JP2006070778A - Deterioration detecting device for linear air-fuel ratio sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するところのリニア空燃比センサの劣化を検出するリニア空燃比センサの劣化検出装置に関する。 The present invention relates to a deterioration detection apparatus for a linear air-fuel ratio sensor that detects deterioration of a linear air-fuel ratio sensor that is provided in an exhaust system of an engine and outputs a value proportional to the oxygen concentration in exhaust gas.
従来、エンジンの排気系に、排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニア空燃比センサを設け、このリニア空燃比センサで検出した実際の空燃比(実空燃比)が目標空燃比(例えば、A/F=14.7またはリーンバーンエンジンの場合にはリーン側の所定値)になるように、両空燃比の差を把握して、燃料噴射量を制御して、目標空燃比が得られるようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制御が知られている。 Conventionally, a linear air-fuel ratio sensor that outputs a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas is provided in the exhaust system of the engine, and the actual air-fuel ratio (actual air-fuel ratio) detected by this linear air-fuel ratio sensor is the target air-fuel ratio ( For example, the difference between the two air-fuel ratios is determined so that A / F = 14.7 or a predetermined value on the lean side in the case of a lean burn engine), the fuel injection amount is controlled, and the target air-fuel ratio is Air-fuel ratio feedback control that performs feedback control so as to be obtained is known.
ところで、上述のリニア空燃比センサが経年変化、経時劣化すると、該リニア空燃比センサの応答性が悪化するので、空燃比制御がずれて、エンジンの排気系に介設した触媒コンバータによる排気浄化性能が悪化する。このため上述のリニア空燃比センサの劣化を検出する必要がある。 By the way, when the above-mentioned linear air-fuel ratio sensor changes with time and deteriorates, the responsiveness of the linear air-fuel ratio sensor deteriorates. Therefore, the air-fuel ratio control shifts, and the exhaust purification performance by the catalytic converter interposed in the engine exhaust system. Gets worse. For this reason, it is necessary to detect deterioration of the linear air-fuel ratio sensor described above.
リニア空燃比センサの劣化を検出する装置としては例えば特許文献1に記載の装置がある。
すなわち、エンジンの排気系に設けられたリニア空燃比センサの応答周期の全体を検出するものであって、応答劣化を拡大して検出するために、リニア空燃比センサの出力に対して2つのしきい値を設け、このしきい値を用いてリニア空燃比センサの出力を「H」記号(Hはhighの略)と「L」記号(Lはlowの略)とに変換して、センサ出力の変動を拡大し、センサ劣化度合いが大きい程、応答周期が長くなることに基づいて、リニア空燃比センサの応答劣化を検出するものである。
As an apparatus for detecting deterioration of a linear air-fuel ratio sensor, there is an apparatus described in
That is, the whole response cycle of the linear air-fuel ratio sensor provided in the engine exhaust system is detected. In order to detect the response deterioration in an enlarged manner, two outputs are detected with respect to the output of the linear air-fuel ratio sensor. A threshold value is provided, and the output of the linear air-fuel ratio sensor is converted into an “H” symbol (H is an abbreviation for high) and an “L” symbol (L is an abbreviation for low) using this threshold value, and the sensor output The response deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected based on the fact that the response cycle becomes longer as the degree of sensor deterioration increases.
この従来装置においては、リニア空燃比センサの劣化を検出することができる利点がある反面、むだ時間劣化と一次遅れ劣化(時定数劣化)とに分けて検出していない関係上、劣化要因を検知することができない問題点があった。
そこで、この発明は、リニア空燃比センサの劣化検出時に、空燃比に外乱を与え、空燃比の強制変更後においてリニア空燃比センサの出力値を微分し、この微分値に基づいて時定数劣化を判定することにより、比較的周期が大きいうねりのような空燃比変動(定常変動)の影響を受けることなく、リニア空燃比センサの時定数劣化(一次遅れ劣化)を精度よく検出することができるリニア空燃比センサの劣化検出装置の提供を目的とする。 Therefore, according to the present invention, when the deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected, a disturbance is given to the air-fuel ratio, the output value of the linear air-fuel ratio sensor is differentiated after the forced change of the air-fuel ratio, and the time constant deterioration is based on this differential value. By determining, linearity can accurately detect time constant deterioration (first-order lag deterioration) of the linear air-fuel ratio sensor without being affected by air-fuel ratio fluctuations (steady fluctuations) such as swells with relatively large cycles. An object of the present invention is to provide a deterioration detection device for an air-fuel ratio sensor.
この発明によるリニア空燃比センサの劣化検出装置は、エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニア空燃比センサと、上記リニア空燃比センサの検出値に基づいてエンジンに供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比制御手段とを備えたものであって、空燃比を強制的に変更する空燃比変更手段と、空燃比変更後におけるリニア空燃比センサの出力値を微分する微分手段と、上記微分手段により得られた値に基づいてリニア空燃比センサの時定数劣化を判定する劣化判定手段とを備えたものである。 A linear air-fuel ratio sensor deterioration detection apparatus according to the present invention is based on a linear air-fuel ratio sensor provided in an engine exhaust system that outputs a value proportional to the oxygen concentration in exhaust gas, and a detection value of the linear air-fuel ratio sensor. Air-fuel ratio control means for feeding back the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine to the target air-fuel ratio, air-fuel ratio changing means for forcibly changing the air-fuel ratio, and linear after the air-fuel ratio change Differentiating means for differentiating the output value of the air-fuel ratio sensor, and deterioration determining means for determining time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor based on the value obtained by the differentiating means.
上記構成によれば、空燃比変更手段は、リニア空燃比センサの劣化検出時に、エンジンに供給される混合気の空燃比を強制的に変更し、上述の微分手段は、空燃比変更後におけるリニア空燃比センサの出力値を微分し、劣化判定手段は、上記微分手段により得られた値(微分値)に基づいてリニア空燃比センサの時定数劣化を判定する。 According to the above configuration, the air-fuel ratio changing means forcibly changes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine when the deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected. The output value of the air-fuel ratio sensor is differentiated, and the deterioration determining means determines the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor based on the value (differential value) obtained by the differentiating means.
このように、リニア空燃比センサの劣化検出時に、空燃比に外乱を与え、空燃比の強制変更後においてリニア空燃比センサの出力値を微分して、微分値を求め、この微分値に基づいて時定数劣化を判定するので、比較的周期が大きいうねりのような空燃比変動(定常変動)の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には適切な微分値が得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。要するに、リニア空燃比センサ出力を微分することで、上述のうねりのような空燃比変動の影響を排除すると共に、外乱(急激な変動)に対応した微分値を得ることができるので、時定数劣化を適切に検出することができ、劣化要因の判別が可能となる。 In this way, when the deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected, disturbance is given to the air-fuel ratio, and after the forced change of the air-fuel ratio, the output value of the linear air-fuel ratio sensor is differentiated to obtain a differential value, and based on this differential value Since the time constant deterioration is determined, it is not affected by air-fuel ratio fluctuations (steady fluctuations) such as swells having a relatively large period, and an appropriate differential value can be obtained when a disturbance is applied. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected. In short, by differentiating the linear air-fuel ratio sensor output, it is possible to eliminate the influence of air-fuel ratio fluctuations such as the above-mentioned swell, and to obtain differential values corresponding to disturbances (rapid fluctuations). Can be detected appropriately, and the deterioration factor can be determined.
この発明の一実施態様においては、上記劣化判定手段は、微分手段により得られた出力(微分値)のピーク値に基づいて時定数劣化を検出するものである。
リニア空燃比センサの出力の微分値のピーク値は、該センサが劣化する程、小さくなる。
In one embodiment of the present invention, the deterioration determining means detects time constant deterioration based on the peak value of the output (differential value) obtained by the differentiating means.
The peak value of the differential value of the output of the linear air-fuel ratio sensor becomes smaller as the sensor deteriorates.
上記構成によれば、上述のピーク値に基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応したピーク値が得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to the above configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described peak value, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and when a disturbance is given, a peak value corresponding to the degree of deterioration is obtained. It is done. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected.
この発明の一実施態様においては、上記劣化判定手段は、微分手段により得られた出力(微分値)が変化を初め、ピーク値を示した時点からその後ゼロになるまでの時間に基づいて時定数劣化を検出するものである
リニア空燃比センサの出力の微分値が変化を初め、ピーク値を示した時点からその後、ゼロになるまでの時間は、該センサが劣化する程、長くなる。
In one embodiment of the present invention, the deterioration determining means has a time constant based on a time from when the output (differential value) obtained by the differentiating means starts to change and then reaches a peak value until it becomes zero. Detects deterioration
The time from when the differential value of the output of the linear air-fuel ratio sensor starts to change and reaches the peak value becomes longer as the sensor deteriorates.
上記構成によれば、上述のゼロになるまでの時間に基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応してゼロになるまでの時間が適切に得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to the above configuration, since the time constant deterioration is determined based on the time until the above-mentioned zero, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and corresponds to the degree of deterioration when a disturbance is given. Time to zero is appropriately obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected.
この発明の一実施態様においては、上記劣化判定手段は、微分手段により得られた出力(微分値)が変化を初め、所定しきい値を超えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間に基づいて時定数劣化を検出するものである。
リニア空燃比センサの出力の微分値が変化を初め、所定しきい値を越えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間は、該センサが劣化する程、短くなる。
In one embodiment of the present invention, the deterioration judging means starts to change the output (differential value) obtained by the differentiating means and exceeds a predetermined threshold value, and then the output is lowered and predetermined. The time constant deterioration is detected based on the time from when the threshold is reached.
The time between the time when the differential value of the output of the linear air-fuel ratio sensor begins to change and exceeds a predetermined threshold and the time after which the output decreases and reaches the predetermined threshold is deteriorated. The shorter it is, the shorter it will be.
上記構成によれば、上述の時間に基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した時間(微分出力が変化を初め、所定しきい値を超えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間)が得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to the above configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described time, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and when a disturbance is applied, the time corresponding to the degree of deterioration (the differential output is At the beginning of the change, the time between the time when the predetermined threshold is exceeded and the time when the output decreases and reaches the predetermined threshold is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected.
この発明の一実施態様においては、上記劣化判定手段は、空燃比を強制的に変更した外乱開始時点から微分手段により得られた出力(微分値)がピーク値に達するまでの時間に基づいて時定数劣化を検出するものである。
上述の空燃比を強制的に変更した外乱開始時点から微分値がピーク値に達するまでの時間は、リニア空燃比センサが劣化する程、長くなる。
In one embodiment of the present invention, the deterioration determining means determines the time based on the time from when the disturbance starts forcibly changing the air-fuel ratio until the output (differential value) obtained by the differentiating means reaches the peak value. It detects constant deterioration.
The time from when the disturbance is forcibly changed to when the differential value reaches the peak value becomes longer as the linear air-fuel ratio sensor deteriorates.
上記構成によれば、上述の時間に基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した時間(外乱開始時点から微分手段により得られた出力つまり微分値がピーク値に達するまでの時間)が得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to the above configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described time, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and when a disturbance is applied, the time corresponding to the degree of deterioration (disturbance start time point) The output obtained by the differentiating means, that is, the time until the differential value reaches the peak value) is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected.
この発明の一実施態様においては、上記劣化判定手段は微分手段により得られた出力(微分値)の面積に基づいて時定数劣化を検出するものである。
リニア空燃比センサの微分値の面積は、該センサが劣化する程、小さくなる。
In one embodiment of the present invention, the deterioration determining means detects time constant deterioration based on the area of the output (differential value) obtained by the differentiating means.
The area of the differential value of the linear air-fuel ratio sensor becomes smaller as the sensor deteriorates.
上記構成によれば、上述の微分値の面積に基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した面積が得られる。このため、リニア空燃比センサの時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to the above configuration, since the time constant deterioration is determined based on the area of the differential value described above, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio. can get. For this reason, the time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor can be accurately detected.
この発明の一実施態様においては、上記空燃比変更手段は、空燃比の変更をリッチからリーンと、リーンからリッチとに切換えるように構成され、上記劣化判定手段は、微分手段により得られた出力(微分値)に基づいてリニア空燃比センサの片側時定数劣化を検出するものである。
上述の片側とは、リッチ側またはリーン側を意味する。
上記構成によれば、リニア空燃比センサの片側時定数劣化を検出することができる。
In one embodiment of the present invention, the air-fuel ratio changing means is configured to switch the change of the air-fuel ratio from rich to lean and from lean to rich, and the deterioration determining means is the output obtained by the differentiating means. One-sided time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected based on (differential value).
The above-mentioned one side means the rich side or the lean side.
According to the above configuration, it is possible to detect one-side time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor.
この発明の一実施態様においては、上記空燃比変更手段は、劣化検出時に空燃比の変更をリッチとリーンとに交互に切換えるように構成したものである。 In one embodiment of the present invention, the air-fuel ratio changing means is configured to alternately change the air-fuel ratio between rich and lean when detecting deterioration.
上記構成によれば、空燃比がリッチとリーンとに交互に変更されるので、触媒コンバータ(いわゆるキャタリスト)内の空燃比がリッチ側またはリーン側の一方に片寄ってエミッションの悪化を招くことが防止され、触媒コンバータによる排気ガス浄化性能を維持した状態下において時定数劣化判定を行うことができる。 According to the above configuration, since the air-fuel ratio is alternately changed between rich and lean, the air-fuel ratio in the catalytic converter (so-called catalyst) may be shifted to either the rich side or the lean side, leading to deterioration of emissions. Thus, it is possible to determine the time constant deterioration under the condition that the exhaust gas purification performance by the catalytic converter is maintained.
この発明によれば、リニア空燃比センサの劣化検出時に、空燃比に外乱を与え、空燃比の強制変更後においてリニア空燃比センサの出力値を微分し、この微分値に基づいて時定数劣化を判定するので、比較的周期が大きいうねりのような空燃比変動(定常変動)の影響を受けることなく、リニア空燃比センサの時定数劣化(一次遅れ劣化)を精度よく検出することができる効果がある。 According to the present invention, when the deterioration of the linear air-fuel ratio sensor is detected, a disturbance is given to the air-fuel ratio, the output value of the linear air-fuel ratio sensor is differentiated after the forced change of the air-fuel ratio, and the time constant deterioration is performed based on this differential value. Therefore, it is possible to accurately detect time constant deterioration (first-order lag deterioration) of the linear air-fuel ratio sensor without being affected by air-fuel ratio fluctuation (steady fluctuation) such as swell with a relatively long period. is there.
比較的周期が大きいうねりのような空燃比変動(定常変動)の影響を受けることなく、リニア空燃比センサの時定数劣化(一次遅れ劣化)を精度よく検出するという目的を、空燃比を強制的に変更する空燃比変更手段と、空燃比変更後におけるリニア空燃比センサの出力値を微分する微分手段と、上記微分手段により得られた値(微分値)に基づいてリニア空燃比センサの時定数劣化を判定する劣化判定手段とを備えるという構成にて実現した。 For the purpose of accurately detecting the time constant degradation (first-order lag degradation) of linear air-fuel ratio sensors without being affected by air-fuel ratio fluctuations (steady fluctuations) such as swells with relatively large cycles, the air-fuel ratio is forced The air-fuel ratio changing means for changing the output value, the differentiating means for differentiating the output value of the linear air-fuel ratio sensor after the air-fuel ratio change, and the time constant of the linear air-fuel ratio sensor based on the value (differential value) obtained by the differentiating means The present invention is realized by a configuration including a deterioration determination unit that determines deterioration.
この発明の、一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はリニア空燃比センサの劣化検出装置を示すが、まず図1を参照してエンジンの吸排気系について説明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
The drawing shows a deterioration detection device for a linear air-fuel ratio sensor. First, an intake / exhaust system of an engine will be described with reference to FIG.
図1はリニア空燃比センサを有するエンジンの系統図であって、吸入空気を浄化するエアクリーナ1のエレメント2後位にエアフローセンサ3を接続して、このエアフローセンサ3で吸入空気量Qaを検出すべく構成している。
FIG. 1 is a system diagram of an engine having a linear air-fuel ratio sensor. An airflow sensor 3 is connected to the rear of an
上述のエアフローセンサ3の後位にはスロットルボディ4を接続し、このスロットルボディ4内のスロットルチャンバ5には、吸入空気量を制御するスロットル弁6を配設している。そして、このスロットル弁6の下流の吸気通路には、所定容量を有する拡大室としてのサージタンク7を接続し、このサージタンク7下流に吸気ポート8と連通する吸気マニホルド9を接続すると共に、この吸気マニホルド9にはインジェクタ10(燃料噴射弁)を配設している。
A throttle body 4 is connected to the rear of the air flow sensor 3 described above, and a throttle valve 6 for controlling the intake air amount is disposed in a throttle chamber 5 in the throttle body 4. A surge tank 7 as an expansion chamber having a predetermined capacity is connected to the intake passage downstream of the throttle valve 6, and an intake manifold 9 communicating with the
一方、エンジン11の燃焼室12と適宜連通する上述の吸気ポート8および排気ポート13には、動弁機構(図示せず)により開閉操作される吸気弁14と排気弁15とをそれぞれ取付け、またシリンダヘッド16にはスパークギャップを上述の燃焼室12に臨ませた点火プラグ(図示せず)を取付けている。
On the other hand, an
上述の排気ポート13と連通する排気通路17には、排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニア空燃比センサ18(以下、単にリニアO2センサと略記する)を配設すると共に、この排気通路17の後位には排気ガスを浄化する触媒コンバータ19いわゆるキャタリストを接続している。
A linear air-fuel ratio sensor 18 (hereinafter simply referred to as a linear O 2 sensor) that outputs a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas is disposed in the
上述の触媒コンバータ19としては、例えば、HC,CO,NOXの3成分を同時に浄化し得る三元触媒(いわゆるTWC)を用いることができる。
また、前述のスロットルボディ4にはスロットル開度TVOを検出するスロットルセンサ20を取付けている。
The
The throttle body 4 is provided with a
図2はリニアO2センサ18の劣化検出装置を示す制御回路ブロック図であって、制御手段としてのCPU30は、エアフローセンサ3からの吸入空気量Qaと、スロットルセンサ20からのスロットル開度TVOと、エンジン回転数を検出する回転センサ21からのエンジン回転数Neと、リニアO2センサ18からの酸素濃度に比例する値などの必要な各種入力に基づいて、ROM22に格納されたプログラムに従って、燃料噴射手段としてのインジェクタ10を駆動し、また記憶手段としてのRAM23はサンプル数の所定値に相当するデータ、並びに、時定数劣化判定用の所定値に相当するデータなどを記憶する。
FIG. 2 is a control circuit block diagram showing a deterioration detection device for the linear O 2 sensor 18. The
ここで、上述のCPU30は、リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPU30それ自体参照)と、リニアO2センサ18の劣化検出時にのみ、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更させる手段、つまり図4に示す燃料噴射量aを加減算することで、空燃比にリッチ側またはリーン側の外乱を与える空燃比強制変更手段(図3に示すフローチャートのステップQ3,Q4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力b(図4参照)を微分して微分値c(図4参照)を求める微分手段(図3に示すフローチャートのステップQ6参照)と、上述の微分手段(ステップQ6参照)により得られた値に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(図3の各ステップQ9〜Q17からなるルーチンR1参照)と、を兼ねる。
Here, the
図3、図4に示す実施例においては、劣化判定手段(ルーチンR1参照)は、微分手段(ステップQ6参照)により得られた出力(微分値c)のピーク値Pに基づいて時定数劣化を検出するように構成している。 In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the deterioration determining means (see routine R1) performs time constant deterioration based on the peak value P of the output (differential value c) obtained by the differentiating means (see step Q6). It is configured to detect.
