JPH0526031A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents
Exhaust emission control device for engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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、特に排気ガス中に含まれる有害成分を触媒作用によ
って減少させる触媒コンバータを燃焼室下流側の排気通
路に設置すると共に、この触媒コンバータの上流側に排
気ガス中の残存酸素濃度を検出する排気センサを設置し
て、この排気センサの検出値に応じて燃焼室に供給され
る混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御す
るようにしたエンジンの排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an engine, and more particularly, to installing a catalytic converter for reducing harmful components contained in exhaust gas by a catalytic action in an exhaust passage on the downstream side of a combustion chamber. An exhaust sensor that detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas is installed on the upstream side, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is feedback-controlled to the target air-fuel ratio according to the detection value of this exhaust sensor. Exhaust gas purification device for engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両用などのエンジンにおいては、燃焼
後の排気ガス中に含まれる有害成分を減少させるため
に、上記有害成分のうち特に環境に対する影響の大きい
一酸化炭素(CO )、炭化水素(HC)及び窒素酸化物
(NOx)の3成分に優れた浄化特性を発揮する三元触
媒を用いた触媒コンバータを排気系に設置すると共に、
上記三元触媒の触媒作用が効率よく発揮されるように燃
焼室に供給される混合気の空燃比を所定の目標空燃比
(例えば、理論空燃比;空気/燃料=14.7)に維持
する空燃比制御を行うようにしたものがある。この空燃
比制御は、具体的には、上記触媒コンバータの上流側に
空気過剰率λ(実空燃比/理論空燃比)が1の状態を境
として出力状態が変化する排気センサを設置し、この排
気センサの検出値が空燃比のリッチ状態(燃料が過濃な
状態)を示すときには燃料供給量を減量すると共に、上
記検出値が空燃比のリーン状態(燃料が希薄な状態)を
示すときには燃料供給量を増量することによって、燃焼
室に供給される混合気の空燃比が上記目標空燃比に収束
するように行われる。2. Description of the Related Art Combustion is used in engines for vehicles.
To reduce harmful components contained in later exhaust gas
In addition, of the harmful components listed above, it has a particularly large impact on the environment.
Carbon monoxide (CO ), Hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides
(NOx) Three-dimensional touch that exhibits excellent purification characteristics for the three components
A catalytic converter using a medium is installed in the exhaust system,
To ensure that the catalytic action of the above three-way catalyst is efficiently exhibited,
The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the firing chamber is set to a predetermined target air-fuel ratio.
(For example, the theoretical air-fuel ratio; air / fuel = 14.7)
There is an air-fuel ratio control that is performed. This air fuel
Specifically, the ratio control is performed on the upstream side of the catalytic converter.
Boundary when the excess air ratio λ (actual air-fuel ratio / theoretical air-fuel ratio) is 1
Install an exhaust sensor whose output state changes as
The air-fuel ratio detected value of the air sensor is rich (fuel is rich
State), the fuel supply amount is reduced and the
Note that the detected value is lean when the air-fuel ratio (fuel is lean)
When indicated, combustion is increased by increasing the fuel supply.
The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the chamber converges to the above target air-fuel ratio
To be done.
【0003】ところで、上記触媒コンバータに用いられ
ている三元触媒は、例えば有鉛ガソリンを注油すること
などにより触媒成分に不純物が付着し、経年変化に応じ
て設定された使用期間内においても性能劣化を生じると
いう問題がある。By the way, the three-way catalyst used in the above-mentioned catalytic converter has impurities attached to the catalyst component by, for example, injecting leaded gasoline, and the performance is improved even within a service period set in accordance with aging. There is a problem of deterioration.
【0004】このような問題に対しては、例えば特開昭
63−97852号公報に開示されているように、エン
ジンの排気系に設けられた触媒コンバータの下流側に酸
素濃度を検出する第2の排気センサを設置し、この排気
センサの空燃比フィードバック制御時における出力反転
回数によって触媒作用の劣化を判定するようにしたもの
がある。これは、触媒作用の劣化時には酸素吸蔵能力の
低下により、触媒下流側の酸素濃度が上流側とほとんど
差がなくなることに着目して、間接的に触媒の劣化を判
定しようとするものである。To solve this problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-97852, a second method for detecting the oxygen concentration downstream of a catalytic converter provided in the exhaust system of an engine is used. There is a system in which the exhaust sensor is installed and the deterioration of the catalytic action is determined by the number of output reversals during the air-fuel ratio feedback control of the exhaust sensor. This is intended to indirectly judge the deterioration of the catalyst by paying attention to the fact that the oxygen concentration on the downstream side of the catalyst has almost no difference from that on the upstream side due to the decrease in the oxygen storage capacity when the catalytic action deteriorates.
