JP2003343339A - 触媒下流酸素センサの異常検出装置 - Google Patents
触媒下流酸素センサの異常検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、下流酸素センサの異常検出
を確実に行うことができる下流酸素センサの異常検出装
置を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、燃料カットが開始されてから
の所定時間において、リアＯ２センサの出力変動に基づ
いて異常を検出する。図３の時刻Ｔ１において、出力Ｖ
ＯＸ２が第２の所定値を超えた場合には、予め設定され
る所定期間のカウントを開始する。そして、予め設定さ
れた所定期間が経過して時刻Ｔ２に到達すると、それま
で演算されたリアＯ２センサの最小値ＶＯＸ２ｍｉｎ
と、予め設定されている第１の判定値を比較し、異常判
定を実行する。つまり、本実施の形態では、下流Ｏ２セ
ンサ１８の異常検出を所定期間における出力ＶＯＸ２の
変化量に基づいて行うことで、この異常検出のためのプ
ログラムが実行されたときには確実に異常判定を実行す
ることができる。
を確実に行うことができる下流酸素センサの異常検出装
置を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、燃料カットが開始されてから
の所定時間において、リアＯ２センサの出力変動に基づ
いて異常を検出する。図３の時刻Ｔ１において、出力Ｖ
ＯＸ２が第２の所定値を超えた場合には、予め設定され
る所定期間のカウントを開始する。そして、予め設定さ
れた所定期間が経過して時刻Ｔ２に到達すると、それま
で演算されたリアＯ２センサの最小値ＶＯＸ２ｍｉｎ
と、予め設定されている第１の判定値を比較し、異常判
定を実行する。つまり、本実施の形態では、下流Ｏ２セ
ンサ１８の異常検出を所定期間における出力ＶＯＸ２の
変化量に基づいて行うことで、この異常検出のためのプ
ログラムが実行されたときには確実に異常判定を実行す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの触媒コ
ンバータ下流に設けられる下流酸素センサの劣化を検出
する触媒下流酸素センサの異常検出装置に関する。
ンバータ下流に設けられる下流酸素センサの劣化を検出
する触媒下流酸素センサの異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、触媒コンバータの下流に設けられる
下流酸素センサに対して異常検出を実施する技術が知ら
れている。下流酸素センサの異常を燃焼空燃比が変化し
てからの下流側触媒センサの応答性に基づいて検出しよ
うとする場合、その上流に設けられる触媒コンバータの
影響により精度良く異常を検出することが困難である。
下流酸素センサに対して異常検出を実施する技術が知ら
れている。下流酸素センサの異常を燃焼空燃比が変化し
てからの下流側触媒センサの応答性に基づいて検出しよ
うとする場合、その上流に設けられる触媒コンバータの
影響により精度良く異常を検出することが困難である。
【０００３】一般的に、触媒コンバータは新品である
程、その酸素吸着能力が高いので、触媒コンバータの上
流側空燃比が変化しても、その変化が下流側へ現れるの
に時間を要する。一方、触媒コンバータが劣化してくる
と、酸素吸着能力が低下してくるために、触媒コンバー
タの上流側空燃比が変化した直後にその変化が触媒コン
バータの下流側へと現れる。
程、その酸素吸着能力が高いので、触媒コンバータの上
流側空燃比が変化しても、その変化が下流側へ現れるの
に時間を要する。一方、触媒コンバータが劣化してくる
と、酸素吸着能力が低下してくるために、触媒コンバー
タの上流側空燃比が変化した直後にその変化が触媒コン
バータの下流側へと現れる。
【０００４】つまり、燃焼空燃比が変化してからの下流
酸素センサのセンサ出力の応答性で異常を検出しようと
する場合には、下流酸素センサの応答性が悪化している
にも関わらず、触媒コンバータの劣化によって下流側酸
素センサの応答性が正常であると誤判定してしまう虞が
ある。
酸素センサのセンサ出力の応答性で異常を検出しようと
する場合には、下流酸素センサの応答性が悪化している
にも関わらず、触媒コンバータの劣化によって下流側酸
素センサの応答性が正常であると誤判定してしまう虞が
ある。
【０００５】このように、下流酸素センサの異常を検出
する場合には、触媒コンバータの影響が大きく、精度良
く異常を検出することが困難であった。これを解決する
技術としては、特開平９−１７０９６６号公報に開示さ
れる技術が知られている。この技術によれば、触媒コン
バータの影響を排除して、精度良く下流酸素センサの異
常を検出するために、リッチ側とリーン側にそれぞれ判
定値を設ける。そして、このリッチ側とリーン側との判
定値に対応する所定電圧に対し、所定電圧から他方の所
定電圧まで変化するのに要した時間を応答時間として計
測し、この応答時間が長ければ下流酸素センサの異常で
あるとする技術である。
する場合には、触媒コンバータの影響が大きく、精度良
く異常を検出することが困難であった。これを解決する
技術としては、特開平９−１７０９６６号公報に開示さ
れる技術が知られている。この技術によれば、触媒コン
バータの影響を排除して、精度良く下流酸素センサの異
常を検出するために、リッチ側とリーン側にそれぞれ判
定値を設ける。そして、このリッチ側とリーン側との判
定値に対応する所定電圧に対し、所定電圧から他方の所
定電圧まで変化するのに要した時間を応答時間として計
測し、この応答時間が長ければ下流酸素センサの異常で
あるとする技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の公報に開示される技術では、リーン側とリッチ側と
の判定値を越えない限り下流酸素センサの異常検出を実
