JP3188579B2 - 空燃比センサの故障検出装置 - Google Patents
空燃比センサの故障検出装置Info
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- ratio control
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の空燃比セ
ンサの故障検出装置に係り、特に排気管内の触媒の前後
に設けられた２個の空燃比センサからの空燃比信号に基
づいて空燃比のフィードバック制御を行う内燃機関用空
燃比制御装置を用いて前記空燃比センサの故障検出を行
う空燃比センサの故障検出装置に関するものである。
ンサの故障検出装置に係り、特に排気管内の触媒の前後
に設けられた２個の空燃比センサからの空燃比信号に基
づいて空燃比のフィードバック制御を行う内燃機関用空
燃比制御装置を用いて前記空燃比センサの故障検出を行
う空燃比センサの故障検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関の燃料噴射量は、混合
気の空燃比が運転状態に応じた最適値（例えば、１４．
７程度）となるように、排気管に設けられた空燃比セン
サ（Ｏ2 センサ等）からの信号によりフィードバック制
御されている。
気の空燃比が運転状態に応じた最適値（例えば、１４．
７程度）となるように、排気管に設けられた空燃比セン
サ（Ｏ2 センサ等）からの信号によりフィードバック制
御されている。
【０００３】通常、排気ガスの酸素濃度は、混合気の空
燃比が１４．７よりも低いリッチ側の場合には減少し、
それより高いリーン側の場合には増大するので、Ｏ2 セ
ンサの出力信号は、空燃比が１４．７に相当する酸素濃
度に応答して、電圧レベルが０〜１Ｖの間で変化するよ
うになっている。例えば空燃比がリッチの場合には、酸
素濃度の減少に応じて空燃比センサの出力信号（空燃比
信号）の電圧値は増大する。
燃比が１４．７よりも低いリッチ側の場合には減少し、
それより高いリーン側の場合には増大するので、Ｏ2 セ
ンサの出力信号は、空燃比が１４．７に相当する酸素濃
度に応答して、電圧レベルが０〜１Ｖの間で変化するよ
うになっている。例えば空燃比がリッチの場合には、酸
素濃度の減少に応じて空燃比センサの出力信号（空燃比
信号）の電圧値は増大する。
【０００４】しかしながら、排気管内の触媒の上流側の
みに単一の空燃比センサを設けた場合は、空燃比センサ
の出力特性（動作点）のバラツキによって制御精度に支
障が生じるので、触媒の下流側にも別の空燃比センサを
設け、触媒の上流側の空燃比信号によるフィードバック
制御に加えて下流側の空燃比信号によるフィードバック
制御を行う装置が提案されている。
みに単一の空燃比センサを設けた場合は、空燃比センサ
の出力特性（動作点）のバラツキによって制御精度に支
障が生じるので、触媒の下流側にも別の空燃比センサを
設け、触媒の上流側の空燃比信号によるフィードバック
制御に加えて下流側の空燃比信号によるフィードバック
制御を行う装置が提案されている。
【０００５】この場合、触媒の下流側の空燃比センサ
は、触媒反応後で平均化された酸素濃度の排気ガスを検
出すると共に、排気ガスによる劣化も軽減されるので、
高精度の空燃比フィードバック制御を可能にする。
は、触媒反応後で平均化された酸素濃度の排気ガスを検
出すると共に、排気ガスによる劣化も軽減されるので、
高精度の空燃比フィードバック制御を可能にする。
【０００６】すなわち、空燃比センサ及びインジェクタ
（燃料噴射弁）等のバラツキや出力特性の経時変化を補
償することができる。このような二重空燃比センサシス
テムは、例えば米国特許第３，９３９，６５４号明細書
に記載されている。
（燃料噴射弁）等のバラツキや出力特性の経時変化を補
償することができる。このような二重空燃比センサシス
テムは、例えば米国特許第３，９３９，６５４号明細書
に記載されている。
【０００７】図７は、触媒の前後（上流側及び下流側）
に空燃比センサを設けた一般的な内燃機関用空燃比制御
装置の一例を示す構成図である。
に空燃比センサを設けた一般的な内燃機関用空燃比制御
装置の一例を示す構成図である。
【０００８】図において、１は内燃機関すなわちエンジ
ン、２はエンジン１に混合気を供給する吸気管、３は吸
気管２の上流側の吸気口に設けられたエアクリーナ、４
は吸気管２の下流側とエンジン１との接続部に形成され
たインテークマニホールド、５は吸気管２の上流側に設
けられた燃料噴射用のインジェクタである。
ン、２はエンジン１に混合気を供給する吸気管、３は吸
気管２の上流側の吸気口に設けられたエアクリーナ、４
は吸気管２の下流側とエンジン１との接続部に形成され
たインテークマニホールド、５は吸気管２の上流側に設
けられた燃料噴射用のインジェクタである。
【０００９】６はインテークマニホールド４内の圧力Ｐ
を検出する半導体型の圧力センサであり、吸気管２から
インテークマニホールド４を介してエンジン１に吸入さ
れる空気量を圧力Ｐとして測定する。７は吸気管２内の
インジェクタ５の下流側に設けられたスロットル弁であ
る。
を検出する半導体型の圧力センサであり、吸気管２から
インテークマニホールド４を介してエンジン１に吸入さ
れる空気量を圧力Ｐとして測定する。７は吸気管２内の
インジェクタ５の下流側に設けられたスロットル弁であ
る。
【００１０】８はスロットル弁７のスロットル開度φを
検出するスロットルセンサ、９はエンジン１から燃焼後
の排気ガスを導出する排気管、１０は排気管９に挿入さ
れて排気ガスを三元処理する触媒、１１は触媒１０の上
流側に設けられた第一の空燃比センサ、１２は触媒１０
の下流側に設けられた第二の空燃比センサである。
検出するスロットルセンサ、９はエンジン１から燃焼後
の排気ガスを導出する排気管、１０は排気管９に挿入さ
れて排気ガスを三元処理する触媒、１１は触媒１０の上
流側に設けられた第一の空燃比センサ、１２は触媒１０
の下流側に設けられた第二の空燃比センサである。
【００１１】１３は昇圧トランスから成る点火コイル、
１４は点火コイル１３の一次巻線を通電遮断するパワー
トランジスタから成るイグナイタである。１５はスロッ
トルセンサ８と一体構造のアイドルスイッチであり、ス
ロットル弁７の全閉時にアイドリング運転状態を検出し
てオンする。１６はエンジン１の冷却水温度Ｔを検出す
るサーミスタ型の水温センサ、１７は電源となるバッテ
リ、１８はバッテリ１７からの給電を開始させてイグニ
ッション駆動させるためのキースイッチ、１９は種々の
異常検出時に駆動される警報ランプである。
１４は点火コイル１３の一次巻線を通電遮断するパワー
トランジスタから成るイグナイタである。１５はスロッ
トルセンサ８と一体構造のアイドルスイッチであり、ス
ロットル弁７の全閉時にアイドリング運転状態を検出し
てオンする。１６はエンジン１の冷却水温度Ｔを検出す
るサーミスタ型の水温センサ、１７は電源となるバッテ
リ、１８はバッテリ１７からの給電を開始させてイグニ
ッション駆動させるためのキースイッチ、１９は種々の
異常検出時に駆動される警報ランプである。
【００１２】２０は各種の運転状態に応じてインジェク
タ５及び警報ランプ１９等を駆動制御するＥＣＵ（電子
式制御ユニット）であり、運転状態として、スロットル
センサ８からのスロットル開度φ、圧力センサ６からの
インテークマニホールド４内の圧力Ｐ、水温センサ１６
からの冷却水温度Ｔ、アイドルスイッチ１５からのアイ
ドル信号Ｄ、点火コイル１３の通電遮断に基づく回転信
号Ｒ、各空燃比センサ１１及び１２からの空燃比信号Ｖ
１及びＶ２が入力される。
タ５及び警報ランプ１９等を駆動制御するＥＣＵ（電子
式制御ユニット）であり、運転状態として、スロットル
センサ８からのスロットル開度φ、圧力センサ６からの
インテークマニホールド４内の圧力Ｐ、水温センサ１６
からの冷却水温度Ｔ、アイドルスイッチ１５からのアイ
ドル信号Ｄ、点火コイル１３の通電遮断に基づく回転信
号Ｒ、各空燃比センサ１１及び１２からの空燃比信号Ｖ
１及びＶ２が入力される。
【００１３】ＥＣＵ２０は、キースイッチ１８の閉成に
よりバッテリ１７から給電されて機能し、空燃比信号Ｖ
１及びＶ２並びに運転状態に応答してインジェクタ５に
対する燃料噴射量Ｊを生成して空燃比をフィードバック
制御すると共に、異常発生時には警報ランプ１９に対す
る異常信号Ｅを生成する。また、イグナイタ１４に対す
る点火信号は、ＥＣＵ２０から生成されてもよい。
よりバッテリ１７から給電されて機能し、空燃比信号Ｖ
１及びＶ２並びに運転状態に応答してインジェクタ５に
対する燃料噴射量Ｊを生成して空燃比をフィードバック
制御すると共に、異常発生時には警報ランプ１９に対す
る異常信号Ｅを生成する。また、イグナイタ１４に対す
る点火信号は、ＥＣＵ２０から生成されてもよい。
【００１４】図８はＥＣＵ２０の具体的な機能構成を示
すブロック図であり、２１は回転信号Ｒを波形整形して
割込信号ＩＮＴとする入力インタフェース、２２は空燃
比信号Ｖ１、Ｖ２、圧力Ｐ、水温Ｔ及びスロットル開度
φを取り込む入力インタフェース、２３はアイドル信号
Ｄを取り込む入力インタフェース、２４は異常信号Ｅ及
び燃料噴射信号Ｊ等を出力する出力インタフェース、２
５はキースイッチ１８を介してバッテリ１７に接続され
た電源回路、３０は入力インタフェース２１〜２３、出
力インタフェース２４及び電源回路２５に接続されたマ
イクロコンピュータである。
すブロック図であり、２１は回転信号Ｒを波形整形して
割込信号ＩＮＴとする入力インタフェース、２２は空燃
比信号Ｖ１、Ｖ２、圧力Ｐ、水温Ｔ及びスロットル開度
φを取り込む入力インタフェース、２３はアイドル信号
Ｄを取り込む入力インタフェース、２４は異常信号Ｅ及
び燃料噴射信号Ｊ等を出力する出力インタフェース、２
５はキースイッチ１８を介してバッテリ１７に接続され
た電源回路、３０は入力インタフェース２１〜２３、出
力インタフェース２４及び電源回路２５に接続されたマ
イクロコンピュータである。
【００１５】マイクロコンピュータ３０は、空燃比信号
Ｖ１及びＶ２等に応じて空燃比フィードバック制御量
（以下、単に空燃比制御量という）を算出するＣＰＵ３
１と、入力インタフェース２１を介した回転信号Ｒすな
わち割込信号ＩＮＴに基づいてエンジン１の回転周期を
計測するフリーランニングのカウンタ３２と、各種の制
御のための計時を行うタイマ３３と、入力インタフェー
ス２２を介したアナログ信号（空燃比信号Ｖ１、Ｖ２、
圧力Ｐ、水温Ｔ、及びスロットル開度φ）をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器３４と、入力インタフェー
ス２３を介したアイドル信号Ｄを取り込む入力ポート３
５と、ＣＰＵ３１のワークメモリとして使用されるＲＡ
Ｍ３６と、ＣＰＵ３１の動作プログラム等が記憶された
ＲＯＭ３７と、出力インタフェース２４を介して各種制
御信号Ｅ及びＪを出力するための出力ポート３８と、各
要素３２〜３８をＣＰＵ３１に結合するコモンバス３９
とから構成される。
Ｖ１及びＶ２等に応じて空燃比フィードバック制御量
（以下、単に空燃比制御量という）を算出するＣＰＵ３
１と、入力インタフェース２１を介した回転信号Ｒすな
わち割込信号ＩＮＴに基づいてエンジン１の回転周期を
計測するフリーランニングのカウンタ３２と、各種の制
御のための計時を行うタイマ３３と、入力インタフェー
ス２２を介したアナログ信号（空燃比信号Ｖ１、Ｖ２、
圧力Ｐ、水温Ｔ、及びスロットル開度φ）をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器３４と、入力インタフェー
ス２３を介したアイドル信号Ｄを取り込む入力ポート３
５と、ＣＰＵ３１のワークメモリとして使用されるＲＡ
Ｍ３６と、ＣＰＵ３１の動作プログラム等が記憶された
ＲＯＭ３７と、出力インタフェース２４を介して各種制
御信号Ｅ及びＪを出力するための出力ポート３８と、各
要素３２〜３８をＣＰＵ３１に結合するコモンバス３９
とから構成される。
【００１６】ＣＰＵ３１は、入力インタフェース２１を
介して割込信号ＩＮＴが入力されると、カウンタ３２の
値を読み取ると共に、カウンタ３２の今回値と前回値と
の偏差からエンジン１の回転周期を算出してＲＡＭ３６
に格納する。
介して割込信号ＩＮＴが入力されると、カウンタ３２の
値を読み取ると共に、カウンタ３２の今回値と前回値と
の偏差からエンジン１の回転周期を算出してＲＡＭ３６
に格納する。
【００１７】出力インタフェース２４は、出力ポート３
８からの制御信号を増幅して異常信号Ｅ及び燃料噴射信
号Ｊとして出力する。
８からの制御信号を増幅して異常信号Ｅ及び燃料噴射信
号Ｊとして出力する。
【００１８】図９は従来のマイクロコンピュータ３０に
よる空燃比フィードバック制御演算動作を図式的に示す
機能ブロック図であり、４１は第一の空燃比センサ１１
からの空燃比信号Ｖ１に対してＰＩ（比例積分）制御を
行う第一のＰＩコントローラ、４２は空燃比センサ１２
からの空燃比信号Ｖ２に対してＰＩ制御を行う第二のＰ
Ｉコントローラである。
よる空燃比フィードバック制御演算動作を図式的に示す
機能ブロック図であり、４１は第一の空燃比センサ１１
からの空燃比信号Ｖ１に対してＰＩ（比例積分）制御を
行う第一のＰＩコントローラ、４２は空燃比センサ１２
からの空燃比信号Ｖ２に対してＰＩ制御を行う第二のＰ
Ｉコントローラである。
【００１９】各ＰＩコントローラ４１及び４２は、各空
燃比信号Ｖ１及びＶ２に基づいて各空燃比制御量Ｃ１及
びＣ２を演算するための演算手段を構成しており、第二
の空燃比制御量Ｃ２は、第一の空燃比制御量Ｃ１に対す
る補正量として作用する。また、第一の空燃比制御量Ｃ
１は空燃比補正量に相当し、これにより最終的なインジ
ェクタ５に対する燃料噴射信号Ｊをフィードバック制御
し、第二の空燃比信号Ｖ２を第二の目標値ＶＲ２に一致
させるようになっている。
燃比信号Ｖ１及びＶ２に基づいて各空燃比制御量Ｃ１及
びＣ２を演算するための演算手段を構成しており、第二
の空燃比制御量Ｃ２は、第一の空燃比制御量Ｃ１に対す
る補正量として作用する。また、第一の空燃比制御量Ｃ
１は空燃比補正量に相当し、これにより最終的なインジ
ェクタ５に対する燃料噴射信号Ｊをフィードバック制御
し、第二の空燃比信号Ｖ２を第二の目標値ＶＲ２に一致
させるようになっている。
【００２０】ＶＲ１及びＶＲ２は各空燃比信号Ｖ１及び
Ｖ２に対して予め設定された空燃比制御用の第一及び第
二の目標値であり、いずれも最適空燃比１４．７にほぼ
対応する電圧値に設定されているが、第二の目標値ＶＲ
２は、第一の目標値ＶＲ１よりもわずかに高い電圧値
（リッチ側、すなわち１４．７より小さい空燃比に対応
する）に設定されてもよい。
Ｖ２に対して予め設定された空燃比制御用の第一及び第
二の目標値であり、いずれも最適空燃比１４．７にほぼ
対応する電圧値に設定されているが、第二の目標値ＶＲ
２は、第一の目標値ＶＲ１よりもわずかに高い電圧値
（リッチ側、すなわち１４．７より小さい空燃比に対応
する）に設定されてもよい。
【００２１】ＦＲは吸入空気量に対応した圧力Ｐから演
算される基本燃料量、ＣＦは水温Ｔ及びスロットル開度
φに基づく加減速状態に対応した燃料補正量、ＫＦは目
標燃料量に対するインジェクタ５の噴射時間補正係数、
Ｑはインジェクタ５の駆動時間に対する無駄時間補正量
である。
算される基本燃料量、ＣＦは水温Ｔ及びスロットル開度
φに基づく加減速状態に対応した燃料補正量、ＫＦは目
標燃料量に対するインジェクタ５の噴射時間補正係数、
Ｑはインジェクタ５の駆動時間に対する無駄時間補正量
である。
【００２２】４３は第二の目標値ＶＲ２と空燃比信号Ｖ
２との偏差ΔＶ２を求めて第二のＰＩコントローラ４２
に入力する減算器、４４は第一の目標値ＶＲ１に第二の
空燃比制御量Ｃ２を加算して補正目標値ＶＴ１を求める
加算器、４５は補正目標値ＶＴ１と空燃比信号Ｖ１との
偏差ΔＶ１を求めて第一のＰＩコントローラ４１に入力
する減算器である。
２との偏差ΔＶ２を求めて第二のＰＩコントローラ４２
に入力する減算器、４４は第一の目標値ＶＲ１に第二の
空燃比制御量Ｃ２を加算して補正目標値ＶＴ１を求める
加算器、４５は補正目標値ＶＴ１と空燃比信号Ｖ１との
偏差ΔＶ１を求めて第一のＰＩコントローラ４１に入力
する減算器である。
【００２３】加算器４４は、第一のＰＩコントローラ４
１により演算される空燃比制御量Ｃ１を補正するための
補正手段を構成している。
１により演算される空燃比制御量Ｃ１を補正するための
補正手段を構成している。
【００２４】４６は第一のＰＩコントローラ４１からの
空燃比制御量Ｃ１に基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料
量Ｆ１を生成する乗算器、４７は目標燃料量Ｆ１に燃料
補正量ＣＦを乗算して補正燃料量Ｆを生成する乗算器、
４８は補正燃料量Ｆに噴射時間補正係数ＫＦを乗算して
インジェクタ５の駆動時間Ｇを生成する乗算器、４９は
駆動時間Ｇに無駄時間補正量Ｑを加算してインジェクタ
５に対する最終的な燃料噴射信号Ｊを生成する加算器で
ある。これらの乗算器４６〜４８及び加算器４９は、空
燃比制御量Ｃ１を燃料噴射信号Ｊに変換するための制御
量変換手段を構成している。
空燃比制御量Ｃ１に基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料
量Ｆ１を生成する乗算器、４７は目標燃料量Ｆ１に燃料
補正量ＣＦを乗算して補正燃料量Ｆを生成する乗算器、
４８は補正燃料量Ｆに噴射時間補正係数ＫＦを乗算して
インジェクタ５の駆動時間Ｇを生成する乗算器、４９は
駆動時間Ｇに無駄時間補正量Ｑを加算してインジェクタ
５に対する最終的な燃料噴射信号Ｊを生成する加算器で
ある。これらの乗算器４６〜４８及び加算器４９は、空
燃比制御量Ｃ１を燃料噴射信号Ｊに変換するための制御
量変換手段を構成している。
【００２５】次に、図７〜図９と共に、図１０の波形図
を参照しながら、従来の内燃機関用空燃比制御装置の具
体的な動作について説明する。
を参照しながら、従来の内燃機関用空燃比制御装置の具
体的な動作について説明する。
【００２６】まず、減算器４３は、触媒１０の下流側の
第二の空燃比信号Ｖ２と第二の目標値ＶＲ２とを比較し
て偏差ΔＶ２（＝ＶＲ２−Ｖ２）を生成し、第二のＰＩ
コントローラ４２は、偏差ΔＶ２をＰＩ制御して空燃比
制御量Ｃ２を演算する。
第二の空燃比信号Ｖ２と第二の目標値ＶＲ２とを比較し
て偏差ΔＶ２（＝ＶＲ２−Ｖ２）を生成し、第二のＰＩ
コントローラ４２は、偏差ΔＶ２をＰＩ制御して空燃比
制御量Ｃ２を演算する。
【００２７】一方、加算器４４は、第一の目標値ＶＲ１
に空燃比制御量Ｃ２すなわち補正量を加算し、第一の空
燃比センサ１１に対する補正目標値ＶＴ１（＝ＶＲ１＋
Ｃ２）を生成する。また、減算器４５は、触媒１０の上
流側の第一の空燃比信号Ｖ１と補正目標値ＶＴ１とを比
較して偏差ΔＶ１（＝ＶＴ１−Ｖ１）を生成し、第一の
ＰＩコントローラ４１は、偏差ΔＶ１をＰＩ制御してフ
ィードバック用の空燃比制御量Ｃ１を演算する。
に空燃比制御量Ｃ２すなわち補正量を加算し、第一の空
燃比センサ１１に対する補正目標値ＶＴ１（＝ＶＲ１＋
Ｃ２）を生成する。また、減算器４５は、触媒１０の上
流側の第一の空燃比信号Ｖ１と補正目標値ＶＴ１とを比
較して偏差ΔＶ１（＝ＶＴ１−Ｖ１）を生成し、第一の
ＰＩコントローラ４１は、偏差ΔＶ１をＰＩ制御してフ
ィードバック用の空燃比制御量Ｃ１を演算する。
【００２８】こうして、第一の空燃比信号Ｖ１に基づく
空燃比制御量Ｃ１は、第二の空燃比制御量Ｃ２により補
正されて、最終的な空燃比制御量となる。
空燃比制御量Ｃ１は、第二の空燃比制御量Ｃ２により補
正されて、最終的な空燃比制御量となる。
【００２９】次に、圧力センサ６からの圧力Ｐに基づい
て吸入空気量を検出すると共に、吸入空気量から基本燃
料量ＦＲを演算し、乗算器４６により、空燃比制御量Ｃ
１に基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料量Ｆ１を求め
る。
て吸入空気量を検出すると共に、吸入空気量から基本燃
料量ＦＲを演算し、乗算器４６により、空燃比制御量Ｃ
１に基本燃料量ＦＲを乗算して目標燃料量Ｆ１を求め
る。
【００３０】続いて、水温センサ１６からの水温Ｔに基
づいてエンジン１の暖気状態に対応した補正量を演算す
ると共に、この補正量とスロットルセンサ８からのスロ
ットル開度φとに基づいて加減速状態を検出し、加減速
状態に対応した補正量等により燃料補正量ＣＦを演算す
る。そして、乗算器４７により、目標燃料量Ｆ１に燃料
補正量ＣＦを乗算して、最終的な燃料噴射量に相当する
燃料補正量Ｆを求める。
づいてエンジン１の暖気状態に対応した補正量を演算す
ると共に、この補正量とスロットルセンサ８からのスロ
ットル開度φとに基づいて加減速状態を検出し、加減速
状態に対応した補正量等により燃料補正量ＣＦを演算す
る。そして、乗算器４７により、目標燃料量Ｆ１に燃料
補正量ＣＦを乗算して、最終的な燃料噴射量に相当する
燃料補正量Ｆを求める。
【００３１】さらに、乗算器４８は、補正燃料量Ｆに噴
射時間補正係数ＫＦを乗算してインジェクタ５の駆動時
間Ｇを求め、加算器４９は、駆動時間Ｇに無駄時間補正
量Ｑを加算して、インジェクタ５に対する最終的な燃料
噴射信号Ｊを求める。
射時間補正係数ＫＦを乗算してインジェクタ５の駆動時
間Ｇを求め、加算器４９は、駆動時間Ｇに無駄時間補正
量Ｑを加算して、インジェクタ５に対する最終的な燃料
噴射信号Ｊを求める。
【００３２】このように、第二の空燃比センサ１２から
の空燃比信号Ｖ２を用いて、第一の空燃比センサ１１に
対する目標値ＶＲ１を補正することにより、触媒１０の
下流側の空燃比信号Ｖ２が第二の目標値ＶＲ２となるよ
うに空燃比フィードバック制御が行われる。
の空燃比信号Ｖ２を用いて、第一の空燃比センサ１１に
対する目標値ＶＲ１を補正することにより、触媒１０の
下流側の空燃比信号Ｖ２が第二の目標値ＶＲ２となるよ
うに空燃比フィードバック制御が行われる。
【００３３】すなわち、触媒１０の下流側の空燃比信号
Ｖ２がリーン側（空燃比が１４．７より大）を示せば、
燃料噴射信号Ｊが長く設定されて、空燃比はリッチ側に
制御される。また、触媒１０の下流側の空燃比信号Ｖ２
がリッチ側（空燃比が１４．７より小）を示せば、燃料
噴射信号Ｊが短く設定されて、空燃比はリーン側に設定
される。この様子を図１０を基に説明すれば、例えば前
記Ｖ２がリッチ側となっていれば前記ＶＲ２とＶ２との
差が正となり、このΔＶ２を第一の空燃比センサの目標
値ＶＲ１から差し引いた補正目標値ＶＴ１を設定し、リ
ッチと判定する時間を長くすることによって空燃比制御
量Ｃ１を変化させ、燃料噴射量を減少させる。
Ｖ２がリーン側（空燃比が１４．７より大）を示せば、
燃料噴射信号Ｊが長く設定されて、空燃比はリッチ側に
制御される。また、触媒１０の下流側の空燃比信号Ｖ２
がリッチ側（空燃比が１４．７より小）を示せば、燃料
噴射信号Ｊが短く設定されて、空燃比はリーン側に設定
される。この様子を図１０を基に説明すれば、例えば前
記Ｖ２がリッチ側となっていれば前記ＶＲ２とＶ２との
差が正となり、このΔＶ２を第一の空燃比センサの目標
値ＶＲ１から差し引いた補正目標値ＶＴ１を設定し、リ
ッチと判定する時間を長くすることによって空燃比制御
量Ｃ１を変化させ、燃料噴射量を減少させる。
【００３４】しかしながら、各空燃比センサ１１及び１
２は、特性管理されて製造されているが個々の出力特性
のバラツキを有するうえ、特に上流側の第一の空燃比セ
ンサ１１は、第二の空燃比センサよりエンジンに近いた
めセンサ素子が高温にさらされると共に触媒前の有害な
排気ガス成分に素子が直接さらされるのでセンサ素子の
劣化が発生しやすく、このセンサ素子の劣化により特性
の経時変化を生じる。一方、第二の空燃比センサは、第
一の空燃比センサより低温かつ触媒後の比較的クリーン
な排気ガスにさらされるので経時変化はほとんどない。
以下、第一の空燃比センサの出力特性のバラツキ及び素
子劣化による問題点について具体的に説明する。
２は、特性管理されて製造されているが個々の出力特性
のバラツキを有するうえ、特に上流側の第一の空燃比セ
ンサ１１は、第二の空燃比センサよりエンジンに近いた
めセンサ素子が高温にさらされると共に触媒前の有害な
排気ガス成分に素子が直接さらされるのでセンサ素子の
劣化が発生しやすく、このセンサ素子の劣化により特性
の経時変化を生じる。一方、第二の空燃比センサは、第
一の空燃比センサより低温かつ触媒後の比較的クリーン
な排気ガスにさらされるので経時変化はほとんどない。
以下、第一の空燃比センサの出力特性のバラツキ及び素
子劣化による問題点について具体的に説明する。
【００３５】図１１は空燃比（Ａ／Ｆ）を強制的に変化
させた場合の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示
す波形図であり、Ｖａは特性中心の空燃比センサによる
空燃比信号、特性バラツキまたは素子劣化した空燃比セ
ンサの空燃比信号をＶｂ，Ｖｃに示す。
させた場合の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示
す波形図であり、Ｖａは特性中心の空燃比センサによる
空燃比信号、特性バラツキまたは素子劣化した空燃比セ
ンサの空燃比信号をＶｂ，Ｖｃに示す。
【００３６】図１１から明らかなように、目標値１４．
７を境界とするリーン側及びリッチ側への空燃比変動に
対し、特性中心の空燃比センサによる空燃比信号Ｖａは
約１００ｍ秒程度で応答し、リッチからリーンへの変化
の場合の応答が遅れる空燃比センサによる空燃比信号Ｖ
ｂは約２００ｍ秒程度で応答し、リッチからリーンへの
変化及びリーンからリッチへの変化の場合に共に応答が
遅れる空燃比センサによる空燃比信号Ｖｃは、最大１．
０秒程度で応答する。
７を境界とするリーン側及びリッチ側への空燃比変動に
対し、特性中心の空燃比センサによる空燃比信号Ｖａは
約１００ｍ秒程度で応答し、リッチからリーンへの変化
の場合の応答が遅れる空燃比センサによる空燃比信号Ｖ
ｂは約２００ｍ秒程度で応答し、リッチからリーンへの
変化及びリーンからリッチへの変化の場合に共に応答が
遅れる空燃比センサによる空燃比信号Ｖｃは、最大１．
０秒程度で応答する。
【００３７】図１２は図１１の空燃比信号Ｖａ〜Ｖｃの
各出力特性を有する空燃比センサを第一の空燃比センサ
１１として用いた場合の空燃比フィードバック制御動作
を示す波形図である。
各出力特性を有する空燃比センサを第一の空燃比センサ
１１として用いた場合の空燃比フィードバック制御動作
を示す波形図である。
【００３８】ここでは、第一の空燃比信号Ｖ１に対する
第一の目標値ＶＲ１をα、補正目標値ＶＴ１をβとし、
第二の空燃比信号Ｖ２に基づく空燃比制御量Ｃ２により
第一の目標値がαからβに補正される場合を示す。すな
わち、第二の空燃比信号Ｖ２が第二の目標値ＶＲ２より
リッチ側（電圧値が高い）を示し、負の空燃比制御量Ｃ
２を加算して補正目標値ＶＴ１を低下させることによ
り、空燃比がリーン側にフィードバック制御される場合
を示す。
第一の目標値ＶＲ１をα、補正目標値ＶＴ１をβとし、
第二の空燃比信号Ｖ２に基づく空燃比制御量Ｃ２により
第一の目標値がαからβに補正される場合を示す。すな
わち、第二の空燃比信号Ｖ２が第二の目標値ＶＲ２より
リッチ側（電圧値が高い）を示し、負の空燃比制御量Ｃ
２を加算して補正目標値ＶＴ１を低下させることによ
り、空燃比がリーン側にフィードバック制御される場合
を示す。
【００３９】図１２において、Ｔα及びＴβは空燃比信
号Ｖ１と目標値α及びβとの比較によりリッチ側と判定
される時間であり、Ｔαは目標値をαとした場合のリッ
チ判定時間、Ｔβは目標値をβとした場合のリッチ判定
時間である。
号Ｖ１と目標値α及びβとの比較によりリッチ側と判定
される時間であり、Ｔαは目標値をαとした場合のリッ
チ判定時間、Ｔβは目標値をβとした場合のリッチ判定
時間である。
【００４０】例えば、空燃比信号Ｖａ（特性中心）の空
燃比センサ１１に基づく空燃比制御量Ｃ１は、リッチ判
定時間がＴαよりも長いＴβに補正されることにより、
空燃比の目標値が破線のように減少側（空燃比リーン
側）に変化するので、結果的に空燃比をリーン化するこ
とができる。
燃比センサ１１に基づく空燃比制御量Ｃ１は、リッチ判
定時間がＴαよりも長いＴβに補正されることにより、
空燃比の目標値が破線のように減少側（空燃比リーン
側）に変化するので、結果的に空燃比をリーン化するこ
とができる。
【００４１】同様に、空燃比信号Ｖｂ又はＶｃの空燃比
センサ１１を用いたときのリッチ判定時間は、第一の空
燃比信号Ｖ１の目標値をαからβに補正することによ
り、Ｔαよりも長いＴβに変化する。
センサ１１を用いたときのリッチ判定時間は、第一の空
燃比信号Ｖ１の目標値をαからβに補正することによ
り、Ｔαよりも長いＴβに変化する。
【００４２】このとき、各空燃比信号Ｖａ〜Ｖｃのよう
な空燃比センサ１１の出力特性のバラツキにより、図１
１のように応答時間が異なるので、図１２のように、特
性中心Ｖａの場合とＶｂ又はＶｃの場合とでリッチ判定
時間の変化量（Ｔβ−Ｔα）が異なる。
な空燃比センサ１１の出力特性のバラツキにより、図１
１のように応答時間が異なるので、図１２のように、特
性中心Ｖａの場合とＶｂ又はＶｃの場合とでリッチ判定
時間の変化量（Ｔβ−Ｔα）が異なる。
【００４３】このように、第一の空燃比センサ１１の出
力特性が異なる場合、第二の空燃比制御量Ｃ２による第
一の目標値ＶＲ１の変更量（β−α）に対して、リッチ
判定時間Ｔα及びＴβの変更量が異なるため、最終的な
空燃比制御量Ｃ１が異なってしまう。
力特性が異なる場合、第二の空燃比制御量Ｃ２による第
一の目標値ＶＲ１の変更量（β−α）に対して、リッチ
判定時間Ｔα及びＴβの変更量が異なるため、最終的な
空燃比制御量Ｃ１が異なってしまう。
【００４４】したがって、第一の空燃比センサ１１の出
力特性及び応答時間の違いによって、第一の目標値ＶＲ
１の補正量である空燃比制御量Ｃ２に対する空燃比制御
量Ｃ１の変更量が異なる。
力特性及び応答時間の違いによって、第一の目標値ＶＲ
１の補正量である空燃比制御量Ｃ２に対する空燃比制御
量Ｃ１の変更量が異なる。
【００４５】すなわち、空燃比信号Ｖａ（特性中心）の
空燃比センサ１１を用いた場合は、応答時間が比較的速
いため、第一の目標値ＶＲ１の補正量である空燃比制御
量Ｃ２に対するリッチ判定時間の変化量が小さくなる。
この結果、第一の目標値ＶＲ１の補正量である空燃比制
御量Ｃ２を変化させることによって適正な空燃比制御を
行うことができる。
空燃比センサ１１を用いた場合は、応答時間が比較的速
いため、第一の目標値ＶＲ１の補正量である空燃比制御
量Ｃ２に対するリッチ判定時間の変化量が小さくなる。
この結果、第一の目標値ＶＲ１の補正量である空燃比制
御量Ｃ２を変化させることによって適正な空燃比制御を
行うことができる。
【００４６】また、空燃比信号Ｖｂの場合はリッチから
リーンに変化する場合の応答が遅れるが、リーンからリ
ッチに変化する場合の応答性は比較的速いので、空燃比
センサ１２を通じた空燃比制御量Ｃ２で第一の目標値Ｖ
Ｒ１が補正されることにより、適切な空燃比制御が行な
える。また、空燃比信号Ｖｃの空燃比センサ１１を用い
た場合は、Ｖｂの空燃比センサを用いた場合よりもリッ
チからリーン，リーンからリッチの応答が共に遅れるの
でリッチ判定時間の変化量が更に大きくなり、Ｃ２を変
化させてもＴｂが長くなるので、Ｃ２によるＶＲ１の補
正量が実際に必要なＶＲ１の補正量に合わなくなり、適
正な空燃比制御を行うことができない。特に、触媒１０
の上流側にある第一の空燃比センサ１１は劣化し易いた
め、このような空燃比制御量Ｃ１の変化を引き起こし、
適正な空燃比制御を行うことができない。
リーンに変化する場合の応答が遅れるが、リーンからリ
ッチに変化する場合の応答性は比較的速いので、空燃比
センサ１２を通じた空燃比制御量Ｃ２で第一の目標値Ｖ
Ｒ１が補正されることにより、適切な空燃比制御が行な
える。また、空燃比信号Ｖｃの空燃比センサ１１を用い
た場合は、Ｖｂの空燃比センサを用いた場合よりもリッ
チからリーン，リーンからリッチの応答が共に遅れるの
でリッチ判定時間の変化量が更に大きくなり、Ｃ２を変
化させてもＴｂが長くなるので、Ｃ２によるＶＲ１の補
正量が実際に必要なＶＲ１の補正量に合わなくなり、適
正な空燃比制御を行うことができない。特に、触媒１０
の上流側にある第一の空燃比センサ１１は劣化し易いた
め、このような空燃比制御量Ｃ１の変化を引き起こし、
適正な空燃比制御を行うことができない。
【００４７】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用空燃
比制御装置は、以上のように構成されているので、第一
の空燃比センサの特性バラツキ、経時変化による特性変
化により、特に上記Ｖｃの場合に適正な空燃比制御を行
うことができにくくなるという問題点があった。またＶ
ｂの場合には、適正な空燃比制御は確保できるものの、
第一の空燃比センサ１１自体は異常であるため、これを
故障として検出したほうがよい。一方、上記では説明し
ていないが、第一の空燃比センサの出力信号である空燃
比信号Ｖ１の大きさが変動する場合や、第一の空燃比信
号の変化点がずれる場合も第一の空燃比センサが故障し
ていると判断するほうが望ましい。
比制御装置は、以上のように構成されているので、第一
の空燃比センサの特性バラツキ、経時変化による特性変
化により、特に上記Ｖｃの場合に適正な空燃比制御を行
うことができにくくなるという問題点があった。またＶ
ｂの場合には、適正な空燃比制御は確保できるものの、
第一の空燃比センサ１１自体は異常であるため、これを
故障として検出したほうがよい。一方、上記では説明し
ていないが、第一の空燃比センサの出力信号である空燃
比信号Ｖ１の大きさが変動する場合や、第一の空燃比信
号の変化点がずれる場合も第一の空燃比センサが故障し
ていると判断するほうが望ましい。
【００４８】請求項１および請求項２の発明は上記のよ
うな問題点を解消するためになされたもので、第一の空
燃比センサの故障を確実に検出して空燃比の制御を適正
に行うことのできる空燃比センサの故障検出装置を得る
ことを目的とする。
うな問題点を解消するためになされたもので、第一の空
燃比センサの故障を確実に検出して空燃比の制御を適正
に行うことのできる空燃比センサの故障検出装置を得る
ことを目的とする。
【００４９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る空
燃比センサの故障検出装置は、第一の空燃比信号が第一
の空燃比制御量の補正目標値を横切る周期を計測する周
期計測手段と、該周期計測手段により計測した周期が所
定値以上であるときに第一の空燃比センサが故障である
と判定する第一の判定手段と、前記第二の空燃比制御量
又は前記第一の空燃比制御量の補正目標値の変化率を演
算し、該変化率が所定値以上の場合に前記第一の判定手
段の動作を禁止する故障判定禁止手段とを設けたもので
ある。
燃比センサの故障検出装置は、第一の空燃比信号が第一
の空燃比制御量の補正目標値を横切る周期を計測する周
期計測手段と、該周期計測手段により計測した周期が所
定値以上であるときに第一の空燃比センサが故障である
と判定する第一の判定手段と、前記第二の空燃比制御量
又は前記第一の空燃比制御量の補正目標値の変化率を演
算し、該変化率が所定値以上の場合に前記第一の判定手
段の動作を禁止する故障判定禁止手段とを設けたもので
ある。
【００５０】請求項２の発明に係る空燃比センサの故障
検出装置は、前記第二の空燃比制御量又は前記第一の空
燃比制御量の補正目標値が所定範囲外にあるときに前記
第一の空燃比センサが故障であると判定する第二の判定
手段と、前記第二の空燃比制御量又は前記第一の空燃比
制御量の補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定
値以上の場合に前記第二の判定手段の動作を禁止する故
障判定禁止手段とを設けたものである。
検出装置は、前記第二の空燃比制御量又は前記第一の空
燃比制御量の補正目標値が所定範囲外にあるときに前記
第一の空燃比センサが故障であると判定する第二の判定
手段と、前記第二の空燃比制御量又は前記第一の空燃比
制御量の補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定
値以上の場合に前記第二の判定手段の動作を禁止する故
障判定禁止手段とを設けたものである。
【００５１】
【作用】請求項１の発明における空燃比センサの故障検
出装置は、周期計測手段により第一の空燃比信号が第一
の空燃比制御量の補正目標値を横切る周期を計測し、測
定した周期が所定値以上であるとき、すなわち空燃比セ
ンサのリーン側及びリッチ側の応答時間が長くなったと
きに第一の判定手段により第一の空燃比センサが故障で
あると判定する。また、故障判定禁止手段が、第二の空
燃比制御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値の変化
率を演算し、該変化率が所定値以上の場合に前記第一の
判定手段の動作を禁止する。これにより、第二の空燃比
制御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値が安定した
後、故障判定を行うので、誤検出のない確実な故障検出
ができる。
出装置は、周期計測手段により第一の空燃比信号が第一
の空燃比制御量の補正目標値を横切る周期を計測し、測
定した周期が所定値以上であるとき、すなわち空燃比セ
ンサのリーン側及びリッチ側の応答時間が長くなったと
きに第一の判定手段により第一の空燃比センサが故障で
あると判定する。また、故障判定禁止手段が、第二の空
燃比制御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値の変化
率を演算し、該変化率が所定値以上の場合に前記第一の
判定手段の動作を禁止する。これにより、第二の空燃比
制御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値が安定した
後、故障判定を行うので、誤検出のない確実な故障検出
ができる。
【００５２】請求項２の発明における空燃比センサの故
障検出装置は、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制
御量の補正目標値が所定範囲外にあるとき、すなわち空
燃比センサのリーン側又はリッチ側の特性変化が生じた
とき第一の空燃比センサが故障であると判定する。これ
により、第一の空燃比センサの故障を確実に検出して空
燃比の制御を適正に行うことができる。また、故障判定
禁止手段が、第二の空 燃比制御量又は第一の空燃比制御
量の補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定値以
上の場合に前記第二の判定手段の動作を禁止する。これ
により、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制御量の
補正目標値が安定した後、故障判定を行うので、誤検出
のない確実な故障検出ができる。
障検出装置は、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制
御量の補正目標値が所定範囲外にあるとき、すなわち空
燃比センサのリーン側又はリッチ側の特性変化が生じた
とき第一の空燃比センサが故障であると判定する。これ
により、第一の空燃比センサの故障を確実に検出して空
燃比の制御を適正に行うことができる。また、故障判定
禁止手段が、第二の空 燃比制御量又は第一の空燃比制御
量の補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定値以
上の場合に前記第二の判定手段の動作を禁止する。これ
により、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制御量の
補正目標値が安定した後、故障判定を行うので、誤検出
のない確実な故障検出ができる。
【００５３】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。本発
明の第一の実施例である実施例１のハードウェアの構成
は図７及び図８に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置
の構成と同一であるのでその説明を省略する。また、本
発明の故障検出装置を適用する空燃比フィードバック制
御の演算動作は、図９に示す従来の内燃機関用空燃比制
御装置の演算動作と同一であるので、その説明を省略す
る。すなわち、本発明の空燃比センサの故障検出装置
は、典型的には図７及び図８に示す構成で図９に示すよ
うな演算動作を行う、触媒１０の前後に２個の空燃比セ
ンサ１１，１２を設けた内燃機関用空燃比制御装置の空
燃比センサの故障検出を行うためのものである。
明の第一の実施例である実施例１のハードウェアの構成
は図７及び図８に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置
の構成と同一であるのでその説明を省略する。また、本
発明の故障検出装置を適用する空燃比フィードバック制
御の演算動作は、図９に示す従来の内燃機関用空燃比制
御装置の演算動作と同一であるので、その説明を省略す
る。すなわち、本発明の空燃比センサの故障検出装置
は、典型的には図７及び図８に示す構成で図９に示すよ
うな演算動作を行う、触媒１０の前後に２個の空燃比セ
ンサ１１，１２を設けた内燃機関用空燃比制御装置の空
燃比センサの故障検出を行うためのものである。
【００５４】次に、この実施例の動作原理について説明
する。図４の（１）に示す表１は、第一の空燃比センサ
１１に特性変化が発生した場合の、前述した第二の空燃
比制御量Ｃ２及び該空燃比センサ１１からの空燃比信号
Ｖ１が該空燃比制御量Ｃ２に等しくなる周期Ｔ２（図３
の（２）参照）の関係を示したものである。
する。図４の（１）に示す表１は、第一の空燃比センサ
１１に特性変化が発生した場合の、前述した第二の空燃
比制御量Ｃ２及び該空燃比センサ１１からの空燃比信号
Ｖ１が該空燃比制御量Ｃ２に等しくなる周期Ｔ２（図３
の（２）参照）の関係を示したものである。
【００５５】表１より、空燃比センサ１１が故障して応
答時間が変化した場合（表のＡの場合）で、図１１、図
１２で説明した空燃比信号Ｖｃの場合の如く、リッチ側
リーン側とも応答時間が長くなり、遅れが増大した場合
には、第二の空燃比センサ１２による第一の空燃比セン
サ１１の空燃比制御量の補正によってリッチ側，リーン
側の遅れが相殺されるため、空燃比制御量Ｃ２の値は変
化しないが、周期Ｔ２が長くなる。
答時間が変化した場合（表のＡの場合）で、図１１、図
１２で説明した空燃比信号Ｖｃの場合の如く、リッチ側
リーン側とも応答時間が長くなり、遅れが増大した場合
には、第二の空燃比センサ１２による第一の空燃比セン
サ１１の空燃比制御量の補正によってリッチ側，リーン
側の遅れが相殺されるため、空燃比制御量Ｃ２の値は変
化しないが、周期Ｔ２が長くなる。
【００５６】また、図１１、図１２で説明した空燃比信
号Ｖｂの場合の如く、リーン側の応答時間が長くなり、
遅れが増大した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は第二
の空燃比センサ１２の出力電圧である空燃比信号Ｖ２に
より前述の目標値αから目標値βに変更される。すなわ
ち、Ｃ２の値は減少する。周期Ｔ２の変化は少ない。同
様に、リッチ側の応答時間が長くなり、遅れが増大した
場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は空燃比センサ１２の
空燃比信号Ｖ２により補正され、リーン側とは逆方向、
すなわちＣ２の値は増加方向に変更される。この場合
も、周期Ｔ２の変化は少ない。
号Ｖｂの場合の如く、リーン側の応答時間が長くなり、
遅れが増大した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は第二
の空燃比センサ１２の出力電圧である空燃比信号Ｖ２に
より前述の目標値αから目標値βに変更される。すなわ
ち、Ｃ２の値は減少する。周期Ｔ２の変化は少ない。同
様に、リッチ側の応答時間が長くなり、遅れが増大した
場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は空燃比センサ１２の
空燃比信号Ｖ２により補正され、リーン側とは逆方向、
すなわちＣ２の値は増加方向に変更される。この場合
も、周期Ｔ２の変化は少ない。
【００５７】次に、空燃比センサ１１の出力電圧である
空燃比信号Ｖ１の大きさが変動する表１の（Ｂ）の場合
について述べる。図４の（２）の破線で描いた曲線の如
く、実線で描いた正常状態時の出力電圧特性に対して正
のオフセット電圧が発生した場合には、空燃比センサ１
２の出力はリーン側を示すので、空燃比制御量Ｃ２の値
は増大される。また応答時間は変化しないので、周期Ｔ
２の変化は少ない。同様に、負のオフセット電圧が発生
した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は減少し、周期Ｔ
２の変化は少ない。
空燃比信号Ｖ１の大きさが変動する表１の（Ｂ）の場合
について述べる。図４の（２）の破線で描いた曲線の如
く、実線で描いた正常状態時の出力電圧特性に対して正
のオフセット電圧が発生した場合には、空燃比センサ１
２の出力はリーン側を示すので、空燃比制御量Ｃ２の値
は増大される。また応答時間は変化しないので、周期Ｔ
２の変化は少ない。同様に、負のオフセット電圧が発生
した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は減少し、周期Ｔ
２の変化は少ない。
【００５８】更に、空燃比信号Ｖ１の変化点がずれる表
１の（Ｃ）の場合では、図４の（３）に示すように、空
燃比信号Ｖ１の変化点が、図の実線で示す正常状態に対
して、曲線の如くリーン側にずれた場合には、空燃比制
御量Ｃ２の値は増大し、周期Ｔ２はほとんど変化しな
い。同様に、空燃比信号Ｖ１の変化点がリッチ側にずれ
た場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は減少し、周期Ｔ２
はほとんど変化しない。
１の（Ｃ）の場合では、図４の（３）に示すように、空
燃比信号Ｖ１の変化点が、図の実線で示す正常状態に対
して、曲線の如くリーン側にずれた場合には、空燃比制
御量Ｃ２の値は増大し、周期Ｔ２はほとんど変化しな
い。同様に、空燃比信号Ｖ１の変化点がリッチ側にずれ
た場合には、空燃比制御量Ｃ２の値は減少し、周期Ｔ２
はほとんど変化しない。
【００５９】以上の如く、空燃比センサ１１が何らかの
原因により故障した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値又
は空燃比センサ１１からの空燃比信号Ｖ１が該空燃比制
御量Ｃ２に等しくなる周期Ｔ２に変化が生じ、この一方
を検出することによりある場合での空燃比センサ１１の
故障が検出でき、また両者を検出することにより空燃比
センサ１１の故障を完全に検出することが可能となる。
原因により故障した場合には、空燃比制御量Ｃ２の値又
は空燃比センサ１１からの空燃比信号Ｖ１が該空燃比制
御量Ｃ２に等しくなる周期Ｔ２に変化が生じ、この一方
を検出することによりある場合での空燃比センサ１１の
故障が検出でき、また両者を検出することにより空燃比
センサ１１の故障を完全に検出することが可能となる。
【００６０】本実施例はこのような原理に基づき、空燃
比制御量Ｃ２の値及び上記周期Ｔ２を検出することによ
り空燃比センサ１１の故障を検出するものである。以
下、本実施例の具体的な動作について説明する。
比制御量Ｃ２の値及び上記周期Ｔ２を検出することによ
り空燃比センサ１１の故障を検出するものである。以
下、本実施例の具体的な動作について説明する。
【００６１】図１は本実施例の空燃比センサの故障検出
装置のＥＣＵ２０の動作を示す機能ブロック図である。
図１において、Ｂ１０１は空燃比信号Ｖ１が第一の空燃
比制御量の補正目標値を横切る周期Ｔ２を計測する周期
計測手段、Ｂ１０２は周期計測手段Ｂ１０１により計測
した周期Ｔ２が所定値以上であるときに第一の空燃比セ
ンサ１１が故障であると判定する第一の判定手段、Ｂ１
０３は前記空燃比制御量Ｃ２が所定範囲外にあるときに
前記空燃比センサ１１が故障であると判定する第二の判
定手段である。これにより、前述した空燃比制御量Ｃ２
の値及び周期Ｔ２を検出して空燃比センサ１１の故障を
検出することができる。
装置のＥＣＵ２０の動作を示す機能ブロック図である。
図１において、Ｂ１０１は空燃比信号Ｖ１が第一の空燃
比制御量の補正目標値を横切る周期Ｔ２を計測する周期
計測手段、Ｂ１０２は周期計測手段Ｂ１０１により計測
した周期Ｔ２が所定値以上であるときに第一の空燃比セ
ンサ１１が故障であると判定する第一の判定手段、Ｂ１
０３は前記空燃比制御量Ｃ２が所定範囲外にあるときに
前記空燃比センサ１１が故障であると判定する第二の判
定手段である。これにより、前述した空燃比制御量Ｃ２
の値及び周期Ｔ２を検出して空燃比センサ１１の故障を
検出することができる。
【００６２】次に、図２のフローチャートを参照して、
本実施例の故障検出動作を説明する。ＥＣＵ２０のマイ
クロコンピュータ３０は、まず、前回の故障検出処理以
後所定時間が経過したか否か判断し（ステップＳＴ２０
１）、所定時間が経過していないときは、該所定時間の
経過を待つ。すなわち、この故障検出処理は所定時間毎
に行う。所定時間が経過すると、マイクロコンピュータ
３０は、ＰＩコントローラ４２の算出した空燃比制御量
Ｃ２を読み出し（ステップＳＴ２０２）、読み出した空
燃比制御量Ｃ２が適正な空燃比制御を実施できる予め決
められた所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップ
ＳＴ２０３）。空燃比制御量Ｃ２が上記所定範囲外にあ
る場合は、マイクロコンピュータ３０は、ステップＳＴ
２０７へ進み、第一の空燃比センサ１１が異常であると
判定する。空燃比制御量Ｃ２が所定範囲内にある場合
は、マイクロコンピュータ３０は、ステップＳＴ２０４
に進み、前記周期Ｔ２を読み出し、読み出した周期Ｔ２
が、空燃比制御を実施できる予め決められた所定値を超
えているか否かを判定する（ステップＳＴ２０５）。周
期Ｔ２が所定値を超えていれば、マイクロコンピュータ
３０はステップＳＴ２０７に進み、第一の空燃比センサ
１１が異常であると判定する。また、周期Ｔ２が所定値
を超えていなければ、第一の空燃比センサ１１は正常で
あると判定する（ステップＳＴ２０６）。以上の如く、
空燃比センサ１１の状態を空燃比制御量Ｃ２の値の大き
さと周期Ｔ２の大きさを判断して故障検出処理を行う。
本実施例の故障検出動作を説明する。ＥＣＵ２０のマイ
クロコンピュータ３０は、まず、前回の故障検出処理以
後所定時間が経過したか否か判断し（ステップＳＴ２０
１）、所定時間が経過していないときは、該所定時間の
経過を待つ。すなわち、この故障検出処理は所定時間毎
に行う。所定時間が経過すると、マイクロコンピュータ
３０は、ＰＩコントローラ４２の算出した空燃比制御量
Ｃ２を読み出し（ステップＳＴ２０２）、読み出した空
燃比制御量Ｃ２が適正な空燃比制御を実施できる予め決
められた所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップ
ＳＴ２０３）。空燃比制御量Ｃ２が上記所定範囲外にあ
る場合は、マイクロコンピュータ３０は、ステップＳＴ
２０７へ進み、第一の空燃比センサ１１が異常であると
判定する。空燃比制御量Ｃ２が所定範囲内にある場合
は、マイクロコンピュータ３０は、ステップＳＴ２０４
に進み、前記周期Ｔ２を読み出し、読み出した周期Ｔ２
が、空燃比制御を実施できる予め決められた所定値を超
えているか否かを判定する（ステップＳＴ２０５）。周
期Ｔ２が所定値を超えていれば、マイクロコンピュータ
３０はステップＳＴ２０７に進み、第一の空燃比センサ
１１が異常であると判定する。また、周期Ｔ２が所定値
を超えていなければ、第一の空燃比センサ１１は正常で
あると判定する（ステップＳＴ２０６）。以上の如く、
空燃比センサ１１の状態を空燃比制御量Ｃ２の値の大き
さと周期Ｔ２の大きさを判断して故障検出処理を行う。
【００６３】なお、本実施例においては、空燃比制御量
Ｃ２の値の大きさを判定したが、第一の空燃比センサ１
１に対する補正目標値ＶＴ１（＝ＶＲ１＋Ｃ２）を用い
て実施してもよい。また、本実施例においては、空燃比
制御量Ｃ２判定のための所定範囲及び周期Ｔ２判定のた
めの所定値を固定値としているが、これらの所定範囲及
び所定値は内燃機関の運転状態によって適切な範囲，値
が異なるので、空燃比センサ１１の故障検出を確実に行
うために、内燃機関の運転状態に応じて変化させるよう
にしてもよい。また、本実施例においては、上記故障検
出処理を所定時間毎に内燃機関の運転状態に関係なく行
うが、前記Ｃ２判定のための所定範囲や所定値を固定し
ておき、内燃機関の運転状態に応じて上記所定範囲や所
定値に適合する運転領域にあるときに所定時間毎に行う
ようにしてもよい。更に、周期Ｔ２の判定は、本実施例
の如く単に所定値と比較するのでなく、周期Ｔ２の計測
値のバラツキの影響を除去するために、周期Ｔ２が所定
値を所定時間連続して超えたか否かにより判定してもよ
い。又、Ｔ２を平均化してもよい。
Ｃ２の値の大きさを判定したが、第一の空燃比センサ１
１に対する補正目標値ＶＴ１（＝ＶＲ１＋Ｃ２）を用い
て実施してもよい。また、本実施例においては、空燃比
制御量Ｃ２判定のための所定範囲及び周期Ｔ２判定のた
めの所定値を固定値としているが、これらの所定範囲及
び所定値は内燃機関の運転状態によって適切な範囲，値
が異なるので、空燃比センサ１１の故障検出を確実に行
うために、内燃機関の運転状態に応じて変化させるよう
にしてもよい。また、本実施例においては、上記故障検
出処理を所定時間毎に内燃機関の運転状態に関係なく行
うが、前記Ｃ２判定のための所定範囲や所定値を固定し
ておき、内燃機関の運転状態に応じて上記所定範囲や所
定値に適合する運転領域にあるときに所定時間毎に行う
ようにしてもよい。更に、周期Ｔ２の判定は、本実施例
の如く単に所定値と比較するのでなく、周期Ｔ２の計測
値のバラツキの影響を除去するために、周期Ｔ２が所定
値を所定時間連続して超えたか否かにより判定してもよ
い。又、Ｔ２を平均化してもよい。
【００６４】次に、図３の（１）のフローチャートに基
づき周期Ｔ２の計測処理動作を説明する。マイクロコン
ピュータ３０は、まず前回の計測処理動作の後所定時間
が経過したか否かを判定し（ステップＳＴ３０１）、所
定時間が経過した後計測処理動作を行う。この所定時間
は、周期Ｔ２よりも十分に短く設定してあり、計測処理
動作はこの短い所定時間毎に行われる。
づき周期Ｔ２の計測処理動作を説明する。マイクロコン
ピュータ３０は、まず前回の計測処理動作の後所定時間
が経過したか否かを判定し（ステップＳＴ３０１）、所
定時間が経過した後計測処理動作を行う。この所定時間
は、周期Ｔ２よりも十分に短く設定してあり、計測処理
動作はこの短い所定時間毎に行われる。
【００６５】所定時間が経過すると、マイクロコンピュ
ータ３０は、まず周期計測のための初期時間Ｔａ、すな
わち空燃比センサ１１の出力電圧である空燃比信号Ｖ１
が空燃比制御量Ｃ２に等しくなる最初の時間（図３の
（２）参照）の計測が終了しているか否かを判定する
（ステップＳＴ３０２）。初期時間Ｔａが計測されてい
ない場合は、空燃比信号Ｖ１が空燃比制御量Ｃ２を超え
ているか否かを判定し（ステップＳＴ３０３）、超えて
いなければ超えるまで待機し、空燃比信号Ｖ１が空燃比
制御量Ｃ２を超えたときに、このときのタイマ３３の計
時値を初期時間ＴａとしてＲＡＭ３６に記憶する（ステ
ップＳＴ３０４）。
ータ３０は、まず周期計測のための初期時間Ｔａ、すな
わち空燃比センサ１１の出力電圧である空燃比信号Ｖ１
が空燃比制御量Ｃ２に等しくなる最初の時間（図３の
（２）参照）の計測が終了しているか否かを判定する
（ステップＳＴ３０２）。初期時間Ｔａが計測されてい
ない場合は、空燃比信号Ｖ１が空燃比制御量Ｃ２を超え
ているか否かを判定し（ステップＳＴ３０３）、超えて
いなければ超えるまで待機し、空燃比信号Ｖ１が空燃比
制御量Ｃ２を超えたときに、このときのタイマ３３の計
時値を初期時間ＴａとしてＲＡＭ３６に記憶する（ステ
ップＳＴ３０４）。
【００６６】このようにして、初期時間Ｔａの計測が終
了すると、次にマイクロコンピュータ３０は、初期時間
Ｔａの設定後空燃比信号Ｖ１が一旦ＶＴ１以下となった
か否かを判定する（ステップＳＴ３０５）。空燃比信号
Ｖ１がＶＴ１以下となっていなければ周期Ｔ２は判定で
きないので、以下となるまで待機し、以下となったとき
にステップＳＴ３０６に進み、空燃比信号Ｖ１がＶＴ１
以上となるのを待機する。空燃比信号Ｖ１が空燃比制御
量Ｃ２以上となったときに、そのときのタイマ３３の計
時値を終了時間ＴｂとしてＲＡＭ３６に記憶する（ステ
ップＳＴ３０７）。
了すると、次にマイクロコンピュータ３０は、初期時間
Ｔａの設定後空燃比信号Ｖ１が一旦ＶＴ１以下となった
か否かを判定する（ステップＳＴ３０５）。空燃比信号
Ｖ１がＶＴ１以下となっていなければ周期Ｔ２は判定で
きないので、以下となるまで待機し、以下となったとき
にステップＳＴ３０６に進み、空燃比信号Ｖ１がＶＴ１
以上となるのを待機する。空燃比信号Ｖ１が空燃比制御
量Ｃ２以上となったときに、そのときのタイマ３３の計
時値を終了時間ＴｂとしてＲＡＭ３６に記憶する（ステ
ップＳＴ３０７）。
【００６７】続いて、マイクロコンピュータ３０は、か
くして得られた初期時間Ｔａと終了時間ＴｂからＴｂ−
Ｔａを算出して周期Ｔ２を求め（ステップＳＴ３０
８）、その後終了時間Ｔｂを初期時間Ｔａとして初期時
間Ｔａを更新する（ステップＳＴ３０９）。以上の処理
を繰り返して周期Ｔ２の計測を行う。
くして得られた初期時間Ｔａと終了時間ＴｂからＴｂ−
Ｔａを算出して周期Ｔ２を求め（ステップＳＴ３０
８）、その後終了時間Ｔｂを初期時間Ｔａとして初期時
間Ｔａを更新する（ステップＳＴ３０９）。以上の処理
を繰り返して周期Ｔ２の計測を行う。
【００６８】なお、本実施例では、空燃比信号Ｖ１のリ
ーン側からリッチ側への変化を計測して周期Ｔ２を求め
たが、リッチ側からリーン側への変化を計測して周期Ｔ
２を求めてもよい。また、空燃比信号Ｖ１がリッチ側に
ある時間及びリーン側にある時間をそれぞれ計測して周
期Ｔ２を求めてもよい。更に、空燃比信号Ｖ１が初期時
間内にＶＴ１を横切る回数を計測して周期Ｔ２を求めて
もよい。また、Ｖ１のノイズ成分の影響をなくすためＶ
Ｔ１にヒステリシスを設けても良い。
ーン側からリッチ側への変化を計測して周期Ｔ２を求め
たが、リッチ側からリーン側への変化を計測して周期Ｔ
２を求めてもよい。また、空燃比信号Ｖ１がリッチ側に
ある時間及びリーン側にある時間をそれぞれ計測して周
期Ｔ２を求めてもよい。更に、空燃比信号Ｖ１が初期時
間内にＶＴ１を横切る回数を計測して周期Ｔ２を求めて
もよい。また、Ｖ１のノイズ成分の影響をなくすためＶ
Ｔ１にヒステリシスを設けても良い。
【００６９】実施例２． 次に、本発明の第二の実施例である実施例２について説
明する。本実施例においても、ハードウェアの構成は図
７及び図８に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置の構
成と同一であり、空燃比フィードバック制御の演算動作
は図９に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置の演算動
作と同一であるので、それらの説明を省略する。更に、
本実施例の故障判定動作は実施例１の故障判定動作と同
一であるのでその説明も省略する。本実施例は、空燃比
制御量Ｃ２が第一の空燃比センサ１１の故障の態様に応
じて安定した値を示すまで、実施例１に開示した故障判
定動作を禁止し、誤判定を防止するものである。したが
って、次に本実施例の誤判定防止のための空燃比制御量
Ｃ２の安定判定処理を図５のフローチャートに基づいて
説明する。
明する。本実施例においても、ハードウェアの構成は図
７及び図８に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置の構
成と同一であり、空燃比フィードバック制御の演算動作
は図９に示す従来の内燃機関用空燃比制御装置の演算動
作と同一であるので、それらの説明を省略する。更に、
本実施例の故障判定動作は実施例１の故障判定動作と同
一であるのでその説明も省略する。本実施例は、空燃比
制御量Ｃ２が第一の空燃比センサ１１の故障の態様に応
じて安定した値を示すまで、実施例１に開示した故障判
定動作を禁止し、誤判定を防止するものである。したが
って、次に本実施例の誤判定防止のための空燃比制御量
Ｃ２の安定判定処理を図５のフローチャートに基づいて
説明する。
【００７０】マイクロコンピュータ３０は、まずこの安
定判定処理を実施する時間間隔である所定時間の経過を
待つ（ステップＳＴ１１１）。所定時間の経過後、マイ
クロコンピュータ３０は、このときの空燃比制御量Ｃ２
の値をＡＣ２としてＲＡＭ３６に記憶する（ステップＳ
Ｔ１１２）。なお、電源１７の投入後初めてこの値ＡＣ
２を記憶するときは、前回の処理時の記憶値としてのＢ
Ｃ２もＡＣ２と等しい値として設定して初期化する。続
いて、マイクロコンピュータ３０は、ＲＡＭ３６に記憶
した値ＡＣ２と前回の処理時に記憶した値ＢＣ２との偏
差を算出し、この偏差｜ＢＣ２−ＡＣ２｜、すなわち空
燃比制御量Ｃ２の変化量が所定値以内にあるか否かを判
定する（ステップＳＴ１１３）。この偏差が所定値以内
であれば、ステップＳＴ１１４に進み、実施例１に開示
した故障判定動作を行う。偏差が所定値以上であれば、
空燃比制御量Ｃ２の値が安定していないのであるから、
故障判定動作を禁止する（ステップＳＴ１１５）。この
後、ステップＳＴ１１６にてＲＡＭ３６に記憶した値Ｂ
Ｃ２を値ＡＣ２として、値ＡＣ２の更新を行う。なお、
ステップＳＴ１１３で偏差｜ＢＣ２−ＡＣ２｜が所定値
以下である状態が所定時間継続されたか否かを判定する
処理を追加して、更に安定度の判定処理を確実にしても
よい。
定判定処理を実施する時間間隔である所定時間の経過を
待つ（ステップＳＴ１１１）。所定時間の経過後、マイ
クロコンピュータ３０は、このときの空燃比制御量Ｃ２
の値をＡＣ２としてＲＡＭ３６に記憶する（ステップＳ
Ｔ１１２）。なお、電源１７の投入後初めてこの値ＡＣ
２を記憶するときは、前回の処理時の記憶値としてのＢ
Ｃ２もＡＣ２と等しい値として設定して初期化する。続
いて、マイクロコンピュータ３０は、ＲＡＭ３６に記憶
した値ＡＣ２と前回の処理時に記憶した値ＢＣ２との偏
差を算出し、この偏差｜ＢＣ２−ＡＣ２｜、すなわち空
燃比制御量Ｃ２の変化量が所定値以内にあるか否かを判
定する（ステップＳＴ１１３）。この偏差が所定値以内
であれば、ステップＳＴ１１４に進み、実施例１に開示
した故障判定動作を行う。偏差が所定値以上であれば、
空燃比制御量Ｃ２の値が安定していないのであるから、
故障判定動作を禁止する（ステップＳＴ１１５）。この
後、ステップＳＴ１１６にてＲＡＭ３６に記憶した値Ｂ
Ｃ２を値ＡＣ２として、値ＡＣ２の更新を行う。なお、
ステップＳＴ１１３で偏差｜ＢＣ２−ＡＣ２｜が所定値
以下である状態が所定時間継続されたか否かを判定する
処理を追加して、更に安定度の判定処理を確実にしても
よい。
【００７１】次に、本実施例の変形例につき説明する。
図６は本実施例の変形例の動作を示すフローチャートで
ある。図６において、マイクロコンピュータ３０は空燃
比制御量Ｃ２の算出回数が所定回数を超えたか否かを判
定し（ステップＳＴ１２１）、所定回数を超えていると
きは、実施例１に示した故障判定動作を実施し（ステッ
プＳＴ１２２）、所定回数を超えていないときには、故
障判定動作を禁止する（ステップＳＴ１２３）。これに
より、空燃比制御量Ｃ２の安定度が判定できる。これ
は、例えばＰＩコントローラ４１，４２の更新が点火入
力毎であるならば、空燃比制御量Ｃ２値の算出回数が所
定回数を超えていれば、空燃比制御量Ｃ２は安定してい
るものと見做し得ることに基づいている。
図６は本実施例の変形例の動作を示すフローチャートで
ある。図６において、マイクロコンピュータ３０は空燃
比制御量Ｃ２の算出回数が所定回数を超えたか否かを判
定し（ステップＳＴ１２１）、所定回数を超えていると
きは、実施例１に示した故障判定動作を実施し（ステッ
プＳＴ１２２）、所定回数を超えていないときには、故
障判定動作を禁止する（ステップＳＴ１２３）。これに
より、空燃比制御量Ｃ２の安定度が判定できる。これ
は、例えばＰＩコントローラ４１，４２の更新が点火入
力毎であるならば、空燃比制御量Ｃ２値の算出回数が所
定回数を超えていれば、空燃比制御量Ｃ２は安定してい
るものと見做し得ることに基づいている。
【００７２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、空燃比信号が第一の空燃比制御量の補正目標値を横
切る周期を計測し、計測した周期が所定値以上であると
きに第一の空燃比センサが故障であると判定するように
構成したので、特に第一の空燃比センサのリッチ側及び
リーン側の遅れが増大した場合などの第一の空燃比セン
サの故障を確実に検出して空燃比の制御を適正に行うこ
とができるなどの効果がある。また、第二の空燃比制御
量又は第一の空燃比制御量の補正目標値の変化率を演算
し、該変化率が所定値以上の場合に空燃比センサの故障
判定動作を禁止するように構成したので、誤検出を防止
でき、確実に故障検出ができるなどの効果がある。
ば、空燃比信号が第一の空燃比制御量の補正目標値を横
切る周期を計測し、計測した周期が所定値以上であると
きに第一の空燃比センサが故障であると判定するように
構成したので、特に第一の空燃比センサのリッチ側及び
リーン側の遅れが増大した場合などの第一の空燃比セン
サの故障を確実に検出して空燃比の制御を適正に行うこ
とができるなどの効果がある。また、第二の空燃比制御
量又は第一の空燃比制御量の補正目標値の変化率を演算
し、該変化率が所定値以上の場合に空燃比センサの故障
判定動作を禁止するように構成したので、誤検出を防止
でき、確実に故障検出ができるなどの効果がある。
【００７３】請求項２の発明によれば、第二の空燃比制
御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値が所定範囲外
にあるときに第一の空燃比センサが故障であると判定す
るように構成したので、特に第一の空燃比センサがリッ
チ側又はリーン側において遅れが増大したり、出力電圧
が変動したり、空燃比変化点がずれたりした場合などの
第一の空燃比センサの故障を確実に検出できるなどの効
果がある。また、請求項１および２の構成を共に備えて
おれば第一の空燃比センサの故障を完全に検出できる。
さらに、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制御量の
補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定値以上の
場合に空燃比センサの故障判定動作を禁止するように構
成したので、誤検出を防止でき、確実に故障検出ができ
るなどの効果がある。
御量又は第一の空燃比制御量の補正目標値が所定範囲外
にあるときに第一の空燃比センサが故障であると判定す
るように構成したので、特に第一の空燃比センサがリッ
チ側又はリーン側において遅れが増大したり、出力電圧
が変動したり、空燃比変化点がずれたりした場合などの
第一の空燃比センサの故障を確実に検出できるなどの効
果がある。また、請求項１および２の構成を共に備えて
おれば第一の空燃比センサの故障を完全に検出できる。
さらに、第二の空燃比制御量又は第一の空燃比制御量の
補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定値以上の
場合に空燃比センサの故障判定動作を禁止するように構
成したので、誤検出を防止でき、確実に故障検出ができ
るなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１による空燃比センサの故
障検出装置の機能ブロックを示す機能ブロック図であ
る。
障検出装置の機能ブロックを示す機能ブロック図であ
る。
【図２】 この発明の実施例１の故障検出処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】 この発明の実施例１の故障検出処理のうち第
一の空燃比センサの出力電圧の周期の計測処理を示すフ
ローチャート及び第一の空燃比センサの出力電圧の波形
を示す波形図である。
一の空燃比センサの出力電圧の周期の計測処理を示すフ
ローチャート及び第一の空燃比センサの出力電圧の波形
を示す波形図である。
【図４】第一の空燃比センサの故障時の空燃比制御量及
び空燃比センサの出力電圧の周期の状態を示す表図及び
空燃比センサの出力電圧の空燃比に対する波形を示す波
形図である。
び空燃比センサの出力電圧の周期の状態を示す表図及び
空燃比センサの出力電圧の空燃比に対する波形を示す波
形図である。
【図５】この発明の実施例２による空燃比センサの故障
検出装置の空燃比制御量の安定判定処理を示すフローチ
ャートである。
検出装置の空燃比制御量の安定判定処理を示すフローチ
ャートである。
【図６】図５の実施例の安定判定処理の変形例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】従来の内燃機関用空燃比制御装置の一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図８】図７の内燃機関用空燃比制御装置のＥＣＵの具
体的な機能構成を示すブロック図である。
体的な機能構成を示すブロック図である。
【図９】従来のマイクロコンピュータ３０による空燃比
フィードバック制御演算動作を図式的に示す機能ブロッ
ク図である。
フィードバック制御演算動作を図式的に示す機能ブロッ
ク図である。
【図１０】図７の内燃機関用空燃比制御装置の空燃比信
号及び空燃比制御量の波形を示す波形図である。
号及び空燃比制御量の波形を示す波形図である。
【図１１】空燃比（Ａ／Ｆ）を強制的に変化させた場合
の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波形図で
ある。
の一般的な空燃比センサの出力応答特性を示す波形図で
ある。
【図１２】図１１の空燃比信号の各出力特性を有する空
燃比センサを第一の空燃比センサとして用いた場合の空
燃比フィードバック制御動作を示す波形図である。
燃比センサを第一の空燃比センサとして用いた場合の空
燃比フィードバック制御動作を示す波形図である。
Ｂ１０１ 周期計測手段 Ｂ１０２ 第一の判定手段 Ｂ１０３ 第二の判定手段 １ エンジン（内燃機関） １０ 触媒 １１ 第一の空燃比センサ １２ 第二の空燃比センサ ２０ ＥＣＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に挿入された排気ガス
浄化用の触媒と、該触媒の上流側に設けられて前記排気
ガスの特定成分濃度を第一の空燃比信号として検出する
第一の空燃比センサと、前記触媒の下流側に設けられて
前記排気ガスの特定成分濃度を第二の空燃比信号として
検出する第二の空燃比センサと、前記第一及び第二の空
燃比信号に基づいて空燃比制御量を演算するＥＣＵとを
備え、前記ＥＣＵが、前記第一の空燃比信号に基づいて
第一の空燃比制御量を演算する第一の演算手段と、前記
第二の空燃比信号に基づいて第二の空燃比制御量を演算
する第二の演算手段と、前記第二の空燃比制御量により
前記第一の空燃比制御量を補正して前記空燃比制御量と
する補正手段とを含む内燃機関燃料噴射装置の空燃比セ
ンサの故障検出装置において、前記ＥＣＵが、前記第一
の空燃比信号が前記第一の空燃比制御量の補正目標値を
横切る周期を計測する周期計測手段と、該周期計測手段
により計測した周期が所定値以上であるときに前記第一
の空燃比センサが故障であると判定する第一の判定手段
と、前記第二の空燃比制御量又は前記第一の空燃比制御
量の補正目標値の変化率を演算し、該変化率が所定値以
上の場合に前記第一の判定手段の動作を禁止する故障判
定禁止手段とを備えたことを特徴とする空燃比センサの
故障検出装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気系に挿入された排気ガス
浄化用の触媒と、該触媒の上流側に設けられて前記排気
ガスの特定成分濃度を第一の空燃比信号として検出する
第一の空燃比センサと、前記触媒の下流側に設けられて
前記排気ガスの特定成分濃度を第二の空燃比信号として
検出する第二の空燃比センサと、前記第一及び第二の空
燃比信号に基づいて空燃比制御量を演算するＥＣＵとを
備え、前記ＥＣＵが、前記第一の空燃比信号に基づいて
第一の空燃比制御量を演算する第一の演算手段と、前記
第二の空燃比信号に基づいて第二の空燃比制御量を演算
する第二の演算手段と、前記第二の空燃比制御量により
前記第一の空燃比制御量を補正して前記空燃比制御量と
する補正手段とを含む内燃機関燃料噴射装置の空燃比セ
ンサの故障検出装置において、前記ＥＣＵが、前記第二
の空燃比制御量又は前記第一の空燃比制御量の補正目標
値が所定範囲外にあるときに前記第一の空燃比センサが
故障であると判定する第二の判定手段と、前記第二の空
燃比制御量又は前記第一の空燃比制御量の補正目標値の
変化率を演算し、該変化率が所定値以上の場合に前記第
二の判定手段の動作を禁止する故障判定禁止手段とを備
えたことを特徴とする空燃比センサの故障検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01873894A JP3188579B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 空燃比センサの故障検出装置 |
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