JPH0559263B2 - - Google Patents

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JPH0559263B2
JPH0559263B2 JP5059884A JP5059884A JPH0559263B2 JP H0559263 B2 JPH0559263 B2 JP H0559263B2 JP 5059884 A JP5059884 A JP 5059884A JP 5059884 A JP5059884 A JP 5059884A JP H0559263 B2 JPH0559263 B2 JP H0559263B2
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JP
Japan
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oxygen concentration
concentration sensor
current type
limiting current
type oxygen
Prior art date
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Application number
JP5059884A
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Japanese (ja)
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JPS60192849A (en
Inventor
Hiroaki Kuraoka
Katsuhiro Ooba
Katsumasa Matsui
Kenjiro Tsujimura
Takao Akatsuka
Mamoru Takada
Masao Kawaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0559263B2 publication Critical patent/JPH0559263B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F02D41/1476Biasing of the sensor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は内燃機関の排気系に装着され、排気ガ
ス中の酸素濃度を検出する限界電流型酸素濃度セ
ンサの劣化を検出する限界電流型酸素濃度センサ
の劣化検出装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a limiting current type oxygen concentration sensor that is installed in the exhaust system of an internal combustion engine and detects deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration in exhaust gas. The present invention relates to a deterioration detection device.

[従来技術] 従来、内燃機関を最適状態で作動させるため、
その排気系に限界電流型酸素濃度センサを装着
し、内燃機関の排気ガス中に含有される残存酸素
量を検出して内燃機関の点火時期、空燃比及び燃
料噴射時期等をフイードバツク制御する方法が広
く採用されている。これらの方法により内燃機関
を最適作動条件下で運転することが可能となるの
であるが、そのためには常に限界電流型酸素濃度
センサが正常に作動することが絶対条件である。
[Prior Art] Conventionally, in order to operate an internal combustion engine in an optimal state,
There is a method in which a limiting current type oxygen concentration sensor is attached to the exhaust system to detect the amount of residual oxygen contained in the exhaust gas of the internal combustion engine and to feedback control the ignition timing, air-fuel ratio, fuel injection timing, etc. of the internal combustion engine. Widely adopted. These methods make it possible to operate the internal combustion engine under optimal operating conditions, but for this purpose it is an absolute prerequisite that the limiting current type oxygen concentration sensor always operates normally.

しかし、限界電流型酸素濃度センサが装着され
るのは内燃機関の排気系であるため、内燃機関の
作動状態に応じて限界電流型酸素濃度センサの雰
囲気温度は広範囲に変化し、また排気ガス中に含
まれる未燃焼物や燃料中に含まれている各種不純
物等により、限界電流型酸素濃度センサの熱疲労
や検出面の汚染に起因する劣化が生じる。これら
の劣化を防止するため、限界電流型酸素濃度セン
サの温度変化を押さえるためにヒータを着設し、
内燃機関運転状態に応じて該ヒータへの通電を制
御する装置(実開昭58−112958)が提案されてい
るが、ヒータ部の劣化やヒータ部での消費電力が
多大になる等それに付随する新たな問題点があ
る。この新たな問題解決のためとして種々の提案
(特開昭58−83241、特開昭58−83251)がなされ
てはいるが、これらによつても限界電流型酸素濃
度センサの温度変化が零になるのではなく、熱疲
労は存在し、かつ検出面の汚染等の劣化原因につ
いての対策は何ら示唆されていない。
However, because the limiting current type oxygen concentration sensor is installed in the exhaust system of an internal combustion engine, the ambient temperature of the limiting current type oxygen concentration sensor changes over a wide range depending on the operating state of the internal combustion engine, and the temperature in the exhaust gas Unburnt substances contained in the fuel and various impurities contained in the fuel cause deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor due to thermal fatigue and contamination of the detection surface. In order to prevent these deteriorations, a heater is installed to suppress temperature changes in the limiting current type oxygen concentration sensor.
A device (Utility Model Application Publication No. 58-112958) has been proposed that controls the energization of the heater according to the operating state of the internal combustion engine, but it causes problems such as deterioration of the heater section and a large amount of power consumption in the heater section. There is a new problem. Various proposals have been made to solve this new problem (Japanese Patent Laid-Open No. 58-83241, Japanese Patent Laid-Open No. 58-83251), but these also do not allow the temperature change of the limiting current type oxygen concentration sensor to become zero. Instead, thermal fatigue does exist, and no countermeasures have been suggested for the causes of deterioration, such as contamination of the detection surface.

