JPH04369471A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- JPH04369471A JPH04369471A JP3169456A JP16945691A JPH04369471A JP H04369471 A JPH04369471 A JP H04369471A JP 3169456 A JP3169456 A JP 3169456A JP 16945691 A JP16945691 A JP 16945691A JP H04369471 A JPH04369471 A JP H04369471A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/4175—Calibrating or checking the analyser
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は酸素濃度検出装置に関
し、より具体的には内燃機関の排気路に配設して排気ガ
ス中の酸素濃度を検出するものにおいて、検出装置の劣
化を容易に判定することができる様にしたものに関する
。
し、より具体的には内燃機関の排気路に配設して排気ガ
ス中の酸素濃度を検出するものにおいて、検出装置の劣
化を容易に判定することができる様にしたものに関する
。
【０００２】
【従来の技術】酸素イオン伝導性固体電解質材からなる
検出装置を用いて酸素濃度、例えば内燃機関の排気ガス
中に含まれる酸素濃度を測定する技術は従来から知られ
ており、その例としては特開昭６１─２７２４３８号、
特開昭６１─２７２４３９号、特開昭６１─２９４３５
８号、特開昭６２─３１４３号、特開昭６２─９６７５
４号、特開平１─２０６２５１号及び実開昭６４─３２
４４２号公報記載の技術等を挙げることができる。
検出装置を用いて酸素濃度、例えば内燃機関の排気ガス
中に含まれる酸素濃度を測定する技術は従来から知られ
ており、その例としては特開昭６１─２７２４３８号、
特開昭６１─２７２４３９号、特開昭６１─２９４３５
８号、特開昭６２─３１４３号、特開昭６２─９６７５
４号、特開平１─２０６２５１号及び実開昭６４─３２
４４２号公報記載の技術等を挙げることができる。
【０００３】この種の検出装置においては通例、２つの
酸素イオン伝導性固体電解質材を対向配置し、その各々
に電極対を設けてポンプ素子と電池素子とを形成して酸
素濃度を検出している。即ち、ポンプ素子と電池素子と
の間を閉塞して気体拡散室を形成し、壁面を穿孔して排
気ガスを導入すると共に、電池素子の他方の面側に大気
を導入し、電池素子の電極間の発生起電力を検出して基
準電圧と比較している。そして、その差分に応じた電圧
をポンプ素子電極に印加して外側電極から拡散室側電極
に向けて或いはその逆方向にポンプ電流を供給して酸素
イオンを汲み出し／汲み込み、この様に電池素子起電力
と基準電圧との差を減少する方向にポンプ電流をフィー
ドバック制御し、そのポンプ電流値を電圧値に変換した
値から酸素濃度に比例した値を検出し、リッチ領域から
リーン領域にわたる広い範囲において空燃比を検出して
いる。
酸素イオン伝導性固体電解質材を対向配置し、その各々
に電極対を設けてポンプ素子と電池素子とを形成して酸
素濃度を検出している。即ち、ポンプ素子と電池素子と
の間を閉塞して気体拡散室を形成し、壁面を穿孔して排
気ガスを導入すると共に、電池素子の他方の面側に大気
を導入し、電池素子の電極間の発生起電力を検出して基
準電圧と比較している。そして、その差分に応じた電圧
をポンプ素子電極に印加して外側電極から拡散室側電極
に向けて或いはその逆方向にポンプ電流を供給して酸素
イオンを汲み出し／汲み込み、この様に電池素子起電力
と基準電圧との差を減少する方向にポンプ電流をフィー
ドバック制御し、そのポンプ電流値を電圧値に変換した
値から酸素濃度に比例した値を検出し、リッチ領域から
リーン領域にわたる広い範囲において空燃比を検出して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この様な酸
素濃度検出装置を用いて内燃機関の空燃比を検出しよう
とするときには、上記した様に気体拡散室に気体拡散制
御手段として排気ガス導入孔を穿設することになるが、
排気ガス中には金属酸化物の微粉末等が含まれているこ
とから、経時的にそれが付着して導入孔を閉塞させるこ
とになる。この様に導入孔が目詰まりすると、閉塞度に
応じて検出値は実際の値とは異なったものとなって検出
精度が低下し、内燃機関の空燃比等を制御するときも的
確に制御することができない。
素濃度検出装置を用いて内燃機関の空燃比を検出しよう
とするときには、上記した様に気体拡散室に気体拡散制
御手段として排気ガス導入孔を穿設することになるが、
排気ガス中には金属酸化物の微粉末等が含まれているこ
とから、経時的にそれが付着して導入孔を閉塞させるこ
とになる。この様に導入孔が目詰まりすると、閉塞度に
応じて検出値は実際の値とは異なったものとなって検出
精度が低下し、内燃機関の空燃比等を制御するときも的
確に制御することができない。
【０００５】従って、本発明の目的は上記した欠点を解
消し、酸素濃度検出装置の排気ガス導入孔の目詰まりに
よる経時的な劣化を容易にかつ正確に検出して誤検出を
防止し、それによって例えば内燃機関の空燃比を制御す
るときも目標空燃比に精度良く収束することを可能とす
る酸素濃度検出装置を提供することにある。
消し、酸素濃度検出装置の排気ガス導入孔の目詰まりに
よる経時的な劣化を容易にかつ正確に検出して誤検出を
防止し、それによって例えば内燃機関の空燃比を制御す
