JPH08338288A - O▲2▼センサ故障診断装置及びo▲2▼センサ故障診断方法 - Google Patents
O▲2▼センサ故障診断装置及びo▲2▼センサ故障診断方法Info
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- JPH08338288A JPH08338288A JP7142036A JP14203695A JPH08338288A JP H08338288 A JPH08338288 A JP H08338288A JP 7142036 A JP7142036 A JP 7142036A JP 14203695 A JP14203695 A JP 14203695A JP H08338288 A JPH08338288 A JP H08338288A
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 O2センサによる供給燃料量のフィードバッ
ク制御が成立時であってもO2センサの故障を検出する
ことができると共に、フィードバック制御が非成立時で
あってもO2センサの故障内容を特定して検出する。 【構成】 エンジン1の排気ガス中の酸素濃度を検出す
るO2センサ19と、O2センサ出力信号に応じてエンジ
ン1に供給する燃料量をフィードバック制御するECU
20と、前記フィードバック制御中の燃料量を強制的に
補正し、この強制的な補正時におけるO2センサ19の
出力信号状態によりO2センサ19の異常か否かを判定
する第1の判定手段及びこの第1の判定手段よりも異常
に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2センサ
の異常を判定する第2の判定手段とを内蔵したマイクロ
コンピュータ24を備えている。
ク制御が成立時であってもO2センサの故障を検出する
ことができると共に、フィードバック制御が非成立時で
あってもO2センサの故障内容を特定して検出する。 【構成】 エンジン1の排気ガス中の酸素濃度を検出す
るO2センサ19と、O2センサ出力信号に応じてエンジ
ン1に供給する燃料量をフィードバック制御するECU
20と、前記フィードバック制御中の燃料量を強制的に
補正し、この強制的な補正時におけるO2センサ19の
出力信号状態によりO2センサ19の異常か否かを判定
する第1の判定手段及びこの第1の判定手段よりも異常
に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2センサ
の異常を判定する第2の判定手段とを内蔵したマイクロ
コンピュータ24を備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃料供給
のフィードバック制御に用いるO2センサの故障を診断
するO2センサ故障診断装置およびにO2センサ故障診断
方法に関するものである。
のフィードバック制御に用いるO2センサの故障を診断
するO2センサ故障診断装置およびにO2センサ故障診断
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭57−137633号公報に述べ
られているような内燃機関の空燃比フィードバック制御
方法に用いられているO2センサにおいては、その出力
特性が経時的に変化することが知られている。このよう
なO2センサの経時変化による劣化に対し何ら対策を講
じなければ、内燃機関性能、燃費、排気ガス性能が低下
するという不具合が生じるため、様々なO2センサ故障
診断装置が従来より提案されている。
られているような内燃機関の空燃比フィードバック制御
方法に用いられているO2センサにおいては、その出力
特性が経時的に変化することが知られている。このよう
なO2センサの経時変化による劣化に対し何ら対策を講
じなければ、内燃機関性能、燃費、排気ガス性能が低下
するという不具合が生じるため、様々なO2センサ故障
診断装置が従来より提案されている。
【0003】そのようなO2センサ故障診断装置の一つ
として、従来、特開平2−11840号公報に述べられ
ているが、定常走行時における内燃機関の燃料供給をO
2センサによってフィードバック制御する時、一定周期
かつ一定振幅で燃料量を強制的に制御し、その時のO2
センサの出力信号応答時間からO2センサの故障を判断
するという技術が提案されている。
として、従来、特開平2−11840号公報に述べられ
ているが、定常走行時における内燃機関の燃料供給をO
2センサによってフィードバック制御する時、一定周期
かつ一定振幅で燃料量を強制的に制御し、その時のO2
センサの出力信号応答時間からO2センサの故障を判断
するという技術が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のO2センサ故障
診断装置は以上のように構成されているため、O2セン
サによるフィードバック制御が成立しないような故障状
態(例えばO2センサの出力電圧のリッチずれ(リーン
ずれ)による劣化)ではO2センサの劣化検出をするこ
とが難しい。また、O2センサの破損、O2センサ出力信
号線の異常によるO2センサの故障を正確に検出するこ
とが難しくO2センサ故障診断装置としては改善の余地
が残されていた。
診断装置は以上のように構成されているため、O2セン
サによるフィードバック制御が成立しないような故障状
態(例えばO2センサの出力電圧のリッチずれ(リーン
ずれ)による劣化)ではO2センサの劣化検出をするこ
とが難しい。また、O2センサの破損、O2センサ出力信
号線の異常によるO2センサの故障を正確に検出するこ
とが難しくO2センサ故障診断装置としては改善の余地
が残されていた。
【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、O2センサによるフィードバッ
ク制御が成立時であってもO2センサの故障を検出する
ことができると共に、フィードバック制御が成立してい
ないような時でもO2センサの故障内容を特定して検出
することができるO2センサ故障診断装置及びO2センサ
故障診断方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、O2センサによるフィードバッ
ク制御が成立時であってもO2センサの故障を検出する
ことができると共に、フィードバック制御が成立してい
ないような時でもO2センサの故障内容を特定して検出
することができるO2センサ故障診断装置及びO2センサ
故障診断方法を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るO
2センサ故障診断装置は、内燃機関の排気ガス中の酸素
濃度を検出するO2センサと、該O2センサ出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量をフィードバック制
御するフィードバック制御手段と、前記フィードバック
