JP3498817B2 - 内燃機関の排気系故障診断装置 - Google Patents
内燃機関の排気系故障診断装置Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
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- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気通路に
設けられた触媒やセンサの劣化を自己診断する内燃機関
の排気系故障診断装置に関するものである。
設けられた触媒やセンサの劣化を自己診断する内燃機関
の排気系故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、特開平６−１７６４０号公報に示
すように、触媒の上流側に、排出ガスの空燃比に応じた
リニアな空燃比信号を出力する空燃比センサを設け、こ
の空燃比センサの出力信号に基づいて排出ガス中の空燃
比をフィードバック制御すると共に、触媒の下流側に、
排出ガス中の空燃比がリッチかリーンかを検出する酸素
センサを設け、目標空燃比を一時的に所定量ずらして酸
素センサの出力を飽和判定レベル以上に変動させ、その
ときの空燃比制御データに基づいて触媒の飽和吸着量を
算出し、この飽和吸着量から触媒の劣化状態を直接的に
検出できるようにしたものがある。
すように、触媒の上流側に、排出ガスの空燃比に応じた
リニアな空燃比信号を出力する空燃比センサを設け、こ
の空燃比センサの出力信号に基づいて排出ガス中の空燃
比をフィードバック制御すると共に、触媒の下流側に、
排出ガス中の空燃比がリッチかリーンかを検出する酸素
センサを設け、目標空燃比を一時的に所定量ずらして酸
素センサの出力を飽和判定レベル以上に変動させ、その
ときの空燃比制御データに基づいて触媒の飽和吸着量を
算出し、この飽和吸着量から触媒の劣化状態を直接的に
検出できるようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、触
媒の飽和吸着量から触媒の劣化判定はできるが、触媒下
流側の酸素センサ（以下「下流センサ」という）の劣化
等、触媒以外の排気系の劣化については判定することが
できず、排気系のシステム全体から見た劣化判定を行う
ことができない。特に、触媒上流側の空燃比センサの出
力信号に基づく空燃比フィードバック制御を、下流セン
サの出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするようにフ
ィードバック補正するシステムにおいては、下流センサ
の劣化が空燃比制御精度を低下させる原因となる。
媒の飽和吸着量から触媒の劣化判定はできるが、触媒下
流側の酸素センサ（以下「下流センサ」という）の劣化
等、触媒以外の排気系の劣化については判定することが
できず、排気系のシステム全体から見た劣化判定を行う
ことができない。特に、触媒上流側の空燃比センサの出
力信号に基づく空燃比フィードバック制御を、下流セン
サの出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするようにフ
ィードバック補正するシステムにおいては、下流センサ
の劣化が空燃比制御精度を低下させる原因となる。
【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、下流センサを含めた
排気系のシステム全体から見た劣化判定を行うことがで
きる内燃機関の排気系故障診断装置を提供することにあ
る。
たものであり、従ってその目的は、下流センサを含めた
排気系のシステム全体から見た劣化判定を行うことがで
きる内燃機関の排気系故障診断装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の排気系故障診断装置
は、内燃機関の排気通路の途中に排出ガス浄化用の触媒
を設け、この触媒の上流側と下流側にそれぞれ排出ガス
の空燃比又はリッチ／リーンを検出する上流センサと下
流センサを設けた内燃機関の排気系において、前記上流
センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御を
前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差を小さく
するようにフィードバック補正する空燃比補正手段と、
前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差の積分値
が排気系の劣化判定値以上になったときに排気系の劣化
と判定する劣化判定手段とを備えた構成となっている。
に、本発明の請求項１の内燃機関の排気系故障診断装置
は、内燃機関の排気通路の途中に排出ガス浄化用の触媒
を設け、この触媒の上流側と下流側にそれぞれ排出ガス
の空燃比又はリッチ／リーンを検出する上流センサと下
流センサを設けた内燃機関の排気系において、前記上流
センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御を
前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差を小さく
するようにフィードバック補正する空燃比補正手段と、
前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差の積分値
が排気系の劣化判定値以上になったときに排気系の劣化
と判定する劣化判定手段とを備えた構成となっている。
【０００６】
【０００７】 更に、請求項１に係る発明は、前記触媒
の飽和吸着量を算出する飽和吸着量算出手段と、前記飽
和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判定値を設定する
劣化判定値設定手段とを備えている。また、請求項２の
ように、前記下流センサの出力に基づくフィードバック
補正量が所定の劣化判定値以上になったときに排気系の
劣化と判定するシステムにおいても、触媒の飽和吸着量
を算出して、飽和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判
定値を設定するようにすると良い。
の飽和吸着量を算出する飽和吸着量算出手段と、前記飽
和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判定値を設定する
劣化判定値設定手段とを備えている。また、請求項２の
ように、前記下流センサの出力に基づくフィードバック
補正量が所定の劣化判定値以上になったときに排気系の
劣化と判定するシステムにおいても、触媒の飽和吸着量
を算出して、飽和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判
定値を設定するようにすると良い。
【０００８】
【作用】本発明によれば、空燃比補正手段は、上流セン
サの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御を下流
センサの出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするよう
にフィードバック補正する。この際、排気系の触媒や下
流センサ等が正常に機能しているときには、上述したフ
ィードバック補正が有効に働いて、下流センサの出力電
圧と目標電圧との偏差が比較的小さい範囲に収まるが、
触媒又は下流センサのいずれか一方でも劣化すると、フ
ィードバック補正の効果が低下して、下流センサの出力
電圧と目標電圧との偏差が増大する特性がある。
サの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御を下流
センサの出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするよう
にフィードバック補正する。この際、排気系の触媒や下
流センサ等が正常に機能しているときには、上述したフ
ィードバック補正が有効に働いて、下流センサの出力電
圧と目標電圧との偏差が比較的小さい範囲に収まるが、
触媒又は下流センサのいずれか一方でも劣化すると、フ
ィードバック補正の効果が低下して、下流センサの出力
電圧と目標電圧との偏差が増大する特性がある。
【０００９】 この特性に着目し、請求項１では、下流
センサの出力電圧と目標電圧との偏差（以下「電圧偏
差」という）を積分して、その積分値を劣化判定手段で
排気系の劣化判定値と比較し、電圧偏差の積分値が劣化
判定値以上になったときに排気系の劣化と判定する。こ
の際、電圧偏差の積分値を用いて劣化判定することで、
電圧偏差の増加傾向を検出して排気系の劣化判定を精度
良く行うことができる。
センサの出力電圧と目標電圧との偏差（以下「電圧偏
差」という）を積分して、その積分値を劣化判定手段で
排気系の劣化判定値と比較し、電圧偏差の積分値が劣化
判定値以上になったときに排気系の劣化と判定する。こ
