JP3198770B2 - 内燃機関の触媒劣化判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の触媒劣化判
定装置に係り、特に触媒体の劣化状態を判定するための
劣化判定パラメータの計測及び演算の精度をさらに高め
得るとともにばらつきを少なくし得て、触媒体の劣化判
定精度を向上し得て、また、触媒体の劣化判定精度の向
上により触媒体の機能の正常・異常の判断を正確になし
得て、誤判断による不要な修理を回避し得るとともに信
頼性を向上し得る内燃機関の触媒劣化判定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される内燃機関には、排気通
路に触媒体を設け、この触媒体の上両側及び下流側の排
気通路に夫々排気センサたる第１Ｏ2 センサ及び第２Ｏ
2 センサを設け、これら第１Ｏ2 センサ及び第２Ｏ2 セ
ンサの出力する第１検出信号及び第２検出信号に基づき
空燃比が目標値になるようフィードバック制御する制御
手段を設けたものがある。これにより、内燃機関は、触
媒体による排気浄化効率を向上し、排出される排気有害
成分値の低減を図っている。

【０００３】このような内燃機関の排出する排気有害成
分値の低減を図るものとしては、特開平４−１０９０４
５号公報や特開平４−１１６２３９号公報に開示される
ものがある。特開平４−１０９０４５号公報に開示され
るものは、内燃機関の排気通路に設けられた排気の浄化
手段の上流側及び下流側に夫々第１Ｏ2 センサ及び第２
Ｏ2 センサを設け、第１Ｏ2 センサの出力する第１検出
信号に基づいて空燃比を目標値にフィードバック制御す
るものにおいて、空燃比の目標値を変えた時に、第２Ｏ
2 センサの出力する第２検出信号の応答変化によって、
前記浄化手段の劣化をモニタするものである。

【０００４】特開平４−１１６２３９号公報に開示され
るものは、内燃機関の排気通路に設けられた排気の浄化
手段の上流側及び下流側に夫々第１Ｏ2 センサ及び第２
Ｏ2センサを設け、第１Ｏ2 センサの出力する第１検出
信号に基づいて空燃比を目標値にフィードバック制御す
るものにおいて、フィードバック制御中に第１Ｏ2 セン
サの出力と第２Ｏ2 センサの出力とを比較して触媒体の
劣化を判定する劣化判定手段を設け、フィードバック制
御の学習値の更新回数が所定回数以下のときに前記劣化
判定手段による劣化判定を禁止する判定禁止手段を設け
たものである。

【０００５】このように内燃機関の排気通路に設けられ
た触媒体は、通常に使用される運転状態においては、そ
の浄化機能の著しい低下を招くことがない。しかし、触
媒体は、無鉛ガソリンを燃料とする内燃機関に有鉛ガソ
リンを供給した場合や、なんらかの原因により点火プラ
グ用のハイテンションコードが抜けた状態で運転した場
合等に、浄化機能を著しく低下されることになる。

【０００６】このような触媒体の浄化機能の低下は、排
気浄化効率を低下させることにより、未浄化の排気が大
気中に排出されることになる。また、触媒体の劣化状態
を判定する場合は、判定精度が低いと、触媒体の機能が
正常であるにもかかわらず異常を知らせることとなり、
徒な混乱を招く不都合があるとともに、信頼性を低下さ
せる不都合がある。

【０００７】そこで、内燃機関においては、触媒体の劣
化判定パラメータを正確に計測し得て、劣化状態を精度
良く判定することが望まれている。このような触媒体の
劣化状態を判定する触媒劣化判定装置としては、この発
明の出願人により、第１Ｏ2センサの出力する第１検出
信号のリッチ反転及びリーン反転による第１フィードバ
ック制御補正量の減少開始時及び増加開始時から第２Ｏ
2 センサの第２検出信号のリーン反転及びリッチ反転ま
でのリーン応答遅れ時間及びリッチ応答遅れ時間や、第
１Ｏ2 センサ及び第２Ｏ2 センサの第１検出信号及び第
２検出信号の周期の軌跡が囲む第１検出信号囲繞面積及
び第２検出信号囲繞面積等を、劣化判定パラメータとし
て測定し、これら劣化判定パラメータを基に劣化判定比
較値を求めて劣化状態を判定する触媒劣化判定装置が、
既に出願されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記リーン
応答遅れ時間及びリッチ応答遅れ時間から求められるリ
ッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹ等の劣化判定パラメータ
を基に劣化判定比較値を求めて劣化状態を判定する触媒
劣化判定装置においては、フィードバック制御補正量の
周期ＴＦＢや空気量ＧＡが劣化判定比較値に影響を与え
る問題を回避するために、劣化判定パラメータ計測時の
フィードバック制御補正量の周期ＴＦＢや空気量ＧＡに
より劣化判定パラメータを補正し、この補正された劣化
判定パラメータから算出される劣化判定比較値を予め設
定されている劣化判定値と比較して、触媒体の劣化状態
を判定している。

