JP3180398B2 - 内燃機関の触媒劣化検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のシリンダバンク
の各排気系に主空燃比センサを配設すると共に、それら
の集合排気管内に設けられた触媒より下流に補助空燃比
センサを配設した内燃機関に用いられ、主空燃比センサ
及び補助空燃比センサの検出結果に基づいて触媒の劣化
を検出する内燃機関の触媒劣化検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関は、特に排気系に設けら
れた三元触媒の浄化効率向上や燃費向上の点から三元触
媒の上流に主空燃比センサを設け、空燃比をフィードバ
ック制御している。しかし、三元触媒の上流に配置され
ている主空燃比センサは高熱のため劣化し易い。そのた
め三元触媒の下流にもう一つの補助空燃比センサを設け
て、いわゆる２センサ方式とし、下流の補助空燃比セン
サが上流の主空燃比センサの制御を監視して補正をする
ように構成されている。

【０００３】そして、この様な内燃機関においては、主
空燃比センサ及び補助空燃比センサの検出結果に基づい
て触媒の劣化を判断している。例えば、両空燃比センサ
からの出力をパラメータとして、周波数比を用いるもの
（実開昭６３−１２８２２１号）、振幅比を用いるもの
（特開昭４９−１０９７２１号）、面積比を用いるもの
（ＳＡＥ９１０５６１）、等が知られている。

【０００４】一方、２つのシリンダバンクを有し、２つ
の排気マニホールドを備えたＶ型エンジンにおいても２
センサ方式が採用される場合がある。このＶ型エンジン
は、その構造上、下流の補助空燃比センサを節約するた
めに、２つの排気系を合流させた集合排気管に触媒を設
け、その下流に補助空燃比センサを配設してある。そし
て、上流側の２つの主空燃比センサが行っている各シリ
ンダバンクの空燃比フィードバック制御の監視を、下流
の１つの補助空燃比センサで実施している。

【０００５】そのため、Ｖ型エンジンにおいては、上流
側のどちらか一つの主空燃比センサ及び下流の補助空燃
比センサの検出結果に基づいて、上述した触媒の劣化を
判断していた。 ［発明が解決しようとする課題］Ｖ型エンジンにおい
て、下流の補助空燃比センサにより検出されるのは、両
排気系からの混合排気の組成である。図２１（Ａ）に示
すように、第１バンク及び第２バンクの制御位相が一致
した場合には、集合排気管において、片方がリッチガス
の場合は他方もリッチガス、片方がリーンガスの場合は
他方もリーンガスが互いに混ざり、下流の補助空燃比セ
ンサにて波形測定が可能となる。

【０００６】しかしながら、Ｖ型エンジンは、各バンク
別々に空燃比フィードバック制御をしているため、図２
１（Ｂ）に示すように、両バンクの制御位相がずれて、
排気の空燃比が互いに逆の方向にずれた場合は、集合排
気管において、リッチガスとリーンガスが混ざって空燃
比λ≒１のガスとなってしまう。このように、補助空燃
比センサにおいて検出される波形が振幅しなくなってし
まうと、触媒が劣化したか否かの判断がつかなくなって
しまう。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決し、複数
のシリンダバンクを有する内燃機関に用いられ、複数バ
ンクに対する下流側の補助空燃比センサは１つとしなが
らも、各バンクに対する制御位相のずれに係わらず、確
実に触媒の劣化判断が可能な内燃機関の触媒劣化検出装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の内燃機
関の触媒劣化検出装置は、図１に例示するように、複数
のシリンダバンクに各々連結された複数の排気通路と、
上記各排気通路が合流した１つの集合排気管と、上記各
排気通路内に各々配設された複数の主空燃比センサと、
上記集合排気管内に配設された排気浄化用の触媒と、上
記集合排気管内の上記触媒より下流に配設された１つの
補助空燃比センサと、上記主空燃比センサの検出結果に
基づく各シリンダバンクに対する空燃比フィードバック
制御を実行するフィードバック制御手段と、を備えた内
燃機関に用いられ、上記所定のシリンダバンクに対応す
る主空燃比センサ、及び上記補助空燃比センサの検出結
果に基づいて、上記触媒の劣化状態を判定する劣化判定
手段と、上記空燃比フィードバック制御時の空燃比制御
量を調整することにより、上記複数のシリンダバンクの
内、上記所定のシリンダバンク以外のシリンダバンクに
対する空燃比をリッチ／リーンに振り、且つ上記所定の
シリンダバンク以外のシリンダバンクからの排気による
空燃比変動の影響を小さくする影響減少手段と を備え、
上記影響減少手段は、上記所定のシリンダバンクに対す
る空燃比フィードバック制御時の空燃比補正係数を、そ
れ以外のシリンダバンクに対する空燃比補正係数として
用い、各主空燃比センサからの出力特性変化の位相を同
期させることによって、上記空燃比変動の影響を小さく
することを特徴とする。

【０００９】

【００１０】本触媒劣化検出装置によれば、影響減少手
段が、空燃比フィードバック制御時の空燃比制御量を調
整することにより、上記複数のシリンダバンクの内、上
記所定のシリンダバンク以外のシリンダバンクに対する
空燃比をリッチ／リーンに振り、且つ所定のシリンダバ
ンク以外のシリンダバンクからの排気による空燃比変動
の影響を小さくする。

【００１１】また、所定のシリンダバンクに対する空燃
比フィードバック制御時の空燃比補正係数を、それ以外
のシリンダバンクに対する空燃比補正係数としても用
い、各主空燃比センサからの出力特性変化の位相を同期
させことにより、空燃比変動の影響を小さくすることが
できる。従って、触媒より下流に配設された補助空燃比
センサにおいて、所定のシリンダバンクに対する空燃比
変化を確実に捉えることができる。

【００１２】そして、劣化判定手段が、所定のシリンダ
バンクに対応する主空燃比センサ、及び補助空燃比セン
サの検出結果に基づいて、触媒の劣化状態を判定するた
め、各シリンダバンクへの制御位相のずれに係わらず、
確実に触媒の劣化判断が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図２は
本発明に係る内燃機関の触媒劣化検出装置を、Ｖ型６気
筒ガソリンエンジン（以下エンジンとも言う。）に適用
した実施例を示す全体概略図である。図において、エン
ジン１の６つのシリンダは３つづつを一つのシリンダバ
ンクとして、Ｖ字型に２列に配列されており、左右一対
のシリンダバンクＳＢＨ，ＳＢＭを構成している。エン
ジン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は吸入空気量を直接計測す
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電気信号を発生する。

【００１４】また、エンジン１のシリンダブロックのウ
ォータジャケット（図示せず）には冷却水の温度を検出
するための水温センサ４が設けられている。水温センサ
４は冷却水の温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発
生する。ディストリビュータ５には、その軸が例えばク
ランク角に換算して３６０°，３０°回転する毎に角度
位置信号を発生する２つの回転角センサ６，７が設けら
れている。回転角センサ６，７の角度位置信号は、燃料
噴射時間演算ルーチンの割込み要求信号、点火時期の基
準タイミング信号、点火時期演算ルーチンの割込み要求
信号等として作用する。

