JPH06207510A

JPH06207510A - 車載触媒変換装置効率監視装置及び方法

Info

Publication number: JPH06207510A
Application number: JP5270373A
Authority: JP
Inventors: Peter J Grutter; ジェイ．グルッターピーター; Gerald G Stock; ジー．ストックジェラルド
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1994-07-26
Also published as: DE4338917A1; US5272872A; DE4338917C2

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒変換装置の効率を正確で高い信頼性で決
定するための車載式の装置及び方法を提供する。【構成】燃料流制御信号に応答して空燃比を制御する
燃料制御装置を有するエンジンの触媒変換装置の効率を
監視する。触媒変換装置の上流側と下流側にＥＧＯセン
サを配置する。通常動作モード中、燃料制御装置は上流
側ＥＧＯセンサと下流側ＥＧＯセンサとの出力に基づき
燃料流制御信号を発生する。通常動作モードは、試験動
作モードによって中断され、この試験動作モード中は、
エンジンは下流側ＥＧＯセンサではなく上流側ＥＧＯセ
ンサの出力信号に基づき制御される。理論量に対応する
平均値に対する空燃比動揺が採用され、リーン期間と交
互となるリッチ期間の連続に続く理論量よりも高い初期
リーン期間が設けられる。触媒変換装置の効率は、上流
側ＥＧＯセンサにより検出された動揺の数に対する、下
流側ＥＧＯセンサにより検出された動揺の数に基づき決
定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、内燃エンジンからの排気ガ
ス処理の触媒変換装置効率の監視に関連する。特に、該
発明は、触媒変換装置の上流側と下流側とに置かれた排
気ガス酸素（exhaust gas oxygen EGO) センサが備えら
れ、触媒変換装置の効率を周期的に車載式で監視する内
燃エンジンの空／燃比閉ループ燃料制御に関する。

【０００２】

【発明の背景】エンジンの排気ガスを処理する触媒変換
装置の効力、即ち、効率は、エンジンに供給された空燃
比によって大いに影響されることが知られている。理論
比で、触媒変換装置効率は酸化及び還元変換の両方で高
い。空／燃理論量比は、燃料の完全消費を生み出す完全
燃焼における空気対燃料の比率として定義される。空／
燃混合の空／燃比ＬＡＭＢＤＡは、（ａ）時間のあるポ
イントでエンジンに実際に供給された燃料の重さの総量
で、空気の重さの総量を割ったものと、（ｂ）空／燃理
論量比との比率である。閉ループ燃料制御システムは、
変換ウィンドゥとして知られている理論量比の狭い範囲
内に空燃比を保つために用いられることが知られてい
る。閉ループ燃料制御システムは、該変換ウィンドゥ内
に空燃比を保つために、触媒変換装置の前に１つＥＧＯ
センサを位置させ、そして、後に１つ位置させて用いら
れるのが知られている。

【０００３】また、触媒変換の効力、即ち、効率は、触
媒変換装置の酸素保持容量によっても影響されることが
知られている。適切に動作している触媒変換装置は、排
気ガス流中の酸素濃度変動を抑える。ＳＡＥ紙Ｎｏ．
９０００６２“車載診断を用いる触媒能力の検出”で提
案されている触媒変換装置効率試験のためのシステム
は、排気ガス中の酸素含有量を検出するために２つの排
気ガス酸素センサ、即ち、触媒変換装置の上流側と下流
側の排気ガス酸素センサを採用している。該システム
は、予め定められた比、即ち、燃料制御システムの動揺
で起こされる振動数での化学量の両サイドへ振れる空燃
比の形の試験信号を採用する。上流側と下流側のＥＧＯ
センサ間の応答パタンの変化を比較することにより、触
媒変換装置効率について決定する。

【０００４】触媒変換装置効率を正確且つ高い信頼性で
決定するための方法が、特に、車載式のシステムで、好
適にはエンジンの全ての燃料制御システムに取り付け得
る方法が必要とされた。

【０００５】

【発明の概要】本発明によれば、内燃エンジンからの排
気ガスを処理する触媒変換装置効率を監視するための車
載の方法が提供される。触媒変換装置効率は、水素炭化
物（ＨＣ）処理効率に関する変換装置特性、特に、触媒
変換装置の酸素貯蔵容量を測定することによって決定さ
れる。好適には本発明の方法は、内燃エンジンへ供給さ
れる空気と燃料との混合の空燃比を制御し、エンジンか
らの排気ガスを処理し、排気ガス処理における触媒変換
装置効率の車載監視を周期的に行うためのものである。
エンジンからの排気ガスは上流側排気ガス管を介して触
媒変換装置へ通され、同時に該排気ガス中の酸素含有量
レベルに相当する値を有する第１のＥＧＯ信号を発生す
るための第１のＥＧＯセンサ手段にそれをさらす。該触
媒変換装置からの排気ガスは下流側へ第２側排気ガス管
を通され、同時に該下流側排気ガス中の酸素含有量レベ
ルに相当する値を有する第２のＥＧＯ信号を発生するた
めの第２ＥＧＯセンサ手段にそれをさらす。燃料制御手
段は、燃料流制御信号に応答してエンジンへ供給される
燃料の空気対燃料の比を制御するために動作させられ
る。該燃料制御手段は、通常動作モードの間は、当業者
にとって周知の技術に従う二重ＥＧＯ閉ループ燃料制御
システムとして動作させられる。従って、例えば、１つ
の好適な実施例において、燃料制御手段の燃料流制御信
号が、理論量の空燃比に対応する平均の空燃比の値の範
囲を規定する制限内に比を概ね維持するように第１ＥＧ
Ｏセンサに従い発生される。平均の空燃比値は、第２、
即ち前述の公知技術に従う下流側ＥＧＯ信号に基づき整
合、即ち“調整”される。

【０００６】該方法は、更に、第２ＥＧＯ信号ではなく
少なくとも第１のＥＧＯ信号に基づく閉ループ燃料制御
から成る燃料制御手段の試験動作モードで、通常動作モ
ードを中断することにより触媒変換装置の効率の試験を
行うことを含む。空気対燃料の動揺は、理論量よりも高
い空燃比の初期リーン期間を確立するように発生され
る。初期リーン期間は、リーン期間と交互となる理論量
よりも低い空燃比のリッチ期間の連続に続く。触媒変換
装置のための効率値は、第２のＥＧＯセンサ手段により
検出された数と比べられた、第１のＥＧＯセンサ手段に
より検出された初期リーン期間に続く動揺の数に基づき
決定される。そこで、該効率の値は、触媒変換装置の最
小の許容可能な効率に相当する予め−決定されている保
持された値と比較される。保持された値と効率値との比
較が、最小の許容レベルよりも低い触媒変換装置効率を
指示するときに、触媒変換装置故障信号が発生され、或
いは、他の行動が取られることがある。試験モードの完
了後、動揺が終了され、そして、燃料制御手段が、通常
の動作モードで二重ＥＧＯセンサ燃料制御システムとし
て再び動作させられる。

