständen, unter welchen sich das Sensor-Ausgangssignal anfänglich, wenn mit der Diagnose begonnen wird (d. h. zu Beginn, wenn die Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt wird), in Abhängigkeit von dem Zu stand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor Beginn der Diagnose (d. h. bevor die die Änderung der Menge zuge führten Kraftstoffs erfaßt wird), nur wenig durch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vor dem Beginn der Diagnose beeinflußt. Dementsprechend kann das Vorliegen der Ab normalität des Sensors diagnostiziert werden, ohne durch den Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor Beginn der Diagnose beeinträchtigt zu werden, indem das Vorliegen der Abnormalität des Sensors auf der Grundla ge der Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals diagno stiziert wird.

Der Beginn der Kraftstoffabschaltung oder eine Wieder aufnahme der Kraftstoffzufuhr aus dem Kraftstoffab schaltzustand kann als die Änderung der Menge zugeführ ten Kraftstoffs erfaßt werden. Da die Kraftstoffzufuhr mit Beginn der Kraftstoffabschaltung unterbrochen wird und die Zufuhr von Neuem erfolgt, wenn aus dem Kraft stoffabschaltzustand zurückgekehrt wird, wird durch das Auslösen des Kraftstoffabschaltzustands und durch die Rückkehr aus demselben eine große Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs verursacht. Dann wird der Be ginn der Kraftstoffabschaltung oder die Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand erfaßt und dadurch die Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs indirekt er faßt. Die Zeitpunkte für das Beginnen der Kraftstoffab schaltung und für die Rückkehr aus derselben wird durch eine elektronische Brennkraftmaschinen-Steuereinheit gesteuert.

Alternativ kann eine Änderung pro Zeiteinheit als die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals erfaßt werden. Die Änderung pro Zeiteinheit kann durch Dividieren der Änderung innerhalb einer vorbestimmten Zeit durch die vorbestimmte Zeit, durch Dividieren einer vorbestimmten Änderung durch die für diese Änderung benötigte Zeit, oder durch Bereitstellen einer Erfassungsschaltung zum Erfassen der Änderungsrate bzw. des Gradienten des Sen sor-Ausgangssignals mittels einer Hardware-Vorrichtung ermittelt werden.

Ein Zeitraum von der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs an bis zu der Änderung des Sensor-Ausgangs signals kann gemessen werden, und die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals kann anhand der gemessenen Zeit ermittelt werden. Das heißt, es wird ein Zusammenhang verwendet, gemäß dem die Änderungsrate des Sensor- Ausgangssignals umso kleiner ist, je länger die gemes sene Zeit ist, und gemäß dem die Änderungsrate des Sen sor-Ausgangssignals umso größer ist, je kürzer die ge messene Zeit ist. In diesem Fall braucht die Änderung des Sensor-Ausgangssignals nicht durch die Meßzeit di vidiert zu werden.

Alternativ kann eine Änderung des Sensor-Ausgangssi gnals, welches sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit ändert, nachdem sich die Menge zugeführten Kraftstoffs geändert hat, erfaßt werden, und die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals kann anhand des Grades der Ände rung ermittelt werden. Das heißt, es wird ein Zusammen hang verwendet, gemäß dem die Änderungsrate des Sensor- Ausgangssignals um so größer ist, je größer die Ände rung innerhalb der vorbestimmten Zeit ist, und gemäß dem die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals um so kleiner ist, je kleiner die Änderung innerhalb der vor bestimmten Zeit ist. Auch in diesem Fall braucht die Änderung nicht durch die Meßzeit dividiert zu werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung mißt anstelle der Änderungsratenermittlung eine Vorrichtung zur Selbstdiagnose eine Verzögerung der Antwortzeit zwischen dem Zeitpunkt, zu dem sich die Menge zugeführ ten Kraftstoffs geändert hat, und dem Zeitpunkt, zu dem sich das Ausgangssignal des Sensors zu ändern beginnt, und ermittelt ein Vorliegen der Abnormalität des Sen sors auf der Grundlage der Antwortzeitverzögerung.

Dies beruht auf der Erkenntnis, daß die Antwort- bzw. Übertragungskennlinie des Sensors dazu neigt, sich zu verschlechtern, wenn sich die Kennlinie des Sensors verschlechtert und sich die Antwortzeitverzögerung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangssignal zu ändern beginnt, nachdem sich die Menge zugeführten Kraftstoffs geändert hat, verlängert hat. Die Antwort zeitverzögerung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangssignal zu ändern beginnt, nachdem sich die Menge zugeführten Kraftstoffs geändert hat, wird anstelle der Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals gemessen, und ein Vorliegen der Abnormalität des Sen sors wird durch die Abnormalitäts-Ermittlungseinrich tung auf der Grundlage der durch die Zeitgeber-Einrich tung gemessenen Antwortzeitverzögerung ermittelt. Das Vorliegen der Abnormalität des Sensors kann somit selbst dann, wenn die Diagnose wie vorstehend beschrie ben auf der Grundlage der Antwortzeitverzögerung er folgt, diagnostiziert werden, ohne durch den Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor Beginn der Dia gnose beeinträchtigt zu werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Aufbaudiagramm der gesamten Brennkraftmaschinen-Steueranlage, welches ein erstes Ausführungsbeispiel veranschaulicht;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß dem er sten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3A bis 3G Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Rückkopplungsverstärkungs-Änderungsroutine;

Fig. 5 ein Diagramm eines Änderungsverlaufs von Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungs-Korrekturfaktoren;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Kraftstoffabschaltungs-Ermittlungsroutine;

Fig. 7A bis 7C Zeitverlaufsdiagramme des Kraftstoffab schaltvorgangs;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 9A bis 9G Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel;

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 11A bis 11G Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel;

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 13A bis 13G Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem vierten Ausführungsbei spiel;

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;

Fig. 15A bis 15F Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem fünften Ausführungsbei spiel;

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 17A bis 17F Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs der Abnormalitätsdiagnose gemäß dem sechsten Ausführungs beispiel.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungs beispiele

Nachstehend wird eine Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrie ben. Zunächst wird ein vereinfachter Aufbau der gesam ten Brennkraftmaschinen-Steueranlage einschließlich ei ner Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unter Bezug nahme auf Fig. 1 beschrieben.

