JPH0469565A - Fault decision device for air fuel ratio sensor - Google Patents
Fault decision device for air fuel ratio sensorInfo
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- JPH0469565A JPH0469565A JP2182135A JP18213590A JPH0469565A JP H0469565 A JPH0469565 A JP H0469565A JP 2182135 A JP2182135 A JP 2182135A JP 18213590 A JP18213590 A JP 18213590A JP H0469565 A JPH0469565 A JP H0469565A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は内燃機関の排気中の酸素濃度に応じた空燃比情
報を出力する空燃比センサの故障判定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a failure determination device for an air-fuel ratio sensor that outputs air-fuel ratio information according to the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine.
(従来の技術)
従来、ジルコニアの酸素濃度電池作用と酸素イオンポン
ピング作用という特性を利用して、空燃比(A/F)を
単にストイキオよりもリーン側がリッチ側かだけでなく
、どの程度の値であるが横比するリニアA/Fセンサが
提案されている。(特開昭63−36140号公報参照
)
このリニアA/Fセンサは第12図に示すように、その
基部が各々安定化ジルコニア素子であるセンサセル20
とポンプセル21とを絶縁層22を介して結合して構成
さオLる7両セル1.7はilHガスの通過する拡散U
323.、24が形成され、絶縁層zz内には拡散t−
+23、24からの排ガスを収容する検出室25が形成
され、これらにより、拡散律速体が構成されでいる。(Prior art) Conventionally, by utilizing the characteristics of zirconia's oxygen concentration battery action and oxygen ion pumping action, the air-fuel ratio (A/F) was determined not only by whether it was lean or rich compared to stoichiometry, but also by what value. However, a linear A/F sensor that performs side-to-side comparison has been proposed. (Refer to Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-36140.) As shown in FIG. 12, this linear A/F sensor consists of sensor cells 20 each having a stabilized zirconia element at its base.
and a pump cell 21 are coupled through an insulating layer 22. Cell 1.7 is a diffusion cell through which ILH gas passes.
323. , 24 are formed, and a diffusion t-
A detection chamber 25 is formed to accommodate exhaust gases from +23 and +24, and these constitute a diffusion barrier.
また、絶8M22にはリファレンス室25aが形成され
、ここに参照気体例えば人気を導くように構成されてい
る。更に、両セルには触媒を兼ねて白金の電極26.2
7.28.29が設けてあり、これらには多数の微小穴
があけられている。30は電気ピータであり、セル全体
を例えば800±100℃に加熱して各セルを活性状態
で作動させでいる。Further, a reference chamber 25a is formed in the absolute 8M22, and is configured to introduce a reference gas, for example, popularity. Furthermore, both cells have platinum electrodes 26.2 that also serve as catalysts.
7, 28, and 29 are provided, and a large number of micro holes are drilled in these. Reference numeral 30 denotes an electric heater, which heats the entire cell to, for example, 800±100° C. to operate each cell in an active state.
センサセル20は従来の02センサと同様の原理で電極
26.27間に酸素濃度差があると起電力を生しる性質
髪備え、ポンプセル21は逆に電極211.29間に強
制的し、“ポンプ電流IPが流されると酸素をマイナス
電極側からプラス電極側に汲み出す性質を備えている。The sensor cell 20 has the same principle as the conventional 02 sensor, and has the property of generating an electromotive force when there is a difference in oxygen concentration between the electrodes 26 and 27. On the contrary, the pump cell 21 has the property of generating an electromotive force between the electrodes 211 and 29. It has a property of pumping oxygen from the negative electrode side to the positive electrode side when the pump current IP is applied.
そこで、制御部31にてセンサセル20の起電力VSを
検出し、この起電力Vsを一定LJ保つように、即ち検
出室25内または拡散孔23.24内をストイキオに対
応する酸素濃度に保″′)よ−)1.:ポンプ電流Ip
をフィルドパック制御する。これにより、ポンプ電流1
pは第14図1.コ示1ように空燃比E9、文;i し
て連続的に変化するので、ポンプ電流]pから空燃比を
算出することが出来る。Therefore, the control unit 31 detects the electromotive force VS of the sensor cell 20, and maintains the electromotive force Vs at a constant LJ, that is, the oxygen concentration in the detection chamber 25 or the diffusion hole 23, 24 is maintained at a stoichiometry. ')yo-)1.: Pump current Ip
to control the filled pack. This makes the pump current 1
p is shown in Figure 14 1. Since the air-fuel ratio E9 changes continuously as shown in Figure 1, the air-fuel ratio can be calculated from the pump current p.
制御部31どし2ては、比較回路1にでセンサセル20
の起電力V’ sをストイキオ相当の参照型ハ゛Vre
fと比較し、比較随路1の出力を正負電源付き積分アン
プ2で積分し、その積分出力でポンプセル21にポンプ
電流IPを流す。The control section 31 and the sensor cell 20 are connected to the comparison circuit 1.
The electromotive force V's is expressed as a reference type high voltage Vre equivalent to stoichiometry.
f, the output of the comparison path 1 is integrated by an integrating amplifier 2 with positive and negative power supplies, and the pump current IP is caused to flow through the pump cell 21 using the integrated output.
そして、ポンプ電流Ipの回路に電流検出用の抵抗器5
を介装し、抵抗器の降下電圧から電流検出回路:3によ
りポンプ電流Ipを検出L2ている。A resistor 5 for current detection is added to the pump current Ip circuit.
A pump current Ip is detected by a current detection circuit 3 from the voltage drop across the resistor L2.
更に、回路3の出力を加算回路4に入力し、上式の処理
により、たとえば、0〜5ボルトの信号V。1.J T
により、空燃比(A/F)を表ず様にし2ている。Further, the output of the circuit 3 is inputted to the adder circuit 4, and the above formula is processed to obtain a signal V of, for example, 0 to 5 volts. 1. J.T.
As a result, the air-fuel ratio (A/F) is varied.
Vovr= G ・I p + V STP但し、Gは
電流−電圧変換ゲイン、vsrpはステップアップ電圧
である。Vovr=G·Ip+V STP However, G is a current-voltage conversion gain, and vsrp is a step-up voltage.
処で、内燃機関は空燃比を目標空燃比に調整ず/<<、
空燃比センサからの空燃比情報L:基づきフィードバッ
ク制御を行っている。例えば、空燃比をストイキオ近傍
の狭いウィンドウ内に制御することにより、排気系に用
いられる二元触媒を効率良く作動させている。あるいは
、リーンNO,触媒及び三元触媒を排気系に備えたり−
・ンバーンエンジンの場合は、その空燃比を目標値であ
る所定のリーン側の値に保持すへく、リニアA/Fセン
サからの空燃比情報に基づきフィードバック制御を行っ
ている。However, the internal combustion engine does not adjust the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio/<<,
Feedback control is performed based on air-fuel ratio information L from the air-fuel ratio sensor. For example, by controlling the air-fuel ratio within a narrow window near the stoichiometry, a two-way catalyst used in the exhaust system is operated efficiently. Alternatively, the exhaust system may be equipped with lean NO, a catalyst, and a three-way catalyst.
