JP2720589B2 - 内燃機関の触媒劣化診断装置 - Google Patents
内燃機関の触媒劣化診断装置Info
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- JP2720589B2 JP2720589B2 JP2232911A JP23291190A JP2720589B2 JP 2720589 B2 JP2720589 B2 JP 2720589B2 JP 2232911 A JP2232911 A JP 2232911A JP 23291190 A JP23291190 A JP 23291190A JP 2720589 B2 JP2720589 B2 JP 2720589B2
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、触媒コンバータの上流側と下流側とに配
設された空燃比センサを利用して、触媒の劣化状態を診
断するようにした内燃機関の触媒劣化診断装置、特に左
右バンクのそれぞれにプリ触媒を備えたＶ型内燃機関や
水平対向型内燃機関における触媒劣化診断装置に関す
る。
設された空燃比センサを利用して、触媒の劣化状態を診
断するようにした内燃機関の触媒劣化診断装置、特に左
右バンクのそれぞれにプリ触媒を備えたＶ型内燃機関や
水平対向型内燃機関における触媒劣化診断装置に関す
る。
従来の技術 内燃機関の触媒コンバータの上流側および下流側にそ
れぞれ空燃比センサ例えばO2センサを配設し、上流側O2
センサの出力信号を主にして空燃比フィードバック制御
を実行するとともに、両センサの出力信号の比較から触
媒の劣化を診断するようにした装置が、例えば特開昭63
−205441号公報に開示されている。
れぞれ空燃比センサ例えばO2センサを配設し、上流側O2
センサの出力信号を主にして空燃比フィードバック制御
を実行するとともに、両センサの出力信号の比較から触
媒の劣化を診断するようにした装置が、例えば特開昭63
−205441号公報に開示されている。
すなわち、空燃比フィードバック制御の実行中には、
主に上流側O2センサの出力信号に基づいて例えば疑似的
な比例積分制御により燃料供給量が制御されるので、上
流側O2センサの出力信号は第５図の（ａ）に示すよう
に、周期的にリッチ，リーンの反転を繰り返す。これに
対し、触媒コンバータの下流側では、触媒のO2ストレー
ジ能力により残存酸素濃度の変動が非常に緩やかなもの
となるので、下流側O2センサの出力信号としては、第５
図の（ｂ）に示すように、上流側O2センサに比べて変動
幅が小さく、かつ周期が長くなる。
主に上流側O2センサの出力信号に基づいて例えば疑似的
な比例積分制御により燃料供給量が制御されるので、上
流側O2センサの出力信号は第５図の（ａ）に示すよう
に、周期的にリッチ，リーンの反転を繰り返す。これに
対し、触媒コンバータの下流側では、触媒のO2ストレー
ジ能力により残存酸素濃度の変動が非常に緩やかなもの
となるので、下流側O2センサの出力信号としては、第５
図の（ｂ）に示すように、上流側O2センサに比べて変動
幅が小さく、かつ周期が長くなる。
しかし、触媒コンバータにおける触媒が劣化してくる
と、O2ストレージ能力の低下により、触媒コンバータ上
流側と下流側とで酸素濃度がそれ程変わらなくなり、そ
の結果、下流側O2センサの出力信号は、第５図の（ｃ）
に示すように、上流側O2センサの出力に近似した周期で
反転を繰り返すようになり、かつその変動幅も大きくな
ってくる。
と、O2ストレージ能力の低下により、触媒コンバータ上
流側と下流側とで酸素濃度がそれ程変わらなくなり、そ
の結果、下流側O2センサの出力信号は、第５図の（ｃ）
に示すように、上流側O2センサの出力に近似した周期で
反転を繰り返すようになり、かつその変動幅も大きくな
ってくる。
従って、上記公報に記載の装置では、上流側O2センサ
のリッチ，リーンの反転周期T1と下流側O2センサのリッ
チ，リーンの反転周期T2との比（T1/T2）を求め、この
比が所定値以上となったときに、触媒が劣化したものと
判定するようにしている。
のリッチ，リーンの反転周期T1と下流側O2センサのリッ
チ，リーンの反転周期T2との比（T1/T2）を求め、この
比が所定値以上となったときに、触媒が劣化したものと
判定するようにしている。
尚、下流側O2センサの出力信号は、上述した触媒劣化
診断のほかに、上流側O2センサの出力信号に基づく空燃
比フィードバック制御の全体的な空燃比の片寄りの学習
補正等にも用いられるのが一般的である。
診断のほかに、上流側O2センサの出力信号に基づく空燃
比フィードバック制御の全体的な空燃比の片寄りの学習
補正等にも用いられるのが一般的である。
発明が解決しようとする課題 ところで、Ｖ型６気筒やＶ型８気筒等のＶ型内燃機関
あるいは水平対向型内燃機関では、特開平１−8332号公
報に見られるように、右バンクおよび左バンクの各排気
通路に独立したプリ触媒を設けるとともに、両者の合流
