JP3416303B2 - 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比セン
サ劣化検出装置に関し、特に機関排気系の触媒コンバー
タの下流側に設けられる空燃比センサの劣化を検出する
ものに関する。 【0002】 【従来の技術】機関排気系の触媒コンバータの下流側に
設けられる空燃比センサの劣化を検出する手法として、
以下のものが従来より知られている。 【0003】 オープンループ制御により空燃比をリ
ッチからリーン又はリーンからリッチに強制的に切り替
え、そのときの下流側空燃比センサ出力に基づいて劣化
を検出する手法(特開平5−256175号公報)。 【0004】 下流側空燃比センサ出力が所定判別値
よりリーン側の値を示し、且つその出力値の変動が所定
値以下の状態が第1所定期間にわたって継続したとき、
空燃比を理論空燃比よりリッチ側に設定し、その後依然
として下流側空燃比センサ出力が所定判別値よりリーン
側の値を示し、且つその出力値の変動が所定値以下の状
態が第2所定期間に亘って継続したとき、下流側空燃比
センサが劣化していると判定する手法(特開平6−74
074号公報)。 【0005】 空燃比センサ出力に基づくフィードバ
ック制御中に、下流側空燃比センサ出力の変動量が小さ
い状態が所定期間継続したとき、下流側空燃比センサが
劣化していると判定する手法。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の手法によれば、オープンループ制御により空燃比を強
制的にリッチ又はリーン化するため、リッチ化によって
COの発生量が増大し、またリーン化によってNOxの
発生量が増大するという問題がある。 【0007】また、上記の手法もオープンループ制御
により空燃比をリッチ化するため、の手法と同様にC
Oの発生量が増大するという問題がある。 【0008】さらに、上記の手法では、フィードバッ
ク制御中に劣化検知を行うため、排気ガス特性を悪化さ
せる弊害はないが、センサが正常であってもセンサ出力
が基準値近傍に停滞する場合があり、かかる場合には正
常なセンサを劣化していると誤判定することがあった。 【0009】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、排気ガス特性を悪化させることなく下流側空燃比
センサの劣化を検出し、しかも検出精度を向上させるこ
とができる空燃比センサ劣化検出装置を提供することを
目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の触媒コンバータの上流側及び下流
側にそれぞれ設けられた第1及び第2の空燃比センサ
と、該第2の空燃比センサの出力に基づいて第1の制御
定数(PR,PL)を演算する空燃比制御定数演算手段
と、前記第1の空燃比センサの出力及び前記第1の制御
定数(PR,PL)に基づいて空燃比補正量(KO2)
を演算する空燃比補正量演算手段と、該空燃比補正量に
基づいて前記機関に供給する混合気の空燃比をフィード
バック制御する空燃比制御手段と、前記第2の空燃比セ
ンサの出力に基づいて該第2の空燃比センサの劣化を検
出する劣化判定手段とを有する内燃機関の空燃比センサ
劣化検出装置において、前記劣化判定手段は、前記空燃
比制御手段によるフィードバック制御時に、前記第2の
空燃比センサの出力変動量が小さいとき前記第1の制御
定数(PR,PL)及び該第1の制御定数の演算に使用
する第2の制御定数(DPL,DPR)の少なくとも一
方を増大させ、この状態において前記第2の空燃比セン
サの出力変動量が小さい状態が所定時間以上継続したと
き、前記第2の空燃比センサが劣化していると判定する
ようにしたものである。 【0011】 【作用】空燃比制御手段によるフィードバック制御時
に、第2の空燃比センサの出力変動量が小さいとき第1
の制御定数及び/又は該第1の制御定数の演算に使用す
る第2の制御定数を増大させ、この状態において第2の
空燃比センサの出力変動量が小さい状態が所定時間以上
継続したとき、第2の空燃比センサが劣化していると判
定される。 【0012】 【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 【0013】図1は本発明の一実施例に係る内燃機関
(以下「エンジン」という)及びその空燃比制御装置の
全体の構成図であり、エンジン1の吸気管2の途中には
スロットル弁3が配されている。スロットル弁3にはス
ロットル弁開度(θTH)センサ4が連結されており、
当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して
電子コントロールユニット(以下「ECU」という)5
に供給する。 【0014】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接
続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の
開弁時間が制御される。 【0015】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には管7
を介して吸気管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられ
ており、この絶対圧センサ8により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その
下流には吸気温(TA)センサ9が取付けられており、
吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してEC
U5に供給する。 【0016】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ10はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を
出力してECU5に供給する。エンジン回転数(NE)
センサ11及び気筒判別(CYL)センサ12はエンジ
ン1の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付
けられている。エンジン回転数センサ11はエンジン1
のクランク軸の180度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス(以下「TDC信号パルス」という)を出力
し、気筒判別センサ12は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはECU5に供給される。 【0017】三元触媒(触媒コンバータ)14はエンジ
ン1の排気管13に配置されており、排気ガス中のH
C,CO,NOx等の成分の浄化を行う。排気管13の
三元触媒14の上流側及び下流側には、それぞれ空燃比
センサとしての酸素濃度センサ16,17(以下それぞ
れ「上流側O2センサ16」,「下流側O2センサ17」
という)が装着されており、これらのO2センサ16,
17は排気ガス中の酸素濃度にを検出し、その検出値に
応じた電気信号を出力しECU5に供給する。 【0018】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6に駆動信号を供給する出力回路5d等から構成され
る。 【0019】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、次式(1)に基づき、前記TDC
信号パルスに同期する燃料噴射弁6の燃料噴射時間To
utを演算する。 【0020】 Tout=Ti×KO2×K1+K2 …(1) ここに、Tiは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このTi値を決定するためのTi
マップが記憶手段5cに記憶されている。 【0021】KO2は、O2センサ16,17の出力に
基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィ
ードバック制御中は上流側O2センサ16によって検出
された空燃比(酸素濃度)が目標空燃比に一致するよう
に設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態
に応じた所定値に設定される。 【0022】K1及びK2は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であ
り、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速
特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定され
る。 【0023】CPU5bは上述のようにして算出した結
果に基づいて、燃料噴射弁6を駆動する信号を、出力回
路5dを介して出力する。 【0024】次に、上流側O2センサ16と、下流側O2
センサ17を使用した空燃比フィードバック制御(以
下、2O2センサF/B制御という)について説明す
る。 【0025】図2及び図3は、2O2センサF/B制御
における空燃比補正係数KO2の算出処理を示すフロー
チャートである。ここでは、上流側O2センサ16の出
力電圧PVO2と下流側O2センサ17の出力電圧SVO
2とに応じて空燃比補正係数KO2を算出して、空燃比が
理論空燃比(λ=1)になるように制御する。本処理
は、フィードバック制御が実行可能な運転状態において
所定時間(例えば5msec)毎にCPU5bで実行さ
れる。 【0026】まず、ステップS11では、上流側O2セ
ンサ16の出力電圧PVO2のリーン/リッチ状態をそ
れぞれ“0”/“1”で示すフラグPAF1、及び後述
するカウンタ(CDLY1)によるディレイタイム経過
後の出力PVO2のリーン/リッチ状態をそれぞれ
“0”/“1”で示すフラグPAF2を初期化する。続
いてステップS12において、空燃比補正係数KO2の
初期化(例えば、平均値KREFに設定)を行い、ステッ
プS13へ進む。 【0027】ステップS13では、今回の空燃比補正係
数KO2が初期化されたか否かを判別し、初期化されて
いないときは、ステップS14へ進み、上流側O2セン
サ16の出力電圧PVO2が基準値PVREF(出力電圧P
VO2のリーン/リッチ判定用閾値)よりも小さいか否
かを判別する。その結果、小さければ、すなわちPVO
2<PVREFの場合は、上流側O2センサ16の出力電圧
PVO2はリーン状態にあるものとして、ステップS1
5でフラグPAF1を“0”にセットすると共に、P項
発生ディレイタイムTDR1又はTDL1を計数するた
めのカウンタ(設定値CDLY1)のカウント数CDL
Yをディクリメントする。すなわち、PVO2<PVREF
が成立するときは、ステップS15において本ステップ
を実行する毎にフラグPAF1を“0”にセットすると
共に、前記カウント数CDLYをディクリメントし、そ
の結果をカウンタの設定値CDLY1とする。 【0028】そして、ステップS16において、CDL
Y1値が前記ディレイタイムTDR1よりも小さいか否
かを判別し、その答が肯定(YES)の場合(CDLY
1<TDR1)は、ステップS17にて、CDLY1値
をディレイタイムTDR1にリセットする。一方、前記
ステップS14の答が否定(NO)、即ちPVO2≧P
VREFであって上流側O2センサ16の出力電圧PVO2
がリッチ状態にある場合は、ステップS18にて、フラ
グPAF1を“1”にセットすると共に、前記カウント
数CDLY1をインクリメントする。すなわち、PVO
2≧PVREFが成立するときは、ステップS18において
本ステップを実行する毎にフラグFAF1を“1”にセ
ットすると共に、前記カウント数CDLY1をインクリ
メントし、その結果をカウンタの設定値CDLY1とす
る。 【0029】そして、ステップS19において、CDL
Y1値が前記ディレイタイムTDL1よりも小さいか否
かを判別し、その答が否定(NO)の場合(CDLY1
>TDL1)は、CDLY1値をディレイタイムTDL
1にリセットする(ステップS20)。そして、前記ス
テップS16の答が否定(NO)、即ちCDLY1≧T
DR1の場合は、前記ステップS17をスキップしてス
テップS21へ進む。同様に、前記ステップS19の答
が肯定(YES)、即ちCDLY1<TDL1の場合
は、前記ステップS20をスキップしてステップS21
へ進む。 【0030】ステップS21では、前記カウンタ値CD
LY1の符号が反転したか、即ち上流側O2センサ16
の出力電圧PVO2が反転した後、前記ディレイタイム
TDR1または前記ディレイタイムTDL1が経過した
か否かを判別する。その答が否定(NO)、即ち未だデ
ィレイタイムTDR1またはTDL1が経過していない
場合は、ステップS22において、フラグPAF2が
“0”にセットされているか否かを判別する。その答が
肯定(YES)の場合には、さらに、ステップS23に
て、フラグPAF1が“0”にセットされているか否か
を判別する。この答が肯定であればリーン状態が継続さ
れていると判断して、ステップS24へ進み、CDLY
1値をディレイタイムTDR1にリセットして、ステッ
プS25へ進む。また、前記ステップS23の答が否定
(NO)の場合は、上流側O2センサ16の出力電圧P
VO2がリッチからリーンに反転した後のディレイタイ
ム経過前と判断して、前記ステップS24をスキップし
てステップS25へ進む。 【0031】ステップS25においては、次式(2)に
より、前回算出されたKO2値にI項を加算し今回のK
O2値として設定する。 【0032】KO2=KO2+I …(2) ステップS25の処理後は、公知の手法により、KO2
値のリミットチェック(ステップS26)、及びKREF2
値(発進時のKO2の学習値)を算出して(ステップS
27)、そのリミットチェックを行って(ステップS2
8)、本処理を終了する。 【0033】一方、前記ステップS22の答が否定(N
O)、即ちフラグPAF2が“1”であった場合は、さ
らにステップS29において、フラグPAF1が“1”
か否かを判別する。その答が肯定(YES)の場合は、
リッチ状態が継続していると判断して、ステップS30
にて、再度CDLY1値をディレイタイムTDL1にリ
セットしてステップS31へ進む。また、前記ステップ
S29の答が否定(NO)の場合には、上流側O2セン
サ16の出力電圧PVO2がリーンからリッチに反転し
た後のディレイタイム経過前と判断して、前記ステップ
S30をスキップしてステップS31へ進む。 【0034】ステップS31では、次式(3)により、
前回算出されたKO2値からI項を減算し今回のKO2値
として設定した後、前記ステップS26〜S28の処理
を実行して本ルーチンを終了する。 【0035】KO2=KO2−I …(3) このように、前記カウンタCDLY1の符号が反転しな
い時は、フラグPAF1及びフラグPAF2のセット状
態を調べて上流側O2センサ16の出力電圧PVO2が
反転しているか否かを判別し、それに応じて最終的な補
正係数KO2を算出する。 【0036】一方、CDLY1の符号が反転した時は、
前記ステップS21の答が肯定(YES)、即ち上流側
O2センサ16の出力電圧PVO2が反転した後、ディレ
イタイムTDR1またはTDL1が経過した場合は、ス
テップS32へ進み、フラグPAF1が“0”に設定さ
れているか否か、すなわち上流側O2センサ16の出力
PVO2がリーンか否かを判別する。本ステップS32
でPAF1=0の時、すなわちPVO2がリーンの場
合、ステップS32の答が肯定(YES)となりステッ
プS33へ進む。 【0037】ステップS33では、フラグPAF2を
“0”にセットし、続いてステップS34にて、CDL
Y1値をディレイタイムTDR1にリセットして、ステ
ップS35へ進む。 【0038】ステップS35では、下記式(4)によ
り、前回算出されたKO2値に比例項PRを加算し今回
のKO2値として設定する。ここで、右辺のKO2値
は、KO2の前回値であり、PR項は、上流側O2センサ
16の出力電圧PVO2がリッチからリーンに反転した
後ディレイタイムTDL1が経過したときに、補正係数
KO2をステップ状に増加させて空燃比をリッチ側に移
行させるための補正項であり、下流側O2センサ17の
出力電圧SVO2に応じて変化する(算出手法は後述す
る)。 【0039】KO2=KO2+PR …(4) 続いて、補正係数KO2のリミットチェック(ステップ
S36)、KREF0値(アイドル時のKO2の平均値)及
びKREF1値(アイドル時以外のKO2の平均値)を算出
し(ステップS37)、前記ステップS28を経て、本
処理を終了する。 【0040】また、前記ステップS32でPAF1=1
の時、すなわち上流側O2センサ16の出力電圧PVO2
がリッチの時、否定(NO)となりステップS38へ進
む。ステップS38ではフラグPAF2を“1”にセッ
トし、続いてステップS39でCDLY1値をディレイ
タイムTDL1にリセットして、ステップS40へ進
む。 【0041】ステップS40では、下記式(5)によ
り、前回算出されたKO2値から比例項PLを減算し今
回のKO2値として設定する。ここで、右辺のKO2値
は、KO2の前回値であり、PL項は、上流側O2センサ
16の出力電圧PVO2が理論空燃比に対してリーンか
らリッチに反転した後ディレイタイムTDR1が経過し
たときに、補正係数KO2をステップ状に減少させて空
燃比をリーン側に移行させるための補正項であり、下流
側O2センサ17の出力電圧SVO2に応じて変化する
(算出手法は後述する)。 【0042】KO2=KO2−PL …(5) そして、前記ステップS36,S37,S28を順次実
行して本処理を終了する。このようにして、上流側O2
センサ16の出力電圧PVO2によりKO2の積分項I及
び比例項Pの発生タイミングが算出される。 【0043】図4は、下流側O2センサ17の出力電圧
SVO2に応じて、図3のステップS35又はS40で
使用するPL項,PR項を算出する処理のフローチャー
トであり、本処理は、下流側O2センサ出力SVO2に基
づくフィードバック制御実行可能な運転状態において、
所定時間(例えば5msec)毎にCPU5bで実行さ
れる。 【0044】PR値及びPL値は、基本的には下流側O
2センサ17の出力電圧SVO2に基づいて算出する(下
流側O2センサによるフィードバック制御)が、この第
2のフィードバック制御が実行可能でないとき(例え
ば、エンジンのアイドル時、下流側O2センサ17の不
活性時等)には、所定値又はフィードバック制御中に算
出される学習値が使用される。 【0045】ステップS61では下流側O2センサ17
の出力電圧SVO2が基準値SVREF(例えば0.45
V)より低いか否かを判別し、SVO2<SVREFが成立
するときには、ステップS62に進み、PR値にリーン
判定時用加減算項DPLを加算する。次いでPR値が上
限値PRMAXより大きくなったときには、PR値を上限
値PRMAXとする(ステップS63,S64)。続くス
テップS65では、PL値からリーン判定時用加減算項
DPLを減算し、PL値が下限値より小さくなったとき
には、PL値を下限値PLMINとする(ステップS6
6,S67)。 【0046】一方、前記ステップS61の答が否定(N
O)、即ちSVO2≧SVREFが成立するときには、ステ
ップS68に進み、PR値からリッチ判定時用加減算項
DPRを減算し、PR値が下限値PRMINより小さくな
ったときには、PR値を下限値PRMINとする(ステッ
プS69,S70)。続くステップS71では、PL値
にリッチ判定用加減算項DPRを加算し、PL値が上限
値PLMAXより大きくなったときには、PL値を上限値
PLMAXとする(ステップS72,S73)。 【0047】このような処理により、SVO2<SVREF
が成立する期間中はPR値は増加しPL値は減少する一
方、SVO2≧SVREFが成立する期間中はPR値は減少
し、PL値は減少するように制御される。 【0048】図5は、下流側O2センサ17の劣化検知
を行う処理のフローチャートであり、本処理は例えば図
2、3の処理と同期してCPU5bで実行される。 【0049】先ずステップS100では、下流側O2セ
ンサ出力SVO2が第1のゾーン判定値SZONE1
(例えば0.4V)より小さいか否かを判別し、SVO
2≧SZONE1が成立するときは、さらに下流側O2
センサ出力SVO2が第2のゾーン判定値SZONE2
(例えば0.6V)より小さいか否かを判別する(ステ
ップS102)。その結果、SVO2<SZONE1の
ときは、SVO2値がどの範囲にあるかを示すゾーンパ
ラメータZONEを「1」とし(ステップS104)、
SZONE1≦SVO2<SZONE2のときは、ZO
NE=2とし(ステップS106)、SVO2≧SZO
NE2のときは、ZONE=3とする(ステップS10
8)(図7(a)参照)。 【0050】続くステップS110で、ゾーンパラメー
タZONEの値が変化したか否かを判別し、変化したと
きは、ステップS112に進み、ダウンカウントタイマ
tZONEに所定時間TZONE(例えば120se
c)をセットしてスタートさせる。次いで、下流側O2
センサ出力SVO2に基づくフィードバック制御の制御
ゲイン、すなわち図4の処理の加減算項DPL,DPR
を変更すべきであることを「1」で示すゲインフラグF
GAINを「0」とし(ステップS114)、下流側O
2センサ17は正常と判定して(ステップS116)、
本処理を終了する。 【0051】ステップS110でゾーンパラメータZO
NEの値が変化しないときは、タイマtZONEの値が
「0」か否かを判別する(ステップS118)。変化直
後はtZONE>0であるので、直ちに本処理を終了す
る一方、変化後所定時間TZONE経過してtZONE
=0となると、ステップS120に進み、ゲインフラグ
FGAINが「1」か否かを判別する。最初は、FGA
IN=0であるので、ステップS124に進み、ゲイン
フラグFGAINを「1」とし、さらにタイマtZON
Eに所定時間TZONEをセットしてスタートさせ(ス
テップS126)、本処理を終了する。 【0052】そしてステップS126実行後、ゾーンパ
ラメータZONEの値が変化しない状態が所定時間TZ
ONE継続すると、ステップS118の答が肯定(YE
S)となり、このときFGAIN=1であるので、下流
側O2センサ17が劣化したと判定して(ステップS1
22)、本処理を終了する。 【0053】図6は、下流側O2センサ出力SVO2に
基づくフィードバック制御の制御ゲイン、すなわち図4
の処理の加減算項DPL,DPRを決定する処理のフロ
ーチャートであり、本処理は前記図4処理の実行直前に
CPU5bで実行される。 【0054】本処理では、ゲインフラグFGAINが
「1」か否かを判別し(ステップS200)、FGAI
N=0のときは、加減算項DPL及びDPRをそれぞれ
所定値DPL0及びDPR0に設定し(ステップS20
2)、FGAIN=1のときは、加減算項DPL及DP
Rをそれぞれ所定値DPL0及びDPR0に所定係数K
(例えば1.3)を乗算した値に設定する(ステップS
201)。これにより、ゲインフラグFGAIN=1の
ときは、加減算項DPL,DPRがより大きな値に設定
される、すなわち制御ゲインがFGAIN=0のときよ
り増加する。 【0055】なお、この処理では、ステップS201
で、1より大きい係数Kを乗算することに代えて、加減
算項DPL,DPRを所定値DPL0,DPR0より大
きい所定値DPL1,DPR1に設定するようにしても
よい。 【0056】次に図7を参照して、図5及び6の処理の
内容を具体的に説明する。 【0057】先ず時刻t1の付近でセンサ出力SVO2
が増加し、時刻t1においてパラメータZONEの値が
「1」から「2」に変化すると、タイマtZONEに所
定時間TZONEがセットされる。その後、センサ出力
SVO2が停滞し、時刻t2においてタイマtZONE
の値が「0」となると、ゲインフラグFGAINが
「0」から「1」に変化し、さらにタイマtZONEに
所定時間TZONEがセットされる。ここで、フラグF
GAIN=1とされたことにより、加減算項DPL,D
PR、すなわちフィードバック制御ゲインがより大きな
値に切り替えられるので、空燃比がリッチ方向又はリー
ン方向へ通常より早く変化する。その結果、センサ出力
SVO2は、例えば図7(a)に実線で示すように増加
し、時刻t3においてパラメータZONEの値が「2」
から「3」に変化する。これにより、下流側O2センサ
17は正常と判定される(図5、ステップS110、S
116)。 【0058】一方、図7には示していないが、制御ゲイ
ンを増加させても、センサ出力SVO2が停滞した状態
が所定時間TZONE以上継続したときは、O2センサ
17が空燃比の変化に追従していないと判定され、下流
側O2センサ17は劣化したと判定される。 【0059】本実施例のように制御ゲインの切替を行わ
ない従来の劣化検知手法では、O2センサが正常であっ
てもその出力SVO2が、図7(a)に破線で示すよう
に停滞することがあり、かかる場合には正常なセンサを
劣化していると誤判定してしまうが(同図(d)参
照)、本実施例によればこのような誤判定を防止し、下
流側O2センサの劣化検知の精度を向上させることがで
きる。 【0060】なお、上述した実施例では図6の処理によ
り、ゲインフラグFGAIN=1のときは、図4の処理
の加減算項DPL,DPRを増加させるようにしたが、
これに限るものではなく、図4の処理により算出される
PL項及びPR項を増加させるようにしてもよい。 【0061】具体的には、図8に示すように、フラグF
GAINが「1」か否かを判別し(ステップS30
0)、FGAIN=1のときは、PL項及びPR項に所
定係数K′(>1)を乗算したものを、新たなPL項及
びPR項とし(ステップS301)、FGAIN=0の
ときは、直ちにこの処理を終了する。この処理を図4の
処理の終了直後に実行することにより、FGAIN=1
のときは、PL項及びPR項がFGAIN=0のときよ
り所定係数K′倍される。 【0062】また、図6の処理と図8の処理をともに実
行するようにしてもよい。 【0063】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、空
燃比制御手段によるフィードバック制御時に、第2の空
燃比センサの出力変動量が小さいとき第1の制御定数及
び/又は第1の制御定数の演算に使用する第2の制御定
数を増大させ、この状態において第2の空燃比センサの
出力変動量が小さい状態が所定時間以上継続したとき、
第2の空燃比センサが劣化していると判定される。すな
わち空燃比フィーバック制御中に劣化判定されるので、
排気ガス特性を悪化させることがなく、さらにフィード
バック制御の制御定数を増加させることにより正常時の
センサ出力の停滞と第2の空燃比センサの劣化とを明確
に区別することができ、これにより、第2の空燃比セン
サの正確な劣化検出を行うことができる。
サ劣化検出装置に関し、特に機関排気系の触媒コンバー
タの下流側に設けられる空燃比センサの劣化を検出する
ものに関する。 【0002】 【従来の技術】機関排気系の触媒コンバータの下流側に
設けられる空燃比センサの劣化を検出する手法として、
以下のものが従来より知られている。 【0003】 オープンループ制御により空燃比をリ
ッチからリーン又はリーンからリッチに強制的に切り替
え、そのときの下流側空燃比センサ出力に基づいて劣化
を検出する手法(特開平5−256175号公報)。 【0004】 下流側空燃比センサ出力が所定判別値
よりリーン側の値を示し、且つその出力値の変動が所定
値以下の状態が第1所定期間にわたって継続したとき、
空燃比を理論空燃比よりリッチ側に設定し、その後依然
として下流側空燃比センサ出力が所定判別値よりリーン
側の値を示し、且つその出力値の変動が所定値以下の状
態が第2所定期間に亘って継続したとき、下流側空燃比
センサが劣化していると判定する手法(特開平6−74
074号公報)。 【0005】 空燃比センサ出力に基づくフィードバ
ック制御中に、下流側空燃比センサ出力の変動量が小さ
い状態が所定期間継続したとき、下流側空燃比センサが
劣化していると判定する手法。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の手法によれば、オープンループ制御により空燃比を強
制的にリッチ又はリーン化するため、リッチ化によって
COの発生量が増大し、またリーン化によってNOxの
発生量が増大するという問題がある。 【0007】また、上記の手法もオープンループ制御
により空燃比をリッチ化するため、の手法と同様にC
Oの発生量が増大するという問題がある。 【0008】さらに、上記の手法では、フィードバッ
ク制御中に劣化検知を行うため、排気ガス特性を悪化さ
せる弊害はないが、センサが正常であってもセンサ出力
が基準値近傍に停滞する場合があり、かかる場合には正
常なセンサを劣化していると誤判定することがあった。 【0009】本発明は上述した点に鑑みなされたもので
あり、排気ガス特性を悪化させることなく下流側空燃比
センサの劣化を検出し、しかも検出精度を向上させるこ
とができる空燃比センサ劣化検出装置を提供することを
目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の触媒コンバータの上流側及び下流
側にそれぞれ設けられた第1及び第2の空燃比センサ
と、該第2の空燃比センサの出力に基づいて第1の制御
定数(PR,PL)を演算する空燃比制御定数演算手段
と、前記第1の空燃比センサの出力及び前記第1の制御
定数(PR,PL)に基づいて空燃比補正量(KO2)
を演算する空燃比補正量演算手段と、該空燃比補正量に
基づいて前記機関に供給する混合気の空燃比をフィード
バック制御する空燃比制御手段と、前記第2の空燃比セ
ンサの出力に基づいて該第2の空燃比センサの劣化を検
出する劣化判定手段とを有する内燃機関の空燃比センサ
劣化検出装置において、前記劣化判定手段は、前記空燃
比制御手段によるフィードバック制御時に、前記第2の
空燃比センサの出力変動量が小さいとき前記第1の制御
定数(PR,PL)及び該第1の制御定数の演算に使用
する第2の制御定数(DPL,DPR)の少なくとも一
方を増大させ、この状態において前記第2の空燃比セン
サの出力変動量が小さい状態が所定時間以上継続したと
き、前記第2の空燃比センサが劣化していると判定する
ようにしたものである。 【0011】 【作用】空燃比制御手段によるフィードバック制御時
に、第2の空燃比センサの出力変動量が小さいとき第1
の制御定数及び/又は該第1の制御定数の演算に使用す
る第2の制御定数を増大させ、この状態において第2の
空燃比センサの出力変動量が小さい状態が所定時間以上
継続したとき、第2の空燃比センサが劣化していると判
定される。 【0012】 【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 【0013】図1は本発明の一実施例に係る内燃機関
(以下「エンジン」という)及びその空燃比制御装置の
全体の構成図であり、エンジン1の吸気管2の途中には
スロットル弁3が配されている。スロットル弁3にはス
ロットル弁開度(θTH)センサ4が連結されており、
当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して
電子コントロールユニット(以下「ECU」という)5
に供給する。 【0014】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接
続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の
開弁時間が制御される。 【0015】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には管7
を介して吸気管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられ
ており、この絶対圧センサ8により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その
下流には吸気温(TA)センサ9が取付けられており、
吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してEC
U5に供給する。 【0016】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ10はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を
出力してECU5に供給する。エンジン回転数(NE)
センサ11及び気筒判別(CYL)センサ12はエンジ
ン1の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付
けられている。エンジン回転数センサ11はエンジン1
のクランク軸の180度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス(以下「TDC信号パルス」という)を出力
し、気筒判別センサ12は特定の気筒の所定のクランク
角度位置で信号パルスを出力するものであり、これらの
各信号パルスはECU5に供給される。 【0017】三元触媒(触媒コンバータ)14はエンジ
ン1の排気管13に配置されており、排気ガス中のH
C,CO,NOx等の成分の浄化を行う。排気管13の
三元触媒14の上流側及び下流側には、それぞれ空燃比
センサとしての酸素濃度センサ16,17(以下それぞ
れ「上流側O2センサ16」,「下流側O2センサ17」
という)が装着されており、これらのO2センサ16,
17は排気ガス中の酸素濃度にを検出し、その検出値に
応じた電気信号を出力しECU5に供給する。 【0018】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6に駆動信号を供給する出力回路5d等から構成され
る。 【0019】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、次式(1)に基づき、前記TDC
信号パルスに同期する燃料噴射弁6の燃料噴射時間To
utを演算する。 【0020】 Tout=Ti×KO2×K1+K2 …(1) ここに、Tiは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このTi値を決定するためのTi
マップが記憶手段5cに記憶されている。 【0021】KO2は、O2センサ16,17の出力に
基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィ
ードバック制御中は上流側O2センサ16によって検出
された空燃比(酸素濃度)が目標空燃比に一致するよう
に設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態
に応じた所定値に設定される。 【0022】K1及びK2は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数であ
り、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速
特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定され
る。 【0023】CPU5bは上述のようにして算出した結
果に基づいて、燃料噴射弁6を駆動する信号を、出力回
路5dを介して出力する。 【0024】次に、上流側O2センサ16と、下流側O2
センサ17を使用した空燃比フィードバック制御(以
下、2O2センサF/B制御という)について説明す
る。 【0025】図2及び図3は、2O2センサF/B制御
における空燃比補正係数KO2の算出処理を示すフロー
チャートである。ここでは、上流側O2センサ16の出
力電圧PVO2と下流側O2センサ17の出力電圧SVO
2とに応じて空燃比補正係数KO2を算出して、空燃比が
理論空燃比(λ=1)になるように制御する。本処理
は、フィードバック制御が実行可能な運転状態において
所定時間(例えば5msec)毎にCPU5bで実行さ
れる。 【0026】まず、ステップS11では、上流側O2セ
ンサ16の出力電圧PVO2のリーン/リッチ状態をそ
れぞれ“0”/“1”で示すフラグPAF1、及び後述
するカウンタ(CDLY1)によるディレイタイム経過
後の出力PVO2のリーン/リッチ状態をそれぞれ
“0”/“1”で示すフラグPAF2を初期化する。続
いてステップS12において、空燃比補正係数KO2の
初期化(例えば、平均値KREFに設定)を行い、ステッ
プS13へ進む。 【0027】ステップS13では、今回の空燃比補正係
数KO2が初期化されたか否かを判別し、初期化されて
いないときは、ステップS14へ進み、上流側O2セン
サ16の出力電圧PVO2が基準値PVREF(出力電圧P
VO2のリーン/リッチ判定用閾値)よりも小さいか否
かを判別する。その結果、小さければ、すなわちPVO
2<PVREFの場合は、上流側O2センサ16の出力電圧
PVO2はリーン状態にあるものとして、ステップS1
5でフラグPAF1を“0”にセットすると共に、P項
発生ディレイタイムTDR1又はTDL1を計数するた
めのカウンタ(設定値CDLY1)のカウント数CDL
Yをディクリメントする。すなわち、PVO2<PVREF
が成立するときは、ステップS15において本ステップ
を実行する毎にフラグPAF1を“0”にセットすると
共に、前記カウント数CDLYをディクリメントし、そ
の結果をカウンタの設定値CDLY1とする。 【0028】そして、ステップS16において、CDL
Y1値が前記ディレイタイムTDR1よりも小さいか否
かを判別し、その答が肯定(YES)の場合(CDLY
1<TDR1)は、ステップS17にて、CDLY1値
をディレイタイムTDR1にリセットする。一方、前記
ステップS14の答が否定(NO)、即ちPVO2≧P
VREFであって上流側O2センサ16の出力電圧PVO2
がリッチ状態にある場合は、ステップS18にて、フラ
グPAF1を“1”にセットすると共に、前記カウント
数CDLY1をインクリメントする。すなわち、PVO
2≧PVREFが成立するときは、ステップS18において
本ステップを実行する毎にフラグFAF1を“1”にセ
ットすると共に、前記カウント数CDLY1をインクリ
メントし、その結果をカウンタの設定値CDLY1とす
る。 【0029】そして、ステップS19において、CDL
Y1値が前記ディレイタイムTDL1よりも小さいか否
かを判別し、その答が否定(NO)の場合(CDLY1
>TDL1)は、CDLY1値をディレイタイムTDL
1にリセットする(ステップS20)。そして、前記ス
テップS16の答が否定(NO)、即ちCDLY1≧T
DR1の場合は、前記ステップS17をスキップしてス
テップS21へ進む。同様に、前記ステップS19の答
が肯定(YES)、即ちCDLY1<TDL1の場合
は、前記ステップS20をスキップしてステップS21
へ進む。 【0030】ステップS21では、前記カウンタ値CD
LY1の符号が反転したか、即ち上流側O2センサ16
の出力電圧PVO2が反転した後、前記ディレイタイム
TDR1または前記ディレイタイムTDL1が経過した
か否かを判別する。その答が否定(NO)、即ち未だデ
ィレイタイムTDR1またはTDL1が経過していない
場合は、ステップS22において、フラグPAF2が
“0”にセットされているか否かを判別する。その答が
肯定(YES)の場合には、さらに、ステップS23に
て、フラグPAF1が“0”にセットされているか否か
を判別する。この答が肯定であればリーン状態が継続さ
れていると判断して、ステップS24へ進み、CDLY
1値をディレイタイムTDR1にリセットして、ステッ
プS25へ進む。また、前記ステップS23の答が否定
(NO)の場合は、上流側O2センサ16の出力電圧P
VO2がリッチからリーンに反転した後のディレイタイ
ム経過前と判断して、前記ステップS24をスキップし
てステップS25へ進む。 【0031】ステップS25においては、次式(2)に
より、前回算出されたKO2値にI項を加算し今回のK
O2値として設定する。 【0032】KO2=KO2+I …(2) ステップS25の処理後は、公知の手法により、KO2
値のリミットチェック(ステップS26)、及びKREF2
値(発進時のKO2の学習値)を算出して(ステップS
27)、そのリミットチェックを行って(ステップS2
8)、本処理を終了する。 【0033】一方、前記ステップS22の答が否定(N
O)、即ちフラグPAF2が“1”であった場合は、さ
らにステップS29において、フラグPAF1が“1”
か否かを判別する。その答が肯定(YES)の場合は、
リッチ状態が継続していると判断して、ステップS30
にて、再度CDLY1値をディレイタイムTDL1にリ
セットしてステップS31へ進む。また、前記ステップ
S29の答が否定(NO)の場合には、上流側O2セン
サ16の出力電圧PVO2がリーンからリッチに反転し
た後のディレイタイム経過前と判断して、前記ステップ
S30をスキップしてステップS31へ進む。 【0034】ステップS31では、次式(3)により、
前回算出されたKO2値からI項を減算し今回のKO2値
として設定した後、前記ステップS26〜S28の処理
を実行して本ルーチンを終了する。 【0035】KO2=KO2−I …(3) このように、前記カウンタCDLY1の符号が反転しな
い時は、フラグPAF1及びフラグPAF2のセット状
態を調べて上流側O2センサ16の出力電圧PVO2が
反転しているか否かを判別し、それに応じて最終的な補
正係数KO2を算出する。 【0036】一方、CDLY1の符号が反転した時は、
前記ステップS21の答が肯定(YES)、即ち上流側
O2センサ16の出力電圧PVO2が反転した後、ディレ
イタイムTDR1またはTDL1が経過した場合は、ス
テップS32へ進み、フラグPAF1が“0”に設定さ
れているか否か、すなわち上流側O2センサ16の出力
PVO2がリーンか否かを判別する。本ステップS32
でPAF1=0の時、すなわちPVO2がリーンの場
合、ステップS32の答が肯定(YES)となりステッ
プS33へ進む。 【0037】ステップS33では、フラグPAF2を
“0”にセットし、続いてステップS34にて、CDL
Y1値をディレイタイムTDR1にリセットして、ステ
ップS35へ進む。 【0038】ステップS35では、下記式(4)によ
り、前回算出されたKO2値に比例項PRを加算し今回
のKO2値として設定する。ここで、右辺のKO2値
は、KO2の前回値であり、PR項は、上流側O2センサ
16の出力電圧PVO2がリッチからリーンに反転した
後ディレイタイムTDL1が経過したときに、補正係数
KO2をステップ状に増加させて空燃比をリッチ側に移
行させるための補正項であり、下流側O2センサ17の
出力電圧SVO2に応じて変化する(算出手法は後述す
る)。 【0039】KO2=KO2+PR …(4) 続いて、補正係数KO2のリミットチェック(ステップ
S36)、KREF0値(アイドル時のKO2の平均値)及
びKREF1値(アイドル時以外のKO2の平均値)を算出
し(ステップS37)、前記ステップS28を経て、本
処理を終了する。 【0040】また、前記ステップS32でPAF1=1
の時、すなわち上流側O2センサ16の出力電圧PVO2
がリッチの時、否定(NO)となりステップS38へ進
む。ステップS38ではフラグPAF2を“1”にセッ
トし、続いてステップS39でCDLY1値をディレイ
タイムTDL1にリセットして、ステップS40へ進
む。 【0041】ステップS40では、下記式(5)によ
り、前回算出されたKO2値から比例項PLを減算し今
回のKO2値として設定する。ここで、右辺のKO2値
は、KO2の前回値であり、PL項は、上流側O2センサ
16の出力電圧PVO2が理論空燃比に対してリーンか
らリッチに反転した後ディレイタイムTDR1が経過し
たときに、補正係数KO2をステップ状に減少させて空
燃比をリーン側に移行させるための補正項であり、下流
側O2センサ17の出力電圧SVO2に応じて変化する
(算出手法は後述する)。 【0042】KO2=KO2−PL …(5) そして、前記ステップS36,S37,S28を順次実
行して本処理を終了する。このようにして、上流側O2
センサ16の出力電圧PVO2によりKO2の積分項I及
び比例項Pの発生タイミングが算出される。 【0043】図4は、下流側O2センサ17の出力電圧
SVO2に応じて、図3のステップS35又はS40で
使用するPL項,PR項を算出する処理のフローチャー
トであり、本処理は、下流側O2センサ出力SVO2に基
づくフィードバック制御実行可能な運転状態において、
所定時間(例えば5msec)毎にCPU5bで実行さ
れる。 【0044】PR値及びPL値は、基本的には下流側O
2センサ17の出力電圧SVO2に基づいて算出する(下
流側O2センサによるフィードバック制御)が、この第
2のフィードバック制御が実行可能でないとき(例え
ば、エンジンのアイドル時、下流側O2センサ17の不
活性時等)には、所定値又はフィードバック制御中に算
出される学習値が使用される。 【0045】ステップS61では下流側O2センサ17
の出力電圧SVO2が基準値SVREF(例えば0.45
V)より低いか否かを判別し、SVO2<SVREFが成立
するときには、ステップS62に進み、PR値にリーン
判定時用加減算項DPLを加算する。次いでPR値が上
限値PRMAXより大きくなったときには、PR値を上限
値PRMAXとする(ステップS63,S64)。続くス
テップS65では、PL値からリーン判定時用加減算項
DPLを減算し、PL値が下限値より小さくなったとき
には、PL値を下限値PLMINとする(ステップS6
6,S67)。 【0046】一方、前記ステップS61の答が否定(N
O)、即ちSVO2≧SVREFが成立するときには、ステ
ップS68に進み、PR値からリッチ判定時用加減算項
DPRを減算し、PR値が下限値PRMINより小さくな
ったときには、PR値を下限値PRMINとする(ステッ
プS69,S70)。続くステップS71では、PL値
にリッチ判定用加減算項DPRを加算し、PL値が上限
値PLMAXより大きくなったときには、PL値を上限値
PLMAXとする(ステップS72,S73)。 【0047】このような処理により、SVO2<SVREF
が成立する期間中はPR値は増加しPL値は減少する一
方、SVO2≧SVREFが成立する期間中はPR値は減少
し、PL値は減少するように制御される。 【0048】図5は、下流側O2センサ17の劣化検知
を行う処理のフローチャートであり、本処理は例えば図
2、3の処理と同期してCPU5bで実行される。 【0049】先ずステップS100では、下流側O2セ
ンサ出力SVO2が第1のゾーン判定値SZONE1
(例えば0.4V)より小さいか否かを判別し、SVO
2≧SZONE1が成立するときは、さらに下流側O2
センサ出力SVO2が第2のゾーン判定値SZONE2
(例えば0.6V)より小さいか否かを判別する(ステ
ップS102)。その結果、SVO2<SZONE1の
ときは、SVO2値がどの範囲にあるかを示すゾーンパ
ラメータZONEを「1」とし(ステップS104)、
SZONE1≦SVO2<SZONE2のときは、ZO
NE=2とし(ステップS106)、SVO2≧SZO
NE2のときは、ZONE=3とする(ステップS10
8)(図7(a)参照)。 【0050】続くステップS110で、ゾーンパラメー
タZONEの値が変化したか否かを判別し、変化したと
きは、ステップS112に進み、ダウンカウントタイマ
tZONEに所定時間TZONE(例えば120se
c)をセットしてスタートさせる。次いで、下流側O2
センサ出力SVO2に基づくフィードバック制御の制御
ゲイン、すなわち図4の処理の加減算項DPL,DPR
を変更すべきであることを「1」で示すゲインフラグF
GAINを「0」とし(ステップS114)、下流側O
2センサ17は正常と判定して(ステップS116)、
本処理を終了する。 【0051】ステップS110でゾーンパラメータZO
NEの値が変化しないときは、タイマtZONEの値が
「0」か否かを判別する(ステップS118)。変化直
後はtZONE>0であるので、直ちに本処理を終了す
る一方、変化後所定時間TZONE経過してtZONE
=0となると、ステップS120に進み、ゲインフラグ
FGAINが「1」か否かを判別する。最初は、FGA
IN=0であるので、ステップS124に進み、ゲイン
フラグFGAINを「1」とし、さらにタイマtZON
Eに所定時間TZONEをセットしてスタートさせ(ス
テップS126)、本処理を終了する。 【0052】そしてステップS126実行後、ゾーンパ
ラメータZONEの値が変化しない状態が所定時間TZ
ONE継続すると、ステップS118の答が肯定(YE
S)となり、このときFGAIN=1であるので、下流
側O2センサ17が劣化したと判定して(ステップS1
22)、本処理を終了する。 【0053】図6は、下流側O2センサ出力SVO2に
基づくフィードバック制御の制御ゲイン、すなわち図4
の処理の加減算項DPL,DPRを決定する処理のフロ
ーチャートであり、本処理は前記図4処理の実行直前に
CPU5bで実行される。 【0054】本処理では、ゲインフラグFGAINが
「1」か否かを判別し(ステップS200)、FGAI
N=0のときは、加減算項DPL及びDPRをそれぞれ
所定値DPL0及びDPR0に設定し(ステップS20
2)、FGAIN=1のときは、加減算項DPL及DP
Rをそれぞれ所定値DPL0及びDPR0に所定係数K
(例えば1.3)を乗算した値に設定する(ステップS
201)。これにより、ゲインフラグFGAIN=1の
ときは、加減算項DPL,DPRがより大きな値に設定
される、すなわち制御ゲインがFGAIN=0のときよ
り増加する。 【0055】なお、この処理では、ステップS201
で、1より大きい係数Kを乗算することに代えて、加減
算項DPL,DPRを所定値DPL0,DPR0より大
きい所定値DPL1,DPR1に設定するようにしても
よい。 【0056】次に図7を参照して、図5及び6の処理の
内容を具体的に説明する。 【0057】先ず時刻t1の付近でセンサ出力SVO2
が増加し、時刻t1においてパラメータZONEの値が
「1」から「2」に変化すると、タイマtZONEに所
定時間TZONEがセットされる。その後、センサ出力
SVO2が停滞し、時刻t2においてタイマtZONE
の値が「0」となると、ゲインフラグFGAINが
「0」から「1」に変化し、さらにタイマtZONEに
所定時間TZONEがセットされる。ここで、フラグF
GAIN=1とされたことにより、加減算項DPL,D
PR、すなわちフィードバック制御ゲインがより大きな
値に切り替えられるので、空燃比がリッチ方向又はリー
ン方向へ通常より早く変化する。その結果、センサ出力
SVO2は、例えば図7(a)に実線で示すように増加
し、時刻t3においてパラメータZONEの値が「2」
から「3」に変化する。これにより、下流側O2センサ
17は正常と判定される(図5、ステップS110、S
116)。 【0058】一方、図7には示していないが、制御ゲイ
ンを増加させても、センサ出力SVO2が停滞した状態
が所定時間TZONE以上継続したときは、O2センサ
17が空燃比の変化に追従していないと判定され、下流
側O2センサ17は劣化したと判定される。 【0059】本実施例のように制御ゲインの切替を行わ
ない従来の劣化検知手法では、O2センサが正常であっ
てもその出力SVO2が、図7(a)に破線で示すよう
に停滞することがあり、かかる場合には正常なセンサを
劣化していると誤判定してしまうが(同図(d)参
照)、本実施例によればこのような誤判定を防止し、下
流側O2センサの劣化検知の精度を向上させることがで
きる。 【0060】なお、上述した実施例では図6の処理によ
り、ゲインフラグFGAIN=1のときは、図4の処理
の加減算項DPL,DPRを増加させるようにしたが、
これに限るものではなく、図4の処理により算出される
PL項及びPR項を増加させるようにしてもよい。 【0061】具体的には、図8に示すように、フラグF
GAINが「1」か否かを判別し(ステップS30
0)、FGAIN=1のときは、PL項及びPR項に所
定係数K′(>1)を乗算したものを、新たなPL項及
びPR項とし(ステップS301)、FGAIN=0の
ときは、直ちにこの処理を終了する。この処理を図4の
処理の終了直後に実行することにより、FGAIN=1
のときは、PL項及びPR項がFGAIN=0のときよ
り所定係数K′倍される。 【0062】また、図6の処理と図8の処理をともに実
行するようにしてもよい。 【0063】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、空
燃比制御手段によるフィードバック制御時に、第2の空
燃比センサの出力変動量が小さいとき第1の制御定数及
び/又は第1の制御定数の演算に使用する第2の制御定
数を増大させ、この状態において第2の空燃比センサの
出力変動量が小さい状態が所定時間以上継続したとき、
第2の空燃比センサが劣化していると判定される。すな
わち空燃比フィーバック制御中に劣化判定されるので、
排気ガス特性を悪化させることがなく、さらにフィード
バック制御の制御定数を増加させることにより正常時の
センサ出力の停滞と第2の空燃比センサの劣化とを明確
に区別することができ、これにより、第2の空燃比セン
サの正確な劣化検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる内燃機関及びその制
御装置の構成を示す図である。 【図2】空燃比補正係数(KO2)を算出する処理のフ
ローチャートである。 【図3】空燃比補正係数(KO2)を算出する処理のフ
ローチャートである。 【図4】下流側O2センサ出力に基づくフィードバック
制御を実行する処理のフローチャートである。 【図5】下流側O2センサの劣化検知を行う処理のフロ
ーチャートである。 【図6】図4の処理で使用するパラメータ(制御ゲイ
ン)の値を決定する処理のフローチャートである。 【図7】図5及び図6の処理の具体的内容を説明するた
めの図である。 【図8】上流側O2センサ出力に基づくフィードバック
制御の制御ゲインを変更する処理のフローチャートであ
る。 【符号の説明】 1 内燃機関 5 電子コントロールユニット(空燃比制御定数演算手
段、空燃比補正量演算手段、空燃比制御手段、劣化判定
手段) 6 燃料噴射弁 13 排気管 14 三元触媒(触媒コンバータ) 17 下流側O2センサ(第2の空燃比センサ)
御装置の構成を示す図である。 【図2】空燃比補正係数(KO2)を算出する処理のフ
ローチャートである。 【図3】空燃比補正係数(KO2)を算出する処理のフ
ローチャートである。 【図4】下流側O2センサ出力に基づくフィードバック
制御を実行する処理のフローチャートである。 【図5】下流側O2センサの劣化検知を行う処理のフロ
ーチャートである。 【図6】図4の処理で使用するパラメータ(制御ゲイ
ン)の値を決定する処理のフローチャートである。 【図7】図5及び図6の処理の具体的内容を説明するた
めの図である。 【図8】上流側O2センサ出力に基づくフィードバック
制御の制御ゲインを変更する処理のフローチャートであ
る。 【符号の説明】 1 内燃機関 5 電子コントロールユニット(空燃比制御定数演算手
段、空燃比補正量演算手段、空燃比制御手段、劣化判定
手段) 6 燃料噴射弁 13 排気管 14 三元触媒(触媒コンバータ) 17 下流側O2センサ(第2の空燃比センサ)
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フロントページの続き
(72)発明者 川口 仁
埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 藤本 幸人
埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平6−74074(JP,A)
特開 昭62−153545(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
F02D 41/14 310
F02D 41/22 305
F02D 45/00 368
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 内燃機関の触媒コンバータの上流側及び
下流側にそれぞれ設けられた第1及び第2の空燃比セン
サと、該第2の空燃比センサの出力に基づいて第1の制
御定数を演算する空燃比制御定数演算手段と、前記第1
の空燃比センサの出力及び前記第1の制御定数に基づい
て空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段と、該
空燃比補正量に基づいて前記機関に供給する混合気の空
燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段と、前記
第2の空燃比センサの出力に基づいて該第2の空燃比セ
ンサの劣化を検出する劣化判定手段とを有する内燃機関
の空燃比センサ劣化検出装置において、 前記劣化判定手段は、前記空燃比制御手段によるフィー
ドバック制御時に、前記第2の空燃比センサの出力変動
量が小さいとき前記第1の制御定数及び該第1の制御定
数の演算に使用する第2の制御定数の少なくとも一方を
増大させ、この状態において前記第2の空燃比センサの
出力変動量が小さい状態が所定時間以上継続したとき、
前記第2の空燃比センサが劣化していると判定すること
を特徴とする内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP28916194A JP3416303B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 |
US08/549,119 US5577488A (en) | 1994-10-28 | 1995-10-27 | Air-fuel ratio sensor deterioration-detecting system for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28916194A JP3416303B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08121223A JPH08121223A (ja) | 1996-05-14 |
JP3416303B2 true JP3416303B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17739554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28916194A Expired - Fee Related JP3416303B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3416303B2 (ja) |
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JPH09100735A (ja) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比センサ劣化検出装置 |
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GB2352040A (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-17 | Jaguar Cars | Fault detection of a motor vehicle exhaust oxygen sensor |
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CN104791119B (zh) * | 2009-06-24 | 2017-07-28 | 康明斯知识产权公司 | 评估NOx传感器响应速率劣化的设备、系统和方法 |
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JPH04116241A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃エンジンのhcセンサの性能監視装置 |
JP3195034B2 (ja) * | 1992-03-16 | 2001-08-06 | マツダ株式会社 | エンジンの排気センサの劣化検出装置 |
JP2826564B2 (ja) * | 1992-07-22 | 1998-11-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 酸素センサの故障判別方法 |
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1994
- 1994-10-28 JP JP28916194A patent/JP3416303B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-27 US US08/549,119 patent/US5577488A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08121223A (ja) | 1996-05-14 |
US5577488A (en) | 1996-11-26 |
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