行しない。このため、下流酸素センサの過度の応答性悪
化によって例えば、リーン側判定値から徐々にセンサ出
力がリッチ側へと移動する場合、センサ異常を検出する
ことができない虞がある。また、仮に検出できたとして
も検出するまでの時間が長くなってしまう。
来の公報に開示される技術では、リーン側とリッチ側と
の判定値を越えない限り下流酸素センサの異常検出を実
行しない。このため、下流酸素センサの過度の応答性悪
化によって例えば、リーン側判定値から徐々にセンサ出
力がリッチ側へと移動する場合、センサ異常を検出する
ことができない虞がある。また、仮に検出できたとして
も検出するまでの時間が長くなってしまう。
【０００７】従って、本発明の目的とするところは、下
流酸素センサの異常検出を確実に行うことができる下流
酸素センサの異常検出装置を提供することにある。
流酸素センサの異常検出を確実に行うことができる下流
酸素センサの異常検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１の発明
のように空燃比切替判定手段により排気通路中の排出ガ
ス空燃比が切り替えられたと判定されてからの所定期間
における下流酸素センサの出力変化に基づいて下流酸素
センサの異常を検出する異常検出手段を備える。
のように空燃比切替判定手段により排気通路中の排出ガ
ス空燃比が切り替えられたと判定されてからの所定期間
における下流酸素センサの出力変化に基づいて下流酸素
センサの異常を検出する異常検出手段を備える。
【０００９】これにより、所定期間における下流酸素セ
ンサの出力変化に基づいて異常を検出するので、排気通
路中の空燃比が切り替えられたときには確実に異常検出
を実行することができる。
ンサの出力変化に基づいて異常を検出するので、排気通
路中の空燃比が切り替えられたときには確実に異常検出
を実行することができる。
【００１０】また、請求項２の発明のように異常検出手
段は、下流酸素センサにより検出される出力値が第１の
所定値よりもリッチ側で、空燃比切替判定手段により排
気通路中の排出ガス空燃比がリーン側へ切り替えられた
と判定されてからの所定期間における下流酸素センサの
出力変化に基づいて異常を検出しても良い。
段は、下流酸素センサにより検出される出力値が第１の
所定値よりもリッチ側で、空燃比切替判定手段により排
気通路中の排出ガス空燃比がリーン側へ切り替えられた
と判定されてからの所定期間における下流酸素センサの
出力変化に基づいて異常を検出しても良い。
【００１１】尚、空燃比切替判定手段により排気通路中
の空燃比が切り替えられてから触媒コンバータ下流の空
燃比が変化するまでの期間には、センサの取り付け位置
等によるばらつきがある。
の空燃比が切り替えられてから触媒コンバータ下流の空
燃比が変化するまでの期間には、センサの取り付け位置
等によるばらつきがある。
【００１２】この対策として、請求項３の発明のよう
に、異常検出手段は、第１の所定値よりもリーン側に設
定される第２の所定値を超えてからの所定期間における
下流酸素センサの出力変化に基づいて異常を検出する。
に、異常検出手段は、第１の所定値よりもリーン側に設
定される第２の所定値を超えてからの所定期間における
下流酸素センサの出力変化に基づいて異常を検出する。
【００１３】これにより、センサの取り付け位置等によ
るばらつきの影響を考慮して、精度良く下流酸素センサ
の異常を検出することができる。
るばらつきの影響を考慮して、精度良く下流酸素センサ
の異常を検出することができる。
【００１４】ところで、触媒コンバータは新品である
程、その酸素吸着能力が高いので、触媒コンバータの上
流側空燃比が変化しても、その変化が下流側へ現れるの
に時間を要する。一方、触媒コンバータが劣化してくる
と、酸素吸着能力が低下してくるために、触媒コンバー
タの上流側空燃比が変化してからの比較的短い時間にそ
の変化が触媒コンバータの下流側へと現れることは前述
した。
程、その酸素吸着能力が高いので、触媒コンバータの上
流側空燃比が変化しても、その変化が下流側へ現れるの
に時間を要する。一方、触媒コンバータが劣化してくる
と、酸素吸着能力が低下してくるために、触媒コンバー
タの上流側空燃比が変化してからの比較的短い時間にそ
の変化が触媒コンバータの下流側へと現れることは前述
した。
【００１５】これにより、空燃比が切り替わってもその
切り替えの空燃比によっては、触媒コンバータの影響に
より下流酸素センサの異常検出として誤検出する虞があ
る。従って、触媒コンバータの影響を排除する必要があ
る。
切り替えの空燃比によっては、触媒コンバータの影響に
より下流酸素センサの異常検出として誤検出する虞があ
る。従って、触媒コンバータの影響を排除する必要があ
る。
【００１６】この対策として、請求項４の発明によれ
ば、空燃比切替判定手段は、エンジンへの燃料供給が停
止されたときのみに排気通路中の排出ガス空燃比が切り
替えられたことを判定する。
ば、空燃比切替判定手段は、エンジンへの燃料供給が停
止されたときのみに排気通路中の排出ガス空燃比が切り
替えられたことを判定する。
【００１７】これにより、燃料カット時にのみ下流酸素
センサの異常を検出するので、触媒コンバータの影響を
排除して精度良く異常を検出することができる。
センサの異常を検出するので、触媒コンバータの影響を
排除して精度良く異常を検出することができる。
【００１８】また、請求項５の発明によれば、請求項４
の燃料カット以外にも触媒コンバータの影響を排除でき
る空燃比の切り替えを判定するために、上流空燃比セン
サにより検出される空燃比がリーンである時間および／
または理論空燃比からのリーン側ずれを積算した積算面
積が所定値以上であるときに排出ガスの空燃比が切り替
えられたことを判定する。
の燃料カット以外にも触媒コンバータの影響を排除でき
る空燃比の切り替えを判定するために、上流空燃比セン
サにより検出される空燃比がリーンである時間および／
