JPH1077897A

JPH1077897A - 空燃比センサの劣化診断装置

Info

Publication number: JPH1077897A
Application number: JP8230143A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Miyata; 達司宮田; Ikurou Nozu; 育朗野津; Akira Sonoda; 晃園田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】広域空燃比センサの出力特性の変化から経時
劣化を診断する。【解決手段】排気シャッタが作動し燃料カットが行わ
れ、かつ、空燃比センサ周囲の雰囲気圧力が基準圧力以
上の高圧・高酸素状態のときに（Ｓ１〜４）、空燃比セ
ンサの出力電圧Ｖｐが基準しきい値以下になるまでの時
間を計測し（Ｓ６〜８）、計測途中に劣化判定時間TMEM
〔秒〕が経過したときには（Ｓ７）、カウンタｋをデク
リメントし（Ｓ10〜12）、劣化判定時間TMEM〔秒〕が経
過する前に出力電圧Ｖｐが基準しきい値以下になったと
きには、カウンタｋをインクリメントする（Ｓ13）。そ
して、カウンタｋが所定回数未満の場合には劣化フラグ
をＯＦＦにし（Ｓ14）、一方、カウンタｋが所定回数以
上の場合には劣化フラグをＯＮにすると共に、警告灯の
点灯及び劣化状況の記憶を行う（Ｓ15，16）。空燃比制
御を行う場合には、劣化フラグを参照して空燃比制御を
行う処理を決定する（Ｓ17〜19）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比センサの劣
化診断装置に関し、特に、広域空燃比センサの出力特性
から経時劣化を判定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、エンジン制御システムの故障
や経時劣化等による排気性状の低下を防止することを目
的として、制御システムに故障はないか、或いは、経時
劣化していないかを自己診断し、運転者や整備者にこの
情報を報知するシステムの必要性が増している。このた
め、センサやアクチュエータの診断機能を充実させ、経
時劣化を補う補正機能や劣化判定を確実に行う必要があ
り、例えば、特開平４−１１２９３９号公報及び特開平
４−１１２９４１号公報等に開示されるように、三元触
媒を使用したガソリンエンジンでは、触媒の前後に酸素
センサ（空燃比センサ）を配置し、夫々のセンシング結
果に基づき空燃比制御の精度を向上させる技術が案出さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三元触
媒を使用せずに空燃比を希薄化することで排気性状の向
上を図るリーンバーンエンジン等のシステムでは、広範
な空燃比の検出が可能な広域空燃比センサを使用して機
関運転状態に適合した空燃比に制御するため、空燃比を
理論空燃比（１４．７）に制御する従来技術のような判
断処理を行うことができない。

【０００４】また、排気通路に複数の広域空燃比センサ
を配設し、冗長性を持たせて多数決等により処理するこ
とも考えられるが、広域空燃比センサが高価であるため
あまり実用的な手法ではない。そこで、本発明は以上の
ような従来の問題点に鑑み、広域空燃比センサの出力特
性の変化から経時劣化を判定し、空燃比制御を適正に行
えるか否かを診断する空燃比センサの劣化診断装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、機関の排気通路に介装さ
れ排気中の酸素濃度に基づき広範な空燃比を検出する空
燃比センサＡと、該空燃比センサＡの下流側の排気通路
に介装された排気シャッタの開閉により機関の排気圧力
上昇による内部抵抗を増大して制動力を生み出す排気ブ
レーキＢと、該排気ブレーキＢの作動状態を検出する作
動状態検出手段Ｃと、前記空燃比センサＡ周囲の雰囲気
圧力を検出する圧力検出手段Ｄと、前記作動状態検出手
段Ｃにより排気ブレーキＢが作動中であると検出され、
かつ、前記圧力検出手段Ｄにより検出された雰囲気圧力
が所定の基準圧力以上であるときに、前記空燃比センサ
Ａの出力信号をモニタして出力値が所定の基準しきい値
以下になるまでの時間を計測する時間計測手段Ｅと、該
時間計測手段Ｅにより計測された時間に基づき前記空燃
比センサの劣化の有無を判定する劣化判定手段Ｆと、を
含んで構成した。

【０００６】このようにすれば、排気ブレーキが作動中
であり、かつ、空燃比センサ周囲の雰囲気圧力が所定の
基準圧力以上である高圧・高酸素状態のときに、空燃比
センサの出力値が所定の基準しきい値以下になるまでの
時間が計測され、この計測された時間に基づき空燃比セ
ンサの劣化の有無が判定される。請求項２記載の発明
は、前記時間計測手段は、前記計測条件に加え、空燃比
センサからの出力信号に基づき排気中の酸素濃度が所定
値以上になったときに、その後空燃比センサの出力値が
所定の基準しきい値以下になるまでの時間を計測するよ
うにした。

【０００７】このようにすれば、時間計測手段による計
測条件がより厳密になり、空燃比センサの劣化判定精度
が向上する。請求項３記載の発明は、前記劣化判定手段
は、前記時間計測手段により計測された時間が所定の劣
化判定時間未満であるときに、前記空燃比センサに劣化
が生じていると判定するようにした。

【０００８】このようにすれば、時間計測手段により計
測された時間が所定の劣化判定時間未満のときに、空燃
比センサに劣化が生じていると判定される。請求項４記
載の発明は、前記劣化判定手段は、前記時間計測手段に
より計測された時間が所定の劣化判定時間未満であった
回数を計数する計数手段を含み、該計数手段により計数
された回数が所定回数以上になったときに、前記空燃比
センサに劣化が生じていると判定するようにした。

【０００９】このようにすれば、計数手段により計数さ
れた回数が所定回数以上になったときに初めて、空燃比
センサに劣化が生じていると判定される。請求項５記載
の発明は、前記計数手段は、前記時間計測手段により計
測された時間が所定の劣化判定時間以上になったとき
に、計数される回数を０以上の範囲で１減算する減算手
段を含んで構成した。

【００１０】このようにすれば、空燃比センサに劣化が
生じていない場合であって、例えば、ノイズ等により計
測時間の誤検出が行われても、その後の計測時間の検出
が正常であれば、誤検出によって計数された回数が減算
される。請求項６記載の発明は、前記計数手段は、前記
時間計測手段により計測された時間が所定の劣化判定時
間以上になったときに、計数される回数をリセットする
リセット手段を含んで構成した。

【００１１】このようにすれば、空燃比センサに劣化が
生じていない場合であって、例えば、ノイズ等により計
測時間の誤検出が行われても、その後の計測時間の検出
が正常であれば、計数された回数が全てリセットされ
る。請求項７記載の発明は、前記劣化判定手段により空
燃比センサに劣化が生じていると判定されたときに、前
記空燃比センサが劣化していることを報知する報知手段
を含んで構成した。

【００１２】このようにすれば、運転者や整備者が空燃
比センサに劣化が生じていることを容易に知ることがで
きる。請求項８記載の発明は、前記劣化判定手段により
空燃比センサに劣化が生じていると判定されたときに、
前記空燃比センサが劣化していることを記憶する劣化記
憶手段を含んで構成した。

【００１３】このようにすれば、内燃機関の整備を行う
際に、劣化記憶手段に記憶されている空燃比センサの劣
化情報を参照することで、整備性が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図２は、本発明に係る空燃比センサ
の劣化診断装置を備えた圧縮天然ガス（以下「ＣＮＧ」
という）エンジンの一実施形態を示している。ＣＮＧエ
ンジン（以下「エンジン」という）１には、図示しない
エアクリーナ、ミキサ２及びスロットル弁３が介装され
た吸気通路４を通って空気が流入する。このミキサ２に
は、吸気通路面積を絞ることで負圧を発生させるベンチ
ュリ２ａと、デューティ制御されるフィードバックソレ
ノイドにより駆動制御される燃料噴射ソレノイド弁２ｂ
とが設けられている。そして、ボンベ５に気体で貯蔵さ
れているＣＮＧが、ボンベ５から押し出され、燃料パイ
プ６ａ及び燃料遮断弁７を経てレギュレータ８に供給さ
れる。レギュレータ８に供給されたＣＮＧは、エンジン
冷却水で加熱され略大気圧のガスとなり、燃料パイプ６
ｂ及び燃料遮断弁９を経て、ミキサ２を通過する吸入空
気流量に応じたベンチュリ負圧により吸引され、吸入空
気と混合してエンジン１に供給される。

【００１５】また、吸気通路４には、スロットル弁３を
バイパスするバイパス通路１０が形成されており、ここ
に介装されるアイドル制御弁１１によりアイドル時の吸
入空気流量が調整される。一方、排気通路１２には、そ
の上流側から、排気圧Ｐｅを検出する排気圧センサ１３
（圧力検出手段）、排気中の酸素濃度に基づき広範な空
燃比λを検出する広域空燃比センサ１４（以下「空燃比
センサ」といい、詳細は後述する）、排気通路１２を閉
じることでエンジン１の内部抵抗を増大して制動効果を
奏する排気ブレーキを構成する排気シャッタ１５が介装
されている。この排気シャッタ１５はエアシリンダ１６
によって開閉駆動され、このエアシリンダ１６には後述
するコントロールユニット１７からの駆動信号により駆
動される排気ブレーキバルブ１８を介して図示しないエ
アリザーバタンクからエアが供給される。

【００１６】空燃比センサ１４の劣化診断及び空燃比制
御を行うためのその他のセンサとしては、エンジン１の
図示しないクランクシャフトに取り付けられ機関回転と
同期してクランク単位角信号を出力するクランク角セン
サ１９、シリンダブロック２０のウォータジャケット部
２０ａに設けられ冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度
センサ２１、スロットル弁３に付設されスロットル弁３
の開度θを検出する開度センサ２２、排気シャッタ１５
に付設され排気シャッタ１５の作動時（排気通路１２が
閉じられたとき）にＯＮとなる排気シャッタスイッチ２
３（作動状態検出手段）、等が設けられており、これら
の出力がＣＰＵ１７ａ、ＲＯＭ１７ｂ、ＲＡＭ１７ｃ、
入力インターフェース１７ｄ、出力インターフェース１
７ｅ及び内部バス１７ｆを含んで構成されるコントロー
ルユニット１７に入力される。なお、コントロールユニ
ット１７は、クランク角センサ１９から出力されるクラ
ンク単位角信号をカウントして、機関回転速度Ｎｅを算
出すると共に、時間計測手段、劣化判定手段、計数手
段、減算手段、リセット手段及び劣化記憶手段としての
機能を有している。

【００１７】さらに、コントロールユニット１７には、
イグニッションスイッチ２４のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力
されると共に、バッテリ２５から電源電圧が印加され
る。なお、以上説明しなかった符号２６は、空気とＣＮ
Ｇの混合気に火花点火を行う点火栓、符号２７は、スロ
ットル弁３の開閉を行う負圧を駆動源とするダイアフラ
ム弁、符号２８は、ダイアフラム弁２７に駆動源として
のスロットル弁３下流の吸入負圧を供給する負圧導入
路、符号２９は、負圧導入路２８に介装されたダイアフ
ラム弁２７への供給負圧の調整を行うソレノイド弁、符
号３０は、運転席のダッシュボード内に設けられた空燃
比センサ１４の劣化を報知する警告灯（報知手段）であ
る。

【００１８】次に、本実施形態で使用される空燃比セン
サ１４の詳細について図３に基づいて説明する。空燃比
センサ１４のセンサ素子部の詳細を示す図３において、
空燃比センサ１４には、酸素イオン伝導体の固体電解質
としてのジルコニア１４ａの対向する両端面に、白金か
らなる多孔質の電極１４ｂ，１４ｃが夫々設けられてい
る。そして、ジルコニア１４ａの表裏に酸素濃度差があ
ると、酸素はジルコニア１４ａの中を拡散して、酸素濃
度の濃い方から薄い方へ移行し平衡状態になろうとする
性質がある。そこで、この性質を利用し、基準気体と被
検出気体（機関排気）との間の酸素分圧差に応じて両電
極間に生じる起電力（出力電圧）を固定抵抗１４ｄの両
端部間の電圧Ｖｐとして検出する。

【００１９】ここで、空燃比センサの経時劣化を判定す
る原理を説明する。空燃比センサの内部電流Ｉｐは、排
気中の酸素濃度（空燃比）に比例して増大すると共に、
排気中の酸素分圧とも密接な関係がある。例えば、排気
ブレーキの作動等により排気圧が上昇すると、この排気
圧の上昇に比例して酸素分圧も上昇するので、空燃比セ
ンサの内部電流Ｉｐは大気圧条件下における電流値より
も増大する。この状態で、内部電流Ｉｐを流し続けてい
くと、やがて内部電流Ｉｐが減少し始め、遂には、内部
電流Ｉｐがマイナスとなり逆方向に流れるようになる
（以下、この現象を「内部電流Ｉｐの反転」という）。

【００２０】また、空燃比センサの素子部の電極間の抵
抗値は、経時的な変化を起こし徐々に増加する特性があ
るので、空燃比センサの内部電流Ｉｐが反転するまでに
要する時間は、空燃比センサの劣化度と相関がある。即
ち、劣化が進むと電極間の抵抗値が増大し、内部電流Ｉ
ｐが反転するまでに要する時間が短くなる。従って、排
気圧が上昇して空燃比センサの内部電流Ｉｐが増大して
から、内部電流Ｉｐが反転するまでに要する時間を計測
し、この時間と空燃比センサの劣化を判定する基準しき
い値（図４参照）とを比較することで、空燃比センサの
経時劣化を判定することができる。なお、実際の制御で
は、空燃比センサの内部電流Ｉｐの代わりに、検出が容
易な出力電圧Ｖｐ（内部電流Ｉｐと出力電圧Ｖｐとは比
例関係にある）を使用する。

【００２１】以上説明した空燃比センサの劣化診断及び
空燃比制御は、コントロールユニット１７を構成するＲ
ＯＭ１７ｂに記憶されているプログラムによってソフト
ウエア的に実行される。図５は、このプログラムによる
制御内容を示し、所定時間毎に実行されるサブルーチン
形式をなしている。ステップ１（図では、Ｓ１と略記す
る。以下同様）では、空燃比センサ１４から出力電圧Ｖ
ｐ（図３参照）及び排気シャッタスイッチ２３から排気
シャッタ１５の作動状態を読み込む。

【００２２】ステップ２では、空燃比センサ１４の出力
電圧Ｖｐ及び排気シャッタ１５の作動状態からエンジン
１への燃料供給を停止する条件（以下「燃料カット条
件」という）が成立しているか否かを判断し、燃料カッ
ト条件が成立（Ｙｅｓ）していればステップ３へと進
み、燃料カット条件が不成立（Ｎｏ）であればステップ
１７へと進む。ここで、燃料カット条件が成立する場合
とは、排気シャッタ１５が作動して排気通路１２が閉じ
ていて、かつ、出力電圧Ｖｐが所定電圧以上の排気中の
酸素濃度が高い状態をいう。即ち、ステップ１及びステ
ップ２の処理で、エンジン１において混合気の燃焼が行
われていない状態、換言すると、排気通路１２に存在す
る排気中の酸素濃度が高くなった高酸素状態を検出して
いる。なお、処理を簡素化するために、燃料カットが行
われることを前提とする排気シャッタ１５の作動状態に
基づき燃料カット条件が成立しているか否かを判断して
もよい。

【００２３】ステップ３では、排気圧センサ１３から排
気圧Ｐｅを読み込む。ステップ４では、排気圧Ｐｅが所
定の基準圧力以上か否か、即ち、排気圧Ｐｅが空燃比セ
ンサ１４の経時劣化を判定することができる判定処理開
始レベル以上になったか否かを判断し、判定処理開始レ
ベル以上（Ｙｅｓ）であればステップ５へと進み、判定
処理開始レベル未満（Ｎｏ）であればステップ１７へと
進む。即ち、ステップ３及びステップ４の処理で、前述
した空燃比センサの経時劣化の判定を可能にすべく、空
燃比センサ１４の出力電流Ｉｐの反転が生じ得る状態か
否かを判断している。

【００２４】ステップ５では、タイマーを始動させ、空
燃比センサ１４の経時劣化の判定を開始してからの経過
時間の計測を開始する。ステップ６では、空燃比センサ
１４から出力電圧Ｖｐを読み込む。ステップ７では、ス
テップ５において始動させたタイマー出力値に基づき、
空燃比センサ１４の経時劣化の判定を開始してから所定
のＴＭＥＭ〔秒〕経過したか否かを判断し、ＴＭＥＭ
〔秒〕経過していれば（Ｙｅｓ）ステップ１０へと進
み、ＴＭＥＭ〔秒〕経過していなければ（Ｎｏ）ステッ
プ８へと進む。ここで使用する所定のＴＭＥＭ〔秒〕と
は、図４に示すように、空燃比センサ１４の経時劣化を
判定する劣化判定時間のことをいい、この劣化判定時間
を越えても空燃比センサ１４の内部電流Ｉｐの反転が起
こらなければ、空燃比センサ１４には経時劣化が生じて
いないとみなすことができる時間に設定される。

【００２５】ステップ８では、読み込んだ出力電圧Ｖｐ
が、内部電流Ｉｐが反転する基準しきい値以下になった
か否かを判断し、Ｖｐ≦基準しきい値（Ｙｅｓ）であれ
ばステップ９へと進み、Ｖｐ＞基準しきい値（Ｎｏ）で
あればステップ６へと進む。即ち、ステップ６〜ステッ
プ８の処理で、空燃比センサ１４の内部電流Ｉｐの反転
が起こるまでの時間を計測すると共に、計測途中に劣化
判定時間が来たときには空燃比センサ１４には経時劣化
が生じていないと検出している。ここで、ステップ１〜
ステップ８の処理が時間計測手段及び劣化判定手段の一
部に相当する。なお、出力電圧Ｖｐが基準しきい値以下
になるまでの時間を計測した後、この時間と劣化判定時
間を比較して、空燃比センサ１４に経時劣化が生じてい
るか否かを検出するようにしてもよい。

【００２６】ステップ９では、空燃比センサ１４に経時
劣化が生じていると検出された劣化検出回数を保持する
カウンタｋをインクリメントし、その後ステップ１３へ
と進む。この処理が、計数手段に相当する。一方、空燃
比センサ１４の内部電流Ｉｐの反転が起こる前に劣化判
定時間が来た場合の処理を行うステップ１０では、劣化
検出回数を保持するカウンタｋをデクリメントする。

【００２７】ステップ１１では、カウンタｋが０未満、
即ち、カウンタｋがマイナスになったか否かを判断し、
ｋ＜０（Ｙｅｓ）であればステップ１２へと進みカウン
タｋを０にし、ｋ≧０（Ｎｏ）であればステップ１３へ
と進む。即ち、ステップ１０〜ステップ１２の処理は、
劣化検出回数がマイナスにならない範囲でデクリメント
を行う減算手段に相当する。

【００２８】なお、ステップ１０〜ステップ１２の処理
に代えて、空燃比センサ１４の内部電流Ｉｐの反転が起
こる前に劣化判定時間が来た場合には、劣化検出回数を
保持するカウンタｋをリセットするようにしてもよい
（リセット手段）。この場合には、１回でも空燃比セン
サ１４の経時劣化が検出された場合にはカウンタｋがリ
セットされ、最初から空燃比センサ１４の経時劣化の判
定が繰り返されるので、経時劣化の判定精度をより向上
することができる。

【００２９】ステップ１３では、カウンタｋが保持する
空燃比センサ１４の劣化検出回数が所定回数未満（例え
ば、２０回未満）であるか否かを判断し、所定回数未満
（Ｙｅｓ）であればステップ１４へと進み、所定回数以
上（Ｎｏ）であればステップ１５へと進む。この処理
は、空燃比センサ１４の劣化検出回数が数回の場合に
は、例えば、車両が走行する環境から受けるノイズ等に
よる誤検出である可能性があるため、所定の回数だけ劣
化判定が行われたときに初めて空燃比センサ１４に経時
劣化が起こったと判定するものである。なお、この処理
が劣化判定手段に相当する。

【００３０】ステップ１４では、空燃比センサ１４に経
時劣化が生じていないので、劣化フラグをＯＦＦ（劣化
なし）とし、ステップ１７へと進む。ステップ１５で
は、空燃比センサ１４に経時劣化が生じているので、劣
化フラグをＯＮ（劣化あり）とする。ステップ１６で
は、空燃比センサ１４に劣化が生じていることを運転者
等に報知すべく、運転席のダッシュボード内に設けられ
た警告灯３０を点灯すると共に、整備を行う際の便宜を
図るべく、コントロールユニット１７のＲＡＭ１７ｃに
劣化情報を記憶する。なお、これらの処理が夫々報知手
段、劣化記憶手段に相当する。

【００３１】ステップ１７では、劣化フラグに基づき空
燃比センサ１４に劣化が生じているか否かを判断し、劣
化が生じていなければ（ＯＦＦ）ステップ１８へと進
み、劣化が生じていれば（ＯＮ）ステップ１９へと進
む。ステップ１８では、空燃比センサ１４が正常である
ときの空燃比制御を行い、具体的には、空燃比センサ１
４からの出力信号に基づき空燃比が所定値に近づくよう
に、フィードバック制御で燃料供給量を決定する空燃比
フィードバック制御を行う。

【００３２】ステップ１９では、空燃比センサ１４に劣
化が発生しているときの空燃比制御を行い、具体的に
は、吸入空気流量或いは吸入負圧等の機関負荷、及び、
機関回転速度等の機関運転状態に基づき、オープンルー
プ制御で燃料供給量を決定する空燃比オープンループ制
御を行う。このようにすれば、燃料カット条件が成立
し、かつ、空燃比センサ１４の下流に設けられた排気ブ
レーキを作動させた高圧・高酸素状態のときに、空燃比
センサ１４の出力電圧Ｖｐが増大し、この出力電圧Ｖｐ
が反転するまでに要する時間を計測し、この時間と空燃
比センサの劣化を判定する基準しきい値とを比較するこ
とで、空燃比センサ１４の経時劣化を判定することがで
きる。

【００３３】また、空燃比センサ１４に経時劣化が生じ
ていると検出された劣化検出回数が数回の場合には、例
えば、車両が走行する環境から受けるノイズ等により誤
検出が行われた可能性があるが、劣化判定回数が所定回
数以上になったときに初めて、空燃比センサ１４に経時
劣化が生じていると判定するようにしているので、ノイ
ズ等に起因する誤検出を防止することができ、空燃比セ
ンサ１４の経時劣化診断精度の向上を図ることができ
る。

【００３４】さらに、空燃比センサ１４に経時劣化が生
じていると判定されたときに、運転席のダッシュボード
内に設けられた警告灯３０を点灯すると共に、経時劣化
の発生情報をコントロールユニット１７に記憶するよう
にしているので、運転者或いは整備者が、空燃比センサ
１４に経時劣化が生じていることを容易に知ることがで
き、整備上の便宜を図ることができる。

【００３５】なお、本実施形態では、燃料カット条件の
判断を行う際に、空燃比センサ１４の出力電圧Ｖｐに基
づいて排気中の酸素濃度が高い状態を検出しているが、
例えば、スロットル開度θ及び機関回転速度Ｎｅに基づ
き燃料カット条件が成立しているか否かを判断するよう
にしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、排気ブレーキが作動中であり、かつ、空燃
比センサ周囲の雰囲気圧力が所定の基準圧力以上である
高圧・高酸素状態のときに、空燃比センサの出力値が所
定の基準しきい値以下になるまでの時間が計測され、こ
の計測された時間に基づき空燃比センサの劣化の有無を
判定することができる。従って、空燃比制御を行ってい
る制御内容を修正するだけで、コストアップを伴わずに
空燃比センサの経時劣化を診断することができる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、時間計測手
段による計測条件がより厳密になるので、例えば、作動
検出手段或いは圧力検出手段が誤検出を行っても、空燃
比センサの出力値が所定の基準しきい値以下になるまで
の時間は計測されず、空燃比センサの劣化判定精度を向
上することができる。請求項３記載の発明によれば、時
間計測手段により計測された時間が所定の劣化判定時間
未満のときに、空燃比センサに劣化が生じていると判定
することができる。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、計数手段に
より計数された回数が所定回数以上になったときに初め
て、空燃比センサに劣化が生じていると判定されるの
で、例えば、車両が走行する環境から受けるノイズ等に
より誤検出が行われても、その検出回数が少ない場合に
は、空燃比センサに劣化が生じていると判定されず、空
燃比センサの劣化判定精度を向上することができる。

【００３９】請求項５記載の発明によれば、空燃比セン
サに劣化が生じていない場合であって、例えば、ノイズ
等により計測時間の誤検出が行われても、その後の計測
時間の検出が正常であれば、誤検出によって計数された
回数が減算されるので、空燃比センサの劣化判定精度を
向上することができる。請求項６記載の発明によれば、
空燃比センサに劣化が生じていない場合であって、例え
ば、ノイズ等により計測時間の誤検出が行われても、そ
の後の計測時間の検出が正常であれば、計数された回数
が全てリセットされるので、空燃比センサの劣化判定精
度を向上することができる。

【００４０】請求項７記載の発明によれば、運転者や整
備者が空燃比センサに劣化が生じていることを容易に知
ることができるので、保全性を向上することができる。
請求項８記載の発明によれば、内燃機関の整備を行う際
に、劣化記憶手段に記憶されている空燃比センサの劣化
情報を参照することで、空燃比センサの状態を容易に知
ることができ、整備性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図

【図２】本発明に係る空燃比センサの劣化診断装置の
一実施形態を示すシステム図

【図３】同上のシステムで使用される空燃比センサ素
子部の詳細図

【図４】同上の空燃比センサの劣化判定原理を説明す
る線図

【図５】同上の劣化診断装置の制御内容を示すフロー
チャート

【符号の説明】

１エンジン１２排気通路１３排気圧センサ１４空燃比センサ１５排気シャッタ１７コントロールユニット２３排気シャッタスイッチ３０警告灯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の排気通路に介装され排気中の酸素濃
度に基づき広範な空燃比を検出する空燃比センサと、該
空燃比センサの下流側の排気通路に介装された排気シャ
ッタの開閉により機関の排気圧力上昇による内部抵抗を
増大して制動力を生み出す排気ブレーキと、該排気ブレ
ーキの作動状態を検出する作動状態検出手段と、前記空
燃比センサ周囲の雰囲気圧力を検出する圧力検出手段
と、前記作動状態検出手段により排気ブレーキが作動中
であると検出され、かつ、前記圧力検出手段により検出
された雰囲気圧力が所定の基準圧力以上であるときに、
前記空燃比センサの出力信号をモニタして出力値が所定
の基準しきい値以下になるまでの時間を計測する時間計
測手段と、該時間計測手段により計測された時間に基づ
き前記空燃比センサの劣化の有無を判定する劣化判定手
段と、を含んで構成されたことを特徴とする空燃比セン
サの劣化診断装置。
【請求項２】前記時間計測手段は、前記計測条件に加
え、空燃比センサからの出力信号に基づき排気中の酸素
濃度が所定値以上になったときに、その後空燃比センサ
の出力値が所定の基準しきい値以下になるまでの時間を
計測することを特徴とする請求項１記載の空燃比センサ
の劣化診断装置。
【請求項３】前記劣化判定手段は、前記時間計測手段に
より計測された時間が所定の劣化判定時間未満であると
きに、前記空燃比センサに劣化が生じていると判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空燃比センサ
の劣化診断装置。
【請求項４】前記劣化判定手段は、前記時間計測手段に
より計測された時間が所定の劣化判定時間未満であった
回数を計数する計数手段を含み、該計数手段により計数
された回数が所定回数以上になったときに、前記空燃比
センサに劣化が生じていると判定することを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１つに記載の空燃比センサの劣
化診断装置。
【請求項５】前記計数手段は、前記時間計測手段により
計測された時間が所定の劣化判定時間以上になったとき
に、計数される回数を０以上の範囲で１減算する減算手
段を含んで構成されたことを特徴とする請求項４記載の
空燃比センサの劣化診断装置。
【請求項６】前記計数手段は、前記時間計測手段により
計測された時間が所定の劣化判定時間以上になったとき
に、計数される回数をリセットするリセット手段を含ん
で構成されたことを特徴とする請求項４記載の空燃比セ
ンサの劣化診断装置。
【請求項７】前記劣化判定手段により空燃比センサに劣
化が生じていると判定されたときに、前記空燃比センサ
が劣化していることを報知する報知手段を含んで構成さ
れたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記
載の空燃比センサの劣化診断装置。
【請求項８】前記劣化判定手段により空燃比センサに劣
化が生じていると判定されたときに、前記空燃比センサ
が劣化していることを記憶する劣化記憶手段を含んで構
成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つ
に記載の空燃比センサの劣化診断装置。