JP3304663B2 - Degradation diagnosis device for exhaust purification catalyst - Google Patents

Degradation diagnosis device for exhaust purification catalyst

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JP3304663B2
JP3304663B2 JP02318195A JP2318195A JP3304663B2 JP 3304663 B2 JP3304663 B2 JP 3304663B2 JP 02318195 A JP02318195 A JP 02318195A JP 2318195 A JP2318195 A JP 2318195A JP 3304663 B2 JP3304663 B2 JP 3304663B2
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purification catalyst
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光浩 三宅
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俊郎 野村
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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気浄化触媒の劣化診
断装置に係り、特に排気浄化触媒の上流側と下流側とに
それぞれ空燃比センサを備えた装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for diagnosing deterioration of an exhaust purification catalyst, and more particularly to an apparatus having an air-fuel ratio sensor on each of an upstream side and a downstream side of an exhaust purification catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の自動車用ガソリンエンジンの排気
系には、有害排出ガス成分の低減を図るため、酸化還元
型の排気浄化触媒(以下、三元触媒)が設けられてい
る。三元触媒は、炭化水素(HC)および一酸化炭素
(CO)を酸化する一方で、窒素酸化物(NOX )を還
元することにより、排気ガスの浄化を行うデバイスであ
る。三元触媒の酸化還元反応は理論空燃比近傍の狭い領
域(ウインドウ)でのみ行われるため、排気マニホール
ド等に空燃比センサ(O2 センサ)を設置し、その出力
信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
一方、三元触媒は、使用期間が長くなるにつれて劣化し
て浄化効率が低下するが、この劣化は定期点検時等に排
気ガステスタを用いる方法でしか確認できないため、浄
化効率が低下しているにも拘わらず使用され続ける虞が
あった。
2. Description of the Related Art In recent years, an exhaust system of an automobile gasoline engine is provided with an oxidation-reduction type exhaust purification catalyst (hereinafter, three-way catalyst) in order to reduce harmful exhaust gas components. The three-way catalyst is a device that purifies exhaust gas by oxidizing hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) while reducing nitrogen oxides (NO x ). Since the redox reaction of the three-way catalyst is performed only in a narrow area (window) near the stoichiometric air-fuel ratio, an air-fuel ratio sensor (O 2 sensor) is installed in the exhaust manifold or the like, and the air-fuel ratio is fed back based on the output signal. Controlling.
On the other hand, the three-way catalyst deteriorates and its purification efficiency decreases as the service period becomes longer.However, since this deterioration can be confirmed only by a method using an exhaust gas tester at the time of periodic inspection or the like, the purification efficiency is reduced. Nevertheless, there was a risk that the device would continue to be used.

【0003】そこで、特開昭61−286550号公報
等には、三元触媒の上流側と下流側とにO2 センサをそ
れぞれ設け、これらO2 センサの出力信号に基づいて三
元触媒の劣化を判定する劣化診断装置が開示されてい
る。この劣化診断装置では、フィードバック制御により
空燃比が目標空燃比(例えば、理論空燃比)を境にして
短い周期で変動することに着目し、これに呼応して変化
する上流側O2 センサの反転周波数を下流側のそれと比
較することにより、三元触媒の劣化を判定するようにし
ている。
[0003] Therefore, in JP-A-61-286550, etc., on the upstream side and the downstream side of the three-way catalyst provided an O 2 sensor, respectively, the degradation of the three-way catalyst based on the output signal of the O 2 sensor Is disclosed. This degradation diagnosis apparatus focuses on the fact that the air-fuel ratio fluctuates in a short cycle around a target air-fuel ratio (for example, a stoichiometric air-fuel ratio) by feedback control, and inverts the upstream O 2 sensor that changes in response to this. By comparing the frequency with that on the downstream side, deterioration of the three-way catalyst is determined.

【0004】すなわち、三元触媒には、排気ガス中の残
存酸素をストレージする能力があるため、三元触媒を通
過した排気ガス中には僅かな酸素しか含まれない。その
ため、三元触媒が正常な浄化効率を維持している場合に
は、下流側O2 センサの出力信号は変動しにくくなり、
振幅が小さくなると共に反転周波数も非常に低くなる。
したがって、下流側O2 センサと空燃比に伴い出力信号
が変動する上流側O2センサとの反転周波数比(下流側
2 センサの反転周波数/上流側O2 センサの反転周波
数)を算出すると、その値はごく小さな値となる。
[0004] That is, since the three-way catalyst has the ability to store the residual oxygen in the exhaust gas, the exhaust gas that has passed through the three-way catalyst contains only a small amount of oxygen. Therefore, when the three-way catalyst maintains normal purification efficiency, the output signal of the downstream O 2 sensor is less likely to fluctuate,
As the amplitude becomes smaller, the inversion frequency becomes very low.
Therefore, when calculating the inversion frequency ratio of the upstream O 2 sensor output signal with the downstream O 2 sensor and the air-fuel ratio is varied (inversion frequency of the reversal frequency / upstream O 2 sensor downstream O 2 sensor), Its value is a very small value.

【0005】ところが、三元触媒が劣化して浄化効率が
低下すると、有害排出ガス成分の浄化が行われなくなる
と共に、酸素をストレージする能力も低下し、排気ガス
中の残存酸素がそのまま三元触媒を通過し始める。これ
により、下流側O2 センサの出力信号も上流側O2 セン
サの出力信号と同様に変化することになり、上述した反
転周波数比は徐々に1に近づいてゆくことになる。そこ
で、上述した劣化診断装置では、このような三元触媒の
浄化効率と反転周波数比との関係から、三元触媒の劣化
判定を行っている。
However, when the three-way catalyst is deteriorated and the purification efficiency is reduced, the purification of harmful exhaust gas components is not carried out, and the capacity for storing oxygen is also reduced. Start passing. As a result, the output signal of the downstream O 2 sensor also changes in the same manner as the output signal of the upstream O 2 sensor, and the above-mentioned inversion frequency ratio gradually approaches 1. Therefore, in the above-described deterioration diagnosis device, the deterioration of the three-way catalyst is determined from the relationship between the purification efficiency of the three-way catalyst and the reversal frequency ratio.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、三元触媒の
劣化があまり進んでいない場合、下流側O2 センサの出
力信号は、その振幅が小さくだけでなく、比較的大きな
周期でリッチ側やリーン側にシフトする。そのため、図
8に示したように、ヒステリシスを形成する上下の反転
基準値THH ,THL を理論空燃比近傍に設定して反転
周波数を検出しようとすると、リッチ側やリーン側にシ
フトした場合には出力信号がこれら反転基準値THH ,
THL を横切らず、反転周波数が実際より低くカウント
されてしまう。例えば、図8において、・で示した点が
反転検出点であり、実際には16回反転しているにも拘
わらず、信号の出力は4回しか行われない。したがっ
て、劣化がある程度進行しても、前述した反転周波数比
の値はなかなか大きくならず、劣化診断装置は三元触媒
が正常であると判定することになる。
[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, if the deterioration of the three-way catalyst does not much headway, the output signal of the downstream O 2 sensor is not only small amplitude, the rich side and lean at a relatively large period Shift to the side. For this reason, as shown in FIG. 8, when the upper and lower reversal reference values THH and THL for forming the hysteresis are set near the stoichiometric air-fuel ratio to detect the reversal frequency, when the reversal frequency is shifted to the rich side or the lean side, The output signal is the inverted reference value THH,
The inversion frequency is counted lower than the actual value without crossing THL. For example, in FIG. 8, the point indicated by “・” is an inversion detection point, and the signal is output only four times although the inversion is actually performed 16 times. Therefore, even if the deterioration progresses to some extent, the value of the above-mentioned reversal frequency ratio does not easily increase, and the deterioration diagnosis device determines that the three-way catalyst is normal.

【0007】更に、上述したリッチ側やリーン側へのシ
フトは、エンジン本体や補機類等の状態により、その周
期や振幅が異なるため、個々のエンジンによって反転周
波数比の値も大きくばらつくという問題もあった。そこ
で、従来は劣化判定の基準となる反転周波数比をあまり
高い値に設定することができず、浄化効率が許容限度内
の三元触媒であっても、これを劣化と判定して交換する
虞があった。周知のように、三元触媒はプラチナ等の貴
金属を用いた非常に高価な部品であり、早期の交換は、
整備工数の増大のみならず、省資源やランニングコスト
の面からも問題となっていた。
Further, the above-mentioned shift to the rich side or the lean side has a problem that the period and amplitude of the shift are different depending on the state of the engine body and the auxiliary equipment, and the value of the reversal frequency ratio greatly varies depending on each engine. There was also. Therefore, conventionally, it is impossible to set the reversal frequency ratio, which is the reference for the deterioration determination, to a very high value, and even if the purification efficiency is within the allowable limit, the three-way catalyst may be determined to be deteriorated and replaced. was there. As is well known, a three-way catalyst is a very expensive part using a precious metal such as platinum, and
Not only increased maintenance man-hours, but also resource saving and running cost were problems.

【0008】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
下流側O2 センサの出力信号のリッチ側やリーン側への
シフトがあっても、三元触媒の劣化を高精度に判定でき
る排気浄化触媒の劣化診断装置を提供することを目的と
する。
[0008] The present invention has been made in view of the above situation,
It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying catalyst deterioration diagnosis device capable of determining the deterioration of the three-way catalyst with high accuracy even if the output signal of the downstream O 2 sensor shifts to the rich side or the lean side.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下
流側に設けられた下流側空燃比センサの出力信号に基づ
き前記排気浄化触媒の劣化を診断する排気浄化触媒の劣
化診断装置において、前記下流側空燃比センサの出力信
号は前記内燃機関の運転状態に応じてリッチ側或いはリ
ーン側にシフトするものであって、前記排気浄化触媒の
劣化診断中に前記下流側空燃比センサから出力された
力信号の平均値を算出する平均値演算手段と、この平均
値演算手段により算出された平均値を用いて反転基準値
を設定する基準値設定手段と、この基準値設定手段によ
り設定された反転基準値を前記下流側空燃比センサの出
力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化触媒の劣化を
判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とする排気
浄化触媒の劣化診断装置を提案する。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system based on an output signal of a downstream air-fuel ratio sensor provided downstream of an exhaust purification catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine.
Of the exhaust gas purifying catalyst for diagnosing the deterioration of the exhaust gas purifying catalyst.
The output signal of the downstream air-fuel ratio sensor is
The signal is rich or rich depending on the operating state of the internal combustion engine.
In the exhaust gas purifying catalyst.
An average value calculating means for calculating an average value of the output signal output from the downstream air-fuel ratio sensor during the deterioration diagnosis, and an inversion reference value using the average value calculated by the average value calculating means. And a deterioration determining means for determining the deterioration of the exhaust purification catalyst based on the number of times the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor crosses the inversion reference value set by the reference value setting means. The present invention proposes a device for diagnosing deterioration of an exhaust purification catalyst, which is provided with the device.

【0010】また、請求項2の発明では、請求項1記載
の劣化診断装置において、前記劣化判定手段は、前記基
準値設定手段により設定された反転基準値を前記下流側
空燃比センサの出力信号が横切る回数から当該下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数を算出する第1反転
周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段は、この第1
反転周波数演算手段により算出された下流側空燃比セン
サの出力信号の反転周波数に基づき前記排気浄化触媒の
劣化を判定することを特徴とするものを提案する。
According to a second aspect of the present invention, in the deterioration diagnosing apparatus according to the first aspect, the deterioration judging means uses the inverted reference value set by the reference value setting means as an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor. A first inversion frequency calculating means for calculating an inversion frequency of the output signal of the downstream side air-fuel ratio sensor from the number of times that
It is proposed that the deterioration of the exhaust purification catalyst is determined based on the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the inversion frequency calculation means.

【0011】また、請求項3の発明では、請求項2記載
の劣化診断装置において、前記排気通路における排気浄
化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比センサと、こ
の上流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出す
る第2反転周波数演算手段とを更に備え、前記劣化判定
手段は、前記第1反転周波数演算手段により算出された
下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数と、前記第
2反転周波数演算手段により算出された上流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数とを比較することにより前
記排気浄化触媒の劣化を判定することを特徴とするもの
を提案する。
According to a third aspect of the present invention, in the deterioration diagnosis apparatus according to the second aspect, an upstream air-fuel ratio sensor provided upstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust passage; A second inversion frequency calculating means for calculating an inversion frequency of the output signal; wherein the deterioration determining means includes an inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means; It is proposed that the deterioration of the exhaust gas purification catalyst is determined by comparing the output signal of the upstream air-fuel ratio sensor with the inversion frequency calculated by the second inversion frequency calculation means.

【0012】また、請求項4の発明では、請求項1記載
の劣化診断装置において、前記平均値演算手段は、下流
側空燃比センサの出力信号の平均値O2aveを、前回の平
均値をO2ave(n-1) ,下流側空燃比センサの今回の出力
信号の値をO2real ,フィルタ定数をaとしたとき、次
の演算式 O2ave=a×O2ave(n-1) +(1−a)×O2real により算出することを特徴とするものを提案する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the deterioration diagnosis apparatus according to the first aspect, the average value calculating means calculates an average value O 2 ave of an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor and a previous average value. Assuming that O 2 ave (n−1), the value of the current output signal of the downstream air-fuel ratio sensor is O 2 real, and the filter constant is a, the following equation is used: O 2 ave = a × O 2 ave (n− 1) We propose a method characterized by calculating by + (1-a) × O 2 real.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の劣化診断装置では、下流側空燃比セ
ンサの出力信号がリッチ側やリーン側にシフトすると、
その平均値や反転基準値も追従してシフトする。したが
って、出力信号は、比較的小さな振幅で反転しても、反
転基準値を横切ることになり、その反転回数が正確に計
測される。
According to the first aspect of the present invention, when the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor shifts to the rich side or the lean side,
The average value and the inversion reference value also follow and shift. Therefore, even if the output signal is inverted with a relatively small amplitude, it crosses the inversion reference value, and the number of inversions is accurately measured.

【0014】また、請求項2の劣化診断装置では、例え
ば、第1反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比セ
ンサの出力信号の反転周波数が所定の値より大きくなっ
た場合には、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化してい
ると判定する。また、請求項3の劣化診断装置では、例
えば、第1反転周波数演算手段が算出した下流側空燃比
センサの出力信号の反転周波数と、第2反転周波数演算
手段が算出した上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数との比が1に近づいた場合には、排気浄化触媒によ
る排気の浄化効率が限度以下に低下していることになる
ため、劣化判定手段は排気浄化触媒が劣化していると判
定する。
Further, in the deterioration diagnosis apparatus according to the present invention, for example, when the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means becomes larger than a predetermined value, the deterioration judgment is performed. The means determines that the exhaust purification catalyst has deteriorated. Further, in the deterioration diagnosis device of claim 3, for example, the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means and the inversion frequency of the upstream air-fuel ratio sensor calculated by the second inversion frequency calculation means. When the ratio of the output signal to the reversal frequency approaches 1, the exhaust gas purification efficiency of the exhaust gas purification catalyst has decreased below the limit, and the deterioration determination means has determined that the exhaust gas purification catalyst has deteriorated. Is determined.

【0015】また、請求項4の劣化診断装置では、例え
ば、フィルタ定数aを適宜設定することにより、出力信
号がリッチ側やリーン側にシフトした場合に、平均値お
よび反転基準値が追従してシフトする際の精度やレスポ
ンスが調整される。なる。
In the deterioration diagnosis apparatus according to the present invention, for example, by appropriately setting the filter constant a, when the output signal shifts to the rich side or the lean side, the average value and the inversion reference value follow. The precision and response when shifting are adjusted. Become.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明に係る劣化診断装置を備えた内
燃機関を示す概略構成図である。同図において、エンジ
ン1の吸気ポート2には、各気筒毎に燃料噴射弁3が取
り付けられた吸気マニホールド4を介して、エアクリー
ナ5,カルマン渦式のエアフローセンサ6,スロットル
バルブ7,ISC(アイドルスピードコントローラ)8
等を具えた吸気管9が接続している。また、排気ポート
10には、排気マニホールド11を介して排気管12が
接続しており、この排気管12には三元触媒13および
図示しないマフラが取り付けられている。排気管12の
管路には、三元触媒13の上流側と下流側とに、それぞ
れ上流側O2 センサ14と下流側O 2 センサ15とが装
着されている。これらO2 センサ14,15は、三元触
媒13を通過する前後の排気ガス中の酸素に反応し、そ
の濃度に応じた電圧を発生する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
I will tell. FIG. 1 shows an inside view of the apparatus provided with the deterioration diagnosis apparatus according to the present invention.
It is a schematic structure figure showing a fuel engine. In FIG.
The fuel injection valve 3 is installed in the intake port 2 of each cylinder 1 for each cylinder.
Air cleaning via the attached intake manifold 4
Na 5, Karman vortex air flow sensor 6, throttle
Valve 7, ISC (idle speed controller) 8
Are connected. Also, exhaust port
An exhaust pipe 12 is provided at 10 through an exhaust manifold 11.
The exhaust pipe 12 is connected to a three-way catalyst 13 and
A muffler (not shown) is attached. Exhaust pipe 12
In the pipeline, upstream and downstream of the three-way catalyst 13 are provided, respectively.
Upstream OTwoSensor 14 and downstream O TwoSensor 15 and
Is being worn. These OTwoSensors 14 and 15 are three-way
Reacts with the oxygen in the exhaust gas before and after passing through the medium 13,
Generates a voltage corresponding to the concentration of

【0017】エンジン1には、エンジン回転速度Ne 等
を検出するためのクランク角センサ20,冷却水温TW
を検出する水温センサ21等が取付けられ、吸気系に
は、スロットルバルブ7の開度θTHを検出するスロット
ルセンサ22,大気圧Ta を検出する大気圧センサ2
3,吸気温度Ta を検出する吸気温センサ24等の各種
センサが接続している。図中、30は燃焼室31の上部
に配置された点火プラグであり、32は点火プラグ30
に高電圧を出力する点火コイルである。
The engine 1 has a crank angle sensor 20 for detecting the engine rotation speed Ne and the like, and a cooling water temperature TW.
A throttle sensor 22 for detecting the opening θTH of the throttle valve 7 and an atmospheric pressure sensor 2 for detecting the atmospheric pressure Ta are provided in the intake system.
3. Various sensors such as an intake air temperature sensor 24 for detecting the intake air temperature Ta are connected. In the figure, reference numeral 30 denotes a spark plug disposed above a combustion chamber 31;
This is an ignition coil that outputs a high voltage to the ignition coil.

【0018】一方、車室内には、図示しない入出力装
置、多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置(RO
M、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CP
U)、タイマカウンタ等を備えたECU(エンジンコン
トロールユニット)40が設置されている。ECU40
の入力側には、O2 センサ14,15等の他にも各種セ
ンサ類が接続されており、これらからの検出情報が入力
される。また、出力側には、燃料噴射弁3やISC8,
点火コイル32等が接続されており、これらに向けて各
種センサ類からの入力情報に基づいて演算された最適値
が出力される。そして、ECU40は、燃料噴射,点火
時期,ISC等の制御等を行う他、両O2 センサ14,
15の出力信号に基づき触媒劣化判定をも実行する。図
中、41は車室内に設置された警告灯であり、三元触媒
13の劣化時に点灯し、運転者に注意を促す。
On the other hand, in the cabin, an input / output device (not shown) and a storage device (RO) containing a large number of control programs are provided.
M, RAM, nonvolatile RAM, etc.), central processing unit (CP
U), an ECU (engine control unit) 40 including a timer counter and the like is provided. ECU40
On the input side, various sensors other than the O 2 sensors 14 and 15 are connected, and detection information from these is input. On the output side, the fuel injection valve 3, ISC8,
The ignition coil 32 and the like are connected, and an optimum value calculated based on input information from various sensors is output to these. Then, ECU 40 includes a fuel injection, ignition timing, in addition to performing the control of ISC, etc., both O 2 sensor 14,
The catalyst deterioration determination is also performed based on the 15 output signals. In the figure, reference numeral 41 denotes a warning light installed in the vehicle compartment, which is turned on when the three-way catalyst 13 is deteriorated, and alerts the driver.

【0019】先ず、本実施例における燃料噴射制御につ
いて、簡単に説明する。運転者がエンジン1を始動する
と同時に、ECU40による燃料噴射制御が実行され
る。この制御を開始すると、ECU40は、エアフロー
センサ6とクランク角センサ20との出力信号に基づき
一吸気行程あたりの吸気量情報A/Nを求め、その値と
目標空燃比(通常は、理論空燃比)とから基本燃料噴射
時間TBASEを算出する。次に、ECU40は、基本燃料
噴射時間TBASEに対して、大気圧センサ23や吸気温セ
ンサ24の出力信号に基づく補正を行うと共に、水温セ
ンサ21やスロットルセンサ22等の出力信号に基づ
き、更に暖機増量補正や加速増量補正等を行って燃料噴
射時間TINJ を算出する。そして、ECU40は、この
ようにして得た燃料噴射時間TINJ に対し、燃料噴射弁
3の開弁遅れを補完する無効噴射時間TD を加算した後
に、図示しない燃料噴射弁ドライバを介して燃料噴射弁
3を駆動する。
First, the fuel injection control in this embodiment will be briefly described. At the same time as the driver starts the engine 1, the fuel injection control by the ECU 40 is executed. When this control is started, the ECU 40 obtains the intake air amount information A / N per intake stroke based on the output signals of the air flow sensor 6 and the crank angle sensor 20, and determines the value and the target air-fuel ratio (normally, the stoichiometric air-fuel ratio). ) To calculate the basic fuel injection time TBASE. Next, the ECU 40 corrects the basic fuel injection time TBASE based on the output signals of the atmospheric pressure sensor 23 and the intake temperature sensor 24, and further warms up based on the output signals of the water temperature sensor 21, the throttle sensor 22, and the like. The fuel injection time TINJ is calculated by performing a correction for increasing the amount of the engine or a correction for increasing the acceleration. Then, the ECU 40 adds the invalid injection time TD for complementing the valve opening delay of the fuel injection valve 3 to the fuel injection time TINJ obtained in this way, and then adds the fuel injection valve via a fuel injection valve driver (not shown). 3 is driven.

【0020】さて、上流側O2 センサ14の活性化完了
やエンジン1が高負荷・高回転運転状態にないこと等、
所定の運転条件が整うと、ECU40は、空燃比フィー
ドバック制御を開始する。この制御を開始すると、EC
U40は、上流側O2 センサ14の出力電圧VOFと所定
の閾値VTH(例えば、0.5V)との大小を比較し、空
燃比のフィードバック補正を行う。すなわち、上流側O
2 センサ14は、混合気の空燃比が理論空燃比(14.
7)となる前後で出力電圧VOFが最低電圧(例えば、0
V)から最高電圧(例えば、1.0V)に急変するた
め、出力電圧VOFが閾値VTH(例えば、0.5V)を下
回ったら、燃料噴射時間TINJ を徐々に長くしてリッチ
側に移行させ、逆に出力電圧VOFが閾値VTHを上回った
ら、燃料噴射時間TINJ を徐々に短くしてリーン側に移
行させる。この結果、混合気の空燃比が常に理論空燃比
の近傍に保持され、三元触媒13による排気ガスの浄化
が高い効率で行われることになる。
Now, the activation of the upstream O 2 sensor 14 is completed, the engine 1 is not in a high-load, high-speed operation state, etc.
When predetermined operating conditions are satisfied, the ECU 40 starts air-fuel ratio feedback control. When this control starts, EC
U40, the output voltage VOF with a predetermined threshold value VTH of the upstream O 2 sensor 14 (e.g., 0.5V) to compare the magnitude of the performs feedback correction of the air-fuel ratio. That is, the upstream O
The two sensors 14 determine that the air-fuel ratio of the mixture is the stoichiometric air-fuel ratio (14.
7) before and after the output voltage VOF reaches the minimum voltage (for example, 0 V).
V) to the maximum voltage (for example, 1.0 V), and when the output voltage VOF falls below the threshold value VTH (for example, 0.5 V), the fuel injection time TINJ is gradually increased to shift to the rich side. Conversely, when the output voltage VOF exceeds the threshold value VTH, the fuel injection time TINJ is gradually shortened to shift to the lean side. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is always kept close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the three-way catalyst 13 purifies the exhaust gas with high efficiency.

【0021】本実施例における空燃比フィードバック制
御では、フィードバック補正係数の中心値が1.0とな
るように学習補正を行い、学習補正量を不揮発性RAM
に収納する。そして、その学習補正量を用いることで、
上述したオープンループ制御の精度を向上させると共
に、フィードバック制御の立ち上がり時のずれ量を小さ
くしている。
In the air-fuel ratio feedback control in this embodiment, learning correction is performed so that the central value of the feedback correction coefficient becomes 1.0, and the learning correction amount is stored in the nonvolatile RAM.
To be stored. Then, by using the learning correction amount,
The accuracy of the above-described open loop control is improved, and the amount of deviation at the start of feedback control is reduced.

【0022】以下、図2〜図5のフローチャートと図
6,図7のグラフを用いて、本実施例における触媒劣化
診断の手順を説明する。運転者がイグニッションスイッ
チをONにしてエンジン1が始動すると、図2,図3の
触媒劣化診断サブルーチンが実行される。このサブルー
チンを開始すると、ECU40は、先ず図2のステップ
S2で三元触媒13が正常に機能していることを示す正
常フラグFOKが1であるか否か判定する。正常フラグF
OKは、イグニッションスイッチがOFFにされる度に0
にリセットされ、三元触媒13が正常であると診断され
たときに1にセットされる。したがって、エンジン1の
始動直後には正常フラグFOKが必ず0となり、ECU4
0は、ステップS2の判定がNo(否定)となるため、
ステップS4に進む。
The procedure for diagnosing catalyst deterioration in this embodiment will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. 2 to 5 and the graphs of FIGS. When the driver turns on the ignition switch and starts the engine 1, the catalyst deterioration diagnosis subroutine shown in FIGS. 2 and 3 is executed. When this subroutine is started, the ECU 40 first determines whether or not a normal flag FOK indicating that the three-way catalyst 13 is functioning normally is 1 in step S2 of FIG. Normal flag F
OK is 0 each time the ignition switch is turned off
And is set to 1 when the three-way catalyst 13 is diagnosed as normal. Therefore, immediately after the start of the engine 1, the normal flag FOK always becomes 0, and the ECU 4
0 means that the determination in step S2 is No (negative),
Proceed to step S4.

【0023】ECU40は、ステップS4で、触媒劣化
診断を実施するための条件が成立しているか否かを判定
する。ここでは、空燃比フィードバック制御が実施され
ていること、エンジン回転速度Neや体積効率ηv が所
定範囲内にあること、両O2センサ14,15が正常に
作動していること等を順次確認し、全ての条件が成立し
たときに判定結果がYes(肯定)となる。尚、ここでエ
ンジン回転速度Neや体積効率ηv が所定範囲内にある
ことを確認する理由は、これらが安定していないときに
は、排気ガスのO2 濃度も安定せず、正常なフィードバ
ック制御が実施されないためであり、エンジン回転速度
Neや体積効率ηv が下式(1) 、(2) の範囲内にあるこ
とが条件となる。下式中、Ne1 ,Ne2 ,ηv1,ηv2
はそれぞれ判定閾値を示し、その具体的な値は、例え
ば、エンジン1が自動変速機に連結されている場合であ
れば、Ne1 は1400rpm 、Ne2 は3000rpm 、
ηv1は25%、ηv2は60%となる。
In step S4, the ECU 40 determines whether a condition for performing a catalyst deterioration diagnosis is satisfied. Here, it is sequentially confirmed that the air-fuel ratio feedback control is performed, the engine speed Ne and the volumetric efficiency ηv are within predetermined ranges, and that both the O 2 sensors 14 and 15 are operating normally. When all the conditions are satisfied, the determination result is Yes (Yes). Here, the reason for confirming that the engine speed Ne and the volumetric efficiency ηv are within predetermined ranges is that when these are not stable, the O 2 concentration of the exhaust gas is not stable, and normal feedback control is performed. The condition is that the engine speed Ne and the volumetric efficiency ηv are within the ranges of the following equations (1) and (2). In the following formula, Ne1, Ne2, ηv1, ηv2
Indicates a determination threshold value, and specific values thereof are, for example, when the engine 1 is connected to an automatic transmission, Ne1 is 1400 rpm, Ne2 is 3000 rpm,
ηv1 is 25% and ηv2 is 60%.

【0024】Ne1 <Ne<Ne2 …(1) ηv1<ηv <ηv2 …(2) ステップS4の判定結果がYesとなると、ECU40
は、次にステップS6で、上流側O2 センサ14からの
出力信号に基づいて上流側反転周波数fF を算出する。
この算出方法としては、例えば、所定時間(例えば、1
0秒)内に、上流側O2 センサ14の出力電圧VOFが閾
値VTH(例えば、0.5V)を横切った回数を求め、こ
の回数を上流側反転周波数fF とする。
Ne1 <Ne <Ne2 (1) ηv1 <ηv <ηv2 (2) If the result of the determination in step S4 is Yes, the ECU 40
Is then in step S6, to calculate the upstream-side reversing frequency fF, based on an output signal from the upstream O 2 sensor 14.
As a calculation method, for example, a predetermined time (for example, 1
0 seconds) within obtains the number of times the output voltage VOF of the upstream O 2 sensor 14 has crossed the threshold VTH (e.g., 0.5V), to the number of the upstream-side reversing frequency fF.

【0025】次に、ECU40は、ステップS8で上流
側反転周波数fF が所定値THpより小さいか否かを判定
する。この判定は、上流側O2 センサ14が劣化し正常
に機能しなくなったときに、触媒劣化診断を中止するた
めである。すなわち、上流側O2 センサ14は、常に高
温の排気ガスにさらされているため下流側O2 センサ1
5より熱劣化しやすく、応答性が低下して正常な起電力
を出力しなくなることが多い。そのため、上流側O2
ンサ14からの出力電圧が明確に変化しなくなる場合が
あり、この場合には上流側反転周波数fF は正常時に比
べて低いものとなる。このように、上流側反転周波数f
F が低下すると、下流側反転周波数fRとの反転周波数
比fR/fF が増大し、三元触媒13が劣化したと誤判定
する虞が生じるのである。尚、ここで使用される所定値
THpは、後述する反転周波数比fR/fF の判定閾値THc
に応じ、予め実験データに基づいて設定された値(例え
ば、0.1Hz)である。
Next, in step S8, the ECU 40 determines whether or not the upstream inversion frequency fF is smaller than a predetermined value THp. This determination is for stopping the catalyst deterioration diagnosis when the upstream O 2 sensor 14 deteriorates and does not function normally. That is, since the upstream O 2 sensor 14 is always exposed to high-temperature exhaust gas, the downstream O 2 sensor 1
5 is more likely to deteriorate due to heat, the response is reduced, and a normal electromotive force is no longer output. For this reason, the output voltage from the upstream O 2 sensor 14 may not clearly change, and in this case, the upstream inversion frequency fF is lower than that in the normal state. Thus, the upstream inversion frequency f
When F decreases, the reversal frequency ratio fR / fF with respect to the downstream reversal frequency fR increases, and there is a possibility that the three-way catalyst 13 is erroneously determined to be deteriorated. The predetermined value THp used here is a judgment threshold value THc of the inversion frequency ratio fR / fF described later.
Is a value (for example, 0.1 Hz) set in advance based on the experimental data.

【0026】ステップS8の判定結果もNoであった場
合、ECU40は、次にステップS10で、下流側O2
センサ15の出力電圧VORに基づいて、その平均値VOR
aveを下式により算出する。下式中、VORave (n-1) は
前回の平均値,VORは下流側O2 センサ15の今回の出
力電圧,aはフィルタ定数を示す。 VORave =a×VORave (n-1) +(1−a)×VOR この演算により、下流側O2 センサ15の出力電圧VOR
がリッチ側やリーン側にシフトしても、平均値VORave
も追従してシフトすることになる。尚、フィルタ定数a
を適宜設定することにより、平均値VORave が出力電圧
VORに追従してシフトする際の精度やレスポンスが決定
される。
If the result of the determination in step S8 is also No, the ECU 40 proceeds to step S10 where the downstream O 2
Based on the output voltage VOR of the sensor 15, its average value VOR
ave is calculated by the following equation. In the following formulas, VORave (n-1) is the previous average value, VOR the present output voltage of the downstream O 2 sensor 15, a denotes a filter constant. VORave = a × VORave (n−1) + (1−a) × VOR By this calculation, the output voltage VOR of the downstream O 2 sensor 15 is obtained.
Is shifted to rich side or lean side, the average value VORave
Will shift accordingly. The filter constant a
Is appropriately set, the accuracy and response when the average value VORave shifts following the output voltage VOR are determined.

【0027】ステップS10で平均値VORave の算出を
終えると、ECU40は、ステップS12で上下の反転
基準値THH ,THL を下式により算出する。ここで、
αはヒステリシス定数であり、本実施例の場合には、例
えば0.05V程度に設定されている。 THH =VORave +α THL =VORave −α 次に、ECU40は、ステップS14で、前述した所定
時間内に、下流側O2センサ15の出力電圧VORが上下
の反転基準値THH ,THL を横切った回数を求め、こ
の回数を下流側反転周波数fR とする。尚、図6は反転
基準値THH ,THL と出力電圧VORとの関係を示すグ
ラフであるが、この図において・で示した反転検出点の
個数は出力電圧VORの実際の反転回数と等しくなってい
る。すなわち、下流側O2 センサ15の出力電圧VORが
リッチ側やリーン側にシフトしても、反転基準値THH
,THL も同様にシフトするため、下流側反転周波数
fRが正確に計測されるのである。また、下流側反転周
波数fR の計測に上下の反転基準値THH ,THL を用
いる理由は、下流側O2 センサ15の出力電圧VORの振
幅が小さいため、単一の反転基準値では出力電圧VORの
微細な振れによる過剰計測の虞があるためである。
When the calculation of the average value VORave is completed in step S10, the ECU 40 calculates the upper and lower inversion reference values THH and THL in step S12 according to the following equations. here,
α is a hysteresis constant, and is set to, for example, about 0.05 V in this embodiment. THH = VORave + α THL = VORave -α Next, ECU 40, at step S14, in a predetermined aforementioned time, inversion reference value output voltage VOR of the upper and lower downstream O 2 sensor 15 THH, the number of times across the THL This number is determined as the downstream inversion frequency fR. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the inversion reference values THH and THL and the output voltage VOR. In FIG. 6, the number of inversion detection points indicated by "・" becomes equal to the actual number of inversions of the output voltage VOR. I have. That is, even if the output voltage VOR of the downstream O 2 sensor 15 shifts to the rich side or the lean side, the inversion reference value THH
, THL are similarly shifted, so that the downstream inversion frequency fR is accurately measured. The downstream-side reversal frequency fR of the measurement above and below the inversion reference value THH, the reason for using a value THL, the amplitude of the output voltage VOR of the downstream O 2 sensor 15 is small, the output voltage VOR than a single inversion reference value This is because there is a risk of excessive measurement due to minute vibration.

【0028】次に、ECU40は、図3のステップS1
6で上流側反転周波数fF と下流側反転周波数fR とか
ら反転周波数比fR/fF を算出し、その値が所定値THc
(例えば、0.8)より大きいか否かを判定する。そし
て、この判定結果がNoの場合には、三元触媒13は劣
化しておらず、図7に示すように、浄化効率ECAT の下
限値E1 (例えば、約85%)以上で正常に機能してい
ると診断し、ステップS18で、図4の正常時処理サブ
ルーチンを実行する。
Next, the ECU 40 executes step S1 in FIG.
In step 6, an inversion frequency ratio fR / fF is calculated from the upstream inversion frequency fF and the downstream inversion frequency fR.
(For example, 0.8) is determined. If the result of this determination is No, the three-way catalyst 13 has not deteriorated and, as shown in FIG. 7, normally functions at or above the lower limit E1 (for example, about 85%) of the purification efficiency ECAT. Is diagnosed, and the normal processing subroutine of FIG. 4 is executed in step S18.

【0029】正常時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップS32において、警告灯41を消灯し、三元触媒1
3が正常に機能していることを運転者に示す。次に、ス
テップS34において、ECU40は三元触媒13の劣
化に対応する故障コードがRAMに残っていないよう故
障コード消去の操作を行う。そして、ステップS36に
おいて、正常フラグFOKを1にセットし、三元触媒13
が正常に機能していることを記憶する。
In the normal processing subroutine, first, in step S32, the warning lamp 41 is turned off and the three-way catalyst 1 is turned off.
3 indicates to the driver that it is functioning properly. Next, in step S34, the ECU 40 performs an operation of deleting the failure code so that the failure code corresponding to the deterioration of the three-way catalyst 13 does not remain in the RAM. Then, in step S36, the normality flag FOK is set to 1 and the three-way catalyst 13
Remember that is functioning normally.

【0030】このように、正常フラグFOKが一旦1にセ
ットされると、触媒劣化診断サブルーチンの次回の実行
時には、ステップS2の判定はYesとなる。したがっ
て、この場合には、イグニッションスイッチをOFFに
するまでは、触媒劣化判定を再度実施することなくサブ
ルーチンを終了することになる。一方、反転周波数比f
R/fF が所定値THc(0.8)を超え、ステップS16
の判定結果がYesとなった場合には、三元触媒13が劣
化し、浄化効率ECAT が下限値E1 (約85%)以下に
なったと診断し、ステップS20で、図5の劣化時処理
サブルーチンを実行する。
As described above, once the normal flag FOK is set to 1, the determination in step S2 becomes Yes at the next execution of the catalyst deterioration diagnosis subroutine. Therefore, in this case, the subroutine ends without performing the catalyst deterioration determination again until the ignition switch is turned off. On the other hand, the inversion frequency ratio f
If R / fF exceeds the predetermined value THc (0.8), step S16
If the determination result is Yes, it is diagnosed that the three-way catalyst 13 has deteriorated and the purification efficiency ECAT has fallen below the lower limit value E1 (about 85%). In step S20, the deterioration processing subroutine shown in FIG. Execute

【0031】劣化時処理サブルーチンでは、先ず、ステ
ップS42において、警告灯41を点灯させ、運転者に
三元触媒13の劣化を知らせて修理を促す。そして、ス
テップS44において、ECU40は三元触媒13の劣
化に対応する故障コードをRAMに記憶する。これによ
り、修理をする際には、この故障コードを読みだすこと
で容易に故障内容を知ることができ、三元触媒13の交
換等の対応を迅速に行うことができる。
In the deterioration processing subroutine, first, in step S42, the warning lamp 41 is turned on to notify the driver of the deterioration of the three-way catalyst 13 and urge the driver to repair it. Then, in step S44, the ECU 40 stores a failure code corresponding to the deterioration of the three-way catalyst 13 in the RAM. Thus, when performing repair, the details of the failure can be easily known by reading out the failure code, and the response such as replacement of the three-way catalyst 13 can be promptly performed.

【0032】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限るものではない。すなわ
ち、上記実施例では、熱劣化しやすい上流側O2 センサ
が劣化したときにのみ触媒劣化判定を中止するようにし
たが、下流側O2 センサの劣化時にも同様の処置をとっ
てもよい。また、上記実施例では、上流側および下流側
の空燃比センサを電圧出力型の両O2 センサとしたが、
リニア空燃比センサのように電流出力型のものを用いる
ようにしてもよい。更に、制御の具体的な手順を始め、
各閾値等の具体的な値については、本発明の主旨を逸脱
しない範囲で変更することが可能である。
Although the description of a specific embodiment has been completed above, embodiments of the present invention are not limited to this embodiment. That is, in the above-described embodiment, the catalyst deterioration determination is stopped only when the upstream O 2 sensor, which is easily deteriorated by heat, is deteriorated. However, a similar measure may be taken when the downstream O 2 sensor is deteriorated. Further, in the above embodiment, the upstream and downstream air-fuel ratio sensors are both voltage output type O 2 sensors.
A current output type sensor such as a linear air-fuel ratio sensor may be used. Furthermore, starting the specific procedure of control,
Specific values such as the thresholds can be changed without departing from the gist of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の請求項1の劣化診断装置によれ
ば、内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下流側
に設けられた下流側空燃比センサと、この下流側空燃比
センサの出力信号の平均値を算出する平均値演算手段
と、この平均値演算手段により算出された平均値を用い
て反転基準値を設定する基準値設定手段と、この基準値
設定手段により設定された反転基準値を前記下流側空燃
比センサの出力信号が横切る回数に基づき前記排気浄化
触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備えるようにし
たため、下流側空燃比センサの出力信号がリッチ側やリ
ーン側にシフトしても、その平均値や反転基準値も追従
してシフトすることになり、出力信号の反転回数が正確
に計測される。これにより、排気浄化触媒の劣化判定精
度が向上するため、劣化判定の基準値を高く設定でき、
浄化効率が許容限度内の排気浄化触媒を交換することが
少なくなる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a downstream air-fuel ratio sensor provided downstream of an exhaust purification catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine, and an output of the downstream air-fuel ratio sensor. Mean value calculating means for calculating an average value of the signal, reference value setting means for setting an inversion reference value using the average value calculated by the average value calculating means, and inversion reference set by the reference value setting means And a deterioration determination unit that determines the deterioration of the exhaust gas purification catalyst based on the number of times the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor crosses the output signal, so that the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor becomes richer or leaner. Even if the shift is performed, the average value and the inversion reference value are also shifted so that the number of inversions of the output signal is accurately measured. As a result, the deterioration determination accuracy of the exhaust gas purification catalyst is improved, so that the reference value for the deterioration determination can be set high,
Replacing an exhaust purification catalyst whose purification efficiency is within an allowable limit is reduced.

【0034】また、請求項2の劣化診断装置によれば、
請求項1記載の劣化診断装置において、前記劣化判定手
段は、前記基準値設定手段により設定された反転基準値
を前記下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数から
当該下流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出
する第1反転周波数演算手段を備え、前記劣化判定手段
は、この第1反転周波数演算手段により算出された下流
側空燃比センサの出力信号の反転周波数に基づき前記排
気浄化触媒の劣化を判定するようにしたため、劣化判定
を定量的に行うことが可能となる。これにより、排気浄
化触媒の劣化判定精度が更に向上するため、劣化判定の
基準値を高く設定でき、浄化効率が許容限度内の排気浄
化触媒を交換することが少なくなる。
Further, according to the deterioration diagnosis apparatus of the second aspect,
2. The deterioration diagnosis device according to claim 1, wherein the deterioration determination unit determines the output of the downstream air-fuel ratio sensor based on the number of times the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor crosses the inversion reference value set by the reference value setting unit. A first inversion frequency calculating means for calculating an inversion frequency of the signal, wherein the deterioration determination means is configured to determine the deterioration of the exhaust purification catalyst based on the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means. Is determined, the deterioration can be quantitatively determined. As a result, the deterioration determination accuracy of the exhaust gas purification catalyst is further improved, so that the reference value for the deterioration determination can be set high, and replacement of the exhaust gas purification catalyst whose purification efficiency is within an allowable limit is reduced.

【0035】また、請求項3の劣化診断装置によれば、
請求項2記載の劣化診断装置において、前記排気通路に
おける排気浄化触媒の上流側に設けられた上流側空燃比
センサと、この上流側空燃比センサの出力信号の反転周
波数を算出する第2反転周波数演算手段とを更に備え、
前記劣化判定手段は、前記第1反転周波数演算手段によ
り算出された下流側空燃比センサの出力信号の反転周波
数と、前記第2反転周波数演算手段により算出された上
流側空燃比センサの出力信号の反転周波数とを比較する
ことにより前記排気浄化触媒の劣化を判定するようにし
たため、排気浄化触媒の浄化効率を直接かつ定量的に判
定できることになり、浄化効率が許容限度内の排気浄化
触媒を交換することが少なくなる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a deterioration diagnosis apparatus.
3. The deterioration diagnosis apparatus according to claim 2, wherein an upstream air-fuel ratio sensor provided upstream of the exhaust gas purification catalyst in the exhaust passage, and a second inversion frequency for calculating an inversion frequency of an output signal of the upstream air-fuel ratio sensor. Further comprising arithmetic means,
The deterioration determining means includes an inversion frequency of an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means and an output signal of the upstream air-fuel ratio sensor calculated by the second inversion frequency calculation means. Since the deterioration of the exhaust gas purification catalyst is determined by comparing with the reversal frequency, the purification efficiency of the exhaust gas purification catalyst can be directly and quantitatively determined. Less to do.

【0036】また、請求項4の劣化診断装置によれば、
請求項1記載の劣化診断装置において、前記平均値演算
手段は、下流側空燃比センサの出力信号の平均値O2ave
を、前回の平均値をO2ave(n-1) ,下流側空燃比センサ
の今回の出力信号の値をO2real ,フィルタ定数をaと
したとき、次の演算式 O2ave=a×O2ave(n-1) +(1−a)×O2real により算出するようにしたため、フィルタ定数aを適宜
設定することによって、平均値および反転基準値が出力
信号に追従してシフトする際の精度やレスポンスを調整
することが可能となり、排気浄化触媒のレイアウトや運
転状況等に応じた劣化判定を行うことができる。
Further, according to the deterioration diagnosis apparatus of the fourth aspect,
2. The deterioration diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the average value calculating means includes an average value O 2 ave of an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor.
And the last average value O 2 ave (n-1) , when the value of the O 2 real of this output signal of the downstream air-fuel ratio sensor, the filter constant was a, the following calculation formula O 2 ave = a × O 2 ave (n−1) + (1−a) × O 2 real, so that the average value and the inverted reference value are shifted following the output signal by appropriately setting the filter constant a. This makes it possible to adjust the accuracy and response of the exhaust gas purifying catalyst, and it is possible to make a deterioration determination in accordance with the layout, operating conditions, and the like of the exhaust gas purification catalyst.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る劣化診断装置を備えた内燃機関の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine including a deterioration diagnosis device according to the present invention.

【図2】触媒劣化診断サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a catalyst deterioration diagnosis subroutine.

【図3】触媒劣化診断サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of a catalyst deterioration diagnosis subroutine.

【図4】正常時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a normal processing subroutine.

【図5】劣化時処理サブルーチンの手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a degradation processing subroutine.

【図6】実施例における反転基準値THH ,THL と出
力電圧VORとの関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between inversion reference values THH and THL and an output voltage VOR in the embodiment.

【図7】反転周波数比fR/fF と浄化効率ECAT との関
係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the reversal frequency ratio fR / fF and the purification efficiency ECAT.

【図8】従来装置における反転基準値THH ,THL と
出力電圧VORとの関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the inversion reference values THH and THL and the output voltage VOR in the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 12 排気管 13 三元触媒 14 上流側O2 センサ 15 下流側O2 センサ 40 ECU 41 警告灯DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 12 Exhaust pipe 13 Three-way catalyst 14 Upstream O 2 sensor 15 Downstream O 2 sensor 40 ECU 41 Warning light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 45/00 368 F02D 45/00 368G (72)発明者 野村 俊郎 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 金尾 英嗣 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−249357(JP,A) 特開 平5−256175(JP,A) 特開 平5−256125(JP,A) 特開 平5−280402(JP,A) 特開 平5−179935(JP,A) 特開 平5−288106(JP,A) 特開 平7−34860(JP,A) 特開 平5−312025(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02D 45/00 368 F02D 45/00 368G (72) Inventor Toshiro Nomura 5-33-8 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Inside the Company (72) Inventor Eiji Kanao 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (56) References JP-A-3-249357 (JP, A) JP-A-5-249 JP-A-5-256125 (JP, A) JP-A-5-280402 (JP, A) JP-A-5-179935 (JP, A) JP-A-5-288106 (JP, A) JP-A-7-34860 (JP, A) JP-A-5-312025 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/38 F01N 9/00 -11/00 F02D 41/00-41/40 F02D 43/00-45/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路における排気浄化触
媒の下流側に設けられた下流側空燃比センサの出力信号
に基づき前記排気浄化触媒の劣化を診断する排気浄化触
媒の劣化診断装置において、 前記下流側空燃比センサの出力信号は前記内燃機関の運
転状態に応じてリッチ側或いはリーン側にシフトするも
のであって、前記排気浄化触媒の劣化診断中に前記下流
側空燃比センサから出力された 出力信号の平均値を算出
する平均値演算手段と、 この平均値演算手段により算出された平均値を用いて反
転基準値を設定する基準値設定手段と、 この基準値設定手段により設定された反転基準値を前記
下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数に基づき前
記排気浄化触媒の劣化を判定する劣化判定手段とを備え
たことを特徴とする排気浄化触媒の劣化診断装置。
1. An output signal of a downstream air-fuel ratio sensor provided downstream of an exhaust purification catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine.
An exhaust purification catalyst that diagnoses deterioration of the exhaust purification catalyst based on
In the medium deterioration diagnosis apparatus, the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor is used to control the operation of the internal combustion engine.
The gear shifts to rich or lean depending on the rotation state.
Wherein during the deterioration diagnosis of the exhaust purification catalyst,
Average value calculating means for calculating an average value of the output signal output from the side air-fuel ratio sensor ; reference value setting means for setting an inversion reference value using the average value calculated by the average value calculating means; Deterioration determination means for determining deterioration of the exhaust gas purification catalyst based on the number of times the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor crosses the inversion reference value set by the value setting means. Deterioration diagnosis device.
【請求項2】 前記劣化判定手段は、 前記基準値設定手段により設定された反転基準値を前記
下流側空燃比センサの出力信号が横切る回数から当該下
流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出する第
1反転周波数演算手段を備え、 前記劣化判定手段は、 この第1反転周波数演算手段により算出された下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数に基づき前記排気浄
化触媒の劣化を判定することを特徴とする、請求項1記
載の排気浄化触媒の劣化診断装置。
2. The deterioration judging means determines the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor from the number of times the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor crosses the inversion reference value set by the reference value setting means. A first inversion frequency calculating means for calculating, the deterioration determining means determining deterioration of the exhaust purification catalyst based on the inversion frequency of the output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculating means. The device for diagnosing deterioration of an exhaust purification catalyst according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記排気通路における排気浄化触媒の上
流側に設けられた上流側空燃比センサと、 この上流側空燃比センサの出力信号の反転周波数を算出
する第2反転周波数演算手段とを更に備え、 前記劣化判定手段は、 前記第1反転周波数演算手段により算出された下流側空
燃比センサの出力信号の反転周波数と、前記第2反転周
波数演算手段により算出された上流側空燃比センサの出
力信号の反転周波数とを比較することにより前記排気浄
化触媒の劣化を判定することを特徴とする、請求項2記
載の排気浄化触媒の劣化診断装置。
3. An upstream air-fuel ratio sensor provided upstream of an exhaust purification catalyst in the exhaust passage, and a second inversion frequency calculating means for calculating an inversion frequency of an output signal of the upstream air-fuel ratio sensor. The deterioration determining means comprises: an inversion frequency of an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor calculated by the first inversion frequency calculation means; and an output of the upstream air-fuel ratio sensor calculated by the second inversion frequency calculation means. 3. The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification catalyst according to claim 2, wherein the deterioration of the exhaust gas purification catalyst is determined by comparing the inversion frequency of the signal.
【請求項4】 前記平均値演算手段は、 下流側空燃比センサの出力信号の平均値O2aveを、前回
の平均値をO2ave(n-1) ,下流側空燃比センサの今回の
出力信号の値をO2real ,フィルタ定数をaとしたと
き、次の演算式 O2ave=a×O2ave(n-1) +(1−a)×O2real により算出することを特徴とする、請求項1記載の排気
浄化触媒の劣化診断装置。
4. The average value calculating means calculates an average value O 2 ave of an output signal of the downstream air-fuel ratio sensor, calculates a previous average value of O 2 ave (n−1), When the value of the output signal is O 2 real and the filter constant is a, the calculation is performed by the following equation: O 2 ave = a × O 2 ave (n−1) + (1−a) × O 2 real The degradation diagnosis device for an exhaust purification catalyst according to claim 1, wherein:
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