JP5053657B2 - Oxygen sensor degradation signal generator - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じて変化すると共に理論空燃比を境にして出力値が急変するセンサ出力信号を出力可能な酸素センサが劣化したときに、当該酸素センサが出力するセンサ出力信号を劣化信号として擬似的に生成する劣化信号生成装置に関するものである。   When the oxygen sensor capable of outputting a sensor output signal that changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine and suddenly changes the output value with the theoretical air-fuel ratio as a boundary deteriorates, the oxygen sensor The present invention relates to a degradation signal generation device that artificially generates an output sensor output signal as a degradation signal.

従来より、自動車のエンジンなどの内燃機関の排気通路に取り付けられ、排気ガス中の酸素濃度に基づき、排気ガスの空燃比がリッチ側にあるかリーン側にあるかを検出する酸素センサが知られている。この酸素センサのセンサ素子は、ジルコニアを主体に構成された筒状または板状の固体電解質体と、この固体電解質体を介して対向する一対の電極とを有する。そして、このセンサ素子の一方の電極を排気ガスに晒し、他方のガスを基準ガスに晒すことによって、センサ素子(酸素センサ)の出力電圧(センサ出力信号)が排気ガス中の酸素の濃度に応じて(換言すれば、理論空燃比を境にして)二値的に変化する挙動を示す。なお、酸素センサから出力されるセンサ出力信号はエンジンの各種制御を司るECU(電子制御ユニット)に送信され、ECUでは、受信したセンサ出力信号に基づきエンジンにおける燃料の噴射量の調整等の空燃比フィードバック制御が行われる。   Conventionally, an oxygen sensor is known which is attached to an exhaust passage of an internal combustion engine such as an automobile engine and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is on the rich side or the lean side based on the oxygen concentration in the exhaust gas. ing. The sensor element of this oxygen sensor has a cylindrical or plate-shaped solid electrolyte body mainly composed of zirconia, and a pair of electrodes opposed via the solid electrolyte body. Then, by exposing one electrode of the sensor element to the exhaust gas and exposing the other gas to the reference gas, the output voltage (sensor output signal) of the sensor element (oxygen sensor) depends on the concentration of oxygen in the exhaust gas. (In other words, with the theoretical air-fuel ratio as a boundary), it exhibits a behavior that changes in a binary manner. The sensor output signal output from the oxygen sensor is transmitted to an ECU (electronic control unit) that controls various types of engine control. The ECU adjusts the fuel injection amount in the engine based on the received sensor output signal. Feedback control is performed.

こうした酸素センサは、センサ素子が使用環境の厳しい排気通路内に晒されて使用に供されるため劣化が生じることがある。そこでECUの開発では、酸素センサがある程度劣化した状態でも空燃比フィードバック制御の精度を維持することができるように、酸素センサ劣化時のセンサ出力信号(劣化信号)に対しても最適な空燃比フィードバック制御のパラメータを決定できるようにする設計が行われたり、センサの劣化検知のプログラム設計が行われたりしている。例えば、加速耐久試験により劣化度合いの異なる酸素センサを用意し、それら酸素センサから得られる劣化信号と、正常な酸素センサのセンサ出力信号とを用い、劣化信号の過渡的な段階における信号状態を予測して、パラメータの設定を行っている。   Such an oxygen sensor may be deteriorated because the sensor element is exposed to an exhaust passage having a severe use environment and is used. Therefore, in the development of the ECU, the optimal air-fuel ratio feedback is also applied to the sensor output signal (deterioration signal) at the time of oxygen sensor deterioration so that the accuracy of the air-fuel ratio feedback control can be maintained even when the oxygen sensor is deteriorated to some extent. Designs have been made so that control parameters can be determined, and programs for detecting sensor deterioration have been designed. For example, oxygen sensors with different degrees of deterioration are prepared by accelerated endurance tests, and the signal state at the transient stage of the deterioration signal is predicted using the deterioration signals obtained from these oxygen sensors and the sensor output signal of a normal oxygen sensor. Parameter settings.

ところで、実車において排気ガスの浄化状態を確認するための試験を行う場合、酸素センサが劣化した状態においてもECUによる空燃比フィードバック制御が正しく行われているか否かを確認するため、上記のように加速耐久試験により劣化させた酸素センサが実車に取り付けられる。しかし、こうした試験に用いるため、数種類の劣化状態を再現した酸素センサそれぞれを加速耐久試験により目標通りに作成することは困難である。また、試験において、劣化状態の異なる酸素センサを試験の都度取り換えるには手間もかかる。そのため、酸素センサの劣化信号を擬似的に生成することができる劣化信号生成装置(劣化シミュレータ)が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。   By the way, when performing a test for confirming the exhaust gas purification state in an actual vehicle, in order to confirm whether or not the air-fuel ratio feedback control by the ECU is correctly performed even when the oxygen sensor is deteriorated, as described above. An oxygen sensor deteriorated by the accelerated durability test is attached to the actual vehicle. However, since it is used for such a test, it is difficult to create each oxygen sensor that reproduces several types of deterioration states as intended by an accelerated durability test. In addition, in the test, it takes time to replace the oxygen sensor having a different deterioration state every time the test is performed. Therefore, a deterioration signal generation device (deterioration simulator) that can generate a deterioration signal of the oxygen sensor in a pseudo manner has been developed (see, for example, Patent Document 1).

このような劣化信号生成装置は、実車に取り付けた基準となる正常な酸素センサ(換言すれば、劣化信号を生成するための基準となる酸素センサ)とECUとの間に介在され、入力された酸素センサのセンサ出力信号を加工して擬似的に劣化信号を生成し、この劣化信号をECUに対して出力するものである。特許文献1の劣化信号生成装置では、具体的には、排気ガス中の酸素濃度に応じ、センサ出力信号がリニアに変化する全領域空燃比センサのセンサ出力信号のゲインを変化させたり、センサ出力信号の応答特性に遅れを生じさせたりすることで、擬似的に劣化信号を生成している。
特開2004−93957号公報
Such a degradation signal generation device is interposed between the normal oxygen sensor that is a reference attached to the actual vehicle (in other words, the oxygen sensor that is a reference for generating the degradation signal) and the ECU. The sensor output signal of the oxygen sensor is processed to generate a pseudo deterioration signal, and this deterioration signal is output to the ECU. Specifically, in the degradation signal generation device of Patent Document 1, the gain of the sensor output signal of the entire region air-fuel ratio sensor in which the sensor output signal changes linearly according to the oxygen concentration in the exhaust gas, or the sensor output A pseudo deterioration signal is generated by causing a delay in the response characteristic of the signal.
JP 2004-93957 A

