JPH05171922A - 触媒劣化度検出装置 - Google Patents
触媒劣化度検出装置Info
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- JPH05171922A JPH05171922A JP3335034A JP33503491A JPH05171922A JP H05171922 A JPH05171922 A JP H05171922A JP 3335034 A JP3335034 A JP 3335034A JP 33503491 A JP33503491 A JP 33503491A JP H05171922 A JPH05171922 A JP H05171922A
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- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- 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】 三元触媒の劣化度を正確に求める。
【構成】 三元触媒コンバータ１１上流の機関排気通路
内に第１空燃比センサ１６を配置し、三元触媒コンバー
タ１１下流の機関排気通路内に第２空燃比センサ１８を
配置する。機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
をリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）に一定時間保持し、その後第
１空燃比センサ１６により検出された空燃比と第２空燃
比センサ１８により検出された空燃比との偏差を求め
る。この偏差から三元触媒の劣化度を求める。
内に第１空燃比センサ１６を配置し、三元触媒コンバー
タ１１下流の機関排気通路内に第２空燃比センサ１８を
配置する。機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
をリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）に一定時間保持し、その後第
１空燃比センサ１６により検出された空燃比と第２空燃
比センサ１８により検出された空燃比との偏差を求め
る。この偏差から三元触媒の劣化度を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は触媒劣化度検出装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】通常内燃機関では排気ガスを浄化するた
めに機関排気通路に酸化還元触媒が配置されている。こ
のような酸化還元触媒、例えば三元触媒は機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大き
くなると、即ちリーンになると排気ガス中に存在する過
剰酸素を吸着保持し、機関シリンダ内に供給される混合
気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッ
チになると吸着保持された酸素を放出するＯ2 ストレー
ジ機能を有する。従って、理論空燃比を中心として混合
気をリッチ側又はリーン側に交互に振らせると三元触媒
のもつＯ2 ストレージ機能により混合気がリーンになっ
たときには過剰な酸素が触媒に吸着保持されるためにＮ
ＯX が還元され、混合気がリッチになったときには触媒
に吸着保持された酸素が放出されるためにＨＣおよびＣ
Ｏが酸化され、斯くしてＮＯX ，ＨＣおよびＣＯを同時
に浄化できることになる。
めに機関排気通路に酸化還元触媒が配置されている。こ
のような酸化還元触媒、例えば三元触媒は機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大き
くなると、即ちリーンになると排気ガス中に存在する過
剰酸素を吸着保持し、機関シリンダ内に供給される混合
気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッ
チになると吸着保持された酸素を放出するＯ2 ストレー
ジ機能を有する。従って、理論空燃比を中心として混合
気をリッチ側又はリーン側に交互に振らせると三元触媒
のもつＯ2 ストレージ機能により混合気がリーンになっ
たときには過剰な酸素が触媒に吸着保持されるためにＮ
ＯX が還元され、混合気がリッチになったときには触媒
に吸着保持された酸素が放出されるためにＨＣおよびＣ
Ｏが酸化され、斯くしてＮＯX ，ＨＣおよびＣＯを同時
に浄化できることになる。
【０００３】そこで従来より触媒上流の排気通路内に機
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を検出するた
めの空燃比センサを配置し、混合気がリーンになったと
きには燃料の供給量を増量させ、混合気がリッチになっ
たときには燃料を減量させることにより理論空燃比を中
心として空燃比をリッチ側又はリーン側に交互に振ら
せ、それによってＮＯX ，ＨＣおよびＣＯを同時に低減
せしめるようにしている。
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を検出するた
めの空燃比センサを配置し、混合気がリーンになったと
きには燃料の供給量を増量させ、混合気がリッチになっ
たときには燃料を減量させることにより理論空燃比を中
心として空燃比をリッチ側又はリーン側に交互に振ら
せ、それによってＮＯX ，ＨＣおよびＣＯを同時に低減
せしめるようにしている。
【０００４】ところで三元触媒が劣化すると排気ガス浄
化率が低下する。この場合、排気ガスは三元触媒のもつ
Ｏ2 ストレージ機能によって浄化せしめられるので触媒
が劣化したということはＯ2 ストレージ機能が低下した
ということを意味している。云い換えるとＯ2 ストレー
ジ機能が低下したことを検出できれば触媒が劣化したこ
とを検出できることになる。
化率が低下する。この場合、排気ガスは三元触媒のもつ
Ｏ2 ストレージ機能によって浄化せしめられるので触媒
が劣化したということはＯ2 ストレージ機能が低下した
ということを意味している。云い換えるとＯ2 ストレー
ジ機能が低下したことを検出できれば触媒が劣化したこ
とを検出できることになる。
【０００５】そこで三元触媒下流の排気通路内に第２の
空燃比センサを設け、機関シリンダ内に供給される混合
気の空燃比を例えば一定時間リッチに保持した後にリー
ンに切換え、このリッチからリーンへの切換え後、第２
の空燃比センサにより検出される空燃比がリッチからリ
ーンに変化するまでの時間が予め定められた設定時間よ
りも短かくなったときには三元触媒が劣化したと判断す
るようにした内燃機関が公知である（特開平２−２０７
１５９号公報参照）。この内燃機関ではＯ2 ストレージ
機能が低下すると機関シリンダ内に供給される混合気の
空燃比が例えばリッチからリーンに切換えられた後、第
２の空燃比センサがリッチ信号を発生している時間が短
かくなることに着目して三元触媒が劣化したことを検出
するようにしている。
空燃比センサを設け、機関シリンダ内に供給される混合
気の空燃比を例えば一定時間リッチに保持した後にリー
ンに切換え、このリッチからリーンへの切換え後、第２
の空燃比センサにより検出される空燃比がリッチからリ
ーンに変化するまでの時間が予め定められた設定時間よ
りも短かくなったときには三元触媒が劣化したと判断す
るようにした内燃機関が公知である（特開平２−２０７
１５９号公報参照）。この内燃機関ではＯ2 ストレージ
機能が低下すると機関シリンダ内に供給される混合気の
空燃比が例えばリッチからリーンに切換えられた後、第
２の空燃比センサがリッチ信号を発生している時間が短
かくなることに着目して三元触媒が劣化したことを検出
するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで三元触媒に吸
着保持される酸素の絶対量が少なくなればそれだけＮＯ
X を還元する能力およびＣＯおよびＨＣを酸化させる能
力が低下するので三元触媒に吸着保持される酸素の絶対
量が三元触媒の劣化度を正確に表していることになる。
従って三元触媒の劣化度を正確に検出するには三元触媒
に吸着保持される酸素の絶対量を正確に検出しなければ
ならない。三元触媒に吸着保持される酸素の絶対量は上
述の内燃機関におけるように第２の空燃比センサがリッ
チ信号を発生している時間のみから求めることができ
ず、斯くして上述の内燃機関では三元触媒の劣化度を正
確に検出することができないという問題がある。
着保持される酸素の絶対量が少なくなればそれだけＮＯ
X を還元する能力およびＣＯおよびＨＣを酸化させる能
力が低下するので三元触媒に吸着保持される酸素の絶対
量が三元触媒の劣化度を正確に表していることになる。
従って三元触媒の劣化度を正確に検出するには三元触媒
に吸着保持される酸素の絶対量を正確に検出しなければ
ならない。三元触媒に吸着保持される酸素の絶対量は上
述の内燃機関におけるように第２の空燃比センサがリッ
チ信号を発生している時間のみから求めることができ
