JPH0697002B2 - 空燃比センサの良否判定装置 - Google Patents
空燃比センサの良否判定装置Info
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- JPH0697002B2 JPH0697002B2 JP59254431A JP25443184A JPH0697002B2 JP H0697002 B2 JPH0697002 B2 JP H0697002B2 JP 59254431 A JP59254431 A JP 59254431A JP 25443184 A JP25443184 A JP 25443184A JP H0697002 B2 JPH0697002 B2 JP H0697002B2
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- 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
- F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
- F02D41/1479—Using a comparator with variable reference
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- 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
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の排気系に備えられ、該内燃機関の
排気の空燃比を検出する空燃比センサの良否を判定する
空燃比センサの良否判定装置に関する。
排気の空燃比を検出する空燃比センサの良否を判定する
空燃比センサの良否判定装置に関する。
［従来の技術］ 従来より内燃機関の運転状態をより良好にするために、
該内燃機関の排気の空燃比をフィードバックして内燃機
関を運転する装置が利用されている。これは第７図に示
すように、内燃機関の排気系に空燃比を検出するための
空燃比センサとしての酸素濃度センサを装着し、該酸素
濃度センサ出力に応じて内燃機関に噴射供給する燃料量
をフィードバック係数を適宜変更することで制御するの
である。即ち、空燃比が所望値よりも大きなとき（以下
リーンという）には燃料噴射を増量制御し、また空燃比
が所望値よりも小さなとき（以下リッチという）には燃
料噴射を減量制御するという増・減量制御、いわゆるフ
ィードバック制御を実行することで全体として内燃機関
の空燃比を所望値近傍に維持するのである。
該内燃機関の排気の空燃比をフィードバックして内燃機
関を運転する装置が利用されている。これは第７図に示
すように、内燃機関の排気系に空燃比を検出するための
空燃比センサとしての酸素濃度センサを装着し、該酸素
濃度センサ出力に応じて内燃機関に噴射供給する燃料量
をフィードバック係数を適宜変更することで制御するの
である。即ち、空燃比が所望値よりも大きなとき（以下
リーンという）には燃料噴射を増量制御し、また空燃比
が所望値よりも小さなとき（以下リッチという）には燃
料噴射を減量制御するという増・減量制御、いわゆるフ
ィードバック制御を実行することで全体として内燃機関
の空燃比を所望値近傍に維持するのである。
しかし、この装置も次のような不具合があった。まず、
酸素濃度センサが故障又は不良となったとき、その出力
に応じて内燃機関の空燃比を制御すると、空燃比が異常
にリッチ又はリーン側に制御されることになり却って内
燃機関の運転特性を悪化させることになること、また酸
素濃度センサは、その特性上所定の温度に維持し続けな
れけば空燃比の検出が不能となる、いわゆる不活性状態
を有しており、この不活性状態を検出しなければ正確な
空燃比制御ができないのである。
酸素濃度センサが故障又は不良となったとき、その出力
に応じて内燃機関の空燃比を制御すると、空燃比が異常
にリッチ又はリーン側に制御されることになり却って内
燃機関の運転特性を悪化させることになること、また酸
素濃度センサは、その特性上所定の温度に維持し続けな
れけば空燃比の検出が不能となる、いわゆる不活性状態
を有しており、この不活性状態を検出しなければ正確な
空燃比制御ができないのである。
そこで、これらの酸素濃度センサの良否を判定するため
に特公昭56−29100号公報に開示されるごとく酸素濃度
センサの出力電圧を所定の設定電圧と比較し、所定時間
内にこの設定電圧と一致するような電圧が出力されなけ
れば酸素濃度センサに異常が生じていると判断する装置
が提案されるに至った。
に特公昭56−29100号公報に開示されるごとく酸素濃度
センサの出力電圧を所定の設定電圧と比較し、所定時間
内にこの設定電圧と一致するような電圧が出力されなけ
れば酸素濃度センサに異常が生じていると判断する装置
が提案されるに至った。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記装置も以下のごとき問題点を有して
おり未だに充分なものではなかった。
おり未だに充分なものではなかった。
即ち、酸素濃度センサを含む空燃比検出系の動作不良は
どのような状態で生じるものかは全く予想できるもので
はなく、前記所定電圧と一致するような出力を所定時間
内に生じつつ酸素濃度センサの検出が不良な不活性状態
であったり、また酸素濃度センサ出力を処理する電気系
統の故障により前記所定電圧と一致するような電圧が出
力されるような可能性も皆無ではないのである。
どのような状態で生じるものかは全く予想できるもので
はなく、前記所定電圧と一致するような出力を所定時間
内に生じつつ酸素濃度センサの検出が不良な不活性状態
であったり、また酸素濃度センサ出力を処理する電気系
統の故障により前記所定電圧と一致するような電圧が出
力されるような可能性も皆無ではないのである。
このような動作不良や故障が生じると、内燃機関の空燃
比は従来同様に異常状態となり、内燃機関はトルク変動
や回転数ハンチング等を生じることとなる。
比は従来同様に異常状態となり、内燃機関はトルク変動
や回転数ハンチング等を生じることとなる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、内燃機関の
空燃比を検出する空燃比センサのいかなる動作不良、即
