JP3564933B2 - Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine - Google Patents
Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP3564933B2 JP3564933B2 JP09098797A JP9098797A JP3564933B2 JP 3564933 B2 JP3564933 B2 JP 3564933B2 JP 09098797 A JP09098797 A JP 09098797A JP 9098797 A JP9098797 A JP 9098797A JP 3564933 B2 JP3564933 B2 JP 3564933B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- ratio sensor
- output
- upstream
- 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 - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の排気通路に配置された触媒の上流側排気通路に配置された上流側空燃比センサと下流側排気通路に配置された下流側空燃比センサとのそれぞれの出力軌跡長を算出し、これらの出力軌跡長に基づいて触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定装置が知られている。この種の触媒劣化判定装置の例としては、特開平5−98948号公報に記載されたものがある。
【0003】
同公報の劣化判定装置は、上流側空燃比センサ出力軌跡長と下流側空燃比センサ出力軌跡長とを算出し、これら軌跡長の比に基づいて触媒劣化の有無を判定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように触媒上流側空燃比センサ出力の軌跡長を触媒劣化判定に使用する場合には、正確な軌跡長を算出することができず判定に誤差を生じる場合がある。
すなわち、各気筒から排出される排気は排出タイミングが異なるため、排気管で均一に混じり合うことなく気筒毎の排気塊を形成し、互いにかなり分離した状態で上流側空燃比センサに到達する。このため、燃料噴射弁の特性のばらつきなどにより気筒間で空燃比のばらつきが生じると上流側空燃比センサには空燃比の異なる排気塊が順々に到達することになる。例えば、ある気筒の空燃比が燃料噴射弁の特性のずれ等により他の気筒の空燃比と異なった値になった場合には、この気筒からの排気が上流側空燃比センサに到達する毎に上流側空燃比センサの出力値は異なった値になり機関の1サイクル毎に、例えば4サイクル機関ではクランク軸回転角720度毎に、大きく変動するような場合が生じる。すなわち、この場合の上流側空燃比センサ出力はベース空燃比(他の気筒の空燃比)に720度毎に特性のずれた気筒の空燃比に相当するスパイク信号が重畳した形の波形となる。上流側空燃比センサ出力の波形がこのようにスパイクを含んだ波形になると、たとえ各気筒の空燃比が安定してあまり変化しないような場合であっても上流側空燃比センサ出力の軌跡長は見かけ上大きな値となる場合が生じる。このため、このような上流側空燃比センサ出力軌跡長を使用して触媒劣化判定を行うと正確な判定ができなくなる場合が生じるのである。この問題は、例えばV型機関等のように各気筒バンクの排気通路毎に上流側空燃比センサを配置し、各気筒バンクの排気通路が合流する共通排気通路上に排気浄化触媒と下流側空燃比センサとを設けた形式の機関においても生じやすい。
【0005】
なお、各気筒から排出された排気塊は触媒通過時に互いに混じり合い、触媒下流側に排出される排気の空燃比は均一になるため、下流側空燃比センサ出力波形には上記のようなスパイクが生じることはなく、下流側空燃比センサ出力の軌跡長については上記のような問題は生じない。
本発明は、上記問題を解決し気筒間の空燃比にばらつきを生じたような場合にも正確な触媒劣化判定を行うことが可能な触媒劣化判定装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側排気通路に配置され、触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記排気浄化触媒の下流側排気通路に配置され、触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、機関回転数の増大に応じて平滑化の程度が大きくなる平滑化演算処理を行うことにより前記上流側空燃比センサ出力の変動を平滑化し、上流側空燃比センサの平滑化出力値を求める平滑化演算手段と、前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の変化量に基づいて上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長を演算する平滑化出力値軌跡長算出手段と、前記下流側空燃比センサ出力の変化量に基づいて下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する下流側軌跡長算出手段と、前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長と、前記下流側空燃比センサ出力軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判定装置が提供される。
【0007】
すなわち、請求項1の発明では、上流側空燃比センサ出力値そのものの軌跡長を演算するのではなく、平滑化した上流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する。これにより、空燃比にずれを生じた気筒の排気が空燃比センサに到達する毎のスパイクは平滑化され、ベース空燃比に近い安定な出力波形が得られるようになる。従って、この平滑化した出力波形の軌跡長は全体としてのベース空燃比の変動に対応することとなる。このため、この平滑化出力の軌跡長と下流側空燃比センサ出力の軌跡長とに基づいて触媒劣化判定を行うことにより、特定の気筒の空燃比のずれの影響を排除した正確な触媒劣化判定が可能となる。
【0008】
一方、このような平滑化演算処理を行う場合には平滑化の程度が問題になる。例えば平滑化の程度が極めて大きいと平滑化出力の実際の上流側空燃比センサ出力への追従が遅くなるため、全体としてのベース空燃比の変動までが平滑化されてしまい正確な触媒劣化判定ができなくなる可能性がある。また、平滑化の程度が小さいと、例えば機関高回転時等のように上流側空燃比センサに空燃比のずれが生じた気筒からの排気が到達する頻度が増大する場合には平滑化が不十分になるため前述のスパイクの影響でやはり正確な触媒劣化判定ができなくなる可能性がある。
【0009】
そこで、請求項1の発明では、平滑化演算手段は平滑化演算処理における平滑化の程度が機関回転数の増大に応じて大きくなるように平滑化処理を行う。このため、機関回転数が低く前述のスパイクの影響が小さい場合には比較的平滑化の程度が小さくなり平滑化出力の実際の上流側空燃比センサ出力への追従が良好になるとともに、機関回転数が高くスパイクの影響が大きい場合には比較的平滑化の程度が大きくなりスパイクの影響を排除した安定な平滑出力値を得ることができる。
【0010】
なお、平滑化演算処理としては、例えば後述する加重平均処理(いわゆる「なまし処理」)等を用いることができ、この場合には重み付け係数を機関回転数の増大に応じて大きな値に設定することにより、平滑化の程度を機関回転数の増大に応じて大きくすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側排気通路に配置され、触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、前記排気浄化触媒の下流側排気通路に配置され、触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサ出力を、前記機関への燃料噴射実行間隔に比例して変化する間隔でサンプリングするとともに、該サンプリングした出力値に平滑化演算処理を行い上流側空燃比センサの平滑化出力値を求める平滑化演算手段と、前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の変化量に基づいて上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長を演算する平滑化出力値軌跡長算出手段と、前記下流側空燃比センサ出力の変化量に基づいて下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する下流側軌跡長算出手段と、前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長と、前記下流側空燃比センサ出力軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判定装置が提供される。
【0011】
