JPH07259613A - 空燃比センサの故障検出装置 - Google Patents
空燃比センサの故障検出装置Info
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- JPH07259613A JPH07259613A JP6055436A JP5543694A JPH07259613A JP H07259613 A JPH07259613 A JP H07259613A JP 6055436 A JP6055436 A JP 6055436A JP 5543694 A JP5543694 A JP 5543694A JP H07259613 A JPH07259613 A JP H07259613A
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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
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒コンバータの上流側と下流側とにそれぞ
れ空燃比センサを設けたダブル空燃比センサシステムに
おいて、上流側空燃比センサの異常の検出のみでなく、
下流側空燃比センサの異常をも精度良く検出することが
できる空燃比センサの故障検出装置を提供する。 【構成】 上流側空燃比センサ１３Ａの出力に基づいて
設定される空燃比のフィードバック補正量を下流側空燃
比センサ１３Ｂの出力に基づいて補正する補正手段と、
該補正手段により設定される補正量が所定値を超えたこ
とに基づいて上流側空燃比センサ１３Ａの異常の検出す
る第１の異常検出手段と、上記補正手段による補正処理
実行中における下流側空燃比センサ１３Ｂの出力変動を
検出する出力変動検出手段と、該出力変動検出手段によ
り検出された上記下流側空燃比センサ１３Ｂの出力変動
が所定値以下になったことに基づいて、該下流側空燃比
センサ１３Ｂの異常を検出する第２の異常検出手段とを
備える。
れ空燃比センサを設けたダブル空燃比センサシステムに
おいて、上流側空燃比センサの異常の検出のみでなく、
下流側空燃比センサの異常をも精度良く検出することが
できる空燃比センサの故障検出装置を提供する。 【構成】 上流側空燃比センサ１３Ａの出力に基づいて
設定される空燃比のフィードバック補正量を下流側空燃
比センサ１３Ｂの出力に基づいて補正する補正手段と、
該補正手段により設定される補正量が所定値を超えたこ
とに基づいて上流側空燃比センサ１３Ａの異常の検出す
る第１の異常検出手段と、上記補正手段による補正処理
実行中における下流側空燃比センサ１３Ｂの出力変動を
検出する出力変動検出手段と、該出力変動検出手段によ
り検出された上記下流側空燃比センサ１３Ｂの出力変動
が所定値以下になったことに基づいて、該下流側空燃比
センサ１３Ｂの異常を検出する第２の異常検出手段とを
備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気浄化用触媒コンバ
ータの上流側に配設された空燃比制御用の空燃比センサ
に加えて、触媒コンバータの下流側にモニター用の空燃
比センサを設けたダブル空燃比センサシステムを装備し
たエンジンにおける空燃比センサの故障検出装置に関す
る。
ータの上流側に配設された空燃比制御用の空燃比センサ
に加えて、触媒コンバータの下流側にモニター用の空燃
比センサを設けたダブル空燃比センサシステムを装備し
たエンジンにおける空燃比センサの故障検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車のエンジンにおいて
は、その排気系に排気浄化用触媒コンバータを配設する
とともに、該触媒コンバータの排気浄化能力を最大限に
発揮させるために、触媒コンバータの上流側に、排気中
の空燃比を検出する空燃比センサ（Ｏ2 センサ）を設
け、この空燃比センサにより排気中の酸素濃度を検出
し、この検出に基づいて、マイクロコンピュータよりな
るコントロールユニットが、エンジン回転数および負荷
に応じて設定された所定の運転領域（フィードバック制
御領域）において、空燃比が理論空燃比に近付くよう
に、燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御して、空燃比の
フィードバック制御を実行している（シングル空燃比セ
ンサシステム）。
は、その排気系に排気浄化用触媒コンバータを配設する
とともに、該触媒コンバータの排気浄化能力を最大限に
発揮させるために、触媒コンバータの上流側に、排気中
の空燃比を検出する空燃比センサ（Ｏ2 センサ）を設
け、この空燃比センサにより排気中の酸素濃度を検出
し、この検出に基づいて、マイクロコンピュータよりな
るコントロールユニットが、エンジン回転数および負荷
に応じて設定された所定の運転領域（フィードバック制
御領域）において、空燃比が理論空燃比に近付くよう
に、燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御して、空燃比の
フィードバック制御を実行している（シングル空燃比セ
ンサシステム）。
【０００３】このシングル空燃比センサシステムにおけ
る空燃比のフィードバック制御においては、上記コント
ロールユニットは、図７（Ａ）に示すように、空燃比セ
ンサの出力電圧Ｖ1 についてその電圧変化幅のほぼ中間
位置に所定の判定レベルａを設定して、出力電圧Ｖ1 が
判定レベルａを下方のリーン側から上方のリッチ側へ横
切った時点によってリッチ判定を行い、かつ、出力電圧
Ｖ1 が判定レベルａをリッチ側からリーン側へ横切った
時点によってリーン判定を行って、これら判定に基づい
て、図７（Ｂ）に示すフィードバック制御定数ＣＦＢを
変更している。その場合に、空燃比センサのリッチ→リ
−ンの応答時間とリーン→リッチの応答時間とが異なる
ので、コントロールユニットは、両応答時間の差を演算
し、この時間差に基づいて、遅延時間ＴRLおよびＴLRを
設定して、リ−ン判定時点から上記遅延時間ＴRL経過
後、制御定数ＣＦＢをプラス側（リッチ方向）に補正
し、また、リッチ判定時点から上記遅延時間ＴLR経過
後、制御定数ＣＦＢをマイナス側（リ−ン方向）に補正
している（ＰＩ制御）。なお、図７（Ｂ）において、ス
キップ量ＰLR，ＰRLは、このＰＩ制御におけるフィード
バック制御定数ＣＦＢのうちのＰ値と呼ばれる比例項で
ある。
る空燃比のフィードバック制御においては、上記コント
ロールユニットは、図７（Ａ）に示すように、空燃比セ
ンサの出力電圧Ｖ1 についてその電圧変化幅のほぼ中間