Ein Luftfilter 13 ist in dem weitestmöglich stromauf seitigen Abschnitt einer mit einem Einlaßport 11 einer Brennkraftmaschine 10 verbundenen Ansaugleitung 12 vor gesehen, und ein Ansauglufttemperatursensor 14 ist stromab des Luftfilters 13 angeordnet. Eine Drossel klappe 15 ist in dem mittleren Abschnitt der Ansauglei tung 12 vorgesehen, und ein Leerlaufdrehzahl-Steuerven til 17 ist in einem Nebenschlußpfad 16, der die Dros selklappe 15 umgeht, angeordnet. Ein Drosselklappen- Öffnungssensor 18 erfaßt eine Öffnung der Drosselklappe 15, und ein mit der Ansaugleitung 12 verbundener Ansau gleitungsdrucksensor 19 erfaßt einen Druck in der An saugleitung 12 stromab der Drosselklappe 15.

Ferner ist ein Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Ein spritzen von aus einem Kraftstofftank 21 zugeführten Kraftstoffs in der Nähe jedes Einlaßports 11 angeord net. Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 21 wird dem Kraftstoffeinspritzventil 20 über eine aus einer Kraft stoffpumpe 22, einem Kraftstoffilter 23 und einem Druckregler 24 bestehende Strecke zugeführt. Der Druck regler 24 hält den Kraftstoffdruck in bezug auf den Druck der Ansaugleitung 12 konstant und führt über eine Rücklaufleitung 25 überschüssigen Kraftstoff in den Kraftstofftank 21 zurück.

Ferner sind ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 28, dessen Ausgangsstrom sich allgemein proportional ent sprechend einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) inner halb des Abgases ändert und ein (nicht dargestellter) Dreiwege-Katalysator zum Reinigen des Abgases in einer mit jedem Auslaßport 26 der Brennkraftmaschine 10 ver bundenen Abgasleitung 27 angeordnet. Ein Wassertempera tursensor 30 zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur ist an einem Wasserkanal 29 zum Kühlen der Brennkraft maschine 10 angebracht. Ein Zylinderunterscheidungssen sor 33 zum Unterscheiden bzw. Erfassen einer Bezugspo sition einer Kurbelwelle für einen bestimmten Zylinder und ein Kurbelwinkelsensor 34, welcher ein Impulssignal mit einer Frequenz abgibt, die der Drehzahl der Brenn kraftmaschine entspricht, sind auf einem Zündverteiler 32 zum Verteilen eines Hochspannungs-Zündstroms an jede Zündkerze 31 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet. Der Verteiler 32 wird mit einem Hochspannungs-Sekundärstrom aus einer Zündspule 35 versorgt.

Die Ausgangssignale der verschiedenen, vorstehend be schriebenen Sensoren werden einer (nachstehend in Kurz form als ECU bezeichneten) elektronischen Brennkraftma schinen-Steuereinrichtung 36 zugeführt und als Brenn kraftmaschinen-Steuerdaten verwendet. Die ECU 36 wird durch eine Batterie 37 mit Leistung versorgt und setzt die Brennkraftmaschine 10 bei Empfang eines EIN-Signals von einem Zündschalter 38 in Betrieb. Sie steuert fer ner rückgekoppelt ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Luft/Kraftstoff-Gemischs derart, daß dieses in der Nähe eines stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu liegen kommt, indem sie während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungs-Korrekturfaktor gemäß Fig. 5 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Sensors 28 vergrößert/verkleinert.

Die ECU 36 diagnostiziert ferner ein Vorliegen einer Abnormalität des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 mittels einer Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß Fig. 2 und informiert, wenn dessen Zustand abnormal ist, einen Fahrer hierüber durch Aktivieren einer Meldeleuchte 39. Die Sensorabnormalitäts-Diagnoserou tine, die jedesmal dann abgearbeitet wird, wenn eine Hauptroutine ausgeführt wird (beispielsweise in Abstän den von 8 ms), ermittelt eine Änderungsrate ΔI des Aus gangsstroms des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung während einer Verlangsamung der Brennkraftmaschine und ermittelt, daß der Zustand des Sensors abnormal ist, wenn die Ände rungsrate ΔI kleiner ist als ein Abnormalitäts-Ermitt lungswert Ifc. Die Fig. 3A bis 3G zeigen Zeitverlaufs diagramme der Vorgänge bei der Ausführung der Sensorab normalitäts-Diagnoseroutine.