すなわち、請求項2の発明では、平滑化演算手段は所定のサンプリング間隔で上流側空燃比センサ出力をサンプリングし、サンプリングした空燃比センサ出力値に平滑化演算処理を行う。また、サンプリングは機関の燃料噴射実行間隔に比例して変化するサンプリング間隔で実行する。上流側空燃比センサ出力波形のスパイクは特定気筒で燃料噴射が実行される毎に現れるため、上述のように機関の燃料噴射実行間隔毎にサンプリングを行うことにより、各気筒の燃料噴射実行時に対応した時期の上流側空燃比センサ出力をサンプリングすることができる。従って、上記の間隔でサンプリングすることにより、サンプリングしたセンサ出力値には各気筒の排気の空燃比が同一の頻度で現れることになる。このため、このサンプリングした出力を平滑化演算処理することにより、平滑化の程度を一定にした場合でも常に平滑化出力の波形はスパイクの影響を排除したベース空燃比に近い波形となる。従って、この場合も平滑化出力値の軌跡長と下流側空燃比センサ出力の軌跡長とに基づいて触媒劣化判定を行うことにより特定の気筒の空燃比のずれの影響を排除した正確な触媒劣化判定を行うことができる。
【0012】
なお、請求項2の発明においても滑化演算処理として加重平均を用いることができるが、この場合には加重平均における重み付け係数は適宜な一定値とすることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明を自動車用内燃機関に適用した場合の実施形態の概略構成を説明する図である。図1において、1は自動車用内燃機関本体を示している。本実施形態では図1に示すように機関1は、各シリンダがV字型に2つのバンク(バンクAとバンクB)に2列に配列されたV型機関とされている。図1において、2は機関1の吸気通路、3は吸気通路2に配置されたエアフローメータを示している。エアフローメータ3は、吸入空気量を直接計測するものであって、例えば吸入空気量に比例したアナログ電圧信号を出力するポテンショメータ付きベーンタイプエアフローメータとされる。エアフローメータ3の出力信号は、制御回路10のマルチプレクサ内蔵AD変換器101に入力される。また、ディストリビュータ4には、ロータ軸が例えばクランク角に換算して720度回転する毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ5と、クランク角に換算して30度毎に回転角パルス信号を発生するクランク角センサ6とが設けられている。これらクランク角センサ5、6のパルス信号は制御回路10の入出力インターフェイス102に供給されており、このうちクランク角センサ6の出力は制御回路10のCPU103の割り込み端子に供給される。
【0014】
更に、各気筒の吸気ポートには、燃料供給系から加圧燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられている。図1では、各気筒の燃料噴射弁のうちA、Bバンクのそれぞれ一つの燃料噴射弁7A、7Bのみを示す。さらに、機関本体1のシリンダブロックのウォータージャケット(図示せず)に機関冷却水温度を検出する水温センサ9が設けられている。水温センサ9が発生する冷却水温度THWに比例したアナログ電圧信号は制御回路10のAD変換器101に入力されている。
【0015】
機関1のバンクA及びバンクBの排気マニホルド11A、11Bより下流側の排気系には、それぞれ排気中のHC、CO、NOX の三成分を同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ12A、12Bが設けられている。この触媒コンバータ(スタートキャタリスト)12A、12Bは機関始動時の触媒暖機を短時間で行えるように比較的小容量とされ、エンジンルームに設けられている。
【0016】
また、触媒コンバータ12A、12Bの上流側の排気管11A、11Bには、それぞれ上流側空燃比センサ13Aと13Bとが設けられている。本実施形態では、上流側空燃比センサ13A、13Bは、広い空燃比範囲で空燃比に比例した電圧信号を出力する、いわゆるリニア空燃比センサとされている。
更に、触媒コンバータコンバータ12A、12Bの下流側では、各バンクの排気管14A、14Bは集合部15aにおいて集合排気管15に合流しており、排気管15上には三元触媒を収容する触媒コンバータ16が設けられている。この触媒コンバータ(メインキャタリスト)16は、触媒暖機完了後に機関1からの排気浄化を主に行うため比較的大容量とされ車体の床下に配置される。
【0017】
触媒コンバータ16下流側の集合排気管15には下流側空燃比センサ17が設けられている。本実施形態では、下流側空燃比センサ17は排気中の酸素濃度を検出し、排気の空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかに応じて異なるレベルの出力電圧を発生するO2 センサとされている。上流側リニア空燃比センサ13A、13B及び下流側O2 センサ17の出力は、それぞれ制御回路10のAD変換器101に入力されている。
【0018】
制御回路10は、例えばマイクロコンピュータとして構成され、AD変換器101、入出力インターフェイス102、CPU103の他にROM104、RAM105、バックアップRAM106とクロック発生回路107等が設けられている。
また、吸気通路2のスロットル弁18にはスロットル弁が全閉か否かを検出するためのアイドルスイッチ19が設けられており、この出力信号は制御回路10の入出力インターフェイス102に供給される。
【0019】
図1に110A、110Bで示すのはそれぞれAバンクの各気筒とBバンクの各気筒の燃料噴射弁7A、7Bからの燃料噴射を行う燃料噴射回路である。燃料噴射回路110A、110Bは制御回路10からの燃料噴射指令信号に応じて、それぞれの気筒の燃料噴射弁から燃料噴射を行う。また、本実施形態では制御回路10は、上流側空燃比センサ13A、13B、及び下流側O2 センサ17の出力に基づいて、機関運転空燃比が理論空燃比近傍になるように各燃料噴射弁からの燃料噴射量TAUを算出する。この、燃料噴射量TAUの演算は、機関空燃比を理論空燃比近傍に維持することが可能であれば、任意の公知の方法を用いることができるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【0020】
次に、本実施形態の触媒劣化判定について説明する。
本実施形態では、後述するように上流側空燃比センサ13A、13B出力の軌跡長と下流側O2 センサ17出力の軌跡長との比に基づいて触媒16の劣化の有無を判定する。公知のように、三元触媒は流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中の酸素を吸着し、流入する排気の空燃比がリッチのときに吸着保持した酸素を放出するO2 ストレージ作用を行う。このO2 ストレージ作用により、三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍で多少変動した場合であっても三元触媒は理論空燃比雰囲気に保持される。このため、三元触媒の機能が最大限に発揮される。
【0021】
また、上述のように、三元触媒がO2 ストレージ作用を十分に発揮している場合には触媒コンバータ16下流側の排気の空燃比はほぼ理論空燃比近傍に維持されるため変動が少なくなる。このため、三元触媒がO2 ストレージ作用を十分に発揮している場合には、下流側O2 センサ17出力の軌跡長LVOD(図2)は上流側空燃比センサ出力の軌跡長LVOUより小さくなり、これらの軌跡長の比LVOD/LVOUは小さな値になる。ところが、三元触媒が劣化するとそれに応じて触媒のO2 ストレージ作用も低下するようになり、触媒コンバータ16上流側の排気の空燃比に応じて変動するようになる。これにより、下流側O2 センサ17出力の軌跡長LVODは三元触媒の劣化とともに増大し、軌跡長比LVOD/LVOUは徐々に大きな値をとるようになる。このため、上流側空燃比センサ出力の軌跡長と下流側O2 センサ出力の軌跡長との比がある値より大きくなった場合には三元触媒が劣化したと判定することができる。
【0022】
図2(B) 、(C) は、三元触媒の劣化による下流側O2 センサ出力の変化を、上流側空燃比センサ出力(図2(A) )と対応させて説明する図である。図2(A) の上流側空燃比センサ出力は、本実施形態では上流側空燃比センサ13Aと13Bとの出力の和を用いている。図2(A) に示すように、本実施形態では空燃比フィードバック制御により触媒コンバータ上流側の空燃比は理論空燃比を中心に比較的小さな幅で変動する。このため、上流側空燃比センサ出力の軌跡長LVOUは、図2(A) に示すように比較的小さな値となる。
【0023】
一方、図2(B) は触媒コンバータに劣化を生じていない場合の下流側O2 センサ17の出力波形を示す。前述のように、触媒コンバータに劣化を生じていない場合には、触媒コンバータ下流側の排気空燃比は理論空燃比近傍に維持されるが、O2 センサは排気空燃比がリッチかリーンかに応じて異なる出力電圧を発生するため、下流側O2 センサ17の出力はリッチレベルとリーンレベルとの間を比較的長い周期で変動する。このため、図2(B) に示すように、下流側O2 センサ17出力の軌跡長LVODは極めて小さい値となり、これらの軌跡長の比LVOD/LVOUの値も小さくなる。
【0024】
図2(C) は触媒コンバータに劣化を生じた場合の下流側O2 センサ17の出力波形を示す。三元触媒が劣化するとそれに伴うO2 ストレージ作用の低下のため下流側O2 センサ出力は触媒上流側の排気空燃比の変動(図2(A) )とほぼ同じ周期で変動するようになるため、図2(C) に示すように下流側O2 センサ17の軌跡長LVODが増大し、軌跡長比LVOD/LVOUは大きな値を取るようになる。
【0025】
