JP2005140742A - Apparatus for diagnosing deterioration in sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活性状態により応答が異なる車両用のセンサの劣化診断装置に関し、精度良くセンサの劣化を診断することを可能とする劣化診断装置に関する。 The present invention relates to a deterioration diagnosis apparatus for a vehicle sensor whose response varies depending on an active state, and relates to a deterioration diagnosis apparatus that can accurately diagnose deterioration of a sensor.
自動車などにおいては、様々な箇所に温度や気体の流量などを検出するセンサが設置されている。例えば、自動車の排気通路には酸素濃度に感応して出力が変化する酸素濃度センサ(以下、単に「酸素センサ」と呼ぶ)が設けられている。この酸素センサは、間接的に空気/燃料比(以下、「A/F」と表記する)を検出している。酸素センサで検出されたA/Fは、車両を制御するコンピュータであるECU(Engine Control Unit)に出力され、このA/Fに基づいて燃料噴射量などの制御が行われる。 In automobiles and the like, sensors that detect temperature, gas flow rate, and the like are installed at various locations. For example, an oxygen concentration sensor (hereinafter simply referred to as “oxygen sensor”) whose output changes in response to oxygen concentration is provided in an exhaust passage of an automobile. This oxygen sensor indirectly detects an air / fuel ratio (hereinafter referred to as “A / F”). The A / F detected by the oxygen sensor is output to an ECU (Engine Control Unit) that is a computer for controlling the vehicle, and the fuel injection amount and the like are controlled based on this A / F.
上記のように自動車などが有するECUは、センサからの検出結果に基づいて各構成部を制御するとともに、このようなセンサが正常であるかを診断することもできる。具体的には、ECUは、前述の酸素センサの劣化を診断することができる。例えば、特許文献1に記載された技術では、酸素センサ内にあるヒータで酸素センサを高温にして活性化させ、活性化させた後にA/Fをリッチ・リーンに変化させ、その際の酸素センサの出力を観測して酸素センサの応答性に対する劣化を診断している。上記のようにヒータでセンサを活性化させてから診断を行うのは、酸素センサが、活性状態ではセンサの応答性が良いという特性を有することに起因している。
As described above, the ECU of an automobile or the like can control each component based on the detection result from the sensor and can diagnose whether such a sensor is normal. Specifically, the ECU can diagnose the deterioration of the oxygen sensor. For example, in the technique described in
しかし、酸素センサが劣化している場合でも当該酸素センサの温度が高温であれば、応答時間は比較的速くなるため、正常な酸素センサの応答時間との差がわずかになってしまう場合がある。したがって、酸素センサを活性化させると、正常な酸素センサと劣化している酸素センサとの応答の差が小さくなるため、劣化診断の精度が落ちてしまうという問題があった。 However, even when the oxygen sensor is deteriorated, if the temperature of the oxygen sensor is high, the response time becomes relatively fast, and therefore, the difference from the response time of the normal oxygen sensor may be small. . Therefore, when the oxygen sensor is activated, the difference in response between the normal oxygen sensor and the deteriorated oxygen sensor becomes small, and there is a problem that the accuracy of the deterioration diagnosis decreases.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、活性状態によって応答が異なる車両用のセンサの劣化を精度良く診断することを可能とする劣化診断装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide a deterioration diagnosis that can accurately diagnose the deterioration of a vehicle sensor whose response varies depending on the active state. To provide an apparatus.
本発明の1つの観点では、正常なセンサと劣化したセンサの応答の差が活性状態よりも非活性状態において大きい性質を有する車両用のセンサの劣化診断装置であって、前記センサが非活性状態にあるときに劣化診断を行うことを特徴とする。 In one aspect of the present invention, there is provided a deterioration diagnosis apparatus for a vehicle sensor having a property that a difference in response between a normal sensor and a deteriorated sensor is larger in an inactive state than in an active state, wherein the sensor is in an inactive state It is characterized in that deterioration diagnosis is performed when the
上記のセンサの劣化診断装置は、車両などに設置されているセンサの劣化診断を行う。劣化診断が行われるセンサは、活性状態と非活性状態を有している。さらに、このセンサは、非活性状態にあるときに、正常なセンサと劣化しているセンサとの応答の差が顕著に現れるという特性を有する。そこで、劣化診断装置は、このような特性を有するセンサに対し、センサが非活性状態にあるときに劣化診断を行う。これにより、センサの劣化診断装置は、劣化しているセンサを精度良く判別することができる。 The sensor deterioration diagnosis apparatus performs a deterioration diagnosis of a sensor installed in a vehicle or the like. The sensor on which the deterioration diagnosis is performed has an active state and an inactive state. Further, this sensor has a characteristic that when it is in an inactive state, a difference in response between a normal sensor and a deteriorated sensor appears remarkably. Therefore, the deterioration diagnosis device performs deterioration diagnosis on a sensor having such characteristics when the sensor is in an inactive state. As a result, the sensor deterioration diagnosis apparatus can accurately determine a deteriorated sensor.
