JP2006057461A - Irregularity detection device - Google Patents

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Yasushi Iwasaki
靖志 岩崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irregularity detection device capable of determining irregularity of an internal combustion engine without an error. <P>SOLUTION: Accumulation of oxygen occlusion quantity Cmax is performed (step 106) when output of an oxygen sensor is rich or lean. In a step 108, it is determined whether a condition where time during which state of high intake air quantity under which intake air quantity Ga is high continues is X sec or longer and reduction quantity of intake air quantity is Y g or more is satisfied or not. In this embodiment, temperature of a catalyst is regarded as high if high intake air quantity state continues X sec or longer. Also, irregularity determination is prohibited to prevent wrong determination if temperature of the catalyst is high and reduction quantity of intake air quantity is Y g or more. Consequently, simultaneous satisfaction of two conditions means necessity of prohibition of irregularity determination in this step, oxygen occlusion quantity is cleared and irregularity determination is prohibited in a step 114. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、車両用の異常検出装置に係り、特に、内燃機関の異常を検出するのに好適な技術に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device for a vehicle, and more particularly to a technique suitable for detecting an abnormality of an internal combustion engine.

従来、例えば特開2004−19542号公報に開示されるように、内燃機関の排気通路に配置された触媒の上流に空燃比センサを備え、かつ、触媒の下流に酸素センサを備えるシステムが知られている。このシステムは、酸素センサがリッチ出力を発生し、かつ、空燃比センサがリーン出力を発生している期間中に、触媒に流入する酸素量を積算して触媒の酸素吸蔵能力を求める。その後、計算上の酸素吸蔵可能量が触媒の最大酸素吸蔵量を超えた場合に、酸素センサの異常を判定する機能を有している。
特開2004−19542号公報 特開平11−218045号公報
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-19542, a system is known that includes an air-fuel ratio sensor upstream of a catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and an oxygen sensor downstream of the catalyst. ing. This system calculates the oxygen storage capacity of the catalyst by integrating the amount of oxygen flowing into the catalyst during a period in which the oxygen sensor generates a rich output and the air-fuel ratio sensor generates a lean output. Thereafter, when the calculated oxygen storage capacity exceeds the maximum oxygen storage capacity of the catalyst, it has a function of determining abnormality of the oxygen sensor.
JP 2004-19542 A JP-A-11-218045

ところで、触媒の酸素吸蔵可能量は、触媒温度が高温であるほど高くなる傾向がある。ここで、触媒温度が高温となるのは、内燃機関が高負荷で運転している状態のときであり、このとき内燃機関から排出される排気ガスの温度が高くなっている。従って、この場合、触媒温度は高温となりやすい。酸素吸蔵可能量は、触媒が高温となるほど大きくなる。このため、吸入空気量が多いときには、酸素吸蔵可能量が多量となりやすい。一方、吸入空気量が多い状態では、触媒を通過する排気ガスにいわゆる「吹き抜け」の状態が起き易くなる。触媒下流の酸素センサの出力に基づいて酸素吸蔵可能量を計算する上述のシステムでは、吹き抜けの生ずる状況下で、実際の触媒の酸素吸蔵可能量より小さい値が算出される。このため、上記従来の装置によれば、吸入空気量が多い領域では、温度に起因する酸素吸蔵可能量の増量分と、吹き抜けに伴う酸素吸蔵可能量の減量分により算出される酸素吸蔵可能量が決まる。   By the way, the oxygen storage capacity of the catalyst tends to be higher as the catalyst temperature is higher. Here, the catalyst temperature becomes high when the internal combustion engine is operating at a high load. At this time, the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is high. Therefore, in this case, the catalyst temperature tends to be high. The oxygen storage capacity increases as the temperature of the catalyst increases. For this reason, when the amount of intake air is large, the oxygen storage capacity tends to be large. On the other hand, when the intake air amount is large, a so-called “blow-through” state is likely to occur in the exhaust gas passing through the catalyst. In the above-described system for calculating the oxygen storage capacity based on the output of the oxygen sensor downstream of the catalyst, a value smaller than the actual oxygen storage capacity of the catalyst is calculated under conditions where blow-through occurs. Therefore, according to the above-described conventional apparatus, in a region where the intake air amount is large, the oxygen storage capacity calculated by the increase in the oxygen storage capacity due to the temperature and the decrease in the oxygen storage capacity due to the blow-through. Is decided.

ここで、吸入空気量が多い状態の後に内燃機関の運転状態が低負荷に移行したときには、吸入空気量が少なくなり「吹き抜け」の影響が減少する。触媒温度は急速には下がらないため、触媒の酸素吸蔵可能量は、運転状態が低負荷に移行した直後に最も大きく算出されることとなる。このとき、上述したシステムでは、計算上の酸素吸蔵可能量が最大酸素吸蔵量を超えたことを検知するため、酸素センサに異常が無い場合であっても、異常を判定してしまうこととなる。   Here, when the operating state of the internal combustion engine shifts to a low load after the intake air amount is large, the intake air amount is reduced and the effect of “blow-through” is reduced. Since the catalyst temperature does not drop rapidly, the oxygen storage capacity of the catalyst is calculated to be the largest immediately after the operating state shifts to a low load. At this time, the above-described system detects that the calculated oxygen storage capacity exceeds the maximum oxygen storage capacity, and therefore, even if there is no abnormality in the oxygen sensor, the abnormality is determined. .

一方、計算上の酸素吸蔵可能量を用いて、触媒の劣化を判定するシステムもある。このシステムは、算出された酸素吸蔵可能量が触媒の最大酸素吸蔵量と比べて異常に小さい場合に、触媒の浄化能力が下がっているものと判定する機能を有している。このようなシステムにおいて、触媒温度が高く、かつ低負荷の運転状態が生ずると、本来は異常なものとして判定すべき触媒を見過ごしてしまうこととなる。   On the other hand, there is also a system for determining deterioration of the catalyst using the calculated oxygen storage capacity. This system has a function of determining that the purification capacity of the catalyst is lowered when the calculated oxygen storage capacity is abnormally smaller than the maximum oxygen storage capacity of the catalyst. In such a system, when the catalyst temperature is high and a low-load operation state occurs, the catalyst that should be determined as abnormal is overlooked.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の異常を誤ることなく判定することのできる異常検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality detection device that can determine an abnormality of an internal combustion engine without making an error.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、異常検出装置において、内燃機関の排気通路に配置される触媒の温度が基準温度より高いか否かを判定する触媒温度判定手段と、前記内燃機関に吸入される空気量を検知する吸入空気量検知手段と、前記触媒に流入する排気ガス中の酸素過不足量を積算することで、当該触媒の酸素吸蔵容量を算出する酸素吸蔵容量算出手段と、前記酸素吸蔵容量に基づいて異常を検出する異常検出手段と、前記触媒温度が基準温度より高く、かつ、前記空気量が判定流量より少ない場合に前記異常検出手段の作動を禁止する異常検出禁止手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, in the abnormality detection device, catalyst temperature determination means for determining whether or not a temperature of a catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine is higher than a reference temperature, and the internal combustion engine Intake air amount detection means for detecting the amount of air sucked into the engine, and oxygen storage capacity calculation means for calculating the oxygen storage capacity of the catalyst by integrating the excess and deficiency of oxygen in the exhaust gas flowing into the catalyst An anomaly detection means for detecting an anomaly based on the oxygen storage capacity; an anomaly detection for prohibiting the operation of the anomaly detection means when the catalyst temperature is higher than a reference temperature and the air amount is less than a determination flow rate; And a prohibiting means.