制御中の燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時
における前記O2センサの出力信号状態によりO2センサ
の異常か否かを判定する第1の判定手段と、この第1の
判定手段より異常に対して強い相関を持つ異常判定方法
によりO2センサの異常を判定する第2の判定手段とを
備えたものである。
2センサ故障診断装置は、内燃機関の排気ガス中の酸素
濃度を検出するO2センサと、該O2センサ出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量をフィードバック制
御するフィードバック制御手段と、前記フィードバック
制御中の燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時
における前記O2センサの出力信号状態によりO2センサ
の異常か否かを判定する第1の判定手段と、この第1の
判定手段より異常に対して強い相関を持つ異常判定方法
によりO2センサの異常を判定する第2の判定手段とを
備えたものである。
【0007】請求項2の発明に係るO2センサ故障診断
装置は、請求項1において第2の判定手段は、O2セン
サのフィードバック制御手段に対する入力抵抗を切り換
える入力抵抗切換え手段を備えたものである。
装置は、請求項1において第2の判定手段は、O2セン
サのフィードバック制御手段に対する入力抵抗を切り換
える入力抵抗切換え手段を備えたものである。
【0008】請求項3の発明に係るO2センサ故障診断
装置は、請求項2において入力抵抗切換え手段は、フィ
ードバック制御時にはO2センサのフィードバック制御
手段に対する入力抵抗を高抵抗とし、異常判定時には前
記入力抵抗の一端に所定電圧を印加するようにしたもの
である。
装置は、請求項2において入力抵抗切換え手段は、フィ
ードバック制御時にはO2センサのフィードバック制御
手段に対する入力抵抗を高抵抗とし、異常判定時には前
記入力抵抗の一端に所定電圧を印加するようにしたもの
である。
【0009】請求項4の発明に係るO2センサ故障診断
方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するO
2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御中に燃料量を強制的に補正
し、この強制的な補正時における前記O2センサの出力
信号状態によりO2センサの異常を判定し、非フィドー
バック制御時に、O2センサの異常に対して強い相関を
持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定するも
のである。
方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するO
2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御中に燃料量を強制的に補正
し、この強制的な補正時における前記O2センサの出力
信号状態によりO2センサの異常を判定し、非フィドー
バック制御時に、O2センサの異常に対して強い相関を
持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定するも
のである。
【0010】請求項5の発明に係るO2センサ故障診断
方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するO
2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御中に燃料量を強制的に補正
し、この強制的な補正時における前記O2センサの出力
信号状態によりO2センサの異常を判定する方法と、O2
センサの異常に対して強い相関を持つ異常判定方法によ
りO2センサの異常を判定する方法を併用するものであ
る。
方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するO
2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御中に燃料量を強制的に補正
し、この強制的な補正時における前記O2センサの出力
信号状態によりO2センサの異常を判定する方法と、O2
センサの異常に対して強い相関を持つ異常判定方法によ
りO2センサの異常を判定する方法を併用するものであ
る。
【0011】請求項6の発明に係るO2センサ故障診断
方法は、請求項4または5においてO2センサの出力ラ
インの地絡或いは断線に応じて異なる電圧レベルの信号
をフィードバックループ系に発生させるものである。
方法は、請求項4または5においてO2センサの出力ラ
インの地絡或いは断線に応じて異なる電圧レベルの信号
をフィードバックループ系に発生させるものである。
【0012】請求項7の発明に係るO2センサ故障診断
方法は、請求項4ないし6において非フィードバック制
御時のO2センサの異常検出は内燃機関の運転状態が安
定した時に行うものである。
方法は、請求項4ないし6において非フィードバック制
御時のO2センサの異常検出は内燃機関の運転状態が安
定した時に行うものである。
【0013】
【作用】請求項1の発明におけるO2センサ故障診断装
置は、定常走行時における内燃エンジンの燃料供給のO
2センサによるフィードバック制御成立時、一定周期か
つ一定振幅で燃料量を強制的に制御し、そのときのO2
センサの出力信号応答時間からO2センサの故障を判断
する。また、O2センサの出力信号を取り込む入力回路
の入力抵抗を切り換え、切り換え時の入力レベルの変化
に応じてO2センサの故障を検出する。そして、この両
検出結果に応じてO2センサの故障を検出するようにし
たものである。
置は、定常走行時における内燃エンジンの燃料供給のO
2センサによるフィードバック制御成立時、一定周期か
つ一定振幅で燃料量を強制的に制御し、そのときのO2
センサの出力信号応答時間からO2センサの故障を判断
する。また、O2センサの出力信号を取り込む入力回路
の入力抵抗を切り換え、切り換え時の入力レベルの変化
に応じてO2センサの故障を検出する。そして、この両
検出結果に応じてO2センサの故障を検出するようにし
たものである。
【0014】請求項2の発明におけるO2センサ故障診
断装置は、O2センサのフィードバック制御手段に対す
る入力抵抗を入力抵抗切換え手段によって切り換えた際
に、この入力抵抗間に現れる電圧レベルを検出してO2
センサの出力ラインの地絡或いは断線といった故障を検
出する。
断装置は、O2センサのフィードバック制御手段に対す
る入力抵抗を入力抵抗切換え手段によって切り換えた際
に、この入力抵抗間に現れる電圧レベルを検出してO2
センサの出力ラインの地絡或いは断線といった故障を検
出する。
【0015】請求項3の発明におけるO2センサ故障診
断装置は、フィードバック制御時にはO2センサのフィ
