JP2978960B2 - 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 - Google Patents
内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置Info
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Description
上、下流に酸素センサがそれぞれ設けられた内燃エンジ
ンの酸素センサ劣化検出装置に関する。
気の空燃比が所望の値となるように制御するために、排
気ガス中の酸素ガス濃度を検出し、酸素センサ(以下、
O2センサという)の出力に応じて混合気の空燃比を制
御している。
り特性(内部抵抗、起電力、応答時間)が変化しやす
く、特性が低下した場合は、空燃比の制御精度を悪化さ
せることになる。
O2センサを設け、上流側O2センサによる空燃比フィー
ドバック制御の特性を下流側O2センサで補償すること
により、高精度な空燃比フィードバック制御を行うもの
が既に種々提案されている。すなわち、この手法では、
上流側O2センサの出力に基づいてエンジンに供給され
る混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御す
るに際し、該空燃比フィードバック制御における制御操
作量を下流側O2センサで増減補正して、上流側O2セン
サの劣化による制御点のずれを補償するものである。し
かし、この手法において、前記補償の限界を越える上流
側O2センサの劣化が生じた場合には、排気エミッショ
ン特性が悪化するという問題があった。
作量の補正値及び上流側O2センサの出力の反転周期に
基づいて上流側O2センサの劣化を検出して、この検出
結果に基づいてセンサ交換を促すようにして排気エミッ
ション特性が悪化したままの状態で運転されることがな
いようにした手法が提案されている(特開平4−724
38号公報)。これによれば、空燃比制御に下流側O2
センサの出力が用いられているため上流側O2センサの
出力の反転周期が安定し、この安定した反転周期により
上流側O2センサの劣化を精度よく検出することができ
る。
うなO2センサの劣化検出手法では、下流側O2 センサ
が正常な場合には上流側O2センサの出力の反転周期が
安定するが、下流側O2センサに何らかの異常が検出さ
れた場合には、上記反転周期が安定せず、上流側O2セ
ンサが正常であるにもかかわらず劣化と判定する虞があ
った。
O2 センサの異常時に生ずる誤検出を防止して劣化検出
精度を向上させた内燃エンジンの酸素センサの劣化検出
装置を提供することを目的とする。
するために、内燃エンジンの排気系に配された触媒式排
気浄化手段の上、下流にそれぞれ設けられ、排気中の酸
素濃度を検出する第1及び第2の酸素センサと、該第1
及び第2の酸素センサの出力に基づいて前記エンジンに
供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段
と、該空燃比制御手段による空燃比制御中における前記
第1の酸素センサの出力の反転周期に基づいて該第1の
酸素センサの劣化検出を行う酸素センサ劣化検出手段と
を備えた内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置におい
て、前記第2の酸素センサの異常状態を検出する異常状
態検出手段と、前記第2の酸素センサの異常状態が検出
されたときに前記第1の酸素センサの劣化検出を禁止す
る劣化検出禁止手段とを設けたことを特徴とする。
の酸素センサの出力に基づいてエンジンに供給される混
合気の空燃比が制御される。そして、空燃比制御中にお
ける前記第1の酸素センサの出力の反転周期に基づいて
該第1の酸素センサの劣化検出が行われ、前記第2の酸
素センサの異常状態が検出されたときに前記第1の酸素
センサの劣化検出が禁止される。これにより、第2の酸
素センサに何らかの異常が検出された場合に生ずる劣化
の誤検出が防止される。
する。
ジン及びその制御装置(酸素センサ劣化装置を含む)の
全体構成図であり、例えば4気筒のエンジン1の吸気管
2の途中にはスロットル弁3が設けられている。スロッ
トル弁3にはスロットル弁開度(θTH)センサ4が連
結されており、当該スロットル弁3の開度に応じた電気
信号を出力してエンジン制御用電子コントロールユニッ
ト(以下「ECU」という)5に供給する。
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は燃料ポンプ6
aに接続されていると共にECU5に電気的に接続され
て当該ECU5からの信号により燃料噴射の開弁時間が
制御される。
管内絶対圧(PBA)センサ7が設けられており、この
絶対圧センサ7により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気
温(TA)センサ8が取付けられており、吸気温TAを
検出して対応する電気信号を出力してECU5に供給す
る。
温(TW)センサ9はサーミスタ等から成り、エンジン
水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を出
力してECU5に供給する。エンジン回転数(NE)セ
ンサ10及びCRKセンサ11はエンジン1の図示しな
いカム軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられている。
エンジン回転数センサ10はエンジン1のクランク軸の
180度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス(以
下「TDC信号パルス」という)を出力し、CRKセン
サ11は所定のクランク角毎、例えば30°のクランク
角度位置で信号パルス(以下「CRK信号パルス」とい
う)を出力するものであり、これらの各信号パルスはE
CU5に供給される。
しての三元触媒(以下「触媒」と言う)13の上流位置
には、酸素濃度センサとしての上流側O2センサ14F
が装着されているとともに、触媒13の下流位置には下
流側O2センサ14Rが装着され、それぞれ排気ガス中
の酸素濃度を検出してその検出値に応じた電気信号(F
V02,RV02)がECUに供給される。また触媒13に
はその温度を検出する触媒温度(TCAT)センサ15が
装着され、検出された触媒温度TCATに対応する電気信
号はECU5供給される。さらに、エンジン1の各気筒
には、点火プラグ16が設けられている。ECU5には
更に、エンジン1が搭載された車両の速度を検出する車
速(VH)センサ21が接続されており、それらの検出
信号がECU5に供給される。
通路に還流させる排気還流(EGR)装置17が設けら
れ、この装置17は、一端18aが排気管12の触媒1
3上流側に、他端18bが吸気管2のスロットル弁3下
流側に夫々連通する排気還流路8と、この排気還流路1
8の途中に介設された排気還流量を制御する排気還流弁
19とにより構成されている。
CU5に接続され、その弁開度がECU5からの制御信
号によってリニアに変化させることができるように構成
されている。排気還流弁19には、その弁開度を検出す
るリフトセンサ20が設けられており、その検出信号は
ECU5に供給される。
トル弁3直後の吸気管2との間には燃料蒸発ガス排出抑
止装置を構成する2ウェイバルブ32、キャニスタ3
3、パージ制御弁34が設けられている。パージ制御弁
34はECU5に接続され、ECU5からの信号により
制御される。即ち燃料タンク31内で発生した蒸発ガス
は、所定の設定圧に達すると2ウェイバルブ32の正圧
バルブを押し開き、キャニスタ21に流入し貯蔵され
る。ECU5からの制御信号によりパージ制御弁34が
開弁されると、キャニスタ33に一時貯えられていた蒸
発ガスは吸気管2の負圧により、キャニスタ21に設け
られた外気取込口から吸入された外気と共に吸気管2へ
吸引され(パージ)、気筒へ送られる。また外気の影響
などで燃料タンク31が冷却されて燃料タンク内の負圧
が増すと、2ウェイバルブ32の負圧バルブが開弁し、
キャニスタ33に一時貯えられていた蒸発ガスは燃料タ
ンク31へ戻される。このようにして燃料タンク31内
に発生した燃料蒸発ガスが大気に放出されることを抑止
している。
してのLED46が接続されている。
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6、排気還流弁19、パージ制御弁39等に駆動信号
を供給する出力回路5d等から構成される。なお、EC
U5は、点火コイルの電圧またはクランク回転速度の変
動を用いて失火検出を行う機能を有している。
タ信号に基づいて、後述するように、空燃比のフィード
バック制御領域やフィードバック制御を行わない複数の
特定運転領域(以下「オープンループ制御領域」とい
う)等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、
該判別されたエンジン運転状態に応じ、数式1に基づ
き、前記TDC信号パルスに同期して燃料噴射弁6の燃
料噴射時間TOUTを演算する。
り、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応
じて決定される。
ードバック制御領域ではO2センサ14F,14Rの出
力値に基づいて決定され、後述するフィードバック制御
ルーチンにより、更に各オープンループ制御領域では当
該領域に応じた所定値に設定される。
のうち、リーン化領域にあるとき値1.0未満の所定値
(例えば0.95)に設定される空燃比リーン化係数で
ある。
信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図れるような値に決定され
る。
噴射時間TOUTに基づいて駆動信号を出力回路5dを介
して燃料噴射弁6に供給し、燃料噴射弁6を開弁させ
る。
置を備えたCPU5bの内部構成を示す図である。
空燃比フィードバック制御の特性を下流側酸素センサ1
4Rで補償するための空燃比制御手段として、上流側O
2センサ14Fからの出力信号FVO2に基づいて第1空
燃比補正係数を算出する第1空燃比補正係数算出手段4
1と、下流側O2センサ14Rからの出力信号RVo2に
基づいて第2空燃比補正係数を算出する第2空燃比補正
係数算出手段42と、算出された第1及び第2の空燃比
補正係数に基づいて燃料噴射時間TOUTを算出する燃料
噴射量算出手段43とを備えている。
14Fの劣化を検出するための酸素センサ劣化検出手段
として、上流側O2センサ14Fからの出力信号FVO2
によりその出力反転周期を後述する算出式に用いて算
出する周波数(周期)計測手段44と、この算出された
反転周期により後述する劣化判定処理ルーチンに従って
上流側O2センサ14Fの劣化を判別する上流側O2セン
サ劣化判別手段45と、この判別結果に応じて警報ラン
プを点灯する警報手段46とを備えている。また、前記
周波数(周期)計測手段44に代えて、第1空燃比補正
係数算出手段41で算出された第1空燃比補正係数の振
幅を計測する補正係数振幅判別手段47を設け、上流側
O2センサ劣化判別手段45は、第1空燃比補正係数の
振幅に基づいて上流側O2センサ14Fの劣化を判別す
るように構成してもよい。
す、エンジン1の所定の運転パラメータに応じてエンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段48と、該検
出結果に基づいて後述するエンジンの所定の異常状態を
検出する異常状態検出手段49と、所定の異常状態が検
出されたとき上流側O2センサ14Fの劣化検出を禁止
する劣化検出禁止手段50とを備えている。
(劣化モニタ)を行うメインルーチンを示すメインフロ
ーチャートである。
ニタ前条件が成立したか否かを判別し、モニタ前条件が
成立しない場合は本ルーチンを終了し、一方、モニタ前
条件が成立した場合はステップS102へ進む。
照)フラグFAF2が“0”から“1”になったか否か
を判別する。フラグFAF2が“0”のままである場合
は、本ルーチンを終了する。一方、フラグFAF2が
“0”から“1”になった時、すなわち上流側O2セン
サ14Fの出力FVO2がリーンからリッチに反転して
遅延時間CDLY1が経過した場合は、ステップS10
3へ進み、その反転がモニタが許可されてから最初の反
転であるか否かを判別する。1回目はモニタが許可され
てから最初の反転となるので、その答が肯定(YES)
となり、ステップS104でモニタを開始して本ルーチ
ンを終了する。
から最初の反転でなくなるので、前記ステップS103
の答が否定(NO)となり、続くステップS105で前
記反転の回数nWAVEを計数した後、ステップS10
6において、モニタ開始からの計測時間tWAVEが所
定値(例えば10sec)以上になったか否かを判別す
る。その答が否定(NO)の場合は本ルーチンを終了
し、計測時間tWAVEが所定値以上になった場合は、
ステップS107で反転周期TCYCLを数式2で算出
する。
カウンタ)は、前記ステップS104のモニタ開始時に
“0”にリセットされてスタートされる。同様に、nW
AVE値を計測するカウンタ(アップカウンタ)も、モ
ニタ開始時に“0”にリセットされてスタートされる。
Lが算出された後、ステップS108で後述する上流側
O2センサ14Fの劣化判定処理を行ってステップS1
09でモニタ終了の結果をECU5に記憶させて本ルー
チンを終了する。
前条件成立判別サブルーチンを示すフローチャートで、
先ずステップS300でモニタ開始のために、後述する
多重故障チェックを行った後、エンジン1の運転状態を
判別する(ステップS301)。すなわち、吸気温セン
サ8の出力TAが所定範囲TACHKL〜TACHKH
L(例えば、60℃〜100℃)にあるか、冷却水温セ
ンサ9の出力Twが所定範囲TACHKL〜TACHKHL(例
えば、60℃〜100℃)にあるか、エンジン回転数セ
ンサ10の出力Neが所定範囲NECHKL〜NECHKH(例
えば、2800rpm〜3200rpm)にあるか、吸
気管内絶対圧力センサ7の出力PBAが所定範囲PBA
CHKL〜PBACHKH(例えば、負圧で−350mmHg〜
−250mmHg)にあるか、上流側O2センサの出力
FVO2が所定FVO2CHKL〜FVO2CHKHの範囲にある
かがチェックされる。続いてステップS302で車速V
Hが定常状態にあるか、すなわち車速センサ11の出力
VHの変動幅が0.8km/sec以下の状態が所定時
間(例えば2秒)継続したかが判別される。次にステッ
プS303でモニタが許可される前の所定時間(例えば
10秒)間空燃比フィードバック制御が行なわれていた
かが判別される。更にステップS304で所定時間(例
えば2秒)経過したかが判別される。
の答が全て肯定(YES)の場合に、ステップ305で
モニタが許可されて図3のステップS102に移行し、
いずれかの答が(No)の場合に、ステップS306で
モニタが不許可とされて、図3のメインルーチンが終了
する。
(図4のステップS300)で実行される本発明の特徴
部分を成す多重故障チェック処理について、図5を用い
て説明する。
は、上流側O2センサ14Fが断線/短絡しているか否
かを判別し、その答が否定(NO)の場合はステップS
402へ進み、上流側O2センサ14Fが活性化したか
否かを判別する。これらは、上流側O2センサ14Fの
出力電圧をチェックするか、または上流側O2センサ1
4Fに電圧を印加して内部インピーダンスをチェックし
て行う。そして、前記ステップS402の答が肯定(Y
ES)、即ち上流側O2センサ14Fの断線/短絡がな
く且つ該O2センサ14Fが活性化している場合は、ス
テップS403へ進む。
否かを判別する。すなわち、PBAセンサ7、TAセン
サ8、TWセンサ9、VHセンサ17、またはNEセン
サ10が異常か否かを判別する。これらの異常は、各セ
ンサの出力電圧値に基づいて判断される断線/短絡等で
ある。そして、これら各センサ全てに異常がないと判別
された場合はステップS404へ進む。
14R、蒸発燃料排出抑止系31〜34、排気還流装置
17、及び燃料供給系(燃料噴射弁6等)の異常、さら
に失火率が所定値以上に達したか否かの判別が行われ
る。すなわち、これらの異常とは、下流側O2センサ1
4Rでは、断線/短絡等の場合、例えば出力電圧が所定
値以上または以下の場合であり、蒸発燃料排出抑止系で
は、燃料タンク31等のリークしている場合であり、燃
料供給系では、燃料供給量の制御可能範囲からの逸脱等
の場合である。そして、これら全てに異常がなく、且つ
失火率が所定値に達していない場合は、ステップS40
5へ進む。
すモニタ実施コントロール処理で各種デバイス(触媒1
3、蒸発燃料排出抑止系、及び燃料供給系)の異常検出
(モニタ)を行っている最中であるか否かを判別し、そ
の答が否定(NO)であれば、ステップS406へ進
み、空燃比フィードバック制御を行っている最中である
か否かを判別する。空燃比フィードバック中である場合
は、ステップS407で現在失火を検出したか否かを判
別する。現在失火を検出していない場合は、ステップS
408で多重チェック結果OKと判断する。
記図4のステップS300の答が肯定(YES)とな
り、続くステップS301へ進むことになる。
〜S405,S407〜S407のいずれかの答が肯定
(YES)、またはステップS402,S403,S4
06Kいずれかの答が否定(NO)である場合、即ち上
流側O2センサ14Fが断線/短絡している場合、上流
側O2センサ14Fが活性化してない場合、各種センサ
に異常がある場合、蒸発燃料排出抑止系31〜34、排
気還流装置17、または燃料供給系に異常があり、また
失火率が所定値以上に達した場合、各種デバイスの異常
検出中である場合、空燃比フィードバック制御中でない
場合、現在失火が検出されている場合、ステップS40
9で劣化検知を正常に行うことができないので多重チェ
ック結果NGと判断して、図4の前記ステップS300
の答が否定(NO)となり、前記ステップS306でモ
ニタ不許可となる。
行されるモニタ実施コントロール処理を示すフローチャ
ートである。
をモニタするためにパージカット実施中であることを
“1”で示すフラグFPGSCNTが“1”か否かを判
別し、フラグFPGSCNTが“0”であって燃料供給
系モニタのためのパージカットが実施されていない場合
はステップS502へ進む。ステップS502では、触
媒13の異常検出を行っているか否かを判別し、触媒1
3の異常検出を行っていない場合は、ステップS503
へ進む。
発燃料排出抑止系がモニタ中であるかを検出する。すな
わち、蒸発燃料排出抑止系のモニタは、排出抑止系を大
気に開放する排出抑止系大気開放処置と、燃料タンクを
閉回路にしてタンク内圧の変動量を計測し燃料タンク内
の蒸発燃料の発生量をチェックするタンク内圧変動チェ
ックと、エンジンの吸気系の負圧を利用して排出抑止系
を目標圧力まで減圧して負圧状態にするタンク内圧減圧
処理と、前記目標圧力からの復帰圧力をチェックし排出
抑止系からのリークの有無をチェックするリークダウン
チェックとを順次実行する。
で一度前記タンク内圧減圧処理を実行したか否かを判別
し、その答が否定(NO)、即ち未だ一度もタンク内圧
減圧処理を実行していない場合は、次のステップS50
4で現在、タンク内圧減圧処理を実行中であるか否かを
判別する。その答が肯定(YES)である場合は、ステ
ップS505で蒸発燃料排出抑止系のタンク内圧減圧処
理中であるため空燃比が変動する虞があるのでO2セン
サのモニタを不許可にする。
減圧処理を実行中でないと判別された場合は、ステップ
S506で上流側O2センサ14Fのモニタの実行を許
可する。
ンク内圧減圧処理を実行したと判別された場合は、上流
側O2センサのモニタの実行を許可する(ステップS5
06)。
FPGSCNTが“1”のときはステップS507へ進
み、燃料供給系のモニタによりパージカットが行われて
おり、空燃比が変動するため上流側O2センサのモニタ
の不許可にする。前記ステップS502で触媒13の異
常検出を実施中である場合は、触媒の異常検出のため下
流側のO2センサの出力のみによる空燃比制御を行うた
め上流側O2センサが正常であっても反転周期が長くな
り異常と誤検知する恐れがあるため、ステップS508
で上流側O2センサのモニタを不許可にする。
506、ステップS507、及びステップS508で
は、それぞれ蒸発燃料排出抑止系、燃料供給系及び触媒
13の各モニタの実施中であり、従って前記図5のステ
ップS405の答が肯定(YES)となり、多重チェッ
ク結果NGとなる。また、前記ステップS506のみの
状態のときが、蒸発燃料排出抑止系、燃料供給系及び触
媒13の各モニタの実施中でなく、従ってステップS4
05の答が否定(NO)となり、次の前記ステップS4
06へ進むことになる。
の劣化判定処理のサブルーチンのフローチャートてあ
る。
手段45で実行されるものであり、まず、ステップS7
01において、前記図3のステップS107で算出した
反転周期TCYCLが所定値以上か否かを判別し、所定
値以上である場合には、ステップS702で上流側O2
センサ14Fが異常状態であると判断して警報手段46
によりLED40を点灯させて本ルーチンを終了する。
そして、ステップS701で反転周期TCYCLが所定
値未満であると判別された場合には、ステップS703
で上流側O2センサ14Fは正常状態であると判断して
本ルーチンを終了する。ここで前記所定値を運転状態に
応じて設定することにより異常検出の精度を向上させる
ことができる。
Fの劣化モニタが実施されるが、続いてこれ以降では、
上、下流側O2センサ14F,14Rを使用した空燃比
フィードバック制御(以下、2O2センサF/B制御と
いう)について説明する。
応じた空燃比フィードバック制御のフィードバックゲイ
ンの検索処理を示すフローチャートである。ここでは、
エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じて
最適なフィードバックゲインをマップにより設定する。
の運転領域がアイドル状態であるか否かを判別する。ア
イドル状態であれば、ステップS802でアイドル用の
KP(P項(比例項)増減係数),I項(積分項),T
DL1(P項加算ディレイタイム),TDR1(P項減
算ディレイタイム)を図示しないアイドル用マップによ
り検索して本ルーチンを終了し、前記ステップS801
の答がアイドル状態以外となれば、ステップS803へ
進む。
14Fの出力が定常状態にあるか否かを判別する。この
判別は、例えばエンジン冷却水温TWが低いか否か、エ
ンジン回転数NEの変動量が大か否か、吸気管内絶対圧
PBAの変動が大か否か、スロットル弁開度θTHの変
動量が大か否か等に基づいて行われる。上流側O2セン
サ14Fの出力が定常状態である場合は、図示しない定
常マップを使用して、その時のエンジン回転数NE及び
吸気管内絶対圧PBAに応じた係数KP,I項,ディレ
イタイムTDL1,ディレイタイムTDR1を検索して
(ステップS804)本ルーチンを終了する。なお、定
常マップには、上流側O2センサ14Fの定常時におけ
るエンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じ
て係数KP,I項,ディレイタイムTDL1,ディレイ
タイムTDR1が設定されている。
O)、即ち下流側O2センサ14Rが過渡状態である場
合は、図示しない過渡マップを使用して、その時のエン
ジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応じた係数
KP,I項,ディレイタイムTDL1,ディレイタイム
TDR1を検索して(ステップS805)本ルーチンを
終了する。なお、過渡マップには、上流側O2センサ1
4Fの過渡時におけるエンジン回転数NE及び吸気管内
絶対圧PBAに応じて係数KP,I項,ディレイタイム
TDL1,ディレイタイムTDR1が設定されている。
御における空燃比補正係数KO2の算出処理を示すフロ
ーチャートである。ここでは、上流側O2センサ14F
の出力FVO2と下流側O2センサ14Rの出力RVO2
とに応じて空燃比補正係数KO2を算出して、空燃比が
理論空燃比(λ=1)になるように制御する。
センサ14Fの出力FVO2のリーン/リッチ状態をそ
れぞれ“0”/“1”で示すフラグFAF1、及び後述
するカウンタ(CDLY1)によるディレイタイム経過
後の出力FVO2のリーン/リッチ状態をそれぞれ
“0”/“1”で示すフラグFAF2を初期化する。続
いてステップS902において、空燃比補正係数KO2
の初期化(例えば、平均値KREFに設定)を行い、ス
テップS903へ進む。
係数KO2が初期化されたか否かを判別する。その答が
否定(NO)の場合は、ステップS904へ進み、出力
FVO2が基準値FVREF(出力FVO2のリーン/リ
ッチ判定用閾値)よりも小さいか否かを判別する。その
答が肯定(YES)、即ちFVO2<FVREFの場合
は出力FVO2はリーン状態にあると判断して、ステッ
プS905でフラグFAF1を“0”にセットすると共
に、P項発生ディレイタイムを計数するためのカウンタ
(設定値CDLY1)のカウンタ数CDLYをディクリ
メントする。すなわち、FVO2<FVREFが成立す
るときは、ステップS905において本ステップを実行
する毎にフラグFAF1を“0”にセットすると共に前
記カウンタ数CDLYをディクリメントし、その結果を
カウンタの設定値CDLY1とする。そして、ステップ
S906において、CDLY1値が前記ディレイタイム
TDR1よりも小さいか否かを判別し、その答が肯定
(YES)の場合(CDLY1<TDR1)は、CDL
Y1値をディレイタイムTDR1にリセットする。
(NO)、即ちFVO2≧FVREFであって出力FV
O2がリッチ状態にある場合は、ステップS908でフ
ラグFAF1を“1”にセットすると共に、前記カウン
タ数CDLYをインクリメントする。すなわち、FVO
2≧FVREFが成立するときは、ステップS908に
おいて本ステップを実行する毎にフラグFAF1を
“1”にセットすると共に前記カウンタ数CDLYをイ
ンクリメントし、その結果をカウンタの設定値CDLY
1とする。そして、ステップS909において、CDL
Y1値が前記ディレイタイムTDL1よりも小さいか否
かを判別し、その答が否定(NO)の場合(CDLY1
<TDL1)は、CDLY1値をディレイタイムTDL
1にリセットする(ステップS910)。
(NO)、即ちCDLY1≧TDR1の場合は、前記ス
テップS907をスキップしてステップS911へ進
む。同様に、前記ステップS909の答が肯定(YE
S)、即ちCDLY1<TDL1の場合は、前記ステッ
プS910をスキップしてステップS911へ進む。
DLY1の符号が反転したか、即ち出力FVO2が反転
した後、前記ディレイタイムTDR1または前記ディレ
イタイムTDL1が経過したか否かを判別する。その答
が否定(NO)、即ち未だディレイタイムTDR1また
はTDL1が経過していない場合は、ステップS912
において、フラグFAF2が“0”にセットされている
か否かを判別する。その答が肯定(YES)の場合に
は、さらにステップS913でフラグFAF1が“0”
にセットされているか否かを判別する。この答が肯定で
あればリーン状態が継続されていると判断して、ステッ
プS914へ進み、CDLY1値をディレイタイムTD
R1にリセットして、ステップS915へ進む。また、
前記ステップS913の答が否定(NO)の場合は、上
流側O2センサ14Fの出力FVO2がリッチからリー
ンに反転した後のディレイタイム経過前と判断して前記
ステップS914をスキップしてステップS915へ進
む。
前回算出されたKO2値にI項を加算し今回のKO2値
として設定する。
2値のリミットチェック(ステップS916)、及びK
REF2値(発進時のKO2の学習値)を算出して(ス
テップS917)、そのリミットチェックを行って(ス
テップS918)本ルーチンを終了する。
(NO)、即ちフラグFAF2が“1”であった場合
は、さらにステップS919において、フラグFAF1
が“1”か否かを判別する。その答が肯定(YES)の
場合は、リッチ状態が継続していると判断して、ステッ
プS920で再度CDLY1値をディレイタイムTDL
1にリセットしてステップS921へ進む。また、前記
ステップS919の答が否定(NO)の場合には、上流
側O2センサ14Fの出力FVO2がリーンからリッチ
に反転した後のディレイタイム経過前と判断して、前記
ステップS920をスキップしてステップS921へ進
む。ステップS921では、数式4で、前回算出された
KO2値からI項を減算し今回のKO2値として設定し
た後、前記ステップS916〜918の処理を実行して
本ルーチンを終了する。
い時は、フラグFAF1及びフラグFAF2のセット状
態を調べて上流側O2センサ14Fの出力FVO2が反
転しているか否かを判別し、それに応じて最終的な補正
係数KO2を算出する。
前記ステップS911の答が肯定(YES)、即ち上流
側O2センサ14Fの出力FVO2が反転した後、ディレ
イタイムTDR1またはTDL1が経過した場合は、ス
テップS922へ進み、フラグFAF1が“0”に設定
されているか否か、すなわち上流側O2センサ14Fの
出力FVO2がリーンか否かを判別する。本ステップS
922でFAF1=0の時、すなわちFVO2がリーン
の場合、ステップS922の答が肯定(YES)となり
ステップS923へ進む。ステップS923では、フラ
グFAF2を“0”にセットして、続いてステップS9
24でCDLY1値をディレイタイムTDR1にリセッ
トして、ステップS925へ進む。
出されたKO2値に比例項PRと係数KPとの積値を加
算し今回のKO2値として設定する。ここで、右辺のK
O2値は、KO2の前回値であり、PR項は、上流側O
2センサ14Fの出力FVO2がリッチからリーンに反
転した後ディレイタイムTDL1が経過したときに、補
正係数KO2をステップ状に増加させて空燃比をリッチ
側に移行させるための補正項であり、下流側O2センサ
14Rの出力RVO2に応じて変化する(算出手法は後
述する)。また、係数KDは前述したステップS80
2,S804,S805において運転状態に応じて設定
された値である。
S926)、KREF0値(アイドル時のKO2の平均
値)及びKREF1値(アイドル時以外のKO2の平均
値)を算出して(ステップS927)、前記ステップS
918を経て本ルーチンを終了する。
1の時、すなわち上流側O2センサ14Fの出力FVO2
がリッチの時、否定(NO)となりステップS928へ
進む。ステップS928ではフラグFAF2を“1”に
セットし、続いてステップS929でCDLY1値をデ
ィレイタイムTDL1にリセットしてステップS930
へ進む。
出されたKO2値から比例項PLと係数KPとの積値を
減算し今回のKO2値として設定する。ここで、右辺の
KO2値は、KO2の前回値であり、PL項は、上流側
O2センサ14Fの出力FVO2が理論空燃比に対して
リーンからリッチに反転した後ディレイタイムTDR1
が経過したときに、補正係数KO2をステップ状に減少
させて空燃比をリーン側に移行させるための補正項であ
り、下流側O2センサ14Rの出力RVO2に応じて変
化する(算出手法は後述する)。またKPは前述したス
テップSS802,804,S805において運転状態
に応じて設定された値である。
順次実行して本ルーチンを終了する。以上のようにして
上流側O2センサ14Fの出力FVO2によりKO2の積
分項I及び比例項Pの発生タイミングが算出される。ま
た図9において、空燃比フィードバック制御開始時に、
ステップS902で学習値KREFを補正係数KO2の
初期値として設定してステップS903に進み、ステッ
プS903の答が肯定(YES)となり、ステップS9
12〜S921の処理を前記同様に実行して本ルーチン
を終了する。
空燃比フィードバック制御を示すメインルーチンのフロ
ーチャートである。ここでは、上流側O2センサ14F
の制御量のずれを下流側O2センサ14Rの出力RVO
2に応じて補正するものである。
センサ14Rによる空燃比フィードバック制御(以下、
SecO2F/Bという)の実行判定処理を行う。この
実行判定処理は、SecO2F/Bの実行を禁止する
か、あるいは一時停止するかを判定する処理であり、S
ecO2F/Bの実行の禁止条件としては、下流側O2
センサ14Rの断線/短絡が検出されているとき、上流
側O2センサ14Fによる空燃比フィードバック制御が
成立していないとき、またはエンジン運転領域がアイド
ル時であるとき等である。さらに、SecO2F/Bの
実行の停止条件は、下流側O2センサ14Rが不活性状
態であるとき、下流側O2センサ14Rが過渡状態であ
るとき、禁止後所定時間経過してないとき、あるいは停
止後所定時間経過していないときなどである。
O2F/Bが禁止中であるか否かを判別し、禁止中の場
合は、ステップS933へ進み、下流側O2センサオー
プンモードに設定して(ステップS933)、PL項及
びPR項を共にP項の初期値PINIで初期化した後
(ステップS934)、本ルーチンを終了する。
F/Bが禁止中でないと判別された場合は、ステップS
935でSecO2F/Bが停止中か否かを判別する。
停止中である場合は、REF設定モードにして(ステッ
プS936)、PL項及びPR項を、後述するPREF算
出処理で算出される学習値PLREF,PRREFにそれ
ぞれ設定する(ステップS937)。
の停止中でないと判別された場合は、SecO2F/B
モードに設定して(ステップS938)、後述するサブ
ルーチンによりPL項及びPR項を算出する(ステップS
939)。さらに、PREF算出処理を実行して本ルー
チンを終了する(ステップS940)。
ステップS939において実行されるPL項,PR項の算
出処理を示すフローチャートである。ここでは、下流側
O2センサ14Rの出力RVO2の変動に応じてPL項,
PR項を算出する。
ブルーチンで示す手法でPL項及びPR項の初期化を行
い、次いでステップS952においては、P項算出実施
ディレイタイムを計数するためのカウンタCPDLYの
カウンタ数が“0”であるか否かを判別し、“0”でな
い場合はステップS953へ進み、カウンタ数をディク
リメントして本ルーチンを終了する。一方、前記ステッ
プS952においてカウンタCPDLYのカウンタ数が
“0”であると判別された場合は、CPDLYを初期値
CPDLYINIにリセットする。
ンサ14Rの出力RVO2がリーン側の基準値VREF
Lよりも小さいか否かを判別し、その答が肯定(YE
S)の場合(RVO2<VREFL)は、ステップS9
56へ進んで、前回のPR項にDPLを加算して今回の
PR項として設定する。さらに、ステップS957にお
いて、PR項がその上限値PRMAXよりも大きいか否か
を判別する。
S)、即ちPR>PRMAXであると判別された場合は、
PRMAX値をPR項として設定して(ステップS95
8)ステップS959へ進む。一方、前記ステップS9
57の答が否定(NO)、即ちPR≦PRMAXであると
判別された場合は、前記ステップS958をスキップし
てステップS959へ進む。
DPLを減算して今回のPL項として設定し、次いでス
テップS960でPL項がその下限値PLMINよりも小
さいか否かを判別する。その答が肯定(YES)、即ち
PL<PLMINである場合は、PLMIN値をPL項とし
て設定して(ステップS961)、本ルーチンを終了
し、前記ステップS960の答が否定(NO)、即ちP
L≧PLMINである場合は前記ステップS961をスキ
ップして本ルーチンを終了する。
(NO)の場合(RVO2≧VREFR)は、出力RV
O2がリッチ側の基準値VREFRよりも大きいか否か
を判別し(ステップS962)、その答が肯定(YE
S)の場合(RVO2≧VREFR)は、ステップS9
63へ進んで、前回のPR項からDPRを減算して今回
のPR項として設定する。さらに、ステップS964に
おいて、PR項がその下限値PRMINよりも小さいか否
かを判別する。
S)、即ちPR<PRMINであると判別された場合は、
PRMIN値をPR項として設定して(ステップS96
5)、ステップS966へ進む。一方、前記ステップS
964の答が否定(NO)、即ちPR≧PRMINである
と判別された場合は、前記ステップS965をスキップ
してステップS966へ進む。
PRを加算して今回のPL項として設定し、次いでステ
ップS967でPL項がその上限値PLMAXよりも大き
いか否かを判別する。その答が肯定(YES)、即ちP
L>PLMAXである場合は、PLMAX値をPL項として
設定して(ステップS968)、本ルーチンを終了す
る。また、前記ステップS967の答が否定(NO)、
即ちPL≦PLMAXaである場合には前記ステップS9
68をスキップして本ルーチンを終了する。
(NO)の場合(RVO2≦VREFR)は、出力RV
O2が該出力RVO2 用の基準値VREFよりも小さい
か否かを判別し(ステップS969)、その答が肯定
(YES)の場合(RVO2<VREF)は、ステップ
S970へ進んで、前回のPR 項にDPLSを加算して
今回のPR項として設定する。さらに、ステップS97
1において、PR項がその上限値PRMAXよりも大きい
か否かを判別する。
S)、即ちPR>PRMAXであると判別された場合は、
PRMAX値をPR項として設定して(ステップS97
2)ステップS973へ進む。一方、前記ステップS9
71の答が否定(NO)、即ちPR≦PRMAXであると
判別された場合は、前記ステップS972をスキップし
てステップS973へ進む。
DPLSを減算して今回のPL項として設定し、次いで
ステップS974でPL項がその下限値PLMINよりも
小さいか否かを判別する。その答が肯定(YES)、即
ちPL<PLMINである場合は、PLMIN値をPL項と
して設定して(ステップS975)、本ルーチンを終了
する。また、前記ステップS974の答が否定(N
O)、即ちPL≧PLMINである場合は前記ステップS
975をスキップして本ルーチンを終了する。
(NO)の場合(RVO2≧VREFR)は、ステップ
S976へ進んで、前回のPR項からDPRSを減算し
て今回のPR項として設定する。さらに、ステップS9
77において、PR項がその下限値PRMINよりも小さ
いか否かを判別する。その答が肯定(YES)、即ちP
R<PRMINであると判別された場合は、PRMIN値
をPR項として設定して(ステップS978)、ステッ
プS979へ進む。また、前記ステップS977の答が
否定(NO)、即ちPR≧PRMINであると判別された
場合は、前記ステップS978をスキップしてステップ
S979へ進む。
PRSを加算して今回のPL項として設定し、次いでス
テップS980でPL項がその上限値PLMAXよりも大
きいか否かを判別する。その答が肯定(YES)、即ち
PL>PLMAXである場合は、PLMAX値をPL項とし
て設定して(ステップS981)、本ルーチンを終了す
る。前記ステップS980の答が否定(NO)、即ちP
L≦PLMAXである場合は、前記ステップS981をス
キップして本ルーチンを終了する。
RVO2≦VREFRの条件が成立している場合は、P
項の増減を小さくし、RVO2がこの条件から逸脱する
場合はP項の増減を大きくするように制御すると共に、
PR項及びPL項にリミット値を設けている。以上のよう
にして下流側O2センサ14Rの出力FVO2により比例
項PR項及びPL項を算出することにより上流側O2セ
ンサ14Fのばらつきによる空燃比の乱れを防止し、空
燃比を安定するように制御している。
のPR項,PL項の初期化処理を示すフローチャートであ
る。
cO2F/B中であったか否かを判別し、SecO2F/
B中であった場合は本ルーチンを終了する。また、ステ
ップS991において、前回がSecO2F/B中では
ないと判別された場合は、ステップS922へ進み、P
L項及びPR項を、前記PLREF値,PRREF値にそれ
ぞれ設定すると共に、前記カウンタ(設定値CPDL
Y)のカウンタ数を“0”にセットして本ルーチンを終
了する。ここでPLREF,PRREFは上述した処理
により算出されたPL項、PR項の平均値である。
ば、内燃エンジンの排気系に配された触媒式排気浄化手
段の上、下流にそれぞれ設けられ、排気中の酸素濃度を
検出する第1及び第2の酸素センサと、該第1及び第2
の酸素センサの出力に基づいて前記エンジンに供給され
る混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、該空燃
比制御手段による空燃比制御中における前記第1の酸素
センサの出力の反転周期に基づいて該第1の酸素センサ
の劣化検出を行う酸素センサ劣化検出手段とを備えた内
燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置において、前記第
2の酸素センサの異常状態を検出する異常状態検出手段
と、前記第2の酸素センサの異常状態が検出されたとき
に前記第1の酸素センサの劣化検出を禁止する劣化検出
禁止手段とを設けたので、下流側の第2の酸素センサに
何らかの異常が検出された場合に生ずる上流側の第1の
酸素センサの劣化の誤検出を防止できる。これにより、
一段と劣化検出の精度が向上する。
制御装置の全体構成図である。
PUの内部構成を示す図である。
行うメインルーチンを示すメインフローチャートであ
る。
ニタ前条件の成立判別サブルーチンを示すフローチャー
トである。
チェック処理を示すフローチャートである。
実施コントロール処理を示すフローチャートである。
てある。
クゲインの検索処理を示すフローチャートである。
数KO2の算出処理を示すフローチャートである。
係数KO2の算出処理を示す続きのフローチャートであ
る。
ドバック制御を示すメインルーチンのフローチャートで
ある。
されるPL項,PR項の算出処理を示すフローチャートで
ある。
されるPL項,PR項の算出処理を示す続きのフローチャ
ートである。
項の初期化処理を示すフローチャートである。
段、触媒劣化検出手段、判別値決定手段)
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃エンジンの排気系に配された触媒式
排気浄化手段の上、下流にそれぞれ設けられ、排気中の
酸素濃度を検出する第1及び第2の酸素センサと、該第
1及び第2の酸素センサの出力に基づいて前記エンジン
に供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段
と、該空燃比制御手段による空燃比制御中における前記
第1の酸素センサの出力の反転周期に基づいて該第1の
酸素センサの劣化検出を行う酸素センサ劣化検出手段と
を備えた内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置におい
て、前記第2の酸素センサの異常状態を検出する異常状態検
出手段と、 前記第2の酸素センサ の異常状態が検出されたときに前
記第1の酸素センサの劣化検出を禁止する劣化検出禁止
手段とを設けたことを特徴とする内燃エンジンの酸素セ
ンサの劣化検出装置。
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