JPH0783098A - 空燃比検出装置の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空燃比センサの異常状態を正確に検出し得る
空燃比検出装置の異常診断装置を提供する。 【構成】 ＥＣＵ５は、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの異常
診断を行うに先立って、前条件の成立を判定する。この
前条件は、エンジン冷却水温センサ１０、燃料噴射弁
６、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの電気ヒータＨ、および上
流側Ｏ2センサ１５Ａの電気ヒータＨが故障していない
か否かを判別し、これらのうち１つでも故障していると
きは、前条件の成否を示す条件成立フラグに“０”をセ
ットすることにより、異常診断処理の実行を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混合気の空燃比を制御
するためのパラメータとして内燃機関の排気中の空燃比
を検出する空燃比検出装置の異常診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関に供給される混合気の
空燃比が所望の値を中心としたある範囲内となるように
制御するために、排気ガスに含まれている特定成分の濃
度、例えば酸素濃度を検出し、該検出した酸素濃度に応
じて空燃比補正係数値を設定し、この補正係数値を用い
て空燃比を補正している。内燃機関の排気ガスから酸素
濃度を検出するための排気濃度センサ（空燃比センサ）
である酸素濃度センサ（Ｏ2センサ）は、例えばジルコ
ニア固体電解質（ＺｒＯ2）を備えた形式のもので、そ
の起電力が混合気の理論空燃比の前後において急激に変
化する特性を有し、Ｏ2センサの出力信号は排気ガスの
空燃比の理論空燃比に対しリッチ側において高レベルと
なり、リーン側において低レベルとなる。このような酸
素濃度を検出するＯ2センサの断線、短絡や劣化等の異
常が空燃比制御に与える影響は大きい。このため、Ｏ2
センサ等の排気濃度センサを含む排気ガス濃度検出系を
常時監視して正常なセンサ信号によって空燃比制御系を
正常に機能させる必要がある。

【０００３】そのための排気濃度センサの異常検出方法
として、特開平１−２７２９５６号公報に示されている
ように、空燃比センサとしての排気濃度センサに所定電
圧を印加した時の排気濃度センサの出力電圧の変化量が
所定値以下のとき、排気濃度センサが故障していると判
定するようにしたものがある。また、特開平４−２３３
４４７号公報に示されているように、排気濃度センサに
所定電圧を印加した時の排気濃度センサの出力電圧の変
動量に基づいて排気濃度センサの内部インピーダンスを
算出し、この内部インピーダンスに基づいて排気濃度セ
ンサの劣化を検出するものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気濃度セ
ンサ等の空燃比センサは、一般に、活性を早めるために
電気的なヒータを有しており、故障、或いは制御により
ヒータに通電が行われていないときは、不活性状態にな
っている場合がある。このように、空燃比センサが不活
性状態にあるときには、空燃比センサの内部インピーダ
ンスが高くなり、上記のように内部インピーダンスに基
づいて劣化検出を行うと、空燃比センサが実際には劣化
していないにも拘らず劣化しているものとして、誤検出
してしまう。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、空燃比センサの異常状態を正確に検
出し得る空燃比検出装置の異常診断装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１の発明は、内燃機関に供給される混合気の空燃比を
フィードバック制御すべく排気中の空燃比を検出する空
燃比検出手段と、該空燃比検出手段を加熱する加熱手段
と、前記空燃比検出手段に所定電圧を印加したときの該
空燃比検出手段の出力値に基づいて該空燃比検出手段の
異常を検出する異常検出手段とを備えた空燃比検出装置
の異常診断装置において、前記加熱手段による前記空燃
比検出手段の加熱状態を検出する加熱状態検出手段と、
該加熱状態検出手段により前記空燃比検出手段の非加熱
状態が検出されたとき、前記異常検出手段による前記空
燃比検出手段の異常検出を禁止する禁止手段とを設けて
いる。

