JP2943433B2 - 触媒の浄化率検出装置 - Google Patents

触媒の浄化率検出装置

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JP2943433B2 JP3215935A JP21593591A JP2943433B2 JP 2943433 B2 JP2943433 B2 JP 2943433B2 JP 3215935 A JP3215935 A JP 3215935A JP 21593591 A JP21593591 A JP 21593591A JP 2943433 B2 JP2943433 B2 JP 2943433B2
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気系に配
設され、排ガスを浄化するための触媒の浄化率を検出す
る触媒の浄化率検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、触媒の浄化率を測定する装置として
は、各種のものが提案されている。例えば、触媒の上・
下流にそれぞれ酸素センサを配設し、これらの酸素セン
サの応答遅れ時間から触媒の浄化率を検出する装置があ
る（例えば、特開昭51-55818号公報) 。
【０００３】又、触媒が劣化しているか否かの判断に
は、触媒の下流側に設けられた酸素センサの出力値や、
触媒の上・下流に設けられた２つの酸素センサの出力値
の関係から判定する装置がある( 例えば、特開昭49-109
721 号公報) 。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
空燃比制御では、実際の空燃比を理論空燃比に収束させ
るために、酸素センサの出力値のネガティブフィードバ
ック制御により、燃料噴射時間を変化させている。以
下、燃料噴射時間の決定要素のうちこのネガティブフィ
ードバック制御による補正係数をフィードバック補正係
数（以下、単に「F/B 補正係数」と記す）という。
【０００５】即ち、基本的は、酸素センサの出力がリー
ン状態を示す時には、燃料噴射時間が長くなる方向にF/
B 補正係数を変化させ、酸素センサの出力がリッチ状態
を示す時には、燃料噴射時間が短くなる方向にF/B 補正
係数を変化させている。そして、このフィードバック制
御により、ミクロ的に見れば、現実の空燃比が理論空燃
比を中心として振動し、マクロ的に見れば、現実の空燃
比が理論空燃比に収束される。
【０００６】従って、このようなネガティブフィードバ
ック制御では、酸素センサの出力やF/B 補正係数は、あ
る周期( 以下、この周期を「F/B 周期」と記す) で変動
することになる。
【０００７】ところが、このF/B 周期とエミッション制
御品質(排ガス制御の品質等) との関係は、図２３に示
すような関係が存在する。即ち、エミッション制御品質
を最良にするには最適なF/B 周期の範囲が存在する。
【０００８】図２４に示すように、上流側酸素センサ
（Ｏ2 センサ) の周波数がある通常の値( 例えば、1.5H
z)の場合、触媒が劣化して浄化率が低下するのに伴い下
流側酸素センサ( リアＯ2 センサ) の波形は、(a),(b),
(c),(d) の順に変化する。つまり、触媒が新品( 浄化率
９８％）の時は(a) に示す如く、リアＯ2 センサの出力
はフロントＯ2 センサの周波数とは無関係に大きな振幅
でゆっくりとリッチ／リーンに振れる。触媒がやや劣化
（浄化率９６％）すると、(b) の如く、リアＯ2 センサ
出力は振幅が小さくなるものの、やはりフロントＯ2 セ
ンサの周波数とは無関係にゆっくりとリッチ／リーンに
振れる。触媒の劣化がさらに進む（浄化率８０％）と、
(c) の如くリアＯ2 センサ出力波形は、全体的には大き
な周期で振動するが、フロントＯ2 センサのリッチ／リ
ーン波形が重畳された状態となる。そして、さらに劣化
が進み浄化率が５０％まで低下すると、(d) の如く、リ
アＯ2 センサの出力はフロントＯ2 センサとほとんど同
じ波形となる。
【０００９】さて、ここで、触媒の劣化判定を上流側と
下流側のＯ2 センサの出力波形に基づき実行することを
考える。図２５の表の如く、フロントＯ2 センサのリッ
チ／リーン反転周期が、通常時のときと、これより長い
時とでは、たとえ触媒の劣化度が同じ場合でも、フロン
トＯ2 センサに対するリアＯ2 センサの出力波形が異な
ってくる。従来は、フロントＯ2 センサとリアＯ2 セン
サの出力の周波数比ｒや振幅比Ａから触媒の浄化率を検
出していたが、図２６の(a),(b) の如く、フロントＯ2
センサの周波数が通常時よりも低い( 例えば0.7Hz)状態
では、浄化率８０％と５０％の区別を判定することは不
可能である。
【００１０】
【発明の概要】本発明では、上流側の酸素センサの周波
数と触媒の浄化率が下流側の酸素センサの出力に影響を
与えることに着目して、空燃比フィードバック制御が行
われている時に触媒の浄化率を測定するとともに、触媒
の浄化率を検出する時に、上流側の酸素センサの周波数
を、通常のエミッション制御時における周期より長くな
るように強制的に変化させる構成としたものであり、こ
れにより、任意の浄化率を検出することが可能となる。
上流側酸素センサの周波数を変化させる方法としては、
酸素センサの実出力に与える遅れ時間（ディレイ時間）
を変化させて空燃比制御を実行する等がある。図２７の
ごとく、ディレイ時間とフィードバック制御周期との間
には、１次関数の相関関係が存在する。従って、上流側
酸素サンサの周波数、即ち、フィードバック制御周期を
目標周期（ターゲット周期）に収束させるためには、現
在の周期を測定し、図２７の関係から、上流側酸素セン
サ出力に加算すべきディレイ時間を算出し、このディレ
イ時間を加算すれば良い。あるいは、ディレイ時間を少
しずつ長く変化させていき、上流側酸素センサのフィー
ドバック制御周期をターゲット周期に少しずつ近づけて
いくようにしても良い。
【００１１】触媒の劣化は、下流側の酸素センサの出力
に現れる。従って、例えば下流側酸素センサの振幅から
劣化を判定する場合、その判定値を予めある値（例えば
0.7Vの振幅）に設定しておき、触媒が劣化判定の基準で
ある浄化率になった時に、下流側酸素センサの振幅がそ
の判定値になるように上流側の酸素センサの周期を調節
すれば良い。
【００１２】また、下流側酸素センサの上流側酸素セン
サに対する反応遅れ時間、即ち、２つのセンサ出力間の
位相差ΔＰから触媒の劣化を判定する場合、下流側セン
サ出力電圧がスレッショルドレベルを横切るまで触媒が
劣化しなければ、位相差ΔＰからは触媒の劣化判定がで
きない。即ち、２つのセンサ出力間の位相差ΔＰと触媒
浄化率と上流側酸素センサの制御周期との関係を示しめ
した図２１において、破線は位相差が検出できない領域
であり、上流側酸素センサと下流側酸素センサの周期そ
のものがずれてしまって位相差が検出不可能となる領域
を示している。この図から明らかなごとく、浄化率が８
０％程度の状態を判定しようとするときは、上流側酸素
センサのフィードバック制御周期を長くしてやれば良
い。しかし、この場合、エミッションの悪化が懸念され
る。
【００１３】しかし、図２３のように、エミッション品
質と上流側酸素センサのフィードバック制御周期とは関
連がある。即ち、通常のフィードバック制御周期よりも
少し長い制御周期であってもエミッションは悪化しない
ことがわかる。従って、エミッションが悪化しない範囲
の周期で上流側酸素センサを制御すれば、上流側の酸素
センサの出力と下流側の酸素センサの出力との位相差か
ら触媒の劣化を正確に検出することができる。つまり、
この周期をターゲットF/B 周期として図２７の関係か
ら、現在より加算すべき時間ｘを算出すれば良い。な
お、ターゲットF/B周期は、吸気量に対応して定められ
た記憶されている固定値である。
【００１４】
【発明の効果】本発明では、空燃比フィードバック制御
が行われている時に触媒の浄化率を測定するとともに、
触媒の浄化率を測定する場合には、フィードバック補正
係数の増減の周期、即ち、F/B 周期が、通常のエミッシ
ョン制御時におけるF/B 周期より長い周期となるように
制御している。従って、浄化率測定時のF/B 周期を各種
の触媒の浄化率測定方法に最適な周期に設定すること
で、より精度の高い触媒の浄化率を測定することができ
る。又、浄化率測定時のF/B 周期をエミッション制御時
のF/B 周期の最適範囲内において、触媒の浄化率測定に
最適なF/B 周期に設定すれば、浄化率測定時において
も、エミッション制御品質を劣化させることがない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて
説明する。第１実施例
【００１６】(1) 装置全体の構成 図１は本発明の具体的な一実施例に係る触媒の浄化率検