【０００７】本発明の好適な実施例は、特に、触媒変換
装置の効率を車載式で監視することに関し、また特に、
３元触媒タイプの触媒変換装置に関して大きな利点を提
供する。以下詳細に記述する好適な実施例は、周期的な
車載触媒変換装置監視を備える二重ＥＧＯ閉ループ燃料
制御システムの利点を提供する。特に、この実施例の初
期リーン期間が高められた正確及び信頼性を提供する。
与えられたエンジンシステムのための空燃比の動揺の振
幅、周波数、及び形状を、当業者は周知の構成部品と技
術とを採用し容易に測定することができる。種々の好適
な実施例の付加的な特徴及び利点が、以下の開示及び詳
細な記述の観点からより良く理解されるであろう。

【０００８】本発明の種々の好適な実施例が、添付の図
を参照して以下記述される。

【０００９】

【実施例】当業者は、周期的な車載監視、即ち、内燃エ
ンジンからの排気ガスを処理するための触媒変換装置の
効率の診断の装置、方法、またシステムに実施した本発
明を以下の開示から理解するであろう。“効力”及び
“能力”という用語は、ここでは触媒変換装置の能力の
評価、或いは、何らかの好適な尺度を意味するため互換
可能に用いている。従って、前述の触媒変換装置効率の
値は、第２のＥＧＯセンサによって感知された動揺に対
する第１のＥＧＯセンサにより感知された動揺の比、関
数等として、決定、保持、表現することができる。“周
期的”とは、例えば非−動作の周期の後の動作が再開さ
れる度に１回或いはそれ以上のように、時折或いは断続
的ということを意味する。これに関連して、試験開始、
或いは、エンジンの実質的安定動作中の試験周期とは、
エンジンが二重のＥＧＯセンサ閉ループ動作中、好適に
は通常の速度及び負荷状態のときに試験を開始すること
を意味し、エンジンが全ての計画された試験周期にわた
ってこのような状態、即ち、安定状態を維持する必要は
ない。

【００１０】以上指摘したように、該触媒変換装置監視
は、下流側ＥＧＯセンサと上流側ＥＧＯセンサとの両方
を用い、適用可能な上流側ＥＧＯ（好適にはＨＥＧＯ）
スイッチポイントを有し、二重ＥＧＯセンサ閉ループ燃
料制御システムから成る実施例において最も好適に用い
られる。このような燃料制御システムは、当業者に良く
知られており、与えられているこの開示及び本発明の記
述から上記触媒変換装置車載監視を提供するために容易
に適用することができる。好適に適用できる燃料制御シ
ステムは、例えば、クレップス（Ｃｒｅｐｓ）の米国特
許３，９３９，６５４、ストレイ（Ｓｔｏｒｅｙ）の米
国特許４，０２７，４７７に記述されており、これらの
技術は本願の参考に取り入れられる。これら特許のそれ
ぞれは、第１の制御ループが上流側ＥＧＯセンサと比例
量(proportional)制御器とを有する二重ＥＧＯセンサ閉
ループ燃料制御システムについて記述している。第２の
制御ループは、下流側ＥＧＯセンサと二重積分（dual i
ntegrator)制御器とを有する。他のこのようなシステム
が、ナガイ他の米国特許４，８３１，８３８と、オクム
ラの米国特許４，８４０，０２７に教示されており、こ
れらはそれぞれ上流側ＥＧＯセンサでの第１の制御ルー
プの比例量(proportional)及び積分（ integrator)の
（ＰＩ）制御器を用いている。両者の教示は本願の参照
に取り入れられる。ナガイ他及びオクムラ特許によって
教示されたシステムの１実施例において、ＰＩ制御器の
測定可能なパラメータは、下流側ＥＧＯセンサの出力に
基づき修正することができる。修正可能なパラメータに
は、制御リミットサイクルの用の積分量(integration a
mount)、即ち、ランプ(ramp)、及び、スキップ量（skip
amount)、即ち、ジャンプバック(jumpback)がある。遅
延時間や基準電圧のような他の制御システムのパラメー
タは、下流側ＥＧＯセンサの出力に基づき修正すること
ができる。下流側ＥＧＯセンサの出力は、また、主燃料
制御式で用いられる第２の空燃比補正量を発生するのに
用いることができる。

【００１１】本発明に実施例へ好適に適用するための、
一方が触媒変換装置の上流側で他方が下流側の二重ＥＧ
Ｏセンサを用いる他の公知の燃料制御システムは、下流
側ＥＧＯセンサからの信号が基準信号とサマー(summer)
へ加えられる縦列（cascade)制御方式を有している。サ
マーの出力は第１のＰＩ制御器へ加えられる。上流側Ｅ
ＧＯセンサからの出力信号は、第１のＰＩ制御器からの
出力と共に第２サマーに加えられる。第２のサマーの出
力は第２のＰＩ制御器に加えられ、そこでそれはエンジ
ンの空燃比を制御するフィードバック信号を発生する。
他の好適な手法で、両方のサマーは加えられた基準信号
を有する。第１のＰＩ制御器の出力は第２のサマーに加
えられない、しかし代わりに第２のＰＩ制御器のパラメ
ータを制御する。これはパラメトリック制御として知ら
れている。これは、第２の制御器のパラメータが、第１
制御器の出力によりそれ自身制御されるからである。

