CN101042092A - 催化剂劣化检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种催化剂劣化检测装置，其可高精度地检测催化剂的劣化程度，而几乎不会使排气特性恶化。作为解决手段，根据所检测出的吸入空气流量(GAIR)和设置在三元催化剂(14a)的上游侧的氧浓度传感器(17)的输出，计算流入三元催化剂(14a)内的氧气量(OS)。根据流入氧气量(OS)与目标值(OSOBJR、OSOBJL)之间的比较结果进行空燃比的浓/稀切换控制(扰动)。在设置于下游侧的O2传感器(18)的输出(SVO2)在空燃比的扰动中大幅变动的情况下，判定为三元催化剂(14a)劣化。计算与在从变更了目标空燃比的时刻起到实际在排气侧检测出空燃比变化的时刻为止的期间内流入三元催化剂(14a)内的氧气量相当的校正值，并根据该校正值校正目标值(OSOBJR、OSOBJL)。

Description

催化剂劣化检测装置

技术领域

本发明涉及检测设置在内燃机的排气系统内的排气净化用催化剂的劣化程度的催化剂劣化检测装置。

背景技术

以往公知有判定设置在内燃机排气系统内的排气净化用催化剂(以下简称为“催化剂”)劣化的技术。例如在专利文献1中公开了一种测量第1时间CB和/或第2时间CA，并根据第1时间CB和/或第2时间CA判定催化剂的劣化的装置，其中，该第1时间是从把提供给内燃机的混合气的空燃比从与理论空燃比相比的稀侧切换到浓侧的时刻起、到设置在催化剂的下游侧的空燃比传感器(氧浓度传感器)的输出变化为表示浓空燃比的值的时间，该第2时间是从把空燃比从与理论空燃比相比的浓侧切换到稀侧的时刻起、到设置在催化剂的下游侧的空燃比传感器的输出变化为表示稀空燃比的值的时间。

【专利文献1】日本特开平2-207159号公报

在上述现有装置中，通过使设置在催化剂下游侧的空燃比传感器的输出变化预定值以上来检测催化剂的劣化程度，因而即使在对正常的(未劣化的)催化剂进行判定的情况下，也必定需要使空燃比变化到使得下游侧空燃比传感器的输出变化预定值以上的程度。因此，存在以下课题，即：由于进行劣化检测而使排气特性恶化的时间延长。

发明内容

本发明是着眼于这一点而作成的，本发明的目的是提供一种可高精度地检测催化剂的劣化程度，而几乎不会使排气特性恶化的催化剂劣化检测装置。

为了达到上述目的，发明之一的催化剂劣化检测装置，检测设置在内燃机(1)的排气系统(13)内的排气净化用催化剂(14a)的劣化，其特征在于，该催化剂劣化检测装置具有：吸入空气流量检测单元(7)，其检测上述内燃机的吸入空气流量(GAIR)；第1氧浓度传感器(17)，其设置在上述催化剂的上游侧；第2氧浓度传感器(18)，其设置在上述催化剂的下游侧；流入氧气量计算单元，其根据由上述第1氧浓度传感器(17)所检测出的氧浓度(O2N)和由上述吸入空气流量检测单元所检测出的吸入空气流量(GAIR)来计算流入上述催化剂(14a)内的氧气量(OS)；空燃比切换控制单元，其根据上述流入氧气量(OS)与该流入氧气量的目标值(OSOBJR，OSOBJL)之间的比较结果，把提供给上述内燃机的混合气的空燃比的控制指令值(KCMD)交替切换为相比于理论空燃比的稀侧的稀空燃比(KCMDL)和相比于理论空燃比的浓侧的浓空燃比(KCMDH)；过剩流入氧气量计算单元，其计算在从把上述控制指令值(KCMD)从上述稀空燃比(KCMDL)切换到上述浓空燃比(KCMDH)或者相反地进行切换的时刻(t2，t4，t6，t8)起、到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度(KACT)达到与理论空燃比相当的值(1.0)的时刻(t3，t5，t7，t9)为止的期间流入上述催化剂(14a)内的过剩流入氧气量(KOSOBJL，KOSOBJR)；目标值校正单元，其根据上述过剩流入氧气量(KOSOBJL，KOSOBJR)校正上述流入氧气量的目标值(OSOBJR，OSOBJL)；以及劣化检测单元，其在上述空燃比切换控制单元的动作中，根据上述第2氧浓度传感器的输出(SVO2)检测上述催化剂的劣化程度(RESULT)，上述空燃比切换控制单元使用由上述目标值校正单元校正后的目标值(OSOBJRM，OSOBJLM)来进行上述空燃比的切换控制。

发明之二的催化剂劣化检测装置的特征在于，在发明之一所述的检测装置中，上述过剩流入氧气量计算单元对在从把上述控制指令值从上述稀空燃比切换到上述浓空燃比或者相反地进行切换的时刻(t2，t4，t6，t8)起、到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻(t3，t5，t7，t9)为止的期间由上述第1氧浓度传感器检测出的氧浓度(O2N)进行积分，并将该积分氧浓度(SUMO2)乘以上述吸入空气流量(GAIR)，从而计算上述过剩流入氧气量(KOSOBJL，KOSOBJR)。

发明之二的催化剂劣化检测装置的特征在于，在发明之一所述的检测装置中，上述过剩流入氧气量计算单元具有：存储单元，其存储把上述控制指令值从上述稀空燃比切换到上述浓空燃比或者相反地进行切换的时刻(t2，t4，t6，t8)的上述流入氧气量作为切换时流入氧气量(BOSOBJ)；以及总流入氧气量计算单元，其计算在从上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻(t1，t3，t5，t7)起到下次达到与理论空燃比相当的值的时刻(t3，t5，t7，t9)为止的期间流入上述催化剂的总流入氧气量(OS)；上述过剩流入氧气量计算单元使用上述切换时流入氧气量(BOSOBJ)和上述总流入氧气量(OS)来计算上述过剩流入氧气量(KOSOBJL，KOSOBJR)。

