JPH0916253A

JPH0916253A - 排気浄化装置の診断装置

Info

Publication number: JPH0916253A
Application number: JP16591595A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Tsuchida; 博文土田; Kazuhiko Kanetoshi; 和彦兼利; Shigeaki Kakizaki; 成章柿▲ざき▼
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒の劣化判定に際してバイパス通路側への
漏れ故障に伴う誤診を防止する。【構成】バルブ切換手段３６により主通路３１ａに排
気を流すときには上流側酸素センサー出力に基づいて、
またバイパス通路３１ｂに排気を流すときは下流側酸素
センサー出力に基づいて制御手段３７が空燃比のフィー
ドバック制御を行う。判定手段３８の判定結果より触媒
３２の劣化が進行しない条件でだけバイパスバルブ３３
にバイパス通路３１ｂ側への漏れ故障が生じているかど
うかを少なくとも下流側酸素センサー出力に基づいて判
定手段３９が判定し、この判定結果よりバイパスバルブ
３３にバイパス通路３１ｂ側への漏れ故障が生じていな
い場合において触媒３２の劣化が進行する条件になった
とき触媒３２に劣化が生じたかどうかを少なくとも下流
側酸素センサー出力に基づいて判定手段４０が判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置の診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三元触媒の上流と下流に酸素センサーを
設け、それぞれの酸素センサー出力の反転周波数（また
は反転周期）を算出し、両者の周波数比を運転状態に応
じて算出される判定基準値とを比較することで、触媒に
劣化が生じたかどうかを判定するようにしたものが提案
されている（特開平３−５７８６２号公報参照）。

【０００３】ここで、診断の原理は、触媒の有する酸素
ストレージ能力に応じて２つの酸素センサー出力の反転
周波数比が変化し、また触媒の酸素ストレージ能力が触
媒の劣化度合に応じて変化することを利用したものであ
る。上流側酸素センサー出力に基づいて空燃比フィード
バック制御を行うことで、排気空燃比が所定の周波数を
もってリッチになったりリーンになったりと周期的に変
動している状態において、その排気空燃比の反転周波数
は、上流側酸素センサー出力の反転周波数と一致する。
この場合に、触媒がフレッシュであれば、酸素ストレー
ジ能力が大きいため、触媒下流では排気空燃比の変動が
抑制されて下流側酸素センサー出力の反転周波数が非常
に小さなものとなる。これに対して触媒が劣化してくる
と、触媒の酸素ストレージ能力が低くなってくるため、
下流側酸素センサー出力の反転周波数が大きくなり、完
全に酸素ストレージ能力がない状態では下流側酸素セン
サー出力の反転周波数が上流側酸素センサー出力の反転
周波数とほぼ同一となる。つまり反転周波数比ＨＺＲＡ
ＴＥを、ＨＺＲＡＴＥ＝下流側酸素センサー出力の反転周波数／
上流側酸素センサー出力の反転周波数とすると、触媒がフレッシュの状態ではＨＺＲＡＴＥが
ほぼ０に近く、触媒が劣化するにつれて１に近づいてい
くので、予め実験により求めておいた触媒劣化の判定基
準値と比較することで、ＨＺＲＡＴＥが判定基準値以上
になると、触媒に劣化が生じたと判断することができる
のである。

【０００４】なお、上記触媒劣化の判定基準値は、エン
ジンの負荷と回転数等によって定まる運転状態に応じて
変更することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気管を主
通路とバイパス通路に分岐して主通路に触媒を設置する
とともに、排気の流れを主通路とバイパス通路とに切換
えるためのバイパスバルブを設け、低排気温度域では触
媒を排気の全量が、また高排気温度域では高排気温度に
よる触媒の劣化を防止するためバイパス通路を排気の全
量が流れるように、上記のバイパスバルブを切換制御す
るようにしたものがある（図１参照）。

