JP5182109B2 - Air-fuel ratio sensor abnormality determination device - Google Patents

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Description

本発明は、空燃比センサの異常判定装置に関する。   The present invention relates to an abnormality determination device for an air-fuel ratio sensor.

従来から、内燃機関の排気ガス中のエミッションを低下させるために、内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）の出力信号を利用して、内燃機関に供給される燃料混合気の空燃比をフィードバック制御することが行われている。   Conventionally, a fuel supplied to an internal combustion engine using an output signal of an air-fuel ratio sensor (A / F sensor) provided in an exhaust system of the internal combustion engine in order to reduce emissions in the exhaust gas of the internal combustion engine. Feedback control of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is performed.

空燃比センサの異常を判定する方法として、アクティブ制御により空燃比をリッチ／リーンに強制的に変動させ、センサ出力の応答性から空燃比センサの異常を判定する方法が知られている。このような方法は、例えば特許文献１に記載されている。   As a method for determining an abnormality of an air-fuel ratio sensor, a method of forcibly changing the air-fuel ratio to rich / lean by active control and determining an abnormality of the air-fuel ratio sensor from the response of the sensor output is known. Such a method is described in Patent Document 1, for example.

特開平５−２６０７７号公報JP-A-5-26077

アクティブ制御の実行中において内燃機関に大きな負荷変動が生じた場合、空燃比センサが特異的に大きい（または小さい）値を出力してしまう場合がある。このような値を用いて空燃比センサの異常診断を行うと、誤った判定をしてしまう可能性がある。   When a large load fluctuation occurs in the internal combustion engine during execution of active control, the air-fuel ratio sensor may output a specifically large (or small) value. If an abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor is performed using such values, there is a possibility that an erroneous determination is made.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、内燃機関の空燃比制御装置において、空燃比センサの異常判定の精度を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the accuracy of air-fuel ratio sensor abnormality determination in an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.

本発明に係る空燃比センサの異常判定装置は、内燃機関への燃料噴射量を周期的に増減させるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、前記アクティブ制御の実行中に、前記内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサから複数のデータを取得するデータ取得手段と、前記アクティブ制御の実行中における前記内燃機関の負荷変動に基づき、データ選択のための閾値を設定する閾値設定手段と、前記データ取得手段が取得した複数のデータの中から、前記閾値設定手段により設定された閾値に基づき、前記空燃比センサの異常判定に用いるデータを選択するデータ選択手段と、前記データ選択手段が選択したデータに基づき、前記空燃比センサの異常判定を行う判定手段と、を有する。   An abnormality determination apparatus for an air-fuel ratio sensor according to the present invention includes an active control means for executing active control for periodically increasing or decreasing the amount of fuel injected into the internal combustion engine, and an exhaust system for the internal combustion engine during execution of the active control. A data acquisition unit that acquires a plurality of data from an air-fuel ratio sensor provided in the vehicle, a threshold setting unit that sets a threshold for data selection based on a load fluctuation of the internal combustion engine during execution of the active control, and A data selection unit that selects data to be used for determining an abnormality of the air-fuel ratio sensor based on a threshold set by the threshold setting unit from among a plurality of data acquired by the data acquisition unit, and the data selection unit selects Determination means for determining abnormality of the air-fuel ratio sensor based on the data.

上記構成において、前記負荷変動は、前記内燃機関の吸気系への吸入空気量の変動量である構成とすることができる。   In the above configuration, the load fluctuation may be a fluctuation amount of the intake air amount to the intake system of the internal combustion engine.

上記構成において、前記負荷変動は、前記内燃機関の吸気系に設けられたスロットルの開度の変動量である構成とすることができる。   In the above configuration, the load variation may be a variation amount of an opening degree of a throttle provided in an intake system of the internal combustion engine.

上記構成において、前記データ選択手段は、前記データ取得手段が取得した複数のデータの中央値を抽出し、前記複数のデータのうち前記中央値との差が前記閾値設定手段により設定された閾値より小さいデータを選択する構成とすることができる。   In the above configuration, the data selection unit extracts a median value of a plurality of data acquired by the data acquisition unit, and a difference from the median value among the plurality of data is greater than a threshold set by the threshold setting unit. It can be configured to select small data.

