JPH08291741A - 内燃機関の触媒劣化判別装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化判別装置Info
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- JPH08291741A JPH08291741A JP7095571A JP9557195A JPH08291741A JP H08291741 A JPH08291741 A JP H08291741A JP 7095571 A JP7095571 A JP 7095571A JP 9557195 A JP9557195 A JP 9557195A JP H08291741 A JPH08291741 A JP H08291741A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 触媒下流側空燃比センサ出力の軌跡長に基づ
いて触媒劣化判定を行う際に、誤判定を防止して触媒劣
化判定の精度を向上させる。 【構成】 排気系の触媒コンバータ１２下流側に下流側
空燃比センサ１５を配置して、下流側空燃比センサ出力
の軌跡長が増大した場合に触媒が劣化したと判定する。
触媒上流側の空燃比が理論空燃比よりリッチ側に大きく
長く振れる状態では、触媒が劣化していても下流側空燃
比センサ１５出力の軌跡は短くなるため、劣化した触媒
が正常と誤判定される場合がある。制御回路１０は、下
流側空燃比センサ出力に基づいて算出される空燃比補正
量（ＲＳＲ）の値から、触媒上流側空燃比がリッチ側に
大きく振れる状態（誤判定が生じやすい状態）になって
いるか否かを判断し、誤判定を生じやすい状態になって
いる場合には触媒の劣化判定を禁止する。
いて触媒劣化判定を行う際に、誤判定を防止して触媒劣
化判定の精度を向上させる。 【構成】 排気系の触媒コンバータ１２下流側に下流側
空燃比センサ１５を配置して、下流側空燃比センサ出力
の軌跡長が増大した場合に触媒が劣化したと判定する。
触媒上流側の空燃比が理論空燃比よりリッチ側に大きく
長く振れる状態では、触媒が劣化していても下流側空燃
比センサ１５出力の軌跡は短くなるため、劣化した触媒
が正常と誤判定される場合がある。制御回路１０は、下
流側空燃比センサ出力に基づいて算出される空燃比補正
量（ＲＳＲ）の値から、触媒上流側空燃比がリッチ側に
大きく振れる状態（誤判定が生じやすい状態）になって
いるか否かを判断し、誤判定を生じやすい状態になって
いる場合には触媒の劣化判定を禁止する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも三元触媒下
流側の排気通路に配置された空燃比センサ出力軌跡長に
基づいて三元触媒の劣化の有無を判定する内燃機関の触
媒劣化判別装置に関する。
流側の排気通路に配置された空燃比センサ出力軌跡長に
基づいて三元触媒の劣化の有無を判定する内燃機関の触
媒劣化判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気系の触媒コンバータの上
流側と下流側との排気通路に配置した、それぞれ上流側
空燃比センサと下流側空燃比センサとの出力に基づいて
機関空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するとと
もに、少なくとも下流側空燃比センサ出力の軌跡長に基
づいて触媒コンバータの劣化の有無を判定する触媒劣化
判別装置が知られている（特開平５−１７１９２３号公
報参照）。
流側と下流側との排気通路に配置した、それぞれ上流側
空燃比センサと下流側空燃比センサとの出力に基づいて
機関空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するとと
もに、少なくとも下流側空燃比センサ出力の軌跡長に基
づいて触媒コンバータの劣化の有無を判定する触媒劣化
判別装置が知られている（特開平５−１７１９２３号公
報参照）。
【０００３】三元触媒は、通過する排気空燃比がリーン
空燃比のときに排気中の酸素を吸着し、通過する排気空
燃比がリッチ空燃比のときに吸着した酸素を放出するＯ
2 ストレージ作用を行う。このため、触媒コンバータ上
流側の排気空燃比が比較的短い周期でリーン空燃比とリ
ッチ空燃比との間で変動を繰り返しているような場合で
も、三元触媒が正常であれば、触媒コンバータ通過後の
排気の空燃比変動は触媒の酸素吸着と放出とにより緩和
され、下流側空燃比センサ出力の変動は少なくなる。す
なわち、三元触媒が正常であれば、下流側空燃比センサ
出力の軌跡長は上流側空燃比センサ出力の軌跡長に較べ
て短くなる。
空燃比のときに排気中の酸素を吸着し、通過する排気空
燃比がリッチ空燃比のときに吸着した酸素を放出するＯ
2 ストレージ作用を行う。このため、触媒コンバータ上
流側の排気空燃比が比較的短い周期でリーン空燃比とリ
ッチ空燃比との間で変動を繰り返しているような場合で
も、三元触媒が正常であれば、触媒コンバータ通過後の
排気の空燃比変動は触媒の酸素吸着と放出とにより緩和
され、下流側空燃比センサ出力の変動は少なくなる。す
なわち、三元触媒が正常であれば、下流側空燃比センサ
出力の軌跡長は上流側空燃比センサ出力の軌跡長に較べ
て短くなる。
【０００４】一方、三元触媒が劣化すると触媒のＯ2 ス
トレージ作用も触媒の劣化に応じて低下するため、触媒
コンバータで吸収、放出される酸素量が少なくなり触媒
コンバータ下流側の排気空燃比の変動は触媒コンバータ
上流側での排気空燃比の変動に近づくようになる。この
ため、三元触媒が劣化すると下流側空燃比センサ出力の
変動が徐々に大きくなり上流側空燃比センサ出力の変動
に近づくようになる。すなわち、三元触媒が劣化する
と、下流側空燃比センサ出力の軌跡長は増大し、上流側
空燃比センサ出力の軌跡長に近づくようになる。
トレージ作用も触媒の劣化に応じて低下するため、触媒
コンバータで吸収、放出される酸素量が少なくなり触媒
コンバータ下流側の排気空燃比の変動は触媒コンバータ
上流側での排気空燃比の変動に近づくようになる。この
ため、三元触媒が劣化すると下流側空燃比センサ出力の
変動が徐々に大きくなり上流側空燃比センサ出力の変動
に近づくようになる。すなわち、三元触媒が劣化する
と、下流側空燃比センサ出力の軌跡長は増大し、上流側
空燃比センサ出力の軌跡長に近づくようになる。
【０００５】従って、機関空燃比が理論空燃比を中心と
してリーン空燃比側とリッチ空燃比側との間を規則的に
変動しているような場合には、下流側空燃比センサ出力
の軌跡長を監視することにより三元触媒の劣化の有無を
判定することができる。ところが、機関空燃比が理論空
燃比よりリーン側、またはリッチ側のみで変動するよう
な空燃比が偏った状態になると、上記のように下流側空
燃比センサ出力の軌跡長に基づいて三元触媒の劣化の有
無を判定していると、判定に誤差を生じる場合がある。
してリーン空燃比側とリッチ空燃比側との間を規則的に
変動しているような場合には、下流側空燃比センサ出力
の軌跡長を監視することにより三元触媒の劣化の有無を
判定することができる。ところが、機関空燃比が理論空
燃比よりリーン側、またはリッチ側のみで変動するよう
な空燃比が偏った状態になると、上記のように下流側空
燃比センサ出力の軌跡長に基づいて三元触媒の劣化の有
無を判定していると、判定に誤差を生じる場合がある。
【０００６】例えば、機関空燃比がリッチ側に偏った状
態で制御された状態が続くと、三元触媒は吸着した酸素
を全て放出してしまい、その後は酸素を放出できなくな
る。従って、このような状態では、触媒を通過した後の
排気空燃比は触媒上流側排気空燃比と同じように理論空
燃比よりリッチ側のみで変動を繰り返すことになるた
め、下流側Ｏ2 センサ出力はリッチ空燃比相当出力に固
定され、三元触媒の劣化の有無にかかわらず下流側空燃
比センサ出力の変動は少なくなる。このため、機関空燃
比がリッチ側に偏った状態になると、三元触媒が劣化し
ていても下流側空燃比センサ出力の軌跡は短くなり、劣
化した三元触媒が正常と誤判定されてしまう場合が生じ
る。
態で制御された状態が続くと、三元触媒は吸着した酸素
を全て放出してしまい、その後は酸素を放出できなくな
る。従って、このような状態では、触媒を通過した後の
排気空燃比は触媒上流側排気空燃比と同じように理論空
燃比よりリッチ側のみで変動を繰り返すことになるた
め、下流側Ｏ2 センサ出力はリッチ空燃比相当出力に固
定され、三元触媒の劣化の有無にかかわらず下流側空燃
比センサ出力の変動は少なくなる。このため、機関空燃
比がリッチ側に偏った状態になると、三元触媒が劣化し
ていても下流側空燃比センサ出力の軌跡は短くなり、劣
化した三元触媒が正常と誤判定されてしまう場合が生じ
る。
【０００７】また、機関空燃比がリーン側に偏った状態
になった場合には、三元触媒は限界まで酸素を吸着して
しまいもはや酸素を吸着できなくなるため、触媒コンバ
ータ下流側の空燃比もリーン側に偏った状態になり、上
記と同様に、三元触媒の劣化の有無にかかわらず下流側
空燃比センサ出力の軌跡は短くなる。このため、機関空
燃比がリーン側に偏った状態が続くと上記と同様に劣化
した触媒が正常と誤判定される場合がある。
になった場合には、三元触媒は限界まで酸素を吸着して
しまいもはや酸素を吸着できなくなるため、触媒コンバ
ータ下流側の空燃比もリーン側に偏った状態になり、上
記と同様に、三元触媒の劣化の有無にかかわらず下流側
空燃比センサ出力の軌跡は短くなる。このため、機関空
燃比がリーン側に偏った状態が続くと上記と同様に劣化
した触媒が正常と誤判定される場合がある。
【０００８】特開平５−１７１９２３号公報に開示され
た触媒劣化判別装置では、上記問題が生じることを防止
するため、下流側空燃比センサ出力に基づいて算出され
る補正量が所定のガード値に達したときに下流側空燃比
センサ出力軌跡長に基づく触媒劣化有無の判定を禁止す
るようにしている。下流側空燃比センサ出力に基づいて
算出される補正量は、下流側空燃比センサで検出された
排気空燃比がリッチのときに減量され、リーンのときに
増量されるためこの空燃比補正量がガード値に到達した
状態では空燃比補正量の減量または増量がある程度の時
間継続し補正量が限界値に到達していること、すなわち
触媒下流側の排気空燃比がリッチまたはリーン側に偏っ
ていることを意味している。上記特開平５−１７１９２
３号公報の装置は、このように排気空燃比がリッチまた
はリーンに偏った状態になったときに触媒の劣化判定を
禁止することにより、誤判定が生じることを防止して触
媒劣化判定精度を向上させるようにしたものである。
た触媒劣化判別装置では、上記問題が生じることを防止
するため、下流側空燃比センサ出力に基づいて算出され
る補正量が所定のガード値に達したときに下流側空燃比
センサ出力軌跡長に基づく触媒劣化有無の判定を禁止す
るようにしている。下流側空燃比センサ出力に基づいて
算出される補正量は、下流側空燃比センサで検出された
排気空燃比がリッチのときに減量され、リーンのときに
増量されるためこの空燃比補正量がガード値に到達した
状態では空燃比補正量の減量または増量がある程度の時
間継続し補正量が限界値に到達していること、すなわち
触媒下流側の排気空燃比がリッチまたはリーン側に偏っ
ていることを意味している。上記特開平５−１７１９２
３号公報の装置は、このように排気空燃比がリッチまた
はリーンに偏った状態になったときに触媒の劣化判定を
禁止することにより、誤判定が生じることを防止して触
媒劣化判定精度を向上させるようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際には下
流側空燃比センサに基づいて算出される補正量がガード
値に到達していない場合でも下流側空燃比センサ出力の
軌跡長に基づく触媒劣化判定に誤差を生じる場合がある
ことが判明している。例えば、下流側空燃比センサ出力
に基づく補正量が増量されるにつれて機関空燃比はリッ
チ空燃比側に移行するが、この場合、機関空燃比が理論
空燃比に対してリッチ側とリーン側とに変動していて
も、補正量の増量とともに機関空燃比がリッチ空燃比側
に振れている期間はリーン側に振れている期間に較べて
長くなり、機関空燃比のリッチ側への振れ幅も大きくな
る。このため、触媒には大部分の時間大幅にリッチな排
気が流入し、周期的に比較的リーンな排気が短時間流入
するようになる。このような状態では、排気空燃比がリ
ッチ側に振れているときに触媒に貯蔵されていた酸素が
全て放出され、触媒が一時的に酸素不足の状態となる。
このため、排気空燃比がリッチ側に振れているときに触
媒内は大幅にリッチな状態となり触媒表面に排気中のＨ
Ｃ、ＣＯ等の成分が付着する。このような状態が生じる
と、次に触媒に流入する排気がリーン側に振れた場合に
は排気中の酸素は触媒表面に付着したＨＣ、ＣＯの酸化
に消費されてしまい、排気が短時間リーン側に振れた程
度では触媒通過後の排気中の酸素濃度は増大せず、触媒
上流側の排気空燃比がリーンとリッチとの間で変動して
いていも触媒下流側の排気空燃比はリッチ側に留まった
ままとなる。このため、下流側空燃比センサ出力の軌跡
長に基づいて触媒劣化有無の判定を行うと上述の補正量
がガード値に到達した場合と同様な誤判定を生じる問題
がある。
流側空燃比センサに基づいて算出される補正量がガード
値に到達していない場合でも下流側空燃比センサ出力の
軌跡長に基づく触媒劣化判定に誤差を生じる場合がある
ことが判明している。例えば、下流側空燃比センサ出力
に基づく補正量が増量されるにつれて機関空燃比はリッ
チ空燃比側に移行するが、この場合、機関空燃比が理論
空燃比に対してリッチ側とリーン側とに変動していて
も、補正量の増量とともに機関空燃比がリッチ空燃比側
に振れている期間はリーン側に振れている期間に較べて
長くなり、機関空燃比のリッチ側への振れ幅も大きくな
る。このため、触媒には大部分の時間大幅にリッチな排
気が流入し、周期的に比較的リーンな排気が短時間流入
するようになる。このような状態では、排気空燃比がリ
ッチ側に振れているときに触媒に貯蔵されていた酸素が
全て放出され、触媒が一時的に酸素不足の状態となる。
このため、排気空燃比がリッチ側に振れているときに触
媒内は大幅にリッチな状態となり触媒表面に排気中のＨ
Ｃ、ＣＯ等の成分が付着する。このような状態が生じる
と、次に触媒に流入する排気がリーン側に振れた場合に
は排気中の酸素は触媒表面に付着したＨＣ、ＣＯの酸化
に消費されてしまい、排気が短時間リーン側に振れた程
度では触媒通過後の排気中の酸素濃度は増大せず、触媒
上流側の排気空燃比がリーンとリッチとの間で変動して
いていも触媒下流側の排気空燃比はリッチ側に留まった
ままとなる。このため、下流側空燃比センサ出力の軌跡
長に基づいて触媒劣化有無の判定を行うと上述の補正量
がガード値に到達した場合と同様な誤判定を生じる問題
がある。
【００１０】なお、この問題が生じるのは下流側空燃比
センサ出力に基づいて算出される補正量が増量されて機
関空燃比がリッチ空燃比側に移行した場合のみであり、