In der Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt 101 zunächst ermittelt, ob mit der Kraftstoffabschaltung begonnen wurde oder nicht. Der Zeitpunkt zur Ausführung der Kraftstoffabschaltung wird durch eine Kraftstoffabschaltungs-Ermittlungsrou tine gemäß Fig. 6 gesteuert. Zeitverlaufsdiagramme, die den Ablauf dieses Vorgangs zeigen, sind in den Fig. 7A bis 7C gezeigt. Diese Kraftstoffabschaltungs-Ermitt lungsroutine wird ebenfalls jedesmal dann abgearbeitet, wenn die Hauptroutine ausgeführt wird (beispielsweise in Zeitabständen von 8 ms). Wenn der Ablauf beginnt, wird gemäß Fig. 6 in einem Schritt 121 zunächst ermit telt, ob ein Zustand, in welchem die Drosselklappe 15 vollständig geschlossen ist (d. h. ein Zustand, in wel chem ein den vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe anzeigende Schalter sich in einem EIN- Zustand befindet), um eine vorbestimmte Zeitdauer T₀ zurückliegt oder nicht (Fig. 7A bis 7C), um einen auf das Fahrzeug oder die Passagiere einwirkenden, durch die Kraftstoffabschaltung während der Verlangsamung der Brennkraftmaschine 10 verursachten Stoß zu verringern. Falls seit diesem Zeitpunkt die vorbestimmte Zeitdauer T₀ verstrichen ist, wird in einem Schritt 122 ermit telt, ob eine Anzahl von Umdrehungen bzw. eine Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 größer ist als eine Anzahl von Umdrehungen bzw. Drehzahl NFC zum Beginnen der Kraftstoffabschaltung (Fig. 7C) . Falls NE < NFC erfüllt ist, wird ein Kraftstoffabschaltflag XFC auf "1" ge setzt und die Kraftstoffabschaltung ausgeführt. Es wird angemerkt, daß die Kraftstoffabschaltdrehzahl NFC auf einen höheren Wert eingestellt wird, wenn die Tempera tur des Kühlwassers niedrig ist, so daß während des Leerlaufzustands keine Kraftstoffabschaltung erfolgt.

Wenn andererseits entweder in Schritt 121 oder in Schritt 122 "Nein" ermittelt wird, d. h. wenn der Zu stand des vollständigen Schließens der Drosselklappe noch nicht um die vorbestimmte Zeitdauer T₀ zurück liegt, oder wenn die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 kleiner ist als die Kraftstoffabschaltdrehzahl NFC, so wird in einem Schritt 123 ermittelt, ob die Kraft stoffabschaltung während des vorangehenden Ablaufs aus geführt worden ist oder nicht. Falls die Kraftstoffab schaltung während des vorangehenden Ablaufs ausgeführt worden ist, so wird in einem Schritt 124 ermittelt, ob die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 unter eine Drehzahl NRT zum Zurückkehren zur bzw. Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr aus dem Kraftstoffabschaltzustand gefallen ist. Falls die Drehzahl unter die Wiederauf nahmedrehzahl NRT zur Rückkehr aus der Kraftstoffab schaltung gefallen ist, wird das Kraftstoffabschalt- Ausführungsflag XFC in einem Schritt 125 auf "0" ge setzt, um aus dem Kraftstoffabschaltzustand zurückzu kehren und die Kraftstoffeinspritzung wieder aufzuneh men (Fig. 7B und 7C) . Wenn in Schritt 124 ermittelt wird, daß die Drehzahl NE nicht unter die Drehzahl NRT zur Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand gefallen ist, wird der Kraftstoffabschaltzustand unter Fort schreiten zu einem Schritt 126 fortgesetzt. Es wird an gemerkt, daß dann, wenn die Antwort in Schritt 123 "Nein" lautet, d. h. wenn die Kraftstoffabschaltung in dem vorangehenden Ablauf nicht ausgeführt wurde, die Kraftstoffeinspritzung durch Fortschreiten zu Schritt 125 fortgesetzt wird.

Wie vorstehend beschrieben, wird in der Sensorabnorma litäts-Diagnoseroutine gemäß Fig. 2 in Schritt 101 zu nächst ermittelt, ob mit der Kraftstoffabschaltung be gonnen wurde oder nicht. Wurde keine Kraftstoffabschal tung begonnen, wird die Sensorabnormalitäts-Diagnose routine beendet, ohne daß auf diese folgend irgendein Vorgang ausgeführt wird. Dieser Ablauf in Schritt 101 erfaßt eine Änderung der Menge des der Brennkraftma schine 10 zugeführten Kraftstoffs, welche zu einer Än derung des Sensor-Ausgangssignals führen wird. Wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem mit der Kraftstoffabschaltung durch den vorstehend beschriebenen Ablauf der Kraft stoff-Ermittlungsroutine begonnen wird, in Schritt 101 "Ja" ermittelt wird (Fig. 3A bis 3C), wird ein (nach stehend als "Sensor-Ausgangssignal" bezeichnetes) Aus gangssignal I1 des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 (Fig. 3D) zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffab schaltung begonnen wurde, gelesen und gespeichert, und eine seit dem Beginn der Kraftstoffabschaltung verstri chene Zeit wird durch Auslösen eines Zählers in einem Schritt 102 gezählt bzw. gemessen. Sodann wird in einem Schritt 103 ermittelt, ob das Sensor-Ausgangssignal auf I2 angestiegen ist oder nicht. Der Ablauf wartet, bis das Sensor-Ausgangssignal auf I2 ansteigt.