ードバック制御手段に対する入力抵抗を高抵抗とし、異
常判定時には前記入力抵抗の一端に所定電圧を印加する
ようにしたので、O2センサの出力ラインの破損時には
フィードバック制御手段に所定電圧が現れるためO2セ
ンサの異常特定が容易になる。
断装置は、フィードバック制御時にはO2センサのフィ
ードバック制御手段に対する入力抵抗を高抵抗とし、異
常判定時には前記入力抵抗の一端に所定電圧を印加する
ようにしたので、O2センサの出力ラインの破損時には
フィードバック制御手段に所定電圧が現れるためO2セ
ンサの異常特定が容易になる。
【0016】請求項4の発明におけるO2センサ故障診
断方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する
O2センサ出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御時に、フィードバック制御中
の燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時におけ
る前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの異常
を判定し、非フィドーバック制御時に、O2センサの異
常に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2セン
サの異常を判定するようにしたので、フィードバック制
御時に特定できないO2センサの出力ラインの地絡或い
は断線といった故障を、非フィードバック制御時に検出
が困難なO2センサの特性の劣化といった故障を明確に
区別して検出できる。
断方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する
O2センサ出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃
料量のフィードバック制御時に、フィードバック制御中
の燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時におけ
る前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの異常
を判定し、非フィドーバック制御時に、O2センサの異
常に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2セン
サの異常を判定するようにしたので、フィードバック制
御時に特定できないO2センサの出力ラインの地絡或い
は断線といった故障を、非フィードバック制御時に検出
が困難なO2センサの特性の劣化といった故障を明確に
区別して検出できる。
【0017】請求項5の発明におけるO2センサ故障診
断方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する
O2センサの出力信号に応じて内燃機関に供給する燃料
量のフィードバック制御時に、フィードバック制御中の
燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時における
前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの異常を
判定する方法と、O2センサの異常に対して強い相関を
持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定する方
法を併用するようにしたので、フィードバック時に明確
に異常判定が行えないようなO2センサの異常を確実に
判定できる。
断方法は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する
O2センサの出力信号に応じて内燃機関に供給する燃料
量のフィードバック制御時に、フィードバック制御中の
燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時における
前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの異常を
判定する方法と、O2センサの異常に対して強い相関を
持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定する方
法を併用するようにしたので、フィードバック時に明確
に異常判定が行えないようなO2センサの異常を確実に
判定できる。
【0018】請求項6の発明におけるO2センサ故障診
断方法は、O2センサの出力ラインの地絡或いは断線に
応じて異なる電圧レベルの信号をフィードバックループ
系に発生させるようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの地絡或いは断線を明確に区別して検出できる。
断方法は、O2センサの出力ラインの地絡或いは断線に
応じて異なる電圧レベルの信号をフィードバックループ
系に発生させるようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの地絡或いは断線を明確に区別して検出できる。
【0019】請求項7の発明におけるO2センサ故障診
断方法は、非フィードバック制御時のO2センサの異常
検出を、内燃機関の運転状態が安定してO2センサを十
分に暖まった状態で行うため異常検出精度が向上すると
いう効果がある。
断方法は、非フィードバック制御時のO2センサの異常
検出を、内燃機関の運転状態が安定してO2センサを十
分に暖まった状態で行うため異常検出精度が向上すると
いう効果がある。
【0020】
実施例1.図1は本実施例によるO2センサ故障診断装
置が含まれる燃料供給制御装置の全体構成図である。1
3は吸気管15においてエアークリーナー10の下流側
に配置されたエアーフローセンサ(以下AFSと称す)
13であり、このAFS13はエンジン1に吸入される
空気量に応じたデュティー比のパルスを電子制御燃料噴
射装置(以下ECUと称す)20に出力する。エンジン
1のクランクシャフトに設けられたクランク角センサ1
7はエンジン1の回転に応じて数のパルスをECU20
に出力する。
置が含まれる燃料供給制御装置の全体構成図である。1
3は吸気管15においてエアークリーナー10の下流側
に配置されたエアーフローセンサ(以下AFSと称す)
13であり、このAFS13はエンジン1に吸入される
空気量に応じたデュティー比のパルスを電子制御燃料噴
射装置(以下ECUと称す)20に出力する。エンジン
1のクランクシャフトに設けられたクランク角センサ1
7はエンジン1の回転に応じて数のパルスをECU20
に出力する。
【0021】ECU20はAFS13、水温センサ1
8、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ19及
びクランク角センサ17の出力信号を入力とし、エンジ
ン1の各気筒に設けられたインジェクタ14を制御し、
更に、O2センサ19の劣化、及び故障検出結果を警告
灯21の点灯によりドライバーに報知する。尚、吸気管
15においてAFS13の下流側にはスロットルバルブ
12、サージタンク11が設けられている。
8、排気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサ19及
びクランク角センサ17の出力信号を入力とし、エンジ
ン1の各気筒に設けられたインジェクタ14を制御し、
更に、O2センサ19の劣化、及び故障検出結果を警告
灯21の点灯によりドライバーに報知する。尚、吸気管
15においてAFS13の下流側にはスロットルバルブ
12、サージタンク11が設けられている。
【0022】図2は本実施例におけるO2センサ故障診
断装置の構成図である。O2センサ故障診断装置を構成
するECU20は、AFS13、水温センサ18、O2セ
ンサ19及びクランク角センサ17の出力信号を基に最
適な燃料量を計算し、所望燃料を供給するためにインジ
ェクタ駆動時間に変換したり、O2センサ19の出力信
号に基づいてO2センサ19の故障を検出して検出信号
を警告灯21に出力するマイクロコンピュータ24、イ
ンジェクタ駆動時間に比例したデュティ比のパルス信号
をインジェクタ14に出力する出力回路23、O2セン
サ19の出力信号のレベルを切り換えてマイクロコンピ
ュータ24に入力する入力回路22より構成されてい
る。
断装置の構成図である。O2センサ故障診断装置を構成
するECU20は、AFS13、水温センサ18、O2セ
ンサ19及びクランク角センサ17の出力信号を基に最
適な燃料量を計算し、所望燃料を供給するためにインジ
ェクタ駆動時間に変換したり、O2センサ19の出力信
号に基づいてO2センサ19の故障を検出して検出信号
を警告灯21に出力するマイクロコンピュータ24、イ
ンジェクタ駆動時間に比例したデュティ比のパルス信号
をインジェクタ14に出力する出力回路23、O2セン
サ19の出力信号のレベルを切り換えてマイクロコンピ
ュータ24に入力する入力回路22より構成されてい
る。
【0023】更に、マイクロコンピュータ24は、AF
S13、クランク角センサ17、水温センサ、及び02
センサの出力信号を格納する記憶手段25、入力回路2
2の入力抵抗を切り換え、切り換え期間中のO2センサ
19の出力信号レベルよりO2センサの故障を判定する
第2の判定手段としての入力抵抗切換手段26、エンジ
ンに供給する燃料量を強制的に補正し、強制燃料補正期
間中のO2センサ19の出力信号レベルよりO2センサ1
9の故障を判定する第1の判定手段としての強制燃料補
正手段27より構成されている。
S13、クランク角センサ17、水温センサ、及び02
センサの出力信号を格納する記憶手段25、入力回路2
2の入力抵抗を切り換え、切り換え期間中のO2センサ
19の出力信号レベルよりO2センサの故障を判定する
第2の判定手段としての入力抵抗切換手段26、エンジ
ンに供給する燃料量を強制的に補正し、強制燃料補正期
間中のO2センサ19の出力信号レベルよりO2センサ1
9の故障を判定する第1の判定手段としての強制燃料補
正手段27より構成されている。
【0024】入力回路22によって得られたO2センサ
19の出力信号と記憶手段25に格納されている各セン
サ19の出力信号が第1の判定手段である強制燃料補正
制御手段27と、第2の判定手段である入力抵抗切換手
段26とに受け渡される。
19の出力信号と記憶手段25に格納されている各セン
サ19の出力信号が第1の判定手段である強制燃料補正
制御手段27と、第2の判定手段である入力抵抗切換手
段26とに受け渡される。
【0025】強制燃料補正制御手段27では燃料量を強
制補正するタイミングの判定を行い、タイミング成立時
に燃料量を強制的に補正し、強制燃料補正期間中のO2
センサ19の出力信号レベルが第1の判定手段による判
定に用いられる。
制補正するタイミングの判定を行い、タイミング成立時
に燃料量を強制的に補正し、強制燃料補正期間中のO2
センサ19の出力信号レベルが第1の判定手段による判
定に用いられる。
【0026】また、入力抵抗切換手段26では入力抵抗
の切換のタイミングを計算し、タイミング成立時に入力
抵抗を一定時間切り換え、切換期間中のO2センサ19
の出力信号レベルが第2の判定手段による判定に用いら
れる。
の切換のタイミングを計算し、タイミング成立時に入力
抵抗を一定時間切り換え、切換期間中のO2センサ19
の出力信号レベルが第2の判定手段による判定に用いら
れる。
【0027】第1の判定手段では、強制燃料補正制御手
段27によって得られたO2センサ19の出力信号レベ
ルにより、O2センサ19の故障を判定し、第2の判定
手段では、入力抵抗切換手段26によって得られたO2
センサ19の出力信号レベルによりO2センサ19の故
障を判定する。このように、第1の判定手段、または、
第2の判定手段いずれかの判定手段により、O2センサ
19の故障と判定した場合は21の警告灯を点灯させ
る。
段27によって得られたO2センサ19の出力信号レベ
ルにより、O2センサ19の故障を判定し、第2の判定
手段では、入力抵抗切換手段26によって得られたO2
センサ19の出力信号レベルによりO2センサ19の故
障を判定する。このように、第1の判定手段、または、
第2の判定手段いずれかの判定手段により、O2センサ
19の故障と判定した場合は21の警告灯を点灯させ
る。
【0028】さらに、このような入力回路22は従来の
O2センサ19の入力回路に対し、簡単な部品の追加、
変更にて実現が可能である。
O2センサ19の入力回路に対し、簡単な部品の追加、
変更にて実現が可能である。
【0029】入力回路22の構成として図6に示すよう
に、一端がO2センサ19とA/D変換器60の入力端
子に接続された抵抗器61とグランドとの間にスイッチ
ング素子を構成するトランジスタ64を接続すると共
に、抵抗器61及びトランジスタ64の接続点を抵抗器
62及び電圧源63を介してグランドに接続する。この
ような接続構成のトランジスタ64のベースに入力抵抗
切り換え手段26(図2を参照)を持つマイクロコンピ
ュータ24からオン/オフ制御信号を供給すること、A
/D変換器60に対するO2センサ19の入力抵抗が切
り換えられる。
に、一端がO2センサ19とA/D変換器60の入力端
子に接続された抵抗器61とグランドとの間にスイッチ
ング素子を構成するトランジスタ64を接続すると共
に、抵抗器61及びトランジスタ64の接続点を抵抗器
62及び電圧源63を介してグランドに接続する。この
ような接続構成のトランジスタ64のベースに入力抵抗
切り換え手段26(図2を参照)を持つマイクロコンピ
ュータ24からオン/オフ制御信号を供給すること、A
/D変換器60に対するO2センサ19の入力抵抗が切
り換えられる。
【0030】通常、O2センサ19の出力信号を入力回
路22を通してマイクロコンピュータ24に入力されせ
る際にはトランジスタ64をオンさせ、O2センサ19
からの信号は、抵抗器61を介してグランドに接続され
る。O2センサ19の入力インピーダンスに対し、抵抗
器61を十分に大きな値に設定するため、O2センサ出
力電圧はそのままA/D変換器60へ入力される。
路22を通してマイクロコンピュータ24に入力されせ
る際にはトランジスタ64をオンさせ、O2センサ19
からの信号は、抵抗器61を介してグランドに接続され
る。O2センサ19の入力インピーダンスに対し、抵抗
器61を十分に大きな値に設定するため、O2センサ出
力電圧はそのままA/D変換器60へ入力される。
【0031】次に、O2センサ19の故障判定のための
入力抵抗切換タイミングが成立した時に、トランジスタ
64をオフさせることにより抵抗器61の一端が抵抗器
62を介して電圧源63に接続される。O2センサ出力
ラインがオープン故障した場合にはA/D変換器60の
入力電圧Viが電圧源63の電圧Voとなる。O2セン
サ出力ラインが地絡した場合には、A/D変換器60の
入力電圧Viがグランド電圧となる。以上の電圧レベル
の変化よりO2センサの故障を特定することが出来る。
入力抵抗切換タイミングが成立した時に、トランジスタ
64をオフさせることにより抵抗器61の一端が抵抗器
62を介して電圧源63に接続される。O2センサ出力
ラインがオープン故障した場合にはA/D変換器60の
入力電圧Viが電圧源63の電圧Voとなる。O2セン
サ出力ラインが地絡した場合には、A/D変換器60の
入力電圧Viがグランド電圧となる。以上の電圧レベル
の変化よりO2センサの故障を特定することが出来る。
【0032】しかし、エンジン停止時等、O2センサが
低温の場合、O2センサ19の特性から、O2センサ19
の内部抵抗値が大きくなり、抵抗器61と62の合成抵
抗値に対し、O2センサ19の内部抵抗値がきわめて大
きくなる。その結果、A/D変換器60の入力電圧Vi
が電圧源63の電圧Voのほぼ一致する状態となるた
め、正確に故障を判定することができない。従って、通
常はO2センサ19が十分暖まり、O2センサ19の内部
抵抗値が抵抗器61に対し、十分小さい値となってか
ら、故障判定を実行している。
低温の場合、O2センサ19の特性から、O2センサ19
の内部抵抗値が大きくなり、抵抗器61と62の合成抵
抗値に対し、O2センサ19の内部抵抗値がきわめて大
きくなる。その結果、A/D変換器60の入力電圧Vi
が電圧源63の電圧Voのほぼ一致する状態となるた
め、正確に故障を判定することができない。従って、通
常はO2センサ19が十分暖まり、O2センサ19の内部
抵抗値が抵抗器61に対し、十分小さい値となってか
ら、故障判定を実行している。
【0033】このように、入力抵抗を切り換えた時、O
2センサ19に異常が発生するとO2センサ19の出力信
号のレベルは、通常ではあり得ないレベルとなるため確
実に故障を判定できる。従って、入力抵抗の切換を始動
後1度でも実行したあとは、再び、入力抵抗の切換を行
う必要がない。そのため、入力抵抗切換手段26による
故障判定完了後は通常のフィードバック制御を妨げるこ
とがないという利点がある。
2センサ19に異常が発生するとO2センサ19の出力信
号のレベルは、通常ではあり得ないレベルとなるため確
実に故障を判定できる。従って、入力抵抗の切換を始動
後1度でも実行したあとは、再び、入力抵抗の切換を行
う必要がない。そのため、入力抵抗切換手段26による
故障判定完了後は通常のフィードバック制御を妨げるこ
とがないという利点がある。
【0034】次に、本実施例の動作を図3〜5のフロー
チャートに従って説明する。図3は本実施例によるO2
センサの故障判定動作の概要を説明するフローチャート
である。第1の判定手段27はエンジンに供給する燃料
量を強制的に補正し、強制燃料補正期間中のO2センサ
19の出力信号を入力する(ステップS31)。出力信
号のレベルよりO2センサ19の故障を判定する(ステ
ップS32)。
チャートに従って説明する。図3は本実施例によるO2
センサの故障判定動作の概要を説明するフローチャート
である。第1の判定手段27はエンジンに供給する燃料
量を強制的に補正し、強制燃料補正期間中のO2センサ
19の出力信号を入力する(ステップS31)。出力信
号のレベルよりO2センサ19の故障を判定する(ステ
ップS32)。
【0035】第2の判定手段26は、第1の判定手段2
7で故障が検出されなければ、O2センサが十分暖ま
り、O2センサ19の内部抵抗値が抵抗器61に対して
十分小さい値となり、故障判定を行う適切な運転状態と
なったか否かを判定する(ステップS33)。この時、
適切な運転状態となっていなければ故障判定処理を停止
する。
7で故障が検出されなければ、O2センサが十分暖ま
り、O2センサ19の内部抵抗値が抵抗器61に対して
十分小さい値となり、故障判定を行う適切な運転状態と
なったか否かを判定する(ステップS33)。この時、
適切な運転状態となっていなければ故障判定処理を停止
する。
【0036】故障判定に適切な運転状態となったと判定
されたならば、O2センサ19の出力信号を受ける入力
回路22内の入力抵抗を切り換えて切り換え期間中のO
2センサ19の出力信号を入力する(ステップS3
4)。そして、出力信号のレベルが通常のレベルより大
きく逸脱していると判定されたならば、O2センサ19
の故障を判定する(ステップS35)。しかし、出力信
号レベルに異常がなければ故障判定処理を停止する。
尚、第1の判定手段26は燃料供給のためのフィードバ
ック制御が行われている時に有効とし、非フィードバッ
ク制御時には第2の判定手段を有効としても良い。ま
た、第1の判定手段で故障判定ができなかった時に判定
手段を第2の判定手段に切り換えても良い。
されたならば、O2センサ19の出力信号を受ける入力
回路22内の入力抵抗を切り換えて切り換え期間中のO
2センサ19の出力信号を入力する(ステップS3
4)。そして、出力信号のレベルが通常のレベルより大
きく逸脱していると判定されたならば、O2センサ19
の故障を判定する(ステップS35)。しかし、出力信
号レベルに異常がなければ故障判定処理を停止する。
尚、第1の判定手段26は燃料供給のためのフィードバ
ック制御が行われている時に有効とし、非フィードバッ
ク制御時には第2の判定手段を有効としても良い。ま
た、第1の判定手段で故障判定ができなかった時に判定
手段を第2の判定手段に切り換えても良い。
【0037】次に、図3のフローチャートに示した第1
の判定手段による故障判定の動作を第4図のフローチャ
ートで説明する。
の判定手段による故障判定の動作を第4図のフローチャ
ートで説明する。
【0038】ステップS41はO2センサ19によるフ
ィードバック制御が成立しているかどうかの判定を行
い、フィードバック制御が成立していなければこの処理
は終了する。フィードバック制御が成立しているときは
ステップS42でエンジンの回転、負荷共に安定してい