酸素センサの劣化状態にも様々な形態があり、例えばセンサ素子に排気管中に存在する水(例えば凝縮水)が多量にかかり、その際の熱衝撃によって固体電解質体の表裏面にわたるマイクロクラックが生じる劣化状態がある。このような劣化が生じると、マイクロクラックを通じたガスの流通が僅かながらでも起こるため、基準ガスの雰囲気が変化を来たし、センサ出力信号の値が、正常な酸素センサのセンサ出力信号の値に対して大きい側あるいは小さい側にシフトしてしまう。そのため、このような劣化状態が生じたとき、排気ガスの酸素濃度に応じて二値的にセンサ出力信号の値が変化する酸素センサでは、二値の取り得る値の差(範囲)は変化することなく、二値が共に上下に変動する形態を示す。一方、特許文献1のような全領域空燃比センサでは、排気ガスの空燃比がリッチ側の場合とリーン側の場合とで固体電解質体に流される電流の向き(正負)が逆向きとなるため、同様の劣化状態が生じた場合、センサ出力信号の取り得る値の範囲が大小する形態を示す。このため、全領域空燃比センサのセンサ出力信号に対し行うオフセット補正を、二値的にセンサ出力信号の値が変化する酸素センサにそのまま適用しても、酸素センサの劣化状態を正しくシミュレートすることが難しいという問題があった。   There are various forms of deterioration of the oxygen sensor. For example, a large amount of water (for example, condensed water) present in the exhaust pipe is applied to the sensor element, and microcracks over the front and back surfaces of the solid electrolyte body are caused by thermal shock at that time. There is a degradation state that occurs. When such deterioration occurs, gas flow through the microcracks occurs even slightly, so the atmosphere of the reference gas changes, and the value of the sensor output signal differs from the value of the sensor output signal of the normal oxygen sensor. Shift to the larger or smaller side. Therefore, when such a deterioration state occurs, in an oxygen sensor in which the value of the sensor output signal changes in a binary manner according to the oxygen concentration of the exhaust gas, the difference (range) in which the binary value can change changes. In this case, the binary value is changed up and down. On the other hand, in the full-range air-fuel ratio sensor as in Patent Document 1, the direction (positive / negative) of the current flowing through the solid electrolyte body is reversed between when the exhaust gas air-fuel ratio is rich and when it is lean. When a similar deterioration state occurs, the range of values that can be taken by the sensor output signal is shown. For this reason, even if the offset correction performed on the sensor output signal of the full-range air-fuel ratio sensor is directly applied to the oxygen sensor in which the value of the sensor output signal changes in a binary manner, the deterioration state of the oxygen sensor is correctly simulated. There was a problem that it was difficult.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、理論空燃比を境にセンサ出力信号が急変する酸素センサが劣化したときに出力するセンサ出力信号を劣化信号として擬似的に生成するにあたってオフセット補正を行うことができる酸素センサの劣化信号生成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a sensor output signal output when an oxygen sensor whose sensor output signal changes suddenly at the boundary of the theoretical air-fuel ratio deteriorates is generated in a pseudo manner as a deterioration signal. An object of the present invention is to provide an oxygen sensor deterioration signal generation apparatus capable of performing offset correction.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の酸素センサの劣化信号生成装置は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じて変化すると共に理論空燃比を境にして出力値が急変するセンサ出力信号を出力する酸素センサが劣化したときに、当該酸素センサが出力するセンサ出力信号を劣化信号として疑似的に生成する劣化信号生成装置であって、基準となる前記酸素センサである基準酸素センサであって、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化するセンサ出力信号を基準信号として出力する基準酸素センサに接続されると共に、前記基準信号を取得する基準信号取得手段と、前記基準信号の示す値を上下に変更するためのオフセット値を設定するオフセット値設定手段と、前記基準信号に前記オフセット値を重畳し、前記劣化信号を生成する劣化信号生成手段とを備えている。
また、本発明に係る酸素センサの劣化信号生成装置において、前記オフセット値設定手段は、前記オフセット値をリッチ側とリーン側とで個別に異なる値に設定可能としてもよい。
また、本発明に係る酸素センサの劣化信号生成装置において、前記オフセット値設定手段および前記劣化信号生成手段は、マイクロコンピュータのCPUによって構成されてもよい。
In order to achieve the above object, the oxygen sensor deterioration signal generating apparatus according to the first aspect of the present invention changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine and suddenly changes its output value at the stoichiometric air-fuel ratio. when the oxygen sensor is deteriorated, which outputs a sensor output signal, which is the oxygen sensor to a deterioration signal generation device, as a reference to artificially generate a sensor output signal in which the oxygen sensor output as a deterioration signal reference A reference signal acquisition means for acquiring the reference signal and connected to a reference oxygen sensor that outputs a sensor output signal that changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas as a reference signal; and the reference signal And an offset value setting means for setting an offset value for changing the value indicated by And a deterioration signal generation means.
In the oxygen sensor deterioration signal generation apparatus according to the present invention, the offset value setting means may be able to set the offset value to different values separately for the rich side and the lean side.
In the oxygen sensor deterioration signal generation apparatus according to the present invention, the offset value setting means and the deterioration signal generation means may be constituted by a CPU of a microcomputer.

請求項1に係る発明の酸素センサの劣化信号生成装置によれば、基準となる酸素センサが出力する基準信号の示す値に任意のオフセット値を重畳することができるので、理論空燃比を境にして急変するセンサ出力信号の二値の取り得る値の範囲を任意に上下させた状態で擬似的な劣化信号を生成することができる。従って、本発明の劣化信号生成装置を用いることにより、理論空燃比を境にセンサ出力信号が急変する酸素センサを用いた空燃比フィードバック制御を実現するシステムの開発を行う上で、実際に劣化させた酸素センサを準備しなくとも済み、その開発期間の短縮を図ることが可能となる。   According to the oxygen sensor deterioration signal generation device of the first aspect of the invention, an arbitrary offset value can be superimposed on the value indicated by the reference signal output from the reference oxygen sensor. Thus, a pseudo deterioration signal can be generated in a state where the range of possible values of the binary value of the sensor output signal that changes suddenly is arbitrarily raised or lowered. Therefore, by using the deterioration signal generation device of the present invention, when developing a system that realizes air-fuel ratio feedback control using an oxygen sensor in which the sensor output signal changes suddenly at the theoretical air-fuel ratio, the deterioration signal generator is actually deteriorated. It is not necessary to prepare an oxygen sensor, and the development period can be shortened.