または理論空燃比からのリーン側ずれを積算した積算面
積が所定値以上であるときに排出ガスの空燃比が切り替
えられたことを判定する。
【００１９】これにより、触媒コンバータ上流の空燃比
がリーンである時間や理論空燃比からのずれ量の積算値
で触媒コンバータの影響を排除できたか否かを判定する
ことができる。従って、燃料カット以外の空燃比の切り
替えによっても下流酸素センサの異常検出を精度良く実
行することができるので、検出頻度を向上させることが
できる。
がリーンである時間や理論空燃比からのずれ量の積算値
で触媒コンバータの影響を排除できたか否かを判定する
ことができる。従って、燃料カット以外の空燃比の切り
替えによっても下流酸素センサの異常検出を精度良く実
行することができるので、検出頻度を向上させることが
できる。
【００２０】また、請求項６の発明のように、異常検出
手段として、下流酸素センサにより検出される出力値が
第３の所定値よりもリーン側で、空燃比切換判定手段に
より前記排気通路中の排出ガス空燃比がリッチ側へ切り
換えられたと判定された場合、第３の所定値よりもリッ
チ側に設定される第４の所定値を超えてからの所定期間
における下流酸素センサの出力変化に基づいて下流酸素
センサの異常を検出しても良い。
手段として、下流酸素センサにより検出される出力値が
第３の所定値よりもリーン側で、空燃比切換判定手段に
より前記排気通路中の排出ガス空燃比がリッチ側へ切り
換えられたと判定された場合、第３の所定値よりもリッ
チ側に設定される第４の所定値を超えてからの所定期間
における下流酸素センサの出力変化に基づいて下流酸素
センサの異常を検出しても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用エンジンに
適応した一実施形態について図面に基づいて説明する。
適応した一実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２２】図１は本発明実施の形態の概略構成図であ
る。エンジン１の吸気通路２にはエアフロメータ３が設
けられている。エアフロメータ３はエアクリーナ４を通
って導かれる吸気量Ｑを直接計測するものである。さら
に吸気通路２には、運転者のアクセル５の操作量に応じ
て開閉し、エンジン１へ供給する吸気量Ｑを調節するス
ロットル弁６が設けられている。２１はスロットル弁６
の開度を検出するスロットル開度センサ、２２はスロッ
トル弁６が全閉のときにオン信号を出力するアイドル・
スイッチである。また、エンジン１の各気筒には各気筒
に燃料供給系７から加圧燃料を吸気ポートへ供給するた
めの燃料噴射弁８が設けられている。
る。エンジン１の吸気通路２にはエアフロメータ３が設
けられている。エアフロメータ３はエアクリーナ４を通
って導かれる吸気量Ｑを直接計測するものである。さら
に吸気通路２には、運転者のアクセル５の操作量に応じ
て開閉し、エンジン１へ供給する吸気量Ｑを調節するス
ロットル弁６が設けられている。２１はスロットル弁６
の開度を検出するスロットル開度センサ、２２はスロッ
トル弁６が全閉のときにオン信号を出力するアイドル・
スイッチである。また、エンジン１の各気筒には各気筒
に燃料供給系７から加圧燃料を吸気ポートへ供給するた
めの燃料噴射弁８が設けられている。
【００２３】また、ディストリビュータ９には、７２０
クランク角度（℃Ａ）毎に基準位置検出用信号を発生す
る基準位置センサ１０および３０℃Ａ毎にクランク角検
出用信号を発生するクランク角センサ１１が設けられて
いる。
クランク角度（℃Ａ）毎に基準位置検出用信号を発生す
る基準位置センサ１０および３０℃Ａ毎にクランク角検
出用信号を発生するクランク角センサ１１が設けられて
いる。
【００２４】さらに、エンジン１のシリンダブロックの
ウォータジャケット１２には、冷却水温Ｔｈｗを検出す
るための水温センサ１３が設けられている。一方、排気
系には排気マニホールド１４の下流に排ガス中の有害成
分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を同時に浄化する三元触媒１
５が設けられている。そして、三元触媒１５の上流側、
即ち排気マニホールド１４には、リニアＡ／Ｆセンサ
（Ａ／Ｆセンサ）１６が設けられ、また三元触媒１５の
下流側の排気管１７には下流Ｏ２センサ１８が設けられ
ている。周知のとおり、これら上流のＡ／Ｆセンサ１６
は排気マニホールド１４内の排ガスの空燃比をリニアに
検出するセンサであり、下流Ｏ２センサ１８は、空燃比
が理論空燃比に対してリーンであるかリッチであるかに
応じて異なる出力電圧を発生するものである。
ウォータジャケット１２には、冷却水温Ｔｈｗを検出す
るための水温センサ１３が設けられている。一方、排気
系には排気マニホールド１４の下流に排ガス中の有害成
分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を同時に浄化する三元触媒１
５が設けられている。そして、三元触媒１５の上流側、
即ち排気マニホールド１４には、リニアＡ／Ｆセンサ
（Ａ／Ｆセンサ）１６が設けられ、また三元触媒１５の
下流側の排気管１７には下流Ｏ２センサ１８が設けられ
ている。周知のとおり、これら上流のＡ／Ｆセンサ１６
は排気マニホールド１４内の排ガスの空燃比をリニアに
検出するセンサであり、下流Ｏ２センサ１８は、空燃比
が理論空燃比に対してリーンであるかリッチであるかに
応じて異なる出力電圧を発生するものである。
【００２５】また、１９は後述する電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）２０で下流Ｏ２センサ１８が劣化したと判断された
時、運転者へ警告を発するためのアラームである。ＥＣ
Ｕ２０は、例えばマイクロコンピュータとして構成さ
れ、周知の通りＡ／Ｄ変換器１０１，Ｉ／Ｏポート１０
