JP2001234805A - 空燃比センサの劣化診断装置 - Google Patents
空燃比センサの劣化診断装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料性状が異なっても精度よく空燃比センサの
劣化判断が行えるようにする。 【解決手段】運転条件に基づいて設定される目標空燃比
となるよう燃料噴射弁４からの燃料噴射量を空燃比セン
サ１１の出力に基づいて制御する。燃料性状を判定する
手段と、空燃比センサ１１の診断領域を判定する手段
と、この診断領域において空燃比センサ１１の出力変化
代を所定の基準値と比較して空燃比センサ１１の劣化を
判断する手段と、燃料性状によってこの空燃比センサ１
１の診断を停止する手段とを備える。
劣化判断が行えるようにする。 【解決手段】運転条件に基づいて設定される目標空燃比
となるよう燃料噴射弁４からの燃料噴射量を空燃比セン
サ１１の出力に基づいて制御する。燃料性状を判定する
手段と、空燃比センサ１１の診断領域を判定する手段
と、この診断領域において空燃比センサ１１の出力変化
代を所定の基準値と比較して空燃比センサ１１の劣化を
判断する手段と、燃料性状によってこの空燃比センサ１
１の診断を停止する手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の空燃比
センサの劣化診断装置に関するものである。
センサの劣化診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の空燃比を運転条件に応じて異
なる目標空燃比に精度よく制御するために、排気系に広
域空燃比センサを設け、この広域空燃比センサの出力に
基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する装置が知
られている。
なる目標空燃比に精度よく制御するために、排気系に広
域空燃比センサを設け、この広域空燃比センサの出力に
基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する装置が知
られている。
【０００３】この場合、広域空燃比センサが劣化などに
より出力特性が変動すると、空燃比の制御精度が低下す
る。そこで、広域空燃比センサの劣化や故障などを自己
診断する機能を付与し、センサ出力の変動幅が限界値を
超えたときには、交換や修理を促すようになっている。
より出力特性が変動すると、空燃比の制御精度が低下す
る。そこで、広域空燃比センサの劣化や故障などを自己
診断する機能を付与し、センサ出力の変動幅が限界値を
超えたときには、交換や修理を促すようになっている。
【０００４】この劣化などの診断は、例えば次のように
して行う。広域空燃比センサの出力は（排気）空燃比に
応じて変化するが、一般的に正常品と劣化品とでは、空
燃比の変化に対する応答時間が異なり、劣化が進むほど
応答時間が長くかかる。換言すると、劣化が進むほど同
一の反応時間についての出力の変化代が小さくなる。
して行う。広域空燃比センサの出力は（排気）空燃比に
応じて変化するが、一般的に正常品と劣化品とでは、空
燃比の変化に対する応答時間が異なり、劣化が進むほど
応答時間が長くかかる。換言すると、劣化が進むほど同
一の反応時間についての出力の変化代が小さくなる。
【０００５】したがって、空燃比を一定値だけ変化させ
たときの、単位時間あたりのセンサ出力の変化代を判断
することにより劣化の程度が分かり、この変化代が規定
値よりも小さくなったときに劣化によるセンサ異常を判
定している。
たときの、単位時間あたりのセンサ出力の変化代を判断
することにより劣化の程度が分かり、この変化代が規定
値よりも小さくなったときに劣化によるセンサ異常を判
定している。
【０００６】ところで、内燃機関の燃料として市販の燃
料には、燃料成分が標準の燃料と重質分が多い燃料とが
ある。標準燃料に比較して重質燃料は、燃料の揮発性が
低く、燃料噴射弁により吸気管に噴射された燃料が実際
に燃焼室に到達して燃焼するまでに時間差が出てくる。
料には、燃料成分が標準の燃料と重質分が多い燃料とが
ある。標準燃料に比較して重質燃料は、燃料の揮発性が
低く、燃料噴射弁により吸気管に噴射された燃料が実際
に燃焼室に到達して燃焼するまでに時間差が出てくる。
【０００７】このため、広域空燃比センサの診断を行う
場合、燃料成分によっては劣化の判定が正確に行えない
ことがある。
場合、燃料成分によっては劣化の判定が正確に行えない
ことがある。
【０００８】空燃比を変化させたときに、排気管に設置
した広域空燃比センサでこの空燃比の変化が検出される
までの遅れ時間が、標準燃料と重質燃料とでは異なり、
重質燃料では単位時間の空燃比センサの出力変化代が、
標準燃料に比較して小さくなってしまう。したがって、
空燃比センサ出力の変化代を劣化判定の基準値と比較す
るとき、標準燃料と重質燃料とでは結果が相違し、空燃
比センサが正常であっても誤って劣化を判定することも
ある。
した広域空燃比センサでこの空燃比の変化が検出される
までの遅れ時間が、標準燃料と重質燃料とでは異なり、
重質燃料では単位時間の空燃比センサの出力変化代が、
標準燃料に比較して小さくなってしまう。したがって、
空燃比センサ出力の変化代を劣化判定の基準値と比較す
るとき、標準燃料と重質燃料とでは結果が相違し、空燃
比センサが正常であっても誤って劣化を判定することも
ある。
【０００９】燃料成分の相違により空燃比センサで検出
される空燃比の応答に遅れが出ることは、特開平１１−
２４１６４３号公報などにより指摘されており、この公
報では空燃比を切り換えたときの空燃比センサの出力変
化から、標準燃料と重質燃料の判定を行うことが、ま
た、判定した燃料性状により燃料噴射量を補正すること
が提案されている。
される空燃比の応答に遅れが出ることは、特開平１１−
２４１６４３号公報などにより指摘されており、この公
報では空燃比を切り換えたときの空燃比センサの出力変
化から、標準燃料と重質燃料の判定を行うことが、ま
た、判定した燃料性状により燃料噴射量を補正すること
が提案されている。
【００１０】
【発明が解決すべき課題】従来、空燃比センサの劣化診
断にあたり、このような燃料性状の相違を考慮して、劣
化診断時の比較基準となる診断クライテリアを、燃料が
標準（軽質燃料）から重質燃料までの特性を加味した平
均値的なクライテリアとしたり、あるいは診断するとき
の運転領域を限定して誤診断を防ぐようにしていた。
断にあたり、このような燃料性状の相違を考慮して、劣
化診断時の比較基準となる診断クライテリアを、燃料が
標準（軽質燃料）から重質燃料までの特性を加味した平
均値的なクライテリアとしたり、あるいは診断するとき
の運転領域を限定して誤診断を防ぐようにしていた。
【００１１】しかし、この場合、例えば診断クライテリ
アに余裕代を持たせるために精度が低くなったり、ある
いは診断領域が限られ、空燃比センサの劣化診断の頻度
が低下する等の問題があった。
アに余裕代を持たせるために精度が低くなったり、ある
いは診断領域が限られ、空燃比センサの劣化診断の頻度
が低下する等の問題があった。
【００１２】本発明はこのような問題を解決することを
目的とするもので、燃料性状が異なっても精度よく空燃
比センサの劣化判断が行えるようにする。
目的とするもので、燃料性状が異なっても精度よく空燃
比センサの劣化判断が行えるようにする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、内燃機関
の排気系に設置した排気空燃比を検出する空燃比センサ
と、吸気系に設けた燃料噴射弁とを備え、目標空燃比と
なるよう燃料噴射弁からの燃料噴射量を空燃比センサの
出力に基づいて制御する内燃機関において、燃料性状を
判定する手段と、空燃比センサの診断領域を判定する手
段と、この診断領域において空燃比センサの出力変化代
を所定の基準値と比較して空燃比センサの劣化を判断す
る手段と、燃料性状に応じてこの空燃比センサの診断を
停止する手段とを備える。
の排気系に設置した排気空燃比を検出する空燃比センサ
と、吸気系に設けた燃料噴射弁とを備え、目標空燃比と
なるよう燃料噴射弁からの燃料噴射量を空燃比センサの
出力に基づいて制御する内燃機関において、燃料性状を
判定する手段と、空燃比センサの診断領域を判定する手
段と、この診断領域において空燃比センサの出力変化代
を所定の基準値と比較して空燃比センサの劣化を判断す
る手段と、燃料性状に応じてこの空燃比センサの診断を
停止する手段とを備える。
【００１４】第２の発明は、内燃機関の排気系に設置し
た排気空燃比を検出する空燃比センサと、吸気系に設け
た燃料噴射弁とを備え、目標空燃比となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を空燃比センサの出力に基づいて制
御する内燃機関において、燃料性状を判定する手段と、
燃料性状に応じてそれぞれ空燃比センサの診断領域を判
定する手段と、燃料性状に応じてそれぞれの診断領域に
おいて空燃比センサの出力変化代を共通の基準値と比較
して空燃比センサの劣化を判断する手段とを備える。
た排気空燃比を検出する空燃比センサと、吸気系に設け
た燃料噴射弁とを備え、目標空燃比となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を空燃比センサの出力に基づいて制
御する内燃機関において、燃料性状を判定する手段と、
燃料性状に応じてそれぞれ空燃比センサの診断領域を判
定する手段と、燃料性状に応じてそれぞれの診断領域に
おいて空燃比センサの出力変化代を共通の基準値と比較
して空燃比センサの劣化を判断する手段とを備える。
【００１５】第３の発明は、内燃機関の排気系に設置し
た排気空燃比を検出する空燃比センサと、吸気系に設け
た燃料噴射弁とを備え、目標空燃比となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を空燃比センサの出力に基づいて制
御する内燃機関において、燃料性状を判定する手段と、
空燃比センサの診断領域を判定する手段と、燃料性状に
応じて異なった診断基準値を設定する手段と、診断領域
において空燃比センサの出力の変化代を燃料性状に対応
した診断基準値と比較して空燃比センサの劣化を判断す
る手段とを備える。
た排気空燃比を検出する空燃比センサと、吸気系に設け
た燃料噴射弁とを備え、目標空燃比となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を空燃比センサの出力に基づいて制
御する内燃機関において、燃料性状を判定する手段と、
空燃比センサの診断領域を判定する手段と、燃料性状に
応じて異なった診断基準値を設定する手段と、診断領域
において空燃比センサの出力の変化代を燃料性状に対応
した診断基準値と比較して空燃比センサの劣化を判断す
る手段とを備える。
【００１６】第４の発明は、第１から第３の発明におい
て、前記診断判定手段は、燃料カット後、診断開始ディ
レイ時間を経過したときに診断領域にあると判定する。
て、前記診断判定手段は、燃料カット後、診断開始ディ
レイ時間を経過したときに診断領域にあると判定する。
【００１７】第５の発明は、第４の発明において、前記
診断開始ディレイ時間が燃料性状に応じて異なった時間
に設定される。
診断開始ディレイ時間が燃料性状に応じて異なった時間
に設定される。
【００１８】
【作用、効果】第１の発明では、判定された燃料性状
が、空燃比センサの診断を行う設定燃料と一致する場合
に、診断領域が判定された時点で、空燃比センサの出力
の変化代を診断基準値と比較して空燃比センサの劣化判
断が行われ、また燃料性状が設定された燃料と異なると
きは、空燃比センサの劣化判断を停止する。このため、
劣化診断を行う診断領域、診断基準値などは設定燃料の
特性にのみ合わせて決めることができ、それだけ空燃比
センサの劣化診断の精度が高められる。
が、空燃比センサの診断を行う設定燃料と一致する場合
に、診断領域が判定された時点で、空燃比センサの出力
の変化代を診断基準値と比較して空燃比センサの劣化判
断が行われ、また燃料性状が設定された燃料と異なると
きは、空燃比センサの劣化判断を停止する。このため、
劣化診断を行う診断領域、診断基準値などは設定燃料の
特性にのみ合わせて決めることができ、それだけ空燃比
センサの劣化診断の精度が高められる。
【００１９】第２の発明では、燃料性状に応じて診断領
域を変更し、このため診断基準値が同一であっても、そ
れぞれの燃料特性に応じて適切な診断が可能となり、燃
料性状の相違による応答性の変化分に影響されずに正確
に空燃比センサの診断が行える。
域を変更し、このため診断基準値が同一であっても、そ
れぞれの燃料特性に応じて適切な診断が可能となり、燃
料性状の相違による応答性の変化分に影響されずに正確
に空燃比センサの診断が行える。
【００２０】第３の発明では、燃料性状に応じて診断基
準値を変更し、したがってこの場合にも、それぞれの燃
料性状に応じて適切な空燃比センサの劣化診断ができ
る。
準値を変更し、したがってこの場合にも、それぞれの燃
料性状に応じて適切な空燃比センサの劣化診断ができ
る。
【００２１】第４の発明においては、診断領域の判定
は、燃料カット後にディレイ時間を経過したとき、つま
り吸気系で空燃比の切換があって所定の時間の経過して
から排気系の空燃比の変化代を判断することにより、劣
化診断が行われるので、空燃比センサの出力の変化代が
十分に大きい領域で劣化判定でき、診断精度が高まる。
は、燃料カット後にディレイ時間を経過したとき、つま
り吸気系で空燃比の切換があって所定の時間の経過して
から排気系の空燃比の変化代を判断することにより、劣
化診断が行われるので、空燃比センサの出力の変化代が
十分に大きい領域で劣化判定でき、診断精度が高まる。
【００２２】第５の発明では、燃料性状により空燃比の
変化に対する空燃比センサ出力の変化代が大きくなる遅
れ時間が異なるので、それぞれに対応してディレイ時間
を設定することにより、それぞれで適正な劣化診断が行
える。
変化に対する空燃比センサ出力の変化代が大きくなる遅
れ時間が異なるので、それぞれに対応してディレイ時間
を設定することにより、それぞれで適正な劣化診断が行
える。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２４】図１において、１はエンジン本体、２は吸
気管、３は排気管で、吸気管２には必要な燃料を噴射す
る燃料噴射弁４が設けられる。５は吸入空気量を制御し
てエンジン出力を制御する吸気絞弁、６は排気管に設置
した排気中の有害成分を浄化す触媒（三元触媒）であ
る。
気管、３は排気管で、吸気管２には必要な燃料を噴射す
る燃料噴射弁４が設けられる。５は吸入空気量を制御し
てエンジン出力を制御する吸気絞弁、６は排気管に設置
した排気中の有害成分を浄化す触媒（三元触媒）であ
る。
【００２５】燃料噴射弁４から噴射される燃料噴射量を
運転条件に応じて設定される目標空燃比となるように制
御するためにコントローラ１０が備えられる。
運転条件に応じて設定される目標空燃比となるように制
御するためにコントローラ１０が備えられる。
【００２６】コントローラ１０は入力回路、中央演算回
路（マイクロプロセッサ）、記憶回路、出力回路などか
ら構成され、このコントローラ１０には、エンジン回転
数を検出するクランク角センサ１２、吸入空気量を検出
するエアフローメータ１３、吸気絞弁開度を検出する絞
弁開度センサ１４、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ１５、車速を検出する車速センサ１６からの信号が
入力し、さらに触媒上流の排気空燃比を検出する広域空
燃比センサ１１、下流の排気空燃比を検出する酸素セン
サ２０からの信号も入力し、これらに基づいて運転条件
に応じて目標空燃比となるように燃料噴射量を演算し、
エンジン回転に同期して燃料噴射弁４に燃料噴射信号を
出力する。
路（マイクロプロセッサ）、記憶回路、出力回路などか
ら構成され、このコントローラ１０には、エンジン回転
数を検出するクランク角センサ１２、吸入空気量を検出
するエアフローメータ１３、吸気絞弁開度を検出する絞
弁開度センサ１４、エンジン冷却水温を検出する水温セ
ンサ１５、車速を検出する車速センサ１６からの信号が
入力し、さらに触媒上流の排気空燃比を検出する広域空
燃比センサ１１、下流の排気空燃比を検出する酸素セン
サ２０からの信号も入力し、これらに基づいて運転条件
に応じて目標空燃比となるように燃料噴射量を演算し、
エンジン回転に同期して燃料噴射弁４に燃料噴射信号を
出力する。
【００２７】そして、コントローラ１０は広域空燃比セ
ンサ１１の出力特性が正常であるかどうか判定する診断
機能をも持っている。この診断は後述するフローチャー
トにも示すが、エンジンに供給される燃料の性状、つま
り標準燃料か重質燃料化の判定を行い、この判定結果に
したがって診断領域を変更したり、異なった診断クライ
テリアを用いることにより、燃料性状にかかわらず常に
正確な判定が行えるようになっている。
ンサ１１の出力特性が正常であるかどうか判定する診断
機能をも持っている。この診断は後述するフローチャー
トにも示すが、エンジンに供給される燃料の性状、つま
り標準燃料か重質燃料化の判定を行い、この判定結果に
したがって診断領域を変更したり、異なった診断クライ
テリアを用いることにより、燃料性状にかかわらず常に
正確な判定が行えるようになっている。
【００２８】図２は第１の実施形態の診断内容を示すフ
ローチャートであり、これはコントローラ１０において
所定時間間隔をもって繰り返し実行される。
ローチャートであり、これはコントローラ１０において
所定時間間隔をもって繰り返し実行される。
【００２９】まず、ステップＳ１では燃料性状が標準燃
料であるかどうかの判定を行う。この判定は、例えば暖
機後のアイドル運転時などに空燃比をステップ的に変化
させると、このときの空燃比センサ１１の出力波形が、
例えば図３のように、ステップ波形Ａに対して標準燃料
ではＢ、燃料の揮発性の低い重質燃料ではＣのようにな
り、これらステップ波形Ａに対する偏差から標準燃料か
重質燃料であるかが判定できる。
料であるかどうかの判定を行う。この判定は、例えば暖
機後のアイドル運転時などに空燃比をステップ的に変化
させると、このときの空燃比センサ１１の出力波形が、
例えば図３のように、ステップ波形Ａに対して標準燃料
ではＢ、燃料の揮発性の低い重質燃料ではＣのようにな
り、これらステップ波形Ａに対する偏差から標準燃料か
重質燃料であるかが判定できる。
【００３０】ステップＳ２では診断移行可能な運転状態
にあるかどうかの判断を行う。これは例えば、車速ＶＳ
Ｐが所定の下限値ＡＦＶＳＰＬ１と上限値ＡＦＶＳＰＨ
１の間にあるか、燃料噴射パルス幅ＴＰが所定の下限値
ＡＦＴＰＬ１と上限値ＡＦＴＰＨ１との間にあるか、あ
るいはエンジン回転数ＮＥが所定の下限値ＡＦＮＥＬ１
と上限値ＡＦＮＥＨ１との間にあるかを判断することに
より行い、上下限値の中に入っているとき、換言すると
空燃比がストイキもしくは一定の空燃比にあるときは、
診断移行可能と判断してステップＳ３に進む。
にあるかどうかの判断を行う。これは例えば、車速ＶＳ
Ｐが所定の下限値ＡＦＶＳＰＬ１と上限値ＡＦＶＳＰＨ
１の間にあるか、燃料噴射パルス幅ＴＰが所定の下限値
ＡＦＴＰＬ１と上限値ＡＦＴＰＨ１との間にあるか、あ
るいはエンジン回転数ＮＥが所定の下限値ＡＦＮＥＬ１
と上限値ＡＦＮＥＨ１との間にあるかを判断することに
より行い、上下限値の中に入っているとき、換言すると
空燃比がストイキもしくは一定の空燃比にあるときは、
診断移行可能と判断してステップＳ３に進む。
【００３１】ここでは、診断領域であるかどうかを、運
転条件が燃料カット後の所定の診断開始ディレイ時間Ａ
ＦＦＣＤ１を経過したかどうかにより判定する。燃料カ
ットにより空燃比センサ１１の出力はそれまでのストイ
キから燃料の含まれていないリーン（空気だけ）に変化
する。
転条件が燃料カット後の所定の診断開始ディレイ時間Ａ
ＦＦＣＤ１を経過したかどうかにより判定する。燃料カ
ットにより空燃比センサ１１の出力はそれまでのストイ
キから燃料の含まれていないリーン（空気だけ）に変化
する。
【００３２】なお燃料カット前の運転条件が異なると、
空燃比の変化特性が異なり、正確な比較ができないの
で、条件を合わせるためにステップＳ２での判断が行わ
れる。
空燃比の変化特性が異なり、正確な比較ができないの
で、条件を合わせるためにステップＳ２での判断が行わ
れる。
【００３３】また、燃料カット後に所定の診断開始ディ
レイ時間ＡＦＦＣＤ１を持たせたのは、図４のように、
燃料カットしてから排気系の空燃比が変化するまでに時
間遅れがあり、かつ初期には変化代の絶対値も小さく、
検出誤差が出やすくなるので、診断開始までにある時間
を設定している。
レイ時間ＡＦＦＣＤ１を持たせたのは、図４のように、
燃料カットしてから排気系の空燃比が変化するまでに時
間遅れがあり、かつ初期には変化代の絶対値も小さく、
検出誤差が出やすくなるので、診断開始までにある時間
を設定している。
【００３４】ディレイ時間が経過したら、ステップＳ４
で広域空燃比センサ１１の出力の変化量ΔＡ／Ｆを算出
する。このセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆは、一定の演算
区間ＤＡＦＴＭ１における出力変化幅として算出され
る。
で広域空燃比センサ１１の出力の変化量ΔＡ／Ｆを算出
する。このセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆは、一定の演算
区間ＤＡＦＴＭ１における出力変化幅として算出され
る。
【００３５】そして、ステップＳ５において、このよう
して算出したセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆを、空燃比診
断クライテリアＤＡＦＮＧ１と比較し、空燃比センサ１
１の応答特性が正常範囲かあるいは異常であるかを判定
する。診断クライテリアＤＡＦＮＧ１は、燃料性状に応
じて設定され、本実施形態では、重質燃料ではなく標準
燃料に対する劣化判定の比較基準値として設定される。
して算出したセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆを、空燃比診
断クライテリアＤＡＦＮＧ１と比較し、空燃比センサ１
１の応答特性が正常範囲かあるいは異常であるかを判定
する。診断クライテリアＤＡＦＮＧ１は、燃料性状に応
じて設定され、本実施形態では、重質燃料ではなく標準
燃料に対する劣化判定の比較基準値として設定される。
【００３６】図４にも示すように、同一の燃料性状にお
いて、正常範囲の空燃比センサの単位応答時間における
出力変化代は劣化したものよりも大きく、したがって、
予め燃料性状に応じて設定された診断クライテリアと比
較することにより、正確に空燃比センサ１１の特性の診
断が行える。
いて、正常範囲の空燃比センサの単位応答時間における
出力変化代は劣化したものよりも大きく、したがって、
予め燃料性状に応じて設定された診断クライテリアと比
較することにより、正確に空燃比センサ１１の特性の診
断が行える。
【００３７】もし、空燃比の変化量ΔＡ／Ｆが診断クラ
イテリアＤＡＦＮＧＩよりも大きければ空燃比センサ１
１は正常であるとして診断動作を終了させるが、小さい
ときは空燃比センサ１１の劣化が進んでいるものと判断
され、ステップＳ６において空燃比センサ１１の応答性
が基準以下として異常が判定される。
イテリアＤＡＦＮＧＩよりも大きければ空燃比センサ１
１は正常であるとして診断動作を終了させるが、小さい
ときは空燃比センサ１１の劣化が進んでいるものと判断
され、ステップＳ６において空燃比センサ１１の応答性
が基準以下として異常が判定される。
【００３８】このようにして、広域空燃比センサ１１の
出力特性が正常であるかどうかについての診断は、まず
現在の燃料性状を判定し、これが標準燃料である場合に
限り、劣化診断を行う。したがって、このときの診断ク
ライテリアは標準燃料のときのセンサ応答性に基づいて
設定されており、このため燃料の揮発性などによる空燃
比の切り換え時の応答性の相違が除外され、精度よく空
燃比センサ１１の出力特性の劣化のみが判定できるので
ある。
出力特性が正常であるかどうかについての診断は、まず
現在の燃料性状を判定し、これが標準燃料である場合に
限り、劣化診断を行う。したがって、このときの診断ク
ライテリアは標準燃料のときのセンサ応答性に基づいて
設定されており、このため燃料の揮発性などによる空燃
比の切り換え時の応答性の相違が除外され、精度よく空
燃比センサ１１の出力特性の劣化のみが判定できるので
ある。
【００３９】ちなみに、重質燃料では揮発性が低いた
め、吸気系での空燃比変化が排気系に到達するまでの遅
れが大きく、単位時間あたりの変化代も小さくなり、た
とえ広域空燃比センサ１１の出力特性が正常であって
も、センサ出力の変化量ΔＡ／Ｆが小さくなる。
め、吸気系での空燃比変化が排気系に到達するまでの遅
れが大きく、単位時間あたりの変化代も小さくなり、た
とえ広域空燃比センサ１１の出力特性が正常であって
も、センサ出力の変化量ΔＡ／Ｆが小さくなる。
【００４０】したがって、もし標準燃料の診断クライテ
リアでもってセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆを比較した
ら、正常であるにもかかわらず、異常の判定がなれさて
しまうが、本発明のように、燃料性状が重質燃料のとき
は診断を中止することによりこのような誤診断を防ぐこ
とができる。
リアでもってセンサ出力の変化量ΔＡ／Ｆを比較した
ら、正常であるにもかかわらず、異常の判定がなれさて
しまうが、本発明のように、燃料性状が重質燃料のとき
は診断を中止することによりこのような誤診断を防ぐこ
とができる。
【００４１】図５は本発明の第２の実施形態を示すフロ
ーチャートであり、これについて説明する。
ーチャートであり、これについて説明する。
【００４２】この実施形態では燃料性状の判定結果に基
づいて、診断開始ディレイ時間とセンサ出力の変化量Δ
Ａ／Ｆの演算区間をそれぞれ異なった設定とすること
で、異なった燃料性状に対しての診断を正確に行えるよ
うにした。
づいて、診断開始ディレイ時間とセンサ出力の変化量Δ
Ａ／Ｆの演算区間をそれぞれ異なった設定とすること
で、異なった燃料性状に対しての診断を正確に行えるよ
うにした。
【００４３】ステップＳ１１〜ステップＳ１６までは、
標準燃料についての空燃比センサ１１の劣化判断であ
り、これは図２のステップＳ１〜ステップＳ６までの動
作と全く同じである。
標準燃料についての空燃比センサ１１の劣化判断であ
り、これは図２のステップＳ１〜ステップＳ６までの動
作と全く同じである。
【００４４】これに対して、ステップＳ１１で標準燃料
では無いと判断されたとき、つまり重質燃料のときは、
ステップＳ１７に進んで、現在の運転状態が診断移行可
能な状態にあるかどうかを、車速、燃料噴射パルス幅、
エンジン回転数をそれぞれ上限値、下限値であるＡＦＶ
ＳＰＨ２とＡＦＶＳＰＬ２、ＡＦＴＰＨ２とＡＦＴＰＬ
２、及びＡＦＮＥＨ２とＡＦＮＥＬ２と比較して判断す
る。
では無いと判断されたとき、つまり重質燃料のときは、
ステップＳ１７に進んで、現在の運転状態が診断移行可
能な状態にあるかどうかを、車速、燃料噴射パルス幅、
エンジン回転数をそれぞれ上限値、下限値であるＡＦＶ
ＳＰＨ２とＡＦＶＳＰＬ２、ＡＦＴＰＨ２とＡＦＴＰＬ
２、及びＡＦＮＥＨ２とＡＦＮＥＬ２と比較して判断す
る。
【００４５】なお、これらの上限、下限値は標準燃料の
ものとは相違し、重質燃料に対応して最適値に設定され
ている。
ものとは相違し、重質燃料に対応して最適値に設定され
ている。
【００４６】これら各値のいずれかが、上限、下限値内
に収まっているときは、診断移行可能と判断し、ステッ
プＳ１８に進む。ここでは、燃料カット後に所定の診断
開始ディレイ時間ＡＦＦＣＤ２が経過するまで待ち、経
過したらステップＳ１９に移行して演算区間ＤＡＦＴＭ
２における広域空燃比センサ１１の出力の変化量ΔＡ／
Ｆを算出する。そして、ステップＳ２０において、この
算出した変化量ΔＡ／Ｆを、共通の診断クライテリアＤ
ＡＦＮＧ１と比較し、これよりも小さいときには空燃比
センサ１１が正常である判断し、診断動作を終了する。
に収まっているときは、診断移行可能と判断し、ステッ
プＳ１８に進む。ここでは、燃料カット後に所定の診断
開始ディレイ時間ＡＦＦＣＤ２が経過するまで待ち、経
過したらステップＳ１９に移行して演算区間ＤＡＦＴＭ
２における広域空燃比センサ１１の出力の変化量ΔＡ／
Ｆを算出する。そして、ステップＳ２０において、この
算出した変化量ΔＡ／Ｆを、共通の診断クライテリアＤ
ＡＦＮＧ１と比較し、これよりも小さいときには空燃比
センサ１１が正常である判断し、診断動作を終了する。
【００４７】しかし、ステップＳ２０において、空燃比
の変化量ΔＡ／Ｆが診断クライテリアＤＡＦＮＧ１より
も小さいときは、ステップＳ２１で広域空燃比センサ１
１が劣化により出力応答性が低下しているものと判定す
る。
の変化量ΔＡ／Ｆが診断クライテリアＤＡＦＮＧ１より
も小さいときは、ステップＳ２１で広域空燃比センサ１
１が劣化により出力応答性が低下しているものと判定す
る。
【００４８】重質燃料のときの燃料カット後の診断開始
ディレイ時間は、標準燃料のディレイ時間よりも長くと
ってあり、かつ変化量ΔＡ／Ｆの演算区間も長くしてい
る。これは重質燃料の方が燃料の揮発性が低く、吸気系
での燃料供給量の変化に対して排気系の広域空燃比セン
サ１１がこの変化を検出するまでの時間遅れが大きいた
めである。したがって、同一のディレイ時間と演算区間
で比較すると、広域空燃比センサ１１が正常であったと
しても、重質燃料の場合には空燃比の変化量ΔＡ／Ｆが
小さくなり、これを同一の診断クライテリアを基準に判
断すると、誤って劣化したものと判断することがある。
ディレイ時間は、標準燃料のディレイ時間よりも長くと
ってあり、かつ変化量ΔＡ／Ｆの演算区間も長くしてい
る。これは重質燃料の方が燃料の揮発性が低く、吸気系
での燃料供給量の変化に対して排気系の広域空燃比セン
サ１１がこの変化を検出するまでの時間遅れが大きいた
めである。したがって、同一のディレイ時間と演算区間
で比較すると、広域空燃比センサ１１が正常であったと
しても、重質燃料の場合には空燃比の変化量ΔＡ／Ｆが
小さくなり、これを同一の診断クライテリアを基準に判
断すると、誤って劣化したものと判断することがある。
【００４９】しかし、この実施形態では診断開始ディレ
イ時間を燃料性状によって異ならせ、時間遅れの大きい
重質燃料について充分な遅れ時間をとることにより、同
一の診断クライテリアを用いて比較しても、正確に判断
できるのである。
イ時間を燃料性状によって異ならせ、時間遅れの大きい
重質燃料について充分な遅れ時間をとることにより、同
一の診断クライテリアを用いて比較しても、正確に判断
できるのである。
【００５０】図６にも示すように、重質燃料に対しては
診断開始ディレイ時間を長くし、かつ変化量ΔＡ／Ｆの
演算区間を長くすることで、空燃比の変化量ΔＡ／Ｆ
が、標準燃料のときと同一になり、いずれの燃料につい
ても共通の診断クライテリアでもって空燃比センサ１１
の正確な劣化判定が可能となった。
診断開始ディレイ時間を長くし、かつ変化量ΔＡ／Ｆの
演算区間を長くすることで、空燃比の変化量ΔＡ／Ｆ
が、標準燃料のときと同一になり、いずれの燃料につい
ても共通の診断クライテリアでもって空燃比センサ１１
の正確な劣化判定が可能となった。
【００５１】次に図７のフローチャートに示す本発明の
第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態について説明する。
【００５２】この実施形態では、標準燃料と重質燃料と
で、診断開始ディレイ時間とセンサ出力の変化量ΔＡ／
Ｆの演算区間を同一にするが、診断クライテリアを異な
らせることで、両方の燃料について正確に空燃比センサ
１１の診断を可能にした。
で、診断開始ディレイ時間とセンサ出力の変化量ΔＡ／
Ｆの演算区間を同一にするが、診断クライテリアを異な
らせることで、両方の燃料について正確に空燃比センサ
１１の診断を可能にした。
【００５３】標準燃料のときの診断動作であるステップ
Ｓ３１〜ステップＳ３６までは、図２のステップＳ１〜
ステップＳ６までと実質的に同じであり、また、ステッ
プＳ３７〜ステップＳ４１につても、このうちステップ
Ｓ４０を除くと、ステップＳ２〜ステップＳ６までと同
一である。
Ｓ３１〜ステップＳ３６までは、図２のステップＳ１〜
ステップＳ６までと実質的に同じであり、また、ステッ
プＳ３７〜ステップＳ４１につても、このうちステップ
Ｓ４０を除くと、ステップＳ２〜ステップＳ６までと同
一である。
【００５４】つまり、ステップＳ３５とステップＳ４０
で用いられる空燃比の変化量ΔＡ／Ｆを比較する基準値
としての診断クライテリアが、標準燃料のときはＤＡＦ
ＮＧ１であるのに対し、重質燃料のときはＤＡＦＮＧ２
であり、その大きさが異なっている。同一の診断ディレ
イ時間と演算区間では、標準燃料の方が重質燃料よりも
空燃比の変化量ΔＡ／Ｆが大きいため、診断クライテリ
アＤＡＦＮＧ１はＤＡＦＮＧ２よりも大きく設定されて
いる。
で用いられる空燃比の変化量ΔＡ／Ｆを比較する基準値
としての診断クライテリアが、標準燃料のときはＤＡＦ
ＮＧ１であるのに対し、重質燃料のときはＤＡＦＮＧ２
であり、その大きさが異なっている。同一の診断ディレ
イ時間と演算区間では、標準燃料の方が重質燃料よりも
空燃比の変化量ΔＡ／Ｆが大きいため、診断クライテリ
アＤＡＦＮＧ１はＤＡＦＮＧ２よりも大きく設定されて
いる。
【００５５】これにより標準燃料のときと重質燃料のと
きとで空燃比センサ１１の劣化判断をそれぞれ適切に行
うことが可能となる。
きとで空燃比センサ１１の劣化判断をそれぞれ適切に行
うことが可能となる。
【００５６】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態の制御動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】標準燃料と重質燃料の空燃比変化に対する空燃
比センサ応答波形の比較説明図である。
比センサ応答波形の比較説明図である。
【図４】空燃比センサの正常時と劣化時での空燃比の変
化に対する応答波形の説明図である。
化に対する応答波形の説明図である。
【図５】第２の実施形態の制御動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図６】空燃比センサの正常時と劣化時での空燃比の変
化に対する応答波形の説明図である。
化に対する応答波形の説明図である。
【図７】第３の実施形態の制御動作を示すフローチャー
トである。
トである。
１ エンジン本体 ２ 吸気管 ３ 排気管 ４ 燃料噴射弁 ６ 触媒 １０ コントローラ １１ 空燃比センサ １２ クランク角センサ １３ エアフローメータ １６ 車速センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA14 DA27 DA30 EA05 EA07 EA11 EB11 FA05 FA07 FA10 FA14 FA20 FA30 FA38 3G301 JB01 JB09 KA26 MA01 MA11 MA24 NA08 NB03 NB11 ND01 NE22 NE23 PA01Z PA11Z PB02Z PD03A PD03B PD09B PD09Z PE03Z PE08Z PF01Z
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の排気系に設置した排気空燃比を
検出する空燃比センサと、吸気系に設けた燃料噴射弁と
を備え、目標空燃比となるよう燃料噴射弁からの燃料噴
射量を空燃比センサの出力に基づいて制御する内燃機関
において、 燃料性状を判定する手段と、 空燃比センサの診断領域を判定する手段と、 この診断領域において空燃比センサの出力変化代を所定
の基準値と比較して空燃比センサの劣化を判断する手段
と、 燃料性状に応じてこの空燃比センサの診断を停止する手
段とを備える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】内燃機関の排気系に設置した排気空燃比を
検出する空燃比センサと、吸気系に設けた燃料噴射弁と
を備え、目標空燃比となるよう燃料噴射弁からの燃料噴
射量を空燃比センサの出力に基づいて制御する内燃機関
において、 燃料性状を判定する手段と、 燃料性状に応じてそれぞれ空燃比センサの診断領域を判
定する手段と、 燃料性状に応じてそれぞれの診断領域において空燃比セ
ンサの出力変化代を共通の基準値と比較して空燃比セン
サの劣化を判断する手段とを備えることを特徴とする空
燃比センサの劣化診断装置。 - 【請求項３】内燃機関の排気系に設置した排気空燃比を
検出する空燃比センサと、吸気系に設けた燃料噴射弁と
を備え、目標空燃比となるよう燃料噴射弁からの燃料噴
射量を空燃比センサの出力に基づいて制御する内燃機関
において、燃料性状を判定する手段と、空燃比センサの
診断領域を判定する手段と、燃料性状に応じて異なった
診断基準値を設定する手段と、診断領域において空燃比
センサの出力の変化代を燃料性状に対応した診断基準値
と比較して空燃比センサの劣化を判断する手段とを備え
ることを特徴とする空燃比センサの劣化診断装置。 - 【請求項４】前記診断判定手段は、燃料カット後、診断
開始ディレイ時間を経過したときに診断領域にあると判
定する請求項１〜３のいずれか一つに記載の空燃比セン
サの劣化診断装置。 - 【請求項５】前記診断開始ディレイ時間が燃料性状に応
じて異なった時間に設定される請求項４に記載の空燃比
センサの劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000049171A JP4134480B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 空燃比センサの劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000049171A JP4134480B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 空燃比センサの劣化診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234805A true JP2001234805A (ja) | 2001-08-31 |
| JP4134480B2 JP4134480B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=18571149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000049171A Expired - Fee Related JP4134480B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 空燃比センサの劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4134480B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8074504B2 (en) | 2009-02-17 | 2011-12-13 | Denso Corporation | Malfunction diagnosing apparatus for internal combustion engines |
| CN104343562A (zh) * | 2013-07-26 | 2015-02-11 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | 用于运行内燃机的方法 |
| CN105587419A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 空燃比传感器的异常诊断装置 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000049171A patent/JP4134480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8074504B2 (en) | 2009-02-17 | 2011-12-13 | Denso Corporation | Malfunction diagnosing apparatus for internal combustion engines |
| CN104343562A (zh) * | 2013-07-26 | 2015-02-11 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | 用于运行内燃机的方法 |
| CN105587419A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 空燃比传感器的异常诊断装置 |
| JP2016089799A (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | 空燃比センサの異常診断装置 |
| US10180112B2 (en) | 2014-11-11 | 2019-01-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormality diagnosis system of air-fuel ratio sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4134480B2 (ja) | 2008-08-20 |
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