以下、本発明を具体化した劣化信号生成装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の劣化信号生成装置の一例としてのセンサシミュレータ1の概略的な構成を示すブロック図である。なお、本発明の劣化信号生成装置に接続される酸素センサは、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化すると共に理論空燃比を境にして出力値が急変するセンサ出力信号を出力可能な酸素センサ(いわゆるλ型酸素センサ)であり、基準センサ2として、正常な(劣化していない)酸素センサを用いたものとして説明する。   Hereinafter, an embodiment of a degraded signal generation apparatus embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a sensor simulator 1 as an example of a deterioration signal generation device according to the present embodiment. The oxygen sensor connected to the degradation signal generation device of the present invention is an oxygen sensor that can output a sensor output signal that changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas and whose output value suddenly changes with the theoretical air-fuel ratio as a boundary. In the following description, it is assumed that the reference sensor 2 is a normal (not deteriorated) oxygen sensor.

なお、酸素センサについては公知のものを使用しているため、その構造等の詳細については説明を省略するが、以下に、酸素センサに用いられるセンサ素子による排気ガスの空燃比の検出原理について簡単に説明する。このセンサ素子は、活性温度以上で酸素イオン導電性を示す性質を有するジルコニア製の固体電解質体を一対の多孔質電極で挟んだ筒状ないしは板状をなしており、この固体電解質体で2つの雰囲気を隔て、両雰囲気間で酸素分圧に差が生じたとき、固体電解質体内を酸素イオンが移動することを利用するものである。具体的には、固体電解質体で排気ガス雰囲気と基準ガス雰囲気(基準となる酸素濃度を有する雰囲気)とを隔て、両雰囲気間で酸素分圧の平衡化がなされる際に、固体電解質体内を移動する酸素イオンによって電子が運搬されることで、多孔質電極間に起電力(センサ出力信号)が生じる。酸素センサの出力するセンサ出力信号の値(起電力)は、排気ガスの空燃比が理論空燃比である場合を境にリッチ側とリーン側とで二値的に変動し、一般には、排気ガスの空燃比がリッチ側である場合、センサ素子の出力するセンサ出力信号の値は約0.9Vを示し、リーン側である場合、約0.05Vを示す。このような酸素センサの一例として、本実施の形態では、特開2004−138599号公報に開示する酸素センサであって、筒型のセンサ素子にヒータを内挿させ、このセンサ素子の先端部をガス流通孔付きのプロテクタに配置させた形態で、主体金具の内側に当該センサ素子を保持させた構成の酸素センサを使用しているものとして説明することとする。   Since a known oxygen sensor is used, a detailed description of its structure and the like will be omitted, but the following will briefly explain the principle of detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas by the sensor element used for the oxygen sensor. Explained. This sensor element has a cylindrical or plate shape in which a solid electrolyte body made of zirconia having a property of showing oxygen ion conductivity at an activation temperature or higher is sandwiched between a pair of porous electrodes, and two solid electrolyte bodies are used. This utilizes the movement of oxygen ions in the solid electrolyte body when there is a difference in oxygen partial pressure between the two atmospheres. Specifically, when the solid electrolyte body separates an exhaust gas atmosphere and a reference gas atmosphere (an atmosphere having a reference oxygen concentration) and the oxygen partial pressure is balanced between the two atmospheres, Electrons are carried by the moving oxygen ions, so that an electromotive force (sensor output signal) is generated between the porous electrodes. The value (electromotive force) of the sensor output signal output from the oxygen sensor varies in a binary manner between the rich side and the lean side when the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio is on the rich side, the value of the sensor output signal output by the sensor element is about 0.9 V, and when it is on the lean side, it is about 0.05 V. As an example of such an oxygen sensor, in the present embodiment, an oxygen sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-138599, in which a heater is inserted into a cylindrical sensor element, and a tip portion of the sensor element is attached to the oxygen sensor. In the following description, it is assumed that an oxygen sensor having a configuration in which the sensor element is held inside the metal shell is used in a form arranged in a protector with a gas flow hole.

図1に示すように、センサシミュレータ1は、自動車の排気通路(図示外)に取り付けられる酸素センサとしての基準センサ2と、自動車の電子制御を司るECU3との間に介在される装置である。基準センサ2は、上記のように、排気通路内を流通する排気ガス中の酸素濃度に応じたセンサ出力信号を出力し、このセンサ出力信号が基準信号としてセンサシミュレータ1に入力されている。センサシミュレータ1は、入力された基準信号に対し、後述する劣化信号生成プログラムの実行により加工を施して劣化信号を生成し、ECU3に対して出力を行っている。ECU3は、入力された劣化信号に基づき、図示外のエンジンの制御(例えば、インジェクタから噴射する燃料の噴射量や噴射タイミングの調整や、点火時期の調整など)を行っている。また、ECU3は、基準センサ2のヒータ回路(図示外)にヒータ駆動電圧の供給も行っており、センサ素子(図示外)の早期活性化や活性化後の安定化を図っている。   As shown in FIG. 1, the sensor simulator 1 is a device interposed between a reference sensor 2 as an oxygen sensor attached to an exhaust passage (not shown) of an automobile and an ECU 3 that performs electronic control of the automobile. As described above, the reference sensor 2 outputs a sensor output signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust passage, and this sensor output signal is input to the sensor simulator 1 as a reference signal. The sensor simulator 1 processes the input reference signal by executing a later-described deterioration signal generation program to generate a deterioration signal, and outputs the deterioration signal to the ECU 3. The ECU 3 performs engine control (for example, adjustment of the amount and timing of injection of fuel injected from the injector, adjustment of ignition timing, etc.) based on the input deterioration signal. The ECU 3 also supplies a heater drive voltage to a heater circuit (not shown) of the reference sensor 2 to achieve early activation of the sensor element (not shown) and stabilization after activation.

センサシミュレータ1は、図示しないケーシング内に、自身の制御を司るCPU11と、後述する劣化信号生成プログラム等が記憶された、書き換え可能なEEPROM12と、各種のデータを一時的に記憶するRAM13とを有するマイクロコンピュータ10を備えている。なお、マイクロコンピュータ10のCPU11、EEPROM12およびRAM13は公知の構成からなるものである。EEPROM12およびRAM13の記憶エリアの構成については後述する。   The sensor simulator 1 includes a CPU 11 that controls itself, a rewritable EEPROM 12 in which a deterioration signal generation program and the like to be described later are stored, and a RAM 13 that temporarily stores various data in a casing (not shown). A microcomputer 10 is provided. Note that the CPU 11, the EEPROM 12, and the RAM 13 of the microcomputer 10 have a known configuration. The configuration of the storage areas of the EEPROM 12 and the RAM 13 will be described later.