【０００９】ところが、前記劣化判定パラメータは、前
記フィードバック制御補正量の周期ＴＦＢや空気量ＧＡ
のみならず、空燃比が目標値になるようにフィードバッ
ク制御するためのフィードバック制御補正量ＦＡＦの影
響をも受ける問題がある。このフィードバック制御補正
量ＦＡＦは、スキップ補正量Ｋｓと積分補正量Ｋｉとか
ら構成されている。内燃機関においては、このスキップ
補正量Ｋｓと積分補正量Ｋｉとによって、空燃比が目標
値になるように燃料補正量をフィードバック制御してい
る。

【００１０】前記従来の触媒劣化判定装置においては、
劣化判定時にフィードバック制御補正量ＦＡＦを構成す
るスキップ補正量Ｋｓと積分補正量Ｋｉとを固定値と
し、劣化判定を行っていた。このため、積分補正量Ｋｉ
の増減によるフィードバック制御補正量の周期ＴＦＢの
増減やスキップ補正量Ｋｓの増減によるフィードバック
制御補正量の波形の増減等による燃料フィードバック補
正量ＦＦＢが大きくばらつくことになる。

【００１１】従来は、この燃料フィードバック補正量Ｆ
ＦＢのばらつきを考慮せずに劣化判定を行っていたた
め、触媒体の劣化状態を判定するための劣化判定パラメ
ータの計測及び演算の精度が低下されるとともにばらつ
きが大きくなる問題があり、触媒体の劣化判定精度を低
下させる不都合あった。また、この触媒体の劣化判定精
度の低下により触媒体の機能の正常・異常の判断を正確
になし得ず、誤判断による不要な修理を招来するととも
に信頼性を低下させる不都合があった。さらに、従来
は、劣化判定パラメータとしてのリッチ・リーン反転時
間ＴＤＬＹが、第１検出信号のリッチ反転時及びリーン
反転時から第１フィードバック制御補正量の減少開始及
び増加開始までのリッチ判定遅れ時間及びリーン判定遅
れ時間により影響を受け、計測及び演算の精度が低下さ
れるとともにばらつきが大きくなる問題があり、触媒体
の劣化判定精度を低下させる不都合あった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、内燃機関の排気通路に設け
られた触媒体の上流側及び下流側の前記排気通路に夫々
第１排気センサ及び第２排気センサを設け、これら第１
排気センサ及び第２排気センサの出力する第１検出信号
及び第２検出信号に基づき空燃比が目標値になるようフ
ィードバック制御する制御手段を設けた内燃機関におい
て、所定の触媒劣化判定条件が成立する場合に、前記第
１検出信号のリッチ反転及びリーン反転による第１フィ
ードバック制御補正量の減少開始時及び増加開始時から
前記第２検出信号のリーン反転及びリッチ反転までのリ
ーン応答遅れ時間及びリッチ応答遅れ時間よりリッチ・
リーン反転時間を求め、第１フィードバック制御補正量
の周期と前記第１検出信号のリッチ反転時及びリーン反
転時から前記第１フィードバック制御補正量の減少開始
及び増加開始までのリッチ判定遅れ時間及びリーン判定
遅れ時間とより補正用判定遅れ時間を求め、前記第１フ
ィードバック制御補正量より燃料フィードバック補正量
を求め、前記第１検出信号のリッチ反転時及びリーン反
転時から前記第１フィードバック制御補正量の減少開始
及び増加開始までのリッチ判定遅れ時間及びリーン判定
遅れ時間よりリッチ・リーン遅れ時間を求め、前記リッ
チ・リーン反転時間と補正用判定遅れ時間と燃料フィー
ドバック補正量とリッチ・リーン遅れ時間とより劣化判
定比較値を求め、この劣化判定比較値と予め設定される
劣化判定値とを比較して前記触媒体の劣化状態を判定す
る判定部を前記制御手段に設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段に設けられ
た判定部は、所定の触媒劣化判定条件が成立する場合
に、リッチ・リーン反転時間と補正用判定遅れ時間と燃
料フィードバック補正量とリッチ・リーン遅れ時間とよ
り劣化判定比較値を求め、この劣化判定比較値と予め設
定される劣化判定値とを比較して触媒体の劣化状態を判
定していることにより、燃料フィードバック補正量のみ
ならずリッチ・リーン遅れ時間をも考慮して劣化判定を
行うことができ、燃料フィードバック補正量やリッチ・
リーン遅れ時間の影響により触媒体の劣化状態を判定す
るための劣化判定パラメータの計測及び演算の精度が低
下される問題やばらつきが大きくなる問題を回避するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。図１〜図１０は、この発明による触媒劣化
判定装置の実施例を示すものである。図２において、２
は内燃機関、４は吸気通路、６は排気通路である。内燃
機関２の吸気通路４は、上流側から順次に接続されたエ
アクリーナ８とエアフローメータ１０とスロットルボデ
ィ１２と吸気マニホルド１４とにより形成される。前記
スロットルボディ１２内の吸気通路４には、吸気絞り弁
１６を備えている。吸気通路４は、内燃機関２の燃焼室
１８に連通されている。