第2の発明は、第1の発明において、前記触媒温度判定手段は、前記吸入空気量検知手段により検知される空気量が所定の値より高い状態が継続した場合に触媒温度が前記基準温度より高いと判定する高吸入空気量継続時間判定手段を含むことを特徴とする。   In a second aspect based on the first aspect, the catalyst temperature determination means is configured such that the catalyst temperature is higher than the reference temperature when the air amount detected by the intake air amount detection means continues to be higher than a predetermined value. It includes a high intake air amount duration determination unit that determines that the intake air amount is high.

第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、前記触媒の下流に位置する酸素センサの出力がリッチ出力からリーン出力に変化するのを受けて前記触媒上流の排気空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に変化させ、また、前記酸素センサの出力がリーン出力からリッチ出力に変化するのを受けて前記触媒上流の排気空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比に変化させるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段を備え、前記酸素吸蔵容量算出手段は、前記アクティブ空燃比制御の実行中に、前記酸素センサの出力がリッチ出力またはリーン出力に維持される期間中、前記触媒に流入する排気ガス中の酸素過不足量を積算することで、当該触媒の酸素吸蔵容量を算出する手段を含み、前記異常検出手段は、前記酸素吸蔵容量が前記触媒の最大酸素吸蔵量を超えた場合に異常を検出する手段を含み、かつ、前記異常検出禁止手段は、前記触媒温度が基準温度より高く、かつ、前記空気量が判定流量より少ない場合に、前記酸素吸蔵容量算出手段により算出されている酸素吸蔵容量の値をゼロとする手段を含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the exhaust air / fuel ratio upstream of the catalyst is leaned in response to the output of the oxygen sensor located downstream of the catalyst changing from a rich output to a lean output. In addition, the active air-fuel ratio is changed from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio by changing the air-fuel ratio from the rich air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio. Active oxygen ratio control means for executing fuel ratio control, wherein the oxygen storage capacity calculating means is configured to maintain the output of the oxygen sensor at a rich output or a lean output during the execution of the active air fuel ratio control. A means for calculating an oxygen storage capacity of the catalyst by accumulating oxygen excess / deficiency in the exhaust gas flowing into the catalyst; Means for detecting an abnormality when the storage capacity exceeds the maximum oxygen storage amount of the catalyst, and the abnormality detection prohibiting means is configured such that the catalyst temperature is higher than a reference temperature and the air amount is higher than a determination flow rate. In the case where the amount is small, the oxygen storage capacity calculating means includes means for setting the value of the oxygen storage capacity calculated to zero.

第1の発明によれば、触媒温度が高く、内燃機関に吸入される空気量が少ない状態で、内燃機関の異常検出を禁止することができる。上記状態の下では、酸素吸蔵容量が通常値より多大となる。本発明によればその状態での判定を禁止することで、異常検出装置の誤判定を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to prohibit abnormality detection of the internal combustion engine when the catalyst temperature is high and the amount of air taken into the internal combustion engine is small. Under the above condition, the oxygen storage capacity becomes larger than the normal value. According to the present invention, it is possible to prevent erroneous determination of the abnormality detection device by prohibiting determination in that state.

第2の発明によれば、吸入空気量が高い状態が継続したか否かに基づいて、触媒の温度が判定値を超えたか否かを正確に判断することができる。   According to the second invention, it is possible to accurately determine whether or not the temperature of the catalyst exceeds the determination value based on whether or not the state where the intake air amount is high continues.

第3の発明によれば、アクティブ空燃比制御を実行することで、現実の酸素吸蔵量を増減させ、酸素の過不足量を積算することにより、酸素吸蔵量を時々刻々と算出することができる。酸素センサの出力が反転しない状況下では、酸素吸蔵量が過大になり、その値が判定値を超えると異常を判定することができる。触媒温度および吸入空気量が異常判定の禁止の条件をみたした場合には、その時点で酸素吸蔵容量の値がゼロとされる。この場合、酸素吸蔵容量が判定値を超えるのを阻止することができ、その結果異常検出を禁止することができる。   According to the third aspect of the invention, by executing active air-fuel ratio control, the actual oxygen storage amount is increased or decreased, and the oxygen storage amount can be calculated momentarily by integrating the excess and deficiency amounts of oxygen. . Under the situation where the output of the oxygen sensor does not reverse, the oxygen storage amount becomes excessive, and an abnormality can be determined when the value exceeds the determination value. When the catalyst temperature and the intake air amount satisfy the conditions for prohibiting abnormality determination, the value of the oxygen storage capacity is set to zero at that time. In this case, the oxygen storage capacity can be prevented from exceeding the determination value, and as a result, abnormality detection can be prohibited.

実施の形態1.
〔実施形態1のハードウェア構成〕
図1は、本発明の実施の形態1の空燃比制御装置の構成を説明するための図である。図1に示す通り、本実施形態の装置は、内燃機関の排気通路10に配置された上流触媒(S/C)12および下流触媒(U/F)14を備えている。上流触媒12および下流触媒14は、何れも、CO、HCおよびNOxを同時に浄化することのできる三元触媒である。
Embodiment 1 FIG.
[Hardware Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an air-fuel ratio control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the apparatus of this embodiment includes an upstream catalyst (S / C) 12 and a downstream catalyst (U / F) 14 disposed in an exhaust passage 10 of the internal combustion engine. The upstream catalyst 12 and the downstream catalyst 14 are all three-way catalysts that can simultaneously purify CO, HC, and NOx.

上流触媒12の上流および下流には、それぞれ空燃比センサ16、および酸素センサ18が配置されている。空燃比センサ16は、上流触媒12に流入する排気ガスの空燃比A/Fに対してほぼリニアな出力を発するセンサである。一方、酸素センサ18は、上流触媒12から流出してくる排気ガスが理論空燃比に対してリッチであるか、或いはリーンであるかに応じて出力を急変させるセンサである。   An air-fuel ratio sensor 16 and an oxygen sensor 18 are disposed upstream and downstream of the upstream catalyst 12, respectively. The air-fuel ratio sensor 16 is a sensor that emits a substantially linear output with respect to the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12. On the other hand, the oxygen sensor 18 is a sensor that suddenly changes the output depending on whether the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 12 is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.

