JP3302704B2 - Engine exhaust purification device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置、特に排気ガス中に含まれる有害成分を触媒作用によ
って減少させる触媒コンバータを燃焼室下流側の排気通
路に設置すると共に、触媒上流における酸素濃度がリッ
チとリーンとで反転するように空燃比制御を実行するよ
うにしたエンジンの排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an engine, in particular, a catalytic converter for reducing harmful components contained in exhaust gas by a catalytic action is provided in an exhaust passage downstream of a combustion chamber. The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an engine that executes air-fuel ratio control so that the concentration is reversed between rich and lean.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両用等のエンジンにおいては、燃焼後
の排気ガス中に含まれる有害成分を減少させるために、
上記有害成分のうち特に環境に対する影響の大きい一酸
化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）の３成分に優れた浄化特性を発揮する三元触媒を
用いた触媒コンバータを排気系に設置すると共に、上記
三元触媒の触媒作用が効率よく発揮されるように燃焼室
に供給される混合気の空燃比を所定の目標空燃比（例え
ば、理論空燃比；空気／燃料＝１４．７）に維持する空
燃比制御を行うようにしたものがある。この空燃比制御
は、例えば、上記触媒コンバータの上流側に空気過剰率
λ（実空燃比／理論空燃比）が１の状態を境として出力
状態が変化する排気センサを設置し、この排気センサの
検出値が空燃比のリッチ状態（燃料が過濃な状態）を示
すときには燃料供給量を減量すると共に、上記検出値が
空燃比のリーン状態（燃料が希薄な状態）を示すときに
は燃料供給量を増量することによって、燃焼室に供給さ
れる混合気の空燃比が上記目標空燃比に収束するように
行われる。2. Description of the Related Art In engines for vehicles and the like, in order to reduce harmful components contained in exhaust gas after combustion,
Among the above harmful components, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (N
A catalyst converter using a three-way catalyst exhibiting excellent purification characteristics for the three components of O x ) is installed in the exhaust system, and is supplied to the combustion chamber so that the catalytic action of the three-way catalyst is efficiently exhibited. There is an air-fuel ratio control that maintains an air-fuel ratio of a mixture to a predetermined target air-fuel ratio (for example, stoichiometric air-fuel ratio; air / fuel = 14.7). In this air-fuel ratio control, for example, an exhaust sensor whose output state changes when the excess air ratio λ (actual air-fuel ratio / stoichiometric air-fuel ratio) is 1 is installed on the upstream side of the catalytic converter. When the detected value indicates an air-fuel ratio rich state (fuel rich state), the fuel supply amount is reduced. When the detected value indicates an air-fuel ratio lean state (fuel lean state), the fuel supply amount is reduced. The increase is performed such that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber converges to the target air-fuel ratio.
【０００３】ところで、上記触媒コンバータに用いられ
ている三元触媒は、例えば有鉛ガソリンを注油すること
などにより触媒成分に不純物が付着し、経年変化に応じ
て設定された使用期間内においても性能劣化を生じると
いう問題がある。[0003] Incidentally, the three-way catalyst used in the above-mentioned catalytic converter has impurities attached to the catalyst components, for example, by lubricating leaded gasoline, and the performance of the three-way catalyst can be improved even within a service period set according to aging. There is a problem that deterioration occurs.
【０００４】このような問題に対しては、例えば特開昭
６３−９７８５２号公報に開示されているように、エン
ジンの排気系に設置された触媒コンバータの下流側に酸
素濃度を検出する第２の排気センサを設置し、この排気
センサの空燃比フィードバック制御時における出力反転
回数によって触媒作用の劣化を判定するようにしたもの
がある。これは、触媒作用の劣化時には酸素吸蔵能力の
低下により、触媒下流側の酸素濃度が上流側とほとんど
差がなくなることに着目して、間接的に触媒の劣化を判
定しようとするものである。In order to solve such a problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-97852, a second method for detecting an oxygen concentration downstream of a catalytic converter installed in an exhaust system of an engine is disclosed. There is an exhaust sensor in which the deterioration of the catalytic action is determined based on the number of output reversals during the air-fuel ratio feedback control of the exhaust sensor. This is to indirectly judge the deterioration of the catalyst by focusing on the fact that the oxygen concentration at the downstream side of the catalyst hardly differs from that at the upstream side due to the decrease in the oxygen storage capacity at the time of deterioration of the catalytic action.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気通路に
設置された触媒コンバータ中の触媒は、酸素の吸着、脱
離により有害成分に対する酸化還元反応を繰り返すよう
になっているので、触媒コンバータの下流側の酸素分圧
は変動しにくく、運転状態によって酸素過剰状態になっ
たり、酸素不足状態になったり一定しないという問題が
ある。つまり、エンジンの燃焼室に供給される混合気は
理論空燃比の付近に制御されることから、燃焼室から排
出される排気ガス中の酸素濃度も理論空燃比を反映した
値となる。したがって、触媒コンバータの上流側の排気
ガス中の酸素量が多いときには、触媒の酸素吸蔵能力を
オーバーフローした酸素によって触媒コンバータ下流の
酸素濃度が過剰状態となり、また排気ガス中の酸素量が
少ないときには、全ての酸素が触媒に吸着されることか
ら下流側の酸素濃度が不足状態となるのである。このた
め、触媒コンバータの下流の排気センサの検出値に基づ
いて触媒の劣化判定を行う場合に良好な判定精度が得ら
れないという問題が発生する。The catalyst in the catalytic converter installed in the exhaust passage repeats the oxidation-reduction reaction for harmful components by adsorption and desorption of oxygen. The oxygen partial pressure on the side is hardly fluctuated, and there is a problem that an oxygen-excess state or an oxygen-deficient state occurs or is not constant depending on an operation state. That is, since the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber of the engine is controlled near the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber also takes a value reflecting the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the amount of oxygen in the exhaust gas on the upstream side of the catalytic converter is large, the oxygen concentration in the downstream of the catalytic converter becomes excessive due to the oxygen overflowing the oxygen storage capacity of the catalyst, and when the amount of oxygen in the exhaust gas is small, Since all of the oxygen is adsorbed on the catalyst, the oxygen concentration on the downstream side becomes insufficient. For this reason, there is a problem that when the catalyst deterioration is determined based on the detection value of the exhaust sensor downstream of the catalytic converter, good determination accuracy cannot be obtained.
【０００６】また、使用開始初期の触媒コンバータの触
媒は特に酸素吸蔵能力が大きいことから、通常の空燃比
フィードバック制御によっては触媒コンバータ下流側の
酸素濃度の変化が少なく、排気センサの検出結果が触媒
の活性状態を反映しないという別の問題がある。Further, since the catalyst of the catalytic converter in the early stage of use has a particularly large oxygen storage capacity, the change in the oxygen concentration downstream of the catalytic converter is small by ordinary air-fuel ratio feedback control, and the detection result of the exhaust sensor is There is another problem that does not reflect the active state of the
【０００７】この発明は、エンジンの排気系に設置した
触媒コンバータの上流における酸素濃度がリッチとリー
ンとで反転するように空燃比制御を実行すると共に、上
記触媒コンバータの少なくとも下流側に酸素濃度を検出
する排気センサを設置して、該排気センサの検出値に基
づいて触媒の劣化判定を行うようにしたエンジンにおけ
る上記の問題に対処するもので、空燃比の制御精度を損
なうことなく劣化判定精度を向上させることを目的とす
る。According to the present invention, the air-fuel ratio control is executed so that the oxygen concentration upstream of the catalytic converter installed in the exhaust system of the engine is reversed between rich and lean, and the oxygen concentration is controlled at least downstream of the catalytic converter. This is for solving the above-mentioned problem in an engine in which an exhaust sensor to be detected is installed and the deterioration of the catalyst is determined based on the detection value of the exhaust sensor, and the deterioration determination accuracy is maintained without impairing the control accuracy of the air-fuel ratio. The purpose is to improve.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１に記載の発明（以下、第１発明という）は、エンジン
の排気系に設けられた排気ガス浄化用触媒の下流側に設
置されて排気ガス中に含まれる残存酸素濃度を検出する
排気センサと、触媒上流における酸素濃度がリッチとリ
ーンとで反転するように制御定数を用いて空燃比制御を
実行する空燃比制御手段と、該空燃比制御手段による空
燃比制御中における上記排気センサ検出値の反転度合に
基づいて上記触媒の劣化判定を行う劣化判定手段とが備
えられたエンジンの排気浄化装置であって、上記空燃比
制御手段は、エンジンの運転状態が所定の空燃比制御状
態であると判定したときに、燃焼室内の混合気の空燃比
が所定空燃比となるよう第１の制御定数を用いて空燃比
制御を実行すると共に、上記劣化判定手段は、エンジン
の運転状態が上記所定の空燃比制御状態で、かつ所定の
触媒劣化判定状態であると判定したときに、空燃比制御
手段による空燃比制御中の所定の期間に亘って、排気セ
ンサ検出値の反転度合を検出し、その検出した反転度合
に基づいて触媒の劣化判定を行うように構成されてお
り、かつ、上記所定期間中は、空燃比制御手段が用いる
上記制御定数を、触媒が非劣化状態で空燃比制御を行っ
た場合においては排気センサ付近の酸素分圧が過剰側あ
るいは不足側に偏って推移するように、上記第１の制御
定数とは異なる第２の制御定数に変更する制御定数変更
手段が設けられていることを特徴とする。That is, the invention described in claim 1 of the present application (hereinafter referred to as a first invention) is installed downstream of an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust system of an engine. An exhaust sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas; air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control using a control constant such that the oxygen concentration upstream of the catalyst is inverted between rich and lean; An exhaust purification device for an engine, comprising: a deterioration determination unit that determines deterioration of the catalyst based on a degree of reversal of the exhaust gas sensor detection value during the air-fuel ratio control by the fuel ratio control unit. , when the operating state of the engine is determined to be a predetermined air-fuel ratio control state, perform air-fuel ratio control using the first control constant such that the air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber becomes a predetermined air-fuel ratio result To, the deterioration determination means, when the operating state of the engine is determined to above a predetermined air-fuel ratio control state, and a predetermined catalyst deterioration determination condition, the predetermined time period of the air-fuel ratio control in accordance with the air-fuel ratio control means Over a period of time, the degree of reversal of the exhaust gas sensor detection value is detected, and the deterioration of the catalyst is determined based on the detected degree of reversal .
In addition, during the predetermined period, the control constant used by the air-fuel ratio control means is set such that when the air-fuel ratio control is performed in a non-degraded state of the catalyst, the oxygen partial pressure in the vicinity of the exhaust sensor becomes excessive or insufficient. It is characterized in that a control constant changing means for changing the control constant to a second control constant different from the first control constant is provided so as to shift in a biased manner.
【０００９】また、請求項２に記載の発明（以下、第２
発明という）は、上記第１発明において、第１、第２の
制御定数は、空燃比制御量を一挙に変化させるスキップ
値であり、制御定数変更手段は、該スキップ値を大きく
することを特徴とする。Further, the invention according to claim 2 (hereinafter referred to as the second invention)
In the first invention, the first and second control constants are skip values for changing the air-fuel ratio control amount at a stroke, and the control constant changing means increases the skip value. It is characterized by doing.
【００１０】また、請求項３に記載の発明（以下、第３
発明という）は、上記第１発明において、触媒使用期間
に応じて、該使用期間が長くなるほど大きい値となる触
媒使用時間関連情報を検出する触媒使用時間関連情報検
出手段と、該手段で検出された触媒使用時間関連情報が
増大するほど、第２の制御定数を、排気センサ付近の酸
素分圧の過剰側あるいは不足側への偏りの程度が小さく
なるように補正する制御定数補正手段とが設けられてい
ることを特徴とする。Further, the invention according to claim 3 (hereinafter referred to as “third”)
In the first invention, the catalyst use time related information detecting means for detecting the catalyst use time related information having a larger value as the use period becomes longer according to the catalyst use period, was higher catalyst used time related information increases, the second control constant, provided a control constant correction means for correcting as the degree of deviation of the excess side or the lack side of the oxygen partial pressure in the vicinity of the exhaust sensor becomes smaller It is characterized by having been done.
【００１１】また、請求項４に記載の発明（以下、第４
発明という）は、上記第３発明において、排気センサの
劣化を検出するセンサ劣化検出手段と、該手段により排
気センサの劣化が検出されたときに、制御定数補正手段
による第２の制御定数の補正を制限する補正制限手段と
が設けられていることを特徴とする。The invention according to claim 4 (hereinafter referred to as the fourth invention)
The invention is characterized in that in the third invention, the sensor deterioration detecting means for detecting the deterioration of the exhaust sensor and the correction of the second control constant by the control constant correcting means when the deterioration of the exhaust sensor is detected by the means . And a correction restricting means for restricting
【００１２】また、請求項５に記載の発明（以下、第５
発明という）は、上記第１発明から第４発明のいずれか
において、排気系における排気ガス浄化用触媒の上流側
に、排気ガス中に含まれる残存酸素濃度を検出する排気
センサが設置されていると共に、空燃比制御手段は、こ
の触媒上流側の排気センサの検出値に応じて空燃比が目
標空燃比となるようにフィードバック制御するように構
成されていることを特徴とする。Further, the invention according to claim 5 (hereinafter referred to as the fifth invention)
According to the invention, in any one of the first to fourth inventions, an exhaust sensor for detecting a concentration of residual oxygen contained in exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system. In addition, the air-fuel ratio control means is configured to perform feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio in accordance with the detection value of the exhaust sensor on the upstream side of the catalyst.