【００１５】また、内燃機関２の燃焼室１８に連通され
る排気通路６は、上流側から順次に接続された排気マニ
ホルド２０と上流側排気管２２と触媒コンバータ２４と
下流側排気管２６とにより形成される。触媒コンバータ
２４内の排気通路６には、触媒体２８を設けている。

【００１６】前記内燃機関２には、燃焼室１８に指向さ
せて燃料噴射弁３０を設けている。燃料噴射弁３０は、
燃料分配通路３２を介して燃料供給通路３４により燃料
タンク３６に連通されている。燃料タンク３６内の燃料
は、燃料ポンプ３８により圧送され、燃料フィルタ４０
により塵埃を除去されて燃料供給通路３４により燃料分
配通路３２に供給され、燃料噴射弁３０に分配供給され
る。

【００１７】前記燃料分配通路３２には、燃料の圧力を
調整する燃料圧力調整部４２を設けている。燃料圧力調
整部４２は、吸気通路４に連通する導圧通路４４から導
入される吸気圧により燃料圧力を所定値に調整し、余剰
の燃料を燃料戻り通路４６により燃料タンク３６に戻
す。

【００１８】前記燃料タンク３６は、蒸発燃料用通路４
８によりスロットルボディ１２の吸気通路４に連通して
設け、蒸発燃料用通路４８の途中に２方向弁５０とキャ
ニスタ５２とを介設している。また、前記スロットルボ
ディ１２には、吸気絞り弁１６を迂回するバイパス通路
５４を設け、このバイパス通路５４の途中にアイドル空
気量制御弁５６を介設している。なお、符号５８はエア
レギュレータ、符号６０はパワーステアリングスイッ
チ、符号６２はパワーステアリング用空気量制御弁、６
４はブローバイガス通路、６６はＰＣＶバルブである。

【００１９】前記エアフローメータ１０、燃料噴射弁３
０、アイドル空気量制御弁５６、パワーステアリング用
空気量制御弁６２は、制御手段たる制御部６８に接続さ
れている。制御部６８には、クランク角センサ７０と、
ディストリビュータ７２と、吸気絞り弁１６の開度セン
サ７４と、ノックセンサ７６と、水温センサ７８と、車
速センサ８０と、が夫々接続されている。なお、符号８
２はイグニションコイル、符号８４は点火用パワーユニ
ットである。

【００２０】また、前記内燃機関２には、触媒体２８の
上流側及び下流側の排気通路６に、夫々排気成分値たる
酸素濃度を検出する排気センサである第１Ｏ2 センサ８
６及び第２Ｏ2 センサ８８を設けている。これら第１Ｏ
2 センサ８６及び第２Ｏ2 センサ８８は、ヒータ付であ
り、制御部６８に接続して設けている。

【００２１】制御部６８は、図３に示す如く、第１Ｏ2
センサ８６及び第２Ｏ2 センサ８８の出力する第１検出
信号及び第２検出信号に基づいて、空燃比が目標値にな
るよう燃料噴射弁３０の作動をフィードバック制御して
燃料を補正するものである。これにより、触媒体２８に
よる排気浄化効率を向上し、排気有害成分値の低減を図
っている。

【００２２】なお、符号９０はダッシュポット、符号９
２はサーモセンサ、符号９４はアラームリレー、符号９
６は警告灯、符号９８はダイアグノーシススイッチ、符
号１００はＴＳスイッチ、符号１０２はダイアグノーシ
スランプ、符号１０４はメインスイッチ、符号１０６は
バッテリである。

【００２３】ところで、前記第１Ｏ2 センサ８６の出力
する第１検出信号の周期は、内燃機関２に供給される混
合気の空燃比により変化する。これに対して、第２Ｏ2
センサ８８の出力する第２検出信号の周期は、触媒体２
８の高浄化率時よりも触媒体２８の劣化した低浄化率時
に短く変化する。