るときも目標空燃比に精度良く収束することを可能とす
る酸素濃度検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに本発明は例えば請求項１項に示す様に、酸素イオン
伝導性固体電解質壁部を有しかつ気体拡散制御手段を介
して外部に連通する気体拡散室を形成する基体と、固体
電解質を挟んで対向するように設けられた２つの電極対
と、前記２つの電極対の一方の電極対間の電圧と基準電
圧との差電圧に応じた電圧を他方の電極対間に印加する
電圧印加手段とを含み、前記他方の電極対間に流れる電
流を基に酸素濃度検出値を出力する酸素濃度検出装置に
おいて、前記酸素濃度検出値の変動量を検出する変動量
検出手段と、該変動量を所定の劣化判別値と比較する比
較手段と、該比較手段の出力により酸素濃度検出装置の
劣化を判定する劣化判定手段とを有する如く構成した。
めに本発明は例えば請求項１項に示す様に、酸素イオン
伝導性固体電解質壁部を有しかつ気体拡散制御手段を介
して外部に連通する気体拡散室を形成する基体と、固体
電解質を挟んで対向するように設けられた２つの電極対
と、前記２つの電極対の一方の電極対間の電圧と基準電
圧との差電圧に応じた電圧を他方の電極対間に印加する
電圧印加手段とを含み、前記他方の電極対間に流れる電
流を基に酸素濃度検出値を出力する酸素濃度検出装置に
おいて、前記酸素濃度検出値の変動量を検出する変動量
検出手段と、該変動量を所定の劣化判別値と比較する比
較手段と、該比較手段の出力により酸素濃度検出装置の
劣化を判定する劣化判定手段とを有する如く構成した。
【０００７】
【作用】これについて図１４を参照して説明する。同図
は１ＴＤＣ間におけるポンプ電流値から算出した空燃比
の検出値（ＶＡＦで示す） の変動を測定したデータで
あるが、図示の如く排気脈動の影響を受けて検出値は、
最大値ＶＡＦｍａｘと最小値ＶＡＦｍｉｎの間で変動す
る。そしてこの変動幅は、導入孔の目詰まりが進むほど
増加する。即ち、図１４は目詰まり度１５％のときにお
ける測定データであるが、図１５に示す目詰まり度３０
％の測定データと比べると、図１５では変動幅、即ち最
大値と最小値との間の偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡは明らかに
増加している。尚、ここで目詰まり度は、導入孔の実際
の開孔面積／所期の開孔面積で示す。
は１ＴＤＣ間におけるポンプ電流値から算出した空燃比
の検出値（ＶＡＦで示す） の変動を測定したデータで
あるが、図示の如く排気脈動の影響を受けて検出値は、
最大値ＶＡＦｍａｘと最小値ＶＡＦｍｉｎの間で変動す
る。そしてこの変動幅は、導入孔の目詰まりが進むほど
増加する。即ち、図１４は目詰まり度１５％のときにお
ける測定データであるが、図１５に示す目詰まり度３０
％の測定データと比べると、図１５では変動幅、即ち最
大値と最小値との間の偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡは明らかに
増加している。尚、ここで目詰まり度は、導入孔の実際
の開孔面積／所期の開孔面積で示す。
【０００８】以上から換言すれば偏差を求めることによ
って目詰まり度が類推可能であることになる。そこで実
験を通じて許容目詰まり度に相応する検出変動幅たる劣
化判別値を求め、それと実際の変動幅とを対比すること
によって装置劣化を容易にかつ正確に検出できる様にし
た。
って目詰まり度が類推可能であることになる。そこで実
験を通じて許容目詰まり度に相応する検出変動幅たる劣
化判別値を求め、それと実際の変動幅とを対比すること
によって装置劣化を容易にかつ正確に検出できる様にし
た。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面に即して本発明の実施例を説
明する。図１乃至図５は、本発明に係る酸素濃度検出装
置を内燃機関の空燃比検出制御装置として構成した場合
を示す説明図である。
明する。図１乃至図５は、本発明に係る酸素濃度検出装
置を内燃機関の空燃比検出制御装置として構成した場合
を示す説明図である。
【００１０】図１において符号１０は酸素濃度センサを
示し、該センサは内燃機関１２の排気管１４に三元触媒
コンバータ１６より上流側の位置で配設され、制御ユニ
ット１８と接続される。
示し、該センサは内燃機関１２の排気管１４に三元触媒
コンバータ１６より上流側の位置で配設され、制御ユニ
ット１８と接続される。
【００１１】図２はその酸素濃度センサ１０の要部拡大
斜視図である（理解の便宜のため保護ケース等の図示は
省略した）。該センサは図示の様に、酸素イオン伝導性
固体電解質材２０からなる基体を備え、図の左方におい
て壁面は囲繞されてそこに気体拡散制御域としての気体
拡散室２２が形成される。気体拡散室２２には排気管１
４に連通する様に、前記した気体拡散制御手段たる導入
孔２４が穿設され、そこを通って排気ガスが室内に導入
される。また同図右方には、気体拡散室２２と壁を隔て
て大気を導入する大気基準室２６が形成される。気体拡
散室２２と大気基準室２６との間の壁部及びそれと反対
側の壁部には電極対３０ｂ，３０ａ，２８ａ，２８ｂが
それぞれ形成される。ここで、固体電解質材２０と電極
対２８ａ，２８ｂとがポンプ素子３２として、固体電解
質材２０と電極対３０ａ，３０ｂとが電池素子３４とし
て機能する。
斜視図である（理解の便宜のため保護ケース等の図示は
省略した）。該センサは図示の様に、酸素イオン伝導性
固体電解質材２０からなる基体を備え、図の左方におい
て壁面は囲繞されてそこに気体拡散制御域としての気体
拡散室２２が形成される。気体拡散室２２には排気管１
４に連通する様に、前記した気体拡散制御手段たる導入
