DE69306511T2

DE69306511T2 - Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69306511T2
Application number: DE69306511T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kato; Ken Ogawa; Yoshikazu Oshima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2013-09-16
Also published as: JPH06101455A; EP0588324A1; EP0588324B1; US5357754A; DE69306511D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators (katalytischen Wandlers) einer Brennkraftmaschine und insbesondere eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines im Abgassystem der Maschine angeordneten Katalysators durch die Verwendung eines Ausgangs von einem Abgaskomponenten-Konzentrationssensor stromab des Katalysators oder dergleichen.
Die gattungsbildende DE-A-41 22 702 offenbart eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators für eine Luftkraftstoffverhältnis-Regelvorrichtung, in der die Amplitude des Ausgangs von einem O&sub2; Sensor, der in dem Abgasrohr an einer Stelle stromab des Katalysators angeordnet ist, mit einem Bezugswert verglichen wird, der nur zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators dient, und die Anzahl der Wendungen des Ausgangssignals gemessen wird, sodaß festgestellt wird, ob sich der Katalysator verschlechtert hat oder nicht. Der Bezugswert wird in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine gesetzt, in der die Verschlechterung des Katalysators genau festgestellt werden kann und die nicht immer für die Feststellung der Verschlechterung geeignet sind.
Die US-A-4 622 809 offenbart ein Verfahren zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators, bei dem die Verschlechterung des Katalysators aufgrund des Amplitudenwerts und des Durchschnittswerts des Ausgangssignals, das von einem stromab des Katalysators vorgesehenen O&sub2; Sensor erzeugt wird, festgestellt wird.
Herkömmliche Vorrichtungen zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators für Erennkraftmaschinen enthalten eine Vorrichtung, die in der japanischen vorläufigen Patentschrift (Kokai) Nr. 2-30915 offenbart ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein Dreiwegekatalysator in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordnet, und zwei Sauerstoffkonzentrationssensoren (nachfolgend als "der stromaufwärtige O&sub2; Sensor" und "der stromabwärtige O&sub2; Sensor" bezeichnet) als Abgaskomponenten-Konzentrationssensoren sind stromauf bzw. stromab des Dreiwegekatalysators angeordnet. Diese O&sub2; Sensoren haben eine derartige Ausgangskennlinie, das ihre Ausgangssignalpegel umgekehrt werden, wenn sich das Luftkraftstoffverhältnis eines der Maschine zugeführten Gemischs über ein stöchiometrisches Luftkraftstoffverhältnis ändert. Die herkömmliche Vorrichtung stellt die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators aufgrund einer Zeitperiode fest, die von dem Zeitpunkt, zu dem sich das Luftkraftstoffverhältnis des Gemischs zu einem fetten Wert relativ zu dem stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis ändert, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des stromabwärtigen O&sub2; Sensors entsprechend von einer mageren Seite zu einer fetten Seite relativ zu einem Bezugsausgangswert invertiert, abgelaufen ist, oder einer Zeitperiode, die von dem Zeitpunkt, zu dem sich das Luftkraftstoffverhältnis zu einem mageren Wert relativ zu dem stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis ändert, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sensorausgangssignal entsprechend von einer fetten Seite zu einer mageren Seite relativ zu dem Bezugsausgangswert invertiert, abgelaufen ist.
Insbesondere wird beispielsweise, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Zeitperiode gemessen, die von einem Zeitpunkt t1, zu dem sich das Ausgangssignal V1 von dem stromaufwärtigen O&sub2; Sensor zu der fetten Seite ändert, zu einem Zeitpunkt t2, zu dem das Ausgangssignal V2 von dem stromabwärtigen O&sub2; Sensor entsprechend von der mageren Seite zu der fetten Seite invertiert, abläuft. Aufgrund der somit gemessenen Zeitperiode wird festgestellt, ob der Dreiwegekatalysator schlechter geworden ist.
Diese Technik zum Feststellen der Verschlechterung beruht auf folgendem Grund:
Ein Dreiwegekatalysator hat allgemein einen sogenannten Sauerstoffspeichereffekt darin, daß er Sauerstoff aufnimmt, wenn das Luftkraftstoffverhältnis auf der mageren Seite liegt, wohingegen er CO und HC in den Abgasen von der Maschine aufnimmt, wenn das Luf tkraftstoffverhältnis auf der fetten Seite liegt. Wenn der Sauerstoff speichereffekt größer wird, wird eine Zeitdifferenz größer, die zwischen einem Zeitpunkt einer Änderung des Luftkraftstoffverhältnisses von Abgasen in dem Abgassystem stromauf des Katalysators und einem Zeitpunkt einer entsprechenden Änderung des Luftkraftstoffverhältnisses von Abgasen stromab des Katalysators liegt. Die oben genannte gemessene Zeitperiode stellt diese Zeitdifferenz dar. Der Sauerstoff speichereffekt wird kleiner, wenn der Verschlechterungsgrad des Katalysators höher wird, sodaß die gemessene Zeitperiode kürzer wird. Wenn daher die gemessene Zeitperiode kürzer als eine vorbestimmte Zeitperiode ist, kann man das so bewerten, daß der Sauerstoff speichereffekt schlechter geworden ist, d.h. der Katalysator sich verschlechtert hat.
Nach der herkömmlichen Technik wird das Feststellen der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt, wenn sich die Maschine in einem Zustand befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr erhöht ist, oder wenn die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine vollständig unterbrochen ist, sodaß eine Änderung der Ausgangskennlinie des stromaufwärtigen O&sub2; Sensors das Ausgangssignal von dem stromabwärtigen O&sub2; Sensor nicht beeinflußt, wodurch es möglich wird, die Verschlechterung des Katalysators mit hoher Genauigkeit festzustellen.
Jedoch hat die herkömmliche Vorrichtung den Nachteil, daß das Feststellen der Verschlechterung des Katalysators nur dann durchzuführen ist, wenn sich die Maschine in einem bestimmten, von einem Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelzustand, abweichenden Betriebszustand befindet, etwa einem Zustand, in dem die Kraftstoffzufuhr erhöht ist, und einem Zustand, in dem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Ferner muß, wenn die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt wird, das Luftkraftstoffverhältnis des der Maschine zugeführten Gemischs relativ zum stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis auf einen fetten Wert oder einen mageren Wert gesetzt werden. Daher muß man beim Durchführen der Feststellung der Verschlechterung des Katalysators warten, bis die Maschine in einen solchen bestimmten Betriebszustand eintritt oder vorübergehend die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung unterbricht. Daher läßt sich die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators nicht gleichzeitig mit der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung durchführen. Aufgrund der vorübergehenden Unterbrechung der Regelung des Luftkraftstoffverhältnisses können darüber hinaus die Abgasemissionscharakteristiken während der Erfassung der Verschlechterung des Katalysators schlechter werden.
Nebenbei erfordert es nach der herkömmlichen Technik eine beträchtliche Zeit, die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators abzuschließen, weil die Zeitperiode vor dem Auftreten der Inversion des Ausgangssignals von dem stromabwärtigen O&sub2; Sensor gemessen werden muß.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators für Brennkraftmaschinen anzugeben, die in der Lage ist, die Festellung der Verschlechterung des Katalysators in kurzer Zeit und gleichzeitig mit der Luftkraftstoffverhältnis-(A/F)-Rückkopplungsregelung durchzuführen, ohne die Abgasemissionscharakteristiken zu verschlechtem.
Um dieses Ziel zu erreichen, gibt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators für eine Brennkraftmaschine an, umfassend: eine Auslaßpassage,
wenigstens ein Katalysatormittel, das in der Auslaßpassage angeordnet ist, zum Reinigen von aus der Maschine abgegebenen Abgasen,
einen ersten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor , der in der Auslaßpassage stromauf des Katalysatormittels angeordnet ist, zum Erfassen der Konzentration einer bestimmten Komponente in den Abgasen,
einen zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor, der in der Auslaßpassage stromab des Katalysatormitteis angeordnet ist, zum Erfassen der Konzentration der bestimmten Komponente, ein Betriebszustand-Feststellmittel zum Feststellen von Betriebszuständen der Maschine,
