JPH0821282A - Abnormality detecting device for air-fuel ratio sensor - Google Patents

Abnormality detecting device for air-fuel ratio sensor

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JPH0821282A
JPH0821282A JP15394394A JP15394394A JPH0821282A JP H0821282 A JPH0821282 A JP H0821282A JP 15394394 A JP15394394 A JP 15394394A JP 15394394 A JP15394394 A JP 15394394A JP H0821282 A JPH0821282 A JP H0821282A
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air
fuel ratio
fuel
sensor
lean
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the inside and the outside of a detecting part from being decided to be normal even when the inside and the outside of the detecting part are temporarily brought into the same state as that when they are normal by a method wherein gas flowing through an exhaust passage is switched from only air to exhaust gas occasioned by combustion when the detecting part of an air-fuel ratio sensor is defected and the inside and the outside thereof are intercommunicated. CONSTITUTION:An oxygen sensor 29 is formed in a tubular shape and has a detecting part filled with air and based on a difference in density between the inside and the outside of the detecting part, an air-fuel ratio is detected. An electronic control unit (ECU) 35 measures a lean time in which an air-fuel ratio is rendered rich after it is rendered more lean than a theoretical air-fuel ratio, and decides that the oxygen sensor 29 is abnormal when the measurements exceeds a preset value. When during measurement of a lean time, gas flowing through an exhaust passage 8 is switched from air to exhaust gas occasioned by combustion, during a time in which a predetermined time starting from this point of time elapses, the ECU 35 forcibly continues measurement of a lean time even when an air-fuel ratio by the oxygen sensor 29 is switched from lean to rich.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、混合気中の空気と燃料
との比である空燃比を検出するための空燃比センサの異
常を検出する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting an abnormality of an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio which is a ratio of air and fuel in a mixture.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な内燃機関では、空気及び燃料か
らなる混合気が吸気通路を通じて燃焼室に導かれ、燃焼
される。燃焼により生じた排気ガスは、排気通路を通じ
て内燃機関の外部へ排出される。排気通路には、混合気
中の空気と燃料との比である空燃比を検出する空燃比セ
ンサが設けられている。そして、空燃比センサによる空
燃比が予め定めた所定空燃比(通常、理論空燃比)とな
るように燃料量がフィードバック制御される。理論空燃
比は、燃料を完全燃焼させるのに必要な酸素量を過不足
なく含んだ混合気の空燃比である。
2. Description of the Related Art In a general internal combustion engine, a mixture of air and fuel is introduced into a combustion chamber through an intake passage and burned. The exhaust gas generated by the combustion is discharged to the outside of the internal combustion engine through the exhaust passage. An air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio, which is a ratio of air and fuel in the air-fuel mixture, is provided in the exhaust passage. Then, the fuel amount is feedback-controlled so that the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes a predetermined air-fuel ratio (usually the theoretical air-fuel ratio). The stoichiometric air-fuel ratio is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture containing just enough oxygen to completely burn the fuel.

【0003】空燃比センサは、排気通路内へ突出し、か
つ内部に空気が充填された管状の検出部を有している。
検出部は、ジルコニア素子の内外両面に白金電極をコー
ティングすることにより構成されたものである。ジルコ
ニア素子は、その内外での酸素濃度の差に応じた起電力
を発生し、空燃比センサはその起電力に応じた電圧を出
力する。
The air-fuel ratio sensor has a tubular detecting portion that projects into the exhaust passage and is filled with air.
The detection part is configured by coating the inner and outer surfaces of the zirconia element with platinum electrodes. The zirconia element generates an electromotive force according to the difference in oxygen concentration inside and outside, and the air-fuel ratio sensor outputs a voltage according to the electromotive force.

【0004】前記内燃機関では、空燃比センサによる空
燃比に基づき燃料量が制御されることから、その空燃比
センサの出力電圧が信頼性の高い値であることが望まし
い。そして、空燃比センサの異常を早く、正確に検出す
ることが要求される。そこで、空燃比センサの異常を検
出するための技術が種々提案されている。その一つとし
て、空燃比センサによる空燃比を所定空燃比とするため
の燃料量のフィードバック制御中に、空燃比が所定空燃
比よりもリーンになってからリッチになるまでのリーン
時間を測定し、その測定値が予め定めた値よりも大きく
なると空燃比センサが異常であると判定する技術があ
る。また、これに関連する技術として、例えば特開昭6
0−173332号公報の「空燃比センサの異常検出方
法」がある。
In the internal combustion engine, since the fuel amount is controlled based on the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor, it is desirable that the output voltage of the air-fuel ratio sensor be a highly reliable value. Then, it is required to detect the abnormality of the air-fuel ratio sensor quickly and accurately. Therefore, various techniques for detecting abnormality of the air-fuel ratio sensor have been proposed. As one of them, during the feedback control of the fuel amount for making the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor a predetermined air-fuel ratio, the lean time from when the air-fuel ratio becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio to when it becomes rich is measured. There is a technique for determining that the air-fuel ratio sensor is abnormal when the measured value becomes larger than a predetermined value. Further, as a technique related to this, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There is a "method for detecting abnormality of air-fuel ratio sensor" in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-173332.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比セン
サの異常の一つとして、検出部が欠損してその内外が連
通される現象がある。この現象が起こった場合、燃焼に
ともなう排気ガスが常に排気通路を流れていれば、検出
部の内外の気体がともに排気ガスとなり、酸素濃度差が
零(「0」)となり、起電力が発生しない。このため、
空燃比センサによる空燃比がリーンとなり、リーン時間
が予め定めた値よりも大きくなって異常と判定される。
By the way, as one of the abnormalities of the air-fuel ratio sensor, there is a phenomenon in which the detecting portion is defective and the inside and outside thereof communicate with each other. When this phenomenon occurs, if the exhaust gas accompanying combustion always flows through the exhaust passage, both the gas inside and outside the detection unit become exhaust gas, the oxygen concentration difference becomes zero (“0”), and electromotive force is generated. do not do. For this reason,
The air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes lean, and the lean time becomes larger than a predetermined value, so that it is determined to be abnormal.

【0006】しかし、リーン時間の測定中に、例えば燃
料噴射が一旦停止された後に再開される等して、排気通
路を流れる気体が空気のみから燃焼にともなう排気ガス
に切り換わると、検出部の内外が一時的に正常時と同じ
状態になる。
However, when the gas flowing through the exhaust passage is switched from only air to exhaust gas accompanying combustion during measurement of the lean time, for example, after fuel injection is once stopped and then restarted, the detection unit The inside and outside are temporarily in the same state as normal.

【0007】すなわち、燃料噴射の停止により排気通路
に空気のみが流れると、検出部内外の気体がともに空気
となる。この状態から、燃料噴射の再開により、燃焼に
ともなう排気ガスが排気通路を流れると、検出部内の気
体は空気のままで、検出部周囲の気体が排気ガスとなる
状態が一時的に起こる。すると、検出部内外で酸素濃度
の差が生じ、空燃比センサによる空燃比が一時的にリッ
チになる。
That is, when only the air flows through the exhaust passage due to the stop of the fuel injection, both the gas inside and outside the detecting portion becomes the air. From this state, when the exhaust gas accompanying the combustion flows through the exhaust passage due to the restart of fuel injection, the gas inside the detection unit remains air, and the gas around the detection unit temporarily becomes the exhaust gas. Then, a difference in oxygen concentration occurs inside and outside the detection unit, and the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes temporarily rich.

【0008】上記した従来技術では、この検出結果に従
ってリーン時間の測定を停止し、誤った測定値を用いて
判定を行ってしまう。その結果、空燃比センサが異常で
あるにもかかわらず、正常であると誤判定するおそれが
ある。
In the above-mentioned conventional technique, the measurement of the lean time is stopped according to the detection result, and the determination is made using an incorrect measurement value. As a result, there is a possibility that the air-fuel ratio sensor may be erroneously determined to be normal even though it is abnormal.

【0009】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、空燃比センサの検出部が欠損し
てその内外が連通した場合、排気通路を流れる気体が空
気のみから燃焼にともなう排気ガスに切り換わって、検
出部の内外が一時的に正常時と同じ状態になっても、正
常と判定されるのを防止できる空燃比センサの異常検出
装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is that, when the detection portion of the air-fuel ratio sensor is defective and the inside and outside thereof communicate with each other, the gas flowing through the exhaust passage is burned from only air to combustion. It is an object of the present invention to provide an abnormality detection device for an air-fuel ratio sensor that can prevent the determination of normality even when the inside / outside of the detection unit is temporarily in the same state as normal when the exhaust gas is switched to.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の第1の発明は、空気及び燃料からな
る混合気を燃焼室に導く吸気通路と、前記燃焼室での混
合気の燃焼により生じた排気ガスを流通可能にした排気
通路と、前記排気通路内へ突出し、かつ内部に空気が充
填された管状の検出部を有し、同検出部内外での酸素濃
度の差に基づき、混合気中の空気と燃料との比である空
燃比を検出する空燃比センサとを備え、空燃比センサに
よる空燃比を予め定めた所定空燃比にすべく燃料量を制
御するようにした内燃機関に用いられるものであって、
前記空燃比センサの出力が実際の空燃比の変化に対応し
ていない場合に、空燃比センサが異常であると判定する
判定手段と、前記空燃比センサによる空燃比がリーンか
らリッチ側へ移行した後の所定期間は前記判定手段によ
る判定を禁止する判定禁止手段とを備えている。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide an intake passage for introducing a mixture of air and fuel into a combustion chamber, and a mixture in the combustion chamber. An exhaust passage that allows the exhaust gas generated by the combustion of air to flow, and a tubular detector that projects into the exhaust passage and is filled with air inside, and the difference in oxygen concentration inside and outside the detector. Based on the above, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio which is a ratio of air and fuel in the air-fuel mixture is provided, and the fuel amount is controlled so that the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor becomes a predetermined air-fuel ratio set in advance. Used in the internal combustion engine,
When the output of the air-fuel ratio sensor does not correspond to a change in the actual air-fuel ratio, the determination means that determines that the air-fuel ratio sensor is abnormal, and the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor has shifted from the lean side to the rich side. It is provided with a determination prohibition unit that prohibits the determination by the determination unit during the subsequent predetermined period.