部より下流側に１個のメイン触媒を設けた触媒システム
が採用される場合がある。
あるいは水平対向型内燃機関では、特開平１−8332号公
報に見られるように、右バンクおよび左バンクの各排気
通路に独立したプリ触媒を設けるとともに、両者の合流
部より下流側に１個のメイン触媒を設けた触媒システム
が採用される場合がある。
このような構成では、各プリ触媒の上流側にそれぞれ
上流側O2センサを配し、かつメイン触媒の下流側に１個
の下流側O2センサを配して、両者の比較から触媒の劣化
診断が行われることになる。
上流側O2センサを配し、かつメイン触媒の下流側に１個
の下流側O2センサを配して、両者の比較から触媒の劣化
診断が行われることになる。
しかしながら、このようなＶ型内燃機関等では、各バ
ンク毎に独立して空燃比フィードバック制御が実行され
るので、単に上流側O2センサの出力と下流側O2センサの
出力とを比較しても、空燃比フィードバック制御の状況
によっては正確な劣化診断がなし得ない。
ンク毎に独立して空燃比フィードバック制御が実行され
るので、単に上流側O2センサの出力と下流側O2センサの
出力とを比較しても、空燃比フィードバック制御の状況
によっては正確な劣化診断がなし得ない。
例えば、右バンクの実際の空燃比のリッチ，リーンの
反転と、左バンクのリッチ，リーンの反転とが、互いに
打ち消し合うような周期で行われていたとすると、仮に
触媒が劣化していたとしても、下流側O2センサの出力は
非常に平滑化された形となってしまい、誤診断を生じ
る。
反転と、左バンクのリッチ，リーンの反転とが、互いに
打ち消し合うような周期で行われていたとすると、仮に
触媒が劣化していたとしても、下流側O2センサの出力は
非常に平滑化された形となってしまい、誤診断を生じ
る。
また逆に、両バンクのリッチ，リーンの反転が全く同
一のタイミングで生じたとすると、それだけメイン触媒
に至る残存酸素濃度の変化の振幅が大きくなるので、触
媒が正常であっても、下流側O2センサの出力の振幅が大
きくなり、「劣化」と誤診断され易くなる。
一のタイミングで生じたとすると、それだけメイン触媒
に至る残存酸素濃度の変化の振幅が大きくなるので、触
媒が正常であっても、下流側O2センサの出力の振幅が大
きくなり、「劣化」と誤診断され易くなる。
課題を解決するための手段 この発明に係る内燃機関の触媒劣化診断装置は、第１
図に示すように、内燃機関１の左右バンク1a,1bに独立
して設けたプリ触媒の上流側にそれぞれ配設された上流
側空燃比センサ2,2と、メイン触媒の下流側に配設され
た下流側空燃比センサ３と、主に上記上流側空燃比セン
サ2,2における検出空燃比のリッチ，リーンの反転に基
づいて各バンク1a,1b毎に空燃比をフィードバック制御
するフィードバック制御手段4,4とを備えている。そし
て、片バンクづつ空燃比フィードバック制御を停止し、
そのバンクの空燃比を理論空燃比近傍の略一定値に固定
する診断用空燃比クランプ手段５と、他方のバンクの空
燃比を、上記フィードバック制御手段4,4もしくは他の
強制的な手段により周期的に変化させる診断用空燃比制
御手段６と、この空燃比が周期変化するバンクの上流側
空燃比センサ２の出力と下流側空燃比センサ３の出力と
を比較して触媒の劣化を判定する判定手段７とを備えて
構成されている。
図に示すように、内燃機関１の左右バンク1a,1bに独立
して設けたプリ触媒の上流側にそれぞれ配設された上流
側空燃比センサ2,2と、メイン触媒の下流側に配設され
た下流側空燃比センサ３と、主に上記上流側空燃比セン
サ2,2における検出空燃比のリッチ，リーンの反転に基
づいて各バンク1a,1b毎に空燃比をフィードバック制御
するフィードバック制御手段4,4とを備えている。そし
て、片バンクづつ空燃比フィードバック制御を停止し、
そのバンクの空燃比を理論空燃比近傍の略一定値に固定
する診断用空燃比クランプ手段５と、他方のバンクの空
燃比を、上記フィードバック制御手段4,4もしくは他の
強制的な手段により周期的に変化させる診断用空燃比制
御手段６と、この空燃比が周期変化するバンクの上流側
空燃比センサ２の出力と下流側空燃比センサ３の出力と
を比較して触媒の劣化を判定する判定手段７とを備えて
構成されている。
作用 上記構成では、主に上流側空燃比センサ2,2の出力信
号に基づいて内燃機関１の空燃比がバンク1a,1b毎にフ
ィードバック制御される。詳しくは、比例積分制御等に
より微小な変動を繰り返しつつ理論空燃比近傍に保たれ
る。
号に基づいて内燃機関１の空燃比がバンク1a,1b毎にフ
ィードバック制御される。詳しくは、比例積分制御等に
より微小な変動を繰り返しつつ理論空燃比近傍に保たれ
る。
そして、触媒の劣化診断に際しては、片バンクづつフ
ィードバック制御が停止され、当該バンクの空燃比が理
論空燃比近傍の略一定値に固定される。この状態で、他
方のバンクの空燃比を周期的に変化させ、これに伴う上
流側空燃比センサ２の出力変化と下流側空燃比センサ３
の出力変化とを比較することで、そのバンクの触媒劣化
が診断できる。
ィードバック制御が停止され、当該バンクの空燃比が理
論空燃比近傍の略一定値に固定される。この状態で、他
方のバンクの空燃比を周期的に変化させ、これに伴う上
流側空燃比センサ２の出力変化と下流側空燃比センサ３
の出力変化とを比較することで、そのバンクの触媒劣化
が診断できる。
実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第２図は、この発明をＶ型６気筒内燃機関11に適用し
た一実施例を示す構成説明図であって、内燃機関11の右
バンク11a,左バンク11bの間に位置する吸気コレクタ12
が各気筒の吸気ポートに接続されているとともに、各吸
気ポートへ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁13が各気筒
毎に配設されている。上記吸気コレクタ12には、吸気通
路14が接続されており、その通路中にスロットル弁15が
介装されているとともに、これより上流側に、吸入空気
量を検出する例えば熱線式のエアフロメータ16が配設さ
れている。
た一実施例を示す構成説明図であって、内燃機関11の右
バンク11a,左バンク11bの間に位置する吸気コレクタ12
が各気筒の吸気ポートに接続されているとともに、各吸
気ポートへ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁13が各気筒
毎に配設されている。上記吸気コレクタ12には、吸気通
路14が接続されており、その通路中にスロットル弁15が
介装されているとともに、これより上流側に、吸入空気
量を検出する例えば熱線式のエアフロメータ16が配設さ
れている。
また右バンク11a,左バンク11bの各排気通路17,18に
は、例えば三元触媒を用いたプリ触媒19,20がそれぞれ
介装されており、かつこのプリ触媒19,20の下流側にお
いて、両排気通路17,18が１本の排気通路21として合流
している。そして、この下流側の排気通路21には、同じ
く三元触媒からなる１個のメイン触媒22が介装されてい
る。
は、例えば三元触媒を用いたプリ触媒19,20がそれぞれ
介装されており、かつこのプリ触媒19,20の下流側にお
いて、両排気通路17,18が１本の排気通路21として合流
している。そして、この下流側の排気通路21には、同じ
く三元触媒からなる１個のメイン触媒22が介装されてい
る。
上記プリ触媒19,20の上流側には、それぞれ上流側O2
センサ23,24が配設されている。またメイン触媒22の下
流側に、下流側O2センサ25が配設されている。この空燃
比センサとしてのO2センサ23,24,25は、排気中の残存酸
素濃度に応じた超電力を発生するもので、特に理論空燃
比を境に超電力が急変し、理論空燃比より過濃側（リッ
チ側）で高レベル（約1V程度）に、希薄側（リーン側）
で低レベル（約100mV程度）となる。
センサ23,24が配設されている。またメイン触媒22の下
流側に、下流側O2センサ25が配設されている。この空燃
比センサとしてのO2センサ23,24,25は、排気中の残存酸
素濃度に応じた超電力を発生するもので、特に理論空燃
比を境に超電力が急変し、理論空燃比より過濃側（リッ
チ側）で高レベル（約1V程度）に、希薄側（リーン側）
で低レベル（約100mV程度）となる。
また、26は内燃機関の冷却水温を検出する水温セン
サ、27は機関回転数を検出するために設けられた所定ク
ランク角毎にパルス信号を発するクランク角センサを示
している。
サ、27は機関回転数を検出するために設けられた所定ク
ランク角毎にパルス信号を発するクランク角センサを示
している。
上述した各種センサの検出信号が入力されるコントロ
ールユニット28は、所謂マイクロコンピュータシステム
を用いたもので、O2センサ23〜25に基づく燃料噴射弁13
の噴射量制御つまりフィードバック制御方式による空燃
比制御を各バンク11a,11b毎に実行するとともに、後述
するような触媒の劣化診断を行い、所定レベル以上の劣
化と判定した場合には警告灯29を点灯させるようになっ
ている。
ールユニット28は、所謂マイクロコンピュータシステム
を用いたもので、O2センサ23〜25に基づく燃料噴射弁13
の噴射量制御つまりフィードバック制御方式による空燃
比制御を各バンク11a,11b毎に実行するとともに、後述
するような触媒の劣化診断を行い、所定レベル以上の劣
化と判定した場合には警告灯29を点灯させるようになっ
ている。
次に上記実施例における作用について説明する。
先ず、空燃比制御の概略を説明する。この空燃比制御
は、エアフロメータ16が検出した吸入空気量とクランク
角センサ27が検出した機関回転数とから基本パルス幅TP
（基本噴射量）を演算し、かつこれに種々の増量補正や
フィードバック補正を加えて各バンク11a,11bの燃料噴
射弁13の駆動パルス幅Ti（噴射量）を決定するのであ