ち所定電圧値を所定時間内には出力するような不良であ
っても、正確にその空燃比検出センサの良否を判定する
ことのできる優れた空燃比センサの良否判定装置を提供
することをその目的としている。
空燃比を検出する空燃比センサのいかなる動作不良、即
ち所定電圧値を所定時間内には出力するような不良であ
っても、正確にその空燃比検出センサの良否を判定する
ことのできる優れた空燃比センサの良否判定装置を提供
することをその目的としている。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第１図の基本的構成図に示すごとく、 内燃機関M2の空燃比をフィードバック制御するために排
気系に備えられ排気の空燃比を検出する空燃比センサM1
の良否を判定する空燃比センサの良否判定装置におい
て、 前記空燃比センサM1の出力を検出する出力検出手段M3
と、 該出力検出手段M3の検出結果が所定値に対して一方の方
向にずれているとき、当該検出結果と所定値との差を演
算する差演算手段M4と、 該差演算手段M4の演算結果を所定期間積算する積算手段
M5と、 該積算手段M5の積算結果と判定値とを比較し、該積算結
果が判定値に達しない場合は空燃比センサM1は不良であ
ると判定する良否判定手段M6とを備えることを特徴とす
る空燃比センサの良否判定装置をその要旨とする。
第１図の基本的構成図に示すごとく、 内燃機関M2の空燃比をフィードバック制御するために排
気系に備えられ排気の空燃比を検出する空燃比センサM1
の良否を判定する空燃比センサの良否判定装置におい
て、 前記空燃比センサM1の出力を検出する出力検出手段M3
と、 該出力検出手段M3の検出結果が所定値に対して一方の方
向にずれているとき、当該検出結果と所定値との差を演
算する差演算手段M4と、 該差演算手段M4の演算結果を所定期間積算する積算手段
M5と、 該積算手段M5の積算結果と判定値とを比較し、該積算結
果が判定値に達しない場合は空燃比センサM1は不良であ
ると判定する良否判定手段M6とを備えることを特徴とす
る空燃比センサの良否判定装置をその要旨とする。
［作用］ 本発明における空燃比センサM1とは、後述する内燃機関
M2の排気の空燃比を検出するものであれば、その型を何
ら限定するものではなく、所定の空燃比と排気の空燃比
とを比較してスイッチング的な出力を生じる型のもので
も、あるいは排気の空燃比に従ってリニアな出力を生じ
る型のものでもよい。
M2の排気の空燃比を検出するものであれば、その型を何
ら限定するものではなく、所定の空燃比と排気の空燃比
とを比較してスイッチング的な出力を生じる型のもので
も、あるいは排気の空燃比に従ってリニアな出力を生じ
る型のものでもよい。
内燃機関M2とは、上記空燃比センサM1の出力により空燃
比を制御されるものである。従って、その空燃比が排気
系に備えられる上記空燃比センサM1の出力に基づきフィ
ードバック制御されるものであればよいのである。ま
た、そのフィードバック制御の方法も通常の電子制御式
燃料噴射装置によるもの、あるいはキャブレータによる
もの、どちらでもよい。更には、燃料噴射装置として採
用するものがスピードデンシティー方式、スロットルス
ピード方式又はマスフロー方式等のどのような方式のも
のでよいのである。
比を制御されるものである。従って、その空燃比が排気
系に備えられる上記空燃比センサM1の出力に基づきフィ
ードバック制御されるものであればよいのである。ま
た、そのフィードバック制御の方法も通常の電子制御式
燃料噴射装置によるもの、あるいはキャブレータによる
もの、どちらでもよい。更には、燃料噴射装置として採
用するものがスピードデンシティー方式、スロットルス
ピード方式又はマスフロー方式等のどのような方式のも
のでよいのである。
出力検出手段M3とは、前記空燃比センサM1の出力を検出
するものである。ここで出力とは空燃比センサM1の出力
そのものであっても、あるいは空燃比センサM1の出力を
整形したり、増幅したりした処理後の出力であってもよ
い。
するものである。ここで出力とは空燃比センサM1の出力
そのものであっても、あるいは空燃比センサM1の出力を
整形したり、増幅したりした処理後の出力であってもよ
い。
この出力検出手段M3の検出結果は次段の差演算手段M4に
供され、ここで所定値に対して一方の方向にずれている
とき、当該検出結果と所定値との差が演算される。所定
値は前記出力検出手段M3の検出する出力の形式に応じて
設定されるもので、空燃比センサM1が正常動作時のリー
ン時出力とリッチ時出力との間の値である。
供され、ここで所定値に対して一方の方向にずれている
とき、当該検出結果と所定値との差が演算される。所定
値は前記出力検出手段M3の検出する出力の形式に応じて
設定されるもので、空燃比センサM1が正常動作時のリー
ン時出力とリッチ時出力との間の値である。
積算手段M5は、上記差演算手段M4の演算結果を所定期間
の間中積算する。所定期間というのは、前記空燃比セン
サM1の出力に基づいて内燃機関M2の空燃比がフィードバ
ックされるのに充分な時間をいう。即ち、フィードバッ
ク制御の定常状態を観測するのにとって充分な時間をい
うのであり通常は数秒以上である。また、フィードバッ
ク制御の定常状態は内燃機関M2の運転状態に応じて変化
されるのであるから上記所定期間も一定時間に限らずと
も、内燃機関M2の回転数や運転状態、例えばアイドリン
グ時、走行時、エンジン冷却時、負荷の大小に応じて、
または空燃比センサM1のリッチ／リーンの繰り返し回数
に応じて定めてもよい。
の間中積算する。所定期間というのは、前記空燃比セン
サM1の出力に基づいて内燃機関M2の空燃比がフィードバ
ックされるのに充分な時間をいう。即ち、フィードバッ
ク制御の定常状態を観測するのにとって充分な時間をい
うのであり通常は数秒以上である。また、フィードバッ
ク制御の定常状態は内燃機関M2の運転状態に応じて変化
されるのであるから上記所定期間も一定時間に限らずと
も、内燃機関M2の回転数や運転状態、例えばアイドリン
グ時、走行時、エンジン冷却時、負荷の大小に応じて、
または空燃比センサM1のリッチ／リーンの繰り返し回数
に応じて定めてもよい。
良否判定手段M6とは、上記積算手段M5の積算結果と判定
値とを比較して空燃比センサM1の良否を判定する。即
ち、積算手段M5の積算結果は空燃比センサM1の通常の出
力のある値（所定値）に対して出力検出手段M3の検出結
