JP2901344B2 - 排ガスセンサの加熱器とそのリード線系統の機能正常性を検査する方法及び装置 - Google Patents
排ガスセンサの加熱器とそのリード線系統の機能正常性を検査する方法及び装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明方法及び同方法を実施する装置は、排ガスセン
サの加熱器とそのリード線系統の機能正常性の検査に関
するものである。
サの加熱器とそのリード線系統の機能正常性の検査に関
するものである。
内燃機関に供給される空気／燃料の混合気を所定の空
燃比に維持するために、閉ループ制御装置を設けること
が知られている。この閉ループ制御装置には内燃機関の
排ガス系に設けた酸素測定センサから制御量が入力され
る。この閉ループ制御は一般に、空気／燃料の混合気の
組成を大まかに予め制御する公知の混合気制御装置に重
畳される。この種の閉ループ制御装置を完璧に機能させ
るためには、酸素測定センサも完璧に機能していること
が前提となる。公知の酸素測定センサでは所定の動作温
度に達してからでないと、正常な機能が保証されない。
従って内燃機関の排ガスによって加熱されるセンサで
は、内燃機関の冷間始動及び暖気運転時にはまず混合気
に開ループ制御が行なわれる。この開ループ制御は、内
燃機関の動作温度と共に上昇するセンサ温度が所定の温
度に達してから閉ループ制御に置き換えられる。
燃比に維持するために、閉ループ制御装置を設けること
が知られている。この閉ループ制御装置には内燃機関の
排ガス系に設けた酸素測定センサから制御量が入力され
る。この閉ループ制御は一般に、空気／燃料の混合気の
組成を大まかに予め制御する公知の混合気制御装置に重
畳される。この種の閉ループ制御装置を完璧に機能させ
るためには、酸素測定センサも完璧に機能していること
が前提となる。公知の酸素測定センサでは所定の動作温
度に達してからでないと、正常な機能が保証されない。
従って内燃機関の排ガスによって加熱されるセンサで
は、内燃機関の冷間始動及び暖気運転時にはまず混合気
に開ループ制御が行なわれる。この開ループ制御は、内
燃機関の動作温度と共に上昇するセンサ温度が所定の温
度に達してから閉ループ制御に置き換えられる。
イオン伝導性の固体を有する酸素センサの動作可能状
態は、種々の方法で検査することができる。すなわちド
イツ特許公報DE−PS2301354には、動作に応じた短い時
間間隔で酸素測定センサから出力される交互する電位の
電圧信号が比較スイッチを介してタイミング素子に供給
される監視装置が記載されている。電圧信号の時間間隔
がタイミング素子の切り替え時間より短い場合には、タ
イミング素子は、この電圧信号によりスイッチを第１の
切り替え位置に保持する。そうでない場合には、この切
り替え時間の経過後にスイッチは第２の切り替え位置に
切り換えられる。このスイッチにより運転用混合気が調
節されるか、あるいは警告装置が作動される。
態は、種々の方法で検査することができる。すなわちド
イツ特許公報DE−PS2301354には、動作に応じた短い時
間間隔で酸素測定センサから出力される交互する電位の
電圧信号が比較スイッチを介してタイミング素子に供給
される監視装置が記載されている。電圧信号の時間間隔
がタイミング素子の切り替え時間より短い場合には、タ
イミング素子は、この電圧信号によりスイッチを第１の
切り替え位置に保持する。そうでない場合には、この切
り替え時間の経過後にスイッチは第２の切り替え位置に
切り換えられる。このスイッチにより運転用混合気が調
節されるか、あるいは警告装置が作動される。
この装置の欠点は、酸素測定センサが故障によりある
いは温度が低すぎて交互する電圧信号を発生しない場合
には、酸素測定センサの全体の故障しか検出できないこ
とである。
いは温度が低すぎて交互する電圧信号を発生しない場合
には、酸素測定センサの全体の故障しか検出できないこ
とである。
ドイツ特許公報DE−PS2608245には、酸素測定センサ
が動作可能状態になるのが遅れている状態を確実に検出
することができる酸素測定センサの動作可能状態を監視
する方法及び装置が記載されている。そのような状態の
場合には、通常はセンサを用いて行なわれる混合気の閉
ループ制御装置は、混合気の開ループ制御に切り換える
ことができ、可能な限り早く閉ループ制御装置が動作で
きるように、すなわち、酸素測定センサが閉ループ制御
装置を確実に駆動できるだけの十分高い電圧を出力でき
るようにすることができる。
が動作可能状態になるのが遅れている状態を確実に検出
することができる酸素測定センサの動作可能状態を監視
する方法及び装置が記載されている。そのような状態の
場合には、通常はセンサを用いて行なわれる混合気の閉
ループ制御装置は、混合気の開ループ制御に切り換える
ことができ、可能な限り早く閉ループ制御装置が動作で
きるように、すなわち、酸素測定センサが閉ループ制御
装置を確実に駆動できるだけの十分高い電圧を出力でき
るようにすることができる。
これは、動作可能状態になったセンサから出力される
最大と最小の電圧に応じた２つの電圧しきい値を設定す
ることによって行われる。温度の上昇に従って上昇する
酸素測定センサの出力電圧が前記設定されたしきい値を
越え、それが比較装置によって検出されると、タイミン
グ素子を介して混合気の開ループ制御装置が遮断され
て、単位時間当りに信号が頻繁に切り替わらなくなる
と、混合気の開ループ制御装置が再び作動される。
最大と最小の電圧に応じた２つの電圧しきい値を設定す
ることによって行われる。温度の上昇に従って上昇する
酸素測定センサの出力電圧が前記設定されたしきい値を
越え、それが比較装置によって検出されると、タイミン
グ素子を介して混合気の開ループ制御装置が遮断され
て、単位時間当りに信号が頻繁に切り替わらなくなる
と、混合気の開ループ制御装置が再び作動される。
ヨーロッパ特願EP−A2−258543には、酸素測定センサ
の内部抵抗を正確に測定することにより酸素測定センサ
の動作可能状態を識別する方法及び装置が記載されてい
る。内部抵抗を所定の値と比較することによって、動作
可能状態の判断基準が形成される。
の内部抵抗を正確に測定することにより酸素測定センサ
の動作可能状態を識別する方法及び装置が記載されてい
る。内部抵抗を所定の値と比較することによって、動作
可能状態の判断基準が形成される。
ドイツ公開公報DE−OS3117790には、温度に関係する
酸素測定センサの電気抵抗を温度信号に変換し、その後
排ガスセンサを加熱する加熱装置を駆動する構成の排ガ
スセンサの温度制御装置が記載されている。それによっ
て排ガスセンサの動作温度を容易に、かつ他のセンサ及
び測定導線を用いずに一定に維持することができる。
酸素測定センサの電気抵抗を温度信号に変換し、その後
排ガスセンサを加熱する加熱装置を駆動する構成の排ガ
スセンサの温度制御装置が記載されている。それによっ
て排ガスセンサの動作温度を容易に、かつ他のセンサ及
び測定導線を用いずに一定に維持することができる。
排ガスセンサができるだけ迅速に動作温度に達し、続
いて所定の温度に維持されるようにするためには、排ガ
スセンサの加熱器（以下においてはセンサ加熱器とい
う）の機能が正常であることが前提となる。
いて所定の温度に維持されるようにするためには、排ガ
スセンサの加熱器（以下においてはセンサ加熱器とい
う）の機能が正常であることが前提となる。
発明の利点 それに対して請求の範囲第１項に記載の特徴を有する
本発明方法と、第１の装置の請求の範囲に記載の特徴を
有する本発明方法の実施に必要な装置によれば、他のセ
ンサあるいはリード線を用いずにセンサ加熱器の機能状
態を監視することができるという利点が得られる。好ま
しい実施例が従属請求の範囲の対象となっている。
本発明方法と、第１の装置の請求の範囲に記載の特徴を
有する本発明方法の実施に必要な装置によれば、他のセ
ンサあるいはリード線を用いずにセンサ加熱器の機能状
態を監視することができるという利点が得られる。好ま
しい実施例が従属請求の範囲の対象となっている。
センサ加熱器が正常に機能している場合にだけ、排ガ
スセンサは迅速にその動作温度に達し動作中その温度を
維持することが可能になる。正常でない場合には、セン
サは排ガス温度及び排ガス組成に従ってゆっくりと加熱
され、例えばエンジンブレーキ状態において再び冷却さ
れてしまう。それによって内燃機関に供給される空気／
燃料の混合気の比は開ループ制御動作によって定まるこ
とが多く、開ループ制御動作による場合には所望の空燃
比は閉ループ制御動作の場合ほど正確に維持されない。
その結果、有害成分の多い排ガスが放出されてしまう。
スセンサは迅速にその動作温度に達し動作中その温度を
維持することが可能になる。正常でない場合には、セン
サは排ガス温度及び排ガス組成に従ってゆっくりと加熱
され、例えばエンジンブレーキ状態において再び冷却さ
れてしまう。それによって内燃機関に供給される空気／
燃料の混合気の比は開ループ制御動作によって定まるこ
とが多く、開ループ制御動作による場合には所望の空燃
比は閉ループ制御動作の場合ほど正確に維持されない。
その結果、有害成分の多い排ガスが放出されてしまう。
しかし、本発明方法によりセンサ加熱器の機能が正常
でないことが検出された場合には、例えば信号ランプに
よって運転者に知らせることができる。そして運転者は
センサ加熱器の機能を回復させるために適当な手段を講
じることができる。
でないことが検出された場合には、例えば信号ランプに
よって運転者に知らせることができる。そして運転者は
センサ加熱器の機能を回復させるために適当な手段を講
じることができる。
さらに、本発明方法によれば、排ガスセンサの動作可
能状態が検査される。動作可能状態でないときも、それ
が運転者に知らされる。
能状態が検査される。動作可能状態でないときも、それ
が運転者に知らされる。
それによって、排ガスに関係する部分の故障（センサ
加熱器もこれに属する）を検出して表示することを要請
するカリフォルニア環境庁の要請を満たすことができ
る。
加熱器もこれに属する）を検出して表示することを要請
するカリフォルニア環境庁の要請を満たすことができ
る。
図面 第１図は、電子的及び電気的な閉ループ及び開ループ
制御素子と内燃機関を駆動するアクチュエータを示す概
略的なブロック回路図である。
制御素子と内燃機関を駆動するアクチュエータを示す概
略的なブロック回路図である。
第２図は、センサ加熱器を有する状態と有しない状態
において排ガスセンサの温度上昇特性を時間に関して示
す線図である。
において排ガスセンサの温度上昇特性を時間に関して示
す線図である。
第３図は診断方法の第１の実施例を示すフローチャー
ト図である。
ト図である。
実施例の説明 本発明の基本構成は、測定信号、好ましくは内燃機関
の空気／燃料の混合気を制御する測定信号を出力する排
ガスセンサの加熱装置の診断を行うことである。この診
断は、少なくともセンサ加熱器と、センサ加熱器に必要
な電力を供給する装置及びそれに関連するリード線とか
らなる加熱装置を作動にすることによって、排ガスセン
サを排ガスセンサの周囲を流れる排ガスだけで加熱する
よりもより迅速に加熱できることに基づいている。
の空気／燃料の混合気を制御する測定信号を出力する排
ガスセンサの加熱装置の診断を行うことである。この診
断は、少なくともセンサ加熱器と、センサ加熱器に必要
な電力を供給する装置及びそれに関連するリード線とか
らなる加熱装置を作動にすることによって、排ガスセン
サを排ガスセンサの周囲を流れる排ガスだけで加熱する
よりもより迅速に加熱できることに基づいている。
本発明の詳しい説明に入る前に以下のことに注意して
おく。すなわち、ディスクリートな回路素子を用いて本
発明を示す第１図のブロック回路図は、本発明を限定す
るものではなく、特に本発明の基本的な機能を示し、か
つ機能の具体的な流れを実施例において示すのに用いら
れている。個々の構成素子及びブロックはアナログで
も、デジタルでもハイブリッド技術でも構成することが
できる。さらにまた、その一部あるは全体を統合して、
プログラム制御されるデジタル装置、例えばマイクロコ
ンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタルあるいはア
ナログの論理回路などから構成することができる。従っ
て以下に述べる説明は、機能的な全体の流れ及び時間的
な流れと、それぞれのブロックにより得られる効果と、
個々の要素により示される部分的な機能に関する好まし
い実施例と考えるべきものであって、理解しやすくする
ためにそれぞれの回路ブロックとして図示されている。
おく。すなわち、ディスクリートな回路素子を用いて本
発明を示す第１図のブロック回路図は、本発明を限定す
るものではなく、特に本発明の基本的な機能を示し、か
つ機能の具体的な流れを実施例において示すのに用いら
れている。個々の構成素子及びブロックはアナログで
も、デジタルでもハイブリッド技術でも構成することが
できる。さらにまた、その一部あるは全体を統合して、
プログラム制御されるデジタル装置、例えばマイクロコ
ンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタルあるいはア
ナログの論理回路などから構成することができる。従っ
て以下に述べる説明は、機能的な全体の流れ及び時間的
な流れと、それぞれのブロックにより得られる効果と、
個々の要素により示される部分的な機能に関する好まし
い実施例と考えるべきものであって、理解しやすくする
ためにそれぞれの回路ブロックとして図示されている。
第１図には、特に絞り弁12が設けられた吸気領域11を
有する内燃機関10が図示されており、絞り弁の非動作位
置からの変位によって内燃機関に供給される空気量が検
出される。空気量を測定する空気量センサ13から電子制
御ユニット14に出力信号Ｑが供給される。電子制御ユニ
ットは通常マイクロプロセッサとメモリと電源とを有す
るマイクロコンピュータであって、次に示すような運転
状態データが入力される。
有する内燃機関10が図示されており、絞り弁の非動作位