また、上述の空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)は、空燃比の変更をリッチからリーンと、リーンからリッチとに切換えるように構成され、上述の劣化判定手段(ルーチンR1参照)は、微分手段(ステップQ6参照)により得られた出力(微分値c)に基づいてリニアO2センサ18の片側(リッチ側またはリーン側)時定数劣化を検出すべく構成している。 The air-fuel ratio forcibly changing means (see steps Q3 and Q4) is configured to change the air-fuel ratio from rich to lean and from lean to rich, and the deterioration determining means (see routine R1) The one side (rich side or lean side) time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 is detected based on the output (differential value c) obtained by the differentiating means (see step Q6).
さらに、上述の空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)は、劣化検出時(診断実行条件の成立時)にインジェクタ10から噴射する燃料噴射量を加減算することで、図5に示すように空燃比の変更をリッチとリーンとに交互に切換えるように構成している。これは、触媒コンバータ19内の空燃比がリッチ側またはリーン側の一方に片寄ってエミッションの悪化を招くのを防止するためであり、リニアO2センサ18の劣化検出時に空燃比の強制変更をリッチとリーンとに交互に切換えることで、触媒コンバータ19による排気ガス浄化性能を維持したままで時定数劣化判定を行なうものである。
Further, the above-described forced air-fuel ratio changing means (see steps Q3 and Q4) adds and subtracts the fuel injection amount injected from the
このように構成したリニアO2センサ18の劣化検出装置の作用を、図3に示すフローチャートおよび図4に示すタイムチャートを参照して以下に詳述する。 The operation of the deterioration detection device for the linear O 2 sensor 18 configured as described above will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 3 and the time chart shown in FIG.
図3に示すフローチャートのステップQ1で、CPU30はリニアO2センサ18の劣化を検出する診断実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットルセンサ20で検出するスロットル開度TVOの変化量が所定変化量以下で、かつ回転センサ21で検出するエンジン回転数Neの変化量が所定変化量以下で、さらにCE=Qa/Neで求められる充填効率CEの変化量が所定変化量以下の所謂定常時を含むほぼ定常時(YES判定時)にのみ次のステップQ2に移行し、加減速時などの非定常時(NO判定時)にはリターンする。
In step Q1 of the flowchart shown in FIG. 3, the
ここで、診断の検出頻度の低下を防止する目的で、上述の診断実行条件にはある程度の許容幅をもたせており、例えば、緩加速等においては診断実行条件が成立するように構成されている。 Here, for the purpose of preventing a decrease in the detection frequency of diagnosis, the above-described diagnosis execution condition has a certain tolerance, and for example, the diagnosis execution condition is established in the case of slow acceleration or the like. .
上述のステップQ2で、CPU30は前回の空燃比強制変更時の燃料噴射量加減算(外乱)に基づいて、前回外乱がリーンであったか否かを判定し、NO判定時にはステップQ3に移行する一方、YES判定時には別のステップQ4に移行する。
In step Q2, the
上述のステップQ3で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0(図4参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリーン外乱を加算する。
In step Q3 described above, the
一方、上述のステップQ4で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0(図6参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリッチ外乱を加算する。
On the other hand, in step Q4 described above, the
つまり、上述の各ステップQ2,Q3,Q4の処理により、前回の外乱がリッチであるならば、今回は燃料噴射量aにリーン外乱を加算(燃料噴射量を減算)する一方、前回の外乱がリーンであるならば、今回は燃料噴射量aにリッチ外乱を加算(燃料噴射量を加算)するので、空燃比の強制変更は図5に示すようにリッチとリーンとに交互に切換えられる。 That is, if the previous disturbance is rich due to the processing of each of the above steps Q2, Q3, and Q4, the lean disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is subtracted), while the previous disturbance is If it is lean, a rich disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is added), so that the forced change of the air-fuel ratio is alternately switched between rich and lean as shown in FIG.
次にステップQ5で、CPU30は排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18の出力bの読込みを実行する。リニアO2センサ18が正常または略正常な場合で、かつりーン外乱の加算時には、その出力bは図4の実線のようになり、リニアO2センサ18の劣化度合が大きくなる程、その出力bは図4に仮想線で示す方向にずれることになる。
Next, in step Q5, the
次にステップQ6で、CPU30はリニアO2センサ18の出力bを微分した値、つまり微分値c(図4参照)を演算により求める。
Next, in step Q6, the
次にステップQ7で、CPU30は上述の微分値cのピーク値Pを演算により求める。図4に示すようにリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には上述のピーク値Pは大となり、リニアO2センサ18の劣化度合いが大きくなる程、ピーク値Pは小さくなる。
Next, in step Q7, the
次にステップQ8で、CPU30は、判定の信頼性向上を目的として、リッチ外乱を与えた場合のピーク値Pのサンプル数、並びにリーン外乱を与えた場合のピーク値Pのサンプル数が所定値(例えば5〜10回)よりも大か否かを判定し、NO判定時にはステップQ1にリターンしてフローチャートの繰返し処理を実行する一方、YES判定時には次のステップQ9に移行する。
Next, in step Q8, for the purpose of improving the reliability of the determination, the
なお、図4に示すタイムチャートにおいてはリーン外乱(燃料噴射量の減算)を与えた場合の微分値cのプラス側のピーク値Pを示したが、リッチ外乱(燃料噴射量の加算)を与えた場合には、微分値cのマイナス側のピーク値(図6参照)を用いて、時定数劣化を検出乃至判定することができる。ここで、プラス側およびマイナス側のピーク値を用いる構成に代えて、ピーク値の絶対値を用いてもよい。 The time chart shown in FIG. 4 shows the positive peak value P of the differential value c when a lean disturbance (subtraction of fuel injection amount) is given, but a rich disturbance (addition of fuel injection amount) is given. In such a case, the time constant deterioration can be detected or determined using the negative peak value of the differential value c (see FIG. 6). Here, instead of the configuration using the positive and negative peak values, the absolute value of the peak value may be used.
上述のステップQ9で、CPU30は所定サンプル数に達した複数のリッチ側のピーク値Pの平均値(平均ピーク値)を演算すると共に、所定サンプル数に達した複数のリーン側のピーク値Pの平均値(平均ピーク値)を演算する。
In step Q9 described above, the
次にステップQ10で、CPU30はリッチ側ピーク値PR(詳しくはリッチ側の平均ピーク値)からリーン側ピーク値PL(詳しくはリーン側の平均ピーク値)を減算した値の絶対値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップQ11に移行し、YES判定時には別のステップQ12に移行する。
Next, in step Q10, the
このステップQ12で、CPU30はリッチ側ピーク値PRが所定値より小か否かを判定し、YES判定時にはステップQ13に移行する一方、NO判定時には別のステップQ14に移行する。
In this step Q12, the
上述のステップQ13で、CPU30はPR<所定値に対応して、リッチ側ピーク値PRが劣化つまりリッチ側時定数劣化であると判定する。
一方、ステップQ14で、CPU30はリーン側ピーク値PLが所定値よりも小か否かを判定し、YES判定時にはステップQ15に移行する一方、NO判定時には別のステップQ16に移行する。
In step Q13 described above, the
On the other hand, in step Q14, the
上述のステップQ15で、CPU30はPL<所定値に対応して、リーン側ピーク値PLが劣化(リーン側時定数劣化)であると判定する。
また、上述のステップQ16では、CPU30はリッチ側ピーク値およびリーン側ピーク値の何れもが正常であると判定する。
In step Q15 described above, the
In step Q16 described above, the
一方、上述のステップQ11で、CPU30はリッチ側ピーク値PR(詳しくはリッチ側の平均ピーク値)とリーン側ピーク値PL(詳しくはリーン側の平均ピーク値)とを加算した値が、所定値よりも小さいか否かを判定し、NO判定時にはステップQ16に移行する一方、YES判定時には別のステップQ17に移行する。
On the other hand, in step Q11 described above, the
上述のステップQ16で、CPU30はリッチ側ピーク値PRおよびリーン側ピーク値PLの何れもが正常であると判定し、上述のステップQ17では、CPU30はPR+PL<所定値に対応して、リッチ側ピーク値PRおよびリーン側ピーク値PL(換言すれば両側の時定数)の何れもが劣化であると判定する。
In step Q16, the
図7は微分値cに基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を検出する上記実施例を裏付けるために、実車試験を行なった測定結果を示し、エンジン回転数Ne=1200rpm、充填効率CE=0.2の条件下において燃料噴射量aを6%減量するリーン外乱を加えた場合の実測値を示す。 FIG. 7 shows a measurement result of an actual vehicle test to support the above-described embodiment for detecting the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 based on the differential value c. The engine speed Ne = 1200 rpm, the charging efficiency CE = An actual measurement value is shown when a lean disturbance is applied to reduce the fuel injection amount a by 6% under the condition of 0.2.
図7から明らかなようにリニアO2センサ18の出力bの微分値cの波形はそのピーク値Pが正常なものは高い値を示し、劣化したものは正常なものに対して低い値を示す。 As apparent from FIG. 7, the waveform of the differential value c of the output b of the linear O 2 sensor 18 shows a high value when the peak value P is normal, and shows a low value when the peak value P is deteriorated. .