果が一方の方向にずれている部分を差として演算したも
のを所定期間積算したものであるから、フィードバック
制御が正常に実行されている状態で空燃比センサM1が良
好に作動しているものであれば、その値は特定の値に収
束する傾向にある。この収束するだろうとされる値を上
記判定値とし、この判定値と前記積算手段M5の積算結果
とを比較し、その結果に基づいて、例えば、判定値より
も遥かに下回る値にしかなっていないならば空燃比セン
サM1自体に、又はその出力処理系に何らかの不良が生じ
ていると判定するのである。
値とを比較して空燃比センサM1の良否を判定する。即
ち、積算手段M5の積算結果は空燃比センサM1の通常の出
力のある値（所定値）に対して出力検出手段M3の検出結
果が一方の方向にずれている部分を差として演算したも
のを所定期間積算したものであるから、フィードバック
制御が正常に実行されている状態で空燃比センサM1が良
好に作動しているものであれば、その値は特定の値に収
束する傾向にある。この収束するだろうとされる値を上
記判定値とし、この判定値と前記積算手段M5の積算結果
とを比較し、その結果に基づいて、例えば、判定値より
も遥かに下回る値にしかなっていないならば空燃比セン
サM1自体に、又はその出力処理系に何らかの不良が生じ
ていると判定するのである。
以下、本発明の空燃比センサの良否判定装置をより具体
的に説明するために実施例を挙げて詳述する。
的に説明するために実施例を挙げて詳述する。
［実施例］ 第２図は本実施例の空燃比センサの良否判定装置が搭載
される内燃機関とその制御系統の概略構成図を示す。１
は６気筒内燃機関のシリンダ、２はシリンダ１に接続さ
れるインテークマニホルド３内の吸入空気圧力を検出す
る吸気管圧力センサであって、半導体形圧力センサによ
り構成される。４はインテークマニホルド３の各シリン
ダ吸気ポート付近に設けられた電磁作動式の燃料噴射
弁、５はイグナイタの一部をなす点火コイル、６は点火
コイル５に接続されたディストリビュータである。この
ディストリビュータ６のロータは機関回転の1/2の回転
数で回転駆動され、内部には機関回転数、燃料噴射時期
を示す信号と気筒判別信号を出力する回転センサ７が配
設される。９はスロットルバルブ、10はスロットルバル
ブ９の開度を検出するスロットルポジションセンサ、11
は機関の冷却水温度を検出するサーミスタ式の水温セン
サ、12は吸入空気温度を検出する吸気温センサ、13はエ
キゾーストマニホルド14に設けられた酸素濃度センサで
ある。この酸素濃度センサ13は排気ガス中の酸素濃度か
ら空燃比を検出し、この空燃比を示す信号、例えば、空
燃比が理論空燃比に比べリッチの時には１ボルト程度、
リーンの時には0.1ボルト程度の電圧信号を出力する。
される内燃機関とその制御系統の概略構成図を示す。１
は６気筒内燃機関のシリンダ、２はシリンダ１に接続さ
れるインテークマニホルド３内の吸入空気圧力を検出す
る吸気管圧力センサであって、半導体形圧力センサによ
り構成される。４はインテークマニホルド３の各シリン
ダ吸気ポート付近に設けられた電磁作動式の燃料噴射
弁、５はイグナイタの一部をなす点火コイル、６は点火
コイル５に接続されたディストリビュータである。この
ディストリビュータ６のロータは機関回転の1/2の回転
数で回転駆動され、内部には機関回転数、燃料噴射時期
を示す信号と気筒判別信号を出力する回転センサ７が配
設される。９はスロットルバルブ、10はスロットルバル
ブ９の開度を検出するスロットルポジションセンサ、11
は機関の冷却水温度を検出するサーミスタ式の水温セン
サ、12は吸入空気温度を検出する吸気温センサ、13はエ
キゾーストマニホルド14に設けられた酸素濃度センサで
ある。この酸素濃度センサ13は排気ガス中の酸素濃度か
ら空燃比を検出し、この空燃比を示す信号、例えば、空
燃比が理論空燃比に比べリッチの時には１ボルト程度、
リーンの時には0.1ボルト程度の電圧信号を出力する。
８は内燃機関の燃料噴射量をその運転状態に応じて制御
し、空燃比のフィードバック制御を行なう電子制御回路
であって、マイクロコンピュータにより構成される。制
御回路８は、吸気管圧力センサ２、回転センサ７、スロ
ットルポジションセンサ10、水温センサ11、吸気温セン
サ12、及び空燃比センサ13からの各検出信号を取り込
み、これらの検出データに基づいて燃料噴射量を算出
し、燃料噴射弁４の開弁時間を制御して空燃比のフィー
ドバック制御を行なう。
し、空燃比のフィードバック制御を行なう電子制御回路
であって、マイクロコンピュータにより構成される。制
御回路８は、吸気管圧力センサ２、回転センサ７、スロ
ットルポジションセンサ10、水温センサ11、吸気温セン
サ12、及び空燃比センサ13からの各検出信号を取り込
み、これらの検出データに基づいて燃料噴射量を算出
し、燃料噴射弁４の開弁時間を制御して空燃比のフィー
ドバック制御を行なう。
第３図は制御回路８及び各機関センサ等のブロック図を
示し、100は所定のプログラムによって演算処理を実行
するMPU（マイクロプロセッサユニット）、101はMPU100
に割り込み信号を出力する割り込み制御部、102は回転
センサ７からの回転角信号をカウントし、エンジン回転
速度を算出するカウンタ部、103はスロットルポジショ
ンセンサ10からの検出信号を入力するデジタル入力ポー
ト、104は吸気管圧力センサ２及び酸素濃度センサから
の検出信号（アナログ信号）を入力してデジタル信号に
変換するA/D変換部である。105はプログラムや演算に使
用するマップデータ等が予め記憶された読み出し専用メ
モリであるROM、106は書き込み読み出し可能な不揮発性
メモリであるRAMであり、キースイッチのオフ後も記憶
内容を保持する。107はレジスタを含む点火時期制御信
号出力用の出力カウンタ部であり、MPU100で演算された
点火時期データを取り込み、点火時期制御信号をクラン
ク角に応じて出力する。108はレジスタを含む燃料噴射
量（時間）制御信号出力用の出力カウンタ部であって、
MPU100から送られる燃料噴射量データを入力し、このデ
ータに基づいて燃料噴射弁４の開弁時間を制御する制御
パルス信号のデューティ比を決定し、噴射量制御信号を
出力する。なお、出力用のカウンタ部107又は108から出
力される制御信号は電力増幅器109、110を介してそれぞ
れ点火コイル５、又は各気筒毎の燃料噴射弁４に印加さ
れる。また、上記制御回路８内において、MPU100、割り
込み制御部101、入力カウンタ部102、デジタル入力ポー
ト103、A/D変換器104、ROM105、RAM106、出力カウンタ
部107、108はそれぞれコモンバス111に接続され、必要
なデータの転送がMPU100の指令により行なわれる。
示し、100は所定のプログラムによって演算処理を実行
するMPU（マイクロプロセッサユニット）、101はMPU100
に割り込み信号を出力する割り込み制御部、102は回転
センサ７からの回転角信号をカウントし、エンジン回転
速度を算出するカウンタ部、103はスロットルポジショ
ンセンサ10からの検出信号を入力するデジタル入力ポー
ト、104は吸気管圧力センサ２及び酸素濃度センサから
の検出信号（アナログ信号）を入力してデジタル信号に
変換するA/D変換部である。105はプログラムや演算に使
用するマップデータ等が予め記憶された読み出し専用メ
モリであるROM、106は書き込み読み出し可能な不揮発性
メモリであるRAMであり、キースイッチのオフ後も記憶
内容を保持する。107はレジスタを含む点火時期制御信
号出力用の出力カウンタ部であり、MPU100で演算された
点火時期データを取り込み、点火時期制御信号をクラン
ク角に応じて出力する。108はレジスタを含む燃料噴射
量（時間）制御信号出力用の出力カウンタ部であって、
MPU100から送られる燃料噴射量データを入力し、このデ
ータに基づいて燃料噴射弁４の開弁時間を制御する制御
パルス信号のデューティ比を決定し、噴射量制御信号を
出力する。なお、出力用のカウンタ部107又は108から出
力される制御信号は電力増幅器109、110を介してそれぞ
れ点火コイル５、又は各気筒毎の燃料噴射弁４に印加さ
れる。また、上記制御回路８内において、MPU100、割り
込み制御部101、入力カウンタ部102、デジタル入力ポー
ト103、A/D変換器104、ROM105、RAM106、出力カウンタ
部107、108はそれぞれコモンバス111に接続され、必要
なデータの転送がMPU100の指令により行なわれる。
回転センサ７は３個のセンサ71、72、73を備え、第１の
回転角センサ71は第４図のタイミングチャートの（Ａ）
に示すように、ディストリビュータ６の１回転毎、つま
りクランク軸２回転（720度の角度）毎に１回だけ、ク
ランク角０゜から所定の角度θ手前の位置で角度信号Ａ
を発生する。第２の回転角センサ72はクランク軸の２回
転毎に１回、クランク角360゜から所定の角度θ手前の
位置において角度信号Ｂを発生する。第３の回転角セン
サ73は、クランク軸の１回転毎に気筒数に等しい個数の
角度信号を等間隔に発生し、例えば６気筒エンジンの場
合はクランク角０゜から60゜毎に６個の角度信号Ｃを発
生する。
回転角センサ71は第４図のタイミングチャートの（Ａ）
に示すように、ディストリビュータ６の１回転毎、つま
りクランク軸２回転（720度の角度）毎に１回だけ、ク
ランク角０゜から所定の角度θ手前の位置で角度信号Ａ
を発生する。第２の回転角センサ72はクランク軸の２回
転毎に１回、クランク角360゜から所定の角度θ手前の
位置において角度信号Ｂを発生する。第３の回転角セン
サ73は、クランク軸の１回転毎に気筒数に等しい個数の
角度信号を等間隔に発生し、例えば６気筒エンジンの場
合はクランク角０゜から60゜毎に６個の角度信号Ｃを発
生する。
割り込み制御部101は、これらの角度信号を回転センサ
７から入力し、第３の回転角センサ73の角度信号Ｃを２
分周した信号を、第１の回転角センサ71の角度信号Ａが
送出された直後に割り込み指令信号ＤとしてMPU100に出
力する。この割り込み信号Ｄの出力によりMPU100では点
火時期制御のための図示しない演算処理ルーチンが実行
される。さらに割り込み制御部101は、第３の回転角セ
ンサ73の角度信号Ｃを６分周して得られる信号を、第１
の回転角センサ71の角度信号Ａ及び第２の回転角センサ
72の角度信号Ｂが送出されてから６番目、つまりクラン
ク角300゜を起点として360゜毎に割り込み指令信号Ｅと
してMPU100に出力する。この割り込み指令信号ＥはMPU1
00に対し、燃料噴射量の演算の割り込み指令を行なう。
７から入力し、第３の回転角センサ73の角度信号Ｃを２
分周した信号を、第１の回転角センサ71の角度信号Ａが
送出された直後に割り込み指令信号ＤとしてMPU100に出
力する。この割り込み信号Ｄの出力によりMPU100では点
火時期制御のための図示しない演算処理ルーチンが実行
される。さらに割り込み制御部101は、第３の回転角セ
ンサ73の角度信号Ｃを６分周して得られる信号を、第１
の回転角センサ71の角度信号Ａ及び第２の回転角センサ
72の角度信号Ｂが送出されてから６番目、つまりクラン
ク角300゜を起点として360゜毎に割り込み指令信号Ｅと
してMPU100に出力する。この割り込み指令信号ＥはMPU1
00に対し、燃料噴射量の演算の割り込み指令を行なう。
上記のごとき各種のセンサの検出出力によりMPU100は適
宜演算処理を実行し、適量の燃料を燃料噴射弁４より噴
射供給し、点火を行い空燃比フィードバック制御を実行
することが可能となるのである。
宜演算処理を実行し、適量の燃料を燃料噴射弁４より噴
射供給し、点火を行い空燃比フィードバック制御を実行
することが可能となるのである。
次に、MPU100によって処理される、もう１つの制御であ
る本実施例の空燃比センサ良否判定ルーチンについて説
明する。第５図は該空燃比センサ良否判定ルーチンのフ
ローチャートを表わしたものである。本ルーチンはMPU1
00にて所定時間、5ms毎に実行される割込みルーチンで
ある。
る本実施例の空燃比センサ良否判定ルーチンについて説
明する。第５図は該空燃比センサ良否判定ルーチンのフ
ローチャートを表わしたものである。本ルーチンはMPU1
00にて所定時間、5ms毎に実行される割込みルーチンで
ある。
まず、本ルーチンの処理にMPU100が移るとステップ200
が実行され、酸素濃度センサ13の出力電圧VOがA/D変換
されて制御回路８内に取り込まれる。続くステップ21
0、ステップ220は積算時間を計測するためのもので、内
燃機関を始動するためにキースイッチをONしたときに
「０」にリセットされる変数Ｉのインクリメント処理を
行い（ステップ210）、この変数Ｉの内容が「1000」に
達したか否かを判断する（ステップ220）。即ち、本ル