空燃比センサ16の出力、および酸素センサ18の出力は、それぞれECU(Electronic Control Unit)20に供給されている。ECU20には、更に、エアフロメータ22、回転数センサ24、および燃料噴射弁26などが接続されている。エアフロメータ22は、内燃機関の吸入空気量Gaを検出するセンサである。回転数センサ24は機関回転数Neに応じた出力を発するセンサである。また、燃料噴射弁26は、内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するための電磁弁である。   The output of the air-fuel ratio sensor 16 and the output of the oxygen sensor 18 are respectively supplied to an ECU (Electronic Control Unit) 20. The ECU 20 is further connected to an air flow meter 22, a rotation speed sensor 24, a fuel injection valve 26, and the like. The air flow meter 22 is a sensor that detects an intake air amount Ga of the internal combustion engine. The rotational speed sensor 24 is a sensor that generates an output corresponding to the engine rotational speed Ne. The fuel injection valve 26 is an electromagnetic valve for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine.

〔実施形態1における制御〕
(アクティブ制御)
図2は、本発明の実施の形態1におけるアクティブ制御を説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図2(A)は、車速を示す波形であり、図2(B)は吸入空気量の変化を示し、さらに図2(C)および図2(D)は、空燃比センサ16と酸素センサ18の出力変化を示している。図2(E)は上流触媒12に吸蔵される酸素量の変化を示し、図2(F)は図2(E)の値を基にECU20で積算された酸素吸蔵可能量Cmaxの値を示している。
[Control in Embodiment 1]
(Active control)
FIG. 2 is a timing chart for explaining active control in the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2 (A) is a waveform showing the vehicle speed, FIG. 2 (B) shows the change in the intake air amount, and FIG. 2 (C) and FIG. 2 (D) are the air-fuel ratio sensors. 16 and the output change of the oxygen sensor 18 are shown. FIG. 2 (E) shows the change in the amount of oxygen stored in the upstream catalyst 12, and FIG. 2 (F) shows the value of the oxygen storage capacity Cmax integrated by the ECU 20 based on the value in FIG. 2 (E). ing.

アクティブ制御の実行中は、先ず、触媒前空燃比が所定のリッチ空燃比またはリーン空燃比に維持される。図2(C)において、空燃比センサ16の出力がリッチ空燃比になっている部分が、触媒前空燃比がリッチ空燃比に維持されている状態を示す。触媒前空燃比がリッチ空燃比に維持されると、上流触媒12は、吸蔵酸素を放出して排気ガス中の未燃成分(HC、CO)の酸化を図る。上流触媒12中に吸蔵酸素が残存している期間中は、その下流には理論空燃比に浄化された排気ガスが流出する。従って、その間、触媒後空燃比はほぼ理論空燃比に維持される。   During execution of active control, first, the pre-catalyst air-fuel ratio is maintained at a predetermined rich air-fuel ratio or lean air-fuel ratio. In FIG. 2C, the portion where the output of the air-fuel ratio sensor 16 is a rich air-fuel ratio indicates a state where the pre-catalyst air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio. When the pre-catalyst air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio, the upstream catalyst 12 releases the stored oxygen to oxidize unburned components (HC, CO) in the exhaust gas. During the period in which the stored oxygen remains in the upstream catalyst 12, the exhaust gas purified to the stoichiometric air-fuel ratio flows downstream. Accordingly, the post-catalyst air-fuel ratio is maintained substantially at the stoichiometric air-fuel ratio during that time.

触媒前空燃比がリッチに維持された結果、上流触媒12中の吸蔵酸素が全て消費されると、その後、上流触媒12の下流には、未燃成分を含むリッチな排気ガスが流出し始める。上流触媒12の下流にリッチな排気ガスが流出し始めると、酸素センサ18のセンサ出力は、リーン出力からリッチ出力に変化する。図2(D)において、酸素センサ18のセンサ出力がリーン出力からリッチ出力に急激に変化している部分は、上流触媒12中の吸蔵酸素が全て消費され、その後、酸素センサ18の出力がリーン出力からリッチ出力に反転した様子を示している。   As a result of maintaining the pre-catalyst air-fuel ratio rich, when all of the stored oxygen in the upstream catalyst 12 is consumed, thereafter, rich exhaust gas containing unburned components begins to flow downstream of the upstream catalyst 12. When rich exhaust gas starts to flow out downstream of the upstream catalyst 12, the sensor output of the oxygen sensor 18 changes from lean output to rich output. In FIG. 2D, in the portion where the sensor output of the oxygen sensor 18 is suddenly changing from the lean output to the rich output, all the stored oxygen in the upstream catalyst 12 is consumed, and then the output of the oxygen sensor 18 is lean. It shows a state in which the output is inverted to the rich output.

ECU20は、酸素センサ18の出力がリッチ出力に変化したと判断すると、その時点で、上流触媒12の吸蔵酸素が使い果たされたと判断する。そして、ECU20は、その後、触媒前空燃比がリーンに反転するように、吸入空気量Gaに対する燃料噴射量の割合を変化させる。その結果、図2(C)に示すように、触媒前空燃比はリッチからリーンに反転する。   When the ECU 20 determines that the output of the oxygen sensor 18 has changed to a rich output, it determines that the stored oxygen of the upstream catalyst 12 has been used up at that time. Then, the ECU 20 changes the ratio of the fuel injection amount to the intake air amount Ga so that the pre-catalyst air-fuel ratio reverses lean. As a result, as shown in FIG. 2C, the pre-catalyst air-fuel ratio is reversed from rich to lean.

アクティブ制御の実行中は、以後、触媒前空燃比がリーンに維持される。触媒前空燃比がリーンに維持されている期間中、上流触媒12は、酸素吸蔵能力一杯に酸素を吸蔵するまで、酸素を吸蔵し続ける。そして、上流触媒12が排気ガス中の余剰酸素を吸蔵している間は、上流触媒12の下流に浄化された排気ガスが排出され、その後上流触媒12に酸素吸蔵能力一杯の酸素が吸蔵されると、その下流に酸素を含むリーンな排気ガスが流出し始める。   Thereafter, the pre-catalyst air-fuel ratio is maintained lean while the active control is being executed. During the period in which the pre-catalyst air-fuel ratio is maintained lean, the upstream catalyst 12 continues to store oxygen until the oxygen storage capacity is fully stored. Then, while the upstream catalyst 12 is storing excess oxygen in the exhaust gas, the purified exhaust gas is discharged downstream of the upstream catalyst 12, and thereafter, the oxygen having the full oxygen storage capacity is stored in the upstream catalyst 12. Lean exhaust gas containing oxygen begins to flow downstream.

図2(D)において、酸素センサ18の出力がリッチ出力からリーン出力に変化し始める部分は、上流触媒12の下流にリーンな排気ガスが流出し始めたことを示す。アクティブ制御の実行中において、ECU20は、このような酸素センサ18の出力反転を受けて、再び触媒前空燃比をリッチに反転させる。以後、アクティブ制御の実行が継続される限り、上述した処理、つまり、酸素センサ18の出力反転を受けて触媒前空燃比を強制的に反転させる処理が繰り返し実行される。   In FIG. 2D, the portion where the output of the oxygen sensor 18 begins to change from the rich output to the lean output indicates that lean exhaust gas has started to flow out downstream of the upstream catalyst 12. During the execution of the active control, the ECU 20 receives the output reversal of the oxygen sensor 18 and reverses the pre-catalyst air-fuel ratio to a rich state again. Thereafter, as long as the execution of the active control is continued, the above-described process, that is, the process of forcibly reversing the pre-catalyst air-fuel ratio in response to the output reversal of the oxygen sensor 18 is repeatedly performed.