上記のセンサの劣化診断装置の一態様は、前記正常なセンサと劣化したセンサの応答の差が活性状態よりも非活性状態において大きい性質を有する車両用のセンサとは、非活性状態におけるセンサの応答が活性状態よりも遅くなるセンサであることを特徴とする。劣化診断が行われるセンサは、活性状態のときは応答性が良く、非活性状態のときは応答性が低下する。このような特性を有するセンサは、劣化している場合であってもセンサが活性状態にあれば、正常なセンサとの応答の差がわずかになってしまい、正確な劣化判定が難しくなる傾向がある。そこで、上記のセンサの劣化診断装置は、正常なセンサと劣化しているセンサとの応答の差が顕著に現れる非活性状態のときに劣化診断を行う。 One aspect of the above-described sensor deterioration diagnosis apparatus is a vehicle sensor having a property that a difference in response between the normal sensor and the deteriorated sensor is larger in the inactive state than in the active state. The sensor is characterized in that the response is slower than the active state. The sensor for which the deterioration diagnosis is performed has good responsiveness when in an active state and decreases in responsiveness when in an inactive state. Even if a sensor having such characteristics is deteriorated, if the sensor is in an active state, a difference in response with a normal sensor becomes small, and accurate deterioration determination tends to be difficult. is there. Therefore, the sensor deterioration diagnosis apparatus performs deterioration diagnosis when the sensor is in an inactive state in which a difference in response between a normal sensor and a deteriorated sensor is noticeable.
上記のセンサの劣化診断装置の他の一態様では、前記非活性状態とは前記センサの温度が所定温度以下である状態をいい、前記センサの温度を検出するセンサ温度検出手段と、前記センサ温度が前記所定温度以下であるときに劣化診断を行う劣化診断手段と、を備える。上記のセンサは温度によって活性状態が変化し、センサの温度が高温である活性状態のときに応答性が良い。センサが劣化していても、センサの温度が高温であれば応答性が良いため、劣化しているか否かの判別が困難になる。したがって、センサの劣化診断装置は、非活性状態、即ちセンサの温度が所定温度以下であるときに劣化診断を行う。これにより、劣化しているセンサを精度良く判別することができる。 In another aspect of the sensor deterioration diagnostic apparatus, the inactive state refers to a state in which the temperature of the sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, sensor temperature detecting means for detecting the temperature of the sensor, and the sensor temperature Deterioration diagnosis means for performing deterioration diagnosis when is below the predetermined temperature. The active state of the sensor changes depending on the temperature, and the responsiveness is good when the sensor is in an active state where the temperature of the sensor is high. Even if the sensor is deteriorated, if the temperature of the sensor is high, the response is good and it is difficult to determine whether or not the sensor is deteriorated. Therefore, the sensor deterioration diagnosis device performs deterioration diagnosis when the sensor is in an inactive state, that is, when the temperature of the sensor is equal to or lower than a predetermined temperature. Thereby, the sensor which has deteriorated can be distinguished with sufficient accuracy.
上記のセンサの劣化診断装置の他の一態様では、前記センサの温度を上昇させる温度上昇手段と、前記センサ温度が前記所定温度以上であるときは、前記温度上昇手段を停止する手段と、を備える。センサは高温である活性状態のときに応答性が良いという特性を有しているので、センサを温度上昇手段にて高温にすることにより即座にセンサからの出力が得られるようにすることができる。上記のセンサの劣化診断装置はセンサの温度が所定温度以下であるときに劣化診断を行うので、センサの温度が所定温度以上である場合には温度上昇手段を停止して、センサの温度が所定温度以下に下がるまで待機し、センサの温度が所定温度以下になってから診断を行う。 In another aspect of the sensor deterioration diagnostic apparatus, a temperature increasing means for increasing the temperature of the sensor, and a means for stopping the temperature increasing means when the sensor temperature is equal to or higher than the predetermined temperature. Prepare. Since the sensor has a characteristic of good responsiveness in an active state at a high temperature, the output from the sensor can be obtained immediately by raising the temperature of the sensor by the temperature raising means. . The sensor deterioration diagnosis apparatus performs the deterioration diagnosis when the sensor temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. Therefore, when the sensor temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature increasing means is stopped and the sensor temperature is predetermined. Wait until the temperature falls below the temperature, and perform a diagnosis after the temperature of the sensor falls below the predetermined temperature.
