JP3890830B2 - O2 sensor diagnostic device - Google Patents

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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はO2センサ診断装置に係り、特に排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサの異常状態を正確に診断し得るO2センサ診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両等に搭載されるエンジンには、空燃比を目標値に制御する空燃比制御装置を設けたものがある。空燃比制御装置においては、排気通路途中にO2センサを設け、このO2センサの出力信号から算出されるフィードバック制御量をフィードバック補正量により補正して空燃比が目標値になるよう燃料を制御するものがある。
【0003】
これにより、空燃比制御装置は、O2センサからの出力信号によりエンジンの空燃比を適正化して燃焼性を改善し、触媒体による排気浄化効率を向上し、排出される排気有害成分値の低減を図っている。
【0004】
前記O2センサ診断装置としては、特開平10−141122号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるエンジンにおける酸素センサの劣化診断装置は、エンジンの排気通路に設けられて排気中の酸素濃度に感応して出力が変化するセンサであって、センサ素子を加熱するためのヒータが付設された酸素センサの劣化診断装置であって、ヒータへの通電開始後の経過時間が所定のディレー時間以上になっていることを条件として、酸素センサの劣化診断を行う劣化診断手段と、エンジンの温度状態を冷機状態と完暖状態とのいずれかに判別する冷機・完暖判別手段と、冷機・完暖判別手段によりエンジンの冷機状態が判別されたときに、劣化診断手段におけるディレー時間として、予め冷機状態に適合して設定されたディレー時間をセットする冷機時ディレー時間設定手段と、冷機・完暖判別手段によりエンジンの完暖状態が判別されたときに、劣化診断手段におけるディレー時間として、予め完暖状態に適合して設定されたディレー時間をセットする完暖時用ディレー時間設定手段とを含んで構成され、ヒータを備えた酸素センサの劣化診断を、活性状態の的確な判断の下に高頻度に実行させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のO2センサ診断装置において、O2センサの異常及び劣化による特性異常を診断する制御としては、既に多数の先願が存在する。
【0006】
そして、先願における劣化診断制御方法は、主に被毒や高温に晒されることによって生ずる出力特性の異常を診断するものである。
【0007】
また、上記以外のものにおいては、単なるO2センサの配線上のトラブルやショート、あるいは断線状態を診断する制御方法も存在するが、O2センサの出力特性は、図6に示す如く、エンジンの冷機状態時または始動後の所定時間の間、安定していない。
【0008】
このため、エンジン始動後の所定時間だけ及びエンジンの冷却水温度が低い場合には、診断を禁止している。
【0009】
そして、O2センサのコネクタまたはO2センサ内部に水等の侵入があると、O2センサ用ヒータ電源がO2センサ信号線にリークしたり、O2センサ素子絶縁抵抗が低下したり、O2センサの大気との呼吸状態が阻害され、この結果、図7に示す如く、O2センサの出力が異常となり、燃料制御が正確に行われなくなることにより、ドライバビリティ不良が発生したり、エンジンストールが発生してしまうという惧れがあり、実用上不利であるという不都合がある。
【0010】
更に、図7に示す如く、エンジンの一側たる第1シリンダバンク側の排気系に配設される第1O2センサ出力電圧であるO2バンク1の異常にように、異常状態が長く継続する場合には、現行の異常診断制御にて異常状態を判断することができるが、エンジンの他側たる第2シリンダバンク側の排気系に配設される第2O2センサ出力電圧であるO2バンク2に示すように、始動後しばらくの間のみ第2O2センサ出力電圧が異常状態にあり、その後に正常状態に復帰すると、O2センサの異常を検出することができなくなってしまうものである。
【0011】
エンジン始動時から何秒間だけ異常状態となるかは、水等の侵入度合いによって変動し、定まった値をとるものではない。
【0012】
実際の使用時に、上述した如き不具合が発生してしまうと、始動後、エンジンストールが発生したり、アイドル不調や加速不良等のドライバビリティの不良が発生するが、エンジンが暖まってしまうと正常状態に復帰してしまうことから、O2センサの異常状態を検出することができず、エンジンコントローラやスロットル、ISC(アイドル・スピード・コントロール)バルブ、AFS等の様々な部品が異常でないにもに拘わらず、ディーラー等での修理作業時に交換されてしまい、多大な時間が必要となり、実用上不利であるとともに、修理費用も嵩み、経済的に不利であるという不都合がある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンの排気通路途中に排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサを設け、このO2センサの診断を行うべく制御する制御手段を有するO2センサ診断装置において、前記制御手段は、エンジン始動後のO2センサ異常診断時間を所定エンジン冷却水温以下となるエンジン冷却水温にて設定するとともに、O2センサ異常診断電圧幅を所定エンジン冷却水温以下となるエンジン冷却水温毎に設定する一方、エンジン始動後の経過時間が前記O2センサ異常診断時間以内であることと、検出したO2センサ出力電圧がO2センサの設計電圧に対して前記O2センサ異常診断電圧幅から外れることと、前記エンジンがアイドリング中であることとを異常判定条件として設定し、この制御手段が、前記エンジンの燃料フィードバック制御の開始前でありかつ前記O2センサの活性前にO2センサ出力電圧を検出し、前記異常判定条件によって前記O2センサの診断を行う機能を有することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、制御手段によるO2センサの異常診断の際には、O2センサの活性前にO2センサ出力電圧を検出し、所定の異常判定条件によってO2センサの診断を行い、従来、診断困難であったO2センサの異常状態を正確に診断している。
【0015】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【0016】
図1〜図5はこの発明の実施例を示すものである。図2において、2はエンジン、4は吸気通路、6は排気通路である。
【0017】
このエンジン2は、一側の第1シリンダバンク8と他側の第2シリンダバンク10とをV字形状に配設している。
【0018】
そして、前記吸気通路4には、上流側から、エアクリーナ12と、吸気温センサ14と、マスエアフローセンサ16と、スロットルバルブ18とが順次配設され、吸気通路4の下流側を2本の第1、第2分岐吸気通路4−1、4−2に分岐させて設け、第1分岐吸気通路4−1を前記第1シリンダバンク8側の図示しない燃焼室に接続して設けるとともに、第2分岐吸気通路4−2を前記第2シリンダバンク10側の図示しない燃焼室に接続して設ける。
【0019】
また、前記スロットルバルブ18には、このスロットルバルブ18のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ20を設けるとともに、前記スロットルバルブ18をバイパスするバイパス通路22を設け、このバイパス通路22途中にアイドル・エア・コントロールバルブ24を設ける。
【0020】
更に、前記排気通路6は、上流側を2本の第1、第2分岐排気通路6−1、6−2に分岐して設け、第1分岐排気通路6−1を前記第1シリンダバンク8側の図示しない燃焼室に接続して設けるとともに、第2分岐排気通路6−2を前記第2シリンダバンク10側の図示しない燃焼室に接続して設ける。
【0021】
そして、第1分岐排気通路6−1途中に第1触媒コンバータ26−1を設けるとともに、第2分岐排気通路6−2途中に第2触媒コンバータ26−2を設け、第1分岐排気通路6−1途中の第1触媒コンバータ26−1よりも上流側部位に、排気ガス中の酸素濃度を検出する第1フロント側O2センサ28−1を設け、第1分岐排気通路6−1途中の第1触媒コンバータ26−1よりも下流側部位には第1リヤ側O2センサ30−1を設ける。
【0022】
前記第2分岐排気通路6−2途中の第2触媒コンバータ26−2よりも上流側部位に第2フロント側O2センサ28−2を設け、第2分岐排気通路6−2途中の第2触媒コンバータ26−2よりも下流側部位には第2リヤ側O2センサ30−2を設ける。
【0023】
更にまた、前記第1、第2リヤ側O2センサ30−1、30−2よりも下流側部位において、第1、第2分岐排気通路6−1、6−2を合流させ、この合流部位よりも下流側の排気通路6途中には三元触媒コンバータ32を配設する。
【0024】
前記エンジン2には、図示しない各燃焼室に指向させて燃料噴射弁34を設けている。燃料噴射弁34は、燃料供給通路36により燃料タンク38に連通されている。燃料タンク38内の燃料は、燃料ポンプ40により圧送され、燃料フィルタ42により塵埃を除去されて燃料供給通路36により燃料噴射弁34に供給される。
【0025】
前記燃料供給通路36途中には、燃料の圧力を調整する燃料圧力調整部44を連絡して設けている。燃料圧力調整部44は、吸気通路4に連通する導圧通路46から導入される吸気圧により燃料圧力を一定値に調整し、余剰の燃料を燃料戻り通路48により燃料タンク38に戻す。この燃料タンク38には燃料レベルセンサ50や圧力センサ52が配設されている。
【0026】
また、前記燃料タンク38は、蒸発燃料用通路54によりスロットルバルブ18よりも下流側の吸気通路4に連通して設け、蒸発燃料用通路54の途中にキャニスタ56を介設している。
【0027】
前記エンジン2には、EGR制御手段58を設けている。EGR制御手段58は、排気系から吸気系に還流される排気のEGR量を調整するEGRバルブ60を設けている。このEGRバルブ60は、排気系の第2フロント側O2センサ28−2よりも上流側の第2分岐排気通路6−2と吸気系の第1、第2分岐吸気通路4−1、4−2の合流部位とを連通するEGR通路62に設けられ、作動を電子的に制御されてEGR量を調整する。
【0028】
なお、符号64はPCVバルブである。
【0029】
前記吸気温センサ14と、マスエアフローセンサ16と、スロットル開度センサ20と、アイドル・エア・コントロールバルブ24と、第1フロント側O2センサ28−1と、第1リヤ側O2センサ30−1と、第2フロント側O2センサ28−2と、第2リヤ側O2センサ30−2と、燃料噴射弁34と、燃料ポンプ40と、圧力センサ52と、EGRバルブ60とを、制御手段(「ECM」ともいう)66に接続して設ける。
【0030】