位置に所定の判定レベルａを設定して、出力電圧Ｖ1 が
判定レベルａを下方のリーン側から上方のリッチ側へ横
切った時点によってリッチ判定を行い、かつ、出力電圧
Ｖ1 が判定レベルａをリッチ側からリーン側へ横切った
時点によってリーン判定を行って、これら判定に基づい
て、図７（Ｂ）に示すフィードバック制御定数ＣＦＢを
変更している。その場合に、空燃比センサのリッチ→リ
−ンの応答時間とリーン→リッチの応答時間とが異なる
ので、コントロールユニットは、両応答時間の差を演算
し、この時間差に基づいて、遅延時間ＴRLおよびＴLRを
設定して、リ−ン判定時点から上記遅延時間ＴRL経過
後、制御定数ＣＦＢをプラス側（リッチ方向）に補正
し、また、リッチ判定時点から上記遅延時間ＴLR経過
後、制御定数ＣＦＢをマイナス側（リ−ン方向）に補正
している（ＰＩ制御）。なお、図７（Ｂ）において、ス
キップ量ＰLR，ＰRLは、このＰＩ制御におけるフィード
バック制御定数ＣＦＢのうちのＰ値と呼ばれる比例項で
ある。
【０００４】ところで、上記空燃比センサには、特性の
ばらつきおよび経年変化による劣化の問題があり、この
空燃比センサの特性のばらつきおよび劣化は、触媒コン
バータの排気浄化性能を変化させ、エミッション性能を
低下させることになる。
ばらつきおよび経年変化による劣化の問題があり、この
空燃比センサの特性のばらつきおよび劣化は、触媒コン
バータの排気浄化性能を変化させ、エミッション性能を
低下させることになる。
【０００５】触媒コンバータの排気浄化性能は、触媒コ
ンバータに流入する酸素の消費量を表しているから、触
媒コンバータの下流側の酸素濃度を検出することによ
り、触媒コンバータの排気浄化性能の最適点からのず
れ、すなわち理論空燃比（λ＝１）からのずれが判る。
この特性を利用して、触媒コンバータの下流側にモニタ
ー用空燃比センサを設け、上流側の空燃比センサによる
空燃比のフィードバック制御に加えて、上流側の空燃比
センサの出力に基づいて設定されるフィードバック補正
量を、上記下流側空燃比センサの出力に基づいて補正す
ることにより、空燃比センサの特性のばらつきおよび劣
化を補償するとともに、上流側の空燃比センサの故障お
よび触媒コンバータの劣化を検出するようにしたダブル
空燃比センサシステムが提案されている。
ンバータに流入する酸素の消費量を表しているから、触
媒コンバータの下流側の酸素濃度を検出することによ
り、触媒コンバータの排気浄化性能の最適点からのず
れ、すなわち理論空燃比（λ＝１）からのずれが判る。
この特性を利用して、触媒コンバータの下流側にモニタ
ー用空燃比センサを設け、上流側の空燃比センサによる
空燃比のフィードバック制御に加えて、上流側の空燃比
センサの出力に基づいて設定されるフィードバック補正
量を、上記下流側空燃比センサの出力に基づいて補正す
ることにより、空燃比センサの特性のばらつきおよび劣
化を補償するとともに、上流側の空燃比センサの故障お
よび触媒コンバータの劣化を検出するようにしたダブル
空燃比センサシステムが提案されている。
【０００６】このダブル空燃比センサシステムによる空
燃比フィードバック制御の１つに、上記スキップ量（Ｐ
値）ＰRL，ＰLRを下流側空燃比センサの出力に基づいて
補正する「Ｐ値フィードバック制御」と呼ばれる制御方
法がある（特開昭６２−１４７０３４号公報参照）。こ
のＰ値フィードバック制御は、エンジンが始動されてか
ら所定時間経過後の所定期間内でかつ空燃比のフィード
バック制御領域において、所定条件が満足されたときに
実行される。
燃比フィードバック制御の１つに、上記スキップ量（Ｐ
値）ＰRL，ＰLRを下流側空燃比センサの出力に基づいて
補正する「Ｐ値フィードバック制御」と呼ばれる制御方
法がある（特開昭６２−１４７０３４号公報参照）。こ
のＰ値フィードバック制御は、エンジンが始動されてか
ら所定時間経過後の所定期間内でかつ空燃比のフィード
バック制御領域において、所定条件が満足されたときに
実行される。
【０００７】図８は、このＰ値フィードバック制御方法
の説明に供するタイミングチャートを示す。
の説明に供するタイミングチャートを示す。
【０００８】図８（Ａ）は、図７（Ａ）と同様の上流側
空燃比センサの出力電圧Ｖ1 の変化状態を示し、図８
（Ｂ）は、Ｐ値フィードバック制御中における下流側空
燃比センサの出力電圧Ｖ2 の変化状態を示す。下流側空
燃比センサの出力電圧Ｖ2 は、上流側空燃比センサの出
力電圧Ｖ1 とは位相を異にするとともに、出力電圧Ｖ1
よりも長い周期をもって所定の判定レベルｂを中心に変
化している。
空燃比センサの出力電圧Ｖ1 の変化状態を示し、図８
（Ｂ）は、Ｐ値フィードバック制御中における下流側空
燃比センサの出力電圧Ｖ2 の変化状態を示す。下流側空
燃比センサの出力電圧Ｖ2 は、上流側空燃比センサの出
力電圧Ｖ1 とは位相を異にするとともに、出力電圧Ｖ1
よりも長い周期をもって所定の判定レベルｂを中心に変
化している。
【０００９】図８（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ、上記スキ
ップ量ＰRL，ＰLRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの
変化状態を示す。図８（Ｂ）に示す下流側空燃比センサ
の出力電圧Ｖ2 が判定レベルｂの上方にあるときには、
空燃比がリッチ側にずれているので、図８（Ｃ）に示す
補正係数ＣＧＰｆRLを減少させ、かつ図８（Ｄ）に示す
補正係数ＣＧＰｆLRを増加させている。したがって、ス
キップ量ＰRLが減少するとともに、スキップ量ＰLRが増
加するから、図８（Ｅ）に示すフィードバック制御定数
ＣＦＢは、図９（Ａ）に示すように、マイナス側に補正
される。
ップ量ＰRL，ＰLRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの
変化状態を示す。図８（Ｂ）に示す下流側空燃比センサ
の出力電圧Ｖ2 が判定レベルｂの上方にあるときには、
空燃比がリッチ側にずれているので、図８（Ｃ）に示す
補正係数ＣＧＰｆRLを減少させ、かつ図８（Ｄ）に示す
補正係数ＣＧＰｆLRを増加させている。したがって、ス
キップ量ＰRLが減少するとともに、スキップ量ＰLRが増
加するから、図８（Ｅ）に示すフィードバック制御定数
ＣＦＢは、図９（Ａ）に示すように、マイナス側に補正
される。
【００１０】一方、下流側空燃比センサの出力電圧Ｖ2
が判定レベルｂの下方にあるときには、空燃比がリーン
側にずれているので、図８（Ｃ）に示す補正係数ＣＧＰ
ｆRLを増加させ、かつ図８（Ｄ）に示す補正係数ＣＧＰ