出装置を備えた内燃機関の空燃比制御装置を示す構成図
である。図１において、機関本体１の吸気通路２にはエ
アフローメータ３が設けられている。エアフローメータ
３は吸入空気を直接計測するものであって、ポテンショ
メータを内蔵して吸入空気量に比例したアナログ電圧の
出力信号を発生する。この出力信号は制御回路20のマル
チプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器101 に供給されている。デ
ィストリビュータ9 には、その軸がたとえばクランク角
に換算して720 °毎に基準位置検出用パルス信号を発生
するクランク角センサ10およびクランク角に換算して30
°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角
センサ11が設けられている。これらクランク角センサ1
0,11 のパルス信号は制御回路20の出力インターフェイ
ス102 に供給され、このうち、クランク角センサ10の出
力はCPU 103 の割込み端子に供給される。
【００１７】さらに、吸気通路2 には各気筒毎に燃料供
給系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴
射弁8 が設けられている。また、機関本体1 のシリンダ
ブロックのウォータジャケット12には、冷却水の温度を
検出するための水温センサ13が設けられている。水温セ
ンサ13は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電
気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器101 に供給
されている。
【００１８】排気マニホールド14より下流の排気系に
は、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx を
同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ15が
設けられている。排気マニホールド14には、すなわち触
媒コンバータ15の上流側には第１の酸素センサ（以下、
「上流側Ｏ2 センサ」という）16が設けられ、触媒コン
バータ15の下流側の排気管17には第２の酸素センサ（以
下、「下流側Ｏ2 センサ」という）18が設けられてい
る。Ｏ2 センサ16,18 は排気ガス中の酸素成分濃度に応
じた電気信号を発生する。すなわち、Ｏ2 センサ16,18
は空燃比が理論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに
応じて、異なる出力電圧を制御回路20のＡ／Ｄ変換器10
1 に発生する。
【００１９】制御回路20は、たとえばマイクロコンピュ
ターシステムとして構成され、Ａ／Ｄ変換器101 、入力
インタフェース102 、CPU 103 の外に、ＲＯＭ104 、Ｒ
ＡＭ105 、バックアップＲＡＭ106 、クロック発生回路
107 等が設けられている。
【００２０】また、制御回路20において，ダウンカウン
タ108 、フリップフロップ109 、および駆動回路110 は
燃料噴射弁8を制御するためのものである。すなわち、
後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵが演算され
ると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ108 にプリセ
ットされると共にフリップフロップ109 もセットされ
る。この結果、駆動回路110 が燃料噴射弁8 の付勢を開
始する。他方、ダウンカウンタ108 がクロック信号( 図
示せず）を計数して最後にそのキャリアウト端子が
‘１’レベルとなったときに、フリップフロップ109 が
リセットされて駆動回路110 は燃料噴射弁8 の付勢を停
止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射
弁8 は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量
の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれるなお、CPU
103 に対する割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器101 のＡ／Ｄ
変換終了時、入出力インタフェース102 がクランク角セ
ンサ11のパルス信号を受信した時、クロック発生回路10
7 からの割込信号を受信した時、等である。
【００２１】エアフローメータ3 の吸入空気量データＱ
および冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実行される
Ａ／Ｄ変換ルーチンによって取込まれてＲＡＭ105 の所
定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ105 におけるデー
タＱおよびＴＨＷは所定時間毎に更新されている。ま
た、回転速度データＮe はクランク角センサ11の30°Ｃ
Ａ毎の割込みによって演算されてＲＡＭ105 の所定領域
に格納される。また、19はCPU 103 によって制御される
アラームであり、触媒コンバータ15が劣化した時に運転
者に警告を与えるためのものである。
【００２２】(2) 空燃比のフィードバック制御 1. F/B 補正係数の演算 図２及び図３は上流側Ｏ2 センサ16の出力にもとづいて
空燃比のF/B 補正係数FAF1 を演算する空燃比フィード
バック制御ルーチンであって、所定時間たとえば4ms 毎
に実行される。
【００２３】ステップ901 では、上流側Ｏ2 センサ16に
よる空燃比の閉ループ（フィードバック）条件が成立し
ているか否かを判定する。機関始動中、始動後の燃料増
量動作中、暖気増量動作中、パワー増量中、リーン制御
中を、上流側Ｏ2 センサ16の不活性状態時等は何れも閉
ループ条件が不成立であり、その他の場合が閉ループ条
件成立である。なお、上流側Ｏ2 センサ16の活性／不活
性状態の判別はＲＡＭ105 より水温データＴＨＷを読出
して一旦ＴＨＷ≧70℃になったか否かを判別するか、あ
るいは上流側Ｏ2 センサ16の出力レベルが一度上下した
か否かを判別することによって行われる。 閉ループ条
件が不成立のときには、ステップ917 に進んでF/B 補正
係数 FAF1 を1.0 とする。他方、閉ループ条件成立の場
合はステップ902 に進む。
【００２４】ステップ902 では、上流側Ｏ2 センサ16の
出力Ｖ1 をＡ／Ｄ変換して取り込み、ステップ903 にて
Ｖ1 が比較電圧ＶR1たとえば0.45Ｖ以下か否かを判別す
る。つまり、空燃比がリッチかリーンかを判別する。リ
ーン（Ｖ1 ≦ＶR1）であれば、ステップ904 にて第１の
ディレイカウンタCDLY1 を１減算し、ステップ905,906
にて第１のディレイカウンタCDLY1 を最小値TDR1-TDで
ガードする。なお、最小値TDR1-TD は上流側Ｏ2 センサ
16の出力においてリーンからリッチへの変化があっても
リーン状態であるとの判別を保持するためのリッチ遅延
時間であって、負の値で定義される。
【００２５】又、TDはF/B の周期を変化させるための操
作量（正の量）( 以下、「遅延操作量」という) であ
る。他方、リッチ（Ｖ1 ＞ＶR1）であれば、ステップ90
7 にて第１のディレイカウンタCDLY1 を１加算して、ス
テップ908, 909にて第１のディレイカウンタCDLY1 を最
大値 TDL1+TDでガードする。なお、最大値 TDL1 +TD は
上流側Ｏ2 センサ16の出力においてリッチからリーンへ
の変化があってもリッチ状態であるとの判別を保持する
ためのリーン遅延時間であって、正の値で定義される。
遅延操作量TDはステップ905, 906と同様の値である。
【００２６】ここで、第１のディレイカウンタCDLY1 の
基準を０とし、CDLY1 ＞０のときに遅延処理後の空燃比
をリッチとみなし、CDLY1 ≦０のときに遅延処理後の空
燃比をリーンとみなすものとする。
【００２７】ステップ910 では、第１のディレイカウン
タCDLY1の符号が反転したか否かを判別する。すなわち
遅延処理後の空燃比が反転したか否かを判別する。空燃
比が反転していれば、ステップ911 にて、リッチからリ
ーンへの反転か、リーンからリッチへの反転かを判別す
る。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ912
にて F/B 補正係数FAF1をFAF1← FAF1 ＋RS1 とスキッ
プ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反転であ