図3(A) は、図2(A) に示した状態から、例えば燃料噴射弁の特性のずれ等により特定の気筒の空燃比が理論空燃比からずれた状態(図3(A) ではリーン空燃比側にずれた場合を示す)になったときの上流側空燃比センサ出力を示す。図3(A) に示すように、この場合にはこの気筒からの排気が上流側空燃比センサに到達する毎に上流側空燃比センサ出力が大きく変動し、機関クランク軸回転720度毎に上流側空燃比センサ出力波形にスパイクが生じる。このため、上流側空燃比センサ出力軌跡長を算出する際にこのスパイクが加算されてしまい、実際には図2(A) と同様に本当の空燃比変動は比較的小さいにもかかわらず見かけ上上流側空燃比センサ出力の軌跡長LVOUの値が極めて大きくなってしまう場合が生じる。このような状態が生じると、実際に触媒が劣化して下流側空燃比センサ出力軌跡長LVODが増大した場合であっても、スパイクによる上流側空燃比センサ出力軌跡長LVOUの増大があるため軌跡長比LVOD/LVOUの値は大きくならず、劣化した触媒を正常と誤判定する場合が生じる。
【0026】
本実施形態では、図2(A) の上流側空燃比センサ出力を後述する平滑化処理(本実施形態ではなまし処理)により平滑化することにより、図3(B) のようにスパイクの影響を排除した平滑化出力波形を求めている。そして、この平滑化出力波形の軌跡長を上流側空燃比センサ出力軌跡長LVOUとして使用することにより上記問題を解決している。
【0027】
次に、本実施形態における平滑化演算処理について説明する。本実施形態では平滑化演算処理として以下の加重平均演算(なまし演算)を行っている。
VUN=VUNn−1 +(VU−VUNn−1 )/Nn
ここで、VUNは上流側空燃比センサの平滑化出力値(なまし値)、VUは上流側空燃比センサの出力、VUNn−1 は前回平滑化演算処理実行時の平滑化出力値、Nn は重み付け係数(なまし係数)を表している。すなわち、本発明で使用する平滑化演算処理は、今回ルーチン実行時の上流側空燃比センサ出力VUの変動が平滑化出力VUNの値に与える影響の程度(平滑化の程度)を任意に設定することができる処理である。上記のように平滑化演算処理としてなまし演算を行う場合には、なまし係数Nn の大きさに応じて平滑化の程度が変化することになる。
【0028】
ところが、なまし係数Nn の値を一定値に固定すると、 機関回転数の増大に伴って単位時間当たりのスパイク発生回数が増大すると、上流側空燃比センサ出力としてスパイクが検出される頻度が増大するため、前述のようになまし係数Nn を小さく設定した場合には上流側空燃比センサ出力を十分に平滑化できない問題が生じる。また、なまし係数Nn を大きな値に固定したのでは、平滑化出力値の実際の空燃比への追従性が悪化する問題が生じる。そこで、本実施形態ではなまし係数Nn の値を機関回転数に応じて大きくすることにより、機関回転数が高い場合には平滑化の程度を大きくし、単位時間当たりのスパイク発生回数が増大した場合にも十分な平滑化を行うことが可能となる。またこれにより、機関回転数が低いときには単位時間当たりのスパイク発生回数に応じて平滑化の程度が小さくなるため、機関低回転時にも平滑化出力値の実空燃比への追従性を確保することが可能となる。
【0029】
図4は,上記平滑化演算処理を用いた場合の触媒劣化判定操作を示すフローチャートである。本操作は、制御回路10により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図4、ステップ401では、後述する判定時間カウンタCの値が1カウントアップされ、ステップ403では機関回転数Neとともに、上流側空燃比センサ13A、13Bの出力VUA 、VUB 及び下流側O2 センサ17の出力VDがAD変換され読み込まれる。そして、ステップ405では前述のなまし係数Nn の値が、Nn =K×Neとして算出される。ここでKは一定値とされる。 すなわち、本実施形態ではなまし係数Nn の値は機関回転数に比例して増大するように設定され、平滑化演算処理における平滑化の程度は機関回転数に比例して増大するように設定されている。なお、なまし係数Nn の値は必ずしも機関回転数に比例した値に設定する必要はなく、機関回転数の増大に応じて大きくなるように設定すれば、他の設定も可能である。実際には、なまし係数Nn と機関回転数との関係は実際の機関や排気構成に応じて変化する場合があるため、実際の機関や排気系を用いて最適値を決定することが好ましいが、発明者等の実験によるとなまし係数Nn の値を機関回転数に比例して増大するように設定すると、多くの場合に好適な結果が得られることが発見されている。
【0030】
ついで、ステップ407では上記により設定されたなまし係数Nn の値を用いて、上流側空燃比センサ13A、13B出力VUA 、VUB それぞれの平滑化出力値VUNA 、VUNB が以下の式により算出される。
VUNA =VUNA(n−1)+(VUA −VUNA(n−1))/Nn
VUNB =VUNB(n−1)+(VUB −VUNB(n−1))/Nn
ここで、VUNA(n−1)、VUNB(n−1)は、前回本ルーチン実行時の平滑化出力VUNA 、VUNB の値である。
【0031】
また、ステップ409では、上記により算出した上流側空燃比センサ13A、13Bの今回ルーチン実行時の平滑化出力値VUNA 、VUNB 及び前回ルーチン実行時の平滑化出力値VUNA(n−1)、VUNB(n−1)とを用いて、平滑化出力値VUNA 、VUNB の軌跡長LVOUA 、LVOUB がそれぞれ下記により算出される。
【0032】
LVOUA =LVOUA +|VUNA −VUNA(n−1)|
LVOUB =LVOUB +|VUNB −VUNA(n−1)|
すなわち、本実施形態では、各平滑化出力の軌跡長は、前回ルーチン実行時から今回ルーチン実行時までの平滑化出力値の変化量の絶対値を積算することにより近似的に算出される。
【0033】
また、ステップ411では、上記により求めた各平滑化出力値の軌跡長の合計を求め、LVOUとして記憶する。
更に、ステップ413では、ステップ409と同様、下流側空燃比センサ17出力VODの軌跡長LVODが、出力VODの変化量を積算することにより求められる。また、ステップ414では次回のルーチン実行に備えてVUNA(n−1),VUNB(n−1),VDn−1 の各値が更新される。
【0034】
上記により、軌跡長LVOU及びLVODを算出した後、ステップ415では、前述の判定時間カウンタCの値が所定値Aを越えたか否かが判定される。カウンタCは、触媒劣化判定のための軌跡長積算時間を計時するカウンタであり、所定値Aは短時間の外乱の影響等を排除して有意な軌跡長を算出するのに十分な時間に相当する値であり、詳細には実験等により決定される。
【0035】
ステップ415でC≦A、すなわち所定の軌跡長積算時間が経過していない場合には、本ルーチンはそのまま終了する。
ステップ415で所定の軌跡長積算時間が経過していた場合、すなわちC>Aであった場合にはステップ417に進み、軌跡長比LVOD/LVOUが予め定めた判定値Bより小さいか否かにより触媒の劣化の有無を判定する。すなわち、軌跡長比LVOD/LVOUが所定値Bより小さい場合(触媒が正常な場合)にはステップ419に進み、劣化フラグFXの値を0にセットし、所定値B以上であった場合(触媒が劣化していた場合)にはステップ421に進み劣化フラグFXの値を1にセットする。劣化フラグFXの値が1にセットされると制御回路10により別途実行されるルーチンにより、警告灯が点灯され運転者に触媒の劣化を報知する。また、劣化フラグの値は制御回路10のバックアップRAM106に格納され、次回の修理点検に備えられる。
【0036】
上記操作を終了後、本ルーチンはステップ423で、軌跡長LVOUA 、LVOUB 、LVOD及びカウンタCの値を0にセットした後終了する。これにより、次回ルーチン実行時からは新たに軌跡長の算出が行われる。
次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図4の実施形態では、上流側空燃比センサ出力のなまし演算処理の際に、なまし係数Nn を機関回転数の増大に応じて大きくすることによりスパイクの影響の排除と平滑化出力値の実際の空燃比への追従性とを機関回転数の変動にかかわらず常に確保している。これに対して、本実施形態では図4の実施形態と同様に上流側空燃比センサ出力をなまし演算処理により平滑化するが、なまし係数Nn の値は回転数にかかわらず一定値に固定し、上流側空燃比センサ出力のサンプリングとサンプリングした出力値のなまし演算処理とを機関への燃料噴射実行間隔に比例した間隔で行うようにした点が図4の実施形態と相違している。
【0037】
上流側空燃比センサ出力のサンプリング間隔を一定に固定していると、機関回転数が増大してスパイクの間隔が短くなった場合には、スパイクが上流側空燃比センサの出力として検出される頻度が増大する場合があり、なまし係数Nn を一定値とすると機関回転数により上流側空燃比センサ出力の平滑化が不十分になる場合がある。しかし、本実施形態のように、上流側空燃比センサ出力のサンプリング間隔を燃料噴射実行間隔に比例して変えるようにすることにより、空燃比がずれた気筒からの排気の空燃比がサンプリングされる回数と他の気筒からの排気の空燃比がサンプリングされる回数との比は機関回転数にかかわらず常に一定となる。このため、なまし係数Nn の値を適宜な一定値に固定すれば機関回転数にかかわらず、常に十分な平滑化を行うことができ、同時に上流側空燃比センサの平滑化出力値の実際の空燃比への追従性の悪化を防止することができる。
【0038】
次に、図5、図6を用いて、本実施形態の触媒劣化判定操作を説明する。図5は、本実施形態における上流側空燃比センサ13A、13B出力のサンプリングと平滑化演算処理を説明するフローチャートである。本ルーチンは、制御回路10により、機関1の燃料噴射タイミング毎、すなわち機関1のいずれかの気筒で燃料噴射が行われる毎に割り込みルーチンとして実行される。
【0039】