ein Berechnungsmittel eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses zum Berechnen eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses eines der Maschine zugeführten Gemisches in Antwort auf durch das Betriebszustand-Feststellmittel festgestellte Betriebszustände der Maschine,
ein Korrekturmittel zur Korrektur des gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses aufgrund eines Ausgangswerts aus dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor,
ein Regelmittel zur Rückkopplungsregelung eines Luftkraftstoffverhältnisses eines der Maschine zugeführten Gemisches auf das korrigierte gewünschte Luftkraftstoffverhältnis in Antwort auf die Konzentration der durch den ersten Abgaskomponenten-Konzentrationsensor erfaßten bestimmten Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators umfaßt:
ein Durchschnittswert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Durchschnittswerts des Ausgangswerts aus dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor;
ein Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Ausgangsfluktuationsbreite bezüglich des Durchschnittswerts aufgrund des Ausgangswerts aus dem zweiten Abgaskomponenten- Konzentrationssensor;
ein Verschlechterungs-Feststellmittel zum Feststellen, ob das Katalysatormittel schlechter geworden ist, aufgrund des von dem Durchschnittswert-Berechnungsmittel berechneten Durchschnittswerts und der von dem Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel berechneten Ausgangsfluktuationsbreite;
wobei die Feststellung der Verschlechterung des Katalysatormittels durchgeführt wird, wenn ein von dem Betriebszustand- Feststellmittel festgestellter Betriebszustand der Maschine ein vorbestimmter Betriebszustand ist.
Zunächst wird das Prinzip der Art der Feststellung der Verschlechterung des Katalysators unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nachfolgend beschrieben:
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem Verschlechterungsgrad eines Katalysators und Anderungen eines Ausgangssignals von einem O&sub2; Sensor (zweitem Abgaskomponenten-Konzentrationssensor) stromab des Katalysators. In der Figur stellen die Kurven a, b und c jeweils erhaltene Änderungen des Ausgangssignals von dem stromabwärtigen O&sub2; Sensor dar, wenn der Katalysator neu ist und gerade in Verwendung genommen wurde, wenn der Katalysator in einem Fahrzeug verwendet wurde, das etwa 80.000 km gefahren ist, und wenn der Katalysator in einem Fahrzeug verwendet wurde, das etwa 160.000 km gefahren ist. Die Kurve d stellt eine Änderung des O&sub2; Sensorausgangssignals dar, erhalten durch direkte Zufuhr von Abgasen (Speisegas) zu dem O&sub2; Sensor ohne Durchtritt durch den Katalysator.
Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß im Fall des neuen Katalysators der Sauerstoffsensor einen relativ hohen durchschnittlichen Ausgangswert mit einer sehr geringen Fluktuationsbreite zeigt. Andererseits, im Fall des Katalysators nach Fahrt über etwa 80.000 km, zeigt das O&sub2; Sensorausgangssignal einen Durchschnittswert, der niedriger ist als die Kurve a im Fall des neuen Katalysators und eine größere Fluktuationsbreite als die Kurve a hat. Im Fall des Katalysators nach Fahrt über etwa 160.000 km zeigt das O&sub2; Sensorausgangssignal einen noch kleineren Durchschnittswert mit einer weiter zunehmenden Fluktuationsbreite. In demjenigen Fall, in dem das Speisegas direkt dem O&sub2; Sensor zugeführt wird, sinkt der durchschnittliche Ausgangswert von dem O&sub2; Sensor auf einen halb so großen Pegel wie dem Pegel im Fall des neuen Katalysators und hat eine sehr große Fluktuationsbreite.
Von dem durchschnittlichen Ausgangswert von dem O&sub2; Sensor wird angenommen, daß er dem Sauerstoffpartialdruck entspricht, der stromab des Katalysators vorherrscht, d.h. der Oxidationskapazität des Katalysators. Daher läßt sich von der Ausgangsfluktuationsbreite des O&sub2; Sensors annehmen, daß sie einem Anderungsgrad der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators entspricht. Das heißt, wie in Fig. 2 gezeigt, wenn die Oxidationskapazität des Katalysators sinkt, wird der durchschnittliche Ausgangswert von dem O&sub2; Sensor kleiner, und wenn der Verschlechterungsgrad des Katalysators zunimmt, wird die Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators geringer, sodaß die Ausgangsfluktuationsbreite des O&sub2; Sensors zunimmt.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem oben beschriebenen Prinzip und verwendet einen Durchschnittswert eines Ausgangssignais von einem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensors stromab eines Katalysators sowie dessen Fluktuationsbreite zum Bestimmen des Verschlechterungsgrad des Katalysators.
Besonders bevorzugt ist stromauf des Katalysators ein erster Abgaskomponenten-Konzentrationssensor angeordnet, der eine Ausgangskennung hat, bei der dessen Ausgangspegel im wesentlichen proportional zur Konzentration einer bestimmten Komponente in den Abgasen ist. Bei Durchführung der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem ersten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor kann ein Ausganssignal von dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor stromab des Katalysators in einem ursprünglichen Zustand (nicht verschlechterten Zustand) "flach" gemacht werden, d.h. er hat eine geringe Ausgansfluktuationsbreite. Wenn hierbei die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators unter Verwendung des Ausgangsdurchschnittswerts von dem zweiten Abgaskomponeneten-Konzentrationssensor und dessen Fluktuationsbreite durchgeführt wird, kann der Verschlechterungsgrad des Katalysators genau beurteilt werden.
Bei der gemäß obigem konstruierten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators wird daher festgestellt, ob der Katalysator schlechter geworden ist, aufgrund des von dem Durchschnittswert-Berechnungsmittel berechneten durchschnittlichen Ausgangswert von dem zweiten Abgasemissionskomponenten-Konzentrationssensor und aufgrund der durch das Fluctuatuonsbreiten-Berechnungsmittel berechneten Ausgangs Fluktuationsbreite, wodurch es möglich wird, die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators gleichzeitig mit der Durchführung der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung durchzuführen.
Bevorzugt wird die Erfassung der Verschlechterung des Katalysatormittels durchgeführt, wenn ein durch das Betriebszustand- Feststellmittel festgestellter Betriebszustand der Maschine ein vorbestimmter Betriebszustand ist. Weiter bevorzugt umfaßt das Betriebszustand-Feststellmittel wenigstens ein Kühlmitteltemperatur-Feststellmittel zum Feststellen der Kühlmitteltemperatur der Maschine, ein Katalysatortemperatur-Feststellmittel zum Feststellen der Temperatur des Katalysatormitteis, ein Maschinendrehzahl-Berechnungsmittel zum Feststellen der Drehzahl der Maschine sowie ein Maschinenlast-Feststellmittel zum Feststellen der Belastung der Maschine.
Insbesondere wird beispielsweise die Feststellung der Verschlechterung des Katalysatormittels durchgeführt, wenn die festgestellte Kühlmitteltemperatur der Maschine einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, die festgestellte Temperatur des Katalysatormittels einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet, die festgestellte Drehzahl der Maschine in einen ersten vorbestimmten Bereich fällt sowie gleichzeitig die festgestellte Last der Maschine in einen zweiten vorbestimmten Bereich fällt.
Somit wird erfindungsgemäß die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt, wenn sich die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, der durch das Betriebszustand-Feststellmittel (Maschinenkühlmitteltemperatur-Feststellmittel, Katalysatortemperatur-Feststellmittel, Maschinendrehzahl-Feststellmittel sowie Maschinenlast-Feststellmittel) festgestellt ist, welcher ein Betriebszustand ist, der zum Feststellen der Verschlechterung geeignet ist, wodurch sich genaue Ergebnisse der Feststellung der Katalysatorverschlechterung erhalten lassen.
In einer alternativen Form der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators:
ein Korrekturwert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Korrekturwerts zur Korrektur des gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses aufgrund einer Differenz zwischen dem Ausgangswert von dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor und einem vorbestimmten Bezugswert;
ein Durchschnittswert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Durchschnittswerts des Korrekturwerts;
ein Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Ausgangsfluktuationsbreite relativ zu dem Durchschnittswert aufgrund des Korrekturwerts;
