JPH05232054A - 酸素センサの老化状態を監視する方法及び装置 - Google Patents

酸素センサの老化状態を監視する方法及び装置

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JPH05232054A
JPH05232054A JP4302770A JP30277092A JPH05232054A JP H05232054 A JPH05232054 A JP H05232054A JP 4302770 A JP4302770 A JP 4302770A JP 30277092 A JP30277092 A JP 30277092A JP H05232054 A JPH05232054 A JP H05232054A
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Ernst Wild
ヴィルト エルンスト
Helmut Denz
デンツ ヘルムート
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1495Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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    • G01N27/417Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4175Calibrating or checking the analyser

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒の後方に配置されたセンサの信号を用い
ずに、触媒の前方に配置された酸素センサの老化状態を
監視する。 【構成】 触媒10の前方に配置され、内燃機関のラム
ダ制御器12に実際電圧U_ISTを供給する酸素セン
サ11の老化状態が監視される。実際電圧の目標電圧U
_SOLLからの偏差U_IST−U_SOLLの絶対
値の時間平均値(|U_IST−U_SOLL|)’が
計算され、その平均値がしきい値以下になった場合にセ
ンサが著しく老化していると判定される。S/N比を高
めるために、上述の平均値と、制御器の出力信号の目標
値からの偏差の絶対値の平均値(|FR_IST−FR
_SOLL|)’の商が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のラムダ制御
器(閉ループ制御器)に実際電圧U_ISTを出力す
る、触媒の前に配置された酸素センサの老化状態を監視
する方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】酸素センサの老化が進むにつれて、酸素
センサはそれを通過する排ガスの酸素含有量の変化に反
応するのが遅くなって行く。それによってセンサ信号に
より実行される2位置動作の閉ループ制御の周期期間が
増大する。制御振動の間制御器出力信号は積分プロセス
によって発生されるので、振動周期が長くなると制御振
動の振幅も増大する。測定された周期期間がしきい値を
越えた場合には、センサは許容できないほど著しく老化
したと判定される。
【0003】ラムダ閉ループ制御に対して触媒の前と後
ろにそれぞれセンサが使用される場合には、前方のセン
サより常に老化作用が少ない後方のセンサの信号を用い
て前方のセンサの老化によりもたらされる信号変化が補
償される。補正量がしきい値を越えた場合には、それは
前方のセンサが許容できないほど著しく老化しているこ
とを示している。老化の遅い後方のセンサの信号を使用
する上述の構成による装置は、最初に述べた制御器の周
期期間を監視する装置よりも正確に作動する。しかし後
方の第2のセンサが必然的に必要であるという欠点を有
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、触媒の後方に配置されたセンサの信号を用いずに、
触媒の前方に配置された酸素センサの老化状態を監視す
る方法と装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、監視が実
際電圧U_ISTの目標電圧U_SOLLに対する偏差
U_IST−U_SOLLの絶対値の時間平均値(|U
_IST−U_SOLL|)’に基づいて行われること
を特徴とする。
【0006】
【作用】最も簡単な実施例においては、監視は上述の平
均値をしきい値と直接比較することによって行われる。
このしきい値を下回った場合には、センサは許容できな
いほど著しく老化していると判定される。この方法は、
センサは老化が進むにつれて電圧の振幅が段々小さくな
るという認識に基づいている。改良された実施例におい
ては、本発明方法は周期期間を監視する公知の方法と組
み合わされる。すなわち上述の平均値とラムダ制御器の
出力信号の目標値からの偏差の絶対値の平均値との商が
形成され、この商がしきい値と比較される。この商がし
きい値より小さくなった場合には、センサは許容できな
いほど著しく老化していると見なされる。この方法によ
れば特に良好なS/N比が得られる。というのは商は上
述の電圧平均値が小さくなる場合にも小さくなり、周期
期間が増大することによって分母に来る制御器信号の平
均値が増大する場合にも小さくなるからである。
【0007】平均値の形成は好ましくは、通常のソフト
ウエア積分によって、ローパスフィルタリングによっ
て、あるいは所定の期間内に実際値と目標値との偏差が