り、具体的には次式によってパルス幅Tiが求められる。
は、エアフロメータ16が検出した吸入空気量とクランク
角センサ27が検出した機関回転数とから基本パルス幅TP
（基本噴射量）を演算し、かつこれに種々の増量補正や
フィードバック補正を加えて各バンク11a,11bの燃料噴
射弁13の駆動パルス幅Ti（噴射量）を決定するのであ
り、具体的には次式によってパルス幅Tiが求められる。
Ti＝TP×COEF×α＋Ts ここでCOEFは各種増量補正係数であり、例えば水温に
応じた水温増量補正、高速高負荷時の空燃比補正などか
らなる。Tsは、燃料噴射弁13の無効時間を補償するよう
にバッテリ電圧に応じて付加される電圧補正係数であ
る。
応じた水温増量補正、高速高負荷時の空燃比補正などか
らなる。Tsは、燃料噴射弁13の無効時間を補償するよう
にバッテリ電圧に応じて付加される電圧補正係数であ
る。
また、αは主に上流側O2センサ23,24の検出信号に基
づいて各バンク11a,11b毎に演算されるフィードバック
補正係数である。すなわち、O2センサ23,24の出力信号
を所定のスライスレベル（理論空燃比に対応する）と比
較し、かつそのリーン側およびリッチ側への反転に基づ
く疑似的な比例積分制御によって求められる値で、１以
上であればリッチ側へ、１以下であればリーン側へ空燃
比が制御される。
づいて各バンク11a,11b毎に演算されるフィードバック
補正係数である。すなわち、O2センサ23,24の出力信号
を所定のスライスレベル（理論空燃比に対応する）と比
較し、かつそのリーン側およびリッチ側への反転に基づ
く疑似的な比例積分制御によって求められる値で、１以
上であればリッチ側へ、１以下であればリーン側へ空燃
比が制御される。
第６図の（ａ）は、上流側O2センサ23,24の出力信号
の一例を示し、（ｂ）はこれに対応するフィードバック
補正係数αの変化を示している。上記フィードバック補
正係数αは、上述したように疑似的な比例積分制御によ
り求められるもので、O2センサの出力が所定のスライス
レベルを横切ってリッチ側からリーン側へ反転すると、
補正係数αには一定の比例分PLが加算され、かつ所定の
積分定数ILによる傾きで積分分が徐々に加算されて行
く。このフィードバック補正係数αは、前述したように
基本燃料噴射量TPに乗じられるので、実際の空燃比は徐
々に濃化する。そして、次にO2センサの出力がリーン側
からリッチ側へ反転すると、補正係数αから一定の比例
分Psが減算され、かつ所定の積分定数IRによる傾きで積
分分が徐々に減算されて行く。このような作用の繰り返
しによって、実際の空燃比は、１〜3Hz程度の周波数で
変化しつつ略理論空燃比近傍に維持される。
の一例を示し、（ｂ）はこれに対応するフィードバック
補正係数αの変化を示している。上記フィードバック補
正係数αは、上述したように疑似的な比例積分制御によ
り求められるもので、O2センサの出力が所定のスライス
レベルを横切ってリッチ側からリーン側へ反転すると、
補正係数αには一定の比例分PLが加算され、かつ所定の
積分定数ILによる傾きで積分分が徐々に加算されて行
く。このフィードバック補正係数αは、前述したように
基本燃料噴射量TPに乗じられるので、実際の空燃比は徐
々に濃化する。そして、次にO2センサの出力がリーン側
からリッチ側へ反転すると、補正係数αから一定の比例
分Psが減算され、かつ所定の積分定数IRによる傾きで積
分分が徐々に減算されて行く。このような作用の繰り返
しによって、実際の空燃比は、１〜3Hz程度の周波数で
変化しつつ略理論空燃比近傍に維持される。
尚、何らかの燃料増量を行う必要がある低水温時や高
速高負荷時、あるいは減速中のフューエルカット時等に
は上記フィードバック補正係数αが１にクランプされ、
実質的にオープンループ制御となる。
速高負荷時、あるいは減速中のフューエルカット時等に
は上記フィードバック補正係数αが１にクランプされ、
実質的にオープンループ制御となる。
一方、下流側O2センサ25の出力信号は、後述する触媒
の劣化診断のほかに、上流側O2センサ23,24によるフィ
ードバック制御の全体的な片寄りの学習補正のために用
いられる。
の劣化診断のほかに、上流側O2センサ23,24によるフィ
ードバック制御の全体的な片寄りの学習補正のために用
いられる。
すなわち、上述した上流側O2センサ23,24によるフィ
ードバック制御の結果、空燃比が全体としてリッチ傾向
であれば、下流側O2センサ25の出力信号はリッチ側で連
続したものとなる。また空燃比が全体としてリーン傾向
であれば、下流側O2センサ25の出力信号はリーン側で連
続したものとなる。従って、この空燃比の全体的な片寄
りの傾向に応じて、各運転領域に予め学習値LPを割り付
けておき、リッチ→リーン反転時の比例分PLおよびリー
ン→リッチ反転時の比例分Psを、それぞれ、 PL＝PL＋LP PR＝PR−LP として補正するのである。尚、比例分PL，PRに代えて、
あるいはこれに加えて積分定数IL，IRを補正することも
できる。そして、上記の学習値LPは、各運転領域の区画
内に一定期間とどまっていたときに学習更新する。つま
り、下流側O2センサ25の出力信号がなおもリッチ側にあ
れば、学習値LPから所定量ΔLPRを差し引き、新たな学
習値LPとして更新する。同様に、下流側O2センサ25の出
力信号がなおもリーン側にあれば、学習値LPに所定量Δ
LPLを加算して、新たな学習値LPとして更新する。
ードバック制御の結果、空燃比が全体としてリッチ傾向
であれば、下流側O2センサ25の出力信号はリッチ側で連
続したものとなる。また空燃比が全体としてリーン傾向
であれば、下流側O2センサ25の出力信号はリーン側で連
続したものとなる。従って、この空燃比の全体的な片寄
りの傾向に応じて、各運転領域に予め学習値LPを割り付
けておき、リッチ→リーン反転時の比例分PLおよびリー
ン→リッチ反転時の比例分Psを、それぞれ、 PL＝PL＋LP PR＝PR−LP として補正するのである。尚、比例分PL，PRに代えて、
あるいはこれに加えて積分定数IL，IRを補正することも
できる。そして、上記の学習値LPは、各運転領域の区画
内に一定期間とどまっていたときに学習更新する。つま
り、下流側O2センサ25の出力信号がなおもリッチ側にあ
れば、学習値LPから所定量ΔLPRを差し引き、新たな学
習値LPとして更新する。同様に、下流側O2センサ25の出
力信号がなおもリーン側にあれば、学習値LPに所定量Δ
LPLを加算して、新たな学習値LPとして更新する。
従って、上流側O2センサ23,24の経年変化や各部の個
体差による全体的な空燃比の片寄りが一層精度良く、か
つ応答性良く補正される。尚、上記の学習値LPの学習更
新の度に、各運転領域の区画に対応する学習カウンタが
インクリメントされ、その値から十分に学習が進行した
状態か否かを判別できるようになっている。
体差による全体的な空燃比の片寄りが一層精度良く、か
つ応答性良く補正される。尚、上記の学習値LPの学習更
新の度に、各運転領域の区画に対応する学習カウンタが
インクリメントされ、その値から十分に学習が進行した
状態か否かを判別できるようになっている。
次に、第３図は上記コントロールユニット28において
実行される触媒の劣化診断のプログラムを示すメインフ
ローチャートであり、以下、これを説明する。尚、この
ルーチンは例えば一定時間毎あるいは一定クランク角毎
に繰り返し実行される。
実行される触媒の劣化診断のプログラムを示すメインフ
ローチャートであり、以下、これを説明する。尚、この
ルーチンは例えば一定時間毎あるいは一定クランク角毎
に繰り返し実行される。
先ず、ステップ１では診断条件が成立しているか否か
を判定する。この条件としては、例えば、機関の暖機
が完了していること、下流側O2センサ25が活性化して
いること（これは当該センサ25の出力レベルから判定さ
れる）、機関運転条件が空燃比フィードバック制御域
内であること、機関回転数や負荷が定常状態にあるこ
と、等があり、これら総ての条件が成立している場合に
のみステップ２以降へ進んで診断を行う。
を判定する。この条件としては、例えば、機関の暖機
が完了していること、下流側O2センサ25が活性化して
いること（これは当該センサ25の出力レベルから判定さ
れる）、機関運転条件が空燃比フィードバック制御域
内であること、機関回転数や負荷が定常状態にあるこ
と、等があり、これら総ての条件が成立している場合に
のみステップ２以降へ進んで診断を行う。
上記の条件が不成立の場合は診断は行わず、また診断
が途中まで進行している場合は一旦中断する（ステップ
14）。
が途中まで進行している場合は一旦中断する（ステップ
14）。
ステップ２では、前述した学習カウンタの値から、そ
の運転領域での学習値LPの学習更新が十分に行われてい
るか判定する。学習カウンタの値が所定値以上であれば
ステップ３へ進む。ここで、学習カウンタの値が所定値
未端の場合は、診断のために一方のバンクの空燃比フィ
ードバック制御を停止した際に当該バンクの空燃比が理
論空燃比からかなりずれている可能性があり、正確な触
媒の診断を行えないので、診断は行わない。
の運転領域での学習値LPの学習更新が十分に行われてい
るか判定する。学習カウンタの値が所定値以上であれば
ステップ３へ進む。ここで、学習カウンタの値が所定値
未端の場合は、診断のために一方のバンクの空燃比フィ
ードバック制御を停止した際に当該バンクの空燃比が理
論空燃比からかなりずれている可能性があり、正確な触
媒の診断を行えないので、診断は行わない。
次に、ステップ３では、フラグFRの状態を判定する。
このフラグFRは、右バンク11a側の診断が終了したこと
を示すもので、その診断終了前は「FR＝０」であるか
ら、ステップ４へ進み、左バンク11bの空燃比フィード
バック制御を停止する。つまり左バンク11b側のフィー
ドバック補正係数αを一定値に固定し、オープンループ