根据本发明之一，根据由第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度和由吸入空气流量检测单元所检测出的吸入空气流量来计算流入催化剂内的氧气量，并根据该流入氧气量与该流入氧气量的目标值之间的比较结果，进行把提供给内燃机的混合气的空燃比的控制指令值从相比于理论空燃比的稀侧的稀空燃比切换到相比于理论空燃比的浓侧的浓空燃比或者相反地进行切换的空燃比切换控制(扰动控制)。然后，在空燃比切换控制执行中，根据第2氧浓度传感器的输出检测催化剂的劣化程度。通过把流入氧气量的目标值设定成，当催化剂正常时第2氧浓度传感器输出几乎不变化，而当催化剂劣化时第2氧浓度传感器输出大幅变化，在催化剂正常状态下完全不会使排气特性恶化，在催化剂开始劣化的时刻几乎不会使排气特性恶化，可迅速检测劣化程度。

并且，计算在从把空燃比的控制指令值从稀空燃比切换到浓空燃比或者相反地进行切换的时刻起、到第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间流入催化剂内的过剩流入氧气量，并根据过剩流入氧气量校正上述目标值。由于燃料附着在进气口上、或者第1氧浓度传感器的响应延迟等的原因，即使变更了空燃比的控制指令值，在第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度变化为与变更后的空燃比对应的值之前，存在延迟时间。在该延迟时间中流入催化剂内的氧气量是过剩流入氧气量，通过根据过剩流入氧气量校正目标值，可适当地控制流入催化剂内的实际氧气量，可提高催化剂劣化判定精度。

根据本发明之二，对在从上述把控制指令值从稀空燃比切换到浓空燃比或者相反地进行切换的时刻起、到第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间由第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度进行积分，并将该积分氧浓度乘以吸入空气流量，计算过剩流入氧气量。

根据本发明之三，存储把控制指令值从稀空燃比切换到浓空燃比或者相反地进行切换的时刻的流入氧气量作为切换时流入氧气量，并计算在从第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻起到下次达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间流入催化剂内的总流入氧气量，根据切换时流入氧气量和总流入氧气量来计算过剩流入氧气量。

附图说明

图1是示出包含根据本发明一个实施方式的催化剂劣化检测装置的内燃机及其控制装置的结构的图。

图2是用于对催化剂劣化检测方法进行说明的图。

图3是进行催化剂劣化检测的主流程的流程图。

图4是在图3的处理中执行的扰动信号生成处理的流程图。

图5是在图3的处理中执行的扰动信号生成处理的流程图。

图6是示出在图4或图5的处理中所参照的表的图。

图7是在图4的处理中执行的KOSOBJL计算处理的流程图。

图8是在图4的处理中执行的KOSOBJR计算处理的流程图。

图9是在图3的处理中执行的KCMD计算处理的流程图。

图10是用于对图9的处理进行说明的时序图。

图11是用于对图4、图5和图9的处理进行说明的时序图。

图12是在图3的处理中执行的劣化判定处理的流程图。

图13是在图3的处理中执行的劣化判定处理的流程图。

图14是示出图4的处理的变形例的流程图。

图15是示出图5的处理的变形例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是包含根据本发明一个实施方式的催化剂劣化检测装置的内燃机(以下称为“发动机”)及其控制装置的整体结构图，在例如4缸发动机1的进气管2的中途配置有节气门3。节气门开度(TH)传感器4与节气门3连接，并输出与该节气门3的开度对应的电信号来提供给电子控制单元(以下称为“ECU”)5。

燃料喷射阀6与各气缸相应设置，设置在发动机1与节气门3之间且进气管2的未作图示的进气门的稍靠上游侧，各喷射阀与未作图示的燃料泵连接，并与ECU5电连接，根据来自该ECU5的信号控制燃料喷射阀6的开启时间。

在节气门3的上游侧设置有检测吸入空气流量GAIR的吸入空气流量传感器7。并且，在节气门3的下游侧设置有检测进气压力PBA的进气压力传感器8以及检测进气温度TA的进气温度传感器9。这些传感器的检测信号被提供给ECU5。

安装在发动机1的主体上的发动机水温(TW)传感器10由热敏电阻等构成，检测发动机水温(冷却水温)TW，输出相应的温度信号来提供给ECU5。

检测发动机1的曲轴(未作图示)的旋转角度的曲轴角度位置传感器11与ECU5连接，向ECU5提供与曲轴的旋转角度对应的信号。曲轴角度位置传感器11由以下传感器组成，即：气缸判别传感器，其在发动机1的特定气缸的预定曲轴角度位置处输出脉冲(以下称为“CYL脉冲”)；TDC传感器，其针对各气缸的吸入行程开始时的上止点(TDC)，在预定曲轴角度前的曲轴角度位置(在4缸发动机中每180度曲轴角)处输出TDC脉冲；以及CRK传感器，其以比TDC脉冲短的固定曲轴角周期(例如30度周期)产生1个脉冲(以下称为“CRK脉冲”)；CYL脉冲、TDC脉冲以及CRK脉冲被提供给ECU5。这些脉冲用于燃料喷射正时、点火正时等的各种定时控制、发动机转速NE的检测中。

在排气管13内设置有将三元催化剂14a和14b收容在1个容器内的催化剂单元15。

三元催化剂14a和14b具有储氧能力，并具有以下功能，即：在提供给发动机1的混合气的空燃比被设定为与理论空燃比相比的稀侧、排气中的氧浓度较高的排气稀状态下，蓄积排气中的氧，反之在提供给发动机1的混合气的空燃比被设定为与理论空燃比相比的浓侧、排气中的氧浓度低、HC、CO成分多的排气浓状态下，使用所蓄积的氧来氧化排气中的HC、CO。

在催化剂单元15的上游侧安装有比例型氧浓度传感器17(以下称为“LAF传感器17”)，该LAF传感器17输出与排气中的氧浓度(空燃比)大致成正比的电信号，并提供给ECU5。

在三元催化剂14a和14b之间安装有二值型氧浓度传感器(以下称为O2传感器)18，其检测信号被提供给ECU5。该O2传感器18具有其输出在理论空燃比的前后急剧变化的特性，其输出在与理论空燃比相比的浓侧为高电平，在与理论空燃比相比的稀侧为低电平。并且，在三元催化剂14a内设置有检测其温度(以下称为“催化剂温度”)TCAT的催化剂温度传感器19，其检测信号被提供给ECU5。

ECU5由具有对来自各种传感器的输入信号波形进行整形、把电压电平校正为预定电平、把模拟信号值转换成数字信号值等的功能的输入电路、中央运算处理单元(以下称为“CPU”)、存储由该CPU所执行的各种运算程序和运算结果等的存储电路、把驱动信号提供给上述燃料喷射阀6的输出电路等构成。

ECU5的CPU根据上述各种发动机参数信号判别各种发动机运转状态，并根据该判别出的发动机运转状态，使用下式(1)运算与上述TDC信号脉冲同步进行开启动作的燃料喷射阀6的燃料喷射时间TOUT。

TOUT＝TIM×KCMD×KAF×K1+K2    (1)

其中，TIM是基本燃料量，具体地说是燃料喷射阀6的基本燃料喷射时间，是根据吸入空气流量GAIR检索所设定的TIM表来决定的。TIM表被设定成使提供给发动机的混合气的空燃比大致成为理论空燃比。

KCMD是目标空燃比系数，在通常控制中，是根据O2传感器18的输出SVO2来设定的。目标空燃比系数KCMD与空燃比A/F的倒数，即燃空比F/A成正比，在理论空燃比时取值1.0，因而也称为目标当量比。当进行后述的催化剂劣化判定时，目标空燃比系数KCMD被设定成把空燃比交替控制为与理论空燃比相比的浓侧和与理论空燃比相比的稀侧。

KAF是当反馈控制执行条件成立时，通过PID(比例积分微分)控制或者使用自适应控制器(Self Tuning Regulator)的自适应控制而计算成使根据LAF传感器17的检测值计算出的检测当量比KACT与目标当量比KCMD一致的空燃比校正系数。

K1和K2是分别根据各种发动机参数信号而运算出的其它校正系数和校正变量，并被确定为实现与发动机运转状态相应的燃料效率特性、发动机加速特性等诸特性的最优化的预定值。

ECU5的CPU根据按上述所求出的燃料喷射时间TOUT，把开启燃料喷射阀6的驱动信号经由输出电路提供给燃料喷射阀6。并且，ECU5的CPU按以下说明进行三元催化剂14a的劣化判定。另外，当判定为三元催化剂14a劣化时，估计为三元催化剂14b也大致同样劣化，进行例如警告灯的亮灯。

三元催化剂的劣化判定是根据在以理论空燃比为中心使提供给发动机1的混合气的空燃比变动时(交替进行稀运转和浓运转时)的O2传感器输出SVO2来进行的。这样交替执行稀运转和浓运转的控制在以下称为“扰动控制”。具体地说，执行稀运转，以便把正常的三元催化剂可蓄积而劣化的三元催化剂不可蓄积程度的量的氧提供给三元催化剂，之后切换到浓运转来执行浓运转，以便将所蓄积的氧大致全部排放。当执行这种扰动控制时，只要三元催化剂未劣化，如图2(a)所示，O2传感器输出SVO2就几乎不变化，但当三元催化剂劣化时，则如该图(b)所示大幅变化。因此，在本实施方式中，通过检测该差异，进行三元催化剂的劣化判定。

图3是三元催化剂的劣化判定处理的主流程的流程图。该处理由ECU5的CPU每隔预定时间(例如10毫秒)执行。

在步骤S1中，执行图4和图5所示的处理，生成用于使空燃比变化的扰动信号。具体地说，扰动信号的生成相当于把空燃比切换参数KOSFB设定为“1”或“-1”。在步骤S2中，执行图7所示的处理，根据空燃比切换参数KOSFB进行目标空燃比系数KCMD的设定。目标空燃比系数KCMD在通常控制中是根据O2传感器18的输出SVO2来设定的，而当进行三元催化剂的劣化判定时，根据在步骤S1中所设定的空燃比切换参数KOSFB来设定。由此，进行空燃比的扰动控制。

在步骤S3中，执行图12和图13所示的处理，根据扰动控制中的O2传感器输出SVO2，计算表示三元催化剂14a的劣化程度的判定参数RESULT，并且当判定参数RESULT超过判定阈值RSTTH时，判定为三元催化剂14a异常。

图4和图5是在图3的步骤S1中执行的扰动信号生成处理的流程图。

在步骤S11中，根据按照LAF传感器17的输出而计算出的检测当量比KACT检索图6(a)所示的O2N表，计算与排气中的氧浓度成正比的氧浓度参数O2N。O2N表被设定成，在与理论空燃比相当的氧浓度O2ST(KACT＝1.0)时氧浓度参数O2N为“0”，当由LAF传感器17所检测出的氧浓度高于氧浓度O2ST时(当空燃比在与理论空燃比相比的稀侧时)取正值，当低于氧浓度O2ST时(当空燃比在与理论空燃比相比的浓侧时)取负值。

在步骤S12中，根据吸入空气流量GAIR检索图6(b)所示的OSC表，计算作为劣化催化剂基准的基准氧量OSC[g]。OSC表被设定成，吸入空气流量GAIR越增加，基准氧量OSC就越减少。吸入空气流量GAIR越增加，排气通过三元催化剂的时间就越短，另一方面，只要催化剂温度以及流入三元催化剂内的排气中的氧浓度(a)与三元催化剂内的排气中的氧浓度(b)之差(b-a)恒定，则三元催化剂中的反应速度(氧的蓄积速度)就大致恒定。因此，吸入空气流量GAIR越增加，可蓄积在三元催化剂内的氧量就越减少。因此，OSC表按图6(b)所示来设定。

在步骤S13中，根据催化剂温度TCAT检索图6(c)所示的KTCATR表，计算第1温度校正系数KTCATR。KTCATR表被设定成，第1温度校正系数KTCATR取负值，并且催化剂温度TCAT越高，第1温度校正系数KTCATR就小(绝对值增大)。