図5においてルーチンがスタートすると、ステップ501では、上流側空燃比センサ13A、13B出力VUA 、VUB がAD変換され読み込まれる。次いで、ステップ503では、図4ステップ407と同様、上流側空燃比センサ13A、13B出力VUA 、VUB の平滑化出力値VUNA 、VUNB が以下の式により算出される。
【0040】
VUNA =VUNA(n−1)+(VU−VUNA(n−1))/Nn
VUNB =VUNB(n−1)+(VU−VUNB(n−1))/Nn
ここで、図4の実施形態とは異なり、なまし係数Nn の値は適宜な一定値とされている。
図5のルーチンを実行することにより、本実施形態では機関1の燃料噴射タイミング毎に上流側空燃比センサ13A、13Bの出力VUNA 、VUNB が読み込まれ(サンプリングされ)、同時になまし演算処理が行われる。
【0041】
図6は、上記により算出した上流側空燃比センサの平滑化出力と下流側空燃比センサ出力との軌跡長に基づく触媒劣化判定操作を説明するフローチャートである。本判定操作では、図5のルーチンで算出した平滑化出力VUNA 、VUNB の最新の値をVUMA 、VUMB として読み込み、図4の判定操作と同様VUMA 、VUMB それぞれの軌跡長を算出し(ステップ607)、LVOUを求め(ステップ609)、更に、ルーチン実行毎に読み込んだ下流側空燃比センサ17出力の軌跡長を算出する(ステップ609、611)。そして、ステップ613から621では触媒劣化が判定され、判定結果に応じて触媒劣化フラグFXの値が設定される。本実施形態においても、触媒劣化フラグFXの値が1にセットされると別途実行されるルーチンにより運転席の警告灯が点灯され、運転者に触媒の劣化を報知する。また、FXの値は制御回路10のバックアップRAM106に格納される。
【0042】
なお、本実施形態では上流側空燃比センサ出力のサンプリングと平滑化演算処理とは機関1の燃料噴射タイミング毎に実行しているが、サンプリングと平滑化は燃料噴射間隔に比例した間隔、好ましくは燃料噴射間隔の整数倍の間隔で実行すれば同様の効果が得られる。
なお、上述の実施形態では、本発明をV型機関に適用した場合を例にとって説明しているが、本発明は上記実施形態に制限されるわけではなく、別の気筒配置の機関、例えば直列気筒機関等にも適用できることは言うまでもない。
【0043】
【発明の効果】
上述のように、各請求項に記載の発明によれば、触媒上流側に配置された空燃比センサ出力を触媒劣化判定に用いる際に、特定の気筒の空燃比にずれが生じた場合でも正確に触媒の劣化を判定することが可能となる優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を自動車用V型機関に適用した場合の実施形態の概略構成を示す図である。
【図2】触媒の劣化による下流側空燃比センサ出力の変化を説明する図である。
【図3】特定の気筒の空燃比にずれが生じた場合の上流側空燃比センサ出力を示す図である。
【図4】本発明の触媒劣化判定操作の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図5】本発明の、図4とは異なる触媒劣化判定操作における上流側空燃比センサ出力の平滑化演算処理を説明するフローチャートである。
【図6】図5で算出した平滑化演算処理後の上流側空燃比センサ出力を用いる触媒劣化判定操作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1…機関本体
5、6…クランク角センサ
12A、12B、16…触媒コンバータ
13A、13B…上流側空燃比センサ
17…下流側O2 センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalyst deterioration determination device that determines whether catalyst has deteriorated.
[0002]
[Prior art]
The respective output trajectory lengths of the upstream air-fuel ratio sensor disposed in the upstream exhaust passage of the catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and the downstream air-fuel ratio sensor disposed in the downstream exhaust passage are calculated. There is known a catalyst deterioration determination device that determines the presence or absence of catalyst deterioration based on the output trajectory length. An example of this type of catalyst deterioration determination apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-98948.
[0003]
The deterioration determination device of this publication calculates the output locus length of the upstream air-fuel ratio sensor and the output locus length of the downstream air-fuel ratio sensor, and determines the presence or absence of catalyst deterioration based on the ratio of these locus lengths.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the trajectory length of the output of the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the catalyst is used for the catalyst deterioration determination as described above, an accurate trajectory length cannot be calculated and an error may occur in the determination.
That is, since the exhaust gas discharged from each cylinder has a different discharge timing, the exhaust gas does not uniformly mix in the exhaust pipe to form an exhaust lump for each cylinder, and reaches the upstream air-fuel ratio sensor in a state of being considerably separated from each other. For this reason, if the air-fuel ratio varies among the cylinders due to the variation in the characteristics of the fuel injection valve, the exhaust air masses having different air-fuel ratios sequentially reach the upstream air-fuel ratio sensor. For example, when the air-fuel ratio of a certain cylinder becomes a value different from the air-fuel ratio of another cylinder due to a difference in characteristics of the fuel injection valve or the like, every time exhaust from this cylinder reaches the upstream air-fuel ratio sensor. The output value of the upstream-side air-fuel ratio sensor becomes different, and there is a case where the output value greatly fluctuates every one cycle of the engine, for example, every 720 degrees of the crankshaft rotation angle in a four-stroke engine. That is, in this case, the output of the upstream air-fuel ratio sensor has a waveform in which a spike signal corresponding to the air-fuel ratio of a cylinder whose characteristic is shifted