JPH07217480A

JPH07217480A - 内燃機関の触媒劣化判定装置

Info

Publication number: JPH07217480A
Application number: JP6027297A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Toyoda; 克彦豊田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-15
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JP3265794B2; CA2138563A1; DE19500619A1; US5531069A; CA2138563C; DE19500619C2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、触媒劣化判定装置におい
て、触媒体の温度を検出する温度センサを不要とし、触
媒体の劣化を精度良く判定させることにある。【構成】このため、この発明は、内燃機関２の機関負
荷に関連してカウントを行う触媒体４４の暖機カウンタ
（ＤＡＮＫＣ）により触媒体４４が所定の暖機状態であ
るか否かを判断し、この判断による触媒体４４が所定の
暖機状態にあることを一つの条件として触媒体４４の劣
化判定条件の判断をする制御手段１１６を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の触媒劣化
判定装置に係り、特に触媒体の温度を検出する温度セン
サを不要とし、触媒体の劣化を精度高く判定し得る内燃
機関の触媒劣化判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両においては、内燃機関から排出され
る排気を浄化するために、触媒体を排気系の排気通路途
中に設けている。このように、排気系に触媒体を備えた
構造において、触媒劣化判定装置を備えたものがある。

【０００３】この触媒劣化判定装置には、例えば、内燃
機関の排気通路途中に設けられた触媒体上流側の排気通
路に第１排気センサであるフロントＯ₂センサを設ける
とともに触媒体下流側の排気通路に第２排気センサであ
るリアＯ₂センサを設け、フロント、リアＯ₂センサの
検出信号によって空燃比をフィードバック制御しつつ所
定の触媒劣化判定条件が成立した場合には触媒体の劣化
を判定、つまり、フロントＯ₂センサの出力する第１検
出信号から算出される第１フィードバック制御値により
空燃比が目標値になるよう第１フィードバック制御する
とともに、リアＯ₂センサの出力する第２検出信号から
算出される第２フィードバック制御値により触媒体の劣
化状態を判定して第１フィードバック制御値を補正すべ
く第２フィードバック制御、いわゆるデュアルフィード
バック制御するものがある。

【０００４】このような触媒劣化判定装置としては、例
えば、特開平４−１０９０４５号公報、特開平４−１１
６２３９号公報に開示されている。特開平４−１０９０
４５号公報に記載のものは、内燃機関の排気管内に設け
られた浄化手段と、浄化手段の上流側及び下流側にそれ
ぞれ設けられた空燃比検出手段と、内燃機関の気筒に燃
料を供給する燃料供給手段と、空燃比検出手段からの検
出信号を入力して燃料供給手段を制御する電子的制御手
段とを設け、これにより、上流側の空燃比検出手段の検
出信号に基づいて内燃機関の気筒に供給する混合気の空
燃比を制御し、空燃比の目標値を変えた時の下流側の空
燃比検出手段の検出信号の応答変化によって浄化手段の
劣化をモニタし、比較的短時間で触媒劣化の有無を高い
信頼性で判定することを可能とするものである。また、
特開平４−１１６２３９号公報に記載のものは、触媒コ
ンバータの上流側空燃比センサと下流側空燃比センサと
の夫々出力信号を比較して触媒の劣化を判定する際に、
下流側空燃比センサを用いた学習補正の更新が十分に行
われていない場合には、その診断を禁止し、実際の空燃
比自体の片寄りによる診断精度の低下や判定基準のばら
つきを防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒劣化判
定装置において、触媒体は、車両が通常に使用されてい
る限り、その機能が著しく低下しないものである。

【０００６】しかし、ユーザーが例えば有鉛燃料を使用
したり、あるいは、その他何んらかの不慮の原因で、ハ
イテンションコードが抜けたまま走行した場合等には、
触媒体の機能が著しく低下してしまい、排気の浄化率が
低下し、このため、排気が大気中に放出される割合が高
くなり、環境悪化の要因となる不都合があった。

【０００７】また、触媒体の温度状態を温度センサによ
って検出し、触媒体の暖機状態（活性化温度状態）及び
酸素ストレージ状態（酸素保持状態）を温度センサの検
出信号による温度状態によって判断しているが、温度セ
ンサを必要とし、構成が複雑になるとともに、高価にな
るという不都合があった。

【０００８】更に、触媒体の劣化判定（モニタ）実施条
件は、触媒体の酸素ストレージ能力によって模擬的に触
媒体の劣化を判定しようとする触媒劣化判定装置にあっ
ては、触媒体の暖機状態（活性化温度状態）によって、
特に、低温時で触媒体が走行風によって冷やされたり、
低負荷走行及びアイドル運転が長く続いたり、高負荷走
行が長く続いたりした時と、その後、数秒間から数分間
は、触媒体の酸素ストレージ量が低く、このため、触媒
体が正常であるにも拘らず、触媒体を異常と判定して触
媒体の劣化の誤判定を招き、無意味な部品の交換や修理
が必要になるという不都合があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去すべく、第１に、内燃機関の排気通路
途中に設けられた触媒体上流側の前記排気通路に第１排
気センサを設けるとともに前記触媒体下流側の前記排気
通路に第２排気センサを設け、前記第１、第２排気セン
サの検出信号によって空燃比をフィードバック制御しつ
つ所定の触媒劣化判定条件が成立した場合には前記触媒
体の劣化を判定する内燃機関の触媒劣化判定装置におい
て、前記内燃機関の機関負荷に関連してカウントを行う
前記触媒体の暖機カウンタにより前記触媒体が所定の暖
機状態であるか否かを判断し、この判断による前記触媒
体が所定の暖機状態にあることを一つの条件として前記
触媒体の劣化判定条件の判断をする制御手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１０】第２に、前記制御手段は、前記内燃機関の
始動後に、前記内燃機関の機関負荷に関連して前記暖機
カウンタによるカウントを開始し、前記暖機カウンタに
よるカウントが触媒劣化判定実施幅内にある時に、前記
触媒体の所定の暖機状態であると判断し、この判断によ
る前記触媒体が所定の暖機状態であることとその他の触
媒劣化判定条件との全てを満足した場合に、前記触媒体
の劣化判定を実施することを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の構成によれば、内燃機関の機関負荷
に関連してカウントを行う触媒体の暖機カウンタにより
触媒体が所定の暖機状態であるか否かを判断し、この判
断による触媒体が所定の暖機状態にあることを一つの条
件として触媒体の劣化判定条件の判断をするので、触媒
体の暖機状態及び酸素ストレージ状態を模擬的に判断す
ることができ、温度センサを不要とし、構成を簡単と
し、廉価とすることができる。

【００１２】また、触媒体の劣化判定条件に温度センサ
からの温度状態が考慮されないので、触媒体の劣化判定
を正確に行わせ、車両の信頼性を向上し、触媒体の劣化
判定の精度を向上することができる。

【００１３】更に、触媒体が正常であるにも拘らず、低
温時や風が強く、触媒体の温度が低下して触媒体の劣化
の判断ができない時には、触媒劣化判定条件を不成立と
し、触媒体の劣化判定を中止することにより、触媒体の
正常状態を異常と判断することがなくなり、触媒体の劣
化の誤判定をなくし、無意味な部品の交換や修理を不要
とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜図１５は、この発明の実
施例を示すものである。図１５において、２は燃料噴射
制御式の内燃機関、４は触媒劣化判定装置、６はシリン
ダブロック、８はシリンダヘッド、１０はピストン、１
２はエアクリーナ、１４は吸気管、１６はスロットルボ
ディ、１８は吸気マニホルド、２０は吸気通路、２２は
排気管、２４は排気通路である。

【００１５】エアクリーナ１２とスロットルボディ１６
間に介設されて第１吸気通路２０−１を形成する吸気管
１４の上流側には、吸気量を測定するエアフローメータ
２６が設けられている。

【００１６】前記エアクリーナ１２上流側には、吸気音
を低減させるレゾネータ２８が設けられている。スロッ
トルボディ１６に形成されて第１吸気通路２０−１に連
通する第２吸気通路２０−２内には、吸気絞り弁３０が
配設されている。この第２吸気通路２０−２は、サージ
タンク３２を介して吸気マニホルド１８に形成した第３
吸気通路２０−３に連通されている。この第３吸気通路
２０−３下流側は、吸気弁３４を介して内燃機関２の燃
焼室３６に連通されている。この燃焼室３６には、排気
弁３８を介して排気通路２４が連通されている。

【００１７】前記排気管２２には、内燃機関２側から順
次に、ヒータ付の第１空燃比センサであるフロントＯ₂
センサ４０と触媒コンバータ４２の触媒体４４とが夫々
設けられている。フロントＯ₂センサ４０は、触媒体４
４上流側の排気通路２４に設けられて該排気通路２４内
の排気中の酸素濃度を検出し、検出信号を出力するもの
である。

【００１８】前記触媒体４４下流側の排気管２２には、
第２空燃比センサであるリアＯ₂センサ４６が設けられ
ている。このリアＯ₂センサ４６は、触媒体４４下流側
の排気通路２４内の排気中の酸素濃度を検出し、検出信
号を出力するものである。

【００１９】前記吸気マニホルド１８とシリンダヘッド
８との接合部位には、燃焼室３６方向に指向させて燃料
噴射弁４８が装着されている。

【００２０】この燃料噴射弁４８には、燃料タンク５０
内の燃料が圧送される。即ち、燃料タンク５０内の燃料
は、燃料ポンプ５２によって燃料供給通路５４に圧送さ
れ、燃料フィルタ５６で濾過されて燃料分配管５８に至
り、そして燃料圧力調整器６０によってその圧力が一定
に調整されて燃料噴射弁４８に送給される。

【００２１】スロットルボディ１６の第２吸気通路２０
−２には、一端側が燃料タンク５０内の上部に連通する
蒸発燃料通路６２の他端側が連通している。この蒸発燃
料通路６２途中には、燃料タンク５０側から順次に、二
方向弁６４とキャニスタ６６とが介設されている。

【００２２】前記吸気絞り弁３０を迂回して第１吸気通
路２０−１とサージタンク３２内とを連通すべく、アイ
ドルバイパス空気通路６８が設けられている。このアイ
ドルバイパス空気通路６８には、このアイドルバイパス
空気通路６８を開閉してアイドル運転時の空気量を調整
するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣバルブ）７０が介設
されている。

【００２３】また、スロットルボディ１６には、吸気絞
り弁３０を迂回する補助バイパス空気通路７２が形成さ
れている。この補助バイパス空気通路７２は、補助バイ
パス空気量調整具７４によって開閉されるものである。

【００２４】このアイドルバイパス空気通路６８とアイ
ドル回転数制御弁７０と補助バイパス空気通路７２と補
助バイパス空気量調整具７４とにより、アイドル回転数
制御装置７６が構成される。

【００２５】このアイドル回転数制御装置７６は、アイ
ドル回転数制御弁７０により内燃機関２のアイドル回転
数を目標アイドル回転数にフィードバック制御するとと
もに吸気絞り弁３０を迂回して第１吸気通路２０−１と
サージタンク３２内とを連絡する補助バイパス空気通路
７２に設けた補助バイパス空気量調整具７４により上述
の目標アイドル回転数を調整するものである。

【００２６】前記アイドルバイパス空気通路６８途中に
は、サージタンク３２内に連通するエア通路７８が分岐
している。このエア通路７８には、機関冷却水温度等に
よって作動するエアバルブ８０が設けられている。エア
通路７８とエアバルブ８２とによって、エアレギュレー
タ８２が構成される。

【００２７】また、アイドルバイパス空気通路６８途中
には、サージタンク３２内に連通するパワステ用空気通
路８４が分岐している。このパワステ用空気通路８４に
は、パワステ用制御弁８６が介設されている。このパワ
ステ用制御弁８６は、パワステ用スイッチ８８によって
作動制御されるものである。

【００２８】内燃機関２で発生したブローバイガスを吸
気系に還流させるべく、内燃機関２のシリンダヘッド８
には、サージタンク３２に取付けたＰＣＶ弁９０に連通
する第１ブローバイガス還流通路９２と、第１吸気通路
２０−１に連通する第２ブローバイガス還流通路９４と
が連絡されている。

【００２９】更に、吸気管１４には、吸気絞り弁３０の
開度状態を検出し且つアイドルスイッチとしても機能す
るスロットルセンサ９６が設けられているとともに、吸
気絞り弁３０の急閉を防止するダッシュポット９８が設
けられている。

【００３０】一方、パワーユニット１００に連絡したイ
グニションコイル１０２は、点火機構１０４を構成する
ディストリビュータ１０６に連絡している。

【００３１】また、内燃機関２には、この内燃機関２の
クランク角度を検出するとともに機関回転数センサとし
ても機能するクランク角センサ１０８が設けられてい
る。

【００３２】前記内燃機関２のシリンダブロック６に
は、このシリンダブロック６に形成した冷却水通路１１
０内の機関冷却水温度を検出する水温センサ１１２と、
内燃機関２のノック状態を検出するノックセンサ１１４
とが付設されている。

【００３３】前記エアフローメータ２６、フロントＯ₂
センサ４０、リアＯ₂センサ４６、燃料噴射弁４８、燃
料ポンプ５２、アイドル回転数制御弁７０、パワステ用
制御弁８６およびパワステ用スイッチ８８、スロットル
センサ９６、パワーユニット１００、クランク角センサ
１０８、水温センサ１１２、ノックセンサ１１４は、制
御手段（エンジンコントロールユニット；ＥＣＵ）１１
６に連絡している。

【００３４】また、この制御手段１１６には、車速セン
サ１１８と、ダイアグランプ１２０と、ダイアグスイッ
チ１２２と、テストスイッチ１２４と、ヒューズ１２６
及びメインスイッチ１２８を介してバッテリ１３０と、
アラームリレー１３２を介して警告灯１３４とが連絡し
ている。このアラームリレー１３２には、例えば、触媒
体４４下流側の排気通路２４内の排気温度を検出するサ
ーモセンサ１３６が連絡されている。

【００３５】この制御手段１１６は、各種検出信号を入
力し、フロント、リアＯ₂センサ４０、４６の検出信号
によって空燃比をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御しつつ
所定の触媒劣化判定条件が成立した場合には触媒体４４
の劣化を判定するものである。

【００３６】このため、前記制御手段１１６には、所定
の触媒劣化判定（モニタ）条件が成立した場合に、触媒
体４４の劣化状態を判定する劣化判定部１３８が設けら
れている。

【００３７】この劣化判定部１３８には、触媒体４４の
暖機状態（活性化温度状態）及び酸素ストレージ状態
（酸素保持状態）を模擬的に判断するために、内燃機関
２の機関負荷（例えば空気量）に関連してカウントを行
う触媒体４４の暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）の暖機カウ
ンタ回路１４０と、タイマ１４２とが設けられている。

【００３８】この制御手段１１６は、内燃機関２の機関
負荷に関連してカウントを行う触媒体４４の暖機カウン
タ（ＤＡＮＫＣ）により触媒体４４が所定の暖機状態で
あるか否かを判断し、この判断による触媒体４４が所定
の暖機状態にあることを一つの条件として触媒体４４の
劣化判定条件の判断をする。そして、制御手段１１６
は、内燃機関２の始動後に、内燃機関２の機関負荷に関
連して暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）によるカウントを開
始し、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）によるカウントが触
媒劣化判定実施幅内にある時に、触媒体４４の所定の暖
機状態であると判断し、この判断による触媒体４４が所
定の暖機状態であることとその他の触媒劣化判定条件と
の全てを満足した場合に、触媒体４４の劣化判定を実施
するものである。

【００３９】上述の触媒劣化判定（モニタ）条件は、図
２に示す如く、機関回転数と機関負荷とによって設定さ
れる触媒劣化の判定領域内であること（図３参照）、内
燃機関２の暖機が終了していること、吸気温度が設定値
以上であること、フロントＯ₂センサ４０からの検出信
号により空燃比の第１フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御中
であること、一定速時（吸気量、吸気絞り弁開度、燃料
噴射量、吸気圧力等の機関負荷の変化量が設定値以下）
であること、そして、暖機カウンタ回路１４０において
触媒体４４の暖機が完了したと判断して暖機フラグ（Ｄ
ＮＫＦＬＧ）がオンであること、を全て満足した場合に
成立する。この触媒劣化判定条件が成立すると、触媒体
４４の劣化判定（モニタ）が実施される。

【００４０】前記暖機カウンタ回路１４０において暖機
カウンタ（ＤＡＮＫＣ）をクリアする条件は、図１３に
示す如く、内燃機関２がアイドル運転状態（アイドルス
イッチＯＮ：スロットルセンサ９６によって検出）、機
関負荷≦低側負荷値（ＧＡＬ）（図１４参照）、機関負
荷≧高側負荷値（ＧＡＨ）（図１４参照）、吸気絞り弁
３０の全開時燃料増量補正（ＦＰＯＷ）中であること、
つまりＦＰＯＷ＝１、フロントＯ₂センサ４０からの検
出信号による空燃比の第１フィードバック制御が停止、
燃料カット状態、のいずれか一つが成立した場合であ
る。

【００４１】このため、制御手段１１６には、触媒劣化
判定（モニタ）条件の成立か否かを判断するためのアン
ド回路ＡＮＤ（図２参照）と、機関回転数と機関負荷と
によって設定される触媒劣化の判定領域のマップ（図３
参照）と、時間と暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）・機関負
荷としての空気量（Ｇａ）との関係（図４参照）と、空
気量（Ｇａ）と暖機カウンタ設定値（カウント値）（Ｄ
ＣＯＵＮＴ）との関係（図５参照）と、空気量（Ｇａ）
とオフセット値（ＯＦＦＳＥＴ）との関係（図６参照）
と、空気量（Ｇａ）と係数（ＫＣＯＵＮＴ）との関係
（図７参照）と、吸気温度と吸気温オフセット値（ＴＨ
ＡＯＦＳ）との関係（図８参照）と、吸気温度と吸気温
係数（ＴＨＡＫＣ）との関係（図９参照）と、機関回転
数と他の機関負荷である吸気圧力（Ｐｂ）との関係（図
１０参照）と、吸気温度とモニタスタート判定値（ＭＯ
ＮＳＴ）との関係（図１１参照）と、吸気温度と触媒判
定（モニタ）実施幅（ＭＯＮＳＴ−ＭＯＮＥＮＤ）との
関係（図１２参照）と、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）の
クリア条件のためのオア回路ＯＲ（図１３参照）と、機
関回転数と機関負荷との関係（図１４参照）とが夫々組
込まれている。

【００４２】即ち、図２においては、アンド回路ＡＮＤ
は、６項目の状態が全て満足した場合に、触媒劣化判定
（モニタ）を実施させる判断をする。

【００４３】図３においては、機関回転数（ｒｐｍ）と
機関負荷とによって触媒劣化の判定領域（斜線で示す）
が設定される。

【００４４】図４において、機関負荷である空気量（Ｇ
ａ）には、判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）とこの判定
スタート空気値（ＧＡＳＴ）よりも所定に大なる値の判
定エンド空気値（ＧＡＥＮＤ）とが設定されている。ま
た、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）には、触媒劣化モニタ
（判定）実施幅を設定するモニタエンドカウンタ値（Ｍ
ＩＮＥＮＤ）とこのモニタエンドカウンタ値（ＭＯＮＥ
ＮＤ）よりも所定に大なる値のモニタスタートカウンタ
値（ＭＯＮＳＴ）とが設定されている。

【００４５】また、図５においては、空気量（Ｇａ）に
応じて、暖機カウンタ設定値（カウント値）（ＤＣＯＵ
ＮＴ）が決定される。この暖機カウンタ設定値（ＤＣＯ
ＵＮＴ）は、図４における判定スタート空気値（ＧＡＳ
Ｔ）（Ｇ₁の位置で示す）と判定エンド空気値（ＧＡＥ
ＮＤ）（Ｇ₄の位置で示す）とで「０」である。また、
暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）は、内燃機関２が
始動し、空気量（Ｇａ）が判定スタート空気値（ＧＡＳ
Ｔ）の空気量Ｇ₁に達するまではマイナス（−）側で漸
次増加され、この空気量Ｇ₁から空気量Ｇ₂になるまで
はプラス（＋）側で漸次増加され、この空気量Ｇ₂から
空気量Ｇ₃まではプラス（＋）側で一定に保持され、こ
の空気量Ｇ₃から判定エンド空気値（ＧＡＥＮＤ）の空
気量Ｇ₄まではプラス（＋）側で漸次減少され、この空
気量Ｇ₄以降ではマイナス（−）側で漸次減少され、決
定される。暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）は、所定のＴｘ
秒毎にカウントアップ、カウントダウンされる。

【００４６】これにより、図４に示す如く、空気量（Ｇ
ａ）が判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）と判定エンド空
気値（ＧＡＥＮＤ）間の場合にはカウンタ増加領域が
設定されるとともに、空気量（Ｇａ）が判定スタート空
気値（ＧＡＳＴ）未満及び判定エンド空気値（ＧＡＥＮ
Ｄ）以上の場合にはカウンタ減少領域、が設定され
る。

【００４７】また、内燃機関２の始動時から暖機カウン
タ（ＤＡＮＫＣ）がモニタスタート判定値（ＭＯＮＳ
Ｔ）に最初に達するまでは（図４の時間ｔ_oから時間ｔ
₇まで）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントの上
昇を早くするために、暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮ
Ｔ）に初期補正を実施する。つまり、内燃機関２の始動
から暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）がモニタスタート判定
値（ＭＯＮＳＴ）を最初に超えて第１暖機フラグ（ＤＡ
ＮＫＦＡＳＴ）が”１”になるまでは、暖機カウンタ設
定値（ＤＣＯＵＮＴ）に初期補正を実施する。

【００４８】この暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）
の初期補正には、２つの方法がある。第１の方法は、図
６に示す如く、空気量（Ｇａ）に応じてオフセット値
（ＯＦＦＳＥＴ）を決定し、このオフセット値（ＯＦＦ
ＳＥＴ）を暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）に加
算、つまり、ＤＣＯＵＮＴ＋ＯＦＦＳＥＴを行う。第２
の方法は、図７に示す如く、空気量（Ｇａ）に応じて係
数（ＫＣＯＵＮＴ）を決定し、この係数（ＫＣＯＵＮ
Ｔ）を暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）に乗算、つ
まり、ＤＣＯＵＮＴ×ＫＣＯＵＮＴを行う。但し、これ
ら２つの初期補正の方法は、共に、判定スタート空気値
（ＧＡＳＴ）≦空気量（Ｇａ）≦判定エンド空気値（Ｇ
ＡＥＮＤ）で実施する。

【００４９】更に、低温時に暖機カウンタ（ＤＡＮＫ
Ｃ）のカウントの上昇を遅くするために、吸気温度補正
を実施する。

【００５０】この暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）の吸気温
度補正には、２つの方法がある。第１の方法は、図８に
示す如く、吸気温度に応じて吸気温オフセット値（ＴＨ
ＡＯＦＳ）を決定し、この吸気温オフセット値（ＴＨＡ
ＯＦＳ）を暖機カウンタ値（ＤＣＯＵＮＴ）に加算、つ
まり、ＤＣＯＵＮＴ＋ＴＨＡＯＦＳを行う。第２の方法
は、図９に示す如く、吸気温度に応じて吸気温係数（Ｔ
ＨＡＫＣ）を決定し、この吸気温係数（ＴＨＡＫＣ）を
暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）に乗算、つまり、
ＤＣＯＵＮＴ×ＴＨＡＫＣを行う。このように、暖機カ
ウンタ（ＤＡＮＫＣ）に吸気温補正を実施するのは、低
温時の触媒体４４の上昇が、常温時に比べて遅いからで
ある。

【００５１】これにより、図４に示す如く、内燃機関２
が始動し（時間ｔ_o）、空気量（Ｇａ）が判定スタート
空気値（ＧＡＳＴ）に達していない場合には（時間
ｔ₁）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントがな
く、そして、空気量（Ｇａ）が判定スタート空気値（Ｇ
ＡＳＴ）に達すると（時間ｔ₂）、暖機カウンタ（ＤＡ
ＮＫＣ）のカウントが始まり、次いで、空気量（Ｇａ）
が増加して判定エンド空気値（ＧＡＥＮＤ）に達するま
で（時間ｔ₃）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウン
トが早く上昇し、空気量（Ｇａ）が判定エンド空気値
（ＧＡＥＮＤ）を超えると、暖機カウンタ（ＤＡＮＫ
Ｃ）のカウントが緩やかに低くなり、また、空気量（Ｇ
ａ）が判定エンド空気値（ＧＡＥＮＤ）に戻ると（時間
ｔ₄）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントが再び
開始し、そして、空気量（Ｇａ）が判定スタート空気値
（ＧＡＳＴ）になるまで（時間Ｔ₅）、暖機カウンタ
（ＤＡＮＫＣ）のカウントが早く上昇し、また、空気量
（Ｇａ）が判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）未満にあっ
ては（時間ｔ₅から時間ｔ₆）、暖機カウンタ（ＤＡＮ
ＫＣ）のカウントが緩やかに減少し、そして、空気量
（Ｇａ）が再び判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）に達す
ると（時間ｔ₆）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウ
ントが始まり、また、空気量（Ｇａ）が再び判定エンド
空気値（ＧＡＥＮＤ）に達するまで（時間ｔ₈）には、
暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）がモニタスタート判定値
（ＭＯＮＳＴ）を初めて超え（時間ｔ₇）、そして、空
気量（Ｇａ）が判定エンド空気値（ＧＡＥＮＤ）である
場合には、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントが減
少し、空気量（Ｇａ）が判定エンド空気値（ＧＡＥＮ
Ｄ）に再び戻ると（時間₉）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫ
Ｃ）のカウントがモニタスタート判定値（ＭＯＮＳＴ）
よりも大なる状態で始まり、空気量（Ｇａ）が減少して
判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）に達するまで（時間ｔ
₁₀）、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）がカウント上昇し、
空気量（Ｇａ）が判定スタート空気値（ＧＡＳＴ）未満
になると、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントが減
少し、この暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウントは、
モニタスタート判定値（ＭＯＮＳＴ）を経て（時間
ｔ₁₁）、そして、モニタエンド判定値（ＭＯＮＥＮＤ）
に達し（時間ｔ₁₂）、減少していく。

【００５２】つまり、この図４においては、空気量（Ｇ
ａ）によって暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）を増加させる
か減少させるかを区別するとともに、触媒体４４の劣化
判定（モニタ）の実施を、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）
が、一度モニタスタート判定値（ＭＯＮＳＴ）に達して
からモニタエンド判定値（ＭＯＮＥＮＤ）になるまでの
間、つまり、時間ｔ₇から時間ｔ₁₂の間、あるいはま
た、時間ｔ₁₁から時間ｔ₁₂の間に行うものである。

【００５３】図１０においては、図５の暖機カウンタ設
定値（ＤＣＯＵＮＴ）は、空気量（Ｇａ）ではなく、内
燃機関２の機関負荷を模擬できるものであれば、吸気圧
力（Ｐｂ）、燃料噴射量のいずれかの単独でもよく、又
は、機関回転数との２次元マップで定めた値でも決定す
ることができるものである。

【００５４】図１１においては、図４のモニタスタート
判定値（ＭＯＮＳＴ）は、吸気温度によって変化され、
低温時での触媒劣化判定（モニタ）のスタートを常温時
に比べて遅くしている。

【００５５】図１２においては、図４の触媒劣化モニタ
実施幅（ＭＯＮＳＴ−ＭＯＮＥＮＤ）は、吸気温度によ
って変化される。これは、低温時においては、触媒体４
４の温度が低下する時間が早いからである。

【００５６】図１３においては、オア回路ＯＲは、６項
目中の一つでも成立したら、暖機カウンタ（ＤＡＮＫ
Ｃ）をクリアする。つまり、上述の６項目中の一つの状
態がタイマ１４２でＴ₁秒間続いたら、暖機カウンタ
（ＤＡＮＫＣ）を”０”にする。又は、このように暖機
カウンタ（ＤＡＮＫＣ）をクリアする代りに、暖機カウ
ンタ（ＤＡＮＫＣ）の減算スピードを早くするように、
暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮＴ）の減算値を大きく
設定することも可能である。

【００５７】図１４においては、この暖機カウンタ（Ｄ
ＡＮＫＣ）をクリアする条件において、機関回転数に応
じて低側負荷値（ＧＡＬ）と高側負荷値（ＧＡＨ）とが
設定されている。

【００５８】次に、この実施例の作用を、図１のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００５９】内燃機関２がスタートすると、制御手段１
１６の触媒劣化判定のプログラムもスタート（ステップ
２０２）、先ず、ＤＡＮＫＦＡＳＴ、ＤＡＮＫＣ←０と
ＤＡＮＫＦＬＧ←０との処理を行う（ステップ２０
４）。

【００６０】そして、所定の触媒劣化判定（モニタ）条
件を読込み（ステップ２０６）、この触媒劣化判定条件
が成立したか否かを判断する（ステップ２０８）。

【００６１】この段階の触媒劣化判定条件としては、図
２に示す如く、機関負荷と機関回転数とにより設定され
る触媒劣化判定領域内（図３の斜線で示す）にあるこ
と、内燃機関２の暖機が完了していること、吸気温度が
設定値以上（吸気温度≧設定値）であること、フロント
Ｏ₂センサ４０からの検出信号により空燃比のフィード
バック制御中であること、一定速度（吸気量、絞り弁開
度、燃料噴射量、吸気圧力等の機関負荷の変化量が設定
値以下）であることのすべてを満足するか否かにより判
断する。

【００６２】前記ステップ２０８でＮＯの場合には、ス
テップ２０６に戻す。

【００６３】前記ステップ２０８でＹＥＳの場合には、
ＤＡＮＫＦＡＳＴ＝０か否かを判断する（ステップ２１
０）。

【００６４】このステップ２１０でＹＥＳの場合には、
図４に示す如く、空気量（Ｇａ）が、判定スタート空気
値（ＧＡＳＴ）≦空気量（Ｇａ）≦判定エンド空気値
（ＧＡＥＮＤ）か否かを判断する（ステップ２１２）。

【００６５】このステップ２１２でＹＥＳの場合には、
図５〜７に示す如く、暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵＮ
Ｔ）に、初期補正を実施し、つまり、ＤＣＯＵＮＴ＋Ｏ
ＦＦＳＥＴ、又は、ＤＣＯＵＮＴ×ＫＣＯＵＮＴを行う
（ステップ２１４）。

【００６６】また、図８、９に示す如く、暖機カウンタ
設定値（ＤＣＯＵＮＴ）に、吸気温補正を実施し、つま
り、ＤＣＯＵＮＴ＋ＴＨＡＯＦＳ、又は、ＤＣＯＵＮＴ
×ＴＨＡＫＣを行う（ステップ２１６）。

【００６７】前記ステップ２１２、２１２でＮＯの場合
には、このステップ２１６に直ちに移行させる。

【００６８】次いで、図５に示す如く、暖機カウンタ
（ＤＡＮＫＣ）をスタート、つまりカウントし、ＤＡＮ
ＫＣ←ＤＡＮＫＣｏｌｄ＋ＤＣＯＵＮＴを行う（ステッ
プ２１８）。この暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウン
トアップ、カウントダウンのタイマは、Ｔｘ時間毎に実
施する。

【００６９】そして、ＤＡＮＫＦＡＳＴ＝０か否かを判
断する（ステップ２２０）。

【００７０】このステップ２２０でＹＥＳの場合には、
ＤＡＮＫＣ≧ＭＯＮＳＴか否かを判断する（ステップ２
２２）。

【００７１】このステップ２２２でＮＯの場合には、ス
テップ２０６に戻す。

【００７２】ステップ２２２でＹＥＳの場合には、ＤＡ
ＮＫＦＡＳＴ←１の処理を行う（ステップ２２４）。

【００７３】そして、ＤＡＮＫＣ≧ＭＯＮＥＮＤか否か
を判断する（ステップ２２６）。また、前記ステップ２
２０でＮＯの場合には、このステップ２２６に直ちに移
行させる。

【００７４】このステップ２２６でＹＥＳの場合には、
暖機フラグ（ＤＮＫＦＬＧ）←１、つまり暖機フラグ
（ＤＮＫＦＬＧ）をオンとし、触媒劣化判定（モニタ）
の実施を行う（ステップ２２８）。

【００７５】一方、前記ステップ２２６でＮＯの場合に
は、暖機フラグ（ＤＮＫＦＬＧ）←０とし、つまり暖機
フラグ（ＤＮＫＦＬＧ）をオフとし触媒劣化判定（モニ
タ）を中止する（ステップ２３０）。

【００７６】このステップ２２８、２３０の処理後は、
ステップ２０６に戻す。

【００７７】また、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）のカウ
ントのアップ・ダウンは、空気量（Ｇａ）に限らず、内
燃機関２の負荷を模擬できるものならなんでもよく、例
えば、図１０に示す如く、吸気圧力、燃料噴射量のいず
れかで単独で行ったり、又は、機関回転数との二次元マ
ップで定めた値で行わせることも可能である。

【００７８】更に、モニタスタート判定値（ＮＯＮＳ
Ｔ）は、図１１に示す如く、吸気温度によって変化され
る。

【００７９】更にまた、図４に示す触媒劣化のモニタ実
施幅（ＭＯＮＳＴ−ＭＯＮＥＮＤ）は、図１２に示す如
く、吸気温度によって変化される。

【００８０】一方、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）クリア
条件は、図１３に示す如く、第１〜６項目のいずれか一
つが成立した場合である。つまり、第１に、アイドルス
イッチがオン、つまり、スロットルセンサ９６によって
検出される吸気絞り弁３０の開度が所定に小さくなった
時、第２に、機関負荷≦低側負荷値（ＧＡＬ）、第３
に、機関負荷≧高側負荷値（ＧＡＨ）、第４に、ＦＰＯ
Ｗ＝１、つまり吸気絞り弁３０の全開時の燃料増量補正
中、第５に、フロントＯ₂センサ４０の検出信号による
空燃比のフィードバック制御の停止、第６に、燃料カッ
トのいずれか一つの条件が成立した時であり、このいず
れかの状態がタイマ１４２で上述の状態がＴ₁秒経過
後、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）←０とする。低側負荷
値（ＧＡＬ）、高側負荷値（ＧＡＨ）は、図１４に示す
如く、機関回転数（ｒｐｍ）によって設定されるもので
ある。

【００８１】また、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）をクリ
アする代りに、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）の減算スピ
ードを早くするように、暖機カウンタ設定値（ＤＣＯＵ
ＮＴ）の減算値を大きく設定することも可能である。

【００８２】この結果、触媒体４４の暖機状態及び酸素
ストレージ状態を、触媒体４４の温度を検出する温度セ
ンサを使用せずに、暖機カウンタ（ＤＡＮＫＣ）で模擬
的に判断することができ、構成が簡単で、廉価とするこ
とができる。

【００８３】また、触媒体４４の劣化判定条件に温度セ
ンサからの温度状態が考慮されないので、触媒体４４の
劣化判定を正確に行わせ、車両の信頼性を向上し、触媒
体の劣化判定の精度を向上することができる。

【００８４】更に、触媒体４４が正常であるにも拘ら
ず、低温時や風が強く、触媒体４４の温度が低下して触
媒体４４の劣化の判断ができない時には、触媒劣化判定
条件を不成立とし、触媒体４４の劣化判定を中止するこ
とにより、触媒体４４の正常状態を異常と判断すること
がなくなり、触媒体４４の劣化の誤判定をなくし、無意
味な部品の交換や修理を不要とすることができる。

【００８５】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、内燃機関の機関負荷に関連してカウント
を行う触媒体の暖機カウンタにより触媒体が所定の暖機
状態であるか否かを判断し、この判断による触媒体が所
定の暖機状態にあることを一つの条件として触媒体の劣
化判定条件の判断をする制御手段を設けたことにより、
触媒体の暖機状態及び酸素ストレージ状態を、温度セン
サを使用せずに、模擬的に判断するので、温度センサを
不要とし、構成を簡単とし、廉価とし得る。

【００８６】また、触媒体の劣化判定条件に温度センサ
からの温度状態が考慮されないので、触媒体の劣化判定
を正確に行わせ、車両の信頼性を向上し、触媒体の劣化
判定の精度を向上し得る。

【００８７】更に、触媒体が正常であるにも拘らず、低
温時や風が強く、触媒体の温度が低下して触媒体の劣化
の判断ができない時には、触媒劣化判定条件を不成立と
し、触媒体の劣化判定を中止し、これにより、触媒体の
正常状態を異常と判断することがなくなり、触媒体の劣
化の誤判定をなくし、無意味な部品の交換や修理を不要
とし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】触媒劣化判定の作用を説明するフローチャート
である。

【図２】触媒劣化判定条件を説明する図である。

【図３】判定領域を説明する図である。

【図４】空気量と暖機カウンタとを説明する図である。

【図５】暖機カウンタ設定値を説明する図である。

【図６】空気量とオフセット値との関係を示す図であ
る。

【図７】空気量と係数との関係を示す図である。

【図８】吸気温度と吸気温オフセット値との関係を示す
図である。

【図９】吸気温度と吸気温係数との関係を示す図であ
る。。

【図１０】機関回転数と吸気圧力との関係を示す図であ
る。

【図１１】吸気温度とモニタスタート判定値との関係を
示す図である。

【図１２】吸気温度と触媒劣化判定実施幅との関係を示
す図である。

【図１３】暖機カウンタクリア条件を説明する図であ
る。

【図１４】機関回転数と機関負荷との関係を示す図であ
る。

【図１５】触媒劣化判定装置のシステム構成図である。

【符号の説明】

２内燃機関４触媒劣化判定装置４０フロントＯ₂センサ４４触媒体４６リアＯ₂センサ１１６制御手段１３８劣化判定部１４０暖機カウンタ回路１４２タイマ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１】

【図４】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路途中に設けられた触
媒体上流側の前記排気通路に第１排気センサを設けると
ともに前記触媒体下流側の前記排気通路に第２排気セン
サを設け、前記第１、第２排気センサの検出信号によっ
て空燃比をフィードバック制御しつつ所定の触媒劣化判
定条件が成立した場合には前記触媒体の劣化を判定する
内燃機関の触媒劣化判定装置において、前記内燃機関の
機関負荷に関連してカウントを行う前記触媒体の暖機カ
ウンタにより前記触媒体が所定の暖機状態であるか否か
を判断し、この判断による前記触媒体が所定の暖機状態
にあることを一つの条件として前記触媒体の劣化判定条
件の判断をする制御手段を設けたことを特徴とする内燃
機関の触媒劣化判定装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記内燃機関の始動後
に、前記内燃機関の機関負荷に関連して前記暖機カウン
タによるカウントを開始し、前記暖機カウンタによるカ
ウントが触媒劣化判定実施幅内にある時に、前記触媒体
の所定の暖機状態であると判断し、この判断による前記
触媒体が所定の暖機状態であることとその他の触媒劣化
判定条件との全てを満足した場合に、前記触媒体の劣化
判定を実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の触媒劣化判定装置。