JPH03210040A - 空燃比制御装置の診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエンジンの空燃比制御装置の診断装置、特に
空燃比センサの診断に関する。

（従来の技術） エンジンの燃料供給量を適正に制御するものとして、空
燃比フィードバック制御装置があり、この装置によれば
、排気系に設けた！２’ｍ比センサからの出力に基づい
て、燃料噴射量を補正することにより、常時空燃比を一
定に保つようにしている（特開昭６３−４１６３４号公
報参照）。

（発明が解決しようとする課ＩＩ） ところで、このような通常の三元触媒システムでは、触
媒コンバータの上流に設けられる酸素センサ（０２セン
サ）に性能劣化を生ずると、実空燃比が理論空燃比を中
心としたある狭い範囲（いわゆるウィンドウといわれる
）から外れるので、有害成分の松換効率が落ちる。

たとえば、０２センサの理想的なものは、第７図（Ａ）
で示すように、リッチからリーンあるいはその逆にリー
ンからリッチへと応答する場合に、いずれの場合も同じ
応答をするものであるが、性能劣化を生じてくると、第
７図（Ｃ）のようにリーンからリッチへの応答が悪くな
るものがある。この場合には、リーンからリッチへの応
答が遅くなるので、リッチにもかかわらず、リーンとい
う出力が出ることになって、実空燃比はリッチ側にシフ
トしてしまう。同様にして、第７図（Ｂ）のようにリッ
チからリーンへの応答が遅くなると、実空燃比は今度は
り−ン側にシフトする。

一方、触媒コンバータの下流にも別の０２センサを設け
、上流側の０２センサ出力と下流側の０２センサ出力と
のずれをモニターしておき、このずれが大きくなると上
流側センサに性能劣化を生じたと診断する装置もあるが
、このものでは、下流側にもう１つ余分な０２センサが
必要となるので、コストの息からは得策でない。

この発明は、このような従来の課題に着目してなされた
もので、触媒コンバータの上流側に設けた０２センサの
出力のみを用いて、いずれの側への応答に性能劣化を生
じたかまで診断することのできる装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、第１図に示すように、エンジンの負荷（た
とえば吸入空気量Ｑａ）と回転数Ｎｅをそれぞれ検出す
るセンサ２１，２２と、これらの検出値に基づいて基本
噴射１ｔＴｐを計算する手段２３と、触媒コンバータ上
流の排気空燃比に応じた出力をするセンサ（たとえば０
２センサ）２４と、このセンサ出力ｙに基づいて空燃比
が目標空燃比（たとえば理論空燃比）と一致するように
空燃比のフィードバック補正量ａを計算する手段２５と
、この空燃比フィードバック補正量ａにて前記基本噴射
量Ｔｐを補正して燃料噴射量を決定する手段２６と、こ
の噴射量を燃料噴射装置２８に出力する手段２７とを備
えるエンジンの空燃比制御装置において、前記空燃比セ
ンサ出力ｙを２つの異なるスライスレベルＨｌ、Ｈ２を
用いて変形する手段３２Ａ、３２Ｂと、周期的な微小擬
似不規則信号（たとえばＭ系列信号？）を発生する装ｆ
１２９と、この擬似不規則信号９を要求に応じて前記噴
射量の信号に重畳させる手段３０と、この信号重畳中は
前記空虚比フィードバック補正量をクランプする手段３
１と、前記擬似不規則信号９の重優により微小変化する
前記２つの変形された空燃比センサ出力ｕｌ＊ｕ２と前
記擬似不規則信号衾との相互相関関数φ９ｕ１．φＸＵ
２をそれぞれ計算する手段３３Ａ！３３Ｂと、これら２
つの相互相関関数−９ｕ１．φ９ｕ２の比較により前記
空燃比センサ２４にリーンからリッチへの応答あるいは
この逆のリッチからリーンへの応答のいずれに性能劣化
を生じているかどうかを判定する手段３４と、この判定
結果を出力する手段３５とを備える。

（作用） 空燃比センサ出力ｙが、２つの異なるスライスレベルＨ
１＊Ｈ２を用いて変形されると、この変形した２つの出
力ｕ１とｕ２の比較にて、いずれの側への応答に性能劣
化を生じているかが把握される。

このため、擬似不規則信号党の重畳により微小変化する
、この２つの変形された出力ｕｌｙｕ２のそれぞれと擬
似不規則信号党との相互相ｗｊＩＮＩ数−９ｕ１．φ９
ｕ２が求められ、φ２ｕ　Ｉｙ　ｄ　Ｑｕ２の両者が比
較されると、いずれの側への応答に性能劣化を生じたの
かが精度良く判定される。

この判定結果を用いると、空燃比センサにいずれの側へ
の応答に性能劣化を生じていても、空燃比が目標空燃比
付近へと制御される。

（実施例） 第２図に一実施例の機械的構成を示す、同図において、
エア７０−メータ２にて吸入空気量Ｑａが、クランク角
センサ３にてエンジン回転数Ｎｅが、触媒コンバータ上
流の０２センサ（２’ｆｆｉ比センサ）４にて排気中の
酸素濃度がそれぞれ検出される。

これらの信号はコントロールユニット５に入力され、こ
のコントロールユニット５では、ｌｊ＆比が理論空燃比
（目標空燃比）と一致するように空燃比のフィードバッ
ク制御を行うとともに、２つの異なるスライスレベルＨ
１ｖ　Ｈ２を用いて、０２センサ４にリッチからリーン
への応答あるいはリーンからリッチへの応答のどちらに
性能劣化を生じているのかを大のようにして判定する。

０２センサに性能劣化を生じていなければ、第８図（Ａ
）に示した入力に対し、理想的な出力は、第８図（Ｂ）
のように、α０の時間だけずれた波形となる。これに対
して、リーンからリッチへの応答に性能劣化を生じると
、第８図（Ｃ）の波形となる。なお、第８図（Ｃ）は、
第７図（Ｃ）を単純化した波形である。

この場合に、第８図（Ｃ）に示す０２センサ出力波形（
原波形）の最大出力Ｈｗａｘよりも小さな値であって、
２つの興なるスライスレベルＨ１１Ｈ２を定め（ＨＩＩ
Ｈ２はそれぞれＨｗａｘの２５％、７５％が好ましい）
、このスライスレベルＨｒ　ｖ　Ｈ２と交わる点の出力
を１００％として原波形をそれぞれ比例変形すると、第
８図（Ｄ）と第８図（Ｅ）に示した出力波形が得られる
。

こうして得られた２つの０２センサ出力をｕｌｙｕ２と
して、これら出力ｕｌ＊ｕ２の各々とＭ系列信号（擬似
不規則信号の１つ）？どのあいだで相互相関関数−２ｕ
　ｔｔ　ｆ　２ｕ２を求めると、第９図に示す特性が得
られる。つまり、破線で示した特性が第８図（Ｄ）の出
力波形に、−点鎖線の特性が＃１８図（Ｅ）の出力波形
に対応する。なお、実線の特性は第８図（Ｂ）つまり理
想出力波形に対するものである。

第９図において、φ９ｕ１のピーク位置の位相をａｌ、
同ピーク位置の低下分をΔφｉ、またφ９ｕ２のピーク
位置の位相をａ２、同ピーク位置の低下分をΔφ２とす
ると、図より次の結果を得る。

α２〉α１かつΔφ２〉Δφ１・・・（１）同様にして
、＃１１０図（Ａ＞は第７図（Ｂ）を単純化した０２セ
ンサ出力波形（ＩＫ波形）であり、この原波形を２つの
異なるスライスレベルＨ１，Ｈ２を用いて比例変形する
と、第１０図（Ｂ）と第１０図（Ｃ）の各出力波形が得
られる。これら出力もそれぞれｕ１＊ｕ２であり、これ
ら出力ｕｌ＊ｕ２の各々とＭ系列信号衾との相互相関関
数φ′ｘｕｌ、φＱｕ２を求めると、第１０図（Ｂ）に
対して第１１図の一点鎖線の特性が、第１０図（Ｃ）に
対して＄１１図の破線の特性が得られる。この場合も、
φＱｕ＋＊φ９ｕ２のピーク位置の位相をα１．ａ２、
ピーク位置の低下分をΔφ１．Δφ２とすると、次の結
果を得る。

ａｌ〉ａ２かつΔφ２〉Δφ１・・・（２）この（２）
はリッチからリーンへの応答に性能劣化を生じた場合、
上記（１）はこの逆のリーンからリッチへの応答に性能
劣化を生じた場合の結果であるから、両者ではａｌとα
２の大小関係が逆転している。したがって、２つの相互
相関関数φＱｕａｙφ９ｕ２よりそのピーク位置の位相
’ｌ＊ｆｆ２をそれぞれ求め、両者を比較することによ
りａ２＞α１であれば、リーンからリッチへの応答に性
能劣化を生じていると、この逆にα１〉α２であれば、
リッチからリーンへの応答に性能劣化を生じていると判
断することができる。

また、Δφ２とΔφ１の比率で性能劣化の大きさを？ｌ
Ｗ！Ｉすることができる。これは、＃１２図で示すよう
に、性能劣化が進むほどスライスレベルＨ２に達するま
での時間が長くなる（つ本りΔφ２／ΔφＩの値が大き
くなる）からである。

第２図に戻り、６はコントロールユニット５からの燃料
噴射信号が出力されるインジェクタ（１料噴射装置）、
７は点火プラグである。

第３図はＭ系列信号を噴射量の信号に重畳させるための
ルーチンで、同ルーチンは第４図のルーチンとともに要
求に応じて行わせる。

Ｓｌでは運軟条件が定常状！！（定常状態とみなせる場
合も含む）にあるかどうかみて、定常状態にあればＳ２
に進み、そうでなければＳ３に進む。

Ｓ２は第１図の信号重畳手段３０のＷｌｎを果たす部分
で、ここでは従来装置により演算される燃料噴射パルス
幅（後述する）Ｔ　ｉＢ［ｍｓ］にＭ系列信号９（ｔ）
を重畳する。つまり、この場合の燃料噴射パルス幅Ｔｉ
［ｍｓ］は Ｔ　ｉ＝　Ｔ　ｉＢ＋２　（ｔ）・・・（３）である。

このＴｉがインジェクタ６に与えられると、インジェク
タ６はこのＴｉのあいだエンノンの吸気ボートに向は燃
料を噴射する。なお、Ｔ１を出方するのはコントロール
ユニット内のインターフェースで、このインターフェー
スにて第１図の出力手段２７の機能が果たされる。

一方、Ｓ３ではＴｉ＝ＴｉＢとする。

Ｍ系列信号衾（１）は、第６図の上段に示すように、振
幅ａ、最小パルス幅Δ、−周期ＮΔ（Ｎは最大シーケン
スで実施例では１５であるが、７，３１６使用できる）
のパラメータを有する周期関数である。このため、その
自己相関関数φ９９（τ）も周期関数であって、第６図
の下段のように幅の狭い三角形状の周期的なパルス列に
なる。このＭＡ列信号は微小信号であり、噴射量信号に
重畳させても、空燃比の変動は少なく、触媒コンバータ
の行う浄化作用を損なうものではない。

なお、Ｍ系列信号に限るものでなく、周期的な擬似不規
則信号であれば、Ｌ系列信号や双子素数列信号などを用
いても構わない。

ｊ！＄４図は０２センサの性能劣化診断を行うためのル
ーチンである。

Ｓｌｌと８１２は、第１図の原波形変形手段３２　Ａ、
３２　Ｂｆ）機能を果たす部分で、ここでは０２センサ
出力ｙを２つの興なるスライスレベルＨ１ｔＨ２を用い
て比例変形する。比例変形された０２センサ出力をそれ
ぞれｕｌｙｕ２とする。

Ｓ１３と８１４では、一定の周期でＭ系列信号９とこの
入力に基づく出力である０２センサ出力ｕｌｖＬＪ２と
をデータ入力し記憶しておく。

Ｓ１５ではＭ系列信号９とＬｊｌ＊ｕ’ｌの各−周期分
のデータ入力が終了したかどうかをみて、終了しでいれ
ばＳ１６に進む。

Ｓ１６と８１７は第１図の相互相関関数計算手段３３Ａ
、３３Ｂの機能を果たす部分で、ここでは所定周期ごと
の食とｕｌ＊ＩＪ２のいずれかとの相互相［１１１数φ
ｘｕ＋（”Ｌφ９ｕ２（α）を次式により計ｄ　ｘｕ２
（Ｑ　＞＝Ｓ”ｕ　２（ｔ）　へ（ｔ）ｄｔ−（５）実
際には、コントロールユニット内ではデイシイタル信号
処理されるので、（４）、（５）式の右辺は積算値で置
き換えられる。つまり、実際の制御系は離散値系で構成
される。

３１８〜Ｓ２０は第１図の性能劣化判定手段３４の機能
を果たす部分である。

８１８と８１９では、φ９ｕｌ（”）ｗφ９ｕ２（ａ）
のピーク位置の各位相ｆｆｌ、１７２と各低下分Δφ１
．Δφ２を計算し、位相を比較することによりＣＩＨ〉
（１２であれば、リッチからリーンへの応答に性能劣化
を生じていると判断してＳ２１に進み、この逆にａｌ＜
ａ２であれば、リーンからリッチへの応答に性能劣化を
生じていると判断してＳ２２に進む。

１７１：ｆｆ２であれば、いずれの側への応答にも性能
劣化を生じていないと’ＮＩＩして、何もしない。

Ｓ２１と５２２は第１図の判定結果出力手段３５のｆｌ
ｉ能を果たす部分で、ここでは性能劣化の判定結果を出
力する。この出力により、たとえば運転パネル上のラン
プを点灯させる。この場合、いずれの側への応答に性能
劣化を生じていようと、両者を区別する必要はなく、同
じランプを点灯させれば良い。いずれの場合も、性能劣
化を生じた０２センサを交換しなければならないことに
変わりないからである。

ただし、後述するように、性能劣化の判定結果を用いて
空燃比フィードバック補正係数ａの修正制御を行うため
には、両者を区別する必要があるので、判定結果を所定
のメ量りに記憶させてお（。

たとえば、所定のメモリに予め“θ″を格納させておぎ
、リッチからリーンへの応答に性能劣化を生じた場合に
“２′″　リーンからリッチへの応答に性能劣化を生じ
た場合に“１″′を格納する。

第５図はインジェクタ６の開弁時開に相当する燃料噴射
パルス幅ＴｉＢを演算するためのルーチンである。

Ｓ３１と３２は第１図の基本噴射量計算手段２３の機能
を果たす部分で、Ｓ３１では吸入空気量Ｑａと回松数Ｎ
ｅを読み込み、Ｓ３２で基本噴射パルス幅Ｔ　ｐ（＝　
Ｋ−Ｑ　ａ／　Ｎ　ｅ、ただしＫは定数）を計算する。

　Ｔｐ［ｍｓｌを求めるにはマツプを参照させることも
で終る。

Ｓ３３ではＭＰ、列信号を重畳させる場合であるかどう
かみで、重畳させる場合でなければＳ３４に進む。

Ｓ３４は第１図の燃料噴射量決定手段２６の機能を果た
す部分で、ここでは次式により燃料噴射パルス幅ＴｉＤ
［鴫ｓ１を計算する。

Ｔ　ｉＢ＝　Ｔ　ｐＸ　ＣｏＸα＋Ｔｓ・＝（６）ただ
し、Ｃｏは１と水温増量補正係数等との和、Ｔｓはイン
ジェクタの無効パルス幅である。σは空燃比フィードバ
ック補正係数で、０２センサ出力ｙに基づき別途サブル
ーチンで計算される。このサブルーチンにて第１図の空
燃比フィードパ７り補正量計算手段２５の機能が果たさ
れる。

Ｓ３３でＭ系列信号を重畳させる場合にはＳ３５に進み
、次式により燃料噴射パルス幅Ｔ　ｉＢ［ｍｓｌを計算
する。

ＴｉＢ＝ＴｐＸＣｏ＋Ｔｓ−（７） つまり、この場合はｆｆ＝１．Ｏとされるわけである。

Ｓ３５は第１図のクランプ手Ｐｉ３１の機能を果たす部
分である。

第３図ないし第５図はコントロールユニｙト内のＣＰＵ
に与えるルーチンとして示しであるが、ブロック図で構
成すると、第１３図に示すようになる。

ここで、この例の作用を説明する。

０２センサにリッチからリーンへの応壽あるいはその逆
への応答に性能劣化を生じると、いわゆるウィンドラを
外れた空燃比へと制御されてしまうため、有害排出成分
が増加する。

しかしながら、従来装置には、０２センサの性能をモニ
ターする機能が備わっていないことがら、性能劣化した
状態でも気付かずに運転が続行される。

これに対して、この例では空燃比センサ出力ｙが、２つ
の異なるスライスレベルＨ＋ｔ　Ｈ２＊　用いて比例変
形され、この比例変形された２つの出力ｕｌｙｕ２の比
較にて、いずれの側への応答に性能劣化を生じているか
が把握される。

このため、擬似不規則信号９の重畳により微小変化する
、この２つの出力ｕｌ＊ｕ２のそれぞれと擬似不規則信
号党との相互相関関数φ９ｕ１．φＱｕ２の両者が比較
されると、いずれの側への応答に性能劣化を生じたのか
が精度良く判定され、いずれの場合も、ランプが点灯す
る。このランプ点灯よりドライバーは０２センサに性能
劣化が生じていることを知ることができる。

このランプ点灯を受けて部品交換をする等により、０２
センサを正宝な状態に戻すことが可能となる。つまり、
運転中に０２センサの性能をモニターできることから、
性能劣化が判定されたときに適切な処置がとれるととも
に、従来例のように触媒コンバータの下流に別の０２セ
ンサを設けることは不要でない。

また、Ｍ系列信号を運転中に重畳させるといっても、こ
の信号は微小であり、しかも定常運転時に行うため、重
畳中の運転性が害されることはない 第１４図は他の実施例で、前述した実施例の第８図に対
応する。第１４図（Ｄ）と＃１４図（Ｅ）は、第１４図
（Ｃ）の０２センサ出力波形（原波形で、第８図（Ｃ）
と同じもの）を、２つのコンパレータ（スライスレベル
をそれぞれＨｂＨ２とするコンパレータ）に入力させて
得たコンパレータの出力波形である。こうした変形にて
得た第１４図（Ｄ）と第１４図（Ｅ）の出力の各々とＭ
系列信号との相互相１！ｉｆｇ１敗を求めても、ｖｉ９
図で示した特性相互の関係が同じように成立する。

この例では原波形に対して比例変形を行わなくとも済む
ので、性能劣化したかどうかの判断が簡便である。

上記２つの実施例で得られた判定結果を用いると、性能
劣化のタイプ（リーンからリッチへの応答に性能劣化を
生じたタイプとその逆への応答に性能劣化を生じたタイ
プの２つ）とその性能劣化の程度に応じて空燃比フィー
ドパγり補正係数ａを増減修正することにより、０２セ
ンサにいずれのタイプの性能劣化を生じようと、実空燃
比がウィンドウの範囲から外れないようにすることがで
きる。こうした修正制御は、いずれの側への性能劣化で
あるかを判定することができて初めて可能となるもので
ある。

たとえば、第７図（Ｃ）のようにリーンからリッチへの
応答が遅くなると、リッチにもかかわらずリーンという
出力が出るため、実空燃比はリッチ側にシフトしてしま
う。したがってこの場合には、空燃比をリーン側へと戻
してやる必要がある。

ＰＩ副制御おける比例分Ｐを修正する方法を一例にとる
と、第１６図において、空燃比がジアドした分に応じて
、比例分（空燃比をリーン側に戻すための比例分）ＰＲ
を比例分（空燃比をリッチ側に戻すための比例分）ＰＬ
よりも大きくすることにより、平均空燃比がリーン側に
移行することになる。

第１５図に比例分ＰをｗＩ正するためのルーチンを示す
。

Ｓ４２でリーンからリッチへの応答に性能劣化を生じて
いると判断された場合にはＳ４３に進み、次式によりＰ
Ｒを増量し、ＰＬを減量する。

ＰＲ＝ＰＲ＋ＤＰＲ・・・（７） ＰＬ＝ＰＬ−ＤＰし・・・（８） ただし、増量分ＤＰＲと減量分ＤＰＬには性能劣化の程
度に応じた値を選択する。

この逆に８４２でリッチからリーンへの応答に性能劣化
が生じていると判断された場合は、Ｓ４４で次式により
今度はＰＲを減量し、Ｐ、を増量する。

Ｐ　Ｒ＝　Ｐ　Ｒ＋　Ｄ　Ｐ　Ｒ・・・（９）ＰＬ＝Ｐ
Ｌ−ＤＰＬ・・・（１０） このようにして求められたＰＲ？　Ｐ　Ｌを用いて、空
燃比がリーンからリッチに反転した直後にはａ＝α−Ｐ
Ｒｌこの逆にリッチからす′−ンに反転した直後にはａ
＝α＋ＰＬにて空燃比フィードパ？り補正係数なが計算
される。

なお、積分分を修正することによっても同様の制御を行
うことができる。

第１７図は別の他の実施例で、＃１４図に対応させてい
る。この例では、ＭＰＳ列信号衾と変形する前のセンサ
出力ｙとの相互相関関数φ９１を用いて、０２センサの
ステップ応答ｒ（Ｑ　Ｌ）を求め、このステップ応答波
形より性能劣化したかどうかを判断するものである。た
だし、その前提として、いずれの側への応答であるかは
分かっていることが必要である。ここでは、仮にリーン
からリッチへの応答時であったものとする。

８５１〜Ｓ５３は第４図のＳｌｌ−Ｓ１７と同様である
。

Ｓ５４は相互相関関数φ９ｙからインパルス応答ｇ（α
）を求める部分で、このインパルス応答を求める方法自
体は公知である。この手法については、この出願とほぼ
同時期に出願している他の出願に詳しいので、ここでは
説明を省略する。

ステップ応答はインパルス応答を積分したものであろか
ら、Ｓ５５においで、インパルス応答ｇ（α）を区間ａ
５〜ａＬで積分すると、時刻ａＬにおけるステップ応答
ｒ（Ｏｒ’）が次式で与えられる。

ただし、ａ５はＭ系列信号の＃ｉ似自白色性よるインパ
ルス応答の立ち上がりのずれを考慮した積分開始時刻（
零に近い）である。ｃｒＬはインパルス応答を積分する
ときの積分区間の終了時刻で、インパルス応答の特性に
合わせて予め設定しでおく。

なお、ｒ（（！　Ｌ）は正規化されているので、単位入
力を与えたときのステップ応答に相当する。

８５６では基準値との比較により０２センサにリーンか
らリッチへの応答に性能劣化を生じているかどうかをみ
て、性能劣化を生じていればＳ５７で性能劣化信号を出
力する。

Ｓ５６で行う性能劣化を生じているかどうかの判定は次
のようにして行う。

第１８図は第１７図の８５５で得られる０２センサのス
テップ応答波形の一例（リーンからリッチへの応答時の
もの）である。

こうした出力波形に対して、４つの判定方法（ｉ）〜（
ｉ、）を以下に示す。このうち前３つの（ｉ）〜（１ｉ
ｉ）は公知の方法、最後の（ｉｖ）がＭ系列信号を用い
なければできない固有のものである。なお、（ａ）は方
法の内容、（ｂ）はその方法の特徴である。

（ｉ）傾斜の大きさ （ａ）第１９図は第１８図の出力波形を微分したもので
、同図より最大値ΔＨを求め、この値が基準値ΔＨ，よ
り小さくなった場合に性能劣化したと判断する。

（ｂ）この方法は簡便である。第１８図に示した待ち時
間τに影響されることはない。

（ｉｉ）応答時間 （、）第２０図において、基準出力ＨＯと基準時間ｔＱ
を決めておき、Ｈ，に達するまでの時間ｔを測定し、こ
のＬが基準時間ｔＱを越えると性能劣化したと判断する
。基準値Ｈ，は所定値あるいは最大出力Ｈｗａｘに対す
る所定の比率（たとえば７５〜８０％が好ましい）とす
る。

（ｂ）この方法も簡便であるが、第１８図に示した待ち
時間τに影響される。

（ｉｉｉ）２出力の時間 （、）第２１図で示すように異なる基準出力Ｈ。

ｔ＋　８０２（Ｈ０２＞　Ｈｏｒ）を決める。　Ｉ（ｏ
ｔνＨＯ２は所定値あるいは最大出力Ｈｗａｘのある比
率（たとえば２５％と７５％が好ましい）とする。

２つの基準出力Ｈｏ＋ｔＨｏ２までに要する時間ｔ１、
ｔ２を測定し、その時間差Δｔ（＝ｔｚ−ｔ＋）を計算
する。この時間差Δｔが基準値Δｔ□よりも大きければ
、応答時間に性能劣化を生じたと判断する。さらに、図
で２つの測定点Ｐ１゜Ｐ２を結んだ直線が出力零のライ
ンと交わる点の時刻ｔｚ（＝Ｌ＋−Δｔ／２）を計算し
、この時刻ｔｚが基準値ｔＷＯよりも大きければ待ち時
間に性能劣化を生じたと判断する。

（ｂ）この方法ではΔｔにより応答時間が、ｔτにより
待ち時間が別個に評価できるので、（ｉ）。

（ｉｉ）の場合よりも精度が良い、＊た、性能劣化のパ
ターンとしても判断することができる。

（＋ｖ）Ｍ系列信号を重畳させる時間 （、）この時間を短くすると、０２センサが十分応答し
ないうちに応答波形を求めることになるので、出力が出
なくなるか、第２２図に示したように出ても低くなる。

この場合に、図示の最大出力８輪ａｘを計測し、この値
Ｈｍａｙが基準値ＨＩｌａｘｇを越えないと性能劣化し
たと判断する。

（ｂ）この方法も簡便である。

（ｉ）〜（ｉｖ）で記した基準値や基準時間の与えがた
についても、経時的に長期間同じ値を記憶させておく方
法、あるいは一定時間ごと、一定走行距離ごとに記憶値
を書き替えていく方法等種々の方法があり、その中から
２つの場合（ア）、（イ）を以下に示す。なお、（ｃ）
は方法の内容、（ｄ）はその方法の特徴である。

（ア）予め定めた値 （、）予め定めた値をＲＯＭ等のメモリに記憶させてお
き、これを読み出して用いる。

（ｂ）この方法では不揮発性メモリが不要となるためコ
スト的に安くあがる。絶対基準であるため判定が確実で
ある。経時変化の生じる前の０２センサについても判定
することができる。

（イ）平均値 （、）初期値から一定走行［離経過まで（たとえば０〜
４０００マイル）の平均値を用いる。なお、０２センサ
の出力安定のためには５００マイル走行程度を初期値と
することが好まし警１゜ただし、この場合には、θ〜４
０００マイルの平均値より厳密となる。

（ｂ）この方法では、どのくらい走行したと塾に性能劣
化したかがわかる。コストはやや高ν１゜上記の実施例
ではすべて０２センサで説明したが、０２センサの代わ
りに、広域空燃比センサやリーンセンサを設けたものに
対しても同様に適用することができる。

（発明の効果） この発明では、空燃比センサ出力を、２つの異なるスラ
イスレベルを用いて変形する一方で、擬似不規則信号の
重畳により微小変化する、この変形した２つの出力のそ
れぞれと擬似不規則信号とのあいだで相互相関関数を求
め、求めた２つの相互相関関数の比較によりいずれの側
への応答に性能劣化を生じたのかを判定することにした
ため、いずれの側への性能劣化についても精度良く診断
することができるとともに、この判定結果を利用すれば
、いずれかの側への応答に性能劣化を生じていても、空
燃比を理論空燃比付近に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図は一実施例
のシステム図、第３図ないし第５図はこの実施例の制御
動作を説明するための流れ図、第６図はこの実施例のＭ
系列信号？（ｔ）とこの信号の自己相関関数φ９９（τ
）を示す波形図、第７図は０２センサの各種出力を示す
波形図、第８図ないし第１２図は前記実施例の作用を説
明するための波形図、第１３図はこの実施例の制御ブロ
ック図である。 第１４図は第２の実施例の作用を説明するための波形図
、第１５図は第３の実施例の制御動作を説明するための
流れ図、第１６図はこの実施例の作用を説明するための
波形図、ｔＩＳ１７図は第４の実施例の制御動作を説明
するための流れ図、第１８図ないし第２２図はこの実施
例の性能劣化の判定方法を説明するための波形図である
。 ２・・・エフ７０−メータ（エンジン負荷センサ）、３
・・・クランク角センサ（エンジン回転数センサ）、４
・・・０２センサ（空燃比センサ）、５・・・コントロ
ールユニット、６・・・インジェクタ（ｆＲ料噴射装置
）、２１・・・エンジン負荷センサ、２２・・・エンジ
ン回転数センサ、２３・・・基本噴射量計算手段、２４
・・・空燃比センサ、２５・・・空燃比フィードバック
補正量計算手段、２６・・・燃料噴射量決定手段、２７
・・・出力手段、２８・・・燃料噴射装置、２９・・・
擬似不規則信号発生装置、３０・・・信号重畳手段、３
１・・・クランプ手段、３２Ａ、３２Ｂ・・・原波形変
形手段、３３　Ａ、３３　Ｂ・・・相互相関関数計算手
段、３４・・・性能劣化判定手段、３５・・・判定結果
出力手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサと、
   これらの検出値に基づいて基本噴射量を計算する手段と
   、触媒コンバータ上流の排気空燃比に応じた出力をする
   センサと、このセンサ出力に基づいて空燃比が目標空燃
   比と一致するように空燃比のフィードバック補正量を計
   算する手段と、この空燃比フィードバック補正量にて前
   記基本噴射量を補正して燃料噴射量を決定する手段と、
   この噴射量を燃料噴射装置に出力する手段とを備えるエ
   ンジンの空燃比制御装置において、前記空燃比センサ出
   力を２つの異なるスライスレベルを用いて変形する手段
   と、周期的な微小擬似不規則信号を発生する装置と、こ
   の擬似不規則信号を要求に応じて前記噴射量の信号に重
   畳させる手段と、この信号重畳中は前記空燃比フィード
   バック補正量をクランプする手段と、前記擬似不規則信
   号の重畳により微小変化する前記２つの変形された空燃
   比センサ出力と前記擬似不規則信号との相互相関関数を
   それぞれ計算する手段と、これら２つの相互相関関数の
   比較により前記空燃比センサにリーンからリッチへの応
   答あるいはこの逆のリッチからリーンへの応答のいずれ
   に性能劣化を生じているかどうかを判定する手段と、こ
   の判定結果を出力する手段とを備えることを特徴とする
   空燃比制御装置の診断装置。