れば、ステップ913 にて FAF1 ← FAF1 −RS1とスキッ
プ的に減少させる。つまり、ステップ処理を行う。
【００２８】ステップ910 にて第１のディレイカウンタ
CDLY1 の符号が反転していなければ、ステップ914, 91
5, 916 にて積算処理を行う。つまり、ステップ914 に
て、CDLY1 ≦０か否かを判別し、CDLY1 ≦０（リーン）
であればステップ915 にて FAF1 ← FAF1 ＋KI1 とし、
他方、CDLY1 ＞０（リッチ）であればステップ 916にて
FAF1 ← FAF1 − KI1とする。ここで、積分定数KI1 は
スキップ定数RS1 に比して十分小さく設定してあり、つ
まり、KI１≪RS1 である。従って、ステップ915はリー
ン状態（CDLY1≦０）で燃料噴射量を徐々に増大させ、
ステップ916 はリッチ状態（CDLY1 ＞０）で燃料噴射量
を徐々に減少させる。
【００２９】ステップ912, 913, 914, 915, 916 にて演
算されたF/B 補正係数 FAF1 は最小値たとえば0.8 およ
び最大値たとえば1.2 にてガードするものとし、これに
より、何らかの原因でF/B 補正係数 FAF1 が大きくなり
過ぎ、もしくは小さくなり過ぎた場合に、その値で機関
の空燃比を制御してオーバリッチ、オーバリーンになる
のを防いでいる。上述のごとく演算された FAF1 はＲＡ
Ｍ105 に格納され、ステップ918 にてこのルーチンは終
了する。
【００３０】図４は図２及び図３のフローチャートによ
る動作を補足説明するタイミング図である。上流側Ｏ2
センサ16の出力により図４の（Ａ）に示すごとくリッチ
・リーン判別の空燃比信号Ａ／Ｆ１が得られると、第１
のディレイカウンタCDLY1 は、図４の（Ｂ）に示すごと
く、リッチ状態でカウントアップされ、リーン状態でカ
ウントダウンされる。この結果、図４の（Ｃ）に示すご
とく、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ１’が形成され
る。
【００３１】たとえば、時刻t1にて空燃比信号Ａ／Ｆ１
がリーンからリッチに変化しても、遅延処理された空燃
比信号Ａ／Ｆ１’はリッチ遅延時間（−TDR1+TD ）だけ
リーンに保持された後に時刻t2 にてリッチに変化す
る。時刻t3 にて空燃比信号Ａ／Ｆ１がリッチからリー
ンに変化しても、遅延処理された空燃比信号Ａ／Ｆ１’
はリーン遅延時間TDL1+TD 相当だけリッチに保持された
後に時刻t4にてリーンに変化する。
【００３２】しかし、空燃比信号Ａ／Ｆ１が時刻t5,t6,
t7のごとくリッチ遅延時間（−TDR1+TD ）より短い期間
で反転すると、第１のディレイカウンタCDLY1 が基準値
０を交差するのに時間を要し、この結果、時刻t8にて遅
延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ１' が反転される。つま
り、遅延処理後の空燃比信号Ａ／Ｆ１' は遅延処理前の
空燃比信号Ａ／Ｆ１に比べて安定となる。このように遅
延処理後の安定した空燃比信号Ａ／Ｆ１’にもとづいて
図４の（Ｄ）に示す空燃比のF/B 補正係数 FAF１が得ら
れる。
【００３３】2.下流側Ｏ2 センサ18によるF/B 補正係数
の修正 次に、下流側０2 センサ18による第２の空燃比フィード
バック制御について説明する。第２の空燃比フィードバ
ック制御としては、第２の空燃比のF/B 補正係数 FAF2
を導入するシステムと、第１の空燃比フィードバック制
御定数としての遅延時間-TDR1+TD,TDL1+TD, スキップ量
RS1(この場合、リーンからリッチへのリッチスキップ量
RS1Rおよびリッチからリーンへのリーンスキップ量RS1L
を別々に設定する）、積分定数KI1 ( この場合も、リッ
チ積分定数KI1Rおよびリーン積分定数KI1Lを別々に設定
する）、もしくは上流側０2 センサ16の出力Ｖ1 の比較
電圧ＶR1を可変にするシステムとがある。
【００３４】たとえば、リッチ遅延時間（−TDR1+TD ）
＞リーン遅延時間（TDL1+TD)と設定すれば、制御空燃比
はリッチ側に移行でき、逆に、リーン遅延時間（TDL1+T
D)＞リッチ遅延時間（−TDR1+TD ）と設定すれば、制御
空燃比はリーン側に移行できる。つまり、下流側０2 セ
ンサ18の出力に応じて遅延時間-TDR1+TD,TDL1+TDを補正
することにより空燃比が制御できる。
【００３５】図５及び図６は下流側Ｏ2 センサ18の出力
にもとずいて遅延時間TDR1，TDL1を演算する第２の空燃
比フィードバック制御ルーチンであって、所定時間たと
えば１s 毎に実行される。ステップ1400では、遅延操作
量TDにより触媒コンバータ12の触媒の劣化を検出中か否
かを判別し、ステップ1401では、図２のステップ901と
同様に、空燃比の閉ループ条件が成立しているか否かを
判別する。
【００３６】触媒の劣化検出中かもしくは閉ループ条件
不成立であれば、ステップ1423,1424 に進んででリッチ
遅延時間TDR1、リーン遅延時間TDL1を一定値にする。た
とえば、
【数１】TDR1← −12(48ms 相当)
【数２】TDL1← 6(24m s 相当) とする。
【００３７】ここで、リッチ遅延時間（−TDR1）をリー
ン遅延時間TDL1より大きく設定しているのは、比較電圧
ＶR1は低い値たとえば0.45Ｖとしてリーン側に設定さて
いるからである。触媒が劣化していなく、かつ閉ループ
条件成立であれば、ステップ1402に進む。
【００３８】ステップ1402〜1409は図２のステップ902
〜909 に対応している。つまり、リッチ、リーン判別は
ステップ1403にて行っているが、この判別結果はステッ
プ1404〜1409にて遅延処理される。そして、遅延処理さ
れたリッチ、リーン判別はステップ1410にておこなわれ
る。ステップ1410にて第２のディレイカウンタCDLY2が
CDLY2≦0 か否かが判別され、この結果、CDLY2 ≦0 で
あれば空燃比はリーンと判別されてステップ1411〜1416
に進み、他方、CDLY2 ＞0 であれば空燃比はリッチと判
別されてステップ1417〜1422に進む。
【００３９】ステップ1411では、TDR1←TDR1−１とし
て、つまり、リッチ遅延時間（−TDR1）を増大させ、リ
ーンからリッチへの変化をさらに遅延させて空燃比をリ
ッチ側に移行させる。ステップ1412,1413 では、TDR1を
最小値ＴR1にてガードする。ここでは、ＴR1も負の値で
あり、従って、( −ＴR1)は最大リッチ遅延時間を意味
する。
【００４０】さらに、ステップ1414にてTDL1←TDL1−1
とし、つまり、リーン遅延時間TDL1を減少させ、リッチ
からリーンへの変化の遅延を小さくして空燃比をリッチ
側に移行させる。ステップ1415,1416 では、TDL1を最小
値ＴL1にてガードする。ここでは、ＴL1は正の値であ
り、従って、ＴL1は最小リーン遅延時間を意味する。
【００４１】ステップ1410でリッチと判定された場合に
は、ステップ1417において、TDR1←TDR1＋１とし、つま
り、リッチ遅延時間（−TDR1）を減少させ、リーンから
リッチへの変化の遅延を小さくして空燃比をリーン側に
移行させる。ステップ1418,1419 ではTDR1を最大値ＴR2
にてガードする。ここではＴR2も負の値であり、従っ
て、( −ＴR2) は最小リッチ遅延時間を意味する。
【００４２】さらに、ステップ1420にてTDL1←TDL1＋１
とし、つまり、リーン遅延時間TDL1を増加させ、リッチ
からリーンへの変化をさらに遅延させて空燃比をリーン
側に移行させる。ステップ1421,1422 ではTDL1を最大値
ＴL1にてガードする。ここではＴL1は正の値であり、従
って、ＴL2は最大リーン遅延時間を意味する。上述のご
とく演算されたTDR1,TDL1 はＲＡＭ 105格納された後
に、ステップ1425にてこのルーチンは終了する。
【００４３】なお、ステップ1423,1424 ではTDR1,TDL1
を一定値としているが、空燃比フィードバック停止直前
の値、平均値、もしくは他のパラメータたとえばＮe,
Ｑ, 吸入空気圧、排気温等に応じた値としてもよい。空
燃比フィードバック中に演算されたFAF1,TDR1,TDL1 は
一旦他の値FAF1,TDR1,TDL1 に変換してバックアップRA
M106に格納することもでき、これにより、再始動時等に
おける運転性向上に役立つものである。
【００４４】図７は図５及び図６のフローチャートによ
って得られる遅延時間TDR1,TDL1のタイミング図であ
る。図７の（Ａ）に示すごとく、下流側Ｏ2 センサ18の
出力電圧Ｖ2 が変化すると、図７の（Ｂ）に示すごと
く、リーン状態（Ｖ2 ≦ＶR2）であれば遅延時間TDR1,T
DL1 は共に減少され、他方、リッチ状態であれば遅延時
