JP3298951B2 - 触媒の変換能力を判定する方法と装置 - Google Patents
触媒の変換能力を判定する方法と装置Info
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- 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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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の運転時に有
害物質の放出を減少させるために使用される触媒の状態
を診断する方法と装置に関するものである。
害物質の放出を減少させるために使用される触媒の状態
を診断する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】できるだけ有害物質の放出を少なくする
ために、変換能力が減少してきた触媒を検出して交換す
ることが望ましい。すなわち変換能力の減少を車上手段
を用いて診断（オンボード診断）することができるシス
テムに対する立法的な要請が存在する。公知のシステム
（Ｐ４０２４２１０、ＵＳ４６２２８０９）においては
そのために、触媒の前方に配置され制御センサとしても
使用される第１のラムダセンサからの信号と触媒の後方
に配置された第２の排ガスセンサからの信号を比較して
診断を行っている。
ために、変換能力が減少してきた触媒を検出して交換す
ることが望ましい。すなわち変換能力の減少を車上手段
を用いて診断（オンボード診断）することができるシス
テムに対する立法的な要請が存在する。公知のシステム
（Ｐ４０２４２１０、ＵＳ４６２２８０９）においては
そのために、触媒の前方に配置され制御センサとしても
使用される第１のラムダセンサからの信号と触媒の後方
に配置された第２の排ガスセンサからの信号を比較して
診断を行っている。
【０００３】そのために、混合気閉ループ制御方法のオ
ンオフ特性によってもたらされ、少なくとも定常的な運
転状態において得られるラムダ値の周期的振動が利用さ
れる。理想的にはこの振動の平均値は制御目標値、例え
ばラムダ＝１に相当する。希薄な混合気が存在する半周
期は排ガスに酸素過剰がもたらされ、一方他の半周期に
おいては濃厚な混合気組成によって酸素不足が生じる。
触媒は、その能力によって酸素不足並びに酸素過剰を所
定の限界内に緩衝するために、排ガスの酸素含有量に平
均作用を及ぼす。この作用は公知の方法においては触媒
後方に配置された排ガスセンサの振幅を比較することに
よって検出され、変換能力の判定に用いられる。
ンオフ特性によってもたらされ、少なくとも定常的な運
転状態において得られるラムダ値の周期的振動が利用さ
れる。理想的にはこの振動の平均値は制御目標値、例え
ばラムダ＝１に相当する。希薄な混合気が存在する半周
期は排ガスに酸素過剰がもたらされ、一方他の半周期に
おいては濃厚な混合気組成によって酸素不足が生じる。
触媒は、その能力によって酸素不足並びに酸素過剰を所
定の限界内に緩衝するために、排ガスの酸素含有量に平
均作用を及ぼす。この作用は公知の方法においては触媒
後方に配置された排ガスセンサの振幅を比較することに
よって検出され、変換能力の判定に用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の方法の欠点は、
信号振幅が温度などの個々のパラメータや両センサのそ
れぞれの化学的及び熱的な老化に著しく依存することで
ある。従ってこの方法に基づく変換能力の判定は、それ
に伴う不確実さを免れない。一方ではそれによって法律
的な要件を満たせなくなった触媒を識別できないので、
有害物質の放出が増加する。他方では、良好な触媒でも
欠陥があると判定されてしまい、場合によっては車両の
所有者には経済的にマイナスになるが早期に交換してし
まう可能性がある。
信号振幅が温度などの個々のパラメータや両センサのそ
れぞれの化学的及び熱的な老化に著しく依存することで
ある。従ってこの方法に基づく変換能力の判定は、それ
に伴う不確実さを免れない。一方ではそれによって法律
的な要件を満たせなくなった触媒を識別できないので、
有害物質の放出が増加する。他方では、良好な触媒でも
欠陥があると判定されてしまい、場合によっては車両の
所有者には経済的にマイナスになるが早期に交換してし
まう可能性がある。
【０００５】本発明の課題は、上述の不確実性を持たな
い、触媒の変換能力を判定する方法及び装置を提供する
ことである。
い、触媒の変換能力を判定する方法及び装置を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前
方に配置され制御センサとして使用される第１の排ガス
センサと、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサと
を備えた内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分
の量を減少させる触媒の変換能力を判定する方法におい
て、酸素貯蔵能力を判定するために所定の運転状態にお
いて燃料調量信号が変調され、前記変調された燃料調量
信号の平均値が、第２の排ガスセンサの信号が所定のし
きい値を通過しなくなるまで移動され、前記所定のしき
い値を通過しなくなるまでの前記平均値の移動量、ある
いは平均値の移動開始から前記所定のしきい値を通過し
なくなる時点までの経過時間から酸素貯蔵能力が判定さ
れ、酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠
陥表示が行なわれる構成を採用した。
めに、本発明では、ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前
方に配置され制御センサとして使用される第１の排ガス
センサと、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサと
を備えた内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分
の量を減少させる触媒の変換能力を判定する方法におい
て、酸素貯蔵能力を判定するために所定の運転状態にお
いて燃料調量信号が変調され、前記変調された燃料調量
信号の平均値が、第２の排ガスセンサの信号が所定のし
きい値を通過しなくなるまで移動され、前記所定のしき
い値を通過しなくなるまでの前記平均値の移動量、ある
いは平均値の移動開始から前記所定のしきい値を通過し
なくなる時点までの経過時間から酸素貯蔵能力が判定さ
れ、酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠
陥表示が行なわれる構成を採用した。
【０００７】更に、本発明によれば、上述の課題を解決
するために、ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前方に配
置され制御センサとして使用される第１の排ガスセンサ
と、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサとを備え
た内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分の量を
減少させる触媒の変換能力を判定する装置において、酸
素貯蔵能力を判定するために燃料調量信号を変調しこの
変調された燃料調量信号の平均値を移動させる手段と、
触媒後方の第２の排ガスセンサの信号を所定のしきい値
と比較する手段とを有し、前記変調された燃料調量信号
の平均値が、第２の排ガスセンサの信号が所定のしきい
値を通過しなくなるまで移動され、前記所定のしきい値
を通過しなくなるまでの前記平均値の移動量、あるいは
平均値の移動開始から前記所定のしきい値を通過しなく
なる時点までの経過時間から酸素貯蔵能力が判定され、
酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠陥表
示が行なわれる構成も採用している。
するために、ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前方に配
置され制御センサとして使用される第１の排ガスセンサ
と、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサとを備え
た内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分の量を
減少させる触媒の変換能力を判定する装置において、酸
素貯蔵能力を判定するために燃料調量信号を変調しこの
変調された燃料調量信号の平均値を移動させる手段と、
触媒後方の第２の排ガスセンサの信号を所定のしきい値
と比較する手段とを有し、前記変調された燃料調量信号
の平均値が、第２の排ガスセンサの信号が所定のしきい
値を通過しなくなるまで移動され、前記所定のしきい値
を通過しなくなるまでの前記平均値の移動量、あるいは
平均値の移動開始から前記所定のしきい値を通過しなく
なる時点までの経過時間から酸素貯蔵能力が判定され、
酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠陥表
示が行なわれる構成も採用している。
【０００８】
【作用】本発明の好ましい実施例が従属請求項に記載さ
れている。実験によれば、本発明方法の実施によって、
触媒が立法者によって規定された排ガス値を遵守できる
かどうかについて確実に知ることが可能になることが明
らかにされている。
れている。実験によれば、本発明方法の実施によって、
触媒が立法者によって規定された排ガス値を遵守できる
かどうかについて確実に知ることが可能になることが明
らかにされている。
【０００９】
【実施例】本発明方法とそれに対応する装置の実施例を
図面に示し以下で詳細に説明する。
図面に示し以下で詳細に説明する。
【００１０】図１に符号１で示すものは内燃機関３の吸
気管内に配置された燃料調量手段である。内燃機関の排
ガス管７内の触媒６の前後にそれぞれ排ガスセンサ４と
５が配置されている。さらに排ガスセンサ４の出力信号
を制御目標値と比較する比較手段９、目標値発生手段１
０、閉ループ制御器１１、乗算手段１２及び予め設定さ
れた制御値を発生させる手段１３が設けられている。従
来技術からすでに知られているこの装置に点線で記載さ
れた複合体が付加されている。複合体は、制御器１１の
特性を調節する制御パラメータないしは制御値を格納し
て出力する手段１４、制御係数ＦＲを平均する手段１
５、シーケンス制御手段１６、排ガスセンサ５の信号の
フィルタ１７、しきい値検出器１８、しきい値検出器１
８のしきい値を越えた頻度を求める手段１９、平均値移
動量を検出する手段２０、実施例の変形例に基づいて平
均値移動量の平均値を形成するオプショナルな手段２
１、平均値移動量を限界値ｇと比較する手段２２及び欠
陥信号を出力及び／あるいは格納する手段２３を有す
る。
気管内に配置された燃料調量手段である。内燃機関の排
ガス管７内の触媒６の前後にそれぞれ排ガスセンサ４と
５が配置されている。さらに排ガスセンサ４の出力信号
を制御目標値と比較する比較手段９、目標値発生手段１
０、閉ループ制御器１１、乗算手段１２及び予め設定さ
れた制御値を発生させる手段１３が設けられている。従
来技術からすでに知られているこの装置に点線で記載さ
れた複合体が付加されている。複合体は、制御器１１の
特性を調節する制御パラメータないしは制御値を格納し
て出力する手段１４、制御係数ＦＲを平均する手段１
５、シーケンス制御手段１６、排ガスセンサ５の信号の
フィルタ１７、しきい値検出器１８、しきい値検出器１
８のしきい値を越えた頻度を求める手段１９、平均値移
動量を検出する手段２０、実施例の変形例に基づいて平
均値移動量の平均値を形成するオプショナルな手段２
１、平均値移動量を限界値ｇと比較する手段２２及び欠
陥信号を出力及び／あるいは格納する手段２３を有す
る。
【００１１】内燃機関の運転時には制御値発生手段１３
からの予め設定された制御値ｔｐが乗算点１２で制御係
数ＦＲと乗算される。このようにして得られた燃料調量
信号によって燃料調量手段１、例えば噴射弁が駆動され
る。それによって吸気管２内で形成された燃料／空気混
合気は内燃機関３で燃焼した後に排ガスとして排ガス管
７に達し、そこでそれぞれ排ガスセンサ４と５によって
排ガスの残留酸素含有量が検出される。センサ４の信号
は比較手段９において目標値発生手段１０からの目標値
と比較される。比較結果は出力信号として前述の制御係
数ＦＲを出力するＰＩ制御器１１の入力量として用いら
れる。多くの場合、１のラムダ値に閉ループ制御され
る。というのはこの値において種々の有害物質の触媒６
での変換が最適になるからである。触媒反応と触媒の酸
素貯蔵能力によって変化された排ガスの酸素含有量が第
２の排ガスセンサ５で検出される。
からの予め設定された制御値ｔｐが乗算点１２で制御係
数ＦＲと乗算される。このようにして得られた燃料調量
信号によって燃料調量手段１、例えば噴射弁が駆動され
る。それによって吸気管２内で形成された燃料／空気混
合気は内燃機関３で燃焼した後に排ガスとして排ガス管
７に達し、そこでそれぞれ排ガスセンサ４と５によって
排ガスの残留酸素含有量が検出される。センサ４の信号
は比較手段９において目標値発生手段１０からの目標値
と比較される。比較結果は出力信号として前述の制御係
数ＦＲを出力するＰＩ制御器１１の入力量として用いら
れる。多くの場合、１のラムダ値に閉ループ制御され
