JPH04237851A - 空燃比センサ劣化診断装置 - Google Patents
空燃比センサ劣化診断装置Info
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機の空燃比センサ劣
化診断に関わり、特に空燃比フィードバック係数より、
理論空燃比を得、その近傍で空燃比を動かし、空燃比セ
ンサの劣化診断を行う装置に関するものである。
化診断に関わり、特に空燃比フィードバック係数より、
理論空燃比を得、その近傍で空燃比を動かし、空燃比セ
ンサの劣化診断を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、特公昭６３−２９５８３
５号に記載の様に、触媒コンバータの上流および下流側
に空燃比センサを設け、両方の出力特性を比較すること
により、上流側の空燃比センサ劣化診断を行い、ユーザ
に部品交換を促し、部品劣化によるエミッション悪化を
防止するものであった。
５号に記載の様に、触媒コンバータの上流および下流側
に空燃比センサを設け、両方の出力特性を比較すること
により、上流側の空燃比センサ劣化診断を行い、ユーザ
に部品交換を促し、部品劣化によるエミッション悪化を
防止するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、上流
側と下流側の空燃比センサ出力を比較しているため、触
媒の前後での排ガス成分の違い、時間差等のファクター
を考慮する必要が生じ、必ずしも正確な判定を行ってい
るとはいえない。また、比較ロジックも複雑となってい
る。
側と下流側の空燃比センサ出力を比較しているため、触
媒の前後での排ガス成分の違い、時間差等のファクター
を考慮する必要が生じ、必ずしも正確な判定を行ってい
るとはいえない。また、比較ロジックも複雑となってい
る。
【０００４】本発明は空燃比フィードバック係数より、
理論空燃比を演算し、その前後に空燃比を振って、空燃
比センサ劣化診断を行うので、正確にかつ、安価なコス
トで劣化診断を行うことができる装置を提供することを
目的とする。
理論空燃比を演算し、その前後に空燃比を振って、空燃
比センサ劣化診断を行うので、正確にかつ、安価なコス
トで劣化診断を行うことができる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】上記目的を達成する為に
、空燃比センサ出力を保持するバッファ、及び空燃比セ
ンサ出力を比較する比較装置、空燃比フィードバック係
数を保持するメモリ、理論空燃比を計算する演算装置、
空燃比フィードバック係数より燃料噴射量を計算する演
算装置、エンジンパラメータの入出力制御を行う制御装
置とセンサ、空燃比センサ、これらをシステムとして構
築したものである。
、空燃比センサ出力を保持するバッファ、及び空燃比セ
ンサ出力を比較する比較装置、空燃比フィードバック係
数を保持するメモリ、理論空燃比を計算する演算装置、
空燃比フィードバック係数より燃料噴射量を計算する演
算装置、エンジンパラメータの入出力制御を行う制御装
置とセンサ、空燃比センサ、これらをシステムとして構
築したものである。
【０００６】
【作用】上記の手段は、空燃比フィードバック係数を変
更して、燃料噴射量を空燃比が理論空燃比の前後に変更
する動作を行うので、空燃比フィードバック係数の単位
が、異常な燃料量計算できる程大きく設定しないので、
運転状態の異常動作は起きない。
更して、燃料噴射量を空燃比が理論空燃比の前後に変更
する動作を行うので、空燃比フィードバック係数の単位
が、異常な燃料量計算できる程大きく設定しないので、
運転状態の異常動作は起きない。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は、本発明の全体の構成図である。エンジン本
体１には、エンジン冷却水温センサ５，吸気通路２のエ
アフロセンサ３，スロットルセンサ４、また、排気通路
６には、空燃比センサ７、が配設されている。また、１
２はコントロールユニットで、前述の各センサ出力信号
情報により、燃料噴射量点火時期、アイドルスピードコ
ントロールバルブパルス幅等が演算され、それぞれイン
ジェクタ８，昇圧及び分配装置９，アイドルスピードコ
ントロールバルブ１１、に制御信号を出力する。
る。図１は、本発明の全体の構成図である。エンジン本
体１には、エンジン冷却水温センサ５，吸気通路２のエ
アフロセンサ３，スロットルセンサ４、また、排気通路
６には、空燃比センサ７、が配設されている。また、１