２，ＣＰＵ１０３，ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５，バッ
クアップＲＡＭ１０６，クロック発生回路１０７等が設
けられている。
Ｕ）２０で下流Ｏ２センサ１８が劣化したと判断された
時、運転者へ警告を発するためのアラームである。ＥＣ
Ｕ２０は、例えばマイクロコンピュータとして構成さ
れ、周知の通りＡ／Ｄ変換器１０１，Ｉ／Ｏポート１０
２，ＣＰＵ１０３，ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５，バッ
クアップＲＡＭ１０６，クロック発生回路１０７等が設
けられている。
【００２６】次に、ＥＣＵ２０にて実施される空燃比フ
ィードバック制御について説明する。上述のＥＣＵ２０
においては三元触媒１５の浄化特性を考慮して空燃比を
制御するために、リニアＡ／Ｆセンサ１６の出力値に基
づいたフィードバック制御を行う。つまりＥＣＵ２０
は、リニアＡ／Ｆセンサ１６で検出される空燃比の出力
値が目標空燃比になるように、目標空燃比と実空燃比と
の偏差に基づいてフィードバック補正係数を算出する。
そして、このフィードバック補正係数を用いて、インジ
ェクタ８による燃料噴射量を演算する。
ィードバック制御について説明する。上述のＥＣＵ２０
においては三元触媒１５の浄化特性を考慮して空燃比を
制御するために、リニアＡ／Ｆセンサ１６の出力値に基
づいたフィードバック制御を行う。つまりＥＣＵ２０
は、リニアＡ／Ｆセンサ１６で検出される空燃比の出力
値が目標空燃比になるように、目標空燃比と実空燃比と
の偏差に基づいてフィードバック補正係数を算出する。
そして、このフィードバック補正係数を用いて、インジ
ェクタ８による燃料噴射量を演算する。
【００２７】次に、燃料噴射量の演算について記述す
る。まず、予め設定されたマップを用いて、吸気量Ｑと
エンジン回転速度ＮＥとにより定まる基本噴射時間が設
定される。そして、この基本噴射時間に、目標空燃比と
実空燃比との偏差に基づいて算出されたフィードバック
補正係数を乗じて最終的な燃料噴射時間を演算する。こ
れにより、目標空燃比に追従するように空燃比を制御す
ることができる。
る。まず、予め設定されたマップを用いて、吸気量Ｑと
エンジン回転速度ＮＥとにより定まる基本噴射時間が設
定される。そして、この基本噴射時間に、目標空燃比と
実空燃比との偏差に基づいて算出されたフィードバック
補正係数を乗じて最終的な燃料噴射時間を演算する。こ
れにより、目標空燃比に追従するように空燃比を制御す
ることができる。
【００２８】この目標空燃比は、下流Ｏ２センサ１８の
出力に基づいたサブフィードバック制御により補正され
る。つまり、三元触媒１５の浄化特性を考慮する場合、
三元触媒１５の下流側で検出される空燃比が理論空燃比
近傍に制御されるのが良い。このような理由から、本実
施の形態では、下流Ｏ２センサのリッチ／リーン出力に
基づいて目標空燃比を補正している。以上のように、リ
ニアＡ／Ｆセンサ１６によるフィードバック制御と、下
流Ｏ２センサ１８によるサブフィードバック制御とによ
り、三元触媒１５の浄化特性を最大限に活用した空燃比
制御を実行している。
出力に基づいたサブフィードバック制御により補正され
る。つまり、三元触媒１５の浄化特性を考慮する場合、
三元触媒１５の下流側で検出される空燃比が理論空燃比
近傍に制御されるのが良い。このような理由から、本実
施の形態では、下流Ｏ２センサのリッチ／リーン出力に
基づいて目標空燃比を補正している。以上のように、リ
ニアＡ／Ｆセンサ１６によるフィードバック制御と、下
流Ｏ２センサ１８によるサブフィードバック制御とによ
り、三元触媒１５の浄化特性を最大限に活用した空燃比
制御を実行している。
【００２９】ところで、下流Ｏ２センサ１８が異常にな
った場合、上述のように精度良い空燃比制御を実行する
ことが困難になる可能性がある。そこで、本実施の形態
では、この下流Ｏ２センサ１８の異常検出に特徴を有す
る。この三元触媒１５の下流に設けられる下流Ｏ２セン
サ１８に対して異常検出を実施する場合、下流酸素セン
サの異常を燃焼空燃比が変化してからの下流側触媒セン
サの応答性に基づいて検出しようとする。この場合、そ
の上流に設けられる三元触媒１５の影響により精度良く
異常を検出することが困難である。
った場合、上述のように精度良い空燃比制御を実行する
ことが困難になる可能性がある。そこで、本実施の形態
では、この下流Ｏ２センサ１８の異常検出に特徴を有す
る。この三元触媒１５の下流に設けられる下流Ｏ２セン
サ１８に対して異常検出を実施する場合、下流酸素セン
サの異常を燃焼空燃比が変化してからの下流側触媒セン
サの応答性に基づいて検出しようとする。この場合、そ
の上流に設けられる三元触媒１５の影響により精度良く
異常を検出することが困難である。
【００３０】つまり、三元触媒１５には酸素を貯蔵する
能力が有り、三元触媒１５の上流側の空燃比が変化して
もその下流側に空燃比変化が現れるまでに応答遅れが存
在する。この三元触媒１５の酸素貯蔵能力は三元触媒１
５の経時変化によって低下する。これにより、三元触媒
１５の上流側の空燃比が変化してからその下流側に空燃
比変化が現れるまでに応答遅れが小さくなる。
能力が有り、三元触媒１５の上流側の空燃比が変化して
もその下流側に空燃比変化が現れるまでに応答遅れが存
在する。この三元触媒１５の酸素貯蔵能力は三元触媒１
５の経時変化によって低下する。これにより、三元触媒
１５の上流側の空燃比が変化してからその下流側に空燃
比変化が現れるまでに応答遅れが小さくなる。
【００３１】従って、燃焼空燃比が変化してからの下流
Ｏ２センサのセンサ出力の応答性で異常を検出しようと
する場合には、下流酸素センサの応答性が悪化している
にも関わらず、三元触媒１５の劣化によって下流Ｏ２セ
ンサの応答性が正常であると誤判定してしまう虞があ
る。
Ｏ２センサのセンサ出力の応答性で異常を検出しようと