孔２４が穿設され、そこを通って排気ガスが室内に導入
される。また同図右方には、気体拡散室２２と壁を隔て
て大気を導入する大気基準室２６が形成される。気体拡
散室２２と大気基準室２６との間の壁部及びそれと反対
側の壁部には電極対３０ｂ，３０ａ，２８ａ，２８ｂが
それぞれ形成される。ここで、固体電解質材２０と電極
対２８ａ，２８ｂとがポンプ素子３２として、固体電解
質材２０と電極対３０ａ，３０ｂとが電池素子３４とし
て機能する。
【００１２】図３は、上記電極対群に接続される検出回
路４０を示しており、図示の如く、電池素子電極３０ａ
，３０ｂ間に発生する起電力Ｖｓを検出して増幅する反
転増幅回路４２，その出力を受けて基準電圧Ｖｓｒｅｆ
と比較して図４に示す様な制御電圧を出力する比例積分
回路４４、及びその出力を受けて電流値に変換する電圧
／電流変換回路４６からなる。ここで検出値ＶＡＦは抵
抗Ｒｄｅｔの両端電圧から求められる。尚、気体拡散室
２２側の電極２８ｂ，３０ｂには所定電圧Ｖｃｅｎｔが
印加される。
路４０を示しており、図示の如く、電池素子電極３０ａ
，３０ｂ間に発生する起電力Ｖｓを検出して増幅する反
転増幅回路４２，その出力を受けて基準電圧Ｖｓｒｅｆ
と比較して図４に示す様な制御電圧を出力する比例積分
回路４４、及びその出力を受けて電流値に変換する電圧
／電流変換回路４６からなる。ここで検出値ＶＡＦは抵
抗Ｒｄｅｔの両端電圧から求められる。尚、気体拡散室
２２側の電極２８ｂ，３０ｂには所定電圧Ｖｃｅｎｔが
印加される。
【００１３】ここで検出動作を簡単に説明すると、気体
拡散室２２内の酸素濃度が所定の酸素濃度より低いとき
はポンプ電流Ｉｐを矢印（リーン）で示す如く流して酸
素イオンを逆方向に移動させて拡散室から汲み出し、所
定の酸素濃度より高いときはポンプ電流を逆方向（リッ
チ）に流して酸素イオンを室内に汲み込み、この様にポ
ンプ電流を介して酸素濃度を所定濃度にフィードバック
制御し、基準電圧Ｖｓｒｅｆを適宜に設定して検出抵抗
Ｒｄｅｔを通じてポンプ電流値の変化を電圧値の変化と
して検出し、適宜な線型化処理を行ってリーンからリッ
チ領域にわたる広い範囲において排気ガス中の酸素濃度
に比例した値を検出する。
拡散室２２内の酸素濃度が所定の酸素濃度より低いとき
はポンプ電流Ｉｐを矢印（リーン）で示す如く流して酸
素イオンを逆方向に移動させて拡散室から汲み出し、所
定の酸素濃度より高いときはポンプ電流を逆方向（リッ
チ）に流して酸素イオンを室内に汲み込み、この様にポ
ンプ電流を介して酸素濃度を所定濃度にフィードバック
制御し、基準電圧Ｖｓｒｅｆを適宜に設定して検出抵抗
Ｒｄｅｔを通じてポンプ電流値の変化を電圧値の変化と
して検出し、適宜な線型化処理を行ってリーンからリッ
チ領域にわたる広い範囲において排気ガス中の酸素濃度
に比例した値を検出する。
【００１４】尚、図１に示す装置においては更に、機関
の吸気管５０の絞り弁５２の開度を検出する絞り弁開度
センサ５４、機関吸気圧力を絶対圧力で検出する絶対圧
センサ５６，機関ピストン（図示せず）のクランク角位
置を検出するクランク角センサ５８が設けられ、検出信
号を制御ユニット１８に送出する。
の吸気管５０の絞り弁５２の開度を検出する絞り弁開度
センサ５４、機関吸気圧力を絶対圧力で検出する絶対圧
センサ５６，機関ピストン（図示せず）のクランク角位
置を検出するクランク角センサ５８が設けられ、検出信
号を制御ユニット１８に送出する。
【００１５】図５は制御ユニット１８の詳細を示すブロ
ック図である。酸素濃度検出回路４０の出力はＡ／Ｄ変
換回路６０を介してＣＰＵ６２，ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６
６からなるマイクロ・コンピュータ内に取り込まれ、Ｒ
ＡＭ６６に格納される。同様に、絞り弁開度センサ５４
等のアナログ出力はレベル変換回路６８、マルチプレク
サ７０及び第２のＡ／Ｄ変換回路７２を介して、またク
ランク角センサ５８のデジタル出力は波形整形回路７４
とカウンタ７６を介してマイクロ・コンピュータ内に入
力される。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ６２
はＲＯＭ６４に格納された命令に従って検出値から空燃
比制御値を演算し、駆動回路７８，８０を介してインジ
ェクタ８２、２次空気制御用の電磁弁８４を駆動すると
共に、後述の如く劣化判定を行って劣化が検出されたと
きは第３の駆動回路８６を介してＬＥＤ素子等からなる
警告灯８８（図１で図示省略）を点灯する。
ック図である。酸素濃度検出回路４０の出力はＡ／Ｄ変
換回路６０を介してＣＰＵ６２，ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６
６からなるマイクロ・コンピュータ内に取り込まれ、Ｒ
ＡＭ６６に格納される。同様に、絞り弁開度センサ５４
等のアナログ出力はレベル変換回路６８、マルチプレク
サ７０及び第２のＡ／Ｄ変換回路７２を介して、またク
ランク角センサ５８のデジタル出力は波形整形回路７４
とカウンタ７６を介してマイクロ・コンピュータ内に入
力される。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ６２
はＲＯＭ６４に格納された命令に従って検出値から空燃
比制御値を演算し、駆動回路７８，８０を介してインジ
ェクタ８２、２次空気制御用の電磁弁８４を駆動すると
共に、後述の如く劣化判定を行って劣化が検出されたと
きは第３の駆動回路８６を介してＬＥＤ素子等からなる
警告灯８８（図１で図示省略）を点灯する。
【００１６】続いて、図６フロー・チャートを参照して