【００２４】このようなことから、触媒体２８の劣化状
態を正確に計測し得て、劣化状態を精度良く判定する触
媒劣化判定装置の実現が望まれている。なお、この発明
の出願人は、触媒劣化判定装置として、第１検出信号の
周期及び第２検出信号の周期の周期比と第１検出信号の
１つの周期の軌跡が囲む面積及び第２検出信号の１つの
周期の軌跡が囲む面積の面積比とを基に劣化判定値を演
算し、触媒体２８の劣化状態を判定するものを、既に出
願している。

【００２５】このような内燃機関２において、前記制御
部６８には、触媒体２８の劣化状態を判定する判定部１
０８を設けている。

【００２６】判定部１０８は、所定の触媒劣化判定条件
が成立する場合に、前記第１検出信号のリッチ反転及び
リーン反転による第１フィードバック制御補正量ＦＡＦ
の減少開始時及び増加開始時から前記第２検出信号のリ
ーン反転及びリッチ反転までのリーン応答遅れ時間ＴＲ
Ｌ及びリッチ応答遅れ時間ＴＬＲよりリッチ・リーン反
転時間ＴＤＬＹを求め、前記第１フィードバック制御補
正量ＦＡＦの周期ＴＦＢと前記第１検出信号のリッチ反
転時及びリーン反転時から第１フィードバック制御補正
量ＦＡＦの減少開始及び増加開始までのリッチ判定遅れ
時間ＤＬＲ及びリーン判定遅れ時間ＤＲＬとより補正用
判定遅れ時間ＴＦＢａを求め、前記第１フィードバック
制御補正量ＦＡＦより燃料フィードバック補正量ＦＦＢ
を求め、前記第１検出信号のリッチ反転時及びリーン反
転時から前記第１フィードバック制御補正量ＦＡＦの減
少開始及び増加開始までのリッチ判定遅れ時間ＤＬＲ及
びリーン判定遅れ時間ＤＲＬよりリッチ・リーン遅れ時
間ＴＤＲＬを求め、前記リッチ・リーン反転時間ＴＤＬ
Ｙと補正用判定遅れ時間ＴＦＢａと燃料フィードバック
補正量ＦＦＢとリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬとより
劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求め、この劣化判定比較
値ＲＥＫＣＡＴと予め設定される劣化判定値ＲＥＫとを
比較して前記触媒体２８の劣化状態を判定するものであ
る。

【００２７】次に、触媒劣化判定装置の判定を図１に従
って説明する。

【００２８】内燃機関２を始動して判定（ステップ２０
０）がスタートすると、所定の触媒劣化判定条件を読込
み（ステップ２０２）、この触媒劣化判定条件が成立す
るか否かを判断（ステップ２０４）する。

【００２９】触媒劣化判定条件としては、例えば図４に
示す如く、機関負荷Ｅｃと機関回転数Ｎｅとにより設定
される触媒劣化判定領域内にあること、内燃機関２の暖
機が完了していること、吸入空気温度が設定値以上（吸
入空気温度≧設定値）であること、第１Ｏ2 センサ８６
により第１フィードバック制御中であること、一定速時
（吸入空気量、絞り弁開度、燃料噴射量、吸気圧力等の
機関負荷Ｅｃの変化量が設定値以下）であること、のす
べてを満足するか否かにより判断する。

【００３０】前記判断（ステップ２０４）において、い
ずれか一を満足しないでＮＯの場合は、触媒劣化判定条
件の読込み（ステップ２０２）にリターンする。前記判
断（ステップ２０４）において、すべてを満足してＹＥ
Ｓの場合は、第１フィードバック制御補正量ＦＡＦ（Ｄ
ＬＲ、ＤＲＬ、Ｋｉ、Ｋｓ：図５参照）を触媒劣化判定
用に大きくする（ステップ２０６）。

【００３１】この触媒劣化判定用の第１フィードバック
制御補正量ＦＡＦは、このときの触媒体２８の劣化状態
に応じた値とし、あるいは、予め制御部６８内に設定し
た値とする。これは、図６に示す如く、触媒劣化判定時
に空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正量たる第１フィ
ードバック制御補正量ＦＡＦの値を大きくすることによ
って、後述のリッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹの計測ば
らつき（ΔＴＤＬＹＡＶ）を小さくし得て、判定の精度
を向上させることができるからである。

【００３２】次いで、図５に示す如く、前記第１フィー
ドバック制御補正量ＦＡＦの周期ＴＦＢと、リッチ・リ
ーン反転時間ＴＤＬＹと、燃料フィードバック補正量Ｆ
ＦＢと、リッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬと、空気量Ｇ
Ａと、を計測（ステップ２０８）する。

【００３３】前記周期ＴＦＢは、リーン側周期ＴＦＢ_Ｌ
とリッチ側周期ＴＦＢ_Ｒとによって求められる（ＴＦＢ
＝ＴＦＢ_Ｌ＋ＴＦＢ_Ｒ）。前記リッチ・リーン反転時間
ＴＤＬＹは、第２Ｏ_２センサ８８のリーン応答遅れ時間
ＴＲＬ及びリッチ応答遅れ時間ＴＬＲとによって求める
｛ＴＤＬＹ＝（ＴＲＬ＋ＴＬＲ）／２｝。

【００３４】また、前記燃料フィードバック補正量ＦＦ
Ｂは、第１フィードバック制御補正量ＦＡＦのスキップ
補正量Ｋｓと積分補正量Ｋｉとの夫々リッチ側及びリー
ン側の各補正量を加算した絶対値として求められる（Ｆ
ＦＢ＝｜Ｋｓ＋Ｋｉ｜）。前記リッチ・リーン遅れ時間
ＴＤＲＬは、リッチ判定遅れ時間ＤＬＲ及びリーン判定
遅れ時間ＤＲＬよって求められる（ＴＤＲＬ＝ＤＲＬ＋
ＤＬＲ）。空気量ＧＡは、エアフローメータ１０によっ
て求められる。

【００３５】判定中の周期ＴＦＢが安定しているか否か
を判断するために、計測した周期ＴＦＢの前回と今回と
の差ΔＴＦＢ（ＴＦＢ−ＴＦＢ_OLD ）を求める（ステッ
プ２１０）。

【００３６】次いで、周期ＴＦＢが一定のときのリッチ
・リーン反転時間ＴＤＬＹを計測するために、差ΔＴＦ
Ｂが予め制御部６８に設定してあるΔＴＦＢ判定値ＴＦ
Ｋ未満であるか否かを判断（ステップ２１２）する。

【００３７】差ΔＴＦＢがΔＴＦＢ判定値ＴＦＫ以上の
場合（ステップ２１２：ＮＯ）は、触媒劣化判定条件の
読込み（ステップ２０２）にリターンする。差ΔＴＦＢ
がΔＴＦＢ判定値ＴＦＫ未満の場合（ステップ２１２：
ＹＥＳ）は、差ΔＦＦＢが予め制御部６８に設定してあ
るΔＦＦＢ判定値ＴＦＦＢ未満であるか否かを判断（ス
テップ２１４）する。

【００３８】差ΔＦＦＢがΔＦＦＢ判定値ＴＦＦＢ以上
の場合（ステップ２１４：ＮＯ）は、燃料フィードバッ
ク補正量ＦＦＢの変化が大きいので、触媒劣化判定条件
の読込み（ステップ２０２）にリターンし、計測を禁止
する。差ΔＦＦＢがΔＦＦＢ判定値ＴＦＦＢ未満の場合
（ステップ２１４：ＹＥＳ）は、Ｎ回計測が終了したか
否かを判断（ステップ２１６）する。

【００３９】Ｎ回計測が終了していない場合（ステップ
２１６：ＮＯ）は、触媒劣化判定条件の読込み（ステッ
プ２０２）にリターンする。Ｎ回計測が終了した場合
（ステップ２１６：ＹＥＳ）は、Ｎ回計測した周期ＴＦ
Ｂとリッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹと燃料フィードバ
ック補正量ＦＦＢとリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬと
空気量ＧＡとの夫々のＮ回の平均を計算して、ＴＦＢＡ
ＶとＴＤＬＹＡＶとＦＦＢＡＶとＴＤＲＬＡＶとＧＡＡ
Ｖとを求める（ステップ２１８）。

【００４０】図９に示す如く、燃料フィードバック補正
量ＦＦＢの燃料フィードバック補正量平均ＦＦＢＡＶに
よって燃料フィードバック相関値ＦＦＢＫから燃料フィ
ードバック補正係数ＦＢＫを求める（ステップ２２
０）。

【００４１】図７に示す如く、補正用判定遅れ時間ＴＦ
Ｂａによって燃料フィードバック補正係数ＦＢＫとリッ
チ・リーン反転時間ＴＤＬＹのリッチ・リーン反転時間
平均ＴＤＬＹＡＶとより目標フィードバック周期ＴＦＢ
_O を求め、リッチ・リーン遅れ相関値ＫＴＤによってリ
ッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬの目標リッチ・リーン遅
れ時間ＴＤＲＬ_O におけるリッチ・リーン反転時間ＴＤ
ＬＹのリッチ・リーン反転時間平均ＴＤＬＹＡＶを補正
して補正後のリッチ・リーン反転時間平均ＴＤＬＹＡ
Ｖ’を求め｛ＴＤＬＹＡＶ’＝ＴＤＬＹＡＶ×ＫＴ
Ｄ｝、この補正後のリッチ・リーン反転時間平均ＴＤＬ
ＹＡＶ’によって劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求める
｛ＲＥＫＣＡＴ＝ＴＤＬＹＡＶ’＋（ＴＦＢ₀ −ＴＦ
Ｂ）×ＦＢＫ｝（ステップ２２２）。

【００４２】前記補正用判定遅れ時間ＴＦＢａは、第１
フィードバック制御補正量ＦＡＦの周期ＴＦＢに、第１
Ｏ2 センサ８６の出力する第１検出信号のリッチ反転時
及びリーン反転時から第１フィードバック制御補正量Ｆ
ＡＦの減少開始時及び増加開始時までのリッチ判定遅れ
時間ＤＬＲ及びリーン判定遅れ時間ＤＲＬを、加えた値
である｛ＴＦＢａ＝ＴＦＢ＋（ＤＬＲ＋ＤＲＬ）｝。前
記目標フィードバック周期ＴＦＢと劣化判定パラメータ
（ＴＤＬＹ）とは、図７に示す如く、内燃機関２の負荷
が一定で且つリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬが一定の
ときに、燃料フィードバック補正係数ＦＢＫによって直
線相関の関係にある。また、目標フィードバック周期Ｔ
ＦＢ₀ は、空気量ＧＡと直線相関の関係を有している。

【００４３】触媒体２８の劣化状態の判定は、図８に示
す如く、一定負荷及び一定周期ＴＦＢのときの劣化判定
比較値ＲＥＫＣＡＴを制御部６８に予め設定してある劣
化判定値ＲＥＫと比較することにより判定を実施（ステ
ップ２２４）し、劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴが劣化判
定値ＲＥＫ以下（ＲＥＫＣＡＴ≦ＲＥＫ）であるか否か
を判断（ステップ２２６）する。

【００４４】劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴが劣化判定値
ＲＥＫ以下の場合（ステップ２２６：ＹＥＳ）は、触媒
体２８が劣化している判定し、警告灯９４の点灯等によ
り警告を発してユーザーに告知し（ステップ２２８）、
エンド（ステップ２３０）になる。劣化判定比較値ＲＥ
ＫＣＡＴが劣化判定値ＲＥＫを越えている場合（ステッ
プ２２６：ＮＯ）は、触媒体２８が劣化していず正常で
あるので、警告灯９４の点灯等を行わず（ステップ２３
２）、エンド（ステップ２３０）になる。

【００４５】なお、触媒体２８の劣化状態の判定は、内
燃機関２の運転中に一度行われると、内燃機関２が停止
されるまで劣化状態の判定が禁止される。

【００４６】このように、判定部１０８は、リッチ・リ
ーン反転時間ＴＤＬＹと補正用判定遅れ時間ＴＦＢａと
燃料フィードバック補正量ＦＦＢとリッチ・リーン遅れ
時間ＴＤＲＬとより劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求
め、この劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴと予め設定される
劣化判定値ＲＥＫとを比較して、触媒体２８の劣化状態
を判定している。

【００４７】これにより、燃料フィードバック補正量Ｆ
ＦＢのみならずリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬをも考
慮して劣化判定を行うことができ、燃料フィードバック
補正量ＦＦＢやリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬの影響
により触媒体２８の劣化状態を判定するための劣化判定
パラメータの計測及び演算の精度が低下される問題やば
らつきが大きくなる問題を回避することができ、触媒体
２８の劣化判定精度を向上し得るとともに信頼性を向上
することができる。

【００４８】ところで、この発明の出願人は、リッチ・
リーン反転時間ＴＤＬＹと補正用判定遅れ時間ＴＦＢａ
とより劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求め（ＲＥＫＣＡ
Ｔ＝ＴＤＬＹＡＶ＋（ＴＦＢ₀ −ＴＦＢ）×ＦＢＫ）、
この劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴと劣化判定値ＲＥＫと
比較して触媒体２８の劣化状態を判定する触媒劣化判定
装置を既に出願している。また、この発明の出願人は、
リッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹと補正用判定遅れ時間
ＴＦＢａと燃料フィードバック補正量ＦＦＢとより劣化
判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求め（ＲＥＫＣＡＴ＝ＴＤＬ
ＹＡＶ＋（ＴＦＢ₀ −ＴＦＢ）×ＦＦＢＫ）、この劣化
判定比較値ＲＥＫＣＡＴと劣化判定値ＲＥＫとを比較し
て触媒体２８の劣化状態を判定する触媒劣化判定装置を
既に出願している。

