JP3564088B2 - Diagnostic device for exhaust gas purification device - Google Patents
Diagnostic device for exhaust gas purification device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3564088B2 JP3564088B2 JP2001266268A JP2001266268A JP3564088B2 JP 3564088 B2 JP3564088 B2 JP 3564088B2 JP 2001266268 A JP2001266268 A JP 2001266268A JP 2001266268 A JP2001266268 A JP 2001266268A JP 3564088 B2 JP3564088 B2 JP 3564088B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- catalyst
- exhaust gas
- ratio sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
-
- Y02T10/47—
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、広い空燃比範囲で空燃比を計測するためのいわゆる広域空燃比センサ、あるいは、理論空燃比付近で急激に出力が変化し2値的な出力を発生するいわゆるO2センサ(以下、両者をまとめて”空燃比センサ”という)や触媒を使用するエンジンの排気ガス浄化装置の診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの排気ガスを浄化する装置として、触媒と空燃比フィードバック制御装置とからなるものが広く公知である。触媒は、排気中に含まれるHC、NOx、COを除去するため排気幹部に設置するものである。また、空燃比フィードバック制御装置は、触媒の機能を充分に発揮させるために空燃比を所定の値に保つため、触媒の上流に空燃比センサを設置して空燃比を計測しつつ制御する装置である。このような排気ガス浄化装置では、空燃比を計測するための空燃比センサに性能劣化を生ずると、空燃比が所定の値からずれたりするため排気ガス中の有害ガス成分の量が増加したり、触媒が性能を発揮できる空燃比から外れてしまうため有害ガスの除去効率(転換効率)が低下してしまう。また、触媒そのものに性能劣化を生じた場合、触媒が性能を発揮できる空燃比に制御されていても有害ガスの転換効率が低下してしまう。このように空燃比センサや触媒の性能劣化は結果として大気に放出される有害ガスの量を増加させてしまう。このためこれらの性能劣化を運転中に診断し、運転者に警告したりするための排気浄化装置の診断装置が考案されている。この様な診断装置としては、例えば触媒の上下流に空燃比センサを設けて、少なくとも触媒上流側の空燃比センサの出力に基づき比空燃比フィードバック制御を行ない、触媒下流側の空燃比センサの出力等により触媒の劣化を検出するがある。このような従来技術として、特開平2−91440号公報や特開平3−286160号公報記載のものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
空燃比フィードバック制御中、触媒下流側の空燃比センサの出力により触媒の劣化を検出する方法では、当然のことながら空燃比フィードバック制御が停止している間は触媒の劣化検出は不可能である。また、触媒が活性化していないような場合には、触媒が劣化していなくても劣化していると誤検出する可能性が高いため、例えばエンジンの回転速度や負荷等の運転状態により触媒の劣化検出を許可したり、禁止したりする必要がある。これらについては特開平2−91440号公報記載の従来技術においても考慮されている。また、触媒上流側の空燃比センサが劣化した場合には、劣化の程度や内容によっては触媒の劣化検出に影響を与えるため、検出結果に対する補正や触媒の劣化検出を禁止したりする必要がある。このため、特開平3−286160号公報記載の従来技術においては触媒上流側の空燃比センサが劣化した場合には、触媒の劣化検出を禁止している。
【0004】
ところで、エンジンの燃焼行程で失火が発生すると、未燃焼ガスとともに空気中の酸素が排気管内に流れていくので、触媒上流の空燃比センサがリーンスパイク状の信号を発生したり、触媒下流の空燃比センサが、実際よりもリーン側の信号を発生したりする。このため触媒の劣化検出精度が低下するという問題がある。この点については従来技術では考慮されていない。
【0005】
本発明の目的は、失火が発生しても、触媒の劣化検出精度を低下させないことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様としての診断装置は、
触媒の上流側における排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサと、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサと、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算する触媒劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定する触媒劣化判定手段と、
エンジンの燃焼状態を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出し失火の発生を検出する失火検出手段と、
前記失火検出手段により失火が検出されたときに前記触媒劣化判定手段の判定を中断する触媒劣化判定中断手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
【0007】
本発明の他の態様としての診断装置は、
排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力信号から空燃比センサの劣化状態を示す空燃比センサ劣化指標を計算する空燃比センサ劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記空燃比センサ劣化指標とを比較することによって空燃比センサの劣化状態を判定する空燃比センサ劣化判定手段と、
エンジンの燃焼状態を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出し失火の発生を検出する失火検出手段と、
前記失火検出手段により失火が検出されたときに前記空燃比センサ劣化判定手段の判定を中断する空燃比センサ劣化判定中断手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
【0008】
本発明のさらに他の態様としての診断装置は、
触媒の上流側における排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサと、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサと、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算する触媒劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定する触媒劣化判定手段と、
エンジンの失火の発生を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出する失火検出手段と、
少なくとも一定気筒の連続的な失火が発生したときに前記触媒劣化判定手段の判定を中断する触媒劣化診断中断手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】
本発明による構成によれば、触媒の劣化検出精度を低下させるような失火が発生した場合には、失火検出手段によりこれを検出し、触媒の劣化状態の判定を中断する。従って、失火が発生しても、触媒の劣化状態を誤って判定してしまうことがない。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施例である診断装置および該診断装置を適用するエンジンシステムの構成を示す図である。
【0012】
まず、前提となるエンジンシステムの概要を説明する。但し、本発明の診断装置適用の対象は、該エンジンシステムに限定されるものではない。
【0013】
エンジン1に吸入される空気の量Qaは空気流量計2により計量される。また、図示しない回転速度計測手段により回転速度Neが計測される。空燃比フィードバック制御手段3は吸入空気量Qaと回転速度Neとから下記数1に従って燃料の基本噴射量F0を求める。
【0014】
【数1】
F0=kQa/Ne
k:係数
空燃比センサ7はエンジン1から排出された排気ガスの空燃比を計測する。なお、上述したとおり、本明細書において”空燃比センサ”といった場合、酸素濃度を二値的に検知する(理論空燃比付近で出力が急激に変化する。)ものと、酸素濃度をリニアに検出するいわゆる広域空燃比センサと、の両方を含んでいる。空燃比フィードバック制御手段3は空燃比センサ7の出力に応じて補正係数αを求め、前述の基本噴射量を下記数2により補正し、噴射量Fを求める。
【0015】
【数2】
F=F0(1+α)
さらにこの噴射量Fに対応した幅のパルス信号をインジェクタ4に印加することによって燃料供給量をフィードバック制御する。このような制御により、混合気の空燃比は理論空燃比付近に保持される。触媒5では、排気ガス中の有害成分である未燃ガス成分(以下HCと記す。)やCO2を酸化すると同時に、NOxを還元することによって、これらを減少させている。このような触媒を三元触媒と言うが、該三元触媒による酸化反応と、還元反応とを同時に行なうためには空燃比を理論空燃比付近に保持する必要が有る。そして、そのためには、前述の空燃比フィードバック制御が正確に行なわれることが必要である。
【0016】
2次空気系6は、混合気の燃料濃度が理論空燃比より濃い状態(以下リッチと記す。)としなくてはならないような運転状態(例えば、エンジン始動時)において、ポンプ60によって排気管100内に空気を導入し、排気管100内に排出された余剰分のHCを燃焼し低減するためのものである。
【0017】
以下、本実施例の診断装置を説明する。
【0018】
本実施例の診断装置は、図1に示したとおり、失火検出手段9と、2次空気系故障検出手段10と、触媒劣化指標計算手段11と、触媒劣化判定手段12と、触媒劣化指標補正手段13と、触媒劣化判定中断手段14と、を含んで構成される。
【0019】
触媒劣化指標計算手段11は、触媒5の劣化状態を検出するためのものである。本実施例の触媒劣化指標計算手段11は、触媒5の上流側に設置された空燃比センサ7と、触媒5の下流側に設置された空燃比センサ8の信号の相関を利用して触媒5の劣化検出を行う。つまり、触媒5が劣化していない状態においては、空燃比センサ8の出力信号は、空燃比センサ7の出力信号と類似した変動をとらないが、触媒5が劣化するにつれて空燃比センサ8の出力信号は空燃比センサ7の出力信号と類似した変動をするようになってくることを利用して劣化検出を行っている。以下、該劣化検出方法の概要を説明する。