の際、電圧偏差の積分値を用いて劣化判定することで、
電圧偏差の増加傾向を検出して排気系の劣化判定を精度
良く行うことができる。
【００１０】また、下流センサの出力に基づくフィード
バック補正は、下流センサの出力電圧と目標電圧との偏
差を小さくするように働くため、上述したように排気系
が劣化して電圧偏差が増加すると、フィードバック補正
量が増加する。
バック補正は、下流センサの出力電圧と目標電圧との偏
差を小さくするように働くため、上述したように排気系
が劣化して電圧偏差が増加すると、フィードバック補正
量が増加する。
【００１１】 この特性に着目し、請求項２では、劣化
判定手段は、下流センサの出力に基づくフィードバック
補正量を排気系の劣化判定値と比較し、フィードバック
補正量が劣化判定値以上になったときに排気系の劣化と
判定する。
判定手段は、下流センサの出力に基づくフィードバック
補正量を排気系の劣化判定値と比較し、フィードバック
補正量が劣化判定値以上になったときに排気系の劣化と
判定する。
【００１２】ところで、触媒の飽和吸着量は経年変化に
より減少し、この影響で下流センサの出力電圧が低下
し、これが下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差や
フィードバック補正量にも影響を及ぼす。
より減少し、この影響で下流センサの出力電圧が低下
し、これが下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差や
フィードバック補正量にも影響を及ぼす。
【００１３】 そこで、請求項１，２では、触媒の飽和
吸着量を飽和吸着量算出手段により算出し、この飽和吸
着量に基づいて排気系の劣化判定値を劣化判定値設定手
段により設定する。これにより、飽和吸着量に応じた劣
化判定が可能となる。
吸着量を飽和吸着量算出手段により算出し、この飽和吸
着量に基づいて排気系の劣化判定値を劣化判定値設定手
段により設定する。これにより、飽和吸着量に応じた劣
化判定が可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図１５に
基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御
システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエ
ンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ
１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に吸気
温度Ｔａｍを検出する吸気温センサ１４が設けられ、こ
の吸気温センサ１４の下流側にスロットルバルブ１５と
スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ１
６とが設けられている。更に、スロットルバルブ１５の
下流側には、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気管圧力セン
サ１７が設けられ、この吸気管圧力センサ１７の下流側
にサージタンク１８が設けられている。このサージタン
ク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸
気マニホールド１９が接続され、この吸気マニホールド
１９の各気筒の分岐管部にそれぞれ燃料を噴射するイン
ジェクタ２０が取り付けられている。
基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御
システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエ
ンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ
１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に吸気
温度Ｔａｍを検出する吸気温センサ１４が設けられ、こ
の吸気温センサ１４の下流側にスロットルバルブ１５と
スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ１
６とが設けられている。更に、スロットルバルブ１５の
下流側には、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気管圧力セン
サ１７が設けられ、この吸気管圧力センサ１７の下流側
にサージタンク１８が設けられている。このサージタン
ク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸
気マニホールド１９が接続され、この吸気マニホールド
１９の各気筒の分岐管部にそれぞれ燃料を噴射するイン
ジェクタ２０が取り付けられている。
【００１５】また、エンジン１１には各気筒毎に点火プ
ラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１には、点火
回路２２で発生した高圧電流がディストリビュータ２３
を介して供給される。このディストリビュータ２３に
は、７２０℃Ａ（クランク軸２回転）毎に例えば２４個
のパルス信号を出力するクランク角センサ２４が設けら
れ、このクランク角センサ２４の出力パルス間隔によっ
てエンジン回転数Ｎｅを検出するようになっている。ま
た、エンジン１１には、エンジン冷却水温Ｔｈｗを検出
する水温センサ３８が取り付けられている。
ラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１には、点火
回路２２で発生した高圧電流がディストリビュータ２３
を介して供給される。このディストリビュータ２３に
は、７２０℃Ａ（クランク軸２回転）毎に例えば２４個
のパルス信号を出力するクランク角センサ２４が設けら
れ、このクランク角センサ２４の出力パルス間隔によっ
てエンジン回転数Ｎｅを検出するようになっている。ま
た、エンジン１１には、エンジン冷却水温Ｔｈｗを検出
する水温センサ３８が取り付けられている。
【００１６】一方、エンジン１１の排気ポート（図示せ
ず）には、排気マニホールド２５を介して排気管２６
（排気通路）が接続され、この排気管２６の途中に、排
出ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減さ
せる三元触媒等の触媒２７が設けられている。この触媒
２７の上流側には、排出ガスの空燃比に応じたリニアな
空燃比信号を出力する空燃比センサ２８が“上流セン
サ”として設けられ、また、触媒２７の下流側には、排
出ガス中の空燃比がリッチかリーンかによって出力が反
転する酸素センサ２９が“下流センサ”として設けられ
ている。
ず）には、排気マニホールド２５を介して排気管２６
（排気通路）が接続され、この排気管２６の途中に、排
出ガス中の有害成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を低減さ
せる三元触媒等の触媒２７が設けられている。この触媒
２７の上流側には、排出ガスの空燃比に応じたリニアな
空燃比信号を出力する空燃比センサ２８が“上流セン
サ”として設けられ、また、触媒２７の下流側には、排
出ガス中の空燃比がリッチかリーンかによって出力が反
転する酸素センサ２９が“下流センサ”として設けられ
ている。
【００１７】上述した各種のセンサの出力は電子制御回
路３０内に入力ポート３１を介して読み込まれる。電子
制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構
成され、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バック
アップＲＡＭ３５を備え、各種センサ出力から得られた
エンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量ＴＡＵ
や点火時期Ｉｇ等を演算し、その演算結果に応じた信号
を出力ポート３６からインジェクタ２０や点火回路２２
に出力する。また、排気系の劣化を検出したときには、
出力ポート３６から警告ランプ３７（警告表示手段）に
点灯信号を出力する。
路３０内に入力ポート３１を介して読み込まれる。電子
制御回路３０は、マイクロコンピュータを主体として構
成され、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、バック
アップＲＡＭ３５を備え、各種センサ出力から得られた
エンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量ＴＡＵ
や点火時期Ｉｇ等を演算し、その演算結果に応じた信号
を出力ポート３６からインジェクタ２０や点火回路２２
に出力する。また、排気系の劣化を検出したときには、
出力ポート３６から警告ランプ３７（警告表示手段）に
点灯信号を出力する。
【００１８】更に、この電子制御回路３０は、触媒２７