【００１５】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８，９が設けられている。ここで、燃料噴射弁８
は左バンクＳＢＨ側を代表し、燃料噴射弁９は右バンク
ＳＢＭ側を代表するものとする。

【００１６】エンジン１の排気系は、左右バンクＳＢ
Ｈ，ＳＢＭ毎に設けられているので、２つの排気通路１
１，１３に分かれている。これら２つの排気通路１１，
１３は集合排気管１５に合流させてあり、この集合排気
管１５には、三元触媒が充填された触媒コンバータ１７
（以下単に触媒とも言う。）が設けられている。この触
媒コンバータ１７は、左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭからの
排気を均等に受け取って、排気中の３つの有害成分Ｈ
Ｃ、ＣＯ、ＮＯx を同時に浄化処理するものである。

【００１７】また、左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭ側にはそ
れぞれ排気中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生す
る主空燃比センサ２１，２３が設けられている。この主
空燃比センサ２１，２３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２値の出力電圧
を発生する一般的な酸素濃度センサである。さらに、集
合排気管１５には、触媒コンバータ１７の下流に補助空
燃比センサ２５が設けられている。

【００１８】制御回路１０は、エアフローメータ３、水
温センサ４、回転角センサ６，７、主空燃比センサ２
１，２３，、補助空燃比センサ２５等からの各信号をデ
ィジタル的に処理して燃料噴射制御等を行うものであ
り、たとえばマイクロコンピュータとして構成される。

【００１９】図３は制御回路１０の詳細なブロック図で
ある。図３において、エアフローメータ３、水温センサ
４の各アナログ信号はマルチプレクサ１０１を介してＡ
／Ｄ変換器１０２に供給されている。すなわち、Ａ／Ｄ
変換器１０２はＣＰＵ１０８によって選択制御されたマ
ルチプレクサ１０１を介して送込まれたエアフローメー
タ３、水温センサ４のアナログ出力信号をクロック発生
回路１０９のクロック信号ＣＬＫを用いてＡ／Ｄ変換
し、Ａ／Ｄ変換終了後に割込み信号をＣＰＵ１０８に送
出する。この結果、割込みルーチンにおいて、エアフロ
ーメータ３、水温センサ４の最新データは取込まれてＲ
ＡＭ１１０の所定領域に格納されることになる。

【００２０】回転角センサ６，７の各パルス信号は割込
み要求信号および基準タイミング信号を発生するための
タイミング発生回路１０３に供給されている。タイミン
グ発生回路１０３はタイミングカウンタを有し、このタ
イミングカウンタは回転角センサ７の３０°ＣＡ毎のパ
ルス信号によって歩進され、回転角センサ６の３６０°
ＣＡ毎のパルス信号によってリセットされる。さらに、
回転角センサ７のパルス信号は回転速度形成回路１０４
を介して入力インターフェイス１０５の所定位置に供給
される。回転速度形成回路１０４は、３０°ＣＡ毎に開
閉制御されるゲート、およびこのゲートを通過するクロ
ック発生回路１０９のクロック信号ＣＬＫのパルス数を
計数するカウンタから構成され、従って、機関の回転速
度に反比例した２進信号が形成されることになる。

【００２１】左バンクＳＢＨ用の主空燃比センサ（以下
左空燃比センサとも言う。）２１の出力信号は空燃比信
号形成回路１０６に供給され、右バンクＳＢＭ用の主空
燃比センサ（以下右空燃比センサとも言う。）２３の出
力信号は空燃比信号形成回路１０７に供給される。ま
た、補助空燃比センサ２５の出力信号は空燃比信号形成
回路１２０に供給される。

【００２２】各空燃比信号形成回路１０６，１０７，１
２０は、各空燃比センサ２１，２３，２５の出力電圧を
基準電圧と比較する比較器、およびこの比較器の出力を
ラッチするラッチ回路を備えており、機関の空燃比が理
論空燃比に対してリーン側かリッチ側かに応じて
「１」，「０」の２値の空燃比信号を発生する。

【００２３】ＲＯＭ１１１には、メインルーチン、燃料
噴射量演算制御ルーチン、点火時期演算制御ルーチン、
後述する影響減少制御処理等のプログラム、これらの処
理に必要な種々の固定データ、定数等が予め格納されて
いる。ＣＰＵ１０８は後述の燃料噴射量演算制御ルーチ
ンにおいて演算された左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭ用燃料
噴射量データ（時間）をストロープ信号Ｓ1 ，Ｓ2 と共
に出力インターフェイス１１２の所定位置に送出する。
この結果、各燃料噴射量データがダウンカウンタ１１
３，１１６にプリセットされると共にフリップフロップ
１１４，１１７もセットされる。

【００２４】そして各駆動回路１１５，１１８は左バン
クＳＢＨ用燃料噴射弁８および右バンクＳＢＭ用の燃料
噴射弁９の付勢を開始する。他方、各ダウンカウンタ１
１３，１１６がクロック発生回路１０９のクロック信号
ＣＬＫを計数して最後にこれらのキャリアウト端子は
「１」レベルとなり、この結果、各フリップフロップ１
１４，１１７がリセットされて各駆動回路１１５，１１
８は燃料噴射弁８，９の付勢を停止する。つまり、上述
の各燃料噴射時間だけ燃料噴射弁８，９は付勢され、従
って、各燃料噴射時間に応じた量の燃料がエンジン１の
左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭ用の燃焼室に送り込まれるこ
とになる。

【００２５】次に、本実施例の作動について説明する。
触媒劣化検出における作動を説明する前に、本実施例の
ように、触媒コンバータ１７の上流と下流にそれぞれ別
個に主空燃比センサ２１，２３と補助空燃比センサ２５
とを設けたＶ型内燃機関において、空燃比フィードバッ
ク制御を行う際の作動について、図４〜図７を参照して
説明する。

【００２６】この制御処理は、左右のシリンダバンクＳ
ＢＨ，ＳＢＭ毎に実施される一般的なフィードバック制
御処理である。即ち、エンジン１に吸入された吸入空気
量（もしくは吸入空気圧）および回転速度に応じて燃料
噴射弁の基本噴射量を演算し、エンジン１の排気中の特
定成分たとえば酸素成分の濃度を検出する酸素センサの
検出信号に基づいて演算された空燃比補正係数ＦＡＦに
応じて前記基本噴射量を補正し、この補正された噴射量
に応じて実際に供給される燃料量を制御する。この制御
を繰返して最終的に機関の空燃比を所定範囲内に収束さ
せる。

【００２７】このような空燃比フィードバック制御によ
り、空燃比を理論空燃比近傍の非常に狭い範囲内に制御
できる。即ち、左バンクＳＢＨの場合であれば、空燃比
補正係数ＦＡＦを求めて空燃比制御するに際し、空燃比
補正係数ＦＡＦを左空燃比センサ２１と補助空燃比セン
サ２５との出力を利用し、左空燃比センサ２１の出力か
ら得られるリッチ状態、リーン状態の検出と、それらの
状態の反転時点の検出を補助空燃比センサ２５の出力か
ら調整される遅延時間を導入して求めるものである。

【００２８】以下、左バンクＳＢＨに対して実施される
空燃比フィードバック制御を中心に説明する。図４は左
空燃比センサ２１の出力に基づいて空燃比補正係数ＦＡ
Ｆ１を演算する第１の空燃比フィードバック制御ルーチ
ンを示すフローチャートであって、所定時間、たとえば
４ｍｓ毎に実行される。