アクティブ制御の実行中、酸素センサ18のセンサ出力は、既述した通り、上流触媒12内の酸素が全て消費された時点でリーン出力からリッチ出力に反転する。また、そのセンサ出力は、上流触媒12が酸素吸蔵容量Cmax一杯に酸素を吸蔵した時点でリッチ出力からリーン出力に反転する。従って、酸素センサ18のセンサ出力がリーン出力からリッチ出力に反転した後(この反転を受けて触媒前空燃比は以後リーン空燃比とされる)、そのセンサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転するまでの間、上流触媒12に流入した排気ガス中の酸素過剰量を積算すれば、上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxを求めることができる。同様に、酸素センサ18のセンサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した後(この反転を受けて触媒前空燃比は以後リッチ空燃比とされる)、そのセンサ出力がリーン出力からリッチ出力に反転するまでの間、上流触媒12に流入した排気ガス中の酸素不足量を積算すれば、上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxを求めることができる。   During the execution of the active control, the sensor output of the oxygen sensor 18 is inverted from the lean output to the rich output when all the oxygen in the upstream catalyst 12 is consumed, as described above. The sensor output is inverted from the rich output to the lean output when the upstream catalyst 12 occludes oxygen to the full oxygen storage capacity Cmax. Therefore, after the sensor output of the oxygen sensor 18 is inverted from the lean output to the rich output (the pre-catalyst air-fuel ratio is changed to the lean air-fuel ratio after receiving this inversion), the sensor output is inverted from the rich output to the lean output. Until then, if the oxygen excess in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12 is integrated, the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 can be obtained. Similarly, after the sensor output of the oxygen sensor 18 is inverted from the rich output to the lean output (after this inversion, the pre-catalyst air-fuel ratio is changed to the rich air-fuel ratio thereafter), the sensor output is inverted from the lean output to the rich output. In the meantime, the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 can be obtained by integrating the oxygen deficiency in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12.

(酸素吸蔵容量Cmaxの算出方法)
以下、上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxの算出方法について説明する。
(Calculation method of oxygen storage capacity Cmax)
Hereinafter, a method for calculating the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 will be described.

触媒前空燃比A/Fがリーンである場合に、上流触媒12に流入する排気ガス中の酸素過剰量ΔOSAは、次式により求めることができる。
ΔOSA=(A/F−A/Fstoichi)×燃料噴射量×α ・・・(1)
(但し、A/Fstoichiは、理論空燃比であり、αは空気中の酸素の比率である)
一方、触媒前空燃比A/Fがリッチである場合に、上流触媒12に流入する排気ガス中の酸素不足量ΔOSAは、次式により求めることができる。
ΔOSA=(A/Fstoichi−A/F)×燃料噴射量×α ・・・(2)
従って、│A/F−A/Fstoichi│=ΔA/Fとすれば、触媒前空燃比A/Fがリッチである場合、およびリーンである場合を区別することなく、上流触媒12に流入する排気ガス中の酸素の過不足量ΔOSAを次式の通り表すことができる。
ΔOSA=ΔA/F×燃料噴射量×α ・・・(3)
ECU20は、酸素センサ18の出力が反転する毎に、酸素吸蔵量OSAをクリアし、以後、次式に示すように酸素過不足量ΔOSAの積算値を酸素吸蔵量OSAとして算出する。
OSA=ΣΔOSA
=Σ(ΔA/F×燃料噴射量×α) ・・・(4)
図2(E)に示すOSAの波形は、ECU20がこのようにして算出する酸素吸蔵量OSAの変化を示す。
When the pre-catalyst air-fuel ratio A / F is lean, the oxygen excess amount ΔOSA in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12 can be obtained by the following equation.
ΔOSA = (A / F−A / Fstoichi) × fuel injection amount × α (1)
(However, A / Fstoichi is the stoichiometric air-fuel ratio, and α is the ratio of oxygen in the air.)
On the other hand, when the pre-catalyst air-fuel ratio A / F is rich, the oxygen deficiency ΔOSA in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12 can be obtained by the following equation.
ΔOSA = (A / Fstoichi−A / F) × fuel injection amount × α (2)
Therefore, if | A / F−A / Fstoichi | = ΔA / F, the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12 is distinguished without distinguishing when the pre-catalyst air-fuel ratio A / F is rich or lean. The excess / deficiency amount ΔOSA of oxygen in the gas can be expressed by the following equation.
ΔOSA = ΔA / F × fuel injection amount × α (3)
The ECU 20 clears the oxygen storage amount OSA every time the output of the oxygen sensor 18 is inverted, and thereafter calculates the integrated value of the oxygen excess / deficiency ΔOSA as the oxygen storage amount OSA as shown in the following equation.
OSA = ΣΔOSA
= Σ (ΔA / F × fuel injection amount × α) (4)
The waveform of OSA shown in FIG. 2 (E) shows a change in the oxygen storage amount OSA calculated by the ECU 20 in this way.

酸素センサ18の出力が反転するのは、上流触媒12内の酸素が全て放出された時点、および上流触媒12内に酸素が一杯に吸蔵された時点の何れかである。前者の場合は、その後、上流触媒12に酸素が一杯に吸蔵されて酸素センサ18の出力が再び反転するまで、酸素過剰量ΔOSAを積算することで上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxを求めることができる。また、後者の場合も、その後、上流触媒12内の酸素が全て放出されて下流酸素センサ34の出力が再び反転するまで酸素不足量ΔOSAを積算することで上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxを求めることができる。つまり、何れの場合において、酸素センサ18の出力が反転した時点では、その時点で算出されている酸素吸蔵量OSAは、上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxとして認識することができる。そこで、ECU20は、上記の手法で酸素吸蔵量OSAを算出しつつ、酸素センサ18の出力が反転した際に、その時点における酸素吸蔵量OSAをクリアするに先だって、その値を上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxとして認識することとしている。図2(F)に示す波形は、ECU20がこのようにして算出する酸素吸蔵容量Cmaxの変化を示す。   The output of the oxygen sensor 18 is inverted either when all the oxygen in the upstream catalyst 12 is released or when the oxygen is fully stored in the upstream catalyst 12. In the former case, thereafter, the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 is obtained by accumulating the excess oxygen amount ΔOSA until oxygen is fully stored in the upstream catalyst 12 and the output of the oxygen sensor 18 is reversed again. it can. In the latter case, the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 is obtained by integrating the oxygen deficiency ΔOSA until all the oxygen in the upstream catalyst 12 is released and the output of the downstream oxygen sensor 34 is reversed again. be able to. That is, in any case, when the output of the oxygen sensor 18 is reversed, the oxygen storage amount OSA calculated at that time can be recognized as the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12. Therefore, the ECU 20 calculates the oxygen storage amount OSA by the above method, and when the output of the oxygen sensor 18 is reversed, prior to clearing the oxygen storage amount OSA at that time, the ECU 20 calculates the value of the oxygen storage amount OSA. It is assumed that the storage capacity is Cmax. The waveform shown in FIG. 2F shows the change in the oxygen storage capacity Cmax calculated by the ECU 20 in this way.