このように上記実施例のリニアO2センサ18の劣化検出装置は、エンジン11の排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18と、上記リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPU30参照)とを備えたものであって、空燃比を強制的に変更する空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力bを微分する微分手段(ステップQ6参照)と、上記微分手段(ステップQ6参照)により得られた値(微分値c参照)に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(ルーチンR1参照)とを備えたものである。
Thus the deterioration detector of the linear O 2 sensor 18 of the above embodiment, the linear O 2 sensor 18 which outputs a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas provided in an exhaust system of the engine 11, the linear O 2 Air-fuel ratio feedback control means (see CPU 30) for feeding back the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 11 to the target air-fuel ratio based on the detection value of the
この構成によれば、空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)は、リニアO2センサ18の劣化検出時に、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更し、上述の微分手段(ステップQ6参照)は、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力bを微分し、劣化判定手段(ルーチンR1参照)は、上記微分手段(ステップQ6参照)により得られた値(微分値c)に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する。 According to this configuration, the air-fuel ratio forcibly changing means (see steps Q3 and Q4) forcibly changes the air-fuel ratio supplied to the engine 11 when the deterioration of the linear O 2 sensor 18 is detected. Step Q6) differentiates the output b of the linear O 2 sensor 18 after the forced change of the air-fuel ratio, and the deterioration determining means (see routine R1) is a value (differentiated value) obtained by the differentiating means (see Step Q6). The time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 is determined based on c).
このように、リニアO2センサ18の劣化検出時に、空燃比に外乱を与え、空燃比の強制変更後においてリニアO2センサ18の出力bを微分して、微分値cを求め、この微分値cに基づいて時定数劣化を判定するので、比較的周期が大きいうねりのような空燃比変動(定常変動)の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には適切な微分値cが得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。 As described above, when the deterioration of the linear O 2 sensor 18 is detected, a disturbance is given to the air-fuel ratio, and after the forced change of the air-fuel ratio, the output b of the linear O 2 sensor 18 is differentiated to obtain a differential value c. Since the time constant deterioration is determined based on c, it is not affected by air-fuel ratio fluctuations (steady fluctuations) such as swells with relatively large cycles, and an appropriate differential value c is obtained when a disturbance is applied. It is done. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
しかも、上記劣化判定手段(ルーチンR1参照)は、微分手段(ステップQ6参照)により得られた出力(微分値c)のピーク値Pに基づいて時定数劣化を検出するものである。 Moreover, the deterioration determining means (see routine R1) detects time constant deterioration based on the peak value P of the output (differential value c) obtained by the differentiating means (see step Q6).
この構成によれば、上述のピーク値Pに基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際にはリニアO2センサ18の劣化度合に対応したピーク値Pが得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。 According to this configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described peak value P, the degree of deterioration of the linear O 2 sensor 18 is not affected by a steady fluctuation of the air-fuel ratio, and when a disturbance is applied. A peak value P corresponding to is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
また、上記空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)は空燃比の変更をリッチからリーンと、リーンからリッチとに切換えるように構成され、上記劣化判定手段(ルーチンR1参照)は、微分手段(ステップQ6参照)により得られた出力(微分値c参照)に基づいてリニアO2センサ18の片側時定数劣化を検出するものである。 Further, the air-fuel ratio forcibly changing means (see steps Q3 and Q4) is configured to change the air-fuel ratio from rich to lean and from lean to rich, and the deterioration determining means (see routine R1) is a differentiating means. One-side time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 is detected based on the output (see the differential value c) obtained by (see step Q6).
この構成によれば、リニアO2センサ18の片側(この実施例ではリッチ側または/および/リーン側)時定数劣化を検出することができる。
さらに、上記空燃比強制変更手段(ステップQ3,Q4参照)は、劣化検出時に空燃比の変更をリッチとリーンとに交互に切換えるように構成したものである。
According to this configuration, it is possible to detect the time constant deterioration on one side (in this embodiment, the rich side or / and / or the lean side) of the linear O 2 sensor 18.
Further, the air-fuel ratio forcibly changing means (see steps Q3 and Q4) is configured to alternately change the air-fuel ratio between rich and lean when detecting deterioration.
この構成によれば、空燃比がリッチとリーンとに交互に変更されるので、接触コンバータ19(いわゆるキャタリスト)内の空燃比がリッチ側またはリーン側の一方に片寄ってエミッションの悪化を招くことが防止され、触媒コンバータ19による排気ガス浄化性能を維持した状態下においてリニアO2センサ18の時定数劣化判定を行うことができる。
According to this configuration, since the air-fuel ratio is alternately changed between rich and lean, the air-fuel ratio in the contact converter 19 (so-called catalyst) is shifted to either the rich side or the lean side, leading to deterioration of emissions. Thus, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be determined under the condition that the exhaust gas purification performance by the
図8、図9はリニアO2センサ18の劣化検出装置の他の実施例を示すフローチャートおよびタイムチャートである。この実施例においても図1、図2で示した回路装置を用いる。 8 and 9 are a flowchart and a time chart showing another embodiment of the deterioration detection device for the linear O 2 sensor 18. Also in this embodiment, the circuit device shown in FIGS. 1 and 2 is used.
また、この実施例においてもCPU30は、リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPUそれ自体参照)と、リニアO2センサ18の劣化検出時にのみ、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更させる手段、つまり図9に示す燃料噴射量aを加減算することで、空燃比にリッチ側またはリーン側の外乱を与える空燃比強制変更手段(図8のステップU3,U4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力b(図9参照)を微分して微分値cを求める微分手段(図8のステップU6参照)と、上述の微分手段(ステップU6参照)に得られた値に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(図8のルーチンR2参照)と、を兼ねる。
Also in this embodiment, the
図8、図9に示す実施例においては、劣化判定手段(ルーチンR2参照)は、微分手段(ステップU6参照)により得られた出力(微分値c参照)が変化を初め、ピーク値を示した時点からその後ゼロになるまでの時間TA(図9参照)に基づいて時定数劣化を検出するように構成している。 In the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the deterioration determining means (see routine R2) shows a peak value, with the output (see the differential value c) obtained by the differentiating means (see step U6) starting to change. The time constant deterioration is detected on the basis of a time TA (see FIG. 9) from the time point until it becomes zero thereafter.
上述のゼロになるまでの時間TAはリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には短く、劣化度合が大きくなるに従って、ゼロになるまでの時間TAは長くなる。 The time TA until the above zero is short when the linear O 2 sensor 18 is normal or substantially normal, and the time TA until it becomes zero becomes longer as the degree of deterioration increases.
この実施例の作用を、図8に示すフローチャートおよび図9に示すタイムチャートを参照して、以下に詳述する。
図8に示すフローチャートのステップU1で、CPU30はリニアO2センサ18の劣化を検出する診断実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットルセンサ20で検出するスロットル開度TVOの変化量が所定変化量以下で、かつ回転センサ21で検出するエンジン回転数Neの変化量が所定変化量以下で、さらにCE=Qa/Neで求められる充填効率CEの変化量が所定変化量以下の所謂定常時を含むほぼ定常時(YES判定時)にのみ次のステップU2に移行し、加減速時などの非定常時(NO判定時)にはリターンする。
The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 8 and the time chart shown in FIG.
In step U1 of the flowchart shown in FIG. 8, the
ここで、診断の検出頻度の低下を防止する目的で、上述の診断実行条件にはある程度の許容幅をもたせており、例えば、緩加速時においては診断実行条件が成立するように構成されている。 Here, in order to prevent a decrease in the detection frequency of diagnosis, the above-described diagnosis execution condition has a certain tolerance, and for example, the diagnosis execution condition is established at the time of slow acceleration. .
上述のステップU2で、CPU30は前回の空燃比強制変更時の燃料噴射量加減算(外乱)に基づいて、前回外乱がリーンであったか否かを判定し、NO判定時にはステップU3に移行する一方、YES判定時には別のステップU4に移行する。
In step U2, the
上述のステップU3で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0(図9参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリーン外乱を加算する。
一方、上述のステップU4で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリッチ外乱を加算する。
In step U3 described above, the
On the other hand, in step U4 above,
つまり、上述の各ステップU2,U3,U4の処理により、前回の外乱がリッチであるならば、今回は燃料噴射量aにリーン外乱を加算(燃料噴射量を減算)する一方、前回の外乱がリーンであるならば、今回は燃料噴射量aにリッチ外乱を加算(燃料噴射量を加算)するので、空燃比の強制変更は既に図5で示したようにリッチとリーンとに交互に切換えられる。 That is, if the previous disturbance is rich due to the processing of each of the above steps U2, U3, U4, the lean disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is subtracted), while the previous disturbance is If it is lean, a rich disturbance is added to the fuel injection amount a this time (fuel injection amount is added), so that the forced change of the air-fuel ratio is switched alternately between rich and lean as already shown in FIG. .
次にステップU5で、CPU30は排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18の出力bの読込みを実行する。リニアO2センサ18が正常または略正常な場合で、かつりーン外乱の加算時には、その出力bは図9の実線のようになり、リニアO2センサ18の劣化度合が大きくなる程、その出力bは図9に仮想線で示す方向にずれることになる。
Next, in step U5, the
次にステップU6で、CPU30はリニアO2センサ18の出力bを微分した値、つまり微分値c(図9参照)を演算により求める。
Next, in step U6, the
次にステップU7で、CPU30は微分値cが変化を初め、ピーク値を示した時点からその後ゼロになるまでの時間TAを演算により求める。図9に示すようにリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には時間TAは小となり、リニアO2センサ18の劣化度合いが大きくなる程、時間TAは大きくなる。
Next, in step U7, the
次にステップU8で、CPU30は、判定の信頼性向上を目的として、リッチ外乱を与えた場合の時間TAのサンプル数、並びにリーン外乱を与えた場合の時間TAのサンプル数が所定値(例えば5〜10回)よりも大か否かを判定し、NO判定時にはステップU1にリターンしてフローチャートの繰返し処理を実行する一方、YES判定時には次のステップU9に移行する。
Next, in step U8, for the purpose of improving the reliability of the determination, the
なお、図9に示すタイムチャートにおいてはリーン外乱(燃料噴射量の減算)を与えた場合の微分値cのプラス側のピーク値Pからその後ゼロになるまでの時間TAを示したが、リッチ外乱(燃料噴射量の加算)を与えた場合には、微分値cのマイナス側のピーク値からその後ゼロになるまでの時間を用いて、時定数劣化を検出乃至判定することができる。 In the time chart shown in FIG. 9, the time TA from the positive peak value P of the differential value c when the lean disturbance (subtraction of the fuel injection amount) is given to the subsequent zero is shown. When (addition of fuel injection amount) is given, time constant deterioration can be detected or determined using the time from the negative peak value of the differential value c to zero thereafter.
上述のステップU9で、CPU30は所定サンプル数に達した複数のリッチ側の時間TAの平均値を演算すると共に、所定サンプル数に達した複数のリーン側の時間TAの平均値を演算する。
In step U9 described above, the
次にステップU10で、CPU30はリッチ側時間TAR(詳しくはリッチ側時間の平均値)からリーン側時間TAL(詳しくはリーン側時間の平均値)を減算した値の絶対値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップU11に移行し、YES判定時には別のステップU12に移行する。
Next, in step U10, the
このステップU12で、CPU30はリッチ側時間TARが所定値よりも大か否かを判定し、YES判定時にはステップU13に移行する一方、NO判定時には別のステップU14に移行する。
In this step U12, the
上述のステップU13で、CPU30はTAR>所定値に対応して、リッチ側時間TARが劣化つまりリッチ側時定数劣化であると判定する。
一方、ステップU14で、CPU30はリーン側時間TALが所定値よりも大か否かを判定し、YES判定時にはステップU15に移行する一方、NO判定時には別のステップU16に移行する。
In step U13 described above, the
On the other hand, in step U14, the
上述のステップU15で、CPU30はTAL>所定値に対応して、リーン側時間TALが劣化(リーン側時定数劣化)であると判定する。
また、上述のステップU16では、CPU30はリッチ側時間TARおよびリーン側時間TALの何れもが正常であると判定する。
In step U15 described above, the
In Step U16 described above, the
一方、上述のステップU11で、CPU30はリッチ側時間TAR(詳しくはリッチ側時間の平均値)とリーン側時間TAL(詳しくはリーン側時間の平均値)とを加算した値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップU16に移行する一方、YES判定時には別のステップU17に移行する。
On the other hand, in step U11 described above, the
上述のステップU16で、CPU30はリッチ側時間TARおよびリーン側時間TALの何れもが正常であると判定し、上述のステップU17では、CPU30はTAR+TAL>所定値に対応して、リッチ側時間TARおよびリーン側時間TAL(換言すれば両側の時定数)の何れもが劣化であると判定する。
In step U16, the
このように、図8、図9で示した実施例においては、上記劣化判定手段(ルーチンR2参照)は、微分手段(ステップU6参照)により得られた出力(微分値c参照)が変化を初め、ピーク値を示した時点からその後ゼロになるまでの時間TAに基づいて時定数劣化を検出するものである。 Thus, in the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the deterioration determining means (see routine R2) is such that the output (see the differential value c) obtained by the differentiating means (see step U6) begins to change. The time constant deterioration is detected on the basis of the time TA from the time when the peak value is shown until it reaches zero thereafter.
この構成によれば、上述のゼロになるまでの時間TAに基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応してゼロになるまでの時間TAが適切に得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。
なお、図8、図9で示した実施例においても、その他の作用、効果については先の実施例とほぼ同様である。
According to this configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described time TA until zero, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and corresponds to the degree of deterioration when a disturbance is given. Thus, the time TA until it becomes zero can be appropriately obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the other operations and effects are substantially the same as those in the previous embodiment.
図10、図11はリニアO2センサ18の劣化検出装置のさらに他の実施例を示すフローチャートおよびタイムチャートである。この実施例においても図1、図2で示した回路装置を用いる。 10 and 11 are a flowchart and a time chart showing still another embodiment of the deterioration detection apparatus for the linear O 2 sensor 18. Also in this embodiment, the circuit device shown in FIGS. 1 and 2 is used.
また、この実施例においてもCPU30は、リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPUそれ自体参照)と、リニアO2センサ18の劣化検出時にのみ、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更させる手段、つまり図11に示す燃料噴射量aを加減算することで、空燃比にリッチ側またはリーン側の外乱を与える空燃比強制変更手段(図10のステップX3,X4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力b(図11参照)を微分して微分値cを求める微分手段(図10のステップX6参照)と、上述の微分手段(ステップX6参照)に得られた値に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(図10のルーチンR3参照)と、を兼ねる。
Also in this embodiment, the
図10、図11に示すこの実施例においては、上述の劣化判定手段(ルーチンR3参照)は、微分手段(ステップX6参照)により得られた出力(微分値c参照)が図11に示すように変化を初め、所定しきい値thを超えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値thに達した時点との間の時間TBに基づいて時定数劣化を検出するように構成している。 In this embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the above-described deterioration determination means (see routine R3) is such that the output (see differential value c) obtained by the differentiation means (see step X6) is as shown in FIG. The time constant deterioration is detected based on the time TB between the time when the predetermined threshold value th is exceeded and the time when the output decreases and reaches the predetermined threshold value th. ing.
換言すれば、外乱が与えられた後に、微分値cが所定値(しきい値th参照)とクロスするポイント間の時間TBに基づいて時定数劣化を検出するように構成したものである。 In other words, the time constant deterioration is detected based on the time TB between points at which the differential value c crosses a predetermined value (see threshold value th) after a disturbance is applied.
この実施例の作用を、図10に示すフローチャートおよび図11に示すタイムチャートを参照して、以下に詳述する。
図10に示すフローチャートのステップX1で、CPU30はリニアO2センサ18の劣化を検出する診断実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットルセンサ20で検出するスロットル開度TVOの変化量が所定変化量以下で、かつ回転センサ21で検出するエンジン回転数Neの変化量が所定変化量以下で、さらにCE=Qa/Neで求められる充填効率CEの変化量が所定変化量以下の所謂定常時を含むほぼ定常時(YES判定時)にのみ次のステップX2に移行し、加減速時などの非定常時(NO判定時)にはリターンする。
The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 10 and the time chart shown in FIG.
In step X1 of the flowchart shown in FIG. 10, the
ここで、診断の検出頻度の低下を防止する目的で、上述の診断実行条件にはある程度の許容幅をもたせており、例えば、緩加速時においては診断実行条件が成立するように構成されている。 Here, in order to prevent a decrease in the detection frequency of diagnosis, the above-described diagnosis execution condition has a certain tolerance, and for example, the diagnosis execution condition is established at the time of slow acceleration. .
上述のステップX2で、CPU30は前回の空燃比強制変更時の燃料噴射量加減算(外乱)に基づいて、前回外乱がリーンであったか否かを判定し、NO判定時にはステップX3に移行する一方、YES判定時には別のステップX4に移行する。
In step X2 described above, the
上述のステップX3で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0(図11参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリーン外乱を加算する。
In step X3 described above, the
一方、上述のステップX4で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリッチ外乱を加算する。
On the other hand, in the aforementioned step X4,
つまり、上述の各ステップX2,X3,X4の処理により、前回の外乱がリッチであるならば、今回は燃料噴射量aにリーン外乱を加算(燃料噴射量を減算)する一方、前回の外乱がリーンであるならば、今回は燃料噴射量aにリッチ外乱を加算(燃料噴射量を加算)するので、空燃比の強制変更は図5において既に示したようにリッチとリーンとに交互に切換えられる。 That is, if the previous disturbance is rich due to the processing of each of the above steps X2, X3, and X4, the lean disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is subtracted), while the previous disturbance is If it is lean, a rich disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is added), so that the forced change of the air-fuel ratio is alternately switched between rich and lean as already shown in FIG. .
次にステップX5で、CPU30は排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18の出力bの読込みを実行する。リニアO2センサ18が正常または略正常な場合で、かつりーン外乱の加算時には、その出力bは図11の実線のようになり、リニアO2センサ18の劣化度合が大きくなる程、その出力bは図11に仮想線で示す方向にずれることになる。
Next, in Step X5, the
次にステップX6で、CPU30はリニアO2センサ18の出力bを微分した値、つまり微分値c(図11参照)を演算により求める。
Next, in step X6, the
次にステップX7で、CPU30は上述の微分値cが所定値としての所定しきい値thを越えている時間TB、詳しくは、しきい値thを越えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値thを下回った時点との間の時間TBを演算により求める。図11に示すようにリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には上述の時間TBは大となり、リニアO2センサ18の劣化度合いが大きくなる程、時間TBは小さくなる。
Next, at step X7, the
次にステップX8で、CPU30は、判定の信頼性向上を目的として、リッチ外乱を与えた場合の時間TBのサンプル数、並びにリーン外乱を与えた場合の時間TBのサンプル数が所定値(例えば5〜10回)よりも大か否かを判定し、NO判定時にはステップX1にリターンしてフローチャートの繰返し処理を実行する一方、YES判定時には次のステップX9に移行する。
Next, in step X8, for the purpose of improving the reliability of the determination, the
なお、図11に示すタイムチャートにおいてはリーン外乱(燃料噴射量の減算)を与えた場合の微分値cのプラス側のしきい値thとクロスするポイント間の時間TBを示したが、リッチ外乱(燃料噴射量の加算)を与えた場合には、微分値cのマイナス側のしきい値thとクロスするポイント間の時間TBを用いて、時定数劣化を検出乃至判定することができる。 Note that the time chart shown in FIG. 11 shows the time TB between points crossing the threshold value th on the plus side of the differential value c when lean disturbance (subtraction of fuel injection amount) is given. When (addition of fuel injection amount) is given, the time constant deterioration can be detected or determined using the time TB between points crossing the threshold value th on the minus side of the differential value c.
上述のステップX9で、CPU30は所定サンプル数に達した複数のリッチ側の時間TBの平均値を演算すると共に、所定サンプル数に達した複数のリーン側の時間TBの平均値を演算する。
In step X9, the
次にステップX10で、CPU30はリッチ側時間TBR(詳しくはリッチ側時間の平均値)からリーン側時間TBL(詳しくはリーン側時間の平均値)を減算した値の絶対値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップX11に移行し、YES判定時には別のステップX12に移行する。
Next, in step X10, the
このステップX12で、CPU30はリッチ側時間TBRが所定値より小か否かを判定し、YES判定時にはステップX13に移行する一方、NO判定時には別のステップX14に移行する。
In this step X12, the
上述のステップX13で、CPU30はTBR<所定値に対応して、リッチ側時間TBRが劣化つまりリッチ側時定数劣化であると判定する。
一方、ステップX14で、CPU30はリーン側時間TBLが所定値よりも小か否かを判定し、YES判定時にはステップX15に移行する一方、NO判定時には別のステップX16に移行する。
In step X13 described above, the
On the other hand, in step X14, the
上述のステップX15で、CPU30はTBL<所定値に対応して、リーン側時間TBLが劣化(リーン側時定数劣化)であると判定する。
また、上述のステップX16では、CPU30はリッチ側時間TBRおよびリーン側時間TBLの何れもが正常であると判定する。
In step X15 described above, the
In Step X16 described above, the
一方、上述のステップX11で、CPU30はリッチ側時間TBR(詳しくはリッチ側時間の平均値)とリーン側時間TBL(詳しくはリーン側時間の平均値)とを加算した値が、所定値よりも小さいか否かを判定し、NO判定時にはステップX16に移行する一方、YES判定時には別のステップX17に移行する。
On the other hand, in step X11 described above, the
上述のステップX16で、CPU30はリッチ側時間TBRおよびリーン側時間TBLの何れもが正常であると判定し、上述のステップX17では、CPU30はTBR+TBL<所定値に対応して、リッチ側時間TBRおよびリーン側時間TBL(換言すれば両側の時定数)の何れもが劣化であると判定する。
In step X16, the
このように、図10、図11で示した実施例においては、上記劣化判定手段(ルーチンR3参照)は、微分手段(ステップX6参照)により得られた出力(微分値c参照)が変化を初め、所定しきい値thを超えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間TBに基づいて時定数劣化を検出するものである。 Thus, in the embodiments shown in FIGS. 10 and 11, the deterioration determining means (see routine R3) is such that the output (see the differential value c) obtained by the differentiating means (see step X6) begins to change. The time constant deterioration is detected based on the time TB between the time point when the predetermined threshold value th is exceeded and the time point when the output decreases and reaches the predetermined threshold value.
リニアO2センサ18の出力の微分値cが変化を初め、所定しきい値を越えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間TBは、該センサが劣化する程、短くなる。 The time TB between the time when the differential value c of the output of the linear O 2 sensor 18 starts to change and exceeds a predetermined threshold and the time when the output decreases and reaches the predetermined threshold is expressed as follows: The shorter the sensor is, the shorter it is.
この構成によれば、上述の時間TBに基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した時間TB(微分出力が変化を初め、所定しきい値を超えた時点と、その後、出力が低下して所定しきい値に達した時点との間の時間TB)が得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。
なお、図10、図11で示した実施例においても、その他の作用、効果については先の実施例とほぼ同様である。
According to this configuration, since the time constant deterioration is determined based on the above-described time TB, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and when a disturbance is given, the time TB (differential) corresponding to the degree of deterioration is given. A time TB) between the time when the output starts to change and exceeds the predetermined threshold and the time when the output decreases and reaches the predetermined threshold is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the other operations and effects are substantially the same as those in the previous embodiment.
図12、図13はリニアO2センサ18の劣化検出装置のさらに他の実施例を示すフローチャートおよびタイムチャートである。この実施例においても図1、図2で示した回路装置を用いる。 FIGS. 12 and 13 are a flowchart and a time chart showing still another embodiment of the deterioration detection apparatus for the linear O 2 sensor 18. Also in this embodiment, the circuit device shown in FIGS. 1 and 2 is used.
また、この実施例においてもCPU30は、リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPUそれ自体参照)と、リニアO2センサ18の劣化検出時にのみ、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更させる手段、つまり図13に示す燃料噴射量aを加減算することで、空燃比にリッチ側またはリーン側の外乱を与える空燃比強制変更手段(図12のステップY3,Y4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力b(図13参照)を微分して微分値cを求める微分手段(図12のステップY6参照)と、上述の微分手段(ステップY6参照)に得られた値に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(図12のルーチンR4参照)と、を兼ねる。
Also in this embodiment, the
図12、図13に示す実施例においては、上述の劣化判定手段(ルーチンR4参照)は、空燃比を強制的に変更した外乱開始時点t0から微分手段(ステップY6参照)により得られた出力(微分値c)がピーク値に達するまでの時間TCに基づいて時定数劣化を検出するように構成している。 12, in the embodiment shown in FIG. 13, the above-mentioned deterioration determination means (see Routine R4) were obtained by the differentiating means from a disturbance start time t 0 which forcibly change the air-fuel ratio (refer to step Y6) output The time constant deterioration is detected based on the time TC until the (differential value c) reaches the peak value.
この実施例の作用を、図12に示すフローチャートおよび図13に示すタイムチャートを参照して、以下に詳述する。
図12に示すフローチャートのステップY1で、CPU30はリニアO2センサ18の劣化を検出する診断実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットルセンサ20で検出するスロットル開度TVOの変化量が所定変化量以下で、かつ回転センサ21で検出するエンジン回転数Neの変化量が所定変化量以下で、さらにCE=Qa/Neで求められる充填効率CEの変化量が所定変化量以下の所謂定常時を含むほぼ定常時(YES判定時)にのみ次のステップY2に移行し、加減速時などの非定常時(NO判定時)にはリターンする。
The effect | action of this Example is explained in full detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 12, and the time chart shown in FIG.
In step Y1 of the flowchart shown in FIG. 12, the
ここで、診断の検出頻度の低下を防止する目的で、上述の診断実行条件にはある程度の許容幅をもたせており、例えば、緩加速時においては診断実行条件が成立するように構成されている。 Here, in order to prevent a decrease in the detection frequency of diagnosis, the above-described diagnosis execution condition has a certain tolerance, and for example, the diagnosis execution condition is established at the time of slow acceleration. .
上述のステップY2で、CPU30は前回の空燃比強制変更時の燃料噴射量加減算(外乱)に基づいて、前回外乱がリーンであったか否かを判定し、NO判定時にはステップY3に移行する一方、YES判定時には別のステップY4に移行する。
In step Y2, the
上述のステップY3で、CPU30は外乱開始時点t0(図13参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリーン外乱を加算する。
一方、上述のステップY4で、CPU30は外乱開始時点t0において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリッチ外乱を加算する。
In step Y3 described above, the
On the other hand, in step Y4 above,
つまり、上述の各ステップY2,Y3,Y4の処理により、前回の外乱がリッチであるならば、今回は燃料噴射量aにリーン外乱を加算(燃料噴射量を減算)する一方、前回の外乱がリーンであるならば、今回は燃料噴射量aにリッチ外乱を加算(燃料噴射量を加算)するので、空燃比の強制変更は図5で既に説明したようにリッチとリーンとに交互に切換えられる。 In other words, if the previous disturbance is rich by the processing of each of the above-described steps Y2, Y3, and Y4, the lean disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is subtracted), while the previous disturbance is If it is lean, a rich disturbance is added to the fuel injection amount a this time (fuel injection amount is added), so that the forced change of the air-fuel ratio is alternately switched between rich and lean as already described in FIG. .
次にステップY5で、CPU30は排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18の出力bの読込みを実行する。リニアO2センサ18が正常または略正常な場合で、かつりーン外乱の加算時には、その出力bは図13の実線のようになり、リニアO2センサ18の劣化度合が大きくなる程、その出力bは図13に仮想線で示す方向にずれることになる。
Next, in step Y5, the
次にステップY6で、CPU30はリニアO2センサ18の出力bを微分した値、つまり微分値c(図13参照)を演算により求める。
Next, in step Y6, the
次にステップY7で、CPU30は外乱開示時点t0から微分値cがピーク値に達するまでの時間TCを演算により求める。図13に示すようにリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には上述の時間TCは短くなり、リニアO2センサ18の劣化度合いが大きくなる程、時間TCは長くなる。
In step Y7,
次にステップY8で、CPU30は、判定の信頼性向上を目的として、リッチ外乱を与えた場合の時間TCのサンプル数、並びにリーン外乱を与えた場合の時間TCのサンプル数が所定値(例えば5〜10回)よりも大か否かを判定し、NO判定時にはステップY1にリターンしてフローチャートの繰返し処理を実行する一方、YES判定時には次のステップY9に移行する。
Next, in step Y8, for the purpose of improving the reliability of the determination, the
なお、図13に示すタイムチャートにおいては外乱開示時点t0にてリーン外乱(燃料噴射量の減算)を与えた場合に微分値cがプラス側のピーク値に達するまでの時間TCを示したが、リッチ外乱(燃料噴射量の加算)を与えた場合には、微分値cがマイナス側のピーク値に達するまでの時間TCを用いて、時定数劣化を検出乃至判定することができる。 Incidentally, although the time TC until the differential value c when in disturbance disclosed time t 0 gave lean disturbance (subtraction of the fuel injection amount) reaches a peak value on the positive side in the time chart shown in FIG. 13 When rich disturbance (addition of fuel injection amount) is given, time constant deterioration can be detected or determined using the time TC until the differential value c reaches the negative peak value.
上述のステップY9で、CPU30は所定サンプル数に達した複数のリッチ側の時間TCの平均値を演算すると共に、所定サンプル数に達した複数のリーン側の時間TCの平均値を演算する。
In step Y9, the
次にステップY10で、CPU30はリッチ側時間TCR(詳しくはリッチ側時間の平均値)からリーン側時間TCL(詳しくはリーン側時間の平均値)を減算した値の絶対値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップY11に移行し、YES判定時には別のステップY12に移行する。
Next, in step Y10, the
このステップY12で、CPU30はリッチ側時間TCRが所定値より大か否かを判定し、YES判定時にはステップY13に移行する一方、NO判定時には別のステップY14に移行する。
In this step Y12, the
上述のステップY13で、CPU30はTCR>所定値に対応して、リッチ側時間TCRが劣化つまりリッチ側時定数劣化であると判定する。
一方、ステップY14で、CPU30はリーン側時間TCLが所定値よりも大か否かを判定し、YES判定時にはステップY15に移行する一方、NO判定時には別のステップY16に移行する。
In step Y13 described above, the
On the other hand, in step Y14, the
上述のステップY15で、CPU30はTCL>所定値に対応して、リーン側時間TCLが劣化(リーン側時定数劣化)であると判定する。
また、上述のステップY16では、CPU30はリッチ側時間TCRおよびリーン側時間TCLの何れもが正常であると判定する。
In step Y15 described above, the
In step Y16 described above, the
一方、上述のステップY11で、CPU30はリッチ側時間TCR(詳しくはリッチ側時間の平均値)とリーン側時間TCL(詳しくはリーン側時間の平均値)とを加算した値が、所定値よりも大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップY16に移行する一方、YES判定時には別のステップY17に移行する。
On the other hand, in step Y11 described above, the
上述のステップY16で、CPU30はリッチ側時間TCRおよびリーン側時間TCLの何れもが正常であると判定し、上述のステップY17では、CPU30はTCR+TCL>所定値に対応して、リッチ側時間TCRおよびリーン側時間TCL(換言すれば両側の時定数)の何れもが劣化であると判定する。
In step Y16, the
このように、図12、図13で示した実施例においては、上記劣化判定手段(ルーチンR4参照)は、空燃比を強制的に変更した外乱開始時点t0から微分手段(ステップY6参照)により得られた出力(微分値c参照)がピーク値に達するまでの時間TCに基づいて時定数劣化を検出するものである。 Thus, in the embodiment shown in FIG. 12, FIG. 13, (see Routine R4) said deterioration determination means, by the differentiation means from the disturbance start time t 0 which forcibly change the air-fuel ratio (refer to step Y6) The time constant deterioration is detected based on the time TC until the obtained output (refer to the differential value c) reaches the peak value.
ここに、上述の空燃比を強制的に変更した外乱開始時点t0から微分値cがピーク値に達するまでの時間TCは、リニアO2センサ18が劣化する程、長くなる。 Here, the time TC from the disturbance start time t 0 which forcibly changes the air-fuel ratio of the above to the differential value c reaches a peak value, the linear O 2 sensor 18 is higher deteriorates, becomes longer.
この構成によれば、上述の時間TCに基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した時間TC(外乱開始時点t0から微分手段により得られた出力cがピーク値に達するまでの時間TC)が得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。
なお、図12、図13で示した実施例においても、その他の作用、効果については先の実施例とほぼ同様である。
According to this configuration, since the time constant deterioration is determined based on the time TC described above, the time TC (disturbance corresponding to the degree of deterioration is not affected by the disturbance of the air-fuel ratio without being affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio. time from the start time point t 0 until the output c obtained by differentiating means reaches a peak value TC) is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
In the embodiment shown in FIG. 12 and FIG. 13, the other actions and effects are substantially the same as those in the previous embodiment.
図14、図15はリニアO2センサ18の劣化検出装置のさらに他の実施例を示すフローチャートおよびタイムチャートである。この実施例においても図1、図2で示した回路装置を用いる。 14 and 15 are a flowchart and a time chart showing still another embodiment of the deterioration detection apparatus for the linear O 2 sensor 18. Also in this embodiment, the circuit device shown in FIGS. 1 and 2 is used.
また、この実施例においてもCPU30は、リニアO2センサ18の検出値に基づいてエンジン11に供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比フィードバック制御手段(CPUそれ自体参照)と、リニアO2センサ18の劣化検出時にのみ、エンジン11に供給される空燃比を強制的に変更させる手段、つまり図15に示す燃料噴射量aを加減算することで、空燃比にリッチ側またはリーン側の外乱を与える空燃比強制変更手段(図14のステップZ3,Z4参照)と、空燃比強制変更後におけるリニアO2センサ18の出力b(図15参照)を微分して微分値cを求める微分手段(図14のステップZ6参照)と、上述の微分手段(ステップZ6参照)に得られた値に基づいてリニアO2センサ18の時定数劣化を判定する劣化判定手段(図14のルーチンR5参照)と、を兼ねる。
Also in this embodiment, the
図14、図15に示す実施例においては、上述の劣化判定手段(ルーチンR5参照)は、微分手段(ステップZ6参照)により得られた出力(微分値c参照)の面積に基づいて時定数劣化を検出するように構成している。 In the embodiments shown in FIGS. 14 and 15, the above-described deterioration determining means (see routine R5) is based on the area of the output (see differential value c) obtained by the differentiating means (see step Z6). Is configured to detect.
さらに詳しくは、上述の劣化判定手段は、リニアO2センサ18の出力の微分値cが所定値としてのしきい値th以上の面積S(図15参照)に基づいて時定数劣化を検出すべく構成し、このしきい値thを設けることで、正常品と劣化品との面積Sによる時定数劣化の検出精度の向上を図るように構成している。
リニアO2センサ18の時定数劣化度合が大きくなる程、上述の面積Sは小さくなる。
More specifically, the above-described deterioration determination means should detect time constant deterioration based on an area S (see FIG. 15) where the differential value c of the output of the linear O 2 sensor 18 is equal to or greater than a threshold value th. By configuring this threshold value th, the detection accuracy of the time constant deterioration due to the area S between the normal product and the deteriorated product is improved.
As the degree of deterioration of the time constant of the linear O 2 sensor 18 increases, the area S described above decreases.
この実施例の作用を、図14に示すフローチャートおよび図15に示すタイムチャートを参照して、以下に詳述する。
図14に示すフローチャートのステップZ1で、CPU30はリニアO2センサ18の劣化を検出する診断実行条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットルセンサ20で検出するスロットル開度TVOの変化量が所定変化量以下で、かつ回転センサ21で検出するエンジン回転数Neの変化量が所定変化量以下で、さらにCE=Qa/Neで求められる充填効率CEの変化量が所定変化量以下の所謂定常時を含むほぼ定常時(YES判定時)にのみ次のステップZ2に移行し、加減速時などの非定常時(NO判定時)にはリターンする。
The operation of this embodiment will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 14 and the time chart shown in FIG.
In step Z1 of the flowchart shown in FIG. 14, the
ここで、診断の検出頻度の低下を防止する目的で、上述の診断実行条件にはある程度の許容幅をもたせており、例えば、緩加速時においては診断実行条件が成立するように構成されている。 Here, in order to prevent a decrease in the detection frequency of diagnosis, the above-described diagnosis execution condition has a certain tolerance, and for example, the diagnosis execution condition is established at the time of slow acceleration. .
上述のステップZ2で、CPU30は前回の空燃比強制変更時の燃料噴射量加減算(外乱)に基づいて、前回外乱がリーンであったか否かを判定し、NO判定時にはステップZ3に移行する一方、YES判定時には別のステップZ4に移行する。
In step Z2, the
上述のステップZ3で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0(図15参照)において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリーン外乱を加算する。
In step Z3 described above, the
一方、上述のステップZ4で、CPU30は空燃比強制変更開始時点t0において、インジェクタ10を介して燃料噴射量にリッチ外乱を加算する。
On the other hand, in the aforementioned step Z4,
つまり、上述の各ステップZ2,Z3,Z4の処理により、前回の外乱がリッチであるならば、今回は燃料噴射量aにリーン外乱を加算(燃料噴射量を減算)する一方、前回の外乱がリーンであるならば、今回は燃料噴射量aにリッチ外乱を加算(燃料噴射量を加算)するので、空燃比の強制変更は図5において既述したようにリッチとリーンとに交互に切換えられる。 That is, if the previous disturbance is rich due to the processing of each of the above steps Z2, Z3, Z4, the lean disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is subtracted), while the previous disturbance is If it is lean, a rich disturbance is added to the fuel injection amount a this time (the fuel injection amount is added), so that the forced change of the air-fuel ratio is alternately switched between rich and lean as already described in FIG. .
次にステップZ5で、CPU30は排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力するリニアO2センサ18の出力bの読込みを実行する。リニアO2センサ18が正常または略正常な場合で、かつりーン外乱の加算時には、その出力bは図15の実線のようになり、リニアO2センサ18の劣化度合が大きくなる程、その出力bは図15に仮想線で示す方向にずれることになる。
Next, in step Z5, the
次にステップZ6で、CPU30はリニアO2センサ18の出力bを微分した値、つまり微分値c(図15参照)を演算により求める。
Next, in step Z6, the
次にステップZ7で、CPU30は上述の微分値cにおける所定しきい値th以上の面積Sを演算により求める。図15に示すようにリニアO2センサ18が正常または略正常な場合には上述の面積Sは大となり、リニアO2センサ18の劣化度合いが大きくなる程、面積Sは小さくなる。
Next, in step Z7, the
次にステップZ8で、CPU30は、判定の信頼性向上を目的として、リッチ外乱を与えた場合の面積Sのサンプル数、並びにリーン外乱を与えた場合の面積Sのサンプル数が所定値(例えば5〜10回)よりも大か否かを判定し、NO判定時にはステップZ1にリターンしてフローチャートの繰返し処理を実行する一方、YES判定時には次のステップZ9に移行する。
Next, in step Z8, for the purpose of improving the reliability of the determination, the
なお、図15に示すタイムチャートにおいてはリーン外乱(燃料噴射量の減算)を与えた場合において微分値cがプラス側のしきい値th以上となる面積Sを示したが、リッチ外乱(燃料噴射量の加算)を与えた場合には、微分値cがマイナス側のしきい値th以下となる面積Sを用いて時定数劣化を検出乃至判定することができる。 The time chart shown in FIG. 15 shows the area S where the differential value c is equal to or greater than the threshold value th on the plus side when lean disturbance (subtraction of fuel injection amount) is given. (Addition of amount) is given, the time constant deterioration can be detected or determined using the area S where the differential value c is equal to or less than the negative threshold value th.
上述のステップZ9で、CPU30は所定サンプル数に達した複数のリッチ側の面積Sの平均値を演算すると共に、所定サンプル数に達した複数のリーン側の面積Sの平均値を演算する。
In step Z9, the
次にステップZ10で、CPU30はリッチ側面積SR(詳しくはリッチ側面積の平均値)からリーン側面積SL(詳しくはリーン側面積の平均値)を減算した値の絶対値が、所定値より大きいか否かを判定し、NO判定時にはステップZ11に移行し、YES判定時には別のステップZ12に移行する。
Next, in step Z10, the
このステップZ12で、CPU30はリッチ側面積SRが所定値より小か否かを判定し、YES判定時にはステップZ13に移行する一方、NO判定時には別のステップZ14に移行する。
In this step Z12, the
上述のステップZ13で、CPU30はSR<所定値に対応して、リッチ側面積SRが劣化つまりリッチ側時定数劣化であると判定する。
一方、ステップZ14で、CPU30はリーン側面積SLが所定値よりも小か否かを判定し、YES判定時にはステップZ15に移行する一方、NO判定時には別のステップZ16に移行する。
In step Z13 described above, the
On the other hand, in step Z14, the
上述のステップZ15で、CPU30はSL<所定値に対応して、リーン側面積SLが劣化(リーン側時定数劣化)であると判定する。
また、上述のステップZ16では、CPU30はリッチ側面積SRおよびリーン側面積SLの何れもが正常であると判定する。
In step Z15 described above, the
In step Z16 described above, the
一方、上述のステップZ11で、CPU30はリッチ側面積SR(詳しくはリッチ側面積の平均値)とリーン側面積SL(詳しくはリーン側面積の平均値)とを加算した値が、所定値よりも小さいか否かを判定し、NO判定時にはステップZ16に移行する一方、YES判定時には別のステップZ17に移行する。
On the other hand, in step Z11 described above, the
上述のステップZ16で、CPU30はリッチ側面積SRおよびリーン側面積SLの何れもが正常であると判定し、上述のステップZ17では、CPU30はSR+SL<所定値に対応して、リッチ側面積SRおよびリーン側面積SL(換言すれば両側の時定数)の何れもが劣化であると判定する。
In step Z16, the
このように、図14、図15で示した実施例においては、上記劣化判定手段(ルーチンR5参照)は、微分手段(ステップZ6参照)により得られた出力(微分値c参照)の面積Sに基づいて時定数劣化を検出するものである。 As described above, in the embodiments shown in FIGS. 14 and 15, the deterioration determining means (see routine R5) is set to the area S of the output (see the differential value c) obtained by the differentiating means (see step Z6). Based on this, the time constant deterioration is detected.
ここに、リニアO2センサ18の微分値cの面積Sは、該センサ18が劣化する程、小さくなる。
Here, the area S of the differential value c of the linear O 2 sensor 18 becomes smaller as the
この構成によれば、上述の微分値cの面積Sに基づいて時定数劣化を判定するので、空燃比の定常変動の影響を受けることがなく、外乱を与えた際には劣化度合に対応した面積Sが得られる。このため、リニアO2センサ18の時定数劣化を精度よく検出することができる。
なお、図14、図15で示した実施例においても、その他の作用、効果については先の実施例とほぼ同様である。
According to this configuration, since the time constant deterioration is determined based on the area S of the differential value c described above, it is not affected by the steady fluctuation of the air-fuel ratio, and corresponds to the degree of deterioration when a disturbance is given. Area S is obtained. For this reason, the time constant deterioration of the linear O 2 sensor 18 can be accurately detected.
In the embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the other operations and effects are almost the same as those in the previous embodiment.
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のリニア空燃比センサは、実施例のリニアO2センサ18に対応し、
以下同様に、
空燃比制御手段は、空燃比フィードバック制御手段(CPU30参照)に対応し、
空燃比変更手段は、空燃比強制変更手段(各ステップQ3,Q4,U3,U4,X3,X4,Y3,Y4,Z3,Z4参照)に対応し、
微分手段は、CPU30制御による各ステップQ6,U6,X6,Y6,Z6に対応し、
劣化判定手段は、各ルーチンR1,R2,R3,R4,R5に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
In the correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The linear air-fuel ratio sensor of the present invention corresponds to the linear O 2 sensor 18 of the embodiment,
Similarly,
The air-fuel ratio control means corresponds to the air-fuel ratio feedback control means (see CPU 30),
The air-fuel ratio changing means corresponds to the air-fuel ratio forcibly changing means (see steps Q3, Q4, U3, U4, X3, X4, Y3, Y4, Z3, Z4),
The differentiating means corresponds to each step Q6, U6, X6, Y6, Z6 under the control of the
The deterioration determination means corresponds to each routine R1, R2, R3, R4, R5,
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
11…エンジン
18…リニアO2センサ(リニア空燃比センサ)
30…空燃比フィードバック制御手段(空燃比制御手段)
Q3,Q4…空燃比強制変更手段(空燃比変更手段)
U3,U4…空燃比強制変更手段(空燃比変更手段)
X3,X4…空燃比強制変更手段(空燃比変更手段)
Y3,Y4…空燃比強制変更手段(空燃比変更手段)
Z3,Z4…空燃比強制変更手段(空燃比変更手段)
Q6,U6,X6,Y6,Z6…微分手段
R1,R2,R3,R4,R5…劣化判定手段
11 ...
30: Air-fuel ratio feedback control means (air-fuel ratio control means)
Q3, Q4 ... Air-fuel ratio forced change means (air-fuel ratio change means)
U3, U4 ... Air-fuel ratio forced change means (air-fuel ratio change means)
X3, X4 ... Air-fuel ratio forced change means (air-fuel ratio change means)
Y3, Y4 ... Air-fuel ratio forced change means (air-fuel ratio change means)
Z3, Z4: Air-fuel ratio forced change means (air-fuel ratio change means)
Q6, U6, X6, Y6, Z6 ... Differentiation means R1, R2, R3, R4, R5 ... Degradation judgment means
Claims (8)
上記リニア空燃比センサの検出値に基づいてエンジンに供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバックする空燃比制御手段とを備えたものであって、
空燃比を強制的に変更する空燃比変更手段と、
空燃比変更後におけるリニア空燃比センサの出力値を微分する微分手段と、
上記微分手段により得られた値に基づいてリニア空燃比センサの時定数劣化を判定する劣化判定手段とを備えた
リニア空燃比センサの劣化検出装置。 A linear air-fuel ratio sensor that is provided in the exhaust system of the engine and outputs a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas;
Air-fuel ratio control means for feeding back the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine to the target air-fuel ratio based on the detection value of the linear air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio changing means for forcibly changing the air-fuel ratio;
Differentiating means for differentiating the output value of the linear air-fuel ratio sensor after the air-fuel ratio change,
A deterioration detection device for a linear air-fuel ratio sensor, comprising: deterioration determination means for determining time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor based on a value obtained by the differentiating means.
請求項1記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 The linear air-fuel ratio sensor deterioration detecting apparatus according to claim 1, wherein the deterioration determining means detects time constant deterioration based on the peak value of the output obtained by the differentiating means.
請求項1記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 2. The linear air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the deterioration determining means detects time constant deterioration based on a time from when the output obtained by the differentiating means starts to change and reaches a peak value until it becomes zero thereafter. Deterioration detection device.
請求項1記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 The deterioration determining means is based on the time between the time when the output obtained by the differentiating means starts to change and exceeds a predetermined threshold, and then the time when the output decreases and reaches the predetermined threshold. The deterioration detection device for a linear air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the deterioration of the time constant is detected.
請求項1記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 2. The linear air-fuel ratio according to claim 1, wherein the deterioration determining means detects time constant deterioration based on a time from when the disturbance is forcibly changed to when the output obtained by the differentiating means reaches a peak value. Sensor deterioration detection device.
請求項1記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 2. The deterioration detection device for a linear air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the deterioration determining means detects time constant deterioration based on an output area obtained by the differentiating means.
上記劣化判定手段は、微分手段により得られた出力に基づいてリニア空燃比センサの片側時定数劣化を検出する
請求項1〜6の何れか1に記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。 The deterioration determination means is configured to switch the change of the air-fuel ratio from rich to lean and from lean to rich,
The linear air-fuel ratio sensor deterioration detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the deterioration determination means detects one-side time constant deterioration of the linear air-fuel ratio sensor based on an output obtained by the differentiation means.
請求項1〜7の何れか1に記載のリニア空燃比センサの劣化検出装置。
8. The deterioration detection device for a linear air-fuel ratio sensor according to claim 1, wherein the air-fuel ratio changing means is configured to alternately change the air-fuel ratio between rich and lean when detecting deterioration.
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