後述するように補正量が減量されて機関空燃比がリーン
側に移行した場合には誤判定の問題は生じない。この補
正量増量時の誤判定の問題は、上述の特開平５−１７１
９２３号公報の装置のように、下流側空燃比センサ出力
に基づいて算出される補正量がガード値に到達した場合
に触媒の劣化判定を禁止するのみでは防止することはで
きない。
センサ出力に基づいて算出される補正量が増量されて機
関空燃比がリッチ空燃比側に移行した場合のみであり、
後述するように補正量が減量されて機関空燃比がリーン
側に移行した場合には誤判定の問題は生じない。この補
正量増量時の誤判定の問題は、上述の特開平５−１７１
９２３号公報の装置のように、下流側空燃比センサ出力
に基づいて算出される補正量がガード値に到達した場合
に触媒の劣化判定を禁止するのみでは防止することはで
きない。
【００１１】本発明は上記問題を解決し、下流側空燃比
センサ出力に基づく補正量の増大により機関空燃比が一
時的にリッチ側に移行したような場合に誤判定が生じる
ことを防止可能な内燃機関の触媒劣化判別装置を提供す
ることを目的としている。
センサ出力に基づく補正量の増大により機関空燃比が一
時的にリッチ側に移行したような場合に誤判定が生じる
ことを防止可能な内燃機関の触媒劣化判別装置を提供す
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路に配置された、Ｏ2 ストレ
ージ効果を有する三元触媒と、前記三元触媒の上流側の
排気通路に配置され、前記三元触媒上流側の排気空燃比
を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の下流
側の排気通路に配置され、前記三元触媒下流側の排気空
燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記下流側空燃
比センサ出力に基づいて補正量を算出する補正量算出手
段と、前記補正量と前記上流側空燃比センサ出力とに基
づいて、機関空燃比を目標空燃比にフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段と、前記フィードバ
ック制御実行中に前記下流側空燃比センサ出力の軌跡長
を演算する軌跡長演算手段と、少なくとも前記下流側空
燃比センサ出力軌跡長に基づいて、前記三元触媒の劣化
の有無を判定する劣化判定手段と、前記補正量算出手段
により算出された補正量の値が予め定めた所定値より、
リッチ空燃比側の値であるか否かを判定する補正量判定
手段と、前記補正量判定手段により補正量が前記所定値
よりリッチ空燃比側の値であると判定された場合に、前
記劣化判定手段による三元触媒の劣化有無の判定を禁止
する禁止手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置
が提供される。
よれば、内燃機関の排気通路に配置された、Ｏ2 ストレ
ージ効果を有する三元触媒と、前記三元触媒の上流側の
排気通路に配置され、前記三元触媒上流側の排気空燃比
を検出する上流側空燃比センサと、前記三元触媒の下流
側の排気通路に配置され、前記三元触媒下流側の排気空
燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記下流側空燃
比センサ出力に基づいて補正量を算出する補正量算出手
段と、前記補正量と前記上流側空燃比センサ出力とに基
づいて、機関空燃比を目標空燃比にフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段と、前記フィードバ
ック制御実行中に前記下流側空燃比センサ出力の軌跡長
を演算する軌跡長演算手段と、少なくとも前記下流側空
燃比センサ出力軌跡長に基づいて、前記三元触媒の劣化
の有無を判定する劣化判定手段と、前記補正量算出手段
により算出された補正量の値が予め定めた所定値より、
リッチ空燃比側の値であるか否かを判定する補正量判定
手段と、前記補正量判定手段により補正量が前記所定値
よりリッチ空燃比側の値であると判定された場合に、前
記劣化判定手段による三元触媒の劣化有無の判定を禁止
する禁止手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置
が提供される。
【００１３】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
の排気通路に配置された、Ｏ2 ストレージ効果を有する
三元触媒と、前記三元触媒の上流側の排気通路に配置さ
れ、前記三元触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側
空燃比センサと、前記三元触媒の下流側の排気通路に配
置され、前記三元触媒下流側の排気空燃比を検出する下
流側空燃比センサと、前記下流側空燃比センサ出力に基
づいて補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量
と前記上流側空燃比センサ出力とに基づいて、機関空燃
比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、前記フィードバック制御実行中に
前記下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する軌跡長
演算手段と、前記補正量算出手段により算出された前記
補正量の値に応じて、前記軌跡長演算手段により算出さ
れた軌跡長を補正する補正する補正手段と、少なくと
も、前記補正手段により補正された後の軌跡長に基づい
て、前記三元触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段
と、を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置が提供され
る。
の排気通路に配置された、Ｏ2 ストレージ効果を有する
三元触媒と、前記三元触媒の上流側の排気通路に配置さ
れ、前記三元触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側
空燃比センサと、前記三元触媒の下流側の排気通路に配
置され、前記三元触媒下流側の排気空燃比を検出する下
流側空燃比センサと、前記下流側空燃比センサ出力に基
づいて補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量
と前記上流側空燃比センサ出力とに基づいて、機関空燃
比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比フィー
ドバック制御手段と、前記フィードバック制御実行中に
前記下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する軌跡長
演算手段と、前記補正量算出手段により算出された前記
補正量の値に応じて、前記軌跡長演算手段により算出さ
れた軌跡長を補正する補正する補正手段と、少なくと
も、前記補正手段により補正された後の軌跡長に基づい
て、前記三元触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段
と、を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置が提供され
る。
【００１４】
【作用】請求項１の劣化判別装置では、劣化判定手段は
少なくとも、空燃比フィードバック制御中の下流側空燃
比センサ出力軌跡長に基づいて、触媒の劣化の有無を判
定する。また、補正量判定手段は下流側空燃比センサ出
力に基づいて算出される補正量の値が、予め定めた所定
値よりリッチ空燃比側であるか否か、つまり現在の機関
空燃比が、補正量が上記所定値である場合の空燃比に較
べてリッチ側に制御されているか否かを判定する。現在
の補正量の値が所定値に較べてリッチ空燃比側である場
合は、機関空燃比がリッチ側に移行しており誤判定が生
じる可能性があるため、禁止手段は劣化判定手段による
触媒劣化有無の判定を禁止する。
少なくとも、空燃比フィードバック制御中の下流側空燃
比センサ出力軌跡長に基づいて、触媒の劣化の有無を判
定する。また、補正量判定手段は下流側空燃比センサ出
力に基づいて算出される補正量の値が、予め定めた所定
値よりリッチ空燃比側であるか否か、つまり現在の機関
空燃比が、補正量が上記所定値である場合の空燃比に較
べてリッチ側に制御されているか否かを判定する。現在
の補正量の値が所定値に較べてリッチ空燃比側である場
合は、機関空燃比がリッチ側に移行しており誤判定が生
じる可能性があるため、禁止手段は劣化判定手段による
触媒劣化有無の判定を禁止する。
【００１５】請求項２の劣化判別装置では、補正手段
は、軌跡長演算手段により算出された下流側空燃比セン
サ出力軌跡長を、下流側空燃比センサ出力に基づいて算
出される補正量の値に応じて補正する。すなわち、触媒
の劣化状態が同一であっても下流側空燃比センサ出力軌
跡長は補正量の値に応じて変化するため、算出された軌
跡長をそのまま用いて劣化有無を判断すると判断結果が
補正量の値により変化することになる。補正手段は、算
出された軌跡長を現在の補正量の値に応じて補正し、補
正量が基準の値であるときの軌跡長を算出する。劣化判
別手段は上記補正後の下流側空燃比センサ出力軌跡長に
基づいて触媒の劣化の有無を判定することにより、機関
空燃比がリッチ側に移行して誤判定が生じやすくなった
状態においても正確に触媒の劣化有無を判定する。
は、軌跡長演算手段により算出された下流側空燃比セン
サ出力軌跡長を、下流側空燃比センサ出力に基づいて算
出される補正量の値に応じて補正する。すなわち、触媒
の劣化状態が同一であっても下流側空燃比センサ出力軌
跡長は補正量の値に応じて変化するため、算出された軌
跡長をそのまま用いて劣化有無を判断すると判断結果が
補正量の値により変化することになる。補正手段は、算
出された軌跡長を現在の補正量の値に応じて補正し、補
正量が基準の値であるときの軌跡長を算出する。劣化判
別手段は上記補正後の下流側空燃比センサ出力軌跡長に
基づいて触媒の劣化の有無を判定することにより、機関
空燃比がリッチ側に移行して誤判定が生じやすくなった
状態においても正確に触媒の劣化有無を判定する。
【００１６】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明を自動車用内燃機関に適用
した実施例の全体概略構成を示す図である。図１におい
て、１は内燃機関本体、２ａは機関１の各気筒の吸気ポ
ートに接続された吸気マニホルド、１１は各気筒の排気
ポートに接続された排気マニホルドをそれぞれ示してい
る。
て説明する。図１は、本発明を自動車用内燃機関に適用
した実施例の全体概略構成を示す図である。図１におい
て、１は内燃機関本体、２ａは機関１の各気筒の吸気ポ
ートに接続された吸気マニホルド、１１は各気筒の排気
ポートに接続された排気マニホルドをそれぞれ示してい
る。
【００１７】吸気マニホルド２ａは共通のサージタンク
２ｂを介して吸気通路２に接続されている。図１に３で
示したのは機関１の吸入空気量を検出するエアフローメ
ータである。エアフローメータ３は、例えばポテンショ
メータを内蔵した可動ベーン式のものが使用され、吸入
空気量に比例した電圧信号を発生する。また、吸気通路
２には運転者のアクセルペダル（図示せず）の操作量に
応じた開度をとるスロットル弁１６が設けられ、更にス
ロットル弁１６近傍には、スロットル弁１６が全閉時に
アイドル状態信号（ＬＬ信号）を発生するアイドルスイ
ッチ１７が設けられている。
２ｂを介して吸気通路２に接続されている。図１に３で
示したのは機関１の吸入空気量を検出するエアフローメ
ータである。エアフローメータ３は、例えばポテンショ
メータを内蔵した可動ベーン式のものが使用され、吸入
空気量に比例した電圧信号を発生する。また、吸気通路
２には運転者のアクセルペダル（図示せず）の操作量に
応じた開度をとるスロットル弁１６が設けられ、更にス
ロットル弁１６近傍には、スロットル弁１６が全閉時に
アイドル状態信号（ＬＬ信号）を発生するアイドルスイ
ッチ１７が設けられている。
【００１８】図１に７で示すのは、吸気マニホルド２ａ
の各気筒の吸気ポート近傍に配置された燃料噴射弁であ
る。燃料噴射弁７は、制御回路１０からの信号に応じて
開弁し、加圧燃料を各気筒の吸気ポート毎に噴射する。
燃料噴射弁７からの燃料噴射制御については後述する。
排気マニホルド１１は共通の排気管を介して触媒コンバ
ータ１２に接続されている。触媒コンバータ１２は、三
元触媒を内蔵し、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分
を同時に浄化することができる。また、触媒コンバータ
１２の上流側、すなわち排気マニホルド１１の排気集合
部には上流側空燃比センサ１３が、触媒コンバータ１２
の下流側排気管１４には下流側空燃比センサ１５がそれ
ぞれ設けられている。本実施例では空燃比センサ１３、
１５として排気中の酸素成分濃度に応じた電圧信号を発
生するＯ2 センサが用いられている。すなわち、Ｏ2 セ
ンサ１３、１５はそれぞれ排気空燃比が理論空燃比に対
してリーン側かリッチ側かに応じて異なる出力電圧を発
生する。
の各気筒の吸気ポート近傍に配置された燃料噴射弁であ
る。燃料噴射弁７は、制御回路１０からの信号に応じて
開弁し、加圧燃料を各気筒の吸気ポート毎に噴射する。
燃料噴射弁７からの燃料噴射制御については後述する。
排気マニホルド１１は共通の排気管を介して触媒コンバ
ータ１２に接続されている。触媒コンバータ１２は、三
元触媒を内蔵し、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分
を同時に浄化することができる。また、触媒コンバータ
１２の上流側、すなわち排気マニホルド１１の排気集合
部には上流側空燃比センサ１３が、触媒コンバータ１２
の下流側排気管１４には下流側空燃比センサ１５がそれ
ぞれ設けられている。本実施例では空燃比センサ１３、
１５として排気中の酸素成分濃度に応じた電圧信号を発
生するＯ2 センサが用いられている。すなわち、Ｏ2 セ
ンサ１３、１５はそれぞれ排気空燃比が理論空燃比に対
してリーン側かリッチ側かに応じて異なる出力電圧を発
生する。
【００１９】図１に１８で示すのは、排気系に２次空気
を導入するための２次空気導入弁である。２次空気導入
弁１８は機関減速時、アイドル運転時等に開弁して排気
マニホルド１１に２次空気を導入してＨＣ、ＣＯエミッ
ションを低減する操作を行う。更に、機関１の点火ディ
ストリビュータ４には、それぞれ機関クランク軸の一定
回転毎にパルス信号を発生する２つのクランク角センサ
５、６が設けられている。本実施例では、クランク角セ
ンサ５は、例えば特定気筒が圧縮上死点に到達する毎に
（すなわちクランク回転角７２０°毎に）基準位置検出
用パルス信号を出力し、クランク角センサ６は例えばク
ランク回転角３０°毎にクランク回転角検出用のパルス
信号を出力する。
を導入するための２次空気導入弁である。２次空気導入
弁１８は機関減速時、アイドル運転時等に開弁して排気
マニホルド１１に２次空気を導入してＨＣ、ＣＯエミッ
ションを低減する操作を行う。更に、機関１の点火ディ
ストリビュータ４には、それぞれ機関クランク軸の一定
回転毎にパルス信号を発生する２つのクランク角センサ
５、６が設けられている。本実施例では、クランク角セ
ンサ５は、例えば特定気筒が圧縮上死点に到達する毎に
（すなわちクランク回転角７２０°毎に）基準位置検出
用パルス信号を出力し、クランク角センサ６は例えばク
ランク回転角３０°毎にクランク回転角検出用のパルス
信号を出力する。
【００２０】また、機関１のシリンダブロックのウォー
タジャケット８には機関冷却水温度に応じたアナログ電
圧を出力する冷却水温度センサ９が設けられている。制
御回路１０は、例えば入出力インターフェイス１０２、
ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、を相互に
双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュ
ータとされ、更にマルチプレクサ内蔵型ＡＤ変換器１０
１、電源に直接接続され機関イグニッションスイッチが
オフの状態でも記憶内容を保持可能なバックアップＲＡ
Ｍ１０６、クロック発生回路１０７等を備えている。
タジャケット８には機関冷却水温度に応じたアナログ電
圧を出力する冷却水温度センサ９が設けられている。制
御回路１０は、例えば入出力インターフェイス１０２、
ＣＰＵ１０３、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、を相互に
双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュ
ータとされ、更にマルチプレクサ内蔵型ＡＤ変換器１０
１、電源に直接接続され機関イグニッションスイッチが
オフの状態でも記憶内容を保持可能なバックアップＲＡ
Ｍ１０６、クロック発生回路１０７等を備えている。
【００２１】制御回路１０は、機関の燃料噴射制御、点
火時期制御等の基本制御を行う他、本実施例では、後述
するように上流側Ｏ2 センサ１３と下流側Ｏ2 センサ１
５の出力に基づく空燃比フィードバック制御と触媒１２
の劣化判定を行っている。これらの制御を実行するた
め、制御回路１０にはＡＤ変換器１０１を介してエアフ
ローメータ３からの機関吸入空気量信号、冷却水温度セ
ンサ９からの冷却水温度信号、Ｏ2 センサ１３、１５か
らの空燃比信号がそれぞれ入力されている他、入出力イ
ンターフェイス１０２を介してクランク回転角センサ
５、６からのパルス信号、アイドルスイッチ１７からの
アイドル信号等が入力されている。
火時期制御等の基本制御を行う他、本実施例では、後述
するように上流側Ｏ2 センサ１３と下流側Ｏ2 センサ１
５の出力に基づく空燃比フィードバック制御と触媒１２
の劣化判定を行っている。これらの制御を実行するた
め、制御回路１０にはＡＤ変換器１０１を介してエアフ
ローメータ３からの機関吸入空気量信号、冷却水温度セ
ンサ９からの冷却水温度信号、Ｏ2 センサ１３、１５か
らの空燃比信号がそれぞれ入力されている他、入出力イ
ンターフェイス１０２を介してクランク回転角センサ
５、６からのパルス信号、アイドルスイッチ１７からの
アイドル信号等が入力されている。
【００２２】なお、機関吸入空気量信号、冷却水温度信
号は、一定クランク回転角毎に実行されるＡＤ変換ルー
チンによって取り込まれ、ＲＡＭ１０５の所定領域にそ
れぞれ機関吸入空気量データＱ、冷却水温度データＴＨ
Ｗとして格納される。また、クランク回転角センサ６の
パルス信号が入力する毎に、そのパルス間隔から図示し
ないルーチンにより機関回転速度が算出され、ＲＡＭ１
０５の所定領域に機関回転数データＮｅとして格納され
る。
号は、一定クランク回転角毎に実行されるＡＤ変換ルー
チンによって取り込まれ、ＲＡＭ１０５の所定領域にそ
れぞれ機関吸入空気量データＱ、冷却水温度データＴＨ
Ｗとして格納される。また、クランク回転角センサ６の
パルス信号が入力する毎に、そのパルス間隔から図示し
ないルーチンにより機関回転速度が算出され、ＲＡＭ１
０５の所定領域に機関回転数データＮｅとして格納され
る。
【００２３】一方、制御回路１０は入出力インターフェ
イス１０２、を介して燃料噴射弁７に接続され、燃料噴
射弁７からの燃料噴射を制御している。図１に１０８、
１０９、１１０で示したのは、それぞれ燃料噴射弁７か
らの燃料噴射量を制御するための、ダウンカウンタ、フ
リップフロップ、駆動回路である。すなわち、後述する
ルーチンにおいて燃料噴射量（時間）ＴＡＵが算出され
ると燃料噴射時間ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリ
セットされるとともに、フリップフロップ１０９がセッ
トされ、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の駆動信号を出
力する。これにより燃料噴射弁７は開弁し燃料噴射が開
始される。ダウンカウンタ１０８はクロック１０７のク
ロック信号を計数してプリセットされた時間ＴＡＵが経
過するとフリップフロップ１０９にセット信号を出力す
る。これにより、フリップフロップ１０９がセットされ
るため、駆動回路１１０は燃料噴射弁７の駆動信号を停
止し、燃料噴射弁７は閉弁する。従って演算された燃料
噴射時間ＴＡＵに相当する時間だけ燃料噴射弁７が開弁
し、ＴＡＵに相当する量の燃料が燃料噴射弁７から機関
１に噴射されることになる。
イス１０２、を介して燃料噴射弁７に接続され、燃料噴
射弁７からの燃料噴射を制御している。図１に１０８、
１０９、１１０で示したのは、それぞれ燃料噴射弁７か
らの燃料噴射量を制御するための、ダウンカウンタ、フ
リップフロップ、駆動回路である。すなわち、後述する
ルーチンにおいて燃料噴射量（時間）ＴＡＵが算出され
ると燃料噴射時間ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリ
セットされるとともに、フリップフロップ１０９がセッ
トされ、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の駆動信号を出
力する。これにより燃料噴射弁７は開弁し燃料噴射が開
始される。ダウンカウンタ１０８はクロック１０７のク
ロック信号を計数してプリセットされた時間ＴＡＵが経
過するとフリップフロップ１０９にセット信号を出力す
る。これにより、フリップフロップ１０９がセットされ
るため、駆動回路１１０は燃料噴射弁７の駆動信号を停
止し、燃料噴射弁７は閉弁する。従って演算された燃料
噴射時間ＴＡＵに相当する時間だけ燃料噴射弁７が開弁
し、ＴＡＵに相当する量の燃料が燃料噴射弁７から機関
１に噴射されることになる。
【００２４】また、制御回路１０は入出力インターフェ
イス１０２を介して前述の２次空気導入弁１８、及び触
媒劣化時に付勢されるアラーム１９に接続されている。
本実施例では、後述するように空燃比フィードバック制
御中の下流側Ｏ2 センサ１５出力の軌跡長に基づいて触
媒１２の劣化有無判定を行う。そこで、劣化検出につい
て説明する前に、その前提となる空燃比フィードバック
制御についてまず簡単に説明する。
イス１０２を介して前述の２次空気導入弁１８、及び触
媒劣化時に付勢されるアラーム１９に接続されている。
本実施例では、後述するように空燃比フィードバック制
御中の下流側Ｏ2 センサ１５出力の軌跡長に基づいて触
媒１２の劣化有無判定を行う。そこで、劣化検出につい
て説明する前に、その前提となる空燃比フィードバック
制御についてまず簡単に説明する。
【００２５】図２は本実施例の燃料噴射量演算ルーチン
を示すフローチャートである。本ルーチンは、制御回路
１０により一定クランク回転角毎（例えば３６０°毎）
に実行される。図２のルーチンでは、燃料噴射量、すな
わち燃料噴射弁７の燃料噴射時間ＴＡＵが、機関１回転
当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎｅと、後述する空燃比補正係
数ＦＡＦとに基づいて算出される。
を示すフローチャートである。本ルーチンは、制御回路
１０により一定クランク回転角毎（例えば３６０°毎）
に実行される。図２のルーチンでは、燃料噴射量、すな
わち燃料噴射弁７の燃料噴射時間ＴＡＵが、機関１回転
当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎｅと、後述する空燃比補正係
数ＦＡＦとに基づいて算出される。
【００２６】すなわち、図２のルーチンでは、吸入空気
量データＱ、回転数データＮｅをＲＡＭ１０５の所定領
域から読み込み、機関１回転当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎ
ｅを算出する（ステップ２０１）とともに、基本燃料噴
射時間ＴＡＵＰを、 ＴＡＵＰ＝α×Ｑ／Ｎｅ として算出する（ステップ２０２）。ここで、基本燃料
噴射時間ＴＡＵＰは燃焼室に供給される混合気を理論空
燃比とするために必要とされる燃料噴射時間であり、α
は定数である。
量データＱ、回転数データＮｅをＲＡＭ１０５の所定領
域から読み込み、機関１回転当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎ
ｅを算出する（ステップ２０１）とともに、基本燃料噴
射時間ＴＡＵＰを、 ＴＡＵＰ＝α×Ｑ／Ｎｅ として算出する（ステップ２０２）。ここで、基本燃料
噴射時間ＴＡＵＰは燃焼室に供給される混合気を理論空
燃比とするために必要とされる燃料噴射時間であり、α
は定数である。
【００２７】また、実際の燃料噴射時間ＴＡＵは、上記
ＴＡＵＰを空燃比補正係数ＦＡＦで補正した値、 ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ×β＋γ として算出される（ステップ２０３）。ここで、β、γ
はそれぞれ機関運転状態に応じて決定される定数であ
る。また、上記により燃料噴射時間ＴＡＵが算出される
とステップ２０４では時間ＴＡＵがダウンカウンタ１０
８にセットされ、時間ＴＡＵに応じた量の燃料が燃料噴
射弁７から噴射される。
ＴＡＵＰを空燃比補正係数ＦＡＦで補正した値、 ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ×β＋γ として算出される（ステップ２０３）。ここで、β、γ
はそれぞれ機関運転状態に応じて決定される定数であ
る。また、上記により燃料噴射時間ＴＡＵが算出される
とステップ２０４では時間ＴＡＵがダウンカウンタ１０
８にセットされ、時間ＴＡＵに応じた量の燃料が燃料噴
射弁７から噴射される。
【００２８】次に、ステップ２０３の空燃比補正係数Ｆ
ＡＦの算出について説明する。空燃比補正係数ＦＡＦは
上流側Ｏ2 センサ１３出力に基づく第１の空燃比フィー
ドバック制御と下流側Ｏ2 センサ１５出力に基づく第２
の空燃比フィードバック制御とにより算出される。図
３、図４は上流側Ｏ2 センサ１３出力に基づく第１の空
燃比フィードバック制御を示すフローチャートである。
本ルーチンは制御回路１０により一定時間間隔（例えば
４ｍｓ毎）に実行される。
ＡＦの算出について説明する。空燃比補正係数ＦＡＦは
上流側Ｏ2 センサ１３出力に基づく第１の空燃比フィー
ドバック制御と下流側Ｏ2 センサ１５出力に基づく第２
の空燃比フィードバック制御とにより算出される。図
３、図４は上流側Ｏ2 センサ１３出力に基づく第１の空
燃比フィードバック制御を示すフローチャートである。
本ルーチンは制御回路１０により一定時間間隔（例えば
４ｍｓ毎）に実行される。
【００２９】本ルーチンでは、上流側Ｏ2 センサ１３の
出力ＶＯＭを比較電圧ＶR1（理論空燃比相当電圧）と比
較し、触媒コンバータ下流側での排気空燃比が理論空燃
比よりリッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）のときには空燃比補正量
ＦＡＦを減少させ、リーン（ＶＯＭ≦ＶR1）のときには
ＦＡＦを増大させる制御を行う。Ｏ2 センサは排気空燃
比が理論空燃比よりリッチ側のときに、例えば０．９ボ
ルトの電圧信号を出力し、排気空燃比が理論空燃比より
リーン側のときに例えば０．１ボルト程度の電圧信号を
出力する。本実施例では、上記比較電圧ＶR1は０．４５
ボルト程度に設定される。上記のように空燃比補正量Ｆ
ＡＦを排気空燃比に応じて増減することにより、エアフ
ローメータ３、や燃料噴射弁７等の燃料供給系の機器に
多少の誤差が生じている場合でも機関空燃比は正確に理
論空燃比近傍に修正される。
出力ＶＯＭを比較電圧ＶR1（理論空燃比相当電圧）と比
較し、触媒コンバータ下流側での排気空燃比が理論空燃
比よりリッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）のときには空燃比補正量
ＦＡＦを減少させ、リーン（ＶＯＭ≦ＶR1）のときには
ＦＡＦを増大させる制御を行う。Ｏ2 センサは排気空燃
比が理論空燃比よりリッチ側のときに、例えば０．９ボ
ルトの電圧信号を出力し、排気空燃比が理論空燃比より
リーン側のときに例えば０．１ボルト程度の電圧信号を
出力する。本実施例では、上記比較電圧ＶR1は０．４５
ボルト程度に設定される。上記のように空燃比補正量Ｆ
ＡＦを排気空燃比に応じて増減することにより、エアフ
ローメータ３、や燃料噴射弁７等の燃料供給系の機器に
多少の誤差が生じている場合でも機関空燃比は正確に理
論空燃比近傍に修正される。
【００３０】以下、図３、図４のフローチャートを簡単
に説明すると、ステップ３０１はフィードバック制御実
行条件が成立しているか否かの判定を示す。フィードバ
ック制御実行条件は、例えば、Ｏ2 センサが活性化して
いること、機関暖機が完了していること、フュエルカッ
トから復帰後所定時間が経過していること、二次空気導
入弁１８から二次空気が導入されていないこと等であ
り、実行条件が成立している時にのみステップ３０２以
下のＦＡＦ算出が行われる。フィードバック制御実行条
件が成立していない場合には、ルーチンは図４、ステッ
プ３２５に進み、フラグＸＭＦＢの値を０にセットして
ルーチンを終了する。フラグＸＭＦＢは第１の空燃比フ
ィードバック制御を実行中か否かを示すフラグであり、
ＸＭＦＢ＝０は第１の空燃比フィードバック制御が停止
されていることを意味する。
に説明すると、ステップ３０１はフィードバック制御実
行条件が成立しているか否かの判定を示す。フィードバ
ック制御実行条件は、例えば、Ｏ2 センサが活性化して
いること、機関暖機が完了していること、フュエルカッ
トから復帰後所定時間が経過していること、二次空気導
入弁１８から二次空気が導入されていないこと等であ
り、実行条件が成立している時にのみステップ３０２以
下のＦＡＦ算出が行われる。フィードバック制御実行条
件が成立していない場合には、ルーチンは図４、ステッ
プ３２５に進み、フラグＸＭＦＢの値を０にセットして
ルーチンを終了する。フラグＸＭＦＢは第１の空燃比フ
ィードバック制御を実行中か否かを示すフラグであり、
ＸＭＦＢ＝０は第１の空燃比フィードバック制御が停止
されていることを意味する。
【００３１】ステップ３０２から３１５は空燃比の判定
を示す。ステップ３０９と３１５とに示すフラグＦ１
は、機関空燃比がリッチ（Ｆ１＝１）かリーン（Ｆ１＝
０）かを表す空燃比フラグであり、Ｆ１＝０からＦ１＝
１（リーンからリッチ）への切換えは上流側Ｏ2 センサ
１３が所定時間（ＴＤＲ）以上継続してリッチ信号（Ｖ
ＯＭ ＞ＶR1）を出力したときに（ステップ３０３、３
１０から３１５）、またＦ１＝１からＦ１＝０（リッチ
からリーン）への切換えは上流側Ｏ2 センサ１３が所定
時間（−ＴＤＬ）以上継続してリーン信号（ＶＯＭ ≦
ＶR1）を出力したときに行われる（ステップ３０３から
３０９）。ＣＤＬＹは空燃比フラグ切換えタイミングを
判定するためのカウンタである。
を示す。ステップ３０９と３１５とに示すフラグＦ１
は、機関空燃比がリッチ（Ｆ１＝１）かリーン（Ｆ１＝
０）かを表す空燃比フラグであり、Ｆ１＝０からＦ１＝
１（リーンからリッチ）への切換えは上流側Ｏ2 センサ
１３が所定時間（ＴＤＲ）以上継続してリッチ信号（Ｖ
ＯＭ ＞ＶR1）を出力したときに（ステップ３０３、３
１０から３１５）、またＦ１＝１からＦ１＝０（リッチ
からリーン）への切換えは上流側Ｏ2 センサ１３が所定
時間（−ＴＤＬ）以上継続してリーン信号（ＶＯＭ ≦
ＶR1）を出力したときに行われる（ステップ３０３から
３０９）。ＣＤＬＹは空燃比フラグ切換えタイミングを
判定するためのカウンタである。
【００３２】図４ステップ３１６から３２３では、上記
により設定されたフラグＦ１の値に応じてＦＡＦの増減
を行う。すなわち、今回ルーチン実行時のＦ１の値と前
回ルーチン実行時のＦ１の値を比較して、Ｆ１の値が変
化したか、すなわち空燃比がリッチからリーン、または
リーンからリッチに反転したかを判断する（ステップ３
１６）。そして、現在のＦ１の値がＦ１＝０（リーン）
の場合には、先ずＦ１＝１からＦ１＝０（リッチからリ
ーン）に変化（反転）した直後に比較的大きな値ＲＳＲ
だけＦＡＦをスキップ的に増大させ（ステップ３１７、
３１８）、その後はＦ１＝０である間はルーチン実行毎
に比較的小さな値ＫＩＲずつ徐々にＦＡＦを増大させる
（ステップ３２０、３２１）。同様に、現在のＦ１の値
がＦ１＝１（リッチ）の場合には、先ずＦ１＝０からＦ
１＝１（リーンからリッチ）に反転した直後にＲＳＬだ
けＦＡＦを減少させ（ステップ３１７、３１９）、その
後はＦ１＝１である間はルーチン実行毎にＫＩＬずつ徐
々にＦＡＦを減少させる（ステップ３２０、３２２）。
また、上記により算出したＦＡＦの値を最大値（本実施
例ではＦＡＦ＝１．２）と最小値（本実施例ではＦＡＦ
＝０．８）で定まる範囲を越えないようにガードした後
（ステップ３２３）、フラグＸＭＦＢの値を１にセット
して（ステップ３２４）本ルーチンは終了する。
により設定されたフラグＦ１の値に応じてＦＡＦの増減
を行う。すなわち、今回ルーチン実行時のＦ１の値と前
回ルーチン実行時のＦ１の値を比較して、Ｆ１の値が変
化したか、すなわち空燃比がリッチからリーン、または
リーンからリッチに反転したかを判断する（ステップ３
１６）。そして、現在のＦ１の値がＦ１＝０（リーン）
の場合には、先ずＦ１＝１からＦ１＝０（リッチからリ
ーン）に変化（反転）した直後に比較的大きな値ＲＳＲ
だけＦＡＦをスキップ的に増大させ（ステップ３１７、
３１８）、その後はＦ１＝０である間はルーチン実行毎
に比較的小さな値ＫＩＲずつ徐々にＦＡＦを増大させる
（ステップ３２０、３２１）。同様に、現在のＦ１の値
がＦ１＝１（リッチ）の場合には、先ずＦ１＝０からＦ
１＝１（リーンからリッチ）に反転した直後にＲＳＬだ
けＦＡＦを減少させ（ステップ３１７、３１９）、その
後はＦ１＝１である間はルーチン実行毎にＫＩＬずつ徐
々にＦＡＦを減少させる（ステップ３２０、３２２）。
また、上記により算出したＦＡＦの値を最大値（本実施
例ではＦＡＦ＝１．２）と最小値（本実施例ではＦＡＦ
＝０．８）で定まる範囲を越えないようにガードした後
（ステップ３２３）、フラグＸＭＦＢの値を１にセット
して（ステップ３２４）本ルーチンは終了する。
【００３３】次に、下流側Ｏ2 センサ１５出力に基づく
第２の空燃比フィードバック制御について説明する。図
５、図６は第２の空燃比フィードバック制御ルーチンを
示している。本ルーチンは制御回路３０により、第１の
空燃比フィードバック制御より長い所定間隔（例えば５
００ｍｓ毎）で実行される。本ルーチンでは、下流側Ｏ
2 センサ１５の出力ＶＯＳを比較電圧ＶR2（理論空燃比
相当電圧、例えば０．４５ボルト）と比較し、触媒コン
バータ下流側での排気空燃比が理論空燃比よりリッチ
（ＶＯＳ ＞ＶR2）のときには第１の空燃比フィードバ
ック制御で用いる補正量ＲＳＲ（図４ステップ３１８）
を減少させるとともにＲＳＬ（図４ステップ３１９）を
増大させる。また、触媒コンバータ下流側での排気空燃
比が理論空燃比よりリーン（ＶＯＳ≦ＶR2）の時には補
正量ＲＳＲを増大させるとともにＲＳＬを減少させる操
作を行う。これにより、触媒コンバータ下流側で排気空
燃比がリッチの場合には第１の空燃比フィードバック制
御ではＦＡＦの値は全般的に小さく設定されるようにな
り、逆に下流側での排気空燃比がリッチの場合にはＦＡ
Ｆの値は全般的に大きく設定されるようになる。このた
め、上流側Ｏ2 センサ１３が劣化したり特定の気筒の排
気の影響を強く受けたために上流側Ｏ2 センサ１３出力
が実際の排気空燃比からずれたような場合でもＦＡＦの
値は下流側Ｏ2センサ１５出力に基づいて補正されるの
で、機関空燃比は正確に理論空燃比に維持される。
第２の空燃比フィードバック制御について説明する。図
５、図６は第２の空燃比フィードバック制御ルーチンを
示している。本ルーチンは制御回路３０により、第１の
空燃比フィードバック制御より長い所定間隔（例えば５
００ｍｓ毎）で実行される。本ルーチンでは、下流側Ｏ
2 センサ１５の出力ＶＯＳを比較電圧ＶR2（理論空燃比
相当電圧、例えば０．４５ボルト）と比較し、触媒コン
バータ下流側での排気空燃比が理論空燃比よりリッチ
（ＶＯＳ ＞ＶR2）のときには第１の空燃比フィードバ
ック制御で用いる補正量ＲＳＲ（図４ステップ３１８）
を減少させるとともにＲＳＬ（図４ステップ３１９）を
増大させる。また、触媒コンバータ下流側での排気空燃
比が理論空燃比よりリーン（ＶＯＳ≦ＶR2）の時には補
正量ＲＳＲを増大させるとともにＲＳＬを減少させる操
作を行う。これにより、触媒コンバータ下流側で排気空
燃比がリッチの場合には第１の空燃比フィードバック制
御ではＦＡＦの値は全般的に小さく設定されるようにな
り、逆に下流側での排気空燃比がリッチの場合にはＦＡ
Ｆの値は全般的に大きく設定されるようになる。このた
め、上流側Ｏ2 センサ１３が劣化したり特定の気筒の排
気の影響を強く受けたために上流側Ｏ2 センサ１３出力
が実際の排気空燃比からずれたような場合でもＦＡＦの
値は下流側Ｏ2センサ１５出力に基づいて補正されるの
で、機関空燃比は正確に理論空燃比に維持される。
【００３４】以下、図５、図６のフローチャートを簡単
に説明すると、図５ステップ５０１、５０２はフィード
バック制御実行条件が成立しているか否かの判定を示
す。ステップ５０１の判定条件は、図３ステップ３０１
のものと同様である。また、ステップ５０２では第１の
空燃比フィードバック制御が実施されているか否かが判
定され、制御実施中（フラグＸＭＦＢ＝１）の場合にの
みステップ５０４以下の制御が実行される。制御が実施
されていない場合には（ＸＭＦＢ≠１）、ステップ５０
３でフラグＸＳＦＢの値を０にセットしてルーチンを終
了する。フラグＸＳＦＢは第２の空燃比フィードバック
制御を実行中か否かを示すフラグであり、ＸＳＦＢ＝０
は第２の空燃比フィードバック制御が停止されているこ
とを意味する。
に説明すると、図５ステップ５０１、５０２はフィード
バック制御実行条件が成立しているか否かの判定を示
す。ステップ５０１の判定条件は、図３ステップ３０１
のものと同様である。また、ステップ５０２では第１の
空燃比フィードバック制御が実施されているか否かが判
定され、制御実施中（フラグＸＭＦＢ＝１）の場合にの
みステップ５０４以下の制御が実行される。制御が実施
されていない場合には（ＸＭＦＢ≠１）、ステップ５０
３でフラグＸＳＦＢの値を０にセットしてルーチンを終
了する。フラグＸＳＦＢは第２の空燃比フィードバック
制御を実行中か否かを示すフラグであり、ＸＳＦＢ＝０
は第２の空燃比フィードバック制御が停止されているこ
とを意味する。
【００３５】ステップ５０２で第１の空燃比フィードバ
ック制御が実施中であった場合には、ステップ５０４で
フラグＸＳＦＢの値を１にセットした後、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５で検出した排気空燃比がリッチか否かにより補
正量ＲＳＲ、ＲＳＬの値を増減する操作を行う。すなわ
ち、図６ステップ５０５では下流側Ｏ2 センサ１５の出
力ＶＯＳをＡＤ変換して読み込み、ステップ５０６では
ＶＯＳがリーン空燃比相当値（ＶＯＳ≦ＶR2）か否かを
判定し、ＶＯＳの値がリーン空燃比相当値であった場合
には、ステップ５０７でＲＳＲの値を一定量ΔＲＳだけ
増大し、増大後のＲＳＲが所定の最大値ＭＡＸ（本実施
例ではＭＡＸ＝０．０９）を越えないようにガードする
（ステップ５０８、５０９）。また、ステップ５０６で
ＶＯＳの値がリッチ空燃比相当値（ＶＯＳ＞ＶR2）であ
った場合には、ステップ５１０でＲＳＲの値を一定量Δ
ＲＳだけ減少させ、減少後のＲＳＲが所定の最小値ＭＩ
Ｎ（本実施例ではＭＩＮ＝０．０１）より小さくならな
いようにガードする（ステップ５１１、５１２）。
ック制御が実施中であった場合には、ステップ５０４で
フラグＸＳＦＢの値を１にセットした後、下流側Ｏ2 セ
ンサ１５で検出した排気空燃比がリッチか否かにより補
正量ＲＳＲ、ＲＳＬの値を増減する操作を行う。すなわ
ち、図６ステップ５０５では下流側Ｏ2 センサ１５の出
力ＶＯＳをＡＤ変換して読み込み、ステップ５０６では
ＶＯＳがリーン空燃比相当値（ＶＯＳ≦ＶR2）か否かを
判定し、ＶＯＳの値がリーン空燃比相当値であった場合
には、ステップ５０７でＲＳＲの値を一定量ΔＲＳだけ
増大し、増大後のＲＳＲが所定の最大値ＭＡＸ（本実施
例ではＭＡＸ＝０．０９）を越えないようにガードする
（ステップ５０８、５０９）。また、ステップ５０６で
ＶＯＳの値がリッチ空燃比相当値（ＶＯＳ＞ＶR2）であ
った場合には、ステップ５１０でＲＳＲの値を一定量Δ
ＲＳだけ減少させ、減少後のＲＳＲが所定の最小値ＭＩ
Ｎ（本実施例ではＭＩＮ＝０．０１）より小さくならな
いようにガードする（ステップ５１１、５１２）。
【００３６】また、上記により算出されたＲＳＲの値を
用いてステップ５１３では第１の空燃比フィードバック
制御ルーチンで用いるＲＳＬ（図４ステップ３１９）の
値を、ＲＳＬ＝０．１−ＲＳＲとして算出する。すなわ
ち、ＲＳＲとＲＳＬとの和は本実施例では常に一定値
（０．１）に保持されており、ＲＳＲが増大するとＲＳ
Ｌが減少しＲＳＲが減少するとＲＳＬは増大するように
なっている。
用いてステップ５１３では第１の空燃比フィードバック
制御ルーチンで用いるＲＳＬ（図４ステップ３１９）の
値を、ＲＳＬ＝０．１−ＲＳＲとして算出する。すなわ
ち、ＲＳＲとＲＳＬとの和は本実施例では常に一定値
（０．１）に保持されており、ＲＳＲが増大するとＲＳ
Ｌが減少しＲＳＲが減少するとＲＳＬは増大するように
なっている。
【００３７】上記第２の空燃比フィードバック制御ルー
チン実行により、下流側Ｏ2 センサ１５で検出した排気
空燃比がリッチの場合にはＲＳＲの減少とＲＳＬの増大
が、また、排気空燃比がリーンの場合にはＲＳＲの増大
とＲＳＬの減少とが同時に行われる。図７は、図３、図
４の第１の空燃比フィードバック制御を行った場合の、
上流側Ｏ2 センサ１３で検出した空燃比（Ａ／Ｆ）変化
（図７(A) ）に対するカウンタＣＤＬＹ（同(B) ）、フ
ラグＦ１（同(C) ）、空燃比補正係数ＦＡＦ（同(D)）
の変化を示している。図７(A) に示すように、Ａ／Ｆが
リーンからリッチに変化した場合でも空燃比フラグＦ１
（図７(C) ）の値は直ちに０から１には変化せず、カウ
ンタＣＤＬＹの値が０からＴＤＲに増大するまでの時間
（図７(C) Ｔ1）の間は０のまま保持され、Ｔ1 経過後
に０から１に変化する。また、Ａ／Ｆがリッチからリー
ンに変化した場合もＦ１の値はカウンタＣＤＬＹの値が
０からＴＤＬ（ＴＤＬは負の値）に減少するまでの時間
（図７(C) Ｔ2 ）の間は１のまま保持され、Ｔ2 経過後
に１から０に変化する。このため、図７(A) にＮで示し
たように外乱等により上流側Ｏ2 センサ１３の出力が短
い周期で変化したような場合でもフラグＦ１の値は追従
して変化しないため、空燃比制御が安定する。
チン実行により、下流側Ｏ2 センサ１５で検出した排気
空燃比がリッチの場合にはＲＳＲの減少とＲＳＬの増大
が、また、排気空燃比がリーンの場合にはＲＳＲの増大
とＲＳＬの減少とが同時に行われる。図７は、図３、図
４の第１の空燃比フィードバック制御を行った場合の、
上流側Ｏ2 センサ１３で検出した空燃比（Ａ／Ｆ）変化
（図７(A) ）に対するカウンタＣＤＬＹ（同(B) ）、フ
ラグＦ１（同(C) ）、空燃比補正係数ＦＡＦ（同(D)）
の変化を示している。図７(A) に示すように、Ａ／Ｆが
リーンからリッチに変化した場合でも空燃比フラグＦ１
（図７(C) ）の値は直ちに０から１には変化せず、カウ
ンタＣＤＬＹの値が０からＴＤＲに増大するまでの時間
（図７(C) Ｔ1）の間は０のまま保持され、Ｔ1 経過後
に０から１に変化する。また、Ａ／Ｆがリッチからリー
ンに変化した場合もＦ１の値はカウンタＣＤＬＹの値が
０からＴＤＬ（ＴＤＬは負の値）に減少するまでの時間
（図７(C) Ｔ2 ）の間は１のまま保持され、Ｔ2 経過後
に１から０に変化する。このため、図７(A) にＮで示し
たように外乱等により上流側Ｏ2 センサ１３の出力が短
い周期で変化したような場合でもフラグＦ１の値は追従
して変化しないため、空燃比制御が安定する。
【００３８】第１の空燃比フィードバック制御の結果、
空燃比補正係数ＦＡＦの値は図７(D) に示すように周期
的に増減を繰り返し、機関空燃比はリッチ空燃比とリー
ン空燃比とに交互に変動する。また、図２で説明したよ
うに、ＦＡＦの値が増大すると燃料噴射時間ＴＡＵは増
大し、ＦＡＦの値が減少すると燃料噴射時間ＴＡＵも減
少する。
空燃比補正係数ＦＡＦの値は図７(D) に示すように周期
的に増減を繰り返し、機関空燃比はリッチ空燃比とリー
ン空燃比とに交互に変動する。また、図２で説明したよ
うに、ＦＡＦの値が増大すると燃料噴射時間ＴＡＵは増
大し、ＦＡＦの値が減少すると燃料噴射時間ＴＡＵも減
少する。
【００３９】また、図７(D) から判るように、第２の空
燃比フィードバック制御（図５、図６）によりＲＳＲが
増大しＲＳＬが減少すると、ＦＡＦの値がリッチ側に振
れている時間が長くなり機関空燃比のリッチ空燃比側に
振れている間が長くかつリッチ空燃比側への振れ幅も大
きくなる（すなわち、空燃比が全体的にリッチ空燃比側
に移行する）。また、逆にＲＳＲが減少しＲＳＬが増大
すると、機関空燃比がリーン空燃比側に振れている時間
が長く、かつリーン空燃比側への振れ幅も大きくなる
（すなわち、空燃比が全体的にリーン空燃比側に移行す
る）。
燃比フィードバック制御（図５、図６）によりＲＳＲが
増大しＲＳＬが減少すると、ＦＡＦの値がリッチ側に振
れている時間が長くなり機関空燃比のリッチ空燃比側に
振れている間が長くかつリッチ空燃比側への振れ幅も大
きくなる（すなわち、空燃比が全体的にリッチ空燃比側
に移行する）。また、逆にＲＳＲが減少しＲＳＬが増大
すると、機関空燃比がリーン空燃比側に振れている時間
が長く、かつリーン空燃比側への振れ幅も大きくなる
（すなわち、空燃比が全体的にリーン空燃比側に移行す
る）。
【００４０】従って、第２の空燃比フィードバック制御
によりＲＳＲ、ＲＳＬの値が増減されると、機関空燃比
はリッチ側またはリーン側に変化する。なお、本実施例
では第２の空燃比フィードバック制御で設定する補正量
をＲＳＲ、ＲＳＬとした場合について説明したが、第１
の空燃比制御における他の補正量を第２の空燃比フィー
ドバック制御で設定することによっても機関空燃比を変
化させることができる。
によりＲＳＲ、ＲＳＬの値が増減されると、機関空燃比
はリッチ側またはリーン側に変化する。なお、本実施例
では第２の空燃比フィードバック制御で設定する補正量
をＲＳＲ、ＲＳＬとした場合について説明したが、第１
の空燃比制御における他の補正量を第２の空燃比フィー
ドバック制御で設定することによっても機関空燃比を変
化させることができる。
【００４１】例えば、ＫＩＲ、ＫＩＬ（図４ステップ３
２１、３２２）の値、またはＴＤＲ、ＴＤＬ（図３ステ
ップ３０７、３１３）の値を第２の空燃比フィードバッ
ク制御に基づいて設定することによっても同様に機関空
燃比を変化させることが可能であるし、或いは上流側Ｏ
2 センサ１３の比較電圧ＶR1（図３ステップ２０３）の
値を第２の空燃比フィードバック制御に基づいて設定す
ることによっても同様に機関空燃比を変化させることが
可能である。
２１、３２２）の値、またはＴＤＲ、ＴＤＬ（図３ステ
ップ３０７、３１３）の値を第２の空燃比フィードバッ
ク制御に基づいて設定することによっても同様に機関空
燃比を変化させることが可能であるし、或いは上流側Ｏ
2 センサ１３の比較電圧ＶR1（図３ステップ２０３）の
値を第２の空燃比フィードバック制御に基づいて設定す
ることによっても同様に機関空燃比を変化させることが
可能である。
【００４２】次に、本実施例の触媒劣化判別について説
明する。本実施例では、下流側Ｏ2 センサ１５出力の軌
跡長に基づいて触媒劣化の有無を判別する。図８は下流
側Ｏ2 センサ１５出力の軌跡長に基づく触媒判別方法の
原理を説明する図である。
明する。本実施例では、下流側Ｏ2 センサ１５出力の軌
跡長に基づいて触媒劣化の有無を判別する。図８は下流
側Ｏ2 センサ１５出力の軌跡長に基づく触媒判別方法の
原理を説明する図である。
【００４３】図８(A) は空燃比フィードバック制御によ
り機関空燃比が理論空燃比を中心としてリッチ側とリー
ン側とに略同じ時間、同じ振幅で規則的に振れている状
態での触媒上流側の排気空燃比変化（すなわち上流側Ｏ
2 センサ１３出力ＶＯＭの変化）を示す図である。ま
た、図８(B) 、(C) は触媒上流側での排気空燃比が図８
(A) のように変動している場合の触媒下流側での排気空
燃比の変化（すなわち下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳ
の変化）を示しており、図８(B) は触媒に劣化を生じて
いない場合を、図８(C) は触媒が劣化している場合をそ
れぞれ示している。
り機関空燃比が理論空燃比を中心としてリッチ側とリー
ン側とに略同じ時間、同じ振幅で規則的に振れている状
態での触媒上流側の排気空燃比変化（すなわち上流側Ｏ
2 センサ１３出力ＶＯＭの変化）を示す図である。ま
た、図８(B) 、(C) は触媒上流側での排気空燃比が図８
(A) のように変動している場合の触媒下流側での排気空
燃比の変化（すなわち下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳ
の変化）を示しており、図８(B) は触媒に劣化を生じて
いない場合を、図８(C) は触媒が劣化している場合をそ
れぞれ示している。
【００４４】図８(B) に示すように、触媒が劣化してい
ない場合は触媒のＯ2 ストレージ作用のため、触媒下流
側での排気空燃比の変動は緩やかになり下流側Ｏ2 セン
サ１５出力ＶＯＳは長い周期でリッチ空燃比相当出力と
リーン空燃比相当出力との間で変動する。このため、下
流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳの軌跡長さは上流側Ｏ 2
センサ１３出力ＶＯＭの軌跡長さに較べて短くなる。
ない場合は触媒のＯ2 ストレージ作用のため、触媒下流
側での排気空燃比の変動は緩やかになり下流側Ｏ2 セン
サ１５出力ＶＯＳは長い周期でリッチ空燃比相当出力と
リーン空燃比相当出力との間で変動する。このため、下
流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳの軌跡長さは上流側Ｏ 2
センサ１３出力ＶＯＭの軌跡長さに較べて短くなる。
【００４５】一方、図８(C) に示すように、触媒が劣化
すると触媒のＯ2 ストレージ作用が低下するため触媒下
流側でも排気空燃比が触媒上流側と同様に変動するよう
になり、下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳは上流側Ｏ2
センサ１３出力ＶＯＭと同様に変動するため、ＶＯＳの
軌跡長さは長くなりＶＯＭの軌跡長さに近づくようにな
る。このため、下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳの軌跡
長さを監視することにより触媒の劣化の有無を判定する
ことができる。
すると触媒のＯ2 ストレージ作用が低下するため触媒下
流側でも排気空燃比が触媒上流側と同様に変動するよう
になり、下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳは上流側Ｏ2
センサ１３出力ＶＯＭと同様に変動するため、ＶＯＳの
軌跡長さは長くなりＶＯＭの軌跡長さに近づくようにな
る。このため、下流側Ｏ2 センサ１５出力ＶＯＳの軌跡
長さを監視することにより触媒の劣化の有無を判定する
ことができる。
【００４６】本実施例では、後述するように下流側Ｏ2
センサ１５出力ＶＯＳの軌跡長さＬＶＯＳとともに、更
に上流側Ｏ2 センサ１３出力ＶＯＭの軌跡長さＬＶＯ
Ｍ、ＶＯＳ、ＶＯＭと比較電圧ＶR2、ＶR1とで囲まれる
部分の面積ＡＶＯＳ、ＡＶＯＭ（図８(A) 、(B) 、(C)
で斜線を付した部分の面積）を用いてより正確に触媒の
劣化有無を判別するようにしている。なお、上記下流側
Ｏ2 センサ出力と上流側Ｏ2 センサ出力との軌跡長さ、
面積を用いた触媒劣化判別の詳細については本願出願人
の出願に係る特開平５−１６３９８９号公報に記載され
ている。
センサ１５出力ＶＯＳの軌跡長さＬＶＯＳとともに、更
に上流側Ｏ2 センサ１３出力ＶＯＭの軌跡長さＬＶＯ
Ｍ、ＶＯＳ、ＶＯＭと比較電圧ＶR2、ＶR1とで囲まれる
部分の面積ＡＶＯＳ、ＡＶＯＭ（図８(A) 、(B) 、(C)
で斜線を付した部分の面積）を用いてより正確に触媒の
劣化有無を判別するようにしている。なお、上記下流側
Ｏ2 センサ出力と上流側Ｏ2 センサ出力との軌跡長さ、
面積を用いた触媒劣化判別の詳細については本願出願人
の出願に係る特開平５−１６３９８９号公報に記載され
ている。
【００４７】前述のように補正量ＲＳＲまたはＲＳＬが
ガード値に到達して機関空燃比が理論空燃比よりリッチ
側のみまたはリーン側のみで変動するようになると触媒
劣化の有無にかかわらず下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは
変動しなくなる。このため、下流側Ｏ2 センサ出力の軌
跡長ＶＯＳに基づいて触媒劣化の有無を判定していると
実際には劣化している触媒が正常であると誤判定されて
しまう場合がある。
ガード値に到達して機関空燃比が理論空燃比よりリッチ
側のみまたはリーン側のみで変動するようになると触媒
劣化の有無にかかわらず下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは
変動しなくなる。このため、下流側Ｏ2 センサ出力の軌
跡長ＶＯＳに基づいて触媒劣化の有無を判定していると
実際には劣化している触媒が正常であると誤判定されて
しまう場合がある。
【００４８】すなわち、図９(A) に示すように、触媒上
流側での排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側のみで変
動する状態では、触媒は劣化の有無にかかわらず吸着し
た酸素を全て放出してしまい、その後は酸素を放出でき
なくなるため、図９(B) に示すように触媒劣化の有無に
かかわらず触媒下流側でも排気空燃比はリッチ側のみで
変動するようになる。このため、図９(C) に示すように
下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳはリッチ空燃比相当出力に
固定されてしまい変動しなくなり、触媒が劣化していた
場合でも下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長さは極め
て短くなる。
流側での排気空燃比が理論空燃比よりリッチ側のみで変
動する状態では、触媒は劣化の有無にかかわらず吸着し
た酸素を全て放出してしまい、その後は酸素を放出でき
なくなるため、図９(B) に示すように触媒劣化の有無に
かかわらず触媒下流側でも排気空燃比はリッチ側のみで
変動するようになる。このため、図９(C) に示すように
下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳはリッチ空燃比相当出力に
固定されてしまい変動しなくなり、触媒が劣化していた
場合でも下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長さは極め
て短くなる。
【００４９】また、図９(D) に示すように、触媒上流側
での排気空燃比が理論空燃比よりリーン側でのみ変動す
るようになると、触媒は限界まで酸素を吸着してしま
い、その後は酸素を吸収できなくなるため、図９(E) に
示すように触媒下流側でも排気空燃比は理論空燃比より
リーン側のみで変動するようになり、下流側Ｏ2 センサ
出力ＶＯＳは図９(F) に示すようにリーン空燃比相当出
力に固定されてしまい変動しなくなり軌跡長さは極めて
短くなる。このため、これらの場合に下流側Ｏ2センサ
ＶＯＳの軌跡長を用いて触媒劣化を判定していると実際
には劣化している触媒が正常であると誤判定されてしま
う。
での排気空燃比が理論空燃比よりリーン側でのみ変動す
るようになると、触媒は限界まで酸素を吸着してしま
い、その後は酸素を吸収できなくなるため、図９(E) に
示すように触媒下流側でも排気空燃比は理論空燃比より
リーン側のみで変動するようになり、下流側Ｏ2 センサ
出力ＶＯＳは図９(F) に示すようにリーン空燃比相当出
力に固定されてしまい変動しなくなり軌跡長さは極めて
短くなる。このため、これらの場合に下流側Ｏ2センサ
ＶＯＳの軌跡長を用いて触媒劣化を判定していると実際
には劣化している触媒が正常であると誤判定されてしま
う。
【００５０】前述の特開平５−１７１９２３号公報で
は、第２の空燃比フィードバック制御におけるＲＳＲま
たはＲＳＬがガード値に到達した場合に、図９(A) 〜
(C) または図９(D) 〜(F) の状態が生じたと判断して触
媒劣化判断を禁止することにより、上記の誤判定が生じ
ることを防止している。ところが、実際にはガード値に
到達していない場合でも、ＲＳＲが増大すると触媒劣化
の有無にかかわらず下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡
長さが短くなり、劣化を生じた触媒が正常であると誤判
定されてしまう場合が生じることが判明している。この
問題について図１０を用いて説明する。
は、第２の空燃比フィードバック制御におけるＲＳＲま
たはＲＳＬがガード値に到達した場合に、図９(A) 〜
(C) または図９(D) 〜(F) の状態が生じたと判断して触
媒劣化判断を禁止することにより、上記の誤判定が生じ
ることを防止している。ところが、実際にはガード値に
到達していない場合でも、ＲＳＲが増大すると触媒劣化
の有無にかかわらず下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡
長さが短くなり、劣化を生じた触媒が正常であると誤判
定されてしまう場合が生じることが判明している。この
問題について図１０を用いて説明する。
【００５１】図１０(A) はＲＳＲが増大した場合の触媒
上流側での排気空燃比変動の状態を示している。この場
合、ＲＳＲはガード値に到達するまでには増大していな
いため、触媒上流側の排気空燃比は理論空燃比に対して
リッチ側とリーン側との間で変動しているが、ＲＳＲが
大きくなっているため空燃比はリッチ側に大きく、かつ
長い時間振れるようになり、逆に空燃比のリーン側への
振れ幅は小さく、かつリーン側に振れている時間は短く
なっている。また、ＲＳＲの値が大きい程空燃比のリッ
チ側への振れは大きく長くなり、リーン側への振れは小
さく短くなる。
上流側での排気空燃比変動の状態を示している。この場
合、ＲＳＲはガード値に到達するまでには増大していな
いため、触媒上流側の排気空燃比は理論空燃比に対して
リッチ側とリーン側との間で変動しているが、ＲＳＲが
大きくなっているため空燃比はリッチ側に大きく、かつ
長い時間振れるようになり、逆に空燃比のリーン側への
振れ幅は小さく、かつリーン側に振れている時間は短く
なっている。また、ＲＳＲの値が大きい程空燃比のリッ
チ側への振れは大きく長くなり、リーン側への振れは小
さく短くなる。
【００５２】図１０(B) は、触媒上流側での排気空燃比
が図１０(A) のように変動している場合の、触媒が劣化
した状態での触媒下流側の排気空燃比の変動の状態を示
している。図１０(A) のように触媒に流入する排気空燃
比が変動した場合、空燃比がリッチ側に振れている間に
触媒内部では酸素不足の状態になり、触媒表面に排気中
のＨＣ、ＣＯ成分が付着する。このため、触媒に流入す
る排気空燃比がリーンに振れたときに排気中の酸素は触
媒に付着したＨＣ、ＣＯ成分を酸化するのに消費されて
しまい、触媒上流側の排気空燃比がリーンになっても触
媒を通過した後の排気中の酸素濃度は低いままになる。
が図１０(A) のように変動している場合の、触媒が劣化
した状態での触媒下流側の排気空燃比の変動の状態を示
している。図１０(A) のように触媒に流入する排気空燃
比が変動した場合、空燃比がリッチ側に振れている間に
触媒内部では酸素不足の状態になり、触媒表面に排気中
のＨＣ、ＣＯ成分が付着する。このため、触媒に流入す
る排気空燃比がリーンに振れたときに排気中の酸素は触
媒に付着したＨＣ、ＣＯ成分を酸化するのに消費されて
しまい、触媒上流側の排気空燃比がリーンになっても触
媒を通過した後の排気中の酸素濃度は低いままになる。
【００５３】排気空燃比がリーンに振れている時間があ
る程度続けば触媒表面のＨＣ、ＣＯ成分は全て酸化さ
れ、劣化した触媒では触媒通過後の排気中の酸素濃度も
上昇するが、図１０(A) のように、排気空燃比がリーン
側に振れている時間が短い場合には、触媒表面のＨＣ、
ＣＯ成分が完全に消費される前に再びリッチ空燃比の排
気が触媒に流入してしまうため、図１０(B) に示すよう
に触媒通過後の排気はリーン側に振れることなくリッチ
側に留まったままとなる。
る程度続けば触媒表面のＨＣ、ＣＯ成分は全て酸化さ
れ、劣化した触媒では触媒通過後の排気中の酸素濃度も
上昇するが、図１０(A) のように、排気空燃比がリーン
側に振れている時間が短い場合には、触媒表面のＨＣ、
ＣＯ成分が完全に消費される前に再びリッチ空燃比の排
気が触媒に流入してしまうため、図１０(B) に示すよう
に触媒通過後の排気はリーン側に振れることなくリッチ
側に留まったままとなる。
【００５４】図１０(C) 、１０(D) は、それぞれこの時
の上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭと下流側Ｏ2 センサ出力
ＶＯＳの変動状態を示している。図１０(C) 、１０(D)
から判るように、この状態では上流側Ｏ2 センサ出力Ｖ
ＯＭはリッチ空燃比相当出力とリーン空燃比相当出力と
の間で変動しているが、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは
リッチ空燃比相当出力から殆ど変動しなくなるため、Ｖ
ＯＳの軌跡長はＶＯＭの軌跡長に較べて短くなり、ＶＯ
Ｓの軌跡長に基づいて触媒劣化を判定していると触媒に
劣化を生じているにもかかわらず、正常と判定されてし
まうことになる。
の上流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭと下流側Ｏ2 センサ出力
ＶＯＳの変動状態を示している。図１０(C) 、１０(D)
から判るように、この状態では上流側Ｏ2 センサ出力Ｖ
ＯＭはリッチ空燃比相当出力とリーン空燃比相当出力と
の間で変動しているが、下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳは
リッチ空燃比相当出力から殆ど変動しなくなるため、Ｖ
ＯＳの軌跡長はＶＯＭの軌跡長に較べて短くなり、ＶＯ
Ｓの軌跡長に基づいて触媒劣化を判定していると触媒に
劣化を生じているにもかかわらず、正常と判定されてし
まうことになる。
【００５５】図１１(A) から(D) は、上記とは逆にＲＳ
Ｒが減少して機関空燃比がリーン空燃比側に移行した場
合の触媒上流側（図１１(A) ）と下流側（図１１(B) ）
の排気空燃比、及びＶＯＭ（図１１(C) ）とＶＯＳ（図
１１(D) ）の変化を示す図である。ＲＳＲが減少した場
合には、図１０の場合とは逆に触媒上流側での排気空燃
比はリーン側に大きく長く、リッチ側には小さく短く振
れるようになるが、この場合には、触媒内の酸素不足に
よるＨＣ、ＣＯの付着等は生じないため劣化した触媒で
は触媒下流側の排気空燃比は上流側の排気空燃比と同様
リーン空燃比とリッチ空燃比との間で変動するようにな
る。このため、図１１(D) に示すように、下流側Ｏ2 セ
ンサ出力ＶＯＳは大きく変動するようになり、劣化した
触媒ではＶＯＳの軌跡長は大きくなるので上述の誤判定
の問題は生じない。
Ｒが減少して機関空燃比がリーン空燃比側に移行した場
合の触媒上流側（図１１(A) ）と下流側（図１１(B) ）
の排気空燃比、及びＶＯＭ（図１１(C) ）とＶＯＳ（図
１１(D) ）の変化を示す図である。ＲＳＲが減少した場
合には、図１０の場合とは逆に触媒上流側での排気空燃
比はリーン側に大きく長く、リッチ側には小さく短く振
れるようになるが、この場合には、触媒内の酸素不足に
よるＨＣ、ＣＯの付着等は生じないため劣化した触媒で
は触媒下流側の排気空燃比は上流側の排気空燃比と同様
リーン空燃比とリッチ空燃比との間で変動するようにな
る。このため、図１１(D) に示すように、下流側Ｏ2 セ
ンサ出力ＶＯＳは大きく変動するようになり、劣化した
触媒ではＶＯＳの軌跡長は大きくなるので上述の誤判定
の問題は生じない。
【００５６】図１２は劣化した触媒を用いて実際に補正
量ＲＳＲを変化させて空燃比フィードバック制御を行っ
た場合の下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長の変化を
実測した結果を示すグラフである。図１２において縦軸
は下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと上流
側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭとの比（ＬＶ
ＯＳ／ＬＶＯＭ）を、横軸はＲＳＲの値をそれぞれ表し
ている。前述のように、ＲＳＲの値が増大するにつれて
触媒に流入する排気空燃比はリッチ側に大きく長く、リ
ーン側には小さく短く振れるようになる。このため、軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値も、ＲＳＲが大きくなる
程小さくなる。
量ＲＳＲを変化させて空燃比フィードバック制御を行っ
た場合の下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長の変化を
実測した結果を示すグラフである。図１２において縦軸
は下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと上流
側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭとの比（ＬＶ
ＯＳ／ＬＶＯＭ）を、横軸はＲＳＲの値をそれぞれ表し
ている。前述のように、ＲＳＲの値が増大するにつれて
触媒に流入する排気空燃比はリッチ側に大きく長く、リ
ーン側には小さく短く振れるようになる。このため、軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値も、ＲＳＲが大きくなる
程小さくなる。
【００５７】図１２の例では、ＲＳＲ＝０．０５近傍
（すなわち、触媒に流入する排気空燃比がリッチ側とリ
ーン側とに同じ程度に変動している場合）では劣化した
触媒の軌跡長比は１．０に近い値になるが、ＲＳＲが増
大するにつれて同一の触媒でも軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶ
ＯＭは小さくなる傾向を示す。そこで、本実施例では軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭがある程度小さくなり誤判定
が生じやすくなるＲＳＲの領域（例えば、図１２の例で
はＲＳＲ＞０．０７の領域）では触媒の劣化判断を禁止
することにより誤判定を防止する。
（すなわち、触媒に流入する排気空燃比がリッチ側とリ
ーン側とに同じ程度に変動している場合）では劣化した
触媒の軌跡長比は１．０に近い値になるが、ＲＳＲが増
大するにつれて同一の触媒でも軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶ
ＯＭは小さくなる傾向を示す。そこで、本実施例では軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭがある程度小さくなり誤判定
が生じやすくなるＲＳＲの領域（例えば、図１２の例で
はＲＳＲ＞０．０７の領域）では触媒の劣化判断を禁止
することにより誤判定を防止する。
【００５８】次に、本実施例の触媒の劣化判定について
説明する。図１３から図１５は本実施例の触媒劣化判定
を示すフローチャートである。本ルーチンは制御回路１
０により一定時間毎に実行される。本実施例では、下流
側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと、上流側Ｏ
2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭとの比、ＬＶＯＳ
／ＬＶＯＭと、下流側Ｏ2 センサＶＯＳの軌跡と比較電
圧ＶR2とで囲まれる面積ＡＶＯＳと、上流側Ｏ2 センサ
ＶＯＭの軌跡と比較電圧ＶR2とで囲まれる面積ＡＶＯＭ
との比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとを用いて、図１７に示すマ
ップから触媒劣化の有無を判定する。
説明する。図１３から図１５は本実施例の触媒劣化判定
を示すフローチャートである。本ルーチンは制御回路１
０により一定時間毎に実行される。本実施例では、下流
側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと、上流側Ｏ
2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭとの比、ＬＶＯＳ
／ＬＶＯＭと、下流側Ｏ2 センサＶＯＳの軌跡と比較電
圧ＶR2とで囲まれる面積ＡＶＯＳと、上流側Ｏ2 センサ
ＶＯＭの軌跡と比較電圧ＶR2とで囲まれる面積ＡＶＯＭ
との比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとを用いて、図１７に示すマ
ップから触媒劣化の有無を判定する。
【００５９】図１３においてルーチンがスタートする
と、ステップ１３０１と１３０２では触媒劣化判定実施
の前提条件が成立しているか否かが判定される。本実施
例では、前提条件は第１の空燃比フィードバック制御が
実行中であること（フラグＸＭＦＢの値が１にセットさ
れていること）（ステップ１３０１）、及び第２の空燃
比フィードバック制御が実行中であること（フラグＸＳ
ＦＢの値が１にセットされていること）（ステップ１３
０２）、が前提条件とされ、ステップ１３０１、１３０
２のいずれか一方でも成立しない場合には図１４、図１
５の触媒劣化判定を実施せずにそのままルーチンを終了
する。また、ステップ１３０１、１３０２の条件の両方
が成立している場合には、ステップ１３０３に進み、Ｒ
ＳＲが所定値α以下か否か、すなわちＲＳＲが増大して
誤判定が生じやすい状態になっているか否かを判断する
（本実施例ではα＝０．０７）。 ＲＳＲ＞αである場合
には、前述したようにＲＳＲの値が大きくなっており誤
判定が生じやすい運転状態になっていると考えられるた
め、図１４、図１５の触媒劣化判定を実行せずそのまま
ルーチンを終了する。
と、ステップ１３０１と１３０２では触媒劣化判定実施
の前提条件が成立しているか否かが判定される。本実施
例では、前提条件は第１の空燃比フィードバック制御が
実行中であること（フラグＸＭＦＢの値が１にセットさ
れていること）（ステップ１３０１）、及び第２の空燃
比フィードバック制御が実行中であること（フラグＸＳ
ＦＢの値が１にセットされていること）（ステップ１３
０２）、が前提条件とされ、ステップ１３０１、１３０
２のいずれか一方でも成立しない場合には図１４、図１
５の触媒劣化判定を実施せずにそのままルーチンを終了
する。また、ステップ１３０１、１３０２の条件の両方
が成立している場合には、ステップ１３０３に進み、Ｒ
ＳＲが所定値α以下か否か、すなわちＲＳＲが増大して
誤判定が生じやすい状態になっているか否かを判断する
（本実施例ではα＝０．０７）。 ＲＳＲ＞αである場合
には、前述したようにＲＳＲの値が大きくなっており誤
判定が生じやすい運転状態になっていると考えられるた
め、図１４、図１５の触媒劣化判定を実行せずそのまま
ルーチンを終了する。
【００６０】ステップ１３０３でＲＳＲ≦αであった場
合には、図１４ステップ１３０４、１３０５に進み、上
流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと面積ＡＶ
ＯＭ、及び下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯ
Ｓと面積ＡＶＯＳとを算出する。ここで、軌跡長ＬＶＯ
Ｍは近似的に、今回ルーチン実行時のＶＯＭの値と前回
ルーチン実行時のＶＯＭの値（ＶＯＭi-1 ）との差の絶
対値の積算値、 ＬＶＯＭ＝ＬＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶＯＭi-1 ｜ として算出される（図１６参照）。
合には、図１４ステップ１３０４、１３０５に進み、上
流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＭの軌跡長ＬＶＯＭと面積ＡＶ
ＯＭ、及び下流側Ｏ2 センサ出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯ
Ｓと面積ＡＶＯＳとを算出する。ここで、軌跡長ＬＶＯ
Ｍは近似的に、今回ルーチン実行時のＶＯＭの値と前回
ルーチン実行時のＶＯＭの値（ＶＯＭi-1 ）との差の絶
対値の積算値、 ＬＶＯＭ＝ＬＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶＯＭi-1 ｜ として算出される（図１６参照）。
【００６１】また、面積ＡＶＯＭは近似的に今回ルーチ
ン実行時のＶＯＭの値と上流側Ｏ2センサ出力の比較電
圧ＶR1との差の絶対値の積算値、 ＡＶＯＭ＝ＡＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶR1｜ として算出される（図１６参照）。下流側Ｏ2 センサ出
力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと面積ＡＶＯＳについても同
様に、 ＬＶＯＳ＝ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳi-1 ｜ ＡＶＯＳ＝ＡＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶR1｜ として算出される。
ン実行時のＶＯＭの値と上流側Ｏ2センサ出力の比較電
圧ＶR1との差の絶対値の積算値、 ＡＶＯＭ＝ＡＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶR1｜ として算出される（図１６参照）。下流側Ｏ2 センサ出
力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと面積ＡＶＯＳについても同
様に、 ＬＶＯＳ＝ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳi-1 ｜ ＡＶＯＳ＝ＡＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶR1｜ として算出される。
【００６２】次いで、ステップ１３０６では次回のルー
チン実行に備えてＶＯＭi-1 とＶＯＳi-1 の値を更新
し、図１５ステップ１３０７に進む。ステップ１３０７
ではカウンタＣＴ1 がカウントアップされ、ステップ１
３０８ではカウンタＣＴ1 の値が所定値Ｔ1 を越えたか
否かが判定される。ここで、ＣＴ1 は前回の判定終了後
ステップ１３１４でクリアされているため、ＣＴ1 の現
在の値は今回判定実施条件（図１３ステップ１３０１か
ら１３０３）が成立してからの経過時間に対応した値と
なっている。また、所定値Ｔ1 は、例えば２０秒程度の
時間に相当するカウンタＣＴ1 の値である。すなわち、
本実施例では、判定実施条件が成立してから２０秒程度
の時間積算した軌跡長ＬＶＯＭ、ＬＶＯＳと面積ＡＶＯ
Ｍ、ＡＶＯＳを用いて劣化判定を行う。
チン実行に備えてＶＯＭi-1 とＶＯＳi-1 の値を更新
し、図１５ステップ１３０７に進む。ステップ１３０７
ではカウンタＣＴ1 がカウントアップされ、ステップ１
３０８ではカウンタＣＴ1 の値が所定値Ｔ1 を越えたか
否かが判定される。ここで、ＣＴ1 は前回の判定終了後
ステップ１３１４でクリアされているため、ＣＴ1 の現
在の値は今回判定実施条件（図１３ステップ１３０１か
ら１３０３）が成立してからの経過時間に対応した値と
なっている。また、所定値Ｔ1 は、例えば２０秒程度の
時間に相当するカウンタＣＴ1 の値である。すなわち、
本実施例では、判定実施条件が成立してから２０秒程度
の時間積算した軌跡長ＬＶＯＭ、ＬＶＯＳと面積ＡＶＯ
Ｍ、ＡＶＯＳを用いて劣化判定を行う。
【００６３】ステップ１３０８でカウンタＣＴ1 の値が
所定値Ｔ1 に到達していない場合にはそのままルーチン
を終了する。ステップ１３０８でＣＴ1 ＞Ｔ1 になった
場合にはステップ１３０９に進み、下流側Ｏ2 センサと
上流側Ｏ2 センサとの軌跡長の比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと
面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを算出するとともに、ステッ
プ１３１０ではこの軌跡長比と面積比とを用いて図１７
のマップから触媒が劣化しているか否かを判定する。
所定値Ｔ1 に到達していない場合にはそのままルーチン
を終了する。ステップ１３０８でＣＴ1 ＞Ｔ1 になった
場合にはステップ１３０９に進み、下流側Ｏ2 センサと
上流側Ｏ2 センサとの軌跡長の比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと
面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを算出するとともに、ステッ
プ１３１０ではこの軌跡長比と面積比とを用いて図１７
のマップから触媒が劣化しているか否かを判定する。
【００６４】また、上記劣化判定後、ステップ１３１
１、１３１２では判定結果に応じてアラームフラグＡＬ
Ｍの値を１（劣化あり）または０（正常）にセットし、
ＡＬＭの値を制御回路１０のバックアップＲＡＭ１０６
に記憶する。ここで、フラグＡＬＭの値が１にセットさ
れると、別途制御回路１０により実行される図示しない
ルーチンによりアラーム１９が点灯され、運転者に触媒
の劣化が生じたことが報知される。
１、１３１２では判定結果に応じてアラームフラグＡＬ
Ｍの値を１（劣化あり）または０（正常）にセットし、
ＡＬＭの値を制御回路１０のバックアップＲＡＭ１０６
に記憶する。ここで、フラグＡＬＭの値が１にセットさ
れると、別途制御回路１０により実行される図示しない
ルーチンによりアラーム１９が点灯され、運転者に触媒
の劣化が生じたことが報知される。
【００６５】上記操作が終了すると、ステップ１３１４
で触媒劣化判定に用いたパラメータがクリアされ、本ル
ーチンは終了する。上述のように、本実施例によれば下
流側Ｏ2 センサ出力に基づいて算出される補正量ＲＳＲ
の値が大きくなり、触媒劣化の判定に誤差を生じやすい
状態になった場合には下流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長さ
に基づく触媒劣化判定が禁止されるため、触媒劣化判定
の精度が向上する。
で触媒劣化判定に用いたパラメータがクリアされ、本ル
ーチンは終了する。上述のように、本実施例によれば下
流側Ｏ2 センサ出力に基づいて算出される補正量ＲＳＲ
の値が大きくなり、触媒劣化の判定に誤差を生じやすい
状態になった場合には下流側Ｏ2 センサ出力の軌跡長さ
に基づく触媒劣化判定が禁止されるため、触媒劣化判定
の精度が向上する。
【００６６】次に本発明の別の実施例について説明す
る。上記実施例ではＲＳＲの値が所定値より大きいか否
かを直接判定していた。しかし、特定の運転条件ではＲ
ＳＲの値が必ず増大するような場合があり、このような
運転条件ではＲＳＲの値が大きくなっているか否かを判
断することなく触媒劣化判定を禁止した方が一層確実に
誤判定を防止することができる。
る。上記実施例ではＲＳＲの値が所定値より大きいか否
かを直接判定していた。しかし、特定の運転条件ではＲ
ＳＲの値が必ず増大するような場合があり、このような
運転条件ではＲＳＲの値が大きくなっているか否かを判
断することなく触媒劣化判定を禁止した方が一層確実に
誤判定を防止することができる。
【００６７】例えば、ＲＳＲの値が必ず増大する場合と
しては、ＥＧＲ（排気ガス再循環）のＯＮ／ＯＦＦに伴
って空燃比の補正を行う場合がある。ＥＧＲは低中負荷
運転時に排気ガスの一部を機関燃焼室に還流させること
により、燃焼温度を低下させてＮＯX の発生を抑制する
ために用いられる。ところが、ＥＧＲ実行により機関の
出力は低下するため、高負荷運転時等には機関出力確保
のためにＥＧＲを停止するのが一般的であるため、高負
荷運転を行う機会の多い機関ではＥＧＲを実施しない運
転の機会が多くなり、発生するＮＯX の総量が増大して
しまう問題がある。そこで、このような機関において
は、高負荷運転時にＥＧＲが停止された場合にはＲＳＲ
の値を強制的に所定量増加させて機関空燃比を通常より
リッチ側に移行させることによりＮＯX の発生を抑制し
ている。
しては、ＥＧＲ（排気ガス再循環）のＯＮ／ＯＦＦに伴
って空燃比の補正を行う場合がある。ＥＧＲは低中負荷
運転時に排気ガスの一部を機関燃焼室に還流させること
により、燃焼温度を低下させてＮＯX の発生を抑制する
ために用いられる。ところが、ＥＧＲ実行により機関の
出力は低下するため、高負荷運転時等には機関出力確保
のためにＥＧＲを停止するのが一般的であるため、高負
荷運転を行う機会の多い機関ではＥＧＲを実施しない運
転の機会が多くなり、発生するＮＯX の総量が増大して
しまう問題がある。そこで、このような機関において
は、高負荷運転時にＥＧＲが停止された場合にはＲＳＲ
の値を強制的に所定量増加させて機関空燃比を通常より
リッチ側に移行させることによりＮＯX の発生を抑制し
ている。
【００６８】従って、このような機関では高負荷運転時
にＥＧＲが停止されると常に触媒劣化判定に誤差を生じ
やすくなるため、触媒劣化判定を停止することが好まし
い。そこで、本実施例ではＲＳＲの値を直接判定するこ
となく、高負荷運転時にＥＧＲが停止されたときには直
ちに劣化判定を禁止するようにしている。図１８は本実
施例の触媒劣化判定を示すフローチャートである。図１
８は図１３のステップ１３０３をステップ１８０３で置
き換えた点のみが図１３と相違している。すなわち、図
１８ではステップ１３０１と１３０２との劣化判定前提
条件が成立しているか否かの判定のあと、ステップ１８
０３でフラグＸＥＧＲＯＦＦの値が０にセットされてい
るか否かを判定し、ＸＥＧＲＯＦＦ＝０の場合にのみ図
１４、図１５の触媒劣化判定を実行する。ここでＸＥＧ
ＲＯＦＦは、機関運転状態が高負荷でＥＧＲを停止する
領域になったときに１にセットされるフラグである。
にＥＧＲが停止されると常に触媒劣化判定に誤差を生じ
やすくなるため、触媒劣化判定を停止することが好まし
い。そこで、本実施例ではＲＳＲの値を直接判定するこ
となく、高負荷運転時にＥＧＲが停止されたときには直
ちに劣化判定を禁止するようにしている。図１８は本実
施例の触媒劣化判定を示すフローチャートである。図１
８は図１３のステップ１３０３をステップ１８０３で置
き換えた点のみが図１３と相違している。すなわち、図
１８ではステップ１３０１と１３０２との劣化判定前提
条件が成立しているか否かの判定のあと、ステップ１８
０３でフラグＸＥＧＲＯＦＦの値が０にセットされてい
るか否かを判定し、ＸＥＧＲＯＦＦ＝０の場合にのみ図
１４、図１５の触媒劣化判定を実行する。ここでＸＥＧ
ＲＯＦＦは、機関運転状態が高負荷でＥＧＲを停止する
領域になったときに１にセットされるフラグである。
【００６９】これにより、高負荷運転時にＥＧＲが停止
されるのと同時に触媒劣化判定が禁止されるため、ＲＳ
Ｒの増大により触媒劣化判定に誤差を生じることが防止
される。次に本発明の更に別の実施例について説明す
る。上述の実施例はいずれもＲＳＲが増大して下流側Ｏ
2 センサ出力の軌跡長さが短くなる場合に触媒劣化判定
を禁止しているが、このようにＲＳＲ増大時に触媒劣化
判定を禁止していると、図１８の実施例のようにＲＳＲ
が増大した状態で運転する機会の多い機関では触媒劣化
判定の実施頻度が低下してしまう問題がある。そこで、
本実施例では算出した軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値
をＲＳＲの値に応じて補正し、基準状態（例えばＲＳＲ
＝０．０５）における軌跡長比に換算するとともに、Ｒ
ＳＲ増大時にもこの補正後の軌跡長比を用いて触媒劣化
判定をおこなっている。
されるのと同時に触媒劣化判定が禁止されるため、ＲＳ
Ｒの増大により触媒劣化判定に誤差を生じることが防止
される。次に本発明の更に別の実施例について説明す
る。上述の実施例はいずれもＲＳＲが増大して下流側Ｏ
2 センサ出力の軌跡長さが短くなる場合に触媒劣化判定
を禁止しているが、このようにＲＳＲ増大時に触媒劣化
判定を禁止していると、図１８の実施例のようにＲＳＲ
が増大した状態で運転する機会の多い機関では触媒劣化
判定の実施頻度が低下してしまう問題がある。そこで、
本実施例では算出した軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値
をＲＳＲの値に応じて補正し、基準状態（例えばＲＳＲ
＝０．０５）における軌跡長比に換算するとともに、Ｒ
ＳＲ増大時にもこの補正後の軌跡長比を用いて触媒劣化
判定をおこなっている。
【００７０】図１２で説明したように、ＲＳＲが増大す
ると劣化程度が同一の触媒でもＲＳＲの増大に応じて軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは低下して行く。また、ＲＳ
Ｒの値と軌跡長比の低下との間にはある程度の相関が成
立する。そこで、本実施例では、図１２の関係に基づい
て、現在のＲＳＲの値と軌跡長比とから同一の触媒を用
いて基準状態（例えば機関空燃比のリッチ側とリーン側
の振れが同程度となるＲＳＲ＝０．０５近傍の状態）で
運転した場合の軌跡長比を算出し、この軌跡長比を用い
て触媒の劣化判定を行う。このように、算出した軌跡長
比を補正してＲＳＲの基準値での運転における軌跡長比
を求め、基準状態での軌跡長比に基づいて触媒劣化判定
を行うことにより、ＲＳＲが増大した場合でも触媒の劣
化判定を行うことが可能となる。
ると劣化程度が同一の触媒でもＲＳＲの増大に応じて軌
跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭは低下して行く。また、ＲＳ
Ｒの値と軌跡長比の低下との間にはある程度の相関が成
立する。そこで、本実施例では、図１２の関係に基づい
て、現在のＲＳＲの値と軌跡長比とから同一の触媒を用
いて基準状態（例えば機関空燃比のリッチ側とリーン側
の振れが同程度となるＲＳＲ＝０．０５近傍の状態）で
運転した場合の軌跡長比を算出し、この軌跡長比を用い
て触媒の劣化判定を行う。このように、算出した軌跡長
比を補正してＲＳＲの基準値での運転における軌跡長比
を求め、基準状態での軌跡長比に基づいて触媒劣化判定
を行うことにより、ＲＳＲが増大した場合でも触媒の劣
化判定を行うことが可能となる。
【００７１】図１９から２１は、本実施例の触媒劣化判
定を示すフローチャートである。図１９から２１はそれ
ぞれ図１３から１５と対応しており、図１３から１５と
同一のステップ番号を付したステップはそれぞれ図１３
から１５と同一の操作を示している。以下、図１３から
１５のフローチャートとの相違点のみについて説明する
と、図１３では触媒劣化判定の実施可否はステップ１３
０１と１３０２のみで判断し、図１３ステップ１３０３
のＲＳＲの値による実施可否の判断は行わない。すなわ
ち、本実施例ではＲＳＲが増大した場合でも図２０、図
２１の劣化判定が実行される。
定を示すフローチャートである。図１９から２１はそれ
ぞれ図１３から１５と対応しており、図１３から１５と
同一のステップ番号を付したステップはそれぞれ図１３
から１５と同一の操作を示している。以下、図１３から
１５のフローチャートとの相違点のみについて説明する
と、図１３では触媒劣化判定の実施可否はステップ１３
０１と１３０２のみで判断し、図１３ステップ１３０３
のＲＳＲの値による実施可否の判断は行わない。すなわ
ち、本実施例ではＲＳＲが増大した場合でも図２０、図
２１の劣化判定が実行される。
【００７２】また、図２１では、ステップ１３０９とス
テップ１３１０との間にステップ２１０１と２１０２と
が追加されている点が相違している。すなわち、図２１
では、ステップ１３０９でＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ、ＡＶＯ
Ｓ／ＡＶＯＭを算出した後にステップ２１０１で現在の
ＲＳＲの値から軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの補正係数
βを算出し、ステップ２１０２では、ステップ１３０９
で算出したＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値を補正係数βを用い
て、 ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ←（ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ）／β として補正する。そしてステップ１３１０では補正後の
ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとの値
を用いて図１７のマップを用いて触媒の劣化の有無を判
定する。
テップ１３１０との間にステップ２１０１と２１０２と
が追加されている点が相違している。すなわち、図２１
では、ステップ１３０９でＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ、ＡＶＯ
Ｓ／ＡＶＯＭを算出した後にステップ２１０１で現在の
ＲＳＲの値から軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの補正係数
βを算出し、ステップ２１０２では、ステップ１３０９
で算出したＬＶＯＳ／ＬＶＯＭの値を補正係数βを用い
て、 ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ←（ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭ）／β として補正する。そしてステップ１３１０では補正後の
ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとの値
を用いて図１７のマップを用いて触媒の劣化の有無を判
定する。
【００７３】図２２は本実施例で使用するβとＲＳＲと
の関係を示す図である。図２２に示すように、βの値は
ＲＳＲ≦０．０７の領域ではβ＝１．０の一定値に設定
され、ＲＳＲ＞０．０７の領域では略図１２と同様な減
少傾向を示している。従って、図２２の補正係数βを用
いてステップ１３０９で算出した軌跡長比ＬＶＯＳ／Ｌ
ＶＯＭを補正することにより、補正後の軌跡長比ＬＶＯ
Ｓ／ＬＶＯＭの値はＲＳＲ＞０．０７の領域においても
同一の触媒を用いてＲＳＲ＝０．０５の状態で運転した
場合とほぼ同一の値となる。このため、ステップ１３１
０の触媒劣化判定においても、ＲＳＲの値にかかわらず
図１７のマップを用いて正確な劣化判定を行うことがで
きる。
の関係を示す図である。図２２に示すように、βの値は
ＲＳＲ≦０．０７の領域ではβ＝１．０の一定値に設定
され、ＲＳＲ＞０．０７の領域では略図１２と同様な減
少傾向を示している。従って、図２２の補正係数βを用
いてステップ１３０９で算出した軌跡長比ＬＶＯＳ／Ｌ
ＶＯＭを補正することにより、補正後の軌跡長比ＬＶＯ
Ｓ／ＬＶＯＭの値はＲＳＲ＞０．０７の領域においても
同一の触媒を用いてＲＳＲ＝０．０５の状態で運転した
場合とほぼ同一の値となる。このため、ステップ１３１
０の触媒劣化判定においても、ＲＳＲの値にかかわらず
図１７のマップを用いて正確な劣化判定を行うことがで
きる。
【００７４】なお、本実施例ではＲＳＲ＞０．０７の領
域では図２２を用いてＲＳＲの値に応じて連続的に補正
係数βの値を変化させているが、例えば図２３に示すよ
うに、ＲＳＲ＝０．０７を境にβの値を切り換えるよう
にしても良い。また、上記実施例では軌跡長比ＬＶＯＳ
／ＬＶＯＭの値をＲＳＲの値に応じて補正しているが、
軌跡長比の値を補正するのではなく、ＲＳＲの値に応じ
てことなる判定マップを使用するようにしても良い。こ
の場合、例えば図２４に示すような判定マップを使用
し、ＲＳＲの値に応じて異なる劣化判定ラインを選択す
るようにしても良い。 なお、上記実施例は補正量とし
て下流側Ｏ2 センサ出力に応じてＲＳＲ、ＲＳＬを変化
させる空燃比フィードバック制御の場合について説明し
ているが、本発明は上記実施例に限定されるわけではな
く、他の補正量、例えばＴＤＲ、ＴＤＬやＶR1、ＶR2を
下流側Ｏ2 センサ出力に応じて変化させる空燃比フィー
ドバック制御の場合にも適用可能である。
域では図２２を用いてＲＳＲの値に応じて連続的に補正
係数βの値を変化させているが、例えば図２３に示すよ
うに、ＲＳＲ＝０．０７を境にβの値を切り換えるよう
にしても良い。また、上記実施例では軌跡長比ＬＶＯＳ
／ＬＶＯＭの値をＲＳＲの値に応じて補正しているが、
軌跡長比の値を補正するのではなく、ＲＳＲの値に応じ
てことなる判定マップを使用するようにしても良い。こ
の場合、例えば図２４に示すような判定マップを使用
し、ＲＳＲの値に応じて異なる劣化判定ラインを選択す
るようにしても良い。 なお、上記実施例は補正量とし
て下流側Ｏ2 センサ出力に応じてＲＳＲ、ＲＳＬを変化
させる空燃比フィードバック制御の場合について説明し
ているが、本発明は上記実施例に限定されるわけではな
く、他の補正量、例えばＴＤＲ、ＴＤＬやＶR1、ＶR2を
下流側Ｏ2 センサ出力に応じて変化させる空燃比フィー
ドバック制御の場合にも適用可能である。
【００７５】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、下流側
Ｏ2 センサ出力の軌跡長に基づいて触媒の劣化判定を行
う際に、下流側Ｏ2 センサ出力に基づいて算出される補
正量の値により誤判定が生じることを防止し、劣化判定
の精度を向上させることが可能となる共通の効果を奏す
る。
Ｏ2 センサ出力の軌跡長に基づいて触媒の劣化判定を行
う際に、下流側Ｏ2 センサ出力に基づいて算出される補
正量の値により誤判定が生じることを防止し、劣化判定
の精度を向上させることが可能となる共通の効果を奏す
る。
【００７６】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記共通の効果に加えて触媒劣化判定実施の頻度が低下す
ることを防止できるため、早期に触媒の劣化を検出する
ことが可能となる効果が得られる。
記共通の効果に加えて触媒劣化判定実施の頻度が低下す
ることを防止できるため、早期に触媒の劣化を検出する
ことが可能となる効果が得られる。
【図１】本発明を自動車用機関に適用した実施例の概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】図１の機関の燃料噴射量演算ルーチンを説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図３】上流側空燃比センサ出力に基づく第１の空燃比
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
【図４】上流側空燃比センサ出力に基づく第１の空燃比
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
【図５】下流側空燃比センサ出力に基づく第２の空燃比
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
【図６】下流側空燃比センサ出力に基づく第２の空燃比
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
フィードバック制御の一例を示すフローチャートの一部
である。
【図７】図３から図４のフローチャートを補足説明する
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図８】触媒劣化による下流側空燃比センサ出力の変化
を説明する図である。
を説明する図である。
【図９】触媒上流側空燃比変化による下流側空燃比セン
サ出力の変化を説明する図である。
サ出力の変化を説明する図である。
【図１０】触媒上流側空燃比変化による下流側空燃比セ
ンサ出力の変化を説明する図である。
ンサ出力の変化を説明する図である。
【図１１】触媒上流側空燃比変化による下流側空燃比セ
ンサ出力の変化を説明する図である。
ンサ出力の変化を説明する図である。
【図１２】ＲＳＲの変化による空燃比センサ出力軌跡長
比の変化を説明する図である。
比の変化を説明する図である。
【図１３】触媒劣化判定ルーチンの一実施例を示すフロ
ーチャートの一部である。
ーチャートの一部である。
【図１４】触媒劣化判定ルーチンの一実施例を示すフロ
ーチャートの一部である。
ーチャートの一部である。
【図１５】触媒劣化判定ルーチンの一実施例を示すフロ
ーチャートの一部である。
ーチャートの一部である。
【図１６】空燃比センサ出力の軌跡長と面積との定義を
説明する図である。
説明する図である。
【図１７】触媒劣化判定用マップの一例を示す図であ
る。
る。
【図１８】触媒劣化判定ルーチンの他の実施例を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図１９】触媒劣化判定ルーチンの他の実施例を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図２０】触媒劣化判定ルーチンの他の実施例を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図２１】触媒劣化判定ルーチンの他の実施例を示すフ
ローチャートの一部である。
ローチャートの一部である。
【図２２】図１９から図２１の触媒劣化判定ルーチンに
使用するマップの一例を示す図である。
使用するマップの一例を示す図である。
【図２３】図１９から図２１の触媒劣化判定ルーチンに
使用するマップの別の例を示す図である。
使用するマップの別の例を示す図である。
【図２４】触媒劣化判定用マップの他の例を示す図であ
る。
る。
１…機関本体 ３…エアフローメータ ４…ディストリビュータ ５、６…クランク回転角センサ ７…燃料噴射弁 １０…制御回路 １２…触媒コンバータ １３…上流側Ｏ2 センサ １５…下流側Ｏ2 センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配置された、Ｏ2
ストレージ効果を有する三元触媒と、 前記三元触媒の上流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサ
と、 前記三元触媒の下流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサ
と、 前記下流側空燃比センサ出力に基づいて補正量を算出す
る補正量算出手段と、 前記補正量と前記上流側空燃比センサ出力とに基づい
て、機関空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する
空燃比フィードバック制御手段と、 前記フィードバック制御実行中に前記下流側空燃比セン
サ出力の軌跡長を演算する軌跡長演算手段と、 少なくとも前記下流側空燃比センサ出力軌跡長に基づい
て、前記三元触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段
と、 前記補正量算出手段により算出された補正量の値が予め
定めた所定値より、リッチ空燃比側の値であるか否かを
判定する補正量判定手段と、 前記補正量判定手段により補正量が前記所定値よりリッ
チ空燃比側の値であると判定された場合に、前記劣化判
定手段による三元触媒の劣化有無の判定を禁止する禁止
手段と、 を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気通路に配置された、Ｏ2
ストレージ効果を有する三元触媒と、 前記三元触媒の上流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサ
と、 前記三元触媒の下流側の排気通路に配置され、前記三元
触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサ
と、 前記下流側空燃比センサ出力に基づいて補正量を算出す
る補正量算出手段と、 前記補正量と前記上流側空燃比センサ出力とに基づい
て、機関空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する
空燃比フィードバック制御手段と、 前記フィードバック制御実行中に前記下流側空燃比セン
サ出力の軌跡長を演算する軌跡長演算手段と、 前記補正量算出手段により算出された前記補正量の値に
応じて、前記軌跡長演算手段により算出された軌跡長を
補正する補正する補正手段と、 少なくとも、前記補正手段により補正された後の軌跡長
に基づいて、前記三元触媒の劣化の有無を判定する劣化
判定手段と、 を備えた内燃機関の触媒劣化判別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7095571A JPH08291741A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7095571A JPH08291741A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291741A true JPH08291741A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14141288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7095571A Pending JPH08291741A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 内燃機関の触媒劣化判別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08291741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291751A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
| JP2010101211A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化診断装置及び方法 |
| JP2013113213A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス還流量調整装置 |
-
1995
- 1995-04-20 JP JP7095571A patent/JPH08291741A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008291751A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化検出装置 |
| JP2010101211A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の触媒劣化診断装置及び方法 |
| JP2013113213A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス還流量調整装置 |
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