(異常判定)
以上のような方法で酸素吸蔵容量Cmaxを算出する場合、この値を用いて酸素センサ18や上流触媒12の異常を判定することができる。以下、異常判定の方法について説明する。
(Abnormality judgment)
When the oxygen storage capacity Cmax is calculated by the method as described above, the abnormality of the oxygen sensor 18 or the upstream catalyst 12 can be determined using this value. Hereinafter, the abnormality determination method will be described.

アクティブ制御の実行中は、酸素センサ18の出力の反転を受けて目標空燃比の反転指令が発せられる。従って、酸素センサ18の出力が反転しない場合、目標空燃比もリッチ目標値のまま維持される。ECU20は、上流触媒12に流入する排気ガス中の酸素過不足量を積算することで上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxを計算により求めようとするが、この場合、上記の積算が不当に長い間に渡って実行されるため、計算上の酸素吸蔵容量Cmaxは、不当に大きな値となる。そこで、本実施形態において、ECU20は、アクティブ制御の実行に伴って、酸素吸蔵容量Cmaxの計算値が不当に大きな値となった場合には、その時点で酸素センサ18の異常を判定することとしている。   During the execution of the active control, the target air-fuel ratio inversion command is issued in response to the inversion of the output of the oxygen sensor 18. Therefore, when the output of the oxygen sensor 18 is not reversed, the target air-fuel ratio is also maintained at the rich target value. The ECU 20 tries to obtain the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 by calculating the oxygen excess / deficiency in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 12, but in this case, the above integration is unreasonably long. Therefore, the calculated oxygen storage capacity Cmax is an unreasonably large value. Therefore, in the present embodiment, when the calculated value of the oxygen storage capacity Cmax becomes unreasonably large as the active control is executed, the ECU 20 determines that the oxygen sensor 18 is abnormal at that time. Yes.

(吸入空気量の変化により起こる現象)
本実施形態では、以上説明したような方法を用いて酸素センサ18や上流触媒12の異常判定を行っているが、このような方法で異常判定を行う場合に、誤判定の生じてしまう状況がある。図2を用いて誤判定が起こる状況について説明する。図2に示すように、本実施形態の異常検出装置を搭載した車両は、アクティブ制御を行いながら図2(A)に示す速度を保って走行している。このとき、内燃機関に吸入される吸入空気量Gaの値は40となっている(図2(B))。
(Phenomenon caused by change in intake air volume)
In this embodiment, abnormality determination of the oxygen sensor 18 and the upstream catalyst 12 is performed using the method described above. However, when abnormality determination is performed by such a method, there is a situation in which an erroneous determination occurs. is there. A situation where an erroneous determination occurs will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the vehicle equipped with the abnormality detection device of the present embodiment travels while maintaining the speed shown in FIG. 2A while performing active control. At this time, the value of the intake air amount Ga sucked into the internal combustion engine is 40 (FIG. 2B).

時刻tにおいて車速を減速したことを契機に、吸入空気量Gaの値は8へ減少する(図2(A)、(B))。この直後、空燃比センサ16と酸素センサ18の出力は、それぞれ図2(C)、図2(D)に示すように変化し、酸素吸蔵量OSAの振幅も大きくなる(図2(E))。また、酸素吸蔵量OSAの変化に伴い、酸素吸蔵容量Cmaxの値も大きくなる(図2(F))。 Triggered by the deceleration of the vehicle speed at time t 1, the value of the intake air amount Ga is reduced to 8 (FIG. 2 (A), (B) ). Immediately after this, the outputs of the air-fuel ratio sensor 16 and the oxygen sensor 18 change as shown in FIGS. 2C and 2D, respectively, and the amplitude of the oxygen storage amount OSA also increases (FIG. 2E). . Further, as the oxygen storage amount OSA changes, the value of the oxygen storage capacity Cmax also increases (FIG. 2 (F)).

このような状況では、酸素吸蔵容量Cmaxの値が不当に大きいと判断されるため、酸素センサ18に異常がなくても異常判定を行ってしまうこととなる。また、上流触媒12に異常がある場合であっても、酸素吸蔵容量Cmaxの値が不当に小さくなることがないため、異常判定を怠ってしまうこととなる。このような誤判定が生ずる理由の詳細について、以下説明する。   In such a situation, it is determined that the value of the oxygen storage capacity Cmax is unreasonably large, so that the abnormality determination is performed even if the oxygen sensor 18 is not abnormal. Even when the upstream catalyst 12 has an abnormality, the value of the oxygen storage capacity Cmax is not unduly reduced, so that the abnormality determination is neglected. Details of the reason why such erroneous determination occurs will be described below.

図2(A)のように車両が高速で走行しているときには、吸入空気量Gaの値も大となり、排気ガスも高温となる。一般に、触媒の温度特性は、高温になるほど浄化能力が活性化する傾向にある。従って、吸入空気量Gaの値が大であれば、上流触媒12の酸素吸蔵容量Cmaxは大きい値となるといえる。   When the vehicle is traveling at a high speed as shown in FIG. 2A, the value of the intake air amount Ga is large and the exhaust gas is also hot. In general, the temperature characteristics of the catalyst tend to activate the purification capacity as the temperature increases. Accordingly, if the value of the intake air amount Ga is large, it can be said that the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 becomes a large value.

ところが、吸入空気量Gaの値が大であるとき、上流触媒12では、いわゆる「吹き抜け」という現象が起きている。「吹き抜け」とは、本来上流触媒12で浄化されるべき排気ガスが、浄化されずに下流側触媒14まで流入する現象である。吸入空気量Gaの値が大きいときに一般的に起こる現象である。図3に示すタイミングチャートは、酸素吸蔵容量Cmaxの算出値に対する吹き抜けの影響を説明する図である。より具体的には、図3(A)、図3(C)にそれぞれ空燃比センサ16と酸素センサ18の出力値の変化を示し、図3(B)に酸素吸蔵量を示す。   However, when the value of the intake air amount Ga is large, a so-called “blow-through” phenomenon occurs in the upstream catalyst 12. “Blow-through” is a phenomenon in which exhaust gas that should be purified by the upstream catalyst 12 flows into the downstream catalyst 14 without being purified. This is a phenomenon that generally occurs when the value of the intake air amount Ga is large. The timing chart shown in FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of blow-by on the calculated value of the oxygen storage capacity Cmax. More specifically, FIGS. 3A and 3C show changes in the output values of the air-fuel ratio sensor 16 and the oxygen sensor 18, respectively, and FIG. 3B shows the oxygen storage amount.