ein Verschlechterungs-Feststellmittel zum Feststellen, ob das Katalysatormittel schlechter geworden ist, aufgrund des von dem Durchschnittswert-Berechnungsmittel berechneten Durchschnittswerts und der von dem Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel berechneten Ausgangsfluktuationsbreite.
Auch wenn daher erfindungsgemäß der Luftkraftstoffverhältnis- Korrekturwert an Stelle des Ausgangssignals von dem zweiten Abgasemissionskomponenten-Konzentrationssensor verwendet wird, um den durchschnittlichen Ausgangswert und dessen Fluktuationsbreite zu berechnen, lassen sich ähnliche ausgezeichnete Ergebnisse der Feststellung der Verschlechterung des Katalysators erhalten.
Die obigen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Erfassen der Verschlechterung eines Katalysators;
Fig. 2 ist ein Diagramm mit Darstellung der Beziehung zwischen dem Verschlechterungsgrad eines Katalysators und Änderungen eines Ausgangssignals von einem O&sub2; Sensor stromab des Katalysators;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der Gesamtanordnung einer Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach einer Ausführung der Erfindung;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer Hauptroutine zur Durchführung einer Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung gemäß der Ausführung;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer Routine zur Berechnung eines modifizierten gewünschten Luftkraftstoffverhältniskoeffizienten KCMDM in Anwendung während der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer O&sub2; Sensorausgangs-Prozeßroutine, durchgeführt während der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer O&sub2; Rückkopplungsprozeß (auf den O&sub2; Sensorausgang ansprechenden Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung) Routine, dürchgeführt während der Luftkraftstoffverhältnisregelung;
Fig. 8 zeigt eine Tabelle zum Feststellen eines Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwerts ΔKCMD, der in der Steuerroutine in Fig. 7 abgefragt wird;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer Hauptroutine zur Durchführung der Feststellung der Verschlechterung eines in Fig. 3 gezeigten Katalysators nach der Erfindung;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm mit Darstellung einer Routine zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators, die während der Durchführung der Hauptroutine von Fig. 9 durchgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die Erfindung wird nun im Detail anhand der Zeichnungen beschrieben, die eine Ausführung von dieser zeigen.
Zunächst zu Fig. 3. Dort ist die Gesamtanordnung einer Brennkraftmaschine gezeigt, die eine Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysator gemäß einer Ausführung der Erfindung enthält. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine DOHC Reihenvierzylindermaschine (nachfolgend einfach als "die Maschine" bezeichnet), wobei jeder Zylinder mit einem Paar von Einlaßventilen und einem Paar von Auslaßventilen versehen ist, die nicht gezeigt sind. Mit dem Zylinderblock der Maschine 1 ist ein Einlaßrohr 2 verbunden, in dem ein Drosselkörper 3 angeordnet ist, der ein Drosselventil 301 aufnimmt. Ein Drosselventilöffnungs (θTH) Sensor 4 ist mit dem Drosselventil 301 verbunden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, daß die erfaßte Drosselventilöffnung anzeigt, und um dieses einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als "die ECU" bezeichnet) 5 zuzuführen.
Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind jeweils für jeden der Zylinder vorgesehen, wobei die Ventile an Stellen in der Mitte zwischen dem Zylinderblock 1 und dem Drosselventil 301 und ein wenig stromauf der jeweiligen nicht gezeigten Einlaßventile ins innere des Einlaßrohrs 2 eingesetzt sind. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden und sind elektrisch mit der ECU 5 verbunden, sodaß ihre Ventilöffnungsperioden durch Signale von dieser gesteuert werden.
Ferner ist ein Einlaßrohrabsolutdruck (PBA) Sensor 8 mit dem inneren des Einlaßrohrs 2 über eine Leitung 7 verbunden, die sich in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromab des Drosselventils 301 öffnet, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das den erfaßten Absolutdruck in dem Einlaßrohr 5 anzeigt.
Ein Einlaßlufttemperatur (TA) Sensor 9 ist in das Einlaßrohr 2 an einer Stelle stromab der Leitung 9 eingesetzt, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, das die erfaßte Einlaßlufttemperatur TA anzeigt.
Ein Maschinenkühlmitteltemperatur (TW) Sensor 10, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet ist, ist in eine Kühimittelpassage eingesetzt, die mit Kühlmittel gefüllt ist und in dem Zylinderblock gebildet ist, um der ECU 5 ein elektrisches Signal zuzuführen, daß die erfaßte Maschinenkühimitteltemperatur TW anzeigt.
Ein Maschinendrehzahl (NE) Sensor 11 und ein zylinderunterscheidungs (CYL) Sensor 12 sind gegenüber einer Nockenwelle oder Kurbelwelle der Maschine 1, von denen keine gezeigt ist, angeordnet.
Der NE Sensor 11 erzeugt einen Impuls als einen OT Signalimpuls bei jedem von vorbestimmten Kurbelwinkeln, wenn immer sich die Kurbelwelle um 180º dreht, wohingegen der CYL Sensor 12 bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel eines bestimmten Zylinders der Maschine einen Impuls erzeugt. Beide Impulse werden der ECU 5 zugeführt.
Jeder Zylinder der Maschine hat eine Zündkerze 13, die mit der ECU 5 elektrisch verbunden ist, sodaß deren Zündzeitpunkt durch ein Signal von dieser gesteuert wird.
Ein katalytischer Wandler, der durch einen Dreiwegekatalysator (nachfolgend als "der Katalysator" bezeichnet) 15 gebildet ist, ist in einem Abgasrohr 14 der Maschine 1 angeordnet. In einer Umfangswand des Katalysators 15 ist ein Katalysatortemperatur (TC) Sensor 18 angeordnet, der aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet ist und der ECU 5 ein Signal zuführt, das die erfaßte Katalysatortemperatur TC anzeigt.
Ein LAF Sensor 16 als ein erster Abgaskomponenten-Konzentrationssensor ist in dem Abgasrohr 14 an einer Stelle stromauf des Katalysators 15 angeordnet, und ein O&sub2; Sensor 17 als ein zweiter Abgaskomponenten-Konzentrationssensor ist dem Abgasrohr 14 an einer Stelle stromab des Katalysators 15 angeordnet.
Der LAF Sensor 16 hat ein Sensorelement, das aus elektrolytischem Festmaterial aus Zirkoniumoxid (ZrO&sub2;) oder dergleichen hergestellt ist, sowie zwei Paare eines Zellenelements und eines Sauerstoffpumpenelements, die an vorbestimmten Stellen an dem Sensorelement angebracht sind, wobei die Paare an jeweiligen oberen und unteren Stellen vertikal angeordnet sind. Das Sensorelement ist mit einem nicht gezeigten Verstärker elektrisch verbunden. Der LAF Sensor 16 erzeugt ein Signal, das zur Sauerstoffkonzentration in den durch das Innere des Sensorelements tretenden Abgasen im wesentlichen proportional ist, wobei dieses Signal der ECU 5 zugeführt wird.
Der O&sub2; Sensor 17 umfaßt auch ein Sensorelement, daß aus elektrolytischem Festmaterial aus Zirkoniumoxid (ZrO&sub2;) gebildet ist, mit einer solchen Kennlinie, daß sich deren elektromotorische Kraft drastisch oder plötzlich ändert, wenn sich das Luftkraftstoffverhältnis der Abgase über den stöchiometrischen Wert ändert, sodaß ein Ausgangssignal von dem O&sub2; Sensor 17 von einem einen mageren Wert anzeigenden Pegel zu einem einen fetten Wert anzeigenden Pegel oder umgekehrt invertiert wird, wenn sich das Luftkraftstoffverhältnis über den stöchiometrischen Wert ändert. Insbesondere erzeugt der O&sub2; Sensor 17 ein Hochpegelsignal und führt dieses der ECU 5 zu, wenn das Luftkraftstoffverhältnis der Abgase fett ist, und ein Niedrigpegelsignal, wenn dieses mager ist.
Ein Atmosphärendruck (PA) Sensor 19 ist an einer geeigneten Stelle der Maschine 1 angeordnet und führt der ECU ein elektrisches Signal zu, das den erfaßten Atmosphärendruck PA anzeigt.
Die ECU 5 umfaßt einen Eingangskreis 5a mit den Funktionen der Wellenformung von Eingangssignalen der oben erwähnten verschiedenen Sensoren, verschieben der Spannungspegel von Sensorausgangssignalen zu einem vorbestimmten Pegel, wandeln von Analogsignalen von Analogausgangssensoren in Digitalsignale usw., eine zentrale Prozessoreinheit (nachfolgend als "die CPU" bezeichnet) 5b, ein Speichermittel 5c, das aus einem ROM gebildet ist und verschiedene Betriebsprogramme speichert, die von der CPU 5b durchgeführt werden, sowie verschiedene Kennfelder und Tabellen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, und ein RAM zum Speichern von Berechnungsergebnissen von dieser etc., einen Ausgangskreis sd, der Treibersignale an die Kraftstoffeinspritzventile 6 sowie die Zündkerzen 23 ausgibt.
Die ECU 5 bildet ein Mittel zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators, das ein Durchschnittswert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines durchschnittlichen Ausgangswerts von dem O&sub2; Sensor 17, ein Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Ausgangsfluktuationsbreite des Ausgangs von dem O&sub2; Sensor 17 sowie ein Verschlechterungs-Feststellmittel zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators aufweist, die alle nachfolgend beschrieben werden.
Die CPU 5b arbeitet in Antwort auf die Signale von den verschiedenen oben beschriebenen Sensoren zum Feststellen von Betriebszuständen, in denen die Maschine 1 arbeitet, wie etwa einen Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelbereich und Offenschleifen-Steuerbereich, und berechnet aufgrund der festgestellten Maschinenbetriebszustände die Ventilöffnungsperiode oder Kraftstoffeinspritzperiode TOUT, während der die Kraftstoffeinspritzventile 6 zu öffnen sind, unter Verwendung der folgenden Gleichung 1, wenn sich die Maschine in einem Grundbetriebsmodus befindet, und unter Verwendung der folgenden Gleichung 2, wenn sich die Maschine in einem Startmodus befindet, synchron mit der Erzeugung von OT Signalimpulsen, und speichert die Berechnungsergebnisse in das Speichermittel 5c (RAM):
TOUT = TiM * KCMDM * KLAF * K1 + K2 ... (1)
TOUT = TiCR * K3 + K4 ... (2)
wobei TiM eine Grundkraftstoffeinspritzperiode darstellt, die gilt, wenn sich die Maschine in dem Grundbetriebsmodus befindet und die entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA festgestellt wird. Ein bei der Feststellung eines Werts von TiM verwendetes TiM Kennfeld ist in dem ROM des Speichermitteis 5c gespeichert.
TiCR stellt eine Grundkraftstoffeinspritzperiode dar, die gilt, wenn sich die Maschine in dem Startmodus befindet und die ähnlich TiM entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA bestimmt wird. Ein bei der Bestimmung eines Werts von TiCR verwendetes TiCR Kennfeld ist ebenfalls in dem ROM des Speichermitteis 5c gespeichert.
KCMDM stellt einen modifizierten erwünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten dar, der aufgrund eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KCMD gesetzt wird, der aufgrund von Betriebszuständen der Maschine bestimmt wird, sowie aufgrund eines Luftkraftstoffverhälünis-Korrekturwerts ΔKCMD, der aufgrund eines Ausgangssignals von dem O&sub2; Sensor 17 bestimmt wird, wie später beschrieben wird.
KLAF stellt einen Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten dar, der während der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung derart gesetzt wird, das das durch den LAF Sensor 16 festgestellte Luftkraftstoffverhältnis gleich einem durch den KCMD Wert gesetzten gewünschten Luftkraftstoffverhältnis wird, und er wird während der Offenschleifensteuerung in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine auf vorbestimmte Werte gesetzt.
K1 und K3 stellen Korrekturkoeffizienten dar und K2 und K4 stellen Korrekturvariablen dar. Die Korrekturkoeffizienten- und Variablen K1 bis K4 werden in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine auf Werte gesetzt, um die Betriebscharakteristiken der Maschine zu optimieren, wie etwa den Kraftstoffverbrauch und die Beschleunigungsfähigkeit.
Nachfolgend werden Details der von der CPU 5b durchgeführten Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine Hauptroutine zur Durchführung der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung.
Zuerst wird in Schritt S1 ein Ausgangswert von dem LAF Sensor 16, gelesen. Dann wird in Schritt S2 festgestellt, ob sich die Maschine in dem Startmodus befindet oder nicht. Die Feststellung des Startmodus geschieht durch Feststellen, ob ein nicht gezeigter Starterschalter der Maschine angeschaltet worden ist oder nicht und gleichzeitig die Maschinendrehzahl NE unter einem vorbestimmten Wert (Anlaßdrehzahl) liegt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S2 zustimmend ist (JA), d.h. wenn sich die Maschine in dem Startmodus befindet, was impliziert, daß die Maschinentemperatur niedrig ist, wird in einem Schritt S3 ein für niedrige Maschinentemperatur geeigneter Wert eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KTWLAF festgestellt durch Abfrage eines KTWLAF Kennfelds entsprechend der Maschinenkühlmitteltemperatur TW und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA, und wird in einem Schritt S4 der festgestellte KTLAF Wert auf den gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KCMD gesetzt. Dann wird in einem Schritt S5 ein Flag FLAFFB auf "0" gesetzt, um die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung zu hemmen, und in jeweiligen Schritten S6 und S7 werdend der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KLAF und dessen Integralterm (1 Term) KLAFI beide auf 1,0 gesetzt, wonach das Programm endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 2 negativ ist (NEIN), d.h. wenn sich die Maschine in dem Grundbetriebsmodus befindet, wird in einem Schritt S8 der modifizierte gewünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMDM festgestellt durch ein später anhand Fig. 5 beschriebene KCNDM Feststellungsroutine, und dann wird in einem Schritt S9 festgestellt, ob ein Flag FACT gleich "1" ist oder nicht, um festzustellen, ob der LAF Sensor 16 aktiviert worden ist. Die Feststellung, ob der LAF Sensor 16 aktiviert worden ist, wird unter Verwendung einer nicht gezeigten anderen Routine durchgeführt, die als Hintergrundprozeß abläuft, worin, wenn beispielsweise die Differenz zwischen einem aktuellen Wert VOUT der Ausgangsspannung aus dem LAF Sensor 16 und einem vorbestimmten Mittenspannungswert VCENT von diesem kleiner als ein vorbestimmter Wert (z.B. 0,4 V) ist, festgestellt wird, daß der LAF Sensor 16 aktiviert worden ist.
Wenn dann die Antwort auf die Frage von Schritt S9 negativ ist (NEIN), geht das Programm zu Schritt S5 weiter, während wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S9 zustimmend ist (JA), d.h. wenn der LAF Sensor 16 aktiviert worden ist, das Programm zu einem Schritt S10 weiter geht, wo ein Äqüivalenzverhältnis KACT (14,7/(A/F)) des von dem LAF Sensor 16 festgestellten Luftkraftstoffverhältnisses (nachfolgend als "der festgestellte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient" bezeichnet) berechnet wird. Unter Verwendung einer nicht gezeigten KACT Berechnungsroutine wird der festgestellte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KACT auf einen Wert umgerechnet, der auf dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA, der Maschinendrehzahl NE und dem Atmosphärendruck PA beruht, weil sich der Druck der Abgase mit diesen Betriebsparametern der Maschine ändert.
Dann wird in einem Schritt S11 eine Rückkopplungsprozeßroutine durchgeführt, wonach das Programm endet. Insbesondere, wenn die vorbestimmten Rückkopplungsregelbedingungen nicht erfüllt sind, wird das Flag FLAFFB auf "0" gesetzt, um die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelüng zu hemmen, während wenn die vorbestimmten Rückkopplungsregelbedingungen erfüllt sind, wird das Flag FLAFFB auf "1" gesetzt, und der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KLAF wird berechnet, um die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung durchzuführen, wonach das Programm endet.
Fig. 5 zeigt die in Schritt S8 in Fig. 4 durchgeführte KCMDM Feststellungsroutine, die synchron mit der Erzeugung von OT Signalimpulsen durchgeführt wird.
Zuerst wird in Schritt S21 festgestellt, ob die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine unterbrochen ist oder nicht. Durchgeführt wird die Feststellung über die Kraftstoffzufuhrunterbrechung aufgrund der Maschinendrehzahl NE und der Ventilöffnung
θTH des Drosselventils 301 durch eine nicht gezeigte Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Feststellungsroutine.
Wenn die Antwort auf die Frage in Schritt S21 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die Kraftstoffzufuhr der Maschine nicht unterbrochen ist, geht das Programm zu einem Schritt S22 weiter, wo der gewünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMD durch eine nicht gezeigte KCMD Feststellungsroutine festgestellt wird. Der gewünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMD wird normalerweise aus einem KCMD Kennfeld entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA ausgelesen, wobei dieses Kennfeld derart gesetzt ist, daß die vorbestimmten KCMD Kennfeldwerte entsprechend vorbestimmten Werten der Maschinendrehzahl NE und denjenigen des Einlaßrohrabsolutdrucks PBA gesetzt sind. Wenn ein Fahrzeug, an dem die Maschine angebracht ist, aus seiner Parkposition anfährt oder wenn die Maschine in einem kalten Zustand oder in einem vorbestimmten Hochlastzustand ist, wird ein aus dem KCMD Kennfeld ausgelesener Kennfeldwert auf einen geeigneten Wert korrigiert. Im Anschluß an die KCMD Berechnung geht das Programm zu einem Schritt S24 weiter.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S21 zustimmend ist (JA), wird in einem Schritt S23 der gewünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMD auf einen vorbestimmten Wert KCMDFC (z.B. 1,0) gesetzt, und dann geht das Programm zu Schritt S24 weiter.