在步骤S14中，根据催化剂温度TCAT检索图6(d)所示的KTCATL表，计算第2温度校正系数KTCATL。KTCATL表被设定成，第2温度校正系数KTCATL取正值，并且催化剂温度TCAT高，第2温度校正系数KTCATL就大。

在步骤S15中，把基准氧量OSC、温度校正系数KTCATR和KTCATL代入下式(2)、(3)，计算浓侧极限值OSOBJR和稀侧极限值OSOBJL。

OSOBJR＝OSC×KTCATR    (2)

OSOBJL＝OSC×KTCATL    (3)

这样所计算出的浓侧极限值OSOBJR和稀侧极限值OSOBJL是在步骤S16中计算出的流入氧气量OS的目标值，作为用于决定对空燃比进行切换的时刻的阈值，在后述的步骤S31或S32中使用。稀侧极限值OSOBJL相当于正常的三元催化剂可蓄积而劣化的三元催化剂不可蓄积程度的流入氧气量，浓侧极限值OSOBJR被设定为与稀侧极限值OSOBJL绝对值大致相等的负值。换句话说，浓侧极限值OSOBJR和稀侧极限值OSOBJL被设定成，当三元催化剂正常时O2传感器输出SVO2几乎不变化，而当三元催化剂劣化时O2传感器输出SVO2大幅变化。

在步骤S16中，把氧浓度参数O2N代入下式(4)来计算流入氧气流量O2，把流入氧气流量O2代入下式(5)来计算流入氧气量OS，并把空燃比切换参数的上次值KOSFBZ设定为当前次值KOSFB。

O2＝O2N×GAIRAVE    (4)

OS＝OS+O2           (5)

其中，GAIRAVE是吸入空气流量GAIR的例如6个左右的数据的移动平均值，式(5)右边的OS是前次计算值。另外，移动平均值GAIRAVE的计算处理(未作图示)与CRK脉冲的产生同步执行。

在步骤S17中，判别空燃比切换参数KOSFB是否是“-1”，当该回答是肯定(“是”)即是稀运转中时，判别复位标志FRESETOS是否是“1”(步骤S25)。当变更了空燃比切换参数KOSFB的值时(参照步骤S38、S40)时，复位标志FRESETOS被设定为“1”。当空燃比切换参数KOSFB刚被变更为“-1”后，步骤S25的回答为肯定(“是”)，因而进到步骤S28，判别流入氧气流量O2是否是正值。在稀运转刚刚开始时，步骤S28的回答为否定(“否”)，进到步骤S30，计算氧浓度参数O2N的累计值(以下称为“浓度累计值”)SUMO2。之后，进到步骤S32(图5)。当进行稀运转而排气中的氧浓度增高时，步骤S28的回答为肯定(“是”)，进到步骤S29，执行图8所示的KOSOBJR计算处理。

在图8的步骤S111中，计算浓度累计值SUMO2的累计值(以下称为“浓侧累计值”)SUMO2R。在步骤S112中，使计数器CSUMO2R加“1”。在步骤S113中，把移动平均值GAIRAVE、浓侧累计值SUMO2R以及计数器CSUMO2R的值代入下式(6)，计算浓侧校正值KOSOBJR。

KOSOBJR＝GAIRAVE×SUMO2R/CSUMO2R    (6)

浓侧校正值KOSOBJR是与从把空燃比切换参数KOSFB从“1”切换到“-1”的时刻(参照图11，时刻t4、t8)起、到检测当量比KACT到达“1.0”的时刻(参照图11，时刻t5、t9)为止的期间流入三元催化剂14a内的氧气量(过剩流入氧气量)相当的参数。然而，由于浓侧累计值SUMO2R是负值，因而浓侧校正值KOSOBJR也为负值，表示实际从三元催化剂14a流出的氧气量。

浓侧校正值KOSOBJR在后述的步骤S31中用于校正浓侧极限值OSOBJR。

在图8的步骤S114中，把浓度累积值SUMO2和流入氧气量OS设定为“0”，并使复位标志FRESETOS归“0”。

回到图4，在执行了步骤S29之后，进到步骤S32(图5)。

当复位标志FRESETOS归为“0”时，步骤S25的回答为否定(“否”)，进到步骤S26，判别流入氧气量OS是否是负值。由于通常该回答为否定(“否”)，因而直接进到步骤S32。当流入氧气量OS为负值时，复位为“0”(步骤S27)，进到步骤S32。

在步骤S32中，判别流入氧气量OS是否大于从稀侧极限值OSOBJL中减去稀侧校正值KOSOBJL后的校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)。稀侧校正值KOSOBJL是在后述的步骤S23中与浓侧校正值KOSOBJR一样计算的稀侧极限值OSOBJL的校正值。另外，稀侧校正值KOSOBJL和浓侧校正值KOSOBJR的初始值均被设定为“0”。

由于在稀运转刚刚开始时，步骤S32的回答为否定(“否”)，因而进到步骤S33，判别是否O2传感器输出SVO2小于与相比于理论空燃比稍靠稀侧的空燃比相当的稀侧预定值SVO2LEAN、且下游侧氧浓度参数KOSLEAN是“1”(步骤S33)。下游侧氧浓度参数KOSLEAN是当O2传感器输出SVO2是表示稀空燃比的值时被设定为“0”的参数(参照步骤S39)。由于通常该回答为否定(“否”)，因而进到步骤S35，判别是否O2传感器输出SVO2大于与相比于理论空燃比稍靠浓侧的空燃比相当的浓侧预定值SVO2RICH(＞SVO2LEAN)、且下游侧氧浓度参数KOSLEAN是“0”。由于通常该回答也为否定(“否”)，因而直接进到步骤S41。

之后当继续稀运转时，流入氧气量OS逐渐增加。然后，当在步骤S32中流入氧气量OS超过校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)时，进到步骤S40，把空燃比切换参数KOSFB设定为“1”，并把复位标志FRESETOS设定为“1”。由此，开始浓运转。