【0020】
触媒劣化指標Φc計算手段11は、まず、空燃比センサ7、8の出力信号を同期して計測する。そして、高周波通過型フィルタを用いて、該計測した信号から劣化検出の外乱となる直流成分を除去する。図2にこれらの信号の例を示す(以下、空燃比センサ7の出力信号から直流成分を除去した信号をx、空燃比センサ8の出力信号から直流成分を除去した信号をyで示す)。
【0021】
そして、xの自己相関関数φxxおよび、xとyとの相互相関関数φxyを計算する(下記数3、数4参照)。
【0022】
【数3】
【0023】
【数4】
【0024】
φxx(τ)はτ=0のとき最大値φxx(0)となるので、下記数5の関係が成り立つ。
【0025】
【数5】
(φxx)max=φxx(0)
更に、位相τを相互相関関数の積分区間内で変えて、φxy(τ)の最大値を求める。τ=τ0で最大値となるとすると、下記数6が得られる。
【0026】
【数6】
(φxy)max=φxy(τ0)
これらの値より、触媒劣化指標Φcを下記数7により求める。
【0027】
【数7】
Φc=(φxy)max/(φxx)max
図3に、φxy(τ)/(φxx)maxと触媒劣化度との関係を示す。触媒5の劣化度が大きい場合には、空燃比センサ7の出力信号と空燃比センサ8の出力信号の相関度が高く、大きなピーク(最大値)を示す。一方、触媒5の劣化度が小さい場合(あまり劣化していない場合)には、両出力信号の相関度は低く、小さなピーク(最大値)しか示さない。したがって、触媒劣化指標Φcの大小により触媒5の劣化度を検出することができる。
【0028】
なお、ここで述べた劣化度検出の方法については特願平3−338220号において既に提案しているものである。
【0029】
触媒の劣化検出方法は該方法に限定されるものではない。例えば、空燃比センサ7,8の出力信号の変動幅、位相差や周波数等からから検出する方法等を用いてもよい。この他にも数多くの公知例があり、これらいずれの方法を用いるようにしてもよい。但し、その方法に応じて以下に述べる補正方法等を変更する必要がある。
【0030】
触媒劣化判定手段12は、触媒劣化指標計算手段11の求めた劣化状態を判定し、排気浄化装置が故障しているか否かの判定を行うものである。本実施例においては、前述の触媒劣化指標Φcを、予め設定された所定の値(注:該所定の値が、特許請求の範囲においていう”しきい値”に該当する。)と比較することによって、該判定を行っている。例えば、触媒劣化指標Φcが上記が所定値より大きい時には故障と判定する。故障していた場合には、図示しない警告灯を点灯して、運転者に警告したりする。
【0031】
失火検出手段9は、エンジンのシリンダ内で燃焼が行なわれる毎に失火の発生の有無を検出する働きをするものである。該失火検出方法としては、例えば特開平3−206342号公報に回示されているエンジンの回転速度の変動から検出する方法がある。これは、燃焼行程中の回転速度変動波形か燃焼状態を検出する方法である。回転速度の変動に基づいて燃焼状態を検出する方法としては、この他にもUSP4627399に記載がある。他の方法として、燃焼室内の燃焼圧力、温度等から検出する方法、排気ガス圧力の脈動、温度から検出する方法がある。さらに、USP4648367に開示されているように燃焼室内にイオンギャップを設けてその間を流れるイオン電流から検出する方法や、燃焼室内の燃焼光を測定し検出する方法、あるいは点火コイルを流れる電流波形等から検出する方法等、数多くの公知の方法がある。本実施例の失火検出手段9としては、これらいずれの方法を用いるようにしてもよい。
【0032】
2次空気系故障検出手段10は、2次空気系6の故障や劣化を検出する働きをするものである。これは、例えば2次空気系6の空気通路の途中に流量計を設けて実際の空気流量を検出し、ポンプ60への制御量(電圧や電流値)から推定される流量と実流量との差に基づいて検出する方法がある。他にも2次空気系を作動したときに空燃比センサ7では酸素を検出するため前述の空燃比フィードバック制御をそのまま行なうと供給燃料を増加するように補正係数αが増加することを利用して、例えばポンプ60を作動しても補正係数αが増加しないような場合には、2次空気が流れていないとして2次空気系の故障を検出する方法等、数多くの公知の方法があり、これらいずれの方法を用いるようにしてもよい。
【0033】
触媒劣化指標補正手段13は、失火検出手段9または、2次空気系故障検出手段10により、失火または2次空気系の故障や劣化が検出されたとき、前述の触媒劣化指標を補正し、補正後の触媒劣化指標を触媒劣化判定手段12に出力するものである。なお、補正の方法は後述する動作説明と併せて行う。
【0034】
触媒劣化判定中断手段14は、判定を中断するか否かの基準となる、失火や2次空気系の故障や劣化についての、予め定められた頻度(あるいは程度)を備えている。そして、失火検出手段9あるいは、2次空気系故障検出手段10により、該予め定められた頻度(あるいは程度)を越えて検出されたときには、前述の触媒劣化判定手段12による触媒の劣化判定を中断するための信号を発生するものである。なお、該頻度(あるいは程度)は、後述するとおり、温度等に応じて変更するようにしてもよい。
【0035】
失火が発生したときの動作を説明する
図4は、失火していない場合と失火が発生しているときの触媒上流側空燃比センサ7の出力信号の例を示している。
【0036】
失火が発生すると、排気管内に未燃焼HCと空気が流入するため、失火に同期して排気ガスの空燃比が薄い(酸素が多いということ)ということを示すスパイク状の信号が発生している。このように失火が発生すると触媒5内では通常の浄化反応とともに未燃焼HCの酸化反応も進が、反応し切れなかった分のHCと酸素とが触媒5の後流にも流れるため、空燃比センサ8は以下のような影響を受ける。
【0037】
空燃比センサ8が2値的な出力を示すO2センサの場合、出力信号は空燃費が薄い(以下、”リ−ン”)ということを示す側にシフトすると同時に振幅が減少してくる。このため前述の触媒劣化指標Φcは図5に示すよう失火の頻度に応じて変化し、低めの値となってしまう。すなわち、この場合には本来は触媒が劣化していても失火が発生すると、劣化度を低く評価してしまう。従って、触媒劣化指標補正手段13では、例えば、図6に示すような係数Kcをかけることにより失火の頻度に応じて触媒劣化指標Φcを大きくするような補正をすればよい。また、当然のことながら触媒劣化判定手段12で触媒劣化指標Φcと比較するための所定値を失火の頻度に応じて小さくするような補正をしてもよい。例えば6気筒エンジンで1気筒が連続して失火しているような場合には、本来燃焼により過不足なく反応するはずの酸素とHCとが排気管内及び触媒5内で反応仕切れないため、大量の酸素が触媒の下流にまで流れていく。このため空燃比センサ8は触媒5の劣化度に係わらず空燃比が理論空燃比より薄い(以下リーンと記す。)という出力信号を示し、特に空燃比センサ8が空燃比を二値的に検出するタイプの場合、一定値となってしまう。その結果、触媒劣化指標Φcも触媒の劣化度に係わらず、出力信号はリ−ンで一定の値(振幅がほぼゼロ)となってしまうため、補正することもできなくなってしまう。したがって、失火発生頻度が所定値よりも低い場合にはその頻度に応じて触媒劣化指標Φcを補正し、頻度が所定値よりも高い場合には触媒の劣化判定を失火が発生または頻度が所定値を超えている間は中断するようにすることが好ましい。
【0038】
なお、触媒の温度やエンジン負荷等によって、補正量や、補正可能な失火の頻度が変化するため、触媒5の温度やエンジンの運転状態に応じて、補正係数や、判定を中断する失火の頻度を、例えば図6に示すとおり、変えることが好ましい。これは、例えば触媒5の温度によってHCの酸化反応の速度が変化するからである(注:触媒が通常とりうる温度範囲においては、温度が高いほど反応速度が速い)。実際の失火は、点火系の故障等でいずれかの1気筒以上がほぼ連続的に失火するようなことが多い。そして、この場合には一気に補正不可能な頻度の失火が検出される。従って、失火が触媒の劣化検出に影響を与えるような頻度で発生したら、補正することなく、ただちに触媒の劣化判定を中断するようにしても十分なことが多い。なお、この場合多くの公知例では失火検出手段9は失火の発生を運転者に警告するようになっているので、警告に基づいて修理が終了した後に触媒の劣化判定を再会するようにすれば実用的には問題がないことが多い。
【0039】
一方、空燃比センサ8がいわゆる広域空燃比センサの場合には、失火時に前述の空燃比センサ7のスパイク状の出力信号にほぼ同期して空燃比センサ8もリ−ンを示す信号を出力する。このため、図7に示すように、失火の頻度が低いときには、触媒劣化指標Φcはわずかではあるが高めの値となる。また、失火の頻度がある程度高くなると、触媒5が劣化していなくとも正常に反応しなくなるため、空燃比センサ7と8とが近似した信号波形を出力するようになり、触媒劣化指標Φc大きな値を示すようになる。従って、例えば図8に示すように失火の頻度が低い場合には、係数Kcをかける補正を行い、失火の頻度が高い場合には劣化判定を禁止するようにすれば良い。
【0040】
なお、前述の場合と同様、失火が触媒の劣化検出に影響を与えるような頻度で発生したら、補正することなく、ただちに触媒の劣化判定を中断するようにしても十分なことが多い。さらに、この場合には、触媒の劣化判定で劣化指標Φcがが大きめの値となるため、劣化していない触媒を劣化していると誤判定してしまっている可能性もあるので、直前の触媒の劣化判定結果を廃棄する等の手段を設けることが好ましい。
【0041】
また、逆に、触媒劣化判定中断手段14を設けることなく、触媒劣化指標Φc補正手段13による補正のみを行う構成としても構わない。
【0042】
次に2次空気系6が故障または劣化した場合について説明する。
【0043】
上述したとおり、2次空気系6は、一般的には、混合気の空燃比をリッチとしなくてはならないような運転状態(例えば、エンジン始動時)において、ポンプ60によって排気管100内に空気を導入し、排気管100内に排出された余剰分のHCを燃焼し低減するためのものである。通常の場合、空燃比フィードバック制御中は2次空気系6は作動していない。従って、本実施例の触媒劣化検出方法においては、空燃比センサ7,8によるデ−タサンプリング中に2次空気系6から空気が流れてしまうような故障が特に問題となる。
【0044】
このような故障が生じた場合の影響については、2次空気系6の排気管への導入口62と空燃比センサ7との位置関係等により異なる。
【0045】
導入口62よりも後流側に空燃比センサ7が位置している場合には、空燃比センサ7が2次空気系6から流入した酸素を検出することによってリーンであると判定し、燃料をリッチ側にフィードバック制御してしまう。その結果、2次空気系6から流入した酸素に対応する分以上に燃料の量を増量してしまい、結果として触媒5の位置ではリッチとなってしまう。このため触媒下流の空燃比センサ8の出力信号もリッチ側にシフトしてしまう。
【0046】
空燃比センサ8が空燃比を2値的に検出するタイプの場合、空燃比が出力変化空燃比からずれてしまうため、出力波形の振幅が小さくなってしまう。そのため、漏れ空気量に応じて、図5の場合と同様、触媒劣化指標Φcは低めの値となる。さらに漏れ空気量が多くなると、空燃比センサ8の出力信号は、一定状態(リッチ状態)になってしまうため、触媒劣化指標Φcはほぼゼロとなり、補正できなくなる。従って、図9に示すように、空気の漏れ量が少ない場合には、触媒劣化指標Φcに係数Kcをかけて補正し、漏れ量が多い場合には劣化検出を中断するようにすればよい。
【0047】
なお、一般的には、2次空気系故障検出手段10は、漏れ量を正確に検出しようとするとコストが高くなるため、精度があまり高くないことが多い。このため、2次空気系6に故障があると判定された場合には、既に触媒の劣化判定が不可能となっていることもある。従って、補正することなく、一気に劣化判定を中断するようにしてもよい。また、逆に、触媒劣化判定中断手段14を設けることなく、触媒劣化指標Φc補正手段13による補正のみを行う構成としても構わない。
【0048】
空燃比センサ8が広域空燃比センサの場合、空気の漏れがあると、触媒5が酸化還元反応を効率良く行なえる範囲を越えて空燃比が変動し、空燃比センサ8の出力信号の振幅も大きくなる。その結果、漏れ空気量に応じて触媒劣化指標Φcは高めの値となる。漏れ空気量が多くなると触媒5の劣化度とは係わりなく空燃比センサ8の出力信号が振れて、補正ができなくなる。従って、図10に示すように、2次空気系6の漏れ量が少ない場合には、触媒劣化指標Φcに係数Kcをかけて補正する。漏れ量が多いときには、劣化検出を中断するようにすればよい。 前述の場合と同様、この場合も2次空気系に故障があると判定された場合には、補正することなく、一気に劣化判定を中断するようにしてもよい。さらに、この場合には、触媒の劣化判定で触媒劣化指標Φcが大きめの値となるため、劣化していない触媒を劣化していると誤判定してしまっている可能性もあるので、直前の触媒の劣化判定結果を廃棄するなどの手段を設けることが好ましい。また、逆に、触媒劣化判定中断手段14を設けることなく、触媒劣化指標Φc補正手段13による補正のみを行う構成としても構わない。
【0049】
以上のように漏れ空気量が少ない場合には触媒劣化指標補正手段13により触媒劣化指標Φcを補正する。この場合、空燃比センサ8の種類等により補正の方向等が異なる。漏れ空気量が多い場合には触媒劣化判定中断手段14により触媒劣化判定を中断するようにすることが好ましい。
【0050】
なお、補正可能な漏れ空気量は触媒の温度等によって変化するため、触媒5の温度またはエンジンの運転状態に応じて、補正量や、判定を中断する漏れ空気量を変えるようにすることが好ましい。一般的には、失火の場合と同様に、負荷が高いほど、補正量を少なくする。また、判定を中断する漏れ空気量については、漏れが多い側に変える。
【0051】
次に第2の実施例として、空燃比センサの劣化判定を行う診断装置を説明する。
【0052】
本実施例の診断装置および適用対象となるエンジンシステムの全体構成を図11に示した。エンジン1、空気流量計2、空燃比フィ−ドバック制御手段3、インジェクタ4、空燃比センサ7等は上記第1の実施例で説明したものと同じである。
【0053】
該診断装置は、失火検出手段9と、2次空気故障検出手段10と、空燃比センサ劣化指標計算手段21と、空燃比センサ劣化判定手段22と、空燃比センサ劣化指標補正手段23と、空燃比センサ劣化判定中断手段24とを含んで構成される。
【0054】
空燃比センサ劣化指標計算手段21は、空燃比センサ7の劣化状態を検出するものである。本実施例においては、劣化状態の検出を空燃比センサ7の出力信号の自己相関関数を用いて行っている。つまり、空燃比センサ7劣化指標計算手段21は前述の触媒劣化指標計算手段11の場合と同様にして、空燃比センサ7の出力信号から直流成分を除去した信号xから自己相関関数φxx(0)を計算する。空燃比センサ7の応答性の劣化度を表わす劣化指標Φsrとしてこのφxx(0)を採用すると、該劣化指標Φsrは空燃比センサ7は劣化していないときはに大きな値、劣化すると小さな値を示す。
【0055】
なお、空燃比センサの劣化検出方法はこの方法に限定されるものではない。例えば空燃比センサの出力信号の微分値や所定電圧間を変化するのにかかる応答時間、あるいは周波数等から検出方法等数多くの公知例があり、これらいずれの方法を用いるようにしても構わない。以下に述べる補正方法等異なってくるだけである。
【0056】
空燃比センサ劣化判定手段22では、前述の空燃比センサ劣化指標Φsrを所定の値(注:該所定の値が特許請求の範囲においていう”しきい値”に該当する。)と比較することによって空燃比センサの劣化度を判定する。空燃比センサ劣化指標Φsrが所定値より高いときは故障と判定し、例えば図示しない警告灯を点灯して、運転者に警告したりする。
【0057】
失火検出手段9及び2次空気系故障検出手段10は、前記実施例と同様である。 空燃比センサ劣化指標補正手段23は、失火検出手段9または、2次空気系故障検出手段10により、失火または2次空気系の故障や劣化が検出されたとき、前述の空燃比センサ劣化指標を補正し、補正後の空燃比センサ劣化指標を空燃比センサ劣化判定手段22に出力するものである。
【0058】
空燃比センサ劣化判定中断手段24は、判定を中断するか否かの基準となる、失火や2次空気系故障についての予め定められたの頻度(あるいは程度)を備えている。そして、該予め定められた頻度(あるいは程度)を越えて、失火や2次空気系の故障や劣化が検出されたときには、前述の空燃比センサ劣化判定手段22による空燃比センサの劣化判定を中断するための信号を発生するものである。
次に失火が発生したときの動作について説明する。
【0059】
失火が発生すると、スパイク状のリ−ン信号が生じる(図4参照)。すると、空燃比劣化指標Φsrは、失火の発生頻度に応じて大きめの値となってしまう(図12参照)。つまり、空燃比センサ7の応答性を実際よりもよい側に評価し、その劣化度を低く評価してしまう。これは、空燃比センサ7の種類によらず、同じことがいえる。従って、空燃比センサ劣化指標補正手段23において、失火の頻度に応じて決められた係数Ksr(図13参照)を、空燃比劣化指標Φsrにかけることによって、空燃比劣化指標Φsrを小さくするような補正を行なう。失火の頻度が大きくなりすぎると空燃比劣化指標Φsrのばらつきが大きくなってくるので、空燃比センサ劣化判定中断手段24により空燃比センサ劣化判定を中断するようにする。
【0060】
次に2次空気系6に故障が発生したときの動作について説明する。
【0061】
触媒の劣化検出の場合と同様に、空燃比センサがデ−タをサンプリングしている時に、空気が漏れて流れてしまうような故障が特に問題となる。このような故障が生じた場合の影響は、導入口62と空燃比センサ7との間における、排気ガスと2次空気系6から流れてくる漏れ空気との混合状態等により異なる。
【0062】
空燃比センサ7が空燃比を2値的に検出するタイプの場合、導入口62からの漏れてくる空気(酸素)のためにリッチ側の信号が出にくくなる。そのため、漏れ空気量に応じて、空燃比センサ7の出力信号の振幅が小さくなり、空燃比センサ劣化指標Φsrも低めの値となる。漏れ空気量がさらに多くなるとΦsrほぼゼロとなり、補正できなくなる。従って、図14に示すように、漏れ空気量が少ない場合には係数ksrをかける補正を行う。漏れ空気量が多い場合には劣化判定を中断する。
【0063】
一方、空燃比センサ7が広域空燃比センサの場合には、漏れ量が少ない場合には、触媒劣化指標Φsrは低めの値となる。漏れ量がさらに多くなると出力が不安定になり、劣化判定が不可能となる。従って、図14と同様の補正および劣化判定中断を行う。
【0064】
なお、前述のように、一般には2次空気系故障検出手段10は、精度があまり高くないことが多いため、2次空気系6に故障があると判定された場合には、既に空燃比センサの劣化判定が不可能となっていることもある。従って、2次空気系6に故障があると判定された場合には、一気に劣化判定を中断するようにしてもよい。逆に、空燃比センサ劣化判定中断手段24を設けることなく、空燃比センサ劣化指標補正手段23による補正のみを行う構成としても構わない。
【0065】
以上は空燃比センサの応答性に関する劣化の判定について説明したが、他にも例えば出力電圧に関する劣化判定等もある。これは空燃比を所定値に保持して空燃比センサの出力を測定することによって検出するが、失火や2次空気系の故障によって空燃比が変動してしまうので、劣化指標の補正や劣化判定の中断が必要である。
【0066】
例えば、空燃比をリッチ状態に保持して、空燃比センサのリッチ側信号出力電圧を判定するような場合、2次空気系6から空気が漏れていると、空燃比センサはリ−ン信号を発生する。その結果、空燃比センサが劣化しているものと誤判定してしまう。また、失火が発生しても同様で、失火の頻度がすくない場合には、リ−ンスパイク状の信号出力が生じる。失火頻度が高くなると、出力信号は一定値(リ−ン状態)を示したり(2値センサの場合)、出力信号が大きくばらついたり(広域空燃比センサ)してしまう。従って、このような劣化判定にも本発明は適用可能である。
【0067】
また、上記実施例では触媒上流の空燃比センサの劣化検出について説明したが、触媒下流の空燃比センサの劣化検出等についても、失火や2次空気系の故障に応じ、劣化指標の補正や劣化判定の中断が必要であり、適用可能である。
【0068】
以上述べたように空燃比センサの劣化検出についても、失火や2次空気系の故障に応じ、空燃比センサ劣化指標の補正や空燃比劣化判定の中断が必要であり、適用可能である。
【0069】
さらに上記説明においては、触媒劣化指標を補正する場合について述べたが、劣化を判定するために触媒劣化指標と比較するためのしきい値の方を補正しても実質的には同じことである。
【0070】
【発明の効果】
本発明によれば、失火が発生しても、触媒の劣化度を誤って判定してしまうことがなくなる。このため、劣化していないのに交換してしまったり、劣化しているのにそのまま走行してしまうようなことがなくなり、余分な出費や大気汚染の防止に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図面である。
【図2】触媒上下流の空燃比センサ7,8の出力信号の一例を示す図である。
【図3】触媒劣化度と劣化指標との関係を説明する図である。
【図4】失火が空燃比センサの出力信号に与える影響を示す図である。
【図5】失火が、触媒の劣化指標に与える影響を示す図である。
【図6】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【図7】失火が、触媒の劣化指標に与える影響を示す図である。
【図8】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【図9】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【図10】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【図11】本発明の他の実施例を示す図である。
【図12】失火が、空燃比センサ劣化指標に与える影響を示す図である。
【図13】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【図14】補正係数および判定中断領域を示す図である。
【符号の説明】
1……エンジン、2……空気流量計、3……空燃比フィ−ドバック制御手段、4……5……触媒、6……2次空気系、7……空燃比センサ、8……空燃比センサ、9……失火検出手段、10……2次空気系故障検出手段、11……触媒劣化指標計算手段、12……触媒劣化判定手段、13……触媒劣化指標補正手段、14……触媒劣化判定中断手段、21……空燃比センサ劣化指標計算手段、22……空燃比センサ劣化判定手段、23……空燃比センサ劣化指標補正手段、24……空燃比センサ劣化判定中断手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a so-called wide-range air-fuel ratio sensor for measuring an air-fuel ratio in a wide air-fuel ratio range, or a so-called O2 sensor (hereinafter, referred to as both O2 sensors) whose output rapidly changes near a stoichiometric air-fuel ratio to generate a binary output. Collectively referred to as an “air-fuel ratio sensor”) and a diagnostic device for an exhaust gas purifying device of an engine using a catalyst.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a device for purifying exhaust gas of an engine, a device comprising a catalyst and an air-fuel ratio feedback control device is widely known. The catalyst is installed in the exhaust trunk to remove HC, NOx, and CO contained in the exhaust. The air-fuel ratio feedback control device is a device that controls the air-fuel ratio by installing an air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst and measuring the air-fuel ratio in order to maintain the air-fuel ratio at a predetermined value in order to sufficiently exert the function of the catalyst. is there. In such an exhaust gas purifying apparatus, when the performance of the air-fuel ratio sensor for measuring the air-fuel ratio is deteriorated, the air-fuel ratio deviates from a predetermined value, so that the amount of the harmful gas component in the exhaust gas increases. In addition, since the catalyst deviates from the air-fuel ratio at which the catalyst can exhibit its performance, the harmful gas removal efficiency (conversion efficiency) decreases. Further, when the performance of the catalyst itself deteriorates, the conversion efficiency of the harmful gas is reduced even if the air-fuel ratio is controlled so that the catalyst can exhibit its performance. As described above, performance degradation of the air-fuel ratio sensor and the catalyst results in an increase in the amount of harmful gas released to the atmosphere. For this reason, a diagnostic device of an exhaust gas purifying device for diagnosing such performance deterioration during driving and warning a driver has been devised. As such a diagnostic device, for example, an air-fuel ratio sensor is provided upstream and downstream of the catalyst, and a specific air-fuel ratio feedback control is performed based on at least the output of the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst. For example, the deterioration of the catalyst may be detected. As such prior art, there are those described in JP-A-2-91440 and JP-A-3-286160.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of detecting the deterioration of the catalyst by the output of the air-fuel ratio sensor on the downstream side of the catalyst during the air-fuel ratio feedback control, it is naturally impossible to detect the deterioration of the catalyst while the air-fuel ratio feedback control is stopped. Further, when the catalyst is not activated, there is a high possibility that the catalyst is erroneously detected as deteriorated even if it is not deteriorated. It is necessary to permit or prohibit deterioration detection. These are also considered in the prior art described in JP-A-2-91440. Further, if the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst deteriorates, it affects the detection of deterioration of the catalyst depending on the degree and content of the deterioration, so it is necessary to correct the detection result and prohibit detection of deterioration of the catalyst. . For this reason, in the prior art described in JP-A-3-286160, when the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst has deteriorated, detection of deterioration of the catalyst is prohibited.
[0004]
By the way, when a misfire occurs in the combustion stroke of the engine, oxygen in the air flows into the exhaust pipe together with unburned gas, so that the air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst generates a lean spike-like signal or the air downstream of the catalyst. The fuel ratio sensor generates a signal leaner than the actual one. For this reason, there is a problem that the detection accuracy of the catalyst deterioration is reduced.You. This pointIs not considered in the prior art.
[0005]
The purpose of the present invention is toThe fireEven if it occurs, TouchThat is, the accuracy of detecting the deterioration of the medium is not reduced.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A diagnostic device according to one embodiment of the present invention,
A first air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas on the upstream side of the catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst;
