JP2003193903A - 空燃比検出手段の故障判定装置 - Google Patents

空燃比検出手段の故障判定装置

Info

Publication number
JP2003193903A
JP2003193903A JP2001391083A JP2001391083A JP2003193903A JP 2003193903 A JP2003193903 A JP 2003193903A JP 2001391083 A JP2001391083 A JP 2001391083A JP 2001391083 A JP2001391083 A JP 2001391083A JP 2003193903 A JP2003193903 A JP 2003193903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
predetermined time
operating state
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001391083A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Nagashima
諭 長嶋
Hidetsugu Kanao
英嗣 金尾
Kenji Saito
健司 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2001391083A priority Critical patent/JP2003193903A/ja
Priority to US10/326,998 priority patent/US6880380B2/en
Publication of JP2003193903A publication Critical patent/JP2003193903A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228—Warning displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0404—Throttle position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は、排気ガス浄化手段内部の酸素吸蔵
状態に影響されることなく故障診断を行う空燃比検出手
段の故障判定装置を提供することにある。 【解決手段】 エンジン１の有害物質を浄化する下流Ｏ
２センサ３７と、排気ガスの空燃比を出力する空燃比セ
ンサ３６と、リッチ空燃比となる第１運転状態が第１所
定時間ｔα１を越えたことを判定する第１判定手段Ａ１
と、リーン空燃比となる第２運転状態が第２所定時間ｔ
α２を越えたことを判定する第２判定手段Ａ２と、第１
運転状態が第１所定時間ｔα１を越え第２運転状態が第
２所定時間ｔα２を越えると最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａ
ｘ）と最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）との偏差ΔＶＯ２
Ｒを求める演算手段Ａ３と、偏差ΔＶＯ２が所定値ΔＶ
Ｏ２Ｒαよりも小さいときに下流Ｏ２センサ３７が故障
であると判定する故障判定手段Ａ４とを備えることを特
徴とする

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気中
の酸素濃度を検出して空燃比情報を出力する空燃比検出
手段の故障判定装置、特に車載状態で故障判定を行うこ
とができる空燃比検出手段の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両に搭載される内燃機関は、
走行状態に応じて理論空燃比（ストイキオ）、リーン運
転、リッチ運転、フューエルカット運転等の運転モードが
適宜選択され、それら所望の運転モードを達成すべく吸
気量及び燃料量が適宜制御される。更に、車両は走行時
の排気ガス浄化を図るべく、排気系に排気ガス浄化手段
である三元触媒や酸化触媒やＮＯｘ触媒を適宜装着して
いる。このような触媒はその排気ガス雰囲気に応じて活
性化及び浄化効率が異なることより、これら触媒の近傍
には排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサが設けら
れ、これらにより得られる空燃比に応じて吸気量及び燃
料量が適宜制御され、排気ガスの浄化効率を良好に保持
するようにしている。
【０００３】このため、空燃比センサが検出する空燃比
が適正値を出力しなくなると空燃比のずれによる排ガス
や燃費の悪化等を招くことより空燃比センサの故障判定
を適宜行う必要性がある。ところで、空燃比センサの故
障モニタでは、空燃比センサが通常走行で検出可能な範
囲を外れた値、即ち、断線やショートの場合のように通
常検出範囲を外れたあり得ない空燃比を出力した場合に
故障と判定するものであった。しかし、この通常検出範
囲を外れたか否かで故障判定する装置では、通常検出範
囲内の空燃比でスタック（所定値で出力が固定されてい
る状態）が生じている場合、故障を検出することはでき
なかった。
【０００４】そこで、排気ガス浄化手段の一例として三
元触媒の下流側に設けた空燃比センサ（Ｏ２センサ）の
劣化を検出するため、図１１に示すように、燃料カット
（Ｆ／Ｃ）時ｔａの上流Ｏ２センサ（Ｆ−Ｏ２）の出力
と下流Ｏ２センサ（Ｒ−Ｏ２）の出力が第１所定値
（０、４Ｖ）を時点ｔｂで下回ってから小出力側の第２
所定値（０、１５Ｖ）を時点ｔｃで横切るまでの時間Ｔ
ＲＬが所定時間よりも長い場合に空燃比センサが劣化し
ていると判定する技術が知られている。また、特開平４
−１０９４４５号公報に開示された空燃比検出手段の故
障判定装置では混合気の空燃比を強制的に変動させてそ
のときの空燃比センサの変動量に基づいて空燃比センサ
の劣化を検出していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
の技術では下流Ｏ２センサ（Ｒ−Ｏ２）が排気ガス浄化
手段の酸素吸蔵状態（Ｏ２ストレージ状態）によって大
きく影響を受けた場合は破線Ｌ１，Ｌ２に示すように、
空燃比出力が燃料カット開始時（ｔａ）に既に第１所定
値（０、４Ｖ）を下回っている場合があり、このような
状態においては下流Ｏ２センサ（Ｒ−Ｏ２）のモニタが
実施できなかった。更に、センサ劣化時には破線Ｌ３に
示すように、Ｏ２センサの出力変動が遅れ易く、この場
合も下流Ｏ ２センサ（Ｒ−Ｏ２）の劣化判定を行うこと
ができない。
【０００６】また、特開平４−１０９４４５号公報に開
示された空燃比検出手段の故障判定装置では混合気の空
燃比を強制的に変動させるため、変動できる運転状態が
限られるだけでなく空燃比変動時の燃費悪化及び排気ガ
ス性能の悪化が問題となる。さらには排気ガス浄化手段
の有する酸素吸蔵状態を勘案していないので、空燃比を
変動させても空燃比センサの出力は排気ガス浄化手段の
酸素吸蔵状態により影響を受けたものとなり空燃比の変
動と必ずしも一致したものとはならず、誤判定する可能
性がある。
【０００７】本発明は、以上のような課題に基づき、排
気ガス浄化手段内部の酸素吸蔵状態に影響されることな
く空燃比検出手段の故障モニタの頻度を高め、確実な故
障診断を行うことができる空燃比検出手段の故障判定装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関の排気系に設けられ排気ガス中の有害物質を浄化す
る排気ガス浄化手段と、該排気ガス浄化手段の下流側の
排気系に設けられ、排気ガスの空燃比を出力する空燃比
検出手段と、該空燃比検出手段周辺がリッチ空燃比とな
る第１運転状態が第１所定時間を越えたことを判定する
第１判定手段と、該空燃比検出手段周辺がリーン空燃比
となる第２運転状態が第２所定時間を越えたことを判定
する第２判定手段と、上記第１運転状態が第１所定時間
を越えると共に第２の運転状態が第２所定時間を越える
と上記空燃比検出手段により検出された空燃比の中の最
大出力値と最小出力値との偏差を求める演算手段と、該
演算手段で求めた偏差が所定値よりも小さいときに上記
空燃比検出手段が故障であると判定する故障判定手段と
を備えることを特徴とする。
【０００９】このように、排気ガス浄化手段の周辺下流
側の空燃比検出手段の出力が、第１運転状態が第１所定
時間を越えることを確認することで、確実にリッチ空燃
比となるようにし、更に、第２運転状態が第２所定時間
を越えることを確認することで確実にリーン空燃比とな
るようにしたので、排気ガス浄化手段内部の酸素吸蔵状
態に影響されることなく、空燃比検出手段が求めた最大
出力値と最小出力値との偏差により、空燃比検出手段が
故障か否かを精度良く判定することができる。また触媒
の前側空燃比センサから触媒前側の空燃比信号を採り込
み、これを用いての浄化判定等の演算をする必要も無
く、制御の複雑化を防げる。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の空燃比
検出手段の故障判定装置において、上記第１判定手段は
上記第１運転状態の延べ時間が第１所定時間を越えたこ
とを判定し、上記第２判定手段は上記第２運転状態が継
続して第２所定時間を越えたことを判定し、上記演算手
段は上記第１運転状態の延べ時間が第１所定時間を越え
ると共に第２の運転状態が継続して第２所定時間を越え
ると上記空燃比検出手段により検出された最大出力値と
最小出力値との偏差を求めることを特徴とする。
【００１１】このように、空燃比センサ周辺が排気ガス
浄化手段の酸素吸蔵状態に影響されない状態で精度良く
最小出力値と最大出力値を検出でき、しかも、第１運転
状態が継続しない場合であっても間欠的に第１運転状態
に達している延べ時間の経過中に最大出力値を求めるこ
とが可能となる。つまり、リッチ側に出力が変化するの
は第１運転状態であり、しかも、移行初期において最大
出力値が出現することが多く延べ時間で第１運転状態を
判定することによりごく短い第１運転状態であってもそ
の時のセンサ出力の最大値を数多くサンプリングするこ
とが可能となり、最大出力値をより一層正確なものとす
ることが可能となる。さらに、モニタの頻度を十分に増
大させることが出来る。また空燃比センサの周囲がリー
ン雰囲気となるのは内燃機関が第２運転状態になってか
らの継続時間がある程度経過するほど進み、その後、空
燃比センサの出力はリーン側出力で張り付くこととな
る。従って、第２運転状態の延べ時間を求めるのではな
く継続時間が所定時間を越えると第２運転状態成立と判
定するので、空燃比センサ出力が確実にリーン側出力と
なっている状態を含むことができるのである。
【００１２】好ましくは、空燃比検出手段の故障判定装
置は暖機完了後に第1運転状態の延べ時間及び第２の運
転状態が継続している時間に検出に入ることがよい。こ
の場合、特に、第1判定手段による延べ時間が第1所定時
間を越えたことを判定する精度と第２判定手段による第
２の運転状態が継続して第２所定時間を越えたことを判
定する精度が向上し、合理的な故障診断を行うことがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の空燃比検出手段の故障判定装置を説明する。
【００１４】本発明の空燃比検出手段の故障判定装置
は、図示しない車両のエンジン１の制御手段を成すエン
ジンコントローラ２に付設され、このエンジンコントロ
ーラ２が空燃比検出手段の故障判定装置の制御機能部を
構成する。
【００１５】エンジン１は多気筒エンジンであり、本体
３には紙面垂直方向に複数気筒が直列に配備され、それ
ら複数気筒は冷却系のウォータジャケット４で覆われて
いる。各気筒の燃焼室５は吸、排気弁６、７を介し吸排
気路８、９に連通可能である。ここでの吸、排気弁６、
７はエンジンクランク軸１１と連動する給排カム軸１２
を備えた図示しない動弁系に駆動される。吸気路８はエ
アクリーナ１３で吸入した外気を吸気管１４、サージタ
ンク１５、吸気多岐管１６、吸気ポート１７の順に流動
させ、吸気弁６の開時に新気を燃焼室５に流入する。
【００１６】排気路９は排気弁７の開時に排気を燃焼室
５より流出させる。この排気は排気多岐管１８を通過
し、比較的小容量で早期活性化を可能とする前段触媒１
９と比較的大容量で排ガスを耐久性良く浄化する後段触
媒２０を備えた排気管２１を経て、図示しないマフラー
を介して大気排出される。前段触媒１９及び後段触媒２
０は共に三元触媒であり、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸
化処理し、ＮＯｘを還元処理して無害化する機能を備え
る。エアクリーナ１３の流出口１３１の近傍には吸入空
気量Ｑａを検出して出力するエアフローセンサ２２が配
備され、その下流近傍に吸気温度Ｔａを検出して出力す
る吸気温センサ２４が配備される。これら吸入空気量Ｑ
ａ、吸気温度Ｔａの各検出値はエンジンコントローラ２
に出力される。
【００１７】エアクリーナ１３とサージタンク１５の間
の吸気路８にはスロットルバルブ２５が配備され、同バ
ルブを迂回する分岐路２６が併設され、同分岐路２６を
開閉することでアイドル回転数を調整できるアイドルス
ピードコントロールバルブ２７が配備される。スロット
ルバルブ２５の近傍にはスロットルバルブ２５の全閉状
態でオンＩｏｎするアイドルスイッチ２８と、スロット
ルバルブ２５の開度θｓを検出するスロットルセンサ２
９とが取付けられる。前段触媒１９の上流近傍には空燃
比出力ＶＯ２Ｆを出力する空燃比検出手段としての上流
Ｏ２センサ３６が、下流近傍には空燃比出力ＶＯ２Ｒを
出力する空燃比検出手段としての下流Ｏ２センサ３７が
配備され、これらの検出値はエンジンコントローラ２に
出力される。なお、上流、下流Ｏ２センサ３６、３７は
それぞれ空燃比出力ＶＯ２Ｆ，ＶＯ２Ｒとしてリーン側
（０Ｖ側）よりリッチ側（１、０Ｖ側）に向けて出力変
化可能に形成されている。
