JP3994525B2 - センサ用ヒータの故障診断装置 - Google Patents
センサ用ヒータの故障診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3994525B2 JP3994525B2 JP16921098A JP16921098A JP3994525B2 JP 3994525 B2 JP3994525 B2 JP 3994525B2 JP 16921098 A JP16921098 A JP 16921098A JP 16921098 A JP16921098 A JP 16921098A JP 3994525 B2 JP3994525 B2 JP 3994525B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- sensor
- period
- supplied
- failure diagnosis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ用ヒータの故障診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用エンジンの排気系には、一般に排気浄化のために触媒装置が配置されるとともに、その触媒装置の上流に空燃比制御のフィードバック情報を検出する酸素センサ(例えば、ジルコニア型酸素センサ)が配置される。そして、その酸素センサは所定温度以上にならないと機能しないため、エンジンの冷間始動時にはセンサ温度を速やかに上昇させる必要があり、また、センサ出力値の温度依存性が大きいためセンサ素子の温度を常時適温に維持するようきめ細かく制御を行う必要がある。そこで、センサにヒータを併設し、このヒータへの供給電力の調整によってセンサ温度を目標温度に制御することが従来から行われている。そして、そのセンサ温度制御のためのヒータへの電力供給は、一般に、例えばトランジスタを用いたスイッチング回路によりオン・オフ制御で行われている。また、単なるオン・オフ制御ではセンサ温度の変動巾が大きくなるということから、例えば特開平3−189350号公報に示されているように、ヒータへの電力供給をデューティ信号によって制御し、そのデューティ比の調整によってセンサ温度をきめ細かく制御することも行われている。
【0003】
上記特開平3−189350号公報に記載されたものは、酸素センサにおいて温度制御用のヒータの抵抗値がセンサ温度を表しているとして、ヒータ抵抗値が所定の目標抵抗値となるようにヒータへの供給電力を制御し、かつ、固体差や経時変化の影響を無くすように目標抵抗値を更新し記憶するよにしたヒータ制御装置であって、そうした装置において、酸素センサを新品に交換した時に目標抵抗の記憶値が要求値と掛け離れた異常なものとなり、この目標抵抗値の異常に起因してセンサ温度等に異常が発生することから、この目標抵抗値の異常に起因して発生するセンサ温度等の異常に対処するため、酸素ヒータへの供給電力が所定範囲外となった状態が所定期間継続したときに目標抵抗値の異常と判定し、センサ温度等の異常に対処できるようにしたものが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、酸素センサ等のセンサ温度制御用のヒータの故障診断を行う場合、ヒータへの電力供給を単にオン・オフ制御することによってヒータ温度を制御するものにおいては、例えばトランジスタ(エミッタ接地)のベース信号がオフからオンに移行した時に、ベース信号の反転毎の変化遅れ時間を排除し、かつ、ノイズを排除するに十分な程度に長い所定時間(例えば2秒)が経過した後でコレクタ電圧が一定レベルまで立ち下がる変化を示していればヒータは正常であると判定し、コレクタ電圧が一定レベルまで立ち下がっていなかったら異常であると判定することが可能である。
【0005】
しかし、センサ温度をよりきめ細かく制御するようヒータへの電力供給をデューティ制御するものにおいては、電力供給制御回路の例えばトランジスタに印加されるベース信号が例えばオフからオンに移行して所定時間が経過した後でコレクタ電圧の変化を見てヒータの故障診断を行おうとした場合に、ベース信号が極めて短時間で反転してしまうため、上記変化遅れ時間を排除しかつノイズを排除するに十分な時間をとることができず、ノイズとの区別がつかないことがあって診断精度が悪化する。
【0006】
したがって、センサ用ヒータへの電力供給をデューティ制御で行う場合のヒータ故障診断の精度を向上させることが課題である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によるセンサ用ヒータの故障検出装置は、単位時間当たりの電力の供給期間および非供給期間を設定し、それら両期間の比を調整するデューティ信号によって、ヒータ制御回路を介してセンサ用ヒータへの供給電力を制御するコントロールユニットを備え、該コントロールユニットにより前記ヒータの故障診断を行うセンサ用ヒータの故障診断装置であって、ヒータへの供給電力に対応してヒータ制御回路に加わる電圧を検出する検出手段と、デューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御されているときの検出手段により検出される電圧が所定範囲外となった時間を、デューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間からデューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御される期間への移行後の所定期間を除いて、積算し、その積算時間が所定時間以上となったときにヒータが異常であると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。上記供給電力に関連した電圧は、電力供給をトランジスタのベース信号の制御によって調整する場合のコレクタ電圧等である。また、上記センサは、例えば、エンジン排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサであり、その場合、酸素センサ素子の近傍にヒータが配置される。
【0008】
上記ヒータへの電力供給はデューティ信号によって制御される。そして、そのヒータでの供給電力に関する値として例えばトランジスタのコレクタ電圧が検出され、デューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御される期間(ON信号の発生期間)およびデューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間(OFF信号の発生期間)の一方において検出値が所定範囲外となった時間が積算されて、その積算時間が所定時間以上となるとヒータの異常と判定される。ヒータが正常であれば、デューティ信号がOFFからONに移行しあるいはOFFからONに移行することにより、例えばコレクタ電圧の検出値が立ち下がりあるいは立ち上がって所定範囲内の安定した値となるが、正常でないときは、ON信号の期間あるいはOFF信号の期間において検出値が所定範囲から外れる状態が発生する。しかし、ON信号の期間あるいはOFF信号の期間において検出値が所定範囲から外れても、それだけではヒータが異常であるとは限らない。デューティ信号は短時間で反転するためノイズとの区別がつきにくく、ノイズのために所定範囲外の値が検出されることがある。そのため、検出値が所定範囲外となった時間が所定時間以上となったときに初めてヒータの異常と判定することによりノイズを排除するのである。ただし、デューティ信号におけるON信号の期間あるいはOFF信号の期間は短いため、検出値が所定範囲外となる時間が所定時間以上となるかどうかをON信号あるいはOFF信号の一回の期間で判定することは通常はできない。そのため、ON信号の期間あるいはOFF信号の期間の一方において検出値が所定範囲外となった時間を積算しその積算時間が所定時間以上となったときに異常と判定するのであり、そうすることにより、ノイズを排除した高精度の診断が可能となる。
【0009】
そして、デューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御される期間(ON信号の発生期間)およびデューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間(OFF信号の発生期間)の一方から他方への移行後の所定期間は異常判定のための時間の積算を禁止するのがよく、特に、その積算を禁止する所定期間は、デューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間からデューティ信号によりヒータへ電力が供給されるよう制御される期間への移行時の検出される電圧の変化遅れ時間より長い時間に設定するのがよい。デューティ信号が反転した時のヒータへの供給電力の変化には遅れ時間があり、ヒータが正常であれば、その変化遅れ時間を経て一定レベルまで変化する。そのため、この変化遅れ時間の間の検出値はヒータの正常・異常にかかわらず上記所定範囲外となるものであり、この間の時間を積算したのではヒータの異常判定に誤判定が生ずる。そこで、デューティ信号の反転後の所定期間は積算を禁止するのであり、そうすることにより判定精度が向上する。そして、特に、積算禁止期間を変化遅れ時間より長くすることによって、変化遅れ時間に起因する誤判定を完全に排除できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0011】
図1は本発明が適用される故障診断装置を備えたエンジンの全体構造を示している。
【0012】
図1において、1はエンジン本体、2はその燃焼室である。燃焼室2には吸気ポート3および排気ポート4が開口し、それら吸気ポート3および排気ポート4の燃焼室2への開口部に吸気弁5および排気弁6が配設されている。また、吸気ポート3の入口には吸気通路7が接続され、排気ポート4の出口には排気通路8が接続されている。そして、吸気通路7には、上流側から順に、エアークリーナ9,エアーフローセンサ10,スロットル弁11,サージタンク12および燃料噴射弁13が配設され、また、スロットル弁11をバイパスするバイパス通路14が設けられ、該通路14の途中にアイドル回転数制御用のバイパス弁(ISC弁)15が配設されている。そして、エンジン本体1の所定位置にはクランク角信号を検出するクランク角センサ16が設けられ、また、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ17が設けられている。そして、排気通路8の途中に排気ガス浄化用の触媒装置18が設けられ、その上流に酸素センサ19が設置されている。酸素センサ19にはそのセンサ素子の近傍に図2に示される電気抵抗式のヒータ20が内蔵されている。ヒータ20はエミッタ接地のトランジスタの接地側に接続されたもので、トランジスタのベースに印加されるデューティ信号によって供給電力が制御される。
【0013】
エアーフローセンサ10,クランク角センサ16,水温センサ17および酸素センサ19の各検出信号は制御情報としてECU(エンジンコントロールユニット)21に入力される。そして、それらの制御情報に基づいてECU21で燃料噴射制御の処理,ISC制御の処理が行われ、また、酸素センサ19に内蔵されたヒータ20への電力供給制御の処理が行われ、各制御信号が燃料噴射弁13,ISC弁15,ヒータ20にそれぞれ出力される。
【0014】
また、ECU21では、酸素センサ19に内蔵されたヒータ20の故障診断の処理が行われる。この故障診断の処理は、基本的には、ヒータ20への電力供給を制御するデューティ信号がOFFからONに移行する毎に、ヒータ制御回路のトランジスタのコレクタ電圧を検出して、その検出値が所定範囲外となった時間を算出し、複数回のON信号の期間において算出した時間を積算して、その積算時間が所定時間以上となったらヒータ20が異常であると判定し、警告灯22を点灯するとともにECU21にヒータ異常を記憶するものである。
【0015】
上記ヒータ20の故障診断の処理では、図3に示すように、ヒータ制御回路のトランジスタのベース信号VBがOFFからONに移行する毎に、コレクタ電圧Vの変化遅れ時間(例えば、約5ms)に相当する所定期間Toが経過したときにコレクタ電圧Vがしきい値Voより低いレベル(所定範囲)まで立ち下がっているかどうかを見る。そして、ベース信号VBがOFFからONに移行して所定期間Toが経過してもコレクタ電圧VがVoより低いレベルまで立ち下がっていないときは、そのON信号の期間において、コレクタ電圧Vがしきい値Voより低いレベルにならない時間だけ診断カウンタCを減算する。図3において、▲1▼,▲2▼,▲3▼・・・はON信号の期間を示す。この例は、▲1▼の期間ではコレクタ電圧Vが電源電圧(12V)から変化してVoより低いレベル(接地電圧)まで下がるが、▲2▼および▲3▼の期間では実線で示すようにコレクタ電圧Vが下がらない(正常な状態を破線で示す)場合を示している。この場合、診断カウンタCは初期値をノイズ排除に十分な時間(少なくとも500msec以上で、好ましくは例えば2sec)に設定し、まず上記▲2▼の期間においてコレクタ電圧Vがしきい値Voより低いレベルにならない時間を減算する。そして、1回のON信号の期間ではカウンタ値が0(ゼロ)にならないので、▲3▼のON信号の期間においてコレクタ電圧Vがしきい値Voより低いレベルにならない時間を更に減算し、そうして、カウンタ値が0(ゼロ)になったらヒータが異常であると判定する。
【0016】
図4は上記故障診断の処理を実行するフローチャートであって、スタートすると、まず、ステップS1でタイマーTを0(ゼロ)にセットし、診断カウンタCを初期値Coにセットし、次いで、ステップS2で、ヒータ制御用トランジスタのベース信号VBおよびコレクタ電圧Vを入力する。そして、ステップS3で、ベース信号VBがデューティのON信号の状態かどうかを見て、ON信号であればステップS4でタイマーTを加算し、ステップS6へ進む。また、ステップS3の判定でベース信号VBがON信号でなくOFF信号というときは、ステップS5でタイマーTを0(ゼロ)にして、そのままステップS2へ戻る。
【0017】
ステップS6へ進むと、タイマーTが所定時間To以上かどうかを見る。そして、タイマーTがToに達していなければそのまま何もせずにステップS9へ進み、一方、タイマーTがTo以上のときはステップS7へ進む。
【0018】
ステップS7では、コレクタ電圧Vがしきい値VOより低いかどうかを判別する。そして、コレクタ電圧VがVOより低い(所定範囲内)ときは、そのまま何もせずにステップS9へ進み、一方、コレクタ電圧VがVOより低くない(所定範囲外)ときは、まず、ステップS8で診断カウンタCを減算し、次いで、ステップS9へ進む。
【0019】
ステップS9では、診断カウンタCが0(ゼロ)になったかどうかを見る。そして、診断カウンタCが0になっていなかったら、ステップS2へ戻り、ステップS2〜8を繰り返す。そして、ステップS9で、カウンタCが0(ゼロ)になったら、ステップS10で、ヒータの異常と判定し、警告灯22を点灯するとともにECU21にヒータ異常を記憶する。
【0020】
なお、上記の例では、ヒータ故障診断のためヒータへの供給電力に関する値としてコレクタ電圧を検出するが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。
【0021】
また、上記の例では、デューティ信号におけるON信号の期間の検出値に基づいてヒータ故障診断を行うが、ヒータ制御回路の回路構成によっては、OFF信号の期間の検出値に基づいてヒータ故障診断を行う場合もある。
【0022】
また、本発明は、上記エンジンにおける酸素センサ用ヒータのほか種々のセンサ用ヒータの故障診断に適用できるものである。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、センサ用ヒータへの電力供給をデューティ制御で行う場合のヒータ故障診断の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るエンジンの全体構造図である。
【図2】ヒータの回路図である。
【図3】ヒータ故障診断の処理を示すタイムチャートである。
【図4】ヒータ故障診断の処理を実行するフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン本体
8 排気通路
19 酸素センサ
20 ヒータ
21 ECU(エンジンコントロールユニット)
22 警告灯
Claims (3)
- 単位時間当たりの電力の供給期間および非供給期間を設定し、それら両期間の比を調整するデューティ信号によって、ヒータ制御回路を介してセンサ用ヒータへの供給電力を制御するコントロールユニットを備え、該コントロールユニットにより前記ヒータの故障診断を行うセンサ用ヒータの故障診断装置であって、
前記ヒータへの供給電力に対応して前記ヒータ制御回路に加わる電圧を検出する検出手段と、
前記デューティ信号により前記ヒータへ電力が供給されるよう制御されているときの前記検出手段により検出される電圧が所定範囲外となった時間を、前記デューティ信号により前記ヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間から前記デューティ信号により前記ヒータへ電力が供給されるよう制御される期間への移行後の所定期間を除いて、積算し、その積算時間が所定時間以上となったときに前記ヒータが異常であると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とするセンサ用ヒータの故障検出装置。 - 前記センサが、エンジン排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサであり、その酸素センサ素子の近傍に前記ヒータが配置されたものである請求項1記載のセンサ用ヒータの故障診断装置。
- 前記所定期間は、前記デューティ信号により前記ヒータへ電力が供給されるよう制御されていない期間から前記デューティ信号により前記ヒータへ電力が供給されるよう制御される期間への移行時の前記検出される電圧の変化遅れ時間より長い時間に設定する請求項1記載のセンサ用ヒータの故障診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16921098A JP3994525B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | センサ用ヒータの故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16921098A JP3994525B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | センサ用ヒータの故障診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11344465A JPH11344465A (ja) | 1999-12-14 |
JP3994525B2 true JP3994525B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=15882254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16921098A Expired - Fee Related JP3994525B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | センサ用ヒータの故障診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3994525B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005083896A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | センサ回路 |
JP4885757B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2012-02-29 | 株式会社山武 | 空調制御システム |
JP4873378B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2012-02-08 | 株式会社デンソー | 吸入空気量センサの異常診断装置 |
US11402253B2 (en) * | 2018-06-26 | 2022-08-02 | Minebea Mitsumi Inc. | Fluid sensing apparatus and method for detecting failure of fluid sensor |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP16921098A patent/JP3994525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11344465A (ja) | 1999-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6830043B2 (en) | Secondary air supply abnormality detection system | |
JP3358387B2 (ja) | 可変バルブタイミング装置の診断装置 | |
JPS635156A (ja) | 燃料ポンプ制御装置 | |
JP3265794B2 (ja) | 内燃機関の触媒劣化判定装置 | |
JP2007010574A (ja) | 燃料レベルゲージの故障診断装置 | |
JP3097491B2 (ja) | 排気ガス還流装置の故障診断装置 | |
JP4062765B2 (ja) | 空燃比検出装置の故障検出装置 | |
JP3994525B2 (ja) | センサ用ヒータの故障診断装置 | |
JP3642169B2 (ja) | エンジンのegr診断装置 | |
JP2005061335A (ja) | エンジンの吸入空気量検出手段の故障診断制御装置 | |
JPS6341652A (ja) | 排気還流装置の故障診断装置 | |
JP3186339B2 (ja) | ホットワイヤ式エアフローメータの異常検出装置 | |
JPH0684743B2 (ja) | 熱線式エアフローメータの劣化検出装置 | |
JP2595237B2 (ja) | 排気ガス還流装置の故障診断装置 | |
JPH08158955A (ja) | 排気ガス還流制御装置 | |
JP3692847B2 (ja) | 酸素濃度検出装置 | |
JP2503383B2 (ja) | エンジン燃料系統の異常検出装置 | |
JP2001173496A (ja) | O2センサ診断装置 | |
JP3890830B2 (ja) | O2センサ診断装置 | |
JPH11200940A (ja) | エンジン温度センサの故障検出装置 | |
JP3826440B2 (ja) | エンジンの温度センサ異常判別方法 | |
JPH07269401A (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
JPH062606A (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP3006021B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JPS63263253A (ja) | 排気ガス再循環装置のダイアグノ−シス装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070403 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070710 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |