JPH07145751A - 車輌用酸素センサモニタ方法および装置 - Google Patents
車輌用酸素センサモニタ方法および装置Info
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- JPH07145751A JPH07145751A JP6154919A JP15491994A JPH07145751A JP H07145751 A JPH07145751 A JP H07145751A JP 6154919 A JP6154919 A JP 6154919A JP 15491994 A JP15491994 A JP 15491994A JP H07145751 A JPH07145751 A JP H07145751A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
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- F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調された矩形波形を有する被変調空気−燃
料信号を利用して、内燃機関の排出ガスの酸素レベルを
検知する酸素センサの動作状態をモニタする方法および
装置を提供する。 【構成】 このモニタ方法は、被変調空気−燃料信号を
発生するステップと、この信号は、酸素センサへの質問
を行なうための特定のエンジン排出レスポンスを生成す
るように設計された被変調矩形波形を有しており、更
に、この被変調空気−燃料信号に基いてエンジンを作動
させるステップから構成される。この酸素センサによっ
て、検出した排出ガスの酸素レベルに応答して、合成出
力信号を発生する。また、このモニタ方法には、特定の
エンジンレスポンスと組合わされた酸素センサの出力信
号を処理するステップを設けて、酸素センサの動作状態
を決定すると共に、許容できるテスト状態を識別する。
料信号を利用して、内燃機関の排出ガスの酸素レベルを
検知する酸素センサの動作状態をモニタする方法および
装置を提供する。 【構成】 このモニタ方法は、被変調空気−燃料信号を
発生するステップと、この信号は、酸素センサへの質問
を行なうための特定のエンジン排出レスポンスを生成す
るように設計された被変調矩形波形を有しており、更
に、この被変調空気−燃料信号に基いてエンジンを作動
させるステップから構成される。この酸素センサによっ
て、検出した排出ガスの酸素レベルに応答して、合成出
力信号を発生する。また、このモニタ方法には、特定の
エンジンレスポンスと組合わされた酸素センサの出力信
号を処理するステップを設けて、酸素センサの動作状態
を決定すると共に、許容できるテスト状態を識別する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素センサモニタ用の
空気−燃料比（以下、“空燃比”または“Ａ／Ｆ比”と
称す）の変調方法および変調装置に関する。
空気−燃料比（以下、“空燃比”または“Ａ／Ｆ比”と
称す）の変調方法および変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国カリフォルニア州の空気資源局（Ｃ
ＡＲＢ）による車載式診断（ＯＢＤ−ＩＩ）の規則の一
部として、車輌の製造業者は、１９９４年のモデルから
車輌の前処理−触媒（ｐｒｅ−ｃａｔａｌｙｓｔ）排出
ガス酸素センサ（０２Ｓ）の動作に対する車載式モニタ
能力を有する装置を設置することが必要となった。一般
に、酸素センサから、ほぼ正弦波状の電圧信号が発生さ
れ、この信号の振幅を、このセンサの動作状態の識別特
徴として利用できる。例えば、減衰された信号によっ
て、センサの劣化および／または故障を表示できる。
ＡＲＢ）による車載式診断（ＯＢＤ−ＩＩ）の規則の一
部として、車輌の製造業者は、１９９４年のモデルから
車輌の前処理−触媒（ｐｒｅ−ｃａｔａｌｙｓｔ）排出
ガス酸素センサ（０２Ｓ）の動作に対する車載式モニタ
能力を有する装置を設置することが必要となった。一般
に、酸素センサから、ほぼ正弦波状の電圧信号が発生さ
れ、この信号の振幅を、このセンサの動作状態の識別特
徴として利用できる。例えば、減衰された信号によっ
て、センサの劣化および／または故障を表示できる。
【０００３】上記規則に合致する一つの技術によれば、
エンジンの燃料制御器に与えられる外部の空気−燃料の
変調を利用して、酸素センサに質問するため良好に規定
された信号を得ている。このような概念に基いた先行技
術では、オープンループ状態の下でＡ／Ｆ変調を適用し
ていた。例えば、コジマ等に許可された米国特許第５，
０２０，４９９号では、酸素センサの異常を検出すると
共に、Ａ／Ｆ比を制御する装置が開示されている。しか
し乍ら、このような先行技術には、多くの問題点が存在
している。即ち、テスト期間中、このＡ／Ｆ比の平均値
はドリフトしてしまうために問題が生じてしまう。この
酸素センサを適当な値で切換えたとしても、排気中のＡ
／Ｆ比は、化学量論から大きくドリフトしてしまい、こ
れによって、このセンサは不所望な反応をしてしまうよ
うになる。
エンジンの燃料制御器に与えられる外部の空気−燃料の
変調を利用して、酸素センサに質問するため良好に規定
された信号を得ている。このような概念に基いた先行技
術では、オープンループ状態の下でＡ／Ｆ変調を適用し
ていた。例えば、コジマ等に許可された米国特許第５，
０２０，４９９号では、酸素センサの異常を検出すると
共に、Ａ／Ｆ比を制御する装置が開示されている。しか
し乍ら、このような先行技術には、多くの問題点が存在
している。即ち、テスト期間中、このＡ／Ｆ比の平均値
はドリフトしてしまうために問題が生じてしまう。この
酸素センサを適当な値で切換えたとしても、排気中のＡ
／Ｆ比は、化学量論から大きくドリフトしてしまい、こ
れによって、このセンサは不所望な反応をしてしまうよ
うになる。
【０００４】従って、Ａ／Ｆ変調によって、十分に制御
された質問信号を発生でき、この結果として、酸素セン
サは、テストからテストへ一貫して、良好に規定された
手法で反応できることが望まれている。
された質問信号を発生でき、この結果として、酸素セン
サは、テストからテストへ一貫して、良好に規定された
手法で反応できることが望まれている。
【０００５】
【発明の概要】本発明の目的は、Ａ／Ｆ比を変調して、
十分に制御されたセンサ質問信号を発生する方法および
装置を提供することである。
十分に制御されたセンサ質問信号を発生する方法および
装置を提供することである。
【０００６】本発明の上述した目的および他の目的なら
びに特徴を実現するために、センサの動作をモニタする
方法が提供される。このモニタ方法は車輌と一緒に利用
するもので、この車輌には、内燃機関への燃料の供給を
制御する電子制御ユニットが内蔵されており、このエン
ジン（機関）には、エンジン排出ガスの酸素レベルを検
出する酸素センサが設けられている。このモニタ方法に
は、変形された矩形波形を有する変調された空気−燃料
信号を発生するステップが設けられており、この変形さ
れた矩形波形は、この酸素センサに質問するための特定
のエンジン排気レスポンスを生成するように設定されて
いる。また、この方法には、上記変調された空気−燃料
信号に基いてエンジンを動作させるステップが設けら
れ、酸素センサによって、上記検出した排出ガス酸素レ
ベルに応答して、合成出力信号を発生させ、更に、上記
特定のエンジンレスポンスと組合わされた酸素センサの
出力信号を処理するステップを設け、これによって、酸
素センサの動作状態を決定することを特徴とするもので
ある。
びに特徴を実現するために、センサの動作をモニタする
方法が提供される。このモニタ方法は車輌と一緒に利用
するもので、この車輌には、内燃機関への燃料の供給を
制御する電子制御ユニットが内蔵されており、このエン
ジン（機関）には、エンジン排出ガスの酸素レベルを検
出する酸素センサが設けられている。このモニタ方法に
は、変形された矩形波形を有する変調された空気−燃料
信号を発生するステップが設けられており、この変形さ
れた矩形波形は、この酸素センサに質問するための特定
のエンジン排気レスポンスを生成するように設定されて
いる。また、この方法には、上記変調された空気−燃料
信号に基いてエンジンを動作させるステップが設けら
れ、酸素センサによって、上記検出した排出ガス酸素レ
ベルに応答して、合成出力信号を発生させ、更に、上記
特定のエンジンレスポンスと組合わされた酸素センサの
出力信号を処理するステップを設け、これによって、酸
素センサの動作状態を決定することを特徴とするもので
ある。
【０００７】一実施例によれば、上記モニタ方法に、上
述した変調済み空気−燃料信号を利用して、予じめ決め
られた周波数で複数の強制式燃料偏位運動（ｅｘｃｕｒ
ｓｉｏｎ）をエンジンに与えるステップと、および、セ
ンサからの出力信号を処理して、この強制式燃料偏位運
動に対するこのセンサのレスポンス（応答）周波数を決
定するステップとを設けたことを特徴とするものであ
る。更に、この強制燃料偏位運動の予じめ決められた周
波数をセンサのレスポンス周波数と比較するステップ
と、この比較結果に基いて受入れ可能なテスト条件を認
識するステップと、センサの出力の振幅に基いてセンサ
の動作状態を識別するステップとを、モニタ方法に設け
たことを特徴とするものである。
述した変調済み空気−燃料信号を利用して、予じめ決め
られた周波数で複数の強制式燃料偏位運動（ｅｘｃｕｒ
ｓｉｏｎ）をエンジンに与えるステップと、および、セ
ンサからの出力信号を処理して、この強制式燃料偏位運
動に対するこのセンサのレスポンス（応答）周波数を決
定するステップとを設けたことを特徴とするものであ
る。更に、この強制燃料偏位運動の予じめ決められた周
波数をセンサのレスポンス周波数と比較するステップ
と、この比較結果に基いて受入れ可能なテスト条件を認
識するステップと、センサの出力の振幅に基いてセンサ
の動作状態を識別するステップとを、モニタ方法に設け
たことを特徴とするものである。
【０００８】また、この方法を実行する装置を設けるこ
とを特徴とするものである。
とを特徴とするものである。
【０００９】本発明によってもたらされる利点は多数存
在する。例えば、ＯＢＤ−ＩＩのテスト中、Ａ／Ｆ比の
平均値は、比較的一定の値を維持しており、この結果と
して、酸素センサの波形が一定すること、ならびにエン
ジンの排気が繰返して行われるようになる。本発明の一
実施例によれば、燃料制御システムのレスポンス周波数
が、センサモニタテストのドライブ周波数と整合するこ
とを証明することが可能となり、この結果として、この
テストが、外部要因によって不適当に実行されなかった
証明が得られるようになる。
在する。例えば、ＯＢＤ−ＩＩのテスト中、Ａ／Ｆ比の
平均値は、比較的一定の値を維持しており、この結果と
して、酸素センサの波形が一定すること、ならびにエン
ジンの排気が繰返して行われるようになる。本発明の一
実施例によれば、燃料制御システムのレスポンス周波数
が、センサモニタテストのドライブ周波数と整合するこ
とを証明することが可能となり、この結果として、この
テストが、外部要因によって不適当に実行されなかった
証明が得られるようになる。
【００１０】これら本発明の目的、および他の目的、特
徴ならびに利点については、本発明を実行するための最
良態様に関する、以下の詳細の説明を、添付の図面と協
動して読むことによって、当業者によれば、容易に理解
出来る。
徴ならびに利点については、本発明を実行するための最
良態様に関する、以下の詳細の説明を、添付の図面と協
動して読むことによって、当業者によれば、容易に理解
出来る。
【００１１】
【実施例】図１には、本発明の空気−燃料フィードバッ
クコントロールシステム１０のブロック線図が表示され
ており、このコントロールシステムは、スパーク点火式
内燃機関１２を有する車輌で利用される。以下詳述する
ように、このコントロールシステム１０によって、酸素
センサモニタ用の閉ループ空気−燃料変調が得られる。
基準燃料演算ブロック１４によって、質量燃料流量信号
が発生され、この流量信号がエンジン１２に供給され
る。図１で指示されているように、この変調によって。
エンジンの燃料流量の値が、基準燃料演算アルゴリズム
によって決定されるように、循環的に増加および減少す
るようになる。何時においても、この燃料演算アルゴリ
ズムによって決定される質量燃料流量値（Ｍｆ）は、エ
ンジン質量空気流量（Ｍａ）と演算値（ＫＡＭＲＥＦ）
との積に等しく、この空気流量は演算または測定によっ
て得られ、この演算値（ＫＡＭＲＥＦ）は、車輌の電子
制御ユニットの不揮発性メモリ１６から得られる。この
質量燃料流量を得るために、この量を、ＬＡＭＢＳＥ
TOT と定数１４．７との積によって、以下のように演算
する：
クコントロールシステム１０のブロック線図が表示され
ており、このコントロールシステムは、スパーク点火式
内燃機関１２を有する車輌で利用される。以下詳述する
ように、このコントロールシステム１０によって、酸素
センサモニタ用の閉ループ空気−燃料変調が得られる。
基準燃料演算ブロック１４によって、質量燃料流量信号
が発生され、この流量信号がエンジン１２に供給され
る。図１で指示されているように、この変調によって。
エンジンの燃料流量の値が、基準燃料演算アルゴリズム
によって決定されるように、循環的に増加および減少す
るようになる。何時においても、この燃料演算アルゴリ
ズムによって決定される質量燃料流量値（Ｍｆ）は、エ
ンジン質量空気流量（Ｍａ）と演算値（ＫＡＭＲＥＦ）
との積に等しく、この空気流量は演算または測定によっ
て得られ、この演算値（ＫＡＭＲＥＦ）は、車輌の電子
制御ユニットの不揮発性メモリ１６から得られる。この
質量燃料流量を得るために、この量を、ＬＡＭＢＳＥ
TOT と定数１４．７との積によって、以下のように演算
する：
【数１】 図１で示したように、この基準燃料演算は、この信号Ｌ
ＡＭＢＳＥTOT および変調された空気−燃料信号に基づ
くものでもあり、この空気−燃料信号は、フィードバッ
クコントローラ１８によって発生された通常の空気−燃
料フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）に、入力空気−
燃料変調信号（ＬＡＭ ＭＯＤ）を加算することによっ
て得られる。例えば、排出ガスをモニタする排出ガス酸
素センサのような、酸素センサ２０の出力信号を、この
フィードバックコントローラ１８の入力信号として得
る。
ＡＭＢＳＥTOT および変調された空気−燃料信号に基づ
くものでもあり、この空気−燃料信号は、フィードバッ
クコントローラ１８によって発生された通常の空気−燃
料フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）に、入力空気−
燃料変調信号（ＬＡＭ ＭＯＤ）を加算することによっ
て得られる。例えば、排出ガスをモニタする排出ガス酸
素センサのような、酸素センサ２０の出力信号を、この
フィードバックコントローラ１８の入力信号として得
る。
【００１２】一好適実施例によれば、入力空気−燃料変
調信号を、エンジンコントロールユニット内でソフトウ
ェア的に発生する。この方法において、振幅および周波
数が選択可能である任意の空気−燃料波形を容易に発生
できる。種々の選択が可能であると共に、これら選択は
極めて満足な動作を実行できるが、好適な変調波形は、
約２Ｈｚの周波数（このシステムの自然周波数より僅か
に高い周波数にセットされている）を有すると共に、約
１０％〜２０％の正規化されたエンジンの空燃比〔即
ち、（Ａ／Ｆengine）／（Ａ／Ｆstoich）〕にピーク・
ピーク変動を与える振幅を有する矩形波である。
調信号を、エンジンコントロールユニット内でソフトウ
ェア的に発生する。この方法において、振幅および周波
数が選択可能である任意の空気−燃料波形を容易に発生
できる。種々の選択が可能であると共に、これら選択は
極めて満足な動作を実行できるが、好適な変調波形は、
約２Ｈｚの周波数（このシステムの自然周波数より僅か
に高い周波数にセットされている）を有すると共に、約
１０％〜２０％の正規化されたエンジンの空燃比〔即
ち、（Ａ／Ｆengine）／（Ａ／Ｆstoich）〕にピーク・
ピーク変動を与える振幅を有する矩形波である。
【００１３】また、続いて図１において、この入力空気
−燃料変調信号を、エンジンコントロールユニット内の
加算器２２によって、この変調信号に通常の空気−燃料
フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）を加算することに
よって、エンジン燃料コントローラに供給することが望
ましいものである。この入力空気−燃料変調信号を通常
の空気−燃料フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）に加
算して上述の信号ＬＡＭＢＳＥTOT を形成するので、こ
の結果として得られるＡ／Ｆ変調振幅を、正規化された
エンジン空燃比の固定されたパーセントとなると共に、
この振幅は、エンジンの空気流量の実際の値から独立し
たものとなる。
−燃料変調信号を、エンジンコントロールユニット内の
加算器２２によって、この変調信号に通常の空気−燃料
フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）を加算することに
よって、エンジン燃料コントローラに供給することが望
ましいものである。この入力空気−燃料変調信号を通常
の空気−燃料フィードバック信号（ＬＡＭＢＳＥ）に加
算して上述の信号ＬＡＭＢＳＥTOT を形成するので、こ
の結果として得られるＡ／Ｆ変調振幅を、正規化された
エンジン空燃比の固定されたパーセントとなると共に、
この振幅は、エンジンの空気流量の実際の値から独立し
たものとなる。
【００１４】図２および図３には、上記フィードバック
コントローラ１８のブロックダイヤグラムおよび、この
コントローラ１８の詳細な実行のフローチャートを示
す。図示のように、このフィードバックコントローラ１
８には、比較器３０、加算器３２、比例要素３４、積分
要素３６、および加算器３８が設けられている。これら
が図示したように、協動して、通常の空気−燃料信号Ｌ
ＡＭＢＳＥを酸素センサ２０の出力電圧に基いて発生す
る。
コントローラ１８のブロックダイヤグラムおよび、この
コントローラ１８の詳細な実行のフローチャートを示
す。図示のように、このフィードバックコントローラ１
８には、比較器３０、加算器３２、比例要素３４、積分
要素３６、および加算器３８が設けられている。これら
が図示したように、協動して、通常の空気−燃料信号Ｌ
ＡＭＢＳＥを酸素センサ２０の出力電圧に基いて発生す
る。
【００１５】図３のステップ５０において、例えば、ス
タート後の時間のように、エンジン動作条件が、閉ルー
プ動作に対して適当であるかどうかをチェックする。こ
のエンジン動作条件が閉ループ動作に対して適当である
場合には、このフィードバックコントローラは、ステッ
プ５２で酸素センサの出力を読取る。ステップ５４にお
いて、このコントローラによって、エンジンの空燃比を
示す酸素センサ出力が理論空燃比に対してリッチかリー
ンかが決定される。このセンサ出力がリッチ側である場
合には、ステップ５６で、比較器３０の出力を、＋１の
値に設定し、他方、この空燃比が理論空燃比よりリーン
側である場合には、比較器３０の出力を、ステップ５８
で、−１の値に設定する。いずれの場合にも、コントロ
ールフローはステップ６０に移り、ここで比較器の出力
を、図２の加算器３２によって、酸素センサバイアステ
ーブルから得られた空気−燃料バイアス値に加算する。
このバイアステーブルは、車輌コントロールユニットの
不揮発性メモリに記憶することが好ましいものである。
タート後の時間のように、エンジン動作条件が、閉ルー
プ動作に対して適当であるかどうかをチェックする。こ
のエンジン動作条件が閉ループ動作に対して適当である
場合には、このフィードバックコントローラは、ステッ
プ５２で酸素センサの出力を読取る。ステップ５４にお
いて、このコントローラによって、エンジンの空燃比を
示す酸素センサ出力が理論空燃比に対してリッチかリー
ンかが決定される。このセンサ出力がリッチ側である場
合には、ステップ５６で、比較器３０の出力を、＋１の
値に設定し、他方、この空燃比が理論空燃比よりリーン
側である場合には、比較器３０の出力を、ステップ５８
で、−１の値に設定する。いずれの場合にも、コントロ
ールフローはステップ６０に移り、ここで比較器の出力
を、図２の加算器３２によって、酸素センサバイアステ
ーブルから得られた空気−燃料バイアス値に加算する。
このバイアステーブルは、車輌コントロールユニットの
不揮発性メモリに記憶することが好ましいものである。
【００１６】続いて、図３のフローチャートにおいて、
ロジックフローは分割されて、ステップ６２と６４とに
それぞれ向うようになる。ステップ６２において、加算
器３２の出力を、積分利得（ゲイン）定数ＫI で掛算す
ると共に、ステップ６６で、この積を前述のループで決
定された積に加算して、フィードバック信号ＬＡＭＢＳ
Ｅの積分項を得るようにする。ステップ６４において、
この加算器３２の出力を比例利得定数ＫP で掛算して、
フィードバック信号ＬＡＭＢＳＥの比例項を得る。
ロジックフローは分割されて、ステップ６２と６４とに
それぞれ向うようになる。ステップ６２において、加算
器３２の出力を、積分利得（ゲイン）定数ＫI で掛算す
ると共に、ステップ６６で、この積を前述のループで決
定された積に加算して、フィードバック信号ＬＡＭＢＳ
Ｅの積分項を得るようにする。ステップ６４において、
この加算器３２の出力を比例利得定数ＫP で掛算して、
フィードバック信号ＬＡＭＢＳＥの比例項を得る。
【００１７】図示のように、次に、これら積分項および
比例項を、図２に示した加算器３８によって、ステップ
６８で合成して、合成フィードバック信号ＬＡＭＢＳＥ
を構成する。ステップ７０において、この信号ＬＡＭＢ
ＳＥを図１の加算器２２へ送給して、ここで、前述の入
力空気−燃料変調信号ＬＡＭ ＭＯＤと合成する。この
地点で、上述したルーチンを繰返えし、実行する。
比例項を、図２に示した加算器３８によって、ステップ
６８で合成して、合成フィードバック信号ＬＡＭＢＳＥ
を構成する。ステップ７０において、この信号ＬＡＭＢ
ＳＥを図１の加算器２２へ送給して、ここで、前述の入
力空気−燃料変調信号ＬＡＭ ＭＯＤと合成する。この
地点で、上述したルーチンを繰返えし、実行する。
【００１８】図４には、信号ＬＡＭＢＳＥおよびＬＡＭ
ＢＳＥTOT 間の関係および、約１．５Ｈｚの入力空気−
燃料変調信号（ＬＡＭ ＭＯＤ）と共に、酸素センサ出
力信号が時間経過に対してグラフ表示されている。図示
されているように、このシステムは、酸素センサ出力の
位相が僅かに外れていたとしても、この変調信号ＬＡＭ
ＭＯＤの周波数にほぼ等しい周波数で応答するように
なっている。この後者の効果は、ＬＡＭＢＳＥTOT 波形
で示される“グリッチ”によって表わされている。
ＢＳＥTOT 間の関係および、約１．５Ｈｚの入力空気−
燃料変調信号（ＬＡＭ ＭＯＤ）と共に、酸素センサ出
力信号が時間経過に対してグラフ表示されている。図示
されているように、このシステムは、酸素センサ出力の
位相が僅かに外れていたとしても、この変調信号ＬＡＭ
ＭＯＤの周波数にほぼ等しい周波数で応答するように
なっている。この後者の効果は、ＬＡＭＢＳＥTOT 波形
で示される“グリッチ”によって表わされている。
【００１９】この変調機構を、通常の閉ループ限定サイ
クル周波数より高い周波数と共に利用する場合には、こ
の閉ループエンジンＡ／Ｆの値をシフトできる。このよ
うな効果は、酸素センサのリッチからリーンへおよびリ
ーンからリッチへの切換時間によるものである。このよ
うな空気−燃料におけるシフトが図５に図示されてお
り、ここでは、以下の２つの状態の下での酸素センサの
リッチからリーンへの切換時間に対する閉ループ空気−
燃料が表わされている。即ち、通常の閉ループ動作（換
言すれば、変調なし動作）および２Ｈｚ変調が利用され
ている状態である。本実施例においては、変調を利用し
た場合に、図５に示したような空気−燃料におけるシフ
トが起らないように確保するために、この変調を利用し
ている時の期間中、酸素センサバイアステーブル値を変
更している。このような、バイアステーブル値における
変化は、エンジンコントロールコンピュータの不揮発メ
モリ中にストアされた予じめプログラムされたオフセッ
ト値に基いて実現できるものである。これら予じめプロ
グラムされたオフセット値は、以下の方法によって実験
的に決定出来る。即ち、強制燃料偏位運動が存在してい
る間に、排気管放出量が最小値となる値を見つけること
によって決定できる。好適には、これら予じめ決められ
たオフセット値を、空気−燃料変調信号を利用した時
に、この信号ＬＡＭＢＳＥの平均値が大幅に変化しない
ように設定する必要がある。
クル周波数より高い周波数と共に利用する場合には、こ
の閉ループエンジンＡ／Ｆの値をシフトできる。このよ
うな効果は、酸素センサのリッチからリーンへおよびリ
ーンからリッチへの切換時間によるものである。このよ
うな空気−燃料におけるシフトが図５に図示されてお
り、ここでは、以下の２つの状態の下での酸素センサの
リッチからリーンへの切換時間に対する閉ループ空気−
燃料が表わされている。即ち、通常の閉ループ動作（換
言すれば、変調なし動作）および２Ｈｚ変調が利用され
ている状態である。本実施例においては、変調を利用し
た場合に、図５に示したような空気−燃料におけるシフ
トが起らないように確保するために、この変調を利用し
ている時の期間中、酸素センサバイアステーブル値を変
更している。このような、バイアステーブル値における
変化は、エンジンコントロールコンピュータの不揮発メ
モリ中にストアされた予じめプログラムされたオフセッ
ト値に基いて実現できるものである。これら予じめプロ
グラムされたオフセット値は、以下の方法によって実験
的に決定出来る。即ち、強制燃料偏位運動が存在してい
る間に、排気管放出量が最小値となる値を見つけること
によって決定できる。好適には、これら予じめ決められ
たオフセット値を、空気−燃料変調信号を利用した時
に、この信号ＬＡＭＢＳＥの平均値が大幅に変化しない
ように設定する必要がある。
【００２０】次に、図６には、また、本発明の閉ループ
空気−燃料変調概念によって、酸素センサモニタ機構の
適切な動作が確保されるようになることが図示されてい
る。一般に、図６に示したフローチャートによれば、種
々のモニタ結果を受入れる前に、酸素反応率を証明でき
る方法体系が得られる。この周波数チェックが、酸素セ
ンサのモニタ中に呼び出される。例えば、この燃料コン
トロールシステムの反応周波数が、センサモニタテスト
のドライブ周波数と一致していることを証明することに
よって、例えば、スロットル動作および負荷変動等のよ
うな外部要因によってこのテストが悪影響されなかった
確証が得られるようになる。
空気−燃料変調概念によって、酸素センサモニタ機構の
適切な動作が確保されるようになることが図示されてい
る。一般に、図６に示したフローチャートによれば、種
々のモニタ結果を受入れる前に、酸素反応率を証明でき
る方法体系が得られる。この周波数チェックが、酸素セ
ンサのモニタ中に呼び出される。例えば、この燃料コン
トロールシステムの反応周波数が、センサモニタテスト
のドライブ周波数と一致していることを証明することに
よって、例えば、スロットル動作および負荷変動等のよ
うな外部要因によってこのテストが悪影響されなかった
確証が得られるようになる。
【００２１】続いて、図６のフローチャートのステップ
７８において、このテストが開始されると共に、このフ
ロー動作がステップ８０へ進み、ここでは、コントロー
ラによって、エンジンスピード、車速、負荷／温度等の
定常状態条件が合致しているかどうかを決める。これら
条件が一旦、合致すると、ステップ８２で、フラグ（Ｌ
ＡＭ−ＭＯＤ−ＦＬＧ）をセットして、前述の規定のよ
うに、強制された周波数燃料コントロールが実行中であ
ることを表わすようにする。
７８において、このテストが開始されると共に、このフ
ロー動作がステップ８０へ進み、ここでは、コントロー
ラによって、エンジンスピード、車速、負荷／温度等の
定常状態条件が合致しているかどうかを決める。これら
条件が一旦、合致すると、ステップ８２で、フラグ（Ｌ
ＡＭ−ＭＯＤ−ＦＬＧ）をセットして、前述の規定のよ
うに、強制された周波数燃料コントロールが実行中であ
ることを表わすようにする。
【００２２】ステップ８４と８６との処理は、タイムア
ウト特徴を協動して実行するもので、これによって、強
制式燃料変調テストが最終的に終了することが確保され
るようになる。このような特徴を利用しないと、酸素セ
ンサを燃料変調動作中に切換えしない場合には、このテ
ストを終了しないようになる。２つの変数、即ち、ｔｏ
−ｃｙｃｌｅｓおよびｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓを利用して
この特徴を実行している。理想的には、この酸素センサ
を、燃料偏位運動サイクルの各々において、切換えるも
のとする。しかし乍ら、この偏位運動サイクルが、強制
式燃料偏位運動を有するサイクルに対するスイッチング
サイクルでない場合には、特に、センサを故障させるの
は好ましくない。従って、ドライブ周波数とレスポンス
周波数との間のいくらかの差を許容すると共に、一実施
例においては、一方の変数ｔｏ−ｃｙｃｌｅｓは、他方
の変数ｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓの値の約２倍の値を有する
ので、このセンサレスポンス周波数が、強制式周波数の
半分以下の場合のみ、これらセンサが故障するようにな
る。
ウト特徴を協動して実行するもので、これによって、強
制式燃料変調テストが最終的に終了することが確保され
るようになる。このような特徴を利用しないと、酸素セ
ンサを燃料変調動作中に切換えしない場合には、このテ
ストを終了しないようになる。２つの変数、即ち、ｔｏ
−ｃｙｃｌｅｓおよびｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓを利用して
この特徴を実行している。理想的には、この酸素センサ
を、燃料偏位運動サイクルの各々において、切換えるも
のとする。しかし乍ら、この偏位運動サイクルが、強制
式燃料偏位運動を有するサイクルに対するスイッチング
サイクルでない場合には、特に、センサを故障させるの
は好ましくない。従って、ドライブ周波数とレスポンス
周波数との間のいくらかの差を許容すると共に、一実施
例においては、一方の変数ｔｏ−ｃｙｃｌｅｓは、他方
の変数ｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓの値の約２倍の値を有する
ので、このセンサレスポンス周波数が、強制式周波数の
半分以下の場合のみ、これらセンサが故障するようにな
る。
【００２３】従って、この強制式燃料偏差運動が起るた
めに、ステップ８０〜８６を例えば５０ｍｓ毎繰返え
す。これは、燃料サイクルの数のトラックおよび組合わ
されたセンサレスポンスの数を維持し乍ら行われ、更に
定常状態条件がいまだ合致されているかどうかを維持し
乍ら行われる。以下の３つの内のいずれか１つが起る
と、このループを抜け出す。即ち、定常状態条件が最
早、存在しない時に（ステップ８０）、ステップ７８に
進む場合；強制式燃料サイクル数がｔｏ−ｃｙｃｌｅｓ
を超える時（ステップ８４）、ステップ９２へ進む場
合；およびこの強制式燃料サイクル数がｔｏ−ｃｙｃｌ
ｅｓを超えないが、センサが、サイクル動作した、また
は、応答した（即ち、切換えた）ｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓ
タイムを有する時に（ステップ８６）、ステップ８８へ
進む場合である。
めに、ステップ８０〜８６を例えば５０ｍｓ毎繰返え
す。これは、燃料サイクルの数のトラックおよび組合わ
されたセンサレスポンスの数を維持し乍ら行われ、更に
定常状態条件がいまだ合致されているかどうかを維持し
乍ら行われる。以下の３つの内のいずれか１つが起る
と、このループを抜け出す。即ち、定常状態条件が最
早、存在しない時に（ステップ８０）、ステップ７８に
進む場合；強制式燃料サイクル数がｔｏ−ｃｙｃｌｅｓ
を超える時（ステップ８４）、ステップ９２へ進む場
合；およびこの強制式燃料サイクル数がｔｏ−ｃｙｃｌ
ｅｓを超えないが、センサが、サイクル動作した、また
は、応答した（即ち、切換えた）ｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓ
タイムを有する時に（ステップ８６）、ステップ８８へ
進む場合である。
【００２４】図６で示したように、ステップ８８では、
コントローラによって以下の方法によって、強制式燃料
周波数が受け入れられたかどうかを決定する。即ち、強
制式周波数（即ち、ｆdsd ≒２Ｈｚ）と測定した応答周
波数（ｆmeas）との間の差の絶対値を取ると共に、この
差と予じめ決められた限界値（ｆerr-bd≒０．２Ｈｚま
たは±１０％）とを比較することによって決定する。こ
の差が予じめ決められた限界値以内の時には、センサの
動作が予測されると共に、コントローラフローはステッ
プ７８に戻り、このテストが再び動作する。しかし乍
ら、この差が周波数誤差帯域内の場合には、このテスト
は、有効であると考えられると共に、このコントロール
フローはステップ９０へ進み、ここで、センサ出力の振
幅が測定されるようになる。一般的には、許容可能なセ
ンサ出力の振幅は、０．５〜０．９Ｖppの範囲内であ
る。
コントローラによって以下の方法によって、強制式燃料
周波数が受け入れられたかどうかを決定する。即ち、強
制式周波数（即ち、ｆdsd ≒２Ｈｚ）と測定した応答周
波数（ｆmeas）との間の差の絶対値を取ると共に、この
差と予じめ決められた限界値（ｆerr-bd≒０．２Ｈｚま
たは±１０％）とを比較することによって決定する。こ
の差が予じめ決められた限界値以内の時には、センサの
動作が予測されると共に、コントローラフローはステッ
プ７８に戻り、このテストが再び動作する。しかし乍
ら、この差が周波数誤差帯域内の場合には、このテスト
は、有効であると考えられると共に、このコントロール
フローはステップ９０へ進み、ここで、センサ出力の振
幅が測定されるようになる。一般的には、許容可能なセ
ンサ出力の振幅は、０．５〜０．９Ｖppの範囲内であ
る。
【００２５】ステップ８４において、センサが切換られ
たｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓタイムを有する前に、この燃料
コントロールシステムが、燃料偏差運動のｔｏ−ｃｙｃ
ｌｅｓ回数以上の回数実行した場合には、このセンサは
故障している可能性が大きくなり、このコントロールフ
ローはステップ９２に進むと共に、センサ出力の振幅を
表わす変数をゼロにセットする。ステップ９４におい
て、このセンサ振幅を、例えば、０．５Ｖppのような予
じめ決められた振幅のスレッシュホールド値と比較す
る。実際の振幅が、このスレッシュホールド値を超えな
い場合には、コントロールフローはステップ９６へ進
み、センサの故障を表示する。しかし乍ら、実際の振幅
がこのスレッシュホールド値を超えない場合には、セン
サの故障は存在しないと共に、このルーチンから抜け出
すようになる。
たｍａｘ−ｃｙｃｌｅｓタイムを有する前に、この燃料
コントロールシステムが、燃料偏差運動のｔｏ−ｃｙｃ
ｌｅｓ回数以上の回数実行した場合には、このセンサは
故障している可能性が大きくなり、このコントロールフ
ローはステップ９２に進むと共に、センサ出力の振幅を
表わす変数をゼロにセットする。ステップ９４におい
て、このセンサ振幅を、例えば、０．５Ｖppのような予
じめ決められた振幅のスレッシュホールド値と比較す
る。実際の振幅が、このスレッシュホールド値を超えな
い場合には、コントロールフローはステップ９６へ進
み、センサの故障を表示する。しかし乍ら、実際の振幅
がこのスレッシュホールド値を超えない場合には、セン
サの故障は存在しないと共に、このルーチンから抜け出
すようになる。
【００２６】図７には、センサ状態の種々の段階と組合
せた強制式燃料変調処理中の酸素センサ出力信号を表わ
すグラフである。一般に、トレース“Ａ”は、良好な酸
素センサレスポンス（応答）および良好なセンサを表わ
し、平均振幅が演算される。トレース“Ｂ”は、不十分
なテスト状態を表わし、このセンサの再テストが要求さ
れると共に、平均の振幅が演算されない。またトレース
Ｃは、長いリットからリーンへのスイッチング（切換
え）時間（ＴR-L ）を有する酸素センサを表わし、この
長さでも十分に平均振幅を演算することが許容される。
トレースＤは、極めて長いスイッチング時間（即ち、振
幅をゼロにセットする）を有する酸素センサを表わす。
せた強制式燃料変調処理中の酸素センサ出力信号を表わ
すグラフである。一般に、トレース“Ａ”は、良好な酸
素センサレスポンス（応答）および良好なセンサを表わ
し、平均振幅が演算される。トレース“Ｂ”は、不十分
なテスト状態を表わし、このセンサの再テストが要求さ
れると共に、平均の振幅が演算されない。またトレース
Ｃは、長いリットからリーンへのスイッチング（切換
え）時間（ＴR-L ）を有する酸素センサを表わし、この
長さでも十分に平均振幅を演算することが許容される。
トレースＤは、極めて長いスイッチング時間（即ち、振
幅をゼロにセットする）を有する酸素センサを表わす。
【００２７】図８は、本発明による酸素センサモニタ方
法の変形例のステップを詳述するフローチャートを示
す。図６に示したフローチャートと同様に、この方法に
よって、種々のモニタ結果を受ける前に、センサ応答率
を確証できる手法が与えられる。ステップ９８におい
て、テストが開始されると共に、コントロールフローが
ステップ１００へ進む。ここでは、コントローラによっ
て、例えば、エンジンスピード、車輌速度、負荷／温度
等の定常状態条件が合致するかどうかを決定する。一
旦、これら条件が合致すると、ステップ１０２におい
て、フラグ（ＬＡＭ−ＭＯＤ−ＦＬＧ）がセットされ、
これによって、前述したように強制式周波数燃料コント
ロールを実行中であることを表わす。
法の変形例のステップを詳述するフローチャートを示
す。図６に示したフローチャートと同様に、この方法に
よって、種々のモニタ結果を受ける前に、センサ応答率
を確証できる手法が与えられる。ステップ９８におい
て、テストが開始されると共に、コントロールフローが
ステップ１００へ進む。ここでは、コントローラによっ
て、例えば、エンジンスピード、車輌速度、負荷／温度
等の定常状態条件が合致するかどうかを決定する。一
旦、これら条件が合致すると、ステップ１０２におい
て、フラグ（ＬＡＭ−ＭＯＤ−ＦＬＧ）がセットされ、
これによって、前述したように強制式周波数燃料コント
ロールを実行中であることを表わす。
【００２８】本例において、このコントローラによっ
て、強制式燃料偏差運動の数、即ち命令されたサイクル
が変数ｌａｍ−ｃｙｃ−ｍａｘを超えたかどうかを決定
する。図示のように、ステップ１００〜１０４には、こ
の強制式燃料サイクルの数が変数ｌａｍ−ｃｙｃ−ｍａ
ｘを超過してしまうまで、例えば５０ｍｓ毎に繰返えさ
れるループが含まれている。この時点で、コントロール
フローは、ステップ１０６へ進む。このステップ１０６
において、コントローラによって、命令された、強制式
燃料偏差運動に対する酸素センサレスポンスの周波数を
決定する。一般には、これらドライブ周波数とレスポン
ス周波数とが一致しない場合に、センサは自動的に故障
にはならないけれども、このドライブ周波数は測定した
周波数と合致するようになる。
て、強制式燃料偏差運動の数、即ち命令されたサイクル
が変数ｌａｍ−ｃｙｃ−ｍａｘを超えたかどうかを決定
する。図示のように、ステップ１００〜１０４には、こ
の強制式燃料サイクルの数が変数ｌａｍ−ｃｙｃ−ｍａ
ｘを超過してしまうまで、例えば５０ｍｓ毎に繰返えさ
れるループが含まれている。この時点で、コントロール
フローは、ステップ１０６へ進む。このステップ１０６
において、コントローラによって、命令された、強制式
燃料偏差運動に対する酸素センサレスポンスの周波数を
決定する。一般には、これらドライブ周波数とレスポン
ス周波数とが一致しない場合に、センサは自動的に故障
にはならないけれども、このドライブ周波数は測定した
周波数と合致するようになる。
【００２９】続いて、図８のフローチャートのステップ
１０８において、このコントローラによって、以下の処
理を実行することによって、酸素センサレスポンスの測
定周波数が受け入れられたかどうかを決定する。即ち、
強制された周波数（即ち、ｆ dsd ≒２Ｈｚ）と酸素セン
サレスポンス周波数（ｆ02s ）との差の絶対値を取ると
共に、この差と予じめ決められた限界値（ｆerr-bd≒
０．２Ｈｚまたは±１０％）とを比較することによって
決定する。この差が予じめ決められた限界値以内でない
場合には、センサ動作は予測され、コントロールフロー
がステップ１１０へ移り、更に、このコントローラによ
って、このセンサレスポンス周波数が、予じめ決められ
た最低許容周波数（ｆ02s-min ）より高いかどうかを決
定する。ステップ１１０において、この条件が満される
と、コントロールフローは、ステップ１００に戻り、テ
ストが再開始される。しかし乍ら、このセンサとレスポ
ンス周波数が満されない場合には、コントロールフロー
は、ステップ１１２に進み、ここでは、センサの出力電
圧の振幅を表わす変数がゼロにセットされて、故障した
センサを表わす。
１０８において、このコントローラによって、以下の処
理を実行することによって、酸素センサレスポンスの測
定周波数が受け入れられたかどうかを決定する。即ち、
強制された周波数（即ち、ｆ dsd ≒２Ｈｚ）と酸素セン
サレスポンス周波数（ｆ02s ）との差の絶対値を取ると
共に、この差と予じめ決められた限界値（ｆerr-bd≒
０．２Ｈｚまたは±１０％）とを比較することによって
決定する。この差が予じめ決められた限界値以内でない
場合には、センサ動作は予測され、コントロールフロー
がステップ１１０へ移り、更に、このコントローラによ
って、このセンサレスポンス周波数が、予じめ決められ
た最低許容周波数（ｆ02s-min ）より高いかどうかを決
定する。ステップ１１０において、この条件が満される
と、コントロールフローは、ステップ１００に戻り、テ
ストが再開始される。しかし乍ら、このセンサとレスポ
ンス周波数が満されない場合には、コントロールフロー
は、ステップ１１２に進み、ここでは、センサの出力電
圧の振幅を表わす変数がゼロにセットされて、故障した
センサを表わす。
【００３０】図示したように、ステップ１０８におい
て、命令された燃料偏差運動周波数と、センサレスポン
ス周波数との間の差が、周波数誤差帯域内の場合に、こ
のテストが有効であったと思に、コントロールフローが
ステップ１１４に進み、ここでは、センサ出力の振幅が
演算される。一般に、許容できるセンサの振幅は、０．
５〜０．９Ｖppの範囲である。ステップ１１６におい
て、このセンサの振幅と、例えば、０．５Ｖppのよう
な、予じめ決められた振幅のスレッシュホールド値とを
比較する。このスレッシュホールド値をセットして、Ｏ
ＢＤ−ＩＩ規則に従って、１．５の係数だけ排出基準が
超過したことを表示する。実際の振幅がこのスレッシュ
ホールド値を超えない場合には、コントロールフローは
ステップ１１８に進むと共に、センサの故障を表示す
る。しかし乍ら、実際の振幅がこのスレッシュホールド
値を超えた場合には、センサの故障が存在しないと共
に、このルーチンが抜け出る。
て、命令された燃料偏差運動周波数と、センサレスポン
ス周波数との間の差が、周波数誤差帯域内の場合に、こ
のテストが有効であったと思に、コントロールフローが
ステップ１１４に進み、ここでは、センサ出力の振幅が
演算される。一般に、許容できるセンサの振幅は、０．
５〜０．９Ｖppの範囲である。ステップ１１６におい
て、このセンサの振幅と、例えば、０．５Ｖppのよう
な、予じめ決められた振幅のスレッシュホールド値とを
比較する。このスレッシュホールド値をセットして、Ｏ
ＢＤ−ＩＩ規則に従って、１．５の係数だけ排出基準が
超過したことを表示する。実際の振幅がこのスレッシュ
ホールド値を超えない場合には、コントロールフローは
ステップ１１８に進むと共に、センサの故障を表示す
る。しかし乍ら、実際の振幅がこのスレッシュホールド
値を超えた場合には、センサの故障が存在しないと共
に、このルーチンが抜け出る。
【００３１】本発明の好適実施例を種々の方法および図
面に基いて説明してきたが、本発明は、これらに限定さ
れず、他の方法／構成によっても実現できることは明ら
かである。また、本明細書で使用した用語は、限定する
ためのものではなく、本発明の技術的思想を逸脱するこ
となく種々の変更を加え得るものである。
面に基いて説明してきたが、本発明は、これらに限定さ
れず、他の方法／構成によっても実現できることは明ら
かである。また、本明細書で使用した用語は、限定する
ためのものではなく、本発明の技術的思想を逸脱するこ
となく種々の変更を加え得るものである。
【図１】図１は、スパーク点火式内燃機関を有する車輌
と共に使用する、本発明の空気−燃料フィードバックコ
ントロールシステムを表わすブロックダイヤグラムであ
る。
と共に使用する、本発明の空気−燃料フィードバックコ
ントロールシステムを表わすブロックダイヤグラムであ
る。
【図２】図２は、図１に示した比例／積分フィードバッ
クコントローラのブロックダイヤグラムである。
クコントローラのブロックダイヤグラムである。
【図３】図３は、図２に示したフィードバックコントロ
ーラによって、通常のＡ／Ｆフィードバック信号（ＬＡ
ＭＢＳＥ）を発生するためのフローチャートである。
ーラによって、通常のＡ／Ｆフィードバック信号（ＬＡ
ＭＢＳＥ）を発生するためのフローチャートである。
【図４】図４は、通常のＡ／Ｆフィードバック信号（Ｌ
ＡＭＢＳＥ）、入力Ａ／Ｆ変調信号（ＬＡＭ ＭＯ
Ｄ）、被変調空気−燃料信号（ＬＡＭＢＳＥTOT ）およ
び酸素センサ出力信号を表わすグラフ図である。
ＡＭＢＳＥ）、入力Ａ／Ｆ変調信号（ＬＡＭ ＭＯ
Ｄ）、被変調空気−燃料信号（ＬＡＭＢＳＥTOT ）およ
び酸素センサ出力信号を表わすグラフ図である。
【図５】図５は、酸素センサにおける固有のスイッチン
グタイムによって得られる、閉ループ空燃比のシフトを
表わすグラフ図である。
グタイムによって得られる、閉ループ空燃比のシフトを
表わすグラフ図である。
【図６】図６は、本発明による、酸素センサの動作をモ
ニタする第１の方法の動作フローチャートである。
ニタする第１の方法の動作フローチャートである。
【図７】図７は、種々のセンサ動作状態を表わすセンサ
出力信号を表わすグラフ図である。
出力信号を表わすグラフ図である。
【図８】図８は、本発明の、酸素センサの動作をモニタ
する第２の方法のフローチャートである。
する第２の方法のフローチャートである。
１０ 空気−燃料フィードバックコントロールシステム １４ 基準燃料演算ブロック １６ メモリ １８ フィードバックコントローラ ２０ 酸素センサ ２２，３２ 加算器 ３０ 比較器 ３４ 比例要素 ３６ 積分要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス アンソニー シューバート アメリカ合衆国ミシガン州ノビ，ハンティ ングクロス ドライブ 44784 (72)発明者 ポール フレデリック スミス アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン ハイツ，バージル 8316
Claims (21)
- 【請求項１】 内燃機関への燃料の供給を制御する電子
制御ユニットを有し、この内燃機関には、排出ガスの酸
素レベルを検知する酸素センサが設けられた車輌と共に
使用され、このセンサの動作をモニタするに当り；被変
調矩形波形を有する被変調空気−燃料信号を発生するス
テップと、この被変調矩形波形によって前記酸素センサ
に対して質問するための特定内燃機関（エンジン）排出
応答（レスポンス）を生成するようにし；前記被変調空
気−燃料信号に基いて、このエンジンを作動させるステ
ップと、前記酸素センサによって、検出して排気ガス酸
素レベルに応答して合成出力信号を発生させ；前記特定
のエンジンレスポンス（応答）と組合わされた前記酸素
センサの出力信号を処理して、この酸素センサの動作状
態を決定するステップとを具備したことを特徴とするセ
ンサ動作モニタ方法。 - 【請求項２】 請求項１において、更に、 対称形の空気−燃料変調信号を発生するステップと；前
記酸素センサからの出力信号に基いて、非対称形の空気
−燃料フィードバック信号を発生するステップと；これ
ら対称形空気−燃料変調信号と非対称形空気−燃料フィ
ードバック信号とを加算して、特定のエンジン排出レス
ポンスを発生するように設計された非対称形の被変調矩
形波形を有する被変調空気−燃料信号を得るステップと
を設け、この被変調空気−燃料信号に基いてエンジンを
制御している間に、前記排出ガスの酸素レベルを検出す
るようにしたことを特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項３】 請求項２において、前記非対称形の空気
−燃料フィードバック信号は、空燃比がリーンになって
いる間に増大するような値を有すると共に、空燃比がリ
ッチになっている間に減少するような値を有することを
特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項４】 請求項３において、前記対称形の空気−
燃料変調信号は、約２Ｈｚの周波数を有すると共に、正
規化されたエンジン空燃比において、約１０％〜２０％
のピーク／ピーク間変動が与えられるような振幅を有す
る矩形波形を持つことを特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項５】 請求項１において、更に、 予じめ決められた周波数で、複数の強制式燃料偏位運動
を、前記空気−燃料信号を利用するエンジンに与えるス
テップと；前記センサからの出力信号を処理して、この
強制式燃料偏位運動に対するセンサのレスポンス周波数
を決定するステップと；この強制式燃料偏位運動の予じ
め決められた周波数と、前記センサのレスポンス周波数
とを比較するステップと；これら強制式燃料偏位運動の
予じめ決められた周波数と、センサのレスポンス周波数
との比較結果に基いて、センサの動作状態を識別するス
テップとを設けたことを特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項６】 請求項５において、更に、 前記強制式燃料偏位運動の予じめ決められた周波数と、
前記センサのレスポンス周波数との比較結果に基いて、
前記センサ出力信号の振幅を決定するステップと；この
センサ出力信号の振幅と、予じめ決められ、許容できる
振幅のスレッシュホールドとを比較するステップと；こ
れらセンサ出力信号の振幅と予じめ決められ、許容でき
る振幅のスレッシュホールドとの比較結果に基いて、セ
ンサの動作状態を識別するステップとを設けたことを特
徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項７】 請求項６において、更に、 前記センサのレスポンス周波数と、予じめ決められ、許
容できるレスポンス周波数のスレッシュホールドとを比
較するステップと；これらセンサのレスポンス周波数
と、予じめ決められ、許容できるレスポンス周波数のス
レッシュホールドとの比較結果に基いて、許容出来るテ
スト状態を識別するステップとを設けたことを特徴とす
るセンサモニタ方法。 - 【請求項８】 内燃機関への燃料の供給を制御する電子
制御ユニットを有し、この内燃機関には、排出ガスの酸
素レベルを検知する酸素センサが設けられた車輌と共に
使用され、このセンサの動作をモニタするに当り；対称
形の空気−燃料変調信号を発生するステップと；前記酸
素センサからの出力信号に基いて、非対称形の空気−燃
料フィードバック信号を発生するステップと；これら対
称形空気−燃料変調信号と非対称形空気−燃料フィード
バック信号とを加算して、前記酸素センサに質問するた
めの特定のエンジン排出レスポンスを発生するように設
計された非対称形の被変調矩形波形を有する被変調空気
−燃料フィードバック信号を得るステップと；この被変
調空気−燃料信号に基いてエンジンを作動させるステッ
プと、前記酸素センサによって、検知した排出ガスの酸
素レベルに応答して合成出力信号を生成し；前記被変調
空気−燃料信号に基いて、エンジンを作動させている間
に、前記酸素センサの出力信号を処理して、この酸素セ
ンサの動作状態を決定するステップと具備したことを特
徴とするセンサ動作モニタ方法。 - 【請求項９】 請求項８において、前記非対称形の空気
−燃料フィードバック信号は、空燃比がリーンになって
いる間に増大するような値を有すると共に、空燃比がリ
ッチになっている間に減少するような値を有することを
特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項１０】 請求項９において、前記対称形の空気
−燃料変調信号は、約２Ｈｚの周波数を有すると共に、
正規化されたエンジン空燃比において、約１０％〜２０
％のピーク／ピーク間変動が与えられるような振幅を有
する矩形波形を持つことを特徴とするセンサモニタ方
法。 - 【請求項１１】 請求項８において、更に、 予じめ決められた周波数で、複数の強制式燃料偏位運動
を、前記空気−燃料信号を利用するエンジンに与えるス
テップと；前記センサからの出力信号を処理して、この
強制式燃料偏位運動に対するセンサのレスポンス周波数
を決定するステップと；この強制式燃料偏位運動の予じ
め決められた周波数と、前記センサのレスポンス周波数
とを比較するステップと；これら強制式燃料偏位運動の
予じめ決められた周波数と、センサのレスポンス周波数
との比較結果に基いて、センサの動作状態を識別するス
テップとを設けたことを特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項１２】 請求項１１において、更に、 前記強制式燃料偏位運動の予じめ決められた周波数と、
前記センサのレスポンス周波数との比較結果に基いて、
前記センサ出力信号の振幅を決定するステップと；この
センサ出力信号の振幅と、予じめ決められ、許容できる
振幅のスレッシュホールドとを比較するステップと；こ
れらセンサ出力信号の振幅と、予じめ決められ、許容で
きる振幅のスレッシュホールドとの比較結果に基いて、
センサの動作状態を識別するステップとを設けたことを
特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項１３】 請求項１２において、更に、 前記センサのレスポンス周波数と、予じめ決められ、許
容できるレスポンス周波数のスレッシュホールドとを比
較するステップと；これらセンサのレスポンス周波数
と、予じめ決められ、許容できるレスポンス周波数のス
レッシュホールドとの比較結果に基いて、許容出来るテ
スト状態を識別するステップとを設けたことを特徴とす
るセンサモニタ方法。 - 【請求項１４】 内燃機関への燃料の供給を制御する電
子制御ユニットを有し、この内燃機関には、排出ガスの
酸素レベルを検知する酸素センサが設けられた車輌と共
に使用され、このセンサの動作をモニタするに当り；予
じめ決められた周波数で、複数の強制式燃料偏位運動を
エンジンに与えるステップと、このエンジンは、前記酸
素センサに質問するための特定のエンジン排出レスポン
スを生成するように設計された被変調矩形波形を有する
被変調空気−燃料信号を利用し；このエンジンに与えら
れた強制式燃料偏位運動の数量と、予じめ決められた燃
料偏位運動のスレッシュホールドとを比較するステップ
と；前記酸素センサの出力信号を処理して、与えられた
強制式燃料偏位運動のレスポンス周波数を決定するステ
ップと；この強制式燃料偏位運動の予じめ決められた周
波数と、前記センサのレスポンス周波数とを比較するス
テップと；これら強制式燃料偏位運動の予じめ決められ
た周波数と、センサのレスポンス周波数との比較に基い
て、前記センサの動作状態を識別するステップとを具備
したことを特徴とするセンサ動作モニタ方法。 - 【請求項１５】 請求項１４において、更に、 前記強制式燃料偏位運動の予じめ決められた周波数と、
前記センサのレスポンス周波数との比較結果に基いて、
前記センサ出力信号の振幅を決定するステップと；この
センサ出力信号の振幅と、予じめ決められ、許容できる
振幅のスレッシュホールドとを比較するステップと；こ
れらセンサ出力信号の振幅と予じめ決められ、許容でき
る振幅のスレッシュホールドとの比較結果に基いて、セ
ンサの動作状態を識別するステップとを設けたことを特
徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項１６】 請求項１５において、更に、 前記センサの出力信号を処理して、与えた偏位運動に対
する酸素センサのレスポンス周波数を決定するステップ
と；前記酸素センサのレスポンス周波数と所望の酸素セ
ンサレスポンス周波数とを比較するステップと；これら
酸素センサレスポンス周波数と所望の酸素センサレスポ
ンス周波数との比較結果に基いて、許容できるテスト状
態を識別するステップとを設けたことを特徴とするセン
サモニタ方法。 - 【請求項１７】 請求項１６において、前記所望の酸素
センサのレスポンス周波数を、前記強制式燃料偏位運動
の周波数に基いて決定したことを特徴とするセンサモニ
タ方法。 - 【請求項１８】 請求項１６において、更に、 前記酸素センサのレスポンス周波数と、予じめ決めら
れ、許容できる最小レスポンス周波数スレッシュホール
ドとを比較するステップと；これら酸素センサレスポン
ス周波数と、予じめ決められ、許容できる最小レスポン
ス周波数スレッシュホールドとの比較結果に基いて、許
容できるテスト状態を識別するステップとを設けたこと
を特徴とするセンサモニタ方法。 - 【請求項１９】 請求項１８において、更に、予じめ決
められた周波数で、複数の強制式燃料偏位運動を、前記
エンジンに再度、与えるステップを設け、前記センサに
質問するための特定のエンジン排出レスポンスを生成す
る被変調空気−燃料信号を利用したことを特徴とするセ
ンサモニタ方法。 - 【請求項２０】 請求項１４において、前記被変調矩形
波形は、非対称であることを特徴とするセンサモニタ方
法。 - 【請求項２１】 内燃機関への燃料の供給を制御する電
子制御ユニットを有し、この内燃機関には、排出ガスの
酸素レベルを検知する酸素センサが設けられた車輌と共
に使用され、このセンサの動作をモニタするに当り；対
称形の空気−燃料変調信号を発生する手段と；前記酸素
センサからの出力信号に基いて、非対称な空気−燃料フ
ィードバック信号を発生する手段と；これら対称形の空
気−燃料変調信号と、非対称形の空気−燃料フィードバ
ック信号とを加算して、前記酸素センサに対して質問す
るための特定のエンジン排出レスポンスを生成するよう
に設計された、非対称形状の被変調矩形波形を有する被
変調空気−燃料信号を得る合成手段と、このエンジン
を、前記被変調空気−燃料信号に基いて動作させ、前記
酸素センサによって、検出した排出ガスの酸素レベルに
応じて組合せ出力信号を発生し；このエンジンを前記被
変調空気−燃料信号に基いて動作している間に、前記酸
素センサからの出力信号を処理して、この酸素センサの
動作状態を決定するコントロール手段とを具備したこと
を特徴とするセンサ動作モニタ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/088,296 US5325711A (en) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | Air-fuel modulation for oxygen sensor monitoring |
| US088296 | 1993-07-06 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145751A true JPH07145751A (ja) | 1995-06-06 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154919A Pending JPH07145751A (ja) | 1993-07-06 | 1994-07-06 | 車輌用酸素センサモニタ方法および装置 |
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