制御とする。詳しくは、第７図に示すように、フィード
バック補正係数αのクランプ直前の４周期における８個
のピーク値α1〜α8を記憶しておき、そのピーク値の平
均値αAVにフィードバック補正係数αを固定する。従っ
て、以後の左バンク11b側のオープンループ制御には、
それまでの学習の影響が反映され、左バンク11b単独で
の空燃比は理論空燃比近傍に精度良く保たれる。
このフラグFRは、右バンク11a側の診断が終了したこと
を示すもので、その診断終了前は「FR＝０」であるか
ら、ステップ４へ進み、左バンク11bの空燃比フィード
バック制御を停止する。つまり左バンク11b側のフィー
ドバック補正係数αを一定値に固定し、オープンループ
制御とする。詳しくは、第７図に示すように、フィード
バック補正係数αのクランプ直前の４周期における８個
のピーク値α1〜α8を記憶しておき、そのピーク値の平
均値αAVにフィードバック補正係数αを固定する。従っ
て、以後の左バンク11b側のオープンループ制御には、
それまでの学習の影響が反映され、左バンク11b単独で
の空燃比は理論空燃比近傍に精度良く保たれる。
そして、このように左バンク11bの空燃比を略一定値
に固定した状態で、右バンク11a側の触媒の診断を行う
（ステップ５）。
に固定した状態で、右バンク11a側の触媒の診断を行う
（ステップ５）。
第４図のフローチャートは、上記の診断処理の詳細を
示すもので、右バンク11a側の上流側O2センサ23のリッ
チ，リーンの反転周波数f1と下流側O2センサ25のリッ
チ，リーンの反転周波数f2とを用いて、両者の反転回数
比HZRATEを次式のように求める（ステップ21）。
示すもので、右バンク11a側の上流側O2センサ23のリッ
チ，リーンの反転周波数f1と下流側O2センサ25のリッ
チ，リーンの反転周波数f2とを用いて、両者の反転回数
比HZRATEを次式のように求める（ステップ21）。
HZRATE＝f2／f1 つまり、この実施例では、触媒の診断のために、右バ
ンク11a側の空燃比フィードバック制御をそのまま継続
するので、右バンク11a側の上流側O2センサ23の出力は
リッチ側，リーン側に周期的に反転する。そして、触媒
の劣化が進行すると、空燃比の周期的な変動の影響を受
けて、下流側O2センサ25の反転周波数f2が高くなるの
で、上記反転回転数比HZRATEが大となる。また、このと
き、他方の左バンク11bの空燃比は略一定であるから、
下流側O2センサ25の反転周波数f2に殆ど影響を与えるこ
とがない。
ンク11a側の空燃比フィードバック制御をそのまま継続
するので、右バンク11a側の上流側O2センサ23の出力は
リッチ側，リーン側に周期的に反転する。そして、触媒
の劣化が進行すると、空燃比の周期的な変動の影響を受
けて、下流側O2センサ25の反転周波数f2が高くなるの
で、上記反転回転数比HZRATEが大となる。また、このと
き、他方の左バンク11bの空燃比は略一定であるから、
下流側O2センサ25の反転周波数f2に殆ど影響を与えるこ
とがない。
そして、ステップ22で上記反転回転数比HZRATEを所定
の判定基準値HZNGと比較し、判定基準値HZNG未満であれ
ば、触媒が劣化していないものと判断し、警告灯29は点
灯させない。また後述するカウンタCNTの値をクリアす
る（ステップ26,27）。
の判定基準値HZNGと比較し、判定基準値HZNG未満であれ
ば、触媒が劣化していないものと判断し、警告灯29は点
灯させない。また後述するカウンタCNTの値をクリアす
る（ステップ26,27）。
これに対し、反転回数比HZRATEが判定基準値HZNG以上
であれば、カウンタCNTの値をインクリメントし、かつ
これを所定の判定回数CNTNGと比較する（ステップ23,2
4）。そして、所定回数CNTNGに達した場合、つまり所定
回数連続してHZRATE≧HZNGの状態が検出されたら、触媒
が劣化しているものと判断し、警告灯29を点灯させると
ともに、その状況をメモリに記憶する。
であれば、カウンタCNTの値をインクリメントし、かつ
これを所定の判定回数CNTNGと比較する（ステップ23,2
4）。そして、所定回数CNTNGに達した場合、つまり所定
回数連続してHZRATE≧HZNGの状態が検出されたら、触媒
が劣化しているものと判断し、警告灯29を点灯させると
ともに、その状況をメモリに記憶する。
尚、反転周波数f1，f2のほかに、反転周期や出力電圧
の振幅などを比較して触媒の劣化の有無を判定するよう
にしても良い。
の振幅などを比較して触媒の劣化の有無を判定するよう
にしても良い。
上記のような右バンク11a側の診断は、所定期間（例
えば20〜30秒程度）行う（ステップ６）。そして、所定
期間経過時点で、フラグFRをFR＝１とし（ステップ
７）、かつ左バンク11b側のフィードバック補正係数α
のクランプを解除する。つまり、左バンク11b側の空燃
比フィードバック制御を再開する（ステップ８）。
えば20〜30秒程度）行う（ステップ６）。そして、所定