る。というのはこの値において種々の有害物質の触媒６
での変換が最適になるからである。触媒反応と触媒の酸
素貯蔵能力によって変化された排ガスの酸素含有量が第
２の排ガスセンサ５で検出される。
【００１２】触媒と制御センサとして触媒の前方に取り
付けられる第１の排ガスセンサと、触媒の後方で酸素含
有量を検出する第２の酸素センサを有する制御回路は上
述の説明の限りにおいては、従来技術から知られてい
る。
付けられる第１の排ガスセンサと、触媒の後方で酸素含
有量を検出する第２の酸素センサを有する制御回路は上
述の説明の限りにおいては、従来技術から知られてい
る。
【００１３】本発明方法を実施するためにはさらに、所
定の運転状態において本発明方法を実施するために作動
される点線で示した複合体８からなる以下に説明する要
素が用いられる。制御係数ＦＲを制御して調節する手段
１４は、シーケンス制御手段１６によって作動されるテ
スト期間において制御振動に作用して、制御係数の平均
値を所定に移動させる。排ガスセンサ５の信号の比較的
急速な変化のみを通過させ、低速の変化をブロックする
信号フィルタ１７は排ガスセンサ５としきい値検出器１
８の間に配置されている。排ガスセンサ５の信号に急速
な変化が発生し、その変化が所定のしきい値（Ｓ１）よ
り大きい場合にはいつでも、その事象が頻度検出手段１
９で記録される。この手段１９はそれに基づいてこの事
象の頻度を示す信号Ｈを形成し、その頻度を所定のしき
い値Ｈminと比較する。この種の急速な変化は特に、濃
厚から希薄へ、あるいは逆への混合気組成の変化が後方
の排ガスセンサ５の信号で検出された場合に発生する。
定の運転状態において本発明方法を実施するために作動
される点線で示した複合体８からなる以下に説明する要
素が用いられる。制御係数ＦＲを制御して調節する手段
１４は、シーケンス制御手段１６によって作動されるテ
スト期間において制御振動に作用して、制御係数の平均
値を所定に移動させる。排ガスセンサ５の信号の比較的
急速な変化のみを通過させ、低速の変化をブロックする
信号フィルタ１７は排ガスセンサ５としきい値検出器１
８の間に配置されている。排ガスセンサ５の信号に急速
な変化が発生し、その変化が所定のしきい値（Ｓ１）よ
り大きい場合にはいつでも、その事象が頻度検出手段１
９で記録される。この手段１９はそれに基づいてこの事
象の頻度を示す信号Ｈを形成し、その頻度を所定のしき
い値Ｈminと比較する。この種の急速な変化は特に、濃
厚から希薄へ、あるいは逆への混合気組成の変化が後方
の排ガスセンサ５の信号で検出された場合に発生する。
【００１４】これは、すでに説明した触媒が排ガスの酸
素含有量に及ぼす平均作用によって、例えば触媒が新し
い場合には一般的には生じない。排ガスセンサ５の出力
が通常の閉ループ制御運転においても排ガスセンサ４の
信号特性と類似しないこの場合には（図２（ｅ）を参
照）、本発明による方法は従来技術と比較して利点はな
い。しかしそれはこの方法の使用性を損なうものではな
い。というのはこの方法はまだ最大の変換能力を有する
新しい触媒を特徴づけるものであるからである。信号フ
ィルタ１７をシーケンス制御手段１６に接続することに
より、このような場合に触媒テスト機能の作動を抑制す
ることができる。即ち、触媒後方に配置されたセンサの
信号の振幅が最小頻度でしきい値を上回った場合にのみ
実施するのが好ましい。
素含有量に及ぼす平均作用によって、例えば触媒が新し
い場合には一般的には生じない。排ガスセンサ５の出力
が通常の閉ループ制御運転においても排ガスセンサ４の
信号特性と類似しないこの場合には（図２（ｅ）を参
照）、本発明による方法は従来技術と比較して利点はな
い。しかしそれはこの方法の使用性を損なうものではな
い。というのはこの方法はまだ最大の変換能力を有する
新しい触媒を特徴づけるものであるからである。信号フ
ィルタ１７をシーケンス制御手段１６に接続することに
より、このような場合に触媒テスト機能の作動を抑制す
ることができる。即ち、触媒後方に配置されたセンサの
信号の振幅が最小頻度でしきい値を上回った場合にのみ
実施するのが好ましい。
【００１５】それに対して触媒テスト機能が作動され、
後方のセンサの信号レベル変動の頻度Ｈがしきい値Ｈmi
nをもはや越えなくなった場合には、この時点で達した
平均値移動量ａあるいはｂの値が、例えばこの方法の作
動時からＨminを下回るまでの期間を測定することによ
って手段２０によって検出され、比較手段で排ガス立法
の要件に合わせて定められている限界値ｇと比較され
る。変換能力がもはや法律要件に対応しなくなった触媒
は、触媒に対して検出された平均値移動量の値ａあるい
はｂが定められた限界値ｇを越えていることによって特
徴づけられる。その場合には、運転者にこの欠陥を知ら
せ、あるいは例えば保守作業のとき後でチェックするた
めに格納する手段２３が設けられる。記載の手段の幾つ
かは好ましくはコンピュータ機能によって実現される。
後方のセンサの信号レベル変動の頻度Ｈがしきい値Ｈmi
nをもはや越えなくなった場合には、この時点で達した
平均値移動量ａあるいはｂの値が、例えばこの方法の作
動時からＨminを下回るまでの期間を測定することによ
って手段２０によって検出され、比較手段で排ガス立法
の要件に合わせて定められている限界値ｇと比較され
る。変換能力がもはや法律要件に対応しなくなった触媒
は、触媒に対して検出された平均値移動量の値ａあるい
はｂが定められた限界値ｇを越えていることによって特
徴づけられる。その場合には、運転者にこの欠陥を知ら
せ、あるいは例えば保守作業のとき後でチェックするた
めに格納する手段２３が設けられる。記載の手段の幾つ
かは好ましくはコンピュータ機能によって実現される。
【００１６】本発明による方法の実施を図２を用いて説
明する。図２には種々の信号特性が時間に関して示され
ている。すなわち図２（ａ）は制御係数ＦＲを示し、図
２（ｂ）はそれに対応する前方の排ガスセンサ４の信号
ＵＳＶを示す。図２（ｃ）と（ｄ）には触媒の異なる２
つの老化段階に発生する後方のセンサ５の関連する信号
特性ＵＨＳ（ｔ）が示されている。それに対して図２
（ｅ）は触媒が新しい場合に発生する後方の排ガスセン
サの信号ＵＳＨを示している。この場合にはすでに説明
したように、本発明方法は実施されない。その場合には
まだ、老化現象によって制限されていない触媒の酸素貯
蔵能力によって、排ガスの酸素含有量に及ぼす触媒の作
用が制御振動をほぼ平均化するので、後方の排ガスセン
サは前方の排ガスセンサの信号特性と類似しない。従っ
て触媒のこの状態は、後方のセンサの信号の信号レベル
が最小頻度で変化するかをチェックすることによって識
別することができる。
明する。図２には種々の信号特性が時間に関して示され
ている。すなわち図２（ａ）は制御係数ＦＲを示し、図
２（ｂ）はそれに対応する前方の排ガスセンサ４の信号
ＵＳＶを示す。図２（ｃ）と（ｄ）には触媒の異なる２
つの老化段階に発生する後方のセンサ５の関連する信号
特性ＵＨＳ（ｔ）が示されている。それに対して図２
（ｅ）は触媒が新しい場合に発生する後方の排ガスセン
サの信号ＵＳＨを示している。この場合にはすでに説明
したように、本発明方法は実施されない。その場合には
まだ、老化現象によって制限されていない触媒の酸素貯
蔵能力によって、排ガスの酸素含有量に及ぼす触媒の作
用が制御振動をほぼ平均化するので、後方の排ガスセン
サは前方の排ガスセンサの信号特性と類似しない。従っ
て触媒のこの状態は、後方のセンサの信号の信号レベル
が最小頻度で変化するかをチェックすることによって識
別することができる。
【００１７】ここで、ガスの通過時間によって不可避的
に生じ例えば通常の閉ループ制御運転においてラムダ振
動の発生の大きな原因となる信号間の時間的なずれは、
理解し易くするために図示していないことに注意してお
く。
に生じ例えば通常の閉ループ制御運転においてラムダ振
動の発生の大きな原因となる信号間の時間的なずれは、
理解し易くするために図示していないことに注意してお
く。
【００１８】図２（ａ）において制御係数ＦＲはまず平
均値１を中心に、比例及び積分成分により特徴づけられ
る公知の制御振動を行う。それに続いて時点ｔ０からは
図示のＦＲの特性に制御される。その場合に移行は、ハ
ッチングされた第１の矩形の面積がその左にある三角形
の面積にほぼ相当するように行われる。このようにし
て、触媒負荷が飛躍的に変化するのが回避される。
均値１を中心に、比例及び積分成分により特徴づけられ
る公知の制御振動を行う。それに続いて時点ｔ０からは
図示のＦＲの特性に制御される。その場合に移行は、ハ
ッチングされた第１の矩形の面積がその左にある三角形
の面積にほぼ相当するように行われる。このようにし
て、触媒負荷が飛躍的に変化するのが回避される。
【００１９】本実施例においてはオフセット値が緩慢に
変化する矩形波形が取り扱われる。それによって信号の
平均値は点線で示す線Ｌ上でゆっくりと１より小さいＦ
Ｒ値へ下降する。それによって、制御係数によって燃料
量を上述のように乗算的に変化させることを前提にする
と、平均ラムダ値は希薄方向へずれる。
変化する矩形波形が取り扱われる。それによって信号の
平均値は点線で示す線Ｌ上でゆっくりと１より小さいＦ
Ｒ値へ下降する。それによって、制御係数によって燃料
量を上述のように乗算的に変化させることを前提にする
と、平均ラムダ値は希薄方向へずれる。
【００２０】ＦＲが１より大きい期間の間は濃厚な混合
気、従って酸素不足が存在する。この期間は予め触媒に
貯蔵されている酸素が取り出され、従ってハッチングで
示す面積は触媒に酸素不足をもたらす尺度と見ることが
できる。それと同様に、ＦＲ＝１線の下方（希薄期間）
にある面積は酸素過剰をもたらすことを示す。本実施例
においては酸素不足量が順次減少している。
気、従って酸素不足が存在する。この期間は予め触媒に
貯蔵されている酸素が取り出され、従ってハッチングで
示す面積は触媒に酸素不足をもたらす尺度と見ることが
できる。それと同様に、ＦＲ＝１線の下方（希薄期間）
にある面積は酸素過剰をもたらすことを示す。本実施例
においては酸素不足量が順次減少している。
【００２１】図２（ｂ）から明らかなように、触媒前方
に配置された排ガスセンサ４は混合気組成の変調に目立
ったずれを示さない。信号ＵＳＶはそれぞれ濃厚−希薄
ないしその逆への変化を示し、その場合に低い信号レベ
ルは酸素過剰を特徴づけるものである。
に配置された排ガスセンサ４は混合気組成の変調に目立
ったずれを示さない。信号ＵＳＶはそれぞれ濃厚−希薄
ないしその逆への変化を示し、その場合に低い信号レベ
ルは酸素過剰を特徴づけるものである。
【００２２】他の状態が、触媒の２つの異る老化状態に
対する後方のセンサの関連する信号ＵＳＨを示す図２
（ｃ）と図２（ｄ）に図示されている。
対する後方のセンサの関連する信号ＵＳＨを示す図２
（ｃ）と図２（ｄ）に図示されている。
【００２３】その場合に、カーブ２（ｃ）の場合には触
媒はまだ比較的大きい酸素貯蔵能力、従って大きな変換
能力を有する。
媒はまだ比較的大きい酸素貯蔵能力、従って大きな変換
能力を有する。
【００２４】２つの信号波形は次のように形成される。
すなわち、テスト期間の開始時（ｔ０）に、それぞれの
酸素不足量はそれに先立つ酸素過剰期間において触媒に
貯蔵されていた酸素量より大きいので、排ガスセンサ５
の信号においても酸素不足が認められる。
すなわち、テスト期間の開始時（ｔ０）に、それぞれの
酸素不足量はそれに先立つ酸素過剰期間において触媒に
貯蔵されていた酸素量より大きいので、排ガスセンサ５
の信号においても酸素不足が認められる。
【００２５】その場合に、触媒の酸素貯蔵能力はテスト
期間の開始時には酸素不足量より小さいことを前提にし
ている。それに従って混合気変調のパラメータは触媒体
積に同調させなければならない。
期間の開始時には酸素不足量より小さいことを前提にし
ている。それに従って混合気変調のパラメータは触媒体
積に同調させなければならない。
【００２６】ｔ＞ｔ０の場合に存在する、酸素量を表す
ゼロラインの下方のハッチングしていない矩形面積が大
きくなることによって、触媒は希薄期間（ＦＲ＜１）に
おいてはそれぞれ酸素貯蔵能力の限界まで作動される。
ゼロラインの下方のハッチングしていない矩形面積が大
きくなることによって、触媒は希薄期間（ＦＲ＜１）に
おいてはそれぞれ酸素貯蔵能力の限界まで作動される。
【００２７】後方の排ガスセンサは、それぞれの酸素不
足量が触媒の酸素貯蔵能力より大きい場合に、濃厚期間
（ＦＲ＞１）を検出する。
足量が触媒の酸素貯蔵能力より大きい場合に、濃厚期間
（ＦＲ＞１）を検出する。
【００２８】テスト期間が経過するにつれて、酸素不足
量は次第に小さくなり、ついには触媒の貯蔵可能な酸素
量を下回る。その場合には酸素過剰期間において貯蔵さ
れた酸素量はもはや酸素不足量によって補償されなくな
り、その場合排ガスセンサ５の信号ＵＳＨは破線として
記載されたしきい値Ｓ１に達しないで、希薄な混合気を
示す。触媒の酸素貯蔵能力が小さくなるほど、図２
（ｄ）にｔddで記載されたこの時点は遅く発生する。こ
のようにして酸素不足量の大きさはある程度触媒の酸素
貯蔵能力を判断する判断基準として用いられる。すでに
述べたように、図２（ｄ）に示す信号特性はすでに著し
く酸素貯蔵能力の減少した比較的古い触媒の場合に発生
する。
量は次第に小さくなり、ついには触媒の貯蔵可能な酸素
量を下回る。その場合には酸素過剰期間において貯蔵さ
れた酸素量はもはや酸素不足量によって補償されなくな
り、その場合排ガスセンサ５の信号ＵＳＨは破線として
記載されたしきい値Ｓ１に達しないで、希薄な混合気を
示す。触媒の酸素貯蔵能力が小さくなるほど、図２
（ｄ）にｔddで記載されたこの時点は遅く発生する。こ
のようにして酸素不足量の大きさはある程度触媒の酸素
貯蔵能力を判断する判断基準として用いられる。すでに
述べたように、図２（ｄ）に示す信号特性はすでに著し
く酸素貯蔵能力の減少した比較的古い触媒の場合に発生
する。
【００２９】全く同様に、所望に濃厚化方向に移動させ
た場合にも酸素量を判断基準として使用することがで
き、その場合にそれぞれの酸素量は濃厚期間において完
全に取り出される。
た場合にも酸素量を判断基準として使用することがで
き、その場合にそれぞれの酸素量は濃厚期間において完
全に取り出される。
【００３０】強調すべきことは、どちらの場合にも平均
ラムダ値は後方の排ガスセンサの信号がもはや飛躍しな
くなるまで移動される。従って本発明方法によれば、後
方の排ガスセンサの飛躍特性をある程度触媒診断に使用
することができる。温度変動と老化現象に関して排ガス
センサ出力信号の飛躍の位置が比較的良好に安定してい
ることによって、本発明方法の利点が得られる。
ラムダ値は後方の排ガスセンサの信号がもはや飛躍しな
くなるまで移動される。従って本発明方法によれば、後
方の排ガスセンサの飛躍特性をある程度触媒診断に使用
することができる。温度変動と老化現象に関して排ガス
センサ出力信号の飛躍の位置が比較的良好に安定してい
ることによって、本発明方法の利点が得られる。
【００３１】実際には、センサ信号の変化が１回なくな
ってしまうことは、排ガス流の統計的な変動現象によっ
てももたらされることがあるので、それは回避させる。
むしろ、所定の期間に所定の最小頻度Ｈ＞Ｈminで比較
しきい値Ｓ１を通過するかどうかが監視される。さら
に、平均値移動量の勾配が比較的大きいのは、単に図示
をわかりやすくする理由から選択されていることに注意
しなければならない。実際には本方法の分解能の理由か
ら勾配を小さく選択するので、後方の排ガスセンサの信
号はテスト開始から終了までの間に図示の場合よりもず
っと頻繁にしきい値を通過する。
ってしまうことは、排ガス流の統計的な変動現象によっ
てももたらされることがあるので、それは回避させる。
むしろ、所定の期間に所定の最小頻度Ｈ＞Ｈminで比較
しきい値Ｓ１を通過するかどうかが監視される。さら
に、平均値移動量の勾配が比較的大きいのは、単に図示
をわかりやすくする理由から選択されていることに注意
しなければならない。実際には本方法の分解能の理由か
ら勾配を小さく選択するので、後方の排ガスセンサの信
号はテスト開始から終了までの間に図示の場合よりもず
っと頻繁にしきい値を通過する。
【００３２】図３（ａ）には期間ｔｄと対応する平均値
移動量ａの大きさとの関係が示されている。値ｔｄｇは
変換能力を判定する下方の限界値として用いられる。テ
スト期間の間に得られた、図示のように一義的に平均値
移動量ａに関連する値ｔｄがこの限界値より大きい場合
には、それは触媒にもはや十分な能力がないことを示す
ものであると評価される。
移動量ａの大きさとの関係が示されている。値ｔｄｇは
変換能力を判定する下方の限界値として用いられる。テ
スト期間の間に得られた、図示のように一義的に平均値
移動量ａに関連する値ｔｄがこの限界値より大きい場合
には、それは触媒にもはや十分な能力がないことを示す
ものであると評価される。
【００３３】しかし、移動の開始点で実際のラムダ平均
値が選択されない場合には、テスト結果が誤ったものに
なることがある。従って誤った診断を排除するために
は、移動の前に例えば制御係数ＦＲあるいは前方の排ガ
スセンサの信号の値をいくつかの振動周期にわたって平
均して、得られた値を移動の開始値として利用すること
が重要である。
値が選択されない場合には、テスト結果が誤ったものに
なることがある。従って誤った診断を排除するために
は、移動の前に例えば制御係数ＦＲあるいは前方の排ガ
スセンサの信号の値をいくつかの振動周期にわたって平
均して、得られた値を移動の開始値として利用すること
が重要である。
【００３４】さらに、この平均値が制御センサ４の汚染
あるいは老化現象によって所望のラムダ値１に対してず
れる可能性がある。上述の平均によっては除去されない
この誤差によってテスト結果が誤ったものになること
は、図３（ｂ）あるいはまた図３（ｃ）と（ｄ）によっ
て示される方法で補償することができる。
あるいは老化現象によって所望のラムダ値１に対してず
れる可能性がある。上述の平均によっては除去されない
この誤差によってテスト結果が誤ったものになること
は、図３（ｂ）あるいはまた図３（ｃ）と（ｄ）によっ
て示される方法で補償することができる。
【００３５】図３（ｂ）に示す方法の場合には、制御位
置の平均値が順次両方向へ移動され、それぞれの移動量
ａとｂが検出される。その場合には実際の平均値移動量
は両方向における移動量ａ、ｂの平均値として得られ
る。図３（ｂ）においては例えばａは希薄移動を示し、
ｂは濃厚移動を示している。
置の平均値が順次両方向へ移動され、それぞれの移動量
ａとｂが検出される。その場合には実際の平均値移動量
は両方向における移動量ａ、ｂの平均値として得られ
る。図３（ｂ）においては例えばａは希薄移動を示し、
ｂは濃厚移動を示している。
【００３６】他の方法は、「十分濃厚」から「十分希
薄」あるいはその逆に一気に移動を行うことであり、そ
の場合には同時に全移動幅が得られ、一方前方のセンサ
の信号が後方のセンサの信号に反映される。
薄」あるいはその逆に一気に移動を行うことであり、そ
の場合には同時に全移動幅が得られ、一方前方のセンサ
の信号が後方のセンサの信号に反映される。
【００３７】この方法を図３（ｃ）と（ｄ）を用いて説
明する。
明する。
【００３８】図３（ｃ）はこの実施例について平均値移
動量の大きさを時間に関して示すものであり、図３
（ｄ）はそれに関連する後方センサの信号を示してい
る。時点ｔ０で濃厚方向への平均値移動量ａ０でテスト
が開始される。この初期移動量の大きさは、残留の（減
少された）過剰量がまだ良好な触媒の酸素貯蔵能力より
も小さいように選択される。その場合には、それぞれ触
媒のそれに先立つ作動に基づき酸素不足によって開放さ
れる酸素貯蔵場所を占有するには過剰量が十分ではな
い。従ってセンサ５はまず平均して酸素不足（濃厚な混
合気）のみを記録する。
動量の大きさを時間に関して示すものであり、図３
（ｄ）はそれに関連する後方センサの信号を示してい
る。時点ｔ０で濃厚方向への平均値移動量ａ０でテスト
が開始される。この初期移動量の大きさは、残留の（減
少された）過剰量がまだ良好な触媒の酸素貯蔵能力より
も小さいように選択される。その場合には、それぞれ触
媒のそれに先立つ作動に基づき酸素不足によって開放さ
れる酸素貯蔵場所を占有するには過剰量が十分ではな
い。従ってセンサ５はまず平均して酸素不足（濃厚な混
合気）のみを記録する。
【００３９】平均値移動量が減少するにつれて過剰量が
増加し、時点ｔ１で後方センサの信号にも混合気変調が
認められる。平均値が希薄領域へさらに移動すると、
（時点ｔ２）で後方のセンサは平均してもはや酸素不足
を検出しなくなる。というのはそのときにはそれに先立
つ過剰期間において占められていた酸素貯蔵場所を空に
するには、不足量がもはや十分ではないからである。期
間Δｔ＝ｔ2−ｔ1ないしはそれに対応する平均値移動量
ａ＋ｂが増大するに従って、触媒は劣化して行く。すで
に述べたように、この方法は逆方向にも、すなわち希薄
領域で平均値移動を開始することによっても実施するこ
とができる。
増加し、時点ｔ１で後方センサの信号にも混合気変調が
認められる。平均値が希薄領域へさらに移動すると、
（時点ｔ２）で後方のセンサは平均してもはや酸素不足
を検出しなくなる。というのはそのときにはそれに先立
つ過剰期間において占められていた酸素貯蔵場所を空に
するには、不足量がもはや十分ではないからである。期
間Δｔ＝ｔ2−ｔ1ないしはそれに対応する平均値移動量
ａ＋ｂが増大するに従って、触媒は劣化して行く。すで
に述べたように、この方法は逆方向にも、すなわち希薄
領域で平均値移動を開始することによっても実施するこ
とができる。
【００４０】図２（ａ）には混合気組成の平均値移動が
オフセット値を緩慢に変化させて例えば矩形波形を制御
することにより行なわれることが例示されている。
オフセット値を緩慢に変化させて例えば矩形波形を制御
することにより行なわれることが例示されている。
【００４１】しかし本発明はこの特殊な信号形状に限定
されるものではなく、平均値の移動をもたらす他のすべ
ての信号波形を含むものである。混合気形成に及ぼす制
御作用の他の例が図４（ａ）に示されており、同図には
オフセット値が緩慢に変化する三角波形が図示されてい
る。
されるものではなく、平均値の移動をもたらす他のすべ
ての信号波形を含むものである。混合気形成に及ぼす制
御作用の他の例が図４（ａ）に示されており、同図には
オフセット値が緩慢に変化する三角波形が図示されてい
る。
【００４２】混合気形成のこの制御された波形の他に、
本発明方法は閉ループ制御駆動を維持しながら実施する
ことができる。その例が図４（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
に図示されている。図４（ｂ）に示す方法においては、
積分勾配と比例飛躍が減少され、図４（ｄ）の場合に
は、積分値が不変に維持される時間ＴＩＳが段階的に減
少される。図４（ｃ）には、ＦＲを太線で示す線Ｓに沿
って制御しきい値を移動させた場合に発生するＦＲの波
形が示されている。この場合には図示の他の例とは異な
り、濃厚方向への移動が行われる。本発明方法を実施す
るために重要なことは、全ての場合において例示された
平均値移動時に触媒へ入るそれぞれの酸素不足あるいは
過剰量を示す尺度となるハッチング面積がだんだんと減
少することである。
本発明方法は閉ループ制御駆動を維持しながら実施する
ことができる。その例が図４（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）
に図示されている。図４（ｂ）に示す方法においては、
積分勾配と比例飛躍が減少され、図４（ｄ）の場合に
は、積分値が不変に維持される時間ＴＩＳが段階的に減
少される。図４（ｃ）には、ＦＲを太線で示す線Ｓに沿
って制御しきい値を移動させた場合に発生するＦＲの波
形が示されている。この場合には図示の他の例とは異な
り、濃厚方向への移動が行われる。本発明方法を実施す
るために重要なことは、全ての場合において例示された
平均値移動時に触媒へ入るそれぞれの酸素不足あるいは
過剰量を示す尺度となるハッチング面積がだんだんと減
少することである。
【００４３】図５から図７には本発明方法をコンピュー
タ制御で実施するフローチャートの例が記載されてい
る。
タ制御で実施するフローチャートの例が記載されてい
る。
【００４４】図５によれば、ステップＳ１でまずテスト
を実施するために必要な前提が満たされているかどうか
がチェックされる。そのために特に次のものが挙げられ
る。すなわち、テストを不必要に多く行わないために前
回のテスト実施からの最小運転時間が経過しているこ
と、両センサの動作準備ができていること、内燃機関と
触媒の温度が十分になっていること、すでに通常の閉ル
ープ制御運転の間にも後方のセンサの信号に混合気変調
が少なくとも部分的に現れていること、及び小さい一定
の負荷を有する運転状態、例えばアイドリング状態が存
在していることなどが挙げられる。これらの前提のいず
れかが満たされない場合には、通常運転が維持される
（ステップＳ９）。そうでない場合にはステップＳ２で
閉ループ制御の中心（平均）位置を求め、ステップＳ３
で平均値移動ＭＷＶの開始値として使用する。
を実施するために必要な前提が満たされているかどうか
がチェックされる。そのために特に次のものが挙げられ
る。すなわち、テストを不必要に多く行わないために前
回のテスト実施からの最小運転時間が経過しているこ
と、両センサの動作準備ができていること、内燃機関と
触媒の温度が十分になっていること、すでに通常の閉ル
ープ制御運転の間にも後方のセンサの信号に混合気変調
が少なくとも部分的に現れていること、及び小さい一定
の負荷を有する運転状態、例えばアイドリング状態が存
在していることなどが挙げられる。これらの前提のいず
れかが満たされない場合には、通常運転が維持される
（ステップＳ９）。そうでない場合にはステップＳ２で
閉ループ制御の中心（平均）位置を求め、ステップＳ３
で平均値移動ＭＷＶの開始値として使用する。
【００４５】次にステップＳ４において後方のセンサの
信号が所定の期間内に所定の最小頻度Ｈ＞Ｈminでしき
い値Ｓ１を通過したかどうかがチェックされる。このス
テップはラムダ平均値の移動量がさらに大きくなった場
合に、判断が否定されるまで繰り返し実施される。否定
された場合には平均値移動が停止され、そのときまでに
得られた値ａがステップＳ５で検出される。次にステッ
プＳ６においてａが、十分な変換能力ともはや十分でな
くなった変換能力間の境界を示す限界値ｇと比較され
る。この限界値を越えた場合には、ステップＳ８におい
て欠陥状態を示す信号が出力される。それに対して変換
能力が十分である場合には、ステップＳ７で遅滞なく通
常運転に切り替えられる。
信号が所定の期間内に所定の最小頻度Ｈ＞Ｈminでしき
い値Ｓ１を通過したかどうかがチェックされる。このス
テップはラムダ平均値の移動量がさらに大きくなった場
合に、判断が否定されるまで繰り返し実施される。否定
された場合には平均値移動が停止され、そのときまでに
得られた値ａがステップＳ５で検出される。次にステッ
プＳ６においてａが、十分な変換能力ともはや十分でな
くなった変換能力間の境界を示す限界値ｇと比較され
る。この限界値を越えた場合には、ステップＳ８におい
て欠陥状態を示す信号が出力される。それに対して変換
能力が十分である場合には、ステップＳ７で遅滞なく通
常運転に切り替えられる。
【００４６】図６に示すフローチャートは、上述の方法
の変形例を示す。処理ステップＳ４、Ｓ１６及びＳ１７
は図５の処理ステップＳ４と入れ換えられる。この変形
例は本質的に、ステップＳ１６においてさらに平均値移
動が継続しているテスト期間ｔが、触媒がまだ機能して
いると認識しなければならない限界値ｔｄｇより小さい
かどうかがチェックされることにある。この限界値を越
えた場合には、ステップＳ１７で対応する欠陥表示が出
力される。
の変形例を示す。処理ステップＳ４、Ｓ１６及びＳ１７
は図５の処理ステップＳ４と入れ換えられる。この変形
例は本質的に、ステップＳ１６においてさらに平均値移
動が継続しているテスト期間ｔが、触媒がまだ機能して
いると認識しなければならない限界値ｔｄｇより小さい
かどうかがチェックされることにある。この限界値を越
えた場合には、ステップＳ１７で対応する欠陥表示が出
力される。
【００４７】図７に示すフローチャートはさらに図３
（ｂ）に示す実施例に基づく方法を実施するのに必要な
処理ステップからなっている。そのために図５に示すマ
ークＣに続いて、他の方向への平均値移動（ＭＷＶ）が
開始されるステップＳ９が設けられている。例えばマー
クＣまでに希薄移動の値ａが得られている場合には、今
度は同様にステップＳ１１において濃厚移動の値ｂを求
める。ステップＳ１０は、濃厚化移動量の増大時後方の
センサの信号がしきい値Ｓ１をもはや十分な頻度で下回
らなくなるまで繰り返される。その場合にしきい値Ｓ１
の大きさは濃厚と希薄移動の場合に異ならせることがで
きる。次にステップＳ１２で移動量ａとｂから平均値が
形成される。この平均値と所定の限界値ｇをステップＳ
１３で比較した結果に従って、ステップＳ１５で欠陥信
号を出力し、あるいは信号を出力せずにステップＳ１４
で通常運転に切り替えられる。
（ｂ）に示す実施例に基づく方法を実施するのに必要な
処理ステップからなっている。そのために図５に示すマ
ークＣに続いて、他の方向への平均値移動（ＭＷＶ）が
開始されるステップＳ９が設けられている。例えばマー
クＣまでに希薄移動の値ａが得られている場合には、今
度は同様にステップＳ１１において濃厚移動の値ｂを求
める。ステップＳ１０は、濃厚化移動量の増大時後方の
センサの信号がしきい値Ｓ１をもはや十分な頻度で下回
らなくなるまで繰り返される。その場合にしきい値Ｓ１
の大きさは濃厚と希薄移動の場合に異ならせることがで
きる。次にステップＳ１２で移動量ａとｂから平均値が
形成される。この平均値と所定の限界値ｇをステップＳ
１３で比較した結果に従って、ステップＳ１５で欠陥信
号を出力し、あるいは信号を出力せずにステップＳ１４
で通常運転に切り替えられる。
【００４８】図８は図３（ｃ）と（ｄ）に示す実施例に
関するものである。まず、すでに説明した実施例の場合
と同様にテスト条件が満たされているかどうかがチェッ
クされる。符号Ｓ１８で示すこのステップは図５のステ
ップＳ１に相当する。この判断が否定された場合には通
常運転が維持される（ステップＳ１９）。そうでない場
合にはステップＳ２０で制御係数の平均値の初期移動量
がａ０にされる。ステップＳ２１は、移動後後方のセン
サの信号ＵＳＨが平均して十分に少ない頻度で、しきい
値を通過したかどうかの検査を意味する。平均値移動量
の初期値においてすでにそうでない場合には、ステップ
Ｓ２２で欠陥表示が行われる。
関するものである。まず、すでに説明した実施例の場合
と同様にテスト条件が満たされているかどうかがチェッ
クされる。符号Ｓ１８で示すこのステップは図５のステ
ップＳ１に相当する。この判断が否定された場合には通
常運転が維持される（ステップＳ１９）。そうでない場
合にはステップＳ２０で制御係数の平均値の初期移動量
がａ０にされる。ステップＳ２１は、移動後後方のセン
サの信号ＵＳＨが平均して十分に少ない頻度で、しきい
値を通過したかどうかの検査を意味する。平均値移動量
の初期値においてすでにそうでない場合には、ステップ
Ｓ２２で欠陥表示が行われる。
【００４９】図３に示す状況においてはステップＳ２１
で調べた条件がまず満たされており、その場合ステップ
Ｓ２３に進んで、今度は初期値ａ０から平均値移動ＭＷ
Ｖが開始される。次にＵＳＨが最小頻度Ｈminでしきい
値を通過するまでステップＳ２４が繰り返し実行され
る。通過頻度が最小頻度より小さい場合には、ステップ
Ｓ２５で値ｂあるいはｔ１によって与えられる平均値移
動の実際値が、図３（ｃ）、（ｄ）から求められる。
で調べた条件がまず満たされており、その場合ステップ
Ｓ２３に進んで、今度は初期値ａ０から平均値移動ＭＷ
Ｖが開始される。次にＵＳＨが最小頻度Ｈminでしきい
値を通過するまでステップＳ２４が繰り返し実行され
る。通過頻度が最小頻度より小さい場合には、ステップ
Ｓ２５で値ｂあるいはｔ１によって与えられる平均値移
動の実際値が、図３（ｃ）、（ｄ）から求められる。
【００５０】平均値がさらに移動されると、ステップＳ
２６を繰り返し通過することによってステップＳ２７に
関連して、どの値（図３（ｃ）、（ｄ）のａあるいはｔ
２）で最小頻度Ｈminでしきい値通過が発生するかが検
出される。次のステップＳ２８で平均値移動が停止さ
れ、ステップＳ２９で全平均値移動量ａ＋ｂが計算さ
れ、所定の限界値ｇと比較される。限界値を越えた場合
にはステップＳ３１で欠陥表示が行われ、そうでない場
合にはステップＳ３０で通常運転に復帰する。
２６を繰り返し通過することによってステップＳ２７に
関連して、どの値（図３（ｃ）、（ｄ）のａあるいはｔ
２）で最小頻度Ｈminでしきい値通過が発生するかが検
出される。次のステップＳ２８で平均値移動が停止さ
れ、ステップＳ２９で全平均値移動量ａ＋ｂが計算さ
れ、所定の限界値ｇと比較される。限界値を越えた場合
にはステップＳ３１で欠陥表示が行われ、そうでない場
合にはステップＳ３０で通常運転に復帰する。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、変調された燃料調量信号の平均値を、触媒後
方の排ガスセンサの信号が所定のしきい値を通過しなく
なるまで移動させ、その所定のしきい値を通過しなくな
るまでの平均値の移動量、あるいは平均値の移動開始か
ら前記所定のしきい値を通過しなくなる時点までの経過
時間から酸素貯蔵能力を判定するようにしているので、
高い信頼性で触媒の老化状態を知ることができ、触媒が
所定の排ガス値を遵守できるかどうかを確実に知ること
が可能になる。
によれば、変調された燃料調量信号の平均値を、触媒後
方の排ガスセンサの信号が所定のしきい値を通過しなく
なるまで移動させ、その所定のしきい値を通過しなくな