ず、斯くして上述の内燃機関では三元触媒の劣化度を正
確に検出することができないという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば第１図の発明の構成図に示されるよ
うに、排気ガス通路内に配置された酸化還元触媒１１
と、酸化還元触媒１１上流の排気通路内に配置されて排
気ガス中の未燃成分の濃度から空燃比を検出しうる第１
の空燃比センサ１６と、酸化還元触媒１１下流の排気通
路内に配置されて排気ガス中の未燃成分の濃度から空燃
比を検出しうる第２の空燃比センサ１８と、酸化還元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチ側となる状態が
継続して酸化還元触媒１１が吸着保持した酸素の放出を
完了した後に第１の空燃比センサ１６により検出された
空燃比と第２の空燃比センサ１８により検出された空燃
比との偏差から触媒の劣化度を検出する劣化度検出手段
とを具備している。
めに本発明によれば第１図の発明の構成図に示されるよ
うに、排気ガス通路内に配置された酸化還元触媒１１
と、酸化還元触媒１１上流の排気通路内に配置されて排
気ガス中の未燃成分の濃度から空燃比を検出しうる第１
の空燃比センサ１６と、酸化還元触媒１１下流の排気通
路内に配置されて排気ガス中の未燃成分の濃度から空燃
比を検出しうる第２の空燃比センサ１８と、酸化還元触
媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチ側となる状態が
継続して酸化還元触媒１１が吸着保持した酸素の放出を
完了した後に第１の空燃比センサ１６により検出された
空燃比と第２の空燃比センサ１８により検出された空燃
比との偏差から触媒の劣化度を検出する劣化度検出手段
とを具備している。
【０００８】
【作用】酸化還元触媒は上述のようにＯ2 ストレージ機
能を有するのでこのＯ2 ストレージ機能を利用すると排
気ガスを良好に浄化することができるが酸化還元触媒は
このＯ2 ストレージ機能と合わせて酸化反応および還元
反応を促進する機能を有している。この場合、触媒が劣
化すれば酸化反応および還元反応を促進する機能も低下
するのでこの機能の低下の度合も触媒の劣化の度合を正
確に表わしていることになる。
能を有するのでこのＯ2 ストレージ機能を利用すると排
気ガスを良好に浄化することができるが酸化還元触媒は
このＯ2 ストレージ機能と合わせて酸化反応および還元
反応を促進する機能を有している。この場合、触媒が劣
化すれば酸化反応および還元反応を促進する機能も低下
するのでこの機能の低下の度合も触媒の劣化の度合を正
確に表わしていることになる。
【０００９】ところで空燃比がリッチ側に保持された場
合には排気ガス中にＨＣ，ＣＯ，Ｈ 2 のような未燃成分
が多量に含まれており、これら未燃成分は燃焼に寄与せ
ず排出されたＯ2 や、或いはＮＯX から酸素を奪うこと
によって酸化還元触媒を通過する際に酸化せしめれら
る。この場合、ＮＯX から酸素を奪う還元反応および未
燃成分の酸化反応が促進されればされるほど触媒を通過
した排気ガス中の未燃成分の濃度は低下し、斯くしてこ
の未燃成分の濃度低下量は触媒の劣化度を正確に表わし
ていることになる。従って上述の如く本発明では第１空
燃比センサと第２空燃比センサにより検出された空燃比
の偏差から触媒の劣化度を検出するようにしている。な
お、Ｏ2 ストレージ機能により触媒に吸着保持された酸
素が放出されている間、未燃成分の酸化反応が行われる
がこのときの第１空燃比センサと第２空燃比センサによ
る検出空燃比の偏差は触媒の劣化度を表わしておらず、
従って上述の如く本発明では吸着保持された酸素が放出
されてＯ2 ストレージ機能によらない触媒による酸化還
元反応の促進作用が開始された後の第１空燃比センサと
第２空燃比センサによる検出空燃比の偏差から触媒の劣
化度を求めている。
合には排気ガス中にＨＣ，ＣＯ，Ｈ 2 のような未燃成分
が多量に含まれており、これら未燃成分は燃焼に寄与せ
ず排出されたＯ2 や、或いはＮＯX から酸素を奪うこと
によって酸化還元触媒を通過する際に酸化せしめれら
る。この場合、ＮＯX から酸素を奪う還元反応および未
燃成分の酸化反応が促進されればされるほど触媒を通過
した排気ガス中の未燃成分の濃度は低下し、斯くしてこ
の未燃成分の濃度低下量は触媒の劣化度を正確に表わし
ていることになる。従って上述の如く本発明では第１空
燃比センサと第２空燃比センサにより検出された空燃比
の偏差から触媒の劣化度を検出するようにしている。な
お、Ｏ2 ストレージ機能により触媒に吸着保持された酸
素が放出されている間、未燃成分の酸化反応が行われる
がこのときの第１空燃比センサと第２空燃比センサによ
る検出空燃比の偏差は触媒の劣化度を表わしておらず、
従って上述の如く本発明では吸着保持された酸素が放出
されてＯ2 ストレージ機能によらない触媒による酸化還
元反応の促進作用が開始された後の第１空燃比センサと
第２空燃比センサによる検出空燃比の偏差から触媒の劣
化度を求めている。
【００１０】
【実施例】図２を参照すると、１は機関本体、２は吸気
ポート、３は排気ポートを夫々示す。各吸気ポート２は
対応する枝管４を介してサージタンク５に連結され、サ
ージタンク５は吸気ダクト６およびエアフローメータ７
を介してエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト６内
にはスロットル弁９が配置される。一方、排気ポート３
は排気マニホルド１０を介して酸化還元触媒である三元
触媒を内蔵した触媒コンバータ１１に接続される。各枝
管４には夫々電子制御ユニット２０の出力信号に基いて
制御される燃料噴射分１２が配置される。
ポート、３は排気ポートを夫々示す。各吸気ポート２は
対応する枝管４を介してサージタンク５に連結され、サ
ージタンク５は吸気ダクト６およびエアフローメータ７
を介してエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト６内
にはスロットル弁９が配置される。一方、排気ポート３
は排気マニホルド１０を介して酸化還元触媒である三元
触媒を内蔵した触媒コンバータ１１に接続される。各枝
管４には夫々電子制御ユニット２０の出力信号に基いて
制御される燃料噴射分１２が配置される。
【００１１】電子制御ユニット２０は双方向性バス２１
によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンメモリ）
２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ
（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出
力ポート２６を具備する。エアフローメータ７は吸入空
気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ
変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。スロ
ットル弁９にはスロットル弁９がアイドリング位置にあ
るときにオンとなるアイドルスイッチ１３が取付けら
れ、このアイドルスイッチ１３の出力信号が入力ポート
２５に入力される。機関本体１には機関冷却水温に比例
した出力電圧を発生する水温センサ１４が取付けられ、
この水温センサ１４の出力電圧がＡＤ変換器２８を介し
て入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５に
は機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数セン
サ１５が接続される。
によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンメモリ）
２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ
（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出
力ポート２６を具備する。エアフローメータ７は吸入空
気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ
変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。スロ
ットル弁９にはスロットル弁９がアイドリング位置にあ
るときにオンとなるアイドルスイッチ１３が取付けら
れ、このアイドルスイッチ１３の出力信号が入力ポート
２５に入力される。機関本体１には機関冷却水温に比例
した出力電圧を発生する水温センサ１４が取付けられ、
この水温センサ１４の出力電圧がＡＤ変換器２８を介し
て入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５に
は機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数セン
サ１５が接続される。
【００１２】触媒コンバータ１１上流の排気通路、例え
ば排気マニホルド１０内には第１の空燃比センサ１６が