【０００６】このような構成においても、上記の劣化判
定を行うには、下流側酸素センサーを主通路とバイパス
通路の合流部より下流側に設けておき、バイパス通路の
全閉時に触媒に劣化が生じたかどうかの判定を行うこと
になるが、このような構成においては、バイパスバルブ
の故障により触媒の劣化判定に誤診が生じる可能性があ
る。

【０００７】たとえば、バイパスバルブの正常時に劣化
判定を行ったところ、反転周波数比ＨＺＲＡＴＥが判定
基準値より少しだけ小さい状態（つまり触媒劣化と判定
されていない状態）であったとして、バイパス通路の全
閉時にバイパスバルブの故障によりバイパス通路を一部
の排気が流れるときは、見かけ上、触媒のストレージ能
力が低下した状態となって下流側酸素センサー出力の反
転周波数が増加し、その分だけ反転周波数比ＨＺＲＡＴ
Ｅが大きくなるため、そのＨＺＲＡＴＥの増大によって
判定基準値を超えたのでは、触媒に劣化が生じたと誤診
されてしまうのである。

【０００８】そこでこの発明は、触媒の劣化が進行しな
い条件でだけ下流側酸素センサー出力に基づくことで、
バイパス通路側に排気が漏れる故障が生じているかどう
かを判定し、この判定結果よりバイパス通路側への漏れ
故障が生じてない場合において触媒の劣化が進行する条
件になるときだけ、触媒に劣化が生じたかどうかを判定
することにより、触媒の劣化判定に際してバイパス通路
側への漏れ故障に伴う誤診を防止することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、図９に
示すように、排気管３１の上流で主通路３１ａとバイパ
ス通路３１ｂに分岐して主通路３１ａに触媒３２を設置
し、排気の流れを主通路３１ａとバイパス通路３１ｂと
に切換えるバイパスバルブ３３を設ける一方で、前記触
媒３２の上流と前記主通路３１およびバイパス通路３１
ｂの合流部より下流側とに酸素センサー３４、３５を配
置するとともに、低排気温度域で前記主通路３１ａに排
気を、高排気温度域になると前記バイパス通路３１ｂに
排気を流すように前記バイパスバルブ３３を切換える手
段３６と、この切換手段３６により前記主通路３１ａに
排気を流すときには前記上流側の酸素センサー３４出力
に基づいて、また前記バイパス通路３１ｂに排気を流す
ときは前記下流側の酸素センサー出力に基づいてそれぞ
れ空燃比のフィードバック制御を行う手段３７と、前記
触媒３２の劣化が進行しない条件であるのか劣化が進行
する条件であるのかを判定する手段３８と、この判定結
果より前記触媒３２の劣化が進行しない条件でだけ前記
バイパスバルブ３３にバイパス通路３１ｂ側への漏れ故
障が生じているかどうかを少なくとも前記下流側酸素セ
ンサー出力に基づいて判定する手段３９と、この判定結
果より前記バイパスバルブ３３にバイパス通路３１ｂ側
への漏れ故障が生じていない場合において前記触媒３２
の劣化が進行する条件になったとき前記触媒３２に劣化
が生じたかどうかを少なくとも前記下流側酸素センサー
出力に基づいて判定する手段４０とを設けた。

【００１０】第２の発明では、第１の発明において、前
記触媒３２の劣化が進行する条件になったとき、その条
件にいた履歴（たとえば経過時間）に応じて前記触媒３
２の最大劣化状態を予測する手段と、少なくとも前記下
流側酸素センサー出力に基づいて前記触媒３２の現在の
劣化状態を算出する手段と、この現在の劣化状態と前記
最大劣化状態との比較より現在の劣化状態のほうが最大
劣化状態より大きい場合に前記バイパスバルブ３３にバ
イパス通路側への漏れ故障があると判定する手段とを設
けた。

【００１１】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて、前記上流側酸素センサー３４を前記バイパスバ
ルブ３３の下流側に設ける。