Dann wird in dem Schritt S24 ein O&sub2; Sensor-Ausgangsprozeß durchgeführt. Wie nachfolgend beschrieben heißt das, daß, wenn die vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind, der erwünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMD aufgrund des Ausgangswerts aus dem O&sub2; Sensor 17 korrigiert wird, um den modifizierten gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KCMDM zu erhalten. Dann wird in einem Schritt S25 eine Grenzprüfung des modifizierten gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KCMDM durchgeführt, wobei die vorliegende Unterroutine endet und zur Hauptroutine von Fig. 4 zurückkehrt. Insbesondere wird der in dem Schritt S22 berechnete KCMDM Wert mit vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten KCMDMH und KCMDML verglichen, und wenn der KCMDM Wert größer als der vorbestimmte obere Grenzwert KCMDMH ist, wird der erstere auf den letzteren korrigiert, während wenn der KCMDM Wert kleiner als der vorbestimmte untere Grenzwert KCMDML ist, wird der erstere auf den letzteren korrigiert.
Fig. 6 zeigt eine O&sub2; Sensor-Ausgangsprozeßroutine, die in Schritt S24 in Fig. 5 synchron mit der Erzeugung von OT Signalimpulsen durchgeführt wird.
Zuerst wird in einem Schritt S31 festgestellt, ob ein Flag FO2 gleich "1" ist oder nicht, um festzustellen, ob der O&sub2; Sensor 17 aktiviert worden ist. Die Festellung über die Aktivierung des O&sub2; Sensors 17 wird durch eine nicht gezeigte O&sub2; Sensor-Aktivierungs-Feststellungsroutine durchgeführt. Ob der O&sub2; Sensor 17 aktiviert worden ist oder nicht, wird beispielsweise in Abhängigkeit von einer Zeitperiode festgestellt, die nach dem Schließen eines nicht gezeigten Zündschalters abgelaufen ist, oder einer Zeitperiode, die nach dem Eintritt der Maschine in den Grundbetriebsmodus abgelaufen ist.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S31 negativ ist (NEIN), d.h. wenn festgestellt wird, daß der O&sub2; Sensor 17 nicht aktiviert worden ist, geht das Programm zu einem Schritt S32 weiter, wo ein Timer tmRX auf einen vorbestimmten Wert T1 (z.B. 0,25 sek.) gesetzt wird, und dann wird in einem Schritt S33 festgestellt, ob ein Flag FVREF gleich "0" ist oder nicht, um hierdurch festzustellen, ob ein gewünschter Wert VREF der Ausgangsspannung VO2 des O&sub2; Sensors 17 auf dessen Anfangswert (nachfolgend als "gewünschter Anfangswert") VREF gesetzt worden ist, um den Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwert ΔKCMD zu berechnen.
In der ersten Durchführungsschleife der vorliegenden Routine ist die Antwort auf die Frage von Schritt S33 normalerweise zustimmend (JA) (FVREF = 0), wobei das Programm zu einem Schritt S34 weiter geht, wo eine nicht gezeigte VRREF Tabelle, die in dem ROM des Speichermittels 5c gespeichert ist, abgefragt wird, um den gewünschten Anfangswert VRREF festzustellen. Die VRREF Tabelle ist entsprechend dem durch den PA Sensor 19 erfaßten Atmosphärendruck PA gesetzt. Festgestellt wird der gewünschte Anfangswert VRREF durch Lesen aus der VRREF Tabelle und bei Bedarf zusätzlich durch Interpolation.
Dann wird in einem Schritt S35 ein Integralterm (I Term) VREFI (n-1) des gewünschten Werts VREF in der unmittelbar vorhergehenden Schleife auf den gewünschten Anfangswert VRREF gesetzt, und dann endet diese Unterroutine, wonach das Programm zu der Hauptroutine von Fig. 5 zurückkehrt. In den folgenden Schleifen ist die Antwort auf die Frage von Schritt S33 negativ (NEIN), weil der gewünschte Wert VREF bereits auf den gewünschten Anfangswert VRREF gesetzt worden ist, wie oben beschrieben, sodaß die vorliegende Routine unmittelbar endet, ohne die Schritte S34 und S35 durchzuführen.
Wenn ferner die Antwort auf die Frage von Schritt S31 zustimmend ist (JA), wird gewertet, daß der O&sub2; Sensor 17 aktiviert worden ist, und dann geht das Programm zu einem Schritt S36 weiter, wo festgestellt wird, ob der Zählerwert des Timers tmRX gleich "0" ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), geht das Programm zu dem Schritt S33 weiter, während wenn die Antwort zustimmend ist (JA), wird gewertet, daß die Aktivierung des O&sub2; Sensors 17 abgeschlossen ist, und dann geht das Programm zu Schritten S37 und S38 weiter, wo festgestellt wird, ob der in Schritt S22 oder S23 der Routine von Fig. 5 gesetzte gewünschte Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizient KCMD größer als ein vorbestimmter unterer Grenzwert KCMDZL (z.B. 0,98) ist und kleiner als ein vorbestimmter oberer Grenzwert KCMDZH (z.B. 1,13) ist oder nicht.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S37 oder S38 negativ ist (NEIN), bedeutet dies, daß das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches auf einen Wert, der für einen sogenannten Magerverbrennungszustand geeignet ist, oder auf einen fetten Wert geregelt worden ist, und dann wird die vorliegende Routine sofort beendet, während wenn die Antworten in den Schritten S37 und S38 beide zustimmend sind (JA), wird gewertet, daß das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches auf den stöchiometrischen Wert geregelt werden muß (A/F = 14,7), sodaß das Programm zu einem Schritt S39 weitergeht, wo festgestellt wird, ob die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine unterbrochen ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage zustimmend ist (JA), wird die vorliegende Routine sofort beendet, um zur Hauptroutine von Fig. 4 zurückzukehren, während wenn die Antwort negativ ist (NEIN), wird in einem Schritt S40 festgestellt, ob die Kraftstoffzufuhr zu der Maschine in der unmittelbar vorhergehenden Schleife unterbrochen war oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage zustimmend ist (JA), wird in einem Schritt S41 ein Zählerwert NAFC eines Zählers NAFC auf einen vorbestimmten Wert N1 (z.B. 4) gesetzt, und dann wird in einem Schritt S42 der Zählerwert NAFC um einen Dekrementierwert von "1" reduziert, wonach die vorliegende Routine endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S40 negativ ist (NEIN), geht das Programm zu einem Schritt S43 weiter, wo festgestellt wird, ob der Zählerwert NAFC des Zählers NAFC gleich "0" ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), geht das Programm zu dem Schritt S42 weiter, während wenn die Antwort zustimmend ist (JA), wird gewertet, daß die Kraftstoff zufuhr nach Abschluß der Kraftstoffzufuhrunterbrechung stabilisiert worden ist, und das Programm geht zu einem Schritt S44 weiter, wo der O&sub2; Rückkopplungsprozeß durchgeführt wird, wonach die vorliegende Routine endet, um zur Hauptroutine von Fig. 4 zurückzukehren.
Fig. 7 zeigt eine O&sub2; Rückkopplungsprozeßroutine, die in Schritt S44 der Routine von Fig. 6 synchron mit der Erzeugung von OT Signalimpulsen durchgeführt wird.
Zuerst wird in einem Schritt S61 festgestellt, ob eine Ausdünnungsvariable NIVR gleich "0" ist oder nicht. Die Ausdünnungsvariable NIVR wird auf 0 reduziert, wenn immer eine Anzahl OT Signalimpulsen erzeugt ist, die einer Ausdünnungszahl NI entspricht, die in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Maschine gesetzt wird, wie später beschrieben. Die Antwort auf die Frage von Schritt S61 der ersten Schleife der Durchführung ist zustimmend (JA), weil die Variable NIVR nicht auf die Zahl NI gesetzt worden ist, sodaß das Programm zu einem Schritt S62 weitergeht.
Wenn ferner die Antwort auf die Frage von Schritt S61 in einer folgenden Schleife negativ wird, geht das Programm zu einem Schritt S63 weiter, wo ein Dekrementierwert von 1 von der Ausdünnungsvariablen NIVR subtrahiert wird, wonach das Programm zu einem Schritt S72 weitergeht, auf den nachfolgend Bezug genommen wird.
In dem Schritt S62 wird festgestellt, ob die Ausgangsspannung VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 unter einem vorbestimmten unteren Grenzwert VL (z.B. 0,3V) liegt oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage zustimmend ist (JA), wird gewertet, daß das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches von dem stöchiometrischen Wert zu einem mageren Wert abweicht, sodaß das Programm zu einem Schritt S65 weitergeht, während wenn die Antwort negativ ist (NEIN), geht das Programm zu einem Schritt S64 weiter, wo festgestellt wird, ob die Ausgangsspannung VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 höher als ein vorbestimmter oberer Grenzwert (z.B. 0.8) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage zustimmend ist (JA) wird gewertet, daß das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches von dem stöchiometrischen Wert zu einem fetteren Wert abweicht, sodaß das Programm zu dem Schritt 565 weitergeht.