- In the case of a combustion engine, feedback control is performed based on air-fuel ratio information from a linear A/F sensor in order to maintain the air-fuel ratio at a predetermined lean side value that is a target value.
(発明が解決しようとする課題)
このように内燃機関を駆動さゼる1−で、空燃比を目標
値に精度良く制御することは燃費の向」二、機関出力の
向上、アイドル回転の安定化、1トガスの改善、ドライ
バビリティ−の改善の上で極めて重要である。このため
、この空燃比情報が得られるリニアΔ/Fセンサが熱劣
化やブラシキング破壊に至らないように制御する必要が
ある。(Problems to be Solved by the Invention) In driving an internal combustion engine in this way, accurately controlling the air-fuel ratio to the target value improves fuel efficiency.2) Improves engine output and stabilizes idle rotation. This is extremely important for improving gas efficiency, gas consumption, and drivability. Therefore, it is necessary to control the linear Δ/F sensor from which this air-fuel ratio information is obtained so as not to cause thermal deterioration or brushing damage.
処で、空燃比センサ、特にリニアA/Fセンサはその構
造が複雑である」−二に1機能させるには、ヒータとセ
ンサセルとポンプセルとを組み合わせて作動さゼる必要
がある。However, the air-fuel ratio sensor, especially the linear A/F sensor, has a complicated structure. In order to function properly, it is necessary to operate the sensor cell in combination with a heater, a sensor cell, and a pump cell.
このため、リニアA/Fセンサのいずhかの部分に故障
が起きてもその出力である空燃比情報はその信頼性を低
トさせることとなる。Therefore, even if a failure occurs in any part of the linear A/F sensor, the reliability of the air-fuel ratio information that is its output will be reduced.
ソコテ、リニアA/Fセンサの故障時にはこれを早期に
検出し、このセンサ出力でのフィードバック制御を停止
させ、それに代わる制御方式での空燃比制御転打うこと
が望ましい。When the linear A/F sensor malfunctions, it is desirable to detect it early, stop feedback control based on the sensor output, and use an alternative control method to control the air-fuel ratio.
本発明の目的は、空燃比センサの故障判定を′確実に行
える空燃比センサの故障判定装置を提供することにある
。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio sensor failure determination device that can reliably determine failure of an air-fuel ratio sensor.
(課題を解決するための手段)
上述の目的を達成するために、本発明は3混合気燃焼後
の排ガス中の酸素濃度と参照気体中の酸素濃度との差に
応じた電気信号を出力するセンサセルと、上記センサセ
ルからの出力が所定値となるように電気制御信号を出力
する制御手段と、上記制御手段から供給される電気制御
信号に応じて酸素イオンを移動させるポンプセルと、上
記制御手段とポンプセルとの間で授受される制御電流に
応じた空燃比信号を出力する空燃比検出手段と、上記セ
ンサセル及びポンプセルを活性温度に加熱する加熱手段
とを備えた空燃比センサに付設され、上記加熱手段の故
障を検出する第1の故障検出手段と、上記センサセルの
起電力に応じてこの値が設定域に入らない場合に故障判
定をする第2の故障判定手段と、上記制御電流に基づき
正常異常の判定をする第3の故障検出手段との上記3つ
の故障検出手段の内の少なくとも2つの故障判定手段を
備え、その2つの故障判定手段の内の少なくとも1つが
故障信号を出力する時、上記空燃比信号に基づくフィー
ドバック制御を行う手段による空燃比制御を停止させる
故障時停止処理手段とを有したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention outputs an electric signal according to the difference between the oxygen concentration in the exhaust gas after combustion of the three mixtures and the oxygen concentration in the reference gas. a sensor cell, a control means for outputting an electrical control signal so that the output from the sensor cell becomes a predetermined value, a pump cell for moving oxygen ions in accordance with the electrical control signal supplied from the control means, and the control means; The air-fuel ratio sensor is attached to an air-fuel ratio sensor that includes an air-fuel ratio detection means that outputs an air-fuel ratio signal according to a control current exchanged with the pump cell, and a heating means that heats the sensor cell and the pump cell to an activation temperature. a first failure detection means that detects a failure of the means; a second failure determination means that determines a failure when this value does not fall within a set range according to the electromotive force of the sensor cell; and a second failure detection means that determines a failure based on the control current. At least two of the three failure detection means are provided with a third failure detection means for determining an abnormality, and when at least one of the two failure determination means outputs a failure signal, The present invention is characterized in that it includes a failure stop processing means for stopping the air-fuel ratio control by the means for performing feedback control based on the air-fuel ratio signal.
(作 用)
空燃比センサの加熱手段の故障を検出する第1の故障検
出手段と、空燃比センサのセンサセルの起電力に応じて
この値が設定域に入らない場合に故障判定をする第2の
故障判定手段と、制御手段とポンプセルとの間で授受さ
れる制御電流に基づき正常異常の判定をする第3の故障
検出手段との内の少なくとも2つの故障判定手段より故
障信号を故障時停止処理手段が受取るようにし、この2
つの故障判定手段の内の少なくとも1つより故障信号を
故障時停止処理手段が受けた時に、同手段が空燃比信号
に基づくフィードバック制御を行う手段による空燃比制
御を確実に停止させることができる。(Function) The first failure detection means detects failure of the heating means of the air-fuel ratio sensor, and the second failure detection means determines failure if this value does not fall within the set range according to the electromotive force of the sensor cell of the air-fuel ratio sensor. and a third failure detection means that determines normality or abnormality based on the control current exchanged between the control means and the pump cell. The processing means receives these two
When the failure stop processing means receives a failure signal from at least one of the three failure determination means, the means can reliably stop the air-fuel ratio control by means for performing feedback control based on the air-fuel ratio signal.
(実 施 例)
第1図に示した空燃比センサの故障判定装置は、内燃機
関の燃料供給系の制御システム内に配設されている。こ
の燃料供給系は、排気路に配設されるリニアA/Fセン
サSより得られた空燃比(A/F)情報に基づき燃料供
給量を算出し、その供給量の燃料を噴射ノズルNが適時
に吸気路に噴射供給するという構成を採る。(Embodiment) The air-fuel ratio sensor failure determination device shown in FIG. 1 is installed in a control system for a fuel supply system of an internal combustion engine. This fuel supply system calculates the fuel supply amount based on air-fuel ratio (A/F) information obtained from the linear A/F sensor S installed in the exhaust passage, and injects the fuel of the supplied amount into the injection nozzle N. The structure is such that the fuel is injected into the intake passage at a timely manner.
ここで、リニアA/FセンサS及びそれに接続される制
御手段としての制御部31.電流検出回路3、加算回路
4.電流検出用の抵抗器5は第13図に示した従来装置
と同じ構成を採るためその重複説明を略す。Here, the linear A/F sensor S and the control section 31. connected thereto serve as control means. Current detection circuit 3, addition circuit 4. The resistor 5 for current detection has the same configuration as the conventional device shown in FIG. 13, so a redundant explanation thereof will be omitted.
第1図において、比較回路1と正負電源付き積分アンプ
2が制御手段を構成し、センサセル20の電極26.2
7間の起電力Vsを参照電圧Vref(例えば0.4V
)と比較し、その出力を積分アンプ2で積分して正又は
負の制御出力をポンプセル21の電極28.29間に印
加し、V s = Vrefとなるように、ポンプセル
21にポンプ電流rpを流す。In FIG. 1, a comparator circuit 1 and an integrating amplifier 2 with positive and negative power supplies constitute a control means, and an electrode 26.2 of a sensor cell 20
The electromotive force Vs between
), the output is integrated by the integrating amplifier 2, a positive or negative control output is applied between the electrodes 28 and 29 of the pump cell 21, and the pump current rp is applied to the pump cell 21 so that V s = Vref. Flow.
電流検出用抵抗器5及び電流検出回路3が第一の空燃比
検出手段を構成しており、抵抗器5に生じる電圧降下か
ら回路3でポンプ電流IPを検出する。ポンプ電流1p
自体が空燃比の情報を有するが、加算回路4によりO〜
5ボルトの空燃比信号Voutに変換してこの空燃比信
号Voutをエンジンコントロールユニット(以後単に
コントローラと記す)37に出力させている。The current detection resistor 5 and the current detection circuit 3 constitute a first air-fuel ratio detection means, and the circuit 3 detects the pump current IP from the voltage drop occurring in the resistor 5. Pump current 1p
Although it itself has air-fuel ratio information, the addition circuit 4
The air-fuel ratio signal Vout is converted into a 5-volt air-fuel ratio signal Vout, and the air-fuel ratio signal Vout is output to an engine control unit (hereinafter simply referred to as a controller) 37.
ポンプセル21のA点には電極28.29間のポンプ電
圧Vρが印加され、ここには第二の空燃比検出手段とし
ての、バッファアンプ8と、CRフィルタ10と、オペ
アンプ(演算増幅器)11と、抵抗器17と2個のダイ
オード15.16が順次接続されている。A pump voltage Vρ between electrodes 28 and 29 is applied to a point A of the pump cell 21, and a buffer amplifier 8, a CR filter 10, an operational amplifier 11, and a second air-fuel ratio detecting means are connected thereto. , a resistor 17 and two diodes 15, 16 are connected in sequence.
ここで、A点の電圧をバッファアンプ8を経てフィルタ
10に通し、ここでポンプ電流■ρのフィードバックに
よる発振の防止、サージ対策、ノイズ除去を行っている
。さらに、オペアンプ(演算増幅器)11の反転入力端
子に抵抗器12を介して与え、オペアンプIIの出力を
抵抗器13を介し反転入力端子に帰還し、非反転入力端
子には抵抗分圧器14によりアップシフト用の電圧を与
えている。そして、直流接続した2個のダイオード15
.、.16を特定電圧の電源とアース間に逆バイアスに
接続し、ダイオード同志の接続点とオペアンプ11の出
力端子とを抵抗器17で接続することにより、クリップ
機能を有するアンプを構成している。Here, the voltage at point A is passed through a buffer amplifier 8 to a filter 10, where oscillation prevention, surge countermeasures, and noise removal are performed by feedback of the pump current ρ. Furthermore, it is applied to the inverting input terminal of an operational amplifier (operational amplifier) 11 via a resistor 12, the output of the operational amplifier II is fed back to the inverting input terminal via a resistor 13, and the output of the operational amplifier II is fed back to the inverting input terminal via a resistor voltage divider 14. Provides voltage for shifting. Then, two diodes 15 connected with DC
.. ,.. 16 is connected in reverse bias between a power source of a specific voltage and the ground, and the connection point between the diodes and the output terminal of the operational amplifier 11 are connected by a resistor 17, thereby constructing an amplifier having a clip function.
このようにすると、基本的にポンプ電圧VPは第3図(
b)に示すように、ストイキオ点でジャンプする特性を
有し、その不連続部分を閾値を用いご検出した場合、ス
トイキオ点を境にリーン側とリッチ側で異なるしベルと
なる理論空燃比λ(ストイキオ)信号Vstcをコント
ローラ37に出力できる。特に、第3図(a)に示を波
形の入力端子に対し、ストイキオ信号V steの波形
は第;3図(1))に示すようにストイキオ近傍での変
化が若モ滑らかとなり、いわゆるλセンサ並みの出力特
性となる利点がある。In this way, the pump voltage VP is basically as shown in Figure 3 (
As shown in b), it has a characteristic of jumping at the stoichiometry point, and if the discontinuous part is detected using a threshold value, the stoichiometric air-fuel ratio λ that differs between the lean side and the rich side with the stoichiometry point as the border becomes a bell. (stoichiometry) signal Vstc can be output to the controller 37. In particular, for the input terminal with the waveform shown in FIG. 3(a), the waveform of the stoichiometric signal V ste changes very smoothly in the vicinity of the stoichiometry, as shown in FIG. 3(1)), so-called λ It has the advantage of having output characteristics comparable to those of sensors.
リニアA/FセンサSに装着さ九る加熱手段は電気ヒー
タ:30(以後単にヒータと記す)とこ、ttに接続さ
れるし−タ駆動回路:(2とで構成さ右2ている。The heating means attached to the linear A/F sensor S consists of an electric heater 30 (hereinafter simply referred to as heater), a heater drive circuit 2 connected to tt.
ヒータ訃動回路32はヒータ30の温度とヒータ抵抗R
,Hとがほぼ比例対応することを利用して、ヒータ抵抗
R1,、を設定値に保持すべくヒータ用のスイッチ1−
ランジスタ33に開閉出力を発するように作動でき、比
較抵抗34を含む図示しないブリッジ回路や比較器で構
成さしている。The heater control circuit 32 controls the temperature of the heater 30 and the heater resistance R.
, H, the heater switch 1-
It can operate to issue a switching output to the transistor 33, and is composed of a bridge circuit (not shown) including a comparison resistor 34 and a comparator.
このヒータ駐動回路32にはヒータ印加電)E V H
の検出回路35と、比較抵抗34での電圧降トに基づき
ヒータ電流り、を検出する検出回路36とが接続されて
いる。各検出回路’、35. :36はオペアンプによ
る増幅回路として構成され、各出力はコントローラ37
に接続されている。This heater parking circuit 32 has a heater applied voltage) E V H
A detection circuit 35 is connected to a detection circuit 36 that detects the heater current based on the voltage drop across the comparison resistor 34. Each detection circuit', 35. :36 is configured as an amplifier circuit using an operational amplifier, and each output is connected to a controller 37.
It is connected to the.
センサセル20と制御部31間にはセンサセル起電力V
sの検出回路38が接続される。There is a sensor cell electromotive force V between the sensor cell 20 and the control unit 31.
s detection circuit 38 is connected.
比較回路1と正負電源付き積分アンプ2間にはコントロ
ーラ37からのポンプカット人力を受けてポンプ電流I
Pをカットするポンプカット回路;31)が接続される
。A pump current I is connected between the comparator circuit 1 and the integral amplifier 2 with positive and negative power supplies in response to the pump cut power from the controller 37.
A pump cut circuit; 31) for cutting P is connected.
更に、ポンプ電流■、に基づき、空燃比センサの正常、
異常を判定する第:3の故障判定手段が配備され、これ
らの一部が第一・、第一7の空燃比判定手段により構成
されている。Furthermore, based on the pump current ■, the air-fuel ratio sensor is normal;
A third failure determination means for determining an abnormality is provided, and a portion thereof is constituted by the first and seventh air-fuel ratio determination means.
なお、符号40はエンジンの図示しないコンビネイショ
ンスイッチ内のスタータスイッチを示している。Note that the reference numeral 40 indicates a starter switch in a combination switch (not shown) of the engine.
コントローラ37はマイクロコンピュータでその要部が
構成され、特に、各出力信号を受けて、適時にその情報
を取り込み、あるいは適時に制御信号を駆動回路371
,372等に出力する入出力回路373ど、第4図乃至
第9図に示す故障判定プログラム及び第io図の燃料噴
射量算出プログラムや各特性値等を書き込ました記憶回
路374と、各制御プログラムに沿って制御値を算出す
る制御回路375、等で構成されている。The main part of the controller 37 is made up of a microcomputer, and in particular, it receives each output signal, takes in the information in a timely manner, or sends a control signal to the drive circuit 371 in a timely manner.
, 372, etc., the failure determination program shown in FIGS. 4 to 9, the fuel injection amount calculation program shown in FIG. It is composed of a control circuit 375 that calculates a control value according to the following.
ここで、このコントローラ37の機能をこの発明に関し
てのみ説明すると、第2図に示すようになる。Here, the function of this controller 37 will be explained only with regard to the present invention, as shown in FIG.
即ち、コントローラ37は後述の3つの故障判定手段の
内の少なくとも2つの故障判定手段と、これらが接続さ
れる故障時停止処理手段及び空燃比信号に基づくフィー
ドバック制御を行う手段として機能する。That is, the controller 37 functions as at least two of the three failure determining means described later, a failure stop processing means to which these are connected, and a means for performing feedback control based on the air-fuel ratio signal.
ここで、第1の故障判定手段は各検出回路35゜36と
共に第一故障判定手段を構成するもので、検出回路35
.36よりのヒータ印加電圧vHやヒータ電流L+&こ
基づきヒータ及びその接続回路の劣化や断線を判定する
。Here, the first failure determination means constitutes a first failure determination means together with each of the detection circuits 35 and 36.
.. Deterioration or disconnection of the heater and its connection circuit is determined based on the heater applied voltage vH and heater current L+& from 36.
更に、第2の故障判定手段は検出回路38よりセンサセ
ル20の起電力■sk取り込み、その値が所定の許容幅
φ〜ψ内にないと、センサセルフエールの判定をする。Further, the second failure determining means takes in the electromotive force ■sk of the sensor cell 20 from the detection circuit 38, and if the value is not within a predetermined allowable range φ to ψ, determines that the sensor self-fails.
更に、第3の故障判定手段は第一、第での空燃比検出手
段からの空燃比信号(Vout、、 Vsl、C)を取
り込み、その値が正常値とし、での所定の許容幅内に無
いと、ポンプセルフエールの判定をする。Furthermore, the third failure determination means takes in the air-fuel ratio signals (Vout, Vsl, C) from the first and second air-fuel ratio detection means, and determines that the value is a normal value and is within a predetermined allowable range. If not, it will be judged as a pump self-ale.
更に、コントローラ37はポンプカット回路39と共動
して故障判定処理手段として機能し2、これは故障信号
に基づき、比較回路】の出力をゼロ、即ち、検出室25
がストイキオに保たれているとの歓似信号を出力できる
。Further, the controller 37 works together with the pump cut circuit 39 to function as a failure determination processing means 2, which, based on the failure signal, sets the output of the comparison circuit to zero, that is, the detection chamber 25
It is possible to output a signal indicating that the stoichiometry is maintained.
更に、コントローラ二37は空燃比信号に基づく燃料噴
射量のフィードバック制御を行う手段としての機能をも
備える。Further, the controller 237 also has a function of performing feedback control of the fuel injection amount based on the air-fuel ratio signal.
ここで、このコントローラ37による燃料噴射量の制#
(フィードバック制御及び非フイードバツク時に行われ
るオーブンループ制御)と共に行われる空燃比センサの
故障判定処理及び燃料噴射量算出処理を第4図乃至第1
0図の制御プログラムと共に説明する。Here, the controller 37 controls the fuel injection amount.
(Feedback control and oven loop control performed during non-feedback) as well as air-fuel ratio sensor failure determination processing and fuel injection amount calculation processing are shown in Figures 4 to 1.
This will be explained together with the control program shown in FIG.
コントローラのプログラムは、第8図に示すようにスタ
ータスイッチのオン処理によりスタートする。この場合
、メインルーチンではヒータ30のオン処理がなされ、
それに続いてスタータフラグが1か否か判定し、スター
タオン処理がなされていないと、ステップa8に、スタ
ータオンされるとステップa3に進む。The controller program starts by turning on the starter switch as shown in FIG. In this case, in the main routine, the heater 30 is turned on,
Subsequently, it is determined whether the starter flag is 1 or not. If the starter flag has not been turned on, the process proceeds to step a8, and if the starter has been turned on, the process proceeds to step a3.
ステップa3ではスタータフラグがクリアされ、各フェ
ール判定フラグFl、F2がクリアされ、ポンプ電流I
P、の作動を許容するポンプセル作動フラグがクリア
される。ステップa6ではリニアA/FセンサSの起動
時期を規制するセンサ起動タイマがまずリセットされ、
その後スタートされる。In step a3, the starter flag is cleared, each fail judgment flag Fl, F2 is cleared, and the pump current I
The pump cell activation flag that allows operation of P is cleared. In step a6, the sensor activation timer that regulates the activation timing of the linear A/F sensor S is first reset,
It will then start.
ステップa8に達すると、ここではセンサ起動タイマの
カウント値が設定値θ(この値は起動時における空燃比
センサの確実な活性化を待つ、待ち時間に応じた値)を
上回ったか否かを判定する。When step a8 is reached, it is determined here whether the count value of the sensor activation timer has exceeded the set value θ (this value is a value corresponding to the waiting time for reliable activation of the air-fuel ratio sensor at the time of activation). do.
上回らない間はステップa15に進み、空燃比フィード
バックを禁止処理し、燃料噴射量のオープンループ制御
、即ち、エンジン回転数及び負荷に応じた燃料噴射量を
所定のマツプより算出し、その算出した現燃料噴射量を
所定のエリアに取り込み、ステップa1に戻る。この処
理と共に図示しない燃料噴射ルーチンが所定クランク角
での割込みタイミングに応じて実行され、所定の目標空
燃比を達成出来る燃料噴射が行われる。If the fuel injection amount is not exceeded, the process proceeds to step a15, where air-fuel ratio feedback is prohibited, and open-loop control of the fuel injection amount is performed. The fuel injection amount is taken into a predetermined area, and the process returns to step a1. Along with this process, a fuel injection routine (not shown) is executed in response to an interrupt timing at a predetermined crank angle, and fuel injection that can achieve a predetermined target air-fuel ratio is performed.
この後、ステップa2ではスタータフラグがゼロである
ことより、ステップa8に進み、センサ起動タイマがθ
をカウントし、カウント値がθを上回るとステップa9
に達する。ここではセンサ起動タイマがまだ作動中であ
ればそのカウント作動をそのときの値のまま停止止させ
、ステップa10に進む。After this, in step a2, since the starter flag is zero, the process proceeds to step a8, and the sensor activation timer is set to θ.
is counted, and when the count value exceeds θ, step a9
reach. Here, if the sensor activation timer is still in operation, its counting operation is stopped at the current value, and the process proceeds to step a10.
ここでは始め、ポンプセル作動フラグが1でないとステ
ップallに進み、ポンプセル21を作動し、フラグを
1とし、ポンプセル作動タイマをスタートさせ、同タイ
マのカウントが設定値ε(空燃比センサの出力が安定す
るのを待つ待ち時間に相当する値)を上回ったか否かを
判定し、上回らなし)間はステップals側のオープン
ループ処理を継続し、上回ると、即ち待ち時間が経過し
ポンプ電流■、が信頼性を持つと、ステップa17に進
み、ポンプセル作動タイマが作動中であればその時のカ
ウント値のままで、その作動を停止させ、ステップa1
8に進む。At first, if the pump cell activation flag is not 1, the process proceeds to step all, in which the pump cell 21 is activated, the flag is set to 1, the pump cell activation timer is started, and the count of the timer reaches the set value ε (the output of the air-fuel ratio sensor is stable). It is determined whether or not the value has exceeded the waiting time (corresponding to the waiting time for If the reliability is satisfied, the process proceeds to step a17, and if the pump cell operation timer is in operation, the operation is stopped with the count value at that time maintained, and the process proceeds to step a1.
Proceed to step 8.
ステップa18よりステップa21では空燃比センサS
の故障判定をする。From step a18 to step a21, the air-fuel ratio sensor S
make a failure determination.
まず、ステップa18としてのサブルーチン#1では、
第4図に示すように、空燃比信号V outに基づくセ
ンサ故障の判定をする。ここでは、フェール判定フラグ
F1が1とならない間で、フィードバック制御中のみ、
ステップb3に進み、そうでないとメインルーチンへリ
ターンする。First, in subroutine #1 as step a18,
As shown in FIG. 4, sensor failure is determined based on the air-fuel ratio signal V out. Here, only during feedback control while the fail judgment flag F1 is not 1,
Proceed to step b3, otherwise return to the main routine.
ステップb3,4ではメインルーチンで既に決定されて
いる現車両の運転状況に応じた目標空燃比A/Fの値の
読み込みを行い、リニアA/FセンサSより空燃比信号
V outを読み込む。更に、所定の空燃比A/F算出
マツプ(図示せず)に沿って、空燃比信号Voutに応
じた実空燃比を概算する。In steps b3 and b4, the value of the target air-fuel ratio A/F corresponding to the driving situation of the current vehicle, which has already been determined in the main routine, is read, and the air-fuel ratio signal V out from the linear A/F sensor S is read. Further, the actual air-fuel ratio according to the air-fuel ratio signal Vout is approximately calculated according to a predetermined air-fuel ratio A/F calculation map (not shown).
ステップb6では目標空燃比A/Fとセンサ検出の空燃
比との偏差ΔA/Fを算出する。そして、偏差ΔA/F
がフェール判定値αを上回ったか否かを判定し、上回っ
ていないとリターンし、上回っているとフェール判定フ
ラグF1を1としてリターンする。In step b6, a deviation ΔA/F between the target air-fuel ratio A/F and the air-fuel ratio detected by the sensor is calculated. And the deviation ΔA/F
It is determined whether or not exceeds the fail judgment value α, and if it does not exceed the fail judgment value α, a return is made, and if it exceeds the fail judgment flag F1 is set to 1 and the return is made.
ステップa19としてのサブルーチンキ2では、第5図
に示すように、ストイキオ信号V stcに基づくセン
サ故障の判定をする。ここでは、フェール判定フラグF
2が1でなくフィードバック制御中のみ、ステップc3
に進み、そうでないとメインルーチンへリターンする。In subroutine 2 as step a19, as shown in FIG. 5, a sensor failure is determined based on the stoichiometry signal V stc. Here, the fail judgment flag F
2 is not 1 and only during feedback control, step c3
Otherwise, return to the main routine.
ステップc3ではメインルーチンで既に決定されている
車両の運転状況に応じた目標空燃比A/Fの値の読み込
みを行い、ステップc4に進む。In step c3, the value of the target air-fuel ratio A/F according to the driving situation of the vehicle, which has already been determined in the main routine, is read, and the process proceeds to step c4.
ここでは目標空燃比がストイキオ近傍(第3図に符号e
で示した)であるとリターンし、そうでないと、ステッ
プC5に進む。Here, the target air-fuel ratio is close to stoichiometry (symbol e in Figure 3).
), the process returns; otherwise, the process proceeds to step C5.
ステップc5では目標空燃比がリッチでステンプc6に
、リーンでステップc8にそれぞれ進む。In step c5, if the target air-fuel ratio is rich, the process proceeds to step c6, and if the target air-fuel ratio is lean, the process proceeds to step c8.
ステップc6では現ストイキオ信号V stcを読み込
み、これがリッチであるとリターンし、リーンではフェ
ール判定フラグF2を1としてリターンする。ステップ
C8では現ストイキオ信号VstCを読み込み、これが
リーンであるとリターンし、リッチではフェール判定フ
ラグF2を1としてリターンする。In step c6, the current stoichiometry signal V stc is read, and if it is rich, the process returns, and if it is lean, the fail determination flag F2 is set to 1 and the process returns. In step C8, the current stoichiometry signal VstC is read, and if it is lean, the process returns, and if it is rich, the fail judgment flag F2 is set to 1 and the process returns.
ステップa20としてのサブルーチン#3では、第6図
に示すように、ヒータ30の故障の判定をする。ここで
は、フェール判定フラグF1が1でないと、ステップd
2に進み、そうでないとメインルーチンへリターンする
。In subroutine #3 as step a20, as shown in FIG. 6, a failure of the heater 30 is determined. Here, if the fail determination flag F1 is not 1, step d
Proceed to step 2, otherwise return to the main routine.
ステップd2では検出回路36よりヒータ電流■1を、
検出回路35よりヒータ印加電圧Vイをそれぞれ読み込
み、ヒータ抵抗RI(をV)I/Iイより算出する。In step d2, the heater current ■1 is supplied from the detection circuit 36.
The heater applied voltage V is read from the detection circuit 35, and the heater resistance RI (V) is calculated from I/I.
ステップd5に達するとヒータ抵抗R,が許容域ζ〈R
,〈ξにあるか否かの判定をする。この許容域は空燃比
センサの活性温度幅(700℃〜900℃)に応じた上
下ヒータ抵抗値に所定の許容幅を付加することにより決
定されている。ここで、許容域内にあるとリターンし、
外れているとヒータフェールと判定してフェール判定フ
ラグF1を12としてリターンする。When step d5 is reached, the heater resistance R, changes to the allowable range ζ〈R
, 〈ξ. This permissible range is determined by adding a predetermined permissible range to the upper and lower heater resistance values according to the active temperature range (700° C. to 900° C.) of the air-fuel ratio sensor. Here, if it is within the allowable range, it returns,
If it is off, it is determined that the heater has failed, the fail determination flag F1 is set to 12, and the process returns.
ステップa21としてのサブルーチン#4では、第7図
に示すように、センサセル25の起電力Vsによる故障
の判定をする。ここでは、フェール判定フラグF1が1
でないと、ステップe2に進み、そうでないとリターン
する。In subroutine #4 as step a21, as shown in FIG. 7, a failure due to the electromotive force Vs of the sensor cell 25 is determined. Here, the fail judgment flag F1 is 1.
If not, proceed to step e2; otherwise, return.
ステップe2では検出回路38より起電力Vsを読み込
み、ステップe3に進む。ここでは、起電力Vs(例え
ば450mVに設定される)が許容域φ< V s <
ψにあるか否かの判定をする。なお、この許容域は前以
て実験的に適正値が設定されている。ここで、許容域内
に起電力Vsがあるとリターンし、外れているとセンサ
セル20のフェールと判定してフェール判定フラグF1
を1としてリターンする。In step e2, the electromotive force Vs is read from the detection circuit 38, and the process proceeds to step e3. Here, the electromotive force Vs (set to 450 mV, for example) is within the allowable range φ<Vs<
Determine whether it is at ψ or not. Note that an appropriate value for this tolerance range has been experimentally set in advance. Here, if the electromotive force Vs is within the allowable range, a return is made, and if it is outside, it is determined that the sensor cell 20 has failed, and the fail determination flag F1
Returns as 1.
このようなフェール判定の後、ステップa22に達する
。ここでは、フェール判定フラグFlがゼロか否かを見
て、フェールであるとポンプセル21のブラッキング等
を防止すべく直ちにステップa23で、ポンプセル作動
停止出力を駆動回路372を介してポンプカット回路3
9に出力し、ポンプ電流工ρをカットし、ステップa1
5に進む。After such a fail determination, step a22 is reached. Here, it is checked whether the fail judgment flag Fl is zero or not, and if it is a failure, the pump cell operation stop output is immediately sent to the pump cut circuit 3 via the drive circuit 372 in step a23 in order to prevent blacking of the pump cell 21.
9, cut the pump current ρ, and proceed to step a1.
Proceed to step 5.
他方、ステップa22でフェールでないとしてステップ
a24に達すると、ここでは現在の運転状態がフィード
バック条件を満たしているか否かを判定し、フィードバ
ック許容判定域に無い場合は、ステップa15のオープ
ンループ制御に進み、判定域にあるとステップa25に
達する。ここでは現運転状態での目標空燃比がストイキ
オか否かを判断し、ストイキオではステップa27にそ
うでない、リーンあるいはリッチ運転域であればステッ
プa26に進む。On the other hand, if it is determined that there is no failure in step a22 and the process reaches step a24, it is determined here whether the current operating state satisfies the feedback condition, and if it is not in the feedback permissible determination area, the process proceeds to open loop control in step a15. , is in the determination range, the process reaches step a25. Here, it is determined whether or not the target air-fuel ratio in the current operating state is stoichiometric.
ステップa27ではフェール判定フラグF2が1でない
場合のみステップa2gに進み、ストイキオ信号V s
tcに基づき理論空燃比での運転を達成出来るフィード
バック制御を第10図の燃料噴射量算出ルーチンに沿っ
て行い、ステップa1に戻る。In step a27, the process proceeds to step a2g only when the fail determination flag F2 is not 1, and the stoichiometric signal V s
Feedback control to achieve operation at the stoichiometric air-fuel ratio based on tc is performed in accordance with the fuel injection amount calculation routine shown in FIG. 10, and the process returns to step a1.
ステップa27でフェール判定フラグF2も1でストイ
キオ信号Vstcに異常があると、ステップa15に進
み、オープンループ制御に進む。In step a27, if the fail determination flag F2 is also 1 and there is an abnormality in the stoichiometry signal Vstc, the process proceeds to step a15, and the process proceeds to open loop control.
他方、ステップa25で現運転状態での目標空燃比がス
トイキオでなく、リーンあるいはリッチ域にある場合、
ステップa26に達し、ここでは、空燃比信号Vout
に基づき目標空燃比(ここではり一ンあるいはリッチ側
の値)を達成出来るフィードバック制御を第10図の燃
料噴射量算出ルーチンに沿って行い、ステップa1に戻
る。On the other hand, in step a25, if the target air-fuel ratio in the current operating state is not stoichiometric but in the lean or rich range,
Step a26 is reached, where the air-fuel ratio signal Vout
Based on this, feedback control that can achieve the target air-fuel ratio (in this case, a value on the high or rich side) is performed in accordance with the fuel injection amount calculation routine shown in FIG. 10, and the process returns to step a1.
第10図の燃料噴射量算出ルーチンでは、まず、ステッ
プf1で、燃料噴射フィードバック制御の条件が満たさ
れているか否かを入力信号より判断する。In the fuel injection amount calculation routine shown in FIG. 10, first, in step f1, it is determined from the input signal whether the conditions for fuel injection feedback control are satisfied.
NOの場合はステップf2に進み、YESではステップ
f3へ進む。If NO, proceed to step f2; if YES, proceed to step f3.
ステップf2に達した場合、即ち、オープンループでの
ストイキオ運転域にある時、燃料量補正係数KFMを1
とする。そして、ステップf4で燃料量FueQの算出
を行う。ここでは1割込みにより、エンジン回転センサ
41、エアフローセンサ42゜大気圧センサ43より各
データを取り込む。そして。When step f2 is reached, that is, when it is in the stoichiometric operating range in the open loop, the fuel amount correction coefficient KFM is set to 1.
shall be. Then, in step f4, the fuel amount FueQ is calculated. Here, each data is taken in from the engine rotation sensor 41, air flow sensor 42, and atmospheric pressure sensor 43 by one interruption. and.
吸入空気量A/Nとエンジン回転数Nに基づき基本燃料
量F (A/N、N)を算出し、この値に後述の空燃比
による補正係数KFIlを乗じ、更に、その他の条件例
えば大気圧等による補正係数Kを乗じて適正燃料量F
ue Qを算出し、メインルーチンにリターンする。The basic fuel amount F (A/N, N) is calculated based on the intake air amount A/N and the engine speed N, and this value is multiplied by a correction coefficient KFIl based on the air-fuel ratio, which will be described later. The appropriate fuel amount F is calculated by multiplying by the correction coefficient K based on etc.
Calculate ue Q and return to the main routine.
なお、A/Nの代わりに、吸気圧、スロットル開度等を
用いても良い。Note that intake pressure, throttle opening, etc. may be used instead of A/N.
ステップf1からf3へ進むフィードバック制御の場合
、差分ΔVの平均値Δ■、の算出に先立ち、これをクリ
アする必要があるか否かという初期設定の判断をし、必
要ならステップf5でクリアを行い、その後はステップ
f6へ進む。In the case of feedback control that proceeds from step f1 to f3, before calculating the average value Δ■ of the difference ΔV, it is determined in the initial setting whether or not it is necessary to clear this, and if necessary, it is cleared in step f5. , and then proceeds to step f6.
ステップf6ではストイキオ信号Vstcと空燃比信号
Voutを読み取る。In step f6, the stoichiometric signal Vstc and the air-fuel ratio signal Vout are read.
次にステップf7で、V stcの値が前回取り込み時
における値と比べられ1両者に変化があるか否かを判断
し、理論空燃比に達したことによる変化がある場合はス
テップf8へ進む。Next, in step f7, the value of V stc is compared with the value at the time of previous acquisition, and it is determined whether or not there is a change in both. If there is a change due to reaching the stoichiometric air-fuel ratio, the process proceeds to step f8.
ステップf8では、現在の混合比が理論空燃比に達して
いるので、差分平均値ΔvMを修正する条件(アクセル
開度の変化が基準値以下か、目標空燃比を変更した直後
でないのかなど)が適正であるとステップfloへ、不
適格の場合は直接、ステップf9に進む。In step f8, since the current mixture ratio has reached the stoichiometric air-fuel ratio, the conditions for correcting the average difference value ΔvM (such as whether the change in accelerator opening is less than the reference value or whether it is not immediately after changing the target air-fuel ratio) are determined. If it is appropriate, the process goes to step flo, and if it is unsuitable, it goes directly to step f9.
ステップfloでは空燃比信号Voutを、理論空燃比
に達した時点での実際の値vsTとして読み取り、予め
設定しておいた理論空燃比信号USTどの差分ΔVを算
出し、更に、外乱排除等のため、前回またはそれ以前の
差分との平均化を行い、差分平均値ΔVMを更新する。In step flo, the air-fuel ratio signal Vout is read as the actual value vsT at the time when the stoichiometric air-fuel ratio is reached, and the difference ΔV between the stoichiometric air-fuel ratio signal UST set in advance is calculated. , and the previous or previous difference, and update the difference average value ΔVM.
そしてステップf9では燃料量補正係数KPMの算出を
行う。ここでは、その時点での空燃比信号V outの
偏差を67Mにより修正し、例えば(A/F)z=f
(Vout−ΔVM)なる空燃比算出を行う。Then, in step f9, a fuel amount correction coefficient KPM is calculated. Here, the deviation of the air-fuel ratio signal V out at that point is corrected by 67M, for example, (A/F)z=f
The air-fuel ratio is calculated as (Vout-ΔVM).
続いて、メインルーチンで既に決定されている現車両の
運転状況に応じた目標空燃比A/Fの値の読み込みを行
い、この目標空燃比A/Fと実際の空燃比(A/F)、
との差を求め、しかも、これの前回値との差ΔEも算出
しておき、空燃比による燃料量補正係数K1−1lの算
出に入る。Next, the value of the target air-fuel ratio A/F according to the driving situation of the current vehicle, which has already been determined in the main routine, is read, and this target air-fuel ratio A/F and the actual air-fuel ratio (A/F),
In addition, the difference ΔE between this value and the previous value is also calculated, and the fuel amount correction coefficient K1-1l based on the air-fuel ratio is calculated.
ここでは、差ΔEのレベルに応じたゲインの比例項KA
(i)と、三元触媒の応答遅れを防ぐためのオフセット
量に、を算出し、更に、微分項としてのに0(Δε)、
積分項としてのΣKr(t + t FB)を各々算出
し、これらの加減算により、KFBを求める。Here, the proportional term KA of the gain according to the level of the difference ΔE
(i) and the offset amount to prevent response delay of the three-way catalyst are calculated, and further, as a differential term, 0 (Δε),
ΣKr (t + t FB) as an integral term is calculated, and KFB is obtained by adding and subtracting these.
この後ステップf4に進み、各補正係数K F B I
Ko及び基準燃料量Fにより、この時点での適正燃料供
給量を算出し、メインルーチンにリターンする。After this, the process proceeds to step f4, and each correction coefficient K F B I
The appropriate fuel supply amount at this point is calculated from Ko and the reference fuel amount F, and the process returns to the main routine.
このような燃料噴射量算出ルーチンで得られた値はメイ
ンルーチン中における所定クランク角信号の割込み時に
行われる燃料噴射ルーチンで呼び出され、その値に応じ
た噴射時間だけ燃料噴射ノズルNが輛動回路371を介
して駆動され、所定の空燃比を達成可能な燃料噴射がな
されることとなる。The value obtained in such a fuel injection amount calculation routine is called in the fuel injection routine that is performed when a predetermined crank angle signal interrupts in the main routine, and the fuel injection nozzle N is activated in the moving circuit for an injection time corresponding to the value. 371, and fuel injection that can achieve a predetermined air-fuel ratio is performed.
上述の処において、ヒータ30の故障の判定をヒータ抵
抗R1(をVH/Iuより算出した上で行っていたが、
これに代えて、検出回路35よりのヒータ印加電圧vl
(の読み込みを排した構成を採っても良い。In the above, the failure of the heater 30 was determined after calculating the heater resistance R1 from VH/Iu.
Instead of this, the heater applied voltage vl from the detection circuit 35
It is also possible to adopt a configuration that excludes the reading of (.
この場合、第11図に示すように、フェール判定フラグ
F1が1でない間ステップg2に進む。ここでは、単に
、検出回路36よりのヒータ電流工。In this case, as shown in FIG. 11, while the fail determination flag F1 is not 1, the process proceeds to step g2. Here, the heater current flow from the detection circuit 36 is simply explained.
の読み込みを行い、ステップg3に進む。ここでは、こ
の値エイがヒータ30の断線等に相当する値に達してい
るかの判定をする。そして、断線等のフェールであると
フェール判定フラグF1を1としてリターンし、フェー
ルでないと直接メインルーチンにリターンする。この場
合、装置の簡略化を図れる。is read, and the process proceeds to step g3. Here, it is determined whether this value A has reached a value corresponding to a disconnection of the heater 30 or the like. If there is a failure such as a disconnection, the process returns with the fail determination flag F1 set to 1, and if it is not a failure, the process returns directly to the main routine. In this case, the device can be simplified.
更に、第1図の装置は3つの故障判定手段を備えていた
が、これに代え、3つの内の少なくとも2つの故障判定
手段を備え、この2つの手段の内の1つより故障信号を
受けた時に、同手段が空燃比信号に基づくフィードバッ
ク制御を行う手段による空燃比制御を確実に停止させる
ように構成しても良い。Furthermore, although the apparatus shown in FIG. 1 was equipped with three failure determination means, it is instead provided with at least two of the three failure determination means, and which receives a failure signal from one of the two means. In this case, the means may be configured to reliably stop the air-fuel ratio control by means for performing feedback control based on the air-fuel ratio signal.
(発明の効果)
以上のように、本発明は、故障時停止処理手段が、第3
の故障検出手段の内の少なくとも2つの故障判定手段に
接続され、その内の1つより故障信号を受けた時に、同
手段が空燃比信号に基づくフィードバック制御を行う手
段による空燃比制御を確実に停止させることができるの
で、空燃比センサの故障判定を確実に行え、故障時には
直ちに空燃比フィードバック制御を停止させて、これに
代えたオープンループ制御等の空燃比制御を実行可能で
あり、空燃比のずれによる排ガスの悪化。(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides that the stop processing means at the time of failure is the third
is connected to at least two failure determination means of the failure detection means, and when a failure signal is received from one of the failure detection means, the means reliably performs air-fuel ratio control by the means for performing feedback control based on the air-fuel ratio signal. Since the air-fuel ratio sensor can be stopped, it is possible to reliably determine whether the air-fuel ratio sensor has failed, and in the event of a failure, the air-fuel ratio feedback control can be immediately stopped and an alternative air-fuel ratio control such as open-loop control can be executed. Deterioration of exhaust gas due to misalignment.
ドライバビリティ−の低下、アイドルの不安定化等の弊
害を防止し、あるいは最小限に押えることができる。It is possible to prevent or minimize harmful effects such as a decrease in drivability and unstable idling.
第1図は本発明の一実施例としての空燃比センサの故障
判定装置の概略構成図、第2図は同上装置のコントロー
ラの機能を表すブロック図、第3図は同上装置における
ストイキオ信号Vstcの特性線図、第4図乃至第10
図は第1図の故障判定装置のコントローラが行う空燃比
センサの故障判定プログラム及び燃料噴射量算出プログ
ラムの各フローチャート、第11図は本発明の他の実施
例で用いるヒータ故障検出処理のフローチャート、第1
2図は従来の空燃比センサのセンサ素子部分の構成の説
明図、第13図は従来の空燃比センサの概略構成図、第
14図はポンプ電流と空燃比の関係を示す図、第15図
はポンプ電流の方向に基づくストイキオ信号の特性を示
す図である。
3・・・電流検出回路、4・・・加算回路、5・・・抵
抗器、11・・・オペアンプ、2o・・・センサセル、
21・・・ポンプセル、30・・・ヒータ、 31・・
・制御部、 35.36・・・検出回路、37・・・コ
ントローラ、38・・・検出回路、エイ・・・ヒータ電
流、Vout・・・空燃比信号、■、・・・ポンプ電流
、Vs・・・センサセルの起電力、S・・・空燃比セン
サ、N・・・燃料噴射ノズル、Vstc・・・ストイキ
オ信号、IH・・・ヒータ電流、■□・・・ヒータ電圧
。
筋2 図
3少 区
い)
図
(t))
馬/Z
図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a failure determination device for an air-fuel ratio sensor as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the function of the controller of the same device, and FIG. 3 is a diagram of the stoichiometry signal Vstc in the same device. Characteristic diagrams, Figures 4 to 10
FIG. 11 is a flowchart of the air-fuel ratio sensor failure determination program and fuel injection amount calculation program performed by the controller of the failure determination device of FIG. 1, and FIG. 11 is a flowchart of heater failure detection processing used in another embodiment of the present invention. 1st
Figure 2 is an explanatory diagram of the configuration of the sensor element portion of a conventional air-fuel ratio sensor, Figure 13 is a schematic diagram of the configuration of a conventional air-fuel ratio sensor, Figure 14 is a diagram showing the relationship between pump current and air-fuel ratio, and Figure 15. is a diagram showing the characteristics of a stoichiometric signal based on the direction of pump current. 3... Current detection circuit, 4... Adding circuit, 5... Resistor, 11... Operational amplifier, 2o... Sensor cell,
21...Pump cell, 30...Heater, 31...
・Control unit, 35.36...Detection circuit, 37...Controller, 38...Detection circuit, A...Heater current, Vout...Air-fuel ratio signal, ■,...Pump current, Vs ...Sensor cell electromotive force, S...Air-fuel ratio sensor, N...Fuel injection nozzle, Vstc...Stoichiometry signal, IH...Heater current, ■□...Heater voltage. Line 2 Figure 3 Small section) Figure (t)) Horse/Z diagram
Claims (1)
濃度との差に応じた電気信号を出力するセンサセルと、
上記センサセルからの出力が設定値となるように電気制
御信号を出力する制御手段と、上記制御手段から供給さ
れる電気制御信号に応じて酸素イオンを移動させるポン
プセルと、上記制御手段とポンプセルとの間で授受され
る制御電流に応じた空燃比信号を出力する空燃比検出手
段と、上記センサセル及びポンプセルを活性温度に加熱
する加熱手段とを備えた空燃比センサに付設され、上記
加熱手段の故障を検出する第1の故障検出手段と、上記
センサセルの起電力に応じてこの値が設定域に入らない
場合に故障判定をする第2の故障判定手段と、上記制御
電流に基づき正常異常の判定をする第3の故障検出手段
との上記3つの故障検出手段の内の少なくとも2つの故
障判定手段を備え、その2つの故障判定手段の内の少な
くとも1つが故障信号を出力する時、上記空燃比信号に
基づくフィードバック制御を行う手段による空燃比制御
を停止させる故障時停止処理手段とを有した空燃比セン
サの故障判定装置。a sensor cell that outputs an electrical signal according to the difference between the oxygen concentration in the exhaust gas after combustion of the air-fuel mixture and the oxygen concentration in the reference gas;
A control means for outputting an electric control signal so that the output from the sensor cell becomes a set value, a pump cell for moving oxygen ions in accordance with the electric control signal supplied from the control means, and a combination of the control means and the pump cell. The air-fuel ratio sensor is attached to an air-fuel ratio sensor that includes an air-fuel ratio detection means that outputs an air-fuel ratio signal according to a control current exchanged between the air-fuel ratio sensor and a heating means that heats the sensor cell and pump cell to an activation temperature. a first failure detection means for detecting the electromotive force of the sensor cell; a second failure determination means for determining a failure when this value does not fall within a set range according to the electromotive force of the sensor cell; and a determination of normality or abnormality based on the control current. At least two of the three failure detection means have a third failure detection means and a third failure detection means, and when at least one of the two failure determination means outputs a failure signal, the air-fuel ratio 1. A failure determination device for an air-fuel ratio sensor, comprising: failure-at-failure stop processing means for stopping air-fuel ratio control by means for performing feedback control based on a signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182135A JPH0469565A (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Fault decision device for air fuel ratio sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2182135A JPH0469565A (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Fault decision device for air fuel ratio sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469565A true JPH0469565A (en) | 1992-03-04 |
Family
ID=16112953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2182135A Pending JPH0469565A (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Fault decision device for air fuel ratio sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469565A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5454259A (en) * | 1993-08-02 | 1995-10-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Failure detecting apparatus in temperature controller of air-fuel ratio sensor |
| US5709198A (en) * | 1995-03-31 | 1998-01-20 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detecting apparatus |
| US5811661A (en) * | 1995-09-29 | 1998-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for monitoring the functional capability of an exhaust gas sensor-heater |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230537A (en) * | 1984-05-01 | 1985-11-16 | Nissan Motor Co Ltd | Air-fuel ratio controller |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP2182135A patent/JPH0469565A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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