何回所定の数値範囲へ入ったかを計数することによって
行われる。後者の場合、所定の期間は時間単位で固定的
に設定することもでき、あるいは所定数の振動によって
定めることも可能である。信号が所定の定まった時間間
隔でサンプリングされる場合に、平均値形成期間が複数
の制御振動により定められる場合にはさらにサンプリン
グ数も計数しなければならない。その場合には所定の数
値範囲のサンプリング値の数のサンプリング全体数に対
する比が求める平均値の尺度となる。
【0008】非定常状態の場合には、ラムダ制御される
内燃機関が定常運転にある場合よりも上述の実際値はよ
り長くかつより顕著にそれぞれ関連する目標値からずれ
る。その場合には上述の平均値が増加し、それによって
電圧平均値の場合にはセンサは実際の状態より良好であ
ると誤判断され、一方、制御器の出力信号の平均値であ
る場合には実際より悪い状態が示される。この作用を防
止するために、内燃機関の非定常状態の間は平均値形成
が停止される。
【0009】本発明装置は、センサの実際電圧U_IS
Tの目標電圧U_SOLLからの偏差U_IST−U_
SOLLの絶対値の時間平均値(|U_IST−U_S
OLL|)’を計算する計算装置と、上記の時間平均値
に基づいてセンサの老化状態を判定する判定装置とを有
する。
【0010】好ましくは本装置は、ラムダ制御される内
燃機関が非定常状態にある間計算装置の機能を停止する
積分停止装置を有する。この装置によって上述の考えら
れる欠陥誤判定が回避される。
【0011】
【実施例】図1には、特に触媒10と、触媒へ通じる排
ガス通路内に配置された酸素センサ11が示されてい
る。さらにラムダ(閉ループ)制御器12と監視装置1
3が設けられている。監視装置13には第1の計算装置
14.1、第2の計算装置14.2、積分停止装置15
及び判定装置16が設けられている。センサ11の実際
電圧U_ISTはラムダ制御器12と第1の計算装置1
4.1へ供給される。ラムダ制御器12の出力信号FR
は第2の計算装置14.2へ出力される。両計算装置の
出力信号は判定装置16へ供給され、判定装置はセンサ
11が許容できないほど顕著に老化しているか否かを示
す判定信号BSを出力する。
【0012】両計算装置14.1と14.2における計
算は、積分停止装置15が対応する信号を出力している
期間は停止される。いつ計算を停止すべきであるかを判
断することができるようにするために、積分停止装置1
5には、触媒10が接続される不図示の内燃機関への燃
料噴射時間に影響を与える不図示の制御装置から加速濃
厚化信号BAが供給される。
【0013】この加速濃厚化信号は、内燃機関がまさに
非定常的に運転されていることを示すものである。従っ
て非定常状態を示す他のエンジン制御信号を用いること
も可能である。加速濃厚化信号あるいは類似の信号が直
接使用される場合には、それぞれ直接計算装置14.1
と14.2へ供給することができる。しかし好ましくは
積分停止装置15を介在させる。積分停止装置は、内燃
機関が確実に定常運転になって初めて再び計算を行なう
ことができるようにするために、加速濃厚化信号が減衰
した後にもさらに短期間計算を停止させることができ
る。
【0014】両計算装置14.1と14.2にはそれぞ
れ目標値が入力される。目標値U_SOLLは好ましく
はほぼラムダ値1に関連した電圧に相当する。ネルンス
ト(Nernst)センサの場合にはこれは通常約450mV
である。第2の計算装置14.2へ供給される目標値F
R_SOLLは、ラムダ制御器12が噴射時間に乗算的
に作用する値FRを出力する場合に、好ましくは値
「1」である。それに対して加算的に作用する値である
場合には、目標値は好ましくは値「0」である。
【0015】符号13で示す監視装置を用いて実施され
る方法を、図2のフローチャートを用いて以下で説明す
る。
【0016】この処理の開始後にステップs1において
計算期間が開始される。その後ループに入って、ループ
内のステップs2においてまず積分停止装置15によっ
て、内燃機関が非定常運転されているかがチェックされ
る。そうである場合には、ステップs3で時間積分が停
止され、またステップs2へ戻る。ステップs2におい
て非定常状態がもはや存在しないことが検出された場合
に初めてステップs4で計算時間の積分が続行される。
【0017】その後(ステップs5)酸素センサ11か
らの実際電圧U_IST並びにラムダ制御器12からの
出力信号FR_ISTが測定される。この実際値と上述
の目標値を用いて絶対値の平均値(|U_IST−U_
SOLL|)’と(|FR_IST−FR_SOLL
|)’が計算される(ステップs6)。なお、’は平均
値を示し、正確には図示したようなオーバーラインの表
記になる。この計算は例えば、まずそれぞれの実際値と
目標値の差が計算され、次にこの新しい差が重み付け係
数cで乗算され、他の係数で乗算され前もって得られて
いる平均値に加算されることによって行われる。この他
の係数は1−cである。しかしこの計算は本発明の作用
の欄のところで述べられているように結果を計数するこ
とによって行うこともできる。
【0018】平均値の計算が終了すると、ステップs7
において、ステップs1で開始された計算期間が終了し
たかどうかがチェックされる。所定の計算期間がまだ終
了していない場合には、再び上述のステップs2からの
ループを繰り返す。ステップs7で計算期間の終了が明
らかになった場合に初めてこのループを離脱する。その
後ステップs8においてステップs6における第1と第