本装置の動作を説明する。尚、本プログラムは前記した
マイクロ・コンピュータにおいて、２ｍｓ毎にタイマ起
動される。
本装置の動作を説明する。尚、本プログラムは前記した
マイクロ・コンピュータにおいて、２ｍｓ毎にタイマ起
動される。
【００１７】先ず、Ｓ１０でポンプ電流の電圧変換値Ｖ
ＡＦを読み込む。続いてＳ１２においてカウンタＮの値
が１であるか否か判断する。これについて図１４を再び
参照して説明すると、前記した如く検出値は１ＴＤＣ間
で変動すると共に目詰まりの進行度に応じて図１５に示
す様に変動率が増加する。本発明はその変動幅からセン
サの劣化を判定するものであるので、本プログラムを何
回か起動して先ず検出値の最大値ＶＡＦｍａｘと最小値
ＶＡＦｍｉｎデータを集める。カウンタＮはその起動回
数をカウントするためのものであり、実施例の場合には
後に述べる如く６回としたが、これは最小限必要なデー
タを集めるのに十分な値であれば、幾つであっても良い
。尚、図１４に示す目詰まり度１５％の測定データは機
関回転数１８７０ｒｐｍ、吸気負圧７０ｍｍＨｇ時の測
定データであり、そのときのＡ／Ｆ（目詰まりによる補
正なし）は２２７であった。また図１５に示す目詰まり
度３０％の測定データも同一回転数、同一負荷時の値で
あるが、このときのＡ／Ｆ（目詰まりによる補正なし）
は２５０を超えた。
ＡＦを読み込む。続いてＳ１２においてカウンタＮの値
が１であるか否か判断する。これについて図１４を再び
参照して説明すると、前記した如く検出値は１ＴＤＣ間
で変動すると共に目詰まりの進行度に応じて図１５に示
す様に変動率が増加する。本発明はその変動幅からセン
サの劣化を判定するものであるので、本プログラムを何
回か起動して先ず検出値の最大値ＶＡＦｍａｘと最小値
ＶＡＦｍｉｎデータを集める。カウンタＮはその起動回
数をカウントするためのものであり、実施例の場合には
後に述べる如く６回としたが、これは最小限必要なデー
タを集めるのに十分な値であれば、幾つであっても良い
。尚、図１４に示す目詰まり度１５％の測定データは機
関回転数１８７０ｒｐｍ、吸気負圧７０ｍｍＨｇ時の測
定データであり、そのときのＡ／Ｆ（目詰まりによる補
正なし）は２２７であった。また図１５に示す目詰まり
度３０％の測定データも同一回転数、同一負荷時の値で
あるが、このときのＡ／Ｆ（目詰まりによる補正なし）
は２５０を超えた。
【００１８】再び図６に戻ると、最初にプログラムが起
動されたときはＳ１２の判断は当然肯定されてＳ１４，
Ｓ１６に進んで検出値を最大値と最小値にとりあえず置
き換え、Ｓ１８を経由してＳ２０に至り、そこでカウン
タ値をインクリメントしてプログラムを一旦終了する。 そして２回目以降のプログラム起動においてＳ２２〜Ｓ
２８で検出した中で最も大きい値をＶＡＦｍａｘ、最も
小さい値をＶＡＦｍｉｎに順次置き換える。
動されたときはＳ１２の判断は当然肯定されてＳ１４，
Ｓ１６に進んで検出値を最大値と最小値にとりあえず置
き換え、Ｓ１８を経由してＳ２０に至り、そこでカウン
タ値をインクリメントしてプログラムを一旦終了する。 そして２回目以降のプログラム起動においてＳ２２〜Ｓ
２８で検出した中で最も大きい値をＶＡＦｍａｘ、最も
小さい値をＶＡＦｍｉｎに順次置き換える。
【００１９】起動回数が６回に達するとＳ１８の判断は
肯定され、Ｓ３０に進んで劣化判別値ＲＥＫＫＡテーブ
ルを検索する。図７はその特性を示す説明図であり、図
示の如く機関回転数ＮＥに対して設定される。前記した
如く、検出値は排気脈動の影響を受けて変動すると共に
、酸素濃度センサ１０の排気ガス導入孔２４の目詰まり
によっても影響を受ける。これは導入孔２４の閉塞度が
進むにつれて拡散抵抗が大きくなり、その結果気体拡散
室２２内外間の酸素の汲み出し、汲み込みが遅れてポン
プ電流が変動することに起因すると思われる。このポン
プ電流値が検出値に相当することから、その変動が増加
することは結果的に排気脈動の影響が更に増加するもの
と思われる。尚、排気脈動自体は機関回転数に依存する
特性を持ち、所定の回転域で排気脈動がピークに達する
ことから、劣化判別値は図７に示す様に機関回転数に対
して設定した。尚、この判別値自体が導入孔目詰まりを
推定する根拠となることから、種々実験を通じて許容目
詰まり度に相応する変動幅を示す様に設定する。
肯定され、Ｓ３０に進んで劣化判別値ＲＥＫＫＡテーブ
ルを検索する。図７はその特性を示す説明図であり、図
示の如く機関回転数ＮＥに対して設定される。前記した
如く、検出値は排気脈動の影響を受けて変動すると共に
、酸素濃度センサ１０の排気ガス導入孔２４の目詰まり
によっても影響を受ける。これは導入孔２４の閉塞度が
進むにつれて拡散抵抗が大きくなり、その結果気体拡散
室２２内外間の酸素の汲み出し、汲み込みが遅れてポン
プ電流が変動することに起因すると思われる。このポン
プ電流値が検出値に相当することから、その変動が増加
することは結果的に排気脈動の影響が更に増加するもの
と思われる。尚、排気脈動自体は機関回転数に依存する
特性を持ち、所定の回転域で排気脈動がピークに達する
ことから、劣化判別値は図７に示す様に機関回転数に対
して設定した。尚、この判別値自体が導入孔目詰まりを
推定する根拠となることから、種々実験を通じて許容目
詰まり度に相応する変動幅を示す様に設定する。
【００２０】続いてＳ３２に進んで最大値と最小値との
間の偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡを算出し、Ｓ３４に進んで劣
化判別値と比較し、それを超えるときはＳ３６でカウン
タＣＲＥＫＫＡの値をインクリメントすると共に、それ
以下であるときはＳ３８でデクリメントする。この様に