ｆLRを減少させている。したがって、スキップ量ＰRLが
増加するとともに、スキップ量ＰLRが減少するから、図
８（Ｅ）に示すフィードバック制御定数ＣＦＢは、図９
（Ｂ）に示すように、プラス側に補正されることにな
る。
が判定レベルｂの下方にあるときには、空燃比がリーン
側にずれているので、図８（Ｃ）に示す補正係数ＣＧＰ
ｆRLを増加させ、かつ図８（Ｄ）に示す補正係数ＣＧＰ
ｆLRを減少させている。したがって、スキップ量ＰRLが
増加するとともに、スキップ量ＰLRが減少するから、図
８（Ｅ）に示すフィードバック制御定数ＣＦＢは、図９
（Ｂ）に示すように、プラス側に補正されることにな
る。
【００１１】そして、従来は、上記スキップ量ＰRL，Ｐ
LRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの個々の値、ある
いはその平均値を所定値と比較し、上記補正量が上記所
定値を超えたことに基づいて、上記上流側空燃比センサ
の異常を検出している。
LRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの個々の値、ある
いはその平均値を所定値と比較し、上記補正量が上記所
定値を超えたことに基づいて、上記上流側空燃比センサ
の異常を検出している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たダブル空燃比センサシステムの要であるモニター用の
下流側空燃比センサが万一故障した場合には、空燃比制
御用の上流側空燃比センサの劣化に対する誤判定、エミ
ッション性能の悪化および触媒コンバータの劣化に対す
る誤判定等の問題が発生する。
たダブル空燃比センサシステムの要であるモニター用の
下流側空燃比センサが万一故障した場合には、空燃比制
御用の上流側空燃比センサの劣化に対する誤判定、エミ
ッション性能の悪化および触媒コンバータの劣化に対す
る誤判定等の問題が発生する。
【００１３】そこで、本発明は、ダブル空燃比センサシ
ステムにおいて、上流側空燃比センサの異常の検出のみ
でなく、下流側空燃比センサの異常をも精度良く検出す
ることができる空燃比センサの故障検出装置を提供する
ことを目的とする。
ステムにおいて、上流側空燃比センサの異常の検出のみ
でなく、下流側空燃比センサの異常をも精度良く検出す
ることができる空燃比センサの故障検出装置を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による空燃比セン
サの故障検出装置は、上流側空燃比センサの出力に基づ
いて空燃比が目標空燃比に近付くようにフィードバック
制御するためのフィードバック補正量を設定する設定手
段と、該設定手段により設定されるフィードバック補正
量を下流側空燃比センサの出力に基づいて補正する補正
手段と、該補正手段により設定される補正量が所定値を
超えたことに基づいて上流側空燃比センサの異常を検出
する第１の異常検出手段とを備えていることに加えて、
上記補正手段による補正処理実行中における上記下流側
空燃比センサの出力変動を検出する出力変動検出手段
と、該出力変動検出手段により検出された上記下流側空
燃比センサの出力変動が所定値以下になったことに基づ
いて、該下流側空燃比センサの異常を検出する第２の異
常検出手段とを備えてなることを特徴とするものであ
る。
サの故障検出装置は、上流側空燃比センサの出力に基づ
いて空燃比が目標空燃比に近付くようにフィードバック
制御するためのフィードバック補正量を設定する設定手
段と、該設定手段により設定されるフィードバック補正
量を下流側空燃比センサの出力に基づいて補正する補正
手段と、該補正手段により設定される補正量が所定値を
超えたことに基づいて上流側空燃比センサの異常を検出
する第１の異常検出手段とを備えていることに加えて、
上記補正手段による補正処理実行中における上記下流側
空燃比センサの出力変動を検出する出力変動検出手段
と、該出力変動検出手段により検出された上記下流側空
燃比センサの出力変動が所定値以下になったことに基づ
いて、該下流側空燃比センサの異常を検出する第２の異
常検出手段とを備えてなることを特徴とするものであ
る。
【００１５】上記補正手段は、下流側空燃比センサの出
力がリッチ側にずれているときには該出力がリーン側に
向かうように、かつ上記下流側空燃比センサの出力がリ
ーン側にずれているときには該出力がリッチ側に向かう
ように、上記設定手段により設定されるフィードバック
補正量（例えばＰ値）を補正するものであり、例えばＰ
値フィードバック制御手段である。
力がリッチ側にずれているときには該出力がリーン側に
向かうように、かつ上記下流側空燃比センサの出力がリ
ーン側にずれているときには該出力がリッチ側に向かう
ように、上記設定手段により設定されるフィードバック
補正量（例えばＰ値）を補正するものであり、例えばＰ
値フィードバック制御手段である。
【００１６】上記第２の異常検出手段は、上記下流側空
燃比センサの出力電圧が予め設定された上限値以上であ
る時間および／または下限値以下である時間を積算し、
該積算時間が所定時間内に所定値に達しないことに基づ
いて、上記下流側空燃比センサの出力変動が所定値以下
になったと判定するように構成されている。
燃比センサの出力電圧が予め設定された上限値以上であ
る時間および／または下限値以下である時間を積算し、
該積算時間が所定時間内に所定値に達しないことに基づ
いて、上記下流側空燃比センサの出力変動が所定値以下
になったと判定するように構成されている。
【００１７】また、本発明による空燃比センサの故障検
出装置は、上記第２の異常検出手段により上記下流側空
燃比センサの異常が検出された場合、上記第１の異常検
出手段による上記上流側空燃比センサの異常検出を禁止
するように構成されている。
出装置は、上記第２の異常検出手段により上記下流側空
燃比センサの異常が検出された場合、上記第１の異常検
出手段による上記上流側空燃比センサの異常検出を禁止
するように構成されている。
【００１８】
【作用および発明の効果】本発明による空燃比センサの
故障検出装置は、例えばＰ値フィードバック制御中にお
ける下流側空燃比センサの出力波形を監視することによ
って、該下流側空燃比センサの異常を検出するように構
成されているので、下流側空燃比センサの異常を精度良
く検出することが可能になる。
故障検出装置は、例えばＰ値フィードバック制御中にお
ける下流側空燃比センサの出力波形を監視することによ
って、該下流側空燃比センサの異常を検出するように構
成されているので、下流側空燃比センサの異常を精度良
く検出することが可能になる。
【００１９】つまり、通常Ｐ値フィードバック制御を行
わないときの下流側空燃比センサの出力は、触媒のスト
レージ効果により、リッチ側もしくはリーン側に張り付
くため、下流側空燃比センサが異常か否かの判別が不可
能であるが、Ｐ値フィードバック制御中であれば、下流
側空燃比センサの出力が反転するように空燃比の制御が
なされるため、Ｐ値フィードバック制御中の下流側空燃
比センサの出力を検出することにより、下流側空燃比セ
ンサの異常を精度良く検出することが可能になる。
わないときの下流側空燃比センサの出力は、触媒のスト
レージ効果により、リッチ側もしくはリーン側に張り付
くため、下流側空燃比センサが異常か否かの判別が不可
能であるが、Ｐ値フィードバック制御中であれば、下流
側空燃比センサの出力が反転するように空燃比の制御が
なされるため、Ｐ値フィードバック制御中の下流側空燃
比センサの出力を検出することにより、下流側空燃比セ
ンサの異常を精度良く検出することが可能になる。
【００２０】また本発明では、上記第２の異常検出手段
は、上記下流側空燃比センサの出力電圧が予め設定され
た上限値以上である時間および／または下限値以下であ
る時間を積算し、該積算時間が所定時間内に所定値に達
しないことに基づいて、上記下流側空燃比センサの出力
変動が所定値以下になったと判定するように構成されて
いるので、下流側空燃比センサの異常の検出が容易とな
る利点がある。
は、上記下流側空燃比センサの出力電圧が予め設定され
た上限値以上である時間および／または下限値以下であ
る時間を積算し、該積算時間が所定時間内に所定値に達
しないことに基づいて、上記下流側空燃比センサの出力
変動が所定値以下になったと判定するように構成されて
いるので、下流側空燃比センサの異常の検出が容易とな
る利点がある。
【００２１】さらに本発明では、上記第２の異常検出手
段により上記下流側空燃比センサの異常が検出された場
合、上記第１の異常検出手段による上記上流側空燃比セ
ンサの異常検出を禁止するように構成されているので、
誤判定の防止と、エミッション性能の悪化の防止とが可
能になる。
段により上記下流側空燃比センサの異常が検出された場
合、上記第１の異常検出手段による上記上流側空燃比セ
ンサの異常検出を禁止するように構成されているので、
誤判定の防止と、エミッション性能の悪化の防止とが可
能になる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２３】図１は、本発明が適用されるエンジンの概
略的構成を示す図で、エンジン１の吸気通路２には、そ
の上流側から下流側へ向ってエアクリーナ３、吸入空気
量を検出するベーン型エアフローメータ４、スロットル
弁５、吸入空気の脈動を吸収するサージタンク６、吸気
負圧（ブースト）を検出するブーストセンサ２３および
燃料噴射弁７が順に配列され、混合気は吸気弁８を介し
て燃焼室９内に供給される。エンジン１の排気は燃焼室
９内から排気弁１０を介して排気通路１１に排出される
が、この排気通路１１には、排気浄化用の触媒コンバー
タ１２が配設されているとともに、触媒コンバータ１２
の上流側に、空燃比制御用の第１空燃比センサ１３Ａが
配設され、かつ、触媒コンバータ１２の下流側に、モニ
ター用の第２空燃比センサ１３Ｂが配設されている。
略的構成を示す図で、エンジン１の吸気通路２には、そ
の上流側から下流側へ向ってエアクリーナ３、吸入空気
量を検出するベーン型エアフローメータ４、スロットル
弁５、吸入空気の脈動を吸収するサージタンク６、吸気
負圧（ブースト）を検出するブーストセンサ２３および
燃料噴射弁７が順に配列され、混合気は吸気弁８を介し
て燃焼室９内に供給される。エンジン１の排気は燃焼室
９内から排気弁１０を介して排気通路１１に排出される
が、この排気通路１１には、排気浄化用の触媒コンバー
タ１２が配設されているとともに、触媒コンバータ１２
の上流側に、空燃比制御用の第１空燃比センサ１３Ａが
配設され、かつ、触媒コンバータ１２の下流側に、モニ
ター用の第２空燃比センサ１３Ｂが配設されている。
【００２４】また、吸気通路２には、アイドル運転時に
スロットル弁５をバイパスして燃焼室９内に空気を供給
するためのバイパス通路１４が設けられ、このバイパス
通路１４の途中に、この通路１４を通る空気量を制御す
るためのデューティソレノイド弁１５が配設されてい
る。
スロットル弁５をバイパスして燃焼室９内に空気を供給
するためのバイパス通路１４が設けられ、このバイパス
通路１４の途中に、この通路１４を通る空気量を制御す
るためのデューティソレノイド弁１５が配設されてい
る。
【００２５】さらに、点火に必要な高電圧を発生するイ
グナイタ１６と、図示されていないクランク軸に連動し
て上記イグナイタ１６に発生した高電圧を各気筒の点火
プラグ１８に分配供給するディストリビュータ１７と、
ディストリビータ１７内に取付けられて、クランク軸の
回転に応じたパルス信号を発生するエンジン回転数セン
サ１９と、コントロールユニット２０とが設けられてい
る。
グナイタ１６と、図示されていないクランク軸に連動し
て上記イグナイタ１６に発生した高電圧を各気筒の点火
プラグ１８に分配供給するディストリビュータ１７と、
ディストリビータ１７内に取付けられて、クランク軸の
回転に応じたパルス信号を発生するエンジン回転数セン
サ１９と、コントロールユニット２０とが設けられてい
る。
【００２６】コントロールユニット２０は、エンジン回
転数センサ１９、エアフローメータ４、吸気温センサ2
1、スロットル弁５が全閉か否かを判定するためのアイ
ドルスイッチが取付けられたスロットル開度センサ２
２、エンジン温度に比例するエンジン水温を検出する水
温センサ２４および第１空燃比センサ１３Ａ等から出力
される信号に基づいて、エンジン回転数および負荷に応
じて設定された所定の運転領域（フィードバック制御領
域）において、空燃比が理論空燃比に近付くように、燃
料噴射弁からの燃料噴射量を制御して、空燃比のフィー
ドバック制御を実行している。
転数センサ１９、エアフローメータ４、吸気温センサ2
1、スロットル弁５が全閉か否かを判定するためのアイ
ドルスイッチが取付けられたスロットル開度センサ２
２、エンジン温度に比例するエンジン水温を検出する水
温センサ２４および第１空燃比センサ１３Ａ等から出力
される信号に基づいて、エンジン回転数および負荷に応
じて設定された所定の運転領域（フィードバック制御領
域）において、空燃比が理論空燃比に近付くように、燃
料噴射弁からの燃料噴射量を制御して、空燃比のフィー
ドバック制御を実行している。
【００２７】また、コントロールユニット２０は、エン