当空燃比切换参数KOSFB从“-1”变更为“1”时，从步骤S17进到步骤S19，判别复位标志FRESETOS是否是“1”。由于最开始步骤S19的回答为肯定(“是”)，因而进到步骤S22，判别流入氧气流量O2是否是负值。在浓运转刚刚开始时，步骤S22的回答为否定(“否”)，进到步骤S24，与步骤S30一样计算浓度累计值SUMO2。之后进到步骤S31(图5)。

当开始浓运转而排气中的氧浓度下降时，步骤S22的回答为肯定(“是”)，进到步骤S23，执行图7所示的KOSOBJL计算处理。

在图7的步骤S101中，计算浓度累计值SUMO2的累计值(以下称为“稀侧累计值”)SUMO2L。在步骤S102中，使计数器CSUMO2L加“1”。在步骤S103中，把移动平均值GAIRAVE、稀侧累计值SUMO2L以及计数器CSUMO2L的值代入下式(7)，计算稀侧校正值KOSOBJL。

KOSOBJL＝GAIRAVE×SUMO2L/CSUMO2L    (7)

稀侧校正值KOSOBJL是与从把空燃比切换参数KOSFB从“-1”切换到“1”的时刻(参照图11，时刻t2、t6)起、到检测当量比KACT到达“1.0”的时刻(参照图11，时刻t3、t7)为止的期间流入三元催化剂14a内的氧气量(过剩流入氧气量)相当的参数。

在图7的步骤S104中，把浓度累计值SUMO2和流入氧气量OS设定为“0”，并使复位标志FRESETOS归“0”。

回到图4，在执行了步骤S23之后，进到步骤S31。流入氧气量OS在以后的浓运转中取负值。这意味着，还原剂(HC，CO)被提供给三元催化剂14a，并且所蓄积的氧用于还原剂的氧化而减少(流出)。

当复位标志FRESETOS归为“0”时，步骤S19的回答为否定(“否”)，进到步骤S20，判别流入氧气量OS是否是正值。由于通常该回答为否定(“否”)，因而直接进到步骤S31。当流入氧气量OS为正值时，复位为“0”(步骤S21)，进到步骤S31。

在步骤S31中，判别流入氧气量OS是否小于从浓侧极限值OSOBJR中减去浓侧校正值KOSOBJR后的校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)。由于在浓运转刚刚开始时，该回答为否定(“否”)，因而进到步骤S33。通常，步骤S33和S35的回答全都为否定(“否”)。

之后当继续浓运转时，流入氧气量OS逐渐减少(流入氧气量OS的绝对值增加)。然后，当在步骤S31中流入氧气量OS低于校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)时，进到步骤S38，把空燃比切换参数KOSFB设定为“-1”，并把复位标志FRESETOS设定为“1”。由此，开始稀运转。

当三元催化剂14a的劣化不断发展时，有时在稀运转中步骤S33的回答为肯定(“是”)。此时，从步骤S33进到步骤S39，把下游侧氧浓度参数KOSLEAN设定为“0”。之后进到步骤S40，转移到浓运转。即，在该情况下，在流入氧气量OS超过稀侧极限值OSOBJL之前，进行向浓运转的切换。并且，也有时在浓运转中步骤S35的回答为肯定(“是”)。此时，从步骤S35进到步骤S37，把下游侧氧浓度参数KOSLEAN设定为“1”。之后进到步骤S38，转移到稀运转。即，在该情况下，在流入氧气量OS低于浓侧极限值OSOBJR之前，进行向稀运转的切换。

除了O2传感器输出SVO2以外，还使用下游侧氧浓度参数KOSLEAN来进行判定，这是为了通过迟滞作用防止控制波动。

通过步骤S33、S35、S37和S39，即使在三元催化剂14a劣化，且流入氧气量OS超过极限值OSOBJL或OSOBJR之前O2传感器输出SVO2发生了变化的情况下，也能防止使排气特性恶化。

在步骤S41中，根据催化剂温度TCAT检索图6(e)所示的KTCATD表，计算第3温度校正系数KTCATD。KTCATD表与KTCATL表一样被设定成：催化剂温度TCAT高，第3温度校正系数KTCATD就大，且在同一催化剂温度TCAT时，成为大于第2温度校正系数KTCATL的值。

在步骤S42中，把第3温度校正系数和在步骤S12中计算出的基准氧量OSC代入下式(8)，计算禁止判定阈值OSDISABLE。

OSDISABLE＝OSC×KTCATD          (8)

在步骤S43中，判别流入氧气量OS的绝对值是否大于禁止判定阈值OSDISABLE，当该回答是肯定(“是”)时，把禁止标志FDISABLEOS设定为“1”(步骤S45)。当|OS|≤OSDISABLE时，把禁止标志FDISABLEOS设定为“0”(步骤S44)。当禁止标志FDISABLEOS被设定为“1”时，中止催化剂的劣化判定(参照图1 2，步骤S71)。

例如，在节气门开度急剧变化时空燃比控制不能迅速跟随吸入空气量的变化的情况下，存在流入氧气量OS的绝对值异常增大的可能性。在这种情况下，不能进行准确的劣化判定，因而通过禁止劣化判定，可防止判定精度的下降。

图9是在图3的步骤S2中执行的KCMD计算处理的流程图。

在步骤S51中，判别是否正在执行空燃比的扰动，当该回答是肯定(“是”)时，判别在图4和图5的处理中设定的空燃比切换参数KOSFB是否等于其前次值KOSFBZ(步骤S52)。

当步骤S51或S52的回答是否定(“否”)，即未执行扰动时，或者当空燃比切换参数KOSFB的值发生了变化时，把目标空燃比系数KCMD设定为“1.0”(步骤S53)，进到步骤S54。当KOSFB＝KOSFBZ时，直接进到步骤S54。

在步骤S54中，判别空燃比切换参数KOSFB是否是“1”。当该回答是肯定(“是”)时，使用下式(9)更新目标空燃比系数KCMD(步骤S55)。

KCMD＝KCMD+ΔKCMD           (9)

其中，ΔKCMD是预定更新值，被设定为例如0.0002。

当空燃比切换参数KOSFB是“1”时，通过重复执行步骤S55，目标空燃比系数KCMD从“1.0”开始逐渐增大。即，空燃比逐渐向浓方向变化。

当在步骤S54中，KOSFB＝-1时，使用下式(10)更新目标空燃比系数KCMD(步骤S56)。

KCMD＝KCMD-ΔKCMD    (10)