上流側の空燃比センサ２８に基づいて排出ガス中の空燃
比をフィードバック制御する際に、このフィードバック
制御の目標となる目標空燃比を下流側の酸素センサ２９
の出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするようにフィ
ードバック補正すると共に、酸素センサ２９の出力電圧
と目標電圧との偏差の積分値が所定の劣化判定値以上に
なったときに排気系の劣化と判定する。以下、この電子
制御回路３０の機能の概要を図２に基づいて説明する。
上流側の空燃比センサ２８に基づいて排出ガス中の空燃
比をフィードバック制御する際に、このフィードバック
制御の目標となる目標空燃比を下流側の酸素センサ２９
の出力電圧と目標電圧との偏差を小さくするようにフィ
ードバック補正すると共に、酸素センサ２９の出力電圧
と目標電圧との偏差の積分値が所定の劣化判定値以上に
なったときに排気系の劣化と判定する。以下、この電子
制御回路３０の機能の概要を図２に基づいて説明する。
【００１９】まず、ステップ１０１では、エンジン運転
状態を表す各種のパラメータを読み込む。このパラメー
タは、上述した各種のセンサから出力されるエンジン回
転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍ、スロットル開度ＴＨ、吸気
温度Ｔａｍ、エンジン冷却水温Ｔｈｗ、触媒２９上流側
の空燃比センサ２８から出力される空燃比信号ＡＦ、触
媒２９下流側の酸素センサ２９の出力電圧Ｖｓなどであ
る。
状態を表す各種のパラメータを読み込む。このパラメー
タは、上述した各種のセンサから出力されるエンジン回
転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍ、スロットル開度ＴＨ、吸気
温度Ｔａｍ、エンジン冷却水温Ｔｈｗ、触媒２９上流側
の空燃比センサ２８から出力される空燃比信号ＡＦ、触
媒２９下流側の酸素センサ２９の出力電圧Ｖｓなどであ
る。
【００２０】次のステップ１０２では、酸素センサ２９
の出力電圧を所定電圧（ストイキ）にフィードバックす
るため、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍなどによ
り予め設定された目標電圧ＭＶｓ（図１５参照）を算出
する。この後、ステップ１０３で、実際の酸素センサ２
９の出力電圧（実電圧）と目標電圧ＭＶｓとの偏差（以
下「電圧偏差という）を算出し、続くステップ１０４
で、その電圧偏差を積分する。次のステップ１０５で、
酸素センサ２９の出力電圧を目標電圧ＭＶｓへフィード
バックさせるように、電圧偏差の積分値に基づいて後述
するサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを算出する。
の出力電圧を所定電圧（ストイキ）にフィードバックす
るため、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍなどによ
り予め設定された目標電圧ＭＶｓ（図１５参照）を算出
する。この後、ステップ１０３で、実際の酸素センサ２
９の出力電圧（実電圧）と目標電圧ＭＶｓとの偏差（以
下「電圧偏差という）を算出し、続くステップ１０４
で、その電圧偏差を積分する。次のステップ１０５で、
酸素センサ２９の出力電圧を目標電圧ＭＶｓへフィード
バックさせるように、電圧偏差の積分値に基づいて後述
するサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを算出する。
【００２１】以上説明したステップ１０２〜１０５で処
理される酸素センサ２９の出力に基づくフィードバック
制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と略記する）を「サブＦ／Ｂ
制御」と呼び、このサブＦ／Ｂ制御により特許請求の範
囲でいう空燃比補正手段として機能が実現される。次の
ステップ１０６〜１１０で処理される空燃比センサ２８
の出力に基づくＦ／Ｂ制御を「メインＦ／Ｂ制御」と呼
ぶ。
理される酸素センサ２９の出力に基づくフィードバック
制御（以下「Ｆ／Ｂ制御」と略記する）を「サブＦ／Ｂ
制御」と呼び、このサブＦ／Ｂ制御により特許請求の範
囲でいう空燃比補正手段として機能が実現される。次の
ステップ１０６〜１１０で処理される空燃比センサ２８
の出力に基づくＦ／Ｂ制御を「メインＦ／Ｂ制御」と呼
ぶ。
【００２２】メインＦ／Ｂ制御では、まずステップ１０
６で、空燃比センサ２８の出力を目標空燃比にフィード
バックさせるための目標空燃比ＭＡＦ（図１４参照）
を、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍなどにより予
め設定されたマップより算出する。次いで、ステップ１
０７で、上述したステップ１０５で算出したサブＦ／Ｂ
補正量ΔＦｓを用いて目標空燃比ＭＡＦを補正する。例
えば、触媒２７の下流側で空燃比がリッチである場合、
触媒２７の上流側をリーンにすべく、メインＦ／Ｂ制御
の目標空燃比ＭＡＦをリーン側へ変更補正する。この
後、ステップ１０７で、補正された目標空燃比ＭＡＦと
実際の空燃比（実空燃比）との偏差を算出し、続くステ
ップ１０８で、その空燃比偏差の積分値を算出する。次
のステップ１０９で、上述したステップ１０８で算出し
た空燃比偏差の積分値を用いてメインＦ／Ｂ補正量ΔＦ
ｍを算出した後、ステップ１１０で、燃料噴射量ＴＡＵ
を補正する。
６で、空燃比センサ２８の出力を目標空燃比にフィード
バックさせるための目標空燃比ＭＡＦ（図１４参照）
を、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍなどにより予
め設定されたマップより算出する。次いで、ステップ１
０７で、上述したステップ１０５で算出したサブＦ／Ｂ
補正量ΔＦｓを用いて目標空燃比ＭＡＦを補正する。例
えば、触媒２７の下流側で空燃比がリッチである場合、
触媒２７の上流側をリーンにすべく、メインＦ／Ｂ制御
の目標空燃比ＭＡＦをリーン側へ変更補正する。この
後、ステップ１０７で、補正された目標空燃比ＭＡＦと
実際の空燃比（実空燃比）との偏差を算出し、続くステ
ップ１０８で、その空燃比偏差の積分値を算出する。次
のステップ１０９で、上述したステップ１０８で算出し
た空燃比偏差の積分値を用いてメインＦ／Ｂ補正量ΔＦ
ｍを算出した後、ステップ１１０で、燃料噴射量ＴＡＵ
を補正する。
【００２３】一方、ステップ１１１〜１１５は、排気系
の劣化判定・故障表示を行うための処理である。まず、
ステップ１１１で、特開平６−１７６４０号公報に記載
された方法で触媒２７のＯ2 飽和吸着量を算出し、続く
ステップ１１２（劣化判定値設定手段）で、上記Ｏ2 飽
和吸着量に応じて劣化判定値ＶＬＶＬ（図１２参照）を
設定する。
の劣化判定・故障表示を行うための処理である。まず、
ステップ１１１で、特開平６−１７６４０号公報に記載
された方法で触媒２７のＯ2 飽和吸着量を算出し、続く
ステップ１１２（劣化判定値設定手段）で、上記Ｏ2 飽
和吸着量に応じて劣化判定値ＶＬＶＬ（図１２参照）を
設定する。
【００２４】また、ステップ１１３では、前述したステ
ップ１０４で算出した酸素センサ２９の電圧偏差の積分
値から、排気系の劣化判定するための電圧積分値を算出
する。次のステップ１１４（劣化判定手段）で、上記電
圧積分値と上記ステップ１１２で設定された劣化判定値
ＶＬＶＬとを比較し、電圧積分値が劣化判定値以上にな
ったときに排気系の劣化と判定し、次のステップ１１５
で故障表示を行う。
ップ１０４で算出した酸素センサ２９の電圧偏差の積分
値から、排気系の劣化判定するための電圧積分値を算出
する。次のステップ１１４（劣化判定手段）で、上記電
圧積分値と上記ステップ１１２で設定された劣化判定値
ＶＬＶＬとを比較し、電圧積分値が劣化判定値以上にな
ったときに排気系の劣化と判定し、次のステップ１１５
で故障表示を行う。
【００２５】次に、上述したメイン・サブＦ／Ｂ制御に
よる空燃比Ｆ／Ｂ制御の具体的内容を図３に基づいて説
明する。図３の空燃比Ｆ／Ｂ制御ルーチンは、所定時間
毎（例えば１６ｍｓ毎、３２ｍｓ毎等）、または所定ク
ランク角度毎（例えば１８０℃Ａ毎等）に繰り返し実行
される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２
０１で、空燃比Ｆ／Ｂ実行条件が成立しているか否かを
判定し、不成立であれば、以降の処理を行わずに、本ル
ーチンを終了する。ここで、空燃比Ｆ／Ｂ実行条件とし
ては、エンジン冷却水温Ｔｈｗが所定温度以上である
こと、空燃比センサ２８及び酸素センサ２９が十分に
活性化されていること等があり、これらの条件が全て満
たされたときに空燃比Ｆ／Ｂ実行条件が成立して、ステ
ップ２０２以降の処理に進む。
よる空燃比Ｆ／Ｂ制御の具体的内容を図３に基づいて説
明する。図３の空燃比Ｆ／Ｂ制御ルーチンは、所定時間
毎（例えば１６ｍｓ毎、３２ｍｓ毎等）、または所定ク
ランク角度毎（例えば１８０℃Ａ毎等）に繰り返し実行
される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２
０１で、空燃比Ｆ／Ｂ実行条件が成立しているか否かを
判定し、不成立であれば、以降の処理を行わずに、本ル
ーチンを終了する。ここで、空燃比Ｆ／Ｂ実行条件とし
ては、エンジン冷却水温Ｔｈｗが所定温度以上である
こと、空燃比センサ２８及び酸素センサ２９が十分に
活性化されていること等があり、これらの条件が全て満
たされたときに空燃比Ｆ／Ｂ実行条件が成立して、ステ
ップ２０２以降の処理に進む。
【００２６】ステップ２０２では、サブＦ／Ｂ制御のた
め、酸素センサ２９の出力を一定値に収束させる目標と
なる目標電圧ＭＶｓをエンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力
Ｐｍから予め設定された二次元マップより算出する（図
１５参照）。続くステップ２０３で、目標電圧ＭＶｓと
酸素センサ２９の出力電圧である実電圧Ｖｓとの電圧偏
差ΔＶｓを算出する。次のステップ２０４で、この電圧
偏差ΔＶｓの積分値ＶｓＳＵＭ(i) を次式により算出す
る。
め、酸素センサ２９の出力を一定値に収束させる目標と
なる目標電圧ＭＶｓをエンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力
Ｐｍから予め設定された二次元マップより算出する（図
１５参照）。続くステップ２０３で、目標電圧ＭＶｓと
酸素センサ２９の出力電圧である実電圧Ｖｓとの電圧偏
差ΔＶｓを算出する。次のステップ２０４で、この電圧
偏差ΔＶｓの積分値ＶｓＳＵＭ(i) を次式により算出す
る。
【００２７】
ＶｓＳＵＭ(i) ＝ＶｓＳＵＭ(i-1) ＋ΔＶｓ
ここで、添字の(i) は今回の値を示し、(i-1) は前回の
値を示す（以下、同様の表記を用いる）。つまり、電圧
偏差ΔＶｓの積分値ＶｓＳＵＭ(i) は、本ルーチンが実
行される毎に、前回の積分値ＶｓＳＵＭ(i-1) に、ステ
ップ２０３で求めた電圧偏差ΔＶｓを加算する処理を繰
り返すことで求められる。
値を示す（以下、同様の表記を用いる）。つまり、電圧
偏差ΔＶｓの積分値ＶｓＳＵＭ(i) は、本ルーチンが実
行される毎に、前回の積分値ＶｓＳＵＭ(i-1) に、ステ
ップ２０３で求めた電圧偏差ΔＶｓを加算する処理を繰
り返すことで求められる。
【００２８】次のステップ２０５で、上記ステップ２０
３，２０４で求めた電圧偏差ΔＶｓとその積分値ＶｓＳ
ＵＭ(i) を用いて次式よりサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを算
出する。 ΔＦｓ＝ＫＰｓ×ΔＶｓ＋Ｋｌｓ×ＶｓＳＵＭ(i) ここで、ＫＰｓは比例係数、ＫＩｓは積分係数である。
３，２０４で求めた電圧偏差ΔＶｓとその積分値ＶｓＳ
ＵＭ(i) を用いて次式よりサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを算
出する。 ΔＦｓ＝ＫＰｓ×ΔＶｓ＋Ｋｌｓ×ＶｓＳＵＭ(i) ここで、ＫＰｓは比例係数、ＫＩｓは積分係数である。
【００２９】この後、ステップ２０６で、上記ステップ
２０５で求めたサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓをメインＦ／Ｂ
制御の目標空燃比ＭＡＦを補正する補正量ΔＭＡＦに換
算する。この換算は、図４に示すマップにより算出され
る。例えば、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓがリッチの場合、
メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦをリーン側へ補正
する量として算出する。逆に、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓ
がリーンの場合、メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦ
をリッチ側へ補正するとして算出する。
２０５で求めたサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓをメインＦ／Ｂ
制御の目標空燃比ＭＡＦを補正する補正量ΔＭＡＦに換
算する。この換算は、図４に示すマップにより算出され
る。例えば、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓがリッチの場合、
メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦをリーン側へ補正
する量として算出する。逆に、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓ
がリーンの場合、メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦ
をリッチ側へ補正するとして算出する。
【００３０】図４では、マップをＡ，Ｂの２通り示して
いるが、ＡではサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓに対しリニアな
直線となっている。一方、Ｂでは補正量０近傍において
不感帯を設けることで、ハンチングを防止する。また、
Ａ，Ｂいずれの場合も、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓが下限
ガード値Ｃ以下或は上限ガード値Ｄ以上の場合は、目標
空燃比補正量ΔＭＡＦを一定値に保ち、過補正を防止す
る。
いるが、ＡではサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓに対しリニアな
直線となっている。一方、Ｂでは補正量０近傍において
不感帯を設けることで、ハンチングを防止する。また、
Ａ，Ｂいずれの場合も、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓが下限
ガード値Ｃ以下或は上限ガード値Ｄ以上の場合は、目標
空燃比補正量ΔＭＡＦを一定値に保ち、過補正を防止す
る。
【００３１】次のステップ２０７では、メインＦ／Ｂ制
御の目標空燃比ＭＡＦを、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管
圧力Ｐｍから予め設定された二次元マップより算出する
（図１４参照）。この後、ステップ２０８で、上記ステ
ップ２０６で算出した目標空燃比補正量ΔＭＡＦを用い
て、メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦを次式により
補正して、新たな目標空燃比ＭＡＦｍを求める。
御の目標空燃比ＭＡＦを、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管
圧力Ｐｍから予め設定された二次元マップより算出する
（図１４参照）。この後、ステップ２０８で、上記ステ
ップ２０６で算出した目標空燃比補正量ΔＭＡＦを用い
て、メインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦを次式により
補正して、新たな目標空燃比ＭＡＦｍを求める。
【００３２】ＭＡＦｍ＝ＭＡＦ＋ΔＭＡＦ
この後、ステップ２０９で、空燃比センサ２８の出力Ａ
Ｆｍと目標空燃比ＭＡＦｍとの偏差ΔＡＦｍを算出し、
続くステップ２１０で、この偏差ΔＡＦｍの積分値ＡＦ
ｍＳＵＭを次式より算出する。
Ｆｍと目標空燃比ＭＡＦｍとの偏差ΔＡＦｍを算出し、
続くステップ２１０で、この偏差ΔＡＦｍの積分値ＡＦ
ｍＳＵＭを次式より算出する。
【００３３】
ＡＦｍＳＵＭ(i) ＝ＡＦｍＳＵＭ(i-1) ＋ΔＡＦｍ
このようにしてステップ２０９、２１０で算出した目標
空燃比ＭＡＦｍの偏差ΔＡＦｍとその積分値ＡＦｍＳＵ
Ｍを用いて、次のステップ２１１で、メインＦ／Ｂ制御
の補正量ΔＦｍを次式により算出する。 ΔＦｍ＝ＫＰｍ×ΔＡＦｍ＋Ｋｌｍ×ＡＦｍＳＵＭ(i) ここで、ＫＰｍは比例係数、ＫＩｍは積分係数である。
空燃比ＭＡＦｍの偏差ΔＡＦｍとその積分値ＡＦｍＳＵ
Ｍを用いて、次のステップ２１１で、メインＦ／Ｂ制御
の補正量ΔＦｍを次式により算出する。 ΔＦｍ＝ＫＰｍ×ΔＡＦｍ＋Ｋｌｍ×ＡＦｍＳＵＭ(i) ここで、ＫＰｍは比例係数、ＫＩｍは積分係数である。
【００３４】次のステップ２１２では、吸気管圧力Ｐｍ
から算出される基本噴射量Ｔｐ、吸気温度等による補正
係数ＦＡＬＬから燃料噴射ＴＡＵを次式により算出し、
本ルーチンを終了する。 ＴＡＵ＝Ｔｐ×ＦＡＬＬ×ΔＦｍ ここで、補正係数ＦＡＬＬは、エンジン冷却水温Ｔｈｗ
やＥＧＲ等の補正係数も含まれる。また、過渡時の補正
量としてＦＭＷ（マニホールドウエット）も加算され
る。
から算出される基本噴射量Ｔｐ、吸気温度等による補正
係数ＦＡＬＬから燃料噴射ＴＡＵを次式により算出し、
本ルーチンを終了する。 ＴＡＵ＝Ｔｐ×ＦＡＬＬ×ΔＦｍ ここで、補正係数ＦＡＬＬは、エンジン冷却水温Ｔｈｗ
やＥＧＲ等の補正係数も含まれる。また、過渡時の補正
量としてＦＭＷ（マニホールドウエット）も加算され
る。
【００３５】尚、上記ステップ２０８では、サブＦ／Ｂ
制御の補正量ΔＦｓをメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比補
正量ΔＭＡＦに換算し補正するようにしているが、サブ
Ｆ／Ｂ制御の補正量ΔＦｓに応じて空燃比センサ２８の
出力値をリッチ又はリーン側へ補正するようにしても良
い。
制御の補正量ΔＦｓをメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比補
正量ΔＭＡＦに換算し補正するようにしているが、サブ
Ｆ／Ｂ制御の補正量ΔＦｓに応じて空燃比センサ２８の
出力値をリッチ又はリーン側へ補正するようにしても良
い。
【００３６】一方、図５は加速等の外乱を与えた場合の
挙動を示すタイミングチャートであり、触媒２７下流の
酸素センサ２９の出力、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓ、メイ
ンＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦｍの挙動が示されてい
る。外乱が与えられると、まず触媒２７下流の酸素セン
サ２９の出力がリッチ側に変動する。これにより、酸素
センサ２９の出力電圧Ｖｓと目標電圧ＭＶｓとの偏差Δ
Ｖｓが拡大し、この偏差ΔＶｓに対して比例積分が行わ
れる。この比例積分により求められたサブＦ／Ｂ補正量
ΔＦｓは外乱発生後に図５に示すように変化する。更
に、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓにより予め設定されたマッ
プからメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比補正量ΔＭＡＦが
算出され、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍから算
出されたメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦに対し上
記補正量ΔＭＡＦが加算され、最終的な目標空燃比ＭＡ
Ｆｍが求められる。これにより、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦ
ｓの減少（増加）に追従して目標空燃比ＭＡＦｍが増加
（減少）することになる。
挙動を示すタイミングチャートであり、触媒２７下流の
酸素センサ２９の出力、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓ、メイ
ンＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦｍの挙動が示されてい
る。外乱が与えられると、まず触媒２７下流の酸素セン
サ２９の出力がリッチ側に変動する。これにより、酸素
センサ２９の出力電圧Ｖｓと目標電圧ＭＶｓとの偏差Δ
Ｖｓが拡大し、この偏差ΔＶｓに対して比例積分が行わ
れる。この比例積分により求められたサブＦ／Ｂ補正量
ΔＦｓは外乱発生後に図５に示すように変化する。更
に、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓにより予め設定されたマッ
プからメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比補正量ΔＭＡＦが
算出され、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｍから算
出されたメインＦ／Ｂ制御の目標空燃比ＭＡＦに対し上
記補正量ΔＭＡＦが加算され、最終的な目標空燃比ＭＡ
Ｆｍが求められる。これにより、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦ
ｓの減少（増加）に追従して目標空燃比ＭＡＦｍが増加
（減少）することになる。
【００３７】ところで、触媒２７下流の酸素センサ２９
が劣化した場合には、図６に示すように出力が変化す
る。即ち、酸素センサ２９の劣化時の出力は、正常な状
態に比較し振幅が小さくなり、周期が大きくなる。この
ため、酸素センサ２９の劣化時には、図７に示すように
外乱が生じた時の酸素センサ２９の出力の応答が正常時
よりも遅くなり、なかなか目標電圧に収束しないように
なる。その結果、酸素センサ２９の出力電圧と目標電圧
との偏差の積分値ＶｓＳＵＭが大きくなる（この電圧偏
差の積分値ＶｓＳＵＭは図８に示すように所定時間ごと
にΔＶｓを積算して求める）。このように、酸素センサ
２９が劣化すると、電圧偏差の積分値ＶｓＳＵＭが増加
する特性があるため、図９に示すように電圧偏差の積分
値ＶｓＳＵＭが所定の劣化判定値以上になった場合、排
気系の劣化と判定することが可能である。
が劣化した場合には、図６に示すように出力が変化す
る。即ち、酸素センサ２９の劣化時の出力は、正常な状
態に比較し振幅が小さくなり、周期が大きくなる。この
ため、酸素センサ２９の劣化時には、図７に示すように
外乱が生じた時の酸素センサ２９の出力の応答が正常時
よりも遅くなり、なかなか目標電圧に収束しないように
なる。その結果、酸素センサ２９の出力電圧と目標電圧
との偏差の積分値ＶｓＳＵＭが大きくなる（この電圧偏
差の積分値ＶｓＳＵＭは図８に示すように所定時間ごと
にΔＶｓを積算して求める）。このように、酸素センサ
２９が劣化すると、電圧偏差の積分値ＶｓＳＵＭが増加
する特性があるため、図９に示すように電圧偏差の積分
値ＶｓＳＵＭが所定の劣化判定値以上になった場合、排
気系の劣化と判定することが可能である。
【００３８】また、図１０に示すように、触媒２７下流
の酸素センサ２９の応答性は触媒２７のＯ2 飽和吸着量
によっても異なる。これは、触媒２７のＯ2 飽和吸着量
が少ない場合には、触媒２７の下流にＯ2 が短時間で流
れるためである。従って、加速等の外乱を与えた後の酸
素センサ２９の出力応答性は、触媒２７のＯ2 飽和吸着
量が少ないと、速く応答し、Ｏ2 飽和吸着量が多いと、
応答が遅い。
の酸素センサ２９の応答性は触媒２７のＯ2 飽和吸着量
によっても異なる。これは、触媒２７のＯ2 飽和吸着量
が少ない場合には、触媒２７の下流にＯ2 が短時間で流
れるためである。従って、加速等の外乱を与えた後の酸
素センサ２９の出力応答性は、触媒２７のＯ2 飽和吸着
量が少ないと、速く応答し、Ｏ2 飽和吸着量が多いと、
応答が遅い。
【００３９】また、図１１に示すように、経時変化によ
って触媒２７が劣化するに従って、触媒２７のＯ2 飽和
吸着量が減少する。これに伴って、触媒２７下流の酸素
センサ２９の出力が影響を受け、酸素センサ２９の出力
電圧と目標電圧との偏差が小さくなって、その電圧偏差
の積分値ＶｓＳＵＭが小さくなる。従って、電圧偏差の
積分値ＶｓＳＵＭで劣化を判定する場合には、図１２に
示すように、触媒２７のＯ2 飽和吸着量の変化に応じて
劣化判定値ＶＬＶＬを変更することにより、触媒２７の
経時変化の影響を排除して更に正確な劣化判定を行うこ
とができる。
って触媒２７が劣化するに従って、触媒２７のＯ2 飽和
吸着量が減少する。これに伴って、触媒２７下流の酸素
センサ２９の出力が影響を受け、酸素センサ２９の出力
電圧と目標電圧との偏差が小さくなって、その電圧偏差
の積分値ＶｓＳＵＭが小さくなる。従って、電圧偏差の
積分値ＶｓＳＵＭで劣化を判定する場合には、図１２に
示すように、触媒２７のＯ2 飽和吸着量の変化に応じて
劣化判定値ＶＬＶＬを変更することにより、触媒２７の
経時変化の影響を排除して更に正確な劣化判定を行うこ
とができる。
【００４０】以下、排気系の劣化判定処理の流れを図１
３のフローチャートを用いて説明する。この図１３の劣
化判定処理ルーチンも、所定時間毎（例えば１６ｍｓ
毎、３２ｍｓ毎等）、又は所定クランク角度毎（例えば
１８０℃Ａ毎等）に繰り返し実行される。本ルーチンが
起動されると、まずステップ３０１で、触媒２７のＯ2
飽和吸着量を算出する。このＯ2 飽和吸着量の算出方法
は、特開平６−１７６４０号公報に詳細に記載されてい
るように、目標空燃比を一時的に所定量ずらして酸素セ
ンサ２９の出力を飽和判定レベル以上に変動させ、その
ときの空燃比制御データに基づいて触媒２７のＯ2 飽和
吸着量を算出するものである。
３のフローチャートを用いて説明する。この図１３の劣
化判定処理ルーチンも、所定時間毎（例えば１６ｍｓ
毎、３２ｍｓ毎等）、又は所定クランク角度毎（例えば
１８０℃Ａ毎等）に繰り返し実行される。本ルーチンが
起動されると、まずステップ３０１で、触媒２７のＯ2
飽和吸着量を算出する。このＯ2 飽和吸着量の算出方法
は、特開平６−１７６４０号公報に詳細に記載されてい
るように、目標空燃比を一時的に所定量ずらして酸素セ