間TDR1,TDL1 は共に増加される。このとき、TDR1はＴR1
〜ＴR2の範囲で変化し、TDL1はＴL1〜ＴL2の範囲で変化
する。
【００４５】3.燃料噴射時間制御 図８は噴射演算ルーチンであって、所定クランク角毎た
とえぱ 360°CA毎に実行される。ステップ1501ではＲＡ
Ｍ105 より吸入空気量データＱおよび回転速度データＮ
e を読出して基本噴射量TAUPを演算する。たとえばTAUP
←Ｋ・Ｑ／Ｎe（Ｋは定数）とする。ステップ1502にて
ＲＡＭ105 より冷却水温データＴＨＷを続出してＲＯＭ
104 に格納された1 次元マップにより暖機増量値FWL を
補間計算する。ステップ1503では、最終噴射量TAU を、
【数３】TAU ← TAUP・FAF1・(FWL+ α) + β により演算する。なお、α, β は他の運転状態パラメ
ータによって定まる補正量である。
【００４６】次いで、ステップ1504にて、噴射量TAU を
ダウンカウンタ108 にセットすると共にフリップフロッ
プ109 をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ス
テップ1505にてこのルーチンは終了する。
【００４７】(3) Ｏ2 センサの出力幅、周期の演算 図９及び図１０はＯ2 センサの出力幅、周期を演算する
ルーチンであって、所定時間例えば４mS毎に行われる。
ステップ601 〜617 は、上流側Ｏ2 センサ16用の処理ス
テップであり、ステップ618 〜634 は下流側Ｏ2 センサ
18用の処理ステップである。ステップ601 では、上流側
Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 をＡ／Ｄ変換して取込む。ステ
ップ602 では前回取込み値Ｖ1Oと今回取込み値Ｖ1 とを
比較する。Ｖ1 ＞Ｖ1O( 増加) であれば、ステップ603
にてフラグF1up＝”０”か否かを判別し、Ｖ1 ≦Ｖ1O
(減少) であればステップ609 にてフラグF1up＝”１”
か否かを判別する。ここで、フラグF1up（＝”１”）は
上流側Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 が増加中であることを示
す。したがって、ステップ603 にてF1up＝”０”であれ
ば、出力Ｖ1 は減少から増加へ反転したことを意味し、
F1up＝”１”であれば出力Ｖ1 は増加継続中を意味す
る。
【００４８】他方ステップ609 にてF1up＝”１”であれ
ば、出力Ｖ1 は増加から減少へ反転したことを意味し、
F1up＝”０”であれば出力Ｖ1 は減少継続中を意味す
る。上流側Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 が増加継続中であれ
ば、ステップ608に進んで、増加期間カウンタC1upを１
増加させ、他方、上流側Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 が減少
継続中であれば、ステップ614 に進んで、減少期間カウ
ンタC1dnを1 増加させる。
【００４９】このようにして、増加期間カウンタC1upお
よび減少期間カウンタC1dnは、図１１に示すように、出
力Ｖ1 の増加もしくは減少に応じて増加することにな
る。また、上流側Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 が減少から増
加へ反転したときには( 図１１の時刻t2,t4 ─に相当)
、ステップ604 〜607 ,615,616, のステップが実行さ
れる。すなわち、ステップ604 にてT1dn←C1dnとして減
少期間T1dnを演算し、ステップ605 に減少期間カウンタ
C1dnをクリアし、ステップ606 にてＶ1L←Ｖ1oとして出
力Ｖ1 の極小値を演算し、ステップ607 にてフラグF1up
を反転させる。そして、ステップ615 にて上流側Ｏ2 セ
ンサ16の出力Ｖ1 の周期T1を
【数４】T1←T1dn+T1up により演算し、ステップ616 にてＯ2 センサ16の出力Ｖ
1 の幅ΔＶ1 を
【数５】ΔＶ1 ←Ｖ1H−Ｖ1L で演算する。
【００５０】ただし、Ｖ1Hは上流側Ｏ2 センサ16の出力
Ｖ1 の極大値により演算する。他方、上流側Ｏ2 センサ
16の出力Ｖ1 が増加から減少へ反転したときには( 図１
１の時刻t2,t4 ─に相当) 、ステップ610〜613 ,615,61
6, のステップが実行される。すなわち、ステップ610
にてT1up←C1upとして増加期間T1upを演算し、ステップ
611 で増加期間カウンタC1upをクリアし、ステップ612
にてＶ1H←Ｖ1Oとして出力Ｖ1 の極大値を演算し、ステ
ップ613 にてフラグF1UPを反転させる。そして、ステッ
プ615 にて上流側Ｏ2 センサ16の出力Ｖ1 の周期T1を演
算し、ステップ616 にてＯ2 センサ16の出力Ｖ1 の振幅
ΔＶ1 を演算する。同様に、ステップ618 〜634 のフロ
ーにより下流側Ｏ2 センサ18の出力Ｖ2 の周期T2及び振
幅ΔＶ2 が演算される。そして、ステップ635 にて図９
及び図１０のルーチンは終了する。
【００５１】(4) 下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅判定 図１２のプログラムは図９及び図１０に示すＯ2 センサ
の振幅、周期測定プログラムに続いて、４ms毎に繰り返
し実行される。ステップ100 では、下流側Ｏ2 センサ18
の振幅ΔＶ2 がしきい値0.7Vより大きいか否かが判定さ
れる。ΔＶ2 が0.7Vより大きくない場合には、ステップ
102 において、カウンタC3が0 にクリアされ、次のステ
ップ104 で故障検出フラグFVAが0 にリセットされる。
ここで、カウンタC3は下流側Ｏ2 センサ18の振幅ΔＶ2
が0.7Vを継続して越えた時間を計数するカウンタであ
り、故障検出フラグFVA はその継続時間が所定値( 本実
施例では4 秒) を越えたことを記憶するフラグである。
【００５２】また、ステップ100 において、下流側Ｏ2
センサ18の振幅ΔＶ2 が0.7Vより大きいと判定された場
合には、ステップ106 に移行して、カウンタC3は1 だけ
加算される。また、次のステップ108 において、そのカ
ウンタC3の値が1000を越えたか否か( C3＞1000) が判定
される。カウンタC3の値が1000を越えていない場合に
は、ステップ104 にて故障検出フラグFVA は0 にリセッ
トされ、カウンタC3の値が1000を越えた場合には、ステ
ップ110 にて故障検出フラグFVA が1 にセットされる。
【００５３】(5) 触媒の劣化検出制御 触媒の劣化検出のために図１３に示すプログラムが500
ms毎に実行される。ステップ200 では、触媒の劣化検出
条件が成立したか否かが判定される。触媒の劣化検出条
件は本実施例では、次の全ての条件が成立する場合に成
立するとしている。エンジン回転数が所定範囲内にあ
ること。エンジン負荷( 吸入空気量) が所定範囲内に
あること。運転状態が安定していること。空燃比フ
ィードバック制御が行われていること。〜の条件
が所定時間(10 秒) 継続して成立していること。前回
の触媒劣化検出制御が行われたときから、所定時間、例
えば60分経過していること。
【００５４】ステップ200 の触媒の劣化検出条件が不成
立の場合には、ステップ202 へ移行して、遅延操作量TD
が０に設定され、次のステップ204 にてカウンタC4が0
にクリアされ、故障検出フラグFVA は0 にクリアされ
る。即ち、遅延操作量TDが0に設定されることで、F/B
周期は通常のエミッション制御に最適な周期とされる。
また、故障判定はF/B 周期が変更された後、所定時間の
経過した時に行われるが、カウンタC4はその所定時間の
経過を計数するためのカウンタである。故障検出フラグ
FVA は、前述した図１１のプログラムにおいて、通常の
エミッション制御時も、故障検出として1 が設定される
可能性があるが、このことを防止するために、通常のエ
ミッション制御の場合には、故障検出フラグFVA は0 に
リセットされる。
【００５５】一方、ステップ200 で触媒の劣化検出条件
が成立していると判定された場合には、ステップ2061〜
2062を実行して、加算すべき遅延時間ｘが演算される。
ステップ2061ではまず、現在のF/B 周期ＴF を測定す
る。F/B 周期の測定は、図４の(D) のFAF1の立ち上がり
の時間間隔をカウンタにより計測することにより行われ
る。そして、次のステップ2061では、現在のF/B 周期Ｔ
F と図２３の関係を考慮して定められているターゲット
周期ＴT との関係から、加算すべき必要ディレイ時間ｘ
を算出する。ここで、ターゲット周期ＴT はROM104の中