Wenn das Sensor-Ausgangssignal hiernach auf I2 an steigt, wird aus dem Zählwert des vorstehend beschrie benen Zeitgebers eine den Zeitraum von dem Zeitpunkt, zu dem mit der Kraftstoffabschaltung begonnen wurde, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sensor-Ausgangssignal auf I2 ansteigt, angebende Zeit T1 gelesen bzw. ermit telt und in einem Schritt 104 gespeichert. Sodann wird die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals in ei nem Schritt 105 gemäß der nachstehenden Gleichung be rechnet:

ΔI = (I2 - I1)/T1

Daraufhin wird die anhand der vorstehenden Gleichung berechnete Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals in einem Schritt 106 (Fig. 3E) mit dem Abnormalitäts- Ermittlungswert Ifc verglichen. Ist die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals in Antwort auf die Kraft stoffmengenänderung größer als der Abnormalitäts- Ermittlungswert Ifc, so hat sich die Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 nicht ver schlechtert und das Sensor-Ausgangssignal ist als nor mal zu werten, so daß diese Routine beendet wird. Da jedoch die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals mit einer Verschlechterung der Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 klein wird, wird ermittelt, daß der Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Sensors 28 abnormal ist (d. h. sich verschlechtert hat), wenn die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangs signals trotz der Kraftstoffmengenänderung kleiner ist als der Abnormalitäts-Ermittlungswert Ifc. In diesem Fall wird in einem Schritt 107 (Fig. 3G) der abnormale Zustand des Sensors in einem Speicher der ECU 36 ge speichert (Fig. 3F), und die Meldeleuchte 39 wird akti viert, um den Fahrer hierüber zu informieren.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ferner, um eine Divergenz bzw. ein Auseinanderlaufen sowie Re gelschwingungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses wäh rend des abnormalen (verschlechterten) Zustands des Sensors zu verhindern, entsprechend der Normalität/Ab normalität des Sensors eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Rückkopplungs-(A/F F/B)-Verstärkung durch eine Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsverstärkungs- Umschaltroutine gemäß Fig. 4 geändert bzw. umgeschal tet. Das heißt, in einem Schritt 111 wird ermittelt, ob das Diagnoseergebnis der Sensorabnormalitäts-Diagnose routine den abnormalen Zustand des Sensors anzeigt oder nicht. Ist der Zustand des Sensors normal, wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungsverstärkung (beispielsweise eine Integrationskonstante, ein Sprung wert, etc.) in einem Schritt 113 als ein Normalwert festgelegt, und wenn der Zustand des Sensors abnormal, d. h. verschlechtert ist, wird die Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Rückkopplungsverstärkung auf einen Wert kleiner als der Normalwert eingestellt. Dadurch wird eine Amplitude des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rück kopplungs-Korrekturfaktors im Vergleich zu dem Fall, in dem der Zustand des Sensors normal ist, kleiner, wenn der Zustand des Sensors abnormal (verschlechtert) ist, und das Auseinanderlaufen und Regelschwingungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses können, wie in Fig. 5 dargestellt, unterdrückt werden.

Durch Ermitteln der Änderungsrate ΔI des Sensor-Aus gangssignals nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung (d. h. nach dem Erfassen der Änderung der Menge zuge führten Kraftstoffs) und durch Ermitteln des Vorliegens der Abnormalität des Sensors durch Vergleichen, ob die Änderungsrate ΔI kleiner ist als der Abnormalitäts- Ermittlungswert Ifc oder nicht, wie in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, wird die Än derungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals nach dem Be ginn der Diagnose selbst dann nur wenig durch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vor dem Beginn der Kraft stoffabschaltung beeinträchtigt, wenn sich das Sensor- Ausgangssignal zu Beginn, wenn mit der Diagnose begon nen wird (d. h. zu Beginn, wenn mit der Kraftstoffab schaltung begonnen wird), in Abhängigkeit von dem Zu stand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose (d. h. vor dem Beginn der Kraftstoffab schaltung) ändert, so daß das Vorliegen der Abnormali tät des Sensors diagnostiziert werden kann, ohne durch den Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose beeinträchtigt zu werden, und selbst eine geringfügige Abnormalität des Sensors (Verschlechterung dessen Kennlinie) erfaßt werden kann im Vergleich zu dem herkömmlichen Diagnoseverfahren, welches gegenüber Einflüssen des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose empfindlich ist, wodurch infolgedessen die Genauigkeit der Diagnose verbessert wird. Demzufolge kann eine Verschlechterung der Fahreigenschaften sowie eine Zunahme von Emissio nen, die durch die Abnormalität des Sensors (Ver schlechterung dessen Kennlinie und Eigenschaften) ver ursacht werden, verhindert werden.

Während der Beginn der Kraftstoffabschaltung als Ände rung der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt wurde, welches in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh rungsbeispiel die Bedingung zum Beginnen der Diagnose ist, kann der Diagnosevorgang (d. h. die Ermittlung der Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals) durch die Rückkehr aus der Kraftstoffabschaltung bedingt begonnen werden.

Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine un ter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9A bis 9G beschrie ben. Eine Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine gemäß Fig. 8 wird jedesmal dann ausgeführt, wenn die Haupt routine ausgeführt wird (beispielsweise in Abständen von 8 ms), ermittelt eine Änderungsrate ΔI des Sensor- Ausgangssignals nach der Rückkehr aus dem Kraftstoffab schaltzustand und ermittelt ein Vorliegen einer Abnor malität des Sensors durch Vergleichen der Änderungsrate ΔI mit einem Abnormalitäts-Ermittlungswert Ifr. Die Fig. 9A bis 9G zeigen Zeitverlaufsdiagramme des Ablaufs des Vorgangs, wenn diese Sensorabnormalitäts- Diagnoseroutine ausgeführt wird. In der Sensorabnorma litäts-Diagnoseroutine gemäß dem zweiten Ausführungs beispiel wird in einem Schritt 201 zunächst ermittelt, ob die Kraftstoffabschaltung beendet (d. h. die Kraft stoffeinspritzung wieder aufgenommen) wurde oder nicht. Wurde noch nicht aus dem Kraftstoffabschaltzustand zu rückgekehrt, so wird anschließend kein Vorgang ausge führt und die Sensorabnormalitäts-Diagnoseroutine been det. Wird in Schritt 201 "Ja" zu dem Zeitpunkt ermit telt, zu dem die Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzu stand erfolgte (Fig. 9A bis 9C), so werden in einem Schritt 202 das Sensor-Ausgangssignal I3 zum Zeitpunkt der Rückkehr aus der Kraftstoffabschaltung gelesen, ge speichert und der Zeitgeber betätigt, um eine seit der Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand verstrichene Zeitdauer zu zählen. In einem Schritt 203 wird ermit telt, ob das Sensor-Ausgangssignal auf einen Wert I4 gefallen ist oder nicht. Der Ablauf wartet, bis das Sensor-Ausgangsignal auf I4 fällt (Fig. 9D).