【００２９】ステップ１０１では、左空燃比センサ２１
による空燃比のフィードバック条件が成立しているか否
かを判断する。エンジン始動中、始動後の燃料増量動作
中、暖機増量動作中、動パワー増量動作中、リーン制御
中、左空燃比センサ２１の不活性状態等はいずれもフィ
ードバック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。

【００３０】なお、左空燃比センサ２１の活性／不活性
状態の判別は上記したＲＡＭ１１０に記録されている水
温データＴＨＷを読出して例えば一端ＴＨＷ≧７０℃に
なったか否かを判別するか、あるいは左空燃比センサ２
１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。フィードバック条件が不成立のときに
は、ステップ１１７に進んで空燃比補正係数ＦＡＦ１を
１．０とし、このルーチンを終了する。

【００３１】一方、フィードバック条件成立の場合はス
テップ１０２に進む。なお、左バンクＳＢＨに対しては
そのままステップ１０２に移行するが、右バンクＳＢＨ
に対する空燃比フィードバック制御であって、後述する
影響減少制御処理の第２実施例、及び第３実施例の場合
には、ステップ１０１でのフィードバック条件成立の
後、後述のＦＡＦＭ作成処理１０１ａを実行してからス
テップ１０２に進む。

【００３２】ステップ１０２では、左空燃比センサ２１
の出力Ｖ1 をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ１０３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。図５に空燃比の状態を判別する波形図の１例が示
されており、左空燃比センサ２１の出力Ｖ1 は図５の
（Ａ）の波形であるとすると、この波形を基準となる比
較電圧ＶR1とで比較し、出力Ｖ1 の出力波形が比較電圧
ＶR1より高い場合にはこれを空燃比がリッチ状態と判断
し、又逆の場合には空燃比がリーンの状態であると判断
し、それぞれ所定のレベルの電圧を出力する。かかる波
形は図５（Ｂ）として示されている。そこでリーン状態
（Ｖ1 ≦ＶR1）であれば、ステップ１０４にて左用ディ
レイカウンタＣＤＬＹ１を減算し、ステップ１０５，１
０６にて左用ディレイカウンタＣＤＬＹ１を、最小値Ｔ
ＤＲ１でガードする。なお、最小値ＴＤＲ１は左空燃比
センサ２１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。

【００３３】つまり具体的には図５（Ｂ）に示す第１の
検出手段の出力を図６（Ａ）とすると、図６（Ｂ）に示
す時刻ｔ3 で空燃比がリッチ状態からリーン状態に変化
した場合には、時刻ｔ3 から図６（Ｂ）に示すように遅
延付与手段が作用し、ディレイカウンタＣＤＬＹ１の値
をその最大値ＴＤＲ１から１づつ減算させた後リーン状
態が継続する間これを繰り返して、ディレイカウンタＣ
ＤＬＹ１の波形が右下りに下降し、基準レベルＯを横切
りディレイカウンタＣＤＬＹ１の最小値ＴＤＲ１に到達
するまで断続する。そしてディレイカウンタＣＤＬＹ１
の値を示す波形図６（Ｂ）が基準レベル（Ｏ）を横切っ
た時刻ｔ4 において前述の図６（Ａ）に示される波形
が、リッチ状態からリーン状態に反転した波形が出力さ
れるようにするものである。つまり、図６（Ａ）の波形
に対し時刻ｔ3 とｔ4 との差で示される遅延時間（ＤＬ
２）だけディレイされた図６（Ｃ）に示す波形が形成さ
れる。

【００３４】他方、リッチ状態（Ｖ1 ＞ＶR1）であれ
ば、ステップ１０７にて第１のディレイカウンタＣＤＬ
Ｙ１に加算して、ステップ１０８，１０９にて第１のデ
ィレイカウンタＣＤＬＹ１を最大値ＴＤＬ１でガードす
る。なお、最大値ＴＤＬ１は左空燃比センサ２１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
態であるとの判断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。

【００３５】図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照すれば、今、時
刻ｔ1 で図６（Ａ）の信号がリーン状態からリッチ状態
へと変化した場合には、時刻ｔ1 から図６（Ｂ）に示す
ように遅延付与手段が作用して、ディレイカウンタＣＤ
ＬＹ１の値をその最小値ＴＤＲ１から１づつ加算して行
き、図６（Ａ）の波形におけるリッチ状態が継続する間
これを繰り返し、ディレイカウンタＣＤＬＹ１の波形が
右上りに上昇して基準レベル（Ｏ）を横切り、ディレイ
カウンタＣＤＬＹ１の最大値ＴＤＬ１に到達するまでこ
の操作が継続される。

【００３６】そして、該ディレイカウンタＣＤＬＹ１の
値を示す波形（図６（Ｂ））が基準レベルを横切った時
刻ｔ2 において図６（Ａ）に示される波形がリーン状態
からリッチ状態に反転した波形を出力するものである。
即ち図６（Ａ）の波形に対し、遅延時間（ＤＬ１）だけ
ディレイされた波形が形成される。

【００３７】上述する行程においてディレイカウンタを
用いて、空燃比信号に基づくフィードバック状態の検出
を所定の時間或いは所定の状態に到るまで遅延させるこ
とによって、例えば図６（Ａ）に示すように、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）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と交差するのに
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'に基づいて図６（Ｄ）に示す空燃比補
正係数ＦＡＦ１が得られると言う利点を有している。

【００３８】ここで、左用のディレイカウンタＣＤＬＹ
１の基準は０であり、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。ステ
ップ１１０では、左用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１１１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。

【００３９】かかる反転の方向についての判断は、例え
ば図６（Ｂ）の波形の傾斜を利用して判断する等公知の
方法が使用出来る。ここで遅延された空燃比の状態がリ
ッチからリーンへ反転が行われたと判断されると、ステ
ップ１１２で（即ち図５における時刻ｔ4 の時点）、そ
の時点で使用されている空燃比補正係数ＦＡＦ１に所定
の値のスキップ補正係数ＲＳ１を付加してその空燃比補
正係数をＦＡＦ１＋ＲＳ１とするものである。

【００４０】ステップ１１１で、逆に、リーンからリッ
チへの反転であれば、ステップ１１８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。ステップ１１０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１１３，１１５，１１６にて積分処理を行
う。つまり、ステップ１１４にて、ＣＤＬＹ≦０か否か
を判断し、ＣＤＬＹ１≦０（リーン）であればステップ
１１４にてＦＡＦ１←（ＦＡＦ１＋ＫＩ１）とし、他
方、ＣＤＬＹ１＞０（リッチ）であればステップ１１６
にてＦＡＦ１←（ＦＡＦ１←ＫＩ１）とする。

【００４１】ここで、積分定数ＫＩ１はスキッブ定数Ｒ
Ｓ１に比して十分小さく設定してある。従って、ステッ
プ１１５はリーン状態（ＣＤＬＹ１≦０）で燃料噴射量
を除々に増大させ、ステップ１１６はリッチ状態（ＣＤ
ＬＹ＞０）で燃料噴射量を除々に減少させる。