【０００７】上記目的を達成するため第２の発明は、内
燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側、下流側にそ
れぞれ配置され、前記内燃機関に供給される混合気の空
燃比をフィードバック制御するための上流側空燃比検出
手段、および下流側空燃比検出手段と、当該下流側空燃
比検出手段を加熱する加熱手段と、前記上流側空燃比検
出手段に所定電圧を印加したときの該上流側空燃比検出
手段の出力値に基づいて該上流側空燃比検出手段の異常
を検出する上流側異常検出手段と、前記下流側空燃比検
出手段に所定電圧を印加したときの該下流側空燃比検出
手段の出力値に基づいて該下流側空燃比検出手段の異常
を検出する下流側異常検出手段とを備えた空燃比検出装
置の異常診断装置において、前記上流側異常検出手段に
より前記上流側空燃比検出手段の異常が検出されたと
き、前記加熱手段による前記下流側空燃比検出手段の加
熱を禁止すると共に、前記下流側異常検出手段による前
記下流側空燃比検出手段の異常検出を禁止する禁止手段
を設けている。

【０００８】

【作用】第１の発明において、空燃比検出手段は、内燃
機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御
すべく排気中の空燃比を検出し、異常検出手段は、空燃
比検出手段に所定電圧を印加したときの空燃比検出手段
の出力値に基づいて空燃比検出手段の異常を検出する。
また、加熱手段は、空燃比検出手段を加熱するが、この
加熱状態は、加熱状態検出手段により検出される。

【０００９】そして、禁止手段は、加熱状態検出手段に
より空燃比検出手段の非加熱状態が検出されたときは、
異常検出手段による空燃比検出手段の異常検出を禁止す
ることにより、空燃比検出手段が活性状態の場合にのみ
異常検出が行われるようにし、異常が誤検出されるのを
防止する。

【００１０】第２の発明において、内燃機関の排気系に
設けられた触媒の上流側、下流側にそれぞれ配置された
上流側空燃比検出手段、下流側空燃比検出手段は、内燃
機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御
すべく上流側、上流側の排気中の空燃比を検出する。ま
た、加熱手段は、下流側空燃比検出手段を加熱する。そ
して、上流側異常検出手段は、上流側空燃比検出手段に
所定電圧を印加したときの該上流側空燃比検出手段の出
力値に基づいて該上流側空燃比検出手段の異常を検出
し、下流側異常検出手段は、前記下流側空燃比検出手段
に所定電圧を印加したときの該下流側空燃比検出手段の
出力値に基づいて該下流側空燃比検出手段の異常を検出
する。

【００１１】そして、禁止手段は、上流側異常検出手段
により上流側空燃比検出手段の異常が検出されたとき、
加熱手段による下流側空燃比検出手段の加熱を禁止する
と共に、下流側異常検出手段による下流側空燃比検出手
段の異常検出を禁止することにより、上流側空燃比検出
手段が正常に機能して混合気の空燃比が正常にフィード
バック制御されている場合にのみ、加熱手段による下流
側空燃比検出手段の加熱と、下流側異常検出手段による
下流側空燃比検出手段の異常検出を行うようにして、空
燃比センサの異常状態を正確に検出する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例による空燃比検
出装置の異常診断装置を適用した内燃エンジンの燃料供
給制御装置の概略構成を示すブロック図である。同図に
おいて、符号１は例えば４気筒の内燃エンジンを示し、
該エンジン１には吸気管２が接続され、該吸気管２の途
中にはスロットル弁３が設けられている。該スロットル
弁３にはその弁開度θＴＨを検出するスロットル弁開度
センサ４が接続されており、検出θＴＨ値に応じた電気
的な信号をスロットル弁開度信号として出力する。該ス
ロットル弁開度信号は、電子コントロールユニット（以
下「ＥＣＵ」という）５に送られる。

【００１４】前記エンジン１とスロットル弁３との間に
は燃料噴射弁６が設けられている。該燃料噴射弁６は前
記エンジン１の各気筒毎に設けられており、図示しない
燃料ポンプに接続され、前記ＥＣＵ５から供給される駆
動信号によって燃料を噴射する開弁時間が制御される。

【００１５】一方、前記スロットル弁３の下流の吸気管
２には、管７を介して該吸気管２内の絶対圧ＰＢＡを検
出する吸気管内絶対圧センサ８が接続されており、その
検出信号はＥＣＵ５に送られる。更に管７の下流の吸気
管２には吸気温度ＴAを検出する吸気温度センサ９が取
り付けられ、その検出信号はＥＣＵ５に送られる。

【００１６】冷却水が充満されている前記エンジン１の
気筒周壁には、例えばサーミスタからなり、冷却水の温
度ＴWを検出するエンジン冷却水温度センサ１０が設け
られ、その検出信号は前記ＥＣＵ５に送られる。エンジ
ン回転数センサ（以下、ＮＥセンサという）１１及び気
筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が前記エンジン１の図示し
ていないカム軸又はクランク軸周囲に取り付けられ、前
者のＮＥセンサ１１は、各気筒の所定クランク角度位置
でクランク軸の１８０度回転毎に１パルスの信号（ＴＤ
Ｃ信号パルス）を出力し、後者の気筒判別センサ１２
は、特定の気筒を判別する信号を特定気筒の所定クラン
ク角度位置で１パルス出力し、これらのパルス信号は前
記ＥＣＵ５に送られる。

【００１７】前記エンジン１の排気管１３には三元触媒
１４が設けられ、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成分
の浄化作用を行う。この三元触媒１４の上流側、および
上流側の排気管１３には、排気濃度センサである上流側
Ｏ2センサ１５Ａ，下流側Ｏ2センサ１５Ｂが各々装着さ
れ、これら上流側Ｏ2センサ１５Ａ，下流側Ｏ2センサ１
５Ｂは、排気ガス中の酸素ガス濃度を検出し、その検出
信号を前記ＥＣＵ５に供給する。

【００１８】更に、前記ＥＣＵ５には、他のエンジン運
転パラメータセンサ、例えば大気圧センサ１６が接続さ
れ、該大気圧センサ１６はその検出信号を前記ＥＣＵ５
に供給している。また、ＥＣＵ５には上流側Ｏ2センサ
１５Ａ，下流側Ｏ2センサ１５Ｂの故障及び劣化時のフ
ェイルセーフ処理部、例えば警報手段１７が接続されて
いる。該警報手段１７は、上流側Ｏ2センサ１５Ａ，下
流側Ｏ2センサ１５Ｂに故障、劣化等の異常が発生し、
これが診断（チェック）されたときにはＥＣＵ５から送
出される制御信号に基づいて警報音の発生、ＬＥＤによ
る表示などを行なう。

【００１９】ＥＣＵ５は、上記の各種センサからの入力
信号（アナログ）波形を整形し、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
る入力回路５ａ、各種制御を司るＣＰＵ５ｂ、このＣＰ
Ｕ５ｂで実行される各種演算プログラムや演算結果等を
記憶する記憶手段５ｃ、燃料噴射弁６に駆動信号を供給
する出力回路５ｄ等により構成されている。

【００２０】図２は、上流側Ｏ2センサ１５Ａ，下流側
Ｏ2センサ１５Ｂの劣化検出のためのチェッカーサーキ
ットを含む前記ＥＣＵ５の入力回路５ａ内におけるＯ2
センサ入力回路部分の回路構成図を示す回路図である。
なお、図２は、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの入力回路部分
のみを示しているが、上流側Ｏ2センサ１５Ａの入力回
路部分も全く同様の構成となっている。

【００２１】図２に示す如く、素子内部インピーダンス
ｒと電池１５ａとで表されるＯ2センサ１５Ｂの一端は
排気管壁に接地され、他端が信号ラインｌを通してＥＣ
Ｕ５に接続されている。ＥＣＵ５の入力回路５ａの内部
には、２つのコンデンサＣ1，Ｃ2及び抵抗Ｒ1から成る
ローパスフィルタとオペレーショナルアンプ５２０が設
けられ、Ｏ2センサ１５の出力電圧ＶＯ２は該ローパス
フィルタを介してオペレーショナルアンプ５２０の非反
転入力端子に印加され、該オペレーショナルアンプ５２
０で増幅されてＥＣＵ５内部のマルチプレクサ、Ａ／Ｄ
コンバータ（図示せず）へ供給される。

【００２２】上記コンデンサＣ1と抵抗Ｒ1との接続点
と、所定電源電圧Ｖｃｃが供給される端子との間には、
チェッカーサーキットスイッチ（ＳＷ）としての切換制
御可能なスイッチ５３０と抵抗Ｒ2との直列回路が接続
されており、該スイッチ５３０が出力回路５ｄからの制
御信号によりオン、オフ制御される。スイッチ５３０
は、適宜のスイッチ素子であってよい。