ジンが始動されてから所定期間経過後の所定期間内でか
つ空燃比のフィードバック制御を実行中において、車速
センサ２６により検出された車速が例えば５〜５５kmm/
h の範囲内にあり、エンジン回転数Ｎｅが例えば１００
０〜２０００rpm の範囲内にあり、吸入空気量Ｑａ／エ
ンジン回転数Ｎｅで表される負荷Ｃｅが例えば２３〜３
５％の範囲内にあり、吸気負圧が例えば−５００〜−３
００mmHgの範囲内にあり、さらに、エンジン回転数Ｎｅ
の変化率ΔＮｅが小さく（所定値α未満）、かつ負荷変
動もΔＣｅも小さい（所定値β以下）定常運転状態にお
いて、触媒コンバータ１２の下流側に配設された第２空
燃比センサ１３Ｂの出力に応じて、Ｐ値フィードバック
制御を実行して、触媒コンバータ１２の上流側に配設さ
れた第１空燃比センサ１３Ａの動作をモニターし、上記
スキップ量ＰRL，ＰLRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆ
LR（図７参照）を変更するとともに、上記補正係数ＣＧ
ＰｆRL，ＣＧＰｆLRの平均値が所定の判定しき値γと比
較し、上記平均値が上記しきい値γを超えた場合に、第
１空燃比センサ１３Ａが異常であると判定している。
ジンが始動されてから所定期間経過後の所定期間内でか
つ空燃比のフィードバック制御を実行中において、車速
センサ２６により検出された車速が例えば５〜５５kmm/
h の範囲内にあり、エンジン回転数Ｎｅが例えば１００
０〜２０００rpm の範囲内にあり、吸入空気量Ｑａ／エ
ンジン回転数Ｎｅで表される負荷Ｃｅが例えば２３〜３
５％の範囲内にあり、吸気負圧が例えば−５００〜−３
００mmHgの範囲内にあり、さらに、エンジン回転数Ｎｅ
の変化率ΔＮｅが小さく（所定値α未満）、かつ負荷変
動もΔＣｅも小さい（所定値β以下）定常運転状態にお
いて、触媒コンバータ１２の下流側に配設された第２空
燃比センサ１３Ｂの出力に応じて、Ｐ値フィードバック
制御を実行して、触媒コンバータ１２の上流側に配設さ
れた第１空燃比センサ１３Ａの動作をモニターし、上記
スキップ量ＰRL，ＰLRの補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆ
LR（図７参照）を変更するとともに、上記補正係数ＣＧ
ＰｆRL，ＣＧＰｆLRの平均値が所定の判定しき値γと比
較し、上記平均値が上記しきい値γを超えた場合に、第
１空燃比センサ１３Ａが異常であると判定している。
【００２８】図２は、コントロールユニット２０が実行
する第１空燃比センサ１３Ａの異常検出ルーチンのフロ
−チャ−トを示す。先ず各種信号を読み込み（Ｓ１）、
上述したＰ値フィードバック制御実行条件が成立したか
否かを調べ（Ｓ２）、Ｐ値フィードバック制御実行条件
が成立していなければ（Ｓ２：ＮＯ）、この第１空燃比
センサ１３Ａの異常検出ルーチンを終了し、Ｐ値フィー
ドバック制御実行条件が成立していれば（Ｓ２：ＹＥ
Ｓ）、Ｐ値フィードバック制御を実行する（Ｓ３）。そ
して、補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの平均値ＣＧＰ
ｆ＝（ＣＧＰｆRL＋ＣＧＰｆLR）／２を所定の判定しき
い値γと比較し（Ｓ４）、上記平均値ＣＧＰｆの値がし
きい値γ以内であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、第１空燃比セ
ンサ１３Ａは正常と判定して（Ｓ５）、このル−チンを
終了する。また、上記平均値ＣＧＰｆの値がしきい値γ
を超えていれば（Ｓ４：ＮＯ）、第１空燃比センサ１３
Ａは異常と判定して（Ｓ６）、このル−チンを終了す
る。
する第１空燃比センサ１３Ａの異常検出ルーチンのフロ
−チャ−トを示す。先ず各種信号を読み込み（Ｓ１）、
上述したＰ値フィードバック制御実行条件が成立したか
否かを調べ（Ｓ２）、Ｐ値フィードバック制御実行条件
が成立していなければ（Ｓ２：ＮＯ）、この第１空燃比
センサ１３Ａの異常検出ルーチンを終了し、Ｐ値フィー
ドバック制御実行条件が成立していれば（Ｓ２：ＹＥ
Ｓ）、Ｐ値フィードバック制御を実行する（Ｓ３）。そ
して、補正係数ＣＧＰｆRL，ＣＧＰｆLRの平均値ＣＧＰ
ｆ＝（ＣＧＰｆRL＋ＣＧＰｆLR）／２を所定の判定しき
い値γと比較し（Ｓ４）、上記平均値ＣＧＰｆの値がし
きい値γ以内であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、第１空燃比セ
ンサ１３Ａは正常と判定して（Ｓ５）、このル−チンを
終了する。また、上記平均値ＣＧＰｆの値がしきい値γ
を超えていれば（Ｓ４：ＮＯ）、第１空燃比センサ１３
Ａは異常と判定して（Ｓ６）、このル−チンを終了す
る。
【００２９】次に、触媒コンバータ１２の下流側に配設
された第２空燃比センサ１３Ｂの異常検出方法につい
て、図３および図４を参照して説明する。
された第２空燃比センサ１３Ｂの異常検出方法につい
て、図３および図４を参照して説明する。
【００３０】ここでは、図３（Ａ）および図４（Ａ）に
示すように、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 に
関し、リッチ・リーン判定レベルｂの上下に、リッチ出
力しきい値ＶR およびリーン出力しきい値ＶL を設定す
るとともに、リッチ出力カウンタおよびリーン出力カウ
ンタを用意する。これらのカウンタは、それぞれ所定カ
ウントでゼロになるダウンカウンタにより構成されてい
る。
示すように、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 に
関し、リッチ・リーン判定レベルｂの上下に、リッチ出
力しきい値ＶR およびリーン出力しきい値ＶL を設定す
るとともに、リッチ出力カウンタおよびリーン出力カウ
ンタを用意する。これらのカウンタは、それぞれ所定カ
ウントでゼロになるダウンカウンタにより構成されてい
る。
【００３１】そして、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電
圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 以上のときには（Ｖ2
≧ＶR ）、図３（Ｂ）に示すように、リッチ出力カウン
タをカウントダウンして、Ｖ2 ≧ＶR である時間を積算
し、出力電圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 未満のとき
には（Ｖ2 ＜ＶR ）、リッチ出力カウンタをホールドす
る。また、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリ
ーン出力しきい値ＶL以下のときには（Ｖ2 ≦ＶL ）、
図３（Ｃ）に示すように、リーン出力カウンタをカウン
トダウンし、Ｖ2 ≦ＶL である時間を積算し、出力電圧
Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL を超えているときには
（Ｖ2 ＞ＶL ）、リーン出力カウンタをホールドする。
圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 以上のときには（Ｖ2
≧ＶR ）、図３（Ｂ）に示すように、リッチ出力カウン
タをカウントダウンして、Ｖ2 ≧ＶR である時間を積算
し、出力電圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 未満のとき
には（Ｖ2 ＜ＶR ）、リッチ出力カウンタをホールドす
る。また、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリ
ーン出力しきい値ＶL以下のときには（Ｖ2 ≦ＶL ）、
図３（Ｃ）に示すように、リーン出力カウンタをカウン
トダウンし、Ｖ2 ≦ＶL である時間を積算し、出力電圧
Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL を超えているときには
（Ｖ2 ＞ＶL ）、リーン出力カウンタをホールドする。
【００３２】すなわち、第２空燃比センサ１３Ｂが正常
に動作しているときには、第２空燃比センサ１３Ｂの出
力電圧Ｖ2 は、図３（Ａ）に示すように、リッチ出力し
きい値ＶR 以上およびリーン出力しきい値ＶL 以下にな
る状態が交互に反復されるから、リッチ出力カウンタお
よびリーン出力カウンタはともに所定時間Ｔ0 が経過す
る以前にゼロになる。
に動作しているときには、第２空燃比センサ１３Ｂの出
力電圧Ｖ2 は、図３（Ａ）に示すように、リッチ出力し
きい値ＶR 以上およびリーン出力しきい値ＶL 以下にな
る状態が交互に反復されるから、リッチ出力カウンタお
よびリーン出力カウンタはともに所定時間Ｔ0 が経過す
る以前にゼロになる。
【００３３】しかしながら、第２空燃比センサ１３Ｂが
劣化してくると、その出力電圧Ｖ2は、図４（Ａ）に示
すように、リッチ出力しきい値ＶR とリーン出力しきい
値ＶL との間で変動するようになる。したがって、図４
（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、リッチ出力カウ
ンタおよびリーン出力カウンタのホールド状態が継続
し、所定時間Ｔ0 が経過しても、カウンタがゼロに達し
ないから、これによって、第２空燃比センサ１３Ｂの異
常を検出することができるのである。
劣化してくると、その出力電圧Ｖ2は、図４（Ａ）に示
すように、リッチ出力しきい値ＶR とリーン出力しきい
値ＶL との間で変動するようになる。したがって、図４
（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、リッチ出力カウ
ンタおよびリーン出力カウンタのホールド状態が継続
し、所定時間Ｔ0 が経過しても、カウンタがゼロに達し
ないから、これによって、第２空燃比センサ１３Ｂの異
常を検出することができるのである。
【００３４】このようにして、第２空燃比センサ１３Ｂ
の異常が検出された場合は、第１空燃比センサ１３Ａの
異常検出および触媒コンバータ１２の劣化検出ルーチン
を禁止して、誤判定を防止している。また、Ｐ値フィー
ドバック制御も禁止して、エミッション性能の悪化を防
止している。
の異常が検出された場合は、第１空燃比センサ１３Ａの
異常検出および触媒コンバータ１２の劣化検出ルーチン
を禁止して、誤判定を防止している。また、Ｐ値フィー
ドバック制御も禁止して、エミッション性能の悪化を防
止している。
【００３５】図５および図６は、図３および図４を用い
て説明した第２空燃比センサ１３Ｂの異常検出ルーチン
を示すフロ−チャ−トである。
て説明した第２空燃比センサ１３Ｂの異常検出ルーチン
を示すフロ−チャ−トである。
【００３６】先ず、図５において、各種信号を読み込み
（Ｓ１１）、次に、上述したＰ値フィードバック制御実
行条件が成立しているか否かを調べる（Ｓ１２）。そし
て、Ｐ値フィードバック制御実行条件が成立していると
きには（Ｓ１２：ＹＥＳ）、この制御を実行する（Ｓ１
３）。
（Ｓ１１）、次に、上述したＰ値フィードバック制御実
行条件が成立しているか否かを調べる（Ｓ１２）。そし
て、Ｐ値フィードバック制御実行条件が成立していると
きには（Ｓ１２：ＹＥＳ）、この制御を実行する（Ｓ１
３）。
【００３７】次に、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧
Ｖ2 を読み込み（Ｓ１４）、図６に移って、第２空燃比
センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ状態にあるか否か
を判定する（Ｓ１５）。そして、リッチであれば（Ｓ１
５：ＹＥＳ）、出力電圧Ｖ2がリッチ出力しきい値ＶR
以上であるか否かを判定し（Ｓ１６）、Ｖ2 ≧ＶR であ
れば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、リッチ出力カウンタをカウン
トダウンして、Ｖ2 ≧ＶR である時間を積算する（Ｓ１
７）。また、Ｖ2 ＜ＶR であれば（Ｓ１６：ＮＯ）、リ
ッチ出力カウンタをホールドする（Ｓ１８）。
Ｖ2 を読み込み（Ｓ１４）、図６に移って、第２空燃比
センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ状態にあるか否か
を判定する（Ｓ１５）。そして、リッチであれば（Ｓ１
５：ＹＥＳ）、出力電圧Ｖ2がリッチ出力しきい値ＶR
以上であるか否かを判定し（Ｓ１６）、Ｖ2 ≧ＶR であ
れば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、リッチ出力カウンタをカウン
トダウンして、Ｖ2 ≧ＶR である時間を積算する（Ｓ１
７）。また、Ｖ2 ＜ＶR であれば（Ｓ１６：ＮＯ）、リ
ッチ出力カウンタをホールドする（Ｓ１８）。
【００３８】そして、所定時間が経過したか否かを判定
し（Ｓ１９）、所定時間Ｔ0 が経過しない間は（Ｓ１
９：ＮＯ）、Ｓ１５に戻る。次に、所定時間Ｔ0 が経過
したときは（Ｓ１９：ＹＥＳ）、リッチ出力カウンタが
ゼロになっているか否かを判定し（Ｓ２０）、ゼロにな
っている場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）、第２空燃比センサ
１３Ｂは正常と判定して（Ｓ２１）、このルーチンを終
了する。また、リッチ出力カウンタがゼロになっていな
い場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、第２空燃比センサ１３Ｂ
は異常と判定し（Ｓ２２）、第１空燃比センサ１３Ａの
異常検出を禁止するとともに、例えば第１および第２空
燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力電圧の積算値の比に基
づく触媒コンバータ１２の劣化検出を禁止して（Ｓ２
３）、このルーチンを終了する。
し（Ｓ１９）、所定時間Ｔ0 が経過しない間は（Ｓ１
９：ＮＯ）、Ｓ１５に戻る。次に、所定時間Ｔ0 が経過
したときは（Ｓ１９：ＹＥＳ）、リッチ出力カウンタが
ゼロになっているか否かを判定し（Ｓ２０）、ゼロにな
っている場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）、第２空燃比センサ
１３Ｂは正常と判定して（Ｓ２１）、このルーチンを終
了する。また、リッチ出力カウンタがゼロになっていな
い場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、第２空燃比センサ１３Ｂ
は異常と判定し（Ｓ２２）、第１空燃比センサ１３Ａの
異常検出を禁止するとともに、例えば第１および第２空
燃比センサ１３Ａ，１３Ｂの出力電圧の積算値の比に基
づく触媒コンバータ１２の劣化検出を禁止して（Ｓ２
３）、このルーチンを終了する。
【００３９】一方、第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧
Ｖ2 がリーン状態にあるときは（Ｓ１５：ＮＯ）、出力
電圧Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL 以下であるか否かを
判定し（Ｓ２４）、Ｖ2 ≦ＶL であれば（Ｓ２４：ＹＥ
Ｓ）、リーン出力カウンタをカウントダウンして、Ｖ2
≦ＶL である時間を積算する（Ｓ２５）。また、Ｖ2＞
ＶL であれば（Ｓ２４：ＮＯ）、リーン出力カウンタを
ホールドする（Ｓ２６）。
Ｖ2 がリーン状態にあるときは（Ｓ１５：ＮＯ）、出力
電圧Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL 以下であるか否かを
判定し（Ｓ２４）、Ｖ2 ≦ＶL であれば（Ｓ２４：ＹＥ
Ｓ）、リーン出力カウンタをカウントダウンして、Ｖ2
≦ＶL である時間を積算する（Ｓ２５）。また、Ｖ2＞
ＶL であれば（Ｓ２４：ＮＯ）、リーン出力カウンタを
ホールドする（Ｓ２６）。
【００４０】そして、所定時間が経過したか否かを判定
し（Ｓ２７）、所定時間Ｔ0 が経過しない間は（Ｓ２
７：ＮＯ）、Ｓ１５に戻る。次に、所定時間Ｔ0 が経過
したときは（Ｓ２７：ＹＥＳ）、リーン出力カウンタが
ゼロになっているか否かを判定し（Ｓ２８）、ゼロにな
っている場合は（Ｓ２８：ＹＥＳ）、第２空燃比センサ
１３Ｂは正常と判定して（Ｓ２１）、このルーチンを終
了する。。また、リーン出力カウンタがゼロになってい
ない場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、第２空燃比センサ１３
Ｂは異常と判定し（Ｓ２２）、第１空燃比センサ１３Ａ
の異常検出を禁止し、かつ、触媒コンバータ１２の劣化
検出を禁止して（Ｓ２３）、このルーチンを終了する。
し（Ｓ２７）、所定時間Ｔ0 が経過しない間は（Ｓ２
７：ＮＯ）、Ｓ１５に戻る。次に、所定時間Ｔ0 が経過
したときは（Ｓ２７：ＹＥＳ）、リーン出力カウンタが
ゼロになっているか否かを判定し（Ｓ２８）、ゼロにな
っている場合は（Ｓ２８：ＹＥＳ）、第２空燃比センサ
１３Ｂは正常と判定して（Ｓ２１）、このルーチンを終
了する。。また、リーン出力カウンタがゼロになってい
ない場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、第２空燃比センサ１３
Ｂは異常と判定し（Ｓ２２）、第１空燃比センサ１３Ａ
の異常検出を禁止し、かつ、触媒コンバータ１２の劣化
検出を禁止して（Ｓ２３）、このルーチンを終了する。
【００４１】なお、図６に示すフロ−チャ−トでは、下
流側の第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ
出力しきい値ＶR 以上である時間およびリーン出力しき
い値ＶL 以下であるを積算し、両積算時間のうちのいず
れか一方が所定時間Ｔ0 内に所定値に達しない（出力カ
ウンタがゼロにならない）ことに基づいて、第２空燃比
センサ１３Ｂが異常と判定しているが、第２空燃比セン
サ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 以上
である時間のみ、または、第２空燃比センサ１３Ｂの出
力電圧Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL 以下である時間の
みを積算し、これを第２空燃比センサ１３Ｂの異常判定
に用いても良く、さらには、両積算時間がともに所定時
間Ｔ0 内に所定値に達しないことに基づいて、第２空燃
比センサ１３Ｂが異常と判定するようにしても良い。
流側の第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ
出力しきい値ＶR 以上である時間およびリーン出力しき
い値ＶL 以下であるを積算し、両積算時間のうちのいず
れか一方が所定時間Ｔ0 内に所定値に達しない（出力カ
ウンタがゼロにならない）ことに基づいて、第２空燃比
センサ１３Ｂが異常と判定しているが、第２空燃比セン
サ１３Ｂの出力電圧Ｖ2 がリッチ出力しきい値ＶR 以上
である時間のみ、または、第２空燃比センサ１３Ｂの出
力電圧Ｖ2 がリーン出力しきい値ＶL 以下である時間の
みを積算し、これを第２空燃比センサ１３Ｂの異常判定
に用いても良く、さらには、両積算時間がともに所定時
間Ｔ0 内に所定値に達しないことに基づいて、第２空燃
比センサ１３Ｂが異常と判定するようにしても良い。
【００４２】以上の説明で明らかなように、本実施例に
よる空燃比センサの故障検出装置は、Ｐ値フィードバッ
ク制御中における第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ
2 の変動状態を監視し、この出力電圧Ｖ2 が、予め設定
されたリッチ出力しきい値ＶR以上になったとき、リッ
チ出力カウンタをカウントダウンして、出力電圧Ｖ
2が、リッチ出力しきい値ＶR 以上である時間を積算
し、かつ、出力電圧Ｖ2 が、予め設定されたリーン出力
しきい値ＶL 以下になったとき、リーン出力カウンタを
カウントダウンして、出力電圧Ｖ2 がリーン出力しきい
値ＶL 以下である時間を積算し、該積算時間が所定時間
Ｔ0 内に所定値に達しないことに基づいて、第２空燃比
センサ１３Ｂの異常を検出するように構成されているの
で、第２空燃比センサ１３Ｂの異常を容易かつ精度良く
検出することが可能になる。
よる空燃比センサの故障検出装置は、Ｐ値フィードバッ
ク制御中における第２空燃比センサ１３Ｂの出力電圧Ｖ
2 の変動状態を監視し、この出力電圧Ｖ2 が、予め設定
されたリッチ出力しきい値ＶR以上になったとき、リッ
チ出力カウンタをカウントダウンして、出力電圧Ｖ
2が、リッチ出力しきい値ＶR 以上である時間を積算
し、かつ、出力電圧Ｖ2 が、予め設定されたリーン出力
しきい値ＶL 以下になったとき、リーン出力カウンタを
カウントダウンして、出力電圧Ｖ2 がリーン出力しきい
値ＶL 以下である時間を積算し、該積算時間が所定時間
Ｔ0 内に所定値に達しないことに基づいて、第２空燃比
センサ１３Ｂの異常を検出するように構成されているの
で、第２空燃比センサ１３Ｂの異常を容易かつ精度良く
検出することが可能になる。
【図１】本発明による空燃比センサの故障検出装置が適
用されるエンジンの構成図
用されるエンジンの構成図
【図２】本発明において、触媒コンバータの上流側に配
設された空燃比センサの異常検出ルーチンを示すのフロ
−チャ−ト
設された空燃比センサの異常検出ルーチンを示すのフロ
−チャ−ト
【図３】同 触媒コンバータの下流側に配設された空燃
比センサが正常に動作している場合におけるその出力電
圧の変動状態とカウンタの動作とを示すタイミングチャ
ート
比センサが正常に動作している場合におけるその出力電
圧の変動状態とカウンタの動作とを示すタイミングチャ
ート
【図４】同 触媒コンバータの下流側に配設された空燃
比センサが劣化した場合におけるその出力電圧の変動状
態とカウンタの動作とを示すタイミングチャート
比センサが劣化した場合におけるその出力電圧の変動状
態とカウンタの動作とを示すタイミングチャート
【図５】同 触媒コンバータの下流側に配設された空燃
比センサの異常検出ルーチンを示すフロ−チャ−トの前
半部分
比センサの異常検出ルーチンを示すフロ−チャ−トの前
半部分
【図６】同 触媒コンバータの上流側に配設された空燃
比センサの異常検出ルーチンを示すフロ−チャ−トの後
半部分
比センサの異常検出ルーチンを示すフロ−チャ−トの後
半部分
【図７】従来のシングル空燃比センサシステムにおける
空燃比フィードバック制御の説明に供するタイミングチ
ャート
空燃比フィードバック制御の説明に供するタイミングチ
ャート
【図８】従来のダブル空燃比センサシステムにおけるＰ
値フィードバック制御の説明に供するタイミングチャー
ト
値フィードバック制御の説明に供するタイミングチャー
ト
【図９】同 Ｐ値フィードバック制御中における空燃比
フィードバック制御定数の変化を示す図
フィードバック制御定数の変化を示す図
１ エンジン ２ 吸気通路 ７ 燃料噴射弁 １２ 触媒コンバータ １３Ａ 第１空燃比センサ（上流側空燃比センサ） １３Ｂ 第２空燃比センサ（下流側空燃比センサ） ２０ コントロールユニット
Claims (7)
- 【請求項１】 排気浄化用触媒コンバータの上流側およ
び下流側にそれぞれ設けられた空燃比センサと、 上記上流側空燃比センサの出力に基づいて、空燃比が目
標空燃比に近付くようにフィードバック制御するための
フィードバック補正量を設定する設定手段と、 該設定手段により設定されるフィードバック補正量を、
上記下流側空燃比センサの出力に基づいて補正する補正
手段と、 該補正手段により設定される補正量が所定値を超えたこ
とに基づいて、上記上流側空燃比センサの異常を検出す
る第１の異常検出手段と、 上記補正手段による補正処理実行中における上記下流側
空燃比センサの出力変動を検出する出力変動検出手段
と、 該出力変動検出手段により検出された上記下流側空燃比
センサの出力変動が所定値以下になったことの判定に基
づいて、該下流側空燃比センサの異常を検出する第２の
異常検出手段と、を備えてなることを特徴とする空燃比
センサの故障検出装置。 - 【請求項２】 上記補正手段は、上記下流側空燃比セン
サの出力がリッチ側にずれているときには該出力がリー
ン側に向かうように、かつ上記下流側空燃比センサの出
力がリーン側にずれているときには該出力がリッチ側に
向かうように、上記設定手段により設定されるフィード
バック補正量を補正することを特徴とする請求項１に記
載の空燃比センサの故障検出装置。 - 【請求項３】 上記補正手段により補正されるフィード
バック補正量が、フィ−ドバック制御定数における比例
項であることを特徴とする請求項１または２に記載の空
燃比センサの故障検出装置。 - 【請求項４】 上記第２の異常検出手段は、上記下流側
空燃比センサの出力電圧が予め設定された上限値以上で
ある時間を積算し、該積算時間が所定時間内に所定値に
達しないことに基づいて、上記下流側空燃比センサの出
力変動が所定値以下になったと判定することを特徴とす
る請求項１ないし３のうちの１つに記載の空燃比センサ
の故障検出装置。 - 【請求項５】 上記第２の異常検出手段は、上記下流側
空燃比センサの出力電圧が予め設定された下限値以下で
ある時間を積算し、該積算時間が所定時間内に所定値に
達しないことに基づいて、上記下流側空燃比センサの出
力変動が所定値以下になったと判定することを特徴とす
る請求項１ないし４のうちの１つに記載の空燃比センサ
の故障検出装置。 - 【請求項６】 上記第２の異常検出手段は、上記下流側
空燃比センサの出力電圧が予め設定された上限値以上で
ある時間または下限値以下である時間を積算し、該積算
時間が所定時間内に所定値に達しないことに基づいて、
上記下流側空燃比センサの出力変動が所定値以下になっ
たと判定することを特徴とする請求項１ないし３のうち
の１つに記載の空燃比センサの故障検出装置。 - 【請求項７】 上記第２の異常検出手段により上記下流
側空燃比センサの異常が検出された場合、上記第１の異
常検出手段による上記上流側空燃比センサの異常検出を
禁止することを特徴とする請求項１ないし６のうちの１
つに記載の空燃比センサの故障検出装置。
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