に記憶されており、吸入空気量に対応して定められる固
定値である。ＴT とＴF の差から加算すべきディレー時
間ｘは
【数６】ｘ＝（ＴT −ＴF ）×１／ａ の式にて算出される。このａは図２７に示される相関関
係の傾きであり、本発明者らが実験により求めた値であ
る。そして、次のステップ2062にて遅延操作量TDをTD＋
ｘに置換する。このようにして、上流側Ｏ2 センサ16の
出力に対するリッチ、リーン遅延時間が遅延操作量TDだ
け長くなる。そして、図４の（ｃ）の如く、上流側Ｏ2
センサによる空燃比F/B 制御はTDL1＋TDだけ遅延処理さ
れた信号で実行される。
【００５６】次に、ステップ208 において、カウンタC4
は1 だけ加算され、次のステップ210 において、カウン
タC4が6以上か否かが判定される。カウンタC4が6 以上
と判定された時に、即ち、本実施例では空燃比のF/B 周
期が長くなるように変更されてから3 秒経過した時に、
ステップ212 において、故障判定が行われる。ステップ
212 では、故障検出フラグFVA が1 か否かが判定され
る。故障検出フラグFVAが1 なら触媒の故障として、ス
テップ214 へ移行して、アラーム19に触媒が故障した旨
の警報表示が行われる。
【００５７】尚、下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ
2と触媒の浄化率との関係は、F/B周波数をパラメータと
して、図１４に示す関係がある。即ち、触媒の浄化率が
低下するほど下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2 が
大きくなる。そして、浄化率がある浄化率より小さくな
るとＯ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2 は飽和し、ΔＶ2
はその飽和値(1V)より大きくはならない。又、下流側Ｏ
2 センサ18の振幅ΔＶ2 が飽和するところの触媒の浄化
率はF/B 周期が短い程、低下する。
【００５８】触媒の故障判定を正確に行うためには、下
流側Ｏ2 センサ18の振幅ΔＶ2 の飽和値(1V)の近くに、
判定のためのしきい値(0.7V)を設けるのが良い。又、故
障判定の基準となる浄化率は触媒コンバータ15の種類に
よっても異なる。従って、この故障判定基準となる浄化
率に対応する下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2 の
しきい値が、出力の飽和値(1V)に接近するような振幅と
浄化率との関係を有した特性の場合に、もっとも、精度
の高い故障判定が行われることになる。
【００５９】触媒の浄化率がβ％より小さい時に故障と
判定しなければならない場合、通常のエミッション制御
のF/B 周期では、しきい値(0.7V)に対応する浄化率はα
％（α＜β）となるので、しきい値を低下させなけれ
ば、浄化率β％を基準とする触媒の故障判定ができな
い。しかし、本実施例のように、故障判定時には、浄化
率β％が飽和値(1V)に近いしきい値(0.7V)に対応するよ
うに、F/B 周期を長くすることで、精度の高い故障判定
が可能となる。
【００６０】一方、触媒の故障判定の基準がγ％（γ＜
α）となる触媒の場合には、通常のエミッション制御時
のF/B 周期では、浄化率γ％の時には、既に、下流側Ｏ
2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2 が飽和しているので、故
障判定は不可能となる。従って、このような触媒の場合
には、通常のエミッション制御時のF/B 周期よりも、F/
B 周期を短くすることで、基準浄化率γ％に対応するし
きい値を飽和値の近くで設定できるので、精度の高い触
媒の故障判定が可能となる。
【００６１】第２実施例 本実施例は、触媒の劣化検出時には、暫時、F/B 周期を
長くして行き、下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2
が所定のしきい値(0.7V)を越えた時のF/B 周期から触媒
の浄化率を検出するものである。
【００６２】(1) 装置全体の構成 第１実施例に同じ。 (2) 空燃比のフィードバック制御 第１実施例に同じ。 (3) Ｏ2 センサの出力幅、周期の演算 第１実施例に同じ。 (4) 下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅判定 第１実施例と同じく、下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅
ΔＶ1 が所定のしきい値(0.7V)を所定時間継続して、越
えた場合に故障検出フラグFVA が1 に設定される。
【００６３】(5) 触媒の劣化検出制御 図１５に示すプログラムに従って実行される 図１５に
示すプログラムは、500 ms毎に実行される。ステップ30
0 では、触媒の劣化検出条件が成立したか否かが判定さ
れる。触媒の劣化検出条件は第２実施例と同一、即ち、
図１３におけるステップ200 での判定条件と同一であ
る。
【００６４】ステップ300 の触媒の劣化検出条件が不成
立の場合には、ステップ312 へ移行して、故障検出フラ
グFVA は0 にクリアされ、次のステップ314 で、遅延操
作量TDが０に設定される。即ち、故障検出フラグFVA
は、前述した図１２のプログラムにおいて、通常のエミ
ッション制御時も、故障検出として1 が設定される可能
性があるが、このことを防止するために、通常のエミッ
ション制御の場合には、故障検出フラグFVA は0 にリセ
ットされる。又、遅延操作量TDが0 に設定されること
で、F/B 周期は通常のエミッション制御に最適な周期τ
0 とされる。
【００６５】一方、ステップ300 で触媒の劣化検出条件
が成立していると判定された場合には、ステップ302 に
て、故障検出フラグFVA が1 に設定されているか否かが
判定される。故障検出フラグFVA が1 でない場合には、
ステップ304 に移行して、遅延操作量TDが20msだけ加算
されて、本プログラムが終了する。即ち、この処理によ
り、第１実施例で説明したように、図２及び図３に示す
プログラムによってF/B 周期が長くなる方向に修正され
る。
【００６６】ステップ300 の触媒検出条件が成立してお
り、故障検出フラグFVA が1 に設定されていない期間、
図１５のプログラムは、ステップ300,302,304 が500 ms
毎に繰り返し実行される。この結果、遅延操作量TDが徐
々に増加することになり、F/B 周期は徐々に長くなる。
F/B 周期が長くなることで、下流側Ｏ2センサ18の出力
の振幅ΔＶ2 はしきい値(0.7V)を越えることになり、図
１２のプログラムにおいて、故障検出フラグFVA が1 に
設定される。
【００６７】その後、図１５のステップ302 において、
故障検出フラグFVA が1 であると判定されると、ステッ
プ306 に移行して、図９及び図１０のプログラムで検出
された上流側Ｏ2 センサ16の出力の周期T1( F/B 周期と
みなすこともできる。) が1000msより小さいか否かが判
定される。上流側Ｏ2 センサ16の出力の周期T1が1000ms
以上の場合には、下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ
2 は、触媒の浄化率が高く故障でなくとも、飽和値1Vに
飽和することになる。従って、故障検出フラグFVA が1
に設定されていても、故障とは判定せずに、ステップ31
4 へ移行して、遅延操作量TDを初期値の0 に戻す。即
ち、F/B 周期は、通常のエミッション制御時のF/B 周期
τ0 に戻される。
【００６８】一方、ステップ306 で上流側Ｏ2 センサ16
の出力の周期T1が1000msより小さいと判定された場合に
は、ステップ308 へ移行して、その時のF/B 周期T1から
触媒の浄化率X が求められる。F/B 周期と下流側Ｏ2 セ
ンサ18の出力の振幅ΔＶ2 との関係は、触媒の浄化率を
パラメータとして、図１６に示す関係がある。この特性
から、下流側Ｏ2 センサ18の出力の振幅ΔＶ2 がしきい
値(0.7V)を越えた時のF/B 周期の値τ，ζ，ω等から触
媒の浄化率X を測定することができる。このF/B 周期
τ，ζ，ω等と浄化率X との関係は、マップ形式でＲＯ
Ｍ104 に予め記憶されている。 そして、次のステップ
310 でその浄化率X が故障判定の基準浄化率Z と比較さ
れ、測定浄化率X が基準浄化率Z よりも小さい場合に
は、ステップ312 において、アラーム19に触媒コンバー
タ15が故障した旨の警報表示が行われる。尚、ステップ
310 の判定により、測定浄化率X が基準浄化率Z を越え
ている場合には、ステップ314 に移行して、遅延操作量
TDが初期値の0 に戻され、F/B周期は、通常のエミッシ
ョン制御時のF/B 周期τ0 に戻される。
【００６９】このようにして、本実施例では、空燃比制
御のF/B 周期を徐々に長くして、下流側Ｏ2 センサ18の
出力の振幅ΔＶ2がしきい値(0.7V)を越える時のF/B 周
期から触媒の浄化率を測定するようにしている。
【００７０】尚、本実施例ではF/B 周期を検出するの
に、上流側Ｏ2 センサ16の出力の周期T1を検出している
が、図４において、F/B 補正係数FAF1の変動周期、即
ち、F/B補正係数FAF1がスキップ量RS1 だけ立ち上がる
時の周期をF/B 周期として、図２及び図３のプログラム
で求めても良い。
【００７１】第３実施例 本実施例は、空燃比制御のF/B 周期を、通常のエミッシ
ョン制御時のF/B 周期よりも長くした状態にして、上流
側Ｏ2 センサ16の出力に対する下流側Ｏ2 センサ18の出
力の位相差を測定し、その位相差から触媒の浄化率を測
定するものである。
【００７２】(1) 装置全体の構成 第１実施例に同じ。 (2) 空燃比のフィードバック制御 第１実施例に同じ。
【００７３】(3) 上流側Ｏ2 センサと下流側Ｏ2 センサ
の出力の位相差の演算 位相差検出は、図１７及び図１８、図１９に示すフロー
チャートのプログラムに従って実行される。本プログラ
ムは4 msの周期で繰り返し実行される。本プログラムは
第１実施例における図９及び図１０に示すＯ2 センサ出
力の振幅、周期の測定プログラムと類似している。本プ
ログラムでは、Ｏ2 センサ16,18 の出力の極大値及び極
小値をとる時刻が記憶され、両Ｏ2 センサ16,18 が共に
極大値又は極小値をとる時刻差と周期とから、両Ｏ2 セ
ンサ16,18 の位相差が演算される。
【００７４】尚、図１７及び図１８のフローチャートに
おいて、ステップ番号は700 番台が使用されているが、
図９及び図１０に示す対応ステップは、十位及び一位の
数値が、図９及び図１０と図１７及び図１８とにおい
て、等しくなるように表現されている。以下、図９及び
図１０のフローチャートと異なる点に重点をおいて説明
する。
【００７５】ステップ701 〜717 においては、上流側Ｏ
2 センサ16の出力の極小値及び極大値をとる時刻Ｐ1L及
びＰ1Hと上流側Ｏ2 センサ16の出力の周期T1が演算され
る。又、ステップ718 〜734 では、下流側Ｏ2 センサ18
の出力の極小値及び極大値をとる時刻Ｐ2L及びＰ2Hと下
流側Ｏ2 センサ18の出力の周期T2が演算される。即ち、
ステップ703 の判定結果がYES になるタイミングは、図
９及び図１０において説明したように、上流側Ｏ2 セン
サ16の出力が減少から増加に変化する時点、即ち、出力
が極小値をとる時刻である。従って、ステップ706 にお
いて、極小値をとる時刻Ｐ1Lが検出される。
【００７６】同様に、ステップ709 の判定結果がYES に
なるタイミングは、図９及び図１０において説明したよ
うに、上流側Ｏ2 センサ16の出力が増加から減少に変化
する時点、即ち、出力が極大値をとる時刻である。従っ
て、ステップ712 において、極大値をとる時刻Ｐ1Hが検
出される。下流側Ｏ2 センサ18の出力の極小値、極大値
をとる時刻の検出についても同様である。
【００７７】即ち、ステップ720 の判定結果がYES にな
るタイミングは、図９及び図１０において説明したよう
に、下流側Ｏ2 センサ18の出力が減少から増加に変化す
る時点、即ち、出力が極小値をとる時刻である。従っ
て、ステップ723 において、極小値をとる時刻Ｐ2Lが検
出される。同様に、ステップ726 の判定結果がYES にな
るタイミングは、図９及び図１０において説明したよう
に、下流側Ｏ2センサ18の出力が増加から減少に変化す
る時点、即ち、出力が極大値をとる時刻である。従っ
て、ステップ729 において、極大値をとる時刻Ｐ2Hが検
出される。
【００７８】次に、図１９におけるステップ735 に移行
し、両Ｏ2センサ16,18 において出力の極小値間の位相
差、即ち、極小値位相差ΔＰL が次式により演算され
る。
【数７】ΔＰL =2π( Ｐ2L- Ｐ1L)/T1 次に、ステップ736 において、両Ｏ2 センサ16,18 にお
いて出力の極大値間の位相差、即ち、極大値位相差ΔＰ
H が次式により演算される。
【数８】ΔＰH =2π( Ｐ2H- Ｐ1H)/T1 次に、ステップ737 において、極小値位相差ΔＰL と極
大値位相差ΔＰH の平均値として、平均位相差ΔＰが演
算される。
【００７９】(4) 触媒の劣化検出制御 触媒の劣化検出のために図２０に示すプログラムが500
ms毎に実行される。図２０のプログラムは第１実施例の
図１３に示すプログラムと類似している。ステップ800
では、触媒の劣化検出条件が成立したか否かが判定され
る。触媒の劣化検出条件は第１実施例で説明した条件と
同一である。
【００８０】ステップ800 の触媒の劣化検出条件が不成
立の場合には、ステップ802 へ移行して、遅延操作量TD
が０に設定され、次のステップ804 にてカウンタC4が0
にクリアされる。故障判定はF/B 周期が変更された後、
所定時間の経過した時に行われるが、カウンタC4はその
所定時間の経過を計数するためのカウンタである。
【００８１】一方、ステップ800 で触媒の劣化検出条件
が成立していると判定された場合には、ステップ806 に
て、遅延操作量TDには100 msが設定される。この結果、
この設定後に行われる上述した空燃比フィードバック制
御において、前述したように、Ｏ2 センサの出力に対す
るリッチ，リーン遅延時間が遅延操作量TDだけ長くな
る。従って、遅延操作量TDが100 msに設定された後のフ
ィードバック制御はＯ2 センサの出力の遅延処理された
信号に基づいて行われているので、F/B 周期が長くな
る。
【００８２】次に、ステップ808 において、カウンタC4
は1 だけ加算され、次のステップ810 において、カウン
タC4が6以上か否かが判定される。カウンタC4が6 以上
と判定された時に、即ち、本実施例では空燃比のF/B 周
期が長くなるように変更されてから3 秒経過した時に、
ステップ812 において、図１９で示すプログラムで演算
された平均位相差ΔＰから触媒の浄化率X が測定され
る。位相差ΔＰと浄化率X との関係はＲＯＭ104 に予め
マップ形式で記憶されている。
【００８３】次に、ステップ814 において、その測定浄
化率X が基準浄化率Z より大きいか否かが判定される。
測定浄化率X が基準浄化率Z より大きい場合には、本プ
ログラムは終了される。又、測定浄化率X が基準浄化率
Z より小さい場合には、ステップ816 において、アラー
ム19に触媒コンバータ15が故障した旨の警報表示が行わ
れる。
【００８４】尚、上流側Ｏ2 センサ16の出力と下流側Ｏ
2センサ18の出力の位相差ΔＰと触媒の浄化率X との関
係は、F/B 周期をパラメータとして、図２１に示す関係
がある。即ち、F/B周期が短いと、浄化率X に対する位
相差ΔＰの変化がなく位相差ΔＰから浄化率X を測定す
ることが困難となる。それに対して、F/B 周期が長くな
ると、浄化率X に対する位相差ΔＰが大きく変化するの
で、位相差ΔＰから精度良く浄化率X を求めることがで
きる。
【００８５】尚、位相差ΔＰには、触媒コンバータ15が
同種類であっても、個々の製品の個性に依存する成分
（触媒コンバータ自体の応答性）が含まれる。従って、
異なる２つの運転状態における位相差ΔＰ間の偏差と触
媒の浄化率との関係から、浄化率を測定するようにして
も良い。
【００８９】なお、上流側Ｏ2 センサと下流側Ｏ2 セン
サの位相差ΔＰとして、図２２に示したように、FAF1の
リッチ／リーン反転タイミングと下流側Ｏ2 センサのリ
ッチ／リーン反転タイミングとの時差ＴRL，ＴLRを用い
ても良い。また、リーン側への反転時間ＴRLとリッチ側
への反転時間ＴLRとは異なる場合が多いので、ΔＰ＝
（ＴRL＋ＴLR）／２として算出すれば、より正確な値と
なる。
【００９０】他の実施例 (1) 触媒の劣化検出時にF/B 周期を変化させるのに、上
記の３つの実施例では、上流側Ｏ2 センサ16の出力のリ
ッチ, リーン遅延時間を変化させるようにしている。し
かし、この方法の他に、図４において、F/B 補正係数を
決定するスキップ量RS1(上流側Ｏ2 センサ16の出力の遅
延出力がリーンからリッチへ、逆に、リッチからリーン
へ変化する時の段階的変化量) 又は、積分定数KI1 を変
化させても良い。
【００９１】又、触媒の劣化検出時に、F/B 補正係数を
ステップ変化させても、F/B 周期を変化させることが可
能である。 (2) 上記の３つの実施例は、触媒の劣化検出時のF/B 周
期は、通常のエミッシン制御時のF/B 周期に比べて長く
なるように変化させている。しかし、測定方法との関係