【００１２】限定のためではなく、説明のために以下開
示及び記述された好適な実施例は、内燃エンジンに取り
付けられるための、二重ＥＧＯ燃料制御装置での本発明
の車載触媒変換装置監視に関する二重ＥＧＯ燃料制御装
置、方法、システムを提供する。このような好適な実施
例において、以下詳細に記述されているように、内燃エ
ンジンには、触媒変換装置と、一方が変換装置の上流側
で他方が下流側の２つのＥＧＯセンサが与えられる。燃
料制御システムは、上流側ＥＧＯセンサの出力信号から
第１の信号を発生する第１の比較器を有している。この
ような第１の信号は、一定の絶対値（例えば“１”）を
有するが、上流側ＥＧＯセンサ出力信号の関数としての
符号(sign)で変化する。第２の比較器、即ち、交互に制
限する手段が下流側ＥＧＯセンサ信号の関数として第２
の信号を発生する。第２の信号は、また、一定の絶対値
を有し、下流側ＥＧＯセンサ出力信号の関数としての符
号で変化する。第１の信号に応答するハイパスフィルタ
から成る矯正手段が、第３の信号を発生する。計測され
た第２の信号と第３の信号とを結合する手段が、第４の
信号を発生し、そして、第４の信号に応答するＰＩ制御
器を用いる制御手段が空燃比補正信号を発生する。好適
には制御システムが、例えば、一方或いは両方のＥＧＯ
センサが動作温度に到達していないエンジンの初期動作
中のような特定の期間中に、ＥＧＯセンサの出力信号と
は無関係に空／燃比混合を開ループ制御するための手段
を更に提供する。

【００１３】該システムは、通常動作モードと、本発明
の車載触媒変換装置監視面に従う試験動作モードとを有
する。後者のモードの間、下流側ＥＧＯセンサからの処
理された信号は、上述したように動揺信号で置き換えら
れる。該動揺信号は、公知の手法即ち技術に従う信号発
生器によって発生される。信号発生器は、好適にはエン
ジン制御コンピュータの機能的特徴である。燃料流制御
信号は、試験モードの間は（ａ）試験動作モードの開始
前の下流側ＥＧＯセンサによって最終的に適合、即ち
“調整”された化学量に対応する平均の空燃比につい
て、周知の手段、即ち技術に従う上流側ＥＧＯセンサの
リッチ／リーンのスィツチングに基づき、また、（ｂ）
交互するリッチ及びリーン動揺信号に続く、リーンベー
スライン(lean base line)を確立する空燃比を増大させ
る初期リーン期間信号を含む動揺信号に基づく。上流側
及び下流側ＥＧＯセンサの出力は試験期間において評価
される。特に、上流側ＥＧＯセンサによって上流側排気
ガス中に検出された動揺の数は、下流側ＥＧＯセンサに
よって下流側排気ガス（即ち、触媒変換装置の下流側）
中に検出された動揺の数と比較される。勿論、当業者
は、燃料制御システムで用いられているＥＧＯセンサの
代わりに、動揺を計数するのに独立のセンサを用い得る
ことを理解するであろう。空燃比を理論量に対応する平
均の空燃比の値から好適には３％から７％に、最も好適
には５％に増大させる初期リーン期間信号によって、初
期リーンベースラインは、好適には１秒から１０秒の
間、最も好適には５秒間確立される。交互のリッチとリ
ーンとの動揺の直接続く連続は、平均の空燃比から約３
％から７％である。

【００１４】交互の動揺は平均値に釣り合わせるために
は必要でない。理論量よりも５％から７％リッチな短い
パルスが、３％から５％リーンな長いパルスと交互にな
るか、その反対になることがある。パルスの形は、矩形
波、或いは、例えば正弦曲線波形のような丸い波形であ
ることができる。典型的な車両のエンジンシステムのた
めの交互の動揺の継続期間は、好適には約５０から２０
０ミリ秒、最も好適には１００ミリ秒である。

【００１５】過剰に長く、あまりに多くのリッチパルス
が、触媒変換装置に保持された酸素を排出し、これが下
流側排気ガス中に検出されたときは、許容可能に機能し
ている変換器でさえ拒絶に導かれる。好適には、交互の
動揺は２Hzから１０Hzの周波数を有する。この周波数
が、現在の自動車エンジンの閉ループ燃料制御システム
の典型的な燃料制御リミットサイクルの１Hzの周波数よ
りも高いことが、当業者により認識されるであろう。典
型的な２０秒の試験モード周期において、変換器を予め
調整するための５秒のリーン期間が、残りの１５秒間で
の２Hzから５Hzの周波数のリーン動揺と交互のリッチ動
揺に続く。このようにして、典型的な２０−秒間の試験
において、５−秒間の初期リーン期間に引き続き、触媒
変換装置の効率試験で統計上重要な基準を提供する３０
−７５回交互するリッチとリーンとの動揺を概ね確立す
る。触媒変換装置の上流側及び下流側で検出された交互
の動揺数の比較に基づく結果の値が、触媒変換装置の状
態を表し、効率、即ち効力のボーダラインを規定してい
る予め決定されている保持された値と比較される。該比
較が、触媒変換装置効率はボーダラインレベルを下回る
ことを指示するとき、故障信号が発生される。

【００１６】図１を参照し、内燃エンジン１０２へ供給
される空燃比を制御するためのマイクロコンピュータ１
００が示されている。マイクロコンピュータ１００は、
中央演算装置（ＣＰＵ）１０４と、主エンジン制御ルー
チン、及び、燃料流ルーチンや測定定数や参照（look-u
p)テーブル等のその他のルーチンを保持するためのリー
ドオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０６と、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）１０８と、従来の入／出力（Ｉ／
０）インターフェイス１１０とから成る。インターフェ
イス１１０は、種々のアナログ入力信号をデェジタル入
力に変換するアナログ−デェジタル（Ａ／Ｄ）変換器
と、種々のデェジタル出力を変換するデェジタル−アナ
ログ変換器と、デェジタル出力とを備える。

【００１７】マイクロコンピュータ１００は、クロック
発生器、種々のクロック信号を発生する手段、カウン
タ、ドライバ等の他の従来からの装置も有している。マ
イクロコンピュータ１００は、オペレータの動作に応答
して噴射器ドライバ１１２を駆動することにより空燃比
を制御し、そして、エンジン１０２の動作状態及びパラ
メータを変化させる。マイクロコンピュータ１００は、
入力パラメータを取り出し、例えば２０ミリ秒のような
固定されたサンプリング期間デルタＴ（ΔＴ）で制御信
号の算出を行う。マイクロコンピュータ１００が可変サ
ンプリング比で動作するように設計されているなら、２
つの連続するサンプリングの間の時間計測を行い、測定
されたサンプリングタイムデルタＴを割り当てることが
できるタイマが提供されるであろう。

【００１８】この特定の実施例では、エンジン１０２
は、燃料レール１２１に接続された燃料噴射器１１４、
１１６、１１８、１２０を有する従来の４シリンダガソ
リンエンジンとして示されている。それぞれの燃料噴射
器は、噴射器ドライバ１１２からのそれぞれの信号によ
り電気的に付勢される。それぞれの噴射器１１４、１１
６、１１８、１２０は、従来からの手法によりそれぞれ
の燃焼シリンダと接続されている。燃焼シリンダからの
排気ガスは、排気マニホールド１２２へ送られ、排気ガ
スから汚染物ＣＯ，ＨＣ，ＮＯ_Xを取り除く３元触媒変
換装置１２４と排気パイプ１２６を通って放出される。
排気マニホールド１２２において、触媒１２４の上流側
が、エンジン排気ガス中の酸素濃度を検出するための第
１のＥＧＯセンサ１２８（ＥＧＯ１）である。排気パイ
プ１２６において、触媒１２４の下流側が、触媒通過後
の酸素濃度を検出するための第２のＥＧＯセンサ１３０
（ＥＧＯ２）である。両方のＥＧＯセンサ１２８、１３
０は、Ｉ／Ｏインターフェイス１１０のアナログ−デェ
ジタル変換器へ送られる出力電圧信号を発生する。加熱
ＥＧＯ（heated ＥＧＯ）等を含む種々の好適な代用可
能なＥＧＯセンサが知られており、当業者にとってこれ
は自明なことである。これに関連し、ハンバーグ(Hambu
rg) の米国特許５，０７７，９７０に好適なＥＧＯセン
サの例の議論されており、これは本願の参照に取り入れ
られる。

【００１９】空気をスロットル板１３６を通って燃焼シ
リンダに導入するためのインテークマニホールド１３４
に接続された空気取り入れ口１３２が示されている。ス
ロットル位置信号ＴＰを供給するためのスロットル位置
センサ１３８がスロットル板１３６に接続されている。
エンジンに導入されたエアーフローの質量に対応する質
量エアーフロー信号ＭＡＦを供給する質量エアーフロー
センサ１４０と、導入された空気の温度を指示する信号
ＴＡを供給する空気温度センサ１４２とがインテークマ
ニホールド１３４に接続されている。エンジン冷却水の
温度を指示する信号ＴＷを供給する冷却水温度センサ１
４４がエンジン１０２のシリンダブロックに接続されて
いる。クランク位置を指示するクランク角度位置信号Ｃ
Ａを提供するためのクランク角度位置センサ１４６がエ
ンジン１０２のクランクシャフトに接続されている。

【００２０】エンジン負荷の指示を提供する質量エアー
フローセンサ１４０の代わりに、公知の技術によるマニ
ホールド圧力センサＭＡＰを用いることもできる。例え
ばスパーク分配システムのようなエンジンの動作のため
に必要な他の従来部品については、図１中に示されてい
ない。本発明は、ロータリーエンジンや４気筒以外のエ
ンジン等の他のタイプのエンジンにも好適に用い得るこ
とが分かるであろう。

【００２１】空燃比を制御する二重ＥＧＯセンサ閉ルー
プ燃料制御システムの動作が、図２に示す制御ブロック
図と、関連する、空燃理論量比に関する空燃比のＬＡＭ
ＢＤＡの関数としてＥＧＯセンサ出力電圧ＶＥＧＯを示
す図３に示すグラフとを特に参照して記述される。この
記述はマイクロコンピュータによって実現されるもので
はあるが、制御システムはアナログ的な手法によっても
実現できる。

【００２２】それぞれ上流側ＥＧＯ１センサ１２８と下
流側ＥＧＯ２センサ１３０とからの出力電圧ＶＥＧＯ１
とＶＥＧＯ２とが、Ｉ／Ｏ装置１１０のＡ／Ｄ変換器を
介して比較器２００、２０２へそれぞれ供給される。そ
れぞれの比較器には、図３に示す理論量比ＶＲＥＦでの
ＥＧＯ出力電圧に対応する基準信号ＲＥＦ１、ＲＥＦ２
がそれぞれ供給される。それぞれの比較器２００、２０
２は、ＥＧＯ出力電圧信号ＶＥＧＯ１、ＶＥＧＯ２にそ
れぞれ応答する理論量比の側に基づく符号(sing)で変化
するが、一定の絶対値を有する出力信号ＣＯＭＰ１及び
ＣＯＭＰ２を発生する。

【００２３】比較器２００の出力ＣＯＭＰ１は、リッチ
／リーン比制御器２０４とＰＩ制御器２１０とに加えら
れる。第２比較器２０２の出力ＣＯＭＰ２は、積分制御
器２０６へ加えられる。積分制御器２０６の出力は、ス
イッチ２９６を介して比較器２００に加えられる。スイ
ッチ２９６は、積分制御器２０６からの出力信号が比較
電圧を補正するのに用いれるよう通常動作モードにおい
て閉じられる。この比較電圧で、ＣＯＭＰ１が上流側Ｅ
ＧＯセンサ１２８からの信号ＥＧＯ１がリッチかリーン
かを決定する。試験モードにおいて、スイッチ２９６が
開き、その値で比較電圧が試験モードの開始であるとの
決定を行うＣＯＭＰ１の比較電圧を凍結する。

【００２４】第１の比較器２００の出力ＣＯＭＰ１は、
ＰＩ制御器２１０と、リッチ／リーン比制御器２０４と
に供給される。通常動作モードの間、ＰＩ制御器２１０
の出力信号は燃料算出ブロック２１２にスイッチ２９８
を介して加えられる。試験モードにおいて、ＰＩ制御器
２１０からの信号の代わりに、リッチ／リーン制御器２
０４の出力信号が、スイッチ２９８を介して燃料算出ブ
ロック２１２に供給される。ＰＩ制御器ブロック２１０
は、好適には空燃比補正量を表す出力信号ＬＡＭＣＯＲ
を算出する比率量及び積分制御器である。ＣＯＭＰ１に
基づきＬＡＭＣＯＲを算出するため保持されたテーブル
２１４からの入力値ＨとＧとが、制御システムの測定可
能なパラメータであるＰＩ制御器のジャンプバック(jum
pback)とランプ(ramp)である。パラメータＨ及びＧの値
を、テーブル２１４に速度とエンジン負荷の関数として
保持することができる。関数発生器３００からの出力信
号ＳＩＧが、試験モードの間、燃料算出ブロック２１２
へ供給される。３つのスイッチ２９６，２９７，２９８
は、マイクロコンピュータ１００内で共に通常モードか
ら試験モードに切り換えるために機能的に協動する。従
って、通常モードで、スイッチ２９６が閉じられ、スイ
ッチ２９７が開き、スイッチ２９８がＰＩ制御器２１０
を燃料算出ブロック２１２へ接続する。試験モードで、
スイッチ２９６が開き、スイッチ２９７が閉じ、スイッ
チ２９８がリッチ／リーン比制御器２０４を燃料算出ブ
ロック２１２へ接続する。

【００２５】燃料算出ブロック２１２は、従来の方法で
噴射器ドライバ１１２への制御信号である燃料流比ＦＰ
Ｗを算出する。該算出は、ベース開ループ（base open
loop) 燃料流値を採用することができ、これは好適に
は、ＲＯＭ１０６の保持内容、或いは、燃料算出ブロッ
ク２１２に保持された内容から取り出されたエンジン負
荷／速度テーブルの関数である。該算出には、例えば、
好適には参照テーブルからのエンジン暖気温度、バッテ
リ電圧等に基づく燃料補正量を採用することもできる。

【００２６】通常動作モード中の燃料流を制御している
マイクロコンピュータ１００の好適な動作が、図４のフ
ローチャートを特に参照して記述される。図４に示され
ている燃料制御サブルーチンは典型的に、例えば、スパ
ーク制御サブルーチンやＥＧＲサブルーチン等と共に繰
り返し実行されるエンジン制御の過程における一連のサ
ブルーチンの１つであることが、当業者には理解される
であろう。

【００２７】それぞれのサンプリング周期の開始時に、
エンジンパラメータがステップ４００で取り出される。
エンジン速度と負荷が、クランク位置信号ＣＡと質量エ
アーフロー信号ＭＡＦとから従来の手法で計算される。
ステップ４０２の間、ベース開ループ燃料噴射量ＦＢ
が、ＲＯＭ１０６の保持内容からの速度／負荷テーブル
の参照及び補間によって決定される。ステップ４０４に
おいて、燃料補正量ＦＣＯＲが、例えば、取り入れ口空
気温度ＴＡ、冷却水温度ＴＷ、バッテリ電圧等の入力を
基に算出される。

【００２８】ステップ４０６において、上流側ＥＧＯセ
ンサ１２８が十分に暖気したか否か、及び／又は、他の
コンディションが閉ループ動作を開始するのに適合した
かをチエックする。これらのコンディションの中には、
冷却水温度ＴＷが予め選択された制限に達しているか、
取り入れ口空気温度ＴＷ、監視されるＥＧＯセンサのス
イッチング、始動からの経過時間等を含むことができる
が、これに限定されるものではない。スロットルの広い
開放、或いは、延長されたアイドリングのような幾つか
のエンジン動作が、閉ループコンディションが他の点で
は整った後でも開ループ制御を必要とすることがある。
エンジンは、上流側開ループと下流側開ループ制御の両
方で動作することができ、即ち、上流側ＥＧＯセンサと
下流側ＥＧＯセンサからの信号が無視される。典型的に
これは、例えば、冷えた状態での始動及び／又は、ＥＧ
Ｏセンサが十分に暖気していないときに発生する。制御
システムが上流側開ループ制御のとき、ここに開示され
る好適な実施例では、常に下流側開ループ制御になる。
あるコンディションにおいて、下流側開ループで上流側
閉ループ（即ち、制御システムが上流側ＥＧＯセンサの
信号を受信して利用している）であることがある。これ
は、当業者は良く理解できるように、例えば、上流側Ｅ
ＧＯセンサが十分に暖気しているが、下流側ＥＧＯセン
サは十分に温まっていない場合、及び／或いは、何らか
の急加速状態中に発生する。しかしながら、通常のルー
チン状態において、システムは上流側閉ループと下流側
閉ループ制御を採用するであろう。

【００２９】閉ループ制御が求められたなら、ステップ
４０８で、空燃比の閉ループ補正量を表すＰＩ制御器２
１０の出力信号である空燃比補正量ＬＡＭＣＯＲを算出
する。一方、ステップ４１０で、ＬＡＭＣＯＲが１に設
定される。リミットサイクルの周波数は、制御システム
の上流側の位置のパラメータで主に決定される。しかし
ながら、下流側ＥＧＯセンサは、その基準電圧ＲＥＦ１
に対して非対称のリミットサイクルを作りだす、上流側
ＥＧＯセンサ信号用のリッチ／リーンのスイッチングポ
イントをシフトするバイアスを提供する。同時に、下流
側ＥＧＯ２センサの出力が、その基準電圧ＲＥＦ２を中
心とするよう調整される。ＰＩ制御器の出力ＬＡＭＣＯ
Ｒは２つのジャンプを示す、：第１のジャンプは、その
基準電圧ＲＥＦ１と交差する上流側ＥＧＯセンサによ
り、第２のジャンプは、その基準電圧ＲＥＦ２と交差す
る下流側ＥＧＯセンサによる。ステップ４１０と４０８
との両方からの論理の流れはステップ４１２へ進み、そ
こでは、燃料算出ブロック２１２が、ＬＡＭＣＯＲに基
づき燃料流信号ＦＰＷを算出する。信号ＦＰＷは、ステ
ップ４１４で燃料噴射器を付勢する。ステップ４１６
は、システムを燃料流算出ルーチンから主ルーチンへ戻
す。

【００３０】異なるエンジン動作、特に、異なる速度及
び負荷において、制御システムの計測可能なパラメータ
が、最適な制御のための再調整を要求する。これらのパ
ラメータには、例えば、ＰＩ制御器２１０のジャンプバ
ック(jumpback)Ｈとランプ(ramp)Ｇとがある。パラメー
タの再計測を行うために、入力としてエンジンの速度及
び負荷での幾つかの関数或いはテーブル（例えば、図２
に示すテーブル２１４）が取り付けられることがある。
遅延時間或いはフィルタのような一定の措置が、高周波
数のＥＧＯセンサのスイッチングの影響から制御システ
ムを保護するために採用され得ることは理解されるであ
ろう。このような改変が、本開示の視点による技術よ
り、当業者によって本発明の好適な実施例に容易に取り
入れ得る。

【００３１】エンジンへの燃料流の制御を継続しなが
ら、周期的な触媒変換装置の監視のためのシステムの動
作が、図２、図５Ａ、図５Ｂ、図６、図７を参照して記
述される。試験期間は、エンジン動作の実質的に安定状
態において典型的には開始され、約２０秒に及ぶ。適正
試験を完了する前に多種の試みが必要とされることがあ
る。１又は多数の適正試験が、継続的な動作の与えられ
た周期において実行されることがある。監視試験は通常
の閉ループ動作中に開始される。“周期的”という用語
は、例えば、非−動作周期の後にエンジン動作が再開さ
れる度に１回（又はより頻繁に）というように、時折或
いは断続的ということを意味する。これに関連して、エ
ンジンの実質的に安定状態中の試験周期の開始とは、エ
ンジンが二重閉ループ動作のとき試験周期を始動するこ
とを意味し、全てのエンジン動作パラメータが一定であ
る必要はなく、また、エンジンが設計された全ての試験
周期にわたって安定状態を維持する必要もない。

【００３２】試験開始時に、スイッチ２９６、２９７、
２９８は試験モードに切り換えられる。このようにし
て、リッチ／リーン制御器２０４からの出力信号は、Ｐ
Ｉ制御器２１０の代わりをし、そして積分制御器２０６
からの信号が比較器２００から除かれる。スイッチ２９
７が閉じられ、図２で関数発生器３００として示されて
いる信号発生器からの試験信号ＳＩＧが燃料算出ブロッ
ク２１２に供給される。以上記述したように、試験信号
ＳＩＧは、初期リーン期間と、好適には、上流側ＥＧＯ
センサに基づく閉ループ燃料制御のためリミットサイク
ル周波数よりも高い周波数を有する周期関数として、続
く交互のリッチ及びリーン動揺とを確立する。動揺信号
は、この意味では高周波数信号として参照することがで
きる。

【００３３】実際のエンジン性能上の動揺信号の衝撃と
試験モード動作とは、一般にオペレータには感知されな
いことが理解されるであろう。噴射器ドライバ１１２へ
送られるＦＰＷの値は、ＦＢの値によって本質的に決定
される。試験信号は、その理論量値よりも僅かにＦＢの
値を動揺させる。

【００３４】上述したように、リッチとリーンとの交互
の動揺は、理論量（試験動作モードへスイッチする前の
下流側ＥＧＯセンサに基づき最終調整された）に対応す
る平均の空燃比に対して交互に非対称の波形を有する。
本発明の或る特定の好適な実施例において、燃料制御と
は動揺を制御することを意味し、即ち、それぞれのリッ
チ動揺期間の継続時間と１方又は両側隣接するリーン動
揺期間の継続時間とを比較することによって、初期リー
ン期間に続いて、所望のリッチ／リーン比（これは１．
０である必要はない）に制御することを意味する。この
用法において、隣接する期間は、リッチ動揺の１つ直前
にある、又は、直後に続くものである。図５Ａ及び図５
Ｂを参照し、理論量に対応する平均の空燃比より上側の
振幅“ａ”のリッチ動揺の矩形波（説明の場合用）の連
続は、下側の振幅“ｂ”の長いリーン動揺と交互になっ
ているところが示されている。振幅“ａ”及び“ｂ”
は、図５Ｂに示す“ｃ”と“ｄ”の値（単位は示さな
い）によって制御される。値“ｃ”は、上流側ＥＧＯセ
ンサによって検出されたリッチ動揺の継続時間である。
値“ｄ”は隣接するリーン動揺の継続時間である。上流
側動揺計数器３０４は、当業者には良く知られている手
法、即ち技術に従い継続時間を計測して比較するように
適用されている。従って、等しくそして反対の動揺のた
めの上述した選択は、平均の空燃比の値から適切なパー
センテージー偏向するための隣接しているリッチ及びリ
ーン動揺の継続時間の測定及び比較から成る燃料制御シ
ステムの閉ループ制御機能によって、特定の好適な実施
例において達成される。

【００３５】上流側及び下流側ＥＧＯセンサからの信号
ＶＥＧＯ１とＶＥＧＯ２は、それぞれ、例えば信号フィ
ルタ及びレジスタ手段から成る動揺計数器に供給され
る。上流側動揺計数器３０４は、上流側排気ガス中の空
燃比動揺を計数する。下流側動揺計数器３０２は、同様
に下流側排気ガス中の空燃比動揺を計数する。それぞれ
からの計数値は、例えば、下流側で検出された上流側動
揺のパーセンテージを算出する等の何らかの好適な手法
により該計数値を比較する決定ブロック３０６へ供給さ
れる。次に該決定ブロックは、触媒変換装置効率の値の
結果を、最小の許容可能な触媒変換装置効率に対応する
よう予め決定されている保持された値と比較する。該保
持された値は、当業者によって経験的に容易に予め決定
されるが、これはエンジンシステムの特性と動揺の大き
さとに依存するであろう。信頼性と正確さのため、好適
には動揺は、与えられたエンジンシステムのため最小の
許容可能な触媒変換装置効率に対応する４０％から６０
％の間、好適には４５％の保持された値を生じるように
構成される。従って、高いパーセンテージの上流側動揺
が下流側排気ガス中に検出されたなら、決定ブロック
は、故障信号を発生するか、他の適切な行動を開始す
る。

【００３６】選択的に、故障信号が車両のオペレータへ
の警告灯の点灯及び／又は警告音を引き起こすようにす
ることもできる。また選択的に、通過信号を、試験結果
が現在の値を越えないときに発生されるようにすること
もできる。

【００３７】触媒変換装置監視モード中のエンジン１０
２への燃料流制御におけるマイクロコンピュータ１００
の動作は、図７のフローチャートによって説明される。
それぞれのサンプリング期間の開始時に、ステップ７０
０でエンジンパラメータが取り出される。クランク位置
信号ＣＡ及び質量エアーフロー信号ＭＡＦからエンジン
速度及び負荷が公知の手法により計算される。ステップ
７０２中に、ベース開ループ燃料噴射量ＦＢが、ＲＯＭ
１０６の保持内容からの速度／負荷テーブルの参照及び
補間によって決定される。ステップ７０４において、燃
料補正量ＦＣＯＲが、例えば、エンジン暖気状況、取り
入れ口空気温度ＴＡ、冷却水温度ＴＷ、バッテリ電圧等
に基づき算出される。スロットルの広い開放、或いは、
延長されたアイドリングのような幾つかのエンジン動作
状況が、閉ループコンディションが他の点で整った後で
も開ループ燃料制御を必要とすることがある。従って、
ステップ７０６で閉ループの必要条件がチエックされ
る。閉ループ燃料制御必要条件が整っていない場合に
は、ステップ７２４で、空燃比補正量ＬＡＭＣＯＲが１
に設定される。ステップ７１６で、最終の燃料流ＦＰＷ
が、通常の動作モードのために上述したよう主燃料流式
に基づき算出される。燃料噴射器がステップ７１８で付
勢され、ステップ７２０でマイクロコンピュータの主ル
ーチンに戻る。

【００３８】閉ループ燃料制御必要条件がステップ７０
６で整っていることが見い出されたなら、ステップ７０
８で、触媒変換装置試験が必要か否かをチエックする。
例えば、非−動作周期に続き開始してからエンジンの現
在の動作の間に試験が成功して完了しなかった時等に、
試験が要求される。試験が要求されたなら、ステップ７
１０で、安定状態のコンディションが実証される。付加
的に、ステップ７１０で、付加的な予備−コンディショ
ンが適合しているか否かをチエックすることができる。
適用可能な政府の規定が、安定した車両及びエンジン速
度及び負荷状況、上流側及び下流側ＥＧＯセンサ暖気等
を指定及び定義することがある。それら全ての条件に適
合しないときは、ステップ７１２で試験を中止する。そ
して、ステップ７１４で、通常動作モードのため上述し
たように二重ＥＧＯ制御閉ループ燃料制御のために空燃
比補正量を算出する。ステップ７１０で、該条件が適合
するなら、上記のようにステップ７１６、７１８、７２
０に従い、ステップ７２２から触媒変換装置効率試験を
行う。リターンのステップ７２０で、処理が直前のスタ
ートのブロック７００に、或いは、正当なコースに従い
ブロック７００を通って循環のために主ルーチンに戻
る。

【００３９】触媒変換装置効率試験を行うためのマイク
ロコンピュータ１００のステップ７２２での動作が図６
のフローチャートに示されている。適用され得る規定
が、試験は例えば２０秒のような指定された時間周期で
完了するとこを要求することがある。従って、マイクロ
コンピュータ１００は、試験の開始からの経過時間を監
視するタイマを好適には備える。ステップ６００で該タ
イマをアップデートする。ステップ６０２で、現在の試
験期間が終了していないかをチエックする。試験期間が
終了していない場合には、ステップ６０４で、周期的な
試験関数ＳＩＧを発生する関数発生器３００をアップデ
イトする。上述したように、初期リーン期間は、交互の
動揺が発生され計数される前に確立され、これは、好適
には０．２５から１０秒間、典型的には５秒間である。
従って、試験開始からの経過時間がステップ６１０でチ
エックされる。経過時間が典型的には５秒間の現在値を
越えたとき、ステップ６１２及び６１４で、図２で前述
したようにそれぞれ関連する算出ブロック３０２及び３
０４で、上流側と下流側排気ガス中の検出可能な動揺を
計数する。ステップ６１６で、図７のフローチャートの
ステップ７１６への出口が提供される。その後、処理は
１以上の付加的なサイクルを繰り返す。ステップ６０２
で決定される試験期間の完了後、ステップ６１８で触媒
変換装置効率値を算出する、これは典型的には、下流側
排気ガス中に検出された動揺の計数された全ての数を、
上流側排気ガス中に計数された全ての数で割り、そし
て、この結果を、最小の許容可能な触媒変換装置効率に
相当する保持された所定の値と比較する。必要ならば、
決定ブロック６１８は、図２の決定ブロック３０６に関
連して前記したように故障信号を始動することができ
る。

【００４０】当業者は、特定の好適な実施例の以上の記
述を読むことにより、本発明の精神及び範囲内で更なる
改変及び改良を思い浮かべることであろう。添付の特許
請求の範囲は、このような改変及び改良を含むことを意
図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に基づく排気ガス処理の
触媒変換装置効率を周期的に監視し、エンジンからの排
気ガスを扱い、エンジンへの空気と燃料との混合の空燃
比を制御するための装置を備える自動車の内燃エンジン
の模式図。

【図２】図１の実施例の排気ガス処理及び監視システム
の燃料制御の制御ブロック図。

【図３】空燃比ＬＡＭＢＤＡの機能としての、ＥＧＯセ
ンサの電圧出力を示すグラフ。

【図４】図１及び図２の装置の通常動作モード中の燃料
流比ＦＰＷの算出において行われる処理ステップを示す
フローチャート。

【図５】図５Ａは、図１及び図２のシステムの試験動作
モード中の空燃比の動揺を示すグラフ。図５Ｂは、上流
側ＥＧＯセンサ出力信号の動揺を示す図５Ａに対応する
グラフ。

【図６】全体の燃料流制御処理に基づく図１及び図２の
実施例の触媒変換装置の効率試験を遂行するときに行わ
れる処理ステップを示すフローチャート。

【図７】燃料流比を算出し、図１及び図２の実施例に基
づく触媒監視を行うための処理ステップを示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１００マイクロコンピュータ１０２内燃エンジン１０４ＣＰＵ１０６ＲＯＭ１０８ＲＡＭ１１０Ｉ／０インターフェイス１２４触媒変換装置１２８第１ＥＧＯセンサ１３０第２ＥＧＯセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンへ供給される空気と燃料と
の混合の空燃比を制御し、エンジンからの排気ガスを処
理し、排気ガス処理における触媒変換装置を周期的に監
視する方法であって、（Ａ）エンジンからの排気ガスを第１排気ガス管手段を
介して触媒変換手段へ通し、同時にその中の酸素含有量
レベルに相当する値を有する第１のＥＧＯ信号を発生す
る第１のＥＧＯセンサ手段に該排気ガスをさらし、（Ｂ）該触媒変換装置からの排気ガスを第２側排気ガス
管手段を通し、同時にその中の酸素含有量レベルに相当
する値を有する第２のＥＧＯ信号を発生する第２のＥＧ
Ｏセンサ手段にそれをさらし、（Ｃ）空燃比サイクルングの通常動作モードの間、理論
量の空燃比に相当する値についての範囲を規定する制限
内で一般に、燃料流制御信号に応答してエンジンへ供給
される燃料の空燃比を制御するための燃料制御手段を動
作させ、該燃料制御手段の通常動作モードの間の燃料流
制御信号は少なくとも第１のＥＧＯ信号及び第２のＥＧ
Ｏ信号に基づき、（Ｄ）（ａ）実質的に理論量に相当する平均の空燃比値
についてリーン期間と交互するリッチ期間の連続に続く
理論量よりも高い空燃比の初期リーン期間と（ｂ）第２
のＥＧＯセンサ手段により検出された数に対する第１の
ＥＧＯセンサ手段により検出された前記動揺の数に基づ
き決定する効率値と、から成る空燃比の動揺で、該第２
のＥＧＯ信号ではなく少なくとも第１のＥＧＯ信号に基
づく閉ループ燃料制御を行うことから成る、試験期の間
に該燃料制御手段の試験動作モードにおいて通常動作モ
ードを中断することにより触媒変換装置の効率の試験を
行い、（Ｅ）該効率値を触媒変換装置の最小の許容可能な効率
に相当する予め決定された保持されている値と比較す
る、ステップからなることを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１記載の方法であって、更に、ス
テップ（Ｅ）での比較が触媒変換装置効率は前記最小の
許容可能な効率よりも低いことを指示した場合に、触媒
変換装置故障信号を発生するステップを有することを特
徴とする方法。
【請求項３】請求項１の方法において、該初期リーン
期間が、空燃比が理論量よりも３％から５％高い間、
０．２５から１０秒の継続期間であることを特徴とする
方法。
【請求項４】請求項１の方法において、該初期リーン
期間に続く交互のリッチ及びリーン期間の間の該動揺
が、最大値での正弦波形で、交互のリッチとリーン期間
のため等しくそして反対な理論量からの累積的な偏差に
従うことを特徴とする方法。
【請求項５】請求項４の方法において、該リッチとリ
ーンとの期間が等しい継続時間であることを特徴とする
方法。
【請求項６】請求項５の方法において、該リッチとリ
ーンとの期間の継続時間が５０から２００ミリ秒である
ことを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１の方法において、該初期期間に
続く動揺が２Hzから５Hzの周波数を有することを特徴と
する方法。
【請求項８】請求項１の方法において、該効率値が、
該初期リーン期間に続く、第２のＥＧＯセンサによって
検出された前記動揺の数と、第１のＥＧＯセンサによっ
て検出された数との比であることを特徴とする方法。
【請求項９】請求項１の方法において、該燃料制御手
段が、該初期リーン期間に続き、該第１のＥＧＯセンサ
が理論量の空燃比よりリッチを感知している継続期間
と、それが理論量の空燃比よりリーンを感知している隣
接する継続期間とをそれぞれ比較することによりリッチ
とリーンとの予め決定された比に動揺を制御することを
特徴とする方法。
【請求項１０】内燃エンジンへ供給される空気と燃料
との混合の空燃比を制御し、エンジンからの排気ガスを
処理し、排気ガス処理における触媒変換装置を周期的に
監視する方法であって、（Ａ）エンジンからの排気ガスを第１の排気ガス管手段
を介して触媒変換手段へ通し、同時にその中の酸素含有
量レベルに相当する値を有する第１のＥＧＯ信号を発生
する第１のＥＧＯセンサ手段に該排気ガスをさらし、（Ｂ）該触媒変換装置からの排気ガスを第２の側排気ガ
ス管手段を通し、同時にその中の酸素含有量レベルに相
当する値を有する第２のＥＧＯ信号を発生する第２のＥ
ＧＯセンサ手段にそれをさらし、（Ｃ）空燃比サイクルングの通常動作モードの間、理論
量の空燃比に相当する値についての範囲を規定する制限
内で一般に、燃料流制御信号に応答してエンジンへ供給
される燃料の空燃比を制御するための燃料制御手段を動
作させ、該燃料制御手段の通常動作モードの間の燃料流
制御信号が少なくとも第１のＥＧＯ信号及び第２のＥＧ
Ｏ信号に基づき、（Ｄ）（ａ）等しくそして反対のリーン期間で正弦的に
交互する理論量よりも３％−５％低い空燃比の３０−７
５回のリッチ期間に続く理論量よりも５％高い空燃比の
初期の５秒のリーン期間から成る空燃比動揺で、該第２
のＥＧＯ信号ではなく少なくとも第１のＥＧＯ信号に基
づく閉ループ燃料制御を行うことから成る、試験期の間
に該燃料制御手段の試験動作モードで、通常動作モード
を中断することにより触媒変換装置の効率の試験を行
い、（Ｅ）該初期リーン期間に続き、第１のＥＧＯセンサ手
段で検出された前記動揺の数に対する該第２のＥＧＯセ
ンサ手段により検出された数に基づき効率値を決定し、（Ｆ）該効率値を触媒変換装置の最小の許容可能な効率
に相当する予め決定された保持されている値と比較し、（Ｇ）ステップ（Ｆ）での比較が触媒変換装置の効率は
該最小の許容可能な効率よりも低いことを指示した場合
に、触媒変換装置故障信号を発生する、ステップから成
ることを特徴とする方法。
【請求項１１】内燃エンジンへ供給される空気と燃料
との混合の空燃比を制御し、エンジンからの排気ガスを
処理し、排気ガス処理における触媒変換装置を周期的に
監視する装置であって、（Ａ）エンジンからの上流側排気ガスを触媒変換装置へ
通す第１の排気ガス管手段であって、その中の酸素含有
量レベルに相当する値を有する第１のＥＧＯ信号を発生
するため該上流側排気ガスにさらされる第１のＥＧＯセ
ンサ手段を有し、（Ｂ）該触媒変換装置からの下流側排気ガスを通す第２
の排気ガス管手段であって、その中の酸素含有量レベル
に相当する値を有する第２のＥＧＯ信号を発生するため
該下流側排気ガスにさらされる第２のＥＧＯセンサ手段
を有し、（Ｃ）通常動作モードと試験動作モードとを有する、燃
料流制御信号に応答してエンジンへ供給される燃料の空
燃比を制御するための燃料制御手段であって、該燃料制
御手段は、（ａ）燃料流制御信号を発生するための燃料
流制御信号発生手段と、（ｂ）５０から２００ミリ秒の
平均の空燃比値からそれぞれ３％から７％空燃比を減少
させそして増大させるよう適用された交互のリッチ信号
とリーン信号との連続に続く１から１０秒の初期期間用
の理論量比に相当する前記平均の空燃比値から３％から
７％空燃比を増大させるように適用された初期リーン期
間信号を発生するための動揺信号発生手段とを有し、該燃料制御信号が、通常動作モードにおいて、該平均の空燃比値についての
範囲を規定するリミットサイクル内に空燃比を維持する
ように第１のＥＧＯ信号と第２のＥＧＯ信号とに基づ
き、そして、試験動作モードにおいて、該第２のＥＧＯ信号ではな
く、該第１のＥＧＯ信号と該動揺信号とに基づき、該燃
料流制御信号発生手段によって発生され、（Ｄ）（ａ）該試験動作モードにおいて、該上流側排気
ガスにおける空燃比の動揺の第１の数と、該下流側排気
ガスにおける空燃比の動揺の第２の数とを検出して計数
し、（ｂ）前記第１及び第２の数に基づき触媒変換装置
効率値を算出し、（ｃ）該触媒変換装置効率値を該触媒
変換装置の最小の許容可能な効率に相当する予め決定さ
れている保持された値と比較し、（ｄ）該触媒変換装置
効率値が、触媒変換装置効率は最小の許容可能な効率よ
りも低いことを指示した場合に触媒変換装置故障信号を
始動する、計数手段とから成ることを特徴とする装置。