JP4069924B2 - Catalyst deterioration detection device for exhaust gas purification - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気系に設置された排出ガス浄化用の触媒が劣化したときにその劣化を検出する排出ガス浄化用触媒劣化検出装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purifying catalyst deterioration detecting device that detects deterioration when an exhaust gas purifying catalyst installed in an exhaust system of an internal combustion engine deteriorates.

車両の排出ガス浄化システムでは、触媒が劣化して排出ガス浄化能力が低下した状態で運転が続けられるのを防ぐため、触媒の劣化を検出する触媒劣化検出装置が開発されている(例えば特許文献1や特許文献2参照)。従来の触媒劣化検出装置は、いずれも触媒が活性化温度(一般には300〜400℃以上)に暖機された後の排出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出するようになっている。
特開平2−136538号公報 特開平3−253714号公報
In a vehicle exhaust gas purification system, a catalyst deterioration detection device that detects catalyst deterioration has been developed in order to prevent the operation from being continued in a state where the catalyst has deteriorated and the exhaust gas purification capability has been reduced (for example, Patent Documents). 1 and Patent Document 2). All of the conventional catalyst deterioration detection devices detect the deterioration of the catalyst from the decrease in the exhaust gas purification ability after the catalyst is warmed up to the activation temperature (generally 300 to 400 ° C. or higher).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-136538 JP-A-3-253714

ところで、エンジン始動後に触媒が活性化温度に暖機されるまでは、正常な触媒でも排出ガス浄化能力が低く、まして、劣化した触媒では、排出ガス浄化能力が更に低下して排出ガス中の有害成分(エミッション)が増加することになる。しかし、従来の触媒劣化検出方法では、いずれも触媒活性化後の排出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出するため、触媒活性化前のエミッション増加度合を考慮した触媒劣化検出を行うことは困難であり、触媒活性化前のエミッション増加により本来は劣化状態であると判定されるべき触媒が劣化無しと判定されるおそれがある。   By the way, until the catalyst is warmed up to the activation temperature after the engine is started, the exhaust gas purification ability is low even with a normal catalyst, and even with a deteriorated catalyst, the exhaust gas purification ability is further reduced and harmful in the exhaust gas. Ingredients (emissions) will increase. However, all of the conventional catalyst deterioration detection methods detect catalyst deterioration from a decrease in exhaust gas purification capacity after catalyst activation, so it is not possible to detect catalyst deterioration taking into account the degree of increase in emissions before catalyst activation. It is difficult, and there is a possibility that the catalyst that should originally be determined to be in a deteriorated state may be determined as having no deterioration due to an increase in emissions before catalyst activation.

エンジンを冷間始動すると、冷間始動後の時間の経過に伴って、触媒の活性化が排出ガス流入側(上流側)から進行し、最終的に触媒全体が活性化した状態となる。一般に、触媒全体の容量はある程度余裕を持たせてあるため、触媒全体が活性化した状態では、触媒が多少劣化していても、新品の触媒に近い浄化率が得られ、劣化触媒と新品触媒との間で浄化率の差が少なくなる。従って、触媒の活性化が進むほど、劣化触媒と新品触媒との判別(つまり触媒劣化の検出)が困難となる。よって、触媒活性化後の排出ガス浄化能力の低下から触媒の劣化を検出すると、触媒活性化前のエミッション増加により本来は劣化状態であると判定されるべき触媒が劣化無しと判定されるおそれがある。   When the engine is cold started, the activation of the catalyst proceeds from the exhaust gas inflow side (upstream side) with the lapse of time after the cold start, and finally the entire catalyst is activated. In general, since the capacity of the entire catalyst has some allowance, when the entire catalyst is activated, even if the catalyst is somewhat deteriorated, a purification rate close to that of a new catalyst can be obtained. The difference in purification rate between Therefore, as the activation of the catalyst progresses, it becomes more difficult to discriminate between a deteriorated catalyst and a new catalyst (that is, detection of catalyst deterioration). Therefore, if the deterioration of the catalyst is detected from the decrease in the exhaust gas purification capacity after the catalyst is activated, there is a risk that the catalyst that should originally be determined to be in a deteriorated state may be determined as having no deterioration due to the increase in the emission before the catalyst is activated. is there.

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、触媒活性化前のエミッション増加を考慮した触媒劣化検出を行うことができて、触媒劣化検出精度を向上することができる排出ガス浄化用触媒劣化検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and therefore the object of the present invention is to detect the catalyst deterioration in consideration of the increase in emission before the activation of the catalyst, and to improve the catalyst deterioration detection accuracy. An object of the present invention is to provide a catalyst deterioration detection device for purifying exhaust gas.

請求項1に係る発明では、排出ガス浄化用の触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設置したシステムにおいて、下流側酸素センサの出力に基づいて触媒の飽和(下流側酸素センサの出力がストイキから外れること)を飽和判定手段により判定し、上流側空燃比センサの出力波形と目標空燃比とで囲まれる部分の面積を第1の演算手段により算出して触媒流入ガス成分量を求めると共に、下流側酸素センサの出力変化量を第2の演算手段により積算して触媒流出ガス成分量を求める。そして、前記飽和判定手段により触媒飽和を判定した時に前記第2の演算手段による触媒流出ガス成分量を上流側空燃比センサの出力に基づいて飽和補正手段により補正し、この補正した触媒流出ガス成分量と前記第1の演算手段により求めた触媒流入ガス成分量とに基づいて触媒劣化検出手段により触媒の劣化を検出する。   In the invention according to claim 1, in the system in which the air-fuel ratio sensor is installed upstream of the exhaust gas purifying catalyst and the oxygen sensor is installed downstream, the catalyst saturation (downstream oxygen sensor) based on the output of the downstream oxygen sensor. Is determined by the saturation determination means, the area of the portion surrounded by the output waveform of the upstream air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio is calculated by the first calculation means, and the catalyst inflow gas component amount And the amount of change in the output of the downstream oxygen sensor is integrated by the second computing means to determine the catalyst outflow gas component amount. Then, when the saturation is determined by the saturation determination means, the amount of the catalyst outflow gas component by the second calculation means is corrected by the saturation correction means based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor, and the corrected catalyst outflow gas component is corrected. Based on the amount and the catalyst inflow gas component amount obtained by the first calculating means, the catalyst deterioration detecting means detects the catalyst deterioration.

ここで、図21に示すように、下流側酸素センサの出力電圧は、ストイキ付近では空気過剰率λ(空燃比)に対してリニアに変化するが、ストイキから外れた領域では、空気過剰率λが変化しても、下流側酸素センサの出力電圧はあまり変化せず、触媒流出ガス成分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触媒内で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成分量は触媒流入ガス成分量と相関関係がある。従って、上記請求項1のように、触媒飽和と判定された時に、触媒流出ガス成分量を上流側空燃比センサの出力に基づいて補正すれば、触媒飽和の状態になっても、触媒流出ガス成分量を精度良く判定することができ、触媒劣化検出精度を更に向上できる。   Here, as shown in FIG. 21, the output voltage of the downstream oxygen sensor changes linearly with respect to the excess air ratio λ (air-fuel ratio) in the vicinity of the stoichiometry, but in the region outside the stoichiometry, the excess air ratio λ Even if this changes, the output voltage of the downstream oxygen sensor does not change much, and the amount of gas component flowing out of the catalyst cannot be detected accurately. Therefore, it is considered that the catalyst is saturated in a region outside the stoichiometric range. In the catalyst saturation state, the rate of purification in the catalyst is low, and the catalyst outflow gas component amount is correlated with the catalyst inflow gas component amount. Therefore, if the catalyst outflow gas component amount is corrected based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor when it is determined that the catalyst is saturated as in the first aspect, the catalyst outflow gas can be obtained even if the catalyst is saturated. The component amount can be determined with high accuracy, and the catalyst deterioration detection accuracy can be further improved.

この場合、請求項2のように、前記第1の演算手段により前記面積を積算する際に目標空燃比よりリーン側/リッチ側のいずれか一方側の面積を第1のキャンセル手段によりキャンセルすると共に、前記第2の演算手段により前記下流側酸素センサの出力変化量を積算する際に該下流側酸素センサの出力変化方向が前記第1のキャンセル手段によりキャンセルされる面積と同じ側に向っている時にその方向への出力変化量を第2のキャンセル手段によりキャンセルするようにしても良い。このようにすれば、リーン側/リッチ側のいずれか一方側についてのみ触媒流入/流出ガス成分量を演算することができ、例えばリッチ側についてのみ触媒流入/流出ガス成分量を演算すれば、触媒のHC浄化率の劣化度合を判定することができる。   In this case, as in claim 2, when the area is integrated by the first calculating means, the area on either the lean side or the rich side from the target air-fuel ratio is canceled by the first canceling means. When the output change amount of the downstream oxygen sensor is integrated by the second calculation means, the output change direction of the downstream oxygen sensor is directed to the same side as the area canceled by the first cancellation means. Sometimes the output change amount in that direction may be canceled by the second canceling means. In this way, the catalyst inflow / outflow gas component amount can be calculated only for either the lean side or the rich side. For example, if the catalyst inflow / outflow gas component amount is calculated only for the rich side, The degree of deterioration of the HC purification rate can be determined.

更に、請求項3のように、燃料カット中及び燃料カット復帰から所定期間が経過するまでは触媒劣化検出処理を禁止するようにしても良い。燃料カット中は燃料が供給されないため、排出ガス中の空燃比がリーンとなり、上流側空燃比センサにて空燃比を正しく測定できる範囲を越えてしまう。また、燃料カット復帰後、空燃比フィードバック制御が安定するのに必要な所定期間が経過するまで、すなわち上流側空燃比センサの出力値がしきい値をよぎるまでは、精度良く空燃比を検出できない。従って、上記請求項3のように、燃料カット中の場合、又は燃料カット復帰後、所定期間が経過するまでは、触媒劣化検出処理を禁止することで、触媒劣化検出精度を更に向上できる。ここで、燃料カット復帰後、触媒劣化検出処理を禁止する“所定期間”とは、燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定するのに必要な期間であり、燃料カット復帰後の経過時間で設定しても良いし、或は、燃料カット復帰後に上流側空燃比センサの出力が最初にしきい値を横切るまでの期間としても良い。   Further, as in claim 3, the catalyst deterioration detection process may be prohibited during the fuel cut and until a predetermined period elapses from the fuel cut return. Since fuel is not supplied during the fuel cut, the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes lean and exceeds the range in which the air-fuel ratio can be correctly measured by the upstream air-fuel ratio sensor. In addition, the air-fuel ratio cannot be accurately detected until a predetermined period required for the air-fuel ratio feedback control to stabilize after the fuel cut is restored, that is, until the output value of the upstream air-fuel ratio sensor crosses the threshold value. . Therefore, as in the third aspect, the catalyst deterioration detection accuracy can be further improved by prohibiting the catalyst deterioration detection process when the fuel is being cut or until the predetermined period has elapsed after the fuel cut is restored. Here, the “predetermined period” during which the catalyst deterioration detection process is prohibited after returning from the fuel cut is a period required for the air-fuel ratio feedback to stabilize after the fuel cut is returned, and is set by the elapsed time after the fuel cut is returned. Alternatively, it may be a period until the output of the upstream air-fuel ratio sensor first crosses the threshold after returning from the fuel cut.

参考例(1)
以下、本発明の参考例(1)を図1乃至図10に基づいて説明する。まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側には、吸気温度Tamを検出する吸気温度センサ14と、吸気流量Qを検出するエアフローメータ10とが設けられている。このエアフローメータ10の下流側には、スロットルバルブ15とスロットル開度THを検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。更に、スロットルバルブ15の下流側には、吸気管圧力PMを検出する吸気管圧力センサ17が設けられ、この吸気管圧力センサ17の下流側にサージタンク18が設けられている。このサージタンク18には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が接続され、この吸気マニホールド19の各気筒の分岐管部にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ20が取り付けられている。
<< Reference Example (1) >>
A reference example (1) of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11 that is an internal combustion engine. An intake air temperature sensor 14 that detects the intake air temperature Tam and an intake air flow rate Q are detected downstream of the air cleaner 13. An air flow meter 10 is provided. A throttle valve 15 and a throttle opening sensor 16 that detects the throttle opening TH are provided on the downstream side of the air flow meter 10. Further, an intake pipe pressure sensor 17 for detecting the intake pipe pressure PM is provided on the downstream side of the throttle valve 15, and a surge tank 18 is provided on the downstream side of the intake pipe pressure sensor 17. An intake manifold 19 that introduces air into each cylinder of the engine 11 is connected to the surge tank 18, and an injector 20 that injects fuel into each branch pipe portion of each cylinder of the intake manifold 19 is attached.

また、エンジン11には各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各点火プラグ21には、点火回路22で発生した高圧電流がディストリビュータ23を介して供給される。このディストリビュータ23には、720℃A(クランク軸2回転)毎に例えば24個のパルス信号を出力するクランク角センサ24が設けられ、このクランク角センサ24の出力パルス間隔によってエンジン回転数Neを検出するようになっている。また、エンジン11には、エンジン冷却水温Thwを検出する水温センサ38が取り付けられている。   The engine 11 is provided with a spark plug 21 for each cylinder, and a high-voltage current generated by the ignition circuit 22 is supplied to each spark plug 21 via a distributor 23. The distributor 23 is provided with a crank angle sensor 24 that outputs, for example, 24 pulse signals every 720 ° C. A (two rotations of the crankshaft), and the engine speed Ne is detected by the output pulse interval of the crank angle sensor 24. It is supposed to be. Further, a water temperature sensor 38 for detecting the engine cooling water temperature Thw is attached to the engine 11.

一方、エンジン11の排気ポート(図示せず)には、排気マニホールド25を介して排気管26が接続され、この排気管26の途中に、排出ガス中の有害成分(CO,HC,NOx等)を低減させる三元触媒等の触媒27が設けられている。この触媒27の上流側には、排出ガスの空燃比A/Fに応じたリニアな空燃比信号を出力する上流側空燃比センサ28が設けられている。この上流側空燃比センサ28には、活性化を促進するためのヒータ(図示せず)が内蔵されている。また、触媒27の下流側には、排出ガスの空燃比A/Fが理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧VOX2が反転する下流側酸素センサ29が設けられている。この下流側酸素センサ29には、該酸素センサ29の活性化を促進するためのヒータ39が内蔵されている。   On the other hand, an exhaust pipe (not shown) of the engine 11 is connected to an exhaust pipe 26 via an exhaust manifold 25. In the middle of the exhaust pipe 26, harmful components (CO, HC, NOx, etc.) in the exhaust gas are connected. A catalyst 27 such as a three-way catalyst is provided. An upstream air-fuel ratio sensor 28 that outputs a linear air-fuel ratio signal corresponding to the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is provided upstream of the catalyst 27. The upstream air-fuel ratio sensor 28 incorporates a heater (not shown) for promoting activation. A downstream oxygen sensor 29 is provided on the downstream side of the catalyst 27. The downstream oxygen sensor 29 reverses the output voltage VOX2 depending on whether the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. The downstream oxygen sensor 29 has a built-in heater 39 for promoting activation of the oxygen sensor 29.

上述した各種のセンサの出力は電子制御回路30内に入力ポート31を介して読み込まれる。電子制御回路30は、マイクロコンピュータを主体として構成され、CPU32、ROM33、RAM34、バックアップRAM35を備え、各種センサ出力から得られたエンジン運転状態パラメータを用いて燃料噴射量TAUや点火時期Ig等を演算し、その演算結果に応じた信号を出力ポート36からインジェクタ20や点火回路22に出力してエンジン11の運転を制御する。   The outputs of the various sensors described above are read into the electronic control circuit 30 via the input port 31. The electronic control circuit 30 is mainly composed of a microcomputer, and includes a CPU 32, a ROM 33, a RAM 34, and a backup RAM 35, and calculates a fuel injection amount TAU, an ignition timing Ig, and the like using engine operation state parameters obtained from various sensor outputs. Then, a signal corresponding to the calculation result is output from the output port 36 to the injector 20 and the ignition circuit 22 to control the operation of the engine 11.

また、この電子制御回路30は、後述する図2に示す触媒劣化検出ルーチン及び図3に示す触媒温度推定ルーチンをROM33(記憶媒体)に記憶し、これらのルーチンを実行することにより、触媒27内で浄化されるガス成分量(浄化ガス成分量)を演算する演算手段及び触媒27の劣化を検出する触媒劣化検出手段として機能する。また、触媒27の劣化を検出したときには、出力ポート36から警告ランプ37に点灯信号を出力して警告ランプ37を点灯し、運転者に警告する。   The electronic control circuit 30 also stores a catalyst deterioration detection routine shown in FIG. 2 and a catalyst temperature estimation routine shown in FIG. 3 to be described later in the ROM 33 (storage medium), and executes these routines, so that the inside of the catalyst 27 is stored. It functions as a calculating means for calculating the amount of gas component to be purified (purified gas component amount) and a catalyst deterioration detecting means for detecting deterioration of the catalyst 27. When the deterioration of the catalyst 27 is detected, a lighting signal is output from the output port 36 to the warning lamp 37 to turn on the warning lamp 37 and warn the driver.

以下、図2に示す触媒劣化検出ルーチンの処理の流れを説明する。本ルーチンは、特許請求の範囲でいう触媒温度推定手段として機能し、所定時間毎(例えば64msec毎)に割込み処理にて実行される。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ100で、図3に示す触媒温度推定ルーチンを実行し、次のようにして触媒温度TCATを推定する。   Hereinafter, the flow of processing of the catalyst deterioration detection routine shown in FIG. 2 will be described. This routine functions as catalyst temperature estimation means in the claims, and is executed by interruption processing at predetermined time intervals (for example, every 64 msec). When the processing of this routine is started, first, at step 100, the catalyst temperature estimation routine shown in FIG. 3 is executed, and the catalyst temperature TCAT is estimated as follows.

図3に示す触媒温度推定ルーチンでは、まずステップ101で、エンジン11が始動されたか否かを判定し、始動前であれば、触媒温度TCAT=吸気温度Tam(=外気温度)と設定し、本ルーチンを終了する。   In the catalyst temperature estimation routine shown in FIG. 3, first, at step 101, it is determined whether or not the engine 11 has been started. If the engine 11 has not been started, the catalyst temperature TCAT = intake air temperature Tam (= outside air temperature) is set. End the routine.

一方、エンジン11が始動されていれば、ステップ103に進み、燃料カット中か否かを判定し、燃料カット中でなければ、ステップ104に進み、排気温度TEXを次のようにして推定する。予め、図4に示すように、エンジン回転数Neと吸気流量Q(=排出ガス流量)とから排気温度TEXを推定するマップをROM33に記憶しておき、ステップ104の処理を行う毎に、その時点のエンジン回転数Neと吸気流量Qとに応じて図4に示すマップから排気温度TEXを推定する。この推定法は、エンジン負荷(Ne,Q)が増加するほど、排気温度TEXが高くなるという特性を利用したものである。   On the other hand, if the engine 11 has been started, the process proceeds to step 103 to determine whether or not the fuel is being cut. If not, the process proceeds to step 104 and the exhaust temperature TEX is estimated as follows. As shown in FIG. 4, a map for estimating the exhaust gas temperature TEX from the engine speed Ne and the intake air flow rate Q (= exhaust gas flow rate) is stored in the ROM 33 in advance. The exhaust temperature TEX is estimated from the map shown in FIG. 4 according to the engine speed Ne and the intake flow rate Q at the time. This estimation method utilizes the characteristic that the exhaust temperature TEX increases as the engine load (Ne, Q) increases.

これに対し、燃料カット中は、燃料の燃焼熱が無くなり、排気温度TEXが急激に低下するため、排気温度TEXをエンジン回転数Neと吸気流量Qとから推定できなくなる。従って、ステップ103で燃料カット中と判定された場合にはステップ105に進み、ROM33に記憶されている図5に示すマップを用いて燃料カット開始時の触媒温度TCAT(推定値)から排気温度TEXを推定する。この推定法は、触媒温度TCATが高くなるほど、その触媒27の放熱で排気温度TEXが高くなるという特性を利用したものである。   On the other hand, during the fuel cut, the combustion heat of the fuel disappears, and the exhaust temperature TEX rapidly decreases. Therefore, the exhaust temperature TEX cannot be estimated from the engine speed Ne and the intake flow rate Q. Therefore, if it is determined in step 103 that the fuel cut is in progress, the routine proceeds to step 105, where the exhaust temperature TEX is determined from the catalyst temperature TCAT (estimated value) at the start of fuel cut using the map shown in FIG. Is estimated. This estimation method utilizes the characteristic that the exhaust gas temperature TEX increases as the catalyst temperature TCAT increases due to the heat radiation of the catalyst 27.

以上のようにしてステップ104又は105で排気温度TEXを推定した後、ステップ106に進み、前回の処理で推定した触媒温度TCAT(n−1)を排気温度TEXと比較し、触媒温度が下降傾向か、上昇傾向かを判別する。そして、触媒温度TCATが下降傾向の場合(TCAT(n−1)>排気温度TEX)には、ステップ107に進み、次式により今回の触媒温度TCAT(n)を算出する。   After the exhaust temperature TEX is estimated in step 104 or 105 as described above, the process proceeds to step 106 where the catalyst temperature TCAT (n-1) estimated in the previous process is compared with the exhaust temperature TEX, and the catalyst temperature tends to decrease. Or the upward trend. When the catalyst temperature TCAT tends to decrease (TCAT (n-1)> exhaust temperature TEX), the routine proceeds to step 107, where the current catalyst temperature TCAT (n) is calculated by the following equation.

TCAT(n)=TCAT(n−1)−K1×|TCAT(n−1)−TEX|
ここで、K1は、ROM33に記憶されている図6のデータテーブルを用いて吸気流量Qに応じて設定される係数である。尚、エンジン回転数Neの変動値が大きいとき(非定常時)と小さいとき(定常時)とでK1を異なる値に設定するようにしても良い。
TCAT (n) = TCAT (n−1) −K1 × | TCAT (n−1) −TEX |
Here, K1 is a coefficient set according to the intake air flow rate Q using the data table of FIG. It should be noted that K1 may be set to a different value when the fluctuation value of the engine speed Ne is large (non-steady state) and small (steady state).

一方、触媒温度TCATが上昇傾向の場合(TCAT(n−1)≦排気温度TEX)には、ステップ108に進み、次式により今回の触媒温度TCAT(n)を算出する。   On the other hand, when the catalyst temperature TCAT tends to increase (TCAT (n−1) ≦ exhaust temperature TEX), the routine proceeds to step 108, where the current catalyst temperature TCAT (n) is calculated by the following equation.

TCAT(n)=TCAT(n−1)+K2×|TCAT(n−1)−TEX|
ここで、K2は、ROM33に記憶されている図6のデータテーブルを用いて吸気流量Qに応じて設定される係数である。尚、燃料カット中は、K1とK2を一定値に
固定するようにしても良い。
TCAT (n) = TCAT (n−1) + K2 × | TCAT (n−1) −TEX |
Here, K2 is a coefficient set according to the intake air flow rate Q using the data table of FIG. During fuel cut, K1 and K2 may be fixed to a constant value.

以上のようにしてステップ107又は108で触媒温度TCATを推定した後、図2のステップ110に戻り、触媒温度TCATが劣化検出開始温度、例えば150℃を越えたか否かを判定し、越えていなければ、以降の触媒劣化検出処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これは、触媒温度TCATが劣化検出開始温度に達しない状態では、下流側酸素センサ29の温度が低く、そのセンサ出力VOX2が安定しないので、この期間中に触媒劣化検出処理を禁止することで、劣化検出精度低下を防ぐものである。   After estimating the catalyst temperature TCAT in step 107 or 108 as described above, the process returns to step 110 in FIG. 2 to determine whether or not the catalyst temperature TCAT has exceeded the deterioration detection start temperature, for example, 150 ° C. For example, this routine is terminated without performing the subsequent catalyst deterioration detection process. This is because, in a state where the catalyst temperature TCAT does not reach the deterioration detection start temperature, the temperature of the downstream oxygen sensor 29 is low and the sensor output VOX2 is not stable. Therefore, by prohibiting the catalyst deterioration detection process during this period, This is to prevent deterioration in accuracy of deterioration detection.

そして、触媒温度TCATが劣化検出開始温度(例えば150℃)を越えた時点で、ステップ120に進み、タイムカウンタ1をインクリメントし、次のステップ130で、浄化ガス成分量を反映するデータΣV1(下流側酸素センサ29の出力電圧変動の軌跡)を次式により算出する(図7参照)。   Then, when the catalyst temperature TCAT exceeds the deterioration detection start temperature (for example, 150 ° C.), the process proceeds to step 120, the time counter 1 is incremented, and in the next step 130, data ΣV1 (downstream) reflecting the amount of the purified gas component The output voltage fluctuation locus of the side oxygen sensor 29 is calculated by the following equation (see FIG. 7).

ΣV1(n)=ΣV1(n−1)+|VOX2(i)−VOX2(i−1)|
ここで、VOX2(i)は今回処理時における下流側酸素センサ29の出力電圧であり、VOX2(i−1)は前回処理時における下流側酸素センサ29の出力電圧である。つまり、上式は、所定のサンプリング周期(例えば64msec)で下流側酸素センサ29の出力電圧VOX2の変化幅を積算することで、下流側酸素センサ29の出力電圧変動の軌跡を求め、触媒27内での浄化ガス成分量を評価するものである。
ΣV1 (n) = ΣV1 (n−1) + | VOX2 (i) −VOX2 (i−1) |
Here, VOX2 (i) is the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 during the current process, and VOX2 (i-1) is the output voltage of the downstream oxygen sensor 29 during the previous process. In other words, the above equation obtains the locus of the output voltage fluctuation of the downstream oxygen sensor 29 by integrating the change width of the output voltage VOX2 of the downstream oxygen sensor 29 at a predetermined sampling period (for example, 64 msec). The amount of the purified gas component is evaluated.

更に、ステップ130では、触媒流入ガス成分変動を数値化したデータΣΔA/F・Q1を次式により算出する(図8参照)。   Further, in step 130, data ΣΔA / F · Q1 obtained by quantifying the catalyst inflow gas component fluctuation is calculated by the following equation (see FIG. 8).

ΣΔA/F・Q1(n)=ΣΔA/F・Q1(n−1)+Q×|目標A/F−A/F|
ここで、Qは、エアフローメータ10により検出した吸気流量Qであり、排出ガス流量を代用するデータとして用いている。尚、排出ガス流量は吸気流量で代用する他、実際に測定しても良いし、他のデータから推定するようにしても良い。勿論、吸気流量から推定するようにしても良い。A/Fは、上流側空燃比センサ28の出力電圧(つまり排出ガスの空燃比)であり、目標A/Fは、空燃比制御の目標となる空燃比(例えば論空燃比)である。上式は、所定のサンプリング周期(例えば64msec)で上流側空燃比センサ28で検出したA/Fの目標A/Fからの偏差|目標A/F−A/F|と排出ガス流量(=吸気流量Q)とを乗算してその乗算値を積算することで、触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Q1を求めるものである。
ΣΔA / F · Q1 (n) = ΣΔA / F · Q1 (n−1) + Q × | Target A / FA−F |
Here, Q is the intake flow rate Q detected by the air flow meter 10, and is used as data substituting the exhaust gas flow rate. The exhaust gas flow rate may be actually measured in place of the intake air flow rate, or may be estimated from other data. Of course, it may be estimated from the intake flow rate. A / F is the output voltage of the upstream air-fuel ratio sensor 28 (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas), and the target A / F is the air-fuel ratio (for example, stoichiometric air-fuel ratio) that is the target of air-fuel ratio control. The above equation is expressed as follows: deviation from target A / F of A / F detected by upstream air-fuel ratio sensor 28 in a predetermined sampling period (for example, 64 msec) | target A / F−A / F | and exhaust gas flow rate (= intake air) The data ΣΔA / F · Q1 of the catalyst inflow gas component variation is obtained by multiplying the flow rate Q) and integrating the multiplied value.

この後、ステップ140で、タイムカウンタ1のカウント値が10secを越えたか否かを判定し、10secを越えていなければ、上記ステップ110〜130の処理を繰り返す。これにより、10sec間のΣV1とΣΔA/F・Q1が算出される。そして、タイムカウンタ1のカウント値が10secを越えた時点で、ステップ150に進み、10sec間の触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Q1が所定範囲内か否かを判定し、所定範囲内であれば、ステップ160に進み、前回のΣV1の積算値ΣVに今回のΣV1を積算してΣVを更新すると共に、前回のΣΔA/F・Q1の積算値ΣΔA/F・Qに今回のΣΔA/F・Q1を積算してΣΔA/F・Qを更新する。この後、ステップ170に進み、タイムカウンタ1、ΣV1及びΣΔA/F・Q1を共にクリアする。   Thereafter, in step 140, it is determined whether or not the count value of the time counter 1 has exceeded 10 seconds. If it has not exceeded 10 seconds, the processing in steps 110 to 130 is repeated. Thus, ΣV1 and ΣΔA / F · Q1 are calculated for 10 seconds. Then, when the count value of the time counter 1 exceeds 10 sec, the process proceeds to step 150, where it is determined whether or not the data ΣΔA / F · Q1 of the catalyst inflow gas component fluctuation for 10 sec is within a predetermined range. If so, the process proceeds to step 160, where the current ΣV1 is added to the previous ΣV1 integrated value ΣV to update ΣV, and the previous ΣΔA / F · Q1 integrated value ΣΔA / F · Q is changed to the current ΣΔA / ΣΔA / F · Q is updated by integrating F · Q1. Thereafter, the process proceeds to step 170, where both the time counter 1, ΣV1 and ΣΔA / F · Q1 are cleared.