Wenn das Sensor-Ausgangssignal auf I4 fällt, wird in einem Schritt 204 eine den Zeitraum zwischen der Rück kehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand und dem Fallen des Sensor-Ausgangssignals auf I4 angebende Zeit T2 aus dem Zählwert des vorstehend beschriebenen Zeitgebers ermittelt und gespeichert. Sodann wird in einem Schritt 205 eine Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals anhand der nachstehenden Gleichung berechnet:

ΔI = (I4 - I3)/T2

Daraufhin wird die anhand der vorstehenden Gleichung berechnete Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals in einem Schritt 206 (Fig. 3E) mit dem Abnormalitäts- Ermittlungswert Ifr verglichen. Ist die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals kleiner als der Abnorma litäts-Ermittlungswert Ifr (d. h., wenn bei Vergleichen absoluter Werte |ΔI|<|Ifr| erfüllt ist), so hat sich die Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensors 28 nicht verschlechtert und das Sensor-Aus gangssignal ist als normal zu werten (Fig. 9E), so daß diese Routine beendet wird. Da jedoch die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals mit einer Verschlechte rung der Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Sensors 28 klein wird, wird ermittelt, daß der Zu stand des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 abnor mal ist (d. h. sich verschlechtert hat), wenn die Ände rungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals größer ist als der Abnormalitäts-Ermittlungswert Ifr (d. h., wenn bei Vergleichen absoluter Werte |ΔI|<|Ifr| erfüllt ist). In diesem Fall wird in einem Schritt 207 (Fig. 9F und 9G) der abnormale Zustand des Sensors in dem Speicher der ECU 36 gespeichert, und die Meldeleuchte 39 wird akti viert, um den Fahrer hierüber zu informieren.

Der Beginn der Kraftstoffabschaltung oder die Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand wurde als Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt, welches die Bedingung für das Beginnen der Diagnose in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. Es ist jedoch möglich, eine Änderung eines Soll-Luft/Kraft stoff-Verhältnisses oder eine Änderung eines Wertes vermehrten Kraftstoffs oder eines Werts verminderten Kraftstoffs, welche zu der Änderung der Menge zugeführ ten Kraftstoffs führt, als die Bedingung zum Beginnen der Diagnose festzulegen.

Obwohl in dem ersten bzw. dem zweiten Ausführungsbei spiel die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals durch Messen der Zeiten T1 bzw. T2, die den Zeitraum bis zur Änderung des Sensor-Ausgangssignals auf den vorbestimmten Wert I2 bzw. I4 angeben- und durch Divi dieren der vorbestimmten Änderung des Sensor-Ausgangs signals durch die Zeiten T1 bzw. T2 ermittelt wurde, ist es möglich, die Änderungsrate ΔI des Sensor-Aus gangssignals durch Messen einer Änderung innerhalb ei ner vorbestimmten Zeit und durch Dividieren der Ände rung durch die vorbestimmte Zeit zu ermitteln.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuer anlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 10 und 11 und ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrich tung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhält nis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 12 und 13 verkörpern diesen Fall.

Das in den Fig. 10 und 11A bis 11G gezeigte dritte Aus führungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbei spiel, welches die Änderungsrate ΔI des Sensor-Aus gangssignals nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung ermittelt. Es unterscheidet sich von dem ersten Ausfüh rungsbeispiel nur in den Abläufen gemäß Schritten 303 und 304 und den entsprechenden Vorgängen (Fig. 11D und 11E), während die weiteren Abläufe und Vorgänge im we sentlichen gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels sind. In dem dritten Ausführungsbeispiel werden in ei nem Schritt 302 ein Sensor-Ausgangssignal I5 bei Beginn der Kraftstoffabschaltung gelesen und gespeichert, in den Schritten 303 und 304 ein Sensor-Ausgangssignal I6 zu dem Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit T3 ver strichen ist, gelesen und gespeichert, und in einem Schritt 305 die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssi gnals anhand der nachstehenden Gleichung berechnet:

ΔI = (I6 - I5)/T3

Das in den Fig. 12 und 13 gezeigte vierte Ausführungs beispiel entspricht dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals nach der Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand er mittelt. Es unterscheidet sich von dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel nur in den Abläufen gemäß Schritten 403 und 404 und den entsprechenden Vorgängen (Fig. 13D und 13E), während die weiteren Abläufe und Vorgänge im we sentlichen gleich denen des zweiten Ausführungsbei spiels sind. In dem vierten Ausführungsbeispiel werden in einem Schritt 402 ein Sensor-Ausgangssignal I7 bei der Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand gelesen und gespeichert, in den Schritten 403 und 404 ein Sen sor-Ausgangssignal I8 zu dem Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit T4 verstrichen ist, gelesen und ge speichert, und in einem Schritt 405 die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals anhand der nachstehenden Gleichung berechnet:

ΔI = (I8 - I7)/T4

Es sei angemerkt, daß eine Antwortzeitverzögerung T5 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangs signal nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung zu än dern beginnt, vorhanden ist, wie in den Fig. 3D und 11D gezeigt. Die Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Sensors 28 neigt dazu, langsam zu werden und die Antwortverzögerungszeit mit einer Verschlechterung der Kennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 zu verlängern.

