JP2009079494A - Engine control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect abnormal wiring of an exhaust gas sensor used for an engine control device and prevent damage and deterioration of the exhaust gas sensor. <P>SOLUTION: Each positive terminal electric potential of exhaust gas sensors 103a-103d is selected and input to an analog input terminal AN2 of a microprocessor 110 via a multiplexer 130 in an order, and offset voltage V1 is applied to each negative terminal of the exhaust gas sensor. When the positive terminal electric potential gets to the offset voltage V1 or less due to short-to-ground failure of any of the positive terminal wiring 104a-104d, apply of the offset voltage V1 is stopped by an offset voltage shut off circuit 125 and short current flowing to any of the exhaust gas sensors of short-to-positive line is stopped to prevent damage and deterioration of the exhaust gas sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、内燃機関の空燃比をフィードバック制御するエンジン制御装置に内蔵して使用され、空燃比を検出するために外部接続された排気ガスセンサの、故障や配線異常を検出する異常診断手段を備えたエンジン制御装置に関するものである。   The present invention includes an abnormality diagnosing means for detecting a failure or wiring abnormality of an exhaust gas sensor externally connected to detect an air-fuel ratio, which is used in an engine control device for feedback control of the air-fuel ratio of an internal combustion engine. The present invention relates to an engine control device.

内燃機関の空燃比をフィードバック制御するために、俗称でラムダ型と呼ばれる排気ガスセンサが広く実用されており、このラムダ型排気ガスセンサは、例えば排気管路に設けられた触媒の前後に設置されて、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出電圧Vsを発生する。この検出電圧Vsは、運転目標となる理論空燃比においては約0.45Vであるが、燃料リッチの状態では急速に電圧上昇して0.85〜1.0Vの値に収束し、燃料リーンの状態では急速に電圧降下して0.1〜0Vに収束する特性を有している。
ただし、この排気ガスセンサの低温・非活性状態における検出電圧は小さく、内部抵抗も活性温度状態では数十KΩであるのに対して数MΩのレベルに達するのが一般的である。このような排気ガスセンサの故障や配線異常を検出するために、様々な技術が提案され、実用されている。
In order to feedback control the air-fuel ratio of an internal combustion engine, an exhaust gas sensor called a lambda type is widely used in practice, and this lambda type exhaust gas sensor is installed, for example, before and after a catalyst provided in an exhaust pipe, A detection voltage Vs corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is generated. This detected voltage Vs is about 0.45 V at the stoichiometric air-fuel ratio as the operation target, but rapidly rises in the fuel rich state and converges to a value of 0.85 to 1.0 V, and rapidly in the fuel lean state. And has a characteristic of converging to 0.1 to 0V.
However, the detection voltage of the exhaust gas sensor in the low temperature / inactive state is small, and the internal resistance generally reaches a level of several MΩ while it is several tens of KΩ in the active temperature state. Various techniques have been proposed and put to practical use in order to detect such exhaust gas sensor failures and wiring abnormalities.

例えば特許文献1によれば、空燃比を検出するラムダセンサのアース線(負線)にオフセット電圧を印加しておいて、ラムダセンサの正の信号線と負線との間に発生する検出電圧を増幅し、前記オフセット電圧を加算した値をデジタル変換してからマイクロプロセッサに入力するようになっていて、もしもマイクロプロセッサに入力された検出電圧が、オフセット電圧未満の値であれば、正の信号線がグランド回路に対して短絡接触した地絡状態であると判定するようになっている。また、正の信号線にプルダウン抵抗を接続しておくことによって、信号線の断線異常時は地絡異常として検出されるようになっている。   For example, according to Patent Document 1, an offset voltage is applied to a ground line (negative line) of a lambda sensor that detects an air-fuel ratio, and a detection voltage generated between a positive signal line and a negative line of the lambda sensor. The value obtained by adding the offset voltage is digitally converted and then input to the microprocessor. If the detection voltage input to the microprocessor is less than the offset voltage, the value is positive. It is determined that the signal line is in a ground fault state in short circuit contact with the ground circuit. In addition, by connecting a pull-down resistor to the positive signal line, a signal line disconnection abnormality is detected as a ground fault abnormality.

また、特許文献2によれば、空燃比センサの負線にオフセット電圧を印加しておいて、空燃比センサの正の信号線のグランド回路に対する電位をデジタル変換してからマイクロプロセッサに入力するようになっていて、もしもマイクロプロセッサに入力された検出電圧が、オフセット電圧未満の値であれば、正の信号線がグランド回路に対して短絡接触した地絡状態であると判定するようになっている。また、正の信号線にプルダウン抵抗を接続しておくと共に、プルアップ抵抗を一時的に接続してみることによって、地絡異常であるか、断線異常であるかを識別することができるようになっている。 According to Patent Document 2, an offset voltage is applied to the negative line of the air-fuel ratio sensor, and the potential of the positive signal line of the air-fuel ratio sensor is digitally converted and then input to the microprocessor. If the detected voltage input to the microprocessor is less than the offset voltage, it is determined that the positive signal line is in a short-circuit contact with the ground circuit. Yes. Also, by connecting a pull-down resistor to the positive signal line and temporarily connecting a pull-up resistor, it is possible to identify whether it is a ground fault abnormality or a disconnection abnormality. It has become.

特開平05-107299号公報(図3、図4 段落[0010]〜[0011])Japanese Patent Laid-Open No. 05-107299 (paragraphs [0010] to [0011] in FIGS. 3 and 4) 特開2005-171898号公報(図4、図5 段落[0023])JP 2005-171898 A (paragraph [0023] in FIGS. 4 and 5)

前記特許文献1や特許文献2によれば、排気ガスセンサの負線にオフセット電圧を印加しておくことにより、排気ガスセンサ及びその配線が正常であれば、正の信号線の電位は前記オフセット電圧以下になることはないという論理で、正の信号線に関する異常判定がなされている。しかし、正線地絡時にオフセット電圧に基づく短絡電流が排気ガスセンサに流入し、排気ガスセンサの損傷・劣化を来たす問題点がある。
また、オフセット電圧が印加されているグランド線(負線)の地絡異常や、電源線に対して混触する天絡異常の検出が行なわれておらず、総合的に異常判定が行なえない欠点がある。
更に、排気ガスセンサの大気接触面の冠水・汚損によって、排気ガスセンサの発生電圧が負になると、誤った空燃比の検出が行なわれ、このような状態の検出が行なえない等様々な問題点が残されている。
According to Patent Document 1 and Patent Document 2, if the exhaust gas sensor and its wiring are normal by applying an offset voltage to the negative line of the exhaust gas sensor, the potential of the positive signal line is equal to or less than the offset voltage. The abnormality determination regarding the positive signal line is made based on the logic that it will not become. However, there is a problem that a short-circuit current based on the offset voltage flows into the exhaust gas sensor at the time of a positive ground fault, resulting in damage or deterioration of the exhaust gas sensor.
In addition, the ground fault (negative line) to which the offset voltage is applied is not detected, and the power fault is not detected. is there.
Furthermore, if the exhaust gas sensor generates a negative voltage due to flooding or contamination of the air contact surface of the exhaust gas sensor, an incorrect air-fuel ratio is detected, and various problems such as the inability to detect such a state remain. Has been.

この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の第一の
目的は、排気ガスセンサの正端子配線の地絡異常を検出するために、当該排気ガスセンサの負端子にオフセット電圧を印加するようにしたものにおいて、正端子配線の地絡異常が発生したときに、排気ガスセンサに流入する短絡電流によって排気ガスセンサが損傷・劣化するのを防止することである。
この発明の第二の目的は、排気ガスセンサの冠水異常を検出するためにオフセット電圧を更に高めて使用しても、正端子配線の地絡異常が発生したときに、排気ガスセンサに流入する短絡電流によって当該排気ガスセンサが損傷・劣化するのを防止することである。
この発明の第三の目的は、オフセット電圧が印加された負端子配線がグランド回路と混触する地絡異常が発生した場合に、他の異常が重複発生していなければ排気ガスの検出とフィードバック制御の正常動作が継続できるようにしたエンジン制御装置を提供することである。
この発明の第四の目的は、複数の排気ガスセンサが外部接続され、負端子配線にオフセット電圧を印加するようにしたエンジン制御装置において、各排気ガスセンサの故障や、入力配線の異常の有無を常時点検して、多様な異常モードを見落とさないで検出することができるエンジン制御装置を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to detect a negative fault of the exhaust gas sensor in order to detect a ground fault abnormality in the positive terminal wiring of the exhaust gas sensor. In the case where an offset voltage is applied to the terminal, it is to prevent the exhaust gas sensor from being damaged or deteriorated by a short-circuit current flowing into the exhaust gas sensor when a ground fault abnormality occurs in the positive terminal wiring.
A second object of the present invention is to provide a short-circuit current that flows into the exhaust gas sensor when a ground fault abnormality occurs in the positive terminal wiring even if the offset voltage is further increased to detect the flooding abnormality of the exhaust gas sensor. This prevents the exhaust gas sensor from being damaged or deteriorated.
The third object of the present invention is to detect exhaust gas and to perform feedback control when a ground fault abnormality occurs in which a negative terminal wiring to which an offset voltage is applied is mixed with a ground circuit and no other abnormality occurs. It is to provide an engine control device that can continue normal operation of the engine.
A fourth object of the present invention is to provide an engine control apparatus in which a plurality of exhaust gas sensors are externally connected and an offset voltage is applied to the negative terminal wiring. It is to provide an engine control device that can be inspected and detected without overlooking various abnormal modes.

この発明に係るエンジン制御装置は、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサの動作状態と、プログラムメモリに格納された制御プログラムの内容とに応動して、前記内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷を駆動制御するマイクロプロセッサを備えたエンジン制御装置であって、前記各種入力センサは、一個又は複数個の排気ガスセンサを包含し、該排気ガスセンサは、正端子と負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として前記等価電圧源の発生電圧がリーン側正常電圧からリッチ側飽和電圧の間で変化するものであり、前記排気ガスセンサの負端子には、オフセット電圧発生回路が発生する所定のオフセット電圧が印加されると共に、該排気ガスセンサの正端子とグランド回路間の電圧である正端子電位は、測定電圧としてAD変換器を介してデジタル変換され、前記マイクロプロセッサを介して演算処理用のRAMメモリに格納され、前記測定電圧、又は当該測定電圧と前記オフセット電圧との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るものにおいて、
前記プログラムメモリは、少なくとも正線地絡異常検出手段と、オフセット電圧遮断指令手段と、履歴情報保存手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線地絡異常検出手段は、前記測定電圧を監視して、当該測定電圧が前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧以下であることによって、前記排気ガスセンサの正端子配線がグランド回路と混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、前記オフセット電圧遮断指令手段は、前記正線地絡異常検出手段が前記正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路に作用して前記オフセット電圧の印加を停止し、前記履歴情報保存手段は、前記正線地絡異常の発生の有無をデータメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出されるよう構成したものである。
The engine control apparatus according to the present invention is configured to perform various driving operations for the internal combustion engine in response to operating states of various input sensors for monitoring the operating state of the internal combustion engine and contents of a control program stored in a program memory. The engine control apparatus includes a microprocessor for driving and controlling an electric load, wherein the various input sensors include one or a plurality of exhaust gas sensors, and the exhaust gas sensors are connected between a positive terminal and a negative terminal. An equivalent voltage source and an equivalent internal resistance, and a voltage generated by the equivalent voltage source changes between a lean-side normal voltage and a rich-side saturation voltage with a theoretical air-fuel ratio as a boundary at a predetermined activation temperature, A predetermined offset voltage generated by the offset voltage generation circuit is applied to the negative terminal of the exhaust gas sensor, and the positive terminal of the exhaust gas sensor is connected to the ground terminal. A positive terminal potential that is a voltage between circuits is digitally converted as a measurement voltage via an AD converter and stored in a RAM memory for arithmetic processing via the microprocessor, and the measurement voltage or the measurement voltage and the measurement voltage In what obtains the magnitude determination output of the air-fuel ratio by monitoring the differential voltage with the offset voltage,
The program memory includes a control program serving as at least a positive ground fault detection means, an offset voltage cutoff command means, and history information storage means,
The positive line ground fault detection means monitors the measured voltage, and the measured voltage is a value less than the offset voltage, and is equal to or lower than a first threshold voltage approaching a ground potential. It is determined that the positive terminal wiring of the gas sensor is a ground fault abnormality of the positive terminal wiring that is in contact with the ground circuit, and the offset voltage cutoff command means detects the ground fault abnormality of the positive terminal wiring. Along with the detection, it acts on the offset voltage cutoff circuit to stop the application of the offset voltage, and the history information storage means stores in the data memory whether or not the positive ground fault has occurred, and the data The contents of the memory are configured to be read by an external tool for maintenance and inspection.

この発明のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正線地絡異常検出手段が正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、排気ガスセンサの負端子に印加されていたオフセット電圧が遮断解除されるので、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができる。従って、正端子配線の地絡を補修解除することによって正常復帰させることが可能となり、排気ガスセンサ自体の部品交換を行なう必要がない効果がある。   According to the engine control apparatus of the present invention, the offset voltage applied to the negative terminal of the exhaust gas sensor is cut off when the positive ground fault detection means of the exhaust gas sensor detects the ground fault of the positive terminal wiring. Thus, when a ground fault abnormality of the positive terminal wiring occurs, it is possible to prevent the short-circuit current due to the offset voltage from flowing into the exhaust gas sensor, and to prevent damage to the exhaust gas sensor. Therefore, it is possible to return to normal by releasing the ground fault of the positive terminal wiring, and there is an effect that it is not necessary to replace parts of the exhaust gas sensor itself.

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。   The above-described and other objects, features, and effects of the present invention will become more apparent from the detailed description and the drawings in the following embodiments.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について、図面を参照して説明する。
図1は、この発明の実施の形態1のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。図1において、エンジン制御装置100Aの正側電源端子Vbとグランド回路GNDに接続された負側電源端子間には、車載バッテリ101が電源リレーの出力接点102を介して接続されている。出力接点102は、図示しない電源スイッチが閉路されると直ちに閉路するが、電源スイッチを開路しても所定の遅延時間は、エンジン制御装置100Aへの給電が持続するような遅延復帰動作を行うようになっている。
密閉筐体に収納されたエンジン制御装置100Aの外部には、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが設置され、各排気ガスセンサの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Aに接続され、各排気ガスセンサの負端子は、負端子配線105a〜105dによってエンジン制御装置100Aに接続されている。
なお、排気ガスセンサとしては4気筒エンジンの排気集合管に1個使用されたり、6気筒エンジンの3気筒分岐集合管に各1個が使用されたり、排気集合管内の触媒の上流位置と下流位置に設けて使用されるものである。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a circuit block diagram showing a configuration of an engine control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an in-vehicle battery 101 is connected via an output contact 102 of a power supply relay between a positive power supply terminal Vb of the engine control apparatus 100A and a negative power supply terminal connected to the ground circuit GND. The output contact 102 is closed immediately when a power switch (not shown) is closed. However, even if the power switch is opened, the output contact 102 performs a delay return operation so that power supply to the engine control device 100A is continued for a predetermined delay time. It has become.
A plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are installed outside the engine control device 100A housed in a sealed casing, and the positive terminals of the exhaust gas sensors are connected to the engine control device 100A by positive terminal wirings 104a to 104d, The negative terminal of each exhaust gas sensor is connected to engine control apparatus 100A by negative terminal wirings 105a to 105d.
One exhaust gas sensor is used for an exhaust collecting pipe of a four-cylinder engine, one is used for a three-cylinder branch collecting pipe of a six-cylinder engine, or the upstream and downstream positions of the catalyst in the exhaust collecting pipe are used. It is provided and used.

後述のマイクロプロセッサ110に対して図示しないインタフェース回路を介して入力される各種入力センサ106は、例えばエンジンの吸気量を測定するエアフローセンサ、アクセルペダルの踏込み度合いを検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンのクランク角センサ等のエンジンの運転状況を監視する各種センサとなっている。
また、後述のマイクロプロセッサ110から図示しないインタフェース回路を介して給電駆動される各種電気負荷107は、例えば燃料噴射弁の駆動用電磁コイル、エンジンの点火コイル、吸気スロットルの弁開度制御用モータ、排気循環弁の駆動用モータ、警報・表示器などがある。
Various input sensors 106 input to an after-mentioned microprocessor 110 through an interface circuit (not shown) include, for example, an air flow sensor that measures the intake air amount of an engine, an accelerator position sensor that detects the degree of depression of an accelerator pedal, and a throttle valve opening. Various sensors for monitoring the operating state of the engine, such as a throttle position sensor for detecting the degree and a crank angle sensor for the engine.
Various electric loads 107 that are fed and driven from a microprocessor 110, which will be described later, via an interface circuit (not shown) include, for example, an electromagnetic coil for driving a fuel injection valve, an ignition coil for an engine, a valve opening control motor for an intake throttle, There are motors for driving exhaust circulation valves, alarms and indicators, etc.

エンジン制御装置100Aの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111A、演算処理用のRAMメモリ112、例えば不揮発EEPROMメモリであるデータメモリ113、多チャンネルAD変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Aにはエンジン制御装置100Aとしての入出力制御プログラムに加えて、図4〜図8で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120は、正の電源端子Vbに供給された車載バッテリ101の電源電圧DC10〜16Vをもとにして制御電圧Vcc=5Vを発生し、マイクロプロセッサ110を初めとする各部に安定化電圧を供給するようになっている。
分圧抵抗122、123は、制御電源電圧Vccを分圧して例えば2.5Vのオフセト電圧V1を生成し、演算増幅器であるオフセット電圧発生回路121と限流抵抗127を介して、負端子配線105a〜105dにオフセット電圧V1を印加すると共に、この負端子電位はモニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。
As an internal configuration of the engine control device 100A, the microprocessor 110 includes, for example, a program memory 111A that is a nonvolatile flash memory, a RAM memory 112 for arithmetic processing, a data memory 113 that is a nonvolatile EEPROM memory, a multi-channel AD converter 114, and the like. They are bused together to cooperate.
In addition to the input / output control program as the engine control apparatus 100A, the program memory 111A stores programs serving as various abnormality diagnosis means and abnormality processing means described later with reference to FIGS.
The constant voltage power supply circuit 120 generates a control voltage Vcc = 5 V based on the power supply voltage DC10 to 16V of the in-vehicle battery 101 supplied to the positive power supply terminal Vb, and stabilizes each part including the microprocessor 110. A voltage is supplied.
The voltage dividing resistors 122 and 123 divide the control power supply voltage Vcc to generate an offset voltage V1 of 2.5 V, for example, and the negative terminal wirings 105a to 105a through the offset voltage generating circuit 121 and the current limiting resistor 127, which are operational amplifiers. The offset voltage V1 is applied to 105d, and the negative terminal potential is connected to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 as a monitor signal.

正端子配線104a〜104dは、図2で詳述するインタフェース回路140a〜140dを介してマルチプレクサ130の入力端子CH1〜CH4に接続される。図2では、正端子配線104aに関するインタフェース回路140aのみが示されている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
一端がグランド回路GNDに接続された分圧抵抗123には、オフセット電圧遮断回路125となるトランジスタが並列接続されており、このトランジスタはマイクロプロセッサ110が発生するオフセット電圧制御指令Drからベース抵抗126を介して駆動され、オフセット電圧制御指令Drの論理レベルが「H」になるとトランジスタが導通して、オフセット電圧発生回路121の出力電圧はゼロになるようになっている。
なお、オフセット電圧を遮断するためには、分圧抵抗122と直列接続されたトランジスタを設け、この直列トランジスタを遮断するようにしてもよい。
シリアルインタフェース回路160を介してマイクロプロセッサ110のシリアル入力端子に接続された外部ツール109は、プログラムメモリ111Aに制御プログラムや制御定数を書込んだり、データメモリ113に書込み保存されている異常発生履歴情報の読出しを行なうためのものとなっている。
The positive terminal wirings 104a to 104d are connected to the input terminals CH1 to CH4 of the multiplexer 130 via interface circuits 140a to 140d described in detail in FIG. In FIG. 2, only the interface circuit 140a related to the positive terminal wiring 104a is shown.
The multiplexer 130 receives selection commands SL1 and SL2 from the microprocessor 110, selects one of the analog signals input to the input terminals CH1 to CH4, and inputs the selected analog signal to the analog input port AN2 of the microprocessor 110. It has become.
A voltage-dividing resistor 123 having one end connected to the ground circuit GND is connected in parallel with a transistor serving as an offset voltage cutoff circuit 125. This transistor receives a base resistor 126 from an offset voltage control command Dr generated by the microprocessor 110. When the logic level of the offset voltage control command Dr becomes “H”, the transistor becomes conductive and the output voltage of the offset voltage generation circuit 121 becomes zero.
In order to cut off the offset voltage, a transistor connected in series with the voltage dividing resistor 122 may be provided, and the series transistor may be cut off.
The external tool 109 connected to the serial input terminal of the microprocessor 110 via the serial interface circuit 160 writes the control program and control constant in the program memory 111A, and the abnormality occurrence history information written and stored in the data memory 113. Is used for reading.

図2は、図1におけるインタフェース回路部の詳細回路図であり、図2において、排気ガスセンサ103aの正端子配線104aに接続されるインタフェース回路140aは、演算増幅器141aと、演算増幅器141aの非反転入力端子とグランド回路間に接続された平滑コンデンサ142aと、プルダウン抵抗144aと、演算増幅器141aの非反転入力端子と定電圧電源回路120の出力端子間に接続されたプルアップ抵抗143aによって構成されており、演算増幅器141aの出力端子と反転入力端子とは互いに直結接続されて増幅率1の状態でインピーダンス変換を行なっている。インタフェース回路140b〜140dも同様に構成され、負端子配線105a〜105dにはオフセット電圧V1が印加されている。   2 is a detailed circuit diagram of the interface circuit unit in FIG. 1. In FIG. 2, the interface circuit 140a connected to the positive terminal wiring 104a of the exhaust gas sensor 103a includes an operational amplifier 141a and a non-inverting input of the operational amplifier 141a. It consists of a smoothing capacitor 142a connected between the terminal and the ground circuit, a pull-down resistor 144a, and a pull-up resistor 143a connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier 141a and the output terminal of the constant voltage power supply circuit 120. The output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 141a are directly connected to each other to perform impedance conversion in a state where the amplification factor is 1. The interface circuits 140b to 140d are similarly configured, and the offset voltage V1 is applied to the negative terminal wirings 105a to 105d.

このように構成された演算増幅器141aの出力電圧である測定電圧Vdは以下の式(1)で示される。ただし、Vccは制御電源電圧、Rsは排気ガスセンサ103aの等価内部抵抗、Vsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、V1はオフセット電圧、R143、R144はプルアップ抵抗143aとプルダウン抵抗144aの抵抗値であり、R143、R144>>Rsの関係が成立しているものとする。
Vd≒Vs+V1+ΔV1、 ・・・・・・・(1)
但し、ΔV1=Vcc×(Rs/R143)

なお、正負の端子配線やセンサ自体が断線したときの演算増幅器141aの入力電圧であるバイアス電圧Vpは以下の式(2)で示される。
Vp=Vcc×R144/(R143+R144) ・・・・・・(2)
The measured voltage Vd, which is the output voltage of the operational amplifier 141a configured as described above, is expressed by the following equation (1). Where Vcc is the control power supply voltage, Rs is the equivalent internal resistance of the exhaust gas sensor 103a, Vs is the generated voltage of the exhaust gas sensor 103a, V1 is the offset voltage, R143 and R144 are the resistance values of the pull-up resistor 143a and pull-down resistor 144a, Assume that the relationship of R143, R144 >> Rs is established.
Vd≈Vs + V1 + ΔV1, (1)
However, ΔV1 = Vcc × (Rs / R143)

The bias voltage Vp, which is the input voltage of the operational amplifier 141a when the positive / negative terminal wiring or the sensor itself is disconnected, is expressed by the following equation (2).
Vp = Vcc x R144 / (R143 + R144) (2)

図3(A)は排気ガスセンサ103a〜103dの発生電圧Vsの特性例を示したものであり、適正理論空燃比を境として、燃料リッチであれば飽和電圧Vm=0.85〜1.0Vとなり、燃料リーンであれば正常電圧V0=0〜0.1Vとなり、冠水異常時は異常低下電圧Vn=−(0.8
V〜1.0V)まで低下する。
一例として、オフセット電圧V1=2.5V、制御電源電圧Vcc=5.0V、Rs=20KΩ、
R143=510KΩ、R144=2700KΩとした場合には、ΔV1=Vcc(Rs/R143)=0.2V、Vp=Vcc×R144 /(R143+R144)=4.2Vとなる。
もしも負端子配線105a〜105dがグランド回路GNDと混触する地絡異常が発生すると、アナログ入力ポートAN1に入力されたオフセット電圧V1に対するモニタ信号が、正常値2.5Vから0Vに減少することによってマイクロプロセッサ110は負線地絡異常を検出することができる。同様に、負端子配線105a〜105dが電源線と混触する天絡異常が発生すると、オフセット電圧V1に対するモニタ信号が2.5Vから5Vに増加することによってマイクロプロセッサ110は負線天絡異常を検出することができる。
一方、正端子配線104aがグランド回路GNDと混触するとアナログ入力ポートAN2に入力された測定電圧Vdの値が、本来は少なくとも1.5V以上であるものが0Vに減少することによって、マイクロプロセッサ110は正線地絡異常を検出することができる。
但し、負端子配線の地絡異常が既に検出されている場合には、正端子配線の地絡異常判定は回避するようになっている。同様に、正端子配線104aが電源線と混触すると測定電圧Vdの値が、本来は3.5V以下であるものが5Vに増加することによって、マイクロプロセッサ110は正線天絡異常を検出することができる。
FIG. 3A shows an example of the characteristics of the generated voltage Vs of the exhaust gas sensors 103a to 103d. If the fuel is rich with the appropriate stoichiometric air-fuel ratio as a boundary, the saturation voltage Vm = 0.85 to 1.0V. If so, the normal voltage V0 = 0 to 0.1V, and when the submergence is abnormal, the abnormal drop voltage Vn = − (0.8
V to 1.0 V).
As an example, offset voltage V1 = 2.5V, control power supply voltage Vcc = 5.0V, Rs = 20KΩ,
When R143 = 510KΩ and R144 = 2700KΩ, ΔV1 = Vcc (Rs / R143) = 0.2V and Vp = Vcc × R144 / (R143 + R144) = 4.2V.
If a ground fault abnormality occurs when the negative terminal wirings 105a to 105d come into contact with the ground circuit GND, the monitor signal for the offset voltage V1 input to the analog input port AN1 decreases from the normal value 2.5V to 0V, thereby causing the microprocessor. 110 can detect a negative ground fault. Similarly, when a power fault that causes the negative terminal wirings 105a to 105d to come into contact with the power supply line occurs, the monitor signal for the offset voltage V1 increases from 2.5V to 5V, whereby the microprocessor 110 detects the negative power fault. be able to.
On the other hand, when the positive terminal wiring 104a comes into contact with the ground circuit GND, the value of the measured voltage Vd input to the analog input port AN2 is originally at least 1.5V or more is reduced to 0V. A line ground fault abnormality can be detected.
However, when a ground fault abnormality of the negative terminal wiring has already been detected, the ground fault abnormality determination of the positive terminal wiring is avoided. Similarly, when the positive terminal wiring 104a comes into contact with the power supply line, the value of the measured voltage Vd increases to 5V, which is originally 3.5V or less, so that the microprocessor 110 may detect a positive power line fault. it can.

次に、正端子配線104a又は負端子配線105aが断線した場合を想定すると、演算増幅器141aの非反転入力端子の電位は、プルアップ抵抗143aとプルダウン抵抗144aによって分圧されたバイアス電圧Vpとなり、この電圧として例えばVp=1.0V又は4.2Vを選んでおくと、マイクロプロセッサ110は、正端子配線の地絡異常又は天絡異常とは識別して断線異常を検出することが可能となる。
ただし、図2の回路において、もしもプルアップ抵抗143aを接続しなければ、断線異常が発生したときと地絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
同様に、図2の回路において、もしもプルダウン抵抗144aを接続しなければ、断線異常が発生したときと天絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
いずれにせよ、断線異常自体は検出可能であって、検出された異常が地絡異常であるかもしれないし、天絡異常であるかもしれない不確定なものとなっているので、これが識別できることは必須要件ではないにしても望ましいことである。
Next, assuming that the positive terminal wiring 104a or the negative terminal wiring 105a is disconnected, the potential of the non-inverting input terminal of the operational amplifier 141a becomes the bias voltage Vp divided by the pull-up resistor 143a and the pull-down resistor 144a. If, for example, Vp = 1.0 V or 4.2 V is selected as this voltage, the microprocessor 110 can distinguish from a ground fault abnormality or a power fault abnormality of the positive terminal wiring and detect a disconnection abnormality.
However, in the circuit of FIG. 2, if the pull-up resistor 143a is not connected, it is impossible to distinguish between when the disconnection abnormality occurs and when the ground fault abnormality occurs.
Similarly, in the circuit of FIG. 2, if the pull-down resistor 144a is not connected, it is impossible to distinguish between when a disconnection abnormality occurs and when a power fault abnormality occurs.
In any case, the disconnection abnormality itself is detectable, and since the detected abnormality may be a ground fault abnormality or a power fault abnormality, it can be identified. It is desirable if not essential.

以上のとおり、プルアップ抵抗143aとプルダウン抵抗144aの両方を接続した結果として、断線異常の識別が可能となったが、測定電圧Vdには、正常状態においてプルアップ抵抗143aと内部抵抗Rsによって分圧された微小電圧ΔV1が加算されることになるので、マイクロプロセッサ110は、式(1)で示すように、測定電圧Vdからオフセット電圧V1と微小電圧ΔV1を減じて、発生電圧Vsを演算算出することができるものである。   As described above, as a result of connecting both the pull-up resistor 143a and the pull-down resistor 144a, the disconnection abnormality can be identified. However, the measured voltage Vd is divided by the pull-up resistor 143a and the internal resistor Rs in a normal state. Since the pressed minute voltage ΔV1 is added, the microprocessor 110 calculates the generated voltage Vs by subtracting the offset voltage V1 and the minute voltage ΔV1 from the measured voltage Vd as shown in the equation (1). Is something that can be done.

図3(B)は、以上で説明した負端子配線の状態と正端子配線の状態との組合せに対する測定電圧Vdの値を一覧表にして整理したものである。
図3(B)において、負線地絡状態にあっては、測定電圧Vdがゼロのときは、正端子配線は正常であるか、地絡しているか、或いは冠水状態にあるのかどうかを識別できない状態となっている。
また、負線天絡状態にあっては、正端子配線も天絡しているかもしれないし、正端子配線は正常であるかもしれず、正線天絡の識別は行なえない状態となっている。
更に、センサの冠水異常が発生すると、測定電圧Vdは1.5〜2.5Vの範囲となるので、この範囲内であれば冠水異常であると判定されることになる。
FIG. 3B is a list of measured voltage Vd values for combinations of the negative terminal wiring state and the positive terminal wiring state described above.
In FIG. 3B, in the case of a negative ground fault, when the measured voltage Vd is zero, it is identified whether the positive terminal wiring is normal, ground fault, or submerged. It is not possible.
Further, in the negative line power fault state, the positive terminal wiring may also be in a power fault, the positive terminal wiring may be normal, and the positive line power fault cannot be identified.
Furthermore, when a submergence abnormality of the sensor occurs, the measurement voltage Vd is in the range of 1.5 to 2.5 V. If it is within this range, it is determined that the submergence is abnormal.

次に、図1、図2のとおりに構成されたこの発明の実施の形態1の作用、動作について、図4〜図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図1、図2のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Aに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図4〜図8に示した異常点検動作が行われるものである。
図4において、工程200は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは後述の工程219で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程201は、排気ガスセンサ103a〜103dの周辺温度が所定の活性化温度に達したか否かを判定するステップであり、当該工程201では、エンジン始動後所定時間以上が経過した場合、或いは後述の工程348c(図8参照)によって燃料リッチの判定が行なわれた場合に、活性化完了(YES)の判定を行なって工程203へ移行し、未完了(NO)の場合には工程202へ移行するようになっている。
工程202は、オフセット電圧制御指令Drの論理レベルを「H」にしてオフセット電圧遮断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧V1をゼロにするステップであり、工程202に続いて工程203へ移行する。
なお、工程202は、図2においてプルアップ抵抗143aを設けない実施形態のものにおいて有効となるものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの非活性化状態において内部抵抗Rsが過大であることによって測定電圧Vdが低下する影響を抑制することができる。
工程203は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック210は、図5、図6で詳述する第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、当該工程ブロック210では、工程203で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程204は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップであり、工程203は、工程204で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
Next, the operation and operation of the first embodiment of the present invention configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
1 and 2, when the output contact 102 is closed, the microprocessor 110 is supplied with power from the constant voltage power supply circuit 120 and starts operating, and various input sensors 106 and exhaust gas sensors 103a to 103a are started. In response to the operation state and signal level of 103d and the contents of the input / output control program stored in the program memory 111A, drive control for various electric loads 107 is executed, and the execution process shown in FIGS. Abnormal inspection operation is performed.
In FIG. 4, a process 200 is a step in which the microprocessor 110 starts an inspection operation, and this start step is repeatedly executed after a predetermined waiting time following an operation end step shown in a process 219 described later. It has come to be.
A subsequent step 201 is a step of determining whether or not the ambient temperature of the exhaust gas sensors 103a to 103d has reached a predetermined activation temperature. In the step 201, when a predetermined time or more has elapsed after engine startup, or described later If the fuel rich determination is made in step 348c (see FIG. 8), the activation completion (YES) is determined and the process proceeds to step 203. If not completed (NO), the process proceeds to step 202. It is supposed to be.
Step 202 is a step in which the logic level of the offset voltage control command Dr is set to “H” to make the offset voltage cutoff circuit 125 conductive, and as a result, the offset voltage V1 is set to zero. To do.
The step 202 is effective in the embodiment in which the pull-up resistor 143a is not provided in FIG. 2, and the measured voltage is measured when the internal resistance Rs is excessive in the inactive state of the exhaust gas sensors 103a to 103d. The effect of lowering Vd can be suppressed.
Step 203 specifies the channel number of multiplexer 130 and sets which of the exhaust gas sensors 103a-103d is to be inspected, and subsequent process block 210 is detailed in FIGS. This is a step of executing a subroutine program serving as a second abnormality diagnosis means. In the process block 210, it is determined whether or not there is a ground fault, a power fault, or a disconnection abnormality related to the positive terminal wiring of the exhaust gas sensor specified in the step 203. It is supposed to be.
The subsequent step 204 is a step of updating and setting the channel number to be executed in the next inspection operation, and the step 203 reads the channel number updated and set in the step 204 and performs the next inspection operation. Yes.

工程204に続く一連の工程212〜217によって構成された工程ブロック220は、第一の異常診断手段となるプログラムの内容を表現したものであり、該工程ブロック220では、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
まず、工程204に続いて実行される工程212は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧V1の値のデジタル変換値D1を、RAMメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程213は、工程212で読み出されたデジタル変換値D1と、第3閾値電圧E3に対応したデジタル変換値DE3との大小関係を比較して、D1≦DE3であればYESの判定を行なって工程215aへ移行し、D1>DE3であればNOの判定を行なって工程216へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第3閾値電圧E3の値は、正常なオフセット電圧V1(例えば2.5V)よりも確実に小さな値である90%レベルの値が使用され、正常状態であれば工程213がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程216は、工程212で読み出されたデジタル変換値D1と第4閾値電圧E4のデジタル変換値DE4との大小関係を比較して、D1<DE4であればNOの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、DE4≦D1であればYESの判定を行なって工程217へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第4閾値電圧E4の値は、正常なオフセット電圧V1(例えば2.5V)よりも確実に大きな値である110%レベルの値が使用され、正常状態であれば工程216がYESの判定を行なうことはないようになっている。
A process block 220 constituted by a series of processes 212 to 217 following the process 204 expresses the contents of a program serving as a first abnormality diagnosis means. In the process block 220, negative values of the exhaust gas sensors 103a to 103d are expressed. The presence / absence of a ground fault and a power fault abnormality related to the terminal wiring is determined.
First, in step 212 executed following step 204, a digital conversion value D1 of the value of the offset voltage V1 input to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is stored in the RAM. This is a step of reading to the first address of the memory 112.
In the subsequent step 213, the magnitude relationship between the digital conversion value D1 read in step 212 and the digital conversion value DE3 corresponding to the third threshold voltage E3 is compared, and if D1 ≦ DE3, YES is determined. Then, the process proceeds to step 215a, and if D1> DE3, the determination step is NO and the process proceeds to step 216.
Note that the value of the third threshold voltage E3 is a value of 90% level, which is definitely smaller than the normal offset voltage V1 (for example, 2.5V). If it is normal, step 213 determines YES. There is nothing to do.
In step 216, the digital conversion value D1 read out in step 212 is compared with the digital conversion value DE4 of the fourth threshold voltage E4. If D1 <DE4, NO is determined and step block 230 is determined. If DE4 ≦ D1, the determination step is YES and the process proceeds to step 217.
Note that the value of the fourth threshold voltage E4 is a 110% level value that is definitely larger than the normal offset voltage V1 (for example, 2.5 V). If the value is normal, step 216 determines YES. There is nothing to do.

工程215aは、後述の工程343b(図7参照)によってオフセット電圧V1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧V1が遮断中であればYESの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、オフセット電圧V1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程215bへ移行する判定ステップとなっている。
工程215bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶するステップとなり、工程217は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天絡異常を仮記憶するステップであるが、仮記憶された異常状態は、後述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
工程ブロック230は、工程215aがYESの判定を行なったとき、又は工程216がNOの判定を行なったとき、又は工程215b、工程217に続いて実行される異常処理手段となるサブルーチンプログラムであり、当該工程ブロック230では、図7、図8で詳述するとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程219へ移行するようになっている。
In step 215a, it is determined whether or not an offset voltage V1 cutoff command has been generated in step 343b (see FIG. 7) to be described later. If the offset voltage V1 is being interrupted, a determination of YES is made and the process proceeds to step block 230. If the offset voltage V1 is not shut off, the determination step is NO and the process proceeds to step 215b.
Step 215b is a step of temporarily storing a negative ground fault when a negative terminal wiring ground fault occurs.Step 217b is a step of temporarily storing a negative ground fault when a negative terminal ground fault occurs. In the temporary storage step, the temporarily stored abnormal state is reconfirmed as will be described later, and is finally stored.
The process block 230 is a subroutine program serving as an abnormality processing means that is executed when the process 215a makes a determination of YES, or when the process 216 makes a determination of NO, or following the processes 215b and 217, In the process block 230, as will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8, processing such as confirmation of abnormal state determination, abnormality notification, storage of abnormality history information, determination of air-fuel ratio, and the like are executed, followed by an inspection end step. The process proceeds to step 219.

以上の通り、この実施の形態1では、工程200から工程219に至る一巡のフローによって一個分の排気ガスセンサの正端異常と負端異常が点検され、一巡のフローの繰返し循環実行によって順次他の排気ガスセンサに関する異常点検が行なわれるようになっている。
なお、工程ブロク220は、工程203、工程210に先立って実行するようにしても良い。
As described above, in the first embodiment, the positive end abnormality and the negative end abnormality of one exhaust gas sensor are inspected by the one-round flow from the step 200 to the step 219. Abnormal inspection related to the exhaust gas sensor is performed.
The process block 220 may be executed prior to the processes 203 and 210.

次に、図4における第2の異常診断に関する動作説明用のフローチャートである図5、図6について説明する。
図5、図6において、工程310は、第二の異常診断の動作開始ステップであり、図4の工程203に続いて実行され、後述の工程319に続いて工程204へ復帰するように構成されている。
工程310に続く一連の工程311〜318cによって構成された工程ブロック320a、320bは、図4における工程ブロック210の内容を表現したものである。
まず、工程310に続いて実行される工程311は、図示しないフラグの動作状態を監視して図4の工程ブロック220が実行されたかどうかを判定し、実行されていなければ図4の工程204へ復帰して、工程ブロック220を先行動作させるための判定ステップとなっている。
工程311が工程ブロック220による第一の診断を実行済であると判定すると、工程312へ移行する。
工程312は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換された測定電圧Vdの値のデジタル変換値D2をRAMメモリ112の第二アドレスに読み出す。
続く工程313aは、工程ブロック220による判定結果として負端子配線が正常であったかどうかを判定し、正常であればYESの判定を行なって工程314aへ移行し、異常であればNOの判定を行なって工程313bへ移行する判定ステップとなっている。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 which are flowcharts for explaining the operation relating to the second abnormality diagnosis in FIG. 4 will be described.
5 and 6, step 310 is the operation start step of the second abnormality diagnosis, which is executed subsequent to step 203 in FIG. 4 and returns to step 204 following step 319 described later. ing.
Process blocks 320a and 320b configured by a series of processes 311 to 318c subsequent to process 310 represent the contents of process block 210 in FIG.
First, in step 311 to be executed subsequent to step 310, the operation state of a flag (not shown) is monitored to determine whether or not the process block 220 in FIG. 4 has been executed. If not, the process goes to step 204 in FIG. This is a determination step for returning and causing the process block 220 to operate in advance.
If the process 311 determines that the first diagnosis by the process block 220 has been executed, the process proceeds to the process 312.
In step 312, the digital conversion value D 2 of the value of the measurement voltage Vd input to the analog input port AN 2 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is read to the second address of the RAM memory 112.
In the subsequent step 313a, it is determined whether the negative terminal wiring is normal as a determination result by the process block 220. If normal, the determination is YES and the process proceeds to step 314a, and if abnormal, the determination is NO. This is a determination step for shifting to step 313b.

工程313bは、図4の工程ブロック220による判定が負線地絡であったかどうかを読出し、負線地絡であれば工程317aへ移行し、負線地絡でなければ工程313cへ移行する判定ステップである。
工程313cは、後述の工程343b(図7参照)によって、オフセット電圧V1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧V1が遮断中であればYESの判定を行なって工程317aへ移行し、オフセット電圧V1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程315へ移行する判定ステップとなっている。
工程314aは、工程312で読み出された測定電圧Vdのデジタル変換値D2と、第二の閾値電圧e2のデジタル変換値de2による帯域値とを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程314bへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程316aへ移行する判定ステップとなっている。
なお、第二の閾値電圧e2の値は、例えば1.5〜2.5Vの値であり、この値は厳密にはオフセット電圧V1=2.5V未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧e1を超過する帯域値であり、第一の閾値電圧e1は、前記オフセット電圧V1の値から異常低下電圧Vn=−1Vの絶対値を減じた値である1.5V以下の値となる電圧である。
工程314bは、冠水異常状態であることを仮記憶するステップである。
Step 313b reads out whether or not the determination by the process block 220 in FIG. 4 is a negative ground fault, and if it is a negative ground fault, the process proceeds to Step 317a, and if not, the determination step proceeds to Step 313c. It is.
In step 313c, it is determined in step 343b (see FIG. 7), which will be described later, whether or not a command to shut off the offset voltage V1 has been generated. If the offset voltage V1 is not shut off, the determination step is NO and the process proceeds to step 315.
In step 314a, the digital conversion value D2 of the measurement voltage Vd read in step 312 is compared with the band value by the digital conversion value de2 of the second threshold voltage e2, and if it is within the band, the determination of YES is made. The process proceeds to step 314b, and if it is out of the band, the determination is NO and the process proceeds to step 316a.
Note that the value of the second threshold voltage e2 is, for example, a value of 1.5 to 2.5 V, which is strictly a value less than the offset voltage V1 = 2.5 V, and is the first threshold close to the ground potential. The first threshold voltage e1 is a voltage that is not more than 1.5V, which is a value obtained by subtracting the absolute value of the abnormally reduced voltage Vn = -1V from the value of the offset voltage V1. is there.
Step 314b is a step of temporarily storing that the submergence is abnormal.

工程315は、図4の工程ブロック220の判定が負線天絡であったかどうかを読み出して、負線天絡であればYESの判定を行なって工程316aへ移行し、負線天絡でなければNOの判定を行なって、図6の工程318aへ移行する判定ステップである。
工程316aは、工程312で読み出された測定電圧Vdのデジタル変換値D2と、第一の閾値電圧e1のデジタル変換値de1を比較して、Vd≦e1であればYESの判定を行なって工程316bへ移行し、Vd>e1であればNOの判定を行なって工程317aへ移行する判定ステップである。
第一の閾値電圧e1は、オフセット電圧V1の値から異常低下電圧Vn=−1Vの絶対値を減じた値である1.5V以下の値であって、グランド電位に接近した値として例えば0.5Vが使用される。
工程316bは、正線地絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程317aは、工程315による読出し結果が負線天絡であったかどうかによって、負線天絡であればYESの判定を行なって図6の工程318aへ移行し、負線天絡でなければNOの判定を行なって工程317bへ移行する判定ステップである。
Step 315 reads whether or not the determination of the process block 220 in FIG. 4 is a negative line fault, and if it is a negative line fault, makes a determination of YES and proceeds to step 316a. This is a determination step in which NO is determined and the process proceeds to step 318a in FIG.
In step 316a, the digital conversion value D2 of the measurement voltage Vd read in step 312 is compared with the digital conversion value de1 of the first threshold voltage e1, and if Vd ≦ e1, a determination of YES is made. The process proceeds to 316b, and if Vd> e1, the determination is NO and the process proceeds to step 317a.
The first threshold voltage e1 is a value equal to or lower than 1.5V, which is a value obtained by subtracting the absolute value of the abnormally reduced voltage Vn = -1V from the value of the offset voltage V1, and is 0.5V, for example, as a value approaching the ground potential. used.
Step 316b is a step of temporarily storing the fact that the positive ground fault condition is present.
In the subsequent step 317a, if the read result in step 315 is a negative line power fault, if it is a negative line power fault, a determination of YES is made and the process proceeds to step 318a in FIG. This is a determination step in which the determination is made and the process proceeds to step 317b.

工程317bは、工程312で読み出された測定電圧Vdのデジタル変換値D2と、第四の閾値電圧e4を比較して、e4≦Vdであれば、YESの判定を行なって工程317cへ移行し、
Vd<e4であれば、NOの判定を行なって図6の工程318aへ移行する判定ステップである。
第四の閾値電圧e4は、制御電源電圧Vccよりも若干低い電圧として例えば4.6Vが適用されている。
工程317cは、正線天絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程318aは、工程312で読み出された測定電圧Vdのデジタル変換値D2が、第三の閾値電圧e3の帯域内にあるかどうかを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程318bへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって復帰工程319へ移行する判定ステップである。
第三の閾値電圧e3は、正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Vpを中心として、例えば0.95Vp〜1.05Vp程度の帯域幅をもっている。
また、バイアス電圧Vpは、オフセット電圧V1=2.5Vとリッチ側飽和電圧Vm=1.0Vとの加算値3.5V以上の値であって、制御電源電圧Vcc=5Vよりも低い電圧であり、その中間値である4.2Vが使用される。
In step 317b, the digital conversion value D2 of the measurement voltage Vd read in step 312 is compared with the fourth threshold voltage e4. If e4 ≦ Vd, YES is determined and the process proceeds to step 317c. ,
If Vd <e4, this is a determination step in which NO is determined and the process proceeds to step 318a in FIG.
As the fourth threshold voltage e4, for example, 4.6 V is applied as a voltage slightly lower than the control power supply voltage Vcc.
Step 317c is a step of temporarily storing the fact that the positive line power fault is in an abnormal state.
In the subsequent step 318a, whether or not the digital conversion value D2 of the measurement voltage Vd read out in step 312 is within the band of the third threshold voltage e3 is compared. Then, the process proceeds to step 318b, and if it is out of the band, the determination is NO and the process proceeds to the return process 319.
The third threshold voltage e3 has a bandwidth of, for example, about 0.95 Vp to 1.05 Vp with the bias voltage Vp applied to the positive terminal wirings 104a to 104d as the center.
Further, the bias voltage Vp is a value of 3.5V or more of the addition value of the offset voltage V1 = 2.5V and the rich side saturation voltage Vm = 1.0V, and is lower than the control power supply voltage Vcc = 5V. The value 4.2V is used.

なお、バイアス電圧Vpとしては、オフセット電圧V1=2.5Vからリーン側最低電圧Vn=−1.0Vの絶対値を減じた減算値1.5V以下の値であって、グランド回路よりも低い電圧であって、第一の閾値電圧e1=0.5Vよりも高い電圧となる例えば1.0Vを使用することも可能であり、要は正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用されるものである。   The bias voltage Vp is a value equal to or less than a subtraction value of 1.5 V obtained by subtracting the absolute value of the lean side minimum voltage Vn = −1.0 V from the offset voltage V1 = 2.5 V, and is a voltage lower than that of the ground circuit. It is also possible to use, for example, 1.0 V, which is higher than the first threshold voltage e1 = 0.5 V. In short, the value is in a voltage band that does not occur in a normal state, a power fault abnormal state, or a ground fault abnormal state. Is what is used.

工程318bは、運転開始後所定時間以上が経過して、排気ガスセンサ103a〜103dの周辺温度が所定の活性化温度に達しているかどうかを判定し、活性化状態でなければNOの判定を行なって復帰工程319へ移行し、活性化状態であれば工程318cへ移行する判定ステップである。
工程318cは、回路断線異常状態であることを仮記憶するステップであり、続いて復帰工程319へ移行し、その後図4の工程204へ移行するようになっている。
Step 318b determines whether the ambient temperature of the exhaust gas sensors 103a to 103d has reached a predetermined activation temperature after a predetermined time has elapsed after the start of operation, and determines NO if it is not in an activated state. This is a determination step that moves to the return step 319 and moves to step 318c if it is in the activated state.
Step 318c is a step of temporarily storing the fact that the circuit disconnection is abnormal, and then proceeds to the return step 319 and then proceeds to step 204 in FIG.

以上の動作を概括説明すると、工程314bは冠水異常検出手段、工程316bは正線地絡異常検出手段、工程317cは正線天絡異常検出手段、工程318cは回路断線異常検出手段であり、工程311から工程317cで構成された工程ブロック320aと、工程318a、318b、318cで構成された工程ブロック320bは第二の異常診断手段であり、工程313b、313c、315で構成された工程ブロック330は正線異常判定回避手段となっている。
工程313b、313cによって、負線地絡状態、又はオフセット電圧V1の遮断中においては、工程314bによる冠水異常検出や工程316bによる正線地絡異常検出は行なわないようになっている。また、工程315による負線天絡状態では、工程314bによる冠水異常検出は行なわれないようになっている。同様に、工程317aによる負線天絡状態では工程317cによる正線天絡異常検出は行なわれないようになっている。
The above operations are generally described. Step 314b is a submergence abnormality detection unit, step 316b is a positive line ground fault detection unit, step 317c is a positive line fault detection unit, and step 318c is a circuit disconnection fault detection unit. Process block 320a composed of 311 to process 317c and process block 320b composed of processes 318a, 318b, and 318c are second abnormality diagnosis means, and process block 330 composed of processes 313b, 313c, and 315 is This is a positive line abnormality determination avoiding means.
By the steps 313b and 313c, the detection of the submergence abnormality in the step 314b and the detection of the positive line ground fault in the step 316b are not performed during the negative ground fault state or during the interruption of the offset voltage V1. Further, in the negative line power fault state in step 315, the flooding abnormality detection in step 314b is not performed. Similarly, in the negative line power fault state in step 317a, positive line power fault abnormality detection in step 317c is not performed.

次に、図4における異常処理手段230に関する動作説明用のフローチャートである図7、図8について説明する。
図7、図8において、工程340は、異常処理手段の動作開始ステップであり、工程340は図4の工程ブロック220に続いて実行され、後述の工程349に続いて工程219へ復帰するように構成されている。
工程340に続く一連の工程341〜346cによって構成された工程ブロック350は、図4における工程ブロック230の内の異常処理手段の内容を表現したものであり、続く一連の工程347a〜348dによって構成された工程ブロック351は、図4における工程ブロック230の内の空燃比判定手段の内容を表現したものである。
工程340に続いて実行される工程341は、図4の工程ブロック210や、工程ブロック220において何らかの異常判定記憶がなされているかどうかを検索し、異常判定記憶がなければNOの判定を行なって工程347aへ移行し、異常判定記憶があればYESの判定を行なって工程342aへ移行する判定ステップである。
工程342aは、図4の工程ブロック220と工程ブロック210を再度実行して、異常判定が一時的な誤動作判定ではなかったかどうかの確認を行なうステップ、続く工程342bは、工程342aによって再度異常判定が確認されたときはYESの判定を行なって工程342cへ移行し、異常が再現しなければNOの判定を行なって工程345aへ移行する判定ステップである。
Next, FIG. 7 and FIG. 8 which are flowcharts for explaining the operation related to the abnormality processing means 230 in FIG. 4 will be described.
7 and 8, step 340 is an operation start step of the abnormality processing means, and step 340 is executed subsequent to step block 220 in FIG. 4 and returns to step 219 following step 349 described later. It is configured.
A process block 350 constituted by a series of processes 341 to 346c following the process 340 represents the contents of the abnormality processing means in the process block 230 in FIG. 4, and is constituted by a series of subsequent processes 347a to 348d. The process block 351 expresses the contents of the air-fuel ratio determination means in the process block 230 in FIG.
In step 341 executed after step 340, a search is made as to whether or not any abnormality determination storage is performed in the process block 210 or the process block 220 of FIG. If the abnormality determination memory is stored, the process proceeds to 347a, where YES is determined and the process proceeds to step 342a.
In step 342a, the process block 220 and the process block 210 in FIG. 4 are re-executed to check whether or not the abnormality determination is a temporary malfunction determination. In the subsequent process 342b, the abnormality determination is performed again by the process 342a. If it is confirmed, the determination step is YES and the process proceeds to step 342c. If the abnormality is not reproduced, the determination is NO and the process proceeds to step 345a.

工程342cは、工程342aで確認判定された異常部位と異常モードをRAMメモリ112に確定記憶するステップ、続く工程343aは、工程342cによる確定記憶内容が、正線地絡状態であったかどうかを判定し、正線地絡状態であればYESの判定を行なって工程343bへ移行し、正線地絡状態でなければNOの判定を行なって工程344へ移行する判定ステップである。
工程343bは、オフセット電圧制御指令Drの論理レベルを「H」にしてオフセット電圧遮断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧V1をゼロにするステップである。続く工程344は、図示しない警報・表示器に対する駆動指令を発生して異常報知を行なうステップである。
続く工程345aは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧V1の印加を有効にする時期であるかどうかを判定し、例えば数百msecあたりで1回だけ一巡の制御動作期間においてYESの判定を行って工程345bへ移行し、他の大半の時間帯ではNOの判定を行なって工程346aへ移行する判定ステップである。
工程345bは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧V1の印加を有効にすると共に、正線地絡異常の有無を検出するステップである。
Step 342c is a step of finalizing and storing the abnormal part and abnormal mode confirmed and determined in step 342a in the RAM memory 112, and the subsequent step 343a determines whether or not the final content stored in step 342c is a positive ground fault state. If it is a positive ground fault condition, a determination of YES is made and the process proceeds to step 343b. If it is not a positive ground fault condition, the determination is NO and the process proceeds to step 344.
Step 343b is a step in which the logic level of the offset voltage control command Dr is set to “H” to make the offset voltage cutoff circuit 125 conductive, and as a result, the offset voltage V1 is set to zero. Subsequent step 344 is a step of issuing a drive command to an alarm / display unit (not shown) to notify abnormality.
In the subsequent step 345a, the offset voltage cutoff command in step 343b is temporarily canceled to determine whether it is time to enable the application of the offset voltage V1, and for example, one round of control is performed once every several hundred msec. This is a determination step in which YES is determined in the operation period and the process proceeds to Step 345b, and NO is determined in most other time zones and the process proceeds to Step 346a.
Step 345b is a step in which the offset voltage cutoff command in step 343b is temporarily canceled to enable the application of the offset voltage V1, and the presence or absence of a positive ground fault is detected.

続く工程346aは、異常履歴情報を保存する時期であるかどうかの判定ステップであり、該工程346aは、例えば図示しない電源スイッチが開路された後であって、電源リレーの出力接点102が継続閉路している所定期間においてYESの判定を行って工程346bへ移行し、電源スイッチが閉路されているときにはNOの判定を行なって工程347aへ移行するようになっている。
工程346bは、不揮発性のデータメモリ113に対して既に書き込まれていた過去の履歴情報を読み出して、異常部位と異常モード別の異常発生回数情報を得るステップ、続く工程346cは、工程342cで確定記憶した異常部位と異常モードについて異常発生回数を一回分加算して、再度データメモリ113に対して転送保存するステップであり、工程346cに続いて復帰工程349へ移行する。
Subsequent step 346a is a step for determining whether it is time to save the abnormality history information. For example, step 346a is after a power switch (not shown) is opened, and the output contact 102 of the power relay is continuously closed. During the predetermined period, the determination is YES and the process proceeds to step 346b. When the power switch is closed, the determination is NO and the process proceeds to step 347a.
Step 346b reads past history information already written in the non-volatile data memory 113 to obtain information on the number of occurrences of abnormality for each abnormal part and abnormality mode, and the subsequent step 346c is confirmed in Step 342c. In this step, the number of occurrences of abnormality is added by one for the stored abnormal part and abnormal mode, and the data is transferred and stored again in the data memory 113. After step 346c, the process proceeds to return step 349.

工程347aは、工程342a又は工程342cによって異常状態が再確認又は確定記憶されているかどうかを判定し、異常があればYESの判定を行なって工程347bへ移行し、異常がなければNOの判定を行なって工程347dへ移行する判定ステップである。
工程347bは、工程347aで読み出された異常内容が負線地絡異常であったかどうかを判定し、負線地絡異常であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、負線地絡異常でなければNOの判定を行なって工程347cへ移行する判定ステップである。
工程347cは、工程343bによってオフセット電圧遮断指令が発生しているかどうかを判定し、遮断中であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、オフセット電圧V1が有効印加されておればればNOの判定を行なって工程348eへ移行する判定ステップである。
In step 347a, it is determined whether the abnormal state is reconfirmed or confirmed and stored in step 342a or step 342c. If there is an abnormality, a determination of YES is made and the process proceeds to step 347b. If there is no abnormality, a determination of NO is made. This is a determination step that moves to step 347d.
Step 347b determines whether or not the abnormality content read in step 347a is a negative ground fault, and if it is a negative ground fault, a determination of YES is made and the process proceeds to step 347d. If not abnormal, it is a determination step of determining NO and proceeding to step 347c.
In step 347c, it is determined whether or not an offset voltage cutoff command is generated in step 343b. If cutoff is in progress, a determination of YES is made and the process proceeds to step 347d. If the offset voltage V1 is effectively applied, NO is determined. This is a determination step in which the determination is made and the process proceeds to step 348e.

工程347dは、正端子電位の測定電圧Vdのデジタル変換値D2と、負端子電位のデジタル変換値D1との差分電圧D2−D1を算出するステップである。
続く工程348aは、差分電圧D2−D1が排気ガスセンサのリーン側正常電圧V0=0〜0.1Vから、リッチ側飽和電圧Vm=0.85〜1.0Vの範囲である0〜1.0Vの正常範囲内であるかどうかを判定し、正常範囲外であればNOの判定を行なって工程348eへ移行し、正常範囲内であればYESの判定を行なって工程348bへ移行する判定ステップである。
工程348bは、比較基準閾値として例えば0.45Vを境として、閾値以上であればYESの判定を行なって工程348cへ移行し、閾値未満であればNOの判定を行なって工程348dへ移行する判定ステップである。
工程348cは、燃料リッチ状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微減させるステップ、工程348dは、燃料リーン状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微増させるステップである。
工程348eは、工程348c、工程348dによって判定されていた空燃比の状態判定を解除し、マイクロプロセッサ110はプログラムメモリ111Aに格納されている制御プログラムに基づいて、エアーフローセンサによって検出された吸気量を理論空燃比(約15)で割って得られる所要供給燃料に対応した開弁期間による燃料噴射の開ループ制御を行ない、排気ガスセンサを用いた空燃比の閉ループが解除されるものである。
Step 347d is a step of calculating a differential voltage D2-D1 between the digital conversion value D2 of the measurement voltage Vd of the positive terminal potential and the digital conversion value D1 of the negative terminal potential.
In the subsequent step 348a, the differential voltage D2-D1 is within the normal range of 0 to 1.0V, which is the range of the lean side normal voltage V0 = 0 to 0.1V of the exhaust gas sensor to the rich side saturation voltage Vm = 0.85 to 1.0V. In this determination step, NO is determined if it is out of the normal range, and the process proceeds to step 348e. If it is within the normal range, YES is determined, and the process proceeds to step 348b.
In step 348b, if the comparison reference threshold value is, for example, 0.45V, the determination step is YES if the threshold value is greater than or equal to the threshold value, and the process proceeds to step 348c. It is.
Step 348c generates a fuel rich state determination output to slightly reduce the fuel injection valve opening period.Step 348d generates a fuel lean state determination output to reduce the fuel injection valve opening period. This is a step to increase slightly.
Step 348e cancels the air-fuel ratio state determination determined in steps 348c and 348d, and the microprocessor 110 detects the intake air amount detected by the airflow sensor based on the control program stored in the program memory 111A. Is divided by the stoichiometric air fuel ratio (about 15) to perform open loop control of fuel injection in the valve opening period corresponding to the required supply fuel, and the closed loop of the air fuel ratio using the exhaust gas sensor is released.

工程348c、工程348d、348eに続いて工程349へ移行し、工程349から図4の動作終了工程219へ移行するようになっている。
工程348bに判定帯域を設け、例えば工程347dで算出された差分電圧が0.3〜0.7Vの範囲にあるときには、適正空燃比に制御されていると判定して、燃料噴射弁の開弁期間を現状維持するように制御してもよい。
以上で説明した制御フローにおいて、工程342aは判定確認手段、工程343bはオフセット電圧遮断指令手段、工程344は異常報知手段、工程345bは正線正常再確認手段、工程346cは履歴情報保存手段となっている。
Subsequent to step 348c, step 348d, and 348e, the process proceeds to step 349, and the process proceeds from step 349 to the operation end step 219 in FIG.
In step 348b, a determination band is provided. For example, when the differential voltage calculated in step 347d is in the range of 0.3 to 0.7V, it is determined that the air-fuel ratio is controlled to be appropriate, and the fuel injection valve is opened for the current period. You may control so that it may maintain.
In the control flow described above, step 342a is a determination confirmation unit, step 343b is an offset voltage cutoff command unit, step 344 is an abnormality notification unit, step 345b is a positive line normal reconfirmation unit, and step 346c is a history information storage unit. ing.

なお、工程ブロック220による負端子配線の地絡異常、天絡異常の検出を行なわない場合には、オフセット電圧V1の値をモニタ信号として多チャンネルAD変換器114に入力する必要はなく、プログラムメモリ111Aの中に予めオフセット電圧V1に比例したデジタル値を制御定数として格納しておいて、当該制御定数を用いて図8の工程347dの差分電圧を算出したり、図5、図6の正端子配線の地絡異常や天絡異常或いは回路断線異常の検出を行なうことができるものである。
但し、図5、図6において、負線は全て正常であると見なして冠水異常検出、正線地絡異常、正線天絡異常、回路断線異常の判定が行なわれることになるので、負線天絡していると正線天絡として検出され、負線地絡していると冠水異常は検出されず、正線正常でありながらも正線地絡として検出されることになるものである。
When the ground fault abnormality and the power fault abnormality of the negative terminal wiring are not detected by the process block 220, it is not necessary to input the value of the offset voltage V1 to the multi-channel AD converter 114 as a monitor signal, and the program memory A digital value proportional to the offset voltage V1 is previously stored in 111A as a control constant, and the differential voltage in step 347d in FIG. 8 is calculated using the control constant, or the positive terminal in FIGS. It is possible to detect a ground fault, a power fault, or a circuit disconnection abnormality of the wiring.
However, in FIGS. 5 and 6, it is assumed that the negative lines are all normal, and the determination of submergence abnormality detection, positive line ground fault abnormality, positive line sky fault abnormality, and circuit disconnection abnormality is performed. If there is a sky fault, it will be detected as a positive line ground fault, and if it is a negative line ground fault, the flooding abnormality will not be detected, and it will be detected as a positive line ground fault even though the positive line is normal. .

実施形態1の要点と特徴
以上のように、この発明の実施の形態1によるエンジン制御装置100Aは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Aに格納された制御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Aであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、当該排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Vsがリーン側正常電圧V0からリッチ側飽和電圧Vmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧V1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Vdとして多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のRAMメモリ112に格納され、測定電圧Vd又は測定電圧Vdとオフセット電圧V1との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るものにおいて、プログラムメモリ111Aは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
As described above, the engine control apparatus 100A according to the first embodiment of the present invention is stored in the program memory 111A and the operating states of the various input sensors 106 that monitor the operating state of the internal combustion engine. The engine control device 100A includes a microprocessor 110 that drives and controls various electric loads 107 for driving the internal combustion engine in response to the contents of the control program, and the various input sensors 106 include one or a plurality of exhaust gases. The exhaust gas sensor includes an equivalent voltage source and an equivalent internal resistance connected between a positive terminal on the atmospheric contact surface side and a negative terminal on the exhaust gas contact surface side, and includes a predetermined activation temperature. , The generated voltage Vs of the equivalent voltage source changes between the lean-side normal voltage V0 and the rich-side saturation voltage Vm at the boundary of the theoretical air-fuel ratio, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d A predetermined offset voltage V1 generated by the offset voltage generation circuit 121 is applied, and a positive terminal potential that is a voltage between the positive terminal of the exhaust gas sensor and the ground circuit GND is passed through the multi-channel AD converter 114 as the measurement voltage Vd. Is converted into digital data, stored in the RAM memory 112 for arithmetic processing via the microprocessor 110, and the measurement voltage Vd or the differential voltage between the measurement voltage Vd and the offset voltage V1 is monitored to obtain an air-fuel ratio magnitude determination output. The program memory 111A includes at least a control program serving as a positive ground fault detection means 316b, an offset voltage cutoff command means 343b, and history information storage means 346c.

そして、正線地絡異常検出手段316bは、測定電圧Vdを監視して、測定電圧Vdがオフセット電圧V1未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧e1以下であることによって、排気ガスセンサ103a〜103dの正端子配線104a〜104dがグランド回路GNDと混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、オフセット電圧遮断指令手段343bは、正線地絡異常検出手段316bが正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路125に作用してオフセット電圧V1の印加を停止し、履歴情報保存手段346cは、正線地絡異常の発生の有無を不揮発性のデータメモリ113に格納し、データメモリ113の内容は、保守点検用の外部ツール109によって読出されるものとなっている。   Then, the positive ground fault detection means 316b monitors the measurement voltage Vd and determines that the measurement voltage Vd is less than the offset voltage V1 and is equal to or less than the first threshold voltage e1 approaching the ground potential. The positive terminal wirings 104a to 104d of the exhaust gas sensors 103a to 103d are determined to have a ground fault abnormality in the positive terminal wiring that comes into contact with the ground circuit GND, and the offset voltage cutoff command means 343b is connected to the positive ground fault detection means 316b. When the ground fault abnormality of the positive terminal wiring is detected, the offset voltage V1 is stopped by acting on the offset voltage cutoff circuit 125, and the history information storage means 346c determines whether or not the positive ground fault has occurred. The data is stored in the nonvolatile data memory 113, and the contents of the data memory 113 are read by the external tool 109 for maintenance and inspection.

以上のように構成されたこの発明の実施の形態1のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正線地絡異常検出手段が正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、排気ガスセンサの負端子に印加されていたオフセット電圧が解除されるので、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができる。従って、正端子配線の地絡を補修解除することによって、正常復帰させることが可能となり、排気ガスセンサ自体の部品交換を行う必要がない効果がある。   According to the engine control apparatus of the first embodiment of the present invention configured as described above, the exhaust gas sensor detects that the positive ground fault abnormality detecting means of the exhaust gas sensor has detected the ground fault abnormality of the positive terminal wiring. Because the offset voltage applied to the negative terminal of the positive terminal wiring is released, the short-circuit current due to the offset voltage can be prevented from flowing into the exhaust gas sensor when a ground fault in the positive terminal wiring occurs, resulting in damage to the exhaust gas sensor. Deterioration can be prevented. Therefore, it is possible to return to normal by releasing the repair of the ground fault of the positive terminal wiring, and there is an effect that it is not necessary to replace parts of the exhaust gas sensor itself.

また、実施の形態1において、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子に印加されるオフセット電圧V1の値は、排気ガスセンサの大気接触面が冠水したときに発生するリーン側異常低下電圧Vnの絶対値よりも大きな値である拡大オフセット電圧であると共に、プログラムメモリ111Aは更に、冠水異常検出手段314bとなる制御プログラムを包含し、冠水異常検出手段314bは、測定電圧Vdの値が第二の閾値電圧e2による帯域内にあるときに排気ガスセンサ103a〜103dの冠水異常であると判定し、第二の閾値電圧e2の値は、オフセット電圧V1未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧e1を超過する帯域値であり、第一の閾値電圧e1は、オフセット電圧V1の値から異常低下電圧Vnの絶対値を減じた値以下の値となる電圧であり、履歴情報保存手段346cは更に、冠水異常の発生の有無を不揮発性のデータメモリ113に格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツール109によって読出されるものとなっている。   Further, in the first embodiment, the value of the offset voltage V1 applied to the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d is based on the absolute value of the lean side abnormal drop voltage Vn that occurs when the atmospheric contact surface of the exhaust gas sensor is flooded. The program memory 111A further includes a control program serving as a submergence abnormality detection unit 314b, and the submergence abnormality detection unit 314b has a measured voltage Vd value of the second threshold voltage e2. It is determined that the exhaust gas sensors 103a to 103d are submerged in an in-band range, and the second threshold voltage e2 is less than the offset voltage V1 and is close to the ground potential. The first threshold voltage e1 is a voltage that is equal to or lower than the value obtained by subtracting the absolute value of the abnormally reduced voltage Vn from the value of the offset voltage V1. Means 346c further stores the occurrence of flooding abnormality in the data memory 113 of the nonvolatile content of the data memory has a what is read by an external tool 109 for maintenance.

このように実施の形態1のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの負端子に印加されるオフセット電圧を大きくして、排気ガスセンサの冠水異常を検出するようになっているので、負電圧を扱わない簡易なAD変換器を用いて冠水異常と正線地絡異常の識別を行なうことができ、異常発生履歴情報を読み出すことによって補修点検が容易となる特徴がある。また、正線地絡異常が発生したときには、オフセット電圧遮断指令によってオフセット電圧が遮断されるので、大きなオフセット電圧による大きな短絡電流が排気ガスセンサに流入して、排気ガスセンサの損傷劣化を加速することがない。   As described above, according to the engine control apparatus of the first embodiment, the offset voltage applied to the negative terminal of the exhaust gas sensor is increased to detect the flooding abnormality of the exhaust gas sensor. It is possible to discriminate between submergence anomalies and positive line ground faults using a simple AD converter, and the repair inspection is facilitated by reading out the abnormality occurrence history information. Also, when a positive ground fault occurs, the offset voltage is cut off by the offset voltage cut-off command, so that a large short-circuit current due to a large offset voltage flows into the exhaust gas sensor, accelerating damage deterioration of the exhaust gas sensor. Absent.

また、実施の形態1において、排気ガスセンサは複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、当該複数の排気ガスセンサの各負端子にはオフセット電圧V1が共通して印加され、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してRAMメモリ112に格納されると共に、プログラムメモリ111Aは更に、負線地絡異常検出手段215bと正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含し、負線地絡異常検出手段215bは、負端子電位のデジタル変換値D1がオフセット電圧V1に比例した値を基準にして、過小であることによって負端子配線がグランド線と混触した地絡異常であると判定し、正線異常判定回避手段330は、負線地絡異常検出手段215bが負線地絡を検出しているとき、又はオフセット電圧遮断回路125がオフセット電圧V1を遮断しているときには、正線地絡異常検出手段316bと冠水異常検出手段314bによる異常判定は行なわず、測定電圧Vdが燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とするようになっている。   In the first embodiment, the exhaust gas sensors use a plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d, and an offset voltage V1 is commonly applied to the negative terminals of the plurality of exhaust gas sensors. A negative terminal potential, which is a voltage between the negative terminal and the ground circuit GND, is digitally converted via the multi-channel AD converter 114, stored in the RAM memory 112 via the microprocessor 110, and the program memory 111A further includes The negative line ground fault abnormality detecting means 215b and the positive line abnormality determination avoiding means 330 are included, and the negative line ground fault abnormality detecting means 215b has a digital conversion value D1 of the negative terminal potential proportional to the offset voltage V1. Based on the value, it is determined that the negative terminal wiring is in contact with the ground line due to being too small, and the ground fault abnormality is detected. When the detecting means 215b detects a negative ground fault, or when the offset voltage cutoff circuit 125 cuts off the offset voltage V1, abnormality determination by the positive ground fault abnormality detecting means 316b and the submergence abnormality detecting means 314b is performed. If the measurement voltage Vd detects a fuel rich state without performing the detection, the detection result is validated.

このように、負線地絡状態又はオフセット電圧遮断状態においては、正端子電位がグランド電位に接近していても正線地絡異常又は冠水異常の判定を回避するようになっているので、オフセット電圧が印加されない状態において、正線地絡異常が発生していなければ正端子電位である測定電圧を監視することによって空燃比の判定を持続することができる特徴がある。
また、複数の排気ガスセンサが使用されていて、当該複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに正線地絡異常が発生したことに伴って、各排気ガスセンサの負端子に共通して印加されていたオフセット電圧の遮断が行なわれている場合に、残りの正常な排気ガスセンサの判定結果を有効として扱うことができる特徴がある。
Thus, in the negative line ground fault state or the offset voltage cutoff state, even if the positive terminal potential is close to the ground potential, the determination of the positive line ground fault abnormality or the flooding abnormality is avoided. In the state where no voltage is applied, there is a feature that the determination of the air-fuel ratio can be continued by monitoring the measurement voltage which is the positive terminal potential if no positive ground fault has occurred.
In addition, when a plurality of exhaust gas sensors are used and a positive ground fault has occurred in a specific exhaust gas sensor among the plurality of exhaust gas sensors, it is commonly applied to the negative terminal of each exhaust gas sensor. When the offset voltage that has been interrupted is cut off, the remaining normal exhaust gas sensor determination results can be treated as valid.

また、プログラムメモリ111Aは更に、正線正常再確認手段345bとなる制御プログラムを包含し、正線正常再確認手段345bは、オフセット電圧遮断指令手段343bによってオフセット電圧V1の印加が停止されている状態において、少なくとも運転開始時、又は運転停止の直前、又は運転中の所定期間毎に、停止されていたオフセット電圧V1を短時間有効にして、複数の排気ガスセンサ103a〜103dのいずれかに、新たな正線地絡異常が発生していないかどうかを確認するようになっている。
即ち、実施の形態1のエンジン制御装置においては、特定の排気ガスセンサの正線地絡異常発生に伴って停止されていたオフセット電圧は、適時に短時間だけ有効にされて、この期間に他の排気ガスセンサの正線地絡異常の有無が確認されるようになっている。
従って、正線地絡が発生した排気ガスセンサに対する短絡電流は、定常的には遮断されており、正線正常再確認処理を行なう短時間だけ短絡電流が流れるものであって、排気ガスセンサの損傷、劣化を抑制しながら、複数の排気ガスセンサの正線地絡異常、又は冠水異常の有無を判定することができる特徴がある。
Further, the program memory 111A further includes a control program serving as the normal normal reconfirmation means 345b. The normal normal reconfirmation means 345b is in a state where the application of the offset voltage V1 is stopped by the offset voltage cutoff command means 343b. , At least at the start of the operation, immediately before the operation stop, or every predetermined period during the operation, the offset voltage V1 that has been stopped is made effective for a short time, and a new one is added to any of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d. It is designed to check whether a positive ground fault has occurred.
That is, in the engine control apparatus of the first embodiment, the offset voltage that has been stopped due to the occurrence of a positive ground fault of a specific exhaust gas sensor is made effective only in a short time, and during this period The presence or absence of an abnormality in the positive line ground fault of the exhaust gas sensor is confirmed.
Therefore, the short-circuit current for the exhaust gas sensor in which a positive line ground fault has occurred is normally cut off, and the short-circuit current flows only for a short time when the normal line normal reconfirmation process is performed. There is a feature that it is possible to determine the presence or absence of a positive line ground fault or a submergence abnormality of a plurality of exhaust gas sensors while suppressing deterioration.

更に、実施の形態1のエンジン制御装置においては、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子には、グランド回路GNDに接続される高抵抗のプルダウン抵抗144a(〜144d)とプルアップ抵抗143a(〜143d)を介して所定のバイアス電圧Vpが付与されていると共に、プログラムメモリ111Aは更に、少なくとも負線地絡異常検出手段215bを包含する第一の異常診断手段220と、正線地絡異常検出手段316bを包含する第二の異常診断手段320a、320bと、履歴情報保存手段346cを包含する異常処理手段350となる制御プログラムを包含している。
そして、第一の異常診断手段220は更に、負端子電位のデジタル変換値D1がオフセット電圧V1に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段217を包含し、第二の異常診断手段320a、320bは、正線天絡異常検出手段317cと回路断線異常検出手段318cとなる制御プログラムを包含している。
Further, in the engine control apparatus of the first embodiment, the positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are connected to the high resistance pull-down resistor 144a (to 144d) and the pull-up resistor 143a (connected to the ground circuit GND). To 143d), the program memory 111A further includes a first abnormality diagnosing means 220 including at least a negative ground fault detecting means 215b, and a positive ground fault abnormality. It includes a control program that becomes the second abnormality diagnosis means 320a, 320b including the detection means 316b and the abnormality processing means 350 including the history information storage means 346c.
Further, the first abnormality diagnosis means 220 further includes a power fault abnormality in which the negative terminal wiring is in contact with the power supply line because the digital conversion value D1 of the negative terminal potential is excessive on the basis of the value proportional to the offset voltage V1. The negative line fault detection means 217 for determining that the error is detected, and the second fault diagnosis means 320a, 320b include a control program that becomes the positive line fault detection means 317c and the circuit disconnection fault detection means 318c. ing.

また、正線天絡異常検出手段317cは、正端子電位のデジタル変換値D2がオフセット電圧V1とリッチ側飽和電圧Vmとの加算値V1+Vmに比例した値を基準にして過大であって、制御電源電圧Vccに接近した第四の閾値電圧e4以上となることによって、正端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定し、回路断線異常検出手段318cは、正端子電位のデジタル変換値D2が、各正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Vpを中心とした帯域値を持つ第三の閾値電圧e3の帯域内となることによって、正端子配線又はセンサ内部又は負端子配線のいずれかの回路断線異常であると判定し、バイアス電圧Vpは、オフセット電圧V1とリッチ側飽和電圧Vmとの加算値V1+Vm以上の値であって制御電源電圧Vccよりも低い電圧であるか、又はオフセット電圧V1からリーン側異常低下電圧Vnの絶対値を減じた減算値V1−|Vn|以下の値であってグランド回路GNDよりも高い電圧であって、正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用され、異常処理手段350は、第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して履歴情報保存手段346cによって異常発生履歴情報をデータメモリ113に保存すると共に、異常報知手段344によって警報・表示出力を発生するものとなっている。   Further, the positive line power fault abnormality detecting means 317c is excessive with respect to the value obtained by converting the digital conversion value D2 of the positive terminal potential in proportion to the added value V1 + Vm of the offset voltage V1 and the rich-side saturation voltage Vm. When the voltage becomes equal to or higher than the fourth threshold voltage e4 approaching the voltage Vcc, it is determined that the positive terminal wiring is in a power fault abnormality in contact with the power supply line, and the circuit disconnection abnormality detecting means 318c detects the digital conversion value of the positive terminal potential. When D2 falls within the band of the third threshold voltage e3 having a band value centered on the bias voltage Vp applied to each of the positive terminal wirings 104a to 104d, the positive terminal wiring or the sensor internal or negative terminal wiring It is determined that any one of the circuit disconnections is abnormal, and the bias voltage Vp is a value equal to or higher than the added value V1 + Vm of the offset voltage V1 and the rich saturation voltage Vm and lower than the control power supply voltage Vcc, or Offset The subtracted value V1− | Vn |, which is the subtraction value obtained by subtracting the absolute value of the lean side abnormal drop voltage Vn from the voltage V1, is higher than the ground circuit GND, and is in a normal state, a power fault abnormal state, or a ground fault A value within the voltage band that does not occur in the abnormal state is used, and the abnormality processing means 350 responds to the diagnosis result by the first and second abnormality diagnosis means to store the abnormality occurrence history information in the data memory 113 by the history information storage means 346c. And an alarm / display output is generated by the abnormality notifying means 344.

このように実施の形態1のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正端子側の天絡、地絡、断線異常の有無と、負端子側の天絡、地絡異常の有無を個別に判定して、異常報知するようになっている。従って、負端子配線の地絡異常が発生しても、他の異常が重複発生していないことを確認して、要注意状態での正常運転を持続することができ、この状態を異常報知して保守点検を促すことによって障害発生の予防を行なうことができる特徴がある。   As described above, according to the engine control apparatus of the first embodiment, the presence or absence of a fault, ground fault or disconnection abnormality on the positive terminal side of the exhaust gas sensor, and the presence or absence of a fault or ground fault on the negative terminal side are individually determined. Then, the abnormality is notified. Therefore, even if a ground fault in the negative terminal wiring occurs, it can be confirmed that no other abnormality has occurred, and normal operation in a state requiring attention can be continued. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of failures by encouraging maintenance inspection.

実施の形態2.
図9は、この発明の実施の形態2のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図1との相違点を中心にして説明する。なお、各図において、同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図9と図1との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線の構成が異なり、図9には、負線断線異常検出手段が付加されているのが主な相違点である。
図9において、エンジン制御装置100Bには、図1と同様に、車載バッテリ101と、電源リレーの出力接点102と、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
排気ガスセンサ103aの負端子は、第一の負端子配線108aによってエンジン制御装置100Bに接続されていると共に、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子は渡り配線108b〜108dによって順次接続され、排気ガスセンサ103dの負端子は第二の負端子配線108eによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a circuit block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the difference from FIG. 1 will be mainly described. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts.
The difference between FIG. 9 and FIG. 1 is that the configuration of the negative terminal wiring of the exhaust gas sensors 103a to 103d is different, and the main difference is that FIG.
9, the engine control apparatus 100B is connected to an in-vehicle battery 101, a power relay output contact 102, various input sensors 106, and various electric loads 107, as in FIG.
Further, the positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are connected to the engine control device 100B by positive terminal wirings 104a to 104d.
The negative terminal of the exhaust gas sensor 103a is connected to the engine control device 100B by the first negative terminal wiring 108a, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are sequentially connected by the transition wirings 108b to 108d. Is connected to the engine control device 100B by a second negative terminal wiring 108e.

エンジン制御装置100Bの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、図1と同様に、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111B、演算処理用のRAMメモリ112、例えば不揮発EEPROMメモリであるデータメモリ113、多チャンネルAD変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Bには、エンジン制御装置100Bとしての入出力制御プログラムに加えて、図10、図11で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と分圧抵抗122、123や、オフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図1のものと同様に構成されているが、オフセット電圧発生回路121の出力電圧であるオフセット電圧V1は、限流抵抗127、第一の負端子配線108a、渡り配線108b〜108dによって、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子に印加されると共に、第二の負端子線108eを介してこのオフセット電圧V1は、モニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。また、第一、第二の負端子配線108aと108eは、エンジン制御装置100Bの内部で点検用開閉素子124によって常時短絡接続されている。
As shown in FIG. 1, the microprocessor 110 includes, for example, a program memory 111B that is a nonvolatile flash memory, a RAM memory 112 for arithmetic processing, such as a data memory 113 that is a nonvolatile EEPROM memory, They are connected to each other by a bus so as to cooperate with the channel AD converter 114.
In addition to the input / output control program as the engine control apparatus 100B, the program memory 111B stores programs serving as various abnormality diagnosis means and abnormality processing means described later with reference to FIGS.
The constant voltage power supply circuit 120 and the voltage dividing resistors 122 and 123, the offset voltage generation circuit 121, and the offset voltage cut-off circuit 125 are configured in the same manner as in FIG. 1, but are output voltages of the offset voltage generation circuit 121. The offset voltage V1 is applied to the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d by the current limiting resistor 127, the first negative terminal wiring 108a, and the transition wirings 108b to 108d, and is also transmitted via the second negative terminal line 108e. The offset voltage V1 is connected to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 as a monitor signal. The first and second negative terminal wires 108a and 108e are always short-circuited by the inspection opening / closing element 124 inside the engine control apparatus 100B.

従って、負端子配線がどこかで断線したり、コネクタの接触不良があったような場合には、オフセット電圧V1は、第一の負端子配線108a側からか、又は第二の負端子配線108e側から供給され、正常動作を持続することができる状態となっている。
しかし、このような負線断線異常が発生すると、マイクロプロセッサ110の点検指令CNTによって点検用開閉素子124を一時的に開路してみることによって、後述の要領で異常判定を行なうことができるようになっている。
一方、正端子配線104a〜104dは、図2で詳述したインタフェース回路140a〜140dを介してマルチプレクサ130の入力端子CH1〜CH4に接続されている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
Therefore, when the negative terminal wiring is disconnected somewhere or there is a contact failure of the connector, the offset voltage V1 is generated from the first negative terminal wiring 108a side or the second negative terminal wiring 108e. It is supplied from the side and is in a state where normal operation can be continued.
However, when such a negative disconnection abnormality occurs, the abnormality can be determined in the manner described later by temporarily opening the inspection opening / closing element 124 by the inspection instruction CNT of the microprocessor 110. It has become.
On the other hand, the positive terminal wirings 104a to 104d are connected to the input terminals CH1 to CH4 of the multiplexer 130 via the interface circuits 140a to 140d detailed in FIG.
The multiplexer 130 receives selection commands SL1 and SL2 from the microprocessor 110, selects one of the analog signals input to the input terminals CH1 to CH4, and inputs the selected analog signal to the analog input port AN2 of the microprocessor 110. It has become.

オフセット電圧V1の値をモニタするアナログ入力ポートAN1には、平滑用コンデンサ142eが接続されていると共に、高抵抗である第二のプルアップ抵抗143eと第二のプルダウン抵抗144eによって構成された分圧電圧が、第二のバイアス電圧Vppとして印加されるようになっている。この第二のバイアス電圧Vppは、オフセット電圧V1(=2.5V)とは明らかに異なる電圧として、例えばVpp=1.25Vレベルにしておけばよいものである。   A smoothing capacitor 142e is connected to the analog input port AN1 that monitors the value of the offset voltage V1, and a voltage divider formed by the second pull-up resistor 143e and the second pull-down resistor 144e, which are high resistances. The voltage is applied as the second bias voltage Vpp. The second bias voltage Vpp is a voltage that is clearly different from the offset voltage V1 (= 2.5V), for example, Vpp = 1.25V level.

次に、図9のように構成された実施の形態2のエンジン制御装置の作用、動作について、図10、図11に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図9のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Bに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図10、図11に示した異常点検動作が行われるものである。
図9の点検動作説明用のフローチャートである図10において、工程400は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは、後述の工程419で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程401は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック410は図5、図6で前述した第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、工程ブロック410では、工程401で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程409は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップであり、工程401は、工程409で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
Next, the operation and operation of the engine control apparatus of the second embodiment configured as shown in FIG. 9 will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
First, in the configuration as shown in FIG. 9, when the output contact 102 is closed, the microprocessor 110 is supplied with power from the constant voltage power supply circuit 120 and starts operating, and the operations of the various input sensors 106 and exhaust gas sensors 103a to 103d are started. Drive control for various electric loads 107 is executed in response to the state and signal level and the contents of the input / output control program stored in the program memory 111B. During the execution process, the abnormality check operation shown in FIGS. Is to be done.
In FIG. 10, which is a flowchart for explaining the inspection operation in FIG. 9, step 400 is a step in which the microprocessor 110 starts the inspection operation, and this start step is subsequent to the operation end step shown in step 419 described later. Thus, it is repeatedly executed again after a predetermined waiting time.
The subsequent step 401 is to specify the channel number of the multiplexer 130 and set which of the exhaust gas sensors 103a to 103d is to be inspected. The subsequent process block 410 is the same as that described above with reference to FIGS. This is a step of executing a subroutine program as a second abnormality diagnosis means. In process block 410, it is determined whether or not there is a ground fault, a power fault, or a disconnection abnormality related to the positive terminal wiring of the exhaust gas sensor designated in process 401. It has become.
Subsequent step 409 is a step of updating and setting the channel number to be executed in the next inspection operation, and step 401 reads the channel number updated and set in step 409 and performs the next inspection operation. Yes.

工程409に続く一連の工程ブロック420は、図11で後述する第一の異常診断手段となるものであり、工程ブロック420では、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程ブロック430は、判定処理手段となるサブルーチンプログラムであり、図7、図8で詳述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程419へ移行するようになっている。従って、この実施の形態2においても、工程400から工程419に至る一巡のフローによって一個分の排気ガスセンサの正端異常と負端異常が点検され、一巡のフローの繰返し循環実行によって順次他の排気ガスセンサに関する異常点検が行なわれるようになっている。なお、工程ブロク420は、工程401〜工程409に先立って実行するようにしても良い。
A series of process blocks 420 following the process 409 serve as a first abnormality diagnosis means to be described later with reference to FIG. 11. In the process block 420, a ground fault, a power fault, and a disconnection related to the negative terminal wiring of the exhaust gas sensors 103a to 103d. It is determined whether or not there is an abnormality.
Subsequent process block 430 is a subroutine program serving as a determination processing means. As described in detail in FIGS. 7 and 8, processing such as determination of abnormal state determination, abnormality notification, storage of abnormal history information, determination of air-fuel ratio, and the like are performed. Then, the process proceeds to step 419 which is an inspection end step. Accordingly, also in the second embodiment, the positive end abnormality and negative end abnormality of one exhaust gas sensor are inspected by one round flow from step 400 to step 419, and another exhaust gas is sequentially executed by repeating the circulation of one round flow. Abnormal inspection related to the gas sensor is performed. The process block 420 may be executed prior to the processes 401 to 409.

工程ブロック420の詳細内容を示した動作説明用のフローチャートである図11において、工程450は、負線断線検出の動作開始ステップであり、工程450は、図10の工程409に続いて実行され、後述の工程459に続いて工程ブロック430へ復帰するように構成されている。
工程450に続く一連の工程451a〜457によって構成された工程ブロックは、図10における工程ブロック420の内容を表現したものである。
まず、工程450に続いて実行される工程451aでは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTによって点検用開閉素子124を開路する。
続く工程452aは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧V1の値のデジタル変換値D1を、RAMメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程453は、工程452aで読み出されたデジタル変換値D1が、第2閾値電圧E2のデジタル変換値の帯域内に入っているかどうかを判定し、帯域内であればYESの判定を行なって工程455cへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程451bへ移行する判定ステップとなっている。
In FIG. 11 which is a flowchart for explaining the operation showing the detailed contents of the process block 420, the process 450 is an operation start step for detecting a negative wire breakage, and the process 450 is executed following the process 409 of FIG. It is configured to return to the process block 430 following the process 459 described later.
A process block constituted by a series of processes 451a to 457 following the process 450 expresses the contents of the process block 420 in FIG.
First, in step 451a executed subsequent to step 450, the microprocessor 110 opens the inspection opening / closing element 124 by the inspection command output CNT.
In the subsequent step 452a, the digital conversion value D1 of the offset voltage V1 input to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is read to the first address of the RAM memory 112. It is.
In the subsequent step 453, it is determined whether or not the digital conversion value D1 read in step 452a is within the band of the digital conversion value of the second threshold voltage E2, and if it is within the band, YES is determined. The process shifts to step 455c, and if it is out of the band, it is determined that NO is determined and the process shifts to step 451b.

なお、第2閾値電圧E2は、第二のプルアップ抵抗143eと第二のプルダウン抵抗144eによって決定される第二のバイアス電圧Vpp(例えば1.25V)に対するデジタル変換値の90%〜110%レベルの帯域値として、1.1〜1.4Vが使用されている。
工程455cでは、負線断線異常の発生を仮記憶して工程451bへ移行する。
工程451bは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTを停止して点検用開閉素子124を閉路するステップである。
続く工程452bは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧V1の値のデジタル変換値D1を、RAMメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程454は、工程452bで読み出されたデジタル変換値D1と、第1閾値電圧E1のデジタル変換値DE1との大小関係を比較して、D1>DE1であればNOの判定を行なって工程456へ移行し、D1≦DE1であればYESの判定を行なって工程455aへ移行する判定ステップとなっている。
The second threshold voltage E2 is 90% to 110% level of the digital conversion value with respect to the second bias voltage Vpp (for example, 1.25 V) determined by the second pull-up resistor 143e and the second pull-down resistor 144e. As the band value, 1.1 to 1.4V is used.
In step 455c, the occurrence of the negative wire disconnection abnormality is temporarily stored, and the process proceeds to step 451b.
Step 451b is a step in which the microprocessor 110 stops the inspection command output CNT and closes the inspection opening / closing element 124.
In the subsequent step 452b, a digital conversion value D1 of the value of the offset voltage V1 input to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is read to the first address of the RAM memory 112. It is.
In the following step 454, the magnitude relationship between the digital conversion value D1 read in step 452b and the digital conversion value DE1 of the first threshold voltage E1 is compared. If D1> DE1, NO is determined. The process proceeds to 456, and if D1 ≦ DE1, the determination is YES, and the process proceeds to step 455a.

なお、第1閾値電圧E1の値は、第二のバイアス電圧Vppよりも低く、グランド電位よりも高い、例えば1.1Vが使用される。
工程455aは、図7の工程343bによってオフセット電圧V1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧V1が遮断中であればYESの判定を行なって復帰工程459へ移行し、オフセット電圧V1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程455bへ移行する判定ステップとなっている。
工程455bは、工程454の判定が第1閾値電圧E1以下であることによって、負端子配線が地絡していると判定してこの状態をRAMメモリ112に仮記憶するステップとなっている。
工程456は、工程452bで読み出されたデジタル変換値D1と、第4閾値電圧E4のデジタル変換値DE4との大小関係を比較して、D1<DE4であればNOの判定を行なって復帰工程459へ移行し、DE4≦D1であればYESの判定を行なって工程457へ移行する判定ステップとなっている。
Note that the value of the first threshold voltage E1 is lower than the second bias voltage Vpp and higher than the ground potential, for example, 1.1 V.
In step 455a, it is determined whether or not the offset voltage V1 cutoff command has been generated in step 343b of FIG. 7. If the offset voltage V1 is in the cutoff state, a determination of YES is made and the process proceeds to return step 459, where the offset voltage If V1 is not shut off, the determination step is NO and the process proceeds to step 455b.
Step 455b is a step in which it is determined that the negative terminal wiring is grounded when the determination in step 454 is the first threshold voltage E1 or less, and this state is temporarily stored in the RAM memory 112.
In step 456, the digital conversion value D1 read out in step 452b is compared with the digital conversion value DE4 of the fourth threshold voltage E4. If D1 <DE4, NO is determined and the return step is performed. The process shifts to 459, and if DE4 ≦ D1, the determination is YES and the process proceeds to step 457.

なお、第4閾値電圧E4の値は、正常なオフセット電圧V1よりも確実に大きな値である110%レベルの値が使用され、正常状態であれば工程456がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程457は、工程456の判定が第4閾値電圧E4以上であることによって負端子配線が天絡していると判定して、この状態をRAMメモリ112に仮記憶するステップとなっていて、工程457に続いて復帰工程459へ移行する。
なお、工程455bは、負線地絡異常を仮記憶するステップ、工程455cは負線断線異常を仮記憶するステップ、工程457は負線天絡異常を仮記憶するステップであるが、仮記憶された異常状態は、前述の工程ブロック430において再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
As the value of the fourth threshold voltage E4, a value of 110% level, which is surely larger than the normal offset voltage V1, is used, and if it is normal, the process 456 does not make a YES determination. It has become.
Step 457 is a step of determining that the negative terminal wiring is in a fault due to the determination in step 456 being the fourth threshold voltage E4 or higher, and temporarily storing this state in the RAM memory 112. Subsequent to 457, the process proceeds to the return step 459.
The process 455b is a step of temporarily storing a negative line ground fault abnormality, the process 455c is a step of temporarily storing a negative line break fault, and the process 457 is a step of temporarily storing a negative line fault fault. The abnormal state is confirmed and memorized after being reconfirmed in the process block 430 described above.

実施形態2の要点と特徴
以上のように、この発明の実施形態2によるエンジン制御装置100Bは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Bに格納された制御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Bであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Vsがリーン側正常電圧V0からリッチ側飽和電圧Vmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧V1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Vdとして多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のRAMメモリ112に格納され、測定電圧Vd又は測定電圧Vdとオフセット電圧V1との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るものにおいて、プログラムメモリ111Bは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
As described above, the engine control device 100B according to the second embodiment of the present invention includes the operating states of the various input sensors 106 that monitor the operating state of the internal combustion engine, and the control stored in the program memory 111B. The engine control apparatus 100B includes a microprocessor 110 that drives and controls various electric loads 107 for driving the internal combustion engine in response to the contents of the program, and the various input sensors 106 are one or a plurality of exhaust gas sensors. 103a-103d, this exhaust gas sensor has an equivalent voltage source and an equivalent internal resistance connected between a positive terminal on the air contact surface side and a negative terminal on the exhaust gas contact surface side, and at a predetermined activation temperature. The generated voltage Vs of the equivalent voltage source changes between the lean-side normal voltage V0 and the rich-side saturation voltage Vm with the theoretical air-fuel ratio as a boundary, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are A predetermined offset voltage V1 generated by the offset voltage generation circuit 121 is applied, and a positive terminal potential which is a voltage between the positive terminal of the exhaust gas sensor and the ground circuit GND is passed through the multi-channel AD converter 114 as the measurement voltage Vd. Is converted into digital data, stored in the RAM memory 112 for arithmetic processing via the microprocessor 110, and the measurement voltage Vd or the differential voltage between the measurement voltage Vd and the offset voltage V1 is monitored to obtain an air-fuel ratio magnitude determination output. The program memory 111B includes at least a control program serving as a positive ground fault abnormality detecting unit 316b, an offset voltage cutoff command unit 343b, and a history information storing unit 346c.

そして、排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、これら複数の排気ガスセンサの各負端子には、オフセット電圧V1が共通して印加され、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してRAMメモリ112に格納されると共に、プログラムメモリ111Bは更に、負線地絡異常検出手段455bと、正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含している。   As the exhaust gas sensor, a plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are used, and an offset voltage V1 is commonly applied to the negative terminals of the plurality of exhaust gas sensors, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are connected to the ground. The negative terminal potential, which is a voltage between the circuit GNDs, is digitally converted via the multi-channel AD converter 114 and stored in the RAM memory 112 via the microprocessor 110, and the program memory 111B further includes a negative line ground. It includes a control program that serves as an abnormality detection unit 455b and a positive line abnormality determination avoiding unit 330.

更に、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの正端子は、個別の正端子配線104a〜104dによって個別にエンジン制御装置100Bに接続され、複数の排気ガスセンサの内で第一の排気ガスセンサ103aの負端子は、第一の負端子配線108aによってエンジン制御装置100Bに接続され、他の排気ガスセンサ103b〜103dの負端子は、渡り配線108b〜108dで相互に順次接続され、最終の排気ガスセンサ103dの負端子は、第二の負端子配線108eによってエンジン制御装置100Bに接続され、第一、第二の負端子配線108a、108eは、エンジン制御装置100B内で接続されて環状回路を構成し、共通のオフセット電圧発生回路121に接続されるようになっている。   Further, the positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are individually connected to the engine control device 100B by individual positive terminal wirings 104a to 104d. Among the plurality of exhaust gas sensors, the negative terminal of the first exhaust gas sensor 103a is The negative terminals of the other exhaust gas sensors 103b to 103d are sequentially connected to each other via the transition wires 108b to 108d, and the negative terminal of the final exhaust gas sensor 103d is connected to the engine control device 100B by the first negative terminal wiring 108a. The first negative terminal wiring 108e is connected to the engine control device 100B, and the first and second negative terminal wirings 108a and 108e are connected in the engine control device 100B to form a circular circuit, and a common offset voltage The generator circuit 121 is connected.

以上のように構成されたこの発明の実施の形態2のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの負端子配線は、第一の負端子配線と渡り配線と第二の負端子配線によって環状回路を構成しているので、負端子配線の一部が断線しても正常動作を維持することができると共に、3個以上の排気ガスセンサが使用されているときには、負端子配線を個別接続するのに比べてコネクタ端子数を削減することができる特徴がある。   According to the engine control apparatus of the second embodiment of the present invention configured as described above, the negative terminal wiring of the exhaust gas sensor has a ring circuit formed by the first negative terminal wiring, the transition wiring, and the second negative terminal wiring. Because it is configured, normal operation can be maintained even if part of the negative terminal wiring is disconnected, and when three or more exhaust gas sensors are used, compared to individual connection of the negative terminal wiring Therefore, the number of connector terminals can be reduced.

また、第一、第二の負端子配線108a、108eは、エンジン制御装置100B内で点検用開閉素子124を介して接続されていて、オフセット電圧発生回路121の出力電圧は、点検用開閉素子124を介してモニタ信号電圧として多チャンネルAD変換器114のアナログ入力端子AN1に接続され、アナログ入力端子AN1に対する入力回路には、グランド回路GNDに接続される第二のプルダウン抵抗144e、又は定電圧電源回路120の出力端子に接続される第二のプルアップ抵抗143eの少なくとも一方の抵抗(又は両方の抵抗)が接続されていると共に、プログラムメモリ111Bは更に、負線断線異常検出手段455cとなる制御プログラムを包含し、負線断線異常検出手段455cは、点検用開閉素子124を一時的に開路したときに、モニタ信号電圧の値とオフセット電圧V1とが一致しているかどうかを比較して、オフセット電圧発生回路121から第一の負端子配線108aと渡り配線108b〜108dと第二の負端子配線108eを経由して多チャンネルAD変換器114に至る配線の断線異常の有無を検出するようになっている。
このように、実施の形態2のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの第一の負端子配線と第二の負端子配線は、点検用開閉素子を介して環状接続されてオフセット電圧に接続され、このオフセット電圧は、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を介して多チャンネルAD変換器に接続されている。従って、負線断線を検出して、実態として障害が発生しない内に保守点検を促すことができる特徴がある。
The first and second negative terminal wires 108a and 108e are connected to each other through the inspection opening / closing element 124 in the engine control apparatus 100B, and the output voltage of the offset voltage generation circuit 121 is the inspection opening / closing element 124. Is connected to the analog input terminal AN1 of the multi-channel AD converter 114 as a monitor signal voltage via the second pull-down resistor 144e connected to the ground circuit GND, or a constant voltage power source. At least one resistance (or both resistances) of the second pull-up resistor 143e connected to the output terminal of the circuit 120 is connected, and the program memory 111B further controls the negative wire breakage abnormality detecting means 455c. Including the program, the negative wire breakage abnormality detecting means 455c determines whether the value of the monitor signal voltage and the offset voltage V1 match when the inspection switching element 124 is temporarily opened. The presence or absence of disconnection abnormality in the wiring from the offset voltage generation circuit 121 to the multi-channel AD converter 114 via the first negative terminal wiring 108a, the transition wirings 108b to 108d, and the second negative terminal wiring 108e Is supposed to be detected.
Thus, according to the engine control apparatus of the second embodiment, the first negative terminal wiring and the second negative terminal wiring of the exhaust gas sensor are annularly connected via the inspection opening / closing element and connected to the offset voltage. The offset voltage is connected to the multi-channel AD converter via a pull-up resistor or a pull-down resistor. Therefore, there is a feature that it is possible to detect a disconnection of a negative wire and to prompt a maintenance inspection without causing a failure.

実施の形態3.
図12は、この発明の実施の形態3のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図1との相違点を中心にして説明する。
図12の実施の形態3において、図1との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dに対するインンタフェース回路の内容が異なり、短絡異常検出のためのセンサ抵抗測定手段が付加されているのが図1との主な相違点である。なお、図1との同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図12において、エンジン制御装置100Cには、図1と同様に、車載バッテリ101と、電源リレーの出力接点102と、複数の排気ガスセンサ103a〜103dと、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
エンジン制御装置100Cの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、図一と同様に、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111C、演算処理用のRAMメモリ112、例えば不揮発EEPROMメモリであるデータメモリ113、多チャンネルAD変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Cには、エンジン制御装置100Cとしての入出力制御プログラムに加えて、図14、図15で後述する、各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と、分圧抵抗122、123やオフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図1のものと同様に構成されているが、インタフェース回路140a〜140dに代わって、図13で後述するインタフェース回路150a〜150dが使用され、マイクロプロセッサ110は、点検指令CK1〜CK4を発生してインタフェース回路150a〜150dを制御するようになっている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 12 is a circuit block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the difference from FIG. 1 will be mainly described.
In the third embodiment of FIG. 12, the difference from FIG. 1 is that the contents of the interface circuit for the exhaust gas sensors 103a to 103d are different, and sensor resistance measuring means for detecting a short circuit abnormality is added. Is the main difference. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts.
In FIG. 12, the engine control apparatus 100C includes an in-vehicle battery 101, an output contact 102 of a power relay, a plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d, various input sensors 106, various electric loads 107, as in FIG. Is connected.
As shown in FIG. 1, the microprocessor 110 includes a program memory 111C that is a nonvolatile flash memory, a RAM memory 112 for arithmetic processing, for example, a data memory 113 that is a nonvolatile EEPROM memory, They are connected to each other by a bus so as to cooperate with the channel AD converter 114.
In the program memory 111C, in addition to the input / output control program as the engine control apparatus 100C, programs serving as various abnormality diagnosis means and abnormality processing means, which will be described later with reference to FIGS. 14 and 15, are stored.
The constant voltage power supply circuit 120, the voltage dividing resistors 122 and 123, the offset voltage generation circuit 121, and the offset voltage cut-off circuit 125 are configured in the same manner as in FIG. 1, but instead of the interface circuits 140a to 140d, FIG. Interface circuits 150a to 150d described later in FIG. 13 are used, and the microprocessor 110 generates inspection commands CK1 to CK4 to control the interface circuits 150a to 150d.

図12のインタフェース回路部の詳細回路図である図13において、排気ガスセンサ103a
の正端子配線104aに接続されるインタフェース回路150aは、演算増幅器151aと、演算増幅器151aの非反転入力端子に接続された平滑コンデンサ152aと、バイアス抵抗153aと、分圧抵抗155aとを備え、演算増幅器151aの出力端子は、反転入力端子に負帰還接続されると共に、マルチプレクサ130を介してマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に選択接続されるようになっている。
なお、分圧抵抗155aは、NPN型トランジスタである直列開閉素子156aによってグランド回路に接続され、直列開閉素子156aは、マイクロプロセッサ110の点検指令出力CK1に接続された駆動抵抗157aによって開閉駆動されるようになっている。
低抵抗の分圧抵抗158、159は、定電圧電源回路120の出力電圧を分圧してバイアス電圧Vpを生成し、バイアス抵抗153aの一端には、分圧抵抗158、159によるバイアス電圧Vpが印加されている。
インタフェース回路150b〜150dも同様に構成され、負端子配線105a〜105dには、オフセット電圧V1が印加されている。
In FIG. 13 which is a detailed circuit diagram of the interface circuit unit of FIG. 12, the exhaust gas sensor 103a
The interface circuit 150a connected to the positive terminal wiring 104a includes an operational amplifier 151a, a smoothing capacitor 152a connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 151a, a bias resistor 153a, and a voltage dividing resistor 155a. The output terminal of the amplifier 151a is negatively connected to the inverting input terminal and is selectively connected to the analog input port AN2 of the microprocessor 110 via the multiplexer 130.
The voltage dividing resistor 155a is connected to the ground circuit by a series switching element 156a which is an NPN transistor, and the series switching element 156a is opened and closed by a driving resistor 157a connected to the inspection command output CK1 of the microprocessor 110. It is like that.
The low-voltage dividing resistors 158 and 159 divide the output voltage of the constant voltage power supply circuit 120 to generate the bias voltage Vp, and the bias voltage Vp by the voltage dividing resistors 158 and 159 is applied to one end of the bias resistor 153a. Has been.
The interface circuits 150b to 150d are similarly configured, and the offset voltage V1 is applied to the negative terminal wirings 105a to 105d.

このように構成された演算増幅器151aの出力電圧である測定電圧Vdは、以下の式(3)(4)で示される。但し、Vccは制御電源電圧、Rsは排気ガスセンサ103aの等価内部抵抗、Vsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、V1はオフセット電圧、R153はバイアス抵抗153aの抵抗値、R155は分圧抵抗155aの抵抗値であり、R153>>R155≒Rsの関係が成立しているものとする。   The measurement voltage Vd, which is the output voltage of the operational amplifier 151a configured as described above, is expressed by the following equations (3) and (4). Where Vcc is the control power supply voltage, Rs is the equivalent internal resistance of the exhaust gas sensor 103a, Vs is the generated voltage of the exhaust gas sensor 103a, V1 is the offset voltage, R153 is the resistance value of the bias resistor 153a, and R155 is the resistance value of the voltage dividing resistor 155a. It is assumed that the relationship of R153 >> R155≈Rs is established.

まず、直列開閉素子156aが開路しているときの測定電圧VdをVoffとすると、以下の式(3)が成立する。
Voff≒Vs+(V1+ΔV2) ・・・・・(3)
但し、 ΔV2=Vp×Rs/R153
次に、直列開閉素子156aが閉路しているときの測定電圧VdをVonとすると、以下の式(4)が成立する。但し、直列開閉素子156aを閉路するときには、オフセット電圧遮断回路126も閉路して、オフセット電圧V1が印加されないようになっている。
Von≒[Vs+ΔV2]×R155/(Rs+R155) ・・・・(4)
式(3)(4)式をまとめると、以下の式(5)が得られる。
Von≒(Voff−V1)×R155/(Rs+R155) ・・・・・(5)
First, when the measurement voltage Vd when the series switching element 156a is open is Voff, the following equation (3) is established.
Voff ≒ Vs + (V1 + ΔV2) (3)
However, ΔV2 = Vp × Rs / R153
Next, when the measured voltage Vd when the series switching element 156a is closed is Von, the following equation (4) is established. However, when the series switching element 156a is closed, the offset voltage cutoff circuit 126 is also closed so that the offset voltage V1 is not applied.
Von≈ [Vs + ΔV2] × R155 / (Rs + R155) (4)
When the formulas (3) and (4) are put together, the following formula (5) is obtained.
Von≈ (Voff−V1) × R155 / (Rs + R155) (5)

式(5)を変形すると、以下の式(6)によって内部抵抗Rsが算出される。
Rs=[(Voff−V1)/Von−1]×R155 ・・・・・・・(6)
一例としてV1=2.5V、Vs=0〜1.0V、Vcc=5.0V、Rs=20KΩ、R153=1000KΩ、R155=20KΩ、Vp=4.2Vとした場合には、 ΔV2=Vp(Rs/R153)=0.08Vとなっている。
When the equation (5) is modified, the internal resistance Rs is calculated by the following equation (6).
Rs = [(Voff−V1) / Von−1] × R155 (6)
As an example, when V1 = 2.5V, Vs = 0-1.0V, Vcc = 5.0V, Rs = 20KΩ, R153 = 1000KΩ, R155 = 20KΩ, Vp = 4.2V, ΔV2 = Vp (Rs / R153) = 0.08V.

次に、図12、図13のように構成されたこの発明の実施の形態3の作用、動作について、図14、図15に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図12、図13のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプロセッサ110は、定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Cに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行される。その実行過程で図14、図15に示した異常点検動作が行われるものである。
Next, the operation and operation of the third embodiment of the present invention configured as shown in FIGS. 12 and 13 will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
First, in the one configured as shown in FIGS. 12 and 13, when the output contact 102 is closed, the microprocessor 110 is powered by the constant voltage power supply circuit 120 and starts operating, and various input sensors 106 and exhaust gas sensors 103a are started. Drive control for the various electric loads 107 is executed in response to the operation states and signal levels of .about.103d and the contents of the input / output control program stored in the program memory 111C. In the execution process, the abnormality check operation shown in FIGS. 14 and 15 is performed.

次に、図14において、工程500は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、この開始ステップは、後述の工程519で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
工程500に続く一連の工程512〜517によって構成された工程ブロック520は、第一の異常診断手段となるプログラムの内容を表現したものであり、工程ブロック520では排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
まず、工程500に続いて実行される工程512は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧V1の値のデジタル変換値D1を、RAMメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程513は、工程512で読み出されたデジタル変換値D1、と第3閾値電圧E3に対応したデジタル変換値DE3との大小関係を比較して、D1≦DE3であればYESの判定を行なって工程515aへ移行し、D1>DE3であればNOの判定を行なって工程516へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第3閾値電圧E3の値は、正常なオフセット電圧V1(例えば2.5V)よりも確実に小さな値である90%レベルの値が使用され、正常状態であれば工程513がYESの判定を行なうことはないようになっている。
Next, in FIG. 14, a process 500 is a step in which the microprocessor 110 starts an inspection operation, and this start step is followed by an operation end step shown in a process 519 described later, after a predetermined waiting time. And it is repeatedly executed again.
A process block 520 constituted by a series of processes 512 to 517 following the process 500 expresses the contents of a program serving as a first abnormality diagnosis means. In the process block 520, the negative terminal wiring of the exhaust gas sensors 103a to 103d is expressed. Whether or not there is a ground fault or a power fault abnormality is determined.
First, in step 512 executed following step 500, the digital conversion value D1 of the value of the offset voltage V1 input to the analog input port AN1 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is stored in the RAM. This is a step of reading to the first address of the memory 112.
In subsequent step 513, the digital conversion value D1 read out in step 512 is compared with the digital conversion value DE3 corresponding to the third threshold voltage E3, and if D1 ≦ DE3, YES is determined. Then, the process proceeds to step 515a, and if D1> DE3, the determination is NO and the process proceeds to step 516.
Note that the value of the third threshold voltage E3 is a value of 90% level that is definitely smaller than the normal offset voltage V1 (for example, 2.5 V). If the value is normal, step 513 determines YES. There is nothing to do.

工程516は、工程512で読み出されたデジタル変換値D1と、第4閾値電圧E4のデジタル変換値DE4との大小関係を比較して、D1<DE4であればNOの判定を行なって工程501へ移行し、DE4≦D1であればYESの判定を行なって工程517へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第4閾値電圧E4の値は、正常なオフセット電圧V1(例えば2.5V)よりも確実に大きな値である110%レベルの値が使用され、正常状態であれば工程516がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程515aは、図7の工程343bによってオフセット電圧V1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧V1が遮断中であればYESの判定を行なって工程501へ移行し、オフセット電圧V1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程515bへ移行する判定ステップとなっている。
工程515bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶して工程501へ移行するステップとなり、工程517は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天絡異常を仮記憶して工程501へ移行するステップであるが、仮記憶された異常状態は、後述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
Step 516 compares the digital conversion value D1 read out in step 512 with the digital conversion value DE4 of the fourth threshold voltage E4. If D1 <DE4, NO is determined and step 501 is performed. If DE4 ≦ D1, the determination step is YES and the process proceeds to step 517.
As the value of the fourth threshold voltage E4, a value of 110% level that is definitely larger than the normal offset voltage V1 (for example, 2.5V) is used. If it is normal, step 516 determines YES. There is nothing to do.
In step 515a, it is determined whether or not the offset voltage V1 cutoff command has been generated in step 343b of FIG. 7. If the offset voltage V1 is being shut off, a determination of YES is made and the flow proceeds to step 501 to enter the offset voltage V1. If NO is not shut off, the determination step is NO and the process proceeds to step 515b.
Step 515b is a step of temporarily storing the negative ground fault when a negative terminal wiring ground fault occurs and moving to Step 501, and step 517 is when a negative terminal wiring power fault occurs. This is a step of temporarily storing the negative power sky abnormality and proceeding to step 501, but the temporarily stored abnormal state is confirmed and stored again after reconfirmation as described later.

工程501は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック510は、図5、図6で前述した、第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、この工程ブロック510では、工程501で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。続く工程ブロック508は、図15で詳述するセンサ診断手段となるサブルーチンプログラムであり、この工程ブロック508によって、排気ガスセンサの内部短絡異常又は内部断線異常の有無が判定されるようになっている。
続く工程509は、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの全ての点検動作が完了したかどうかを判定して、未完了であれば工程501に復帰して残りの排気ガスセンサの点検動作を継続し、完了であれば工程ブロック530へ移行する判定ステップである。
Step 501 designates the channel number of the multiplexer 130 and sets which of the exhaust gas sensors 103a to 103d is to be inspected, and the subsequent process block 510 is described above with reference to FIGS. This is a step of executing a subroutine program serving as a second abnormality diagnosis means. In this process block 510, it is determined whether or not there is a ground fault, a power fault, or a disconnection abnormality related to the positive terminal wiring of the exhaust gas sensor designated in step 501. It is supposed to be. A subsequent process block 508 is a subroutine program serving as a sensor diagnosis means described in detail with reference to FIG. 15. By this process block 508, the presence or absence of an internal short circuit abnormality or an internal disconnection abnormality of the exhaust gas sensor is determined.
In subsequent step 509, it is determined whether all the inspection operations of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are completed. If not completed, the process returns to step 501, and the inspection operation of the remaining exhaust gas sensors is continued and completed. If so, it is a determination step that moves to process block 530.

工程ブロック530は、判定処理手段となるサブルーチンプログラムであり、この工程ブロック530は、図7、図8で前述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程519へ移行するようになっている。
従って、この実施の形態3では、工程ブロック520による負端異常の点検が行われてから、工程501から工程509に至る一巡のフローによって全ての排気ガスセンサの正端異常とセンサ異常の点検が行なわれ、続いて工程ブロック530による判定処理が実行されて一巡の制御フローが終了し、引き続いて動作開始工程500が活性化されるようになっている。
The process block 530 is a subroutine program serving as a determination processing means. As described above with reference to FIGS. 7 and 8, the process block 530 includes determination of abnormal state determination, abnormality notification, storage of abnormal history information, and determination of air-fuel ratio. Then, the process proceeds to step 519 which is an inspection end step.
Therefore, in the third embodiment, after checking the negative end abnormality by the process block 520, the positive end abnormality and the sensor abnormality of all exhaust gas sensors are inspected by a single flow from the step 501 to the step 509. Subsequently, the determination process by the process block 530 is executed, the control flow of one round is completed, and the operation start process 500 is subsequently activated.

図14におけるセンサ診断手段508に関する動作説明用のフローチャートである図15において、工程550は、センサ診断手段の動作開始ステップであり、この工程550は、図14の工程ブロック510に続いて実行され、後述の工程559に続いて工程509へ復帰するように構成されている。
工程550に続く一連の工程551〜558によって構成された工程ブロックは、図14における工程ブロック508の内容を表現したものである。
まず、工程550に続いて実行される工程551では、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CK1によって直列開閉素子156aを閉路すると共に、オフセット電圧制御指令Drを発生してオフセット電圧遮断回路125を作動させるようになっている。
続く工程552は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルAD変換器114によってデジタル変換された測定電圧Vdの値のデジタル変換値D2を、閉路電圧Vonの値としてRAMメモリ112の第三アドレスに読み出すステップである。
なお、工程ブロック510を実行したときには、図5の工程312によって測定電圧Vdの値のデジタル変換値D2を、開路電圧Voffの値としてRAMメモリ112の第二アドレスに読み出し保存している。
続く工程553は、工程552で読み出し記憶された閉路電圧Vonの値と、工程ブロック510内で読出し記憶された開路電圧Voffの値を基にして式(6)によって排気ガスセンサの等価内部抵抗Rsを算出するステップである。
In FIG. 15, which is a flowchart for explaining the operation related to the sensor diagnosis means 508 in FIG. 14, step 550 is an operation start step of the sensor diagnosis means, and this step 550 is executed following the process block 510 in FIG. It is configured to return to Step 509 following Step 559 described later.
A process block constituted by a series of processes 551 to 558 following the process 550 expresses the contents of the process block 508 in FIG.
First, in step 551 executed subsequent to step 550, the microprocessor 110 closes the series switching element 156a by the inspection command output CK1, and generates the offset voltage control command Dr to operate the offset voltage cutoff circuit 125. It has become.
In the subsequent step 552, the digital conversion value D2 of the value of the measurement voltage Vd input to the analog input port AN2 of the microprocessor 110 and digitally converted by the multi-channel AD converter 114 is used as the value of the closed circuit voltage Von in the RAM memory 112. This is a step of reading to the third address.
When the process block 510 is executed, the digital conversion value D2 of the value of the measured voltage Vd is read and stored in the second address of the RAM memory 112 as the value of the open circuit voltage Voff by the process 312 of FIG.
In the subsequent step 553, the equivalent internal resistance Rs of the exhaust gas sensor is calculated by the equation (6) based on the value of the closed circuit voltage Von read and stored in step 552 and the value of the open circuit voltage Voff read and stored in the process block 510. This is a calculating step.

続く工程554は、工程553で算出された内部抵抗Rsが、予め定められた正常値に近似しているかどうかを判定し、ほぼ正常値に等しいときにはYESの判定を行なって工程558へ移行し、正常値から乖離しているときには工程555aへ移行する判定ステップとなっている。
工程555aは、工程553で算出された内部抵抗Rsが正常値に対して過小であれば工程556aへ移行し、過大であれば工程555bへ移行する判定ステップとなっている。
工程555bは、例えば数分間の暖機運転が完了しているかどうかを判定し、暖機完了であれば工程556bへ移行し、暖機未完了であれば工程558へ移行する判定ステップとなっている。
工程556aは、センサ又は配線の短絡異常判定を行なって、これをRAMメモリ112に仮記憶するステップ、工程556bは、センサ又は配線の断線異常判定を行なって、これをRAMメモリ112に仮記憶するステップとなっているが、センサの断線と配線の断線は識別することはできず、図6の工程318cによる回路断線としても検出されるものである。
工程554がYESの判定であったとき、又は工程555bがNOの判定であったとき、又は工程556a、556bに続いて実行される工程558では、工程551で閉路されていた直列開閉素子156aとオフセット電圧遮断回路125を開路し、続いて復帰工程559を経由して図14の工程509へ移行するようになっている。
In subsequent step 554, it is determined whether or not the internal resistance Rs calculated in step 553 is close to a predetermined normal value. When the internal resistance Rs is substantially equal to the normal value, a determination of YES is made and the process proceeds to step 558. When the value deviates from the normal value, the determination step shifts to step 555a.
Step 555a is a determination step in which the process proceeds to process 556a if the internal resistance Rs calculated in process 553 is too small with respect to the normal value, and the process proceeds to process 555b if it is excessive.
Step 555b is, for example, determining whether or not the warm-up operation for several minutes has been completed. If the warm-up is completed, the process proceeds to step 556b, and if not warm-up is completed, the process proceeds to step 558. Yes.
Step 556a is a step of making a sensor or wiring short-circuit abnormality determination and temporarily storing it in the RAM memory 112, and step 556b is a sensor or wiring disconnection abnormality determination and temporarily storing it in the RAM memory 112. Although it is a step, the disconnection of the sensor and the disconnection of the wiring cannot be identified, and are detected as a circuit disconnection in step 318c of FIG.
When step 554 is YES, or when step 555b is NO, or in step 558 executed subsequent to steps 556a and 556b, the series opening / closing element 156a closed in step 551 The offset voltage cutoff circuit 125 is opened, and then the process proceeds to step 509 in FIG.

以上の制御フローにおいて、工程553はセンサ抵抗測定手段、工程556aはセンサ短絡異常判定手段となるものである。
なお、排気ガスセンサの内部抵抗Rsの正常値は、予めプログラムメモリ111Cに格納保存されているが、工程553で算出された内部抵抗Rsの値を順次平均化して、搭載使用された現品の内部抵抗の正常値として使用することもできる。
また、このようにして学習記憶された内部抵抗Rsについて、エンジンの稼動初期の値を初期値として記憶しておいて、現在時点の内部抵抗Rsがこの初期値から大幅に変化した場合には、排気ガスセンサの劣化異常であると判定することもできる。
In the control flow described above, step 553 serves as sensor resistance measuring means, and step 556a serves as sensor short circuit abnormality determining means.
The normal value of the internal resistance Rs of the exhaust gas sensor is stored and stored in the program memory 111C in advance, but the value of the internal resistance Rs calculated in step 553 is averaged sequentially to determine the internal resistance of the actual product used. It can also be used as a normal value.
Further, with respect to the internal resistance Rs learned and stored in this way, the initial value of engine operation is stored as an initial value, and when the internal resistance Rs at the current time has changed significantly from this initial value, It can also be determined that the exhaust gas sensor is abnormally deteriorated.

実施形態3の要点と特徴
以上のように、この発明の実施形態3によるエンジン制御装置100Cは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Cに格納された制御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Cであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Vsがリーン側正常電圧V0からリッチ側飽和電圧Vmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧V1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Vdとして多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のRAMメモリ112に格納され、測定電圧Vd又は測定電圧Vdとオフセット電圧V1との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るものにおいて、前記プログラムメモリ111Cは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、履歴情報保存手段346cなる制御プログラムを包含している。
Main Points and Features of Embodiment 3 As described above, the engine control device 100C according to Embodiment 3 of the present invention includes the operating states of the various input sensors 106 that monitor the operating state of the internal combustion engine, and the control stored in the program memory 111C. The engine control apparatus 100C includes a microprocessor 110 that drives and controls various electric loads 107 for driving the internal combustion engine in response to the contents of the program, and the various input sensors 106 include one or a plurality of exhaust gas sensors. 103a-103d, this exhaust gas sensor has an equivalent voltage source and an equivalent internal resistance connected between a positive terminal on the air contact surface side and a negative terminal on the exhaust gas contact surface side, and at a predetermined activation temperature. The generated voltage Vs of the equivalent voltage source changes between the lean-side normal voltage V0 and the rich-side saturation voltage Vm with the theoretical air-fuel ratio as a boundary, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are A predetermined offset voltage V1 generated by the offset voltage generation circuit 121 is applied, and a positive terminal potential which is a voltage between the positive terminal of the exhaust gas sensor and the ground circuit GND is passed through the multi-channel AD converter 114 as the measurement voltage Vd. Is converted into digital data, stored in the RAM memory 112 for arithmetic processing via the microprocessor 110, and the measurement voltage Vd or the differential voltage between the measurement voltage Vd and the offset voltage V1 is monitored to obtain an air-fuel ratio magnitude determination output. The program memory 111C includes a control program including at least a positive ground fault abnormality detecting unit 316b, an offset voltage cutoff command unit 343b, and a history information storing unit 346c.

そして、排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、これら複数の排気ガスセンサの各負端子には、オフセット電圧V1が共通して印加され、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルAD変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してRAMメモリ112に格納されると共に、プログラムメモリ111Cは更に、負線地絡異常検出手段515bと、正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含し、負線地絡異常検出手段515bは、負端子電位のデジタル変換値D1がオフセット電圧V1に比例した値を基準にして、過小であることによって負端子配線がグランド線と混触した地絡異常であると判定し、正線異常判定回避手段330は、負線地絡異常検出手段515bが負線地絡を検出しているとき、又はオフセット電圧遮断回路125がオフセット電圧V1を遮断しているときには、正線地絡異常検出手段316bと冠水異常検出手段314bによる異常判定は行なわず、測定電圧Vdが燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とするようになっている。   As the exhaust gas sensor, a plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are used, and an offset voltage V1 is commonly applied to the negative terminals of the plurality of exhaust gas sensors, and the negative terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are connected to the ground. The negative terminal potential, which is a voltage between the circuit GNDs, is digitally converted via the multi-channel AD converter 114 and stored in the RAM memory 112 via the microprocessor 110, and the program memory 111C further includes a negative line ground. Including a control program serving as a fault detection means 515b and a positive line abnormality judgment avoidance means 330, the negative ground fault detection means 515b is based on a value in which the digital conversion value D1 of the negative terminal potential is proportional to the offset voltage V1. Thus, it is determined that the negative terminal wiring is ground fault abnormality in contact with the ground line due to being too small, and the positive line abnormality determination avoiding means 330 is the negative line ground fault abnormality detecting means 515b. When a negative ground fault is detected or when the offset voltage cutoff circuit 125 cuts off the offset voltage V1, the fault judgment by the positive ground fault detection means 316b and the submergence fault detection means 314b is not performed. If the voltage Vd detects a fuel rich state, the detection result is validated.

また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子には、高抵抗のバイアス抵抗153a(〜153d)を介して所定のバイアス電圧Vpが付与されていると共に、プログラムメモリ111Cは更に、少なくとも負線地絡異常検出手段515bを包含する第一の異常診断手段520と、正線地絡異常検出手段316bを包含する第二の異常診断手段320a、320bと、履歴情報保存手段346cを包含する異常処理手段350となる制御プログラムを包含し、第一の異常診断手段520は更に、負端子電位のデジタル変換値D1がオフセット電圧V1に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段517を包含し、第二の異常診断手段320a、320bは更に、正線天絡異常検出手段317cと回路断線異常検出手段318cとなる制御プログラムを包含し、異常処理手段350は、前記第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して、履歴情報保存手段346cによって異常発生履歴情報をデータメモリ113に保存すると共に、異常報知手段344によって警報・表示出力を発生するものとなっている。   A predetermined bias voltage Vp is applied to each positive terminal of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d via a high-resistance bias resistor 153a (to 153d), and the program memory 111C further includes at least a negative line. The first abnormality diagnosis means 520 including the ground fault abnormality detection means 515b, the second abnormality diagnosis means 320a and 320b including the positive line ground fault abnormality detection means 316b, and the abnormality processing including the history information storage means 346c. The first abnormality diagnosis means 520 further includes a control program to be means 350, and the negative terminal wiring is further reduced when the digital conversion value D1 of the negative terminal potential is excessive on the basis of the value proportional to the offset voltage V1. Including a negative wire fault detection means 517 that determines that the power supply line is in contact with the power fault, the second fault diagnosis means 320a, 320b further includes a positive power fault detection means 317c and a circuit disconnection fault detection. Control program to be means 318c In response to the diagnosis result by the first and second abnormality diagnosis means, the abnormality processing means 350 stores the abnormality occurrence history information in the data memory 113 by the history information storage means 346c, and notifies the abnormality. Means 344 generates an alarm / display output.

このように、実施の形態3のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正端子側の天絡、地絡、断線異常の有無と、負端子側の天絡、地絡異常の有無を個別に判定して、異常報知するようになっているので、負端子配線の地絡異常が発生しても、他の異常が重複発生していないことを確認して、要注意状態での正常運転を持続することができ、この状態を異常報知して保守点検を促すことによって障害発生の予防を行なうことができる特徴がある。
特に、バイアス電圧を得るための分圧抵抗は、各排気ガスセンサに対して共用され、個別にプルアップ抵抗とプルダウン抵抗を設ける必要がないので、安価に構成され、各排気ガスセンサに印加されるバイアス電圧のバラツキ変動がなくなる特徴がある。
As described above, according to the engine control apparatus of the third embodiment, the presence or absence of a fault, ground fault or disconnection abnormality on the positive terminal side of the exhaust gas sensor, and the presence or absence of a fault or ground fault on the negative terminal side are individually determined. Because it is judged and anomaly notification is made, even if a ground fault in the negative terminal wiring occurs, check that no other anomalies have occurred, and perform normal operation in a state of caution. There is a feature that it is possible to prevent the occurrence of a failure by informing the abnormality of this state and prompting maintenance inspection.
In particular, a voltage dividing resistor for obtaining a bias voltage is commonly used for each exhaust gas sensor, and it is not necessary to provide a pull-up resistor and a pull-down resistor separately. Therefore, the bias applied to each exhaust gas sensor is inexpensive. There is a feature that fluctuations in voltage are eliminated.

また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子の電位は、マルチプレクサ130を介して多チャンネルAD変換器114の一つのアナログ入力端子AN2に選択接続され、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各負端子に対して共通接続されたオフセット電圧発生回路121の出力電圧は、多チャンネルAD変換器114の他の入力端子AN1に接続され、マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110からの選択指令SL1、SL2によってアナログ入力信号の選択接続を行なうようになっている。
このように、実施の形態3のエンジン制御装置においては、排気ガスセンサの正端子の電位は、マルチプレクサを介して多チャンネルAD変換器の一つのアナログ入力端子に選択接続され、負端子の電位は、他の入力端子に接続されているので、多チャンネルAD変換器のアナログ入力点数を増加させることなく負端子側電位のモニタを行うことができると共に、複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに注目した場合に、その発生電圧を速やかに差分演算して算出することができる特徴がある。
Further, the potentials of the positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are selectively connected to one analog input terminal AN2 of the multi-channel AD converter 114 via the multiplexer 130, and the negative terminals of the plurality of exhaust gas sensors 103a to 103d are connected. The output voltage of the offset voltage generation circuit 121 commonly connected to the terminal is connected to the other input terminal AN1 of the multi-channel AD converter 114, and the multiplexer 130 is analogized by the selection commands SL1 and SL2 from the microprocessor 110. An input signal is selected and connected.
As described above, in the engine control apparatus of Embodiment 3, the potential of the positive terminal of the exhaust gas sensor is selectively connected to one analog input terminal of the multi-channel AD converter via the multiplexer, and the potential of the negative terminal is Since it is connected to other input terminals, it is possible to monitor the negative terminal side potential without increasing the number of analog inputs of the multi-channel AD converter, and to a specific exhaust gas sensor among a plurality of exhaust gas sensors. When attention is paid, there is a feature that the generated voltage can be quickly calculated by calculating the difference.

また、排気ガスセンサ103a〜103dの正端子には、グランド回路GNDに接続される分圧抵抗155a(〜155d)と直列開閉素子156a(〜156d)との直列回路が接続されていると共に、プログラムメモリ111Cは更に、センサ抵抗測定手段553と、センサ短絡異常判定手段556aとなる制御プログラムを包含し、センサ抵抗測定手段553は、直列開閉素子156a(〜156d)を一時的に閉路したときの正端子電位Vonと、直列開閉素子156a(〜156d)を閉路する直前又は再開路した直後の正端子電位Voffとを対比することによって排気ガスセンサ103a〜103dの内部抵抗Rsを算出し、センサ短絡異常判定手段556aは、センサ抵抗測定手段553によって測定された排気ガスセンサ103a〜103dの内部抵抗Rsが所定の閾値以下であることによって、排気ガスセンサ103a〜103dの内部短絡異常であることを判定するようになっている。
このように、センサの内部抵抗を測定することによってセンサの内部短絡の有無を判定するようになっているので、正端子配線と負端子配線の異常に加えて、排気ガスセンサ自体の異常を検出し、空燃比制御が異常となるのを回避すると共に、保守点検の能率を向上することができる特徴がある。
The positive terminals of the exhaust gas sensors 103a to 103d are connected to a series circuit of a voltage dividing resistor 155a (to 155d) connected to the ground circuit GND and a series switching element 156a (to 156d), and a program memory. 111C further includes a control program serving as a sensor resistance measuring unit 553 and a sensor short circuit abnormality determining unit 556a. The sensor resistance measuring unit 553 is a positive terminal when the series switching element 156a (˜156d) is temporarily closed. The internal resistance Rs of the exhaust gas sensors 103a to 103d is calculated by comparing the potential Von with the positive terminal potential Voff immediately before closing the series opening / closing element 156a (to 156d) or immediately after restarting, and sensor short circuit abnormality determining means 556a indicates that the internal resistance Rs of the exhaust gas sensors 103a to 103d measured by the sensor resistance measuring means 553 is equal to or less than a predetermined threshold value, thereby indicating that there is an internal short circuit abnormality of the exhaust gas sensors 103a to 103d. It is adapted to constant.
In this way, by measuring the internal resistance of the sensor, the presence or absence of an internal short circuit of the sensor is determined, so in addition to the abnormality of the positive terminal wiring and negative terminal wiring, the abnormality of the exhaust gas sensor itself is detected. In addition, the air-fuel ratio control can be prevented from becoming abnormal, and the efficiency of maintenance inspection can be improved.

更に、実施の形態3のエンジン制御装置においては、直列開閉素子156a(〜156d)はマルチプレクサ130が複数の排気ガスセンサ103a(〜103d)のどれかを選択指定することに関連して動作し、前回の選択指定時に直列開閉素子156a(〜156d)が閉路しておれば、今回の選択指定時には開路するよう同期制御されるようになっている。
従って、マルチプレクサによる選択段数や多チャンネルAD変換器のアナログ入力点数を増加させることなく内部抵抗の測定が行なえる特徴がある。
Further, in the engine control apparatus of the third embodiment, the series opening / closing element 156a (to 156d) operates in connection with the multiplexer 130 selecting and specifying one of the plurality of exhaust gas sensors 103a (to 103d). If the series opening / closing element 156a (-156d) is closed at the time of selection designation, the synchronous control is performed to open the circuit at the time of this selection designation.
Therefore, the internal resistance can be measured without increasing the number of stages selected by the multiplexer and the number of analog input points of the multi-channel AD converter.

この発明の実施の形態1によるエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the engine control apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるインタフェース回路部の詳細回路図のである。It is a detailed circuit diagram of the interface circuit part in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における排気ガスセンサの発生電圧の特性図(図3A)及び正、負端子配線の状態と測定電圧Vdの値との関係を示す一覧表(図3B)である。FIG. 3 is a characteristic diagram (FIG. 3A) of the generated voltage of the exhaust gas sensor according to Embodiment 1 of the present invention and a list (FIG. 3B) showing the relationship between the state of the positive and negative terminal wirings and the value of the measured voltage Vd. この発明の実施の形態1における第一の異常診断を主体とした動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement explanation which made the main the 1st abnormality diagnosis in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における第二の異常診断に関する前半動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for the first half operation | movement description regarding the 2nd abnormality diagnosis in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における第二の異常診断に関する後半動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for the latter half operation | movement description regarding the 2nd abnormality diagnosis in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における異常処理手段に関する動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description regarding the abnormality process means in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における空燃比判定手段に関する動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description regarding the air fuel ratio determination means in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2によるエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the engine control apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における全体点検動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for general inspection operation | movement description in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における第一の異常診断に関する動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description regarding the 1st abnormality diagnosis in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the engine control apparatus by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3におけるインタフェース回路部の詳細回路図である。It is a detailed circuit diagram of the interface circuit part in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3における第一の異常診断を主体とした動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement explanation which made the main the 1st abnormality diagnosis in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3におけるセンサ異常検出手段に関する動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description regarding the sensor abnormality detection means in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100A;100B;100Cエンジン制御装置 210;410;510第二の異常診断手段
103a〜103d排気ガスセンサ 215b;455b;515b負線地絡異常検出手段
104a〜104d正端子配線 217;457;517負線天絡異常検出手段
105a〜105d負端子配線 455c負線断線異常検出手段
106各種入力センサ 220;420;520第一の異常診断手段
107各種電気負荷 230;430;530判定処理手段
108a第一の負端子配線
108b〜108d渡り配線 314b冠水異常検出手段
108e第二の負端子配線 316b正線地絡異常検出手段
109外部ツール 317c正線天絡異常検出手段
110マイクロプロセッサ 318c回路断線異常検出手段
111A;111B;111C プログラムメモリ 320a・320b第二の異常診断手段
112RAMメモリ 330正線異常判定回避手段
113データメモリ
114多チャンネルAD変換器 342a判定確認手段
120定電圧電源回路 343bオフセット電圧遮断指令手段
121オフセット電圧発生回路 344異常報知手段
124点検用開閉素子 345b正線正常再確認手段
125オフセット電圧遮断回路 346c履歴情報保存手段
130マルチプレクサ 350異常処理手段、 351空燃比判定手段

140a;140a;150aインタフェース回路 553センサ抵抗測定手段
141a;141a;151a演算増幅器 556aセンサ短絡異常判定手段
143aプルアップ抵抗
153aバイアス抵抗
143e第二のプルアップ抵抗
144aプルダウン抵抗
144e第二のプルダウン抵抗
152a・152e平滑用コンデンサ
153aバイアス抵抗
155a分圧抵抗
156a直列開閉素子
158・159分圧抵抗

Vcc制御電源電圧
V1オフセット電圧
SL1・SL2選択指令
GNDグランド回路
Drオフセット電圧制御指令
Rs内部抵抗
Vs発生電圧
Vmリッチ側飽和電圧
V0リーン側正常電圧
Vnリーン側異常低下電圧
Vpバイアス電圧
Vd測定電圧

ΔV1微小電圧
D1負端子電位のデジタル変換値
D2正端子電位のデジタル変換値
CNT点検指令出力
CK1〜CK4点検指令出力
Vb電源端子
Vpp第二のバイアス電圧

E1〜E4 第1閾値電圧〜第4閾値電圧
e1〜e4 第一の閾値電圧〜第四の閾値電圧
100A; 100B; 100C engine control device 210; 410; 510 second abnormality diagnosis means
103a to 103d exhaust gas sensor 215b; 455b; 515b Negative wire ground fault detection means
104a-104d positive terminal wiring 217; 457; 517 Negative wire power fault detection means
105a to 105d Negative terminal wiring 455c Negative wire breakage detection means
106 Various input sensors 220; 420; 520
107 Various electric loads 230; 430; 530 judgment processing means
108a first negative terminal wiring
108b-108d Crossover wiring 314b Flooding abnormality detection means
108e Second negative terminal wiring 316b Positive ground fault detection means
109 External tool 317c Positive line power fault detection means
110 microprocessor 318c circuit disconnection abnormality detection means
111A; 111B; 111C Program memory 320a / 320b
112 RAM memory 330 Positive line abnormality judgment avoidance means
113 data memory
114 multi-channel AD converter 342a judgment confirmation means
120 Constant voltage power supply circuit 343b Offset voltage cutoff command means
121 Offset voltage generator 344 Abnormality notification means
124 Inspection open / close element 345b Positive line normal reconfirmation means
125 offset voltage cutoff circuit 346c history information storage means
130 multiplexer 350 abnormality processing means, 351 air-fuel ratio determination means

140a; 140a; 150a interface circuit 553 sensor resistance measuring means
141a; 141a; 151a operational amplifier 556a sensor short circuit abnormality judging means
143a pull-up resistor
153a bias resistor
143e second pull-up resistor
144a pull-down resistor
144e second pull-down resistor
152a / 152e smoothing capacitors
153a bias resistor
155a voltage divider resistor
156a Series switching element
158/159 partial resistance

Vcc control power supply voltage V1 offset voltage
SL1 / SL2 selection command
GND ground circuit Dr offset voltage control command Rs internal resistance Vs generated voltage Vm rich side saturation voltage V0 lean side normal voltage Vn lean side abnormal drop voltage Vp bias voltage Vd measurement voltage

ΔV1 Micro voltage D1 Digital conversion value of negative terminal potential D2 Digital conversion value of positive terminal potential
CNT inspection command output
CK1 to CK4 inspection command output Vb power supply terminal Vpp second bias voltage

E1 to E4 First threshold voltage to fourth threshold voltage e1 to e4 First threshold voltage to fourth threshold voltage

Claims (10)

内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサの動作状態と、プログラムメモリに格納された制御プログラムの内容とに応動して、前記内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷を駆動制御するマイクロプロセッサを備えたエンジン制御装置であって、前記各種入力センサは一個又は複数個の排気ガスセンサを包含し、当該排気ガスセンサは、正端子と負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として前記等価電圧源の発生電圧がリーン側正常電圧からリッチ側飽和電圧の間で変化するものであり、前記排気ガスセンサの負端子には、オフセット電圧発生回路が発生する所定のオフセット電圧が印加されると共に、当該排気ガスセンサの正端子とグランド回路間の電圧である正端子電位は、測定電圧としてAD変換器を介してデジタル変換され、前記マイクロプロセッサを介して演算処理用のRAMメモリに格納され、前記測定電圧、又は当該測定電圧と前記オフセット電圧との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るものにおいて、
前記プログラムメモリは、少なくとも正線地絡異常検出手段と、オフセット電圧遮断指令手段と、履歴情報保存手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線地絡異常検出手段は、前記測定電圧を監視して当該測定電圧が前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧以下であることによって、前記排気ガスセンサの正端子配線がグランド回路と混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、前記オフセット電圧遮断指令手段は、前記正線地絡異常検出手段が前記正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路に作用して前記オフセット電圧の印加を停止し、前記履歴情報保存手段は、前記正線地絡異常の発生の有無をデータメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出しされるものであることを特徴とするエンジン制御装置。
A microprocessor for driving and controlling various electric loads for driving and driving the internal combustion engine in response to the operating state of various input sensors for monitoring the operating state of the internal combustion engine and the contents of the control program stored in the program memory. The various input sensors include one or a plurality of exhaust gas sensors, and the exhaust gas sensors have an equivalent voltage source and an equivalent internal resistance connected between a positive terminal and a negative terminal. The generated voltage of the equivalent voltage source changes between the lean-side normal voltage and the rich-side saturation voltage at a predetermined activation temperature as a boundary at the stoichiometric air-fuel ratio, and the negative terminal of the exhaust gas sensor has an offset voltage A predetermined offset voltage generated by the generation circuit is applied, and the positive terminal potential, which is the voltage between the positive terminal of the exhaust gas sensor and the ground circuit, is As a measurement voltage, it is digitally converted via an AD converter, stored in a RAM memory for arithmetic processing via the microprocessor, and by monitoring the measurement voltage or a differential voltage between the measurement voltage and the offset voltage In what obtains the air-fuel ratio magnitude judgment output,
The program memory includes a control program serving as at least a positive ground fault detection means, an offset voltage cutoff command means, and history information storage means,
The positive line ground fault detection means monitors the measured voltage, and the measured voltage is less than the offset voltage and is equal to or lower than a first threshold voltage approaching a ground potential. It is determined that the positive terminal wiring is in a ground fault abnormality of the positive terminal wiring in contact with the ground circuit, and the offset voltage cutoff command means detects the ground fault abnormality in the positive terminal wiring. Accordingly, the application of the offset voltage is stopped by acting on the offset voltage cut-off circuit, and the history information storing means stores in the data memory whether or not the positive ground fault has occurred, and the data memory The engine control device is characterized in that the content of is read by an external tool for maintenance and inspection.
前記排気ガスセンサの負端子に印加されるオフセット電圧の値は、当該排気ガスセンサの大気接触面が冠水したときに発生するリーン側異常低下電圧の絶対値よりも大きな値である拡大オフセット電圧であると共に、前記プログラムメモリは更に、冠水異常検出手段となる制御プログラムを包含し、当該冠水異常検出手段は、前記測定電圧の値が第二の閾値電圧による帯域内にあるときに前記排気ガスセンサの冠水異常であると判定し、前記第二の閾値電圧の値は、前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧を超過する帯域値であり、前記第一の閾値電圧は、前記オフセット電圧の値から前記異常低下電圧の絶対値を減じた値以下の値となる電圧であり、前記履歴情報保存手段は、更に前記冠水異常の発生の有無を前記データメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出しされるものであることを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   The value of the offset voltage applied to the negative terminal of the exhaust gas sensor is an expanded offset voltage that is larger than the absolute value of the lean-side abnormal drop voltage that occurs when the atmospheric contact surface of the exhaust gas sensor is submerged. The program memory further includes a control program serving as a submergence abnormality detection unit, and the submergence abnormality detection unit includes a submergence abnormality of the exhaust gas sensor when the value of the measured voltage is within a band of a second threshold voltage. The second threshold voltage value is a value less than the offset voltage and a band value exceeding the first threshold voltage approaching the ground potential, and the first threshold voltage Is a voltage that is equal to or less than the value obtained by subtracting the absolute value of the abnormal drop voltage from the value of the offset voltage, and the history information storage means further generates the occurrence of the submergence abnormality. The presence or absence of stored in the data memory, the contents of the data memory, the engine control apparatus according to claim 1, characterized in that the external tools for maintenance and inspection are those read. 前記排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサが使用され、当該複数の排気ガスセンサの各負端子には、前記オフセット電圧が共通して印加され、各排気ガスセンサの負端子とグランド回路間の電圧である負端子電位は、多チャンネルAD変換器を介してデジタル変換されて、前記マイクロプロセッサを介して前記RAMメモリに格納されると共に、前記プログラムメモリは更に、負線地絡異常検出手段と、正線異常判定回避手段となる制御プログラムを包含し、
前記負線地絡異常検出手段は、前記負端子電位のデジタル変換値が前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過小であることによって前記負端子配線がグランド回路と混触した地絡異常であると判定し、前記正線異常判定回避手段は、前記負線地絡異常検出手段が負線地絡を検出しているとき、又は前記オフセット電圧遮断回路がオフセット電圧を遮断しているときには、前記正線地絡異常検出手段と冠水異常検出手段による異常判定は行なわず、前記測定電圧が燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエンジン制御装置。
As the exhaust gas sensor, a plurality of exhaust gas sensors are used, and the offset voltage is commonly applied to each negative terminal of the plurality of exhaust gas sensors, and a negative voltage that is a voltage between the negative terminal of each exhaust gas sensor and the ground circuit. The terminal potential is digitally converted via a multi-channel AD converter and stored in the RAM memory via the microprocessor. The program memory further includes a negative ground fault detection means, a positive line fault Includes a control program that is a judgment avoidance means,
The negative ground fault detection means detects a ground fault in which the negative terminal wiring is in contact with the ground circuit when the digital conversion value of the negative terminal potential is too small with reference to a value proportional to the offset voltage. It is determined that there is a positive line abnormality determination avoiding means when the negative line ground fault abnormality detecting means detects a negative ground fault, or when the offset voltage cutoff circuit cuts off the offset voltage, 3. The abnormality detection by the positive ground fault abnormality detecting means and the submergence abnormality detecting means is not performed, and the detection result is validated if the measured voltage detects a fuel rich state. The engine control device described in 1.
前記プログラムメモリは更に、正線正常再確認手段となる制御プログラムを包含し、当該正線正常再確認手段は、前記オフセット電圧遮断指令手段によって前記オフセット電圧の印加が停止されている状態において、少なくとも運転開始時、又は運転停止の直前、又は運転中の所定期間毎に、停止されていた前記オフセット電圧を短時間有効にして、複数の排気ガスセンサのいずれかに新たな正線地絡異常が発生していないかどうかを確認することを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。   The program memory further includes a control program serving as a positive line normal reconfirmation unit, and the positive line normal reconfirmation unit is at least in a state where application of the offset voltage is stopped by the offset voltage cutoff command unit. At the start of operation, immediately before operation stop or every predetermined period during operation, the offset voltage that has been stopped is enabled for a short time, and a new positive ground fault occurs in one of the multiple exhaust gas sensors The engine control apparatus according to claim 3, wherein it is confirmed whether or not it is not. 前記複数の排気ガスセンサの各正端子には、グランド回路に接続される高抵抗のプルダウン抵抗とプルアップ抵抗、又は高抵抗のバイアス抵抗を介して所定のバイアス電圧が付与されていると共に、前記プログラムメモリは更に、少なくとも前記負線地絡異常検出手段を包含する第一の異常診断手段と、前記正線地絡異常検出手段を包含する第二の異常診断手段と、前記履歴情報保存手段を包含する異常処理手段となる制御プログラムを包含し、前記第一の異常診断手段は更に、前記負端子電位が、前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段を包含し、前記第二の異常診断手段は更に、正線天絡異常検出手段と回路断線異常検出手段となる制御プログラムを包含し、前記正線天絡異常検出手段は、前記正端子電位が、前記オフセット電圧とリッチ側飽和電圧との加算値に比例した値を基準にして過大であって、制御電源電圧に接近した第四の閾値電圧以上となることによって正端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定し、前記回路断線異常検出手段は、前記正端子電位が、前記各正端子配線に与えられたバイアス電圧を中心とした帯域値を持つ第三の閾値電圧の帯域内となることによって、正端子配線又はセンサ内部又は負端子配線のいずれかの回路断線異常であると判定し、前記バイアス電圧は、前記オフセット電圧とリッチ側飽和電圧との加算値以上の値であって制御電源電圧Vccよりも低い電圧であるか、又は前記オフセット電圧からリーン側異常低下電圧の絶対値を減じた減算値以下の値であってグランド回路よりも高い電圧であって、正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用され、前記異常処理手段は、前記第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して前記履歴情報保存手段によって異常発生履歴情報を前記データメモリに保存すると共に、異常報知手段によって警報・表示出力を発生するものであることを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。   A predetermined bias voltage is applied to each positive terminal of the plurality of exhaust gas sensors via a high-resistance pull-down resistor and a pull-up resistor connected to a ground circuit, or a high-resistance bias resistor, and the program The memory further includes at least a first abnormality diagnosis means including the negative ground fault detection means, a second abnormality diagnosis means including the positive ground fault detection means, and the history information storage means. A control program serving as an abnormality processing means, wherein the first abnormality diagnosing means is further configured to supply power to the negative terminal wiring when the negative terminal potential is excessive with reference to a value proportional to the offset voltage. Including a negative line power fault abnormality detecting means for determining a power fault abnormality in contact with the line, and the second abnormality diagnosis means further includes a positive power line fault detection means and a circuit disconnection abnormality detection means. The positive line power fault abnormality detecting means includes a control program in which the positive terminal potential is excessive on the basis of a value proportional to an addition value of the offset voltage and the rich saturation voltage, It is determined that the positive terminal wiring is in contact with the power supply line due to a voltage exceeding the fourth threshold voltage approaching the power supply voltage, and the circuit disconnection abnormality detecting means detects that the positive terminal potential is equal to each positive voltage. Judged as a circuit disconnection abnormality in either the positive terminal wiring or the sensor or the negative terminal wiring by being within the third threshold voltage band having a band value centered on the bias voltage applied to the terminal wiring. The bias voltage is a value equal to or higher than the sum of the offset voltage and the rich saturation voltage and lower than the control power supply voltage Vcc, or the lean side abnormal reduction voltage from the offset voltage. A value within a voltage band that is a value equal to or lower than the subtraction value obtained by subtracting the absolute value of the pressure and higher than the ground circuit and does not occur in a normal state, a power fault abnormality state, or a ground fault abnormality state is used. The abnormality processing means stores the abnormality occurrence history information in the data memory by the history information storage means in response to the diagnosis result by the first and second abnormality diagnosis means, and outputs an alarm / display output by the abnormality notification means. The engine control device according to claim 3, wherein the engine control device is generated. 前記複数の排気ガスセンサの正端子は、個別の正端子配線によって個別に前記エンジン制御装置に接続され、前記複数の排気ガスセンサの内で第一の排気ガスセンサの負端子は、第一の負端子配線によって前記エンジン制御装置に接続され、他の排気ガスセンサの負端子は、渡り配線で相互に順次接続され、最終の排気ガスセンサの負端子は、第二の負端子配線によって前記エンジン制御装置に接続され、前記第一、第二の負端子配線は、前記エンジン制御装置内で接続されて環状回路を構成して共通のオフセット電圧発生回路に接続されるものであることを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。   Positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors are individually connected to the engine control device by individual positive terminal wirings, and a negative terminal of the first exhaust gas sensor among the plurality of exhaust gas sensors is a first negative terminal wiring. Connected to the engine control device, the negative terminals of the other exhaust gas sensors are sequentially connected to each other by a jumper wiring, and the negative terminal of the final exhaust gas sensor is connected to the engine control device by a second negative terminal wiring. The first and second negative terminal wires are connected in the engine control device to form a ring circuit and connected to a common offset voltage generating circuit. The engine control device described. 前記第一の負端子配線と第二の負端子配線は、前記エンジン制御装置内で点検用開閉素子を介して接続されていて、前記オフセット電圧発生回路の出力電圧は、前記点検用開閉素子を介してモニタ信号電圧として前記多チャンネルAD変換器のアナログ入力端子に接続され、当該アナログ入力端子に対する入力回路には、グランド回路に接続される第二のプルダウン抵抗、又は定電圧電源回路の出力端子に接続される第二のプルアップ抵抗の少なくとも一方の抵抗が接続されていると共に、前記プログラムメモリは更に、負線断線異常検出手段となる制御プログラムを包含し、当該負線断線異常検出手段は、前記点検用開閉素子を一時的に開路したときに、前記モニタ信号電圧の値と前記オフセット電圧との値が一致しているかどうかを比較して、前記オフセット電圧発生回路から第一の負端子配線と渡り配線と第二の負端子配線を経由して前記多チャンネルAD変換器に至る配線の断線異常の有無を検出することを特徴とする請求項6に記載のエンジン制御装置。   The first negative terminal wiring and the second negative terminal wiring are connected via an inspection switching element in the engine control device, and an output voltage of the offset voltage generation circuit is connected to the inspection switching element. Connected to an analog input terminal of the multi-channel AD converter as a monitor signal voltage, and an input circuit for the analog input terminal includes a second pull-down resistor connected to a ground circuit, or an output terminal of a constant voltage power supply circuit At least one of the resistances of the second pull-up resistor connected to the terminal is connected, and the program memory further includes a control program serving as negative wire breakage abnormality detection means, , Comparing whether the value of the monitor signal voltage and the offset voltage match when the inspection switch is temporarily opened And detecting whether or not there is a disconnection abnormality in the wiring from the offset voltage generation circuit to the multi-channel AD converter via the first negative terminal wiring, the transition wiring, and the second negative terminal wiring. The engine control device according to claim 6. 前記複数の排気ガスセンサの各正端子の電位は、マルチプレクサを介して前記多チャンネルAD変換器の一つのアナログ入力端子に選択接続され、前記複数の排気ガスセンサの各負端子に対して共通接続された前記オフセット電圧発生回路の出力電圧は、前記多チャンネルAD変換器の他の入力端子に接続され、前記マルチプレクサは、前記マイクロプロセッサからの選択指令によってアナログ入力信号の選択接続を行なうものであることを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。   The potentials of the positive terminals of the plurality of exhaust gas sensors are selectively connected to one analog input terminal of the multi-channel AD converter via a multiplexer and commonly connected to the negative terminals of the plurality of exhaust gas sensors. The output voltage of the offset voltage generation circuit is connected to another input terminal of the multi-channel AD converter, and the multiplexer performs selection connection of an analog input signal according to a selection command from the microprocessor. The engine control device according to claim 3, wherein 前記排気ガスセンサの正端子には、グランド回路に接続される分圧抵抗と直列開閉素子との直列回路が接続されていると共に、前記プログラムメモリは更に、センサ抵抗測定手段と、センサ短絡異常判定手段となる制御プログラムを包含し、前記センサ抵抗測定手段は、前記直列開閉素子を一時的に閉路したときの正端子電位と、前記直列開閉素子を閉路する直前、又は再開路した直後、の正端子電位とを対比することによって前記排気ガスセンサの内部抵抗を算出し、前記センサ短絡異常判定手段は、前記センサ抵抗測定手段によって測定された排気ガスセンサの内部抵抗が所定の閾値以下であることによって、前記排気ガスセンサの内部短絡異常であることを判定することを特徴とする請求項8に記載のエンジン制御装置   A series circuit of a voltage dividing resistor connected to a ground circuit and a series switching element is connected to the positive terminal of the exhaust gas sensor, and the program memory further includes a sensor resistance measuring unit and a sensor short circuit abnormality determining unit. The sensor resistance measuring means includes a positive terminal potential when the series switching element is temporarily closed, and a positive terminal immediately before closing the series switching element or immediately after restarting the series switching element. The internal resistance of the exhaust gas sensor is calculated by comparing the potential with the electric potential, and the sensor short-circuit abnormality determining means is configured such that the internal resistance of the exhaust gas sensor measured by the sensor resistance measuring means is equal to or less than a predetermined threshold value. The engine control apparatus according to claim 8, wherein it is determined that an internal short circuit abnormality of the exhaust gas sensor is detected. 前記直列開閉素子は、前記マルチプレクサが複数の排気ガスセンサのどれかを選択指定することに関連して動作し、前回の選択指定時に前記直列開閉素子が閉路しておれば今回の選択指定時には開路するよう同期制御されることを特徴とする請求項9に記載のエンジン制御装置。   The series switching element operates in association with the multiplexer selecting and specifying one of the plurality of exhaust gas sensors. If the series switching element is closed at the time of the previous selection designation, the series switching element is opened at the time of the current selection designation. The engine control device according to claim 9, wherein the engine control device is synchronously controlled.
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