因此，当空燃比切换参数KOSFB是“-1”时，通过重复执行步骤S56，目标空燃比系数KCMD从“1.0”开始逐渐减小。即，空燃比逐渐向稀方向变化。

在步骤S57～S60中，进行计算出的目标空燃比系数KCMD的限值处理。即，当目标空燃比系数KCMD大于上限值KCMDH(例如1.03)时，把目标空燃比系数KCMD设定为上限值KCMDH(步骤S57，S58)，当目标空燃比系数KCMD小于下限值KCMDL(例如0.97)时，把目标空燃比系数KCMD设定为下限值KCMDL(步骤S59，S60)。

通过图9的处理，目标空燃比系数KCMD如图10所示，根据空燃比切换参数KOSFB的值(图10(a))，按图10(b)所示变化。

图11是示出目标当量比KCMD、检测当量比KACT以及流入氧气量OS的迁移的时序图。在该图所示的例子中，稀侧校正值KOSOBJL在时刻t3之前是“0”，浓侧校正值KOSOBJR在时刻t5之前是“0”。当在时刻t2流入氧气量OS超过稀侧极限值OSOBJL时，空燃比切换参数KOSFB从“-1”变更到“1”，浓度累计值SUMO2逐渐增大(图4，步骤S24)。当在时刻t3检测当量比KACT达到1.0时，计算稀侧校正值KOSOBJL，并使流入氧气量OS复位为“0”(图4，步骤S23)。

之后，流入氧气量OS逐渐减少，当在时刻t4流入氧气量OS低于浓侧极限值OSOBJR时，空燃比切换参数KOSFB从“1”变更到“-1”，浓度累计值SUMO2逐渐减小(图4，步骤S30)。当在时刻t5检测当量比KACT达到1.0时，计算浓侧校正值KOSOBJR，并使流入氧气量OS复位为“0”(图4，步骤S29)。

之后，流入氧气量OS逐渐增加，在时刻t6超过校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)。在时刻t7检测当量比KACT达到1.0，流入氧气量OS被复位。之后，流入氧气量OS逐渐减少，在时刻t8低于校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)。在时刻t9检测当量比KACT达到1.0，流入氧气量OS被复位。

通过使用校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)和校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)，执行空燃比的扰动控制，以使流入氧气量OS在稀侧极限值OSOBJL和浓侧极限值OSOBJR的范围内变化。结果，可更恰当地控制流入三元催化剂14a内的实际氧量，可提高催化剂劣化判定精度。

图12和图13是在图3的步骤S3中执行的劣化判定处理的流程图。

在步骤S71中，判别禁止标志FDISABLEOS是否是“1”。当该回答是否定(“否”)时，判别是否是空燃比的扰动执行中(步骤S72)。当步骤S71的回答是肯定(“是”)或者步骤S72的回答是否定(“否”)时，把O2传感器输出SVO2的最大值SVO2MAX设定为“0”，并把最小值SVO2MIN设定为“1500”(步骤S73)，直接结束本处理。

当步骤S72的回答是肯定(“是”)，即正在执行空燃比的扰动时，判别空燃比切换参数KOSFB是否等于前次值KOSFBZ(步骤S74)。当KOSFB＝KOSFBZ时，使用下式(11)和(12)更新最大值SVO2MAX和最小值SVO2MIN。式(11)的右边是选择到前次为止计算出的最大值SVO2MAX和当前次的O2传感器输出SVO2中的较大一方的运算，式(12)的右边是选择到前次为止计算出的最小值SVO2MIN和当前次的O2传感器输出SVO2中的较小一方的运算。在执行了步骤S75之后，进到步骤S89。

SVO2MAX＝max(SVO2MAX，SVO2)    (11)

SVO2MIN＝min(SVO2MIN，SVO2)    (12)

当步骤S74的回答是否定(“否”)，即刚刚变更了空燃比切换参数KOSFB后，把最大值SVO2MAX或最小值SVO2MIN的第2存储值SVO2LP2设定为第1存储值SVO2LP1(步骤S76)。第1存储值SVO2LP1在前次空燃比切换后立即在步骤S78或S80中被设定为最大值SVO2MAX或最小值SVO2MIN。

在步骤S77中，判别空燃比切换参数KOSFB是否是“1”。当该回答是肯定(“是”)时，把第1存储值SVO2LP1设定为此时的最大值SVO2MAX，并使最大值SVO2MAX复位为“0”(步骤S78)。当空燃比切换参数KOSFB是“-1”时，步骤S77的回答为否定(“否”)，因而直接进到步骤S79。

在步骤S79中，判别空燃比切换参数KOSFB是否是“-1”。当空燃比切换参数KOSFB是“-1”时，进到步骤S80，把第1存储值SVO2LP1设定为此时的最小值SVO2MIN，并使最小值SVO2MIN复位为“1500”(步骤S78)。当空燃比切换参数KOSFB是“1”时，步骤S79的回答为否定(“否”)，因而直接进到步骤S81。

在步骤S81中，把表示最大值SVO2MAX与最小值SVO2MIN的差分的第3差分参数SVO2D3设定为第2差分参数SVO2D2，并把第2差分参数SVO2D2设定为第1差分参数SVO2D1。然后，通过步骤S82～S87进行第1差分参数SVO2D1的更新。

在步骤S82中，判别是否第2存储值SVO2LP2大于与理论空燃比相当的预定值SVO2OBJ、且第1存储值SVO2LP1小于预定值SVO2OBJ。当该回答是否定(“否”)时，进一步判别是否第2存储值SVO2LP2小于预定值SVO2OBJ、且第1存储值SVO2LP1大于预定值SVO2OBJ(步骤S84)。当步骤S82和S84的回答均为否定(“否”)时，即，当第1和第2存储值SVO2LP1、SVO2LP2全都小于预定值SVO2OBJ，或者第1和第2存储值SVO2LP1、SVO2LP2全都大于预定值SVO2OBJ时，表示O2传感器输出SVO2几乎不变化。因此，把第1差分参数SVO2D1设定为“0”(步骤S87)，进到步骤S88。

当步骤S82或S84的回答是肯定(“是”)时，即连续的空燃比切换时刻中的最大值SVO2MAX大于预定值SVO2OBJ且最小值SVO2MIN小于预定值SVO2OBJ时，把第1存储值SVO2LP1和第2存储值SVO2LP2代入下式(13)，计算第1差分参数SVO2D1(步骤S86)。之后，进到步骤S88。

SVO2D1＝|SVO2LP1-SVO2LP2|           (13)

在步骤S88中，使用下式(14)计算第1～第3差分参数SVO2D1、SVO2D2、SVO2D3的最小值，作为最小差分值SVO2D，然后使用下式(15)累计最小差分值SVO2D来计算判定参数RESULT，并使计数器CRESULT加“1”。判定参数RESULT表示三元催化剂14a的劣化程度。

SVO2D＝min(SVO2D1，SVO2D2，SVO2D3)    (14)

RESULT＝RESULT+SVO2D                  (15)

只要不是差分参数SVO2D1连续3次以上取大的值，则最小差分值SVO2D就成为较小的值。因此，通过使用作为在连续3个采样时刻的差分参数SVO2D1、SVO2D2、SVO2D3的最小值的最小差值SVO2D，可排除O2传感器输出SVO2的暂时变动的影响，可得到准确的判定参数RESULT。

在步骤S89中，判别计数器CRESULT的值是否大于预定次数CRST0(例如6)，当该回答是否定(“否”)时，直接结束本处理。当在步骤S89中计数器CRESULT的值超过预定次数CRST0时，进到步骤S90，判别判定参数RESULT是否大于劣化判定阈值RSTTH。当该回答是否定(“否”)时，判定为三元催化剂14a正常(步骤S92)。当判定参数RESULT超过劣化判定阈值RSTTH时，判定为三元催化剂14a异常(步骤S91)。当判定为异常时，例如使警告灯亮灯。

当O2传感器输出SVO2如图2(a)所示变化时，即在三元催化剂14a正常时，判定参数RESULT大致为零，另一方面，当O2传感器输出SVO2如图2(b)所示变化时，即在三元催化剂14a劣化时，判定参数RESULT为较大的值，因而可根据判定参数RESULT准确地检测三元催化剂14a的劣化程度。

如以上详述，在本实施方式中，根据按照LAF传感器17的输出所计算出的氧浓度参数O2N以及由吸入空气流量传感器7所检测出的吸入空气流量GAIR来计算流入三元催化剂14a内的氧气量OS，并根据该流入氧气量OS与校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)或校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)的比较结果，执行把空燃比交替控制到与理论空燃比相比的稀侧和与理论空燃比相比的浓侧的扰动控制。然后，根据扰动控制执行中的O2传感器输出SVO2计算表示三元催化剂14a的劣化程度的判定参数RESULT。作为流入氧气量OS的目标值的校正浓侧极限值(OSOBJR-KOSOBJR)和校正稀侧极限值(OSOBJL-KOSOBJL)被设定成，当三元催化剂正常时O2传感器输出SVO2几乎不变化，而当三元催化剂劣化时O2传感器输出SVO2大幅变化，因而在三元催化剂正常的状态下完全不会使排气特性恶化，在三元催化剂开始劣化时刻可迅速检测劣化程度，而几乎不会使排气特性恶化。

并且在本实施方式中，作为在把空燃比切换参数KOSFB从“-1”切换到“1”或者相反地进行切换的时刻起、到检测当量比KACT达到与理论空燃比相当的“1.0”的时刻为止的期间流入三元催化剂14a内的过剩流入氧气量，计算校正值KOSOBJL和KOSOBJR，并根据这些校正值KOSOBJL和KOSOBJR来校正稀侧极限值OSOBJL和浓侧极限值OSOBJR。由于燃料附着在发动机1的进气口上、或者LAF传感器17的响应延迟等的原因，即使改变了目标当量比KCMD，在检测当量比KACT变化为与变更后的空燃比对应的值之前存在延迟时间。在该延迟时间期间流入三元催化剂内的氧气量是过剩流入氧气量，通过根据过剩流入氧气量，即校正值KOSOBJL和KOSOBJR来校正稀侧极限值OSOBJL和浓侧极限值OSOBJR，可适当地控制流入三元催化剂内的实际氧气量，可提高催化剂劣化判定精度。

在本实施方式中，吸入空气流量传感器7、LAF传感器17以及O2传感器18分别相当于吸入空气流量检测单元、第1氧浓度传感器以及第2氧浓度传感器。并且，ECU5构成流入氧气量计算单元、空燃比切换控制单元、过剩流入氧气量计算单元、目标值校正单元以及劣化检测单元。具体地说，图4的步骤S11和S16相当于流入氧气量计算单元，图4的步骤S12～S15、S17～S30、图5的步骤S31～S40以及图9的处理相当于空燃比切换控制单元，图4的步骤S23、S24、S29和S30相当于过剩流入氧气量计算单元，图5的步骤S31和S32相当于目标值校正单元，图12的步骤S72～S81和图13的步骤S82～S92相当于劣化检测单元。

另外，本发明不限于上述实施方式，可进行各种变形。例如，取代图4和图5所示的扰动信号生成处理，可以使用图14和图15所示的扰动信号生成处理。

图14删除了图4的步骤S24和S30，并将步骤S23和S29分别替换为步骤S23a和S29a。并且，图15将图5的步骤S38和S40分别替换为步骤S38a和S40a。除了以上方面以外，与图4和图5的处理相同。

在步骤S23a中，使用下式(16)计算稀侧校正值KOSOBJL，并使流入氧气量OS和复位标志FRESETOS全都复位为“0”。

KOSOBJL＝OS-BOSOBJ           (16)

其中，BOSOBJ是在上一执行的步骤S40a中所存储的把空燃比切换参数KOSFB从“-1”切换到“1”时的流入氧气量OS的存储值。这与图11(c)的时刻t2的流入氧气量OS对应。并且，式(16)的OS与图11(c)的时刻t3的值对应。因此，可使用式(16)计算稀侧过剩流入氧气量。

在步骤S29a中，使用下式(17)计算浓侧校正值KOSOBJR，并使流入氧气量OS和复位标志FRESETOS全都复位为“0”。

KOSOBJR＝OS-BOSOBJ           (17)

其中，BOSOBJ是在上一执行的步骤S38a中所存储的把空燃比切换参数KOSFB从“1”切换到“-1”时的流入氧气量OS的存储值。这与图11(c)的时刻t4的流入氧气量OS对应。并且，式(17)的OS与图11(c)的时刻t5的值对应。因此，可使用式(17)计算浓侧过剩流入氧气量(实际上是为负值的流出氧气量)。

在图15的步骤S38a中，把空燃比切换参数KOSFB设定为“-1”，把复位标志FRESETOS设定为“1”，并把该时刻的流入氧气量OS作为存储值BOSOBJ来存储。并且在步骤S40a中，把空燃比切换参数KOSFB设定为“1”，把复位标志FRESETOS设定为“1”，并把该时刻的流入氧气量OS作为存储值BOSOBJ来存储。

根据本变形例，也可计算与过剩流入氧气量相当的稀侧校正值KOSOBJL和浓侧校正值KOSOBJR，可适当地校正稀侧极限值OSOBJL和浓侧极限值OSOBJR。

在本变形例中，图15的步骤S38a和S40a相当于存储单元。

在上述实施方式中，三元催化剂14a和14b被贮存在一个容器内，但也可以单独构成。此外，即使在O2传感器18的下游侧未设置三元催化剂的情况下，也能应用本发明，与现有技术相比较，可进一步减轻劣化判定执行时的排气特性的恶化。

此外，本发明也能应用于安装在把曲轴作为垂直方向的船外机等的船舶推进机用发动机等的排气系统中的排气净化用催化剂的劣化判定。

Claims (6)

1.一种催化剂劣化检测装置，其检测设置在内燃机的排气系统内的排气净化用催化剂的劣化，其特征在于，该催化剂劣化检测装置具有：

吸入空气流量检测单元，其检测上述内燃机的吸入空气流量；

第1氧浓度传感器，其设置在上述催化剂的上游侧；

第2氧浓度传感器，其设置在上述催化剂的下游侧；

流入氧气量计算单元，其根据由上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度和由上述吸入空气流量检测单元所检测出的吸入空气流量来计算流入上述催化剂的氧气量；

空燃比切换控制单元，其根据由上述流入氧气量计算单元计算出的流入氧气量与该流入氧气量的目标值之间的比较结果，把提供给上述内燃机的混合气的空燃比的控制指令值交替切换为与相比于理论空燃比的稀侧的稀空燃比对应的第1值和与浓侧的浓空燃比对应的第2值；

过剩流入氧气量计算单元，其计算在从把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换的时刻起、到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间流入上述催化剂的过剩流入氧气量；

目标值校正单元，其根据上述过剩流入氧气量校正上述流入氧气量的目标值；以及

劣化检测单元，其在上述空燃比切换控制单元的动作中，根据上述第2氧浓度传感器的输出检测上述催化剂的劣化程度，

上述空燃比切换控制单元使用由上述目标值校正单元校正后的目标值来进行上述空燃比的切换控制。

2.根据权利要求1所述的催化剂劣化检测装置，其特征在于，上述过剩流入氧气量计算单元对在从把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换的时刻起、到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间由上述第1氧浓度传感器检测出的氧浓度进行积分，并将该积分氧浓度乘以上述吸入空气流量，从而计算上述过剩流入氧气量。

3.根据权利要求1所述的催化剂劣化检测装置，其特征在于，上述过剩流入氧气量计算单元具有：存储单元，其存储把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换时的上述流入氧气量作为切换时流入氧气量；以及总流入氧气量计算单元，其计算在从上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻起到下次达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间流入上述催化剂的总流入氧气量；上述过剩流入氧气量计算单元使用上述切换时流入氧气量和上述总流入氧气量来计算上述过剩流入氧气量。

4.一种催化剂劣化检测方法，其检测设置在内燃机的排气系统内的排气净化用催化剂的劣化，上述排气系统具有设置在上述催化剂的上游侧的第1氧浓度传感器和设置在上述催化剂的下游侧的第2氧浓度传感器，上述催化剂劣化检测方法具有以下步骤：

a)检测上述内燃机的吸入空气流量；

b)根据由上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度和所检测出的吸入空气流量来计算流入上述催化剂的氧气量；

c)根据计算出的流入氧气量与该流入氧气量的目标值之间的比较结果，把提供给上述内燃机的混合气的空燃比的控制指令值交替切换为与相比于理论空燃比的稀侧的稀空燃比对应的第1值和与浓侧的浓空燃比对应的第2值；

d)计算在从把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换的时刻起到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间流入上述催化剂的过剩流入氧气量；

e)根据上述过剩流入氧气量校正上述流入氧气量的目标值；以及

f)在上述步骤c)的空燃比切换控制的执行中，根据上述第2氧浓度传感器的输出检测上述催化剂的劣化程度；

该检测方法使用在上述步骤e)中校正后的目标值来进行上述步骤c)中的空燃比切换控制。

5.根据权利要求4所述的催化剂劣化检测方法，其特征在于，通过对从把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换的时刻起到上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间中由上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度进行积分，并对积分氧浓度乘以上述吸入空气流量，从而计算上述过剩流入氧气量。

6.根据权利要求4所述的催化剂劣化检测方法，其特征在于，该催化剂劣化检测方法还具有以下步骤：i)存储把上述控制指令值从上述第1值切换到上述第2值或者相反地进行切换时的上述流入氧气量作为切换时流入氧气量；以及ii)计算从上述第1氧浓度传感器所检测出的氧浓度达到与理论空燃比相当的值的时刻起到下次达到与理论空燃比相当的值的时刻为止的期间中流入上述催化剂的总流入氧气量；该催化剂劣化检测方法根据上述切换时流入氧气量和上述总流入氧气量来计算上述过剩流入氧气量。

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