JP2003524108A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
媒に吸収されている酸素量(以下、「酸素貯蔵量」)をエンジンの吸入空気量と
触媒に流入する排気の空燃比に基づき推定演算し、触媒の酸素貯蔵量が一定とな
るようにエンジンの空燃比制御を行う技術を開示する。
気を理論空燃比にする必要がある。もし、触媒の酸素貯蔵量を一定に保持される
なら、触媒に流入する排気がリーン側にずれているときは排気中の酸素が触媒に
吸収され、リッチ側にずれているときは触媒に吸収されている酸素が放出される
ので、触媒雰囲気を実質的に理論空燃比に保つことができる。
高く維持するために酸素貯蔵量を正確に演算することが要求され、酸素貯蔵量を
演算する種々の手法が提案されている。
考慮しないで酸素貯蔵量が演算されていたため、例えば触媒温度の変化に伴って
酸素貯蔵量の演算結果に誤差が発生する。結果として、空燃比制御の精度が低下
したり排気エミッションが悪化したりするおそれがあった。さらに、触媒が劣化
したとき、最大酸素貯蔵量が減少するため目標量が相対的に適正値からずれて触
媒の転化効率が低下し、すなわち経時的な排気性能の低下を起こすおそれがあっ
た。
持される排気浄化装置を提供することである。
、前記触媒に流入する排気特性を検出するセンサと、マイクロプロセッサとを備
え、前記マイクロプロセッサは、前記検出された排気特性を用いて前記触媒の酸
素貯蔵量について演算し、演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵
量が所定の目標値となるようにエンジンの目標空燃比を演算し、前記酸素貯蔵量
の所定期間の積算値に基づいて触媒の劣化を判定するようにプログラムされるエ
ンジンの排気浄化装置を提供する。
る排気特性を検出するセンサと、前記触媒から流出する排気特性を検出する第2
センサと、マイクロプロセッサとを備え、前記マイクロプロセッサは、前記検出
された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算する一方、前記第2センサ
を介して検出した触媒からの排気空燃比がリーン判定値を超えたときは酸素貯蔵
量を最大値に、リッチ判定値を超えたときには酸素貯蔵量を最小値に、それぞれ
初期化するリセット処理を行い、演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸
素貯蔵量が所定の目標値となるようにエンジンの目標空燃比を演算し、前記リセ
ット処理の頻度を判定値と比較し、前記頻度が判定値よりも大となったときに触
媒の劣化と判定するようにプログラムされるエンジンの排気浄化装置を提供する
。
燃比センサ4(以下、フロントA/Fセンサという。)と、リアO2センサ5と
、コントローラ6とが設けられる。
された吸入空気量を検出するエアフローメータ9とが設けられている。加えて、
エンジン1の回転速度を検出するクランク角センサ12が設けられる。
及びCOを最大効率で浄化する。触媒担体がセリア等の酸素貯蔵材で被覆されて
おり、触媒3は流入する排気の空燃比に応じて酸素の吸収あるいは放出を行う機
能(以下、「酸素貯蔵機能」)を有している。
収/放出される高速成分HO2と、酸素貯蔵材に吸収/放出される低速成分LO
2とに分けることができる。低速成分LO2は高速成分HO2に比べて多くの酸
素を貯蔵/放出することができるが、その貯蔵/放出速度は高速成分HO2に比
べて遅いという特性を有している。
る。
が最大容量HO2MAXに達して酸素を吸収しきれない状態になったら低速成分
LO2に酸素が吸収され始める。
2)が所定値未満の場合、すなわち高速成分が比較的多い場合は高速成分HO2
から優先して酸素が放出され、高速成分HO2に対する低速成分LO2の比が所
定値以上の場合は高速成分HO2に対する低速成分LO2の比が変化しないよう
高速成分HO2及び低速成分LO2の両方から酸素が放出される。
O2からの放出量を示し、横軸は、低速成分LO2からの放出量を示す。ほぼ同
じ放出開始点(X1、X2、X3)から実験的に異なる量が放出されるならば、
放出終了点はX1’、X2’、X3’である。低速成分と高速成分の比は、放出
が完了した時点で一定である。
成分から放出され、そして低速成分と高速成分の比が所定の比に達すると、この
比が一定に維持されるように、すなわち、酸素は図中の線L上を移動しつつ放出
される。ここで、低速成分は高速成分1に対して5から15、好ましくは約10
である。線Lより下の領域に放出の開始点があるときでさえ、同様な特性で行わ
れる。
点Y’を結ぶ直線に沿って効果的に放出される。
媒3に流入する排気の空燃比に応じて電圧を出力する。触媒3の下流に設けられ
たリアO2センサ5は、触媒3の下流の排気空燃比がしきい値としての理論空燃
比に対してリッチかリーンかを検出する。簡易的なO2センサが触媒3の下流に
設けられる。しかし、空燃比を連続的に検出できるA/Fセンサが代わりに設置
されてもよい。
いる。検出された冷却水温はエンジン1の運転状態を判断するのに用いられる。
また触媒3の触媒温度を推定するのにも用いられる。
ース等で構成される。コントローラ6はエアフローメータ9、フロントA/Fセ
ンサ4及び冷却水温センサ10の出力に基づき、触媒3の酸素貯蔵量(高速成分
HO2及び低速成分LO2)を演算する。
速成分の最大容量HO2MAXの半分)よりも多いときは、エンジン1の空燃比
をリッチ側に変化させ、触媒3に流入する排気の空燃比をリッチ側に変化させ、
高速成分HO2を減少させる。逆に、所定量よりも少ないときはエンジン1の空
燃比をリーン側にシフトさせ、触媒3に流入する排気の空燃比をリーン側に変化
させ、高速成分HO2を増大させ、酸素貯蔵量の高速成分HO2が一定に保たれ
るように維持する。
るが、コントローラ6は触媒3下流の空燃比に基づき所定のタイミングで酸素貯
蔵量の演算値のリセットを行い、実際の酸素貯蔵量とのずれを修正する。
あると判定されたときは、少なくとも高速成分HO2は最大となっていると判断
し、高速成分HO2を最大容量にリセットする。また、触媒3下流の空燃比がリ
ッチであるとリアO2センサ5によって判定されたときは、高速成分HO2のみ
ならず低速成分LO2からの酸素放出も行われなくなっていることから、低速成
分HO2及び高速成分LO2を最小容量にリセットする。
ット、酸素貯蔵量に基づくエンジン1の空燃比制御について説明する。
パラメータとして、冷却水温センサ10、クランク角センサ12とエアフローメ
ータ9の出力が読み込まれる。ステップS2で、触媒3の温度TCATがそれら
パラメータに基づき推定される。そして、ステップS3で、推定された触媒温度
TCATと触媒活性温度TACTo(たとえば、300℃)とを比較することに
よって触媒3が活性化したか否かが判断される。
の酸素貯蔵量の演算を行うべくステップS4のルーチンに進む。触媒活性温度T
ACToに達しないと判断されたときは、触媒3は酸素の吸収/放出作用を行わ
ないとして処理を終了する。
4)が実行されて触媒3に流入する排気中の酸素過不足量O2INが演算される
。ステップS5では、酸素貯蔵量の高速成分の酸素放出率Aを演算するためのサ
ブルーチン(図5)が実行され、高速成分の酸素放出率Aが演算される。
ルーチン(図6)が実行され、酸素過不足量O2INと高速成分の酸素放出率A
に基づき高速成分HO2及び高速成分HO2として吸収されずに低速成分LO2
に溢れるオーバフロー酸素量OVERFLOWが演算される。
LOWに基づき触媒3に流入する排気中の酸素過不足量O2INが全て高速成分
HO2として吸収されたか否かを判断する。そして、酸素過不足量O2INが高
速成分として完全に吸収された場合(OVERFLOW=0)は処理を終了するが
、そうでない場合はステップS8へ進んで低速成分LO2を演算するためのサブ
ルーチン(図7)が実行され、高速成分HO2から溢れ出たオーバフロー酸素量
OVERFLOWに基づき低速成分LO2が演算される。
回転速度等から推定されるようにしているが、図1に示すように触媒3に温度セ
ンサ11を取り付け、触媒3の温度を直接測定するようにしてもよい。
ないようにしているが、ステップS3を無くして、触媒温度TCATの影響を高
速成分の酸素放出率Aや後述する低速成分の酸素貯蔵放出率Bに反映するように
しても良い。
て説明する。
ルーチンの内容を示す。このサブルーチンでは触媒3上流の空燃比とエンジン1
の吸入空気量に基づき触媒3に流入する排気の酸素過不足量O2INが演算され
る。
の出力が読み込まれる。
ブルを用いて触媒3に流入する排気の過不足酸素濃度FO2に変換される。ここ
で過不足酸素濃度FO2とは、理論空燃比時の酸素濃度を基準とした相対的な濃
度である。排気空燃比が理論空燃比に等しいときはゼロで、理論空燃比よりリッ
チ側で負、理論空燃比よりリーン側で正の値をとる。
吸入空気量Qに変換され、ステップS14ではステップS13で演算した吸入空
気量Qは触媒3に流入する排気の過不足酸素量O2INを演算するためにステッ
プS12で演算した過不足酸素濃度FO2を乗じられる。
、触媒3に流入する排気が理論空燃比のときゼロ、リッチのとき負、リーンのと
き正の値をとる。
を示す。このサブルーチンでは、高速成分HO2からの酸素放出速度が低速成分
LO2の影響を受けることから、低速成分LO2に応じて高速成分の酸素放出率
Aが演算される。
値AR(たとえば、AR=10)より小さいか否かが判断される。判断の結果、
比LO2/HO2が所定値ARより小さいと判断された場合、すなわち、高速成
分HO2が低速成分LO2に対して比較的多い場合はステップS22へ進み、高
速成分HO2から酸素が放出されるとして高速成分の酸素放出率Aに1.0がセ
ットされる。
合は、高速成分HO2に対する低速成分LO2の比が変化しないよう高速成分H
O2及び低速成分LO2から酸素が放出されるので、ステップS23へ進んで高
速成分の酸素放出率Aとして比LO2/HO2が変化しないような値が演算され
る。
このサブルーチンでは触媒3に流入する排気の酸素酸素過不足量O2INと高速
成分の酸素放出率Aに基づき高速成分HO2が演算される。
が酸素を吸収する状態にあるか、あるいは酸素を放出する状態にあるかが判断さ
れる。
ロより大きい場合、高速成分HO2が吸収する状態にあると判断される。そして
、ステップS32に進み、次式(1)により高速成分HO2が演算される。
態にあると判断された場合はステップS33に進み、次式(2)により高速成分
HO2が演算される。
AXを超えていないか、あるいは最小容量HO2MIN(=0)以下になってい
ないかが判断される。
6に進み、高速成分HO2として吸収されることなく溢れ出るオーバフロー酸素
量(過剰量)OVERFLOWが次式(3)により演算される。
プS37に進み、高速成分HO2として吸収されないオーバフロー酸素量(不足
量)OVERFLOWが次式(4)により演算される。
は最小容量HO2MINとして0が与えられているから、高速成分HO2をすべ
て放出した状態で不足する酸素量が負のオーバフロー酸素量として算出されるこ
とになる。
あるときは、触媒3に流入した排気の酸素過不足量O2INは、全て高速成分H
O2として吸収されるので、オーバフロー酸素量OVERFLOWにはゼロが設
定される。
O2MIN以下となって高速成分HO2から溢れ出たオーバフロー酸素量OVE
RFLOWは、低速成分LO2として吸収される。
す。このサブルーチンでは、高速成分HO2から溢れ出たオーバフロー酸素量O
VERFLOWに基づき低速成分LO2が演算される。
れる。
には貯蔵と放出とで異なる特性を有する。さらに実際の貯蔵放出率は触媒温度T
CAT、低速成分LO2の影響を受けるので、貯蔵率と放出率とをそれぞれ分離
して設定するようにしても良い。その場合、オーバフロー酸素量OVERFLO
Wが正であるとき、酸素が過剰であり、このときの酸素貯蔵放出率Bは、例えば
触媒温度TCATが高いほど、また低速成分LO2が小さいほど大きな値に設定
される。また、オーバフロー酸素量OVERFLOWが負であるとき、酸素が不
足しており、このときの酸素放出率Bは、例えば触媒温度TCATが高いほど、
また低速成分LO2が大きいほど大きな設定される。
低速成分LO2がその最大容量LO2MAXを超えていないか、あるいは最小容
量LO2MIN(=0)以下になっていないかが判断される。
O2から溢れる酸素過不足量O2OUTが次式(6)により演算される。
2OUTはそのまま触媒3の下流に流出する。
速成分LO2が最小容量LO2MINに制限される。