【００４２】ステップ１１２，１１３，１１５，１１６
にて演算された空燃比補正係数ＦＡＦ１は、最小値例え
ば０．８、および最大値例えば１．２にてガードするも
のとする。そして、これにより、何らかの原因で空燃比
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ぐ。

【００４３】上述のごとく演算されたＦＡＦ１をＲＡＭ
に格納して、本ルーチンを終了する。したがって空燃比
補正係数ＦＡＦは図６（Ｄ）に示すような波形を呈する
ものである。一方前述したように、リッチ遅延時間（−
ＴＤＲ１）＞リーン遅延時間（ＴＤＬ１）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）＞リッチ遅延時間（−ＴＤＲ１）と
設定すれば、制御空燃比はリーン側に移行できる。

【００４４】つまり、補助空燃比センサ２５の出力に応
じて遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ１を補正することにより
空燃比が制御できる。従って本発明においては、上記し
た左空燃比センサ２１による空燃比フィードバック制御
における遅延時間の設定を補助空燃比センサ２５との出
力に基づいて調整しようとするものであり、具体的には
補助空燃比センサ２５の出力を利用して例えば図６
（Ｂ）の基準レベル（Ｏ）を変化させるものである。

【００４５】以下に、補助空燃比センサ２５により左空
燃比センサ２１の出力を処理するルーチンにおける遅延
時間調整について説明する。図７及び図８は、補助空燃
比センサ２５により遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ１を求め
る演算処理のフローチャートを示している。即ち補助空
燃比センサ２５の出力に基づいて遅延時間ＴＤＲ１，Ｔ
ＤＬ１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２０１では空燃比フィードバック条件が成立し
ているか否かを判定する。空燃比フィードバック条件が
成立については、図４のステップ１０１において説明し
たのでここでは省略する。

【００４６】フィードバック条件不成立であれば、以下
の処理を行うことなく、このルーチンを終了する。フィ
ードバック条件成立であれば、ステップ２０２に進んで
補助空燃比センサ２５の出力値Ｖ2 をＡ／Ｄ変換して取
り込む。ステップ２０２〜２０９は図４のステップ１０
２〜１０９に対応している。つまり、リッチ、リーン判
別はステップ２０３にて行っているが、この判別結果は
ステップ２０４〜２０９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２１０に
て行われる。

【００４７】ステップ２１０にて、ディレイカウンタＣ
ＤＬＹ２≦０か否かが判別され、この結果ＣＤＬＹ２≦
０であれば触媒下流側の空燃比はリーンと判別されてス
テップ３０１〜３０８に進み、他方、ＣＤＬＹ２＞０で
あれば触媒下流側の空燃比はリッチと判別されてステッ
プ３１１〜３１８に進む。

【００４８】まず、リーンと判別された場合、ステップ
３０１では、左空燃比センサ２１のリッチ遅延時間（−
ＴＤＲ１）とリーン遅延時間（ＴＤＬ１）のいずれを可
変させるべきかを示すフラグＸＴＤの値を判別する。ス
テップ３０１にてＸＴＤ＝１の時はＴＤＲ１を変化さ
せ、ＸＴＤ＝０の時はＴＤＬ１を変化させることを示し
ている。

【００４９】リーンでかつＸＴＤ＝０の時（図９中のＴ
２）はステップ３１１に進み、ＴＤＬ１←ＴＤＬ１−１
とし、前述した図６における遅延カウンタＣＤＬＹ１の
上限値を下げるように調整する。つまり、図５のリーン
遅延時間ＴＤＬ１を減少させ、左空燃比センサ２１のリ
ッチからリーンへの変化速度を速くして、空燃比をリッ
チ側に移行させる。ステップ３０３，３０４ではＴＤＬ
１を最小限ＴL1にてガードする。前述したように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。そして、ステップ３０５に進み、フラグＸＴＤ
＝１とする。

【００５０】ステップ３０１でＸＴＤ＝１（図９中のＴ
３）と判定された時は、ステップ３０６に進み、遅延カ
ウンタＣＤＬＹ１の下限値ＴＤＲ１をＴＤＲ１←ＴＤＲ
１−１として下げ、図５のリッチ遅延時間ＴＤＲ１を増
大させ、左空燃比センサ２１のリーンからリッチへの変
化速度を遅くして、空燃比をリッチ側に移行させる。ス
テップ３０７，３０８ではＴＤＲ１を最小値ＴR1にてガ
ードする。ＴR1は負の値であり、従って（−ＴR1）は最
大リッチ遅延時間を意味する。

【００５１】このように補助空燃比センサ２５がリーン
側にある図９中のＴ２，Ｔ３の期間では、左空燃比セン
サ２１の信号もリーン側へ出力が移動される。一方、ス
テップ２１０にて補助空燃比センサ２５の出力がリッチ
であると判定された時は、まずステップ３１１でフラグ
ＸＴＤの値が判別され、ＸＴＤ＝１の時（図９中のＴ
４）はステップ２１２に進み、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速度を早めて空燃比をリ
ーン側に移行させる。次のステップ３１３，３１４でＴ
ＤＲ１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。そして、ステップ３０５に進み、フラグＸ
ＴＤ＝０とする。

【００５２】ステップ３１１でＸＴＤ＝０（図９中のＴ
１，Ｔ５）と判定された時は、ステップ３１６に進み、
リーン遅延時間ＴＤＬ１を増大させ、左空燃比センサ２
１のリッチからリーンへの変化速度を遅くして、空燃比
をリーン側に移行させる。ステップ３１７，３１８では
ＴＤＬ１を最大値ＴL2にてガードする。ＴL2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。

【００５３】このように補助空燃比センサ２５がリッチ
側にあるＴ１，Ｔ４，Ｔ５の期間では、左空燃比センサ
２１の信号もリッチ側へ出力が移動される。そして、こ
のように左空燃比センサ２１のＺ特性のずれを修正した
後の信号の周期から、左空燃比センサ２１の劣化を判定
するようにしている。従って、Ｚ特性のずれがＦ／Ｂ制
御周期の長さに反映されるため、劣化状態も検出可能と
なる。

【００５４】上述のごとく演算されたＴＤＲ１，ＴＤＬ
１はＲＡＭに格納され、このルーチンは終了する。上記
ルーチンにおける補助空燃比センサ２５の出力Ｖ2 が例
えば図５（Ｅ）の波形を示しているとして、これが基準
電圧ＶR2と比較され前述の左空燃比センサ２１における
と同様に図５（Ｆ）に示すようなリッチ，リーン各状態
を示す波形図が得られ、この波形に基づき、図８のステ
ップ２１０以下のフローチャートによって遅延時間ＴＤ
Ｒ１，ＴＤＬ１を算出し、前述の遅延時間調整手段を介
して遅延時間を適宜調整する。

【００５５】尚、図９は上記したフローチャートにおけ
る遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ１のタイミング図である。
図９（Ａ）に示すごとく、補助空燃比センサ２５の出力
電圧Ｖ2 が変化すると図９（Ｂ）に示すごとく、リーン
状態（Ｖ2 ≦ＶR2）であれば遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ
１は共に減少され、他方、リッチ状態であれば遅延時間
ＴＤＲ１，ＴＤＬ１は共に増大される。このとき、リッ
チ遅延時間ＴＤＲ１はＴR1〜ＴR2の範囲で変化し、リー
ン遅延時間ＴＤＬ１はＴL1〜ＴL2の範囲で変化すること
になる。