上記構成において、前記データ選択手段は、前記データ取得手段が取得した複数のデータのうち一のデータと、当該一のデータを除く残りのデータの平均値との差分を算出し、前記複数のデータのうち前記差分が前記閾値設定手段により設定された閾値より小さいデータを選択する構成とすることができる。   In the above configuration, the data selection unit calculates a difference between one data among the plurality of data acquired by the data acquisition unit and an average value of the remaining data excluding the one data, and the plurality of data The difference may be selected from data smaller than the threshold set by the threshold setting means.

本発明によれば、アクティブ制御による空燃比センサの異常判定を行うにあたって、内燃機関の負荷変動に基づいて所定の閾値を設定し、当該閾値を用いて異常判定に使用するデータを取捨選択する。これにより、空燃比センサの異常判定精度を向上させることができる。   According to the present invention, when performing abnormality determination of the air-fuel ratio sensor by active control, a predetermined threshold is set based on the load fluctuation of the internal combustion engine, and data used for abnormality determination is selected using the threshold. Thereby, the abnormality determination accuracy of the air-fuel ratio sensor can be improved.

図１は、実施例１に係る空燃比センサの異常判定装置周辺の構成を示した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration around an abnormality determination device for an air-fuel ratio sensor according to the first embodiment. 図２は、実施例１に係る空燃比センサのアクティブ制御中における出力波形を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an output waveform during active control of the air-fuel ratio sensor according to the first embodiment. 図３は、実施例１に係る空燃比センサにおける異常判制御の流れを示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination control in the air-fuel ratio sensor according to the first embodiment. 図４は、実施例１の異常判定制御を具体的に説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for specifically explaining the abnormality determination control according to the first embodiment. 図５は、実施例２に係る空燃比センサにおける異常判制御の流れを示したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination control in the air-fuel ratio sensor according to the second embodiment. 図６は、実施例２の異常判定制御を具体的に説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for specifically explaining the abnormality determination control according to the second embodiment.

以下、図面を用い本発明に係る実施例について説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、実施例１に係る空燃比センサの異常判定装置（ＥＣＵ４０）及びその周辺の構成を説明するための概略図である。内燃機関であるエンジン１０に対し、吸気系の吸気通路１２及び排気系の排気通路１４が接続されている。吸気通路１２の上流側端部には、エアフィルタ１６及び空気吸入量を測定するためのエアフロメータ１８が設けられている。エアフロメータ１８の下流には、流量調節のためのスロットルバルブ２０及び当該スロットルバルブ２０の開度を検出するスロットル開度センサ２２が設けられている。スロットルバルブ２０の下流には、サージタンク２３が設けられており、さらに下流には通路内に燃料を噴射するためのインジェクタ２４が設けられている。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a configuration of an air-fuel ratio sensor abnormality determination device (ECU 40) and its surroundings according to the first embodiment. An intake passage 12 for an intake system and an exhaust passage 14 for an exhaust system are connected to an engine 10 that is an internal combustion engine. An air filter 16 and an air flow meter 18 for measuring the air intake amount are provided at the upstream end of the intake passage 12. A throttle valve 20 for adjusting the flow rate and a throttle opening degree sensor 22 for detecting the opening degree of the throttle valve 20 are provided downstream of the air flow meter 18. A surge tank 23 is provided downstream of the throttle valve 20, and an injector 24 for injecting fuel into the passage is provided further downstream.

排気通路１４には、上流側触媒２６（スタートキャタリスト）及び下流側触媒２８（ＮＯＸ吸収触媒または３元触媒）が直列に設けられている。上流側触媒２６の前段部分には空燃比センサ３０が設けられている。空燃比センサ３０は、排気ガス中の酸素濃度を検出することにより、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比を検出する。上流側触媒２６と下流側触媒２８との間には、酸素センサ３２が設けられている。 In the exhaust passage 14, an upstream catalyst 26 (start catalyst) and a downstream catalyst 28 (NO X absorption catalyst or three-way catalyst) are provided in series. An air-fuel ratio sensor 30 is provided in the upstream part of the upstream catalyst 26. The air-fuel ratio sensor 30 detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the engine 10 by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. An oxygen sensor 32 is provided between the upstream catalyst 26 and the downstream catalyst 28.

