空燃比传感器的异常诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设置在内燃机的排气通路中的空燃比传感器的异常诊断系统。
【背景技术】
[0002]以往已知的排气净化系统，在内燃机的排气通路中设置的排气净化催化剂的排气流动方向的上游侧提供空燃比传感器，在排气净化催化剂的排气流动方向的下游侧提供氧气传感器。在这种排气净化系统中，例如，上游侧空燃比传感器的输出被用作针对供应到内燃机的燃料量的反馈控制的基础，使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比变成目标空燃比(主反馈控制)，并且下游侧氧气传感器的输出被用作针对目标空燃比的反馈控制的基础(副反馈控制)。
[0003]在这方面，在这种内燃机中使用的氧气传感器等，有时由于形成传感器的元件的破裂而变得异常。在这种情况下，传感器不再根据流动排气的空燃比生成适当输出。因此，已知提供一种诊断传感器的这种异常的异常诊断系统。
[0004]在这种异常诊断系统中，例如，已知如下诊断异常:即，当下游侧氧气传感器的输出空燃比变成比理论空燃比更稀的空燃比(下文也称为“稀空燃比”)时，使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比变成比理论空燃比更浓的空燃比(下文也称为“浓空燃比”)。在此之后，当下游侧氧气传感器的输出空燃比不逆变至浓空燃比时，即使所存储的排气净化催化剂的氧气量变成零，将氧气传感器诊断为已经由于破裂的元件(例如，PLT I)变为异常。根据PLT I，有可能快速并准确地检测氧气传感器的异常。
[0005]引用目录
[0006]专利文献:
[0007]PLT 1.日本专利公开号2004-019542A
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]在这方面上，本申请的发明人提出了一种异常诊断系统，该异常诊断系统诊断设置在排气净化催化剂的下游侧的空燃比传感器的破裂元件或者其它异常。根据这种异常诊断系统，如果流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比是浓空燃比，并且上游侧空燃比传感器的输出空燃比是浓空燃比，当下游侧空燃比传感器的输出空燃比从理论空燃比变成稀空燃比时，判定下游侧空燃比传感器异常。另一方面，在这种情况下，当下游侧空燃比传感器的输出空燃比从理论空燃比变成浓空燃比时，判定下游侧空燃比传感器正常。
[0010]通过这种方式，根据本发明人等的研究，已知在因破裂元件等变成异常的空燃比传感器中，有时根据空燃比传感器的状态或空燃比传感器周围的排气的状态，临时生成类似于正常空燃比传感器的输出，然后该输出变化。因此，即使当下游侧空燃比传感器因破裂元件等变成异常时，有时下游侧空燃比传感器的输出空燃比从理论空燃比临时变成浓空燃比。出于这个原因，如上所述，如果判定下游侧空燃比传感器的正常状态，有时会以执行误判结束。
[0011]因此，考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种异常诊断系统，该异常诊断系统在使用由空燃比传感器构成的下游侧传感器的情况下可准确判定下游侧空燃比传感器的正常状态。
[0012]问题的解决方案
[0013]为了解决上述问题，在本发明的第一方面，提出一种空燃比传感器的异常诊断系统，包括在内燃机的排气通路中设置的排气净化催化剂、在排气通路中以排气流动方向在排气净化催化剂的上游侧设置的上游侧空燃比传感器、在排气通路中以排气流动方向在排气净化催化剂的下游侧设置的下游侧空燃比传感器、以及用于基于这些空燃比传感器的输出来诊断下游侧空燃比传感器的异常的诊断装置，其中在上游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比理论空燃比更浓的浓空燃比，并且当对下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比理论空燃比更浓的浓判定基准空燃比或以下期间的时间计数的定时计数器变成大于O的预定判定值时的情况下，诊断装置判定下游侧空燃比传感器是正常的。
[0014]在本发明的第二方面，根据本发明的第一方面，其中诊断装置根据当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时的浓程度，改变定时计数器的总计数量。
[0015]在本发明的第三方面，根据本发明的第二方面，其中当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时的浓程度越大，诊断装置使定时计数器的总计数量越大。
[0016]在本发明的第四方面，根据本发明的第一方面，其中诊断装置根据当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时的浓程度，改变判定值。
[0017]在本发明的第五方面，根据本发明的第三方面，其中诊断装置改变判定值，从而当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时的浓程度越大，判定值则变得越小。
[0018]在本发明的第六方面，根据本发明的第一至第五方面中的任一项，其中当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比浓判定基准空燃比更浓的正常判定基准空燃比或以下时，即使定时计数器小于判定值，诊断装置也判定下游侧空燃比传感器是正常的。
[0019]在本发明的第七方面，根据本发明的第一至第六方面中的任一项，其中系统进一步包括流量检测部件，用于检测或推定在空燃比传感器周围流动的下游侧排气的流量，以及其中根据当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时由流量检测部件检测或推定的流量，诊断装置改变判定值。
[0020]在本发明的第八方面，根据本发明的第七方面，其中诊断装置改变判定值，从而当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时，由流量检测部件检测的流量越大，则判定值变得越小。
[0021]为了解决上述问题，在本发明的第九方面，提出一种空燃比传感器的异常诊断系统，包括在内燃机的排气通路中设置的排气净化催化剂、在排气通路中以排气流动方向在排气净化催化剂的上游侧设置的上游侧空燃比传感器、在排气通路中以排气流动方向在排气净化催化剂的下游侧设置的下游侧空燃比传感器、以及使用这些空燃比传感器的输出作为基础来诊断下游侧空燃比传感器的异常的诊断装置，其中该系统还包括流量检测部件，用于检测或推定在空燃比传感器周围流动的下游侧排气的流量，以及其中在上游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比理论空燃比更浓的浓空燃比，以及当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比理论空燃比更浓的浓判定基准空燃比或以下，以及由流量检测部件检测或推定的累计值变成大于O的给定判定值时的情况下，诊断装置判定下游侧空燃比传感器是正常的。
[0022]在本发明的第十方面，根据本发明的第九方面，其中诊断装置根据当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成浓判定基准空燃比或以下时的浓程度，改变判定值。
[0023]在本发明的第十一方面，提出本发明的第九或第十方面，其中当下游侧空燃比传感器的输出空燃比变成比浓判定基准空燃比更浓的正常判定基准空燃比或以下时，即使累计值小于判定值，诊断装置也判定下游侧空燃比传感器是正常的。
[0024]在本发明的第十二方面，根据本发明的第一至第十一方面中的任一项，其中在上游侧空燃比传感器的输出空燃比是比理论空燃比更浓的浓空燃比，以及当下游侧空燃比传感器的输出空燃比从浓于比理论空燃比更稀的稀判定基准空燃比的空燃比变成稀判定基准空燃比或以上时的情况下，诊断装置判定下游侧空燃比传感器已变成异常。
[0025]在本发明的第十三方面，根据本发明的第一至第十二方面中的任一项，其中异常诊断系统能够执行主动控制，主动控制将流入排气净化催化剂中的排气的目标空燃比控制到比理论空燃比更浓的主动控制浓空燃比，以便诊断上游侧空燃比传感器40的异常，以及其中诊断装置计算当尝试使流入排气净化催化剂中的排气的空燃比作为氧气缺乏时的理论空燃比时不充足的氧气量，并且在下游侧空燃比传感器被判定为正常或者被判定为异常前，当主动控制开始时的氧气缺乏的累计值达到排气净化催化剂的最大可存储氧气量的上限值或以上时，暂停主动控制。
[0026]在本发明的第十四方面，根据本发明的第十三方面，其中在下游侧空燃比传感器被判定为正常或者被判定为异常前，当从主动控制开始时的氧气缺乏的累计值达到排气净化催化剂的最大可存储氧气量的上限值或以上时，诊断装置判定下游侧空燃比传感器已变成异常。
[0027]在本发明的第十五方面，根据本发明的第十二或第十三方面，其中当判定下游侧空燃比传感器已变成异常时，点亮报警灯。
[0028]发明的有利效果
[0029]根据本发明，提供了一种异常诊断系统，该异常诊断系统在使用由空燃比传感器构成的下游侧空燃比传感器的情况下可准确地判定该下游侧传感器的正常性。
【附图说明】
[0030]图1是示意性地示出在其中使用根据本发明第一实施例的异常诊断系统的内燃机的图。
[0031 ]图2是空燃比传感器的示意截面图。
[0032]图3是示出在不同排气空燃比下供应到传感器的电压和输出电流之间的关系的图。
[0033]图4是示出当使施加的电压恒定时排气空燃比和输出电流之间的关系的图。
[0034]图5是在内燃机的普通操作时上游侧排气净化催化剂的氧气存储量的时间图。
[0035]图6是空燃比传感器因破裂元件而变成异常的示意截面图。
[0036]图7是在主动控制情况下空燃比传感器的输出空燃比等的时间图。
[0037]图8是示出在下游侧空燃比传感器周围流动的排气的流量与下游侧空燃比传感器的输出空燃比之间的关系的图。
[0038]图9是单独空燃比传感器的输出空燃比的时间图。
[0039]图10是单独空燃比传感器的输出空燃比的和定时计数器的时间图。
[0040]图11是示出下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
[0041]图12是示出下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
[0042]图13是单独空燃比传感器的输出空燃比、定时计数器和总计数量的时间图。
[0043]图14是示出第二实施例中下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
[0044]图15是单独空燃比传感器的输出空燃比和定时计数器的时间图。
[0045]图16是示出第三实施例中下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
[0046]图17是示出排气的流量和定时计数器的判定值之间关系的图。
[0047]图18是示出第四实施例中下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
[0048]图19是示出第五实施例中下游侧空燃比传感器的异常诊断控制的控制例程的一部分的流程图。
【具体实施方式】
[0049]下面将参考附图详细说明本发明的实施例。需要注意的是，在以下说明中，类似的构成元件被赋予相同的附图标记。
[0050]〈对内燃机整体的说明〉
[0051]图1是示意性地示出在其中使用根据本发明第一实施例的异常