。所定条件下で酸素貯蔵量の演算値のリセットを実行することにより、それまで
に蓄積された演算誤差が解消され、酸素貯蔵量の演算精度を高めることが可能と
なる。
、触媒3下流の排気空燃比から酸素貯蔵量(高速成分HO2及び低速成分LO2
)のリセット条件が成立したか否かを判定し、フラグFrich及びフラグFl
eanのセットを行うものである。
の出力が読み込まれる。そして、ステップS52でリアO2センサ出力RO2と
リーン判定しきい値LDTが比較され、ステップS53で、リッチ判定しきい値
RDTとの比較が行われる。
ていた場合はステップS54に進んでフラグFleanに酸素貯蔵量のリーンリ
セット条件が成立したことを示す「1」が設定される。また、リアO2センサ出
力RO2がリッチ判定しきい値RDTを上回っていた場合はステップS55に進
んでフラグFrichに酸素貯蔵量のリッチリセット条件が成立したことを示す
「1」が設定される。
RDTの間にあるときはステップS56に進んで、フラグFlean及びFri
chにリーンリセット条件、リッチリセット条件が不成立であることを示す「0
」が設定される。
値の変化に基づきリーンリセット条件あるいはリッチリセット条件が成立したか
否かが判断される。
が成立したと判断された場合はステップS63に進み、酸素貯蔵量の高速成分H
O2が最大容量HO2MAXにリセットされる。このとき、低速成分LO2のリ
セットは行わない。一方、フラグFrichが「0」から「1」に変化し、リッ
チリセット条件が成立したと判断された場合はステップS64に進み、酸素貯蔵
量の高速成分HO2及び低速成分LO2がそれぞれ最小容量HO2MIN、LO
2MINにリセットされる。
ため、高速成分HO2が最大容量に達すると低速成分LO2が最大容量に達して
いなくても酸素が触媒下流に溢れることから、触媒下流の排気空燃比がリーンに
なった時点では少なくとも高速成分HO2は最大容量になっていると考えられる
からである。
成分LO2からも酸素が放出されていないといえ、高速成分HO2、低速成分L
O2共に酸素を殆ど保持しておらず最小容量になっていると考えられるからであ
る。
明する。
読み込まれ、ステップS72で、現在の高速成分HO2と高速成分の目標値TG
HO2の偏差DHO2(=触媒3が必要としている酸素過不足量)が演算される
。高速成分の目標値TGHO2は、例えば高速成分の最大容量HO2MAXの2
分の1に設定される。
エンジン1の目標空燃比T−A/Fが設定される。
る量に満たない場合はエンジン1の目標空燃比がリーンに設定され、酸素貯蔵量
(高速成分HO2)は増加させられる。これに対し、高速成分HO2が目標とす
る量を超えている場合はエンジン1の目標空燃比がリッチに設定され、酸素貯蔵
量(高速成分HO2)は減少させられる。
素貯蔵量の演算が開始し、触媒3の転換効率を最大に維持すべく触媒3の酸素貯
蔵量が一定となるようにエンジン1の空燃比制御が行われる。
2が吸収しきれない状態となったら低速成分LO2が吸収し始めるとして演算が
行われる。酸素放出時は、低速成分LO2と高速成分HO2の比(LO2/HO
2)が一定割合AR以下の場合は高速成分HO2から優先して酸素が放出される
とし、比LO2/HO2が一定割合になったら、その比LO2/HO2を保つよ
うに低速成分LO2と高速成分HO2の両方から酸素が放出されるとして酸素貯
蔵量の演算を行う。
ーラ6はエンジン1の空燃比をリッチ側に制御して高速成分HO2を減少させ、
目標値よりも少ないときは空燃比をリーン側に制御して高速成分HO2を増大さ
せる。
3に流入する排気の空燃比が理論空燃比からずれたとしても、応答性の高い高速
成分HO2から直ちに酸素が吸収あるいは放出されて触媒雰囲気が理論空燃比方
向に修正され、触媒3の転換効率が最大に保たれる。
れてくるが、触媒3下流がリッチあるいはリーンになったタイミングで酸素貯蔵
量(高速成分HO2及び低速成分LO2)のリセットが行われ、演算値と実際の
酸素貯蔵量とのずれが修正される。
を示したものである。
となりリーンリセット条件が成立するので、高速成分HO2が最大容量HO2M
AXにリセットされる。ただし、このとき低速成分LO2は最大になっていると
は限らないので低速成分LO2のリセットは行われない(図示せず)。
ってリッチリセット条件が成立するので、酸素貯蔵量の高速成分HO2が最小容
量(=0)にリセットされる。このとき低速成分LO2も最小容量にリセットさ
れる(図示せず)。
イミングで酸素貯蔵量の演算値のリセットが行われ、実際の酸素貯蔵量とのずれ
が修正される結果、触媒の酸素貯蔵量の演算精度がさらに向上し、酸素貯蔵量を
一定に保つための空燃比制御の精度も高められ、触媒の転換効率を高く維持され
る。
のような触媒の酸素貯蔵量を一定に制御する排気浄化装置において、その触媒の
劣化を精度良く判定することを目的としている。以下、この点につき図12以下
の図面を用いて説明する。
の空燃比制御の処理と同期して周期的に実行される。また、図13は前記処理ル
ーチンが実行された時の酸素貯蔵量がどのように変化するかを示した図である。
この実施形態では、基本的には酸素貯蔵量の高速成分を予め定めた回数だけサン
プリングし、その積算値から算出した酸素貯蔵量の平均値が触媒の劣化を判定す
るために所定の判定値と比較される。
は例えば触媒3が活性状態にあるか否かを水温または触媒温度等に基づいて判断
し、触媒活性状態のときには劣化判定を許可することでなされる。酸素貯蔵量の
積算値SUMHO2と積算数管理のためのカウンタCsumをそれぞれ0に初期
化し、次の劣化判定領域条件の判断に移行する(ステップS82、S83)。劣
化判定領域条件は、例えばエンジン回転速度、燃料噴射量、車速、空燃比制御状
態などである。判定は、これらから判定される運転条件が予め定めた条件にある
か否かにより行う。この方法では、減速時の燃料カット中などの判定に不適当で
ある運転条件を除外され、適切な劣化判定が行い得るようにしている。劣化判定
許可条件を満たさない場合には今回の処理を終了し、条件を満たすまで待機状態
となる。
リッチリセット後の制御中であるか、またはリーンリセット後の制御中であるか
を判定する。これは、例えば図9の処理で使用されるフラグFrichおよびF
leanを参照することで判定する。すなわち、フラグFrich=1かつFl
ean=0のときには制御はリッチリセット後になされており、Frich=0
かつFlean=1のときには制御はリーンリセット後である。ここで、制御が
リッチリセット後である場合には、ステップS85で積算値SUMHO2に酸素
貯蔵量HO2が加算されSUMHO2を更新する処理を行う。一方、制御がリー
ンリセット後である場合には、触媒の最大酸素貯蔵量HO2MAXから酸素貯蔵
量HO2を減じた結果が積算値SUMHO2に加算されSUMHO2を更新する
(ステップS86)。なお、図13で記号Rはリッチリセット時、記号Lはリー
ンリセット時を示しており、この例では劣化判定処理はリッチリセットの直前に
開始している。
値Csumが予め定めたサンプリング回数Ncに達するまで繰り返し行われる。
すなわち、この処理により、単位時間当たりの酸素貯蔵量HO2をNc回だけ積
算する。
AVHO2を演算するためにサンプリング回数Ncで除され(ステップS89)
、この平均値AVHO2は予め定めた判定値との比較される。もしAVHO2>
判定値であれば劣化は許容レベルであるのでそのまま今回の処理を終了し、AV
HO2<判定値であれば触媒は劣化していると判定する(ステップS810、S
811)。この劣化判定の結果は、例えば車両の自己診断装置に記憶させる。も
しくはモニターランプ等により運転者にリアルタイムで警告するようにしてもよ
い。図13では平均値AVHO2が判定値よりも大きく、すなわち触媒劣化はO
Kの判定結果を示している。
金属に比較的高速で吸収または放出される高速成分と、セリア等の酸素貯蔵材に
比較的低速で吸収または放出される低速成分とに分けられる。高速成分は触媒か
らの貯蔵率または放出率(以下「貯蔵放出率」という。)が低速成分に比較して
高いので、空燃比変化や触媒劣化に対する貯蔵量変化が敏感である。したがって
、酸素貯蔵量の高速成分の積算結果を用いることにより、応答良く触媒の劣化を
判定することができる。
る判定基準値を設けて判定するものとしてもよいが、積算値から酸素貯蔵量の平
均値を算出し、これを判定値と比較して判定をする。これにより信頼度の高い劣
化判定を可能とする。