図3において、ECU20は、酸素センサ18の出力値に基づくアクティブ制御を行っている。また、吸入空気量Gaの値が大となる高負荷の運転状態にある。図3(A)および図3(C)に実線で示す波形は、「吹き抜け」の影響を考慮せずに空燃比センサ16と酸素センサ18の出力値を示したものである。一方、図3(A)および図3(C)に破線で示す波形は、「吹き抜け」の影響を考慮した空燃比センサ16と酸素センサ18の出力値を示したものである。まず、「吹き抜け」を考慮しない場合のCmaxの値について説明する。   In FIG. 3, the ECU 20 performs active control based on the output value of the oxygen sensor 18. Further, it is in a high-load operation state in which the value of the intake air amount Ga is large. The waveforms shown by the solid lines in FIGS. 3A and 3C show the output values of the air-fuel ratio sensor 16 and the oxygen sensor 18 without considering the effect of “blow-through”. On the other hand, the waveforms shown by the broken lines in FIGS. 3A and 3C show the output values of the air-fuel ratio sensor 16 and the oxygen sensor 18 in consideration of the effect of “blow-through”. First, the value of Cmax when “blow-through” is not considered will be described.

ECU20は空燃比センサ16がリッチ、酸素センサ18がリーンの状態から制御を開始する(図3(A)、(C))。時刻tに酸素センサ18が出力をリッチに反転したのに伴って(図3(C))、空燃比センサ16の出力がリーンとなるように制御する(図3(A))。また、時刻tに酸素センサ18の出力がリーンに反転したのに伴って(図3(C))、空燃比センサ16の出力がリッチとなるように制御する(図3(A))。以上の制御を行うときの上流触媒12の酸素吸蔵量の変化は、図3(B)に示す波形となる。また、このときの上流触媒12の酸素吸蔵容量CmaxをCmax1で表すと、Cmax1の値に相当するのは、図3(B)に示す高さとなる。 The ECU 20 starts control when the air-fuel ratio sensor 16 is rich and the oxygen sensor 18 is lean (FIGS. 3A and 3C). Oxygen sensor 18 at time t 1 is accompanied to the inverted output to the rich (Fig. 3 (C)), the output of the air-fuel ratio sensor 16 is controlled to be lean (Figure 3 (A)). The output of the oxygen sensor 18 at time t 2 is in association with the inverted in lean (Figure 3 (C)), the output of the air-fuel ratio sensor 16 is controlled to be rich (Figure 3 (A)). The change in the oxygen storage amount of the upstream catalyst 12 when performing the above control has the waveform shown in FIG. Further, when the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 at this time is expressed by Cmax1, the height corresponding to the value of Cmax1 is the height shown in FIG.

一方、「吹き抜け」を考慮した場合、ECU20が空燃比センサ16をリッチ出力に保つように制御していても、上流触媒12を吹きぬけた排気ガスが酸素センサ18を通過することになる。従って、酸素センサ18の出力値は、図3(C)に破線で示すように、時刻tより早い時刻t’に出力がリッチに反転するような波形となる。また、空燃比センサ16をリーン出力に保つように制御している場合も同様の現象が起こり、酸素センサ18の出力が、時刻tより早い時刻t’に出力がリーンに反転するような波形となる。上流触媒12では、下流側触媒14に吹き抜けた排気ガスの分だけ、排気ガスの浄化に必要な酸素を触媒内に残存しているため、酸素吸蔵量の変化は、図3(B)に示す波形となる。このときの上流触媒12の酸素吸蔵容量CmaxをCmax2で表すと、Cmax2の値に相当するのは、図3(B)に示す高さとなる。 On the other hand, when “blow-through” is considered, even if the ECU 20 controls the air-fuel ratio sensor 16 to maintain a rich output, the exhaust gas that has blown off the upstream catalyst 12 passes through the oxygen sensor 18. Therefore, the output value of the oxygen sensor 18 has a waveform in which the output is richly inverted at time t 1 ′ earlier than time t 1 , as indicated by a broken line in FIG. Further, it occurs similar phenomenon when controlling to keep the air-fuel ratio sensor 16 in the lean output, such as output of the oxygen sensor 18, an output at an earlier time t 2 'from the time t 2 is reversed to the lean It becomes a waveform. In the upstream catalyst 12, oxygen necessary for purification of exhaust gas remains in the catalyst by the amount of exhaust gas blown through the downstream catalyst 14. Therefore, the change in the oxygen storage amount is shown in FIG. It becomes a waveform. When the oxygen storage capacity Cmax of the upstream catalyst 12 at this time is expressed by Cmax2, the value corresponding to the value of Cmax2 is the height shown in FIG.

以上より、吸入空気量Gaが大であるときの酸素吸蔵容量Cmaxは、高温により活性化された触媒の酸素吸蔵容量Cmax(図3(B)に示すCmax1に相当)が、吹き抜けの影響により相殺され、通常運転時のCmaxとほぼ等しい状態となっていることがわかる(図3(B)に示すCmax2参照)。一方、吹き抜けの影響が無い状態、すなわち、高温であり、かつ吸入空気量Gaが小であるときには、触媒の酸素吸蔵容量Cmax(図3(B)に示すCmax1に相当)は、通常運転時のCmaxと比較して大きな値が測定されることがわかる。   From the above, the oxygen storage capacity Cmax when the intake air amount Ga is large is offset by the effect of blow-through by the oxygen storage capacity Cmax of the catalyst activated by high temperature (corresponding to Cmax1 shown in FIG. 3B). Thus, it can be seen that it is almost equal to Cmax during normal operation (see Cmax2 shown in FIG. 3B). On the other hand, when there is no effect of blow-through, that is, when the temperature is high and the intake air amount Ga is small, the oxygen storage capacity Cmax of the catalyst (corresponding to Cmax1 shown in FIG. 3B) is the value during normal operation. It can be seen that a larger value is measured compared to Cmax.

ここで、先に図2で示したように、車速を急に減速する等の操作により、吸入空気量Gaが高い状態から急減するような状況になると、高温触媒であり、かつ吸入空気量Gaが小であるという上記の条件が成立することとなる。このような状況では、図3で示すように、酸素吸蔵容量Cmaxが通常より大きな値となる。このとき、上述した異常検出の誤判定が起こるのである。そこで、本実施形態では、触媒高温かつ吸入空気量Gaが小である条件のもとでは、異常判定を禁止するように構成した。以下、その方法について説明する。   Here, as previously shown in FIG. 2, when the intake air amount Ga suddenly decreases from a high state by an operation such as suddenly reducing the vehicle speed, the catalyst is a high temperature catalyst and the intake air amount Ga. The above condition that is small is established. In such a situation, as shown in FIG. 3, the oxygen storage capacity Cmax becomes a larger value than usual. At this time, the above-described erroneous detection of abnormality detection occurs. Therefore, in the present embodiment, the abnormality determination is prohibited under the condition that the catalyst temperature is high and the intake air amount Ga is small. The method will be described below.

(異常判定の制御)
図4に、上記の機能を実現するためにECU20が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。なお、本実施形態においては、吸入空気量Gaが大である状態が長時間継続したことを以って触媒が高温であるものとみなし、酸素センサ18の異常判定を禁止する態様について説明する。
(Abnormality judgment control)
FIG. 4 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 20 in order to realize the above function. In the present embodiment, a description will be given of a mode in which the abnormality determination of the oxygen sensor 18 is prohibited by assuming that the catalyst is at a high temperature because the state where the intake air amount Ga is large continues for a long time.

図4に示すルーチンでは、先ず、アクティブ制御を実施しているか否かが判別される(ステップ100)。アクティブ制御を実施していないと判別された場合は、再びステップ100の処理が繰り返される。一方、アクティブ制御を実施していると判別された場合は、次に、酸素センサの出力の読込が実施される(ステップ102)。   In the routine shown in FIG. 4, it is first determined whether or not active control is being performed (step 100). If it is determined that the active control is not performed, the process of step 100 is repeated again. On the other hand, if it is determined that the active control is being performed, then the output of the oxygen sensor is read (step 102).

酸素センサ18の出力を読み込むと、次に、酸素センサの出力が0.59(V)以上であるか、又は0.21(V)以下であるか否かが判別される(ステップ104)。酸素センサ18の出力が0.59(V)以上である場合には、リッチ出力となっているものと判別し、ステップ106に処理が移される。また、0.21(V)以下である場合には、リーン出力となっているものと判別し、同様にステップ106に処理が移される。一方、出力が0.21(V)より大きく、かつ0.59(V)未満である場合には、ステップ100に処理が移される。   When the output of the oxygen sensor 18 is read, it is next determined whether or not the output of the oxygen sensor is 0.59 (V) or more or 0.21 (V) or less (step 104). When the output of the oxygen sensor 18 is 0.59 (V) or more, it is determined that the output is rich, and the process proceeds to step 106. On the other hand, if it is 0.21 (V) or less, it is determined that the output is lean, and the process proceeds to step 106 in the same manner. On the other hand, if the output is greater than 0.21 (V) and less than 0.59 (V), the process proceeds to step 100.

ステップ106では、酸素吸蔵量OSAの積算が行われる。なお、Cmaxはステップ104とステップ106を組み合わせることにより算出することができる。具体的には、酸素センサ18の出力がリッチとなったときからリーン出力に反転するまで、またはリーンとなったときからリッチ出力に反転するまでの酸素吸蔵量OSAを積算することにより、酸素センサ18の出力が反転した時点で酸素吸蔵容量Cmaxを得ることができる。酸素吸蔵量OSAの積算が終了すると、ステップ108に処理が移される。   In step 106, the oxygen storage amount OSA is integrated. Cmax can be calculated by combining step 104 and step 106. Specifically, by integrating the oxygen storage amount OSA from when the output of the oxygen sensor 18 becomes rich until it is inverted to a lean output, or from when it becomes lean to when it is inverted to a rich output, the oxygen sensor 18 is integrated. When the output of 18 is inverted, the oxygen storage capacity Cmax can be obtained. When the accumulation of the oxygen storage amount OSA is completed, the process proceeds to step 108.

ステップ108では、吸入空気量Gaが高い高吸入空気量の状態が継続した時間がX(sec)以上であり、かつ吸入空気量の減少量がY(g)以上である、という条件をみたしているか否かが判別される。本実施形態では、上述したように、高吸入空気量の状態がX(sec)以上継続したことを以って、触媒が高温であるとみなす。また、触媒が高温となっており、かつ吸入空気量の減少量がY(g)以上である場合には、誤判定を防止するために異常判定を禁止するようにしている。従って、本ステップにおいて2つの条件を同時にみたすことは、異常判定を禁止する必要があることを示しており、ステップ114に処理が移される。一方、本ステップにおいて2つの条件の少なくとも1つがみたされない場合には、異常判定を禁止する必要がないことを示しており、ステップ110に処理が移され、通常の異常判定が行われる。   In step 108, the condition that the time of the high intake air amount state in which the intake air amount Ga is high continues for X (sec) or more and the decrease amount of the intake air amount is Y (g) or more is satisfied. It is determined whether or not. In the present embodiment, as described above, the catalyst is regarded as having a high temperature because the state of the high intake air amount continues for X (sec) or more. Further, when the catalyst is at a high temperature and the amount of decrease in the intake air amount is Y (g) or more, abnormality determination is prohibited in order to prevent erroneous determination. Therefore, seeing the two conditions at the same time in this step indicates that the abnormality determination needs to be prohibited, and the processing is shifted to step 114. On the other hand, if at least one of the two conditions is not satisfied in this step, it indicates that it is not necessary to prohibit the abnormality determination, and the process proceeds to step 110, where normal abnormality determination is performed.

ステップ114では、酸素吸蔵量がクリアされる。本ステップの処理は、先のステップ106において算出された酸素吸蔵量OSAが通常の酸素吸蔵量を超えたことを契機に行われる、酸素センサ18の異常判定を禁止するための処理である。本ステップで酸素吸蔵量をクリアすることにより、OSAが通常の酸素吸蔵量より小さな値となるため、異常検出は行われないこととなる。酸素吸蔵量をクリアする処理が終了すると、再びステップ100に処理が移される。   In step 114, the oxygen storage amount is cleared. The process of this step is a process for prohibiting the abnormality determination of the oxygen sensor 18 performed when the oxygen storage amount OSA calculated in the previous step 106 exceeds the normal oxygen storage amount. By clearing the oxygen storage amount in this step, OSA becomes a value smaller than the normal oxygen storage amount, so that abnormality detection is not performed. When the process of clearing the oxygen storage amount is completed, the process is transferred to step 100 again.

一方、通常の異常判定を行う場合には、ステップ110において酸素吸蔵量OSAが1.2(g)以上であるか否かが判別される。酸素吸蔵量OSAが1.2(g)以上であるときには、酸素センサ18に異常が生じているものと判定され(ステップ112)、そのまま本ルーチンが終了される。一方、1.2(g)未満であるときには、酸素センサ18に異常がないものと判別され、ステップ100に処理が移される。   On the other hand, when performing normal abnormality determination, it is determined in step 110 whether or not the oxygen storage amount OSA is 1.2 (g) or more. When the oxygen storage amount OSA is 1.2 (g) or more, it is determined that an abnormality has occurred in the oxygen sensor 18 (step 112), and this routine is terminated as it is. On the other hand, if it is less than 1.2 (g), it is determined that there is no abnormality in the oxygen sensor 18, and the process proceeds to step 100.

以上のような処理を行うことにより、触媒高温かつ吸入空気量が少量という状態において、酸素センサ18の異常検出を禁止することができる。これにより、異常検出の誤判定を防ぐことができ、常に正確な異常検出を行うことができる。   By performing the processing as described above, it is possible to inhibit the abnormality detection of the oxygen sensor 18 in a state where the catalyst temperature is high and the intake air amount is small. Thereby, erroneous determination of abnormality detection can be prevented, and accurate abnormality detection can always be performed.