【００４９】ところが、これら既出願の触媒劣化判定装
置は、触媒体２８の劣化状態を判定するための劣化判定
パラメータに影響を与える燃料フィードバック補正量Ｆ
ＦＢやリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬを考慮せずに劣
化判定を行っていたため、劣化判定パラメータの計測及
び演算の精度が低下されるとともにばらつきが大きくな
る問題があり、触媒体２８の劣化判定精度を低下させる
不都合や、劣化判定精度の低下により触媒体の機能の正
常・異常の判断を正確になし得ず、誤判断による不要な
修理を招来するとともに信頼性を低下させる不都合があ
った。

【００５０】そこで、この発明では、前記の如く、第１
検出信号のリッチ反転及びリーン反転による第１フィー
ドバック制御補正量ＦＡＦの減少開始時及び増加開始時
から第２検出信号のリーン反転及びリッチ反転までのリ
ーン応答遅れ時間ＴＲＬ及びリッチ応答遅れ時間ＴＬＲ
よりリッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹを求め、第１フィ
ードバック制御補正量ＦＡＦの周期ＴＦＢと第１検出信
号のリッチ反転時及びリーン反転時から第１フィードバ
ック制御補正量ＦＡＦの減少開始及び増加開始までのリ
ッチ判定遅れ時間ＤＬＲ及びリーン判定遅れ時間ＤＲＬ
とより補正用判定遅れ時間ＴＦＢａを求め、第１フィー
ドバック制御補正量ＦＡＦより燃料フィードバック補正
量ＦＦＢを求め、さらに、第１検出信号のリッチ反転時
及びリーン反転時から前記第１フィードバック制御補正
量ＦＡＦの減少開始及び増加開始までのリッチ判定遅れ
時間ＤＬＲ及びリーン判定遅れ時間ＤＲＬよりリッチ・
リーン遅れ時間ＴＤＲＬを求め、これらリッチ・リーン
反転時間ＴＤＬＹと補正用判定遅れ時間ＴＦＢａと燃料
フィードバック補正量ＦＦＢとリッチ・リーン遅れ時間
ＴＤＲＬとより劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴを求め、こ
の劣化判定比較値ＲＥＫＣＡＴと予め設定される劣化判
定値ＲＥＫとを比較して触媒体２８の劣化状態を判定す
る判定部１０８を設けたことにより、前記不都合を回避
することができるものである。

【００５１】このとき、この発明においては、燃料フィ
ードバック補正量ＦＦＢの燃料フィードバック補正量平
均ＦＦＢＡＶによって燃料フィードバック相関値ＦＦＢ
Ｋから燃料フィードバック補正係数ＦＢＫを求め、補正
用判定遅れ時間ＴＦＢａによって燃料フィードバック補
正係数ＦＢＫとリッチ・リーン反転時間ＴＤＬＹのリッ
チ・リーン反転時間平均ＴＤＬＹＡＶとより目標フィー
ドバック周期ＴＦＢ₀を求め、リッチ・リーン遅れ相関
値ＫＴＤによってリッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬの目
標リッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬ₀ におけるリッチ・
リーン反転時間ＴＤＬＹのリッチ・リーン反転時間平均
ＴＤＬＹＡＶを補正して補正後のリッチ・リーン反転時
間平均ＴＤＬＹＡＶ’を求め｛ＴＤＬＹＡＶ’＝ＴＤＬ
ＹＡＶ×ＫＴＤ｝、この補正後のリッチ・リーン反転時
間平均ＴＤＬＹＡＶ’によって劣化判定比較値ＲＥＫＣ
ＡＴを求め｛ＲＥＫＣＡＴ＝ＴＤＬＹＡＶ’＋（ＴＦＢ
₀−ＴＦＢ）×ＦＢＫ｝、この劣化判定比較値ＲＥＫＣ
ＡＴと予め設定される劣化判定値ＲＥＫとを比較して触
媒体２８の劣化状態を判定する判定部１０８を設けるこ
とにより、触媒体２８の劣化状態を判定するための劣化
判定パラメータが、燃料フィードバック補正量ＦＦＢや
リッチ・リーン遅れ時間ＴＤＲＬの影響により、計測及
び演算の精度が低下される問題やばらつきが大きくなる
問題を回避している。

【００５２】このため、この触媒劣化判定装置は、触媒
体２８の劣化状態を判定するための劣化判定パラメータ
の計測及び演算の精度をさらに高め得るとともにばらつ
きを少なくし得て、触媒体２８の劣化判定精度を向上す
ることができる。また、触媒体２８の劣化判定精度の向
上により触媒体２８の機能の正常・異常の判断を正確に
なし得て、誤判断による不要な修理を回避し得るととも
に信頼性を向上することができる。

【００５３】

【発明の効果】このように、この発明によれば、制御手
段に設けられた判定部は、燃料フィードバック補正量の
みならずリッチ・リーン遅れ時間をも考慮して劣化判定
を行うことができることにより、燃料フィードバック補
正量やリッチ・リーン遅れ時間の影響により触媒体の劣
化状態を判定するための劣化判定パラメータの計測及び
演算の精度が低下される問題やばらつきが大きくなる問
題を回避することができる。

【００５４】このため、触媒体の劣化状態を判定するた
めの劣化判定パラメータの計測及び演算の精度をさらに
高め得るとともにばらつきを少なくし得て、触媒体の劣
化判定精度を向上することができる。また、触媒体の劣
化判定精度の向上により触媒体の機能の正常・異常の判
断を正確になし得て、誤判断による不要な修理を回避し
得るとともに信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の触媒劣化判
定装置の判定のフローチャートである。

【図２】触媒劣化判定装置の概略構成図である。

【図３】触媒劣化判定装置のブロック図である。

【図４】触媒劣化判定領域の説明図である。

【図５】第１Ｏ2 センサの出力波形と第１フィードバッ
ク制御補正量の波形と第２Ｏ2センサの出力波形を示す
図である。

【図６】空燃比フィードバック補正量とリッチ・リーン
反転時間平均との関係を示す図である。

【図７】補正用判定遅れ時間によるリッチ・リーン反転
時間と燃料フィードバック補正係数と目標フィードバッ
ク周期との関係を示す図である。

【図８】空気量と劣化判定比較値との関係を示す図であ
る。

【図９】燃料フィードバック補正量による燃料フィード
バック相関値と燃料フィードバック補正係数との関係を
示す図である。

【図１０】リッチ・リーン遅れ時間による目標リッチ・
リーン遅れ時間におけるリッチ・リーン反転時間とリッ
チ・リーン遅れ相関値との関係を示す図である。

【符号の説明】

２ 内燃機関 ４ 吸気通路 ６ 排気通路 ２４ 触媒コンバータ ２８ 触媒体 ３０ 燃料噴射弁 ６８ 制御部 ８６ 第１Ｏ2 センサ ８８ 第２Ｏ2 センサ １０８ 判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/20 F02D 41/14 310

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた触媒体
   の上流側及び下流側の前記排気通路に夫々第１排気セン
   サ及び第２排気センサを設け、これら第１排気センサ及
   び第２排気センサの出力する第１検出信号及び第２検出
   信号に基づき空燃比が目標値になるようフィードバック
   制御する制御手段を設けた内燃機関において、所定の触
   媒劣化判定条件が成立する場合に、前記第１検出信号の
   リッチ反転及びリーン反転による第１フィードバック制
   御補正量の減少開始時及び増加開始時から前記第２検出
   信号のリーン反転及びリッチ反転までのリーン応答遅れ
   時間及びリッチ応答遅れ時間よりリッチ・リーン反転時
   間を求め、第１フィードバック制御補正量の周期と前記
   第１検出信号のリッチ反転時及びリーン反転時から前記
   第１フィードバック制御補正量の減少開始及び増加開始
   までのリッチ判定遅れ時間及びリーン判定遅れ時間とよ
   り補正用判定遅れ時間を求め、前記第１フィードバック
   制御補正量より燃料フィードバック補正量を求め、前記
   第１検出信号のリッチ反転時及びリーン反転時から前記
   第１フィードバック制御補正量の減少開始及び増加開始
   までのリッチ判定遅れ時間及びリーン判定遅れ時間より
   リッチ・リーン遅れ時間を求め、前記リッチ・リーン反
   転時間と補正用判定遅れ時間と燃料フィードバック補正
   量とリッチ・リーン遅れ時間とより劣化判定比較値を求
   め、この劣化判定比較値と予め設定される劣化判定値と
   を比較して前記触媒体の劣化状態を判定する判定部を前
   記制御手段に設けたことを特徴とする内燃機関の触媒劣
   化判定装置。
2. 【請求項２】 前記判定部は、リッチ・リーン遅れ時間
   のリッチ・リーン遅れ相関値より標準リッチ・リーン遅
   れ時間における前記リッチ・リーン反転時間を補正して
   補正後のリッチ・リーン反転時間を求め、この補正後の
   リッチ・リーン反転時間より劣化判定比較値を求め、こ
   の劣化判定比較値と予め設定される劣化判定値とを比較
   して前記触媒体の劣化状態を判定する判定部である請求
   項１に記載の内燃機関の触媒劣化判定装置。