every 720 degrees is superimposed on the base air-fuel ratio (air-fuel ratio of another cylinder). When the waveform of the output of the upstream air-fuel ratio sensor includes a spike in this way, even if the air-fuel ratio of each cylinder is stable and does not change much, the trajectory length of the output of the upstream air-fuel ratio sensor becomes In some cases, the value becomes apparently large. For this reason, if the catalyst deterioration determination is performed using such an upstream air-fuel ratio sensor output trajectory length, accurate determination may not be performed. This problem is caused, for example, by arranging an upstream air-fuel ratio sensor for each exhaust passage of each cylinder bank, such as a V-type engine, so that the exhaust purification catalyst and the downstream air-fuel ratio are located on a common exhaust passage where the exhaust passages of each cylinder bank join. This is also likely to occur in engines of the type provided with a fuel ratio sensor.
[0005]
Note that the exhaust mass discharged from each cylinder is mixed with each other when passing through the catalyst, and the air-fuel ratio of the exhaust discharged to the downstream side of the catalyst becomes uniform. Therefore, the spike as described above appears in the downstream air-fuel ratio sensor output waveform. This does not occur, and the above-described problem does not occur with respect to the trajectory length of the output of the downstream air-fuel ratio sensor.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a catalyst deterioration determination device capable of solving the above-described problem and performing accurate catalyst deterioration determination even when the air-fuel ratio between cylinders varies.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and an upstream side disposed in an exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst and detecting an exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst. An air-fuel ratio sensor, a downstream air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage downstream of the exhaust gas purification catalyst for detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst, and a degree of smoothing increases as the engine speed increases. Performing a smoothing calculation process to smooth variations in the output of the upstream air-fuel ratio sensor, and a smoothing calculation means for obtaining a smoothed output value of the upstream air-fuel ratio sensor; and a smoothing output value of the upstream air-fuel ratio sensor. A smoothed output value trajectory length calculating means for calculating a trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value based on the change amount, and a downstream air-fuel ratio sensor output based on the change amount of the downstream air-fuel ratio sensor output. Calculate the path length Flow-side trajectory length calculation means, degradation determination means for determining whether or not the exhaust purification catalyst has deteriorated based on the trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value and the downstream air-fuel ratio sensor output trajectory length And a catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine, comprising:
[0007]
That is, according to the first aspect of the invention, instead of calculating the trajectory length of the output value of the upstream air-fuel ratio sensor itself, the trajectory length of the smoothed output of the upstream air-fuel ratio sensor is calculated. As a result, the spikes each time the exhaust of the cylinder in which the air-fuel ratio has shifted reaches the air-fuel ratio sensor are smoothed, and a stable output waveform close to the base air-fuel ratio can be obtained. Therefore, the trajectory length of the smoothed output waveform corresponds to the fluctuation of the base air-fuel ratio as a whole. Therefore, by performing the catalyst deterioration determination based on the trajectory length of the smoothed output and the trajectory length of the downstream air-fuel ratio sensor output, an accurate catalyst deterioration determination that eliminates the influence of the deviation of the air-fuel ratio of a specific cylinder is performed. Becomes possible.