配置され、触媒コンバータ１１下流の排気通路１７内に
は第２の空燃比センサ１８が配置される。これら第１空
燃比センサ１６および第２空燃比センサ１８は夫々対応
する電流電圧変換回路２９，３０およびＡＤ変換器３
１，３２を介して入力ポート２５に入力される。また、
出力ポート２６は一方では駆動回路３３を介して燃料噴
射弁１２に接続され、他方では駆動回路３４を介して触
媒の劣化度を表示する表示装置３５に接続される。更に
電子制御ユニット２０はカウンタ３６を具備する。この
カウンタ３６は出力ポート２６に出力されるカウントリ
セット信号によりリセットされ、一旦リセットされると
ただちにカウントアップ作用が開始される。このカウン
タ３６のカウント値は入力ポート２５に入力される。
ば排気マニホルド１０内には第１の空燃比センサ１６が
配置され、触媒コンバータ１１下流の排気通路１７内に
は第２の空燃比センサ１８が配置される。これら第１空
燃比センサ１６および第２空燃比センサ１８は夫々対応
する電流電圧変換回路２９，３０およびＡＤ変換器３
１，３２を介して入力ポート２５に入力される。また、
出力ポート２６は一方では駆動回路３３を介して燃料噴
射弁１２に接続され、他方では駆動回路３４を介して触
媒の劣化度を表示する表示装置３５に接続される。更に
電子制御ユニット２０はカウンタ３６を具備する。この
カウンタ３６は出力ポート２６に出力されるカウントリ
セット信号によりリセットされ、一旦リセットされると
ただちにカウントアップ作用が開始される。このカウン
タ３６のカウント値は入力ポート２５に入力される。
【００１３】図３（Ａ）は第１空燃比センサ１６および
第２空燃比センサ１８の概略図を示している。第１空燃
比センサ１６および第２空燃比センサ１８は排気通路４
０内に配置されたジルコニアからなる筒状部４１を有
し、この筒状部４１の内側面上には白金薄膜からなる陽
極４２が、外側面上には白金薄板からなる陰極４３が夫
々形成される。更に陰極４３は例えば多孔質層４４によ
り覆われている。筒状部４１の内部空間は大気に連通せ
しめられており、陽極４２と陰極４３間には一定電圧が
印加される。この場合、陽極４２と陰極４３間には空燃
比Ａ／Ｆに応じて図３（Ｂ）に示すような電流Ｉが流れ
る。なお、図３（Ｂ）において横軸Ｅは陽極４２と陰極
４３間に印加される電圧を示している。
第２空燃比センサ１８の概略図を示している。第１空燃
比センサ１６および第２空燃比センサ１８は排気通路４
０内に配置されたジルコニアからなる筒状部４１を有
し、この筒状部４１の内側面上には白金薄膜からなる陽
極４２が、外側面上には白金薄板からなる陰極４３が夫
々形成される。更に陰極４３は例えば多孔質層４４によ
り覆われている。筒状部４１の内部空間は大気に連通せ
しめられており、陽極４２と陰極４３間には一定電圧が
印加される。この場合、陽極４２と陰極４３間には空燃
比Ａ／Ｆに応じて図３（Ｂ）に示すような電流Ｉが流れ
る。なお、図３（Ｂ）において横軸Ｅは陽極４２と陰極
４３間に印加される電圧を示している。
【００１４】例えば空燃比がリッチの場合、即ち排気通
路４０内を流れる排気ガス中に多量の未燃成分が含まれ
ている場合には、この未燃成分は多孔質層４４内を拡散
により通過して陰極４３に達し、陰極４３上において酸
素と結合して燃焼せしめられる。このようにして陰極４
３上の酸素が消費されると陰極４３上の酸素を補給する
ために陽極４２から陰極４３に向けてジルコニア筒状部
４１内を酸素イオンが移動し、その結果陽極４２と陰極
４３間には電流Ｉが流れる。この電流値は陰極４３上で
消費される酸素量に比例し、従ってこの電流値は排気ガ
ス中の未燃ガスの濃度に比例することになる。斯くして
この電流値から排気ガス中の未燃ガスの濃度を検出でき
ることになる。ところで空燃比が定まるとそれに応じて
排気ガスの未燃成分の濃度が定まるので電流値は図３
（Ｂ）に示すように空燃比Ａ／Ｆに応じて変化すること
になる。
路４０内を流れる排気ガス中に多量の未燃成分が含まれ
ている場合には、この未燃成分は多孔質層４４内を拡散
により通過して陰極４３に達し、陰極４３上において酸
素と結合して燃焼せしめられる。このようにして陰極４
３上の酸素が消費されると陰極４３上の酸素を補給する
ために陽極４２から陰極４３に向けてジルコニア筒状部
４１内を酸素イオンが移動し、その結果陽極４２と陰極
４３間には電流Ｉが流れる。この電流値は陰極４３上で
消費される酸素量に比例し、従ってこの電流値は排気ガ
ス中の未燃ガスの濃度に比例することになる。斯くして
この電流値から排気ガス中の未燃ガスの濃度を検出でき
ることになる。ところで空燃比が定まるとそれに応じて
排気ガスの未燃成分の濃度が定まるので電流値は図３
（Ｂ）に示すように空燃比Ａ／Ｆに応じて変化すること
になる。
【００１５】陽極４２と陰極４３間に図３（Ｂ）におい
てＥ0 で示す電圧を印加したとすると第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８の陽極４２と陰極４３
間には空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する図４（Ａ）に示す
ような電流Ｉが流れる。この電流Ｉは夫々対応する電流
電圧変換回路２９，３０において電圧に変換され、各電
流電圧変換回路２９，３０の出力端子には空燃比に応じ
て変化する図４（Ｂ）に示すような出力電圧Ｖが発生す
る。従って各電流電圧変換回路２９，３０の出力電圧Ｖ
から空燃比Ａ／Ｆを検出することができることになる。
てＥ0 で示す電圧を印加したとすると第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８の陽極４２と陰極４３
間には空燃比Ａ／Ｆに応じて変化する図４（Ａ）に示す
ような電流Ｉが流れる。この電流Ｉは夫々対応する電流
電圧変換回路２９，３０において電圧に変換され、各電
流電圧変換回路２９，３０の出力端子には空燃比に応じ
て変化する図４（Ｂ）に示すような出力電圧Ｖが発生す
る。従って各電流電圧変換回路２９，３０の出力電圧Ｖ
から空燃比Ａ／Ｆを検出することができることになる。
【００１６】本発明による実施例では燃料噴射弁１２か
らの燃料噴射時間ＴＡＵは次式に基いて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・ＦＡＦ・ＧＡ・Ｃ・Ｍ ここでＴＰ：基本燃料噴射時間 ＦＡＦ：フィードバック補正係数 ＧＡ：学習係数 Ｃ：増量係数 Ｍ：空燃比設定係数 基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時
間であり、この基本燃料噴射時間ＴＰは機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの
関数の形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
らの燃料噴射時間ＴＡＵは次式に基いて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・ＦＡＦ・ＧＡ・Ｃ・Ｍ ここでＴＰ：基本燃料噴射時間 ＦＡＦ：フィードバック補正係数 ＧＡ：学習係数 Ｃ：増量係数 Ｍ：空燃比設定係数 基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時
間であり、この基本燃料噴射時間ＴＰは機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの
関数の形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００１７】フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比を
目標空燃比に維持すべく第１空燃比センサ１６の出力信
号により制御され、このフィードバック補正係数ＦＡＦ
は１．０を中心として変動する。学習係数ＧＡはフィー
ドバック補正係数ＦＡＦが１．０を中心として変動する
ようにするための係数である。
目標空燃比に維持すべく第１空燃比センサ１６の出力信
号により制御され、このフィードバック補正係数ＦＡＦ
は１．０を中心として変動する。学習係数ＧＡはフィー
ドバック補正係数ＦＡＦが１．０を中心として変動する
ようにするための係数である。
【００１８】増量係数Ｃは暖機時や加速時に増量するた
めの係数であって増量しないときには１．０とされる。
空燃比設定係数Ｍは機関の運転状態に応じた予め定めら
れている目標空燃比を得るための係数であって目標空燃
比が理論空燃比のときには１．０となる。次に図５およ
び図６を参照しつつフィードバック補正係数ＦＡＦおよ
び学習係数ＧＡについて簡単に説明する。なお、目標空
燃比が（Ａ／Ｆ）0 であるとすると空燃比設定係数Ｍは
理論空燃比／目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 とされる。
めの係数であって増量しないときには１．０とされる。
空燃比設定係数Ｍは機関の運転状態に応じた予め定めら
れている目標空燃比を得るための係数であって目標空燃
比が理論空燃比のときには１．０となる。次に図５およ