るかの判断を行い、安定していない場合はフィードバッ
ク制御を続行する。
ィードバック制御が成立しているかどうかの判定を行
い、フィードバック制御が成立していなければこの処理
は終了する。フィードバック制御が成立しているときは
ステップS42でエンジンの回転、負荷共に安定してい
るかの判断を行い、安定していない場合はフィードバッ
ク制御を続行する。
【0039】安定している場合、ステップS43に進
み、強制燃料補正制御が始動後一度でも行われていれば
ステップS45のフィードバック制御を行う。ステップ
S43で強制燃料補正制御が始動後一度も行われていな
ければステップS44で強制燃料補正を行い処理を終了
する。強制燃料補正制御によるO2センサ19の故障判
定とは、エンジンの回転、負荷共に安定した状態で、燃
料量を強制的に所定期、理論空燃比より、リッチ側、リ
ーン側に変動させ、その時のO2センサ出力信号レベ
ル、応答性をモニタする事により、O2センサ19の故
障を判定する方法である。
み、強制燃料補正制御が始動後一度でも行われていれば
ステップS45のフィードバック制御を行う。ステップ
S43で強制燃料補正制御が始動後一度も行われていな
ければステップS44で強制燃料補正を行い処理を終了
する。強制燃料補正制御によるO2センサ19の故障判
定とは、エンジンの回転、負荷共に安定した状態で、燃
料量を強制的に所定期、理論空燃比より、リッチ側、リ
ーン側に変動させ、その時のO2センサ出力信号レベ
ル、応答性をモニタする事により、O2センサ19の故
障を判定する方法である。
【0040】この強制燃料補正制御中のO2センサ19
の出力信号レベルはステップS46でマイクロコンピュ
ータに記憶され、第1の判定手段による判定に用いられ
る。ステップS47でステップS46で記憶されたO2
センサ出力信号レベルから故障を判定し、故障と判定さ
れれば、ステップS48で第1の判定手段による判定結
果は故障とマイクロコンピュータに記憶される。
の出力信号レベルはステップS46でマイクロコンピュ
ータに記憶され、第1の判定手段による判定に用いられ
る。ステップS47でステップS46で記憶されたO2
センサ出力信号レベルから故障を判定し、故障と判定さ
れれば、ステップS48で第1の判定手段による判定結
果は故障とマイクロコンピュータに記憶される。
【0041】更に、第2の判定手段によるO2センサ1
9の故障判定の動作を図5のフローチャートで説明す
る。図6のO2センサ出力信号を受ける入力回路内の入
力抵抗を切り換える方法で説明にて記述したように、エ
ンジン始動後、所定時間経過し、O2センサ19が十分
暖められたあとで故障判定を行う必要があるため、ステ
ップS51でエンジンが始動しているかの判断を行う。
エンジン1がすでに始動されていれば、ステップS52
で始動後所定時間経過したかの判定を行い、所定時間経
過したならば、次のステップS53でエンジン冷却水温
が所定の高温以上であるかの判定を行う。
9の故障判定の動作を図5のフローチャートで説明す
る。図6のO2センサ出力信号を受ける入力回路内の入
力抵抗を切り換える方法で説明にて記述したように、エ
ンジン始動後、所定時間経過し、O2センサ19が十分
暖められたあとで故障判定を行う必要があるため、ステ
ップS51でエンジンが始動しているかの判断を行う。
エンジン1がすでに始動されていれば、ステップS52
で始動後所定時間経過したかの判定を行い、所定時間経
過したならば、次のステップS53でエンジン冷却水温
が所定の高温以上であるかの判定を行う。
【0042】水温が所定の高温以上であれば、次のステ
ップS54でエンジン始動後、既に入力抵抗の切換によ
る故障判定が終了しているかの判定を行い、始動後、初
めての故障判定であればステップS55の入力抵抗切換
手段26でトランジスタ64をオフ状態に制御し、所定
期間入力抵抗の切換を行う。その切換期間中のO2セン
サ19の出力信号レベルはステップS57でマイクロコ
ンピュータに記憶され、第2の判定手段による判定に用
いられる。
ップS54でエンジン始動後、既に入力抵抗の切換によ
る故障判定が終了しているかの判定を行い、始動後、初
めての故障判定であればステップS55の入力抵抗切換
手段26でトランジスタ64をオフ状態に制御し、所定
期間入力抵抗の切換を行う。その切換期間中のO2セン
サ19の出力信号レベルはステップS57でマイクロコ
ンピュータに記憶され、第2の判定手段による判定に用
いられる。
【0043】また、ステップS51からS54が成立し
ないとき(エンジンストール中、及び始動中・エンジン
始動後所定時間未経過時・エンジン冷却水温が所定水温
以下・始動後、既に入力抵抗切換手段による故障判定終
了時)はステップS56でトランジスタ64をオン状態
に制御し、通常のO2センサ19の入力回路状態を保持
する。
ないとき(エンジンストール中、及び始動中・エンジン
始動後所定時間未経過時・エンジン冷却水温が所定水温
以下・始動後、既に入力抵抗切換手段による故障判定終
了時)はステップS56でトランジスタ64をオン状態
に制御し、通常のO2センサ19の入力回路状態を保持
する。
【0044】ステップS58でステップS57で記憶さ
れたO2センサ出力信号レベルから故障を判定し、故障
と判定されれば、ステップS59で第2の判定手段によ
る判定結果は故障とマイクロコンピュータに記憶され
る。
れたO2センサ出力信号レベルから故障を判定し、故障
と判定されれば、ステップS59で第2の判定手段によ
る判定結果は故障とマイクロコンピュータに記憶され
る。
【0045】上述した、第1の判定手段による故障判定
結果と第2の判定手段による故障判定結果のいずれか
が、O2センサ19の故障と判定した時、警告灯21を
点灯する。
結果と第2の判定手段による故障判定結果のいずれか
が、O2センサ19の故障と判定した時、警告灯21を
点灯する。
【0046】尚、上記実施例では、第2の判定手段はO
2センサ19断線/短絡を判定するものであったが、こ
れに限定されるものでなく、第1の判定手段より異常に
対し相関の強い判定手段、例えば、予め設定され明らか
にO2センサによるフィードバックが行われる運転ゾー
ンにおいてO2センサ出力信号が変化しないことを検出
してもよく、また通常高負荷ゾーンで設定されるエンリ
ッチゾーンにおいてもO2センサ出力電圧が発生しない
ことを検出してもよい。
2センサ19断線/短絡を判定するものであったが、こ
れに限定されるものでなく、第1の判定手段より異常に
対し相関の強い判定手段、例えば、予め設定され明らか
にO2センサによるフィードバックが行われる運転ゾー
ンにおいてO2センサ出力信号が変化しないことを検出
してもよく、また通常高負荷ゾーンで設定されるエンリ
ッチゾーンにおいてもO2センサ出力電圧が発生しない
ことを検出してもよい。
【0047】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、内燃機関の排
気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサと、該O2セン
サ出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃料量をフ
ィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記
フィードバック制御中の燃料量を強制的に補正し、この
強制的な補正時における前記O2センサの出力信号状態
によりO2センサの異常か否かを判定する第1の判定手
段と、この第1の判定手段よりも異常に対して強い相関
を持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定する
第2の判定手段とを備えたので、O2センサ自信或いは
O2センサの出力ラインのフィードバック制御ができな
いような故障から、フィードバック制御は出来るが空燃
比制御精度が低下するようなO2センサの劣化故障まで
幅広く、しかもエンジン始動後早期に故障診断が行える
という効果がある。
気ガス中の酸素濃度を検出するO2センサと、該O2セン
サ出力信号に応じて前記内燃機関に供給する燃料量をフ
ィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記
フィードバック制御中の燃料量を強制的に補正し、この
強制的な補正時における前記O2センサの出力信号状態
によりO2センサの異常か否かを判定する第1の判定手
段と、この第1の判定手段よりも異常に対して強い相関
を持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定する
第2の判定手段とを備えたので、O2センサ自信或いは
O2センサの出力ラインのフィードバック制御ができな
いような故障から、フィードバック制御は出来るが空燃
比制御精度が低下するようなO2センサの劣化故障まで
幅広く、しかもエンジン始動後早期に故障診断が行える
という効果がある。
【0048】請求項2の発明によれば、請求項1におい
て第2の判定手段は、O2センサのフィードバック制御
手段に対する入力抵抗を切り換える入力抵抗切換え手段
を備えたので、O2センサ出力をフィードバックできな
いようなO2センサの出力ラインの地絡或いは断線とい
った故障を容易に検出できるという効果がある。
て第2の判定手段は、O2センサのフィードバック制御
手段に対する入力抵抗を切り換える入力抵抗切換え手段
を備えたので、O2センサ出力をフィードバックできな
いようなO2センサの出力ラインの地絡或いは断線とい
った故障を容易に検出できるという効果がある。
【0049】請求項3の発明によれば、請求項2におい
て入力抵抗切換え手段は、フィードバック制御時にはO
2センサのフィードバック制御手段に対する入力抵抗を
高抵抗とし、異常判定時には前記入力抵抗の一端に所定
電圧を印加するようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの破損時にはフィードバック制御手段に所定電圧が現
れるためO2センサの異常特定が容易になるという効果
がある。
て入力抵抗切換え手段は、フィードバック制御時にはO
2センサのフィードバック制御手段に対する入力抵抗を
高抵抗とし、異常判定時には前記入力抵抗の一端に所定
電圧を印加するようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの破損時にはフィードバック制御手段に所定電圧が現
れるためO2センサの異常特定が容易になるという効果
がある。
【0050】請求項4の発明によれば、内燃機関の排気
ガス中の酸素濃度を検出するO2センサの出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量のフィードバック制
御中に燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時に
おける前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの
異常を判定し、非フィドーバック制御時に、O2センサ
の異常に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2
センサの異常を判定するようにしたので、フィードバッ
ク制御時に特定できないO2センサの出力ラインの地絡
或いは断線といった故障を、非フィードバック制御時に
検出が困難なO2センサの特性の劣化といった故障を明
確に区別して検出できるという効果がある。
ガス中の酸素濃度を検出するO2センサの出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量のフィードバック制
御中に燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時に
おける前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの
異常を判定し、非フィドーバック制御時に、O2センサ
の異常に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO2
センサの異常を判定するようにしたので、フィードバッ
ク制御時に特定できないO2センサの出力ラインの地絡
或いは断線といった故障を、非フィードバック制御時に
検出が困難なO2センサの特性の劣化といった故障を明
確に区別して検出できるという効果がある。
【0051】請求項5の発明によれば、内燃機関の排気
ガス中の酸素濃度を検出するO2センサの出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量のフィードバック制
御中に燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時に
おける前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの
異常を判定する方法と、O2センサの異常に対して強い
相関を持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定
する方法を併用するようにしたので、フィードバック時
に明確に異常判定が行えないようなO2センサの異常を
確実に判定できるという効果がある。
ガス中の酸素濃度を検出するO2センサの出力信号に応
じて前記内燃機関に供給する燃料量のフィードバック制
御中に燃料量を強制的に補正し、この強制的な補正時に
おける前記O2センサの出力信号状態によりO2センサの
異常を判定する方法と、O2センサの異常に対して強い
相関を持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定
する方法を併用するようにしたので、フィードバック時
に明確に異常判定が行えないようなO2センサの異常を
確実に判定できるという効果がある。
【0052】請求項6の発明によれば、請求項4または
5においてO2センサの出力ラインの地絡或いは断線に
応じて異なる電圧レベルの信号をフィードバックループ
系に発生させるようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの地絡或いは断線を明確に区別して検出できるという
効果がある。
5においてO2センサの出力ラインの地絡或いは断線に
応じて異なる電圧レベルの信号をフィードバックループ
系に発生させるようにしたので、O2センサの出力ライ
ンの地絡或いは断線を明確に区別して検出できるという
効果がある。
【0053】請求項7の発明によれば、請求項4ないし
6において非フィードバック制御時のO2センサの異常
検出は内燃機関の運転状態が安定した時に行うようにし
たので、O2センサを十分に暖めた状態でO2センサの異
常検出を行うため異常検出精度が向上するという効果が
ある。
6において非フィードバック制御時のO2センサの異常
検出は内燃機関の運転状態が安定した時に行うようにし
たので、O2センサを十分に暖めた状態でO2センサの異
常検出を行うため異常検出精度が向上するという効果が
ある。
【図1】 本実施例によるO2センサ劣化検出装置が含
まれる燃料供給装置の 体の構成図である。
まれる燃料供給装置の 体の構成図である。
【図2】 本実施例によるO2センサ劣化検出装置の動
作の詳細を説明するための構成図である。
作の詳細を説明するための構成図である。
【図3】 本実施例による第1の判定手段と第2の判定
手段によるO2センサの故障判定動作を示すフローチャ
ートである。
手段によるO2センサの故障判定動作を示すフローチャ
ートである。
【図4】 本実施例による第1の判定手段が強制燃料補
正制御手段である故障判定の動作を示すフローチャート
である。
正制御手段である故障判定の動作を示すフローチャート
である。
【図5】 本実施例よる第2の判定手段がO2センサの
断線/短絡を判定する入力抵抗切換手段である故障判定
の動作を示すフローチャートである。
断線/短絡を判定する入力抵抗切換手段である故障判定
の動作を示すフローチャートである。
【図6】 本実施例によるO2センサの出力信号を受け
る入力回路内の入力抵抗切換を示す図である。
る入力回路内の入力抵抗切換を示す図である。
1 エンジン、13 AFS、14 インジェクタ、1
5 吸気管、16 排気管、17 クランク角センサ、
18 水温センサ、19 O2センサ、20ECU、2
4 マイクロコンピュータ、21 警告灯、22 入力
回路、26第2の判定手段、27 第1の判定手段。
5 吸気管、16 排気管、17 クランク角センサ、
18 水温センサ、19 O2センサ、20ECU、2
4 マイクロコンピュータ、21 警告灯、22 入力
回路、26第2の判定手段、27 第1の判定手段。
Claims (7)
- 【請求項1】 内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出
するO2センサと、該O2センサ出力信号に応じて前記内
燃機関に供給する燃料量をフィードバック制御するフィ
ードバック制御手段と、前記フィードバック制御中の燃
料量を強制的に補正し、この強制的な補正時における前
記O2センサの出力信号状態によりO2センサの異常か否
かを判定する第1の判定手段と、この第1の判定手段よ
りも異常に対して強い相関を持つ異常判定方法によりO
2センサの異常を判定する第2の判定手段とを備えたこ
とを特徴とするO2センサ故障診断装置。 - 【請求項2】 第2の判定手段は、O2センサのフィー
ドバック制御手段に対する入力抵抗を切り換える入力抵
抗切換え手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載
のO2センサ故障診断装置。 - 【請求項3】 入力抵抗切換え手段は、フィードバック
制御時にはO2センサのフィードバック制御手段に対す
る入力抵抗を高抵抗とし、異常判定時には前記入力抵抗
の一端に所定電圧を印加するようにしたことを特徴とす
る請求項2に記載のO2センサ故障診断装置。 - 【請求項4】 内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出
するO2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給
する燃料量をフィードバック制御中に燃料量を強制的に
補正し、この強制的な補正時における前記O2センサの
出力信号状態によりO2センサの異常を判定し、非フィ
ードバック制御時に、O2センサの異常に対して強い相
関を持つ異常判定方法によりO2センサの異常を判定す
ることを特徴とするO2センサ故障診断方法。 - 【請求項5】 内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出
するO2センサの出力信号に応じて前記内燃機関に供給
する燃料量をフィードバック制御中に燃料量を強制的に
補正し、この強制的な補正時における前記O2センサの
出力信号状態によりO2センサの異常を判定する方法
と、O2センサの異常に対して強い相関を持つ異常判定
方法によりO2センサの異常を判定する方法を併用する
ことを特徴とするO2センサ故障診断方法。 - 【請求項6】 O2センサの出力ラインの地絡或いは断
線に応じて異なる電圧レベルの信号をフィードバックル
ープ系に発生させることを特徴とする請求項4または5
に記載のO2センサ故障診断方法。 - 【請求項7】 O2センサの異常検出は内燃機関の運転
状態が安定した時に行うことを特徴とする請求項4ない
し6のいずれかに記載のO2センサ故障診断方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7142036A JPH08338288A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | O▲2▼センサ故障診断装置及びo▲2▼センサ故障診断方法 |
US08/615,411 US5685284A (en) | 1995-06-08 | 1996-03-14 | O2 -sensor fault diagnosis method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7142036A JPH08338288A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | O▲2▼センサ故障診断装置及びo▲2▼センサ故障診断方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08338288A true JPH08338288A (ja) | 1996-12-24 |
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