2の計算装置14.1ないし14.2により計算された
2つの平均値の商が形成され、その商がしきい値SWQ
と比較される。商の形成と比較は判定装置16で行われ
る。比較によって、商がしきい値を下回っていないこと
が明らかにされた場合には、処理を終了する。その後内
燃機関の次の運転サイクルと共にまた開始される。運転
サイクルの開始は、内燃機関がしきい値以下の温度、例
えば50℃以下で始動されることによって定めることが
できる。
【0019】ステップs8においてしきい値SWQを下
回ったことが明らかになった場合には、それはセンサ1
1が許容できないほど著しく老化していることを示すも
のである。その場合にはステップs9で欠陥表示が行わ
れる。欠陥表示は欠陥を欠陥メモリに書き込み、欠陥表
示ランプを点灯させることにより行なわれる。
【0020】上述の説明は、電圧平均値を制御器出力平
均値で割算することを前提としている。しかし商の形成
を全く逆に行うことも可能である。しかしその場合には
しきい値を下回ったかどうかを調べるのではなく、しき
い値を上回ったかどうかを調べる。さらに簡略化するた
め本方法を変更すること、すなわち電圧平均値のみを計
算装置14.1で計算し、計算装置14.2は省くよう
にすることもできる。その場合には判定装置16は、電
圧平均値(|U_IST−U_SOLL|)’がしきい
値SW以下に下がっているかどうかのみを調べる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば触媒の後方に配置されたセンサの信号を用いず
に、触媒の前方に配置された酸素センサの老化状態を監
視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】触媒前方に配置された酸素センサの老化状態を
監視する装置のブロック回路図である。
【図2】図1に示す装置を用いて実行される方法を説明
するフローチャート図である。
【符号の説明】
10 触媒 11 酸素センサ 12 ラムダ制御器 13 監視装置 14.1、14.2 計算装置 15 積分停止装置 16 判定装置
フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート デンツ ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥットガ ルト 1リンデンシュピュールシュトラー セ 18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のラムダ制御器に実際電圧U_
    ISTを出力する、触媒の前方に配置された酸素センサ
    の老化状態を監視する方法において、 監視が実際電圧U_ISTの目標電圧U_SOLLから
    の偏差U_IST−U_SOLLの絶対値の時間平均値
    (|U_IST−U_SOLL|)’に基づいて行われ
    ることを特徴とする酸素センサの老化状態を監視する方
    法。
  2. 【請求項2】 上述の平均値(|U_IST−U_SO
    LL|)’がしきい値(SW)以下に減少したときに、
    センサが許容できないほど著しく老化していると判定さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 量(|FR_IST−FR_SOLL
    |)’がラムダ制御器の出力信号FR_ISTの目標値
    FR_SOLLからの偏差の絶対値を示すものとして、
    商(|U_IST−U_SOLL|)’/(|FR_I
    ST−FR_SOLL|)’がしきい値(SWQ)以下
    に減少したときに、センサが許容できないほど著しく老
    化していると判定されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 時間平均値が積分によって形成されるこ
    とを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】 実際値と目標値間の偏差が所定の期間内
    に何回所定の数値範囲に入ったかを計数することによっ
    て時間平均値が形成されることを特徴とする請求項1か
    ら3までのいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 内燃機関の非定常状態の間は平均値形成
    が停止されることを特徴とする請求項1から5までのい
    ずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 内燃機関のラムダ制御器に実際電圧U_
    ISTを出力する、触媒(10)の前方に配置された酸
    素センサ(11)の老化状態を監視する装置(13)に
    おいて、 センサの実際電圧U_ISTの目標電圧U_SOLLか
    らの偏差U_IST−U_SOLLの絶対値の時間平均
    値(|U_IST−U_SOLL|)’を計算する計算
    装置(14.1)と、 上記の時間平均値に基づいてセンサの老化状態を判定す
    る判定装置(16)が設けられることを特徴とする酸素
    センサの老化状態を監視する装置。
  8. 【請求項8】 内燃機関の非定常状態の間計算装置(1
    4.1)の機能を停止する積分停止装置(15)が設け
    られることを特徴とする請求項7に記載の装置。
JP4302770A 1991-11-30 1992-11-13 酸素センサの老化状態を監視する方法及び装置 Pending JPH05232054A (ja)