ーチンは5ms毎に実行され、その度毎にＩはインクリメ
ント処理されるのであるから、この変数Ｉの内容が「10
00」に達するのには５秒を要するのである。これが積算
時間であり、Ｉ＜1000であれば未だに積算時間内である
としてステップ230〜ステップ250の処理がなされ、Ｉ≧
1000となったときステップ260〜ステップ290の処理が実
行される。まず、ステップ230〜ステップ250の積算処理
について説明する。ここでは、まずステップ230にて前
記ステップ200で取り込んだ酸素濃度センサ13の出力電
圧VOが所定電圧VRよりも大であるか否かが判断され、VO
＜VRであれば以下の積算処理を実行せず本ルーチンを終
了する。この所定電圧VRとは0.4〜0.6［Ｖ］程度の電圧
で、酸素濃度センサ13の出力特性上その不活性時の出力
として出力される電圧値である。VO≧VRであるときには
積算処理のため、この所定電圧VRと出力電圧VOとの差
（VO−VR）＝VDが算出され（ステップ240）、次のステ
ップ250で積算を行い積算値VSiが所定のアドレスへ格納
される。ここで積算のために用いる変数VSi及びVSi-1と
は初期設定により内燃機関始動時に前述の変数Ｉと同様
にクリアされたもので、またVSi-1は前回の本ステップ
を処理したときの計算結果VSiをその内容としている変
数である。従って、次回に本ステップが処理されるとき
には、そのVSi-1の内容には今回の計算結果VSが格納さ
れているのである。次に、積算時間5sが経過して変数Ｉ
が「1000」以上となったときに実行される処理について
説明する。このとき、まずステップ260にて前記ステッ
プ205にて所定のアドレスに格納されていた積算値VSiが
判定値VS0と大小比較される。この判定値VS0とは、酸素
濃度センサの出力VOが正常で内燃機関がフィードバック
制御されていたと仮定したとき、所定電圧VR以上の出力
電圧VOのみを５秒間たけ積算したとして得られるであろ
う値（この値は理論計算により、又は実験により求める
ことが可能である）から定められるものである。この判
定値VS0と５秒間の積算値VSiとを比較し、VSi≦VS0であ
ればステップ270が、VSi＞VS0であればステップ280が実
行される。即ち、VSi≦VS0であれば酸素濃度センサ13の
出力があまりにも少なすぎ、酸素濃度センサ13が未だに
活性化されていないか又は何らかの故障が生じていると
判断し、この酸素濃度センサ13の出力に基づき内燃機関
の空燃比をフィードバック制御することは却って内燃機
関の空燃比を異常にリッチ側にしてしまうとして空燃比
フィードバック制御の禁止を実行する。一方、VSi＞VS0
であれば酸素濃度センサ13の出力系統は正常に動作して
いるであろうと判断してステップ280にて空燃比フィー
ドバック制御の実施を行う。これらの処理の後に実行さ
れるステップ290では、次回の酸素濃度センサ13出力の
積算データを演算するために、変数Ｉ及びVSiのリセッ
トが行われ本ルーチンを終了する。即ち、第６図に示す
ごとく、所定電圧VRと比べて正常な時の酸素濃度センサ
13の出力VO1を積算した値（図中の単斜線部分）は、常
にある所定範囲（VS0）内に納まるものとなる。しか
し、酸素濃度センサ13が動作不良を生じて、その周期や
出力電圧の平均値は同一となる出力VO2を生じたとして
も、その積算値（図中の２重斜線部分）は大きく異なる
値となり即座にフィードバック制御の禁止がなされる。
これは図中の出力VO3のように所定電圧VRに達しない出
力しかないときにも同様である。
が実行され、酸素濃度センサ13の出力電圧VOがA/D変換
されて制御回路８内に取り込まれる。続くステップ21
0、ステップ220は積算時間を計測するためのもので、内
燃機関を始動するためにキースイッチをONしたときに
「０」にリセットされる変数Ｉのインクリメント処理を
行い（ステップ210）、この変数Ｉの内容が「1000」に
達したか否かを判断する（ステップ220）。即ち、本ル
ーチンは5ms毎に実行され、その度毎にＩはインクリメ
ント処理されるのであるから、この変数Ｉの内容が「10
00」に達するのには５秒を要するのである。これが積算
時間であり、Ｉ＜1000であれば未だに積算時間内である
としてステップ230〜ステップ250の処理がなされ、Ｉ≧
1000となったときステップ260〜ステップ290の処理が実
行される。まず、ステップ230〜ステップ250の積算処理
について説明する。ここでは、まずステップ230にて前
記ステップ200で取り込んだ酸素濃度センサ13の出力電
圧VOが所定電圧VRよりも大であるか否かが判断され、VO
＜VRであれば以下の積算処理を実行せず本ルーチンを終
了する。この所定電圧VRとは0.4〜0.6［Ｖ］程度の電圧
で、酸素濃度センサ13の出力特性上その不活性時の出力
として出力される電圧値である。VO≧VRであるときには
積算処理のため、この所定電圧VRと出力電圧VOとの差
（VO−VR）＝VDが算出され（ステップ240）、次のステ
ップ250で積算を行い積算値VSiが所定のアドレスへ格納
される。ここで積算のために用いる変数VSi及びVSi-1と
は初期設定により内燃機関始動時に前述の変数Ｉと同様
にクリアされたもので、またVSi-1は前回の本ステップ
を処理したときの計算結果VSiをその内容としている変
数である。従って、次回に本ステップが処理されるとき
には、そのVSi-1の内容には今回の計算結果VSが格納さ
れているのである。次に、積算時間5sが経過して変数Ｉ
が「1000」以上となったときに実行される処理について
説明する。このとき、まずステップ260にて前記ステッ
プ205にて所定のアドレスに格納されていた積算値VSiが
判定値VS0と大小比較される。この判定値VS0とは、酸素
濃度センサの出力VOが正常で内燃機関がフィードバック
制御されていたと仮定したとき、所定電圧VR以上の出力
電圧VOのみを５秒間たけ積算したとして得られるであろ
う値（この値は理論計算により、又は実験により求める
ことが可能である）から定められるものである。この判
定値VS0と５秒間の積算値VSiとを比較し、VSi≦VS0であ
ればステップ270が、VSi＞VS0であればステップ280が実
行される。即ち、VSi≦VS0であれば酸素濃度センサ13の
出力があまりにも少なすぎ、酸素濃度センサ13が未だに
活性化されていないか又は何らかの故障が生じていると
判断し、この酸素濃度センサ13の出力に基づき内燃機関
の空燃比をフィードバック制御することは却って内燃機
関の空燃比を異常にリッチ側にしてしまうとして空燃比
フィードバック制御の禁止を実行する。一方、VSi＞VS0
であれば酸素濃度センサ13の出力系統は正常に動作して
いるであろうと判断してステップ280にて空燃比フィー
ドバック制御の実施を行う。これらの処理の後に実行さ
れるステップ290では、次回の酸素濃度センサ13出力の
積算データを演算するために、変数Ｉ及びVSiのリセッ
トが行われ本ルーチンを終了する。即ち、第６図に示す
ごとく、所定電圧VRと比べて正常な時の酸素濃度センサ
13の出力VO1を積算した値（図中の単斜線部分）は、常
にある所定範囲（VS0）内に納まるものとなる。しか
し、酸素濃度センサ13が動作不良を生じて、その周期や
出力電圧の平均値は同一となる出力VO2を生じたとして
も、その積算値（図中の２重斜線部分）は大きく異なる
値となり即座にフィードバック制御の禁止がなされる。
これは図中の出力VO3のように所定電圧VRに達しない出
力しかないときにも同様である。
このように制御される本実施例の空燃比センサ良否判定
装置では、酸素濃度センサ13が不活性時であったり、何
らかの故障を生じたり、又はその出力の処理系で何らか
の故障が生じて出力電圧が低下すると正確にその不良を
判定することができる。しかも、その判定結果に応じて
内燃機関のフィードバック制御の禁止を行ってオープン
制御に切換えるため内燃機関の運転状態が悪化すること
もなく安定した空燃比制御が可能となるのである。しか
も、積算値を用いて酸素濃度センサ13の不良を判定する
ために瞬間的に電圧が上昇するような不良や、ある周期
で出力が変動するような不良が発生しても判定不能とな
ることもなく優れた不良判定装置となる。
装置では、酸素濃度センサ13が不活性時であったり、何
らかの故障を生じたり、又はその出力の処理系で何らか
の故障が生じて出力電圧が低下すると正確にその不良を
判定することができる。しかも、その判定結果に応じて
内燃機関のフィードバック制御の禁止を行ってオープン
制御に切換えるため内燃機関の運転状態が悪化すること
もなく安定した空燃比制御が可能となるのである。しか
も、積算値を用いて酸素濃度センサ13の不良を判定する
ために瞬間的に電圧が上昇するような不良や、ある周期
で出力が変動するような不良が発生しても判定不能とな
ることもなく優れた不良判定装置となる。
なお、本実施例では判定値VS0として酸素濃度センサ13
が正常なときの積算値VSiの下限値を選択して判定に用
いたが、これに加えてその上限値を判定値VS0として設
定し、検出・演算された積算値VSiがこの判定値VS0より
大きな値であるとき酸素濃度センサ13の不良を判定して
空燃比フィードバック制御を禁止するものとしてもよ
い。即ち、このような上限値、下限値の両方の判定値VS
0を設定し、両者の条件を共に満足するときにのみ酸素
濃度センサ13が正常であると判定するものとしてもよ
い。
が正常なときの積算値VSiの下限値を選択して判定に用
いたが、これに加えてその上限値を判定値VS0として設
定し、検出・演算された積算値VSiがこの判定値VS0より
大きな値であるとき酸素濃度センサ13の不良を判定して
空燃比フィードバック制御を禁止するものとしてもよ
い。即ち、このような上限値、下限値の両方の判定値VS
0を設定し、両者の条件を共に満足するときにのみ酸素
濃度センサ13が正常であると判定するものとしてもよ
い。
更に、本実施例の所定電圧VRや判定値VS0等を内燃機関
の運転状態、例えばアイドリング時や走行時等の負荷の
大小、あるいは内燃機関の冷寒時等に応じて適宜設定す
れば積算値VSiの判定を行うボーダーラインがより厳密
に決定されることとなるため一層の良否判定精度を得る
ことができる。
の運転状態、例えばアイドリング時や走行時等の負荷の
大小、あるいは内燃機関の冷寒時等に応じて適宜設定す
れば積算値VSiの判定を行うボーダーラインがより厳密
に決定されることとなるため一層の良否判定精度を得る
ことができる。
［発明の効果］ 以上実施例を挙げて詳述したごとく本発明の空燃比セン
サは 内燃機関の空燃比をフィードバック制御するために排気
系に備えられ排気の空燃比を検出する空燃比センサの良
否を判定する空燃比センサの良否判定装置において、 前記空燃比センサの出力を検出する出力検出手段と、 該出力検出手段の検出結果が所定値に対して一方の方向
にずれているとき、当該検出結果と所定値との差を演算
する差演算手段と、 該差演算手段の演算結果を所定期間積算する積算手段
と、 該積算手段の積算結果と判定値とを比較し、該積算結果
が判定値に達しない場合は空燃比センサは不良であると
判定する良否判定手段とを備えることを特徴とするもの
である。
サは 内燃機関の空燃比をフィードバック制御するために排気
系に備えられ排気の空燃比を検出する空燃比センサの良
否を判定する空燃比センサの良否判定装置において、 前記空燃比センサの出力を検出する出力検出手段と、 該出力検出手段の検出結果が所定値に対して一方の方向
にずれているとき、当該検出結果と所定値との差を演算
する差演算手段と、 該差演算手段の演算結果を所定期間積算する積算手段
と、 該積算手段の積算結果と判定値とを比較し、該積算結果
が判定値に達しない場合は空燃比センサは不良であると
判定する良否判定手段とを備えることを特徴とするもの
である。
従って、単に空燃比センサの出力が所定の出力を発生し
ているか否かを瞬間的に検出するものや、所定の周期で
出力が変動しているかを検出するものによって、該空燃
比センサの不良を判定するものでは判定できない空燃比
センサの不良でも正確に判定することができる精度の高
い空燃比センサの良否判定装置となるのである。即ち、
空燃比センサの出力を所定期間の間積算するという出力
の大きさの情報と時間情報との２つの情報とにより空燃
比センサの良否を判定することのできる極めて優れた空
燃比センサの良否判定装置となるのである。
ているか否かを瞬間的に検出するものや、所定の周期で
出力が変動しているかを検出するものによって、該空燃
比センサの不良を判定するものでは判定できない空燃比
センサの不良でも正確に判定することができる精度の高
い空燃比センサの良否判定装置となるのである。即ち、
空燃比センサの出力を所定期間の間積算するという出力