限界電流型酸素濃度センサが劣化すると、限界
電流型酸素濃度センサ正常時と比較してその検出
出力は低下し、従つて該検出出力に基づいて内燃
機関をフイードバツク制御すると必要以上に燃料
供給を制限する等の不当な内燃機関の制御につな
がり、限界電流型酸素濃度センサを装着した目的
が充分に達成できなくなる可能性がある。そこ
で、限界電流型酸素濃度センサの劣化状態を検出
するために予め酸素濃度の知られている大気を利
用し、大気の酸素濃度測定時の限界電流型酸素濃
度センサ出力を知ることによりその劣化状況を検
出することが提案されている。しかしながら、限
界電流型酸素濃度センサは複雑な特性を有するも
のであり、同一酸素濃度を検出するにも、そのセ
ンサ自身の温度によつて印加すべき電圧値を変更
せねばならず、更には同一温度状態の検出にあつ
てもその検出する酸素濃度にほぼ比例して印加電
圧を増加せねばならない。例えば、同一温度下に
不当に高い電圧を印加すると素子の破壊を招くお
それがあり、また逆に電圧が低すぎると正確な酸
素濃度を知ることができない特性を有するもので
ある。このため、内燃機関の排気ガス中の残存酸
素を検出する、即ち低濃度検出時には低電圧で、
かつ排気ガスの温度に適合するべき電圧を印加
し、限界電流型酸素濃度センサの雰囲気が大気と
同一になりその濃度を検出する、即ち高濃度検出
時には高電圧で、かつそのときの限界電流型酸素
濃度センサの温度にも適合する電圧を印加する必
要があり、この電圧制御が簡単に、かつ正確に実
行される限界電流型酸素濃度センサの劣化検出装
置が必要である。
When the limiting current type oxygen concentration sensor deteriorates, its detection output decreases compared to when the limiting current type oxygen concentration sensor is normal. Therefore, if the internal combustion engine is feedback-controlled based on the detected output, fuel supply will be restricted more than necessary. This may lead to improper control of the internal combustion engine, such as by using a limiting current type oxygen concentration sensor, and the purpose of installing the limiting current type oxygen concentration sensor may not be fully achieved. Therefore, in order to detect the deterioration state of the limiting current type oxygen concentration sensor, we use the atmosphere whose oxygen concentration is known in advance, and by knowing the output of the limiting current type oxygen concentration sensor when measuring the oxygen concentration in the atmosphere, we can detect the deterioration state. It has been proposed to detect However, the limiting current type oxygen concentration sensor has complicated characteristics, and even in order to detect the same oxygen concentration, the voltage value to be applied must be changed depending on the temperature of the sensor itself, and furthermore, the voltage value to be applied must be changed depending on the temperature of the sensor itself. Even when detecting the temperature state, the applied voltage must be increased approximately in proportion to the detected oxygen concentration. For example, if an unreasonably high voltage is applied at the same temperature, there is a risk of destruction of the device, and conversely, if the voltage is too low, the oxygen concentration cannot be determined accurately. Therefore, when detecting residual oxygen in the exhaust gas of an internal combustion engine, that is, when detecting a low concentration, a low voltage is used.
Then, by applying a voltage that matches the temperature of the exhaust gas, the atmosphere of the limiting current type oxygen concentration sensor becomes the same as the atmosphere, and the concentration is detected. It is necessary to apply a voltage that also matches the temperature of the oxygen concentration sensor, and there is a need for a deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor that can easily and accurately control this voltage.

[発明の目的] 本発明は上記要望に答えるべくなされたもの
で、限界電流型酸素濃度センサの劣化状態を簡単
に、かつ正確に検出する限界電流型酸素濃度セン
サの劣化検出装置を提供することを目的としてい
る。
[Object of the Invention] The present invention has been made in response to the above-mentioned needs, and it is an object of the present invention to provide a deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor that easily and accurately detects the deterioration state of a limiting current type oxygen concentration sensor. It is an object.

[発明の構成] 上記目的を達成するために本発明の構成は、第
1図の基本的構成図に示すごとく 内燃機関Aの排気系A1に装着される限界電流
型酸素濃度センサと、 前記内燃機関Aの作動条件を検出し、該検出結
果に応じて前記内燃機関Aへの燃料供給を停止す
る燃料遮断手段と、 該燃料遮断手段により燃料供給が停止される時
点から前記限界電流型酸素濃度センサに所定速
さで増加する電圧を印加する電圧印加手段と、 該電圧印加手段により電圧が印加される限界
電流型酸素濃度センサの出力を検出し、その増
加量を算出する増加量算出手段と、 該増加量算出手段により算出された増加量が所
定値以下となつたときの前記限界電流型酸素濃度
センサ出力と予め設定された基準値とを比較する
比較手段とを備えることを特徴とする限界電流
型酸素濃度センサの劣化検出装置をその要旨とし
ている。
[Configuration of the Invention] In order to achieve the above object, the configuration of the present invention, as shown in the basic configuration diagram of FIG. a fuel cutoff means for detecting operating conditions of the engine A and stopping fuel supply to the internal combustion engine A according to the detection result; and a fuel cutoff means for stopping the fuel supply to the internal combustion engine A according to the detection result; Voltage application means for applying a voltage increasing at a predetermined speed to the sensor; Increase amount calculation means for detecting the output of the limiting current type oxygen concentration sensor to which voltage is applied by the voltage application means and calculating the amount of increase. and a comparison means for comparing the output of the limiting current type oxygen concentration sensor with a preset reference value when the increase amount calculated by the increase amount calculation means becomes less than or equal to a predetermined value. The gist of this paper is a deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor.

[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて詳述する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず第2図は本発明の実施例である限界電流型
酸素濃度センサの劣化検出装置が装着される内燃
機関及びその周辺装置を表わす説明図である。
First, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an internal combustion engine and its peripheral equipment to which a deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor according to an embodiment of the present invention is installed.

1は内燃機関本体、2はピストン、3は点火プ
ラグ、4は排気マニホールド、5は排気マニホー
ルド4に備えられ、排ガス中の残存酸素濃度を検
出する限界電流型酸素濃度センサ、6は内燃機関
本体1の吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射
弁、7は吸気マニホールド、8は内燃機関本体1
に送られる吸入空気の温度を検出する吸気温セン
サ、9は内燃機関冷却水の水温を検出する水温セ
ンサ、10はスロツトルバルブ、11はスロツト
ルバルブ10に連動し、スロツトルバルブ10の
開度を検出して信号を出力するスロツトル開度セ
ンサ、14は吸入空気量を測定るエアフローメー
タ、15は吸入空気の脈動を吸収するサージタン
クをそれぞれ表わしている。
1 is an internal combustion engine body, 2 is a piston, 3 is a spark plug, 4 is an exhaust manifold, 5 is a limit current type oxygen concentration sensor provided in the exhaust manifold 4 and detects the residual oxygen concentration in exhaust gas, 6 is an internal combustion engine body 1 is a fuel injection valve that injects fuel into intake air; 7 is an intake manifold; 8 is an internal combustion engine main body 1
9 is a water temperature sensor that detects the temperature of the internal combustion engine cooling water; 10 is a throttle valve; 14 is an air flow meter that measures the intake air amount, and 15 is a surge tank that absorbs the pulsation of the intake air.

そして16は点火に必要な高電圧を出力するイ
グナイタ、17は図示していないクランク軸に連
動し上記イグナイタ16で発生した高電圧を各気
筒の点火プラグ3に分配供給するデイストリビユ
ータ、18はデイストリビユータ17内に取り付
けられ、デイストリビユータ17の1回転、即ち
クランク軸2回転に24発のパルス信号を出力する
回転角センサ、19はデイストリビユータ17の
1回転に1発のパルス信号を出力する気筒判別セ
ンサ、20は電子制御回路、21はキースイツ
チ、22はスタータモータをそれぞれ表わしてい
る。26は車軸に連動し、車速に応じたパルス信
号を発信する車速センサを表わす。
16 is an igniter that outputs the high voltage necessary for ignition; 17 is a distributor that is linked to a crankshaft (not shown) and distributes the high voltage generated by the igniter 16 to the spark plugs 3 of each cylinder; 18 is a distributor A rotation angle sensor 19 is installed in the distributor 17 and outputs 24 pulse signals per one revolution of the distributor 17, that is, two revolutions of the crankshaft. 20 is an electronic control circuit, 21 is a key switch, and 22 is a starter motor. 26 represents a vehicle speed sensor that is linked to the axle and transmits a pulse signal according to the vehicle speed.

次に第3図は電子制御回路20例とその関連部
分とのブロツク図を表わしている。
Next, FIG. 3 shows a block diagram of 20 examples of electronic control circuits and their related parts.

30は各センサより出力されるデータを制御プ
ログラムに従つて入力及び演算すると共に、各種
装置を作動制御等するための処理を行うセントラ
ルプロセシングユニツト(以下単にCPUと呼
ぶ)、31は制御プログラム及び初期データが格
納されるリードオンリメモリ(以下単にROMと
呼ぶ)、32は電子制御回路20に入力されるデ
ータや演算制御に必要なデータが一時的に読み書
きされるランダムアクセスメモリ(以下単に
RAMと呼ぶ)、33はキースイツチ21がオフ
されても以後の内燃機関作動に必要なデータを保
持するよう、バツテリによつてバツクアツプされ
た不揮発性メモリとしてのバツクアツプランダム
アクセスメモリ(以下単にバツクアツプRAMと
呼ぶ)、34〜37は各センサの出力信号のバツ
フア、38は各センサの出力信号のCPU30に
選択的に出力するマルチプレクサ、39はアナロ
グ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、
40はバツフアを介してあるいはバツフア、マル
チプレクサ38及びA/D変換器39を介して各
センサ信号をCPU30に送ると共にCPU30か
らのマルチプレクサ38、A/D変換器39のコ
ントロール信号を出力する入出力ポートを表わし
ている。
30 is a central processing unit (hereinafter simply referred to as CPU) that inputs and calculates the data output from each sensor according to a control program and performs processing for controlling the operation of various devices; 31 is a control program and an initial processing unit; 32 is a read-only memory (hereinafter simply referred to as ROM) in which data is stored, and a random access memory (hereinafter simply referred to as ROM) in which data input to the electronic control circuit 20 and data required for arithmetic control are temporarily read and written.
33 is a backup random access memory (hereinafter referred to simply as backup RAM) which is a non-volatile memory backed up by a battery so as to retain the data necessary for subsequent operation of the internal combustion engine even when the key switch 21 is turned off. ), 34 to 37 are buffers for the output signals of each sensor, 38 is a multiplexer that selectively outputs the output signal of each sensor to the CPU 30, 39 is an A/D converter that converts the analog signal into a digital signal,
40 is an input/output port that sends each sensor signal to the CPU 30 via a buffer or via the buffer, multiplexer 38 and A/D converter 39, and outputs control signals for the multiplexer 38 and A/D converter 39 from the CPU 30; It represents.

そして41は限界電流型酸素濃度センサ5の出
力信号を一時記憶するバツフア、41Aはバツフ
ア41からのアナログ信号をデイジタル信号に変
換するA/D変換器、42は限界電流型酸素濃度
センサ5の駆動電圧を発生し、印加する電圧印加
回路、43は回転角センサ18及び気筒判別セン
サ19の出力信号の波形を整形する整形回路を表
わし、スロツトル開度センサ11等の各センサ信
号は直接に、あるいはバツフア41等を介して入
出力ポート46によりCPU30に送られる。
41 is a buffer that temporarily stores the output signal of the limiting current type oxygen concentration sensor 5; 41A is an A/D converter that converts the analog signal from the buffer 41 into a digital signal; and 42 is a drive for the limiting current type oxygen concentration sensor 5. A voltage application circuit 43 generates and applies a voltage, and 43 represents a shaping circuit that shapes the waveforms of the output signals of the rotation angle sensor 18 and the cylinder discrimination sensor 19, and each sensor signal such as the throttle opening sensor 11 is directly or The data is sent to the CPU 30 via the input/output port 46 via the buffer 41 and the like.

更に、47,48は出力ポート49,50を介
してCPU30からの信号によつて燃料噴射弁6、
イグナイタ16を駆動する駆動回路をそれぞれ表
わしている。また51は信号やデータの通路とな
るバスライン、52はCPU30を始めROM3
1、RAM32等へ所定の間隔で制御タイミング
となるクロツク信号を送るクロツク回路を表わし
ている。
Furthermore, 47 and 48 are the fuel injection valves 6 and 48 in response to signals from the CPU 30 via output ports 49 and 50, respectively.
Each of the drive circuits that drive the igniter 16 is shown. Also, 51 is a bus line that serves as a path for signals and data, and 52 is a bus line for the CPU 30 and ROM 3.
1, represents a clock circuit that sends a clock signal serving as a control timing to the RAM 32, etc. at predetermined intervals.

次に本実施例の要部となる制御プログラムにつ
いて説明する。
Next, a control program which is a main part of this embodiment will be explained.

第4図は第1実施例のフローチヤートである。
図示するような制御手順が電子制御回路20にて
実行されるように予めROM31にプログラムと
して格納されており、CPU30がクロツク52
によつて与えられるタイミングに従つて処理を行
うのである。本劣化検出ルーチンは、例えば所定
時間毎の割込みにより、または内燃機関1の所定
回転数毎に実行される。
FIG. 4 is a flowchart of the first embodiment.
The illustrated control procedure is stored as a program in the ROM 31 in advance to be executed by the electronic control circuit 20.
Processing is performed according to the timing given by . This deterioration detection routine is executed, for example, by interruption at predetermined time intervals or at each predetermined rotation speed of the internal combustion engine 1.

本ルーチンにCPU30の処理が移行するとま
ずステツプ100が実行される。本ステツプでは以
後本ルーチンの実行により使用されるRAM32
の記憶領域をクリアし、また演算上必要とするデ
ータの設定等を行い以下の処理に備える。
When the processing of the CPU 30 shifts to this routine, step 100 is first executed. In this step, the RAM 32, which will be used by executing this routine from now on, will be
Clears the storage area of , and sets data required for calculation, etc., in preparation for the following processing.

次にステツプ110が実行され、本ルーチンの処
理条件が成立しているか否か、即ち内燃機関1が
燃料遮断制御中であるか否かが判断される。
Next, step 110 is executed, and it is determined whether the processing conditions of this routine are satisfied, that is, whether or not the internal combustion engine 1 is under fuel cutoff control.

燃料遮断制御とは、例えば車速センサ26の出
力により内燃機関1が減速運転中であり、かつス
ロツトル開度センサ11の出力が全閉状態を示す
ものであれば内燃機関1がいわゆるエンジンブレ
ーキとして作動しているものであるため燃料を更
に内燃機関1へ供給する必要がないと判断して燃
料噴射弁6への駆動信号出力を停止するものであ
る。従つて、燃料遮断制御が実行中であれば内燃
機関1の燃焼室内では燃料の燃焼は行われず、単
にピストン2が負荷となり上下動するのである。
Fuel cutoff control means that, for example, if the internal combustion engine 1 is in deceleration operation according to the output of the vehicle speed sensor 26, and the output of the throttle opening sensor 11 indicates a fully closed state, the internal combustion engine 1 operates as a so-called engine brake. Therefore, it is determined that there is no need to further supply fuel to the internal combustion engine 1, and the output of the drive signal to the fuel injection valve 6 is stopped. Therefore, if the fuel cutoff control is being executed, no fuel is burned in the combustion chamber of the internal combustion engine 1, and the piston 2 simply acts as a load and moves up and down.

本ステツプにて燃料遮断制御中であると判断さ
れると次のステツプ120が実行され、そうでなけ
ればもはや本ルーチンの処理は行われず、他のル
ーチンの処理が実行される。
If it is determined in this step that fuel cut-off control is being performed, the next step 120 is executed; otherwise, the process of this routine is no longer performed, and the process of another routine is executed.

ステツプ120は現時点において限界電流型酸素
濃度センサ5に印加している電圧VMを所定の微
小電圧値ΔVだけ増加させ、限界電流型酸素濃度
センサ5に印加する。そして、新たに電圧VMを
印加された限界電流型酸素濃度センサ5の出力In
が次のステツプ130を実行することにより入出力
ポート46を介してRAM32へ取り込まれる。
In step 120, the voltage VM currently being applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is increased by a predetermined minute voltage value ΔV, and the voltage VM is applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5. Then, the output In of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 to which the voltage VM is newly applied
is loaded into the RAM 32 via the input/output port 46 by executing the next step 130.