【００２３】また、上流側Ｏ2センサ１５Ａと下流側Ｏ2
センサ１５Ｂは電気ヒータＨを有しており、この電気ヒ
ータＨにより加熱されることにより、活性状態になるの
が早められる。この電気ヒータＨへの通電制御は、ＥＣ
Ｕ５によりスイッチ５４０をオン／オフ制御することに
より行われる。

【００２４】上記チェッカーサーキットでは、スイッチ
５３０をオンすることにより下流Ｏ2センサ１５Ｂに流
し込む電流を増大させ、その電流増大時の下流側Ｏ2セ
ンサ１５Ｂの出力電圧をチェックすることによって下流
側Ｏ2センサ１５Ｂの異常検出を行う。すなわち、電流
増大前と電流増大時の下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電
圧の差に基づいて、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの故障、劣
化等の異常を診断している。ただし、この診断は、エン
ジン冷却水温度センサ１０や電気ヒータＨが故障してい
る時には実行しないようにしている。

【００２５】次に、下流側Ｏ2センサ１５ＢのヒータＨ
に対する通電制御を、図３のフローチャートに従って説
明する。

【００２６】ＥＣＵ５は、まず、上流側Ｏ2センサ１５
ＡのヒータＨが故障しているか否かを判別する（ステッ
プＳ１）。その結果、上流側Ｏ2センサ１５Ａのヒータ
Ｈが故障しておれば、三元触媒１４の推定温度が所定値
より低い値を示すべく、推定ＣＡＴ温フラグに“０”を
セットし（ステップＳ１１）、さらに、下流側Ｏ2セン
サ１５ＢのヒータＨに対する通電が禁止されている旨を
示すべく、通電フラグに“０”をセットした後に（ステ
ップＳ１２）、現在、スイッチ５４０がオン中であれば
オフすることにより、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの加熱を
停止して（ステップＳ１３）、本処理を終了する。な
お、ステップＳ１３では、現在スイッチ５４０がオフ中
であれば、そのまま本処理を終了することにより、下流
側Ｏ2センサ１５Ｂの非加熱状態を継続させる。

【００２７】ステップＳ１にて、上流側Ｏ2センサ１５
ＡのヒータＨが故障していないと判別されたときは、エ
ンジン冷却水温度センサ（ＴWセンサ）１０が故障して
いるか否かを判別する（ステップＳ２）。その結果、Ｔ
Wセンサ１０が故障しておれば、ヒータＨが故障した場
合と同様に上記のステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を行う
ことにより、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの加熱を停止する
等して、本処理を終了する。

【００２８】一方、ＴWセンサ１０が故障していなけれ
ば、エンジンストール状態であるか否かを判別し（ステ
ップＳ３）、エンジンストール状態であれば、上流側Ｏ
2センサ１５ＡのヒータＨやＴWセンサ１０が故障した場
合と同様に上記のステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を行う
ことにより、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの加熱を停止停止
する等して、本処理を終了する。

【００２９】一方、エンジンストール状態でなければ、
前記推定ＣＡＴ温フラグが“１”であるか否かを判別し
（ステップＳ４）、推定ＣＡＴ温フラグが“１”であれ
ば、直ちに後述のステップＳ８に進む。なお、この推定
ＣＡＴ温フラグは、後述の説明から明らかなように、三
元触媒１４の推定温度が所定値以上のときは“１”、所
定値より低いときは“０”がセットされるものである。

【００３０】ステップＳ４にて、推定ＣＡＴ温フラグが
“０”であると判別されたときは、レジスタＴwstにセ
ットされているエンジン始動時点でのエンジン冷却水温
が所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ
５）。その結果、エンジン始動時点でのエンジン冷却水
温が所定値以上の高温であれば、推定ＣＡＴ温フラグが
“１”の場合と同様に、直ちに後述のステップＳ８に進
む。

【００３１】一方、エンジン始動時点でのエンジン冷却
水温が所定値より低ければ、推定ＣＡＴ温が所定値以上
であるか否かを判別する（ステップＳ６）。その結果、
推定ＣＡＴ温が所定値より小さければ、すなわち、三元
触媒１４の推定温度が所定温度より低ければ、上記ステ
ップＳ１１〜Ｓ１３に進んで、推定ＣＡＴ温フラグ、お
よび通電フラグに“０”をセットし、下流側Ｏ2センサ
１５Ｂの加熱を停止する等して、本処理を終了する。

【００３２】一方、三元触媒１４の推定温度が所定温度
以上であれば、推定ＣＡＴ温フラグに“１”をセットす
る（ステップＳ７）。そして、バッテリ電圧が所定値以
上あるか否かを判別する（ステップＳ８）。その結果、
バッテリ電圧が所定値以上であれば、上記ステップＳ１
１〜Ｓ１３に進んで、推定ＣＡＴ温フラグ、通電フラグ
にに“０”をセットし、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの加熱
を停止する等した後に、本処理を終了する。

【００３３】ここで、三元触媒の温度は、エンジン運転
状態、例えばエンジン回転数とエンジン負荷に基づいて
推定されるが、この三元触媒の温度は、推定する代わり
に直接検出してもよい。三元触媒の温度が低いときにヒ
ータ通電気を行わないのは、Ｏ2センサが低温時にヒー
タに通電を行うと、Ｏ2センサの素子が急激に加熱され
ることにより損傷する恐れがあるからである。

【００３４】一方、バッテリ電圧が所定値より低けれ
ば、通電フラグに“１”をセットする（ステップ９）。
そして、現在、スイッチ５４０がオフ中であればオンす
ることにより、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの加熱を開始し
て（ステップＳ１０）、リターンする。なお、ステップ
Ｓ１０では、現在、スイッチ５４０がオン中であれば、
そのままリーンすることにより、下流側Ｏ2センサ１５
Ｂの加熱を継続させる。

【００３５】上記のように、バッテリ電圧が所定値以上
の場合に下流側Ｏ2センサ１５Ｂを加熱しないようにす
ることにより、大電流により下流側Ｏ2センサ１５Ｂが
急激に加熱されて破壊されるのを防止することが可能と
なる。また、下流側Ｏ2センサ１５ＢやＴWセンサ１０が
故障しているとき、エンジンストール状態のとき、すな
わち、排気中の空燃比（酸素濃度）を検出する環境が整
っていないときは、下流側Ｏ2センサ１５Ｂを加熱しな
いようにすることにより、電力の浪費を防止できる。

【００３６】次に、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの異常状態
をモニタするための前提条件の成否判定処理を、図４の
フローチャートに従って説明する。

【００３７】ＥＣＵ５は、まず、Ｔwセンサ１０、燃料
噴射弁６、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの電気ヒータＨ、お
よび上流側Ｏ2センサ１５Ａの電気ヒータＨが故障して
いるか否か、および下流側Ｏ2センサ１５ＢのヒータＨ
へ通電中か否かを順次判別する（ステップＳ２１〜Ｓ２
４）。その結果、これらが１つでも故障している場合、
および下流側Ｏ2センサ１５ＢのヒータＨへ通電中でな
い場合には、モニタ済フラグ、および条件成立フラグに
“０”をセットして（ステップＳ３２，Ｓ３３）、本処
理を終了する。

【００３８】なお、モニタ済フラグは“０”でモニタ未
済み、“１”でモニタ済みを示すものである。また、条
件成立フラグは、“０”で下流側Ｏ2センサ１５Ｂの異
常状態をモニタするための前提条件の不成立、“１”で
同前提条件の成立を示すものである。従って、上記のよ
うに、モニタ済フラグ、および条件成立フラグに“０”
をセットしてメインフローにリターンすることにより、
Ｔwセンサ１０、燃料噴射弁６、下流側Ｏ2センサ１５Ｂ
の電気ヒータＨのうち、１つでも故障している場合、お
よび下流側Ｏ2センサ１５ＢのヒータＨへ通電中でない
場合には、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの劣化検出処理が行
われないこととなる。

【００３９】一方、Ｔwセンサ１０、燃料噴射弁６、下
流側Ｏ2センサ１５Ｂの電気ヒータＨＨの全てが故障し
ていないとき、および下流側Ｏ2センサ１５Ｂのヒータ
Ｈへ通電中であるときは、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが活
性化しているか否かを判別する（ステップＳ２５）。そ
の結果、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが活性化していなけれ
ば、上記のステップＳ３２，Ｓ３３に進んで、モニタ済
フラグ、および条件成立フラグに“０”をセットし、メ
インフローにリターンすることにより、下流側Ｏ2セン
サ１５Ｂの異常検出処理を行わないようにする。このよ
うに、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが活性化していないと
き、すなわち、内部インピーダンスが高いときは、その
異常検出処理を行わないようにするのは、下流側Ｏ2セ
ンサ１５Ｂが実際には劣化していないにも拘らず、劣化
していると誤診断されるのを防止するためである。

【００４０】一方、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが活性化し
ておれば、三元触媒１４のモニタ（ＣＡＴモニタ）を実
施中であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。その
結果、ＣＡＴモニタを実施中であれば、下流側Ｏ2セン
サ１５Ｂの異常検出処理を行わないようにすベく、上記
のステップＳ３２，Ｓ３３に進んで、モニタ済フラグ、
および条件成立フラグに“０”をセットし、本処理を終
了する。これは、他のモニタによるノイズが混入して異
常検出の精度が低下するのを防止するためである。

【００４１】一方、ＣＡＴモニタを実施中でなければ、
チェッカーサーキットがオン中であるか否かを判別する
（ステップＳ２７）。その結果、チェッカーサーキット
がオン中であれば、条件成立フラグに“１”をセットし
（ステップＳ３１）、メインフローにリターンする。こ
の処理は、後述の説明から類推できるように、チェッカ
ーサーキット・オンによる電圧変動（電圧低下）で、下
流側Ｏ2センサ１５Ｂの異常状態をモニタするための前
提条件が誤って不成立と判定されるのを防止するために
行われる。

【００４２】一方、チェッカーサーキットがオン中でな
ければ、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧ＳＶＯ2が所
定上限値ＶＯ2FSH以上であるか否かを判別する（ステッ
プＳ２８）。その結果、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力
電圧が所定上限値ＶＯ2FSH以上であれば、条件成立フラ
グに“１”をセットし（ステップＳ３１）、本処理を終
了する。

【００４３】一方、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧
ＳＶＯ2が所定上限値ＶＯ2FSHより小さければ、フュー
エルカット即ち燃料供給停止中であるか否かを判別し
（ステップＳ２９）、燃料供給停止中でなければ、すな
わち、燃料供給している状態で下流側Ｏ2センサ１５Ｂ
の出力電圧ＳＶＯ2が所定上限値ＶＯ2FSHより小さけれ
ば、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの内部インピーダンスが高
くなく、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが劣化していないこと
は明らかなので、無駄な異常検出処理を行わないように
するために、上記のステップＳ３２，Ｓ３３に進んで、
モニタ済フラグ、および条件成立フラグに“０”をセッ
トし、本処理を終了する。

【００４４】一方、フューエルカット中であれば、下流
側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧ＳＶＯ2が所定下限値ＶＯ
2FSL以下であるか否かを判別する（ステップＳ３０）。
その結果、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧ＳＶＯ2が
所定下限値ＶＯ2FSLより大きければ、すなわち、フュー
エルカット状態で下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧Ｓ
ＶＯ2が所定下限値ＶＯ2FSLより大きければ、下流側Ｏ2
センサ１５Ｂの内部インピーダンスが適性範囲にあり、
下流側Ｏ2センサ１５Ｂが劣化していないことは明らか
なので、無駄な異常検出処理を行わないようにするため
に、上記のステップＳ３２，Ｓ３３に進んで、モニタ済
フラグ、および条件成立フラグに“０”をセットし、本
処理を終了する。

【００４５】一方、フューエルカット状態で下流側Ｏ2
センサ１５Ｂの出力電圧ＳＶＯ2が所定下限値ＶＯ2FSL
以下であれば、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが短絡している
可能性があるので、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの異常検出
処理を行うべく、条件成立フラグに“１”をセットして
（ステップＳ３１）、本処理を終了する。

【００４６】なお、上記のように、下流側Ｏ2センサ１
５Ｂの異常検出処理を、Ｔwセンサ１０の故障時は行わ
ないようにしたのは、図３のヒータ通電制御において、
エンジン水温（ＴW）が低いときはヒータ通電（加熱）
を行わないようにしているため、下流側Ｏ2センサ１５
Ｂが活性しているか否かが不明だからである。また、燃
料噴射弁６の故障時に異常検出処理を行わないようにし
たのは、各気筒間の出力のバラツキが大きくなり、下流
側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電圧ＳＶＯ2にノイズが発生し
て、異常検出精度が低下するためである。また、下流側
Ｏ2センサ１５ＢのヒータＨの故障時、および非通電時
に異常検出処理を行わないようにしたのは、下流側Ｏ2
センサ１５Ｂが加熱されず、非活性状態で異常検出を行
うと、前述のように、誤検出してしまうので、この誤検
出を回避するためである。

【００４７】次に、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの異常モニ
タを図５のフローチャートに従って説明する。

【００４８】ＥＣＵ５は、まず、下流側Ｏ2センサ１５
Ｂの異常検出処理を行うための前条件が成立しているか
否かを条件成立フラグに基づいて判別する（ステップＳ
４１）。その結果、条件成立フラグに“１”がセットさ
れて前条件が成立しておれば、モニタ済フラグを参照し
てモニタ済みであるか否かを判別する（ステップＳ４
２）。その結果、モニタ済フラグに“０”がセットされ
てモニタ済みでないことを示しておれば、下流側Ｏ2セ
ンサ１５Ｂの出力電圧の変動値△ＳＶＯ2を算出する
（ステップＳ４３）。この変動値△ＳＶＯ2の算出は、
下流側Ｏ2センサ１５Ｂの今回の出力電圧値ＳＶＯ2から
後述する前回ＳＶＯ2レジスタにセットされた下流側Ｏ2
センサ１５Ｂの前回の出力電圧値を減算し、その絶対値
を求めることにより行う。

【００４９】次に、算出した変動値△ＳＶＯ2が所定値
より小さいか否かを判断する（ステップＳ４４）。その
結果、変動値△ＳＶＯ2が所定値以上であれば、前回Ｓ
ＶＯ2レジスタに前回の出力電圧値がセットされたとき
に、チェッカーサーキットがオンされていたか否かを判
別する（ステップＳ４５）。その結果、チェッカーサー
キットがオンされていたとき、すなわち、図２のスイッ
チ５３０をオンして通常時より大きな電流を下流側Ｏ2
センサ１５Ｂに流した状態での前回と今回の出力電圧の
変動値△ＳＶＯ2が所定値以上であった場合は、下流側
Ｏ2センサ１５Ｂが正常であることを意味するので、下
流側Ｏ2センサ正常フラグに“１”をセットする（ステ
ップＳ４６）。そして、モニタ済みである旨を示すべく
モニタ済フラグに“１”をセットして（ステップＳ４
７）、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの今回の出力電圧値ＳＶ
Ｏ2を前回ＳＶＯ2レジスタにセットし（ステップＳ４
８）、チェッカーサーキットをオフ（図２のスイッチ５
３０をオフ）して（ステップＳ４９）、本処理を終了す
る。

【００５０】なお、ステップＳ４１にて前条件が不成立
と判別されたとき、ステップＳ４２にてモニタ済みであ
ると判別されたとき、およびステップＳ４５にて前回は
チェッカーサーキットがオフされていたと判別されたと
きは、ステップＳ４８に進んで、下流側Ｏ2センサ１５
Ｂの今回の出力電圧値ＳＶＯ2を前回ＳＶＯ2レジスタに
セットし、さらにステップＳ４９に進んで、チェッカー
サーキットをオフして、本処理を終了する。

【００５１】ステップＳ４４にて、下流側Ｏ2センサ１
５Ｂの出力電圧の変動値△ＳＶＯ2が所定値より小さい
と判別されたときは、変動値△ＳＶＯ2が所定値より小
さいまま所定時間経過したか否かを判別する（ステップ
Ｓ５０）。その結果、所定時間経過していなければ、ス
テップＳ４９に進んで、チェッカーサーキットをオフし
て、本処理を終了する。

【００５２】一方、所定時間経過しているときは、スイ
ッチ５３０をオンすることによりチェッカーサーキット
をオンする（ステップＳ５１）。そして、チェッカーサ
ーキットをオンした後、所定時間経過したか否かを判別
する（ステップＳ５２）。その結果、所定時間経過して
いなければ、本処理を終了する。一方、所定時間経過し
ておれば、すなわち、下流側Ｏ2センサ１５Ｂの出力電
圧の変動値△ＳＶＯ2が所定値より小さい状態が所定時
間に亘って継続したときは、下流側Ｏ2センサ１５Ｂが
異常であることを意味するので、下流側Ｏ2センサ異常
フラグに“１”をセットする（ステップＳ５３）。そし
て、チェッカーサーキットをオフして、本処理を終了す
る。

【００５３】このように、図４のフローチャートで説明
した前条件が設立しないとき、特に、下流側Ｏ2センサ
１５ＢのヒータＨが故障したときは、下流側Ｏ2センサ
１５Ｂの異常検出処理を禁止することにより、誤検出を
防止するようにしている。

【００５４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことなく、例えば、上流側のＯ2センサだけを有する空
燃比検出装置に適用することも可能である。また、上流
側と下流側のＯ2センサを有する空燃比検出装置におい
て上流側のＯ2センサの異常検出を行う場合にも、その
上流側のＯ2センサのヒータが故障したとき等は、上流
側のＯ2センサの異常検出処理を禁止することにより、
誤検出を防止することも可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明によれ
ば、空燃比検出手段（空燃比センサ）の加熱手段が故障
等により非加熱状態にあって空燃比検出手段が不活性状
態のときは、禁止手段により空燃比検出手段の異常検出
を禁止するようにしたので、実際には正常であるにも拘
らず異常であると誤検出してしまうのを防止でき、空燃
比検出手段の異常状態を正確に検出することができる。

【００５６】また、第２発明によれば、上流側空燃比検
出手段が異常状態にあり、混合気の空燃比が正常にフィ
ードバック制御されていないときは、下流側空燃比検出
手段の加熱と、上流側空燃比検出手段の異常検出とを禁
止するようにしたので、空燃比検出手段（空燃比セン
サ）の異常状態を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による空燃比検出装置の異常
検出装置を適用した内燃機関の燃料供給制御装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】ＥＣＵ内部のチェッカーサーキットを含むＯ2
センサ入力回路部分の構成を示す回路図である。

【図３】下流側Ｏ2センサのヒータへの通電制御処理を
示すフローチャートである。

【図４】下流側Ｏ2センサの異常検出処理を行うための
前条件の成立性を検出するための検出処理を示すフロー
チャートである。

【図５】下流側Ｏ2センサの異常検出処理を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…内燃エンジン ５…電子コントロールユニット（ＥＣＵ） ５ａ…入力回路 ５ｂ…ＣＰＵ ５ｃ…記憶手段 ５ｄ…出力回路 ６…燃料噴射弁 １０…エンジン冷却水温センサ １４…三元触媒 １５Ａ…上流側Ｏ2センサ １５Ｂ…下流側Ｏ2センサ Ｈ…電気ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 健一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に供給される混合気の空燃比を
   フィードバック制御すべく排気中の空燃比を検出する空
   燃比検出手段と、該空燃比検出手段を加熱する加熱手段
   と、前記空燃比検出手段に所定電圧を印加したときの該
   空燃比検出手段の出力値に基づいて当該空燃比検出手段
   の異常を検出する異常検出手段とを備えた空燃比検出装
   置の異常診断装置において、 前記加熱手段による前記空燃比検出手段の加熱状態を検
   出する加熱状態検出手段と、 該加熱状態検出手段により前記空燃比検出手段の非加熱
   状態が検出されたとき、前記異常検出手段による前記空
   燃比検出手段の異常検出を禁止する禁止手段と、 を設けたことを特徴とする空燃比検出装置の異常診断装
   置。
2. 【請求項２】 内燃機関の排気系に設けられた触媒の上
   流側、下流側にそれぞれ配置され、前記内燃機関に供給
   される混合気の空燃比をフィードバック制御するための
   上流側空燃比検出手段、および下流側空燃比検出手段
   と、該下流側空燃比検出手段を加熱する加熱手段と、前
   記上流側空燃比検出手段に所定電圧を印加したときの該
   上流側空燃比検出手段の出力値に基づいて該上流側空燃
   比検出手段の異常を検出する上流側異常検出手段と、前
   記下流側空燃比検出手段に所定電圧を印加したときの該
   下流側空燃比検出手段の出力値に基づいて該下流側空燃
   比検出手段の異常を検出する下流側異常検出手段とを備
   えた空燃比検出装置の異常診断装置において、 前記上流側異常検出手段により前記上流側空燃比検出手
   段の異常が検出されたとき、前記加熱手段による前記下
   流側空燃比検出手段の加熱を禁止すると共に、前記下流
   側異常検出手段による前記下流側空燃比検出手段の異常
   検出を禁止する禁止手段、 を設けたことを特徴とする空燃比検出装置の異常診断装
   置。