In einem fünften Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Steueranlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 14 und 15A bis 15F wird eine Antwortzeitverzögerung T9 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangs signal nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung zu än dern beginnt, gemessen und mit einem Abnormalitäts- Ermittlungswert Tfc verglichen, um zu ermitteln, ob der Zustand des Sensors abnormal ist oder nicht. In Schrit ten 501 und 502 wird ein Sensor-Ausgangssignal I9 zum Zeitpunkt der Kraftstoffabschaltung gelesen und gespei chert und der Zeitgeber betätigt, um eine nach dem Be ginn der Kraftstoffabschaltung verstrichene Zeit zu zählen. Sodann wartet der Ablauf in einem Schritt 503, bis das Sensor-Ausgangssignal auf I9 + Δi ansteigt (worin Δi eine Änderungsbreite ist, die als Anstieg des Ausgangssignals gewertet wird) . Wenn das Sensor-Aus gangssignal auf I9 + Δi ansteigt (Fig. 15D), wird die Antwortzeitverzögerung T9 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sensor-Ausgangssignal seit dem Beginn der Kraft stoffabschaltung auf I9 + Δi angestiegen ist, aus dem Zählwert des vorstehend beschriebenen Zeitgebers ermit telt. Danach wird die Antwortzeitverzögerung T9 in ei nem Schritt 505 mit dem Abnormalitäts-Ermittlungswert Tfc verglichen. Falls T9 Tfc erfüllt ist, hat sich die Antwortkennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensors 28 nicht verschlechtert und das Sensor-Aus gangssignal ist als normal zu werten, so daß diese Rou tine beendet wird. Falls jedoch T9 (= T9′) < Tfc er füllt ist, so hat sich die Antwortkennlinie des Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 28 verschlechtert, so daß ermittelt wird, daß der Zustand des Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Sensors 28 abnormal (verschlechtert) ist. Sodann wird in einem Schritt 506 die Abnormalität des Sensors in dem Speicher der ECU 36 gespeichert und die Meldeleuchte 39 aktiviert, um den Fahrer hierüber zu informieren. In diesem Fall arbeiten die Abläufe gemäß den Schritten 503 und 504 als Zeitgeber.

Ein in den Fig. 16 und 17A bis 17F veranschaulichtes sechstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Steueranlage für eine Brennkraftmaschine steigert die Genauigkeit der Messung der Änderungsrate ΔI durch Be ginnen der Messung der Änderungsrate ΔI des Sensor- Ausgangssignals nach Verstreichen einer Antwortzeitver zögerung T10 nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung. Das sechste Ausführungsbeispiel entspricht dem in den Fig. 10 und 11A bis 11G gezeigten dritten Ausführungs beispiel, welches die Änderungsrate ΔI durch Dividieren einer Änderung des Sensor-Ausgangssignals innerhalb ei ner vorbestimmten Zeit durch die vorbestimmte Zeit er mittelt.

Nachstehend wird ein in Fig. 16 dargestelltes Ablauf diagramm unter Bezugnahme auf den Betriebsablauf gemäß den Zeitverlaufsdiagrammen nach den Fig. 17A bis 17F beschrieben.

Die Abläufe in Schritten 601 bis 604 sind gleich den Abläufen der Schritte 501 bis 504 gemäß Fig. 14, in welchen ein Sensor-Ausgangssignal I10 zu Beginn der Kraftstoffabschaltung ermittelt und gespeichert und ei ne Antwortzeitverzögerung T10 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sensor-Ausgangssignal nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung auf I10 + Δi ansteigt, gemessen und gespeichert werden. In einem Schritt 605 wartet der Ablauf, bis eine vorbestimmte Zeit Δt seit dem Anstieg des Sensor-Ausgangssignals auf I10 + Δi verstrichen ist. Nachdem die vorbestimmte Zeit Δt verstrichen ist, wird in einem Schritt 606 ein Sensor-Ausgangssignal I11 gelesen und gespeichert. In einem Schritt 107 wird die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals anhand der nachstehenden Gleichung berechnet:

ΔI = {I11 - (I10 + Δi)}/Δt

Danach wird in einem Schritt 608 die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals mit einem Abnormalitäts- Ermittlungswert Icf2 verglichen. Falls ΔI < Icf2 er füllt ist, d. h. im Falle von I11′ und T10′ (Fig. 17D), wird ermittelt, daß der Zustand des Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Sensors 28 abnormal (verschlechtert) ist, und in einem Schritt 609 werden der Abnormalitätszu stand des Sensors in dem Speicher der ECU 36 gespei chert und die Meldeleuchte 39 aktiviert, um den Fahrer hierüber zu informieren.

Es wird angemerkt, daß es auch in dem ersten Ausfüh rungsbeispiel möglich ist, mit der Messung der Ände rungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals nach dem Ver streichen der Antwortzeitverzögerung T10 nach dem Be ginn der Kraftstoffabschaltung zu beginnen. Ferner sind die Konzepte des fünften und des sechsten Ausführungs beispiels nicht auf nur den Fall des Erfassens der Än derung der Menge zugeführten Kraftstoffs zu Beginn der Kraftstoffabschaltung beschränkt, sondern sind auch auf andere Fälle wie beispielsweise bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr nach der Kraftstoffabschaltung anwend bar.

Darüber hinaus kann, obwohl mit Ausnahme des fünften Ausführungsbeispiels in jedem Ausführungsbeispiel die Änderung pro Zeiteinheit als die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals durch Dividieren der Änderung des Sensor-Ausgangssignals durch die Zeit festgelegt wurde, die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals wie folgt indirekt ermittelt werden, ohne die Änderungsrate ΔI des Sensor-Ausgangssignals direkt zu berechnen:

(1) Eine Zeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangssignal nach der Änderung der Menge zuge führten Kraftstoffs um einen vorbestimmten Betrag än dert, wird gemessen, und die Änderungsrate des Sensor- Ausgangssignals wird indirekt aus der Länge der gemes senen Zeit ermittelt. Das heißt, es wird ein Zusammen hang verwendet, gemäß dem die Änderungsrate des Sensor- Ausgangssignals um so kleiner ist, je länger die gemes sene Zeit ist, und gemäß dem die Änderungsrate des Sen sor-Ausgangssignals um so größer ist, je kürzer die ge messene Zeit ist. In diesem Fall braucht die Änderung des Sensor-Ausgangssignals nicht durch die gemessene Zeit dividiert zu werden; und
(2) Eine Änderung des Sensor-Ausgangssignals, die sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs ändert, wird ermit telt, und die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals wird indirekt aus dem Grad bzw. Ausmaß der Änderung er mittelt. Das heißt, es wird ein Zusammenhang verwendet, gemäß dem die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals um so größer ist, je größer die Änderung innerhalb der vorbestimmten Zeit ist, und gemäß dem die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals um so kleiner ist, je klei ner Änderung innerhalb der vorbestimmten Zeit ist. Auch in diesem Fall braucht die Änderung des Sensor-Aus gangssignals nicht durch die Zeit dividiert zu werden.

Die vorstehenden Modifikationen (1) und (2) haben den Vorteil, daß dadurch, daß die Änderung des Sensor- Ausgangssignals nicht durch die Zeit dividiert zu wer den braucht, die Rechenbelastung geringer ist. Ferner kann eine Erfassungsschaltung zum Erfassen der Ände rungsrate bzw. des Gradienten des Sensor-Ausgangssi gnals mittels einer Hardware-Vorrichtung vorgesehen sein.

Es wird angemerkt, daß die Ermittlungen der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs und der Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals durch eine geeignete Kombi nation der einzelnen vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele implementiert werden kann. Beispielswei se kann der abnormale Zustand des Sensors zu den beiden Zeitpunkten des Beginns der Kraftstoffabschaltung und der Rückkehr aus dem Kraftstoffabschaltzustand ermit telt werden.

Ferner kann, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensor 28 verwendet wurde, dessen Ausgangssignal sich in Antwort auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Abgas vorwiegend linear ändert, ein Sauerstoffsensor verwen det werden, dessen Ausgangssignal sich in Antwort auf die Sauerstoffkonzentration in einem Abgas schrittweise oder nichtlinear ändert.

Darüber hinaus ist es möglich, den Fahrer hinsichtlich des abnormalen Zustands des Sensors durch Tonsignale mittels beispielsweise eines Summers oder durch Aufrau hen einer Drehzahl der Brennkraftmaschine durch peri odisches Ändern der Kraftstoffeinspritz- oder Zündzeit punkte zu warnen, obwohl in den vorstehenden Ausfüh rungsbeispielen eine Meldeleuchte zur Warnung des Fah rers hinsichtlich des abnormalen Zustands des Sensors verwendet wird.

Wie der vorstehenden Beschreibung entnehmbar ist, wird gemäß einem der Gesichtspunkte der beschriebenen Vor richtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Ver hältnis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals nach der Ände rung der Menge zugeführten Kraftstoffs ermittelt und auf der Grundlage der Änderungsrate des Sensor-Aus gangssignals das Vorliegen eines abnormalen Sensorzu stands ermittelt, so daß das Vorliegen des abnormalen Zustands des Sensors selbst in dem Fall, in dem sich das Sensor-Ausgangssignal anfänglich, wenn mit der Dia gnose begonnen wird (zu Beginn, wenn die Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt wird), in Abhän gigkeit von dem Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhält nisses vor dem Beginn der Diagnose (vor der Erfassung der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs) ändert, diagnostiziert werden kann, ohne daß dies durch den Zu stand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose beeinträchtigt wird. Infolgedessen kann die Diagnosegenauigkeit verbessert werden.

Ferner kann in dem Fall, in dem der Beginn der Kraft stoffabschaltung oder die Rückkehr aus der Kraftstoff abschaltung erfaßt und dadurch indirekt die Änderung in der Menge zugeführten Kraftstoffs erfaßt werden, der Zeitpunkt, zu dem sich die Menge zugeführten Kraft stoffs signifikant ändert, genau erfaßt werden.

Weiterhin erlaubt der Fall, in dem die Änderung pro Zeiteinheit als die Änderungsrate des Sensor-Ausgangs signals ermittelt wird, die Ermittlung der Abnormalität des Sensors durch direktes Erfassen der Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals.

Überdies braucht in dem Fall, in dem die Zeit bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangssignal um einen vorbestimmten Betrag ändert, nachdem sich die Menge zugeführten Kraftstoffs geändert hat, gemessen und die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals indi rekt aus der Länge der gemessenen Zeit ermittelt wird, die Änderung des Sensor-Ausgangssignals nicht durch die Meßzeit dividiert zu werden, so daß infolgedessen die Rechenbelastung verringert wird.