【0011】請求項2に記載の第2の発明は、第1の発
明の構成に加え、前記判定手段は、前記空燃比センサに
よる空燃比が前記所定空燃比よりもリーンになると、そ
の空燃比が所定空燃比よりもリッチになるまでのリーン
時間を測定し、その測定値が予め定めた値よりも大きく
なると空燃比センサが異常であると判定するものであ
り、前記判定禁止手段は、前記判定手段によるリーン時
間の測定中に、排気通路を流れる気体が空気から燃焼に
ともなう排気ガスに切り換わると、その時点から予め定
めた時間が経過するまでは、空燃比センサによる空燃比
がリーンからリッチへ移行してもリーン時間の測定を強
制的に続行させるものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the determination means is configured so that when the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio, the air-fuel ratio is increased. Is to measure the lean time until it becomes richer than a predetermined air-fuel ratio, and the air-fuel ratio sensor is determined to be abnormal when the measured value becomes larger than a predetermined value, the determination prohibiting means, When the gas flowing through the exhaust passage is switched from air to exhaust gas accompanying combustion during measurement of the lean time by the determination means, the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor will change from lean until the predetermined time elapses from that point. Even if it shifts to rich, the measurement of lean time is forced to continue.

【0012】[0012]

【作用】内燃機関では、空燃比センサによる空燃比が予
め定めた所定空燃比となるように燃料量が制御される。
この際、空燃比センサが正常に作動し、その出力が実際
の空燃比の変化に対応していれば、空燃比センサによる
空燃比はリッチとリーンを繰り返すはずである。空燃比
センサの出力が実際の空燃比の変化に対応していない場
合、第1の発明の判定手段は空燃比センサが異常である
と判定する。
In the internal combustion engine, the fuel amount is controlled so that the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes a predetermined air-fuel ratio.
At this time, if the air-fuel ratio sensor operates normally and its output corresponds to the actual change of the air-fuel ratio, the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor should repeat rich and lean. When the output of the air-fuel ratio sensor does not correspond to the actual change in the air-fuel ratio, the determination means of the first aspect of the invention determines that the air-fuel ratio sensor is abnormal.

【0013】ところで、空燃比センサの異常の一つとし
て、検出部が欠損してその内外が連通される現象があ
る。この現象が起こり、判定手段による判定中に、排気
通路を流れる気体が空気のみから燃焼にともなう排気ガ
スに切り換わると、検出部の内外が一時的に正常時と同
じ状態になる。
By the way, as one of the abnormalities of the air-fuel ratio sensor, there is a phenomenon that the detecting portion is defective and the inside and outside thereof communicate with each other. If this phenomenon occurs and the gas flowing through the exhaust passage switches from only air to exhaust gas accompanying combustion during the determination by the determination means, the inside and outside of the detection unit temporarily become in the same state as normal.

【0014】より詳述すると、排気通路に空気のみが流
れると、その空気は検出部の外面に接触するとともに検
出部内に入り込む。この状態から、燃焼にともなう排気
ガスが排気通路を流れると、一時的には検出部内に空気
が入り込んだままでその検出部の外面に排気ガスが接触
する。すると、検出部内外で酸素濃度の差が生じ、空燃
比センサによる空燃比が一時的にリッチになる。仮に、
この検出結果に従って異常判定を行えば、判定手段は空
燃比センサが異常であるにもかかわらず、正常であると
誤判定するおそれがある。
More specifically, when only air flows through the exhaust passage, the air comes into contact with the outer surface of the detection unit and enters the detection unit. From this state, when the exhaust gas accompanying the combustion flows through the exhaust passage, the exhaust gas is temporarily in contact with the outer surface of the detection unit while the air remains in the detection unit. Then, a difference in oxygen concentration occurs inside and outside the detection unit, and the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes temporarily rich. what if,
If the abnormality determination is performed according to this detection result, the determination unit may erroneously determine that the air-fuel ratio sensor is normal although it is abnormal.

【0015】これに対し第1の発明では、空燃比センサ
による空燃比がリーンからリッチ側へ移行した場合、異
常判定の処理内容が変更される。この変更に際しては、
検出部が欠損した場合に空燃比センサが誤ってリッチを
検出するのは、検出部の周囲の排出ガスが同検出部内に
入り込むまでの短い時間であることを利用している。従
って、このように短時間だけリッチが検出されても、そ
の信号に基づく異常判定を行わないようにすればよい。
On the other hand, in the first aspect, when the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor shifts from the lean side to the rich side, the processing content of the abnormality determination is changed. In making this change,
The fact that the air-fuel ratio sensor erroneously detects rich when the detector is defective is based on the fact that the exhaust gas around the detector is short in time until it enters the detector. Therefore, even if the rich is detected for a short time as described above, the abnormality determination based on the signal may not be performed.

【0016】このような観点から、判定禁止手段は、空
燃比センサによる空燃比がリーンからリッチ側へ移行し
た場合、その時点から所定期間にわたり判定手段による
判定を禁止する。従って、本来ならばリーンを検出すべ
き空燃比センサが、検出部の欠損により一時的にリッチ
を検出したとしても、その検出結果に基づいた判定が行
われない。
From such a point of view, when the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor shifts from the lean side to the rich side, the judgment prohibiting means prohibits the judgment by the judging means for a predetermined period from that point. Therefore, even if the air-fuel ratio sensor, which should normally detect lean, temporarily detects rich due to the lack of the detecting portion, the determination based on the detection result is not performed.

【0017】特に第2の発明においては、判定手段は、
空燃比センサによる空燃比が所定空燃比よりもリーンに
なると、その空燃比が所定空燃比よりもリッチになるま
でのリーン時間を測定する。そして、判定手段は、その
測定値が予め定めた値よりも大きくなると、空燃比セン
サの出力が実際の空燃比の変化に対応していないものと
して、空燃比センサが異常であると判定する。
Particularly in the second invention, the judging means is
When the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio, the lean time until the air-fuel ratio becomes richer than the predetermined air-fuel ratio is measured. Then, when the measured value becomes larger than a predetermined value, the determination means determines that the output of the air-fuel ratio sensor does not correspond to the actual change of the air-fuel ratio and the air-fuel ratio sensor is abnormal.

【0018】判定手段によるリーン時間の測定中に、排
気通路を流れる気体が空気から燃焼にともなう排気ガス
に切り換わると、異常判定の処理内容が変更される。判
定禁止手段は、気体の種類が切り換わった時点から予め
定めた時間が経過するまでは、空燃比センサによる空燃
比がリーンからリッチへ移行してもリーン時間の測定を
強制的に続行させる。
When the gas flowing through the exhaust passage is switched from the air to the exhaust gas accompanying combustion during the measurement of the lean time by the judging means, the content of the abnormality judgment processing is changed. The determination prohibiting means forcibly continues the lean time measurement until the predetermined time elapses from the time when the gas type is switched, even if the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor changes from lean to rich.

【0019】従って、本来ならばリーンを検出すべき空
燃比センサが、検出部の欠損により一時的にリッチを検
出したとしても、リーン時間の測定が停止されない。そ
の測定停止により誤って得られる測定値に基づき、空燃
比センサが正常であると判定されることがない。
Therefore, even if the air-fuel ratio sensor, which should normally detect lean, temporarily detects rich due to the lack of the detecting portion, the measurement of the lean time is not stopped. The air-fuel ratio sensor is not determined to be normal based on the measurement value obtained by the measurement stop.

【0020】[0020]

【実施例】以下、第1及び第2の発明を具体化した一実
施例を図面に従って説明する。図1は、車両に搭載され
た内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、単にエン
ジンという)1の概略構成を示している。エンジン1の
シリンダブロック1aには、複数の気筒(シリンダ、図
では1つのみ図示)2が並設されている。各シリンダ2
内にはピストン3が上下方向への往復動可能に収容され
ている。各ピストン3は、コネクティングロッド4によ
ってクランクシャフト5に連結されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the first and second inventions will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a gasoline engine (hereinafter, simply referred to as an engine) 1 as an internal combustion engine mounted on a vehicle. In a cylinder block 1a of the engine 1, a plurality of cylinders (cylinders, only one is shown in the figure) 2 are arranged in parallel. Each cylinder 2
A piston 3 is housed therein so as to be vertically reciprocable. Each piston 3 is connected to a crankshaft 5 by a connecting rod 4.

【0021】各ピストン3の上方には燃焼室6が形成さ
れ、ここに吸気通路7及び排気通路8が連通されてい
る。各燃焼室6及び吸気通路7間は、シリンダヘッド1
bに取付けられた吸気弁9によって選択的に連通及び遮
断される。また、燃焼室6及び排気通路8間は、シリン
ダヘッド1bに取付けられた排気弁10によって選択的
に連通及び遮断される。
A combustion chamber 6 is formed above each piston 3, and an intake passage 7 and an exhaust passage 8 are in communication therewith. The cylinder head 1 is provided between each combustion chamber 6 and the intake passage 7.
An intake valve 9 attached to b selectively connects and disconnects. Further, the combustion chamber 6 and the exhaust passage 8 are selectively opened and closed by an exhaust valve 10 attached to the cylinder head 1b.

【0022】吸気通路7には、上流側から燃焼室6へ向
けて順にエアクリーナ11、サージタンク12、吸気マ
ニホルド13が配設されており、これらを介してエンジ
ン1の外部の空気が燃焼室6に取り込まれる。吸気通路
7内にはスロットル弁14が回動可能に取付けられてい
る。スロットル弁14の回動角度に応じて吸気通路7の
流路面積が変化し、同通路7を流れる空気(吸入空気)
の量が調節される。
In the intake passage 7, an air cleaner 11, a surge tank 12, and an intake manifold 13 are arranged in this order from the upstream side to the combustion chamber 6, through which the air outside the engine 1 is passed. Is taken into. A throttle valve 14 is rotatably mounted in the intake passage 7. Air (intake air) flowing through the intake passage 7 changes in flow passage area according to the rotation angle of the throttle valve 14.
The amount of is adjusted.

【0023】吸気マニホルド13には、各燃焼室6に燃
料を供給するための電磁式の燃料噴射弁15が取付けら
れている。同噴射弁15はニードルバルブ、ソレノイド
コイル等を備え、そのソレノイドコイルが通電されるこ
とによりニードルバルブが移動して、噴射口が開かれ
る。噴射口の開放にともない高圧の燃料が噴射される。
そして、噴射された燃料と空気とからなる混合気が燃焼
室6内へ導入される。
An electromagnetic fuel injection valve 15 for supplying fuel to each combustion chamber 6 is attached to the intake manifold 13. The injection valve 15 includes a needle valve, a solenoid coil, and the like. When the solenoid coil is energized, the needle valve moves and the injection port is opened. High-pressure fuel is injected with the opening of the injection port.
Then, a mixture of the injected fuel and air is introduced into the combustion chamber 6.

【0024】混合気に着火するために、エンジン1には
イグナイタ16、イグニションコイル17、ディストリ
ビュータ18及び気筒毎の点火プラグ19が設けられて
いる。イグナイタ16は外部(後記する電子制御装置)
からの点火信号に基づき、イグニションコイル17の一
次側コイルへの通電を選択的に許容及び遮断する。一次
側コイルへの通電が遮断されると、イグニションコイル
17の二次側コイルに高圧の二次電圧が発生する。この
二次電圧は、ディストリビュータ18によって各点火プ
ラグ19に分配される。すると、点火プラグ19の電極
間に電流が流れ(放電が起こり)、火花が発生する。
To ignite the air-fuel mixture, the engine 1 is provided with an igniter 16, an ignition coil 17, a distributor 18, and a spark plug 19 for each cylinder. The igniter 16 is external (electronic control device described later)
Based on the ignition signal from, the energization of the primary coil of the ignition coil 17 is selectively permitted and cut off. When the power supply to the primary coil is cut off, a high voltage secondary voltage is generated in the secondary coil of the ignition coil 17. This secondary voltage is distributed to each spark plug 19 by the distributor 18. Then, a current flows between the electrodes of the spark plug 19 (discharge occurs), and a spark is generated.

【0025】この火花によって燃焼室6内の混合気が燃
焼され、ピストン3が往復運動する。この往復運動がコ
ネクティングロッド4によって回転運動に変換され、ク
ランクシャフト5が回転駆動される。燃焼によって生じ
た燃焼室6内のガス(排気ガス)は排気通路8へ導出さ
れる。
The spark burns the air-fuel mixture in the combustion chamber 6, causing the piston 3 to reciprocate. This reciprocating motion is converted into rotational motion by the connecting rod 4, and the crankshaft 5 is rotationally driven. Gas (exhaust gas) in the combustion chamber 6 generated by the combustion is led to the exhaust passage 8.

【0026】排気通路8には、燃焼室6から下流側へ向
けて順に排気マニホルド20及び触媒コンバータ21が
配設されており、これらを通じて排気ガスがエンジン1
の外部へ排出される。触媒コンバータ21は排気ガス中
の有害な三成分(一酸化炭素、炭化水素、酸化窒素)を
触媒22の作用で浄化させる装置である。触媒コンバー
タ21が上記三成分を最も効率良く浄化するのは、混合
気の空燃比(空気と燃料の比)が理論空燃比になったと
きである。理論空燃比は、燃料を完全燃焼させるのに必
要な酸素量を過不足なく含んだ混合気の空燃比(約1
4.7)である。
In the exhaust passage 8, an exhaust manifold 20 and a catalytic converter 21 are arranged in this order from the combustion chamber 6 toward the downstream side, and exhaust gas passes through the exhaust manifold 20 and the catalytic converter 21.
Is discharged to the outside. The catalytic converter 21 is a device that purifies harmful three components (carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides) in the exhaust gas by the action of the catalyst 22. The catalytic converter 21 purifies the above three components most efficiently when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (the ratio of air to fuel) becomes the stoichiometric air-fuel ratio. The stoichiometric air-fuel ratio is the air-fuel ratio of an air-fuel mixture containing approximately the amount of oxygen required to completely burn the fuel (approximately 1
4.7).

【0027】エンジン1の各部には、その運転状態を検
出するために、エアフロメータ23、吸気温センサ2
4、スロットルセンサ25、水温センサ26、回転速度
センサ27、基準位置センサ28、空燃比センサとして
の酸素センサ29及び車速センサ30が設けられてい
る。
Each part of the engine 1 has an air flow meter 23 and an intake air temperature sensor 2 for detecting its operating condition.
4, a throttle sensor 25, a water temperature sensor 26, a rotation speed sensor 27, a reference position sensor 28, an oxygen sensor 29 as an air-fuel ratio sensor, and a vehicle speed sensor 30 are provided.

【0028】エアフロメータ23は吸気通路7を流れる
空気の量(吸入空気量)を検出し、吸気温センサ24は
その空気の温度変化(吸気温)を検出する。スロットル
センサ25は、スロットル弁14の回動角度(スロット
ル開度)を検出し、水温センサ26はエンジン1の冷却
水の温度(冷却水温)を検出する。回転速度センサ27
及び基準位置センサ28はともに、クランクシャフト5
と同期して回転するロータを内蔵したディストリビュー
タ18に設けられている。回転速度センサ27はロータ
の回転からクランクシャフト5の回転速度(エンジン回
転速度)を検出し、基準位置センサ28はロータの回転
から、特定気筒におけるクランクシャフト5の回転角度
(クランク角)の基準位置を検出する。車速センサ30
はトランスミッション(図示しない)に設けられて、車
両の走行速度(車速)を検出する。
The air flow meter 23 detects the amount of air flowing through the intake passage 7 (intake air amount), and the intake air temperature sensor 24 detects a temperature change of the air (intake air temperature). The throttle sensor 25 detects the rotation angle (throttle opening) of the throttle valve 14, and the water temperature sensor 26 detects the temperature of the cooling water of the engine 1 (cooling water temperature). Rotation speed sensor 27
And the reference position sensor 28 are both the crankshaft 5
It is provided in the distributor 18 that has a built-in rotor that rotates in synchronization with. The rotation speed sensor 27 detects the rotation speed of the crankshaft 5 (engine rotation speed) from the rotation of the rotor, and the reference position sensor 28 detects the rotation angle of the crankshaft 5 (crank angle) in a specific cylinder from the rotation of the rotor. To detect. Vehicle speed sensor 30
Is provided in a transmission (not shown) and detects the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle.

【0029】酸素センサ29は混合気の空燃比を検出す
るためのものであり、排気通路8に取付けられている。
図2(a)に示すように、酸素センサ29は、先端(図
の下端)を閉塞した略円管状の検出部31を備えてい
る。検出部31の大部分はジルコニア素子(ZrO2
によって構成され、その内面及び外面にはそれぞれ白金
がコーティングされている。検出部31は、外周に多数
個の孔32a,33aを有する一対の保護カバー32,
33によって覆われている。
The oxygen sensor 29 is for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, and is attached to the exhaust passage 8.
As shown in FIG. 2A, the oxygen sensor 29 includes a detection unit 31 having a substantially circular tube shape having a closed tip (lower end in the figure). Most of the detector 31 is a zirconia element (ZrO 2 ).
The inner surface and the outer surface thereof are coated with platinum, respectively. The detection unit 31 includes a pair of protective covers 32 having a large number of holes 32a and 33a on the outer circumference.
Covered by 33.

【0030】検出部31及び両保護カバー32,33は
排気通路8内へ突出しており、同通路8を流れる気体
(燃焼により生じた排気ガス、空気等)がその検出部3
1の外面に接触するようになっている。また、検出部3
1内には空気が充填されている。ジルコニア素子は、高
温で内外両面の酸素濃度の差が大きいときに起電力を発
生する性質を有している。酸素センサ29はこの起電力
に応じた大きさの電圧を出力する。なお、検出部31が
欠損する等してその内外が連通され、内部に排気ガスが
入り込み、検出部31外面に空気が接触した場合には、
マイナスの起電力が発生する。この場合、酸素センサ2
9は電圧を出力しない(出力電圧が「0」ボルトにな
る)ようになっている。
The detection unit 31 and both protective covers 32 and 33 project into the exhaust passage 8, and the gas (exhaust gas generated by combustion, air, etc.) flowing through the passage 8 is detected by the detection unit 3.
It comes in contact with the outer surface of 1. In addition, the detection unit 3
The inside of 1 is filled with air. The zirconia element has a property of generating an electromotive force when there is a large difference in oxygen concentration between the inner and outer surfaces at high temperature. The oxygen sensor 29 outputs a voltage having a magnitude corresponding to this electromotive force. In addition, when the inside and outside of the detection unit 31 are communicated with each other due to a defect, the exhaust gas enters the inside, and air contacts the outer surface of the detection unit 31,
Negative electromotive force is generated. In this case, the oxygen sensor 2
No. 9 outputs no voltage (the output voltage becomes "0" volt).

【0031】空燃比に対する酸素センサ29の出力電圧
の関係は図3で表される。すなわち、出力電圧は、空燃
比が理論空燃比よりも小さい(リッチ)場合に約「1」
ボルトとなり、空燃比が理論空燃比よりも大きい(リー
ン)場合に約「0」ボルトとなる。また、出力電圧は、
空燃比が理論空燃比の近傍のときに大きく変化する。
The relationship between the output voltage of the oxygen sensor 29 and the air-fuel ratio is shown in FIG. That is, the output voltage is about "1" when the air-fuel ratio is smaller (rich) than the theoretical air-fuel ratio.
It becomes a volt, and becomes about “0” volt when the air-fuel ratio is larger (lean) than the theoretical air-fuel ratio. Also, the output voltage is
It changes greatly when the air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0032】上記酸素センサ29の特性は比較的高温条
件下でのものであり、低温時には大きく変化する。そこ
で、セラミックス等により円管状に形成されたヒータ3
4が検出部31内に配置されている。このヒータ34に
よって検出部31が高温状態に保たれ、常に図3に近い
特性の電圧が出力されるようになっている。
The characteristics of the oxygen sensor 29 are those under relatively high temperature conditions, and change greatly at low temperatures. Therefore, the heater 3 formed of ceramics or the like in a tubular shape
4 is arranged in the detection unit 31. The heater 34 keeps the detector 31 in a high temperature state, and a voltage having a characteristic close to that of FIG. 3 is always output.

【0033】車両には、上記エアフロメータ23及び各
センサ24〜30の検出信号に基づき、燃料噴射弁15
及びイグナイタ16の各作動を制御するとともに酸素セ
ンサ29の異常検出を行うために、電子制御装置(以下
ECUという)35が設けられている。
The vehicle has a fuel injection valve 15 based on the detection signals of the air flow meter 23 and the sensors 24 to 30.
An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 35 is provided to control each operation of the igniter 16 and to detect an abnormality of the oxygen sensor 29.

【0034】図4に示すようにECU35は、中央処理
装置(以下CPUという)36、読み出し専用メモリ
(以下ROMという) 37、ランダムアクセスメモリ
(以下RAMという)38、バックアップRAM39、
外部入力回路40及び外部出力回路41を備え、これら
は互いにバス42によって接続されている。ROM37
は、後記する「異常検出ルーチン」等の制御プログラ
ム、基本噴射時間や基本点火時期を規定したマップ、初
期データ等を予め記憶している。CPU36はこれらの
制御プログラム等に従って各種演算処理を実行する。R
AM38はCPU36による演算結果を一時的に記憶す
る。バックアップRAM39は、ECU35に対する電
源供給が停止された後にも、RAM38内の各種データ
を保持するためにバッテリ(図示しない)によってバッ
クアップされている。
As shown in FIG. 4, the ECU 35 includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 36, a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) 37, a random access memory (hereinafter referred to as RAM) 38, a backup RAM 39,
An external input circuit 40 and an external output circuit 41 are provided, which are connected to each other by a bus 42. ROM37
Stores in advance a control program such as an "abnormality detection routine" described later, a map defining the basic injection time and the basic ignition timing, initial data, and the like. The CPU 36 executes various arithmetic processes according to these control programs and the like. R
The AM 38 temporarily stores the calculation result by the CPU 36. The backup RAM 39 is backed up by a battery (not shown) to retain various data in the RAM 38 even after the power supply to the ECU 35 is stopped.

【0035】エアフロメータ23からの吸入空気量信
号、吸気温センサ24からの吸気温度信号、スロットル
センサ25からのスロットル開度信号、水温センサ26
からの冷却水温信号、回転速度センサ27からの回転速
度信号、基準位置センサ28からの基準位置信号、酸素
センサ29からの酸素濃度信号及び車速センサ30から
の車速信号は外部入力回路40に入力される。CPU3
6はこれらの信号に基づき、吸入空気量Q、吸気温TH
A、スロットル開度TA、冷却水温THW、エンジン回
転速度NE、クランク角の基準位置、酸素濃度及び車速
SPDを検出する。
An intake air amount signal from the air flow meter 23, an intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 24, a throttle opening signal from the throttle sensor 25, and a water temperature sensor 26.
The cooling water temperature signal from the engine, the rotational speed signal from the rotational speed sensor 27, the reference position signal from the reference position sensor 28, the oxygen concentration signal from the oxygen sensor 29, and the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 30 are input to the external input circuit 40. It CPU3
6 is the intake air amount Q and the intake air temperature TH based on these signals.
A, throttle opening TA, cooling water temperature THW, engine speed NE, crank angle reference position, oxygen concentration, and vehicle speed SPD are detected.

【0036】一方、CPU36は次式(1)に従って、
燃料噴射弁15から噴射される燃料の量(噴射量)を算
出する。ここで、噴射量は、燃料噴射弁15のニードル
バルブが開いている時間(噴射時間)、すなわち、ソレ
ノイドコイルへの通電時間によって決定される。そのた
め、式(1)では、噴射量として噴射時間TAUが算出
されるようになっている。
On the other hand, the CPU 36 uses the following equation (1) to
The amount of fuel injected from the fuel injection valve 15 (injection amount) is calculated. Here, the injection amount is determined by the time during which the needle valve of the fuel injection valve 15 is open (injection time), that is, the energization time to the solenoid coil. Therefore, in the formula (1), the injection time TAU is calculated as the injection amount.

【0037】TAU=TP×f …(1) 式(1)中、TPは空燃比を理論空燃比にするための基
本噴射時間であり、ROM37に格納されたマップを参
照して求められる。マップには、エンジン回転速度NE
及び吸入空気量Qをパラメータとして基本噴射時間TP
が規定されている。
TAU = TP × f (1) In the equation (1), TP is a basic injection time for making the air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio, and is obtained by referring to the map stored in the ROM 37. The map shows the engine speed NE
And the basic injection time TP with the intake air amount Q as a parameter
Is specified.

【0038】また、fは吸気温、暖機増量、始動後増
量、空燃比のフィードバック制御等に関する補正係数で
ある。吸気温に関する係数は、吸気温による吸入空気の
密度の差に起因して生ずる空燃比のずれを補正するため
のものである。暖機増量に関する係数は、冷間時の運転
性能向上を目的として基本噴射時間TPを長くするため
のものである。始動後増量に関する係数は、エンジン1
の始動直後のエンジン回転速度NEを安定させるための
ものである。
Further, f is a correction coefficient relating to intake air temperature, warm-up increase, post-start increase, air-fuel ratio feedback control, and the like. The coefficient relating to the intake air temperature is for correcting the deviation of the air-fuel ratio caused by the difference in the intake air density due to the intake air temperature. The coefficient relating to the warm-up increase amount is for increasing the basic injection time TP for the purpose of improving the driving performance during cold. The coefficient for increasing the amount of fuel after starting is
Is for stabilizing the engine speed NE immediately after the start of the engine.

【0039】空燃比のフィードバック制御に関する係数
としてはフィードバック補正係数FAFが用いられる。
この補正係数FAFは、混合気の空燃比が理論空燃比に
収束するように基本噴射時間TPを補正するためのもの
であり、以下のようにして求められる。
A feedback correction coefficient FAF is used as a coefficient for feedback control of the air-fuel ratio.
The correction coefficient FAF is for correcting the basic injection time TP so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture converges to the stoichiometric air-fuel ratio, and is obtained as follows.

【0040】図5で示すように、CPU36は酸素セン
サ29の出力電圧と理論空燃比に対応する基準値Vrと
を比較し、出力電圧が基準値Vrよりも高ければリッチ
と判断し、基準値Vrよりも低ければリーンと判断す
る。リッチの場合、前回の検出結果と比較し、リーンか
らリッチに反転したか否かを判断する。反転があると、
FAF−RS(RSはスキップ量)を新たな補正係数F
AFとするとともに、反転がないとFAF−KI(KI
は積分量,RS≧KI)を新たな補正係数FAFとす
る。
As shown in FIG. 5, the CPU 36 compares the output voltage of the oxygen sensor 29 with the reference value Vr corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. If the output voltage is higher than the reference value Vr, it is judged to be rich, and the reference value is set. If it is lower than Vr, it is judged to be lean. In the case of rich, it is compared with the previous detection result and it is determined whether or not the lean is reversed to the rich. If there is an inversion,
FAF-RS (RS is the amount of skip) is a new correction factor F
If AF is set and there is no inversion, FAF-KI (KI
Is an integration amount, and RS ≧ KI) is a new correction coefficient FAF.

【0041】また、空燃比がリーンの場合、CPU36
は前回の検出結果と比較し、リッチからリーンに反転し
たか否かを判断する。反転があると、FAF+RSを新
たな補正係数FAFとするとともに、反転がないとFA
F+KIを新たな補正係数FAFとする。従って、空燃
比がリッチとリーンとの間で反転すると、補正係数FA
Fが階段状に変化(スキップ)し、空燃比がリッチ又は
リーンのときには補正係数FAFが徐々に増減する。こ
のようにCPU36は、酸素センサ29の検出値に基づ
きフィードバック補正係数FAFを求め噴射時間TAU
の算出に用いる。
When the air-fuel ratio is lean, the CPU 36
Compares with the previous detection result and determines whether or not the state is reversed from rich to lean. If there is inversion, FAF + RS is set as a new correction coefficient FAF, and if there is no inversion, FAF
Let F + KI be the new correction coefficient FAF. Therefore, when the air-fuel ratio is reversed between rich and lean, the correction factor FA
When F changes stepwise (skips) and the air-fuel ratio is rich or lean, the correction coefficient FAF gradually increases or decreases. In this way, the CPU 36 obtains the feedback correction coefficient FAF based on the detection value of the oxygen sensor 29 and the injection time TAU.
It is used to calculate

【0042】なお、補正係数FAFを用いた空燃比のフ
ィードバック制御は、次の停止条件が成立しない場合に
行われる。停止条件としては、例えば、エンジン1の始
動時であること、噴射燃料の始動後増量中であること、
冷却水温THWが所定値よりも低いこと、車両が高負荷
で走行されていること、燃料カット時であること等が挙
げられる。
The air-fuel ratio feedback control using the correction coefficient FAF is performed when the following stop condition is not satisfied. The stop condition is, for example, that the engine 1 is started, that the amount of injected fuel is being increased after the start,
The cooling water temperature THW is lower than a predetermined value, the vehicle is running under a high load, and the fuel is cut off.

【0043】CPU36は上記のようにして噴射時間T
AUを算出すると、その算出値に応じた駆動信号を外部
出力回路41を介して燃料噴射弁15に出力する。ま
た、CPU36は、そのときのエンジン回転速度NE及
び吸入空気量Qに応じた基本点火時期をマップから求
め、これに各センサからの信号によって補正を加えて点
火時期を決定する。この点火時期に従いCPU36はイ
グナイタ16へ点火信号を出力する。
The CPU 36 controls the injection time T as described above.
When the AU is calculated, a drive signal corresponding to the calculated value is output to the fuel injection valve 15 via the external output circuit 41. Further, the CPU 36 obtains a basic ignition timing corresponding to the engine rotation speed NE and the intake air amount Q at that time from a map, and corrects it by a signal from each sensor to determine the ignition timing. The CPU 36 outputs an ignition signal to the igniter 16 according to the ignition timing.

【0044】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。図6のフローチャート
はCPU36によって実行される各処理のうち、酸素セ
ンサ29の異常検出を行うためのルーチンを示してお
り、所定時間毎に実行される。この異常検出ルーチンの
各処理はリーン時間測定用のカウンタCに基づいて実行
される。
Next, the operation and effect of this embodiment constructed as described above will be described. The flowchart of FIG. 6 shows a routine for detecting an abnormality of the oxygen sensor 29 among the respective processes executed by the CPU 36, which is executed every predetermined time. Each process of this abnormality detection routine is executed based on the counter C for lean time measurement.

【0045】図7のタイミングチャートは、酸素センサ
29の出力電圧とカウンタCの値との対応関係を示して
いる。この図は、タイミングt1以降に燃料噴射が実行
され、タイミングt5になると燃料噴射が停止され、タ
イミングt6になると再び燃料噴射が実行された場合を
示している。また、同図は、タイミングt3に酸素セン
サ29の検出部31の先端が欠損し、その検出部31の
内外が連通された場合を示している。
The timing chart of FIG. 7 shows the correspondence between the output voltage of the oxygen sensor 29 and the value of the counter C. This figure shows a case where fuel injection is performed after timing t1, fuel injection is stopped at timing t5, and fuel injection is performed again at timing t6. Further, the same drawing shows a case where the tip of the detection unit 31 of the oxygen sensor 29 is missing at the timing t3 and the inside and outside of the detection unit 31 are communicated with each other.

【0046】まず、タイミングt1で、異常検出ルーチ
ンが開始された場合について説明する。このタイミング
では、検出部31が欠損しておらず、酸素センサ29が
正常に作動している。また、最後の燃料噴射停止(燃料
カット)が終了してから十分な時間が経過しているもの
とする。さらに、燃料噴射弁15から燃料が噴射され、
酸素センサ29の出力電圧が基準値Vrよりも低くな
り、空燃比がリッチからリーンに切り換わった直後であ
る。そして、カウンタCの値は「0」である。
First, the case where the abnormality detection routine is started at the timing t1 will be described. At this timing, the detection unit 31 is not missing and the oxygen sensor 29 is operating normally. Further, it is assumed that a sufficient time has elapsed since the last fuel injection stop (fuel cut) was completed. Further, fuel is injected from the fuel injection valve 15,
Immediately after the output voltage of the oxygen sensor 29 becomes lower than the reference value Vr and the air-fuel ratio switches from rich to lean. The value of the counter C is “0”.

【0047】CPU36は図6のステップ101〜10
5において、酸素センサ29の異常を検出するための前
提条件が整っているか否かを判定する。ステップ101
では、空燃比のフィードバック制御を行うための条件が
成立しているか否か、換言すると前述した停止条件が成
立していないか否か、を判定する。ステップ102で
は、回転速度センサ27によるエンジン回転速度NEが
所定値α(例えば1500rpm)以上であるか否かを
判定する。
The CPU 36 executes steps 101 to 10 in FIG.
In 5, it is determined whether or not the preconditions for detecting the abnormality of the oxygen sensor 29 are satisfied. Step 101
Then, it is determined whether or not the condition for performing the feedback control of the air-fuel ratio is satisfied, in other words, whether or not the above-described stop condition is not satisfied. In step 102, it is determined whether the engine rotation speed NE detected by the rotation speed sensor 27 is equal to or higher than a predetermined value α (for example, 1500 rpm).

【0048】ステップ103では、車速センサ30によ
る車速SPDが所定値β(例えば100km/h)未満
であるか否かを判定する。ステップ104では、車速セ
ンサ30及び水温センサ26の異常を過去に一度も検出
していないか否かを判定する。ステップ105では、冷
却水温THWが所定値γ(例えば70℃)以上であるか
否かを判定する。
In step 103, it is determined whether the vehicle speed SPD by the vehicle speed sensor 30 is less than a predetermined value β (for example, 100 km / h). In step 104, it is determined whether or not the abnormality of the vehicle speed sensor 30 and the water temperature sensor 26 has never been detected in the past. In step 105, it is determined whether the cooling water temperature THW is equal to or higher than a predetermined value γ (for example, 70 ° C.).

【0049】これらのステップ101〜105の判定条
件が全て成立していると、CPU36は前記前提条件が
整ったと判断し、ステップ106において酸素センサ2
9による空燃比がリッチであるか否かを判定する。前述
したようにタイミングt1は、酸素センサ29による空
燃比がリッチからリーンに切り換わった直後であるの
で、CPU36はステップ106で否定判定し、ステッ
プ109においてカウンタCの値を「1」インクリメン
トする。この場合、カウンタCの値は「0」から「1」
になる。
If all of the judgment conditions of these steps 101 to 105 are satisfied, the CPU 36 judges that the above-mentioned preconditions are satisfied, and the oxygen sensor 2 is judged in step 106.
It is determined whether the air-fuel ratio of 9 is rich. As described above, the timing t1 is immediately after the air-fuel ratio by the oxygen sensor 29 is switched from rich to lean, so the CPU 36 makes a negative determination in step 106, and increments the value of the counter C by “1” in step 109. In this case, the value of the counter C is "0" to "1".
become.

【0050】CPU36はステップ110において、カ
ウンタCの値が所定値ε(例えば90秒に相当する値)
以上であるか否かを判定する。タイミングt1ではこの
値が「1」であるので、CPU36はステップ110で
否定判定し、そのままこのルーチンを一旦終了する。
In step 110, the CPU 36 sets the value of the counter C to a predetermined value ε (for example, a value corresponding to 90 seconds).
It is determined whether or not this is the case. Since this value is "1" at the timing t1, the CPU 36 makes a negative determination in step 110, and immediately ends this routine.

【0051】次回以降の制御周期においては、酸素セン
サ29による空燃比がリーンであれば、前記と同様にス
テップ101〜106、109、110の各処理を繰り
返す。ステップ109の処理を行う毎にカウンタCの値
が「1」ずつ増加してゆく。
In the control cycle from the next time onward, if the air-fuel ratio by the oxygen sensor 29 is lean, steps 101 to 106, 109 and 110 are repeated as described above. Each time the processing of step 109 is performed, the value of the counter C is incremented by "1".

【0052】タイミングt2において、酸素センサ29
の出力電圧が基準値Vrよりも高くなり、空燃比がリッ
チになると、CPU36はステップ101〜105の各
処理を実行する。CPU36はステップ106で肯定判
定し、ステップ107において燃料カット終了後に所定
時間δ以上経過したか否かを判定する。この所定時間δ
は、検出部31が欠損した状態で、燃料カットが行われ
た後に燃料噴射が再開されたときに酸素センサ29が空
燃比リッチを検出する時間よりも若干長い時間(値)に
設定されている。ここでは、過去に燃料カットが行われ
ていて、最後の燃料カットが終了してから十分な時間が
経過しているので、CPU36はステップ107で肯定
判定した後にステップ108へ移行し、カウンタCの値
を「0」にリセットする。この値「0」は所定値εより
も小さい。このため、CPU36はステップ110で否
定判定し、そのままこのルーチンを一旦終了する。
At timing t2, the oxygen sensor 29
When the output voltage becomes higher than the reference value Vr and the air-fuel ratio becomes rich, the CPU 36 executes the processes of steps 101 to 105. The CPU 36 makes an affirmative decision in step 106, and decides in step 107 whether or not a predetermined time δ or more has elapsed after the fuel cut is completed. This predetermined time δ
Is set to a time (value) slightly longer than the time when the oxygen sensor 29 detects the air-fuel ratio rich when the fuel injection is restarted after the fuel cut in the state where the detection unit 31 is missing. . Here, since fuel cut has been performed in the past and sufficient time has elapsed since the last fuel cut was completed, the CPU 36 makes an affirmative decision in step 107 and then moves on to step 108 where the counter C Reset the value to "0". This value “0” is smaller than the predetermined value ε. For this reason, the CPU 36 makes a negative determination in step 110, and immediately ends this routine.

【0053】タイミングt2以降、酸素センサ29によ
る空燃比がリッチであると、カウンタCの値は「0」に
保持され続ける。従って、CPU36はステップ101
〜108、110の各処理を繰り返し、酸素センサ29
が異常であるとは判定しない。
After the timing t2, if the air-fuel ratio measured by the oxygen sensor 29 is rich, the value of the counter C continues to be held at "0". Therefore, the CPU 36 proceeds to step 101.
~ 108, 110 processing is repeated, the oxygen sensor 29.
Is not abnormal.

【0054】タイミングt3で酸素センサ29の検出部
31の先端が欠損し、その内外が連通されると、燃料噴
射弁15から燃料が噴射されていることから、燃焼室6
での燃焼によって生じた排気ガスが排気通路8を流れ
る。この排気ガスは検出部31の外面に接触するととも
に、図2(b)において矢印で示すように、欠損部分A
からヒータ34内を通った後、同ヒータ34外面と検出
部31内面との間の空間Sに入り込む。従って、検出部
31の内外の気体はいずれも排気ガスであり、酸素濃度
差が「0」となり、起電力が発生しない。酸素センサ2
9の出力電圧は約「0」ボルトであり、同センサ29に
より空燃比がリーンであることが検出される。
At the timing t3, when the tip of the detecting portion 31 of the oxygen sensor 29 is lost and the inside and outside thereof are communicated with each other, the fuel is injected from the fuel injection valve 15, so that the combustion chamber 6
The exhaust gas generated by the combustion in the exhaust gas flows through the exhaust passage 8. This exhaust gas comes into contact with the outer surface of the detection unit 31, and as shown by the arrow in FIG.
After passing through the inside of the heater 34 from the above, it enters the space S between the outer surface of the heater 34 and the inner surface of the detection unit 31. Therefore, the gas inside and outside the detection unit 31 is exhaust gas, the oxygen concentration difference is "0", and no electromotive force is generated. Oxygen sensor 2
The output voltage of 9 is about "0" volt, and the sensor 29 detects that the air-fuel ratio is lean.