ステツプ140では、このRAM32内へ取り込
まれた限界電流型酸素濃度センサ5の出力電流値
Inから前回に前述同様にしてRAM32内へ取り
込まれた限界電流型酸素濃度センサ5の出力電流
値In-1を減算し、限界電流型酸素濃度センサ5へ
の印加電圧VMがステツプ120によりΔVだけ増加
したことにより限界電流型酸素濃度センサ5の出
力がどれだけ増したかを算出する。本ステツプの
処理が最初に実行されるときには、電流値In-1
値は内燃機関1が燃料遮断制御される直前に限界
電流型酸素濃度センサ5が排気ガス中残存酸素濃
度を検出していた時点の出力電流値がRAM32
内に格納されるように通常の排気ガス中残存酸素
濃度検出の処理中で実行されるようにしている。
In step 140, the output current value of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 taken into this RAM 32 is
The output current value In -1 of the limiting current type oxygen concentration sensor 5, which was previously taken into the RAM 32 in the same manner as described above, is subtracted from In, and the voltage VM applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is changed by ΔV in step 120. It is calculated how much the output of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 has increased due to the increase. When the process of this step is executed for the first time, the value of the current value In -1 indicates that the limiting current type oxygen concentration sensor 5 has detected the residual oxygen concentration in the exhaust gas immediately before the fuel cutoff control of the internal combustion engine 1 is performed. The output current value at the time is RAM32
It is executed during the normal process of detecting the concentration of residual oxygen in exhaust gas.

次のステツプ150は、前述のようにして得られ
た限界電流型酸素濃度センサ5の出力電流Inの増
加量ΔIがROM31内に格納している所定量IAと
比較して大小どのような関係にあるかの判定がさ
れる。限界電流型酸素濃度センサ5の印加電圧V
と出力電流Iとのグラフ(限界電流型酸素濃度セ
ンサ5の温度は一定)を第5図に示す。図におい
て実線のグラフは排気ガス中の酸素濃度が極めて
低い場合、即ち燃料の供給が多い場合を、一点鎖
線は同じく内燃機関1が作動中であるがその排気
ガス中の酸素濃度が極めて高い場合の限界電流型
酸素濃度センサ5の出力を表わしている。また、
2点鎖線は限界電流型酸素濃度センサ5が大気の
酸素濃度を検出するときの出力である。このよう
に限界電流型酸素濃度センサ5の出力電流Iは酸
素濃度に比例した或電流値で印加電圧Vの変化と
は関係なくほぼ一定値となることから、本ステツ
プで用いられる所定量IAとはほぼ「0」に近い
値を取る。これによつて、現在限界電流型酸素濃
度センサ5から出力されている電流値Inが第5図
中のΔIに示すような増加状態の途中にあるのか、
あるいは、検出中の酸素濃度と比例した一定出力
を与えているのかを正確に判断することができる
のである。また、このような特性を限界電流型酸
素濃度センサ5が有することから、内燃機関1が
燃料遮断制御され、排気マニホールド4中の気体
が排気ガスから大気へ置換される過程においての
限界電流型酸素濃度センサ5の特性曲線は図中の
矢印の方向へ徐々に推移していくことになる。従
つて、本ステツプでΔI>IAと判定されると再び
ステツプ110へ戻り以下同様の処理を実行し、ΔI
≦IAと判定されると次のステツプ160へ移行す
る。ここで、ΔI>IAと判断されステツプ110へ戻
る場合の処理時間と第5図に示す矢印方向へ限界
電流型酸素濃度センサ5の特性が推移していく時
間とを考慮して、例えば特性推移時間の方が長
く、処理時間が速い場合には、特性推移を処理が
追い抜くことのないように必要に応じてステツプ
150からステツプ110へ戻る間に遅延ステツプ等を
設けてもよいし、また他のルーチンへ移行して所
定時間経過後に再度本ルーチンへ戻るなどの技術
を用いてもよい。
The next step 150 is to determine how the increased amount ΔI of the output current In of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 obtained as described above is compared with the predetermined amount IA stored in the ROM 31. It is determined whether there is. Applied voltage V of limiting current type oxygen concentration sensor 5
A graph of the output current I and the output current I (the temperature of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is constant) is shown in FIG. In the figure, the solid line represents the case when the oxygen concentration in the exhaust gas is extremely low, that is, when there is a large supply of fuel, and the dashed-dotted line represents the case when the internal combustion engine 1 is operating, but the oxygen concentration in the exhaust gas is extremely high. represents the output of the limiting current type oxygen concentration sensor 5. Also,
The two-dot chain line is the output when the limiting current type oxygen concentration sensor 5 detects the atmospheric oxygen concentration. In this way, the output current I of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 has a certain current value that is proportional to the oxygen concentration and is a nearly constant value regardless of changes in the applied voltage V. Therefore, the predetermined amount IA used in this step takes a value close to "0". As a result, it is possible to determine whether the current value In currently output from the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is in an increasing state as shown by ΔI in FIG.
Alternatively, it is possible to accurately determine whether a constant output proportional to the oxygen concentration being detected is being provided. In addition, since the limiting current type oxygen concentration sensor 5 has such characteristics, the limiting current type oxygen concentration sensor 5 has the following characteristics: The characteristic curve of the concentration sensor 5 gradually moves in the direction of the arrow in the figure. Therefore, if it is determined in this step that ΔI>IA, the process returns to step 110 and the same processing is executed to determine ΔI.
If it is determined that ≦IA, the process moves to the next step 160. Here, considering the processing time when it is determined that ΔI>IA and the process returns to step 110, and the time during which the characteristics of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 change in the direction of the arrow shown in FIG. If the time is longer and the processing time is faster, take steps as necessary to prevent the processing from overtaking the characteristic transition.
A delay step or the like may be provided during the return from step 150 to step 110, or techniques may be used such as moving to another routine and returning to the main routine again after a predetermined period of time has elapsed.