においては、F/B 周期を短くするように変化させても良
い。 (3) 触媒の浄化率測定の方法は他の方法も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る触媒の浄化率検出装置を
有する空燃比制御装置の全体の構成を示した構成図。
【図２】第１実施例に係る検出装置のコンピュータによ
るフィードバック補正係数の演算手順を示したフローチ
ャート。
【図３】図２に継続するフローチャート。
【図４】図２及び図３に示すフィードバック補正係数の
演算手順を説明するタイミングチャート。
【図５】コンピュータによるフィードバック補正係数の
遅延時間を決定する手順を示したフローチャート。
【図６】図５に継続するフローチャート。
【図７】図５及び図６に示すフィードバック補正係数の
演算によって設定されるリッチ、リーン遅延時間の変化
の様子を示したタイミングチャート。
【図８】コンピュータによる燃料噴射時間の決定手順を
示したフローチャート。
【図９】コンピュータによるＯ2 センサの出力の振幅と
周期との演算手順を示したフローチャート。
【図１０】図９に継続するフローチャート。
【図１１】図１０に示す演算手順で設定されるフラグ及
びカウンタの値の変化の様子を示したタイミングチャー
ト。
【図１２】コンピュータによる下流側Ｏ2 センサの出力
の振幅がしきい値を越えたことを検出する手順を示した
フローチャート。
【図１３】コンピュータによる触媒の劣化検出時の処理
手順を示したフローチャート。
【図１４】下流側Ｏ2 センサの出力の振幅と触媒の浄化
率との関係をF/B 周期をパラメータとして示した特性
図。
【図１５】第２実施例の検出装置におけるコンピュータ
による触媒の劣化検出手順を示したフローチャート。
【図１６】下流側Ｏ2 センサの出力の振幅とF/B 周期と
の関係を触媒の浄化率をパラメータとして表した特性
図。
【図１７】第３実施例の検出装置におけるコンピュータ
による上流側Ｏ2 センサと下流側Ｏ2 センサの出力の位
相差の検出手順を示したフローチャート。
【図１８】図１７に継続するフローチャート。
【図１９】図１８に継続するフローチャート。
【図２０】第３実施例において、コンピュータによる触
媒の劣化検出手順を示したフローチャート。
【図２１】位相差と触媒の浄化率との関係をF/B 周期を
パラメータとして表した特性図。
【図２２】通常のエミッション制御時における上流側Ｏ
2 センサの出力と下流側Ｏ2 センサの出力との関係を示
した波形図。
【図２３】エミッション制御品質とF/B 周期との関係を
示した特性図。
【図２４】触媒の浄化率と下流側Ｏ2 センサの出力との
関係を示した特性図。
【図２５】触媒の浄化率と下流側Ｏ2 センサの出力の関
係を上流側Ｏ2 センサの出力の異なる周波数において示
した説明図。
【図２６】触媒の浄化率と、上流側Ｏ2 センサの出力に
対する下流側Ｏ2 センサの出力の比である周波数比及び
振幅比との関係を上流側Ｏ2 センサの出力の異なる周波
数において示した説明図。
【図２７】目標F/B 周期と遅延操作量に加算されるディ
レイ時間との関係を示した特性図。
【図２８】本発明の概念を示したブロック図である。
【符号の説明】 8 …燃料噴射弁 15…触媒コンバータ 16 …上流側Ｏ2 センサ 18 …下流側Ｏ2 センサ 20 …制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 41/22 301 F02D 45/00 368

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に配設され、排ガスを
    浄化するための触媒と、この触媒の上・下流にそれぞれ
    配設された第１，第２の酸素センサと、 少なくとも前記第１の酸素センサの出力値に応じて、燃
    料噴射時間を決定する１要素のフィードバック補正係数
    を変化させるフィードバック補正手段と、 前記触媒の浄化率を測定する場合には、前記フィードバ
    ック補正係数の増減の周期を、通常のエミッション制御
    時における周期より長くなるように変化させるフィード
    バック補正係数制御手段と、空燃比フィードバック制御が行われている時に、 前記フ
    ィードバック補正係数制御手段により決定される周期で
    前記フィードバック補正係数を変化させて、少なくとも
    前記第２の酸素センサの出力値に応じて、前記触媒の浄
    化率を測定する測定手段とを備える触媒の浄化率検出装
    置。
  2. 【請求項２】前記測定手段は、前記第２の酸素センサの
    出力値の振幅の大きさに基づいて、前記触媒の浄化率を
    測定する手段であることを特徴とする請求項１に記載の
    触媒の浄化率検出装置。
  3. 【請求項３】前記測定手段は、前記周期を漸次長くなる
    ように変化させた時の、前記第２の酸素センサの出力値
    の振幅の大きさが所定値をとる時の周期に基づいて、前
    記触媒の浄化率を測定する手段であることを特徴とする
    請求項１に記載の触媒の浄化率検出装置。
  4. 【請求項４】前記測定手段は、前記第１の酸素センサの
    出力値と、前記第２の酸素センサの出力値との位相差に
    基づいて、前記触媒の浄化率を測定する手段であること
    を特徴とする請求項１に記載の触媒の浄化率検出装置。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4125154C2 (de) * 1991-07-30 2001-02-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Einrichtung zur Lambdasonden-Überwachung bei einer Brennkraftmaschine
JPH05209511A (ja) * 1991-11-18 1993-08-20 Nippondenso Co Ltd 触媒劣化検出装置
US5337555A (en) * 1991-12-13 1994-08-16 Mazda Motor Corporation Failure detection system for air-fuel ratio control system
JP3180398B2 (ja) * 1991-12-27 2001-06-25 株式会社デンソー 内燃機関の触媒劣化検出装置
US5337557A (en) * 1992-02-29 1994-08-16 Suzuki Motor Corporation Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
DE4211092A1 (de) † 1992-04-03 1993-10-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Beurteilen der Funktionsfähigkeit eines Katalysators
US5622047A (en) * 1992-07-03 1997-04-22 Nippondenso Co., Ltd. Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter
JP3010921B2 (ja) * 1992-08-27 2000-02-21 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置
US5363647A (en) * 1992-10-13 1994-11-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dual-sensor type air fuel ratio control system for internal combustion engine and catalytic converter diagnosis apparatus for the same
JP3218731B2 (ja) * 1992-10-20 2001-10-15 三菱自動車工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御装置
JPH06129285A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の空燃比制御装置
JP3074975B2 (ja) * 1992-11-04 2000-08-07 スズキ株式会社 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP3331650B2 (ja) * 1992-12-28 2002-10-07 スズキ株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP2843879B2 (ja) * 1993-01-22 1999-01-06 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの触媒劣化検出装置
JP3321477B2 (ja) 1993-04-09 2002-09-03 株式会社日立製作所 排気浄化装置の診断装置
JP2858288B2 (ja) * 1993-09-02 1999-02-17 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の空燃比制御装置における自己診断装置
US5353592A (en) * 1993-11-26 1994-10-11 Ford Motor Company Engine air/fuel control with monitoring
US5351484A (en) * 1993-12-16 1994-10-04 Ford Motor Company Light-off catalyst monitor
JP3412290B2 (ja) * 1994-09-29 2003-06-03 株式会社デンソー 排気ガス浄化用触媒劣化検査装置
US5732553A (en) * 1995-04-20 1998-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for determining deterioration of a catalytic converter for an engine
DE69634349T2 (de) * 1995-10-26 2006-04-13 Toyota Jidosha K.K., Toyota Feststellungsvorrichtung der Katalysatorverschlechterung einer Brennkraftmaschine
DE19907669C1 (de) * 1999-02-23 2000-11-30 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Korrektur des Wassereinflusses auf das Signal eines Sensors zur Detektion der im Abgas eines Verbrennungsmotors befindlichen Reduktionsmittelkonzentration
JP3805562B2 (ja) * 1999-06-03 2006-08-02 三菱電機株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3625163B2 (ja) 1999-11-08 2005-03-02 株式会社デンソー 排気浄化用触媒の劣化検出装置
JP2005220901A (ja) * 2004-01-06 2005-08-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化状態評価装置
JP4221600B2 (ja) * 2004-12-27 2009-02-12 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP4449818B2 (ja) * 2005-05-16 2010-04-14 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化判定装置
FR2892769B1 (fr) * 2005-11-03 2007-12-14 Renault Sas Strategie de reconnaissance de taux de carburant exotique dans le reservoir principal
JP4872509B2 (ja) * 2006-07-28 2012-02-08 マツダ株式会社 排気ガス浄化用装置
RU2443886C2 (ru) * 2007-11-07 2012-02-27 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство управления
CN102239318B (zh) 2008-12-03 2014-03-26 丰田自动车株式会社 发动机系统控制装置
US9435246B2 (en) 2013-11-19 2016-09-06 General Electric Company On-board catalyst health monitoring and control system adaptation in internal combustion engines
DE102016121155B3 (de) * 2016-11-07 2017-07-13 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2304622A1 (de) * 1973-01-31 1974-08-15 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur ueberwachung von katalytischen reaktoren in abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinen
DE2444334A1 (de) * 1974-09-17 1976-03-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der aktivitaet von katalytischen reaktoren
JPS5535181A (en) * 1978-09-05 1980-03-12 Nippon Denso Co Ltd Air fuel ratio control device
CH668620A5 (de) * 1984-04-12 1989-01-13 Daimler Benz Ag Verfahren zur ueberpruefung und justierung von katalytischen abgasreinigungsanlagen von verbrennungsmotoren.
US4739614A (en) * 1985-02-22 1988-04-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Double air-fuel ratio sensor system in internal combustion engine
CA1268529A (en) * 1985-07-31 1990-05-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Double air-fuel ratio sensor system carrying out learning control operation
JPH0726578B2 (ja) * 1986-10-13 1995-03-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JPS63231252A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Mitsubishi Motors Corp 酸素センサによる触媒の劣化時期検知方法
US4947818A (en) * 1988-04-28 1990-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with device for warning of malfunction in an air-fuel ratio control system
DE3841685A1 (de) * 1988-12-10 1990-06-13 Daimler Benz Ag Verfahren zur erkennung des zustandes von katalysatoren
US5077970A (en) * 1990-06-11 1992-01-07 Ford Motor Company Method of on-board detection of automotive catalyst degradation

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US5220788A (en) 1993-06-22
DE69122822D1 (de) 1996-11-28
DE69122822T2 (de) 1997-03-06
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