【００１２】第４の発明では、第１から第３までのいず
れか一つの発明において、前記バイパス通路側への漏れ
故障の判定を行う条件が定常時である。

【００１３】

【作用】排気管の上流で主通路とバイパス通路に分岐し
て主通路に触媒を設置し、排気の流れを主通路とバイパ
ス通路とに切換えるバイパスバルブを設ける一方で、触
媒の上流と主通路およびバイパス通路の合流部より下流
側とに酸素センサーを配置するとともに、低排気温度域
で主通路に排気を、高排気温度域になるとバイパス通路
に排気を流すようにバイパスバルブを切換え、この切換
により主通路に排気を流すときには上流側の酸素センサ
ー出力に基づいて、またバイパス通路に排気を流すとき
は下流側の酸素センサー出力に基づいてそれぞれ空燃比
のフィードバック制御を行う構成の場合にも、触媒に劣
化が生じたかどうかの判定を行おうとすれば、バイパス
通路の全閉時に劣化判定を行うことになるが、この構成
においては、バイパスバルブの故障により触媒の劣化判
定に誤診が生じる可能性がある。バイパス通路の全閉時
にバイパスバルブの故障によりバイパス通路を一部の排
気が流れるときは、見かけ上、触媒のストレージ能力が
低下した状態となって下流側酸素センサー出力が変化
（反転周波数が増加）するので、この変化分だけ下流側
酸素センサー出力に誤差を生じることになるからであ
る。

【００１４】しかしながら、触媒の劣化が進行しない条
件であれば、バイパス通路に排気が漏れる故障が生じて
いる場合にだけ下流側酸素センサー出力に変化が生じる
ことになる。したがって、第１の発明により触媒の劣化
が進行しない条件でだけ下流側酸素センサー出力に基づ
くことで、バイパス通路側への漏れ故障が生じているか
どうかを判定することができる。また、その判定結果よ
りバイパス通路側への漏れ故障が生じてない場合におい
て触媒の劣化が進行する条件になると、触媒に劣化が生
じたかどうかを判定するので、触媒の劣化判定に際して
バイパス通路側への漏れ故障に伴う誤診が生じることが
ない。

【００１５】第２の発明では、触媒の劣化が進行する条
件においてその条件にいた履歴に応じて触媒の最大劣化
状態を予測しており、この最大劣化状態と下流側酸素セ
ンサー出力に基づいて算出される現在の劣化状態とを比
較すれば、現在の劣化状態が最大劣化状態より大きくな
ることがない。これを逆にいえば、現在の劣化状態のほ
うが最大劣化状態より大きい場合にバイパス通路側への
漏れ故障があると判定することができ、これによって第
２の発明では触媒の劣化が進行する条件でも、バイパス
通路側への漏れ故障の診断を行うことが可能となる。

【００１６】第３の発明では、上流側酸素センサー３４
を前記バイパスバルブ３３の下流側に設けるので、高温
の排気に晒されることによる酸素センサー３４の劣化を
防止できる。

【００１７】第４の発明では、バイパス通路側への漏れ
故障の判定を行う条件が定常時であるので、過渡時にも
バイパス通路側への漏れ故障の判定を行う場合に比べて
下流側酸素センサー出力が安定し、判定精度が向上す
る。

【００１８】

【実施例】図１において、排気マニホールド２に接続さ
れる排気管３は主通路３ａとバイパス通路３ｂに分岐さ
れ、主通路に三元触媒からなるフロント触媒４が、また
バイパス通路の合流部より下流にも三元触媒からなるリ
ア触媒５が設置されている。

【００１９】バイパス通路３ｂの分岐点のすぐ下流に、
排気の流れを主通路３ａとバイパス通路３ｂとに切換え
るためのバイパスバルブ６が設けられ、このバイパスバ
ルブ６は駆動装置７（たとえばステップモーター等）に
より駆動される。バイパスバルブ６では主通路側のバタ
フライ状バルブ６ａと、バイパス通路側のバタフライ状
バルブ６ｂとがそれぞれほぼ直交する状態でシャフト６
ｃに固定されており、主通路側バルブ６ａが全開の場合
にバイパス通路側バルブ６ｂが全閉となり、この逆に主
通路側バルブ６ａが全閉の場合にバイパス通路側バルブ
６ｂが全開となる。なお、バイパス換バルブ６はバイパ
ス通路３ｂと主通路３ａの分岐部や合流部に設けること
もできる。

【００２０】マイクロコンピューターからなるコントロ
ールユニット２１では、後述する基本噴射パルス幅Ｔ
ｐ、エンジン回転数ＮＲＰＭから、さらに冷却水温Ｔｗ
に応じても排気温度Ｔｅｘｈを予測し、低速低負荷時等
の低排気温度域ではフロント触媒４を排気の全量が、ま
た高速高負荷時等の高排気温度域になるとフロント触媒
４の劣化防止のためバイパス通路３ｂを排気の全量が流
れるように、バイパスバルブ６を切換制御する。

【００２１】フロント触媒４の直ぐ上流でバルブ６ａの
下流に上流側酸素センサー１１が、また主通路３ａとバ
イパス通路３ｂの合流部近傍に下流側酸素センサー１２
がそれぞれ設けられる。バルブ６ａの下流に上流側酸素
センサー１１を設けたのは、高排気温度によりセンサー
１１が劣化を防止するためである。

【００２２】これら２つの酸素センサー１１、１２から
の信号は、エンジンの冷却水温Ｔｗを検出するセンサー
１３、エアフローメーター１４、クランク角度の単位角
度ごとの信号と基準位置信号（Ｒｅｆ信号）とを出力す
るクランク角度センサー１５からの信号とともに、コン
トロールユニット２１に入力され、コントロールユニッ
ト２１では、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数ＮＲＰＭ
から基本噴射パルス幅Ｔｐを算出し、これに応じた時間
だけ吸気ポートに設置された燃料インジェクター２２を
エンジン回転に同期して開いて燃料を噴射するととも
に、所定の空燃比フィードバック制御域において空燃比
が理論空燃比を中心とした狭い範囲に収まるように空燃
比フィードバック補正係数αを算出し、これを上記のＴ
ｐに乗算することによって、空燃比のフィードバック制
御を行う。

【００２３】この場合、主通路３ａに排気を流すときに
は、上流側酸素センサー出力に基づいて空燃比フィード
バック補正係数αを算出し、またバイパス通路３ｂに排
気を流すときは下流側酸素センサー出力に基づいてαを
算出する。

【００２４】さて、上述したように、温度域に応じてバ
イパスバルブ６を切換え、この切換により主通路３ａに
排気を流すときには上流側の酸素センサー出力に基づい
て、またバイパス通路３ｂに排気を流すときは下流側の
酸素センサー出力に基づいてそれぞれ空燃比のフィード
バック制御を行う構成の場合にも、フロント触媒４に劣
化が生じたかどうかの判定を行おうとすれば、バイパス
通路３ｂの全閉時に劣化判定を行うことになるが、この
構成においては、バイパスバルブ６の故障によりフロン
ト触媒４の劣化判定に誤診が生じる可能性がある。バイ
パス通路３ｂの全閉時にたとえばバイパス通路側バルブ
６ｂと吸気通路壁との間に異物がかみこんでバイパス通
路３ｂを一部の排気が流れるときは、見かけ上、フロン
ト触媒４のストレージ能力が低下した状態となって下流
側酸素センサー出力の反転周波数が増加するので、この
増加分だけ下流側酸素センサー出力に誤差を生じること
になるからである。なお、以下で劣化を判定するのはフ
ロント触媒についてだけであるため、単にフロント触媒
のことを単に触媒という。

【００２５】これに対処するため本発明では、触媒４の
劣化が進行しない条件でだけ下流側酸素センサー出力に
基づくことで、バイパス通路側への漏れ故障が生じてい
るかどうかを判定し、この判定結果よりバイパス通路側
への漏れ故障が生じてない場合において触媒４の劣化が
進行する条件になるときだけ、触媒４に劣化が生じたか
どうかを判定する。

【００２６】コントロールユニット２１で実行されるこ
の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説
明する。

【００２７】図２と図３のフローチャートは、たとえば
１０ｓｅｃ毎に実行する。

【００２８】図２のステップ１から４までは診断条件で
あるかどうかをみる部分である。まず、ステップ１で
は、触媒４と２つの酸素センサー１１、１２とが活性化
したかどうかをみる。たとえば冷却水温が６０℃以上と
なっているときあるいは始動後１００ｓｅｃ以上経過し
たとき活性化していると判断してステップ２へ進み、そ
れ以外では図２のフローを終了する。

【００２９】ステップ２では空燃比フィードバック制御
中（図では空燃比Ｆ／Ｂ中で略記）であるかどうかみ
て、空燃比フィードバック制御中であればステップ３に
進み、そうでなければ図２のフローを終了する。

【００３０】ステップ３では駆動装置７への出力信号か
ら主通路側バルブ６ａが全開状態にあるかどうかみて、
全開状態のときはステップ４に進み、そうでないときは
図２のフローを終了する。

【００３１】ステップ４では定常運転状態かどうかをみ
る。たとえば、基本噴射パルス幅Ｔｐと回転数ＮＲＰＭ
の１０ｓｅｃ当たりの各変化幅が所定値以内にあれば、
定常運転状態にあると判断して図３のステップ１１に進
み、そうでないときは図２のフローを終了する。ここ
で、定常状態であることを診断条件の１つの要件として
いるのは、非定常時では反転周波数比ＨＺＲＡＴＥが安
定せず、ＨＺＲＡＴＥの判定時に誤差を生じることがあ
るので、この誤差を防ぐためである。

【００３２】図３のステップ１１では、前回に診断を行
った後に高排気温度域に入ったかどうかを高排気温度フ
ラグｆｈｉｔｅｍにより判定する。高排気温度フラグｆ
ｈｉｔｅｍは始動時に“０”にイニシャライズし、後述
するステップ１８、１９、２０において高排気温度域に
入っていれば“１”にセットされるフラグである。いま
は高排気温度域に入っていないとしてステップ１２に進
む。

【００３３】ステップ１２では、バイパスバルブの故障
診断を、今回の始動後に既に実行したかどうかをバルブ
チェックフラグｆｖａｌｃｈｋの値から判定する。ｆｖ
ａｌｃｈｋ＝０のときはまだバルブ故障診断を実行して
いないと判断し、ステップ１３以降に進む。

【００３４】ステップ１３、１４、１５はバイパスバル
ブ６にバイパス通路側への漏れ故障があるかどうかを判
定する部分である。ここでの漏れ故障の判定は、バイパ
ス通路側のバルブ６ｂが全閉状態にある条件にもかかわ
らず、異物等により全閉できずに排気の一部がバイパス
通路３ｂに漏れるという故障を判定するものである。こ
の漏れた排気は、触媒４で浄化されないため排気エミッ
ションの悪化原因となることから、バルブ６に生じるバ
イパス通路側への漏れ故障を判定する必要があるわけで
ある。バイパス通路側への漏れ故障は、バルブ６ｂに漏
れがある場合は下流側酸素センサー出力の反転周波数
が、上流側酸素センサー出力の反転周波数と同等になる
ため、触媒４の劣化判定と同じく、反転周波数比ＨＺＲ
ＡＴＥから判定できる。

【００３５】ステップ１３、１４、１５では後述するス
テップ２１、２２、２３と同様にして、反転周波数比Ｈ
ＺＲＡＴＥをモニターし、基本噴射Ｔｐ、回転数ＮＲＰ
Ｍから図４を内容とするマップを検索することにより、
故障判定値ＨＺＶＡＬを求め、ＨＺＲＡＴＥとＨＺＶＡ
Ｌを比較する。

【００３６】この比較の結果、ＨＺＲＡＴＥがＨＺＶＡ
Ｌ以上であればバルブ６ｂに漏れ故障があると判断し、
ステップ１６に進んで、バルブ６ｂの漏れ故障を警告す
るためのアラームを点灯する（あるいは警告ブザーを鳴
らす）。

【００３７】一方、ＨＺＲＡＴＥがＨＺＶＡＬより小さ
ければバルブ６ｂに漏れ故障が生じてないと判断し、ス
テップ１７でバルブチェックフラグｆｖａｌｃｈｋを
“１”にセットする。このフラグｆｖａｌｃｈｋの
“１”へのセットにより、次の制御周期からはステップ
１２よりステップ２１以降に流れる。これは、バルブ６
ｂの漏れ故障の判定は一走行に一回だけとするものであ
る。ただし、たとえば１０分間隔で、フラグｆｖａｌｃ
ｈｋを“０”にイニシャライズすれば、走行中に定期的
にバルブ６ｂの漏れ故障の診断を行うことが可能とな
る。

【００３８】ステップ１８では、ＴｐとＮＲＰＭから図
６を内容とするマップを検索することにより、排気温度
Ｔｅｘｈを求め、これと所定値Ｔ０をステップ１９にお
いて比較し、排気温度Ｔｅｘｈが所定値Ｔ０以上であれ
ば高排気温度域に入っていると判断し、ステップ２０に
おいてフラグｆｈｉｔｅｍを“１”にセットする。所定
値Ｔ０は一般に触媒４の劣化が進行する温度の下限値
（たとえば６００℃）である。

【００３９】このフラグｆｈｉｔｅｍの“１”へのセッ
トにより次の制御周期からは、ステップ１１よりステッ
プ２１以降に進む。つまり、バルブ６ｂの漏れ故障の判
定終了後に高排気温度域に入っている（触媒４の劣化が
進行する条件である）場合は、以後バルブ６ｂの漏れ故
障の判定を行わせない。言い換えると、前回のバルブ６
ｂの漏れ故障判定終了後に高排気温度域に入っていない
（触媒４の劣化が進行していない）場合に限りバルブ６
ｂの漏れ故障判定を行わせるわけである。

【００４０】ステップ１１、１２において、フラグｆｈ
ｉｔｅｍが“１”であることより高排気温度を経験した
ときと、フラグｆｖａｌｃｈｋが“１”であることより
バルブ故障診断が終了しているときはステップ２１以降
に進む。

【００４１】ステップ２１、２２、２３は触媒４に劣化
が生じたかどうかの判定を行う部分であり、従来と同様
にして、ＨＺＲＡＴＥをモニターし、Ｔｐ、ＮＲＰＭか
ら図５を内容とするマップを検索することにより触媒の
劣化判定値ＨＺＣＡＴを求め、ＨＺＲＡＴＥとＨＺＣＡ
Ｔを比較する。比較の結果、ＨＺＲＡＴＥがＨＺＣＡＴ
より小さければ触媒４に劣化が生じてないと判断して図
３のフローを終了し、ＨＺＲＡＴＥがＨＺＣＡＴ以上で
あれば触媒４に劣化が生じたと判断し、ステップ２４で
触媒４に劣化が生じたことを警告するためのアラームを
点灯する。

【００４２】上記の２つの判定値ＨＺＶＡＬとＨＺＣＡ
Ｔは、図４と図５に示すように、基本的に基本噴射パル
ス幅Ｔｐが大きくなるほど、また回転数ＮＲＰＭが大き
くなるほど値が大きくなる特性である。実際には下流側
酸素センサー１２の取り付け位置等の影響を受けるた
め、実験的に求めることが必要である。

【００４３】このように、第１実施例では、診断前の排
気温度の経緯をみて触媒４の劣化が進行していない条件
であるかどうかを判定し、触媒４の劣化が進行していな
い条件でだけバイパスバルブ６にバイパス通路側への漏
れ故障があるかどうかの判定を行い、この判定結果より
バイパス通路側への漏れ故障がない場合において触媒４
の劣化が進行する条件になったとき触媒４に劣化が生じ
たかどうかの判定を行うようにしたので、バイパス通路
側への漏れ診断を行うことができるほか、触媒４の劣化
判定に際してバイパス通路側への漏れ故障に伴う誤診が
生じることがない。

【００４４】図７は第２実施例で図３に対応する。図３
と異なるのは、ステップ３１からステップ３７を加えた
点であり、これらの相違点を主に説明する。

【００４５】ステップ１１で前回のバルブ６ｂの漏れ故
障の判定後に高排気温度域に入ったと判定された場合
は、ステップ３１で前回の故障判定時の反転周波数比Ｈ
ＺＰＲＥを読み込む。このＨＺＰＲＥは、図７のフロー
の終了前のステップ３７において反転周波数比ＨＺＲＡ
ＴＥをＨＺＰＲＥとしてメモリーに記憶しておくことに
よって得ることができる。

【００４６】ステップ３２では高排気温度域で経過した
時間（触媒４の劣化が進行する条件にいた履歴）を読み
込み、ステップ３３においてこの経過時間から図８を内
容とするテーブルを検索することにより、触媒劣化に伴
う反転周波数比ＨＺＲＡＴＥの変化代（増加代）ＤＨＺ
を求める。ここで、ＤＨＺは、高排気温度域における触
媒劣化に伴うＨＺＲＡＴＥの変化（増加）を予め実験的
に求めておいた結果を、経過時間に対するテーブルとし
てメモリーに記憶したもので、最大劣化状態での値であ
る。

【００４７】ステップ３４では今回のＨＺＲＡＴＥをモ
ニターし、これをステップ３５においてＨＴＰＲＥにＤ
ＨＺを加えた値と比較する。つまり、前回のバルブ６ｂ
の漏れ故障判定のタイミングに対しその後の高排気温度
による触媒４の劣化を予測したときの触媒最大劣化状態
相当量がＨＺＰＲＥ＋ＤＨＺであり、これと今回実測さ
れた触媒劣化状態相当量であるＨＺＲＡＴＥとを比べる
わけで、ＨＺＲＡＴＥ＜ＨＺＰＲＥ＋ＤＨＺであれば、
触媒４の劣化が予測される範囲内にあることになる。こ
れを逆にいうと、ＨＺＲＡＴＥ≧ＨＺＰＲＥ＋ＤＨＺと
なったときは、触媒４の劣化による反転周波数比の増加
でない（つまりバルブ６ｂの漏れ故障）と判断し、ステ
ップ３６でバルブ６ｂに漏れ故障が生じたことを警告す
るためのアラームを点灯する。

【００４８】一方、ＨＺＲＡＴＥ＜ＨＴＰＲＥ＋ＤＨＺ
である場合は、バルブ６ｂに漏れ故障はないのであるか
ら、触媒４に劣化が生じたかどうかの判定を行うためス
テップ２２以降に進み、第１実施例と同様に触媒４の劣
化判定を行う。

【００４９】このように第２実施例では、触媒４の劣化
が進行する高排気温度域を経験している場合でも、バル
ブ６ｂの漏れ故障の判定を行うことが可能となる。

【００５０】２つの実施例では、２つの酸素センサー出
力の反転周波数比ＨＺＲＡＴＥに基づいてバルブ６ｂの
漏れ故障と触媒４の劣化の各判定を行う場合で説明した
が、これに限らず、たとえば上流側酸素センサー出力の
反転時より下流側酸素センサー出力の反転までの応答遅
れで判定する方式、または下流側酸素センサー出力単独
の反転周波数（または振幅）で判定する方式といった方
式の判定でも適用可能である。

【００５１】また、フロント触媒として通常の三元触媒
で説明したが、これに限られるものでなく、酸素ストレ
ージ能力がありかつ酸素ストレージ能力と転化性能の間
に相関があるものであれば適用可能である。つまり、程
度の差はあるものの、ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒や酸化
触媒でも適用の可能性があることはいうまでもない。

【００５２】

【発明の効果】第１の発明では、バイパス通路側への漏
れ故障を判定できるほか、触媒の劣化判定に際してバイ
パス通路側への漏れ故障に伴う誤診が生じることがな
い。

【００５３】第２の発明では、触媒の劣化が進行する条
件でも、バイパス通路側への漏れ故障の判定を行うこと
が可能となる。

【００５４】第３の発明では、高温の排気に晒されるこ
とによる上流側酸素センサーの劣化を防止できる。

【００５５】第４の発明では、過渡時にバイパス通路側
への漏れ故障の判定を行う場合に比べて酸素センサー出
力が安定し、判定精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の制御システム図である。

【図２】診断条件の判定を説明するためのフローチャー
トである。

【図３】バルブ６ｂの漏れ故障と触媒４の劣化の判定を
説明するためのフローチャートである。

【図４】判定値ＨＺＶＡＬの特性図である。

【図５】判定値ＨＺＣＡＴの特性図である。

【図６】排気温度の特性図である。

【図７】第２実施例のバルブ６ｂの漏れ故障と触媒４の
劣化の判定を説明するためのフローチャートである。

【図８】高排気温度域における経過時間に対するＨＺＲ
ＡＴＥの変化代ＤＨＺの特性図である。

【図９】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

３排気管３ａ主通路３ｂバイパス通路４フロント触媒６バイパスバルブ１１上流側酸素センサー１２下流側酸素センサー２１コントロールユニット３１ａ主通路３１ｂバイパス通路３２触媒３３バイパスバルブ３４上流側酸素センサー３５下流側酸素センサー３６バルブ切換手段３７空燃比フィードバック制御手段３８判定手段３９バルブ故障判定手段４０触媒劣化判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気管の上流で主通路とバイパス通路に分
岐して主通路に触媒を設置し、排気の流れを主通路とバ
イパス通路とに切換えるバイパスバルブを設ける一方
で、前記触媒の上流と前記主通路およびバイパス通路の
合流部より下流側とに酸素センサーを配置するととも
に、低排気温度域で前記主通路に排気を、高排気温度域にな
ると前記バイパス通路に排気を流すように前記バイパス
バルブを切換える手段と、この切換手段により前記主通路に排気を流すときには前
記上流側の酸素センサー出力に基づいて、また前記バイ
パス通路に排気を流すときは前記下流側の酸素センサー
出力に基づいてそれぞれ空燃比のフィードバック制御を
行う手段と、前記触媒の劣化が進行しない条件であるのか劣化が進行
する条件であるのかを判定する手段と、この判定結果より前記触媒の劣化が進行しない条件でだ
け前記バイパスバルブにバイパス通路側への漏れ故障が
生じているかどうかを少なくとも前記下流側酸素センサ
ー出力に基づいて判定する手段と、この判定結果より前記バイパスバルブにバイパス通路側
への漏れ故障が生じていない場合において前記触媒の劣
化が進行する条件になったとき前記触媒に劣化が生じた
かどうかを少なくとも前記下流側酸素センサー出力に基
づいて判定する手段とを設けたことを特徴とする排気浄
化装置の診断装置。
【請求項２】前記触媒の劣化が進行する条件になったと
き、その条件にいた履歴に応じて前記触媒の最大劣化状
態を予測する手段と、少なくとも前記下流側酸素センサ
ー出力に基づいて前記触媒の現在の劣化状態を算出する
手段と、この現在の劣化状態と前記最大劣化状態との比
較より現在の劣化状態のほうが最大劣化状態より大きい
場合に前記バイパスバルブにバイパス通路側への漏れ故
障があると判定する手段とを設けたことを特徴とする請
求項１に記載の排気浄化装置の診断装置。
【請求項３】前記上流側酸素センサーを前記バイパスバ
ルブの下流側に設けることを特徴とする請求項１または
２に記載の排気浄化装置の診断装置。
【請求項４】前記バイパス通路側への漏れ故障の判定を
行う条件は定常時であることを特徴とする請求項１から
３までのいずれか一つに記載の排気浄化装置の診断装
置。