期間経過時点で、フラグFRをFR＝１とし（ステップ
７）、かつ左バンク11b側のフィードバック補正係数α
のクランプを解除する。つまり、左バンク11b側の空燃
比フィードバック制御を再開する（ステップ８）。
以上で、右バンク11a側の診断が終了するので、次に
右バンク11a側のフィードバック補正係数αを一定値つ
まり直前４周期のピーク値の平均値αAVにクランプし
（ステップ９）、この状態で左バンク11b側の触媒の診
断を行う（ステップ10）。この診断処理は、第４図に示
した右バンク11a側の診断処理と同様であるので、その
詳細な説明は省略する。
右バンク11a側のフィードバック補正係数αを一定値つ
まり直前４周期のピーク値の平均値αAVにクランプし
（ステップ９）、この状態で左バンク11b側の触媒の診
断を行う（ステップ10）。この診断処理は、第４図に示
した右バンク11a側の診断処理と同様であるので、その
詳細な説明は省略する。
この左バンク11b側の診断もやはり所定期間（例えば2
0〜30秒程度）行う（ステップ11）。そして所定期間経
過時点で、フラグFRをFR＝０とし（ステップ12）、かつ
右バンク11a側のフィードバック補正係数αのクランプ
を解除して右バンク11a側の空燃比フィードバック制御
を再開する（ステップ13）。
0〜30秒程度）行う（ステップ11）。そして所定期間経
過時点で、フラグFRをFR＝０とし（ステップ12）、かつ
右バンク11a側のフィードバック補正係数αのクランプ
を解除して右バンク11a側の空燃比フィードバック制御
を再開する（ステップ13）。
このように上記実施例では、右バンク11a、左バンク1
1bのフィードバック補正係数αを片側づつクランプして
当該バンクの空燃比を理論空燃比近傍の略一定値に固定
し、その間に他方のバンクの空燃比をフィードバック制
御により周期的に変動させて、各上流側O2センサ23,24
の出力と下流側O2センサ25の出力との比較から触媒の劣
化が各バンク毎に診断される。従って、一対のプリ触媒
19,20のいずれか一方のみが劣化している場合でも正確
に診断でき、かつ両バンクの空燃比変動が干渉して誤診
断を招くようなことがない。
1bのフィードバック補正係数αを片側づつクランプして
当該バンクの空燃比を理論空燃比近傍の略一定値に固定
し、その間に他方のバンクの空燃比をフィードバック制
御により周期的に変動させて、各上流側O2センサ23,24
の出力と下流側O2センサ25の出力との比較から触媒の劣
化が各バンク毎に診断される。従って、一対のプリ触媒
19,20のいずれか一方のみが劣化している場合でも正確
に診断でき、かつ両バンクの空燃比変動が干渉して誤診
断を招くようなことがない。
特に、上記実施例では、下流側O2センサ25の出力信号
に基づく学習補正が十分に進行した段階で、その学習を
反映させた形で一方のバンクのフィードバック補正係数
αがクランプされるため、当該バンクのベース空燃比の
片寄りの影響が確実に排除され、誤診断の可能性が非常
に低くなる。
に基づく学習補正が十分に進行した段階で、その学習を
反映させた形で一方のバンクのフィードバック補正係数
αがクランプされるため、当該バンクのベース空燃比の
片寄りの影響が確実に排除され、誤診断の可能性が非常
に低くなる。
尚、上記実施例では、各バンク11a,11bの診断を行う
に際して、通常の空燃比フィードバック制御に伴う空燃
比変化を利用するようにしているが、例えば触媒診断の
ために、一方のバンクの空燃比を強制的に周期変化させ
るようにしても良い。
に際して、通常の空燃比フィードバック制御に伴う空燃
比変化を利用するようにしているが、例えば触媒診断の
ために、一方のバンクの空燃比を強制的に周期変化させ
るようにしても良い。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機
関の触媒劣化診断装置によれば、Ｖ型もしくは水平対向
型内燃機関において、片バンクづつ空燃比フィードバッ
ク制御を停止し、その状態で他方のバンクの空燃比を周
期変化させて診断を行うので、いずれか一方のバンクの
プリ触媒が劣化している場合でも確実に判定することが
できる。また、両バンクの空燃比変化の干渉による誤診
断を防止でき、信頼性の高い劣化診断が可能となる。
関の触媒劣化診断装置によれば、Ｖ型もしくは水平対向
型内燃機関において、片バンクづつ空燃比フィードバッ
ク制御を停止し、その状態で他方のバンクの空燃比を周
期変化させて診断を行うので、いずれか一方のバンクの
プリ触媒が劣化している場合でも確実に判定することが
できる。また、両バンクの空燃比変化の干渉による誤診
断を防止でき、信頼性の高い劣化診断が可能となる。
第１図はこの発明の構成を示すクレーム対応図、第２図
はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第３図および
第４図はこの実施例における触媒劣化診断のプログラム
を示すフローチャート、第５図は触媒コンバータの上流
側O2センサと下流側O2センサの出力信号を比較して示す
波形図、第６図は上流側O2センサの出力信号とフィード
バック補正係数αとを対比して示す波形図、第７図はフ
ィードバック補正係数αのクランプ時の説明図である。 １…内燃機関、２…上流側空燃比センサ、３…下流側空
燃比センサ、４…フィードバック制御手段、５…診断用
空燃比クランプ手段、６…診断用空燃比制御手段、７…
判定手段。
はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第３図および
第４図はこの実施例における触媒劣化診断のプログラム
を示すフローチャート、第５図は触媒コンバータの上流
側O2センサと下流側O2センサの出力信号を比較して示す
波形図、第６図は上流側O2センサの出力信号とフィード
バック補正係数αとを対比して示す波形図、第７図はフ
ィードバック補正係数αのクランプ時の説明図である。 １…内燃機関、２…上流側空燃比センサ、３…下流側空
燃比センサ、４…フィードバック制御手段、５…診断用
空燃比クランプ手段、６…診断用空燃比制御手段、７…
判定手段。
Claims (1)
- 【請求項１】一対のバンクの各排気通路にそれぞれ介装
されたプリ触媒と、両バンクの排気通路の合流部より下
流側に介装されたメイン触媒と、上記プリ触媒の上流側
にそれぞれ配設された一対の上流側空燃比センサと、上
記メイン触媒の下流側に配設された下流側空燃比センサ
と、主に上記上流側空燃比センサにおける検出空燃比の
リッチ，リーンの反転に基づいて各バンク毎に空燃比を
フィードバック制御するフィードバック制御手段とを備
えてなる内燃機関において、片バンクづつ空燃比フィー
ドバック制御を停止し、そのバンクの空燃比を理論空燃
比近傍の略一定値に固定する診断用空燃比クランプ手段
と、他方のバンクの空燃比を上記フィードバック制御手
段もしくは他の強制的な手段により周期的に変化させる
診断用空燃比制御手段と、この空燃比が周期変化するバ
ンクの上流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサ
の出力とを比較して触媒の劣化を判定する判定手段とを
備えたことを特徴とする内燃機関の触媒劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232911A JP2720589B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232911A JP2720589B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112949A JPH04112949A (ja) | 1992-04-14 |
| JP2720589B2 true JP2720589B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=16946772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2232911A Expired - Fee Related JP2720589B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 内燃機関の触媒劣化診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720589B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0618639U (ja) * | 1992-08-17 | 1994-03-11 | 日本電子機器株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP2624107B2 (ja) * | 1992-12-09 | 1997-06-25 | トヨタ自動車株式会社 | 触媒劣化検出装置 |
| US5351484A (en) * | 1993-12-16 | 1994-10-04 | Ford Motor Company | Light-off catalyst monitor |
| WO2024019150A1 (ja) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | ヤマハ発動機株式会社 | 独立スロットル型又は不等間隔燃焼型の多気筒エンジンユニット |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2232911A patent/JP2720589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04112949A (ja) | 1992-04-14 |
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