In dem Schritt S65 werden ein KVP Kennfeld, ein KVI Kennfeld, ein KVD Kennfeld und ein NI Kennfeld, von denen keines gezeigt ist, abgefragt, um Steuerparameter festzustellen, welche eine Abderungsrate des O&sub2; Rückkopplungs-Regelbetrags bezeichnen, das heißt einen Proportionalterm (P Term) Koeffizienten KVP, einen Integralterm (I Term) Koeffizienten KVI sowie einen Differentialterm (D Term) Koeffizienten KVD sowie die vorgenannte Ausdünnungszahl NI. Dann werden das KVP Kennfeld, das KVI Kennfeld, das KVD Kennfeld und das NI Kennfeld derart gesetzt, daß die vorbestimmten Kennfeldwerte jeweils für eine Mehrzahl von Maschinenbetriebsbereichen vorliegen, die durch die Maschinendrehzahl NE und den Einlaßrohrabsolutdruck PBA festgestellt sind. Festgestellt weredn die KVP, KVI, KVD und NI Werte durch Auslesen aus den jeweiligen Kennfeldern und bei Bedarf zusätzlich durch Interpolation.
Dann wird in einem Schritt S66 die Ausdünnungsvariable NIVR auf den in Shritt S65 festgestellten Wert oder die Zahl NI gesetzt, und dann geht das Programm zu einem Schritt S67 weiter, wo eine Differenz ΔV(n) zwischen den in dem Schritt S34 der Routine von Fig. 6 festgestellten gewünschten Anfangswert VRREF und der in der vorliegenden Schleife festgestellten Ausgangsspannung VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 berechnet wird.
Dann werden in einem Schritt S68 gewünschte Werte VREFP(n), VREFI(n) und VREFD(n) der jeweiligen Korrekturterms, d.h. P Term, 1 Term und D Term, unter Verwendung der folgenden Gleichungen (3) bis (5) berechnet:
VREFP(n) = ΔV(n) * KVP... (3)
VREFI(n) = VREF + ΔV(n) * KVI... (4)
VREFD(n) = (ΔV(n) - ΔV(n-1)) * KVD... (5)
Dann werden in dem Schritt S68 diese berechneten gewünschten Werte unter Verwendung der folgenden Gleichung (6) zusammenaddiert, um den in der O&sub2; Rückkopplungsregelung verwendeten gewünschten Wert VFN der Ausgangsspannung VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 festzustellen:
VREF(n) = VREFP(n) + VREFI(n) + VREFD(n)... (6)
Dann wird in einem Schritt S69 eine Grenzprüfung des in dem Schritt S68 festgestellten gewünschten Werts VREF(n) durchgeführt. Insbesondere wird der Wert VREF(n) mit vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerten VREFH, VREFL verglichen. Wenn VREF(n) VREFH überschreitet, wird der erstere auf den letzteren gesetzt, während wenn VREF(n) unter VREFL liegt, wird der erstere auf den letzteren gesetzt.
Nachdem die Grenzprüfung des gewünschten Werts VREF(n) durchgeführt worden ist, geht das Programm zu einem Schritt S70 weiter, wo der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwert ΔKCMD durch Abfrage einer ΔKCMD Tabelle festgestellt wird. Die ΔKCMD Tabelle ist so gesetzt, wie in Fig. 8 gezeigt, sodaß Tabellenwerte ΔKCMD0 - ΔKCMD3 jeweils derart vorliegen, daß sie gewünschten Korrekturwerten VREF0 - VREF5 entsprechen. Festgestellt wird ein ΔKCMD Wert durch Abfrage aus dem Kennfeld und bei Bedarf zusätzlich durch Interpolation. Wie aus Fig. 8 klar zu ersehen, wird, wenn der VREF(n) Wert größer wird, ein größerer ΔKCMD Wert gelesen. Weil der VREF Wert der Grenzprüfung in Schritt S69 unterzogen wird, fällt der gelesene ΔKCMD Wert zwischen die vorbestimmten oberen und unteren Grenzwerte.
Dann wird in einem Schritt S71 der Luftkraftstoffverhältnis- Korrekturwert ΔKCMD zu dem in Schritt S22 in Fig. 5 festgestellten gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizienten KCMD addiert, um den modifizierten gewünschten Luftkraftstoffverhältnis-Koeffizienten KCMDM zu erhalten (er ist in der vorliegenden Ausführung dem stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis äquivalent), wonach diese Routine endet.
Wenn andererseits die Antworten auf die Fragen der Schritte S63 und S64 beide negativ sind (NEIN), d.h. wenn die Ausgangsspannung VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 gleich oder höher als ein vorbestimmter unterer Grenzwert VL ist, jedoch gleich oder niedriger als der vorbestimmte höhere Grenzwert VH, d.h. wenn VL ≤ VO2 ≤ VH, wird die O&sub2; Rückkopplungsregelung gehemmt, und somit geht das Programm zu den Schritten S72 bis S74 weiter, wo die vorgenannte Differenz ΔV (zwischen VRREF und VO2), der gewünschte Wert VREF sowie der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwert ΔKCMD auf den jeweiligen Werten gehalten werden, die in der unmittelbar vorhergehenden Schleife angenommen wurden, wonach das Programm endet. Dies verhindert, daß die O&sub2; Rückkopplungsregelung unnotigerweise durchgeführt wird, wenn das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches so festgestellt wird, daß es im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Wert bleibt, um hierdurch besonders gute Regeleigenschaften zu erhalten, d.h. um das Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches zu stabilisieren.
Im folgenden werden Details des Verfahrens zur Feststellung der Verschlechterung des Katalysators 15 gemäß der vorliegenden Ausführung anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben.
Fig. 9 zeigt eine Hauptroutine zur Durchführung der Feststellung der Verschlechterung des Katalysators, die von der CPU 5b synchron mit der Erzeugung von OT Signalimpulsen durchgeführt wird.
Zuerst, wird in einem Schritt S81 festgestellt, ob sich die Maschine in dem Startmodus befindet oder nicht. Diese Feststellung wird in ähnlicher Weise getroffen wie in Schritt S2 in Fig. 4.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S81 zustimmend ist (JA), d.h. wenn sich die Maschine in dem Startmodus befindet, wird die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators gehemmt, und in einem Schritt S82 wird ein Verschlechterungs- Feststellungsflag FCATA auf "0" gesetzt, und ein Timer tmCCATA, der eine vom Start der Maschine abgelaufene Zeitperiode mißt, wird in einem Schritt S83 auf eine vorbestimmte Zeitperiode T2 gesetzt (z.B. 120 sek.). Dann werden in Schritten S84 bis S88 eine Feststellungszeitperioden-Variable CAC zur Berechnung eines Durchschnittswerts etc., der Durchschnittswert VAO des Ausgangswerts VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17, ein Varianzwert VS0, ein Integralwert VCAF des Ausgangswerts VO2 sowie ein quadrierter Integraiwert VCAS des Ausgangs VO2 alle auf "0" gesetzt, wonach die Routine endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 81 zustimmend ist (JA), d.h. wenn sich die Maschine in dem Grundbetriebsmodus befindet, wird in einem Schritt S89 festgestellt, ob der Timer tmCCATA "0" geworden ist oder nicht. Wenn die Antwort zustimmend ist (JA), bedeutet dies, daß die vorbestimmte Zeitperiode T2 bereits abgelaufen ist, und dann wird in einem Schritt S90 festgestellt, ob die durch den TW Sensor 10 erfaßte Maschinenkühlmitteltemperatur TW höher als ein vorbestimmter unterer Grenzwert TWCATA ist (z.B. 80º C). Wenn die Antwort zustimmend ist (JA), wird gewertet, daß die Maschine warm geworden ist, und dann wird in einem Schritt S91 festgestellt, ob die durch den TC Sensor 18 erfaßte Katalysatorbett-Temperatur TC höher als ein vorbestimmter untere Grenzwert TCCATA ist (z.B. 380º C). Wenn die Antwort zustimmend ist (JA), d.h. wenn der Katalysator 15 aktiviert worden ist, geht das Programm zu einem Schritt S92 weiter, wo festgestellt wird, ob die durch den NE Sensor 11 erfaßte Maschinendrehzahl NE in einen vorbestimmten Bereich fällt, der durch eine vorbestimmte Untergrenze NEL (z.B. 1800 Upm) und eine vorbestimmte Obergrenze NEH (z.B. 3000 Upm) definiert ist. Wenn die Antwort zustimmend ist (JA), d.h. wenn eine der Parameterbedingungen zum Feststellen eines Maschinendauerbetriebszustands erfüllt ist, dann wird in einem Schritt S93 festgestellt, ob der durch den PBA Sensor 8 erfaßte Einlaßrohrabsolutdruck PBA in einen vorbestimmmten Bereich fällt oder nicht, der durch eine vorbestimmte Untergrenze PBAL (z.B. 260mmHg) und eine vorbestimmte Obergrenze PBAH (z.B. s6ommhg) definiert ist.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S93 zustimmend ist (JA), d.h. wenn die Parameterbedingung erfüllt ist, die dem Maschinendauerbetrieb genügt, geht das Programm zu einem Schritt S94 weiter, wo festgestellt wird, ob das Verschlechterungs-Feststellungsflag FCATA auf "0" gesetzt ist oder nicht. Wenn es auf "0" gesetzt ist, d.h. wenn die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators noch nicht durchgeführt worden ist, wird in einem Schritt S95 die Routine von Fig. 10 zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt, wonach das Programm endet.