この制御手段66には、カムシャフトポジジョンセンサ68と、吸気圧センサ70と、イグニションコイルアセンブリ72と、水温センサ74と、クランク角センサ76と、インジケータランプ78と、接続端子80と、パワーステアリング圧力スイッチ82と、ヒータブロアファンスイッチ84と、クルーズ・コントロール・モジュール86と、車速センサ88と、コンビネーションメータ90と、A/Dコンデンサファンリレー92と、A/Cコントローラ94と、データリンクコネクタ96と、ABSコントローラモジュール98と、メインリレー100と、イグニションスイッチ102、P/Nポジションスイッチ104と、バッテリ106と、スタータスイッチ108と、O/Dオフランプ110と、パワーランプ112と、ライティングスイッチ114と、ストップランプスイッチ116と、O/Dカットスイッチ118と、パワー/ノーマルチェンジスイッチ120と、4WD LOWスイッチ122と、トランスミッションレンジスイッチ124と、第1ソレノイドバルブ126と、第2ソレノイドバルブ128と、TCCソレノイドバルブ130と、A/Tインプットスピードセンサ132と、A/Tアウトプットスピードセンサ134とを夫々接続して設ける。
【0031】
前記制御手段66は、第1フロント側O2センサ28−1と第1リヤ側O2センサ30−1と第2フロント側O2センサ28−2と第2リヤ側O2センサ30−2との診断を行う機能を有しているものであるが、制御手段66に、O2センサの活性前にO2センサ出力電圧を検出し、所定の異常判定条件によってO2センサの診断を行う機能を付加する構成とする。
【0032】
詳述すれば、所定の異常判定条件は、
(1)エンジン始動後の時間ta経過からO2センサ異常診断時間TO2T以内
(2)設計電圧0.3±O2センサ異常診断電圧幅Va以外(※設計電圧はシステムにより異なる。)
(3)アイドルスイッチがON
の(1)〜(3)の全てが成立した際に、O2センサ異常と判定するものである。
【0033】
また、フロント側の前記O2センサ異常診断時間TO2Tは、図4に斜線で示す如く、エンジン冷却水温にて設定される。なお、図4に示す如く、エンジン冷却水温にて、リヤ側のエンジン始動からのO2センサ活性時間KO2Tも求められる。
【0034】
更に、O2センサ異常診断電圧幅Vaは、図5に示す如く、エンジン冷却水温毎に設定される。
【0035】
次に、図1の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【0036】
エンジン2が始動(200)して制御用プログラムがスタートすると、始動後にエンジン冷却水温の計測(202)を行い、図4によってエンジン冷却水温からフロント側のO2センサ異常診断時間TO2Tを求めて設定(204)する。
【0037】
そして、図5によってエンジン冷却水温から異常診断電圧幅Vaを求めて設定(206)するとともに、活性前のO2センサ出力電圧O2Vを計測(208)する。
【0038】
また、活性前のO2センサ出力電圧O2Vが、設計電圧0.3±O2センサ異常診断電圧幅Va以内、つまり、
(0.3−Va)<O2V<(0.3+Va)
を満足しているか否かの判断(210)を行い、この判断(210)がYESの場合には、O2センサ異常診断時間TO2Tが経過したか否かの判断(212)に移行させ、判断(210)がNOの場合には、O2センサ異常と診断し、ランプ点灯等を行ってユーザーに異常を知らせ(214)、後述するエンド(218)に移行させる。
【0039】
上述のO2センサ異常診断時間TO2Tが経過したか否かの判断(212)において、この判断(212)がNOの場合には、活性前のO2センサ出力電圧O2Vの計測処理(208)に戻り、判断(212)がYESの場合には、O2センサ正常と診断(216)し、エンド(218)に移行させる。
【0040】
これにより、O2センサの活性前にO2センサ出力電圧を検出し、所定の異常判定条件によってO2センサの診断を行う機能を付加した前記制御手段66によって、従来、診断困難であったO2センサの異常状態を正確に診断することができ、実用上有利であるとともに、O2センサ不具合によるドライバビリティの不良の発生をなくすことができ、しかもO2センサの異常診断ができなかったために生じたディーラー等での修理作業が不要となり、異常のないエンジンコントローラやスロットル、ISC(アイドル・スピード・コントロール)バルブ、AFS等の様々な部品が交換されることもなく、修理費用を大きく低減でき、経済的に有利である。
【0041】
また、前記O2センサ異常診断時間TO2Tをエンジン冷却水温にて設定することにより、エンジン状態に応じた適正なO2センサ異常診断時間TO2Tを求めることができるとともに、O2センサの不具合の原因追及に要する時間を短縮させることができ、使い勝手を向上し得る。
【0042】
更に、O2センサ異常診断電圧幅Vaをエンジン冷却水温毎に設定することにより、エンジン状態に応じた適正なO2センサ異常診断電圧幅Vaを求めることができ、異常診断制御の信頼性を向上し得る。
【0043】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【0044】
例えば、この発明の実施例においては、エンジン始動後のO2センサ異常診断時間やO2センサ異常診断電圧幅を、エンジン冷却水温によって設定する構成としたが、吸気温センサからの検出信号をも併用する特別構成とすることも可能である。
【0045】
すなわち、図2からも明らかな如く、吸気温センサがエアクリーナ近傍に配設されており、吸気温センサによって外気温度に近い検出信号を得ることができるものである。
【0046】
