JP6734019B2 - 下流側空燃比センサの異常診断装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る下流側空燃比センサの異常診断装置が用いられる内燃機関を概略的に示す図である。図1を参照すると1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダブロック2内で往復動するピストン、4はシリンダブロック2上に固定されたシリンダヘッド、5はピストン3とシリンダヘッド4との間に形成された燃焼室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポートをそれぞれ示す。吸気弁6は吸気ポート7を開閉し、排気弁8は排気ポート9を開閉する。
本実施形態では、空燃比センサ40、41としては、コップ型の限界電流式空燃比センサが用いられる。図2を用いて、空燃比センサ40、41の構造について簡単に説明する。図2は、空燃比センサの構造を概略的に示す図である。空燃比センサ40、41は、固体電解質層51と、その一方の側面上に配置された排気側電極52と、その他方の側面上に配置された大気側電極53と、通過する排気ガスの拡散律速を行う拡散律速層54と、基準ガス室55と、空燃比センサ40、41の加熱、特に固体電解質層51(素子)の加熱を行うヒータ部56とを具備する。
本実施形態では、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの目標空燃比が機関運転状態に基づいて設定され、上流側空燃比センサ40の出力空燃比が目標空燃比(例えば理論空燃比(14.6))に一致するように、燃焼室5に供給する燃料量がフィードバック制御される。なお、出力空燃比とは、空燃比センサの出力値に相当する空燃比を意味する。
ところで、空燃比センサ40、41には、多かれ少なかれ応答遅れが存在する。下流側空燃比センサ41の応答遅れが過度に増大すると、排気浄化触媒20から流出する排気空燃比の変化を迅速に検出することができないため、排気エミッションが悪化するおそれがある。そこで、本実施形態の内燃機関は下流側空燃比センサ41の異常診断装置を備える。本実施形態の異常診断装置は、下流側空燃比センサ41の出力空燃比が理論空燃比からリッチ側又はリーン側に変化するときの応答遅れの異常を診断する。また、本実施形態の異常診断装置は空燃比制御手段を備える。空燃比制御手段は、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの目標空燃比を設定すると共に、排気浄化触媒20に流入する排気ガスの空燃比が目標空燃比に一致するように燃焼室5に供給する燃料量を制御する。
図5は、下流側空燃比センサ41のリッチ側異常診断における目標空燃比AFT及び下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwnのタイムチャートである。図示したタイムチャートでは、下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwn(以下「下流側出力空燃比AFdwn」ともいう)が理論空燃比からリッチ側に変化するときの応答遅れの異常診断が実施される。
以下、図6のフローチャートを参照して、下流側空燃比センサ41のリッチ側異常診断について詳細に説明する。図6は、下流側空燃比センサ41のリッチ側異常診断処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンでは、下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwnが理論空燃比からリッチ側に変化するときの応答遅れの異常が診断される。
図7は、下流側空燃比センサ41のリーン側異常診断における目標空燃比AFT及び下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwnのタイムチャートである。図示したタイムチャートでは、下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwnが理論空燃比からリーン側に変化するときの応答遅れの異常診断が実施される。
以下、図8のフローチャートを参照して、下流側空燃比センサ41のリーン側異常診断について詳細に説明する。図8は、下流側空燃比センサ41のリーン側異常診断処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンでは、下流側空燃比センサ41の出力空燃比AFdwnが理論空燃比からリーン側に変化するときの応答遅れの異常が診断される。
5 燃焼室
6 吸気弁
7 吸気ポート
8 排気弁
9 排気ポート
11 燃料噴射弁
19 排気マニホルド
20 排気浄化触媒
31 ECU
40 上流側空燃比センサ
41 下流側空燃比センサ
Claims (1)
- 内燃機関の排気通路において排気浄化触媒の排気流れ方向下流側に配置された下流側空燃比センサの異常診断装置であって、
前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの目標空燃比を設定すると共に、前記排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が前記目標空燃比に一致するように燃焼室に供給する燃料量を制御する空燃比制御手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記下流側空燃比センサの異常診断を実施するために、該下流側空燃比センサによって検出された下流側出力空燃比が、理論空燃比よりもリッチ側及びリーン側のいずれか一方の側にあるときに、前記下流側出力空燃比が理論空燃比に向かって変化するように前記目標空燃比を理論空燃比に設定し、その後、前記下流側出力空燃比に基づいて前記下流側空燃比センサに到達した排気ガスの空燃比が理論空燃比であると判定されている間に前記目標空燃比を理論空燃比から理論空燃比よりも前記一方の側の空燃比に切り替え、
当該下流側空燃比センサの異常診断装置は、前記目標空燃比を理論空燃比から前記一方の側の空燃比に切り替えてから前記下流側出力空燃比が前記一方の側に向かって変化し始めるまでの時間が基準時間以上である場合に、前記下流側空燃比センサにむだ時間による異常が生じていると判定するように構成される、下流側空燃比センサの異常診断装置。
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