JPH0460106A

JPH0460106A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH0460106A
Application number: JP2171888A
Authority: JP
Inventors: Motoo Hara; 原　基緒; Shigeo Kato; 加藤　繁夫; Hiroshi Shimoyama; 下山　弘志
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、排気系に配設した触媒装置の劣化を判定する
ようにしたエンジンの制御装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、エンジンの排気通路に排気ガスの有害成分を
反応浄化するために触媒装置を配設することが一般に行
われているが、この触媒装置の温度が異常に上昇すると
触媒そのものが溶損して浄化不能となることから、触媒
装置に温度センサを配設して所定温度以上に上昇した際
には警報を発するようにした技術が知られていると共に
、例えば、特開昭ｅＯ−２７７５６号公報に見られるよ
うに、触媒温度センサの信号に基づいて減速燃料カット
時に触媒温度が所定値以下に停止した際には、燃料の供
給を開始して触媒の浄化性能を高めておくようにした技
術が公知である。

（発明が解決しようとする課題）しかして、上記のような排気系に介装した触媒装置にお
いて、長期間の使用後に触媒が熱劣化などによって反応
浄化性能が低下した場合には、排気ガス量が増大したと
きに浄化しきれない有害成分がそのまま放出される問題
を有する。

上記のような触媒の劣化状態を簡易に検出することは困
難であり、アイドル時のような低吸気量域では排気ガス
量も少なく十分な浄化性能が得られて、この様な状態の
排気ガス成分の検出では実際の触媒劣化程度が判定でき
ず、排気ガス量が増大した際の浄化能力の不足によって
エミッション性が低下する恐れがある。

また、排気ガスの成分検出で触媒の浄化性能を判定する
には、専用の測定装置を必要とし定期点検時などに行う
しか機会がなく、触媒の劣化が急速に進行した際などに
は浄化性能か不足する状態で長期間運転されることにな
る問題を有する。

そこで本発明は上記事情に鑑み、触媒の劣化状態を簡易
でかつ正確に検出判定できるようにしたエンジンの制御
装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明の制御装置は、第１図に
基本構成を示すように、エンジンＥの吸気通路Ａには供
給空燃比を変更可能な空燃比調整手段Ｂを設け、また、
排気通路Ｃには排気ガス浄化用の触媒装置りが配設され
ている。そして、前記エンジンＥの定常運転状態を検出
する運転状態判定手段Ｆと、触媒温度を検出する触媒温
度検出手段Ｇとが設置されている。

一方、前記運転状態判定手段Ｆおよび触媒温度検出手段
Ｇの信号を受け、定常運転時に検出した触媒温度と該定
常運転時に空燃比調整手段Ｂによって空燃比をリッチ側
に補正した後に検出した触媒温度とから温度上昇勾配を
算出する温度勾配算出手段Ｈを設け、該温度勾配算出手
段Ｈで算出した温度上昇勾配が所定の許容範囲内にない
際には触媒の劣化と判定する劣化判定手段Ｊを設けて構
成し、この劣化判定手段Ｊからは劣化判定時に必要に応
じて警報の発生、吸気量制限などを指令するものである
。

（作用）上記のようなエンジンの制御装置では、運転状態の安定
している定常状態に、空燃比をリッチ側に補正して触媒
装置に対する未燃焼成分の導入量を増大することで触媒
装置の浄化反応か促進されて該触媒の温度が上昇するこ
とを利用し、また、この温度上昇は触媒の劣化程度にも
関連し、触媒の劣化が進んだものでは、浄化反応か鈍く
温度上昇が低いことから、空燃比のリッチ補正の前後の
触媒温度を測定して温度上昇勾配を算出し、この温度上
昇勾配を所定の許容範囲と比較して外れている場合には
触媒劣化と判定することで、実際の触媒状態を正確かつ
簡易に判定して、警報を発したり吸気量が増大しないよ
うに制限することで有害成分の排出を抑制するとともに
、触媒の監視頻度を高めて触媒装置の交換を適正な時期
に行って良好な排気浄化性能を維持することを可能とし
ている。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は一実施例のロータリピストンエンジンの全体構
成図である。