置からの変位によって内燃機関に供給される空気量が検
出される。空気量を測定する空気量センサ13から電子制
御ユニット14に出力信号Ｑが供給される。電子制御ユニ
ットは通常マイクロプロセッサとメモリと電源とを有す
るマイクロコンピュータであって、次に示すような運転
状態データが入力される。
内燃機関の回転数ｎ 内燃機関に供給される空気と燃料の比（内燃機関の排
ガス通路に配置され、内燃機関のそれぞれの運転状態に
関する実際値データ、正確には排ガス中の酸素濃度に関
する実際値データを測定するラムダセンサ15の出力信号
により検出される） 電子制御ユニット14は、これらのデータ並びに温度
（Ｔ）、空気圧（ｐ）、及び（UBAT）など他の多数の情
報から高精度で出力信号、例えば燃料噴射装置において
は吸気領域で符号16で示す噴射弁を駆動する噴射制御信
号tiを形成する。
ガス通路に配置され、内燃機関のそれぞれの運転状態に
関する実際値データ、正確には排ガス中の酸素濃度に関
する実際値データを測定するラムダセンサ15の出力信号
により検出される） 電子制御ユニット14は、これらのデータ並びに温度
（Ｔ）、空気圧（ｐ）、及び（UBAT）など他の多数の情
報から高精度で出力信号、例えば燃料噴射装置において
は吸気領域で符号16で示す噴射弁を駆動する噴射制御信
号tiを形成する。
排ガスセンサ15にはセンサ加熱器15aが設けられてい
る。センサ加熱器には加熱制御装置17によって電力が供
給され、排ガスセンサ15は急速に動作温度に達し、必要
に応じてその温度に維持される。排ガスセンサ15の温度
信号としては、例えば排ガスセンサ15の出力信号あるい
は内部抵抗が用いられる。
る。センサ加熱器には加熱制御装置17によって電力が供
給され、排ガスセンサ15は急速に動作温度に達し、必要
に応じてその温度に維持される。排ガスセンサ15の温度
信号としては、例えば排ガスセンサ15の出力信号あるい
は内部抵抗が用いられる。
簡単な実施例においては、加熱制御装置の代わりに、
内燃機関を駆動する際にセンサ加熱器を連続的に作動さ
せる切り替え素子を用いることができる。
内燃機関を駆動する際にセンサ加熱器を連続的に作動さ
せる切り替え素子を用いることができる。
診断処理を行なうために、さらに診断ブロック18が設
けられている。この診断ブロックは第１図では独立して
設けられているが、中央のマイクロコンピュータの一部
とすることもできる。この診断ブロックは電子制御装置
14と排ガスセンサ15からの信号を受け取り、加熱制御装
置17へ制御信号を出力し、かつ診断の結果を表示装置19
へ出力する。さらに診断ブロック18は、入力された信号
と診断ブロックが処理した結果を格納するメモリと、各
値と時間経過に関する結果を比較する比較手段を有す
る。
けられている。この診断ブロックは第１図では独立して
設けられているが、中央のマイクロコンピュータの一部
とすることもできる。この診断ブロックは電子制御装置
14と排ガスセンサ15からの信号を受け取り、加熱制御装
置17へ制御信号を出力し、かつ診断の結果を表示装置19
へ出力する。さらに診断ブロック18は、入力された信号
と診断ブロックが処理した結果を格納するメモリと、各
値と時間経過に関する結果を比較する比較手段を有す
る。
診断ブロック18によってそれぞれ診断の結果に従って
例えば表示ランプを点灯させる表示装置19を作動するこ
ともできる。この表示の形式は基本的には任意であっ
て、文字表示を行ってもよく、診断の途中の値を表示す
ることもできる。
例えば表示ランプを点灯させる表示装置19を作動するこ
ともできる。この表示の形式は基本的には任意であっ
て、文字表示を行ってもよく、診断の途中の値を表示す
ることもできる。
排ガスセンサが動作可能な状態になっていない場合に
は、加熱制御装置17には電子制御ユニット14と診断ブロ
ック18を介して指令が入力され、それによってセンサ加
熱器15aに電力が供給される。
は、加熱制御装置17には電子制御ユニット14と診断ブロ
ック18を介して指令が入力され、それによってセンサ加
熱器15aに電力が供給される。
排ガスセンサ15の温度上昇特性は、センサ加熱器の機
能が正常であるかどうかに関係する。第２図から、排ガ
スセンサがその周囲を流れる排ガス（ａ）だけによって
加熱される場合と、さらにセンサ加熱器15a（ｂ）によ
って加熱される場合で、温度に関係する量から求めたセ
ンサ温度がどのように変化するかが理解できる。
能が正常であるかどうかに関係する。第２図から、排ガ
スセンサがその周囲を流れる排ガス（ａ）だけによって
加熱される場合と、さらにセンサ加熱器15a（ｂ）によ
って加熱される場合で、温度に関係する量から求めたセ
ンサ温度がどのように変化するかが理解できる。
第２図に示す温度カーブはあくまでも概略的なもので
あって、本発明を理解する一助としてだけ用いられるも
のである。排ガスセンサの温度が上昇する場合に、セン
サの周囲を流れる排ガス（ａ）だけの場合（t2）は、さ
らにセンサ加熱器が作動されている場合（t1）に比べて
最低動作温度TBminに達するのが遅くなる。
あって、本発明を理解する一助としてだけ用いられるも
のである。排ガスセンサの温度が上昇する場合に、セン
サの周囲を流れる排ガス（ａ）だけの場合（t2）は、さ
らにセンサ加熱器が作動されている場合（t1）に比べて
最低動作温度TBminに達するのが遅くなる。
特に、時点t1とt2は次に示すような内燃機関の運転パ
ラメータに関係することに注意しておく。
ラメータに関係することに注意しておく。
始動時（ｔ＝０）の内燃機関10の温度 ｔ＝０の時の排ガスセンサ15の温度 内燃機関の負荷と回転数 内燃期間に供給される混合気の空燃比 エンジンにより出力された排ガス熱量を表す噴射時間の
合計 次に第３図を用いて診断方法を説明する。
合計 次に第３図を用いて診断方法を説明する。
本発明方法は、内燃機関が駆動される毎に開始され
る。加熱器を作動した後に（ステップ96）、タイムカウ
ンタをスタートさせ（ステップ97）、次にステップ98
で、排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検査
する。これは例えば次のようにして行われる。すなわ
ち、排ガスセンサの内部抵抗を温度を示す量として処理
するか、あるいは排ガスセンサから出力される信号の振
幅が動作可能状態を示すものであるかどうかを検査す
る。そうである場合、例えば短い停止時間後内燃機関を
再始動させる場合には、ステップ99において排ガスセン
サのリード線系統の機能が正常であるという結論に達す
る。その結果が表示装置19によって表示され、かつ／あ
るいは診断ブロックに設けられているメモリにその結果
を記憶させる。
る。加熱器を作動した後に（ステップ96）、タイムカウ
ンタをスタートさせ（ステップ97）、次にステップ98
で、排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検査
する。これは例えば次のようにして行われる。すなわ
ち、排ガスセンサの内部抵抗を温度を示す量として処理
するか、あるいは排ガスセンサから出力される信号の振
幅が動作可能状態を示すものであるかどうかを検査す
る。そうである場合、例えば短い停止時間後内燃機関を
再始動させる場合には、ステップ99において排ガスセン
サのリード線系統の機能が正常であるという結論に達す
る。その結果が表示装置19によって表示され、かつ／あ
るいは診断ブロックに設けられているメモリにその結果
を記憶させる。
ステップ99を実施後に新たにステップ98を実施する。
排ガスセンサが動作可能状態になっている限り、ステッ
プ99と98のループを繰り返す。
排ガスセンサが動作可能状態になっている限り、ステッ
プ99と98のループを繰り返す。
本発明方法の開始時あるいは所定時間の経過後に排ガ
スセンサがまだ動作可能状態でない場合には、ステップ
98の判定で「ｎ」を出力し、ステップ100へ進んで、例
えば内燃機関の運転パラメータに従って第１の所定の時
間t1（第２図も参照）が計算される。
スセンサがまだ動作可能状態でない場合には、ステップ
98の判定で「ｎ」を出力し、ステップ100へ進んで、例
えば内燃機関の運転パラメータに従って第１の所定の時
間t1（第２図も参照）が計算される。
ステップ101と101aにおいて、タイマの制御によっ
て、ステップ97（ｔ＝０）から第１の所定時間t1の経過
を待ち、ステップ102でステップ98におけるのと同様に
排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検査す
る。
て、ステップ97（ｔ＝０）から第１の所定時間t1の経過
を待ち、ステップ102でステップ98におけるのと同様に
排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検査す
る。
ステップ102において動作可能状態であることが検出
された場合には（ｙ）、ステップ103においてセンサ加
熱器とセンサとそのリード線系統の機能が正常であると
判断する。ステップ103の結果は表示装置19によって表
示することができ、かつ／あるいはメモリに格納するこ
ともできる。
された場合には（ｙ）、ステップ103においてセンサ加
熱器とセンサとそのリード線系統の機能が正常であると
判断する。ステップ103の結果は表示装置19によって表
示することができ、かつ／あるいはメモリに格納するこ
ともできる。
ステップ103の処理を実施後に、ステップ102で新たに
処理を実施する。排ガスセンサが動作可能状態である間
は、ステップ102と103からなるループを繰り返す。
処理を実施する。排ガスセンサが動作可能状態である間
は、ステップ102と103からなるループを繰り返す。
ステップ102の判断の結果、排ガスセンサが、例えば
センサのリード線系統の欠陥により発生するように突然
動作可能状態でなくなった場合には、ステップ103aに進
む。
センサのリード線系統の欠陥により発生するように突然
動作可能状態でなくなった場合には、ステップ103aに進
む。
ステップ102の判定の結果が「ｎ」である場合には、
ステップ103aでステップ100の場合と同様に第２の所定
時間t2を算出する。
ステップ103aでステップ100の場合と同様に第２の所定
時間t2を算出する。
ステップ104と104aにおいて、タイマの制御によっ
て、ステップ97（ｔ＝０）から所定の時間t2の経過を待
つ。ステップ105において、ステップ98におけるのと同
様に排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検出
する。「ｙ」の場合にはステップ106においてセンサ加
熱器に故障があると判断する。その結果を表示し、かつ
／あるいは記憶させる。
て、ステップ97（ｔ＝０）から所定の時間t2の経過を待
つ。ステップ105において、ステップ98におけるのと同
様に排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検出
する。「ｙ」の場合にはステップ106においてセンサ加
熱器に故障があると判断する。その結果を表示し、かつ
／あるいは記憶させる。
ステップ106における結論は、以下のことにより正当
化される。すなわち、排ガスセンサは、最低動作温度に
達したときに始めて動作可能状態となるが、同センサの
周囲を流れる排ガスだけで排ガスセンサを加熱させるに
十分な時間t2の経過後にこの動作可能状態に達するから
である。その場合、所定の時間t1とt2を最低動作温度に
確実に達する時間に設定することが必要である。
化される。すなわち、排ガスセンサは、最低動作温度に
達したときに始めて動作可能状態となるが、同センサの
周囲を流れる排ガスだけで排ガスセンサを加熱させるに
十分な時間t2の経過後にこの動作可能状態に達するから
である。その場合、所定の時間t1とt2を最低動作温度に
確実に達する時間に設定することが必要である。
所定時間の経過後に排ガスセンサがまだ動作可能状態
でない場合には、ステップ107においてラムダセンサ回
路に故障があると判定される。
でない場合には、ステップ107においてラムダセンサ回
路に故障があると判定される。
なお、ステップ99、103、106、107に基づく診断の結
果を表示装置19によって運転者に表示することもでき、
かつ／あるいは診断ブロック18の一部をなすメモリに格
納することもできる。
果を表示装置19によって運転者に表示することもでき、
かつ／あるいは診断ブロック18の一部をなすメモリに格
納することもできる。
さらに、言うまでもないことであるが、所定時間t1と
t2は共通の時点ｔ＝０から計算し測定しなくてもよい。
もっと正確に言うと、これは時間間隔t1とt2であるの
で、これら各時間間隔は他の基準点、例えばそれぞれの
計算の開始点を持つようにすることができる。
t2は共通の時点ｔ＝０から計算し測定しなくてもよい。
もっと正確に言うと、これは時間間隔t1とt2であるの
で、これら各時間間隔は他の基準点、例えばそれぞれの
計算の開始点を持つようにすることができる。
排ガスセンサが動作可能状態でないことが検出された
場合には、信号を出力して電子制御ユニットを閉ループ
制御から開ループ制御へ切り替えるようにすることも可
能である。
場合には、信号を出力して電子制御ユニットを閉ループ
制御から開ループ制御へ切り替えるようにすることも可
能である。
本発明の診断方法の核心は、センサ加熱器15aと加熱
制御装置17とこれらの接続リード線からなるセンサ加熱
装置の機能が正常であるかどうかを検査することであ
る。このことは、排ガスセンサ15の信号から検出される
温度に関係する電気量の時間的な特性を評価することに
よって行われる。そのためには、排ガスセンサをセンサ
加熱装置と、緩慢ではあるがセンサの周囲を流れる排ガ
スとによって動作温度まで加熱できることが必要であ
る。
制御装置17とこれらの接続リード線からなるセンサ加熱
装置の機能が正常であるかどうかを検査することであ
る。このことは、排ガスセンサ15の信号から検出される
温度に関係する電気量の時間的な特性を評価することに
よって行われる。そのためには、排ガスセンサをセンサ
加熱装置と、緩慢ではあるがセンサの周囲を流れる排ガ
スとによって動作温度まで加熱できることが必要であ
る。
この排ガスは種々の燃焼工程から出るものであって、
例えば内燃機関及び加熱装置の駆動時に発生する。
例えば内燃機関及び加熱装置の駆動時に発生する。
それによって本発明方法は、内燃機関の制御に用いる
排ガスセンサの加熱器装置の検査に限定されるものでな
ことが明らかになる。それに代え加熱装置の排ガス組成
あるいは他の化学組織あるいは燃焼工程を測定するセン
サの加熱装置を検査するようにすることもできる。
排ガスセンサの加熱器装置の検査に限定されるものでな
ことが明らかになる。それに代え加熱装置の排ガス組成
あるいは他の化学組織あるいは燃焼工程を測定するセン
サの加熱装置を検査するようにすることもできる。
本発明方法によれば、特に他のセンサとは無関係に作
動し、それによって安価に実現することができるという
利点が得られる。
動し、それによって安価に実現することができるという
利点が得られる。
フロントページの続き (72)発明者 ヴィルト・エルンスト ドイツ連邦共和国 デー 7141 オーバ ーリーキシンゲン・ヴェルナーシュトラ ーセ 20／６ (72)発明者 フランク・ライナー ドイツ連邦共和国 デー 7123 ザクセ ンハイム ３・アン・デル・シュタイゲ 36 (56)参考文献 特開 平３−113355（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/409
Claims (8)
- 【請求項１】所定の温度以上で動作可能状態となり、か
つ迅速な加熱を行ない動作温度を維持させるセンサ加熱
器を備えた排ガスセンサの動作可能状態を監視する方法
において、 センサ加熱器を作動させた後に互いに前後する２つの所
定の時間t1とt2にセンサの動作可能状態を検出し、前記
所定時間t1とt2をセンサの温度上昇特性に合わせて設定
し、所定時間t1経過後に動作可能状態でないことが検出
されかつ所定時間t2経過後に動作可能状態となった場合
に、センサ加熱器が故障していることを判定し、診断装
置ないし警告装置を起動することを特徴とする排ガスセ
ンサの動作可能状態を監視する方法。 - 【請求項２】センサ加熱器及び／あるいは排ガスセンサ
のリード線系統の機能が正常であることを、次のステッ
プ、すなわち イ）センサ加熱器を作動し、 ロ）排ガスセンサが動作可能状態であるかどうかを検出
し、 ハ）排ガスセンサが動作可能状態である場合には、第１
の診断結果として排ガスセンサとそのリード線系統の機
能が正常であると判定して（イ）と（ロ）のステップを
繰り返し、 ニ）ステップ（ロ）においてセンサが動作可能状態にな
いことが検出されたが、第１の所定の時間t1の経過後に
排ガスセンサが動作可能状態であることが検出された場
合には、第２の診断結果として排ガスセンサ、ラムダセ
ンサ回路及びセンサ加熱器の機能が正常であると判定
し、またステップ（ニ）を継続的に繰り返し、 ホ）ステップ（ニ）において排ガスセンサが動作可能状
態でないことが検出された場合には、第２の所定時間t2
後に再度排ガスセンサの動作可能状態を検査し、 ヘ）動作可能状態である場合には、第３の診断結果とし
て排ガスセンサとラムダセンサ回路の機能は正常である
が、センサ加熱器に故障があると判断し、 ト）そうでない場合には、第４の診断結果としてセンサ
のラムダセンサ回路に故障があると判断し、 チ）上記診断結果の少なくとも１つを表示しかつ／ある
いは記憶する、 ことによって検出することを特徴とする請求の範囲第１
項に記載の排ガスセンサの動作可能状態を監視する方
法。 - 【請求項３】第１の所定の時間t1及び／あるいは第２の
所定の時間t2が、排ガス組成が検出される装置の運転パ
ラメータに従って算出されることを特徴とする請求の範
囲第１項あるいは第２項に記載の方法。 - 【請求項４】排ガスセンサが、内燃機関に供給される空
気／燃料の混合気の空燃比の制御に用いられることを特
徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項５】排ガスセンサの内部抵抗、出力電圧及び／
あるいは同センサを流れる電流の電気量を処理すること
によって排ガスセンサの動作可能状態を判定することを
特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項６】センサ加熱器を作動した後に互いに前後す
る２つの所定の時間t1とt2にセンサの動作可能状態を検
出し、所定の時間t1とt2をセンサの温度上昇特性に合わ
せて設定し、所定の時間t1経過後に動作可能状態が検出
されかつ所定の時間t2経過後に動作可能状態となったこ
とが検出された場合には、センサ加熱器の故障であると
判断し、診断ないし警告を行う手段を起動する手段が設
けられることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項
に記載の方法を実施する装置。 - 【請求項７】センサ加熱電流を流し、 排ガスセンサが動作可能状態であることを検出し、 所定の時間t1とt2を実際に経過した時間と比較し、 開始時あるいは時間t1あるいはt2の経過後に排ガスセン
サが動作可能状態であるかどうかに従って、センサ加熱
器及び／あるいは排ガスセンサに接続されているリード
線系統の動作可能状態を判断し、 診断の結果を表示し、かつ／あるいは記憶することがで
きる、 手段が設けられることを特徴とする請求の範囲第１項か
ら第５項に記載の方法を実施する装置。 - 【請求項８】排ガス組成が検出される装置の運転パラメ
ータに従って所定の時間t1及び／あるいはt2を定める手
段が設けられることを特徴とする請求の範囲第６項ある
いは第７項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE3928709A DE3928709A1 (de) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Verfahren und vorrichtung zur ueberpruefung der funktionsfaehigkeit einer abgassondenheizung und deren zuleitungssystem |
| DE3928709.2 | 1989-08-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04501613A JPH04501613A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2901344B2 true JP2901344B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=6388204
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2901344B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151708B1 (ja) |
| BR (1) | BR9006895A (ja) |
| DE (2) | DE3928709A1 (ja) |
| ES (1) | ES2042303T3 (ja) |
| WO (1) | WO1991003636A1 (ja) |
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| DE4004083A1 (de) * | 1990-02-10 | 1991-08-14 | Bosch Gmbh Robert | System zur steuerung und/oder regelung einer brennkraftmaschine |
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| DE4132008C2 (de) * | 1991-09-26 | 2000-04-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Heizung einer Sauerstoffsonde |
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-
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- 1990-07-26 BR BR909006895A patent/BR9006895A/pt not_active IP Right Cessation
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- 1990-07-26 DE DE9090910547T patent/DE59001260D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-26 US US07/684,908 patent/US5090387A/en not_active Expired - Fee Related
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