次のステツプ160は、ステツプ120にて限界電流
型酸素濃度センサ5に印加された高電圧VMの印
加を終了させ、再び排気ガス中の酸素濃度を検出
するに適した低い電圧値に再設定を行うステツプ
である。本ステツプにて限界電流型酸素濃度セン
サ5の制御を終了し、次のステツプ170へ移る。
In the next step 160, the application of the high voltage VM applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 in step 120 is terminated, and the voltage is reset to a low voltage value suitable for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas again. This is a step to take. At this step, control of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is completed, and the process moves to the next step 170.

ステツプ170は、前ステツプ160までの処理で最
終的にRAM32内に得られた印加電圧VM時の
限界電流型酸素濃度センサ5の出力電流値Inと予
めROM31内に格納している基準となる電流値
IBとを用いて限界電流型酸素濃度センサ5の劣
化状態を演算するステツプである。基準電流値
IBは、例えば限界電流型酸素濃度センサ5に劣
化が生じる以前に測定した大気の酸素濃度検出時
の出力電流値を表わすものであり、この基準電流
値IBと比較して今回取り込まれた測定電流値In
がどれだけ変化しているかを百分率等で算出して
限界電流型酸素濃度センサ5の劣化を数量化し、
その値を変数KとしてバツクアツプRAM33へ
記憶するのである。この変数Kはその後の限界電
流型酸素濃度センサの出力処理に用いられ、実際
のセンサ出力に変数Kを積算等することで、出力
の補正値を簡単に求めることができる。
In step 170, the output current value In of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 at the time of the applied voltage VM finally obtained in the RAM 32 through the processing up to the previous step 160 and the reference current stored in the ROM 31 in advance are calculated. value
In this step, the deterioration state of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is calculated using the IB. Reference current value
IB represents, for example, the output current value at the time of atmospheric oxygen concentration detection, which was measured before deterioration occurred in the limiting current type oxygen concentration sensor 5, and the current measured current value is compared with this reference current value IB. ValueIn
Quantify the deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 by calculating how much it has changed as a percentage, etc.
The value is stored in the backup RAM 33 as a variable K. This variable K is used in subsequent output processing of the limiting current type oxygen concentration sensor, and by integrating the variable K with the actual sensor output, it is possible to easily obtain a correction value for the output.

本ステツプにて本ルーチンの全ての処理を終
え、CPU30は他のルーチンの処理へ移行する。
At this step, all processing of this routine is completed, and the CPU 30 moves on to processing of other routines.

次に、上記のごとく限界電流型酸素濃度センサ
5の劣化が検出される過程を限界電流型酸素濃度
センサ5に温度変化がある場合について説明す
る。
Next, a process in which deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 is detected as described above will be described in the case where there is a temperature change in the limiting current type oxygen concentration sensor 5.

第6図は限界電流型酸素濃度センサ5の印加電
圧と出力電流との関係を同一酸素濃度の下で、温
度の相違する場合を表わした図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the output current of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 under the same oxygen concentration but at different temperatures.

このように限界電流型酸素濃度センサ5は同一
酸素濃度下では印加電圧の変化に対して出力電流
値がほとんど変化しない特性を示す出力電流値は
一定である。従つて温度変化に対しても安定して
酸素濃度の検出を行うことができるものの、その
検出のために印加する電圧Vは温度にほぼ比例し
て小さな値としなければならない。限界電流型酸
素濃度センサ5が装着される場所は第2図に示す
ように内燃機関1の排気マニホールド4内であ
り、従つてその雰囲気温度は気温から排気ガス温
の800℃までの広範囲に渡つて変化する。
As described above, the limiting current type oxygen concentration sensor 5 exhibits a characteristic that the output current value hardly changes with respect to changes in the applied voltage under the same oxygen concentration, and the output current value is constant. Therefore, although the oxygen concentration can be detected stably even when the temperature changes, the voltage V applied for the detection must have a small value almost proportional to the temperature. The limiting current type oxygen concentration sensor 5 is installed in the exhaust manifold 4 of the internal combustion engine 1 as shown in FIG. It changes over time.

しかし、このような温度変化に対しても、本ル
ーチンのステツプ120で用いる印加電圧VMの微
少増加量ΔV温度に反比例させて設定することに
より印加電圧VMを徐々に上昇させ、出力電流I
がほぼ一定値となるまで前述同様の処理を行うこ
とで簡単に対処できるものである。
However, even in response to such temperature changes, the applied voltage VM is gradually increased by setting the minute increase ΔV of the applied voltage VM used in step 120 of this routine to be inversely proportional to the temperature, and the output current I
This can be easily dealt with by performing the same processing as described above until the value becomes approximately constant.

なお、第6図に示した温度特性を考慮して限界
電流型酸素濃度センサにヒータを取り付け、その
電力供給を断続することで限界電流型酸素濃度セ
ンサの温度をほぼ一定値にする技術が提案されて
いるがこのような限界電流型酸素濃度センサに本
発明を適用するには上記のような配慮は必要でな
い。
In addition, considering the temperature characteristics shown in Figure 6, a technology has been proposed in which a heater is attached to the limiting current type oxygen concentration sensor and the power supply is interrupted to maintain the temperature of the limiting current type oxygen concentration sensor at a nearly constant value. However, in order to apply the present invention to such a limiting current type oxygen concentration sensor, the above considerations are not necessary.