び図６を参照しつつフィードバック補正係数ＦＡＦおよ
び学習係数ＧＡについて簡単に説明する。なお、目標空
燃比が（Ａ／Ｆ）0 であるとすると空燃比設定係数Ｍは
理論空燃比／目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 とされる。
【００１９】図５は一定時間毎の割込みによって実行さ
れるルーチンを示している。図５を参照するとまず初め
にステップ５０において図４（Ｂ）に示す関係から目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した第１空燃比センサ１６の
電流電圧変換回路２９の目標出力電圧Ｅが算出される。
上述したように空燃比設定係数Ｍが理論空燃比／目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 にされた場合にＴＰ・Ｍでもって燃料
噴射をするとこのときの空燃比はほぼ目標空燃比（Ａ／
Ｆ）0 となり、従って第１空燃比センサ１６の電流電圧
変換回路２９の出力電圧Ｖはほぼ目標出力電圧Ｅとな
る。
れるルーチンを示している。図５を参照するとまず初め
にステップ５０において図４（Ｂ）に示す関係から目標
空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した第１空燃比センサ１６の
電流電圧変換回路２９の目標出力電圧Ｅが算出される。
上述したように空燃比設定係数Ｍが理論空燃比／目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 にされた場合にＴＰ・Ｍでもって燃料
噴射をするとこのときの空燃比はほぼ目標空燃比（Ａ／
Ｆ）0 となり、従って第１空燃比センサ１６の電流電圧
変換回路２９の出力電圧Ｖはほぼ目標出力電圧Ｅとな
る。
【００２０】ステップ５０において目標出力電圧Ｅが算
出されるとステップ５１に進んで第１空燃比センサ１６
の電流電圧変換回路２９の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｅ
よりも高いか否か、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対し
てリーン側であるか否かが判別される。Ｖ＞Ｅのとき、
即ちリーン側であるときにはステップ５２に進んで前回
の割込み時にリーン側であったか否かが判別される。前
回の割込み時にリーン側でなかったときはリッチ側から
リーン側に変化したと判断され、ステップ５３に進む。
ステップ５３ではフィードバック補正係数ＦＡＦがＦＡ
ＦＲとされる。次いでステップ５４に進んでＦＡＦにス
キップ値Ｓが加算され、次いでステップ５５に進む。一
方、ステップ５２において前回の割込み時においてもリ
ーン側であると判断されたときはステップ５６に進んで
ＦＡＦに積分値Ｋ（Ｋ＜Ｓ）が加算され、次いでステッ
プ５５に進む。従って図６に示されるようにリッチ側か
らリーン側に変化するとフィードバック補正係数ＦＡＦ
はスキップ値Ｓだけ急激に増大せしめられた後に徐々に
上昇する。
出されるとステップ５１に進んで第１空燃比センサ１６
の電流電圧変換回路２９の出力電圧Ｖが目標出力電圧Ｅ
よりも高いか否か、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対し
てリーン側であるか否かが判別される。Ｖ＞Ｅのとき、
即ちリーン側であるときにはステップ５２に進んで前回
の割込み時にリーン側であったか否かが判別される。前
回の割込み時にリーン側でなかったときはリッチ側から
リーン側に変化したと判断され、ステップ５３に進む。
ステップ５３ではフィードバック補正係数ＦＡＦがＦＡ
ＦＲとされる。次いでステップ５４に進んでＦＡＦにス
キップ値Ｓが加算され、次いでステップ５５に進む。一
方、ステップ５２において前回の割込み時においてもリ
ーン側であると判断されたときはステップ５６に進んで
ＦＡＦに積分値Ｋ（Ｋ＜Ｓ）が加算され、次いでステッ
プ５５に進む。従って図６に示されるようにリッチ側か
らリーン側に変化するとフィードバック補正係数ＦＡＦ
はスキップ値Ｓだけ急激に増大せしめられた後に徐々に
上昇する。
【００２１】これに対してステップ５１においてＶ≦
Ｅ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対してリッチ側であ
ると判断されるとステップ６７に進んで前回の割込み時
にリッチ側であったか否かが判別される。前回の割込み
時にリッチ側でなかったときはリーン側からリッチ側に
変化したと判断され、ステップ５８に進む。ステップ５
８ではフィードバック補正係数ＦＡＦがＦＡＦＬとされ
る。次いでステップ５９に進んでＦＡＦからスキップ値
Ｓが減算され、次いでステップ５５に進む。一方、ステ
ップ５７において前回の割込み時においてもリッチ側で
あると判断されたときはステップ６０に進んでＦＡＦか
ら積分値Ｋが減算され、次いでステップ５５に進む。従
って図６に示されるようにリーン側からリッチ側に変化
するとフィードバック補正係数ＦＡＦはスキップ値Ｓだ
け急激に減少せしめられた後に徐々に下降する。
Ｅ、即ち目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対してリッチ側であ
ると判断されるとステップ６７に進んで前回の割込み時
にリッチ側であったか否かが判別される。前回の割込み
時にリッチ側でなかったときはリーン側からリッチ側に
変化したと判断され、ステップ５８に進む。ステップ５
８ではフィードバック補正係数ＦＡＦがＦＡＦＬとされ
る。次いでステップ５９に進んでＦＡＦからスキップ値
Ｓが減算され、次いでステップ５５に進む。一方、ステ
ップ５７において前回の割込み時においてもリッチ側で
あると判断されたときはステップ６０に進んでＦＡＦか
ら積分値Ｋが減算され、次いでステップ５５に進む。従
って図６に示されるようにリーン側からリッチ側に変化
するとフィードバック補正係数ＦＡＦはスキップ値Ｓだ
け急激に減少せしめられた後に徐々に下降する。
【００２２】ステップ５５ではＦＡＦＬとＦＡＦＲの平
均値が学習係数ＧＡとされる。フィードバック補正係数
ＦＡＦが１．０よりも大きくなれば学習係数ＧＡも１．
０より大きくなるのでＦＡＦは減少せしめられ、ＦＡＦ
が１．０よりも小さくなればＧＡも１．０より小さくな
くのでＦＡＦは増大せしめられ、斯くしてＦＡＦは１．
０を中心に変動せしめられることになる。
均値が学習係数ＧＡとされる。フィードバック補正係数
ＦＡＦが１．０よりも大きくなれば学習係数ＧＡも１．
０より大きくなるのでＦＡＦは減少せしめられ、ＦＡＦ
が１．０よりも小さくなればＧＡも１．０より小さくな
くのでＦＡＦは増大せしめられ、斯くしてＦＡＦは１．
０を中心に変動せしめられることになる。
【００２３】図６に示すフィードバック補正係数ＦＡＦ
の挙動は目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が変化しても同じであ
る。例えば目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比であっ
てもＦＡＦは１．０を中心に変動せしめられる。従って
目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比のとき、即ち空燃
比設定係数Ｍが１．０のときＦＡＦを１．０に固定する
と、即ち空燃比のフィードバック制御を停止すると空燃
比は理論空燃比に維持されることになる。同様に目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比でない場合には空燃比設
定係数Ｍを目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した値とし、
ＦＡＦを１．０に固定すれば空燃比は目標空燃比（Ａ／
Ｆ）0 に維持されることになる。従って空燃比を目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 とするためには空燃比設定係数Ｍを目
標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した値とし、ＦＡＦを１．
０に固定すればよいことになる。
の挙動は目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が変化しても同じであ
る。例えば目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比であっ
てもＦＡＦは１．０を中心に変動せしめられる。従って
目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比のとき、即ち空燃
比設定係数Ｍが１．０のときＦＡＦを１．０に固定する
と、即ち空燃比のフィードバック制御を停止すると空燃
比は理論空燃比に維持されることになる。同様に目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 が理論空燃比でない場合には空燃比設
定係数Ｍを目標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した値とし、
ＦＡＦを１．０に固定すれば空燃比は目標空燃比（Ａ／
Ｆ）0 に維持されることになる。従って空燃比を目標空
燃比（Ａ／Ｆ）0 とするためには空燃比設定係数Ｍを目
標空燃比（Ａ／Ｆ）0 に対応した値とし、ＦＡＦを１．
０に固定すればよいことになる。
【００２４】次に図７を参照しつつ三元触媒の劣化度の
検出方法について説明する。なお、図７において実線は
第１空燃比センサ１６により検出された空燃比を示して
おり、破線は第２空燃比センサ１８により検出された空
燃比を示している。また図７は時刻ｔ1 において機関シ
リンダ内に供給される混合気の空燃比をリーン空燃比か
らリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に強制的に切換えた場合を
示している。
検出方法について説明する。なお、図７において実線は
第１空燃比センサ１６により検出された空燃比を示して
おり、破線は第２空燃比センサ１８により検出された空
燃比を示している。また図７は時刻ｔ1 において機関シ
リンダ内に供給される混合気の空燃比をリーン空燃比か
らリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に強制的に切換えた場合を
示している。
【００２５】図７からわかるように時刻ｔ1 において機
関シリンダ内に供給される空燃比がリーン空燃比からリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に切換えられると第１空燃比セ
ンサ１６により検出される空燃比もリーン空燃比からリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化する。これに対して第２
空燃比センサ１８により検出される空燃比は図７におい
て破線で示すように異なるパターンで変化する。即ち、
時刻ｔ1 において機関シリンダ内に供給される空燃比が
リーン空燃比からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化した
ときに第２空燃比センサ１８により検出される空燃比は
リーン空燃比（Ａ／Ｆ）L から理論空燃比まで変化し、
暫らくの間、理論空燃比に維持された後に（Ａ／Ｆ）R
よりも大きな値のリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）′R まで変化
する。
関シリンダ内に供給される空燃比がリーン空燃比からリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に切換えられると第１空燃比セ
ンサ１６により検出される空燃比もリーン空燃比からリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化する。これに対して第２
空燃比センサ１８により検出される空燃比は図７におい
て破線で示すように異なるパターンで変化する。即ち、
時刻ｔ1 において機関シリンダ内に供給される空燃比が
リーン空燃比からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化した
ときに第２空燃比センサ１８により検出される空燃比は
リーン空燃比（Ａ／Ｆ）L から理論空燃比まで変化し、
暫らくの間、理論空燃比に維持された後に（Ａ／Ｆ）R
よりも大きな値のリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）′R まで変化
する。
【００２６】ところでこのように機関シリンダ内に供給
される混合気が切換えられたときに第２空燃比センサ１
８により検出された空燃比が暫らくの間、理論空燃比に
維持されるのは三元触媒のもつＯ2 ストレージ機能によ
る。即ち、機関シリンダ内に供給される空燃比がリーン
のときには排気ガス中に過剰の酸素が存在し、この過剰
な酸素が三元触媒に吸着保持される。次いで時刻ｔ1 に
おいて機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比がリ
ーン空燃比からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化すると
排気ガス中には空燃比に応じた量のＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 等
の未燃成分が存在することになり、このとき三元触媒に
吸着された酸素がこれら未燃成分を酸化するために使用
される。三元触媒に吸着保持された酸素がこれら未燃成
分を酸化している間、即ち、図７においてΔＴR で示さ
れる間、第２空燃比センサ１８により検出される空燃比
は理論空燃比に維持され、次いで三元触媒に吸着保持さ
れた酸素がなくなるともはや吸着保持された酸素による
未燃成分の酸化作用は行われなくなるので第２空燃比セ
ンサ１８により検出される空燃比はリッチ空燃比とな
る。
される混合気が切換えられたときに第２空燃比センサ１
８により検出された空燃比が暫らくの間、理論空燃比に
維持されるのは三元触媒のもつＯ2 ストレージ機能によ
る。即ち、機関シリンダ内に供給される空燃比がリーン
のときには排気ガス中に過剰の酸素が存在し、この過剰
な酸素が三元触媒に吸着保持される。次いで時刻ｔ1 に
おいて機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比がリ
ーン空燃比からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に変化すると
排気ガス中には空燃比に応じた量のＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 等
の未燃成分が存在することになり、このとき三元触媒に
吸着された酸素がこれら未燃成分を酸化するために使用
される。三元触媒に吸着保持された酸素がこれら未燃成
分を酸化している間、即ち、図７においてΔＴR で示さ
れる間、第２空燃比センサ１８により検出される空燃比
は理論空燃比に維持され、次いで三元触媒に吸着保持さ
れた酸素がなくなるともはや吸着保持された酸素による
未燃成分の酸化作用は行われなくなるので第２空燃比セ
ンサ１８により検出される空燃比はリッチ空燃比とな
る。
【００２７】一方、時刻ｔ2 を経過すると三元触媒に吸
着保持された酸素による未燃成分の酸化作用が終了し、
三元触媒による酸化還元反応の促進作用のみが行われ
る。即ち、空燃比がリッチ空燃比のときでも排気ガス中
には燃焼に寄与しなかった酸素Ｏ2 が存在し、同時にＮ
ＯX も存在する。このとき、未燃成分と燃焼に寄与しな
かったＯ2 との結合作用、即ち未燃成分の酸化作用が三
元触媒によって促進される。また、このとき未燃成分が
ＮＯX から酸素を奪う作用、即ち還元作用と、未燃成分
がこの奪った酸素と結合する作用、即ち酸化作用が三元
触媒によって促進される。その結果、未燃成分の濃度は
三元触媒を通過すると減少することになる。
着保持された酸素による未燃成分の酸化作用が終了し、
三元触媒による酸化還元反応の促進作用のみが行われ
る。即ち、空燃比がリッチ空燃比のときでも排気ガス中
には燃焼に寄与しなかった酸素Ｏ2 が存在し、同時にＮ
ＯX も存在する。このとき、未燃成分と燃焼に寄与しな
かったＯ2 との結合作用、即ち未燃成分の酸化作用が三
元触媒によって促進される。また、このとき未燃成分が
ＮＯX から酸素を奪う作用、即ち還元作用と、未燃成分
がこの奪った酸素と結合する作用、即ち酸化作用が三元
触媒によって促進される。その結果、未燃成分の濃度は
三元触媒を通過すると減少することになる。
【００２８】前述したように第１空燃比センサ１６およ
び第２空燃比センサ１８は未燃成分の濃度から空燃比を
検出しており、従って時刻ｔ2 以後では第２空燃比セン
サ１８により検出されたリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）′R の
ほうが第１空燃比センサ１６により検出されたリッチ空
燃比（Ａ／Ｆ）R よりも大きくなる。三元触媒による酸
化還元反応の促進作用は三元触媒が劣化するほど弱ま
り、また三元触媒による酸化還元反応の促進作用が弱ま
るほど（Ａ／Ｆ）′R と（Ａ／Ｆ）R との偏差Δ（Ａ／
Ｆ）は小さくなる。従ってこの偏差Δ（Ａ／Ｆ）は三元
触媒の劣化度を正確に表していることになる。
び第２空燃比センサ１８は未燃成分の濃度から空燃比を
検出しており、従って時刻ｔ2 以後では第２空燃比セン
サ１８により検出されたリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）′R の
ほうが第１空燃比センサ１６により検出されたリッチ空
燃比（Ａ／Ｆ）R よりも大きくなる。三元触媒による酸
化還元反応の促進作用は三元触媒が劣化するほど弱ま
り、また三元触媒による酸化還元反応の促進作用が弱ま
るほど（Ａ／Ｆ）′R と（Ａ／Ｆ）R との偏差Δ（Ａ／
Ｆ）は小さくなる。従ってこの偏差Δ（Ａ／Ｆ）は三元
触媒の劣化度を正確に表していることになる。
【００２９】図８は図７の時刻ｔ1 において空燃比をリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R にしたときのリッチ空燃比（Ａ
／Ｆ）R のリッチの程度と偏差Δ（Ａ／Ｆ）（＝（Ａ／
Ｆ）′R −（Ａ／Ｆ）R ）との関係を示している。な
お、図８において実線は三元触媒が劣化していない場合
を示しており、破線は三元触媒が劣化している場合を示
している。図８から三元触媒が劣化していようといまい
とリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R のリッチの程度が大きくな
るほど偏差Δ（Ａ／Ｆ）が大きくなり、またリッチ空燃
比（Ａ／Ｆ）R のリッチの程度が同じ場合には三元触媒
が劣化すると偏差Δ（Ａ／Ｆ）が小さくなくことがわか
る。
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R にしたときのリッチ空燃比（Ａ
／Ｆ）R のリッチの程度と偏差Δ（Ａ／Ｆ）（＝（Ａ／
Ｆ）′R −（Ａ／Ｆ）R ）との関係を示している。な
お、図８において実線は三元触媒が劣化していない場合
を示しており、破線は三元触媒が劣化している場合を示
している。図８から三元触媒が劣化していようといまい
とリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R のリッチの程度が大きくな
るほど偏差Δ（Ａ／Ｆ）が大きくなり、またリッチ空燃
比（Ａ／Ｆ）R のリッチの程度が同じ場合には三元触媒
が劣化すると偏差Δ（Ａ／Ｆ）が小さくなくことがわか
る。
【００３０】また、図９はリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R の
リッチの程度と偏差Δ（Ａ／Ｆ）と触媒劣化度との関係
を示している。図９からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R のリ
ッチの程度を同一にした場合には偏差Δ（Ａ／Ｆ）が小
さくなるほど触媒の劣化度が大きくなることがわかる。
なお、第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１
８の陽極４２と陰極４３間を流れる電流Ｉは排気ガスの
圧力が高くなって排気ガス中の未燃成分の絶対量が増大
するほどマイナス側に大きくなる。即ち排気ガス圧が高
くなるほど図４（Ｂ）に示される出力電圧Ｖは低くな
り、従って第１空燃比センサ１６および第２空燃比セン
サ１８により検出される空燃比はリッチ側となる。この
場合、第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１
８により検出された空燃比に排気ガス圧Ｐ（絶対圧）／
標準大気圧Ｐ0 （絶対圧）を乗算すれば排気ガス圧の影
響による検出空燃比のずれをなくすことができる。
リッチの程度と偏差Δ（Ａ／Ｆ）と触媒劣化度との関係
を示している。図９からリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R のリ
ッチの程度を同一にした場合には偏差Δ（Ａ／Ｆ）が小
さくなるほど触媒の劣化度が大きくなることがわかる。
なお、第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１
８の陽極４２と陰極４３間を流れる電流Ｉは排気ガスの
圧力が高くなって排気ガス中の未燃成分の絶対量が増大
するほどマイナス側に大きくなる。即ち排気ガス圧が高
くなるほど図４（Ｂ）に示される出力電圧Ｖは低くな
り、従って第１空燃比センサ１６および第２空燃比セン
サ１８により検出される空燃比はリッチ側となる。この
場合、第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１
８により検出された空燃比に排気ガス圧Ｐ（絶対圧）／
標準大気圧Ｐ0 （絶対圧）を乗算すれば排気ガス圧の影
響による検出空燃比のずれをなくすことができる。
【００３１】ところが排気ガス圧Ｐと標準大気圧Ｐ0 と
の差圧が５０mmHg程度以内の場合には第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８による検出空燃比は正
規の空燃比からほとんどずれず、斯くしてこの場合には
第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１８によ
り検出された空燃比を排気ガス圧Ｐによって補正する必
要は特にない。本発明による実施例では排気ガス圧Ｐと
標準大気圧Ｐ0 との差圧が５０mmHg以下のときに触媒の
劣化度を検出するようにしているので第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８により検出された空燃
比を排気ガス圧Ｐによって補正していない。この補正を
する必要がある場合には排気マニホルド１０と排気通路
１７内に夫々排圧センサを取付ければよい。
の差圧が５０mmHg程度以内の場合には第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８による検出空燃比は正
規の空燃比からほとんどずれず、斯くしてこの場合には
第１空燃比センサ１６および第２空燃比センサ１８によ
り検出された空燃比を排気ガス圧Ｐによって補正する必
要は特にない。本発明による実施例では排気ガス圧Ｐと
標準大気圧Ｐ0 との差圧が５０mmHg以下のときに触媒の
劣化度を検出するようにしているので第１空燃比センサ
１６および第２空燃比センサ１８により検出された空燃
比を排気ガス圧Ｐによって補正していない。この補正を
する必要がある場合には排気マニホルド１０と排気通路
１７内に夫々排圧センサを取付ければよい。
【００３２】上述したように本発明では図７の時刻ｔ2
以後におけるリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R と（Ａ／Ｆ）′
R の偏差Δ（Ａ／Ｆ）から触媒の劣化度を検出してい
る。即ち、図７の時刻ｔ1 とｔ2 の間では触媒の劣化度
にかかわらずに第２空燃比センサ１８により検出される
空燃比は理論空燃比となり、従って時刻ｔ1 とｔ2 の間
では偏差Δ（Ａ／Ｆ）のみから触媒の劣化度を求めるこ
とができず、斯くして図７の時刻ｔ2 以後に偏差Δ（Ａ
／Ｆ）から触媒の劣化度を求めるようにしている。な
お、この場合排気ガス圧Ｐと標準大気圧Ｐ0 との差圧が
５０mmHg程度以下である限り偏差Δ（Ａ／Ｆ）は排気ガ
ス流量の影響は受けない。
以後におけるリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R と（Ａ／Ｆ）′
R の偏差Δ（Ａ／Ｆ）から触媒の劣化度を検出してい
る。即ち、図７の時刻ｔ1 とｔ2 の間では触媒の劣化度
にかかわらずに第２空燃比センサ１８により検出される
空燃比は理論空燃比となり、従って時刻ｔ1 とｔ2 の間
では偏差Δ（Ａ／Ｆ）のみから触媒の劣化度を求めるこ
とができず、斯くして図７の時刻ｔ2 以後に偏差Δ（Ａ
／Ｆ）から触媒の劣化度を求めるようにしている。な
お、この場合排気ガス圧Ｐと標準大気圧Ｐ0 との差圧が
５０mmHg程度以下である限り偏差Δ（Ａ／Ｆ）は排気ガ
ス流量の影響は受けない。
【００３３】本発明による実施例では図７の時刻ｔ1 に
おいて切換えられるリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R は予め定
められている。このリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R は例えば
図８に示す空燃比Ｚであり、この空燃比Ｚに対応した図
９に示す偏差Δ（Ａ／Ｆ）と触媒劣化度の関係は予めＲ
ＯＭ２２内に記憶されている。図１０は触媒の劣化度を
検出するためのルーチンを示しており、図１１はタイム
チャートを示している。
おいて切換えられるリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R は予め定
められている。このリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R は例えば
図８に示す空燃比Ｚであり、この空燃比Ｚに対応した図
９に示す偏差Δ（Ａ／Ｆ）と触媒劣化度の関係は予めＲ
ＯＭ２２内に記憶されている。図１０は触媒の劣化度を
検出するためのルーチンを示しており、図１１はタイム
チャートを示している。
【００３４】図１０を参照すると、まず初めにステップ
７０において触媒の劣化検出を実行すべき条件が成立し
ているか否かが判別される。例えば機関冷却水温が設定
温度を越えており、各空燃比センサ１６，１８が正規の
出力信号を発生しており、排気ガス圧Ｐと標準大気圧Ｐ
0 との差圧が５０mmHg以下の運転状態であるときには実
行条件が成立していると判断される。実行条件が成立し
ていないときにはステップ７１に進んで触媒の劣化度を
検出中であることを示すフラグＦがリセットされ、次い
で処理サイクルを完了する。
７０において触媒の劣化検出を実行すべき条件が成立し
ているか否かが判別される。例えば機関冷却水温が設定
温度を越えており、各空燃比センサ１６，１８が正規の
出力信号を発生しており、排気ガス圧Ｐと標準大気圧Ｐ
0 との差圧が５０mmHg以下の運転状態であるときには実
行条件が成立していると判断される。実行条件が成立し
ていないときにはステップ７１に進んで触媒の劣化度を
検出中であることを示すフラグＦがリセットされ、次い
で処理サイクルを完了する。
【００３５】一方、実行条件が成立するとステップ７０
からステップ７２に進んでフラグＦがセットされている
か否かが判別される。このときフラグＦはリセットされ
ているのでステップ７３に進む。ステップ７３では機関
シリンダ内に供給される空燃比が予め定められたリッチ
空燃比（Ａ／Ｆ）R とされる。即ち、空燃比設定係数Ｍ
がリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に対応する値とされかつフ
ィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次
いでステップ７４ではフラグＦがセットされ、次いでス
テップ７５に進む。ステップ７５ではカウンタ３６をリ
セットすべきデータが出力ポート２６に出力され、それ
によってカウンタ３６のカウント値Ｃが零とされる。カ
ウンタ３６はリセットされるとただちにカウントアップ
作用を開始する。
からステップ７２に進んでフラグＦがセットされている
か否かが判別される。このときフラグＦはリセットされ
ているのでステップ７３に進む。ステップ７３では機関
シリンダ内に供給される空燃比が予め定められたリッチ
空燃比（Ａ／Ｆ）R とされる。即ち、空燃比設定係数Ｍ
がリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R に対応する値とされかつフ
ィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次
いでステップ７４ではフラグＦがセットされ、次いでス
テップ７５に進む。ステップ７５ではカウンタ３６をリ
セットすべきデータが出力ポート２６に出力され、それ
によってカウンタ３６のカウント値Ｃが零とされる。カ
ウンタ３６はリセットされるとただちにカウントアップ
作用を開始する。
【００３６】次の処理サイクルではステップ７２からス
テップ７６に進んでカウント値ＣがＣ0 よりも大きくな
ったか否か、即ち三元触媒が吸着保持した酸素を放出す
るのに必要な時間を経過したか否かが判別される。Ｃ≧
Ｃ0 になるとステップ７７に進んで第１空燃比センサ１
６により検出された空燃比（Ａ／Ｆ）inが読込まれ、次
いでステップ７８において第２空燃比センサ１８により
検出された空燃比（Ａ／Ｆ）out が読込まれる。次いで
ステップ７９では偏差Δ（Ａ／Ｆ）（＝（Ａ／Ｆ）′R
−（Ａ／Ｆ）R ）が算出される。次いでステップ８０で
は図９に示す関係から三元触媒の劣化度が算出される。
次いでステップ８１では三元触媒の劣化度が表示装置３
５に表示される。なお、機関の運転停止時にもバッテリ
から電力が供給されて記憶情報を保持する、いわゆるバ
ックアップＲＡＭ（図示せず）内にこの算出された劣化
度を記憶させることもできる。次いでステップ８２にお
いてフラグＦがリセットされる。
テップ７６に進んでカウント値ＣがＣ0 よりも大きくな
ったか否か、即ち三元触媒が吸着保持した酸素を放出す
るのに必要な時間を経過したか否かが判別される。Ｃ≧
Ｃ0 になるとステップ７７に進んで第１空燃比センサ１
６により検出された空燃比（Ａ／Ｆ）inが読込まれ、次
いでステップ７８において第２空燃比センサ１８により
検出された空燃比（Ａ／Ｆ）out が読込まれる。次いで
ステップ７９では偏差Δ（Ａ／Ｆ）（＝（Ａ／Ｆ）′R
−（Ａ／Ｆ）R ）が算出される。次いでステップ８０で
は図９に示す関係から三元触媒の劣化度が算出される。
次いでステップ８１では三元触媒の劣化度が表示装置３
５に表示される。なお、機関の運転停止時にもバッテリ
から電力が供給されて記憶情報を保持する、いわゆるバ
ックアップＲＡＭ（図示せず）内にこの算出された劣化
度を記憶させることもできる。次いでステップ８２にお
いてフラグＦがリセットされる。
【００３７】なお、これまで述べてきた実施例では図７
に示されるように時刻ｔ1 以後、空燃比を一定のリッチ
空燃比（Ａ／Ｆ）R に維持し、このリッチ空燃比（Ａ／
Ｆ） R と（Ａ／Ｆ）′R との偏差Δ（Ａ／Ｆ）から三元
触媒の劣化度を検出するようにしている。しかしながら
偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときのリッチ空燃比（Ａ／
Ｆ）R と時刻ｔ1 から偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときま
でのリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R とは必ずしも等しくする
必要はなく、例えば偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときのリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R よりも時刻ｔ1 から時刻ｔ2 ま
でのリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R を小さくすることもでき
る。要は偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときまで一定時間以
上空燃比をリッチ側に維持しておいて偏差Δ（Ａ／Ｆ）
を求めるときまでに三元触媒が吸着保持した酸素の放出
を完了していればよい。
に示されるように時刻ｔ1 以後、空燃比を一定のリッチ
空燃比（Ａ／Ｆ）R に維持し、このリッチ空燃比（Ａ／
Ｆ） R と（Ａ／Ｆ）′R との偏差Δ（Ａ／Ｆ）から三元
触媒の劣化度を検出するようにしている。しかしながら
偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときのリッチ空燃比（Ａ／
Ｆ）R と時刻ｔ1 から偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときま
でのリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R とは必ずしも等しくする
必要はなく、例えば偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときのリ
ッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R よりも時刻ｔ1 から時刻ｔ2 ま
でのリッチ空燃比（Ａ／Ｆ）R を小さくすることもでき
る。要は偏差Δ（Ａ／Ｆ）を求めるときまで一定時間以
上空燃比をリッチ側に維持しておいて偏差Δ（Ａ／Ｆ）
を求めるときまでに三元触媒が吸着保持した酸素の放出
を完了していればよい。
【００３８】
【発明の効果】触媒の劣化度を正確に検出することがで
きる。
きる。
【図１】発明の構成図である。
【図２】内燃機関の全体図である。
【図３】空燃比センサの作用を説明するための図であ
る。
る。
【図４】空燃比センサの出力を示す線図である。
【図５】フィードバック補正係数を制御するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】フィードバック補正係数の変化を示すタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図７】第１空燃比センサにより検出される空燃比と第
２空燃比センサにより検出される空燃比の変化を示す線
図である。
２空燃比センサにより検出される空燃比の変化を示す線
図である。
【図８】偏差Δ（Ａ／Ｆ）を示す線図である。
【図９】触媒の劣化度を示す線図である。
【図１０】触媒の劣化を検出するためのフローチャート
である。
である。
【図１１】タイムチャートである。
１０…排気マニホルド １１…三元触媒コンバータ １２…燃料噴射弁 １６…第１空燃比センサ １８…第２空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 排気ガス通路内に配置された酸化還元触
媒と、酸化還元触媒上流の排気通路内に配置されて排気
ガス中の未燃成分の濃度から空燃比を検出しうる第１の
空燃比センサと、酸化還元触媒下流の排気通路内に配置
されて排気ガス中の未燃成分の濃度から空燃比を検出し
うる第２の空燃比センサと、酸化還元触媒に流入する排
気ガスの空燃比がリッチ側となる状態が継続して酸化還
元触媒が吸着保持した酸素の放出を完了した後に第１の
空燃比センサにより検出された空燃比と第２の空燃比セ
ンサにより検出された空燃比との偏差から触媒の劣化度
を検出する劣化度検出手段とを具備した触媒劣化度検出
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3335034A JP2797800B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 触媒劣化度検出装置 |
| US07/988,328 US5279115A (en) | 1991-12-18 | 1992-12-09 | Device for detecting the degree of deterioration of a catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3335034A JP2797800B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 触媒劣化度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171922A true JPH05171922A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2797800B2 JP2797800B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18284002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3335034A Expired - Lifetime JP2797800B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 触媒劣化度検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5279115A (ja) |
| JP (1) | JP2797800B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5970707A (en) * | 1997-09-19 | 1999-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
| US6138453A (en) * | 1997-09-19 | 2000-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3154431B2 (ja) | 1992-03-25 | 2001-04-09 | マツダ株式会社 | エンジンの排気ガス浄化用触媒の劣化検出方法及びその装置 |
| JPH0941948A (ja) * | 1995-07-26 | 1997-02-10 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
| US5750082A (en) * | 1995-09-21 | 1998-05-12 | Ford Global Technologies, Inc. | Nox trap with improved performance |
| US5837212A (en) * | 1995-09-21 | 1998-11-17 | Ford Global Technologies, Inc. | Potassium/manganese nitrogen oxide traps for lean-burn engine operation |
| DE69627100T2 (de) * | 1995-10-26 | 2004-02-19 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Feststellungsvorrichtung der Katalysatorverschlechterung einer Brennkraftmaschine |
| US5857163A (en) * | 1995-12-12 | 1999-01-05 | General Motors Corporation | Adaptive engine control responsive to catalyst deterioration estimation |
| JP3569120B2 (ja) * | 1997-12-25 | 2004-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | 希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置 |
| JP3846375B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2006-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化判定方法 |
| JP4453394B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2010-04-21 | 日産自動車株式会社 | 触媒の劣化診断装置 |
Family Cites Families (14)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3500594C2 (de) * | 1985-01-10 | 1995-08-17 | Bosch Gmbh Robert | Zumeßsystem für eine Brennkraftmaschine zur Beeinflussung des Betriebsgemisches |
| US4739614A (en) * | 1985-02-22 | 1988-04-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Double air-fuel ratio sensor system in internal combustion engine |
| DE3527175A1 (de) * | 1985-07-30 | 1987-02-12 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur erkennung des alterungszustandes eines abgaskatalysators bei einem mit (lambda)-sonderregelung des kraftstoff-luft-verhaeltnisses ausgeruesteten verbrennungsmotor |
| JPH0726578B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| JP2536611B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1996-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
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| JPH0291440A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
| JPH0357862A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
| JP2679305B2 (ja) * | 1989-10-19 | 1997-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2606389B2 (ja) * | 1989-12-05 | 1997-04-30 | 日産自動車株式会社 | 空燃比制御装置の診断装置 |
| JPH0718368B2 (ja) * | 1990-04-02 | 1995-03-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP3335034A patent/JP2797800B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-12-09 US US07/988,328 patent/US5279115A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5970707A (en) * | 1997-09-19 | 1999-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
| US6138453A (en) * | 1997-09-19 | 2000-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
| US6263667B1 (en) | 1997-09-19 | 2001-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2797800B2 (ja) | 1998-09-17 |
| US5279115A (en) | 1994-01-18 |
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