In dem Fall, in dem die Änderung des Sensor-Ausgangssi gnals, welches sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs än dert, ermittelt und die Änderungsrate des Sensor-Aus gangssignals indirekt durch den Grad der Änderung er mittelt wird, braucht auf vergleichbare Weise die Ände rung nicht durch die Zeit dividiert zu werden, so daß infolgedessen die Rechenbelastung reduziert wird.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuer anlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den Ausfüh rungsbeispielen wird eine Antwortzeitverzögerung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Sensor-Ausgangssignal des Sensors nach der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs zu ändern beginnt, anstelle der vorstehend beschriebenen Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals gemessen, und ein Vorliegen einer Abnormalität des Sen sors auf der Grundlage der Antwortzeitverzögerung er mittelt, so daß das Vorliegen der Abnormalität des Sen sors diagnostiziert werden kann, ohne durch den Zustand des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses vor dem Beginn der Diagnose beeinträchtigt zu werden, so daß die Diagnose genauigkeit vergleichbar zu den Fällen, in welchen die Änderungsrate des Sensor-Ausgangssignals ermittelt wird, verbessert werden kann.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Selbstdia gnose 36 einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine 10 beginnt mit dem Diagno sevorgang, wenn mit einer Kraftstoffabschaltung begon nen wird (Schritt 101), liest und speichert ein Sensor- Ausgangssignal I1 zu Beginn der Kraftstoffabschaltung und zählt durch Betätigen eines Zeitgebers eine nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung verstrichene Zeit (Schritt 102), liest eine Zeit T1 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sensor-Ausgangssignal nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung von dem Zählwert des Zeitgebers auf einen Wert I2 ansteigt (Schritte 103, 104), berech net eine Änderungsrate ΔI = (I2 - I1)/T1 des Sensor- Ausgangssignals und vergleicht die berechnete Ände rungsrate mit einem Abnormalitäts-Ermittlungswert Ifc (Schritt 106) . Wenn ΔI Ifc erfüllt ist, wird die Ant wortkennlinie des Sensors als normal bewertet. Wenn ΔI < Ifc erfüllt ist, wird die Antwortkennlinie des Sensors als abnormal (verschlechtert) bewertet, die Ab normalität des Sensors in einem Speicher abgelegt und eine Meldeleuchte 39 aktiviert, um einen Fahrer über die Abnormalität des Sensors in Kenntnis zu setzen.

Claims

1. Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage einer Brennkraftma schine (10) zum selbsttätigen diagnostizieren einer Ab normalität der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage, welche ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines der Brenn kraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs mit tels eines Ausgangssignals eines Sensors (28) zum Er fassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Ab gas der Brennkraftmaschine rückgekoppelt steuert, gekennzeichnet durch
eine Erfassungseinrichtung (18, 36; 101; 201; 301; 401; 501; 601) zum Erfassen einer Änderung in einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge;
einer Änderungsraten-Ermittlungseinrichtung (36; 105; 205; 305; 405; 505; 607) zum Ermitteln einer Ände rungsrate des Ausgangssignals des Sensors nach dem Er fassen der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs durch die Erfassungseinrichtung; und
einer Abnormalitäts-Ermittlungseinrichtung (36; 106; 206; 306; 406; 506; 608) zum Ermitteln eines Vor liegens der Abnormalität des Sensors auf der Grundlage der durch die Änderungsraten-Ermittlungseinrichtung er mittelten Änderungsrate des Ausgangssignals des Sen sors.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erfassungseinrichtung als Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs zumindest entweder erfaßt, ob mit einer Kraftstoffabschaltung begonnen wird, oder erfaßt, ob aus dem Zustand der Kraftstoffab schaltung zurückgekehrt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Änderungsraten-Ermittlungsein richtung als Änderungsrate des Ausgangssignals des Sen sors eine Änderung des Ausgangssignals des Sensors pro Zeiteinheit erfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Änderungsraten-Ermittlungsein richtung eine Zeit (T9) von dem Zeitpunkt, zu dem sich die Menge zugeführten Kraftstoffs geändert hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Ausgangssignal des Sen sors um einen vorbestimmten Wert ändert, mißt, und die Änderungsrate des Ausgangssignals des Sensors aus der Länge der gemessenen Zeit ermittelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Änderungsraten-Ermittlungsein richtung eine Änderung des Ausgangssignals des Sensors, welches sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit (Δt) ab dem Zeitpunkt, zu dem sich die Menge zugeführten Kraft stoffs geändert hat, ändert, ermittelt, und die Ände rungsrate des Ausgangssignals des Sensors aus dem Grad dieser Änderung bestimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalitäts-Ermitt lungseinrichtung mit einer Meldeeinrichtung (39) ver sehen ist zum Melden einer Abnormalität dann, wenn die Abnormalitäts-Ermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Zustand des Sensors abnormal ist.

7. Vorrichtung zur Selbstdiagnose einer Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage einer Brennkraftma schine (10) zum selbsttätigen diagnostizieren einer Ab normalität der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steueranlage, welche ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines der Brenn kraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs mit tels eines Ausgangssignals eines Sensors (28) zum Er fassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem Ab gas der Brennkraftmaschine rückgekoppelt steuert, gekennzeichnet durch
eine Erfassungseinrichtung (18, 36; 101; 201; 301; 401; 501; 601) zum Erfassen einer Änderung in einer der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge;
eine Zeitgeber-Einrichtung (36; 504; 604) zum Mes sen einer Antwortzeitverzögerung (T9, T10) von der Er fassung der Änderung der Menge zugeführten Kraftstoffs an bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Ausgangssignal des Sensors zu ändern beginnt; und
einer Abnormalitäts-Ermittlungseinrichtung (36; 106; 206; 306; 406; 506; 608) zum Ermitteln eines Vor liegens der Abnormalität des Sensors auf der Grundlage der durch die Zeitgeber-Einrichtung gemessenen Antwort zeitverzögerung.