上記のセンサの劣化診断装置の他の一態様は、前記センサの応答時間を検出するセンサ応答時間検出手段を備え、前記劣化診断手段は、前記センサ応答時間が所定時間以下であれば、前記センサは劣化していないと診断し、前記センサ応答時間が前記所定時間以上であれば、前記センサは劣化していると診断する。センサの応答時間としては、センサの劣化診断装置がセンサの出力が変化するように状態を強制的に変動させたとき、センサの出力が所定の第1の出力値から第2の出力値に達するまでに要した時間を用いることができる。このようにして算出した応答時間が予め設定した所定の応答時間よりも大きければ、センサの劣化診断装置は劣化していると診断する。 Another aspect of the sensor deterioration diagnosis apparatus includes a sensor response time detection unit that detects a response time of the sensor, and the deterioration diagnosis unit detects the sensor if the sensor response time is a predetermined time or less. If the sensor response time is equal to or longer than the predetermined time, the sensor is diagnosed as degraded. As the sensor response time, when the sensor deterioration diagnostic device forcibly changes the state so that the sensor output changes, the sensor output reaches the second output value from the predetermined first output value. The time required until the time can be used. If the response time calculated in this way is longer than a predetermined response time set in advance, the sensor deterioration diagnosis apparatus diagnoses that the sensor has deteriorated.
上記のセンサの劣化診断装置の他の一態様では、前記非活性状態は、前記車両の機関始動後、前記センサの温度が前記所定温度に到達するまでの間の状態とすることができる。 In another aspect of the sensor deterioration diagnosis apparatus, the inactive state may be a state after the engine is started until the temperature of the sensor reaches the predetermined temperature.
上記のセンサの劣化診断装置の他の一態様では、前記非活性状態は、前記センサの温度が一旦前記所定温度に達した後、前記センサの温度が前記所定温度以下となった状態とすることができる。 In another aspect of the sensor deterioration diagnostic apparatus, the inactive state is a state in which the temperature of the sensor becomes equal to or lower than the predetermined temperature after the temperature of the sensor once reaches the predetermined temperature. Can do.
好適な実施例では、前記センサは、酸素濃度を検出する酸素センサ又はA/Fセンサとすることができる。酸素センサやA/Fセンサは、酸素濃度に感応して出力が変化するセンサである。酸素センサからの出力は、車両においてA/Fとして用いられる。この酸素センサも、前述と同様に、活性状態のときは応答性が良く、非活性状態のときは応答性が落ちる特性を有しており、センサが劣化している場合であっても活性状態にあれば、正常なセンサの応答と差がわずかになってしまう。したがって、上記の劣化診断装置により、酸素センサやA/Fセンサの劣化診断を精度よく行うことが可能となる。 In a preferred embodiment, the sensor may be an oxygen sensor or an A / F sensor that detects oxygen concentration. An oxygen sensor or an A / F sensor is a sensor whose output changes in response to oxygen concentration. The output from the oxygen sensor is used as A / F in the vehicle. As described above, this oxygen sensor also has a characteristic that the responsiveness is good in the active state and the responsiveness falls in the inactive state, and even if the sensor is deteriorated, the active state If so, the difference between normal sensor response and difference will be small. Therefore, it is possible to accurately perform the deterioration diagnosis of the oxygen sensor and the A / F sensor by the above-described deterioration diagnosis device.
なお、他の適用例として、前記センサは、排気ガスの温度を検出する排気温センサなどとすることもできる。 As another application example, the sensor may be an exhaust temperature sensor that detects the temperature of exhaust gas.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。図1は、本発明の1つの実施形態に係るセンサの劣化診断装置を適用した車両200aの一部を示す構成概略図である。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a part of a
図1において車両200aは、エンジン101と、排気通路102と、ECU105と、酸素センサ(O2センサ)106と、を備える。本実施形態において、劣化診断装置は主としてECU105により構成され、酸素センサ106が劣化しているか否かを診断する。
In FIG. 1, a
エンジン101としては、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を用いることができる。
As the
エンジン101から排出される排気ガスは、排気通路102を流通して排出される。この排気通路102の途中には、排気ガス中の酸素濃度を検出することができる酸素センサ106が配置されている。酸素センサ106は、排気通路102を流通する酸素の酸素濃度に感応して、電気信号の出力値が変化するセンサである。