単に超えた回数のみを加算せず、加減算することによっ
て結果的に偏差が劣化判別値を超えた頻度を得ることが
できる。
間の偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡを算出し、Ｓ３４に進んで劣
化判別値と比較し、それを超えるときはＳ３６でカウン
タＣＲＥＫＫＡの値をインクリメントすると共に、それ
以下であるときはＳ３８でデクリメントする。この様に
単に超えた回数のみを加算せず、加減算することによっ
て結果的に偏差が劣化判別値を超えた頻度を得ることが
できる。
【００２１】続いてＳ４０に至り、そこでカウンタ値を
適宜設定する劣化回数判別値ＲＥＫＫＡＬＭＴと比較し
、カウンタ値が判別値以下であればＳ４２に進んで、プ
ログラム起動回数カウンタ値を１にリセットし、次回以
降のプログラム起動で再びデータを集めて劣化判定を行
うと共に、カウンタ値が判別値を超えると判断されたと
きはＳ４４に進んで劣化判定フラグＦ．ＲＥＫＫＡのビ
ットを１にセットする。これによってマイクロ・コンピ
ュータにおいてＣＰＵ６２は警告灯を表示することは前
述した通りである。それによって例えば使用者が酸素濃
度センサ１０を修理することが可能となる。
適宜設定する劣化回数判別値ＲＥＫＫＡＬＭＴと比較し
、カウンタ値が判別値以下であればＳ４２に進んで、プ
ログラム起動回数カウンタ値を１にリセットし、次回以
降のプログラム起動で再びデータを集めて劣化判定を行
うと共に、カウンタ値が判別値を超えると判断されたと
きはＳ４４に進んで劣化判定フラグＦ．ＲＥＫＫＡのビ
ットを１にセットする。これによってマイクロ・コンピ
ュータにおいてＣＰＵ６２は警告灯を表示することは前
述した通りである。それによって例えば使用者が酸素濃
度センサ１０を修理することが可能となる。
【００２２】本実施例は上記の如く構成したので、単に
酸素濃度センサの検出値の変動幅を求めて判別値と比較
することで、センサの排ガス導入孔による目詰まりを容
易にかつ正確に検出することができる。また判別値を機
関回転数に応じて設定したことから、機関回転数によっ
て相違する排気脈動の影響を相殺して低回転域から高回
転域までの広域にわたってセンサの劣化を正確に検出す
ることができる。
酸素濃度センサの検出値の変動幅を求めて判別値と比較
することで、センサの排ガス導入孔による目詰まりを容
易にかつ正確に検出することができる。また判別値を機
関回転数に応じて設定したことから、機関回転数によっ
て相違する排気脈動の影響を相殺して低回転域から高回
転域までの広域にわたってセンサの劣化を正確に検出す
ることができる。
【００２３】図８は本発明の第２実施例を示しており、
第１実施例と相違する点のみに焦点をおいて説明すると
、Ｓ１８の後に前記した絶対圧センサ等の出力変化から
機関負荷状態を判断するステップ（Ｓ１００）を設け、
それに応じて劣化判別値を高負荷域と低負荷域とで別々
に設定した（Ｓ１０２，Ｓ１０４）。図９は高負荷域用
の、図１０は低負荷域用の判別値特性を示す説明図であ
る。尚、図８フロー・チャートの残余の部分は、図６フ
ロー・チャートと同様である。排気脈動による検出値の
変化率は高負荷域ほど大きくなるため、この実施例の場
合には図９に示す高負荷側の値を図１０に示す低負荷側
の値より大きくすることによってそれを相殺し、低負荷
域から高負荷域にわたって一層的確にセンサの劣化を検
出することができる。
第１実施例と相違する点のみに焦点をおいて説明すると
、Ｓ１８の後に前記した絶対圧センサ等の出力変化から
機関負荷状態を判断するステップ（Ｓ１００）を設け、
それに応じて劣化判別値を高負荷域と低負荷域とで別々
に設定した（Ｓ１０２，Ｓ１０４）。図９は高負荷域用
の、図１０は低負荷域用の判別値特性を示す説明図であ
る。尚、図８フロー・チャートの残余の部分は、図６フ
ロー・チャートと同様である。排気脈動による検出値の
変化率は高負荷域ほど大きくなるため、この実施例の場
合には図９に示す高負荷側の値を図１０に示す低負荷側
の値より大きくすることによってそれを相殺し、低負荷
域から高負荷域にわたって一層的確にセンサの劣化を検
出することができる。
【００２４】図１１は本発明の第３実施例を示しており
、同様に相違点のみ説明すると、Ｓ２００で検出した空
燃比がリッチ領域にあるかリーン領域にあるかを判断し
、それに応じて劣化判別値を別々に設定した（Ｓ２０２
，Ｓ２０４）。図１２はリッチ領域の、図１３はリーン
領域の劣化判別値の特性を示す。排気脈動によるポンプ
電流の変化に対して検出値の変化率はリーン側よりリッ
チ側の方が大きいため、特性をリッチ側が大きくなる様
に設定することによって、リッチ領域にあると否とで異
なる検出特性に正確に相応してセンサの劣化を一層的確
に判定することができる。尚、この場合、検出空燃比に
代えて、目標空燃比を使用しても略同様の結果を得るこ
とができる。
、同様に相違点のみ説明すると、Ｓ２００で検出した空
燃比がリッチ領域にあるかリーン領域にあるかを判断し
、それに応じて劣化判別値を別々に設定した（Ｓ２０２
，Ｓ２０４）。図１２はリッチ領域の、図１３はリーン
領域の劣化判別値の特性を示す。排気脈動によるポンプ
電流の変化に対して検出値の変化率はリーン側よりリッ
チ側の方が大きいため、特性をリッチ側が大きくなる様
に設定することによって、リッチ領域にあると否とで異
なる検出特性に正確に相応してセンサの劣化を一層的確
に判定することができる。尚、この場合、検出空燃比に
代えて、目標空燃比を使用しても略同様の結果を得るこ
とができる。
【００２５】尚、上記の実施例において劣化検出後の警
告動作について説明したが、それとは別に、予め異なる
許容目詰まり限度（劣化判別値）を目詰まり進行度に応