【００１８】更に、エンジンコントローラ２には車速セ
ンサ３０より車速信号Ｖｃが出力され、キーセンサ３１
よりキーオン時にキーオン信号Ｋが出力され、また、エ
ンジン回転時に単位クランク角信号ｄθ（エンジン回転
数Ｎｅ情報となる）がクランク角センサ３２より出力さ
れ，ウォータジャケット４内の冷却水温の水温Ｔｗがエ
ンジン水温センサ３５より出力される。
【００１９】吸気多岐管１６の下流端近傍には吸気ポー
ト１７側に燃料噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）３
４が装着される。インジェクタ３４は燃料系の調圧手段
３３により燃圧調整された燃料を供給され、同加圧燃料
をエンジンコントローラ２からの噴射信号Ｔｉｎｊに応
じて噴射するように構成される。
【００２０】エンジンコントローラ２は入出力インター
フェース２０１、記憶部２０２、バッテリバックアップ
用の不揮発性メモリ２０３および中央処理部２０４を備
え、エンジン１の燃料系、点火系、吸気系の各制御機能
を備え、特に、下流Ｏ２センサ３７（空燃比検出手段）
の故障判定機能を備える。ところで、エンジンコントロ
ーラ２は、図２に示すように、下流Ｏ２センサ３７の故
障判定機能部を成す第１判定手段Ａ１、第２判定手段Ａ
２、演算手段Ａ３、故障判定手段Ａ４を備える。
【００２１】第１判定手段Ａ１は下流Ｏ２センサ３７
（空燃比検出手段）周辺がリッチ空燃比（ＶＯ２Ｒ
（０、４５）以上）となる第１運転状態が第１所定時間
ｔα１（１０ｓｅｃ）を越えたことを判定する（図３
（ｄ）参照）。特に、ここでは第１運転状態の延べ時間
ΣＴｔが第１所定時間ｔα１を越えたことを判定するよ
う機能する。第２判定手段Ａ２は下流Ｏ２センサ３７周
辺がリーン空燃比（ＶＯ２Ｒ（０、４５）未満）となる
第２運転状態が第２所定時間ｔα２（２ｓｅｃ）を越え
たことを判定する（図４（ｄ）参照）。特に、ここでは
第２の運転状態が継続して第２所定時間ｔα２を越えた
ことを判定するよう機能する。
【００２２】演算手段Ａ３は第１運転状態が第１所定時
間ｔα１を越えると共に第２の運転状態が第２所定時間
ｔα２を越えると下流Ｏ２センサ３７により検出された
空燃比出力ＶＯ２Ｒの中の最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａ
ｘ）と最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）との偏差ΔＶＯ２
Ｒ（＝ＶＯ２Ｒｍａｘ−ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を求める。特
に、ここでは第１運転時間の延べ時間ΣＴｔが第１所定
時間ｔα１を越えたときに最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａ
ｘ）を、第２の運転状態が継続して第２所定時間ｔα２
を越えたときに最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を求める
よう機能する。故障判定手段Ａ４は演算手段Ａ３で求め
た偏差ΔＶＯ２Ｒ（図５（ｂ）参照）が所定値ΔＶＯ２
Ｒαよりも小さいときに下流Ｏ２センサ３７が故障であ
ると判定する。
【００２３】ここで第１運転状態及びその延べ時間ΣＴ
ｔを説明する。下流Ｏ２センサ３７周辺が空燃比出力Ｖ
Ｏ２Ｒ（０、４５）以上のリッチ空燃比になる第１運転
状態とは、水温Ｔｗが７６℃以上の暖機完了後におい
て、エンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍを上回り、エ
ンジン負荷としてのシリンダ充填効率Ｅｖが４０％を上
回り、車速Ｖｃが３０ｋｍ／ｈを上回っている状態が設
定される。この第１運転状態とは、図３（ａ）〜（ｅ）
に示すように車両が時点ｔ１の発進より加速状態に入
り、確実にリッチ（ＶＯ２Ｒ（０、４５）以上）の運転
に入っている状態を想定している。
【００２４】その際の延べ時間ΣＴｔはカウンタＣ（Σ
Ｔｔ）でカウントされる。即ち、図３（ｄ）に示すよう
に、時点ｔ２で第１運転状態に入るとカウンタＣ（ΣＴ
ｔ）が駆動（スタート）し、時点３で離脱すると停止す
る。ここでは第１運転状態に入る毎に（時点ｔ２、ｔ
４）カウンタＣ（ΣＴｔ）のカウント値である延べ時間
ΣＴｔが加算され、延べ時間ΣＴｔが閾値として設定さ
れる第１所定時間ｔα１、ここでは１０（ｓｅｃ）をカ
ウントするまで第１運転状態での空燃比出力ＶＯ２Ｒの
データ採り込みが成される。
【００２５】第１所定時間ｔα１である１０（ｓｅｃ）
は、データの収集とノイズ除去を想定して設定され、特
に、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するので、適
正値が選択されるものであり、ここでの１０（ｓｅｃ）
以外の値を採用しても良い。このように設定したので、
第１運転状態に入っても、図３（ａ）に示すように車速
が３０ｋｍ／ｈを間欠的に下回る走行状態が続くと、こ
こでは各経過時間Δｔｍ、Δｔｎを順次加算して延べ時
間ΣＴｔが第１所定時間ｔα１である１０（ｓｅｃ）を
カウントするまで空燃比出力ＶＯ２Ｒを採り込み、最大
出力値（ＶＯ２Ｒｍａｘ）を含むデータが記憶処理され
る。
【００２６】次に、第２の運転状態及びそれが第２所定
時間ｔα２継続する点を説明する。下流Ｏ２センサ３７
周辺がリーン空燃比（ＶＯ２Ｒ（０、４５）未満）とな
る第２運転状態として、ここでは水温Ｔｗが７６℃以上
の暖機完了後においてフューエルカットＦ／Ｃ、あるい
は吸入空気量カット状態が設定される。図４（ａ）〜
（ｅ）に示すように、第２運転状態とは車両が走行状態
より減速すべくスロットル開度θｓが全閉状態に入り
（図４（ｃ）参照）、無噴射により確実にリーン運転
（ＶＯ２Ｒ（０、４５）未満）に入っている状態を想定
している。特に、ここでは第２の運転状態が継続しての
継続時間Ｔｋが第２所定時間ｔα２（２ｓｅｃ）を越え
たか否かをカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントして判定す
る。図４（ｄ）に示すように、カウンタＣ（Ｔｋ）は第
２運転状態に入ると駆動し（スタートｓｔ）、継続時間
Ｔｋが第２所定時間ｔα２を越えると停止し、クリア
（ｃｒ）される。ここではその間に空燃比出力ＶＯ２Ｒ
が採り込まれ、最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を検出す
ることとなる。
【００２７】第２所定時間ｔα２の設定にあたっては、
図４（ｃ）に示すように、スロットル開度θｓが全閉さ
れ、フューエルカットＦ／Ｃに入ると、空燃比出力ＶＯ
２Ｒが無噴射により急激に低下し、最大出力値（ＶＯ２
Ｒｍａｘ）とは明らかに変化したと判断できる程度にま
で降下することが確実な経過時間として、２（ｓｅｃ）
が採用された。なお、第２所定時間ｔα２はこれが短す