Exhaust gas discharged from the
酸素センサ106としては、例えば、ジルコニア素子の内外面に白金がコーティングされているものを用いることができる。この酸素センサ106は、センサの内外面の酸素濃度差によって電力が発生する仕組みを利用している。つまり、センサ内部に導入されている大気(酸素を多く含む)とセンサ外部に当たる排気ガス(酸素をそれほど含まない)の酸素の濃度差が大きいほど電圧差が生じ、酸素の濃度差がない場合には電圧差が生じない。したがって、エンジン101がリーン状態(希薄燃焼状態)であれば、燃料が少なく燃焼後の排気ガスに酸素が多く含まれているため酸素センサ106の出力電圧は小さくなるが、リッチ状態であれば、排気ガス中に燃え残った酸素が少ないため酸素センサ106の出力電圧は大きくなる。この酸素センサ106からの出力電圧S1は、ECU(Engine Control Unit)105に入力されて、エンジン101の空燃費のフィードバック制御(燃料噴射量制御)などが行われる。
As the
ECU105は、図示しないCPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。本実施形態では、ECU105は、酸素センサ106から酸素濃度を示す電気信号(すなわち、A/Fを示す電気信号)S1を取得する。またECU105は、酸素センサ106の素子に流れる電流値に基づいて酸素センサ106の素子インピーダンスを算出する。そして、ECU105は、算出された素子インピーダンスから酸素センサ106の温度(即ち、素子温度)を算出する。酸素センサ106においては、センサ内部の素子インピーダンスとセンサ温度に相関があるので、センサ内部の素子インピーダンスを検出することにより酸素センサ106の温度を知ることができる。
The
また、ECU105は、酸素センサ106の応答時間も算出する。ECU105は、上記の酸素センサ106の温度及び応答時間に基づいて、酸素センサ106の劣化診断を行う。また、ECU105は酸素センサ106から得た酸素濃度に基づいてエンジン101に対して燃料噴射量などを含む指示信号S3を供給し、空燃費のフィードバック制御を行う。
The
次に、ECU105によって行われる本実施形態に係る酸素センサ106の劣化診断について概要を説明する。まず、酸素センサ106の劣化診断においてセンサの温度を判断要素として用いている理由について述べる。酸素センサ106は、センサの活性状態と非活性状態で応答性が変化することが知られている。言い換えると、酸素センサ106は、その温度によって応答速度が変化する。
Next, an outline of the deterioration diagnosis of the
具体的に、図2を用いて酸素センサ106の活性度と応答の関係について説明する。図2は、横軸に酸素センサ106の温度を示し、縦軸に酸素センサ106の応答時間を示している。ここで、特性A1は正常な(即ち、劣化していない)酸素センサ106の計測結果の一例を示しており、特性A2は劣化している酸素センサ106の計測結果の一例を示している。図2より、正常な酸素センサ106の応答時間も劣化している酸素センサ106の応答時間も、センサの温度が高くなるほど短くなる、即ち応答速度が速くなることが見て取れる。また、正常な酸素センサ106の応答時間は、劣化している酸素センサ106の応答時間よりも一貫して短いことがわかる。また、酸素センサ106の温度が低温である非活性状態では、正常な酸素センサ106の応答時間と劣化している酸素センサ106の応答時間の差は顕著であるが、酸素センサ106が高温である活性状態になるとその応答時間の差がわずかになることがわかる。
Specifically, the relationship between the activity of the
以上より、本実施形態では、正常な酸素センサ106と劣化した酸素センサ106の応答の差が顕著に現れる状態、即ち酸素センサ106の温度が低温である非活性状態に劣化診断を行う。具体的には、酸素センサ106の応答時間に所定の閾値を設け、酸素センサ106の温度を所定温度以下にして非活性状態とし、測定した酸素センサ106の応答時間がその閾値よりも大きいか小さいかを判定することにより劣化診断を行う。以上より、劣化している酸素センサ106を精度よく判別することができる。
As described above, in the present embodiment, the deterioration diagnosis is performed in a state where a difference in response between the
次に、酸素センサ106の応答時間の検出方法について図3を用いて説明する。図3は、横軸に時間(msec)を示し、縦軸に酸素センサ106の出力(V)を示している。特性B1は酸素センサ106の出力波形の一例を示している。酸素センサ106の応答時間は、A/F(Air by Fuel)をリッチ状態とリーン状態(燃料希薄状態)の間で周期的に変化させ、その際の酸素センサ106の出力を観測することによって算出する。図3の例では、A/Fを周期的にリッチ状態とリーン状態に変化させたものを示している。また、酸素センサ106の出力は0Vから1Vの間で変動しており、出力が0.45VのときはA/Fがストイキ状態(A/Fが理論空燃比であるとき)であり、出力が0.45V以上のときはA/Fがリッチ状態であり、0.45V以下のときはA/Fがリーン状態であることを表している。ここで酸素センサ106の応答時間は、例えば、酸素センサ106の出力が、0.45Vから所定電圧量を減算した値(図3の所定電圧「V1」)から0.45Vに所定電圧量を加算した値(図3の所定電圧「V2」)に達するまでに要した時間とすることができる。そして、ECU105は、図示しないメモリに記録された目標応答時間と検出した応答時間を比較する。ECU105は、検出した応答時間が目標応答時間よりも小さければ酸素センサ106は正常であると判定し、目標応答時間よりも大きければ酸素センサ106は劣化していると判定を下す。
Next, a method for detecting the response time of the
なお、本実施形態では、酸素濃度を検出する酸素センサ106に対して劣化診断する例について示したが、本発明の適用はこれには限定されず、酸素濃度を検出するA/Fセンサに適用することもできる。また、本発明の劣化診断装置は、酸素濃度センサに限らず、活性状態によって応答が変動するようなセンサ全般について適用することができ、例えば排気ガスの温度を検出する排気温センサの劣化診断に適用することができる。また、劣化診断する対象となるセンサを配置する場所は、内燃機関の排気通路には限定されない。さらに、本発明の劣化診断装置は、内燃機関を有する車両のみに適用を限定されない。
In the present embodiment, an example in which deterioration diagnosis is performed on the
[劣化診断装置]
以下では、本発明に係るセンサの劣化診断装置の実施例について説明する。図4は、本発明の実施例に係る酸素センサの劣化診断装置を適用した車両の一部の構成を示す概略ブロック図である。
[Deterioration diagnosis device]
Below, the Example of the deterioration diagnosis apparatus of the sensor which concerns on this invention is described. FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a partial configuration of a vehicle to which the oxygen sensor deterioration diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention is applied.
図4において、車両200bは、エンジン101と、排気通路102と、フロント触媒103と、リア触媒104と、ECU105と、A/Fセンサ107と、酸素(O2)センサ108と、を備える。本実施例においては、劣化診断装置は、主としてECU105により構成され、A/Fセンサ107又は酸素センサ108が劣化しているか否かを判別することができる。
In FIG. 4, a vehicle 200 b includes an
エンジン101としては、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を用いることができる。
As the
エンジン101から排出される排気ガスは、排気通路102を流通する。上流側の排気通路102にはフロント触媒103が、下流側の排気通路102にはリア触媒が設けられている。エンジン101から排出される排気ガスは、排気通路に設けられたフロント触媒103及びリア触媒104にて浄化される。このようなフロント触媒103及びリア触媒104は、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)、SOx(硫黄酸化物)、CO(一酸化炭素)、粒子状物質(PM;Particulate Matter)などを除去することができる。また、フロント触媒103及びリア触媒104としては、三元触媒や吸蔵還元型NOx触媒や粒子状物質除去フィルタなどを用いることができる。
Exhaust gas discharged from the
排気通路102には、フロント触媒103の上流側にA/Fセンサ107が設けられており、フロント触媒103とリア触媒104の間には酸素センサ108が設けられている。A/Fセンサ107と酸素センサ108は、ともに排気通路102を流通する排気ガスの酸素濃度に応じた電気信号(即ち、A/Fに相当する信号)S11及びS13を出力する。このように、A/Fセンサ107と酸素センサ108の2つの酸素センサを併用してA/Fを検出することにより、精度良くエンジンの101の空燃費フィードバック制御などを行うことができる。
In the
本実施例においては、A/Fセンサ107及び酸素センサ108には、センサ素子を加熱するためのヒータ120及び122が付設されている。前述したように酸素濃度センサは高温であるときに応答速度が速いために、ヒータにて加熱して活性状態となってから酸素濃度を検出するようにしている。これにより、A/Fセンサ107及び酸素センサ108は、即座に酸素濃度を示す電気信号S11及びS13を出力することができる。以上のA/Fセンサ107及び酸素センサ108の出力信号は、ECU105に供給される。
In this embodiment, the A /
ECU105は、図示しないCPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。本実施例では、ECU105は、A/Fセンサ107及び酸素センサ108から酸素濃度を示す電気信号S11及びS13を取得する。またECU105は、A/Fセンサ107及び酸素センサ108の素子を流れる電流値に基づいて酸素センサ106の素子インピーダンスを算出し、この算出された素子インピーダンスからA/Fセンサ107及び酸素センサ108の温度を決定する。酸素センサ等においては、センサ内部の素子インピーダンスとセンサ温度に相関があるので、センサ内部の素子インピーダンスを検出することによりセンサの温度を知ることができる。
The
また、ECU105はA/Fセンサ107及び酸素センサ108から得た酸素濃度に基づいてエンジン101に対して燃料噴射量などを含む指示信号S3を供給し、空燃費のフィードバック制御を行う。
Further, the
本実施例のA/Fセンサ107及び酸素センサ108においても、先に述べたように、センサの温度が低温である非活性状態では、正常なものと劣化しているものとの応答時間の差が顕著に現れるが、センサが高温である活性状態では応答時間の差がわずかになるという特性がある。したがって、正常なA/Fセンサ107及び酸素センサ108から得られる応答時間と、劣化しているセンサから得られる応答時間との差が顕著に生じる非活性状態、即ちセンサ温度が低温であるときに劣化診断を行う。具体的には、A/Fセンサ107及び酸素センサ108の応答時間にそれぞれ所定の閾値を設け、A/Fセンサ107及び酸素センサ108の温度を所定温度以下にして、測定したセンサの応答時間がそれぞれ対応する閾値よりも大きいか小さいかで劣化診断を行う。以上により、劣化しているセンサを精度良く判別することができる。
Also in the A /
センサが低温である非活性状態とは、具体的には、(1)車両の機関始動後にセンサ温度が活性状態に対応する所定温度に達するまでの期間、及び、(2)一旦センサ温度が活性状態に対応する所定温度に上昇した後、所定温度以下に低下したとき、が含まれる。 Specifically, the inactive state in which the sensor is at a low temperature refers to (1) a period until the sensor temperature reaches a predetermined temperature corresponding to the active state after the engine start of the vehicle, and (2) once the sensor temperature is activated. When it rises to a predetermined temperature corresponding to the state and then falls below a predetermined temperature, it is included.
センサの非活性状態として、車両の機関始動後にセンサ温度が所定温度に達する前にセンサ劣化の診断を行うことにより、当該センサによる検出値を用いて車両の他の制御を開始する前にセンサの劣化を判断することができる。そして、例えばセンサが劣化していると判定されたときには、そのセンサを用いた制御の開始前に劣化に対して必要な対処を行うことができる。よって、センサの検出値を利用した車両の制御を適正に行うことが可能となる。 As a sensor inactive state, the sensor deterioration is diagnosed before the sensor temperature reaches a predetermined temperature after the engine of the vehicle is started, so that the sensor value is detected before starting other control of the vehicle using the detection value of the sensor. Degradation can be determined. For example, when it is determined that the sensor has deteriorated, necessary countermeasures can be taken against the deterioration before the control using the sensor is started. Therefore, it becomes possible to appropriately control the vehicle using the detection value of the sensor.
また、センサの非活性状態として、一旦センサ温度が活性状態に対応する所定温度に上昇した後、所定温度以下に低下したときにセンサ劣化の診断を行うことにより、センサの温度検出装置などの故障に起因してセンサの劣化の有無を誤判定することが防止できる。即ち、センサの温度検出装置が故障しているためにセンサ温度が所定温度に上昇しない場合にはセンサ劣化の判定は行わない。実際はセンサが所定温度以上になっているのに、センサ温度検出装置の故障などにより所定温度以下、即ち非活性状態であると判断してセンサの劣化診断を行った場合、センサは実際は活性状態であるので正常なセンサと劣化したセンサの応答の差は小さく、センサの劣化について誤判定する可能性が高くなる。よって、一旦センサ温度が活性状態に対応する所定温度に上昇した後、所定温度以下に低下したとき、つまりセンサの温度検出が正常に行われているときにセンサ劣化の診断を行うことにより、そのような誤判定を防止することが可能となる。 In addition, when the sensor temperature is raised to a predetermined temperature corresponding to the active state and then lowered to a predetermined temperature or less as a sensor inactive state, a sensor deterioration diagnosis is performed by diagnosing sensor deterioration. It is possible to prevent erroneous determination of the presence or absence of sensor degradation due to the above. That is, if the sensor temperature does not rise to a predetermined temperature because the sensor temperature detection device is out of order, the sensor deterioration is not determined. When the sensor is actually in the active state when the sensor temperature is above the predetermined temperature and the sensor deterioration diagnosis is performed by determining that the sensor temperature is below the predetermined temperature, that is, inactive due to a failure of the sensor temperature detection device, etc. Therefore, the difference in response between the normal sensor and the deteriorated sensor is small, and the possibility of misjudgment regarding sensor deterioration increases. Therefore, once the sensor temperature rises to a predetermined temperature corresponding to the active state and then falls below the predetermined temperature, that is, when the sensor temperature is normally detected, the sensor deterioration is diagnosed. Such erroneous determination can be prevented.
ECU105は、図3を用いて説明した方法と同様の方法で、A/Fセンサ107及び酸素センサ108の応答時間を算出する。すなわち、ECU105は、制御信号S3によりエンジン101内部の燃料噴射量を制御することによりA/Fをリッチ状態とリーン状態との間で周期的に変化させ、例えば図3のように、センサの出力電圧が所定レベルV1から所定レベルV2に達するまでに要した時間を算出する。そして、ECU105は、図示しないメモリに記録された目標応答時間と検出した応答時間を比較する。ECU105は、検出した応答時間が目標応答時間よりも小さければA/Fセンサ107又は酸素センサ108は正常であると判定し、目標応答時間よりも大きければ劣化していると判定を下す。
The
[劣化診断処理]
次に、本実施例に係るセンサの劣化診断処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。
[Deterioration diagnosis processing]
Next, sensor deterioration diagnosis processing according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
図5に示した処理は、主にECU105が行う。ここでの処理は、ECU105が、図4に示したA/Fセンサ107に対して、このセンサの温度及びセンサの応答時間に基づいて劣化診断を行うものである。なお、センサの劣化診断処理は、エンジン101の1回の始動につき1回実施するものとする。
The process shown in FIG. 5 is mainly performed by the
まず、ステップS101では、ECU105が、診断実施条件が成立しているか否かを判定する。例えば、ECU105がエンジン101の負荷状態などを読み込み、高負荷状態でない場合に診断実施条件が成立していると判定する。これは、劣化診断処理では前述のようにエンジン101のA/Fをリッチ状態とリーン状態の間で周期的に変化させて劣化診断を行うため、高負荷状態のときにはエンジン101に悪影響を及ぼすからである。したがって、診断実施条件は車両が比較的安定な走行を行っている際に成立するように予め決定されている。
First, in step S101, the
診断実施条件が成立していない場合は(ステップS101;No)、処理はステップS101に戻り、再度判定を行う。 If the diagnosis execution condition is not satisfied (step S101; No), the process returns to step S101 to make a determination again.
診断実施条件が成立している場合は(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進む。ステップS102では、ECU105は、A/Fセンサ107の温度を検出し、検出されたセンサ温度が所定温度X(℃)よりも低温であるか否かを判定する。ステップS102のような判定を行うのは、所定温度Xよりも低温であるときをA/Fセンサ107の非活性状態であるとし、非活性状態のときに劣化診断を行うものとしたからである。A/Fセンサ107の温度は、ECU105が、A/Fセンサ107から供給される信号S11により示されるセンサの素子インピーダンスに基づいて算出する。また、所定温度Xは、センサの非活性状態の温度、例えば図2の例では、正常なセンサと劣化しているセンサとの応答時間の差が顕著に現れている550〜600℃付近とすることができる。この所定温度Xは、予めECU105内のメモリに記憶させておくことできる。
If the diagnosis execution condition is satisfied (step S101; Yes), the process proceeds to step S102. In step S102, the
なお、車両200bが機関始動後であれば、A/Fセンサ107の温度は所定温度X以下である場合が多い。このような状態のときに劣化診断を行うことにより、A/Fセンサ107の検出値を用いた車両200bの制御を行う前に、事前に劣化診断することができる。これにより、車両200bの制御が開始する前にA/Fセンサ107の劣化に対処でき、良好に車両200bの制御を行うことができる。
If the vehicle 200b is after the engine is started, the temperature of the A /
A/Fセンサ107の温度が所定温度X(℃)よりも高温であった場合(ステップS102;No)、処理はステップS103に進む。ステップS103では、ECU105は、A/Fセンサ107に付設されたヒータ120をオフにする。本発明ではセンサが非活性状態にある低温時にセンサの劣化診断するものとしたので、所定温度X(℃)以下にまでセンサ温度を下げる必要があるため、ECU105はヒータ120の電源などをオフにする。以上の処理が終了すると、処理はステップS101に戻り再度診断実施条件の判定を行う。
When the temperature of the A /
ステップS102及びステップS103の処理を行うことにより、A/Fセンサ107が一旦活性状態(所定温度X以上)となった後、ヒータ120をオフにして所定温度X以下となった場合にのみ劣化診断を行うことができる。すなわち、A/Fセンサ107の温度を測定する装置(ECU105内のインピーダンスを算出する回路など)が故障しており、所定温度X以上であるのに所定温度X以下であると示し続けているセンサに対しては、劣化診断を行わないようにすることができる。こうすることにより、センサの温度を測定する装置が正しく温度検出を行っている状態においてのみセンサの劣化の判定が行われるので、センサの温度検出を正しく行えない状況でセンサ劣化の判定を行い、センサが劣化しているのに劣化していないと誤判定してしまうことを防止することができる。
By performing the processing in steps S102 and S103, the deterioration diagnosis is performed only when the A /
一方、A/Fセンサ107の温度が所定温度Xよりも低温であった場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS104に進む。ステップS104では、ECU105は、A/Fセンサ107の応答時間を算出する。この応答時間は、図3に示すように、ECU105がA/Fをリッチ状態とリーン状態との間で周期的に変化させ、A/Fセンサ107の出力電圧が所定電圧V1からV2に達するまでに要した時間を算出したものである。そして、処理はステップS105に進む。
On the other hand, when the temperature of the A /
ステップS105では、ECU105は、上記のように応答時間を算出した回数が所定回数Yを超えたか否かを判定する。劣化診断処理には、所定回数Y繰り返し測定した応答時間の平均値を用いるためである。本実施例では、劣化診断の確実性を増すために繰り返し測定して、判定を行う。したがって、応答時間を算出した回数が所定回数Yを超えていなければ、処理はステップS101に戻り再度ステップS101〜S104の処理を行っていく。なお、ECU105は、A/Fセンサ107の応答時間を算出した回数をメモリ内に更新記録することができる。さらに、ECU105内のメモリに、繰り返し測定したA/Fセンサ107の応答時間がそれぞれ記憶される。
In step S105, the
応答時間を算出した回数が所定回数Yを超えていれば(ステップS105;Yes)、処理はステップS106に進む。ステップS106では、ECU105は、Y回算出したA/Fセンサ107の応答時間から平均の応答時間を算出する。そして、処理はステップS107に進む。
If the number of times the response time has been calculated exceeds the predetermined number Y (step S105; Yes), the process proceeds to step S106. In step S106, the
ステップS107では、ステップS106にて算出した平均応答時間が所定応答時間Z(msec)より小さいか否かを判定する。この所定応答時間Zには、例えば図2の例では、センサの温度が600℃以下であるときに確実にセンサが正常であるか否かの判定が可能である500(msec)を用いることができる。なお、この所定応答時間Xは、予めECU105内のメモリに記憶させておくことができる。
In step S107, it is determined whether or not the average response time calculated in step S106 is smaller than a predetermined response time Z (msec). As the predetermined response time Z, for example, in the example of FIG. 2, 500 (msec), which can reliably determine whether or not the sensor is normal when the temperature of the sensor is 600 ° C. or lower, is used. it can. The predetermined response time X can be stored in advance in a memory in the
平均応答時間が所定応答時間Z(msec)よりも小さければ(ステップS107;Yes)、ステップS108にてECU105は、A/Fセンサ107は正常である(劣化していない)との判定を行う。
If the average response time is shorter than the predetermined response time Z (msec) (step S107; Yes), in step S108, the