ものの他には劣化を判定するための検出パラメータを処理する必要がない。その
ため劣化判定のための処理プログラムを簡素化できる。
の吸収放出率が高速成分よりも低い低速成分とから演算するように構成した。そ
のため、さらに精度良く触媒の劣化を判定することができる。
の空燃比制御の処理と同期して周期的に実行される。また、図15は前記処理ル
ーチン実行時の酸素貯蔵量がどのように変化するかを示したタイムチャートであ
る。この実施形態では、酸素貯蔵量の高速成分をリセット処理毎に予め定めた回
数だけサンプリングし、その積算値から算出した酸素貯蔵量の平均値を判定値と
比較することで触媒の劣化を判定する。
プS91)、触媒活性状態で劣化判定が許可される時には、酸素貯蔵量の積算値
SUMHO2と積算数管理のためのカウンタCresをそれぞれ0に初期化する
。次の劣化判定領域条件の判断に移行する(ステップS92、S93)。劣化判
定領域条件は図12と同様であり、エンジン回転速度を含む各種運転状態パラメ
ータに基づいて判定する。劣化判定許可条件を満たさない場合には今回の処理を
終了し、条件が満たされるまで待機状態となる。
否かを図9の処理で使用されるフラグFrichおよびFleanを参照して判
断する(ステップS94)。ここでフラグFrichが0から1に反転したとき
にはリッチリセットが、Fleanが0から1に反転したときはリーンリセット
がそれぞれなされる。リーンリセット処理がなされる場合には、リセット直前の
酸素貯蔵量HO2が積算値SUMHO2に加算され、SUMHO2を更新する(
ステップS95)。これに対してリッチリセット処理がなされる場合には、リセ
ット直前の酸素貯蔵量HO2が最大酸素貯蔵量HO2MAXから減じたものを積
算値SUMHO2に加算されSUMHO2を更新する(ステップS96)。
Nrに達するまで繰り返し行われる(ステップS97、S98)。すなわち、こ
の処理により、リッチリセットまたはリーンリセットの処理がNr回行われる間
のリセット直前の酸素貯蔵量HO2が積算される。
貯蔵量HO2の平均値AVHO2を演算し(ステップS99)、この平均値AV
HO2と予め定めた判定値との比較に基づき、AVHO2>判定値であれば劣化
レベルは許容であるのでそのまま今回の処理を終了し、AVHO2<判定値であ
れば触媒は劣化していると判定する(ステップS910、S911)。この劣化
判定結果は、例えば車両の自己診断装置に記憶させる。またはモニターランプ等
により運転者にリアルタイムで警告するようにしてもよい。図15では平均値A
VHO2が判定値よりも大きく、すなわち劣化なしの判定結果を示している。
算して劣化を判定するように構成した場合には、リセット処理毎に、例えばその
直前の酸素貯蔵量を検出してこれを積算してゆくことにより、リセット処理に伴
い大きく変動した酸素貯蔵量を除外して積算値を求めることができ、したがって
より精度の高い劣化検出が行える。リセットがなされたかどうかに関わらず予め
定めた時間帯またはサンプリング回数の間の酸素貯蔵量の積算値を求めるように
構成してもよく、その場合にはリセット処理を待たずに劣化判定が可能となるの
で劣化判定時間を短縮することができる。
の空燃比制御の処理と同期して周期的に実行される。この実施形態では、高速成
分のリセット処理の頻度を検出し、これを判定値と比較することで触媒の劣化を
判定する。
プS101)、触媒活性状態の劣化判定が許可された時には、リセット処理間隔
の積算値SUMTintと積算数管理のためのカウンタCintはそれぞれ0に
初期化されたのち、次の劣化判定領域条件の判断に移行する(ステップS102
、S103)。前記劣化判定領域条件は図12と同様であり、エンジン回転速度
を含む各種運転状態パラメータに基づいて判定される。前記劣化判定許可条件が
満たされない場合には今回の処理を終了し、条件が満たされるまで待機状態とな
る。
無を検出し、何れかの処理がなされたときには次のリセット処理が開始されるま
での時間Tintが計測される(ステップS104)。これは、例えば図9の処
理で使用されるフラグFrichおよびFleanを参照して、図13のRL間
または図15のLR間の時間を計測する。