Wenn die Antwort auf die Frage einer Schritte S89 bis S94 negativ ist (NEIN), endet das Programm sofort, ohne, die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators durchzuführen.
Gemäß Fig. 9 der Hauptroutine wird die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators durch die Routine in Fig. 10 nur dann durchgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode nach dem Start der Maschine abgelaufen ist, sich die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, in dem die Maschinenkühlmitteltemperatur TW und die Katalysatorbett-Temperatur TC höher als jeweilige vorbestimmte Werte sind, und gleichzeitig die Maschinendrehzahl NE und der Einlaßrohrabsolutdruck PBA innerhalb jeweiliger vorbestimmter Bereiche liegen und die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators nach dem Start der Maschine noch nicht durchgeführt wurde. Weil die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators nur dann durchgeführt wird, wenn sich die Maschine in dem vorbestimmten Betriebszustand befindet, in dem die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators unter Verwendung des Ausgangssignals von dem O&sub2; Sensor durchgeführt werden kann, der dann stabil ist, d.h. wenn die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, läßt sich eine genaue Feststellung der Ergebnisse erzielen. Wenn ferner die Antwort in Schritt S94 negativ ist (NEIN), bedeutet dies, daß die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators bereits durchgeführt worden ist, was es unnötig macht, die Feststellung der Verschlechterung erneut durchzuführen, und somit wird das Programm sofort beendet.
Fig. 10 zeigt Details der Routine der Festellung der Verschlechterung des Katalysators, die in dem Schritt S95 der Hauptroutine von Fig. 9 synchron mit dem Erzeugen von OT Signalimpulsen durchgeführt wird.
Zuerst wird in einem Schritt S101 der Ausgangswert VO2 aus dem O&sub2; Sensor 17 eingelesen, und die Feststellungszeitperiodenvariable CAC wird in einem Schritt S102 um 1 inkrementiert, wonach das Programm zu einem Schritt S103 weitergeht, wo festgestellt wird, ob die Feststellungszeitperiodenvariable CAC einen vorbestimmten Wert-nACL erreicht hat oder nicht. Der vorbestimmte Wert nACL wird auf einen Wert gesetzt, der einer ausreichend langen Zeitperiode entspricht, in der der Durchschnittswert berechnet werden kann (z.B. 1024).
In der ersten Durchführungsschleife der vorliegenden Routine ist die Antwort auf die Frage von Schritt S103 negativ (NEIN) und dann geht das Programm zu einem Schritt S104 weiter, wo ein gegenwärtiger Wert des VO2 Ausgangswerts des O&sub2; Sensors 17 zu dem in Schritt 87 in Fig. 9 gesetzten Wert von VCAF addiert wird, um einen gegenwärtigen Wert des Integralwerts VCAF zu erhalten. Dann wird in einem Schritt S105 ein gegenwärtiger Wert des quadrierten VO2 Ausgangswerts zu dem in Schritt S88 in Fig. 9 gesetzten quadrierten Integralwert VCAS (= 0) addiert, um einen neuen quadrierten Integralwert VCAS zu erhalten, wonach das Programm endet und zu der Hauptroutine von Fig. 9 zurückkehrt.
Wenn das Programm in der folgenden Schleife oder einer unmittelbar folgenden Schleife zu den Schritten S104 und folgende weitergeht, wird ein gegenwärtiger Wert des VO2 Ausgangswerts zu einem in der unmittelbar vorhergehenden Schleife berechneten unfnittelbar vorhergehenden Wert des Integralwerts in dem Schritt S104 addiert, um einen gegenwartigen Wert des Integralwerts VCAF zu erhalten, und dann wird ein gegenwärtiger Wert des quadrierten VO2 Ausgangswerts zu einem unmittelbar vorhergehenden Wert des quadrierten Integralwerts VCAF addiert, um einen neuen quadrierten Integralwert VCAS zu erhalten.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S103 zustimmend wird (JA), geht das Programm zu einem Schritt S106 weiter, wo der Durchschnittswert VAO unter Verwendung der folgenden Gleichung 7 berechnet wird, und dann wird der Varianzwert VSO unter Verwendung der folgenden Gleichung 8 in einem Schritt S107 berechnet:
VAO = VCAF/nACL... (7)
VSO = (VCAS - VAO * VCAF)/nACL... (8)
Dann wird in einem Schritt S108 festgestellt, ob der in dem Schritt S106 berechnete Durchschnittswert VAO größer als ein vorbestimmter unterer Grenzwert VAAL (z.B. 0,4Volt) ist oder nicht. Wenn die Antwort zustimmend ist (JA), wird in einem Schritt S109 festgestellt, ob der in dem Schritt S107 berechnete Varianzwert VSO kleiner als ein vorbestimmter unterer Grenzwert VSAL ist (z.B. 0, 1Volt). Wenn die Antworten in den Schritten S108 und S109 beide zustimmend sind (JA), d.h. VAO > VAAL und VSO < VSAL, bedeutet dies, daß der durchschnittliche Ausgangswert von dem O&sub2; Sensor 17 relativ hoch ist und seine Ausgangsfluktuationsbreite relativ klein ist. Demzufolge wird gewertet, daß der Katalysator 15 nicht schlechter geworden ist, und dann wird in einem Schritt S110 ein Flag FCATD, das eine Verschlechterung des Katalysators anzeigt, auf "1" gesetzt, um die Normalität des Katalysators anzuzeigen, und dann wird in einem Schritt S111 das Verschlechterungs-Bestimmungsflag FCATA auf "1" gesetzt, wonach das Programm endet und zur Hauptroutine von Fig. 9 zurückkehrt.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage einer der Schritte S108 und S109 negativ ist (NEIN), d.h. wenn VAO ≤ VAAL oder VSO ≥ VSAL, bedeutet dies, daß der durchschnittliche Ausgangswert des O&sub2; Sensors 17 relativ niedrig ist oder die Ausgangsfluktuationsbreite relativ groß ist. Demzufolge wird gewertet, daß der Katalysator schlechter geworden ist, und dann wird in einem Schritt S112 das Flag FCATD auf "0" gesetzt und in einem Schritt S11 wird das Flag FCATA auf "1" gesetzt, wonach das Programm endet und zur Hauptroutine von Fig. 9 zurückkehrt
Gemäß der vorliegenden Ausführung wird der Varianzwert VSO in der oben beschriebenen Weise berechnet, um die Ausgangsfluktuationsbreite des O&sub2; Sensors 17 festzustellen, und es wird gewertet, daß der Katalysator 15 schlechter geworden ist, wenn der durchschnittliche Ausgangswert VAO des O&sub2; Sensors 17 kleiner als der vorbestimmte Wert VAAL ist, oder wenn die Ausgangsfluktuationsbreite VSO größer als der vorbestimmte Wert VSAL ist.
Daher ist die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators nach der Ausführung in der Lage, das Feststellen der Verschlechterung des Katalysators durchzuführen, während gleichzeitig die Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung stattfindet, d.h. unter Sicherstellung der erforderlichen Leistung der Luftkraftstoffverhältnis-Rückkopplungsregelung und somit ohne Erzeugen einer Verschlechterung der Abgasemissionscharakteristiken. Nebenbei ist es nicht mehr erforderlich, eine Zeitperiode zu messen, die vor dem invertieren des Ausgangspegels des O&sub2; Sensors abgelaufen ist, was die Zeit verkürzt, die zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators erforderlich ist.
In der oben beschriebenen Ausführung läßt sich an Stelle des Ausgangswerts VO2 von dem O&sub2; Sensor der Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwert ΔKCMD verwenden. In diesem alternativen Fall lassen sich der Durchschnittswert VAO und der Varianzwert VSO zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators durch einen Durchschnittswert des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwerts ΔKCMD und dessen Varianzwert ersetzen, die berechnet werden, wenn VO2 < VL oder VO2 > VH, wodurch man Erfassungsergebnisse erhält, die der oben beschriebenen Ausführung ähneln.
Darüber hinaus läßt sich an Stelle des Varianzwerts eine Standardabweichung verwenden, um die Ausgangsfluktuationsbreite des O&sub2; Sensors 17 zu bestimmen. In diesem Fall werden vorteilhafter Weise ein Durchschnittswert des Ausgangswerts VO2 des O&sub2; Sensors (oder des Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwerts ΔKCMD) und dessen Standardabweichung berechnet, und der berechnete Durchschnittswert und die berechnete Standardabweichung werden mit jeweiligen vorbestimmten Werten verglichen, um hierdurch die Verschlechterung des Katalysators zu beurteilen.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung ein einzelner Katalysator vorgesehen ist, läßt sich beispielsweise die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators nach der Erfindung auch an einer Brennkraftmaschine anwenden, die mit einem ersten Katalysator und einem zweiten Katalysator versehen ist, wobei sich die Feststellung der Verschlechterung des Katalysators durchführen läßt, indem man einen Durchschnittswert und einen Ausgangfluktuationsbreitenwert eines Ausgangswerts von einem zwischen den Katalysatoren angeordneten O&sub2; Sensor verwendet oder ein Luftkraftstoffverhältnis-Korrekturwert, der auf dem Sensorausgangswert beruht.

Claims

1. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators für eine Brennkraftmaschine (1), umfassend:

eine Auslaßpassage (14),

wenigstens ein Katalysatormittel (15), das in der Auslaßpassage (14) angeordnet ist, zum Reinigen von aus der Maschine (1) abgegebenen Abgasen,

einen ersten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (16), der in der Auslaßpassage (14) stromauf des Katalysatormittels (15) angeordnet ist, zum Erfassen der Konzentration einer bestimmten Komponente in den Abgasen,

einen zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17), der in der Auslaßpassage (14) stromab des Katalysatormittels (15) angeordnet ist, zum Erfassen der Konzentration der bestimmten Komponente,

ein Betriebszustand-Feststellmittel (4, 8, 9, 10, 11, 12) zum Feststellen von Betriebszuständen der Maschine (1),

ein Berechnungsmittel eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses zum Berechnen eines gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses (KCMD) eines der Maschine (1) zugeführten Gemisches in Antwort auf durch das Betriebszustand-Feststellmittel festgestellte Betriebszustände der Maschine (1)

ein Korrekturmittel zur Korrektur des gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses aufgrund eines Ausgangswerts (VO2) aus dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17), ein Regelmittel zur Rückkopplungsregelung eines Luftkraftstoffverhältnisses eines der Maschine (1) zugeführten Gemisches auf das korrigierte gewünschte Luftkraftstoffverhältnis in Antwort auf die Konzentration der durch den ersten Abgaskomponenten-Konzentrationsensor (16) erfaßten bestimmten Komponente,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators umfaßt:

ein Durchschnittswert-Berechnungsmittel (S106) zum Berechnen eines Durchschnittswerts (VAO) des Ausgangswerts (VO2) aus dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17);

ein Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel (S107) zum Berechnen einer Ausgangsfluktuationsbreite (VSO) bezüglich des Durchschnittswerts (VAO) aufgrund des Ausgangswerts (VO2) aus dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17);

ein Verschlechterungs-Feststellmittel (S108, S109) zum Feststellen, ob das Katalysatormittel (15) schlechter geworden ist, aufgrund des von dem Durchschnittswert-Berechnungsmittel berechneten Durchschnittswerts (VAO) und der von dem Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel berechneten Ausgangsfluktuationsbreite;

wobei die Feststellung der Verschlechterung des Katalysatormittels (15) durchgeführt wird, wenn ein von dem Betriebszustand-Feststellmittel festgestellter Betriebszustand der Maschine (1) ein vorbestimmter Betriebszustand ist (S90-S93).

2. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der das Feststellen der Verschlechterung des Katalysatormittels (15) durchgeführt wird, wenn die festgestellte Kühlmitteltemperatur (TW) der Maschine (1) einen ersten vorbestimmten Wert (TWCATA) überschreitet, die festgestellte Temperatur des Katalysatormittels (15) einen zweiten vorbestimmten Wert (TCCATA) überschreitet, die festgestellte Drehzahl (NE) in der Maschine (1) in einen ersten vorbestimmten Bereich (NEL-NEH) fällt und gleichzeitig die festgestellte Belastung der Maschine (1) in einen zweiten vorbestimmten Bereich (PBAL-PBAH) fällt.

3. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der der erste Abgaskomponenten- Konzentrationssensor (16) eine derartige Ausgangskennung hat, daß dessen Ausgangspegel im wesentlichen proportional zu der Konzentration der bestimmten Komponente in den Abgasen ist.

4. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der der zweite Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17) eine derartige Ausgangskennung hat, daß dessen Ausgangspegel invertiert wird, wenn sich ein Luftkraftstoffverhältnis der Abgase über ein stöchiometrisches Luftkraftstoffverhältnis hinaus ändert.

5. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der das Fluktuationsbreiten- Berechnungmittel als die Ausgangsfluktuationsbreite bezeichnenden Parameter einen Varianzwert (VSO) aus dem Durchschnittswert (VAO) des Ausgangswerts (VO2) von dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17) berechnet.

6. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der das Fluktuationsbreiten- Berechnungsmittel als die Ausgangsfluktuationsbreite bezeichnenden Parameter eine Standardabweichung von dem Durchschnittswert (VAO) des Ausgangswerts (VO2) von dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17) berechnet.

7. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der die Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung des Katalysators ein Korrekturwert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines Korrekturwerts (ΔKCMD) zur Korrektur des gewünschten Luftkraftstoffverhältnisses (KCMD) aufgrund einer Differenz zwischen dem Ausgangswert (VO2) von dem zweiten Abgaskomponenten-Konzentrationssensor (17) und einem vorbestimmten Bezugswert umfaßt;

wobei das Durchschnittswert-Berechnungsmittel als den erstgenannten Durchschnittswert bezeichnenden Parameter einen Durchschnittswert des Korrekturwerts (ΔKCMD) berechnet;

wobei das Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel als die Ausgangsfluktuationsbreite bezeichnenden Parameter eine Fluktuationsbreite bezüglich des Durchschnittswerts des Korrekturwerts (ΔKCMD) aufgrund des Korrekturwerts (ΔKCMD) berechnet;

wobei das Verschlechterungs-Feststellmittel feststellt, ob das Katalysatormittel (15) schlechter geworden ist, aufgrund des durch das Durchschnittswert-Berechnungsmittel berechneten Durchschnittswerts des Korrekturwerts und der durch das Fluktuationsbreiten-Berechnungsmittel berechneten Fluktuationsbreite.

8. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators nach Anspruch 1, in der das Betriebszustand-Feststelimittel zumindest ein Kühlmitteltemperatur-Feststellmittel (10) zum Feststellen einer Kühlmitteltemperatur (TW) der Maschine (1), ein Katalysatortemperatur-Feststellmittel (18) zum Feststellen einer Temperatur (TC) des Katalysatormittels (15), ein Maschinendrehzahl-Berechnungsmittel (11) zum Feststellen einer Drehzahl (NE) der Maschine (1) sowie ein Maschinenlast- Feststellmittel zum Feststellen einer Belastung (PBA) der Maschine umfaßt.