マイクロコンピュータ10には、入力インターフェイス20を介して基準センサ2から入力される基準信号をA/D変換するA/Dコンバータ30と、後述する劣化信号生成プログラムによって生成した劣化信号を出力バッファ40を介してECU3に出力するためにD/A変換するD/Aコンバータ50とが接続されている。更に、マイクロコンピュータ10には、劣化信号生成プログラムに用いられる設定値等を利用者が入力するための入力部60と、入力された設定値等を確認できるように表示する表示部80の表示制御を行う表示制御部70とが接続されている。入力部60としては、例えばプッシュスイッチやロータリースイッチ等が用いられ、表示部80としては、例えばLCDディスプレイ等が用いられる。また、図示しないが、センサシミュレータ1は電源回路等も備えている。   The microcomputer 10 has an A / D converter 30 for A / D converting a reference signal input from the reference sensor 2 via the input interface 20, and an output buffer 40 for a deterioration signal generated by a deterioration signal generation program to be described later. A D / A converter 50 that performs D / A conversion for output to the ECU 3 is connected. Further, the microcomputer 10 has a display control of an input unit 60 for a user to input setting values used for the deterioration signal generation program and a display unit 80 for displaying the input setting values and the like so that they can be confirmed. The display control unit 70 is connected to the display control unit 70. As the input unit 60, for example, a push switch or a rotary switch is used, and as the display unit 80, for example, an LCD display or the like is used. Although not shown, the sensor simulator 1 also includes a power supply circuit and the like.

次に、EEPROM12の記憶エリアおよびRAM13の記憶エリアの概略的な構成について、図2および図3を参照して説明する。図2は、EEPROM12の記憶エリアの構成を示す概念図である。図3は、RAM13の記憶エリアの構成を示す概念図である。   Next, a schematic configuration of the storage area of the EEPROM 12 and the storage area of the RAM 13 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the storage area of the EEPROM 12. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the configuration of the storage area of the RAM 13.

図2に示すように、EEPROM12には、設定値記憶エリア121、プログラム記憶エリア122、初期値記憶エリア123が設けられている。設定値記憶エリア121には、劣化信号生成プログラムの実行時に使用される各種変数(電圧値Vin,Vout)の初期値が記憶されている。また、予め利用者によって入力部60から入力される変数(オフセット値Offset)も記憶されている。オフセット値Offsetは、EEPROM12に記憶されることで電源切断時にも保存できるように構成されている。また、プログラム記憶エリア122には、劣化信号生成プログラムが記憶されている。EEPROM12を使用することで、バージョンアップ等にも柔軟に対応できるように構成されている。初期値記憶エリア123には、劣化信号生成プログラムで使用される各変数の初期値が記憶されている。更にEEPROM12には、図示外の各種の記憶エリアが設けられている。   As shown in FIG. 2, the EEPROM 12 is provided with a set value storage area 121, a program storage area 122, and an initial value storage area 123. The set value storage area 121 stores initial values of various variables (voltage values Vin and Vout) used when the deterioration signal generation program is executed. In addition, a variable (offset value Offset) input from the input unit 60 by the user in advance is also stored. The offset value Offset is stored in the EEPROM 12 so that it can be saved even when the power is turned off. The program storage area 122 stores a deterioration signal generation program. By using the EEPROM 12, it is configured to flexibly cope with version upgrades and the like. The initial value storage area 123 stores initial values of variables used in the deterioration signal generation program. Further, the EEPROM 12 is provided with various storage areas not shown.

次に、図3に示すように、RAM13には、ワークエリア131、変数記憶エリア132が設けられている。ワークエリア131は、劣化信号生成プログラムが読み込まれて展開される記憶エリアであり、その実行に利用される。変数記憶エリア132には、劣化信号生成プログラムの実行の際に使用される各変数(Vin,Vout,Offset)の値が一時的に記憶される。更にRAM13には、図示外の各種の記憶エリアが設けられている。   Next, as shown in FIG. 3, the RAM 13 is provided with a work area 131 and a variable storage area 132. The work area 131 is a storage area where the deterioration signal generation program is read and expanded, and is used for execution thereof. The variable storage area 132 temporarily stores values of variables (Vin, Vout, Offset) used when the deterioration signal generation program is executed. Further, the RAM 13 is provided with various storage areas not shown.

ここで、劣化信号生成プログラムで使用される上記した各変数について説明する。「Vin」は、基準センサ2から取得されるセンサ出力信号である基準信号の電圧値を記憶するための変数であり、初期値には0がセットされる。「Vout」は、基準信号の電圧値Vinに対しオフセット補正を施して生成した劣化信号の電圧値を記憶するための変数であり、初期値には0がセットされる。「Offset」は、基準信号の電圧値Vinに対してオフセット補正を行うためのオフセット値(補正値)を記憶するための変数である。上記したように基準信号の電圧値は、約0.05Vと約0.9Vとの間で変化するため、理論空燃比のときに出力される電圧値は0.45Vに設定される。そして、基準信号の電圧値がリッチ側(電圧値の高い側)に変更されるように基準信号の電圧値Vinをずらす場合、オフセット値Offsetとしては、ずらす分の電圧値の大きさが正の値で入力される。一方、基準信号の電圧値をリーン側(電圧値の低い側)に変更されるように基準信号の電圧値Vinをずらす場合、オフセット値Offsetとしては、ずらす分の電圧値の大きさが負の値で入力される。オフセット値Offsetの初期値には利用者により予め設定された値がセットされる。   Here, each variable used in the deterioration signal generation program will be described. “Vin” is a variable for storing a voltage value of a reference signal that is a sensor output signal acquired from the reference sensor 2, and 0 is set as an initial value. “Vout” is a variable for storing the voltage value of the deteriorated signal generated by performing offset correction on the voltage value Vin of the reference signal, and 0 is set as the initial value. “Offset” is a variable for storing an offset value (correction value) for performing offset correction on the voltage value Vin of the reference signal. As described above, since the voltage value of the reference signal changes between about 0.05 V and about 0.9 V, the voltage value output at the theoretical air-fuel ratio is set to 0.45 V. When the voltage value Vin of the reference signal is shifted so that the voltage value of the reference signal is changed to the rich side (the higher voltage value side), the offset voltage Offset has a positive value of the voltage value. Entered by value. On the other hand, when the voltage value Vin of the reference signal is shifted so that the voltage value of the reference signal is changed to the lean side (low voltage value side), the offset voltage Offset has a negative value of the voltage value. Entered by value. A value preset by the user is set as the initial value of the offset value Offset.

このような構成のセンサシミュレータ1では、図4のフローチャートで示す劣化信号生成プログラムの実行に従って、基準センサ2から1ms毎に基準信号を取得し、加工を施して劣化信号を生成し、ECU3に対し出力を行っている。図示しないが、センサシミュレータ1では、基準信号に対し、例えばゲインの変更や応答の遅れ、信号自体の遅延などの様々な処理を施した劣化信号を生成させる場合もある。本実施の形態の劣化信号生成プログラムは、基準信号に対しこのような各種形態の処理を施す過程の中の一処理として提供されるものであるが、以下では基準信号に施されるオフセット補正について説明を行うものとする。   In the sensor simulator 1 having such a configuration, in accordance with the execution of the deterioration signal generation program shown in the flowchart of FIG. 4, a reference signal is acquired from the reference sensor 2 every 1 ms, processed to generate a deterioration signal, Output is being performed. Although not shown, the sensor simulator 1 may generate a deteriorated signal that has been subjected to various processes such as gain change, response delay, and signal delay, for example, with respect to the reference signal. The degradation signal generation program according to the present embodiment is provided as one process in the process of performing various types of processing on the reference signal. Hereinafter, offset correction applied to the reference signal will be described. An explanation shall be given.

以下、図4に示す劣化信号生成プログラムの詳細について、図5〜図7のグラフを参照しながら劣化信号プログラムについて説明する。図4は、劣化信号生成プログラムのフローチャートである。図5は、燃焼室に供給される混合気の空燃比をリッチ側とリーン側とに交番させた場合に得られる基準信号を時間軸に沿って示した例を示すグラフである。図6は、図5に示した基準信号をリッチ側(電圧の高い側)にずらすオフセット補正を施した劣化信号の例を示すグラフである。図7は、図5に示した基準信号をリーン側(電圧の低い側)にずらすオフセット補正を施した劣化信号の例を示すグラフである。なお、フローチャートの各ステップを「S」と略記する。   Hereinafter, details of the deterioration signal generation program shown in FIG. 4 will be described with reference to the graphs of FIGS. FIG. 4 is a flowchart of the deterioration signal generation program. FIG. 5 is a graph showing an example of the reference signal obtained along the time axis when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is alternated between the rich side and the lean side. FIG. 6 is a graph showing an example of a deteriorated signal subjected to offset correction for shifting the reference signal shown in FIG. 5 to the rich side (voltage side). FIG. 7 is a graph showing an example of a deteriorated signal subjected to offset correction for shifting the reference signal shown in FIG. 5 to the lean side (voltage side). Each step in the flowchart is abbreviated as “S”.

センサシミュレータ1では、利用者により任意の設定値の入力が行われる。具体的には、基準信号の示す値(電圧値)を上下にずらすためのオフセット値Offsetが設定される。このオフセット値Offsetは、その値が入力部60の操作により入力され、EEPROM12の設定値記憶エリア121に記憶されることで、センサシミュレータ1の電源が落とされた後に再度使用される場合にも、以前入力された設定値が保存されるように構成されている。   In the sensor simulator 1, an arbitrary set value is input by the user. Specifically, an offset value Offset for shifting the value (voltage value) indicated by the reference signal up and down is set. The offset value Offset is input by operating the input unit 60 and stored in the set value storage area 121 of the EEPROM 12, so that the sensor simulator 1 can be used again after the power is turned off. It is configured to save previously entered settings.

センサシミュレータ1による基準センサ2の基準信号から劣化信号の生成は、劣化信号生成プログラム(図4参照)が、EEPROM12のプログラム記憶エリア122よりRAM13のワークエリア131に読み込まれ実行されることによって開始される。図4に示すように、劣化信号生成プログラムが実行されると、まず、劣化信号生成プログラムで使用される各種変数の初期化が行われる(S10)。この初期化処理では、EEPROM12の初期値記憶エリア123に記憶された各変数(Vin,Vout)の初期値(前述)が読み込まれ、RAM13の変数記憶エリア132の対応する記憶エリアに記憶されることで行われる。また、予め利用者により設定された上記のオフセット値(Offset)がEEPROM12の設定値記憶エリア121より読み込まれ、同様に、対応する変数記憶エリア132の記憶エリアに記憶される。つまり、劣化信号生成プログラムのS10以降の処理では、各変数の値の読み出し、書き込み等はすべて、変数記憶エリア132に設けられた、それぞれの処理に対応する各変数の記憶エリアに対して行われる。   Generation of the deterioration signal from the reference signal of the reference sensor 2 by the sensor simulator 1 is started when a deterioration signal generation program (see FIG. 4) is read from the program storage area 122 of the EEPROM 12 into the work area 131 of the RAM 13 and executed. The As shown in FIG. 4, when the deterioration signal generation program is executed, first, various variables used in the deterioration signal generation program are initialized (S10). In this initialization process, the initial values (described above) of the variables (Vin, Vout) stored in the initial value storage area 123 of the EEPROM 12 are read and stored in the corresponding storage areas of the variable storage area 132 of the RAM 13. Done in Further, the offset value (Offset) set in advance by the user is read from the set value storage area 121 of the EEPROM 12 and similarly stored in the storage area of the corresponding variable storage area 132. That is, in the processing after S10 of the deterioration signal generation program, reading and writing of the values of each variable are all performed on the storage area of each variable corresponding to each processing provided in the variable storage area 132. .

次に、S11で1ms毎のリセット信号の受信待ちが行われる。本実施の形態では、劣化信号生成プログラムと並列に図示外のタイマプログラムが実行されており、1ms毎にリセット信号が出力されている。S11ではリセット信号の受信待ちが行われ(S11:NO)、リセット信号の受信を契機にS12へ進む(S11:YES)。そしてS12〜S20の処理で、基準センサ2から取得される基準信号(電圧値Vin)に対しオフセット補正が施されることにより劣化信号(電圧値Vout)が生成されて、ECU3に対し出力される。S20の処理後にはS11に戻り、次のリセット信号の受信待ちが行われる。すなわち、基準信号を加工して劣化信号を生成するS12〜S20の各処理は、1ms毎に行われている。なお、S10において、予め利用者により入力部60から入力されEEPROM12に記憶され保存されたオフセット値Offsetを劣化信号生成プログラムで使用するため読み込み、RAM13の変数記憶エリアに記憶させるCPU11が、本発明における「オフセット値設定手段」に相当する。   Next, in S11, reception of a reset signal every 1 ms is waited. In the present embodiment, a timer program (not shown) is executed in parallel with the deterioration signal generation program, and a reset signal is output every 1 ms. In S11, the reception of the reset signal is waited (S11: NO), and the process proceeds to S12 when the reset signal is received (S11: YES). In the processes of S12 to S20, the reference signal (voltage value Vin) acquired from the reference sensor 2 is offset-corrected to generate a deterioration signal (voltage value Vout), which is output to the ECU 3. . After the process of S20, the process returns to S11 to wait for the next reset signal. That is, each process of S12-S20 which processes a reference signal and produces | generates a degradation signal is performed for every 1 ms. In S10, the CPU 11 that reads the offset value Offset that has been input from the input unit 60 by the user in advance and stored and stored in the EEPROM 12 for use in the deterioration signal generation program, and stores it in the variable storage area of the RAM 13, is provided in the present invention. This corresponds to “offset value setting means”.

次のS12〜S20の処理では、基準信号の電圧値Vinにオフセット値Offsetを重畳し、劣化信号(電圧値Vout)を生成させる処理が行われる。前述したように、本実施の形態の基準センサ2はλ型酸素センサであり、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にあるとき、酸素センサの出力電圧値は約0.9Vを示し、理論空燃比よりもリーン側にあるときには約0.05Vを示す。従って、混合気の目標空燃比が約1秒毎にリッチ側とリーン側とで交番された場合、λ型酸素センサ、すなわち基準センサ2の基準信号の電圧値は、図5に示すように、約1秒毎に約0.05Vと約0.9Vとの間で急峻な変化(例えば区間[A−B]や区間[C−D]など)を示す。   In the next processing of S12 to S20, processing for superimposing the offset value Offset on the voltage value Vin of the reference signal to generate a deterioration signal (voltage value Vout) is performed. As described above, the reference sensor 2 of the present embodiment is a λ-type oxygen sensor, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the output voltage value of the oxygen sensor is about 0.9V. When it is on the lean side with respect to the theoretical air-fuel ratio, about 0.05 V is indicated. Therefore, when the target air-fuel ratio of the air-fuel mixture is alternated between the rich side and the lean side about every 1 second, the voltage value of the reference signal of the λ-type oxygen sensor, that is, the reference sensor 2 is as shown in FIG. A steep change (for example, section [AB] or section [CD]) is shown between about 0.05 V and about 0.9 V every about one second.

この基準信号に対しオフセット補正を行うため、まず、図4のS12の処理では、まず、A/Dコンバータ30(図1参照)を介して入力される基準センサ2の出力電圧が取得され、その電圧値が変数Vinとして記憶される(S12)。なお、S12で基準センサ2の基準信号を取得してVinとして記憶させるA/Dコンバータ30およびCPU11が、本発明における「基準信号取得手段」に相当する。   In order to perform offset correction for this reference signal, first, in the process of S12 in FIG. 4, first, the output voltage of the reference sensor 2 input via the A / D converter 30 (see FIG. 1) is acquired, The voltage value is stored as a variable Vin (S12). The A / D converter 30 and the CPU 11 that acquire the reference signal of the reference sensor 2 and store it as Vin in S12 correspond to the “reference signal acquisition means” in the present invention.

そして取得された基準信号の電圧値Vinに、予め利用者に設定されたオフセット値Offsetを加算することによって、基準信号にオフセット値を重畳する処理が行われる(S14)。前述したように、オフセット値Offsetは、電圧値Vinを上下にずらすための値がその向き(正負)と大きさによって設定されたものであり、電圧値Vinとオフセット値Offsetとを加算した結果得られた電圧値は、Voutとして変数記憶エリア132の記憶エリアに記憶される。なお、S14で基準センサ2の基準信号(電圧値Vin)にオフセット値Offsetを重畳して劣化信号(電圧値Vout)を生成するCPU11が、本発明における「劣化信号生成手段」に相当する。   Then, a process of superimposing the offset value on the reference signal is performed by adding the offset value Offset set in advance by the user to the voltage value Vin of the acquired reference signal (S14). As described above, the offset value Offset is a value for shifting the voltage value Vin up and down depending on its direction (positive / negative) and magnitude, and is obtained as a result of adding the voltage value Vin and the offset value Offset. The obtained voltage value is stored in the storage area of the variable storage area 132 as Vout. The CPU 11 that generates the deterioration signal (voltage value Vout) by superimposing the offset value Offset on the reference signal (voltage value Vin) of the reference sensor 2 in S14 corresponds to the “deterioration signal generation means” in the present invention.

ここで、基準信号の示す値をリッチ側にずらした場合の例を図6に示す。なお、図6では、Offsetとして+0.5が設定された場合の劣化信号の波形を示している。1点鎖線で示される劣化信号(電圧値Vout)のグラフは、いずれのタイミングにおいても、点線で示される基準信号(電圧値Vin)のグラフに対し電圧値が0.5V高い値を示す。そして、劣化信号の電圧値は、約1秒毎に約0.55Vと約1.4Vとの間で急峻な変化を示している。   Here, FIG. 6 shows an example in which the value indicated by the reference signal is shifted to the rich side. FIG. 6 shows a waveform of a deteriorated signal when +0.5 is set as Offset. The graph of the degradation signal (voltage value Vout) indicated by the one-dot chain line shows a value that is 0.5 V higher than the graph of the reference signal (voltage value Vin) indicated by the dotted line at any timing. The voltage value of the deterioration signal shows a steep change between about 0.55 V and about 1.4 V every about 1 second.

このように、S14で劣化信号の電圧値Voutが求められた後にはS15に進み、オフセット補正を行ったことによって電圧値Voutが適正値、すなわち0V以上5V未満の範囲外となった場合、適正値の範囲内に収まるように補正が行われる。具体的には、Voutが5V以上であれば(S15:YES)、Voutには4.99Vが記憶される(S16)。一方、Voutが0V未満であれば(S15:NO,S18:YES)、Voutには0Vが記憶される(S19)。また、Voutが0V以上5V未満であれば(S15:NO,S18:NO)、Voutは適正値であると判断され、補正は行われない。   As described above, after the voltage value Vout of the deteriorated signal is obtained in S14, the process proceeds to S15, and when the voltage value Vout is outside the range of 0 V or more and less than 5 V due to offset correction, Correction is performed so as to be within the range of values. Specifically, if Vout is 5V or more (S15: YES), 4.99V is stored in Vout (S16). On the other hand, if Vout is less than 0V (S15: NO, S18: YES), 0V is stored in Vout (S19). If Vout is 0 V or more and less than 5 V (S15: NO, S18: NO), it is determined that Vout is an appropriate value, and no correction is performed.

ここで、基準信号の示す値をリーン側にずらした場合の例を図7に示す。なお、図7では、Offsetとして−0.15が設定された場合の劣化信号の波形を示している。1点鎖線で示される劣化信号(電圧値Vout)のグラフは、元の基準信号の電圧値Vinが0.15Vより大きかったタイミングにおいては、点線で示される基準信号(電圧値Vin)のグラフに対し電圧値が0.15V低い値を示す。そして電圧値Vinが0.15V以下であったタイミングに生成された劣化信号は、その電圧値Voutが0Vに補正されている。生成された劣化信号の電圧値Voutは、約1秒毎に0Vと約0.75Vとの間で急峻な変化を示している。   Here, FIG. 7 shows an example in which the value indicated by the reference signal is shifted to the lean side. FIG. 7 shows the waveform of the deterioration signal when −0.15 is set as Offset. The graph of the degradation signal (voltage value Vout) indicated by the one-dot chain line is the graph of the reference signal (voltage value Vin) indicated by the dotted line at the timing when the voltage value Vin of the original reference signal is greater than 0.15V. On the other hand, the voltage value is 0.15V lower. The degradation signal generated at the timing when the voltage value Vin is 0.15 V or less has its voltage value Vout corrected to 0V. The voltage value Vout of the generated degradation signal shows a steep change between 0 V and about 0.75 V every about 1 second.

そして適正値に補正された劣化信号(電圧値Vout)はD/Aコンバータ50に対して出力され(S20)、次のタイミングにおける劣化信号の生成のため、S11に戻る。S12〜S20の各処理は次のリセット信号の受信を契機に再び実行され、劣化信号の電圧値Voutが定期的に更新されることとなる。なお、D/Aコンバータ50では入力される劣化信号の電圧値Voutがアナログの電圧値にD/A変換され、出力バッファ40に出力される。出力バッファ40では、アナログの電圧値に変換された劣化信号をECU3に対し出力するが、次回の劣化信号(電圧値Vout)が生成され出力されるまで、その電圧値が維持される。   The deterioration signal (voltage value Vout) corrected to an appropriate value is output to the D / A converter 50 (S20), and the process returns to S11 to generate a deterioration signal at the next timing. Each process of S12 to S20 is executed again upon receipt of the next reset signal, and the voltage value Vout of the deteriorated signal is periodically updated. In the D / A converter 50, the voltage value Vout of the input degradation signal is D / A converted into an analog voltage value and output to the output buffer 40. The output buffer 40 outputs the deterioration signal converted into the analog voltage value to the ECU 3, but the voltage value is maintained until the next deterioration signal (voltage value Vout) is generated and output.

以上説明したように、本実施の形態のセンサシミュレータ1では、基準信号の電圧値Vinに予め設定されたオフセット値Offsetを重畳することにより、任意に設定した大きさ分、電圧値をリッチ側あるいはリーン側にずらした劣化信号(電圧値Vout)を生成することができる。換言すると、本実施の形態のセンサシミュレータ1によれば、理論空燃比を境にして急変するセンサ出力信号(基準センサの基準信号)の二値の取り得る値(電圧値)の範囲を任意に上下させた劣化信号(電圧値Vout)を生成することができる。   As described above, in the sensor simulator 1 of the present embodiment, the preset offset value Offset is superimposed on the voltage value Vin of the reference signal, so that the voltage value is set to the rich side or the amount set arbitrarily. A deterioration signal (voltage value Vout) shifted to the lean side can be generated. In other words, according to the sensor simulator 1 of the present embodiment, the range of possible values (voltage values) of the binary value of the sensor output signal (reference signal of the reference sensor) that changes suddenly with the theoretical air-fuel ratio as a boundary is arbitrarily set. It is possible to generate a deteriorated signal (voltage value Vout) that is moved up and down.

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えばUSBやRS232C等の入出力インターフェイスを備え、対応するケーブルを用いてパーソナルコンピュータに接続し、設定値等の入力や表示確認等を行ってもよい。また、基準センサ2の基準信号や、生成した劣化信号をその入出力インターフェイスを介してパーソナルコンピュータに出力し、パーソナルコンピュータ上で出力波形を生成してモニタリングできるようにしてもよいし、もちろん、表示部80に出力波形を表示させてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, an input / output interface such as USB or RS232C may be provided, connected to a personal computer using a corresponding cable, and a setting value or the like may be input or displayed. Further, the reference signal of the reference sensor 2 or the generated deterioration signal may be output to a personal computer via its input / output interface, and an output waveform may be generated and monitored on the personal computer. The output waveform may be displayed on the unit 80.

また、利用者の設定可能な変数(Offset)は、S10の初期化処理でEEPROM12の設定値記憶エリア121からRAM13の変数記憶エリア132にコピーされ、以降の処理では変数記憶エリア132の記憶値が参照されたが、この処理を行わず、設定値記憶エリア121の記憶値が直接参照されるようにしてもよい。このようにすれば、利用者が、劣化信号生成プログラムの実行中に設定値を変更した場合に、その変更結果を、生成される劣化信号に即座に反映させることができる。また、EEPROM12ではなく一般的なROMを用い、劣化信号生成プログラムの実行開始時に上記3つの変数の設定値を利用者に入力させるようにしてもよい。   The variable (Offset) that can be set by the user is copied from the set value storage area 121 of the EEPROM 12 to the variable storage area 132 of the RAM 13 in the initialization process of S10, and the stored value of the variable storage area 132 is stored in the subsequent processes. Although referred to, the stored value in the set value storage area 121 may be directly referred to without performing this process. In this way, when the user changes the set value during the execution of the deterioration signal generation program, the change result can be immediately reflected in the generated deterioration signal. Further, a general ROM instead of the EEPROM 12 may be used so that the user can input the set values of the three variables at the start of execution of the deterioration signal generation program.

また、本実施の形態では、劣化信号生成プログラムを実行することでソフトウェア的に基準信号から劣化信号を生成したが、ロジック回路を構成したアナログまたはデジタルハードウェア回路を作製し、劣化信号の生成を行ってもよい。   In the present embodiment, the deterioration signal is generated from the reference signal by software by executing the deterioration signal generation program. However, the analog or digital hardware circuit constituting the logic circuit is produced and the deterioration signal is generated. You may go.

さらに、本実施の形態では、オフセット値Offsetを利用者が個別に+0.5および−0.15に設定した例を示したが、オフセット値はそれぞれ上記値に限られず、他の値を任意に且つ個別に設定可能であることは言うまでもない。   Further, in the present embodiment, an example is shown in which the offset value Offset is individually set to +0.5 and −0.15 by the user. However, the offset value is not limited to the above values, and other values can be arbitrarily set. Needless to say, it can be set individually.

また、本実施の形態のセンサシミュレータ1は、基準信号をオフセット補正した劣化信号を生成することができるが、更に、基準信号のゲインや応答特性、遅延時間を変更した劣化信号も生成することができるようにしてもよい。ここで、ゲインとは、基準信号の電圧値が増幅あるいは減衰された状態をいう。また、応答特性とは、目標空燃比が所定の値を境にしてリッチ側からリーン側、あるいはリーン側からリッチ側へ変更されたことに伴い、酸素センサの出力するセンサ出力信号が変化を開始して予め設定した値となるまでにかかる時間をいう。また、遅延時間とは、目標空燃比がリッチ側からリーン側、あるいはリーン側からリッチ側へ変更されたことに伴い、酸素センサの出力するセンサ出力信号が変化を開始し始めるまでの遅れ時間をいう。そして、上記のように基準信号のゲインや応答特性、遅延時間を変更する場合、ゲインを変更するための利得率、応答特性を変更するための変移率、遅延時間について、目標空燃比がリッチ側からリーン側へ変更された場合と、リーン側からリッチ側へ変更された場合とで、それぞれ個別に設定できるようにすると、精密な空燃比フィードバック制御を実現可能なシステムの開発をより高度に且つ円滑に行える観点から、なおよい。   In addition, the sensor simulator 1 of the present embodiment can generate a degradation signal obtained by offset-correcting the reference signal, but can also generate a degradation signal in which the gain, response characteristics, and delay time of the reference signal are changed. You may be able to do it. Here, the gain means a state where the voltage value of the reference signal is amplified or attenuated. The response characteristic means that the sensor output signal output from the oxygen sensor starts changing when the target air-fuel ratio is changed from the rich side to the lean side or from the lean side to the rich side with a predetermined value as a boundary. The time required to reach a preset value. The delay time is the delay time until the sensor output signal output from the oxygen sensor starts to change when the target air-fuel ratio is changed from the rich side to the lean side or from the lean side to the rich side. Say. When the gain, response characteristic, and delay time of the reference signal are changed as described above, the target air-fuel ratio is set to the rich side for the gain rate for changing the gain, the transition rate for changing the response characteristic, and the delay time. By making it possible to set each separately when changing from lean to lean and when changing from lean to rich, it is possible to develop a system that can realize precise air-fuel ratio feedback control at a higher level. From the viewpoint of smoothness, it is even better.

理論空燃比を境にしてセンサ出力信号が急変する酸素センサが劣化した状態において出力する劣化信号を擬似的に生成することができる劣化信号生成装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a deterioration signal generating apparatus that can generate a deterioration signal in a pseudo manner in a state where an oxygen sensor whose sensor output signal changes suddenly with a theoretical air-fuel ratio as a boundary is deteriorated.

本実施の形態の劣化信号生成装置の一例としてのセンサシミュレータ1の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the sensor simulator 1 as an example of the degradation signal production | generation apparatus of this Embodiment. EEPROM12の記憶エリアの構成を示す概念図である。2 is a conceptual diagram showing a configuration of a storage area of an EEPROM 12. FIG. RAM13の記憶エリアの構成を示す概念図である。3 is a conceptual diagram showing a configuration of a storage area of a RAM 13. FIG. 劣化信号生成プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a degradation signal generation program. 燃焼室に供給される混合気の空燃比をリッチ側とリーン側とに交番させた場合に得られる基準信号を時間軸に沿って示した例を示すグラフである。It is a graph which shows the example which showed the reference signal obtained when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to a combustion chamber alternates between the rich side and the lean side along the time axis. 図5に示した基準信号をリッチ側(電圧の高い側)にずらすオフセット補正を施した劣化信号の例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of a deteriorated signal subjected to offset correction for shifting the reference signal shown in FIG. 5 to the rich side (the higher voltage side). 図5に示した基準信号をリーン側(電圧の低い側)にずらすオフセット補正を施した劣化信号の例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of a deteriorated signal subjected to offset correction for shifting the reference signal shown in FIG. 5 to the lean side (voltage side).

1 センサシミュレータ
2 基準センサ
11 CPU
12 EEPROM
13 RAM
60 入力部
121 設定値記憶エリア
132 変数記憶エリア
Vin 基準信号
Vout 劣化信号
Offset オフセット値
1 Sensor simulator 2 Reference sensor 11 CPU
12 EEPROM
13 RAM
60 Input section 121 Set value storage area 132 Variable storage area Vin Reference signal Vout Deterioration signal Offset Offset value

Claims (3)

内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じて変化すると共に理論空燃比を境にして出力値が急変するセンサ出力信号を出力する酸素センサが劣化したときに、当該酸素センサが出力するセンサ出力信号を劣化信号として疑似的に生成する劣化信号生成装置であって、
基準となる前記酸素センサである基準酸素センサであって、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化するセンサ出力信号を基準信号として出力する基準酸素センサに接続されると共に、前記基準信号を取得する基準信号取得手段と、
前記基準信号の示す値を上下に変更するためのオフセット値を設定するオフセット値設定手段と、
前記基準信号に前記オフセット値を重畳し、前記劣化信号を生成する劣化信号生成手段と
を備えたことを特徴とする酸素センサの劣化信号生成装置。
Sensor output signal output by the oxygen sensor when the oxygen sensor that outputs a sensor output signal that changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine and outputs a sudden change at the stoichiometric air-fuel ratio is deteriorated Is a degradation signal generation device that artificially generates a degradation signal as a degradation signal,
A reference oxygen sensor, which is the reference oxygen sensor, is connected to a reference oxygen sensor that outputs, as a reference signal, a sensor output signal that changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas, and acquires the reference signal A reference signal acquisition means;
An offset value setting means for setting an offset value for changing the value indicated by the reference signal up and down;
A deterioration signal generation device for an oxygen sensor, comprising: deterioration signal generation means for generating the deterioration signal by superimposing the offset value on the reference signal.
前記オフセット値設定手段は、前記オフセット値をリッチ側とリーン側とで個別に異なる値に設定可能としたことを特徴とする請求項1に記載の酸素センサの劣化信号生成装置。   The oxygen sensor deterioration signal generation device according to claim 1, wherein the offset value setting means can set the offset value to different values for the rich side and the lean side individually. 前記オフセット値設定手段および前記劣化信号生成手段は、マイクロコンピュータのCPUによって構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の酸素センサの劣化信号生成装置。   The oxygen sensor deterioration signal generation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the offset value setting means and the deterioration signal generation means are constituted by a CPU of a microcomputer.
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