【００１３】また、請求項６に記載の発明（以下、第６
発明という）は、上記第１発明において、排気系におけ
る排気ガス浄化用触媒の上流側に、排気ガス中に含まれ
る残存酸素濃度を検出する排気センサが設置されている
と共に、第１、第２の制御定数は、空燃比制御量を一挙
に変化させるスキップ値、又は徐々に変化させる積分値
の少なくともいずれかであり、空燃比制御手段は、上記
触媒上流側の排気センサの検出値に応じて、該排気セン
サの検出値が所定値を挟んでリッチとリーンとで反転し
た後から所定の遅延時間経過後に、空燃比制御量をスキ
ップ値により一挙に増大あるいは減少させ、その後空燃
比制御量を積分値により徐々に増大あるいは減少させる
ことにより、空燃比が目標空燃比となるようにフィード
バック制御するように構成されていることを特徴とす
る。The invention according to claim 6 (hereinafter referred to as sixth invention)
In the first invention, the exhaust gas sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system, and the first and second exhaust gas sensors are provided . The control constant is at least one of a skip value for changing the air-fuel ratio control amount at once, or an integral value for gradually changing the air-fuel ratio control amount, and the air-fuel ratio control means responds to the detection value of the exhaust sensor on the upstream side of the catalyst. After a lapse of a predetermined delay time since the detection value of the exhaust sensor is inverted between rich and lean with a predetermined value interposed therebetween, the air-fuel ratio control amount is increased or decreased at a stroke by a skip value, and then the air-fuel ratio control amount is increased. The feedback control is performed such that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio by gradually increasing or decreasing the integral value.
【００１４】[0014]
【作用】まず、第１発明によれば、第１の制御定数を用
いて空燃比制御を実行している場合において所定の触媒
劣化判定状態となったときに、所定の期間、触媒の劣化
判定が行なわれると共に、その触媒の劣化判定期間中に
は、空燃比制御定数が、触媒が非劣化状態、即ち活性状
態で空燃比制御を行った場合においては排気センサ付近
の酸素分圧が過剰側あるいは不足側に偏って推移するよ
うに、第１の制御定数から第２の制御定数に変更される
ことになるので、触媒下流側の排気センサの付近の排気
ガスの組成が酸素過剰状態又は酸素不足状態のどちらか
に偏って推移することになり、該排気センサの検出値に
基づく劣化判定の精度が向上すると共に、劣化判定を行
わないときの空燃比制御精度も損なわれることがなくな
って、排気浄化性能が総合的に向上することになる。According to the first aspect , the first control constant is used.
When the air-fuel ratio control is
When the deterioration is determined, the catalyst is deteriorated for a predetermined period.
The determination is performed, and during the catalyst deterioration determination period, the air-fuel ratio control constant indicates that the oxygen partial pressure near the exhaust sensor is excessive when the catalyst is in the non-degraded state, that is, when the air-fuel ratio control is performed in the active state. Since the first control constant is changed to the second control constant so as to shift toward the side or the shortage side, the composition of the exhaust gas in the vicinity of the exhaust sensor on the downstream side of the catalyst changes in the oxygen excess state or As a result, the accuracy of the deterioration determination based on the detection value of the exhaust sensor is improved, and the air-fuel ratio control accuracy when the deterioration determination is not performed is not impaired. As a result, the exhaust purification performance is improved overall.
【００１５】また、触媒下流側の排気センサの付近の排
気ガスの組成が酸素過剰状態に偏って推移する場合に
は、該排気センサの酸素濃度検出時における応答遅れが
少なくなって、良好な検出精度が得られることになる。 Also, the exhaust gas near the exhaust sensor on the downstream side of the catalyst is used.
When the composition of gaseous gas shifts to an oxygen excess state
Is the response delay when the exhaust sensor detects oxygen concentration.
As a result, good detection accuracy can be obtained.
【００１６】また、第２発明によれば、第１、第２の制
御定数として、空燃比制御量を一挙に変化させるスキッ
プ値を用い、このスキップ値を用いて空燃比をリッチと
リーンとで反転させる空燃比制御を実行すると共に、触
媒の劣化判定中には、このスキップ値を大きくするの
で、上記排気センサの付近における酸素分圧が確実に過
剰側又は不足側に偏ることになる。According to the second aspect of the present invention, as the first and second control constants, a skip value for changing the air-fuel ratio control amount at once is used, and the air-fuel ratio is adjusted using the skip value. Since the air-fuel ratio control for reversing between rich and lean is executed and the skip value is increased during the catalyst deterioration determination, the oxygen partial pressure near the exhaust sensor is surely biased toward the excess side or the shortage side. Will be.
【００１７】また、第３発明によれば触媒使用時間が長
くなるに伴って、劣化判定時の第２の制御定数が、排気
センサ付近の酸素分圧の過剰側あるいは不足側への偏り
の程度が小さくなるように補正されることになるので、
排気センサの検出値が過度に変動することがなくなっ
て、誤判定が防止されることになる。According to the third aspect of the present invention, as the catalyst usage time becomes longer, the second control constant at the time of deterioration determination is determined by the degree of deviation of the oxygen partial pressure near the exhaust sensor toward the excess side or the insufficient side. Will be corrected to be smaller,
The detection value of the exhaust sensor does not fluctuate excessively, and erroneous determination is prevented.
【００１８】そして、第４発明によれば、排気センサの
劣化が検出されたときには、第２の制御定数の補正が制
限されることになるので、排気センサの検出値が適度に
変動することになって、排気センサの劣化にかかわらず
劣化判定精度が良好に保たれることになる。According to the fourth aspect, when the deterioration of the exhaust gas sensor is detected, the correction of the second control constant is limited, so that the detected value of the exhaust gas sensor may fluctuate appropriately. As a result, regardless of the deterioration of the exhaust sensor, the accuracy of the deterioration determination is kept good.
【００１９】そして、第５発明によれば、排気系におけ
る排気ガス浄化用触媒の上流側にも、排気ガス中に含ま
れる残存酸素濃度を検出する排気センサを設置すると共
に、この触媒上流側の空燃比制御用排気センサの検出値
に応じて空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御するように構成したものにおいて、上記第１発明
から第４発明の作用が得られることになる。According to the fifth aspect of the present invention, an exhaust sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas is provided on the exhaust system upstream of the exhaust gas purifying catalyst. In a configuration in which feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio in accordance with the detection value of the air-fuel ratio control exhaust sensor, the effects of the first to fourth aspects can be obtained.
【００２０】また、第６発明によれば、排気系における
排気ガス浄化用触媒の上流側にも、排気ガス中に含まれ
る残存酸素濃度を検出する排気センサを設置すると共
に、第１、第２の制御定数として、空燃比制御量を一挙
に変化させるスキップ値、又は徐々に変化させる積分値
の少なくともいずれかを用い、上記の触媒上流側の空燃
比制御用排気センサの検出値に応じて、該排気センサの
検出値が所定値を挟んでリッチとリーンとで反転した後
から所定の遅延時間経過後に、上記スキップ値を用いて
空燃比を一挙に増大あるいは減少させ、その後上記積分
値を用いて空燃比を徐々に増大あるいは減少させること
により、空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御するように構成したものにおいて、上記の触媒下
流側の劣化判定用排気センサの付近における酸素分圧が
確実に過剰側又は不足側に偏ることになる。[0020] The sixth aspect, in the upstream side of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system, as well as installing an exhaust sensor for detecting the residual oxygen concentration in the exhaust gas, first, second As a control constant of, using at least one of a skip value that changes the air-fuel ratio control amount at once, or an integrated value that gradually changes, according to the detection value of the air-fuel ratio control exhaust sensor on the upstream side of the catalyst, After a predetermined delay time elapses after the detection value of the exhaust sensor is inverted between rich and lean with a predetermined value interposed therebetween, the air-fuel ratio is increased or decreased at once using the skip value, and then the integrated value is used. In a configuration in which feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio by gradually increasing or decreasing the air-fuel ratio, the exhaust gas for deterioration determination on the downstream side of the catalyst is used. Oxygen partial pressure would be biased to ensure excess side or under side in the vicinity of the sensor.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２２】まず、図１によりエンジン１の制御システ
ムを説明すると、このエンジン１には吸、排気弁２，３
を介して燃焼室４に通じる吸気通路５及び排気通路６が
設けられている。吸気通路５には、その上流部にエアク
リーナ７、エアフローメータ８及びスロットルバルブ９
が設置されていると共に、このスロットルバルブ９の下
流に燃料噴射弁１０が設置されている。First, the control system of the engine 1 will be described with reference to FIG.
An intake passage 5 and an exhaust passage 6 communicating with the combustion chamber 4 through the air passage are provided. In the intake passage 5, an air cleaner 7, an air flow meter 8, and a throttle valve 9
Is installed, and a fuel injection valve 10 is installed downstream of the throttle valve 9.
【００２３】一方、排気通路６には燃焼後の排気ガスを
浄化する三元触媒式の触媒コンバータ１１が設置されて
おり、この触媒コンバータ１１の上流及び下流に排気ガ
ス中の残存酸素濃度を検出する第１、第２排気センサ１
２，１３がそれぞれ設置されている。On the other hand, a three-way catalytic converter 11 for purifying the exhaust gas after combustion is provided in the exhaust passage 6, and upstream and downstream of the catalytic converter 11, the residual oxygen concentration in the exhaust gas is detected. First and second exhaust sensors 1
2 and 13 are respectively installed.
【００２４】そして、この制御システムには上記燃料噴
射弁１０からの燃料噴射量の制御と、触媒コンバータ１
１の劣化判定とを行う電子制御式のコントロールユニッ
ト（以下、ＥＣＵという）１４が備えられている。この
ＥＣＵ１４は上記エアフローメータ８からの吸入空気量
信号と、スロットルバルブ９の開度を検出するスロット
ルセンサ１５からのスロットル開度信号と、当該車両の
車速を検出する車速センサ１６からの車速信号と、エン
ジン回転数を検出する回転センサ１７からのエンジン回
転数信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温セン
サ１８からの水温信号と、上記第１、第２排気センサ１
２，１３によってそれぞれ検出される酸素濃度信号と、
当該車両の走行距離を検出する距離センサ１９からの走
行距離信号とを入力し、これらの信号に基づいて燃焼室
４に供給される混合気の空燃比制御と触媒コンバータ１
１の劣化判定処理とを行う。なお、ＥＣＵ１４は触媒コ
ンバータ１１の劣化警告用の警告灯２０の点灯制御も行
うようになっている。The control system controls the fuel injection amount from the fuel injection valve 10 and the catalytic converter 1
An electronic control type control unit (hereinafter, referred to as ECU) 14 for performing the deterioration determination of 1 is provided. The ECU 14 receives an intake air amount signal from the air flow meter 8, a throttle opening signal from a throttle sensor 15 for detecting the opening of the throttle valve 9, a vehicle speed signal from a vehicle speed sensor 16 for detecting the vehicle speed of the vehicle. An engine speed signal from a rotation sensor 17 for detecting the engine speed, a water temperature signal from a water temperature sensor 18 for detecting the temperature of the engine coolant, and the first and second exhaust sensors 1.
Oxygen concentration signals respectively detected by
A travel distance signal from a distance sensor 19 that detects the travel distance of the vehicle is input, and based on these signals, the air-fuel ratio control of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 4 and the catalytic converter 1
1 is performed. The ECU 14 also controls the lighting of a warning lamp 20 for warning the deterioration of the catalytic converter 11.
【００２５】ここで、ＥＣＵ１４が行う空燃比制御の概
略を説明すると、ＥＣＵ１４は各種信号を読み込んだ上
で、吸入空気量信号が示す吸入空気量とエンジン回転数
信号が示すエンジン回転数とに基づいて１サイクルあた
りに燃焼室４に吸入される空気量を演算して、それに対
応する基本噴射量を設定する。次いで、ＥＣＵ１４は空
燃比のフィードバック条件が成立しているか否かを判定
する。すなわち、ＥＣＵ１４はエンジン負荷を代表する
スロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとする
エンジン１の運転状態が所定のフィードバック領域に属
すると共に、水温信号が示すエンジン冷却水温が所定値
以上になったときなどにフィードバック条件が成立した
と判定して、空燃比フィードバック制御を実行する。Here, the outline of the air-fuel ratio control performed by the ECU 14 will be described. After reading various signals, the ECU 14 determines the air-fuel ratio based on the intake air amount indicated by the intake air amount signal and the engine speed indicated by the engine speed signal. Then, the amount of air taken into the combustion chamber 4 per cycle is calculated, and the corresponding basic injection amount is set. Next, the ECU 14 determines whether the air-fuel ratio feedback condition is satisfied. That is, the ECU 14 determines whether the operating state of the engine 1 using the throttle opening degree representing the engine load and the engine speed as parameters belongs to a predetermined feedback range, and the engine cooling water temperature indicated by the water temperature signal becomes equal to or higher than a predetermined value. For example, it is determined that the feedback condition is satisfied, and the air-fuel ratio feedback control is executed.
【００２６】この空燃比フィードバック制御は概略次の
ようにして行われる。すなわち、ＥＣＵ１４は上記第１
排気センサ１２からの酸素濃度信号が空燃比のリーン状
態を示すときには、燃料が増量するようにフィードバッ
ク補正量ＣFBを設定する一方、酸素濃度信号が空燃比の
リーン状態を示すときには、燃料が減量するようにフィ
ードバック補正量ＣFBを設定する。さらに、このフィー
ドバック補正量ＣFBや水温補正量などによって上記基本
噴射量を補正することにより最終噴射量を設定する。そ
して、この最終噴射量が得られるように燃料噴射弁１０
に対して燃料噴射信号を出力する。The air-fuel ratio feedback control is generally performed as follows. That is, the ECU 14
When the oxygen concentration signal from the exhaust sensor 12 indicates a lean state of the air-fuel ratio, the feedback correction amount C FB is set so as to increase the fuel. On the other hand, when the oxygen concentration signal indicates a lean state of the air-fuel ratio, the fuel decreases. The feedback correction amount C FB is set so as to perform the correction. Further, the final injection amount is set by correcting the basic injection amount with the feedback correction amount C FB and the water temperature correction amount. Then, the fuel injection valve 10 is controlled so that the final injection amount is obtained.
Output a fuel injection signal.
【００２７】なお、上記フィードバック補正量ＣFBは、
具体的には次のようにして求められる。すなわち、ＥＣ
Ｕ１４は、図２（ａ）に示すように、上記第１排気セン
サ１２の出力電圧Ｖが所定の基準電圧Ｖ1よりも大きく
なった時点で空燃比がリーン状態からリッチ状態に反転
したと判定して、その時点におけるフィードバック補正
量ＣFBの値を、同図（ｂ）に示すように、所定の第１リ
ーン遅延定数ＤL1の間だけ所定の第１リッチ積分定数Ｉ
R1を用いて更新し続け、上記遅延定数ＤL1が経過した後
に所定の第１リーンスキップ値ＰL1だけ一挙に減少さ
せ、その後所定の第１リーン積分定数ＩL1を用いて徐々
に減少させる。そして、上記第１排気センサ１２の出力
電圧Ｖが上記基準電圧Ｖ1よりも低下した時点で空燃比
が今度はリッチ状態からリーン状態に反転したと判定し
て、その時点におけるフィードバック補正量ＣFBの値を
所定の第１リッチ遅延定数ＤR1の間だけ上記リーン積分
定数ＩL1を用いて更新し続け、上記遅延定数ＤR1が経過
した後に所定の第１リッチスキップ値ＰR1だけ一挙に増
大させ、その後上記リッチ積分定数ＩR1を用いて徐々に
増大させる。The feedback correction amount C FB is
Specifically, it is obtained as follows. That is, EC
U14, as shown in FIG. 2 (a), and the air-fuel ratio when the output voltage V of the first exhaust sensor 12 is larger than the predetermined reference voltage V 1 is inverted from a lean state to a rich state determination Then, the value of the feedback correction amount C FB at that time is changed to a predetermined first rich integration constant I during a predetermined first lean delay constant D L1 as shown in FIG.
The update is continued using R1, and after the delay constant D L1 has elapsed, the value is reduced at once by a predetermined first lean skip value P L1 , and then gradually reduced using the predetermined first lean integration constant I L1 . Then, the output voltage V of the first exhaust sensor 12 is determined to the air-fuel ratio is now at the time of lower than the reference voltage V 1 inverted from the rich state to the lean state, the feedback correction amount at that time C FB the values only for a predetermined first rich delay constant D R1 continues to update with the lean integral constant I L1, increased at a stroke by a predetermined first rich skip value P R1 after the delay constant D R1 has elapsed And then gradually increase using the rich integration constant IR1 .
【００２８】一方、ＥＣＵ１４は上記フィードバック条
件が成立していないと判定したときには、スロットル開
度、エンジン回転数、水温などをパラメータとして設定
された燃料噴射マップから読み出した燃料噴射量となる
ように、上記燃料噴射弁１０に対して燃料噴射信号を出
力するオープンループ制御を実行することになる。On the other hand, when the ECU 14 determines that the above-mentioned feedback condition is not satisfied, the ECU 14 sets the fuel injection amount read from the fuel injection map set with the throttle opening, the engine speed, the water temperature, and the like as parameters. Open loop control for outputting a fuel injection signal to the fuel injection valve 10 is executed.
【００２９】次に、本発明の特徴部分である触媒劣化検
出処理について説明すると、図３のフローチャートに従
ったものとなる。Next, a description will be given of the catalyst deterioration detection process, which is a feature of the present invention, in accordance with the flowchart of FIG.
【００３０】すなわち、ＥＣＵ１４はステップＳ１で所
定の触媒劣化検出条件が成立したかどうかを判定する。
すなわち、ＥＣＵ１４は空燃比フィードバック条件が成
立し、かつスロットル開度や車速などが所定の条件を満
たしているときに、触媒劣化検出条件が成立したと判定
する。That is, the ECU 14 determines in step S1 whether a predetermined catalyst deterioration detection condition is satisfied.
That is, the ECU 14 determines that the catalyst deterioration detection condition is satisfied when the air-fuel ratio feedback condition is satisfied and the throttle opening, the vehicle speed, and the like satisfy predetermined conditions.
【００３１】ＥＣＵ１４は上記触媒劣化検出条件が成立
したと判定したときには、フィードバック制御定数を所
定の触媒劣化検出用定数に変更した上で、第１排気セン
サ１２から入力した出力電圧の所定の基準電圧Ｖ1に対
する第１反転回数Ｎ1と、第２排気センサ１３から入力
した出力電圧の所定の基準電圧Ｖ2に対する第２反転回
数Ｎ2とをそれぞれカウントする（ステップＳ２〜Ｓ
４）。そして、ステップＳ５で第１反転回数Ｎ1に対す
る第２反転回数Ｎ2の割合が所定の劣化判定基準値Ｋよ
りも大きくなったか否かを判定して、ＹＥＳと判定した
ときにはステップＳ６で触媒劣化が確定したか否かを判
定し、ＹＥＳと判定したときにステップＳ７を実行して
警告灯２０を点灯させる。なお、ＥＣＵ１４は例えば第
１反転回数Ｎ1に対する第２反転回数Ｎ2の割合が上記劣
化判定基準値Ｋよりも大きくなることが連続して３回生
じたときに触媒劣化を確定するようになっている。When the ECU 14 determines that the catalyst deterioration detection condition is satisfied, the ECU 14 changes the feedback control constant to a predetermined catalyst deterioration detection constant, and then sets a predetermined reference voltage of the output voltage input from the first exhaust sensor 12. The first number of inversions N 1 with respect to V 1 and the second number of inversions N 2 with respect to a predetermined reference voltage V 2 of the output voltage input from the second exhaust sensor 13 are counted (steps S2 to S).
4). The second fraction of the transition number N 2 to the first inversion number N 1 is determined whether it is greater than a predetermined deterioration determination reference value K in step S5, the catalyst deterioration in step S6 when it is determined that YES Is determined, and if determined to be YES, step S7 is executed to turn on the warning lamp 20. Incidentally, ECU 14 is adapted to determine the catalyst deterioration when generated three times in succession that the ratio of the second inversion number N 2 is greater than the deterioration determination reference value K for the first inversion number N 1 for example ing.
【００３２】また、ＥＣＵ１４は上記ステップＳ５、Ｓ
６においてＮＯと判定したときには、ステップＳ７に移
ってフィードバック制御定数を元の値に変更する。The ECU 14 determines in steps S5 and S5
If NO is determined in step 6, the process proceeds to step S7 to change the feedback control constant to the original value.
【００３３】ここで、上記触媒劣化検出用定数の設定例
について説明すると、上記フィードバック補正係数ＣFB
に用いるスキップ値として、上記第１リーンスキップ値
ＰL1よりも大きい第２リーンスキップ値ＰL2と、第１リ
ッチスキップ値ＰR1よりも大きい第２リッチスキップ値
ＰR2とがそれぞれ設定されている。そして、第２リッチ
スキップ値ＰR2よりも第２リーンスキップ値ＰL2の方が
大きな値とされている。このようにして設定された両ス
キップ値ＰL2，ＰR2に対して、触媒使用時間を代表する
走行距離Ｌをパラメータとして設定された補正率αが乗
算されることにより、最終的なスキップ値が決定され
る。なお、上記補正率αは、図４に示すように、走行距
離Ｌが所定距離Ｌ 0 に達するまでの値を１として、走行
距離Ｌが所定距離Ｌ0を超えたときの値が１よりも小さ
い第１補正値α1となる階段状に設定されている。した
がって、上記距離センサ１９で検出される走行距離Ｌが
設定距離Ｌ0を超えたときには、上記第２リーンスキッ
プ値ＰL2及び第２リッチスキップ値ＰR2が小さく抑えら
れることになる。さらに、第２排気センサ１３が劣化し
たときには、図４の破線で示す第２補正値α2が選択さ
れることになる。つまり、上記第２リーンスキップ値Ｐ
L2及び第２リッチスキップ値ＰR2の補正が制限されるこ
とになる。なお、第２排気センサ１３の劣化状態は、例
えば第１排気センサ１２に代えて第２排気センサ１３を
用いて空燃比のフィードバック制御を行う際の反転回数
に基づいて判定される。Here, an example of setting the catalyst deterioration detection constant will be described. The feedback correction coefficient C FB is described below.
Are set as the second lean skip value P L2 larger than the first lean skip value P L1 and the second rich skip value P R2 larger than the first rich skip value P R1 . . Then, the second lean skip value P L2 is set to be larger than the second rich skip value P R2 . The final skip value is obtained by multiplying the thus set skip values P L2 and P R2 by the correction rate α that is set using the travel distance L representing the catalyst use time as a parameter. It is determined. Note that the correction factor alpha, as shown in FIG. 4, a value up to the travel distance L reaches the predetermined distance L 0 as 1, the value when the travel distance L exceeds a predetermined distance L 0 than 1 It is set to a small first correction value alpha 1 and becomes stepwise. Therefore, when the traveling distance L detected by the distance sensor 19 exceeds the set distance L 0 is made to the second lean skip value P L2 and the second rich skip value P R2 is suppressed. Further, when the second exhaust gas sensor 13 is deteriorated, so that the second correction value alpha 2 indicated by a broken line in FIG. 4 is selected. That is, the second lean skip value P
The correction of L2 and the second rich skip value PR2 is limited. The deterioration state of the second exhaust sensor 13 is determined, for example, based on the number of reversals when performing feedback control of the air-fuel ratio using the second exhaust sensor 13 instead of the first exhaust sensor 12.
【００３４】次に、実施例の作用を図５を参照して説明
する。Next, the operation of the embodiment will be described with reference to FIG.
【００３５】すなわち、所定の触媒劣化検出条件が成立
したときには、当該時刻ｔ1以降においては、同図
（ａ）（ｂ）に示すように、第１排気センサ１２の出力
電圧Ｖがリッチからリーンに反転したときよりも、該電
圧Ｖがリーンからリッチへ反転したときの方がフィード
バック補正量ＣFBのスキップ状態が大きくなると共に、
その変動幅も通常時に比べて大きくなる。したがって、
燃焼室４に供給される混合気の空燃比が次第にリーン状
態に移行することになって燃料不足気味になる。これに
より、燃焼室４から排出される排気ガス中の酸素濃度が
増大することになって、触媒コンバータ１１で吸蔵しき
れない酸素により第２排気センサ１３の付近が確実に酸
素過剰状態となる。このように酸素過剰状態になると第
２排気センサ１３における酸素の着脱がスムーズに行わ
れて、酸素濃度が高感度で検出されることになる。[0035] That is, when a given catalyst deterioration detection condition is satisfied, in the time t 1 and later, as shown in FIG. (A) (b), the lean output voltage V of the first exhaust sensor 12 from the rich When the voltage V is inverted from lean to rich, the skip state of the feedback correction amount C FB becomes larger than when the voltage V is inverted from
The fluctuation width is larger than usual. Therefore,
The air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 4 gradually shifts to a lean state, so that the fuel becomes slightly short. As a result, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 4 increases, and oxygen near the second exhaust sensor 13 is surely in an oxygen excess state due to the oxygen that cannot be occluded by the catalytic converter 11. As described above, when the oxygen excess state occurs, the attachment / detachment of oxygen in the second exhaust sensor 13 is smoothly performed, and the oxygen concentration is detected with high sensitivity.
【００３６】そして、フィードバック補正量ＣFBの変動
幅が大きくなることから、第２排気センサ１３の付近に
おける酸素濃度が変動しやすくなって、酸素吸蔵能力の
高い初期状態の触媒劣化が精度良く検出されることにな
る。Since the fluctuation range of the feedback correction amount C FB becomes large, the oxygen concentration in the vicinity of the second exhaust sensor 13 easily fluctuates, and the deterioration of the catalyst in the initial state having a high oxygen storage capacity is accurately detected. Will be done.
【００３７】その際に、触媒コンバータ１１の活性時に
は、図５（ｃ）に示すように、第２排気センサ１３の出
力電圧Ｖがリーン側に偏ったまま推移することになっ
て、第１反転回数Ｎ1に対する第２反転回数Ｎ2の割合が
上記劣化判定基準値Ｋよりも大きくなることがなく、劣
化判定が行われることがない。At this time, when the catalytic converter 11 is activated, as shown in FIG. 5C, the output voltage V of the second exhaust sensor 13 changes while leaning to the lean side. without ratio of the second inversion number N 2 for the number N 1 is greater than the deterioration determination reference value K, the deterioration determination is not carried out.
【００３８】これに対して、第２排気センサ１３の出力
電圧Ｖが、同図（ｃ）の破線で示すように基準電圧Ｖ２
を超えてリッチ側に反転する度合が多くなると、第１反
転回数Ｎ1に対する第２反転回数Ｎ2の割合が上記劣化判
定基準値Ｋよりも大きくなることが多くなり、触媒劣化
が確定的に判定されたときに警告灯１９が点灯状態にな
って、運転者に異常を知らせることになる。On the other hand, the output voltage V of the second exhaust sensor 13 is changed to the reference voltage V2 as shown by the broken line in FIG.
Becomes much degree of reversal to the rich side beyond, the ratio of the second inversion number N 2 is often larger than the deterioration determination reference value K for the first inversion number N 1, the catalyst deterioration is deterministic When the determination is made, the warning lamp 19 is turned on to notify the driver of the abnormality.
【００３９】なお、この実施例においては触媒劣化検出
時にフィードバック補正用のスキップ値を変更するよう
になっているが、積分定数や遅延時間を変更しても良
く、これら全てを変更するようにしても良い。In this embodiment, the skip value for feedback correction is changed when the catalyst deterioration is detected. However, the integration constant and the delay time may be changed. Is also good.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上のように第１発明によれば、第１の
制御定数を用いて空燃比制御を実行している場合におい
て所定の触媒劣化判定状態となったときに、所定の期
間、触媒の劣化判定が行なわれると共に、その触媒の劣
化判定期間中には、空燃比制御定数が、触媒が非劣化状
態、即ち活性状態で空燃比制御を行った場合においては
排気センサ付近の酸素分圧が過剰側あるいは不足側に偏
って推移するように、第１の制御定数から第２の制御定
数に変更されることになるので、触媒下流側の排気セン
サの付近の排気ガスの組成が酸素過剰状態又は酸素不足
状態のどちらかに偏って推移することになり、該排気セ
ンサの検出値に基づく劣化判定の精度が向上すると共
に、劣化判定を行わないときの空燃比制御精度も損なわ
れることがなくなって、排気浄化性能が総合的に向上す
ることになる。As described above, according to the first aspect , the first aspect
When performing air-fuel ratio control using control constants
A predetermined period of time when
During the catalyst deterioration determination period, the air-fuel ratio control constant is set to a value near the exhaust sensor when the catalyst is not deteriorated, that is, when the air-fuel ratio control is performed in the active state. Since the first control constant is changed to the second control constant so that the oxygen partial pressure shifts toward an excessive side or an insufficient side, the composition of the exhaust gas near the exhaust sensor on the downstream side of the catalyst is changed. Is shifted to either the oxygen excess state or the oxygen shortage state, the accuracy of the deterioration determination based on the detection value of the exhaust sensor is improved, and the air-fuel ratio control accuracy when the deterioration determination is not performed is also impaired. And exhaust purification performance is improved overall.
【００４１】また、触媒下流側の排気センサの付近の排
気ガスの組成が酸素過剰状態に偏って推移する場合に
は、該排気センサの酸素濃度検出時における応答遅れが
少なくなって、良好な検出精度が得られることになる。 Further, the exhaust gas near the exhaust sensor on the downstream side of the catalyst is used.
When the composition of gaseous gas shifts to an oxygen excess state
Is the response delay when the exhaust sensor detects oxygen concentration.
As a result, good detection accuracy can be obtained.
【００４２】また、第２発明によれば、第１、第２の制
御定数として空燃比制御量を一挙に変化させるスキップ
値を用い、このスキップ値を用いて空燃比をリッチとリ
ーンとで反転させる空燃比制御を実行すると共に、触媒
の劣化判定期間中には、このスキップ値を大きくするの
で、上記排気センサの付近における酸素分圧が確実に過
剰側又は不足側に偏ることになる。According to the second aspect of the present invention, the skip value for changing the air-fuel ratio control amount at once is used as the first and second control constants, and the air-fuel ratio is made rich by using the skip value. In addition to executing the air-fuel ratio control for reversing between lean and lean, and during the catalyst deterioration determination period, the skip value is increased, so that the oxygen partial pressure near the exhaust sensor is surely biased toward the excess side or the shortage side. Will be.
【００４３】また、第３発明によれば触媒使用時間が長
くなるに伴って、劣化判定時の第２の制御定数が、排気
センサ付近の酸素分圧の過剰側あるいは不足側への偏り
の程度が小さくなるように補正されることになるので、
排気センサの検出値が過度に変動することがなくなっ
て、誤判定が防止されることになる。According to the third aspect of the present invention, as the catalyst usage time becomes longer, the second control constant at the time of deterioration determination is determined by the degree of deviation of the oxygen partial pressure near the exhaust sensor toward the excess side or the insufficient side. Will be corrected to be smaller,
The detection value of the exhaust sensor does not fluctuate excessively, and erroneous determination is prevented.
【００４４】そして、第４発明によれば、排気センサの
劣化が検出されたときには、第２の制御定数の補正が制
限されることになるので、排気センサの検出値が適度に
変動することになって、排気センサの劣化にかかわらず
劣化判定精度が良好に保たれることになる。According to the fourth aspect, when the deterioration of the exhaust gas sensor is detected, the correction of the second control constant is limited, so that the detected value of the exhaust gas sensor may fluctuate appropriately. As a result, regardless of the deterioration of the exhaust sensor, the accuracy of the deterioration determination is kept good.
【００４５】そして、第５発明によれば、排気系におけ
る排気ガス浄化用触媒の上流側にも、排気ガス中に含ま
れる残存酸素濃度を検出する排気センサを設置すると共
に、この触媒上流側の空燃比制御用排気センサの検出値
に応じて空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御するように構成したものにおいて、上記第１発明
から第４発明の作用が得られることになる。According to the fifth aspect of the present invention, an exhaust sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas is provided also on the exhaust system upstream of the exhaust gas purifying catalyst. In a configuration in which feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio in accordance with the detection value of the air-fuel ratio control exhaust sensor, the effects of the first to fourth aspects can be obtained.
【００４６】また、第６発明によれば、排気系における
排気ガス浄化用触媒の上流側にも、排気ガス中に含まれ
る残存酸素濃度を検出する排気センサを設置すると共
に、第１、第２の制御定数として、空燃比制御量を一挙
に変化させるスキップ値、又は徐々に変化させる積分値
の少なくともいずれかを用い、上記の触媒上流側の空燃
比制御用排気センサの検出値に応じて、該排気センサの
検出値が所定値を挟んでリッチとリーンとで反転した後
から所定の遅延時間経過後に、上記スキップ値を用いて
空燃比を一挙に増大あるいは減少させ、その後上記積分
値を用いて空燃比を徐々に増大あるいは減少させること
により、空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御するように構成したものにおいて、上記の触媒下
流側の劣化判定用排気センサの付近における酸素分圧が
確実に過剰側又は不足側に偏ることになる。[0046] The sixth aspect, in the upstream side of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system, as well as installing an exhaust sensor for detecting the residual oxygen concentration in the exhaust gas, first, second As a control constant of, using at least one of a skip value that changes the air-fuel ratio control amount at once, or an integrated value that gradually changes, according to the detection value of the air-fuel ratio control exhaust sensor on the upstream side of the catalyst, After a predetermined delay time elapses after the detection value of the exhaust sensor is inverted between rich and lean with a predetermined value interposed therebetween, the air-fuel ratio is increased or decreased at once using the skip value, and then the integrated value is used. In a configuration in which feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio by gradually increasing or decreasing the air-fuel ratio, the exhaust gas for deterioration determination on the downstream side of the catalyst is used. Oxygen partial pressure would be biased to ensure excess side or under side in the vicinity of the sensor.
【図１】 エンジンの制御システム図である。FIG. 1 is a control system diagram of an engine.
【図２】 通常時のフィードバック補正量の変化を示す
タイムチャート図である。FIG. 2 is a time chart showing a change in a feedback correction amount in a normal state.
【図３】 触媒劣化検出処理を示すフローチャート図で
ある。FIG. 3 is a flowchart illustrating a catalyst deterioration detection process.
【図４】 走行距離に対するスキップ値の補正率の設定
例の１例を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of a setting example of a correction value of a skip value with respect to a traveling distance.
【図５】 触媒劣化検出時のフィードバック補正量の変
化を示すタイムチャート図である。FIG. 5 is a time chart showing a change in a feedback correction amount when detecting catalyst deterioration.
１ エンジン ６ 排気通路 １０ 燃料噴射弁 １１ 触媒コンバータ １２ 第１排気センサ １３ 第２排気センサ １４ ＥＣＵ １９ 距離センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 6 Exhaust passage 10 Fuel injection valve 11 Catalytic converter 12 First exhaust sensor 13 Second exhaust sensor 14 ECU 19 Distance sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｒ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｚ (72)発明者 西村 博文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−30915（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−283834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−45440（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147941（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97852（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−9140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−70639（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−163440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−192831（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11846（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−1237（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F01N 3/20 F01N 3/20 R F02D 45/00 312 F02D 45/00 312Z (72) Inventor Hirofumi Nishimura Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Shinchi No.3-1 Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-2-30915 (JP, A) JP-A-2-283834 (JP, A) JP-A-63-45440 (JP, A) JP-A-3-175129 (JP, A) JP-A-63-147941 (JP, A) JP-A-2-33408 (JP, A) JP-A-63-97852 (JP, A) JP-A-2-9140 (JP) JP-A-62-70639 (JP, A) JP-A-1-163440 (JP, A) JP-A-61-192831 (JP, A) JP-A-2-11846 (JP, A) 3-1237 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-41/40 F02D 43/00-45/00
Claims (6)
浄化用触媒の下流側に設置されて排気ガス中に含まれる
残存酸素濃度を検出する排気センサと、触媒上流におけ
る酸素濃度がリッチとリーンとで反転するように制御定
数を用いて空燃比制御を実行する空燃比制御手段と、該
空燃比制御手段による空燃比制御中における上記排気セ
ンサ検出値の反転度合に基づいて上記触媒の劣化判定を
行う劣化判定手段とが備えられたエンジンの排気浄化装
置であって、上記空燃比制御手段は、エンジンの運転状
態が所定の空燃比制御状態であると判定したときに、燃
焼室内の混合気の空燃比が所定空燃比となるよう第１の
制御定数を用いて空燃比制御を実行すると共に、上記劣
化判定手段は、エンジンの運転状態が上記所定の空燃比
制御状態で、かつ所定の触媒劣化判定状態であると判定
したときに、空燃比制御手段による空燃比制御中の所定
の期間に亘って、排気センサ検出値の反転度合を検出
し、その検出した反転度合に基づいて触媒の劣化判定を
行うように構成されており、かつ、上記所定期間中は、
空燃比制御手段が用いる上記制御定数を、触媒が非劣化
状態で空燃比制御を行った場合においては排気センサ付
近の酸素分圧が過剰側あるいは不足側に偏って推移する
ように、上記第１の制御定数とは異なる第２の制御定数
に変更する制御定数変更手段が設けられていることを特
徴とするエンジンの排気浄化装置。An exhaust sensor installed downstream of an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust system of an engine for detecting a concentration of residual oxygen contained in exhaust gas, and an oxygen concentration upstream and downstream of the catalyst is rich and lean. Air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control using a control constant so as to be inverted, and deterioration determination of the catalyst based on the degree of inversion of the exhaust gas sensor detected value during air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means. And an air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio in the combustion chamber when the operating state of the engine is determined to be a predetermined air-fuel ratio control state. with the air-fuel ratio of executing the air-fuel ratio control using the first control constant such that a predetermined air-fuel ratio, the deterioration determination means, the operating state of the engine is the predetermined air-fuel ratio
In the control state, when it is determined that the state is the predetermined catalyst deterioration determination state, over a predetermined period during the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means, the degree of reversal of the exhaust sensor detection value is detected, and the detected degree is detected. It is configured to determine the deterioration of the catalyst based on the degree of reversal , and during the predetermined period,
The first control constant used by the air-fuel ratio control means is set to the first value so that the oxygen partial pressure in the vicinity of the exhaust sensor shifts toward an excess side or an insufficient side when the air-fuel ratio control is performed in a non-degraded state of the catalyst. An exhaust gas purification apparatus for an engine, further comprising control constant changing means for changing the control constant to a second control constant different from the first control constant.
を一挙に変化させるスキップ値であり、制御定数変更手
段は、第１の制御定数からスキップ値の大きな第２の制
御定数に変更することを特徴とする請求項１に記載のエ
ンジンの排気浄化装置。 The first and second control constants are skip values for changing the air-fuel ratio control amount at a time, and the control constant changing means includes a second control constant having a large skip value from the first control constant.
2. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the constant is changed to a constant .
くなるほど大きい値となる触媒使用時間関連情報を検出
する触媒使用時間関連情報検出手段と、該手段で検出さ
れた触媒使用時間関連情報が増大するほど、第２の制御
定数を、排気センサ付近の酸素分圧の過剰側あるいは不
足側への偏りの程度が小さくなるように補正する制御定
数補正手段とが設けられていることを特徴とする請求項
１に記載のエンジンの排気浄化装置。3. A catalyst use time related information detecting means for detecting catalyst use time related information which becomes larger as the use period becomes longer according to a catalyst use period, and a catalyst use time related information detected by the means. features There enough to increase, the second control constants that control variable correcting means for correcting as the degree of deviation of the excess side or the lack side of the oxygen partial pressure in the vicinity of the exhaust sensor is reduced is provided The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein
検出手段と、該手段により排気センサの劣化が検出され
たときに、制御定数補正手段による第２の制御定数の補
正を制限する補正制限手段とが設けられていることを特
徴とする請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。4. A sensor deterioration detecting means for detecting deterioration of an exhaust sensor, and a correction limiting means for limiting correction of a second control constant by a control constant correcting means when deterioration of the exhaust sensor is detected by the means. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 3, wherein:
流側に、排気ガス中に含まれる残存酸素濃度を検出する
排気センサが設置されていると共に、空燃比制御手段
は、この触媒上流側の排気センサの検出値に応じて空燃
比が目標空燃比となるようにフィードバック制御するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。5. An exhaust sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in the exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein feedback control is performed so that an air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio in accordance with a value detected by an exhaust sensor. .
流側に、排気ガス中に含まれる残存酸素濃度を検出する
排気センサが設置されていると共に、第１、第２の制御
定数は、空燃比制御量を一挙に変化させるスキップ値、
又は徐々に変化させる積分値の少なくともいずれかであ
り、空燃比制御手段は、上記触媒上流側の排気センサの
検出値に応じて、該排気センサの検出値が所定値を挟ん
でリッチとリーンとで反転した後から所定の遅延時間経
過後に、空燃比制御量をスキップ値により一挙に増大あ
るいは減少させ、その後空燃比制御量を積分値により徐
々に増大あるいは減少させることにより、空燃比が目標
空燃比となるようにフィードバック制御するように構成
されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン
の排気浄化装置。6. An exhaust sensor for detecting the concentration of residual oxygen contained in exhaust gas is provided upstream of the exhaust gas purifying catalyst in the exhaust system, and the first and second control constants are empty. A skip value that changes the fuel ratio control amount at once,
Or at least one of the gradually changing integral values, and the air-fuel ratio control means determines whether the detected value of the exhaust sensor is rich or lean with a predetermined value interposed therebetween, according to the detected value of the exhaust sensor on the upstream side of the catalyst. After a lapse of a predetermined delay time from the reversal of the above, the air-fuel ratio control amount is increased or decreased at a stroke by a skip value, and then the air-fuel ratio control amount is gradually increased or decreased by an integral value, so that the target air-fuel ratio is increased. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein feedback control is performed so as to obtain a fuel ratio.
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP09351891A JP3302704B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Engine exhaust purification device |
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Cited By (1)
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1991
- 1991-03-29 JP JP09351891A patent/JP3302704B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN108919650A (en) * | 2018-08-29 | 2018-11-30 | 中国地质大学（武汉） | A kind of batch weighing charging process iterative learning control method |
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| Publication number | Publication date |
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