JP4478181B2 - エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の空燃比をフィードバック制御するエンジン制御装置に内蔵して使用され、空燃比を検出するために外部接続された排気ガスセンサの、故障や配線異常を検出する異常診断手段を備えたエンジン制御装置に関するものである。
内燃機関の空燃比をフィードバック制御するために、俗称でラムダ型と呼ばれる排気ガスセンサが広く実用されており、このラムダ型排気ガスセンサは、例えば排気管路に設けられた触媒の前後に設置されて、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出電圧Ｖsを発生する
。この検出電圧Ｖsは、運転目標となる理論空燃比においては約０．４５Ｖであるが、燃
料リッチの状態では急速に電圧上昇して0.85〜1.0Ｖの値に収束し、燃料リーンの状態で
は急速に電圧降下して0.1〜0Ｖに収束する特性を有している。
ただし、この排気ガスセンサの低温・非活性状態における検出電圧は小さく、内部抵抗も活性温度状態では数十ＫΩであるのに対して数ＭΩのレベルに達するのが一般的である。このような排気ガスセンサの故障や配線異常を検出するために、様々な技術が提案され、実用されている。
。この検出電圧Ｖsは、運転目標となる理論空燃比においては約０．４５Ｖであるが、燃
料リッチの状態では急速に電圧上昇して0.85〜1.0Ｖの値に収束し、燃料リーンの状態で
は急速に電圧降下して0.1〜0Ｖに収束する特性を有している。
ただし、この排気ガスセンサの低温・非活性状態における検出電圧は小さく、内部抵抗も活性温度状態では数十ＫΩであるのに対して数ＭΩのレベルに達するのが一般的である。このような排気ガスセンサの故障や配線異常を検出するために、様々な技術が提案され、実用されている。
例えば特許文献１によれば、空燃比を検出するラムダセンサのアース線（負線）にオフセット電圧を印加しておいて、ラムダセンサの正の信号線と負線との間に発生する検出電圧を増幅し、前記オフセット電圧を加算した値をデジタル変換してからマイクロプロセッサに入力するようになっていて、もしもマイクロプロセッサに入力された検出電圧が、オフセット電圧未満の値であれば、正の信号線がグランド回路に対して短絡接触した地絡状態であると判定するようになっている。また、正の信号線にプルダウン抵抗を接続しておくことによって、信号線の断線異常時は地絡異常として検出されるようになっている。
また、特許文献２によれば、空燃比センサの負線にオフセット電圧を印加しておいて、空燃比センサの正の信号線のグランド回路に対する電位をデジタル変換してからマイクロプロセッサに入力するようになっていて、もしもマイクロプロセッサに入力された検出電圧が、オフセット電圧未満の値であれば、正の信号線がグランド回路に対して短絡接触した地絡状態であると判定するようになっている。また、正の信号線にプルダウン抵抗を接続しておくと共に、プルアップ抵抗を一時的に接続してみることによって、地絡異常であるか、断線異常であるかを識別することができるようになっている。
前記特許文献１や特許文献２によれば、排気ガスセンサの負線にオフセット電圧を印加しておくことにより、排気ガスセンサ及びその配線が正常であれば、正の信号線の電位は前記オフセット電圧以下になることはないという論理で、正の信号線に関する異常判定がなされている。しかし、正線地絡時にオフセット電圧に基づく短絡電流が排気ガスセンサに流入し、排気ガスセンサの損傷・劣化を来たす問題点がある。
また、オフセット電圧が印加されているグランド線（負線）の地絡異常や、電源線に対して混触する天絡異常の検出が行なわれておらず、総合的に異常判定が行なえない欠点がある。
更に、排気ガスセンサの大気接触面の冠水・汚損によって、排気ガスセンサの発生電圧が負になると、誤った空燃比の検出が行なわれ、このような状態の検出が行なえない等様々な問題点が残されている。
また、オフセット電圧が印加されているグランド線（負線）の地絡異常や、電源線に対して混触する天絡異常の検出が行なわれておらず、総合的に異常判定が行なえない欠点がある。
更に、排気ガスセンサの大気接触面の冠水・汚損によって、排気ガスセンサの発生電圧が負になると、誤った空燃比の検出が行なわれ、このような状態の検出が行なえない等様々な問題点が残されている。
この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の第一の目的は、排気ガスセンサの正端子配線の地絡異常を検出するために、当該排気ガスセンサの負端子にオフセット電圧を印加するようにしたものにおいて、正端子配線の地絡異常が発生したときに、排気ガスセンサに流入する短絡電流によって排気ガスセンサが損傷・劣化するのを防止することである。
この発明の第二の目的は、排気ガスセンサの冠水異常を検出するためにオフセット電圧を更に高めて使用しても、正端子配線の地絡異常が発生したときに、排気ガスセンサに流入する短絡電流によって当該排気ガスセンサが損傷・劣化するのを防止することである。
この発明の第三の目的は、オフセット電圧が印加された負端子配線がグランド回路と混触する地絡異常が発生した場合に、他の異常が重複発生していなければ排気ガスの検出とフィードバック制御の正常動作が継続できるようにしたエンジン制御装置を提供することである。
この発明の第四の目的は、複数の排気ガスセンサが外部接続され、負端子配線にオフセット電圧を印加するようにしたエンジン制御装置において、各排気ガスセンサの故障や、入力配線の異常の有無を常時点検して、多様な異常モードを見落とさないで検出することができるエンジン制御装置を提供することである。
この発明の第二の目的は、排気ガスセンサの冠水異常を検出するためにオフセット電圧を更に高めて使用しても、正端子配線の地絡異常が発生したときに、排気ガスセンサに流入する短絡電流によって当該排気ガスセンサが損傷・劣化するのを防止することである。
この発明の第三の目的は、オフセット電圧が印加された負端子配線がグランド回路と混触する地絡異常が発生した場合に、他の異常が重複発生していなければ排気ガスの検出とフィードバック制御の正常動作が継続できるようにしたエンジン制御装置を提供することである。
この発明の第四の目的は、複数の排気ガスセンサが外部接続され、負端子配線にオフセット電圧を印加するようにしたエンジン制御装置において、各排気ガスセンサの故障や、入力配線の異常の有無を常時点検して、多様な異常モードを見落とさないで検出することができるエンジン制御装置を提供することである。
この発明に係るエンジン制御装置は、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサの動作状態と、プログラムメモリに格納された制御プログラムの内容とに応動して、前記内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷を駆動制御するマイクロプロセッサを備えたエンジン制御装置であって、前記各種入力センサは、一個又は複数個の排気ガスセンサを包含し、該排気ガスセンサは、正端子と負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として前記等価電圧源の発生電圧がリーン側正常電圧からリッチ側飽和電圧の間で変化するものであり、前記排気ガスセンサの負端子には、オフセット電圧発生回路が発生する所定のオフセット電圧が印加されると共に、該排気ガスセンサの正端子とグランド回路間の電圧である正端子電位は、測定電圧としてＡＤ変換器を介してデジタル変換され、前記マイクロプロセッサを介して演算処理用のＲＡＭメモリに格納され、前記排気ガスセンサの負端子とグランド回路間の電圧である負端子電位は、ＡＤ変換器を介してデジタル変換されて、前記マイクロプロセッサを介して前記ＲＡＭメモリに格納されている。
前記プログラムメモリは、少なくとも正線地絡異常検出手段と、オフセット電圧遮断指令手段と、負線地絡異常検出手段と、履歴情報保存手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線地絡異常検出手段は、前記測定電圧を監視して、当該測定電圧が前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧以下であることによって、前記排気ガスセンサの正端子配線がグランド回路と混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、前記オフセット電圧遮断指令手段は、前記正線地絡異常検出手段が前記正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路に作用して前記オフセット電圧の印加を停止し、前記負線地絡異常検出手段は、前記負端子電位のデジタル変換値が前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過小であることによって前記負端子配線がグランド回路と混触した地絡異常であると判定し、前記履歴情報保存手段は、前記正線地絡異常又は負線地絡異常の発生の有無をデータメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出されるものであり、前記マイクロプロセッサは前記測定電圧と前記オフセット電圧との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るよう構成したものである。
前記プログラムメモリは、少なくとも正線地絡異常検出手段と、オフセット電圧遮断指令手段と、負線地絡異常検出手段と、履歴情報保存手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線地絡異常検出手段は、前記測定電圧を監視して、当該測定電圧が前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧以下であることによって、前記排気ガスセンサの正端子配線がグランド回路と混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、前記オフセット電圧遮断指令手段は、前記正線地絡異常検出手段が前記正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路に作用して前記オフセット電圧の印加を停止し、前記負線地絡異常検出手段は、前記負端子電位のデジタル変換値が前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過小であることによって前記負端子配線がグランド回路と混触した地絡異常であると判定し、前記履歴情報保存手段は、前記正線地絡異常又は負線地絡異常の発生の有無をデータメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出されるものであり、前記マイクロプロセッサは前記測定電圧と前記オフセット電圧との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るよう構成したものである。
この発明のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正線地絡異常検出手段が正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、排気ガスセンサの負端子に印加されていたオフセット電圧が遮断解除されるようになっている。
また、オフセット電圧はマイクロプロセッサによってモニタされていて、負線地絡異常
検出手段を備えると共に、正端子電位である測定電圧と負端子電位であるオフセット電
圧との差分電圧によって空燃比の判定を行うようになっている。
従って、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができる
ので、正端子配線の地絡を補修解除することによって正常復帰させることが可能となり、排気ガスセンサ自体の部品交換を行なう必要がない効果がある。
また、負線地絡異常が発生していても正線地絡異常が発生していなければ差分電圧に
よって空燃比の判定を持続することができる効果がある。
更に、異常発生状態は識別記憶されて保守点検を容易にすることができる効果がある。
また、オフセット電圧はマイクロプロセッサによってモニタされていて、負線地絡異常
検出手段を備えると共に、正端子電位である測定電圧と負端子電位であるオフセット電
圧との差分電圧によって空燃比の判定を行うようになっている。
従って、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができる
ので、正端子配線の地絡を補修解除することによって正常復帰させることが可能となり、排気ガスセンサ自体の部品交換を行なう必要がない効果がある。
また、負線地絡異常が発生していても正線地絡異常が発生していなければ差分電圧に
よって空燃比の判定を持続することができる効果がある。
更に、異常発生状態は識別記憶されて保守点検を容易にすることができる効果がある。
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。図１において、エンジン制御装置100Aの正側電源端子Ｖbとグランド回路GNDに接続された負側電源端子間には、車載バッテリ101が電源リレーの出力接点102を介して接続されている。出力接点102は、図示しない電源スイッチが閉路されると直ちに閉路するが、電源スイッチを開路しても所定の遅延時間は、エンジン制御装置100Aへの給電が持続するような遅延復帰動作を行うようになっている。
密閉筐体に収納されたエンジン制御装置100Aの外部には、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが設置され、各排気ガスセンサの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Aに接続され、各排気ガスセンサの負端子は、負端子配線105a〜105dによってエンジン制御装置100Aに接続されている。
なお、排気ガスセンサとしては４気筒エンジンの排気集合管に１個使用されたり、６気筒エンジンの３気筒分岐集合管に各１個が使用されたり、排気集合管内の触媒の上流位置と下流位置に設けて使用されるものである。
以下、この発明の実施の形態１について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図である。図１において、エンジン制御装置100Aの正側電源端子Ｖbとグランド回路GNDに接続された負側電源端子間には、車載バッテリ101が電源リレーの出力接点102を介して接続されている。出力接点102は、図示しない電源スイッチが閉路されると直ちに閉路するが、電源スイッチを開路しても所定の遅延時間は、エンジン制御装置100Aへの給電が持続するような遅延復帰動作を行うようになっている。
密閉筐体に収納されたエンジン制御装置100Aの外部には、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが設置され、各排気ガスセンサの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Aに接続され、各排気ガスセンサの負端子は、負端子配線105a〜105dによってエンジン制御装置100Aに接続されている。
なお、排気ガスセンサとしては４気筒エンジンの排気集合管に１個使用されたり、６気筒エンジンの３気筒分岐集合管に各１個が使用されたり、排気集合管内の触媒の上流位置と下流位置に設けて使用されるものである。
後述のマイクロプロセッサ110に対して図示しないインタフェース回路を介して入力さ
れる各種入力センサ106は、例えばエンジンの吸気量を測定するエアフローセンサ、アク
セルペダルの踏込み度合いを検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンのクランク角センサ等のエンジンの運転状況を監視する各種センサとなっている。
また、後述のマイクロプロセッサ110から図示しないインタフェース回路を介して給電
駆動される各種電気負荷107は、例えば燃料噴射弁の駆動用電磁コイル、エンジンの点火
コイル、吸気スロットルの弁開度制御用モータ、排気循環弁の駆動用モータ、警報・表示器などがある。
れる各種入力センサ106は、例えばエンジンの吸気量を測定するエアフローセンサ、アク
セルペダルの踏込み度合いを検出するアクセルポジションセンサ、スロットル弁開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジンのクランク角センサ等のエンジンの運転状況を監視する各種センサとなっている。
また、後述のマイクロプロセッサ110から図示しないインタフェース回路を介して給電
駆動される各種電気負荷107は、例えば燃料噴射弁の駆動用電磁コイル、エンジンの点火
コイル、吸気スロットルの弁開度制御用モータ、排気循環弁の駆動用モータ、警報・表示器などがある。
エンジン制御装置100Aの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、例えば不揮発
フラッシュメモリであるプログラムメモリ111A、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば
不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Aにはエンジン制御装置100Aとしての入出力制御プログラムに加えて、図４〜図８で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120は、正の電源端子Ｖbに供給された車載バッテリ101の電源電圧ＤＣ10〜16Ｖをもとにして制御電圧Ｖcc＝５Ｖを発生し、マイクロプロセッサ110を初めとする
各部に安定化電圧を供給するようになっている。
分圧抵抗122、123は、制御電源電圧Ｖccを分圧して例えば2.5Vのオフセト電圧Ｖ1を生成し、演算増幅器であるオフセット電圧発生回路121と限流抵抗127を介して、負端子配線105a〜105dにオフセット電圧Ｖ1を印加すると共に、この負端子電位はモニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。
フラッシュメモリであるプログラムメモリ111A、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば
不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Aにはエンジン制御装置100Aとしての入出力制御プログラムに加えて、図４〜図８で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120は、正の電源端子Ｖbに供給された車載バッテリ101の電源電圧ＤＣ10〜16Ｖをもとにして制御電圧Ｖcc＝５Ｖを発生し、マイクロプロセッサ110を初めとする
各部に安定化電圧を供給するようになっている。
分圧抵抗122、123は、制御電源電圧Ｖccを分圧して例えば2.5Vのオフセト電圧Ｖ1を生成し、演算増幅器であるオフセット電圧発生回路121と限流抵抗127を介して、負端子配線105a〜105dにオフセット電圧Ｖ1を印加すると共に、この負端子電位はモニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。
正端子配線104a〜104dは、図２で詳述するインタフェース回路140a〜140dを介してマルチプレクサ130の入力端子CH1〜CH4に接続される。図２では、正端子配線104aに関するインタフェース回路140aのみが示されている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
一端がグランド回路GNDに接続された分圧抵抗123には、オフセット電圧遮断回路125となるトランジスタが並列接続されており、このトランジスタはマイクロプロセッサ110が発生するオフセット電圧制御指令Ｄrからベース抵抗126を介して駆動され、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルが「Ｈ」になるとトランジスタが導通して、オフセット電圧発生回路121の出力電圧はゼロになるようになっている。
なお、オフセット電圧を遮断するためには、分圧抵抗122と直列接続されたトランジスタ
を設け、この直列トランジスタを遮断するようにしてもよい。
シリアルインタフェース回路160を介してマイクロプロセッサ110のシリアル入力端子に接続された外部ツール109は、プログラムメモリ111Aに制御プログラムや制御定数を書込んだり、データメモリ113に書込み保存されている異常発生履歴情報の読出しを行なうためのものとなっている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
一端がグランド回路GNDに接続された分圧抵抗123には、オフセット電圧遮断回路125となるトランジスタが並列接続されており、このトランジスタはマイクロプロセッサ110が発生するオフセット電圧制御指令Ｄrからベース抵抗126を介して駆動され、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルが「Ｈ」になるとトランジスタが導通して、オフセット電圧発生回路121の出力電圧はゼロになるようになっている。
なお、オフセット電圧を遮断するためには、分圧抵抗122と直列接続されたトランジスタ
を設け、この直列トランジスタを遮断するようにしてもよい。
シリアルインタフェース回路160を介してマイクロプロセッサ110のシリアル入力端子に接続された外部ツール109は、プログラムメモリ111Aに制御プログラムや制御定数を書込んだり、データメモリ113に書込み保存されている異常発生履歴情報の読出しを行なうためのものとなっている。
図２は、図１におけるインタフェース回路部の詳細回路図であり、図２において、排気ガスセンサ103aの正端子配線104aに接続されるインタフェース回路140aは、演算増幅器141aと、演算増幅器141aの非反転入力端子とグランド回路間に接続された平滑コンデンサ142aと、プルダウン抵抗144aと、演算増幅器141aの非反転入力端子と定電圧電源回路120の出力端子間に接続されたプルアップ抵抗143aによって構成されており、演算増幅器141aの出力端子と反転入力端子とは互いに直結接続されて増幅率１の状態でインピーダンス変換を行なっている。インタフェース回路140b〜140dも同様に構成され、負端子配線105a〜105dにはオフセット電圧Ｖ1が印加されている。
このように構成された演算増幅器141aの出力電圧である測定電圧Ｖdは以下の式（１）
で示される。ただし、Ｖccは制御電源電圧、Ｒsは排気ガスセンサ103aの等価内部抵抗、
Ｖsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、Ｖ１はオフセット電圧、Ｒ143、Ｒ144はプルアッ
プ抵抗143aとプルダウン抵抗144aの抵抗値であり、Ｒ143、Ｒ144＞＞Ｒsの関係が成立しているものとする。
Ｖd≒Ｖs＋Ｖ1＋ΔＶ1、 ・・・・・・・（１）
但し、ΔＶ1＝Ｖcc×（Ｒs/Ｒ143）
なお、正負の端子配線やセンサ自体が断線したときの演算増幅器141aの入力電圧であるバイアス電圧Ｖpは以下の式（２）で示される。
Ｖp＝Ｖcc×Ｒ144/（Ｒ143＋Ｒ144） ・・・・・・（２）
で示される。ただし、Ｖccは制御電源電圧、Ｒsは排気ガスセンサ103aの等価内部抵抗、
Ｖsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、Ｖ１はオフセット電圧、Ｒ143、Ｒ144はプルアッ
プ抵抗143aとプルダウン抵抗144aの抵抗値であり、Ｒ143、Ｒ144＞＞Ｒsの関係が成立しているものとする。
Ｖd≒Ｖs＋Ｖ1＋ΔＶ1、 ・・・・・・・（１）
但し、ΔＶ1＝Ｖcc×（Ｒs/Ｒ143）
なお、正負の端子配線やセンサ自体が断線したときの演算増幅器141aの入力電圧であるバイアス電圧Ｖpは以下の式（２）で示される。
Ｖp＝Ｖcc×Ｒ144/（Ｒ143＋Ｒ144） ・・・・・・（２）
図３（Ａ）は排気ガスセンサ103a〜103dの発生電圧Ｖsの特性例を示したものであり、
適正理論空燃比を境として、燃料リッチであれば飽和電圧Ｖm＝0.85〜1.0Ｖとなり、燃料リーンであれば正常電圧Ｖ0＝0〜0.1Ｖとなり、冠水異常時は異常低下電圧Ｖn＝−（0.8
Ｖ〜1.0Ｖ）まで低下する。
一例として、オフセット電圧Ｖ1＝2.5Ｖ、制御電源電圧Ｖcc＝5.0V、Ｒs＝20ＫΩ、
Ｒ143＝510ＫΩ、Ｒ144＝2700ＫΩとした場合には、ΔＶ1＝Ｖcc（Ｒs/Ｒ143）＝0.2Ｖ、Ｖp＝Ｖcc×Ｒ144 /（Ｒ143＋Ｒ144）＝4.2Ｖとなる。
もしも負端子配線105a〜105dがグランド回路GNDと混触する地絡異常が発生すると、アナ
ログ入力ポートAN1に入力されたオフセット電圧Ｖ1に対するモニタ信号が、正常値2.5Ｖから０Ｖに減少することによってマイクロプロセッサ110は負線地絡異常を検出することができる。同様に、負端子配線105a〜105dが電源線と混触する天絡異常が発生すると、オフセット電圧Ｖ1に対するモニタ信号が2.5Ｖから５Ｖに増加することによってマイクロプロセッサ110は負線天絡異常を検出することができる。一方、正端子配線104aがグランド回路GNDと混触するとアナログ入力ポートAN2に入力された測定電圧Ｖdの値が、本来は少なくとも1.5Ｖ以上であるものが０Ｖに減少することによって、マイクロプロセッサ110は正線地絡異常を検出することができる。
但し、負端子配線の地絡異常が既に検出されている場合には、正端子配線の地絡異常判定は回避するようになっている。同様に、正端子配線104aが電源線と混触すると測定電圧Ｖdの値が、本来は3.5Ｖ以下であるものが５Ｖに増加することによって、マイクロプロセッサ110は正線天絡異常を検出することができる。
適正理論空燃比を境として、燃料リッチであれば飽和電圧Ｖm＝0.85〜1.0Ｖとなり、燃料リーンであれば正常電圧Ｖ0＝0〜0.1Ｖとなり、冠水異常時は異常低下電圧Ｖn＝−（0.8
Ｖ〜1.0Ｖ）まで低下する。
一例として、オフセット電圧Ｖ1＝2.5Ｖ、制御電源電圧Ｖcc＝5.0V、Ｒs＝20ＫΩ、
Ｒ143＝510ＫΩ、Ｒ144＝2700ＫΩとした場合には、ΔＶ1＝Ｖcc（Ｒs/Ｒ143）＝0.2Ｖ、Ｖp＝Ｖcc×Ｒ144 /（Ｒ143＋Ｒ144）＝4.2Ｖとなる。
もしも負端子配線105a〜105dがグランド回路GNDと混触する地絡異常が発生すると、アナ
ログ入力ポートAN1に入力されたオフセット電圧Ｖ1に対するモニタ信号が、正常値2.5Ｖから０Ｖに減少することによってマイクロプロセッサ110は負線地絡異常を検出することができる。同様に、負端子配線105a〜105dが電源線と混触する天絡異常が発生すると、オフセット電圧Ｖ1に対するモニタ信号が2.5Ｖから５Ｖに増加することによってマイクロプロセッサ110は負線天絡異常を検出することができる。一方、正端子配線104aがグランド回路GNDと混触するとアナログ入力ポートAN2に入力された測定電圧Ｖdの値が、本来は少なくとも1.5Ｖ以上であるものが０Ｖに減少することによって、マイクロプロセッサ110は正線地絡異常を検出することができる。
但し、負端子配線の地絡異常が既に検出されている場合には、正端子配線の地絡異常判定は回避するようになっている。同様に、正端子配線104aが電源線と混触すると測定電圧Ｖdの値が、本来は3.5Ｖ以下であるものが５Ｖに増加することによって、マイクロプロセッサ110は正線天絡異常を検出することができる。
次に、正端子配線104a又は負端子配線105aが断線した場合を想定すると、演算増幅器141aの非反転入力端子の電位は、プルアップ抵抗143aとプルダウン抵抗144aによって分圧されたバイアス電圧Ｖpとなり、この電圧として例えばＶp＝1.0Ｖ又は4.2Ｖを選んでおくと、マイクロプロセッサ110は、正端子配線の地絡異常又は天絡異常とは識別して断線異常を検出することが可能となる。
ただし、図２の回路において、もしもプルアップ抵抗143aを接続しなければ、断線異常が発生したときと地絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
同様に、図２の回路において、もしもプルダウン抵抗144aを接続しなければ、断線異常が発生したときと天絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
いずれにせよ、断線異常自体は検出可能であって、検出された異常が地絡異常であるかもしれないし、天絡異常であるかもしれない不確定なものとなっているので、これが識別できることは必須要件ではないにしても望ましいことである。
ただし、図２の回路において、もしもプルアップ抵抗143aを接続しなければ、断線異常が発生したときと地絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
同様に、図２の回路において、もしもプルダウン抵抗144aを接続しなければ、断線異常が発生したときと天絡異常が発生したときとの識別は行なえないことになる。
いずれにせよ、断線異常自体は検出可能であって、検出された異常が地絡異常であるかもしれないし、天絡異常であるかもしれない不確定なものとなっているので、これが識別できることは必須要件ではないにしても望ましいことである。
以上のとおり、プルアップ抵抗143aとプルダウン抵抗144aの両方を接続した結果として、断線異常の識別が可能となったが、測定電圧Ｖdには、正常状態においてプルアップ抵抗143aと内部抵抗Ｒsによって分圧された微小電圧ΔＶ1が加算されることになるので、マイクロプロセッサ110は、式（１）で示すように、測定電圧Ｖdからオフセット電圧Ｖ1と微小電圧ΔＶ1を減じて、発生電圧Ｖsを演算算出することができるものである。
図３（Ｂ）は、以上で説明した負端子配線の状態と正端子配線の状態との組合せに対する測定電圧Ｖdの値を一覧表にして整理したものである。
図３（Ｂ）において、負線地絡状態にあっては、測定電圧Ｖdがゼロのときは、正端子配
線は正常であるか、地絡しているか、或いは冠水状態にあるのかどうかを識別できない状態となっている。
また、負線天絡状態にあっては、正端子配線も天絡しているかもしれないし、正端子配線は正常であるかもしれず、正線天絡の識別は行なえない状態となっている。
更に、センサの冠水異常が発生すると、測定電圧Ｖdは1.5〜2.5Ｖの範囲となるので、こ
の範囲内であれば冠水異常であると判定されることになる。
図３（Ｂ）において、負線地絡状態にあっては、測定電圧Ｖdがゼロのときは、正端子配
線は正常であるか、地絡しているか、或いは冠水状態にあるのかどうかを識別できない状態となっている。
また、負線天絡状態にあっては、正端子配線も天絡しているかもしれないし、正端子配線は正常であるかもしれず、正線天絡の識別は行なえない状態となっている。
更に、センサの冠水異常が発生すると、測定電圧Ｖdは1.5〜2.5Ｖの範囲となるので、こ
の範囲内であれば冠水異常であると判定されることになる。
次に、図１、図２のとおりに構成されたこの発明の実施の形態１の作用、動作について、図４〜図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１、図２のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイ
クロプロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Aに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図４〜図８に示した異常点検動作が行われるものである。
図４において、工程200は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは後述の工程219で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程201は、排気ガスセンサ103a〜103dの周辺温度が所定の活性化温度に達したか否
かを判定するステップであり、当該工程201では、エンジン始動後所定時間以上が経過し
た場合、或いは後述の工程348c（図８参照）によって燃料リッチの判定が行なわれた場合に、活性化完了（YES)の判定を行なって工程203へ移行し、未完了（ＮＯ）の場合には工
程202へ移行するようになっている。
工程202は、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルを「Ｈ」にしてオフセット電圧遮断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧Ｖ1をゼロにするステップであり、工程202に続いて工程203へ移行する。
なお、工程202は、図２においてプルアップ抵抗143aを設けない実施形態のものにおい
て有効となるものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの非活性化状態において内部抵抗Ｒsが過大であることによって測定電圧Ｖdが低下する影響を抑制することができる。
工程203は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック210は、図５、図６で詳述する第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、当該工程ブロック210では、工程203で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程204は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップで
あり、工程203は、工程204で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
まず、図１、図２のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイ
クロプロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Aに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図４〜図８に示した異常点検動作が行われるものである。
図４において、工程200は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは後述の工程219で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程201は、排気ガスセンサ103a〜103dの周辺温度が所定の活性化温度に達したか否
かを判定するステップであり、当該工程201では、エンジン始動後所定時間以上が経過し
た場合、或いは後述の工程348c（図８参照）によって燃料リッチの判定が行なわれた場合に、活性化完了（YES)の判定を行なって工程203へ移行し、未完了（ＮＯ）の場合には工
程202へ移行するようになっている。
工程202は、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルを「Ｈ」にしてオフセット電圧遮断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧Ｖ1をゼロにするステップであり、工程202に続いて工程203へ移行する。
なお、工程202は、図２においてプルアップ抵抗143aを設けない実施形態のものにおい
て有効となるものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの非活性化状態において内部抵抗Ｒsが過大であることによって測定電圧Ｖdが低下する影響を抑制することができる。
工程203は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック210は、図５、図６で詳述する第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、当該工程ブロック210では、工程203で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程204は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップで
あり、工程203は、工程204で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
工程204に続く一連の工程212〜217によって構成された工程ブロック220は、第一の異常診断手段となるプログラムの内容を表現したものであり、該工程ブロック220では、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
まず、工程204に続いて実行される工程212は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程213は、工程212で読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第３閾値電圧Ｅ3に対応したデジタル変換値ＤＥ3との大小関係を比較して、Ｄ1≦ＤＥ3であればYESの判定を行なって工程215aへ移行し、Ｄ1＞ＤＥ3であればNOの判定を行なって工程216へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第３閾値電圧Ｅ3の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実
に小さな値である90％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程213がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程216は、工程212で読み出されたデジタル変換値Ｄ1と第４閾値電圧Ｅ4のデジタル変換値ＤＥ4との大小関係を比較して、Ｄ1＜ＤＥ4であればＮＯの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、ＤＥ4≦Ｄ1であればYESの判定を行なって工程217へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第４閾値電圧Ｅ4の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実
に大きな値である110％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程216がYESの判定を行なうことはないようになっている。
まず、工程204に続いて実行される工程212は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程213は、工程212で読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第３閾値電圧Ｅ3に対応したデジタル変換値ＤＥ3との大小関係を比較して、Ｄ1≦ＤＥ3であればYESの判定を行なって工程215aへ移行し、Ｄ1＞ＤＥ3であればNOの判定を行なって工程216へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第３閾値電圧Ｅ3の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実
に小さな値である90％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程213がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程216は、工程212で読み出されたデジタル変換値Ｄ1と第４閾値電圧Ｅ4のデジタル変換値ＤＥ4との大小関係を比較して、Ｄ1＜ＤＥ4であればＮＯの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、ＤＥ4≦Ｄ1であればYESの判定を行なって工程217へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第４閾値電圧Ｅ4の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実
に大きな値である110％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程216がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程215aは、後述の工程343b（図７参照）によってオフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発
生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程215bへ移行する判定ステップとなっている。
工程215bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶するステップとなり、工程217は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天絡異常を仮記憶する
ステップであるが、仮記憶された異常状態は、後述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
工程ブロック230は、工程215aがYESの判定を行なったとき、又は工程216がＮＯの判定を行なったとき、又は工程215b、工程217に続いて実行される異常処理手段となるサブルーチンプログラムであり、当該工程ブロック230では、図７、図８で詳述するとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程219へ移行するようになっている。
生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程ブロック230へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程215bへ移行する判定ステップとなっている。
工程215bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶するステップとなり、工程217は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天絡異常を仮記憶する
ステップであるが、仮記憶された異常状態は、後述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
工程ブロック230は、工程215aがYESの判定を行なったとき、又は工程216がＮＯの判定を行なったとき、又は工程215b、工程217に続いて実行される異常処理手段となるサブルーチンプログラムであり、当該工程ブロック230では、図７、図８で詳述するとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程219へ移行するようになっている。
以上の通り、この実施の形態１では、工程200から工程219に至る一巡のフローによって一個分の排気ガスセンサの正端異常と負端異常が点検され、一巡のフローの繰返し循環実行によって順次他の排気ガスセンサに関する異常点検が行なわれるようになっている。
なお、工程ブロク220は、工程203、工程210に先立って実行するようにしても良い。
なお、工程ブロク220は、工程203、工程210に先立って実行するようにしても良い。
次に、図４における第２の異常診断に関する動作説明用のフローチャートである図５、図６について説明する。
図５、図６において、工程310は、第二の異常診断の動作開始ステップであり、図４の工
程203に続いて実行され、後述の工程319に続いて工程204へ復帰するように構成されている。
工程310に続く一連の工程311〜318cによって構成された工程ブロック320a、320bは、図４における工程ブロック210の内容を表現したものである。
まず、工程310に続いて実行される工程311は、図示しないフラグの動作状態を監視して図４の工程ブロック220が実行されたかどうかを判定し、実行されていなければ図４の工程204へ復帰して、工程ブロック220を先行動作させるための判定ステップとなっている。
工程311が工程ブロック220による第一の診断を実行済であると判定すると、工程312へ移行する。
工程312は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換された測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2をＲＡＭメモリ112の第二アドレスに読み出す。
続く工程313aは、工程ブロック220による判定結果として負端子配線が正常であったかど
うかを判定し、正常であればYESの判定を行なって工程314aへ移行し、異常であればNOの判定を行なって工程313bへ移行する判定ステップとなっている。
図５、図６において、工程310は、第二の異常診断の動作開始ステップであり、図４の工
程203に続いて実行され、後述の工程319に続いて工程204へ復帰するように構成されている。
工程310に続く一連の工程311〜318cによって構成された工程ブロック320a、320bは、図４における工程ブロック210の内容を表現したものである。
まず、工程310に続いて実行される工程311は、図示しないフラグの動作状態を監視して図４の工程ブロック220が実行されたかどうかを判定し、実行されていなければ図４の工程204へ復帰して、工程ブロック220を先行動作させるための判定ステップとなっている。
工程311が工程ブロック220による第一の診断を実行済であると判定すると、工程312へ移行する。
工程312は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換された測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2をＲＡＭメモリ112の第二アドレスに読み出す。
続く工程313aは、工程ブロック220による判定結果として負端子配線が正常であったかど
うかを判定し、正常であればYESの判定を行なって工程314aへ移行し、異常であればNOの判定を行なって工程313bへ移行する判定ステップとなっている。
工程313bは、図４の工程ブロック220による判定が負線地絡であったかどうかを読出し
、負線地絡であれば工程317aへ移行し、負線地絡でなければ工程313cへ移行する判定ステップである。
工程313cは、後述の工程343b（図７参照）によって、オフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発
生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程317aへ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程315へ移行する判定ステップとなっている。
工程314aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、第二の閾値電圧ｅ2のデジタル変換値de2による帯域値とを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程314bへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程316aへ移行する判定ステップとなっている。
なお、第二の閾値電圧ｅ2の値は、例えば1.5〜2.5Ｖの値であり、この値は厳密にはオフ
セット電圧Ｖ1＝2.5Ｖ未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧ｅ1を
超過する帯域値であり、第一の閾値電圧ｅ1は、前記オフセット電圧Ｖ1の値から異常低下電圧Ｖn＝−１Ｖの絶対値を減じた値である1.5Ｖ以下の値となる電圧である。
工程314bは、冠水異常状態であることを仮記憶するステップである。
、負線地絡であれば工程317aへ移行し、負線地絡でなければ工程313cへ移行する判定ステップである。
工程313cは、後述の工程343b（図７参照）によって、オフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発
生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程317aへ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程315へ移行する判定ステップとなっている。
工程314aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、第二の閾値電圧ｅ2のデジタル変換値de2による帯域値とを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程314bへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程316aへ移行する判定ステップとなっている。
なお、第二の閾値電圧ｅ2の値は、例えば1.5〜2.5Ｖの値であり、この値は厳密にはオフ
セット電圧Ｖ1＝2.5Ｖ未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧ｅ1を
超過する帯域値であり、第一の閾値電圧ｅ1は、前記オフセット電圧Ｖ1の値から異常低下電圧Ｖn＝−１Ｖの絶対値を減じた値である1.5Ｖ以下の値となる電圧である。
工程314bは、冠水異常状態であることを仮記憶するステップである。
工程315は、図４の工程ブロック220の判定が負線天絡であったかどうかを読み出して、負線天絡であればYESの判定を行なって工程316aへ移行し、負線天絡でなければNOの判定を行なって、図６の工程318aへ移行する判定ステップである。
工程316aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、第一の閾値電圧ｅ1のデジタル変換値de1を比較して、Ｖd≦ｅ1であればYESの判定を行なって工程316bへ移行し、Ｖd＞ｅ1であればＮＯの判定を行なって工程317aへ移行する判定ステップである。
第一の閾値電圧ｅ1は、オフセット電圧Ｖ1の値から異常低下電圧Ｖn＝−１Ｖの絶対値を
減じた値である1.5Ｖ以下の値であって、グランド電位に接近した値として例えば0.5Ｖが使用される。
工程316bは、正線地絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程317aは、工程315による読出し結果が負線天絡であったかどうかによって、負線
天絡であればYESの判定を行なって図６の工程318aへ移行し、負線天絡でなければNOの判定を行なって工程317bへ移行する判定ステップである。
工程316aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、第一の閾値電圧ｅ1のデジタル変換値de1を比較して、Ｖd≦ｅ1であればYESの判定を行なって工程316bへ移行し、Ｖd＞ｅ1であればＮＯの判定を行なって工程317aへ移行する判定ステップである。
第一の閾値電圧ｅ1は、オフセット電圧Ｖ1の値から異常低下電圧Ｖn＝−１Ｖの絶対値を
減じた値である1.5Ｖ以下の値であって、グランド電位に接近した値として例えば0.5Ｖが使用される。
工程316bは、正線地絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程317aは、工程315による読出し結果が負線天絡であったかどうかによって、負線
天絡であればYESの判定を行なって図６の工程318aへ移行し、負線天絡でなければNOの判定を行なって工程317bへ移行する判定ステップである。
工程317bは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、第四の閾値電圧ｅ4を比較して、ｅ4≦Ｖdであれば、YESの判定を行なって工程317cへ移行し、
Ｖd＜ｅ4であれば、ＮＯの判定を行なって図６の工程318aへ移行する判定ステップである。
第四の閾値電圧ｅ4は、制御電源電圧Ｖccよりも若干低い電圧として例えば4.6Ｖが適用されている。
工程317cは、正線天絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程318aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2が、第三の閾値電圧ｅ3の帯域内にあるかどうかを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程318bへ移行し、帯域外であればＮＯの判定を行なって復帰工程319へ移行する判定ステップである。
第三の閾値電圧ｅ3は、正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Ｖpを中心として、例えば0.95Ｖp〜1.05Ｖp程度の帯域幅をもっている。
また、バイアス電圧Ｖpは、オフセット電圧Ｖ1＝2.5Ｖとリッチ側飽和電圧Ｖm＝1.0Ｖと
の加算値3.5Ｖ以上の値であって、制御電源電圧Ｖcc＝５Ｖよりも低い電圧であり、その
中間値である4.2Ｖが使用される。
Ｖd＜ｅ4であれば、ＮＯの判定を行なって図６の工程318aへ移行する判定ステップである。
第四の閾値電圧ｅ4は、制御電源電圧Ｖccよりも若干低い電圧として例えば4.6Ｖが適用されている。
工程317cは、正線天絡異常状態であることを仮記憶するステップである。
続く工程318aは、工程312で読み出された測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2が、第三の閾値電圧ｅ3の帯域内にあるかどうかを比較して、帯域内であればYESの判定を行なって工程318bへ移行し、帯域外であればＮＯの判定を行なって復帰工程319へ移行する判定ステップである。
第三の閾値電圧ｅ3は、正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Ｖpを中心として、例えば0.95Ｖp〜1.05Ｖp程度の帯域幅をもっている。
また、バイアス電圧Ｖpは、オフセット電圧Ｖ1＝2.5Ｖとリッチ側飽和電圧Ｖm＝1.0Ｖと
の加算値3.5Ｖ以上の値であって、制御電源電圧Ｖcc＝５Ｖよりも低い電圧であり、その
中間値である4.2Ｖが使用される。
なお、バイアス電圧Ｖpとしては、オフセット電圧Ｖ1＝2.5Ｖからリーン側最低電圧Ｖn＝−1.0Ｖの絶対値を減じた減算値1.5Ｖ以下の値であって、グランド回路よりも低い電圧であって、第一の閾値電圧ｅ1＝0.5Vよりも高い電圧となる例えば1.0Vを使用することも
可能であり、要は正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用されるものである。
可能であり、要は正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用されるものである。
工程318bは、運転開始後所定時間以上が経過して、排気ガスセンサ103a〜103dの周辺温度が所定の活性化温度に達しているかどうかを判定し、活性化状態でなければNOの判定を行なって復帰工程319へ移行し、活性化状態であれば工程318cへ移行する判定ステップである。
工程318cは、回路断線異常状態であることを仮記憶するステップであり、続いて復帰工程319へ移行し、その後図４の工程204へ移行するようになっている。
工程318cは、回路断線異常状態であることを仮記憶するステップであり、続いて復帰工程319へ移行し、その後図４の工程204へ移行するようになっている。
以上の動作を概括説明すると、工程314bは冠水異常検出手段、工程316bは正線地絡異常検出手段、工程317cは正線天絡異常検出手段、工程318cは回路断線異常検出手段であり、工程311から工程317cで構成された工程ブロック320aと、工程318a、318b、318cで構成された工程ブロック320bは第二の異常診断手段であり、工程313b、313c、315で構成された工程ブロック330は正線異常判定回避手段となっている。
工程313b、313cによって、負線地絡状態、又はオフセット電圧Ｖ1の遮断中においては、
工程314bによる冠水異常検出や工程316bによる正線地絡異常検出は行なわないようになっている。また、工程315による負線天絡状態では、工程314bによる冠水異常検出は行なわれないようになっている。同様に、工程317aによる負線天絡状態では工程317cによる正線天絡異常検出は行なわれないようになっている。
工程313b、313cによって、負線地絡状態、又はオフセット電圧Ｖ1の遮断中においては、
工程314bによる冠水異常検出や工程316bによる正線地絡異常検出は行なわないようになっている。また、工程315による負線天絡状態では、工程314bによる冠水異常検出は行なわれないようになっている。同様に、工程317aによる負線天絡状態では工程317cによる正線天絡異常検出は行なわれないようになっている。
次に、図４における異常処理手段230に関する動作説明用のフローチャートである図７
、図８について説明する。
図７、図８において、工程340は、異常処理手段の動作開始ステップであり、工程340は図４の工程ブロック220に続いて実行され、後述の工程349に続いて工程219へ復帰するように構成されている。
工程340に続く一連の工程341〜346cによって構成された工程ブロック350は、図４における工程ブロック230の内の異常処理手段の内容を表現したものであり、続く一連の工程347a〜348dによって構成された工程ブロック351は、図４における工程ブロック230の内の空燃比判定手段の内容を表現したものである。
工程340に続いて実行される工程341は、図４の工程ブロック210や、工程ブロック220において何らかの異常判定記憶がなされているかどうかを検索し、異常判定記憶がなければNOの判定を行なって工程347aへ移行し、異常判定記憶があればYESの判定を行なって工程342aへ移行する判定ステップである。
工程342aは、図４の工程ブロック220と工程ブロック210を再度実行して、異常判定が一時的な誤動作判定ではなかったかどうかの確認を行なうステップ、続く工程342bは、工程342aによって再度異常判定が確認されたときはYESの判定を行なって工程342cへ移行し、異常が再現しなければNOの判定を行なって工程345aへ移行する判定ステップである。
、図８について説明する。
図７、図８において、工程340は、異常処理手段の動作開始ステップであり、工程340は図４の工程ブロック220に続いて実行され、後述の工程349に続いて工程219へ復帰するように構成されている。
工程340に続く一連の工程341〜346cによって構成された工程ブロック350は、図４における工程ブロック230の内の異常処理手段の内容を表現したものであり、続く一連の工程347a〜348dによって構成された工程ブロック351は、図４における工程ブロック230の内の空燃比判定手段の内容を表現したものである。
工程340に続いて実行される工程341は、図４の工程ブロック210や、工程ブロック220において何らかの異常判定記憶がなされているかどうかを検索し、異常判定記憶がなければNOの判定を行なって工程347aへ移行し、異常判定記憶があればYESの判定を行なって工程342aへ移行する判定ステップである。
工程342aは、図４の工程ブロック220と工程ブロック210を再度実行して、異常判定が一時的な誤動作判定ではなかったかどうかの確認を行なうステップ、続く工程342bは、工程342aによって再度異常判定が確認されたときはYESの判定を行なって工程342cへ移行し、異常が再現しなければNOの判定を行なって工程345aへ移行する判定ステップである。
工程342cは、工程342aで確認判定された異常部位と異常モードをＲＡＭメモリ112に確定記憶するステップ、続く工程343aは、工程342cによる確定記憶内容が、正線地絡状態であったかどうかを判定し、正線地絡状態であればYESの判定を行なって工程343bへ移行し、正線地絡状態でなければNOの判定を行なって工程344へ移行する判定ステップである。
工程343bは、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルを「Ｈ」にしてオフセット電圧遮
断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧Ｖ1をゼロにするステップである。続く工程344は、図示しない警報・表示器に対する駆動指令を発生して異常報知を行なう
ステップである。
続く工程345aは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧Ｖ1の印加を有効にする時期であるかどうかを判定し、例えば数百ｍsecあたりで１回だけ一巡の制御動作期間においてYESの判定を行って工程345bへ移行し、他の大半の時
間帯ではNOの判定を行なって工程346aへ移行する判定ステップである。
工程345bは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧Ｖ1の印加を有効にすると共に、正線地絡異常の有無を検出するステップである。
工程343bは、オフセット電圧制御指令Ｄrの論理レベルを「Ｈ」にしてオフセット電圧遮
断回路125を導通させ、その結果としてオフセット電圧Ｖ1をゼロにするステップである。続く工程344は、図示しない警報・表示器に対する駆動指令を発生して異常報知を行なう
ステップである。
続く工程345aは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧Ｖ1の印加を有効にする時期であるかどうかを判定し、例えば数百ｍsecあたりで１回だけ一巡の制御動作期間においてYESの判定を行って工程345bへ移行し、他の大半の時
間帯ではNOの判定を行なって工程346aへ移行する判定ステップである。
工程345bは、工程343bによるオフセット電圧遮断指令を一時的に解除して、オフセット電圧Ｖ1の印加を有効にすると共に、正線地絡異常の有無を検出するステップである。
続く工程346aは、異常履歴情報を保存する時期であるかどうかの判定ステップであり、該工程346aは、例えば図示しない電源スイッチが開路された後であって、電源リレーの出力接点102が継続閉路している所定期間においてYESの判定を行って工程346bへ移行し、電源スイッチが閉路されているときにはNOの判定を行なって工程347aへ移行するようになっている。
工程346bは、不揮発性のデータメモリ113に対して既に書き込まれていた過去の履歴情報
を読み出して、異常部位と異常モード別の異常発生回数情報を得るステップ、続く工程346cは、工程342cで確定記憶した異常部位と異常モードについて異常発生回数を一回分加算して、再度データメモリ113に対して転送保存するステップであり、工程346cに続いて復帰工程349へ移行する。
工程346bは、不揮発性のデータメモリ113に対して既に書き込まれていた過去の履歴情報
を読み出して、異常部位と異常モード別の異常発生回数情報を得るステップ、続く工程346cは、工程342cで確定記憶した異常部位と異常モードについて異常発生回数を一回分加算して、再度データメモリ113に対して転送保存するステップであり、工程346cに続いて復帰工程349へ移行する。
工程347aは、工程342a又は工程342cによって異常状態が再確認又は確定記憶されているかどうかを判定し、異常があればYESの判定を行なって工程347bへ移行し、異常がなければNOの判定を行なって工程347dへ移行する判定ステップである。
工程347bは、工程347aで読み出された異常内容が負線地絡異常であったかどうかを判定し、負線地絡異常であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、負線地絡異常でなければNOの判定を行なって工程347cへ移行する判定ステップである。
工程347cは、工程343bによってオフセット電圧遮断指令が発生しているかどうかを判定し、遮断中であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、オフセット電圧Ｖ1が有効印加されておればればNOの判定を行なって工程348eへ移行する判定ステップである。
工程347bは、工程347aで読み出された異常内容が負線地絡異常であったかどうかを判定し、負線地絡異常であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、負線地絡異常でなければNOの判定を行なって工程347cへ移行する判定ステップである。
工程347cは、工程343bによってオフセット電圧遮断指令が発生しているかどうかを判定し、遮断中であればYESの判定を行なって工程347dへ移行し、オフセット電圧Ｖ1が有効印加されておればればNOの判定を行なって工程348eへ移行する判定ステップである。
工程347dは、正端子電位の測定電圧Ｖdのデジタル変換値Ｄ2と、負端子電位のデジタル変換値Ｄ1との差分電圧Ｄ2−Ｄ1を算出するステップである。
続く工程348aは、差分電圧Ｄ2−Ｄ1が排気ガスセンサのリーン側正常電圧Ｖ0＝0〜0.1Ｖ
から、リッチ側飽和電圧Ｖm＝0.85〜1.0Ｖの範囲である0〜1.0Ｖの正常範囲内であるかどうかを判定し、正常範囲外であればNOの判定を行なって工程348eへ移行し、正常範囲内であればYESの判定を行なって工程348bへ移行する判定ステップである。
工程348bは、比較基準閾値として例えば0.45Ｖを境として、閾値以上であればYESの判定を行なって工程348cへ移行し、閾値未満であればNOの判定を行なって工程348dへ移行する判定ステップである。
工程348cは、燃料リッチ状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微減させるステップ、工程348dは、燃料リーン状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微増させるステップである。
工程348eは、工程348c、工程348dによって判定されていた空燃比の状態判定を解除し、マイクロプロセッサ110はプログラムメモリ111Aに格納されている制御プログラムに基づいて、エアーフローセンサによって検出された吸気量を理論空燃比（約15）で割って得られる所要供給燃料に対応した開弁期間による燃料噴射の開ループ制御を行ない、排気ガスセンサを用いた空燃比の閉ループが解除されるものである。
続く工程348aは、差分電圧Ｄ2−Ｄ1が排気ガスセンサのリーン側正常電圧Ｖ0＝0〜0.1Ｖ
から、リッチ側飽和電圧Ｖm＝0.85〜1.0Ｖの範囲である0〜1.0Ｖの正常範囲内であるかどうかを判定し、正常範囲外であればNOの判定を行なって工程348eへ移行し、正常範囲内であればYESの判定を行なって工程348bへ移行する判定ステップである。
工程348bは、比較基準閾値として例えば0.45Ｖを境として、閾値以上であればYESの判定を行なって工程348cへ移行し、閾値未満であればNOの判定を行なって工程348dへ移行する判定ステップである。
工程348cは、燃料リッチ状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微減させるステップ、工程348dは、燃料リーン状態の判定出力を発生して、燃料噴射弁の開弁期間を微増させるステップである。
工程348eは、工程348c、工程348dによって判定されていた空燃比の状態判定を解除し、マイクロプロセッサ110はプログラムメモリ111Aに格納されている制御プログラムに基づいて、エアーフローセンサによって検出された吸気量を理論空燃比（約15）で割って得られる所要供給燃料に対応した開弁期間による燃料噴射の開ループ制御を行ない、排気ガスセンサを用いた空燃比の閉ループが解除されるものである。
工程348c、工程348d、348eに続いて工程349へ移行し、工程349から図４の動作終了工程219へ移行するようになっている。
工程348bに判定帯域を設け、例えば工程347dで算出された差分電圧が0.3〜0.7Ｖの範囲にあるときには、適正空燃比に制御されていると判定して、燃料噴射弁の開弁期間を現状維持するように制御してもよい。
以上で説明した制御フローにおいて、工程342aは判定確認手段、工程343bはオフセット電圧遮断指令手段、工程344は異常報知手段、工程345bは正線正常再確認手段、工程346cは履歴情報保存手段となっている。
工程348bに判定帯域を設け、例えば工程347dで算出された差分電圧が0.3〜0.7Ｖの範囲にあるときには、適正空燃比に制御されていると判定して、燃料噴射弁の開弁期間を現状維持するように制御してもよい。
以上で説明した制御フローにおいて、工程342aは判定確認手段、工程343bはオフセット電圧遮断指令手段、工程344は異常報知手段、工程345bは正線正常再確認手段、工程346cは履歴情報保存手段となっている。
なお、工程ブロック220による負端子配線の地絡異常、天絡異常の検出を行なわない場
合には、オフセット電圧Ｖ1の値をモニタ信号として多チャンネルＡＤ変換器114に入力する必要はなく、プログラムメモリ111Aの中に予めオフセット電圧Ｖ1に比例したデジタル値を制御定数として格納しておいて、当該制御定数を用いて図８の工程347dの差分電圧を算出したり、図５、図６の正端子配線の地絡異常や天絡異常或いは回路断線異常の検出を行なうことができるものである。
但し、図５、図６において、負線は全て正常であると見なして冠水異常検出、正線地絡異常、正線天絡異常、回路断線異常の判定が行なわれることになるので、負線天絡していると正線天絡として検出され、負線地絡していると冠水異常は検出されず、正線正常でありながらも正線地絡として検出されることになるものである。
合には、オフセット電圧Ｖ1の値をモニタ信号として多チャンネルＡＤ変換器114に入力する必要はなく、プログラムメモリ111Aの中に予めオフセット電圧Ｖ1に比例したデジタル値を制御定数として格納しておいて、当該制御定数を用いて図８の工程347dの差分電圧を算出したり、図５、図６の正端子配線の地絡異常や天絡異常或いは回路断線異常の検出を行なうことができるものである。
但し、図５、図６において、負線は全て正常であると見なして冠水異常検出、正線地絡異常、正線天絡異常、回路断線異常の判定が行なわれることになるので、負線天絡していると正線天絡として検出され、負線地絡していると冠水異常は検出されず、正線正常でありながらも正線地絡として検出されることになるものである。
実施形態１の要点と特徴
以上のように、この発明の実施の形態１によるエンジン制御装置100Aは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Aに格納された
制御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制
御するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Aであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、当該排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介して前記ＲＡＭメモリ112に格納され、プログラムメモリ111Aは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段215bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
以上のように、この発明の実施の形態１によるエンジン制御装置100Aは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Aに格納された
制御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制
御するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Aであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、当該排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介して前記ＲＡＭメモリ112に格納され、プログラムメモリ111Aは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段215bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
そして、正線地絡異常検出手段316bは、測定電圧Ｖdを監視して、測定電圧Ｖdがオフセット電圧Ｖ1未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧ｅ1以下であることによって、排気ガスセンサ103a〜103dの正端子配線104a〜104dがグランド回路GNDと混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、オフセット電圧遮断指令手段343bは、正線地絡異常検出手段316bが正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路125に作用してオフセット電圧Ｖ１の印加を停止し、負線地絡異常検出手段215bは負端子電位のデジタル変換値（Ｄ1）がオフセット電圧（Ｖ1）に比例した値を基準にして、過小であることによって負端子配線がグランド線と混触した地絡異常であると判定し、履歴情報保存手段346cは、正線地絡異常又は負線地絡異常の発生の有無を不揮発性のデータメモリ113に格納し、データメモリ113の内容は、保守点検用の外部ツール109によって読出されるものであり、マイクロプロセッサ110は測定電圧（Ｖd）とオフセット電圧（Ｖ1）との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得るようになっている。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態１のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正線地絡異常検出手段が正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、排気ガスセンサの負端子に印加されていたオフセット電圧が遮断解除されるようになっている
。また、オフセット電圧はマイクロプロセッサによってモニタされていて、負線地絡異常
検出手段を備えると共に、正端子電位である測定電圧と負端子電位であるオフセット電圧との差分電圧によって空燃比の判定を行うようになっている。
従って、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができるので、正端子配線の地絡を補修解除することによって、正常復帰させることが可能となり
、排気ガスセンサ自体の部品交換を行う必要がない効果がある。
また、負線地絡異常が発生していても正線地絡異常が発生していなければ差分電圧によって空燃比の判定を持続することができる効果がある。
更に、異常発生状態は識別記憶されて保守点検を容易にすることができる効果がある。
。また、オフセット電圧はマイクロプロセッサによってモニタされていて、負線地絡異常
検出手段を備えると共に、正端子電位である測定電圧と負端子電位であるオフセット電圧との差分電圧によって空燃比の判定を行うようになっている。
従って、正端子配線の地絡異常が発生したときに、オフセット電圧による短絡電流が排気ガスセンサに流入するのを防止して、排気ガスセンサの損傷劣化を防止することができるので、正端子配線の地絡を補修解除することによって、正常復帰させることが可能となり
、排気ガスセンサ自体の部品交換を行う必要がない効果がある。
また、負線地絡異常が発生していても正線地絡異常が発生していなければ差分電圧によって空燃比の判定を持続することができる効果がある。
更に、異常発生状態は識別記憶されて保守点検を容易にすることができる効果がある。
また、実施の形態１において、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子に印加されるオフセット電圧Ｖ1の値は、排気ガスセンサの大気接触面が冠水したときに発生するリーン側異常低下電圧Ｖnの絶対値よりも大きな値である拡大オフセット電圧であると共に、プログラムメモリ111Aは更に、冠水異常検出手段314bとなる制御プログラムを包含し、冠水異常検出手段314bは、測定電圧Ｖdの値が第二の閾値電圧ｅ2による帯域内にあるときに排気ガスセンサ103a〜103dの冠水異常であると判定し、第二の閾値電圧ｅ2の値は、オフセット電圧Ｖ1未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧ｅ1を超過する帯域値であり、第一の閾値電圧ｅ1は、オフセット電圧Ｖ1の値から異常低下電圧Ｖnの絶対値を減じた値以下の値となる電圧であり、履歴情報保存手段346cは更に、冠水異常の発生の有無を不揮発性のデータメモリ113に格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツール109によって読出されるものとなっている。
このように実施の形態１のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの負端子に印加されるオフセット電圧を大きくして、排気ガスセンサの冠水異常を検出するようになっているので、負電圧を扱わない簡易なＡＤ変換器を用いて冠水異常と正線地絡異常の識別を行なうことができ、異常発生履歴情報を読み出すことによって補修点検が容易となる特徴がある。また、正線地絡異常が発生したときには、オフセット電圧遮断指令によってオフセット電圧が遮断されるので、大きなオフセット電圧による大きな短絡電流が排気ガスセンサに流入して、排気ガスセンサの損傷劣化を加速することがない。
また、実施の形態１において、排気ガスセンサは複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、当該複数の排気ガスセンサの各負端子にはオフセット電圧Ｖ1が共通して印加され、プログラムメモリ111Aは更に、正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含し、正線異常判定回避手段330は、負線地絡異常検出手段215bが負線地絡を検出しているとき、又はオフセット電圧遮断回路125がオフセット電圧Ｖ1を遮断しているときには、正線地絡異常検出手段316bによる異常判定は行なわず、測定電圧Ｖdが燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とするようになっている。
このように、負線地絡状態又はオフセット電圧遮断状態においては、正端子電位がグランド電位に接近していても正線地絡異常の判定を回避するようになっているので、オフセット電圧が印加されない状態において、正線地絡異常が発生していなければ正端子電位である測定電圧を監視することによって空燃比の判定を持続することができる特徴がある。
また、複数の排気ガスセンサが使用されていて、当該複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに正線地絡異常が発生したことに伴って、各排気ガスセンサの負端子に共通して印加されていたオフセット電圧の遮断が行なわれている場合に、残りの正常な排気ガスセンサの判定結果を有効として扱うことができる特徴がある。
また、複数の排気ガスセンサが使用されていて、当該複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに正線地絡異常が発生したことに伴って、各排気ガスセンサの負端子に共通して印加されていたオフセット電圧の遮断が行なわれている場合に、残りの正常な排気ガスセンサの判定結果を有効として扱うことができる特徴がある。
また、プログラムメモリ111Aは更に、正線正常再確認手段345bとなる制御プログラムを包含し、正線正常再確認手段345bは、オフセット電圧遮断指令手段343bによってオフセット電圧Ｖ１の印加が停止されている状態において、少なくとも運転開始時、又は運転停止の直前、又は運転中の所定期間毎に、停止されていたオフセット電圧Ｖ1を短時間有効にして、複数の排気ガスセンサ103a〜103dのいずれかに、新たな正線地絡異常が発生していないかどうかを確認するようになっている。
即ち、実施の形態１のエンジン制御装置においては、特定の排気ガスセンサの正線地絡異常発生に伴って停止されていたオフセット電圧は、適時に短時間だけ有効にされて、この期間に他の排気ガスセンサの正線地絡異常の有無が確認されるようになっている。
従って、正線地絡が発生した排気ガスセンサに対する短絡電流は、定常的には遮断されており、正線正常再確認処理を行なう短時間だけ短絡電流が流れるものであって、排気ガスセンサの損傷、劣化を抑制しながら、複数の排気ガスセンサの正線地絡異常、又は冠水異常の有無を判定することができる特徴がある。
即ち、実施の形態１のエンジン制御装置においては、特定の排気ガスセンサの正線地絡異常発生に伴って停止されていたオフセット電圧は、適時に短時間だけ有効にされて、この期間に他の排気ガスセンサの正線地絡異常の有無が確認されるようになっている。
従って、正線地絡が発生した排気ガスセンサに対する短絡電流は、定常的には遮断されており、正線正常再確認処理を行なう短時間だけ短絡電流が流れるものであって、排気ガスセンサの損傷、劣化を抑制しながら、複数の排気ガスセンサの正線地絡異常、又は冠水異常の有無を判定することができる特徴がある。
更に、実施の形態１のエンジン制御装置においては、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子には、グランド回路GNDに接続される高抵抗のプルダウン抵抗144a（〜144d）
とプルアップ抵抗143a（〜143d）を介して所定のバイアス電圧Ｖpが付与されていると共
に、プログラムメモリ111Aは更に、少なくとも負線地絡異常検出手段215bを包含する第一の異常診断手段220と、正線地絡異常検出手段316bを包含する第二の異常診断手段320a、320bと、履歴情報保存手段346cを包含する異常処理手段350となる制御プログラムを包含している。
そして、第一の異常診断手段220は更に、負端子電位のデジタル変換値Ｄ1がオフセット電圧Ｖ1に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段217を包含し、第二の異常診断手段320a、320bは、正線天絡異常検出手段317cと回路断線異常検出手段318cとなる制御プログラムを包含している。
とプルアップ抵抗143a（〜143d）を介して所定のバイアス電圧Ｖpが付与されていると共
に、プログラムメモリ111Aは更に、少なくとも負線地絡異常検出手段215bを包含する第一の異常診断手段220と、正線地絡異常検出手段316bを包含する第二の異常診断手段320a、320bと、履歴情報保存手段346cを包含する異常処理手段350となる制御プログラムを包含している。
そして、第一の異常診断手段220は更に、負端子電位のデジタル変換値Ｄ1がオフセット電圧Ｖ1に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段217を包含し、第二の異常診断手段320a、320bは、正線天絡異常検出手段317cと回路断線異常検出手段318cとなる制御プログラムを包含している。
また、正線天絡異常検出手段317cは、正端子電位のデジタル変換値Ｄ2がオフセット電
圧Ｖ1とリッチ側飽和電圧Ｖmとの加算値Ｖ1＋Ｖmに比例した値を基準にして過大であって、制御電源電圧Ｖccに接近した第四の閾値電圧ｅ4以上となることによって、正端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定し、回路断線異常検出手段318cは、正端子電位のデジタル変換値Ｄ2が、各正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Ｖpを中心とした帯域値を持つ第三の閾値電圧ｅ3の帯域内となることによって、正端子配線又はセンサ内部又は負端子配線のいずれかの回路断線異常であると判定し、バイアス電圧Ｖpは、オフセット電圧Ｖ1とリッチ側飽和電圧Ｖmとの加算値Ｖ1＋Ｖm以上の値であって制御電源電圧Ｖccよりも低い電圧であるか、又はオフセット電圧Ｖ1からリーン側異常低下電圧Ｖnの絶対値を減じた減算値Ｖ1−｜Ｖn｜以下の値であってグランド回路GNDよりも高い電圧であって、正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用され、異常処理手段350は、第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して履歴情報保存手段346cによって異常発生履歴情報をデータメモリ113に保存すると共に、異常報知手段344によって警報・表示出力を発生するものとなっている。
圧Ｖ1とリッチ側飽和電圧Ｖmとの加算値Ｖ1＋Ｖmに比例した値を基準にして過大であって、制御電源電圧Ｖccに接近した第四の閾値電圧ｅ4以上となることによって、正端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定し、回路断線異常検出手段318cは、正端子電位のデジタル変換値Ｄ2が、各正端子配線104a〜104dに与えられたバイアス電圧Ｖpを中心とした帯域値を持つ第三の閾値電圧ｅ3の帯域内となることによって、正端子配線又はセンサ内部又は負端子配線のいずれかの回路断線異常であると判定し、バイアス電圧Ｖpは、オフセット電圧Ｖ1とリッチ側飽和電圧Ｖmとの加算値Ｖ1＋Ｖm以上の値であって制御電源電圧Ｖccよりも低い電圧であるか、又はオフセット電圧Ｖ1からリーン側異常低下電圧Ｖnの絶対値を減じた減算値Ｖ1−｜Ｖn｜以下の値であってグランド回路GNDよりも高い電圧であって、正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用され、異常処理手段350は、第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して履歴情報保存手段346cによって異常発生履歴情報をデータメモリ113に保存すると共に、異常報知手段344によって警報・表示出力を発生するものとなっている。
このように実施の形態１のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正端子側の天絡、地絡、断線異常の有無と、負端子側の天絡、地絡異常の有無を個別に判定して、異常報知するようになっている。従って、負端子配線の地絡異常が発生しても、他の異常が重複発生していないことを確認して、要注意状態での正常運転を持続することができ、この状態を異常報知して保守点検を促すことによって障害発生の予防を行なうことができる特徴がある。
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図１との相違点を中心にして説明する。なお、各図において、同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図９と図１との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線の構成が異なり、図９には、負線断線異常検出手段が付加されているのが主な相違点である。
図９において、エンジン制御装置100Bには、図１と同様に、車載バッテリ101と、電源リ
レーの出力接点102と、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
排気ガスセンサ103aの負端子は、第一の負端子配線108aによってエンジン制御装置100Bに接続されていると共に、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子は渡り配線108b〜108dによって順次接続され、排気ガスセンサ103dの負端子は第二の負端子配線108eによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
図９は、この発明の実施の形態２のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図１との相違点を中心にして説明する。なお、各図において、同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図９と図１との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線の構成が異なり、図９には、負線断線異常検出手段が付加されているのが主な相違点である。
図９において、エンジン制御装置100Bには、図１と同様に、車載バッテリ101と、電源リ
レーの出力接点102と、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの正端子は、正端子配線104a〜104dによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
排気ガスセンサ103aの負端子は、第一の負端子配線108aによってエンジン制御装置100Bに接続されていると共に、各排気ガスセンサ103a〜103dの負端子は渡り配線108b〜108dによって順次接続され、排気ガスセンサ103dの負端子は第二の負端子配線108eによってエンジン制御装置100Bに接続されている。
エンジン制御装置100Bの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、図１と同様に
、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111B、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Bには、エンジン制御装置100Bとしての入出力制御プログラムに加えて、図10、図11で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と分圧抵抗122、123や、オフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図１のものと同様に構成されているが、オフセット電圧発生回路121の出力電圧であるオフセット電圧Ｖ1は、限流抵抗127、第一の負端子配線108a、渡り配線108b〜108dによって、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子に印加されると共に、第二の負端子線108eを介してこのオフセット電圧Ｖ1は、モニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。また、第一、第二の負端子配線108aと108eは、エンジン制御装置100Bの内部で点検用開閉素子124によって常時短絡接続されている。
、例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111B、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Bには、エンジン制御装置100Bとしての入出力制御プログラムに加えて、図10、図11で後述する各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と分圧抵抗122、123や、オフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図１のものと同様に構成されているが、オフセット電圧発生回路121の出力電圧であるオフセット電圧Ｖ1は、限流抵抗127、第一の負端子配線108a、渡り配線108b〜108dによって、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子に印加されると共に、第二の負端子線108eを介してこのオフセット電圧Ｖ1は、モニタ信号としてマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に接続されている。また、第一、第二の負端子配線108aと108eは、エンジン制御装置100Bの内部で点検用開閉素子124によって常時短絡接続されている。
従って、負端子配線がどこかで断線したり、コネクタの接触不良があったような場合には、オフセット電圧Ｖ1は、第一の負端子配線108a側からか、又は第二の負端子配線108e側から供給され、正常動作を持続することができる状態となっている。
しかし、このような負線断線異常が発生すると、マイクロプロセッサ110の点検指令CNTによって点検用開閉素子124を一時的に開路してみることによって、後述の要領で異常判定を行なうことができるようになっている。
一方、正端子配線104a〜104dは、図２で詳述したインタフェース回路140a〜140dを介してマルチプレクサ130の入力端子CH1〜CH4に接続されている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
しかし、このような負線断線異常が発生すると、マイクロプロセッサ110の点検指令CNTによって点検用開閉素子124を一時的に開路してみることによって、後述の要領で異常判定を行なうことができるようになっている。
一方、正端子配線104a〜104dは、図２で詳述したインタフェース回路140a〜140dを介してマルチプレクサ130の入力端子CH1〜CH4に接続されている。
マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110から選択指令SL1、SL2を受けて、入力端子CH1〜CH4に入力されたアナログ信号のどれか一つを選択して、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力するようになっている。
オフセット電圧Ｖ1の値をモニタするアナログ入力ポートAN1には、平滑用コンデンサ142eが接続されていると共に、高抵抗である第二のプルアップ抵抗143eと第二のプルダウン抵抗144eによって構成された分圧電圧が、第二のバイアス電圧Ｖppとして印加されるようになっている。この第二のバイアス電圧Ｖppは、オフセット電圧Ｖ1（＝2.5Ｖ）とは明らかに異なる電圧として、例えばＶpp＝1.25Ｖレベルにしておけばよいものである。
次に、図９のように構成された実施の形態２のエンジン制御装置の作用、動作について、図10、図11に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図９のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプ
ロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Bに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図10、図11に示した異常点検動作が行われるものである。
図９の点検動作説明用のフローチャートである図10において、工程400は、マイクロプ
ロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは、後述の工程419で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程401は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック410は図５、図６で前述した第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、工程ブロック410では、工程401で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程409は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップで
あり、工程401は、工程409で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
まず、図９のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプ
ロセッサ110は定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Bに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して各種電気負荷107に対する駆動制御が実行され、その実行過程で図10、図11に示した異常点検動作が行われるものである。
図９の点検動作説明用のフローチャートである図10において、工程400は、マイクロプ
ロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、当該開始ステップは、後述の工程419で示された動作終了ステップに続いて、所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
続く工程401は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック410は図５、図６で前述した第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、工程ブロック410では、工程401で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程409は、次回の点検動作で実行されるチャンネル番号を更新設定するステップで
あり、工程401は、工程409で更新設定されたチャンネル番号を読み出して、次回の点検動作を行なうようになっている。
工程409に続く一連の工程ブロック420は、図11で後述する第一の異常診断手段となるものであり、工程ブロック420では、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
続く工程ブロック430は、判定処理手段となるサブルーチンプログラムであり、図７、図
８で詳述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程419へ移行するようになっ
ている。従って、この実施の形態２においても、工程400から工程419に至る一巡のフローによって一個分の排気ガスセンサの正端異常と負端異常が点検され、一巡のフローの繰返し循環実行によって順次他の排気ガスセンサに関する異常点検が行なわれるようになっている。なお、工程ブロク420は、工程401〜工程409に先立って実行するようにしても良い。
続く工程ブロック430は、判定処理手段となるサブルーチンプログラムであり、図７、図
８で詳述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程419へ移行するようになっ
ている。従って、この実施の形態２においても、工程400から工程419に至る一巡のフローによって一個分の排気ガスセンサの正端異常と負端異常が点検され、一巡のフローの繰返し循環実行によって順次他の排気ガスセンサに関する異常点検が行なわれるようになっている。なお、工程ブロク420は、工程401〜工程409に先立って実行するようにしても良い。
工程ブロック420の詳細内容を示した動作説明用のフローチャートである図11において
、工程450は、負線断線検出の動作開始ステップであり、工程450は、図10の工程409に続いて実行され、後述の工程459に続いて工程ブロック430へ復帰するように構成されている。
工程450に続く一連の工程451a〜457によって構成された工程ブロックは、図10における工程ブロック420の内容を表現したものである。
まず、工程450に続いて実行される工程451aでは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTによって点検用開閉素子124を開路する。
続く工程452aは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程453は、工程452aで読み出されたデジタル変換値Ｄ1が、第２閾値電圧Ｅ2のデジタル変換値の帯域内に入っているかどうかを判定し、帯域内であればYESの判定を行なって工程455cへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程451bへ移行する判定ステップとなっている。
、工程450は、負線断線検出の動作開始ステップであり、工程450は、図10の工程409に続いて実行され、後述の工程459に続いて工程ブロック430へ復帰するように構成されている。
工程450に続く一連の工程451a〜457によって構成された工程ブロックは、図10における工程ブロック420の内容を表現したものである。
まず、工程450に続いて実行される工程451aでは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTによって点検用開閉素子124を開路する。
続く工程452aは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程453は、工程452aで読み出されたデジタル変換値Ｄ1が、第２閾値電圧Ｅ2のデジタル変換値の帯域内に入っているかどうかを判定し、帯域内であればYESの判定を行なって工程455cへ移行し、帯域外であればNOの判定を行なって工程451bへ移行する判定ステップとなっている。
なお、第２閾値電圧Ｅ2は、第二のプルアップ抵抗143eと第二のプルダウン抵抗144eによって決定される第二のバイアス電圧Ｖpp（例えば1.25Ｖ）に対するデジタル変換値の90％〜110％レベルの帯域値として、1.1〜1.4Ｖが使用されている。
工程455cでは、負線断線異常の発生を仮記憶して工程451bへ移行する。
工程451bは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTを停止して点検用開閉素子124を閉路するステップである。
続く工程452bは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程454は、工程452bで読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第１閾値電圧Ｅ1のデジタル変換値ＤＥ1との大小関係を比較して、Ｄ1＞ＤＥ1であればＮＯの判定を行なって工程456へ移行し、Ｄ1≦ＤＥ1であればYESの判定を行なって工程455aへ移行する判定ステップとなっている。
工程455cでは、負線断線異常の発生を仮記憶して工程451bへ移行する。
工程451bは、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CNTを停止して点検用開閉素子124を閉路するステップである。
続く工程452bは、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程454は、工程452bで読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第１閾値電圧Ｅ1のデジタル変換値ＤＥ1との大小関係を比較して、Ｄ1＞ＤＥ1であればＮＯの判定を行なって工程456へ移行し、Ｄ1≦ＤＥ1であればYESの判定を行なって工程455aへ移行する判定ステップとなっている。
なお、第１閾値電圧Ｅ1の値は、第二のバイアス電圧Ｖppよりも低く、グランド電位よ
りも高い、例えば1.1Ｖが使用される。
工程455aは、図７の工程343bによってオフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって復帰工程459へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程455bへ移行する判定ステップとなっている。
工程455bは、工程454の判定が第１閾値電圧Ｅ1以下であることによって、負端子配線が地絡していると判定してこの状態をＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっている。
工程456は、工程452bで読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第４閾値電圧Ｅ4のデジタル変換値ＤＥ4との大小関係を比較して、Ｄ1＜ＤＥ4であればＮＯの判定を行なって復帰工程459へ移行し、ＤＥ4≦Ｄ1であればYESの判定を行なって工程457へ移行する判定ステップとなっている。
りも高い、例えば1.1Ｖが使用される。
工程455aは、図７の工程343bによってオフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって復帰工程459へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程455bへ移行する判定ステップとなっている。
工程455bは、工程454の判定が第１閾値電圧Ｅ1以下であることによって、負端子配線が地絡していると判定してこの状態をＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっている。
工程456は、工程452bで読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第４閾値電圧Ｅ4のデジタル変換値ＤＥ4との大小関係を比較して、Ｄ1＜ＤＥ4であればＮＯの判定を行なって復帰工程459へ移行し、ＤＥ4≦Ｄ1であればYESの判定を行なって工程457へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第４閾値電圧Ｅ4の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1よりも確実に大きな値である110％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程456がYESの判定を行なうことはない
ようになっている。
工程457は、工程456の判定が第４閾値電圧Ｅ4以上であることによって負端子配線が天絡していると判定して、この状態をＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっていて、
工程457に続いて復帰工程459へ移行する。
なお、工程455bは、負線地絡異常を仮記憶するステップ、工程455cは負線断線異常を仮記憶するステップ、工程457は負線天絡異常を仮記憶するステップであるが、仮記憶された異常状態は、前述の工程ブロック430において再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
ようになっている。
工程457は、工程456の判定が第４閾値電圧Ｅ4以上であることによって負端子配線が天絡していると判定して、この状態をＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっていて、
工程457に続いて復帰工程459へ移行する。
なお、工程455bは、負線地絡異常を仮記憶するステップ、工程455cは負線断線異常を仮記憶するステップ、工程457は負線天絡異常を仮記憶するステップであるが、仮記憶された異常状態は、前述の工程ブロック430において再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
実施形態２の要点と特徴
以上のように、この発明の実施形態２によるエンジン制御装置100Bは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Bに格納された制
御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御
するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Bであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してＲＡＭメモリ112に格納され、プログラムメモリ111Bは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段455bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
以上のように、この発明の実施形態２によるエンジン制御装置100Bは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Bに格納された制
御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御
するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Bであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してＲＡＭメモリ112に格納され、プログラムメモリ111Bは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段455bと、履歴情報保存手段346cとなる制御プログラムを包含している。
そして、排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、これら複数の排気ガスセンサの各負端子には、オフセット電圧Ｖ1が共通して印加され、プログラムメモリ111Bは更に、正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含している。
更に、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの正端子は、個別の正端子配線104a〜104dによって個別にエンジン制御装置100Bに接続され、複数の排気ガスセンサの内で第一の排気ガスセンサ103aの負端子は、第一の負端子配線108aによってエンジン制御装置100Bに接続され、他の排気ガスセンサ103b〜103dの負端子は、渡り配線108b〜108dで相互に順次接続され、最終の排気ガスセンサ103dの負端子は、第二の負端子配線108eによってエンジン制御装置100Bに接続され、第一、第二の負端子配線108a、108eは、エンジン制御装置100B内で接続されて環状回路を構成し、共通のオフセット電圧発生回路121に接続されるようになっている。
以上のように構成されたこの発明の実施の形態２のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの負端子配線は、第一の負端子配線と渡り配線と第二の負端子配線によって環状回路を構成しているので、負端子配線の一部が断線しても正常動作を維持することができると共に、３個以上の排気ガスセンサが使用されているときには、負端子配線を個別接続するのに比べてコネクタ端子数を削減することができる特徴がある。
また、第一、第二の負端子配線108a、108eは、エンジン制御装置100B内で点検用開閉素子124を介して接続されていて、オフセット電圧発生回路121の出力電圧は、点検用開閉素子124を介してモニタ信号電圧として多チャンネルＡＤ変換器114のアナログ入力端子AN1に接続され、アナログ入力端子AN1に対する入力回路には、グランド回路GNDに接続される第二のプルダウン抵抗144e、又は定電圧電源回路120の出力端子に接続される第二のプルアップ抵抗143eの少なくとも一方の抵抗（又は両方の抵抗）が接続されていると共に、プログラムメモリ111Bは更に、負線断線異常検出手段455cとなる制御プログラムを包含し、負線断線異常検出手段455cは、点検用開閉素子124を一時的に開路したときに、モニタ信号電圧の値とオフセット電圧Ｖ1とが一致しているかどうかを比較して、オフセット電圧発生回路121から第一の負端子配線108aと渡り配線108b〜108dと第二の負端子配線108eを経由して多チャンネルＡＤ変換器114に至る配線の断線異常の有無を検出するようになっている。
このように、実施の形態２のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの第一の負端子配線と第二の負端子配線は、点検用開閉素子を介して環状接続されてオフセット電圧に接続され、このオフセット電圧は、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を介して多チャンネルＡＤ変換器に接続されている。従って、負線断線を検出して、実態として障害が発生しない内に保守点検を促すことができる特徴がある。
このように、実施の形態２のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの第一の負端子配線と第二の負端子配線は、点検用開閉素子を介して環状接続されてオフセット電圧に接続され、このオフセット電圧は、プルアップ抵抗又はプルダウン抵抗を介して多チャンネルＡＤ変換器に接続されている。従って、負線断線を検出して、実態として障害が発生しない内に保守点検を促すことができる特徴がある。
実施の形態３．
図12は、この発明の実施の形態３のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図１との相違点を中心にして説明する。
図12の実施の形態３において、図１との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dに対するインンタフェース回路の内容が異なり、短絡異常検出のためのセンサ抵抗測定手段が付加されているのが図１との主な相違点である。なお、図１との同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図12において、エンジン制御装置100Cには、図１と同様に、車載バッテリ101と、電源リレーの出力接点102と、複数の排気ガスセンサ103a〜103dと、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
エンジン制御装置100Cの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、図一と同様に、
例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111C、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Cには、エンジン制御装置100Cとしての入出力制御プログラムに加えて、図14、図15で後述する、各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と、分圧抵抗122、123やオフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図１のものと同様に構成されているが、インタフェース回路140a〜140dに代わって、図13で後述するインタフェース回路150a〜150dが使用され、マイクロプロセッサ110は、点検指令CK1〜CK4を発生してインタフェース回路150a〜150dを制御するようになっている。
図12は、この発明の実施の形態３のエンジン制御装置の構成を示す回路ブロック図であり、以下、図１との相違点を中心にして説明する。
図12の実施の形態３において、図１との相違点は、排気ガスセンサ103a〜103dに対するインンタフェース回路の内容が異なり、短絡異常検出のためのセンサ抵抗測定手段が付加されているのが図１との主な相違点である。なお、図１との同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図12において、エンジン制御装置100Cには、図１と同様に、車載バッテリ101と、電源リレーの出力接点102と、複数の排気ガスセンサ103a〜103dと、各種入力センサ106と、各種電気負荷107とが接続されている。
エンジン制御装置100Cの内部の構成として、マイクロプロセッサ110は、図一と同様に、
例えば不揮発フラッシュメモリであるプログラムメモリ111C、演算処理用のＲＡＭメモリ112、例えば不揮発ＥＥＰＲＯＭメモリであるデータメモリ113、多チャンネルＡＤ変換器114と協働するよう互いにバス接続されている。
プログラムメモリ111Cには、エンジン制御装置100Cとしての入出力制御プログラムに加えて、図14、図15で後述する、各種異常診断手段や異常処理手段となるプログラムが格納されている。
定電圧電源回路120と、分圧抵抗122、123やオフセット電圧発生回路121、オフセット電圧遮断回路125は、図１のものと同様に構成されているが、インタフェース回路140a〜140dに代わって、図13で後述するインタフェース回路150a〜150dが使用され、マイクロプロセッサ110は、点検指令CK1〜CK4を発生してインタフェース回路150a〜150dを制御するようになっている。
図12のインタフェース回路部の詳細回路図である図13において、排気ガスセンサ103a
の正端子配線104aに接続されるインタフェース回路150aは、演算増幅器151aと、演算増幅器151aの非反転入力端子に接続された平滑コンデンサ152aと、バイアス抵抗153aと、分圧抵抗155aとを備え、演算増幅器151aの出力端子は、反転入力端子に負帰還接続されると共に、マルチプレクサ130を介してマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に選択接続されるようになっている。
なお、分圧抵抗155aは、NPN型トランジスタである直列開閉素子156aによってグランド回路に接続され、直列開閉素子156aは、マイクロプロセッサ110の点検指令出力CK1に接続された駆動抵抗157aによって開閉駆動されるようになっている。
低抵抗の分圧抵抗158、159は、定電圧電源回路120の出力電圧を分圧してバイアス電圧
Ｖpを生成し、バイアス抵抗153aの一端には、分圧抵抗158、159によるバイアス電圧Ｖpが印加されている。
インタフェース回路150b〜150dも同様に構成され、負端子配線105a〜105dには、オフセット電圧Ｖ1が印加されている。
の正端子配線104aに接続されるインタフェース回路150aは、演算増幅器151aと、演算増幅器151aの非反転入力端子に接続された平滑コンデンサ152aと、バイアス抵抗153aと、分圧抵抗155aとを備え、演算増幅器151aの出力端子は、反転入力端子に負帰還接続されると共に、マルチプレクサ130を介してマイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に選択接続されるようになっている。
なお、分圧抵抗155aは、NPN型トランジスタである直列開閉素子156aによってグランド回路に接続され、直列開閉素子156aは、マイクロプロセッサ110の点検指令出力CK1に接続された駆動抵抗157aによって開閉駆動されるようになっている。
低抵抗の分圧抵抗158、159は、定電圧電源回路120の出力電圧を分圧してバイアス電圧
Ｖpを生成し、バイアス抵抗153aの一端には、分圧抵抗158、159によるバイアス電圧Ｖpが印加されている。
インタフェース回路150b〜150dも同様に構成され、負端子配線105a〜105dには、オフセット電圧Ｖ1が印加されている。
このように構成された演算増幅器151aの出力電圧である測定電圧Ｖdは、以下の式（３
）（４）で示される。但し、Ｖccは制御電源電圧、Ｒsは排気ガスセンサ103aの等価内部
抵抗、Ｖsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、Ｖ１はオフセット電圧、Ｒ153はバイアス抵抗153aの抵抗値、Ｒ155は分圧抵抗155aの抵抗値であり、Ｒ153＞＞Ｒ155≒Ｒsの関係が成立しているものとする。
）（４）で示される。但し、Ｖccは制御電源電圧、Ｒsは排気ガスセンサ103aの等価内部
抵抗、Ｖsは排気ガスセンサ103aの発生電圧、Ｖ１はオフセット電圧、Ｒ153はバイアス抵抗153aの抵抗値、Ｒ155は分圧抵抗155aの抵抗値であり、Ｒ153＞＞Ｒ155≒Ｒsの関係が成立しているものとする。
まず、直列開閉素子156aが開路しているときの測定電圧ＶdをＶoffとすると、以下の式（３）が成立する。
Ｖoff≒Ｖs＋（Ｖ1＋ΔＶ2） ・・・・・（３）
但し、 ΔＶ2＝Ｖp×Ｒs/Ｒ153
次に、直列開閉素子156aが閉路しているときの測定電圧ＶdをＶonとすると、以下の式
（４）が成立する。但し、直列開閉素子156aを閉路するときには、オフセット電圧遮断回路126も閉路して、オフセット電圧Ｖ1が印加されないようになっている。
Ｖon≒［Ｖs＋ΔＶ2］×Ｒ155/（Ｒs＋Ｒ155） ・・・・（４）
式（３）（４）式をまとめると、以下の式（５）が得られる。
Ｖon≒（Ｖoff−Ｖ1）×Ｒ155/（Ｒs＋Ｒ155） ・・・・・（５）
Ｖoff≒Ｖs＋（Ｖ1＋ΔＶ2） ・・・・・（３）
但し、 ΔＶ2＝Ｖp×Ｒs/Ｒ153
次に、直列開閉素子156aが閉路しているときの測定電圧ＶdをＶonとすると、以下の式
（４）が成立する。但し、直列開閉素子156aを閉路するときには、オフセット電圧遮断回路126も閉路して、オフセット電圧Ｖ1が印加されないようになっている。
Ｖon≒［Ｖs＋ΔＶ2］×Ｒ155/（Ｒs＋Ｒ155） ・・・・（４）
式（３）（４）式をまとめると、以下の式（５）が得られる。
Ｖon≒（Ｖoff−Ｖ1）×Ｒ155/（Ｒs＋Ｒ155） ・・・・・（５）
式（５）を変形すると、以下の式（６）によって内部抵抗Ｒsが算出される。
Ｒs＝［（Ｖoff−Ｖ1）/Ｖon−１］×Ｒ155 ・・・・・・・（６）
一例としてＶ1＝2.5Ｖ、Ｖs＝0〜1.0Ｖ、Ｖcc＝5.0V、Ｒs＝20ＫΩ、Ｒ153＝1000ＫΩ
、Ｒ155＝20ＫΩ、Ｖp＝4.2Ｖとした場合には、 ΔＶ2＝Ｖp（Ｒs/Ｒ153）＝0.08Ｖとなっている。
Ｒs＝［（Ｖoff−Ｖ1）/Ｖon−１］×Ｒ155 ・・・・・・・（６）
一例としてＶ1＝2.5Ｖ、Ｖs＝0〜1.0Ｖ、Ｖcc＝5.0V、Ｒs＝20ＫΩ、Ｒ153＝1000ＫΩ
、Ｒ155＝20ＫΩ、Ｖp＝4.2Ｖとした場合には、 ΔＶ2＝Ｖp（Ｒs/Ｒ153）＝0.08Ｖとなっている。
次に、図12、図13のように構成されたこの発明の実施の形態３の作用、動作について、図14、図15に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図12、図13のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプロセッサ110は、定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Cに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行される。その実行過程で図14、図15に示した異常点検動作が行われるものである。
まず、図12、図13のとおりに構成されたものにおいて、出力接点102が閉路すると、マイクロプロセッサ110は、定電圧電源回路120から給電されて動作を開始し、各種入力センサ106や排気ガスセンサ103a〜103dの動作状態や信号レベルと、プログラムメモリ111Cに格納された入出力制御プログラムの内容に応動して、各種電気負荷107に対する駆動制御が実行される。その実行過程で図14、図15に示した異常点検動作が行われるものである。
次に、図14において、工程500は、マイクロプロセッサ110が点検動作を開始するステップであり、この開始ステップは、後述の工程519で示された動作終了ステップに続いて、
所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
工程500に続く一連の工程512〜517によって構成された工程ブロック520は、第一の異常診断手段となるプログラムの内容を表現したものであり、工程ブロック520では排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
まず、工程500に続いて実行される工程512は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程513は、工程512で読み出されたデジタル変換値Ｄ1、と第３閾値電圧Ｅ3に対応したデジタル変換値ＤＥ3との大小関係を比較して、Ｄ1≦ＤＥ3であればYESの判定を行なって工程515aへ移行し、Ｄ1＞ＤＥ3であればNOの判定を行なって工程516へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第３閾値電圧Ｅ3の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実に
小さな値である90％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程513がYESの判定を行なうことはないようになっている。
所定の待機時間をおいて再度繰返し実行されるようになっている。
工程500に続く一連の工程512〜517によって構成された工程ブロック520は、第一の異常診断手段となるプログラムの内容を表現したものであり、工程ブロック520では排気ガスセンサ103a〜103dの負端子配線に関する地絡、天絡異常の有無の判定が行なわれるようになっている。
まず、工程500に続いて実行される工程512は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN1に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換されたオフセット電圧Ｖ1の値のデジタル変換値Ｄ1を、ＲＡＭメモリ112の第一アドレスに読み出すステップである。
続く工程513は、工程512で読み出されたデジタル変換値Ｄ1、と第３閾値電圧Ｅ3に対応したデジタル変換値ＤＥ3との大小関係を比較して、Ｄ1≦ＤＥ3であればYESの判定を行なって工程515aへ移行し、Ｄ1＞ＤＥ3であればNOの判定を行なって工程516へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第３閾値電圧Ｅ3の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実に
小さな値である90％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程513がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程516は、工程512で読み出されたデジタル変換値Ｄ1と、第４閾値電圧Ｅ4のデジタル変換値ＤＥ4との大小関係を比較して、Ｄ1＜ＤＥ4であればＮＯの判定を行なって工程501へ移行し、ＤＥ4≦Ｄ1であればYESの判定を行なって工程517へ移行する判定ステップとなっている。
なお、第４閾値電圧Ｅ4の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実に
大きな値である110％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程516がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程515aは、図７の工程343bによってオフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程501へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程515bへ移行する判定ステップとなっている。
工程515bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶して工程501
へ移行するステップとなり、工程517は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天
絡異常を仮記憶して工程501へ移行するステップであるが、仮記憶された異常状態は、後
述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
なお、第４閾値電圧Ｅ4の値は、正常なオフセット電圧Ｖ1（例えば2.5Ｖ）よりも確実に
大きな値である110％レベルの値が使用され、正常状態であれば工程516がYESの判定を行なうことはないようになっている。
工程515aは、図７の工程343bによってオフセット電圧Ｖ1の遮断指令が発生しているかどうかを判定し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中であればYESの判定を行なって工程501へ移行し、オフセット電圧Ｖ1が遮断中でなければNOの判定を行なって工程515bへ移行する判定ステップとなっている。
工程515bは、負端子配線の地絡異常が発生したときに負線地絡異常を仮記憶して工程501
へ移行するステップとなり、工程517は、負端子配線の天絡異常が発生したときに負線天
絡異常を仮記憶して工程501へ移行するステップであるが、仮記憶された異常状態は、後
述のとおり再確認されたうえで確定記憶されるようになっている。
工程501は、マルチプレクサ130のチャンネル番号を指定して、点検したいものが排気ガスセンサ103a〜103dの中のどれであるかを設定するステップ、続く工程ブロック510は、図５、図６で前述した、第二の異常診断手段となるサブルーチンプログラムを実行するステップであり、この工程ブロック510では、工程501で指定された排気ガスセンサの正端子配線に関する地絡、天絡、断線異常の有無の判定が行なわれるようになっている。続く工程ブロック508は、図15で詳述するセンサ診断手段となるサブルーチンプログラムであり、この工程ブロック508によって、排気ガスセンサの内部短絡異常又は内部断線異常の有無が判定されるようになっている。
続く工程509は、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの全ての点検動作が完了したかどうか
を判定して、未完了であれば工程501に復帰して残りの排気ガスセンサの点検動作を継続
し、完了であれば工程ブロック530へ移行する判定ステップである。
続く工程509は、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの全ての点検動作が完了したかどうか
を判定して、未完了であれば工程501に復帰して残りの排気ガスセンサの点検動作を継続
し、完了であれば工程ブロック530へ移行する判定ステップである。
工程ブロック530は、判定処理手段となるサブルーチンプログラムであり、この工程ブ
ロック530は、図７、図８で前述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴
情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程519へ移行するようになっている。
従って、この実施の形態３では、工程ブロック520による負端異常の点検が行われてから
、工程501から工程509に至る一巡のフローによって全ての排気ガスセンサの正端異常とセンサ異常の点検が行なわれ、続いて工程ブロック530による判定処理が実行されて一巡の制御フローが終了し、引き続いて動作開始工程500が活性化されるようになっている。
ロック530は、図７、図８で前述したとおり、異常状態の判定確認、異常報知、異常履歴
情報の保存、空燃比の判定などの処理が実行され、続いて点検終了ステップである工程519へ移行するようになっている。
従って、この実施の形態３では、工程ブロック520による負端異常の点検が行われてから
、工程501から工程509に至る一巡のフローによって全ての排気ガスセンサの正端異常とセンサ異常の点検が行なわれ、続いて工程ブロック530による判定処理が実行されて一巡の制御フローが終了し、引き続いて動作開始工程500が活性化されるようになっている。
図14におけるセンサ診断手段508に関する動作説明用のフローチャートである図15において、工程550は、センサ診断手段の動作開始ステップであり、この工程550は、図14の工程ブロック510に続いて実行され、後述の工程559に続いて工程509へ復帰するように構成されている。
工程550に続く一連の工程551〜558によって構成された工程ブロックは、図14における工程ブロック508の内容を表現したものである。
まず、工程550に続いて実行される工程551では、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CK1によって直列開閉素子156aを閉路すると共に、オフセット電圧制御指令Ｄrを発生してオフセット電圧遮断回路125を作動させるようになっている。
続く工程552は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換された測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2を、閉路電圧Ｖonの値としてＲＡＭメモリ112の第三アドレスに読み出すステップである。
なお、工程ブロック510を実行したときには、図５の工程312によって測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2を、開路電圧Ｖoffの値としてＲＡＭメモリ112の第二アドレスに読み出し保存している。
続く工程553は、工程552で読み出し記憶された閉路電圧Ｖonの値と、工程ブロック510内で読出し記憶された開路電圧Ｖoffの値を基にして式（６）によって排気ガスセンサの等価内部抵抗Ｒsを算出するステップである。
工程550に続く一連の工程551〜558によって構成された工程ブロックは、図14における工程ブロック508の内容を表現したものである。
まず、工程550に続いて実行される工程551では、マイクロプロセッサ110が点検指令出力CK1によって直列開閉素子156aを閉路すると共に、オフセット電圧制御指令Ｄrを発生してオフセット電圧遮断回路125を作動させるようになっている。
続く工程552は、マイクロプロセッサ110のアナログ入力ポートAN2に入力され、多チャンネルＡＤ変換器114によってデジタル変換された測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2を、閉路電圧Ｖonの値としてＲＡＭメモリ112の第三アドレスに読み出すステップである。
なお、工程ブロック510を実行したときには、図５の工程312によって測定電圧Ｖdの値のデジタル変換値Ｄ2を、開路電圧Ｖoffの値としてＲＡＭメモリ112の第二アドレスに読み出し保存している。
続く工程553は、工程552で読み出し記憶された閉路電圧Ｖonの値と、工程ブロック510内で読出し記憶された開路電圧Ｖoffの値を基にして式（６）によって排気ガスセンサの等価内部抵抗Ｒsを算出するステップである。
続く工程554は、工程553で算出された内部抵抗Ｒsが、予め定められた正常値に近似しているかどうかを判定し、ほぼ正常値に等しいときにはYESの判定を行なって工程558へ移行し、正常値から乖離しているときには工程555aへ移行する判定ステップとなっている。工程555aは、工程553で算出された内部抵抗Ｒsが正常値に対して過小であれば工程556aへ移行し、過大であれば工程555bへ移行する判定ステップとなっている。
工程555bは、例えば数分間の暖機運転が完了しているかどうかを判定し、暖機完了であれば工程556bへ移行し、暖機未完了であれば工程558へ移行する判定ステップとなっている
。
工程556aは、センサ又は配線の短絡異常判定を行なって、これをＲＡＭメモリ112に仮記
憶するステップ、工程556bは、センサ又は配線の断線異常判定を行なって、これをＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっているが、センサの断線と配線の断線は識別する
ことはできず、図６の工程318cによる回路断線としても検出されるものである。
工程554がYESの判定であったとき、又は工程555bがNOの判定であったとき、又は工程556a、556bに続いて実行される工程558では、工程551で閉路されていた直列開閉素子156aとオフセット電圧遮断回路125を開路し、続いて復帰工程559を経由して図14の工程509へ移行するようになっている。
工程555bは、例えば数分間の暖機運転が完了しているかどうかを判定し、暖機完了であれば工程556bへ移行し、暖機未完了であれば工程558へ移行する判定ステップとなっている
。
工程556aは、センサ又は配線の短絡異常判定を行なって、これをＲＡＭメモリ112に仮記
憶するステップ、工程556bは、センサ又は配線の断線異常判定を行なって、これをＲＡＭメモリ112に仮記憶するステップとなっているが、センサの断線と配線の断線は識別する
ことはできず、図６の工程318cによる回路断線としても検出されるものである。
工程554がYESの判定であったとき、又は工程555bがNOの判定であったとき、又は工程556a、556bに続いて実行される工程558では、工程551で閉路されていた直列開閉素子156aとオフセット電圧遮断回路125を開路し、続いて復帰工程559を経由して図14の工程509へ移行するようになっている。
以上の制御フローにおいて、工程553はセンサ抵抗測定手段、工程556aはセンサ短絡異
常判定手段となるものである。
なお、排気ガスセンサの内部抵抗Ｒsの正常値は、予めプログラムメモリ111Cに格納保存
されているが、工程553で算出された内部抵抗Ｒsの値を順次平均化して、搭載使用された現品の内部抵抗の正常値として使用することもできる。
また、このようにして学習記憶された内部抵抗Ｒsについて、エンジンの稼動初期の値を
初期値として記憶しておいて、現在時点の内部抵抗Ｒsがこの初期値から大幅に変化した
場合には、排気ガスセンサの劣化異常であると判定することもできる。
常判定手段となるものである。
なお、排気ガスセンサの内部抵抗Ｒsの正常値は、予めプログラムメモリ111Cに格納保存
されているが、工程553で算出された内部抵抗Ｒsの値を順次平均化して、搭載使用された現品の内部抵抗の正常値として使用することもできる。
また、このようにして学習記憶された内部抵抗Ｒsについて、エンジンの稼動初期の値を
初期値として記憶しておいて、現在時点の内部抵抗Ｒsがこの初期値から大幅に変化した
場合には、排気ガスセンサの劣化異常であると判定することもできる。
実施形態３の要点と特徴
以上のように、この発明の実施形態３によるエンジン制御装置100Cは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Cに格納された制
御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御
するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Cであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、
排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してＲＡＭメモリ112に格納され、
前記プログラムメモリ111Cは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段515bと、履歴情報保存手段346cなる制御プログラムを包含している。
以上のように、この発明の実施形態３によるエンジン制御装置100Cは、内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサ106の動作状態と、プログラムメモリ111Cに格納された制
御プログラムの内容とに応動して、内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷107を駆動制御
するマイクロプロセッサ110を備えたエンジン制御装置100Cであって、各種入力センサ106は一個又は複数個の排気ガスセンサ103a〜103dを包含し、この排気ガスセンサは、大気接触面側の正端子と排気ガス接触面側の負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として等価電圧源の発生電圧Ｖsがリーン側正常電圧Ｖ0からリッチ側飽和電圧Ｖmの間で変化するものであり、排気ガスセンサ103a〜103dの負端子には、オフセット電圧発生回路121が発生する所定のオフセット電圧Ｖ1が印加されると共に、排気ガスセンサの正端子とグランド回路GND間の電圧である正端子電位は、測定電圧Ｖdとして多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換され、マイクロプロセッサ110を介して演算処理用のＲＡＭメモリ112に格納され、
排気ガスセンサ103a〜103dの負端子とグランド回路GND間の電圧である負端子電位は、多チャンネルＡＤ変換器114を介してデジタル変換されて、マイクロプロセッサ110を介してＲＡＭメモリ112に格納され、
前記プログラムメモリ111Cは、少なくとも正線地絡異常検出手段316bと、オフセット電圧遮断指令手段343bと、負線地絡異常検出手段515bと、履歴情報保存手段346cなる制御プログラムを包含している。
そして、排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサ103a〜103dが使用され、これら複数の排気ガスセンサの各負端子には、オフセット電圧Ｖ1が共通して印加され、プログラムメモリ111Cは更に、正線異常判定回避手段330となる制御プログラムを包含し、正線異常判定回避手段330は、負線地絡異常検出手段515bが負線地絡を検出しているとき、又はオフセット電圧遮断回路125がオフセット電圧Ｖ1を遮断しているときには、正線地絡異常検出手段316bによる異常判定は行なわず、測定電圧Ｖdが燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とするが、燃料リッチ状態を検出していないときは燃料リーン状態であるか又は正線地絡状態であると判定するようになっている。
また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子には、高抵抗のバイアス抵抗153a（〜153d）を介して所定のバイアス電圧Ｖpが付与されていると共に、プログラムメモリ111Cは更に、少なくとも負線地絡異常検出手段515bを包含する第一の異常診断手段520と、正線地絡異常検出手段316bを包含する第二の異常診断手段320a、320bと、履歴情報保存手段346cを包含する異常処理手段350となる制御プログラムを包含し、第一の異常診断手段520は更に、負端子電位のデジタル変換値Ｄ1がオフセット電圧Ｖ1に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段517を包含し、第二の異常診断手段320a、320bは更に、正線天絡異常検出手段317cと回路断線異常検出手段318cとなる制御プログラムを包含し、異常処理手段350は、前記第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して、履歴情報保存手段346cによって異常発生履歴情報をデータメモリ113に保存すると共に、異常報知手段344によって警報・表示出力を発生するものとなっている。
このように、実施の形態３のエンジン制御装置によれば、排気ガスセンサの正端子側の天絡、地絡、断線異常の有無と、負端子側の天絡、地絡異常の有無を個別に判定して、異常報知するようになっているので、負端子配線の地絡異常が発生しても、他の異常が重複発生していないことを確認して、要注意状態での正常運転を持続することができ、この状態を異常報知して保守点検を促すことによって障害発生の予防を行なうことができる特徴がある。
特に、バイアス電圧を得るための分圧抵抗は、各排気ガスセンサに対して共用され、個別にプルアップ抵抗とプルダウン抵抗を設ける必要がないので、安価に構成され、各排気ガスセンサに印加されるバイアス電圧のバラツキ変動がなくなる特徴がある。
特に、バイアス電圧を得るための分圧抵抗は、各排気ガスセンサに対して共用され、個別にプルアップ抵抗とプルダウン抵抗を設ける必要がないので、安価に構成され、各排気ガスセンサに印加されるバイアス電圧のバラツキ変動がなくなる特徴がある。
また、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各正端子の電位は、マルチプレクサ130を介
して多チャンネルＡＤ変換器114の一つのアナログ入力端子AN2に選択接続され、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各負端子に対して共通接続されたオフセット電圧発生回路121の出力電圧は、多チャンネルＡＤ変換器114の他の入力端子AN1に接続され、マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110からの選択指令SL1、SL2によってアナログ入力信号の選択接続を行なうようになっている。
このように、実施の形態３のエンジン制御装置においては、排気ガスセンサの正端子の電位は、マルチプレクサを介して多チャンネルＡＤ変換器の一つのアナログ入力端子に選択接続され、負端子の電位は、他の入力端子に接続されているので、多チャンネルＡＤ変換器のアナログ入力点数を増加させることなく負端子側電位のモニタを行うことができると共に、複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに注目した場合に、その発生電圧を速やかに差分演算して算出することができる特徴がある。
して多チャンネルＡＤ変換器114の一つのアナログ入力端子AN2に選択接続され、複数の排気ガスセンサ103a〜103dの各負端子に対して共通接続されたオフセット電圧発生回路121の出力電圧は、多チャンネルＡＤ変換器114の他の入力端子AN1に接続され、マルチプレクサ130は、マイクロプロセッサ110からの選択指令SL1、SL2によってアナログ入力信号の選択接続を行なうようになっている。
このように、実施の形態３のエンジン制御装置においては、排気ガスセンサの正端子の電位は、マルチプレクサを介して多チャンネルＡＤ変換器の一つのアナログ入力端子に選択接続され、負端子の電位は、他の入力端子に接続されているので、多チャンネルＡＤ変換器のアナログ入力点数を増加させることなく負端子側電位のモニタを行うことができると共に、複数の排気ガスセンサの中の特定の排気ガスセンサに注目した場合に、その発生電圧を速やかに差分演算して算出することができる特徴がある。
また、排気ガスセンサ103a〜103dの正端子には、グランド回路GNDに接続される分圧抵抗155a（〜155d）と直列開閉素子156a（〜156d）との直列回路が接続されていると共に、プログラムメモリ111Cは更に、センサ抵抗測定手段553と、センサ短絡異常判定手段556aとなる制御プログラムを包含し、センサ抵抗測定手段553は、直列開閉素子156a（〜156d）を一時的に閉路したときの正端子電位Ｖonと、直列開閉素子156a（〜156d）を閉路する直前又は再開路した直後の正端子電位Ｖoffとを対比することによって排気ガスセンサ103a〜103dの内部抵抗Ｒsを算出し、センサ短絡異常判定手段556aは、センサ抵抗測定手段553によって測定された排気ガスセンサ103a〜103dの内部抵抗Ｒsが所定の閾値以下であることによって、排気ガスセンサ103a〜103dの内部短絡異常であることを判定するようになっている。
このように、センサの内部抵抗を測定することによってセンサの内部短絡の有無を判定するようになっているので、正端子配線と負端子配線の異常に加えて、排気ガスセンサ自体の異常を検出し、空燃比制御が異常となるのを回避すると共に、保守点検の能率を向上することができる特徴がある。
このように、センサの内部抵抗を測定することによってセンサの内部短絡の有無を判定するようになっているので、正端子配線と負端子配線の異常に加えて、排気ガスセンサ自体の異常を検出し、空燃比制御が異常となるのを回避すると共に、保守点検の能率を向上することができる特徴がある。
更に、実施の形態３のエンジン制御装置においては、直列開閉素子156a（〜156d）はマルチプレクサ130が複数の排気ガスセンサ103a（〜103d）のどれかを選択指定することに
関連して動作し、前回の選択指定時に直列開閉素子156a（〜156d）が閉路しておれば、今回の選択指定時には開路するよう同期制御されるようになっている。
従って、マルチプレクサによる選択段数や多チャンネルＡＤ変換器のアナログ入力点数を増加させることなく内部抵抗の測定が行なえる特徴がある。
関連して動作し、前回の選択指定時に直列開閉素子156a（〜156d）が閉路しておれば、今回の選択指定時には開路するよう同期制御されるようになっている。
従って、マルチプレクサによる選択段数や多チャンネルＡＤ変換器のアナログ入力点数を増加させることなく内部抵抗の測定が行なえる特徴がある。
100A;100B;100Cエンジン制御装置 210;410;510第二の異常診断手段
103a〜103d排気ガスセンサ 215b;455b;515b負線地絡異常検出手段
104a〜104d正端子配線 217;457;517負線天絡異常検出手段
105a〜105d負端子配線 455c負線断線異常検出手段
106各種入力センサ 220;420;520第一の異常診断手段
107各種電気負荷 230;430;530判定処理手段
108a第一の負端子配線
108b〜108d渡り配線 314b冠水異常検出手段
108e第二の負端子配線 316b正線地絡異常検出手段
109外部ツール 317c正線天絡異常検出手段
110マイクロプロセッサ 318c回路断線異常検出手段
111A;111B;111C プログラムメモリ 320a・320b第二の異常診断手段
112ＲＡＭメモリ 330正線異常判定回避手段
113データメモリ
114多チャンネルＡＤ変換器 342a判定確認手段
120定電圧電源回路 343bオフセット電圧遮断指令手段
121オフセット電圧発生回路 344異常報知手段
124点検用開閉素子 345b正線正常再確認手段
125オフセット電圧遮断回路 346c履歴情報保存手段
130マルチプレクサ 350異常処理手段、 351空燃比判定手段
140a;140a;150aインタフェース回路 553センサ抵抗測定手段
141a;141a;151a演算増幅器 556aセンサ短絡異常判定手段
143aプルアップ抵抗
153aバイアス抵抗
143e第二のプルアップ抵抗
144aプルダウン抵抗
144e第二のプルダウン抵抗
152a・152e平滑用コンデンサ
153aバイアス抵抗
155a分圧抵抗
156a直列開閉素子
158・159分圧抵抗
Ｖcc制御電源電圧
Ｖ1オフセット電圧
SL1・SL2選択指令
GNDグランド回路
Ｄrオフセット電圧制御指令
Ｒs内部抵抗
Ｖs発生電圧
Ｖmリッチ側飽和電圧
Ｖ0リーン側正常電圧
Ｖnリーン側異常低下電圧
Ｖpバイアス電圧
Ｖd測定電圧
ΔＶ1微小電圧
Ｄ1負端子電位のデジタル変換値
Ｄ2正端子電位のデジタル変換値
CNT点検指令出力
CK1〜CK4点検指令出力
Ｖb電源端子
Ｖpp第二のバイアス電圧
E１〜E４ 第１閾値電圧〜第４閾値電圧
ｅ1〜ｅ４ 第一の閾値電圧〜第四の閾値電圧
103a〜103d排気ガスセンサ 215b;455b;515b負線地絡異常検出手段
104a〜104d正端子配線 217;457;517負線天絡異常検出手段
105a〜105d負端子配線 455c負線断線異常検出手段
106各種入力センサ 220;420;520第一の異常診断手段
107各種電気負荷 230;430;530判定処理手段
108a第一の負端子配線
108b〜108d渡り配線 314b冠水異常検出手段
108e第二の負端子配線 316b正線地絡異常検出手段
109外部ツール 317c正線天絡異常検出手段
110マイクロプロセッサ 318c回路断線異常検出手段
111A;111B;111C プログラムメモリ 320a・320b第二の異常診断手段
112ＲＡＭメモリ 330正線異常判定回避手段
113データメモリ
114多チャンネルＡＤ変換器 342a判定確認手段
120定電圧電源回路 343bオフセット電圧遮断指令手段
121オフセット電圧発生回路 344異常報知手段
124点検用開閉素子 345b正線正常再確認手段
125オフセット電圧遮断回路 346c履歴情報保存手段
130マルチプレクサ 350異常処理手段、 351空燃比判定手段
140a;140a;150aインタフェース回路 553センサ抵抗測定手段
141a;141a;151a演算増幅器 556aセンサ短絡異常判定手段
143aプルアップ抵抗
153aバイアス抵抗
143e第二のプルアップ抵抗
144aプルダウン抵抗
144e第二のプルダウン抵抗
152a・152e平滑用コンデンサ
153aバイアス抵抗
155a分圧抵抗
156a直列開閉素子
158・159分圧抵抗
Ｖcc制御電源電圧
Ｖ1オフセット電圧
SL1・SL2選択指令
GNDグランド回路
Ｄrオフセット電圧制御指令
Ｒs内部抵抗
Ｖs発生電圧
Ｖmリッチ側飽和電圧
Ｖ0リーン側正常電圧
Ｖnリーン側異常低下電圧
Ｖpバイアス電圧
Ｖd測定電圧
ΔＶ1微小電圧
Ｄ1負端子電位のデジタル変換値
Ｄ2正端子電位のデジタル変換値
CNT点検指令出力
CK1〜CK4点検指令出力
Ｖb電源端子
Ｖpp第二のバイアス電圧
E１〜E４ 第１閾値電圧〜第４閾値電圧
ｅ1〜ｅ４ 第一の閾値電圧〜第四の閾値電圧
Claims (10)
- 内燃機関の運転状態を監視する各種入力センサの動作状態と、プログラムメモリに格納された制御プログラムの内容とに応動して、前記内燃機関の運転駆動用の各種電気負荷を駆動制御するマイクロプロセッサを備えたエンジン制御装置であって、
前記各種入力センサは一個又は複数個の排気ガスセンサを包含し、当該排気ガスセンサは、正端子と負端子間に接続された等価電圧源と等価内部抵抗を有し、所定の活性化温度において理論空燃比を境として前記等価電圧源の発生電圧がリーン側正常電圧からリッチ側飽和電圧の間で変化するものであり、
前記排気ガスセンサの負端子には、オフセット電圧発生回路が発生する所定のオフセット電圧が印加されると共に、当該排気ガスセンサの正端子とグランド回路間の電圧である正端子電位は、測定電圧としてＡＤ変換器を介してデジタル変換され、前記マイクロプロセッサを介して演算処理用のＲＡＭメモリに格納され、
前記排気ガスセンサの負端子とグランド回路間の電圧である負端子電位は、ＡＤ変換器を介してデジタル変換されて、前記マイクロプロセッサを介して前記ＲＡＭメモリに格納され、
前記プログラムメモリは、少なくとも正線地絡異常検出手段と、オフセット電圧遮断指令手段と、負線地絡異常検出手段と、履歴情報保存手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線地絡異常検出手段は、前記測定電圧を監視して当該測定電圧が前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧以下であることによって、前記排気ガスセンサの正端子配線がグランド回路と混触する正端子配線の地絡異常であると判定し、
前記オフセット電圧遮断指令手段は、前記正線地絡異常検出手段が前記正端子配線の地絡異常を検出したことに伴って、オフセット電圧遮断回路に作用して前記オフセット電圧の印加を停止し、
前記負線地絡異常検出手段は、前記負端子電位のデジタル変換値が前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過小であることによって前記負端子配線がグランド回路と混触した地絡異常であると判定し、
前記履歴情報保存手段は、前記正線地絡異常又は負線地絡異常の発生の有無をデータメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出しされるものであり、
前記マイクロプロセッサは前記測定電圧と前記オフセット電圧との差分電圧を監視することによって空燃比の大小判定出力を得ることを特徴とするエンジン制御装置。 - 前記排気ガスセンサの負端子に印加されるオフセット電圧の値は、当該排気ガスセンサの大気接触面が冠水したときに発生するリーン側異常低下電圧の絶対値よりも大きな値である拡大オフセット電圧であると共に、前記プログラムメモリは更に、冠水異常検出手段となる制御プログラムを包含し、当該冠水異常検出手段は、前記測定電圧の値が第二の閾値電圧による帯域内にあるときに前記排気ガスセンサの冠水異常であると判定し、前記第二の閾値電圧の値は、前記オフセット電圧未満の値であって、グランド電位に接近した第一の閾値電圧を超過する帯域値であり、前記第一の閾値電圧は、前記オフセット電圧の値から前記異常低下電圧の絶対値を減じた値以下の値となる電圧であり、前記履歴情報保存手段は、更に前記冠水異常の発生の有無を前記データメモリに格納し、当該データメモリの内容は、保守点検用の外部ツールによって読出しされるものであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
- 前記排気ガスセンサは、複数の排気ガスセンサが使用され、当該複数の排気ガスセンサの各負端子には、前記オフセット電圧が共通して印加され、
前記プログラムメモリは更に、正線異常判定回避手段となる制御プログラムを包含し、
前記正線異常判定回避手段は、前記負線地絡異常検出手段が負線地絡を検出しているとき
、又は前記オフセット電圧遮断回路がオフセット電圧を遮断しているときには、前記正線地絡異常検出手段による異常判定は行なわず、前記測定電圧が燃料リッチ状態を検出すれば当該検出結果を有効とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。 - 前記プログラムメモリは更に、正線正常再確認手段となる制御プログラムを包含し、当該正線正常再確認手段は、前記オフセット電圧遮断指令手段によって前記オフセット電圧の印加が停止されている状態において、少なくとも運転開始時、又は運転停止の直前、又は運転中の所定期間毎に、停止されていた前記オフセット電圧を短時間有効にして、複数の排気ガスセンサのいずれかに新たな正線地絡異常が発生していないかどうかを確認することを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記複数の排気ガスセンサの各正端子には、グランド回路に接続される高抵抗のプルダウン抵抗とプルアップ抵抗、又は高抵抗のバイアス抵抗を介して所定のバイアス電圧が付与されていると共に、前記プログラムメモリは更に、少なくとも前記負線地絡異常検出手段を包含する第一の異常診断手段と、前記正線地絡異常検出手段を包含する第二の異常診断手段と、前記履歴情報保存手段を包含する異常処理手段となる制御プログラムを包含し、前記第一の異常診断手段は更に、前記負端子電位が、前記オフセット電圧に比例した値を基準にして、過大であることによって負端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定する負線天絡異常検出手段を包含し、前記第二の異常診断手段は更に、正線天絡異常検出手段と回路断線異常検出手段となる制御プログラムを包含し、前記正線天絡異常検出手段は、前記正端子電位が、前記オフセット電圧とリッチ側飽和電圧との加算値に比例した値を基準にして過大であって、制御電源電圧に接近した第四の閾値電圧以上となることによって正端子配線が電源線と混触した天絡異常であると判定し、前記回路断線異常検出手段は、前記正端子電位が、前記各正端子配線に与えられたバイアス電圧を中心とした帯域値を持つ第三の閾値電圧の帯域内となることによって、正端子配線又はセンサ内部又は負端子配線のいずれかの回路断線異常であると判定し、前記バイアス電圧は、前記オフセット電圧とリッチ側飽和電圧との加算値以上の値であって制御電源電圧Ｖccよりも低い電圧であるか、又は前記オフセット電圧からリーン側異常低下電圧の絶対値を減じた減算値以下の値であってグランド回路よりも高い電圧であって、正常状態や天絡異常状態又は地絡異常状態では発生しない電圧帯域内の値が使用され、前記異常処理手段は、前記第一、第二の異常診断手段による診断結果に応動して前記履歴情報保存手段によって異常発生履歴情報を前記データメモリに保存すると共に、異常報知手段によって警報・表示出力を発生するものであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記複数の排気ガスセンサの正端子は、個別の正端子配線によって個別に前記エンジン制御装置に接続され、前記複数の排気ガスセンサの内で第一の排気ガスセンサの負端子は、第一の負端子配線によって前記エンジン制御装置に接続され、他の排気ガスセンサの負端子は、渡り配線で相互に順次接続され、最終の排気ガスセンサの負端子は、第二の負端子配線によって前記エンジン制御装置に接続され、前記第一、第二の負端子配線は、前記エンジン制御装置内で接続されて環状回路を構成して共通のオフセット電圧発生回路に接続されるものであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記第一の負端子配線と第二の負端子配線は、前記エンジン制御装置内で点検用開閉素子を介して接続されていて、前記オフセット電圧発生回路の出力電圧は、前記点検用開閉素子を介してモニタ信号電圧として前記多チャンネルＡＤ変換器のアナログ入力端子に接続され、当該アナログ入力端子に対する入力回路には、グランド回路に接続される第二のプルダウン抵抗、又は定電圧電源回路の出力端子に接続される第二のプルアップ抵抗の少なくとも一方の抵抗が接続されていると共に、前記プログラムメモリは更に、負線断線異常検出手段となる制御プログラムを包含し、当該負線断線異常検出手段は、前記点検用開閉素子を一時的に開路したときに、前記モニタ信号電圧の値と前記オフセット電圧との値が一致しているかどうかを比較して、前記オフセット電圧発生回路から第一の負端子配線と渡り配線と第二の負端子配線を経由して前記多チャンネルＡＤ変換器に至る配線の断線異常の有無を検出することを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装置。
- 前記複数の排気ガスセンサの各正端子の電位は、マルチプレクサを介して前記多チャンネルＡＤ変換器の一つのアナログ入力端子に選択接続され、前記複数の排気ガスセンサの各負端子に対して共通接続された前記オフセット電圧発生回路の出力電圧は、前記多チャンネルＡＤ変換器の他の入力端子に接続され、前記マルチプレクサは、前記マイクロプロセッサからの選択指令によってアナログ入力信号の選択接続を行なうものであることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
- 前記排気ガスセンサの正端子には、グランド回路に接続される分圧抵抗と直列開閉素子との直列回路が接続されていると共に、前記プログラムメモリは更に、センサ抵抗測定手段と、センサ短絡異常判定手段となる制御プログラムを包含し、前記センサ抵抗測定手段は、前記直列開閉素子を一時的に閉路したときの正端子電位と、前記直列開閉素子を閉路する直前、又は再開路した直後、の正端子電位とを対比することによって前記排気ガスセンサの内部抵抗を算出し、前記センサ短絡異常判定手段は、前記センサ抵抗測定手段によって測定された排気ガスセンサの内部抵抗が所定の閾値以下であることによって、前記排気ガスセンサの内部短絡異常であることを判定することを特徴とする請求項８に記載のエンジン制御装置
- 前記直列開閉素子は、前記マルチプレクサが複数の排気ガスセンサのどれかを選択指定することに関連して動作し、前回の選択指定時に前記直列開閉素子が閉路しておれば今回の選択指定時には開路するよう同期制御されることを特徴とする請求項９に記載のエンジン制御装置。
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