する場合には、下流酸素センサの応答性が悪化している
にも関わらず、三元触媒１５の劣化によって下流Ｏ２セ
ンサの応答性が正常であると誤判定してしまう虞があ
る。
【００３２】本発明では、このような事情に鑑み、以下
に示すプログラムによって下流Ｏ２センサ１８の異常を
精度良く実行する。まず、図２を用いて本実施の形態の
メインプログラムについて説明する。このプログラム
は、下流Ｏ２センサ１８の出力値がリッチ側の第１の所
定値以上、かつエンジン１にて燃料カットが実行されて
いる場合に起動されるプログラムである。そして、起動
された以降では、所定期間毎に実行されるプログラムで
ある。
に示すプログラムによって下流Ｏ２センサ１８の異常を
精度良く実行する。まず、図２を用いて本実施の形態の
メインプログラムについて説明する。このプログラム
は、下流Ｏ２センサ１８の出力値がリッチ側の第１の所
定値以上、かつエンジン１にて燃料カットが実行されて
いる場合に起動されるプログラムである。そして、起動
された以降では、所定期間毎に実行されるプログラムで
ある。
【００３３】まず、ステップＳ１０１では、下流Ｏ２セ
ンサの出力がリッチ側の第１の所定値よりもリッチ側、
かつ燃料カットが実行されてからの時間を計測するため
に、Ｆ／Ｃタイマをインクリメントし、ステップＳ１０
２へ進む。ステップＳ１０２では、下流Ｏ２センサ１８
が第２の所定値よりもリーン側になったか否かが判定さ
れる。第２の所定値はリッチ側の値であり、かつ、第１
の所定値よりもリーン側の値として設定されている。
ンサの出力がリッチ側の第１の所定値よりもリッチ側、
かつ燃料カットが実行されてからの時間を計測するため
に、Ｆ／Ｃタイマをインクリメントし、ステップＳ１０
２へ進む。ステップＳ１０２では、下流Ｏ２センサ１８
が第２の所定値よりもリーン側になったか否かが判定さ
れる。第２の所定値はリッチ側の値であり、かつ、第１
の所定値よりもリーン側の値として設定されている。
【００３４】本実施の形態では、燃料カット時に下流Ｏ
２センサ１８の応答性を検出するものである。その方法
は、下流Ｏ２センサ１８の出力がリッチ側に設定される
第１の所定値からそれよりもリーン側に設定される第２
の所定値よりもリーン側になった場合にのみ異常検出を
実行する。つまり、下流Ｏ２センサ１８の劣化度合いや
下流Ｏ２センサ１８の取り付け位置等によりその出力が
第２の所定値を超えるまでの時間がばらつくことがあ
る。従って、第２の所定値は、このばらつきを吸収する
ために設定される所定値である。
２センサ１８の応答性を検出するものである。その方法
は、下流Ｏ２センサ１８の出力がリッチ側に設定される
第１の所定値からそれよりもリーン側に設定される第２
の所定値よりもリーン側になった場合にのみ異常検出を
実行する。つまり、下流Ｏ２センサ１８の劣化度合いや
下流Ｏ２センサ１８の取り付け位置等によりその出力が
第２の所定値を超えるまでの時間がばらつくことがあ
る。従って、第２の所定値は、このばらつきを吸収する
ために設定される所定値である。
【００３５】この下流Ｏ２センサ１８の出力が第２の所
定値よりもリッチ側（大きい）の場合は、ステップＳ１
０２が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチンを
終了する。一方、出力が第２の所定値よりもリーン側
（小さい）の場合には、ステップＳ１０２が肯定判別
（ＹＥＳ）されて、ステップＳ１０３へ進む。ステップ
Ｓ１０３では、下流Ｏ２センサ１８の出力が第２の所定
値よりもリーン側になってからカウントされるカウンタ
がインクリメントされる。これと共に、下流Ｏ２センサ
１８の出力値の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎを演算する。
定値よりもリッチ側（大きい）の場合は、ステップＳ１
０２が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチンを
終了する。一方、出力が第２の所定値よりもリーン側
（小さい）の場合には、ステップＳ１０２が肯定判別
（ＹＥＳ）されて、ステップＳ１０３へ進む。ステップ
Ｓ１０３では、下流Ｏ２センサ１８の出力が第２の所定
値よりもリーン側になってからカウントされるカウンタ
がインクリメントされる。これと共に、下流Ｏ２センサ
１８の出力値の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎを演算する。
【００３６】この最小値ＶＯＸ２ｍｉｎの演算では、下
流Ｏ２センサ１８の出力が第２の所定値を越えてからの
毎回の演算で、過去の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎと今回の下
流Ｏ２センサ１８の出力を比較し、今回の出力の方が小
さい場合に最小値ＶＯＸ２ｍｉｎを今回の値に更新す
る。このようにして、ステップＳ１０３の処理を終える
と、ステップＳ１０４へ進み、カウンタが所定カウント
値よりも小さいか否かが判定される。このカウンタが所
定カウント値よりも大きい場合には、ステップＳ１０４
が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチンを終了
する。
流Ｏ２センサ１８の出力が第２の所定値を越えてからの
毎回の演算で、過去の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎと今回の下
流Ｏ２センサ１８の出力を比較し、今回の出力の方が小
さい場合に最小値ＶＯＸ２ｍｉｎを今回の値に更新す
る。このようにして、ステップＳ１０３の処理を終える
と、ステップＳ１０４へ進み、カウンタが所定カウント
値よりも小さいか否かが判定される。このカウンタが所
定カウント値よりも大きい場合には、ステップＳ１０４
が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチンを終了
する。
【００３７】一方、カウンタが所定カウント値よりも小
さい場合には、ステップＳ１０４が肯定判別（ＹＥＳ）
されて、ステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５以
降では、下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎに
基づいてその異常判定を実行する。
さい場合には、ステップＳ１０４が肯定判別（ＹＥＳ）
されて、ステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５以
降では、下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ２ｍｉｎに
基づいてその異常判定を実行する。
【００３８】まず、ステップＳ１０５では、ステップＳ
１０３で演算された下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ
２ｍｉｎが第１の判定値よりもリーン側であるか否かを
判定する。最小値ＶＯＸ２ｍｉｎが第１の判定値よりも
リーン側（小さい）の場合は、ステップＳ１０５が否定
判別（ＮＯ）されてステップＳ１０６に進み、正常判定
して本ルーチンを終了する。一方、最小値ＶＯＸ２ｍｉ
ｎが第１の判定値よりもリッチ側（大きい）の場合に
は、ステップＳ１０５が肯定判別（ＹＥＳ）されてステ
ップＳ１０７へ進む。
１０３で演算された下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ
２ｍｉｎが第１の判定値よりもリーン側であるか否かを
判定する。最小値ＶＯＸ２ｍｉｎが第１の判定値よりも
リーン側（小さい）の場合は、ステップＳ１０５が否定
判別（ＮＯ）されてステップＳ１０６に進み、正常判定
して本ルーチンを終了する。一方、最小値ＶＯＸ２ｍｉ
ｎが第１の判定値よりもリッチ側（大きい）の場合に
は、ステップＳ１０５が肯定判別（ＹＥＳ）されてステ
ップＳ１０７へ進む。
【００３９】ステップＳ１０７では、ステップＳ１０１
で計測されるＦ／Ｃタイマにより経時される燃料カット
時間が所定時間を超えたか否かが判定される。燃料カッ
ト時間が所定時間を超えていない場合には、ステップＳ
１０７が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチン
を終了する。一方、燃料カット時間が所定時間を越えた
場合には、ステップＳ１０７が肯定判別（ＹＥＳ）され
てステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、下
流Ｏ２センサ１８が異常であると判定し、アラーム１９
を点灯させる等して本ルーチンを終了する。
で計測されるＦ／Ｃタイマにより経時される燃料カット
時間が所定時間を超えたか否かが判定される。燃料カッ
ト時間が所定時間を超えていない場合には、ステップＳ
１０７が否定判別（ＮＯ）されて、そのまま本ルーチン
を終了する。一方、燃料カット時間が所定時間を越えた
場合には、ステップＳ１０７が肯定判別（ＹＥＳ）され
てステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、下
流Ｏ２センサ１８が異常であると判定し、アラーム１９
を点灯させる等して本ルーチンを終了する。
【００４０】以上のように本実施の形態では、下流Ｏ２
センサ１８の出力が第２の所定値よりリーン側になって
からの所定時間に、下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ
２ｍｉｎが第１の判定値よりもリッチ側の場合に下流Ｏ
２センサ１８が異常であると判定した。このように、本
実施の形態では下流Ｏ２センサ１８の異常検出を所定時
間で行うので、リーン側に設定された第１の判定値を超
えなくとも確実に異常検出を実行することができる。
センサ１８の出力が第２の所定値よりリーン側になって
からの所定時間に、下流Ｏ２センサ１８の最小値ＶＯＸ
２ｍｉｎが第１の判定値よりもリッチ側の場合に下流Ｏ
２センサ１８が異常であると判定した。このように、本
実施の形態では下流Ｏ２センサ１８の異常検出を所定時
間で行うので、リーン側に設定された第１の判定値を超
えなくとも確実に異常検出を実行することができる。
【００４１】以下では、上述のプログラムについて、図
３に示すタイムチャートを用いてその動作例を説明す
る。図３（ａ）では、燃料カットフラグが示されてい
る。このフラグは、エンジン１の運転中に燃料カットの
条件が成立した場合にオンとなるフラグである。時刻Ｔ
０において、この燃料カットフラグがオンとなると、図
３（ｂ）に示す下流Ｏ２センサ１８の出力が第１の所定
値よりもリッチであるかを判定する。このとき、燃料カ
ットフラグがオンで、かつ出力値ＶＯＸ２が第１の所定
値以上である場合には、図２に示したプログラムが起動
され、以降、所定時間毎に繰り返し実行される。
３に示すタイムチャートを用いてその動作例を説明す
る。図３（ａ）では、燃料カットフラグが示されてい
る。このフラグは、エンジン１の運転中に燃料カットの
条件が成立した場合にオンとなるフラグである。時刻Ｔ
０において、この燃料カットフラグがオンとなると、図
３（ｂ）に示す下流Ｏ２センサ１８の出力が第１の所定
値よりもリッチであるかを判定する。このとき、燃料カ
ットフラグがオンで、かつ出力値ＶＯＸ２が第１の所定
値以上である場合には、図２に示したプログラムが起動
され、以降、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００４２】時刻Ｔ１において、出力ＶＯＸ２が第２の
所定値を超えた場合には、予め設定される所定期間のカ
ウントを開始する。このとき、下流Ｏ２センサ１８の最
小値ＶＯＸ２ｍｉｎの更新処理が行われる。そして、予
め設定された所定期間が経過して時刻Ｔ２に到達する
と、それまで演算された最小値ＶＯＸ２ｍｉｎ（図３で
は、時刻Ｔ２のときの出力値ＶＯＸ２）と、予め設定さ
れている第１の判定値を比較する。この比較結果に基づ
いて下流Ｏ２センサ１８の異常判定を実行する。
所定値を超えた場合には、予め設定される所定期間のカ
ウントを開始する。このとき、下流Ｏ２センサ１８の最
小値ＶＯＸ２ｍｉｎの更新処理が行われる。そして、予
め設定された所定期間が経過して時刻Ｔ２に到達する
と、それまで演算された最小値ＶＯＸ２ｍｉｎ（図３で
は、時刻Ｔ２のときの出力値ＶＯＸ２）と、予め設定さ
れている第１の判定値を比較する。この比較結果に基づ
いて下流Ｏ２センサ１８の異常判定を実行する。
【００４３】つまり、本実施の形態では、下流Ｏ２セン
サ１８の異常検出を所定期間における出力ＶＯＸ２の変
化量に基づいて行うことで、この異常検出のためのプロ
グラムが実行されたときには確実に異常判定を実行する
ことができる。
サ１８の異常検出を所定期間における出力ＶＯＸ２の変
化量に基づいて行うことで、この異常検出のためのプロ
グラムが実行されたときには確実に異常判定を実行する
ことができる。
【００４４】本実施の形態において、空燃比切替判定手
段は、図２のフローチャートのステップＳ１０２に、異
常検出手段は図２のフローチャートに、それぞれ相当し
機能する。
段は、図２のフローチャートのステップＳ１０２に、異
常検出手段は図２のフローチャートに、それぞれ相当し
機能する。
【００４５】（その他の実施例１）本実施の形態では、
フィードバック制御とサブフィードバック制御を行うエ
ンジン１について記載したが、これに限るものではな
く、三元触媒１５の下流側にＯ２センサを備えたもので
あれば良い。また、三元触媒１５に関しても同様に、酸
素貯蔵能力がある触媒であれば、これに限られるもので
もない。
フィードバック制御とサブフィードバック制御を行うエ
ンジン１について記載したが、これに限るものではな
く、三元触媒１５の下流側にＯ２センサを備えたもので
あれば良い。また、三元触媒１５に関しても同様に、酸
素貯蔵能力がある触媒であれば、これに限られるもので
もない。
【００４６】（その他の実施例２）本実施の形態では、
燃料カット実行中であることを記述したが、これに限る
ものでもなく、検出頻度を向上させる目的で、例えば、
目標空燃比がリッチ側からリーン側にステップ的に切り
替えられたときに異常検出を実行しても良い。この切り
替えを判定する構成は、特許請求の範囲に示した空燃比
切替判定手段に相当する。
燃料カット実行中であることを記述したが、これに限る
ものでもなく、検出頻度を向上させる目的で、例えば、
目標空燃比がリッチ側からリーン側にステップ的に切り
替えられたときに異常検出を実行しても良い。この切り
替えを判定する構成は、特許請求の範囲に示した空燃比
切替判定手段に相当する。
【００４７】本実施の形態では、リッチ側に第１の所定
値を設定し、第１の所定値以上の出力時に図２のプログ
ラムを実行した。これに対して、本実施例では、リーン
側に第３の所定値を設定し、第３の所定値よりリーン側
の出力時に、空燃比がリッチ側へとステップ的に切り換
えられたときにリアＯ２センサ１８の応答性異常を実行
する。
値を設定し、第１の所定値以上の出力時に図２のプログ
ラムを実行した。これに対して、本実施例では、リーン
側に第３の所定値を設定し、第３の所定値よりリーン側
の出力時に、空燃比がリッチ側へとステップ的に切り換
えられたときにリアＯ２センサ１８の応答性異常を実行
する。
【００４８】具体的には、リアＯ２センサ１８の出力Ｖ
ＯＸ２が第４の所定値よりもリッチ側になってからの燃
料カット時間をカウントする。第４の所定値は、第３の
所定値よりもリッチ側の値である。このとき、リアＯ２
センサ１８の出力の最大値ＶＯＸ２ｍａｘを更新する。
そして、燃料カット時間が所定時間を経過したときに出
力ＶＯＸ２ｍａｘの値が第２の判定値よりもリーンであ
るときにリアＯ２センサ１８の異常と判定する。
ＯＸ２が第４の所定値よりもリッチ側になってからの燃
料カット時間をカウントする。第４の所定値は、第３の
所定値よりもリッチ側の値である。このとき、リアＯ２
センサ１８の出力の最大値ＶＯＸ２ｍａｘを更新する。
そして、燃料カット時間が所定時間を経過したときに出
力ＶＯＸ２ｍａｘの値が第２の判定値よりもリーンであ
るときにリアＯ２センサ１８の異常と判定する。
【００４９】以上のように、本実施例では、空燃比がリ
ーン側からリッチ側へステップ的に切り替えられたとき
にも、実施の形態同様にリアＯ２センサ１８の異常検出
を実行することができる。
ーン側からリッチ側へステップ的に切り替えられたとき
にも、実施の形態同様にリアＯ２センサ１８の異常検出
を実行することができる。
【図１】本発明実施の形態の概略構成図である。
【図２】実施の形態におけるリアＯ２センサの異常を検
出するフローチャートである。
出するフローチャートである。
【図３】実施の形態を適用した際のタイムチャートであ
る。
る。
１…エンジン、
２…吸気通路、
６…スロットル弁、
７…燃料供給系、
８…燃料噴射弁、
１５…三元触媒、
１６…リニアＡ／Ｆセンサ、
１７…排気管、
１８…下流Ｏ２センサ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ
３１０Ｋ
Ｆターム(参考） 3G084 AA03 BA04 BA09 BA13 BA24
DA10 DA27 DA30 EA11 EB01
EB11 EB22 FA07 FA10 FA26
FA30 FA33 FA35 FA36
3G091 AA17 AA23 AA28 AB03 BA14
BA15 BA19 BA27 BA31 CB02
DA01 DA02 DB06 DB10 DC01
EA01 EA05 EA07 EA31 EA34
FA05 FB10 FB11 FB12 HA36
HA37 HA42
3G301 HA01 HA06 JA16 JA25 JA26
JB01 JB09 KA26 LB02 MA01
MA11 NA04 NA06 ND01 NE01
NE06 NE13 NE14 NE15 PA01B
PA01Z PA11B PA11Z PA14B
PA14Z PD09B PD09Z PE01B
PE01Z PE04B PE04Z
Claims (6)
- 【請求項１】 排気通路中の排出ガスに含まれる有害ガ
ス成分を浄化するためにエンジン排気系に配設される触
媒コンバータと、 前記排気通路中の排出ガス空燃比を検出するために前記
触媒コンバータの下流側に配設される下流酸素センサ
と、 前記排気通路中の排出ガス空燃比がリッチ、若しくはリ
ーンに切り替えられたか否かを判定する空燃比切替判定
手段と、 前記空燃比切替判定手段により前記排気通路中の排出ガ
ス空燃比が切り替えられたと判定されてからの所定期間
における前記下流酸素センサの出力変化に基づいて前記
下流酸素センサの異常を検出する異常検出手段とを備え
ることを特徴とする触媒下流酸素センサの異常検出装
置。 - 【請求項２】 前記異常検出手段は、前記下流酸素セン
サにより検出される出力値が第１の所定値よりもリッチ
側で、前記空燃比切替判定手段により前記排気通路中の
排出ガス空燃比がリーン側へ切り替えられたと判定され
てからの所定期間における前記下流酸素センサの出力変
化に基づいて前記下流酸素センサの異常を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の触媒下流酸素センサの異
常検出装置。 - 【請求項３】 前記異常検出手段は、前記第１の所定値
よりもリーン側に設定される第２の所定値を超えてから
の所定期間における前記下流酸素センサの出力変化に基
づいて前記下流酸素センサの異常を検出することを特徴
とする請求項２に記載の触媒下流酸素センサの異常検出
装置。 - 【請求項４】 前記空燃比切替判定手段は、エンジンへ
の燃料供給が停止されたときのみに前記排気通路中の排
出ガス空燃比が切り替えられたことを判定することを特
徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の
触媒下流酸素センサの異常検出装置。 - 【請求項５】 前記排気通路中の排出ガス空燃比を検出
するために前記触媒コンバータの上流側に設けられる上
流空燃比センサを備え、 前記空燃比切替判定手段は、前記上流空燃比センサによ
り検出される空燃比がリーンである時間および／または
理論空燃比からのリーン側ずれを積算した積算面積が所
定値以上であるときに前記排出ガスの空燃比が切り替え
られたことを判定することを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれか一つに記載の触媒下流酸素センサの異
常検出装置。 - 【請求項６】 前記異常検出手段は、前記下流酸素セン
サにより検出される出力値が第３の所定値よりもリーン
側で、前記空燃比切替判定手段により前記排気通路中の
排出ガス空燃比がリッチ側へ切り替えられたと判定され
た場合に、前記第３の所定値よりもリッチ側に設定され
る第４の所定値を超えてからの所定期間における前記下
流酸素センサの出力変化に基づいて前記下流酸素センサ
の異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の触
媒下流酸素センサの異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155223A JP4055476B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 触媒下流酸素センサの異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155223A JP4055476B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 触媒下流酸素センサの異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003343339A true JP2003343339A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4055476B2 JP4055476B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=29771793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002155223A Expired - Lifetime JP4055476B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 触媒下流酸素センサの異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4055476B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN113202650A (zh) * | 2020-02-03 | 2021-08-03 | 丰田自动车株式会社 | 空燃比检测装置的异常检测装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6237057B2 (ja) | 2013-09-27 | 2017-11-29 | 株式会社デンソー | ガスセンサ制御装置 |
-
2002
- 2002-05-29 JP JP2002155223A patent/JP4055476B2/ja not_active Expired - Lifetime
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