【００５６】また、以上左バンクＳＢＨ空燃比フィード
バック制御について述べたが、右バンクＳＢＭについて
も、右空燃比センサ２３及び補助空燃比センサ２５から
の検出信号に基づいて、前述した処理と同様な処理を実
行することにより空燃比フィードバック制御を実行して
いる。

【００５７】次に、触媒劣化検出処理時の作動について
説明する。図１０，１１は三元触媒１７の劣化を検出す
る触媒劣化検出制御ルーチンである。本ルーチンは所定
期間（例えば、本実施例では６４msec）毎に起動・実行
される。ステップ４０１で劣化検出条件が成立している
か否か、即ち劣化検出処理を実行するか否かを判断す
る。ここで、劣化検出条件とは、例えば本実施例では、
前述の主・副空燃比フィードバック制御中である、空燃
比補正係数ＦＡＦ、第１のリッチスキップ量ＲＳＲ１お
よび第１のリーンスキップ量ＲＳＬ１がガード値でな
い、エンジン１が定常状態である等である。ステップ４
０１で劣化検出条件が成立していない場合は以後の処理
を行わずに本ルーチンを終了する。

【００５８】一方、ステップ４０１で触媒劣化検出条件
が成立した場合は、ステップ４０２以降の劣化検出処理
を実行する。まずステップ４０２及び４０３でカウンタ
ＣＲＬ，ＣＬＲをインクリメントする（ＣＲＬ←ＣＲＬ
＋１，ＣＬＲ←ＣＬＲ＋１）。

【００５９】ここでカウンタＣＲＬは空燃比補正係数Ｆ
ＡＦがリッチからリーンにスキップ状に変化した時点か
らの経過時間に相当し、カウンタＣＬＲは空燃比補正係
数ＦＡＦがリーンからリッチ側にスキップ状に変化した
時点からの経過時間に相当する。

【００６０】図１２は左空燃比センサ２１，空燃比補正
係数ＦＡＦ，補助空燃比センサ２５の出力波形を表した
もので、補助空燃比センサ２５の出力は空燃比補正係数
ＦＡＦのスキップ状の変化（リッチからリーン及びリー
ンからリッチ）に対し、それぞれ所定の遅延時間Ｔ１，
Ｔ２経過後に比較電圧ＶＲ２をリーン側に、あるいはリ
ッチ側に横切っている。

【００６１】即ち、触媒１７が正常であればそのストレ
ージ効果によって、空燃比補正係数ＦＡＦの変化に伴う
空燃比の変動の補助空燃比センサ２５への伝搬が遅れ
る。しかし触媒１７が劣化するとそのストレージ効果が
低下し、図１２に示す様に空燃比補正係数ＦＡＦの変化
に対する補助空燃比センサ２５の出力の変化の遅れ時間
Ｔ１Ｘ，Ｔ２Ｘはそれぞれ正常時の遅れ時間Ｔ１，Ｔ２
に対して短くなる。

【００６２】本実施例では、空燃比補正係数ＦＡＦがリ
ッチからリーンへ変化する時点から、補助空燃比センサ
２５の出力電圧Ｖ２が比較電圧ＶＲ２以下になるまでの
遅延時間Ｔ１をカウンタＣＲＬでカウントし、空燃比補
正係数ＦＡＦがリーンからリッチへ変化する時点から、
出力電圧Ｖ２が比較電圧ＶＲ２以上になるまでの遅延時
間Ｔ２をカウンタＣＬＲでカウントする。そして所定回
数α（例えば１０回）だけＴ１，Ｔ２を求め、Ｔ１，Ｔ
２の平均を算出し、その平均値より触媒１７の劣化を判
別している。

【００６３】図１０に戻って、ステップ４０２，４０３
でカウンタＣＲＬ，ＣＬＲをインクリメントするとステ
ップ４０４で空燃比補正係数ＦＡＦがリッチ側からリー
ン側にスキップ状に変化したか即ち、ＦＡＦの値が１．
０以上から１．０以下に下降したかの判別を行なう。リ
ッチからリーンに変化した場合はステップ４０５でカウ
ンタＣＲＬをリセット（ＣＲＬ←０）とする。

【００６４】そしてステップ４０８で補助空燃比センサ
２５がリッチからリーンに変化したか、即ち出力電圧Ｖ
２が比較電圧ＶＲ２を下回ったか否か判別を行う。下回
った場合は、ステップ４０９で遅延時間Ｔ１の積算値に
相当し、第１の積算手段をなす積算カウンタＴＣＲＬに
現在のカウント値ＣＲＬ（Ｔ１に相当する値）を加算す
る（ＴＣＲＬ←ＴＣＲＬ＋ＣＲＬ）。

【００６５】そしてステップ４１０でカウンタ値ＣＲＬ
を積算した回数を示す積算回数カウンタＣＣＲＬをイン
クリメントする（ＣＣＲＬ←ＣＣＲＬ＋１）。次にステ
ップ４１４でステップ４０９，４１２で遅延時間Ｔ１，
Ｔ２の積算回数に相当する実行積算カウンタＴＴをイン
クリメントする（ＴＴ←ＴＴ＋１）。さらに、ステップ
４１５で積算カウンタＴＴが所定回数αに達したか否か
の（所定期間積算したか否か）判別を行ない、達した場
合は以下ステップ４１６〜４２１の処理を実行し、達し
ていない場合は本ルーチンを抜ける。

【００６６】またステップ４０４でＮＯ判定のときは、
ステップ４０６で空燃比補正係数ＦＡＦがリーンからリ
ッチにスキップ状に変化したか、即ちＦＡＦの値が１．
０以下から１．０以上に上昇したかの判別を行う。そし
て、リーンからリッチに変化した場合はステップ４０７
でカウンタＣＬＲをリセットする（ＣＬＲ←０）。

【００６７】またステップ４０８で判定がＮＯであった
場合は、ステップ４１１で補助空燃比センサ２５がリー
ンからリッチに変化したか、即ち出力電圧Ｖ２が比較電
圧ＶＲ２を上回ったか否かの判別を行う。そして、上回
った場合はステップ４１２で遅延時間Ｔ２を積算するカ
ウンタＴＣＬＲに現在のカウント値ＣＲＬ（Ｔ２に相当
する値）を加算する（ＴＣＬＲ←ＴＣＬＲ＋ＣＬＲ）。

【００６８】さらに、ステップ４１３でカウンタ値ＣＬ
Ｒを積算した回数を示し、積算回数カウンタＣＣＬＲを
インクリメント（ＣＣＬＲ←ＣＣＬＲ＋１）し、ステッ
プ４１４に進む。また、ステップ４０６でＮＯ判定であ
る場合即ち、空燃比補正係数ＦＡＦがリッチ→リーンま
たはリーン→リッチの変化時でないときはカウンタＣＲ
Ｌ，ＣＬＲはリセットされずステップ４０８に進む。そ
して、ステップ４０８，４１１共にＮＯ判定の場合は以
下の処理は行なわない。即ち、本ルーチンにおいて、Ｆ
ＡＦがリッチからリーンへの変化時でなく、また補助空
燃比センサ２５がリッチからリーンへの変化時でないと
きはカウンタＣＲＬ，ＣＬＲの更新のみを行なう。

【００６９】ステップ４１５で積算カウンタＴＴが所定
回数αに達した場合はステップ４１６に進んで、次の数
式１のように、遅延時間Ｔ１とＴ２の平均値Ｔを算出す
る。

【００７０】

【数１】 Ｔ＝（ＴＣＲＬ／ＣＣＲＬ＋ＴＣＬＲ／ＣＣＬＲ）／２ 上式においてＴＣＲＬ／ＣＣＲＬは積算結果ＴＣＲＬを
積算回数ＣＣＲＬで除算してえられる除算結果であり、
遅延時間Ｔ１のＣＣＲＬ回数分の平均値に相当する。ま
た、ＴＣＬＲ／ＣＣＬＲは積算結果ＴＣＲＬを積算回数
ＣＣＲＬで除算してえられる除算結果であり、遅延時間
Ｔ２のＣＣＬＲ回数分の平均に相当するため、両者の和
を２で除算して求まるＴはＴ１とＴ２とを含めた遅延時
間の平均値となる。

【００７１】ステップ４１７で劣化判定レベルβを読み
込む。この劣化判定レベルβは図１３に示すように吸入
空気量Ｑに対応して定められており、吸気量Ｑが大きく
なるに従って劣化判定レベルβは小さくなる特性を有し
ている。ステップ４１７で劣化判定レベルβが定まる
と、ステップ４１８で平均値Ｔと劣化判定レベルβとを
比較する。そして、平均値Ｔの方が小さいときはステッ
プ４１９で触媒１７が劣化を判別し、ステップ４２０で
アラーム１９を点灯してステップ４２２に進む。

【００７２】逆に平均値Ｔの方が劣化判定レベルβより
大きいときは、ステップ４２１で触媒１７は正常と判別
してステップ４２２に進む。ステップ４２２では、カウ
ンタＣＲＬ，ＣＬＲ，積算カウンタＴＣＲＬ，ＴＣＬ
Ｒ，積算回数カウンタＣＣＲＬ，ＣＣＬＲ，実行積算カ
ウンタＴＴをリセットして本ルーチンを終了する。

【００７３】前述した実施例では遅延時間Ｔ１，Ｔ２を
所定回求め、それらの平均値Ｔを用いて触媒１７の劣化
検出を行ったが、遅延時間Ｔ１の平均値（ＴＣＲＬ／Ｃ
ＣＲＬ）のみあるいは遅延時間Ｔ２の平均値（ＴＣＬＲ
／ＣＣＬＲ）のみを劣化判別レベルβと比較することに
より触媒１７の劣化を判別してもよい。さらに遅延時間
Ｔ１，Ｔ２を積算して積算結果を積算回数で除算した除
算結果即ち平均値を用いずに、１回のみの遅延時間Ｔ１
あるいはＴ２を劣化判定レベルβと比較することにより
触媒１７の劣化を判別する様にしてもよい。

【００７４】また、遅延時間Ｔ１，Ｔ２の積算回数が所
定回数αを越えた後にステップ４１６以降の劣化判別処
理を実行する替わりに、所定時間（例えば６４０msec）
毎にステップ４１６以降の劣化判別処理を実行する様に
してもよい。また、劣化判定レベルβを吸気量Ｑに対応
して設定する替わりに、一定値例えば１sec に設定して
もよい。

【００７５】なお、劣化判定に関しては、本実施例のよ
うに、遅延時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて行うものに限ら
ず、例えば周波数比を用いるもの（実開昭６３−１２８
２２１号）、振幅比を用いるもの（特開昭４９−１０９
７２１号）、面積比を用いるもの（ＳＡＥ９１０５６
１）等、従来より知られたどの方法を用いても構わな
い。

【００７６】次に、本発明の特徴である、影響減少制御
処理について説明する。本実施例においては、触媒劣化
検出条件成立時に、一方のバンク（本実施例では右バン
クＳＢＭ）からの排気の影響を極力減少させ、他方のバ
ンク（本実施例では左バンクＳＢＨ）からの情報で触媒
劣化判定を行うものである。従って、劣化判定そのもの
は、上述したように、左バンクＳＢＨの空燃比補正係数
ＦＡＦ、補助空燃比センサ２５の信号を用いて実行され
る。

【００７７】以下、右バンクＳＢＭからの排気の影響を
どの様に減少させるかを、３つの実施例に基づき説明す
る。第１実施例を図１４のフローチャートを参照して説
明する。まず。ステップ５０１にて、エンジン水温、エ
ンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑ、スロットル開度等の
各種パラメータを読み込み、ステップ５０２にて触媒劣
化検出条件が成立したか否かを判断する。この触媒劣化
検出条件とは、例えば、エンジン１が定常状態である、
あるいは、過去に一度判定を行っている等である。

【００７８】ステップ５０２で触媒劣化検出条件が成立
していない場合は、ステップ５０３で、左右バンクＳＢ
Ｈ，ＳＢＭのフィードバック定数を同じにする。即ち、
右のスキップ定数ＲＳ１Ｍ及び積分定数ＫＩ１Ｍに、そ
れぞれ左のスキップ定数ＲＳ１Ｈ、積分定数ＫＩ１Ｈを
代入する。

【００７９】一方、ステップ５０２で触媒劣化検出条件
が成立した場合には、ステップ５０４で、右バンクＳＢ
Ｍのフィードバック定数を小さくする。具体的には、右
のスキップ定数ＲＳ１Ｍに対して、微小値γ（ＲＳ１
Ｍ》γ）を代入し、積分定数ＫＩ１Ｍには、微小値θ
（ＫＩ１Ｍ》θ）を代入する。ステップ５０３あるいは
ステップ５０４の処理が終了したら、一旦本ルーチンを
終了する。

【００８０】このような処理を実行した場合の、空燃比
補正係数ＦＡＦの波形変化を図１９に示す。触媒劣化検
出条件が不成立の場合には、左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭ
のフィードバック定数は同じで、スキップ定数ＲＳ１
Ｍ、空燃比補正係数ＦＡＦの波形の傾きとなる積分定数
ＫＩ１Ｍは等しい。但し、左右バンクＳＢＨ，ＳＢＭを
独立してフィードバック制御しているので、左バンクＦ
ＡＦ（ＦＡＦＨ）と右バンクＦＡＦ（ＦＡＦＭ）の波形
位相は必ずしも一致しない。

【００８１】例えば、左右のＦＡＦの位相が一致した場
合には、図１９（Ａ）に示すように片方がリッチガスの
場合は他方もリッチガス、片方がリーンガスの場合は他
方もリーンガスが互いに混ざり、補助空燃比センサ２５
にて波形測定が可能となる。一方、左右のＦＡＦの位相
が逆になった場合には、図１９（Ｂ）に示すように、リ
ッチガスとリーンガスが混ざって空燃比λ≒１のガスと
なってしまい、補助空燃比センサ２５において検出され
る波形が振幅しなくなってしまう。

【００８２】これに対し、触媒劣化条件成立時には右バ
ンクＳＢＭの空燃比フィードバック定数を小さくするた
め、図１９（Ｃ）に示すように、スキップ量（γ）、波
形の傾き（θ）が共に小さくなり、ＦＡＦの振幅が非常
に小さくなる。従って、右バンクＳＢＭからの排気の影
響は非常に減少し、補助空燃比センサ２５において検出
される波形は、左バンクＳＢＨに対する空燃比変化を確
実に捉えている。この信号を基にすれば、触媒劣化判定
が確実に行える。

【００８３】次に、第２実施例を図１５及び図１６のフ
ローチャートを参照して説明する。この第２実施例は、
右バンクＳＢＭからの排気の影響を排除するために、左
バンクＳＢＨに対する空燃比補正係数ＦＡＦ（以下左バ
ンク補正係数ＦＡＦＨとも言う。）を、右バンクＳＢＭ
に対する空燃比補正係数ＦＡＦ（以下右バンク補正係数
ＦＡＦＭとも言う。）としても用い、両者の制御位相を
一致させるものである。 まず図１５のステップ６０１
にて、エンジン水温、エンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量
Ｑ、スロットル開度等の各種パラメータを読み込み、ス
テップ６０２にて触媒劣化検出条件が成立したか否かを
判断する。

【００８４】ステップ６０２で触媒劣化検出条件が成立
している場合は、ステップ６０３で判定フラグＸＣＡＴ
を立て（ＸＣＡＴ←１）、触媒劣化検出条件が成立して
いない場合には、ステップ６０４で判定フラグＸＣＡＴ
をおろして（ＸＣＡＴ←０）、一旦本ルーチンを終了す
る。

【００８５】また、本第２実施例の場合は、図４のステ
ップ１０１ａにおけるＦＡＦＭ作成処理が図１６に示す
ように実行される。このＦＡＦＭ作成処理ルーチンで
は、まずステップ７０１で判定フラグＸＣＡＴが立って
いるか否か、即ちＸＣＡＴ＝１かどうかを判断し、判定
フラグＸＣＡＴがおりている場合、即ちＸＣＡＴ＝０の
場合には、そのまま図４のステップ１０２に移行する。

【００８６】一方、ステップ７０１で判定フラグＸＣＡ
Ｔ＝１の場合には、右バンク補正係数ＦＡＦＭの代わり
に左バンク補正係数ＦＡＦＨを入れ（ＦＡＦＭ←ＦＡＦ
Ｈ）て図４の空燃比フィードバック制御ルーチンに戻
り、ステップ１０２以下の通常のフィードバック制御を
行わずに終了する。

【００８７】本第２実施例の処理を実行した場合の、空
燃比補正係数ＦＡＦの波形変化を図２０に示す。触媒劣
化検出条件が不成立の場合には、左右バンクＳＢＨ，Ｓ
ＢＭを独立してフィードバック制御しているので、左バ
ンクＦＡＦ（ＦＡＦＨ）と右バンクＦＡＦ（ＦＡＦＭ）
の波形位相は必ずしも一致せず、例えば、図２０（Ａ）
に示すように左右のＦＡＦの位相が逆になった場合に
は、リッチガスとリーンガスが混ざって空燃比λ≒１の
ガスとなってしまい、補助空燃比センサ２５において検
出される波形が振幅しなくなってしまう。

【００８８】これに対し、触媒劣化検出条件成立時に
は、図２０（Ｂ）に示すように、左右バンクＳＢＨ，Ｓ
ＢＭのＦＡＦの位相が一致し、図片方がリッチガスの場
合は他方もリッチガス、片方がリーンガスの場合は他方
もリーンガスが互いに混ざり、補助空燃比センサ２５に
て波形測定が可能となる。従って、補助空燃比センサ２
５において検出される波形は、左バンクＳＢＨに対する
空燃比変化を確実に捉えることができ、この信号を基に
すれば触媒劣化判定が確実に行える。

【００８９】次に、第３実施例を図１７及び図１８のフ
ローチャートを参照して説明する。この第３実施例は、
右バンクＳＢＭからの排気の影響を排除するために、デ
ィザ制御を行い、右バンク補正係数ＦＡＦＭを、空燃比
λ＝１を挟んで、リッチとリーンとに小さく振らせるや
り方である。

【００９０】まず、図１７のステップ８０１にて各種パ
ラメータを読み込み、ステップ８０２にて触媒劣化検出
条件が成立したか否かを判断する。ステップ８０２で触
媒劣化検出条件が成立している場合は、ステップ８０３
で判定フラグＸＣＡＴを立て（ＸＣＡＴ＝１）、触媒劣
化検出条件が成立していない場合には、ステップ８０４
で判定フラグＸＣＡＴをおろして（ＸＣＡＴ＝０）、一
旦本ルーチンを終了する。

【００９１】また、本第３実施例の場合は、図４のステ
ップ１０１ａにおけるＦＡＦＭ作成処理が図１７のフロ
ーチャートに示すように実行される。このＦＡＦＭ作成
処理ルーチンでは、まずステップ９０１で判定フラグＸ
ＣＡＴが立っているか否か、即ちＸＣＡＴ＝１かどうか
を判断し、判定フラグＸＣＡＴがおりている場合、即ち
ＸＣＡＴ＝０の場合には、ディザ判定フラグＸＣＣを降
ろし（ＸＣＣ＝０）、図４のステップ１０２に移行して
通常のフィードバック制御を行う。ディザ判定フラグＸ
ＣＣは、現在ディザ制御を実行中か否かを判定するフラ
グである。

【００９２】一方、ステップ９０１で、判定フラグＸＣ
ＡＴが立っている場合（ＸＣＡＴ＝１）には、ステップ
９０３以下のディザ制御を実行する。ステップ９０３で
ディザ判定フラグＸＣＣを立っているか否かを判定し、
立っている場合（ＸＣＡＴ＝１）には、カウンタＣＣＡ
Ｔが所定値ε以上であるか否かを判断する。カウンタＣ
ＣＡＴは、ディザ制御中のリッチ時間またはリーン時間
を決める定数である。

【００９３】ステップ９０４でＮＯの場合、即ちカウン
タＣＣＡＴが所定値εより小さい場合には、ステップ９
０５でカウンタＣＣＡＴをインクリメントして、本ルー
チンを一旦終了し、図４の空燃比フィードバック制御ル
ーチンに戻り、ステップ１０２以下の通常のフィードバ
ック制御を行わずに終了する。

【００９４】一方、ステップ９０４でＹＥＳの場合、即
ちカウンタＣＣＡＴが所定値ε以上の場合には、ステッ
プ９０６で右バンク補正係数ＦＡＦＭがリッチかリーン
かを判断する。そして、右バンク補正係数ＦＡＦＭがリ
ーンの場合（ＦＡＦＭ＜１）には、ステップ９０７でリ
ッチにし（ＦＡＦＭ←１＋Ｘ）、逆に、右バンク補正係
数ＦＡＦＭがリッチの場合（ＦＡＦＭ≧１）には、ステ
ップ９０８でリーンにする（ＦＡＦＭ←１−Ｘ）。

