JP2976490B2 - 内燃機関における酸素センサの劣化検出方法 - Google Patents
内燃機関における酸素センサの劣化検出方法Info
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は内熱機関の空燃比制御システムにおける酸
素センサの劣化検出方法に関する。
素センサの劣化検出方法に関する。
（従来の技術） 従来の内燃機関の空燃比制御システムとしては、例え
ば、特開昭58−47248、59−215935号公報などに示され
るように、内燃機関の吸入空気量、回転数などの運転情
報に基づいて基本噴射量を計算し、排ガス流路中に置か
れた酸素センサの信号に基づき前記基本噴射量を補正
し、この補正された値によって実際に供給される燃料量
が制御されているようになっている。この制御を繰り返
して行なうフィードバック制御により、空燃比を理論空
燃比に保つことができるものである。
ば、特開昭58−47248、59−215935号公報などに示され
るように、内燃機関の吸入空気量、回転数などの運転情
報に基づいて基本噴射量を計算し、排ガス流路中に置か
れた酸素センサの信号に基づき前記基本噴射量を補正
し、この補正された値によって実際に供給される燃料量
が制御されているようになっている。この制御を繰り返
して行なうフィードバック制御により、空燃比を理論空
燃比に保つことができるものである。
第16図はこの従来のフィードバック制御のブロック図
である。本図に示すように、コントロールユニットＡは
エアフローメータの信号とイグニッションコイルの信号
により基本パルスを算出し、スロットルバルブスイッチ
による増量補正及びバッテリによる電圧補正をする一方
で、O2センサ（空燃比制御用酸素センサ）１により空燃
比フィードバック制御回路Ｂを介して増量補正をし、演
算回路、パワーアンプを経て、インジェクタ（燃料噴射
弁）を作動させる。コントロールユニットＡはそのほ
か、スタートスイッチ及び水温センサによりそれぞれ増
量補正をするようにしている。また、第17図は、空燃比
フィードバック制御回路Ｂの詳細回路を示したものであ
る。酸素センサ１の起電力が比較電位よりも大であると
きは理論空燃比に対して燃料過剰（リッチ）であると判
断して減量信号を、また比較電位よりも小であるときは
空気過剰（リーン）であると判断して増量信号を基本信
号に加えてインジェクタの噴射時間を設定する。
である。本図に示すように、コントロールユニットＡは
エアフローメータの信号とイグニッションコイルの信号
により基本パルスを算出し、スロットルバルブスイッチ
による増量補正及びバッテリによる電圧補正をする一方
で、O2センサ（空燃比制御用酸素センサ）１により空燃
比フィードバック制御回路Ｂを介して増量補正をし、演
算回路、パワーアンプを経て、インジェクタ（燃料噴射
弁）を作動させる。コントロールユニットＡはそのほ
か、スタートスイッチ及び水温センサによりそれぞれ増
量補正をするようにしている。また、第17図は、空燃比
フィードバック制御回路Ｂの詳細回路を示したものであ
る。酸素センサ１の起電力が比較電位よりも大であると
きは理論空燃比に対して燃料過剰（リッチ）であると判
断して減量信号を、また比較電位よりも小であるときは
空気過剰（リーン）であると判断して増量信号を基本信
号に加えてインジェクタの噴射時間を設定する。
更に、第18図は空燃比フィードバック時の酸素センサ
１の出力信号Ｖ′を、第19図は空燃比補正係数（α）を
縦軸により時間を横軸にとって示したものである。この
場合、第19図にの比例係数PR、PL及び積分係数IR、ILの
各係数値は一定である。
１の出力信号Ｖ′を、第19図は空燃比補正係数（α）を
縦軸により時間を横軸にとって示したものである。この
場合、第19図にの比例係数PR、PL及び積分係数IR、ILの
各係数値は一定である。
この様な空燃比制御運転条件において、三元触媒は高
い排ガス浄化性能を発揮するので、従来のものはO2セン
サにより空燃比を理論値になるよう制御しているのであ
る。
い排ガス浄化性能を発揮するので、従来のものはO2セン
サにより空燃比を理論値になるよう制御しているのであ
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の空燃比制御システムにおいて
は、制御に用いる空燃比センサの特性の経時変化（おも
に空燃比に対する起電力特性の変化）等によって、空燃
比制御が正確に理論空燃比を中心として行なわれなくな
る場合があり、その結果として、全体的にリッチ（酸素
不足状態）またはリーン（酸素過剰状態）にかたよった
排ガスが触媒に供給されるため、排ガス浄化率が低下す
るという問題点があった。
は、制御に用いる空燃比センサの特性の経時変化（おも
に空燃比に対する起電力特性の変化）等によって、空燃
比制御が正確に理論空燃比を中心として行なわれなくな
る場合があり、その結果として、全体的にリッチ（酸素
不足状態）またはリーン（酸素過剰状態）にかたよった
排ガスが触媒に供給されるため、排ガス浄化率が低下す
るという問題点があった。
この発明はこの様な問題点に着目してなされたもの
で、本発明の目的とするところは、PI制御用の空燃比制
御用酸素センサの劣化状態を検出するとともに、制御用
酸素センサの劣化を補償し得る内燃機関における酸素セ
ンサの劣化検出方法を提供することである。
で、本発明の目的とするところは、PI制御用の空燃比制
御用酸素センサの劣化状態を検出するとともに、制御用
酸素センサの劣化を補償し得る内燃機関における酸素セ
ンサの劣化検出方法を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、前記目的を達成するために、第１の酸素
センサにより排ガスの空燃比を制御するようにした内燃
機関において、酸素貯蔵機能を有する触媒層を表面に形
成した第２の酸素センサを前記第１の酸素センサの設置
付近に設置し、前記第２の酸素センサの出力信号とスラ
イスレベルとを比較する比較手段を設けることにより前
記第１の酸素センサの劣化状態を検出することを特徴と
するものであり、また、前記比較手段は、第２の酸素セ
ンサの出力値の極大値をVmax、極小値をVminとし、リッ
チ側スライスレベルをSR、リーン側スライスレベルをSL
としたとき、次の５個の状態に分けて比較し第１の酸素
センサの劣化状態の検出判断をするものである。
センサにより排ガスの空燃比を制御するようにした内燃
機関において、酸素貯蔵機能を有する触媒層を表面に形
成した第２の酸素センサを前記第１の酸素センサの設置
付近に設置し、前記第２の酸素センサの出力信号とスラ
イスレベルとを比較する比較手段を設けることにより前
記第１の酸素センサの劣化状態を検出することを特徴と
するものであり、また、前記比較手段は、第２の酸素セ
ンサの出力値の極大値をVmax、極小値をVminとし、リッ
チ側スライスレベルをSR、リーン側スライスレベルをSL
としたとき、次の５個の状態に分けて比較し第１の酸素
センサの劣化状態の検出判断をするものである。
a. Vmax＞SR,Vmin＜SLのとき「正常」と判断する。
b. Vmax＜SLのとき「よりリーン」と判断する。
c. SR＞Vmax＞SLのとき「若干リーン」と判断する。
d. Vmin＞SRのとき「よりリッチ」と判断する。
e. SR＞Vmin＞SLのとき「若干リッチ」と判断する。
（作用） 第２図の酸素センサは、酵素貯蔵効果を発揮する応答
遅延要素を持っているので、第１の酸素センサの経時的
劣化により排ガスがリーンにずれているときはリーン側
に偏よった出力を、またリッチにずれているときはリッ
チ側に偏よった出力を示す。そこで、その出力信号と基
準のスライスレベルとを比較することにより、第１の酸
素センサの劣化を正しく検出することができる。よっ
て、第１の酸素センサによるフィードバック係数を補正
し理論空燃比になるように制御することにより排ガス浄
化率の低下を防止することができる。
遅延要素を持っているので、第１の酸素センサの経時的
劣化により排ガスがリーンにずれているときはリーン側
に偏よった出力を、またリッチにずれているときはリッ
チ側に偏よった出力を示す。そこで、その出力信号と基
準のスライスレベルとを比較することにより、第１の酸
素センサの劣化を正しく検出することができる。よっ
て、第１の酸素センサによるフィードバック係数を補正
し理論空燃比になるように制御することにより排ガス浄
化率の低下を防止することができる。
また、比較判断を５個の状態に分けて行なうことによ
り、フィードバック係数の補正をよりきめ細かく行なう
ことができ、排ガス浄化率の低下を更に一段と効果的に
防止することができる。
り、フィードバック係数の補正をよりきめ細かく行なう
ことができ、排ガス浄化率の低下を更に一段と効果的に
防止することができる。
（実施例） 以下この発明の一実施例を第１図〜第15図により説明
する。まず第１図により構成を説明すると、１は空燃比
制御用酸素センサ（第１のセンサ）、２は空燃比測定用
センサ（第２のセンサ）、３はエンジン、４は燃料噴射
弁、５は電子制御装置、６は触媒コンバータである。
する。まず第１図により構成を説明すると、１は空燃比
制御用酸素センサ（第１のセンサ）、２は空燃比測定用
センサ（第２のセンサ）、３はエンジン、４は燃料噴射
弁、５は電子制御装置、６は触媒コンバータである。
空燃比用センサ１としては、通常用いられている酸素
濃度により起電力が変化する固体電解質型酸素センサ、
抵抗値が変化する酸化物半導体型酸素センサ、限界電流
値が変化する限界電流型酸素センサ等を用いる。
濃度により起電力が変化する固体電解質型酸素センサ、
抵抗値が変化する酸化物半導体型酸素センサ、限界電流
値が変化する限界電流型酸素センサ等を用いる。
第２図及び第３図に示すように、空燃比測定用センサ
２として、センサ２の排気側Pt電極９の外側にスピネル
保護層10を介して貴金属およびセリアを含む触媒層11を
有する酸素ンサを使用する。なお、第２図及び第３図
中、８はチューブ状のジルコニアである。
２として、センサ２の排気側Pt電極９の外側にスピネル
保護層10を介して貴金属およびセリアを含む触媒層11を
有する酸素ンサを使用する。なお、第２図及び第３図
中、８はチューブ状のジルコニアである。
次に、この実施例の作用を第４図〜第11図を参照しつ
つ説明する。第１図において、通常の空燃比制御は、従
来どおり空燃比制御用センサ１が排ガス中の空燃比変化
を検出し、電子制御装置５に信号を伝える。電子制御装
置５はセンサ出力値の変化方向、変化時点からの経過変
化時間に応じて燃料供給量を増減し、空燃比を理論空燃
比近傍に制御するが、本実施例ではこの制御系に空燃比
測定用センサ（第２のセンサ）２及び比較手段７を加え
てある。この空燃比測定用センサ２は従来にない特性を
持っており、空燃比制御用センサ１で制御された排ガス
が理論空燃比近傍に制御されているかどうかを比較手段
７でモニタすることにより、空燃比制御用センサ１の劣
化状態を検出することが出来る。
つ説明する。第１図において、通常の空燃比制御は、従
来どおり空燃比制御用センサ１が排ガス中の空燃比変化
を検出し、電子制御装置５に信号を伝える。電子制御装
置５はセンサ出力値の変化方向、変化時点からの経過変
化時間に応じて燃料供給量を増減し、空燃比を理論空燃
比近傍に制御するが、本実施例ではこの制御系に空燃比
測定用センサ（第２のセンサ）２及び比較手段７を加え
てある。この空燃比測定用センサ２は従来にない特性を
持っており、空燃比制御用センサ１で制御された排ガス
が理論空燃比近傍に制御されているかどうかを比較手段
７でモニタすることにより、空燃比制御用センサ１の劣
化状態を検出することが出来る。
つまり、第２の酸素センサ２は平均空燃比が理論空燃
比になっているかどうかを検出できるものである。この
空燃比測定用センサ（第２のセンサ）２の特性（一点鎖
線）を第４図〜第６図に具体的に示した。第４図に示す
ように、排ガスが理論空燃比を境に同じ幅だけ振れてい
れば、第２の酸素センサ２は通常の酸素センサ１（実
線）と同様な出力変化を示す。
比になっているかどうかを検出できるものである。この
空燃比測定用センサ（第２のセンサ）２の特性（一点鎖
線）を第４図〜第６図に具体的に示した。第４図に示す
ように、排ガスが理論空燃比を境に同じ幅だけ振れてい
れば、第２の酸素センサ２は通常の酸素センサ１（実
線）と同様な出力変化を示す。
しかしながら、第５図に示すように、排ガスがリッチ
にずれているとリッチ出力を示したままとなり、逆に、
第６図に示すようにリーンにずれているとリーン出力を
示したままになる。
にずれているとリッチ出力を示したままとなり、逆に、
第６図に示すようにリーンにずれているとリーン出力を
示したままになる。
これは、センサ表面に形成された触媒層中のセリアの
酸素貯蔵効果によるものである（本願出願人の出願 特
願平２−17910号参照）。尚、第４図〜第６図において
空気過剰率λ値は実際空熱比を理論空燃比で除したもの
であり、又、Ｖは第２センサ２の出力、Ｖ′は第１セン
サ１の出力、Ｃは制御パターンを示す。
酸素貯蔵効果によるものである（本願出願人の出願 特
願平２−17910号参照）。尚、第４図〜第６図において
空気過剰率λ値は実際空熱比を理論空燃比で除したもの
であり、又、Ｖは第２センサ２の出力、Ｖ′は第１セン
サ１の出力、Ｃは制御パターンを示す。
この様な特性を持つ空燃比測定用センサ２を用い、第
７図〜第11図に示すように、リッチ出力側およびリーン
出力側にそれぞれスライスレベルSR,SLを設けておき、
第９図のように空燃比測定用センサ２の出力ＶがSR,SL
両方をよぎれば正常で、第７図、第８図の様にSRをよぎ
らない場合、SRしかよぎならい場合は排ガスの空熱比が
よりリッチ、若干リッチ側へ、また、第10図、第11図の
様にSLしかよぎらない場合SLをよぎらない場合は若干リ
ーン、よりリーン側に排ガスの空燃比がずれていること
を判別でき、制御用センサ１の劣化状態を検出する事が
出来る。なお、第７図〜第11図においてＶは第２のセン
サ２の出力、Ｖ′は第１のセンサ１の出力を示す。
７図〜第11図に示すように、リッチ出力側およびリーン
出力側にそれぞれスライスレベルSR,SLを設けておき、
第９図のように空燃比測定用センサ２の出力ＶがSR,SL
両方をよぎれば正常で、第７図、第８図の様にSRをよぎ
らない場合、SRしかよぎならい場合は排ガスの空熱比が
よりリッチ、若干リッチ側へ、また、第10図、第11図の
様にSLしかよぎらない場合SLをよぎらない場合は若干リ
ーン、よりリーン側に排ガスの空燃比がずれていること
を判別でき、制御用センサ１の劣化状態を検出する事が
出来る。なお、第７図〜第11図においてＶは第２のセン
サ２の出力、Ｖ′は第１のセンサ１の出力を示す。
この劣化状態の検出による具体的な制御を第12図によ
り説明する。
り説明する。
第12図は本発明におけるフィードバック制御のブロッ
ク線図を示したもので、従来との相違はコントロールユ
ニットＡ′において第２のセンサ２、空燃比検出回路7a
及びフィードバック（F/B）係数修正回路7b（比較手段
７）が加えられ、フィードバック制御回路Ｂ′が変更さ
れた点のみで、あとは第16図（従来）と同様である。第
２のセンサ２の出力は、空燃比検出回路7aを経て、空燃
比正常化手段としてのF/B係数修正回路7bへ導かれる。
同空燃比正常化手段においては、運転条件判断手段によ
り判断された安定なエンジン条件のもとで、センサ２の
出力を所定時間測定し、このセンサ２の出力を基にし
て、各空燃比フィードバック係数の修正値が求められ
る。空燃比フィードバック制御回路Ｂ′では、第13図に
示すように、修正フィードバック係数を用いて、補正波
形を成形し、基本パルスを修正する。
ク線図を示したもので、従来との相違はコントロールユ
ニットＡ′において第２のセンサ２、空燃比検出回路7a
及びフィードバック（F/B）係数修正回路7b（比較手段
７）が加えられ、フィードバック制御回路Ｂ′が変更さ
れた点のみで、あとは第16図（従来）と同様である。第
２のセンサ２の出力は、空燃比検出回路7aを経て、空燃
比正常化手段としてのF/B係数修正回路7bへ導かれる。
同空燃比正常化手段においては、運転条件判断手段によ
り判断された安定なエンジン条件のもとで、センサ２の
出力を所定時間測定し、このセンサ２の出力を基にし
て、各空燃比フィードバック係数の修正値が求められ
る。空燃比フィードバック制御回路Ｂ′では、第13図に
示すように、修正フィードバック係数を用いて、補正波
形を成形し、基本パルスを修正する。
第14図は、この空燃比測定方法のフローチャートを示
す。即ち、ステップ１において回転数Ｎと吸入空気量Ｑ
を測定し、ステップ２で定常（走行）かどうかを判断し
定常の場合、ステップ３に進み、ここで第２のセンサの
出力を所定時間A/D変換して取込み、ステップ４（後
述）で空燃比のズレを判定後、空燃比フィードバック係
数の補正をし、ステップ５で第２のセンサ出力が正常か
どうかを判断し、正常の場合、これで終了とするもので
ある。
す。即ち、ステップ１において回転数Ｎと吸入空気量Ｑ
を測定し、ステップ２で定常（走行）かどうかを判断し
定常の場合、ステップ３に進み、ここで第２のセンサの
出力を所定時間A/D変換して取込み、ステップ４（後
述）で空燃比のズレを判定後、空燃比フィードバック係
数の補正をし、ステップ５で第２のセンサ出力が正常か
どうかを判断し、正常の場合、これで終了とするもので
ある。
第15図は第14図のステップ４の詳細フローチャートを
示す。
示す。
ここで、空燃比フィードバック係数としては、比例係
数Ｐ及び積分係数Ｉが一般的に用いられるが、第15図で
は比例係数Ｐを変更修正する場合について示してある。
勿論、積分係数Ｉを変更修正する場合も考えられる。
数Ｐ及び積分係数Ｉが一般的に用いられるが、第15図で
は比例係数Ｐを変更修正する場合について示してある。
勿論、積分係数Ｉを変更修正する場合も考えられる。
第15図に示すように、ステップ４の内容としては、第
２のセンサ２の出力がスライスレベルSR,SLの両方又は
片方をよぎるか、よきらないかの状態を判別することで
ある。以下その流れをステップ順に説明する。ステップ
41で第２のセンサ２の出力の最大（極大）値Vmax及び最
小（極小）値Vminを抽出する。ステップ42でVmax＞SRか
どうかを判断し、YESの場合、ステップ43でVmin＜SLか
どうかを判断し、YESの場合はステップ44で正常（理論
空燃比）と判断する。即ち、この場合は、第９図のよう
に、第２センサの出力値ＶがスライスレベルSRとSLの両
方をよぎるので正常と判断できるものである。この結
果、ステップ45で比例値PL′,PR′とももとの値PL,PRに
等しいとする。
２のセンサ２の出力がスライスレベルSR,SLの両方又は
片方をよぎるか、よきらないかの状態を判別することで
ある。以下その流れをステップ順に説明する。ステップ
41で第２のセンサ２の出力の最大（極大）値Vmax及び最
小（極小）値Vminを抽出する。ステップ42でVmax＞SRか
どうかを判断し、YESの場合、ステップ43でVmin＜SLか
どうかを判断し、YESの場合はステップ44で正常（理論
空燃比）と判断する。即ち、この場合は、第９図のよう
に、第２センサの出力値ＶがスライスレベルSRとSLの両
方をよぎるので正常と判断できるものである。この結
果、ステップ45で比例値PL′,PR′とももとの値PL,PRに
等しいとする。
次に、Vmax＞SRがNOの場合は、ステップ46でVmax＜SL
かどうかを判断し、YESの場合ステップ47で、「よりリ
ーン状態」と判断する。これは、第11図に示すように、
出力ＶがSL以下であるので、よりリーン状態にあると判
断できるものである。この場合はステップ48で、PR′＝
PR（１＋KPβ）の補正をし、より早くリッチにして正常
値になるような補正をする。
かどうかを判断し、YESの場合ステップ47で、「よりリ
ーン状態」と判断する。これは、第11図に示すように、
出力ＶがSL以下であるので、よりリーン状態にあると判
断できるものである。この場合はステップ48で、PR′＝
PR（１＋KPβ）の補正をし、より早くリッチにして正常
値になるような補正をする。
次に、Vmax＜SLがNOの場合はステップ49で「若干リー
ン状態」と判断する。これは第10図に示すように、出力
ＶがSLのみをよぎっているので若干リーンと判断できる
のである。よって、ステップ50で、PR′＝PR（１＋KP）
の補正をし、リッチ側への補正をして正常値になるよう
にする。
ン状態」と判断する。これは第10図に示すように、出力
ＶがSLのみをよぎっているので若干リーンと判断できる
のである。よって、ステップ50で、PR′＝PR（１＋KP）
の補正をし、リッチ側への補正をして正常値になるよう
にする。
次に、ステップ43でVmin＜SLがNOの場合はステップ51
でVmin＞SRかどうかの判断をし、YESの場合、ステップ5
2で「よりリッチ状態」と判断する。これは、第７図に
示すように、出力ＶがSRとSLともよぎらないのでよりリ
ッチと判断できるものである。よって、ステップ53で、
PL′＝PL（１＋KPβ）の補正をしより早くリーンに向か
わせ正常値になるようにする。Vmin＞SRがNOの場合はス
テップ54で「若干リッチ状態」と判断する。これは第８
図に示すように、出力ＶがSRのみをよぎるので、そのよ
うに判断できるものである。よって、ステップ55へと進
み、PL′＝PL（１＋KP）の補正をし、リーン化して正常
値になるようにする。
でVmin＞SRかどうかの判断をし、YESの場合、ステップ5
2で「よりリッチ状態」と判断する。これは、第７図に
示すように、出力ＶがSRとSLともよぎらないのでよりリ
ッチと判断できるものである。よって、ステップ53で、
PL′＝PL（１＋KPβ）の補正をしより早くリーンに向か
わせ正常値になるようにする。Vmin＞SRがNOの場合はス
テップ54で「若干リッチ状態」と判断する。これは第８
図に示すように、出力ＶがSRのみをよぎるので、そのよ
うに判断できるものである。よって、ステップ55へと進
み、PL′＝PL（１＋KP）の補正をし、リーン化して正常
値になるようにする。
以上の５個の判別をまとめて示すと次のとおりとな
る。そこで、この結果に基づきステップ56でPL′,PRの
出力をし第14図のステップ５へと移行する。
る。そこで、この結果に基づきステップ56でPL′,PRの
出力をし第14図のステップ５へと移行する。
PL′＝PL,PR′＝PR…正常 PL′＝PL（１＋KP・β）…よりリッチな状態 PL′＝PL（１＋KP）…若干リッチ状態 PR′＝PR（１＋KP）…若干リーン状態 PR′＝PR（１＋KP・β）…よりリーンな状態 この様に本実施例の場合は、空燃比フィードバック係
数を修正し、第２のセンサ２が、通常の酸素センサ１と
同様な出力特性（スライスレベル両方をよぎる特性）を
示すようになるまで電子制御装置から信号を出し、燃料
供給量を増減させる。空燃比フィードバック係数の修正
はIR,IL値を用いても同様の効果が得られる。
数を修正し、第２のセンサ２が、通常の酸素センサ１と
同様な出力特性（スライスレベル両方をよぎる特性）を
示すようになるまで電子制御装置から信号を出し、燃料
供給量を増減させる。空燃比フィードバック係数の修正
はIR,IL値を用いても同様の効果が得られる。
又、空燃比制御は学習制御を用いると更に効率良く行
なうことができる。
なうことができる。
［発明の効果］ 以上説明してたように、本発明によれば、内燃機関の
通常の空燃比制御システムにあらたに、制御されている
排ガスの制御中心のずれを検出しうるセンサを第２のセ
ンサとして加えることにより、制御用センサの経時的特
性変化を検出するとともに空燃比制御異常を補償し、好
ましい制御状態を保つ改良された空燃比制御システムを
構築して、実用に供する事が可能である。
通常の空燃比制御システムにあらたに、制御されている
排ガスの制御中心のずれを検出しうるセンサを第２のセ
ンサとして加えることにより、制御用センサの経時的特
性変化を検出するとともに空燃比制御異常を補償し、好
ましい制御状態を保つ改良された空燃比制御システムを
構築して、実用に供する事が可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す空燃比制御システム
の構成図、第２図は空燃比測定用センサ（第２のセン
サ）の構造を示す断面図、第３図は第２図のIII部拡大
図、第４図〜第６図は空燃比測定用センサの特性図、第
７図〜第11図は制御用センサ（第１のセンサ）と空燃比
測定用センサ（第２のセンサ）との応答出力波形の比較
図、第12図はこの発明のフィードバック制御の全体的ブ
ロック線図、第13図はこの発明の空燃比フィードバック
制御回路の詳細ブロック線図、第14図はこの発明の一実
施例の全体的フローチャート、第15図はこの発明の一実
施例の部分的フローチャート、第16図は従来のフィード
バック制御の全体的ブロック線図、第17図は従来のフィ
ードバック制御回路の詳細ブロック線図、第18図は制御
用酸素センサ（第１のセンサ）の信号波形図、第19図は
空燃比補正係数の波形図である。 １……第１の酸素センサ ２……第２の酸素センサ ３……エンジン ４……燃料噴射弁（インジェクタ） ５……電子制御装置 ６……触媒コンバータ ７……比較手段 ８……ジルコニア ９……Pt電極 10……スピネル保護層 11……触媒層 A,A′……コントロールユニット B,B′……空燃比フィードバック制御回路 SL……リーン側スライスレベル SR……リッチ側スライスレベル Ｐ……比例係数 Ｉ……積分係数 Ｖ……第２酸素センサの出力
の構成図、第２図は空燃比測定用センサ（第２のセン
サ）の構造を示す断面図、第３図は第２図のIII部拡大
図、第４図〜第６図は空燃比測定用センサの特性図、第
７図〜第11図は制御用センサ（第１のセンサ）と空燃比
測定用センサ（第２のセンサ）との応答出力波形の比較
図、第12図はこの発明のフィードバック制御の全体的ブ
ロック線図、第13図はこの発明の空燃比フィードバック
制御回路の詳細ブロック線図、第14図はこの発明の一実
施例の全体的フローチャート、第15図はこの発明の一実
施例の部分的フローチャート、第16図は従来のフィード
バック制御の全体的ブロック線図、第17図は従来のフィ
ードバック制御回路の詳細ブロック線図、第18図は制御
用酸素センサ（第１のセンサ）の信号波形図、第19図は
空燃比補正係数の波形図である。 １……第１の酸素センサ ２……第２の酸素センサ ３……エンジン ４……燃料噴射弁（インジェクタ） ５……電子制御装置 ６……触媒コンバータ ７……比較手段 ８……ジルコニア ９……Pt電極 10……スピネル保護層 11……触媒層 A,A′……コントロールユニット B,B′……空燃比フィードバック制御回路 SL……リーン側スライスレベル SR……リッチ側スライスレベル Ｐ……比例係数 Ｉ……積分係数 Ｖ……第２酸素センサの出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/409 G01N 27/26 391
Claims (2)
- 【請求項１】第１の酸素センサにより排ガスの空燃比を
制御するようにした内燃機関において、酸素貯蔵機能を
有する触媒層を表面に形成した第２の酸素センサを前記
第１の酸素センサの設置付近に設置し、前記第２の酸素
センサの出力信号とスライスレベルとを比較する比較手
段を設けることにより前記第１の酸素センサの劣化状態
を検出することを特徴とする内燃機関における酸素セン
サの劣化検出方法。 - 【請求項２】前記スライスレベルを、第２の酸素センサ
の出力信号のリッチ出力側およびリーン出力側にそれぞ
れ設け、前記比較手段は、第２の酸素センサの出力値の
極大値をVmax、極小値をVminとし、前記リッチ出力側ス
ライスレベルをSR、リーン出力側スライスレベルをSLと
したとき、次の５個の状態に分けて比較し、第１の酸素
センサの劣化状態を検出判断することを特徴とする請求
項第１項記載の内燃機関における酸素センサの劣化検出
方法。 a.Vmax＞SR,Vmin＜SLのとき「正常」と判断する。 b.Vmax＜SLのとき「よりリーン」と判断する。 c.SR＞Vmax＞SLのとき「若干リーン」と判断する。 d.Vmin＞SRのとき「よりリッチ」と判断する。 e.SR＞Vmin＞SLのとき「若干リッチ」と判断する。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158664A JP2976490B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 内燃機関における酸素センサの劣化検出方法 |
| US07/713,230 US5251604A (en) | 1990-06-19 | 1991-06-11 | System and method for detecting deterioration of oxygen sensor used in feedback type air-fuel ratio control system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158664A JP2976490B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 内燃機関における酸素センサの劣化検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0450762A JPH0450762A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2976490B2 true JP2976490B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15676660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2158664A Expired - Lifetime JP2976490B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 内燃機関における酸素センサの劣化検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5251604A (ja) |
| JP (1) | JP2976490B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
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| US5351526A (en) * | 1992-06-13 | 1994-10-04 | Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Apparatus for monitoring leakage into exhaust lines |
| JP2869911B2 (ja) * | 1993-04-15 | 1999-03-10 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの酸素センサ劣化検出装置 |
| JP3188579B2 (ja) * | 1994-02-15 | 2001-07-16 | 三菱電機株式会社 | 空燃比センサの故障検出装置 |
| DE19752965C2 (de) * | 1997-11-28 | 2002-06-13 | Siemens Ag | Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine |
| US6360583B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-03-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Oxygen sensor monitoring |
| US6260547B1 (en) | 2000-02-01 | 2001-07-17 | Michael Spencer-Smith | Apparatus and method for improving the performance of a motor vehicle internal combustion engine |
| US6837233B1 (en) | 2002-11-04 | 2005-01-04 | Michael Spencer-Smith | System for enhancing performance of an internal combustion engine |
| JP2008157377A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Nok Corp | ガスケット |
| EP2657495A4 (en) * | 2010-12-24 | 2014-07-30 | Toyota Motor Co Ltd | DEVICE AND METHOD FOR DETECTING ERRORS IN THE INTERCYLINDRICAL AIR-FUEL RATIO VARIATION |
| JP2015090072A (ja) * | 2013-11-04 | 2015-05-11 | 株式会社デンソー | 排出ガスセンサの異常診断装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117815A (en) * | 1975-04-22 | 1978-10-03 | Nissan Motor Company, Limited | Closed-loop mixture control system for internal combustion engine using error-corrected exhaust composition sensors |
| JPS562548A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for air fuel ratio of internal combustion engine |
| JPS5847248A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比検出方法 |
| JPS59215935A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-05 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
| JPS62139943A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
| JPS63255541A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-21 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE3870782D1 (de) * | 1987-09-22 | 1992-06-11 | Japan Electronic Control Syst | Elektronische steuerungsvorrichtung fuer das kraftstoff-luftverhaeltnis eines inneren verbrennungsmotors. |
| JP2611322B2 (ja) * | 1988-04-09 | 1997-05-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置および空燃比制御用酸素濃度センサ |
| JPH0326844A (ja) * | 1989-06-21 | 1991-02-05 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の燃料供給制御装置における空燃比フィードバック補正装置 |
| JPH0331546A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP2158664A patent/JP2976490B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-11 US US07/713,230 patent/US5251604A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5251604A (en) | 1993-10-12 |
| JPH0450762A (ja) | 1992-02-19 |
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