以上、説明した劣化検出ルーチンにおいて、ス
テツプ120が電圧印加手段の処理に、ステツプ130
及び140が増加量算出手段の処理に、ステツプ170
が比較手段の処理に相当している。
In the deterioration detection routine described above, step 120 processes the voltage application means, and step 130
and step 140 is the processing of the increase amount calculation means, step 170
corresponds to the processing of comparison means.

このように、本実施例の限界電流型酸素濃度セ
ンサの劣化検出装置は、燃料遮断手段である内燃
機関1への燃料供給を停止するための燃料噴射弁
6の駆動信号の停止を起点として印加電圧VMの
ΔVづつの増加を実行し、排気マニホールド4が
徐々に大気に置換されるのを追従しつつ、センサ
出力を監視しながら、その最適の印加電圧VMを
限界電流型酸素濃度センサ5に印加するものであ
る。従つて、限界電流型酸素濃度センサ5の破壊
を生じさせることなく正確に大気の酸素濃度を測
定することが可能であり、その測定結果Inを基準
となる電流値IBと大小関係を比較することによ
り簡単に限界電流型酸素濃度センサ5の劣化を検
出できるのである。
As described above, the deterioration detection device for the limiting current type oxygen concentration sensor of this embodiment applies the signal starting from the stop of the drive signal of the fuel injection valve 6 for stopping the fuel supply to the internal combustion engine 1, which is the fuel cutoff means. The voltage VM is increased by ΔV, and the optimal applied voltage VM is applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 while monitoring the sensor output while following the gradual displacement of the exhaust manifold 4 by the atmosphere. It is applied. Therefore, it is possible to accurately measure the atmospheric oxygen concentration without causing damage to the limiting current type oxygen concentration sensor 5, and to compare the measurement result In with the current value IB serving as a reference. Therefore, deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor 5 can be easily detected.

次に本発明の第2の実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第7図は、第1の実施例と同様の第2図、第3
図に示した内燃機関及びその周辺装置を用いて限
界電流型酸素濃度センサの劣化を検出する本実施
例のフローチヤートである。図において、ステツ
プ200、ステツプ210及びステツプ220〜ステツプ
270は、第1の実施例のフローチヤート、第4図
のステツプ100〜ステツプ110及びステツプ120〜
ステツプ170と同一の処理を行うものである。本
実施例は、第1の実施例において示した印加電圧
VMを所定電圧ΔVづつ増加させて限界電流型酸
素濃度センサ5に印加していたものを、印加電圧
VMの増加を内燃機関1の回転数に応じて変化さ
せるステツプ211、及び212を付加したものであ
る。即ち、第1の実施例においては印加電圧VM
の増加量ΔVは予めROM31内に格納されてい
た定数であり、印加電圧VMの増加の速さは固定
であつたが、本実施例ではステツプ220では該所
定電圧ΔV(N)とし、内燃機関1の回転数Nの関数
として可変なものとしているのである。従つて、
ステツプ210で燃料遮断制御中であると判断され
ると、ステツプ211にて回転角センサ18により
内燃機関1の回転数Nが取り込まれ、次にステツ
プ212によりこの回転数Nにより定まる電圧増加
量ΔV(N)が、例えばROM31内に予め用意され
たマツプ等から求められ以下のステツプ220以後
の処理に際して用いられるのである。
FIG. 7 shows the same figures as those in the first embodiment.
This is a flowchart of this embodiment in which deterioration of a limiting current type oxygen concentration sensor is detected using the internal combustion engine and its peripheral devices shown in the figure. In the figure, steps 200, 210, and 220 to
270 is a flowchart of the first embodiment, steps 100 to 110 and steps 120 to 1 in FIG.
The same processing as step 170 is performed. This example applies the applied voltage shown in the first example.
The applied voltage that was applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 by increasing VM by a predetermined voltage ΔV
Steps 211 and 212 for changing the increase in VM according to the rotational speed of the internal combustion engine 1 are added. That is, in the first embodiment, the applied voltage VM
The amount of increase ΔV is a constant stored in the ROM 31 in advance, and the rate of increase in the applied voltage VM is fixed. However, in this embodiment, in step 220, the predetermined voltage ΔV(N) is set, and the internal combustion engine It is made variable as a function of the number of rotations N of the engine. Therefore,
When it is determined in step 210 that fuel cutoff control is being performed, the rotational speed N of the internal combustion engine 1 is acquired by the rotation angle sensor 18 in step 211, and then in step 212 the voltage increase amount ΔV determined by this rotational speed N is determined. (N) is obtained from, for example, a map prepared in advance in the ROM 31, and is used in the processing after step 220 below.

このような限界電流型酸素濃度センサの劣化検
出装置は、内燃機関1の回転数Nが高く排気マニ
ホールド4内の気体の入れ替えが早く行われると
きにはΔV(N)を大きな値とし、回転数Nが低く排
気マニホールド4内の気体入れ替えが遅い時に
ΔV(N)小さくすることができる。従つて、燃料遮
断制御期間が必要最低限行われると迅速に限界電
流型酸素濃度センサ5への印加電圧VMが大気の
酸素濃度を測定するのに適した値となり、早い時
点で劣化検出の目的が達せられる効果がある。
Such a deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor sets ΔV(N) to a large value when the rotational speed N of the internal combustion engine 1 is high and the gas in the exhaust manifold 4 is replaced quickly. ΔV(N) can be made small when the gas exchange rate in the exhaust manifold 4 is low. Therefore, when the minimum fuel cutoff control period is carried out, the voltage VM applied to the limiting current type oxygen concentration sensor 5 quickly becomes a value suitable for measuring the oxygen concentration in the atmosphere, and the purpose of deterioration detection is achieved at an early stage. There are effects that can be achieved.

[発明の効果] 以上、詳述したごとく、本発明の限界電流型酸
素濃度センサの劣化検出装置は限界電流型酸素濃
度センサの劣化状態を燃料遮断手段により内燃機
関が燃料遮断制御されている間にセンサ印加電圧
を所定速さで増加させ、そのつどのセンサ出力電
流の増加量を判断し、その出力増加量がほぼ
「0」となつたときに得られる出力電流と基準値
とを比較して検出するものである。従つて、その
印加電圧値によつては正確な濃度測定ができず、
更には破壊を生じる限界電流型酸素濃度センサ
に、温度による特性変化の影響も受けずに常に適
正な電圧を印加することができ、簡単に劣化状態
の検出を行うことができるものである。
[Effects of the Invention] As described above in detail, the deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor of the present invention detects the deterioration state of the limiting current type oxygen concentration sensor while the internal combustion engine is under fuel cutoff control by the fuel cutoff means. The voltage applied to the sensor is increased at a predetermined speed, the amount of increase in the sensor output current is determined each time, and the output current obtained when the amount of output increase is approximately 0 is compared with the reference value. It is detected by Therefore, depending on the applied voltage value, accurate concentration measurement cannot be performed.
Furthermore, it is possible to always apply an appropriate voltage to the limiting current type oxygen concentration sensor, which can cause destruction, without being affected by changes in characteristics due to temperature, and it is possible to easily detect a deterioration state.

また限界電流型酸素濃度センサの劣化検出が適
宜行われることは、該限界電流型酸素濃度センサ
の出力に基づいて実行されている各種のフイード
バツク処理系に常に正確な情報を送ることにつな
がり内燃機関を所望の作動条件のもとで正確に運
転することが可能になる等、省エネルギ、排気ガ
スの抑制等その副次的効果には大きなものがあ
る。
In addition, appropriately detecting deterioration of the limiting current type oxygen concentration sensor means that accurate information is always sent to various feedback processing systems that are executed based on the output of the limiting current type oxygen concentration sensor, which improves the internal combustion engine. The secondary effects are significant, such as energy saving and exhaust gas control, which allows the engine to be operated accurately under desired operating conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本的構成図、第2図は実施
例が適用される内燃機関及びその周辺機器の概略
図、第3図は電子制御回路のブロツク図、第4図
は第1の実施例のフローチヤート、第5図、第6
図は限界電流型酸素濃度センサの出力特性図、第
7図は第2の実施例のフローチヤートをそれぞれ
示す。 1……内燃機関、2……ピストン、5……限界
電流型酸素濃度センサ、6……燃料噴射ポンプ、
18……回転角センサ、20……電子制御回路。
Fig. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram of an internal combustion engine and its peripheral equipment to which the embodiment is applied, Fig. 3 is a block diagram of an electronic control circuit, and Fig. 4 is a diagram of the first embodiment. Flowchart of Example, Figures 5 and 6
The figure shows an output characteristic diagram of the limiting current type oxygen concentration sensor, and FIG. 7 shows a flowchart of the second embodiment. 1... Internal combustion engine, 2... Piston, 5... Limit current type oxygen concentration sensor, 6... Fuel injection pump,
18...Rotation angle sensor, 20...Electronic control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関の排気系に装着される限界電流型酸
素濃度センサと、 前記内燃機関の作動条件を検出し、該検出結果
に応じて前記内燃機関への燃料供給を停止する燃
料遮断手段と、 該燃料遮断手段により燃料供給が停止される時
点から前記限界電流型酸素濃度センサに所定速さ
で増加する電圧を印加する電圧印加手段と、 該電圧印加手段により電圧が印加される限界電
流型酸素濃度センサの出力を検出し、その増加量
を算出する増加量算出手段と、 該増加量算出手段により算出された増加量が所
定値以下となつたときの前記限界電流型酸素濃度
センサ出力と予め設定された基準値とを比較する
比較手段とを備えることを特徴とする限界電流型
酸素濃度センサの劣化検出装置。 2 前記電圧印加手段における電圧増加の所定速
さが、前記内燃機関の回転数に基づいて設定され
る特許請求の範囲第1項記載の限界電流型酸素濃
度センサの劣化検出装置。
[Scope of Claims] 1. A limiting current type oxygen concentration sensor installed in an exhaust system of an internal combustion engine, which detects operating conditions of the internal combustion engine, and stops fuel supply to the internal combustion engine according to the detection result. a fuel cutoff means; a voltage application means for applying a voltage that increases at a predetermined speed to the limiting current type oxygen concentration sensor from the time when the fuel supply is stopped by the fuel cutoff means; and a voltage is applied by the voltage application means. an increase amount calculating means for detecting the output of a limiting current type oxygen concentration sensor and calculating an increase thereof; A deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor, comprising a comparison means for comparing an oxygen concentration sensor output with a preset reference value. 2. The deterioration detection device for a limiting current type oxygen concentration sensor according to claim 1, wherein the predetermined rate of voltage increase in the voltage applying means is set based on the rotation speed of the internal combustion engine.
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US5781878A (en) * 1995-06-05 1998-07-14 Nippondenso Co., Ltd. Apparatus and method for diagnosing degradation or malfunction of oxygen sensor
JP4577160B2 (en) * 2005-09-01 2010-11-10 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas sensor failure detection device
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