の大きさの情報と時間情報との２つの情報とにより空燃
比センサの良否を判定することのできる極めて優れた空
燃比センサの良否判定装置となるのである。
また、上記のごとく精度よく空燃比センサの良否が判定
できるため、この装置の判定結果に応じて空燃比フィー
ドバック制御をオープン制御に切換えたりすることで、
より一層正確な空燃比制御が可能となる。更には、この
装置により空燃比センサの不良を判定後警報装置または
内燃機関の作動特性に影響を与える装置を作動させれば
運転者に空燃比センサの異常を報知することもできるの
である。
できるため、この装置の判定結果に応じて空燃比フィー
ドバック制御をオープン制御に切換えたりすることで、
より一層正確な空燃比制御が可能となる。更には、この
装置により空燃比センサの不良を判定後警報装置または
内燃機関の作動特性に影響を与える装置を作動させれば
運転者に空燃比センサの異常を報知することもできるの
である。
第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例の空燃
比センサ良否判定装置を搭載した内燃機関及びその周辺
装置の概略図、第３図はその制御回路のブロック図、第
４図はその回転センサの出力説明図、第５図はその制御
プログラムのフローチャート、第６図はその動作説明
図、第７図はフィードバック制御説明図を示す。 ４……燃料噴射弁、５……点火コイル ６……ディストリビュータ、７……回転センサ ８……制御回路、13……酸素濃度センサ
比センサ良否判定装置を搭載した内燃機関及びその周辺
装置の概略図、第３図はその制御回路のブロック図、第
４図はその回転センサの出力説明図、第５図はその制御
プログラムのフローチャート、第６図はその動作説明
図、第７図はフィードバック制御説明図を示す。 ４……燃料噴射弁、５……点火コイル ６……ディストリビュータ、７……回転センサ ８……制御回路、13……酸素濃度センサ
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の空燃比をフィードバック制御す
るために排気系に備えられ排気の空燃比を検出する空燃
比センサの良否を判定する空燃比センサの良否判定装置
において、 前記空燃比センサの出力を検出する出力検出手段と、 該出力検出手段の検出結果が所定値に対して一方の方向
にずれているとき、当該検出結果と所定値との差を演算
する差演算手段と、 該差演算手段の演算結果を所定期間積算する積算手段
と、 該積算手段の積算結果と判定値とを比較し、該積算結果
が判定値に達しない場合は空燃比センサは不良であると
判定する良否判定手段と を備えることを特徴とする空燃比センサの良否判定装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254431A JPH0697002B2 (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 空燃比センサの良否判定装置 |
| US06/792,929 US4677955A (en) | 1984-11-30 | 1985-10-30 | Method and apparatus for discriminating operativeness/inoperativeness of an air-fuel ratio sensor |
| EP85114215A EP0184020B1 (en) | 1984-11-30 | 1985-11-07 | Apparatus for discriminating operativeness/inoperativeness of an air-fuel ratio sensor |
| DE8585114215T DE3567698D1 (en) | 1984-11-30 | 1985-11-07 | Apparatus for discriminating operativeness/inoperativeness of an air-fuel ratio sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254431A JPH0697002B2 (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 空燃比センサの良否判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132747A JPS61132747A (ja) | 1986-06-20 |
| JPH0697002B2 true JPH0697002B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17264888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59254431A Expired - Fee Related JPH0697002B2 (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 空燃比センサの良否判定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4677955A (ja) |
| EP (1) | EP0184020B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0697002B2 (ja) |
| DE (1) | DE3567698D1 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4819601A (en) * | 1987-04-15 | 1989-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Diagnostic system of an air-fuel ratio control device |
| JPH0730728B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1995-04-10 | マツダ株式会社 | エンジンのアイドル回転数制御装置 |
| JPS648334A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Mazda Motor | Air-fuel ratio controller of engine |