エンジン本体１は、ケーシング２内をロータ３が遊星回
転運動し、その作動室４に吸気ポート５から吸気を供給
し、圧縮爆発した後、排気ポート６から排気ガスを排出
するものである。上記吸気ポート５に接続する吸気通路
７には、上流側からエアクリーナ８、エアフローセンサ
９、スロットルバルブ１０が配設され、下流部分にはイ
ンジェクタ１１が介装されている。また、排気ポート６
に接続される排気通路１３には、０２センサ１４の下流
側に前段触媒装置１５およびメイン触媒装置１６か直列
に配設されて排気ガスのＨＣ，Ｃｏ。

ＮＯｘなどの有害成分の反応浄化が行われる。

そして、前記メイン触媒装置１６には触媒温度センサ１
７が配設されて触媒温度を検出するようにしている。こ
の触媒温度センサ１７の信号がコントロールユニット２
０に入力され、定常運転時に検出した触媒温度と、該定
常運転時にインジェクタ１１からの燃料噴射量を所定量
増量して空燃比をリッチ側に補正した後に検出した触媒
温度とから温度上昇勾配を算出し、この温度上昇勾配が
所定の許容範囲内にあるか否かによって触媒の劣化状態
が判定される。

また、前記コントロールユニット２０に接続されて、運
転者に触媒劣化を警報する警報ランプ２１がインストル
メントパネル２２に設置され、また、エンジンの吸気通
路７のスロットルバルブ１０の最大開度を規制するスロ
ットルリミッタ２３が付設され、このスロットルリミッ
タ２３にコントロールユニット２０から信号が出力され
るように構成されている。

そして、前記コントロールユニット２０には、エンジン
の運転状態を検出するために、エアフローセンサ９から
の吸気量信号、回転センサ２４からのエンジン回転数信
号、スロットル開度センサ２５からのスロットル開度信
号、０２センサ１４からの空燃比信号等がそれぞれ入力
される。

前記コントロールユニット２０による触媒劣化判定の処
理を第３図のフローチャートに沿って説明する。制御ス
タート後、ステップＳ１で空燃比のフィードバック実行
条件が成立しているか否かを判定する。この判定かＹＥ
Ｓで、高負荷領域などの燃料増量もしくは燃料カットが
行われていないフィードバック領域にある場合には、ス
テップＳ２で運転状態が安定している定常状態か否かを
スロットル開度の変化などから判定する。そして、定常
状態にある場合には、ステップＳ３で触媒温度が劣化判
定に適する設定温度範囲内にあるか否かを判定する。

上記ステップＳ３の判定かＹＥＳで触媒劣化判定条件が
成立すると、まず、ステップＳ４で触媒温度を測定し第
１検出値Ｔａとして記憶する。続いて、ステップＳ５で
空燃比を所定量リッチ側に補正し、このリッチ補正から
所定時間定常状態か継続しているか否かをステップＳ６
で判定する。

このステップＳ６の判定かＹＥＳで所定時間定常状態で
あった場合には、ステップＳ７でリッチ補正後の触媒温
度を測定し第２検出値Ｔｂとして記憶する。

次に、ステップＳ８で温度上昇勾配を算出するものであ
るが、この温度上昇勾配はリッチ補正前後の第１および
第２検出値Ｔａ、Ｔｂの温度差を両者の測定時間差（所
定時間）で割って算出される。そして、このステップＳ
８で求めた温度上昇勾配を、ステップＳ９で許容範囲の
設定値と照合し、この温度勾配が許容範囲にあるか否か
をステップＳ１．０で判定する。

そして、許容範囲内にあるとき（ＹＥＳ）には、ステッ
プＳｌｌで空燃比を通常制御に戻す一方、許容範囲から
外れている場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１２で触媒劣
化であると判断し、ステップＳ１３で警報ランプ２１に
オン信号を出力して点灯し警報を発すると共に、ステッ
プＳ１４でスロットルリミッタ２３に駆動信号を出力し
てスロットルバルブ１０の最大開度を規制して吸気量を
制限し、排気ガス量の増大を抑制する。

また、前記ステップＳ６の判定がＮｏで、空燃比をリッ
チ補正した後の定常運転が所定時間継続しなかった場合
には、ステップＳ１５で前記ステップＳ４で測定した触
媒温度の第１検出値Ｔａをキャンセルし、ステップＳｌ
ｌで空燃比を通常制御に戻してから、前記ステップＳ１
〜Ｓ３の条件成立を待つ。

なお、触媒温度の上昇勾配についての許容範囲の設定例
を第４図に示し、リッチ補正後の時間と触媒温度に応じ
て設定されている。そして、劣化した触媒においては浄
化反応か緩慢で温度上昇が小さくなるものである。

上記実施例によれば、触媒劣化判定に適した定常運転条
件が成立すると、空燃比をリッチ補正する前後の触媒温
度を検出して、経過時間との関係で温度上昇勾配を算出
し、許容範囲と照合して良好な浄化反応が行われていな
い場合には、触媒か劣化していると判断して警報を発す
ると共に吸気量を制限して、多量の排気ガスが触媒装置
に流入しないように規制（−で浄化されない有害成分の
排出を防止するようにしている。

（発明の効果）上記のような本発明によれば、定常運転時に検出した触
媒温度と該定常運転時に空燃比をリッチ側に補正した後
に検出した触媒温度とから温度上昇勾配を温度勾配算出
手段で算出し、この温度上昇勾配が所定の許容範囲内に
ない際には触媒の劣化と判定する劣化判定手段とを備え
たことにより、実際の触媒状態を正確かつ簡易に判定し
て、警報を発したり吸気量が増大しないように制限する
ことで有害成分の排出を抑制するとともに、触媒の監視
頻度を高めて触媒劣化が急速に進行した場合などでも早
期に劣化判定を行って触媒交換等によって良好な排気浄
化性能を維持し、大気汚染を防止することかできるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す概略構成図、第２図は
具体例のエンジンの制御装置の全体構成図、第３図はコントローラの処理を説明するだめのフローチ
ャート図、第４図は触媒温度の上昇勾配についての許容範囲の設定
例を示す特性図である。Ｅ、１・・・・・・エンジン、Ａ、７・・・・・・吸気
通路、Ｂ・・・・空燃比調整手段、Ｃ２１３・・・・・
・排気通路、Ｄ１６・・・・・・触媒装置、Ｆ・・・・
・・運転状態判定手段、Ｇ・・・・・・触媒温度検出手
段、Ｈ・・・・・・温度勾配算出手段、Ｊ・・・・・・
劣化判定手段、１１・・・・・・インジェクタ、１７・
・・・・・触媒温度センサ、２０・・・・・・コントロ
ールユニット、２１・・・・・・警報ランプ、２３・・
・・・スロットルリミッタ。第２図第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの定常運転状態を検出する運転状態判定
手段と、触媒温度を検出する触媒温度検出手段とを備え
たエンジンの制御装置において、定常運転時に検出した
触媒温度と該定常運転時に空燃比をリッチ側に補正した
後に検出した触媒温度とから温度上昇勾配を算出する温
度勾配算出手段と、該温度勾配算出手段で算出した温度
上昇勾配が所定の許容範囲内にない際には触媒の劣化と
判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とするエン
ジンの制御装置。
（２）前記劣化判定手段によって触媒劣化が判定された
場合に、警報を発することを特徴とする請求項１記載の
エンジンの制御装置。
（３）前記劣化判定手段によって触媒劣化が判定された
場合に、吸気量を所定量以下に制限することを特徴とす
る請求項１記載のエンジンの制御装置。