[go: up one dir, main page]

JPH09158713A - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents

内燃機関の触媒劣化判定装置

Info

Publication number
JPH09158713A
JPH09158713A JP7319219A JP31921995A JPH09158713A JP H09158713 A JPH09158713 A JP H09158713A JP 7319219 A JP7319219 A JP 7319219A JP 31921995 A JP31921995 A JP 31921995A JP H09158713 A JPH09158713 A JP H09158713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
air
fuel ratio
way catalyst
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7319219A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshinari Nagai
俊成 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP7319219A priority Critical patent/JPH09158713A/ja
Priority to US08/753,737 priority patent/US5737917A/en
Publication of JPH09158713A publication Critical patent/JPH09158713A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1474—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method by detecting the commutation time of the sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三元触媒がわずかばかり劣化したか否かを正
確に判断する。 【解決手段】 三元触媒１４上流の排気通路内に上流側
Ｏ2 センサ２３を配置し、三元触媒１４下流の排気通路
内に下流側Ｏ2 センサ２４を配置する。下流側Ｏ 2 セン
サ２４の出力の軌跡長と上流側Ｏ2 センサ２３の出力の
軌跡長との比である軌跡長比がスレッシュホルドレベル
を越えたときに三元触媒１４が劣化したと判断する。三
元触媒１４の劣化判定を三元触媒１４が活性化しはじめ
たときに行う。このとき下流側センサ２４の温度が低い
ほどスレッシュホルドレベルを低くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の触媒劣化
判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関排気通路内に三元触媒を配置し、三
元触媒上流の機関排気通路内に上流側空燃比センサを配
置すると共に三元触媒下流の機関排気通路内に下流側空
燃比センサを配置し、これら上流側空燃比センサおよび
下流側空燃比センサの出力信号に基づいて機関暖機中に
三元触媒が劣化したか否かを判別するようにした内燃機
関が公知である（特開平７− 26944号公報参照）。この
内燃機関では機関暖機中から三元触媒の劣化判定が開始
されるので機関始動後早期に三元触媒が劣化したか否か
を判別することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが機関始動後空
燃比センサが暖機されるまでには若干の時間を要し、従
って上述の如く機関始動後早期に三元触媒の劣化判定を
開始させた場合には空燃比センサが十分に暖機されてい
ない状態で三元触媒の劣化判定が行われることになる。
しかしながら空燃比センサが十分に暖機されていないと
きには空燃比センサは正規の出力を発生しておらず、従
ってこのとき空燃比センサの出力信号に基づいて劣化判
断すると例えば劣化しているにもかかわらずに劣化して
いないと誤判断することになる。即ち、機関暖機中に三
元触媒の劣化判定を開始させる場合には空燃比センサの
暖機の度合、即ち活性度を考慮に入れないと三元触媒が
劣化したか否かを正確に判断できないことになる。とこ
ろが上述の内燃機関では空燃比センサの暖機の度合、即
ち活性度については何らの考慮も払われておらず、従っ
て上述の内燃機関では暖機運転時に三元触媒が劣化した
か否かを正確に判断することができないという問題があ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、機関排気通路内に排気ガス浄化用
触媒と空燃比センサとを配置し、空燃比センサの出力信
号に基づいて触媒の劣化度を算出し、この劣化度が設定
値を越えたときに触媒が劣化したと判断するようにした
内燃機関の触媒劣化判定装置において、空燃比センサの
活性度を推定する活性度推定手段と、推定された活性度
が低いほど上述の設定値を低下させる設定値制御手段と
を具備している。即ち、触媒劣化度が同じであっても空
燃比センサの出力信号に基づき算出される触媒劣化度は
空燃比センサの活性度が低いほど小さくなる。従って空
燃比センサの活性度が低くなるほど劣化と判定される設
定値が低下せしめられる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、１は機関本
体、２はピストン、３は燃焼室、４は吸気ポート、５は
排気ポートを夫々示す。吸気ポート４は吸気枝管６を介
してサージタンク７に連結され、各吸気枝管６には対応
する吸気ポート４内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁
８が取付けられる。サージタンク７は吸気ダクト９およ
びエアフローメータ１０を介してエアクリーナ１１に連
結され、吸気ダクト９内にはスロットル弁１２が配置さ
れる。一方、排気ポート５は排気マニホルド１３に連結
され、排気マニホルド１３は排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
ＯおよびＮＯX を同時に低減可能な三元触媒１４を内蔵
した触媒コンバータ１５を介して排気管１６に連結され
る。排気マニホルド１３には２次空気供給導管１７が接
続され、この２次空気供給導管１７内には２次空気供給
制御弁１８が配置される。
【０００６】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、常時電源に接続されたバックアップＲＡＭ
３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備す
る。エアフローメータ１０は吸入空気量に比例した出力
電圧を発生し、この出力電圧は対応するＡＤ変換器３８
を介して入力ポート３６に入力される。スロットル弁１
２にはスロットル弁１２がアイドリング開度であること
を示すＬＬ信号を発生するアイドルスイッチ１９が取付
けられ、このアイドルスイッチ１９の発生するＬＬ信号
が入力ポート３６に入力される。
【０００７】ディストリビュータ２０には例えば１番気
筒が吸気上死点にあることを示す信号を発生する上死点
センサ２１ａと、クランクシャフトが３０度回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ２１ｂとが取
付けられ、上死点センサ２１ａの出力信号およびクラン
ク角センサ２１ｂの出力パルスは入力ポート３６に入力
される。ＣＰＵ３４内では上死点センサ２１ａの出力信
号およびクランク角センサ２１ｂの出力パルスから現在
のクランク角および機関回転数が算出される。機関本体
１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する温度
センサ２２が取付けられ、この温度センサ２２の出力電
圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に
入力される。
【０００８】三元触媒１４上流の排気マニホルド１３内
には排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出する空燃比
センサ２３が配置され、三元触媒１４下流の排気管１６
内にも排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出する空燃
比センサ２４が配置される。なお、以下三元触媒１４の
上流側に配置された空燃比センサ２３を上流側Ｏ2 セン
サと称し、三元触媒１４の下流側に配置された空燃比セ
ンサ２４を下流側Ｏ2センサと称する。これら上流側Ｏ
2 センサ２３および下流側Ｏ2 センサ２４内には夫々セ
ンサ暖機用の電気ヒータが内蔵されており、各Ｏ2 セン
サ２３，２４の出力信号は対応するＡＤ変換器３８を介
して入力ポート３６に入力される。一方、出力ポート３
７は対応する駆動回路３９を介して燃料噴射弁８、２次
空気供給制御弁１８、上流側Ｏ2 センサ２３の電気ヒー
タ、下流側Ｏ2 センサ２４の電気ヒータおよび警告ラン
プや警告ブザー等のアラーム装置２５に接続される。
【０００９】本発明による実施例では燃料噴射時間ＴＡ
Ｕが次式に基づいて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・ＦＡＦ・Ｋ＋γ ここでＴＰは基本燃料噴射時間、ＦＡＦはフィードバッ
ク補正係数、Ｋは増量係数、γは無効噴射時間を夫々示
す。基本燃料噴射時間ＴＰは空燃比を理論空燃比とする
のに必要な噴射時間である。この基本燃料噴射時間ＴＰ
は機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）およ
び機関回転数Ｎの関数として予め実験により求められて
おり、図２に示すように機関負荷Ｑ／Ｎおよび機関回転
数Ｎの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶
されている。
【００１０】フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比が
理論空燃比となるように上流側Ｏ2センサ２３の出力信
号に基いて変化せしめられ、このフィードバック補正係
数ＦＡＦは通常は１．０を中心として上下動している。
即ち、上流側Ｏ2 センサ２３は図３に示されるように空
燃比がリーンのときには０．１（Ｖ）程度の出力電圧を
発生し、空燃比がリッチのときには０．９（Ｖ）程度の
出力電圧を発生する。上流側Ｏ2 センサ２３の出力電圧
から空燃比がリーンであると判断されるとフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが増大せしめられ、空燃比がリッチで
あると判断されるとフィードバック補正係数ＦＡＦが減
少せしめられ、それによって空燃比が理論空燃比に制御
される。
【００１１】なお、本発明による実施例ではフィードバ
ック補正係数ＦＡＦが更に下流側Ｏ 2 センサ２４の出力
信号に基づいて制御される。即ち、三元触媒１４の上流
側における空燃比の変動中心が理論空燃比からずれたと
きに三元触媒１４の上流側における空燃比の変動中心が
理論空燃比に近づくようにフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆが下流側Ｏ2 センサ２４の出力信号に基づいて判断さ
れる。この下流側Ｏ2センサ２４も図３に示されるよう
に空燃比がリーンのときには０．１（Ｖ）程度の出力電
圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９（Ｖ）程
度の出力電圧を発生する。
【００１２】増量係数Ｋは通常は１．０に固定されてお
り、燃料を増量すべきとき、即ち空燃比をリッチにすべ
きときには１．０よりも大きな値とされる。ところで前
述したように暖機運転中から三元触媒１４の劣化判定を
開始させると三元触媒１４の劣化を早期に検出しうると
いう利点がある。しかしながら暖機運転中から三元触媒
１４の劣化判定を開始させるとこのような利点よりもは
るかに大きな利点を有する。次にこのことについて図４
を参照しつつ説明する。図４は機関始動後、時間の経過
と共に変化する三元触媒１４による排気ガス浄化率を示
している。ここで曲線Ｘは三元触媒１４が全く劣化して
いないときの排気ガス浄化率の変化を示しており、曲線
Ｙは三元触媒１４がわずかばかり劣化したときの排気ガ
ス浄化率の変化を示している。
【００１３】三元触媒は機関始動後時間を経過するに従
って次第に温度上昇し、その結果図４に示されるように
時間の経過と共に排気ガスの浄化率が上昇する。次いで
三元触媒１４の暖機が完了すると図４のＺで示されるよ
うに三元触媒１４は一定の浄化率を維持するようにな
る。前述したように曲線Ｙは三元触媒１４がわずかばか
り劣化したときを示しており、従って三元触媒１４の暖
機が完了すると曲線Ｘと曲線Ｙとの差はかなり小さくな
る。しかしながら実際問題としてこのような小さな浄化
率の差を正確に検出するのはかなり困難であり、従って
三元触媒１４のわずかな劣化を三元触媒１４の暖機完了
後に検出するのはほとんど不可能に近いことになる。
【００１４】ところが三元触媒１４がわずかばかり劣化
した場合であっても三元触媒１４の浄化率が上昇を開始
した後の暫らくの間は図４に示されるように曲線Ｘと曲
線Ｙとの差が大きく表われる。即ち、三元触媒１４の劣
化の原因は主に被毒作用と過熱作用である。この場合、
排気ガス中に含まれる被毒物は主に三元触媒１４の上流
側端部に付着するので被毒作用による劣化は三元触媒１
４の上流側端部で生ずることになる。一方、三元触媒１
４の温度は上流側端部において最も高くなり、下流側に
いくほど低くなる。従って過熱作用による劣化も三元触
媒１４の上流側端部で生ずることになる。このように三
元触媒１４の劣化は局所的に生ずるので三元触媒１４全
体の劣化度が小さくても三元触媒１４の上流側端部の劣
化度はかなり大きくなっている。
【００１５】一方、機関始動後三元触媒１４の暖機が開
始されると三元触媒１４は上流側端部がまず初めに温度
上昇し、斯くして上流側端部がまず初めに排気ガスを浄
化しうる活性化温度に達する。即ち、三元触媒１４が暖
機され出すとまず初めに三元触媒１４の上流側端部で排
気ガスの浄化作用が開始される。従って三元触媒１４の
暖機が開始されたときの排気ガス浄化率は三元触媒１４
の上流側端部の劣化度に左右されることになる。従って
三元触媒１４全体の劣化度がわずかであっても三元触媒
１４の浄化率が上昇を開始した後暫らくの間は図４に示
されるように曲線Ｘと曲線Ｙとの差が大きくなり、従っ
て曲線Ｘと曲線Ｙとの差が大きくなる図４の時間ｔ内に
おいて曲線Ｘと曲線Ｙとの差から劣化度を求めると三元
触媒１４の劣化度を正確に検出できることになる。従っ
て本発明による実施例では曲線Ｘと曲線Ｙとの差の大き
い図４の時間ｔ内において三元触媒１４の劣化判定を行
うようにしている。
【００１６】一方、各Ｏ2 センサ２３，２４は十分に暖
機されないと空燃比を表わす出力信号を発生せず、従っ
て機関始動後各Ｏ2 センサ２３，２４が空燃比を表わす
出力信号を発生するまでには時間を要する。この場合、
上流側Ｏ2 センサ２３は比較的短時間で正規の出力信号
を発生するようになるが、即ち活性化するが下流側Ｏ 2
センサ２４が活性化するには更に時間を要する。ところ
で下流側Ｏ2 センサ２４の出力信号に基づいて三元触媒
１４の劣化を判定するようにした場合には劣化を判定す
る際に下流側Ｏ2 センサ２４が活性化していなければな
らず、従って図４の時間ｔ内において劣化判定を行うよ
うにした場合には時間ｔ内に達するまでに下流側Ｏ2 セ
ンサ２４を活性化させる必要がある。そこで本発明によ
る実施例では下流側Ｏ2 センサ２４を電気ヒータでもっ
て加熱しうるようにしている。
【００１７】即ち、本発明による実施例では機関が始動
されてから一定時間に亘って下流側Ｏ2 センサ２４の電
気ヒータが加熱される。このときの供給電力量は図４の
時間ｔ内において下流側Ｏ2 センサ２４が活性化するよ
うに設定されている。なお、上流側Ｏ2 センサ２３も必
要に応じて電気ヒータにより加熱せしめられる。図５は
機関始動後時間の経過と共に変化する下流側Ｏ2 センサ
２４の出力電圧ＶＯＳを示している。図５に示されるよ
うに下流側Ｏ2 センサ２４が活性化すると出力電圧ＶＯ
Ｓが上流側Ｏ2 センサ２３の出力信号に基づいて制御さ
れる空燃比に応じて上下に振れ始め、下流側Ｏ2 センサ
２４が完全に暖機すると上下に振れている出力電圧ＶＯ
Ｓの最大値は一定値ＶＯＳf となる。下流側Ｏ2 センサ
２４が完全に暖機する前は出力電圧ＶＯＳの最大値は一
定値ＶＯＳf よりも小さく、出力電圧ＶＯＳの最大値お
よび振幅は時間が経過するにつれて次第に増大する。本
発明による実施例では下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧
ＶＯＳの最大値がＶＯＳf に達する前に図４の時間ｔ内
において三元触媒１４の劣化判定を行うようにした場合
を示している。
【００１８】次に図６および図７を参照しつつ上流側Ｏ
2 センサ２３の出力信号に基いて行われる空燃比フィー
ドバックの制御ルーチンについて説明する。なお、この
ルーチンは一定時間毎、例えば４ms毎の割込みによって
実行される。図６および図７を参照するとまず初めにス
テップ１０１において上流側Ｏ2 センサ２３による空燃
比のフィードバック条件が成立しているか否かが判別さ
れる。機関冷却水温が設定値以下のとき、機関始動中、
始動直後における増量中、暖機増量中、パワー増量中、
触媒過熱防止のための増量中、上流側Ｏ2 センサ２３が
活性化していないとき、減速運転中において燃料噴射が
停止せしめられているときにはいずれもフィードバック
条件が成立していないと判断される。フィードバック条
件が成立していないときにはステップ１２５に進んでフ
ィードバック補正係数ＦＡＦが１．０とされ、次いでス
テップ１２６では空燃比フィードバックフラグＸＭＦＢ
が“０”とされる。これに対してフィードバック条件が
成立しているときにはステップ１０２に進む。なお、通
常は三元触媒１４が活性化する前に、即ち図４において
排気ガスの浄化率が上昇を開始する前に上流側Ｏ2 セン
サ２３は活性化する。
【００１９】ステップ１０２では、上流側Ｏ2 センサ２
３の出力ＶＯＭがＡ／Ｄ変換されて取込まれ、ステップ
１０３ではＶＯＭが比較電圧ＶR1以下か否かに基づいて
空燃比がリッチであるかリーンであるかが判別される。
この比較電圧ＶR1はＯ2 センサ出力の振幅中心の電圧と
されており、本実施例ではＶR1＝０．４５Ｖである。ス
テップ１０３において空燃比がリーン（ＶＯＭ≦ＶR1）
であると判別されるとステップ１０４に進んでディレイ
カウンタＣＤＬＹが正であるか否かが判別され、ＣＤＬ
Ｙ＞０であればステップ１０５においてＣＤＬＹが０と
された後ステップ１０６に進む。ステップ１０６ではデ
ィレイカウンタＣＤＬＹが１だけディクリメントされ、
次いでステップ１０７，１０８においてディレイカウン
タＣＤＬＹが最小値ＴＤＬでガードされる。この場合、
ディレイカウンタＣＤＬＹが最小値ＴＤＬに到達したと
きにはステップ１０９において空燃比フラグＦ１が
“０”（リーン）とされる。なお、この最小値ＴＤＬは
負の値である。
【００２０】一方、ステップ１０３において空燃比がリ
ッチ（ＶＯＭ＞ＶR1）であると判別されるとステップ１
１０に進んでディレイカウンタＣＤＬＹが負であるか否
かが判別され、ＣＤＬＹ＜０であればステップ１１１に
おいてＣＤＬＹが０とされた後ステップ１１２に進む。
ステップ１１２ではディレイカウンタＣＤＬＹが１だけ
インクリメントされ、次いでステップ１１３，１１４に
おいてディレイカウンタＣＤＬＹが最大値ＴＤＲでガー
ドされる。この場合、ディレイカウンタＣＤＬＹが最大
値ＴＤＲに到達したときにはステップ１１５において空
燃比フラグＦ１が“１”（リッチ）とされる。なおこの
最大値ＴＤＲは正の値である。
【００２１】次いでステップ１１６では、空燃比フラグ
Ｆ１の符号が反転したか否かが判別される。空燃比が反
転したときにはステップ１１７に進んで空燃比フラグＦ
１の値より、リッチからリーンへの反転か、リーンから
リッチへの反転かが判別される。リッチからリーンへの
反転であればステップ１１８においてＦＡＦがＦＡＦ←
ＦＡＦ＋ＲＳＲとスキップ的に増大せしめられ、これに
対してリーンからリッチへの反転であればステップ１１
９においてＦＡＦがＦＡＦ←ＦＡＦ−ＲＳＬとスキップ
的に減少せしめられる。即ち、スキップ処理が行われ
る。
【００２２】一方、ステップ１１６において空燃比フラ
グＦ１の符号が反転していないと判断されたときにはス
テップ１２０，１２１，１２２において積分処理が行わ
れる。即ち、ステップ１２０においてＦ１＝“０”であ
るか否かが判別され、Ｆ１＝“０”（リーン）であれば
ステップ１２１においてＦＡＦ←ＦＡＦ＋ＫＩＲとさ
れ、一方、Ｆ１＝“１”（リッチ）であればステップ１
２２においてＦＡＦ←ＦＡＦ−ＫＩＬとされる。ここ
で、積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬはスキップ量ＲＳＲ，ＲＳ
Ｌに比して十分小さく設定してあり、ＫＩＲ（ＫＩＬ）
＜ＲＳＲ（ＲＳＬ）である。この積分処理によってＦ１
＝“０”（リーン）のときには燃料噴射量が徐々に増大
せしめられ、Ｆ１＝“１”（リッチ）のときには燃料噴
射量が徐々に減少せしめられる。
【００２３】次いでステップ１２３では、ステップ１１
８，１１９，１２１，１２２において演算されたフィー
ドバック補正係数ＦＡＦが最小値例えば０．８によりガ
ードされ、また最大値例えば１．２によりガードされ
る。これにより、何らかの原因でフィードバック補正係
数ＦＡＦが大きくなり過ぎ、若しくは小さくなり過ぎた
場合に機関の空燃比が変動するのが抑制され、それによ
って空燃比がオーバリッチ或いはオーバリーンになるの
が防止される。次いでステップ１２４では空燃比フィー
ドバックフラグＸＭＦＢが“１”とされる。
【００２４】図８は図６および図７のフローチャートに
よる動作を説明するためのタイミングチャートである。
上流側Ｏ2 センサ２３の出力ＶＯＭにより図８（Ａ）に
示すごとくリッチ、リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆが得
られると、ディレイカウンタＣＤＬＹは図８（Ｂ）に示
すごとく、リッチ状態でカウントアップされ、リーン状
態でカウントダウンされる。この結果、図８（Ｃ）に示
すごとく、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′（フラグ
Ｆ１に相当）が形成される。例えば、時刻ｔ1において
空燃比信号Ａ／Ｆがリーンからリッチに変化しても、空
燃比信号Ａ／Ｆ′はリッチ遅延時間ＴＤＲだけリーンに
保持された後に時刻ｔ2 においてリッチに変化する。ま
た、時間ｔ3 において空燃比信号Ａ／Ｆがリッチからリ
ーンに変化しても、空燃比信号Ａ／Ｆ′はリーン遅延時
間（−ＴＤＬ）相当だけリッチに保持された後に時刻ｔ
4 においてリーンに変化する。しかしながら空燃比信号
Ａ／Ｆが時刻ｔ5 ，ｔ6 ，ｔ7 のごとくリッチ遅延時間
ＴＤＲより短い期間で反転するとディレイカウンタＣＤ
ＬＹが最大値ＴＤＲに到達するのに時間を要し、その結
果、時刻ｔ8 において空燃比信号Ａ／Ｆ′が反転され
る。即ち、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ′は遅延処
理される前の空燃比信号Ａ／Ｆに比べて安定となる。こ
のように遅延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ′に基
づいて図８（Ｄ）に示すフィードバック補正係数ＦＡＦ
が得られる。
【００２５】次に、下流側Ｏ2 センサ２４による第２の
空燃比フィードバック制御について説明する。第２の空
燃比フィードバック制御としては、第１の空燃比フィー
ドバック制御に関与する定数としてのスキップ量ＲＳ
Ｒ，ＲＳＬ、積分定数ＫＩＲ，ＫＩＬ、遅延時間ＴＤ
Ｒ，ＴＤＬ、若しくは上流側Ｏ2 センサ２３の出力ＶＯ
Ｍの比較電圧ＶR1を制御するシステムと、第２の空燃比
補正係数ＦＡＦ２を導入するシステムとがある。
【００２６】例えば、リッチスキップ量ＲＳＲを大きく
すると制御空燃比をリッチ側に移行でき、またリーンス
キップ量ＲＳＬを小さくしても制御空燃比をリッチ側に
移行でき、一方、リーンスキップ量ＲＳＬを大きくする
と制御空燃比をリーン側に移行でき、またリッチスキッ
プ量ＲＳＲを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行
できる。従って、下流側Ｏ2 センサ２４の出力に応じて
リッチスキップ量ＲＳＲおよびリーンスキップ量ＲＳＬ
を補正することにより空燃比を制御できることになる。
また、リッチ積分定数ＫＩＲを大きくすると制御空燃比
をリッチ側に移行でき、またリーン積分定数ＫＩＬを小
さくしても制御空燃比をリッチ側に移行でき、一方、リ
ーン積分定数ＫＩＬを大きくすると制御空燃比をリーン
側に移行でき、またリッチ積分定数ＫＩＲを小さくして
も制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、下流側
Ｏ2 センサ２４の出力に応じてリッチ積分定数ＫＩＲお
よびリーン積分定数ＫＩＬを補正することにより空燃比
を制御できることになる。また、リッチ遅延時間ＴＤＲ
を大きく若しくはリーン遅延時間（−ＴＤＬ）を小さく
すれば制御空燃比をリッチ側に移行でき、一方リーン遅
延時間（−ＴＤＬ）を大きく若しくはリッチ遅延時間
（ＴＤＲ）を小さくすれば制御空燃比をリーン側に移行
できる。即ち、下流側Ｏ2 センサ２４の出力ＶＯＳに応
じて遅延時間ＴＤＲ，ＴＤＬを補正することにより空燃
比を制御できることになる。更に比較電圧ＶR1を大きく
すると制御空燃比をリッチ側に移行でき、また比較電圧
ＶR1を小さくすると制御空燃比をリーン側に移行でき
る。従って、下流側Ｏ2 センサ２４の出力ＶＯＳに応じ
て比較電圧ＶR1を補正することにより空燃比を制御でき
ることになる。
【００２７】これらスキップ量、積分定数、遅延時間、
比較電圧を下流側Ｏ2 センサ２４によって制御すること
はそれぞれに長所がある。たとえば、遅延時間を制御と
することにより非常に微妙な空燃比の調整が可能とな
り、またスキップ量を制御とすることにより空燃比のフ
ィードバック周期を長くすることなくレスポンスの良い
制御が可能となる。なお、これら制御量は当然２つ以上
組み合わされて用いることもできる。
【００２８】次に、空燃比フィードバック制御に関与す
る定数としてのスキップ量を制御するようにしたダブル
Ｏ2 センサシステムについて説明する。図９および図１
０は下流側Ｏ2 センサ２４の出力ＶＯＳに基づく第２の
空燃比フィードバック制御ルーチンであって、一定時間
毎の、例えば５１２ms毎の割込みによって実行される。
【００２９】図９および図１０を参照するとまず初めに
ステップ２０１において機関始動後一定時間が経過した
か否かが判別される。この一定時間は下流側Ｏ2 センサ
２４が空燃比を示す出力信号を発生するまでの時間を示
している。一定時間経過していないときにはステップ２
０７に進んで空燃比フィードバックフラグＸＳＦＢがリ
セット（“０”）される。これに対して一定時間経過し
たときにはステップ２０２に進んで空燃比フィードバッ
クフラグＸＭＦＢが“１”であるか否か、即ち上流側Ｏ
2 センサ２３による空燃比のフィードバック制御が行わ
れているか否かが判別される。通常はＸＭＦＢ＝“１”
であるのでステップ２０３に進む。
【００３０】ステップ２０３から２０５では下流側Ｏ2
センサ２４によるフィードバック条件が成立しているか
否かが判別される。例えば、スロットル弁１２がアイド
リング開度（ＬＬ＝“１”）のとき（ステップ２０
３）、機関回転数、車速、アイドルスイッチ１９の信号
ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ等に基づいて２次空気が導入され
ているとき（ステップ２０４）、軽負荷のとき（Ｑ／Ｎ
＜Ｘ1 ）（ステップ２０５）にはフィードバック条件が
不成立と判断され、その他の場合にはフィードバック条
件が成立したと判断される。フィードバック条件が不成
立のときにはステップ２０７に進み、フィードバック条
件が成立したときにはステップ２０６に進んで空燃比フ
ィードバックフラグＸＳＦＢがセット（“１”）された
後ステップ２０８に進む。
【００３１】ステップ２０８では下流側Ｏ2 センサ２４
の出力ＶＯＳがＡ／Ｄ変換されて取り込まれ、ステップ
２０９においてＶＯＳが比較電圧ＶR2（例えばＶR2＝
０．５５Ｖ）以下か否かが、即ち空燃比がリッチかリー
ンかが判別される。ステップ２０９においてＶＯＳ≦Ｖ
R2（リーン）であると判断されたときにはステップ２１
０，２１１，２１２に進み、ＶＯＳ＞ＶR2（リッチ）で
あると判断されたときにはステップ２１３，２１４，２
１５に進む。即ち、ステップ２１０ではＲＳＲ←ＲＳＲ
＋ΔＲＳ（一定値）とし、即ちリッチスキップ量ＲＳＲ
を増大させて空燃比をリッチ側に移行させ、ステップ２
１１，２１２においてＲＳＲが最大値ＭＡＸ（＝７．５
％）によりガードされる。一方、ステップ２１３ではＲ
ＳＲ←ＲＳＲ−ΔＲＳとし、即ちリッチスキップ量ＲＳ
Ｒを減少させて空燃比をリーン側に移行させ、ステップ
２１４，２１５においてＲＳＲが最小値ＭＩＮ（＝２．
５％）によりガードされる。
【００３２】次いでステップ２１６ではリーンスキップ
量ＲＳＬがＲＳＬ←１０％−ＲＳＲとされる。即ち、Ｒ
ＳＲ＋ＲＳＬ＝１０％とされる。次いでステップ２１７
ではスキップ量ＲＳＲ，ＲＳＬがＲＡＭ３３に格納され
る。図１１は燃料噴射制御ルーチンであって、例えば一
定クランク角毎の割込みによって実行される。
【００３３】図１１を参照すると、まず初めにステップ
３０１において図２に示されるマップから基本燃料噴射
時間ＴＰが算出される。次いでステップ３０２では機関
の運転状態により定まる補正係数Ｋの値が算出される。
次いでステップ３０３では補正係数Ｋの値が１．０であ
るか否かが判別される。Ｋ＝１．０のときにはステップ
３０５にジャンプする。これに対してＫ＝１．０でない
ときにはステップ３０４に進んでフィードバック補正係
数ＦＡＦが１．０に固定され、次いでステップ３０５に
進む。ステップ３０５では燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ
・ＦＡＦ・Ｋ＋γ）が算出される。
【００３４】次に図１２から図１４を参照しつつ本発明
において用いられている三元触媒１４の劣化判定の基本
的なやり方について説明する。図１２（Ａ）は空燃比の
フィードバック制御が行われているときの上流側Ｏ2セ
ンサ２３の出力電圧ＶＯＭを示しており、図１２（Ｂ）
は空燃比のフィードバック制御が行われているときの下
流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳを示している。本
発明において用いられている三元触媒１４の劣化判定方
法では各Ｏ2 センサ２３，２４の出力の軌跡長および各
Ｏ2 センサ２３，２４の出力の面積という概念が導入さ
れている。ここで各Ｏ2 センサ２３，２４の軌跡長とは
図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように縦軸に出力電圧
ＶＯＭ，ＶＯＳをとり、横軸に時間をとったときの出力
電圧ＶＯＭ，ＶＯＳの変化曲線の長さを言う。
【００３５】本発明による実施例ではこの軌跡長を代表
する値として一定時間当りの各Ｏ2センサ２３，２４の
出力電圧ＶＯＭ，ＶＯＳの変化量の累積値を用いてい
る。即ち、上流側Ｏ2 センサ２３の軌跡長ΣＬＭは図１
２（Ａ）に示されるように時刻ｉ−１における出力電圧
ＶＯＭi-1 と時刻ｉにおける出力電圧ＶＯＭi との差の
絶対値｜ＶＯＭi −ＶＯＭi-1 ｜の累積値で表わされ、
下流側Ｏ2 センサ２４の軌跡長ΣＬＳは図１２（Ｂ）に
示されるように時刻ｉ−１における出力電圧ＶＯＳi-1
と時刻ｉにおける出力電圧ＶＯＳi との差の絶対値｜Ｖ
ＯＳi −ＶＯＳi- 1 ｜の累積値で表わされる。
【００３６】一方、各Ｏ2 センサ２３，２４の出力の面
積とは図１２（Ａ）および（Ｂ）に示すように縦軸に出
力電圧ＶＯＭ，ＶＯＳをとり、横軸に時間をとったとき
の出力電圧ＶＯＭ，ＶＯＳと比較電圧ＶR1，ＶR2とによ
り囲まれたハッチングで示される面積を言う。本発明に
よる実施例ではこの面積を代表する値として一定時間毎
の各Ｏ2 センサ２３，２４の出力電圧ＶＯＭ，ＶＯＳと
比較電圧ＶR1，ＶR2との差の累積値を用いている。即
ち、上流側Ｏ2 センサ２３の出力の面積ΣＡＭは図１２
（Ａ）に示されるように各時刻における出力電圧ＶＯＭ
i と比較電圧ＶR1との差の絶対値｜ＶＯＭi −ＶR1｜の
累積値で表わされ、下流側Ｏ2 センサ２４の出力の面積
ΣＡＳは図１２（Ｂ）に示されるように各時刻における
出力電圧ＶＯＳi と比較電圧ＶR2との差の絶対値｜ＶＯ
Ｓi −ＶR2｜の累積値で表わされる。
【００３７】更に下流側Ｏ2 センサ２４の出力の軌跡長
ΣＬＳと上流側Ｏ2 センサ２３の出力の軌跡長ΣＬＭと
の比（ΣＬＳ／ΣＬＭ）が軌跡長比と定義され、下流側
Ｏ2センサ２４の出力の面積ΣＡＳと上流側Ｏ2 センサ
２３の出力の面積ΣＡＭとの比（ΣＡＳ／ΣＡＭ）が面
積比と定義される。これら軌跡長比および面積比を用
い、図１３に示されるように縦軸に軌跡長比（ΣＬＳ／
ΣＬＭ）をとり、横軸に面積比（ΣＡＳ／ΣＡＭ）をと
ると基本的には図１３に示される破線Ｗよりも下方の領
域では三元触媒１４が劣化しておらず、破線Ｗよりも上
方の領域では三元触媒１４が劣化していると判断できる
ことになる。次にこのことについて図１４を参照しつつ
説明する。
【００３８】図１４（Ａ）の曲線Ｘは上流側Ｏ2 センサ
２３が劣化していない場合の上流側Ｏ2 センサ２３の出
力電圧ＶＯＭの変化を示しており、図１４（Ｂ）の曲線
Ｘおよび図１４（Ｃ）の曲線Ｘは下流側Ｏ2 センサ２４
が劣化しておらず、しかも三元触媒１４が劣化していな
い場合の下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳの変化
を示している。このようにいずれのＯ2 センサ２３，２
４も劣化しておらず、しかも三元触媒１４も劣化してい
ないときの面積比と軌跡長比との関係が図１３の点ａで
表わされるとする。
【００３９】さて、ここで上流側Ｏ2 センサ２３が劣化
したとすると図１４（Ａ）の曲線Ｙで示されるように上
流側Ｏ2 センサ２３の出力電圧ＶＯＭの振幅が小さくな
る。このとき図１４（Ａ）の曲線Ｘと曲線Ｙからわかる
ように軌跡長ΣＬＭが小さくなると共にこれに比例して
面積ΣＡＭも小さくなる。従って軌跡長比が大きくなる
と共にこれに比例して面積比も大きくなり、斯くしてこ
のとき図１３のａ点はａ′点に移動することになる。
【００４０】これに対して下流側Ｏ2 センサ２４が劣化
したとすると図１４（Ｂ）の曲線Ｙで示されるように下
流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳの振幅が小さくな
る。このとき図１４（Ｂ）の曲線Ｘと曲線Ｙからわかる
ように軌跡長ΣＬＳが小さくなると共にこれに比例して
面積ΣＡＳも小さくなる。従ってこのときには軌跡長比
が小さくなると共にこれに比例して面積比も小さくな
り、斯くしてこのとき図１３のａ点はａ″点に移動する
ことになる。
【００４１】このようにＯ2 センサ２３，２４が劣化し
たときには軌跡長比と面積比との関係を表す点が原点０
を通る直線Ａ上を移動することになる。一方、三元触媒
１４が劣化するとＯ2 ストレージ機能に基づく未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯの酸化作用およびＮＯX の還元作用が十分に行
われなくなるために三元触媒１４の下流側の空燃比も短
かい周期で変動するようになる。この場合、三元触媒１
４が劣化するほど下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯ
Ｓの変動周期は短かくなり、三元触媒１４が完全に劣化
してしまうと下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳは
上流側Ｏ2 センサ２３の出力電圧ＶＯＭと同じ周期でも
って変動するようになる。図１４（Ｃ）の曲線Ｙは三元
触媒１４が劣化したときを示しており、図１４（Ｃ）の
曲線Ｘと曲線Ｙからわかるように三元触媒１４が劣化す
ると下流側Ｏ 2 センサ２４の変動周期は短かくなる。
【００４２】このように三元触媒１４が劣化すると下流
側Ｏ2 センサ２４の変動周期が短かくなるので軌跡長Σ
ＬＳが大きくなる。一方、下流側Ｏ2 センサ２４の変動
周期が変化しても一定期間内における面積ΣＡＳはほと
んど変化しない。従って三元触媒１４が劣化すると軌跡
長比は大きくなるが面積比はほとんど変化しないので図
１３のａ点はｂ点に移動することになる。また、三元触
媒１４が劣化した状態でＯ2 センサ２３，２４が劣化す
ると軌跡長比と面積比との関係を表す点は原点０を通る
直線Ｂ上を移動することになる。従って前述したように
基本的には軌跡長比と面積比との関係を表す点が原点０
を通る直線Ｗよりも上方の領域に位置すると三元触媒１
４が劣化したと判断できることになる。
【００４３】ところで実際には特に下流側Ｏ2 センサ２
４の出力電圧ＶＯＳは図１４（Ｂ），（Ｃ）に示される
ようなきれいな波形でもって変化するのではなく、図１
４（Ｂ），（Ｃ）に示される曲線Ｘ，Ｙ上に細かな振動
が重畳されたような形となる。このような細かな振動は
下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＭの面積ΣＡＭに
はさほど影響を与えないが軌跡長ΣＬＳに対しては軌跡
長比（ΣＬＳ／ΣＬＭ）が小さくなるほど大きな影響を
与えることになる。即ち、曲線Ｘ，Ｙに重畳した細かな
振動により軌跡長ΣＬＳが一定量だけ増大したとすると
軌跡長比が小さいときほど軌跡長比の増大量が大きくな
ることになる。従って直線Ｗを越えたということで三元
触媒１４が劣化したと判断するようにしておくと軌跡長
比が小さいときに三元触媒１４が劣化していないにもか
かわらずに三元触媒１４が劣化したと誤判断をする危険
性がある。
【００４４】そこで本発明による実施例では図１３に示
されるように触媒劣化判断のスレッシュホルドレベルＴ
ｈを軌跡長比および面積比が或る程度大きい領域では直
線Ｗに一致したスレッシュホルドレベルＴｈ1 としてお
き、軌跡長比および面積比が小さい領域ではスレッシュ
ホルドレベルＴｈ2 を一定の軌跡長比としている。従っ
て本発明による実施例では軌跡長比および面積比との関
係を示す点が図１３において設定値、即ちスレッシュホ
ルドレベルＴｈ1 ，Ｔｈ2 よりも上方領域に位置すると
三元触媒１４が劣化したと判断するようにしている。お
な、スレッシュホルドレベルＴｈ2 は理論から導びかれ
るのではなく実験に基づいて誤判断しないように定めら
れる。ところで前述したように本発明による実施例では
図５において下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳが
ＶＯＳf に達する前に、即ち下流側Ｏ2 センサ２４の出
力電圧ＶＯＳの振幅が小さいうちに三元触媒１４の劣化
判断が開始される。このとき三元触媒１４の上流側端部
がかなり劣化していれば下流側Ｏ2 センサ２４の出力電
圧ＶＯＳの変動周期が短かくなり、斯くして軌跡長比
（ΣＬＳ／ΣＬＭ）が増大する。しかしながら上述した
ようにこのとき下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳ
の振幅が小さいために軌跡長比（ΣＬＳ／ΣＬＭ）が増
大するといってもそれほど増大しない。即ち、図１３の
スレッシュホルドレベルＴｈを越えるほど軌跡長比（Σ
ＬＳ／ΣＬＭ）が大きくならない。その結果、三元触媒
１４が劣化しているにもかかわらずに劣化していないと
誤判断することになる。
【００４５】図５からわかるように下流側Ｏ2 センサ２
４の活性度が低いほど、即ち下流側Ｏ2 センサ２４の温
度が低いほど下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧ＶＯＳの
振巾は小さくなる。従って三元触媒１４の劣化度が同一
であっても下流側Ｏ2 センサ２４の温度が低いほど軌跡
長比（ΣＬＳ／ΣＬＭ）が小さくなる。従って本発明に
よる実施例では三元触媒１４が劣化したことを正確に検
出しうるように図１５に示す如く下流側Ｏ2 センサ２４
の温度に応じてスレッシュホルドレベルＴｈａ，Ｔｈ
ｂ，Ｔｈｃを変えるようにしている。なお、図１５にお
いて下流側Ｏ2 センサ２４の温度が低くなるほどＴｈ
ａ，Ｔｈｂ，Ｔｈｃの順でスレッシュホルドレベルが低
下せしめられる。
【００４６】次に図１６および図１７を参照しつつ三元
触媒１４の劣化判定ルーチンについて説明する。なお、
このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図１６および図１７を参照するとまず初めにステッ
プ４０１において劣化判定が完了したことを示す判定完
了フラグがセットされているか否かが判別される。判定
完了フラグがセットされている場合にはただちに処理サ
イクルを完了する。これに対して判定完了フラグがセッ
トされていないと判別されたときにはステップ４０２に
進んで上流側Ｏ2 センサ２３による空燃比のフィードバ
ック制御が行われていることを示す空燃比フィードバッ
クフラグＸＭＦＢがセット（＝“１”）されているか否
かが判別される。空燃比フィードバックフラグＸＭＦＢ
がセットされていないとき（＝“０”）にはステップ４
１６にジャンプして劣化判定に関与する種々の値がクリ
アされる。これに対して空燃比フィードバックフラグＸ
ＭＦＢがセットされている（＝“１”）と判別されたと
きにはステップ４０３に進む。
【００４７】ステップ４０３では下流側Ｏ2 センサ２４
による空燃比のフィードバック制御が行われていること
を示す空燃比フィードバックフラグＸＳＦＢがセット
（＝“１”）されているか否かが判別される。空燃比フ
ィードバックフラグＸＳＦＢがセットされていないとき
（＝“０”）にはステップ４１６にジャンプし、空燃比
フィードバックフラグＸＳＦＢがセットされているとき
（＝“１”）にはステップ４０４に進む。ステップ４０
４では他の判定条件が成立しているか否かが判別され
る。例えば機関負荷Ｑ／Ｎが一定範囲内にあり、機関回
転数Ｎが一定範囲内にあるときに他の判定条件が成立し
ていると判断される。他の判定条件が成立していないと
きにはステップ４１６にジャンプし、他の判定条件が成
立したときにはステップ４０５に進んで劣化判定が開始
される。
【００４８】ステップ４０５では次式に基づいて上流側
Ｏ2 センサ２３の出力電圧ＶＯＭの軌跡長ΣＬＭの積算
処理が行われる。 ΣＬＭ＝ΣＬＭ＋｜ＶＯＭi −ＶＯＭi-1 ｜ 次いでステップ４０６では次式に基づいて上流側Ｏ2 セ
ンサ２３の出力電圧ＶＯＭの面積ΣＡＭの積算処理が行
われる。
【００４９】ΣＡＭ＝ΣＡＭ＋｜ＶＯＭi −ＶR1｜ 次いでステップ４０７では次式に基づいて下流側センサ
２４の出力電圧ＶＯＳ i の軌跡長ΣＬＳの積算処理が行
われる。 ΣＬＳ＝ΣＬＳ＋｜ＶＯＳi −ＶＯＳi-1 ｜ 次いでステップ４０８では次式に基づいて下流側Ｏ2 セ
ンサ２４の出力電圧ＶＯＳの面積ΣＡＳの積算処理が行
われる。
【００５０】ΣＡＳ＝ΣＡＳ＋｜ＶＯＳi −ＶR2｜ 次いでステップ４０９ではカウント値Ｃが１だけインク
リメントされ、次いでステップ４１０ではカウント値Ｃ
が設定値Ｃ0 を越えたか否かが判別される。Ｃ≦Ｃ0 の
ときには処理サイクルを完了する。これに対してＣ＞Ｃ
0 になると、即ち劣化判定が開始されてから一定時間を
経過するとステップ４１１に進む。
【００５１】ステップ４１１では軌跡長比ΣＬＳ／ΣＬ
Ｍおよび面積比ΣＡＳ／ΣＡＭが算出される。次いでス
テップ４１２では下流側Ｏ2 センサ２４の温度から図１
５に示すスレッシュホルドレベルＴｈａ，Ｔｈｂ，Ｔｈ
ｃが定められる。次いでステップ４１３では定められた
スレッシュホルドレベルを用いて三元触媒１４が劣化し
ているか否かが判別される。三元触媒１４が劣化してい
ないと判断されたときにはステップ４１５に進んで判定
完了フラグがセットされる。これに対して三元触媒１４
が劣化していると判断されたときにはステップ４１４に
進んでアラーム装置２５が作動せしめられ、次いでステ
ップ４１６に進む。ステップ４１６では劣化判定に関与
する種々の値がクリアされる。
【００５２】上述したようにステップ４１２では下流側
Ｏ2 センサ２４の温度からスレッシュホルドレベルが定
められる。この下流側Ｏ2 センサ２４の温度は実測する
こともできるが推定することもできる。図１８および図
１９は下流側Ｏ2 センサ２４の温度を推定するための第
１実施例を示しており、図２０および図２１は下流側Ｏ
2 センサ２４の温度を推定するための第２実施例を示し
ている。
【００５３】図１８はセンサ温の推定ルーチンを示して
おり、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行
される。図１８を参照するとまず初めに吸入空気量Ｑが
算出される。次いでステップ５０２では排気ガス温ＴＥ
が算出される。この排気ガス温ＴＥは図１９に示すよう
に機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）およ
び機関回転数Ｎの関数の形で予めＲＯＭ３２内に記憶さ
れている。次いでステップ５０３では次式に基づいて割
込み時間間隔内における下流側Ｏ2 センサ２４の温度上
昇量ΔＴが算出される。
【００５４】ΔＴ＝Ｋ・Ｑ・ＴＥ ここでＫは定数である。即ち、単位時間当りの下流側Ｏ
2 センサ２４の温度上昇量は排気ガス量と排気ガス温に
比例すると考えられるので割込み時間間隔内における下
流側Ｏ2 センサ２４の温度上昇量ΔＴは上式の如く表わ
されることになる。次いでステップ５０４ではΔＴが積
算され、それによって下流側Ｏ2 センサ２４の温度ＴＳ
が算出される。この第１実施例では斯くして求められた
温度ＴＳからスレッシュホルドレベルが定められる。
【００５５】図２０はセンサ温の推定ルーチンの第２実
施例を示しており、このルーチンも一定時間毎の割込み
によって実行される。図２０を参照するとまず初めにス
テップ６０１において空燃比フィードバックフラグＸＭ
ＦＢがセットされている（ＸＭＦＢ＝“１”）か否かが
判別され、ＸＭＦＢ＝“１”のときにはステップ６０２
に進む。ステップ６０２では空燃比フィードバックフラ
グＸＳＦＢがセットされている（ＸＳＦＢ＝“１”）か
否かが判別され、ＸＳＦＢ＝“１”のときにはステップ
６０３に進む。ステップ６０３では機関始動後現在に至
るまでの間における下流側Ｏ2 センサ２４の出力電圧Ｖ
ＯＳの最大値ＶＯＳmax が算出される。次いでステップ
６０４では次式に基いて暖機完了後における下流側Ｏ2
センサ２４の出力電圧ＶＯＳの最大値の平均値ＶＯＳf
（図５参照）が算出される。
【００５６】 ＶＯＳf ＝〔ＶＯＳmaxt（ｎ−１）・ＶＯＳf 〕／ｎ ここでｎは例えば１００程度の定数である。このＶＯＳ
f の値はバックアップＲＡＭ３５に記憶される。次いで
ステップ６０５では図２１に示す関係に基づいて下流側
Ｏ2 センサ２４の温度ＴＳが算出される。即ち、図２１
はＴＳとＶＯＳ max ／ＶＯＳf との関係を示しており、
ＶＯＳmax ／ＶＯＳf が大きくなるほど下流側Ｏ2 セン
サ２４の温度が高くなる。この第２実施例では斯くして
求められた温度ＴＳからスレッシュホルドレベルが定め
られる。
【００５７】
【発明の効果】触媒がわずかばかり劣化したか否かを正
確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】基本燃料噴射時間ＴＰのマップを示す図であ
る。
【図３】Ｏ2 センサの出力電圧を示す線図である。
【図４】排気ガス浄化率の変化を示す図である。
【図５】下流側Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳの変化を示
す図である。
【図６】空燃比のフィードバック制御を行うためのフロ
ーチャートである。
【図７】空燃比のフィードバック制御を行うためのフロ
ーチャートである。
【図８】フィードバック制御に関与する値の変化を示す
タイムチャートである。
【図９】第２の空燃比フィードバック制御を行うための
フローチャートである。
【図１０】第２の空燃比フィードバック制御を行うため
のフローチャートである。
【図１１】燃料噴射を制御するためのフローチャートで
ある。
【図１２】Ｏ2 センサの出力電圧の軌跡長および面積を
説明するための図である。
【図１３】触媒の劣化領域を示す図である。
【図１４】Ｏ2 センサの出力電圧の変化を示す図であ
る。
【図１５】スレッシュホルドレベルＴｈを示す線図であ
る。
【図１６】三元触媒の劣化を判定するためのフローチャ
ートである。
【図１７】三元触媒の劣化を判定するためのフローチャ
ートである。
【図１８】センサ温を推定するためのフローチャートで
ある。
【図１９】排気ガス温ＴＥのマップを示す図である。
【図２０】センサ温を推定するためのフローチャートで
ある。
【図２１】センサ温ＴＳを示す図である。
【符号の説明】
３…燃焼室 １３…排気マニホルド １４…三元触媒 ２３…上流側Ｏ2 センサ ２４…下流側Ｏ2 センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｍ 15/00 ＺＡＢ Ｇ０１Ｍ 15/00 ＺＡＢＺ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関排気通路内に排気ガス浄化用触媒と
    空燃比センサとを配置し、空燃比センサの出力信号に基
    づいて触媒の劣化度を算出し、該劣化度が設定値を越え
    たときに触媒が劣化したと判断するようにした内燃機関
    の触媒劣化判定装置において、空燃比センサの活性度を
    推定する活性度推定手段と、推定された活性度が低いほ
    ど上記設定値を低下させる設定値制御手段とを具備した
    内燃機関の触媒劣化判定装置。
JP7319219A 1995-12-07 1995-12-07 内燃機関の触媒劣化判定装置 Pending JPH09158713A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7319219A JPH09158713A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 内燃機関の触媒劣化判定装置
US08/753,737 US5737917A (en) 1995-12-07 1996-11-29 Device for judging deterioration of catalyst of engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7319219A JPH09158713A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 内燃機関の触媒劣化判定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09158713A true JPH09158713A (ja) 1997-06-17

Family

ID=18107746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7319219A Pending JPH09158713A (ja) 1995-12-07 1995-12-07 内燃機関の触媒劣化判定装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5737917A (ja)
JP (1) JPH09158713A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008121428A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2008121465A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化検出装置
CN100404810C (zh) * 2004-11-15 2008-07-23 株式会社日立制作所 发动机自诊断装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916294A (en) * 1997-07-31 1999-06-29 Motorola Inc. System and method for estimating tailpipe a emissions in a vehicle
US5941928A (en) * 1997-07-31 1999-08-24 Motorola Inc. System and method for measuring hydrocarbon conversion efficiency of a catalytic converter
JP2001098981A (ja) * 1999-09-30 2001-04-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化判定装置
US6360530B1 (en) 2000-03-17 2002-03-26 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring lean-burn engine emissions
US6438944B1 (en) * 2000-03-17 2002-08-27 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing purge fuel for purging emissions control device
DE10017931A1 (de) * 2000-04-11 2001-12-06 Siemens Ag Verfahren zur Diagnose einer Abgasreinigungsanlage einer lambdageregelten Brennkraftmaschine
US6490860B1 (en) 2001-06-19 2002-12-10 Ford Global Technologies, Inc. Open-loop method and system for controlling the storage and release cycles of an emission control device
US6539706B2 (en) 2001-06-19 2003-04-01 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for preconditioning an emission control device for operation about stoichiometry
US6467259B1 (en) 2001-06-19 2002-10-22 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for operating dual-exhaust engine
US6453666B1 (en) 2001-06-19 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for reducing vehicle tailpipe emissions when operating lean
US6604504B2 (en) 2001-06-19 2003-08-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for transitioning between lean and stoichiometric operation of a lean-burn engine
US6502387B1 (en) 2001-06-19 2003-01-07 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for controlling storage and release of exhaust gas constituents in an emission control device
US6694244B2 (en) 2001-06-19 2004-02-17 Ford Global Technologies, Llc Method for quantifying oxygen stored in a vehicle emission control device
US6463733B1 (en) 2001-06-19 2002-10-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for optimizing open-loop fill and purge times for an emission control device
US6650991B2 (en) 2001-06-19 2003-11-18 Ford Global Technologies, Llc Closed-loop method and system for purging a vehicle emission control
US6553754B2 (en) 2001-06-19 2003-04-29 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for controlling an emission control device based on depletion of device storage capacity
US6546718B2 (en) 2001-06-19 2003-04-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for reducing vehicle emissions using a sensor downstream of an emission control device
US6691020B2 (en) 2001-06-19 2004-02-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for optimizing purge of exhaust gas constituent stored in an emission control device
US6487853B1 (en) 2001-06-19 2002-12-03 Ford Global Technologies. Inc. Method and system for reducing lean-burn vehicle emissions using a downstream reductant sensor
US6615577B2 (en) 2001-06-19 2003-09-09 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a regeneration cycle of an emission control device
JP4124162B2 (ja) 2004-05-21 2008-07-23 株式会社デンソー 燃料噴射装置
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
JP5024405B2 (ja) * 2010-03-09 2012-09-12 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2745761B2 (ja) * 1990-02-27 1998-04-28 株式会社デンソー 内燃機関の触媒劣化判定装置
US5159810A (en) * 1991-08-26 1992-11-03 Ford Motor Company Catalytic converter monitoring using downstream oxygen sensor
JP2570930B2 (ja) * 1991-10-11 1997-01-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP2626384B2 (ja) * 1991-12-16 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化判別装置
JPH05263686A (ja) * 1992-03-23 1993-10-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP2626433B2 (ja) * 1992-12-09 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置
JP2624107B2 (ja) * 1992-12-09 1997-06-25 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化検出装置
JP2846552B2 (ja) * 1993-07-06 1999-01-13 株式会社日立製作所 内燃機関の触媒診断装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100404810C (zh) * 2004-11-15 2008-07-23 株式会社日立制作所 发动机自诊断装置
JP2008121428A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2008121465A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5737917A (en) 1998-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09158713A (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3196606B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP2626433B2 (ja) 触媒劣化検出装置
JP3456058B2 (ja) 触媒の劣化検出装置及び排気浄化装置の異常検出装置
JP2007262945A (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
JPH0598948A (ja) 内燃機関の触媒劣化判別装置
JPH0598947A (ja) 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP3267188B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3149714B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化診断装置
JP3307198B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3988073B2 (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
JP2006177371A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3304663B2 (ja) 排気浄化触媒の劣化診断装置
JP3225787B2 (ja) 内燃機関のｏ２ センサ制御装置
JP3139328B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判別装置
JP3089969B2 (ja) 排気浄化触媒の劣化診断装置
JP2009108681A (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
JP2001098981A (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3232987B2 (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP2000045851A (ja) 水温センサの故障判定装置
JP2671877B2 (ja) 触媒劣化判別装置
JP2003120408A (ja) 内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置
JPH1183782A (ja) 内燃機関の酸素濃度センサの異常検出装置
JP2000204929A (ja) 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2780451B2 (ja) 触媒の劣化検出装置