エンジン１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）により制御される。ＥＣＵ４０は、上述のインジェクタ２４及び各種センサに接続されており、エンジン１０への燃料噴射量を周期的に増減させるアクティブ制御手段、及び空燃比センサ３０を含む各種センサからデータを取得するデータ取得手段として機能する。ＥＣＵ４０はさらに、データ取捨選択のための閾値を設定する閾値設定手段、及び閾値に基づきセンサの異常判定に使用するデータを選択するデータ選択手段として機能する。これらの機能の詳細については後述する。   The engine 10 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit). The ECU 40 is connected to the above-described injector 24 and various sensors, and is an active control unit that periodically increases and decreases the fuel injection amount to the engine 10, and a data acquisition unit that acquires data from various sensors including the air-fuel ratio sensor 30. Function as. The ECU 40 further functions as a threshold setting unit that sets a threshold for selecting data, and a data selection unit that selects data used for sensor abnormality determination based on the threshold. Details of these functions will be described later.

通常時には、空燃比センサ３０により排気ガス中の空燃比がモニタリングされ、その結果に基づいてＥＣＵ４０がインジェクタ２４からの燃料噴射量を制御することにより、混合気中の空燃比を一定に制御するフィードバック制御が行われる。そして、所定条件が成立するとフィードバック制御を中断して、空燃比センサ３０の異常診断を行うためのアクティブ制御（オープンループ制御）が実行される。アクティブ制御の際には、ＥＣＵ４０がインジェクタ２４からの燃料噴射量を基準値に対して周期的に増減させ、空燃比センサ３０の出力を強制的に振動させる。燃料噴射量の変化に対する空燃比センサ３０の応答性の良否を測ることにより、センサの異常が判定される。異常診断のためのアクティブ制御は、例えば１トリップにつき１回程度行われる。   Normally, the air-fuel ratio in the exhaust gas is monitored by the air-fuel ratio sensor 30, and the ECU 40 controls the fuel injection amount from the injector 24 based on the result, so that the air-fuel ratio in the air-fuel mixture is controlled to be constant. Control is performed. Then, when the predetermined condition is satisfied, the feedback control is interrupted, and active control (open loop control) for performing abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 30 is executed. During active control, the ECU 40 periodically increases or decreases the fuel injection amount from the injector 24 with respect to the reference value, and forcibly vibrates the output of the air-fuel ratio sensor 30. Abnormality of the sensor is determined by measuring the responsiveness of the air-fuel ratio sensor 30 with respect to changes in the fuel injection amount. Active control for abnormality diagnosis is performed about once per trip, for example.

図２（ａ）は、アクティブ制御により燃料噴射量をリッチ−リーンに強制的に変化させた際の、空燃比センサの出力変化を示した図である。空燃比センサの出力変化の大きさは、例えば出力変化量の積算値（図２（ｂ）の軌跡長）、反転時からのセンサ出力の積算値（図２（ｃ）の斜線部分の面積）、及びセンサ出力の最大変化量（図２（ｄ）の軌跡の最大傾斜角）などに基づいて算出することができる。例えば図示するように、アクティブ制御に対する空燃比センサの出力変化が大きい場合には正常、小さい場合には異常（応答遅れ）であるとの判定がなされる。   FIG. 2A is a diagram showing an output change of the air-fuel ratio sensor when the fuel injection amount is forcibly changed to rich-lean by active control. The magnitude of the output change of the air-fuel ratio sensor is, for example, the integrated value of the output change amount (trajectory length in FIG. 2B), the integrated value of the sensor output from the time of inversion (the area of the hatched portion in FIG. 2C) , And the maximum change amount of the sensor output (the maximum inclination angle of the trajectory in FIG. 2D) and the like. For example, as shown in the drawing, it is determined that the output is normal when the output change of the air-fuel ratio sensor with respect to the active control is large, and abnormal (response delay) when the output change is small.

アクティブ制御中における空燃比センサ３０の出力は、定常状態においては比較的安定しているが、エンジン負荷が大きく変動すると混合気中の空燃比（Ａ／Ｆ）が大きく変化し、センサ出力が不安定になる場合がある。このような場合、全体のデータの傾向から大きく外れたデータを特異値として破棄することで、判定精度を向上させることができる。さらに、本実施例ではデータを破棄する際に用いる閾値を負荷変動の大きさに基づいて設定することで、判定精度をより向上させることが期待される。なお、本実施例では、負荷変動の大きさはエアフロメータ１８により測定される吸入空気量の変動量に基づいて定めるものとする。   The output of the air-fuel ratio sensor 30 during active control is relatively stable in a steady state, but when the engine load fluctuates greatly, the air-fuel ratio (A / F) in the air-fuel mixture changes greatly, and the sensor output becomes unstable. May become stable. In such a case, the determination accuracy can be improved by discarding data greatly deviating from the tendency of the entire data as a singular value. Furthermore, in this embodiment, it is expected that the determination accuracy is further improved by setting a threshold value used when discarding data based on the magnitude of load fluctuation. In this embodiment, the magnitude of the load fluctuation is determined based on the fluctuation amount of the intake air amount measured by the air flow meter 18.

図３は、本実施例に係る空燃比センサの異常判定装置の制御を示したフローチャートである。最初に、ＥＣＵ４０がアクティブ制御を実行するための条件を満たしているか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。アクティブ制御の移行条件としては、エンジン１０の負荷変動が所定値より少ないこと、空燃比センサ３０が活性状態に達していること、触媒温度が適温に達していること、等が挙げられる。アクティブ制御実行条件が満たされた場合、ＥＣＵ４０はインジェクタ２４からの燃料噴射量を周期的に増減させるアクティブ制御を実行する（ステップＳ１２）。   FIG. 3 is a flowchart showing the control of the air-fuel ratio sensor abnormality determination device according to the present embodiment. First, it is determined whether or not the condition for the ECU 40 to execute active control is satisfied (step S10). The transition conditions for active control include that the load fluctuation of the engine 10 is less than a predetermined value, that the air-fuel ratio sensor 30 has reached an active state, that the catalyst temperature has reached an appropriate temperature, and the like. When the active control execution condition is satisfied, the ECU 40 executes active control that periodically increases or decreases the fuel injection amount from the injector 24 (step S12).

続いて、ＥＣＵ４０が空燃比センサ３０から異常判定に使用する判定値（データ）を取得する（ステップＳ１４）。この判定値は、前述のように空燃比センサ３０の出力変化に関するものであり、例えばセンサ出力の軌跡長（図２（ｂ））を判定値として用いることができる。さらに、ＥＣＵ４０は、エアフロメータ１８から吸入空気量に関するデータを取得し（ステップＳ１６）、当該吸入空気量の変動量の積算値を算出する（ステップＳ１８）。この吸入空気量の変動量積算値は、エンジン１０への負荷変動を反映したパラメータであり、後述するデータ選択の際の閾値設定に使用される。   Subsequently, the ECU 40 acquires a determination value (data) used for abnormality determination from the air-fuel ratio sensor 30 (step S14). This determination value relates to the output change of the air-fuel ratio sensor 30 as described above, and for example, the locus length of the sensor output (FIG. 2B) can be used as the determination value. Further, the ECU 40 acquires data related to the intake air amount from the air flow meter 18 (step S16), and calculates an integrated value of the fluctuation amount of the intake air amount (step S18). The intake air amount variation integrated value is a parameter reflecting a load variation on the engine 10 and is used for setting a threshold value when selecting data, which will be described later.

続いて、ＥＣＵ４０は上記のアクティブ制御を所定回数行ったか否かの判定を行う（ステップＳ２０）。本実施例では、「リッチ−リーン」の変化を１周期（１回）として、アクティブ制御を５周期実施する。取得された各データは配列として保存されると共に、各データの積算値の算出が行われる。５周期分のデータの取得が完了したら、続いて特異値破棄処理（ステップＳ２２〜Ｓ３０）へと進む。なお、アクティブ制御の周期数はこれに限られるものではなく、エンジンの仕様等に応じて適宜定めることが好ましい。   Subsequently, the ECU 40 determines whether or not the above active control has been performed a predetermined number of times (step S20). In the present embodiment, the active control is performed for five cycles, with the change of “rich-lean” as one cycle (one time). Each acquired data is stored as an array, and an integrated value of each data is calculated. When the acquisition of data for five cycles is completed, the process proceeds to the singular value discarding process (steps S22 to S30). Note that the number of periods of active control is not limited to this, and it is preferable that the number be appropriately determined according to engine specifications and the like.

特異値破棄処理においては、最初にＥＣＵ４０が吸入空気量の変動量の積算値に基づいて、データ選択に用いる閾値を設定する（ステップＳ２２）。以下に記載の表１は、閾値設定処理に使用されるマップの一例であり、上段が吸入空気量の変動量積算値を、下段がデータ選択に用いられる閾値を示す。吸入空気の変動量は「ａ」〜「ｇ」の７段階で表されており、「ａ」が最も小さく「ｇ」が最も大きい。すなわち、吸入空気量の変動量（エンジン負荷の変動量）が大きくなるに従い、データ選択のための閾値が大きくなるようにマップが作成されている。なお、吸入空気量の変動量積算値は、５周期分の合計積算値を用いてもよいし、１周期における積算値の平均を用いてもよい。

Figure 0005182109
In the singular value discarding process, first, the ECU 40 sets a threshold value used for data selection based on the integrated value of the fluctuation amount of the intake air amount (step S22). Table 1 described below is an example of a map used for the threshold setting process, and the upper row shows the integrated amount of fluctuation of the intake air amount, and the lower row shows the threshold used for data selection. The fluctuation amount of the intake air is expressed in seven stages “a” to “g”, where “a” is the smallest and “g” is the largest. That is, the map is created so that the threshold value for data selection increases as the intake air amount change amount (engine load change amount) increases. In addition, the fluctuation amount integrated value of the intake air amount may be a total integrated value for five cycles, or an average of the integrated values in one cycle.
Figure 0005182109

再び図３に戻り、ステップＳ２２で閾値の設定が完了すると、ＥＣＵ４０はステップＳ１４で取得されたＡ／Ｆデータ集合の中央値を抽出し、各データとの差分を算出する（ステップＳ２４）。続いてＥＣＵ４０は、ステップＳ２４で算出された各データの差分値をステップＳ２２で選択された閾値と比較し（ステップＳ２６）、差分が閾値を上回った場合は、当該データを特異値として破棄する処理を行う（ステップＳ２８）。特異値の破棄が完了したら、ＥＣＵ４０は残りのデータを平均して最終的な判定値を算出する（ステップＳ３０）。   Returning to FIG. 3 again, when the setting of the threshold value is completed in step S22, the ECU 40 extracts the median of the A / F data set acquired in step S14, and calculates a difference with each data (step S24). Subsequently, the ECU 40 compares the difference value of each data calculated in step S24 with the threshold value selected in step S22 (step S26), and discards the data as a singular value when the difference exceeds the threshold value. Is performed (step S28). When the discard of the singular value is completed, the ECU 40 averages the remaining data and calculates a final determination value (step S30).

最後に、ＥＣＵ４０がステップＳ３０で得られた最終判定値を、センサの異常判定用に設定された所定の閾値（ステップＳ２２におけるデータ破棄用の閾値とは別のもの）と比較する（ステップＳ３６）。最終判定値が閾値より大きい場合は、ＥＣＵ４０は空燃比センサ３０が正常であると判定し（ステップＳ３２）、小さい場合は異常であると判定する（ステップＳ３４）。   Finally, the ECU 40 compares the final determination value obtained in step S30 with a predetermined threshold value set for sensor abnormality determination (different from the data discard threshold value in step S22) (step S36). . When the final determination value is larger than the threshold value, the ECU 40 determines that the air-fuel ratio sensor 30 is normal (step S32), and when it is smaller, it determines that it is abnormal (step S34).

図４（ａ）を参照に、具体的な値を用いて説明を行う。図示するように、アクティブ制御により得られたデータはＸ＝［３００，２８０，３２０，２００，３００］であり、吸入空気の変動量は表１の「ｂ」であると仮定する。このとき、データの中央値は３００となり、各データとの差分はそれぞれ［０，２０，２０，１００，０］となる。一方、データ選択のための閾値は表１の「ｂ」に対応する「８０」となる。従って、ここでは４番目のデータであるＸ［３］＝２００が破棄され、残りのデータの平均値である「３００」が最終的な判定値となる。この判定値を用いて、図４のステップＳ３２における異常判定が行われる。   With reference to FIG. 4A, description will be made using specific values. As shown in the figure, it is assumed that the data obtained by the active control is X = [300, 280, 320, 200, 300], and the variation amount of the intake air is “b” in Table 1. At this time, the median value of the data is 300, and the difference from each data is [0, 20, 20, 100, 0]. On the other hand, the threshold for data selection is “80” corresponding to “b” in Table 1. Therefore, here, X [3] = 200 which is the fourth data is discarded, and “300” which is the average value of the remaining data becomes the final determination value. Using this determination value, the abnormality determination in step S32 of FIG. 4 is performed.

図４（ｂ）では、センサ出力変動のデータは図４（ａ）と同じであるが、吸入空気の変動量が「ｅ」であり、データ選択のための閾値は表１の「ｅ」に対応する「１２０」となる。従って、全てのデータが閾値より小さいため、特異値の破棄は行われずに平均値が算出される。最終的な判定値は「２８０」となり、これを用いて図３のステップＳ３２における異常判定が行われる。   In FIG. 4B, the sensor output fluctuation data is the same as in FIG. 4A, but the intake air fluctuation amount is “e”, and the threshold for data selection is “e” in Table 1. Corresponding “120”. Therefore, since all data is smaller than the threshold value, the average value is calculated without discarding the singular values. The final determination value is “280”, and the abnormality determination in step S32 of FIG. 3 is performed using this.

以上のように、本実施例では空燃比センサの異常判定において、データ破棄のための閾値をエンジンの負荷変動に基づいて設定する（図３ステップＳ２２及び表１を参照）。一般的に、エンジンの負荷変動が大きい場合には空燃比（Ａ／Ｆ）が変動しやすいため、閾値をある程度大きく設定して特異値の破棄が行われにくくなるようにすることが好ましい。一方、エンジンの負荷変動が小さい場合には空燃比が変動しにくいため、閾値を小さく設定して特異値の破棄が行われ易くなるようにし、測定精度の向上を図ることが好ましい。以上のように、エンジン負荷に基づいて特異値破棄の条件を適切なレベルに設定することにより、空燃比センサの異常判定精度を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the threshold value for discarding data is set based on the engine load fluctuation in the air-fuel ratio sensor abnormality determination (see step S22 in FIG. 3 and Table 1). Generally, when the engine load fluctuation is large, the air-fuel ratio (A / F) is likely to fluctuate. Therefore, it is preferable to set the threshold value to a certain level so that the singular value is not easily discarded. On the other hand, since the air-fuel ratio is unlikely to fluctuate when the engine load fluctuation is small, it is preferable to set the threshold value small so that the singular value can be easily discarded to improve the measurement accuracy. As described above, the abnormality determination accuracy of the air-fuel ratio sensor can be improved by setting the singular value discarding condition to an appropriate level based on the engine load.

実施例２は、データ選択の際に中央値に代えて平均値を用いる例である。空燃比センサの異常判定装置及びその周辺の構成については、実施例１の図１と共通であるため詳細な説明を省略する。   The second embodiment is an example in which an average value is used instead of a median value when selecting data. Since the air-fuel ratio sensor abnormality determination device and its peripheral configuration are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

図５は、実施例２に係る異常診断装置の制御を示すフローチャートである。本実施例は、ステップＳ２４ａ及びＳ２６ａにおけるデータ選択ステップのみが実施例１と異なり、他のステップについては実施例１と共通である。具体的には、ステップＳ１４で取得された空燃比センサ３０の出力に関する複数のデータ（ここでは５つ）のそれぞれについて、残り４つのデータの平均値との差分を算出し（ステップＳ２４ａ）、その差分をステップＳ２２で設定された閾値と比較する（ステップＳ２６ａ）。   FIG. 5 is a flowchart illustrating control of the abnormality diagnosis apparatus according to the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment only in the data selection step in steps S24a and S26a, and the other steps are the same as those in the first embodiment. Specifically, for each of a plurality of data (here, five) regarding the output of the air-fuel ratio sensor 30 acquired in step S14, a difference from the average value of the remaining four data is calculated (step S24a), The difference is compared with the threshold set in step S22 (step S26a).

図６（ａ）〜（ｂ）を参照に、実施例１と同じデータ配列及び閾値選択マップを用いて説明を行う。図示するように、１番目から５番目のデータについて、上記の差分はそれぞれ［２５，０，５０，１００，２５］となる。図６（ａ）の例では、閾値が吸入空気変動量「ｂ」に対応する８０であるため、４番目のデータであるＸ［３］＝２００が破棄される。図６（ｂ）の例では、閾値が吸入空気変動量「ｅ」に対応する「１２０」であるため、全てのデータは破棄されずに異常判定に使用される。以降のステップについては、実施例１（図３ステップＳ３０〜Ｓ３６）と共通である。   With reference to FIGS. 6A to 6B, description will be made using the same data array and threshold selection map as in the first embodiment. As shown in the figure, for the first to fifth data, the above differences are [25, 0, 50, 100, 25], respectively. In the example of FIG. 6A, since the threshold value is 80 corresponding to the intake air fluctuation amount “b”, the fourth data X [3] = 200 is discarded. In the example of FIG. 6B, since the threshold value is “120” corresponding to the intake air fluctuation amount “e”, all data is used for abnormality determination without being discarded. The subsequent steps are the same as those in the first embodiment (steps S30 to S36 in FIG. 3).

実施例２においても、実施例１と同様にデータ破棄のための閾値をエンジンの負荷変動に基づいて定めており、最終的に異常判定に使用される適切なデータを選択するための精度を高めている。これにより、空燃比センサの異常判定の精度を向上させることができる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the threshold value for discarding data is determined based on engine load fluctuation, and the accuracy for selecting appropriate data to be used finally for abnormality determination is improved. ing. Thereby, the accuracy of the abnormality determination of the air-fuel ratio sensor can be improved.

実施例１及び２では、閾値選択の際に吸入空気量の変化量を用いる例について説明したが、閾値選択に用いられるパラメータはこれに限られるものではなく、エンジンの負荷変動を反映したパラメータであれば任意のものを用いてよい。例えば、吸入空気量の変動量の代わりに、図１のスロットル開度センサ２２により得られるスロットル開度の変動量に基づき、データ選択のための閾値を設定してもよい。この場合は、表１と同じように、スロットル開度の変動量が大きくなるにつれ、データ破棄のための閾値が大きくなるようにマップを作成することが望ましい。   In the first and second embodiments, the example in which the amount of change in the intake air amount is used when the threshold value is selected has been described. However, the parameter used for the threshold value selection is not limited to this, and is a parameter that reflects engine load fluctuations. Any one may be used as long as it is present. For example, a threshold for data selection may be set based on the amount of fluctuation in the throttle opening obtained by the throttle opening sensor 22 in FIG. 1 instead of the amount of fluctuation in the intake air amount. In this case, as in Table 1, it is desirable to create a map so that the threshold for discarding data increases as the amount of change in the throttle opening increases.

また、実施例１及び２では、図１の空燃比センサ３０の異常診断を行う例について説明したが、本発明は同図の酸素センサ３２の異常診断にも同様に適用することができる。   In the first and second embodiments, the example of performing the abnormality diagnosis of the air-fuel ratio sensor 30 in FIG. 1 has been described. However, the present invention can be similarly applied to the abnormality diagnosis of the oxygen sensor 32 in FIG.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０ エンジン
１８ エアフロメータ
２２ スロットル開度センサ
３０ 空燃比センサ
３２ 酸素センサ
４０ ＥＣＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 18 Air flow meter 22 Throttle opening sensor 30 Air fuel ratio sensor 32 Oxygen sensor 40 ECU

Claims (4)