じて複数種設定しておき、偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡに応じ
て補正なまし係数を変えて検出値を補正する様にしても
良い。また上記実施例において酸素濃度センサとして特
開昭６２─２７６４５３号公報に記載される様な内部基
準酸素源を設けたものを用いても良い。
告動作について説明したが、それとは別に、予め異なる
許容目詰まり限度（劣化判別値）を目詰まり進行度に応
じて複数種設定しておき、偏差ＶＡＦＨＥＮＳＡに応じ
て補正なまし係数を変えて検出値を補正する様にしても
良い。また上記実施例において酸素濃度センサとして特
開昭６２─２７６４５３号公報に記載される様な内部基
準酸素源を設けたものを用いても良い。
【００２６】
【発明の効果】請求項１項に係る酸素濃度検出装置は、
酸素濃度検出値の変動量を検出する変動量検出手段と、
該変動量を所定の劣化判別値と比較する比較手段と、該
比較手段の出力により酸素濃度検出装置の劣化を判定す
る劣化判定手段とを有する如く構成したので、劣化の進
行度合いを検出値の変動幅から判定することとなって、
装置の劣化を容易にかつ正確に検出することができる。
酸素濃度検出値の変動量を検出する変動量検出手段と、
該変動量を所定の劣化判別値と比較する比較手段と、該
比較手段の出力により酸素濃度検出装置の劣化を判定す
る劣化判定手段とを有する如く構成したので、劣化の進
行度合いを検出値の変動幅から判定することとなって、
装置の劣化を容易にかつ正確に検出することができる。
【００２７】請求項２項は、前記酸素濃度検出装置を内
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を機関回転数に応じ
て変える如く構成したので、低回転域から高回転域まで
の広域にわたって装置劣化を容易にかつ正確に検出する
ことができる。
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を機関回転数に応じ
て変える如く構成したので、低回転域から高回転域まで
の広域にわたって装置劣化を容易にかつ正確に検出する
ことができる。
【００２８】請求項３項は、前記酸素濃度検出装置を内
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を機関負荷に応じて
変える如く構成したので、排気脈動が小さい低負荷域か
ら大きい高負荷域までの全域にわたって装置劣化を一層
的確に検出することができる。
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を機関負荷に応じて
変える如く構成したので、排気脈動が小さい低負荷域か
ら大きい高負荷域までの全域にわたって装置劣化を一層
的確に検出することができる。
【００２９】請求項４項は、前記酸素濃度検出装置を内
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を目標空燃比又は検
出空燃比に応じて変える如く構成したので、劣化判別値
を変えてポンプ電流変化に対する検出空燃比変化がリッ
チ領域とリーン領域とで異なる特性を改善することとな
って、装置劣化を一層的確に検出することができる。
燃機関の排気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出
するものにおいて、前記劣化判別値を目標空燃比又は検
出空燃比に応じて変える如く構成したので、劣化判別値
を変えてポンプ電流変化に対する検出空燃比変化がリッ
チ領域とリーン領域とで異なる特性を改善することとな
って、装置劣化を一層的確に検出することができる。
【図１】本発明に係る酸素濃度検出装置を内燃機関の空
燃比制御装置を例にとって全体的に示す説明図である。
燃比制御装置を例にとって全体的に示す説明図である。
【図２】図１中の酸素濃度センサの要部拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】図１中の酸素濃度センサの検出回路を示す回路
図である。
図である。
【図４】図３中の検出回路の比例積分回路の制御出力特
性を示す説明図である。
性を示す説明図である。
【図５】図１中の制御ユニットの詳細を示すブロック図
である。
である。
【図６】本発明に係る酸素濃度検出装置の動作を示すフ
ロー・チャートである。
ロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートで使用する劣化判別値の
特性を示す説明図である。
特性を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す要部フロー・チャー
トである。
トである。
【図９】図８フロー・チャートで使用する高負荷域用の
劣化判別値の特性を示す説明図である。
劣化判別値の特性を示す説明図である。
【図１０】図８フロー・チャートで使用する低負荷域用
の劣化判別値の特性を示す説明図である。
の劣化判別値の特性を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３実施例を示す要部フロー・チャ
ートである。
ートである。
【図１２】図１１フロー・チャートで使用するリッチ領
域用の劣化判別値の特性を示す説明図である。
域用の劣化判別値の特性を示す説明図である。
【図１３】図１１フロー・チャートで使用するリーン領
域用の劣化判別値の特性を示す説明図である。
域用の劣化判別値の特性を示す説明図である。
【図１４】排ガス導入孔の目詰まり度１５％時の検出値
の１ＴＤＣ間の変動を示す測定データである。
の１ＴＤＣ間の変動を示す測定データである。
【図１５】排ガス導入孔の目詰まり度３０％時の検出値
の１ＴＤＣ間の変動を示す測定データである。
の１ＴＤＣ間の変動を示す測定データである。
１０ 酸素濃度センサ
１２ 内燃機関
１４ 排気管
１８ 制御ユニット
２０ 酸素イオン伝導性固体電解質材２２ 気体拡
散室 ２４ 排気ガス導入孔（気体拡散制御手段）２６
大気基準室 ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ 電極３２ ポン
プ素子 ３４ 電池素子 ４０ 検出回路 ５４ 絞り弁開度センサ ５６ 絶対圧センサ ５８ クランク角センサ ６２ ＣＰＵ ６４ ＲＯＭ ６６ ＲＡＭ ７８，８０，８６ 駆動回路 ８２ インジェクタ ８４ 電磁弁 ８８ 警告灯
散室 ２４ 排気ガス導入孔（気体拡散制御手段）２６
大気基準室 ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ 電極３２ ポン
プ素子 ３４ 電池素子 ４０ 検出回路 ５４ 絞り弁開度センサ ５６ 絶対圧センサ ５８ クランク角センサ ６２ ＣＰＵ ６４ ＲＯＭ ６６ ＲＡＭ ７８，８０，８６ 駆動回路 ８２ インジェクタ ８４ 電磁弁 ８８ 警告灯
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素イオン伝導性固体電解質壁部を有
しかつ気体拡散制御手段を介して外部に連通する気体拡
散室を形成する基体と、固体電解質を挟んで対向するよ
うに設けられた２つの電極対と、前記２つの電極対の一
方の電極対間の電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧
を他方の電極対間に印加する電圧印加手段とを含み、前
記他方の電極対間に流れる電流を基に酸素濃度検出値を
出力する酸素濃度検出装置において、前記酸素濃度検出
値の変動量を検出する変動量検出手段と、該変動量を所
定の劣化判別値と比較する比較手段と、該比較手段の出
力により酸素濃度検出装置の劣化を判定する劣化判定手
段とを有することを特徴とする酸素濃度検出装置。 - 【請求項２】 前記酸素濃度検出装置を内燃機関の排
気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出するものに
おいて、前記劣化判別値を機関回転数に応じて変えるこ
とを特徴とする請求項１項記載の酸素濃度検出装置。 - 【請求項３】 前記酸素濃度検出装置を内燃機関の排
気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出するものに
おいて、前記劣化判別値を機関負荷に応じて変えること
を特徴とする請求項１項記載の酸素濃度検出装置。 - 【請求項４】 前記酸素濃度検出装置を内燃機関の排
気路に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出するものに
おいて、前記劣化判別値を目標空燃比又は検出空燃比に
応じて変えることを特徴とする請求項１項記載の酸素濃
度検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169456A JP3065127B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 酸素濃度検出装置 |
| US08/152,090 US5391282A (en) | 1991-06-14 | 1993-11-15 | System for determining deterioration of oxygen concentration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169456A JP3065127B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369471A true JPH04369471A (ja) | 1992-12-22 |
| JP3065127B2 JP3065127B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=15886928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3169456A Expired - Fee Related JP3065127B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5391282A (ja) |
| JP (1) | JP3065127B2 (ja) |
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| US6112517A (en) * | 1997-09-16 | 2000-09-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Plant control system |
| US6188953B1 (en) | 1998-05-13 | 2001-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Plant control system |
| EP1091109A2 (en) | 1999-10-08 | 2001-04-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for multicylinder internal ombustion engine |
| US6230486B1 (en) | 1998-12-17 | 2001-05-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Plant control system |
| EP1099844A2 (en) | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for internal combustion engine |
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| US6266605B1 (en) | 1998-12-17 | 2001-07-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki | Plant control system |
| US6292739B1 (en) | 1998-12-17 | 2001-09-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control system for internal combustion engine |
| US6351943B1 (en) | 2000-02-02 | 2002-03-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for exhaust gas from internal combustion engine |
| US6427438B1 (en) | 1999-11-12 | 2002-08-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of evaluating deteriorated state of catalytic converter for purifying exhaust gas |
| US6684150B2 (en) | 2001-02-01 | 2004-01-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for and method of controlling plant |
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| US7490596B2 (en) | 2002-07-22 | 2009-02-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Device and method of controlling exhaust gas sensor temperature, and recording medium for exhaust gas sensor temperature control program |
| US8075759B2 (en) | 2005-06-22 | 2011-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Procedure for the determination of the Lambda values with a broadband Lambda probe |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600056A (en) * | 1994-06-20 | 1997-02-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air/fuel ratio detection system for multicylinder internal combustion engine |
| JP3657776B2 (ja) * | 1998-06-03 | 2005-06-08 | 株式会社ケーヒン | 酸素濃度センサ異常判別装置 |
| US6360583B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-03-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Oxygen sensor monitoring |
| US6293093B1 (en) | 2000-08-02 | 2001-09-25 | Ford Global Technologies, Inc | Method and system for directly monitoring the efficiency of a conditioning catalyst having negligible oxygen storage capacity |
| JP4503222B2 (ja) * | 2002-08-08 | 2010-07-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP5648001B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2015-01-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ処理装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60128350A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検知方法および装置 |
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