２はコントロールユニットで、前述の各センサ出力信号
情報により、燃料噴射量点火時期、アイドルスピードコ
ントロールバルブパルス幅等が演算され、それぞれイン
ジェクタ８，昇圧及び分配装置９，アイドルスピードコ
ントロールバルブ１１、に制御信号を出力する。
【０００８】図２は、空燃比フィードバック係数αの平
均値αａｖｅ の演算を説明した図である。以下、空燃
比フィードバック係数αを、αと略する。空燃比クロー
ズドループ制御中のαのピーク値をｎ個サンプリングし
、その平均値αａｖｅ ＝Σ（αピーク）／ｎ を求め
る。この演算値αａｖｅ は、その運転領域における理
論空燃比の補正係数値に近似できる。
均値αａｖｅ の演算を説明した図である。以下、空燃
比フィードバック係数αを、αと略する。空燃比クロー
ズドループ制御中のαのピーク値をｎ個サンプリングし
、その平均値αａｖｅ ＝Σ（αピーク）／ｎ を求め
る。この演算値αａｖｅ は、その運転領域における理
論空燃比の補正係数値に近似できる。
【０００９】図３は、図２で説明した、αの平均値αａ
ｖｅ の補正演算について説明した図である。図２は、
空燃比クローズドループ制御中にαが全体的に移動する
運転領域を示している。この領域でαのピーク値をサン
プルした場合、図２に示した様に、α１，α２と比較し
、α４，α５が大きく離れている。この場合、αピーク
値の単純平均αａｖｅ は、必ずしも理論空燃比の補正
係数値を近似しているとはいえない。そこで、αのピー
ク値のサンプリング数ｎ個の平均値αａｖｅ ＝Σ（α
ピーク）／ｎ の計算と同時に、αのサンプリング値個
数の後半部分の平均値αａｖｅ（ｎ／２）＝Σ（αピー
ク）／（ｎ／２）、つまり、ｎ／２個目のαのピーク値
からｎ個目までの平均値αａｖｅ（ｎ／２）を求める（
ｎ＝ｎ／２，ｎ／２＋１……ｎ）。次に、それらの偏差
σ＝｜αａｖｅ（ｎ／２）｜の計算を行う。偏差σが、
基準値ｌより大きい場合（σ＞ｌ）は、今の領域での機
関運転状態が安定していないとして、この診断制御を終
了する。偏差σが、基準値ｌより小さい場合（σ≦ｌ）
は、今の領域での運転状態が安定しているとし、更に、
平均値αａｖｅ を計算したサンプリング値の個々の偏
差計算σｎ＝｜αａｖｅ−αｎ｜ を行う。次に、それ
らの偏差σｎ において、基準値ｍより大きいものσｎ
＞ｍ に相当するサンプリングピーク値αｘ（ｘ個）を
削除し、αのサンプリングピーク値の補正後平均値αａ
ｖｅ０を計算する。
ｖｅ の補正演算について説明した図である。図２は、
空燃比クローズドループ制御中にαが全体的に移動する
運転領域を示している。この領域でαのピーク値をサン
プルした場合、図２に示した様に、α１，α２と比較し
、α４，α５が大きく離れている。この場合、αピーク
値の単純平均αａｖｅ は、必ずしも理論空燃比の補正
係数値を近似しているとはいえない。そこで、αのピー
ク値のサンプリング数ｎ個の平均値αａｖｅ ＝Σ（α
ピーク）／ｎ の計算と同時に、αのサンプリング値個
数の後半部分の平均値αａｖｅ（ｎ／２）＝Σ（αピー
ク）／（ｎ／２）、つまり、ｎ／２個目のαのピーク値
からｎ個目までの平均値αａｖｅ（ｎ／２）を求める（
ｎ＝ｎ／２，ｎ／２＋１……ｎ）。次に、それらの偏差
σ＝｜αａｖｅ（ｎ／２）｜の計算を行う。偏差σが、
基準値ｌより大きい場合（σ＞ｌ）は、今の領域での機
関運転状態が安定していないとして、この診断制御を終
了する。偏差σが、基準値ｌより小さい場合（σ≦ｌ）
は、今の領域での運転状態が安定しているとし、更に、
平均値αａｖｅ を計算したサンプリング値の個々の偏
差計算σｎ＝｜αａｖｅ−αｎ｜ を行う。次に、それ
らの偏差σｎ において、基準値ｍより大きいものσｎ
＞ｍ に相当するサンプリングピーク値αｘ（ｘ個）を
削除し、αのサンプリングピーク値の補正後平均値αａ
ｖｅ０を計算する。
【００１０】αａｖｅ０＝（Σα−Σσｘ）／（ｎ−ｘ
）以上の補正を加えたαａｖｅ０により、図４に示す様
単純平均値αａｖｅ の診断時の理論空燃比相当係数値
からのずれが補正される。ここで、サンプリング個数ｎ
、基準値ｌ及びｍは、エンジンの制御システムにより決
定される定数または、変数とする。
）以上の補正を加えたαａｖｅ０により、図４に示す様
単純平均値αａｖｅ の診断時の理論空燃比相当係数値
からのずれが補正される。ここで、サンプリング個数ｎ
、基準値ｌ及びｍは、エンジンの制御システムにより決
定される定数または、変数とする。
【００１１】図５，図６は、空燃比センサの劣化診断時
、空燃比センサ出力応答波形を得るための、空燃比フィ