ンサ２９の出力を飽和判定レベル以上に変動させ、その
ときの空燃比制御データに基づいて触媒２７のＯ2 飽和
吸着量を算出するものである。
【００４１】この後、ステップ３０２で、触媒２７のＯ
2 飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値ＶＬＶＬを
算出する。この際、図１２に示すように、触媒２７のＯ
2 飽和吸着量が減少するに従って、劣化判定値ＶＬＶＬ
が低下する関係となる。
2 飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値ＶＬＶＬを
算出する。この際、図１２に示すように、触媒２７のＯ
2 飽和吸着量が減少するに従って、劣化判定値ＶＬＶＬ
が低下する関係となる。
【００４２】次のステップ３０３では、劣化判定を行う
ための電圧偏差の積分値ＤＶｓＳＵＭ(i) を次式により
１／８なまし処理して算出する。 ＤＶｓＳＵＭ(i) ＝ＤＶｓＳＵＭ(i-1) ＋ΔＶｓ／８ ここで、ΔＶｓは、図３のステップ２０３で算出した酸
素センサ２９の出力電圧Ｖｓと目標電圧ＭＶｓとの偏差
である。なまし処理はノイズ等の外乱を除くためであ
る。尚、なまし定数は１／１６、１／４、１／２等でも
良い。
ための電圧偏差の積分値ＤＶｓＳＵＭ(i) を次式により
１／８なまし処理して算出する。 ＤＶｓＳＵＭ(i) ＝ＤＶｓＳＵＭ(i-1) ＋ΔＶｓ／８ ここで、ΔＶｓは、図３のステップ２０３で算出した酸
素センサ２９の出力電圧Ｖｓと目標電圧ＭＶｓとの偏差
である。なまし処理はノイズ等の外乱を除くためであ
る。尚、なまし定数は１／１６、１／４、１／２等でも
良い。
【００４３】次のステップ３０４では、酸素センサ２９
の出力電圧と目標電圧の偏差ΔＶｓが反転したか否か、
つまり＋から−へ反転、或は−から＋へ反転したか否か
を判定する。これは目標電圧に対してリッチ側かリーン
側かを判定するためであり、電圧偏差ΔＶｓが反転して
いれば、ステップ３０５に進んで、劣化判定用の電圧偏
差積分値ＤＶｓＳＵＭ(i) を０にクリアして本ルーチン
を終了する。
の出力電圧と目標電圧の偏差ΔＶｓが反転したか否か、
つまり＋から−へ反転、或は−から＋へ反転したか否か
を判定する。これは目標電圧に対してリッチ側かリーン
側かを判定するためであり、電圧偏差ΔＶｓが反転して
いれば、ステップ３０５に進んで、劣化判定用の電圧偏
差積分値ＤＶｓＳＵＭ(i) を０にクリアして本ルーチン
を終了する。
【００４４】上記ステップ３０４で、電圧偏差ΔＶｓが
反転していないと判定された場合には、ステップ３０６
に進み、電圧偏差積分値の絶対値｜ＤＶｓＳＵＭ(i) ｜
が劣化判定値ＶＬＶＬより大きいか否かによって劣化の
有無を判定する。このステップ３０６で、｜ＤＶｓＳＵ
Ｍ(i) ｜＞ＶＬＶＬの場合には、劣化と判定され、ステ
ップ３０７へ進み、劣化カウンタＣＶｓを１インクリメ
ントし、この劣化判定カウンタＣＶｓの値が規定値ＣＬ
ＶＬ以上になるまでは、劣化判定の最終決定を下さずに
本ルーチンを終了する。
反転していないと判定された場合には、ステップ３０６
に進み、電圧偏差積分値の絶対値｜ＤＶｓＳＵＭ(i) ｜
が劣化判定値ＶＬＶＬより大きいか否かによって劣化の
有無を判定する。このステップ３０６で、｜ＤＶｓＳＵ
Ｍ(i) ｜＞ＶＬＶＬの場合には、劣化と判定され、ステ
ップ３０７へ進み、劣化カウンタＣＶｓを１インクリメ
ントし、この劣化判定カウンタＣＶｓの値が規定値ＣＬ
ＶＬ以上になるまでは、劣化判定の最終決定を下さずに
本ルーチンを終了する。
【００４５】以後、本ルーチンを実行する毎に、上述し
た処理を繰り返し、劣化を検出する毎に、劣化カウンタ
ＣＶｓを１ずつインクリメントするが、そのカウント値
が規定値ＣＬＶＬに達する前に、｜ＤＶｓＳＵＭ(i) ｜
≦ＶＬＶＬ（正常）に戻れば、ステップ３１１に進ん
で、劣化カウンタＣＶｓを０にクリアする。従って、劣
化の検出が連続して規定値ＣＬＶＬ行われたときに、初
めてステップ３０９に進んで、最終的に排気系劣化と判
定する。このように、故障判定を複数回繰り返すこと
で、故障判定精度を向上させるものである。そして、最
終的に排気系劣化と判定されれば、ステップ３１０に進
んで、運転席のインストルメントパネル（図示せず）に
設けられた警告ランプ３７（図１参照）を点灯させて故
障表示を行い、劣化カウンタＣＶｓを０にクリアして
（ステップ３１１）、本ルーチンを終了する。
た処理を繰り返し、劣化を検出する毎に、劣化カウンタ
ＣＶｓを１ずつインクリメントするが、そのカウント値
が規定値ＣＬＶＬに達する前に、｜ＤＶｓＳＵＭ(i) ｜
≦ＶＬＶＬ（正常）に戻れば、ステップ３１１に進ん
で、劣化カウンタＣＶｓを０にクリアする。従って、劣
化の検出が連続して規定値ＣＬＶＬ行われたときに、初
めてステップ３０９に進んで、最終的に排気系劣化と判
定する。このように、故障判定を複数回繰り返すこと
で、故障判定精度を向上させるものである。そして、最
終的に排気系劣化と判定されれば、ステップ３１０に進
んで、運転席のインストルメントパネル（図示せず）に
設けられた警告ランプ３７（図１参照）を点灯させて故
障表示を行い、劣化カウンタＣＶｓを０にクリアして
（ステップ３１１）、本ルーチンを終了する。
【００４６】以上説明した実施例では、触媒２７又は酸
素センサ２９のいずれか一方でも劣化し始めると、酸素
センサ２９によるフィードバック補正の効果が低下し
て、酸素センサ２９の出力電圧と目標電圧との偏差が増
加し始める特性に着目し、その電圧偏差の積分値を劣化
判定値と比較することで、電圧偏差の増加傾向を検出し
て排気系の劣化判定を精度良く行うことができる。
素センサ２９のいずれか一方でも劣化し始めると、酸素
センサ２９によるフィードバック補正の効果が低下し
て、酸素センサ２９の出力電圧と目標電圧との偏差が増
加し始める特性に着目し、その電圧偏差の積分値を劣化
判定値と比較することで、電圧偏差の増加傾向を検出し
て排気系の劣化判定を精度良く行うことができる。
【００４７】更に、図１１に示すように、経時変化によ
って触媒２７が劣化するに従って、触媒２７のＯ2 飽和
吸着量が減少し、それに伴って、触媒２７下流の酸素セ
ンサ２９の出力が影響を受け、酸素センサ２９の出力電
圧と目標電圧との偏差の積分値が小さくなる特性を考慮
し、図１２に示すように、触媒２７のＯ2 飽和吸着量の
変化に応じて劣化判定値ＶＬＶＬを変更するようにした
ので、触媒２７の経時変化の影響を排除して更に正確な
劣化判定を行うことができる。
って触媒２７が劣化するに従って、触媒２７のＯ2 飽和
吸着量が減少し、それに伴って、触媒２７下流の酸素セ
ンサ２９の出力が影響を受け、酸素センサ２９の出力電
圧と目標電圧との偏差の積分値が小さくなる特性を考慮
し、図１２に示すように、触媒２７のＯ2 飽和吸着量の
変化に応じて劣化判定値ＶＬＶＬを変更するようにした
ので、触媒２７の経時変化の影響を排除して更に正確な
劣化判定を行うことができる。
【００４８】ところで、触媒２７下流の酸素センサ２９
の出力に基づくサブＦ／Ｂ補正は、酸素センサ２９の出
力電圧と目標電圧との偏差を小さくするように働くた
め、排気系が劣化して電圧偏差が増加すると、図１６に
示すように、サブＦ／Ｂ補正量が増加する。この点に着
目し、図３のステップ２０２〜２０５により算出された
サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを所定の劣化判定値ＶＬＶＬと
比較し、｜ΔＦｓ｜＞ＶＬＶＬであれば、排気系の劣化
を判定するようにしても良い。
の出力に基づくサブＦ／Ｂ補正は、酸素センサ２９の出
力電圧と目標電圧との偏差を小さくするように働くた
め、排気系が劣化して電圧偏差が増加すると、図１６に
示すように、サブＦ／Ｂ補正量が増加する。この点に着
目し、図３のステップ２０２〜２０５により算出された
サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓを所定の劣化判定値ＶＬＶＬと
比較し、｜ΔＦｓ｜＞ＶＬＶＬであれば、排気系の劣化
を判定するようにしても良い。
【００４９】この場合、触媒２７のＯ2 飽和吸着量によ
ってサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓの上限ガード値と下限ガー
ド値を変更するようにしても良い。つまり、Ｏ2 飽和吸
着量が多い場合には、ガード値を大きく設定し、Ｏ2 飽
和吸着量が少ない場合には、ガード値を小さく設定す
る。そして、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓが上限ガード値を
越える場合、若しくは下限ガード値を下回る場合は排気
系の劣化と判定する。
ってサブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓの上限ガード値と下限ガー
ド値を変更するようにしても良い。つまり、Ｏ2 飽和吸
着量が多い場合には、ガード値を大きく設定し、Ｏ2 飽
和吸着量が少ない場合には、ガード値を小さく設定す
る。そして、サブＦ／Ｂ補正量ΔＦｓが上限ガード値を
越える場合、若しくは下限ガード値を下回る場合は排気
系の劣化と判定する。
【００５０】また、サブＦ／Ｂ制御の目標電圧に対し±
αのヒステリシスを設け、下記の（１），（２）のよう
に電圧偏差ΔＶｓを目標電圧±αからの偏差として算出
するようにしても良い。これは、サブＦ／Ｂ制御によっ
て酸素センサ２９の出力電圧Ｖｓが目標電圧に収束され
るが、この出力電圧Ｖｓが目標電圧近傍にある場合には
正常であることが明らかで劣化判定を行う必要がないか
らであり、また、目標電圧近傍でリッチ側、或はリーン
側の片側だけで出力電圧Ｖｓが推移する場合に、正常で
あるが異常と誤判定することを防止するためである。
αのヒステリシスを設け、下記の（１），（２）のよう
に電圧偏差ΔＶｓを目標電圧±αからの偏差として算出
するようにしても良い。これは、サブＦ／Ｂ制御によっ
て酸素センサ２９の出力電圧Ｖｓが目標電圧に収束され
るが、この出力電圧Ｖｓが目標電圧近傍にある場合には
正常であることが明らかで劣化判定を行う必要がないか
らであり、また、目標電圧近傍でリッチ側、或はリーン
側の片側だけで出力電圧Ｖｓが推移する場合に、正常で
あるが異常と誤判定することを防止するためである。
【００５１】（１）Ｖｓ＞目標電圧（＝０．５）の時
ΔＶｓ＝Ｖｓ−（目標電圧＋α）
（２）Ｖｓ≦目標電圧（＝０．５）の時
ΔＶｓ＝Ｖｓ−（目標電圧−α）
また、サブＦ／Ｂ制御実行中に、サブＦ／Ｂ補正量が変
化しているにも拘らずず、目標電圧と出力電圧の偏差が
所定値を越える時間が所定時間以上の場合、酸素センサ
２９の応答性が遅く劣化していると判断するようにして
も良い。
化しているにも拘らずず、目標電圧と出力電圧の偏差が
所定値を越える時間が所定時間以上の場合、酸素センサ
２９の応答性が遅く劣化していると判断するようにして
も良い。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、排気系が劣化すると、下流
センサの出力電圧と目標電圧との偏差が大きくなる点に
着目し、その電圧偏差の積分値が排気系の劣化判定値以
上になったときに排気系の劣化と判定するようにしたの
で、下流センサを含めた排気系のシステム全体から見た
劣化判定を精度良く行うことができる。しかも、請求項
１では、触媒の飽和吸着量の経年変化が下流センサの出
力電圧と目標電圧との偏差に影響を及ぼすことを考慮し
て、飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値を設定す
るようにしたので、触媒の経時変化の影響を排除して更
に正確な劣化判定を行うことができる。
の請求項１の構成によれば、排気系が劣化すると、下流
センサの出力電圧と目標電圧との偏差が大きくなる点に
着目し、その電圧偏差の積分値が排気系の劣化判定値以
上になったときに排気系の劣化と判定するようにしたの
で、下流センサを含めた排気系のシステム全体から見た
劣化判定を精度良く行うことができる。しかも、請求項
１では、触媒の飽和吸着量の経年変化が下流センサの出
力電圧と目標電圧との偏差に影響を及ぼすことを考慮し
て、飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値を設定す
るようにしたので、触媒の経時変化の影響を排除して更
に正確な劣化判定を行うことができる。
【００５３】 また、請求項２では、排気系が劣化する
と、下流センサの出力に基づくフィードバック補正量が
増加する点に着目し、フィードバック補正量が排気系の
劣化判定値以上になったときに排気系の劣化と判定する
ようにしたので、上述した請求項１の場合と同じく、下
流センサを含めた排気系のシステム全体から見た劣化判
定を精度良く行うことができる。
と、下流センサの出力に基づくフィードバック補正量が
増加する点に着目し、フィードバック補正量が排気系の
劣化判定値以上になったときに排気系の劣化と判定する
ようにしたので、上述した請求項１の場合と同じく、下
流センサを含めた排気系のシステム全体から見た劣化判
定を精度良く行うことができる。
【００５４】 しかも、請求項２では、触媒の飽和吸着
量の経年変化がフィードバック補正量に影響を及ぼすこ
とを考慮し、飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値
を設定するようにしたので、触媒の経時変化の影響を排
除して更に正確な劣化判定を行うことができる。
量の経年変化がフィードバック補正量に影響を及ぼすこ
とを考慮し、飽和吸着量に基づいて排気系の劣化判定値
を設定するようにしたので、触媒の経時変化の影響を排
除して更に正確な劣化判定を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示すシステム全体の概略構
成図
成図
【図２】電子制御回路が実行する制御の概略を説明する
機能ブロック図
機能ブロック図
【図３】空燃比Ｆ／Ｂ制御ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
フローチャート
【図４】サブＦ／Ｂ補正量と目標空燃比補正量との関係
を示す図
を示す図
【図５】外乱が加えられた時の酸素センサ出力、サブＦ
／Ｂ補正量及びメインＦ／Ｂ目標空燃比の経時的変化を
示すタイムチャート
／Ｂ補正量及びメインＦ／Ｂ目標空燃比の経時的変化を
示すタイムチャート
【図６】触媒下流の酸素センサ出力の正常時と劣化時の
変化を示す図
変化を示す図
【図７】外乱が加えられた時の酸素センサ出力の正常時
と劣化時の変化を示すタイムチャート
と劣化時の変化を示すタイムチャート
【図８】酸素センサの出力電圧と目標電圧との偏差の積
分値ＶｓＳＵＭの算出方法を説明する図
分値ＶｓＳＵＭの算出方法を説明する図
【図９】酸素センサの電圧偏差の積分値ＶｓＳＵＭと排
気系劣化との関係を説明する図
気系劣化との関係を説明する図
【図１０】外乱が加えられた時の酸素センサ出力の応答
性と触媒のＯ2 飽和吸着量との関係を説明する図
性と触媒のＯ2 飽和吸着量との関係を説明する図
【図１１】排気系の経時変化と酸素センサの電圧偏差積
分値と劣化判定値ＶＬＶＬと触媒のＯ2 飽和吸着量との
関係を説明する図
分値と劣化判定値ＶＬＶＬと触媒のＯ2 飽和吸着量との
関係を説明する図
【図１２】劣化判定値ＶＬＶＬと触媒のＯ2 飽和吸着量
との関係を説明する図
との関係を説明する図
【図１３】劣化判定処理ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
ローチャート
【図１４】吸気管圧力Ｐｍと目標空燃比ＭＡＦとの関係
を示す図
を示す図
【図１５】エンジン回転数Ｎｅと酸素センサの目標電圧
ＭＶｓとの関係を示す図
ＭＶｓとの関係を示す図
【図１６】サブＦ／Ｂ補正量と排気系劣化との関係を説
明する図
明する図
１１…エンジン（内燃機関）、１７…吸気管圧力セン
サ、２６…排気管（排気通路）、２７…触媒、２８…空
燃比センサ（上流センサ）、２９…酸素センサ（下流セ
ンサ）、３０…電子制御回路（空燃比補正手段，劣化判
定手段，飽和吸着量算出手段，劣化判定値設定手段）、
３７…警告ランプ。
サ、２６…排気管（排気通路）、２７…触媒、２８…空
燃比センサ（上流センサ）、２９…酸素センサ（下流セ
ンサ）、３０…電子制御回路（空燃比補正手段，劣化判
定手段，飽和吸着量算出手段，劣化判定値設定手段）、
３７…警告ランプ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−129240（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−147034（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−98949（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/14 310
F02D 45/00 368
F01N 3/20
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路の途中に排出ガス浄
化用の触媒を設け、この触媒の上流側と下流側にそれぞ
れ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する上流
センサと下流センサを設けた内燃機関の排気系におい
て、 前記上流センサの出力信号に基づく空燃比フィードバッ
ク制御を前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差
を小さくするようにフィードバック補正する空燃比補正
手段と、 前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差の積分値
が排気系の劣化判定値以上になったときに排気系の劣化
と判定する劣化判定手段と、 前記触媒の飽和吸着量を算出する飽和吸着量算出手段
と、 前記飽和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判定値を設
定する劣化判定値設定手段と を備えたことを特徴とする
内燃機関の排気系故障診断装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気通路の途中に排出ガス浄
化用の触媒を設け、この触媒の上流側と下流側にそれぞ
れ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する上流
センサと下流センサを設けた内燃機関の排気系におい
て、 前記上流センサの出力信号に基づく空燃比フィードバッ
ク制御を前記下流センサの出力電圧と目標電圧との偏差
を小さくするようにフィードバック補正する空燃比補正
手段と、 前記下流センサの出力に基づくフィードバック補正量が
排気系の劣化判定値以上になったときに排気系の劣化と
判定する劣化判定手段と、 前記触媒の飽和吸着量を算出する飽和吸着量算出手段
と、 前記飽和吸着量に基づいて前記排気系の劣化判定値を設
定する劣化判定値設定手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の排気系故障診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14700695A JP3498817B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 内燃機関の排気系故障診断装置 |
| US08/663,720 US5806306A (en) | 1995-06-14 | 1996-06-14 | Deterioration monitoring apparatus for an exhaust system of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14700695A JP3498817B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 内燃機関の排気系故障診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338286A JPH08338286A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3498817B2 true JP3498817B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=15420436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14700695A Expired - Lifetime JP3498817B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 内燃機関の排気系故障診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5806306A (ja) |
| JP (1) | JP3498817B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107762649A (zh) * | 2016-08-23 | 2018-03-06 | 现代自动车株式会社 | 利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆 |
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| JP3655146B2 (ja) * | 1999-10-08 | 2005-06-02 | 本田技研工業株式会社 | 多気筒内燃機関の空燃比制御装置 |
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| KR100373142B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2003-02-25 | 현대자동차주식회사 | 공연비 제어방법 |
| US6490860B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-12-10 | Ford Global Technologies, Inc. | Open-loop method and system for controlling the storage and release cycles of an emission control device |
| US6502387B1 (en) | 2001-06-19 | 2003-01-07 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling storage and release of exhaust gas constituents in an emission control device |
| US6694244B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-02-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method for quantifying oxygen stored in a vehicle emission control device |
| US6691020B2 (en) | 2001-06-19 | 2004-02-10 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for optimizing purge of exhaust gas constituent stored in an emission control device |
| US6467259B1 (en) | 2001-06-19 | 2002-10-22 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for operating dual-exhaust engine |
| US6650991B2 (en) | 2001-06-19 | 2003-11-18 | Ford Global Technologies, Llc | Closed-loop method and system for purging a vehicle emission control |
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| US6615577B2 (en) | 2001-06-19 | 2003-09-09 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling a regeneration cycle of an emission control device |
| US6539706B2 (en) | 2001-06-19 | 2003-04-01 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for preconditioning an emission control device for operation about stoichiometry |
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1995
- 1995-06-14 JP JP14700695A patent/JP3498817B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-14 US US08/663,720 patent/US5806306A/en not_active Expired - Lifetime
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| CN107762649A (zh) * | 2016-08-23 | 2018-03-06 | 现代自动车株式会社 | 利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆 |
| CN107762649B (zh) * | 2016-08-23 | 2021-11-26 | 现代自动车株式会社 | 利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5806306A (en) | 1998-09-15 |
| JPH08338286A (ja) | 1996-12-24 |
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