| US5249119A (en) * | 1990-05-02 | 1993-09-28 | Idemitsu Kosan Company Limited | Apparatus for and method of detecting a malfunction of a controller |
| KR940004344B1 (ko) * | 1990-07-10 | 1994-05-23 | 미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤 | 공연비 제어장치 |
| WO1992017696A1 (en) * | 1991-03-28 | 1992-10-15 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Controller of internal combustion engine |
| DE4139561A1 (de) * | 1991-11-30 | 1993-06-03 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen des alterungszustandes einer sauerstoffsonde |
| DE4203502A1 (de) * | 1992-02-07 | 1993-08-12 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zum beurteilen der funktionsfaehigkeit einer lambdaregelung |
| US5305727A (en) * | 1992-06-01 | 1994-04-26 | Ford Motor Company | Oxygen sensor monitoring |
| JP3498817B2 (ja) * | 1995-06-14 | 2004-02-23 | 株式会社デンソー | 内燃機関の排気系故障診断装置 |
| JP3156604B2 (ja) * | 1996-02-28 | 2001-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| US6860100B1 (en) | 2000-03-17 | 2005-03-01 | Ford Global Technologies, Llc | Degradation detection method for an engine having a NOx sensor |
| US6691507B1 (en) | 2000-10-16 | 2004-02-17 | Ford Global Technologies, Llc | Closed-loop temperature control for an emission control device |
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| US6467259B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-10-22 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for operating dual-exhaust engine |
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| US6487853B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-12-03 | Ford Global Technologies. Inc. | Method and system for reducing lean-burn vehicle emissions using a downstream reductant sensor |
| US6463733B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-10-15 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for optimizing open-loop fill and purge times for an emission control device |
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| US6490860B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-12-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Open-loop method and system for controlling the storage and release cycles of an emission control device |
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| US6553754B2 (en) | 2001-06-19 | 2003-04-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling an emission control device based on depletion of device storage capacity |
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| US6860144B2 (en) * | 2003-02-18 | 2005-03-01 | Daimlerchrysler Corporation | Oxygen sensor monitoring arrangement |
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|---|---|---|---|---|
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