なお、本実施形態において、ステップ106を実行することにより「酸素吸蔵容量算出手段」を、ステップ108を実行することにより「触媒温度判定手段」および「吸入空気量検知手段」を、ステップ110を行うことにより「異常検出手段」を、ステップ106、ステップ108およびステップ114を行うことにより「異常検出禁止手段」を実現することができる。   In the present embodiment, the “oxygen storage capacity calculating means” is executed by executing step 106, the “catalyst temperature determining means” and the “intake air amount detecting means” are executed by executing step 108, and the step 110 is executed. Thus, the “abnormality detection means” can be realized, and the “abnormality detection prohibition means” can be realized by performing the steps 106, 108 and 114.

本実施形態においては、異常検出の禁止の条件である触媒温度を判定するのに、高吸入空気量が継続した時間を用いているが、例えば温度センサ等を用いて直接触媒の温度を判定してもよい。   In this embodiment, the time during which the high intake air amount continues is used to determine the catalyst temperature, which is a condition for prohibiting abnormality detection. For example, the temperature of the catalyst is directly determined using a temperature sensor or the like. May be.

また、本実施形態では酸素センサ18を異常判定の対象としているが、上流触媒12の異常判定にも用いることができる。触媒の浄化能力の異常は、酸素吸蔵容量Cmaxが触媒の最大酸素吸蔵量と比べて異常に小さい場合に判定されるものであるが、高温触媒かつ吸入空気量Gaが小であるときにはCmaxが大きくなるため、触媒の異常を判定することが困難である。しかし、本実施形態の異常検出を禁止する手法を用いれば、本来異常であると判定すべき触媒を確実に異常判定することが可能となるのである。   Further, in this embodiment, the oxygen sensor 18 is a target of abnormality determination, but it can also be used for abnormality determination of the upstream catalyst 12. Abnormality in the purification capacity of the catalyst is determined when the oxygen storage capacity Cmax is abnormally small compared to the maximum oxygen storage amount of the catalyst, but Cmax is large when the high temperature catalyst and the intake air amount Ga are small. Therefore, it is difficult to determine abnormality of the catalyst. However, if the method of prohibiting abnormality detection according to this embodiment is used, it is possible to reliably determine abnormality of the catalyst that should be determined to be abnormal.

本発明に好適な実施の形態の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of embodiment suitable for this invention. 本発明に好適な実施の形態において実行される制御内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the contents of control performed in an embodiment suitable for the present invention. 本発明に好適な実施の形態において実行される制御内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the contents of control performed in an embodiment suitable for the present invention. 本発明に好適な実施の形態において実行される制御内容を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control content performed in embodiment suitable for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 排気通路
12 上流触媒(S/C)
14 下流触媒(U/F)
16 空燃比センサ
18 酸素センサ
20 ECU(Electronic Control Unit)
22 エアフロメータ
24 回転数センサ
26 燃料噴射弁
10 Exhaust passage 12 Upstream catalyst (S / C)
14 Downstream catalyst (U / F)
16 Air-fuel ratio sensor 18 Oxygen sensor 20 ECU (Electronic Control Unit)
22 Air flow meter 24 Rotation speed sensor 26 Fuel injection valve

Claims (3)

内燃機関の排気通路に配置される触媒の温度が基準温度より高いか否かを判定する触媒温度判定手段と、
前記内燃機関に吸入される空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前記触媒に流入する排気ガス中の酸素過不足量を積算することで、当該触媒の酸素吸蔵容量を算出する酸素吸蔵容量算出手段と、
前記酸素吸蔵容量に基づいて異常を検出する異常検出手段と、
前記触媒温度が基準温度より高く、かつ、前記空気量が判定流量より少ない場合に前記異常検出手段の作動を禁止する異常検出禁止手段と、
を備えることを特徴とする異常検出装置。
Catalyst temperature determining means for determining whether the temperature of the catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine is higher than a reference temperature;
Intake air amount detection means for detecting the amount of air sucked into the internal combustion engine;
An oxygen storage capacity calculating means for calculating the oxygen storage capacity of the catalyst by integrating the oxygen excess / deficiency in the exhaust gas flowing into the catalyst;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality based on the oxygen storage capacity;
An abnormality detection prohibiting means for prohibiting the operation of the abnormality detecting means when the catalyst temperature is higher than a reference temperature and the air amount is less than a determination flow rate;
An abnormality detection device comprising:
前記触媒温度判定手段は、前記吸入空気量検知手段により検知される空気量が所定の値より高い状態が継続した場合に触媒温度が前記基準温度より高いと判定する高吸入空気量継続時間判定手段を含むことを特徴とする請求項1記載の異常検出装置。   The catalyst temperature determination means is a high intake air amount duration determination means for determining that the catalyst temperature is higher than the reference temperature when the state in which the air amount detected by the intake air amount detection means is higher than a predetermined value continues. The abnormality detection device according to claim 1, comprising: 前記触媒の下流に位置する酸素センサの出力がリッチ出力からリーン出力に変化するのを受けて前記触媒上流の排気空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に変化させ、また、前記酸素センサの出力がリーン出力からリッチ出力に変化するのを受けて前記触媒上流の排気空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比に変化させるアクティブ空燃比制御を実行するアクティブ空燃比制御手段を備え、
前記酸素吸蔵容量算出手段は、前記アクティブ空燃比制御の実行中に、前記酸素センサの出力がリッチ出力またはリーン出力に維持される期間中、前記触媒に流入する排気ガス中の酸素過不足量を積算することで、当該触媒の酸素吸蔵容量を算出する手段を含み、
前記異常検出手段は、前記酸素吸蔵容量が前記触媒の最大酸素吸蔵量を超えた場合に異常を検出する手段を含み、かつ、
前記異常検出禁止手段は、前記触媒温度が基準温度より高く、かつ、前記空気量が判定流量より少ない場合に、前記酸素吸蔵容量算出手段により算出されている酸素吸蔵容量の値をゼロとする手段を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の異常検出装置。
In response to the output of the oxygen sensor located downstream of the catalyst changing from rich output to lean output, the exhaust air / fuel ratio upstream of the catalyst is changed from lean air / fuel ratio to rich air / fuel ratio, and the output of the oxygen sensor Active air-fuel ratio control means for performing active air-fuel ratio control for changing the exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio in response to the change from lean output to rich output,
The oxygen storage capacity calculating means calculates oxygen excess / deficiency in exhaust gas flowing into the catalyst during a period in which the output of the oxygen sensor is maintained at a rich output or a lean output during execution of the active air-fuel ratio control. Including a means for calculating the oxygen storage capacity of the catalyst by integrating,
The abnormality detecting means includes means for detecting an abnormality when the oxygen storage capacity exceeds a maximum oxygen storage amount of the catalyst; and
The abnormality detection prohibiting means is a means for setting the value of the oxygen storage capacity calculated by the oxygen storage capacity calculating means to zero when the catalyst temperature is higher than a reference temperature and the air amount is lower than the determination flow rate. The abnormality detection device according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008175201A (en) * 2006-12-20 2008-07-31 Toyota Motor Corp Control device of internal combustion engine
EP2063090A1 (en) 2007-11-26 2009-05-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
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