【0005】ところで、排気通路に設置された触媒コン
バータ中の触媒は、酸素の吸着、脱離により有害成分に
対する酸化還元反応を繰り返すようになっているので、
触媒コンバータの下流側の酸素分圧は変動しにくく、運
転状態によっては酸素過剰状態になったり、酸素不足状
態になったりして一定しないという問題がある。つま
り、エンジンの燃焼室に供給される混合気は理論空燃比
の付近に制御されることから、燃焼室から排出される排
気ガス中の酸素濃度も理論空燃比を反映した値となる。
したがって、上流側の排気ガス中の酸素量が多いときに
は、触媒の酸素吸蔵能力をオーバーフローした酸素によ
って触媒コンバータ下流の酸素濃度が過剰状態となり、
また排気ガス中の酸素量が小さいときには、全ての酸素
が触媒に吸着されることから下流側の酸素濃度が不足状
態となるのである。このため、触媒コンバータの下流の
排気センサの検出値に基づいて触媒の劣化判定を行おう
としても良好な判定精度が得られないという問題が発生
する。By the way, the catalyst in the catalytic converter installed in the exhaust passage is adapted to repeat the oxidation-reduction reaction with respect to harmful components due to adsorption and desorption of oxygen.
There is a problem that the oxygen partial pressure on the downstream side of the catalytic converter does not fluctuate easily, and depending on the operating state, it may be in an oxygen excess state or an oxygen deficiency state and may not be constant. That is, since the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber of the engine is controlled in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber also has a value that reflects the stoichiometric air-fuel ratio.
Therefore, when the amount of oxygen in the exhaust gas on the upstream side is large, the oxygen concentration downstream of the catalytic converter becomes excessive due to the oxygen overflowing the oxygen storage capacity of the catalyst,
Further, when the amount of oxygen in the exhaust gas is small, all the oxygen is adsorbed by the catalyst, so that the oxygen concentration on the downstream side becomes insufficient. For this reason, even if an attempt is made to determine the deterioration of the catalyst based on the detection value of the exhaust sensor downstream of the catalytic converter, a problem arises in that good determination accuracy cannot be obtained.
【0006】このような問題に対しては、本願出願人が
先に平成3年特許願第93518号として出願した先行
技術がある。この先行技術は、排気ガス浄化用触媒の劣
化判定時においては、触媒下流側の排気センサの付近の
酸素分圧が通常時に対して過剰側あるいは不足側のどち
らかに偏るような専用の空燃比フィードバック制御定数
を用いるようにしたもので、これにより触媒下流側の排
気ガスの組成が酸素過剰状態または酸素不足状態のどち
らかになるので、劣化判定の精度が向上すると共に、通
常時の空燃比制御精度も損なわれることがなくなって、
排気性能が総合的に向上することになる。[0006] With respect to such a problem, there is a prior art in which the applicant of the present application filed a patent application No. 93518 in 1991. In this prior art, when determining the deterioration of the exhaust gas purification catalyst, a dedicated air-fuel ratio such that the oxygen partial pressure in the vicinity of the exhaust sensor on the catalyst downstream side is biased toward either the excess side or the insufficient side with respect to normal time A feedback control constant is used, which allows the composition of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst to be in either an oxygen excess state or an oxygen deficiency state, which improves the accuracy of deterioration determination and improves the normal air-fuel ratio. Control accuracy is not lost,
Exhaust performance will be improved overall.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような触媒劣化検出専用のフィードバック制御定数を用
いたとしても、次のような場合には問題を生じることが
判明した。However, it has been found that even if the above feedback control constant dedicated to the catalyst deterioration detection is used, a problem occurs in the following cases.
【0008】つまり、触媒劣化検出用に使用している排
気センサも長期間に渡って使用するうちには劣化し、初
期に設定した触媒劣化検出用フィードバック制御定数を
用いても、上記排気センサの酸素反応性の低下により、
例えば触媒が十分に活性が残っているにもかかわらず劣
化状態にあると誤って判定する可能性があるのである。That is, the exhaust sensor used for detecting the catalyst deterioration also deteriorates over a long period of use, and even if the initially set feedback control constant for detecting the catalyst deterioration is used, the exhaust sensor Due to the decrease in oxygen reactivity,
For example, it is possible to erroneously determine that the catalyst is in a deteriorated state despite having sufficient activity.
【0009】この発明は、エンジンの排気系に設置した
触媒コンバータの上流及び下流に酸素濃度によって出力
値が反転する排気センサをそれぞれ設置し、上流側の排
気センサの出力値に応じて空燃比のフィードバック制御
を行うと共に、下流側の排気センサの出力値に基づいて
触媒の劣化判定を行うようにしたエンジンにおける上記
の問題に対処するもので、通常時における排気浄化性能
を確保しつつ、触媒の劣化判定精度をより一層向上させ
ることを目的とする。According to the present invention, exhaust sensors whose output values are inverted depending on the oxygen concentration are installed upstream and downstream of the catalytic converter installed in the exhaust system of the engine, and the air-fuel ratio of the air-fuel ratio is changed according to the output value of the exhaust sensor on the upstream side. It deals with the above problem in the engine that performs the feedback control and determines the deterioration of the catalyst on the basis of the output value of the exhaust sensor on the downstream side. The purpose is to further improve the deterioration determination accuracy.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
エンジンの排気浄化装置は、エンジンの排気系に設けら
れた排気ガス浄化用触媒の上流側に設置されて排気ガス
中に含まれる残存酸素濃度によって出力値が反転する第
1排気センサと、上記触媒の下流側に設置されて同じく
排気ガス中に含まれる残存酸素濃度によって出力値が反
転する第2排気センサと、上記第1排気センサの出力値
に応じて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御手
段と、所定の条件下で第2排気センサの出力値に基づい
て上記触媒の劣化判定を行う触媒劣化判定手段とを備え
たエンジンにおいて、触媒劣化判定時において、上記第
2排気センサの出力値が反転するように上記空燃比制御
手段の制御定数を変化させると共に、該センサの出力値
が反転する手前の制御定数を、上記触媒劣化判定手段に
よる劣化判定時の空燃比制御定数として設定する触媒劣
化判定用制御定数設定手段を設けたことを特徴とする。That is, an engine exhaust gas purification apparatus according to the present invention is installed on the upstream side of an exhaust gas purification catalyst provided in an exhaust system of an engine and contains residual oxygen contained in the exhaust gas. A first exhaust sensor whose output value is inverted depending on the concentration; a second exhaust sensor which is installed on the downstream side of the catalyst and whose output value is inverted depending on the residual oxygen concentration also contained in the exhaust gas; In an engine provided with air-fuel ratio control means for feedback-controlling the air-fuel ratio according to the output value, and catalyst deterioration determination means for performing deterioration determination of the catalyst based on the output value of the second exhaust sensor under predetermined conditions, When the catalyst deterioration is determined, the control constant of the air-fuel ratio control means is changed so that the output value of the second exhaust sensor is inverted, and the output value of the sensor is inverted before the output value is inverted. His constant, characterized in that a catalyst deterioration determination control constant setting means for setting the air-fuel ratio control constants at the time deterioration determination by said catalyst deterioration determining means.
【0011】[0011]
【作用】上記の構成によれば、触媒の劣化判定時におい
ては、触媒下流側の第2排気センサの出力値が反転する
手前の空燃比制御定数が触媒劣化判定用制御定数として
設定されることになるので、該センサの劣化にかかわら
ず上記劣化判定定数が適切に設定されることになって、
触媒の劣化判定精度が良好に保たれると共に、通常時の
空燃比制御精度も損なわれることがなくなって、排気浄
化性能が総合的に向上することになる。According to the above structure, when determining the deterioration of the catalyst, the air-fuel ratio control constant before the output value of the second exhaust sensor on the downstream side of the catalyst is reversed is set as the control constant for catalyst deterioration determination. Therefore, the deterioration determination constant is appropriately set regardless of the deterioration of the sensor,
The accuracy of determining the deterioration of the catalyst is kept good, the accuracy of the air-fuel ratio control during normal operation is not impaired, and the exhaust gas purification performance is improved overall.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0013】まず、図1によりエンジン1の制御システ
ムを説明すると、このエンジン1には吸、排気弁2,3
を介して燃焼室4に通じる吸気通路5及び排気通路6が
設けられている。吸気通路5には、その上流側からエア
クリーナ7、エアフローメータ8及びスロットルバルブ
9が設置されていると共に、このスロットルバルブ9の
下流に燃料噴射弁10が設置されている。First, the control system of the engine 1 will be described with reference to FIG. 1. The engine 1 has intake and exhaust valves 2, 3
An intake passage 5 and an exhaust passage 6 are provided which communicate with the combustion chamber 4 via the. In the intake passage 5, an air cleaner 7, an air flow meter 8 and a throttle valve 9 are installed from the upstream side, and a fuel injection valve 10 is installed downstream of the throttle valve 9.
【0014】一方、排気通路6には燃焼後の排気ガスを
浄化する三元触媒式の触媒コンバータ11が設置されて
おり、この触媒コンバータ11の上流及び下流に排気ガ
ス中の残存酸素濃度を検出する第1、第2排気センサ1
2,13がそれぞれ設置されている。On the other hand, a three-way catalytic converter 11 for purifying the exhaust gas after combustion is installed in the exhaust passage 6, and the residual oxygen concentration in the exhaust gas is detected upstream and downstream of this catalytic converter 11. First and second exhaust gas sensor 1
2 and 13 are installed respectively.
【0015】そして、この制御システムには上記燃料噴
射弁10からの燃料噴射量の制御と、触媒コンバータ1
1の劣化判定とを行う電子制御式のコントロールユニッ
ト(以下、ECUという)14が備えられている。この
ECU14は上記エアフローメータ8からの吸入空気量
信号と、スロットルバルブ9の開度を検出するスロット
ル開度センサ15からのスロットル開度信号と、当該車
両の車速を検出する車速センサ16からの車速信号と、
エンジン回転数を検出する回転センサ17からのエンジ
ン回転数信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温
センサ18からの水温信号と、上記第1、第2排気セン
サ12,13によってそれぞれ検出される酸素濃度信号
とを入力し、これらの信号に基づいて燃焼室4に供給さ
れる混合気の空燃比制御と触媒コンバータ11の劣化判
定処理とを行う。なお、ECU14は触媒コンバータ1
1の劣化警告用の警告灯19の点灯制御も行うようにな
っている。In this control system, the control of the fuel injection amount from the fuel injection valve 10 and the catalytic converter 1 are performed.
An electronically controlled control unit (hereinafter, referred to as ECU) 14 for performing the deterioration determination 1 is provided. The ECU 14 receives an intake air amount signal from the air flow meter 8, a throttle opening signal from a throttle opening sensor 15 that detects the opening of the throttle valve 9, and a vehicle speed from a vehicle speed sensor 16 that detects the vehicle speed of the vehicle. Signal and
The engine speed signal from the rotation sensor 17 for detecting the engine speed, the water temperature signal from the water temperature sensor 18 for detecting the temperature of the engine cooling water, and the first and second exhaust sensors 12, 13 are respectively detected. The oxygen concentration signal is input, and the air-fuel ratio control of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 4 and the deterioration determination process of the catalytic converter 11 are performed based on these signals. The ECU 14 is the catalytic converter 1
Lighting control of the warning lamp 19 for deterioration warning of No. 1 is also performed.
【0016】ここで、ECU14が行う空燃比制御の概
略を説明すると、ECU14は各種信号を読み込んだ上
で、吸入空気量信号が示す吸入空気量とエンジン回転数
信号が示すエンジン回転数とに基づいて1サイクルあた
りに燃焼室4に吸入される空気量を演算して、それに対
応する基本燃料噴射量を設定する。次いで、ECU14
は空燃比のフィードバック条件が成立しているか否かを
判定する。すなわち、ECU14はエンジン負荷を代表
するスロットル開度とエンジン回転数とをパラメータと
するエンジン1の運転状態が所定のフィードバック領域
に属すると共に、水温信号が示すエンジン冷却水温が所
定値以上になったときなどにフィードバック条件が成立
したと判定して、空燃比フィードバック制御を実行す
る。The air-fuel ratio control carried out by the ECU 14 will be briefly described below. The ECU 14 reads various signals and then based on the intake air amount indicated by the intake air amount signal and the engine speed indicated by the engine speed signal. Then, the amount of air taken into the combustion chamber 4 per cycle is calculated, and the corresponding basic fuel injection amount is set. Next, the ECU 14
Determines whether the air-fuel ratio feedback condition is satisfied. That is, the ECU 14 determines that the operating state of the engine 1 using the throttle opening degree representing the engine load and the engine speed as parameters belongs to a predetermined feedback region, and the engine cooling water temperature indicated by the water temperature signal becomes a predetermined value or more. Then, the air-fuel ratio feedback control is executed.
【0017】この空燃比フィードバック制御は概略次の
ようにして行われる。すなわち、ECU14は上記第1
排気センサ12からの酸素濃度信号が空燃比のリーン状
態を示すときには、燃料が増量するようにフィードバッ
ク補正量CFBを設定する一方、酸素濃度信号が空燃比の
リッチ状態を示すときには、燃料が減量するようにフィ
ードバック補正量CFBを設定する。さらに、このフィー
ドバック補正量CFBや水温補正量などによって上記基本
燃料噴射量を補正することにより最終噴射量を設定す
る。そして、この最終噴射量が得られるように燃料噴射
弁10に対して燃料噴射信号を出力する。This air-fuel ratio feedback control is performed roughly as follows. That is, the ECU 14 is the first
When the oxygen concentration signal from the exhaust sensor 12 indicates the lean state of the air-fuel ratio, the feedback correction amount C FB is set so that the fuel increases, while when the oxygen concentration signal indicates the rich state of the air-fuel ratio, the fuel amount decreases. The feedback correction amount C FB is set so that Further, the final injection amount is set by correcting the basic fuel injection amount with the feedback correction amount C FB and the water temperature correction amount. Then, a fuel injection signal is output to the fuel injection valve 10 so as to obtain this final injection amount.
【0018】なお、上記フィードバック補正量CFBは、
具体的には次のようにして求められる。すなわち、EC
U14は、図2に示すように、上記第1排気センサ12
の出力電圧V1が所定の基準電圧V10よりも大きくなっ
た時点で空燃比がリーン状態からリッチ状態に反転した
と判定して、その時点におけるフィードバック補正量C
FBの値を所定のリーン遅延定数DL1の間だけ所定のリッ
チ積分定数IR1を用いて更新し続け、上記遅延定数DL1
が経過した後に所定のリーンスキップ値PL1だけ一挙に
減少させ、その後所定のリーン積分定数IL1を用いて徐
々に減少させる。そして、上記第1排気センサ12の出
力電圧V1が上記基準電圧V10よりも低下した時点で空
燃比が今度はリッチ状態からリーン状態に反転したと判
定して、その時点におけるフィードバック補正量CFBの
値を所定のリッチ遅延定数DR1の間だけ上記リーン積分
定数IL1を用いて更新し続け、上記遅延定数DR1が経過
した後に所定のリッチスキップ値PR1だけ一挙に増大さ
せ、その後上記リッチ積分定数IR1を用いて徐々に増大
させる。The feedback correction amount C FB is
Specifically, it is obtained as follows. Ie EC
As shown in FIG. 2, U14 is the first exhaust sensor 12
At the time when the output voltage V 1 of the fuel cell becomes larger than the predetermined reference voltage V 10, it is determined that the air-fuel ratio has changed from the lean state to the rich state, and the feedback correction amount C at that time is determined.
A value FB only during the predetermined lean delay constant D L1 continues to update with the predetermined rich integration constant I R1, the delay constant D L1
After the lapse of time, it is decreased by a predetermined lean skip value P L1 all at once, and then gradually decreased by using a predetermined lean integration constant I L1 . Then, when the output voltage V 1 of the first exhaust sensor 12 becomes lower than the reference voltage V 10, it is determined that the air-fuel ratio is inverted from the rich state to the lean state, and the feedback correction amount C at that time is determined. The value of FB is continuously updated using the lean integration constant I L1 for a predetermined rich delay constant D R1 , and after the delay constant D R1 has elapsed, it is increased by a predetermined rich skip value P R1 at once. It is gradually increased using the rich integration constant I R1 .
【0019】一方、ECU14は上記フィードバック条
件が成立していないと判定したときには、スロットル開
度、エンジン回転数、水温などをパラメータとして設定
された燃料噴射マップから読み出した燃料噴射量となる
ように、上記燃料噴射弁10に対して燃料噴射信号を出
力するオープンループ制御を実行することになる。On the other hand, when the ECU 14 determines that the above feedback conditions are not satisfied, the fuel injection amount is read from the fuel injection map set with parameters such as throttle opening, engine speed, and water temperature. Open loop control for outputting a fuel injection signal to the fuel injection valve 10 is executed.
【0020】次に、本発明の特徴部分である触媒劣化判
定処理について説明すると、この触媒劣化判定処理は図
3のフローチャートに従って次のように行われる。Next, the catalyst deterioration determination processing, which is a characteristic part of the present invention, will be described. This catalyst deterioration determination processing is performed as follows according to the flowchart of FIG.
【0021】すなわち、ECU14はステップS1で所
定の触媒劣化検出条件が成立したかどうかを判定する。
すなわち、ECU14は空燃比フィードバック条件が成
立し、かつスロットル開度や車速などが所定の条件を満
たしているときに、触媒劣化検出条件が成立したと判定
する。That is, the ECU 14 determines in step S1 whether a predetermined catalyst deterioration detection condition is satisfied.
That is, the ECU 14 determines that the catalyst deterioration detection condition is satisfied when the air-fuel ratio feedback condition is satisfied and the throttle opening degree, the vehicle speed, and the like satisfy predetermined conditions.
【0022】ECU14は上記触媒劣化検出条件が成立
したと判定したときには、ステップS2に進んで第2排
気センサ13の出力電圧V2と所定の基準電圧V20とを
比較する。そして、出力電圧V2が基準電圧V20よりも
高いリッチ状態を示すと判定したときには、ステップS
3に進んでリーンスキップ値の前回値P' Lに所定量δP
だけ加算した値を今回値PLにセットした上で、ステッ
プS4で上記第2排気センサ13の出力電圧V2が反転
したか否かを判定し、また出力電圧V2が基準電圧V20
よりも低いリーン状態と判定したときには、ステップS
5に進んでリーンスキップ値PLの前回値P' Lから所定
量δPを減算した値を今回値PLにセットした上で、同
じくステップS4で上記第2排気センサ2の出力電圧V
2が反転したか否かを判定する。要するに第2排気セン
サ13の出力電圧V2が反転するようにフィードバック
制御定数を変化させるのである。When the ECU 14 determines that the catalyst deterioration detection condition is satisfied, the ECU 14 proceeds to step S2 and compares the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 with a predetermined reference voltage V 20 . When it is determined that the output voltage V 2 is in the rich state higher than the reference voltage V 20 , the step S
A predetermined amount δP in the previous value P 'L of the lean skip value proceed to 3
The value obtained by adding only is set to the current value P L , and then it is determined in step S4 whether or not the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 is inverted, and the output voltage V 2 is set to the reference voltage V 20.
If it is determined that the lean state is lower than
A value obtained by subtracting a predetermined amount δP from the previous value P 'L of the proceeds to the 5 lean skip value P L in terms of the set to the current value P L, also the output voltage V of the second exhaust gas sensor 2 in step S4
Determine if 2 is inverted. In short, the feedback control constant is changed so that the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 is inverted.
【0023】ECU14は上記ステップS4において第
2排気センサ13の出力電圧V2が反転したと判定する
と、ステップS6に進んで反転した時点のフィードバッ
ク制御定数を用いて触媒劣化判定用リーンスキップ値P
L2を演算する。つまり、例えば図4(b)に示すよう
に、第2排気センサ13の出力電圧V2が基準電圧V20
よりも高いリッチ状態において、同図(c)に示すよう
に、上記したようにリーンスキップ値の前回値P' Lが加
算されて今回値PL(PL−P' L=δP)に変化すること
になる。その場合に、時刻t1において、同図(b)に
示すように、第2排気センサ13の出力電圧V2が基準
電圧V20よりも低い値を示して反転状態になったとする
と、その際のリーンスキップ値PLを用いて空燃比のフ
ィードバック制御を行わせれば、第2排気センサ13の
出力電圧V2は確実に基準電圧V20よりも低い値を示す
ことになって、触媒コンバータ11の劣化判定を行えな
いことになる。そこで、上記出力電圧V2が反転したと
きのリーンスキップ値PLから所定値PCを減算した値を
触媒劣化判定用リーンスキップ値PL2(PL2=PL−
PC)として設定するようになっている。ようするに上
記出力電圧V2が反転する直前のリーンスキップ値に近
い値を触媒劣化判定用リーンスキップ値PL2として設定
するのである。もちろん、上記ステップS5のステップ
が実行されて、第2排気センサ13の出力電圧V2が上
記基準電圧V20よりも低い状態から高い状態に移行した
ときには、その時点のリーンスキップ値PLに所定値PC
を加算した値が触媒劣化判定用リーンスキップ値PL2と
して設定されることになる。When the ECU 14 determines in step S4 that the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 is reversed, the ECU 14 proceeds to step S6 and uses the feedback control constant at the time when the output voltage V 2 is reversed to use the lean skip value P for catalyst deterioration determination.
Calculate L2 . That is, for example, as shown in FIG. 4B, the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 is the reference voltage V 20.
At high rich state than, as shown in FIG. (C), changes in the lean skip value of the previous value P 'present value L is added P L (P L -P' L = δP) as described above Will be done. In that case, if the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 has a value lower than the reference voltage V 20 and is in the inversion state at time t 1 , as shown in FIG. If feedback control of the air-fuel ratio is performed using the lean skip value P L of, the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 surely shows a value lower than the reference voltage V 20 , and the catalytic converter 11 Therefore, it is not possible to judge the deterioration of. Therefore, a value obtained by subtracting the predetermined value P C from the lean skip value P L when the output voltage V 2 is inverted is a lean skip value for catalyst deterioration determination P L2 (P L2 = P L −
P C ). In this way, a value close to the lean skip value immediately before the output voltage V 2 is inverted is set as the catalyst deterioration determination lean skip value P L2 . Of course, when the step S5 is executed and the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 shifts from a state lower than the reference voltage V 20 to a state higher than the reference voltage V 20 , the lean skip value P L at that time is set to a predetermined value. Value P C
The value obtained by adding is set as the catalyst deterioration determination lean skip value P L2 .
【0024】ECU14は上記ステップS5において触
媒劣化判定用リーンスキップ値PL2を求めると、引き続
いてステップS7〜S10の触媒劣化判定プロセスを実
行する。すなわち、ステップS7で第1排気センサ12
から入力した出力電圧V1の基準電圧V10に対する第1
反転回数N1と、第2排気センサ13から入力した出力
電圧V2の基準電圧V20に対する第2反転回数N2とをそ
れぞれカウントすると共に、ステップS8で第1反転回
数N1に対する第2反転回数N2の割合が所定の劣化判定
基準値Kよりも大きくなったか否かを判定して、YES
と判定したときにはステップS9で触媒劣化が確定した
か否かを判定し、YESと判定したときにステップS1
0を実行して警告灯19を点灯させる。なお、ECU1
4は例えば第1反転回数N1に対する第2反転回数N2の
割合が上記劣化判定基準値Kよりも大きくなることが連
続して3回生じたときに触媒劣化を確定するようになっ
ている。When the ECU 14 obtains the catalyst deterioration determining lean skip value P L2 in step S5, the ECU 14 subsequently executes the catalyst deterioration determining process of steps S7 to S10. That is, in step S7, the first exhaust sensor 12
1st output voltage V 1 input from the reference voltage V 10
The number of inversions N 1 and the number of second inversions N 2 of the output voltage V 2 input from the second exhaust sensor 13 with respect to the reference voltage V 20 are respectively counted, and the second inversion of the first number of inversions N 1 is performed in step S8. It is determined whether the ratio of the number of times N 2 is greater than a predetermined deterioration determination reference value K, and YES
When it is determined that it is determined in step S9 whether the catalyst deterioration is confirmed, when it is determined that it is YES, step S1 is performed.
0 is executed to turn on the warning light 19. The ECU 1
4 indicates that the catalyst deterioration is determined when the ratio of the second inversion number N 2 to the first inversion number N 1 becomes larger than the deterioration determination reference value K three times in succession. ..
【0025】そして、ECU14は警告灯19を点灯さ
せると、ステップS11に進んでリーンスキップ値PL
の値に通常の空燃比制御用リーンスキップ値PL1をセッ
トして触媒劣化判定処理を終了する。When the warning light 19 is turned on, the ECU 14 proceeds to step S11, where the lean skip value P L is reached.
Is set to the normal lean-skip value P L1 for air-fuel ratio control, and the catalyst deterioration determination process is ended.
【0026】また、ECU14は上記ステップS8、S
9においてNOと判定したときには、ステップS10を
スキップしてステップS11に移り、リーンスキップ値
PLの値に通常の空燃比制御用リーンスキップ値PL1を
セットして触媒劣化判定処理を終了する。Further, the ECU 14 executes the above steps S8, S
If NO is determined in 9, the process skips step S10 and moves to step S11 to set the lean skip value P L to the normal lean skip value P L1 for controlling the air-fuel ratio and end the catalyst deterioration determination process.
【0027】次に、実施例の作用を図5を参照して説明
する。Next, the operation of the embodiment will be described with reference to FIG.
【0028】すなわち、触媒劣化判定時においては、図
5(b)に示すように、第2排気センサ13の出力電圧
V2が反転する値に近い触媒劣化判定用リーンスキップ
値PL2で空燃比制御が行われる。その場合に、触媒コン
バータ11の活性時には、第2排気センサ13の出力電
圧V2がリッチ側に偏った状態で推移することになっ
て、第1反転回数N1に対する第2反転回数N2の割合が
上記劣化判定基準値Kよりも大きくなることがなく、劣
化状態と判定されることがない。That is, at the time of catalyst deterioration determination, as shown in FIG. 5B, the air-fuel ratio is set to the catalyst deterioration determination lean skip value P L2 close to the value at which the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 is inverted. Control is performed. In that case, when the catalytic converter 11 is activated, the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 shifts in a state of being biased to the rich side, and the second inversion number N 2 with respect to the first inversion number N 1 is changed. The ratio does not become larger than the deterioration determination reference value K, and the deterioration state is not determined.
【0029】これに対して、第2排気センサ13の出力
電圧V2が、同図(c)の破線で示すように、基準電圧
V20を超えてリーン側へ反転する度合が多くなると、第
1反転回数N1に対する第2反転回数N2の割合が上記劣
化判定基準値Kよりも大きくなることが多くなり、触媒
劣化が確定的に判定されたときに警告灯19が点灯状態
になって運転者に異常を知らせることになる。On the other hand, when the output voltage V 2 of the second exhaust sensor 13 exceeds the reference voltage V 20 and inverts to the lean side as shown by the broken line in FIG. The ratio of the second reversal number N 2 to the first reversal number N 1 often becomes larger than the deterioration determination reference value K, and when the catalyst deterioration is definitely determined, the warning lamp 19 is turned on. It will inform the driver of the abnormality.
【0030】なお、この実施例においては触媒劣化検出
時にフィードバック補正用のリーンスキップ値を変化さ
せて触媒劣化判定用制御定数を求めるようになっている
が、リッチスキップ値を変化させても良く、また積分定
数や遅延定数を変化させるようにしても良い。In this embodiment, when the catalyst deterioration is detected, the lean skip value for feedback correction is changed to obtain the catalyst deterioration determination control constant, but the rich skip value may be changed. Further, the integration constant and the delay constant may be changed.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明に係るエンジンの排
気浄化装置によれば、触媒の劣化判定時においては、触
媒下流側の第2排気センサの出力値が反転する手前の空
燃比制御定数が触媒劣化判定用制御定数として設定され
ることになるので、該センサの劣化にかかわらず上記劣
化判定定数が適切に設定されることになって、触媒の劣
化判定精度が良好に保たれると共に、通常時の空燃比制
御精度も損なわれることがなくなって、排気浄化性能が
総合的に向上することになる。As described above, according to the engine exhaust gas purification apparatus of the present invention, the air-fuel ratio control constant before the output value of the second exhaust sensor on the downstream side of the catalyst reverses when the catalyst deterioration is determined. Is set as the catalyst deterioration determination control constant, the deterioration determination constant is appropriately set regardless of the deterioration of the sensor, and the catalyst deterioration determination accuracy is kept good. Therefore, the air-fuel ratio control accuracy at the normal time will not be impaired, and the exhaust purification performance will be comprehensively improved.
【図1】 エンジンの制御システム図である。FIG. 1 is a control system diagram of an engine.
【図2】 通常時のフィードバック補正量の変化を示す
タイムチャート図である。FIG. 2 is a time chart diagram showing changes in the feedback correction amount during normal times.
【図3】 触媒劣化判定処理を示すフローチャート図で
ある。FIG. 3 is a flowchart showing a catalyst deterioration determination process.
【図4】 触媒劣化判定用フィードバック制御定数の算
出過程におけるフィードバック補正量の変化を示すタイ
ムチャート図である。FIG. 4 is a time chart showing changes in the feedback correction amount in the process of calculating the feedback control constant for catalyst deterioration determination.
【図5】 触媒劣化判定時のフィードバック補正量の変
化を示すタイムチャート図である。FIG. 5 is a time chart showing changes in the feedback correction amount when determining catalyst deterioration.
1 エンジン 6 排気通路 10 燃料噴射弁 11 触媒コンバータ 12 第1排気センサ 13 第2排気センサ 14 ECU 1 Engine 6 Exhaust Passage 10 Fuel Injection Valve 11 Catalytic Converter 12 First Exhaust Sensor 13 Second Exhaust Sensor 14 ECU
Claims (1)
浄化用触媒の上流側に設置されて排気ガス中に含まれる
残存酸素濃度によって出力値が反転する第1排気センサ
と、上記触媒の下流側に設置されて同じく排気ガス中に
含まれる残存酸素濃度によって出力値が反転する第2排
気センサと、上記第1排気センサの出力値に応じて空燃
比をフィードバック制御する空燃比制御手段と、所定の
条件下で第2排気センサの出力値に基づいて上記触媒の
劣化判定を行う触媒劣化判定手段とが備えられたエンジ
ンの排気浄化装置であって、触媒劣化判定時において、
上記第2排気センサの出力値が反転するように上記空燃
比制御手段の制御定数を変化させると共に、該センサの
出力値が反転する手前の制御定数を、上記触媒劣化判定
手段による劣化判定時の空燃比制御定数として設定する
触媒劣化判定用制御定数設定手段が設けられていること
を特徴とするエンジンの排気浄化装置。Claim: What is claimed is: 1. A first exhaust sensor, which is installed upstream of an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust system of an engine and whose output value is inverted by the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas. And a second exhaust sensor, which is installed downstream of the catalyst and whose output value is inverted by the residual oxygen concentration similarly contained in the exhaust gas, and the air-fuel ratio is feedback-controlled according to the output value of the first exhaust sensor. An exhaust gas purification apparatus for an engine, comprising: an air-fuel ratio control means; and a catalyst deterioration determination means for determining the catalyst deterioration based on an output value of a second exhaust sensor under a predetermined condition. At
The control constant of the air-fuel ratio control means is changed so that the output value of the second exhaust sensor is inverted, and the control constant before the output value of the sensor is inverted is used when the deterioration determination is made by the catalyst deterioration determination means. An exhaust emission control device for an engine, comprising: a catalyst deterioration determination control constant setting means which is set as an air-fuel ratio control constant.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03202597A JP3135948B2 (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Engine exhaust purification device |
US08/859,762 US5311737A (en) | 1991-03-29 | 1992-03-30 | Exhaust purification apparatus for an engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0526031A true JPH0526031A (en) | 1993-02-02 |
JP3135948B2 JP3135948B2 (en) | 2001-02-19 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP3135948B2 (en) |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP03202597A patent/JP3135948B2/en not_active Expired - Fee Related
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