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DE4139561.1 1991-11-30

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2740173B1 (fr) * 1995-10-18 1997-12-05 Renault Dispositif et procede de diagnostic de l'etat d'une sonde disposee en amont du pot catalytique
DE19716173C2 (de) * 1997-04-18 2000-05-04 Bosch Gmbh Robert Prüfung des Leckstroms bei planaren Lambdasonden
DE19733107C2 (de) * 1997-07-31 2003-02-13 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde
FR2769985B1 (fr) * 1997-10-17 1999-12-31 Renault Procede et systeme de surveillance du fonctionnement et du vieillissement d'un capteur a oxygene lineaire
US5991707A (en) * 1998-03-09 1999-11-23 Hydrotec Systems Company, Inc. Method and system for predictive diagnosing of system reliability problems and/or system failure in a physical system
DE19817650C2 (de) * 1998-04-21 2002-05-08 Ford Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Temperatur einer Abgasbehandlungsanordnung
US6860144B2 (en) * 2003-02-18 2005-03-01 Daimlerchrysler Corporation Oxygen sensor monitoring arrangement
JP4459566B2 (ja) * 2003-07-10 2010-04-28 本田技研工業株式会社 排気ガスセンサの劣化故障診断装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202301A (en) * 1977-08-31 1980-05-13 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Oxygen sensor control system
JPS58222939A (ja) * 1982-05-28 1983-12-24 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの酸素濃度検出系故障時の空燃比制御方法
JPS5934439A (ja) * 1982-08-19 1984-02-24 Honda Motor Co Ltd 空燃比フイ−ドバツク制御方法
JPH0697002B2 (ja) * 1984-11-30 1994-11-30 日本電装株式会社 空燃比センサの良否判定装置
US4739614A (en) * 1985-02-22 1988-04-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Double air-fuel ratio sensor system in internal combustion engine
JPH079417B2 (ja) * 1986-03-27 1995-02-01 本田技研工業株式会社 酸素濃度センサの異常検出方法
JPH03202767A (ja) * 1989-06-15 1991-09-04 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの排気ガス濃度検出器の劣化検出方法
JPH0326844A (ja) * 1989-06-21 1991-02-05 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の燃料供給制御装置における空燃比フィードバック補正装置
JP2745754B2 (ja) * 1990-01-23 1998-04-28 トヨタ自動車株式会社 酸素センサの活性判定装置
JPH03272452A (ja) * 1990-03-22 1991-12-04 Ngk Spark Plug Co Ltd 空燃比センサの異常診断方法
JP2754501B2 (ja) * 1990-11-29 1998-05-20 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御方法及びその空燃比制御に使用する排気濃度センサの劣化検出方法
US5247910A (en) * 1992-02-13 1993-09-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Air-fuel ratio control apparatus
US5224461A (en) * 1992-05-29 1993-07-06 Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. Self-diagnosing apparatus and method for fuel supply control system applicable to internal combustion engine
US5243954A (en) * 1992-12-18 1993-09-14 Dresser Industries, Inc. Oxygen sensor deterioration detection

Also Published As

Publication number Publication date
CO4520114A1 (es) 1997-10-15
US5399961A (en) 1995-03-21
DE4139561A1 (de) 1993-06-03

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