【0055】CPU36はステップ101〜105の各
処理を実行した後、ステップ106で否定判定し、ステ
ップ109においてリーン時間を測定するためのカウン
タCの値を「1」インクリメントする。この場合、カウ
ンタCの値が「1」になるので、CPU36はステップ
110において否定判定し、そのままこのルーチンを一
旦終了する。
After executing the processes of steps 101 to 105, the CPU 36 makes a negative decision in step 106 and increments the value of the counter C for measuring the lean time by "1" in step 109. In this case, since the value of the counter C becomes "1", the CPU 36 makes a negative determination in step 110, and immediately ends this routine.

【0056】次回以降の制御周期においては、前記と同
様にステップ101〜106、109、110の各処理
を繰り返す。ステップ109の処理を行う毎にカウンタ
Cの値が「1」ずつ増加してゆく。
In the control cycle from the next time onward, each processing of steps 101 to 106, 109 and 110 is repeated as described above. Each time the processing of step 109 is performed, the value of the counter C is incremented by "1".

【0057】この加算により、タイミングt4でカウン
タCの値が所定値εになると、CPU36はステップ1
10の判定条件が成立したと判断し、ステップ111に
おいて酸素センサ29が異常であると判定する。そし
て、異常判定フラグを例えば「1」に設定しバックアッ
プRAM39に記憶させ、このルーチンを一旦終了す
る。
By this addition, when the value of the counter C reaches the predetermined value ε at the timing t4, the CPU 36 executes the step 1
It is determined that the determination condition 10 is satisfied, and it is determined in step 111 that the oxygen sensor 29 is abnormal. Then, the abnormality determination flag is set to, for example, "1" and stored in the backup RAM 39, and this routine is once ended.

【0058】タイミングt5で燃料カットが開始される
と、燃焼室6での燃焼が行われず、排気通路8には空気
のみが流れる。この空気は酸素センサ29の検出部31
の外面に接触するとともに、欠損部分Aからヒータ34
内を通った後、検出部31内の空間Sに入り込む。この
際、検出部31の内外の気体が同時に空気に切り換わる
のではなく、厳密には、検出部31の周囲が空気になっ
てから、若干遅れて検出部31内が排気ガスから空気に
切り換わる。従って、瞬間的には、検出部31内が排気
ガスによって満たされ、外部が空気によって囲まれる。
すると、検出部31の外部での酸素濃度の方が内部での
それよりも高くなり、マイナスの起電力が発生する。酸
素センサ29の出力電圧は「0」ボルトとなる。
When the fuel cut is started at the timing t5, the combustion in the combustion chamber 6 is not performed, and only the air flows through the exhaust passage 8. This air is detected by the detection unit 31 of the oxygen sensor 29.
The outer surface of the heater
After passing through the inside, it enters the space S in the detection unit 31. At this time, the gas inside and outside the detection unit 31 does not switch to air at the same time, and strictly speaking, after the surroundings of the detection unit 31 become air, the inside of the detection unit 31 switches from exhaust gas to air with a slight delay. Replace Therefore, the inside of the detection unit 31 is instantaneously filled with exhaust gas and the outside is surrounded by air.
Then, the oxygen concentration outside the detection unit 31 becomes higher than that inside, and a negative electromotive force is generated. The output voltage of the oxygen sensor 29 is "0" volt.

【0059】その後、検出部31の内外の気体はいずれ
も空気となり、酸素濃度差が「0」となり、起電力が発
生しなくなる。酸素センサ29の出力電圧は約「0」ボ
ルトである。このため、燃料カットが行われている間
は、酸素センサ29により空燃比がリーンであることが
検出される。
After that, both the gas inside and outside the detector 31 become air, the oxygen concentration difference becomes "0", and the electromotive force is not generated. The output voltage of the oxygen sensor 29 is about "0" volt. Therefore, while the fuel cut is being performed, the oxygen sensor 29 detects that the air-fuel ratio is lean.

【0060】このように燃料カットが開始されてから終
了されるまでは空燃比のリーンが検出されるので、タイ
ミングt5以降は、CPU36はステップ101〜10
6、109〜111の各処理を繰り返す。
Since the lean air-fuel ratio is detected from the start of the fuel cut to the end thereof, the CPU 36 executes steps 101 to 10 after the timing t5.
6, 109 to 111 are repeated.

【0061】タイミングt6で燃料カットが終了される
と、再び燃料噴射弁15から燃料が噴射され、その燃料
と空気とからなる混合気が燃焼室6で燃焼され、燃焼に
よって生じた排気ガスが排気通路8を流れる。この排気
ガスは酸素センサ29の検出部31の外面に接触すると
ともに、欠損部分Aからヒータ34内を通った後、検出
部31内の空間Sに入り込む。この際、検出部31の内
外の気体が同時に排気ガスに切り換わるのではなく、厳
密には、検出部31の周囲が排気ガスになってから、若
干遅れて検出部31内が空気ガスから排気ガスに切り換
わる。
When the fuel cut is completed at the timing t6, the fuel is again injected from the fuel injection valve 15, the mixture of the fuel and air is burned in the combustion chamber 6, and the exhaust gas generated by the combustion is exhausted. Flow through passage 8. The exhaust gas comes into contact with the outer surface of the detection portion 31 of the oxygen sensor 29, passes through the inside of the heater 34 from the defective portion A, and then enters the space S inside the detection portion 31. At this time, the gas inside and outside the detection unit 31 does not switch to the exhaust gas at the same time, and strictly speaking, after the surroundings of the detection unit 31 become the exhaust gas, the inside of the detection unit 31 is exhausted from the air gas with a slight delay. Switch to gas.

【0062】従って、瞬間的には、検出部31内が空気
であり、検出部31の周囲が排気ガスである状態が起こ
る。この状態は、検出部31が欠損していないときの状
態と同じである。検出部31の外部での酸素濃度の方が
内部でのそれよりも小さくなり、プラスの起電力が発生
する。それまで「0」ボルトであった酸素センサ29の
出力電圧が約「1」ボルトになり、同センサ29による
空燃比がリーンからリッチに切り換わる。
Therefore, in a moment, a state occurs in which the inside of the detection unit 31 is air and the surroundings of the detection unit 31 are exhaust gas. This state is the same as the state when the detection unit 31 is not defective. The oxygen concentration outside the detection unit 31 becomes smaller than that inside, and a positive electromotive force is generated. The output voltage of the oxygen sensor 29, which has been "0" volt until then, becomes about "1" volt, and the air-fuel ratio by the sensor 29 switches from lean to rich.

【0063】しかし、酸素センサ29が空燃比のリッチ
を検出するのはわずかな期間である。燃料噴射の再開
後、酸素センサ29の周囲の燃焼後の排気ガスが検出部
31内の空間Sに入り込むと、検出部31の内外の気体
がともに排気ガスとなり、酸素濃度差が「0」となり、
起電力が発生しなくなる。酸素センサ29の出力電圧は
約「0」ボルトであり、同センサ29により空燃比のリ
ーンが検出される。
However, the oxygen sensor 29 detects the air-fuel ratio rich for a short period of time. After the fuel injection is restarted, when the exhaust gas after combustion around the oxygen sensor 29 enters the space S inside the detection unit 31, both the gas inside and outside the detection unit 31 become exhaust gas, and the oxygen concentration difference becomes “0”. ,
No electromotive force is generated. The output voltage of the oxygen sensor 29 is about “0” volt, and the sensor 29 detects the lean air-fuel ratio.

【0064】このように、燃料カットが停止されて燃料
噴射が再開された場合の酸素センサ29による空燃比
は、その燃料噴射再開直後の一瞬だけリッチになり、そ
の後はリーンになる。
As described above, when the fuel cut is stopped and the fuel injection is restarted, the air-fuel ratio by the oxygen sensor 29 becomes rich for a moment immediately after the fuel injection is restarted, and then becomes lean thereafter.

【0065】従って、タイミングt6においては、CP
U36はステップ101〜105の各処理を実行した
後、ステップ106の判定条件が成立していると判断
し、ステップ107において燃料カットが終了してから
所定時間δ以上経過したか否かを判定する。
Therefore, at timing t6, CP
After executing each processing of steps 101 to 105, U36 determines that the determination condition of step 106 is satisfied, and determines whether or not a predetermined time δ or more has elapsed since the fuel cut was completed in step 107. .

【0066】CPU36は、ステップ107の判定条件
が成立していないと判断し、ステップ109でカウンタ
Cの値を「1」インクリメントする。すなわち、酸素セ
ンサ29によって空燃比リッチが検出されても、リーン
時間の測定を継続する。このため、カウンタCの値が所
定値ε以上である状態が続くことになり、CPU36は
ステップ110の判定条件が成立していると判断し、ス
テップ111で酸素センサ29の異常判定を行い、この
ルーチンを一旦終了する。
The CPU 36 determines that the determination condition of step 107 is not satisfied, and increments the value of the counter C by "1" in step 109. That is, even when the air-fuel ratio rich is detected by the oxygen sensor 29, the lean time measurement is continued. For this reason, the state in which the value of the counter C is equal to or greater than the predetermined value ε continues, and the CPU 36 determines that the determination condition of step 110 is satisfied, and determines the abnormality of the oxygen sensor 29 in step 111. End the routine once.

【0067】上述したように、酸素センサ29が空燃比
のリッチを検出するのはわずかな期間である。酸素セン
サ29は、燃料カット終了後に所定時間δが経過するよ
りも前のタイミングで、空燃比のリーンを検出する。こ
のため、前記期間が経過したタイミングt7において、
酸素センサ29による空燃比がリッチからリーンに切り
換わると、CPU36はステップ101〜106、10
9、110の各処理を実行した後、このルーチンを一旦
終了する。
As described above, the oxygen sensor 29 detects the rich air-fuel ratio for a short period. The oxygen sensor 29 detects the lean air-fuel ratio at a timing before a predetermined time δ has elapsed after the end of the fuel cut. Therefore, at the timing t7 when the period elapses,
When the air-fuel ratio by the oxygen sensor 29 is switched from rich to lean, the CPU 36 performs steps 101 to 106, 10
After each processing of 9 and 110 is executed, this routine is once ended.

【0068】なお、図7のタイミングチャートには表さ
れていないが、図6のステップ101〜105の判定条
件が一つでも成立していないと、CPU36は酸素セン
サ29の異常判定を行うための前提条件が整っていない
と判断し、ステップ108でカウンタCの値をクリヤす
る。すると、ステップ110の条件が成立しないので、
CPU36は酸素センサ29を異常と判定せずにそのま
まこのルーチンを一旦終了する。
Although not shown in the timing chart of FIG. 7, if any of the determination conditions of steps 101 to 105 of FIG. 6 is not satisfied, the CPU 36 determines the abnormality of the oxygen sensor 29. It is determined that the precondition is not satisfied, and the value of the counter C is cleared in step 108. Then, since the condition of step 110 is not satisfied,
The CPU 36 once terminates this routine without judging the oxygen sensor 29 to be abnormal.

【0069】上記異常判定ルーチンにおけるCPU36
によるステップ106,109,110,111の処理
は判定手段を構成し、ステップ107,109の両処理
は判定禁止手段を構成している。
CPU 36 in the abnormality determination routine
The processing of steps 106, 109, 110, and 111 according to step 1 constitutes the judgment means, and the processing of both steps 107 and 109 constitutes the judgment prohibition means.

【0070】以上詳述したように、酸素センサ29の検
出部31が欠損してその内外が連通された状態で、リー
ン時間の測定中に、排気通路8を流れる気体が空気のみ
から燃焼にともなう排気ガスに切り換わると、検出部3
1の内外が一時的に正常時と同じ状態になる。検出部3
1内外で酸素濃度の差が生じ、酸素センサ29による空
燃比が一時的にリッチになる。この際、図6におけるス
テップ107の処理を省略して、図7の二点鎖線で示す
ようにリーン時間の測定を停止し、カウンタCの値をク
リヤすると(従来技術に相当する)、酸素センサ29が
異常であるにもかかわらず、正常であると誤判定するお
それがある。
As described above in detail, in the state where the detecting portion 31 of the oxygen sensor 29 is defective and the inside and outside thereof are communicated with each other, during measurement of the lean time, the gas flowing through the exhaust passage 8 is accompanied by combustion from only air. When switching to exhaust gas, the detection unit 3
The inside and outside of 1 are temporarily in the same state as normal. Detection unit 3
A difference in oxygen concentration occurs inside and outside 1, and the air-fuel ratio measured by the oxygen sensor 29 becomes temporarily rich. At this time, the process of step 107 in FIG. 6 is omitted, the measurement of the lean time is stopped as shown by the chain double-dashed line in FIG. 7, and the value of the counter C is cleared (corresponding to the conventional technique). Although 29 is abnormal, there is a possibility that it may be erroneously determined to be normal.

【0071】これに対し本実施例では、リーン時間の測
定中に、排気通路8を流れる気体が空気から燃焼にとも
なう排気ガスに切り換わると、その切り換わった時点か
ら所定時間δが経過するまでは、酸素センサ29による
空燃比がリーンからリッチへ移行しても、リーン時間の
測定を強制的に続行させるようにしている。換言する
と、検出部31が欠損した場合に酸素センサ29が誤っ
てリッチを検出するのは、検出部31の周囲の排出ガス
が同検出部31内の空気内に入り込むまでの短い時間で
ある。この観点から、燃料噴射が再開されてから短時間
だけリッチが検出された場合には、その信号に基づく異
常判定を行わない(禁止する)ようにしている。
On the other hand, in the present embodiment, when the gas flowing through the exhaust passage 8 is switched from air to exhaust gas accompanying combustion during the measurement of the lean time, a predetermined time δ elapses from the switching time. Even if the air-fuel ratio measured by the oxygen sensor 29 changes from lean to rich, the lean time measurement is forcibly continued. In other words, when the detection unit 31 is missing, the oxygen sensor 29 erroneously detects richness is a short time until the exhaust gas around the detection unit 31 enters the air in the detection unit 31. From this point of view, when the rich is detected for a short time after the fuel injection is restarted, the abnormality determination based on the signal is not performed (prohibited).

【0072】従って、本来ならばリーンを検出すべき酸
素センサ29が、検出部31の欠損により一時的にリッ
チを検出したとしても、リーン時間の測定が停止されな
い。従来技術とは異なり、その測定停止により誤って得
られる測定値に基づき、空燃比センサが正常であると誤
判定されるのを防止できる。
Therefore, even if the oxygen sensor 29, which should normally detect lean, temporarily detects rich due to the lack of the detecting portion 31, the measurement of lean time is not stopped. Unlike the prior art, it is possible to prevent the air-fuel ratio sensor from being erroneously determined to be normal based on the measurement value erroneously obtained by stopping the measurement.

【0073】特に、本実施例では、燃料噴射弁15から
の燃料噴射が一旦停止され、その燃料噴射が再開される
と、排気通路8内の気体が空気から燃焼にともなう排気
ガスに切り換わったとして時間測定を強制的に続行させ
るようにしている。このため、空気から排気ガスへの切
換えを、燃料噴射の停止・再開によって間接的に検知す
ることができ、排気通路8を流れる気体の種類を直接検
出するためのセンサを特別に設けなくてもすむ。
In particular, in this embodiment, when the fuel injection from the fuel injection valve 15 is once stopped and then restarted, the gas in the exhaust passage 8 is switched from air to exhaust gas accompanying combustion. As a result, the time measurement is forced to continue. Therefore, switching from air to exhaust gas can be indirectly detected by stopping / restarting fuel injection, and a sensor for directly detecting the type of gas flowing through the exhaust passage 8 is not required. I'm sorry.

【0074】さらに、仮に、ステップ107の処理が省
略された異常検出ルーチンに従って酸素センサ29の異
常診断が行われ、その診断結果に基づいて燃料噴射制御
が行わた場合、フィードバック補正係数FAFは図8に
おいて二点鎖線で示すように変化する。タイミングt6
よりも前には酸素センサ29が異常であると判定されて
いることから、補正係数FAFは「0」であり、空燃比
のフィードバック制御が行われない。
Further, if the abnormality diagnosis of the oxygen sensor 29 is performed according to the abnormality detection routine in which the process of step 107 is omitted and the fuel injection control is performed based on the diagnosis result, the feedback correction coefficient FAF is shown in FIG. Changes as indicated by the chain double-dashed line. Timing t6
Since the oxygen sensor 29 is determined to be abnormal before that, the correction coefficient FAF is "0", and the air-fuel ratio feedback control is not performed.

【0075】タイミングt6で酸素センサ29の出力電
圧が約「1」ボルトとなり、空燃比がリッチであること
が検出される。すると、CPU36は異常診断を取消し
て、通常のフィードバック制御を行おうとする。酸素セ
ンサ29の検出結果に応じて補正係数FAFが一旦マイ
ナスの値となり、「0」に復帰する(タイミングt
7)。その後は、酸素センサ29による空燃比がリーン
である状態が続くので、CPU36は空燃比を理論空燃
比にするために補正係数FAFを増加させてゆく。この
増加により補正係数FAFが上限ガードに達すると(タ
イミングt8)、その値に保持される。
At timing t6, the output voltage of the oxygen sensor 29 becomes about "1" volt, and it is detected that the air-fuel ratio is rich. Then, the CPU 36 cancels the abnormality diagnosis and tries to perform normal feedback control. The correction coefficient FAF once becomes a negative value according to the detection result of the oxygen sensor 29, and returns to “0” (timing t).
7). After that, since the air-fuel ratio measured by the oxygen sensor 29 remains lean, the CPU 36 increases the correction coefficient FAF so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. When the correction coefficient FAF reaches the upper limit guard due to this increase (timing t8), it is held at that value.

【0076】そして、この補正係数FAFが噴射時間T
AUに反映されると、空燃比が過剰にリッチとなり、エ
ンジンストール、ラフアイドル等の不具合を引き起こす
おそれがある。エンジンストールはエンジン回転速度N
Eが低下し、エンジン1の作動が停止する現象である。
ラフアイドルは、アイドリング時にエンジン回転速度N
Eが大きく変動したり、エンジン1が大きく振動したり
する現象である。
The correction coefficient FAF is the injection time T
When reflected in AU, the air-fuel ratio becomes excessively rich, which may cause problems such as engine stall and rough idle. Engine stall is the engine speed N
This is a phenomenon in which E decreases and the operation of the engine 1 stops.
Rough idle is engine speed N when idling.
This is a phenomenon in which E greatly fluctuates or the engine 1 vibrates greatly.

【0077】これに対し本実施例では、上記したように
酸素センサ29が、検出部31の欠損により一時的にリ
ッチを検出したとしても、正常と判定しない。このた
め、フィードバック補正係数FAFは、タイミングt6
以降においても図8において実線で示すように「0」に
保持される。従って、補正係数FAFを用いた空燃比の
フィードバック制御が行われず、空燃比の過剰なリッチ
を回避し、エンジンストール、ラフアイドル等の不具合
の発生を防止できる。
On the other hand, in the present embodiment, even if the oxygen sensor 29 temporarily detects rich due to the lack of the detecting portion 31 as described above, it is not judged to be normal. Therefore, the feedback correction coefficient FAF is set at the timing t6.
After that, it is held at "0" as shown by the solid line in FIG. Therefore, the feedback control of the air-fuel ratio using the correction coefficient FAF is not performed, an excessive rich air-fuel ratio can be avoided, and problems such as engine stall and rough idle can be prevented.

【0078】なお、本発明は次に示す別の実施例に具体
化することができる。 (1)第1及び第2の発明の異常検出装置は、ヒータを
有しない空燃比センサの異常を検出する場合にも適用で
きる。
The present invention can be embodied in another embodiment shown below. (1) The abnormality detection device according to the first and second aspects of the invention can be applied to a case where an abnormality is detected in the air-fuel ratio sensor having no heater.

【0079】(2)前記実施例では、排気通路8を流れ
る気体が空気から燃焼にともなう排気ガスに切り換わっ
たか否かを、燃料カットが終了したかどうかで間接的に
判断するようにした。これにかえて、排気通路8を流れ
る気体の種類を検出できるセンサを同通路8に設けても
よい。
(2) In the above embodiment, whether or not the gas flowing through the exhaust passage 8 is switched from air to exhaust gas due to combustion is indirectly determined by whether or not the fuel cut is completed. Instead of this, a sensor capable of detecting the type of gas flowing through the exhaust passage 8 may be provided in the same passage 8.

【0080】(3)第1の発明は前記実施例以外にも、
例えば、燃料カットから復帰したとき(燃料噴射を再開
したとき)に空燃比がリーンからリッチに変化しない場
合に異常と判定するタイプ、酸素センサ29からリッチ
が所定期間にわたって出力されない場合に異常と判定す
るタイプ等の異常検出装置にも適用できる。
(3) The first invention is not limited to the above embodiment,
For example, when the air-fuel ratio does not change from lean to rich when returning from fuel cut (when fuel injection is restarted), it is determined as abnormal, and when oxygen sensor 29 does not output rich for a predetermined period, it is determined as abnormal. It can also be applied to anomaly detection devices such as the type.

【0081】以上、本発明の各実施例について説明した
が、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想に
ついて、以下にそれらの効果とともに記載する。 (イ)請求項2に記載の異常検出装置において、前記判
定禁止手段は、燃料噴射弁からの燃料噴射が一旦停止さ
れて(燃料カットが行われ)、その燃料噴射が再開され
ると、排気通路内の気体が空気から燃焼にともなう排気
ガスに切り換わったとして時間測定を強制的に続行させ
るものである空燃比センサの異常検出装置。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, technical ideas other than the claims which can be understood from the respective embodiments will be described below together with their effects. (A) In the abnormality detection device according to claim 2, the determination prohibiting means exhausts the fuel when the fuel injection from the fuel injection valve is once stopped (fuel cut is performed) and the fuel injection is restarted. An abnormality detection device for an air-fuel ratio sensor that forcibly continues time measurement when the gas in the passage switches from air to exhaust gas accompanying combustion.

【0082】このような構成とすることにより、空気か
ら排気ガスへの切換えを、燃料噴射の停止・再開によっ
て間接的に検知することができる。従って、排気通路を
流れる気体の種類を直接検出するためのセンサを特別に
設けなくてもすむ。
With such a configuration, the switching from air to exhaust gas can be indirectly detected by stopping / restarting fuel injection. Therefore, it is not necessary to provide a special sensor for directly detecting the type of gas flowing through the exhaust passage.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上詳述したように、第1の発明では、
空燃比センサの出力が実際の空燃比の変化に対応してい
ない場合に空燃比センサが異常であると判定するものに
おいて、空燃比センサによる空燃比がリーンからリッチ
側へ移行した後の所定期間は異常の判定を禁止するよう
にしている。特に、第2の発明では、リーン時間の測定
中に、排気通路を流れる気体が空気から燃焼にともなう
排気ガスに切り換わると、その時点から予め定めた時間
が経過するまでは、空燃比センサによる空燃比がリーン
からリッチへ移行してもリーン時間の測定を強制的に続
行させるようにしている。このため、空燃比センサの検
出部が欠損してその内外が連通した場合に、排気通路を
流れる気体が空気のみから燃焼にともなう排気ガスに切
り換わって、検出部の内外が一時的に正常時と同じ状態
になっても、正常と誤判定されるのを防止できる。
As described in detail above, in the first invention,
When it is determined that the air-fuel ratio sensor is abnormal when the output of the air-fuel ratio sensor does not correspond to the actual change in the air-fuel ratio, the predetermined period after the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor changes from lean to rich side. Prohibits the determination of abnormality. In particular, in the second aspect, when the gas flowing through the exhaust passage switches from air to exhaust gas accompanying combustion during measurement of the lean time, the air-fuel ratio sensor is used until a predetermined time elapses from that time. Even if the air-fuel ratio changes from lean to rich, the lean time measurement is forced to continue. Therefore, when the detection part of the air-fuel ratio sensor is missing and the inside and outside communicate with each other, the gas flowing through the exhaust passage is switched from only air to exhaust gas accompanying combustion, and the inside and outside of the detection part are temporarily normal. Even if the same state is obtained, it is possible to prevent the erroneous determination as normal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1及び第2の発明を具体化した一実施例にお
いて、空燃比センサの異常検出装置が搭載されたエンジ
ン及びその周辺個所を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine equipped with an abnormality detection device for an air-fuel ratio sensor and its peripheral parts in an embodiment embodying the first and second inventions.

【図2】(a)は図1における酸素センサの部分拡大断
面図であり、(b)は(a)の酸素センサの検出部先端
が欠損した状態を示す部分拡大断面図である。
2A is a partially enlarged cross-sectional view of the oxygen sensor in FIG. 1, and FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which a tip of a detection portion of the oxygen sensor of FIG.

【図3】図1における酸素センサの出力特性を示す特性
図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing output characteristics of the oxygen sensor in FIG.

【図4】図1におけるECU(電子制御装置)の内部構
成等を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration and the like of an ECU (electronic control unit) in FIG.

【図5】酸素センサの出力電圧とフィードバック補正係
数との対応関係を示すタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing a correspondence relationship between an output voltage of an oxygen sensor and a feedback correction coefficient.

【図6】図4におけるCPUによって実行される異常検
出ルーチンを説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an abnormality detection routine executed by the CPU in FIG.

【図7】酸素センサの出力電圧と、カウンタの値と、燃
料噴射の有無との対応関係を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 7 is a timing chart showing the correspondence relationship between the output voltage of the oxygen sensor, the value of the counter, and the presence / absence of fuel injection.

【図8】酸素センサの出力電圧と、フィードバック補正
係数と、燃料噴射の有無との対応関係を示すタイミング
チャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing the correspondence relationship between the output voltage of the oxygen sensor, the feedback correction coefficient, and the presence or absence of fuel injection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関としてのガソリンエンジン、6…燃焼室、
7…吸気通路、8…排気通路、15…燃料噴射弁、29
…空燃比センサとしての酸素センサ、31…検出部、3
6…判定手段及び判定禁止手段を構成するCPU、δ…
所定時間、ε…所定値。
1 ... a gasoline engine as an internal combustion engine, 6 ... a combustion chamber,
7 ... Intake passage, 8 ... Exhaust passage, 15 ... Fuel injection valve, 29
... Oxygen sensor as air-fuel ratio sensor, 31 ... Detector, 3
6 ... CPU configuring judgment means and judgment prohibition means, δ ...
Predetermined time, ε ... Predetermined value.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気及び燃料からなる混合気を燃焼室に
導く吸気通路と、 前記燃焼室での混合気の燃焼により生じた排気ガスを流
通可能にした排気通路と、 前記排気通路内へ突出し、かつ内部に空気が充填された
管状の検出部を有し、同検出部内外での酸素濃度の差に
基づき、混合気中の空気と燃料との比である空燃比を検
出する空燃比センサとを備え、空燃比センサによる空燃
比を予め定めた所定空燃比にすべく燃料量を制御するよ
うにした内燃機関に用いられるものであって、 前記空燃比センサの出力が実際の空燃比の変化に対応し
ていない場合に、空燃比センサが異常であると判定する
判定手段と、 前記空燃比センサによる空燃比がリーンからリッチ側へ
移行した後の所定期間は前記判定手段による判定を禁止
する判定禁止手段とを備えた空燃比センサの異常検出装
置。
1. An intake passage for introducing a mixture of air and fuel into a combustion chamber, an exhaust passage for allowing an exhaust gas generated by combustion of the mixture in the combustion chamber to flow, and an exhaust passage protruding into the exhaust passage. An air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio, which is the ratio of air to fuel in the air-fuel mixture, based on the difference in oxygen concentration inside and outside the detector, which has a tubular detector filled with air. Which is used in an internal combustion engine configured to control the amount of fuel in order to make the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor a predetermined air-fuel ratio, and the output of the air-fuel ratio sensor is the actual air-fuel ratio. When it does not correspond to the change, the determination unit that determines that the air-fuel ratio sensor is abnormal, and the determination by the determination unit is prohibited for a predetermined period after the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor shifts from lean to rich side. The judgment prohibition means Abnormality detection device for an air-fuel ratio sensor was e.
【請求項2】 前記判定手段は、前記空燃比センサによ
る空燃比が前記所定空燃比よりもリーンになると、その
空燃比が所定空燃比よりもリッチになるまでのリーン時
間を測定し、その測定値が予め定めた値よりも大きくな
ると空燃比センサが異常であると判定するものであり、 前記判定禁止手段は、前記判定手段によるリーン時間の
測定中に、排気通路を流れる気体が空気から燃焼にとも
なう排気ガスに切り換わると、その時点から予め定めた
時間が経過するまでは、空燃比センサによる空燃比がリ
ーンからリッチへ移行してもリーン時間の測定を強制的
に続行させるものである請求項1に記載の空燃比センサ
の異常検出装置。
2. The determining means, when the air-fuel ratio measured by the air-fuel ratio sensor becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio, measures the lean time until the air-fuel ratio becomes richer than the predetermined air-fuel ratio, and measures it. When the value becomes larger than a predetermined value, the air-fuel ratio sensor is determined to be abnormal, the determination prohibiting means, during the measurement of the lean time by the determining means, the gas flowing through the exhaust passage burns from air. When the exhaust gas is switched to the exhaust gas, the measurement of the lean time is forcibly continued until the predetermined time elapses from that time, even if the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor changes from lean to rich. The air-fuel ratio sensor abnormality detection device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006120047A (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Tokyo Gas Co Ltd Equipment lease system and charge decision system
US7340945B2 (en) 2005-09-01 2008-03-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Failure detection apparatus and failure detection method for exhaust gas sensor
US7434450B2 (en) 2005-06-10 2008-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for detecting exhaust gas sensor defect

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