tに加算されてSUMTintを更新するとともに、カウンタ値Cintを加算
する。この処理を、カウンタ値Cintが予め定めた回数Niに達するまで繰り
返し、すなわちリセット処理時間間隔TintをNi回分だけ積算する(ステッ
プS105、S107)。
セット時間間隔の平均値AVINTを演算する(ステップS108)。この平均
値AVHINTは予め定めた判定値と比較される。AVINT>判定値であれば
劣化レベルが許容であるのでそのまま今回の処理を終了し、AVINT<判定値
であれば触媒劣化であると判定する(ステップS109、S110)。この劣化
判定結果は、例えば車両の自己診断装置に記憶させるか、またはこの結果に基づ
いてモニターランプ等により運転者にリアルタイムで触媒劣化を警告する。
燃比制御の過程で触媒内雰囲気の空燃比変動幅が大きくなり、リーン判定値また
はリッチ判定値が超えられる頻度、すなわちリセット処理の頻度が増大する。し
たがって、このリセット処理の頻度を監視し、これが予め定めた基準値よりも大
となったことで触媒の劣化判定を行う。
られるものの他には劣化判定のための検出パラメータを処理する必要がないので
、劣化判定のための処理プログラムを簡素化できる利点もある。
の吸収放出率が高速成分よりも低い低速成分とから演算するように構成したため
、さらに精度良く触媒の劣化を判定することができる。
容はここに引用例として包含される。
出力反転に依存することなく触媒の劣化判定が可能なエンジンの排気浄化装置と
して有用である。
ある。
したフローチャートである。
ャートである。
ャートである。
ャートである。
ある。
である。
様子を示したタイムチャートである。
チャートである。
の内容を示したフローチャートである。
ャートである。
の内容を示したフローチャートである。
Claims (11)
- 【請求項1】 エンジンの排気浄化装置であって、 エンジンの排気通路に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気特性を検出するセンサと、 マイクロプロセッサとを備え、前記マイクロプロセッサは、 前記検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量について演算し、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算し、 前記酸素貯蔵量の所定期間の積算値に基づいて触媒の劣化を判定するようにプ
ログラムされることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、さらに前記触媒から流出
する排気特性を検出する第2センサを備え、前記マイクロプロセッサは、この第
2センサを介して検出した触媒からの排気空燃比がリーン判定値を超えたときは
酸素貯蔵量を最大値に、リッチ判定値を超えたときには酸素貯蔵量を最小値に、
それぞれ初期化するリセット処理を行うように制御し、 前記リセット処理毎の酸素貯蔵量の積算値に基づいて触媒の劣化を判定するよ
うにプログラムされることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置において、前記触媒の酸素貯蔵量は
、酸素の吸収放出率が比較的高い高速成分であることを特徴とするエンジンの排
気浄化装置。 - 【請求項4】 請求項1から3の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置において、前記マイ
クロプロセッサは、酸素貯蔵量の積算値の平均値とその判定値とを比較し、前記
積算値が判定値以下であるときに触媒劣化と判定するようにさらにプログラムさ
れることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項5】 エンジンの排気浄化装置であって、 エンジンの排気通路に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気特性を検出するセンサと、 前記触媒から流出する排気特性を検出する第2センサと、 マイクロプロセッサとを備え、前記マイクロプロセッサは、 前記検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算する一方、前記
第2センサを介して検出した触媒からの排気空燃比がリーン判定値を超えたとき
は酸素貯蔵量を最大値に、リッチ判定値を超えたときには酸素貯蔵量を最小値に
、それぞれ初期化するリセット処理を行い、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算し、 前記リセット処理の頻度を判定値と比較し、前記頻度が判定値よりも大となっ
たときに触媒の劣化と判定するようにプログラムされることを特徴とするエンジ
ンの排気浄化装置。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置において、前
記触媒の酸素貯蔵量は、酸素の吸収放出率が比較的高い高速成分と酸素の吸収放
出率が高速成分よりも低い低速成分とから演算されることを特徴とするエンジン
の排気浄化装置。 - 【請求項7】 請求項1、5の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置において、排気特性は
、空燃比または酸素濃度であることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項8】 エンジンの排気浄化装置であって、 エンジンの排気通路に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気特性を検出する手段と、 前記検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算する手段と、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算する手段と、 前記酸素貯蔵量の所定期間の積算値に基づいて触媒の劣化を判定する手段とを
備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項9】 触媒の劣化判定方法であって、 検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算し、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算し、 前記酸素貯蔵量の所定期間の積算値に基づいて触媒の劣化を判定することを特
徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項10】 エンジンの排気浄化装置であって、 エンジンの排気通路に設けられた触媒と、 前記触媒に流入する排気特性を検出する手段と、 前記触媒から流出する排気特性を検出する手段と、 検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算する手段と、 前記第2センサを介して検出した触媒からの排気空燃比がリーン判定値を超え
たときは酸素貯蔵量を最大値に、リッチ判定値を超えたときには酸素貯蔵量を最
小値に、それぞれ初期化するリセット処理を行う手段と、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算する手段と、 前記リセット処理の頻度を判定値と比較し、前記頻度が判定値よりも大となっ
たときに触媒の劣化と判定する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの排気
浄化装置。 - 【請求項11】 触媒の劣化判定方法であって、 検出された排気特性を用いて前記触媒の酸素貯蔵量を演算し、 前記第2センサを介して検出した触媒からの排気空燃比がリーン判定値を超え
たときは酸素貯蔵量を最大値に、リッチ判定値を超えたときには酸素貯蔵量を最
小値に、それぞれ初期化するリセット処理を行い、 演算された酸素貯蔵量に基づき、前記触媒の酸素貯蔵量が所定の目標値となる
ようにエンジンの目標空燃比を演算し、 前記リセット処理の頻度を判定値と比較し、 前記頻度が判定値よりも大となったときに触媒の劣化と判定することを特徴と
する触媒の劣化判定方法。
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