内燃機関への燃料噴射量を周期的に増減させるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、
前記アクティブ制御の実行中に、前記内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサから複数のデータを取得するデータ取得手段と、
前記アクティブ制御の実行中における前記内燃機関の負荷変動に基づき、データ選択のための閾値を設定する閾値設定手段と、
前記データ取得手段が取得した複数のデータの中から、前記閾値設定手段により設定された閾値に基づき、前記空燃比センサの異常判定に用いるデータを選択するデータ選択手段と、
前記データ選択手段が選択したデータに基づき、前記空燃比センサの異常判定を行う判定手段と、
を有し、
前記データ選択手段は、前記データ取得手段が取得した複数のデータの中央値を抽出し、前記複数のデータのうち前記中央値との差が前記閾値設定手段により設定された閾値より小さいデータを選択することを特徴とする空燃比センサの異常判定装置。 Active control means for executing active control for periodically increasing or decreasing the amount of fuel injection to the internal combustion engine;
Data acquisition means for acquiring a plurality of data from an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust system of the internal combustion engine during execution of the active control;
Threshold setting means for setting a threshold for data selection based on a load fluctuation of the internal combustion engine during execution of the active control;
A data selection unit that selects data used for abnormality determination of the air-fuel ratio sensor based on a threshold set by the threshold setting unit from a plurality of data acquired by the data acquisition unit;
Determination means for determining abnormality of the air-fuel ratio sensor based on the data selected by the data selection means;
I have a,
The data selection unit extracts a median value of a plurality of data acquired by the data acquisition unit, and selects data having a difference from the median value smaller than the threshold value set by the threshold value setting unit from the plurality of data items An abnormality determination device for an air-fuel ratio sensor characterized in that: 内燃機関への燃料噴射量を周期的に増減させるアクティブ制御を実行するアクティブ制御手段と、
前記アクティブ制御の実行中に、前記内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサから複数のデータを取得するデータ取得手段と、
前記アクティブ制御の実行中における前記内燃機関の負荷変動に基づき、データ選択のための閾値を設定する閾値設定手段と、
前記データ取得手段が取得した複数のデータの中から、前記閾値設定手段により設定された閾値に基づき、前記空燃比センサの異常判定に用いるデータを選択するデータ選択手段と、
前記データ選択手段が選択したデータに基づき、前記空燃比センサの異常判定を行う判定手段と、
を有し、
前記データ選択手段は、前記データ取得手段が取得した複数のデータのうち一のデータと、当該一のデータを除く残りのデータの平均値との差分を算出し、前記複数のデータのうち前記差分が前記閾値設定手段により設定された閾値より小さいデータを選択することを特徴とする空燃比センサの異常判定装置。 Active control means for executing active control for periodically increasing or decreasing the amount of fuel injection to the internal combustion engine;
Data acquisition means for acquiring a plurality of data from an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust system of the internal combustion engine during execution of the active control;
Threshold setting means for setting a threshold for data selection based on a load fluctuation of the internal combustion engine during execution of the active control;
A data selection unit that selects data used for abnormality determination of the air-fuel ratio sensor based on a threshold set by the threshold setting unit from a plurality of data acquired by the data acquisition unit;
Determination means for determining abnormality of the air-fuel ratio sensor based on the data selected by the data selection means;
I have a,
The data selection unit calculates a difference between one of the plurality of data acquired by the data acquisition unit and an average value of the remaining data excluding the one data, and the difference among the plurality of data An air-fuel ratio sensor abnormality determination device characterized by selecting data smaller than the threshold set by the threshold setting means . 前記負荷変動は、前記内燃機関の吸気系への吸入空気量の変動量であることを特徴とする請求項１または２記載の空燃比センサの異常判定装置。 3. The air-fuel ratio sensor abnormality determination device according to claim 1, wherein the load fluctuation is a fluctuation amount of an intake air amount to an intake system of the internal combustion engine. 前記負荷変動は、前記内燃機関の吸気系に設けられたスロットルの開度の変動量であることを特徴とする請求項１または２記載の空燃比センサの異常判定装置。 3. The air-fuel ratio sensor abnormality determination device according to claim 1, wherein the load fluctuation is a fluctuation amount of an opening degree of a throttle provided in an intake system of the internal combustion engine.
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