【００９５】そして、ステップ９０９でカウンタＣＣＡ
Ｔをクリアした後（ＣＣＡＴ＝０）、本ルーチンを一旦
終了して図４の空燃比フィードバック制御ルーチンに戻
り、ステップ１０２以下の通常のフィードバック制御を
行わずに終了する。なお、ステップ９０７，９０８にお
いて、空燃比をリッチ又はリーンにさせるために、理論
空燃比（λ＝１）に増減させる所定値Ｘは、エミッショ
ン悪化防止、運転性確保のため、本実施例では、０.０
５ ≦Ｘ≦０.１５ 程度の値に設定されている。

【００９６】一方、ステップ９０３でディザ判定フラグ
ＸＣＣが降りている場合（ＸＣＡＴ＝０）には、ステッ
プ９１０で右バンク補正係数ＦＡＦＭ＝１．０とした
後、ステップ９１１でディザ判定フラグＸＣＣを立て
（ＸＣＣ＝１）、ステップ９０９の処理に移行する。

【００９７】このような処理を実行した場合の、空燃比
補正係数ＦＡＦの波形変化を図２０（Ｃ）に示す。触媒
劣化検出条件が成立する前には、左右バンクＳＢＨ，Ｓ
ＢＭを独立してフィードバック制御しているので、左バ
ンクＦＡＦ（ＦＡＦＨ）と右バンクＦＡＦ（ＦＡＦＭ）
の波形位相は必ずしも一致せず、例えば、左右のＦＡＦ
の位相が逆になった場合には、図２０（Ａ）に示すよう
に、リッチガスとリーンガスが混ざって空燃比λ≒１の
ガスとなってしまい、補助空燃比センサ２５において検
出される波形が振幅しなくなってしまう。

【００９８】これに対し、触媒劣化条件成立時には、上
述したディザ制御が実行され、図２０（Ｃ）に示すよう
に、右バンク補正係数ＦＡＦＭが、空燃比λ＝１を挟ん
でリッチとリーンとに小さく振れることにより、右空燃
比センサ２３の波形は、リッチとリーンの反転する周期
が長くなる。そのため、右バンクＳＢＭからの排気の影
響は減少し、補助空燃比センサ２５において検出される
波形は、左バンクＳＢＨに対する空燃比変化を確実に捉
えることができる。従って、この信号を基にすれば、触
媒劣化判定が確実に行える。

【００９９】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【０１００】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の触媒劣化
検出装置によれば、複数のシリンダバンクを有する内燃
機関において、所定のシリンダバンクに対する空燃比補
正係数を、それ以外のシリンダバンクに対する空燃比補
正係数としても用い、各主空燃比センサからの出力特性
変化の位相を同期させることにより、空燃比変動の影響
を小さくすることができる。

【０１０１】従って、触媒より下流に配設された補助空
燃比センサは１つとしながらも、所定のシリンダバンク
に対する空燃比変化を確実に捉えることができ、所定の
シリンダバンクに対応する主空燃比センサ、及び補助空
燃比センサの検出結果に基づいて、触媒の劣化状態を判
定することで、各シリンダバンクへの制御位相のずれに
係わらず、確実に触媒の劣化判断が可能となるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例である内燃機関の触媒劣化検
出装置の全体概略図である。

【図３】本実施例の制御装置のブロック図である。

【図４】制御装置において実行される第１の空燃比フィ
ードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】空燃比フィードバック制御時の空燃比状態を判
別するための波形図である。

【図６】空燃比状態を判別するための波形図である。

【図７】制御装置において実行される第２の空燃比フィ
ードバック制御ルーチンの前半を示すフローチャートで
ある。

【図８】制御装置において実行される第２の空燃比フィ
ードバック制御ルーチンの後半を示すフローチャートで
ある。

【図９】第２の空燃比フィードバック制御ルーチンにお
ける遅延時間ＴＤＲ１，ＴＤＬ１のタイミング図である

【図１０】制御装置において実行される触媒劣化検出制
御ルーチンの前半を示すフローチャートである。

【図１１】制御装置において実行される触媒劣化検出制
御ルーチンの後半を示すフローチャートである。

【図１２】左空燃比センサ、空燃比補正係数ＦＡＦ、及
び補助空燃比センサの出力波形図である。

【図１３】吸入空気量に対応して定められた劣化判定レ
ベルを示すグラフである。

【図１４】影響減少制御処理の第１実施例を示すフロー
チャートである。

【図１５】影響減少制御処理の第２実施例における触媒
劣化検出条件判定処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１６】影響減少制御処理の第２実施例におけるＦＡ
ＦＭ作成処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図１７】影響減少制御処理の第３実施例における触媒
劣化検出条件判定処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１８】影響減少制御処理の第３実施例におけるＦＡ
ＦＭ作成処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図１９】影響減少制御処理の第１実施例による空燃比
補正係数ＦＡＦの波形変化を示す波形図である。

【図２０】影響減少制御処理の第２及び第３実施例にお
ける空燃比補正係数ＦＡＦの波形変化を示す波形図であ
る。

【図２１】従来技術を示すもので、（Ａ）は両バンクの
制御位相が一致した場合の波形図、（Ｂ）は両バンクの
制御位相が互いに逆の方向にずれた場合の波形図であ
る。

【符号の説明】

ＳＢＨ…左バンク、 ＳＢＭ…右バンク、 ＦＡＦ
Ｈ…左バンク補正係数、ＦＡＦＭ…右バンク補正係数、
１…（Ｖ型６気筒ガソリン）エンジン、８…左バンク
用燃料噴射弁、９…右バンク用燃料噴射弁、１０…制御
回路、１１，１３…排気通路、 １５…集合排気管、
１７…触媒コンバータ、２１…左バンク用主空燃比
センサ、 ２３…右バンク用主空燃比センサ、２５
…補助空燃比センサ

フロントページの続き (72)発明者 樹神 勝彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−112949（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F01N 3/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダバンクに各々連結された
   複数の排気通路と、 上記各排気通路が合流した１つの集合排気管と、 上記各排気通路内に各々配設された複数の主空燃比セン
   サと、 上記集合排気管内に配設された排気浄化用の触媒と、 上記集合排気管内の上記触媒より下流に配設された１つ
   の補助空燃比センサと、 上記主空燃比センサの検出結果に基づく各シリンダバン
   クに対する空燃比フィードバック制御を実行するフィー
   ドバック制御手段と、 を備えた内燃機関に用いられ、 上記所定のシリンダバンクに対応する主空燃比センサ、
   及び上記補助空燃比センサの検出結果に基づいて、上記
   触媒の劣化状態を判定する劣化判定手段と、 上記空燃比フィードバック制御時の空燃比制御量を調整
   することにより、上記複数のシリンダバンクの内、上記
   所定のシリンダバンク以外のシリンダバンクに対する空
   燃比をリッチ／リーンに振り、且つ上記所定のシリンダ
   バンク以外のシリンダバンクからの排気による空燃比変
   動の影響を小さくする影響減少手段と を備え、 上記影響減少手段は、上記所定のシリンダバンクに対す
   る空燃比フィードバック制御時の空燃比補正係数を、そ
   れ以外のシリンダバンクに対する空燃比補正係数として
   用い、各主空燃比センサからの出力特性変化の位相を同
   期させることによって、上記空燃比変動の影響を小さく
   することを 特徴とする内燃機関の触媒劣化検出装置。