さすれば、吸気温センサからの検出信号によって、季節や天候等の外気状態に応じた適正制御が可能となり、実用上有利である。
【0047】
また、この発明の実施例においては、O2センサの異常を診断した際に、ランプ等を点灯してユーザーに知らせる旨の方策としているが、異常診断時にO2センサをエンジン制御から排除する特別構成とすることも可能である。
【0048】
すなわち、O2センサの異常が診断された場合には、O2センサからの信号が制御手段で使用しないようにして、O2センサの信号によるエンジン制御を止めるものである。あるいは、エンジン制御を止めるために、エンジンそのものを停止させる方策も考えられる。
【0049】
さすれば、異常と診断されたO2センサをエンジン制御から排除することができ、正確なエンジン制御を行い得て、制御の信頼性を向上させることができる。
【0050】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、従来、診断困難であったO2センサの異常状態を正確に診断することができ、実用上有利であるとともに、O2センサ不具合によるドライバビリティの不良の発生をなくすことができ、しかもO2センサの異常診断ができなかったために生じたディーラー等での修理作業が不要となり、異常のないエンジンコントローラやスロットル、ISC(アイドル・スピード・コントロール)バルブ、AFS等の様々な部品が交換されることもなく、修理費用を大きく低減でき、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すO2センサ診断装置の制御用フローチャートである。
【図2】O2センサ診断装置の概略構成図である。
【図3】燃料フードバック(F/B)補正値と回転数とフロントO2出力とリヤO2出力と車速とを夫々示すタイムチャートである。
【図4】エンジン(E/G)冷却水温とエンジン(E/G)始動時からのO2センサ活性時間との関係を示す図である。
【図5】エンジン(E/G)冷却水温とO2センサ以上診断電圧幅との関係を示す図である。
【図6】この発明の従来技術を示すO2センサ出力電圧のタイムチャートである。
【図7】燃料フードバック(F/B)補正値とO2センサ出力電圧とを夫々示すタイムチャートである。
【符号の説明】
2 エンジン
4 吸気通路
4−1 第1分岐吸気通路
4−2 第2分岐吸気通路
6 排気通路
6−1 第1分岐排気通路
6−2 第2分岐排気通路
8 第1シリンダバンク
10 第2シリンダバンク
12 エアクリーナ
14 吸気温センサ
16 マスエアフローセンサ
18 スロットルバルブ
20 スロットル開度センサ
24 アイドル・エア・コントロールバルブ
26−1 第1触媒コンバータ
26−2 第2触媒コンバータ
28−1 第1フロント側O2センサ
28−2 第2フロント側O2センサ
30−1 第1リヤ側O2センサ
30−2 第2リヤ側O2センサ
32 三元触媒コンバータ
34 燃料噴射弁
38 燃料タンク
44 燃料圧力調整部
52 圧力センサ
56 キャニスタ
58 EGR制御手段
60 EGRバルブ
66 制御手段
70 吸気圧センサ
74 水温センサ
76 クランク角センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an O2 sensor diagnostic apparatus, and more particularly to an O2 sensor diagnostic apparatus capable of accurately diagnosing an abnormal state of an O2 sensor that detects an oxygen concentration in exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
Some engines mounted on vehicles and the like are provided with an air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio to a target value. In the air-fuel ratio control device, an O2 sensor is provided in the middle of the exhaust passage, and the fuel is controlled so that the air-fuel ratio becomes the target value by correcting the feedback control amount calculated from the output signal of this O2 sensor with the feedback correction amount. There is.
[0003]
Thereby, the air-fuel ratio control device optimizes the air-fuel ratio of the engine by the output signal from the O2 sensor to improve the combustibility, improve the exhaust gas purification efficiency by the catalyst body, and reduce the exhaust harmful component value to be discharged. I am trying.
[0004]
An example of the O2 sensor diagnostic apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-141122. An oxygen sensor deterioration diagnosis device disclosed in this publication is a sensor that is provided in an exhaust passage of an engine and whose output changes in response to oxygen concentration in exhaust gas, and is a heater for heating a sensor element Is a deterioration diagnosis device for an oxygen sensor, and a deterioration diagnosis means for performing a deterioration diagnosis of the oxygen sensor on the condition that the elapsed time after the start of energization to the heater is equal to or longer than a predetermined delay time, Delay time in the deterioration diagnosis means when the engine cold state is determined by the cooler / complete warming determination means for determining whether the engine temperature state is the cold state or the fully warmed state. As a result, the engine is fully warmed by means of a cold time delay time setting means that sets a delay time that is set in advance according to the cold air condition, and a cold / complete warming determination means. When determined, the delay time in the deterioration diagnosis means is configured to include a delay time setting means for complete warming that sets a delay time previously set in conformity with the warmed state, and is provided with a heater. The sensor deterioration diagnosis is frequently executed based on the accurate determination of the active state.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional O2 sensor diagnostic apparatus, many prior applications already exist as control for diagnosing characteristic abnormality due to abnormality and deterioration of the O2 sensor.
[0006]
The deterioration diagnosis control method in the prior application is for diagnosing output characteristic abnormality mainly caused by poisoning or exposure to high temperatures.
[0007]
In addition to the above, there is a control method for diagnosing a trouble, short circuit, or disconnection state of the O2 sensor, but the output characteristics of the O2 sensor are shown in FIG. Unstable during the hour or predetermined time after startup.
[0008]
For this reason, diagnosis is prohibited only for a predetermined time after the engine is started and when the engine coolant temperature is low.
[0009]
If water or the like enters the O2 sensor connector or the O2 sensor, the heater power supply for the O2 sensor leaks to the O2 sensor signal line, the O2 sensor element insulation resistance decreases, or the atmosphere of the O2 sensor As a result, as shown in FIG. 7, the output of the O2 sensor becomes abnormal and the fuel control is not performed accurately, resulting in a drivability failure or an engine stall. There is a concern that there is a concern and it is disadvantageous in practice.
[0010]
Further, as shown in FIG. 7, when the abnormal state continues for a long time, such as the abnormality of the O2 bank 1 which is the first O2 sensor output voltage disposed in the exhaust system on the first cylinder bank side which is one side of the engine. As shown in O2 bank 2, which is the second O2 sensor output voltage disposed in the exhaust system on the second cylinder bank side, which is the other side of the engine, can determine the abnormal state by the current abnormality diagnosis control. In addition, the second O2 sensor output voltage is in an abnormal state only for a while after the start, and if it returns to the normal state after that, it becomes impossible to detect the abnormality of the O2 sensor.
[0011]
The number of seconds after which the engine is in an abnormal state varies depending on the degree of penetration of water or the like and does not take a fixed value.
[0012]
If the above-mentioned problems occur during actual use, engine stall may occur after starting, or drivability defects such as idle malfunction or acceleration failure may occur. Therefore, the abnormal state of the O2 sensor cannot be detected and various parts such as the engine controller, throttle, ISC (idle speed control) valve, and AFS are not abnormal. However, it is exchanged at the time of repair work at a dealer or the like, requiring a lot of time, which is disadvantageous for practical use, has a high repair cost, and is disadvantageous economically.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention is provided with an O2 sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas in the middle of the exhaust passage of the engine, and an O2 sensor having control means for controlling the diagnosis of the O2 sensor. In the diagnostic apparatus, the control means sets the O2 sensor abnormality diagnosis time after the engine is started at an engine cooling water temperature that is equal to or lower than a predetermined engine cooling water temperature, and an engine whose O2 sensor abnormality diagnostic voltage width is equal to or lower than a predetermined engine cooling water temperature. While setting is made for each cooling water temperature, the elapsed time after engine start is within the O2 sensor abnormality diagnosis time, and the detected O2 sensor output voltage is based on the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width with respect to the design voltage of the O2 sensor. That the engine is idling and that the engine is idling is set as an abnormality determination condition. But it detects a prior to the start of the fuel feedback control and the O2 activity prior to the O2 sensor output voltage of the sensor of the engine, and having a function of performing diagnosis of the O2 sensor by the abnormality determination condition.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
By inventing as described above, the O2 sensor output voltage is detected before the activation of the O2 sensor, and the O2 sensor is diagnosed according to a predetermined abnormality determination condition. An abnormal state of the O2 sensor that was difficult to diagnose is accurately diagnosed.
[0015]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0016]
1 to 5 show an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 2 is an engine, 4 is an intake passage, and 6 is an exhaust passage.
[0017]
The engine 2 has a first cylinder bank 8 on one side and a second cylinder bank 10 on the other side arranged in a V shape.
[0018]
An air cleaner 12, an intake air temperature sensor 14, a mass air flow sensor 16, and a throttle valve 18 are sequentially arranged in the intake passage 4 from the upstream side. The first branch intake passage 4-1 is connected to a combustion chamber (not shown) on the first cylinder bank 8 side, and the second branch intake passage 4-1, 4-2 is branched. A branch intake passage 4-2 is provided connected to a combustion chamber (not shown) on the second cylinder bank 10 side.
[0019]
The throttle valve 18 is provided with a throttle opening sensor 20 for detecting the throttle opening of the throttle valve 18 and a bypass passage 22 for bypassing the throttle valve 18. An air control valve 24 is provided.
[0020]
Further, the exhaust passage 6 is provided with its upstream side branched into two first and second branch exhaust passages 6-1 and 6-2, and the first branch exhaust passage 6-1 is provided in the first cylinder bank 8. A second branch exhaust passage 6-2 is provided connected to a combustion chamber (not shown) on the second cylinder bank 10 side.
[0021]
The first catalytic converter 26-1 is provided in the middle of the first branch exhaust passage 6-1, and the second catalytic converter 26-2 is provided in the middle of the second branch exhaust passage 6-2. A first front-side O2 sensor 28-1 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided at a position upstream of the first catalytic converter 26-1 in the middle of the first, and the first halfway in the first branch exhaust passage 6-1. A first rear O2 sensor 30-1 is provided at a downstream side of the catalytic converter 26-1.
[0022]
A second front side O2 sensor 28-2 is provided upstream of the second catalytic converter 26-2 in the middle of the second branch exhaust passage 6-2, and a second catalytic converter in the middle of the second branch exhaust passage 6-2. A second rear-side O2 sensor 30-2 is provided at a site downstream of 26-2.
[0023]
Furthermore, the first and second branch exhaust passages 6-1 and 6-2 are merged at the downstream side of the first and second rear O2 sensors 30-1 and 30-2. Also, a three-way catalytic converter 32 is disposed in the middle of the exhaust passage 6 on the downstream side.
[0024]
The engine 2 is provided with a fuel injection valve 34 directed to each combustion chamber (not shown). The fuel injection valve 34 communicates with a fuel tank 38 through a fuel supply passage 36. The fuel in the fuel tank 38 is pumped by the fuel pump 40, dust is removed by the fuel filter 42, and the fuel is supplied to the fuel injection valve 34 by the fuel supply passage 36.
[0025]
In the middle of the fuel supply passage 36, a fuel pressure adjusting unit 44 for adjusting the fuel pressure is provided in communication. The fuel pressure adjusting unit 44 adjusts the fuel pressure to a constant value by the intake pressure introduced from the pressure guiding passage 46 communicating with the intake passage 4, and returns excess fuel to the fuel tank 38 through the fuel return passage 48. The fuel tank 38 is provided with a fuel level sensor 50 and a pressure sensor 52.
[0026]
The fuel tank 38 communicates with the intake passage 4 on the downstream side of the throttle valve 18 through the evaporated fuel passage 54, and a canister 56 is interposed in the middle of the evaporated fuel passage 54.
[0027]
The engine 2 is provided with EGR control means 58. The EGR control means 58 is provided with an EGR valve 60 that adjusts the EGR amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust system to the intake system. The EGR valve 60 includes a second branch exhaust passage 6-2 upstream of the second front-side O2 sensor 28-2 of the exhaust system and first and second branch intake passages 4-1 and 4-2 of the intake system. Is provided in an EGR passage 62 communicating with the merging portion, and the operation is electronically controlled to adjust the EGR amount.
[0028]
Reference numeral 64 denotes a PCV valve.
[0029]
The intake air temperature sensor 14, the mass air flow sensor 16, the throttle opening sensor 20, the idle air control valve 24, the first front side O2 sensor 28-1, and the first rear side O2 sensor 30-1. The second front side O2 sensor 28-2, the second rear side O2 sensor 30-2, the fuel injection valve 34, the fuel pump 40, the pressure sensor 52, and the EGR valve 60 are controlled by a control means (“ECM It is also connected to 66).
[0030]
The control means 66 includes a camshaft position sensor 68, an intake pressure sensor 70, an ignition coil assembly 72, a water temperature sensor 74, a crank angle sensor 76, an indicator lamp 78, a connection terminal 80, a power steering pressure. Switch 82, heater blower fan switch 84, cruise control module 86, vehicle speed sensor 88, combination meter 90, A / D capacitor fan relay 92, A / C controller 94, and data link connector 96 ABS controller module 98, main relay 100, ignition switch 102, P / N position switch 104, battery 106, starter switch 108, O / D off lamp 110, power lamp 112, light lamp 112, Switch 114, stop lamp switch 116, O / D cut switch 118, power / normal change switch 120, 4WD LOW switch 122, transmission range switch 124, first solenoid valve 126, and second solenoid valve. 128, a TCC solenoid valve 130, an A / T input speed sensor 132, and an A / T output speed sensor 134 are connected to each other.
[0031]
The control means 66 performs diagnosis of the first front O2 sensor 28-1, the first rear O2 sensor 30-1, the second front O2 sensor 28-2, and the second rear O2 sensor 30-2. Although it has a function, the control means 66 is configured to add a function of detecting the O2 sensor output voltage before the activation of the O2 sensor and diagnosing the O2 sensor according to a predetermined abnormality determination condition.
[0032]
Specifically, the predetermined abnormality determination condition is
(1) Within O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T from the elapse of time ta after engine start (2) Design voltage other than 0.3 ± O2 sensor abnormality diagnosis voltage width Va (* Design voltage varies depending on the system)
(3) Idle switch is ON
When all of (1) to (3) are established, it is determined that the O2 sensor is abnormal.
[0033]
Further, the O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T on the front side is set at the engine coolant temperature as shown by the hatched lines in FIG. As shown in FIG. 4, the O2 sensor activation time KO2T from the rear side engine start is also obtained at the engine coolant temperature.
[0034]
Further, the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width Va is set for each engine coolant temperature as shown in FIG.
[0035]
Next, the operation will be described along the control flowchart of FIG.
[0036]
When the engine 2 is started (200) and the control program is started, the engine cooling water temperature is measured (202) after starting, and the O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T on the front side is obtained from the engine cooling water temperature and set according to FIG. 204).
[0037]
Then, the abnormality diagnosis voltage width Va is obtained and set from the engine coolant temperature in FIG. 5 (206), and the O2 sensor output voltage O2V before activation is measured (208).
[0038]
Further, the O2 sensor output voltage O2V before activation is within the design voltage 0.3 ± O2 sensor abnormality diagnosis voltage width Va, that is,
(0.3-Va) <O2V <(0.3 + Va)
Is determined (210), and if this determination (210) is YES, the process proceeds to determination (212) as to whether or not the O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T has elapsed. If 210) is NO, it is diagnosed that the O2 sensor is abnormal, lamp lighting or the like is performed to notify the user of the abnormality (214), and the process proceeds to an end (218) described later.
[0039]
In the determination (212) of whether or not the O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T has passed, if this determination (212) is NO, the process returns to the measurement process (208) of the O2 sensor output voltage O2V before activation, If the determination (212) is YES, the O2 sensor is diagnosed as normal (216), and the process proceeds to the end (218).
[0040]
Thus, the O2 sensor output voltage is detected before the activation of the O2 sensor, and the control means 66 to which the function of diagnosing the O2 sensor according to a predetermined abnormality determination condition is added. It is possible to accurately diagnose the condition, which is advantageous in practical use, can eliminate the occurrence of drivability failure due to the O2 sensor failure, and has also failed to diagnose the abnormality of the O2 sensor. There is no need for repair work, and there is no need to replace various parts such as engine controllers, throttles, ISC (idle speed control) valves, and AFS. is there.
[0041]
Further, by setting the O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T based on the engine coolant temperature, an appropriate O2 sensor abnormality diagnosis time TO2T according to the engine state can be obtained, and the time required for pursuing the cause of the malfunction of the O2 sensor. Can be shortened, and usability can be improved.
[0042]
Furthermore, by setting the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width Va for each engine coolant temperature, an appropriate O2 sensor abnormality diagnosis voltage width Va corresponding to the engine state can be obtained, and the reliability of abnormality diagnosis control can be improved. .
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications are possible.
[0044]
For example, in the embodiment of the present invention, the O2 sensor abnormality diagnosis time and the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width after engine start are set according to the engine cooling water temperature, but the detection signal from the intake air temperature sensor is also used together. A special configuration is also possible.
[0045]
That is, as apparent from FIG. 2, the intake air temperature sensor is disposed in the vicinity of the air cleaner, and a detection signal close to the outside air temperature can be obtained by the intake air temperature sensor.
[0046]
In this case, the detection signal from the intake air temperature sensor enables appropriate control according to the outside air condition such as season and weather, which is practically advantageous.
[0047]
In the embodiment of the present invention, when an abnormality of the O2 sensor is diagnosed, the lamp is turned on to notify the user, but the O2 sensor is excluded from engine control at the time of abnormality diagnosis. It is also possible to do.
[0048]
That is, when the abnormality of the O2 sensor is diagnosed, the engine control by the signal of the O2 sensor is stopped by preventing the signal from the O2 sensor from being used by the control means. Alternatively, a measure for stopping the engine itself may be considered in order to stop the engine control.
[0049]
Then, the O2 sensor diagnosed as abnormal can be excluded from the engine control, accurate engine control can be performed, and the reliability of the control can be improved.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to accurately diagnose the abnormal state of the O2 sensor, which has been difficult to diagnose in the past, which is practically advantageous and also has a drivability defect due to a problem with the O2 sensor. Occurrence can be eliminated, and repair work at the dealer, etc. caused by the failure to diagnose the abnormality of the O2 sensor becomes unnecessary, and there are no abnormal engine controllers, throttles, ISC (idle speed control) valves, AFS, etc. Therefore, it is possible to greatly reduce the repair cost without replacing various parts of the apparatus, which is economically advantageous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control flowchart of an O2 sensor diagnostic apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an O2 sensor diagnostic device.
FIG. 3 is a time chart showing a fuel hood back (F / B) correction value, a rotation speed, a front O2 output, a rear O2 output, and a vehicle speed.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between engine (E / G) cooling water temperature and O2 sensor activation time from engine (E / G) startup.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between engine (E / G) cooling water temperature and a diagnostic voltage width over an O 2 sensor.
FIG. 6 is a time chart of the O2 sensor output voltage showing the prior art of the present invention.
FIG. 7 is a time chart showing a fuel hoodback (F / B) correction value and an O2 sensor output voltage.
[Explanation of symbols]
2 Engine 4 Intake passage 4-1 First branch intake passage 4-2 Second branch intake passage 6 Exhaust passage 6-1 First branch exhaust passage 6-2 Second branch exhaust passage 8 First cylinder bank 10 Second cylinder bank 12 Air Cleaner 14 Intake Air Temperature Sensor 16 Mass Air Flow Sensor 18 Throttle Valve 20 Throttle Opening Sensor 24 Idle Air Control Valve 26-1 First Catalytic Converter 26-2 Second Catalytic Converter 28-1 First Front Side O2 Sensor 28- 2 2nd front side O2 sensor 30-1 1st rear side O2 sensor 30-2 2nd rear side O2 sensor 32 Three way catalytic converter 34 Fuel injection valve 38 Fuel tank 44 Fuel pressure adjustment part 52 Pressure sensor 56 Canister 58 EGR control Means 60 EGR valve 66 Control means 70 Intake pressure sensor 74 Water temperature sensor 7 Crank angle sensor

Claims (2)

エンジンの排気通路途中に排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサを設け、このO2センサの診断を行うべく制御する制御手段を有するO2センサ診断装置において、前記制御手段は、エンジン始動後のO2センサ異常診断時間を所定エンジン冷却水温以下となるエンジン冷却水温にて設定するとともに、O2センサ異常診断電圧幅を所定エンジン冷却水温以下となるエンジン冷却水温毎に設定する一方、エンジン始動後の経過時間が前記O2センサ異常診断時間以内であることと、検出したO2センサ出力電圧がO2センサの設計電圧に対して前記O2センサ異常診断電圧幅から外れることと、前記エンジンがアイドリング中であることとを異常判定条件として設定し、この制御手段が、前記エンジンの燃料フィードバック制御の開始前でありかつ前記O2センサの活性前にO2センサ出力電圧を検出し、前記異常判定条件によって前記O2センサの診断を行う機能を有することを特徴とするO2センサ診断装置。In an O2 sensor diagnostic apparatus having an O2 sensor for detecting oxygen concentration in exhaust gas in the exhaust passage of an engine, and having a control means for controlling the O2 sensor to perform diagnosis, the control means includes O2 after engine start. The sensor abnormality diagnosis time is set at the engine cooling water temperature that is equal to or lower than the predetermined engine cooling water temperature, and the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width is set for each engine cooling water temperature that is equal to or lower than the predetermined engine cooling water temperature. Is within the O2 sensor abnormality diagnosis time, the detected O2 sensor output voltage deviates from the O2 sensor abnormality diagnosis voltage width with respect to the design voltage of the O2 sensor, and the engine is idling. This is set as an abnormality determination condition, and this control means starts the fuel feedback control of the engine. In it and the prior activities of the O2 sensor to detect the O2 sensor output voltage, the O2 sensor diagnostic apparatus characterized by having a function of performing diagnosis of the O2 sensor by the abnormality determination condition. 前記O2センサを前記排気通路途中の触媒の上流と下流にそれぞれ設け、この上流側O2センサと下流側O2センサとにそれぞれ前記エンジン始動後のO2センサ異常診断時間を設定し、下流側O2センサのエンジン始動後のO2センサ異常診断時間を上流側O2センサのそれよりも同じエンジン冷却水温について長く設定することを特徴とする請求項1に記載のO2センサ診断装置。 The O2 sensors are provided upstream and downstream of the catalyst in the middle of the exhaust passage, respectively, and the upstream O2 sensor and the downstream O2 sensor are set to the O2 sensor abnormality diagnosis time after starting the engine, respectively. 2. The O2 sensor diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the O2 sensor abnormality diagnosis time after engine startup is set longer for the same engine coolant temperature than that of the upstream O2 sensor .
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