一方、平均応答時間が所定応答時間Z(msec)よりも大きければ(ステップS107;No)、ステップS109にてECU105は、A/Fセンサ107は劣化しているとの判定を行う。このとき、ECU105では、A/Fセンサ107の異常に関するダイアグコードを出し、図示しないエンジンチェックランプを点灯させる制御などがなされる。
On the other hand, if the average response time is longer than the predetermined response time Z (msec) (step S107; No), in step S109, the
以上のように、正常なセンサと劣化しているセンサとの応答の差が顕著に現れるセンサ温度が低温であるときに劣化診断処理を行うことにより、劣化しているセンサを精度良く判別することができる。 As described above, it is possible to accurately determine a deteriorated sensor by performing a deterioration diagnosis process when the sensor temperature at which the difference in response between a normal sensor and a deteriorated sensor appears markedly is low. Can do.
101 エンジン
102 排気通路
103 フロント触媒
104 リア触媒
105 ECU
106、108 酸素センサ
107 A/Fセンサ
120、122 ヒータ
200a、200b 車両
106, 108 Oxygen sensor 107 A /
Claims (8)
前記センサの温度を検出するセンサ温度検出手段と、
前記センサ温度が前記所定温度以下であるときに劣化診断を行う劣化診断手段と、を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサの劣化診断装置。 The inactive state refers to a state where the temperature of the sensor is equal to or lower than a predetermined temperature,
Sensor temperature detection means for detecting the temperature of the sensor;
The deterioration diagnosis device for a sensor according to claim 1, further comprising a deterioration diagnosis unit that performs a deterioration diagnosis when the sensor temperature is equal to or lower than the predetermined temperature.
前記センサ温度が前記所定温度以上であるときは、前記温度上昇手段を停止する手段と、を備えることを特徴とする請求項3に記載のセンサの劣化診断装置。 Temperature raising means for raising the temperature of the sensor;
The sensor deterioration diagnosis apparatus according to claim 3, further comprising: means for stopping the temperature raising means when the sensor temperature is equal to or higher than the predetermined temperature.
前記劣化診断手段は、前記センサ応答時間が所定時間以下であれば、前記センサは劣化していないと診断し、
前記センサ応答時間が前記所定時間以上であれば、前記センサは劣化していると診断することを特徴とする請求項3又は4に記載のセンサの劣化診断装置。 Sensor response time detecting means for detecting the response time of the sensor;
If the sensor response time is a predetermined time or less, the deterioration diagnosis unit diagnoses that the sensor is not deteriorated,
5. The sensor deterioration diagnosis apparatus according to claim 3, wherein if the sensor response time is equal to or longer than the predetermined time, the sensor is diagnosed as being deteriorated.
The deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the sensor is an oxygen sensor or an A / F sensor that detects an oxygen concentration.
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JP2007064189A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2007321587A (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | Control device for exhaust gas sensor |
JP2020180990A (en) * | 2015-12-25 | 2020-11-05 | 株式会社デンソー | Gas sensor controller |
US11249043B2 (en) | 2015-12-25 | 2022-02-15 | Denso Corporation | Control device for gas sensor |
-
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2007064189A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP4577161B2 (en) * | 2005-09-02 | 2010-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2007321587A (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | Control device for exhaust gas sensor |
JP2020180990A (en) * | 2015-12-25 | 2020-11-05 | 株式会社デンソー | Gas sensor controller |
US11249043B2 (en) | 2015-12-25 | 2022-02-15 | Denso Corporation | Control device for gas sensor |
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