一方、上記ステップ150で触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Q1が所定範囲内に入っていないと判定された場合には、ステップ160の積算処理を行うことなく、ステップ170に進み、タイムカウンタ1、ΣV1及びΣΔA/F・Q1を共にクリアする(無効にする)。これは、触媒流入ガス成分変動が過大又は過小の場合には、浄化ガス成分量の演算精度が低下するため、触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Q1が所定範囲内に入らないときに、ΣV1及びΣΔA/F・Q1を共にクリアして、積算処理を行わないことで、触媒流入ガス成分変動による劣化検出精度低下を防止するものである。   On the other hand, if it is determined in step 150 that the catalyst inflow gas component variation data ΣΔA / F · Q1 is not within the predetermined range, the process proceeds to step 170 without performing the integration process of step 160, and the time Counter 1, ΣV1 and ΣΔA / F · Q1 are all cleared (disabled). This is because when the catalyst inflow gas component fluctuation is too large or too small, the calculation accuracy of the purified gas component amount decreases, and therefore the catalyst inflow gas component fluctuation data ΣΔA / F · Q1 does not fall within the predetermined range. , ΣV1 and ΣΔA / F · Q1 are both cleared and integration processing is not performed, thereby preventing deterioration in deterioration detection accuracy due to catalyst inflow gas component fluctuations.

そして、次のステップ180では、ステップ100で推定した触媒温度TCATが所定温度である550℃を越えたか否かを判定し、越えていなければ、触媒27の劣化を判定することなく、本ルーチンを終了する。そして、触媒温度TCATが所定温度である550℃を越えた時点で、ステップ190に進み、それまでに積算した浄化ガス成分量を反映するデータΣV(下流側酸素センサ29の出力電圧変動の軌跡)を所定の劣化判定値と比較して、触媒27の劣化の有無を判定する。   In the next step 180, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT estimated in step 100 has exceeded a predetermined temperature of 550 ° C., and if not, the routine is executed without determining deterioration of the catalyst 27. finish. When the catalyst temperature TCAT exceeds a predetermined temperature of 550 ° C., the process proceeds to step 190, where data ΣV (the locus of fluctuations in the output voltage of the downstream oxygen sensor 29) reflecting the amount of purified gas component accumulated so far. Is compared with a predetermined deterioration determination value to determine whether or not the catalyst 27 has deteriorated.

ここで、触媒劣化検出方法を図9に基づいて説明する。図9は、浄化ガス成分量を反映するデータΣVと触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Qとの関係を実測したものである。図9において、○印は新品触媒、□印は劣化触媒、△印はダミー触媒(表面に触媒層が形成されていないセラミック担体のみのもの)についての測定値である。新品触媒(○印)では、ΣΔA/F・Qの大小に拘らず、ΣVが小さいが、劣化触媒(□印)では、ΣΔA/F・Qが増加するに従って、ΣVが増加する傾向がある。触媒劣化が極端に進み、触媒作用が無くなると、ダミー触媒(△印)と同じ状態になる。従って、ΣΔA/F・Qが同じであれば、ΣVが大きいほど、触媒劣化が進んでいることを意味する。   Here, the catalyst deterioration detection method will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an actual measurement of the relationship between the data ΣV reflecting the amount of the purified gas component and the data ΣΔA / F · Q of the catalyst inflow gas component fluctuation. In FIG. 9, ◯ indicates measured values for a new catalyst, □ indicates a deteriorated catalyst, and Δ indicates a dummy catalyst (only a ceramic carrier having no catalyst layer formed on the surface). With a new catalyst (marked with ◯), ΣV is small regardless of the magnitude of ΣΔA / F · Q, but with a deteriorated catalyst (marked with □), ΣV tends to increase as ΣΔA / F · Q increases. When the catalyst deterioration is extremely advanced and the catalytic action is lost, the state becomes the same as that of the dummy catalyst (Δ mark). Therefore, if ΣΔA / F · Q is the same, it means that the larger the ΣV, the more advanced the catalyst degradation.

この関係を利用し、ROM33に記憶されている図10に示すデータテーブルを用いて劣化判定値をΣΔA/F・Qに応じて設定し、この劣化判定値よりΣVが大きいか否かで触媒27の劣化の有無を判定する。ΣVが劣化判定値より大きい場合には、劣化と判定
し(ステップ200)、ΣVが劣化判定値以下の場合には、正常と判定する(ステップ210)。
Using this relationship, the deterioration determination value is set according to ΣΔA / F · Q using the data table shown in FIG. 10 stored in the ROM 33, and the catalyst 27 is determined by whether ΣV is larger than this deterioration determination value. The presence or absence of deterioration is determined. When ΣV is larger than the deterioration determination value, it is determined as deterioration (step 200), and when ΣV is equal to or lower than the deterioration determination value, it is determined as normal (step 210).

尚、本実施形態において、ΣVを演算する処理が演算手段に相当し、ΣVとΣΔA/F・Qとに基づいて触媒劣化を検出する処理が触媒劣化検出手段に相当する。   In the present embodiment, the process for calculating ΣV corresponds to the calculation means, and the process for detecting catalyst deterioration based on ΣV and ΣΔA / F · Q corresponds to the catalyst deterioration detection means.

この場合、触媒27の劣化を検出するに際して、浄化ガス成分量を反映するデータΣVに加え、触媒27が所定温度(550℃)に達するまでの触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Qも考慮されるので、触媒流入ガス成分変動の影響を排除した高精度な触媒劣化検出を行うことができる。   In this case, when detecting the deterioration of the catalyst 27, in addition to the data ΣV reflecting the amount of the purified gas component, the data ΣΔA / F · Q of the catalyst inflow gas component fluctuation until the catalyst 27 reaches a predetermined temperature (550 ° C.) is also obtained. Therefore, highly accurate catalyst deterioration detection can be performed without the influence of fluctuations in the catalyst inflow gas component.

以上、本参考例によれば、図12に示すように、触媒暖機前の浄化率(浄化ガス成分量)に基づいて触媒劣化の検出を行う。つまり、触媒暖機前は、新品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きいため、容易且つ正確に触媒劣化を検出することができる。 As described above, according to the present reference example , as shown in FIG. 12, the deterioration of the catalyst is detected based on the purification rate (purified gas component amount) before the catalyst is warmed up. That is, before the catalyst warms up, there is a large difference in the purification rate between the new catalyst and the deteriorated catalyst, so that the catalyst deterioration can be detected easily and accurately.

尚、本参考例では、劣化判定値をΣΔA/F・Qに応じて変化させるようにしたが、ΣVをΣΔA/F・Qに応じて補正するようにしても良い。 In this reference example , the deterioration determination value is changed according to ΣΔA / F · Q. However, ΣV may be corrected according to ΣΔA / F · Q.

また、図9に示すΣVとΣΔA/F・Qとの関係から明らかなように、触媒劣化が進むほど、ΣVの傾き(ΣV÷ΣΔA/F・Q)が大きくなる傾向があるため、ΣVの傾き(ΣV÷ΣΔA/F・Q)の大小で触媒劣化の有無を判定するようにしても良い。   Further, as apparent from the relationship between ΣV and ΣΔA / F · Q shown in FIG. 9, the inclination of ΣV (ΣV ÷ ΣΔA / F · Q) tends to increase as the catalyst deterioration progresses. The presence or absence of catalyst deterioration may be determined based on the magnitude of the slope (ΣV ÷ ΣΔA / F · Q).

また、本参考例では、エンジン負荷(Ne,Q)から排気温度を推定し、その排気温度に基づいて触媒温度を推定するようにしたので、触媒温度を検出する温度センサが不要となり、部品コストを削減できる利点がある。しかしながら、本発明は、排気温度又は触媒温度を検出する温度センサを排気系に設置する構成としても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十分に達成できる。 In this reference example , since the exhaust temperature is estimated from the engine load (Ne, Q) and the catalyst temperature is estimated based on the exhaust temperature, a temperature sensor for detecting the catalyst temperature becomes unnecessary, and the component cost is reduced. There is an advantage that can be reduced. However, the present invention may be configured such that a temperature sensor for detecting the exhaust temperature or the catalyst temperature is installed in the exhaust system, and even in this case, the intended object of the present invention can be sufficiently achieved.

また、本参考例では、触媒温度が150℃〜550℃の浄化ガス成分量に基づいて触媒劣化を検出しているが、浄化ガス成分量の演算期間はこれに限らず、図12に示すように新品触媒と劣化触媒との浄化率の差が大きい期間であれば良い。 Further, in this reference example , the catalyst deterioration is detected based on the amount of the purified gas component having a catalyst temperature of 150 ° C. to 550 ° C., but the calculation period of the purified gas component amount is not limited to this, and as shown in FIG. In addition, the period may be a period in which the difference in purification rate between the new catalyst and the deteriorated catalyst is large.

尚、図2の触媒劣化検出ルーチンは、エンジン11を冷間始動したとき(つまり触媒27が冷えているとき)に実行され、暖機状態のエンジン11を再始動する場合には実行されない。つまり、暖機状態のエンジン11を再始動する場合には、始動直後から既に触媒温度TCATが活性化温度若しくはそれに近い温度になっているため、この状態では図12に示すように、劣化触媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少なく、劣化触媒と新品触媒との判別(つまり触媒劣化の検出)が困難となるためである。この際、冷間始動か否かは、水温センサ38により検出したエンジン冷却水温Thwと吸気温度センサ14により検出した吸気温度Tamによって判定される。   2 is executed when the engine 11 is cold-started (that is, when the catalyst 27 is cold), and is not executed when the engine 11 in the warm-up state is restarted. That is, when restarting the engine 11 in the warm-up state, the catalyst temperature TCAT is already at the activation temperature or a temperature close to the activation temperature immediately after the start, and in this state, as shown in FIG. This is because there is little difference in the exhaust gas purification capacity between the new catalyst and it becomes difficult to distinguish the deteriorated catalyst from the new catalyst (that is, detection of catalyst deterioration). At this time, whether or not the engine is cold-started is determined by the engine coolant temperature Thw detected by the water temperature sensor 38 and the intake air temperature Tam detected by the intake air temperature sensor 14.

同様の理由から、図2の触媒劣化検出ルーチンは、冷間始動の場合でも触媒温度TCATが高温(例えば550℃)になった以後は実行されない。上述したように、触媒温度TCATが高温になれば、劣化触媒と新品触媒との間で排出ガス浄化能力の差が少なく、劣化触媒と新品触媒との判別が困難となり、触媒劣化検出精度が低下するためである。   For the same reason, the catalyst deterioration detection routine of FIG. 2 is not executed after the catalyst temperature TCAT becomes high (for example, 550 ° C.) even in the case of cold start. As described above, if the catalyst temperature TCAT is high, there is little difference in the exhaust gas purification capacity between the deteriorated catalyst and the new catalyst, and it becomes difficult to distinguish between the deteriorated catalyst and the new catalyst, and the catalyst deterioration detection accuracy decreases. It is to do.

参考例(2)
上記参考例(1)では、触媒27の下流側に下流側酸素センサ29を設置したが、参考例(2)では、下流側酸素センサ29に代えて、下流側空燃比センサを設置し、触媒の上流側と下流側の双方に空燃比センサを設置している。
<< Reference example (2) >>
In the reference example (1) , the downstream oxygen sensor 29 is installed on the downstream side of the catalyst 27. However, in the reference example (2) , instead of the downstream oxygen sensor 29, a downstream air-fuel ratio sensor is installed, and the catalyst An air-fuel ratio sensor is installed on both the upstream side and the downstream side.

このシステムでは、所定のサンプリング周期(例えば64msec周期)で上流側空燃比センサで検出した上流側A/Fの目標A/Fからの偏差|目標A/F−上流側A/F|と排出ガス流量(=吸気流量Q)とを乗算してその乗算値を積算して、触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/Fin・Qを求める(この機能が特許請求の範囲の請求項11でいう第1の積算手段となる)。   In this system, the deviation of the upstream A / F from the target A / F detected by the upstream air-fuel ratio sensor at a predetermined sampling period (for example, 64 msec period) | target A / F-upstream A / F | and exhaust gas The flow rate (= intake flow rate Q) is multiplied and the multiplied value is integrated to obtain catalyst inflow gas component fluctuation data ΣΔA / Fin · Q (this function is defined in claim 11 of the claims). As a means of accumulating

ΣΔA/Fin・Q(n)=ΣΔA/Fin・Q(n−1)+Q×|目標A/F−上流側A/F|
更に、前記所定のサンプリング周期で下流側空燃比センサで検出した下流側A/Fの目標A/Fからの偏差|目標A/F−下流側A/F|と排出ガス流量(=吸気流量Q)とを乗算してその乗算値を積算して、触媒流出ガス成分変動のデータΣΔA/Fout・Qを求める(この機能が特許請求の範囲の請求項11でいう第2の積算手段となる)。
ΣΔA / Fin · Q (n) = ΣΔA / Fin · Q (n−1) + Q × | Target A / F−Upstream A / F |
Further, the deviation of the downstream A / F from the target A / F detected by the downstream air-fuel ratio sensor at the predetermined sampling period | target A / F−downstream A / F | and the exhaust gas flow rate (= intake flow rate Q ) And multiplying the multiplied value to obtain the data ΣΔA / Fout · Q of the catalyst outflow gas component variation (this function is the second integrating means in claim 11 of the claims) .

ΣΔA/Fout・Q(n)=ΣΔA/Fout・Q(n−1)+Q×|目標A/F−下流側A/F|
そして、触媒が所定温度に達するまでの触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/Fin・Qから触媒流出ガス成分変動のデータΣΔA/Fout・Qを差し引くことにより、図11に斜線で示される浄化ガス成分量を算出する。
ΣΔA / Fout · Q (n) = ΣΔA / Fout · Q (n−1) + Q × | Target A / F−Downstream A / F |
Then, by subtracting the data ΣΔA / Fout · Q of the catalyst outflow gas component variation from the data ΣΔA / Fin · Q of the catalyst inflow gas component variation until the catalyst reaches a predetermined temperature, the purified gas component indicated by hatching in FIG. Calculate the amount.

浄化ガス成分量=ΣΔA/Fin・Q−ΣΔA/Fout・Q
この後、浄化ガス成分量を所定の劣化判定値と比較し、浄化ガス成分量が劣化判定値以下であれば、触媒劣化と判定し、浄化ガス成分量が劣化判定値より大きければ、正常と判定する。これにより、触媒流入ガス成分変動と触媒流出ガス成分変動とを考慮した高精度な触媒劣化検出が可能となる。
Purified gas component amount = ΣΔA / Fin · Q−ΣΔA / Fout · Q
Thereafter, the amount of the purified gas component is compared with a predetermined deterioration determination value, and if the amount of the purified gas component is equal to or less than the deterioration determination value, it is determined that the catalyst is deteriorated. judge. Thereby, it is possible to detect the catalyst deterioration with high accuracy in consideration of the catalyst inflow gas component variation and the catalyst outflow gas component variation.

尚、この場合も、ΣΔA/Fin・Q又はΣΔA/Fout・Qが所定範囲内に入らないときには、触媒劣化検出のために演算されたデータを無効にするか、又は触媒劣化検出処理を禁止することが好ましい。   In this case as well, when ΣΔA / Fin · Q or ΣΔA / Fout · Q does not fall within the predetermined range, the data calculated for detecting the catalyst deterioration is invalidated or the catalyst deterioration detection process is prohibited. It is preferable.

参考例(3)
この参考例(3)では、図13に示す触媒温度推定ルーチンを実行する(この触媒温度推定ルーチンは特許請求の範囲でいう触媒温度推定手段としての役割を果たす)。この参考例(3)のシステム構成は、前述した参考例(1)と同じく、触媒27の上流側に上流側空燃比センサ28を設置し、触媒27の下流側に下流側酸素センサ29を設置した図1の構成となっている。また、前述した参考例(1)では、エンジン始動時の触媒温度を吸気温度と推定したが、この参考例(3)では、エンジン停止後の経過時間を計測するタイマ(停止時間測定手段)を備え、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒温度と吸気温度(又は冷却水温)とに基づいてエンジン始動時の触媒温度TCATintを設定することで、触媒温度の推定精度を向上させている。
<< Reference example (3) >>
In this reference example (3) , the catalyst temperature estimation routine shown in FIG. 13 is executed (this catalyst temperature estimation routine serves as catalyst temperature estimation means in the claims). The system configuration of the reference example (3) is similar to the reference example (1) described above, in which the upstream air-fuel ratio sensor 28 is installed upstream of the catalyst 27 and the downstream oxygen sensor 29 is installed downstream of the catalyst 27. The configuration shown in FIG. In the reference example (1) described above, the catalyst temperature at the time of starting the engine is estimated as the intake air temperature. In this reference example (3) , a timer (stop time measuring means) for measuring the elapsed time after the engine is stopped is provided. In addition, the catalyst temperature TCATint at the time of starting the engine is set based on the elapsed time after the engine stop, the catalyst temperature at the time of engine stop and the intake air temperature (or the cooling water temperature), thereby improving the estimation accuracy of the catalyst temperature. .

以下、触媒温度を推定する図13の触媒温度推定ルーチンの処理内容を説明する。エンジン停止後に経過時間をタイマで計測し、エンジン始動時に、ステップ301からステップ302に進み、タイマの計測時間Ttimer、つまりエンジン停止から始動までの経過時間Ttimerが所定時間ktimerを越えているか否かを判定する。ここで、所定時間ktimerは、エンジン停止後に触媒温度が外気温度(又は冷却水温)まで温度低下するのに要する時間に設定されている。従って、エンジン停止後の経過時間Ttimerが所定時間ktimerを越えていれば、ステップ303に進み、エンジン始動時の触媒温度TCATintを吸気温度Tam(又は外気温度)に設定する。或は、エンジン始動時の触媒温度TCATintを冷却水温THWに設定しても良い。エンジン11が完全に冷機状態(温度が下がりきった状態)になると、吸気温度Tam(又は外気温度)と冷却水温THWとがほぼ同じ温度になるためである。   Hereinafter, the processing content of the catalyst temperature estimation routine of FIG. 13 for estimating the catalyst temperature will be described. After the engine is stopped, the elapsed time is measured by a timer, and at the time of starting the engine, the process proceeds from step 301 to step 302. Whether the measured time Ttimer of the timer, that is, the elapsed time Ttimer from the engine stop to starting, exceeds a predetermined time ktimer. judge. Here, the predetermined time ktimer is set to a time required for the catalyst temperature to drop to the outside air temperature (or the cooling water temperature) after the engine is stopped. Therefore, if the elapsed time Ttimer after the engine stops exceeds the predetermined time ktimer, the process proceeds to step 303, and the catalyst temperature TCATint at the time of engine start is set to the intake air temperature Tam (or the outside air temperature). Alternatively, the catalyst temperature TCATint at the start of the engine may be set to the cooling water temperature THW. This is because the intake air temperature Tam (or the outside air temperature) and the cooling water temperature THW become substantially the same temperature when the engine 11 is completely cold (the temperature is completely lowered).

一方、上記ステップ302で、エンジン停止後の経過時間Ttimerが所定時間ktimerを経過していないと判定された場合には、ステップ304に進み、エンジン停止時の触媒温度TCATendとエンジン停止後の経過時間Ttimerとをパラメータとする下記の表1の二次元マップから、その時のTCATendとTtimerに応じてエンジン始動時の触媒温度TCATintを検索する。   On the other hand, if it is determined in step 302 that the elapsed time Ttimer after the engine has stopped does not exceed the predetermined time ktimer, the routine proceeds to step 304 where the catalyst temperature TCATend when the engine is stopped and the elapsed time after the engine is stopped. The catalyst temperature TCATint at the time of starting the engine is retrieved from the two-dimensional map of Table 1 below using Ttimer as a parameter according to TCATend and Ttimer at that time.

Figure 0004069924
ここで、図14は外気温度が25℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定したグラフであり、触媒温度の挙動については、エンジン停止時の触媒温度が600℃と380℃の2つの例が測定されている。この測定結果から明らかなように、エンジン停止後の触媒温度の変化は、エンジン停止時の触媒温度とエンジン停止後の経過時間とに依存し、エンジン停止時の触媒温度が異なっても、ある程度の時間が経過すると、ほぼ一定の触媒温度に収束する。このような特性を考慮し、予め、エンジン停止時の触媒温度TCATendとエンジン停止後の経過時間Ttimerと触媒温度TCATintとの関係を試験結果又はシミュレーションによりマップ化し、これをROM33に記憶して、上述したステップ304で利用する。
Figure 0004069924
Here, FIG. 14 is a graph obtained by measuring the behavior of the catalyst temperature and the cooling water temperature after the engine stop when the outside air temperature is 25 ° C. The catalyst temperature behavior is 600 ° C. and 380 ° C. when the engine is stopped. Two examples of degrees Celsius have been measured. As is apparent from this measurement result, the change in the catalyst temperature after the engine stops depends on the catalyst temperature when the engine is stopped and the elapsed time after the engine is stopped. As time passes, it converges to a nearly constant catalyst temperature. In consideration of such characteristics, the relationship between the catalyst temperature TCATend when the engine is stopped, the elapsed time Ttimer after the engine is stopped, and the catalyst temperature TCATint is mapped by a test result or simulation, and this is stored in the ROM 33 and stored in the above-described manner. Used in step 304.

尚、エンジン停止後の触媒温度の変化は、TCATend、Ttimerの他に外気温度にも依存する。ちなみに、図15は外気温度が15℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動を測定したグラフであるが、図14に示す外気温度が25℃の場合の測定結果と触媒温度の変化具合が異なる。これは、エンジン停止時の触媒温度が同じであっても、外気温度が低くなるほど、触媒27の放熱が促進され、エンジン停止後の触媒温度が速く低下するためである。従って、上記マップから検索した触媒温度TCATintを外気温度によって補正するようにしても良い。この補正は、例えば外気温度(又は吸気温度)による補正係数kamを用いて次式によって行えば良い。   Note that the change in the catalyst temperature after the engine is stopped depends on the outside air temperature in addition to TCATend and Ttimer. Incidentally, FIG. 15 is a graph in which the behavior of the catalyst temperature and the cooling water temperature after the engine stop when the outside air temperature is 15 ° C. is measured. The measurement result and the catalyst temperature when the outside air temperature is 25 ° C. shown in FIG. The degree of change is different. This is because, even if the catalyst temperature when the engine is stopped is the same, the lower the outside air temperature, the more the heat release from the catalyst 27 is promoted, and the catalyst temperature after the engine is stopped decreases more quickly. Therefore, the catalyst temperature TCATint retrieved from the map may be corrected by the outside air temperature. This correction may be performed by the following equation using a correction coefficient kam based on the outside air temperature (or intake air temperature), for example.

TCATint=TCATint×kam
ここで、外気温度(又は吸気温度)による補正係数kamは、例えば下記の表2のテーブルから検索する。
TCATint = TCATint × kam
Here, the correction coefficient kam based on the outside air temperature (or intake air temperature) is retrieved from the table shown in Table 2 below, for example.

Figure 0004069924
以上のようにして、図13のステップ303又は304で、エンジン始動時の触媒温度TCATintを設定した後、ステップ305〜307の処理により、燃料カット中か否かを考慮して排気温度TEXを推定する。この排気温度TEXの推定方法は、前述した参考例(1)で説明した図3のステップ103〜105の処理と同じである。
Figure 0004069924
As described above, after setting the catalyst temperature TCATint at the time of engine start in step 303 or 304 in FIG. 13, the exhaust temperature TEX is estimated by the processing in steps 305 to 307 in consideration of whether or not the fuel is being cut. To do. The method for estimating the exhaust gas temperature TEX is the same as the processing in steps 103 to 105 in FIG. 3 described in the reference example (1) described above.

ステップ306又は307で排気温度TEXを推定した後、ステップ308に進み、前回の処理で推定した触媒温度TCAT(n−1)を排気温度TEXと比較して、触媒温度が下降傾向か、上昇傾向かを判別する。そして、触媒温度TCATが下降傾向の場合(TCAT(n−1)>排気温度TEX)には、ステップ309に進み、今回の触媒温度TCAT(n)を、エンジン始動時の触媒温度TCATintを考慮して次式により算出する。   After the exhaust temperature TEX is estimated in step 306 or 307, the process proceeds to step 308, where the catalyst temperature TCAT (n-1) estimated in the previous process is compared with the exhaust temperature TEX, and the catalyst temperature tends to decrease or increase. Is determined. If the catalyst temperature TCAT tends to decrease (TCAT (n−1)> exhaust temperature TEX), the process proceeds to step 309, and the current catalyst temperature TCAT (n) is taken into account the catalyst temperature TCATint at the time of engine start. The following formula is used.

TCAT(n)=TCAT(n−1)−K1×|TCAT(n−1)−TEX|+TCATint
ここで、K1は、ROM33に記憶されている図6のデータテーブルを用いて吸気流量Qに応じて設定される係数である。尚、エンジン回転数Neの変動値が大きいとき(非定常時)と小さいとき(定常時)とでK1を異なる値に設定するようにしても良い。
TCAT (n) = TCAT (n−1) −K1 × | TCAT (n−1) −TEX | + TCATint
Here, K1 is a coefficient set according to the intake air flow rate Q using the data table of FIG. It should be noted that K1 may be set to a different value when the fluctuation value of the engine speed Ne is large (non-steady state) and small (steady state).

一方、触媒温度TCATが上昇傾向の場合(TCAT(n−1)≦排気温度TEX)には、ステップ108に進み、今回の触媒温度TCAT(n)を、エンジン始動時の触媒温度TCATintを考慮して次式により算出する。   On the other hand, if the catalyst temperature TCAT tends to increase (TCAT (n−1) ≦ exhaust temperature TEX), the process proceeds to step 108, and the current catalyst temperature TCAT (n) is taken into consideration of the catalyst temperature TCATint at the start of the engine. The following formula is used.

TCAT(n)=TCAT(n−1)+K2×|TCAT(n−1)−TEX|+TCATint
ここで、K2は、ROM33に記憶されている図6のデータテーブルを用いて吸気流量Qに応じて設定される係数である。尚、燃料カット中は、K1とK2を一定値に固定するようにしても良い。
TCAT (n) = TCAT (n−1) + K2 × | TCAT (n−1) −TEX | + TCATint
Here, K2 is a coefficient set according to the intake air flow rate Q using the data table of FIG. During fuel cut, K1 and K2 may be fixed to a constant value.

以上のようにしてステップ309又は310で触媒温度TCATを推定した後、図2のステップ110に戻り、触媒劣化検出処理を実行する。   After estimating the catalyst temperature TCAT in step 309 or 310 as described above, the process returns to step 110 in FIG. 2 to execute the catalyst deterioration detection process.

この参考例(3)では、ステップ302〜303の処理により、エンジン停止後の経過時間とエンジン停止時の触媒温度と吸気温度(又は冷却水温)とに基づいてエンジン始動時の触媒温度TCATintを推定し、このTCATintを基準にしてエンジン始動後の触媒温度TCATを推定するようにしたので、触媒温度の推定精度を向上でき、ひいては触媒劣化検出精度を向上できる。 In this reference example (3) , the catalyst temperature TCATint at the time of starting the engine is estimated based on the elapsed time after the engine stop, the catalyst temperature at the time of the engine stop and the intake air temperature (or the cooling water temperature) by the processing of steps 302 to 303. In addition, since the catalyst temperature TCAT after engine start is estimated based on this TCATint, the estimation accuracy of the catalyst temperature can be improved, and the catalyst deterioration detection accuracy can be improved.

実施形態(1)
この実施形態(1)では、図16及び図17に示す触媒劣化検出ルーチンを実行する。この実施形態(1)のシステム構成は、前述した参考例(1)と同じく、触媒27の上流側に上流側空燃比センサ28を設置し、触媒27の下流側に下流側酸素センサ29を設置した図1の構成となっている。
<< Embodiment (1) >>
In this embodiment (1) , the catalyst deterioration detection routine shown in FIGS. 16 and 17 is executed. In the system configuration of this embodiment (1) , the upstream air-fuel ratio sensor 28 is installed on the upstream side of the catalyst 27 and the downstream oxygen sensor 29 is installed on the downstream side of the catalyst 27, as in the reference example (1) described above. The configuration shown in FIG.

図16及び図17に示す触媒劣化検出ルーチンは、所定時間毎(例えば64msec毎)に割込み処理にて実行される。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ401で、触媒劣化判定演算開始条件が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒劣化判定演算開始条件が成立しているか否かは、図18又は図19に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによって判定される。   The catalyst deterioration detection routine shown in FIGS. 16 and 17 is executed by interruption processing at predetermined time intervals (for example, every 64 msec). When the processing of this routine is started, first, in step 401, it is determined whether or not a catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied. Here, whether or not the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied is determined by a catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine shown in FIG.

図18に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが無いシステムに適用される。このシステムでは、エンジン始動時の触媒温度を推定することができない。そこで、本ルーチンでは、まずステップ501で、エンジン始動時に触媒温度が十分に下がりきっているか否かを判定するために、エンジン始動時の冷却水温THWと吸気温度Tamとの差(THW−Tam)が所定値ktempより小さいか否かを判定する。エンジン始動時に触媒温度が十分に下がりきっていれば、冷却水温THWも十分に下がりきっているため、エンジン始動時の冷却水温THWと吸気温度Tamとがほぼ同じ温度となり、THW−Tam<ktempとなる。尚、吸気温度Tamの代わりに外気温度を用いても良い。   The catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine shown in FIG. 18 is applied to a system that does not have a catalyst temperature sensor or a timer that measures an elapsed time after the engine is stopped. In this system, the catalyst temperature at the time of engine start cannot be estimated. Therefore, in this routine, first, in step 501, in order to determine whether or not the catalyst temperature has been sufficiently lowered when the engine is started, the difference between the coolant temperature THW and the intake air temperature Tam when starting the engine (THW−Tam). Is smaller than a predetermined value ktemp. If the catalyst temperature has dropped sufficiently when the engine is started, the cooling water temperature THW has also dropped sufficiently. Therefore, the cooling water temperature THW and the intake air temperature Tam at the time of starting the engine are substantially the same, and THW−Tam <ktemp. Become. Note that the outside air temperature may be used instead of the intake air temperature Tam.

THW−Tam<ktempの場合には、ステップ502に進み、エンジン始動時の冷却水温THWが所定温度khotより低いか否かでエンジン11が冷機状態であるか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ503に進み、前述した図3の触媒温度推定ルーチンによって推定した触媒温度TCATが所定温度(触媒27の一部が活性化し始める温度、例えば150℃)より高いか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ504に進み、上流側空燃比センサ28が完全に活性化した後(空燃比フィードバックを開始した後)、空燃比フィードバックが安定するのに必要な所定時間kactiveが経過したか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ505に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立していると判定する。   If THW-Tam <ktemp, the routine proceeds to step 502, where it is determined whether or not the engine 11 is in a cold state based on whether or not the coolant temperature THW at the time of starting the engine is lower than a predetermined temperature khot. If there is, the process proceeds to step 503 to determine whether or not the catalyst temperature TCAT estimated by the above-described catalyst temperature estimation routine of FIG. 3 is higher than a predetermined temperature (a temperature at which a part of the catalyst 27 starts to be activated, for example, 150 ° C.). If “Yes”, the process proceeds to step 504, and after the upstream air-fuel ratio sensor 28 is completely activated (after the air-fuel ratio feedback is started), the predetermined time kactive required for the air-fuel ratio feedback to stabilize is It is determined whether or not it has elapsed. If “Yes”, the process proceeds to step 505, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied.

これに対し、ステップ501〜504の判定がいずれか1つでも「No」であれば、ステップ506に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定し、触媒劣化判定演算を禁止する。   On the other hand, if any one of the determinations in steps 501 to 504 is “No”, the process proceeds to step 506, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation start condition is not satisfied, and the catalyst deterioration determination calculation is prohibited.

ここで、触媒劣化判定演算開始条件として、ステップ504で、上流側空燃比センサ28が完全に活性化した後(空燃比フィードバックを開始した後)、所定時間kactiveが経過したか否かを判定する理由は、次の通りである。エンジン始動直後は、空燃比フィードバックが開始されるまでの間、始動時の燃料増量により空燃比がリッチとなる。この間は、まだ触媒温度が低く、触媒27内にリッチ成分が吸着されていく。これにより、触媒27内に多くのリッチ成分が吸着された状態で、空燃比フィードバックが開始されるため、空燃比フィードバック開始直後は、空燃比フィードバックが不安定である。従って、空燃比フィードバックが安定してから、触媒劣化判定演算を開始するために、ステップ504で、所定時間kactiveが経過したか否かを判定するものである。   Here, as a catalyst deterioration determination calculation start condition, it is determined in step 504 whether or not a predetermined time kactive has elapsed after the upstream air-fuel ratio sensor 28 is completely activated (after the air-fuel ratio feedback is started). The reason is as follows. Immediately after the engine is started, until the air-fuel ratio feedback is started, the air-fuel ratio becomes rich due to the fuel increase at the time of starting. During this time, the catalyst temperature is still low, and rich components are adsorbed in the catalyst 27. As a result, the air-fuel ratio feedback is started in a state where many rich components are adsorbed in the catalyst 27. Therefore, the air-fuel ratio feedback is unstable immediately after the start of the air-fuel ratio feedback. Accordingly, in order to start the catalyst deterioration determination calculation after the air-fuel ratio feedback is stabilized, it is determined in step 504 whether or not the predetermined time kactive has elapsed.

この場合、空燃比フィードバックが開始されてから所定時間kactiveが経過したか否かで空燃比フィードバックが安定しているか否かを判断するが、これに代えて、空燃比フィードバック開始後、上流側空燃比センサ28の出力が目標空燃比を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが安定したか否かを判断し、空燃比フィードバックが開始されてから上流側空燃比センサ28の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣化判定演算を禁止するようにしても良い。このようにしても、空燃比フィードバックが安定してから、触媒劣化判定演算を開始することができる。   In this case, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback is stable depending on whether or not a predetermined time kactive has elapsed since the start of the air-fuel ratio feedback. It is determined whether or not the air-fuel ratio feedback is stable based on whether or not the output of the fuel ratio sensor 28 has crossed the target air-fuel ratio. The catalyst deterioration determination calculation may be prohibited until the fuel ratio is crossed. Even in this case, the catalyst deterioration determination calculation can be started after the air-fuel ratio feedback is stabilized.

一方、図19に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンは、触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが装備されているシステムに適用される。このシステムでは、触媒温度センサの出力値又は前述した図13の触媒温度推定ルーチンによってエンジン始動時の触媒温度を推定することが可能である。そこで、本ルーチンでは、まずステップ511で、エンジン始動時の触媒温度TCATが所定温度khotcより低いか否かで冷機状態であるか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ512に進み、触媒温度TCATが所定温度(触媒27の一部が活性化し始める温度、例えば150℃)より高いか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ513に進み、上流側空燃比センサ28が完全に活性化した後(空燃比フィードバックを開始した後)、空燃比フィードバックが安定するのに必要な所定時間kactiveが経過したか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ514に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立していると判定する。   On the other hand, the catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine shown in FIG. 19 is applied to a system equipped with a catalyst temperature sensor or a timer that measures an elapsed time after the engine is stopped. In this system, it is possible to estimate the catalyst temperature at the time of engine start by the output value of the catalyst temperature sensor or the above-described catalyst temperature estimation routine of FIG. Therefore, in this routine, first, in step 511, it is determined whether or not the engine is in a cold state based on whether or not the catalyst temperature TCAT at the time of engine start is lower than a predetermined temperature khotc. If “Yes”, the process proceeds to step 512. Then, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is higher than a predetermined temperature (a temperature at which a part of the catalyst 27 starts to be activated, for example, 150 ° C.), and if “Yes”, the process proceeds to step 513 and the upstream air-fuel ratio sensor 28 is reached. Is fully activated (after starting air-fuel ratio feedback), it is determined whether or not a predetermined time kactive necessary for air-fuel ratio feedback to stabilize has elapsed. It is determined that the catalyst deterioration determination calculation start condition is established.

これに対し、ステップ511〜513の判定がいずれか1つでも「No」であれば、ステップ515に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定し、触媒劣化判定演算を禁止する。   On the other hand, if any one of the determinations in steps 511 to 513 is “No”, the process proceeds to step 515, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation start condition is not satisfied, and the catalyst deterioration determination calculation is prohibited.

以上のようにして、図18又は図19の触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンによって触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定されれば、図16の触媒劣化検出ルーチンは実行されず、触媒劣化検出は行われない。そして、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時に、図16のステップ402に進み、タイムカウンタ1をインクリメントし、タイムカウンタ1が所定時間kdly(例えば10sec)となるまで、ステップ403〜409の処理を繰り返す。ここで、所定時間kdlyは、触媒流入ガスを上流側空燃比センサ28で検出し、そのガスが触媒27内の反応を経て下流側酸素センサ29で検出されるまでの遅れ時間による影響を吸収できる時間に設定されている。   As described above, if it is determined by the catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine of FIG. 18 or FIG. 19 that the catalyst deterioration determination calculation start condition is not satisfied, the catalyst deterioration detection routine of FIG. Is not done. Then, when the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied, the process proceeds to step 402 in FIG. 16 to increment the time counter 1 and perform the processing of steps 403 to 409 until the time counter 1 reaches a predetermined time kdly (for example, 10 sec). repeat. Here, the predetermined time kdly can absorb the influence due to the delay time until the catalyst inflow gas is detected by the upstream air-fuel ratio sensor 28 and the gas is detected by the downstream oxygen sensor 29 through the reaction in the catalyst 27. Set to time.

ステップ403では、図21に示す下流側酸素センサ29の静特性を考慮して触媒飽和判定を行う(この処理が特許請求の範囲でいう飽和判定手段としての役割を果たす)。下流側酸素センサ29の出力電圧VOX2は、ストイキ付近では空気過剰率λ(空燃比)に対してリニアに変化するが、ストイキから外れた領域では、空気過剰率λが変化しても、下流側酸素センサ29の出力電圧VOX2はあまり変化せず、触媒流出ガス成分量を正確に検出できないため、ストイキから外れた領域、すなわち、VOX2>krich又はVOX2<kleanの領域では触媒飽和とみなす。触媒飽和の状態では、触媒27内で浄化される割合が低くなり、触媒流出ガス成分量は触媒流入ガス成分量と相関関係がある。   In step 403, the saturation determination of the catalyst is performed in consideration of the static characteristics of the downstream oxygen sensor 29 shown in FIG. 21 (this process serves as saturation determination means in the claims). The output voltage VOX2 of the downstream oxygen sensor 29 changes linearly with respect to the excess air ratio λ (air-fuel ratio) in the vicinity of the stoichiometry, but in the region outside the stoichiometry, even if the excess air ratio λ changes, the downstream side Since the output voltage VOX2 of the oxygen sensor 29 does not change so much and the amount of the catalyst outflow gas component cannot be accurately detected, it is considered that the catalyst is saturated in a region outside the stoichiometric range, that is, a region where VOX2> krich or VOX2 <klean. In the catalyst saturation state, the rate of purification in the catalyst 27 is low, and the catalyst outflow gas component amount is correlated with the catalyst inflow gas component amount.

そこで、触媒飽和の場合には、ステップ404に進み、下流側酸素センサ29の出力変化量から検出できない触媒流出ガス成分量(以下「触媒飽和補正量」という)VSATUを上流側空燃比センサ28の出力値を利用して次式により算出する。   Therefore, if the catalyst is saturated, the routine proceeds to step 404 where the catalyst outflow gas component amount (hereinafter referred to as “catalyst saturation correction amount”) VSATU that cannot be detected from the output change amount of the downstream oxygen sensor 29 is converted to the upstream air-fuel ratio sensor 28. The output value is used to calculate by the following formula.

VSATU=|ΔA/F|×Q×k
ここで、|ΔA/F|は、上流側空燃比センサ28の出力値(実空燃比)と目標空燃比との偏差の絶対値、Qはシリンダ流入空気量、kは上流側空燃比センサ28の出力値と下流側酸素センサ29の出力値との変換係数である。
VSATU = | ΔA / F | × Q × k
Here, | ΔA / F | is the absolute value of the deviation between the output value (actual air-fuel ratio) of the upstream air-fuel ratio sensor 28 and the target air-fuel ratio, Q is the cylinder inflow air amount, and k is the upstream air-fuel ratio sensor 28. Is a conversion coefficient between the output value and the output value of the downstream oxygen sensor 29.

一方、上記ステップ403で、触媒飽和でない場合、つまりklean≦VOX2≦krich(ストイキ領域)の場合には、ステップ405に進み、触媒飽和補正量VSATUを0とする。これは、下流側酸素センサ29の出力電圧VOX2の変化量から触媒流出ガス成分量を算出できるためである。   On the other hand, if it is determined in step 403 that the catalyst is not saturated, that is, if klean ≦ VOX2 ≦ krich (stoichiometric region), the process proceeds to step 405 and the catalyst saturation correction amount VSATU is set to zero. This is because the catalyst outflow gas component amount can be calculated from the amount of change in the output voltage VOX2 of the downstream oxygen sensor 29.

このようにして設定される触媒飽和補正量VSATUの一例が図22に示されている。この図22からも明らかなように、klean≦VOX2≦krichの場合には、触媒飽和補正量VSATUが0に維持される。一方、VOX2<klean又はVOX2>krichの場合には、触媒飽和補正量VSATUを|ΔA/F|×Q×kの計算から求める。従って、触媒飽和補正量VSATU
は|ΔA/F|×Qに比例し、|ΔA/F|やシリンダ流入空気量Qが大きくなるほど、触媒飽和補正量VSATUが大きくなる。
An example of the catalyst saturation correction amount VSATU set in this way is shown in FIG. As is apparent from FIG. 22, when klean ≦ VOX2 ≦ krich, the catalyst saturation correction amount VSATU is maintained at zero. On the other hand, in the case of VOX2 <kleen or VOX2> krich, the catalyst saturation correction amount VSATU is obtained from the calculation of | ΔA / F | × Q × k. Therefore, the catalyst saturation correction amount VSATU
Is proportional to | ΔA / F | × Q, and as | ΔA / F | and the cylinder inflow air amount Q increase, the catalyst saturation correction amount VSATU increases.

以上のようにして、図16のステップ404又は405で触媒飽和補正量VSATUを設定した後、ステップ406に進み、次式により触媒流入ガス成分量GASinを演算する(この処理が特許請求の範囲でいう第1の演算手段としての役割を果たす)。   As described above, after setting the catalyst saturation correction amount VSATU in step 404 or 405 of FIG. 16, the process proceeds to step 406, where the catalyst inflow gas component amount GASin is calculated by the following equation (this processing is defined in the claims). It plays a role as a first computing means).

GASin(n)=GASin(n−1)+|ΔA/F|×Q
ここで、GASin(n)は今回の触媒流入ガス成分量、GASin(n−1)は前回計算された触媒流入ガス成分量である。
GASin (n) = GASin (n−1) + | ΔA / F | × Q
Here, GASin (n) is the current catalyst inflow gas component amount, and GASin (n−1) is the previously calculated catalyst inflow gas component amount.

この後、ステップ407で、触媒飽和補正量VSATUを用いて触媒流出ガス成分量GASoutを次式により演算する。   Thereafter, in step 407, the catalyst outflow gas component amount GASout is calculated by the following equation using the catalyst saturation correction amount VSATU.

GASout(n)=GASout(n−1)+|dV|×Q+VSATU
ここで、GASout(n)は今回の触媒流出ガス成分量、GASout(n−1)は前回計算された触媒流出ガス成分量、|dV|は下流側酸素センサ29の出力電圧変化量の絶対値{|dV|=VOX2(n)−VOX2(n−1)}である。
GASout (n) = GASout (n−1) + | dV | × Q + VSATU
Here, GASout (n) is the current catalyst outflow gas component amount, GASout (n−1) is the previously calculated catalyst outflow gas component amount, and | dV | is the absolute value of the output voltage change amount of the downstream oxygen sensor 29. {| DV | = VOX2 (n) -VOX2 (n-1)}.

このステップ407の処理は、特許請求の範囲でいう第2の演算手段としての役割を果たし、更に、ステップ404,407の処理は、特許請求の範囲でいう飽和補正手段としての役割を果たす。   The processing in step 407 serves as the second calculation means in the claims, and the processing in steps 404 and 407 also serves as the saturation correction means in the claims.

そして、次のステップ408で、第1のキャンセル判定基準として、所定時間kdly(10sec)内の上流側空燃比センサ28の出力変化量A/Flocsを次式により演算する。   In the next step 408, the output change amount A / Flocs of the upstream air-fuel ratio sensor 28 within a predetermined time kdly (10 sec) is calculated by the following equation as a first cancellation determination criterion.

A/Flocs(n)=A/Flocs(n−1)+|dA/F|
ここで、|dA/F|は今回の上流側空燃比センサ28の出力値と前回の上流側空燃比センサ28の出力値との差の絶対値である。
A / Flocs (n) = A / Flocs (n−1) + | dA / F |
Here, | dA / F | is the absolute value of the difference between the current output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 and the previous output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28.

この後、ステップ409で、第2のキャンセル判定基準として、INamountを次式により演算する。   Thereafter, in step 409, INamount is calculated by the following equation as the second cancellation criterion.

INamount(n)=INamount(n−1)+|ΔA/F|×Q
ここで、INamount(n)は、前記ステップ406で算出する触媒流入ガス成分量GASinと同じである。
INamount (n) = INamount (n−1) + | ΔA / F | × Q
Here, INamount (n) is the same as the catalyst inflow gas component amount GASin calculated in step 406.

以上説明したステップ402〜409の処理を所定時間kdly(10sec)繰り返し、所定時間kdly経過後に、図17のステップ410からステップ411に進み、ステップ408で算出した所定時間kdly内の上流側空燃比センサ28の出力変化量A/Flocsが所定範囲内(klmin<A/Flocs<klmax)であるか否かを判定し、所定範囲内でなければ、後述する触媒劣化指標値に反映せず、ステップ417に飛び越す。   The processing in steps 402 to 409 described above is repeated for a predetermined time kdly (10 sec), and after the predetermined time kdly has elapsed, the process proceeds from step 410 in FIG. 17 to step 411 and the upstream air-fuel ratio sensor within the predetermined time kdly calculated in step 408. It is determined whether the output change amount A / Flocs 28 is within a predetermined range (klmin <A / Flocs <klmax). If it is not within the predetermined range, it is not reflected in a catalyst deterioration index value to be described later, and step 417. Jump over to.

所定時間kdly内の上流側空燃比センサ28の出力変化量A/Flocsが所定範囲以下(A/Flocs≦klmin)の場合には、上流側空燃比センサ28の出力値はストイキである。上流側空燃比センサ28は、ストイキ近傍の分解能が低く、触媒流入ガス成分量の演算精度が悪くなる。従って、A/Flocs≦klminの場合には、触媒劣化指標値に反映しない。   When the output change amount A / Flocs of the upstream air-fuel ratio sensor 28 within the predetermined time kdly is equal to or less than the predetermined range (A / Flocs ≦ klmin), the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is stoichiometric. The upstream air-fuel ratio sensor 28 has a low resolution in the vicinity of the stoichiometry, and the calculation accuracy of the catalyst inflow gas component amount is deteriorated. Therefore, when A / Flocs ≦ klmin, it is not reflected in the catalyst deterioration index value.

また、A/Flocsが所定範囲以上(A/Flocs≧klmax)の場合には、上流側空燃比センサ28の出力値がストイキから極端に外れるような領域で制御されることを意味する。上流側空燃比センサ28の出力値がストイキから極端に外れると、空気過剰率λ(空燃比)に対して上流側空燃比センサ28の出力はリニアな関係を維持できなくなる。従って、A/Flocs≧klmaxの場合にも、触媒流入ガス成分量の演算精度が悪くなるため、触媒劣化指標値に反映しない。   Further, when A / Flocs is equal to or greater than a predetermined range (A / Flocs ≧ klmax), it means that the control is performed in a region where the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is extremely deviated from the stoichiometry. If the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 deviates extremely from the stoichiometry, the output of the upstream air-fuel ratio sensor 28 cannot maintain a linear relationship with respect to the excess air ratio λ (air-fuel ratio). Accordingly, even when A / Flocs ≧ klmax, the calculation accuracy of the catalyst inflow gas component amount is deteriorated, and thus is not reflected in the catalyst deterioration index value.

一方、A/Flocsが所定範囲内(klmin<A/Flocs<klmax)である場合には、上流側空燃比センサ28の分解能が良く、且つ上流側空燃比センサ28の出力のリニア特性が良い領域であるので、触媒流入ガス成分量の演算精度を十分に確保できる。従って、A/Flocsが所定範囲内の場合には、ステップ412に進み、前述したステップ409で算出したINamountが所定範囲内(kamin<INamount<kamax)であるか否かを判定し、所定範囲内でなければ、触媒劣化指標値に反映せず、ステップ417に飛び越す。ここで、INamountは、所定時間kdly内に触媒反応に寄与する触媒流入ガス成分量に相当し、INamountが所定範囲以下(INamount≦kamin)の場合には、上述したA/Flocs≦klminの場合と同じ理由で、触媒劣化指標値に反映しない。   On the other hand, when A / Flocs is within a predetermined range (klmin <A / Flocs <klmax), the resolution of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is good and the linear characteristic of the output of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is good. Therefore, the calculation accuracy of the catalyst inflow gas component amount can be sufficiently secured. Therefore, if A / Flocs is within the predetermined range, the process proceeds to step 412 to determine whether or not INamount calculated at step 409 is within the predetermined range (kamin <INamount <kamax). Otherwise, it is not reflected in the catalyst deterioration index value and jumps to step 417. Here, INamount corresponds to the amount of the catalyst inflow gas component that contributes to the catalytic reaction within the predetermined time kdly. When INamount is not more than the predetermined range (INamount ≦ kamin), the above-mentioned case of A / Flocs ≦ klmin For the same reason, it is not reflected in the catalyst deterioration index value.

また、INamountが所定範囲以上(INamount≧kamax)の場合には、触媒27に流入するガスの流速が速くなり過ぎるため、触媒27に吸着若しくは触媒反応に寄与する割合が低くなる。このため、上流側空燃比センサ28の出力値(実空燃比)と目標空燃比との偏差ΔA/Fが同じ値でも、シリンダ流入空気量Qが小さい時と、大きい時とでは触媒下流の空燃比が異なってしまう。本来、同じ劣化度合の触媒であれば、触媒劣化指標値の演算結果が同じ値にならなければならないが、INamount≧kamaxの場合には、上述した理由により触媒劣化指標値がずれてしまう。従って、INamount≧kamaxの場合には、触媒劣化指標値に反映しない。   Further, when INamount is equal to or greater than a predetermined range (INamount ≧ kamax), the flow rate of the gas flowing into the catalyst 27 becomes too fast, so that the rate of adsorption to the catalyst 27 or contribution to the catalytic reaction becomes low. For this reason, even if the deviation ΔA / F between the output value (actual air-fuel ratio) of the upstream side air-fuel ratio sensor 28 and the target air-fuel ratio is the same, the air downstream of the catalyst is low when the cylinder inflow air amount Q is small and large. The fuel ratio will be different. Originally, if the catalyst has the same degree of deterioration, the calculation result of the catalyst deterioration index value must be the same value. However, if INamount ≧ kamax, the catalyst deterioration index value is deviated for the reason described above. Therefore, when INamount ≧ kamax, it is not reflected in the catalyst deterioration index value.

一方、INamountが所定範囲内(kamin<INamount<kamax)である場合には、ステップ413に進み、燃料カット(F/C)中でないか、又は燃料カット(F/C)復帰後、所定時間kfcretが経過しているか否かを判定する。燃料カット中は、燃料が供給されないため、排出ガス中の空燃比がリーンとなり、上流側空燃比センサ28にて空燃比を正しく測定できる範囲を越えてしまう。また、燃料カット復帰後、空燃比フィードバック制御が安定するのに必要な所定時間kfcretが経過するまで、すなわち上流側空燃比センサ28の出力値が目標空燃比をよぎるまでは、精度良く空燃比を検出できない。従って、燃料カット中の場合、又は燃料カット復帰後、所定時間kfcret経過していない場合には、触媒劣化指標値に反映しない。   On the other hand, if INamount is within the predetermined range (kamin <INamount <kamax), the process proceeds to step 413, whether the fuel cut (F / C) is not being performed, or after the fuel cut (F / C) is restored, a predetermined time kfcret. It is determined whether or not elapses. Since the fuel is not supplied during the fuel cut, the air-fuel ratio in the exhaust gas becomes lean and exceeds the range in which the air-fuel ratio can be measured correctly by the upstream air-fuel ratio sensor 28. Further, after the fuel cut is restored, the air-fuel ratio is accurately determined until a predetermined time kfcret necessary for air-fuel ratio feedback control to stabilize, that is, until the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 crosses the target air-fuel ratio. It cannot be detected. Therefore, when the fuel cut is in progress, or when the predetermined time kfcret has not elapsed after the fuel cut is restored, it is not reflected in the catalyst deterioration index value.

この場合、燃料カット復帰後、所定時間kfcretが経過したか否かで空燃比フィードバックが安定しているか否かを判断するが、これに代えて、燃料カット復帰後、上流側空燃比センサ28の出力が目標空燃比を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが安定したか否かを判断し、燃料カット復帰後に上流側空燃比センサ28の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣化判定演算を禁止するようにしても良い。このようにしても、燃料カット復帰後に空燃比フィードバックが安定してから、触媒劣化判定演算を開始することができる。   In this case, whether or not the air-fuel ratio feedback is stable is determined by whether or not the predetermined time kfcret has elapsed after the fuel cut is restored. Instead, after the fuel cut is restored, the upstream air-fuel ratio sensor 28 It is determined whether the air-fuel ratio feedback is stable depending on whether the output crosses the target air-fuel ratio, and catalyst deterioration determination is performed until the output of the upstream air-fuel ratio sensor 28 first crosses the target air-fuel ratio after returning from the fuel cut. You may make it prohibit a calculation. Even in this case, the catalyst deterioration determination calculation can be started after the air-fuel ratio feedback is stabilized after the fuel cut is restored.

以上説明したステップ411〜413の処理により、(1)klmin<A/Flocs<klmax、(2)kamin<INamount<kamax、(3)燃料カット中でないか、又は燃料カット復帰後の所定時間kfcret経過後、という全ての条件を満たした時、すなわち、正しく空燃比を検出できる時にのみ、所定時間kdly内の触媒流入・流出ガス成分量(積算値)を触媒劣化判定に反映させるために、ステップ414に進む。このステップ414では、前述したステップ406,407で算出した所定時間kdly毎の触媒流入ガス成分量GASin、触媒流出ガス成分量GASoutを次式により積算する。   By the processing in steps 411 to 413 described above, (1) klmin <A / Flocs <klmax, (2) kamin <INamount <kamax, (3) the fuel cut is not in progress or a predetermined time kfcret has elapsed after the fuel cut is restored. In order to reflect the catalyst inflow / outflow gas component amount (integrated value) within the predetermined time kdly in the catalyst deterioration determination only when all of the following conditions are satisfied, that is, when the air-fuel ratio can be detected correctly, step 414 is performed. Proceed to In step 414, the catalyst inflow gas component amount GASin and the catalyst outflow gas component amount GASout for each predetermined time kdly calculated in steps 406 and 407 described above are integrated according to the following equations.

TGASin(n)=TGASin(n−1)+GASin(n)
TGASout(n)=TGASout(n−1)+GASout(n)
TGASin(n):今回までの触媒流入ガス成分量GASinの積算値
TGASin(n−1):前回までの触媒流入ガス成分量GASinの積算値
TGASout(n):今回までの触媒流出ガス成分量GASoutの積算値
TGASout(n−1):前回までの触媒流出ガス成分量GASoutの積算値
この後、ステップ415に進み、触媒劣化判定に反映させる回数をカウントする触媒劣化判定カウンタをインクリメントする。次のステップ416で、所定時間kdlyを計測するタイムカウンタ1、触媒流入ガス成分量GASin及び触媒流出ガス成分量GASoutを共に0にして、ステップ417に進む。上述したステップ411〜413のいずれか1つでも「No」と判定されれば、ステップ414〜416の処理を飛び越してステップ417に進む。
TGASin (n) = TGASin (n-1) + GASin (n)
TGASout (n) = TGASout (n-1) + GASout (n)
TGASin (n): integrated value of catalyst inflow gas component amount GASin up to this time TGASin (n-1): integrated value of catalyst inflow gas component amount GASin up to the previous time TGASout (n): catalyst outflow gas component amount GASout up to this time TGASout (n-1): Integrated value of the catalyst outflow gas component amount GASout up to the previous time After this, the routine proceeds to step 415, where the catalyst deterioration determination counter that counts the number of times reflected in the catalyst deterioration determination is incremented. In the next step 416, the time counter 1 for measuring the predetermined time kdly, the catalyst inflow gas component amount GASin and the catalyst outflow gas component amount GASout are both set to 0, and the process proceeds to step 417. If any one of the above-described steps 411 to 413 is determined as “No”, the processing of steps 414 to 416 is skipped and the process proceeds to step 417.

このステップ417では、触媒劣化判定演算終了条件が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒劣化判定演算終了条件が成立しているか否かは、図20に示す触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンによって次の手順で判定される。まず、ステップ521で、触媒温度TCATが所定温度(例えば550℃)を越えたか否かを判定し、越えていなければ、ステップ526に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定する。   In this step 417, it is determined whether or not a catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied. Here, whether or not the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied is determined by the following procedure by the catalyst deterioration determination calculation end condition determination routine shown in FIG. First, in step 521, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT exceeds a predetermined temperature (for example, 550 ° C.). If not, the process proceeds to step 526, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation end condition is not satisfied.

触媒温度TCATが所定温度(例えば550℃)を越えた時点で、ステップ521からステップ522に進み、触媒劣化判定に反映する回数をカウントする触媒劣化判定カウンタが所定値kcatcountを越えたか否かを判定し、越えていなければ、ステップ525に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアしてステップ526に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定する。   When the catalyst temperature TCAT exceeds a predetermined temperature (for example, 550 ° C.), the process proceeds from step 521 to step 522 to determine whether or not the catalyst deterioration determination counter that counts the number of times reflected in the catalyst deterioration determination exceeds a predetermined value kcatcount. If not, the process proceeds to step 525, where the catalyst deterioration determination counter is cleared and the process proceeds to step 526, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation end condition is not satisfied.

触媒劣化判定カウンタが所定値kcatcountを越えた時点で、ステップ522からステップ523に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ524に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立していると判定する。   When the catalyst deterioration determination counter exceeds the predetermined value kcatcount, the process proceeds from step 522 to step 523, the catalyst deterioration determination counter is cleared, the process proceeds to step 524, and it is determined that the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied. .

以上のようにして、図20の触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンによって触媒劣化判定演算終了条件の成立/不成立を判定し、不成立の場合には、図17のステップ418以降の触媒劣化検出処理を行わずに、触媒劣化検出ルーチンを終了する。   As described above, the catalyst deterioration determination calculation end condition determination routine of FIG. 20 determines whether or not the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied. If not, the catalyst deterioration detection process from step 418 onward in FIG. Without performing this, the catalyst deterioration detection routine is terminated.

そして、触媒劣化判定演算終了条件が成立していれば、ステップ418に進み、前述したステップ414で算出した触媒流入ガス成分量積算値TGASinと触媒流出ガス成分量積算値TGASoutとを用いて、触媒劣化指標値JUDGEを次式により演算する。   If the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied, the process proceeds to step 418, where the catalyst inflow gas component amount integrated value TGASin and the catalyst outflow gas component amount integrated value TGASout calculated in step 414 described above are used. The deterioration index value JUDGE is calculated by the following equation.

JUDGE=TGASout/TGASin
この触媒劣化指標値JUDGEは、触媒温度が150℃から550℃までの間の触媒反応に寄与する触媒流出ガス成分量積算値TGASoutと触媒流入ガス成分量積算値TGASinとの比であり、触媒27で浄化されなかった割合(非浄化率)に相当する。従って、この触媒劣化指標値JUDGEが大きくなるほど、触媒劣化が進んでいることを意味する。
JUDGE = TGASout / TGASin
The catalyst deterioration index value JUDGE is a ratio of the catalyst outflow gas component amount integrated value TGASout and the catalyst inflow gas component amount integrated value TGASin that contributes to the catalyst reaction between the catalyst temperature of 150 ° C. and 550 ° C. This is equivalent to the ratio of non-purification (non-purification rate). Therefore, as the catalyst deterioration index value JUDGE increases, it means that the catalyst deterioration has progressed.

そこで、次のステップ419では、触媒劣化指標値JUDGEを所定の劣化判定値kjudgeと比較し、JUDGE>kjudgeであれば、触媒劣化と判定し(ステップ420)、JUDGE≦kjudgeであれば、正常(触媒劣化無し)と判定する(ステップ421)。これらステップ418〜420の処理が特許請求の範囲でいう触媒劣化検出手段としての役割を果たす。   Therefore, in the next step 419, the catalyst deterioration index value JUDGE is compared with a predetermined deterioration determination value kjudge. If JUDGE> kjudge, it is determined that the catalyst has deteriorated (step 420). If JUDGE ≦ kjudge, normal ( It is determined that there is no catalyst deterioration (step 421). The processing in these steps 418 to 420 serves as catalyst deterioration detection means in the claims.

実施形態(2)
図23及び図25に示す実施形態(2)は、上記実施形態(1)の一部の処理を変更したものである。上記実施形態(1)では、触媒流出ガス成分量積算値TGASoutと触媒流入ガス成分量積算値TGASinは、触媒反応に寄与するリッチ成分(HC,CO,H2等の還元性成分)とリーン成分(NOx,O2等の酸化性成分)の双方を合計するようにしたが、リッチ成分とリーン成分のいずれか一方のみを積算して触媒流出ガス成分量積算値TGASoutと触媒流入ガス成分量積算値TGASinを求め、触媒劣化判定を行うようにしても良い。
<< Embodiment (2) >>
The embodiment (2) shown in FIGS. 23 and 25 is obtained by changing a part of the processing of the embodiment (1) . In the above embodiment (1) , the catalyst outflow gas component amount integrated value TGASout and the catalyst inflow gas component amount integrated value TGASin are the rich component (reducing component such as HC, CO, H2, etc.) and lean component ( Both of the rich components and lean components are integrated to add the catalyst outflow gas component amount integrated value TGASout and the catalyst inflow gas component amount integrated value TGASin. And the catalyst deterioration determination may be performed.

この実施形態(2)では、触媒27のHC浄化率の劣化度合を判定するためにリッチ成分のみを積算し、触媒流出リッチガス成分量積算値TGASoutと触媒流入リッチガス成分量積算値TGASinを求め、触媒劣化判定を行う。 In this embodiment (2) , in order to determine the degree of deterioration of the HC purification rate of the catalyst 27, only rich components are integrated, and a catalyst outflow rich gas component amount integrated value TGASout and a catalyst inflow rich gas component amount integrated value TGASin are obtained. Perform deterioration judgment.

この触媒劣化判定は、図23に示す触媒劣化検出ルーチンにより行われる。前記実施形態(1)の図16及び図17に示す触媒劣化検出ルーチンの処理と異なる部分は、図23に一点鎖線で囲むステップ403a〜403iの処理のみであり、他の処理は前記実施形態(1)と同じである。 This catalyst deterioration determination is performed by a catalyst deterioration detection routine shown in FIG. The processing portion different catalyst deterioration detection routine shown in FIGS. 16 and 17 of Embodiment (1) is only the processing of step 403a~403i surrounding 23 by a one-dot chain line, the other processes the embodiment ( Same as 1) .

図23に示す触媒劣化検出ルーチンでは、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時にタイムカウンタ1をインクリメントし(ステップ401,402)、続くステップ403aで、VOX2>krichであるか否かによってリッチ側の触媒飽和判定を行う。前記実施形態(1)では、リッチ側/リーン側の双方の触媒飽和判定を行ったが、この実施形態(2)では、リッチ成分のみを積算するため、リッチ側のみの触媒飽和判定を行う。もし、触媒飽和でなければ(VOX2≦krich)、ステップ403eに進み、触媒飽和補正量VSATUを0として、ステップ304fに進む。 In the catalyst deterioration detection routine shown in FIG. 23, the time counter 1 is incremented when the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied (steps 401 and 402), and in the subsequent step 403a, the rich side is determined depending on whether or not VOX2> krich. Perform catalyst saturation determination. In the embodiment (1) , both the rich side / lean side catalyst saturation determination is performed, but in this embodiment (2) , only the rich component is integrated, and therefore, the rich side only catalyst saturation determination is performed. If the catalyst is not saturated (VOX2 ≦ krich), the process proceeds to step 403e, the catalyst saturation correction amount VSATU is set to 0, and the process proceeds to step 304f.

これに対し、触媒飽和の場合(VOX2>krich)には、ステップ403bに進み、目標空燃比と上流側空燃比センサ28の出力値(実空燃比)との偏差ΔA/F(=目標空燃比−上流側空燃比センサ28の出力値)が負の値であるか否か、つまり目標空燃比よりリッチであるか否かを判定し、ΔA/F≧0(リーン)の場合には、ステップ403cに進み、ΔA/F=0とし、触媒流入ガス成分量GASinの演算にはΔA/Fを反映させない。これにより、ΔA/F<0(リッチ)の場合のみ、ΔA/Fを触媒流入ガス成分量GASinの演算に反映させる。このステップ403b,403cの処理が特許請求の範囲でいう第1のキャンセル手段としての役割を果たす。   On the other hand, if the catalyst is saturated (VOX2> krich), the process proceeds to step 403b, and the deviation ΔA / F (= target air-fuel ratio) between the target air-fuel ratio and the output value (actual air-fuel ratio) of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is reached. It is determined whether or not the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 is a negative value, that is, whether or not it is richer than the target air-fuel ratio, and if ΔA / F ≧ 0 (lean), step Proceeding to 403c, ΔA / F = 0, and ΔA / F is not reflected in the calculation of the catalyst inflow gas component amount GASin. Thus, only when ΔA / F <0 (rich), ΔA / F is reflected in the calculation of the catalyst inflow gas component amount GASin. The processing of these steps 403b and 403c serves as a first canceling means in the claims.

そして、次のステップ403dでは、下流側酸素センサ29の出力変化量から検出できない触媒流出ガス成分量(触媒飽和補正量)VSATUを次式により算出する。   In the next step 403d, the catalyst outflow gas component amount (catalyst saturation correction amount) VSATU that cannot be detected from the output change amount of the downstream oxygen sensor 29 is calculated by the following equation.

VSATU=|ΔA/F|×Q×k
ここで、Qはシリンダ流入空気量、kは上流側空燃比センサ28の出力値と下流側酸素センサ29の出力値との変換係数である。ΔA/F≧0(リーン)の場合には、ステップ403cでΔA/F=0とセットされるため、この触媒飽和補正量VSATUは0となる。従って、ΔA/F<0(リッチ)の場合のみ、触媒飽和補正量VSATU≠0となる。
VSATU = | ΔA / F | × Q × k
Here, Q is the cylinder inflow air amount, and k is a conversion coefficient between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 28 and the output value of the downstream oxygen sensor 29. If ΔA / F ≧ 0 (lean), ΔA / F = 0 is set in step 403c, so this catalyst saturation correction amount VSATU becomes zero. Therefore, the catalyst saturation correction amount VSATU ≠ 0 only when ΔA / F <0 (rich).

以上のようにして設定される触媒飽和補正量VSATUの一例が図24に示されている。この図24からも明らかなように、触媒飽和補正量VSATU≠0となる条件は、VOX2>krich且つΔA/F<0の場合のみであり、この条件を満たさない場合には、触媒飽和補正量VSATU=0となる。   An example of the catalyst saturation correction amount VSATU set as described above is shown in FIG. As is apparent from FIG. 24, the condition for the catalyst saturation correction amount VSATU ≠ 0 is only when VOX2> krich and ΔA / F <0. When this condition is not satisfied, the catalyst saturation correction amount VSATU = 0.

上記ステップ403d又は403eで触媒飽和補正量VSATUを設定した後、ステップ403fに進み、再度、ΔA/F<0(リッチ)であるか否かを判定し、ΔA/F≧0(リーン)の場合には、ステップ403gに進み、ΔA/F=0として、ステップ403hに進むが、ΔA/F<0(リッチ)の場合には、そのままステップ403hに進む。このステップ403hでは、下流側酸素センサ29の出力電圧変化量dVが正の値か否か、つまり触媒流出ガスがリッチ方向に変化しているか否かを判定し、dV≦0(リーン方向に変化)の場合には、ステップ403iに進み、dV=0にセットして、触媒流出ガス成分量GASoutの演算にはdVを反映させない。dV>0(リッチ方向に変化)の場合のみ、dVを触媒流出ガス成分量GASoutの演算に反映させる。このステップ403h,403iの処理が特許請求の範囲でいう第2のキャンセル手段としての役割を果たす。   After setting the catalyst saturation correction amount VSATU in step 403d or 403e, the process proceeds to step 403f to determine again whether or not ΔA / F <0 (rich). If ΔA / F ≧ 0 (lean) In step 403g, ΔA / F = 0 is set, and the process proceeds to step 403h. If ΔA / F <0 (rich), the process proceeds to step 403h. In step 403h, it is determined whether the output voltage change amount dV of the downstream oxygen sensor 29 is a positive value, that is, whether the catalyst outflow gas is changing in the rich direction, and dV ≦ 0 (change in the lean direction). ), The process proceeds to step 403i, dV = 0 is set, and dV is not reflected in the calculation of the catalyst outflow gas component amount GASout. Only when dV> 0 (change in the rich direction), dV is reflected in the calculation of the catalyst outflow gas component amount GASout. The processing in steps 403h and 403i serves as second canceling means in the claims.

以上の処理を行った後、ステップ406に進む。これ以降の処理は、前記実施形態(1)と同じである。従って、図23の処理を終了すると、図17の処理を実行する。尚、この実施形態(2)においても、前記実施形態(1)で用いられた図18(又は図19)の触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンと図20の触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンを実行する。また、エンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシステムに適用する場合には、図13の触媒温度推定ルーチンによってエンジン始動時の触媒温度を推定する。 After performing the above processing, the process proceeds to step 406. The subsequent processing is the same as in the embodiment (1) . Therefore, when the process of FIG. 23 is completed, the process of FIG. 17 is executed. Also in this embodiment (2), the catalyst deterioration determining calculation start condition determining routine and the catalyst deterioration determining calculation ending condition determining routine of FIG. 20 in FIG. 18 used in the embodiment (1) (or FIG. 19) Execute. Further, when applied to a system having a timer for measuring the elapsed time after the engine is stopped, the catalyst temperature at the time of engine start is estimated by the catalyst temperature estimation routine of FIG.

この実施形態(2)では、触媒反応に寄与するガス成分のうち、リッチ成分のみを積算し、触媒流出リッチガス成分量積算値TGASoutと触媒流入リッチガス成分量積算値TGASinを求め、リッチガス成分の非浄化率(触媒劣化指標値JUDGE=TGASout/TGASin)から触媒劣化判定を行う。これにより、触媒27のHC浄化率の劣化度合を判定することができる。 In this embodiment (2) , only rich components out of the gas components contributing to the catalytic reaction are integrated, and the catalyst outflow rich gas component amount integrated value TGASout and the catalyst inflow rich gas component amount integrated value TGASin are obtained, and the rich gas component is not purified. The catalyst deterioration is determined from the rate (catalyst deterioration index value JUDGE = TGASout / TGASin). Thereby, the degree of deterioration of the HC purification rate of the catalyst 27 can be determined.

尚、この実施形態(2)では、リッチ成分のみを積算したが、これとは反対に、リーン成分のみを積算し、リーンガス成分の非浄化率から触媒劣化判定を行うようにしても良い。 In this embodiment (2) , only the rich component is integrated, but on the contrary, only the lean component may be integrated and the catalyst deterioration determination may be made from the non-purification rate of the lean gas component.

実施形態(3)
触媒27が劣化するほど、下流側酸素センサ29の出力値VOX2がストイキから外れる頻度が多くなる。ストイキから外れると、下流側酸素センサ29の出力変化量によって触媒流出ガス成分量を検出できないので、上記実施形態(1),(2)では、図16のステップ403、図23のステップ403aで、触媒飽和判定により下流側酸素センサ29の出力値VOX2がストイキから外れたか否かを判定し、ストイキから外れた時に、上流側空燃比センサ28の出力値と目標空燃比との偏差に応じて触媒飽和補正量VSATUを算出し、この触媒飽和補正量VSATUによって触媒流出ガス成分量GASoutを補正することで、触媒流出ガス成分量GASoutの演算精度を向上させるようにしている。このようにすれば、HCの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出することができる。
<< Embodiment (3) >>
As the catalyst 27 deteriorates, the frequency at which the output value VOX2 of the downstream oxygen sensor 29 deviates from the stoichiometry increases. Since the catalyst outflow gas component amount cannot be detected by the output change amount of the downstream oxygen sensor 29 if it is out of the stoichiometry, in the above embodiments (1) and (2) , in step 403 in FIG. 16 and step 403a in FIG. It is determined whether or not the output value VOX2 of the downstream oxygen sensor 29 has deviated from the stoichiometry by the catalyst saturation determination. The calculation accuracy of the catalyst outflow gas component amount GASout is improved by calculating the saturation correction amount VSATU and correcting the catalyst outflow gas component amount GASout by the catalyst saturation correction amount VSATU. By doing so, it is possible to detect catalyst deterioration even after the catalyst is fully activated, in which the difference in the HC purification rate between the new catalyst and the deteriorated catalyst becomes small.

そこで、この実施形態(3)では、触媒劣化判定演算開始/終了条件を図25と図26に示す条件判定ルーチンによって判定することで、触媒27が完全活性した後に触媒劣化判定を行う。以下、この処理について説明する。 Therefore, in this embodiment (3) , the catalyst deterioration determination is performed after the catalyst 27 is fully activated by determining the catalyst deterioration determination calculation start / end conditions by the condition determination routines shown in FIGS. Hereinafter, this process will be described.

図25に示す触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンでは、まずステップ601で、冷却水温THWがエンジン完全暖機完了時の水温(例えば80℃)を越えたか否かで、触媒27が完全活性したか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ602に進み、上流側空燃比センサ28が完全に活性化した後(空燃比フィードバックを開始した後)、所定時間kactiveが経過したか否かを判定し、「Yes」であれば、ステップ603に進み、触媒劣化判定演算開始条件が成立していると判定する。ここで、完全活性後の所定時間kactiveの経過を必要とする理由は、再始動時において、水温が高い状態(上流側空燃比センサ28が完全に活性化した状態)でも、空燃比フィードバックが安定していない状態で触媒劣化判定演算を開始しないようにするためである。   In the catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine shown in FIG. 25, first, in step 601, whether or not the catalyst 27 has been fully activated depending on whether or not the cooling water temperature THW has exceeded the water temperature (for example, 80 ° C.) when the engine is completely warmed up. If “Yes”, the process proceeds to step 602, and whether or not the predetermined time kactive has elapsed after the upstream air-fuel ratio sensor 28 is completely activated (after the air-fuel ratio feedback is started). If “Yes”, the process proceeds to step 603 to determine that the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied. Here, the reason why the predetermined time kactive after the full activation is required is that the air-fuel ratio feedback is stable even when the water temperature is high (the upstream air-fuel ratio sensor 28 is fully activated) at the time of restart. This is to prevent the catalyst deterioration determination calculation from being started in a state where it is not.

この場合、上流側空燃比センサ28の完全活性後(空燃比フィードバック開始後)、所定時間kactiveが経過したか否かで空燃比フィードバックが安定しているか否かを判断するが、これに代えて、空燃比フィードバック開始後、上流側空燃比センサ28の出力が目標空燃比を横切ったか否かで、空燃比フィードバックが安定したか否かを判断し、空燃比フィードバックが開始されてから上流側空燃比センサ28の出力が最初に目標空燃比を横切るまで、触媒劣化判定演算を禁止するようにしても良い。   In this case, after the upstream side air-fuel ratio sensor 28 is fully activated (after the start of air-fuel ratio feedback), it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback is stable depending on whether or not the predetermined time kactive has elapsed. After the start of air-fuel ratio feedback, it is determined whether the air-fuel ratio feedback is stable based on whether the output of the upstream air-fuel ratio sensor 28 has crossed the target air-fuel ratio. The catalyst deterioration determination calculation may be prohibited until the output of the fuel ratio sensor 28 first crosses the target air fuel ratio.

以上説明したステップ601〜603の処理により、触媒劣化判定演算開始条件が成立した時には、図16又は図23の触媒劣化検出ルーチンのステップ402以降の処理が実行される。   When the catalyst deterioration determination calculation start condition is satisfied by the processing of steps 601 to 603 described above, the processing after step 402 of the catalyst deterioration detection routine of FIG. 16 or FIG. 23 is executed.

これに対し、ステップ601と602のいずれかで「No」と判定されれば、ステップ604に進み、触媒劣化判定演算開始条件が不成立と判定し、触媒劣化判定演算を禁止する。   On the other hand, if “No” is determined in either step 601 or 602, the process proceeds to step 604, where it is determined that the catalyst deterioration determination calculation start condition is not satisfied, and the catalyst deterioration determination calculation is prohibited.

また、図26に示す触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンでは、まずステップ611で、触媒劣化判定に反映する回数をカウントする触媒劣化判定カウンタが所定値kcatcount2に達したか否かを判定し、達してなければ、ステップ614に進み、触媒劣化判定演算終了条件が不成立と判定する。   In the catalyst deterioration determination calculation end condition determination routine shown in FIG. 26, first, in step 611, it is determined whether or not the catalyst deterioration determination counter that counts the number of times reflected in the catalyst deterioration determination has reached a predetermined value kcatcount2. If not, the process proceeds to step 614, and it is determined that the catalyst deterioration determination calculation end condition is not satisfied.

そして、触媒劣化判定カウンタが所定値kcatcount2に達した時点で、ステップ611からステップ612に進み、触媒劣化判定カウンタをクリアして、ステップ613に進み、触媒劣化判定演算終了条件が成立していると判定する。触媒劣化判定演算終了条件が成立した時には、図17のステップ418の以降処理を実行し、触媒劣化指標値JUDGE(=TGASout/TGASin)を算出し、この触媒劣化指標値JUDGEを所定の劣化判定値kjudgeと比較し、JUDGE>kjudgeであれば、触媒劣化と判定し、JUDGE≦kjudgeであれば、正常(触媒劣化無し)と判定する。尚、劣化判定値kjudgeは、触媒活性途中で劣化判定する実施形態(1),(2)の場合よりも小さな値とする。これにより、HCの浄化率が新品触媒と劣化触媒とで差が小さくなる触媒完全活性後においても触媒劣化を検出することができる。 When the catalyst deterioration determination counter reaches the predetermined value kcatcount2, the process proceeds from step 611 to step 612, the catalyst deterioration determination counter is cleared, the process proceeds to step 613, and the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied. judge. When the catalyst deterioration determination calculation end condition is satisfied, the processing after step 418 in FIG. 17 is executed to calculate the catalyst deterioration index value JUDGE (= TGASout / TGASin), and this catalyst deterioration index value JUDGE is set to a predetermined deterioration determination value. Compared with kjudge, if JUDGE> kjudge, it is determined that the catalyst is deteriorated, and if JUDGE ≦ kjudge, it is determined that the catalyst is normal (no catalyst deterioration). The deterioration determination value kjudge is set to a smaller value than in the embodiments (1) and (2) where deterioration is determined during the catalyst activity. As a result, catalyst deterioration can be detected even after the catalyst is fully activated in which the difference in the HC purification rate between the new catalyst and the deteriorated catalyst is small.

本発明の参考例(1)におけるエンジン制御システム全体の概略構成図Schematic configuration diagram of the entire engine control system in Reference Example (1) of the present invention 触媒劣化検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートFlowchart showing the process flow of the catalyst deterioration detection routine 触媒温度推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートFlow chart showing the process flow of the catalyst temperature estimation routine エンジン回転数Neと吸気流量Qとから排気温度TEXを推定するマップを概念的に示す図The figure which shows notionally the map which estimates exhaust temperature TEX from engine speed Ne and the intake air flow rate Q 燃料カット開始時の触媒温度TCATと排気温度TEXとの関係を規定するデータテーブルを示す図The figure which shows the data table which prescribes | regulates the relationship between the catalyst temperature TCAT at the time of a fuel cut start, and exhaust gas temperature TEX 吸気流量Qと係数K1,K2との関係を規定するデータテーブルを示す図The figure which shows the data table which prescribes | regulates the relationship between the intake air flow rate Q and the coefficient K1, K2. 浄化ガス成分量を反映するデータΣV(下流側酸素センサの出力電圧変動の軌跡)の算出方法を説明する図The figure explaining the calculation method of the data (SIGMA) V (trajectory of the output voltage fluctuation | variation of a downstream oxygen sensor) reflecting the amount of purification gas components 触媒流入ガス成分変動を数値化したデータΣΔA/FQの算出方法を説明する図The figure explaining the calculation method of data (SIGMA) deltaA / FQ which digitized the catalyst inflow gas component fluctuation | variation 浄化ガス成分量を反映するデータΣVと触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Qとの関係を実測した図The figure which measured the relationship between the data ΣV reflecting the amount of the purified gas component and the data ΣΔA / F · Q of the catalyst inflow gas component fluctuation 触媒流入ガス成分変動のデータΣΔA/F・Qと劣化判定値との関係を規定するデータテーブルを示す図The figure which shows the data table which prescribes | regulates the relationship between the data ΣΔA / F · Q of the catalyst inflow gas component fluctuation and the deterioration judgment value 本発明の参考例(2)における触媒劣化検出方法を説明する図The figure explaining the catalyst deterioration detection method in the reference example (2) of this invention 新品触媒と劣化触媒について冷間始動後のH C浄化率の経時的変化の一例を示す図The figure which shows an example of a time-dependent change of the HC purification rate after a cold start about a new catalyst and a deterioration catalyst 本発明の参考例(3)における触媒温度推定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of the catalyst temperature estimation routine in the reference example (3) of this invention. 外気温度25℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャートTime chart showing an example of the behavior of catalyst temperature and cooling water temperature after engine stop when the outside air temperature is 25 ° C 外気温度15℃の場合のエンジン停止後の触媒温度と冷却水温の挙動の一例を示すタイムチャートTime chart showing an example of the behavior of catalyst temperature and cooling water temperature after engine stop when the outside air temperature is 15 ° C 本発明の実施形態(1)における触媒劣化検出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the process of the first half of the catalyst deterioration detection routine in Embodiment (1) of this invention. 図16の触媒劣化検出ルーチンの後半部の処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the process of the second half part of the catalyst deterioration detection routine of FIG. 触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが無いシステムで用いられる触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートA flowchart showing the flow of processing of a catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine used in a system without a catalyst temperature sensor or a timer for measuring an elapsed time after engine stop. 触媒温度センサ又はエンジン停止後の経過時間を計測するタイマが有るシステムで用いられる触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートA flowchart showing the flow of processing of a catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine used in a system having a catalyst temperature sensor or a timer for measuring an elapsed time after engine stop. 触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of a catalyst deterioration determination calculation end condition determination routine 下流側酸素センサの静特性を示す図The figure which shows the static characteristic of the downstream oxygen sensor 本発明の実施形態(1)における上流側空燃比センサの出力値、触媒飽和補正量VSATU及び下流側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャートTime chart for explaining the relationship among the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the catalyst saturation correction amount VSATU, and the output value of the downstream oxygen sensor in the embodiment (1) of the present invention 本発明の実施形態(2)における触媒劣化検出ルーチンの前半部の処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the process of the first half of the catalyst deterioration detection routine in Embodiment (2) of this invention. 本発明の実施形態(2)における上流側空燃比センサの出力値、触媒飽和補正量VSATU及び下流側酸素センサの出力値との関係を説明するタイムチャートTime chart explaining the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the catalyst saturation correction amount VSATU, and the output value of the downstream oxygen sensor in the embodiment (2) of the present invention 本発明の実施形態(3)における触媒劣化判定演算開始条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of the catalyst deterioration determination calculation start condition determination routine in Embodiment (3) of this invention. 触媒劣化判定演算終了条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of a process of a catalyst deterioration determination calculation end condition determination routine

符号の説明Explanation of symbols

10…エアフローメータ、11…エンジン(内燃機関)、14…吸気温度センサ、
17…吸気管圧力センサ、24…クランク角センサ、26…排気管、27…触媒、
28…上流側空燃比センサ、29…下流側酸素センサ、30…電子制御回路(演算手段,触媒劣化検出手段,飽和判定手段,第1の演算手段,第2の演算手段,飽和補正手段,第1のキャンセル手段,第2のキャンセル手段,第1の積算手段,第2の積算手段)、
37…警告ランプ、38…水温センサ、39…下流側酸素センサのヒータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Air flow meter, 11 ... Engine (internal combustion engine), 14 ... Intake air temperature sensor,
17 ... Intake pipe pressure sensor, 24 ... Crank angle sensor, 26 ... Exhaust pipe, 27 ... Catalyst,
28 ... upstream air-fuel ratio sensor, 29 ... downstream oxygen sensor, 30 ... electronic control circuit (calculation means, catalyst deterioration detection means, saturation determination means, first calculation means, second calculation means, saturation correction means, first 1 canceling means, second canceling means, first integrating means, second integrating means),
37 ... warning lamp, 38 ... water temperature sensor, 39 ... heater for downstream oxygen sensor.

Claims (3)

排出ガス浄化用の触媒の上流側に空燃比センサ、下流側に酸素センサを設置したシステムにおいて、
前記下流側酸素センサの出力に基づいて前記触媒の飽和を判定する飽和判定手段と、
前記上流側空燃比センサの出力波形と目標空燃比とで囲まれる部分の面積を算出して触媒流入ガス成分量を求める第1の演算手段と、
前記下流側酸素センサの出力変化量を積算して触媒流出ガス成分量を求める第2の演算手段と、
前記飽和判定手段により前記触媒の飽和を判定した時に前記第2の演算手段による触媒流出ガス成分量を前記上流側空燃比センサの出力に基づいて補正する飽和補正手段と、
前記飽和補正手段により補正した触媒流出ガス成分量と前記第1の演算手段により求めた触媒流入ガス成分量とに基づいて前記触媒の劣化を検出する触媒劣化検出手段とを備えていることを特徴とする排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。
In a system in which an air-fuel ratio sensor is installed upstream of the exhaust gas purification catalyst and an oxygen sensor is installed downstream,
Saturation determination means for determining saturation of the catalyst based on the output of the downstream oxygen sensor;
First calculating means for calculating an area of a portion surrounded by an output waveform of the upstream air-fuel ratio sensor and a target air-fuel ratio to obtain a catalyst inflow gas component amount;
A second computing means for integrating the output change amount of the downstream oxygen sensor to obtain the catalyst outflow gas component amount;
Saturation correction means for correcting the catalyst outflow gas component amount by the second calculation means based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor when the saturation determination means determines the saturation of the catalyst;
And a catalyst deterioration detecting means for detecting deterioration of the catalyst based on the catalyst outflow gas component amount corrected by the saturation correction means and the catalyst inflow gas component amount determined by the first calculation means. A catalyst deterioration detection device for purifying exhaust gas.
前記第1の演算手段により前記面積を積算する際に目標空燃比よりリーン側/リッチ側のいずれか一方側の面積をキャンセルする第1のキャンセル手段と、
前記第2の演算手段により前記下流側酸素センサの出力変化量を積算する際に該下流側酸素センサの出力変化方向が前記第1のキャンセル手段によりキャンセルされる面積と同じ側に向かっている時にその方向への出力変化量をキャンセルする第2のキャンセル手段とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。
First canceling means for canceling the area on either the lean side or the rich side from the target air-fuel ratio when integrating the area by the first calculating means;
When the output change amount of the downstream oxygen sensor is accumulated by the second calculation means when the output change direction of the downstream oxygen sensor is directed to the same side as the area canceled by the first cancellation means 2. The exhaust gas purifying catalyst deterioration detecting device according to claim 1, further comprising: a second canceling unit that cancels an output change amount in the direction.
燃料カット中及び燃料カット復帰から所定期間が経過するまでは触媒劣化検出処理を禁止する手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の排出ガス浄化用触媒劣化検出装置。 3. The exhaust gas purifying catalyst deterioration detecting device according to claim 1, further comprising means for prohibiting the catalyst deterioration detecting process during the fuel cut and until a predetermined period of time has elapsed since the fuel cut was recovered.
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