ードバック係数の操作例を示した図である。図５は、α
ａｖｅ０を演算後αを理論空燃比相当係数値αａｖｅ０
の値を一定にクランプし、図に示すαａｖｅ０をまたぐ
様、αの値をステップ状に変化させることにより空燃比
を理論空燃比の近傍で確実に変化させることで、空燃比
センサの出力起動力を急変させ、図７に示す様、その応
答波形を得る。その空燃比センサ出力応答波形の劣化判
定方法を図８に示す。図では、空燃比係数により燃料量
をｌｅａｎからｒｉｃｈにステップ状に変化された時の
空燃比センサの正常出力応答波形（実線）と、劣化時出
力応答波形（点線）を示す。この劣化判定は、まず、空
燃比センサ出力にｒｉｃｈ側出力電圧劣化判定レベルｖ
１ 、及びｌｅａｎ側出力電圧劣化判定レベルｖ２ を
それぞれ下限値，上限値として出力値化較判定を行う。 次に、空燃比センサ出力応答波形の出力立ち上がり時の
傾き（微分値ｄｖ／ｄｔ）をみて、劣化判定を行う。ま
た、この他に、例えば空燃比フィードバック係数をｌｅ
ａｎからｒｉｃｈに動かした時の、センサ出力応答がｌ
ｅａｎからｒｉｃｈになる時間を計測して劣化判定をす
る方法もある。また、図５に示す。ａもしくはｂを可変
したときの応答波形を利用した劣化判定方法も考えられ
る。図５に示すａ，ｂは、ａ，ｂを可変した劣化判定の
場合を除いては、ａ及びｂは、確実に理論空燃比を横断
できる値に設定する。これは、エンジンの制御システム
と運転領域より決まる定数または、変数とする。 また、ａ及びｂは、αａｖｅ０にクランプする場合、（
ｉ）のｌｅａｎ側運転からクランプするのと、（ｉｉ）
のｒｉｃｈ側運転からクランプするのとでは、クランプ
位置に偏差を生ずることがあるので、エンジン制御シス
テムや運転領域により、考慮する必要がある。
、空燃比センサ出力応答波形を得るための、空燃比フィ
ードバック係数の操作例を示した図である。図５は、α
ａｖｅ０を演算後αを理論空燃比相当係数値αａｖｅ０
の値を一定にクランプし、図に示すαａｖｅ０をまたぐ
様、αの値をステップ状に変化させることにより空燃比
を理論空燃比の近傍で確実に変化させることで、空燃比
センサの出力起動力を急変させ、図７に示す様、その応
答波形を得る。その空燃比センサ出力応答波形の劣化判
定方法を図８に示す。図では、空燃比係数により燃料量
をｌｅａｎからｒｉｃｈにステップ状に変化された時の
空燃比センサの正常出力応答波形（実線）と、劣化時出
力応答波形（点線）を示す。この劣化判定は、まず、空
燃比センサ出力にｒｉｃｈ側出力電圧劣化判定レベルｖ
１ 、及びｌｅａｎ側出力電圧劣化判定レベルｖ２ を
それぞれ下限値，上限値として出力値化較判定を行う。 次に、空燃比センサ出力応答波形の出力立ち上がり時の
傾き（微分値ｄｖ／ｄｔ）をみて、劣化判定を行う。ま
た、この他に、例えば空燃比フィードバック係数をｌｅ
ａｎからｒｉｃｈに動かした時の、センサ出力応答がｌ
ｅａｎからｒｉｃｈになる時間を計測して劣化判定をす
る方法もある。また、図５に示す。ａもしくはｂを可変
したときの応答波形を利用した劣化判定方法も考えられ
る。図５に示すａ，ｂは、ａ，ｂを可変した劣化判定の
場合を除いては、ａ及びｂは、確実に理論空燃比を横断
できる値に設定する。これは、エンジンの制御システム
と運転領域より決まる定数または、変数とする。 また、ａ及びｂは、αａｖｅ０にクランプする場合、（
ｉ）のｌｅａｎ側運転からクランプするのと、（ｉｉ）
のｒｉｃｈ側運転からクランプするのとでは、クランプ
位置に偏差を生ずることがあるので、エンジン制御シス
テムや運転領域により、考慮する必要がある。
【００１２】図６は、図５とは違い、αａｖｅ０または
αに、ランダムな周波数を持つステップ状波形を空燃比
フィードバック係数に入力し、その結果、空燃比センサ
出力応答波形を得、それらの相関をとり空燃比センサの
劣化判定を行う例を示した図である。
αに、ランダムな周波数を持つステップ状波形を空燃比
フィードバック係数に入力し、その結果、空燃比センサ
出力応答波形を得、それらの相関をとり空燃比センサの
劣化判定を行う例を示した図である。
【００１３】図９は、本発明の一実施例についてのフロ
ーチャートを示した図である。まず、空燃比センサ活性
化か否かの判定を行う。活性化でない場合は終了する。 活性化している場合は、空燃比クローズドループ制御中
か否かの判定を行う。クローズドループ制御中でなけれ
ば、終了する。クローズドループ制御中ならば、定常運
転領域であるか否かの判定に移る。定常運転領域か否か
の判定は、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ ，エンジン回転
数，スロットル開度等のエンジン制御パラメータの変化
量または、大きさで行う。定常運転状態でなければ、終
了する。定常運転ならば、以下前述の図１から図８の説
明に従って、空燃比センサの劣化診断を行っていく。
ーチャートを示した図である。まず、空燃比センサ活性
化か否かの判定を行う。活性化でない場合は終了する。 活性化している場合は、空燃比クローズドループ制御中
か否かの判定を行う。クローズドループ制御中でなけれ
ば、終了する。クローズドループ制御中ならば、定常運
転領域であるか否かの判定に移る。定常運転領域か否か
の判定は、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ ，エンジン回転
数，スロットル開度等のエンジン制御パラメータの変化
量または、大きさで行う。定常運転状態でなければ、終
了する。定常運転ならば、以下前述の図１から図８の説
明に従って、空燃比センサの劣化診断を行っていく。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、空燃比センサの劣化診
断を正確に行なうことができるので以下に記載されるよ
うな効果を奏する。
断を正確に行なうことができるので以下に記載されるよ
うな効果を奏する。
【００１５】空燃比センサの劣化を診断することにより
、劣化センサの交換を、メーカ・ユーザ等に促し、排気
ガス清浄効果が高められ、環境問題を克服できる効果が
ある。
、劣化センサの交換を、メーカ・ユーザ等に促し、排気
ガス清浄効果が高められ、環境問題を克服できる効果が
ある。
【図１】本発明の装置の一実施例の全体概念図。
【図２】フィードバック係数αの平均値の演算を説明し
た図。
た図。
【図３】平均値αａｖｅ の補正演算を説明した図。
【図４】平均値αａｖｅ の補正演算を説明した図。
【図５】空燃比フィードバック係数の操作例を説明した
図。
図。
【図６】空燃比フィードバック係数の操作例を説明した
図。
図。
【図７】空燃比センサ出力応答を説明した図。
【図８】空燃比センサ出力応答の劣化判定方法を示した
一実施例を説明した図。
一実施例を説明した図。
【図９】本発明の一実施例を説明したフローチャートを
示した図。
示した図。
Claims (6)
- 【請求項１】内燃機関の排気系路に配設された少なくと
も１つの空燃比検出手段、前記空燃比検出値を基に空燃
比を変更する手段、前記空燃比を変更することにより、
空燃比フィードバック制御を行う手段、エンジン運転状
態を示すパラメータを検出する手段、とを有する内燃機
関において、空燃比のフィードバック制御係数より、理
論空燃比を与えるフィードバック係数値を求める手段を
有すことを特徴とする空燃比センサ劣化診断装置。 - 【請求項２】定常運転状態を判断し、理論空燃比の近傍
で空燃比フィードバック係数を変化させ、その時の空燃
比センサ出力応答特性により、空燃比センサの劣化診断
を行うことを特徴とする請求項１記載の空燃比センサ劣
化診断装置。 - 【請求項３】空燃比フィードバック係数をランダム信号
に基づいて、理論空燃比の近傍で変化させ、その時の空
燃比センサ応答波形との相関をみることで、空燃比セン
サの劣化診断を行うことを特徴とする請求項１記載の空
燃比センサ劣化診断装置。 - 【請求項４】請求項２又は３において、空燃比センサ劣
化と診断した場合、報知手段をもつて、運転者又は、整
備者に異常を報知することを特徴とする空燃比センサ劣
化診断装置。 - 【請求項５】請求項１記載の理論空燃比を与えるフィー
ドバック係数値は、フィードバック係数のピーク値を複
数個サンプリングを行い、その平均値を求めることによ
り決定することを特徴とする空燃比センサ劣化診断装置
。 - 【請求項６】請求項５記載のフィードバック係数のピー
ク値の平均値計算の際、平均値計算において、平均値よ
り値が大きくかけはなれたピーク値は、計算に含めない
ことで、より正確な理論空燃比を与えるフィードバック
係数値を求めることを特徴とする空燃比センサの劣化診
断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP557491A JPH04237851A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 空燃比センサ劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP557491A JPH04237851A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 空燃比センサ劣化診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237851A true JPH04237851A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=11614995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP557491A Pending JPH04237851A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 空燃比センサ劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237851A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7201160B2 (en) | 2003-09-11 | 2007-04-10 | Denso Corporation | Air-fuel ratio sensor monitor, air-fuel ratio detector, and air-fuel ratio control |
| JP2008267883A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | 空燃比センサの異常診断装置 |
| JP2009074556A (ja) * | 2008-12-05 | 2009-04-09 | Hitachi Ltd | 内燃機関の診断装置および制御装置 |
| JP2012251563A (ja) * | 2012-09-24 | 2012-12-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の診断装置および制御装置 |
| FR3114842A1 (fr) * | 2020-10-06 | 2022-04-08 | Psa Automobiles Sa | Procede de diagnostic d’endommagement d’un catalyseur et d’une sonde a oxygene |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP557491A patent/JPH04237851A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7201160B2 (en) | 2003-09-11 | 2007-04-10 | Denso Corporation | Air-fuel ratio sensor monitor, air-fuel ratio detector, and air-fuel ratio control |
| US7248960B2 (en) | 2003-09-11 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Air-fuel ratio sensor monitor, air-fuel ratio detector, and air-fuel ratio control |
| JP2008267883A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | 空燃比センサの異常診断装置 |
| JP2009074556A (ja) * | 2008-12-05 | 2009-04-09 | Hitachi Ltd | 内燃機関の診断装置および制御装置 |
| JP2012251563A (ja) * | 2012-09-24 | 2012-12-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の診断装置および制御装置 |
| FR3114842A1 (fr) * | 2020-10-06 | 2022-04-08 | Psa Automobiles Sa | Procede de diagnostic d’endommagement d’un catalyseur et d’une sonde a oxygene |
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