るまでの平均値の移動量、あるいは平均値の移動開始か
ら前記所定のしきい値を通過しなくなる時点までの経過
時間から酸素貯蔵能力を判定するようにしているので、
高い信頼性で触媒の老化状態を知ることができ、触媒が
所定の排ガス値を遵守できるかどうかを確実に知ること
が可能になる。
【図１】触媒の変換能力を検出する実施例のブロック回
路図である。
路図である。
【図２】（ａ）から（ｅ）は図１に示す装置の種々の箇
所に発生する信号波形を示す線図である。
所に発生する信号波形を示す線図である。
【図３】（ａ）から（ｄ）はそれぞれ図２の信号特性を
種々な方法で評価する方法を示す線図である。
種々な方法で評価する方法を示す線図である。
【図４】（ａ）から（ｄ）は本発明方法を実施する際に
発生するテスト信号特性を示す線図である。
発生するテスト信号特性を示す線図である。
【図５】本発明方法をコンピュータで実施するためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図６】本発明方法をコンピュータで実施するためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図７】本発明方法をコンピュータで実施するためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
【図８】本発明方法をコンピュータで実施するためのフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
１ 燃料調量手段 ２ 吸気管 ３ 内燃機関 ４、５ 排ガスセンサ ６ 触媒 ７ 排ガス管 １０ 目標値発生器 １１ 制御器 １５ 平均値形成器 １６ シーケンス制御器 １７ 信号フィルタ ２０ 平均移動検出手段
フロントページの続き (72)発明者 ルッツ ロイシェンバッハ ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥット ガルト 30 ハッポルトシュトラーセ 67 (72)発明者 エーリッヒ シュナイダー ドイツ連邦共和国 7125 キルヒハイム シュトルヒェンヴェーク ４ (72)発明者 エーベルハルト シュナイベル ドイツ連邦共和国 7241 ヘミンゲン ホッホシュテッターシュトラーセ １ ／５ (56)参考文献 特開 平５−118212（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195759（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/28 F02D 45/00
Claims (9)
- 【請求項１】 ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前方に
配置され制御センサとして使用される第１の排ガスセン
サと、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサとを備
えた内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分の量
を減少させる触媒の変換能力を判定する方法において、 酸素貯蔵能力を判定するために所定の運転状態において
燃料調量信号が変調され、 前記変調された燃料調量信号の平均値が、第２の排ガス
センサの信号が所定のしきい値を通過しなくなるまで移
動され、前記所定のしきい値を通過しなくなるまでの前記平均値
の移動量、あるいは平均値の移動開始から前記所定のし
きい値を通過しなくなる時点までの経過時間 から酸素貯
蔵能力が判定され、 酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠陥表
示が行なわれることを特徴とする触媒の変換能力を判定
する方法。 - 【請求項２】 燃料調量信号の平均値が希薄なあるいは
濃厚な混合気組成の方向へ移動されるか、あるいは濃厚
側並びに希薄側への移動量が検出され、２つの移動量の
合計の大きさから酸素貯蔵能力が判定されることを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記平均値の移動が、閉ループ制御運転
時に比例成分あるいは積分成分を異るものにすることに
より、あるいは希薄から濃厚への変化と濃厚から希薄へ
の変化の場合の切り替え特性を非対称にすることによ
り、あるいは閉ループ制御に使用されるセンサの信号の
しきい値を変化させることにより行なわれることを特徴
とする請求項１あるいは２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記平均値の移動が、ラムダ閉ループ制
御装置の中心位置から所定のラムダ特性を制御すること
により行なわれることを特徴とする請求項１あるいは２
に記載の方法。 - 【請求項５】 三角波形がオフセット値を緩慢に変化さ
せて制御されることを特徴とする請求項４に記載の方
法。 - 【請求項６】 触媒後方に配置された第２の排ガスセン
サの信号の振幅が最小頻度でしきい値を上回った場合に
のみ触媒の変換能力の判定が実施されることを特徴とす
る請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 ラムダ閉ループ制御装置と、触媒前方に
配置され制御センサとして使用される第１の排ガスセン
サと、触媒後方に配置された第２の排ガスセンサとを備
えた内燃機関の排ガスの望ましくない有害物質成分の量
を減少させる触媒の変換能力を判定する装置において、 酸素貯蔵能力を判定するために燃料調量信号を変調しこ
の変調された燃料調量信号の平均値を移動させる手段
と、触媒後方の第２の排ガス センサの信号を所定のしきい値
と比較する手段とを有し、前記変調された燃料調量信号の平均値が、第２の排ガス
センサの信号が所定のしきい値を通過しなくなるまで移
動され 、前記所定のしきい値を通過しなくなるまでの前記平均値
の移動量、あるいは平均値の移動開始から前記所定のし
きい値を通過しなくなる時点までの経過時間から酸素貯
蔵能力が判定され 、酸素貯蔵能力が十分でないと判定された場合には欠陥表
示が行なわれる ことを特徴とする触媒の変換能力を判定
する装置。 - 【請求項８】 燃料調量信号の平均値の濃厚側及び希薄
側への移動量を検出する手段が設けられていることを特
徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 触媒後方に配置された第２の排ガスセン
サの信号の振幅が最小頻度でしきい値を上回っているか
どうかを検出する手段が設けられていることを特徴とす
る請求項７あるいは８に記載の装置。
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