[0008]
On the other hand, when performing such a smoothing operation process, the degree of smoothing becomes a problem. For example, if the degree of smoothing is extremely large, the follow-up of the smoothed output to the actual output of the upstream air-fuel ratio sensor will be delayed, so that even the fluctuation of the base air-fuel ratio as a whole will be smoothed, and accurate catalyst deterioration determination will be performed. May not be possible. In addition, if the degree of smoothing is small, smoothing is not performed when the frequency of exhaust from the cylinders having an air-fuel ratio deviation that has reached the upstream air-fuel ratio sensor increases, such as when the engine is running at a high speed. Because of the sufficient spike, there is a possibility that accurate catalyst deterioration determination cannot be performed.
[0009]
Therefore, in the invention of
[0010]
As the smoothing calculation process, for example, a weighted averaging process (so-called “smoothing process”) described later can be used. In this case, the weighting coefficient is set to a large value according to an increase in the engine speed. Thus, the degree of smoothing can be increased as the engine speed increases.
According to the second aspect of the present invention, the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the upstream side disposed in the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst and detecting the exhaust air-fuel ratio on the upstream side of the catalyst An air-fuel ratio sensor, a downstream air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst for detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst, and an output of the upstream air-fuel ratio sensor for fuel injection into the engine. Sampling means for sampling at intervals that vary in proportion to the execution interval, performing a smoothing operation on the sampled output value to obtain a smoothed output value of the upstream air-fuel ratio sensor, and the upstream air-fuel ratio sensor A smoothed output value trajectory length calculating means for calculating a trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value based on a variation amount of the smoothed output value; and a downstream side based on the variation amount of the downstream air-fuel ratio sensor output. Sky A downstream path length calculating means for calculating a path length of a ratio sensor output; a path length of the upstream side air-fuel ratio sensor smoothed output value; and a downstream path length of the exhaust purification catalyst based on the downstream side air-fuel ratio sensor output path length. A catalyst deterioration determination device for an internal combustion engine, comprising: a deterioration determination unit that determines whether or not there is deterioration.
[0011]
That is, in the invention of claim 2, the smoothing operation means samples the output of the upstream air-fuel ratio sensor at a predetermined sampling interval, and performs the smoothing operation on the output value of the sampled air-fuel ratio sensor. The sampling is performed at a sampling interval that changes in proportion to the fuel injection execution interval of the engine. Since the spike in the output waveform of the upstream air-fuel ratio sensor appears every time fuel injection is performed in a specific cylinder, sampling is performed at each fuel injection execution interval of the engine as described above to respond to execution of fuel injection in each cylinder. The output of the upstream air-fuel ratio sensor at the specified time can be sampled. Therefore, by sampling at the above intervals, the air-fuel ratio of the exhaust gas of each cylinder appears at the same frequency in the sampled sensor output value. Therefore, by performing a smoothing operation on the sampled output, the waveform of the smoothed output always becomes a waveform close to the base air-fuel ratio excluding the influence of spikes even when the degree of smoothing is fixed. Therefore, also in this case, by performing the catalyst deterioration determination based on the trajectory length of the smoothed output value and the trajectory length of the downstream air-fuel ratio sensor, accurate catalyst deterioration eliminating the influence of the deviation of the air-fuel ratio of a specific cylinder is performed. A determination can be made.
[0012]
The weighted average can be used as the smoothing operation in the second aspect of the invention. In this case, the weighting coefficient in the weighted average can be set to an appropriate constant value.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment when the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle. In FIG. 1,
[0014]
Further, a fuel injection valve for injecting pressurized fuel from a fuel supply system is provided at an intake port of each cylinder. FIG. 1 shows only one
[0015]
The exhaust systems of the banks A and B of the
[0016]
Further, upstream air-
Furthermore, on the downstream side of the
[0017]
A downstream air-
[0018]
The
The
[0019]
[0020]
Next, the catalyst deterioration determination according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, as described later, the trajectory length of the outputs of the upstream air-
[0021]
Also, as described above, the three-way catalyst is O2When the storage function is sufficiently exerted, the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the
[0022]
2 (B) and 2 (C) show the downstream O due to the deterioration of the three-way catalyst.2FIG. 3 is a diagram for explaining a change in sensor output in association with an upstream air-fuel ratio sensor output (FIG. 2A). The output of the upstream air-fuel ratio sensor in FIG. 2A is the sum of the outputs of the upstream air-
[0023]
On the other hand, FIG. 2B shows the downstream O when no deterioration occurs in the catalytic converter.24 shows an output waveform of a
[0024]
FIG. 2C shows the downstream O when the catalytic converter is deteriorated.24 shows an output waveform of a
[0025]
FIG. 3A shows a state in which the air-fuel ratio of a specific cylinder deviates from the stoichiometric air-fuel ratio due to, for example, a deviation in the characteristics of the fuel injection valve from the state shown in FIG. 4 shows the output of the upstream air-fuel ratio sensor when the air-fuel ratio is shifted to the air-fuel ratio side). As shown in FIG. 3A, in this case, the output of the upstream air-fuel ratio sensor fluctuates greatly every time the exhaust gas from this cylinder reaches the upstream air-fuel ratio sensor, and the output of the upstream air-fuel ratio sensor changes every 720 degrees of the engine crankshaft rotation. A spike occurs in the output waveform of the side air-fuel ratio sensor. Therefore, this spike is added when calculating the output trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor, and although the actual air-fuel ratio fluctuation is relatively small as in FIG. In some cases, the value of the trajectory length LVOU of the output of the upstream air-fuel ratio sensor becomes extremely large. When such a state occurs, even if the catalyst actually deteriorates and the downstream-side air-fuel ratio sensor output trajectory length LVOD increases, the upstream-side air-fuel ratio sensor output trajectory length LVOU increases due to spikes. The value of the long ratio LVOD / LVOU does not increase, and the deteriorated catalyst may be erroneously determined to be normal.
[0026]
In this embodiment, the output of the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 2A is smoothed by a smoothing process (a smoothing process in this embodiment) to be described later, so that the influence of spikes as shown in FIG. To obtain a smoothed output waveform excluding. Then, the above problem is solved by using the trajectory length of the smoothed output waveform as the output trajectory length LVOU of the upstream air-fuel ratio sensor.
[0027]
Next, the smoothing operation processing according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the following weighted average calculation (smoothing operation) is performed as the smoothing calculation process.
VUN = VUNn-1+ (VU-VUNn-1) / Nn
Here, VUN is the smoothed output value (smoothed value) of the upstream air-fuel ratio sensor, VU is the output of the upstream air-fuel ratio sensor, and VUNn-1Is the smoothed output value from the previous execution of the smoothing operation, NnRepresents a weighting coefficient (average coefficient). That is, in the smoothing calculation process used in the present invention, the degree of the effect of the fluctuation of the upstream air-fuel ratio sensor output VU during the execution of the current routine on the value of the smoothed output VUN (the degree of smoothing) is arbitrarily set. This is a process that can be performed. When the smoothing operation is performed as the smoothing operation as described above, the smoothing coefficient NnThe degree of smoothing changes according to the magnitude of.
[0028]
However, the annealing coefficient NnIf you fix the value of,When the number of spikes generated per unit time increases with an increase in the engine speed, the frequency of spike detection as the output of the upstream air-fuel ratio sensor increases, so that the smoothing coefficient NnIf is set small, there is a problem that the output of the upstream air-fuel ratio sensor cannot be sufficiently smoothed. Also, the annealing coefficient NnIs fixed to a large value, there arises a problem that the followability of the smoothed output value to the actual air-fuel ratio deteriorates. Therefore, in the present embodiment, the smoothing coefficient NnBy increasing the value according to the engine speed, the degree of smoothing is increased when the engine speed is high, and sufficient smoothing is performed even when the number of spikes per unit time increases. Becomes possible. In addition, when the engine speed is low, the degree of smoothing is reduced according to the number of spikes generated per unit time, so that the smoothed output value can follow the actual air-fuel ratio even at low engine speeds. Becomes possible.
[0029]
FIG. 4 is a flowchart showing a catalyst deterioration determination operation when the above-described smoothing calculation process is used. This operation is performed by a routine executed by the
In FIG. 4, in
[0030]
Next, at step 407, the smoothing coefficient N set as described above is set.nOf the upstream air-
VUNA= VUNA (n-1)+ (VUA-VUNA (n-1)) / Nn
VUNB= VUNB (n-1)+ (VUB-VUNB (n-1)) / Nn
Where VUNA (n-1), VUNB (n-1)Is the smoothed output VUN from the previous execution of this routine.A, VUNBIs the value of
[0031]
In
[0032]
LVOUA= LVOUA+ | VUNA-VUNA (n-1)|
LVOUB= LVOUB+ | VUNB-VUNA (n-1)|
That is, in this embodiment, the trajectory length of each smoothed output is approximately calculated by integrating the absolute value of the amount of change in the smoothed output value from the previous execution of the routine to the execution of the current routine.
[0033]
In step 411, the sum of the trajectory lengths of the respective smoothed output values obtained as described above is obtained and stored as the LVOU.
Further, in
[0034]
After calculating the trajectory lengths LVOU and LVOD as described above, it is determined in
[0035]
In
If the predetermined trajectory length integration time has elapsed in
[0036]
After completing the above operation, the routine proceeds to step 423, where the locus length LVOU is set.A, LVOUB, LVOD and the value of the counter C are set to 0, and the processing ends. As a result, a new trajectory length is calculated from the next execution of the routine.
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment of FIG. 4, the smoothing coefficient NnIs increased as the engine speed increases, thereby eliminating the effects of spikes and ensuring that the smoothed output value follows the actual air-fuel ratio regardless of the engine speed. On the other hand, in the present embodiment, the output of the upstream air-fuel ratio sensor is smoothed by the smoothing operation process as in the embodiment of FIG.nIs fixed to a constant value regardless of the rotational speed, and the sampling of the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the smoothing operation of the sampled output value are performed at intervals proportional to the execution interval of fuel injection to the engine. This is different from the embodiment of FIG.
[0037]
If the sampling interval of the output of the upstream air-fuel ratio sensor is fixed, if the engine speed increases and the interval between the spikes becomes short, the frequency at which the spike is detected as the output of the upstream air-fuel ratio sensor May increase, and the smoothing coefficient NnIs constant, the output of the upstream air-fuel ratio sensor may not be sufficiently smoothed depending on the engine speed. However, as in the present embodiment, by changing the sampling interval of the output of the upstream air-fuel ratio sensor in proportion to the fuel injection execution interval, the air-fuel ratio of the exhaust gas from the cylinder having the shifted air-fuel ratio is sampled. The ratio between the number of times and the number of times the air-fuel ratio of the exhaust gas from another cylinder is sampled is always constant regardless of the engine speed. Therefore, the annealing coefficient NnIs fixed to an appropriate constant value, regardless of the engine speed, sufficient smoothing can always be performed, and at the same time, the smoothing output value of the upstream air-fuel ratio sensor can follow the actual air-fuel ratio. Deterioration can be prevented.
[0038]
Next, the catalyst deterioration determination operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart illustrating the sampling of the outputs of the upstream air-
[0039]
When the routine is started in FIG. 5, in
[0040]
VUNA= VUNA (n-1)+ (VU-VUNA (n-1)) / Nn
VUNB= VUNB (n-1)+ (VU-VUNB (n-1)) / Nn
Here, unlike the embodiment of FIG.nIs an appropriate constant value.
By executing the routine of FIG. 5, in the present embodiment, the output VUN of the upstream air-
[0041]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a catalyst deterioration determination operation based on the trajectory length of the smoothed output of the upstream air-fuel ratio sensor and the output of the downstream air-fuel ratio sensor calculated as described above. In this determination operation, the smoothed output VUN calculated in the routine of FIG.A, VUNBThe latest value of VUMA, VUMBAs the VUM as in the determination operation of FIG.A, VUMBThe length of each locus is calculated (Step 607), the LVOU is obtained (Step 609), and the locus length of the output of the downstream air-
[0042]
In the present embodiment, the sampling of the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the smoothing calculation process are performed at each fuel injection timing of the
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a V-type engine is described as an example. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and an engine having another cylinder arrangement, for example, an in-line engine Needless to say, the present invention can be applied to a cylinder engine and the like.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in each of the claims, when the output of the air-fuel ratio sensor disposed on the upstream side of the catalyst is used for determining the deterioration of the catalyst, even when the air-fuel ratio of a specific cylinder is shifted, it is accurate. This provides an excellent effect that the deterioration of the catalyst can be determined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment when the present invention is applied to a V-type engine for an automobile.
FIG. 2 is a diagram illustrating a change in output of a downstream air-fuel ratio sensor due to deterioration of a catalyst.
FIG. 3 is a diagram illustrating an output of an upstream air-fuel ratio sensor when a deviation occurs in the air-fuel ratio of a specific cylinder.
FIG. 4 is a flowchart illustrating one embodiment of a catalyst deterioration determination operation of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a smoothing calculation process of an output of an upstream air-fuel ratio sensor in a catalyst deterioration determination operation different from that in FIG. 4 according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a catalyst deterioration determination operation using an output of an upstream air-fuel ratio sensor after the smoothing calculation process calculated in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1. Engine body
5, 6… Crank angle sensor
12A, 12B, 16 ... catalytic converter
13A, 13B ... upstream air-fuel ratio sensor
17 ... Downstream O2Sensor
Claims (2)
前記排気浄化触媒の上流側排気通路に配置され、触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、
前記排気浄化触媒の下流側排気通路に配置され、触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、
機関回転数の増大に応じて平滑化の程度が大きくなる平滑化演算処理を行うことにより前記上流側空燃比センサ出力の変動を平滑化し、上流側空燃比センサの平滑化出力値を求める平滑化演算手段と、
前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の変化量に基づいて上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長を演算する平滑化出力値軌跡長算出手段と、
前記下流側空燃比センサ出力の変化量に基づいて下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する下流側軌跡長算出手段と、
前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長と、前記下流側空燃比センサ出力軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判定装置。An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed in an upstream exhaust passage of the exhaust purification catalyst and detecting an exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst;
A downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst;
By performing a smoothing calculation process in which the degree of smoothing increases with an increase in the engine speed, the fluctuation of the output of the upstream air-fuel ratio sensor is smoothed, and the smoothing output value of the upstream air-fuel ratio sensor is obtained. Arithmetic means;
Smoothed output value trajectory length calculating means for calculating the trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value based on the amount of change in the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value,
Downstream locus length calculation means for calculating the locus length of the downstream air-fuel ratio sensor output based on the amount of change in the downstream air-fuel ratio sensor output,
An internal combustion engine comprising: a trajectory length of the upstream-side air-fuel ratio sensor smoothed output value; and a deterioration determination unit that determines whether the exhaust purification catalyst has deteriorated based on the downstream-side air-fuel ratio sensor output trajectory length. Catalyst deterioration determination device.
前記排気浄化触媒の上流側排気通路に配置され、触媒上流側の排気空燃比を検出する上流側空燃比センサと、
前記排気浄化触媒の下流側排気通路に配置され、触媒下流側の排気空燃比を検出する下流側空燃比センサと、
前記上流側空燃比センサ出力を、前記機関への燃料噴射実行間隔に比例して変化する間隔でサンプリングするとともに、該サンプリングした出力値に平滑化演算処理を行い上流側空燃比センサの平滑化出力値を求める平滑化演算手段と、
前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の変化量に基づいて上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長を演算する平滑化出力値軌跡長算出手段と、
前記下流側空燃比センサ出力の変化量に基づいて下流側空燃比センサ出力の軌跡長を演算する下流側軌跡長算出手段と、
前記上流側空燃比センサ平滑化出力値の軌跡長と、前記下流側空燃比センサ出力軌跡長とに基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する劣化判定手段と、を備えた内燃機関の触媒劣化判定装置。An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An upstream air-fuel ratio sensor disposed in an upstream exhaust passage of the exhaust purification catalyst and detecting an exhaust air-fuel ratio upstream of the catalyst;
A downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and detecting an exhaust air-fuel ratio downstream of the catalyst;
The output of the upstream air-fuel ratio sensor is sampled at intervals that vary in proportion to the interval of fuel injection to the engine, and a smoothing operation is performed on the sampled output value to perform a smoothing output of the upstream air-fuel ratio sensor. A smoothing operation means for obtaining a value,
Smoothed output value trajectory length calculating means for calculating the trajectory length of the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value based on the amount of change in the upstream air-fuel ratio sensor smoothed output value,
Downstream locus length calculation means for calculating the locus length of the downstream air-fuel ratio sensor output based on the amount of change in the downstream air-fuel ratio sensor output,
An internal combustion engine comprising: a trajectory length of the upstream-side air-fuel ratio sensor smoothed output value; and a deterioration determination unit that determines whether the exhaust purification catalyst has deteriorated based on the downstream-side air-fuel ratio sensor output trajectory length. Catalyst deterioration determination device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09098797A JP3564933B2 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09098797A JP3564933B2 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10280944A JPH10280944A (en) | 1998-10-20 |
JP3564933B2 true JP3564933B2 (en) | 2004-09-15 |
Family
ID=14013873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09098797A Expired - Lifetime JP3564933B2 (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3564933B2 (en) |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP09098797A patent/JP3564933B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10280944A (en) | 1998-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3151368B2 (en) | Diagnosis device for exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2624107B2 (en) | Catalyst deterioration detection device | |
JP3456058B2 (en) | Catalyst deterioration detection device and exhaust gas purification device abnormality detection device | |
JPWO2002103181A1 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JPH086624B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP4314636B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JPH08338286A (en) | Exhaust system failure diagnostic device for internal combustion engine | |
KR960041665A (en) | Diagnostic apparatus and method for catalytic converter for exhaust gas control of internal combustion engine | |
JP3887903B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JPH07197837A (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JPH0821283A (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP3564933B2 (en) | Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine | |
JP3988073B2 (en) | Abnormality diagnosis device for exhaust gas sensor | |
JP2814718B2 (en) | Oxygen sensor deterioration detection device | |
JP3409699B2 (en) | Apparatus and method for diagnosing deterioration of HC adsorbent in internal combustion engine | |
JPH10169494A (en) | Diagnosing device for exhaust emission control catalyst and abnormality diagnosing device for oxygen sensor | |
JP2001304018A (en) | Air/fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP3139328B2 (en) | Catalyst deterioration determination device for internal combustion engine | |
JP2737482B2 (en) | Degradation diagnosis device for catalytic converter device in internal combustion engine | |
JPH05248294A (en) | Thermal type intake air amount detecting device | |
JP4374518B2 (en) | Exhaust gas purification control device for internal combustion engine | |
JP3988425B2 (en) | Exhaust gas purification control device for internal combustion engine | |
JP2737483B2 (en) | Degradation diagnosis device for catalytic converter device in internal combustion engine | |
JP2857917B2 (en) | Catalyst deterioration detection device | |
JPH08240140A (en) | Air-fuel ratio control device for internal-combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040427 |
|
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: 20040518 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040531 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |