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JPH08220051A - Device for diagnosing deterioration of air-fuel ratio sensor - Google Patents

Device for diagnosing deterioration of air-fuel ratio sensor

Info

Publication number
JPH08220051A
JPH08220051A JP7023184A JP2318495A JPH08220051A JP H08220051 A JPH08220051 A JP H08220051A JP 7023184 A JP7023184 A JP 7023184A JP 2318495 A JP2318495 A JP 2318495A JP H08220051 A JPH08220051 A JP H08220051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
ratio sensor
sensor
deterioration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7023184A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3134698B2 (en
Inventor
Takuya Matsumoto
卓也 松本
Mitsuhiro Miyake
光浩 三宅
Toru Hashimoto
徹 橋本
Toshiro Nomura
俊郎 野村
Hidetsugu Kanao
英嗣 金尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP07023184A priority Critical patent/JP3134698B2/en
Publication of JPH08220051A publication Critical patent/JPH08220051A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3134698B2 publication Critical patent/JP3134698B2/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空燃比フィードバック制御中に予備診断を実
行し、その結果に応じて強制変動を伴う劣化診断を行う
ようにした空燃比センサの劣化診断装置を提供する。 【構成】 ECU40は、空燃比フィードバック制御中
のO2 センサ14の出力電圧VO に基づいて、反転回数
NO2が所定値NOX以上であるか否かを判定し、この判定
がYesであった場合には、O2 センサ14は正常である
と判定して以降の劣化診断は行わない。また、この判定
がNoであった場合には、空燃比の初期化を行った後に
空燃比をリッチとリーンとの間で強制加振し、所定時間
T2 内に出力電圧VO が診断基準値VTHを超えるか否か
を判定する。そして、この判定がYesであればO2 セン
サ14は正常であると診断し、Noであれば劣化してい
ると診断し、警告灯41を点灯させて、運転者に交換を
促す。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor, which executes a preliminary diagnosis during air-fuel ratio feedback control, and performs deterioration diagnosis accompanied by forced fluctuation according to the result. [Configuration] The ECU 40 determines whether or not the number of inversions NO 2 is a predetermined value NOX or more based on the output voltage VO of the O 2 sensor 14 during the air-fuel ratio feedback control, and when this determination is Yes First, it is determined that the O 2 sensor 14 is normal, and subsequent deterioration diagnosis is not performed. If this determination is No, after the air-fuel ratio is initialized, the air-fuel ratio is forcibly excited between rich and lean, and the output voltage VO changes to the diagnostic reference value VTH within the predetermined time T2. Or not is determined. Then, if this determination is Yes, it is diagnosed that the O 2 sensor 14 is normal, and if No, it is diagnosed that the O 2 sensor 14 is deteriorated, the warning lamp 41 is turned on, and the driver is prompted to replace it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジン等の
排気浄化システムに用いられる、空燃比センサの劣化診
断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor used in an exhaust gas purification system for an automobile engine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の自動車用ガソリンエンジンの排気
系には、有害排出ガス成分の低減を図るため、酸化還元
型の排気浄化触媒(以下、三元触媒)が設けられてい
る。三元触媒は、炭化水素(HC)および一酸化炭素
(CO)を酸化する一方で、窒素酸化物(NOX )を還
元することにより、排気ガスの浄化を行うデバイスであ
る。三元触媒の酸化還元反応は理論空燃比(14.7)
近傍の狭い領域(ウインドウ)でのみ行われるため、排
気マニホールド等にO2 センサを設置し、その出力信号
に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
2. Description of the Related Art In recent years, an exhaust system of an automobile gasoline engine is provided with an oxidation-reduction type exhaust purification catalyst (hereinafter, three-way catalyst) in order to reduce harmful exhaust gas components. A three-way catalyst is a device that purifies exhaust gas by oxidizing hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) while reducing nitrogen oxides (NO x ). Redox reaction of three-way catalyst is theoretical air-fuel ratio (14.7)
Since it is performed only in a narrow area (window) in the vicinity, an O 2 sensor is installed in the exhaust manifold or the like, and the air-fuel ratio is feedback-controlled based on the output signal thereof.

【0003】一般的なO2 センサは、試験管状のジルコ
ニア素子の内外面に多孔質の白金電極を被覆し、内部に
大気を導入する一方で、外面は排気ガスに曝される構造
となっている。このようなO2 センサでは、排気ガス中
の酸素濃度が低くなると、大気中の酸素がイオン化して
ジルコニア素子中を外面に向かって移動し、酸素濃淡電
池の原理により起電力が発生する。この際、排気ガス中
に微量な酸素が存在していても、混合比がリッチであれ
ば白金の触媒作用により還元されるため、混合気が理論
空燃比となる近傍で起電力は急激に変化する。したがっ
て、O2 センサの出力電圧を検出することにより、混合
気の空燃比が理論空燃比よりリッチであるかリーンであ
るかが正確に判定でき、燃料噴射量等をフィードバック
制御することにより、空燃比をウンイドウ内に維持する
ことが可能となる。
In a general O 2 sensor, the inner and outer surfaces of a test tubular zirconia element are coated with a porous platinum electrode to introduce the atmosphere into the interior, while the outer surface is exposed to exhaust gas. There is. In such an O 2 sensor, when the oxygen concentration in the exhaust gas becomes low, oxygen in the atmosphere is ionized and moves in the zirconia element toward the outer surface, and electromotive force is generated by the principle of the oxygen concentration battery. At this time, even if a slight amount of oxygen is present in the exhaust gas, if the mixture ratio is rich, it is reduced by the catalytic action of platinum, so the electromotive force changes rapidly near the stoichiometric air-fuel ratio. To do. Therefore, by detecting the output voltage of the O 2 sensor, it is possible to accurately determine whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and feedback control of the fuel injection amount etc. It is possible to maintain the fuel ratio within the unwind.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、O2 センサ
は、低温時において出力特性が大きく変化するため、排
気マニホールドの合流部等、高温の排気ガスに曝される
部位に設置される。そのため、長期間に亘って使用され
ると、白金電極の溶出や細孔の詰まり等により、O2
ンサが次第に劣化してくる。O2 センサが劣化すると、
図9に示したように、出力電圧の反転回数が少なくなる
と共に、その振幅も小さくなり、空燃比の変動に対する
応答性が極めて悪くなる。その結果、ウインドウ内での
空燃比制御は当然に行えなくなり、酸化還元反応の低下
によって有害排出ガス成分が増加したり、空燃比のオー
バリッチ化やオーバリーン化に起因するドライバビリテ
ィの悪化等がもたらされていた。ところが、このような
不具合は定期点検時に排気ガステスタを用いる等の方法
でしか確認できないため、有害排出ガス成分を多量に排
出していたり、ドライバビリティが徐々に悪化している
にも拘わらず、自動車が使用され続ける虞があった。
By the way, since the output characteristics of the O 2 sensor change greatly at low temperatures, the O 2 sensor is installed at a portion exposed to high temperature exhaust gas, such as a confluent portion of an exhaust manifold. Therefore, if used for a long period of time, the O 2 sensor will gradually deteriorate due to elution of the platinum electrode, clogging of pores, and the like. When the O 2 sensor deteriorates,
As shown in FIG. 9, the number of times the output voltage is inverted decreases and the amplitude also decreases, resulting in extremely poor responsiveness to changes in the air-fuel ratio. As a result, the air-fuel ratio cannot be controlled within the window, the harmful exhaust gas components increase due to the reduction of the redox reaction, and the drivability deteriorates due to the air-fuel ratio overrich or over lean. I was taken down. However, since such a defect can be confirmed only by a method such as using an exhaust gas tester at the time of regular inspection, a large amount of harmful exhaust gas components are emitted or drivability is gradually deteriorated, but Could continue to be used.

【0005】そこで、運転中におけるO2 センサの出力
信号に基づいて、その劣化を診断する装置が、特開平6
−34597号公報等で提案されている。この種の劣化
診断装置では、混合気の空燃比を強制加振して、その際
の出力電圧からO2 センサの劣化を診断するようにして
いる。すなわち、混合気の空燃比を一定時間リッチまた
はリーンに保ってO2 センサを初期化した後、空燃比を
リッチとリーンとの間で周期的に変動させ、O2 センサ
の出力電圧が閾値(例えば、0.5V)を横切るまで要
した時間や出力電圧の振幅を計測する。この場合、O2
センサが劣化していれば、上述した時間が長くなったり
振幅が小さくなるため、所定の判定値と比較することに
より劣化が診断できるのである。ところが、空燃比を強
制加振する場合、空燃比のリッチ化やリーン化の幅を1
0〜15%程度と大きくとるため、当然のことながら、
有害排出ガス成分が大幅に増加すると共に、エンジンの
出力トルクが変動してドライバビリティが悪化する等の
問題点があった。
Therefore, an apparatus for diagnosing the deterioration based on the output signal of the O 2 sensor during operation is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6 (1999) -96.
It is proposed in Japanese Patent Publication No. 34597. In this type of deterioration diagnosis device, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is forcibly excited and the deterioration of the O 2 sensor is diagnosed from the output voltage at that time. That is, after the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is kept rich or lean for a certain period of time to initialize the O 2 sensor, the air-fuel ratio is periodically changed between rich and lean, and the output voltage of the O 2 sensor becomes a threshold value ( For example, the time required to cross 0.5 V) and the amplitude of the output voltage are measured. In this case, O 2
If the sensor is deteriorated, the above-mentioned time becomes long and the amplitude becomes small. Therefore, the deterioration can be diagnosed by comparing with the predetermined judgment value. However, when the air-fuel ratio is forcibly excited, the range of enrichment or leaning of the air-fuel ratio is set to 1
Since it is as large as 0 to 15%, of course,
There was a problem that the harmful exhaust gas component increased significantly and the output torque of the engine fluctuated to deteriorate drivability.

【0006】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
空燃比フィードバック制御中に予備診断を実行し、その
結果に応じて強制変動を伴う劣化診断を行うようにした
空燃比センサの劣化診断装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
An object of the present invention is to provide a deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor, which executes a preliminary diagnosis during the air-fuel ratio feedback control and performs a deterioration diagnosis accompanied by a forced fluctuation according to the result.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、車両用内燃機関に供給される混合気の空燃比を
検出する空燃比センサと、この空燃比センサの検出信号
に基づき、所定の目標空燃比に近づくように前記混合気
の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段と、
この空燃比制御手段が空燃比フィードバック制御を行っ
ているときに、前記空燃比センサの検出信号に基づき、
当該空燃比センサの検出能力を判定する検出能力判定手
段と、この検出能力判定手段により前記空燃比センサの
検出能力が低下していると判定されると、前記空燃比制
御手段に優先して前記混合気の空燃比を強制変動させる
強制変動手段と、この強制変動手段により前記強制変動
を行ったときの前記空燃比センサの検出信号に基づき、
当該空燃比センサの劣化を判定する劣化判定手段とを備
えた空燃比センサの劣化診断装置を提案する。
Therefore, according to claim 1 of the present invention, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to an internal combustion engine for a vehicle, and a detection signal of the air-fuel ratio sensor are used. Air-fuel ratio control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture so as to approach a predetermined target air-fuel ratio,
When this air-fuel ratio control means is performing air-fuel ratio feedback control, based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor,
When it is determined by the detection capability determination means that determines the detection capability of the air-fuel ratio sensor and the detection capability determination means determines that the detection capability of the air-fuel ratio sensor has decreased, the air-fuel ratio control means is given priority and the Based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor when the forced change means for forcibly changing the air-fuel ratio of the air-fuel mixture and the forced change is performed by the forced change means,
A deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor is proposed, which is provided with a deterioration judgment means for judging deterioration of the air-fuel ratio sensor.

【0008】また、請求項2では、請求項1記載の劣化
診断装置において、前記検出能力判定手段は、前記空燃
比制御手段により空燃比フィードバック制御が行われて
いるときの前記空燃比センサの検出信号に基づき、当該
空燃比センサの応答性を示す第1応答性情報量を計測す
る第1計測手段を備え、この第1計測手段により計測さ
れた第1応答性情報量を所定の第1基準値と比較するこ
とにより、前記空燃比センサの応答性が前記第1基準値
に対応する応答性より低下したか否かを判定することに
より前記空燃比センサの検出能力の低下を判定するもの
を提案する。
According to a second aspect of the present invention, in the deterioration diagnosis apparatus according to the first aspect, the detection capability determination means detects the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control is being performed by the air-fuel ratio control means. A first measuring means for measuring a first responsiveness information amount indicating the responsiveness of the air-fuel ratio sensor based on the signal is provided, and the first responsiveness information amount measured by the first measuring means is a predetermined first reference. By comparing with the value, it is determined whether or not the responsiveness of the air-fuel ratio sensor is lower than the responsiveness corresponding to the first reference value. suggest.

【0009】また、請求項3では、請求項1または2記
載の劣化診断装置において、前記劣化判定手段は、前記
強制変動手段により前記空燃比を強制変動させたときの
前記空燃比センサの検出信号に基づき、前記空燃比セン
サの応答性を示す第2応答性情報量を計測する第2計測
手段を備え、この第2計測手段により計測された第2応
答性情報量を所定の第2基準値と比較することにより、
前記空燃比センサの応答性が前記第2基準値に対応する
応答性より低下したか否かを判定することにより前記空
燃比センサの劣化を判定するものを提案する。
According to a third aspect of the present invention, in the deterioration diagnosing device according to the first or second aspect, the deterioration determining means detects the detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio is forcibly changed by the forcing change means. On the basis of the second responsiveness information amount indicating the responsiveness of the air-fuel ratio sensor, the second responsiveness information amount measured by the second measuring means is provided as a predetermined second reference value. By comparing with
It is proposed that the deterioration of the air-fuel ratio sensor is judged by judging whether the responsiveness of the air-fuel ratio sensor is lower than the responsiveness corresponding to the second reference value.

【0010】また、請求項4では、請求項3記載の劣化
診断装置において、前記第2基準値は、前記第1基準値
に対応する応答性よりも悪い応答性に対応した値である
ものを提案する。また、請求項5では、請求項2記載の
劣化診断装置において、前記第1応答性情報量は、前記
空燃比センサの出力信号の所定時間あたりの反転回数で
あるものを提案する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the deterioration diagnosis apparatus according to the third aspect, the second reference value is a value corresponding to a response that is worse than the response corresponding to the first reference value. suggest. A fifth aspect of the present invention proposes the deterioration diagnosing device according to the second aspect, wherein the first responsiveness information amount is the number of times the output signal of the air-fuel ratio sensor is inverted per predetermined time.

【0011】また、請求項6では、請求項2記載の劣化
診断装置において、前記第1応答性情報量は、前記空燃
比センサの出力信号の反転周波数であるものを提案す
る。また、請求項7では、請求項2記載の劣化診断装置
において、前記第1応答性情報量は、前記空燃比センサ
の出力信号の振幅であるものを提案する。
In a sixth aspect of the present invention, it is proposed that in the deterioration diagnosis apparatus according to the second aspect, the first responsiveness information amount is an inversion frequency of an output signal of the air-fuel ratio sensor. A seventh aspect of the present invention proposes the deterioration diagnosis device according to the second aspect, wherein the first responsiveness information amount is an amplitude of an output signal of the air-fuel ratio sensor.

【0012】[0012]

【作用】請求項1の劣化診断装置では、空燃比フィード
バック制御が実行されているときの空燃比センサの検出
信号により、その検出能力が低下していないと検出能力
判定手段が判定したときには、本診断を行うことなく、
空燃比センサを正常と診断する。そして、検出能力が低
下していると検出能力判定手段が判定したときに、はじ
めて、強制変動を伴う本診断を行う。
According to the deterioration diagnosing device of the present invention, when the detection capability determining means determines that the detection capability is not deteriorated by the detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control is being executed, Without making a diagnosis
The air-fuel ratio sensor is diagnosed as normal. Then, when the detection capability determination means determines that the detection capability has deteriorated, the main diagnosis accompanied by the forced fluctuation is performed for the first time.

【0013】また、請求項2の劣化診断装置では、例え
ば、検出能力判定手段は、空燃比フィードバック制御中
における空燃比センサの出力信号等をモニターし、その
反転回数や振幅等が第1基準値を下回っていた場合に、
検出能力が低下していると判定する。また、請求項3の
劣化診断装置では、例えば、空燃比を短時間リーンに保
持して初期化を行った後、所定の周期でリッチとリーン
との間で変動させ、その際にO2 センサの出力電圧が所
定時間の間に診断基準値に達したか否かをもって、劣化
を診断する。
Further, in the deterioration diagnosing device according to claim 2, for example, the detecting ability judging means monitors the output signal of the air-fuel ratio sensor during the air-fuel ratio feedback control, and the number of inversions and the amplitude thereof are the first reference value. Is less than
It is determined that the detection capability has deteriorated. Further, in the deterioration diagnosis device according to claim 3, for example, after the air-fuel ratio is held lean for a short time for initialization, the air-fuel ratio is changed between rich and lean at a predetermined cycle, and at that time, an O 2 sensor is used. Deterioration is diagnosed based on whether or not the output voltage of has reached a diagnostic reference value within a predetermined time.

【0014】また、請求項4の劣化診断装置では、予備
診断は比較的良い応答性に対応する第1基準値をもって
行い、これにより空燃比センサの劣化が疑われた場合に
は、比較的悪い応答性に対応する第2基準値をもって本
診断を行う。また、請求項5の劣化診断装置では、例え
ば、空燃比フィードバック制御における、空燃比センサ
の出力信号の所定時間内の反転回数を計測し、その値が
第1基準値以下であったら、強制変動を伴う本診断を行
う。
Further, in the deterioration diagnosis device according to the fourth aspect, the preliminary diagnosis is performed with the first reference value corresponding to the relatively good responsiveness, and when the deterioration of the air-fuel ratio sensor is suspected by this, it is relatively bad. This diagnosis is performed with the second reference value corresponding to the responsiveness. Further, in the deterioration diagnosis device according to claim 5, for example, in the air-fuel ratio feedback control, the number of inversions of the output signal of the air-fuel ratio sensor within a predetermined time is measured, and if the value is less than or equal to the first reference value, the forced variation is performed. Perform this diagnosis with.

【0015】また、請求項6の劣化診断装置では、空燃
比フィードバック制御における、空燃比センサの出力信
号の振幅を計測し、その値が第1基準値以下であった
ら、強制変動を伴う本診断を行う。また、請求項7の劣
化診断装置では、空燃比フィードバック制御における、
空燃比センサの出力信号の反転周波数を計測し、その値
が第1基準値以下であったら、強制変動を伴う本診断を
行う。
Further, in the deterioration diagnosing device of claim 6, the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor in the air-fuel ratio feedback control is measured, and if the value is equal to or less than the first reference value, the main diagnosis accompanied by forced fluctuation is performed. I do. Further, in the deterioration diagnosis device according to claim 7, in the air-fuel ratio feedback control,
The inversion frequency of the output signal of the air-fuel ratio sensor is measured, and if the value is less than or equal to the first reference value, the main diagnosis with forced fluctuation is performed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明に係る劣化診断装置を備えた内
燃機関を示す概略構成図である。同図において、エンジ
ン1の吸気ポート2には、各気筒毎に燃料噴射弁3が取
り付けられた吸気マニホールド4を介して、エアクリー
ナ5,カルマン渦式のエアフローセンサ6,スロットル
バルブ7,ISC(アイドルスピードコントローラ)8
等を具えた吸気管9が接続している。また、排気ポート
10には、排気マニホールド11を介して排気管12が
接続しており、この排気管12には三元触媒13および
図示しないマフラが取り付けられている。排気管12の
管路には、三元触媒13の上流側にO2 センサ14が装
着されている。O2 センサ14は、三元触媒13を通過
する前の排気ガス中の酸素に反応し、その濃度に応じた
電圧を発生する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine equipped with a deterioration diagnosis device according to the present invention. In the figure, an intake port 2 of an engine 1 is provided with an air cleaner 5, a Karman vortex type air flow sensor 6, a throttle valve 7, an ISC (idle valve) via an intake manifold 4 to which a fuel injection valve 3 is attached for each cylinder. Speed controller) 8
An intake pipe 9 equipped with etc. is connected. An exhaust pipe 12 is connected to the exhaust port 10 via an exhaust manifold 11, and a three-way catalyst 13 and a muffler (not shown) are attached to the exhaust pipe 12. An O 2 sensor 14 is mounted upstream of the three-way catalyst 13 in the conduit of the exhaust pipe 12. The O 2 sensor 14 reacts with oxygen in the exhaust gas before passing through the three-way catalyst 13 and generates a voltage according to the concentration thereof.

【0017】エンジン1には、エンジン回転速度Ne 等
を検出するためのクランク角センサ20,冷却水温TW
を検出する水温センサ21等が取付けられ、吸気系に
は、スロットルバルブ7の開度θTHを検出するスロット
ルセンサ22,大気圧Ta を検出する大気圧センサ2
3,吸気温度Ta を検出する吸気温センサ24等の各種
センサが接続している。図中、30は燃焼室31の上部
に配置された点火プラグであり、32は点火プラグ30
に高電圧を出力する点火コイルである。
The engine 1 is provided with a crank angle sensor 20 for detecting the engine rotation speed Ne and the cooling water temperature TW.
A water temperature sensor 21 for detecting the temperature is attached, and the intake system has a throttle sensor 22 for detecting the opening θTH of the throttle valve 7 and an atmospheric pressure sensor 2 for detecting the atmospheric pressure Ta.
3, various sensors such as the intake air temperature sensor 24 for detecting the intake air temperature Ta are connected. In the figure, 30 is a spark plug disposed above the combustion chamber 31, and 32 is a spark plug 30.
It is an ignition coil that outputs a high voltage to.

【0018】一方、車室内には、図示しない入出力装
置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置(RO
M、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CP
U)、タイマカウンタ等を備えたECU(エンジンコン
トロールユニット)40が設置されている。ECU40
の入力側には、上述した各種センサの外にも多数のセン
サやスイッチ類が接続されており、これらからの検出情
報が入力される。また、出力側には、燃料噴射弁3やI
SC8,点火コイル32等が接続されており、これらに
向けて各種センサ類からの入力情報に基づいて演算され
た最適値が出力される。そして、ECU40は、燃料噴
射,点火時期,ISC等の制御等を行う他、O2 センサ
14の劣化診断をも実行する。図中、41は車室内に設
置された警告灯であり、O2 センサ14の劣化時に点灯
し、運転者に注意を促す。
On the other hand, in the passenger compartment, an input / output device (not shown) and a storage device (RO
M, RAM, nonvolatile RAM, etc., central processing unit (CP)
U), an ECU (engine control unit) 40 including a timer counter and the like are installed. ECU40
In addition to the above-mentioned various sensors, a large number of sensors and switches are connected to the input side of, and detection information from these is input. On the output side, the fuel injection valve 3 and I
The SC8, the ignition coil 32, etc. are connected, and the optimum value calculated based on the input information from various sensors is output to them. Then, the ECU 40 controls fuel injection, ignition timing, ISC, etc., and also executes deterioration diagnosis of the O 2 sensor 14. In the figure, reference numeral 41 denotes a warning light installed in the vehicle compartment, which lights up when the O 2 sensor 14 is deteriorated and calls the driver's attention.

【0019】先ず、本実施例における燃料噴射制御につ
いて、簡単に説明する。運転者がエンジン1を始動する
と同時に、ECU40による燃料噴射のオープンループ
制御が実行される。この制御を開始すると、ECU40
は、エアフローセンサ6とクランク角センサ20との出
力信号に基づき一吸気行程あたりの吸気量情報A/Nを
求め、その値と目標空燃比(通常は、理論空燃比)とか
ら基本燃料噴射時間TBASEを算出する。次に、ECU4
0は、基本燃料噴射時間TBASEに対して、大気圧センサ
23や吸気温センサ24の出力信号に基づく補正を行う
と共に、水温センサ21やスロットルセンサ22等の出
力信号に基づき、更に暖機増量補正や加速増量補正等を
行って燃料噴射時間TINJ を算出する。そして、ECU
40は、このようにして得た燃料噴射時間TINJ に対
し、燃料噴射弁3の開弁遅れを補完する無効噴射時間T
D を加算した後に、図示しない燃料噴射弁ドライバを介
して燃料噴射弁3を駆動する。
First, the fuel injection control in this embodiment will be briefly described. At the same time when the driver starts the engine 1, the ECU 40 executes open loop control of fuel injection. When this control is started, the ECU 40
Is the intake air amount information A / N per intake stroke based on the output signals of the air flow sensor 6 and the crank angle sensor 20, and the basic fuel injection time is calculated from the value and the target air-fuel ratio (usually the theoretical air-fuel ratio). Calculate TBASE. Next, the ECU 4
A value of 0 corrects the basic fuel injection time TBASE based on the output signals of the atmospheric pressure sensor 23 and the intake air temperature sensor 24, and further increases the warm-up amount based on the output signals of the water temperature sensor 21 and the throttle sensor 22. Then, the fuel injection time TINJ is calculated by performing the acceleration increase correction and the like. And the ECU
40 is an invalid injection time T that complements the valve opening delay of the fuel injection valve 3 with respect to the fuel injection time TINJ obtained in this way.
After adding D, the fuel injection valve 3 is driven via a fuel injection valve driver (not shown).

【0020】さて、O2 センサ14の活性化完了やエン
ジン1が加速状態や高負荷・高回転状態にないこと等、
所定の運転条件が整うと、ECU40は、空燃比フィー
ドバック制御を開始する。この制御を開始すると、EC
U40は、O2 センサ14の出力電圧VO と所定の閾値
VTH(例えば、0.5V)との大小を比較し、空燃比の
フィードバック補正を行う。すなわち、O2 センサ14
は、混合気の空燃比が理論空燃比(14.7)となる前
後で出力電圧VO が最高電圧(例えば、1.0V)から
最低電圧(例えば、0V)に急変するため、出力電圧V
O が閾値VTH(例えば、0.5V)を下回ったら、燃料
噴射時間TINJ を徐々に長くしてリッチ側に移行させ、
逆に出力電圧VO が閾値VTHを上回ったら、燃料噴射時
間TINJを徐々に短くしてリーン側に移行させる。この
結果、混合気の空燃比が常に理論空燃比の近傍に保持さ
れ、三元触媒13による排気ガスの浄化が高い効率で行
われることになる。
By the way, when the activation of the O 2 sensor 14 is completed, the engine 1 is not in an accelerating state, a high load and a high rotation state, etc.
When the predetermined operating condition is satisfied, the ECU 40 starts the air-fuel ratio feedback control. When this control starts, EC
U40 compares the output voltage VO of the O 2 sensor 14 with a predetermined threshold value VTH (for example, 0.5 V) to perform a feedback correction of the air-fuel ratio. That is, the O 2 sensor 14
The output voltage V0 suddenly changes from the highest voltage (eg, 1.0V) to the lowest voltage (eg, 0V) before and after the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes the stoichiometric air-fuel ratio (14.7).
When O falls below a threshold value VTH (for example, 0.5V), the fuel injection time TINJ is gradually lengthened to shift to the rich side,
Conversely, when the output voltage VO exceeds the threshold value VTH, the fuel injection time TINJ is gradually shortened to shift to the lean side. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is always maintained near the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas is purified by the three-way catalyst 13 with high efficiency.

【0021】本実施例における空燃比フィードバック制
御では、フィードバック補正係数の中心値が1.0とな
るように学習補正を行うと共に、学習補正量を不揮発性
RAMに収納する。そして、その学習補正量を用いるこ
とで、前述したオープンループ制御の精度を向上させる
と共に、フィードバック制御の立ち上がり時のずれ量を
小さくしている。
In the air-fuel ratio feedback control of this embodiment, the learning correction is performed so that the central value of the feedback correction coefficient becomes 1.0, and the learning correction amount is stored in the nonvolatile RAM. Then, by using the learning correction amount, the accuracy of the open loop control described above is improved, and the deviation amount at the time of rising of the feedback control is reduced.

【0022】以下、図2〜図7のフローチャートと図8
のグラフを用いて、本実施例におけるO2 センサ劣化診
断の手順を説明する。運転者がイグニッションスイッチ
をONにしてエンジン1が始動すると、図2のO2 セン
サ劣化診断サブルーチンが実行される。このサブルーチ
ンを開始すると、ECU40は、先ずステップS2でO
2 センサ14が正常に機能していることを示す正常フラ
グFOKが1であるか否か判定する。正常フラグFOKは、
イグニッションスイッチがOFFにされる度に0にリセ
ットされ、O2 センサ14が正常であると診断されたと
きに1にセットされる。したがって、エンジン1の始動
直後には正常フラグFOKが必ず0となり、ECU40
は、ステップS2の判定がNo(否定)となるため、ス
テップS4に進む。
The flowcharts of FIGS. 2 to 7 and FIG.
The procedure of the O 2 sensor deterioration diagnosis in this embodiment will be described with reference to the graph. When the driver turns on the ignition switch to start the engine 1, the O 2 sensor deterioration diagnosis subroutine of FIG. 2 is executed. When this sub-routine is started, the ECU 40 first determines in step S2
2 It is determined whether or not the normality flag FOK indicating that the sensor 14 is functioning normally is 1. Normal flag FOK is
It is reset to 0 each time the ignition switch is turned off, and set to 1 when the O 2 sensor 14 is diagnosed as normal. Therefore, immediately after the engine 1 is started, the normality flag FOK is always 0, and the ECU 40
Becomes No in step S2, the process proceeds to step S4.

【0023】ECU40は、ステップS4で各センサか
らの入力情報をRAMに読み込んだ後、ステップS6で
2 センサ14の劣化診断を行うための条件(診断条
件)が成立しているか否かを判定する。ここでは、空燃
比フィードバック制御が実施されていること、エンジン
回転速度Neや体積効率ηv が所定範囲内にあること等
を順次確認し、全ての条件が成立したときに判定がYes
(肯定)となる。そして、ステップS6の判定がNoで
ある場合には、ECU40は、スタートに戻り、診断条
件が成立するまで待機する。尚、ここでエンジン回転速
度Neや体積効率ηv が所定範囲内にあることを確認す
る理由は、これらが安定していないときには、排気ガス
のO2 濃度も安定せず、正常なフィードバック制御が実
施されないためである。
The ECU 40 reads the input information from each sensor into the RAM in step S4, and then determines in step S6 whether a condition (diagnosis condition) for diagnosing the deterioration of the O 2 sensor 14 is satisfied. To do. Here, it is sequentially confirmed that the air-fuel ratio feedback control is being performed, that the engine speed Ne and the volumetric efficiency ηv are within a predetermined range, etc., and if all the conditions are satisfied, the determination is Yes.
(Affirmation). Then, if the determination in step S6 is No, the ECU 40 returns to the start and waits until the diagnostic condition is satisfied. The reason for confirming that the engine rotation speed Ne and the volumetric efficiency ηv are within the predetermined ranges is that the O 2 concentration of the exhaust gas is not stable when these are not stable and the normal feedback control is performed. This is because it is not done.

【0024】ステップS6の判定結果がYesとなると、
ECU40は、次にステップS8で、O2 センサ14か
らの出力電圧VO に基づいて、反転回数NO2の平均値が
所定の検出能力判定閾値NX (本実施例では、15回/
分)以上であるか否かを判定する。そして、この判定が
Yesである場合には、O2 センサ14が正常であるとし
て、スタートに戻ってステップS2以降の処理を繰り返
す。すなわち、ステップS8の処理は本実施例における
予備診断であり、O2 センサの検出能力がある程度低下
しているか否かを判定し、この予備診断によりO2 セン
サが劣化している可能性がみられなければ、本診断を行
うことなくサブルーチンを繰り返し実行するのである。
尚、O2 センサが全く劣化していない場合、反転回数N
O2の平均値は、60〜120回/分程度である。
When the determination result of step S6 is Yes,
Next, in step S8, the ECU 40 determines, based on the output voltage VO from the O 2 sensor 14, that the average value of the number of inversions NO 2 is a predetermined detection capability determination threshold value NX (in this embodiment, 15 times /
Min) or more is determined. Then, if this determination is Yes, it is determined that the O 2 sensor 14 is normal, and the process returns to the start and the processes in and after step S2 are repeated. That is, the processing of step S8 is preliminary diagnosis in the present embodiment, the detection capability of the O 2 sensor determines whether or not some degradation, the possibility of the O 2 sensor is deteriorated is seen by this preliminary diagnosis If not, the subroutine is repeatedly executed without performing this diagnosis.
If the O 2 sensor has not deteriorated at all, the number of inversions N
The average value of O 2 is about 60 to 120 times / minute.

【0025】さて、反転回数NO2の平均値が検出能力判
定閾値NX を下回り、ステップS8の判定がNoになる
と、ECU40は、ステップS10で、図3〜図5のフ
ローチャートと図8のグラフとに示した、本診断サブル
ーチンを実行する。本診断サブルーチンを開始すると、
ECU40は、先ず図3のステップS32で各センサか
らの入力情報を再びRAMに読み込んだ後、ステップS
34で本診断開始フラグFchekが1であるか否かを判定
する。本診断開始フラグFchekは初期値が0に設定され
ているため、この判定はNoとなり、ECU40は、図
4のステップS36で初期化開始フラグFinitが1であ
るか否かを判定する。初期化開始フラグFinitも初期値
が0に設定されているため、この判定はNoとなり、E
CU40は、ステップS38で空燃比A/Fの初期化を
開始する。尚、本実施例における空燃比A/Fの初期化
は、空燃比フィードバック制御で得られた理論空燃比に
対して、空燃比A/Fを所定の比率(本実施例では、1
2.5%)でリーン側に固定することにより行われる。
Now, when the average value of the number of inversions NO 2 falls below the detection capability determination threshold value NX and the determination in step S8 becomes No, the ECU 40 proceeds to step S10 and shows the flowcharts of FIGS. 3 to 5 and the graph of FIG. This diagnostic subroutine shown in is executed. When this diagnosis subroutine is started,
The ECU 40 first reads the input information from each sensor into the RAM again in step S32 of FIG.
At 34, it is determined whether the main diagnosis start flag Fchek is 1. Since the initial value of the diagnosis start flag Fchek is set to 0, this determination is No, and the ECU 40 determines whether the initialization start flag Finit is 1 in step S36 of FIG. Since the initial value of the initialization start flag Finit is also set to 0, this determination is No and E
The CU 40 starts initialization of the air-fuel ratio A / F in step S38. The initialization of the air-fuel ratio A / F in the present embodiment is performed by setting the air-fuel ratio A / F at a predetermined ratio (in this embodiment, 1 to the theoretical air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio feedback control).
2.5%) and fixed on the lean side.

【0026】ステップS38で空燃比A/Fの初期化を
開始すると、ECU40は、ステップS40で初期化開
始フラグFinitを1にセットした後、ステップS42で
第1タイマT1 のカウントアップを開始した後、スター
トに戻る。スタートに戻ったECU40は、ステップS
36の判定がYesとなるため、ステップS44で第1タ
イマT1 の値が所定値T1A(本実施例では、1 秒)を超
えたか否かを判定し、この判定がNoである間はスター
トに戻って、空燃比A/Fの初期化を続行する。これに
より、O2 センサの出力電圧VO は急激に低下し、殆ど
0Vとなる。(図8の区間a) 第1タイマT1 の値が所定値T1Aに達してステップS3
6の判定がYesになると、ECU40は、ステップS4
6で本診断開始フラグFchekを1にセットし、ステップ
S48で初期化開始フラグFinitを0にリセットした
後、スタートに戻る。
When the initialization of the air-fuel ratio A / F is started in step S38, the ECU 40 sets the initialization start flag Finit to 1 in step S40, and then starts counting up the first timer T1 in step S42. , Go back to the start. After returning to the start, the ECU 40 executes step S
Since the determination of 36 is Yes, it is determined in step S44 whether or not the value of the first timer T1 exceeds the predetermined value T1A (1 second in this embodiment), and while this determination is No, the start is performed. Returning to this, the initialization of the air-fuel ratio A / F is continued. As a result, the output voltage VO of the O 2 sensor drops sharply to almost 0V. (Section a in FIG. 8) When the value of the first timer T1 reaches the predetermined value T1A, step S3
When the determination of 6 is Yes, the ECU 40 determines in step S4
The diagnosis start flag Fchek is set to 1 in 6 and the initialization start flag Finit is reset to 0 in step S48, and then the process returns to the start.

【0027】スタートに戻ったECU40は、今度はス
テップS34の判定がYesとなるため、ステップS50
で加振開始フラグFvib が1であるか否かを判定する。
加振開始フラグFvib は初期値が0に設定されているた
め、この判定はNoとなり、ECU40は、ステップS
52で第2タイマT2 のカウントアップを開始する。し
かる後、ECU40は、ステップS54で加振開始フラ
グFvib を1にセットし、ステップS56で空燃比A/
Fの強制加振を開始する。具体的には、前述した理論空
燃比に対して、所定の周期(本実施例では、1.2秒)
をもって、空燃比A/Fを所定の比率(本実施例では、
±10%)でリッチおよびリーン側に変動させる。
The ECU 40 that has returned to the start step determines that the result of the determination in step S34 is Yes, and therefore, the step S50 is performed.
Then, it is determined whether the vibration start flag Fvib is 1.
Since the initial value of the vibration start flag Fvib is set to 0, this determination is No, and the ECU 40 proceeds to step S
At 52, the second timer T2 starts counting up. After that, the ECU 40 sets the vibration start flag Fvib to 1 in step S54, and in step S56, the air-fuel ratio A /
Forced vibration of F is started. Specifically, with respect to the stoichiometric air-fuel ratio described above, a predetermined cycle (1.2 seconds in this embodiment).
Therefore, the air-fuel ratio A / F is set to a predetermined ratio (in the present embodiment,
± 10%) to change to rich and lean side.

【0028】ステップS56で強制加振を開始した後、
ECU40は、図5のステップS58で第2タイマT2
の値が所定値T2A(本実施例では、5秒)を超えたか否
かを判定する。そして、この判定がNoであれば、ステ
ップS60でO2 センサ14の出力電圧VO が所定の診
断基準値VTH(本実施例では、0.5V)を超えたか否
かを判定する。この際、O2 センサ14が正常であれ
ば、空燃比A/Fの強制加振を行うことにより、図8に
実線で示したように、出力電圧VO が最高値(例えば、
1V)から最低電圧(例えば、0V)まで変動してこの
判定はYesとなる。ところが、O2 センサ14が劣化し
ている場合、出力電圧VO は、空燃比の変動に伴い反転
はするが、図8に一点鎖線で示したように、その値は徐
々にしか上昇しないためこの判定はNoとなる。
After the forced vibration is started in step S56,
The ECU 40 executes the second timer T2 in step S58 of FIG.
It is determined whether or not the value of exceeds a predetermined value T2A (5 seconds in this embodiment). Then, if this determination is No, it is determined in step S60 whether or not the output voltage VO of the O 2 sensor 14 exceeds a predetermined diagnostic reference value VTH (0.5 V in this embodiment). At this time, if the O 2 sensor 14 is normal, the output voltage VO reaches the maximum value (for example, as shown by the solid line in FIG. 8 by performing forced excitation of the air-fuel ratio A / F).
This judgment is Yes after changing from 1 V) to the lowest voltage (for example, 0 V). However, when the O 2 sensor 14 is deteriorated, the output voltage VO is reversed with the change of the air-fuel ratio, but as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The determination is No.

【0029】ステップS60の判定がNoであった場
合、ECU40は、今度はステップS50の判定がYes
となるため、ステップS58,S60の判定を繰り返
し、これらが共にNoである間は強制加振を続行する。
そして、ステップS58の判定がNoで、ステップS6
0の判定がYes、すなわち、第2タイマT2 の値が所定
値T2Aを超える前にO2 センサ14の出力電圧VO が診
断基準値VTHを超えた場合、ECU40は、O2 センサ
14が正常であると診断し、ステップS62で図6の正
常時処理サブルーチンを実行する。
If the determination in step S60 is No, the ECU 40 determines that the determination in step S50 is Yes.
Therefore, the determinations in steps S58 and S60 are repeated, and while both are No, the forced vibration is continued.
Then, the determination in step S58 is No, and step S6
When the determination of 0 is Yes, that is, when the output voltage VO of the O 2 sensor 14 exceeds the diagnostic reference value VTH before the value of the second timer T2 exceeds the predetermined value T2A, the ECU 40 determines that the O 2 sensor 14 is normal. It is diagnosed that there is, and the normal process subroutine of FIG. 6 is executed in step S62.

【0030】正常時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップS82において、警告灯41を消灯し、O2 センサ
14が正常に機能していることを運転者に示す。次に、
ステップS84において、ECU40はO2 センサ14
の劣化に対応する故障コードがRAMに残っていないよ
う故障コード消去の操作を行う。そして、ステップS8
6において、正常フラグFOKを1にセットし、O2 セン
サ14が正常に機能していることを記憶する。
In the normal processing subroutine, first, in step S82, the warning lamp 41 is turned off to show the driver that the O 2 sensor 14 is functioning normally. next,
In step S84, the ECU 40 causes the O 2 sensor 14 to
The failure code erasing operation is performed so that the failure code corresponding to the deterioration of No. remains in the RAM. Then, step S8
In step 6, the normality flag FOK is set to 1, and it is stored that the O 2 sensor 14 is functioning normally.

【0031】このように、正常フラグFOKが一旦1にセ
ットされると、O2 センサ劣化診断サブルーチンの次回
の実行時には、ステップS2の判定がYesとなる。した
がって、この場合には、イグニッションスイッチをOF
Fにするまでは、O2 センサ14の劣化判定を再度実施
することなくサブルーチンを終了することになる。一
方、ステップS60の判定がYesになることなく、ステ
ップS58の判定がYesになった場合、すなわち、O2
センサ14の出力電圧VO が診断基準値VTHを超えない
まま、第2タイマT2 の値が所定値T2Aを超えた場合、
ECU40は、O2 センサ14が劣化していると診断
し、ステップS64で、図7の劣化時処理サブルーチン
を実行する。
In this way, once the normal flag FOK is set to 1, the determination at step S2 becomes Yes at the next execution of the O 2 sensor deterioration diagnosis subroutine. Therefore, in this case, turn off the ignition switch.
Until F is set, the subroutine is ended without performing the deterioration determination of the O 2 sensor 14 again. On the other hand, if the determination in step S58 is Yes without the determination in step S60 is Yes, that is, O 2
When the value of the second timer T2 exceeds the predetermined value T2A while the output voltage VO of the sensor 14 does not exceed the diagnostic reference value VTH,
The ECU 40 diagnoses that the O 2 sensor 14 is deteriorated, and executes the deterioration time processing subroutine of FIG. 7 in step S64.

【0032】劣化時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップS92において、警告灯41を点灯させ、運転者に
2 センサ14の劣化を知らせて修理を促す。そして、
ステップS94において、ECU40はO2 センサ14
の劣化に対応する故障コードをRAMに記憶する。これ
により、修理をする際には、この故障コードを読みだす
ことで容易に故障内容を知ることができ、O2 センサ1
4の交換等の対応を迅速に行うことができる。
In the deterioration time processing subroutine, first, in step S92, the warning light 41 is turned on to notify the driver of the deterioration of the O 2 sensor 14 and prompt the repair. And
In step S94, the ECU 40 causes the O 2 sensor 14 to
The failure code corresponding to the deterioration of is stored in the RAM. Thus, when repairing, the failure content can be easily known by reading this failure code, and the O 2 sensor 1
It is possible to swiftly deal with the replacement of item 4 and the like.

【0033】正常時処理サブルーチンあるいは劣化時処
理サブルーチンを終えると、ECU40は、ステップS
66で空燃比A/Fの強制加振を中止する。次に、EC
U40は、ステップS68で本診断開始フラグFchekと
加振開始フラグFvib とを共に0にリセットして本診断
サブルーチンを終了し、O2 センサ劣化診断サブルーチ
ンのスタートに戻って劣化診断を再び開始する。
Upon completion of the normal processing subroutine or the deterioration processing subroutine, the ECU 40 executes step S
At 66, the forced vibration of the air-fuel ratio A / F is stopped. Next, EC
In step S68, the U 40 resets both the main diagnosis start flag Fchek and the vibration start flag Fvib to 0, ends the main diagnosis subroutine, returns to the start of the O 2 sensor deterioration diagnosis subroutine, and restarts the deterioration diagnosis.

【0034】このように、本実施例では、空燃比の強制
変動を伴う本診断に先立ち、空燃比フィードバック制御
中に予備診断を行うようにしたため、O2 センサが劣化
していない場合には、強制変動が行われることが殆どな
くなり、有害排出ガス成分の増加やドライバビリティの
悪化を防止することが可能となった。以上で具体的実施
例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施例に限る
ものではない。すなわち、上記実施例では、予備診断で
2 センサの反転回数を計測するようにしたが、反転周
波数や振幅を計測するようにしてもよい。また、上記実
施例では、本診断で所定時間内にO2 センサの出力電圧
が閾値に達するか否かを判定するようにしたが、出力電
圧の振幅を所定の閾値と比較するようにしてもよい。ま
た、上記実施例では、空燃比センサを電圧出力型のO2
センサとしたが、リニア空燃比センサのように電流出力
型のものであってもよい。また、空燃比の強制変動とし
ては、上記実施例の如く加振すること以外に、リッチと
リーンとの切換えを一度のみ行う等、種々の方法が採り
える。更に、制御の具体的な手順を始め、各閾値等の具
体的な値については、本発明の主旨を逸脱しない範囲で
変更することが可能である。
As described above, in this embodiment, the preliminary diagnosis is performed during the air-fuel ratio feedback control prior to the main diagnosis involving the forced fluctuation of the air-fuel ratio. Therefore, when the O 2 sensor is not deteriorated, Almost no forced fluctuations occurred, and it became possible to prevent an increase in harmful exhaust gas components and deterioration of drivability. Although the description of the specific embodiment has been completed, the embodiment of the present invention is not limited to this embodiment. That is, in the above embodiment, the number of times of reversal of the O 2 sensor was measured in the preliminary diagnosis, but the reversal frequency and amplitude may be measured. In the above embodiment, it is determined in this diagnosis whether or not the output voltage of the O 2 sensor reaches the threshold value within a predetermined time. However, the amplitude of the output voltage may be compared with the predetermined threshold value. Good. In the above embodiment, the air-fuel ratio sensor is a voltage output type O 2
Although the sensor is used, a current output type sensor such as a linear air-fuel ratio sensor may be used. Further, as the forced change of the air-fuel ratio, various methods such as switching between rich and lean only once can be adopted in addition to the vibration as in the above embodiment. Furthermore, it is possible to change the specific procedure such as the control and the specific values such as the threshold values within a range not departing from the gist of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の請求項1の劣化診断装置によれ
ば、車両用内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出
する空燃比センサと、この空燃比センサの検出信号に基
づき、所定の目標空燃比に近づくように前記混合気の空
燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段と、この
空燃比制御手段が空燃比フィードバック制御を行ってい
るときに、前記空燃比センサの検出信号に基づき、当該
空燃比センサの検出能力を判定する検出能力判定手段
と、この検出能力判定手段により前記空燃比センサの検
出能力が低下していると判定されると、前記空燃比制御
手段に優先して前記混合気の空燃比を強制変動させる強
制変動手段と、この強制変動手段により前記強制変動を
行ったときの前記空燃比センサの検出信号に基づき、当
該空燃比センサの劣化を判定する劣化判定手段とを備え
るようにしたため、空燃比フィードバック制御が実行さ
れているときの空燃比センサの検出信号により、その検
出能力が低下していないと検出能力判定手段が判定した
ときには、本診断を行うことなく、空燃比センサを正常
と診断することになり、強制変動による有害排出ガス成
分の増加やドライバビリティの悪化が防止される。
According to the deterioration diagnosing device of the first aspect of the present invention, based on the air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine for a vehicle, and the detection signal of the air-fuel ratio sensor, Air-fuel ratio control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture so as to approach a predetermined target air-fuel ratio, and when this air-fuel ratio control means is performing air-fuel ratio feedback control, the detection signal of the air-fuel ratio sensor Based on the detection capability determination means for determining the detection capability of the air-fuel ratio sensor, and if the detection capability determination means determines that the detection capability of the air-fuel ratio sensor has decreased, priority is given to the air-fuel ratio control means. Of the air-fuel ratio sensor based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is forcibly changed and the forced change is performed by the forced change means. Since it is provided with the deterioration determination means for determining, by the detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control is being executed, when the detection performance determination means determines that the detection performance is not reduced, Without performing this diagnosis, the air-fuel ratio sensor is diagnosed as normal, and an increase in harmful exhaust gas components and deterioration of drivability due to forced fluctuation are prevented.

【0036】また、請求項2の劣化診断装置によれば、
請求項1記載の劣化診断装置において、前記検出能力判
定手段は、前記空燃比制御手段により空燃比フィードバ
ック制御が行われているときの前記空燃比センサの検出
信号に基づき、当該空燃比センサの応答性を示す第1応
答性情報量を計測する第1計測手段を備え、この第1計
測手段により計測された第1応答性情報量を所定の第1
基準値と比較することにより、前記空燃比センサの応答
性が前記第1基準値に対応する応答性より低下したか否
かを判定することにより前記空燃比センサの検出能力の
低下を判定するようにしたため、空燃比センサの検出能
力の低下を定量的かつ正確に行うことが可能となり、本
診断を行う頻度が少なくなる。
According to the deterioration diagnosis device of claim 2,
The deterioration diagnosis device according to claim 1, wherein the detection capability determination means is based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control is being performed by the air-fuel ratio control means, and a response of the air-fuel ratio sensor. A first measuring means for measuring a first responsiveness information amount indicating the property, and the first responsiveness information amount measured by the first measuring means is a first predetermined value.
By comparing with a reference value, it is determined whether or not the response of the air-fuel ratio sensor is lower than the response corresponding to the first reference value, thereby determining a decrease in the detection capability of the air-fuel ratio sensor. As a result, the detection capability of the air-fuel ratio sensor can be quantitatively and accurately reduced, and the frequency of this diagnosis is reduced.

【0037】また、請求項3の劣化診断装置によれば、
請求項1または2記載の劣化診断装置において、前記劣
化判定手段は、前記強制変動手段により前記空燃比を強
制変動させたときの前記空燃比センサの検出信号に基づ
き、前記空燃比センサの応答性を示す第2応答性情報量
を計測する第2計測手段を備え、この第2計測手段によ
り計測された第2応答性情報量を所定の第2基準値と比
較することにより、前記空燃比センサの応答性が前記第
2基準値に対応する応答性より低下したか否かを判定す
ることにより前記空燃比センサの劣化を判定するように
したため、空燃比センサの劣化を高精度に判定すること
が可能となる。
According to the deterioration diagnosis device of claim 3,
3. The deterioration diagnosing device according to claim 1, wherein the deterioration determining means is responsive to the air-fuel ratio sensor based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio is forcibly changed by the forced changing means. Is provided, and a second measuring means for measuring a second responsiveness information amount is provided. By comparing the second responsiveness information amount measured by the second measuring means with a predetermined second reference value, the air-fuel ratio sensor Since the deterioration of the air-fuel ratio sensor is judged by judging whether or not the responsiveness of is lower than the responsiveness corresponding to the second reference value, it is possible to judge the deterioration of the air-fuel ratio sensor with high accuracy. Is possible.

【0038】また、請求項4の劣化診断装置によれば、
請求項3記載の劣化診断装置において、前記第2基準値
は、前記第1基準値に対応する応答性よりも悪い応答性
に対応した値であるとしたため、実際に劣化している空
燃比センサを予備診断で正常と判定することがなくな
る。また、請求項5の劣化診断装置によれば、請求項2
記載の劣化診断装置において、前記第1応答性情報量
は、前記空燃比センサの出力信号の所定時間あたりの反
転回数であるとしたため、検出能力の判定精度が高ま
り、本診断を行う頻度が少なくなる。
According to the deterioration diagnosis device of claim 4,
The deterioration diagnosis device according to claim 3, wherein the second reference value is a value corresponding to a response that is worse than the response corresponding to the first reference value, and therefore the air-fuel ratio sensor that is actually deteriorated. Will not be determined to be normal by preliminary diagnosis. Further, according to the deterioration diagnosis device of claim 5,
In the deterioration diagnosis device described above, since the first responsiveness information amount is the number of times of reversal of the output signal of the air-fuel ratio sensor per predetermined time, the determination accuracy of the detection capability is increased, and the frequency of performing this diagnosis is low. Become.

【0039】また、請求項6の劣化診断装置によれば、
請求項2記載の劣化診断装置において、前記第1応答性
情報量は、前記空燃比センサの出力信号の振幅としたた
め、検出能力の判定精度が高まり、本診断を行う頻度が
少なくなる。また、請求項7の劣化診断装置によれば、
請求項2記載の劣化診断装置において、前記第1応答性
情報量は、前記空燃比センサの出力信号の反転周波数と
したため、検出能力の判定精度が高まり、本診断を行う
頻度が少なくなる。
According to the deterioration diagnosis device of claim 6,
In the deterioration diagnosing device according to claim 2, since the first responsiveness information amount is the amplitude of the output signal of the air-fuel ratio sensor, the accuracy of determination of the detection capability is improved, and the frequency of the main diagnosis is reduced. According to the deterioration diagnosis device of claim 7,
In the deterioration diagnosing device according to claim 2, since the first responsiveness information amount is the inversion frequency of the output signal of the air-fuel ratio sensor, the accuracy of determination of the detection capability is improved, and the frequency of performing the main diagnosis is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る劣化診断装置を備えた内燃機関の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine equipped with a deterioration diagnosis device according to the present invention.

【図2】O2 センサ劣化診断サブルーチンの手順を示す
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of an O 2 sensor deterioration diagnosis subroutine.

【図3】本診断サブルーチンの手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of this diagnosis subroutine.

【図4】本診断サブルーチンの手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of this diagnosis subroutine.

【図5】本診断サブルーチンの手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of this diagnosis subroutine.

【図6】正常時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of a normal processing subroutine.

【図7】劣化時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a deterioration time processing subroutine.

【図8】強制加振時の空燃比とO2 センサの出力電圧と
の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the output voltage of the O 2 sensor during forced vibration.

【図9】空燃比フィードバック制御時のO2 センサの出
力電圧を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the output voltage of the O 2 sensor during air-fuel ratio feedback control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 12 排気管 13 三元触媒 14 O2 センサ 40 ECU 41 警告灯1 Engine 12 Exhaust Pipe 13 Three-Way Catalyst 14 O 2 Sensor 40 ECU 41 Warning Light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/22 305 F02D 41/22 305K G01N 27/409 G01N 27/58 B (72)発明者 野村 俊郎 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 金尾 英嗣 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location F02D 41/22 305 F02D 41/22 305K G01N 27/409 G01N 27/58 B (72) Inventor Nomura Toshiro Mitsubishi Motors Co., Ltd. 3-5-3, Shiba, Minato-ku, Tokyo (72) Inventor Hidetsugu Kaneo 5-33-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両用内燃機関に供給される混合気の空
燃比を検出する空燃比センサと、 この空燃比センサの検出信号に基づき、所定の目標空燃
比に近づくように前記混合気の空燃比をフィードバック
制御する空燃比制御手段と、 この空燃比制御手段が空燃比フィードバック制御を行っ
ているときに、前記空燃比センサの検出信号に基づき、
当該空燃比センサの検出能力を判定する検出能力判定手
段と、 この検出能力判定手段により前記空燃比センサの検出能
力が低下していると判定されると、前記空燃比制御手段
に優先して前記混合気の空燃比を強制変動させる強制変
動手段と、 この強制変動手段により前記強制変動を行ったときの前
記空燃比センサの検出信号に基づき、当該空燃比センサ
の劣化を判定する劣化判定手段とをを備えたことを特徴
とする空燃比センサの劣化診断装置。
1. An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to an internal combustion engine for a vehicle, and an air-fuel ratio air-fuel ratio of the air-fuel mixture so as to approach a predetermined target air-fuel ratio based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor. Air-fuel ratio control means for feedback-controlling the fuel ratio, and when this air-fuel ratio control means is performing air-fuel ratio feedback control, based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor,
When the detection capability determination unit that determines the detection capability of the air-fuel ratio sensor and the detection capability determination unit determines that the detection capability of the air-fuel ratio sensor is reduced, the detection unit has priority over the air-fuel ratio control unit. A forced change means for forcibly changing the air-fuel ratio of the air-fuel mixture; and a deterioration determination means for judging deterioration of the air-fuel ratio sensor based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor when the forced change is performed by the forced change means. A deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor, comprising:
【請求項2】 前記検出能力判定手段は、 前記空燃比制御手段により空燃比フィードバック制御が
行われているときの前記空燃比センサの検出信号に基づ
き、当該空燃比センサの応答性を示す第1応答性情報量
を計測する第1計測手段を備え、 この第1計測手段により計測された第1応答性情報量を
所定の第1基準値と比較することにより、前記空燃比セ
ンサの応答性が前記第1基準値に対応する応答性より低
下したか否かを判定することにより前記空燃比センサの
検出能力の低下を判定することを特徴とする、請求項1
記載の空燃比センサの劣化診断装置。
2. The detection capability determination means indicates a response of the air-fuel ratio sensor based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio feedback control is being performed by the air-fuel ratio control means. By providing a first measuring means for measuring the responsiveness information amount, and comparing the first responsiveness information amount measured by the first measuring means with a predetermined first reference value, the responsiveness of the air-fuel ratio sensor can be improved. 2. The deterioration of the detection capability of the air-fuel ratio sensor is judged by judging whether the responsiveness corresponding to the first reference value has decreased.
A deterioration diagnosis device for the air-fuel ratio sensor described.
【請求項3】 前記劣化判定手段は、 前記強制変動手段により前記空燃比を強制変動させたと
きの前記空燃比センサの検出信号に基づき、前記空燃比
センサの応答性を示す第2応答性情報量を計測する第2
計測手段を備え、 この第2計測手段により計測された第2応答性情報量を
所定の第2基準値と比較することにより、前記空燃比セ
ンサの応答性が前記第2基準値に対応する応答性より低
下したか否かを判定することにより前記空燃比センサの
劣化を判定することを特徴とする、請求項1または2記
載の空燃比センサの劣化診断装置。
3. The second responsiveness information indicating the responsiveness of the air-fuel ratio sensor, based on a detection signal of the air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio is forcibly changed by the forced change means. Second to measure quantity
A response is provided in which the responsiveness of the air-fuel ratio sensor corresponds to the second reference value by providing a measuring means and comparing the second responsiveness information amount measured by the second measuring means with a predetermined second reference value. Deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the deterioration of the air-fuel ratio sensor is judged by judging whether or not the deterioration has deteriorated.
【請求項4】 前記第2基準値は、前記第1基準値に対
応する応答性よりも悪い応答性に対応した値であること
を特徴とする、請求項3記載の空燃比センサの劣化診断
装置。
4. The deterioration diagnosis of the air-fuel ratio sensor according to claim 3, wherein the second reference value is a value corresponding to a response that is worse than the response corresponding to the first reference value. apparatus.
【請求項5】 前記第1応答性情報量は、前記空燃比セ
ンサの出力信号の所定時間あたりの反転回数であること
を特徴とする、請求項2記載の空燃比センサの劣化診断
装置。
5. The deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 2, wherein the first responsiveness information amount is the number of times the output signal of the air-fuel ratio sensor is inverted per predetermined time.
【請求項6】 前記第1応答性情報量は、前記空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数であることを特徴とする、
請求項2記載の空燃比センサの劣化診断装置。
6. The first responsiveness information amount is an inversion frequency of an output signal of the air-fuel ratio sensor,
The deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 2.
【請求項7】 前記第1応答性情報量は、前記空燃比セ
ンサの出力信号の振幅であることを特徴とする、請求項
2記載の空燃比センサの劣化診断装置。
7. The deterioration diagnosis device for an air-fuel ratio sensor according to claim 2, wherein the first responsiveness information amount is an amplitude of an output signal of the air-fuel ratio sensor.
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