ぎると充分に最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）の検出が成
されず、長すぎると故障検出処理の頻度が低下するの
で、適正値が選択されるが、２（ｓｅｃ）以外の適宜の
値を採用しても良い。
【００２８】次に、故障判定手段Ａ４が用いる所定値Δ
ＶＯ２Ｒαは下流Ｏ２センサ３７の故障や劣化を確実に
判定できる必要があり、ここでは所定値ΔＶＯ２Ｒαと
して０、３Ｖを採用した。これにより、下流Ｏ２センサ
３７の固着は元より劣化による作動不良等の故障判定を
行うようにしている。なお、この所定値ΔＶＯ２Ｒαと
して０、３Ｖより小さな値を採用してもよく、この場合、
劣化判定を考慮せずに、単に、下流Ｏ２センサ３７の固
着のみの故障判定を行うこととなる。
【００２９】ここでの空燃比検出手段の故障判定処理で
は、偏差ΔＶＯ２Ｒが所定値ΔＶＯ２Ｒα（０、３Ｖ）
より小さい状態であると判定する１故障判定回数Ｄ／Ｃ
を故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）で順次カウントす
る。この故障の判定回数Ｄ／Ｃが３回繰り返して検出さ
れた場合に故障と判定することとしており、これによっ
てノイズ除去を行い、データの信頼性を確保するように
している。
【００３０】次に、図１の空燃比検出手段の故障判定処
理を、図３、図４の空燃比検出手段の故障判定機能の説
明図、図５（ａ），（ｂ）に示す車速、空燃比出力ＶＯ
２Ｒの関連を示す波形図、図６、図７の空燃比検出手段
の故障判定処理及び図８〜図１０に示す初期チェックル
ーチン、空燃比制御ルーチン及びインジェクタ駆動ルー
チンを順次説明する。
【００３１】ここで、空燃比検出手段の故障判定装置を
搭載した図示しない車両の走行時において、エンジンコ
ントローラ２はエンジンキーのオン信号Ｋに応じて図示
しないメインルーチンの初期チェック処理に入る。初期
チェックルーチンでは、例えば、図８に示すように、ス
テップａ１でキーオン信号Ｋの入力を確認し、ステップ
ａ２でエンジンコントローラ２の複数の制御系、例え
ば、吸気系、燃料系、点火系等で適宜実行されている関
連機器、センサ類が正常か否かの自己チェック、及び本
発明の適用された空燃比検出手段の故障判定処理での結
果が正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）ではス
テップａ３に、異常（Ｅｒｒｏｒ）ではステップａ４に
進む。ステップａ４では異常のある制御系のコード出力
処理や、各故障センサ、例えば、下流Ｏ２センサ３７の
故障灯のオン処理を行い、ステップａ３に達する。
【００３２】ステップａ３では、吸気系、燃料系、点火
系等の関連センサ、即ち、吸気温センサ２４の吸気温度
Ｔａ、エアフローセンサ２２の吸入空気量Ｑａ、スロッ
トルバルブ２５の開度θｓ、アイドルスイッチ２８のオ
ンＩｏｎ、水温センサ３５の水温Ｔｗ、車速センサ３０
の車速Ｖｃ、クランク角センサ３２のエンジン回転数信
号Ｎｅ、上流Ｏ２センサ３６の空燃比出力ＶＯ２Ｆや下
流Ｏ２センサ３７の空燃比出力ＶＯ２Ｒ等がそれぞれ読
み取られ、更に、カウンタＣ（ΣＴｔ），Ｃ（Ｔｋ）の
クリア処理、各種フラグ、特に、後述の第１フラグＦ１
のクリア処理や、前回までの運転で記憶処理されている
故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）の回数値を不揮発メ
モリ２０３から読み込み処理を行い、図示しないメイン
ルーチンに戻る。
【００３３】エンジンコントローラ２はメインルーチン
の途中で、図９，１０の空燃比制御ルーチン及びインジ
ェクタ駆動ルーチンに入る。空燃比制御ルーチンでは、
ステップｂ１において、吸入空気量Ｑａ、エンジン回転
数Ｎｅ、スロットル開度θｓ、水温Ｔｗ、空燃比出力Ｖ
Ｏ２Ｆ，ＶＯ２Ｒ、吸気温度Ｔａ、等の運転情報を取り
込む。
【００３４】ステップｂ２では吸入空気量Ｑａをエンジ
ン回転数Ｎｅで除算して吸入空気量Ａ／Ｎを算出する。
ステップｂ３では運転域を算出する図示しない運転域マ
ップより燃料カットゾーンを判定し、図４（ａ）〜
（ｅ）で説明したような燃料カット域ではステップｂ
４、ｂ５に進み、空燃比フィードバックフラグＦ（Ｆ
Ｂ）をクリアし、燃料カットフラグＦ（Ｆ／Ｃ）を１と
してメインルーチンに戻る。
【００３５】他方、燃料カット域でないとステップｂ
６、ｂ７に進み、燃料カットＦ（Ｆ／Ｃ）をクリアし、
空燃比フィードバック条件を満たすか否か判定する。図
３（ａ）〜（ｅ）で説明したような加速時のような過渡
運転域や、水温Ｔｗが所定値以下ではステップｂ８に進
み、そこで現運転情報（Ａ／Ｎ，Ｎｅ）に応じた空燃比
補正係数ＫＭＡＰの値を算出し、ステップｂ１１に進
む。
【００３６】空燃比フィードバック条件を満たしている
としてステップｂ９に進むと、ここでは上流Ｏ２センサ
３６の空燃比出力ＶＯ２Ｆに基づいて燃料量補正係数Ｋ
ＦＢを算出する。なお、ここでの空燃比フィードバック
条件を満たし、ストイキオ運転域に入ると、実空燃比が
ストイキオ中心にハイとローに所定幅で交互に切り換わ
る状態（図１１（ｂ）参照）が確認されるように、燃料
量補正係数ＫＦＢを修正し、出力することとなる。な
お、これらの算出については特開昭６４−５３０４３号
公報等に開示されている。ステップb１０では、その他
の燃料噴射パルス幅補正係数ＫＤＴや、燃料噴射弁のデ
ッドタイムの補正値ＴＤを運転条件に応じて設定し、メ
インルーチンに戻る。
【００３７】メインルーチンの途中で気筒判別用のクラ
ンクパルスの入力に応じ、図１０のインジェクタ駆動ル
ーチンの処理に入る。ステップｃ１に達すると単位クラ
ンク角信号ｄθからエンジン回転数Ｎeを算出し、ステッ
プｂ２，ｂ９，ｂ１１で求めた吸入空気量Ａ／Ｎ，ＫＦ
Ｂ，ＫＤＴ，ＴＤを取り込む。図４（ａ）〜（ｅ）で説
明したフューエルカットＦ／Ｃ時にはステップｃ３に達
し、ここでは燃料カットフラグＦ（Ｆ／Ｃ）がオンのた
め無噴射でリターンする。オフではステップｃ４に進
み、吸入空気量Ａ／Ｎ相当の基本燃料パルス幅Ｔｆを設
定し、パルス幅Ｔinj（＝Ｔｆ×ＫＦＢ×ＫＤＴ＋Ｔ
Ｄ）を算出する。この際、図３（ａ）〜（ｅ）で説明し
た加速時にあると基本燃料パルス幅Ｔｆは、更に、加速
増量補正され、リッチ運転が成されることと成る。
【００３８】ステップｃ６に達すると、Ｔinjを各イン
ジェクタ駆動用ドライバーにセットし、各ドライバーを
トリガし、メインルーチンに戻る。この結果、各インジ
ェクタ３４が所定噴射タイミングで燃料噴射を行なうこ
とと成る。メインルーチンの途中で図６、図７に示した
空燃比検出手段の故障判定処理に達するとする。
【００３９】ここではステップｓ１でキーオンＫ信号の
入力を確認し、オン（Ｙｅｓ）ではステップｓ２に、オ
フ（Ｎｏ）ではステップｓ３に進む。ステップｓ２では
故障判定ルーチンで用いる最新の車速Ｖｃ、エンジン回
転数Ｎｅ、シリンダ充填効率Ｅｖ、等の各データ読み取
りを行い、ステップｓ４に進む。ステップｓ４では現在
の水温Ｔｗが暖機完了相当値７６℃を上回るか否か判断
し、上回る（Ｙｅｓ）ではステップｓ５に、下回る（Ｎ
ｏ）場合は暖機完了を待ち、メインルーチンに戻る。
【００４０】ステップｓ５では最新の空燃比出力ＶＯ２
Ｒが現時点での最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａｘ）より大き
いとステップｓ６に進み、最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａ
ｘ）を更新してステップｓ７に進む。この場合及び最新
の空燃比出力ＶＯ２Ｒが現時点での最小出力値（ＶＯ２
Ｒｍｉｎ）より小さいか否か判断し、小さいとステップ
ｓ８で最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を更新してステッ
プｓ９に進む。
【００４１】ステップｓ７、ｓ８よりステップｓ９に達
すると、最大、最小出力値の差分（＝ＶＯ２Ｒｍａｘ−
ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を算出し、変化量ΔＶＯ２Ｒとし、ス
テップｓ１０に進む。ステップｓ１０では変化量ΔＶＯ
２Ｒが故障判定の所定値ΔＶＯ２Ｒα（０、３Ｖ）以上
か否か判定し、十分に変化量があるとステップｓ１１
に、そうでないとステップｓ１２に進む。
【００４２】変化量ΔＶＯ２Ｒが十分にあるとしてステ
ップｓ１１に達する場合、例えば、図５の時点ｔｅに達
した場合、それまでの変化量ΔＶＯ２Ｒが約０、３Ｖ以
上あり、下流Ｏ２センサ３７が確実に変動し、正常作動
していることを確認できた場合である。この場合は今回
の故障判定をクリアし、即ち、現在の第１フラグＦ１、
故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）、最大出力値（ＶＯ
２Ｒｍａｘ）、最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）のクリア
処理をし、メインルーチンに戻る。
【００４３】一方、下流Ｏ２センサ３７が劣化し、例え
ば、変化量ΔＶＯ２Ｒ’（図５（ｂ）の２点鎖線参照）
がゼロに近く、所定量ΔＶＯ２Ｒα（０，３Ｖ）を下回
る状態にあると仮定する。この状態でステップｓ１０よ
りステップｓ１２に達するとする。ここでは現在の車速
Ｖｃが３０ｋｍ／ｈを上回るか否か判断され、例えば、
図３（ａ）の時点ｔ１で車速Ｖｃが３０ｋｍ／ｈを下回
るとｓ１９に進み、上回る状態であると、例えば、図３
（ａ）の時点ｔ２で第１運転状態に入ると、ステップｓ
１３に進む。
【００４４】ステップｓ１２よりステップｓ１３に達し
て、ここでエンジン回転数Ｎｅが１５００ｒｐｍを上回
ると判断され、ステップｓ１４でシリンダ充填効率Ｅｖ
が４０％を上回ると判断され、第１運転状態に入るとす
る。この場合、ステップｓ１５でこの第１運転状態での
走行が１０秒を上回るか否か判断する。ここでは図３
（ａ），（ｄ）に示す時点ｔ２のように、カウンタＣ
（ΣＴｔ）を駆動（スタート）させ、カウンタＣ（ΣＴ
ｔ）の値が第１所定時間ｔα１である１０（ｓｅｃ）を
カウントするか否か判断する。カウント前はメインルー
チンに戻り、時点ｔ５でカウント後はステップｓ１６に
進む。
【００４５】ステップｓ１６ではフューエルカットＦ／
Ｃ運転に入るのを待ち、フューエルカットフラグＦ（Ｆ
／Ｃ）＝１の切換えを確認した場合、即ち、図４（ｅ）、
図５（ｂ）の時点ｔ６に達し、第２の運転状態に入る
と、カウンタＣ（Ｔｋ）を駆動する。ステップｓ１７で
はカウンタＣ（Ｔｋ）が２秒である第２所定時間ｔα２
を越えるのを待つ。
【００４６】このステップｓ１２からｓ１７の制御が繰
り返されるのに応じてステップｓ９に達し、そこで偏差
ΔＶＯ２Ｒが算出され、ステップｓ１０で所定量ΔＶＯ
２Ｒα（０、３Ｖ）を下回る状態が継続していると、ス
テップｓ１２〜ｓ１７側に進む。
【００４７】カウンタＣ（Ｔｋ）が第２所定時間ｔα２
を越えると（例えば図４（ａ）の時点ｔ７）、この時点
で故障判定を１回行ったとし、ステップｓ１８に進み、
第１フラグＦ１がオンされ、メインルーチンに戻り、再
度ステップｓ１を経てステップｓ１２に戻るとする。
【００４８】ステップｓ１２では車速が３０ｋｍ／ｈを
下回るのを待ち、下回るとステップｓ１９に進む。ここ
では車速Ｖｃが１、５ｋｍ／ｈ以下の停車状態（例えば
図５（ａ）の時点ｔ８）に入るのを待つ。この停車確認
により、この後で、次の発進加速が成されることを確認
できることとなる。
【００４９】停車確認によりステップｓ２０では第１フ
ラグＦ１がオンの場合、即ち、第１、第２運転状態で各空
燃比出力ＶＯ２Ｒを採り込み、最大出力値（ＶＯ２Ｒｍ
ａｘ）、最小出力値（ＶＯ２Ｒｍｉｎ）を採り込み済み
である場合、ステップｓ２１に進む。ステップｓ２１で
は第１フラグＦ１をクリアし、故障判定回数カウンタＣ
（Ｄ／Ｃ）の回数値を現在値に１加算して更新し、ステ
ップｓ２２に達し、故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）
の回数値が３回を上回るのを待つ。
【００５０】故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）の回数
値が３回を上回る前にエンジンキーのオン信号Ｋが断た
れると、ステップｓ３に達して、不揮発性メモリ２０３
に現時点での故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）の回数
値を記憶処理し、終了する。一方、ステップｓ２２に繰
り返して戻り、カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）の回数値が３回以
上に達すると、ノイズによる誤判定でなく、下流Ｏ２セ
ンサ３７が間違い無く故障と見做し、ステップｓ２３に
進む。
【００５１】ステップｓ２３では故障コードを出力処理
すると共に不揮発性メモリ２０３にセットし、図示しな
い警告灯の点灯処理を行い、この回の制御を終了してメ
インルーチンに戻る。なお、この後、不揮発性メモリ２
０３にセットされた故障コードは、再度の初期チェック
ルーチンにおいて、ステップａ２よりステップａ４に進
むことで故障灯表示を繰り返すことができ、適時にダイ
アグノシス コネクタ（図示せず）を介し接続される周
知のマルチユース テスタにより故障コードが表示さ
れ、故障箇所を検出でき、速やかな故障回復処理が成さ
れる。
【００５２】このように、図１の空燃比検出手段の故障
判定装置は、水温Ｔｗが７６℃以上の暖機完了後におい
て、第１運転状態（Ｖｃ＞３０ｋｍ／ｈ、Ｎｅ＞１５０
０ｒｐｍ、Ｅｖ＞４０％の状態）の延べ時間ΣＴｔをカ
ウンタＣ（ΣＴｔ）でカウントし、これが第１所定時間
ｔα１（１０ｓｅｃ）をカウントするまで第１運転状態
のデータである、空燃比出力ＶＯ２ＲＴａを採り込む。
更に、第２運転状態（フューエルカットＦ／Ｃ状態）の
継続時間ＴｋをカウンタＣ（Ｔｋ）でカウントし、これ
が第２所定時間ｔα２（２ｓｅｃ）をカウントするまで
第２運転状態のデータである空燃比出力ＶＯ２Ｒを採り
込む。その上で図５（ｂ）に示す第１運転状態（符号Ａ
参照）と第２運転状態（符号Ｂ参照）のデータ中の最大
出力値（ＶＯ２Ｒｍａｘ）、及び最小出力値（ＶＯ２Ｒ
ｍｉｎ）を選び、偏差ΔＶＯ２Ｒを算出し、偏差ΔＶＯ
２Ｒが所定値ΔＶＯ２Ｒα（０、３Ｖ）より小さいと下
流Ｏ２センサ３７の故障を１回確認し、この後、故障判
定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）が３回の下流Ｏ２センサ３
７の作動不良をカウントすると、故障あるいは劣化と判
定するようにしている。
【００５３】このため、第１運転状態が図３（ａ）、
（ｄ）中の時点ｔ２〜ｔ３、t４〜ｔ５と間欠的に続く
場合であっても、それら間欠的に続く第１運転状態を加
算した延べ時間ΣＴｔの間における空燃比出力ＶＯ２Ｒ
中より最大出力値（ＶＯ２Ｒｍａｘ）を検出するため、
第１運転状態が継続していない、断続運転状態であって
も空燃比出力ＶＯ２Ｒを的確に検出することが可能とな
り、故障モニタの頻度を増大することが可能となり、検
出応答性が改善され合理的な故障診断を行うことができ
る。
【００５４】更に、偏差ΔＶＯ２Ｒが所定値ΔＶＯ２Ｒ
αより小さいのを故障判定回数カウンタＣ（Ｄ／Ｃ）が
３回カウントしてから下流Ｏ２センサ３７の作動不良を
判定するようにしているので、ノイズの排除された正確
な故障判定ができる。
【００５５】なお、ここでの空燃比検出手段の故障判定
処理では偏差ΔＶＯ２Ｒが所定値ΔＶＯ２Ｒαより小さ
い状態が３回繰り返した場合に下流Ｏ２センサ３７の故
障判定を行っているが、場合により、その他の回数に設
定しても良いが、過度に大きい回数では検出頻度が低下
し、過度に小さいとノイズによる誤判定を招く可能性も
あり、適宜設定される。
【００５６】なお、ここでは前段触媒１９の下流近傍の
下流Ｏ２センサ３７の故障判定を説明したが、前段触媒
１９の上流近傍の上流Ｏ２センサ３６の故障判定が必要
な場合には、周知の故障判定、例えば実開平４−１０９
４４５号公報に開示されるように、混合気の空燃比を強
制的に振動させて、上流Ｏ２センサ３６の空燃比出力Ｖ
Ｏ２Ｆを検出し、両デューティー比が一致しているか否
かでセンサの劣化又は故障判定を行ってもよい。なお、
上記第２実施例では、第１所定時間、第２所定時間とし
て各々の運転状態が成立している時間としたが、各々の
運転状態が成立しているサイクル数（期間）であっても
良い。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、本発明は、排気ガス浄化
手段の周辺下流側の空燃比検出手段の出力が、第１運転
状態が第１所定時間を越えることを確認することで、確
実にリッチ空燃比となるようにし、更に、第２運転状態
が第２所定時間を越えることを確認することで確実にリ
ーン空燃比となるようにしたので、排気ガス浄化手段内
部の酸素吸蔵状態に影響されることなく、空燃比検出手
段が求めた最大出力値と最小出力値との偏差により、空
燃比検出手段の故障か否かを精度良く判定することがで
きる。
【００５８】更に、請求項２の発明は、特に、空燃比セン
サ周辺が排気ガス浄化手段の酸素吸蔵状態に影響されな
い状態で精度良く最小出力値と最大出力値を検出でき、
しかも、第１運転状態が継続しない場合であっても間欠
的に第１運転状態に達している延べ時間の経過中に最大
出力値を求めることが可能となる。つまり、リッチ側に
出力が変化するのは第１運転状態であり、しかも、移行
初期において最大出力値が出現することが多く延べ時間
で第１運転状態を判定することによりごく短い第１運転
状態であってもその時のセンサ出力の最大値を数多くサ
ンプリングすることが可能となり、最大出力値をより一
層正確なものとすることが可能となる。さらに、モニタ
の頻度を十分に増大させることが出来る。また空燃比セ
ンサの周囲がリーン雰囲気となるのは内燃機関が第２運
転状態になってからの継続時間がある程度経過するほど
進み、その後、空燃比センサの出力はリーン側出力で張
り付くこととなる。従って、第２運転状態の延べ時間を
求めるのではなく継続時間が所定時間を越えると第２運
転状態成立と判定するので、空燃比センサ出力が確実に
リーン側出力となっている状態を含むことができるので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての空燃比検出手段の
故障判定装置を適用した車両のエンジンの概略構成図で
ある。
【図２】図１の空燃比検出手段の故障判定装置の制御構
成を示すブロック図である。
【図３】図１の空燃比検出手段の故障判定装置における
停車より発進加速への経過時の機能を示すものであり、
（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウン
タの各経時変位図を示す。
【図４】図１の空燃比検出手段の故障判定装置における
走行より停車への経過時の機能を示すものであり、
（ａ）は水温、吸気温、（ｂ）は車速、（ｃ）はカウン
タの各経時変位図を示す。
【図５】図１の空燃比検出手段の故障判定装置を装着し
た車両の暖機後の走行時のデータであり、（ａ）は車
速、（ｂ）は空燃比出力の各経時変位図を示す。
【図６】図１のエンジンコントローラが行う故障判定ル
ーチンの上段フローチャートである。
【図７】図１のエンジンコントローラが行う故障判定ル
ーチンの下段フローチャートである。
【図８】図１のエンジンコントローラが行う初期チェッ
クルーチンのフローチャートである。
【図９】図１のエンジンコントローラが行う空燃制御ル
ーチンのフローチャートである。
【図１０】図１のエンジンコントローラが行うインジェ
クタ駆動ルーチンのフローチャートである。
【図１１】従来の空燃比検出手段の故障判定装置の機能
説明の波形図で、（ａ）はフューエルカットＦ／Ｃ域
を、（ｂ）は上流Ｏ２センサの出力を、（ｃ）下流Ｏ２
センサの出力を示す。
【符号の説明】
１ エンジン ２ エンジンコントローラ ３０ 車速センサ ３６ 上流Ｏ２センサ ３７ 下流Ｏ２センサ ｔα１ 第１所定時間 ｔα２ 第２所定時間 Ａ１ 第１判定手段 Ａ２ 第２判定手段 Ａ３ 演算手段 Ａ４ 故障判定手段 Ｃ（Ｔｋ） カウンタ Ｃ（ΣＴｔ） カウンタ ΔＶＯ２Ｒ 偏差 ΔＶＯ２Ｒα 所定値 ΣＴｔ 第１運転状態の延べ時間 ＶＯ２Ｒｍａｘ 最大出力値 ＶＯ２Ｒｍｉｎ 最小出力値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 健司 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA09 DA30 EA07 EB22 FA02 FA07 FA10 FA20 FA29 FA30 FA33 FA36 FA38 3G091 AA02 AA17 AB03 BA27 CB02 DB10 EA01 EA05 EA07 EA14 EA16 EA34 EA39 FA00 FB10 FB12 GA06 HA08 HA36 HA37 3G301 HA01 JA16 JB01 NA08 NB03 PA01Z PA10Z PA11Z PA14Z PD02Z PD08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF16Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の排気系に設けられ排気ガス中の
    有害物質を浄化する排気ガス浄化手段と、 該排気ガス浄化手段の下流側の排気系に設けられ、排気
    ガスの空燃比を出力する空燃比検出手段と、 該空燃比検出手段周辺がリッチ空燃比となる第１運転状
    態が第１所定時間を越えたことを判定する第１判定手段
    と、 該空燃比検出手段周辺がリーン空燃比となる第２運転状
    態が第２所定時間を越えたことを判定する第２判定手段
    と、 上記第１運転状態が第１所定時間を越えると共に第２の
    運転状態が第２所定時間を越えると上記空燃比検出手段
    により検出された空燃比の中の最大出力値と最小出力値
    との偏差を求める演算手段と、 該演算手段で求めた偏差が所定値よりも小さいときに上
    記空燃比検出手段が故障であると判定する故障判定手段
    とを備えることを特徴とする空燃比検出手段の故障判定
    装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の空燃比検出手段の故障判定
    装置において、上記第１判定手段は上記第１運転状態の
    延べ時間が第１所定時間を越えたことを判定し、上記第
    ２判定手段は上記第２運転状態が継続して第２所定時間
    を越えたことを判定し、上記演算手段は上記第１運転状
    態の延べ時間が第１所定時間を越えると共に第２の運転
    状態が継続して第２所定時間を越えると上記空燃比検出
    手段により検出された最大出力値と最小出力値との偏差
    を求めることを特徴とする空燃比検出手段の故障判定装
    置。
JP2001391083A 2001-12-25 2001-12-25 空燃比検出手段の故障判定装置 Pending JP2003193903A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001391083A JP2003193903A (ja) 2001-12-25 2001-12-25 空燃比検出手段の故障判定装置
US10/326,998 US6880380B2 (en) 2001-12-25 2002-12-24 Failure diagnostic apparatus and method for air-fuel ratio detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001391083A JP2003193903A (ja) 2001-12-25 2001-12-25 空燃比検出手段の故障判定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003193903A true JP2003193903A (ja) 2003-07-09

Family

ID=27598779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001391083A Pending JP2003193903A (ja) 2001-12-25 2001-12-25 空燃比検出手段の故障判定装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6880380B2 (ja)
JP (1) JP2003193903A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007321604A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Nissan Motor Co Ltd 空燃比センサの診断装置及び診断方法
JP2009293413A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Nissan Motor Co Ltd 空燃比制御システムの誤制御判定装置及び誤制御判定方法
JP2012246857A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Honda Motor Co Ltd 酸素センサの故障検出装置
KR101393704B1 (ko) * 2012-05-31 2014-05-13 한국기계연구원 산화 촉매의 이상 진단 장치 및 방법
JPWO2013073036A1 (ja) * 2011-11-17 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4165448B2 (ja) * 2004-05-12 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の異常検出装置
DE102004050092B3 (de) * 2004-10-14 2006-04-13 Siemens Ag Verfahren zur Regelung des Lambda-Wertes einer Brennkraftmaschine
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
JP5024405B2 (ja) * 2010-03-09 2012-09-12 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置
US8505370B2 (en) 2010-11-22 2013-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing Norh America, Inc. Method and system to diagnose exhaust gas sensor deterioration
US9074513B2 (en) * 2012-01-18 2015-07-07 Ford Global Technologies, Llc Non-intrusive exhaust gas sensor monitoring
US9296390B2 (en) * 2013-03-15 2016-03-29 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle exhaust diagnostics
US9677491B2 (en) * 2013-08-07 2017-06-13 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas sensor diagnosis and controls adaptation
EP3054135B1 (en) * 2013-10-01 2019-03-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis system for air-fuel ratio sensor
IN2015DN01882A (ja) * 2014-02-28 2015-07-03 Komatsu Mfg Co Ltd
JP6286236B2 (ja) * 2014-03-10 2018-02-28 日野自動車株式会社 エンジンシステムの異常判定装置
JP6217739B2 (ja) * 2015-03-31 2017-10-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04109445U (ja) 1991-03-08 1992-09-22 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比センサの故障診断装置
US5337555A (en) * 1991-12-13 1994-08-16 Mazda Motor Corporation Failure detection system for air-fuel ratio control system
JP2827719B2 (ja) * 1992-07-16 1998-11-25 三菱自動車工業株式会社 Ｏ２ センサの故障判定方法
JPH0886238A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
US5754971A (en) * 1995-02-10 1998-05-19 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Fault diagnosis apparatus for a fuel evaporative emission suppressing apparatus
JPH10169493A (ja) * 1996-12-11 1998-06-23 Unisia Jecs Corp 広域空燃比センサの異常診断装置
JP3657776B2 (ja) * 1998-06-03 2005-06-08 株式会社ケーヒン 酸素濃度センサ異常判別装置
JP3570274B2 (ja) * 1999-03-04 2004-09-29 トヨタ自動車株式会社 空燃比センサの制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007321604A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Nissan Motor Co Ltd 空燃比センサの診断装置及び診断方法
JP4678336B2 (ja) * 2006-05-31 2011-04-27 日産自動車株式会社 空燃比センサの診断装置及び診断方法
JP2009293413A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Nissan Motor Co Ltd 空燃比制御システムの誤制御判定装置及び誤制御判定方法
JP2012246857A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Honda Motor Co Ltd 酸素センサの故障検出装置
JPWO2013073036A1 (ja) * 2011-11-17 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR101393704B1 (ko) * 2012-05-31 2014-05-13 한국기계연구원 산화 촉매의 이상 진단 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US6880380B2 (en) 2005-04-19
US20030140680A1 (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003193903A (ja) 空燃比検出手段の故障判定装置
KR0127495B1 (ko) 산소 센서의 고장 판정 방법
JP2724387B2 (ja) 内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法
JP3552653B2 (ja) 内燃機関の還元剤供給装置の診断処理装置
JP2009145219A (ja) 内燃機関のＮＯｘセンサ診断装置
JP2008133780A (ja) ＮＯｘセンサの異常診断装置及び異常診断方法
JP2004308492A (ja) ２次空気供給装置の故障診断装置。
JP2897526B2 (ja) 二次空気供給装置の故障診断方法
JP2003097334A (ja) 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP5533471B2 (ja) 触媒劣化診断装置
JP2008151041A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3855720B2 (ja) 内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置
JP2003184628A (ja) 大気圧検出手段の故障判定装置
EP1515029B1 (en) Exhaust purification system of an internal combustion engine
JP2005240716A (ja) 触媒の劣化診断装置
JP3915506B2 (ja) 吸気温度検出手段の故障判定装置
JPH09125938A (ja) エンジン制御装置
JP4395890B2 (ja) 内燃機関の二次空気供給システムの異常診断装置
JP3139328B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP4547617B2 (ja) 内燃機関の二次空気供給システムの異常診断装置
JP3564088B2 (ja) 排気浄化装置の診断装置
JP2004308491A (ja) ２次空気供給装置の故障診断装置
JP2003120408A (ja) 内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置
JP2004204809A (ja) エンジンの触媒劣化診断装置
JP4305174B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040416

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070109

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070410