Catalyst deterioration index calculating means for calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
A catalyst deterioration determining unit that has a predetermined threshold value and compares the threshold value with the catalyst deterioration index to determine a deterioration state of the catalyst;
Misfire detection means for detecting the combustion state of the engine based on the rotation speed fluctuation of the engine and detecting the occurrence of misfire;
Catalyst degradation determination suspending means for suspending the determination of the catalyst degradation determining means when misfire is detected by the misfire detecting means,
It is characterized by having.
[0007]
A diagnostic device according to another aspect of the present invention includes:
An air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas,
Air-fuel ratio sensor deterioration index calculation means for calculating an air-fuel ratio sensor deterioration index indicating the deterioration state of the air-fuel ratio sensor from the output signal of the air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio sensor deterioration determining unit that includes a predetermined threshold value and compares the threshold value with the air-fuel ratio sensor deterioration index to determine the deterioration state of the air-fuel ratio sensor;
Misfire detection means for detecting the combustion state of the engine based on the rotation speed fluctuation of the engine and detecting the occurrence of misfire;
Air-fuel ratio sensor deterioration determination interruption means for interrupting the determination of the air-fuel ratio sensor deterioration determination means when misfire is detected by the misfire detection means,
It is characterized by having.
[0008]
A diagnostic device according to still another aspect of the present invention includes:
A first air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas on the upstream side of the catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst;
Catalyst deterioration index calculating means for calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
A catalyst deterioration determining unit that has a predetermined threshold value and compares the threshold value with the catalyst deterioration index to determine a deterioration state of the catalyst;
Misfire detection means for detecting occurrence of engine misfire based on fluctuations in engine speed;
Catalyst deterioration diagnosis interrupting means for interrupting the determination of the catalyst deterioration determining means when at least continuous misfire of a certain cylinder occurs,
It is characterized by having.
[0009]
[Action]
According to the configuration of the present invention,MediumLoss that reduces the detection accuracyFire breaks outIf a misfire is detected,Step by stepTwisterTheDetect and touchMediumSuspends the determination of the activation status. Therefore,Fire breaks outEven if you are born,MediumThere is no possibility of erroneously determining the activation state.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a diagnostic device according to an embodiment of the present invention and an engine system to which the diagnostic device is applied.
[0012]
First, the outline of the premise engine system will be described. However, the target to which the diagnostic device of the present invention is applied is not limited to the engine system.
[0013]
The amount Qa of air taken into the engine 1 is measured by the
[0014]
(Equation 1)
F0= KQa / Ne
k: coefficient
The air-
[0015]
(Equation 2)
F = F0(1 + α)
Further, the fuel supply amount is feedback-controlled by applying a pulse signal having a width corresponding to the injection amount F to the
[0016]
The
[0017]
Hereinafter, the diagnostic device of the present embodiment will be described.
[0018]
As shown in FIG. 1, the diagnostic apparatus of the present embodiment includes a misfire detection unit 9, a secondary air system
[0019]
The catalyst deterioration index calculating means 11 is for detecting the deterioration state of the
[0020]
First, the catalyst deterioration index Φc calculating means 11 measures the output signals of the air-
[0021]
Then, an auto-correlation function φxx of x and a cross-correlation function φxy of x and y are calculated (see the following
[0022]
(Equation 3)
[0023]
(Equation 4)
[0024]
Since φxx (τ) becomes the maximum value φxx (0) when τ = 0, the relationship of the
[0025]
(Equation 5)
(Φxx) max = φxx (0)
Further, the maximum value of φxy (τ) is obtained by changing the phase τ within the integration interval of the cross-correlation function. τ = τ0Assuming that the maximum value is obtained, the following
[0026]
(Equation 6)
(Φxy) max = φxy (τ0)
From these values, the catalyst deterioration index Φc is determined by the following equation (7).
[0027]
(Equation 7)
Φc = (φxy) max / (φxx) max
FIG. 3 shows the relationship between φxy (τ) / (φxx) max and the degree of catalyst deterioration. When the degree of deterioration of the
[0028]
The method of detecting the degree of deterioration described above has already been proposed in Japanese Patent Application No. 3-338220.
[0029]
The method for detecting the deterioration of the catalyst is not limited to this method. For example, a method of detecting from the fluctuation width of the output signals of the air-
[0030]
The catalyst
[0031]
The misfire detection means 9 functions to detect the occurrence of misfire every time combustion is performed in the cylinder of the engine. As a misfire detection method, for example, there is a method for detecting a misfire based on fluctuations in the rotation speed of an engine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-206342. This is a method of detecting the combustion state or the rotational speed fluctuation waveform during the combustion stroke. Another method for detecting the combustion state based on the fluctuation of the rotation speed is described in US Pat. No. 4,627,399. As other methods, there are a method of detecting from the combustion pressure and temperature in the combustion chamber, and a method of detecting from the pulsation and temperature of the exhaust gas pressure. Further, as disclosed in US Pat. No. 4,648,367, a method of providing an ion gap in a combustion chamber and detecting from an ion current flowing therebetween, a method of measuring and detecting combustion light in the combustion chamber, or a method of measuring a current waveform flowing through an ignition coil and the like. There are many known methods, such as a detection method. Either of these methods may be used as the misfire detecting means 9 of the present embodiment.
[0032]
The secondary air system failure detecting means 10 functions to detect a failure or deterioration of the
[0033]
The catalyst deterioration index correction means 13 corrects and corrects the above-mentioned catalyst deterioration index when the misfire detection means 9 or the secondary air system failure detection means 10 detects misfire or failure or deterioration of the secondary air system. The latter catalyst deterioration index is output to the catalyst deterioration determination means 12. Note that the correction method is performed in conjunction with the operation described below.
[0034]
The catalyst deterioration determination suspending means 14 has a predetermined frequency (or degree) of misfire or failure or deterioration of the secondary air system, which serves as a criterion for suspending the determination. If the misfire detection means 9 or the secondary air system failure detection means 10 detects the frequency exceeding the predetermined frequency (or degree), the above-mentioned catalyst deterioration determination means 12 interrupts the catalyst deterioration determination. To generate a signal for performing the operation. The frequency (or degree) may be changed according to the temperature or the like as described later.
[0035]
Explain the operation when a misfire occurs
FIG. 4 shows an example of an output signal of the catalyst upstream-side air-
[0036]
When a misfire occurs, unburned HC and air flow into the exhaust pipe, and a spike-like signal indicating that the air-fuel ratio of the exhaust gas is thin (more oxygen) is generated in synchronization with the misfire. . When such a misfire occurs, the oxidation reaction of unburned HC proceeds in the
[0037]
The air-fuel ratio sensor 8 indicates a binary output O2In the case of the sensor, the output signal shifts to the side indicating that the air-fuel efficiency is low (hereinafter, "lean"), and at the same time, the amplitude decreases. Therefore, the above-described catalyst deterioration index Φc changes according to the frequency of misfire as shown in FIG. That is, in this case, if a misfire occurs even if the catalyst is originally deteriorated, the degree of deterioration is evaluated as low. Therefore, the catalyst deterioration index correction means 13 may make a correction so as to increase the catalyst deterioration index Φc according to the frequency of misfires, for example, by multiplying the coefficient Kc as shown in FIG. Further, as a matter of course, correction may be made such that the predetermined value for comparison with the catalyst deterioration index Φc is reduced by the catalyst deterioration determining means 12 according to the frequency of misfire. For example, in the case where one cylinder is continuously misfiring in a six-cylinder engine, a large amount of oxygen and HC, which are supposed to react by combustion without excess or deficiency, cannot be partitioned in the exhaust pipe and the
[0038]
The correction amount and the correctable misfire frequency change depending on the temperature of the catalyst, the engine load, and the like. Therefore, according to the temperature of the
[0039]
On the other hand, when the air-fuel ratio sensor 8 is a so-called wide-range air-fuel ratio sensor, the air-fuel ratio sensor 8 also outputs a signal indicating a lean at the time of misfire almost in synchronization with the spike-like output signal of the air-
[0040]
As in the case described above, if the misfire occurs at such a frequency as to affect the detection of the deterioration of the catalyst, it is often sufficient to immediately stop the determination of the deterioration of the catalyst without making any correction. Further, in this case, since the deterioration index Φc is a relatively large value in the catalyst deterioration determination, there is a possibility that an undegraded catalyst may be erroneously determined to be deteriorated. It is preferable to provide means for discarding the catalyst deterioration determination result.
[0041]
Conversely, the configuration may be such that only the correction by the catalyst deterioration index Φc correction means 13 is performed without providing the catalyst deterioration determination interruption means 14.
[0042]
Next, a case where the
[0043]
As described above, the
[0044]
The effect of such a failure depends on the positional relationship between the
[0045]
When the air-
[0046]
In the case where the air-fuel ratio sensor 8 detects the air-fuel ratio in a binary manner, the air-fuel ratio deviates from the output change air-fuel ratio, so that the amplitude of the output waveform is reduced. Therefore, similarly to the case of FIG. 5, the catalyst deterioration index Φc has a lower value according to the amount of leaked air. If the amount of leaked air further increases, the output signal of the air-fuel ratio sensor 8 becomes constant (rich state), so that the catalyst deterioration index Φc becomes almost zero and cannot be corrected. Therefore, as shown in FIG. 9, when the amount of air leakage is small, the catalyst deterioration index Φc is corrected by multiplying by the coefficient Kc, and when the amount of leakage is large, the deterioration detection may be interrupted.
[0047]
In general, the secondary air system failure detecting means 10 is not so high in accuracy because the cost is high if the leak amount is to be accurately detected. Therefore, when it is determined that there is a failure in the
[0048]
If the air-fuel ratio sensor 8 is a wide-range air-fuel ratio sensor, if air leaks, the air-fuel ratio fluctuates beyond the range where the
[0049]
As described above, when the amount of leaked air is small, the catalyst deterioration index correction means 13 corrects the catalyst deterioration index Φc. In this case, the direction of correction and the like differ depending on the type of the air-fuel ratio sensor 8 and the like. When the amount of leaked air is large, it is preferable that the catalyst deterioration determination interrupting means 14 interrupt the catalyst deterioration determination.
[0050]
Since the correctable leak air amount changes depending on the temperature of the catalyst or the like, it is preferable to change the correction amount or the leak air amount for which the determination is interrupted according to the temperature of the
[0051]
Next, as a second embodiment, a diagnostic device for determining deterioration of the air-fuel ratio sensor will be described.
[0052]
FIG. 11 shows the overall configuration of the diagnostic apparatus of this embodiment and the engine system to which the diagnostic apparatus is applied. The engine 1, the
[0053]
The diagnostic device includes a misfire detecting means 9, a secondary air failure detecting means 10, an air-fuel ratio sensor deterioration index calculating means 21, an air-fuel ratio sensor
[0054]
The air-fuel ratio sensor deterioration index calculating means 21 detects a deterioration state of the air-
[0055]
The method for detecting the deterioration of the air-fuel ratio sensor is not limited to this method. For example, there are a number of known examples such as a detection method based on a response time required to change a differential value of an output signal of the air-fuel ratio sensor or a predetermined voltage or a frequency, and any of these methods may be used. The only difference is the correction method described below.
[0056]
The air-fuel ratio sensor deterioration determination means 22 compares the air-fuel ratio sensor deterioration index Φsr with a predetermined value (note: the predetermined value corresponds to a “threshold” in the claims). The degree of deterioration of the air-fuel ratio sensor is determined. When the air-fuel ratio sensor deterioration index Φsr is higher than a predetermined value, it is determined that a failure has occurred, and, for example, a warning light (not shown) is turned on to warn the driver.
[0057]
The misfire detection means 9 and the secondary air system failure detection means 10 are the same as those in the above embodiment. The air-fuel ratio sensor deterioration index correction means 23, when the misfire detection means 9 or the secondary air system failure detection means 10 detects a misfire or a failure or deterioration of the secondary air system, uses the air-fuel ratio sensor deterioration index described above. The corrected air-fuel ratio sensor deterioration index is output to the air-fuel ratio sensor deterioration determination means 22.
[0058]
The air-fuel ratio sensor deterioration determination suspending means 24 has a predetermined frequency (or degree) of misfire or secondary air system failure as a reference for determining whether to suspend the determination. When the misfire or the failure or deterioration of the secondary air system is detected beyond the predetermined frequency (or degree), the determination of the deterioration of the air-fuel ratio sensor by the air-fuel ratio sensor
Next, the operation when a misfire occurs will be described.
[0059]
When a misfire occurs, a spike-like lean signal is generated (see FIG. 4). Then, the air-fuel ratio deterioration index Φsr becomes a larger value in accordance with the frequency of occurrence of misfire (see FIG. 12). That is, the responsiveness of the air-
[0060]
Next, an operation when a failure occurs in the
[0061]
As in the case of detecting the deterioration of the catalyst, a problem in which air leaks and flows when the air-fuel ratio sensor is sampling data is particularly problematic. The effect of such a failure depends on the mixing state of the exhaust gas and the leaked air flowing from the
[0062]
In the case where the air-
[0063]
On the other hand, when the air-
[0064]
As described above, in general, the accuracy of the secondary air system failure detecting means 10 is often not so high. Therefore, when it is determined that the
[0065]
In the above, the determination of the deterioration related to the responsiveness of the air-fuel ratio sensor has been described. This is detected by measuring the output of the air-fuel ratio sensor while maintaining the air-fuel ratio at a predetermined value. However, since the air-fuel ratio fluctuates due to misfiring or failure of the secondary air system, correction of the deterioration index or deterioration determination is performed. Need to be interrupted.
[0066]
For example, when the air-fuel ratio is held in a rich state and the rich-side signal output voltage of the air-fuel ratio sensor is determined, if air leaks from the
[0067]
Further, in the above embodiment, the detection of the deterioration of the air-fuel ratio sensor upstream of the catalyst has been described. However, the detection of the deterioration of the air-fuel ratio sensor downstream of the catalyst, etc. may be corrected or corrected according to the misfire or the failure of the secondary air system. Judgment of the judgment is necessary and applicable.
[0068]
As described above, the detection of the deterioration of the air-fuel ratio sensor is also applicable because it is necessary to correct the air-fuel ratio sensor deterioration index and interrupt the air-fuel ratio deterioration determination in response to misfire or a failure in the secondary air system.
[0069]
Further, in the above description, the case where the catalyst deterioration index is corrected has been described. However, even if the threshold value for comparison with the catalyst deterioration index is corrected in order to determine the deterioration, it is substantially the same. .
[0070]
【The invention's effect】
According to the present invention,Fire breaks outEven if you are born,MediumThe possibility of erroneously determining the degree of conversion is eliminated. For this reason, it is not necessary to replace the battery when it is not deteriorated, or to run the vehicle while it is deteriorated, which is useful for preventing extra expenses and air pollution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drawing showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of output signals of air-
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a catalyst deterioration degree and a deterioration index.
FIG. 4 is a diagram showing an influence of a misfire on an output signal of an air-fuel ratio sensor.
FIG. 5 is a diagram showing the effect of misfire on a catalyst deterioration index.
FIG. 6 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
FIG. 7 is a diagram showing the effect of misfire on a catalyst deterioration index.
FIG. 8 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
FIG. 9 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
FIG. 10 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing the influence of a misfire on an air-fuel ratio sensor deterioration index.
FIG. 13 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
FIG. 14 is a diagram illustrating a correction coefficient and a determination interruption area.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Air flow meter, 3 ... Air-fuel ratio feedback control means, 4 ... 5 ... Catalyst, 6 ... Secondary air system, 7 ... Air-fuel ratio sensor, 8 ... Air Fuel ratio sensor, 9 misfire detection means, 10 secondary air system failure detection means, 11 catalyst deterioration index calculation means, 12 catalyst deterioration judgment means, 13 catalyst deterioration index correction means, 14 ... Catalyst deterioration determination suspending means, 21: Air-fuel ratio sensor deterioration index calculating means, 22 ... Air-fuel ratio sensor deterioration determining means, 23 ... Air-fuel ratio sensor deterioration index correcting means, 24 ... Air-fuel ratio sensor deterioration determination suspending means
Claims (7)
前記触媒の上流側における排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサと、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサと、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算する触媒劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定する触媒劣化判定手段と、
前記エンジンの燃焼状態を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出し失火の発生を検出する失火検出手段と、
前記失火検出手段により失火が検出されたときに前記触媒劣化判定手段の判定を中断する触媒劣化判定中断手段と、
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置の診断装置。A diagnostic device for an exhaust gas purifying device for an engine that purifies exhaust gas by using a catalyst for an engine having an air-fuel ratio control device that adjusts a fuel injection amount to maintain an air-fuel ratio in exhaust gas at a predetermined value. ,
A first air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas on the upstream side of the catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst;
Catalyst deterioration index calculating means for calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
A catalyst deterioration determining unit that has a predetermined threshold value and compares the threshold value with the catalyst deterioration index to determine a deterioration state of the catalyst;
Misfire detecting means for detecting the combustion state of the engine based on the rotation speed fluctuation of the engine and detecting the occurrence of misfire,
Catalyst degradation determination suspending means for suspending the determination of the catalyst degradation determining means when misfire is detected by the misfire detecting means,
A diagnostic device for an exhaust gas purifying device, comprising:
排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力信号から空燃比センサの劣化状態を示す空燃比センサ劣化指標を計算する空燃比センサ劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記空燃比センサ劣化指標とを比較することによって前記空燃比センサの劣化状態を判定する空燃比センサ劣化判定手段と、
エンジンの燃焼状態を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出し失火の発生を検出する失火検出手段と、
前記失火検出手段により失火が検出されたときに前記空燃比センサ劣化判定手段の判定を中断する空燃比センサ劣化判定中断手段と、
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置の診断装置。A diagnostic device for an exhaust gas purifying device for an engine that purifies exhaust gas by using a catalyst for an engine having an air-fuel ratio control device that adjusts a fuel injection amount to maintain an air-fuel ratio in exhaust gas at a predetermined value. ,
An air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas,
Air-fuel ratio sensor deterioration index calculation means for calculating an air-fuel ratio sensor deterioration index indicating the deterioration state of the air-fuel ratio sensor from the output signal of the air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio sensor deterioration determining unit that includes a predetermined threshold value and compares the threshold value with the air-fuel ratio sensor deterioration index to determine a deterioration state of the air-fuel ratio sensor;
Misfire detection means for detecting the combustion state of the engine based on the rotation speed fluctuation of the engine and detecting the occurrence of misfire;
Air-fuel ratio sensor deterioration determination interruption means for interrupting the determination of the air-fuel ratio sensor deterioration determination means when misfire is detected by the misfire detection means,
A diagnostic device for an exhaust gas purifying device, comprising:
前記触媒の上流側における排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサと、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサと、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算する触媒劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定する触媒劣化判定手段と、
前記エンジンの失火の発生を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出する失火検出手段と、
少なくとも一定気筒の連続的な失火が発生したときに前記触媒劣化判定手段の判定を中断する触媒劣化診断中断手段と、
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置の診断装置。A diagnostic device for an exhaust gas purifying device for an engine having an air-fuel ratio control device that adjusts a fuel injection amount so as to maintain an air-fuel ratio in exhaust gas at a predetermined value, and purifying the exhaust gas with a catalyst,
A first air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas on the upstream side of the catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst;
Catalyst deterioration index calculating means for calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
A catalyst deterioration determining unit that has a predetermined threshold value and compares the threshold value with the catalyst deterioration index to determine a deterioration state of the catalyst;
Misfire detecting means for detecting the occurrence of misfire of the engine based on the rotation speed fluctuation of the engine;
Catalyst deterioration diagnosis interrupting means for interrupting the determination of the catalyst deterioration determining means when at least continuous misfire of a certain cylinder occurs,
A diagnostic device for an exhaust gas purifying device, comprising:
前記少なくとも一定気筒の連続的な失火は、点火系の失火であること、
を特徴とする排気ガス浄化装置の診断装置。The diagnostic device for an exhaust gas purifying device according to claim 3 ,
The continuous misfire of the at least certain cylinder is a misfire of an ignition system;
A diagnostic device for an exhaust gas purifying device, characterized in that:
前記触媒の上流側における排気ガスの空燃比を検出する第1の空燃比センサと、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を検出する第2の空燃比センサと、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算する触媒劣化指標計算手段と、
予め定められたしきい値を備え、該しきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定する触媒劣化判定手段と、
少なくとも点火系の連続失火の検出を含む前記エンジンの失火の発生を該エンジンの回転速度変動に基づいて検出する失火検出手段と、
前記失火判定手段により失火が検出されたときに前記触媒劣化判定手段の判定を中断する触媒劣化診断中断手段と、
を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置の診断装置。A diagnostic device for an exhaust gas purifying device for an engine having an air-fuel ratio control device that adjusts a fuel injection amount so as to maintain an air-fuel ratio in exhaust gas at a predetermined value, and purifying the exhaust gas with a catalyst,
A first air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas on the upstream side of the catalyst;
A second air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas downstream of the catalyst;
Catalyst deterioration index calculating means for calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
A catalyst deterioration determining unit that has a predetermined threshold value and compares the threshold value with the catalyst deterioration index to determine a deterioration state of the catalyst;
Misfire detection means for detecting occurrence of misfire of the engine including detection of continuous misfire of at least the ignition system based on fluctuations in rotation speed of the engine;
Catalyst degradation diagnosis interruption means for interrupting the determination of the catalyst degradation determination means when misfire is detected by the misfire determination means,
A diagnostic device for an exhaust gas purifying device, comprising:
前記触媒の上流側における排気ガスの空燃比を第1の空燃比センサで検出し、
前記触媒の下流側における排気ガスの空燃比を第2の空燃比センサで検出し、
前記第1の空燃比センサと前記第2の空燃比センサとの出力信号から前記触媒の劣化状態を示す触媒劣化指標を計算し、
予め定められたしきい値と前記触媒劣化指標とを比較することによって前記触媒の劣化状態を判定し、
エンジンの回転速度変動に基づいてエンジンの失火を検出し、
少なくとも一定気筒の連続的な失火が発生したときに前記触媒劣化の判定を中断する、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置の診断方法。A method of diagnosing an exhaust gas purifying apparatus for an engine, which adjusts a fuel injection amount so as to maintain an air-fuel ratio in exhaust gas at a predetermined value and purifies exhaust gas by a catalyst,
The first air-fuel ratio sensor detects the air-fuel ratio of the exhaust gas on the upstream side of the catalyst,
The air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst is detected by a second air-fuel ratio sensor,
Calculating a catalyst deterioration index indicating a deterioration state of the catalyst from output signals of the first air-fuel ratio sensor and the second air-fuel ratio sensor;
Determine the deterioration state of the catalyst by comparing a predetermined threshold value and the catalyst deterioration index,
Detects engine misfire based on engine speed fluctuations,
Suspending the determination of the catalyst deterioration when continuous misfire of at least a certain cylinder occurs,
A method for diagnosing an exhaust gas purifying device, comprising:
前記少なくとも一定気筒の連続的な失火は、点火系の失火である、
ことを特徴とする排気ガス浄化装置の診断方法。The method for diagnosing an exhaust gas purification device according to claim 6,
The continuous misfire of the at least one cylinder is a misfire of an ignition system;
A method for diagnosing an exhaust gas purifying device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001266268A JP3564088B2 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Diagnostic device for exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001266268A JP3564088B2 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Diagnostic device for exhaust gas purification device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08332693A Division JP3321477B2 (en) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | Diagnostic device for exhaust gas purification device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002155735A JP2002155735A (en) | 2002-05-31 |
JP3564088B2 true JP3564088B2 (en) | 2004-09-08 |
Family
ID=19092597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001266268A Expired - Fee Related JP3564088B2 (en) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Diagnostic device for exhaust gas purification device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3564088B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4635860B2 (en) * | 2005-12-20 | 2011-02-23 | 株式会社デンソー | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2007239512A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Toyota Motor Corp | Abnormality diagnostic system and method |
JP5880915B2 (en) * | 2011-05-31 | 2016-03-09 | オムロン株式会社 | Detection apparatus and method, and program |
-
2001
- 2001-09-03 JP JP2001266268A patent/JP3564088B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002155735A (en) | 2002-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3321477B2 (en) | Diagnostic device for exhaust gas purification device | |
KR100415403B1 (en) | Apparatus for controlling evacuation of internal combustion engine | |
KR0127495B1 (en) | Failure determination method for o2 sensor | |
JP2893308B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP4320778B2 (en) | Air-fuel ratio sensor abnormality diagnosis device | |
JP3759567B2 (en) | Catalyst degradation state detection device | |
EP1329626A2 (en) | Engine exhaust gas leakage diagnosis | |
JP2004069457A (en) | Apparatus for detecting degradation of air/fuel ratio detecting device | |
JP2010270678A (en) | Oxygen sensor diagnostic device for internal combustion engine | |
JP3149714B2 (en) | Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine | |
JP3564088B2 (en) | Diagnostic device for exhaust gas purification device | |
JP2007192093A (en) | Air fuel ratio sensor diagnosis device for internal combustion engine | |
JP4190430B2 (en) | Oxygen sensor abnormality diagnosis device | |
JPH0933478A (en) | Apparatus for diagnosing response of oxygen sensor in internal combustion engine | |
JP2006126218A (en) | Deterioration detector for air-fuel ratio detection device | |
JP4000937B2 (en) | Exhaust control device for internal combustion engine | |
JP2879301B2 (en) | Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine | |
JP4281747B2 (en) | Deterioration detection device for air-fuel ratio detection device | |
JP2009074556A (en) | Diagnostic device and control device for internal combustion engine | |
JP2003254135A (en) | Device for diagnosing abnormality of air fuel ratio sensor | |
JPH08303234A (en) | Device for diagnosing catalyst deterioration in internal combustion engine | |
JPH07109918A (en) | Catalysis degradation diagnosing device for internal combustion engine | |
JPH07247831A (en) | Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine | |
JP4651694B2 (en) | Exhaust purification catalyst deterioration diagnosis device | |
JP2001349240A (en) | Exhaust control device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040601 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040604 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 4 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071105 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080611 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090611 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110611 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120611 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |