JP3409699B2 - Apparatus and method for diagnosing deterioration of HC adsorbent in internal combustion engine - Google Patents

Apparatus and method for diagnosing deterioration of HC adsorbent in internal combustion engine

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、排気浄化のため
に排気中のHCを一時的に吸着するHC吸着剤を備えた
内燃機関において、HC吸着剤の劣化を診断する装置お
よび方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing deterioration of an HC adsorbent in an internal combustion engine equipped with an HC adsorbent for temporarily adsorbing HC in exhaust gas for purification of exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気の浄化には、一般に三元
触媒装置が用いられているが、機関の冷間始動直後など
排気温度が低いときには、触媒が活性していないため、
HCを浄化することができない。そのため、ゼオライト
等からなるHC吸着剤を排気通路に介装し、低温時のH
Cを吸着するようにした排気浄化装置が従来から知られ
ている。
2. Description of the Related Art A three-way catalyst device is generally used for purifying exhaust gas from an internal combustion engine. However, when the exhaust gas temperature is low, such as immediately after a cold start of the engine, the catalyst is inactive.
HC cannot be purified. For this reason, an HC adsorbent made of zeolite or the like is provided in the exhaust passage so that H
An exhaust emission control device that adsorbs C has been conventionally known.

【0003】そして、このHC吸着剤の劣化状態を診断
する診断装置を、本出願人は先に提案している(特開平
8−121232号公報)。これは、HC吸着剤が、低
温時にはHCを吸着し、かつ所定の脱離温度以上の高温
となると、吸着していたHCが脱離する、という特徴を
利用したものであって、HC吸着剤の上流側および下流
側の双方に空燃比センサ等の空燃比検出手段を配置し、
HCの脱離時に両者の検出空燃比の差を吸入空気量につ
いて積分することにより脱離したHCの総量を推定し、
その大小から劣化度合を判定するようにしたものであ
る。
The applicant of the present invention has previously proposed a diagnostic device for diagnosing the deteriorated state of the HC adsorbent (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-112232). This utilizes the characteristic that the HC adsorbent adsorbs HC at a low temperature and desorbs the adsorbed HC when the temperature becomes higher than a predetermined desorption temperature. Air-fuel ratio detection means such as air-fuel ratio sensors are arranged on both the upstream and downstream sides of
When desorbing HC, the total amount of desorbed HC is estimated by integrating the difference between the detected air-fuel ratios of the two with respect to the intake air amount,
The degree of deterioration is determined from the size.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、HC
吸着剤は、多くの場合、三元触媒装置と併用されるもの
であり、例えばHC吸着剤の上流側に三元触媒装置が配
置される。そして、空燃比フィードバック制御のために
は、空燃比センサを三元触媒装置の上流側に配置する必
要があるので、上記のHC吸着剤の診断のために2つの
空燃比センサを設けるとすると、上流側空燃比センサと
下流側空燃比センサとの間に、三元触媒装置とHC吸着
剤の双方が配置されることになる。
As described above, the HC
In many cases, the adsorbent is used together with the three-way catalyst device. For example, the three-way catalyst device is arranged upstream of the HC adsorbent. Further, since it is necessary to arrange the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the three-way catalyst device for the air-fuel ratio feedback control, if two air-fuel ratio sensors are provided to diagnose the above HC adsorbent, Both the three-way catalyst device and the HC adsorbent are arranged between the upstream side air-fuel ratio sensor and the downstream side air-fuel ratio sensor.

【0005】このような場合、三元触媒装置には、酸素
ストレージ作用があり、排気中の酸素が吸収され、ある
いは逆に排気中に酸素が放出されることにより、三元触
媒装置の前後で空燃比差が生じるので、HCの脱離に伴
うHC吸着剤前後の空燃比差に対する検出精度が低下し
てしまう。
In such a case, the three-way catalyst device has an oxygen storage function, and oxygen in the exhaust gas is absorbed or, conversely, oxygen is released into the exhaust gas. Since the air-fuel ratio difference occurs, the detection accuracy for the air-fuel ratio difference before and after the HC adsorbent due to the desorption of HC decreases.

【0006】なお、三元触媒装置とHC吸着剤との間に
さらに空燃比センサを配置するとすると、合計3カ所に
空燃比センサを設ける必要が生じ、好ましくない。
If an air-fuel ratio sensor is further arranged between the three-way catalyst device and the HC adsorbent, it is necessary to provide the air-fuel ratio sensor at a total of three places, which is not preferable.

【0007】この発明は、三元触媒装置およびHC吸着
剤の前後の2カ所に空燃比検出手段を設けたものにおい
て、さらに診断の精度を高めることを目的とする。
It is an object of the present invention to further improve the accuracy of diagnosis in an air-fuel ratio detecting means provided at two positions before and after the three-way catalyst device and the HC adsorbent.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に係る内燃機関におけるHC吸着剤の劣
化診断装置は、内燃機関の排気系に介装され、低温時の
吸着作用と高温時の脱離作用とを有するHC吸着剤と、
このHC吸着剤の上流側に配置された三元触媒装置と、
この三元触媒装置の上流側に設けられた上流側空燃比検
出手段および上記HC吸着剤の下流側に設けられた下流
側空燃比検出手段と、上記HC吸着剤の脱離時に、上流
側空燃比検出手段における検出空燃比と下流側空燃比検
出手段における検出空燃比とに基づいて推定される脱離
HC量からHC吸着剤の劣化を診断する劣化診断手段
と、を備えてなるHC吸着剤の劣化診断装置において、
診断時に、上記三元触媒装置の酸素ストレージ能力を飽
和状態とする酸素供給手段を備えていることを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, a deterioration diagnosing device for an HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 1 is installed in an exhaust system of the internal combustion engine and has an adsorbing action at a low temperature. And an HC adsorbent having a desorption action at high temperature,
A three-way catalyst device arranged upstream of the HC adsorbent,
The upstream air-fuel ratio detecting means provided on the upstream side of the three-way catalyst device and the downstream air-fuel ratio detecting means provided on the downstream side of the HC adsorbent, and the upstream air-fuel ratio detecting means when the HC adsorbent is desorbed. An HC adsorbent comprising: a deterioration diagnosis means for diagnosing deterioration of the HC adsorbent from the desorbed HC amount estimated based on the detected air-fuel ratio in the fuel ratio detection means and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detection means. In the deterioration diagnosis device of
At the time of diagnosis, an oxygen supply means for bringing the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device into a saturated state is provided.

【0009】また、請求項8に係る内燃機関におけるH
C吸着剤の劣化診断方法は、内燃機関の排気系に介装さ
れ、低温時に吸着作用を、高温時に脱離作用をそれぞれ
行うHC吸着剤と、このHC吸着剤の上流側に配置され
た三元触媒装置と、この三元触媒装置の上流側に設けら
れた上流側空燃比検出手段および上記HC吸着剤の下流
側に設けられた下流側空燃比検出手段と、を備え、上記
HC吸着剤の脱離時に、上流側空燃比検出手段における
検出空燃比と上記下流側空燃比検出手段における検出空
燃比とに基づいて脱離HC量を推定し、この脱離HC量
からHC吸着剤の劣化を診断するHC吸着剤の劣化診断
方法において、上記三元触媒装置に過剰な酸素を付与し
て酸素ストレージ能力を強制的に飽和状態とした後に、
両空燃比検出手段における検出空燃比に基づく劣化診断
を行うことを特徴としている。
Further, H in the internal combustion engine according to claim 8
A method for diagnosing deterioration of a C adsorbent is provided by an HC adsorbent that is interposed in an exhaust system of an internal combustion engine and that performs an adsorbing action at a low temperature and a desorbing action at a high temperature, and a three-component disposed on the upstream side of the HC adsorbent. The above-mentioned HC adsorbent, comprising a source catalyst device, upstream air-fuel ratio detection means provided upstream of the three-way catalyst device, and downstream air-fuel ratio detection means provided downstream of the HC adsorbent. At the time of desorption, the desorbed HC amount is estimated based on the detected air-fuel ratio in the upstream side air-fuel ratio detection means and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detection means, and the HC adsorbent deterioration from the desorbed HC amount. In the method for diagnosing deterioration of the HC adsorbent for diagnosing, the excess oxygen is applied to the three-way catalyst device to forcibly bring the oxygen storage capacity to a saturated state,
It is characterized in that deterioration diagnosis is performed based on the detected air-fuel ratio in both air-fuel ratio detection means.

【0010】このように三元触媒装置に十分な酸素を与
えて酸素ストレージ能力が飽和した状態としておけば、
理論空燃比もしくはリーン空燃比の下でHCの脱離が行
われるときに、酸素ストレージ作用による三元触媒装置
前後の空燃比変化がなく、上流側空燃比検出手段と下流
側空燃比検出手段とで検出される空燃比の差は、HC吸
着剤からの脱離HCのみによるものとなる。従って、上
流側空燃比検出手段が三元触媒装置の上流側にあって
も、脱離HC量ひいてはHC吸着剤の劣化状態を精度よ
く検出できる。
As described above, if sufficient oxygen is supplied to the three-way catalyst device so that the oxygen storage capacity is saturated,
When HC is desorbed under the stoichiometric air-fuel ratio or lean air-fuel ratio, there is no change in the air-fuel ratio before and after the three-way catalyst device due to the oxygen storage action, and the upstream-side air-fuel ratio detecting means and the downstream-side air-fuel ratio detecting means are used. The difference in the air-fuel ratio detected in 1 is due only to the desorbed HC from the HC adsorbent. Therefore, even if the upstream side air-fuel ratio detecting means is on the upstream side of the three-way catalyst device, it is possible to accurately detect the amount of desorbed HC and thus the deterioration state of the HC adsorbent.

【0011】上記の酸素の供給は、例えば、請求項2の
ように、空燃比を一時的にリーン化する空燃比制御手段
によって達成することができる。このほか、排気系に2
次空気を供給する2次空気供給装置によっても実現でき
る。また、この酸素の供給は、例えば、酸素ストレージ
能力が飽和するのに十分な一定時間もしくは一定期間、
あるいは一定量行うようにしてもよく、あるいは、後述
のように、そのときの三元触媒装置の酸素ストレージ量
を逐次検出し、これが飽和するまで行うようにしてもよ
い。
The above-mentioned supply of oxygen can be achieved by, for example, an air-fuel ratio control means for temporarily making the air-fuel ratio lean. In addition, 2 in the exhaust system
It can also be realized by a secondary air supply device that supplies secondary air. Further, the supply of oxygen may be, for example, a fixed time or a fixed period sufficient to saturate the oxygen storage capacity,
Alternatively, a fixed amount may be performed, or, as described later, the oxygen storage amount of the three-way catalyst device at that time may be sequentially detected and performed until it is saturated.

【0012】また請求項2の発明をさらに具体化した請
求項3の発明では、上記空燃比制御手段は、上記劣化診
断手段による診断の終了まで空燃比をリーンに保持する
ようになっている。
Further, in the invention of claim 3 which further embodies the invention of claim 2, the air-fuel ratio control means keeps the air-fuel ratio lean until the end of the diagnosis by the deterioration diagnosis means.

【0013】このようにリーンに保った状態でHCの脱
離を行い、HC吸着剤の劣化診断を行うようにすれば、
酸素ストレージ作用による診断精度の低下が一層確実に
回避されるとともに、脱離したHCが良好に浄化され
る。
If the HC is desorbed in the lean state and the deterioration of the HC adsorbent is diagnosed,
The deterioration of the diagnostic accuracy due to the oxygen storage action can be more surely avoided, and the desorbed HC can be satisfactorily purified.

【0014】また請求項2の発明を具体化した請求項4
の発明では、上記空燃比制御手段は、三元触媒装置の酸
素ストレージ能力が飽和状態となるまで空燃比をリーン
化し、上記劣化診断手段による診断開始とともに理論空
燃比に戻すようになっている。
A fourth aspect embodying the invention of the second aspect.
In the invention, the air-fuel ratio control means makes the air-fuel ratio lean until the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device becomes saturated, and returns to the stoichiometric air-fuel ratio when the diagnosis by the deterioration diagnosis means is started.

【0015】このように酸素ストレージ能力を飽和させ
た後、理論空燃比の下でHCの脱離を行い、HC吸着剤
の劣化診断を行うようにすれば、リーン状態を継続する
ことによるNOxの増加が回避される。
After saturating the oxygen storage capacity in this way, HC is desorbed under the stoichiometric air-fuel ratio and the deterioration of the HC adsorbent is diagnosed. The increase is avoided.

【0016】また、請求項5の発明は、上記上流側空燃
比検出手段により検出された空燃比と吸入空気量とに基
づいて三元触媒装置における実際の酸素ストレージ量を
逐次推定する実酸素ストレージ量推定手段を備えてお
り、この推定した実酸素ストレージ量に基づいて酸素ス
トレージ能力の飽和を判定するようになっている。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, the actual oxygen storage for sequentially estimating the actual oxygen storage amount in the three-way catalytic converter on the basis of the air-fuel ratio detected by the upstream side air-fuel ratio detection means and the intake air amount. An amount estimating means is provided, and the saturation of the oxygen storage capacity is determined based on the estimated actual oxygen storage amount.

【0017】すなわち、リーン状態の排気が三元触媒装
置に流入すれば、三元触媒装置の酸素ストレージ量は増
加し、逆に、リッチ状態の排気が流入すれば、酸素スト
レージ量は減少する。従って、上流側の空燃比と排気量
つまり吸入空気量とによって実酸素ストレージ量を逐次
推定することが可能である。そして、この実酸素ストレ
ージ量が所定の酸素ストレージ能力に達しているか否か
によって飽和状態を判定することができる。
That is, if lean exhaust gas flows into the three-way catalyst device, the oxygen storage amount of the three-way catalyst device increases, and conversely, if rich exhaust gas flows in, the oxygen storage amount decreases. Therefore, it is possible to sequentially estimate the actual oxygen storage amount based on the upstream air-fuel ratio and the exhaust gas amount, that is, the intake air amount. Then, the saturated state can be determined by whether or not this actual oxygen storage amount has reached a predetermined oxygen storage capacity.

【0018】ここで、飽和しているか否かの判定基準と
なる三元触媒装置の酸素ストレージ能力は、固定値とし
て取り扱ってもよいが、実際には、触媒の劣化に伴って
酸素ストレージ能力が低下してくるので、これを考慮す
ることが望ましい。触媒の劣化は、例えば、運転時間や
その運転条件(負荷、回転数)等の運転履歴によって推
定することができるが、請求項6のようにして検出する
ことも可能である。
Here, the oxygen storage capacity of the three-way catalytic converter, which is a criterion for determining whether or not it is saturated, may be treated as a fixed value, but in reality, the oxygen storage capacity is deteriorated as the catalyst deteriorates. Since it will decrease, it is desirable to consider this. The catalyst deterioration can be estimated, for example, by the operation history such as the operation time and the operation conditions (load, rotation speed) or the like, but can be detected as in claim 6.

【0019】すなわち、請求項6の発明は、上記三元触
媒装置が活性状態にある通常の運転中に、上記上流側空
燃比検出手段の検出信号の変化と下流側空燃比検出手段
の検出信号の変化との関係から三元触媒装置の酸素スト
レージ能力を推定する酸素ストレージ能力推定手段を備
えていることを特徴としている。
That is, in the sixth aspect of the invention, during normal operation in which the three-way catalyst device is in the active state, the change in the detection signal of the upstream side air-fuel ratio detecting means and the detection signal of the downstream side air-fuel ratio detecting means are performed. The oxygen storage capacity estimation means for estimating the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device from the relationship with the change of

【0020】内燃機関の空燃比が例えば空燃比フィード
バック制御によって周期的に変動する場合、上流側空燃
比検出手段の検出信号は、これに応じて周期的に変化す
るが、三元触媒装置の下流側では、酸素ストレージ作用
によって空燃比変化が非常に緩慢なものとなる。しか
し、触媒が劣化し、酸素ストレージ能力が低くなると、
三元触媒装置の下流側の空燃比変化が、上流側での空燃
比変化に近似したものとなってくる。従って、両者の関
係から、実際の酸素ストレージ能力を推定することが可
能である。特に、この方法では、HC吸着剤の劣化診断
のための上流側空燃比検出手段および下流側空燃比検出
手段をそのまま利用して酸素ストレージ能力の推定が行
える。
When the air-fuel ratio of the internal combustion engine fluctuates cyclically by, for example, air-fuel ratio feedback control, the detection signal of the upstream side air-fuel ratio detecting means changes cyclically in response to this, but is downstream of the three-way catalytic converter. On the side, the air-fuel ratio change becomes very slow due to the oxygen storage effect. However, when the catalyst deteriorates and the oxygen storage capacity becomes low,
The change in the air-fuel ratio on the downstream side of the three-way catalyst device becomes close to the change in the air-fuel ratio on the upstream side. Therefore, it is possible to estimate the actual oxygen storage capacity from the relationship between the two. In particular, in this method, the oxygen storage capacity can be estimated using the upstream side air-fuel ratio detecting means and the downstream side air-fuel ratio detecting means for diagnosing the deterioration of the HC adsorbent as they are.

【0021】一方、請求項7の内燃機関におけるHC吸
着剤の劣化診断装置は、内燃機関の排気系に介装され、
低温時の吸着作用と高温時の脱離作用とを有するHC吸
着剤と、このHC吸着剤の上流側および下流側にそれぞ
れ設けられた空燃比検出手段と、 上記HC吸着剤の脱
離時に、上記上流側空燃比検出手段により検出された空
燃比と吸入空気量とに基づいて三元触媒装置における実
際の酸素ストレージ量を逐次推定する実酸素ストレージ
量推定手段と、この推定した実酸素ストレージ量が0も
しくは酸素ストレージ能力飽和状態に達しているときは
上流側空燃比検出手段による検出空燃比を、実酸素スト
レージ量が酸素ストレージ能力の範囲内であるときは理
論空燃比を、HC吸着剤入口側の空燃比であるとして出
力する吸着剤入口側空燃比推定手段と、この推定した吸
着剤入口側空燃比と上記下流側空燃比検出手段における
検出空燃比とに基づいて脱離HC量を推定し、該脱離H
C量からHC吸着剤の劣化を診断する劣化診断手段と、
を備えて構成されている。
On the other hand, the deterioration diagnosing device for HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 7 is provided in an exhaust system of the internal combustion engine,
An HC adsorbent having an adsorbing action at a low temperature and a desorbing action at a high temperature, air-fuel ratio detecting means respectively provided on the upstream side and the downstream side of the HC adsorbent, and when desorbing the HC adsorbent, An actual oxygen storage amount estimating means for sequentially estimating the actual oxygen storage amount in the three-way catalyst device based on the air-fuel ratio detected by the upstream side air-fuel ratio detecting means and the intake air amount, and the estimated actual oxygen storage amount Is 0 or has reached the oxygen storage capacity saturation state, the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio detection means, the theoretical air-fuel ratio when the actual oxygen storage amount is within the oxygen storage capacity, the HC adsorbent inlet Based on the adsorbent inlet side air-fuel ratio estimating means for outputting as the side air-fuel ratio and the estimated adsorbent inlet side air-fuel ratio and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detecting means. Estimate the amount of desorbed HC,
Deterioration diagnosis means for diagnosing the deterioration of the HC adsorbent from the C amount,
It is configured with.

【0022】この発明は、三元触媒装置の酸素ストレー
ジ能力を強制的に飽和させることなく、HC吸着剤入口
側つまり三元触媒装置とHC吸着剤との間における空燃
比を推定することで、HC吸着剤からの脱離HC量の検
出精度を高めるようにしたものである。
The present invention estimates the air-fuel ratio on the HC adsorbent inlet side, that is, between the three-way catalyst device and the HC adsorbent without forcibly saturating the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device. The detection accuracy of the amount of desorbed HC from the HC adsorbent is improved.

【0023】図1は、酸素ストレージ作用による三元触
媒装置上流側および下流側の空燃比の関係を示したもの
である。同図において、(A)は三元触媒装置上流側の
空燃比(通常は内燃機関自体の空燃比に相当する)を、
(B)は三元触媒装置下流側の空燃比を、(C)は三元
触媒装置の実酸素ストレージ量を、それぞれ示してい
る。この図に示すように、上流側の空燃比がリーンとな
ると、実酸素ストレージ量が増加していくが、この実酸
素ストレージ量が酸素ストレージ能力の飽和レベルに達
するまでは、三元触媒装置で酸素が吸収される結果、下
流側の空燃比は、リーンとはならず、理論空燃比に保た
れる。そして、酸素ストレージ能力が飽和すると、下流
側の空燃比も上流側空燃比と同じくリーンとなる。特
に、酸素ストレージ能力が飽和している間は、下流側空
燃比は上流側空燃比と同一となる。
FIG. 1 shows the relationship between the air-fuel ratios on the upstream side and the downstream side of the three-way catalytic converter due to the oxygen storage action. In the figure, (A) shows the air-fuel ratio on the upstream side of the three-way catalyst device (usually equivalent to the air-fuel ratio of the internal combustion engine itself),
(B) shows the air-fuel ratio on the downstream side of the three-way catalyst device, and (C) shows the actual oxygen storage amount of the three-way catalyst device. As shown in this figure, when the air-fuel ratio on the upstream side becomes lean, the actual oxygen storage amount increases, but until the actual oxygen storage amount reaches the saturation level of the oxygen storage capacity, the three-way catalyst device is used. As a result of absorbing oxygen, the air-fuel ratio on the downstream side does not become lean but is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Then, when the oxygen storage capacity is saturated, the air-fuel ratio on the downstream side becomes lean as well as the air-fuel ratio on the upstream side. In particular, while the oxygen storage capacity is saturated, the downstream air-fuel ratio becomes the same as the upstream air-fuel ratio.

【0024】また、上流側の空燃比がリッチとなった場
合でも、実酸素ストレージ量が0となるまでは、三元触
媒装置から酸素が放出される結果、下流側の空燃比は、
リッチとはならず、理論空燃比に保たれる。そして、実
酸素ストレージ量が0となると直ちに下流側空燃比もリ
ッチとなる。実酸素ストレージ量が0である限りは、下
流側空燃比は上流側空燃比と同一の値となる。
Even when the air-fuel ratio on the upstream side becomes rich, oxygen is released from the three-way catalytic converter until the actual oxygen storage amount becomes 0, so that the air-fuel ratio on the downstream side becomes
It is not rich and is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. Then, as soon as the actual oxygen storage amount becomes 0, the downstream side air-fuel ratio also becomes rich. As long as the actual oxygen storage amount is 0, the downstream side air-fuel ratio becomes the same value as the upstream side air-fuel ratio.

【0025】要するに、実酸素ストレージ量が酸素スト
レージ能力の範囲内で増減変化している状況では、三元
触媒装置下流側の空燃比は、上流側の空燃比に拘わらず
理論空燃比であり、実酸素ストレージ量が0あるいは飽
和状態では、上流側の空燃比の変化がそのまま下流側の
空燃比に現れることになる。
In short, when the actual oxygen storage amount is increasing / decreasing within the range of oxygen storage capacity, the air-fuel ratio on the downstream side of the three-way catalyst device is the theoretical air-fuel ratio regardless of the air-fuel ratio on the upstream side. When the actual oxygen storage amount is 0 or saturated, the change in the upstream air-fuel ratio appears in the downstream air-fuel ratio as it is.

【0026】本発明では、上述した請求項5と同様の実
酸素ストレージ量推定手段によって実酸素ストレージ量
が逐次推定される。そして、この実酸素ストレージ量と
所定の酸素ストレージ能力との関係から、吸着剤入口側
空燃比推定手段によって、HC吸着剤の入口側の空燃比
が推定される。従って、三元触媒装置の酸素ストレージ
作用の影響を排除した形で脱離HC量の検出を行うこと
ができ、HC吸着剤の劣化診断の精度が高くなる。
In the present invention, the actual oxygen storage amount estimating means similar to the above-mentioned claim 5 successively estimates the actual oxygen storage amount. Then, from the relationship between the actual oxygen storage amount and the predetermined oxygen storage capacity, the adsorbent inlet-side air-fuel ratio estimating means estimates the air-fuel ratio on the inlet side of the HC adsorbent. Therefore, the amount of desorbed HC can be detected while eliminating the effect of the oxygen storage action of the three-way catalyst device, and the accuracy of the deterioration diagnosis of the HC adsorbent becomes high.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1〜6もしくは請求項8に係るH
C吸着剤の劣化診断装置もしくは診断方法によれば、三
元触媒装置の酸素ストレージ能力を飽和させた状態でH
C脱離量に基づく劣化診断が行われるので、HC吸着剤
の上流側に三元触媒装置が配置された内燃機関の排気系
においても、酸素ストレージ作用の影響を排除でき、三
元触媒装置上流側とHC吸着剤下流側との2カ所の空燃
比の検出に基づいて一層精度よく劣化診断を行うことが
できる。
EFFECTS OF THE INVENTION H according to claims 1 to 6 or 8
According to the deterioration diagnosing device or the diagnosing method of the C adsorbent, H
Since the deterioration diagnosis based on the amount of desorbed C is performed, the influence of the oxygen storage action can be eliminated even in the exhaust system of the internal combustion engine in which the three-way catalyst device is arranged on the upstream side of the HC adsorbent. The deterioration diagnosis can be performed with higher accuracy based on the detection of the air-fuel ratios at two locations on the downstream side and the HC adsorbent downstream side.

【0028】また請求項5の発明によれば、実酸素スト
レージ量を逐次推定するので、酸素ストレージ能力が飽
和するまでの酸素の供給、例えばリーン化する期間を、
過不足のない一層適切なものとすることができ、確実に
飽和させた状態で診断を行うことができる。
Further, according to the invention of claim 5, since the actual oxygen storage amount is sequentially estimated, the supply of oxygen until the oxygen storage capacity is saturated, for example, the period of leaning,
It can be more appropriate without excess and deficiency, and diagnosis can be performed in a surely saturated state.

【0029】さらに請求項6の発明によれば、触媒の劣
化に伴って減少する酸素ストレージ能力を、上流側空燃
比検出手段と下流側空燃比検出手段とを利用して検出す
るので、飽和状態を一層確実に判定できる。
Further, according to the sixth aspect of the present invention, the oxygen storage capacity, which decreases with the deterioration of the catalyst, is detected by utilizing the upstream side air-fuel ratio detecting means and the downstream side air-fuel ratio detecting means. Can be determined more reliably.

【0030】また請求項7の発明によれば、酸素ストレ
ージ能力を強制的に飽和させるための手段が不要であ
り、例えば、空燃比のリーン化に伴う不具合を生じるこ
とがなく、また特別なセンサ等の付加を必要とせずに、
診断の精度を高めることができる。
Further, according to the invention of claim 7, means for forcibly saturating the oxygen storage capacity is not required, and for example, no trouble occurs due to lean air-fuel ratio, and a special sensor is used. Without needing to add
The accuracy of diagnosis can be improved.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0032】図2は、この発明に係る内燃機関1の排気
系の構成を示しており、排気通路2の比較的上流位置、
例えば排気マニホルドの出口部に、三元触媒装置3が介
装されているとともに、この三元触媒装置3よりも下流
側に、HC吸着剤4が介装されている。このHC吸着剤
4は、例えばゼオライト等の吸着剤成分を貴金属等の触
媒成分とともにセラミックス等の担体にコーティングし
て担持させたものであり、所定の脱離温度(例えば20
0℃)よりも低い低温時には、排気中のHCを吸着する
吸着作用を有し、また脱離温度以上の高温時には、逆
に、吸着していたHCを脱離する脱離作用を有してい
る。なお、HC吸着剤4としては、触媒成分を含まない
構成のものであってもよい。また、HC吸着剤4のさら
に下流側に第2の三元触媒装置を設けることも可能であ
る。
FIG. 2 shows the structure of the exhaust system of the internal combustion engine 1 according to the present invention.
For example, the three-way catalyst device 3 is provided at the outlet of the exhaust manifold, and the HC adsorbent 4 is provided downstream of the three-way catalyst device 3. The HC adsorbent 4 is obtained by coating an adsorbent component such as zeolite with a catalyst component such as a noble metal on a carrier such as ceramics and supporting it at a predetermined desorption temperature (for example, 20
When the temperature is lower than 0 ° C), it has an adsorbing action to adsorb HC in exhaust gas, and at a high temperature above the desorption temperature, on the contrary, it has a desorbing action to desorb adsorbed HC. There is. Note that the HC adsorbent 4 may be one that does not contain a catalyst component. It is also possible to provide a second three-way catalyst device further downstream of the HC adsorbent 4.

【0033】上記三元触媒装置3の上流側には、上流側
空燃比検出手段として、上流側空燃比センサ5が配置さ
れており、上記HC吸着剤4の下流側には、下流側空燃
比検出手段として、下流側空燃比センサ6が配置されて
いる。これらの空燃比センサ5,6は、例えば、空燃比
の値を連続的に検出し得る酸素ポンプ型のものが用いら
れており、後述するように、上流側空燃比センサ5が検
出した空燃比に基づいて空燃比フィードバック制御が行
われる。そして、下流側空燃比センサ6の検出信号は、
この上流側空燃比センサ5を用いた空燃比制御の精度を
高めるために、制御系の片寄りを学習補正する際に用い
られるほか、後述するように、三元触媒装置3の劣化つ
まり酸素ストレージ能力の推定や、HC吸着剤4の劣化
診断に用いられる。なお、上流側空燃比センサ5に代え
て、空燃比がリーンであるかリッチであるかを検出する
2センサを用いることもできる。
An upstream air-fuel ratio sensor 5 is arranged as upstream air-fuel ratio detecting means on the upstream side of the three-way catalyst device 3, and a downstream air-fuel ratio is provided downstream of the HC adsorbent 4. A downstream air-fuel ratio sensor 6 is arranged as a detection means. These air-fuel ratio sensors 5, 6 are, for example, oxygen pump type sensors that can continuously detect the value of the air-fuel ratio, and as will be described later, the air-fuel ratio detected by the upstream side air-fuel ratio sensor 5 is used. The air-fuel ratio feedback control is performed based on Then, the detection signal of the downstream side air-fuel ratio sensor 6 is
In order to improve the accuracy of the air-fuel ratio control using the upstream side air-fuel ratio sensor 5, it is used for learning correction of deviation of the control system, and as will be described later, deterioration of the three-way catalyst device 3, that is, oxygen storage. It is used for estimating the capacity and diagnosing the deterioration of the HC adsorbent 4. Instead of the upstream air-fuel ratio sensor 5, an O 2 sensor that detects whether the air-fuel ratio is lean or rich can be used.

【0034】上記の両空燃比センサ5,6の検出信号
は、エンジンコントロールユニット7に入力されてい
る。また、機関の運転条件を検出するために、エアフロ
メータ8、クランク角センサ9、水温センサ10等の種
々のセンサ類が設けられており、それぞれの検出信号
は、同様にエンジンコントロールユニット7に入力され
ている。
The detection signals of the both air-fuel ratio sensors 5 and 6 are input to the engine control unit 7. Further, various sensors such as an air flow meter 8, a crank angle sensor 9 and a water temperature sensor 10 are provided to detect the operating conditions of the engine, and respective detection signals are similarly input to the engine control unit 7. Has been done.

【0035】そして、内燃機関1の吸気通路11には、
各気筒の吸気弁へ向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁
12が設けられており、エンジンコントロールユニット
7は、この燃料噴射弁12による燃料噴射量や噴射時期
あるいは図示せぬ点火プラグによる点火時期等を総合的
に制御している。
In the intake passage 11 of the internal combustion engine 1,
A fuel injection valve 12 for injecting and supplying fuel to the intake valve of each cylinder is provided, and the engine control unit 7 controls the fuel injection amount and injection timing of the fuel injection valve 12 or the ignition timing of an ignition plug (not shown). Etc. are controlled comprehensively.

【0036】この内燃機関1の排気浄化は、基本的には
三元触媒装置3によって行われるものであり、空燃比が
フィードバック制御によって基本的に理論空燃比に保持
され、かつ三元触媒装置3の触媒作用によって酸化およ
び還元がなされる。そして、この三元触媒装置3は、触
媒活性温度に達していないと触媒作用を発揮できない
が、冷間始動直後のような低温時に内燃機関1から排出
されるHCは、HC吸着剤4に吸着され、除去される。
この一旦吸着されたHCは、HC吸着剤4が高温とな
り、所定の脱離温度に達した段階で再び脱離する。
The exhaust gas purification of the internal combustion engine 1 is basically performed by the three-way catalyst device 3, and the air-fuel ratio is basically maintained at the stoichiometric air-fuel ratio by the feedback control, and the three-way catalyst device 3 is used. Oxidation and reduction are performed by the catalytic action of. The three-way catalyst device 3 cannot exert its catalytic action unless the catalyst activation temperature is reached, but the HC discharged from the internal combustion engine 1 at a low temperature such as immediately after cold start is adsorbed by the HC adsorbent 4. And removed.
The once adsorbed HC is desorbed again when the HC adsorbent 4 reaches a high temperature and reaches a predetermined desorption temperature.

【0037】ここで、上記HC吸着剤4が劣化してくる
と、冷間時に吸着されるHC量が減少するが、この吸着
されたHC量は、基本的に、その後脱離するHC量に等
しいので、脱離HC量を空燃比変化から推定することに
よって、劣化の程度を診断することができるのである。
When the HC adsorbent 4 deteriorates, the amount of HC adsorbed in the cold state decreases, but the amount of adsorbed HC basically becomes the amount of HC desorbed thereafter. Therefore, the degree of deterioration can be diagnosed by estimating the desorbed HC amount from the change in the air-fuel ratio.

【0038】次に、図3以降のフローチャートに基づい
て、具体的なHC吸着剤4の劣化診断について説明す
る。
Next, a concrete deterioration diagnosis of the HC adsorbent 4 will be described with reference to the flow charts of FIG. 3 and thereafter.

【0039】まず図3および図4は、基本的な燃料噴射
量の制御に関連する部分のフローチャートであって、こ
れらのルーチンは、時間同期もしくはクランク角同期で
繰り返し実行される。図3は、フィードバック補正係数
αを決定するルーチンであって、ステップ1で所定のフ
ィードバック制御条件であるか否かが機関運転条件や冷
却水温等に基づいて判別され、例えば低水温時等、フィ
ードバック制御条件でない場合には、ステップ3へ進ん
で、補正係数αを1に固定し、またフィードバック制御
条件である場合には、ステップ2へ進んで、補正係数α
の演算を行う。この実施例では、上流側空燃比センサ5
によって検出された実空燃比と設定空燃比(目標空燃
比)との偏差を設定空燃比で除して、微小な補正量を求
め、これを前回の補正係数α(αold)に加算して新
たな補正係数α(αnew)としている。これにより偏
差に応じたフィードバック補正が加えられることにな
る。なお、図中、「空燃比」をいずれも「A/F」と略
記してある。
First, FIGS. 3 and 4 are flowcharts of a portion related to the basic control of the fuel injection amount, and these routines are repeatedly executed in time synchronization or crank angle synchronization. FIG. 3 is a routine for determining the feedback correction coefficient α, and it is determined in step 1 whether or not the predetermined feedback control condition is satisfied based on the engine operating condition, the cooling water temperature, and the like. If it is not the control condition, the process proceeds to step 3 to fix the correction coefficient α to 1, and if it is the feedback control condition, the process proceeds to step 2 to correct the correction coefficient α.
Is calculated. In this embodiment, the upstream air-fuel ratio sensor 5
The deviation between the actual air-fuel ratio detected by and the set air-fuel ratio (target air-fuel ratio) is divided by the set air-fuel ratio to obtain a minute correction amount, which is added to the previous correction coefficient α (αold) Correction coefficient α (αnew). Thereby, the feedback correction according to the deviation is added. In addition, in the figure, all "air-fuel ratios" are abbreviated as "A / F".

【0040】図4は燃料噴射量の演算のルーチンであ
り、ステップ11でエアフロメータ8の出力信号をA/
D変換するとともに、リニアライズして、吸入空気量Q
aを求める。次に、ステップ12で基本燃料噴射量Tp
を、この吸入空気量Qaと機関回転数Nとを用いて、T
p=Qa×K/Nとして求める。なお、Kは、定数であ
る。そして、ステップ13で、燃料噴射弁12に与える
実際の噴射パルス幅Tiを、Ti=Tp×COEF×α
+Tsとして求める。ここで、COEFは、水温等に基
づく各種増量補正係数、Tsは、バッテリ電圧に対する
電圧補正分である。
FIG. 4 is a routine for calculating the fuel injection amount. In step 11, the output signal of the air flow meter 8 is set to A /
Intake air amount Q with D conversion and linearization
Find a. Next, in step 12, the basic fuel injection amount Tp
Using the intake air amount Qa and the engine speed N,
It is determined as p = Qa × K / N. Note that K is a constant. Then, in step 13, the actual injection pulse width Ti given to the fuel injection valve 12 is Ti = Tp × COEF × α
Calculate as + Ts. Here, COEF is various increase correction coefficients based on water temperature and the like, and Ts is a voltage correction amount with respect to the battery voltage.

【0041】次に図5は、三元触媒装置3の劣化を考慮
した最大酸素ストレージ量つまり酸素ストレージ能力a
を求めるルーチンである。このルーチンは、内燃機関1
の暖機が完了した後の定常運転条件の下で実行されるも
のであり、1回の運転について1回行うだけでもよく、
あるいは繰り返し実行するようにしてもよい。
Next, FIG. 5 shows the maximum oxygen storage amount in consideration of the deterioration of the three-way catalyst device 3, that is, the oxygen storage capacity a.
Is a routine for obtaining. This routine is executed by the internal combustion engine 1
Is executed under steady operating conditions after the completion of the warm-up of the above, and it may be performed only once for each operation,
Alternatively, it may be repeatedly executed.

【0042】ステップ21では、上流側空燃比センサ5
の検出空燃比がリッチ,リーンに所定回数(M回)反転
する間における下流側空燃比センサ6の検出空燃比のリ
ッチ,リーンの反転回数Lをカウントする。そして、ス
テップ22で、図12に示すような特性の所定のテーブ
ルに基づき、反転回数Lに対応する酸素ストレージ能力
aを求める。つまり、三元触媒装置3の触媒が劣化して
いなければ、上流側で空燃比が変化しても、下流側では
非常に緩慢に変化するため、反転回数Lは少ない。これ
に対し、三元触媒装置3の触媒が劣化していると、下流
側でも上流側と同様の空燃比変化が現れるようになるの
で、反転回数Lは上流側の反転回数Mに近づく。このよ
うな特性を利用して、三元触媒装置3の実際の酸素スト
レージ能力aを求めることができる。
In step 21, the upstream air-fuel ratio sensor 5
The rich / lean reversal number L of the detected air-fuel ratio of the downstream side air-fuel ratio sensor 6 is counted while the detected air-fuel ratio is reversed to the rich / lean predetermined number of times (M times). Then, in step 22, the oxygen storage capacity a corresponding to the number L of inversions is obtained based on a predetermined table of characteristics as shown in FIG. In other words, if the catalyst of the three-way catalyst device 3 is not deteriorated, even if the air-fuel ratio changes on the upstream side, it changes very slowly on the downstream side, so the number of reversals L is small. On the other hand, when the catalyst of the three-way catalyst device 3 is deteriorated, the same change in the air-fuel ratio as in the upstream side appears on the downstream side as well, so the reversal number L approaches the reversal number M on the upstream side. By using such characteristics, the actual oxygen storage capacity a of the three-way catalyst device 3 can be obtained.

【0043】この方法では、両空燃比センサ5,6を利
用して実際の酸素ストレージ能力aを検出できるので、
非常に簡単に実現できる。なお、上流側の空燃比のリッ
チ,リーンの反転は、上記の空燃比フィードバック制御
による変化をそのまま利用してもよく、あるいは特定の
運転条件のときに、一定期間強制的に空燃比を変化させ
るようにしてもよい。
In this method, since the actual oxygen storage capacity a can be detected by utilizing both air-fuel ratio sensors 5 and 6,
Very easy to achieve. In addition, for the rich / lean reversal of the upstream side air-fuel ratio, the change due to the above-mentioned air-fuel ratio feedback control may be used as it is, or under a specific operating condition, the air-fuel ratio is forcibly changed for a certain period. You may do it.

【0044】このようにして求めた酸素ストレージ能力
aの値は、後述するように、次回の始動後のHC吸着剤
4の診断の際に用いられる。
The value of the oxygen storage capacity a thus obtained is used in the diagnosis of the HC adsorbent 4 after the next start, as described later.

【0045】なお、内燃機関1の運転履歴、総運転時間
等によっても三元触媒装置3の劣化の程度はある程度推
定できるので、これらに基づいて、酸素ストレージ能力
aを定めることもできる。
The degree of deterioration of the three-way catalytic converter 3 can be estimated to some extent based on the operating history of the internal combustion engine 1, the total operating time, etc., and the oxygen storage capacity a can be determined based on these.

【0046】次に図6は、三元触媒装置3の実酸素スト
レージ量O2Sを演算するルーチンを示すフローチャー
トである。このルーチンは、時間に同期して繰り返し実
行される。
Next, FIG. 6 is a flowchart showing a routine for calculating the actual oxygen storage amount O2S of the three-way catalyst device 3. This routine is repeatedly executed in synchronization with time.

【0047】すなわち、三元触媒装置3に流入する排気
中の酸素の過不足をステップ31において繰り返し加減
算することにより、そのときの実酸素ストレージ量O2
Sを推定している。具体的には、ステップ31では、上
流側空燃比センサ5により検出された実空燃比と理論空
燃比との差に、そのときの吸入空気量Qaおよび所定の
定数kを乗じ、これを前回の実酸素ストレージ量(O2
Sold)に加算して、新たな実酸素ストレージ量(O
2Snew)を求めている。つまり、実空燃比のリーン
の状態が続けば、実酸素ストレージ量O2Sは徐々に増
加し、逆にリッチの状態が続けば、実酸素ストレージ量
O2Sは徐々に減少する。
That is, the excess / deficiency of oxygen in the exhaust gas flowing into the three-way catalyst device 3 is repeatedly added / subtracted in step 31 to obtain the actual oxygen storage amount O2 at that time.
S is estimated. Specifically, in step 31, the difference between the actual air-fuel ratio detected by the upstream side air-fuel ratio sensor 5 and the stoichiometric air-fuel ratio is multiplied by the intake air amount Qa at that time and a predetermined constant k, and this is calculated as Actual oxygen storage amount (O2
Sold) to add a new actual oxygen storage amount (O
2Snew). That is, if the lean state of the actual air-fuel ratio continues, the actual oxygen storage amount O2S gradually increases, and conversely, if the rich state continues, the actual oxygen storage amount O2S gradually decreases.

【0048】そして、ステップ32では、算出した値
を、実酸素ストレージ量O2Sの上限となる酸素ストレ
ージ能力aと比較しており、算出した値がこれ以上であ
った場合には、ステップ33で、実酸素ストレージ量O
2Sとして上限値aを設定する。同様に、算出した値が
負の値であった場合には、実酸素ストレージ量O2Sと
して0を設定するようにしている(ステップ34,3
5)。なお、HC吸着剤4の診断を行う始動直後の段階
では、図5のフローチャートによる酸素ストレージ能力
の推定を十分に行えない可能性があるので、酸素ストレ
ージ能力aの値としては、上述したように、前回の運転
の際に求めておいた値を用いるとよい。
Then, in step 32, the calculated value is compared with the oxygen storage capacity a which is the upper limit of the actual oxygen storage amount O2S. If the calculated value is more than this, in step 33, Actual oxygen storage amount O
The upper limit value a is set as 2S. Similarly, when the calculated value is a negative value, 0 is set as the actual oxygen storage amount O2S (steps 34 and 3).
5). At the stage immediately after the start of diagnosing the HC adsorbent 4, there is a possibility that the oxygen storage capacity can not be sufficiently estimated according to the flowchart of FIG. 5, so the value of the oxygen storage capacity a is as described above. , It is recommended to use the value obtained at the previous driving.

【0049】次に図7は、HC吸着剤4からHCが脱離
する条件(脱離条件)であるか否かを判定するルーチン
である。このルーチンは、やはり時間に同期して繰り返
し実行される。HCの脱離は、主にHC吸着剤4の温度
に依存するので、この実施例では、排気温度ならびこの
排気温度によるHC吸着剤4の温度上昇を推定し、この
HC吸着剤4の温度が一定範囲にあるときに脱離条件で
あると判定している。具体的には、ステップ41で、機
関回転数Nと負荷に相当する基本燃料噴射量Tpとか
ら、演算もしくは所定のテーブルを用いて排気温度T1
を推定する。そして、ステップ42では、この排気温度
T1を、重み係数G,Hを用いた加重平均処理し、吸着
剤温度Tを求めている。つまり、前回の吸着剤温度をT
old、新たな吸着剤温度をTnewとすると、Tne
w=(Told×G+T1×H)/(G+H)として逐
次演算される。なお、始動時における吸着剤温度T(T
old)の初期値として、例えば冷却水温に応じて与え
ることもでき、あるいは固定値を用いることもできる。
Next, FIG. 7 shows a routine for judging whether or not the condition is that HC is desorbed from the HC adsorbent 4 (desorption condition). This routine is also repeatedly executed in synchronization with time. Since the desorption of HC mainly depends on the temperature of the HC adsorbent 4, in this embodiment, the temperature of the HC adsorbent 4 is estimated by estimating the exhaust gas temperature and the temperature rise of the HC adsorbent 4 due to the exhaust gas temperature. When it is within a certain range, it is determined that the condition is desorption. Specifically, at step 41, the exhaust temperature T1 is calculated from the engine speed N and the basic fuel injection amount Tp corresponding to the load by using calculation or a predetermined table.
To estimate. Then, in step 42, the exhaust temperature T1 is subjected to a weighted average processing using the weighting factors G and H to obtain the adsorbent temperature T. That is, the previous adsorbent temperature is T
old, and the new adsorbent temperature is Tnew, Tne
It is sequentially calculated as w = (Told × G + T1 × H) / (G + H). Note that the adsorbent temperature T (T
The initial value of (old) may be given according to, for example, the cooling water temperature, or a fixed value may be used.

【0050】またHC吸着剤4に、該HC吸着剤4の温
度Tを直接検出する温度センサを設け、その検出温度に
基づいて脱離条件の判定を行うようにしてもよい。
Further, the HC adsorbent 4 may be provided with a temperature sensor for directly detecting the temperature T of the HC adsorbent 4, and the desorption condition may be determined based on the detected temperature.

【0051】ステップ43では、この推定した吸着剤温
度Tを下限値(脱離開始温度に相当する)Iならびに上
限値(脱離が完了していると思われる温度に相当する)
Jと比較し、I≦T≦Jであれば、脱離条件であると判
定し(ステップ44)、それ以外であれば脱離条件では
ない(つまり未脱離もしくは脱離完了状態)と判定(ス
テップ45)する。なお、この脱離条件であるか否かの
判定の結果は、図示せぬフラグによって示される。
In step 43, the estimated adsorbent temperature T is set to the lower limit value (corresponding to the desorption start temperature) I and the upper limit value (corresponding to the temperature at which desorption is considered completed).
Compared with J, if I ≦ T ≦ J, it is determined that the desorption condition is satisfied (step 44), and otherwise, it is determined that the desorption condition is not satisfied (that is, the desorption condition or the desorption completion state). (Step 45). The result of the determination as to whether or not this desorption condition is set is indicated by a flag (not shown).

【0052】次に図8は、診断処理の要部を示すフロー
チャートであり、このルーチンは、やはり時間に同期し
て繰り返し実行される。なお、フラグF1は、診断中で
あるか否かを示す診断フラグであり、始動の度に0にリ
セットされるものである。
Next, FIG. 8 is a flow chart showing the main part of the diagnostic processing, and this routine is repeatedly executed in synchronization with time. The flag F1 is a diagnostic flag indicating whether or not the diagnosis is being performed, and is reset to 0 each time the engine is started.

【0053】まず、ステップ51では、上述した図7の
ルーチンの判定結果を示すフラグに基づいて、HCの脱
離条件であるか否かを判定する。HC吸着剤4の温度が
低い間(つまりHCの吸着が行われている間)は、ここ
でNOとなるので、ステップ52側へ進む。ステップ5
2では、設定空燃比として、理論空燃比を設定する。な
お、この設定空燃比の値は、前述したように図3のステ
ップ2に反映し、この設定空燃比を目標値として燃料噴
射量Tiがフィードバック制御される。そして、ステッ
プ53では診断フラグF1が判定されるが、初期値は0
であるので、NOとなり、そのまま一連のルーチンが終
了する。
First, in step 51, it is determined whether or not the HC desorption condition is satisfied based on the flag indicating the determination result of the routine of FIG. 7 described above. While the temperature of the HC adsorbent 4 is low (that is, while adsorbing HC), NO is obtained here, so the routine proceeds to the step 52 side. Step 5
In 2, the theoretical air-fuel ratio is set as the set air-fuel ratio. The value of this set air-fuel ratio is reflected in step 2 of FIG. 3 as described above, and the fuel injection amount Ti is feedback-controlled with this set air-fuel ratio as the target value. Then, in step 53, the diagnosis flag F1 is determined, but the initial value is 0.
Therefore, the determination result is NO, and the series of routines ends.

【0054】その後、HC吸着剤4の温度が上昇し、ス
テップ51で脱離条件であると判定されると、ステップ
51からステップ54へ進み、設定空燃比として、リー
ン側の適宜な値Cが与えられる。この設定空燃比Cの値
は、固定値であってもよく、あるいは、機関運転条件に
応じて多少異なる値であってもよい。このように設定空
燃比をリーン側にすることで、やはり図3および図4の
ルーチンにより、実際の空燃比も空燃比Cを目標値とし
てリーンとなる。そして、このように空燃比をリーンと
した状態において、図6のルーチンで逐次演算される実
酸素ストレージ量O2Sが飽和状態に達しているか否
か、つまりO2S=aであるか否かをステップ55にお
いて判定する。脱離条件となった直後の初回は、ステッ
プ55はNOであるが、ステップ51,ステップ54,
ステップ55の処理が繰り返されると、やがて実酸素ス
トレージ量O2Sが飽和状態に達する。
After that, when the temperature of the HC adsorbent 4 rises and it is judged in step 51 that the desorption condition is satisfied, the routine proceeds from step 51 to step 54, where an appropriate value C on the lean side is set as the set air-fuel ratio. Given. The value of the set air-fuel ratio C may be a fixed value or may be a slightly different value depending on engine operating conditions. By thus setting the set air-fuel ratio to the lean side, the actual air-fuel ratio also becomes lean with the air-fuel ratio C as the target value by the routines of FIGS. 3 and 4. Then, in such a state where the air-fuel ratio is lean, it is determined in step 55 whether or not the actual oxygen storage amount O2S successively calculated in the routine of FIG. 6 has reached a saturation state, that is, O2S = a. Judgment in. The first time immediately after the desorption condition is reached, step 55 is NO, but steps 51, 54,
When the process of step 55 is repeated, the actual oxygen storage amount O2S eventually reaches a saturated state.

【0055】ステップ55でYESとなると、ステップ
56へ進み、診断フラグF1の判定を行う。診断フラグ
F1が0である初回は、ステップ56からステップ57
へ進み、フラグF1を1にセットするとともに、ステッ
プ58へ進み、HCの総脱離量σHCの値を0に初期化
する。そして、ステップ59へ進み、総脱離量σHCの
積算を行う。なお、次回以降は、ステップ56からステ
ップ59へ進むようになる。
If YES at step 55, the routine proceeds to step 56, at which the diagnosis flag F1 is judged. In the first time when the diagnosis flag F1 is 0, the steps 56 to 57 are performed.
In step 58, the flag F1 is set to 1, and in step 58, the value of the total HC desorption amount σHC is initialized to 0. Then, the routine proceeds to step 59, where the total desorption amount σHC is integrated. From the next time onward, the process proceeds from step 56 to step 59.

【0056】ステップ59では、上流側空燃比センサ5
が検出した上流側空燃比(FA/F)と下流側空燃比セ
ンサ6が検出した下流側空燃比(RA/F)との差(R
A/F−FA/F)、ならびに吸入空気量Qaに基づい
て、総脱離量σHCを逐次求めている。具体的には、前
回の値をσHCold、新たな値をσHCnewとする
と、σHCnew=σHCold−Qa×(RA/F−
FA/F)として、総脱離量σHCを演算している。つ
まり、空燃比差は脱離したHCの濃度に関連し、これに
ガス流量つまり吸入空気量を乗じることによって、脱離
したHCの量を推定することができるのである。このス
テップ59による積算は、脱離が完了するまで、つまり
ステップ51で脱離条件が終了したと判定されるまで継
続される。
At step 59, the upstream air-fuel ratio sensor 5
Difference (R / F) between the upstream air-fuel ratio (FA / F) detected by and the downstream air-fuel ratio (RA / F) detected by the downstream air-fuel ratio sensor 6.
A / F-FA / F) and the total intake air amount Qa are sequentially calculated based on the intake air amount Qa. Specifically, if the previous value is σHCold and the new value is σHCnew, σHCnew = σHCold−Qa × (RA / F−
The total desorption amount σHC is calculated as FA / F). That is, the air-fuel ratio difference is related to the concentration of desorbed HC, and the amount of desorbed HC can be estimated by multiplying this by the gas flow rate, that is, the amount of intake air. The accumulation in step 59 is continued until the desorption is completed, that is, until it is determined in step 51 that the desorption condition is completed.

【0057】脱離が完了してステップ51で脱離条件外
となると、ステップ52へ進むが、このときには診断フ
ラグF1が1であるので、ステップ61へ進み、脱離中
に積算した総脱離量σHCが判定基準値e以上であるか
否かを判定する。この判定基準値e以上であれば、十分
に多量のHCを吸着し得ることを意味するので、ステッ
プ62へ進み、HC吸着剤4が正常つまり非劣化状態で
あると判定する。また判定基準値e未満の場合は、HC
の吸着能力が低下していることを意味し、ステップ63
へ進んで、HC吸着剤4が劣化状態であると判定する。
そして、この判定後に、ステップ64で診断フラグF1
を0にリセットして一連の診断処理が終了する。
When the desorption is completed and the desorption condition is not satisfied in step 51, the process proceeds to step 52, but since the diagnosis flag F1 is 1 at this time, the process proceeds to step 61 and the total desorption accumulated during the desorption is performed. It is determined whether or not the amount σHC is equal to or greater than the determination reference value e. If the judgment reference value e or more, it means that a sufficiently large amount of HC can be adsorbed, so the routine proceeds to step 62, where it is judged that the HC adsorbent 4 is normal, that is, in a non-deteriorated state. If it is less than the judgment reference value e, HC
It means that the adsorption capacity of
Then, it is determined that the HC adsorbent 4 is in a deteriorated state.
Then, after this determination, in step 64, the diagnosis flag F1
Is reset to 0, and a series of diagnostic processing ends.

【0058】このように、本実施例では、リーン状態を
継続したまま空燃比差に基づく診断を行うので、三元触
媒装置3は、確実に酸素飽和状態に保持され、酸素スト
レージ作用による精度低下がない。また、HCの脱離
中、排気系内がリーンであることから、脱離したHCが
良好に酸化処理され、最終的に外部へ排出されるHCが
非常に少なくなる。
As described above, in this embodiment, since the diagnosis based on the air-fuel ratio difference is carried out while the lean state is continued, the three-way catalyst device 3 is certainly kept in the oxygen saturated state, and the accuracy is deteriorated by the oxygen storage action. There is no. Further, since the inside of the exhaust system is lean during the desorption of HC, the desorbed HC is satisfactorily oxidized, and the amount of HC finally discharged to the outside is extremely small.

【0059】なお、この実施例では、脱離条件となって
から空燃比をリーンとし、酸素ストレージ能力が飽和す
るのを待って脱離HC量の積算を開始するようになって
いるが、空燃比をリーンとし始めてから飽和するまでの
期間は、極めて短時間(例えば1〜2秒程度)であるの
で、この遅れが問題となることはない。また、この期間
を予め考慮して脱離条件の下限温度(ステップ43参
照)を設定することも可能である。
In this embodiment, the air-fuel ratio is made lean after the desorption condition is reached, and the desorption HC amount is started to be integrated after the oxygen storage capacity is saturated. Since the period from when the fuel ratio becomes lean to the saturation is extremely short (for example, about 1 to 2 seconds), this delay does not pose a problem. Further, it is possible to set the lower limit temperature of the desorption condition (see step 43) in consideration of this period in advance.

【0060】次に、図9は、この発明の第2実施例を示
すフローチャートである。このルーチンは、図8と同じ
く診断処理の要部を示すものであり、図8のルーチンに
代えて、他の図3〜図7のルーチンと組み合わされるよ
うになっている。この図9のフローチャートは、図8の
フローチャートとステップ71〜73の部分を除き、基
本的に同一であるので、重複する説明は省略する。図8
のステップと同一の番号のステップは、基本的に同一の
処理を行っている。
Next, FIG. 9 is a flow chart showing a second embodiment of the present invention. Similar to FIG. 8, this routine shows the main part of the diagnostic processing, and instead of the routine of FIG. 8, it is adapted to be combined with other routines of FIGS. 3 to 7. The flowchart of FIG. 9 is basically the same as the flowchart of FIG. 8 except for the steps 71 to 73, and thus the duplicate description will be omitted. Figure 8
The step having the same number as the step of (1) basically performs the same processing.

【0061】この第2実施例では、ステップ51で脱離
条件であると判定された場合に、ステップ71におい
て、実酸素ストレージ量O2Sが飽和状態に達したか否
かを判定し、飽和状態に達するまでの間、ステップ72
へ進んで、設定空燃比を、リーン側の所定値Dに設定す
るようにしている。なお、この設定空燃比Dの値は、や
はり固定値であってもよく、あるいは、機関運転条件に
応じて多少異なる値であってもよい。そして、実酸素ス
トレージ量O2Sが飽和状態に達したら、ステップ71
からステップ73へ進み、設定空燃比を理論空燃比に戻
し、この理論空燃比の下で、ステップ56〜ステップ5
9による総脱離量σHCの積算ならびにステップ61〜
63による診断を行うようになっている。
In the second embodiment, when it is determined in step 51 that the desorption condition is satisfied, it is determined in step 71 whether the actual oxygen storage amount O2S has reached the saturated state, and the saturated state is reached. Until it reaches step 72
Then, the process proceeds to and the set air-fuel ratio is set to the predetermined value D on the lean side. The value of the set air-fuel ratio D may also be a fixed value, or may be a slightly different value depending on engine operating conditions. When the actual oxygen storage amount O2S reaches the saturated state, step 71
To step 73, the set air-fuel ratio is returned to the stoichiometric air-fuel ratio, and under this stoichiometric air-fuel ratio, steps 56 to 5 are performed.
9. Total desorption amount σHC by step 9 and steps 61 to
Diagnosis by 63 is performed.

【0062】このように理論空燃比に戻した状態で空燃
比差による診断を行うようにしても、三元触媒装置3の
酸素ストレージ能力は予め飽和しているから、三元触媒
装置3による空燃比変化は発生しない。従って、十分に
高い診断精度を得ることができる。そして、この実施例
では、診断のために強制的にリーンとする期間が最小限
のものとなるので、リーン化に伴うNOxの発生を抑制
できる利点がある。
Even if the diagnosis based on the air-fuel ratio difference is performed in the state where the stoichiometric air-fuel ratio is returned to the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device 3 is saturated in advance. No change in fuel ratio occurs. Therefore, sufficiently high diagnostic accuracy can be obtained. In addition, in this embodiment, the period forcibly leaning for diagnosis is minimized, so that there is an advantage that the generation of NOx accompanying leaning can be suppressed.

【0063】次に、図10および図11は、強制的なリ
ーン化を行わずに診断精度の向上を図った第3実施例を
示すフローチャートである。なお、これらのルーチン
は、やはり前述した図3〜図7のルーチンと組み合わさ
れるようになっている。
Next, FIGS. 10 and 11 are flow charts showing a third embodiment in which the diagnostic accuracy is improved without forcibly leaning. It should be noted that these routines are also combined with the routines shown in FIGS.

【0064】図10のルーチンは、図1を用いて既に説
明したように、HC吸着剤4の入口側空燃比(IA/
F)を推定するためのものであり、時間に同期して繰り
返し実行される。ステップ81では、図6の処理により
逐次求められる実酸素ストレージ量O2Sが、0<O2
<aの範囲内であるか否かを判定している。つまり、実
酸素ストレージ量O2Sが0でないか、あるいは飽和し
ていないか、を判定している。0<O2<aの範囲にあ
れば、酸素ストレージ作用によって三元触媒装置3出口
側の空燃比は理論空燃比となるので、ステップ82にお
いて、入口側空燃比(IA/F)として理論空燃比を代
入する。また、実酸素ストレージ量O2Sが0あるいは
飽和状態にあれば、ステップ83において、入口側空燃
比(IA/F)として、上流側空燃比センサ5により検
出されたそのときの実空燃比を代入する。
The routine of FIG. 10 is, as already described with reference to FIG. 1, the inlet side air-fuel ratio (IA /
F) is estimated and is repeatedly executed in synchronization with time. At step 81, the actual oxygen storage amount O2S sequentially obtained by the process of FIG. 6 is 0 <O2.
It is determined whether or not it is within the range of <a. That is, it is determined whether the actual oxygen storage amount O2S is not 0 or is not saturated. If it is in the range of 0 <O2 <a, the air-fuel ratio on the outlet side of the three-way catalyst device 3 becomes the stoichiometric air-fuel ratio due to the oxygen storage action, so in step 82, the stoichiometric air-fuel ratio (IA / F) is set as the theoretical air-fuel ratio. Is substituted. If the actual oxygen storage amount O2S is 0 or is in the saturated state, the actual air-fuel ratio at that time detected by the upstream air-fuel ratio sensor 5 is substituted as the inlet side air-fuel ratio (IA / F) in step 83. .

【0065】図11は、このようにして推定した入口側
空燃比(IA/F)を用いる診断の要部を示すルーチン
である。これは、図8および図9のルーチンに類似した
ものとなっており、やはり、時間に同期して繰り返し実
行される。なお、フラグF1は、前述した各実施例と同
じく診断中であるか否かを示す診断フラグであり、始動
の度に0にリセットされる。
FIG. 11 is a routine showing the main part of the diagnosis using the inlet side air-fuel ratio (IA / F) thus estimated. This is similar to the routines of FIGS. 8 and 9, and is also repeatedly executed in synchronization with time. The flag F1 is a diagnostic flag indicating whether or not the diagnosis is being performed, as in each of the above-described embodiments, and is reset to 0 each time the engine is started.

【0066】まず、ステップ91では、前述したステッ
プ51と同様に、図7のルーチンの判定結果を示すフラ
グに基づいて、HCの脱離条件であるか否かを判定す
る。HC吸着剤4の温度が低い間(つまりHCの吸着が
行われている間)は、ここでNOとなるので、ステップ
92側へ進む。ステップ92では、診断フラグF1を判
定するが、初期値は0であるので、NOとなり、そのま
ま一連のルーチンが終了する。
First, in step 91, similarly to step 51 described above, it is determined whether or not the HC desorption condition is satisfied based on the flag indicating the determination result of the routine of FIG. While the temperature of the HC adsorbent 4 is low (that is, while HC is being adsorbed), NO is given here, so the routine proceeds to the step 92 side. In step 92, the diagnosis flag F1 is judged, but since the initial value is 0, it becomes NO, and the series of routines is finished as it is.

【0067】その後、HC吸着剤4の温度が上昇し、ス
テップ91で脱離条件であると判定されると、ステップ
91からステップ93へ進み、診断フラグF1の判定を
行う。診断フラグF1が0である初回は、ステップ93
からステップ94およびステップ95へ進み、フラグF
1を1にセットするとともに、HCの総脱離量σHCの
値を0に初期化する。そして、ステップ96へ進み、総
脱離量σHCの積算を行う。なお、次回以降は、ステッ
プ93からステップ96へ進むようになる。
After that, when the temperature of the HC adsorbent 4 rises and it is judged at step 91 that the desorption condition is satisfied, the routine proceeds from step 91 to step 93, and the diagnosis flag F1 is judged. The first time when the diagnosis flag F1 is 0, step 93 is executed.
From step 94 to step 95, flag F
While 1 is set to 1, the value of the total desorption amount σHC of HC is initialized to 0. Then, the routine proceeds to step 96, where the total desorption amount σHC is integrated. From the next time onward, the process proceeds from step 93 to step 96.

【0068】このステップ96における総脱離量σHC
の演算は、基本的には、前述した各実施例のステップ5
9と同様であるが、この実施例では、特に、図10のル
ーチンによって推定した入口側空燃比(IA/F)をH
C吸着剤4上流の空燃比として演算を行う。具体的に
は、前回の値をσHCold、新たな値をσHCne
w、吸入空気量をQaとすると、σHCnew=σHC
old−Qa×(RA/F−IA/F)として、総脱離
量σHCを演算している。このステップ96による積算
は、脱離が完了するまで、つまりステップ91で脱離条
件が終了したと判定されるまで継続される。
Total desorption amount σHC in step 96
The calculation of is basically the step 5 of each embodiment described above.
9, but in this embodiment, the inlet side air-fuel ratio (IA / F) estimated by the routine of FIG.
The calculation is performed as the air-fuel ratio upstream of the C adsorbent 4. Specifically, the previous value is σHCold and the new value is σHCne.
w, and the intake air amount is Qa, σHCnew = σHC
The total desorption amount σHC is calculated as old-Qa × (RA / F-IA / F). The accumulation in step 96 is continued until the desorption is completed, that is, until it is determined in step 91 that the desorption condition is completed.

【0069】脱離が完了してステップ91で脱離条件外
となると、ステップ92へ進むが、このときには診断フ
ラグF1が1であるので、ステップ97へ進み、脱離中
に積算した総脱離量σHCが判定基準値e以上であるか
否かを判定する。この判定基準値e以上であれば、十分
に多量のHCを吸着し得ることを意味するので、ステッ
プ98へ進み、HC吸着剤4が正常つまり非劣化状態で
あると判定する。また判定基準値e未満の場合は、HC
の吸着能力が低下していることを意味し、ステップ99
へ進んで、HC吸着剤4が劣化状態であると判定する。
そして、この判定後に、ステップ100で診断フラグF
1を0にリセットして一連の診断処理が終了する。
When desorption is completed and the desorption condition is not satisfied in step 91, the process proceeds to step 92. At this time, however, the diagnosis flag F1 is 1, so the procedure proceeds to step 97 and the total desorption accumulated during the desorption is performed. It is determined whether or not the amount σHC is equal to or greater than the determination reference value e. If the judgment reference value e or more, it means that a sufficiently large amount of HC can be adsorbed. Therefore, the routine proceeds to step 98, where it is judged that the HC adsorbent 4 is normal, that is, in a non-deteriorated state. If it is less than the judgment reference value e, HC
It means that the adsorption capacity of
Then, it is determined that the HC adsorbent 4 is in a deteriorated state.
Then, after this determination, in step 100, the diagnosis flag F
1 is reset to 0, and a series of diagnostic processing ends.

【0070】このように、この実施例では、特に空燃比
をリーン化させることなく三元触媒装置3による酸素ス
トレージ作用を考慮してHC吸着剤4前後の空燃比差を
求め、該HC吸着剤4の劣化診断を行っているので、一
時的な空燃比のリーン化に伴うNOxの増加等の不具合
を全く招来せずに、診断の精度を向上させることができ
る。
As described above, in this embodiment, the air-fuel ratio difference before and after the HC adsorbent 4 is determined in consideration of the oxygen storage function of the three-way catalyst device 3 without making the air-fuel ratio lean. Since the deterioration diagnosis of No. 4 is performed, it is possible to improve the accuracy of the diagnosis without causing any trouble such as an increase in NOx due to a temporary lean air-fuel ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】三元触媒装置の実酸素ストレージ量と上流側お
よび下流側の空燃比との関係を示す特性図。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a relationship between an actual oxygen storage amount of a three-way catalyst device and air-fuel ratios on an upstream side and a downstream side.

【図2】この発明に係る内燃機関の構成説明図。FIG. 2 is a structural explanatory view of an internal combustion engine according to the present invention.

【図3】フィードバック補正係数αの演算ルーチンを示
すフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a calculation routine of a feedback correction coefficient α.

【図4】燃料噴射量の演算ルーチンを示すフローチャー
ト。
FIG. 4 is a flowchart showing a calculation routine of a fuel injection amount.

【図5】酸素ストレージ能力を推定するルーチンを示す
フローチャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a routine for estimating oxygen storage capacity.

【図6】実酸素ストレージ量を推定するルーチンを示す
フローチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing a routine for estimating the actual oxygen storage amount.

【図7】脱離条件の判定ルーチンを示すフローチャー
ト。
FIG. 7 is a flowchart showing a desorption condition determination routine.

【図8】第1実施例の劣化診断ルーチンを示すフローチ
ャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a deterioration diagnosis routine of the first embodiment.

【図9】第2実施例の劣化診断ルーチンを示すフローチ
ャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a deterioration diagnosis routine of the second embodiment.

【図10】第3実施例における入口側空燃比の推定ルー
チンを示すフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing an inlet side air-fuel ratio estimation routine in the third embodiment.

【図11】第3実施例の劣化診断ルーチンを示すフロー
チャート。
FIG. 11 is a flowchart showing a deterioration diagnosis routine of a third embodiment.

【図12】下流側の反転回数と酸素ストレージ能力との
関係を示す特性図。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of inversions on the downstream side and the oxygen storage capacity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…三元触媒装置 4…HC吸着剤 5…上流側空燃比センサ 6…下流側空燃比センサ 3 ... Three-way catalyst device 4 ... HC adsorbent 5 ... Upstream air-fuel ratio sensor 6 ... Downstream air-fuel ratio sensor

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 314 F02D 45/00 314Z (56)参考文献 特開 平8−121148(JP,A) 特開 平7−208149(JP,A) 特開 平7−26947(JP,A) 特開 平6−66131(JP,A) 特開 平7−63046(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/24 F02D 45/00 F02D 41/14 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02D 45/00 314 F02D 45/00 314Z (56) References JP-A-8-121148 (JP, A) JP-A-7-208149 (JP, A) JP 7-26947 (JP, A) JP 6-66131 (JP, A) JP 7-63046 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) ) F01N 3/08-3/24 F02D 45/00 F02D 41/14

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に介装され、低温時の
吸着作用と高温時の脱離作用とを有するHC吸着剤と、
このHC吸着剤の上流側に配置された三元触媒装置と、
この三元触媒装置の上流側に設けられた上流側空燃比検
出手段および上記HC吸着剤の下流側に設けられた下流
側空燃比検出手段と、上記HC吸着剤の脱離時に、上流
側空燃比検出手段における検出空燃比と上記下流側空燃
比検出手段における検出空燃比とに基づいて推定される
脱離HC量からHC吸着剤の劣化を診断する劣化診断手
段と、を備えてなるHC吸着剤の劣化診断装置におい
て、 診断時に、上記三元触媒装置の酸素ストレージ能力を飽
和状態とする酸素供給手段を備えていることを特徴とす
る内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断装置。
1. An HC adsorbent which is interposed in an exhaust system of an internal combustion engine and has an adsorbing action at a low temperature and a desorbing action at a high temperature,
A three-way catalyst device arranged upstream of the HC adsorbent,
The upstream air-fuel ratio detecting means provided on the upstream side of the three-way catalyst device and the downstream air-fuel ratio detecting means provided on the downstream side of the HC adsorbent, and the upstream air-fuel ratio detecting means when the HC adsorbent is desorbed. HC adsorption comprising deterioration diagnosis means for diagnosing the deterioration of the HC adsorbent from the desorbed HC amount estimated based on the detected air-fuel ratio in the fuel ratio detection means and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detection means. An apparatus for diagnosing deterioration of an HC adsorbent in an internal combustion engine, comprising: an oxygen supply unit that saturates the oxygen storage capacity of the three-way catalyst apparatus during diagnosis.
【請求項2】 上記酸素供給手段が、空燃比を一時的に
リーン化する空燃比制御手段からなることを特徴とする
請求項1記載の内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断
装置。
2. The deterioration diagnosing device for an HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 1, wherein the oxygen supply means comprises air-fuel ratio control means for temporarily making the air-fuel ratio lean.
【請求項3】 上記空燃比制御手段は、上記劣化診断手
段による診断の終了まで空燃比をリーンに保持するもの
であることを特徴とする請求項2記載の内燃機関におけ
るHC吸着剤の劣化診断装置。
3. The deterioration diagnosis of the HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 2, wherein the air-fuel ratio control means holds the air-fuel ratio lean until the diagnosis by the deterioration diagnosis means ends. apparatus.
【請求項4】 上記空燃比制御手段は、三元触媒装置の
酸素ストレージ能力が飽和状態となるまで空燃比をリー
ン化し、上記劣化診断手段による診断開始とともに理論
空燃比に戻すものであることを特徴とする請求項2記載
の内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断装置。
4. The air-fuel ratio control means leans the air-fuel ratio until the oxygen storage capacity of the three-way catalyst device becomes saturated, and returns to the stoichiometric air-fuel ratio when the deterioration diagnosis means starts the diagnosis. The deterioration diagnosing device for an HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 2.
【請求項5】 上記上流側空燃比検出手段により検出さ
れた空燃比と吸入空気量とに基づいて三元触媒装置にお
ける実際の酸素ストレージ量を逐次推定する実酸素スト
レージ量推定手段を備えており、この推定した実酸素ス
トレージ量に基づいて酸素ストレージ能力の飽和を判定
することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断装置。
5. An actual oxygen storage amount estimating means for sequentially estimating an actual oxygen storage amount in the three-way catalytic converter based on the air-fuel ratio detected by the upstream side air-fuel ratio detecting means and the intake air amount is provided. The deterioration diagnostic apparatus for an HC adsorbent in an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein saturation of the oxygen storage capacity is determined based on the estimated actual oxygen storage amount.
【請求項6】 上記三元触媒装置が活性状態にある通常
の運転中に、上記上流側空燃比検出手段の検出信号の変
化と下流側空燃比検出手段の検出信号の変化との関係か
ら三元触媒装置の酸素ストレージ能力を推定する酸素ス
トレージ能力推定手段を備えていることを特徴とする請
求項5記載の内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断装
置。
6. A normal operation of the three-way catalytic converter in an active state, a change in the detection signal of the upstream side air-fuel ratio detection means and a change in the detection signal of the downstream side air-fuel ratio detection means The deterioration diagnosing device for an HC adsorbent in an internal combustion engine according to claim 5, further comprising oxygen storage capacity estimating means for estimating an oxygen storage capacity of the original catalyst device.
【請求項7】 内燃機関の排気系に介装され、低温時の
吸着作用と高温時の脱離作用とを有するHC吸着剤と、 このHC吸着剤の上流側に配置された三元触媒装置と、 この三元触媒装置の上流側に設けられた上流側空燃比検
出手段および上記HC吸着剤の下流側に設けられた下流
側空燃比検出手段と、 上記HC吸着剤の脱離時に、上記上流側空燃比検出手段
により検出された空燃比と吸入空気量とに基づいて上記
三元触媒装置における実際の酸素ストレージ量を逐次推
定する実酸素ストレージ量推定手段と、 この推定した実酸素ストレージ量が0もしくは酸素スト
レージ能力飽和状態に達しているときは上流側空燃比検
出手段による検出空燃比を、実酸素ストレージ量が酸素
ストレージ能力の範囲内であるときは理論空燃比を、H
C吸着剤入口側の空燃比であるとして出力する吸着剤入
口側空燃比推定手段と、 この推定した吸着剤入口側空燃比と上記下流側空燃比検
出手段における検出空燃比とに基づいて脱離HC量を推
定し、該脱離HC量からHC吸着剤の劣化を診断する劣
化診断手段と、 を備えてなる内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断装
置。
7. An HC adsorbent which is interposed in an exhaust system of an internal combustion engine and has an adsorbing action at a low temperature and a desorbing action at a high temperature, and a three-way catalyst device arranged upstream of the HC adsorbent. And an upstream air-fuel ratio detecting means provided on the upstream side of the three-way catalyst device and a downstream air-fuel ratio detecting means provided on the downstream side of the HC adsorbent, and at the time of desorption of the HC adsorbent, An actual oxygen storage amount estimating means for sequentially estimating the actual oxygen storage amount in the three-way catalyst device based on the air-fuel ratio and the intake air amount detected by the upstream side air-fuel ratio detecting means, and the estimated actual oxygen storage amount. Is 0 or has reached the oxygen storage capacity saturation state, the detected air-fuel ratio by the upstream air-fuel ratio detection means, and the theoretical air-fuel ratio when the actual oxygen storage amount is within the oxygen storage capacity, H
C adsorbent inlet side air-fuel ratio estimating means for outputting as the air-fuel ratio on the adsorbent inlet side, and desorption based on the estimated adsorbent inlet side air-fuel ratio and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detecting means A deterioration diagnosing device for an HC adsorbent in an internal combustion engine, comprising: a deterioration diagnosing means for estimating the amount of HC and diagnosing deterioration of the HC adsorbent from the amount of desorbed HC.
【請求項8】 内燃機関の排気系に介装され、低温時に
吸着作用を、高温時に脱離作用をそれぞれ行うHC吸着
剤と、このHC吸着剤の上流側に配置された三元触媒装
置と、この三元触媒装置の上流側に設けられた上流側空
燃比検出手段および上記HC吸着剤の下流側に設けられ
た下流側空燃比検出手段と、を備え、上記HC吸着剤の
脱離時に、上流側空燃比検出手段における検出空燃比と
上記下流側空燃比検出手段における検出空燃比とに基づ
いて脱離HC量を推定し、この脱離HC量からHC吸着
剤の劣化を診断するHC吸着剤の劣化診断方法におい
て、 上記三元触媒装置に過剰な酸素を付与して酸素ストレー
ジ能力を強制的に飽和状態とした後に、両空燃比検出手
段における検出空燃比に基づく劣化診断を行うことを特
徴とする内燃機関におけるHC吸着剤の劣化診断方法。
8. An HC adsorbent which is interposed in an exhaust system of an internal combustion engine and performs an adsorbing action at a low temperature and a desorbing action at a high temperature, and a three-way catalyst device arranged upstream of the HC adsorbent. An upstream side air-fuel ratio detecting means provided on the upstream side of the three-way catalyst device and a downstream side air-fuel ratio detecting means provided on the downstream side of the HC adsorbent at the time of desorption of the HC adsorbent. HC that estimates the desorbed HC amount based on the detected air-fuel ratio in the upstream side air-fuel ratio detecting means and the detected air-fuel ratio in the downstream side air-fuel ratio detecting means, and diagnoses the deterioration of the HC adsorbent from the desorbed HC amount. In the method of diagnosing deterioration of an adsorbent, performing deterioration diagnosis based on the detected air-fuel ratio in both air-fuel ratio detection means after giving excess oxygen to the three-way catalyst device to forcibly saturate the oxygen storage capacity. Internal combustion engine characterized by Degradation diagnosis method of the HC adsorbent in.
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